特許 6302679 撮像装置、撮像方法、フォーカス制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6302679

(24)【登録日】2018年3月9日

(45)【発行日】2018年3月28日

(54)【発明の名称】撮像装置、撮像方法、フォーカス制御装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/28 20060101AFI20180319BHJP

   G02B 7/36 20060101ALI20180319BHJP

   G03B 13/36 20060101ALI20180319BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20180319BHJP

【ＦＩ】

   G02B7/28 N

   G02B7/36

   G03B13/36

   H04N5/232 120

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-7424(P2014-7424)

(22)【出願日】2014年1月20日

(65)【公開番号】特開2015-135446(P2015-135446A)

(43)【公開日】2015年7月27日

【審査請求日】2016年2月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000153443

【氏名又は名称】株式会社 日立産業制御ソリューションズ

(74)【代理人】

【識別番号】100098660

【弁理士】

【氏名又は名称】戸田 裕二

(72)【発明者】

【氏名】梅澤 伊織

(72)【発明者】

【氏名】西口 友明

【審査官】 登丸 久寿

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１６９９９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１２８３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２３２９８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１０７３２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ７／２８

Ｇ０２Ｂ ７／３６

Ｇ０３Ｂ １３／３６

Ｈ０４Ｎ ５／２３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

映像信号のコントラスト信号に基づいてオートフォーカス制御を行う撮像装置において、
前記オートフォーカス制御によって一度合焦状態が得られ前記オートフォーカス制御の動作が停止した時点で生成したコントラスト信号の値と、現在のコントラスト信号の値との差分の絶対値が、予め設定された第一の閾値以上になるか否かの判定した後に、
前記絶対値が前記第一の閾値以上であった場合に、前記絶対値が、前記第一の閾値よりも大きい値であり時間経過とともに減少するように設定される第二の閾値以上となるか否かの判定し、
前記絶対値が前記第二の閾値以上であった場合に前記オートフォーカス制御を再起動する撮像装置。

【請求項2】

請求項１に記載の撮像装置において、
前記第一の閾値以上になるか否かの判定又は前記第二の閾値以上となるか否かの判定においては、前記コントラスト信号に代えて輝度強度に基づいて行うことを特徴とする撮像装置。

【請求項3】

映像信号のコントラスト信号に基づいてオートフォーカス制御を行う撮像方法において、
前記オートフォーカス制御によって一度合焦状態が得られ前記オートフォーカス制御の動作が停止した時点で生成したコントラスト信号の値と、現在のコントラスト信号の値との差分の絶対値が、予め設定された第一の閾値以上になるか否かの判定した後に、
前記絶対値が前記第一の閾値以上であった場合に、前記絶対値が、前記第一の閾値よりも大きい値であり時間経過とともに減少するように設定される第二の閾値以上となるか否かの判定し、
前記絶対値が前記第二の閾値以上であった場合に前記オートフォーカス制御を再起動する撮像方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、撮像装置、撮像方法、フォーカス制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、監視カメラやＤＶＤ（Digital Versatile Disc）カメラなどの多くの撮像装置には、フォーカスを自動調整するオートフォーカス機能が搭載されている。このようなオートフォーカス機能における合焦方式として、撮影映像のコントラスト信号の振幅が最大値になる位置を合焦状態であるとしてフォーカスの調整を行う、コントラスト方式がある。

【0003】

撮像装置においては、フォーカスレンズをその光軸方向に移動させることによって、撮影映像が非合焦状態又は合焦状態となるが、これに伴ってコントラスト信号の振幅も変化する。よって、基本的なコントラスト方式では、フォーカスレンズをその光軸方向に移動させ、移動前後のコントラスト信号の振幅の大小に基づいて合焦する方向を検出し、その方向にフォーカスレンズを移動させて合焦を行う。

【0004】

ところで、オートフォーカス制御はレンズユニット内のフォーカスレンズを光軸方向に動かすため、不要なオートフォーカス制御を行うことはレンズユニットの過度な消耗につながり、撮像装置の耐久性能を低下させることとなる。

【0005】

例えば、合焦状態であるにも関わらず、カメラ装置の前に被写体が割り込み、瞬時に画面内から消える状況などがある。この様なときでも、被写体変化があったと判定し、オートフォーカス制御を再起動してしまうと、不要なオートフォーカス制御が行われることとなり、撮像装置の耐久性能を低下させることとなる。また、不要な合焦制御を頻繁に行うために、本来の合焦位置からレンズがずれた位置で止まるリスクが増える。さらに、瞬時に画面内に割り込む被写体に応じて、連続でフォーカス制御を行った場合、合焦位置とピントがずれた位置との間をフォーカスレンズが行き来することとなるため、映像が乱れた状態が続く。よって、不要なオートフォーカス再起動による撮像装置の耐久性劣化を防ぎ、鮮明な映像が得られるようにする必要がある。

【0006】

本技術分野の背景技術として、特開２００６−２０８８１８号公報（特許文献１）がある。この公報には、「コントラスト方式によりオートフォーカス制御を行うビデオカメラにおいて、合焦／非合焦状態を検出するための評価値が、合焦状態から、オートフォーカス再起動の目安となる閾値以上変化したことを検出した場合には、先ず、待機時間Twが経過するのを待機する。そして、この待機時間Twを経過した時点において、先に検出した評価値が閾値未満に復帰することなく継続的に維持されていたのであれば、オートフォーカス制御を再起動させる。これにより、ビデオカメラ装置について、評価値が瞬時的に閾値以上変化した場合であっても応答しないように動作させることが可能になる。」と記載されている（要約参照）。下記の特許文献１はこのような非合焦の状態であると判定し、オートフォーカス制御を起動する技術について開示されたものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００６−２０８８１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

前記特許文献１の方法は、一定時間待機し、評価値が一定変化量の内である時にのみ、オートフォーカス制御を起動する構成を有している。しかしながら、オートフォーカス制御の再起動を即座に行う必要がある場合であっても、一定時間待機して再起動の判定を行うので、判定に時間がかかる恐れがある。

【0009】

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、オートフォーカスの制御について、必要以上のオートフォーカス制御の起動を軽減させる撮像装置、撮像方法、およびフォーカス制御装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

かかる課題を解決するため本発明においては、 映像信号のコントラスト信号に基づいてオートフォーカス制御を行う撮像装置において、前記オートフォーカス制御によって一度合焦状態が得られ前記オートフォーカス制御の動作が停止した時点で生成したコントラスト信号の値と、現在のコントラスト信号の値との差分の絶対値が、予め設定された第一の閾値以上になるか否かの判定した後に、前記絶対値が前記第一の閾値以上であった場合に、前記絶対値が、前記第一の閾値よりも大きい値であり時間経過とともに減少するように設定される第二の閾値以上となるか否かの判定し、前記絶対値が前記第二の閾値以上であった場合に前記オートフォーカス制御を再起動する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、オートフォーカスの制御について、必要以上のオートフォーカス制御の起動を軽減させる撮像装置、撮像方法、およびフォーカス制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施形態による撮像装置の全体構成を示すブロック図である。

【図2】本実施形態における検波領域を示す図である。

【図3】時間経過に応じた差分コントラスト信号値ＶＦｄの変化例を示す図である。

【図4】オートフォーカス動作が停止した後、被写体が検波枠の中に入り、その後瞬時に検波枠の外部へと出て行った場合における、時間経過に応じた差分コントラスト信号値ＶＦｄの変化例を示す図である。

【図5】コントラスト信号に大きな変化を伴う被写体変化が起きた場合において、時間経過に応じた差分コントラスト信号値ＶＦｄの変化例を示す図である。

【図6】現在のコントラスト信号ＶＦｎがオートフォーカス評価値VFpより大きい時の本実施形態の時間経過に応じた現在のコントラスト信号ＶＦｎの変化例を示す図である

【図7】現在のコントラスト信号ＶＦｎがオートフォーカス評価値VFpより小さい時の本実施形態の時間経過に応じた現在のコントラスト信号ＶＦｎの変化例を示す図である

【図8】本実施例におけるオートフォーカス制御の再起動処理のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、実施例を図面を用いて説明する。
（１）本実施の形態による撮像装置の構成
図１は、本実施形態による撮像装置１の全体構成を示すブロック図である。

【0014】

撮像装置１において、レンズユニット２は、被写体からの光束の変倍を行なうバリエータレンズ群３、受光光量を調整するための絞り４及びピント調節機能を備えるフォーカスレンズ群５とを備えている。

【0015】

またレンズユニット２には、例えばフォトインタラプタなどから構成されるレンズ原点検出器６及び温度検出器７が設けられている。レンズ原点検出器６は、バリエータレンズ群３及びフォーカスレンズ群５の絶対位置を検出し、検出結果をレンズ絶対位置情報として制御部１８もしくは、撮像装置１と通信を行える外部システムに送信する。また温度検出器７は、レンズユニット２内の温度を検出し、検出結果をレンズユニット内温度情報として、撮像装置１に搭載されている制御部１８もしくは、撮像装置１と通信を行える外部システムに送信する。レンズユニット２は、更に、バリエータレンズ群３、絞り４及びフォーカスレンズ群５をそれぞれ駆動させるモータ２５〜２７を有している。モータ２５〜２７は、それぞれモータドライバ２２〜２４からのモータ制御信号に基づいて駆動することができる。

【0016】

次に、撮像素子８は、被写体の光学像をＣＣＤなどから構成される撮像素子８の受光面に結像する。受光面に結像された被写体の光学像は光電変換され、得られた撮像信号をノイズ除去回路９に出力する。ノイズ除去回路９では、所定のノイズ除去処理が施され、その後、自動利得制御回路（ＡＧＣ：Auto Gain Controller）１０に出力される。そして、映像信号は最適なレベルに増幅され、アナログ／ディジタル変換回路（Ａ／Ｄ）１１に出力されてディジタル変換された後、ディジタル撮像信号としてカメラ信号処理部１２に出力される。

【0017】

カメラ信号処理部１２は、信号変換回路１３、ＡＥ（Auto Exposure）信号生成回路１４、コントラスト信号生成部１５を有している。信号変換回路１３は、アナログ／ディジタル変換回路（Ａ／Ｄ）１１から入力されるディジタル撮像信号に対し、所定の信号処理を施すことにより、ディジタル撮像信号を例えばＮＴＳＣ（National Television Standards Committee）規格やＰＡＬ（Phase Alternating Line）規格等の所定のテレビジョン方式に準拠した標準的なテレビジョン信号に変換して外部に出力する。また、ＡＥ信号生成回路１４では、入力されたテレビジョン信号に基づき、現在の撮影映像の明るさ、レンズユニット２の絞り４の開き具合及び自動利得制御のゲインなどに応じた信号レベルのオートアイリス信号ＡＥを生成し、これを制御部１８に送出する。

【0018】

さらに、カメラ信号処理部１２には、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ回路）１６及び積分器１７からなるコントラスト信号生成部１５が設けられている。ＨＰＦ回路１６は、カットオフ周波数の値を自在に変更でき、任意のカットオフ周波数より小さいコントラスト信号ＶＦを生成し、積分器１７に出力する。積分器１７は、入力されたコントラスト信号ＶＦを積分し、制御部１８に出力する。なお、ＨＰＦ回路１６及び積分器１７からなるコントラスト信号生成部１５は、任意のテレビジョン信号の領域から値を取得することができる。

【0019】

図２は、本実施形態における検波領域を示す図である。

【0020】

コントラスト信号生成部１５は、図２に示すように出力画面２９の略中央領域を検波領域３０としてもよいし、図示していないが出力画面２９に対して複数分割した各領域を検波領域３０としてもよい。

【0021】

図１に戻り、カメラ信号処理部１２は、かかる信号変換処理回路１３により生成されたテレビジョン信号のうちの図２に示す様な検波領域の輝度信号の高周波成分を、ハイパスフィルタ回路１６を介して各々抽出し、これを積分器１７において積分処理することにより、コントラスト信号ＶＦを生成し、制御部１８に送出する。

【0022】

制御部１８は、不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）及び内部メモリ１９等の情報処理資源を備えて構成される。内部メモリ１９には、オートアイリスデータ処理部(ＡＥＰ）２０及びオートフォーカスデータ処理部(ＡＦＰ）２１が備えられている。制御部１８は、オートアイリス信号ＡＥによって現在の撮影映像の明るさを求めるとともに、絞り４の開き具合及び自動利得制御のゲインなどに対する評価値であるオートアイリス評価値を算出する。また、コントラスト信号ＶＦの値であるオートフォーカス評価値を取得する。

【0023】

また制御部１８は、オートアイリス評価値、レンズ原点検出器６からのレンズ絶対位置情報に基づき得られる現在のズーム倍率を表すズーム倍率情報、温度検出器７から与えられるレンズユニット内温度情報、及び内部メモリ１９に格納されているトレースカーブデータと、に基づいて第１及び第２のモータ制御信号を生成し、これらをそれぞれモータドライバ回路２２、２３に出力する。モータドライバ回路２２は、入力された第１のモータ制御信号に基づいて、レンズユニット２のバリエータレンズ群３を光軸方向に移動させるモータ２５を駆動制御する。モータドライバ回路２３は、入力された第２のモータ制御信号に基づいて、レンズユニット２の絞りを駆動する第２のモータ２６を駆動制御する。これによりオートアイリス制御が行なわれる。

【0024】

さらに、制御部１８は、オートアイリス評価値に基づいて、電子シャッタ２８のシャッタ速度を制御することにより、当該撮像素子８の受光面上に結像される被写体の光学像の光量調整を行う。また、オートアイリス評価値に基づいて、自動利得制御回路１０におけるゲイン調整を行なう。

【0025】

さらに、制御部１８は、オートフォーカス評価値に基づいて合焦方向及び合焦位置を検出すると共に、第３のモータ制御信号を生成し、これをモータドライバ回路２４に送出する。モータドライバ回路２４は、第３のモータ制御信号に基づいてレンズユニット２のフォーカスレンズ群５を光軸方向に移動させるモータ２７を駆動制御する。これによりオートフォーカス制御が行なわれ、被写体を撮影する際に合焦させ得る。

【0026】

（２）本実施の形態による撮像方法
図３は、一般的な被写体変化が起きた際の、時間経過に応じた差分コントラスト信号値ＶＦｄの変化例を示している。

【0027】

図３において、差分コントラスト信号値ＶＦｄとは、コントラスト信号をフレームごとに取得し、オートフォーカス制御の動作が停止した時点でのコントラスト信号の値であるコントラスト信号ＶＦｐと、現在のコントラスト信号ＶＦｎとの差分の絶対値（|VFn − VFp|）である。

【0028】

時点ｔ０は、オートフォーカス制御によって一度合焦状態が得られ、オートフォーカス制御の動作が停止された時点である。このオートフォーカス制御の動作が停止した時点でのコントラスト信号の値を、オートフォーカス評価値VFpとして内部メモリ１９に格納する。

【0029】

オートフォーカス制御中において、オートフォーカス制御が停止した時点ｔ０の後に、被写体等が撮像領域に入り込んできた場合には、現在のコントラスト信号ＶＦｎが変化する。図３の時点ｔ０〜ｔ１においては、例えば合焦後に新たな被写体等が入り込むことにより差分コントラスト信号値ＶＦｄが増加したことを示している。

【0030】

本実施例のオートフォーカス制御について、以下説明する。

【0031】

まず、本実施例においては、現在のコントラスト信号ＶＦｎがオートフォーカス評価値VFpに対し一定以上の変化を示したかを判定する。すなわち、オートフォーカス評価値VFｐと現在のコントラスト信号ＶＦｎの差分絶対値である差分コントラスト信号値ＶＦｄが、予め内部メモリ１９に設定された第１の閾値ｔｈ１以上（|VFn − VFp|≧ｔｈ１）になるか否かを判定する。図３においては、時点ｔ１以降において、差分コントラスト信号値VFdが第１の閾値ｔｈ１以上に変化したことを示す。

【0032】

ここで、従来におけるオートフォーカス制御では、時点ｔ１から一定の任意の待機時間を経過するまでの時点において、一定以上のコントラスト信号ＶＦ（または差分コントラスト信号値VFｄ）を維持した場合においてのみ、一定の待機時間経過後にオートフォーカス制御を再起動させる構成を有する。つまり、判定にあたっては、予め定められた一定の待機時間が経過する必要があるので、時間を要することが考えられる。

【0033】

一方、本実施形態においては、第２の閾値ｔｈ２を採用することを特徴とし、時点ｔ１において初期値である第２の閾値の初期値ｔｈ２bを有する。なお、第２の閾値の初期値ｔｈ２bは、時点ｔ１の前後の任意の時間で生成してもよい。そして、第２の閾値の初期値ｔｈ２bは第１の閾値ｔｈ１より大きく、時間経過とともに第２の閾値の初期値ｔｈ２bから減少するものである。ただし、第２の閾値の減算は、第２閾値の最小値ｔｈ２_min以下にはならないよう減算される。時点ｔ１の後は、現在のコントラスト信号ＶＦｎは増加傾向にて変化し、時点ｔ２において差分コントラスト信号値VFd（|VFn − VFp|）が、第２の閾値ｔｈ２以上となった（|VFn − VFp|≧ｔｈ２）ことを示す。この時、オートフォーカス制御を再起動させるとともに、第２の閾値ｔｈ２を第２の閾値の初期値ｔｈ２bへと戻す。なお、差分コントラスト信号値ＶＦｄが第１の閾値ｔｈ１を下回った場合、第２の閾値ｔｈ２を第２の閾値の初期値ｔｈ２bへと戻してもよい。第２の閾値の初期化する時点は、第２の閾値ｔｈ２の減算処理がなされ、第２閾値の最小値ｔｈ２_minに到達した場合、第２の閾値を第２の閾値の初期値ｔｈ２bへと戻すとしてもよく、もしくは、任意の時点でよい。上述のような第２の閾値を採用することによって、本来的に再起動の必要がない、瞬間的な被写体の出力画面への入り込みがあった場合には再起動を行わず、本来的に再起動が必要な場合は、従来よりも短時間で再起動を行うことが可能となる。後述する図４、図５はその効果をより強調して、示した差分コントラスト信号値ＶＦｄの変化例を示す図である。

【0034】

図４は、オートフォーカス動作が停止した後、被写体が検波枠の中に入り、その後瞬時に検波枠の外部へと出て行った場合における、時間経過に応じた差分コントラスト信号値ＶＦｄの変化例を示す図である。

【0035】

図４では、まず、現在のコントラスト信号ＶＦｎがオートフォーカス評価値VFpに対し一定以上の変化を示したかを判定する。すなわち、オートフォーカス評価値VFｐと現在のコントラスト信号ＶＦｎの差分絶対値である差分コントラスト信号値ＶＦｄが、予め内部メモリ１９に設定された第１の閾値ｔｈ１以上（|VFn − VFp|≧ｔｈ１）になるか否かを判定する。図４においては、時点ｔ１以降において、差分コントラスト信号値VFｄが第１の閾値ｔｈ１以上に変化したことを示す。時点ｔ１の後は、現在のコントラスト信号ＶＦｎは増加傾向にて変化するが、差分コントラスト信号値VFd（|VFn − VFp|）が、第２の閾値ｔｈ２以上はならず、第１の閾値ｔｈ１以下となる。よって、オートフォーカス制御を再起動は行わず、時点ｔ２において第２の閾値ｔｈ２を第２の閾値の初期値ｔｈ２bへと戻す。第２の閾値の初期化する時点は、前記のように差分コントラスト信号値ＶＦｄが第１の閾値ｔｈ１を下回った場合と定めているが、第２の閾値ｔｈ２の減算処理がなされ、第２閾値の最小値ｔｈ２_minに到達した場合、第２の閾値を第２の閾値の初期値ｔｈ２bへと戻すとしてもよく、もしくは、任意の時点でよい。

【0036】

上記図４の例では、本実施形態の手法を用いると、差分コントラスト信号値ＶＦｄは第１の閾値ｔｈ１以上となるが、本実施例においては時間経過とともに減少するような第２の閾値を採用するため、本来的に再起動の必要がない、瞬間的な被写体の出力画面への入り込みがあった場合における瞬間的なコントラスト信号の値の上昇に基づいた不要な再起動を行うことを防ぐことができる。一方、第２の閾値を、例えば一定値とした場合には、瞬間的なコントラスト信号の値の上昇によって、第２の閾値ｔｈ２に基づいて再起動判定をしてしまい、不要な再起動を抑制する効果は得られない。

【0037】

なお、第２の閾値ｔｈ２として、時点ｔ１における初期値ｔｈ２bから時間経過に伴って単調減少する値を取る場合の例を示しているが、単調減少に限らず、時間経過に伴い減少傾向にある値をとればよい。

【0038】

図５は、コントラスト信号に大きな変化を伴う被写体変化が起きた場合において、時間経過に応じた差分コントラスト信号値ＶＦｄの変化例を示している。

【0039】

上述の図３と同様に、時点ｔ１において、第１の閾値ｔｈ１を超える差分コントラスト信号値ＶＦｄとなり、時点ｔ２において第２の閾値ｔｈ２を超える差分コントラスト信号値ＶＦｄとなり、オートフォーカス再起動が行われる。

【0040】

図５においては、図３と比較してコントラスト信号に大きな変化を伴うために、図５における時点ｔ２と時点ｔ１の時間の差は、図３における時点ｔ２と時点ｔ１の差よりも小さくなっていることが分かる。すなわち本実施例においては、オートフォーカス再起動をすべき被写体であって、コントラスト信号の値において比較的大きな変化がある場合においては、より短い時間でオートフォーカス再起動を行うことが可能となる。

【0041】

一方で、差分コントラスト信号値ＶＦｄではなく、現在のコントラスト信号ＶＦｎの値によって判定を行うことも可能である。

【0042】

この場合、現在のコントラスト信号ＶＦｎがオートフォーカス評価値VFpより大きければ、VFｐより大きい値とした第１の閾値ｔｈ１を超えた場合、超えた時点から時間経過とともに減少する第２の閾値ｔｈ２に基づいて、現在のコントラスト信号ＶＦｎが第２の閾値ｔｈ２を上回った場合にオートフォーカス制御を再起動させる（図６）。一方、現在のコントラスト信号ＶＦｎがオートフォーカス評価値VFpより小さい場合、別の処理を行う必要がある。例えば、オートフォーカス評価値VFｐよりも小さい値である第３の閾値ｔｈ３を設定し、第３の閾値ｔｈ３を下回る場合、下回った時点から、初期値が第３の閾値ｔｈ３よりも小さい第４の閾値ｔｈ４を時間経過とともにに増加する第４の閾値ｔｈ４に基づいて、現在のコントラスト信号ＶＦｎが第４の閾値ｔｈ４を下回った場合オートフォーカス制御を再起動させることとなる。この時、第４の閾値ｔｈ４は第４の閾値の最大値ｔｈ４_maxを上回らないよう増加する（図７）。

【0043】

ただし、差分コントラスト信号値ＶＦｄを判定に用いることにより、現在のコントラスト信号ＶＦｎを用いる場合と比較して、処理負荷を軽減させることが期待できる。

【0044】

ここで、第１の閾値および第３の閾値は、コントラスト信号の値との大小を比較する閾値であり、本明細書等ではメイン閾値と称する。また、第２の閾値は、第１の閾値よりも大きい値をとり、時間経過とともに減少するように設定される閾値である。さらに、第４の閾値は、第３の閾値よりも小さな値をとり、時間経過とともに増加するように設定される閾値である。これら第２の閾値及び第４の閾値を、本明細書等ではサブ閾値と称する。

【0045】

図８は、本実施例におけるオートフォーカス再起動処理のフローチャートである。

【0046】

ここでは、差分コントラスト信号値ＶＦｄと、メイン閾値である第１の閾値ｔｈ１およびサブ閾値である第２の閾値ｔｈ２に基づいて判定を行う例を示す。上述した現在のコントラスト信号ＶＦｎにおける判定も、同様の処理のフローチャートを採用する。なお、図８に示す処理は撮像装置１において制御部１８が内部メモリ１９に格納したプログラムを実行して得られる処理シーケンスである。

【0047】

まず、コントラスト方式によるオートフォーカス制御が終えた後、コントラスト信号生成部１５から得られるコントラスト信号であるオートフォーカス評価値VFpを、内部メモリ１９に格納する（SP1）。

【0048】

次に、撮影を継続している間、コントラスト信号生成部１５から得られたコントラスト信号である評価値VFnを、制御部１８においてフレーム毎に取得する（SP2）。

【0049】

次に、制御部１８では、前記のオートフォーカス評価値VFpと評価値VFnとの差である絶対値|VFn − VFp|を差分コントラスト信号値ＶＦｄとして算出する（SP３）。

【0050】

さらに、制御部１８において、差分コントラスト信号値ＶＦｄが第1の閾値ｔｈ１以上（ＶＦｄ≧ ｔｈ１）であるかを判定する（SP４）。

【0051】

第1の閾値ｔｈ１以上（ＶＦｄ≧ ｔｈ１）である場合には（ＳＰ４のＹｅｓ）、第２の閾値ｔｈ２を第２の閾値の初期値ｔｈ２bから減少傾向となるように減算処理を行う（SP５）。

【0052】

一方で、差分コントラスト信号値ＶＦｄが第1の閾値ｔｈ１未満（ＶＦｄ< ｔｈ１）である場合には（ＳＰ４のＮｏ）、第２の閾値の初期値ｔｈ２bへ第２の閾値を戻す（SP６）。

【0053】

第２の閾値には第２閾値の最小値ｔｈ２_minが設けられており、絶対値|VFn − VFp|が第1の閾値ｔｈ１以上である場合、第２の閾値ｔｈ２を単位時間ごとに減算することとなるが、第２の閾値ｔｈ２が第２閾値の最小値ｔｈ２_min以下にはならないように減算を行う。具体的には、第２の閾値ｔｈ２が第２閾値の最小値ｔｈ２_minよりも大きいか否かを判定する（ＳＰ７）。第２の閾値ｔｈ２の方が小さい場合には（ＳＰ７のＹｅｓ）、ＳＰ８に進む。一方、第２の閾値ｔｈ２の方が大きい場合には（ＳＰ７のＮｏ）ＳＰ９に進む。

【0054】

ＳＰ８では、第２の閾値ｔｈ２に第２閾値の最小値ｔｈ２_minを代入する。このことによって、第２の閾値ｔｈ２が第２の閾値の最小値ｔｈ２_min以下となることを防いでいる。

【0055】

次に、差分コントラスト信号値ＶＦｄが第２の閾値ｔｈ２以上（ＶＦｄ≧ ｔｈ２）であるか判定する（SP９）。

【0056】

ＳＰ７において、差分コントラスト信号値ＶＦｄが第２の閾値ｔｈ２以上である場合には（ＳＰ９のＹｅｓ）、オートフォーカス制御を再起動させる（SP１０）。

【0057】

一方、差分コントラスト信号値ＶＦｄが第２の閾値ｔｈ２未満である場合（ＳＰ９のＮｏ）、オートフォーカスの再起動は行わず、SP2へ戻る。

【0058】

第一の閾値ｔｈ１、第２の閾値の初期値ｔｈ２bの設定値については、撮像装置により任意に設定することが可能であるが、設定値をより大きく設定することで、コントラスト信号がより大きく変化する場合においてもオートフォーカス制御が再起動し難くすることが可能である。つまり、被写体の変化に対するオートフォーカス機能の再起動判定を鈍くすることが可能である。一方、第一の閾値ｔｈ１もしくは第２の閾値の初期値ｔｈ２bを逆に小さく設定することでオートフォーカス機能の再起動判定の感度を向上することが可能となる。

【0059】

また、第２の閾値ｔｈ２の減算方法に関しても撮像装置に応じて任意に設定することができるが、単位時間当たりの減算値をより大きく設定することで、差分コントラスト信号値ＶＦｄが第１の閾値ｔｈ１を超えた後、比較的短時間で第２の閾値ｔｈ２を超えることができるので、オートフォーカス機能の再起動を素早く行うこととなる。一方で減算値を小さく設定すれば、オートフォーカス機能の再起動が遅くなる。

【0060】

また、第１の閾値ｔｈ１、第２の閾値ｔｈ２、第２の閾値の初期値ｔｈ２b、第２の閾値の最小値ｔｈ２_minは任意の値で構わない。ただし、例えば、オートフォーカス評価値VFpに対して一定の割合に定めると効果的である。これは、被写体環境によってオートフォーカス評価値VFp、現在のコントラスト信号ＶＦｎの傾向が変わるため、割合を閾値として設定することで環境の変化に対応しやすいためである。例えば、明所において適切にオートフォーカス再起動ができるように閾値を絶対値で設定した場合、暗所においてはコントラスト信号の変動が小さいため、絶対値として定めた閾値では適切にオートフォーカス再起動することができない。逆に、暗所において適切にオートフォーカス再起動ができるように閾値を絶対値として設定した場合、明所においてはコントラスト信号の変動が大きいため僅かな被写体変化でオートフォーカス再起動が生じる可能性がある。このように閾値を割合で定めることは前記のような現象を抑え、より適切なオートフォーカス再起動の判定を得ることができる。

【0061】

以上のように、本実施例の構成を有することによって、本来的にオートフォーカス再起動を行う必要のない被写体が検波領域３０に出現した場合においては、不必要なオートフォーカス再起動を行うことを防ぐため、必要以上にフォーカスレンズの移動が発生することはない。よって、機械的な劣化、消耗等を抑え、さらに、フォーカスレンズの過度な移動による映像の乱れを防ぐことができる。すなわち、必要以上のフォーカスレンズの駆動による耐久性の劣化と出力映像のピントが合っていない状態とを回避することができる。

【0062】

一方で、本来的にオートフォーカス再起動を行うべき被写体が検波領域３０に出現した場合においては、コントラスト信号の変化を上述のメイン閾値およびサブ閾値に基づいて再起動判定を行うことにより、本来的に再起動が必要な場合においては、従来よりも短時間でオートフォーカス制御が再起動することとなる。さらに、被写体に応じて各々の閾値および減算値を変更することにより、前記の効果をさらに向上させることが可能となる。

【0063】

このように、本実施例によれば、撮像装置の信頼性・耐久性の向上を実現することができる。

【0064】

（３）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、本発明を図１のように構成された撮像装置に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の構成を有する撮像装置に広く適用することができる。

【0065】

前記の実施形態は合焦停止時にコントラスト信号をオートフォーカス評価値として一時記憶しているが、これは合焦停止時に限らず、判定条件を、ある任意の時点からの被写体、環境の変化を指標とするのであればどの時点でも良い。つまりは、任意の時点からのオートフォーカス評価値の変化をもってオートフォーカス制御を起動したいのであれば、任意の時点のコントラスト信号などのオートフォーカス評価値を取得し、その後は本発明の手順によって、オートフォーカス制御を起動させることで可能となる。例えば、合焦停止中にも拘らず、撮像装置の露光制御において、絞りを開閉することによる露光の変化が極端に行われた後など、コントラスト信号の変化が伴う時に好適である。

【0066】

前記の実施形態はサブ閾値を一定量の減算する処理を行う際、減算するための値を一定にする場合を述べたが、本発明はこれに限らず、例えば時間ごとに減算値を増やすことなどが考えられる。つまりは、メイン閾値を超えた後、サブ閾値を減算することで、被写体の変化に対し瞬間的なコントラスト信号の変化であれば反応せず、被写体が意図的に変化した際などの場合にオートフォーカス制御を再起動させるようにサブ閾値の減算処理を行えばよい。このようにすることで、より短時間で再起動の判定を行うことができる。

【0067】

また、前記の実施形態ではコントラスト信号をオートフォーカス評価値としても用いたが、輝度強度を用いてオートフォーカス再起動の判定を行うことも可能で、その場合、オートフォーカス制御停止後の輝度強度Bpを内部メモリ１９に一時保存し、その後、輝度強度Bpと現在の輝度強度Bnの差の絶対値｜Bn − Bp |が第１の閾値ｔｈ１´を超えた場合第２の閾値ｔｈ２´の減算を行い、ある時点において絶対値｜Bn − Bp |が第２の閾値を越えた場合にオートフォーカス制御を起動させるようにしてもよい。

【0068】

ここで、本明細書においては、第１の閾値ｔｈ１´をメイン閾値、第２の閾値ｔｈ２´をサブ閾値と称する。

【符号の説明】

【0069】

１ 撮像装置
２ レンズユニット
３ バリエータレンズ群
４ 絞り
５ フォーカスレンズ群
６ レンズ原点検出器
７ 温度検出器
８ 撮像素子
９ ノイズ除去回路
１０ 自動利得制御回路（ＡＧＣ）
１１ アナログ／ディジタル変換回路（Ａ/Ｄ）
１２ カメラ信号処理部
１３ 信号変換回路
１４ ＡＥ（Auto Exposure）信号生成回路
１５ コントラスト信号生成部
１６ ハイパスフィルタ回路（ＨＰＦ）群
１７ 積分器群
１８ 制御部
１９ 内部メモリ
２０ オートアイリスデータ処理部(ＡＥＰ）
２１ オートフォーカスデータ処理部(ＡＦＰ）
２２、２３、２４ モータドライバ回路
２５、２６、２７ モータ
２８ 電子シャッタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】