攝像系統(tǒng)、攝像系統(tǒng)的工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)處于暗處的被檢體照射照明光以進(jìn)行對(duì)比度AF的攝像系統(tǒng)、攝像系統(tǒng)的工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為取得與被檢體之間的距離信息的測(cè)距方式，已知有對(duì)被檢體照射紅外線或超聲波等，根據(jù)反射波返回為止的時(shí)間和照射角度來(lái)檢測(cè)距離的主動(dòng)方式、以及不使用紅外線等而使用通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)取得的圖像進(jìn)行測(cè)距的被動(dòng)方式。
[0003]作為上述方式中的被動(dòng)方式的示例，可舉出單反相機(jī)等所使用的相位差A(yù)F(AF:自動(dòng)對(duì)焦)和廣泛用于攝像機(jī)和緊湊型相機(jī)等的對(duì)比度AF。
[0004]相位差A(yù)F的對(duì)焦速度較快，然而由于使用通過(guò)物鏡后的光束，因而例如采用使光束向與對(duì)圖像攝像的攝像部不同的相位差A(yù)F傳感器側(cè)分支的結(jié)構(gòu)，不常用于小型的攝像裝置。
[0005]另一方面，對(duì)比度AF使用攝像部所拍攝的圖像進(jìn)行AF，因而無(wú)需另外設(shè)置的AF傳感器等，可用于小型的攝像裝置等。在該對(duì)比度AF中為了求出對(duì)焦位置(AF評(píng)價(jià)值(對(duì)比度等)的波峰位置)，需要使對(duì)焦鏡頭的位置彼此不同以進(jìn)行取得多個(gè)(一般為3個(gè)以上的)幀圖像的掃描。尤其在對(duì)作為能夠驅(qū)動(dòng)對(duì)焦鏡頭的全部范圍的全部掃描范圍進(jìn)行掃描的情況下，取得的圖像張數(shù)較多，越耗費(fèi)攝影時(shí)間。
[0006]于是，提出了在對(duì)比度AF中削減到對(duì)焦為止所需的幀圖像的數(shù)量的技術(shù)。
[0007]例如，在日本國(guó)日本特開(kāi)2008-111897號(hào)公報(bào)中，描述了使得焦點(diǎn)不會(huì)對(duì)準(zhǔn)到位于附近的鐵絲網(wǎng)或欄桿等的模式下的動(dòng)作例，其中描述了以下技術(shù)，根據(jù)進(jìn)行相位差A(yù)F的線傳感器的輸出而測(cè)定與鐵絲網(wǎng)等之間的距離，并排除所測(cè)定的與鐵絲網(wǎng)等之間的距離附近作為測(cè)距范圍，在除此以外的測(cè)距范圍內(nèi)一邊改變對(duì)焦鏡頭的位置一邊進(jìn)行對(duì)比度AF。
[0008]此外，在日本國(guó)日本特開(kāi)2009-133903號(hào)公報(bào)中描述了如下的技術(shù)，根據(jù)通過(guò)對(duì)象物檢測(cè)部(臉部檢測(cè)部等)檢測(cè)出的對(duì)象物的大小計(jì)算對(duì)焦預(yù)測(cè)位置，并將計(jì)算出的對(duì)焦預(yù)測(cè)位置的附近作為對(duì)焦鏡頭的移動(dòng)開(kāi)始點(diǎn)以進(jìn)行對(duì)比度AF。
[0009]在這些各公報(bào)中所述的技術(shù)都是在進(jìn)行對(duì)比度AF時(shí)，通過(guò)進(jìn)行輔助性測(cè)定以取得與物體之間的距離，無(wú)需使對(duì)焦鏡頭在全部掃描范圍內(nèi)移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)焦時(shí)間的縮短。
[0010]然而，日本國(guó)日本特開(kāi)2008-111897號(hào)公報(bào)所述的技術(shù)不僅進(jìn)行對(duì)比度AF還進(jìn)行相位差A(yù)F，因而需要用于配置線傳感器的空間，未必適合用于小型的攝像裝置。
[0011 ]此外，在日本國(guó)日本特開(kāi)2009-133903號(hào)公報(bào)中，能夠成為對(duì)象物的僅限于大小和形狀幾乎固定且能夠通過(guò)圖像識(shí)別等進(jìn)行識(shí)別的內(nèi)容，因而無(wú)法應(yīng)用于任意大小和形狀的對(duì)象物。
[0012]本發(fā)明就是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種對(duì)于處于暗處的被檢體，能夠縮短通過(guò)對(duì)比度AF實(shí)現(xiàn)對(duì)焦所需的時(shí)間的攝像系統(tǒng)、攝像系統(tǒng)的工作方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]用于解決課題的手段
[0014]本發(fā)明的一個(gè)方面的攝像系統(tǒng)具有:光源裝置，其提供對(duì)處于暗處的被檢體照射的照明光;成像光學(xué)系統(tǒng)，其用于成像所述被檢體的光學(xué)像，且對(duì)焦位置能夠變更;攝像部，其對(duì)所述光學(xué)像進(jìn)行攝像并輸出圖像；明亮度檢測(cè)部，其檢測(cè)所述圖像的明亮度;輔助AF部，其根據(jù)通過(guò)所述明亮度檢測(cè)部檢測(cè)出的所述圖像的明亮度，估計(jì)所述光學(xué)像的偽對(duì)焦位置;控制部，其將包含所述偽對(duì)焦位置且比全部掃描范圍小的范圍設(shè)定為對(duì)比度AF的掃描范圍；以及對(duì)比度AF部，其一邊使所述對(duì)焦位置在所述掃描范圍內(nèi)變化一邊使所述攝像部取得多個(gè)圖像，計(jì)算所取得的各圖像的對(duì)比度評(píng)價(jià)值，調(diào)整所述對(duì)焦位置以使所述對(duì)比度評(píng)價(jià)值取得峰值。
[0015]本發(fā)明的一個(gè)方面的攝像系統(tǒng)的工作方法包括:光源裝置提供對(duì)處于暗處的被檢體照射的照明光;攝像部對(duì)由對(duì)焦位置能夠改變的成像光學(xué)系統(tǒng)所成像的所述被檢體的光學(xué)像進(jìn)行攝像并輸出圖像；明亮度檢測(cè)部檢測(cè)所述圖像的明亮度;輔助AF部根據(jù)通過(guò)所述明亮度檢測(cè)部檢測(cè)出的所述圖像的明亮度，估計(jì)所述光學(xué)像的偽對(duì)焦位置;控制部將包含所述偽對(duì)焦位置且比全部掃描范圍小的范圍設(shè)定為對(duì)比度AF的掃描范圍；以及對(duì)比度AF部一邊使所述對(duì)焦位置在所述掃描范圍內(nèi)變化一邊使所述攝像部取得多個(gè)圖像，計(jì)算所取得的各圖像的對(duì)比度評(píng)價(jià)值，調(diào)整所述對(duì)焦位置以使所述對(duì)比度評(píng)價(jià)值取得峰值。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是表示本發(fā)明第I實(shí)施方式的攝像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0017]圖2是表示在上述第I實(shí)施方式中，根據(jù)圖像的明亮度成為規(guī)定的明亮度時(shí)的明亮度控制條件設(shè)定對(duì)比度AF的掃描范圍的示例的線圖。
[0018]圖3是表示上述第I實(shí)施方式的攝像系統(tǒng)的作用的流程圖。
[0019]圖4是與上述第I實(shí)施方式關(guān)聯(lián)地，表示具有對(duì)焦/變焦兼用開(kāi)關(guān)的攝像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0020]圖5是與上述第I實(shí)施方式關(guān)聯(lián)地，表示監(jiān)視器的顯示例的圖。
[0021]圖6是與上述第I實(shí)施方式關(guān)聯(lián)地，表示對(duì)焦為2焦點(diǎn)切換時(shí)的對(duì)焦優(yōu)先模式的攝像系統(tǒng)的動(dòng)作的圖。
[0022]圖7是與上述第I實(shí)施方式關(guān)聯(lián)地，表示對(duì)焦為無(wú)縫動(dòng)作時(shí)的對(duì)焦優(yōu)先模式的攝像系統(tǒng)的動(dòng)作的圖。
[0023]圖8是與上述第I實(shí)施方式關(guān)聯(lián)地，表示對(duì)焦為2焦點(diǎn)切換時(shí)的變焦優(yōu)先模式的攝像系統(tǒng)的動(dòng)作的圖。
[0024]圖9是與上述第I實(shí)施方式關(guān)聯(lián)地，表示對(duì)焦為無(wú)縫動(dòng)作時(shí)的變焦優(yōu)先模式的攝像系統(tǒng)的動(dòng)作的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下，參照【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0026]第丨實(shí)施方式
[0027]圖1至圖3表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式，圖1是表示攝像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0028]該攝像系統(tǒng)用于觀察處于暗處的被檢體，具有內(nèi)窺鏡1、視頻處理器2、光源裝置3，例如構(gòu)成為內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。
[0029]內(nèi)窺鏡I具有成像光學(xué)系統(tǒng)11、攝像部12、鏡頭驅(qū)動(dòng)部13、光導(dǎo)14。
[0030]成像光學(xué)系統(tǒng)11使被檢體的光學(xué)像成像，形成為具有對(duì)焦鏡頭等且對(duì)焦位置可變的光學(xué)系統(tǒng)。另外，成像光學(xué)系統(tǒng)11還可以是具有變焦鏡頭等的變焦位置可變的光學(xué)系統(tǒng)。
[0031]攝像部12對(duì)通過(guò)成像光學(xué)系統(tǒng)11而成像的光學(xué)像進(jìn)行攝像并輸出圖像。此時(shí)，攝像部12對(duì)圖像進(jìn)行攝像時(shí)的曝光時(shí)間例如能夠根據(jù)后述的控制部24的控制而發(fā)生變化。
[0032]鏡頭驅(qū)動(dòng)部13驅(qū)動(dòng)成像光學(xué)系統(tǒng)11以改變對(duì)焦位置等，具體而言，通過(guò)驅(qū)動(dòng)對(duì)焦鏡頭而改變對(duì)焦位置，在設(shè)置有變焦鏡頭的情況下通過(guò)驅(qū)動(dòng)變焦鏡頭而改變變焦位置。
[0033]光導(dǎo)14將從光源裝置3供給的照明光傳輸至內(nèi)窺鏡I的插入部的前端。這樣被傳輸?shù)恼彰鞴鈴膬?nèi)窺鏡I的插入部的前端對(duì)處于暗處的被檢體進(jìn)行照射。
[0034]視頻處理器2控制驅(qū)動(dòng)內(nèi)窺鏡1，并對(duì)從內(nèi)窺鏡I得到的圖像進(jìn)行處理，其具有放大部21、圖像處理部22、控制部24、對(duì)比度AF部26、輔助AF部27。
[0035]放大部21根據(jù)所設(shè)定的放大率對(duì)從攝像部12輸出的圖像進(jìn)行信號(hào)放大。
[0036]圖像處理部22對(duì)通過(guò)放大部21而被信號(hào)放大后的圖像實(shí)施顏色信號(hào)處理、顏色空間變換處理、邊緣強(qiáng)調(diào)處理、噪聲降低處理、死白防止處理、白平衡處理、γ變換等的各種圖像處理。將通過(guò)該圖像處理部22處理后的圖像輸出給監(jiān)視器和記錄裝置。該圖像處理部22還具有檢測(cè)圖像的明亮度的明亮度檢測(cè)部23。
[0037]控制部24控制視頻處理器2內(nèi)的各部分，并且控制內(nèi)窺鏡I和光源裝置3，例如構(gòu)成為包括CPU等。即，該控制部24設(shè)定放大率并使放大部21對(duì)圖像進(jìn)行信號(hào)放大，控制圖像處理部22以使其執(zhí)行上述各種的圖像處理，控制輔助AF部27以使其執(zhí)行輔助AF，并且將包含根據(jù)該輔助AF的結(jié)果而得到的偽對(duì)焦位置的范圍且比全部掃描范圍小的范圍設(shè)定為對(duì)比度AF的掃描范圍，使對(duì)比度AF部26執(zhí)行所設(shè)定的掃描范圍內(nèi)的對(duì)比度AF。
[0038]該控制部24具有根據(jù)明亮度控制條件而調(diào)整圖像的明亮度的明亮度調(diào)整部25。明亮度調(diào)整部25自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，以使得通過(guò)明亮度檢測(cè)部23而檢測(cè)出的圖像的明亮度成為例如規(guī)定的明亮度。這里，明亮度控制條件是由光源裝置3供給的照明光的光量條件、攝像部12的曝光時(shí)間、放大部21的放大率等。
[0039]對(duì)比度AF部26—邊使對(duì)焦位置在通過(guò)控制部24設(shè)定的掃描范圍內(nèi)改變一邊使攝像部12取得多個(gè)(一般為3個(gè)以上的)圖像，計(jì)算所取得的各圖像的對(duì)比度評(píng)價(jià)值，調(diào)整對(duì)焦位置以使對(duì)比度評(píng)價(jià)值取得峰值。
[0040]輔助AF部27根據(jù)圖像的明亮度(按照需要還可以根據(jù)明亮度控制條件)，估計(jì)被檢體的光學(xué)像的偽對(duì)焦位置。具體地，在明亮度調(diào)整部25將圖像的明亮度自動(dòng)調(diào)整為規(guī)定的明亮度的情況下，輔助AF部27根據(jù)圖像的明亮度是規(guī)定的明亮度時(shí)的明亮度控制條件，估計(jì)被檢體的光學(xué)像的偽對(duì)焦位置。
[0041]光源裝置3例如以能夠改變光量的方式，供給對(duì)處于暗處的被檢體照射的照明光，其具有電源31、電流控制部32、光源33、光量光圈34、光量光圈驅(qū)動(dòng)部35、準(zhǔn)直鏡頭36。
[0042]電源31對(duì)光源裝置3內(nèi)的各部分供給電流，例如對(duì)電流控制部32和光量光圈驅(qū)動(dòng)部35供給電流。
[0043]電流控制部32根據(jù)上述控制部24的控制，控制對(duì)光源33供給的電流。
[0044]光源33從電流控制部32接受電流的供給而發(fā)光，例如構(gòu)成為包括鹵素?zé)?、氙燈、金屬鹵化物燈等的燈或者LED等的半導(dǎo)體發(fā)光元件。另外，在光源33構(gòu)成為包括LED等半導(dǎo)體發(fā)光元件的情況下，上述電流控制部32構(gòu)成為能夠通過(guò)脈沖寬度控制(所謂的PWM)控制照明光的光量。該電流控制部32的脈沖寬度控制的脈沖寬度是上述光量條件之一。
[0045]光量光圈34用于控制照明光的光