拍攝裝置、內(nèi)窺鏡裝置以及拍攝裝置的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供拍攝裝置、內(nèi)窺鏡裝置以及拍攝裝置的控制方法等，在對焦被攝體距離隨著視場角的變更而變更的攝像光學系統(tǒng)中，根據(jù)來自相位傳感器的相位信息進行對焦控制，由此，抑制在對焦動作時所取得的圖像的閃爍等。拍攝裝置包含：攝像光學系統(tǒng)，其包含同時對視場角和對焦被攝體距離進行調(diào)整的可動鏡頭（240）；攝像元件（260）；多個相位傳感器；獲取部（A/D轉(zhuǎn)換部（320）），其獲取來自多個相位傳感器的相位信息；鏡頭控制部（360），其控制可動鏡頭（240）的位置；以及移動量計算部（350），其根據(jù)基于相位信息的相位差，計算為了實現(xiàn)基于通過攝像光學系統(tǒng)的光線的攝像元件上的像的對焦狀態(tài)所需要的可動鏡頭（40）的移動量，鏡頭控制部（360）根據(jù)由移動量計算部（350）計算出的移動量，控制可動鏡頭（240）的位置。
【專利說明】拍攝裝置、內(nèi)窺鏡裝置以及拍攝裝置的控制方法
【技術(shù)領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及拍攝裝置、內(nèi)窺鏡裝置以及拍攝裝置的控制方法等。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，具有如下的變焦功能的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)已經(jīng)被實用化:通過可動鏡頭的移動來調(diào)整物鏡的視場角，在廣角(以下記作WIDE)側(cè)進行作為被攝體的消化管整體的觀察(通常觀察)，在望遠(以下記作TELE)側(cè)將消化管的一部分放大進行觀察(放大觀察)。
[0003]一般而言，在具有這樣的變焦功能的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中，大多數(shù)情況下，不僅通過可動鏡頭的移動來縮小TELE側(cè)的視場角(增大光學倍率)，還同時進行焦點位置的調(diào)整，由此縮短最佳被攝體距離，實現(xiàn)放大觀察所需要的倍率。這里，最佳被攝體距離是被攝體的像位置與攝像元件的攝像面一致時的從物鏡前端到被攝體的距離。通過在TELE側(cè)縮短最佳被攝體距離，能夠更接近被攝體來進行觀察，因此，能夠進一步增大放大觀察時的倍率。
[0004]另一方面，由于在縮短最佳被攝體距離后，被攝體位置的移動引起的像位置的移動量增大，因此，一般而言光學系統(tǒng)的景深會變窄。因此，在近年來的具有變焦功能的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中，有時TELE側(cè)的景深的寬度小于等于Imm (包含該值)，使用戶對被攝體進行對焦變得困難。
[0005]為了解決這樣的問題，提出了例如專利文獻I所示的具有根據(jù)圖像的高頻成分計算對比度值(表示圖像的對焦程度的評價值)并對對焦狀態(tài)進行評價的自動對焦功能(對比度AF)的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。此外，例如在專利文獻2中提出了具有如下的功能(連續(xù)AF)的攝像機:使對焦鏡頭微小地振動(擺動)，并計算對比度值，由此檢測對焦方向，周期地進行控制對焦鏡頭的動作，以使焦點位置向?qū)狗较蛞苿樱纱?，在動態(tài)圖像中一邊追隨被攝體一邊持續(xù)進行對焦。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0007]專利文獻
[0008]【專利文獻I】日本特開2004-294788號公報
[0009]【專利文獻2】日本特開平10-239579號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的問題
[0011]在內(nèi)窺鏡的放大觀察中，由于被攝體的脈動等難以將從物鏡前端到被攝體的距離(被攝體距離)保持為固定。因此，即使用戶通過單次AF暫時在被攝體上對焦，由于被攝體距離的變動，被攝體也會模糊，由此給用戶的觀察帶來障礙。為了解決這樣的不良情況，希望進行前述的專利文獻2那樣的連續(xù)AF，但是，在如專利文獻2那樣根據(jù)對比度值檢測對焦方向的情況下，為了在擺動時取得圖像不閃爍的沒有違和感的圖像，需要盡可能抑制由對焦鏡頭的移動引起的視場角的變動。因此，如具有前述變焦功能的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)那樣，在通過可動鏡頭的移動同時調(diào)整視場角和最佳被攝體距離的光學系統(tǒng)中，將可動鏡頭視為對焦鏡頭并使其擺動是困難的。
[0012]為了同時實現(xiàn)變焦功能和連續(xù)AF，例如采用分別具有主要調(diào)整光學倍率的變焦鏡頭和主要調(diào)整光學系統(tǒng)的焦點位置(例如對焦狀態(tài)中的物體的位置即對焦物體位置)的對焦鏡頭的光學系統(tǒng)，考慮構(gòu)成為獨立地控制這些鏡頭。但是，在這樣的結(jié)構(gòu)中，由于增加鏡頭和用于使鏡頭移動的制動器這樣的攝像部的結(jié)構(gòu)要素，因此存在攝像部大型化并且成本增加的課題。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的幾個方式，能夠提供拍攝裝置、內(nèi)窺鏡裝置以及拍攝裝置的控制方法等，在對焦被攝體距離伴隨視場角的變更而變更的攝像光學系統(tǒng)中，根據(jù)來自相位傳感器的相位信息進行對焦控制，由此抑制對焦動作時所取得的圖像的閃爍等。
[0014]用于解決問題的手段
[0015]本發(fā)明的一個方式涉及拍攝裝置，該拍攝裝置包含:攝像光學系統(tǒng)，其包含同時對視場角和對焦被攝體距離進行調(diào)整的可動鏡頭；攝像元件；多個相位傳感器；獲取部，其獲取來自所述多個相位傳感器的相位信息；鏡頭控制部，其控制所述可動鏡頭的位置；以及移動量計算部，其根據(jù)基于由所述獲取部獲取的所述相位信息的相位差，計算為了實現(xiàn)由通過了所述攝像光學系統(tǒng)后的光線形成在所述攝像元件上的像的對焦狀態(tài)所需要的所述可動鏡頭的移動量，所述鏡頭控制部根據(jù)由所述移動量計算部計算出的所述移動量，控制所述可動鏡頭的位置。
[0016]在本發(fā)明的一個方式中，在通過使可動鏡頭移動而變更視場角和對焦被攝體距離的攝像光學系統(tǒng)中，根據(jù)來自相位傳感器的相位信息，計算可動鏡頭的移動量，根據(jù)計算出的移動量來控制可動鏡頭的位置。因此，由于使用簡單結(jié)構(gòu)的攝像光學系統(tǒng)而能夠使裝置小型化，并且，能夠抑制在該攝像光學系統(tǒng)中使用相位信息以外的信息的對焦動作時可能發(fā)生的圖像的閃爍等。
[0017]本發(fā)明的另一方式涉及內(nèi)窺鏡裝置，該內(nèi)窺鏡裝置包含:攝像光學系統(tǒng)，其包含同時對視場角和對焦被攝體距離進行調(diào)整的可動鏡頭；攝像元件；多個相位傳感器；獲取部，其獲取來自所述多個相位傳感器的相位信息；鏡頭控制部，其控制所述可動鏡頭的位置；以及移動量計算部，其根據(jù)基于由所述獲取部獲取的所述相位信息的相位差，計算為了實現(xiàn)由通過了所述攝像光學系統(tǒng)后的光線形成在所述攝像元件上的像的對焦狀態(tài)所需要的所述可動鏡頭的移動量，所述鏡頭控制部根據(jù)由所述移動量計算部計算出的所述移動量，控制所述可動鏡頭的位置。
[0018]本發(fā)明的另一方式涉及拍攝裝置的控制方法，該拍攝裝置的控制方法包含以下步驟:獲取來自多個相位傳感器的相位信息；根據(jù)基于所獲取的所述相位信息的相位差，計算為了實現(xiàn)基于通過攝像光學系統(tǒng)的光線的攝像元件上的像的對焦狀態(tài)所需要的可動鏡頭的移動量；根據(jù)計算出的所述移動量，控制所述可動鏡頭的位置；以及作為所述可動鏡頭，進行如下的鏡頭的控制:該鏡頭包含于所述攝像光學系統(tǒng)中，同時調(diào)整視場角和對焦被攝體距離。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是第I實施方式的拍攝裝置和包含該拍攝裝置的內(nèi)窺鏡裝置的結(jié)構(gòu)例。
[0020]圖2是第2實施方式的拍攝裝置和包含該拍攝裝置的內(nèi)窺鏡裝置的結(jié)構(gòu)例。[0021]圖3是第3實施方式的拍攝裝置和包含該拍攝裝置的內(nèi)窺鏡裝置的結(jié)構(gòu)例。
[0022]圖4是第I實施方式的鏡頭控制部的結(jié)構(gòu)例。
[0023]圖5是第2實施方式的鏡頭控制部的結(jié)構(gòu)例。
[0024]圖6是第3實施方式的鏡頭控制部的結(jié)構(gòu)例。
[0025]圖7是固定焦點模式時的可動鏡頭位置、最佳被攝體距離以及景深范圍之間的關(guān)系圖。
[0026]圖8是操作部的結(jié)構(gòu)例。
[0027]圖9是攝像光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例。
[0028]圖10是在攝像元件上設置相位傳感器的情況下的攝像元件的結(jié)構(gòu)例。
[0029]圖11是說明通過分割后的光瞳的光線和各參數(shù)的圖。
[0030]圖12是將可動鏡頭位置和參數(shù)對應起來的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的例。
[0031]圖13是將可動鏡頭位置和參數(shù)對應起來的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的另一例。
【具體實施方式】
[0032]下面對本實施方式進行說明。另外，以下說明的本實施方式不對權(quán)利要求書中所記載的本發(fā)明的內(nèi)容進行不恰當?shù)南薅?。此外，本實施方式中所說明的全部結(jié)構(gòu)不一定是本發(fā)明的必要技術(shù)特征。
[0033]1.本實施方式的方法
[0034]首先說明本實施方式的方法。在進行放大觀察的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中，除了攝像倍率大以外，由于被攝體距離短，因此景深非常窄。在景深非常窄的狀態(tài)下，用戶(醫(yī)生等)難以手動進行對焦，因此，考慮執(zhí)行自動對焦(AF)作為I個解決方法。
[0035]作為攝像光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，考慮I組驅(qū)動鏡頭和2組驅(qū)動鏡頭。I組驅(qū)動鏡頭是指，通過驅(qū)動I個鏡頭組來同時調(diào)整倍率(視場角)和對焦(最佳被攝體距離)的鏡頭結(jié)構(gòu)。與此相對，2組驅(qū)動鏡頭是指，具有調(diào)整倍率的鏡頭組(變焦鏡頭組)和調(diào)整對焦的鏡頭組(對焦鏡頭組)并獨立地調(diào)整倍率和對焦的鏡頭結(jié)構(gòu)。雖然2組驅(qū)動鏡頭的控制的自由度較高，但是，I組驅(qū)動鏡頭結(jié)構(gòu)簡單，具有能夠小型化并能夠抑制成本的優(yōu)點。因此，假定在內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中使用I組驅(qū)動鏡頭，在本實施方式中也以I組驅(qū)動鏡頭為前提。
[0036]但是，在I組驅(qū)動鏡頭中進行AF (雖然可以是單次AF，但基本上考慮連續(xù)AF)時有時會產(chǎn)生問題。作為AF的方法，在使用對比度AF的情況下，需要通過擺動等小刻度地改變最佳被攝體距離。在I組驅(qū)動鏡頭中，如上所述，由于當移動最佳被攝體距離時倍率也發(fā)生變化，因此，在AF動作過程中拍攝圖像閃爍，給用戶的觀察帶來障礙。
[0037]因此，本 申請人:提出了在假定內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的包含I組驅(qū)動鏡頭的拍攝裝置中，使用來自相位傳感器的相位信息進行AF的方法。如果是使用相位信息的AF(相位差AF)，則不需要對比度AF的擺動那樣的動作，因此拍攝圖像也不會產(chǎn)生閃爍。
[0038]下面，在第I實施方式中，示出基本的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)例，并且對本方法中進行的參數(shù)取得處理(后述的F、G、R等)、AF的動作速率設定處理等進行說明。此外，本方法雖然以相位差AF為基本，但是在相位差AF沒有效果的狀況下也可以并用對比度AF。此時，使用模糊指標來進行相位差AF是否有效的判定。在第2實施方式中，對根據(jù)相位信息求出模糊指標的方法進行說明，在第3實施方式中，對使用對比度值作為模糊指標的方法進行說明。[0039]2.第I實施方式
[0040]使用圖1說明本實施方式的拍攝裝置和包含該拍攝裝置的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。本實施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)具有光源部100、拍攝部200、處理部300、顯示部400、外部I / F部500、操作部600。
[0041]光源部100具有產(chǎn)生白色光的白色光源110和用于將白色光會聚于光導纖維210的聚光鏡頭120。
[0042]拍攝部200形成為細長且能夠彎曲，以便例如能夠向體腔插入。拍攝部200具有用于引導由光源部會聚的光的光導纖維210、使由該光導纖維引導至前端的光擴散并對觀察對象進行照射的照明鏡頭220、對從觀察對象返回的反射光進行成像的物鏡230、包含于物鏡230并同時調(diào)整視場角和最佳被攝體距離的可動鏡頭240、驅(qū)動可動鏡頭240的鏡頭驅(qū)動部250、以及對所成像的反射光進行光電轉(zhuǎn)換而生成圖像的攝像元件260。
[0043]圖9示出本實施方式的物鏡230的一例。該物鏡與具有以往的變焦功能的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)同樣，被設計成，在使可動鏡頭240的位置從WIDE端向TELE端移動了的情況下，視場角變小(光學倍率變大)并且最佳被攝體距離(廣義上為對焦被攝體距離)變短。
[0044]本實施方式的鏡頭驅(qū)動部250例如是音圈電機(以下記作VCM)。此外，攝像元件260例如圖10所示是具有拜耳排列的攝像部的攝像元件，構(gòu)成為在攝像部的一部分上包含相位傳感器SI組和S2組。后面詳細說明相位傳感器SI組和S2組。
[0045]處理部300具有A / D轉(zhuǎn)換部310和320、圖像處理部330、控制部340、移動量計算部350、鏡頭控制部360。A / D轉(zhuǎn)換部310將從攝像元件260輸出的模擬圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號并輸出到圖像處理部330。圖像處理部330對從A / D轉(zhuǎn)換部310輸出的圖像信號實施白平衡、插值處理(去馬賽克處理)、顏色轉(zhuǎn)換、灰度轉(zhuǎn)換、降噪等圖像處理，向顯示部400輸出圖像信號。顯示部400例如是液晶監(jiān)視器，對從圖像處理部330輸出的圖像信號進行顯示。
[0046]A / D轉(zhuǎn)換部320將從設置于攝像元件260的一部分上的相位傳感器區(qū)域SI和S2輸出的模擬相位信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字相位信號并輸出到移動量計算部350。移動量計算部350根據(jù)從A / D轉(zhuǎn)換部320輸出的相位信號來計算可動鏡頭240的移動量，并將其輸出到鏡頭控制部360。后面詳細說明移動量計算部350。
[0047]鏡頭控制部360與操作部600和鏡頭驅(qū)動部250相互連接，依照從操作部600輸出的控制信息，根據(jù)從移動量計算部350輸出的移動量來控制可動鏡頭240的位置。此處，例如圖9所示，關(guān)于可動鏡頭240的位置X，在將構(gòu)成物鏡230的各鏡頭中的與可動鏡頭在被攝體側(cè)相鄰的鏡頭的后端作為基準的情況下，定義成可動鏡頭的前端的位置即可。后面詳細說明操作部600和鏡頭控制部360。
[0048]控制部340與白色光源110、圖像處理部330、外部I / F部500雙向連接，根據(jù)來自外部I / F部500的輸入信息對它們進行控制。外部I / F部500是用于進行用戶對內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的輸入等的接口，構(gòu)成為包含用于進行拍攝的開始/結(jié)束的開始按鈕、用于調(diào)整圖像的明亮度的曝光量調(diào)整按鈕、用于調(diào)整其他各種拍攝條件和圖像處理的參數(shù)的調(diào)整按鈕等。
[0049]此處，詳細說明設置于圖10所示的攝像元件260的一部分上的相位傳感器SI組和S2組以及所輸出的相位信號。構(gòu)成本實施方式的相位傳感器SI組和S2組的各像素SI和S2是例如日本特開2000-156823號公報的[0074]至[0083]中被記載為SI和S2的功能像素，分別具有從像素中心偏向左右的開口部。由此，得到與對物鏡230的光瞳進行了左右分割時相同的效果，所以，能夠?qū)碜詧D10中水平方向上配置了多個的SI組的像信號和來自S2組的像信號視為通過各個光瞳的光線的相位信號。例如由物鏡230成像的被攝體的像位置與攝像元件的攝像面一致(處于對焦狀態(tài))的情況下，來自SI組的相位信號與來自S2組的相位信號一致，像位置位于攝像面的前方或后方(未對焦)的情況下，來自SI組的相位信號與來自S2組的相位信號產(chǎn)生相位差。在本實施方式中，相位傳感器SI組和S2組可以在攝像部的中央處僅設置一組，也可以根據(jù)需要在攝像部的任意的位置設置多組。
[0050]接著，使用圖11來說明移動量計算部350中的可動鏡頭240的移動量的計算方法。圖11是示出像位置位于攝像面的后方的情況下的通過被分割的光瞳的光線的圖。光線I是通過與SI組對應的光瞳的光線，光線2是通過與S2組對應的光瞳的光線。這里，由于像位置位于與攝像面不同的位置(后方)，因此，從SI組輸出的相位信號與從S2組輸出的相位信號之間存在S的相位差。這里，S是具有正負值的矢量，圖11中箭頭所示的方向是正。另外，在相位差S的計算中使用公知的相位差AF的技術(shù)即可。此外，將從攝像面到出射光瞳位置的距離設為F、被分割的光瞳的重心間的距離設為G、散焦量設為d。這里，d是具有正負值的矢量，圖11中箭頭所示的方向是正。此時，由于下式(I)成立，因此，能夠使用對其進行變形后得到的下式(2)來計算散焦量d。另外，像位置位于攝像面的前方的情況也是同樣的。并且，此處，例如也可以利用之前提出的日本特開2000-156823號公報的[0108]至[0110]中所記載的方法來計算散焦量d。
[0051]G/ (F+d) =S/d.....(I)
[0052]d=F.S/ (G-S).....(2)
[0053]本實施方式的移動量計算部350針對例如以與圖像信號相同的周期從相位差傳感器SI組和S2組依次輸出的相位信號，根據(jù)上式(2)中計算出的散焦量d來計算實現(xiàn)對焦狀態(tài)所需要的可動鏡頭240的移動量，將計算出的移動量依次輸出到鏡頭控制部360。關(guān)于移動量的計算，例如預先根據(jù)物鏡230的設計數(shù)據(jù)，通過下式(3)來計算可動鏡頭240的移動量與像位置的移動量的比R，通過下式的(4)計算移動量D即可。
[0054]R=可動鏡頭的移動量/像位置的移動量.....(3)
[0055]D=-R.d.....(4)
[0056]此外，例如在可動鏡頭240的移動量與像位置的移動量的比R的值由于可動鏡頭240的位置X而發(fā)生變化的情況下，預先將可動鏡頭的位置xn和與其對應的Rn的值作成為圖12所不的LUT (查找表),使用與從相位傳感器SI組和S2組輸出相位信號的時刻的可動鏡頭240的位置xn對應的Rn作為上式(4)的R，由此能夠計算移動量D。
[0057]此外，例如在圖11所示的攝像面與出射光瞳之間的距離F、光瞳的重心間的距離G也由于可動鏡頭240的位置X而發(fā)生變化的情況下，如圖13所示，預先生成添加了與可動鏡頭240的位置xn對應的Fn和Gn的值的LUT。然后，首先使用與從相位傳感器SI組和S2組輸出相位信號的時刻的可動鏡頭240的位置xn對應的Fn和Gn的值作為上式(2)的F和G，來計算散焦量dn。然后，使用計算出的dn和與可動鏡頭240的位置xn對應的Rn作為上式(4)的d和R，由此能夠計算移動量D。另外，圖13中表中所示的參數(shù)中，當然不需要考慮小到能夠無視可動鏡頭240的位置引起的變化的程度的參數(shù)。此外，關(guān)于此處未說明的用于計算移動量的參數(shù)，在該參數(shù)由可動鏡頭240的位置引起的變化較大的情況下，也可以與前述的各參數(shù)同樣地追加到LUT中來使用。
[0058]這里，移動量計算部350例如可以針對從相位傳感器SI組和S2組依次輸出的全部相位信號進行移動量的計算和輸出，例如也可以在以任意的周期對相位信號進行采樣的基礎上進行移動量的計算和輸出。在后者的情況下，以比輸出圖像信號的周期長的周期從移動量計算部350輸出移動量。
[0059]接著，對操作部600、移動量計算部350、鏡頭控制部360進行詳細說明。圖8示出本實施方式的操作部600的一例。在本實施方式中，操作部600例如與拍攝部200 —體地構(gòu)成，具有變焦桿610和AF按鈕620。變焦桿610例如能夠在一定的范圍內(nèi)連續(xù)地動作，用戶通過移動變焦桿610，能夠連續(xù)地將可動鏡頭240的位置從WIDE端調(diào)整至TELE端。具體而言，例如操作部600將變焦桿610的位置信息輸出到鏡頭控制部360。鏡頭控制部360使用預先設定的查找表等將變焦桿610的位置信息與可動鏡頭240的位置信息對應起來，將可動鏡頭240的位直彳目息輸出到鏡頭驅(qū)動部250。鏡頭驅(qū)動部250根據(jù)從鏡頭控制部360輸出的位置信息來驅(qū)動可動鏡頭240。此外，操作部600例如在每次按下AF按鈕620時，交替地將AF的開始/結(jié)束信號輸出到鏡頭控制部360。
[0060]圖4示出本實施方式的鏡頭控制部360的一例。鏡頭控制部360具有觀察模式判定部361和鏡頭位置決定部362。觀察模式判定部361根據(jù)從操作部600輸出的AF的開始/結(jié)束信息來決定觀察模式，向鏡頭位置決定部362輸出觀察模式信息。具體而言，觀察模式判定部361在未從操作部600輸出AF的開始信號的情況下選擇固定焦點模式,在從操作部600輸出了 AF的開始信號的情況下，選擇AF模式。鏡頭位置決定部362在由觀察模式判定部361選擇了固定焦點模式的情況下，將與前述的變焦桿610的位置信息對應的可動鏡頭240的位直彳目息輸出到鏡頭驅(qū)動部250。鏡頭驅(qū)動部250根據(jù)所輸出的位直彳目息來調(diào)整可動鏡頭240的位置。
[0061]圖7示出在本實施方式中選擇了固定焦點模式的情況下的可動鏡頭240的位置和與其對應的最佳被攝體距離以及景深范圍。另外，在本實施方式中，雖然能夠通過操作變焦桿610來使可動鏡頭240的位置連續(xù)地移動，但是此處為了使說明便于理解，示出了分段地移動的情況。在本實施方式中選擇了固定焦點模式的情況下，通過變焦桿的操作控制可動鏡頭240的位置，以實現(xiàn)與具有以往的變焦功能的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)同樣的最佳被攝體距離和景深。
[0062]此外，鏡頭位置決定部362在由觀察模式判定部361選擇了 AF模式的情況下，根據(jù)從移動量計算部350輸出的移動量來計算可動鏡頭240的移動后的位置信息，并將其輸出到鏡頭驅(qū)動部250。鏡頭驅(qū)動部250根據(jù)所輸出的位直彳目息來調(diào)整可動鏡頭240的位直。通過這樣的動作，在本實施方式中選擇了 AF模式的情況下，調(diào)整可動鏡頭的位置，由此能夠在被攝體上對焦。
[0063]鏡頭位置決定部362例如可以在僅進行了一次對焦動作的時刻結(jié)束AF動作，也可以在從觀察模式判定部361輸出AF的結(jié)束信號之前繼續(xù)AF動作。在希望繼續(xù)AF動作的情況下，鏡頭位置決定部362只要將與從移動量計算部350周期性地輸出的移動量對應的可動鏡頭240的位直彳目息依次輸出到鏡頭驅(qū)動部250即可。鏡頭驅(qū)動部250根據(jù)從鏡頭位置決定部362依次輸出的位置信息來調(diào)整可動鏡頭240的位置。通過進行這樣動作，本實施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)在被攝體距離發(fā)生了變動的情況下也能夠在追隨被攝體的同時持續(xù)地實現(xiàn)對焦。如上所述，本實施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)能夠通過I個可動鏡頭實現(xiàn)變焦功能和連續(xù)AF，因此能夠?qū)崿F(xiàn)攝像部的小型化和低成本化。
[0064]此外，在本實施方式中，根據(jù)可動鏡頭240的位置，視場角也發(fā)生變化，因此，還可以預想到，在以與圖像信號相同的周期進行了對焦動作的情況下，圖像閃爍從而阻礙觀察。該情況下，如前所述，移動量計算部350只要以任意的周期對相位信號進行采樣，以采樣后的周期將移動量輸出到鏡頭位置決定部362即可。由此，本實施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)能夠以任意的周期進行對焦動作，因此，能夠在抑制圖像閃爍的同時追隨被攝體而持續(xù)地實現(xiàn)對焦。
[0065]在以上的本實施方式中，如圖1所示，拍攝裝置具有:攝像光學系統(tǒng)，其包含同時對視場角和對焦被攝體距離進行調(diào)整的可動鏡頭240 ;攝像元件260 ;多個相位傳感器(圖10的S1、S2);獲取部(相當于A / D轉(zhuǎn)換部320)，其獲取來自該多個相位傳感器的相位信息；鏡頭控制部360，其控制可動鏡頭240的位置；以及移動量計算部350，其基于根據(jù)由獲取部獲取的相位信息而求出的相位差，計算實現(xiàn)對焦狀態(tài)所需要的可動鏡頭240的移動量。而且，鏡頭控制部360根據(jù)由移動量計算部350計算出的移動量，來控制可動鏡頭240的位置。另外，對焦狀態(tài)是指，針對基于通過了攝像光學系統(tǒng)的光線的攝像元件260上的像的對焦狀態(tài)。
[0066]這里，本實施方式的攝像光學系統(tǒng)是例如圖9所示的結(jié)構(gòu)，通過驅(qū)動可動鏡頭240來同時調(diào)整視場角和對焦被攝體距離。這里，假定可動鏡頭240是由I片鏡頭或多片鏡頭構(gòu)成的鏡頭組，“同時調(diào)整視場角和對焦被攝體距離”表示，通過使該可動鏡頭移動來使視場角和對焦被攝體距離雙方變動。另外，對焦被攝體距離是指，在攝像元件260中通過攝像光學系統(tǒng)的光進行成像而形成的被攝體像處于對焦狀態(tài)時的從攝像光學系統(tǒng)到被攝體的距離。但是，即使光在攝像元件260上沒有收斂為一點，只要其大小小于容許彌散圓，則看起來處于對焦狀態(tài)，因此，對焦被攝體距離具有一定程度的范圍。本實施方式的對焦被攝體距離雖然可以是這樣的具有范圍的值，但是狹義上設為是最佳被攝體距離，最佳被攝體距離表示，通過攝像光學系統(tǒng)的光在攝像元件260上收斂的區(qū)域最小時的從攝像光學系統(tǒng)到被攝體的距離。
[0067]由此，在使用圖9所示的鏡頭結(jié)構(gòu)(I組驅(qū)動鏡頭)的情況下，也能夠適當進行對焦控制(AF，自動對焦)。在作為在AF中廣泛使用的方法的對比度AF中，通過使對焦小刻度地變化來取得多個對比度值，求出取得的對比度值的極大值。但是，在使用I組驅(qū)動鏡頭的情況下，由于視場角伴隨對焦的變化而變化，因此，在取得圖像中產(chǎn)生閃爍。特別是在持續(xù)地執(zhí)行AF的連續(xù)AF的情況下，閃爍帶來的影響顯著。因此，在本實施方式中，通過進行使用來自相位傳感器的相位信息的對焦控制(相位差AF)，來抑制取得圖像中的閃爍。
[0068]此外，移動量計算部350也可以根據(jù)來自相位傳感器的相位信息和取得相位信息的時刻的可動鏡頭240的位直，來計算可動鏡頭240的移動量。
[0069]由此，能夠?qū)崿F(xiàn)不僅考慮到相位信息，還考慮到在取得該相位信息的時刻的可動鏡頭240的位置的移動量計算處理?；谙辔恍畔⒌膶箍刂篇M義上是相位差AF，在相位差AF中對光瞳進行分割，求出來自被分割的各個光瞳的像的偏差作為相位差。這里，光瞳是從光學系統(tǒng)的外部觀察到的縮小的像，在本實施方式中，主要考慮其中的從像側(cè)觀察到的光瞳即出射光瞳。在從像側(cè)觀察的情況下，如圖11所示，來自被攝體的光線看起來從出射光瞳的位置照射。這樣，由于光瞳是根據(jù)光學條件而假想地設定的，因此，只要可動鏡頭240的位置變化，則光瞳的位置等也就可能變化。因此，為了適當進行本實施方式中的對焦控制，也可以不僅使用相位信息，還使用對焦動作時的光學狀況、特別是可動鏡頭240的位置。
[0070]此外，移動量計算部350也可以根據(jù)取得相位信息的時刻的可動鏡頭240的位置，變更I個以上的參數(shù)。然后，根據(jù)變更后的參數(shù)和相位信息來計算可動鏡頭240的移動量。具體而言，考慮使用從攝像元件260到光瞳位置的距離信息、被分割的光瞳的重心間距離信息、以及移動量相對于從攝像元件260到像位置的距離的比率信息中的至少I個，作為參數(shù)。
[0071]由此，能夠根據(jù)可動鏡頭240的位置來變更參數(shù)，進行使用該參數(shù)的移動量的計算。這里，參數(shù)是根據(jù)相位信息來求可動鏡頭240的移動量D時所需要的數(shù)據(jù)，特別是指數(shù)值能夠根據(jù)可動鏡頭240的位置而發(fā)生變化。例如在本實施方式中，如圖11所示，取得由相位傳感器組SI取得的像與由相位傳感器組S2取得的像的偏差作為相位差S，根據(jù)所取得的相位差S來求出可動鏡頭240的移動量D。此時，在圖11的例中，必須使用從攝像面到出射光瞳位置的距離F、光瞳的重心間距離G來求出從攝像面到像位置的距離d，并且取得表示比率的值R以從d向D進行轉(zhuǎn)換。這里，F(xiàn)、G、R的值會根據(jù)可動鏡頭240的位置而發(fā)生變化，因此，考慮使用它們作為本實施方式的參數(shù)。這里，也可以將F、G、R等表示為可動鏡頭240的位置X的函數(shù)，也可以如圖13那樣以查找表等的形式來保持。此外，這里舉出的參數(shù)僅是一例，也可以使用其他的參數(shù)計算移動量。
[0072]此外，攝像光學系統(tǒng)也可以是隨著可動鏡頭240從廣角端向望遠端移動，視場角和對焦被攝體距離單調(diào)減小的光學系統(tǒng)。
[0073]由此，能夠?qū)崿F(xiàn)圖7所示的攝像光學系統(tǒng)。即，使可動鏡頭240的位置從廣角側(cè)向望遠側(cè)越移動，對焦被攝體距離(最佳被攝體距離)越小。即，將景深范圍設定為與攝像光學系統(tǒng)更近的位置(在接近攝像光學系統(tǒng)的位置進行對焦)。特別是在內(nèi)窺鏡裝置等中，在使可動鏡頭240向望遠側(cè)移動(提高變焦倍率)的情況下，假定進行放大觀察，該情況下，一般通過使插入部(拍攝部200)的前端也接近作為觀察對象的被攝體而進一步放大被攝體。即，假定使可動鏡頭240向望遠側(cè)越移動，攝像光學系統(tǒng)與被攝體之間的距離越小，因此，通過使用圖7所示的光學系統(tǒng)，具有易于實現(xiàn)對焦的優(yōu)點。
[0074]此外，獲取部也可以利用在攝像元件的像素排列的一部分上設置的相位傳感器來獲取相位信息。
[0075]由此，能夠使用圖10所示的結(jié)構(gòu)的攝像元件。在攝像元件以外的其他部位設置有相位傳感器的情況下，需要用于使來自被攝體的反射光入射到該相位傳感器的鏡片。因此，攝像光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變復雜，難以小型化，并且成本提高。特別是在內(nèi)窺鏡裝置中，當攝像光學系統(tǒng)無法小型化時，插入到活體的部分變大而不優(yōu)選。因此，優(yōu)先通過使用圖10那樣的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)攝像光學系統(tǒng)的小型化、低成本化。
[0076]此外，鏡頭控制部360也可以以與在獲取部中從攝像元件獲取圖像信息的周期相同的周期來控制可動鏡頭240的位置。或者，也可以以比在獲取部中從攝像元件獲取圖像信息的周期長的周期來控制可動鏡頭240的位置。[0077]由此，還能夠?qū)⒖蓜隅R頭240的位置的控制速率設定成與圖像信息的取得速率同等，還能夠設為比圖像信息的取得速率低。由于在與圖像信息的取得時刻相同的時刻取得相位信息，因此，能夠進行與圖像的取得周期相同的周期的可動鏡頭240的位置控制。這樣的情況下，由于以高速率進行對焦控制，因此能夠提高在被攝體上對焦的可能性。另一方面，在圖像信息的取得速率高等的情況下，認為即使要以相同的速率控制可動鏡頭240的位置，鏡頭驅(qū)動部250的機械控制也是困難的。此外，在進行高速率的可動鏡頭位置控制后，可動鏡頭240的位置可能頻繁變化，成為在I組驅(qū)動鏡頭中發(fā)生閃爍的因素。該情況下，只要以比圖像信息的取得周期長的周期控制可動鏡頭240的位置即可。由此，雖然根據(jù)圖像信息有可能產(chǎn)生對焦控制不足的圖像，但是，鏡頭驅(qū)動部250中的控制變得容易，并且不需要對取得的全部相位信息進行處理，因此，還能夠減輕處理負荷。并且，由于能夠抑制可動鏡頭240的頻繁移動，因此還能夠降低圖像的閃爍。
[0078]此外，鏡頭控制部360也可以進行執(zhí)行連續(xù)AF的控制來作為可動鏡頭240的位置的控制。
[0079]由此，作為AF，能夠執(zhí)行連續(xù)AF。在取得動態(tài)圖像(特別地，如果是內(nèi)窺鏡裝置，為了進行有效的活體內(nèi)觀察，取得圖像是動態(tài)圖像的可能性較高)的情況下，基于連續(xù)AF的持續(xù)的對焦控制是有效的。通常，在以I組驅(qū)動鏡頭為前提的情況下，連續(xù)AF受到閃爍的影響顯著而難以實現(xiàn)，但是，如果是本實施方式的方法，則能夠抑制閃爍的影響，能夠有效地實現(xiàn)連續(xù)AF。
[0080]此外，考慮在可動鏡頭的移動范圍中的廣角端與望遠端之間的位置設定了基準點的情況。此時，鏡頭控制部360在可動鏡頭相對于該基準點位于望遠側(cè)的情況下，也可以根據(jù)由移動量計算部350計算出的移動量來控制可動鏡頭的位置。
[0081 ] 這里，在可動鏡頭240相對于基準點位于望遠側(cè)的情況下，進行可動鏡頭240的位置控制(即對焦控制/AF動作)，但是，在可動鏡頭240相對于基準點位于廣角側(cè)的情況下，可以進行AF動作也可以不進行AF動作。但是，在可動鏡頭240位于廣角側(cè)的情況下，與位于望遠側(cè)的情況相比，景深較大，考慮用戶能夠通過手動進行焦點調(diào)整，因此，可以安裝為在廣角側(cè)不進行AF動作。該情況下，例如構(gòu)成為觀察模式判定部361取得可動鏡頭240的位置，只要進行如下的控制即可:在可動鏡頭240相比基準點而位于廣角側(cè)的情況下，鏡頭控制部360選擇固定焦點模式，在可動鏡頭240相比基準點而位于望遠側(cè)的情況下，鏡頭控制部360選擇AF模式。
[0082]由此，能夠根據(jù)可動鏡頭240的位置來決定是否進行對焦動作(AF動作)。在上述的例中，通過操作圖8所示的AF按鈕620來開始AF動作。即，需要由用戶判斷是否進行AF動作。如果能夠根據(jù)可動鏡頭240的位置來決定是否進行AF動作，則不需要用戶親自進行判斷，并且在執(zhí)行AF動作時也不需要操作AF按鈕620等，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)易于用戶使用的系統(tǒng)。作為在望遠側(cè)執(zhí)行AF的理由，可以舉出，可動鏡頭240越向望遠側(cè)移動(變焦倍率越高)景深越小，因此手動的對焦變得困難。此外，在圖7的鏡頭中，可動鏡頭240越向望遠側(cè)移動，最佳被攝體距離越短。由于最佳被攝體距離變短，景深變小，在圖7的鏡頭中難以進一步通過手動進行對焦，執(zhí)行AF動作的優(yōu)點變大。
[0083]此外，以上的本實施方式還能夠應用于如下的內(nèi)窺鏡裝置，該內(nèi)窺鏡裝置包括；攝像光學系統(tǒng)，其包含同時對視場角和對焦被攝體距離進行調(diào)整的可動鏡頭240 ;獲取部(相當于A / D轉(zhuǎn)換部310和A / D轉(zhuǎn)換部320)，其獲取來自攝像元件260的圖像信息和來自相位傳感器的相位信息；鏡頭控制部360，其控制可動鏡頭240的位置；以及移動量計算部350，其根據(jù)由獲取部獲取的相位信息來計算可動鏡頭240的移動量。而且，鏡頭控制部360根據(jù)由移動量計算部350計算出的移動量來控制可動鏡頭240的位置。
[0084]由此，不僅在拍攝裝置中，還能夠在內(nèi)窺鏡裝置中執(zhí)行本實施方式的處理。在內(nèi)窺鏡裝置中，由于將拍攝部200插入活體內(nèi)，因此優(yōu)選將拍攝部200小型化，使用簡單的結(jié)構(gòu)的I組驅(qū)動鏡頭(圖9)的優(yōu)點較大。此時，作為用途，假定病變部的發(fā)現(xiàn)/觀察、使用器具對活體的處置，因而必須極力抑制向用戶(醫(yī)生)提示的圖像中產(chǎn)生閃爍等。因此，通過使用本實施方式的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)拍攝部200的小型化和圖像的閃爍等的抑止雙方，能夠?qū)崿F(xiàn)對醫(yī)生和被驗者而言優(yōu)選的內(nèi)窺鏡裝置。
[0085]3.第2實施方式
[0086]使用圖2對本實施方式的拍攝裝置及包含該拍攝裝置的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)進行說明。
[0087]本實施方式中的處理部300具有A / D轉(zhuǎn)換部310和320、圖像處理部330、控制部340、移動量計算部350、鏡頭控制部360、對比度值計算部370、以及模糊指標計算部380。A / D轉(zhuǎn)換部310將從攝像元件260輸出的模擬圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號并輸出到圖像處理部330和對比度值計算部370。對比度值計算部370例如檢測從A / D轉(zhuǎn)換部310輸出的圖像信號的高頻成分來計算對比度值，并將對比度值輸出到鏡頭控制部360。
[0088]A / D轉(zhuǎn)換部320將從設置于攝像兀件260的一部分的相位傳感器SI和S2輸出的模擬相位信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字相位信號并輸出到模糊指標計算部380。模糊指標計算部380例如檢測從A / D轉(zhuǎn)換部320輸出的相位信號的高頻成分來計算模糊指標，并將模糊指標輸出到鏡頭控制部360。這里模糊指標是表示相位信號的模糊程度的指標，相位信號越模糊高頻成分越少，則模糊指標值越小。另外，模糊指標計算部380將從A / D轉(zhuǎn)換部320輸出的相位信號直接輸出到移動量計算部350。關(guān)于其他部分,與第I實施方式相同。
[0089]接著，使用圖5對本實施方式中的鏡頭控制部360詳細地進行說明。本實施方式中的鏡頭控制部360具有觀察模式判定部361、鏡頭位置決定部362、以及AF模式判定部363。觀察模式判定部361根據(jù)從操作部600輸出的AF的開始/結(jié)束信息來決定觀察模式，向AF模式判定部363輸出觀察模式信息。具體而言，觀察模式判定部361與第I實施方式同樣地，在未從操作部600輸出AF的開始信號的情況下選擇固定焦點模式，在從操作部600輸出AF的開始信號的情況下選擇AF模式。AF模式判定部363在由觀察模式判定部361選擇了固定焦點模式的情況下，選擇固定焦點模式，并保持原樣輸出到鏡頭位置決定部362。此夕卜，AF模式判定部363在由觀察模式判定部361選擇了 AF模式的情況下，使用從模糊指標計算部380輸出的模糊指標來決定AF模式，并將AF模式信息輸出到鏡頭位置決定部362。具體而言，AF模式判定部363例如在從模糊指標計算部380輸出的模糊指標在小于等于閾值時選擇對比度AF模式，在大于等于閾值時選擇相位差AF模式。
[0090]鏡頭位置決定部362在由AF模式判定部363選擇了固定焦點模式和相位差AF模式的情況下，進行與選擇了第I實施方式的固定焦點模式和AF模式時相同的動作。此外鏡頭位置決定部362在由AF模式判定部363選擇了對比度AF模式的情況下，首先根據(jù)從對比度值計算部370輸出的對比度值，與公知的對比度AF技術(shù)相同地控制可動鏡頭240來進行對焦動作。這是由于在相位信號的模糊程度較大(模糊指標較小)的情況下難以計算相位差，通過進行這種控制，能夠可靠地在被攝體上對焦。在利用對比度AF在被攝體上進行了一次對焦后，由模糊指標計算部380計算的模糊指標變得足夠大，由此AF模式判定部363選擇相位差AF模式，因此鏡頭位置決定部362進行與第I實施方式的AF模式相同的動作，能夠在追隨被攝體的同時持續(xù)地實現(xiàn)對焦。由此,在本實施方式中,在AF動作開始時或者AF動作中圖像較大程度地模糊的情況下，也能夠持續(xù)進行對焦動作。
[0091]在以上的本實施方式中，如圖2所示，拍攝裝置包含計算圖像信息中的對比度值的對比度值計算部370。而且，鏡頭控制部360以能夠切換根據(jù)相位信息來控制可動鏡頭240的位置的相位模式、和根據(jù)對比度值來控制可動鏡頭240的位置的對比度模式的方式進行控制。
[0092]由此，能夠控制為，可切換使用了相位信息的可動鏡頭240的位置控制(為相位模式，狹義上是相位差AF)、和使用了對比度值的可動鏡頭240的位置控制(為對比度模式，狹義上是對比度AF)。即，能夠根據(jù)狀況使用相位模式，也能夠使用對比度模式。但是，正如第I實施方式中說明的那樣，在以I組驅(qū)動鏡頭為前提的情況下，由于對比度模式產(chǎn)生圖像的閃爍等，因此是不優(yōu)選的。由此，考慮在相位模式?jīng)]有效果的狀況下使用對比度模式，在除此之外的情況下使用相位模式。
[0093]此外，如圖2所示，拍攝裝置也可以包含:模糊指標計算部380，該模糊指標計算部380計算表示由圖像信息表示的圖像的模糊程度的模糊指標。而且，鏡頭控制部360根據(jù)模糊指標來進行切換相位模式和對比度模式的控制。
[0094]由此，能夠根據(jù)模糊指標來切換相位模式和對比度模式。在相位模式(狹義上是相位差AF)中，考慮使用從不同的出射光瞳射出的多個像的偏差(狹義上是相位差)。S卩，作為相位模式?jīng)]有效果的狀況，具體而言，考慮所述多個像模糊成無法進行偏差的判定的程度的狀況。如相位傳感器中的相位信號的信號值在某個位置較大、在不同的位置較小這樣，如果信號的分布(信號波形)具有特征，則能夠容易地判別基于從第I出射光瞳射出的光的第I像與基于從第2出射光瞳射出的光的第2像在空間上的位置偏差。但是，當模糊的程度較大時，信號值的上峰值與下峰值之間的差變小，成為平坦的信號波形。對平坦的信號值進行比較也難以判定產(chǎn)生了何種程度的位置偏差，在這樣的狀況下，難以進行利用相位信息的對焦控制。因此，通過使用模糊指標能夠有效地切換相位模式和對比度模式。狹義上，在通過模糊指標判定為模糊的程度較大時，使用對比度模式，在判定為模糊的程度較小時使用相位模式。
[0095]此外，模糊指標計算部380也可以根據(jù)從相位傳感器輸出的相位信息來計算模糊指標。
[0096]由此，能夠根據(jù)相位信息計算模糊指標。相位信息也是取得表示被攝體像的信號的信息，因此能夠根據(jù)該信號值來判定模糊程度。具體而言，如上述那樣進行信號波形是否平坦的判定即可，例如也可以提取相位信息的高頻成分，將該高頻成分作為模糊指標。
[0097]4.第3實施方式
[0098]使用圖3對本實施方式的拍攝裝置和包含該拍攝裝置的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)進行說明。
[0099]本實施方式中的處理部300具有A / D轉(zhuǎn)換部310和320、圖像處理部330、控制部340、移動量計算部350、鏡頭控制部360、以及對比度值計算部370。在本實施方式中，如圖3所示，對比度值計算部370兼作為模糊指標計算部(與圖2的模糊指標計算部380對應)。即，如后所述，不使用相位信息而使用對比度值作為模糊指標這一點與第2實施方式不同。
[0100]A / D轉(zhuǎn)換部310將從攝像元件260輸出的模擬圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號并輸出到圖像處理部330和對比度值計算部370。對比度值計算部370例如檢測從A / D轉(zhuǎn)換部310輸出的圖像信號的高頻成分并計算對比度值，將對比度值輸出到鏡頭控制部360。對比度值是表示圖像信號的模糊程度的指標，圖像信號越模糊而高頻成分越少，則對比度值成為越小的值。關(guān)于其他的部分與第I實施方式相同。
[0101]接著，使用圖6對本實施方式的鏡頭控制部360進行詳細說明。本實施方式的鏡頭控制部360具有觀察模式判定部361、鏡頭位置決定部362、AF模式判定部363。觀察模式判定部361根據(jù)從操作部600輸出的AF的開始/結(jié)束信息來決定觀察模式，向AF模式判定部363輸出觀察模式信息。具體而言，觀察模式判定部361與第I實施方式同樣地，在未從操作部600輸出AF的開始信號的情況下選擇固定焦點模式，在從操作部600輸出了 AF的開始信號的情況下選擇AF模式。AF模式判定部363在由觀察模式判定部361選擇了固定焦點模式的情況下，選擇固定焦點模式，并保持原樣輸出到鏡頭位置決定部362。此外，AF模式判定部363在由觀察模式判定部361選擇了 AF模式的情況下,使用從對比度值計算部370輸出的對比度值來決定AF模式的內(nèi)容(是對比度AF模式還是相位差AF模式)，將AF模式信息輸出到鏡頭位置決定部362。具體而言，AF模式判定部363例如在從對比度值計算部370輸出的對比度值小于等于閾值的情況下，選擇對比度AF模式，在大于等于閾值的情況下選擇相位差AF模式。
[0102]在由AF模式判定部363選擇了固定焦點模式和相位差AF模式的情況下，鏡頭位置決定部362進行與第I實施方式的選擇了固定焦點模式和AF模式的情況同樣的動作。此外，在由AF模式判定部363選擇了對比度AF模式的情況下，鏡頭位置決定部362首先根據(jù)從對比度值計算部370輸出的對比度值，與公知的對比度AF技術(shù)同樣地控制可動鏡頭240，由此進行對焦動作。這是因為，相位信號的模糊程度較大的情況下，相位差的計算是困難的，因此通過進行這樣的控制，能夠可靠地在被攝體上進行對焦。另外，對比度值與相位信號的模糊程度具有相關(guān)性，因此，在本實施方式中，根據(jù)對比度值來判斷相位信號的模糊程度。在通過對比度AF在被攝體上進行了一次對焦后，對比度值變得足夠大，由此在AF模式判定部363中選擇相位差AF模式，因此，鏡頭位置決定部362進行與第I實施方式的AF模式同樣的動作，能夠一邊追隨被攝體一邊持續(xù)實現(xiàn)對焦。由此，在本實施方式中，在AF動作開始時或AF動作過程中圖像大幅模糊的情況下，也能夠繼續(xù)進行對焦動作。
[0103]在以上的本實施方式中，模糊指標計算部(在本實施方式中，如圖3所示，對比度值計算部370進行模糊指標計算部的處理)根據(jù)由對比度值計算部370計算出的對比度值來計算模糊指標。
[0104]由此，能夠根據(jù)對比度值來計算模糊指標。對比度值例如由圖像的高頻成分等求出，能夠用于判定對焦的程度，因此，能夠根據(jù)對比度值求出模糊的程度。具體而言，也可以直接使用對比度值作為模糊指標。
[0105]以上，對應用本發(fā)明的3個實施方式I?3及其變形例進行了說明，但是，本發(fā)明不限于各實施方式I?3和其變形例，在實施階段，能夠在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)對結(jié)構(gòu)要素進行變形并具體化。此外，能夠通過適當組合上述各實施方式I?3和變形例所開示的多個結(jié)構(gòu)要素而實現(xiàn)各種發(fā)明。例如，也可以從各實施方式I?3和變形例中所記載的全部結(jié)構(gòu)要素中刪除若干結(jié)構(gòu)要素。并且，也可以適當組合不同的實施方式和變形例中說明的結(jié)構(gòu)要素。此外，在說明書或附圖中至少一次與更廣義或同義的不同的用語一起記載的用語能夠在說明書或附圖的任意位置之后成其不同的用語。這樣，能夠在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)實現(xiàn)各種變形和應用。
[0106]標號說明
[0107]100:光源部，110:白色光源，120:聚光鏡頭，200:攝像部，210:光導纖維，220:照明鏡頭，230:物鏡，240:可動鏡頭，250:鏡頭驅(qū)動部，260:攝像元件，300:處理部，310、320:A / D轉(zhuǎn)換部，330:圖像處理部，340:控制部，350:移動量計算部，360:鏡頭控制部，361:觀察模式判定部，362:鏡頭位置決定部，363:模式判定部，370:對比度值計算部，380:模糊指標計算部，400:顯示部，500:外部I / F部，600:操作部，610:變焦桿，620:AF按鈕。
【權(quán)利要求】
1.一種拍攝裝置，其特征在于，該拍攝裝置包含: 攝像光學系統(tǒng)，其包含同時對視場角和對焦被攝體距離進行調(diào)整的可動鏡頭； 攝像元件； 多個相位傳感器； 獲取部，其獲取來自所述多個相位傳感器的相位信息； 鏡頭控制部，其控制所述可動鏡頭的位置；以及 移動量計算部，其根據(jù)基于由所述獲取部獲取的所述相位信息的相位差，計算為了實現(xiàn)由通過了所述攝像光學系統(tǒng)后的光線形成在所述攝像元件上的像的對焦狀態(tài)所需要的所述可動鏡頭的移動量， 所述鏡頭控制部根據(jù)由所述移動量計算部計算出的所述移動量，控制所述可動鏡頭的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝裝置，其特征在于， 所述移動量計算部根據(jù)來自所述相位傳感器的所述相位信息以及獲取所述相位信息的時刻的所述可動鏡頭的位置，來計算所述可動鏡頭的所述移動量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的拍攝裝置，其特征在于， 所述移動量計算部根據(jù)獲取所述相位信息的時刻的所述可動鏡頭的位置，變更I個以上的參數(shù)，根據(jù)變更后的所述參數(shù)和所述相位信息，來計算所述可動鏡頭的所述移動量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的拍攝裝置，其特征在于， 作為所述參數(shù)，所述移動量計算部變更從所述攝像元件到光瞳位置的距離信息、被分割的光瞳的重心間距離信息、以及所述移動量相對于從所述攝像元件到像位置的距離的比率信息中的至少一方，根據(jù)變更后的所述參數(shù)和所述相位信息，來計算所述可動鏡頭的所述移動量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝裝置，其特征在于， 該拍攝裝置包含對比度值計算部，該對比度值計算部計算所述圖像信息的對比度值，所述鏡頭控制部進行切換相位模式和對比度模式的控制，在所述相位模式中根據(jù)所述相位信息控制所述可動鏡頭的位置，在所述對比度模式中根據(jù)所述對比度值控制所述可動鏡頭的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的拍攝裝置，其特征在于， 該拍攝裝置包含模糊指標計算部，該模糊指標計算部計算表示由所述圖像信息表示的圖像的模糊程度的模糊指標， 所述鏡頭控制部根據(jù)所述模糊指標，進行切換所述相位模式和所述對比度模式的控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的拍攝裝置，其特征在于， 所述模糊指標計算部根據(jù)從所述相位傳感器輸出的所述相位信息來計算所述模糊指標。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的拍攝裝置，其特征在于， 所述模糊指標計算部根據(jù)由所述對比度值計算部計算出的所述對比度值來計算所述模糊指標。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝裝置，其特征在于，所述攝像光學系統(tǒng)是隨著所述可動鏡頭從廣角端向望遠端移動，所述視場角和所述對焦被攝體距離單調(diào)減小的光學系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝裝置，其特征在于， 所述獲取部從設置在所述攝像元件的像素排列的一部分上的所述相位傳感器獲取所述相位信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝裝置，其特征在于， 所述鏡頭控制部以與在所述獲取部中從所述攝像元件獲取所述圖像信息的周期相同的周期，控制所述可動鏡頭的位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝裝置，其特征在于， 所述鏡頭控制部以比在所述獲取部中從所述攝像元件獲取所述圖像信息的周期長的周期，控制所述可動鏡頭的位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝裝置，其特征在于， 所述鏡頭控制部進行執(zhí)行連續(xù)自動對焦的控制，作為所述可動鏡頭的位置控制。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝裝置，其特征在于， 在所述可動鏡頭相對于位于廣角端與望遠端之間的基準點而位于望遠側(cè)的情況下，所述鏡頭控制部根據(jù)由所述移動量計算部計算出的所述移動量，來控制所述可動鏡頭的位置。
15.一種內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，該內(nèi)窺鏡裝置包含: 攝像光學系統(tǒng)，其包含同時對視場角和對焦被攝體距離進行調(diào)整的可動鏡頭； 攝像元件； 多個相位傳感器； 獲取部，其獲取來自所述多個相位傳感器的相位信息； 鏡頭控制部，其控制所述可動鏡頭的位置；以及 移動量計算部，其根據(jù)基于由所述獲取部獲取的所述相位信息的相位差，計算為了實現(xiàn)由通過了所述攝像光學系統(tǒng)后的光線形成在所述攝像元件上的像的對焦狀態(tài)所需要的所述可動鏡頭的移動量， 所述鏡頭控制部根據(jù)由所述移動量計算部計算出的所述移動量，控制所述可動鏡頭的位置。
16.一種拍攝裝置的控制方法，其特征在于，該控制方法具有如下步驟: 獲取來自多個相位傳感器的相位信息； 根據(jù)基于所獲取的所述相位信息的相位差，計算為了實現(xiàn)由通過了攝像光學系統(tǒng)后的光線形成在攝像元件上的像的對焦狀態(tài)所需要的可動鏡頭的移動量； 根據(jù)計算出的所述移動量，控制所述可動鏡頭的位置；以及 作為所述可動鏡頭，進行如下的鏡頭的控制:該鏡頭包含于所述攝像光學系統(tǒng)中，同時調(diào)整視場角和對焦被攝體距離。
【文檔編號】G02B7/28GK103907042SQ201280051353
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月21日
【發(fā)明者】吉野浩一郎 申請人:奧林巴斯株式會社