攝像裝置和對焦控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及具有自動聚焦功能的攝像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年，CO)(Charge Coupled Device，電荷親合器件）圖像傳感器、 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）圖像傳感 器等固體攝像元件的高分辨率化，數(shù)字靜態(tài)相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、智能手機(jī)等便攜電話機(jī)、 PDA (Personal Digital Assistant，便攜信息終端）等具有攝影功能的信息設(shè)備的需求激 增。另外，將如上所述的具有攝像功能的信息設(shè)備稱為攝像裝置。
[0003] 在這些攝像裝置中，作為將焦點(diǎn)對準(zhǔn)到主要被攝體的對焦控制方法，采用對比度 AF (Auto Focus，自動對焦）方式和相位差A(yù)F方式。
[0004] 對比度AF方式為如下的方式：將使聚焦透鏡沿著光軸方向驅(qū)動并在各驅(qū)動階段 得到的攝像圖像對比度獲取為評價值，將評價值最高的透鏡位置作為對焦位置。
[0005] 此處所說的聚焦透鏡是通過在光軸方向上移動而調(diào)節(jié)攝影光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)距離 的透鏡。在由多個透鏡構(gòu)成的透鏡單元中，示出進(jìn)行焦點(diǎn)位置的調(diào)節(jié)的透鏡，在全組為伸縮 透鏡的情況下，示出全組全體。
[0006] 作為求出評價值最大的透鏡位置的方法，存在各種方法。例如，在專利文獻(xiàn)1中記 載有如下的方法：關(guān)于以橫軸為透鏡位置且以縱軸為評價值的圖表中的3點(diǎn)（繪制了所獲 取的評價值中的最大值（最大評價值）的點(diǎn)P2,繪制了最大評價值之前獲取的評價值的點(diǎn) P1，繪制了最大評價值之后獲取的評價值的點(diǎn)P3)，進(jìn)行所謂的3點(diǎn)插值運(yùn)算而算出與評價 值曲線的極大點(diǎn)對應(yīng)的透鏡位置（對焦位置）。具體地講，從經(jīng)過點(diǎn)P2和點(diǎn)P3的傾斜α 的直線與經(jīng)過點(diǎn)P1的傾斜-α的直線的交點(diǎn)求出對焦位置。
[0007] 另外，在專利文獻(xiàn)2中記載有如下方法：求出上述的經(jīng)過3點(diǎn)的曲線的函數(shù)，從該 函數(shù)算出與評價值曲線的極大點(diǎn)對應(yīng)的透鏡位置。作為函數(shù)，使用樣條函數(shù)和貝塞爾函數(shù)。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)1 :日本國特開2005-345695號公報
[0011] 專利文獻(xiàn)2 :日本國特開2004-279721號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 發(fā)明所要解決的課題
[0013] 對于記載于專利文獻(xiàn)2的方法而言，實際的評價值曲線的極大點(diǎn)附近越是平緩的 山形，越能夠求出誤差少的對焦位置。另外，由于即使評價值的抽樣數(shù)少，也能夠高精度地 算出對焦位置，因此有利于AF高速化。
[0014] 但是，對于所攝影的被攝體而言，存在評價值曲線的極大點(diǎn)附近成為陡峭的山形 的情況。例如，在包含具有很多葉子的樹木的風(fēng)景場景中，由于圖像的頻帶靠近高頻側(cè)，因 此評價值曲線的極大點(diǎn)附近成為陡峭的山形。特別是，最近的攝像裝置多搭載廣角透鏡，通 過廣角透鏡的影響，評價值曲線的極大點(diǎn)附近容易變得陡峭。另外，在近年的相機(jī)中由于透 鏡變得明亮，因此存在評價值曲線的極大點(diǎn)附近容易變得陡峭的傾向。
[0015] 如上所述，當(dāng)評價值曲線的極大點(diǎn)附近成為陡峭的山形時，在如專利文獻(xiàn)2中記 載通過曲線的函數(shù)估計評價值曲線的極大點(diǎn)的方法中，存在評價值曲線與假設(shè)的曲線形狀 差別很大的情況。因此，得到的對焦位置的誤差變大。
[0016] 如在專利文獻(xiàn)1中記載，在利用直線的傾斜求出對焦位置的方法中，即使評價值 曲線為任何形狀，也能夠以某程度的精度求出對焦位置。但是，在該方法中，存在越是為了 提高AF速度而減少評價值的抽樣數(shù)，誤差越變大的傾向。
[0017] 本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，提供能夠?qū)崿F(xiàn)AF高速化的同時與 所攝影的被攝體無關(guān)而以高精度進(jìn)行AF的攝像裝置和對焦控制方法。
[0018] 用于解決課題的手段
[0019] 本發(fā)明的攝像裝置，具有：聚焦透鏡，能夠在光軸方向上移動；攝像元件，通過上 述聚焦透鏡對被攝體進(jìn)行攝像；評價值算出部，使上述聚焦透鏡移動，并且對每個上述聚焦 透鏡的位置，利用通過上述攝像元件攝像而得到的攝像圖像信號，算出用于對焦的評價值； 銳度算出部，利用通過上述評價值算出部算出的至少三個上述評價值以及與上述至少三個 評價值分別對應(yīng)的上述聚焦透鏡的位置的信息，算出表示上述評價值相對于上述聚焦透鏡 的位置的關(guān)系的評價值曲線的極大點(diǎn)附近的銳度；對焦位置算出部，從使用了上述至少三 個評價值以及與上述至少三個評價值分別對應(yīng)的上述聚焦透鏡的位置的信息的多個種類 的運(yùn)算方法中，至少根據(jù)通過上述銳度算出部算出的銳度選擇一個，通過所選擇的運(yùn)算方 法，將與上述評價值曲線的極大點(diǎn)對應(yīng)的聚焦透鏡的位置算出為對焦位置；以及對焦控制 部，進(jìn)行使上述聚焦透鏡移動到上述對焦位置的對焦控制，上述多個種類的運(yùn)算方法包括： 第一運(yùn)算方法，使用上述至少三個評價值以及與上述至少三個評價值分別對應(yīng)的上述聚焦 透鏡的位置的信息，算出表示上述評價值曲線的多次函數(shù)，利用上述多次函數(shù)算出上述對 焦位置；以及第二運(yùn)算方法，使用上述至少三個評價值以及與上述至少三個評價值分別對 應(yīng)的上述聚焦透鏡的位置的信息算出1次函數(shù)，利用上述1次函數(shù)算出上述對焦位置，上述 至少三個評價值包含通過上述評價值算出部算出的上述評價值中的最大值以及對于與上 述最大值的評價值對應(yīng)的聚焦透鏡位置的前后位置而算出的評價值。
[0020] 本發(fā)明的對焦控制方法，是攝像裝置的對焦控制方法，該攝像裝置具有通過能夠 在光軸方向上移動的聚焦透鏡對被攝體進(jìn)行攝像的攝像元件，其中，該對焦控制方法具有 以下步驟：評價值算出步驟，使上述聚焦透鏡移動，并且對每個上述聚焦透鏡的位置，利用 通過上述攝像元件攝像而得到的攝像圖像信號，算出用于對焦的評價值；銳度算出步驟，利 用通過上述評價值算出步驟算出的至少三個上述評價值以及與上述至少三個評價值分別 對應(yīng)的上述聚焦透鏡的位置的信息，算出表示上述評價值相對于上述聚焦透鏡的位置的關(guān) 系的評價值曲線的極大點(diǎn)附近的銳度；對焦位置算出步驟，從使用了上述至少三個評價值 以及與上述至少三個評價值分別對應(yīng)的上述聚焦透鏡位置的信息的多個種類的運(yùn)算方法 中，至少根據(jù)在上述銳度算出步驟中算出的銳度選擇一個，通過所選擇的運(yùn)算方法，將與上 述評價值曲線的極大點(diǎn)對應(yīng)的聚焦透鏡的位置算出為對焦位置；以及對焦控制步驟，進(jìn)行 使上述聚焦透鏡移動到上述對焦位置的對焦控制，上述多個種類的運(yùn)算方法包括：第一運(yùn) 算方法，使用上述至少三個評價值以及與上述至少三個評價值分別對應(yīng)的上述聚焦透鏡位 置的信息，算出表示上述評價值曲線的多次函數(shù)，利用上述多次函數(shù)算出上述對焦位置；以 及第二運(yùn)算方法，使用上述至少三個評價值以及與上述至少三個評價值分別對應(yīng)的上述聚 焦透鏡位置的信息算出1次函數(shù)，利用上述1次函數(shù)算出上述對焦位置，上述至少三個評價 值包含在上述評價值算出步驟中算出的上述評價值中的最大值以及對于與上述最大值的 評價值對應(yīng)的聚焦透鏡位置前后的位置而算出的評價值。
[0021] 發(fā)明效果
[0022] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能夠?qū)崿F(xiàn)AF高速化的同時與所攝影的被攝體無關(guān)而以高 精度進(jìn)行AF的攝像裝置和對焦控制方法。
【附圖說明】
[0023] 圖1是示出作為用于說明本發(fā)明的一實施方式的攝像裝置的一例的數(shù)碼相機(jī)的 概略結(jié)構(gòu)的圖。
[0024] 圖2是圖1所示的數(shù)碼相機(jī)中的對比度AF處理部19的功能框圖。
[0025] 圖3是示出AF評價值曲線的一例的圖。
[0026] 圖4是示出AF評價值曲線的一例的圖。
[0027] 圖5是用于說明AF評價值曲線如圖4所示的情況下的基于第一運(yùn)算方法和第二 運(yùn)算方法的對焦位置的算出誤差的圖。
[0028] 圖6是用于說明圖1所示的數(shù)碼相機(jī)的AF動作的流程圖。
[0029] 圖7是用于說明圖1所示的數(shù)碼相機(jī)的AF動作的變形例的流程圖。
[0030] 圖8是用于說明圖1所示的數(shù)碼相機(jī)的AF動作的其他變形例的流程圖。
[0031] 圖9是作為攝像裝置說明智能手機(jī)的圖。
[0032] 圖10是圖9的智能手機(jī)的內(nèi)部框圖。
【具體實施方式】
[0033] 以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。
[0034]圖1是示出作為用于說明本發(fā)明的一實施方式的攝像裝置的一例的數(shù)碼相機(jī)的 概略結(jié)構(gòu)的圖。
[0035] 圖1所示的數(shù)碼相機(jī)的攝像系統(tǒng)具有攝像光學(xué)系統(tǒng)（包含攝影透鏡1和光圈2) 和CCD型或CMOS型等固體攝像元件5。包含攝影透鏡1和光圈2的攝像光學(xué)系統(tǒng)相對于相 機(jī)主體能夠裝卸或固定。攝影透鏡1包含能夠在光軸方向上移動的聚焦透鏡。固體攝像元 件5不搭載光學(xué)低通濾波器，由此，實現(xiàn)高分辨率。
[0036] 對數(shù)碼相機(jī)的電氣控制系統(tǒng)全體進(jìn)行統(tǒng)一控制的系統(tǒng)控制部11對閃光發(fā)光部12 和受光部13進(jìn)行控制。另外，系統(tǒng)控制部11對透鏡驅(qū)動部8進(jìn)行控制而調(diào)整包含在攝影 透鏡1中的聚焦透鏡的位置。而且，系統(tǒng)控制部11通過光圈驅(qū)動部9對光圈2的開口量進(jìn) 行控制，從而進(jìn)行曝光量的調(diào)整。
[0037] 另外，系統(tǒng)控制部11通過攝像元件驅(qū)動部10驅(qū)動固體攝像元件5,將通過攝影透 鏡1而攝像的被攝體像輸出為攝像圖像信號。在系統(tǒng)控制部11中通過操作部14輸入來自 用戶的指示信號。
[0038] 數(shù)碼相機(jī)的電氣控制系統(tǒng)還具有：模擬信號處理部6,進(jìn)行與固體攝像元件5的輸 出連接的相關(guān)雙重抽樣處理等的模擬信號處理；以及A/D轉(zhuǎn)換電路7,將從該模擬信號處理 部6輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。模擬信號處理部6和A/D轉(zhuǎn)換電路7通過系統(tǒng)控制 部11而被控制。模擬信號處理部6和A/D轉(zhuǎn)換電路7有時也內(nèi)置于固體攝像元件5中。
[0039] 而且，該數(shù)碼相機(jī)的電氣控制系統(tǒng)具有：主存儲器16 ;存儲器控制部15,與主存儲 器16連接；數(shù)字信號處理部17,對于從A/D轉(zhuǎn)換電路7輸出的攝像圖像信號，進(jìn)行插值運(yùn) 算、伽馬校正運(yùn)算以及RGB/YC轉(zhuǎn)換處理等而生成攝影圖像數(shù)據(jù)；壓縮解壓縮處理部18,將 通過數(shù)字信號處理部17生成的攝影圖像數(shù)據(jù)壓縮為JPEG形式或?qū)?