專利名稱：攝像設(shè)備及攝像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有對于被攝物體自動(dòng)合焦的自動(dòng)聚焦功能的攝像設(shè) 備及其攝像方法，更具體地說，涉及一種即使對于低亮度、低對比度環(huán)境下
的被攝物體仍然能夠以高精度合焦的攝像設(shè)備及其攝像方法。
背景技術(shù)：
通常的數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)等等的攝像設(shè)備中裝載有自動(dòng)聚焦(以下稱為
AF)設(shè)備，用來對于被攝物體自動(dòng)合焦。作為AF設(shè)備采用的AF控制方法的一 個(gè)例子，所知的有登山AF控制方法(例如，參照專利文獻(xiàn)l)。該登山AF控 制方法所采用的方式是從攝像元件輸出的影像信號(hào)求鄰近像素的亮度差的 積分值，把該積分值作為表示合焦程度的AF評價(jià)值。被攝物體處于合焦?fàn)顟B(tài) 的情況下，由于影像信號(hào)中被攝物體的輪廓部分清晰，因此此影像信號(hào)中鄰 近像素間的亮度差變大。也就是，合焦?fàn)顟B(tài)下，AF評價(jià)值變大。反之，非合 焦?fàn)顟B(tài)的情況下，由于被攝物體的輪廓部分模糊，因此此圖像信號(hào)中鄰近像 素間的亮度差變小。也就是，非合焦?fàn)顟B(tài)下，AF評價(jià)值變小。AF設(shè)備在使透 鏡移動(dòng)的同時(shí)，按照預(yù)定的定時(shí)，獲取該透鏡位置的影像信號(hào)，計(jì)算出AF評 價(jià)值，確定AF評價(jià)值的最大值(AF評價(jià)值的峰值位置)，把透鏡移動(dòng)至AF評
價(jià)值最大的位置并使其停止，從而能夠?qū)τ诒粩z物體自動(dòng)合焦。如此，登山 AF控制方法能夠通過檢測出AF評價(jià)值的峰值位置來對于被攝物體合焦。
近年，提出了比登山AF控制方法精度更高且高速有實(shí)效的AF控制方法 (例如，參見專利文獻(xiàn)2)。專利文獻(xiàn)2中記載的AF控制方法是通過分別使 用第一模式及第二模式，其中第一模式為以微小的間隔對AF評價(jià)值采樣，第 二模式為在接近合焦位置之前以粗間隔對AF評價(jià)值采樣而在合焦位置附近 以微小間隔對AF評價(jià)值采樣，能夠使AF處理高速化，并更加迅速地對被攝物
體合焦。
然而，關(guān)于專利文獻(xiàn)2記載的AF控制方法，在被攝物體處于低亮度環(huán)境 及低對比度環(huán)境的情況下，由于影像信號(hào)中大量包含的噪聲，導(dǎo)致需要耗時(shí)
間來檢測出AF評價(jià)值的峰值。即，由于反復(fù)執(zhí)行AF處理直到檢測出AF評價(jià)值 的峰值為止，因此需要大量時(shí)間來達(dá)到合焦。因此，為了解決上述專利文獻(xiàn) 2記載的方法中的技術(shù)問題，提出了一種如下所述的方法通過使用于影像 信號(hào)的過濾器相應(yīng)于亮度可變，去除影像信號(hào)的噪聲，來減小AF評價(jià)值的偏 差(例如，參見專利文獻(xiàn)3)。特公昭39-5265號(hào)公報(bào)特許第3851027號(hào)公報(bào)特開2006-145964號(hào)公報(bào) 另一方面，近年的攝像設(shè)備所能夠采用的攝像元件(CCD)在高像素化 (高密化)方面改進(jìn)，鄰接像素間的亮度差與以往相比變小，因而在低亮度 低對比度環(huán)境下，鄰接像素間的亮度差變得微小。因此，在上述的以往的方 法的情況下，由于影像信號(hào)中包含的噪聲而產(chǎn)生的AF評價(jià)值的偏差，難以準(zhǔn) 確、高精度、且高速地確定合焦位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題
本發(fā)明鑒于上述問題而作出，目的是提供一種攝像設(shè)備，即使在影像信 號(hào)的鄰接像素間的亮度差微小的情況下，仍能夠高精度地確定AF評價(jià)值的最 大值，并且能夠執(zhí)行更穩(wěn)定的AF控制。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)手段
本發(fā)明的攝像設(shè)備具有攝像元件，接受穿過攝影透鏡的被攝物體的光； 透鏡移動(dòng)裝置，使所述攝影透鏡移動(dòng)；自動(dòng)焦點(diǎn)檢測裝置，根據(jù)從所述攝像 元件獲得的圖像數(shù)據(jù)來確定焦點(diǎn)；其中，所述自動(dòng)焦點(diǎn)檢測裝置通過平滑微 分運(yùn)算來確定焦點(diǎn)位置，所述平滑微分運(yùn)算利用使用所述圖像數(shù)據(jù)而計(jì)算出 的AF評價(jià)值。
而且，本發(fā)明的特征在于，所述AF評價(jià)值是對構(gòu)成所述圖像數(shù)據(jù)的鄰接 像素的亮度差進(jìn)行積分所得的值，所述平滑微分運(yùn)算計(jì)算出對鄰接的AF評價(jià)
值的差分進(jìn)行加權(quán)累計(jì)所得的總計(jì)值，加權(quán)累計(jì)中采用的權(quán)重系數(shù)是與從AF
評價(jià)值偏離的程度相應(yīng)地增大的值。
而且，本發(fā)明的特征在于，通過使求加權(quán)累計(jì)的值的范圍(運(yùn)算中使用
的值的個(gè)數(shù))相應(yīng)于攝影時(shí)設(shè)定的攝影模式(例如，通常及宏AF模式等等)、 及獲得焦點(diǎn)距離及AF評價(jià)值時(shí)的透鏡位置移動(dòng)量而可變，防止在背景側(cè)合焦 的狀態(tài)(偽合焦)。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果
根據(jù)本發(fā)明，在攝像設(shè)備中，通過對從被攝物體的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算出的AF 評價(jià)值進(jìn)行平滑微分，檢測出合焦點(diǎn)，能夠提供高速且高精度的自動(dòng)聚焦功 能。
而且，根據(jù)本發(fā)明，在攝像設(shè)備中，能夠使在平滑微分運(yùn)算中使用的AF 評價(jià)值的范圍根據(jù)攝影模式及焦點(diǎn)距離的差別而可變，從而能夠在防止偽合 焦的同時(shí)提供高速且高精度的自動(dòng)聚焦功能。


圖l是示出本發(fā)明的攝像設(shè)備的示例的正面圖2是示出本發(fā)明的攝像設(shè)備的示例的上面圖； 圖3是示出本發(fā)明的攝像設(shè)備的示例的背面圖； 圖4是示出本發(fā)明的攝像設(shè)備的示例的功能模塊圖5是本發(fā)明的攝像設(shè)備中AF處理區(qū)域的映像圖6是示出本發(fā)明的攝像設(shè)備的AF評價(jià)值獲取定時(shí)等等的時(shí)序圖7是示出使用本發(fā)明的攝像設(shè)備執(zhí)行的AF處理的示例的流程圖8是示出上述AF處理的詳細(xì)處理流程的流程圖9是示出上述AF處理的詳細(xì)處理流程的流程圖10包括圖10A和圖10B，示出在本發(fā)明的攝像設(shè)備的AF處理中所獲取的 AF評價(jià)值的變遷示例；
圖11包括圖11A和圖11B，示出在本發(fā)明的攝像設(shè)備的AF處理中所計(jì)算出
的平滑微分值的變遷示例；
圖12是示出采用本發(fā)明的攝像設(shè)備執(zhí)行的AF處理的另一示例的流程圖13是示出上述AF處理的詳細(xì)處理流程的流程圖14是示出上述AF處理的詳細(xì)處理流程的流程圖15是示出采用本發(fā)明的攝像設(shè)備執(zhí)行的AF處理的又一示例的流程圖16是示出上述AF處理的詳細(xì)處理流程的流程圖17是示出上述AF處理的詳細(xì)處理流程的流程圖18包括圖18A和圖18B，示出在本發(fā)明的攝像設(shè)備的AF處理中所獲取的 AF評價(jià)值和平滑微分值的變遷示例；
圖19包括圖19A和圖19B，示出在本發(fā)明的攝像設(shè)備的AF處理中所計(jì)算出 的AF評價(jià)值和平滑微分值的變遷示例；
圖20示出本發(fā)明的攝像設(shè)備的攝影模式和聚焦透鏡伸縮量的關(guān)系；以及
圖21示出本發(fā)明的攝像設(shè)備的焦點(diǎn)距離和聚焦透鏡伸縮量的關(guān)系。
附圖標(biāo)號(hào)說明 7-2a 聚焦透鏡 7-2b 聚焦電機(jī) 108 ROM
具體實(shí)施例方式
下面，利用附圖關(guān)于本發(fā)明的攝像設(shè)備的實(shí)施例進(jìn)行說明。圖1至圖3 示出本發(fā)明的攝像設(shè)備的外觀構(gòu)成示例。圖1是正面圖，圖2是上側(cè)平面圖， 圖3是背面圖。圖1中，在作為攝像設(shè)備的殼體的照相機(jī)本體(CB)的正面， 配置有閃光燈發(fā)光部分3、光學(xué)取景器4、遙控受光部分6、及包含攝影透鏡 的鏡筒單元7，在照相機(jī)本體(CB)的一側(cè)的側(cè)面部分中，設(shè)置有存儲(chǔ)卡裝 填室及電池裝填室的蓋2。在圖2中，在照相機(jī)本體(CB)的上面，配置有點(diǎn) 動(dòng)按鈕(切換器)SW1、模式撥盤SW2、及子屏液晶顯示器(子屏LCD)(下 文中，把"液晶顯示器"稱為"LCD" ) 1。在圖3中，在照相機(jī)本體(CB)
的背面，配置有光學(xué)取景器4、 AF用LED ( "LED"是發(fā)光二極管)8、閃光燈 LED 9、 LCD監(jiān)視器IO、電源切換器13、廣角方向變焦切換器SW3、望遠(yuǎn)方向 變焦切換器SW4、自拍定時(shí)器的設(shè)定及解除切換器SW5、菜單切換器SW6、上 移動(dòng)及閃光燈集合切換器SW7、右移動(dòng)切換器SW8、顯示器切換器SW9、下移 動(dòng)及宏切換器SWIO、左移動(dòng)及圖像確認(rèn)切換器SWll、認(rèn)可(0K)切換器SW12、 及快速存取切換器SW13。
下面，利用圖4來說明本發(fā)明的攝像設(shè)備的功能模塊。本發(fā)明的攝像設(shè) 備的各種操作(處理)通過作為數(shù)字信號(hào)處理IC (集成電路)等等而構(gòu)成的 數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)處理器104 (下文中，簡單稱為"處理器104")來控制。處 理器104包括第一CCD (電荷耦合器件)信號(hào)處理模塊104-1、第二CCD信號(hào)處 理模塊104-2、 CPU (中央處理單元)模塊104-3、本地SRAM (SRAM:靜態(tài)隨 機(jī)存取存儲(chǔ)器)104-4、 USB (通用串行總線)模塊104-5、串行模塊104-6、 JPEG編碼解碼器(CODEC)模塊104-7、尺寸改變(RESIZE)模塊104-8、 TV 信號(hào)顯示模塊104-9、及存儲(chǔ)卡控制模塊104-10，上述各個(gè)模塊通過總線相 互連接。
在處理器104的外部，配置有存儲(chǔ)RAW-RGB圖像數(shù)據(jù)、YUV圖像數(shù)據(jù)、及 JPEG圖像數(shù)據(jù)的SDRAM (同步隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)103、 RAM 107、內(nèi)置存儲(chǔ)器 120、及存儲(chǔ)控制程序的ROM 108，經(jīng)由總線連接至處理器104。
鏡筒單元7配備有變焦光學(xué)系統(tǒng)7-l，具有變焦透鏡7-la;聚焦光學(xué)系 統(tǒng)7-2，具有聚焦透鏡7-2a;光圈單元7-3，具有光圈7-3a;機(jī)械快門單元7-4， 具有機(jī)械快門7-4a。變焦光學(xué)系統(tǒng)7-1、聚焦光學(xué)系統(tǒng)7-2、光圈單元7-3、 及機(jī)械快門單元7-4分別由變焦電機(jī)7-lb、作為聚焦透鏡移動(dòng)裝置的聚焦電 機(jī)7-2b、光圈電機(jī)7-3b、及機(jī)械快門電機(jī)7-4b來驅(qū)動(dòng)。上述變焦電機(jī)7-lb、 聚焦電機(jī)7 2b、光圈電機(jī)7-3b、及機(jī)械快門電機(jī)7-4b的各個(gè)電機(jī)的操作由受 處理器104的CPU模塊104-3控制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器7-5來控制。
鏡筒單元7的變焦透鏡7-la及聚焦透鏡7-2a構(gòu)成攝影透鏡，用來在作為 攝像元件的CCD IOI的攝像面上形成被攝物體的光學(xué)圖像，CCD IOI把所述被 攝物體的光學(xué)圖像變換為電氣的圖像信號(hào)，輸入至F/E-IC (前端IC) 102。 F/E-IC 102具有CDS (相關(guān)二重采樣部分)102-1、 AGC (自動(dòng)增益控制部分)102-2、及A/D (模擬一數(shù)字)變換部分102-3，對所述圖像信號(hào)分別施加預(yù) 定的處理，變換為數(shù)字信號(hào)，輸入至處理器104的第一CCD信號(hào)處理模塊 104-1。這些信號(hào)處理操作通過從處理器104的第一CCD信號(hào)處理模塊104-1輸 出的VD及HD (垂直驅(qū)動(dòng)及水平驅(qū)動(dòng))信號(hào)，經(jīng)由TG (定時(shí)生成器)102-4而 被控制。第一CCD信號(hào)處理模塊104-1在對從CCD固態(tài)攝像元件101經(jīng)由F/E-IC 102輸入的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行白平衡調(diào)整及Y (伽瑪)調(diào)整等等的信號(hào)處理 的同時(shí)，輸出VD信號(hào)及HD信號(hào)。
處理器104的CPU模塊104-3控制聲音記錄電路115-1進(jìn)行的聲音記錄操 作。聲音記錄電路115-1根據(jù)CPU模塊104-3的指令來記錄由麥克風(fēng)115-3變換 并由麥克風(fēng)放大器115-2增幅的聲音信號(hào)。而且，CPU模塊104-3還控制聲音 再現(xiàn)電路116-l的操作。聲音再現(xiàn)電路116-l根據(jù)CPU模塊104-3的指令，利用 音頻放大器116-2對適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)器中記錄的聲音信號(hào)進(jìn)行增幅，輸入至揚(yáng)聲 器116-3，并從揚(yáng)聲器116-3再現(xiàn)聲音。而且，CPU模塊104-3通過控制閃光燈 電路114使其運(yùn)作，來使閃光燈發(fā)光部分3發(fā)出照明光。而且，CPU模塊104-3 還控制用來測量被攝物體距離的測距單元(未示出)的操作。
而且，本發(fā)明的攝像設(shè)備如后文所述基于所攝像的圖像數(shù)據(jù)來進(jìn)行AF 控制，因此，由測距單元進(jìn)行的被攝物體距離的測量即使不進(jìn)行也可以，即 使省略測距單元也可以。而且，也可以把測距單元獲得的被攝物體距離的測 量信息用于閃光燈電路114中的閃光燈發(fā)光控制。對于基于攝像的圖像數(shù)據(jù) 的合焦控制，也可以作為輔助手段來利用測距單元獲得的被攝物體的距離的
而且，CPU模塊104-3與在處理器104的外部配置的從CPU (SUB-CPU) 109 連結(jié)，從CPU 109經(jīng)由LCD驅(qū)動(dòng)器111來控制由子屏LCD l進(jìn)行的顯示。而且， 從CPU 109與AF用LED 8、閃光燈LED 9、遙控受光部分6、上述切換器SW1至 SW13組成的操作部分、及蜂鳴器113分別連結(jié)。
USB模塊104-5與USB連接器122連結(jié)，串行模塊104-6經(jīng)由串行驅(qū)動(dòng)電路 123-1與RS-232C連接器連結(jié)。視頻信號(hào)顯示模塊104-9經(jīng)由LCD驅(qū)動(dòng)器117與 LCD監(jiān)視器10連結(jié)，而且，TV信號(hào)顯示模塊104-9經(jīng)由視頻放大器118與視頻 插口119連結(jié)。存儲(chǔ)卡控制模塊104-10與存儲(chǔ)卡槽121的卡接點(diǎn)連結(jié)，存儲(chǔ)卡
裝填在該存儲(chǔ)卡槽121中，與存儲(chǔ)卡的接點(diǎn)接觸，電氣地連接。
下面，關(guān)于如上所述而構(gòu)成的攝像設(shè)備的操作進(jìn)行說明。通過把圖l至
圖3所示的模式撥盤SW2設(shè)定在記錄模式，相應(yīng)攝像設(shè)備以記錄模式來啟動(dòng)。
相應(yīng)攝像設(shè)備配備有多個(gè)記錄模式，把這些記錄模式匯總作為攝影模式。模
式撥盤SW2的設(shè)定包括CPU模塊104-3通過從CPU 109來檢測圖4中操作按鍵 單元(SW1至SW13)中包含的模式撥盤SW2的狀態(tài)成為記錄模式啟動(dòng)(ON)的 情況；控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器7-5;使鏡筒單元7移動(dòng)至可以攝像的位置。進(jìn)一步， 啟動(dòng)CCD101、 F/E-IC102、及LCD監(jiān)視器10等等各個(gè)部分的電源使操作開始。 各個(gè)部分的電源啟動(dòng)，則取景器模式的操作開始。
取景器模式中，經(jīng)由鏡筒單元7的攝影透鏡入射到作為攝像元件的CCD 101的光變換為電氣信號(hào)，作為RGB的模擬信號(hào)而輸入到CDS 102-1，經(jīng)由AGC 102-2而傳送至A/D變換器102-3。由A/D變換器102-3變換為數(shù)字信號(hào)的R、 G、 B各信號(hào)通過由處理器104內(nèi)的第二CCD信號(hào)處理模塊104-2所形成的YUV變換 裝置而變換為YUV圖像數(shù)據(jù)，并記錄至作為幀存儲(chǔ)器的SDRAM 103中。而且， 第二CCD信號(hào)處理模塊104-2對RGB圖像數(shù)據(jù)施加過濾處理等等的適當(dāng)處理， 將其變換為YUV圖像數(shù)據(jù)。該YUV圖像數(shù)據(jù)由CPU模塊104-3讀出，經(jīng)由視頻信 號(hào)顯示模塊104-9，并經(jīng)由視頻放大器118及視頻插口119傳送至TV (電視)， 或者經(jīng)由LCD驅(qū)動(dòng)器117而傳送至LCD監(jiān)視器10以供顯示。此處理以l/30秒的 間隔進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)每l/30秒進(jìn)行更新的取景器模式的顯示。
如果按下操作部分的點(diǎn)動(dòng)按鈕SW1，則根據(jù)第一CCD信號(hào)處理模塊104-1 所讀入的數(shù)字RGB圖像數(shù)據(jù)，計(jì)算出表示畫面內(nèi)的預(yù)定的至少一部分中的合 焦程度的AF評價(jià)值及表示曝光狀態(tài)的AE評價(jià)值。AF評價(jià)值作為特征數(shù)據(jù)而由 CPU模塊104-3讀出，在作為自動(dòng)焦點(diǎn)檢測裝置的功能的AF處理中使用。
處于合焦?fàn)顟B(tài)的被攝物體由于其邊緣部分鮮明，因此相應(yīng)圖像數(shù)據(jù)中包
含的空間頻率的高頻率成份變得最高。關(guān)于AF評價(jià)值，其值變大，該AF評價(jià) 值是構(gòu)成空間頻率高的被攝物體圖像數(shù)據(jù)的像素的鄰近像素間的亮度差的 積分值。因此，關(guān)于在使該聚焦透鏡7-2a移動(dòng)的同時(shí)斷續(xù)獲取的AF評價(jià)值的 變遷量，由于成為反映圖像數(shù)據(jù)中包含的高頻率成份的值，因此，如下的聚 焦透鏡7-2a的位置成為合焦位置，在該位置，獲取該AF評價(jià)值為極大值的圖 像數(shù)據(jù)。即，通過在AF評價(jià)值中檢測出峰值位置，能夠確定合焦位置。而且， 考慮AF評價(jià)值的極大點(diǎn)(峰值位置)表現(xiàn)為多個(gè)的情況，在多個(gè)極大點(diǎn)(峰
值位置)的情況下，峰值位置中AF評價(jià)值的大小及其周邊位置的AF評價(jià)值的 下降或上升的程度等等也要考慮，執(zhí)行AF處理，以推定為可靠性最高的極大 點(diǎn)(峰值位置)為合焦位置。
AF評價(jià)值能夠從數(shù)字RGB圖像數(shù)據(jù)內(nèi)的一定范圍(AF處理區(qū)域)計(jì)算出。 圖5示出取景器模式時(shí)在LCD顯示的圖像畫面。在圖5中，LCD IO的中心部分 顯示的框內(nèi)是相應(yīng)攝像設(shè)備中的AF處理區(qū)域。該AF處理區(qū)域設(shè)定為例如RGB 圖像數(shù)據(jù)的畫面內(nèi)的中央的水平方向的40%及垂直方向的30%的范圍。
本發(fā)明的攝像設(shè)備具備的多個(gè)攝影模式的AF攝影范圍彼此不同。例如， 通常AF模式的AF攝影范圍從1 m起至無限遠(yuǎn)，宏AF模式的AF攝影范圍從1 cm 起至無限遠(yuǎn)。AF模式的設(shè)定根據(jù)模式撥盤SW2來執(zhí)行。 [實(shí)施例l]
關(guān)于使用本發(fā)明的攝像設(shè)備的攝像方法的實(shí)施例進(jìn)行說明。本發(fā)明的攝 像方法中的AF處理包括在移動(dòng)的聚焦透鏡7-2a的預(yù)定的定時(shí)位置獲取AF評 價(jià)值；使用所獲取的AF評價(jià)值來進(jìn)行平滑微分運(yùn)算；使用該平滑微分運(yùn)算的 結(jié)果(平滑微分值)來執(zhí)行合焦?fàn)顟B(tài)的判斷和合焦位置的確定。首先，關(guān)于 AF評價(jià)值的平滑微分運(yùn)算處理進(jìn)行說明。
把以按照預(yù)定定時(shí)從移動(dòng)的聚焦透鏡7-2a獲取的被攝物體圖像數(shù)據(jù)為 基準(zhǔn)而獲取的AF評價(jià)值作為X[O]，把在X[O]的a個(gè)之前獲取的AF評價(jià)值作為 X[-a]，把在X[O]的a個(gè)之后獲取的AF評價(jià)值作為X[a]，把關(guān)于各個(gè)AF評價(jià)值 的權(quán)重系數(shù)作為bl、 b2、 ，在此情況下，平滑微分值Y[O]能夠通過 r[O] = = 0 ~> "](義[/]-Z[-!'])x6/而求得。
示出上述的平滑微分運(yùn)算式的具體示例。在使用當(dāng)時(shí)的AF評價(jià)值(X
) 的前后3個(gè)評價(jià)值來求得平滑微分值Y[O]的情況下，成為 1T0] = (Z[1]-Z[-l])xl + (JT[2]-X[-2])x2 + (X[3]-Z[-3])x3。因此，關(guān)于權(quán)重系 數(shù)(bi:l,2，3')，以接近當(dāng)時(shí)的AF評價(jià)值X[O]的AF評價(jià)值(例如，X[l]) 為小系數(shù)，以遠(yuǎn)的AF評價(jià)值(例如，X[3])為較大的系數(shù)。即，與當(dāng)時(shí)值(X[O]) 的相關(guān)程度越小則值越大，具體的系數(shù)值不限于上述示例。
如此，本發(fā)明的攝像方法中的AF控制方法包括基于與聚焦透鏡7-2a 的移動(dòng)相應(yīng)地獲取的AF評價(jià)值的相關(guān)性來求得上述的平滑微分值，從而確定 AF評價(jià)值的極值，檢測出合焦位置。
上述的運(yùn)算式中，釆用當(dāng)時(shí)的AF評價(jià)值X[O]的前后3個(gè)AF評價(jià)值來執(zhí)行 平滑微分運(yùn)算，然而，用于平滑微分運(yùn)算的AF評價(jià)值的個(gè)數(shù)不限于此。所希 望的是，把執(zhí)行平滑微分運(yùn)算的范圍(下文稱為"平滑微分范圍")作為參 數(shù)使其可變，使用根據(jù)該參數(shù)而指定的個(gè)數(shù)N，利用前后N個(gè)AF評價(jià)值來執(zhí)行
平滑微分運(yùn)算。
而且，為了進(jìn)行平滑微分運(yùn)算，需要多個(gè)AF評價(jià)值。因此，在AF處理剛 剛開始之后及即將到達(dá)聚焦透鏡7-2a的驅(qū)動(dòng)終止范圍之前的AF評價(jià)值獲取 定時(shí)，不能進(jìn)行平滑微分運(yùn)算。因此，AF處理開始之后，等待獲取能夠開始 平滑微分運(yùn)算的個(gè)數(shù)的AF評價(jià)值，然后，開始平滑微分運(yùn)算處理?；蛘?，為 了補(bǔ)足進(jìn)行平滑微分運(yùn)算處理所需要的AF評價(jià)值的個(gè)數(shù)，使用已經(jīng)獲取完畢 的AF評價(jià)值進(jìn)行推測并插值，來開始平滑微分運(yùn)算處理。
下面，關(guān)于AF處理時(shí)聚焦透鏡7-2a的驅(qū)動(dòng)定時(shí)和AF評價(jià)值的獲取定時(shí)的 關(guān)系進(jìn)行說明。聚焦透鏡7-2a的驅(qū)動(dòng)根據(jù)與l次的VD信號(hào)相對應(yīng)的預(yù)定聚焦 驅(qū)動(dòng)量來執(zhí)行。關(guān)于聚焦驅(qū)動(dòng)量，在例如聚焦電機(jī)7-2b是脈沖電機(jī)的情況下， 驅(qū)動(dòng)脈沖數(shù)目與其相應(yīng)。與VD信號(hào)的脈沖的下降沿相對應(yīng)，按照預(yù)定的脈沖 率，通過與預(yù)定的驅(qū)動(dòng)脈沖數(shù)目相對應(yīng)地驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡7-2a，完成l次的聚 焦透鏡驅(qū)動(dòng)。與下一到來的VD信號(hào)脈沖的下降沿相對應(yīng)，再次執(zhí)行預(yù)定的聚 焦驅(qū)動(dòng)。如此，使VD信號(hào)(即幀周期)與聚焦驅(qū)動(dòng)同步。
圖6是時(shí)序圖；示出在以120 fps的幀率執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)的讀入的情況下的 VD信號(hào)和聚焦透鏡7-2a的聚焦驅(qū)動(dòng)定時(shí)、電子快門中電荷掃除脈沖(SUB) 的定時(shí)、以及曝光定時(shí)。在圖6中，如果產(chǎn)生1次VD信號(hào)，則將其作為觸發(fā)來 以預(yù)定次數(shù)產(chǎn)生用來驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡7-2a的脈沖(在圖6中為2次)，聚焦透鏡 7-2a與和此驅(qū)動(dòng)脈沖相對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)量相應(yīng)地移動(dòng)。而且，以VD信號(hào)為觸發(fā)來 以預(yù)定次數(shù)產(chǎn)生電荷掃除脈沖，與SUB數(shù)目相對應(yīng)，執(zhí)行CCD IOI中帶電電荷 的掃除處理。而且，在前述電荷掃除處理終止后執(zhí)行曝光處理。根據(jù)曝光處 理，把被攝物體的影像作為圖像數(shù)據(jù)讀入，使用該圖像數(shù)據(jù)來獲取AF評價(jià)值。
上述驅(qū)動(dòng)脈沖數(shù)目可變，與焦點(diǎn)距離、聚焦透鏡伸縮量(聚焦驅(qū)動(dòng)范圍)相
對應(yīng)地變化。如此，本發(fā)明的AF處理與VD信號(hào)同步，在聚焦透鏡7-2a的驅(qū)動(dòng) 范圍內(nèi)執(zhí)行。
使用圖7的流程圖來關(guān)于使用上述平滑微分處理的AF處理進(jìn)行說明。圖7 中，各個(gè)操作步驟以S71、 S72、 *的形式來標(biāo)記。如使用圖6所說明的， 由于與VD信號(hào)同步地執(zhí)行AF處理，則首先等待處理，直到檢測出VD信號(hào)的下 降沿(S71)。檢測出VD信號(hào)的下降沿之后，與預(yù)定脈沖數(shù)目相對應(yīng)地驅(qū)動(dòng) 聚焦電機(jī)7-2b，移動(dòng)聚焦透鏡7-2a (S72)。在移動(dòng)聚焦透鏡7-2a之后獲取 影像信號(hào)，按照基于該影像信號(hào)的圖像數(shù)據(jù)，計(jì)算出AF評價(jià)值(S73)。判 斷AF評價(jià)值的獲取數(shù)目是否足以用于平滑微分運(yùn)算(是否滿足平滑微分范 圍)(S74)，如果AF評價(jià)值獲取數(shù)目沒有達(dá)到平滑微分范圍，則處理返回 S71 (S74的否(NO))。
所獲取的AF評價(jià)值如果達(dá)到平滑微分范圍(S74的是(YES))，則使用 上述的平滑微分運(yùn)算式來計(jì)算出平滑微分值(S75)。重復(fù)上述處理，直到 到達(dá)聚焦透鏡7-2a的驅(qū)動(dòng)范圍終止位置(S76的否)。聚焦透鏡7-2a到達(dá)終 止位置的情況下(S76的是)，使用如上所述所計(jì)算出的平滑微分值執(zhí)行合 焦位置檢測處理(S77)，基于合焦位置檢測處理的結(jié)果來執(zhí)行NG (不行) 判斷處理(S78)，把聚焦透鏡7-2a移動(dòng)至根據(jù)NG判斷處理所設(shè)定的合焦位 置，終止相應(yīng)的AF處理(S79)。下面關(guān)于合焦位置檢測處理(S77) 、 NG判 斷處理(S78)的細(xì)節(jié)進(jìn)行說明。
圖8是示出合焦位置檢測處理(圖7的S77)的詳細(xì)的處理流程的流程圖。 首先，從計(jì)算出的平滑微分值搜索接近O的值(S81)。在平滑微分值中沒有 接近O的值的情況下(S82的否)，作為合焦NG (S86)，終止合焦位置檢測 處理。在平滑微分值中具有接近O的值的情況下(S82的是)，執(zhí)行周邊值判 斷處理(S83)。周邊值判斷處理(S83)判斷接近O的平滑微分值的周邊的
平滑微分值相對于接近O的平滑微分值是否單調(diào)下降或者單調(diào)上升。5卩，判 斷是否在接近O的平滑微分值之前獲取的平滑微分值相對于接近O的平滑微 分值單調(diào)上升，而且，是否在接近O的平滑微分值之后獲取的平滑微分值相 對于接近O的平滑微分值單調(diào)下降(S84)。判斷的結(jié)果如果是單調(diào)下降及單調(diào)上升(S84的是)，則判斷合焦認(rèn)可(OK) (S85)，如果不是這樣(S84 的否)，則判斷合焦NG (S86)，終止合焦位置檢測處理。
圖9是示出NG判斷處理(圖7的S78)的詳細(xì)處理流程的流程圖。合焦位 置檢測處理(圖7的S77)中如果合焦0K (S91的是)，則確定把與該平滑微 分值相對應(yīng)的聚焦透鏡7-2a的位置作為合焦位置(S92)，如果合焦NG (S91 的否)，則確定把NG位置(例如，超焦點(diǎn)距離)作為合焦位置(S93)。
在圖10A、圖10B和圖11A、圖11B示出在上述AF處理中與VD信號(hào)同步地獲 取的AF評價(jià)值、及以AF評價(jià)值為基礎(chǔ)計(jì)算出的平滑微分值的示例。圖10A、 圖10B以坐標(biāo)圖示出在針對同一被攝物體的AF處理中在光量彼此不同的環(huán)境 下計(jì)算出的AF評價(jià)值的變遷的示例，縱軸表示AF評價(jià)值的大小，橫軸表示聚 焦透鏡7-2a的位置。圖10A是LV10的情況，圖10B是LV8的情況。即，圖10B關(guān) 于在比圖10A光量少(暗)的環(huán)境下獲取的AF評價(jià)值。因此，鄰接像素間的 亮度差微小，因而，噪聲的影響大，AF評價(jià)值中產(chǎn)生偏差，表現(xiàn)出多個(gè)峰值 位置。AF評價(jià)值的峰值位置(極大值)如果如圖10A所示在一處，則可以將 其設(shè)定為合焦位置，在如圖10B所示多個(gè)峰值位置的情況下，不能夠簡單地 把任何一個(gè)位置判斷為合焦位置。
圖11A、圖11B是示出圖10A、圖10B所示的AF評價(jià)值的平滑微分值的坐標(biāo) 圖。在圖11A、圖11B中，橫軸與圖10A、圖10B相同，示出聚焦透鏡7-2a的位 置，.縱軸示出平滑微分值的大小。圖11A是以圖10A所示的AF評價(jià)值的變遷為 基礎(chǔ)的平滑微分值。圖11B示出以圖10B所示的AF評價(jià)值的變遷為基礎(chǔ)的平滑 微分值。圖11A和圖11B中，聚焦透鏡7-2a的位置到"5"之前(平滑微分值 能夠獲取4個(gè)以上之前)，由于未獲取預(yù)定數(shù)目的AF評價(jià)值，因此未計(jì)算出 平滑微分值。關(guān)于獲取預(yù)定數(shù)目的AF評價(jià)值之后計(jì)算出的平滑微分值，隨著 聚焦透鏡7-2a的移動(dòng)，平滑微分值向增大方向變遷，在某點(diǎn)其符號(hào)從負(fù)反轉(zhuǎn) 為正。在圖11A、圖11B中，從聚焦透鏡7-2a的位置為5開始，開始平滑微分 運(yùn)算，在從7到8之間，符號(hào)反轉(zhuǎn)。該反轉(zhuǎn)點(diǎn)相應(yīng)于AF評價(jià)值的極大值。如此， 根據(jù)先前所示的運(yùn)算式而計(jì)算出的平滑微分值的符號(hào)反轉(zhuǎn)的位置，即平滑微 分值為0的位置，成為AF評價(jià)值的極大點(diǎn)。
如上文說明的，通過檢測出平滑微分值的符號(hào)反轉(zhuǎn)的AF評價(jià)值的獲取位
置，能夠確定合焦位置，通過使聚焦透鏡7-2a移動(dòng)至該合焦位置，能夠執(zhí)行 AF處理。 [實(shí)施例2]
下面關(guān)于使用本發(fā)明的攝像設(shè)備的攝像方法的另一實(shí)施例進(jìn)行說明。由 于本實(shí)施例中聚焦透鏡7-2a的驅(qū)動(dòng)方法和平滑微分值的計(jì)算方法與實(shí)施例l 相同，因此著重說明不同的處理。
圖12是示出實(shí)施例2的AF處理流程的流程圖。各個(gè)操作步驟按S121、 S122. *的形式標(biāo)記。首先，執(zhí)行信號(hào)等待處理，直到檢測出VD信號(hào)的下 降沿(S121)，以檢測出VD信號(hào)的下降沿為觸發(fā)，與預(yù)定的脈沖量相應(yīng)地驅(qū) 動(dòng)聚焦電機(jī)7-2b，移動(dòng)聚焦透鏡7-2a (S122)。在移動(dòng)聚焦透鏡7-2a之后， 執(zhí)行曝光處理，獲取影像信號(hào)，根據(jù)基于該影像信號(hào)的圖像信號(hào)，來計(jì)算出 AF評價(jià)值(S123)。判斷AF評價(jià)值的獲取數(shù)目是否足以進(jìn)行平滑微分運(yùn)算(是 否滿足平滑微分范圍)(S124)，如果AF評價(jià)值獲取數(shù)目未達(dá)到平滑微分范 圍，則處理返回S121 (S124的否)。
在獲取了預(yù)定個(gè)數(shù)的AF評價(jià)值的情況下(S124的是)，使用已經(jīng)說明的 運(yùn)算式來計(jì)算出平滑微分值(S125)。
根據(jù)所計(jì)算出的平滑微分值來執(zhí)行合焦位置檢測處理，判斷合焦位置是 否檢測出(S126)。在檢測出合焦位置的情況下(S126的是)，轉(zhuǎn)為執(zhí)行NG 判斷處理(S128)，在未檢測出合焦位置的情況下(S126的否)，判斷聚焦 透鏡是否到達(dá)驅(qū)動(dòng)范圍終止位置(S127)，在聚焦透鏡到達(dá)終止位置的情況 下(S127的是)，轉(zhuǎn)為執(zhí)行NG判斷處理(S128)，在聚焦透鏡未到達(dá)驅(qū)動(dòng)終 止位置的情況下，轉(zhuǎn)為執(zhí)行VD信號(hào)等待(S121)。
下面關(guān)于上述合焦位置檢測處理(S126)及NG判斷處理(S128)的細(xì)節(jié) 進(jìn)行說明。圖13是示出合焦位置檢測處理(圖12的S126)的詳細(xì)處理流程的 流程圖。首先，判斷計(jì)算出的平滑微分值是否大致為O (S131)。在平滑微 分值不是大致為O的情況下(S131的否)，作為合焦NG (S135)，相應(yīng)處理 終止。所計(jì)算出的平滑微分值如果大致為O (S131的是)，則執(zhí)行周邊值判 斷處理(S132)。周邊值判斷處理(S132)判斷大致為O的平滑微分值的周 邊的平滑微分值相對于大致為O的平滑微分值是否單調(diào)下降或者單調(diào)上升。
即，判斷是否在大致為o的平滑微分值之前獲取的平滑微分值相對于大致為o
的平滑微分值單調(diào)上升，或者，是否在大致為o的平滑微分值之后獲取的平
滑微分值相對于大致為O的平滑微分值單調(diào)下降，判斷的結(jié)果如果單調(diào)下降
或者單調(diào)上升(S133的是)，則判斷合焦OK (S134)，判斷的結(jié)果如果不是 單調(diào)下降或者單調(diào)上升(S133的否)，則判斷合焦NG (S135)，合焦位置檢 測處理終止。
圖14是示出NG判斷處理(圖12的S128)的詳細(xì)處理流程的流程圖。在合 焦位置檢測處理(圖12的S126)中，如果合焦0K (S141的是)，則確定與該 平滑微分值相對應(yīng)的聚焦透鏡7-2a的位置為合焦位置(S142)，如果合焦NG (S141的否)，則確定NG位置(例如，超焦點(diǎn)距離)為合焦位置(S143)。 按照上述實(shí)施例2，每次當(dāng)計(jì)算出平滑微分值時(shí)，由于執(zhí)行合焦位置檢 測處理，因此，到透鏡驅(qū)動(dòng)終止位置為止，不驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡7-2a，在途中能 夠終止AF處理。 [實(shí)施例3]
下面關(guān)于使用本發(fā)明的攝像設(shè)備的攝像方法的又一實(shí)施例進(jìn)行說明。本 實(shí)施例中，使平滑微分處理相應(yīng)于由模式撥盤SW2所指定的攝影模式而可變。 省略與上述實(shí)施例l、 2重復(fù)的部分的說明，著重說明不同的部分。
首先，使用圖15的流程圖來關(guān)于本實(shí)施例的AF處理進(jìn)行說明。各個(gè)操作 步驟按照S150、 S151 的形式來標(biāo)記。首先，根據(jù)當(dāng)時(shí)的攝影模式，執(zhí) 行設(shè)定平滑微分范圍的處理(S150)。在設(shè)定平滑微分范圍之后，執(zhí)行等待 處理，直到檢測出VD信號(hào)的下降沿為止(S151)。檢測出VD信號(hào)的下降沿之 后，與預(yù)定脈沖數(shù)目相對應(yīng)地驅(qū)動(dòng)聚焦電機(jī)7-2b，移動(dòng)聚焦透鏡7-2a(S152)。 在移動(dòng)聚焦透鏡7-2a之后，獲取影像信號(hào)，根據(jù)基于該影像信號(hào)的圖像數(shù)據(jù) 來計(jì)算出AF評價(jià)值(S153)。判斷AF評價(jià)值的獲取數(shù)目是否足以進(jìn)行平滑微 分運(yùn)算(是否滿足平滑微分范圍)(S154)，如果AF評價(jià)值獲取數(shù)目未達(dá)到 平滑微分范圍，則處理返回S151 (S154的否)。
.如果所獲取的AF評價(jià)值達(dá)到平滑微分范圍(S154的是)，則根據(jù)該平滑 微分范圍，使用在實(shí)施例l中所說明的平滑微分運(yùn)算式來執(zhí)行平滑微分運(yùn)算 (S155)。反復(fù)執(zhí)行上述處理，直到達(dá)到聚焦透鏡7-2a的驅(qū)動(dòng)范圍終止位置(S156的否)。在聚焦透鏡7-2a達(dá)到終止位置的情況下(S156的是)，使用 在上文中描述的所計(jì)算出的平滑微分值來執(zhí)行合焦位置檢測處理(S157)， 基于合焦位置檢測處理的結(jié)果來執(zhí)行NG判斷處理(S158)，把聚焦透鏡7-2a 移動(dòng)至根據(jù)NG判斷處理所設(shè)定的合焦位置，終止相應(yīng)的AF處理(S159)。
如此，實(shí)施例3的AF處理與實(shí)施例1的AF處理相比，在執(zhí)行AD信號(hào)等待處 理之前，根據(jù)相應(yīng)攝像設(shè)備的攝影模式來設(shè)定平滑微分范圍，執(zhí)行與所設(shè)定 的平滑微分范圍相對應(yīng)的平滑微分處理。下面，說明平滑微分參數(shù)設(shè)定處理 (S150)的更詳細(xì)的處理流程，合焦位置檢測處理(S157)、NG判斷處理(S158) 是與實(shí)施例l中的合焦位置檢測處理(S77) 、 NG判斷處理(S78)相同的處 理，因此省略詳細(xì)說明。
圖16是示出平滑微分參數(shù)設(shè)定處理(圖15的S1,50)的詳細(xì)處理流程的流 程圖。首先，獲取根據(jù)模式撥盤SW2指定的當(dāng)時(shí)的攝影模式(S161)。然后， 判斷所獲取的攝影模式是否是"通常AF模式"(S162)。攝影模式如果是通 常AF模式(S162為是)，則設(shè)定通常AF模式用的平滑微分范圍(在此把通常 AF模式用平滑微分范圍定為3)。攝影模式如果不是通常AF模式(S162為否)， 則相應(yīng)攝像設(shè)備由于設(shè)定為宏AF模式，因此設(shè)定宏AF模式用的平滑微分范圍 (在此，把宏AF模式用平滑微分范圍定為2)。使用如此設(shè)定的平滑微分范 圍，執(zhí)行上文說明的AF處理。
下面，關(guān)于上述的不同攝影模式下變更平滑微分范圍的效果進(jìn)行說明。 如已經(jīng)說明的，聚焦透鏡7-2a按照與l次的VD信號(hào)相對應(yīng)的聚焦電機(jī)7-2b的 預(yù)定驅(qū)動(dòng)量來移動(dòng)。在此，以聚焦電機(jī)7-2b作為脈沖電機(jī)來說明。
關(guān)于與1次的VD信號(hào)相對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)脈沖數(shù)目(聚焦驅(qū)動(dòng)量)，與通常AF 模式相比，在宏AF模式的情況下，設(shè)定得更多。例如，通常AF模式時(shí)為2個(gè) 脈沖，宏AF模式時(shí)為6個(gè)脈沖。這是因?yàn)?，如圖20所示，取決于攝影模式， 聚焦透鏡伸縮量不同。在圖20中，通常AF模式時(shí)的聚焦透鏡伸縮量為30個(gè)脈 沖，宏AF模式時(shí)的聚焦透鏡伸縮量為200個(gè)脈沖。如此，與通常AF模式時(shí)相 比，宏AF模式時(shí)的情況下，與1次的VD信號(hào)相對應(yīng)的聚焦透鏡7-2a的移動(dòng)量 大，因此鄰接AF評價(jià)值的變遷量也變大。
基于這樣的條件，在宏AF模式時(shí)的平滑微分運(yùn)算中，假定設(shè)定了與通常
AF模式時(shí)的平滑微分運(yùn)算相同的平滑微分范圍(例如，平滑微分范圍為3)，
則使用與前后18個(gè)脈沖量相應(yīng)的AF評價(jià)值來執(zhí)行平滑微分運(yùn)算，造成AF評價(jià) 值間的相關(guān)性變得過強(qiáng)及AF評價(jià)值的變遷過于平均化的問題。
關(guān)于此問題，使用圖18A、圖18B及圖19A、圖19B進(jìn)行說明。圖18A和圖 19A示出從在同一攝影條件下所攝影的圖像數(shù)據(jù)獲取的AF評價(jià)值的變遷，圖 18B和圖19B示出使用上述AF評價(jià)值的平滑微分值的變遷，圖18A、圖18B是平 滑微分范圍為"3"的情況，圖19A、圖19B是平滑微分范圍為"2"的情況。 在圖18A、圖18B和圖19A、圖19B中，橫軸示出聚焦透鏡7-2a的位置，圖18A 和圖19A的縱軸示出AF評價(jià)值，圖18B和圖19B的縱軸示出平滑微分值。
在被攝物體和背景的合焦位置接近的情況下，如圖18A和圖19A所示，AF 評價(jià)值的峰值接近。在這樣的狀態(tài)下把平滑微分范圍定為3來執(zhí)行平滑微分 運(yùn)算的結(jié)果如圖18B所示。如圖18B所示，平滑微分值的極值(0位置)不在 被攝物體而在背景側(cè)檢測出。對于同一圖像數(shù)據(jù)以AF評價(jià)值的變遷為基礎(chǔ)且 把平滑微分范圍定為2來執(zhí)行平滑范圍運(yùn)算的結(jié)果如圖19B所示。如圖19B所 示，針對被攝物體，能夠檢測出平滑微分值的極值(0位置)。
宏AF模式下，如已經(jīng)說明的，與通常AF模式相比，由于聚焦驅(qū)動(dòng)量大， 因此，被攝物體和背景的AF評價(jià)值的峰值容易接近。因此，如上所述，把平 滑微分范圍定為2以便弱化AF評價(jià)值的相關(guān)性，通過比通常AF模式時(shí)的平滑 微分范圍更窄地設(shè)定，能夠防止偽合焦。 [實(shí)施例4]
下面說明基于上述實(shí)施例3的再一實(shí)施例。本實(shí)施例中AF處理和聚焦透 鏡7-2a的驅(qū)動(dòng)方法、平滑微分值的計(jì)算方法與上述實(shí)施例3相同。在此，關(guān) 于不同的處理進(jìn)行說明。
圖17是示出平滑微分參數(shù)設(shè)定處理(圖15的S150)的另一詳細(xì)處理流程 的流程圖。首先，獲取當(dāng)時(shí)的攝影設(shè)定(S171)。攝影設(shè)定包括通過SW3和 SW4而可變的焦點(diǎn)距離，以平衡位置為"Mean (中值)"，移向(zoom in) 狀態(tài)為"Tele (遠(yuǎn))"，移離(zoom out)狀態(tài)為"Wide (寬)"。
判斷獲取的焦點(diǎn)距離是否在中值以下(S172)。在焦點(diǎn)距離在中值以下 的情況下(S172的是)，設(shè)定寬側(cè)平滑微分范圍(S173)。在此，寬側(cè)平滑
微分范圍為3。焦點(diǎn)距離不在中值以下的情況下(長焦點(diǎn)的情況)(S172的
否)，設(shè)定遠(yuǎn)側(cè)平滑微分范圍(S174)。在此，遠(yuǎn)側(cè)平滑微分范圍為2，采 用如此設(shè)定的平滑微分范圍，執(zhí)行上文說明的AF處理。
下面，關(guān)于根據(jù)焦點(diǎn)距離的差別來變更平滑微分范圍的效果進(jìn)行說明。如同已經(jīng)說明的，聚焦電機(jī)7-2b與l次的VD信號(hào)相對應(yīng)來執(zhí)行預(yù)定的驅(qū)動(dòng)， 聚焦透鏡7-2a據(jù)此來移動(dòng)。在此，以聚焦電機(jī)7-2b為脈沖電機(jī)的情況來進(jìn)行 說明。
如圖21所示，聚焦透鏡伸縮量根據(jù)焦點(diǎn)距離而不同，焦點(diǎn)距離在從寬側(cè) 到遠(yuǎn)側(cè)之間具有從30個(gè)脈沖到350個(gè)脈沖的幅度。與1次的VD信號(hào)相對應(yīng)的驅(qū) 動(dòng)脈沖數(shù)目(聚焦驅(qū)動(dòng)量)在遠(yuǎn)側(cè)(與中值相比為長焦點(diǎn))比在寬側(cè)(中值 以下)多，例如，設(shè)定為在寬側(cè)2個(gè)脈沖在遠(yuǎn)側(cè)6個(gè)脈沖。
如此，與焦點(diǎn)距離在寬側(cè)的狀態(tài)下相比，焦點(diǎn)距離在遠(yuǎn)側(cè)的狀態(tài)下，驅(qū) 動(dòng)脈沖數(shù)目更大，因此，與1次的VD信號(hào)相對應(yīng)的聚焦透鏡7-2a移動(dòng)量更大， 因而鄰接AF評價(jià)值的變遷量也更大。因此，在遠(yuǎn)狀態(tài)的情況下，假定設(shè)定與 中值以下的狀態(tài)相同的平滑微分范圍(例如，平滑微分范圍為3)，如果執(zhí) 行平滑微分運(yùn)算，則使用與前后18個(gè)脈沖量相應(yīng)的AF評價(jià)值來執(zhí)行平滑微分 運(yùn)算，AF評價(jià)值間的相關(guān)性變得過強(qiáng)，AF評價(jià)值的變遷過于平均化，平滑微 分值的極值(O附近)不能正確檢測出，造成偽合焦。
為了防止這樣的偽合焦，在被攝物體和背景的AF評價(jià)值峰值接近的遠(yuǎn)狀 態(tài)下，把平滑微分范圍設(shè)定為2，AF評價(jià)值間的相關(guān)性的比例變低。在本實(shí)施例中，作為用來使平滑微分范圍的設(shè)定可變的判斷，根據(jù)聚焦伸縮量來使 用焦點(diǎn)狀態(tài)，然而，也可以以聚焦伸縮量為閾值，來進(jìn)行平滑微分范圍的可 變判斷。
而且，在上述實(shí)施例1至上述實(shí)施例4的任意一個(gè)中，關(guān)于使用相同的平 滑微分運(yùn)算式的示例進(jìn)行了說明，然而，平滑微分運(yùn)算式不限于此，而是還 可以替換為其它的微分式。而且，在任意一個(gè)結(jié)構(gòu)中，根據(jù)從AF評價(jià)值執(zhí)行 平滑微分運(yùn)算的結(jié)果，能夠以AF評價(jià)值的極值的附近為合焦位置，因此，不 受由低亮度及低對比度造成的AF評價(jià)值的偏差的影響，能夠?qū)崿F(xiàn)精度高的AF 處理。
本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，根據(jù)上述教導(dǎo)，可以進(jìn)行多種另外的修改和 改變。因此應(yīng)當(dāng)理解，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以以此處具體描述的方 式之外的方式來實(shí)施本專利說明書的公開內(nèi)容。
而且，在本說明書及所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，不同的示例性實(shí)施例的元 件和/或特征可以相互組合以及/或者相互替換。
而且，本發(fā)明的上述及其它示例性特征的任意一個(gè)可以以設(shè)備、方法、 系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)程序、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式來實(shí)施。例如，上述方法可以 以系統(tǒng)或裝置的形式實(shí)施，所述系統(tǒng)或裝置包括但不限于用來執(zhí)行附圖所示 方法的任意一個(gè)結(jié)構(gòu)。
示例性實(shí)施例如此描述，顯而易見的是，其可以變化為多種方式。這樣 的變化不應(yīng)被認(rèn)為偏離了本發(fā)明的精神和范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的 是，所有這樣的改變意圖包含在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
工業(yè)實(shí)用性
本發(fā)明能夠應(yīng)用于可裝載于帶有照相機(jī)的攜帶機(jī)器的攝像設(shè)備及其攝 像方法等等。
權(quán)利要求
1.一種攝像設(shè)備，包括攝像元件，接受穿過攝影透鏡的被攝物體的光；透鏡移動(dòng)裝置，使所述攝影透鏡移動(dòng)；自動(dòng)焦點(diǎn)檢測裝置，根據(jù)從所述攝像元件獲得的圖像數(shù)據(jù)來確定焦點(diǎn)；其中，所述自動(dòng)焦點(diǎn)檢測裝置通過平滑微分運(yùn)算來確定焦點(diǎn)位置，所述平滑微分運(yùn)算使用根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)而計(jì)算出的AF評價(jià)值。
2. 按照權(quán)利要求l所述的攝像設(shè)備，其中，所述AF評價(jià)值是對構(gòu)成所述圖像數(shù)據(jù)的鄰接像素的亮度差求積分所得 的值。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的攝像設(shè)備，其中，所述平滑微分運(yùn)算是對AF評價(jià)值的變遷量乘以系數(shù)所得的值進(jìn)行總計(jì) 的運(yùn)算。
4. 按照權(quán)利要求1至3中任意一個(gè)所述的攝像設(shè)備，其中， 所述平滑微分運(yùn)算中所使用的系數(shù)與從求平滑微分值的時(shí)刻的AF評價(jià)值偏離的程度相應(yīng)地變大。
5. 按照權(quán)利要求1至4中任意一個(gè)所述的攝像設(shè)備，其中，所述平滑微分運(yùn)算通過下式來求平滑微分值， y[O]=》z' = 0 "> -火H]) x &其中Y[O]是平滑微分值，i是正數(shù)，a是總計(jì)范圍，X[i]是AF評價(jià)值，bi 是與從AF評價(jià)值偏離的程度相應(yīng)地變大的加權(quán)系數(shù)。
6. 按照權(quán)利要求1至5中任意一個(gè)所述的攝像設(shè)備，還包括 攝影條件設(shè)定裝置，能夠在至少包括對一般的被攝物體攝影的通常攝影模式、及對接近的被攝物體攝影的宏模式在內(nèi)的多個(gè)攝影條件中選擇，其中，所述自動(dòng)焦點(diǎn)檢測裝置相應(yīng)于根據(jù)所述攝影條件設(shè)定裝置所設(shè)定 的攝影條件，來確定成為平滑微分運(yùn)算的運(yùn)算對象的AF評價(jià)值的總計(jì)范圍。
7. 按照權(quán)利要求1至5中任意一個(gè)所述的攝像設(shè)備，其中，所述自動(dòng)焦點(diǎn)檢測裝置按照所述攝影透鏡的焦點(diǎn)距離，來確定成為平滑 微分運(yùn)算的對象的AF評價(jià)值的總計(jì)范圍。
8. 按照權(quán)利要求1至5中任意一個(gè)所述的攝像設(shè)備，其中，所述自動(dòng)焦點(diǎn)檢測裝置按照根據(jù)所述攝影條件而可變的攝影透鏡的移 動(dòng)步長量，來確定成為平滑微分運(yùn)算的對象的AF評價(jià)值的總計(jì)范圍。
9. 按照權(quán)利要求1至8中任意一個(gè)所述的攝像設(shè)備，其中， 在根據(jù)對所述AF評價(jià)值進(jìn)行平滑微分運(yùn)算所得的結(jié)果而確定的焦點(diǎn)位置處于攝影透鏡驅(qū)動(dòng)范圍內(nèi)的情況下，所述自動(dòng)焦點(diǎn)檢測裝置把該AF評價(jià)值 獲取時(shí)的攝影透鏡位置確定為焦點(diǎn)位置。
10. 按照權(quán)利要求1至9中任意一個(gè)所述的攝像設(shè)備，其中，所述自動(dòng)焦點(diǎn)檢測裝置在獲取所述攝影透鏡驅(qū)動(dòng)范圍內(nèi)的AF評價(jià)值之 后執(zhí)行平滑微分運(yùn)算，確定焦點(diǎn)位置。
11. 按照權(quán)利要求1至9中任意一個(gè)所述的攝像設(shè)備，其中， 在所述攝影透鏡在驅(qū)動(dòng)范圍內(nèi)移動(dòng)的過程中，所述自動(dòng)焦點(diǎn)檢測裝置執(zhí)行平滑微分運(yùn)算，確定焦點(diǎn)位置。
12. 按照權(quán)利要求l至ll中任意一個(gè)所述的攝像設(shè)備，其中， 當(dāng)在攝影透鏡驅(qū)動(dòng)范圍內(nèi)不能確定焦點(diǎn)位置的情況下，所述自動(dòng)焦點(diǎn)檢測裝置把攝影透鏡的超焦點(diǎn)位置作為焦點(diǎn)位置。
13. 按照權(quán)利要求12所述的攝像設(shè)備，其中，所述透鏡移動(dòng)裝置把攝影透鏡移動(dòng)至所述自動(dòng)焦點(diǎn)檢測裝置確定的焦 點(diǎn)位置。
14. 一種使用攝像設(shè)備來執(zhí)行的攝像方法，所述攝像設(shè)備包括 攝像元件，接受穿過攝影透鏡的被攝物體的光； 透鏡移動(dòng)裝置，使所述攝影透鏡移動(dòng)；自動(dòng)焦點(diǎn)檢測裝置，根據(jù)從所述攝像元件獲得的圖像數(shù)據(jù)來確定焦點(diǎn)， 所述攝像方法包括步驟，使所述自動(dòng)焦點(diǎn)檢測裝置利用所述圖像數(shù)據(jù)來計(jì)算出AF評價(jià)值； 步驟，使用所述AF評價(jià)值來執(zhí)行平滑微分運(yùn)算；步驟，根據(jù)所述平滑微分運(yùn)算的結(jié)果，來確定所述攝影透鏡的焦點(diǎn)位置。
15. 按照權(quán)利要求14所述的攝像方法，其中，所述AF評價(jià)值是對構(gòu)成所述圖像數(shù)據(jù)的鄰接像素的亮度差求積分所得的值。
16. 按照權(quán)利要求14或15所述的攝像方法，其中， 所述平滑微分運(yùn)算是對AF評價(jià)值的變遷量乘以系數(shù)所得的值進(jìn)行總計(jì)的運(yùn)算。
17. 按照權(quán)利要求14至16中任意一個(gè)所述的攝像方法，其中， 所述平滑微分運(yùn)算中所使用的系數(shù)與從求平滑微分值的時(shí)刻的AF評價(jià)值偏離的程度相應(yīng)地變大。
18. 按照權(quán)利要求14至17中任意一個(gè)所述的攝像方法，其中，所述平滑微分運(yùn)算通過下式來求平滑微分值， <formula>formula see original document page 4</formula>其中Y[O]是平滑微分值，i是正數(shù)，a是總計(jì)范圍，X[i]是AF評價(jià)值，bi 是與從AF評價(jià)值偏離的程度相應(yīng)地變大的加權(quán)系數(shù)。
19. 按照權(quán)利要求14至18中任意一個(gè)所述的攝像方法，其中，所述攝像設(shè)備還包括攝影條件設(shè)定裝置，該攝影條件設(shè)定裝置能 夠在至少包括對一般的被攝物體攝影的通常攝影模式、及對接近的被攝物體 攝影的宏模式在內(nèi)的多個(gè)攝影條件中選擇，所述攝像方法還包括步驟，利用所述攝影條件設(shè)定裝置來設(shè)定攝影條件； 步驟，使所述自動(dòng)焦點(diǎn)檢測裝置獲取由所述攝影條件設(shè)定裝置設(shè)定的攝 影條件；步驟，按照所述攝影條件，確定成為平滑微分運(yùn)算的運(yùn)算對象的AF評價(jià) 值的總計(jì)范圍。
20. 按照權(quán)利要求14至18中任意一個(gè)所述的攝像方法，還包括步驟使所述自動(dòng)焦點(diǎn)檢測裝置按照所述攝影透鏡的焦點(diǎn)距離，來確定成為平 滑微分運(yùn)算的對象的AF評價(jià)值的總計(jì)范圍。
21. 按照權(quán)利要求14至18中任意一個(gè)所述的攝像方法，還包括步驟 使所述自動(dòng)焦點(diǎn)檢測裝置按照根據(jù)所述攝影條件而可變的攝影透鏡的移動(dòng)步長量，來確定成為平滑微分運(yùn)算的對象的AF評價(jià)值的總計(jì)范圍。
22. 按照權(quán)利要求14至21中任意一個(gè)所述的攝像方法，還包括步驟 在根據(jù)對所述AF評價(jià)值進(jìn)行平滑微分運(yùn)算所得的結(jié)果而確定的焦點(diǎn)位置處于攝影透鏡驅(qū)動(dòng)范圍內(nèi)的情況下，使所述自動(dòng)焦點(diǎn)檢測裝置把該AF評價(jià) 值獲取時(shí)的攝影透鏡位置確定為焦點(diǎn)位置。
23. 按照權(quán)利要求14至22中任意一個(gè)所述的攝像方法，還包括步驟 使所述自動(dòng)焦點(diǎn)檢測裝置在獲取所述攝影透鏡驅(qū)動(dòng)范圍內(nèi)的AF評價(jià)值之后執(zhí)行平滑微分運(yùn)算，確定焦點(diǎn)位置。
24. 按照權(quán)利要求14至21中任意一個(gè)所述的攝像方法，還包括步驟在所述攝影透鏡在驅(qū)動(dòng)范圍內(nèi)移動(dòng)的過程中，使所述自動(dòng)焦點(diǎn)檢測裝置 執(zhí)行平滑微分運(yùn)算，確定焦點(diǎn)位置。
25. 按照權(quán)利要求14至24中任意一個(gè)所述的攝像方法，還包括步驟當(dāng)在攝影透鏡驅(qū)動(dòng)范圍內(nèi)不能確定焦點(diǎn)位置的情況下，使所述自動(dòng)焦點(diǎn) 檢測裝置把攝影透鏡的超焦點(diǎn)位置作為焦點(diǎn)位置。
26. 按照權(quán)利要求25所述的攝像方法，還包括步驟 使所述透鏡移動(dòng)裝置把攝影透鏡移動(dòng)至所述自動(dòng)焦點(diǎn)檢測裝置確定的焦點(diǎn)位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有自動(dòng)聚焦功能的攝像設(shè)備及其攝像方法，所述自動(dòng)聚焦功能即使對于低亮度、低對比度環(huán)境下的被攝物體仍然能夠以高精度合焦。攝像設(shè)備具有攝像元件，接受穿過攝影透鏡的被攝物體的光；透鏡移動(dòng)裝置，使攝影透鏡移動(dòng)；自動(dòng)焦點(diǎn)檢測裝置，根據(jù)從攝像元件獲得的圖像數(shù)據(jù)來確定焦點(diǎn)；其中，自動(dòng)焦點(diǎn)檢測裝置根據(jù)以使用圖像數(shù)據(jù)而計(jì)算出的AF評價(jià)值為基礎(chǔ)而得到的平滑微分運(yùn)算結(jié)果，來確定焦點(diǎn)位置。
文檔編號(hào)G03B13/36GK101339348SQ20081012729
公開日2009年1月7日 申請日期2008年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月5日
發(fā)明者伊藤圭 申請人:株式會(huì)社理光