專利名稱：焦點調(diào)節(jié)方法和攝像機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從攝像裝置輸出的攝像信號計算焦點評價值，進行攝影透鏡的焦點調(diào)整，從而使其焦點評價值最大的焦點調(diào)節(jié)方法和攝像機。
背景技術(shù)：
眾所周知，在用CDD等攝像元件對被拍攝物體進行拍攝的電子攝像機中，從攝像信號中取出對應對比信號的高頻成分，使聚焦透鏡移動到此高頻成分最大的透鏡位置的焦點調(diào)整方法。高頻成分被稱為焦點評價值，上述焦點調(diào)整方法被稱為登山AF。
在計算焦點評價值最大的透鏡位置時，一般使聚焦透鏡在部分驅(qū)動區(qū)域或整個區(qū)域移動，對不同的多個透鏡位置得到各焦點評價值。對透鏡驅(qū)動區(qū)域可以得到足夠多的焦點評價值的情況下，選擇最大的焦點評價值，使聚焦透鏡向得到最大焦點評價值的透鏡聚焦位置移動。
另一方面，在得到焦點評價值個數(shù)少的情況下，利用插入計算(插入法)(例如3點插入計算)的方法計算出推測焦點評價值實際最大的透鏡聚焦位置。進行插入計算的情況下，使用最大焦點評價值和至少位于其左右的焦點評價值計算出透鏡聚焦位置。在該計算方法中，用于計算的數(shù)據(jù)越多，插入計算的精度越好。
可是非?？拷哥R驅(qū)動區(qū)域端點的焦點評價值位置是上述最大焦點評價值的情況下，位于其左右的焦點評價值中的一個是不存在的。因此存在聚焦位置在端點附近的情況下，不能高精度調(diào)節(jié)焦點的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種焦點調(diào)節(jié)方法和攝像機，在以焦點評價值為基礎(chǔ)進行焦點調(diào)節(jié)的焦點調(diào)節(jié)方法和攝像機中，即使聚焦位置在透鏡驅(qū)動區(qū)域的端點附近，也能進行高精度焦點調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的焦點調(diào)節(jié)方法是用攝像裝置拍攝攝影光學系統(tǒng)成像的被拍攝物體像，以從攝像信號計算出來的焦點評價值為基礎(chǔ)，計算出攝影光學系統(tǒng)的聚焦位置，焦點調(diào)節(jié)方法是在攝影光學系統(tǒng)焦點調(diào)節(jié)區(qū)域中，以第1抽樣間隔得到焦點評價值，然后判斷以第1抽樣間隔得到的焦點評價值最大值的抽樣位置實質(zhì)上是否在焦點調(diào)節(jié)區(qū)域的端點，焦點評價值最大值抽樣位置是焦點調(diào)節(jié)區(qū)域端點的情況下，在比包括端點的焦點調(diào)節(jié)區(qū)域更窄的區(qū)域中，以比第1抽樣間隔更小的第2抽樣間隔得到焦點評價值，以用第2抽樣間隔得到的焦點評價值為基礎(chǔ)計算出聚焦位置。
本發(fā)明的攝像機設(shè)置有攝像裝置，通過攝影光學系統(tǒng)拍攝被拍攝物體；評價值運算部，以從攝像裝置輸出的攝像信號為基礎(chǔ)，計算出焦點評價值；移動部，使攝影光學系統(tǒng)的聚焦透鏡移動；和控制部，控制評價值運算部和移動部，控制部控制移動部，使聚焦透鏡從規(guī)定的第1區(qū)域一邊的端點移向另一邊的端點，聚焦透鏡從第1區(qū)域一邊的端點移向另一邊端點時，控制評價值運算部，以第1抽樣間隔計算出焦點評價值，判斷以第1抽樣間隔得到的焦點評價值中最大焦點評價值抽樣位置是否在第1區(qū)域兩個端點的某一個上，判斷最大焦點評價值抽樣位置在兩個端點中的某一個上的情況下，控制移動部，使聚焦透鏡從比包括最大焦點評價值抽樣位置的第1區(qū)域窄的第2區(qū)域一邊的端點向另一邊的端點移動，聚焦透鏡從第2區(qū)域一邊的端點向另一邊的端點移動時，控制評價值運算部，使以比第1抽樣間隔小的第2抽樣間隔計算出焦點評價值，以第2抽樣間隔得到的焦點評價值為基礎(chǔ)，計算出聚焦透鏡聚焦位置，控制移動部，使聚焦透鏡移動到計算出的聚焦位置。
在此攝像機中，控制部在判斷以第1抽樣間隔得到的焦點評價值中最大焦點評價值抽樣位置不在第1區(qū)域兩個端點的某一個上時，優(yōu)選以用第1抽樣間隔得到的焦點評價值為基礎(chǔ)計算出聚焦透鏡的聚焦位置。
此外控制部進一步判斷以第2抽樣間隔得到的焦點評價值中最大焦點評價值抽樣位置是否在第2區(qū)域兩個端點的某一個上，在判斷以第2抽樣間隔得到的焦點評價值中最大焦點評價值抽樣位置是在第2區(qū)域兩個端點的某一個上的情況下，控制移動部，使聚焦透鏡從包括以第二抽樣間隔得到的焦點評價值中最大焦點評價值抽樣位置的第3區(qū)域一邊的端點向另一邊的端點移動，在聚焦透鏡從第3區(qū)域一邊的端點向另一邊的端點移動時，控制評價值運算部，使以比第2抽樣間隔小的第3抽樣間隔計算出焦點評價值，優(yōu)選以第3抽樣間隔得到的焦點評價值為基礎(chǔ)，計算出聚焦透鏡聚焦位置。
此外控制部優(yōu)選用得到的最大焦點評價值及其附近的焦點評價值，用插入法計算出聚焦透鏡的聚焦位置。
本發(fā)明另外的攝像機設(shè)置有攝像裝置，通過攝影光學系統(tǒng)拍攝被拍攝物體像；評價值運算部，以從攝像裝置輸出的攝像信號的高頻部分為基礎(chǔ)，計算焦點評價值；移動部，使攝影光學系統(tǒng)的聚焦透鏡在規(guī)定區(qū)域移動；第1評價值取得部，在一個方向上使聚焦透鏡從驅(qū)動區(qū)域的一端向另一端移動，在此移動動作中聚焦透鏡每移動第1移動量，利用評價值運算部得到焦點評價值；第1評價值判斷部，判斷用第1評價值取得部得到的焦點評價值中最大焦點評價值是否靠近規(guī)定驅(qū)動區(qū)域兩端點中的某一個；第2評價值取得部，在至少包括從靠近最大焦點評價值一側(cè)端點到與最大焦點評價值對應的透鏡位置的部分區(qū)域中，使聚焦透鏡從部分區(qū)域的一端向另一端移動，此移動動作中聚焦透鏡每移動一個比第1移動量小的第2移動量，利用評價值運算部得到焦點評價值；和控制部，在利用第1評價值判斷部判斷不是最靠近最大評價值的焦點評價值的情況下，以用第1評價值取得部得到的多個焦點評價值為基礎(chǔ)，使聚焦透鏡移動到透鏡聚焦位置，在利用第1評價值判斷部判定最大焦點評價值是最近的焦點評價值的情況下，以用第2評價值取得部得到的多個焦點評價值為基礎(chǔ)，使聚焦透鏡移動到計算出的透鏡聚焦位置。
在此攝像機中，優(yōu)選利用改變聚焦透鏡的移動速度，形成第1移動量和第2移動量。
此外，設(shè)置有第2評價值判斷部，判斷利用第2評價值取得部得到的焦點評價值中最大焦點評價值是否是非?？拷ú糠謪^(qū)域端點的焦點評價值，控制部由第2評價值判斷部判斷最大焦點評價值是最靠近的焦點評價值時，優(yōu)選使聚焦透鏡移向包括部分區(qū)域的端點。
此外，設(shè)置有第2評價值判斷部，判斷用第2評價值取得部得到的焦點評價值中最大焦點評價值是否是包括部分區(qū)域端點最近的焦點評價值；和第3評價值取得部，使聚焦透鏡在一個方向上從部分區(qū)域的一端向另一端移動，在此移動動作中，聚焦透鏡每次僅以比第2移動量小的第3移動量，通過評價值運算部得到焦點評價值?？刂撇坑玫?評價值判斷部判斷最大焦點評價值是最近的焦點評價值時，優(yōu)選以用第3評價值取得部得到的多個焦點評價值為基礎(chǔ)，把聚焦透鏡移動到計算出的透鏡聚焦位置。


圖1表示本發(fā)明攝像機一個實施方式，為AF(自動聚焦)數(shù)碼攝像機的框圖。
圖2為表示設(shè)置有攝影透鏡1的聚焦透鏡位置和焦點評價值關(guān)系的圖。
圖3為說明計算聚焦透鏡位置方法的圖。
圖4為表示焦點評價值抽樣示例的圖，是表示聚焦點在驅(qū)動區(qū)域外情況下的焦點評價值分布曲線L1的圖。
圖5為表示焦點評價值抽樣示例的圖，是表示聚焦點在驅(qū)動區(qū)域內(nèi)情況下的焦點評價值分布曲線L2的圖示。
圖6為說明檢索動作的流程圖。
圖7為表示接續(xù)圖6的處理順序的流程圖。
圖8為表示聚焦動作時的聚焦透鏡位置和時間變化的圖。
圖9為說明變化示例的流程圖。
具體實施例方式
下面參照

本發(fā)明的實施方式。圖1為表示本發(fā)明攝像機的一個實施方式的圖示，是AF(自動聚焦)數(shù)碼攝像機的框圖。圖1所示的數(shù)碼攝像機具有攝影透鏡1、固體攝像元件2、A/D轉(zhuǎn)換器3、存儲器4、圖像處理電路5、外存儲電路6、控制電路8、用電機13驅(qū)動的聚焦控制機構(gòu)14、CPU12、和光圈19。在CPU12中設(shè)置有AE/AWB處理電路7、帶通濾波器(BPF)9、積分電路10和AF電路11。外存儲介質(zhì)6被設(shè)置成可以安裝在數(shù)碼攝像機上，也可從數(shù)碼攝像機上拆下來。
在圖1中表示的是簡化的攝影透鏡1，攝影透鏡1由1枚透鏡或多枚透鏡構(gòu)成，利用聚焦控制機構(gòu)14驅(qū)動聚焦透鏡，進行焦點調(diào)節(jié)。也就是利用聚焦控制機構(gòu)14在光軸方向上驅(qū)動攝影透鏡1的聚焦透鏡，對成像在固體攝像元件2攝像面上的被拍攝物體的焦點進行調(diào)整。此外攝影透鏡1可以是單一焦點距離(固定焦點)的透鏡，也可以是變焦透鏡和節(jié)躍式變焦透鏡那樣的焦點距離可變的透鏡。
固體攝像元件2是二維攝影器件，這樣的攝影器件有CCD型、MOS型、CID型等各種型式。本實施方式采用CCD攝像元件。通過攝影透鏡1的被拍攝物體的光通過光圈19的開口成像在固體攝像元件2的攝像面上。被拍攝物體的像成像在固體攝像元件2的攝像面上時，根據(jù)被拍攝物體像光的強弱，在每個像素上積蓄信號電荷。固體攝像元件2利用從控制電路8得到的快門脈沖，控制各像素積蓄電荷的積蓄時間(快門速度)。這就是叫做電子快門的功能。
順序讀出積蓄在固體攝像元件2各像素的信號電荷作為圖像輸出信號，利用A/D轉(zhuǎn)換器3變成數(shù)字信號。變成數(shù)字信號的圖像信號作為圖像數(shù)據(jù)暫時保存在存儲器4中。圖像處理電路5設(shè)置有亮度(Y)信號生成電路和色差(C)信號生成電路和數(shù)據(jù)壓縮譯碼電路等的信號處理電路。此外圖像處理電路5從存儲器4讀取圖像數(shù)據(jù)，對各種信號進行處理后，變換成規(guī)定形式(例如JPEG形式)的圖像數(shù)據(jù)，把此圖像數(shù)據(jù)存儲到存儲器4或存儲器插件板等外存儲電路6。
CPU12與控制電路8和存儲器4等連接，按規(guī)定的算法進行曝光值和聚焦狀態(tài)等的各種計算，同時統(tǒng)一對AE/AWB處理電路7和AF電路11等的控制進行管理。從與被拍攝物體像中AF區(qū)域內(nèi)的圖像對應的AF圖像數(shù)據(jù)從存儲器4中讀入BPF9中。BPF9從讀入的AF用圖像數(shù)據(jù)抽出高頻成分，用積分電路10對抽出的高頻成分的絕對值進行積分，此積分的結(jié)果被稱為焦點評價值。
在上述說明中，采用的是以存儲在存儲器4中的圖像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用帶通濾波器9和積分電路10計算焦點評價值的結(jié)構(gòu)，也可以采用逐次把A/D轉(zhuǎn)換器3的輸出送到帶通濾波器9，傳輸數(shù)據(jù)的同時計算焦點評價值的結(jié)構(gòu)。在本實施方式中，上述的BPF9和積分電路10的處理實際上是在CPU12中利用軟件進行處理，也可以采用硬件實現(xiàn)這些功能。
圖2為表示設(shè)在攝影透鏡1上的聚焦透鏡位置和焦點評價值之間關(guān)系的圖示。在圖2中橫軸為聚焦透鏡在光軸方向上的位置，縱軸為焦點評價值。在圖2中焦點評價值在透鏡D1位置最大，使聚焦透鏡移動到次透鏡位置D1時焦點吻合的被拍攝物體像在固體攝像元件2的攝像面上成像。下面把焦點評價值最大的透鏡位置D1稱為透鏡聚焦位置。聚焦透鏡可以在到無限遠一側(cè)的端點(圖中原點O)和最近一側(cè)端點(D0)之間的驅(qū)動區(qū)域移動。
圖3為說明透鏡聚焦位置計算方法的圖示，其中對三點插入法計算(插入法)進行說明。圖3所示的黑圓點表示焦點評價值的抽樣點，包括透鏡驅(qū)動區(qū)域兩端(無限遠一側(cè)的端點和最近一側(cè)的端點)得到了7個焦點評價值。虛線L0表示焦點評價值的分布，在透鏡位置D1有峰值。透鏡驅(qū)動區(qū)域也可以稱為焦點調(diào)節(jié)區(qū)域、得到焦點評價值取得區(qū)域或焦點評價值抽樣區(qū)域。
在得到的7個焦點評價值中，焦點評價值P2最大。用三點插入法計算使用最大的焦點評價值P2和位于它前后的焦點評價值P1、P3，計算透鏡聚焦位置(透鏡位置D1)。首先選擇點P1和點P3中焦點評價值小的點P3，計算通過點P2和點P3的直線L11。設(shè)此直線L11的斜率為-K時，計算出斜率為K且通過點P1的直線L12。求出直線L11和L12的交點IP。用透鏡位置和焦點評價值表示交點IP坐標，將此交點IP的透鏡位置作為透鏡聚焦位置D1。
可是如圖4所示的焦點評價值P11～P17那樣，在端點(無限遠一側(cè)端點)的焦點評價值P17為最大的情況下，可能不是像圖4那樣的焦點評價值分布曲線L1，而是變成像圖5那樣的焦點評價值分布曲線L2。在圖4分布曲線L1的情況下，透鏡聚焦位置位于在無限遠一側(cè)端點外側(cè)附近，在圖5分布曲線L2的情況下，透鏡聚焦位置D1位于在無限遠一側(cè)端點內(nèi)側(cè)附近。也就是存在不能精確地計算出透鏡聚焦位置的可能性。
在本發(fā)明中，即使如圖4所示，在端點位置的焦點評價值P17是最大焦點評價值，也能高精度地計算出透鏡聚焦位置。圖6和圖7為表示本實施方式中聚焦動作處理順序的流程圖。圖6的步驟S1中使AF動作所需的數(shù)據(jù)和聚焦特征初始化。在步驟S2中為了在透鏡驅(qū)動區(qū)域(從無限遠一側(cè)端點到最近一側(cè)的端點)整個區(qū)域得到焦點評價值，首先使聚焦透鏡移向第1檢索開始位置。作為第1檢索開始位置可以是無限遠一側(cè)端點，也可以是最近一側(cè)端點。這種情況下在檢索開始時移到最靠近端點的話，可以縮短此時移動所需要的時間。
在步驟S3中把檢索時透鏡移動速度設(shè)定為第1速度V1。根據(jù)此透鏡移動速度的大小改變焦點評價值的抽樣數(shù)量。由于在固體攝像元件2上以規(guī)定的時間間隔拍攝被拍攝物體的圖像，所以透鏡移動速度加快的話抽樣數(shù)量就減少，相反透鏡移動速度變慢的話抽樣數(shù)量增加。換句話說，透鏡移動速度越慢，抽樣點間透鏡移動量越小，可以更精細地對焦點評價值抽樣，但也存在檢索時間變長的缺點。
在步驟S4中進行焦點評價值的計算。在從步驟S3進入步驟S4的最初的計算中，計算出第1檢索開始位置(端點)的焦點評價值。在步驟S5中使聚焦透鏡以在步驟S3設(shè)定的第1速度V1向另一端移動。在步驟S6中判斷對整個驅(qū)動區(qū)域檢索焦點評價值是否完成，也就是判斷聚焦透鏡是否到達與檢索開始時的端點相反的另一個端點，在此位置是否得到焦點評價值。在步驟S6中判斷檢索完成的話進入步驟S7，檢索沒有完成的話返回到步驟S4。
從步驟S4到步驟S6的處理在聚焦透鏡到達另一端之間反復進行，抽取與反復次數(shù)相同次數(shù)的焦點評價值的樣本。抽樣的焦點評價值存儲在圖1的存儲部15中。在步驟S7中判斷抽樣的焦點評價值中是否有規(guī)定水平以上的焦點評價值。對比度低的被拍攝物體的情況下，有時會產(chǎn)生與真實聚焦位置不同的位置上焦點評價值表現(xiàn)為最大值的被成為虛擬聚焦的現(xiàn)象。為此在本實施方式中為了避免這樣的虛擬聚焦，在步驟S7僅在判斷了是否有規(guī)定水平以上的焦點評價值的情況下，才進行透鏡聚焦位置的計算。
在步驟S7中判斷是否有規(guī)定值水平以上的焦點評價值的情況下，由于對比度低到不能進行焦點調(diào)節(jié)的程度，進入步驟S9，把聚焦透鏡移到預先確定的規(guī)定位置，例如移向最近一側(cè)的一個端點。步驟S9的處理完成后，一系列的聚焦動作處理完成。另一方面在步驟S7中判斷有規(guī)定水平以上的焦點評價值的話，進入圖7的步驟S8。
在圖7的步驟S8中，判斷從抽樣的焦點評價值能否用插入計算方法計算出透鏡聚焦位置。例如像本實施方式那樣用三點插入方式計算透鏡聚焦位置的情況下，最大焦點評價值像圖4、5那樣在端點的情況下，由于數(shù)據(jù)不夠而不能計算。因此步驟S8的判斷是可以判斷像圖4、5那樣最大焦點評價值P17在開始的抽樣點還是在最后的抽樣點。
在步驟S8中判斷為YES的情況下，用抽樣的焦點評價值可以計算透鏡聚焦位置，所以進入步驟S17，用三點插入方式計算出透鏡聚焦位置。然后進入步驟S18，使聚焦透鏡移向計算出的透鏡聚焦位置，完成一系列聚焦動作。
另一方面在步驟S8中判斷為NO的話，進入步驟S10。在步驟S10中把透鏡移動速度設(shè)定為比在第3步設(shè)定的第1速度V1要慢的第2速度V2。例如設(shè)定為V2＝V1/2。在步驟S11中，為了進一步細致地檢索，使聚焦透鏡移到第2檢索開始位置。
例如在最初的焦點評價值抽樣中，考慮使聚焦透鏡從無限遠一側(cè)端點移動到最近一側(cè)的端點，像圖4所示抽取焦點評價值P11～P17樣本的情況。此情況下最大焦點評價值P17的位置是無限遠一側(cè)端點，檢索完成時的聚焦透鏡位置變成最近一側(cè)端點。計算透鏡聚焦位置時，焦點評價值P16的透鏡位置x16和無限遠一側(cè)端點(坐標原點)之間的焦點評價值是必要的。為此至少在透鏡位置x16和無限遠一側(cè)端點之間必須進行更細致的檢索。因此在步驟S11中選取透鏡位置x16為第2檢索開始位置，使聚焦透鏡從最近一側(cè)端點移向透鏡位置x16。
在步驟S12進行焦點評價值的計算。在從步驟S11到進入步驟S2的最初計算中，計算出在第2檢索開始位置(透鏡位置x16)中的焦點評價值。在步驟S13中，使聚焦透鏡以在步驟S10設(shè)定的第2速度V2向無限遠一側(cè)端點移動。在步驟S14中，判斷對整個第2檢索區(qū)域的檢索焦點評價值是否完成，也就是判斷聚焦透鏡是否到達無限遠一側(cè)端點，在此位置得到焦點評價值。在步驟S14判斷檢索完成的話進入步驟S15，判斷檢索沒有完成的話返回到步驟S12。
在步驟S15中，判斷從第2次檢索抽樣得到的焦點評價值能否用插入計算方法計算透鏡聚焦位置，也就是判斷最大的焦點評價值是否位于端點位置。在步驟S15中判斷最大焦點評價值在端點位置，不能計算透鏡聚焦位置的話，進入步驟S16，使聚焦透鏡移向焦點評價值為最大的端點。例如圖4的狀態(tài)下使聚焦透鏡移向無限遠一側(cè)端點。
另一方面在步驟S15中，判斷最大焦點評價值不是端點位置，可以計算透鏡聚焦位置的話，進入步驟S17。在步驟S17中，以第2次檢索抽取的焦點評價值為基礎(chǔ)，計算透鏡聚焦位置。然后在步驟S18中，使聚焦透鏡移向在步驟S17中計算的透鏡聚焦位置。步驟S18的處理完成的話，一系列聚焦動作結(jié)束。
圖8為表示聚焦動作中的聚焦透鏡位置隨時間變化的圖示，縱軸表示透鏡位置，橫軸表示時間。利用圖8所繪的折線表示不同時間聚焦透鏡的位置。折線的直線部分L31表示最初的檢索，直線部分L32表示第2次的檢索。在直線部分L31、L32中表示的黑圓點P11～P17、P21～P23表示抽樣點，在時間上是等間隔的。
在時刻t1中，開始向檢索開始位置的最近一側(cè)端點驅(qū)動聚焦透鏡(步驟S2)。然后在時刻t2到達最近一側(cè)端點。在時刻t3開始檢索(步驟S4)，聚焦透鏡以第1速度V1從最近一側(cè)端點向無限遠一側(cè)端點移動，在時刻t4到達無限遠一側(cè)端點(步驟S6)。通過此檢索在7個抽樣點P11～P17得到焦點評價值。上述的圖4為表示抽樣點P11～P17的焦點評價值的大小的圖示，抽樣點P17的焦點評價值最大。
在圖3所示的示例中，在最初檢索完成時聚焦透鏡位于無限遠一側(cè)端點。因此第2次檢索中把檢索開始位置定在無限遠一側(cè)端點，使聚焦透鏡移動到抽樣點P16得到的透鏡位置x16。第2次的檢索從時刻t5開始，到時刻t6完成。第2次檢索的移動速度V2設(shè)定成比最初檢索的移動速度V1慢，所以直線部分L32的斜率大小比直線部分L31的小，在抽樣點間移動的距離也比直線部分L31的小。因此在第2次檢索中得到了3個抽樣點P21～P23。
在第2次檢索中距透鏡聚焦位置最近的抽樣點P22的焦點評價值最大。所以利用抽樣點P21～P23的焦點評價值的三點插入計算方法計算透鏡聚焦位置。計算出來后在時刻t7開始使聚焦透鏡向透鏡聚焦位置D1移動，在時刻t8到達透鏡聚焦位置D1的話停止移動。
在上述的實施方式中，在第2次檢索不能計算出透鏡聚焦位置的情況下，移動到得到最大焦點評價值的端點，也可以再進一步降低透鏡移動速度，進行第3次檢索。這種情況下，可以用圖9的流程圖代替上述圖7的流程圖。在圖9的流程圖中，與圖7進行相同處理的步驟采用相同的標號。
圖9的步驟S10～S14的處理是關(guān)于第2次檢索的處理，與圖7所示的內(nèi)容相同。第2次檢索完成的話，進入步驟S15，判斷在第2次檢索中從抽樣的焦點評價值能否計算出透鏡聚焦位置。在步驟S15中判斷可以計算出透鏡聚焦位置的話，與圖7的情況相同，在步驟S17中計算出透鏡聚焦位置后，在第18步使聚焦透鏡移向計算出的透鏡聚焦位置。
另一方面，在步驟S15判斷不能計算出透鏡聚焦位置的話，進入第S30步，判斷第3次檢索是否完成。在第S30步中判斷第3次檢索完成的話，進入步驟S16，使聚焦透鏡向焦點評價值最大的端點移動，完成一系列聚焦動作。在第S30步判斷第3次檢索沒有完成的話，進入第S31步，把透鏡移動速度設(shè)定為比第2速度V2更低的第3速度V3。
在第S31步設(shè)定移動速度完成后進入步驟S11。在步驟S11中為了進行第3次檢索，把聚焦透鏡移動到第2檢索開始位置(圖8的無限遠一側(cè)端點)。第3次檢索時也檢索與第2次檢索相同的透鏡移動區(qū)域，把聚焦透鏡移動到第2檢索開始位置。可是在圖8的示例中，由于第2次檢索完成時，聚焦透鏡停止在透鏡位置x16上，所以也可以把此位置x16作為第3次檢索開始位置。
此外由于推測焦點評價值的峰值在抽樣點P21和P22之間，所以也可以以抽樣點P22的透鏡位置為檢索開始位置。然后反復進行從步驟S12到步驟S14的處理，第3次檢索完成的話，與第2次檢索完成的情況相同，進行步驟S15以后的處理。
如上所述，在本實施方式中，在第1次檢索不能計算透鏡聚焦位置的情況下，由于進行抽樣間隔更短的第2次檢索，所以即使是透鏡聚焦位置在透鏡驅(qū)動區(qū)域端點附近的情況也能進行高精度的焦點調(diào)節(jié)。特別是在變化示例中再在第2次檢索上加上進行第3次檢索，所以可以準確地計算出透鏡聚焦位置。
此外在現(xiàn)有的攝像機中由于是用1次檢索計算透鏡聚焦位置，為了要在聚焦位置在端點附近也能高精度地檢測出來，必須在整個驅(qū)動區(qū)域使抽樣間隔細化。因此存在有調(diào)節(jié)焦點時間長的缺點?？墒窃诒緦嵤┓绞街校?次在整個區(qū)域高速進行粗的抽樣，在第2次和第3次的檢索中在端點附近狹小區(qū)域進行細致抽樣。此時，焦點評價值峰值在端點附近以外的情況下，用第1次檢索就能計算出透鏡聚焦位置，只有峰值在端點附近時才進行第2次、第3次的檢索。其結(jié)果不僅可以高精度進行焦點調(diào)節(jié)，也能實現(xiàn)焦點調(diào)節(jié)的高速化。
在上述實施方式中，以數(shù)碼攝像機為例進行了說明，而本發(fā)明也適用于用攝像元件拍攝被拍攝物體，以該攝像信號為基礎(chǔ)用計算出的焦點評價值進行焦點調(diào)節(jié)的攝像機。
在以上說明的實施方式中，固體攝像元件2也可以叫做攝像裝置，帶通濾波器9及積分電路10可以叫做評價值運算部，存儲器13和聚焦控制機構(gòu)14可以叫做移動部，CPU12可以叫做第1、第2、第3評價值取得部，第1、第2評價值判斷部和控制部。
上述實施例僅是示例，在不離開本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以做出各種修改。
權(quán)利要求
1.一種焦點調(diào)節(jié)方法，用攝像裝置拍攝攝影光學系統(tǒng)成像的被拍攝物體像，以從攝像信號計算出的焦點評價值為基礎(chǔ)，計算出所述攝影光學系統(tǒng)的聚焦位置，在攝影光學系統(tǒng)焦點調(diào)節(jié)區(qū)域中，以第1抽樣間隔得到焦點評價值，判斷以第1抽樣間隔得到的焦點評價值最大值的抽樣位置實質(zhì)上是否在所述焦點調(diào)節(jié)區(qū)域的端點，所述焦點評價值最大值抽樣位置是所述焦點調(diào)節(jié)區(qū)域端點的情況下，在比包括所述端點的所述焦點調(diào)節(jié)區(qū)域更窄的區(qū)域中，以比所述第1抽樣間隔更小的第2抽樣間隔得到焦點評價值，以用所述第2抽樣間隔得到的焦點評價值為基礎(chǔ)計算出所述聚焦位置。
2.一種攝像機，設(shè)置有攝像裝置，通過攝影光學系統(tǒng)拍攝被拍攝物體；評價值運算部，以從所述攝像裝置輸出的攝像信號為基礎(chǔ)，計算出焦點評價值；移動部，使所述攝影光學系統(tǒng)的聚焦透鏡移動；和控制部，控制所述評價值運算部和所述移動部，所述控制部，控制所述移動部，使所述聚焦透鏡從規(guī)定的第1區(qū)域一邊的端點移向另一邊的端點，所述聚焦透鏡從第1區(qū)域一邊的端點移向另一邊端點時，控制所述評價值運算部，以第1抽樣間隔計算出所述焦點評價值，判斷以第1抽樣間隔得到的焦點評價值中最大焦點評價值抽樣位置是否在所述第1區(qū)域兩個端點的某一個上，在判斷所述最大焦點評價值抽樣位置在兩個端點中的某一個上的情況下，控制所述移動部，使所述聚焦透鏡從比包括所述最大焦點評價值抽樣位置的第1區(qū)域窄的第2區(qū)域一邊的端點向另一邊的端點移動，所述聚焦透鏡從所述第2區(qū)域一邊的端點向另一邊的端點移動時，控制所述評價值運算部，使以比第1抽樣間隔小的第2抽樣間隔計算出所述焦點評價值，以所述第2抽樣間隔得到的焦點評價值為基礎(chǔ)，計算出所述聚焦透鏡聚焦位置，控制所述移動部，使所述聚焦透鏡移動到所述計算出的聚焦位置。
3.如權(quán)利要求2所述的攝像機，所述控制部在判斷以所述第1抽樣間隔得到的焦點評價值中最大焦點評價值抽樣位置不在第1區(qū)域兩個端點的某一個上時，以用第1抽樣間隔得到的焦點評價值為基礎(chǔ)計算出所述聚焦透鏡的聚焦位置。
4.如權(quán)利要求2所述的攝像機，所述控制部，進一步判斷以所述第2抽樣間隔得到的焦點評價值中最大焦點評價值抽樣位置實質(zhì)上是否在所述第2區(qū)域兩個端點的某一個上，在判斷以所述第2抽樣間隔得到的焦點評價值中最大焦點評價值抽樣位置是在第2區(qū)域兩個端點的某一個上的情況下，控制所述移動部，使所述聚焦透鏡從包括以所述第2抽樣間隔得到的焦點評價值中的最大焦點評價值抽樣位置的第3區(qū)域一邊的端點向另一邊的端點移動，在所述聚焦透鏡從所述第3區(qū)域一邊的端點向另一邊的端點移動時，控制所述評價值運算部，使以比所述第2抽樣間隔小的第3抽樣間隔計算出所述焦點評價值，以所述第3抽樣間隔得到的焦點評價值為基礎(chǔ)，計算出所述聚焦透鏡聚焦位置。
5.如權(quán)利要求2所述的攝像機，所述控制部用所述得到的最大焦點評價值及其附近的焦點評價值，用插入法計算出所述聚焦透鏡的聚焦位置。
6.一種攝像機，設(shè)置有攝像裝置，通過攝影光學系統(tǒng)拍攝被拍攝物體像；評價值運算部，以從所述攝像裝置輸出的攝像信號的高頻部分為基礎(chǔ)，計算焦點評價值；移動部，使所述攝影光學系統(tǒng)的聚焦透鏡在規(guī)定區(qū)域移動；第1評價值取得部，在一個方向上使所述聚焦透鏡從所述驅(qū)動區(qū)域的一端向另一端移動，在此移動動作中所述聚焦透鏡每移動第1移動量，利用所述評價值運算部得到焦點評價值；第1評價值判斷部，判斷用所述第1評價值取得部得到的焦點評價值中最大焦點評價值是否靠近所述規(guī)定驅(qū)動區(qū)域兩端點中的某一個；第2評價值取得部，在至少包括從靠近所述最大焦點評價值一側(cè)的所述端點到與所述最大焦點評價值對應的透鏡位置的部分區(qū)域中，使所述聚焦透鏡從部分區(qū)域的一端向另一端移動，此移動動作中所述聚焦透鏡每移動一個比所述第1移動量小的第2移動量，利用所述評價值運算部得到焦點評價值；和控制部，在利用所述第1評價值判斷部判斷不是最靠近所述最大評價值的焦點評價值的情況下，以用所述第1評價值取得部得到的多個焦點評價值為基礎(chǔ)，使所述聚焦透鏡移動到透鏡聚焦位置，在利用所述第1評價值判斷部判定最大焦點評價值是最近的焦點評價值的情況下，以用所述第2評價值取得部得到的多個焦點評價值為基礎(chǔ)，使所述聚焦透鏡移動到計算出的透鏡聚焦位置。
7.如權(quán)利要求6所述的攝像機，利用改變所述聚焦透鏡的移動速度，形成所述第1移動量和第2移動量。
8.如權(quán)利要求6所述的攝像機，設(shè)置有第2評價值判斷部，判斷利用所述第2評價值取得部得到的焦點評價值中最大焦點評價值是否是最靠近包括部分區(qū)域端點的焦點評價值，所述控制部，在由所述第2評價值判斷部判斷最大焦點評價值是最靠近的焦點評價值時，使所述聚焦透鏡移向包括所述部分區(qū)域的端點。
9.如權(quán)利要求6所述的攝像機，設(shè)置有第2評價值判斷部，判斷用所述第2評價值取得部得到的焦點評價值中最大焦點評價值是否是包括部分區(qū)域端點最近的焦點評價值；和第3評價值取得部，使所述聚焦透鏡在一個方向上從部分區(qū)域的一端向另一端移動，在此移動動作中，所述聚焦透鏡每次僅以比所述第2移動量小的第3移動量，通過所述評價值運算部得到焦點評價值，所述控制部，用所述第2評價值判斷部判斷最大焦點評價值是最近的焦點評價值時，以用所述第3評價值取得部得到的多個焦點評價值為基礎(chǔ)，把所述聚焦透鏡移動到計算出的透鏡聚焦位置。
全文摘要
一種焦點調(diào)節(jié)方法，用攝像裝置拍攝攝影光學系統(tǒng)成像的被拍攝物體像，以從攝像信號計算出來的焦點評價值為基礎(chǔ)，計算出攝影光學系統(tǒng)的聚焦位置，在攝影光學系統(tǒng)焦點調(diào)節(jié)區(qū)域中，以第1抽樣間隔得到焦點評價值，然后判斷以第1抽樣間隔得到的焦點評價值最大值的抽樣位置實質(zhì)上是否在焦點調(diào)節(jié)區(qū)域的端點，焦點評價值最大值抽樣位置是焦點調(diào)節(jié)區(qū)域端點的情況下，在比包括端點的焦點調(diào)節(jié)區(qū)域更窄的區(qū)域中，以比第1抽樣間隔更小的第2抽樣間隔得到焦點評價值，以用第2抽樣間隔得到的焦點評價值為基礎(chǔ)計算出聚焦位置。
文檔編號G02B7/28GK1487352SQ0315436
公開日2004年4月7日 申請日期2003年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月21日
發(fā)明者渡邊利已 申請人:株式會社尼康