專(zhuān)利名稱(chēng)：照相機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)聚焦照相機(jī)。
背景技術(shù)：
利用CCD等攝像元件來(lái)拍攝被攝體圖像，然后根據(jù)從攝像元件輸出的攝像信號(hào)來(lái)檢測(cè)攝像透鏡的焦點(diǎn)位置的調(diào)節(jié)狀態(tài)的照相機(jī)焦點(diǎn)檢測(cè)方法是眾所周知的。其中，被稱(chēng)為登山方式的焦點(diǎn)檢測(cè)方法，在光軸方向上進(jìn)退驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡，同時(shí)檢測(cè)聚焦位置，使得攝像信號(hào)的高頻成分的數(shù)據(jù)即焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值成為極大值。
在被攝體包含高亮度的光源等的情況下，與光源對(duì)應(yīng)的攝像信號(hào)飽和。飽和的攝像信號(hào)作為飽和電平被觀測(cè)為同樣的值。一般，由于在同樣電平的攝像信號(hào)中高頻成分少，所以在攝像信號(hào)飽和的狀態(tài)下難以正確地檢測(cè)出聚焦位置。
在特開(kāi)平6-205268號(hào)公報(bào)中，公開(kāi)了在高亮度被攝體的情況下切換使攝像信號(hào)的高頻成分通過(guò)的濾波器的低截止頻率的照相機(jī)。該照相機(jī)對(duì)亮度信號(hào)比規(guī)定值大的掃描線(xiàn)的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值超過(guò)規(guī)定數(shù)值時(shí)，判定為高亮度。判定為高亮度的照相機(jī)與沒(méi)有判定為高亮度的情況相比，切換為使亮度信號(hào)的低頻成分更多地截止的高通濾波器。然后從通過(guò)了切換后的高通濾波器的亮度信號(hào)中抽取出高頻成分，由此檢測(cè)出聚焦位置。
但是，即使是在高亮度的被攝體的情況下，有時(shí)焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值在聚焦位置也有峰值。在該情況下，如果切換使攝像信號(hào)的高頻成分通過(guò)的濾波器的低截止頻率，則會(huì)發(fā)生不能正確地檢測(cè)出聚焦位置的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種即使在被攝體的亮度高，攝像信號(hào)達(dá)到飽和的情況下，也能正確地檢測(cè)出聚焦位置的自動(dòng)聚焦照相機(jī)。
本發(fā)明的照相機(jī)，設(shè)有攝像元件，通過(guò)拍攝透鏡，對(duì)被攝體圖像進(jìn)行拍攝；濾波器裝置，從上述攝像元件的攝像信號(hào)中除去規(guī)定頻率以下的頻率成分；透鏡驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成裝置，生成用于使聚焦透鏡移動(dòng)的透鏡驅(qū)動(dòng)信號(hào)；評(píng)價(jià)值運(yùn)算裝置，針對(duì)上述聚焦透鏡的每個(gè)規(guī)定位置，分別運(yùn)算由上述濾波器裝置除去上述頻率成分前的除去前攝像信號(hào)的累加值以及除去了上述頻率成分后的除去后攝像信號(hào)的累加值；透鏡位置運(yùn)算裝置，根據(jù)由上述評(píng)價(jià)值運(yùn)算裝置運(yùn)算的上述除去后攝像信號(hào)的累加值，運(yùn)算聚焦透鏡位置；以及飽和判斷裝置，利用上述除去前攝像信號(hào)，判斷上述攝像元件的飽和狀態(tài)。在利用上述飽和判斷裝置判斷是上述飽和狀態(tài)時(shí)，(a)上述評(píng)價(jià)值運(yùn)算裝置針對(duì)上述聚焦透鏡的每個(gè)規(guī)定位置，運(yùn)算上述除去前攝像信號(hào)的累加值與上述除去后攝像信號(hào)的累加值的差分，(b)上述透鏡位置運(yùn)算裝置根據(jù)所運(yùn)算的上述差分，運(yùn)算聚焦透鏡位置。
優(yōu)選上述濾波器裝置具有第一截止頻率和比上述第一截止頻率高的第二截止頻率，上述照相機(jī)還設(shè)有濾波器控制裝置，(A)在利用上述飽和判斷裝置判斷是上述飽和狀態(tài)時(shí)，使上述濾波器裝置選擇上述第二截止頻率，(B)當(dāng)利用上述飽和判斷裝置判斷不是上述飽和狀態(tài)時(shí)，使上述濾波器裝置選擇上述第一截止頻率。
優(yōu)選上述飽和判斷裝置，如果(1)在針對(duì)上述聚焦透鏡的每個(gè)位置運(yùn)算的上述除去前攝像信號(hào)的累加值中，具有規(guī)定電平以上的攝像信號(hào)的累加值至少存在一個(gè)，并且(2)上述除去前攝像信號(hào)的累加值的最大值與最小值的差為規(guī)定值以上，則判斷上述攝像元件是上述飽和狀態(tài)。


圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的自動(dòng)聚焦(AF)電子照相機(jī)的主要部分構(gòu)成的方框圖。
圖2是表示聚焦透鏡的位置和焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值的關(guān)系的一個(gè)例子的圖。
圖3是用于說(shuō)明由CPU進(jìn)行的AF處理流程的流程圖。
圖4是表示主要被攝體的攝像信號(hào)飽和時(shí)的聚焦透鏡的位置、波段1和波段3的各焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值曲線(xiàn)的關(guān)系的一個(gè)例子的圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的自動(dòng)聚焦(AF)電子照相機(jī)的主要部分構(gòu)成的方框圖。圖1中，電子照相機(jī)具有透鏡單元1、攝像元件2、A/D轉(zhuǎn)換器3、存儲(chǔ)器4、圖像處理電路5、控制電路8、CPU 12、電動(dòng)機(jī)13、聚焦控制機(jī)構(gòu)14。
透鏡單元1包含未圖示的聚焦透鏡。聚焦透鏡是調(diào)節(jié)焦點(diǎn)位置的透鏡，使得通過(guò)透鏡單元1的被攝體圖像在攝像元件2的攝像面上的成像。電動(dòng)機(jī)13驅(qū)動(dòng)聚焦控制機(jī)構(gòu)14，由此聚焦控制機(jī)構(gòu)14使聚焦透鏡在光軸方向上進(jìn)退移動(dòng)。電動(dòng)機(jī)13由從CPU 12輸出的透鏡驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)。
攝像元件2例如由二維CCD圖像傳感器等構(gòu)成。攝像元件2拍攝攝像面上的被攝體圖像，輸出與各像素對(duì)應(yīng)的攝像信號(hào)。從攝像元件2輸出的攝像信號(hào)與入射到各像素中的光強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)，其信號(hào)電平不同。如果被攝體的亮度高，入射的光超過(guò)構(gòu)成像素的光電二極管的飽和受光強(qiáng)度，則與該像素對(duì)應(yīng)輸出的攝像信號(hào)作為飽和電平的信號(hào)被輸出。在入射光比光電二極管的飽和受光強(qiáng)度強(qiáng)的情況下，攝像信號(hào)電平作為飽和電平被輸出，而與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)。另外，攝像元件2也可以利用MOS傳感器或CID等構(gòu)成，以代替CCD?？刂齐娐?生成針對(duì)攝像元件2的定時(shí)信號(hào)，然后輸出給攝像元件2。
從攝像元件2輸出的攝像信號(hào)由A/D轉(zhuǎn)換器3轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器4中。圖像處理電路5以規(guī)定的方式(例如JPEG)對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器4中的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，然后將壓縮處理后的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)電路6中。圖像處理電路5在讀出并擴(kuò)展存儲(chǔ)外部存儲(chǔ)電路6中的壓縮數(shù)據(jù)時(shí)，也進(jìn)行擴(kuò)展處理。外部存儲(chǔ)電路6例如由存儲(chǔ)卡等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部件構(gòu)成。
CPU 12包括AE/AWB電路7、帶通濾波器9、累加電路10A和10B、AF電路11。CPU 12與控制電路8、存儲(chǔ)器4等連接，進(jìn)行電子照相機(jī)的焦點(diǎn)檢測(cè)(AF)和測(cè)光(AE)、白平衡調(diào)整(AWB)等各種運(yùn)算和照相機(jī)動(dòng)作的時(shí)序控制。各種操作信號(hào)從未圖示的操作部件輸入CPU 12。CPU 12根據(jù)從操作部件輸入的操作信號(hào)，集中管理電子照相機(jī)的焦點(diǎn)檢測(cè)控制、曝光控制和色彩平衡控制。
AE/AWB電路7進(jìn)行公知的曝光運(yùn)算和白平衡調(diào)整處理。白平衡調(diào)整處理針對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器4中的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行。
帶通濾波器9是在存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器4中的圖像處理前的圖像數(shù)據(jù)中，從與焦點(diǎn)檢測(cè)用的區(qū)域(聚焦區(qū)域)對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)中抽取出高頻成分的濾波器。由帶通濾波器9進(jìn)行了濾波器處理后的圖像數(shù)據(jù)與濾波器處理前的圖像數(shù)據(jù)相比，低頻成分特別是直流成分被除去。在本實(shí)施方式中，將被帶通濾波器9除去了低頻成分的圖像數(shù)據(jù)所具有的頻率波段稱(chēng)為波段1，將濾波器處理前的圖像數(shù)據(jù)所具有的頻率波段稱(chēng)為波段3。
累加電路10A和10B分別對(duì)與聚焦區(qū)域所包含的像素對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)的累加值進(jìn)行運(yùn)算。累加電路10A對(duì)波段1的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行累加。累加電路10B對(duì)波段3的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行累加。各累加電路為了對(duì)高頻成分導(dǎo)致的差分進(jìn)行累加，對(duì)圖像數(shù)據(jù)的絕對(duì)值進(jìn)行累加。累加電路10B的累加值與對(duì)攝像元件的攝像信號(hào)照原樣進(jìn)行累加的值等價(jià)，在該累加值中包含表示被攝體亮度的信息。
AF電路11利用累加電路10A和10B的累加值獲得焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值。圖2是表示攝影透鏡1內(nèi)的未圖示的聚焦透鏡的位置和焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值之間的關(guān)系的一個(gè)例子的圖。在圖2中，橫軸是聚焦透鏡的位置，縱軸是焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值。使焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值為最大的透鏡位置D1是聚焦透鏡針對(duì)主要被攝體的聚焦位置。
焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值的運(yùn)算是例如一邊使聚焦透鏡從∞(無(wú)限遠(yuǎn))端向至近端移動(dòng)一邊進(jìn)行的。AF電路11反復(fù)計(jì)算焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值時(shí)的計(jì)算速率是由攝像元件2的攝像時(shí)間、濾波器處理和累加值運(yùn)算所需要的時(shí)間決定的。因此，如圖2中的黑點(diǎn)●所示，焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值作為每個(gè)計(jì)算速率的離散數(shù)據(jù)被繪制。AF電路11對(duì)包含焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值曲線(xiàn)的最大點(diǎn)的P1～P3這3點(diǎn)，進(jìn)行所謂的3點(diǎn)內(nèi)插運(yùn)算，計(jì)算出與焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值曲線(xiàn)的極大點(diǎn)對(duì)應(yīng)的透鏡位置D1。透鏡位置D1與通過(guò)最大點(diǎn)P2和點(diǎn)P3的傾角α的直線(xiàn)和通過(guò)點(diǎn)P1的傾角-α的直線(xiàn)的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)。該透鏡位置D1是消除由攝像元件2拍攝的被攝體圖像邊緣的鋸齒，使圖像的對(duì)比度最大的位置。
本發(fā)明具有這樣的特征，即在以上的焦點(diǎn)檢測(cè)處理中攝像信號(hào)達(dá)到飽和電平的情況下，利用累加電路10A和10B的累加值獲得焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值，并且在攝像信號(hào)未達(dá)到飽和電平的情況下，利用累加電路10A的累加值獲得焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值。
以下參照?qǐng)D3的流程圖，對(duì)以上由AF電子照相機(jī)的CPU 12進(jìn)行的AF處理進(jìn)行說(shuō)明。圖3的處理是例如當(dāng)半按操作信號(hào)從未圖示的快門(mén)(release switch)被輸入CPU 12時(shí)開(kāi)始的。在步驟#1中，CPU12對(duì)處理所需要的標(biāo)志類(lèi)進(jìn)行初始化，然后進(jìn)入步驟#2。
在步驟#2中，CPU 12設(shè)定搜索位置，然后進(jìn)入步驟#3。在本實(shí)施方式中，分別將搜索開(kāi)始位置設(shè)定為∞端，將搜索結(jié)束位置設(shè)定為至近端。另外，也可以將搜索開(kāi)始位置設(shè)定為至近端，將搜索結(jié)束位置設(shè)定為∞端。在步驟#3中，CPU 12向電動(dòng)機(jī)13輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使聚焦透鏡(未圖示)移動(dòng)到搜索開(kāi)始位置，然后進(jìn)入步驟#4。
在步驟#4中，CPU 12設(shè)定透鏡移動(dòng)速度，然后進(jìn)入步驟#5。從搜索開(kāi)始位置到搜索結(jié)束位置的聚焦透鏡的移動(dòng)時(shí)間由該移動(dòng)速度決定。如果使透鏡移動(dòng)速度變慢，則圖2中的繪圖點(diǎn)數(shù)量變多，如果使透鏡移動(dòng)速度變快，則繪圖點(diǎn)變少。因此，優(yōu)選透鏡移動(dòng)速度被設(shè)定得使構(gòu)成焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值的“波峰”的繪圖點(diǎn)數(shù)至少為3點(diǎn)以上。
在步驟#5中，CPU 12分別取得累加電路10A和10B的累加值，并且分別與表示聚焦透鏡的位置的信息相關(guān)連而存儲(chǔ)在AF電路11中。然后進(jìn)入步驟#6。聚焦透鏡的位置是例如從聚焦控制機(jī)構(gòu)14輸入表示透鏡位置的信息而獲得的。
在步驟#6中，CPU 12向電動(dòng)機(jī)13輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，然后進(jìn)入步驟#7。由此，聚焦透鏡以上述透鏡移動(dòng)速度而開(kāi)始被驅(qū)動(dòng)。在步驟#7中，CPU 12判斷聚焦透鏡的位置是否是搜索結(jié)束端。當(dāng)聚焦透鏡位置是搜索結(jié)束端時(shí)，CPU 12對(duì)步驟#7作出肯定判斷，然后進(jìn)入步驟10。另一方面，當(dāng)聚焦透鏡位置未到達(dá)搜索結(jié)束端時(shí)，對(duì)步驟#7作出否定判斷，并返回步驟#5。
通過(guò)以上的步驟#5～步驟#7的處理，在聚焦透鏡的位置從搜索開(kāi)始端移動(dòng)到搜索結(jié)束端期間，獲得了表示焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值曲線(xiàn)的多個(gè)焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值。其中，將構(gòu)成焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值曲線(xiàn)的多個(gè)焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值稱(chēng)為焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值履歷。焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值履歷包括波段1的圖像數(shù)據(jù)的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值履歷和波段3的圖像數(shù)據(jù)的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值履歷等2組。
在步驟#10中，CPU 12判斷波段3的最大值履歷是否為3個(gè)以上。最大值履歷是指在累加電路10B所累加的圖像數(shù)據(jù)中，至少存在一個(gè)信號(hào)電平為240以上的圖像數(shù)據(jù)的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值。信號(hào)電平240是A/D轉(zhuǎn)換器3為8位輸出(滿(mǎn)刻度256)時(shí)的判定閾值的例子。如果信號(hào)電平為240以上，則認(rèn)為構(gòu)成與該圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的像素的光電二極管達(dá)到飽和。
在3個(gè)以上的聚焦透鏡位置上，如果在各個(gè)聚焦區(qū)域內(nèi)存在信號(hào)電平為240以上的圖像數(shù)據(jù)，則CPU 12對(duì)步驟#10作出肯定判斷，然后進(jìn)入步驟#11。另一方面，如果信號(hào)電平為240以上的聚焦透鏡位置不足3個(gè)，則對(duì)步驟#10作出否定判斷，然后進(jìn)入步驟#8。
在步驟#11中，CPU 12判斷波段3的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值履歷的最大值Max和最小值Min的差，即Max-Min是否在規(guī)定的判定閾值(例如Min值的10％)以上。圖4是表示主要被攝體的攝像信號(hào)飽和時(shí)的聚焦透鏡的位置、波段1的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值曲線(xiàn)41和波段3的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值曲線(xiàn)42的關(guān)系的一個(gè)例子的圖。在圖4中，波段1的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值曲線(xiàn)41在偏離聚焦位置的位置上獲得“波峰”的峰值(距聚焦位置D1∞端側(cè)的峰值41pa和距聚焦位置D1至近端的峰值41pb)。這是因?yàn)閿z像信號(hào)達(dá)到飽和，在聚焦位置D1附近觀測(cè)到同樣的飽和電平，所以圖像數(shù)據(jù)的高頻成分少的緣故。
另一方面，在圖4中，波段3的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值曲線(xiàn)42在聚焦位置具有“波谷”。這也是因?yàn)閿z像信號(hào)作為同樣的飽和電平被觀測(cè)到，從而圖像數(shù)據(jù)的高頻成分少的緣故。
如果波段3的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值曲線(xiàn)42的最大值Max和最小值Min差d為Min值的10％以上，則CPU 12對(duì)步驟#11作出肯定判斷，然后進(jìn)入步驟#12。在該情況下，表示主要被攝體的攝像信號(hào)被認(rèn)為是飽和的。如果波段3的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值曲線(xiàn)42的最大值Max和最小值Min的差d不足Min值的10％，則CPU 12對(duì)步驟#11作出否定判斷，然后進(jìn)入步驟#8。在該情況下，表示主要被攝體的攝像信號(hào)被認(rèn)為非飽和。如上所述，在波段3的累加值中包含了表示被攝體亮度的低頻成分的信息。當(dāng)焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值曲線(xiàn)42近似達(dá)到一定值(接近平坦的直線(xiàn))時(shí)，認(rèn)為攝像信號(hào)未飽和。相反，在具有圖4所示的“波谷”的情況下，認(rèn)為攝像信號(hào)已飽和。
在步驟#12中，CPU 12計(jì)算出新評(píng)價(jià)值參數(shù)1履歷＝(波段3的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值履歷-波段1的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值履歷)，然后進(jìn)入步驟#13。該計(jì)算是針對(duì)與焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值履歷對(duì)應(yīng)的每個(gè)聚焦透鏡位置而進(jìn)行的。在步驟#13中，CPU 12搜索新評(píng)價(jià)值參數(shù)1履歷的最大值NewMax1，然后進(jìn)入步驟#14。
在步驟#14中，CPU 12計(jì)算出新評(píng)價(jià)值參數(shù)2履歷＝(NewMax1-新評(píng)價(jià)值參數(shù)1履歷)，然后進(jìn)入步驟#15。該計(jì)算是針對(duì)與焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值履歷對(duì)應(yīng)的每個(gè)聚焦透鏡位置而進(jìn)行的。在步驟#15中，CPU 12搜索新評(píng)價(jià)值參數(shù)2履歷的最大值NewMax2，然后進(jìn)入步驟#16。
在步驟#16中，CPU 12在新評(píng)價(jià)值參數(shù)2履歷中，對(duì)最大值NewMax2和其兩個(gè)相鄰點(diǎn)這3點(diǎn)進(jìn)行3點(diǎn)內(nèi)插運(yùn)算，計(jì)算出與新評(píng)價(jià)值參數(shù)2履歷曲線(xiàn)的極大點(diǎn)對(duì)應(yīng)的透鏡位置D1(New)。在CPU 12計(jì)算出透鏡位置D1(New)之后，進(jìn)入步驟#17。在步驟#17中，CPU12向電動(dòng)機(jī)13輸出透鏡驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使聚焦透鏡(未圖示)從搜索結(jié)束位置移動(dòng)到透鏡位置D1(New)，從而結(jié)束圖3的處理。另外，在由于被攝體圖像的對(duì)比度低等原因而不能計(jì)算出透鏡位置的情況下，使聚焦透鏡移動(dòng)到預(yù)先確定的缺省位置。
在對(duì)上述步驟#10或步驟#11作出否定判斷而進(jìn)入的步驟#8中，CPU 12搜索波段1的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值履歷的最大值Max3，然后進(jìn)入步驟#9。
在步驟#9中，CPU 12在波段1的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值履歷中，對(duì)最大值Max及其兩個(gè)相鄰點(diǎn)這3點(diǎn)進(jìn)行3點(diǎn)內(nèi)插運(yùn)算，計(jì)算出與波段1的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值履歷曲線(xiàn)的極大點(diǎn)對(duì)應(yīng)的透鏡位置D1。在CPU 12計(jì)算出透鏡位置D1之后，進(jìn)入步驟#17。
以下對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行總結(jié)。
(1)利用與聚焦區(qū)域?qū)?yīng)的攝像信號(hào)對(duì)焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值進(jìn)行運(yùn)算的自動(dòng)聚焦電子照相機(jī)以如下方式進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)處理。一邊使聚焦透鏡從∞端移動(dòng)到至近端，一邊分別與多個(gè)透鏡位置對(duì)應(yīng)獲得從攝像信號(hào)中除去了低頻成分的波段1的攝像信號(hào)的累加值和未除去低頻成分的波段3的攝像信號(hào)的累加值。照相機(jī)利用這些累加值獲得每個(gè)波段的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值。當(dāng)表示主要被攝體的攝像信號(hào)被認(rèn)為達(dá)到飽和(對(duì)步驟#10和#11均作出肯定判斷)時(shí)，照相機(jī)還計(jì)算出新評(píng)價(jià)值參數(shù)1履歷＝(波段3的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值履歷-波段1的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值履歷)。然后，利用3點(diǎn)內(nèi)插運(yùn)算來(lái)求出新評(píng)價(jià)值參數(shù)1履歷的極值，并計(jì)算出與極值對(duì)應(yīng)的透鏡位置D1(New)。因此，與利用多個(gè)波段的攝像信號(hào)中的任意一個(gè)的現(xiàn)有技術(shù)不同，如果波段1的攝像信號(hào)的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值履歷和波段3的攝像信號(hào)的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值履歷中的至少一個(gè)有極值，則即使攝像信號(hào)飽和，也能正確地檢測(cè)出聚焦位置。
(2)以2個(gè)判定處理(步驟#10和#11)進(jìn)行攝像信號(hào)的飽和判定。特別是在步驟#11中，在波段3的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值曲線(xiàn)42的最大值Max和最小值Min的差d為Min值的10以上的情況下，表示主要被攝體的攝像信號(hào)被認(rèn)為達(dá)到飽和，所以能正確地判定波段3的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值履歷有極值的狀態(tài)(焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值曲線(xiàn)42的“波谷”比規(guī)定值大的狀態(tài))，從而能在焦點(diǎn)檢測(cè)處理中使用。
(3)在表示主要被攝體的攝像信號(hào)被認(rèn)為未達(dá)到飽和(對(duì)步驟#10或#11作出否定判斷)時(shí)，照相機(jī)利用3點(diǎn)內(nèi)插運(yùn)算求出波段1的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值履歷的極值，并計(jì)算出與極值對(duì)應(yīng)的透鏡位置D1。如果攝像信號(hào)未達(dá)到飽和，由于波段1的攝像信號(hào)的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值履歷在聚焦位置有極大值，所以能正確地檢測(cè)出聚焦位置。
在上述步驟#10中，將最大值履歷3個(gè)(在自動(dòng)聚焦位置上3個(gè))以上作為肯定判斷的判斷條件，但判斷條件不限于3個(gè)，也可以為1個(gè)或5個(gè)。
在上述步驟#11中，將Min值的10％以上作為肯定判斷的判斷條件，但判斷條件不限于10％，也可以是5％或20％。
步驟#13和#14是根據(jù)具有極小值的新評(píng)價(jià)值參數(shù)1履歷曲線(xiàn)計(jì)算出具有極大值的新評(píng)價(jià)值參數(shù)2履歷曲線(xiàn)的步驟，它是為了使新評(píng)價(jià)值1履歷曲線(xiàn)的上下反轉(zhuǎn)而進(jìn)行的。這些步驟#13和#14的處理也可以省略。在該情況下，從步驟#12進(jìn)入步驟#15，在步驟#15中，CPU12搜索新評(píng)價(jià)值參數(shù)1履歷的最小值NewMin1。然后，進(jìn)入步驟#16。在步驟#16中，CPU 12進(jìn)一步對(duì)新評(píng)價(jià)值參數(shù)1履歷中的最小值NewMin1及其兩個(gè)相鄰點(diǎn)這3點(diǎn)進(jìn)行3點(diǎn)內(nèi)插運(yùn)算，從而計(jì)算出與新評(píng)價(jià)值參數(shù)1履歷曲線(xiàn)的極小點(diǎn)對(duì)應(yīng)的透鏡位置D1(New)。
CPU 12利用暫時(shí)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器4中的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波器處理和累加處理，但也可以順次輸入從A/D轉(zhuǎn)換器3輸出的數(shù)據(jù)，進(jìn)行濾波器處理和累加處理。
在上述的說(shuō)明中，在判定表示主要被攝體的攝像信號(hào)飽和的情況下進(jìn)行步驟#12～#16的處理，在判斷攝像信號(hào)不飽和的情況下，進(jìn)行步驟#8～#9的處理。代替這樣的處理，也可以在總是進(jìn)行雙方的處理的基礎(chǔ)上，在判斷飽和的情況下采用由步驟#12～#16的處理所獲得的聚焦位置，在判斷不飽和的情況下采用步驟#8～#9的處理所獲得的聚焦位置。
在以上的說(shuō)明中，帶通濾波器9總是進(jìn)行一定的濾波器處理。代替這樣的處理，也可以切換低截止頻率。在該情況下，構(gòu)成帶通濾波器9，使得能切換第一低截止頻率和比第一低截止頻率高的第二低截止頻率。在判斷飽和的情況下，CPU 12將帶通濾波器9的截止頻率切換為第二低截止頻率，在判斷不飽和的情況下，將帶通濾波器9的截止頻率切換為第一低截止頻率。即，在判斷為飽和的情況下，根據(jù)利用波段3的攝像信號(hào)的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值履歷和第二低截止頻率而被低截止的攝像信號(hào)的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值履歷，進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)處理。另一方面，在判斷為不飽和的情況下，根據(jù)利用第一低截止頻率而被低截止的攝像信號(hào)的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值履歷，進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)處理。
在上述說(shuō)明中，對(duì)在入射到攝像元件2的光強(qiáng)度比構(gòu)成像素的光電二極管的飽和受光強(qiáng)度高的情況下，飽和電平的攝像信號(hào)從攝像元件2被輸出進(jìn)行了說(shuō)明。另外，如長(zhǎng)時(shí)間拍攝等那樣，在針對(duì)攝像元件2將電荷蓄積時(shí)間設(shè)定得較長(zhǎng)的情況下，當(dāng)蓄積電荷量超過(guò)規(guī)定的蓄積限度時(shí)，也可能從攝像元件2輸出飽和電平的攝像信號(hào)。本發(fā)明也可以適用于這樣的攝像元件2的飽和狀態(tài)。
本發(fā)明不限于電子照相機(jī)，也適用于銀鹽照相機(jī)的焦點(diǎn)檢測(cè)裝置。
在上述實(shí)施方式中，將例如構(gòu)成像素的光電二極管達(dá)到飽和的狀態(tài)稱(chēng)為攝像元件的飽和狀態(tài)。此外，新評(píng)價(jià)值參數(shù)1履歷或新評(píng)價(jià)值參數(shù)2履歷表示除去低頻成分前的除去前攝像信號(hào)的累加值與除去了低頻成分后的除去后攝像信號(hào)的累加值的差分。另外，只要無(wú)損于本發(fā)明特征性功能，各構(gòu)成要素不限于上述構(gòu)成。
如上所述，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的照相機(jī)中，當(dāng)攝像信號(hào)飽和時(shí)，利用具有不同波段的多個(gè)攝像信號(hào)來(lái)檢測(cè)聚焦位置，所以與僅利用一個(gè)波段的攝像信號(hào)的情況不同，能正確地進(jìn)行聚焦。
上述僅為實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種變更。
權(quán)利要求
1.一種照相機(jī)，設(shè)有攝像元件，通過(guò)拍攝透鏡，對(duì)被攝體圖像進(jìn)行拍攝；濾波器裝置，從上述攝像元件的攝像信號(hào)中除去規(guī)定頻率以下的頻率成分；透鏡驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成裝置，生成用于使聚焦透鏡移動(dòng)的透鏡驅(qū)動(dòng)信號(hào)；評(píng)價(jià)值運(yùn)算裝置，針對(duì)上述聚焦透鏡的每個(gè)規(guī)定位置，分別對(duì)由上述濾波器裝置除去上述頻率成分前的除去前攝像信號(hào)的累加值以及除去了上述頻率成分后的除去后攝像信號(hào)的累加值進(jìn)行運(yùn)算；透鏡位置運(yùn)算裝置，根據(jù)由上述評(píng)價(jià)值運(yùn)算裝置運(yùn)算的上述除去后攝像信號(hào)的累加值，運(yùn)算聚焦透鏡位置；以及飽和判斷裝置，利用上述除去前攝像信號(hào)，判斷上述攝像元件的飽和狀態(tài)，在利用上述飽和判斷裝置判斷是上述飽和狀態(tài)時(shí)，(a)上述評(píng)價(jià)值運(yùn)算裝置針對(duì)上述聚焦透鏡的每個(gè)規(guī)定位置，對(duì)上述除去前攝像信號(hào)的累加值與上述除去后攝像信號(hào)的累加值的差分進(jìn)行運(yùn)算，(b)上述透鏡位置運(yùn)算裝置根據(jù)所運(yùn)算的上述差分，對(duì)聚焦透鏡位置進(jìn)行運(yùn)算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照相機(jī)，上述濾波器裝置具有第一截止頻率和比上述第一截止頻率高的第二截止頻率，上述照相機(jī)還設(shè)有濾波器控制裝置，(A)在利用上述飽和判斷裝置判斷是上述飽和狀態(tài)時(shí)，使上述濾波器裝置選擇上述第二截止頻率，(B)當(dāng)利用上述飽和判斷裝置判斷不是上述飽和狀態(tài)時(shí)，使上述濾波器裝置選擇上述第一截止頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的照相機(jī)，上述飽和判斷裝置，如果(1)在針對(duì)上述聚焦透鏡的每個(gè)位置運(yùn)算的上述除去前攝像信號(hào)的累加值中，具有規(guī)定電平以上的攝像信號(hào)的累加值至少存在一個(gè)，并且(2)上述除去前攝像信號(hào)的累加值的最大值與最小值的差為規(guī)定值以上，則判斷上述攝像元件是上述飽和狀態(tài)。
全文摘要
CPU一邊驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，使聚焦透鏡從∞端移動(dòng)到至近端，一邊分別與多個(gè)透鏡位置對(duì)應(yīng)獲得利用帶通濾波器從攝像元件的攝像信號(hào)中除去了低頻成分的波段1的攝像信號(hào)的累加值和未除去低頻成分的波段3的攝像信號(hào)的累加值。CPU利用這些累加值獲得每個(gè)波段的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值。當(dāng)攝像信號(hào)被認(rèn)為達(dá)到飽和時(shí)，CPU還計(jì)算出新評(píng)價(jià)值參數(shù)1履歷＝(波段3的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值履歷－波段1的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值履歷)。CPU利用3點(diǎn)內(nèi)插運(yùn)算求出新評(píng)價(jià)值參數(shù)1履歷的極值，并且計(jì)算出與極值對(duì)應(yīng)的透鏡位置。
文檔編號(hào)G02B7/28GK1521552SQ200410005539
公開(kāi)日2004年8月18日 申請(qǐng)日期2004年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月13日
發(fā)明者渡邊利巳 申請(qǐng)人:株式會(huì)社尼康