對焦控制裝置、以及攝像裝置的制作方法

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導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>攝影電影;光學(xué)設(shè)備的制造及其處理,應(yīng)用技術(shù)

專利名稱：對焦控制裝置、以及攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對焦控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
以往，作為通過銀鹽相機(jī)等的攝像裝置實施的自動對焦(AF) 控制，大多采用所謂的位相差方式。4旦是，7〉知該位相差方式的 AF控制尤其在小F數(shù)(small f-number)的攝影中，精度較差。
另一方面，近年來，隨著數(shù)碼相機(jī)的登場，采用所謂對比度方式(登山方式)的AF控制的攝像裝置被廣泛普及。而且，公知一般對比度方式AF控制與相位差方式的AF控制相比，AF精度更高。
因此，可以考慮通過并用相位差方式和對比度方式的AF控制來實現(xiàn)AF ^"度的才是高。
因而，在對比度方式的AF控制中，根據(jù)當(dāng)較高頻率成分增多時，感覺被攝體圖像清晰的人們的視覺特性，一般都將使用高通濾波器抽取的高頻成分作為評價值進(jìn)行使用。
但是，對于攝影透鏡而言，由于從被攝體圖像數(shù)據(jù)中抽取的每個頻帶中的MTF ( Modulation Transfer Function,調(diào)制傳遞函H )的峰值特性不同，所以導(dǎo)致每個頻帶中的評價值的峰值位置偏移。例如，如圖20所示，只十于尼套#斤凈寺頻率fn的0.1 4咅(O.lfn)、 0.3 4咅 (0.3fn)、以及0.4倍(0.4fn)這三個頻率而言，MTF變?yōu)樽畲蟮南衩嫖恢酶鞑幌嗤Ｒ虼?，?dāng)使用抽取寬的高頻帶成分的一般的高
通濾波器時，由于每個頻帶中的MTF偏移，所以-使用高頻成分的評價值的峰值分散，且無法進(jìn)行峰值檢測，從而難以檢測對焦透鏡的只于焦4立置。
而且，對于被攝體而言，存在對比度較低，且圖像所包括的高頻率成分較少的情況。在這種情況下，導(dǎo)致通過低頻成分(Q.lfn) 來進(jìn)4亍峰值4企測，且在與—見覺特性相諧調(diào)(match )的高頻峰值(0.3fn 以上)會產(chǎn)生偏移，從而難以適當(dāng)?shù)貙Ρ粩z體進(jìn)行對焦。
針對以上問題，雖然可以考慮使用頻率特性相互不同的多個濾波器來從^皮:攝體圖^象抽取相互不同的多個頻帶成分并進(jìn)4亍AF控制，但是難以確定使用何種頻率成分進(jìn)行AF控制。
對于這樣的問題，公開了如下的一種技術(shù)(例如，日本特開平 05-308556號公報)根據(jù)相互不同的多個高頻帶中的每個高頻帶的評價值，分別計算對焦透鏡到各對焦位置為止應(yīng)該移動的距離(移動距離)，并根據(jù)多個移動距離和作為變數(shù)的多個高頻帶的隸屬函數(shù)來確定多個適合度，從而確定對焦透鏡的移動距離。
但是，在由日本特開05-308556號公報所公開的技術(shù)中，難以確定隸屬函數(shù)，且難以進(jìn)行高精度的AF控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題，目的在于提供一種可實現(xiàn)對各種被攝體高精度對焦控制的技術(shù)。
為了解決上述問題，本發(fā)明第一方面提供了一種進(jìn)行攝像裝置的對焦控制的對焦控制裝置，其包括圖像取得單元，在使光學(xué)透鏡沿光軸驅(qū)動的期間，根據(jù)通過該光學(xué)透鏡射入的、來自被攝體的
光，按時間依次取得多個圖像數(shù)據(jù)；評價值取得單元，使用頻率特
性相互不同的多個濾波器分別對上述多個圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并對
構(gòu)成上述多個濾波器的每個濾波器取得評價值組；以及對焦4企測單元，將在上述評價值取得單元中通過使用上述多個濾波器中的規(guī)定的濾波器的處理而取得的評價值組，比通過使用上述多個濾波器中的、與上述規(guī)定的濾波器不同的其它濾波器的處理而取得的評價值組更為優(yōu)先地進(jìn)行使用，從而檢測上述光學(xué)透鏡的對焦位置。
而且，根據(jù)本發(fā)明第一方面的對焦控制裝置，在本發(fā)明第二方面中，上述規(guī)定的濾波器與上述多個濾波器中的、不同于上述規(guī)定的濾波器的其它濾波器相比，具有重視并抽取相對較高頻帶成分的頻率特性。
而且，4艮據(jù)本發(fā)明第一方面的對焦控制裝置，在本發(fā)明第三方面中，上述對焦4企測單元優(yōu)先使用通過上述多個濾波器中的、具有重視并抽取相對較高頻帶成分的頻率特性的濾波器而取得的評價 4直組來4全測上述^"焦4立置。
而且，根據(jù)本發(fā)明第一方面的對焦控制裝置，在本發(fā)明的第四方面中，上述規(guī)定的濾波器與上述多個濾波器中的、不同于上述規(guī) 定的濾波器的其它濾波器相比，具有相對重^L并抽取》見定頻帶成分的頻率特性。
而且，根據(jù)本發(fā)明第一方面至第四方面中的任一方面的對焦控制裝置，在本發(fā)明的第五方面中，上述對焦控制裝置還包括相位差沖企測單元， -使用相位差方式來^r測上述光學(xué)透4竟的對焦位置；以及光分割單元，將來自上述被攝體的光分割為分別導(dǎo)向上述對焦檢測單元及上述相位差4企測單元的第一及第二光路，上述對焦控制裝置并行執(zhí)行使用上述相位差檢測單元的對焦控制、和使用上述對焦沖企測單元的^j"焦纟空制。
而且，才艮據(jù)本發(fā)明第五方面的對焦控制裝置，在本發(fā)明第六方面中，上述對焦;險測單元在與上述相位差才企測單元的對焦面相對不同的光學(xué)位置上具有對焦面，上述對焦控制裝置還包括定時控制單
元，上述定時控制單元在〗吏用上述相位差^r測單元的對焦控制開始后，開始進(jìn)行使用上述對焦檢測單元的對焦控制。
而且，本發(fā)明第七方面提供了一種攝像裝置，上述攝像裝置安裝有本發(fā)明第一方面至本發(fā)明第六方面中任一方面所述的對焦控
制裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，優(yōu)先使用通過使用多個濾波器中的規(guī) 定的濾波器而取得的評價值來檢測光學(xué)透鏡的對焦位置，從而當(dāng)設(shè) 定為例如，優(yōu)先使用重視并抽取在攝影一般被攝體時提高的頻率的規(guī)定濾波器時，可實現(xiàn)對各種被攝體的高精度的對焦控制。
而且，才艮據(jù)本發(fā)明第二方面或第三方面中的4壬一方面，伊0先4吏用通過使用多個的濾波器中的、規(guī)定的濾波器而取得的AF評價值來檢測光學(xué)透鏡的對焦位置，其中，該規(guī)定的濾波器具有重視并抽取相對較高的頻帶的成分的頻率特性，從而由于可進(jìn)行例如與當(dāng)較高頻率成分變多時感覺被攝體圖像清晰的人們的視覺特性相對應(yīng) 的對焦控制，所以可進(jìn)行高精度的對焦控制。
而且，才艮據(jù)本發(fā)明的第四方面，優(yōu)先4吏用通過4吏用與多個濾波器中的其它濾波器相比、具有重視并抽取相對規(guī)定的頻帶的成分的頻率特性的規(guī)定濾波器而取得的AF評價值來檢測光學(xué)透鏡的對焦位置，從而由于可進(jìn)行例如重視在捕捉一般被攝體的圖像處于對焦?fàn)顟B(tài)時增加的身見定的高頻帶成分的對焦控制，所以可進(jìn)行高精度的控制。
而且，才艮據(jù)本發(fā)明第五方面所述的發(fā)明，將來自^皮:攝體的光分割為兩個光路，使用被分割的各光并行地進(jìn)行相位差方式的對焦控制和對比度方式的對焦控制，從而由于可以例如通過相位差方式的對焦控制將光學(xué)透鏡在短時間內(nèi)驅(qū)動至透鏡對焦位置附近，同時，可以通過對比度方式的對焦控制來確保對焦控制的精度，因此，可進(jìn)行高速且精度良好的對焦控制。
而且，4艮據(jù)本發(fā)明第六方面所述的發(fā)明，在^f吏關(guān)于相位差方式及對比度方式的對焦檢測的對焦面的光學(xué)位置相互不同、且開始相位差方式的對焦控制之后，開始對比度方式的對焦控制。通過這樣的構(gòu)成，可同時進(jìn)行兩種方式的對焦控制，并可在實現(xiàn)基于相位差方式的對焦控制的對焦?fàn)顟B(tài)之前，通過對比度方式的對焦控制來檢測對焦透4竟的透4竟對焦位置，所以可實現(xiàn)高速且高并奇度的對焦控制。而且，例如，由于無需使對焦透鏡向反方向移動即可進(jìn)行對焦
控制，所以也可防止所謂的反沖(backlash)的問題的產(chǎn)生。并且，例如，由于可以通過取景器等對被進(jìn)行視覺確認(rèn)的被攝體進(jìn)行從模糊狀態(tài)順利變化為對焦?fàn)顟B(tài)這才羊的對焦控制，所以可以提高對焦感。
而且，才艮據(jù)本發(fā)明第七方面所述的發(fā)明，可以獲得與本發(fā)明第一方面至第六方面所述的發(fā)明相同的步文果。

圖1是表示本發(fā)明的實施例涉及的4i/像裝置的相克略構(gòu)成的剖面模式圖；圖2是模式地例示出關(guān)于對焦控制單元的構(gòu)成的圖；圖3是用于說明相位差方式的對焦控制的原理的圖；圖4是用于說明相位差方式的對焦控制的原理的圖；圖5是用于說明相位差方式的對焦控制的原理的圖；圖6是攝像裝置的功能構(gòu)成的例示框圖；圖7是AF電路的主要功能構(gòu)成的例示框圖；圖8是濾波器的頻率特性的例示圖；圖9是輸入到AF電路的圖像數(shù)據(jù)的頻率成分的例示圖; 圖10是攝像裝置中的攝影動作流程的例示流程圖；圖11是攝像裝置中的攝影動作流程的例示流程圖；圖12是攝像裝置中的攝影動作流程的例示流程圖；圖13是攝像裝置中的攝影動作流程的例示流程圖；圖14是攝像裝置中的對焦控制的時間圖的例示圖；圖15是攝像裝置中的對焦控制的時間圖的例示圖；圖16是變形例涉及的濾波器的頻率特性的例示圖；圖17是表示變形例涉及的攝影動作流程的流程圖；圖18是變形例涉及的濾波器的頻率特性的例示圖；圖19是模式地例示出變形例涉及的對焦控制單元的構(gòu)成的以及
圖20是用于說明基于頻率成分的MTF的偏移的圖。
具體實施例方式
下面，根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行說明。 <攝像裝置的概要>
圖1是表示本發(fā)明的實施例涉及的揭z像裝置1的4既略構(gòu)成的剖面模式圖。
如圖1所示，攝像裝置l構(gòu)成為所謂的單鏡頭反光式的數(shù)碼相機(jī)，通過攝影透鏡單元2將來自被攝體的光導(dǎo)向攝像裝置主體300，從而可以獲得關(guān)于被攝體的攝影圖像數(shù)據(jù)(攝影圖像)。在攝像裝置主體300中安裝有用于在攝像裝置1中進(jìn)行自動對焦(AF )控制的單元(下面稱為"AF控制單元，，或"對焦控制裝置")100。而且，在4聶影透鏡單元2中在^聶影透4竟單元2的光軸L上配置有包括多個才氛影透4免的透4竟組，該多個才聶影透鏡包括用于實現(xiàn)AF控制的透4竟(對焦透4竟)。
圖2是著眼于有關(guān)4聶像裝置1的構(gòu)成中的AF控制單元100的構(gòu)成的模式圖。
AF控制單元100構(gòu)成為主要包括主反射鏡10、副反射鏡20、快門4幾構(gòu)4、作為才聶像元件的C-MOS傳感器(下面簡稱為"C-MOS") 5、以及相位差A(yù)F才莫塊3。主反射鏡10包括半透半反鏡，將來自被攝體的光的一部分向
才l像裝置主體300的上部進(jìn)行反射，從而將反射光(下面稱為"第一反射光")導(dǎo)向取景器光學(xué)系統(tǒng)。具體而言，主反射鏡10通過反射來自被攝體的光，將被攝體圖像投影在取景器對焦屏6上。該被攝體圖像通過五棱鏡7變?yōu)檎D像，從而可以通過目鏡8由用戶對被攝體圖像的狀況進(jìn)行確認(rèn)。而且，主反射鏡10使來自被攝體的光的一部分透過副反射4竟20。
副反射4竟20包括半透半反4竟，將來自^皮:懾體的光中的、透過主反射鏡10的光(下面稱為"第一透過光")向攝像裝置主體300 的下部進(jìn)行反射，從而導(dǎo)向相位差A(yù)F模塊3。另一方面，副反射鏡20使第一透過光的一部分透過C-MOS5。即，副反射鏡20將來自被攝體的光分割(使分支)成分別導(dǎo)向相位差A(yù)F模塊3和C-MOS 5的兩條光i 各。
相位差A(yù)F模塊3是進(jìn)行使用相位差方式的對焦檢測的單元。相位差A(yù)F才莫塊3包括聚光透鏡3a、反射鏡3b、分離透鏡(separator lens)3c、以及相位差才企測用元件3d。
聚光透鏡3a將由副反射鏡20反射的光(下面稱為"第二反射光")導(dǎo)向相位差A(yù)F模塊3的內(nèi)部。反射鏡3b使第二反射光向分離透鏡3c側(cè)彎曲。分離透鏡3c是用于進(jìn)行相位差檢測的光瞳分割用的透4竟(pupil division lens)，對第二反射光進(jìn)行光瞳分割，并使其才殳影到相位差4企測用元件3d。
圖3至圖5是用于說明相位差方式的對焦控制原理的圖。如圖 3至圖5所示，在相位差方式的對焦控制中，將/人想要進(jìn)行對焦的被攝體的表面(被攝體面)PP發(fā)出的光FF經(jīng)由攝影透鏡單元2、聚光透鏡3a、以及分離透鏡3c導(dǎo)向相位差檢測用元件3d。此時，對由相位差檢測用元件3d檢測的兩個被攝體圖像的相位差、即圖像間隔的位移量進(jìn)行測量并求得離焦量。在此，求得離焦量，以便
在與4皮i殳定在后述的才聶l象起:^會^f立置(imaging home position)上的 C-MOS 5的攝像面等價的面(下面稱為"攝像等價面")FP上對焦。即，將攝像等價面FP構(gòu)成為作為對通過相位差方式的AF控制(相位差A(yù)F控制)變?yōu)閷範(fàn)顟B(tài)的祐:4聶體圖<象進(jìn)4于成像的面(下面稱為"第一對焦面")。
此外，例如，當(dāng)如圖3所示地對祐^聶體進(jìn)行對焦時，雖然圖像間隔是當(dāng)相位差A(yù)F模塊3的設(shè)計時所確定的規(guī)定值，但是如圖4 所示，若為前對焦則圖像間隔變窄，并如圖5所示，若為后對焦則圖像間隔變寬。
快門才幾構(gòu)4可打開/切斷透過副反射4竟20的光(下面稱為"第二透過光")的光路，通過打開光路，4吏第二透過光照射在C-MOS 5上，并使被攝體圖像投影在C-MOS 5上。
C-MOS 5通過"t妄收來自祐::攝體的光中的第二透過光來獲得圖像信號。通過C-MOS 5獲得的圖像信號為了生成記錄用的攝影圖像數(shù)據(jù)而被使用，另一方面，也為了在取得記錄用的攝影圖像數(shù)據(jù) 的動作(本攝影動作)之前，進(jìn)行所謂的對比度(contrast)方式的 AF控制(對比度AF控制)而被使用。C-MOS 5的受光面(攝像面)構(gòu)成為作為對通過對比度AF控制而變?yōu)閷範(fàn)顟B(tài)的祐::懾體圖像進(jìn)行成〗象的面(下面稱為第二對焦面)。
而且，C-MOS5由于可移動地被攝影裝置主體300保持，所以可沿第二透過光的光軸L前后移動。通過該C-MOS 5的前后移動，第二對焦面的光學(xué)位置祐:i殳定到相對第一對焦面的光學(xué)位置相互不同的位置。此外，此處所i兌的"光學(xué)位置相互不同"是表示當(dāng)凈皮才聶體圖像在第一對焦面上變?yōu)閷範(fàn)顟B(tài)時，被攝體圖像在第二對焦面上不變為對焦?fàn)顟B(tài)，并且，也表示當(dāng)被攝體圖像在第二對焦面上變?yōu)閷?狀態(tài)時，被攝體圖像在第一對焦面上不變?yōu)閷範(fàn)顟B(tài)。
<攝像裝置的功能構(gòu)成>
圖6是本發(fā)明的第一實施例涉及的攝像裝置1的功能構(gòu)成的例
示框圖。
如圖6所示，攝像裝置1包括攝影透鏡單元2、相位差A(yù)F模塊3、 C-MOS5、反射鏡機(jī)構(gòu)10a、副反射鏡機(jī)構(gòu)20a、控制部101、透鏡位置4企測部201、操作部OP、 C-MOS 5移動控制部150、對焦控制部130、信號處理電路500、以及AF電路600等。
攝影透鏡單元2包括光學(xué)透鏡(對焦透鏡)2a，該對焦透鏡2a 用于實現(xiàn)在由C-MOS 5取得的圖像信號中使被攝體變?yōu)閷範(fàn)顟B(tài) 這樣的對焦?fàn)顟B(tài)。對焦透4竟2a可沿透鏡的光軸前后移動，通過電動機(jī)M1響應(yīng)來自對焦控制部130的控制信號進(jìn)行驅(qū)動，從而移動對焦透鏡2a的透鏡位置。對焦控制部130根據(jù)從控制部101輸入的信號生成控制信號。而且，對焦透鏡2a的位置通過透鏡位置檢測部201進(jìn)行4企測，且表示對焦透4竟2a的位置的lt據(jù)^皮發(fā)送給控制部101。
反射鏡機(jī)構(gòu)10a是包括可躲避來自被攝體的光的路徑(光路) 的主反射鏡10的機(jī)構(gòu)，電動機(jī)M2響應(yīng)來自反射鏡控制部110的控制信號而進(jìn)行驅(qū)動，從而反射鏡機(jī)構(gòu)10a被設(shè)定為主反射鏡10躲避光路的狀態(tài)(反射鏡上升狀態(tài))或者切斷光路的狀態(tài)(反射鏡下降狀態(tài))。反射鏡控制部110根據(jù)從控制部101輸入的信號生成控制信號。副反射鏡機(jī)構(gòu)20a是包括可躲避來自被攝體的光的路徑的副反射鏡20的才幾構(gòu)，電動才幾M5響應(yīng)來自副反射鏡控制部120的控制信號而進(jìn)4亍驅(qū)動，/人而副反射4竟斥幾構(gòu)20a #皮設(shè)定為副反射鏡20躲避光路的狀態(tài)(反射鏡上升狀態(tài))或者切斷光路的狀態(tài)(反射鏡下降狀態(tài))。反射鏡控制部120根據(jù)從控制部101輸入的信號生成控制信號。
快門機(jī)構(gòu)4是可對來自被攝體的光的路徑進(jìn)行切斷/打開的機(jī) 構(gòu)，電動機(jī)M3響應(yīng)來自快門控制部140的控制信號而進(jìn)行驅(qū)動，從而快門機(jī)構(gòu)4進(jìn)行開關(guān)?？扉T控制部140根據(jù)從控制部101輸入的信號生成控制信號。
C-MOS 5進(jìn)行攝像(光電轉(zhuǎn)換)，并生成有關(guān)攝像圖像的圖像信號。C-MOS 5響應(yīng)乂人定時(timing)控制電^各170輸入的驅(qū)動控制信號(存儲開始信號/存儲結(jié)束信號)，對成像在受光面上的被攝體圖像進(jìn)行曝光(由光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的電荷存儲)，從而生成有關(guān)該被攝體圖像的圖像信號。
并且，C-MOS 5響應(yīng)從定時控制電路1701IT入的讀出控制信號，將該圖像信號輸出給信號處理部51。定時控制電路170根據(jù)從控制部101輸入的信號生成各種控制信號。而且，來自定時控制電路170 的定時信號(同步信號)被輸入給信號處理部51及A/D轉(zhuǎn)換電路 52。
而且，C-MOS 5通過C-MOS驅(qū)動才幾構(gòu)5a沿來自被攝體的光的光軸進(jìn)4于前后移動。通過電動才幾M4響應(yīng)來自C-MOS移動4空制部 150的控制信號進(jìn)行驅(qū)動，C-MOS驅(qū)動機(jī)構(gòu)5a使C-MOS 5沿來自被攝體的光的光軸進(jìn)行前后移動。C-MOS移動控制部150根據(jù)從控制部101輸入的信號生成控制信號。信號處理部51對從C-MOS 5賦予的圖像信號進(jìn)行規(guī)定的模擬信號處理，處理后的圖像信號通過A/D轉(zhuǎn)換電路52被轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)(圖像數(shù)據(jù))。該圖像數(shù)據(jù)被輸入信號處理電路500，同時，為了進(jìn)行對比度AF控制也適時地被提供給AF電路600。
信號處理電路500對從A/D轉(zhuǎn)換電路52輸入的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字信號處理，生成有關(guān)攝像圖像的圖像數(shù)據(jù)。對構(gòu)成圖像信號的每個像素信號進(jìn)行信號處理電路500中的信號處理。信號處理電路 500包括黑電平校正電路53、白平衡(WB)電路54、 Y校正電路 55以及圖像存儲器56。在這些構(gòu)成中，黑電平校正電路53、白平衡(WB )電路54以及y才交正電i 各55進(jìn)行數(shù)字信號處理。
黑電平校正電路53將構(gòu)成A/D轉(zhuǎn)換電路52輸出的圖像數(shù)據(jù)的各像素數(shù)據(jù)的黑電平校正為基準(zhǔn)黑電平。WB電路54進(jìn)行圖像的白平衡調(diào)整。Y校正電路55進(jìn)行攝像圖像的灰階轉(zhuǎn)換。圖像存儲器56 是用于臨時存儲生成的圖像數(shù)據(jù)的、可進(jìn)行高速訪問的圖像存儲器，其具有可存儲多個幀的圖像數(shù)據(jù)的容量。
AF電路600在當(dāng)進(jìn)行對比度AF控制時，從A/D轉(zhuǎn)換電路52 取得有關(guān)圖像數(shù)據(jù)的一部分區(qū)域(AF區(qū)域)的圖像數(shù)據(jù)，并從該圖像數(shù)據(jù)中抽取規(guī)定頻帶的成分，將該抽取出的成分的總和作為評價被攝體的對焦?fàn)顟B(tài)的值(AF評價值)進(jìn)行計算。由AF電路600 計算出的AF評價值^皮輸出給控制部101。
圖7是AF電路600的主要功能構(gòu)成的例示框圖。
如圖7所示，AF電^各600包4舌頻率特性相互不同的四個濾波器601 ~ 604，各濾波器601 ~ 604的頻率特性如圖8所示。在圖8中，^黃軸表示頻率，縱軸表示增益，曲線F1 F4分別表示各濾波器601 ~ 604的頻率特性。圖8中所記載的fn表示乃奎斯特頻率(Nyquistfr叫uency )，即取樣頻率的一半的頻率，fn以上的高頻率A^原理上"i并是不可能再現(xiàn)的閾頻。此外，在此，由于采用將通過攝像元件的全部像素獲得的圖像的像素間隔作為一個周期的取^=羊頻率，所以爿奪兩個<象素的間隔為一個周期的頻率作為乃查斯特頻率fn。
如曲線Fl所示，濾波器601是抽取(透過)寬的高頻帶的成分的一般的高通濾波器(下面稱為"HPF")。而且，如曲線F2所示，濾波器602是主要抽取(透過)0.4fn附近的頻帶的成分的帶通濾波器(下面稱為"BPF ( 0.4fn )")。而且，如曲線F3所示，濾波器603 是主要抽取(透過)0.3fn附近的頻帶的成分的帶通濾波器(下面稱為"BPF (0.3fn)")。并且，如曲線F4所示，濾波器604是主要抽取(透過)O.lfn附近的頻帶的成分的帶通濾波器(下面稱為"BPF (O.lfn)")。
圖9是從A/D轉(zhuǎn)換電路52向AF電路600輸出的圖像數(shù)據(jù)的空間頻率的分布(輸出分布)的例示圖。在圖9中，；鏡軸表示頻率，縱軸表示輸出，曲線Cvl、 Cv2表示圖像數(shù)據(jù)的空間頻率的輸出分布。此外，在一般的攝影中，雖然是基于設(shè)定的，但是若輪廓清晰的一皮才聶體i曾力口，貝'J^口曲線Cvl、 Cv2戶斤示，0.2fn 0.4fn附近的高步貞成分的l命出也增加。
在各濾波器601 -604中，分別對如圖9所示的圖傳4t據(jù)的空間頻率的輸出乘以(multiplied )如圖8所示的頻率特性并加以輸出。而且，在各評價值計算部611 ~ 614中，根據(jù)來自各濾波器601 ~ 604 的輸出，分別計算AF評1"介值。因此，在AF電^各600中，對一個圖像數(shù)據(jù)使用頻率特性相互不同的四個濾波器601 ~ 604進(jìn)行處理，同時，由評價值計算部611 ~ 614分別獲取著眼于四個不同頻帶的 AF評價值。
而且，當(dāng)進(jìn)行對比度AF控制時，使對焦透鏡2a沿透鏡的光軸進(jìn)行前后移動，同時，使用C-MOS 5等來取得多個圖像數(shù)據(jù)，并在AF電^各600中，對每個濾波器601 ~ 604取得對應(yīng)的多個AF評價值(AF評價值組)。即，幾乎并行地取得與四個濾波器601 ~ 604 分別對應(yīng)的四個AF評<介值組。
換言之，構(gòu)成為幾乎同時取得如下AF評價值組使用HPF 601 并重視寬的高頻帶的成分而求得的AF評價值組、使用BPF ( 0.4fn ) 602并重視0.4fn附近的頻帶的成分而求得的多個AF評價值組、使用BPF (0.3fn) 603并重視0.3fn附近的頻帶的成分而求得的多個 AF評價值組、使用BPF (O，lfn) 604并重^L O.lfn附近的頻帶的成分而求得的多個AF評^f介值組。
控制部101構(gòu)成為主要包括CPU、存儲器、以及ROM等，通
制。具體而言，控制部101包括作為用于執(zhí)行對比度AF控制的功能的對比度AF控制部105、作為用于執(zhí)行相位差A(yù)F控制的功能的相位差A(yù)F控制部106、作為總體控制AF控制整體的功能的AF整體4空制部107。
對比度AF控制部105在當(dāng)進(jìn)行對比度AF控制時，對從AF 電路600輸入的多個AF評價值組中的、才艮據(jù)規(guī)定的規(guī)則而^皮優(yōu)先的AF評價值組，求得將AF評價值變?yōu)樽畲蟮膶雇哥R2a的透鏡位置作為實現(xiàn)^皮^菱體的對焦?fàn)顟B(tài)的位置(透4竟對焦位置)。而且，對比度AF控制部105將與所求得的對焦位置相對應(yīng)的控制信號輸出給對焦控制部130,并使對焦透鏡2a向透鏡對焦位置進(jìn)行移動。相位差A(yù)F控制部106在進(jìn)4亍AF相位差控制時，才艮據(jù)在相位差A(yù)F模塊3中的檢測結(jié)果，檢測對焦透鏡2a的透鏡對焦位置。而且，相位差A(yù)F控制部106將與適當(dāng)求得的透鏡對焦位置相對應(yīng)的控制信號輸出給對焦控制部130，并使對焦透鏡2a向透鏡對焦位置進(jìn)行移動。
AF整體控制部107適當(dāng)執(zhí)行對比度AF控制及相位差A(yù)F控制。
才乘作部OP構(gòu)成為包4舌快門開始按4丑(shutter start button )(快門按鈕)、各種按鈕和開關(guān)等，響應(yīng)用戶對操作部OP的輸入操作，控制部101實現(xiàn)各種動作。此外，快門按鈕是可檢測半按狀態(tài)(SI
在攝像裝置1中，當(dāng)變?yōu)镾l狀態(tài)時，進(jìn)行用于包括AF控制的本攝影動作的準(zhǔn)備動作，當(dāng)進(jìn)一步變?yōu)镾2狀態(tài)時，進(jìn)行本攝影動作。
臨時存儲在圖像存儲器56中的圖^f象數(shù)據(jù)通過控制部101被適當(dāng)傳送至VRAM 102，從而在配置于攝像裝置主體300后面的液晶顯示部(LCD) 103上顯示基于圖像數(shù)據(jù)的圖像。
而且，在本攝影時，臨時存儲在圖像存儲器56中的圖像數(shù)據(jù) 在控制部101中被適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行圖像處理，并通過卡I/F104被存儲在存儲卡MC中。
<攝像裝置的動作>
圖10至圖13是攝像裝置1中的攝影動作流程的例示流程圖。本動作流程是通過控制部101的控制而實現(xiàn)的。而且，圖14及圖 15是l聶^象裝置l中的AF控制的時間圖的例示圖。在圖14及圖15中，橫軸表示從變?yōu)闋顟B(tài)Sl開始的時間的經(jīng) 過。而且，在圖14中，/人上開始依次表示電動才幾M1的電動^/L旋轉(zhuǎn) 數(shù)、輸入到電動機(jī)M1的脈沖數(shù)(PI數(shù))、與對焦透鏡2a的移動速度相對應(yīng)的像面移動速度、AF微型電子計算機(jī)的起動、相位差A(yù)F 的測3巨、以及C-MOS5的驅(qū)動的時刻。并且，在圖14的下方示出了用于在對比度AF控制中求得AF評價值的C-MOS 5的曝光時刻、以及對焦透鏡2a的位置和AF評價值之間的關(guān)系。
而且，在圖15中示出表示對焦透鏡2a的位置(即移動)的折線LL、以及表示C-MOS 5的攝像面(即第二對焦面)的位置(即移動)的折線LS。此外，雖然對于圖15的縱軸方向，省略了與折線LL的位置相對應(yīng)的數(shù)值，但是附加了與折線LS的位置相對應(yīng)的數(shù)值(500inm等)。并且，在圖15中，對折線LL附加了表示與用于求得AF評價值的曝光時刻相對應(yīng)的透4竟位置的標(biāo)號(mark)(短的纟從長線)，同時，在與圖11的處理步驟相對應(yīng)的部分附加了步驟號(例如，步驟S14等)。
下面，適當(dāng)?shù)貐⒄請D14及圖15對攝影動作流程進(jìn)行說明。此外，當(dāng)開始該:懾影動作流程時，將C-MOS 5 ^殳定在實際進(jìn)行本揭^ 影動作的規(guī)定的基準(zhǔn)位置(稱為"攝像起始位置")，將第一及第二對焦面的光學(xué)距離設(shè)定為相同。
首先，當(dāng)半壓快門按鈕且變?yōu)镾l狀態(tài)時，開始攝影動作流程，進(jìn)入圖10的步驟Sl。
在步-驟S1中，C-MOS 5起動(圖14的0 10ms)。在此，只十 C-MOS 5進(jìn)4亍通電，響應(yīng)來自控制部101的信號，定時控制電鴻^ 170輸出控制信號，從而C-MOS5開始讀出200fps的電荷信號。此外，在攝像裝置l中，由于可以通過光學(xué)取景器來確認(rèn)被攝體，所以為了節(jié)省電力，當(dāng)變?yōu)镾1習(xí)犬態(tài)時，C-MOS5起動。在步驟S2中，為了進(jìn)行對比度AF控制，打開快門機(jī)構(gòu)4。此外，在變?yōu)镾l狀態(tài)之前，即在待機(jī)狀態(tài)下，快門機(jī)構(gòu)4處于關(guān)閉狀態(tài)。
在該步驟SI ~步驟S2的處理中，作為AF微型電子計算機(jī)、即控制部101的功能的對比度AF控制部105、相位差A(yù)F控制部 106、以及AF整體控制部107起動(圖14的0 ~ 50ms )
在步驟S3中，由相位差A(yù)F模塊3及相位差A(yù)F控制部106進(jìn) 行基于相位差A(yù)F控制的測距(圖14的50 ~ 100ms )。
在步驟S4中，由AF整體控制部107 4艮據(jù)步驟S3中的測距結(jié) 果來判斷當(dāng)前的^f焦透4竟2a的^f立置和透4竟只于焦4立置之間的偏移量。在此，當(dāng)偏移量的絕對值未滿第一身見定值(例如，30pm)時，判斷已經(jīng)實現(xiàn)祐::攝體的對焦?fàn)顟B(tài)，并進(jìn)入圖11的步驟S18。即，無需實施AF控制就移動至本^l影動作。而且，當(dāng)偏移量的絕對值在第二規(guī)定值(例如，lOOOium)以上時，偏移量已夠，直接進(jìn)入圖11的步驟Sll。并且，當(dāng)偏移量的絕對值在第一^見定值以上、且未滿第二關(guān)見定值時，偏移量不夠，進(jìn)入步驟S5。
在步驟S5中，在AF整體控制部107的控制下，通過電動沖幾 Ml根據(jù)來自對焦控制部130的控制信號進(jìn)行驅(qū)動，從而對焦透鏡 2a進(jìn)行4乘避驅(qū)動。在此，為了防止當(dāng)偏移量不夠時，由于后述的第二對焦面的移動而導(dǎo)致對比度AF控制的AF評價值的峰值過高這樣的不良情況，而進(jìn)^f于^f吏對焦透4竟2a的透鏡:位置移動的躲避驅(qū)動，以便確保足夠的偏移量。此外，在該躲避驅(qū)動中，例如，可以使對焦透4竟2a移動至對焦透4竟2a的可移動范圍的一端。
在步驟Sll中，根據(jù)步驟S3中的測距的結(jié)果，開始使C-MOS 5向遠(yuǎn)4則(專爭出煩'J ( paying-out side ))或者近4則(4爭入煩'J ( paying-inside))移動的動作(圖14的90ms )。在此，當(dāng)對應(yīng)作為基于相位差A(yù)F模塊3的檢測結(jié)果的測距值，以攝像裝置1為基準(zhǔn)，與當(dāng)前的對焦位置(焦點重合的地點)相比，被攝體位于遠(yuǎn)側(cè)時，使C-MOS 5向4妾近凈皮4聶體的方向移動。另一方面，當(dāng)與當(dāng)前的對焦位置(焦點重合的地點)相比，被攝體處于近側(cè)時，使C-MOS 5向遠(yuǎn)離被才聶體的方向移動。此夕卜，C-MOS 5的移動以例如大約20mm/sec~ 30mm/sec的速度進(jìn)行。
在步驟S12中，判斷是否結(jié)束在步驟Sll中開始的C-MOS 5 的移動。在此，反復(fù)進(jìn)4于步驟S12的判斷直至C-MOS 5〗又移動頭見定距離(例如，500nm)，當(dāng)C-MOS 5僅移動規(guī)定距離時，結(jié)束C-MOS 5的移動(圖14及圖15的90 ~ 100ms )
此外，規(guī)定距離是通過攝像裝置1的光學(xué)設(shè)計來加以適當(dāng)設(shè)定的。而且，可通過攝影透鏡單元2的透鏡焦點距離(透鏡焦點距離越長，規(guī)定距離越長)、和對焦透鏡2a的移動比(當(dāng)相對于對焦電動機(jī)M1的旋轉(zhuǎn)數(shù)，對焦透鏡2a的移動量較長時，規(guī)定距離較長) 來適當(dāng)加以i殳定。
如上所述，在步驟Sll ~步驟S12中，^]尋第二對焦面的光學(xué)4立置向相對于第一對焦面相對不同的位置進(jìn)4于移動。具體而言，對應(yīng) 基于相位差A(yù)F模塊3的檢測結(jié)果，從將第一及第二對焦面的光學(xué) 位置進(jìn)行相同設(shè)定的狀態(tài)變更為當(dāng)在使對焦透鏡2a的位置移動的同時，進(jìn)4于AF控制時，比第一對焦面更早地在第二對焦面上實現(xiàn) 被攝體的對焦?fàn)顟B(tài)。即，以在通過相位差A(yù)F控制對焦點到達(dá)之前，由對比度AF控制4企測祐_攝體的對焦?fàn)顟B(tài)的方式進(jìn)行設(shè)定。
在步艱《S13中，起動電動4幾M1，并開始只于焦透《竟2a的移動(圖 14的100 ~ 130ms )。 4艮據(jù)相位差A(yù)F控制來進(jìn)4亍該對焦透4竟2a的移動。在步驟S14中，在AF整體控制部107的控制下，開始對比度 AF控制，并在200fps的時刻開始取得AF評價值的動作(圖14及圖15的145ms )。在此，當(dāng)像面移動速度延遲某種程度、例如 110|um/l 0ms時，進(jìn)4亍取得AF評1"介值的動作。此外，該對比度AF 控制例如是在打開光圈的狀態(tài)下進(jìn)行的。
在步驟S15中，才全測透4竟對焦位置。具體而言，當(dāng)進(jìn)入步驟 S15時，進(jìn)入圖12的步驟S151, 4丸4亍如圖12所示的透4竟對焦位置的檢測動作(圖14及圖15的145 ~ 200ms )
在此，對如圖12所示的透鏡對焦位置的檢測動作進(jìn)行說明。
如圖20所示，對于攝影透鏡而言，由于從圖像數(shù)據(jù)抽取的每個頻帶的MTF的峰值特性不同，所以導(dǎo)致每個頻帶的AF評價值的峰值偏移。在這種情況下，當(dāng)使用抽取寬的高頻帶的成分的HPF 601 時，由于每個頻帶中的MTF的偏移，使用HPF 601而取得的AF 評價值的峰值沒有變得尖銳(sharp )，從而難以檢測對焦透鏡2a的透4竟對焦位置。
對于這樣的問題，即使在每個頻帶中的MTF都存在偏移，但當(dāng)重視窄的頻帶的高頻成分來求得AF評價值時，AF評價值卻表示為尖銳的峰值。因此，考慮使用抽取指定頻帶的成分的帶通濾波器 (BPF )來計算AF評價值，并求得與AF評價值的峰值相對應(yīng)的透鏡對焦位置。
但是，當(dāng)使用BPF來計算AF評價值時，若重視BPF來抽取的指定頻帶、和圖像數(shù)據(jù)中所包含的多個高頻成分的頻帶有一點偏移，則無法^r測AF評價值的峰值。因此，在攝像裝置1中的透鏡對焦位置的檢測動作中，首先，
若對使用抽取寬的高頻帶的成分的HPF 601而求得的AF評價值，可以直接4企測AF評價值的峰值，則將與該AF評價值的峰值相對應(yīng)的透鏡位置作為透4竟對焦位置進(jìn)行4企測。而且，若不能對4吏用 HPF 601而求得的AF評價值;險測峰值，則當(dāng)更高頻率的成分變多時，配合感覺被攝體圖像清晰的人類視覺特性，進(jìn)行按照依次采用重視相對較高頻率的成分的BPF而獲得的AF評價值的峰值檢測，從而將與該AF評價值相對應(yīng)的透鏡位置作為透鏡對焦位置進(jìn)行才企測。
綜上所述，在攝像裝置1中的透鏡對焦位置的檢測動作中，將與使用四個濾波器601 ~ 604中的HPF 601求得的AF評價值的峰值檢測相對應(yīng)的透鏡對焦位置的檢測設(shè)定為最優(yōu)先，然后，優(yōu)先與使用BPF (0.4fn) 602求得的AF評^f介值的峰值4企測相對應(yīng)的透鏡對焦位置的檢測，而且，接下來，優(yōu)先與使用BPF (0.3fn) 603求得的AF評價值的峰值檢測相對應(yīng)的透鏡對焦位置的檢測。而且，最后，進(jìn)行4吏用重一見相對最低頻率的成分的BPF (O.lfn) 604求得的 AF評價值的峰值檢測，若可以檢測峰值，則檢測與該峰值相對應(yīng) 的透4免對焦〗立置。
此外，當(dāng)被攝體的對比度極低時，在使用上述四個濾波器601 ~ 604的對比度AF控制中，存在無法檢測透鏡對焦位置的情況。在這種情況下，在攝像裝置1中采用通過相位差A(yù)F控制而求得的透 4竟對焦位置。
下面，對如圖12所示的透鏡對焦位置的檢測動作進(jìn)行具體的說明。
在步驟S151中，判斷相當(dāng)于C-MOS 5中的圖像數(shù)據(jù)的取得速度(幀速率)的、每200fps的時刻的垂直同步信號(VD脈沖)是否下降。在此，反復(fù)進(jìn)4于步艱《S151的判斷直至VD力永沖下降，并在當(dāng)VD月永沖下降時，進(jìn)入步艱《S152。
在步驟S152中，對比度AF控制部105取得4吏用HPF 601求得的AF評價值，即耳又得有關(guān)HPF 601的AF評價值。即，與VD 脈沖的下降同步地取得有關(guān)HPF 601的AF評價值。
在步驟S153中，判斷相對于有關(guān)HPF 601的AF評價值(即 AF評4介值組)，是否已發(fā)現(xiàn)AF評《介值的峰值。在此，當(dāng)發(fā)現(xiàn)AF 評價值的峰值時，進(jìn)入步驟S164,當(dāng)未發(fā)現(xiàn)AF評價值的峰值時，進(jìn)入步驟S154。此外，在圖14及圖15中，將發(fā)現(xiàn)AF評價值的峰值的情況作為一例進(jìn)行表示。
在步驟S154中，對比度AF控制部105取得使用BPF ( 0.4fn ) 602求得的AF評價值，即取得有關(guān)BPF ( 0.4fn ) 602的AF評價值。
在步驟S155中，判斷相對于有關(guān)BPF ( 0.4fn ) 602的AF評價
值(即AF評價值組)，是否已發(fā)現(xiàn)AF評價值的峰值。在此，當(dāng)發(fā) 現(xiàn)AF評價值的峰值時，進(jìn)入步驟S156,當(dāng)未發(fā)現(xiàn)AF評價值的峰值時，進(jìn)入步驟S157。
在步驟S156中，先檢測有關(guān)BPF ( 0.4fn ) 602的AF評價值的峰值，再判斷是否已取得3幀的圖像數(shù)據(jù)。即，在檢測有關(guān)BPF
(0.4fn) 602的AF評價值的峰值后，判斷是否VD脈沖下降三次且在C-MOS 5中已取得3幀的圖像數(shù)據(jù)。在此，當(dāng)在檢測有關(guān)BPF
(0.4fn) 602的AF評價值的峰值后，未取得3幀的圖像數(shù)據(jù)時，進(jìn)入步驟S163,當(dāng)已取得3幀的圖像數(shù)據(jù)時，進(jìn)入步驟S164。
在此，判斷是否已取得3幀的圖像數(shù)據(jù)的原因如下所述由于如圖20所示的MTF的頻率依存性導(dǎo)致每個頻帶中的AF評價值的峰值偏移，從而在檢測有關(guān)BPF (0.4fn) 602的AF評價值的峰值開始到使聚焦焦透4竟2a的位置進(jìn)行少許移動的這4殳時間內(nèi)，可對與有關(guān)BPF (0.4fn) 602的AF ;平<介<直相比、更加伊C先4吏用的有關(guān) HPF 601的AF評價值進(jìn)行檢測峰值。即，判斷是否取得3幀的圖像數(shù)據(jù)是用于考慮MTF的頻率依存性，并待機(jī)是否對重視比BPF (0.4fn )602更高頻帶的HPF 601相關(guān)的AF評價值進(jìn)行檢測峰值。
而且，在掘/像裝置1中，在"f吏對焦透4竟2a的位置移動/人而4吏像面位置僅移動規(guī)定距離的期間，采用取得3幀的圖像數(shù)據(jù)的期間，若在該期間內(nèi)，對使用重視更高頻帶的HPF 601而求得的AF評價值檢測峰值，則進(jìn)行控制，以便根據(jù)使用HPF 601求得的AF評價值(即AF評價值組)來4企測透鏡對焦位置。
在步驟S157中，對比度AF控制部105取得使用BPF ( 0.3fn ) 603求得的AF評價值，即取得有關(guān)BPF ( 0.3fn ) 603的AF評價值。
在步驟S158中，判斷對于有關(guān)BPF ( 0.3fn) 603的AF評價值 (即AF評價值組)，是否已發(fā)現(xiàn)AF評價值的峰值。在此，當(dāng)發(fā)現(xiàn) AF評價值的峰值時，進(jìn)入步驟S159,當(dāng)未發(fā)現(xiàn)AF評價值的峰值時，進(jìn)入步艱《S160。
在步驟S159中，在檢測有關(guān)BPF ( 0.3fn ) 603的AF評價值的峰值后，判斷是否已取得3幀的圖像數(shù)據(jù)。在此，當(dāng)在檢測有關(guān) BPF( 0.3fn )603的AF評價值的峰值后，未取得3幀的圖像數(shù)據(jù)時，進(jìn)入步驟S163，當(dāng)已取得3幀的圖像數(shù)據(jù)時，進(jìn)入步驟S164。
此外，在此，判斷是否取得3幀的圖像數(shù)據(jù)的原因與S156 — 樣，是為了考慮MTF的頻率依存性，待機(jī)是否對使用HPF 601及 BPF ( 0.4fn ) 602求得的AF評價值來檢測峰值，其中，該HPF 601 及BPF (0.4fn) 602重4見比BPF ( 0.3fn ) 603更高頻帶。而且，在該^f寺才幾中，當(dāng)對使用具有重一見比BPF (0.3fn) 603更高頻帶的頻率特性的HPF 601、以及BPF (0.4fn) 602中的4壬一個求得的AF評價值檢測峰值時，則進(jìn)行控制，以便根據(jù)該檢測出峰值的AF評價值(即AF評價值組)來4企測透鏡對焦位置。
在步驟S160中，對比度AF控制部105取得使用BPF ( O.lfn ) 604求得的AF評價值，即取得有關(guān)BPF ( O.lfn ) 604的AF評價值。
在步驟S161中，判斷對于有關(guān)BPF ( O.lfn ) 604的AF評價值 (即AF評價值組)，是否已發(fā)現(xiàn)AF評價值的峰值。在此，當(dāng)發(fā)現(xiàn) AF評價值的峰值時，進(jìn)入步驟S162,當(dāng)未發(fā)現(xiàn)AF評價值的峰值時，進(jìn)入步驟S163。
在步驟S162中，在檢測有關(guān)BPF ( O.lfn ) 604的AF評價值的峰值后，判斷是否已取得3幀的圖像數(shù)據(jù)。在此，當(dāng)在檢測有關(guān) BPF(0.1fn)604的AF評價值的峰值后，未取得3幀的圖像數(shù)據(jù)時，進(jìn)入步驟S163,當(dāng)已取得3幀的圖〗象數(shù)據(jù)時，進(jìn)入步驟S164。
此外，在此，判斷是否取得3幀的圖像數(shù)據(jù)的原因與步驟S156 、 S159 —樣，是為了考慮MTF的頻率依存性，并待才幾是否對4吏用HPF 601、 BPF ( 0.4fn ) 602及BPF ( 0.3fn ) 603求得的AF評價值才企測峰值，其中，該HPF 601、 BPF (0.4fn) 602及BPF ( 0.3fn ) 603 重牙見比BPF (O.lfn) 604更高頻帶。
而且，在該待機(jī)中，當(dāng)對使用具有重視比BPF (O.lfn) 604更高頻帶的頻率4爭性的HPF601、 BPF (0.4fn) 602以及BPF ( 0.3fn ) 603求得的AF評價值檢測峰值時，則進(jìn)行控制，以便根據(jù)檢測該峰值的AF評價值(即AF評價值組)來4企測透鏡對焦位置。在步驟S163中，判斷相位差A(yù)F控制是否結(jié)束。在此，當(dāng)相位差A(yù)F控制未結(jié)束時，返回步驟S151,當(dāng)相位差A(yù)F控制結(jié)束時， C-MOS 5返回攝像起始位置(步驟S165 )，并進(jìn)入圖11的步驟S18。此外，在此，在相位差A(yù)F控制結(jié)束的同時，對焦透鏡2a的移動也停止。
在步驟S164中，根據(jù)AF評價值來檢測透鏡對焦位置。在此，當(dāng)從步驟S153經(jīng)過進(jìn)來時，根據(jù)有關(guān)HPF 601的AF評價值(即 AF評價值組)來檢測透鏡對焦位置。當(dāng)從步驟S156經(jīng)過進(jìn)來時，根據(jù)有關(guān)BPF ( 0.4fn ) 602的AF評價值(即AF評價值組)來檢測透鏡對焦位置。當(dāng)從步驟S159經(jīng)過進(jìn)來時，根據(jù)有關(guān)BPF(0.3fn) 603的AF評價值(即AF評價值組)來檢測透4竟對焦位置。當(dāng)從步驟S162經(jīng)過進(jìn)來時，根據(jù)有關(guān)BPF ( O.lfn ) 604的AF評價值(即 AF評價值組)來4全測透4竟對焦位置。
在此，對根據(jù)AF評價值(即AF評價值組)來檢測透鏡對焦位置的方法進(jìn)行說明。
在此，首先，如圖14所示，若AF評價值在增加之后開始減少，則使用AF評價值的最大值Yn和其前后的AF評價值Yn-l 、 Yn+1 這三點的凄t據(jù)，通過如下式(1 )所示的二次插^f直近似計算來對AF 評價值變?yōu)榉逯档膶雇哥R2a的透鏡對焦位置P進(jìn)行計算。
式l:
決錯對佳牡害p (Yn-1)X"Xn + 1"-(Xn)"+(Yn)X"Xn-1"-(X"，)"+(Yn + 1)X((Xn)'-(Xn-1)" m 且 2[(Yn-1)X("n+1)-(Xn"+(Yn)X"Xn-1)-(X(i+1)H(Yn + 1)X"Xn)-(Xn-1川
此外，由于對于,人C-MOS 5讀出電荷信號、計算AF評4介值、檢測AF評價值的峰值、以及根據(jù)上式(1 )進(jìn)行計算等需要的一定的時間，所以如圖14所示，通過這樣計算而算出的透鏡對焦位置P的時刻是經(jīng)過關(guān)于AF評價值的最大值Yn的曝光時刻后、得到AF 評《介值連續(xù)四次減少的電荷信號的曝光時刻。
如上所述地求得的透鏡對焦位置P是僅使C-MOS 5偏移了頭見定距離的透鏡對焦位置，即與僅偏移了規(guī)定距離的攝像面相對的透 4竟對焦位置。因此，將考慮了^見定距離(例如，500jum)的《象面差的、透鏡對焦位置P的值作為與實際進(jìn)行本攝影動作的攝像起始位置相對的透鏡對焦位置Q進(jìn)行求得。
如上所述，可以在基于相位差A(yù)F控制的對焦透鏡2a的移動結(jié) 束之前，求得透鏡對焦位置Q。
而且，當(dāng)步驟S164的處理結(jié)束時，進(jìn)入圖11的步驟S16。
在步驟S16中，C-MOS 5以向攝像起始位置返回的方式進(jìn)行移動(圖14及圖15的210~220ms)。
在步驟S17中，在透鏡對焦位置Q上停止對焦透鏡2a的移動 (圖14及圖15的235ms)
在步驟S18中，關(guān)閉快門才幾構(gòu)4。
在步驟S19中，通過放出存儲在C-MOS5中的電荷而復(fù)位。
在步驟S20中，判斷是否解除了 Sl狀態(tài)。在此，例如，當(dāng)通過用戶操作操作部OP, Sl狀態(tài):陂解除時，結(jié)束本動作流程，若S1 狀態(tài)未凈皮解除，則進(jìn)入圖13的步驟S31。
在步驟S31中，判斷是否變?yōu)镾2狀態(tài)。在此，反復(fù)進(jìn)行步驟 S20及步驟S31的判斷，直至變?yōu)镾2狀態(tài)，并待機(jī)。而且，當(dāng)變為S2狀態(tài)時，進(jìn)行本攝影的指示動作，進(jìn)入步驟S32。在步驟S32中，主反射鏡10及副反射鏡20變?yōu)榉瓷溏R上升狀態(tài)的同時，變?yōu)榇蜷_快門才幾構(gòu)4的狀態(tài)。
在步驟S33中，在C-MOS 5中進(jìn)行攝像，即進(jìn)行本攝影動作的曝光。
在步驟S34中，變?yōu)殛P(guān)閉快門機(jī)構(gòu)4的狀態(tài)。
在步驟S35中，主反射鏡10及副反射鏡20變?yōu)榉瓷溏R下降狀態(tài)，同時，從C-MOS 5中讀出電荷信號，并進(jìn)行將圖像數(shù)據(jù)存儲在存4諸卡MC的充電驅(qū)動，乂人而結(jié)束本動作流程。
如上所述，在本發(fā)明的實施例所涉及的攝像裝置1中，最優(yōu)先使用通過使用AF電路600所具備的四個( 一般為多個)濾波器601 ~ 604中的HPF 601取得的AF評價值，檢測對焦透鏡2a的透鏡對焦位置。如此，由于設(shè)定為當(dāng)攝影一般的被攝體時，優(yōu)先使用重視并抽取在圖像數(shù)據(jù)中增加的高頻帶成分的HPF 601，所以可以對各種被攝體進(jìn)行高精度的對焦控制。
而且，優(yōu)先使用通過使用規(guī)定的濾波器(在此，HPF 601)取得的AF評價值來檢測對焦透鏡2a的透鏡對焦位置，其中，該規(guī)定的濾波器具有重^見并抽取四個(一4殳為多個)濾波器601-604中相對較高頻帶的成分的頻率特性。通過采用這樣的構(gòu)成，例如，由于當(dāng)較高頻率成分變多時，可進(jìn)行與感覺被攝體圖像清晰的人們的視覺特性相對應(yīng)的調(diào)焦控制，所以可進(jìn)行高精度的調(diào)焦控制。
而且，將來自被攝體的光分割為兩個光路，使用被分割的各光并4亍地進(jìn)4于相位差方式的對焦控制和對比度方式的對焦控制。因此，例如，可以通過相位差方式的對焦控制^f吏對焦透4竟2a在短時間內(nèi)驅(qū)動至透4竟對焦位置附近，同時，可以通過對比度方式的對焦控制來確保對焦控制的精度。其結(jié)果是，可進(jìn)行高速且精度良好的對焦控制。
而且，在使有關(guān)位相差方式及對比度方式的對焦檢測的對焦面的光學(xué)位置相互不同，且在開始相位差方式的對焦控制之后，開始對比度方式的對焦控制。通過這樣的構(gòu)成，可同時進(jìn)行兩種方式的對焦控制，并可在實現(xiàn)基于相位差方式的對焦控制的對焦?fàn)顟B(tài)之
前，通過對比度方式的對焦控制來4全測對焦透鏡2a的透4竟對焦位置。其結(jié)果是，可實現(xiàn)高速且高^"度的對焦控制。而且，例如，由于無需^f吏對焦透4竟2a向反方向移動就可進(jìn)4于對焦控制，所以也可防止所謂的反沖問題的產(chǎn)生。并且，例如，由于可以通過取景器等對被進(jìn)行視覺確認(rèn)的被攝體進(jìn)行從模糊狀態(tài)順利變化為對焦?fàn)顟B(tài) 這樣的對焦控制，所以可以提高對焦感。
<變形侈寸>
以上已對本發(fā)明的實施例進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不僅限于上面所i兌明的內(nèi)容。
例如，雖然在上述的實施例中，采用BPF (0.4fn) 602、 BPF (0.3fn) 603、以及BPF (O.lfn) 604這三個具有不同頻率4爭'I"生的帶通濾波器，4旦是并不<又限于此。例如，也可以釆用主要抽取(透過)0.5fn或0.2fn附近頻帶的成分的帶通濾波器等。即，也可以釆用主要抽取(透過)fn的n倍(0<n<l )附近的頻帶的成分的、一個以上的帶通濾波器。
此外，在4聶影透4竟單元2構(gòu)成為可相對揚(yáng)/f象裝置主體300自由裝卸的狀態(tài)下，還可以當(dāng)準(zhǔn)備具有多個不同頻率特性的帶通濾波器并對攝像裝置主體300安裝攝影透鏡單元2時，控制部101從攝影單元2內(nèi)的ROM等中獲得指定透鏡特性的信息(透鏡信息)，并將一個以上的帶通濾波器作為對比度AF控制所使用的帶通濾波器有選擇性地進(jìn)行采用。也可以準(zhǔn)備主要抽取(透過)例如，O.lfn、 0.2fn、 0.3fn、 0.4fn、以及0.5fn附近的頻帶的成分的五個帶通濾波器，并對應(yīng)透鏡信息，將主要抽取(透過)O.lfn、 0.3fn、以及0.4fn附近頻帶的成分的三個帶通濾波器作為對比度AF控制所使用的帶通濾波器有選擇性地進(jìn)行采用。
而且，雖然在上述實施例中，采用如圖8所示的HPF601、 BPF (0.4fn) 602、 BPF ( 0.3fn ) 603、以及BPF (O.lfn) 604這四個具有不同頻率特性的濾波器，但是并不僅限于此。
例如，也可以采用如圖16所示的、兩個具有不同頻率特性的帶通濾波器。如圖16所示的曲線F1表示如圖8所示的HPF601的頻率特性。而且，曲線Fll表示如下這種HPF的頻率特性與HPF 601相比，在一舶:才聶影中更重^1并抽取4吏圖傳_凄丈據(jù)的頻率成分對應(yīng) 輪廓清晰的被攝體的增加而增加的規(guī)定頻帶(例如，0.2fn 0.4fn) 附近的高頻成分。此外，下面，將具有曲線Fl的頻率特性的HPF 稱為HPF1 ，爿夸具有曲線Fll的頻率凈爭性的HPF稱為HPF2。
在HPF2中，與HPF1相比，由于與l.Ofn附近的高頻帶相對的增益減少，所以可以防止圖傳4史據(jù)中的所謂噪聲成分的4由取(透過)。而且，如上所述，在一般攝影中，更重視并抽取圖像數(shù)據(jù)的頻率成分對應(yīng)4侖廓清晰的祐^聶體的增加而增加的^見定頻帶(例如， 0.2fn~0.4fn)附近的高頻成分。因》匕，與HPF1相比，4吏用通過4吏用HPF2取得的AF評價值更能降低噪聲成分的影響，同時，對被攝體進(jìn)行更高精度的對焦。
因此，當(dāng)使用HPF1、 HPF2時，從對焦精度的觀點來看，優(yōu)選優(yōu)先使用通過使用規(guī)定的HPF2得到的AF評價值(即，AF評價值組)來檢測對焦透4竟2a的透鏡對焦位置，其中，在兩個HPF中，該夫見定的HPF2與HPF1相比，更具有相對重一見并抽取M^定頻帶(在 jt匕為，0.2fn~0.4fn)的^l^的步貞4M爭'l"生。
下面，對在掘/泉裝置中采用使用HPF1、 HPF2的對比度AF控制時的攝影動作流程進(jìn)行說明。此外，在該攝影動作流程中，在圖 10 ~圖13所表示的攝影動作流程中，除與步驟S15的透鏡對焦位置的沖企測動作相關(guān)的流程不同以外，其余動作均相同。即，圖12 所表示的透鏡對焦位置的檢測動作流程不同。
圖17示出使用HPF1、 HPF2時的透鏡對焦位置的檢測動作流程。
在步驟ST151中，判斷相當(dāng)于C-MOS 5中的圖像數(shù)據(jù)的取得速度(幀速率)的、每200fps的時刻的垂直同步信號(VD脈沖) 是否下降。在此，反復(fù)進(jìn)行步驟ST151的判斷直至VD脈沖下降，并當(dāng)VD月永沖下降時進(jìn)入步艱爻ST152。
在步驟ST152中，對比度AF控制部105取得^使用HPF2求得的AF評價值，即耳又得有關(guān)HPF2的AF評價值。即，與VD脈沖的下降同步地取得有關(guān)HPF2的AF評價值。
在步驟ST153中，判斷對于有關(guān)HPF2的AF評價值(即AF 評價值組)，是否已發(fā)現(xiàn)AF評價值的峰值。在此，當(dāng)發(fā)現(xiàn)AF評價值的峰值時進(jìn)入步驟ST158，當(dāng)未發(fā)現(xiàn)AF評價值的峰值時進(jìn)入步驟ST154。
在步驟ST154中，對比度AF控制部105取得使用HPF1求得的AF評1"介^直，即取得有關(guān)HPF1的AF評^f介值。在步驟ST155中，判斷對于有關(guān)HPF1的AF評價值(即AF 評價值組)，是否已發(fā)現(xiàn)AF評價值的峰值。在此，當(dāng)發(fā)現(xiàn)AF評價值的峰值時進(jìn)入步驟ST156,當(dāng)未發(fā)現(xiàn)AF評價值的峰值時進(jìn)入步驟ST157。
在步驟ST156中，在沖企測有關(guān)HPF1的AF評價值的峰值后，判斷是否已取得3幀的圖像數(shù)據(jù)。即，在檢測有關(guān)HPF1的AF評價值的峰值后，判斷VD脈沖是否下降三次且在C-MOS 5中是否已取得3幀的圖像數(shù)據(jù)。在此，當(dāng)在檢測有關(guān)HPF1的AF評價值的峰值后，未取得3幀的圖像數(shù)椐時，進(jìn)入步驟ST157,當(dāng)已取得3 幀的圖傳4t據(jù)時，進(jìn)入步驟ST158。
在此，判斷是否取得3幀的圖像數(shù)據(jù)是為了考慮圖20所示的 MTF的頻率依存性，并與HPF1相比，將使用HPF2而取得的AF 評^f介值優(yōu)先。
在步驟ST157中，進(jìn)行與圖12的步驟S163相同的處理。
在步驟ST158中，根據(jù)AF評價值(即AF評價值組)來檢測透鏡對焦位置。在此，當(dāng)從步驟ST153經(jīng)過進(jìn)來時，根據(jù)有關(guān)HPF2 的AF評價值來才企測透鏡對焦位置。當(dāng)從步驟ST156經(jīng)過進(jìn)來時，才艮據(jù)有關(guān)HPF1的AF評價值來檢測透鏡對焦位置。而且，當(dāng)步驟 ST158的處理結(jié)束時，進(jìn)入圖11的步驟S16。
在釆用上面這樣的結(jié)構(gòu)的攝像裝置中，最優(yōu)先使用通過使用 AF電路600所具備的兩個(一^殳為多個)濾波器(HPF1、 HPF2) 中的、重視并抽取在攝影一般被攝體時提高頻率成分的HPF2取得的AF評價值，從而4全測對焦透鏡2a的透鏡對焦位置。通過這樣的結(jié)構(gòu)，可以對各種被攝體進(jìn)行高精度的對焦控制。而且，從其它觀點看來，優(yōu)先使用通過使用對于兩個(一般為
多個)的濾波器(HPF1、 HPF2)中的、比HPF1更具有相只于重i見并4由耳又^L定頻帶(在此，0.2fn 0.4fn)的成分的頻率特性的HPF2 求得的AF評價值，從而檢測對焦透鏡2a的透鏡對焦位置。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，例如，由于可進(jìn)行重視)見定頻帶的成分的對焦控制，所以可進(jìn)行高精度的對焦控制，其中，該規(guī)定頻帶的成分在捕捉一般的被攝體的圖像處于對焦?fàn)顟B(tài)時會增加。
此外，雖然在上面的描述中，作為圖傳4t據(jù)的頻率成分對應(yīng)在一般攝影中輪廓清晰的被攝體的增加而增加的規(guī)定頻帶，列舉有 0.2fn 0.4fn的頻帶，〗旦是該^見定的頻帶還可對應(yīng)祐^聶體的種類、攝影透鏡單元2的性質(zhì)、攝影倍率、以及攝像元件的像素間距(pixel pitch)等條件的組合來進(jìn)行適當(dāng)設(shè)定。
而且，雖然在上述實施例中，采用了如圖8所示的BPF(0.4fn) 602、 BPF (0.3fn) 603、以及BPF (O.lfn) 604三個具有不同的頻率特性的帶通濾波器，但是并不僅限于此。
例如，如圖18的曲線F12、 F13所示，也可以代替BPF而采用分別具有作為所謂截止頻率為fcol 、fco2的頻率特性的兩個HPF，并從使用重視并抽取更高頻帶的成分的HPF求得的AF評價值開始依次地優(yōu)先使用，從而檢測透鏡對焦位置。此外，當(dāng)分別具有如曲線F1、F12、F13所示的頻率特性的三個HPF分別i殳為HPFa、HPFb、 HPFc時，HPFa重視并抽取最高頻帶的成分，HPFb重視并抽取次高頻帶的成分，HPFc重視并抽取最低頻帶的成分。
而且，雖然在上述的實施例中，才艮據(jù)-使用C-MOS 5而得到的圖像凄t據(jù)來進(jìn)行對比度AF控制，^f旦是并不4又限于此，其中，該 C-MOS5用于得到在本攝影時記錄用的圖像數(shù)據(jù)，例如，也可以設(shè) 置取得用于進(jìn)行對比度AF控制的圖像數(shù)據(jù)的專用攝像傳感器。而且，在為了進(jìn)行對比度AF控制而采用例如具有所謂矩陣排列的多個的RGB三原色像素的攝像傳感器的情況下，當(dāng)取得AF 評價值時，也可以僅使用G色的像素值來計算AF評價值，也可以根據(jù)RGB的像素值來計算亮度值Y，并使用該亮度值Y來計算AF 評價值。
此外，雖然在上述的實施例中，將濾波器601~604作為電路進(jìn)孑亍構(gòu)成，i旦是通過在控制部101中扭4亍程序可以實現(xiàn)濾波器601 ~ 604的功能以及AF評價值的計算功能。但是，當(dāng)前，一般通過電路構(gòu)成的計算功能的計算速度更為快速，所以更為實用。
而且，雖然在上述的實施例中，采用了如圖2所示的AF控制單元100,〗旦是并不僅限于此，也可以采用其它的AF控制單元。下面，對將AF控制單元100A列舉為其他的AF控制單元的構(gòu)成的一例進(jìn)^f亍i兌明。
圖19是模式地例示變形例涉及的攝像裝置1A所包含的AF控制單元100A的構(gòu)成的圖。
雖然在上述實施例涉及的攝像裝置1中，主反射鏡10構(gòu)成為包括半透半反鏡，但是如圖19所示，在變形例涉及的攝像裝置1A 中，使用采用薄膜4免(pellicle mirror)作為該半透半反鏡的主反射鏡10A。
薄膜鏡的特征在于其厚度與一般的半透半反鏡相比較薄(例如，大約100|Lim)左右。該薄膜鏡由于極薄，所以不適合于反射鏡上升驅(qū)動。因此，在才聶^像裝置1A中構(gòu)成為當(dāng)進(jìn)行本:t聶影時，主反射鏡10A不進(jìn)行反射鏡上升，副反射鏡20A從來自被攝體的光的光路上向下方進(jìn)行4來避。此外，其它的構(gòu)成與上述實施例涉及的攝像裝置l相同，對于
功能及動作等而言，僅在以下這點上有所不同將主反射鏡10及副反射鏡20兩者相對于光路進(jìn)行《來避狀態(tài)/切斷狀態(tài)取而代之，而僅是副反射鏡20A相對于光路進(jìn)行躲避狀態(tài)/切斷狀態(tài)，其他的功能及動作等幾乎都相同，所以省略對其的^兌明。
下面，對主反射鏡10A的半透半反鏡采用薄膜鏡的優(yōu)點進(jìn)行說明。
在上述實施例涉及的攝像裝置1中，一般的半透半反鏡的折射率Nd約為1.5,當(dāng)主反射鏡10和副反射鏡20的厚度分別為a、 b 時，會導(dǎo)致對焦位置在反射鏡上升和反射鏡下降的狀態(tài)下向用戶側(cè) (圖2中的右側(cè))4又偏移約0.5 ( a+b )。
而且，在并用相^f立差A(yù)F控制和對比度AF控制的情況下，為了當(dāng)移動聚焦透鏡2a的位置，同時，實現(xiàn)被攝體的調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時，比在第一對焦面上更早地，在第二對焦面上實現(xiàn)被j聶體的對焦?fàn)?態(tài)，需要^f吏第一及第二對焦面的光學(xué)位置相互不同。因此，此時，必須預(yù)測基于半透半反鏡的焦點位置的偏移(約0.5 (a+b))，并使 C-MOS 5從攝像起始位置沿光軸L進(jìn)行更多的移動。
對于這樣的問題，可以通過4吏用極薄的薄膜4竟將基于半透半反鏡的焦點位置的偏移控制在約0.5b的范圍內(nèi)。即，可以抑制由主反射4竟10產(chǎn)生的焦點位置的偏移量。其結(jié)果是，由于用于4交正該偏移量的C-MOS 5的移動量最終4艮少，所以可以卩尋用于移動C-MOS 5 的結(jié)構(gòu)簡化。
而且，雖然已經(jīng)在上述的實施例中列舉了進(jìn)行相位差A(yù)F控制的類型的攝像裝置來進(jìn)行說明，但是并不僅限于此，例如，也可以是僅進(jìn)行對比度AF控制的攝像裝置。
權(quán)利要求
1.一種進(jìn)行攝像裝置的對焦控制的對焦控制裝置，其特征在于，包括圖像取得單元，在使光學(xué)透鏡沿光軸驅(qū)動的期間，根據(jù)通過所述光學(xué)透鏡射入的、來自被攝體的光，按時間依次取得多個圖像數(shù)據(jù)；評價值取得單元，使用頻率特性相互不同的多個濾波器分別對所述多個圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并對構(gòu)成所述多個濾波器的每個濾波器取得評價值組；以及對焦檢測單元，將在所述評價值取得單元中通過使用所述多個濾波器中的規(guī)定的濾波器的處理而取得的評價值組，比通過使用所述多個濾波器中的、與所述規(guī)定的濾波器不同的其它濾波器的處理而取得的評價值組更為優(yōu)先地進(jìn)行使用，從而檢測所述光學(xué)透鏡的對焦位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對焦控制裝置，其特征在于，所述規(guī)定的濾波器與所述多個濾波器中的、不同于所述規(guī)定的濾波器的其它濾波器相比，具有重視并抽取相對較高的頻帶成分的頻率特性。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對焦控制裝置，其特征在于，所述對焦;險測單元優(yōu)先使用通過所述多個濾波器中的、具有重一見并4由耳又相對4交高頻帶的成分的頻率特性的濾波器而取得的評價值組來檢測所述對焦位置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對焦控制裝置，其特征在于，所述規(guī)定的濾波器與所述多個濾波器中的、不同于所述規(guī)定的濾波器的其它濾波器相比，具有相對重視并抽取規(guī)定頻帶成分的頻率特性。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的對焦控制裝置，其特征在于，還包括相位差4企測單元，使用相位差方式來4金測所述光學(xué)透4竟的對焦^立置；以及光分割單元，將來自所述被攝體的光分割為分別導(dǎo)向所述對焦4企測單元及所述相位差檢測單元的第一及第二光路，所述對焦控制裝置并行執(zhí)行4吏用所述相位差才企測單元的對焦控制、和4吏用所述對焦檢測單元的對焦控制。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的對焦控制裝置，其特征在于，所述對焦4全測單元在與所述相位差#:測單元的對焦面相對不同的光學(xué)位置上具有對焦面，所述對焦控制裝置還包括定時控制單元，所述定時控制單元在使用所述相位差檢測單元的對焦控制開始后，開始進(jìn)行使用所述對焦檢測單元的對焦控制。
7. —種攝像裝置，其特征在于，所述攝像裝置安裝有權(quán)利要求1至權(quán)利要求6中任一項所述的對焦控制裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種對焦控制裝置及攝影裝置，在本攝影前的對比度AF控制中，優(yōu)先使用通過使用AF電路(600)所具備的頻率特性相互不同的高通濾波器(601)以及帶通濾波器(602)～(604)中的高通濾波器(601)而取得的AF評價值來檢測對焦透鏡(2a)的透鏡對焦位置。如此，由于設(shè)定為在攝影一般的被攝體時優(yōu)先使用重視并抽取在圖像數(shù)據(jù)中增加的高頻帶的成分的HPF(601)，所以可對各種被攝體進(jìn)行高精度的對焦控制。
文檔編號G03B13/36GK101310205SQ20078000008
公開日2008年11月19日申請日期2007年1月16日優(yōu)先權(quán)日2006年1月17日
發(fā)明者中島英和, 新谷大, 藤井真一, 赤松范彥, 青山純申請人:索尼株式會社

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