摄像装置和对焦控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及具有自动聚焦功能的摄像装置。
【背景技术】
[0002] 近年，CO)(Charge Coupled Device，电荷親合器件）图像传感器、 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体）图像传感 器等固体摄像元件的高分辨率化，数字静态相机、数码摄像机、智能手机等便携电话机、 PDA (Personal Digital Assistant，便携信息终端）等具有摄影功能的信息设备的需求激 增。另外，将如上所述的具有摄像功能的信息设备称为摄像装置。
[0003] 在这些摄像装置中，作为将焦点对准到主要被摄体的对焦控制方法，采用对比度 AF (Auto Focus，自动对焦）方式和相位差AF方式。
[0004] 对比度AF方式为如下的方式：将使聚焦透镜沿着光轴方向驱动并在各驱动阶段 得到的摄像图像对比度获取为评价值，将评价值最高的透镜位置作为对焦位置。
[0005] 此处所说的聚焦透镜是通过在光轴方向上移动而调节摄影光学系统的焦点距离 的透镜。在由多个透镜构成的透镜单元中，示出进行焦点位置的调节的透镜，在全组为伸缩 透镜的情况下，示出全组全体。
[0006] 作为求出评价值最大的透镜位置的方法，存在各种方法。例如，在专利文献1中记 载有如下的方法：关于以横轴为透镜位置且以纵轴为评价值的图表中的3点（绘制了所获 取的评价值中的最大值（最大评价值）的点P2,绘制了最大评价值之前获取的评价值的点 P1，绘制了最大评价值之后获取的评价值的点P3)，进行所谓的3点插值运算而算出与评价 值曲线的极大点对应的透镜位置（对焦位置）。具体地讲，从经过点P2和点P3的倾斜α 的直线与经过点P1的倾斜-α的直线的交点求出对焦位置。
[0007] 另外，在专利文献2中记载有如下方法：求出上述的经过3点的曲线的函数，从该 函数算出与评价值曲线的极大点对应的透镜位置。作为函数，使用样条函数和贝塞尔函数。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1 :日本国特开2005-345695号公报
[0011] 专利文献2 :日本国特开2004-279721号公报
【发明内容】
[0012] 发明所要解决的课题
[0013] 对于记载于专利文献2的方法而言，实际的评价值曲线的极大点附近越是平缓的 山形，越能够求出误差少的对焦位置。另外，由于即使评价值的抽样数少，也能够高精度地 算出对焦位置，因此有利于AF高速化。
[0014] 但是，对于所摄影的被摄体而言，存在评价值曲线的极大点附近成为陡峭的山形 的情况。例如，在包含具有很多叶子的树木的风景场景中，由于图像的频带靠近高频侧，因 此评价值曲线的极大点附近成为陡峭的山形。特别是，最近的摄像装置多搭载广角透镜，通 过广角透镜的影响，评价值曲线的极大点附近容易变得陡峭。另外，在近年的相机中由于透 镜变得明亮，因此存在评价值曲线的极大点附近容易变得陡峭的倾向。
[0015] 如上所述，当评价值曲线的极大点附近成为陡峭的山形时，在如专利文献2中记 载通过曲线的函数估计评价值曲线的极大点的方法中，存在评价值曲线与假设的曲线形状 差别很大的情况。因此，得到的对焦位置的误差变大。
[0016] 如在专利文献1中记载，在利用直线的倾斜求出对焦位置的方法中，即使评价值 曲线为任何形状，也能够以某程度的精度求出对焦位置。但是，在该方法中，存在越是为了 提高AF速度而减少评价值的抽样数，误差越变大的倾向。
[0017] 本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供能够实现AF高速化的同时与 所摄影的被摄体无关而以高精度进行AF的摄像装置和对焦控制方法。
[0018] 用于解决课题的手段
[0019] 本发明的摄像装置，具有：聚焦透镜，能够在光轴方向上移动；摄像元件，通过上 述聚焦透镜对被摄体进行摄像；评价值算出部，使上述聚焦透镜移动，并且对每个上述聚焦 透镜的位置，利用通过上述摄像元件摄像而得到的摄像图像信号，算出用于对焦的评价值； 锐度算出部，利用通过上述评价值算出部算出的至少三个上述评价值以及与上述至少三个 评价值分别对应的上述聚焦透镜的位置的信息，算出表示上述评价值相对于上述聚焦透镜 的位置的关系的评价值曲线的极大点附近的锐度；对焦位置算出部，从使用了上述至少三 个评价值以及与上述至少三个评价值分别对应的上述聚焦透镜的位置的信息的多个种类 的运算方法中，至少根据通过上述锐度算出部算出的锐度选择一个，通过所选择的运算方 法，将与上述评价值曲线的极大点对应的聚焦透镜的位置算出为对焦位置；以及对焦控制 部，进行使上述聚焦透镜移动到上述对焦位置的对焦控制，上述多个种类的运算方法包括： 第一运算方法，使用上述至少三个评价值以及与上述至少三个评价值分别对应的上述聚焦 透镜的位置的信息，算出表示上述评价值曲线的多次函数，利用上述多次函数算出上述对 焦位置；以及第二运算方法，使用上述至少三个评价值以及与上述至少三个评价值分别对 应的上述聚焦透镜的位置的信息算出1次函数，利用上述1次函数算出上述对焦位置，上述 至少三个评价值包含通过上述评价值算出部算出的上述评价值中的最大值以及对于与上 述最大值的评价值对应的聚焦透镜位置的前后位置而算出的评价值。
[0020] 本发明的对焦控制方法，是摄像装置的对焦控制方法，该摄像装置具有通过能够 在光轴方向上移动的聚焦透镜对被摄体进行摄像的摄像元件，其中，该对焦控制方法具有 以下步骤：评价值算出步骤，使上述聚焦透镜移动，并且对每个上述聚焦透镜的位置，利用 通过上述摄像元件摄像而得到的摄像图像信号，算出用于对焦的评价值；锐度算出步骤，利 用通过上述评价值算出步骤算出的至少三个上述评价值以及与上述至少三个评价值分别 对应的上述聚焦透镜的位置的信息，算出表示上述评价值相对于上述聚焦透镜的位置的关 系的评价值曲线的极大点附近的锐度；对焦位置算出步骤，从使用了上述至少三个评价值 以及与上述至少三个评价值分别对应的上述聚焦透镜位置的信息的多个种类的运算方法 中，至少根据在上述锐度算出步骤中算出的锐度选择一个，通过所选择的运算方法，将与上 述评价值曲线的极大点对应的聚焦透镜的位置算出为对焦位置；以及对焦控制步骤，进行 使上述聚焦透镜移动到上述对焦位置的对焦控制，上述多个种类的运算方法包括：第一运 算方法，使用上述至少三个评价值以及与上述至少三个评价值分别对应的上述聚焦透镜位 置的信息，算出表示上述评价值曲线的多次函数，利用上述多次函数算出上述对焦位置；以 及第二运算方法，使用上述至少三个评价值以及与上述至少三个评价值分别对应的上述聚 焦透镜位置的信息算出1次函数，利用上述1次函数算出上述对焦位置，上述至少三个评价 值包含在上述评价值算出步骤中算出的上述评价值中的最大值以及对于与上述最大值的 评价值对应的聚焦透镜位置前后的位置而算出的评价值。
[0021] 发明效果
[0022] 根据本发明，能够提供能够实现AF高速化的同时与所摄影的被摄体无关而以高 精度进行AF的摄像装置和对焦控制方法。
【附图说明】
[0023] 图1是示出作为用于说明本发明的一实施方式的摄像装置的一例的数码相机的 概略结构的图。
[0024] 图2是图1所示的数码相机中的对比度AF处理部19的功能框图。
[0025] 图3是示出AF评价值曲线的一例的图。
[0026] 图4是示出AF评价值曲线的一例的图。
[0027] 图5是用于说明AF评价值曲线如图4所示的情况下的基于第一运算方法和第二 运算方法的对焦位置的算出误差的图。
[0028] 图6是用于说明图1所示的数码相机的AF动作的流程图。
[0029] 图7是用于说明图1所示的数码相机的AF动作的变形例的流程图。
[0030] 图8是用于说明图1所示的数码相机的AF动作的其他变形例的流程图。
[0031] 图9是作为摄像装置说明智能手机的图。
[0032] 图10是图9的智能手机的内部框图。
【具体实施方式】
[0033] 以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0034]图1是示出作为用于说明本发明的一实施方式的摄像装置的一例的数码相机的 概略结构的图。
[0035] 图1所示的数码相机的摄像系统具有摄像光学系统（包含摄影透镜1和光圈2) 和CCD型或CMOS型等固体摄像元件5。包含摄影透镜1和光圈2的摄像光学系统相对于相 机主体能够装卸或固定。摄影透镜1包含能够在光轴方向上移动的聚焦透镜。固体摄像元 件5不搭载光学低通滤波器，由此，实现高分辨率。
[0036] 对数码相机的电气控制系统全体进行统一控制的系统控制部11对闪光发光部12 和受光部13进行控制。另外，系统控制部11对透镜驱动部8进行控制而调整包含在摄影 透镜1中的聚焦透镜的位置。而且，系统控制部11通过光圈驱动部9对光圈2的开口量进 行控制，从而进行曝光量的调整。
[0037] 另外，系统控制部11通过摄像元件驱动部10驱动固体摄像元件5,将通过摄影透 镜1而摄像的被摄体像输出为摄像图像信号。在系统控制部11中通过操作部14输入来自 用户的指示信号。
[0038] 数码相机的电气控制系统还具有：模拟信号处理部6,进行与固体摄像元件5的输 出连接的相关双重抽样处理等的模拟信号处理；以及A/D转换电路7,将从该模拟信号处理 部6输出的模拟信号转换为数字信号。模拟信号处理部6和A/D转换电路7通过系统控制 部11而被控制。模拟信号处理部6和A/D转换电路7有时也内置于固体摄像元件5中。
[0039] 而且，该数码相机的电气控制系统具有：主存储器16 ;存储器控制部15,与主存储 器16连接；数字信号处理部17,对于从A/D转换电路7输出的摄像图像信号，进行插值运 算、伽马校正运算以及RGB/YC转换处理等而生成摄影图像数据；压缩解压缩处理部18,将 通过数字信号处理部17生成的摄影图像数据压缩为JPEG形式或对压