摄像装置和对焦控制方法_2

文档序号:9438725阅读:来源:国知局
缩图像数据进行解压 缩;对比度AF处理部19 ;外部存储器控制部20,连接有装卸自由的记录介质21 ;以及显示 控制部22,连接有在相机背面等上搭载的显示部23。存储器控制部15、数字信号处理部17、 压缩解压缩处理部18、对比度AF处理部19、外部存储器控制部20以及显示控制部22通过 控制总线24和数据总线25彼此连接,通过来自系统控制部11的指令而被控制。
[0040] 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。
[0041] 对比度AF处理部19具有AF评价值算出部191、锐度算出部192、对焦位置算出部 193。这些功能块通过包含在系统控制部11中的处理器执行程序而形成。
[0042] AF评价值算出部191使用通过系统控制部11的控制使摄影透镜1的聚焦透镜位 置移动并且对每个移动的位置(三个以上的位置)通过固体摄像元件5进行摄像而得到的 摄像图像信号,算出用于进行对焦的AF评价值。AF评价值是例如通过对固体摄像元件5的 各像素(光电转换元件)中的与相邻像素的亮度的差进行累计而得到。或者,也可以使用 高频透射滤波器抽出来自摄像元件的图像输出的高频分量,对此进行累计而得到。
[0043] 锐度算出部192使用通过AF评价值算出部191算出的AF评价值中的最大值、包 含关于与该最大值的AF评价值对应的聚焦透镜位置前后的位置算出的两个AF评价值的至 少三个AF评价值、与该至少三个AF评价值的各自对应的聚焦透镜位置的信息,算出针对摄 影中的被摄体的、示出聚焦透镜位置与AF评价值之间的关系的评价值曲线的极大点(评价 值变得最大的点)附近中的锐度。
[0044] 图3和图4是示出评价值曲线的一例的图。在想要对焦的区域(AF区域)中的被 摄体成为低频分量优势时,如图3所示,成为极大点附近中的锐度低的评价值曲线30。另一 方面,在AF区域中的被摄体成为高频分量优势时,如图4所示,成为极大点附近中的锐度高 的评价值曲线40。
[0045] 如上所述,评价值曲线通过被摄体而极大点附近中的锐度变化。锐度算出部192 算出通过如上所述的被摄体的不同而变化的锐度。
[0046] 以下,对锐度的算出方法进行说明。
[0047] 在图3中示出上述的至少三个AF评价值(yO, yl, y2)和与该至少三个AF评价值 的各自对应的聚焦透镜位置的信息(x〇, xl,x2)。AF评价值yl为通过AF评价值算出部191 算出的AF评价值中的最大值。
[0048] 锐度算出部192作为表示评价值曲线的极大点附近的锐度的指标,算出清晰度S。
[0049] 当假设通过2次函数表示三个AF评价值(y0,yl,y2)和此时的聚焦透镜位置(x0, 义1,12)的关系时,假设其近似函数为7 = (:0+(31(11〇)+〇2(1-?0)(1-?1),,(1)。使用例 如公知的牛顿插值的方法求出该式(1)中的"c2"。
[0050] 当在式(1)中代入x = x0、y = yO时,得到
[0051] yO = cO…(2)。
[0052]
[0053] 当在式(1)中代入X = xl、y = yl时,得到
[0054] yl = cO+cl (xl-xO)…(3) 〇
[0055]
[0056] 当从式⑶减去式⑵时,
[0057] 成为yl-yO = cl (xl-xO),根据该式成为
[0058] cl = (yl-yO)/(xl-xO) 〇
[0059] 当在式⑴中代入χ = Χ2、y = y2时,得到
[0060] y2 = cO+cl(x2_x0)+c2(x2_x0) (x2_xl)…(4)。
[0061]
[0062] 当从式⑷减去式⑶时,成为
[0066]
[0067] 由于AF评价值的抛物线向上凸出,因此上述c2成为负,但是为了简化说明,此处 取c2的绝对值并判断清晰度。
[0068] 在c2的绝对值大时,由于相对于χ的变化,y的变化成为更大的抛物线,因此AF评 价值的近似曲线成为陡峭的抛物线。
[0069] 对AF评价值进行抽样的点只有3点,因此存在通过上述的方法算出的c2的值与 原来的锐度很大地不同的情况。这是因为,抽样点从近似的2次曲线脱离。
[0070] 例如,在将3点中AF评价值的最大值作为yl,yl通过某种影响向比原来的值大的 方向脱离时,有时以c2被y 1吸引的方式,从原来的弯处,向锐度大的方向脱离。同样,在AF 评价值的抽样点中的、最大值以外的2点xO、x2在χ轴方向上很大地偏移时,c2的绝对值 明显变小。
[0071] 发明人发现,为了对此进行校正,优选将作为标准化的系数,使用
[0072] {Ixl-xOI X Ixl_x2I}/yl
[0073] ,并将此乘算到c2的值作为清晰度S进行评价。
[0074] 此处,在x0、xl、x2这3点上取AF评价值,以x0〈xl〈x2且xl时的AF评价值yl成 为yO、yl、y2中最大的方式获取AF评价值。
[0075] 即,通过
[0076] S = {I c2 I X I xl-xO I X I xl_x2 I}/yl... (5)
[0077] 评价锐度。当使用该指标时,即使AF评价值的大小和抽样点的间隔不同也能够仅 通过一个变量判定抛物线的分布状况,能够更正确地判定锐度。
[0078] 或者,锐度算出部192代替清晰度S,将表示数据分布的平均值周边的两侧非对称 度的以下所示的失真度skew算出为表示评价值曲线的极大点附近的锐度的指标。
[0079] 在算出失真度skew时,除了上述的至少三个AF评价值,使用至少两个AF评价值, 将与成为最大的AF评价值对应的聚焦透镜位置的X坐标处理为0。由此,通过以下的式 (6),能够得到失真度skew。
[0080][数学式1]
[0082] 式(6)中的"η"为在运算中使用的AF评价值的数,最低为5。式(6)的Xi为表 示聚焦透镜的位置的值,从Xl到Xn中,使AF评价值成为最大时的Xi成为0。另外,式(6) 的μ为η个AF评价值的平均值,δ为η个AF评价值的标准偏差。
[0083] 对焦位置算出部193从使用了上述至少三个AF评价值(y0, yl,y2)、与该至少三 个AF评价值的各自对应的聚焦透镜位置的信息(X〇,xl,x2)的多个种类的运算方法中,根 据通过锐度算出部192算出的锐度选择一个,通过所选择的运算方法,将与评价值曲线的 极大点对应的聚焦透镜的位置算出为对焦位置。
[0084] 多个种类的运算方法包含第一运算方法和第二运算方法。
[0085] 第一运算方法为如下的方法:使用(x0, y0)、(xl, yl)、(x2, y2)算出表示经过该3 点的评价值曲线的2次函数,利用所算出的2次函数算出对焦位置。
[0086] 在通过第一运算方法算出对焦位置时,对焦位置算出部193假定所假设的评价 值曲线为左右对称的抛物线(y = αχ2+βχ+γ)。并且,对焦位置算出部193建立经过 (xO, y0)、(xl,yl)、(x2, y2)这3点的抛物线的联立方程式,通过对该方程式进行求解,求出 表示该抛物线的2次函数的系数α、β、γ。并且,对所求出的2次函数进行微分,从而算 出抛物线的拐点(相当于评价值曲线的极大点),算出对焦位置。
[0087] 第二运算方法是如下的方法:使用(x0, y0)、(xl,yl)、(x2, y2),算出经过它们中 的2点的1次函数、仅使该1次函数的倾斜标号正负相反且经过剩余1点的1次函数,利用 所算出的两个1次函数算出对焦位置。
[0088] 在通过第二运算方法算出对焦位置时,对焦位置算出部193首先算出表示经过 (x0, y0)、(xl, yl)的直线(图3中的标号31)的1次函数、表示经过(xl, yl)、(x2, y2)的 直线(图3中的标号32)的1次函数。
[0089] 并且,对焦位置算出部193对这两个1次函数的倾斜(除了标号的绝对值)的大 小进行比较,算出表示倾斜的标号与倾斜大的一方的1次函数(图3的例子中为表示直线 31的1次函数)正负相反且经过除了经过倾斜大的一方的直线的2点的剩余的点(x2, y2) 的直线(图3中的标号33)的1次函数。
[0090] 最后,对焦位置算出部193利用表示直线31和直线33的1次函数,将直线31与 直线33相交的点中的X坐标(图3中的xg)算出为对焦位置。
[0091] 关于第一运算方法,由于即使减少AF评价值的抽样数也能够确保AF精度,因此有 利于AF高速化。但是,当实际的评价值曲线如图4所示,其极大点附近的锐度变高时,所算 出的对焦位置的误差变大。
[0092] 另一方面,关于第二运算方法,在评价值曲线为如图4所示的曲线时,能够使所算 出的对焦位置的误差比使用了第一运算方法的情况小。
[0093] 图5是在图4所示的评价值曲线的情况下,示出通过第一运算方法算出的对焦位 置X(I)和通过第二运算方法算出的对焦位置x(2)的图。如图5所示,在评价值曲线的锐 度高时,通过第二运算方法求出的对焦位置的一方接近正确的值。图5所示的结果为一例, 有时对焦位置的算出结果会通过第一运算方法和第二运算方法而变大。另外,由于即使是 图5所示的程度的差,焦点的偏差也对画质产生影响,因此优选使用第二运算方法。
[0094] 因此,在通过锐度算出部192算出的锐度为预先确定的阈值THl以下时,对焦位置 算出部193通过第一运算方法算出对焦位置,在通过锐度算出部192算出的锐度超过阈值 THl时,对焦位置算出部193通过误差相对少的第二运算方法算出对焦位置。即,对焦位置 算出部193根据锐度选择误差相对少的运算方法,通过所选择的方法算出对焦位置,从而 防止AF精度的降低。
[0095] 接着,对图1所示的数码相机的AF动作进行说明。
[0096] 图6是用于说明图1所示的数码相机的AF动作的流程图。图6所示的流程是通 过半
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