CN101310205A - 对焦控制装置、以及摄像装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种对焦控制装置及摄影装置,在本摄影前的对比度AF控制中,优先使用通过使用AF电路(600)所具备的频率特性相互不同的高通滤波器(601)以及带通滤波器(602)~(604)中的高通滤波器(601)而取得的AF评价值来检测对焦透镜(2a)的透镜对焦位置。如此,由于设定为在摄影一般的被摄体时优先使用重视并抽取在图像数据中增加的高频带的成分的HPF(601),所以可对各种被摄体进行高精度的对焦控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种对焦控制技术。
背景技术
以往,作为通过银盐相机等的摄像装置实施的自动对焦(AF)控制,大多采用所谓的位相差方式。但是,公知该位相差方式的AF控制尤其在小F数(small f-number)的摄影中,精度较差。
另一方面,近年来,随着数码相机的登场,采用所谓对比度方式(登山方式)的AF控制的摄像装置被广泛普及。而且,公知一般对比度方式AF控制与相位差方式的AF控制相比,AF精度更高。
因此,可以考虑通过并用相位差方式和对比度方式的AF控制来实现AF精度的提高。
因而,在对比度方式的AF控制中,根据当较高频率成分增多时,感觉被摄体图像清晰的人们的视觉特性,一般都将使用高通滤波器抽取的高频成分作为评价值进行使用。
但是,对于摄影透镜而言,由于从被摄体图像数据中抽取的每个频带中的MTF(Modulation Transfer Function,调制传递函数)的峰值特性不同,所以导致每个频带中的评价值的峰值位置偏移。例如,如图20所示,对于尼奎斯特频率fn的0.1倍(0.1fn)、0.3倍(0.3fn)、以及0.4倍(0.4fn)这三个频率而言,MTF变为最大的像面位置各不相同。因此,当使用抽取宽的高频带成分的一般的高通滤波器时,由于每个频带中的MTF偏移,所以使用高频成分的评价值的峰值分散,且无法进行峰值检测,从而难以检测对焦透镜的对焦位置。
而且,对于被摄体而言,存在对比度较低,且图像所包括的高频率成分较少的情况。在这种情况下,导致通过低频成分(0.1fn)来进行峰值检测,且在与视觉特性相谐调(match)的高频峰值(0.3fn以上)会产生偏移,从而难以适当地对被摄体进行对焦。
针对以上问题,虽然可以考虑使用频率特性相互不同的多个滤波器来从被摄体图像抽取相互不同的多个频带成分并进行AF控制,但是难以确定使用何种频率成分进行AF控制。
对于这样的问题,公开了如下的一种技术(例如,日本特开平05-308556号公报):根据相互不同的多个高频带中的每个高频带的评价值,分别计算对焦透镜到各对焦位置为止应该移动的距离(移动距离),并根据多个移动距离和作为变数的多个高频带的隶属函数来确定多个适合度,从而确定对焦透镜的移动距离。
但是,在由日本特开05-308556号公报所公开的技术中,难以确定隶属函数,且难以进行高精度的AF控制。
发明内容
本发明鉴于上述问题,目的在于提供一种可实现对各种被摄体高精度对焦控制的技术。
为了解决上述问题,本发明第一方面提供了一种进行摄像装置的对焦控制的对焦控制装置,其包括:图像取得单元,在使光学透镜沿光轴驱动的期间,根据通过该光学透镜射入的、来自被摄体的光,按时间依次取得多个图像数据;评价值取得单元,使用频率特性相互不同的多个滤波器分别对上述多个图像数据进行处理,并对构成上述多个滤波器的每个滤波器取得评价值组;以及对焦检测单元,将在上述评价值取得单元中通过使用上述多个滤波器中的规定的滤波器的处理而取得的评价值组,比通过使用上述多个滤波器中的、与上述规定的滤波器不同的其它滤波器的处理而取得的评价值组更为优先地进行使用,从而检测上述光学透镜的对焦位置。
而且,根据本发明第一方面的对焦控制装置,在本发明第二方面中,上述规定的滤波器与上述多个滤波器中的、不同于上述规定的滤波器的其它滤波器相比,具有重视并抽取相对较高频带成分的频率特性。
而且,根据本发明第一方面的对焦控制装置,在本发明第三方面中,上述对焦检测单元优先使用通过上述多个滤波器中的、具有重视并抽取相对较高频带成分的频率特性的滤波器而取得的评价值组来检测上述对焦位置。
而且,根据本发明第一方面的对焦控制装置,在本发明的第四方面中,上述规定的滤波器与上述多个滤波器中的、不同于上述规定的滤波器的其它滤波器相比,具有相对重视并抽取规定频带成分的频率特性。
而且,根据本发明第一方面至第四方面中的任一方面的对焦控制装置,在本发明的第五方面中,上述对焦控制装置还包括:相位差检测单元,使用相位差方式来检测上述光学透镜的对焦位置;以及光分割单元,将来自上述被摄体的光分割为分别导向上述对焦检测单元及上述相位差检测单元的第一及第二光路,上述对焦控制装置并行执行使用上述相位差检测单元的对焦控制、和使用上述对焦检测单元的对焦控制。
而且,根据本发明第五方面的对焦控制装置,在本发明第六方面中,上述对焦检测单元在与上述相位差检测单元的对焦面相对不同的光学位置上具有对焦面,上述对焦控制装置还包括定时控制单元,上述定时控制单元在使用上述相位差检测单元的对焦控制开始后,开始进行使用上述对焦检测单元的对焦控制。
而且,本发明第七方面提供了一种摄像装置,上述摄像装置安装有本发明第一方面至本发明第六方面中任一方面所述的对焦控制装置。
根据本发明的第一方面,优先使用通过使用多个滤波器中的规定的滤波器而取得的评价值来检测光学透镜的对焦位置,从而当设定为例如,优先使用重视并抽取在摄影一般被摄体时提高的频率的规定滤波器时,可实现对各种被摄体的高精度的对焦控制。
而且,根据本发明第二方面或第三方面中的任一方面,优先使用通过使用多个的滤波器中的、规定的滤波器而取得的AF评价值来检测光学透镜的对焦位置,其中,该规定的滤波器具有重视并抽取相对较高的频带的成分的频率特性,从而由于可进行例如与当较高频率成分变多时感觉被摄体图像清晰的人们的视觉特性相对应的对焦控制,所以可进行高精度的对焦控制。
而且,根据本发明的第四方面,优先使用通过使用与多个滤波器中的其它滤波器相比、具有重视并抽取相对规定的频带的成分的频率特性的规定滤波器而取得的AF评价值来检测光学透镜的对焦位置,从而由于可进行例如重视在捕捉一般被摄体的图像处于对焦状态时增加的规定的高频带成分的对焦控制,所以可进行高精度的控制。
而且,根据本发明第五方面所述的发明,将来自被摄体的光分割为两个光路,使用被分割的各光并行地进行相位差方式的对焦控制和对比度方式的对焦控制,从而由于可以例如通过相位差方式的对焦控制将光学透镜在短时间内驱动至透镜对焦位置附近,同时,可以通过对比度方式的对焦控制来确保对焦控制的精度,因此,可进行高速且精度良好的对焦控制。
而且,根据本发明第六方面所述的发明,在使关于相位差方式及对比度方式的对焦检测的对焦面的光学位置相互不同、且开始相位差方式的对焦控制之后,开始对比度方式的对焦控制。通过这样的构成,可同时进行两种方式的对焦控制,并可在实现基于相位差方式的对焦控制的对焦状态之前,通过对比度方式的对焦控制来检测对焦透镜的透镜对焦位置,所以可实现高速且高精度的对焦控制。而且,例如,由于无需使对焦透镜向反方向移动即可进行对焦控制,所以也可防止所谓的反冲(back lash)的问题的产生。并且,例如,由于可以通过取景器等对被进行视觉确认的被摄体进行从模糊状态顺利变化为对焦状态这样的对焦控制,所以可以提高对焦感。
而且,根据本发明第七方面所述的发明,可以获得与本发明第一方面至第六方面所述的发明相同的效果。
附图说明
图1是表示本发明的实施例涉及的摄像装置的概略构成的剖面模式图;
图2是模式地例示出关于对焦控制单元的构成的图;
图3是用于说明相位差方式的对焦控制的原理的图;
图4是用于说明相位差方式的对焦控制的原理的图;
图5是用于说明相位差方式的对焦控制的原理的图;
图6是摄像装置的功能构成的例示框图;
图7是AF电路的主要功能构成的例示框图;
图8是滤波器的频率特性的例示图;
图9是输入到AF电路的图像数据的频率成分的例示图;
图10是摄像装置中的摄影动作流程的例示流程图;
图11是摄像装置中的摄影动作流程的例示流程图;
图12是摄像装置中的摄影动作流程的例示流程图;
图13是摄像装置中的摄影动作流程的例示流程图;
图14是摄像装置中的对焦控制的时间图的例示图;
图15是摄像装置中的对焦控制的时间图的例示图;
图16是变形例涉及的滤波器的频率特性的例示图;
图17是表示变形例涉及的摄影动作流程的流程图;
图18是变形例涉及的滤波器的频率特性的例示图;
图19是模式地例示出变形例涉及的对焦控制单元的构成的图;以及
图20是用于说明基于频率成分的MTF的偏移的图。
具体实施方式
下面,根据附图对本发明的实施例进行说明。
<摄像装置的概要>
图1是表示本发明的实施例涉及的摄像装置1的概略构成的剖面模式图。
如图1所示,摄像装置1构成为所谓的单镜头反光式的数码相机,通过摄影透镜单元2将来自被摄体的光导向摄像装置主体300,从而可以获得关于被摄体的摄影图像数据(摄影图像)。在摄像装置主体300中安装有用于在摄像装置1中进行自动对焦(AF)控制的单元(下面称为“AF控制单元”或“对焦控制装置”)100。而且,在摄影透镜单元2中在摄影透镜单元2的光轴L上配置有包括多个摄影透镜的透镜组,该多个摄影透镜包括用于实现AF控制的透镜(对焦透镜)。
图2是着眼于有关摄像装置1的构成中的AF控制单元100的构成的模式图。
AF控制单元100构成为主要包括主反射镜10、副反射镜20、快门机构4、作为摄像元件的C-MOS传感器(下面简称为“C-MOS”)5、以及相位差AF模块3。
主反射镜10包括半透半反镜,将来自被摄体的光的一部分向摄像装置主体300的上部进行反射,从而将反射光(下面称为“第一反射光”)导向取景器光学系统。具体而言,主反射镜10通过反射来自被摄体的光,将被摄体图像投影在取景器对焦屏6上。该被摄体图像通过五棱镜7变为正立图像,从而可以通过目镜8由用户对被摄体图像的状况进行确认。而且,主反射镜10使来自被摄体的光的一部分透过副反射镜20。
副反射镜20包括半透半反镜,将来自被摄体的光中的、透过主反射镜10的光(下面称为“第一透过光”)向摄像装置主体300的下部进行反射,从而导向相位差AF模块3。另一方面,副反射镜20使第一透过光的一部分透过C-MOS 5。即,副反射镜20将来自被摄体的光分割(使分支)成分别导向相位差AF模块3和C-MOS5的两条光路。
相位差AF模块3是进行使用相位差方式的对焦检测的单元。相位差AF模块3包括聚光透镜3a、反射镜3b、分离透镜(separatorlens)3c、以及相位差检测用元件3d。
聚光透镜3a将由副反射镜20反射的光(下面称为“第二反射光”)导向相位差AF模块3的内部。反射镜3b使第二反射光向分离透镜3c侧弯曲。分离透镜3c是用于进行相位差检测的光瞳分割用的透镜(pupil division lens),对第二反射光进行光瞳分割,并使其投影到相位差检测用元件3d。
图3至图5是用于说明相位差方式的对焦控制原理的图。如图3至图5所示,在相位差方式的对焦控制中,将从想要进行对焦的被摄体的表面(被摄体面)PP发出的光FF经由摄影透镜单元2、聚光透镜3a、以及分离透镜3c导向相位差检测用元件3d。此时,对由相位差检测用元件3d检测的两个被摄体图像的相位差、即图像间隔的位移量进行测量并求得离焦量。在此,求得离焦量,以便在与被设定在后述的摄像起始位置(imaging home position)上的C-MOS 5的摄像面等价的面(下面称为“摄像等价面”)FP上对焦。即,将摄像等价面FP构成为作为对通过相位差方式的AF控制(相位差AF控制)变为对焦状态的被摄体图像进行成像的面(下面称为“第一对焦面”)。
此外,例如,当如图3所示地对被摄体进行对焦时,虽然图像间隔是当相位差AF模块3的设计时所确定的规定值,但是如图4所示,若为前对焦则图像间隔变窄,并如图5所示,若为后对焦则图像间隔变宽。
快门机构4可打开/切断透过副反射镜20的光(下面称为“第二透过光”)的光路,通过打开光路,使第二透过光照射在C-MOS5上,并使被摄体图像投影在C-MOS 5上。
C-MOS 5通过接收来自被摄体的光中的第二透过光来获得图像信号。通过C-MOS 5获得的图像信号为了生成记录用的摄影图像数据而被使用,另一方面,也为了在取得记录用的摄影图像数据的动作(本摄影动作)之前,进行所谓的对比度(contrast)方式的AF控制(对比度AF控制)而被使用。C-MOS 5的受光面(摄像面)构成为作为对通过对比度AF控制而变为对焦状态的被摄体图像进行成像的面(下面称为第二对焦面)。
而且,C-MOS 5由于可移动地被摄影装置主体300保持,所以可沿第二透过光的光轴L前后移动。通过该C-MOS 5的前后移动,第二对焦面的光学位置被设定到相对第一对焦面的光学位置相互不同的位置。
此外,此处所说的“光学位置相互不同”是表示当被摄体图像在第一对焦面上变为对焦状态时,被摄体图像在第二对焦面上不变为对焦状态,并且,也表示当被摄体图像在第二对焦面上变为对焦状态时,被摄体图像在第一对焦面上不变为对焦状态。
<摄像装置的功能构成>
图6是本发明的第一实施例涉及的摄像装置1的功能构成的例示框图。
如图6所示,摄像装置1包括摄影透镜单元2、相位差AF模块3、C-MOS 5、反射镜机构10a、副反射镜机构20a、控制部101、透镜位置检测部201、操作部OP、C-MOS 5移动控制部150、对焦控制部130、信号处理电路500、以及AF电路600等。
摄影透镜单元2包括光学透镜(对焦透镜)2a,该对焦透镜2a用于实现在由C-MOS 5取得的图像信号中使被摄体变为对焦状态这样的对焦状态。对焦透镜2a可沿透镜的光轴前后移动,通过电动机M1响应来自对焦控制部130的控制信号进行驱动,从而移动对焦透镜2a的透镜位置。对焦控制部130根据从控制部101输入的信号生成控制信号。而且,对焦透镜2a的位置通过透镜位置检测部201进行检测,且表示对焦透镜2a的位置的数据被发送给控制部101。
反射镜机构10a是包括可躲避来自被摄体的光的路径(光路)的主反射镜10的机构,电动机M2响应来自反射镜控制部110的控制信号而进行驱动,从而反射镜机构10a被设定为主反射镜10躲避光路的状态(反射镜上升状态)或者切断光路的状态(反射镜下降状态)。反射镜控制部110根据从控制部101输入的信号生成控制信号。
副反射镜机构20a是包括可躲避来自被摄体的光的路径的副反射镜20的机构,电动机M5响应来自副反射镜控制部120的控制信号而进行驱动,从而副反射镜机构20a被设定为副反射镜20躲避光路的状态(反射镜上升状态)或者切断光路的状态(反射镜下降状态)。反射镜控制部120根据从控制部101输入的信号生成控制信号。
快门机构4是可对来自被摄体的光的路径进行切断/打开的机构,电动机M3响应来自快门控制部140的控制信号而进行驱动,从而快门机构4进行开关。快门控制部140根据从控制部101输入的信号生成控制信号。
C-MOS 5进行摄像(光电转换),并生成有关摄像图像的图像信号。C-MOS 5响应从定时(timing)控制电路170输入的驱动控制信号(存储开始信号/存储结束信号),对成像在受光面上的被摄体图像进行曝光(由光电转换产生的电荷存储),从而生成有关该被摄体图像的图像信号。
并且,C-MOS 5响应从定时控制电路170输入的读出控制信号,将该图像信号输出给信号处理部51。定时控制电路170根据从控制部101输入的信号生成各种控制信号。而且,来自定时控制电路170的定时信号(同步信号)被输入给信号处理部51及A/D转换电路52。
而且,C-MOS 5通过C-MOS驱动机构5a沿来自被摄体的光的光轴进行前后移动。通过电动机M4响应来自C-MOS移动控制部150的控制信号进行驱动,C-MOS驱动机构5a使C-MOS 5沿来自被摄体的光的光轴进行前后移动。C-MOS移动控制部150根据从控制部101输入的信号生成控制信号。
信号处理部51对从C-MOS 5赋予的图像信号进行规定的模拟信号处理,处理后的图像信号通过A/D转换电路52被转换成数字图像数据(图像数据)。该图像数据被输入信号处理电路500,同时,为了进行对比度AF控制也适时地被提供给AF电路600。
信号处理电路500对从A/D转换电路52输入的图像数据进行数字信号处理,生成有关摄像图像的图像数据。对构成图像信号的每个像素信号进行信号处理电路500中的信号处理。信号处理电路500包括黑电平校正电路53、白平衡(WB)电路54、γ校正电路55以及图像存储器56。在这些构成中,黑电平校正电路53、白平衡(WB)电路54以及γ校正电路55进行数字信号处理。
黑电平校正电路53将构成A/D转换电路52输出的图像数据的各像素数据的黑电平校正为基准黑电平。WB电路54进行图像的白平衡调整。γ校正电路55进行摄像图像的灰阶转换。图像存储器56是用于临时存储生成的图像数据的、可进行高速访问的图像存储器,其具有可存储多个帧的图像数据的容量。
AF电路600在当进行对比度AF控制时,从A/D转换电路52取得有关图像数据的一部分区域(AF区域)的图像数据,并从该图像数据中抽取规定频带的成分,将该抽取出的成分的总和作为评价被摄体的对焦状态的值(AF评价值)进行计算。由AF电路600计算出的AF评价值被输出给控制部101。
图7是AF电路600的主要功能构成的例示框图。
如图7所示,AF电路600包括频率特性相互不同的四个滤波器601~604,各滤波器601~604的频率特性如图8所示。
在图8中,横轴表示频率,纵轴表示增益,曲线F 1~F4分别表示各滤波器601~604的频率特性。图8中所记载的fn表示乃奎斯特频率(Nyquist frequency),即取样频率的一半的频率,fn以上的高频率从原理上讲是不可能再现的阈频。此外,在此,由于采用将通过摄像元件的全部像素获得的图像的像素间隔作为一个周期的取样频率,所以将两个像素的间隔为一个周期的频率作为乃奎斯特频率fn。
如曲线F1所示,滤波器601是抽取(透过)宽的高频带的成分的一般的高通滤波器(下面称为“HPF”)。而且,如曲线F2所示,滤波器602是主要抽取(透过)0.4fn附近的频带的成分的带通滤波器(下面称为“BPF(0.4fn)”)。而且,如曲线F3所示,滤波器603是主要抽取(透过)0.3fn附近的频带的成分的带通滤波器(下面称为“BPF(0.3fn)”)。并且,如曲线F4所示,滤波器604是主要抽取(透过)0.1fn附近的频带的成分的带通滤波器(下面称为“BPF(0.1fn)”)。
图9是从A/D转换电路52向AF电路600输出的图像数据的空间频率的分布(输出分布)的例示图。在图9中,横轴表示频率,纵轴表示输出,曲线Cv1、Cv2表示图像数据的空间频率的输出分布。此外,在一般的摄影中,虽然是基于设定的,但是若轮廓清晰的被摄体增加,则如曲线Cv1、Cv2所示,0.2fn~0.4fn附近的高频成分的输出也增加。
在各滤波器601~604中,分别对如图9所示的图像数据的空间频率的输出乘以(multiplied)如图8所示的频率特性并加以输出。而且,在各评价值计算部611~614中,根据来自各滤波器601~604的输出,分别计算AF评价值。因此,在AF电路600中,对一个图像数据使用频率特性相互不同的四个滤波器601~604进行处理,同时,由评价值计算部611~614分别获取着眼于四个不同频带的AF评价值。
而且,当进行对比度AF控制时,使对焦透镜2a沿透镜的光轴进行前后移动,同时,使用C-MOS 5等来取得多个图像数据,并在AF电路600中,对每个滤波器601~604取得对应的多个AF评价值(AF评价值组)。即,几乎并行地取得与四个滤波器601~604分别对应的四个AF评价值组。
换言之,构成为几乎同时取得如下AF评价值组:使用HPF 601并重视宽的高频带的成分而求得的AF评价值组、使用BPF(0.4fn)602并重视0.4fn附近的频带的成分而求得的多个AF评价值组、使用BPF(0.3fn)603并重视0.3fn附近的频带的成分而求得的多个AF评价值组、使用BPF(0.1fn)604并重视0.1fn附近的频带的成分而求得的多个AF评价值组。
控制部101构成为主要包括CPU、存储器、以及ROM等,通过读出存储在ROM内的程序并通过CPU执行来实现各种功能和控制。具体而言,控制部101包括作为用于执行对比度AF控制的功能的对比度AF控制部105、作为用于执行相位差AF控制的功能的相位差AF控制部106、作为总体控制AF控制整体的功能的AF整体控制部107。
对比度AF控制部105在当进行对比度AF控制时,对从AF电路600输入的多个AF评价值组中的、根据规定的规则而被优先的AF评价值组,求得将AF评价值变为最大的对焦透镜2a的透镜位置作为实现被摄体的对焦状态的位置(透镜对焦位置)。而且,对比度AF控制部105将与所求得的对焦位置相对应的控制信号输出给对焦控制部130,并使对焦透镜2a向透镜对焦位置进行移动。
相位差AF控制部106在进行AF相位差控制时,根据在相位差AF模块3中的检测结果,检测对焦透镜2a的透镜对焦位置。而且,相位差AF控制部106将与适当求得的透镜对焦位置相对应的控制信号输出给对焦控制部130,并使对焦透镜2a向透镜对焦位置进行移动。
AF整体控制部107适当执行对比度AF控制及相位差AF控制。
操作部OP构成为包括快门开始按钮(shutter start button)(快门按钮)、各种按钮和开关等,响应用户对操作部OP的输入操作,控制部101实现各种动作。此外,快门按钮是可检测半按状态(S1状态)和全按状态(S2状态)这两种状态的两阶段检测按钮。此外,在摄像装置1中,当变为S1状态时,进行用于包括AF控制的本摄影动作的准备动作,当进一步变为S2状态时,进行本摄影动作。
临时存储在图像存储器56中的图像数据通过控制部101被适当传送至VRAM 102,从而在配置于摄像装置主体300后面的液晶显示部(LCD)103上显示基于图像数据的图像。
而且,在本摄影时,临时存储在图像存储器56中的图像数据在控制部101中被适当地进行图像处理,并通过卡I/F104被存储在存储卡MC中。
<摄像装置的动作>
图10至图13是摄像装置1中的摄影动作流程的例示流程图。本动作流程是通过控制部101的控制而实现的。而且,图14及图15是摄像装置1中的AF控制的时间图的例示图。
在图14及图15中,横轴表示从变为状态S1开始的时间的经过。而且,在图14中,从上开始依次表示电动机M1的电动机旋转数、输入到电动机M1的脉冲数(PI数)、与对焦透镜2a的移动速度相对应的像面移动速度、AF微型电子计算机的起动、相位差AF的测距、以及C-MOS 5的驱动的时刻。并且,在图14的下方示出了用于在对比度AF控制中求得AF评价值的C-MOS 5的曝光时刻、以及对焦透镜2a的位置和AF评价值之间的关系。
而且,在图15中示出表示对焦透镜2a的位置(即移动)的折线LL、以及表示C-MOS 5的摄像面(即第二对焦面)的位置(即移动)的折线LS。此外,虽然对于图15的纵轴方向,省略了与折线LL的位置相对应的数值,但是附加了与折线LS的位置相对应的数值(500μm等)。并且,在图15中,对折线LL附加了表示与用于求得AF评价值的曝光时刻相对应的透镜位置的标号(mark)(短的纵长线),同时,在与图11的处理步骤相对应的部分附加了步骤号(例如,步骤S14等)。
下面,适当地参照图14及图15对摄影动作流程进行说明。此外,当开始该摄影动作流程时,将C-MOS 5设定在实际进行本摄影动作的规定的基准位置(称为“摄像起始位置”),将第一及第二对焦面的光学距离设定为相同。
首先,当半压快门按钮且变为S1状态时,开始摄影动作流程,进入图10的步骤S1。
在步骤S1中,C-MOS 5起动(图14的0~10ms)。在此,对C-MOS 5进行通电,响应来自控制部101的信号,定时控制电路170输出控制信号,从而C-MOS 5开始读出200fps的电荷信号。此外,在摄像装置1中,由于可以通过光学取景器来确认被摄体,所以为了节省电力,当变为S1状态时,C-MOS 5起动。
在步骤S2中,为了进行对比度AF控制,打开快门机构4。此外,在变为S1状态之前,即在待机状态下,快门机构4处于关闭状态。
在该步骤S1~步骤S2的处理中,作为AF微型电子计算机、即控制部101的功能的对比度AF控制部105、相位差AF控制部106、以及AF整体控制部107起动(图14的0~50ms)
在步骤S3中,由相位差AF模块3及相位差AF控制部106进行基于相位差AF控制的测距(图14的50~100ms)。
在步骤S4中,由AF整体控制部107根据步骤S3中的测距结果来判断当前的对焦透镜2a的位置和透镜对焦位置之间的偏移量。在此,当偏移量的绝对值未满第一规定值(例如,30μm)时,判断已经实现被摄体的对焦状态,并进入图11的步骤S18。即,无需实施AF控制就移动至本摄影动作。而且,当偏移量的绝对值在第二规定值(例如,1000μm)以上时,偏移量已够,直接进入图11的步骤S11。并且,当偏移量的绝对值在第一规定值以上、且未满第二规定值时,偏移量不够,进入步骤S5。
在步骤S5中,在AF整体控制部107的控制下,通过电动机M1根据来自对焦控制部130的控制信号进行驱动,从而对焦透镜2a进行躲避驱动。在此,为了防止当偏移量不够时,由于后述的第二对焦面的移动而导致对比度AF控制的AF评价值的峰值过高这样的不良情况,而进行使对焦透镜2a的透镜位置移动的躲避驱动,以便确保足够的偏移量。此外,在该躲避驱动中,例如,可以使对焦透镜2a移动至对焦透镜2a的可移动范围的一端。
在步骤S11中,根据步骤S3中的测距的结果,开始使C-MOS5向远侧(转出侧(paying-out side))或者近侧(转入侧(paying-inside))移动的动作(图14的90ms)。在此,当对应作为基于相位差AF模块3的检测结果的测距值,以摄像装置1为基准,与当前的对焦位置(焦点重合的地点)相比,被摄体位于远侧时,使C-MOS5向接近被摄体的方向移动。另一方面,当与当前的对焦位置(焦点重合的地点)相比,被摄体处于近侧时,使C-MOS 5向远离被摄体的方向移动。此外,C-MOS 5的移动以例如大约20mm/sec~30mm/sec的速度进行。
在步骤S12中,判断是否结束在步骤S11中开始的C-MOS 5的移动。在此,反复进行步骤S12的判断直至C-MOS 5仅移动规定距离(例如,500μm),当C-MOS 5仅移动规定距离时,结束C-MOS5的移动(图14及图15的90~100ms)
此外,规定距离是通过摄像装置1的光学设计来加以适当设定的。而且,可通过摄影透镜单元2的透镜焦点距离(透镜焦点距离越长,规定距离越长)、和对焦透镜2a的移动比(当相对于对焦电动机M1的旋转数,对焦透镜2a的移动量较长时,规定距离较长)来适当加以设定。
如上所述,在步骤S11~步骤S12中,将第二对焦面的光学位置向相对于第一对焦面相对不同的位置进行移动。具体而言,对应基于相位差AF模块3的检测结果,从将第一及第二对焦面的光学位置进行相同设定的状态变更为当在使对焦透镜2a的位置移动的同时,进行AF控制时,比第一对焦面更早地在第二对焦面上实现被摄体的对焦状态。即,以在通过相位差AF控制对焦点到达之前,由对比度AF控制检测被摄体的对焦状态的方式进行设定。
在步骤S13中,起动电动机M1,并开始对焦透镜2a的移动(图14的100~130ms)。根据相位差AF控制来进行该对焦透镜2a的移动。
在步骤S14中,在AF整体控制部107的控制下,开始对比度AF控制,并在200fps的时刻开始取得AF评价值的动作(图14及图15的145ms)。在此,当像面移动速度延迟某种程度、例如110μm/10ms时,进行取得AF评价值的动作。此外,该对比度AF控制例如是在打开光圈的状态下进行的。
在步骤S15中,检测透镜对焦位置。具体而言,当进入步骤S15时,进入图12的步骤S151,执行如图12所示的透镜对焦位置的检测动作(图14及图15的145~200ms)
在此,对如图12所示的透镜对焦位置的检测动作进行说明。
如图20所示,对于摄影透镜而言,由于从图像数据抽取的每个频带的MTF的峰值特性不同,所以导致每个频带的AF评价值的峰值偏移。在这种情况下,当使用抽取宽的高频带的成分的HPF 601时,由于每个频带中的MTF的偏移,使用HPF 601而取得的AF评价值的峰值没有变得尖锐(sharp),从而难以检测对焦透镜2a的透镜对焦位置。
对于这样的问题,即使在每个频带中的MTF都存在偏移,但当重视窄的频带的高频成分来求得AF评价值时,AF评价值却表示为尖锐的峰值。因此,考虑使用抽取指定频带的成分的带通滤波器(BPF)来计算AF评价值,并求得与AF评价值的峰值相对应的透镜对焦位置。
但是,当使用BPF来计算AF评价值时,若重视BPF来抽取的指定频带、和图像数据中所包含的多个高频成分的频带有一点偏移,则无法检测AF评价值的峰值。
因此,在摄像装置1中的透镜对焦位置的检测动作中,首先,若对使用抽取宽的高频带的成分的HPF 601而求得的AF评价值,可以直接检测AF评价值的峰值,则将与该AF评价值的峰值相对应的透镜位置作为透镜对焦位置进行检测。而且,若不能对使用HPF 601而求得的AF评价值检测峰值,则当更高频率的成分变多时,配合感觉被摄体图像清晰的人类视觉特性,进行按照依次采用重视相对较高频率的成分的BPF而获得的AF评价值的峰值检测,从而将与该AF评价值相对应的透镜位置作为透镜对焦位置进行检测。
综上所述,在摄像装置1中的透镜对焦位置的检测动作中,将与使用四个滤波器601~604中的HPF 601求得的AF评价值的峰值检测相对应的透镜对焦位置的检测设定为最优先,然后,优先与使用BPF(0.4fn)602求得的AF评价值的峰值检测相对应的透镜对焦位置的检测,而且,接下来,优先与使用BPF(0.3fn)603求得的AF评价值的峰值检测相对应的透镜对焦位置的检测。而且,最后,进行使用重视相对最低频率的成分的BPF(0.1fn)604求得的AF评价值的峰值检测,若可以检测峰值,则检测与该峰值相对应的透镜对焦位置。
此外,当被摄体的对比度极低时,在使用上述四个滤波器601~604的对比度AF控制中,存在无法检测透镜对焦位置的情况。在这种情况下,在摄像装置1中采用通过相位差AF控制而求得的透镜对焦位置。
下面,对如图12所示的透镜对焦位置的检测动作进行具体的说明。
在步骤S151中,判断相当于C-MOS 5中的图像数据的取得速度(帧速率)的、每200fps的时刻的垂直同步信号(VD脉冲)是否下降。在此,反复进行步骤S151的判断直至VD脉冲下降,并在当VD脉冲下降时,进入步骤S152。
在步骤S152中,对比度AF控制部105取得使用HPF 601求得的AF评价值,即取得有关HPF 601的AF评价值。即,与VD脉冲的下降同步地取得有关HPF 601的AF评价值。
在步骤S153中,判断相对于有关HPF 601的AF评价值(即AF评价值组),是否已发现AF评价值的峰值。在此,当发现AF评价值的峰值时,进入步骤S164,当未发现AF评价值的峰值时,进入步骤S154。此外,在图14及图15中,将发现AF评价值的峰值的情况作为一例进行表示。
在步骤S154中,对比度AF控制部105取得使用BPF(0.4fn)602求得的AF评价值,即取得有关BPF(0.4fn)602的AF评价值。
在步骤S155中,判断相对于有关BPF(0.4fn)602的AF评价值(即AF评价值组),是否已发现AF评价值的峰值。在此,当发现AF评价值的峰值时,进入步骤S156,当未发现AF评价值的峰值时,进入步骤S157。
在步骤S156中,先检测有关BPF(0.4fn)602的AF评价值的峰值,再判断是否已取得3帧的图像数据。即,在检测有关BPF(0.4fn)602的AF评价值的峰值后,判断是否VD脉冲下降三次且在C-MOS 5中已取得3帧的图像数据。在此,当在检测有关BPF(0.4fn)602的AF评价值的峰值后,未取得3帧的图像数据时,进入步骤S163,当已取得3帧的图像数据时,进入步骤S164。
在此,判断是否已取得3帧的图像数据的原因如下所述:由于如图20所示的MTF的频率依存性导致每个频带中的AF评价值的峰值偏移,从而在检测有关BPF(0.4fn)602的AF评价值的峰值开始到使聚焦焦透镜2a的位置进行少许移动的这段时间内,可对与有关BPF(0.4fn)602的AF评价值相比、更加优先使用的有关HPF 601的AF评价值进行检测峰值。即,判断是否取得3帧的图像数据是用于考虑MTF的频率依存性,并待机是否对重视比BPF(0.4fn)602更高频带的HPF 601相关的AF评价值进行检测峰值。
而且,在摄像装置1中,在使对焦透镜2a的位置移动从而使像面位置仅移动规定距离的期间,采用取得3帧的图像数据的期间,若在该期间内,对使用重视更高频带的HPF 601而求得的AF评价值检测峰值,则进行控制,以便根据使用HPF 601求得的AF评价值(即AF评价值组)来检测透镜对焦位置。
在步骤S157中,对比度AF控制部105取得使用BPF(0.3fn)603求得的AF评价值,即取得有关BPF(0.3fn)603的AF评价值。
在步骤S158中,判断对于有关BPF(0.3fn)603的AF评价值(即AF评价值组),是否已发现AF评价值的峰值。在此,当发现AF评价值的峰值时,进入步骤S159,当未发现AF评价值的峰值时,进入步骤S160。
在步骤S159中,在检测有关BPF(0.3fn)603的AF评价值的峰值后,判断是否已取得3帧的图像数据。在此,当在检测有关BPF(0.3fn)603的AF评价值的峰值后,未取得3帧的图像数据时,进入步骤S163,当已取得3帧的图像数据时,进入步骤S164。
此外,在此,判断是否取得3帧的图像数据的原因与S156一样,是为了考虑MTF的频率依存性,待机是否对使用HPF 601及BPF(0.4fn)602求得的AF评价值来检测峰值,其中,该HPF 601及BPF(0.4fn)602重视比BPF(0.3fn)603更高频带。
而且,在该待机中,当对使用具有重视比BPF(0.3fn)603更高频带的频率特性的HPF 601、以及BPF(0.4fn)602中的任一个求得的AF评价值检测峰值时,则进行控制,以便根据该检测出峰值的AF评价值(即AF评价值组)来检测透镜对焦位置。
在步骤S160中,对比度AF控制部105取得使用BPF(0.1fn)604求得的AF评价值,即取得有关BPF(0.1fn)604的AF评价值。
在步骤S161中,判断对于有关BPF(0.1fn)604的AF评价值(即AF评价值组),是否已发现AF评价值的峰值。在此,当发现AF评价值的峰值时,进入步骤S162,当未发现AF评价值的峰值时,进入步骤S163。
在步骤S162中,在检测有关BPF(0.1fn)604的AF评价值的峰值后,判断是否已取得3帧的图像数据。在此,当在检测有关BPF(0.1fn)604的AF评价值的峰值后,未取得3帧的图像数据时,进入步骤S163,当已取得3帧的图像数据时,进入步骤S164。
此外,在此,判断是否取得3帧的图像数据的原因与步骤S156、S159一样,是为了考虑MTF的频率依存性,并待机是否对使用HPF601、BPF(0.4fn)602及BPF(0.3fn)603求得的AF评价值检测峰值,其中,该HPF 601、BPF(0.4fn)602及BPF(0.3fn)603重视比BPF(0.1fn)604更高频带。
而且,在该待机中,当对使用具有重视比BPF(0.1fn)604更高频带的频率特性的HPF 601、BPF(0.4fn)602以及BPF(0.3fn)603求得的AF评价值检测峰值时,则进行控制,以便根据检测该峰值的AF评价值(即AF评价值组)来检测透镜对焦位置。
在步骤S163中,判断相位差AF控制是否结束。在此,当相位差AF控制未结束时,返回步骤S151,当相位差AF控制结束时,C-MOS 5返回摄像起始位置(步骤S165),并进入图11的步骤S18。此外,在此,在相位差AF控制结束的同时,对焦透镜2a的移动也停止。
在步骤S164中,根据AF评价值来检测透镜对焦位置。在此,当从步骤S153经过进来时,根据有关HPF 601的AF评价值(即AF评价值组)来检测透镜对焦位置。当从步骤S156经过进来时,根据有关BPF(0.4fn)602的AF评价值(即AF评价值组)来检测透镜对焦位置。当从步骤S159经过进来时,根据有关BPF(0.3fn)603的AF评价值(即AF评价值组)来检测透镜对焦位置。当从步骤S162经过进来时,根据有关BPF(0.1fn)604的AF评价值(即AF评价值组)来检测透镜对焦位置。
在此,对根据AF评价值(即AF评价值组)来检测透镜对焦位置的方法进行说明。
在此,首先,如图14所示,若AF评价值在增加之后开始减少,则使用AF评价值的最大值Yn和其前后的AF评价值Yn-1、Yn+1这三点的数据,通过如下式(1)所示的二次插值近似计算来对AF评价值变为峰值的对焦透镜2a的透镜对焦位置P进行计算。
式1:
此外,由于对于从C-MOS 5读出电荷信号、计算AF评价值、检测AF评价值的峰值、以及根据上式(1)进行计算等需要的一定的时间,所以如图14所示,通过这样计算而算出的透镜对焦位置P的时刻是经过关于AF评价值的最大值Yn的曝光时刻后、得到AF评价值连续四次减少的电荷信号的曝光时刻。
如上所述地求得的透镜对焦位置P是仅使C-MOS 5偏移了规定距离的透镜对焦位置,即与仅偏移了规定距离的摄像面相对的透镜对焦位置。因此,将考虑了规定距离(例如,500μm)的像面差的、透镜对焦位置P的值作为与实际进行本摄影动作的摄像起始位置相对的透镜对焦位置Q进行求得。
如上所述,可以在基于相位差AF控制的对焦透镜2a的移动结束之前,求得透镜对焦位置Q。
而且,当步骤S164的处理结束时,进入图11的步骤S16。
在步骤S16中,C-MOS 5以向摄像起始位置返回的方式进行移动(图14及图15的210~220ms)。
在步骤S17中,在透镜对焦位置Q上停止对焦透镜2a的移动(图14及图15的235ms)
在步骤S18中,关闭快门机构4。
在步骤S19中,通过放出存储在C-MOS 5中的电荷而复位。
在步骤S20中,判断是否解除了S1状态。在此,例如,当通过用户操作操作部OP,S1状态被解除时,结束本动作流程,若S1状态未被解除,则进入图13的步骤S31。
在步骤S31中,判断是否变为S2状态。在此,反复进行步骤S20及步骤S31的判断,直至变为S2状态,并待机。而且,当变为S2状态时,进行本摄影的指示动作,进入步骤S32。
在步骤S32中,主反射镜10及副反射镜20变为反射镜上升状态的同时,变为打开快门机构4的状态。
在步骤S33中,在C-MOS 5中进行摄像,即进行本摄影动作的曝光。
在步骤S34中,变为关闭快门机构4的状态。
在步骤S35中,主反射镜10及副反射镜20变为反射镜下降状态,同时,从C-MOS 5中读出电荷信号,并进行将图像数据存储在存储卡MC的充电驱动,从而结束本动作流程。
如上所述,在本发明的实施例所涉及的摄像装置1中,最优先使用通过使用AF电路600所具备的四个(一般为多个)滤波器601~604中的HPF 601取得的AF评价值,检测对焦透镜2a的透镜对焦位置。如此,由于设定为:当摄影一般的被摄体时,优先使用重视并抽取在图像数据中增加的高频带成分的HPF 601,所以可以对各种被摄体进行高精度的对焦控制。
而且,优先使用通过使用规定的滤波器(在此,HPF 601)取得的AF评价值来检测对焦透镜2a的透镜对焦位置,其中,该规定的滤波器具有重视并抽取四个(一般为多个)滤波器601~604中相对较高频带的成分的频率特性。通过采用这样的构成,例如,由于当较高频率成分变多时,可进行与感觉被摄体图像清晰的人们的视觉特性相对应的调焦控制,所以可进行高精度的调焦控制。
而且,将来自被摄体的光分割为两个光路,使用被分割的各光并行地进行相位差方式的对焦控制和对比度方式的对焦控制。因此,例如,可以通过相位差方式的对焦控制使对焦透镜2a在短时间内驱动至透镜对焦位置附近,同时,可以通过对比度方式的对焦控制来确保对焦控制的精度。其结果是,可进行高速且精度良好的对焦控制。
而且,在使有关位相差方式及对比度方式的对焦检测的对焦面的光学位置相互不同,且在开始相位差方式的对焦控制之后,开始对比度方式的对焦控制。通过这样的构成,可同时进行两种方式的对焦控制,并可在实现基于相位差方式的对焦控制的对焦状态之前,通过对比度方式的对焦控制来检测对焦透镜2a的透镜对焦位置。其结果是,可实现高速且高精度的对焦控制。而且,例如,由于无需使对焦透镜2a向反方向移动就可进行对焦控制,所以也可防止所谓的反冲问题的产生。并且,例如,由于可以通过取景器等对被进行视觉确认的被摄体进行从模糊状态顺利变化为对焦状态这样的对焦控制,所以可以提高对焦感。
<变形例>
以上已对本发明的实施例进行了说明,但是本发明并不仅限于上面所说明的内容。
例如,虽然在上述的实施例中,采用BPF(0.4fn)602、BPF(0.3fn)603、以及BPF(0.1fn)604这三个具有不同频率特性的带通滤波器,但是并不仅限于此。例如,也可以采用主要抽取(透过)0.5fn或0.2fn附近频带的成分的带通滤波器等。即,也可以采用主要抽取(透过)fn的n倍(0<n<1)附近的频带的成分的、一个以上的带通滤波器。
此外,在摄影透镜单元2构成为可相对摄像装置主体300自由装卸的状态下,还可以当准备具有多个不同频率特性的带通滤波器并对摄像装置主体300安装摄影透镜单元2时,控制部101从摄影单元2内的ROM等中获得指定透镜特性的信息(透镜信息),并将一个以上的带通滤波器作为对比度AF控制所使用的带通滤波器有选择性地进行采用。也可以准备主要抽取(透过)例如,0.1fn、0.2fn、0.3fn、0.4fn、以及0.5fn附近的频带的成分的五个带通滤波器,并对应透镜信息,将主要抽取(透过)0.1fn、0.3fn、以及0.4fn附近频带的成分的三个带通滤波器作为对比度AF控制所使用的带通滤波器有选择性地进行采用。
而且,虽然在上述实施例中,采用如图8所示的HPF 601、BPF(0.4fn)602、BPF(0.3fn)603、以及BPF(0.1fn)604这四个具有不同频率特性的滤波器,但是并不仅限于此。
例如,也可以采用如图16所示的、两个具有不同频率特性的带通滤波器。如图16所示的曲线F1表示如图8所示的HPF 601的频率特性。而且,曲线F11表示如下这种HPF的频率特性:与HPF601相比,在一般摄影中更重视并抽取使图像数据的频率成分对应轮廓清晰的被摄体的增加而增加的规定频带(例如,0.2fn~0.4fn)附近的高频成分。此外,下面,将具有曲线F1的频率特性的HPF称为HPF1,将具有曲线F11的频率特性的HPF称为HPF2。
在HPF2中,与HPF1相比,由于与1.0fn附近的高频带相对的增益减少,所以可以防止图像数据中的所谓噪声成分的抽取(透过)。而且,如上所述,在一般摄影中,更重视并抽取图像数据的频率成分对应轮廓清晰的被摄体的增加而增加的规定频带(例如,0.2fn~0.4fn)附近的高频成分。因此,与HPF1相比,使用通过使用HPF2取得的AF评价值更能降低噪声成分的影响,同时,对被摄体进行更高精度的对焦。
因此,当使用HPF1、HPF2时,从对焦精度的观点来看,优选优先使用通过使用规定的HPF2得到的AF评价值(即,AF评价值组)来检测对焦透镜2a的透镜对焦位置,其中,在两个HPF中,该规定的HPF2与HPF1相比,更具有相对重视并抽取规定频带(在此为,0.2fn~0.4fn)的成分的频率特性。
下面,对在摄像装置中采用使用HPF1、HPF2的对比度AF控制时的摄影动作流程进行说明。此外,在该摄影动作流程中,在图10~图13所表示的摄影动作流程中,除与步骤S15的透镜对焦位置的检测动作相关的流程不同以外,其余动作均相同。即,图12所表示的透镜对焦位置的检测动作流程不同。
图17示出使用HPF1、HPF2时的透镜对焦位置的检测动作流程。
在步骤ST151中,判断相当于C-MOS 5中的图像数据的取得速度(帧速率)的、每200fps的时刻的垂直同步信号(VD脉冲)是否下降。在此,反复进行步骤ST151的判断直至VD脉冲下降,并当VD脉冲下降时进入步骤ST152。
在步骤ST152中,对比度AF控制部105取得使用HPF2求得的AF评价值,即取得有关HPF2的AF评价值。即,与VD脉冲的下降同步地取得有关HPF2的AF评价值。
在步骤ST153中,判断对于有关HPF2的AF评价值(即AF评价值组),是否已发现AF评价值的峰值。在此,当发现AF评价值的峰值时进入步骤ST158,当未发现AF评价值的峰值时进入步骤ST154。
在步骤ST154中,对比度AF控制部105取得使用HPF1求得的AF评价值,即取得有关HPF1的AF评价值。
在步骤ST155中,判断对于有关HPF1的AF评价值(即AF评价值组),是否已发现AF评价值的峰值。在此,当发现AF评价值的峰值时进入步骤ST156,当未发现AF评价值的峰值时进入步骤ST157。
在步骤ST156中,在检测有关HPF1的AF评价值的峰值后,判断是否已取得3帧的图像数据。即,在检测有关HPF1的AF评价值的峰值后,判断VD脉冲是否下降三次且在C-MOS 5中是否已取得3帧的图像数据。在此,当在检测有关HPF1的AF评价值的峰值后,未取得3帧的图像数据时,进入步骤ST157,当已取得3帧的图像数据时,进入步骤ST158。
在此,判断是否取得3帧的图像数据是为了考虑图20所示的MTF的频率依存性,并与HPF1相比,将使用HPF2而取得的AF评价值优先。
在步骤ST157中,进行与图12的步骤S163相同的处理。
在步骤ST158中,根据AF评价值(即AF评价值组)来检测透镜对焦位置。在此,当从步骤ST153经过进来时,根据有关HPF2的AF评价值来检测透镜对焦位置。当从步骤ST156经过进来时,根据有关HPF1的AF评价值来检测透镜对焦位置。而且,当步骤ST158的处理结束时,进入图11的步骤S16。
在采用上面这样的结构的摄像装置中,最优先使用通过使用AF电路600所具备的两个(一般为多个)滤波器(HPF1、HPF2)中的、重视并抽取在摄影一般被摄体时提高频率成分的HPF2取得的AF评价值,从而检测对焦透镜2a的透镜对焦位置。通过这样的结构,可以对各种被摄体进行高精度的对焦控制。
而且,从其它观点看来,优先使用通过使用对于两个(一般为多个)的滤波器(HPF1、HPF2)中的、比HPF 1更具有相对重视并抽取规定频带(在此,0.2fn~0.4fn)的成分的频率特性的HPF2求得的AF评价值,从而检测对焦透镜2a的透镜对焦位置。通过采用这样的结构,例如,由于可进行重视规定频带的成分的对焦控制,所以可进行高精度的对焦控制,其中,该规定频带的成分在捕捉一般的被摄体的图像处于对焦状态时会增加。
此外,虽然在上面的描述中,作为图像数据的频率成分对应在一般摄影中轮廓清晰的被摄体的增加而增加的规定频带,列举有0.2fn~0.4fn的频带,但是该规定的频带还可对应被摄体的种类、摄影透镜单元2的性质、摄影倍率、以及摄像元件的像素间距(pixelpitch)等条件的组合来进行适当设定。
而且,虽然在上述实施例中,采用了如图8所示的BPF(0.4fn)602、BPF(0.3fn)603、以及BPF(0.1fn)604三个具有不同的频率特性的带通滤波器,但是并不仅限于此。
例如,如图18的曲线F12、F13所示,也可以代替BPF而采用分别具有作为所谓截止频率为fco1、fco2的频率特性的两个HPF,并从使用重视并抽取更高频带的成分的HPF求得的AF评价值开始依次地优先使用,从而检测透镜对焦位置。此外,当分别具有如曲线F1、F12、F13所示的频率特性的三个HPF分别设为HPFa、HPFb、HPFc时,HPFa重视并抽取最高频带的成分,HPFb重视并抽取次高频带的成分,HPFc重视并抽取最低频带的成分。
而且,虽然在上述的实施例中,根据使用C-MOS 5而得到的图像数据来进行对比度AF控制,但是并不仅限于此,其中,该C-MOS 5用于得到在本摄影时记录用的图像数据,例如,也可以设置取得用于进行对比度AF控制的图像数据的专用摄像传感器。
而且,在为了进行对比度AF控制而采用例如具有所谓矩阵排列的多个的RGB三原色像素的摄像传感器的情况下,当取得AF评价值时,也可以仅使用G色的像素值来计算AF评价值,也可以根据RGB的像素值来计算亮度值Y,并使用该亮度值Y来计算AF评价值。
此外,虽然在上述的实施例中,将滤波器601~604作为电路进行构成,但是通过在控制部101中执行程序可以实现滤波器601~604的功能以及AF评价值的计算功能。但是,当前,一般通过电路构成的计算功能的计算速度更为快速,所以更为实用。
而且,虽然在上述的实施例中,采用了如图2所示的AF控制单元100,但是并不仅限于此,也可以采用其它的AF控制单元。下面,对将AF控制单元100A列举为其他的AF控制单元的构成的一例进行说明。
图19是模式地例示变形例涉及的摄像装置1A所包含的AF控制单元100A的构成的图。
虽然在上述实施例涉及的摄像装置1中,主反射镜10构成为包括半透半反镜,但是如图19所示,在变形例涉及的摄像装置1A中,使用采用薄膜镜(pellicle mirror)作为该半透半反镜的主反射镜10A。
薄膜镜的特征在于:其厚度与一般的半透半反镜相比较薄(例如,大约100μm)左右。该薄膜镜由于极薄,所以不适合于反射镜上升驱动。因此,在摄像装置1A中构成为:当进行本摄影时,主反射镜10A不进行反射镜上升,副反射镜20A从来自被摄体的光的光路上向下方进行躲避。
此外,其它的构成与上述实施例涉及的摄像装置1相同,对于功能及动作等而言,仅在以下这点上有所不同:将主反射镜10及副反射镜20两者相对于光路进行躲避状态/切断状态取而代之,而仅是副反射镜20A相对于光路进行躲避状态/切断状态,其他的功能及动作等几乎都相同,所以省略对其的说明。
下面,对主反射镜10A的半透半反镜采用薄膜镜的优点进行说明。
在上述实施例涉及的摄像装置1中,一般的半透半反镜的折射率Nd约为1.5,当主反射镜10和副反射镜20的厚度分别为a、b时,会导致对焦位置在反射镜上升和反射镜下降的状态下向用户侧(图2中的右侧)仅偏移约0.5(a+b)。
而且,在并用相位差AF控制和对比度AF控制的情况下,为了当移动聚焦透镜2a的位置,同时,实现被摄体的调焦状态时,比在第一对焦面上更早地,在第二对焦面上实现被摄体的对焦状态,需要使第一及第二对焦面的光学位置相互不同。因此,此时,必须预测基于半透半反镜的焦点位置的偏移(约0.5(a+b)),并使C-MOS 5从摄像起始位置沿光轴L进行更多的移动。
对于这样的问题,可以通过使用极薄的薄膜镜将基于半透半反镜的焦点位置的偏移控制在约0.5b的范围内。即,可以抑制由主反射镜10产生的焦点位置的偏移量。其结果是,由于用于校正该偏移量的C-MOS 5的移动量最终很少,所以可以将用于移动C-MOS 5的结构简化。
而且,虽然已经在上述的实施例中列举了进行相位差AF控制的类型的摄像装置来进行说明,但是并不仅限于此,例如,也可以是仅进行对比度AF控制的摄像装置。
Claims (7)
1.一种进行摄像装置的对焦控制的对焦控制装置,其特征在于,包括:
图像取得单元,在使光学透镜沿光轴驱动的期间,根据通过所述光学透镜射入的、来自被摄体的光,按时间依次取得多个图像数据;
评价值取得单元,使用频率特性相互不同的多个滤波器分别对所述多个图像数据进行处理,并对构成所述多个滤波器的每个滤波器取得评价值组;以及
对焦检测单元,将在所述评价值取得单元中通过使用所述多个滤波器中的规定的滤波器的处理而取得的评价值组,比通过使用所述多个滤波器中的、与所述规定的滤波器不同的其它滤波器的处理而取得的评价值组更为优先地进行使用,从而检测所述光学透镜的对焦位置。
2.根据权利要求1所述的对焦控制装置,其特征在于,
所述规定的滤波器与所述多个滤波器中的、不同于所述规定的滤波器的其它滤波器相比,具有重视并抽取相对较高的频带成分的频率特性。
3.根据权利要求1所述的对焦控制装置,其特征在于,
所述对焦检测单元优先使用通过所述多个滤波器中的、具有重视并抽取相对较高频带的成分的频率特性的滤波器而取得的评价值组来检测所述对焦位置。
4.根据权利要求1所述的对焦控制装置,其特征在于,
所述规定的滤波器与所述多个滤波器中的、不同于所述规定的滤波器的其它滤波器相比,具有相对重视并抽取规定频带成分的频率特性。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的对焦控制装置,其特征在于,还包括:
相位差检测单元,使用相位差方式来检测所述光学透镜的对焦位置;以及
光分割单元,将来自所述被摄体的光分割为分别导向所述对焦检测单元及所述相位差检测单元的第一及第二光路,
所述对焦控制装置并行执行使用所述相位差检测单元的对焦控制、和使用所述对焦检测单元的对焦控制。
6.根据权利要求5所述的对焦控制装置,其特征在于,
所述对焦检测单元在与所述相位差检测单元的对焦面相对不同的光学位置上具有对焦面,
所述对焦控制装置还包括定时控制单元,所述定时控制单元在使用所述相位差检测单元的对焦控制开始后,开始进行使用所述对焦检测单元的对焦控制。
7.一种摄像装置,其特征在于,
所述摄像装置安装有权利要求1至权利要求6中任一项所述的对焦控制装置。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20081119 |