CN101738826B - 聚焦控制装置和聚焦控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供聚焦控制装置和聚焦控制方法。即使在被拍摄体中存在点光源的情况下或在判定点光源的有无时错误地将通常的被拍摄体错误判定为点光源的情况下，也能够较短地抑制聚焦透镜的驱动时间，进行快速的聚焦动作。根据图像内的高亮度区域和低亮度区域的信息，计算最优的聚焦透镜工作范围，根据高亮度区域和低亮度区域的变化量，连续地改变聚焦透镜工作范围，同时驱动聚焦透镜。

Description

聚焦控制装置和聚焦控制方法

技术领域

本发明涉及聚焦控制装置和聚焦控制方法，特别涉及较短地抑制聚焦透镜的驱动时间，能够快速进行聚焦动作的聚焦控制装置和聚焦控制方法。

背景技术

在监视用照相机、DVD(Digital Versatile Disc：数字通用光盘)照相机等诸多的摄像装置中装载有自动调整聚焦的自动聚焦(AutoFocus：以下简称为AF)功能。

在现有技术中，针对摄像装置的自动聚焦，多种多样的方式被提案、实用化。其中，一般较广泛地利用对比度检测方式，该方式对通过摄像元件摄得的图像信号实施处理，检测出图像信号的对比度信号。

存在于对被拍摄体进行摄像时的轮廓部分等中的图像信号的高频成分，聚焦越精确则变得越大。这与被拍摄体的轮廓部分的明亮部与暗部的亮度级差、即对比度变大的情况同等。对比度检测方式是利用此性质的方式，为了使焦点聚焦于期望的被拍摄体，向图像信号的高频成分较大的方向控制聚焦透镜即可。

该检测方式也被称为登山方式。如果在使聚焦透镜移动的同时，利用HPF(High Pass Filter：高通滤波器)从在各透镜位置摄得的图像信号抽出高频成分计算AF评价值，则显现正确的聚焦位置的AF评价值成为最顶峰(山的顶点)这样的山峰特性。

此处，在为截止频率较高的HPF的情况下，针对夜景等存在点光源的被拍摄体能够获得稳定的AF评价值的峰值(AF评价值的山峰)，但是针对对比度低的被拍摄体，AF评价值的顶峰的倾斜缓慢，难以获得正确的焦点位置(AF评价值为峰值的透镜位置)。在为截止频率较低的HPF的情况下，针对对比度低的被拍摄体能够获得AF评价值的峰值，但是针对夜景等存在点光源的被拍摄体，容易产生被称为疑似顶峰的伪峰值，难以获得正确的焦点位置。

与此相关，专利文献1公开了如下方法：在判定在聚焦区域内同时存在高亮度区域和低亮度区域的情况下，当作存在点光源，将HPF的截止频率从较低的设定变更为较高的设定，提高聚焦精度。

此外，专利文献2公开了如下方法：对于如夜景那样出现多个点光源的被拍摄体，根据高亮度图像在摄得的被拍摄体像中所占的比例进行AF评价值的修正，根据该修正AF评价值确定聚焦点。

专利文献1：日本特开2007-108412号公报

专利文献2：日本特开2005-122016号公报

发明内容

图1是表示聚焦位置与对比度信号(AF信号)的关系的特性图。在无点光源的通常的被拍摄体条件下，如图1(a)所示，较低地设定截止频率，在聚焦位置检测出AF信号的峰值，进行聚焦。

但是，在存在点光源的被拍摄体的条件下，当如图1(b)所示那样较低地设定截止频率时，由于点光源的影响，如图1(b)的例1所示那样，周边的山峰的峰值变得比正确的聚焦位置的山峰的峰值大，或如图1(b)的例2所示那样，产生多个山峰，正确的聚焦位置的山峰的峰值消失，导致透镜被向错误的方向驱动，不能聚焦。在此情况下，如果如图1(c)所示那样较高地设定截止频率，则虽然AF信号的山峰特性的明显性变小，但能够获得一个陡峭的山峰特性，多能够聚焦。

但是，当在无点光源的通常的被拍摄体条件中较高地设定截止频率时，产生如下问题，即，如图1(d)所示，AF信号的山峰的倾斜缓慢，为小的山峰特性，因此，至聚焦为止的时间变长，或难以发现山峰的峰值位置，不能在正确的聚焦位置聚焦。

如上所述，在存在点光源的被拍摄体条件中，较高地设定截止频率时适于调焦距，在不存在点光源的被拍摄体条件中，较低地设定截止频率时适于调焦距，但是难以辨别在被拍摄体中是否包括点光源。

另一方面，作为辨别在被拍摄体中是否包括点光源的技术，虽然已知利用摄像区域内的高亮度区域信息、低亮度区域信息，或其组合信息等判定点光源的有无的技术，但是难以可靠地判定存在点光源、或无点光源。

例如，在判定聚焦区域内同时存在高亮度区域和低亮度区域的情况下，在看作存在点光源而切换HPF的截止频率的情况下，即使在通常的被拍摄体条件中白色的被拍摄体(或接近白色的被拍摄体)也接近照相机所摄得的信号的饱和等级，因此错误判定为高亮度区域的可能性高，此外，黑色的被拍摄体(或接近黑色的被拍摄体)也因同样的理由而错误判定为低亮度区域的可能性高。当发生错误判定时，存在不能设定适于被拍摄体条件的截止频率的情况，至聚焦为止所需的时间变长，或者在最坏的情况下不能聚焦。

本发明是鉴于以上的问题而完成的，其目的在于提供一种聚焦控制装置和聚焦控制方法，其例如即使在存在点光源的情况或错误地将通常的被拍摄体错误判定为点光源的情况下，也能够较短地抑制聚焦透镜的驱动时间，进行快速的聚焦动作。

解决上述问题的本发明是控制对被拍摄体进行摄像的摄像装置的聚焦的聚焦控制装置，其包括：对来自上述被拍摄体的光束进行聚光的聚焦透镜组；在光轴方向驱动该聚焦透镜组的电机驱动器；接收来自上述聚焦透镜组的光束，对该光束进行光电变换，并作为影像信号输出的摄像元件；从上述影像信号中抽出亮度信号的高频成分，生成对比度信号的对比度信号生成部；从上述影像信号抽出亮度信号的高亮度区域，生成高亮信号的高亮信号生成部；和自动聚焦控制部，其根据通过该高亮信号生成部抽出的高亮信号设定上述聚焦透镜组的驱动范围，根据通过上述对比度信号生成部抽出的对比度信号控制上述电机驱动器。

此外，本发明涉及一种聚焦控制方法，其对进行摄像的影像信号的聚焦进行控制，该聚焦控制方法包括：具有规定的聚焦调整范围的聚焦调整步骤；从上述影像信号中抽出规定的截止频率以上的高频成分，并生成对比度信号的对比度信号生成步骤；从上述影像信号抽出亮度信号的高亮度区域和低亮度区域，生成高亮信号的高亮信号生成步骤；使用在该高亮信号生成步骤生成的高亮信号判定上述亮度信号的高亮度区域的有无的第一判定步骤；和在该第一判定步骤中的判定结果是判定为有高亮度区域的情况下，使用通过上述高亮信号生成步骤生成的高亮信号，判定上述亮度信号的低亮度区域的有无的第二判定步骤。上述对比度信号生成步骤的用于抽出上述高频成分的截止频率，在上述第一判定步骤判定为有高亮度区域且在第二判定步骤判定为有低亮度区域的情况下被设定得最高，在上述第一判定步骤判定为无高亮度区域的情况下被设定得最低。上述聚焦调整步骤的聚焦调整范围，在上述第一判定步骤判定为有高亮度区域且在第二判定步骤判定为有低亮度区域的情况下被设定得最窄，在上述第一判定步骤判定为无高亮度区域的情况下被设定得最宽。

发明的效果

根据本发明，能够实现一种聚焦控制装置和聚焦控制方法，其例如即使在存在点光源的情况或错误地将通常的被拍摄体错误判定为点光源的情况下，也能够较短地抑制聚焦透镜的驱动时间，进行快速的聚焦动作，其效果为能够向用户提供高品质的图像。

附图说明

图1是表示聚焦位置与AF信号的关系的特性图。

图2是表示本发明的一个实施例中的摄像装置的整体结构的框图。

图3是截止频率规定表和AF信号的说明图。

图4是存在点光源的情况下的图像与像素数分布的说明图。

图5是本发明的一个实施例中的自动聚焦控制的流程图。

图6是表示可变焦距透镜与聚焦透镜动作范围的关系的特性图。

符号的说明

1：摄像装置；

2：透镜单元；

5：聚焦透镜组；

6：透镜原点检测电路；

8：摄像元件；

12：照相机信号处理部；

15A、15B：对比度信号生成部；

16A、16B：HPF电路；

17A、17B：积分器；

19：微型计算机部；

20：内部存储器；

30：截止频率规定表；

31A、31B：高亮信号生成部；

32A、32B：高亮检测电路；

33A、33B：运算器；

34：聚焦动作范围规定表；

HL1：第一高亮检测信号；

HL2：第二高亮检测信号；

VF1：第一对比度信号；

VF2：第二对比度信号。

具体实施方式

以下，针对本发明的一个实施例的方式，以应用于监视用照相机的例子进行说明。

图2是表示本发明的一个实施例中的摄像装置1的整体结构的框图。基于它对整体的动作进行说明。

在摄像装置1中，透镜单元2包括：对来自被拍摄体的光束进行倍率变换的可变焦距透镜组3，用于调整受光光量的光圈机构4和进行对焦调节的聚焦透镜组5，在摄像元件8的受光面形成被拍摄体的光学像。

此外，在透镜单元2中设置有由例如光断续器等构成的透镜原点检测电路6和由二极管等构成的温度检测电路7。而且，透镜原点检测电路6对可变焦距透镜组3和聚焦透镜组5的透镜原点位置进行检测，将检测结果作为控制上的透镜原点位置信息发送至控制部19。以该透镜原点位置信息为基准，以下从赋予电机驱动器23、25的信号计算出相对位置，根据该位置信息进行可变焦距透镜组3和聚焦透镜组5的驱动控制。

此外，温度检测电路7对透镜单元2附近的温度进行检测，将检测结果作为透镜单元2附近的温度信息发送至控制部19。根据该温度信息进行聚焦透镜组5的对焦位置的温度校正控制。

摄像元件8对在受光面形成的被拍摄体的光学像进行光电变换，将获得的摄像信号发送至噪声除去电路9。于是，该摄像信号之后在噪声除去电路9中被施加规定的噪声除去处理，在自动增益控制电路(AGC：Automatic Gain Controller)10中被放大至最优的等级，在模拟/数字变换电路(A/D电路)11中被进行数字变换后，作为数字摄像信号被赋予照相机信号处理部12。

照相机信号处理部12在信号变换电路13中对被供给的数字摄像信号施加规定的信号处理，由此，将数字摄像信号变换成符合例如NTSC(National Television Standards Committee：美国国家电视标准委员会)标准或PAL(Phase Alternating Line：逐行倒相)标准等规定的电视方式的标准的电视信号(影像信号)，并输出至外部。此外，照相机信号处理部12在自动光圈信号生成电路14中，根据电视信号生成与现在的摄影影像的明亮度、透镜单元2的光圈机构4的开放情况和自动增益控制的增益等相应的信号电平的自动光圈信号(AE信号)，将其发送至控制部19。

进一步，在照相机信号处理部12中设置有由第一HPF电路16A和第一积分器17A构成的第一对比度信号生成部15A，以及由第二HPF电路16B和第一积分器17B构成的第二对比度信号生成部15B。本发明的特征之一在于，第一和第二HPF电路16A、16B中的截止频率根据被拍摄体的条件，例如点光源的有无、高亮度/低亮度区域的有无等的判定条件，能够选择设定值。

接着，使用图3对截止频率和对比度信号(AF信号)进行说明。

在本实施例中，使用图3(a)所示那样的截止频率规定表30的设定值。对比度信号VF1表示第一对比度信号生成部15A的输出信号，VF2表示第二对比度信号生成部15B的输出信号。第一对比度信号生成部15A具有的第一HPF16A的截止频率在无点光源的情况下被较低地设定(低区域)，在有点光源且存在高亮度区域和低亮度区域双方的情况下被较高地设定(高区域)，在有点光源且仅存在高亮度区域的情况下被设定于两者之间(中区域)。第二对比度信号生成部15B具有的第二HPF16B的截止频率在有点光源的情况下不依赖于高亮度区域、低亮度区域的存在地被较高地设定(高区域)，在无点光源的情况下被稍低地设定(中区域)。在截止频率规定表30中，记作高区域的栏有3处，但是并不意味截止频率相同。记作中区域的2处的栏也同样。

如图3(b)的与聚焦透镜位置对应的AF信号的山峰特性(示例)所示，在截止频率较高(高区域)的情况下信号电平较低，为山峰的峰值平缓的特性，随着截止频率变低，信号电平变大，为山峰的峰值陡峭的特性。

之后说明图3(c)。返回之前的图2继续进行说明。

图2的照相机信号处理部12通过第一HPF电路16A抽出由信号变换处理电路13生成的电视信号的亮度信号的高频成分，在第一积分器17A中对其进行积分处理，由此，生成第一对比度信号VF1。此外，照相机信号处理部12通过第二HPF电路16B抽出该亮度信号的高频成分，在第二积分器17B中对其进行积分处理，由此，生成第二对比度信号VF2。

之前，如图1(a)所示，在无点光源的通常的被拍摄体条件中，截止频率为较低的设定的一般的对比度信号在令横轴为聚焦透镜位置的情况下，在正确的对焦位置显现陡峭的山峰特性。然后，照相机信号处理部12将这样得到的第一和第二对比度信号VF1、VF2发送至控制部19。而且，在该被拍摄体条件中，第二HPF电路16B被设定为，与第一HPF电路16A相比截止频率较高(图3(a)的中区域)。

此外，在照相机信号处理部12中设置有由第一高亮检测电路32A和第一运算器33A构成的第一高亮信号生成部31A，以及由第二高亮检测电路32B和第二运算器33B构成的第二高亮信号生成部31B。

接着，利用图4，对存在点光源时的图像与像素数分布进行说明。图4(a)是如(a-1)所示，与实线部的被拍摄体对焦而与点光源不对焦的情况，在(a-2)中针对摄像元件8的像素表示每个亮度等级的像素数的分布。图4(b)是如(b-1)所示，与点光源对焦而与虚线的被拍摄体不对焦的情况，在(b-2)中针对摄像元件8的像素表示每个亮度等级的像素数的分布。一般而言，优选如图4(a)那样进行对焦。

如图4(a-2)、(b-2)所示，第一高亮信号生成部31A的高亮检测阈值1以能够检测出高亮度区域的方式较高地设定，第二高亮信号生成部31B的高亮检测阈值2以能够检测出低亮度区域的方式较低地设定。此外，第一和第二高亮检测电路32A、32B以能够按照检测阈值1＞检测阈值2的关系自由地变更高亮检测阈值1和高亮检测阈值2的方式形成。

然后，照相机信号处理部12通过高亮检测电路32A抽出由该信号变换处理电路13生成的电视信号(影像信号)中的等级比亮度信号的高亮检测阈值1高的高亮度的像素数，在第一运算器33A中对其进行积分处理，由此，生成第一高亮检测信号HL1。此外，照相机信号处理部12同样地通过高亮检测电路32B抽出等级比亮度信号的高亮检测阈值2高的高亮度的像素数，接着通过在第二运送器33B中从整个像素数减去它而作为低亮度的像素数抽出，进一步在第二运算器33B中进行积分处理，由此，生成第二高亮检测信号HL2。然后，照相机信号处理部12将这样获得的第一和第二高亮检测信号HL1、HL2发送至控制部19。当然，第二高亮检测信号HL2也可以通过直接抽出等级比亮度信号的高亮检测阈值2低的低亮度的像素数，进一步在第二运算器33B中进行积分处理而生成。

在本实施例中，其特征之一在于通过使用高亮检测信号HL1和高亮检测信号HL2，即使有点光源也能够在期望的被拍摄体上对焦，其中，该高亮检测信号HL1与亮度等级高于高亮检测阈值1的高亮度的像素数相关，该高亮检测信号HL2与亮度等级低于高亮检测阈值2的低亮度的像素数相关。对此在后面进行详细说明，先对于图2的控制部19相关的控制方法进行说明。

控制部19具备CPU(Central Processing Unit：中央处理器)和内部存储器20等信息处理部。控制部19根据存储在内部存储器20中的自动光圈数据处理程序(AEP)21和自动聚焦数据处理程序(AFP)22A计算自动光圈评价值，并取得作为第一或第二对比度信号VF1、VF2的值的自动聚焦评价值，进行处理，其中，该自动光圈评价值是相对于利用自动光圈信号(AE信号)被识别的现在的摄影信号的明亮度、透镜单元2的光圈机构4的开放状况和自动增益控制电路10的增益等的评价值。

这时，如之前的图3(c)的AF信号切换(示例)所示，当控制部19判断透镜单元2的聚焦透镜组5从对焦位置离开规定距离以上时(即，对比度信号VF1的信号电平小于图中的切换阈值时)，根据第一对比度信号VF1取得自动聚焦评价值，如图中的箭形符号所示那样，对比度信号VF1的信号电平朝向变大的方向进行登山动作。与此相对，当判断聚焦透镜组5从对焦位置位于规定距离以内时(即，对比度信号VF1的信号电平大于切换阈值时)，根据第二对比度信号VF2取得自动聚焦评价值，对比度信号VF2的信号电平朝向变大的方向进行登山动作。即，第一对比度信号VF1用于自动聚焦控制的粗调整，第二对比度信号VF2用于自动聚焦控制的微调整。

而且，控制部19根据自动聚焦评价值检测对焦方向和对焦位置，并生成基于检测结果的第三电机控制信号，将其发送至第三电机驱动电路25。这样，第三电机驱动电路25根据第三电机控制信号对第三电机28进行驱动控制，使透镜单元2的聚焦透镜组5在其光轴方向上移动。由此，进行自动聚焦控制。

此外，控制部19根据自动光圈评价值、可变焦距透镜倍率信息、从透镜单元2的温度检测电路7赋予的透镜单元内温度信息、和存储在内部存储器20中的轨迹曲线数据生成第一和第二电机控制信号，将其分别发送至第一和第二电机驱动电路23、24，其中，该可变焦距透镜倍率信息表示根据来自透镜单元2的透镜原点检测电路6的透镜绝对位置信息由可变焦距透镜轨迹数据处理程序22B获得的现在的可变焦距透镜倍率。于是，第一电机驱动电路23根据第一电机控制信号对第一电机26进行驱动控制，使透镜单元2的可变焦距透镜组3在其光轴方向上移动。由此进行可变焦距透镜控制。第二电机驱动电路24根据第二电机控制信号对第二电机27进行驱动控制，该第二电机27驱动透镜单元2的光圈。由此进行自动光圈控制。

可变焦距透镜组3根据来自可变焦距透镜按钮的信号、来自计算机的控制命令被控制，聚焦透镜组5根据轨迹曲线数据、温度信息被控制。

进一步，控制部19根据该自动光圈评价值控制电子快门29的快门速度，使得相对于摄像元件8的曝光时间增加或减少，由此，对在该摄像元件8的受光面上形成的被拍摄体的光学像的光量进行调整，并根据该自动光圈评价值，进行自动增益控制电路10中的增益调整。

在本实施例中，特征之一在于，根据高亮度像素区域和低亮度像素区域的变化信息，使聚焦动作范围变化，进行快速的聚焦。

再次使用图4的从高亮度至低亮度的像素数分布的一例对上述情况进行说明。

在通常的被拍摄体条件中，高亮度像素、低亮度像素在整体中占有的比例不高，中间亮度的像素数占大部分。与此相对，在有点光源的被拍摄体条件中，高亮度像素的比例增加，但是如图4(a)所示，在实线的被拍摄体上对焦，而在点光源上未对焦的情况下，不会发生显著的增加。这时，低亮度像素的比例也不会显著地增加。

但是，如图4(b)所示，当在点光源上对焦，作为目标的被拍摄体模糊时，点光源部分的外观的大小变大，因此高亮度像素的比例显著增加。此外，随着在画面上所占的高亮度比例的增加，曝光控制发挥作用，以使该高亮度部分的明亮度与最优值一致，于是点光源的周围变暗。因此，低亮度像素的比例也为增加的倾向。

考虑有点光源的被拍摄体条件中的以上的特性，首先将第一高亮信号生成部31A的高亮检测阈值1设定为在对焦时能够将点光源作为高亮度像素检测出的较高的亮度等级。由此，亮度高于高亮检测阈值1的高亮度像素在第一高亮检测电路32A中被检测出，其个数在第一运算器33A中被进行积分处理，生成第一高亮检测信号HL1。从而，如果点光源的大小变大，则高亮检测信号HL1变大，如果点光源的大小变小，则高亮检测信号HL1也变小。

同样，将第二高亮信号生成部31B的高亮检测阈值2设定为较低的亮度等级，以能够检测出在有点光源的被拍摄体条件中由于点光源的影响而使得周围的被拍摄体成为暗影溢出的像素。由此，亮度低于高亮检测阈值2的低亮度像素在第二高亮检测电路32B中被检测出，其个数在第二运算器33B中被进行积分处理，生成第二高亮检测信号HL2。从而，如果点光源的影响变大，则高亮检测信号HL2变大，如果点光源的影响变小，则高亮检测信号HL2也变小。

照相机信号处理部12将这样获得的第一和第二高亮检测信号HL1、HL2发送至控制部19。

接着，控制部19计算出第一和第二高亮检测信号HL1、HL2各自的变化量，根据其计算结果计算出最优的聚焦工作范围，此外，设定上述的第一和第二对比度信号VF1、VF2的截止频率。利用流程图对此处理进行说明。

图5是本发明的一个实施例中的自动聚焦控制的流程图。对该图进行说明。

首先，在步骤S501中，设定第一HPF电路16A和第二HPF电路16B的截止频率。作为初始值，利用在判断无点光源的情况下的比较低的截止频率的设定，从图2和图3的截止频率规定表30中选择无高亮度区域时的表，进行设定，令与对比度信号VF1相关的第一HPF电路16A的截止频率为低区域，令与对比度信号VF2相关的第二HPF电路16B的截止频率为中区域。

控制部19在步骤S502中，取得第一和第二高亮检测信号HL1、HL2。

在步骤S503中，判定第一高亮检测信号HL1是否超过规定的第一像素数阈值，判定是否有高亮度区域。在未超过阈值的情况下(图中为否(NO))判断为无高亮度区域，即在被拍摄体中无点光源，在步骤S504中根据现有的方式计算出聚焦工作范围。因为上述HPF电路的截止频率为在步骤S501中设定的截止频率即可，所以在此状态下结束流程。

此处，利用图6，对可变焦距透镜3的从宽侧至远侧之间的位置和聚焦透镜5的位置进行说明，继续说明。图6是表示可变焦距透镜位置与聚焦透镜工作范围的关系的特性图。图6(a)表示判断为无点光源的情况。如果令某特定的可变焦距透镜的位置A处的从NEAR极限至FAR极限的距离即聚焦工作范围为Fstroke，则表示为

Fstroke(A)＝f0            (数学式1)，

此处，因为未利用现有的方式对本发明所述的新的聚焦工作范围进行可变控制，所以在表示为

Fstroke(A)＝k*f0          (数学式2)

的情况下，k＝1。即，根据可变焦距透镜的位置设定预先规定的一定的聚焦工作范围。

接着，在图5的步骤S503中，在判定第一高亮检测信号HL1超过像素数阈值的情况下(图中的是(YES))，判断有高亮度区域，即在被拍摄体中有点光源，在步骤S505中判定第二高亮检测信号HL2是否超过规定的第二像素数阈值。在未超过阈值的情况下(图中为否(NO))，判断无低亮度区域，即仅存在高亮度区域。在此情况下，能够判断，在被拍摄体中虽然存在点光源，但是聚焦透镜位置位于比较正确的对焦点的附近的可能性高。

在步骤S506中，设定第一HPF电路16A和第二HPF电路16B的截止频率。在判断虽然存在点光源，但是聚焦透镜位置位于比较正确的对焦点的附近的情况下，因为比较高的截止频率的设定有效，所以从图2和图3的截止频率规定表30中选择有高亮度区域时的表，设定对比度信号VF1为中区域，设定对比度信号VF2为高区域。

接着，在步骤S507中，从图2的聚焦工作范围规定表34中选择高亮度像素用的工作范围表。如果令被选择的聚焦工作范围为Fstroke，则能够同样地表示为

Fstroke(A)＝k*f0        (数学式2)，

其中，k＜1。即，如图6(b)所示，与以现有的方式设定的聚焦工作范围相比，窄的聚焦工作范围成为基准。

进一步，在步骤S508中利用高亮度区域的变化量(即高亮度像素数的变化)ΔHpixel使工作范围变化，结束流程。令

Fstroke(A)＝k*f0/ΔHpixel(k＜1)        (数学式3)，

根据本计算式，计算聚焦驱动范围即可。

即，之所以高亮度区域的变化量大，是由于点光源的影响而发生了模糊的可能性较高，因此优选较窄地设定聚焦驱动范围。在(数学式3)中令Fstroke(A)与ΔHpixel成反比例的情况是一个示例。在伴随ΔHpixel的增加Fstroke(A)减少的范围内也可以使用其它方法。

其中，聚焦工作范围规定表34中的工作范围表也可以为

Fstroke(A)＝k*f1/ΔHpixel       (数学式4)，

k＝1不变即可。即，令也可以令f1为函数，以其它相关关系设定与可变焦距透镜位置对应的NEAR极限/FAR极限的基准表。

接着，在步骤S505中，在第二高亮检测信号HL2超过像素数阈值的情况下(图中的是)，能够判断不仅存在低亮度区域，即在被拍摄体中存在点光源，而且在画面上点光源所占的比例较大(例如点光源的数目多)，或由于点光源的影响，聚焦透镜位置偏离正确的对焦位置(画面上产生了模糊)的可能性高。在这样的情况下，作为自动聚焦评价值的山峰特性，产生疑似山峰等成为特异的山峰形状的可能性高。

接着，在步骤S509中，设定第一HPF电路16A和第二HPF电路16B的截止频率。在判断不仅有点光源而且其影响非常大的情况下，因为更高的截止频率的设定有效，所以从图2和图3的截止频率规定表30中选择高亮度/低亮度像素用的表，设定对比度信号VF1、对比度信号VF2均为高区域。这时，也可以在截止频率规定表30中进一步设置高区域的设定值，令对比度信号VF2为该设定。

接着，在步骤S510中，从图2的聚焦工作范围规定表34中选择高亮度/低亮度像素用的工作范围表。如果令被选择的聚焦工作范围为Fstroke，则能够同样地表示为

Fstroke(A)＝k*f0        (数学式2)，

其中，k＜＜1。如图6(c)所示，成为比在图6(b)中设定的聚焦工作范围更窄的聚焦工作范围。

接着，在步骤S511中，利用考虑高亮度区域和低亮度区域双方后的变化量ΔHlpixel使工作范围变化，结束流程。

Fstroke(A)＝k*f0/ΔHlpixel(k＜＜1)        (数学式5)，

根据本计算式计算出聚焦驱动范围即可。

这时，如果令低亮度区域的变化量为ΔLpixel，则

ΔHLpixel＝ΔHpixel+ΔLpixel        (数学式6)，

即，在高亮度区域的变化量的基础上，低亮度区域的变化量也大的情况为，因点光源而发生模糊的可能性更高，因此，优选更窄地设定聚焦驱动范围。

而且，聚焦工作范围规定表34中的工作范围表为

Fstroke(A)＝k*f2/ΔHLpixel        (数学式7)，

令f2为函数，设定其它的相关关系的表，保持k＝1不变即可。此外，考虑高亮度区域和低亮度区域双方后的变化量也可以为

ΔHLpixel＝ΔHpixel/ΔLpixel        (数学式8)，

作为两者的比例而取得，例如根据高亮度区域的变化量、低亮度区域的变化量切换计算方法即可。

根据以上述方式计算出的结果设定HPF电路的截止频率，设定聚焦工作范围，由此，使得能够快速地在作为目的的被拍摄体上对焦。

控制部19根据自动聚焦评价值检测对焦方向和对焦位置，并生成基于检测结果的第三电机控制信号，将其发送至第三电机驱动电路25。于是，第三电机驱动电路25根据第三电机控制信号对第三电机28进行驱动控制，使透镜单元2的聚焦透镜组5在其光轴方向上移动，逐渐接近正确的对焦位置。

这时，在检测出基于自动聚焦评价值的对焦方向和对焦位置之前已到达控制上的端点的情况下，控制部19根据检测结果生成使驱动反转的第三电机控制信号，将其发送至第三电机驱动电路25，因此开始向正确的对焦位置的方向动作。

而且，在上述的实施方式中，在检测出第一高亮检测信号HL1超过像素数阈值，即在判断被拍摄体中存在点光源的情况下，也可以不实施利用第二高亮检测信号HL2的判定，从聚焦工作范围规定表34中选择高亮度像素用的工作范围表，根据高亮度区域的变化量(即高亮度像素数的变化)计算出聚焦驱动范围。或者，也可以根据高亮度区域的变化量从高亮度像素用的工作范围表进行向高亮度/低亮度像素用的工作范围表的切换，再次根据高亮度区域的变化量计算出聚焦驱动范围。

此外，在上述实施方式中，也可以在从聚焦工作范围规定表34中选择的工作范围表的信息和高亮度/低亮度区域的变化量的信息上增加可变焦距透镜的位置信息，按照能够根据可变焦距透镜位置进一步变化的方式计算出聚焦驱动范围。

Fstroke(A)＝k*f0/ΔHLpixel        (数学式9)，

此外，在上述的实施方式中，也可以代替根据从聚焦工作范围规定表34中选择的工作范围表的信息和高亮度/低亮度区域的变化量的信息计算聚焦驱动范围，而计算驱动速度，在使聚焦透镜驱动速度变化的同时进行控制。

Fspeed(A)＝k1spd*f0/ΔHLpixel        (数学式10)，

此处，k1spd表示计算驱动速度时的任意的系数。Fspeed表示聚焦透镜驱动速度。

此外，在上述的实施方式中，在进行伴随自动聚焦控制的可变焦距透镜驱动的情况下，也可以代替根据从聚焦工作范围规定表34中选择的工作范围表的信息和高亮度/低亮度区域的变化量的信息计算聚焦驱动范围，而计算可变焦距透镜驱动速度，例如在从广角侧向望远侧变焦的情况下，进行使可变焦距透镜驱动速度缓慢的控制。

Zspeed(A)＝k2spd*f0/Δ用pixel        (数学式11)，

此处，k2spd表示计算驱动速度时的任意的系数。Zspeed表示可变焦距透镜驱动速度。

如上所述，根据高亮度区域和低亮度区域的比例的信息，计算最优的聚焦透镜工作范围，根据高亮度区域和低亮度区域的变化量使聚焦透镜工作范围连续变化，因此，即使在存在点光源的情况下或错误地将通常的被拍摄体错误判定为点光源的情况下，也能够较短地抑制聚焦透镜的驱动时间，能够进行快速的聚焦。

以上，对本发明的实施例进行了说明，但这仅仅是一个示例，并不限定本发明。此外，不受点光源的影响地在期望的被拍摄体上对焦的方法能够考虑各种各样的变形例，它们均属于本发明的范畴。

Claims (3)

1.一种聚焦控制装置，其控制对被拍摄体进行摄像的摄像装置的聚焦，该聚焦控制装置的特征在于，包括：

对来自所述被拍摄体的光束进行聚光的聚焦透镜组；

在光轴方向驱动该聚焦透镜组的电机驱动器；

接收来自所述聚焦透镜组的光束，对该光束进行光电变换，并作为影像信号输出的摄像元件；

从所述影像信号中抽出亮度信号的高频成分，生成对比度信号的对比度信号生成部；

从所述影像信号抽出亮度信号的高亮度区域，生成高亮信号的高亮信号生成部；和

自动聚焦控制部，其根据通过该高亮信号生成部抽出的高亮信号设定所述聚焦透镜组的驱动范围，根据通过所述对比度信号生成部抽出的对比度信号控制所述电机驱动器，

所述对比度信号生成部抽出经由第一截止频率的高通滤波器获得的第一对比度信号，和经由比所述第一截止频率高的第二截止频率的高通滤波器获得的第二对比度信号，

所述自动聚焦控制部首先根据所述第一对比度信号进行自动聚焦控制，在所述第一对比度信号的大小超过规定值的情况下，根据所述第二对比度信号进行自动聚焦控制，

所述对比度信号生成部在所述高亮信号表示在所述亮度信号中具有高亮度区域的情况下，与表示没有高亮度区域的情况相比，更高地设定抽出高频成分的高通滤波器的截止频率。

2.如权利要求1所述的聚焦控制装置，其特征在于：

所述自动聚焦控制部在所述高亮信号表示在所述亮度信号中具有高亮度区域的情况下，与表示没有高亮度区域的情况相比，更窄地设定所述聚焦透镜组的驱动范围。

3.一种聚焦控制方法，其对进行摄像的影像信号的聚焦进行控制，该聚焦控制方法的特征在于，包括：

具有规定的聚焦调整范围的聚焦调整步骤；

从所述影像信号中抽出规定的截止频率以上的高频成分，并生成对比度信号的对比度信号生成步骤；

从所述影像信号抽出亮度信号的高亮度区域和低亮度区域，生成高亮信号的高亮信号生成步骤；

使用在该高亮信号生成步骤生成的高亮信号判定所述亮度信号的高亮度区域的有无的第一判定步骤；和

在该第一判定步骤中的判定结果是判定为有高亮度区域的情况下，使用通过所述高亮信号生成步骤生成的高亮信号，判定所述亮度信号的低亮度区域的有无的第二判定步骤，

所述对比度信号生成步骤的用于抽出所述高频成分的截止频率，在所述第一判定步骤判定为有高亮度区域且在第二判定步骤判定为有低亮度区域的情况下被设定得最高，在所述第一判定步骤判定为无高亮度区域的情况下被设定得最低，

所述聚焦调整步骤的聚焦调整范围，在所述第一判定步骤判定为有高亮度区域且在第二判定步骤判定为有低亮度区域的情况下被设定得最窄，在所述第一判定步骤判定为无高亮度区域的情况下被设定得最宽。

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