CN102713714A - 自动聚焦装置 - Google Patents

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Abstract

一种自动聚焦装置，包括：用于聚焦单元的位置检测单元、用于所述聚焦单元的驱动单元、使用相位差方法的焦点检测单元、用于拾取对象的图像的对比度获取单元、以及基于对比度的聚焦确定单元、基于由焦点检测单元获得的聚焦信息的用于对象的周期性图案确定单元、用于驱动聚焦单元的目标位置设置单元、以及聚焦方向确定单元，当对象具有周期性图案时，所述装置确定对焦点的方向，在对焦点的确定出的方向上设置目标位置，朝向目标位置驱动聚焦单元，并且通过使用聚焦确定单元确定是否实现了对焦状态。

Description

自动聚焦装置
技术领域
本发明涉及一种用于拾取对象的图像的自动聚焦装置。
背景技术
传统地，作为图像拾取装置（诸如相机和摄像机等）中的自动聚焦（AF）技术，已经进行各种建议。例如，建议了使用通过透镜（TTL）方法的相位差自动聚焦，其中，在成像光学系统中的光学路径中提供分离单元，并且使用分离的光束来检测聚焦状态以执行自动聚焦控制。此外，还建议了使用非TTL方法的外部测距自动聚焦，其中，使用既不进入也不穿过成像光学系统的光束。此外，建议了一种使用所谓的爬山方法的图像自动聚焦，其中，从图像拾取元件输出的图像信号用于计算聚焦估计值。此外，建议了一种混合自动聚焦系统，其中，图像自动聚焦与相位差自动聚焦或外部测距自动聚焦组合。
在使用例如相位差自动聚焦的TTL方法或例如外部测距自动聚焦的非TTL方法的聚焦检测装置中，通过使用从聚焦检测装置输出的图像信号执行相关计算来确定相位差。在此情况下，使用两个图像之间的一致性程度作为相关估计值来确定真实聚焦点。通常，基于相位差（相关估计值通过该相位差取得极值和最大值）来确定相对于聚焦建议点的失焦(defocus)量。然而，在从聚焦检测装置获得的数据具有周期性图案的情况下，当执行聚焦检测计算时计算出具有基本上相同相关估计值的多个聚焦建议点。因此，难以获得真实聚焦目标位置。
专利文献1建议了一种方法，其中，当检测到具有周期性图案的对象时，假设从相位差传感器输出的数据的对比度值取得最大值的点为真实聚焦点，并且在各个聚焦建议点中搜索真实聚焦点。此外，在专利文献2、3和4的混合自动聚焦系统中的每一个中，建议了一种涉及通过针对具有周期性图案的对象仅使用图像自动聚焦来搜索对比度取得最大值的聚焦点的方法。
引文列表
专利文献
PTL1:日本专利申请公开No.S63-262611
PTL2:日本专利申请公开No.2006-301150
PTL3:日本专利申请公开No.2007-264299
PTL4:日本专利申请公开No.2009-063921
发明内容
技术问题
然而，专利文献1、2、3和4中建议的方法中的每一个是涉及通过使用采用对比度估计值的所谓爬山方法来搜索最终聚焦点的方法，因此难以快速地实现对焦（in-focus）条件。此外，在通过仅使用对比度估计值来搜索聚焦点的方法的情况下，当聚焦调整单元在搜索期间高速操作时，光轴方向上的对比度估计值的采样间隔增加，从而可能略过真实聚焦点。因此，在尤其用于运动图像的拍摄的情况下，很可能的是，拾取运动图像的人可能对在实现对焦状态之前拾取的图像感到不适。
鉴于上述情况，本发明的目的是要解决上述问题，并且提供一种通过对具有周期性图案的对象正确地执行自动聚焦控制而具有优异可用性的自动聚焦装置。
问题的解决方案
为了达到上述目的，根据本发明，提供一种自动聚焦装置，包括：图像拾取光学系统，包括聚焦透镜单元；聚焦位置检测单元，用于检测聚焦透镜单元的位置；聚焦驱动单元，用于驱动聚焦透镜单元；图像拾取单元，用于使用已经穿过图像拾取光学系统的光束来拾取对象的图像；焦点检测单元，用于使用来自对象的光束通过相位差方法来检测聚焦信息；对比度获取单元，用于使用由图像拾取单元获得的图像拾取信号来获取对比度估计值；聚焦确定单元，用于基于对比度估计值而确定是否实现了对焦状态；周期性图案确定单元，用于基于由焦点检测单元提供的聚焦信息而确定对象是否具有周期性图案；目标位置设置单元，用于设置聚焦透镜单元的目标位置；以及聚焦方向确定单元，用于确定对焦点的方向，其中，当周期性图案确定单元确定对象具有周期性图案时，聚焦方向确定单元确定对焦点的方向，目标位置设置单元在对焦点的方向上设置聚焦透镜单元的目标位置，聚焦驱动单元把聚焦透镜单元朝向目标位置驱动，并且聚焦确定单元确定是否实现了对焦状态。
本发明的有益效果
根据本发明，可以通过适当地设置自动聚焦操作来获得对于具有周期性图案的对象具有优异可用性的自动聚焦的效果。
附图说明
图1是本发明的第一实施例中的系统的结构视图。
图2A是第一实施例中的自动聚焦传感器的结构视图。
图2B是示出第一实施例中的拍摄图像的示例的视图。
图3是第一实施例中的处理的流程图1。
图4是示出第一实施例中的相位差传感器的输出值的示例的视图。
图5是示出第一实施例中的相关估计值的示例的视图。
图6是第一实施例中的处理的流程图2。
图7是第一实施例中的处理的流程图3。
图8是第一实施例中的处理的流程图4。
图9是示出第一实施例中的聚焦建议点的示例的视图。
图10是第一实施例中的处理的流程图5。
图11是示出第一实施例中的聚焦建议点和对比度估计值的示例的视图。
图12是示出第一实施例中的聚焦的改变的视图。
图13是本发明的第二实施例中的处理的流程图1。
图14是第二实施例中的处理的流程图2。
图15是示出第二实施例中的聚焦建议点和对比度估计值的示例的视图。
图16是示出第二实施例中的聚焦的改变的视图。
图17是本发明的第三实施例中的处理的流程图1。
图18是第三实施例中的处理的流程图2。
图19是示出第三实施例中的聚焦建议点和对比度估计值的示例的视图。
图20是示出第三实施例中的聚焦的改变的视图。
图21是本发明的第四实施例中的处理的流程图1。
图22是第四实施例中的处理的流程图2。
图23A是示出第四实施例中的对比度估计值的示例的视图。
图23B是示出第四实施例中的对比度估计值的示例的视图。
图23C是示出第四实施例中的对比度估计值的示例的视图。
[图24]图24是示出第四实施例中的聚焦建议点和对比度估计值的示例的视图。
图25是示出第四实施例中的聚焦的改变的视图。
具体实施方式
以下基于附图详细描述本发明的实施例。
第一实施例
图1示出本发明的第一实施例中的自动聚焦装置100的结构。
自动聚焦装置100包括构成图像拾取光学系统的聚焦透镜单元111以及连接到聚焦透镜单元111的作为聚焦驱动单元的聚焦电机112。聚焦电机112由聚焦驱动器113驱动，以在光轴方向上移动聚焦透镜单元111。聚焦透镜单元111的位置由聚焦位置检测单元114检测。
在聚焦透镜单元111的像平面侧上，布置半镜(half-mirror)121。已经进入图像拾取光学系统的光束穿过聚焦透镜单元111，并且被划分为穿过半镜121的光束和由半镜121反射的光束。已经穿过半镜121的光束进入图像拾取元件140。图像拾取元件140是电荷存储型图像传感器，并且由CMOS传感器或CCD传感器构成。在半镜121上反射的光束进入在与图像拾取元件140共轭(conjugate)的位置处布置的焦点检测单元122。
焦点检测单元122包括多对次级成像透镜（未示出）以及作为相位差传感器的自动聚焦传感器（未示出）。在自动聚焦传感器中提供多个区域传感器。已经穿过半镜121的光束被划分为两部分，并且通过多对次级成像透镜中的每一对而在多个区域传感器的每一个上形成一对对象图像（下文中被称为两个图像）。多个区域传感器中的每一个对这两个图像进行光电转换，并且输出两个图像信号。根据这两个图像信号，可以获得根据自动聚焦装置100的聚焦状态的相位差。
当自动聚焦装置100对于在特定距离处的特定对象处于对焦时，与两个图像之间的间隔相对应的相位差指示特定值。当自动聚焦装置100的聚焦相对于对象在更接近像平面的一侧上实现时（即在所谓的前焦点的情况下），相位差小于该特定值。另一方面，当聚焦相对于对象在更远离像平面的一侧上实现时（即在所谓的后焦点的情况下），相位差大于该特定值。以此方式，焦点检测单元122具有检测由进入自动聚焦装置100的光形成的对象图像之间的相位差的功能。
CPU 130包括相位差焦点计算单元131、对比度焦点计算单元（对比度获取单元）132、失焦量计算单元133和透镜控制单元134。从焦点检测单元122输出的两个图像信号输入到相位差焦点计算单元131。此外，图像处理单元141把从图像拾取元件140输出的图像拾取信号转换为图像信号，该图像信号被输入到对比度焦点计算单元132。在该实施例中，在假设图像信号的更新时段是16毫秒的情况下给出描述。
相位差焦点计算单元131对从焦点检测单元122输出的两个图像信号执行相关计算，以计算这些图像信号之间的相位差。两个图像之间的一致性程度被用作相关估计值。相关估计值取得极值时所用的相位差被设置为聚焦建议点。此外，在各个聚焦建议点当中，在相关估计值取得最大值处的点被设置为最有希望的聚焦建议点。
对比度焦点计算单元132获得从图像处理单元141输出的图像信号，并且从图像信号中提取高频分量。随后，对比度焦点计算单元132根据高频分量生成表示对象图像的对比度状态的对比度估计值。从图像处理单元141输出的图像信号周期性地更新。对比度焦点计算单元132与图像信号的更新时段同步地生成对比度估计值。然后，对比度焦点计算单元132确定在对比度估计值取得最大值处的点是聚焦点。
失焦量计算单元133基于相位差焦点计算单元131和对比度焦点计算单元132的计算结果来计算聚焦透镜单元111的失焦量。
因此，使用焦点检测单元122中提供的相位差传感器来计算多个失焦量。计算出的失焦量被输入到透镜控制单元134。透镜控制单元134使用聚焦位置检测单元114来获得聚焦透镜单元111的位置。随后，透镜控制单元134根据由失焦量计算单元133（目标位置设置单元）计算出的失焦量来将聚焦透镜单元111驱动到目标位置。此时，透镜控制单元134经由聚焦驱动器113驱动聚焦电机112来移动聚焦透镜单元111，以使得聚焦透镜单元111在光轴方向上移动到计算出的目标位置。以此方式，执行自动聚焦。
在此，图2A示出图像拍摄屏幕中的聚焦检测区域的示例。图2A示出各个聚焦检测区域501至527。图2A示出其中总共包括21个聚焦检测区域的示例，分别在拍照范围的上部、中部和下部的每一个中横向布置所设置的七个聚焦检测区域。从左侧起按顺序在上部中提供聚焦检测区域501至507，从左侧起按顺序在中部中提供聚焦检测区域511至517，以及从左侧起按顺序在下部中提供聚焦检测区域521至527。
失焦量计算单元133存储并保留其中可以拍摄图像的图像拍摄范围（图像获取屏幕）中预设的多个聚焦检测区域的位置（坐标）以及聚焦检测区域的形状（大小）。通过改变设置，可以改变聚焦检测区域的位置、其大小等。在该实施例中，假设通过使用图1的开关201来选择聚焦检测区域。
图2B示出其中选择以图2A所示的聚焦检测区域514来拍摄对象的拍照图像。如图2B所示，对象具有所谓的带状图案并且因此具有周期性图案。在第一实施例中，描述其中在图2B所示的图像拍摄组成中执行对具有周期性图案的对象的聚焦的示例。
图3是示出自动聚焦装置100中的自动聚焦处理的流程的流程图。CPU 130根据存储器（未示出）中存储的计算机程序来控制这些处理。
当接通自动聚焦装置100的电源时，从步骤S101执行CPU 130的处理。在步骤S101中，透镜控制单元134经由聚焦位置检测单元114获得聚焦透镜单元111的位置F（0）。
接下来，CPU 130进入步骤S102，以选择由开关201选择的聚焦检测区域，并且激活焦点检测单元122中的相位差传感器。随后，CPU 130进入步骤S103。
在步骤S103中，相位差焦点计算单元131从焦点检测单元122获得两个图像信号，并且计算由开关201选择的聚焦检测区域514中的相位差。图4和图5分别示出在上述处理期间的两个图像信号以及作为计算出的聚焦信息的相位差和相关估计值的示例。对象具有上述周期性图案，因此从自聚焦检测区域514获得的图像数据获得图4所示的波形。在此情况下，可以如图5所示绘制指示每个相位差的在两个图像之间的一致性程度的相关估计值。如图5所示，获得每个均具有相位差及其相关估计值的聚焦建议点C（1）至C（5）。存储聚焦建议点的数量和每个聚焦建议点的索引。
当对象没有周期性图案时，产生在相应的各个聚焦建议点处的相关估计值之间的差，并且因此可以选择真实的聚焦建议点。然而，对象具有周期性图案的情况的特性在于，各个相关估计值基本上取得相等的值，如图5所示。因此，甚至当C（3）是真实聚焦点时，C（3）的相关估计值基本上等于其它相关估计值，并且因此难以确定C（1）至C（5）中的哪一个是真实聚焦建议点。
描述返回图3的流程图。接下来，处理流程进入步骤S120，其中，相位差焦点计算单元131（周期性图案确定单元）确定对象是否具有周期性图案。在此，作为示例，通过采用以下方法给出描述：其中，当上述聚焦建议点C（1）至C（5）的相应的相关估计值之间的差落入预定范围内时确定存在周期性图案。
图6示出指示周期性图案确定的示例的子例程的流程图。首先，在步骤S171中，确定步骤S103中计算出的聚焦建议点的数量是2还是更大。当聚焦建议点的数量是2或更大时，处理流程进入步骤S172，而当其数量小于2时，处理流程进入步骤S177。在步骤S172和步骤S173中，搜索并且存储各个相关估计值的最小值和最大值。接下来，处理流程进入步骤S174，其中，计算步骤S172和S173中获得的相关估计值的最小值和最大值之差，并把该差存储为相关估计值范围。随后，处理流程进入步骤S175，其中，相关估计值范围与预定阈值β比较。在步骤S175中，在相关估计值范围小于阈值β的情况下，确定结果为真，并且处理流程进入步骤S176。当在步骤S175中估计结果为假时，处理流程进入步骤S177。在步骤S176中，存储存在周期性图案的结果，并且结束用于周期性图案确定的子例程。在步骤S177中，存储存在正常图案的结果，并且结束用于周期性图案确定的子例程。注意，β是任意值，并且预定值可以预先写入程序中以用于β，或可以采用这样的结构：其中，可以通过提供音量控制器（volume）或开关（未示出）来外部地执行用于β的值的规范和选择。
描述返回图3的流程图。作为步骤S120中的确定的结果，当确定存在周期性图案时，处理流程进入步骤S121。在步骤S120中，当确定不存在周期性图案时，处理流程进入步骤S150。
在步骤S121中，执行聚焦方向确定。在此，通过采用图7的流程图作为示例来执行方向确定。首先，在步骤S181中，确定由透镜控制单元134在步骤S101中检测的聚焦透镜单元111的位置F（0）是否位于相对于整个聚焦区域的无限远侧(infinite side)上。当步骤S181中的确定结果为真时（即当位置F（0）位于无限远侧上时），在步骤S182中将聚焦方向设置到近距离侧(close side)，并且该处理结束。另一方面，当步骤S181中的确定结果为假时（即当位置F（0）位于近距离侧时），在步骤S183中将聚焦方向设置到无限远方向，并且该处理结束。例如，聚焦透镜单元的位置F（0）位于比可移动范围中的中间点更靠近无限远侧，聚焦方向可以设置为近距离侧，而当其位置F（0）位于比可移动范围中的中间点更靠近近距离侧时，聚焦方向可以设置为无限远方向。
描述返回图3的流程图。接下来，处理流程进入步骤S122，其中，失焦量计算单元133把与步骤S121中确定的聚焦方向对应的聚焦建议点当中最接近的聚焦建议点设置在变量i中。
图8示出步骤S122中的子例程。首先，在步骤S191中，涉及步骤S121中确定的聚焦方向。当聚焦方向是无限远方向时，处理流程进入步骤S192，而当聚焦方向是近距离侧时，处理流程进入步骤S196。在步骤S192中，值1被设置给索引变量j，处理流程进入步骤S194。在步骤S194中，失焦量计算单元133计算与聚焦建议点C（j）相对应的聚焦透镜单元111的聚焦建议位置F（j）。随后，确定F（0）与F（j）之间的位置关系。当F（0）比F（j）更接近时（即当确定结果为真时），处理流程进入步骤S195。另一方面，当步骤S194中的确定结果为假时，处理流程进入步骤S193。在步骤S193中，索引变量j递增。然后，再次从步骤S194执行处理。在步骤S196中，在索引变量j中设置聚焦建议点的数量。也就是说，把与图3的步骤S103中计算出的聚焦建议点当中具有最后索引的聚焦建议点对应的索引设置给变量j。随后，处理流程进入步骤S197，其中，与步骤S194相似，计算F（j），并且确定F（0）与F（j）之间的位置关系。当F（0）比F（j）位于更远时（即当确定结果为真时），处理流程进入步骤S195，而当确定结果为假时，处理流程进入步骤S198。在步骤S198中，索引变量j递减，并且从步骤S197起再次执行处理。在步骤S195中，索引变量j被设置给变量i作为邻近聚焦建议点，并且子例程结束。
此处，图9示出每个聚焦建议点C（i）和与C（i）对应的聚焦透镜单元的每个位置F（i）。例如，如图9所示，当步骤S101中检测的聚焦透镜单元111的位置F（0）位于近距离侧上的位置处时，步骤S121中的聚焦方向确定指示聚焦方向是无限远方向。此外，在步骤S122中，最接近F（0）的聚焦建议点的索引是1，因此值1被设置给变量i。
接下来，在步骤S123中，失焦量计算单元133计算聚焦透镜单元111的失焦量和驱动速度，并且计算与聚焦建议点C（i）相对应的聚焦透镜单元111的聚焦建议位置F（i）作为目标位置。与每个C（i）相对应的每个F（i）具有如图9所示的关系。稍后描述确定失焦量和驱动速度的方法的细节。接下来，处理流程进入步骤S124，其中，透镜控制单元134使用聚焦驱动器113和聚焦电机112以上述驱动速度将聚焦透镜单元111驱动到聚焦建议位置F（i）。此后，在步骤S125中，对比度焦点计算单元132从图像处理单元141获得图像信号，并且计算与步骤S102中选择的聚焦检测区域相对应的区域的高频分量和对比度估计值V（i）。
随后，处理流程进入步骤S130，其中，确定在步骤S125中获得的对比度估计值V（i）是否大于预定阈值α。当V（i）大于阈值α时，确定实现了对焦条件，处理流程返回步骤S101，并且再次执行处理。另一方面，当V（i）等于或小于阈值α时，确定尚未实现对焦条件，并且处理流程进入步骤S140。注意，α是任意值，并且预定值可以预先写入用于α的程序，或也可以采用这样的结构：其中可以通过提供音量控制器或开关（未示出）来外部地执行用于α的值的规范和选择。稍后描述步骤S130中的聚焦确定方法。
在步骤S140中，确定聚焦确定是否已经执行达到与和在步骤S121中确定的聚焦方向相对应的聚焦建议点的数量匹配的次数。当步骤S140中的确定结果为真时，从步骤S101再次执行处理。当步骤S140中的确定结果为假时，处理流程进入步骤S141，其中，与在步骤S121中确定的聚焦方向相对应的下一聚焦建议点被设置在变量i中。也就是说，在聚焦方向上位于比当前聚焦透镜单元111的位置更远并且最接近当前聚焦透镜单元111的聚焦建议位置被设置为聚焦透镜单元的目标位置。然后，再次从步骤S123执行处理。
在步骤S150中，在对象没有周期性图案的情况下执行正常混合自动聚焦处理。使用相位差方法和对比度方法的混合方法的自动聚焦是公知的，因此图10示出子例程的流程图作为简单示例。首先，在步骤S151中，在由相位差焦点计算单元131计算的聚焦建议点当中，选择具有最大相关估计值的聚焦建议点。随后，失焦量计算单元133计算聚焦透镜单元111的目标位置。接下来，在步骤S152中，透镜控制单元134使用聚焦驱动器113和聚焦电机112驱动聚焦透镜单元111。随后，在步骤S153中，对比度焦点计算单元132从图像处理单元141取得图像信号，并且计算对比度估计值。然后，在步骤S154中，与步骤S110和S130相似地执行聚焦判断。当实现了对焦条件时，目前的子例程结束。当未实现对焦条件时，处理流程进入步骤S155。在步骤S155中，计算用于使用对比度估计值执行所谓的爬山确定的失焦量。随后，从步骤S152重复地执行处理，直到实现对焦条件。
在此，描述当在图3中所示的流程图的步骤S120中的确定结果为真时（即当确定周期性图案出现时）从失焦量和驱动速率的计算到聚焦条件的确定的处理。图11示出在聚焦透镜单元111的初始位置F（0）位于近距离侧上的情况下应用该实施例时直到获得对焦状态的处理。图11的水平轴指示由相位差焦点计算单元131计算的聚焦建议点C（i）、以及与每个C（i）相对应的聚焦透镜单元111的聚焦建议位置F（i）。图11的垂直轴指示基于相位差的聚焦建议点C（i）的相关估计值、以及由对比度焦点计算单元132计算的对比度估计值V（i）。图11的F（0）表示步骤S101中由透镜控制单元134检测的聚焦透镜单元111的位置。当执行步骤S123时，在假设在步骤S122中满足i=1的情况下，聚焦透镜单元111的目标位置被设置在F（1）处。此外，透镜控制单元134确定聚焦透镜单元111的驱动速度以使得当聚焦透镜单元111到达位置F（1）时更新从图像处理单元141输出的图像，并且在步骤S124中驱动聚焦透镜单元111。如上所述，当假设从图像处理单元141输出的图像的更新时段是16毫秒时，执行驱动以使得在16毫秒的整数倍逝去之后执行步骤S125以获得对比度估计值V（1）。然后，在步骤S130中基于对比度估计值V（1）执行聚焦确定。对比度估计值V（1）小于α，因此在步骤S140和S141中把作为下一聚焦建议位置的F（2）设置为目标位置，并且从步骤S123执行相同处理。当满足i=3时，对比度估计值V（3）大于α，以使得在步骤S130中确定实现聚焦，并且处理结束。
图12示出聚焦透镜单元111的轨迹。在图12中，水平轴指示时间，而垂直轴指示聚焦透镜单元111的位置。如图12所示，从时间T（0）到时间T（3），将聚焦透镜单元111从位置F（0）驱动到位置F（3），并且获得对比度估计值V（0）至V（3）。当确定在给定的聚焦建议点处未实现对焦条件时，可以在不减小聚焦透镜单元111在给定聚焦建议点处的驱动速度的情况下，立即将聚焦透镜单元111驱动到下一聚焦建议点。此外，根据在聚焦建议点中的每一个处的失焦量（聚焦估计值），聚焦透镜单元111的驱动速度是可变的。也就是说，优选的是当失焦量较大（聚焦建议点更远离对焦位置）时把聚焦透镜单元111的驱动速度设置得较快。
因此，在该实施例中，在与图像处理单元141的图像更新时段同步的情况下，在控制聚焦透镜单元111的位置和速度的同时将聚焦透镜单元111驱动到聚焦建议位置F（i）（聚焦建议点C（i）），由此可以仅对邻近聚焦建议点执行对比度估计。也就是说，无需对各个聚焦建议点之间的区域执行对比度估计，因此无需为了执行对比度估计来减少聚焦透镜单元的驱动速度，以使得可以缩短达到真实聚焦点所需的时间。因此，与常规自动聚焦处理相比，可以增加对具有周期性图案的对象的自动聚焦处理的速度。此外，通过设置阈值α，无需搜索所有聚焦建议点，以使得可以高速地实现聚焦。
注意，该实施例中的聚焦方向确定的方法可以采用与图7所示的方法不同的方法。例如，也可以根据聚焦透镜单元111的初始位置F（0）与聚焦建议位置F（i）的集合之间的关系确定聚焦方向。
第二实施例
在计算具有周期性图案的对象的相位差的情况下，假定相位差传感器的像素用作单位，聚焦建议点之间的相位差间隔大体上是两个像素或更多。此外，灵敏度根据聚焦透镜单元的位置而不同，因此失焦量对于聚焦建议点之间的每个区域而不同，如图12所示。因此，在失焦量大的情况下，即使当以最大可能驱动速度来驱动聚焦透镜单元时，也存在图像处理单元141的图像更新时段在把聚焦透镜单元驱动到下一聚焦建议点之前到达的可能性。也就是说，在一些情况下，难以在与聚焦建议点相对应的聚焦透镜单元的位置处执行对比度估计。
在此情况下，利用在与聚焦建议点不同的区域中更新的图像的对比度估计值允许确定邻近聚焦建议点是否为真实聚焦点。
在该实施例中，描述用于适于这样的情况的自动聚焦的方法。
第二实施例中的自动聚焦装置的结构、自动聚焦传感器的结构以及聚焦检测区域的布置与第一实施例中的图1和图2A中的相同，因此省略其描述。与第一实施例相似，通过采用图2B的图像拍摄场景作为示例来参照图13至图16给出描述。
图13是示出自动聚焦装置100中的自动聚焦处理的流程的流程图。CPU 130根据存储器（未示出）中存储的计算机程序来控制这些处理。
在图13的步骤S101至S103中，与第一实施例相似，检测聚焦透镜单元111的位置F（0）。此外，在焦点检测单元122中，激活由开关201选择的相位差传感器。接下来，计算由开关201选择的聚焦检测区域514的相位差和聚焦建议点。
在步骤S120中，与第一实施例相似，执行周期性图案确定。当确定对象具有周期性图案时，处理流程进入步骤S121，而当确定对象没有周期性图案时，处理流程进入步骤S150。在步骤S150中，与第一实施例相似，执行正常混合自动聚焦处理，并且从步骤S101重复处理。在步骤S121中，与第一实施例相似，执行聚焦方向的确定。
随后，在步骤S210中，失焦量计算单元133执行失焦量的计算。图14示出步骤210中的子例程。首先，在步骤S211中，透镜控制单元134检测聚焦透镜单元111的位置。接下来，在步骤S212中，使用对比度估计值来执行邻近对焦确定。当确定结果指示目前的聚焦位置在对焦位置的邻近区中时，处理流程进入步骤S122，而当确定结果不指示目前的聚焦位置在对焦位置的邻近区中时，处理流程进入步骤S214。稍后描述步骤S212中的确定方法的细节。
在步骤S122中，与第一实施例相似，设置相对于在步骤S211中检测到的聚焦透镜单元111的位置的邻近聚焦建议点i。接下来，处理流程进入步骤S213，其中，邻近聚焦建议位置F（i）被设置为聚焦透镜单元111的目标位置，并且子例程结束。此外，在步骤S214中，在步骤S121中确定的聚焦方向末端被设置为目标位置，并且子例程结束。聚焦方向末端是指与检测到的聚焦方向相对应的聚焦透镜单元的位置的极限（即其末端）。
描述返回图13的流程图。接下来，处理流程进入步骤S124，其中，将聚焦透镜单元111驱动到目标位置，与第一实施例相似。随后，处理流程进入步骤S211，其中，存储前一个计算出的对比度估计值。处理流程进入步骤S125，其中，计算对比度估计值，与第一实施例相似。此外，处理流程进入步骤S130，其中，确定是否实现了对焦条件，与第一实施例相似。当实现了对焦条件时，从步骤S101再次执行处理，而当未实现对焦条件时，处理流程返回步骤S210。重复地执行上述处理。
在此，实现直到对焦条件的处理，并且参照图15和图16描述当执行图13的流程图时图14的步骤S212中的确定方法。与第一实施例中描述的图11相似，在图15中，水平轴指示聚焦透镜单元111的聚焦建议点C（i）和聚焦建议位置F（i）。此外，图15的垂直轴相似地指示聚焦建议点C（i）的相关估计值及其对比度估计值V（i）。在图16中，水平轴指示时间，垂直轴指示聚焦透镜单元111的位置，与第一实施例中描述的图12相似。
在此，在图16的时间T（0），假设步骤S101中检测到的聚焦透镜单元111的位置F（0）位于图15和图16所示的位置处。此外，假设真实聚焦位置是F（3）。在此情况下，在步骤S121中，作为聚焦方向确定的结果，确定聚焦方向是无限远方向。在作为下一步骤S210中的子例程的图14的步骤S212中，通过使用对比度估计值来确定当前位置是否在对焦位置的邻近区中。在该处理中，获得的最新对比度估计值V（i）与步骤S211中存储的前一个对比度估计值进行比较。当最新对比度估计值V（i）大于前一个对比度估计值时，确定当前位置在对焦位置的邻近区中。当最新对比度估计值V（i）是前一个对比度估计值或更小时，确定当前位置不在对焦位置的邻近区中。当满足i=0时，处理流程进入步骤S214，其中，把目标位置设置在无限远侧末端，并且结束失焦量计算。接下来，在步骤S124中，朝向无限远侧驱动聚焦透镜单元111。随后，在图16的时间T（1），在步骤S125中，计算对比度估计值V（1）。
然后，在步骤S130中执行聚焦确定。如图15所示，满足（对比度估计值V（1））<（阈值α），因此处理流程进入步骤S210。以相同方式，重复地执行图13的步骤S210至S130。然后，当满足i=2时，在图14的步骤S212中，获得满足V（2）>V（1）的结果，并且处理流程进入步骤S213。在步骤S213中，搜索相对于获得V（2）的聚焦透镜单元111的位置（即步骤S211中检测的聚焦透镜单元111的位置）的邻近聚焦建议位置F（i）。换句话说，搜索位于在聚焦方向上比聚焦透镜单元111的位置更远的并且最接近于聚焦透镜单元111的位置的聚焦建议位置F（i），并且将其设置为目标位置。从图15，获得i=3，并且将F（3）设置为目标位置。处理流程进入图13的步骤S124，其中，将聚焦透镜单元111驱动到目标位置F（3）。在步骤S124中，为了快速地实现对焦状态，假设与图像更新时段异步地将聚焦透镜单元111驱动到目标位置F（3）。随后，处理流程进入步骤S125，其中，获得对比度估计值V（3）。然后，在步骤S130中的聚焦确定中，满足（对比度估计值V（3））>（阈值α），并且确定实现聚焦。在此，如图16所示，当关注聚焦透镜单元111的轨迹直到实现聚焦时，可以看见以恒定速度驱动聚焦透镜单元111，直到实现对焦条件。注意，也可以与从图像处理单元141获得的图像的更新时段同步地确定从位置F（2）到位置F（3）的聚焦透镜单元111的驱动速度，如第一实施例中描述的那样。
因此，通过利用在与聚焦建议点不同的区域中更新的图像的对比度估计值，确定前一个或后一个聚焦建议点是否为真实聚焦点，并且由此可以将聚焦透镜单元111快速地驱动到对焦位置。
第三实施例
在第一实施例和第二实施例中，描述了聚焦透镜单元111的初始位置在近距离侧上的情况。在这些实施例中，聚焦建议点的集合出现在相对于聚焦透镜单元111的初始位置F（0）的一个方向上，因此可以唯一地确定对焦位置的方向。另一方面，当聚焦透镜单元111的初始位置位于聚焦建议点的范围内时，难以唯一地确定对焦位置的方向。在此情况下，通过获得初始位置F（0）的邻近区中的对比度估计值，可以执行对焦位置的方向确定。在确定对焦位置的方向之后，与第一实施例和第二实施例相似，可以通过使用在聚焦建议点处的对比度估计值来快速地实现聚焦。在该实施例中，描述用于适于该情况的自动聚焦的方法。
第三实施例中的自动聚焦装置的结构、自动聚焦传感器的结构以及聚焦检测区域的布置与第一实施例中的图1和图2A中的相同，因此省略其描述。与第一实施例相似，通过图2B的图像拍摄场景作为示例来参照图17至图20给出描述。
图17是示出自动聚焦装置100中的自动聚焦处理的流程的流程图。CPU 130根据存储器（未示出）中存储的计算机程序来控制这些处理。
图17的步骤S101至S103与第一实施例和第二实施例中的相同，因此省略其描述。在步骤S103之后，处理流程进入步骤S120，其中，执行周期性图案确定。当步骤S120中的确定结果为真时（即当确定存在周期性图案时），处理流程进入步骤310。当步骤S120中的确定结果为假时（即当对象是正常对象时），处理流程进入步骤S150。在步骤S150中执行与第一实施例中相同的处理，因此省略其描述。
在步骤S310中，执行聚焦方向确定。图18示出步骤S310中的子例程。首先，在步骤S311中，对比度焦点计算单元132计算对比度估计值V（0）。接下来，处理流程进入步骤S312，其中，失焦量计算单元133计算用于将聚焦透镜驱动预定量的失焦量。失焦量是任意量，失焦量可以预先写入到程序等，或可以基于自动聚焦装置的光学条件而被计算。然后，透镜控制单元134在前向方向上驱动聚焦透镜单元111。在该实施例中，作为前向方向的示例，朝向近距离侧驱动聚焦透镜单元111。接下来，处理流程进入步骤S313，其中，对比度焦点计算单元132计算对比度估计值V（0）′。随后，处理流程进入步骤S314，其中，对比度估计值V（0）和V（0）′被相互比较。当满足V（0）′>V（0）时，处理流程进入步骤S315，而当满足V（0）′≤V（0）时，处理流程进入步骤S316。在该实施例中，在步骤S315中，聚焦方向1与前向方向（即近距离侧）对应，在步骤S316中，聚焦方向2与相反方向（即无限远方向）对应。以此方式确定聚焦方向，并且结束用于聚焦方向确定的子例程。随后，处理流程进入图17的流程图的步骤S122。
步骤S122、S123、S124、S125、S130、S140和S141与第一实施例中的相同，因此省略其描述。重复地执行上述这些处理。
在此，实现了直到对焦条件的处理，并且参照图19和图20描述当执行图17的流程图时图18的流程图中的聚焦方向确定的处理。与第一实施例中描述的图11相似，在图19中，水平轴指示聚焦透镜单元111的聚焦建议点C（i）和聚焦建议位置F（i）。此外，图19的垂直轴相似地指示聚焦建议点C（i）的相关估计值及其对比度估计值V（i）。在图20中，水平轴指示时间，垂直轴指示聚焦透镜单元111的位置，与第一实施例中描述的图12相似。
在此，假设步骤S101中检测的聚焦透镜单元111的位置F（0）位于图19所示的位置处。此外，假设真实对焦位置是F（3）。在图18的步骤S312中，当假设在前向方向上（即朝向近距离侧）驱动聚焦透镜时，在图19所示的位置处获得步骤S313中获得的对比度估计值V（0）′。接下来，在步骤S314中的聚焦方向的确定中，如图19和图20所示，满足V（0）>V（0）′，因此处理流程进入步骤S316，其中，确定聚焦方向与相反方向（即无限远方向）对应。然后，结束用于聚焦方向确定的子例程。接下来，当处理流程进入步骤S122（其中与第一实施例相似地执行处理）时，最接近于F（0）的聚焦建议点的索引是3，并且值3被设置于变量i中。此外，在步骤S123和S124中，将聚焦透镜单元111驱动到F（3），并且获得步骤S125中的对比度估计值V（3）。随后，在步骤S130中的聚焦确定中，满足（对比度估计值V（3））>（阈值α），因此确定实现聚焦，并且图17的流程图结束。
因此，在该实施例中，通过获得初始位置F（0）的邻近区中的对比度估计值，执行聚焦点的方向确定，并且通过执行聚焦方向确定，具有周期性图案的对象可被快速地聚焦。
在该实施例中，虽然已经给出了与从图20的时间T（2）到时间T（3）的图像更新时段同步地执行聚焦透镜单元111的速度控制的情况的描述，但当聚焦透镜单元111可以在比图像更新时段的整数倍更短的时段中到达真实聚焦点时，可以通过最大速度将聚焦透镜单元111驱动到真实聚焦点，如在第二实施例中那样。
此外，在该实施例中，虽然假设在用于图18的聚焦方向确定的子例程中在步骤S312中朝向作为前向方向的近距离侧驱动聚焦透镜单元111，但也可以朝向作为前向方向的无限远侧驱动聚焦透镜单元111。
第四实施例
第一实施例至第三实施例中的每一个已经描述了通过比较对比度估计值与阈值α来执行聚焦确定的示例。虽然描述了阈值α是任意值，但对比度估计值在对焦状态的峰值根据图像拍摄环境和对象条件而波动，因此存在这样的情况：难以唯一地确定阈值α。相应地，当执行使用图像信号的对比度自动聚焦时，一般使用其中通过执行所谓的爬山确定来搜索聚焦点的方法。以上描述了通过增加搜索点的数量来改进聚焦精度，但获得对焦状态是耗时的。在此情况下，通过对作为相位差目标位置计算出的邻近聚焦建议点执行爬山确定，可以获得快速和高精度的聚焦操作。在该实施例中，描述用于适于该情况的自动聚焦的方法。
第四实施例中的自动聚焦装置的结构、自动聚焦传感器的结构以及聚焦检测区域的布置与第一实施例中的图1和图2A中的相同，因此省略其描述。与第一实施例相似，通过图2B的图像拍摄场景作为示例来参照图21至图25给出描述。
图21是示出自动聚焦装置100中的自动聚焦处理的流程的流程图。CPU 130根据存储器（未示出）中存储的计算机程序来控制这些处理。
在图21的步骤S101至S103、S120至S122以及S150中，执行与第一实施例中的相同处理，因此省略其描述。
在步骤S122之后，处理流程进入步骤S401。在步骤S401中，执行失焦量的计算。此时，把目标位置设置在通过将聚焦建议位置F（i）偏移预定值获得的位置F（i）－ΔF处。与第一实施例相似，失焦量被确定为使得聚焦透镜单元到达目标位置所需的时间与图像更新时段的整数倍的时间相匹配。接下来，处理流程进入步骤S402，其中，将聚焦透镜单元111驱动到位置F（i）－ΔF，与第一实施例的图3的步骤S124相似。也就是说，在图像更新时段16毫秒的整数倍的时间的逝去之后，聚焦透镜单元111到达目标位置。在此，ΔF是任意值，ΔF可以预先写入到程序等中或可以基于图像拍摄装置的光学条件而被计算，或也可以采用其中可以使用音量控制器或开关（未示出）外部地执行ΔF的选择和切换的结构。
接下来，处理流程进入步骤S410，其中，执行使用对比度估计值的爬山确定。图22示出步骤S410中的子例程。首先，在图22的步骤S411中，对比度焦点计算单元132从图像处理单元141获得图像，并且计算在聚焦透镜单元111的位置F（i）－ΔF处的对比度估计值V（i）′。随后，处理流程进入步骤S412，其中，透镜控制单元134将聚焦透镜单元111驱动到位置F（i）。然后，处理流程进入步骤S413，其中，与步骤S411相似，计算在聚焦透镜单元111的位置F（i）处的对比度估计值V（i）。此外，处理流程进入步骤S414，其中，将聚焦透镜单元111驱动到通过使位置F（i）偏移预定值而获得的位置F（i）+ΔF。然后，处理流程进入步骤S415，其中，与步骤S411和S413相似，计算在聚焦透镜单元111的位置F（i）+ΔF处的对比度估计值V（i）″。
接下来，处理流程进入步骤S416，其中，在步骤S411至S415中获得的对比度估计值V（i）、V（i）′和V（i）″被彼此比较，以执行爬山确定。如步骤S416所示，当V（i）>V（i）′并且V（i）>V（i）″为真时，确定获得对焦条件，并且处理流程进入步骤S417，其中，聚焦标记打开。另一方面，当步骤S416中的确定结果为假时，确定未获得对焦条件，并且处理流程进入步骤S418，其中，聚焦标记关闭。
图23A、图23B和图23C示出当执行步骤S416中的确定时对比度估计值V（i）、V（i）′和V（i）″对于聚焦透镜单元111的位置F（i）、F（i）－ΔF和F（i）+ΔF的关系。当给出图23A所示的关系时，得到所谓的对比度峰值，在步骤S416中确定结果为真。
另一方面，当给出图23B和图23C所示的关系时，尚未得到对比度峰值，因此步骤S416中确定结果为假。
描述返回图22的流程图。在步骤S417之后，处理流程进入步骤S419，其中，将聚焦透镜单元111驱动到聚焦建议位置F（i），并且用于爬山确定的子例程结束。
描述返回图21的流程图。在步骤S410之后，处理流程进入步骤S403，其中，执行在图22的步骤S417和S418中设置的聚焦标记的确定。当确定结果为真时，从步骤S101重复处理。另一方面，当步骤S403中的确定结果为假时，处理流程进入步骤S140。在步骤S140和S141中，与第一实施例相似，设置另一聚焦建议点，从步骤S401重复处理，并且搜索另一聚焦建议点。
在此，当执行图21的流程图时实现直到聚焦的处理，并且参照图24和图25描述图22的流程图中的所谓的爬山确定的处理。
在图24中，与第一实施例中描述的图11相似，水平轴指示聚焦透镜单元111的聚焦建议点C（i）和聚焦建议位置F（i）。此外，图24的垂直轴相似地指示聚焦建议点C（i）的相关估计值及其对比度估计值V（i）。在图25中，与第一实施例中描述的图12相似，水平轴指示时间，而垂直轴指示聚焦透镜单元111的位置。
假设在图25的时间T（0），图21的步骤S101中检测到的聚焦透镜单元111的位置F（0）处于图24和图25所示的位置处。此外，与第一实施例至第三实施例相似，假设真实对焦点为F（3）。在图21的流程图的步骤S121中，与第一实施例相似，确定朝向对焦点的方向为无限远方向。接下来，在步骤S122中，值1被设置在聚焦建议点数量i中。然后，执行步骤S401和S402，并且如图24和图25所示在作为步骤S410中的聚焦透镜单元111的位置F（1）的邻近区中的三个点F（1）－ΔF、F（1）和F（1）+ΔF的位置处执行爬山估计。对比度估计值V（1）的邻近区中的对比度估计值V（1）′和V（1）″具有如图23B所示的位置关系。因此，图22的流程图的步骤S416中的聚焦确定的结果为假，并且处理流程进入步骤S418。当满足i=2时，在图25所示的情况下，获得与当满足i=1时获得的相同对比度估计值。因此，给出图23B所示的位置关系，并且图22的流程图的步骤S416中的聚焦确定的结果为假。相似地，当满足i=3时，对比度估计值具有如图23A所示的关系。因此，图22的流程图的步骤S416中的聚焦确定的结果为真。然后，在步骤S419中，将聚焦透镜单元111驱动到位置F（3）。
图25示出聚焦透镜单元111的轨迹。如图25所示，各个聚焦建议点之间的聚焦透镜单元111的驱动速度被设置为使得聚焦透镜单元111被快速地驱动，与第一实施例相似。然而，在位置F（i）±ΔF之间（即在各个聚焦建议点的邻近区中）减小驱动速度，以获得对比度估计值。除了驱动速度的减小之外，通过与计算各个对比度估计值的时序同步地驱动聚焦透镜单元111，可以仅在聚焦建议点的邻近区中有效地执行搜索。
因此，在该实施例中，聚焦透镜单元111的驱动速度在聚焦建议点之间增大，并且在聚焦建议点的邻近区中减小，以由此高精度地快速地检测聚焦点。
在该实施例中，虽然已经描述了在图21的流程图中使用对比度估计值对聚焦建议点C（i）的邻近区执行爬山确定的示例，但通过应用图10的流程图的步骤S152、S153、S154和S155，可以详细地搜索聚焦点。
虽然至此已经描述了本发明的示例性实施例，但应理解，本发明不限于这些实施例，在不脱离本发明主旨的情况下，可以进行各种修改和改变。
例如，可以组合并且执行第一实施例至第四实施例中描述的处理。此外，为了支持多个图像拍摄场景，可以提供开关单元以在这些处理之间进行切换。
在本发明中，虽然已经描述了在成像光学系统中提供分离单元并且提供使用分离的光束的焦点检测单元的示例，但也可以采用这样的结构：其中，不提供半镜121，并且在自动聚焦装置100的外部提供焦点检测单元122，以使用来自外部光的光束来检测聚焦。
此外，在本发明中，虽然已经描述了在成像光学系统中提供分离单元并且提供使用分离的光束的焦点检测单元的示例，但也可以采用这样的结构：其中，不提供半镜121，并且图像拾取元件140和焦点检测单元122被提供作为一个单元。
此外，在本发明中，如图1所示，虽然在自动聚焦装置100中提供除了开关201之外的组件，但所述组件可以在不同的单元中分离地提供。此外，虽然相位差焦点计算单元131、对比度焦点计算单元132、失焦量计算单元133和透镜控制单元134被提供在一个CPU 150中，但所述组件也可以在不同的CPU或算术单元中分离地提供或在自动聚焦装置100外部提供。
此外，在本发明中，虽然图像信号的更新时段被设置为16毫秒，但应理解，其更新时段不限于16毫秒，并且本发明可以根据图像信号的各个更新时段来执行。
本申请要求于2010年1月22日提交的日本专利申请No.2010-012093的权益，该日本专利申请的全部内容通过引用而合并到此。

Claims (9)

1.一种自动聚焦装置，包括：
图像拾取光学系统，包括聚焦透镜单元；
聚焦位置检测单元，用于检测所述聚焦透镜单元的位置；
聚焦驱动单元，用于驱动所述聚焦透镜单元；
图像拾取单元，用于使用已经穿过所述图像拾取光学系统的光束来拾取对象的图像；
焦点检测单元，用于使用来自所述对象的光束通过相位差方法来检测聚焦信息；
对比度获取单元，用于使用由所述图像拾取单元获得的图像拾取信号来获取对比度估计值；
聚焦确定单元，用于基于所述对比度估计值来确定是否实现了对焦状态；
周期性图案确定单元，用于基于由所述焦点检测单元提供的聚焦信息来确定所述对象是否具有周期性图案；
目标位置设置单元，用于设置用于驱动所述聚焦透镜单元的目标位置；以及
聚焦方向确定单元，用于确定对焦点的方向，
其中，当所述周期性图案确定单元确定所述对象具有周期性图案时，所述聚焦方向确定单元确定所述对焦点的方向，所述目标位置设置单元在所述对焦点的方向上设置所述聚焦透镜单元的目标位置，所述聚焦驱动单元把所述聚焦透镜单元朝向所述目标位置驱动，并且所述聚焦确定单元确定是否实现了对焦状态。
2.如权利要求1所述的自动聚焦装置，其中，基于在所述聚焦透镜单元的位置处的对比度估计值和在与所述聚焦透镜单元的位置不同的位置处的对比度估计值，所述目标位置设置单元在其中基于所述焦点检测单元的检测的多个聚焦建议位置中的一个处设置目标位置的操作与其中在所述对焦点的方向上的末端设置目标位置的操作之间切换。
3.如权利要求1所述的自动聚焦装置，其中，所述聚焦驱动单元以任意速度驱动所述聚焦透镜单元，以使得所述聚焦透镜单元在所述对比度估计值被更新的时刻到达所述目标位置。
4.如权利要求1所述的自动聚焦装置，其中，当所述周期性图案确定单元确定所述对象具有周期性图案时，所述目标位置设置单元基于在基于所述焦点检测单元的检测的多个聚焦建议位置当中、在所述对焦点的方向上比所述聚焦透镜单元的位置更远并且最接近所述聚焦透镜单元的位置的聚焦建议位置来设置所述目标位置。
5.如权利要求1至4中任一项所述的自动聚焦装置，其中，所述聚焦确定单元通过对在基于所述焦点检测单元的检测的聚焦建议位置处的对比度估计值与预定阈值进行比较来确定是否实现了所述对焦状态。
6.如权利要求1至4中任一项所述的自动聚焦装置，其中，所述聚焦确定单元基于在基于所述焦点检测单元的检测的聚焦建议位置处的对比度估计值与在所述聚焦建议位置的邻近区中的对比度估计值来确定是否实现了所述对焦状态。
7.如权利要求1至6中任一项所述的自动聚焦装置，其中，当所述聚焦透镜单元的位置位于比所述聚焦透镜单元的可移动范围中的中间点更靠近无限远侧时，所述聚焦方向确定单元确定所述对焦点的方向是朝向近距离侧的方向，以及，当所述聚焦透镜单元的位置位于比所述可移动范围中的中间点更靠近近距离侧时，所述聚焦方向确定单元确定所述对焦点的方向是朝向无限远侧的方向。
8.如权利要求1至6中任一项所述的自动聚焦装置，其中，当所述聚焦透镜单元的位置位于比基于所述焦点检测单元的检测的多个聚焦建议位置更靠近无限远侧时，所述聚焦方向确定单元确定所述对焦点的方向是朝向近距离侧的方向，以及，当所述聚焦透镜单元的位置位于比基于所述焦点检测单元的检测的多个聚焦建议位置更靠近近距离侧时，所述聚焦方向确定单元确定所述对焦点的方向是朝向无限远侧的方向。
9.如权利要求1至6中任一项所述的自动聚焦装置，其中，所述聚焦方向确定单元基于在所述聚焦透镜单元的位置处的对比度估计值和在与所述聚焦透镜单元的位置不同的位置处的对比度估计值来确定所述对焦点的方向。
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