CN104813213A - 摄像装置及其对焦方法和对焦控制程序 - Google Patents

Abstract

本发明提供适当地进行对焦动作是继续还是中止的判断的摄像装置及其对焦方法和对焦控制程序。具有包括相位差检测用像素和摄像用像素的摄像元件(5)的数码相机，每当由摄像元件(5)进行摄像时都使用由相位差检测用像素进行摄像所得的图像信号来运算散焦量，并对连续进行的至少三次摄像，求算任意的摄像所得到的散焦量与在任意的摄像后进行的摄像所得到的散焦量之差，在所求出的多个差的方差比阈值小的情况下进行利用了上述散焦量的相位差AF，在方差为阈值以上的情况下不进行相位差AF。

Description

摄像装置及其对焦方法和对焦控制程序

技术领域

本发明涉及利用相位差AF方式与被摄体对焦的摄像装置及其对焦方法和对焦控制程序。

背景技术

搭载于数码静物相机等摄像装置的AF(自动对焦)方式主要有相位差AF方式和对比度AF方式这两种方式。其中，前者具有对焦速度快这样的优点，在单反相机等中较多地采用。

可是，在利用相位差AF方式进行多次到主要被摄体的测距并使用该多次的测距结果而进行聚焦透镜的对焦动作时，存在各个测距结果有偏差的情况。另外，有时在使相机进行摇摄时到主要被摄体的距离会急剧变化。在这样的情况下，也基于相位差AF方式的测距结果来进行聚焦透镜的对焦动作时，聚焦透镜的移动过于突然而使得对焦动作变得不合适，拍摄到焦点模糊的图像。

因此，例如在下述的专利文献1记载的现有技术中，利用预定次数的测距结果的平均值而进行对焦动作，在测距结果中产生不规则的变动时，去除该不规则的测距结果而进行对焦动作。

另外，在下述的专利文献2所记载的现有技术中，对即将摄影之前的4次的测距结果进行平均而用于对焦动作，另一方面，在测距结果连续较大地变化的情况下，中止自动对焦动作的追随。

此外，在下述的专利文献3所记载的现有技术中，在测距结果的变化较大的情况下，判断为是因为相机进行摇摄，而不使自动对焦动作进行追随动作。

专利文献1：日本特开平8-146286号公报

专利文献2：日本特开平5-27157号公报

专利文献3：日本特开平2-15225号公报

发明内容

发明要解决的课题

在以相位差AF方式与被摄体对焦而进行摄影的情况下，如果主要被摄体是静止物则基本不会产生问题。可是，在主要被摄体是移动物体的情况下或使相机进行摇摄等而主要被摄体相对于相机相对移动的情况下，难以拍摄与主要被摄体对焦的图像。

如现有技术那样，通过对多个测距结果进行平均或在测距结果的变化较大的情况下中止自动对焦的追随动作，能够在一定程度上避免拍摄到焦点模糊图像。

可是，在什么时侯以测距结果的平均值进行对焦动作或者在什么时候中止自动对焦的追随动作较好的判断基准并不明确，因此有时会拍摄到焦点较大地偏离的图像。

本发明的目的在于提供能够使用新颖且适当的判断基准来以相位差AF方式进行对焦动作或者中止对焦动作的追随的摄像装置及其对焦方法和对焦控制程序。

用于解决课题的方案

本发明的摄像装置具有摄像元件，上述摄像元件通过包括聚焦透镜的摄像光学系统对被摄体进行摄像，上述摄像元件包括摄像用像素和对通过了上述摄像光学系统的光瞳区域的不同部分的光束进行受光的多个相位差检测用像素，上述摄像装置具备：运算部，每当由上述摄像元件进行摄像时都使用由上述多个相位差检测用像素进行摄像所得的图像信号来运算与散焦量对应的数值信息；差运算部，对连续进行的至少三次摄像，求算任意的摄像所得到的上述数值信息与在上述任意的摄像后接着进行的摄像所得到的上述数值信息之差；及控制部，进行如下控制：在由上述差运算部求出的多个上述差的方差比阈值小的情况下，利用由上述运算部运算出的上述数值信息而使上述聚焦透镜移动到对焦位置，在上述方差为上述阈值以上的情况下，使上述聚焦透镜的位置不变。

本发明的摄像装置的对焦控制方法是具有摄像元件的摄像装置的对焦控制，上述摄像元件通过包括聚焦透镜的摄像光学系统对被摄体进行摄像，上述摄像元件包括摄像用像素和对通过了上述摄像光学系统的光瞳区域的不同部分的光束进行受光的多个相位差检测用像素，上述对焦控制方法具备：运算步骤，每当由上述摄像元件进行摄像时都使用由上述多个相位差检测用像素进行摄像所得的图像信号来运算与散焦量对应的数值信息；差运算步骤，对连续进行的至少三次摄像，求算任意的摄像所得到的上述数值信息与在上述任意的摄像后进行的摄像所得到的上述数值信息之差；及控制步骤，进行如下控制：在上述差运算步骤中求出的多个上述差的方差比阈值小的情况下，利用在上述运算步骤运算出的上述数值信息而使上述聚焦透镜移动到对焦位置，在上述方差为上述阈值以上的情况下，使上述聚焦透镜的位置不变。

本发明的对焦控制程序是用于进行具有摄像元件的摄像装置中的聚焦透镜的对焦控制的程序，上述摄像元件通过包括上述聚焦透镜的摄像光学系统对被摄体进行摄像，上述摄像元件包括摄像用像素和对通过了上述摄像光学系统的光瞳区域的不同部分的光束进行受光的多个相位差检测用像素，上述对焦控制程序用于使计算机执行如下步骤：运算步骤，每当由上述摄像元件进行摄像时都使用由上述多个相位差检测用像素进行摄像所得的图像信号来运算与散焦量对应的数值信息；差运算步骤，对连续进行的至少三次摄像，求算任意的摄像所得到的上述数值信息与在上述任意的摄像后进行的摄像所得到的上述数值信息之差；及控制步骤，进行如下控制：在上述差运算步骤中求出的多个上述差的方差比阈值小的情况下，利用在上述运算步骤运算出的上述数值信息而使上述聚焦透镜移动到对焦位置，在上述方差为上述阈值以上的情况下，使上述聚焦透镜的位置不变。

发明效果

根据本发明，可提供能够使用新颖且适当的判断基准而以相位差AF方式进行对焦动作或者中止对焦动作的追随的摄像装置及其对焦方法和对焦控制程序。

附图说明

图1是本发明的一实施方式所涉及的摄像装置的功能块结构图。

图2是图1所示的固体摄像元件的受光面中的主要部分俯视图。

图3是表示本发明的一实施方式所涉及的对焦方法的处理步骤的流程图。

图4是对基于测距位置数据的具体例的对焦方法进行说明的坐标图。

图5是对基于测距位置数据的其他具体例的对焦方法进行说明的坐标图。

图6是对基于测距位置数据的另一其他具体例的对焦方法进行说明的坐标图。

图7是作为本发明的摄像装置的一例的智能手机的外观图。

图8是图7所示的智能手机的功能块结构图。

具体实施方式

以下，对本发明的一实施方式，参照附图进行说明。

图1是表示作为用于对本发明的一实施方式进行说明的摄像装置的一例的数码相机的概略结构的图。图1所示的数码相机的摄像系统具备：作为摄像光学系统的镜头装置(包括摄影透镜1和光圈2)；和通过镜头装置而对被摄体进行摄像的CCD型、CMOS型等固体摄像元件5。包括摄影透镜1和光圈2的镜头装置能够相对于相机主体进行拆装或固定于相机主体。

对数码相机的电气控制系统整体进行统一控制的系统控制部11对闪光发光部12和光接收部13进行控制。另外，系统控制部11对透镜驱动部8进行控制而对摄影透镜1所包含的聚焦透镜的位置进行调整，或进行摄影透镜1所包含的变焦透镜的位置的调整。此外，系统控制部11通过经由光圈驱动部9对光圈2的开口量进行控制而进行曝光量的调整。

另外，系统控制部11经由摄像元件驱动部10对固体摄像元件5进行驱动，并使通过摄影透镜1所摄像的被摄体像作为摄像图像信号而输出。通过操作部14向系统控制部11输入来自用户的指示信号。

数码相机的电气控制系统还具备：与固体摄像元件5的输出连接且进行相关双采样处理等模拟信号处理的模拟信号处理部6；和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的A/D转换电路7。模拟信号处理部6和A/D转换电路7由系统控制部11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。

此外，该数码相机的电气控制系统具备：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，对从A/D转换电路7输出的摄像图像信号进行插值运算、伽玛校正运算和RGB/YC转换处理等而生成摄影图像数据；散焦量运算部18，使用从固体摄像元件5输出的摄像图像信号的一部分而运算散焦量；散焦量之差运算部19，求算由散焦量运算部18所运算出的两个散焦量之差；外部存储器控制部20，连接装拆自如的记录介质21；及显示控制部22，连接搭载于相机背面等的显示部23。

存储器控制部15、数字信号处理部17、散焦量运算部18、散焦量之差运算部19、外部存储器控制部20和显示控制部22通过控制总线24和数据总线25而相互连接，由来自系统控制部11的指令控制。

图2是表示搭载在图1所示的数码相机上的固体摄像元件5的平面结构的局部放大图。

固体摄像元件5具备沿行方向X和与其正交的列方向Y以二维状排列的多个像素51(图中的各正方形的区块)。在图2中未图示全部的像素51，但是在实际中，几百万～1千多万个左右的像素51以二维状排列。当利用固体摄像元件5进行摄像时，从该多个像素51分别得到输出信号。

各像素51包括光电二极管等光电转换部和形成在该光电转换部上方的滤色器。

在图2中，对包括使红色光透过的滤色器的像素51标注“R”文字，对包括使绿色光透过的滤色器的像素51标注“G”文字，对包括使蓝色光透过的滤色器的像素51标注“B”文字。

多个像素51成为将由沿行方向X排列的多个像素51构成的像素行沿列方向Y排列多个的排列。并且，奇数行的像素行和偶数行的像素行各像素行沿行方向X错开像素51的排列间距的大致1/2。

奇数行的像素行的各像素51所包含的滤色器的排列作为整体为拜尔排列。另外，偶数行的像素行的各像素51所包含的滤色器的排列也作为整体为拜尔排列。位于奇数行的像素51和相对于该像素51靠右下方相邻的检测与该像素51相同颜色的光的像素51构成对像素。

根据这种像素排列的固体摄像元件5，能够通过对构成对像素的两个像素51的输出信号进行相加而实现相机的高灵敏度化。另外，能够通过改变构成对像素的两个像素51的曝光时间并且对该两个像素51的输出信号进行相加而实现相机的宽动态范围化。

在固体摄像元件5中，将多个对像素中的一部分作为相位差检测用像素(焦点检测用像素)的对(以下，称作相位差对)。各相位差对在图2的例中由斜向相邻的相位差检测用像素51R和相位差检测用像素51L构成。

相位差检测用像素51R对通过了摄影透镜1的光瞳区域的不同部分的一对光束的一方(例如通过了光瞳区域的右一半的光束)进行受光并输出与受光量相应的信号。即，设于固体摄像元件5的相位差检测用像素51R对由通过了摄影透镜1的光瞳区域的不同部分的一对光束的一方所形成的像进行摄像。

与相位差检测用像素51R成对的另一方的相位差检测用像素51L对上述一对光束的另一方(例如通过了光瞳区域的左一半的光束)进行受光并输出与受光量相应的信号。即，设于固体摄像元件5的相位差检测用像素51L对由通过了摄影透镜1的光瞳区域的不同部分的一对光束的另一方所形成的像进行摄像。

另外，相位差检测用像素51R、51L以外的多个像素51(以下，称作摄像用像素)对由通过了摄影透镜1的光瞳区域的大致全部的部分的光束所形成的像进行摄像。

在像素51的光电转换部上方设有遮光膜，在该遮光膜上形成有规定光电转换部的感光面积的开口。摄像用像素51的开口(在图2中由附图标记a表示)的中心与摄像用像素51的光电转换部的中心(正方形的区块的中心)一致。另外，在图2中，为了简化附图，对摄像用像素51，仅对一个部位的开口a进行图示。

相对于此，相位差检测用像素51R的开口(在图2中由附图标记c表示)的中心相对于相位差检测用像素51R的光电转换部的中心向右侧偏心。相位差检测用像素51L的开口(在图2中由附图标记b表示)的中心相对于相位差检测用像素51L的光电转换部的中心向左侧偏心。

在固体摄像元件5中，搭载绿色的滤色器的像素51的一部分成为相位差检测用像素51R或相位差检测用像素51L。当然，也可以将搭载其他颜色的滤色器的像素作为相位差检测用像素。

在图示的例子中，相位差检测用像素51R和相位差检测用像素51L分别在配置像素51的区域中离散且周期性地配置。

在图2的例子中，在偶数行的像素行的一部分(在图2的例子中，每隔3个像素行排列的4个像素行)中，相位差检测用像素51R沿行方向X每隔3个像素而配置。在图2的例子中，在奇数行的像素行的一部分(位于包括相位差检测用像素51R的像素行的旁边的像素行)中，相位差检测用像素51L沿行方向X以与相位差检测用像素51R相同的周期配置。

利用这种结构，通过遮光膜的开口b而由像素51L所受光的光中，来自设于图2的纸面上方的摄影透镜1的从被摄体观察来自左侧的光、即从由右眼观察被摄体的方向进来的光成为主体光，通过遮光膜的开口c而由像素51R所受光的光中，来自摄影透镜1的从被摄体观察来自右侧的光、即从由左眼观察被摄体的方向进来的光成为主体光。

即，利用全部的相位差检测用像素51R，能够得到由左眼观察被摄体的摄像图像信号，利用全部的相位差检测用像素51L，能够得到由右眼观察被摄体的摄像图像信号。因此，可以通过使两者组合并进行相关运算而求算相位差信息。

另外，相位差检测用像素51R和相位差检测用像素51L通过使遮光膜的开口沿相反方向偏心而得到相位差信息。可是，用于得到相位差信息的结构不限于此，可以采用已广为公知的结构。例如，也可以是在对像素上搭载共同的一个椭圆形的微透镜(顶透镜)的构造。

图1所示的散焦量运算部18使用从相位差检测用像素51L和相位差检测用像素51R读出的输出信号组，运算由上述一对光束形成的两个像的相对的位置偏离量即相位差量。并且，基于该相位差量，求算摄影透镜1的焦点调节状态在此是从对焦状态离开的量及其方向即散焦量作为测距结果。

散焦量运算部18例如将固体摄像元件5的受光面分为3×3＝9个AF区域，使用从位于其中的通过用户操作等选择的一个AF区域中的相位差检测用像素51L和相位差检测用像素51R读出的输出信号组，求算散焦量。

图1所示的数码相机可以设定在动态图像摄像中对主要被摄体连续对焦的连续AF模式。例如，在由固体摄像元件5进行用于显示即时预览图像的动作摄像的期间或在动画摄影模式中按压操作部14所包含的快门开关而作出动画记录的指示的期间设定连续AF模式。

在设定为连续AF模式时，每当由固体摄像元件5进行摄像时，散焦量运算部18都使用通过该摄像从相位差检测用像素51L和相位差检测用像素51R得到的输出信号而运算散焦量，并将所运算出的散焦量存储于主存储器16。

在设定为连续AF模式时，图1所示的散焦量之差运算部19对由固体摄像元件5连续进行的至少三次摄像，求算所得到的散焦量中的有任意的摄像所得到的散焦量与由接着该任意的摄像进行的摄像所得到的散焦量之差。

例如，当设定为连续AF模式时，由第一次摄像所得到的散焦量D1、由第二次摄像所得到的散焦量D2和由第三次摄像所得到的散焦量D3依次被存储于主存储器16。散焦量之差运算部19运算ΔS1＝D2－D1和ΔS2＝D3－D2，并将这些存储于主存储器16。另外，也可以设计为ΔS1＝D1－D2、ΔS2＝D2－D3。

系统控制部11算出存储于主存储器16的多个差数据(例如，上述ΔS1和ΔS2)的方差，在所算出的方差比阈值小的情况下，执行进行相位差AF而使聚焦透镜移动到对焦位置的控制。另外，在所算出的方差为阈值以上的情况下，系统控制部11执行不进行相位差AF而不改变聚焦透镜的位置的控制。

接下来，对如以上那样构成的数码相机的连续AF模式中的动作进行说明。

图3是用于对图1所示的数码相机的连续AF模式时的动作进行说明的流程图。

当设定为连续AF模式时，散焦量运算部18读入固体摄像元件5输出的摄像图像信号(步骤S1)。并且，散焦量运算部18使用该摄像图像信号来运算散焦量(测距结果)，并将所运算出的散焦量存储于主存储器16(步骤S2)。

接下来，系统控制部11对存储于主存储器16的散焦量的数量是否是两个以上进行判定，在散焦量的数量小于两个时(步骤S3为否)，使聚焦透镜的位置维持现状(步骤S9)。并且，当由固体摄像元件5进行下一次摄像时，再次进行步骤S1的处理。

在本实施方式中，在主存储器16中最多可以存储4个散焦量，在已经存储有4个散焦量的情况下，对最早的散焦量进行覆盖而存储最新的散焦量。

在步骤S3的判定为是时，散焦量之差运算部19算出存储于主存储器16的散焦量中的最新的散焦量与其次新的散焦量之差ΔS，并将其存储于主存储器16(步骤S4)。

在主存储器16中，例如最多可以存储3个上述差ΔS，在已经存储有3个ΔS的情况下，对最早的差ΔS进行覆盖而存储最新的差ΔS。

接下来，系统控制部11对存储于主存储器16的ΔS的数量是否是两个以上进行判定，在ΔS的数量小于两个时(步骤S5为否)，使聚焦透镜的位置维持现状(步骤S9)。并且，当由固体摄像元件5进行下一次摄像时，再次进行步骤S1的处理。

在步骤S5的判定为是时，系统控制部11算出存储于主存储器16的多个ΔS的方差(步骤S6)，若所算出的方差是阈值以上(步骤S7为是)，则使聚焦透镜的位置维持现状。另一方面，若所算出的方差小于阈值(步骤S7为否)，则在步骤S8中，基于使用散焦量而使聚焦透镜移动到对焦位置的相位差AF来进行对焦控制。

图4、图5、图6是用于对在图3的步骤S4中得到的散焦量的差和该差的方差的具体例进行说明的图。图4～图6是将从动画的各帧数据中的相位差检测用像素的输出信号求出的散焦量沿时间轴t进行表示的坐标图。

图4的坐标图表示按帧顺序的散焦量#1、#2、#3、#4没有太大差别的状态。在该情况下，ΔS1＝#2－#1、ΔS2＝#3－#2、ΔS3＝#4－#3分别成为相近的值，ΔS的方差较小。在这种情况下，可以判定为，所对焦的主要被摄体接近于静止物，几乎不移动。因此，在这种情况下，在步骤S8中，通过基于散焦量#4使聚焦透镜移动到对焦位置，能够在接下来的摄像时进行与主要被摄体对焦的摄像。

在图5的坐标图中，每经过时间t，散焦量#1、#2、#3、#4单调地增加。在该情况下，由于ΔS1＝#2－#1、ΔS2＝#3－#2和ΔS3＝#4－#3为大致相同的值，因此ΔS的方差较小。在这种情况下，可以判断为主要被摄体以一定速度移动。因此，在步骤S8中，通过基于散焦量#4使聚焦透镜移动到对焦位置，能够在接下来的摄像时进行与主要被摄体对焦的摄像。

另外，在如图5那样ΔS全部是正的值(或负的值)并且ΔS的方差小于阈值的情况下，可以判断为主要被摄体以一定速度移动。因此，在步骤S8中，系统控制部11可以算出ΔS1、ΔS2、ΔS3的平均值(与主要被摄体的移动量相当)，并将对该平均值与散焦量#4进行相加而得到的值作为散焦量，使聚焦透镜移动。通过如此，在接下来的摄像时，能够在主要被摄体移动之前对焦。

在图6的坐标图中，当散焦量随着时间经过而变大或变小时，产生振动。在该情况下，ΔS1＝#2－#1为正的值、ΔS2＝#3－#2为负的值、ΔS3＝#4－#3为正的值，ΔS的方差变大。

在这种状态时，当使聚焦透镜进行对焦动作时，聚焦透镜位置会振动的可能性较高，实际上难以与被摄体对焦。因此，在如图6所示的状态时，在步骤S9中，不改变聚焦透镜的位置。

在步骤S7中用于判定的阈值依赖于固体摄像元件5的芯片面积、设置相位差检测用像素的间隔(周期)、透镜性能等，因此对应各个的相机(摄像装置)的每个设计规格，以实验的方式进行设定即可。

如以上那样，根据本实施方式的数码相机，根据散焦量的差的方差的大小，决定是否进行相位差AF，因此即使在对以一定速度移动的主要被摄体进行摄影的情况下，也能够对该状况进行判定而进行适当的AF处理。仅通过单纯地求算散焦量的方差，不能对图5的情况和图6的情况进行区别，但是通过求算散焦量的差的方差，能够对图5的情况和图6的情况进行区别，能够进行适当的AF处理。

为了求算ΔS的方差而需要多个ΔS，为了求算多个ΔS而需要至少进行三次用于求算散焦量的摄像。因此，在设定为连续AF模式以后到进行三次摄像的期间，不能对使对焦动作继续还是中止进行判断。

在本实施方式的数码相机中，在图3的步骤S3为否、步骤S5为否时不使聚焦透镜移动，因此能够抑制不能对使对焦继续还是中止进行判断的期间的摄像图像的变化，能够防止给摄影者造成不适感。

另外，也可以是，在设定为连续AF模式以后到能够算出ΔS的方差的期间、即到图3的步骤S5的判定为是的期间，使用至此所求出的散焦量而算出在该时刻最合适的散焦量，并基于所算出的散焦量使聚焦透镜移动。

例如，在将计算方差所需的ΔS的数量设为4个的情况下，在该情况下，设定为连续AF模式以后，第一次的摄像后，基于由该摄像所得到的散焦量使聚焦透镜移动。

在下一次的第二次的摄像后，基于由第一次摄像所得到的散焦量和由第二次摄像所得到的散焦量的平均值使聚焦透镜移动。

在下一次的第三次的摄像后，基于由第一次摄像所得到的散焦量、由第二次摄像所得到的散焦量和由第三次摄像所得到的散焦量的平均值，或者基于将这3个散焦量按大小顺序排列时的中央值，使聚焦透镜移动。

在下一次的第四次的摄像后，基于由第一次摄像所得到的散焦量、由第二次摄像所得到的散焦量、由第三次摄像所得到的散焦量和由第四次摄像所得到的散焦量的平均值，或者基于这4个散焦量中的去除了最大值和最小值后的两个散焦量的平均值，使聚焦透镜移动。

并且，当进行第五次摄像时，由于ΔS的数量为4个，因此根据ΔS的方差来决定是否进行对焦控制。

另外，在上述的实施方式中，根据散焦量的差的方差来决定是否使对焦动作继续，但是成为求算方差的对象的数值信息不限定于散焦量，只要是与散焦量对应的信息即可。例如，也可以使用相位差检测用像素51R的输出信号与相位差检测用像素51L的输出信号的相关运算的结果所得的相位差量。

另外，在上述的实施方式中，以图2的固体摄像元件5为例进行了说明，但是本发明不限定于此，也可以适用于各像素排列为正方格子的情况。另外，将相位差检测用像素的对像素设为搭载G滤光片的像素，但是也可以将上述的实施方式适用于将搭载R滤光片的像素作为相位差检测用像素或将搭载B滤光片的像素作为相位差检测用像素的情况。

另外，在上述的实施方式中，相位差检测用像素对设为最相邻的同色像素，但是无需最相邻，例如也可以设为分离1个像素或2个像素程度的接近像素对。

此外，在上述的实施方式中，如图2所示设为在摄像元件的受光面上同时形成相位差检测用像素并通过基于摄像元件的摄像从相位差检测用像素也同时读出相位差数据的结构。可是，本发明不限定于该结构，也可以适用于如下的结构：与摄像元件分别设置形成有相位差检测用像素的相位差检测元件，将来自摄影透镜的入射光分割为两份，由摄像元件对一方进行受光，由相位差检测元件对另一方进行受光。

也可以将图3所示的处理作为用于使计算机执行的程序而进行提供。这种程序记录于计算机能够读取该程序的非暂时性的(non-transitory)记录介质。这种“计算机可读取的记录介质”例如包括CD-ROM(Compact Disc-ROM：压缩光盘)等光学介质、存储卡等磁记录介质等。另外，也可以通过经由网络的下载而提供这种程序。

以上，作为本发明的摄像装置的实施方式，对数码相机进行了说明，但是摄像装置的结构不限定于此。作为本发明的其他摄像装置，可以设为例如内置型或外置型的PC用相机或者如以下说明那样的具有摄影功能的移动终端装置。

作为本发明的摄像装置的一实施方式的移动终端装置，可以列举出例如移动电话、智能手机、PDA(Personal Digital Assistants：个人数字助理)、便携式游戏机。以下，列举智能手机为例，参照附图详细地进行说明。

图7是表示作为本发明的摄像装置的一实施方式的智能手机200的外观的图。图7所示的智能手机200具有平板状的壳体201，在壳体201的一面具备使作为显示部的显示面板202和作为输入部的操作面板203成为一体而成的显示输入部204。另外，这种壳体201具备扬声器205、麦克风206、操作部207和相机部208。另外，壳体201的结构不限于此，例如，也可以采用使显示部和输入部独立的结构，或采用具有折叠构造、滑动机构的结构。

图8是表示图7所示的智能手机200的结构的框图。如图8所示，作为智能手机的主要的结构要素，具备：无线通信部210、显示输入部204、通话部211、操作部207、相机部208、存储部212、外部输入输出部213、GPS(Global Positioning System：全球定位系统)接收部214、移动传感器部215、电源部216以及主控制部220。另外，作为智能手机200的主要的功能，具备进行经由省略图示的基站装置BS和图示省略的移动通信网NW的移动无线通信的无线通信功能。

无线通信部210按照主控制部220的指示，对收纳于移动通信网NW的基站装置BS进行无线通信。使用该无线通信，进行声音数据、图像数据等各种文件数据、电子邮件数据等的收发、Web数据、流数据等的接收。

显示输入部204是通过主控制部220的控制来显示图像(静止图像和动态图像)、字符信息等而视觉性地向用户传递信息、并且检测与所显示的信息对应的用户操作的所谓触摸面板，具备显示面板202和操作面板203。

显示面板202使用LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)、OELD(Organic Electro-Luminescence Display：有机电致发光显示器)等作为显示装置。

操作面板203是载置成能够目视确认在显示面板202的显示面上显示的图像并检测由用户的手指、尖笔所操作的一或多个坐标的设备。当利用用户的手指、尖笔对该设备进行操作时，将因操作而产生的检测信号输出到主控制部220。接下来，主控制部220基于所接收的检测信号，检测显示面板202上的操作位置(坐标)。

如图7所示，作为本发明的摄像装置的一实施方式而例示的智能手机200的显示面板202和操作面板203成为一体而构成显示输入部204，但是成为操作面板203完全覆盖显示面板202的那样的配置。

在采用了这种配置的情况下，操作面板203也可以具备对显示面板202外的区域也检测用户操作的功能。换言之，操作面板203也可以具备对于与显示面板202重叠的重叠部分的检测区域(以下，称作显示区域)和对于除此以外的不与显示面板202重叠的外缘部分的检测区域(以下，称作非显示区域)。

另外，也可以使显示区域的大小和显示面板202的大小完全一致，但是也没有必要必须使两者一致。另外，操作面板203也可以具备外缘部分和除此以外的内侧部分这2个感应区域。此外，外缘部分的宽度根据壳体201的大小等而适当设计。此外，作为由操作面板203采用的位置检测方式，能够列举出矩阵开关方式、电阻膜方式、表面弹性波方式、红外线方式、电磁感应方式和静电电容方式等，也能够采用其中任一种方式。

通话部211具备扬声器205和麦克风206，将通过麦克风206而输入的用户的声音转换为能够由主控制部220处理的声音数据并输出到主控制部220，或者对由无线通信部210或外部输入输出部213所接收的声音数据进行解码而从扬声器205输出。另外，如图7所示，例如，能够将扬声器205搭载在与设有显示输入部204的面相同的面、将麦克风206搭载在壳体201的侧面。

操作部207是使用键开关等的硬件键，是接收来自用户的指示的器件。例如，如图7所示，操作部207为如下的按钮式开关：搭载于智能手机200的壳体201的侧面，当利用手指等按下时接通，当松开手指时通过弹簧等的恢复力而成为断开状态。

存储部212存储主控制部220的控制程序、控制数据、应用软件、将通信对方的名称、电话号码等建立对应而成的地址数据、所收发的电子邮件的数据、利用Web浏览下载的Web数据、所下载的内容数据，并暂时存储流数据等。另外，存储部212由智能手机内置的内部存储部217和装拆自如的具有外部存储器插槽的外部存储部218构成。另外，构成存储部212的各个内部存储部217和外部存储部218使用闪存型(flash memory type)、硬盘型(hard disk type)、缩微多媒体卡型(multimedia card micro type)、卡型的存储器(例如，MicroSD(注册商标)存储器等)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)等存储介质而实现。

外部输入输出部213起到与连接于智能手机200的全部的外部设备的接口的作用，用于与其他外部设备通过通信等(例如，通用串行总线(USB)、IEEE1394等)或网络(例如，互联网、无线LAN、蓝牙(Bluetooth)(注册商标)、RFID(Radio Frequency Identification：无线射频识别)、红外线通信(Infrared Data Association：IrDA)(注册商标)、UWB(Ultra Wideband：超宽带)(注册商标)、紫蜂(ZigBee)(注册商标)等)而直接地或间接地连接。

作为与智能手机200连接的外部设备，例如有：有/无线头戴式耳机、有/无线外部充电器、有/无线数据端口、经由卡插座而连接的存储卡(Memory card)、SIM(Subscriber Identity Module Card：客户识别模块卡)/UIM(User Identity Module Card：用户识别模块卡)卡、经由音频/视频I/O(Input/Output)端子而连接的外部音频/视频设备，无线连接的外部音频/视频设备、有/无线连接的智能手机、有/无线连接的个人计算机、有/无线连接的PDA、有/无线连接的个人计算机、耳机等。外部输入输出部213能够将从这种外部设备接受传送的数据传递到智能手机200的内部的各结构要素、将智能手机200的内部的数据传送到外部设备。

GPS接收部214按照主控制部220的指示，接收从GPS卫星ST1～STn发送的GPS信号，并执行基于所接收的多个GPS信号的测位运算处理，检测该智能手机200的由纬度、经度、高度构成的位置。GPS接收部214在能够从无线通信部210、外部输入输出部213(例如无线LAN)取得位置信息时，也能够使用该位置信息来检测位置。

运动传感器部215例如具备三轴加速度传感器等，按照主控制部220的指示，检测智能手机200的物理性的移动。通过检测智能手机200的物理性的移动，能够检测智能手机200移动的方向、加速度。该检测结果被输出到主控制部220。

电源部216按照主控制部220的指示，向智能手机200的各部供给存储于蓄电池(未图示)的电力。

主控制部220具备微处理器，按照存储部212所存储的控制程序、控制数据而动作，对智能手机200的各部统一地进行控制。另外，主控制部220为了通过无线通信部210进行声音通信、数据通信而具备对通信系统的各部进行控制的移动通信控制功能和应用处理功能。

应用处理功能通过按照存储部212所存储的应用软件使主控制部220动作而实现。作为应用处理功能，例如有：对外部输入输出部213进行控制而与相向设备进行数据通信的红外线通信功能、进行电子邮件的收发的电子邮件功能和阅览Web网页的Web浏览功能等。

另外，主控制部220具备基于接收数据、所下载的流数据等图像数据(静止图像、动态图像的数据)而将影像显示于显示输入部204的图像处理功能等。图像处理功能是指主控制部220对上述图像数据进行解码并对该解码结果实施图像处理从而将图像显示于显示输入部204的功能。

此外，主控制部220执行对显示面板202的显示控制和检测通过操作部207、操作面板203进行的用户操作的操作检测控制。通过执行显示控制，主控制部220显示用于启动应用软件的图标、滚动条等软件键，或者显示用于创建电子邮件的窗口。另外，滚动条是指，对于没有完全收纳到显示面板202的显示区域的较大的图像等，用于接收使图像的显示部分移动的指示的软件键。

另外，通过执行操作检测控制，主控制部220检测通过操作部207进行的用户操作，或者通过操作面板203接收对上述图标的操作、对上述窗口的输入栏的字符串的输入，或接收通过滚动条进行的显示图像的滚动要求。

此外，通过执行操作检测控制，主控制部220具备如下的触摸面板控制功能：判定对操作面板203的操作位置是与显示面板202重叠的重叠部分(显示区域)还是除此以外的不与显示面板202重叠的外缘部分(非显示区域)，而对操作面板203的感应区域、软件键的显示位置进行控制。

另外，主控制部220也能够检测对操作面板203的手势操作，根据所检测出的手势操作，执行预先设定的功能。手势操作并非以往的单纯的触摸操作，而是指利用手指等描绘轨迹、或同时指定多个位置、或将这些组合而从多个位置对至少一个位置描绘轨迹的操作。

相机部208搭载有相位差AF功能，包括图1所示的数码相机中的外部存储器控制部20、记录介质21、显示控制部22、显示部23和操作部14以外的结构。由相机部208生成的摄像图像数据能够记录于存储部212或通过输入输出部213、无线通信部210而输出。如图9所示，在智能手机200中，相机部208搭载于与显示输入部204相同的面，但是相机部208的搭载位置不限于此，也可以搭载于显示输入部204的背面。

另外，相机部208能够用于智能手机200的各种功能。例如，能够在显示面板202显示由相机部208取得的图像、能够作为操作面板203的操作输入之一而利用相机部208的图像。另外，在GPS接收部214检测位置时，也能够参照来自相机部208的图像而检测位置。此外，也能够参照来自相机部208的图像，不使用三轴加速度传感器或与三轴加速度传感器并用，而判断智能手机200的相机部208的光轴方向、判断当前的使用环境。当然，也能够在应用软件内利用来自相机部208的图像。

此外，也能够在静止画面或动画的图像数据中附加由GPS接收部214取得的位置信息、由麦克风206取得的声音信息(也可以利用主控制部等进行声音文本转换而成为文本信息)、由移动传感器部215取得的姿势信息等而记录于记录部212，或通过输入输出部213、无线通信部210而输出。

在以上那样的结构的智能手机200中，也使用图2中说明的固体摄像元件5作为相机部208的摄像元件，相机部208进行图3所示的处理，从而能够进行高精度的相位差AF。

如以上说明的那样，本说明书中公开了以下的事项。

所公开的摄像装置具有摄像元件，上述摄像元件通过包括聚焦透镜的摄像光学系统对被摄体进行摄像，上述摄像元件包括摄像用像素和对通过了上述摄像光学系统的光瞳区域的不同部分的光束进行受光的多个相位差检测用像素，上述摄像装置具备：运算部，每当由上述摄像元件进行摄像时都使用由上述多个相位差检测用像素进行摄像所得的图像信号来运算与散焦量对应的数值信息；差运算部，对连续进行的至少三次摄像，求算任意的摄像所得到的上述数值信息与在上述任意的摄像后接着进行的摄像所得到的上述数值信息之差；及控制部，进行如下控制：在由上述差运算部求出的多个上述差的方差比阈值小的情况下，利用由上述运算部运算出的上述数值信息而使上述聚焦透镜移动到对焦位置，在上述方差为上述阈值以上的情况下，使上述聚焦透镜的位置不变。

所公开的摄像装置中，在由上述差运算部求出的多个上述差的方差比阈值小且上述多个差的符号全部相同的情况下，上述控制部基于对上述至少三次摄像中的最后的摄像所运算出的上述数值信息和上述多个差，使上述聚焦透镜移动到对焦位置。

所公开的摄像装置中，在设定为连续进行上述聚焦透镜的对焦控制的模式以后到进行上述至少三次摄像的期间，上述控制部使上述聚焦透镜的位置不变。

所公开的摄像装置中，在设定为连续进行上述聚焦透镜的对焦控制的模式以后到进行上述至少三次摄像的期间，上述控制部基于由设定为上述模式以后进行的摄像所得到的上述数值信息，对上述聚焦透镜的位置进行控制。

所公开的摄像装置中，上述摄像元件包含上述多个相位差检测用像素。

所公开的摄像装置的对焦控制方法是具有摄像元件的摄像装置的对焦控制，上述摄像元件通过包括聚焦透镜的摄像光学系统对被摄体进行摄像，上述摄像元件包括摄像用像素和对通过了上述摄像光学系统的光瞳区域的不同部分的光束进行受光的多个相位差检测用像素，上述对焦控制方法具备：运算步骤，每当由上述摄像元件进行摄像时都使用由上述多个相位差检测用像素进行摄像所得的图像信号来运算与散焦量对应的数值信息；差运算步骤，对连续进行的至少三次摄像，求算任意的摄像所得到的上述数值信息与在上述任意的摄像后进行的摄像所得到的上述数值信息之差；及控制步骤，进行如下控制：在上述差运算步骤中求出的多个上述差的方差比阈值小的情况下，利用在上述运算步骤运算出的上述数值信息而使上述聚焦透镜移动到对焦位置，在上述方差为上述阈值以上的情况下，使上述聚焦透镜的位置不变。

所公开的对焦控制程序是用于进行具有摄像元件的摄像装置中的聚焦透镜的对焦控制的程序，上述摄像元件通过包括上述聚焦透镜的摄像光学系统对被摄体进行摄像，上述摄像元件包括摄像用像素和对通过了上述摄像光学系统的光瞳区域的不同部分的光束进行受光的多个相位差检测用像素，上述对焦控制程序用于使计算机执行如下步骤：运算步骤，每当由上述摄像元件进行摄像时都使用由上述多个相位差检测用像素进行摄像所得的图像信号来运算与散焦量对应的数值信息；差运算步骤，对连续进行的至少三次摄像，求算任意的摄像所得到的上述数值信息与在上述任意的摄像后进行的摄像所得到的上述数值信息之差；及控制步骤，进行如下控制：在上述差运算步骤中求出的多个上述差的方差比阈值小的情况下，利用在上述运算步骤运算出的上述数值信息而使上述聚焦透镜移动到对焦位置，在上述方差为上述阈值以上的情况下，使上述聚焦透镜的位置不变。

根据以上所述的实施方式，利用到被摄体的测距距离的帧间的差数据的方差，判断对焦动作是继续还是中止，因此能够准确地进行判断。因此，拍摄焦点较大地偏离的图像的担心变小。

工业实用性

本发明所涉及的摄像装置由于能够适当地进行以相位差AF方式进行连续AF的情况下的对焦追随动作是继续还是中止的判断，因此特别是适用于拍摄移动物体的相机时是有用的。

以上，通过特定的实施方式对本发明进行了说明，但是本发明不限定于该实施方式，在不脱离所公开的发明的技术思想的范围内能够进行各种变更。

本申请基于2012年11月22日提出的日本专利申请(日本特愿2012-256350)，将其内容并入到本文中。

附图标记说明

1  摄影透镜

5  固体摄像元件

11 系统控制部(相位差AF处理部)

17 数字信号处理部

18 散焦量运算部(相位差AF处理部)

19 散焦量之差运算部

51 像素(光电二极管)

51L、51R 相位差检测用像素对

a、b、c 遮光膜开口

Claims (6)

1.一种摄像装置，具有摄像元件，所述摄像元件通过包括聚焦透镜的摄像光学系统对被摄体进行摄像，

所述摄像元件包括摄像用像素和对通过了所述摄像光学系统的光瞳区域的不同部分的光束进行受光的多个相位差检测用像素，

所述摄像装置具备：

运算部，每当由所述摄像元件进行摄像时都使用由所述多个相位差检测用像素进行摄像所得的图像信号来运算与散焦量对应的数值信息；

差运算部，对连续进行的至少三次摄像，求算任意的摄像所得到的所述数值信息与在所述任意的摄像后接着进行的摄像所得到的所述数值信息之差；及

控制部，进行如下控制：在由所述差运算部求出的多个所述差的方差比阈值小的情况下，利用由所述运算部运算出的所述数值信息而使所述聚焦透镜移动到对焦位置，在所述方差为所述阈值以上的情况下，使所述聚焦透镜的位置不变。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，

在由所述差运算部求出的多个所述差的方差比阈值小且所述多个差的符号全部相同的情况下，所述控制部基于对所述至少三次摄像中的最后的摄像所运算出的所述数值信息和所述多个差，使所述聚焦透镜移动到对焦位置。

3.根据权利要求1或2所述的摄像装置，其中，

在设定为连续进行所述聚焦透镜的对焦控制的模式以后到进行所述至少三次摄像的期间，所述控制部使所述聚焦透镜的位置不变。

4.根据权利要求1或2所述的摄像装置，其中，

在设定为连续进行所述聚焦透镜的对焦控制的模式以后到进行所述至少三次摄像的期间，所述控制部基于由设定为所述模式以后进行的摄像所得到的所述数值信息，对所述聚焦透镜的位置进行控制。

5.一种对焦控制方法，是具有摄像元件的摄像装置的对焦控制，所述摄像元件通过包括聚焦透镜的摄像光学系统对被摄体进行摄像，

所述摄像元件包括摄像用像素和对通过了所述摄像光学系统的光瞳区域的不同部分的光束进行受光的多个相位差检测用像素，

所述对焦控制方法具备：

运算步骤，每当由所述摄像元件进行摄像时都使用由所述多个相位差检测用像素进行摄像所得的图像信号来运算与散焦量对应的数值信息；

差运算步骤，对连续进行的至少三次摄像，求算任意的摄像所得到的所述数值信息与在所述任意的摄像后进行的摄像所得到的所述数值信息之差；及

控制步骤，进行如下控制：在所述差运算步骤中求出的多个所述差的方差比阈值小的情况下，利用在所述运算步骤运算出的所述数值信息而使所述聚焦透镜移动到对焦位置，在所述方差为所述阈值以上的情况下，使所述聚焦透镜的位置不变。

6.一种对焦控制程序，是用于进行具有摄像元件的摄像装置中的聚焦透镜的对焦控制的程序，所述摄像元件通过包括所述聚焦透镜的摄像光学系统对被摄体进行摄像，

所述摄像元件包括摄像用像素和对通过了所述摄像光学系统的光瞳区域的不同部分的光束进行受光的多个相位差检测用像素，

所述对焦控制程序用于使计算机执行如下步骤：

运算步骤，每当由所述摄像元件进行摄像时都使用由所述多个相位差检测用像素进行摄像所得的图像信号来运算与散焦量对应的数值信息；

差运算步骤，对连续进行的至少三次摄像，求算任意的摄像所得到的所述数值信息与在所述任意的摄像后进行的摄像所得到的所述数值信息之差；及

控制步骤，进行如下控制：在所述差运算步骤中求出的多个所述差的方差比阈值小的情况下，利用在所述运算步骤运算出的所述数值信息而使所述聚焦透镜移动到对焦位置，在所述方差为所述阈值以上的情况下，使所述聚焦透镜的位置不变。