CN106257914B - 焦点检测装置和焦点检测方法 - Google Patents
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Abstract
提供焦点检测装置和焦点检测方法，与被摄体是点光源还是非点光源无关而能够在适当的对焦位置进行对焦。具有：亮度评价峰值位置检测部(11a)，其取得不同对焦位置的亮度信息，检测亮度评价峰值位置；通常AF评价峰值位置检测部(11c)，其根据不同对焦位置的图像数据计算对比度信息，根据该对比度信息检测通常AF评价峰值位置；特殊峰值位置检测部(11b)，其根据亮度信息和对比度信息检测不同对焦位置处的特殊AF评价峰值位置；峰值位置判定部(11d)，其根据亮度信息以及通常AF评价峰值位置和特殊AF评价峰值位置中的至少任意一方，判定焦点检测所使用的信息；以及AF位置运算部(11e)，其根据该焦点检测所使用的信息，运算焦点检测位置。
Description
技术领域
本发明涉及针对夜景拍摄时的点光源这样的被摄体也能够准确进行焦点检测的焦点检测装置和焦点检测方法。
背景技术
作为摄像装置所具有的摄影镜头的自动焦点检测的方式，以往使用对比度AF方式。在该对比度AF中，计算通过摄影镜头形成的被摄体像的对比度值，对摄影镜头的位置进行控制以使得该对比度值成为峰值。
但是，在对比度AF方式中，针对夜景拍摄时的点光源这样的被摄体，很难准确进行焦点检测。因此，提出了如下方案：对亮度评价值与阈值进行比较，在亮度评价值大于阈值的情况下，通过亮度评价值对对比度值进行校正，根据该校正后的对比度值进行焦点检测(参照日本公开特许2011-175119号公报(以下称为“专利文献1”))。
根据专利文献1所公开的焦点检测装置，针对夜景拍摄时等的点光源，能够准确检测对焦位置。但是，针对低亮度的不是点光源的被摄体，很难准确检测对焦位置。使用图9A-图10C对这点进行说明。
图9A-图9C示出在被摄体是点光源的情况下、根据使对焦镜头移动(镜头扫描)而取得的图像数据检测到的AF评价值和亮度评价值。在图9A所示的曲线图中，横轴示出对焦镜头位置(LDP)，纵轴示出AF评价值(AFval)和亮度评价值。即，亮度评价值曲线LBV10示出使对焦镜头移动而取得的亮度评价值的变化，AF评价值曲线LAF10示出使对焦镜头移动而取得的AF评价值的变化。
在AF评价值曲线LAF10的峰值小于阈值Th20的情况下，如图9B的曲线图所示，不对AF评价值进行校正。该情况下，真正的对焦位置是位置P2。但是，如图9B的曲线图所示，AF评价值在位置P1、P3这两处成为峰值，根据该伪对焦位置进行焦点检测，所以，无法检测准确的对焦位置。
另一方面，在AF评价值LAF10的峰值大于阈值Th10的情况下，如图9C的曲线图所示，对AF评价值进行校正。该情况下，通过进行校正，如图9C的曲线图所示，AF评价值在位置P2处成为峰值，能够检测准确的对焦位置。
这样，在被摄体是点光源被摄体的情况下，专利文献1所公开的摄像装置通过对AF评价值进行校正，防止伪对焦，能够检测准确的对焦位置。另外，阈值Th10和Th20本来是相同的值，AF评价值变动。但是，在图9A-图9C中，为了便于作图，固定AF评价值，使阈值不同。后述图10A-图10C也同样作图。
图10A-图10C示出被摄体是非点光源的情况下的AF评价值和亮度评价值。在图10A所示的曲线图中，横轴示出对焦镜头位置(LDP)，纵轴示出AF评价值(AFval)和亮度评价值。即，亮度评价值曲线LBV20示出使对焦镜头移动而取得的亮度评价值的变化，AF评价值曲线LAF20示出使对焦镜头移动而取得的AF评价值的变化。
在AF评价值曲线LAF2的峰值小于阈值Th20的情况下，如图10B的曲线图所示，不对AF评价值进行校正。该情况下，即使不进行校正，如图10B的曲线图所示，AF评价值也在位置P2处具有峰值，能够检测准确的对焦位置。
另一方面，在AF评价值曲线LAF20的峰值大于阈值Th10的情况下，如图10C的曲线图所示，对AF评价值进行校正。该情况下，通过进行校正，如图10C的曲线图所示，校正后的AF评价值曲线LAF20C受到噪声的影响而成为不规则变化的曲线，很难检测峰值，无法高精度地检测对焦位置。
这样，在专利文献1所公开的摄像装置中，关于AF评价值的校正，针对点光源被摄体，能够高精度地检测对焦位置，但是，针对非点光源被摄体，无法高精度地检测对焦位置。
发明内容
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于，提供与被摄体是点光源还是非点光源无关而能够在适当的对焦位置进行对焦的焦点检测装置和焦点检测方法。
本发明的第1方式的焦点检测装置具有：摄像部，其取得图像数据；亮度信息取得部，其在不同对焦位置取得亮度信息，检测亮度评价值的峰值位置；通常焦点检测信息取得部，其根据不同对焦位置处的图像数据计算对比度信息，根据该对比度信息检测通常AF评价值的峰值位置；特殊焦点检测信息取得部，其根据由上述亮度信息取得部取得的上述亮度信息和由上述通常焦点检测信息取得部计算出的上述对比度信息，检测不同对焦位置处的特殊AF评价值的峰值位置；判定部，其根据上述亮度信息、以及由上述通常焦点检测信息取得部检测到的上述通常AF评价值的峰值位置和由上述特殊焦点检测信息取得部检测到的上述特殊AF评价值的峰值位置中的至少任意一方，判定焦点检测所使用的信息；以及焦点检测运算部，其根据由上述判定部判定出的上述焦点检测所使用的信息，运算焦点检测位置。
本发明的第2方式的焦点检测方法具有以下步骤：取得图像数据；根据上述图像数据在不同对焦位置取得亮度信息，检测亮度评价值的峰值位置；根据不同对焦位置处的图像数据计算对比度信息，根据该对比度信息检测通常AF评价值的峰值位置；根据上述亮度信息和上述对比度信息检测不同对焦位置处的特殊AF评价值的峰值位置；根据上述亮度信息、以及上述通常AF评价值的峰值位置和上述特殊AF评价值的峰值位置中的至少任意一方，判定焦点检测所使用的信息；以及根据判定出的上述焦点检测所使用的信息，运算焦点检测位置。
根据本发明，能够提供与被摄体是点光源还是非点光源无关而能够在适当的对焦位置进行对焦的焦点检测装置和焦点检测方法。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式的照相机的主要电气结构的框图。
图2是示出本发明的一个实施方式的照相机的控制部的周边功能的框图。
图3A-图3C是说明本发明的一个实施方式的照相机中的焦点检测动作的曲线图。
图4是示出本发明的一个实施方式的照相机的主动作的流程图。
图5是示出本发明的一个实施方式的照相机的峰值检测～对焦位置驱动中的动作的流程图。
图6A-图6D是说明本发明的一个实施方式的照相机中、未照射辅助光的情况下的焦点检测动作的曲线图。
图7A-图7D是说明本发明的一个实施方式的照相机中、未照射辅助光的情况下的焦点检测动作的曲线图。
图8A-图8D是说明本发明的一个实施方式的照相机中、照射了辅助光的情况下的焦点检测动作的曲线图。
图9A-图9C是说明进行现有的点光源对策的焦点检测装置中的焦点检测动作的曲线图。
图10A-图10C是说明进行现有的点光源对策的焦点检测装置中的焦点检测动作的曲线图。
具体实施方式
下面，作为本发明的一个实施方式，对应用于数字照相机的例子进行说明。该数字照相机具有摄像部，通过该摄像部将被摄体像转换为图像数据，根据该转换后的图像数据，在配置于主体背面的显示部中实时取景显示被摄体像。拍摄者通过观察实时取景显示，决定构图和快门时机。在释放操作时，将静态图像的图像数据记录在记录介质中，在动态图像按钮的操作时，将动态图像的图像数据记录在记录介质中。当选择再现模式后，能够在显示部中再现显示记录介质中记录的图像数据。
并且，根据图像数据计算对比度信息，根据该对比度信息检测通常AF评价值的峰值位置，根据亮度信息和对比度信息检测点光源AF评价值的峰值位置。然后，使用该检测到的通常AF评价值的峰值位置和点光源AF评价值的峰值位置中的任意一方，求出焦点位置，向对焦位置驱动对焦镜头。另外，在本实施方式中，峰值表示评价值的凸部侧的极值，但是，也可以是凹部侧的极值，峰值位置也可以是凹部侧的极值的位置。
图1是示出本实施方式的照相机的主要电气结构的框图。在该照相机的摄影镜头1的光轴上配置摄像元件3。摄像元件3的输出与摄像信号处理电路5连接，摄像信号处理电路5的输出与AE评价值计算电路7、AF评价值计算电路9和控制部11连接。并且，在控制部11上连接有马达驱动电路15、存储器17、图像处理电路19、操作部21、显示电路23。在马达驱动电路15上连接有镜头驱动马达13，镜头驱动马达13使摄影镜头1的位置变化。
摄影镜头1包括对焦镜头，是用于使被摄体光束会聚在摄像元件3上并形成被摄体像的光学系统。通过由根据来自控制部11的指示进行动作的马达驱动电路15控制的镜头驱动马达13，该摄影镜头1在光轴方向上移动，焦点状态变化。通过镜头位置检测部(未图示)检测对焦镜头的位置，作为镜头位置信息输出到控制部11。
摄像元件3由配置在前表面的拜耳排列的滤色器和与该滤色器对应地排列的光电二极管等光电转换元件构成。通过各滤色器和与其对应的各光电转换元件，各像素还通过像素群构成摄像区域。摄像元件3是CCD图像传感器或CMOS图像传感器等，在各像素中接收由摄影镜头1会聚的光并将其转换为光电流，在电容器(浮动扩散区)中蓄积该光电流，作为模拟电压信号(图像信号)输出到摄像信号处理电路5。
摄像信号处理电路5对从摄像元件3输出的图像信号进行放大，进行模拟数字(AD)转换等信号处理。摄像元件3和摄像信号处理电路5作为取得图像数据的摄像部发挥功能。
与摄像信号处理电路5连接的AE评价值计算电路7根据从摄像信号处理电路5输出的图像数据计算亮度评价值(AE评价值)。该亮度评价值是根据与基于对比度AF的焦点检测用的检测区域大致相同的区域的图像数据而计算出的亮度值的累积值或平均值等。并且，AE评价值计算电路7通过镜头驱动马达13使摄影镜头1的对焦镜头移动，并在各个位置取得亮度评价值。
AF评价值计算电路9输入预定的焦点检测用的检测区域的图像数据，计算与该区域的图像的对比度相当的值(AF评价值)。在对比度的计算时，由于只要提取图像数据的高频成分即可，所以，使用数字高通滤波器等进行计算。如使用图2在后面叙述的那样，AF评价值计算电路9分别运算点光源用的AF评价值和通常用的AF评价值。
另外，关于AE评价值计算电路7和AF评价值计算电路9，除了本实施方式所示的硬件电路以外，当然可以通过控制部11以软件方式执行同等的功能。
控制部11通过由CPU(Central Processing Unit)和ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit)等构成的周边电路以及能够电改写的非易失性存储器和易失性存储器构成。控制部11根据非易失性存储器中存储的程序，对照相机整体的各种顺序进行总括控制。并且，控制部11从AE评价值计算电路7和AF评价值计算电路9等输入信息，通过对马达驱动电路15、镜头驱动马达13进行控制，进行摄影镜头1的对焦控制。并且，在被摄体较暗的情况下，作为测距的辅助，AF辅助光电路16根据来自控制部11的指示进行发光。
与控制部11连接的图像处理电路19对从摄像信号处理电路5输出的图像数据进行白平衡校正处理、同时化处理、颜色转换处理等图像处理。并且，图像处理电路19根据图像数据，进行画面中是否存在人物的面部部分的面部检测。进而，图像处理电路19在显示装置25中进行实时取景显示时进行实时取景显示用的图像处理，在存储器17中进行记录时进行图像压缩，进行从存储器17中读出的被压缩的图像数据的解压缩。
与控制部11连接的操作部21是电源按钮、释放按钮、各种输入键等操作部件。当用户对操作部21中的任意一个操作部件进行操作时，控制部11执行与用户操作对应的各种顺序(sequence)。操作部21内的释放按钮具有第一释放开关和第二释放开关这2级开关。当半按释放按钮时，第一释放开关接通，当从半按起进一步按入而全按时，第二释放开关接通。当第一释放开关接通时，控制部11执行AE处理和AF处理等拍摄准备顺序。并且，当第二释放开关接通时，控制部11执行拍摄顺序，进行拍摄。
与控制部11连接的存储器17例如是相对于照相机主体拆装自如的存储介质，记录图像处理电路19中压缩后的图像数据及其附加数据。另外，作为用于记录图像数据等的记录介质，不限于能够相对于照相机主体进行拆装的外部存储器，也可以是内置于照相机主体中的硬盘等记录介质。
显示电路23与显示装置25连接，显示装置25由设置在照相机主体的背面等的液晶显示器(LCD)等、内置于照相机主体中且能够经由目镜部进行观察的电子实时取景器等构成。在显示装置25中，根据来自摄像元件3和摄像信号处理电路5的图像数据，实时取景显示被摄体像，并且读出存储器17中记录的图像数据进行再现显示，并且进行菜单画面等的显示。显示电路23进行显示装置25中的显示。
接着，使用图2对AE评价值计算电路7、AF评价值计算电路9和控制部11中的用于进行焦点检测的功能进行说明。
亮度评价值运算部7a位于AE评价值运算电路7内，从摄像信号处理电路5输入图像数据，计算亮度评价值。每当摄影镜头1的对焦镜头通过镜头扫描驱动而移动规定量时(换言之，每当输出一帧的图像数据时)，计算亮度评价值。该计算出的亮度评价值输出到特殊AF评价值运算部9b，并且，作为亮度评价值曲线(亮度曲线)LBV输出到控制部11内的亮度评价值峰值位置检测部11a。另外，该亮度评价值曲线相当于使用图3A-图3C在后面叙述的亮度评价值曲线LBV。
通常AF评价值运算部9a位于AF评价值运算电路9内，输入来自摄像信号处理电路5的图像数据，计算通常AF评价值。该通常AF评价值是表示通过提取检测区域的图像数据的高频成分等而计算出的检测区域的图像对比度的值。
每当摄影镜头1的对焦镜头通过镜头扫描驱动而移动规定量时(换言之，每当输出一帧的图像数据时)，通常AF评价值运算部9a计算通常AF评价值，将该计算出的通常AF评价值输出到特殊AF评价值运算部9b，并且，作为通常AF曲线LAF输出到控制部11内的通常AF评价值峰值位置检测部11c。该通常AF曲线相当于使用图3A-图3C在后面叙述的通常AF评价值曲线LAF。
特殊AF评价值运算部9b位于AF评价值运算电路9内，从亮度评价值运算部7a输入亮度评价值，并且从通常AF评价值运算部9a输入通常AF评价值。然后，特殊AF评价值运算部9b计算特殊AF评价值(具体而言为点光源校正AF评价值)(参照后述图5的S21)。该特殊AF评价值是用于使用亮度评价值和通常AF评价值来检测检测区域内的点光源的对焦位置的评价值。
每当摄影镜头1的对焦镜头通过镜头扫描驱动而移动规定量时(换言之，每当输出一帧的图像数据时)，特殊AF评价值运算部9b计算特殊AF评价值，作为点光源校正AF评价值曲线(点AF曲线)LAFC输出到控制部11内的特殊AF评价值峰值位置检测部11b(参照后述图5的S21)。该点AF曲线相当于使用图3A-图3C在后面叙述的点光源校正AF评价值曲线LAFC。
亮度评价值峰值位置检测部11a位于控制部11内，从亮度评价值运算部7a输入亮度评价值(亮度曲线)，检测亮度评价值的峰值位置(Xae)(参照后述图5的S27)。亮度评价值运算部7a和亮度评价值峰值位置检测部11a作为在不同对焦位置取得亮度信息并检测亮度评价值的峰值位置的亮度信息取得部发挥功能。该亮度信息取得部中的上述亮度信息是规定区域内的亮度值、饱和输出区域数和分割区域的亮度差的有无中的至少任意一方。
特殊AF评价值峰值位置检测部11b位于控制部11内，从特殊AF评价值运算部9b输入点光源校正AF评价值(点AF曲线)，检测特殊AF评价值峰值位置(Xp)(参照后述图5的S25)。特殊AF评价值运算部9b和特殊AF评价值峰值位置检测部11b作为特殊焦点检测信息取得部发挥功能，该特殊焦点检测信息取得部根据由亮度信息取得部取得的亮度信息和由通常焦点检测信息取得部计算出的对比度信息，检测不同对焦位置处的特殊AF评价值峰值位置。
通常AF评价值峰值位置检测部11c位于控制部11内，从通常AF评价值运算部9a输入通常AF评价值(通常AF曲线)，检测通常AF评价值峰值位置(Xaf)(参照后述图5的S23)。通常AF评价值运算部9a和通常AF评价峰值位置检测部11c作为通常焦点检测信息取得部发挥功能，该通常焦点检测信息取得部根据不同对焦位置处的图像数据计算对比度信息，并根据该对比度信息检测通常AF评价值峰值位置。
峰值位置判定部11d从亮度评价值峰值位置检测部11a输入亮度评价值峰值位置Xae及其附近的信息，从特殊AF评价值峰值位置检测部11b输入特殊AF评价值峰值位置Xp及其附近的信息，从通常AF评价值峰值位置检测部11c输入通常AF评价值峰值位置Xaf及其附近的信息。然后，峰值位置判定部11d通过对3个峰值位置(Xae、Xp、Xaf)进行比较，判别选择哪个位置作为AF位置(参照后述图5的S31～S39)。该判别出的AF位置输出到AF位置运算部11e。
使用图3A-图3C在后面叙述由峰值位置判定部11d进行的判别。峰值位置判定部11d作为判定部发挥功能，该判定部发挥根据亮度信息、以及由通常焦点检测信息取得部检测到的通常AF评价值的峰值位置和由特殊焦点检测信息取得部检测到的特殊AF评价值的峰值位置中的至少任意一方，来判定焦点检测所使用的信息。
该峰值位置判定部11d判定不同对焦位置处的亮度信息中的峰值位置和特殊AF评价值的峰值位置是否在规定距离内(例如参照图5的S31、S33)。并且，峰值位置判定部11d判定特殊AF评价值的峰值位置和通常AF评价值的峰值位置是否在规定距离内(例如参照图5的S31、S33)。
AF位置运算部11e根据从峰值位置判定部11d输出的峰值位置来运算AF位置。例如，使用与峰值位置对应的对焦位置和AF评价值以及峰值位置前后的对焦位置和AF评价值，通过3点插值运算等进行该AF位置的运算。AF位置运算部11e作为根据由判定部判定出的上述焦点检测所使用的信息运算焦点检测位置的焦点检测运算部发挥功能。该焦点检测运算部在由判定部判定为在规定内的情况下，选择特殊AF评价值的峰值位置作为焦点检测运算所使用的位置，在由判定部判定为不在规定内的情况下，将通常AF评价值的峰值位置用于焦点检测运算(例如参照图5的S37、S39)。
接着，使用图3A-图3C对峰值位置判定部11d中进行的峰值位置的判定进行说明。在图3A-图3C所示的曲线图中，LBV示出从亮度评价值运算部7a输出的亮度评价值曲线(亮度曲线)，LAF示出从通常AF评价值运算部9a输出的通常AF评价值曲线(通常AF曲线)，LAFC示出从特殊AF评价值运算部9b输出的点光源校正AF评价值曲线(点AF曲线)。并且，曲线图的横轴示出LDP(对焦镜头位置)，纵轴示出AFval(AF评价值)。
图3A示出通常AF评价值曲线LAF的峰值位置Xaf和点光源校正AF评价值曲线LAFC的峰值位置Xp一致的情况(如果Xaf和Xp在规定范围内，则视为一致)。该情况下，峰值位置判定部11d选择通常AF评价值曲线的峰值位置Xaf用于焦点检测，将该峰值位置Xaf输出到AF位置运算部11e。
关于该情况下的对焦位置的运算，使用峰值位置及其前后的位置处的AF评价值，通过插值运算进行计算，所以，即使在通常AF曲线的峰值位置Xp和点光源校正AF评价曲线的峰值位置一致的情况下，3个点的AF评价值也不同。并且，通常AF评价值曲线和点光源校正AF评价值曲线不是连续计算的，在镜头扫描驱动时，从在分散位置计算出的AF评价值中检测峰值位置。因此，即使看起来峰值位置一致，实际的峰值位置偏移的可能性也很高。在本实施方式中，根据校正前的通常AF评价值曲线检测到的峰值位置Xaf的精度更高，所以，选择该峰值位置Xaf(参照后述图5的S31“是”→S37)。
图3B和图3C示出通常AF评价值曲线LAF的峰值位置Xaf和点光源校正AF评价值曲线LAFC的峰值位置Xp不一致的情况。在不一致的情况下，与亮度评价值曲线LBV的峰值位置进行比较，根据该比较结果进行峰值位置的选择。
图3B是通常AF评价值曲线LAF的峰值位置Xaf和亮度评价值曲线LBV的峰值位置Xae一致(如果Xaf和Xae在规定范围内，则视为一致)、或亮度评价值曲线LBV不存在峰值位置的情况。该情况下，选择通常AF评价值曲线LAF的峰值位置Xaf，将该峰值位置Xaf输出到AF位置运算部11e(参照后述图5的S35“是”→S37)。在亮度曲线LBV和通常AF评价值曲线LAF的峰值位置一致的情况下，即使是点光源，通常AF评价值曲线LAF的峰值AF评价值也不会凹陷。该情况下，与点光源校正AF评价值曲线LAFC的峰值位置相比，通常AF评价值曲线LAF的峰值位置的可靠性较高。并且，在亮度曲线LBV不存在峰值位置的情况下，假设被摄体是非点光源，所以，通常AF评价值曲线LAF的可靠性较高。
图3C是点光源校正AF评价值曲线LAFC的峰值位置Xp和亮度评价值曲线LBV的峰值位置Xae一致的情况(一致也包括附近的情况)。该情况下，选择点光源校正AF评价曲线LAFC的峰值位置Xp，将该峰值位置Xp输出到AF位置运算部11e(参照后述图5的S33“是”→S39)。这是因为，在亮度曲线LBV和点光源校正AF评价曲线LAFC的峰值位置一致的情况下，被摄体是点光源，与通常AF评价值曲线的峰值位置相比，点光源校正AF评价曲线的峰值位置的可靠性较高。
接着，使用图4和图5所示的流程图对本实施方式中的AF动作进行说明。控制部11内的CPU根据存储器中存储的程序对照相机的各部进行控制，由此执行该动作。并且，该流程图主要提取半按释放按钮时进行的基于对比度AF的自动焦点调节的动作而进行示出。由于自动焦点调节以外的动作是通常的照相机控制，所以在图4所示的流程中省略。
当操作照相机的电源按钮而接通电源时，图4所示的流程图开始。开始后，成为拍摄待机状态，进行实时取景显示(S1)。这里，根据由摄像部1取得的图像数据，图像处理电路19进行图像处理以用于实时取景显示，经由显示电路23在显示装置25中进行实时取景显示。关于该实时取景显示，每当经过与摄像元件3的帧率相当的时间时，对图像进行更新。
接着，判定是否进行了第一释放输入(S3)。这里，判定是否半按释放按钮而使第一释放开关接通。在该判定结果为不存在第一释放输入的情况下，进行实时取景显示，继续拍摄待机状态。
在步骤S3中的判定结果为存在第一释放输入的情况下，进行AF用曝光的设定(S5)。这里，在取得来自摄像元件3的图像数据时，进行光圈值或ISO感光度等曝光控制值的设定，以使得适合于AF的检测。
进行AF用曝光设定后，接着，开始进行扫描驱动(S7)。这里，控制部11通过马达驱动电路15和镜头驱动马达13使对焦镜头移动。在该移动时，每当对焦镜头移动规定量而输出一帧的图像数据时，亮度评价值运算部7a取得亮度评价值，通常AF评价值运算部9a取得通常AF评价值，特殊AF评价值运算部取得特殊AF评价值。
开始进行扫描驱动后，接着，进行方向判断(S9)。当通过扫描驱动而使对焦镜头移动规定量时，对此时得到的通常AF评价值和扫描开始时得到的通常AF评价值进行比较。然后，根据比较结果，判定本次的通常AF评价值相对于扫描开始时的AF评价值是否增加或减少规定值以上。在该判定结果为增加的情况下维持驱动方向，在减少的情况下使驱动方向反转。
进行方向判断后，接着，进行峰值检测(S11)。这里，亮度评价值峰值位置检测部11a检测亮度评价值峰值位置Xae，通常AF评价值峰值位置检测部11c检测通常AF评价值峰值位置Xaf，特殊AF评价值峰值位置检测部11b检测特殊AF评价值峰值位置Xp。另外，在检测到峰值位置时，存储该峰值位置，并且还检测并存储峰值。
接着，进行对焦位置计算(S13)。这里，根据步骤S11中检测到的峰值位置，峰值位置判定部11d根据使用图3A-图3C说明的判断来选择峰值位置。AF位置运算部11e使用该选择出的峰值位置运算AF位置。
计算出对焦位置后，接着，向对焦位置进行驱动(S15)。这里，控制部11进行马达驱动电路15和镜头驱动马达13的控制，以使对焦镜头向步骤S13中计算出的对焦位置移动。当驱动到对焦位置后，结束该流程。步骤S11～S15中的详细动作使用图5在后面叙述。另外，即使对焦驱动结束，如果电源接通，则返回步骤S1，进行照相机的控制。
接着，使用图5所示的流程图对步骤S11～S15中的峰值检测～对焦位置驱动的动作进行说明。
进入图5所示的流程后，每当从摄像信号处理电路5输出一帧的图像数据时，取得焦点检测区域内的通常AF评价值和点光源校正AF评价值(S21)。这里，使用来自摄像信号处理电路5的图像数据，AF评价值计算电路9内的通常AF评价值运算部9a取得通常AF评价值，特殊AF评价值运算部9b取得点光源校正AF评价值。
取得通常AF评价值和点光源校正AF评价值后，接着，进行通常AF评价值峰值检测(S23)。这里，控制部11内的通常AF评价值峰值位置检测部11c使用步骤S21中取得的通常AF评价值进行通常AF评价值的峰值位置Xaf的检测。关于该峰值位置Xaf的检测，预先存储从通常AF评价值运算部9a输出的通常AF评价值的最大值，在本次的通常AF评价值从通常AF评价值的最大值减少规定值以上时，完成峰值检测。此时，峰值位置Xaf成为之前的比较所使用的通常AF评价值的最大值位置。
进行通常AF评价值峰值检测后，接着，进行点光源校正AF评价值峰值检测(S25)。这里，控制部11内的特殊AF评价值峰值位置检测部11b使用步骤S21中取得的点光源AF校正评价值，进行点光源校正AF评价值的峰值位置Xp的检测。关于该峰值位置Xp的检测，预先存储从特殊AF评价值运算部9b输出的点光源校正AF评价值的最大值，在本次的点光源AF评价值从点光源AF评价值的最大值减少规定值以上时，完成峰值检测。此时，峰值位置Xp成为之前的比较中所使用的点光源AF评价值的最大值位置。
另外，根据下述式(1)计算点光源校正AF评价值AFval。
AFval＝(AEvalStd/AEval)n*AFvalOrg…(1)
其中，AEvalStad是基准亮度评价值，预先设定大于亮度评价值AEval可取的值的范围的值。并且，亮度评价值AEval是由AE评价值计算电路7计算出的亮度评价值。如上所述，该亮度评价值是相当于如下的被摄体亮度的值，该被摄体亮度是根据与基于对比度AF的焦点检测用的检测区域大致相同的区域的图像数据计算出的。并且，AFvalOrg是校正前的通常AF评价值。*表示乘法运算，n适当设定为设计值。
检测点光源校正AF评价值峰值后，接着，进行亮度峰值检测(S27)。这里，控制部11内的亮度评价值峰值位置检测部11a根据亮度评价值运算部7a计算出的亮度评价值，进行亮度评价值峰值位置Xae的检测。关于该峰值位置Xae的检测，预先存储从亮度评价值运算部7a输出的亮度评价值的最小值，在本次的亮度评价值从亮度评价值的最小值增加规定值以上时，完成极小值检测。此时，极小值位置Xae成为之前的比较中所使用的亮度评价值的最小值位置。
进行亮度峰值的检测后，接着，判定点光源峰值的检测是否完成(S29)。这里，判定在步骤S25中是否检测到点光源校正AF评价值的峰值位置。在该判定结果为点光源峰值的检测未完成的情况下，返回步骤S21，反复进行所述动作。
另一方面，在步骤S29中的判定结果为点光源峰值的检测完成的情况下，接着，判定通常AF评价值峰值位置Xaf和点光源校正AF评价值峰值位置Xp是否一致(S31)。这里，判定步骤S23中检测到的通常AF评价值峰值位置Xaf和步骤S25中检测到的点光源校正AF评价值峰值位置Xp是否一致。
在步骤S31中的判定结果为峰值位置不一致的情况下，判定点光源校正AF峰值位置和亮度最小值的位置是否一致(S33)。这里，判定步骤S25中检测到的点光源校正AF评价值峰值位置Xp和步骤S27中检测到的亮度评价值峰值位置Xae是否一致。
在步骤S33中的判定结果为峰值位置一致的情况下，使用点光源校正的峰值位置的附近3点进行对焦位置运算(S39)。步骤S31中的判定为“否”、步骤S33中的判定为“是”的情况是图3C中说明的状况、即亮度评价值的峰值位置Xae和点光源校正AF评价值的峰值位置Xp一致的情况。该情况下，由于基于点光源校正AF评价值的峰值位置Xp的可靠性较高，所以，使用该峰值位置附近的3点的对焦位置进行对焦位置的运算(在步骤S41中进行运算)。
在步骤S33中的判定结果为峰值位置不一致的情况下，判定通常AF评价值峰值位置的检测是否完成(S35)。这里，判定步骤S23中是否检测到通常AF评价值的峰值位置Xaf。在该判定结果为通常AF评价值峰值位置Xaf的检测未完成的情况下，返回步骤S21，反复进行所述动作。
在步骤S31中的判定结果为峰值位置一致的情况下、或步骤S35中的判定结果为通常AF评价值峰值位置的检测完成的情况下，在对焦位置运算中使用通常的峰值位置的附近3点(S37)。步骤S31中的判定为“是”的情况是图3A中说明的状况、即通常AF评价值峰值位置Xaf和点光源校正AF评价值峰值位置Xp一致的情况。该情况下，由于基于通常AF评价值的峰值位置Xaf的可靠性较高，所以，使用该峰值位置Xaf附近的3点的对焦位置进行对焦位置的运算(在步骤S41中进行运算)。
并且，步骤S35中的判定结果为“是”的情况是图3B中说明的状况、即点光源校正AF评价值的峰值位置Xp和亮度评价值的峰值位置Xae不一致的情况(包括无法检测亮度评价值的峰值位置的情况)。该情况下，由于基于通常AF评价值的峰值位置Xaf的可靠性较高，所以，也使用该峰值位置Xaf附近的3点的对焦位置进行对焦位置的运算(在步骤S41中进行运算)。
在步骤S37或S39中选择出对焦位置运算所使用的3点的对焦位置后，接着，进行对焦位置运算(S41)。这里，使用步骤S37或S39中选择出的3点的对焦位置，通过插值运算等运算对焦位置。
运算出对焦位置后，接着，进行对焦位置驱动(S43)。这里，控制部11朝向步骤S41中运算出的对焦位置，经由马达驱动电路15、镜头驱动马达13来进行摄影镜头1的对焦镜头的驱动控制。
这样，在图5的流程中，对亮度评价值的峰值位置、通常AF评价值的峰值位置、点光源校正AF评价值的峰值位置进行比较(S31、S33)，根据该比较结果选择通常AF评价值的峰值位置和点光源校正AF评价值的峰值位置中的任意一方(S37、S39)，使用该选择出的峰值位置运算对焦位置(S41)，向对焦位置驱动对焦镜头(S43)。因此，与被摄体是点光源还是非点光源无关，能够向适当的对焦位置驱动对焦镜头。
接着，使用图6A-图8D，与专利文献1所公开的焦点检测装置进行对比来说明本实施方式中的AF辅助光照射时和非照射时的焦点检测。
图6A-图6D是被摄场亮度为高亮度、未照射AF辅助光的情况。并且，图7A-图7D是被摄场亮度为低亮度、未照射AF辅助光的情况。图6A、图7A示出AF处理图像，图中的Ta是检测对象。并且，图6B和图7B示出在AF辅助光的非照射时对对焦镜头进行扫描驱动时得到的亮度评价值曲线LBV、点光源校正AF评价值曲线LAFC、通常AF评价值曲线LAF、阈值Th。这里，阈值Th相当于图9A、10A中示出的点光源判定用的阈值Th10、Th20。
图6C、图7C示出利用专利文献1所公开的焦点检测装置进行焦点检测的情况。在图6C的情况下，由于被摄场为高亮度，所以，不用求出点光源校正AF评价值。并且，在图7C的情况下，由于通常AF评价值的峰值小于阈值Th，所以，不用求出点光源AF评价值，求出通常AF评价值的峰值和峰值位置，根据该峰值和峰值位置运算对焦位置。
图6D、图7D示出本实施方式中的焦点检测。该情况下，由于通常AF评价值的峰值位置和点光源校正AF评价值的峰值位置大致相同(参照图3A、图5的S31“是”、S37)，所以，根据通常AF评价值的峰值和峰值位置运算对焦位置。
这样，在图6A和图7A所示的AF辅助光的非照射时，专利文献1所公开的焦点检测装置和本实施方式均根据通常AF评价值计算对焦位置。
图8A-图8D是被摄场亮度为低亮度、照射了AF辅助光的情况。图8A示出AF处理图像，图中的Ta是检测对象，Tb示出AF辅助光的照射范围。并且，图8B示出在AF辅助光的非照射时对对焦镜头进行扫描驱动时得到的亮度评价值曲线LBV、点光源校正AF评价值曲线LAFC、通常AF评价值曲线LAF、阈值Th。这里，阈值Th相当于图9A、10A中示出的点光源判定用的阈值Th10、Th20。
图8C示出利用专利文献1所公开的焦点检测装置进行焦点检测的情况。在图8C的情况下，由于通常AF评价值的峰值大于阈值Th，所以，求出点光源AF评价值，求出该点光源校正AF评价值的峰值和峰值位置，根据该峰值和峰值位置运算对焦位置。该情况下，点光源校正AF评价值的峰值附近R1处的值的变化不规则，因此，对焦精度变差。
图8D示出本实施方式中的焦点检测。该情况下，由于通常AF评价值的峰值位置和点光源校正AF评价值的峰值位置大致相同(参照图3A、图5的S31“是”、S37)，所以，根据通常AF评价值的峰值和峰值位置运算对焦位置。由于通常AF评价值的峰值附近R2处的值平滑地变化，所以，对焦精度较高。
在图8A所示的AF辅助光的照射时，在专利文献1所公开的焦点检测装置中，根据点光源校正AF评价值计算对焦位置，该情况下，对焦精度变差。但是，在本实施方式中，如图8C所示，根据通常AF评价值计算对焦位置，能够使对焦精度优良。
如以上说明的那样，在本发明的一个实施方式中，在不同对焦位置取得亮度评价值、通常AF评价值、特殊AF评价值，针对各个评价值取得峰值位置(参照图5的S21～S27)。然后，对亮度评价值的峰值位置、通常AF评价值的峰值位置、特殊AF评价值的峰值位置进行比较(参照图5的S31、S33)，根据该比较结果选择焦点检测所使用的信息，根据该选择出的峰值位置和峰值求出焦点位置(参照图5的S37、S39、S41)。因此，与被摄体是点光源还是非点光源无关，能够在适当的对焦位置进行对焦。
另外，在本发明的一个实施方式中，作为特殊AF评价值，使用(1)式所示的点光源校正AF评价值。但是不限于此，只要是对点光源的影响进行校正的运算式即可。例如，通过组合亮度信息、频率不同的对比度信息、颜色信息等各种信息，也可以对AF评价值进行校正。并且，AF评价值的峰值和峰值位置不限于此，只要是AF评价值的极值和极值的位置即可。
并且，在本发明的各实施方式中，AE评价值计算电路7、AF评价电路9采用与控制部11分体的结构，但是，各部的全部或一部分当然可以由软件构成，并通过控制部11内的CPU来执行。进而，AE评价值计算电路7、AF评价值计算电路9、图像处理电路19可以是根据由Verilog记述的程序语言生成的门电路等硬件结构，并且，也可以采用利用了DSP(DigitalSignal Processor)等软件的硬件结构。这些当然可以适当组合。
并且，在本实施方式中，作为拍摄用的设备，使用数字照相机进行了说明，但是，作为照相机，可以是数字单反照相机，也可以是小型数字照相机，还可以是摄像机、摄影机这样的动态图像用的照相机，进而，还可以是内置于便携电话、智能手机、便携信息终端(PDA：Personal Digital Assist)、个人计算机(PC)、平板型计算机、游戏设备等中的照相机。任意情况下，只要是通过对比度AF进行对焦镜头的焦点调节的设备，则能够应用本发明。
并且，关于本说明书中说明的技术中主要利用流程图说明的控制，多数情况下能够利用程序进行设定，有时也收纳在记录介质或记录部中。关于记录在该记录介质、记录部中的记录方法，可以在产品出厂时进行记录，也可以利用发布的记录介质，还可以经由因特网进行下载。
并且，关于权利要求书、说明书和附图中的动作流程，为了简便而使用“首先”、“接着”等表现顺序的词语进行了说明，在没有特别说明的部位，不是必须按照该顺序进行实施。
本发明不限于上述实施方式，能够在实施阶段在不脱离其主旨的范围内对结构要素进行变形而具体化。并且，通过上述实施方式所公开的多个结构要素的适当组合，能够形成各种发明。例如，也可以删除实施方式所示的全部结构要素中的若干个结构要素。进而，还可以适当组合不同实施方式中的结构要素。
Claims (7)
1.一种焦点检测装置，其具有：
摄像部，其取得图像数据；
亮度信息取得部，其在不同对焦位置取得亮度信息，检测亮度评价值的峰值位置；
通常焦点检测信息取得部，其根据不同对焦位置处的图像数据计算对比度信息，根据该对比度信息检测通常AF评价值的峰值位置；
特殊焦点检测信息取得部，其根据由上述亮度信息取得部取得的上述亮度信息和由上述通常焦点检测信息取得部计算出的上述对比度信息，检测不同对焦位置处的特殊AF评价值的峰值位置；
判定部，其根据上述亮度信息、以及由上述通常焦点检测信息取得部检测到的上述通常AF评价值的峰值位置和由上述特殊焦点检测信息取得部检测到的上述特殊AF评价值的峰值位置中的至少任意一方，判定焦点检测所使用的信息；以及
焦点检测运算部，其根据由上述判定部判定出的上述焦点检测所使用的信息，运算焦点检测位置。
2.根据权利要求1所述的焦点检测装置，其中，
上述判定部判定不同对焦位置处的上述亮度信息中的峰值位置和上述特殊AF评价值的峰值位置是否在规定距离内。
3.根据权利要求2所述的焦点检测装置，其中，
上述焦点检测运算部在由上述判定部判定为在规定距离内的情况下，选择特殊AF评价值的峰值位置作为焦点检测运算所使用的位置。
4.根据权利要求1所述的焦点检测装置，其中，
上述判定部判定上述特殊AF评价值的峰值位置和上述通常AF评价值的峰值位置是否在规定距离内。
5.根据权利要求4所述的焦点检测装置，其中，
上述焦点检测运算部在由上述判定部判定为在规定距离内的情况下，将通常AF评价值的峰值位置用于焦点检测运算。
6.根据权利要求1所述的焦点检测装置，其中，
上述亮度信息取得部中的上述亮度信息是规定区域内的亮度值、饱和输出区域数以及分割区域的亮度差的有无中的至少任意一方。
7.一种焦点检测方法，其具有以下步骤：
取得图像数据；
根据上述图像数据在不同对焦位置取得亮度信息，检测亮度评价值的峰值位置；
根据不同对焦位置处的图像数据计算对比度信息，根据该对比度信息检测通常AF评价值的峰值位置；
根据上述亮度信息和上述对比度信息检测不同对焦位置处的特殊AF评价值的峰值位置；
根据上述亮度信息以及上述通常AF评价值的峰值位置和上述特殊AF评价值的峰值位置中的至少任意一方，判定焦点检测所使用的信息；以及
根据判定出的上述焦点检测所使用的信息，运算焦点检测位置。
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