CN108780209B - 对焦位置检测装置及对焦位置检测方法 - Google Patents

对焦位置检测装置及对焦位置检测方法 Download PDF

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Abstract

在对焦位置检测装置(100)中，即使在产生了大气波动的情况下，也可准确地找到对焦位置。对焦位置检测装置(100)具备：对比度评价值计算机构(43)，根据一边沿着光轴方向在搜索范围内移动聚焦透镜一边以所设定的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；对焦位置计算机构(44)，根据多次拍摄时的各个聚焦位置与通过对比度评价值计算机构(43)计算出的对比度评价值计算对焦位置；检测机构(45)，检测大气波动；及曝光时间设定机构(46)，将检测机构(45)检测到大气波动时的曝光时间设定得比未检测大气波动时的曝光时间长。

Description

对焦位置检测装置及对焦位置检测方法
技术领域
本发明涉及一种对焦位置检测装置及对焦位置检测方法，尤其涉及一种在产生了热霾等大气波动的情况下，能够准确地找到对焦位置的对比度检测方式的对焦位置检测装置及对焦位置检测方法。
背景技术
以往，已知在产生了热霾时或起风时、拍摄夜空中的星星时、在燃气炉附近存在极端温度差时等，在产生了大气波动的情况下拍摄被摄体时，有时由于大气波动引起的影响，导致图像内的被摄体像模糊，或被摄体像的形状变形。因此，专利文献1中，提出有为了抑制所拍摄的图像中的像模糊，以在曝光时间内热霾不发生变化的短时间的曝光时间拍摄图像的技术。并且，专利文献2中提出有如下技术，即，由于空气波动，所拍摄的图像中产生变形时，将相同被摄体拍摄多张，并对所拍摄的多张图像进行平均化，由此进行变形的校正。
另一方面，一直以来，数码相机(digital still camera)或数码摄像机等摄影装置中，广泛适用使摄影透镜以对焦于规定的被摄体的方式动作的自动对焦(以下，称为“AF(Autofocus)”)机构。作为这种AF机构，已知有：所谓的主动方式的装置，从摄影装置对被摄体照射红外线，检测在被摄体反射而返回摄影装置的红外线的角度，由此测定至被摄体的距离，将摄影透镜设定为对焦于处于该测定距离位置的物体的位置；或所谓的被动方式，对由摄影装置的摄像机构输出的图像信号进行处理来检测对焦状态，将摄影透镜设定为获得最佳对焦状态的位置。
作为上述被动方式的AF机构，广泛已知有设为根据像的横向偏差量判别对焦状态的相位检测方式和设为根据像的对比度判别对焦状态的对比度检测方式，该对比度检测方式的AF机构中，根据一边在用于对焦的动作范围内即搜索范围内移动摄影透镜一边间歇性地拍摄被摄体来获取的多个图像数据计算各个对比度评价值，以计算出的对比度评价值最高的位置即峰值为基准，计算对焦位置。具体而言，根据对比度评价值成为最大的对焦位置及其前后的多个点的对焦位置以及与各对焦位置对应的对比度评价值，通过插值运算计算与对比度评价值的峰值对应的对焦位置。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-177477号公报
专利文献2：日本特开2012-182625号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
在此，图10中示出评价值曲线的一例。图10的上图是未产生大气波动时的评价值曲线，图10的下图是产生了大气波动时的评价值曲线。另外，评价值曲线是将横轴设为对焦位置、将纵轴设为对比度评价值来制成曲线图的曲线。并且，图10的下图的点线的评价值曲线是比较用曲线，表示图10的上图的实线的评价值曲线。横轴的MOD(最小物距，MinimumObject Distance)表示能够最靠近被摄体而进行摄影的距离即最短摄影距离，INF(无穷大，Infinity)表示被摄体的距离非常远即无限远。
对比度检测方式的AF机构中，曝光时间设定为相同的时间时，与图10的上图所示的未产生大气波动时的评价值曲线相比，图10的下图所示的产生了大气波动时的评价值曲线中，因摄影透镜的对焦位置发生变化而引起的对比度评价值的变动加上因被摄体像摇动而引起的对比度评价值的变化，导致评价值曲线的形状紊乱。
如上所述，根据对比度评价值成为最大的对焦位置及其前后的多个点的对焦位置以及与各对焦位置对应的对比度评价值，通过插值运算来计算对焦位置，因此若如图10的下图那样评价值曲线紊乱，则导致峰附近的对比度评价值紊乱，有时无法找到准确的对焦位置。
专利文献1公开了以在曝光时间内热霾不发生变化的短时间的曝光时间拍摄图像的技术，但若在对比度检测方式的AF机构中缩短曝光时间，则所拍摄的图像数据之间的被摄体像的形状差变大，导致计算出的对比度评价值的变动变大，有时无法找到准确的对焦位置。并且，专利文献2公开了拍摄多张相同的被摄体，并对所拍摄的多张图像进行平均化，由此进行变形的校正，但并未记载与对比度检测方式的AF机构相关的内容。
本发明是鉴于该情况而完成的，其目的在于提供一种即使在产生了大气波动的情况下，也能够准确地找到对焦位置的对比度检测方式的对焦位置检测装置及对焦位置检测方法。
用于解决技术课题的手段
本发明的第1对焦位置检测装置，其具备：
对比度评价值计算机构，根据一边沿着光轴方向在搜索范围内移动聚焦透镜一边以所设定的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；及
对焦位置计算机构，根据多次拍摄时的各个聚焦位置与通过对比度评价值计算机构计算出的对比度评价值计算对焦位置，该对焦位置检测装置具备：
检测机构，检测大气波动；及
曝光时间设定机构，将检测机构检测到大气波动时的曝光时间设定得比未检测大气波动时的曝光时间长。
另外，本发明中，“检测机构”可以是自动检测大气波动的机构，也可以是由用户输入有无大气波动的手动机构。
并且，本发明的第1对焦位置检测装置能够具备：
标准对比度评价值计算机构，根据一边针对第1搜索范围沿着光轴方向移动聚焦透镜一边以未检测大气波动时的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；
第1对焦位置计算机构，根据基于标准对比度评价值计算机构的多次拍摄时的各个聚焦位置与通过标准对比度评价值计算机构计算出的对比度评价值计算第1对焦位置；
波动对比度评价值计算机构，检测机构检测到大气波动时，根据一边针对包含第1对焦位置且比第1搜索范围狭窄的第2搜索范围，沿着光轴方向移动聚焦透镜一边以检测到大气波动时的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；及
第2对焦位置计算机构，根据基于波动对比度评价值计算机构的多次拍摄时的各个聚焦位置与通过波动对比度评价值计算机构计算出的对比度评价值计算对焦位置。
另外，本发明中，“标准对比度评价值计算机构”是用于根据通过使用未检测大气波动时的曝光时间的拍摄来获得的图像数据计算对比度评价值的机构，“波动对比度评价值计算机构”是用于根据通过使用检测到大气波动时的曝光时间的拍摄来获得的图像数据计算对比度评价值的机构。
并且，本发明的第1对焦位置检测装置中，能够使波动对比度评价值计算机构中的搜索宽度比标准对比度评价值计算机构中的搜索宽度短。
另外，本发明中，“搜索宽度”表示对被摄体进行多次拍摄时的拍摄间隔。
本发明的第2对焦位置检测装置具备：
第1对比度评价值计算机构，根据一边针对第1搜索范围沿着光轴方向移动聚焦透镜一边以所设定的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；
第1对焦位置计算机构，根据第1对比度评价值计算机构中的多次拍摄时的各个聚焦位置与计算出的对比度评价值计算第1对焦位置；
驱动机构，向第1对焦位置驱动聚焦透镜；
第2对比度评价值计算机构，根据在第1对焦位置以所设定的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；
时间变动检测机构，检测在第2对比度评价值计算机构中计算出的多个对比度评价值的时间变动；
判断机构，根据时间变动的检测结果判断对比度评价值中有无大气波动的影响；
曝光时间设定机构，判断为存在大气波动的影响时，将曝光时间设定得比所设定的曝光时间长；
第3对比度评价值计算机构，判断为存在大气波动的影响时，根据一边针对包含第1对焦位置且比第1搜索范围狭窄的第2搜索范围，沿着光轴方向移动聚焦透镜一边以通过曝光时间设定机构设定的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；及
第2对焦位置计算机构，根据第3对比度评价值计算机构中的多次拍摄时的各个聚焦位置与计算出的对比度评价值计算第2对焦位置。
本发明的第1对焦位置检测装置及第2对焦位置检测装置中，能够将第2搜索范围的中心位置设为第1对焦位置。
并且，本发明的第2对焦位置检测装置中，能够使第3对比度评价值计算机构中的搜索宽度比第2对比度评价值计算机构中的搜索宽度短。
本发明的第1对焦位置检测方法具备：
对比度评价值计算步骤，根据一边沿着光轴方向在搜索范围内移动聚焦透镜一边以所设定的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；
对焦位置计算步骤，根据多次拍摄时的各个聚焦位置与计算出的对比度评价值计算对焦位置，该对焦位置检测方法具备：
检测步骤，检测大气波动；及
曝光时间设定步骤，将检测到大气波动时的曝光时间设定得比未检测大气波动时的曝光时间长。
另外，本发明中，“检测步骤”可以自动检测大气波动，也可以由用户手动输入有无大气波动。
并且，本发明的第1对焦位置检测方法能够具备：
标准对比度评价值计算步骤，根据一边针对第1搜索范围沿着光轴方向移动聚焦透镜一边以未检测大气波动时的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；
第1对焦位置计算步骤，根据标准对比度评价值计算步骤中的多次拍摄时的各个聚焦位置与计算出的对比度评价值计算第1对焦位置；
波动对比度评价值计算步骤，检测到大气波动时，根据一边针对包含第1对焦位置且比第1搜索范围狭窄的第2搜索范围，沿着光轴方向移动聚焦透镜一边以检测到大气波动时的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；及
第2对焦位置计算步骤，根据波动对比度评价值计算步骤中的多次拍摄时的各个聚焦位置与计算出的对比度评价值计算第2对焦位置。
另外，本发明中，“标准对比度评价值计算步骤”是用于根据通过使用未检测大气波动时的曝光时间的拍摄来获得的图像数据计算对比度评价值的步骤，“波动对比度评价值计算步骤”是用于根据通过使用检测到大气波动时的曝光时间的拍摄来获得的图像数据计算对比度评价值的步骤。
并且，本发明的第1对焦位置检测方法中，能够使波动对比度评价值计算步骤中的搜索宽度比标准对比度评价值计算步骤中的搜索宽度短。
本发明的第2对焦位置检测方法具备：
第1对比度评价值计算步骤，根据一边针对第1搜索范围沿着光轴方向移动聚焦透镜一边以所设定的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；
第1对焦位置计算步骤，根据第1对比度评价值计算步骤中的多次拍摄时的各个聚焦位置与计算出的对比度评价值计算第1对焦位置；
驱动步骤，向第1对焦位置驱动聚焦透镜；
第2对比度评价值计算步骤，根据在第1对焦位置以所设定的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；
时间变动检测步骤，检测在第2对比度评价值计算步骤中计算出的多个对比度评价值的时间变动；
判断步骤，根据时间变动的检测结果判断对比度评价值中有无大气波动的影响；
曝光时间设定步骤，判断为存在大气波动的影响时，将曝光时间设定得比所设定的曝光时间长；
第3对比度评价值计算步骤，判断为存在大气波动的影响时，根据一边针对包含第1对焦位置且比第1搜索范围狭窄的第2搜索范围，沿着光轴方向移动聚焦透镜一边以在曝光时间设定步骤中设定的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；及
第2对焦位置计算步骤，根据第3对比度评价值计算步骤中的多次拍摄时的各个聚焦位置与计算出的对比度评价值计算第2对焦位置。
本发明的第1对焦位置检测方法及第2对焦位置检测方法中，能够将第2搜索范围的中心位置设为第1对焦位置。
并且，本发明的第2对焦位置检测方法中，能够使第3对比度评价值计算步骤中的搜索宽度比第2对比度评价值计算步骤中的搜索宽度短。
发明效果
根据本发明的第1对焦位置检测装置及第1对焦位置检测方法，其为一种对焦位置检测装置，其具备：对比度评价值计算机构，根据一边沿着光轴方向在搜索范围内移动聚焦透镜一边以所设定的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；及对焦位置计算机构，根据多次拍摄时的各个聚焦位置与通过对比度评价值计算机构计算出的对比度评价值计算对焦位置，该对焦位置检测装置具备：检测机构，检测大气波动；及曝光时间设定机构，将检测机构检测到大气波动时的曝光时间设定得比未检测大气波动时的曝光时间长，因此在产生了大气波动时，所获取的多个图像数据中，被摄体像虽然不鲜明，但被时间平均化，从而被摄体像成为没有波动的像，因此能够缩小图像数据之间的被摄体像的形状差，能够减轻被摄体像晃动而引起的对比度评价值的变动，能够更准确地计算对焦位置。
并且，根据本发明的第1对焦位置检测方法，其具备：对比度评价值计算步骤，根据一边沿着光轴方向在搜索范围内移动聚焦透镜一边以所设定的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；对焦位置计算步骤，根据多次拍摄时的各个聚焦位置与计算出的对比度评价值计算对焦位置，该对焦位置检测方法具备：检测步骤，检测大气波动；及曝光时间设定步骤，将检测到大气波动时的曝光时间设定得比未检测大气波动时的曝光时间长，因此在产生了大气波动时，所获取的多个图像数据中，被摄体像虽然不鲜明，但被时间平均化，从而被摄体像成为没有波动的像，因此能够缩小图像数据之间的被摄体像的形状差，能够减轻被摄体像晃动而引起的对比度评价值的变动，能够更准确地计算对焦位置。
并且，根据本发明的第2对焦位置检测装置，其具备：第1对比度评价值计算机构，根据一边针对第1搜索范围沿着光轴方向移动聚焦透镜一边以所设定的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；第1对焦位置计算机构，根据第1对比度评价值计算机构中的多次拍摄时的各个聚焦位置与计算出的对比度评价值计算第1对焦位置；驱动机构，向第1对焦位置驱动聚焦透镜；第2对比度评价值计算机构，根据在第1对焦位置以所设定的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；时间变动检测机构，检测在第2对比度评价值计算机构中计算出的多个对比度评价值的时间变动；判断机构，根据时间变动的检测结果判断对比度评价值中有无大气波动的影响；曝光时间设定机构，判断为存在大气波动的影响时，将曝光时间设定得比所设定的曝光时间长；第3对比度评价值计算机构，判断为存在大气波动的影响时，根据一边针对包含第1对焦位置且比第1搜索范围狭窄的第2搜索范围，沿着光轴方向移动聚焦透镜一边以通过曝光时间设定机构设定的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；及第2对焦位置计算机构，根据第3对比度评价值计算机构中的多次拍摄时的各个聚焦位置与计算出的对比度评价值计算第2对焦位置，因此仅在存在对计算出的对比度评价值的大气波动的影响时，再次进行AF搜索，不进行不必要的AF搜索，由此能够减少AF搜索所需的时间。
并且，根据本发明的第2对焦位置检测方法，其具备：第1对比度评价值计算步骤，根据一边针对第1搜索范围沿着光轴方向移动聚焦透镜一边以所设定的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；第1对焦位置计算步骤，根据第1对比度评价值计算步骤中的多次拍摄时的各个聚焦位置与计算出的对比度评价值计算第1对焦位置；驱动步骤，向第1对焦位置驱动聚焦透镜；第2对比度评价值计算步骤，根据在第1对焦位置以所设定的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；时间变动检测步骤，检测在第2对比度评价值计算步骤中计算出的多个对比度评价值的时间变动；判断步骤，根据时间变动的检测结果判断对比度评价值中有无大气波动的影响；曝光时间设定步骤，判断为存在大气波动的影响时，将曝光时间设定得比所设定的曝光时间长；第3对比度评价值计算步骤，判断为存在大气波动的影响时，根据一边针对包含第1对焦位置且比第1搜索范围狭窄的第2搜索范围，沿着光轴方向移动聚焦透镜一边以在曝光时间设定步骤中设定的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；及第2对焦位置计算步骤，根据第3对比度评价值计算步骤中的多次拍摄时的各个聚焦位置与计算出的对比度评价值计算第2对焦位置，因此仅在存在对计算出的对比度评价值的大气波动的影响时，再次进行AF搜索，不进行不必要的AF搜索，由此能够减少AF搜索所需的时间。
附图说明
图1是具备本发明的第1实施方式所涉及的对焦位置检测装置的数码相机的框图。
图2是用于说明图1的数码相机的AF处理流程的流程图。
图3是具备本发明的第2实施方式所涉及的对焦位置检测装置的数码相机的框图。
图4是用于说明图3的数码相机的AF处理流程的流程图。
图5是表示评价值曲线及AF搜索范围的一例的图。
图6是用于说明曝光时间的设定的图。
图7是表示评价值曲线及AF搜索范围的另一例的图。
图8是具备本发明的第3实施方式所涉及的对焦位置检测装置的数码相机的框图。
图9是用于说明图8的数码相机的AF处理流程的流程图。
图10是表示产生了大气波动的情况与未产生大气波动的情况的评价值曲线的图。
具体实施方式
以下，参考附图，对本发明的实施方式进行说明。另外，以下实施方式中，作为具备本发明的第1实施方式的对焦位置检测装置的电子设备以数码相机为例进行说明，但本发明的适用范围并不限定于此，例如，还能够对数码摄像机、带相机的移动电话、媒体播放器、平板终端及智能手机等带相机的便携信息终端(PDA；个人数据助理，Personal DataAssistant)等具备电子摄像功能的其他电子设备适用。并且，本发明中的对焦位置检测装置例如还能够搭载于通过无线或有线与具备电子摄像功能的电子设备连接的个人计算机等操作侧终端。
在此，图1中示出表示数码相机1的功能结构的框图。如图1所示，本实施方式的数码相机1中，作为数码相机1的操作系统，设置有释放按钮27、未图示的菜单/OK按钮、变焦/上下箭头按钮等将操作内容传递至CPU30的操作部26。
摄影透镜10用于使被摄体像成像于规定的成像面上(位于相机主体内部的成像元件)，作为构成摄影透镜10的元件，设置有聚焦透镜10a及变焦透镜10b。这些各透镜构成为通过由马达及马达驱动器构成的聚焦透镜驱动部20a、变焦透镜驱动部20b步进驱动，能够沿光轴方向移动。聚焦透镜驱动部20a根据从后述的AF处理部32输出的聚焦驱动量数据，步进驱动聚焦透镜10a。变焦透镜驱动部20b根据变焦/上下箭头按钮(操作部26)的操作量数据，控制变焦透镜10b的步进驱动。
光圈11通过由马达及马达驱动器构成的光圈驱动部21驱动。该光圈驱动部21根据从后述的AE处理部33输出的光圈值数据，进行光圈11的光圈直径的调整。
快门12是机械快门，通过由马达及马达驱动器构成的快门驱动部22驱动。快门驱动部22根据通过释放按钮27的按下而产生的信号及从AE处理部33输出的快门速度数据，进行快门12的开闭控制。
在上述光学系统的后侧具有作为摄像元件的CCD(电荷耦合元件，Charge-CoupledDevice)13。CCD13具有多个受光元件配置成矩阵状而成的光电面，通过光学系统的被摄体光成像于光电面，并被光电转换。在光电面的前侧配置有用于使光聚光于各像素的微透镜阵列(未图示)及RGB各色的滤波器规则地排列而成的滤色器阵列(未图示)。
CCD13与从CCD驱动部23供给的垂直传输时钟信号及水平传输时钟信号同步地，每次读取1行按每个像素而积蓄的电荷，作为串行的模拟图像信号来输出。各像素中的电荷的积蓄时间即曝光时间根据从CCD驱动部23赋予的电子快门驱动信号而确定。
由CCD13输出的模拟图像信号输入至模拟信号处理部14。该模拟信号处理部14由如下构成：相关双采样电路，进行模拟图像信号的干扰消除；自动增益控制器，进行模拟图像信号的增益调整；及A/D转换器(Analog/Digital converter)，将模拟图像信号转换为数字图像数据。并且，该转换为数字信号的数字图像数据是按每个像素具有RGB(红绿蓝，RedGreen Blue)的浓度值的CCD-RAW数据。
定时信号发生器24产生定时信号，该定时信号输入至快门驱动部22、CCD驱动部23、模拟信号处理部14，取得释放按钮27的操作与快门12的开关、CCD13的电荷读入、模拟信号处理部14的处理的同步。
闪光灯15用于在释放按钮27被按下而快门12打开期间，对被摄体瞬间照射摄影所需的光。闪光灯控制部25控制闪光灯15的发光动作。
图像输入控制器31将从上述模拟信号处理部14输入的CCD-RAW数据写入帧存储器36。该帧存储器36是在对图像数据进行后述的各种数字图像处理(信号处理)时使用的工作存储器，例如，使用与一定周期的总线时钟信号同步而进行数据传输的SDRAM(同步动态随机存取存储器，Synchronous Dynamic Random Access Memory)。
显示控制部39用于将存储于帧存储器36的图像数据作为实时取景图像来显示于液晶显示器40，例如，合并亮度(Y)信号与颜色(C)信号来转换为设为1个信号的复合信号，并输出至液晶显示器40。在选择了摄影模式期间，实时取景图像以规定时间间隔获取而显示于液晶显示器40。并且，显示控制部39将基于存储于外部记录媒体38并通过媒体控制部37读取的图像文件中包含的图像数据的图像显示于液晶显示器40。
液晶显示器40在摄影时显示被摄体确认用的实时取景图像，作为电子取景器发挥功能以外，还进行摄影后的静态图像或动态图像的播放显示、各种设定菜单的显示。
AF处理部32根据检测出的对焦位置确定对焦设定值(聚焦驱动量)，输出聚焦驱动量数据。根据该输出的聚焦驱动量数据，聚焦透镜驱动部20a步进驱动聚焦透镜10a(AF处理)。本实施方式中，作为对焦位置的检测方式采用对比度检测方式。AF处理部32进行如下AF搜索，即，通过聚焦透镜驱动部20a，一边在预先设定的用于对焦的搜索范围内沿光轴方向移动聚焦透镜10a，一边以预先设定的搜索宽度及搜索点数且以通过后述的曝光时间设定部46设定的曝光时间，按聚焦透镜10a的每个规定位置阶段性地使CCD13拍摄被摄体，由此获取多个图像数据。另外，搜索范围、搜索宽度及搜索点数可以使用预先设定于数码相机1的值，也可以由用户通过操作部26设定。
并且，通过摄影者发出摄影命令时，例如释放按钮27被全按操作的正式摄影时的对焦位置使用通过后述的对焦位置计算部44检测出的对焦位置，并根据该对焦位置确定对焦设定值(聚焦驱动量)，输出聚焦驱动量数据。
AE处理部33根据图像数据测定被摄体亮度(测光值)，根据所测定的被摄体亮度确定光圈值及曝光时间(快门速度)等曝光设定值，输出光圈值数据及曝光时间数据。根据该输出的光圈值数据及曝光时间数据，由光圈驱动部21进行光圈11的光圈直径的调整，快门驱动部22控制快门12的开关(AE处理)。另外，AE处理部33输出正式摄影时的曝光时间和用于获取计算对焦位置时使用的图像数据的AF搜索时的曝光时间数据。
AWB处理部34根据图像数据计算色温，根据计算出的色温自动调整摄影时的白平衡(AWB处理)。另外，AWB处理部34在摄影之前和摄影之后均能够进行白平衡的调整。
图像信号处理部41对主图像的图像数据实施伽马校正处理、轮廓增强(清晰度)处理、对比度处理、干扰降低处理等画质校正处理，并且进行将CCD-RAW数据转换为由作为亮度信号的Y数据、作为蓝色色差信号的Cb数据及作为红色色差信号的Cr数据构成的YC数据的YC处理。
另外，主图像是基于如下图像数据的静态图像或动态图像，所述图像数据在通过摄影者发出摄影命令时，例如在释放按钮27被全按操作的正式摄影时从CCD13读入，经由模拟信号处理部14、图像输入控制器31存储于帧存储器36。主图像的像素数的上限根据CCD13的像素数确定，例如能够通过摄影者能够设定的画质设定(全像素、半像素、自动像素等设定)，变更记录像素数。另一方面，实时取景图像等的像素数可以比主图像少，例如，可以以主图像的1/16左右的像素数读入。
压缩/扩展处理部35对通过图像信号处理部41已进行画质校正等处理的主图像的图像数据，静态图像时进行JPEG(联合图像专家小组，Joint Photographic ExpertsGroup)，动态图像时进行MPEG(移动摄影专家组，Moving Photographic Experts Group)等，以压缩形式进行压缩处理来生成图像文件。该图像文件中，根据Exif(可交换图像文件，Exchangeable image file format)形式等，附加存储有摄影日期和时间、摄影场景等附带信息的标识符。
并且，该压缩/扩展处理部35在播放模式中从外部记录媒体38读取被压缩的图像文件，进行扩展处理。扩展后的图像数据输出至显示控制部39，显示控制部39将基于图像数据的图像显示于液晶显示器40。
媒体控制部37是用于填充存储卡等外部记录媒体38的填充口，相当于若填充外部记录媒体38则进行数据的读取/写入的媒体插槽，进行存储于外部记录媒体38的图像文件等的读取或图像文件的写入。
内部存储器42存储在数码相机1中设定的各种常数及由CPU30执行的程序等。
在此，对搭载于数码相机1的对焦位置检测装置100进行说明。本实施方式的对焦位置检测装置100具备对比度评价值计算部(对比度评价值计算机构)43、对焦位置计算部(对焦位置计算机构)44、检测部(检测机构)45及曝光时间设定部(曝光时间设定机构)46。
对比度评价值计算部43根据通过基于AF处理部32的AF搜索获取，并经由模拟信号处理部14、图像输入控制器31存储于帧存储器36的多个图像数据计算各个对比度评价值。基于对比度评价值计算部43的对比度评价值的计算能够使用利用高通滤波器或带通滤波器等来进行的公知的技术。通过调整各滤波器的频率特性，能够调整对比度评价值的高低或将横轴设为摄影透镜的对焦位置并将纵轴设为对比度评价值来制成曲线图的评价值曲线中的峰的形状。本实施方式中，对图像数据进行滤波处理来求出高频分量，将对该高频分量的绝对值进行积分而得的值作为对比度评价值。
对焦位置计算部44根据拍摄成为各对比度评价值的计算源的图像数据时的各个聚焦位置与通过对比度评价值计算部43计算出的对比度评价值，计算对焦位置。另外，本实施方式中，对焦位置将计算出的对比度评价值最高的位置即峰值为基准来计算。具体而言，对焦位置根据对比度评价值成为最大的对焦位置及其前后的多个点的对焦位置以及与各对焦位置对应的对比度评价值，通过插值运算计算与对比度评价值的峰值对应的对焦位置。
检测部45检测大气波动。大气波动通过由用户经由操作部26输入存在大气波动来检测。另外，本实施方式中，设为由用户通过手动检测大气波动，但本发明并不限于此，例如可以如下，即，数码相机1通过静态图像摄影模式进行摄影时，利用所拍摄的多个图像数据，对在图像数据中确定的基准点伴随时间经过的变化进行图像分析，图像分析的结果判断为存在变化时，检测为存在大气波动。大气波动的检测中能够使用公知的技术。
曝光时间设定部46中，通过检测部45检测到大气波动时，将用于获取对焦位置的计算中使用的图像数据的AF搜索时的曝光时间设定得比通过AE处理部33设定的曝光时间长，并输出至AE处理部33。另外，AE处理部33输出从曝光时间设定部46输出的AF搜索时的曝光时间数据。
由大气波动引起的评价值曲线的形状的紊乱与拍摄成为各对比度评价值的计算源的图像数据时的曝光时间之间的关联性强，曝光时间越短，被摄体像越鲜明，但由于所拍摄的图像数据之间的被摄体像的形状差变大，因此评价值曲线的形状紊乱的情况较多。另一方面，曝光时间越长，被摄体像越不鲜明，但通过对图像数据进行时间平均化，被摄体像成为没有波动的像，因此图像数据之间的被摄体像的形状差变小，因此评价值曲线的形状紊乱的情况较少。因此，检测到大气波动时，将AF搜索时的曝光时间设定得比所设定的曝光时间即未检测大气波动时的AF搜索时的曝光时间长，由此在产生了大气波动时，在所获取的多个图像数据中，被摄体像虽然变得不鲜明，但被时间平均化，从而被摄体像成为没有波动的像，因此能够减小图像数据之间的被摄体像的形状差，能够减轻被摄体像晃动而引起的对比度评价值的变动，能够更准确地计算对焦位置。
CPU30根据基于操作部26的操作或来自各功能块的信号，控制数码相机1的主体各部。
数据总线60连接于图像输入控制器31、各种处理部14、32～35、41、帧存储器36、各种控制部37、39、内部存储器42、对比度评价值计算部43、对焦位置计算部44、检测部45、曝光时间设定部46及CPU30，经由该数据总线60，进行各种信号、数据的收发。
上述构成的数码相机1中，通过由用户对操作部26进行操作，设定为摄影模式或播放模式。并且，摄影模式时，用户通过显示于液晶显示器40的实时取景图像确认被摄体的构图等，若对释放按钮27进行半按操作，则进行AE处理，确定正式摄影中使用的光圈值及曝光时间(快门速度)与AF搜索时的摄影中使用的曝光时间等曝光设定值，接着，进行AF处理，确定用于正式摄影的对焦位置，若释放按钮27被全按操作，则根据通过AE处理及AF处理输出的数据进行正式摄影，通过该正式摄影来获取的图像数据记录于外部记录媒体38。
接着，参考附图，对包含以上结构的数码相机1中的对焦位置检测处理的AF处理进行详细说明。图2是表示用于说明数码相机1的AF处理流程的流程图的图。
首先，如图2所示，检测部45检测有无大气波动(步骤S1)。没有大气波动时(步骤S2；否)，曝光时间设定部46将AF搜索时的摄影中使用的曝光时间设定为T1(＜T2)(步骤S3)，对焦位置计算部44使AF处理部32执行上述的AF搜索(步骤S5)。在此，曝光时间T1是没有大气波动时即标准时的曝光时间，曝光时间T2是存在大气波动时的曝光时间，通过曝光时间设定部46，曝光时间T2设定得比曝光时间T1长。
另一方面，步骤S2中，存在大气波动时(步骤S2；是)，曝光时间设定部46将AF搜索时使用的曝光时间设定为T2(＞T1)(步骤S4)，对焦位置计算部44使AF处理部32执行上述AF搜索(步骤S5)。
接着，对比度评价值计算部43根据通过基于AF处理部32的AF搜索来获取的多个图像数据，通过上述方法计算各个对比度评价值，对焦位置计算部44根据AF搜索时的各个聚焦位置与通过对比度评价值计算部43计算出的对比度评价值计算对焦位置，将计算出的对焦位置输出至AF处理部32(步骤S6)。本实施方式的对焦位置检测装置100进行图2中步骤S1至步骤S6的处理。
接着，AF处理部32根据从对焦位置计算部44输出的对焦位置，确定对焦设定值(聚焦驱动量)，并输出聚焦驱动量数据，聚焦透镜驱动部20a根据从AF处理部32输出的聚焦驱动量数据，向对焦位置步进驱动聚焦透镜10a(步骤S7)。
通过以上，数码相机1进行AF处理。根据基于本实施方式的数码相机1的对焦位置检测装置100的对焦位置检测方法，检测到大气波动时，将AF搜索时的曝光时间设定得比所设定的曝光时间即未检测大气波动时的AF搜索时的曝光时间长，因此在产生了大气波动时，所获取的多个图像数据中，被摄体像虽然不鲜明，但被时间平均化，从而被摄体像成为没有波动的像，因此能够减小图像数据之间的被摄体像的形状差，能够减轻被摄体像晃动而引起的对比度评价值的变动，能够更准确地计算对焦位置。
另外，本实施方式的数码相机1中，设为除了AF处理部32以外，还具备对焦位置检测装置100的对比度评价值计算部43及对焦位置计算部44，但本发明并不限于此，例如，也可以使AF处理部32作为对焦位置检测装置100的对比度评价值计算部43及对焦位置计算部44发挥功能。
并且，本实施方式的数码相机1中，设为除了AE处理部33以外，还具备对焦位置检测装置100的曝光时间设定部46，但本发明并不限于此，例如，也可以使AE处理部33作为对焦位置检测装置100的曝光时间设定部46发挥功能。
接着，作为本发明所涉及的第2实施方式，将具备本发明的第2实施方式的对焦位置检测装置100-2的数码相机1-2为例进行说明。在此，图3中示出表示数码相机1-2的功能结构的框图。另外，第2实施方式的数码相机1-2中，关于图3的框图，对与在第1实施方式中说明的图1的框图相同的结构，以相同符号表示并省略说明，仅对与第1实施方式不同的结构进行说明。
图3所示的数码相机1-2搭载有对焦位置检测装置100-2。对焦位置检测装置100-2中，除了上述检测部45及曝光时间设定部46以外，还具备标准对比度评价值计算部(标准对比度评价值计算机构)47、第1对焦位置计算部(第1对焦位置计算机构)48、波动对比度评价值计算部(波动对比度评价值计算机构)49及第2对焦位置计算部(第2对焦位置计算机构)50。
标准对比度评价值计算部47根据如下多个图像数据计算各个对比度评价值，所述多个图像数据通过基于AF处理部32的AF搜索获取，并经由模拟信号处理部14、图像输入控制器31存储于帧存储器36，所述基于AF处理部32的AF搜索中，一边在预先设定的用于对焦的第1搜索范围内沿光轴方向移动聚焦透镜10a，一边以预先设定的搜索宽度及搜索点数且以通过曝光时间设定部46设定的曝光时间T1，按聚焦透镜10a的每个规定位置阶段性地使CCD13拍摄被摄体来获取多个图像数据。基于标准对比度评价值计算部47的对比度评价值的计算能够使用利用高通滤波器或带通滤波器等来进行的公知的技术。通过调整各滤波器的频率特性，能够调整对比度评价值的高低或将横轴设为摄影透镜的对焦位置并将纵轴设为对比度评价值来制成曲线图的评价值曲线中的峰的形状。本实施方式中，对图像数据进行滤波处理来求出高频分量，将对该高频分量的绝对值进行积分的值作为对比度评价值。
第1对焦位置计算部48根据拍摄成为各对比度评价值的计算源的图像数据时的各个聚焦位置与通过标准对比度评价值计算部47计算出的对比度评价值，计算第1对焦位置。另外，本实施方式中，第1对焦位置将计算出的对比度评价值最高的位置即峰值为基准来计算。具体而言，第1对焦位置根据对比度评价值成为最大的对焦位置及其前后的多个点的对焦位置以及与各对焦位置对应的对比度评价值，通过插值运算计算与对比度评价值的峰值对应的对焦位置。
波动对比度评价值计算部49中，根据如下多个图像数据计算各个对比度评价值，所述多个图像数据通过基于AF处理部32的AF搜索来获得，并经由模拟信号处理部14、图像输入控制器31存储于帧存储器36，所述基于AF处理部32的AF搜索中，检测部45检测到大气波动时，针对包含通过第1对焦位置计算部44计算出的第1对焦位置且比第1搜索范围狭窄的第2搜索范围，一边沿光轴方向移动聚焦透镜10a，一边以预先设定的搜索宽度及搜索点数且以通过曝光时间设定部46设定的检测到大气波动时的曝光时间T2，按聚焦透镜10a的每个规定位置阶段性地使CCD13拍摄被摄体来获取多个图像数据。
第2对焦位置计算部50根据拍摄成为通过波动对比度评价值计算部49计算出的各对比度评价值的计算源的图像数据时的各个聚焦位置与通过波动对比度评价值计算部49计算出的对比度评价值，计算第2对焦位置。另外，本实施方式中，第2对焦位置将计算出的对比度评价值最高的位置即峰值作为基准来计算。具体而言，第2对焦位置也与第1对焦位置相同地，根据对比度评价值成为最大的对焦位置及其前后的多个点的对焦位置以及与各对焦位置对应的对比度评价值，通过插值运算计算与对比度评价值的峰值对应的对焦位置。
接着，参考附图，对包含以上结构的数码相机1-2中的对焦位置检测处理的AF处理进行详细说明。在此，图4中示出表示用于说明数码相机1-2的AF处理流程的流程图的图，图5中示出表示评价值曲线及AF搜索范围的一例的图。
首先，如图4所示，曝光时间设定部46将在AF搜索时的摄影中使用的曝光时间设定为T1(＜T2)(步骤S21)，通过由用户对操作部26进行操作来设定第1搜索范围(步骤S22)。在此，曝光时间T1是没有大气波动时即标准时的曝光时间，曝光时间T2是存在大气波动时的曝光时间，通过曝光时间设定部46，曝光时间T2设定得比曝光时间T1长。另外，第1搜索范围也可以使用预先设定于数码相机1-2的值。本实施方式中，如图5所示，将INF即无限远至MOD即最短摄影距离之间设为第1搜索范围。
接着，第1对焦位置计算部48使AF处理部32针对第1搜索范围执行上述AF搜索(步骤S23)。另外，本实施方式中，如图5所示，在第1搜索范围内进行20次拍摄。标准对比度评价值计算部47根据通过基于AF处理部32的AF搜索来获取的20个图像数据，通过上述方法计算各个对比度评价值，第1对焦位置计算部48根据AF搜索时的各个聚焦位置与通过标准对比度评价值计算部47计算出的对比度评价值，计算第1对焦位置(步骤S24)。
接着，检测部45检测有无大气波动(步骤S25)，没有大气波动时(步骤S26；否)，将通过第1对焦位置计算部48计算出的第1对焦位置输出至AF处理部32，AF处理部32根据从第1对焦位置计算部48输出的第1对焦位置，确定对焦设定值(聚焦驱动量)并输出聚焦驱动量数据，聚焦透镜驱动部20a根据从AF处理部32输出的聚焦驱动量数据，向第1对焦位置步进驱动聚焦透镜10a(步骤S27)。
另一方面，存在大气波动时(步骤S26；是)，曝光时间设定部46将在AF搜索时的摄影中使用的曝光时间设定为T2(＞T1)(步骤S28)，通过由用户对操作部26进行操作来设定第2搜索范围(步骤S29)。在此，通过曝光时间设定部46，曝光时间T2设定得比曝光时间T1长。另外，第2搜索范围可以设为能够通过由用户对操作部26进行操作来从预先设定于数码相机1-2的多个值中选择。关于第2搜索范围，考虑到为了计算第2对焦位置，需要多个评价值，设为在包含第1对焦位置且在包含前后的评价值的范围内设定，本实施方式中，如图5所示，将第2搜索范围的中心作为第1对焦位置。具体而言，设定为能够将第1对焦位置作为基准，获取前后2点的评价值即5点的评价值。
接着，第2对焦位置计算部50使AF处理部32针对第2搜索范围执行上述AF搜索(步骤S30)。另外，本实施方式中，如图5所示，在第2搜索范围内进行5次拍摄。波动对比度评价值计算部49根据通过基于AF处理部32的AF搜索来获取的5个图像数据，通过上述方法计算各个对比度评价值，第2对焦位置计算部50根据AF搜索时的各个聚焦位置与通过波动对比度评价值计算部49计算出的对比度评价值计算第2对焦位置(步骤S31)，将通过第2对焦位置计算部50计算出的第2对焦位置输出至AF处理部32。并且，AF处理部32根据从第2对焦位置计算部50输出的第2对焦位置，确定对焦设定值(聚焦驱动量)并输出聚焦驱动量数据，聚焦透镜驱动部20a根据从AF处理部32输出的聚焦驱动量数据，向第2对焦位置步进驱动聚焦透镜10a(步骤S32)。通过以上，数码相机1-2进行AF处理。
根据基于本实施方式的数码相机1-2的对焦位置检测装置100-2的对焦位置检测方法，检测到大气波动时，设定比未检测大气波动时长的曝光时间T2来执行AF搜索。在此，图6中示出用于说明曝光时间的设定的图。
将未检测大气波动时的曝光时间设定为T1＝t/4ms，并将检测到大气波动时的曝光时间T2设定为未检测大气波动时的曝光时间T1的4倍即曝光时间T2＝tms时，通常，若曝光时间变长，则1次拍摄所需的时间变长，因此导致整个AF搜索所需的时间也增加。例如，若设为第1搜索范围内的搜索点数N1＝20次，未检测大气波动时的曝光时间T1＝5ms及检测到大气波动时的曝光时间T2＝20ms，则曝光时间T1的情况下，搜索所需的时间为T1×20＝5×20＝100ms，曝光时间T2的情况下，搜索所需的时间为T2×20＝20×20＝400ms。
本实施方式的数码相机1-2中，以没有大气波动时的曝光时间T1针对第1搜索范围执行一次AF搜索，计算出第1对焦位置之后，检测部45进行大气波动的检测，仅在检测到存在大气波动时，将曝光时间设定为存在大气波动时的曝光时间T2，针对包含第1对焦位置且比第1搜索范围更狭窄的第2搜索范围执行AF搜索，计算第2对焦位置。另外，实施方式中，针对第1搜索范围的AF搜索与针对第2搜索范围的AF搜索中，相邻的搜索点数的间隔即搜索宽度设为相同的宽度。
即，如图6所示，若将第2搜索范围内的搜索点数N2设为5次，则检测到存在大气波动时，第2搜索范围内的AF搜索所需的时间为T2×5＝20×5＝100ms，若加上第1搜索范围内的AF搜索所需的时间100ms，则为200ms，该200ms为比在检测到存在大气波动时针对第1搜索范围以曝光时间T2进行AF搜索时AF搜索所需的时间即400ms短的时间。
因此，根据基于本实施方式的数码相机1-2的对焦位置检测装置100-2的对焦位置检测方法，仅在检测到大气波动时，再次进行AF搜索，不进行不必要的AF搜索，由此能够减少AF搜索所需的时间。即，能够抑制由于在检测到大气波动时将AF搜索时的曝光时间设定得比所设定的曝光时间即未检测大气波动时的AF搜索时的曝光时间长而产生的AF搜索的长时间化。
另外，本实施方式中，针对第1搜索范围的AF搜索与针对第2搜索范围的AF搜索中，将相邻的搜索点数的间隔即搜索宽度设为相同的宽度，但本发明并不限于此，也可以将搜索宽度设为不同的宽度。在此，图7中示出表示将搜索宽度设为不同的宽度时的评价值曲线及AF搜索范围的一例的图。另外，第1搜索范围、第1搜索范围内的搜索点数、搜索宽度及第2搜索范围与上述实施方式的图6所示的值相同。
如图7所示，若将第2搜索范围内的搜索宽度设定得比第1搜索范围内的搜索宽度短且将第2搜索范围内的搜索点数设为比上述实施方式更多的9次，则检测到存在大气波动时，第2搜索范围内的AF搜索所需的时间为T2×9＝20×9＝180ms，若加上第1搜索范围内的AF搜索所需的时间100ms，则为280ms，该280ms为比在检测到存在大气波动时针对第1搜索范围以曝光时间T2进行AF搜索时AF搜索所需的时间即400ms短的时间。
因此，能够抑制由于将检测到大气波动时的AF搜索时的曝光时间设定得比所设定的曝光时间即未检测大气波动时的AF搜索时的曝光时间长而产生的AF搜索的长时间化，而且，通过缩短搜索宽度，能够增多搜索点数，因此能够计算大量的检测到大气波动时的第2搜索范围内的对比度评价值，能够更加准确地检测与对比度评价值的峰值对应的对焦位置。
接着，作为本发明所涉及的第3实施方式，将具备本发明的第3实施方式的对焦位置检测装置100-3的数码相机1-3为例进行说明。在此，图8中示出表示数码相机1-3的功能结构的框图。另外，第3实施方式的数码相机1-3中，关于图8的框图，对与第1实施方式中说明的图1的框图相同的结构，标注相同符号并省略说明，仅对与第1实施方式不同的结构进行说明。
图8所示的数码相机1-3搭载有对焦位置检测装置100-3。对焦位置检测装置100-3不具备上述检测部45，除了上述曝光时间设定部46以外，还具备第1对比度评价值计算部(第1对比度评价值计算机构)51、第1对焦位置计算部(第1对焦位置计算机构)52、第2对比度评价值计算部(第2对比度评价值计算机构)53、时间变动检测部(时间变动检测机构)54、判断部(判断机构)55、第3对比度评价值计算部(第3对比度评价值计算机构)56及第2对焦位置计算部(第2对焦位置计算机构)57。
第1对比度评价值计算部51根据如下多个图像数据计算各个对比度评价值，所述对比度评价值通过基于AF处理部32的第1AF搜索来获取，并经由模拟信号处理部14、图像输入控制器31存储于帧存储器36，所述基于AF处理部32的第1AF搜索中，一边在预先设定的用于对焦的第1搜索范围内沿光轴方向移动聚焦透镜10a，一边以预先设定的搜索宽度及搜索点数且以通过曝光时间设定部46设定的曝光时间T1，按聚焦透镜10a的每个规定位置阶段性地使CCD13拍摄被摄体来获取多个图像数据。基于第1对比度评价值计算部51的对比度评价值的计算能够使用利用高通滤波器或带通滤波器等来进行的公知的技术。通过调整各滤波器的频率特性，能够调整对比度评价值的高低或将横轴设为摄影透镜的对焦位置并将纵轴设为对比度评价值来制成曲线图的评价值曲线的峰的形状。本实施方式中，对图像数据进行滤波处理来求出高频分量，将对该高频分量的绝对值进行积分的值作为对比度评价值。
第1对焦位置计算部52根据拍摄成为各对比度评价值的计算源的图像数据时的各个聚焦位置与通过第1对比度评价值计算部51计算出的对比度评价值，计算第1对焦位置。另外，本实施方式中，第1对焦位置将计算出的对比度评价值最高的位置即峰值作为基准来计算。具体而言，第1对焦位置根据对比度评价值成为最大的对焦位置及其前后的多个点的对焦位置以及与各对焦位置对应的对比度评价值，通过插值运算计算与对比度评价值的峰值对应的对焦位置。
第2对比度评价值计算部53根据如下多个图像数据计算各个对比度评价值，所述多个图像通过如下来获得，即，在通过第1对焦位置计算部44计算出的第1对焦位置，以通过曝光时间设定部46设定的曝光时间T1，在不改变聚焦位置的状态下使CCD13对被摄体进行多次拍摄，所述多个图像数据经由模拟信号处理部14、图像输入控制器31存储于帧存储器36。另外，通过第2对比度评价值计算部53获取的对比度评价值为了通过后述的时间变动检测部54判断对比度评价值中是否存在变动而使用，因此在不改变聚焦位置的状态下，使CCD13对被摄体进行至少2次拍摄。
时间变动检测部54检测通过第2对比度评价值计算部53计算出的2个以上的对比度评价值的时间变动。关于时间变动的检测，例如假设在不改变聚焦位置的状态下使CCD13对被摄体进行5次拍摄，由此第2对比度评价值计算部53计算出了5个对比度评价值，则检测5个对比度评价值的最大值与最小值之差。另外，本实施方式中，设为检测5个对比度评价值的最大值与最小值之差，但本发明并不限于此，例如也可以检测标准偏差。
判断部55根据基于时间变动检测部54的时间变动的检测结果判断对比度评价值中有无大气波动的影响。具体而言，通过时间变动检测部54计算出的5个对比度评价值的最大值与最小值之差的值大于预先设定的阈值时，对比度评价值紊乱，判断为存在大气波动的影响。另外，上述阈值能够使用预先设定于数码相机1-3的阈值，也能够通过用户用操作部26输入来设定。并且，还能够自动计算。在此，对自动计算阈值来确定的方法的一例进行说明。
上述第1AF搜索中，将由第1对比度评价值计算部51计算出的对比度评价值中的最大对比度评价值设为Vmax，并将与最大对比度评价值Vmax对应的对焦位置的前后的对焦位置的对比度评价值中较小的对比度评价值设为最小对比度评价值Vmin，通过下述式(1)计算判定阈值Thres。
Thres＝(Vmax-Vmin)×K……(1)
在此，K是预先设定的阈值调整参数，从经验上，设定0.05～0.2的范围的值。
Vmax-Vmin表示评价值曲线的峰形状，若值大则峰急剧，若值小则峰平坦。另一方面，Vmax或Vmin所具有的误差越大，对焦位置的计算精度越下降。若大气波动引起的对比度评价值的误差比Vmax-Vmin小，则对对焦位置精度的影响小，因此使判定阈值与Vmax-Vmin成比例。
第3对比度评价值计算部56根据如下多个图像数据计算各个对比度评价值，所述多个图像数据通过基于AF处理部32的AF搜索来获得，并经由模拟信号处理部14、图像输入控制器31存储于帧存储器36，所述基于AF处理部32的AF搜索中，判断部55判断为存在大气波动的影响时，针对包含通过第1对焦位置计算部52计算出的第1对焦位置且比第1搜索范围更狭窄的第2搜索范围，一边沿光轴方向移动聚焦透镜10a，一边以预先设定的搜索宽度及搜索点数且以通过曝光时间设定部46设定的检测到大气波动时的曝光时间T2，在聚焦透镜10a的每个规定位置阶段性地使CCD13拍摄被摄体来获取多个图像数据。
第2对焦位置计算部57根据拍摄成为通过第3对比度评价值计算部56计算出的各对比度评价值的计算源的图像数据时的各个聚焦位置与通过第3对比度评价值计算部56计算出的对比度评价值，计算第2对焦位置。另外，本实施方式中，第2对焦位置将计算出的对比度评价值最高的位置即峰值为基准来计算。具体而言，第2对焦位置也与第1对焦位置相同地，根据对比度评价值成为最大的对焦位置及其前后的多个点的对焦位置以及与各对焦位置对应的对比度评价值，通过插值运算，计算与对比度评价值的峰值对应的对焦位置。
接着，参考附图，对包含以上结构的数码相机1-3中的对焦位置检测处理的AF处理进行详细说明。在此，图9中示出表示用于说明数码相机1-3的AF处理流程的流程图的图。
首先，如图9所示，曝光时间设定部46将在AF搜索时的摄影中使用的曝光时间设定为T1(＜T2)(步骤S41)，通过用户对操作部26进行操作来设定第1搜索范围(步骤S42)。在此，曝光时间T1是没有大气波动时即标准时的曝光时间，曝光时间T2是存在大气波动时的曝光时间，通过曝光时间设定部46，曝光时间T2设定得比曝光时间T1长。另外，第1搜索范围也可以使用预先设定于数码相机1-3的值。本实施方式中，与上述实施方式相同地，如图5所示，将INF即无限远至MOD即最短摄影距离之间设为第1搜索范围。
接着，第1对焦位置计算部52使AF处理部32针对第1搜索范围执行上述AF搜索(步骤S43)。另外，本实施方式中，与上述实施方式相同地，如图5所示，在第1搜索范围内进行20次拍摄。第1对比度评价值计算部51通过上述方法，根据通过基于AF处理部32的AF搜索来获取的20个图像数据计算各个对比度评价值，第1对焦位置计算部52根据AF搜索时的各个聚焦位置与通过第1对比度评价值计算部51计算出的对比度评价值计算第1对焦位置(步骤S44)。
接着，将通过第1对焦位置计算部52计算出的第1对焦位置输出至AF处理部32，AF处理部32根据从第1对焦位置计算部52输出的第1对焦位置，确定对焦设定值(聚焦驱动量)并输出聚焦驱动量数据，聚焦透镜驱动部20a根据从AF处理部32输出的聚焦驱动量数据，向第1对焦位置步进驱动聚焦透镜10a(步骤S45)。
接着，AF处理部32在通过第1对焦位置计算部44计算出的第1对焦位置，以与步骤S43的AF搜索时相同的曝光时间T1，在不改变聚焦位置的状态下使CCD13对被摄体进行多次拍摄，由此获取多个图像数据(步骤S46)，第2对比度评价值计算部53根据所获取的多个图像数据计算各个对比度评价值(步骤S47)。
接着，时间变动检测部54通过上述方法，计算通过第2对比度评价值计算部53计算出的多个对比度评价值的时间变动即最大值与最小值之差(步骤S48)，判断部55根据基于时间变动检测部54的时间变动的检测结果，通过上述判断方法判断对比度评价值中有无大气波动的影响，没有大气波动的影响时(步骤S49；否)，在将聚焦透镜10a设定于第1对焦位置的状态下结束处理。
另一方面，存在大气波动的影响时(步骤S49；是)，曝光时间设定部46将在AF搜索时的摄影中使用的曝光时间设定为T2(＞T1)(步骤S50)，通过由用户对操作部26进行操作来设定第2搜索范围(步骤S51)。在此，通过曝光时间设定部46，曝光时间T2设定得比曝光时间T1长。另外，第2搜索范围也可以设为能够通过用户对操作部26进行操作来从预先设定于数码相机1-3的多个值中选择。关于第2搜索范围，考虑到为了计算第2对焦位置，需要多个评价值，设为在包含第1对焦位置且包含前后的评价值的范围内设定，本实施方式中，如图5所示，将第2搜索范围的中心作为第1对焦位置。具体而言，设定成能够以第1对焦位置作为基准来获取前后2点的评价值即5点的评价值。
接着，第2对焦位置计算部57使AF处理部32针对第2搜索范围执行上述AF搜索(步骤S52)。另外，本实施方式中，如图5所示，在第2搜索范围内进行5次拍摄。第3对比度评价值计算部56通过上述方法，根据通过基于AF处理部32的AF搜索来获取的5个图像数据计算各个对比度评价值，第2对焦位置计算部57根据AF搜索时的各个聚焦位置与通过第3对比度评价值计算部56计算出的对比度评价值计算第2对焦位置(步骤S53)，将通过第2对焦位置计算部57计算出的第2对焦位置输出至AF处理部32，AF处理部32根据从第2对焦位置计算部57输出的第2对焦位置，确定对焦设定值(聚焦驱动量)并输出聚焦驱动量数据，聚焦透镜驱动部20a根据从AF处理部32输出的聚焦驱动量数据，向第2对焦位置步进驱动聚焦透镜10a(步骤S54)。通过以上，数码相机1-3进行AF处理。
本实施方式的数码相机1-3中，以没有大气波动时的标准的曝光时间T1对第1搜索范围执行一次AF搜索来计算出第1对焦位置之后，判断部55进行有无大气波动的判断，仅在判断为存在大气波动的影响时，将曝光时间设定为存在大气波动时的曝光时间T2，针对包含第1对焦位置且比第1搜索范围更狭窄的第2搜索范围执行AF搜索来计算第2对焦位置。即，仅在存在大气波动的影响时，设定比未检测大气波动即标准的曝光时间T1长的曝光时间T2来执行AF搜索，因此仅在存在对计算出的对比度评价值的大气波动的影响时，再次进行AF搜索，不进行不必要的AF搜索，由此能够减少AF搜索所需的时间。即，能够抑制由于将判断为存在大气波动的影响时的AF搜索时的曝光时间设定得比所设定的曝光时间即标准的AF搜索时的曝光时间长而产生的AF搜索的长时间化。
另外，本实施方式中，针对第1搜索范围的AF搜索与针对第2搜索范围的AF搜索中，将相邻的搜索点数的间隔即搜索宽度设为相同的宽度，但与上述实施方式相同地，可以如图7所示，将第2搜索范围的搜索宽度设定得比第1搜索范围内的搜索宽度短。
通过将第2搜索范围中的搜索宽度设定得比第1搜索范围内的搜索宽度短，能够抑制由于将判断为存在大气波动的影响时的AF搜索时的曝光时间设定得比所设定的曝光时间即标准的AF搜索时的曝光时间长而产生的AF搜索的长时间化，而且，能够通过缩短搜索宽度来增多搜索点数，因此能够根据以判断为存在大气波动时的AF搜索时的曝光时间摄影的图像数据计算出大量的对比度评价值，能够更加准确地检测与对比度评价值的峰值对应的对焦位置。
另外，作为除了大气波动以外扰乱对比度评价值的主要原因，可考虑被摄体为动态物体的情况。此时，由被摄体的运动引起的对比度评价值的变动远大于由大气波动引起的对比度评价值的变动，因此在执行AF搜索之前进行动态物体的检测，存在动态物体时，无需加长曝光时间，因此优选不进行图9的步骤S46以后的处理。
本发明的对焦位置检测装置并不限于上述实施方式，能够在不脱离发明宗旨的范围内适当进行变更。
符号说明
1、1-2、1-3-数码相机，100、100-2、100-3-对焦位置检测装置，10-摄影透镜，10a-聚焦透镜，10b-变焦透镜，11-光圈，12-快门，13-CCD，14-模拟信号处理部，15-闪光灯，20a-聚焦透镜驱动部(驱动机构)，20b-变焦透镜驱动部，21-光圈驱动部，22-快门驱动部，23-CCD驱动部，24-定时信号发生器，25-闪光灯控制部，26-操作部，27-释放按钮，30-CPU，31-图像输入控制器，32-AF处理部，33-AE处理部，34-AWB处理部，35-压缩/扩展处理部，36-帧存储器，37-媒体控制部，38-外部记录媒体，39-显示控制部，40-液晶显示器，41-图像信号处理部，42-内部存储器，43-对比度评价值计算部(对比度评价值计算机构)，44-对焦位置检测部(对焦位置检测机构)，45-检测部(检测机构)，46-曝光时间设定部(曝光时间设定机构)，47-标准对比度评价值计算部(标准对比度评价值计算机构)，48-第1对焦位置检测部(第1对焦位置检测机构)，49-波动对比度评价值计算部(波动对比度评价值计算机构)，50-第2对焦位置检测部(第2对焦位置检测机构)，51-第1对比度评价值计算部(第1对比度评价值计算机构)，52-第1对焦位置检测部(第1对焦位置检测机构)，53-第2对比度评价值计算部(第2对比度评价值计算机构)，54-时间变动检测部(时间变动检测机构)，55-判断部(判断机构)，56-第3对比度评价值计算部(第3对比度评价值计算机构)，57-第2对焦位置检测部(第2对焦位置检测机构)，60-数据总线，T1、T2-曝光时间，Thres-判定阈值，Vmax-最大对比度评价值，Vmin-最小对比度评价值。

Claims (12)

1.一种对焦位置检测装置，其具备：
对比度评价值计算机构，根据一边沿着光轴方向在搜索范围内移动聚焦透镜一边以所设定的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；及
对焦位置计算机构，根据多次拍摄时的各个聚焦位置与通过所述对比度评价值计算机构计算出的对比度评价值计算对焦位置，
该对焦位置检测装置的特征在于，具备：
检测机构，检测大气波动；及
曝光时间设定机构，将所述检测机构检测到所述大气波动时的曝光时间设定得比未检测所述大气波动时的曝光时间长。
2.根据权利要求1所述的对焦位置检测装置，其具备：
标准对比度评价值计算机构，根据一边针对第1搜索范围沿着光轴方向移动所述聚焦透镜一边以未检测所述大气波动时的曝光时间对所述被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；
第1对焦位置计算机构，根据基于所述标准对比度评价值计算机构的所述多次拍摄时的各个聚焦位置与通过所述标准对比度评价值计算机构计算出的对比度评价值计算第1对焦位置；
波动对比度评价值计算机构，所述检测机构检测到所述大气波动时，根据一边针对包含所述第1对焦位置且比所述第1搜索范围狭窄的第2搜索范围，沿着光轴方向移动所述聚焦透镜一边以检测到所述大气波动时的曝光时间对所述被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；及
第2对焦位置计算机构，根据基于所述波动对比度评价值计算机构的所述多次拍摄时的各个聚焦位置与通过所述波动对比度评价值计算机构计算出的对比度评价值计算对焦位置。
3.根据权利要求2所述的对焦位置检测装置，其中，
使所述波动对比度评价值计算机构中的搜索宽度比所述标准对比度评价值计算机构中的搜索宽度短。
4.一种对焦位置检测装置，其特征在于，具备：
第1对比度评价值计算机构，根据一边针对第1搜索范围沿着光轴方向移动聚焦透镜一边以所设定的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；
第1对焦位置计算机构，根据所述第1对比度评价值计算机构中的所述多次拍摄时的各个聚焦位置与所述计算出的对比度评价值计算第1对焦位置；
驱动机构，向所述第1对焦位置驱动所述聚焦透镜；
第2对比度评价值计算机构，根据在所述第1对焦位置以所述所设定的曝光时间对所述被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；
时间变动检测机构，检测在所述第2对比度评价值计算机构中计算出的多个所述对比度评价值的时间变动；
判断机构，根据所述时间变动的检测结果判断所述对比度评价值中有无大气波动的影响；
曝光时间设定机构，判断为存在所述大气波动的影响时，将曝光时间设定得比所述所设定的曝光时间长；
第3对比度评价值计算机构，判断为存在所述大气波动的影响时，根据一边针对包含所述第1对焦位置且比所述第1搜索范围狭窄的第2搜索范围，沿着光轴方向移动所述聚焦透镜一边以通过所述曝光时间设定机构设定的曝光时间对所述被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；及
第2对焦位置计算机构，根据所述第3对比度评价值计算机构中的所述多次拍摄时的各个聚焦位置与所述计算出的对比度评价值计算第2对焦位置。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的对焦位置检测装置，其中，
将所述第2搜索范围的中心位置设为所述第1对焦位置。
6.根据权利要求4所述的对焦位置检测装置，其中，
使所述第3对比度评价值计算机构中的搜索宽度比所述第2对比度评价值计算机构中的搜索宽度短。
7.一种对焦位置检测方法，其具备：
对比度评价值计算步骤，根据一边沿着光轴方向在搜索范围内移动聚焦透镜一边以所设定的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；
对焦位置计算步骤，根据多次拍摄时的各个聚焦位置与所述计算出的对比度评价值计算对焦位置，
该对焦位置检测方法的特征在于，具备：
检测步骤，检测大气波动；及
曝光时间设定步骤，将检测到所述大气波动时的曝光时间设定得比未检测所述大气波动时的曝光时间长。
8.根据权利要求7所述的对焦位置检测方法，其具备：
标准对比度评价值计算步骤，根据一边针对第1搜索范围沿着光轴方向移动所述聚焦透镜一边以未检测所述大气波动时的曝光时间对所述被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；
第1对焦位置计算步骤，根据所述标准对比度评价值计算步骤中的所述多次拍摄时的各个聚焦位置与所述计算出的对比度评价值计算第1对焦位置；
波动对比度评价值计算步骤，检测到所述大气波动时，根据一边针对包含所述第1对焦位置且比所述第1搜索范围狭窄的第2搜索范围，沿着光轴方向移动所述聚焦透镜一边以检测到所述大气波动时的曝光时间对所述被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；及
第2对焦位置计算步骤，根据所述波动对比度评价值计算步骤中的所述多次拍摄时的各个聚焦位置与所述计算出的对比度评价值计算第2对焦位置。
9.根据权利要求8所述的对焦位置检测方法，其中，
使所述波动对比度评价值计算步骤中的搜索宽度比所述标准对比度评价值计算步骤中的搜索宽度短。
10.一种对焦位置检测方法，其具备：
第1对比度评价值计算步骤，根据一边针对第1搜索范围沿着光轴方向移动聚焦透镜一边以所设定的曝光时间对被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；
第1对焦位置计算步骤，根据所述第1对比度评价值计算步骤中的所述多次拍摄时的各个聚焦位置与所述计算出的对比度评价值计算第1对焦位置；
驱动步骤，向所述第1对焦位置驱动所述聚焦透镜；
第2对比度评价值计算步骤，根据在所述第1对焦位置以所述所设定的曝光时间对所述被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；
时间变动检测步骤，检测在所述第2对比度评价值计算步骤中计算出的多个所述对比度评价值的时间变动；
判断步骤，根据所述时间变动的检测结果判断所述对比度评价值中有无大气波动的影响；
曝光时间设定步骤，判断为存在所述大气波动的影响时，将曝光时间设定得比所述所设定的曝光时间长；
第3对比度评价值计算步骤，判断为存在所述大气波动的影响时，根据一边针对包含所述第1对焦位置且比所述第1搜索范围狭窄的第2搜索范围，沿着光轴方向移动所述聚焦透镜一边以在所述曝光时间设定步骤中设定的曝光时间对所述被摄体进行多次拍摄来获得的多个图像数据计算各个对比度评价值；及
第2对焦位置计算步骤，根据所述第3对比度评价值计算步骤中的所述多次拍摄时的各个聚焦位置与所述计算出的对比度评价值计算第2对焦位置。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的对焦位置检测方法，其中，
将所述第2搜索范围的中心位置设为所述第1对焦位置。
12.根据权利要求10所述的对焦位置检测方法，其中，
使所述第3对比度评价值计算步骤中的搜索宽度比所述第2对比度评价值计算步骤中的搜索宽度短。
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