调焦控制设备及其控制方法_2

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装置10的出射光瞳的光束的分割部分。
[0036] 图2A是具有红色(R)、蓝色(B)和绿色(Gb、Gr)的示例性拜尔模式的图像传感器 面的一部分的示意图,其目地仅是作为参考。图2B示出与图2A所示的颜色滤波器模式相 对应所配置的针对每一微透镜具有用作光电转换器的两个光电二极管的示例性像素单元。 [0037] 具有上述结构的图像传感器被配置成从各像素单元输出用于相位差AF的两个信 号(以下还称为A图像信号和B图像信号)。图像传感器还被配置成输出各自通过两个光 电二极管的信号的总和所获得的用于记录拍摄图像的信号(A图像信号+B图像信号)。在 总和信号的情况下,输出相当于具有参考图2A示意性所述的示例拜尔模式的图像传感器 的输出的信号。
[0038] 使用来自用作上述图像传感器的摄像元件201的输出信号,下述的AF信号处理 单元204进行两个图像信号的相关计算,并且计算诸如散焦量和各种类型的可靠度等的信 肩、。
[0039] 在本实施例中,从摄像元件201输出用于摄像的信号和用于相位差AF的两个信号 总共三个信号。然而,本发明不局限于该方法。例如,可以从摄像元件201输出用于相位差 AF的两个图像信号其中之一和用于摄像的信号总共两个信号。在这种情况下,在输出这些 信号之后,使用从摄像元件201所输出的这两个信号,计算用于相位差AF的两个图像信号 中的另一个。
[0040] 在图2A和2B中,作为例子,以阵列形式配置各自针对每一微透镜具有用作光电转 换器的两个光电二极管的像素单元。代替该结构,可以以阵列形式配置各自针对每一微透 镜具有用作光电转换器的三个以上的光电二极管的像素单元。可选地,可以使用各自具有 光接收单元的多个像素单元,其中,光接收单元针对各微透镜具有不同的开口位置。换句话 说,作为结果,只要可以获得诸如A图像信号和B图像信号等的提供相位差检测能力的用于 相位差AF的两个信号就足够了。
[0041]AF控制处理
[0042] 接着,将说明照相机控制单元207所执行的AF控制处理。
[0043] 图3是示出图1所示的照相机控制单元207所执行的AF控制处理的流程图。根 据存储在照相机控制单元207中的计算机程序来执行所示处理。例如,以从摄像元件201 读取摄像信号的周期(或者每一垂直同步时间段)执行该处理,以生成单视野图像(以下 还称为一个帧或者一个画面)。代替地,在垂直同步时间段(V速率)内重复多次进行该处 理。
[0044] 在图3中,首先,照相机控制单元207检查是否在AF信号处理单元204中更新了 AF信号(步骤301)。如果更新了AF信号,则照相机控制单元207从AF信号处理单元204 获取该结果(步骤302)。
[0045] 然后,照相机控制单元207判断所获取的表示失焦模糊量的散焦量是否在预定景 深内以及是否可靠、即散焦量的可靠度是否高于预定值(步骤303)。如果散焦量在景深内、 并且散焦量的可靠度高于预定值,则照相机控制单元207启动(on)聚焦停止标志(步骤 304),否则,照相机控制单元207关闭(off)聚焦停止标志(步骤305)。当聚焦停止标志处 于on时,控制调焦以使得调焦透镜103移动至聚焦位置,并且要停止调焦控制。
[0046] 现在将说明散焦量的可靠度。如果所计算出的散焦量的精度是可靠的,则判断为 可靠度高。如果表示存在聚焦位置的方向的散焦方向是可靠的,则判断为可靠度是"中"。 当例如A图像信号和B图像信号之间的对比度高、并且A图像信号和B图像信号具有相似 形状(即,高图像相似度)时、或者当主被摄体图像处于聚焦时,散焦量的可靠度高。在这 种情况下,使用认为可靠的散焦量来进行驱动操作。
[0047] 当AF信号处理单元204所计算出的图像相似度低于预定值、但是通过使A图像信 号和B图像信号相对偏移所获得的相关性具有特定趋势并且散焦方向可靠时,散焦量的可 靠度是"中"。当例如主被摄体图像少量模糊时,通常获得该判断结果。此外,当散焦量和散 焦方向不可靠时,判断为可靠度低。例如,当A图像信号和B图像信号之间的对比度低、并 且A图像信号和B图像信号之间的图像相似度也低时,判断为可靠度低。当被摄体图像大 量模糊时,通常获得该判断结果,在这种情况下,难以计算散焦量。
[0048]如果散焦量在预定景深内、并且散焦量的可靠度高,则照相机控制单元207停止 驱动调焦透镜103以控制焦点(步骤307)。然后,处理进入步骤308。
[0049] 如果聚焦停止标志关闭(步骤305),则照相机控制单元207进行下述的用于镜头 驱动的设置(步骤306),并且进行区域设置处理(步骤308)。然后,结束该处理。
[0050] 镜头驱动处理
[0051] 图4是示出图3中的AF控制处理(步骤306)的详情的流程图。
[0052] 首先,在步骤401,照相机控制单元207判断是否获得了散焦量、并且散焦量的可 靠度是否高。如果获得了散焦量、并且散焦量的可靠度高(步骤401为"是"),则照相机控 制单元207基于散焦量来确定驱动量和驱动方向(步骤402)。
[0053]然后,照相机控制单元207清除错误计数和端计数(步骤403),然后结束该处理。 如果没有获得散焦量、或者散焦量的可靠度不为高(步骤401为"否"),则照相机控制单元 207判断错误计数是否超过了第一计数(步骤404)。第一计数可以是预先存储在非易失性 存储器中的预定值(未示出)。例如,第一计数可以是下述第二计数的两倍以上大。
[0054]如果错误计数不大于第一计数(步骤404为"否"),则照相机控制单元207将错误 计数增大1 (步骤405),然后结束该处理。如果错误计数大于第一计数(步骤404为"是"), 则照相机控制单元207判断搜索驱动标志是否处于0N(步骤406)。
[0055]如果在步骤406判断为搜索驱动标志为off(步骤406为"否"),则尚未开始搜索 操作、或者搜索处于进行中。因此,照相机控制单元207启动搜索驱动标志(步骤407),并 且判断散焦量的可靠度是否为"中"(步骤408)。
[0056] 如果可靠度是"中",则照相机控制单元207使用散焦方向设置驱动方向(步骤 409),并且设置特定驱动量(步骤411)。在这种情况下,照相机控制单元207进行搜索驱动 以在所获得的散焦方向上将调焦透镜103驱动预定量,而不是基于散焦量的绝对值来驱动 调焦透镜103。
[0057]如果可靠度不是"中"(步骤408为"否"),则照相机控制单元207将驱动方向设 置成远离镜头端的方向(步骤410),然后设置特定驱动量(步骤411)。
[0058] 步骤411中的特定驱动量可以是在非易失性存储器中预先所确定的值。例如,可 以将驱动量设置成与作为景深的数倍的距离相对应。驱动量还可以根据焦距而变化。例如, 可以将驱动量设置成随着焦距的增大而增大。在这种情况下,搜索驱动方向例如是相对于 当前焦点位置的远镜头端的方向。
[0059] 如果搜索驱动标志处于on(步骤406为"是"),则已开始搜索驱动。因此,照相机 控制单元207连续执行先前的调焦控制。然后,照相机控制单元207判断调焦透镜103是 否处于作为调焦控制中的镜头驱动限制的镜头端(步骤412),如果调焦透镜103处于镜头 端(步骤412为"是"),则照相机控制单元207将端计数增大1 (步骤413)。
[0060] 如果端计数超过预定值(步骤414为"是"),则即使通过将调焦透镜103从近侧 位置移动至无限远位置,也没有获得可靠的散焦量。因此,照相机控制单元207判断为不存 在能够聚焦的被摄体。然后,照相机控制单元207关闭搜索驱动标志(步骤415),并且停止 镜头驱动(步骤416)。此外,照相机控制单元207清除错误计数和端计数(步骤417),然 后结束该处理。
[0061] 如果端计数没有超过预定值(步骤414为"否"),则照相机控制单元207将用于 调焦控制的镜头驱动方向设置成与当前驱动方向相反的驱动方向(步骤418),然后设置特 定驱动量(步骤411)。
[0062] 区域设置处理
[0063] 图5是详细示出图3中的区域设置处理(步骤308)的流程图。
[0064] 首先,照相机控制单元207判断是否获得了散焦量并且散焦量的可靠度是否高 (步骤501)。如果获得了散焦量、并且散焦量的可靠度高(步骤501为"是"),则照相机控 制单元207判断当前在拍摄图像中所设置的区域配置是否是第一区域配置(步骤504)。如 果当前区域配置是第一区域配置(步骤504为"是"),则照相机控制单元207维持第一区 域的设置。如果当前区域配置不是第一区域配置(步骤504为"否"),则在步骤506,照相 机
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