自聚焦装置、图像捕获装置和自聚焦方法

专利名称：自聚焦装置、图像捕获装置和自聚焦方法
技术领域：
本发明涉及用于利用由图像数据处理生成的评估值自动调整对对象的
聚焦，从而使对象图像处于聚焦状态(此后称为"对焦(in-focus)")的 自聚焦(auto-focus)装置、图像捕获装置和自聚焦方法。
背景技术：
诸如摄像机或数字静态照相机之类的典型图像捕获装置包括用于自动 调整对对象的聚焦的自聚焦或AF (自动调焦)单元。例如，日本未审査 专利申请公布No. 10-213736公开了改善自聚焦机构的精确性的各种技术 的示例。
下面将描述根据相关技术的用于摄像机的典型聚焦控制装置的概况。 图1图示了根据相关技术的典型摄像机的配置。图1中所示的摄像机利用 由图像处理生成的评估值执行自聚焦操作。摄像机的透镜块包括具有图像 捕获透镜101c和聚焦透镜101的透镜组；位置检测器101a;透镜机构 101b;和透镜驱动器102。照相机块还包括图像捕获设备103、图像捕获 设备驱动器104、图像信号发生器105、图像信号处理器106、评估值计算 器107、控制单元109、存储器110和开关113。
在该摄像机中，通过移动聚焦透镜101而调整其聚焦的对象图像形成 在诸如CCD (电荷耦合器件)之类的图像捕获设备103上。然后，对象图 像被图像捕获设备103光电转换为电信号，并将信号输出到图像信号发生 器105。聚焦透镜101接收来自透镜驱动器102的指示，并被透镜驱动机 构101b移动。透镜驱动器102包括透镜CPU和透镜驱动电路，并基于来 自控制单元109的指示输出用于移动聚焦透镜101并调整聚焦(焦点)的 指示。聚焦透镜101的位置或聚焦位置由位置检测器101a检测。
图像捕获设备驱动器104驱动图像捕获设备103光电转换形成在图像
捕获设备103上的对象图像并生成光电转换后的电信号。图像信号发生器 105对从图像捕获设备103输出的电信号执行适当的信号处理，并生成遵 从规定标准的图像信号。图像信号被发送到电路组(图像信号处理器 106)，同时输入到评估值计算器107。评估值计算器107过滤定义在成像 帧内的特定区域中的图像信号的高频分量，以计算与图像对比度有关的评 估值。当捕获典型对象的图像时，评估值随着图像接近于对焦(in-focus) 状态而增大，并且当图像处于对焦状态时评估值为相对最大值。前述评估 值针对图像信号的一场更新一次。
控制单元109包括CPU (中央处理单元)等等，对于一场接收一次由 评估值计算器107计算的评估值，并操作来搜索评估值的峰值。
存储器IIO包括诸如RAM之类的半导体存储器，并存储透镜101的 聚焦位置和诸如评估值之类的信息。
开关113指示引导自聚焦操作的激活的单触发(one-shot)开关。
在前述摄像机的配置中，控制单元109利用由图像处理获得的评估值 移动聚焦透镜，并控制评估值以达到相对最大值(对焦状态)；即，控制 单元109操作来搜索评估值的峰值以获取评估值的相对最大值。因此，无 论是髙对比度还是低对比度对象图像，都可以检测评估值的峰值。
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然而，除了聚焦状态的改变外，评估值还随着对象的移动和摆动而变 化。在对象正在移动或摆动时获得的评估值可能被错误地检测为评估值的 相对最大值，尽管对象图像仍然是失焦(out-of-focus)的，因而自聚焦装 置将聚焦透镜返回到与不正确地检测到相对最大值的点相对应的聚焦位 置，并继续执行后续处理。结果，尽管被捕获图像仍然保持模糊 (blurred)，但是聚焦透镜可能停止不动。
具体而言，在图1所示单触发操作的情况下；即，在单触发开关113 被按下以激活自聚焦操作，并在对象图像通过自聚焦处于对焦状态从而聚 焦位置会聚在一点时终止处理序列的情况下，由于在对象正在移动或摆动 时获得的评估值被错误地检测为评估值的相对最大值，因此如果在聚焦透
镜位于对象图像保持失焦状态的位置处时自聚焦操作终止，则对象图像仍 然模糊。然而，在某些情况下，用户可能继续对对象成像，而不会注意到 捕获的对象图像处于失焦状态。
本发明的实施例公开了一种自聚焦装置、图像捕获装置和自聚焦方 法，利用这种装置和方法可以获得确定对象图像是处于对焦还是失焦状态 的精确结果。
根据本发明的实施例，当自聚焦装置利用从对象图像的图像信号获得 的评估值执行自聚焦操作时，自聚焦装置利用在由图像捕获单元捕获的对 象图像的特定区域中的图像信号的高频分量周期性地计算评估值，并在移 动聚焦透镜的位置的同时搜索评估值的峰值。随后，在检测到评估值的相 对最大值之后，自聚焦装置通过将聚焦透镜返回到与检测到相对最大值的 点相对应的位置来计算评估值，并确定评估值是否满足规定条件。
根据以上配置，由于自聚焦装置分析在相对最大值处获得的评估值和 在聚焦透镜被返回到与检测到评估值的峰值的点相对应的聚焦位置时获得 的评估值之间的关系，并评价对象图像处于对焦状态的可靠性，因此可以 在不受由对象的移动引起的评估值的改变的影响的情况下评价可靠性。
根据本发明的实施例，当自聚焦装置利用从对象图像的图像信号获得 的评估值执行自聚焦操作时，自聚焦装置利用在由图像捕获单元捕获的对 象图像的特定区域中的图像信号的高频分量周期性地计算评估值，通过对 特定区域中的图像信号的亮度积分来计算亮度相加值，并在移动聚焦透镜 的位置的同时搜索评估值的峰值。在检测到评估值的相对最大值之后，自 聚焦装置通过将聚焦透镜返回到与检测到相对最大值的点相对应的位置来 计算评估值，并执行关于评估值是否满足第一条件的第一判决和关于亮度 相加值是否满足第二条件的第二判决。
根据以上配置，由于自聚焦装置分析在相对最大值处获得的评估值和 在聚焦透镜被返回到与检测到评估值的峰值的点相对应的聚焦位置时获得 的评估值之间的关系，并评价对象图像处于对焦状态的可靠性，因此可以 在不受由对象的移动引起的评估值的改变的影响的情况下评价该可靠性。 另外，根据以上配置，通过设置多个阈值可以评价处于对焦状态的对象图
像的更特定的可靠性。
根据本发明的实施例，在自聚焦处理中可以获得在确定对象图像是处 于对焦还是失焦状态时的精确结果。


图1图示了根据相关技术的摄像机的配置。
图2图示了根据本发明第一实施例的摄像机的配置。
图3图示了根据本发明实施例的评估值计算器的配置。
图4图示了根据本发明实施例的用于评估图像的区域。
图5图示了根据本发明实施例的水平方向评估值计算滤波器的配置。
图6图示了根据本发明实施例的具有整体积分系统的水平方向评估值
计算滤波器的配置。
图7图示了根据本发明实施例的垂直方向评估值计算滤波器的配置。 图8A、 8B、 8C分别图示了根据本发明实施例在自聚焦处理正常或成
功终止时亮度相加值、评估值和聚焦透镜的移动的波动。
图9A、 9B、 9C分别图示了根据本发明实施例在自聚焦处理未能正常
或成功终止时亮度相加值、评估值和聚焦透镜的移动的波动。
图10图示了根据本发明实施例的可以用其确定对象图像是处于对焦
还是失焦状态的评估值的示例。
图11图示了根据本发明实施例的不能用其确定对象图像是处于对焦
还是失焦状态的评估值的示例。
图12A、 12B图示了根据本发明实施例的利用亮度相加值和评估值确
定对象图像是处于对焦还是失焦状态的过程。
图13是图示了根据本发明实施例的自聚焦处理的流程图。 图14是图示了根据本发明实施例的背景处理的流程图。
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下面将参考附图详细描述本发明的优选实施例。
图2图示了根据本发明第一实施例的包括自聚焦机构的诸如摄像机之
类的图像捕获装置的配置。图2中所示的摄像机除了包括图1中所示的配 置外，还包括被配置为生成通过对成像信号的特定区域(中心部分)中的 亮度积分而获得的亮度相加值的亮度相加值计算器、接口 (IF)单元和监 视器。
摄像机的透镜块包括透镜组，透镜组具有被配置为将入射在图像捕获 透镜lc上的对象图像聚焦在图像捕获设备的图像捕获表面上的聚焦透镜 1、被配置为检测每个透镜的位置的位置检测器、被配置为驱动每个透镜 的透镜驱动机构，和被配置为控制透镜驱动机构的移动的透镜驱动器。除 了聚焦透镜1和图像捕获透镜lc外，诸如用于确定焦点位置的方向的摆动 透镜之类的透镜被从图2所示的透镜块中省略。
聚焦透镜1包括被配置为检测聚焦透镜1的位置或聚焦位置的位置检 测器la、被配置为沿光轴方向移动聚焦透镜的位置的透镜驱动机构lb和 被配置为移动透镜驱动机构的透镜驱动器2。同样地，摆动透镜(未示 出)包括摆动透镜驱动机构，该机构被配置为沿光轴方向移动位置检测器 和透镜位置以执行适当的摆动。透镜块包括被配置为限制可以经过的光量 的孔径光阑(未示出)；并且孔径光阑包括被配置为检测孔径光阑的孔径 尺寸的孔径光阑位置检测器和被配置为开关孔径光阑的孔径光阑驱动机 构。
透镜驱动器2被从位置检测器la提供以相应的检测信号，包括指示 聚焦位置的信号、指示摆动量的信号，和指示孔径光阑的孔径尺寸的信 号。包括透镜CPU和透镜驱动电路在内的透镜驱动器2被配置为根据从控 制单元9发送的指令移动聚焦透镜1的聚焦点(焦点)。透镜驱动器2与 被配置为设置自聚焦模式或发起自聚焦操作的用户接口 (未示出)相连， 以使得透镜驱动器2被提供以根据用户接口的操作的操作信号。透镜驱动 器2包括具有ROM或EEPROM的存储装置(未示出)，其上存储有信 息，例如聚焦透镜1和摆动透镜的焦点长度数据、孔径比数据、制造商名 称和制造商的序列号。
透镜驱动器2基于存储的信息、相应的检测信号和下面将描述的提供 自控制单元9的聚焦控制信号或摆动控制信号来生成透镜驱动信号。透镜
驱动器2还将所生成的透镜驱动信号提供给透镜驱动机构lb，以将聚焦透 镜1移动到期望的聚焦位置。透镜驱动器2将所生成的透镜驱动信号提供 给摆动透镜驱动机构以摆动摆动透镜，以使得聚焦透镜1可以检测聚焦位 置的方向。透镜驱动器2还生成孔径光阑驱动信号以控制孔径光阑的孔径 尺寸。
在图2所示的摄像机中，对象图像经由聚焦透镜1形成在图像捕获设 备3上，然后被图像捕获设备3光电转换为电信号，并输出到图像信号发 生器5。图像捕获设备3可以包括CCD (电荷耦合器件)、CMOS (互补 金属氧化物半导体)等等。图像捕获设备驱动器4是图像捕获设备驱动电 路的一个示例，其向图像捕获设备3提供驱动信号以将形成在图像捕获设 备3上的对象图像光电转换为信号。驱动信号是基于垂直方向同步信号、 水平方向同步信号和从时钟信号发生器生成的时钟信号提供的，这三种信 号都用于摄像机的每个单元的标准操作。
在图像信号发生器5中，从图像捕获设备3输出的电信号受到适当的 信号处理，并且生成了遵从规定标准的图像信号。图像信号被发送到电路 组(图像信号处理器6)，还被输入到评估值计算器7。评估值计算器7 被配置为在捕获的图像帧内提供的特定区域中过滤掉图像信号的高频分 量，并计算与图像对比度有关的评估值。在对典型对象成像时，评估值通 常随着对象图像接近对焦状态而增大，并且在对象图像处于对焦时相对最 大。评估值对于图像信号的一场更新一次。利用评估值进行的自聚焦操作 是本领域中的公知技术，其一个示例在先前由本发明的申请人公开的日本 未审查专利申请公布No. 10-213736中有详细描述。
前述处理针对三基色R (红)、G (绿)和B (蓝)中的每一种执 行。例如，照相机块包括分色棱镜(未示出)。分色棱镜将从透镜块入射 的光分离为三基色R、 G和B，并分别将R分量光提供给R分量图像捕获 设备、将G分量光提供给G分量图像捕获设备、将B分量光提供给B分 量图像捕获设备。在图2中，三个R、 G和B分量图像捕获设备被表示为 图像捕获设备3。
形成在图像捕获设备3上的每种颜色的对象图像受到规定处理，然后
被图像捕获设备3光电转换为信号并输出到图像信号发生器5。例如，图 像信号发生器5包括前置放大器(未示出)和A/D (模/数)转换器。输入 到图像信号发生器5的电信号的电平被前置放大器放大，并且对信号执行 相关双采样以消除复位噪声，并且A/D转换器将模拟信号转换为数字图像 信号。
另外，图像信号发生器5被配置为对每种颜色所提供的图像信号执行 增益控制、黑电平稳定或动态范围控制等等，并将这样获得的图像信号提 供给图像信号处理器6、评估值计算器7和亮度相加值计算器8。
图像信号处理器6对提供自图像信号发生器5的图像信号执行各种信 号处理，并生成输出图像信号。例如，图像信号处理器6执行膝状校正 (knee correction)以压縮图像信号使之处于或髙于某一电平，执行伽马校 正(gamma correction)以根据配置的伽马曲线设置用于图像信号的适当电 平，并执行白钳位(clip)处理或黑钳位处理以将图像信号电平限制在规 定范围内。图像信号处理器6还执行边缘增强处理或线性矩阵处理、编码 处理等等以生成期望格式的输出图像信号。
评估值计算器7使用图像信号的在被捕获图像帧内提供的特定区域中 的图像信号过滤掉高频分量，以计算与图像对比度相对应的评估值ID并 将所计算的评估值ID提供给控制单元9。
具有诸如前置放大器和A/D转换器的图像信号发生器5、图像信号处 理器6、评估值计算器7等等利用提供自各个单元、图像信号处理器6、 评估值计算器7的与图像信号同步的垂直方向同步信号VD、水平方向同 步信号HD和时钟信号CLK执行相应的处理。垂直方向同步信号VD、水 平方向同步信号HD和时钟信号CLK也可以从时钟信号发生器获得。
评估值计算器7将在下面更详细地描述。图3图示了评估值计算器7 的配置。评估值计算器7包括被配置为基于每种颜色的图像信号生成亮度 信号DY的亮度信号生成电路21、如下所述生成14种评估值IDO到ID13 的评估值生成电路22,和接口电路23。接口电路23被配置为与控制单元 9通信并根据来自控制单元9的请求提供所生成的评估值。
图像信号发生器21利用提供自图像信号发生器5的图像信号R、 G、
B执行以下操作DY-0，30R+0.59G+0.11B并生成亮度信号DY。亮度信号 DY之所以以这种方式生成是因为仅仅检测对比度水平的改变并确定对比 度是高还是低以确定对象图像是处于对焦还是失焦状态是足够的。
评估值发生器22生成评估值IDO到ID13。评估值IDO到ID13是通过 对提供在被捕获图像帧内的特定区域(下文中称为"评估帧")中的图像 信号的频率分量求和而获得的，并且提供与图像的模糊程度相对应的值。
评估值IDO:评估值名称"IIRl一WlJIPeak"
评估值ID1:评估值名称"IIRl一W2Jffeak"
评估值ID2:评估值名称"IIRl一W2JIPeak"
评估值ID3:评估值名称"IIR4一W3Jffeak"
评估值ID4:评估值名称"IIR0_W1—Vlntg"
评估值ID5:评估值名称"IIR3_Wl_VIntg"
评估值ID6:评估值名称"IIRl_Wl_HIntg"
评估值ID7:评估值名称"Y一WlJfflntg"
评估值ID8:评估值名称"Y_W1—Satul"
评估值ID9:评估值名称"IIRl一W3JHPeak"
评估值ID10:评估值名称"IIR1_W4—HPeak"
评估值ID11:评估值名称"IIR1一W5—HPeak"
评估值ID12:评估值名称"Y_W3_HIntg"
评估值ID13:评估值名称"Y_W3_fflntg"
指示属性(使用的数据一评估帧尺寸一评估计算方法)的评估值名称被 与评估值IDO到ID13 —起提供。
在评估值名称中使用的数据被广泛地划分为"IIR"和"Y" 。 "IIR" 指包括利用HPF (高通滤波器)从亮度信号DY获得的髙频分量的数据； 而"Y"指在不用HPF的情况下使用亮度信号DY的原始频率分量的数 据。
当使用HPF时，使用IIR型(无限冲击响应型)的HPF。根据HPF 的类型，评估值被划分为IIRO、 IIRl、 1IR3和IIR4;这些代表具有不同的 相应截止频率的HPF。从而，通过设置具有不同截止频率的HPF，例如，
通过在对焦位置的附近使用具有高截止频率的HPF，与使用具有低截止频 率的HPF的情形相比可以增大评估值的改变。另外，当被捕获图像存在很 大失焦时，与使用具有高截止频率的HPF的情形相比，使用具有低截止频 率的HPF可以增大评估值的改变。以这种方式，根据自聚焦操作期间的聚 焦状态可以设置具有不同截止频率的HPF以选择最优的评估值。
评估帧尺寸指在评估值生成中使用的图像区域的尺寸。如图4所示， 例如可以提供五类评估值尺寸，W1到W5;每个评估帧的中心对应于被捕 获图像的中心。在图4中，当一场的图像尺寸是768像素X240像素时， 评估值尺寸Wl到W5如下所示。
评估帧尺寸W1: 116像素X60像素
评估帧尺寸W2: 96像素X60像素
评估帧尺寸W3: 232像素X120像素
评估帧尺寸W4: 192像素X120像素
评估帧尺寸W5: 576像素X180像素
从而，通过设置多个帧尺寸之一，可以生成与帧尺寸相对应的不同评 估值。因而，通过设置评估值IDO到ID13之一可以获得适当的评估值， 而无论目标对象的尺寸如何。
评估值计算方法包括HPeak、 fflntg、 VIntg和Satul方法。Hpeak系统 指通过峰值系统计算水平评估值；HIntg系统包括通过整体积分系统计算 水平评估值；VIntg系统涉及通过积分系统计算垂直方向评估值，并且 Satul系统包括饱和亮度的数目。
HPeak方法是这样一种评估值计算方法，其中HPF被用于根据水平方 向图像信号确定高频分量，并被用于计算评估值IDO、 ID1、 ID2、 ID3、 ID9、 IDlO和IDll。图5示出了用于HPeak方法的水平方向评估值计算滤 波器的配置。水平方向评估值计算滤波器包括仅从亮度信号生成电路21 的亮度信号DY中过滤掉高频分量的HPF 31;选择高频分量的绝对值的绝 对值处理电路32;将高频分量的绝对值乘以水平方向帧控制信号WH的乘 法电路33;保持每行一个峰值的行峰值保持电路34;以及沿垂直方向对 评估帧中的所有行的峰值进行积分的垂直方向积分电路35。
亮度信号DY的高频分量被HPF 31过滤，并被绝对值处理电路32选 择绝对值。随后，水平方向帧控制信号WH被乘法电路33相乘以获得评 估帧内髙频分量的绝对值。即，如果其相乘值在评估帧外是"0"的帧控 制信号WH被提供给乘法电路33，则只有评估帧内水平方向高频分量的绝 对值被提供给行峰值保持电路34。
这里，垂直方向的帧控制信号WH形成方波；然而，水平方向的帧控 制信号WH并不仅仅包括方波的特性，而是还包括三角波的特性，因此帧 控制信号WH的相乘值在帧的外围(两端)减小。从而，随着帧内的对象 图像接近对焦状态，可以减小由对象图像与围绕帧外围的外部边缘(评估 帧中的高亮度边缘，包括评估值的噪声、深度改变等等)的相互干扰所引 起的效应，或者可以减小由对象的移动所引起的评估值的改变。行峰值保 持电路34保持每行的峰值。垂直方向积分电路35基于垂直方向帧控制信 号WV沿垂直方向把为评估帧内的每行保持的峰值相加，从而获得评估 值。这一方法被称为HPeak方法，因为水平方向(H)峰值被临时保持。
HIntg方法被定义为一种全积分型的水平方向评估值计算方法。图6 图示了一种全积分型水平方向评估值计算滤波器的配置。该全积分水平方 向评估值计算滤波器被用于计算评估值ID6、 ID7、 ID12和ID13。与图5 的HPeak方法中的水平方向评估帧控制信号WH计算滤波器相比，HIntg 方法的滤波器被配置为包括HPF 41、绝对值处理电路42和乘法电路43， 这三个单元类似于图5中的31到33;但是不同之处在于，在水平方向相 加电路44中，评估帧中水平方向高频分量的绝对值被全部相加，然后在 垂直方向积分电路45中，对于评估帧中垂直方向上所有行的相加结果被 沿垂直方向积分。而且，HPeak方法和HIntg方法还有下面的不同点；在 HPeak方法中每一行确定一个峰值，并且所获得的峰值被沿垂直方向相 加，而在HIntg方法中每行的水平方向高频分量的绝对值被全部相加，然 后所获得的高频分量被沿垂直方向相加。
fflntg方法被划分为IIR1和Y。 IIR1采用高频分量作为数据，而Y釆 用原始亮度信号DY。亮度相加值由亮度相加值计算滤波器电路获得，这 一电路是通过从图6的全积分型水平方向评估值计算滤波器中去除HPF 31
而得到的。
VIntg方法是一种全积分型垂直方向评估值计算方法，其用于获得评 估值ID4和ID5。在HPeak方法和HIntg方法中，值被沿水平方向相加以 生成评估值；然而，在VIntg方法中，高频分量被沿垂直方向相加以生成 评估值。例如，在图像的上半部分为白而下半部分为黑(例如具有水平线 或其他场景的图像)从而只有在垂直方向有高频分量而在水平方向没有髙 频分量的情况下，HPeak方法水平方向评估值不能有效工作。因而使用 VIntg方法的评估值以使得AF有效地作用于这种场景。
图7图示了计算垂直方向评估值的垂直方向评估值计算滤波器的配 置。垂直方向评估值计算滤波器具有水平方向平均值计算滤波器51、 IIR 型HPF 52、绝对值处理电路53和积分电路54。水平方向平均值计算滤波 器51基于帧控制信号WHc从每行的亮度信号DY中选择水平方向的评估 帧的中心部分中的像素(例如，64个像素)的亮度信号，并利用所选择的 亮度信号计算平均值(或总值)。然后，水平方向平均值计算滤波器51 对于一个水平周期输出一个结果。这里，指定使用中心部分的64个像素 以便去除评估帧外围部分中的噪声。在垂直方向评估值计算滤波器中，每 64个像素的亮度信号是顺序累积的，并且最终每64个像素的亮度信号的 一个平均值被输出，因此垂直方向评估值计算滤波器可以不需要包括行存 储器、帧存储器或其他存储器设备，这导致配置简单。随后，该水平方向 平均值被与行频率同步，并且高频分量被HPF 52过滤，然后绝对值处理 电路53被用于将过滤的高频分量转换为高频分量的绝对值。另外，积分 电路54基于垂直方向帧控制信号WV沿垂直方向对评估帧内的所有行积 分。
Satul方法是这样一种计算方法，其中确定评估帧内饱和的亮度信号 DY (即等于或高于规定电平的亮度电平)的数目，并且结果被用于计算 评估值ID8。在计算评估值ID8时，亮度信号DY的亮度电平被与阈值cx相 比较，并且对于每一场，对评估帧中亮度信号DY的亮度电平等于或髙于 阈值a的像素的数目进行计数，其结果被确定为评估值ID8。
返回图2，描述摄像机的配置。亮度相加值计算器8是一种被配置为
对由图像捕获设备获得的特定区域(中心部分)中的图像信号的亮度进行
积分并生成亮度相加值的电路。亮度相加值计算器8将从输入自图像信号 发生器5的每种颜色的图像信号中获得的特定区域中的亮度信号相加，并 且相加的结果被输出到控制单元9作为亮度相加值。
控制单元9例如包括CPU (中央处理单元)、RAM (随机访问存储 器)和ROM (只读存储器)，并将存储在ROM中的计算机程序取到 RAM上以运行程序，从而执行诸如自聚焦操作之类的规定控制和处理。 控制单元9对于一场接收一次由评估值计算器7计算的评估值，并搜索评 估值的峰值。自聚焦操作利用来自单触发开关13的指令作为触发来执 行，单触发开关13引导自聚焦操作的激活。控制单元9和透镜块的透镜 驱动器2被配置为使得控制单元9和透镜驱动器2可以利用预定格式和协 议彼此通信，并合作控制自聚焦操作。透镜驱动器2向控制单元9提供各 种信息，例如聚焦位置或指示孔径光阑尺寸的值。透镜驱动器2基于提供 自控制单元9的聚焦控制信号或摆动控制信号生成透镜驱动信号，以对聚 焦透镜1和摆动透镜执行驱动处理。控制单元9基于由评估计算器计算的 评估值ID和从驱动器2取得的各种信息生成用于控制以驱动聚焦透镜1 的聚焦控制信号或用于控制以驱动摆动透镜的摆动控制信号，并将这两个 信号提供给透镜驱动器2。
透镜驱动器2和控制单元9中的每一个都结合了微计算机和存储器以 通过取得并运行存储在非易失性存储器中的程序来执行自聚焦操作。
存储器10是控制单元9向其写入数据和从其读出数据的存储单元。 存储单元被配置为存储诸如聚焦透镜1的聚焦位置和评估值计算器7所计 算的评估值之类的信息。存储器10包括诸如半导体存储器之类的非易失 性存储器。
指示器11G、 IIR是显示单元的一个示例；其每一个都分别包括发光 二极管(LED;发光二极管(绿、红))。指示器IIG或IIR基于控制单 元9对对象图像处于对焦状态的可靠性的评价结果而点亮。很明显，用于 指示器的类型或颜色并不限于上述的作为示例的那些。
接口 12 (下文中称为"IF单元")是信号输出单元的一个示例。IF
单元12将根据对对象图像处于对焦状态的可靠性的评价结果的信号输出 到自聚焦装置或摄像机的外部。从外部输入的操作信号被从IF单元12发 送到控制单元9，从而基于从外部获取的操作信号控制摄像机的移动。
液晶监视器驱动器14被配置为生成从信号处理器6输出的图像信号 和驱动信号，以用于在由控制单元9引导的监视器15上显示字符、图标 等等。驱动信号被基于包括在图像信号中的相应同步信号和时钟信号提供 给监视器15。
监视器15是可以使用液晶显示设备的显示单元的一个示例。监视器 15接收提供自监视器驱动器14的驱动信号以根据所提供的信号显^示图 像。监视器15可以是摄像机的取景器。
在根据该配置的摄像机中，当在摄像机操作来搜索评估值的峰值的同 时焦点在评估值的峰值处会聚时，搜索评估值的历史，并且向用户提供该 信息。例如，如果评估值的历史满足规定条件，则绿色指示器11G点亮以 指示对象图像处于对焦状态。另一方面，如果评估值的历史不满足规定条 件，则红色指示器IIR点亮以指示对象图像可能处于失焦状态。根据该实 施例，在通过自聚焦操作已经会聚了焦点后，确定对象图像是处于对焦还 是失焦状态，并且通过点亮指示器IIG、 IIR，在监视器15上显示结果等 等向用户通知确定结果。
或者，作为代表特定计算机处理或项目的小图片的特殊图标16可以 被提供在监视器15或取景器的扭幕上以显示所获得的结果。图标可以根 据结果改变形状和颜色以用于区分。
而且，结果可以被划分为如下的三个、四个或更多个状态，其可以利
用诸如绿色、黄色和红色之类的三个指示器示出
"高度可靠一获得精确的对焦状态" "中等可靠一获得精确的对焦状态"
"不可靠一获得精确的对焦状态"
下面参考图8到图12描述确定对象图像是处于对焦或失焦状态的可 靠性的方法。
图8A、 8B、 8C分别图示了在摄像机的聚焦透镜搜索与检测到评估值
的峰值的点相对应的位置的同时，亮度相加值、评估值和聚焦的波动。
图8A、 8B、 8C的垂直轴分别指示聚焦透镜的亮度相加值、评估值和 移动，三个图的水平轴指示时间。
图上所示的曲线针对图像信号的一场绘制一次，或针对在不规则基础 上获得的多个数据绘制。图8C表明在评估值峰值搜索操作中，聚焦在t0 到tl之间的时间间隔中以超高速执行，在tl到t2之间的时间间隔中以髙 速执行，在t2到t3和t3到t4之间的时间间隔中以低速执行。
在该实施例中，聚焦的速度随着聚焦位置和评估值而变化；然而，聚 焦的速度并不限于该方法，并且聚焦的速度可以被配置为无论距离如何都 保持恒定。
图8A表明，当以典型的静态方式在几乎不摆动的情况下利用摄像机 对对象成像时，无论聚焦透镜的移动如何，亮度相加值几乎不改变。这是 因为到达摄像机的亮度通量通常并不波动很大以至改变聚焦状态。
相反地，评估值可以根据聚焦状态的改变而改变。图8C示出了当在 代表初始增大的点和代表相对最大值的检测结果的点之间(在t0和13之 间)移动聚焦透镜时的结果。在利用上升和下降评估检测到相对最大值 (t3)之后，聚焦透镜反转聚焦方向，并使透镜返回到与检测到相对最大 值的点相对应的位置(t3到t4)。
当聚焦透镜返回到与检测到相对最大值的点相对应的位置时，获得的 评估值通常大于图8B中所示的相对最大值。具体而言，在移动聚焦透镜 时获得的评估值通常小于在聚焦透镜返回到并停止在与检测到相对最大值 的点相对应的位置处时获得的值，这是因为对象图像的对比度的改变在移 动聚集透镜时通常很小。即，由于聚焦透镜在与检测到相对最大值的点相 对应的位置处仍然在移动，因此不能获得精确的对比度。
因此，当聚焦透镜返回到并停止在与检测到相对最大值的点相对应的 位置处时获得的评估值通常小于在聚焦透镜经过检测到相对最大值的聚焦 位置时获得的评估值。
图9A、犯、9C分别图示了在摄像机的聚焦透镜搜索与可以确定不精 确的聚焦的评估值的峰值相对应的位置的同时，亮度相加值、评估值和聚
焦的波动。图9A和9B代表当利用对象的摆动或摄像机的摆动捕获图像时 亮度相加值和评估值的行为。图9B表明在对象图像失焦时评估值较小， 尽管聚焦透镜返回到与检测到相对最大值的点相对应的位置。这是因为在 对象或摄像机摆动时由于评估值的改变而获得了不适当的相对最大值。另 外，在对象或摄像机摆动的同时，亮度相加值剧烈改变，如图9A所示。
根据本发明的实施例，在由自聚焦单元计算的聚焦位置处对象图像是 处于对焦还是失焦状态是通过如上所述检査评估值和亮度相加值的历史而 高度可靠地确定的。
这里，在用于确定对象图像是处于对焦还是失焦状态的标准中使用的 条件如下所述。
本实施例在标准中采用了两个条件A和B。条件A被用于利用评估值 的历史确定自聚焦操作是否正常终止。 条件A
在条件A中，如果评估值的相对最大值被定义为ea，并且在聚焦透镜 返回到并停止在与检测到相对最大值的点相对应的位置处时获得的评估值 被定义为eb,则通过将评估值eb除以相对最大值ea所获得的值大于规定 阈值。条件A由以下公式1表示。
a< eb/ea 1
其中a代表常数。
前述a是基于由进行的实验或测试获得的结果定义的。
例如，当通过将评估值eb除以相对最大值ea所获得的值大于规定阈
值(满足公式1)时(如图10和图8B所示)，对象图像被确定为处于对
焦状态。
相反地，当通过将评估值eb除以相对最大值ea所获得的值小于规定 阈值(由下面的公式0> eb/ea代表)时(如图11和图9B所示)，对象图
像被确定为处于失焦状态。
下面描述条件B。条件B除了包括以上条件A外还包括亮度条件，以 更加严格地确定对象图像是处于对焦还是失焦状态；即，条件B指条件A 的更加严格的版本。根据条件B，当检测到亮度改变时，控制单元9在检
测到相对最大值时确定摆动可能已发生，因而对象图像处于失焦状态，除
非同时满足下面的公式1和2。 条件B
在条件B中，如果评估值的相对最大值被定义为ea，并且在聚焦透镜 返回到并停止在与检测到相对最大值的点相对应的位置处时获得的评估值 被定义为eb，则通过将评估值eb除以相对最大值ea所获得的值大于第一 阈值。另外，如图12所示，当在当前场中获得的亮度相加值被定义为 Y0，并且在当前场之前的两场获得的亮度相加值被定义为Y2时，通过将 在当前场中获得的亮度相加值除以在当前场前两场获得的亮度相加值所获 得的值在规定范围内。条件B由下面的公式1和2表示。
eaXa〈eb 1
其中a代表常数。
Yl<Y2/Y0<y2 2
其中Yl和y2代表常数。
条件B包括确定指示亮度改变的值是否在规定范围内的条件(公式 2)。如果条件B不满足(例如，见图9A)，则自聚焦单元确定在对对象 聚焦的同时对象或摄像机己摆动。从而，通过在消除对象或摄像机的摆动 的同时确定对象图像是处于对焦还是失焦状态，可以确保获得更精确的聚 焦调整的结果和改善的可靠性。在该实施例中，用在公式2中的亮度相加 值被定义为在当前场之前的两场获得的亮度值。然而，用在公式2中的亮 度相加值并不限于此；可以适当地使用在当前场之前的规定场获得的任何 亮度相加值。前述值yl和y2是基于从进行的实验或测试获得的结果适当地 确定的。
用于向用户提供信息或通知用户的多种方法可以通过改变条件(公式 l和公式2)和显示方法的组合(见下面)来准备。 用于聚焦判决的条件 一公式l
一公式1和公式2 提供信息的方法
一指示器
一取景器或监视器屏幕上的图标
一信号输出(通过分配特定信号线，信号被从摄像机发送到外部设
备)
下面将参考图13中所示的流程图描述根据本实施例的使用摄像机的 自聚焦处理。在根据本实施例的自聚焦处理中，控制单元9搜索评估值的 峰值。如果检测到相对最大值，则计算当聚焦透镜返回到与检测到评估值 的峰值的点相对应的聚焦位置时的评估值。控制单元9分析评估值的历一 史。即，控制单元9分析相对最大值处的评估值和在聚焦透镜返回到与检 测到评估值的峰值的点相对应的聚焦位置时的评估值之间的关系，评价对 象图像处于对焦状态的可靠性，并将可靠性判决的结果提供给用户。
在图13中，摄像机的控制单元9 (见图2)利用某种触发(例如规定 定时或由开关13生成的操作信号)发起自聚焦操作的一个循环，然后搜 索从评估值计算器7输出的评估值的峰值(步骤S1)。
控制单元9周期性地将评估值和聚焦位置存储在存储器10中作为背 景处理；即，控制单元9存储背景中的评估值和聚焦位置，并操作来基于 存储的信息搜索评估值的峰值。如图14的流程图所示，控制单元9基于 在图像信号中包含的同步信号或从时钟信号发生器(未示出)输入的时钟 信号确定当前时间是否与周期性启动时间相匹配(步骤Sll)。根据本实 施例，周期性启动时间的一个示例被定义为一场。如果控制单元9确定当 前时间与启动时间之一相匹配，则控制单元9发起AF1循环操作，并将由 评估值计算器7计算的评估值和从位置检测器la发送的聚焦位置存储在存 储器10中(步骤S12)。当控制单元9确定当前时间不与周期性启动时间 之一相匹配时，控制单元9在步骤S12终止判决处理。
在发起AF1循环操作后，控制单元9取得存储在存储器10中的评估 值和聚焦位置，并基于所取得的评估值和聚焦位置设置聚焦透镜1的移动 方向。
然后，控制单元9确定是否已检测到相对最大值(步骤S2)，如图 13的流程图所示。当控制单元9已检测到相对最大值时，控制单元9继续
搜索评估值的峰值，直到检测到最大值(步骤S3)。
在步骤S2的判决处理中，当检测到相对最大值时，控制单元9控制 透镜驱动器2以将聚焦透镜返回到与检测到相对最大值的点相对应的位置 (步骤S4)。
控制单元9分析评估值的历史。即，控制单元9分析相对最大值处的 评估值和聚焦透镜的当前位置处的评估值之间的关系，并利用前述条件A 和B确定对象图像是处于对焦还是失焦状态(步骤S5)。
控制单元9基于结果提供前述步骤S5的关于确定对象图像是处于对 焦还是失焦状态的信息(步骤S6)。
例如，如果评估值的历史满足前述条件A (或条件B)，则绿色指示 器IIG点亮以指示对象图像处于对焦状态的可靠状态。另一方面，如果评 估值的历史不满足规定条件，则红色指示器IIR点亮以指示对象图像处于 对焦状态的不可靠状态。或者，除了点亮指示器11G和IIR外，还可以通 过在监视器15等的屏幕上显示规定图标16，从控制单元9向监视器驱动 器14输出确定对象图像是处于对焦还是失焦状态的结果(聚焦判决信 号)，来通知或告知用户。另外，聚焦判决信号可以被从控制单元9通过 用作信号输出单元的IF单元12输出到外部设备，并且可以利用外部设备 通过某种其他显示方法来通知用户。
而且，除了公式1还，还可以利用严格程度相对较低的公式3的条件 C提供多个确定对象图像是处于对焦还是失焦状态的结果，公式3包括关 于评估值的比率的多个阈值。因此，可以以更加特定的确定方式评价对象 图像是处于对焦或失焦状态的可靠性，并向用户提供关于聚焦判决的详细 信息。
条件C
如果评估值的相对最大值被定义为ea，并且在聚焦透镜返回到并停止 在与检测到局部最大值的点相对应的位置处时获得的评估值被定义为eb， 则该条件由下面的公式表示
a< eb/ea 1
|3< eb/ea 2
其中a和P代表常数(a>P)
例如，在步骤S5，如果确定对象图像是处于对焦还是失焦状态的结果 不满足公式3，则红色指示器点亮或图标"■"被显示在监视器15上以指 示获得精确的对焦状态是不可靠的。
另外，在步骤S5，如果确定对象图像是处于对焦还是失焦状态的结果 仅满足公式3，则黄色指示器点亮或图标"□"被显示在监视器15上以指 示获得精确的对焦状态是有一点不可靠或中等程度可靠的。
此外，在步骤S5,如果确定对象图像是处于对焦还是失焦状态的结果 满足公式1，则绿色指示器点亮或图标"o"被显示在监视器15上以指示 获得精确的对焦状态是高度可靠的。
根据本实施例的配置，控制单元9在自聚焦处理中搜索评估值的峰 值。如果检测到评估值的相对最大值，则计算在聚焦透镜返回到与检测到 评估值的峰值的点相对应的聚焦位置时的评估值。控制单元9分析评估值 的历史。即，控制单元9分析相对最大值处的评估值和在聚焦透镜返回到 与检测到评估值的峰值的点相对应的聚焦位置时的评估值之间的关系，并 评价对象图像处于对焦状态的可靠性。以上方法可以提供关于对象图像是 处于对焦还是失焦状态的精确结果，而不会对由聚焦透镜的移动引起的评 估值的波动有不利的影响。
而且，由于用户被通知(告警)关于对象图像是处于对焦还是失焦状 态的结果，因此用户能够掌握当前的对焦状态。结果，用户在检查被通知 的结果后可以选择是停止聚焦透镜还是重新操作以搜索评估值的峰值。从 而，本实施例可以消除单触发操作的情形，其中自聚焦操作在聚焦透镜停 止在对象图像仍然失焦从而对象图像保持模糊的位置处时终止。
下面描述本发明的第二实施例。在该实施例中，当控制单元9已经确 定了关于对象图像是处于对焦还是失焦状态的可靠性时，用户可以基于确 定对象图像是处于对焦还是失焦状态的结果选择是停止聚焦透镜还是重新 操作以搜索评估值的峰值，而不是向用户提供所获得的信息(图13中歩 骤S6)。
例如，在步骤S5，如果确定对象图像是处于对焦还是失焦状态的结果
不满足公式1,则控制单元9重新操作以搜索评估值的峰值。另一方面， 在步骤S5，如果确定对象图像是处于对焦还是失焦状态的结果满足公式 1，则控制单元9允许聚焦透镜保持不动，直到指示后续的自聚焦重启条 件为止。另外，在步骤S5，如果确定对象图像是处于对焦还是失焦状态的 结果既不满足公式1也不满足公式2，则控制单元9可以重新操作以搜索 评估值的峰值。在该实施例中，公式l和公式2被用作示例；然而，公式 1和公式3的组合也可用于确定获得对象图像的聚焦状态的可靠性。
优选地，如果采用商用或专业用的摄像机，则聚焦透镜是固定的以供 专家控制聚焦。因此，如果允许用户适当地选择是只获得关于对象图像的 聚焦状态的可靠性的信息还是重新操作以搜索评估值的峰值，则可以改善 摄像机等等的可操作性。此外，由于控制单元9被配置为自动操作以搜索 评估值的峰值，而无需用户取决于关于对象图像是处于对焦还是失焦状态 的某一判决结果重新按下开关13，因此除了改善摄像机的可用性以外，还 可以同时改善聚焦状态的精确性，而无需强迫用户执行新的操作。该实施 例可以提供与在第一实施例中获得的类似的效果。
下面描述本发明的第三实施例。根据本实施例，图2中所示的摄像机 使用角速度传感器或加速度传感器作为摆动检测器，而不是使用亮度相加 值来检测摄像机的摆动。下面是使用角速度传感器来检测摄像机的摆动的 描述。
在图13的步骤S5中，控制单元9操作来搜索评估值的峰值，并检测 评估值的局部最大值，控制单元9计算并分析在聚焦透镜返回到与检测到 评估值的峰值的点相对应的聚焦位置时获得的评估值。
另外，在该实施例中，控制单元9评价在检测到评估值的相对最大值 的点处，由角速度传感器检测到的角速度信号是否在规定的大小范围内。 如果角速度信号在规定的大小范围外；即，角速度信号的范围不满足条 件，则控制单元9确定摄像机已摆动，因而获得对象图像的对焦状态是不 可靠的，无论使用评估值确定的结果如何。下面是用于利用角速度信号确 定对象图像是处于对焦还是失焦状态的公式。
Vpan<Vmin或Vmax〈Vpan或Vtilt〈Vmin或Vmax〈Vtilt 4
其中Vpan和Vtilt分别代表平面(pan)方向和倾斜(tilt)方向的角
速度信号，并且
Vmax和Vmin (Vmax>Vmin)是常数。
如果检测到的角速度信号不满足公式4，则控制单元9确定摄像机已 摆动，因而获得对象图像的对焦状态是不可靠的，无论使用评估值确定的 结果如何。从而，通过在消除对象或摄像机的摆动的同时确定对象图像是 处于对焦还是失焦状态，确保了获得更加精确的聚焦调整结果和改善的可 靠性。该实施例可以提供与在第一实施例中获得的类似的效果。
应当注意，本发明并不限于上述实施例；例如，根据本发明实施例的 图像捕获装置可以适用于替代上述摄像机的数码相机，并且在不脱离本发 明的要点的前提下可以进行各种其他改变和修改。
另外，上面描述了使用单触发开关13的操作信号作为触发的自聚焦 操作；然而，本发明可以适用于无论开关13的指令如何都一直执行自动 聚焦的全自动聚焦操作。
本领域技术人员应当理解，取决于设计需求和其他因素可以有各种修 改、组合、子组合和变更，只要这些修改、组合、子组合和变更在所附权 利要求或其等同物的范围内即可。
本发明包含与2006年6月30日向日本专利局提交的日本专利申请 JP2006-182566有关的对象，该申请的全部内容通过引用结合于此。
权利要求
1.一种自聚焦装置，包括评估值计算器，其被配置为利用在由图像捕获单元捕获的对象图像的特定区域中的图像信号的高频分量周期性地计算评估值，以及控制单元，其被配置为基于所述评估值输出被提供给透镜驱动器以驱动聚焦透镜的指示值，并利用所述评估值确定对象图像是处于对焦还是失焦状态，其中当所述控制单元操作来搜索所述评估值的峰值，同时移动所述聚焦透镜的位置以检测所述评估值的局部最大值时，所述控制单元将所述聚焦透镜返回到与检测到所述局部最大值的点相对应的位置，获得由所述评估值计算器计算的评估值，并确定所述评估值是否满足规定条件。
2. 如权利要求1所述的自聚焦装置，其中所述规定条件包括当第一评估值被定义为所述评估值的局部最大值， 并且第二评估值被定义为在所述聚焦透镜返回到与检测到所述局部最大值 的点相对应的位置时获得的评估值时，通过将所述第二评估值除以所述第 一评估值所获得的值大于规定阈值。
3. 如权利要求1所述的自聚焦装置，其中所述控制单元将基于对象图像是处于对焦还是失焦状态的结果确定的 信息发送到指示单元，并显示所述信息。
4. 如权利要求1所述的自聚焦装置，还包括信号输出单元，其被配置为将基于由所述控制单元获得的关于对象图 像是处于对焦还是失焦状态的判决结果的信号输出到所述自聚焦装置外 部。
5. 如权利要求1所述的自聚焦装置，其中如果所述控制单元确定所述评估值不满足关于对象图像是处于对焦还 是失焦状态的判决条件，则所述控制单元重新操作以搜索所述评估值的峰 值。
6. —种自聚焦装置，包括 评估值计算器，其被配置为利用在由图像捕获单元捕获的对象图像的 特定区域中的图像信号的高频分量周期性地计算评估值，亮度相加值计算器，其被配置为通过对所述特定区域中的图像信号的 亮度积分来计算亮度相加值，以及控制单元，其被配置为基于所述评估值输出被提供给驱动聚焦透镜的透镜驱动器的指示值，并利用所述评估值确定对象图像是处于对焦还是失 焦状态，其中在所述控制单元操作来在移动所述聚焦透镜的位置的同时搜索所述评 估值的峰值，并检测到所述评估值的局部最大值之后，所述控制单元将所 述聚焦透镜返回到与检测到所述局部最大值的点相对应的位置，获得由所 述评估值计算器计算的评估值和由所述亮度相加值计算器计算的亮度相加 值，并执行关于所述评估值是否满足第一条件的第一判决和关于所述亮度 相加值是否满足第二条件的第二判决。
7. 如权利要求6所述的自聚焦装置，其中所述第一条件包括当第一评估值被定义为所述评估值的局部最大值， 并且第二评估值被定义为在所述聚焦透镜返回到与检测到所述局部最大值 的点相对应的位置时获得的评估值时，通过将所述第二评估值除以所述第 一评估值所获得的值大于规定阈值；并且所述第二条件包括当第一亮度相加值被定义为在检测到所述局部最大 值时获得的亮度相加值，并且第二亮度相加值被定义为在检测到所述局部 最大值之前的规定场获得的亮度相加值时，通过将所述第二亮度相加值除 以所述第一亮度值所获得的值在规定阈值范围内。
8. 如权利要求6所述的自聚焦装置，其中所述控制单元将基于所述第一和第二判决的结果确定的信息发送到指 示单元，并显示所述信息。
9. 如权利要求6所述的自聚焦装置，还包括信号输出单元，其被配置为将基于由所述控制单元获得的关于所述第 一和第二判决的结果的信号输出到所述自聚焦装置外部。
10. 如权利要求6所述的自聚焦装置，其中 如果所述控制单元确定所述评估值不满足所述第一和第二判决的条 件，则所述控制单元重新操作以搜索所述评估值的峰值。
11. 一种图像捕获装置，包括 被配置为对对象成像的图像捕获单元，评估值计算器，其被配置为利用在由所述图像捕获单元捕获的对象图 像的特定区域中的图像信号的高频分量周期性地计算评估值，以及包括控制单元的自聚焦装置，所述控制单元被配置为基于所述评估值 和测得的距离结果输出被提供给驱动聚焦透镜的透镜驱动器的指示值，并 利用所述评估值确定对象图像是处于对焦还是失焦状态，其中当所述控制单元操作来搜索所述评估值的峰值，同时移动所述聚焦透 镜的位置以检测所述评估值的局部最大值时，所述控制单元将所述聚焦透 镜返回到与检测到所述局部最大值的点相对应的位置，获得由所述评估值 计算器计算的评估值，并确定所述评估值是否满足规定条件。
12. —种图像捕获装置，包括 被配置为对对象成像的图像捕获单元，评估值计算器，其被配置为利用在由所述图像捕获单元捕获的对象图 像的特定区域中的图像信号的高频分量周期性地计算评估值，亮度相加值计算器，其被配置为通过对所述特定区域中的图像信号的 亮度积分来计算亮度相加值，以及包括控制单元的自聚焦装置，所述控制单元被配置为基于所述评估值 输出被提供给驱动聚焦透镜的透镜驱动器的指示值，并利用所述评估值确 定对象图像是处于对焦还是失焦状态，其中在所述控制单元操作来在移动所述聚焦透镜的位置的同时搜索所述评 估值的峰值，并检测到所述评估值的局部最大值之后，所述控制单元将所 述聚焦透镜返回到与检测到所述局部最大值的点相对应的位置，获得由所 述评估值计算器计算的评估值和由所述亮度相加值计算器计算的亮度相加 值，并执行关于所述评估值是否满足第一条件的第一判决和关于所述亮度 相加值是否满足第二条件的第二判决。
13. —种由自聚焦装置利用从对象图像的图像信号获得的评估值进行 的自聚焦方法，包括以下步骤利用在由图像捕获单元捕获的对象图像的特定区域中的图像信号的高 频分量周期性地计算评估值，在移动聚焦透镜的位置的同时搜索所述评估值的峰值，在检测到所述评估值的局部最大值之后，通过将所述聚焦透镜返回到 与检测到所述局部最大值的点相对应的位置，来计算所述评估值，以及确定所述评估值是否满足规定条件。
14. 如权利要求13所述的自聚焦方法，其中所述规定条件包括当第一评估值被定义为所述评估值的局部最大值， 并且第二评估值被定义为在所述聚焦透镜返回到与检测到所述局部最大值 的点相对应的位置时获得的评估值时，通过将所述第二评估值除以所述第 一评估值所获得的值大于规定阈值。
15. —种利用从由自聚焦装置捕获的对象图像的图像信号获得的评估值进行的自聚焦方法，包括以下步骤利用在由图像捕获单元捕获的对象图像的特定区域中的图像信号的髙频分量周期性地计算评估值，通过对特定区域中的所述图像信号的亮度积分来计算亮度相加值， 在移动聚焦透镜的位置的同时搜索所述评估值的峰值， 在检测到所述评估值的局部最大值之后，通过将所述聚焦透镜返回到与检测到所述局部最大值的点相对应的位置，来计算所述评估值， 进行关于所述评估值是否满足第一条件的第一判决，以及 进行关于所述亮度相加值是否满足第二条件的第二判决。
16. 如权利要求15所述的自聚焦方法，其中所述第一条件包括当第一评估值被定义为所述评估值的局部最大值， 并且第二评估值被定义为在所述聚焦透镜返回到与检测到所述局部最大值 的点相对应的位置时获得的评估值时，通过将所述第二评估值除以所述第 一评估值所获得的值大于规定阈值。
全文摘要
公开了一种包括评估值计算器和控制单元的自聚焦装置，评估值计算器被配置为利用在由图像捕获单元捕获的对象图像的特定区域中的图像信号的高频分量周期性地计算评估值，控制单元被配置为基于评估值输出被提供给透镜驱动器以驱动聚焦透镜的指示值，并执行评估值执行聚焦判决。在自聚焦方法中，当控制单元操作来搜索评估值的峰值，同时移动聚焦透镜的位置以检测评估值的局部最大值时，控制单元将聚焦透镜返回到与检测到局部最大值的点相对应的位置，获得由评估值计算器计算的评估值，并确定评估值是否满足规定条件。
文档编号G02B7/00GK101098405SQ20071012323
公开日2008年1月2日 申请日期2007年7月2日 优先权日2006年6月30日
发明者伊藤雄二郎, 须藤秀和 申请人:索尼株式会社