>[0221 ](对比度AF系统中的精细搜索)
[0222]作为下一个步骤，对比度AF对焦位置计算单元513在Z轴方向上设置位置，ZA,ZB和ZC(ZA>ZB>ZC)，其中例如以对焦位置Z2为中心，在Z轴方向上的精细搜索的间隔被设置为 ±3“111(步骤369)。
[0223]此外，对比度AF对焦位置计算单元513设置用于在第一特征量计算单元514中进行精细搜索的阈值(步骤S70)。
[0224]作为下一个步骤，对比度AF对焦位置计算单元513指示载物台控制单元53移动载物台40，使得载物台在Z方向上的位置成为在步骤S69中设置的位置(步骤S71)。
[0225]作为下一个步骤，对比度AF对焦位置计算单元513指示放大图像捕捉控制单元57采集小区域的图像，作为搜索的拍摄(步骤S73)。
[0226]放大图像捕捉控制单元57从放大图像捕捉单元20的成像装置24读取所有像素(总视角)的像素值。对应于各自三个Z轴位置的总共三个图像被采集。
[0227]作为下一个步骤，对比度AF对焦位置计算单元513确定是否在Z方向的所有设置位置捕捉搜索图像(步骤S75)。
[0228]在其中未捕捉所有必要的图像(步骤S75的否)的情况下，处理返回到步骤S71
并重复进行。
[0229]在其中所有必要的图像被捕捉的情况下(步骤S75的是)，作为下一个步骤，对比度AF对焦位置计算单元513指示第一特征量计算单元514计算第一特征量H(步骤S79)。
[0230]作为下一个步骤，对比度AF对焦位置计算单元513确定三个图像是否被处理(步骤 S81)。
[0231]作为下一个步骤，对比度AF对焦位置计算单元513指示曲线拟合处理单元515通过使用所计算的第一特征量H来进行曲线拟合处理(步骤S91)。
[0232]作为下一个步骤，对比度AF对焦位置计算单元513根据通过曲线拟合进行的二次曲线的顶点位置计算对焦位置Z3 (步骤S93)。
[0233]作为最后步骤，集成控制单元51计算焦位置Zl和Z3之间的差作为由于AF系统中的差引起的偏移值(步骤S95)。
[0234]这里计算的AF偏移值用于在对比度AF系统中使用在相位差AF系统中获得的对焦位置时转换对焦位置计算处理。
[0235]以上，描述校准处理的流程。
[0236][关于计算第一特征量H的处理]
[0237]接下来，将描述第一特征量H计算处理的流程。图5是用于描述第一特征量H计算处理的流程的流程图。
[0238]作为第一步骤，第一特征量计算单元514从整个目标RAW图像或分割区域读取一个块的像素值(步骤S101)。
[0239]在具有相同颜色的像素的布置中，一个块由i个垂直布置的像素乘以j个水平布置的像素形成(i和j是预定的整数)。例如，如在图6中所示的红色平面和如图7中所示的拜耳阵列，包括一个垂直布置的红色像素乘以八个水平布置的红色像素的区域可被设置为一个块。
[0240]应注意，图8是在红色平面中获得特征量时使用像素的实例。图9是在拜耳阵列中获得红色特征量时使用像素的实例。
[0241]作为下一个步骤，第一特征量计算单元514根据读取块中的各像素的像素值获得最大值和最小值。从下式获得直流分量值DC和交流分量的动态范围DR(步骤S103)。
[0242]直流分量DC =(最小值)
[0243]交流分量的动态范围DR =(最大值)-(最小值)
[0244]应注意，最小值在这里称为直流分量。图10是示出其中获得直流分量DC和交流分量的动态范围DR的实例的图。
[0245]作为下一个步骤，第一特征量计算单元514确定所获得的DC和DR每个是否超过阈值(所获得的DC和DR每个是否满足第一条件和第二条件)(步骤S105)。
[0246]用于确定所获得的DC和DR每个是否超过阈值的阈值DCtjnin和DRtjnin在具有12位的输出的成像装置中例如如下:在粗略搜索的情况下，DCt_min = O且DRt_min = 128 ；且在精细搜索的情况下，DCt_min = O且DRt_min = 250。
[0247]应注意，限定DC和DR的有效上限的上限值DCtjnax和DRtjnax在粗略搜索的情况下例如是4096，并且在精细搜索的情况下例如是DCtjnin = O且DRtjnin = 250。
[0248]粗略搜索中的DRtjnin被设置为128的原因如下:在粗略搜索的情况下，旨在抑制第一特征量的衰减，因为在远距离内进行该搜索，而包括在白色部分中的噪声旨在被至少切割。成像装置涉及散粒噪声。通过其相对于信号的强度的平方根出现散粒噪声。噪声的幅度由下式获得为64，因为像素值的最大值为在具有12位输出的成像装置的情况下是4096 ο
[0249]噪声强度:sqr(40%)= M
[0250]根据像素值的最大值和最小值之间的差来计算动态范围DR。因此，在最大值的噪声和最小值的噪声上下波动时得到的作为最大值的64X2 = 128被设置为阈值。
[0251]应注意，阈值需要根据所使用的光学系统或成像装置的特性来调整。
[0252]在所获得的DC和DR每个都超过阈值的情况下(步骤S105的是)，作为下一个步骤，第一特征量计算单元514采用动态范围DR用于块的单位特征量(步骤S107)。
[0253]使用动态范围DR，而不是通常使用的布伦纳梯度，第一特征量H的变化是渐进的，以形成适于拟合的曲线。
[0254]作为下一个步骤，第一特征量计算单元514将单位特征量(这在前面的步骤中采用)加到第一特征量H中(步骤S109)。
[0255]应注意，在本实施方式中，动态范围DR的总和被用作第一特征量H，但除此之外，图11所示的值每个都可用作第一特征量H。
[0256]作为下一个步骤，第一特征量计算单元514确定是否针对所有像素计算特征量(步骤 S111)。
[0257]在尚未针对所有像素计算特征量的情况下(步骤Slll的否)，处理返回到步骤S101，并继续下一个数据块。应注意，作为下一个块的开始点，使用与先前开始点位移k个像素的像素的位置(k是I或更大的预定整数)。例如，在包括一个垂直布置的像素乘以八个水平布置的像素的块的情况下，开始点可位移一个像素或八个像素。
[0258]如果块的开始点没有位移一个像素而是位移k个像素，则算术运算的总数可减少，且在特征量的变化可成为渐进的。其结果是，可形成更适于拟合的曲线。
[0259](特征量计算方法的选择)
[0260]作为下一个步骤，第一特征量计算单元514确定第一特征量H的值(其通过相加所有单位特征量而获得)是否是极小(步骤S113)。
[0261 ] 在第一特征量H的值非常小的情况下(步骤SI 13的是)，第一特征量计算单元514向其中过滤效果降低的方向改变阈值DCT和DRT (步骤S115)。
[0262]作为下一个步骤，第一特征量计算单元514获得整个目标RAW图像或分割区域的布伦纳梯度的值(步骤S117)。
[0263]作为下一个步骤，第一特征量计算单元514将所获得的布伦纳梯度的值加到第一特征量H的极小值中(步骤SI 19)。
[0264]使用动态范围DR的特征量具有在聚焦移位时大大降低的性质。此外，因为是邻接像素的差的平方的总和，布伦纳梯度也具有类似于动态范围DR的急剧变化的特征量。因此，当同时使用两者时，特征量的急剧变化的特征突出，且当两者用于拟合时，误差可能会增大。然而，在由于小样本SPL等的原因而使第一特征量H极小并且该值旨在甚至增加一点的情况下，也可组合地使用布伦纳梯度。如上所述，通过选择计算特征量的方法，这适于为其获得第一特征量H的图像的状态，可进一步增加对焦精度。
[0265]迄今为止，已经描述了第一特征量H计算处理的流程。
[0266][关于对焦位置计算处理]
[0267]接下来，将描述对焦位置计算处理的流程。图12是用于描述对焦位置计算处理的流程的流程图。
[0268]在基本流程中，由相差AF系统快速获得对焦位置，且位置的有效性由对比度AF系统验证。作为验证的结果，在由相差AF系统获得的对焦位置有效的情况下，采用该位置用于实际拍摄。在由相差AF系统获得的对焦位置无效的情况下，由对比度AF系统再次获得对焦位置。
[0269](相位差AF系统中的计算)
[0270]作为第一步骤，相位差AF对焦位置计算单元512计算相位差AF系统中的对焦位置Zl (步骤S201)。
[0271]应注意，在该步骤中，待拍摄的小区域被分为mXn个区域(m和η是I或更大的预定整数)，且针对每个区域确定特征的存在或不存在，以获得具有特征的每个区域的位置信息。在后面的步骤中，在从放大图像捕捉单元20的成像装置24以条状形式读取(部分读取)像素值时使用所获得的位置信息。
[0272](对比度AF系统中的验证)
[0273]作为下一个步骤，对焦位置接受/拒绝确定单元519例如以焦点位置Zl为中心，在Z轴方向上的用于验证的间隔被设置为± I μπι，在Z轴方向上设置位置，ZA、ZB和ZC (ZA>ZB>ZC)(步骤 S203)。
[0274]此外，对焦位置接受/拒绝确定单元519将在第一特征量计算单元514中进行精细搜索的阈值设置为进行验证的阈值(步骤S205)。
[0275]作为下一个步骤，对焦位置接受/拒绝确定单元519指示载物台控制单元53移动载物台40，使得载物台在Z方向上的位置成为在步骤S203中设置的位置(步骤S207)。
[0276]作为下一个步骤，对焦位置接受/拒绝确定单元519指示放大图像捕捉控制单元57采集小区域的图像，作为验证的拍摄(步骤S209)。
[0277]放大图像捕捉控制单元57将放大图像捕捉单元20的成像装置24的成像表面分为在步骤S201中mXn个区域，并基于在步骤S201中获得的多条位置信息以条状形式仅读取具有部分特征的区域的像素值。由于部分进行读取，且在以后的处理中处理的数据量减少，所以验证处理所需的处理时间可缩短。
[0278]应注意，对应于三个Z位置的总共三个图像被采集。
[0279]作为下一个步骤，对焦位置接受/拒绝确定单元519确定是否在Z方向的所有设置位置处捕捉验证图像(步骤S211)。
[0280]在其中未捕捉所有必要的图像的情况下(步骤S211的否)，处理返回到步骤S207，并重复进行。
[0281]在其中所有必要的图像被捕捉的情况下(步骤S211的是)，作为下一个步骤，对焦位置接受/拒绝确定单元519指示第一特征量计算单元514计算第一特征量H(步骤S213)。
[0282]应注意，在步骤S213中，除了第一特征量H，也可获得具有特征的每个区域的特征量Gmn (区域特征量Gmn)。
[0283]作为下一个步骤，对焦位置接受/拒绝确定单元519确定是否采集三个图像(步骤 S215)。
[0284]每个图像计算一个第一特征量H。获得三个第一特征量HA、HB和HC以分别对应于三个Z位置TA、ZB和ZC0图13示出其中三个点，点A(ZA、HA)、点B(ZB、HB)和点C(ZC、HC)被绘制在二维平面上的状态，其中Z位置被设置为水平轴且第一特征量H的倒数被设置为垂直轴。
[0285]作为下一个步骤，对焦位置接受/拒绝确定单元519确定HB在三个第一特征量H中是否是最大(步骤S217)。
[0286]在HB是最大的情况下(步骤S217的是)，对焦位置接受/拒绝确定单元519采用对焦位置Zl (其在相位差AF系统中获得)用于实际拍摄的聚焦位置(步骤S219)。
[0287]在HB不是最大的情况下(步骤S217的否)，作为下一个步骤，对焦位置接受/拒绝确定单元519确定上述三点(点A，B和C)中的倾斜是否满足下述条件表达式(步骤S221)ο
[0288]假设点A和点B之间的倾斜表示为倾斜AB且L是预定值，则条件表达式如下:
[0289]当倾斜AB>倾斜BC时，
[0290]L> IBC倾斜I / IAB倾斜| ；以及[0291 ] 当倾斜AB〈倾斜BC时，
[0292]L> I 倾斜 AB I / I 倾斜 BC |。
[0293]在三个点中的倾斜满足条件表达式(步骤S221的是)的情况下，对焦位置接受/拒绝确定单元519采用对焦位置Zl (其在相位差AF系统中获得)用于实际拍摄的对焦位置(步骤S219)。
[0294]应注意，在上述处理中，不进行曲线拟合且由用于倾斜的条件表达式验证对焦位置Zl的有效性。然而，当在这里进行曲线拟合以再次获得对焦位置时，可获得更准确的对焦位置。如果再次获得对焦位置，则需要载物台40被再次移动到该位置，这相应地需要更多的时间。因此，可根据图像质量和处理时间的优先顺序，选择任何系统。
[0295]当在步骤S219中进行曲线拟合的情况下，使用多个区域特征量Gmn和第一特征量H进行曲线拟合，以获得对焦位置ZH和对焦位置ZGmn。
[0296]由于从对焦位置ZGmn已知小区域中样本SPL的倾斜，为了在图像接合时遮蔽边界处的接缝，选择多个对焦位置ZGmn中的一个，使得边界处的对焦位置的位移变得最小。在选择中，将具有与对焦位置ZH显著不同的值的ZGmn从选择的候选中排除。
[0297]具体而言，在小区域的中心附近的区域的对焦位置ZGmn不同于周围区域的对焦位置ZGmn的情况下，周围区域的对焦位置ZGmn被采用作为实际拍摄的对焦位置。在其中样本SP整体倾斜的情况下，中心附近的区域的对焦位置ZGmn被采用作为实际拍摄的对焦位置。在样本SPL作为整体是均匀而不倾斜的情况下，对焦位置ZH被采用作为实际拍摄的对焦位置。
[0298]针对每个区域获得区域特征量Gmn，并根据其值的条件，对焦位置被精细调整。因此，与从一个小区域的图像获得仅一个特征量的情况相比，在图像拼接时的边界处的接缝可被遮蔽。
[0299]通过该方法，有可能获得聚焦误差被抑制到0.8 μ m的对焦位置。
[0300]在三个点中的倾斜不满足条件表达式的情况下(步骤S221的否)，在相位差AF系统中获得的对焦位置Zi不能被采用作为实际拍摄的对焦位置。对焦位置接受/拒绝确定单元519然后控制对比度AF对焦位置计算单元513来由对比度AF系统计算对焦位置。应注意，对焦位置与邻接小区域的对焦位置(其已经获得)不会位移太大。因此，粗略搜索不会基本进行且搜索从精细搜索开始。
[0301 ](对比度AF系统中的精细搜索)
[0302]作为下一个步骤，对比度AF对焦位置计算单元513在Z轴方向上设置位置，ZA,ZB和ZC(ZA>ZB>ZC)，其中在Z轴方向上的精细搜索的间隔被设置为±3 μ m，例如中心处于对焦位置Z 1(步骤S223)。
[0303]应注意，用于精细搜索的阈值在步骤S203中被设置，并且因此不再次设置。
[0304]作为下一个步骤，对比度AF对焦位置计算单元513指示载物台控制单元53移动载物台40，使得载物台在Z方向上的位置成为在步骤S223中设置的位置(步骤S225)。
[0305]作为下一个步骤，对比度AF对焦位置计算单元513指示放大图像捕捉控制单元57采集小区域的图像，作为搜索的拍摄(步骤S227)。
[0306]放大图像捕捉控制单元57从放大图像捕捉单元20的成像装置24读取所有像素(总视角)的像素值。当相位差AF系统中的对焦位置被验证的时候，基于由相位差AF系统获得的位置信息针对最小区域读取像素值。然而，在不能采用由相差AF系统进行的焦点位置的情况下，由相位差AF系统获得的位置信息被确定为不可靠，并且不是通过基于位置信息部分读取而针对所有区域(总视角)来读取像素值。
[0307]应注意，对应于三个Z位置的总共三个图像被采集。
[0308]作为下一个步骤，对比度AF对焦位置计算单元513确定是否在Z方向的所有设置位置捕捉搜索图像(步骤S229)。
[0309]在未捕捉所有必要的图像(步骤S229的否)的情况下，处理返回到步骤S225并重复进行。
[0310]在所有必要的图像被捕捉的情况下(步骤S229的是)，作为下一个步骤，对比度AF对焦位置计算单元513指示第一特征量计算单元514计算第一特征量H (步骤S231)。[0311 ] 作为下一个步骤，对比度AF对焦位置计算单元513确定三个图像是否被处理(步骤 S233)ο
[0312]作为下一