摄像装置及对焦控制方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种摄像装置及对焦控制方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着CCD(ChargeCoupled Device)图像传感器、CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor)图像传感器等固体成像元件的高分辨率化，对数码照相机、数码摄像机、智能手机等移动电话、PDA(Personal Digital Assistant，便携式信息终端)等具有摄影功能的信息设备的需求骤增。另外，将如以上的具有摄像功能的信息设备称为摄像装置。
[0003]这些摄像装置中，作为对焦于主要被摄体的对焦控制方法，采用对比度AF(Autc)Focus、自动对焦)方式或相位差AF方式。
[0004]并且，还已知有具备使透镜驱动追随移动的被摄体的模式的摄像装置。例如，专利文献I中记载有如下摄像装置，即，根据在过去多次求出的像面位置的信息预测将来的像面位置，在接下来的曝光时，以该预测的像面位置与成像元件的受光面一致的方式进行透镜驱动。
现有技术文献专利文献
[0005]专利文献I:日本专利公开2001-21794号公报
【发明内容】
发明所要解决的问题
[0006]若将物体至透镜的主点的距离(被摄体距离)设为b，将透镜的主点至该物体的成像面的距离(像面距离)设为a，将透镜的主点与透镜的焦点的距离(焦距)设为f，则(1/a) +(l/b) = (l/f)……(I)成立。
[0007]若在式(I)的两边乘以abf，则af+bf = ab......(2)。
[0008]在此，若将透镜的焦点与成像面之间的偏离量设为图像偏离量a’，则a= f+a’……
(3)的关系成立。
[0009]若将式(3)代入式(2)来整理，则a’(f-b)=_f2……(4)。
[0010]式⑷中，假设被摄体距离充分大而-b近似于(f-b)，则a’=f2/b……(5)。
[0011]若将式(3)代入式(5)来整理，则a=(f2/b)+f……(6)0
[0012]如此，从式(6)可知像面距离a与被摄体距离处于倒数关系。因此，若在被摄体的成像面观测以等速沿远近方向移动的该被摄体，则每个被摄体位置的像面距离a的间隔并不均等。因此，为了准确地预测像面距离a，需要利用如专利文献I中记载的多项式的预测式，但如此一来运算量会增多。
[0013]本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种能够减少持续对焦于移动的被摄体时使用的动体预测中的运算量并且提高动体预测精度的摄像装置。 用于解决问题的手段
[0014]本发明的摄像装置，其具有通过包含聚焦透镜的摄像光学系统摄像被摄体的成像元件，其中，上述成像元件包含:第I信号检测部，检测与通过上述摄像光学系统的光瞳区域的不同部分的一对光束中的一个光束对应的信号;及第2信号检测部，检测与上述一对光束中的另一光束对应的信号，上述摄像装置具备:对焦控制部，进行驱动上述聚焦透镜来对焦于主要被摄体的对焦控制；聚焦透镜位置生成部，根据通过用上述成像元件进行的摄像而获得的上述第I信号检测部的检测信号及上述第2信号检测部的检测信号的相关运算的结果，求出成像有主要被摄体的成像面与上述成像元件的受光面一致的上述聚焦透镜的位置即聚焦透镜位置;被摄体距离换算部，将通过上述聚焦透镜位置生成部求出的聚焦透镜位置换算为主要被摄体与上述聚焦透镜之间的距离即被摄体距离;被摄体距离预测部，根据与通过上述被摄体距离换算部生成的以时序列连续的多次摄像中的每一次摄像对应的上述被摄体距离，预测在上述多次摄像中的最后一次摄像之后进行的摄像中的被摄体距离；聚焦透镜位置预测部，根据与通过上述聚焦透镜位置生成部生成的以时序列连续的多次摄像中的每一次摄像对应的上述聚焦透镜位置，预测在上述多次摄像中的最后一次摄像之后进行的摄像中的上述聚焦透镜位置;及最大误差信息获取部，获取相对于通过上述聚焦透镜位置生成部生成的聚焦透镜位置的最大误差的信息，上述对焦控制部中，作为在进行上述最后一次摄像之后进行的摄像之前进行的对焦控制，根据与通过上述聚焦透镜位置生成部生成的以时序列连续的多次摄像中的每一次摄像对应的上述聚焦透镜位置及上述最大误差的信息，选择根据通过上述透镜位置预测部预测的聚焦透镜位置驱动上述聚焦透镜的第I对焦控制及根据通过上述被摄体距离预测部预测的被摄体距离驱动上述聚焦透镜的第2对焦控制的任一个。
[0015]本发明的对焦控制方法，其为具有通过包含聚焦透镜的摄像光学系统摄像被摄体的成像元件的摄像装置中的对焦控制方法，其中，上述成像元件包含:第I信号检测部，检测与通过上述摄像光学系统的光瞳区域的不同部分的一对光束中的一个光束对应的信号;及第2信号检测部，检测与上述一对光束中的另一光束对应的信号，上述对焦控制方法具备:聚焦透镜位置生成步骤，根据通过用上述成像元件进行的摄像而获得的上述第I信号检测部的检测信号及上述第2信号检测部的检测信号的相关运算的结果，求出成像有主要被摄体的成像面与上述成像元件的受光面一致的上述聚焦透镜的位置即聚焦透镜位置;被摄体距离换算步骤，将在上述聚焦透镜位置生成步骤中求出的聚焦透镜位置换算为主要被摄体与上述聚焦透镜之间的距离即被摄体距离;被摄体距离预测步骤，根据与在上述被摄体距离换算步骤中生成的以时序列连续的多次摄像中的每一次摄像对应的上述被摄体距离，预测上述多次摄像中的最后一次摄像之后进行的摄像中的被摄体距离;聚焦透镜位置预测步骤，根据与在上述聚焦透镜位置生成步骤中生成的以时序列连续的多次摄像中的每一次摄像对应的上述聚焦透镜位置，预测上述多次摄像中的最后一次摄像之后进行的摄像中的上述聚焦透镜位置;最大误差信息获取步骤，获取相对于在上述聚焦透镜位置生成步骤中生成的聚焦透镜位置的最大误差的信息；及对焦控制步骤，作为为了在上述最后一次摄像之后进行的摄像而进行的对焦控制，根据与在上述聚焦透镜位置生成步骤生成的以时序列连续的多次摄像中的每一次摄像对应的上述聚焦透镜位置及上述最大误差的信息，选择根据在上述聚焦透镜位置预测步骤中预测的聚焦透镜位置驱动上述聚焦透镜的第I对焦控制与根据在上述被摄体距离预测步骤中预测的被摄体距离驱动上述聚焦透镜的第2对焦控制的任一个，并在该摄像之前执行所选择的对焦控制。
发明效果
[0016]根据本发明，能够提供一种能够减少在持续对焦于移动的被摄体时使用的动体预测中的运算量并且提高动体预测精度的摄像装置。
【附图说明】
[0017]图1是表示用于说明本发明的一实施方式的作为摄像装置的一例的数码相机的概要结构的图。
图2是表示搭载于图1所示的数码相机的固体成像元件5的整体结构的俯视示意图。
图3是图2所示的一个AF区53的局部放大图。
图4是仅示出图3所示的相位差检测用像素52的图。
图5是用于说明相对于聚焦透镜位置的最大误差的计算方法的图。
图6是用于说明图1所示的数码相机的连拍模式时的动作的流程图。
图7是表示被摄体距离与对焦状态下的聚焦透镜位置之间的关系的图。
图8是用于说明被摄体距离中有可能产生的误差的计算方法的变形例的流程图。
图9是用于说明图8的动作中的步骤S22、S23的图。
图10是作为摄像装置说明智能手机的图。
图11是图8的智能手机的内部框图。
【具体实施方式】
[0018]以下，参考附图对本发明的实施方式进行说明。
[0019]图1是表示用于说明本发明的一实施方式的作为摄像装置的一例的数码相机的概要结构的图。
[0020]图1所示的数码相机具备透镜装置，其具有包含用于调焦的聚焦透镜、变焦透镜等的成像透镜I及光圈2。透镜装置构成摄像光学系统。透镜装置固定于相机主体。成像透镜I至少包含聚焦透镜即可。并且，也可以是通过使整个透镜系统移动来进行调焦的单焦点透
Ho
[0021]相机主体具备:通过透镜装置摄像被摄体的CCD型或CMOS型等固体成像元件5;连接于固体成像元件5的输出并进行相关双采样处理等模拟信号处理的模拟信号处理部6;及将从模拟信号处理部6输出的模拟信号转换为数字信号的A/D转换电路7。模拟信号处理部6及A/D转换电路7被系统控制部11控制。模拟信号处理部6及A/D转换电路7有时还内置于固体成像元件5中。
[0022]集中控制数码相机的整个电控制系统的系统控制部11控制透镜驱动部8来调整成像透镜I中包含的聚焦透镜的位置，从而进行对焦于主要被摄体的对焦控制或调整成像透镜I中包含的变焦透镜的位置。而且，系统控制部11经由光圈驱动部9控制光圈2的开口量，由此进行曝光量的调整。系统控制部11作为对焦控制部发挥作用。
[0023 ]并且，系统控制部11经由成像元件驱动部1驱动固体成像元件5，将通过成像透镜I摄像的被摄体像作为摄像图像信号来输出。系统控制部11中，输入用户通过操作部14输入的命令信号。
[0024]而且，该数码相机的电控制系统具备:主存储器16;存储器控制部15，连接于主存储器16;数字信号处理部17，对从A/D转换电路7输出的摄像图像信号进行插值运算、伽马校正运算及RGB/YC转换处理等来生成摄影图像数据;相位差AF处理部19，通过相位差AF方式确定对焦位置;外部存储器控制部20，连接有装卸自如的记录介质21;及显示控制部22，连接有搭载于相机背面等的显示部23。
[0025]存储器控制部15、数字信号处理部17、相位差AF处理部19、外部存储器控制部20及显示控制部22通过控制总线24及数据总线25相互连接，根据来自系统控制部11的指令被控制。
[0026]图2是表示搭载于图1所示的数码相机的固体成像元件5的整体结构的俯