专利名称：摄像装置以及摄像方法
技术领域：
本发明涉及进行自动焦点检测、特别是进行与被拍摄体的亮度对应的自动焦点检测的摄像装置及其方法，例如，适合于数字式照相机等电子摄像装置。
背景技术：
数字式照相机等电子摄像装置一般装载有对于被拍摄体自动地对焦的自动聚焦(以下称为‘AF’)装置。作为AF装置中的AF控制方法，广泛使用梯度(山登り)(极大点检测)AF控制(对比AF控制)(例如，参照专利文献1)。该梯度AF控制根据摄像元件输出的图像信号求邻接像素的亮度差的积分值，并将该亮度差的积分值作为表示聚焦程度的AF评价值。在处于聚焦状态时，被拍摄体的轮廓部分明显，邻近像素间的亮度差增大，所以AF评价值增大。在非聚焦状态时，被拍摄体的轮廓部分模糊，像素间的亮度差减小，所以AF评价值减小。在执行AF动作时，一边移动透镜，一边依次取得该AF评价值，将AF评价值最大处、即波峰位置作为聚焦点，从而使透镜停止。
另外，在暗的环境中摄影的情况下(以下，为‘低亮度时’)，或在对没有对比度(明暗差)的被拍摄体(以下，为‘低对比度被拍摄体’)进行摄影的情况下，如前所述，由于AF评价值是将邻近像素间的亮度差进行了积分的值，所以在低亮度时或低对比度被拍摄体中，成为非常小的值。而且，容易受到摄像元件进行光电变换时产生的随机噪声的影响。具体来说，由于AF评价值的值减小，因此容易被埋没在噪声中，不能判断是AF的评价值的波峰还是噪声造成的波峰，存在无法聚焦的问题。此外，关于如微距模式这样的近摄影时，由于照相机和被拍摄体的距离近，因此照相机成为阴影，被拍摄体的对比度下降，也存在无法聚焦的问题。
因此，提出了一种在被拍摄体为低亮度的情况下，对取得AF评价值的区域进行扩大的方法(例如，参照专利文献2)。
此外，提出一种在AF区域内的被拍摄体亮度比周围的亮度暗的情况下，进行临时提高曝光量的控制，通过增大AF评价值来强调波峰，例如，即使是逆光，也可以进行AF控制的方法(例如，参照专利文献3)。但是，在被拍摄体为低亮度时，如果将快门速度或光圈开放而临时提高曝光量，则其结果，在曝光时图像数据以外的噪声进入，该噪声产生伪波峰，存在聚焦精度下降的可能。
上述AF区域是指照相机的摄影区域中为了进行AF控制而设定的区域，例如，以摄影视场的横向40％、纵向30％左右分割的区域作为AF区域被设定为摄影区域的中心。
在被拍摄体为低亮度时，为了提高AF精度，有如专利文献2记载的发明那样，变更(增大)取得AF评价值的区域的方法，和有如专利文献3记载的发明那样，提高曝光量的方法。
特公昭39-5265号公报[专利文献2]特开平11-215426号公报[专利文献3]特开2004-138970号公报发明内容本发明研究对得到取得AF评价值时的频率分量的滤波器进行变更的方法，是基于分开使用得到取得AF评价值时的频率分量的滤波器的构思而创作的，其目的在于提供一种摄像装置以及摄像方法，其即使在AF评价值的峰点降低这样的环境下，或者波峰由于噪声而出现多个这样的环境下，也可以进行聚焦。
本发明的目的还在于提供一种摄像装置以及摄像方法，其基于被拍摄体和周围的测光结果，改变对取得AF评价值时的频率分量进行提取的滤波器，从而即使在被拍摄体为低对比度的情况或被拍摄体暗而亮度低的情况这样、AF评价值的峰点降低的环境下，或者波峰由于噪声而出现多个这样的环境下，也可以进行聚焦。
本发明的目的还在于提供一种摄像装置以及摄像方法，其通过选择滤波器而可以进一步提高低亮度时的AF精度。
为了实现上述目的，本发明的摄像装置对通过摄影透镜的被拍摄体的光进行接收，从而得到图像数据，其最主要的特征在于，包括滤波器选择单元，选择透过频率分量相互不同的多个滤波器和使被拍摄体像的特定频率分量从该多个滤波器透过的滤波器；以及频率分量检测单元，检测来自由该滤波器选择单元选择的滤波器的频率信号，上述滤波器选择单元根据摄影条件来变更滤波器。
该各滤波器可以由仅高通滤波器、高通滤波器和低通滤波器的组合、仅低通滤波器构成，这些滤波器可以采用图像处理上的滤波器。
进而，包括测量被拍摄体亮度的测光单元，上述滤波器选择单元根据由该测光单元得到的测光结果来变更滤波器则更好。
此外，可以也可以根据摄影模式(例如，微距模式、字符模式或夜景模式等对被拍摄体特殊化的模式)来变更上述滤波器。或者，如果是包括测距元件的装置，则也可以根据从测距元件输出的距离来变更上述滤波器。
上述测光单元构成为将被拍摄体分割为多个测光区域，通过得到该分割的各区域的评价值，从而进行测光，上述滤波器选择单元根据由该测光单元得到的测光结果来变更滤波器则更好。
滤波器选择器根据摄影条件来变更滤波器，从而即使在AF评价值的峰点降低这样的环境下，或者波峰由于噪声而出现多个这样的环境下，也可以进行聚焦。
通过构成为滤波器选择单元根据由该测光单元得到的测光结果来变更滤波器，即使在对于AF苛刻的条件下，也可以进行聚焦。
通过上述测光单元构成为将被拍摄体分割为多个测光区域，通过得到该分割的各区域的评价值，从而进行测光，上述滤波器选择单元根据该测光结果来变更滤波器，即使在对于AF苛刻的条件下，也可以进行聚焦。
图1表示可应用本发明的摄像装置以及摄像方法的数字式照相机的例子，图1(a)是平面图，图1(b)是正视图，图1(c)是后视图。
图2是表示可应用本发明的摄像装置以及摄像方法的数字式照相机的内部的电气处理系统的例子的方框图。
图3(a)～图3(c)是表示可应用于本发明的滤波器的各种例子和使用这些滤波器的情况下的波峰位置的出现方法的例子的曲线图。
图4是表示本发明的摄像装置以及摄像方法的实施例1的流程图。
图5是表示本发明的摄像装置以及摄像方法的实施例2的流程图。
图6是表示可应用于本发明的滤波器选择处理的例子的流程图。
图7是表示可应用于本发明的频率提取滤波器的各种例子的模型图。
图8是表示可应用于本发明的滤波器选择处理的例子的流程图。
图9是表示本发明的摄像装置以及摄像方法的实施例3的流程图。
具体实施例方式
以下，参照
本发明的摄像装置以及摄像方法的实施例。
图1是表示作为本发明的摄像装置的例子的数字式照相机的例子的正视图、后视图以及平面图。图2是表示该数字式照相机内部的系统结构例的概要的方框图。在图1中，在照相机的上面配置有释放器(release)开关SW1、模式转盘SW2、副液晶显示器(以下，将液晶显示器称为‘LCD’)1。在照相机的正面配置有包含摄影透镜的镜筒单元7、光学取景器4、闪光灯发光部3、测距单元5、遥控受光部6、存储卡装填仓以及电池装填仓的盖2。在照相机的背面配置有电源开关13、LCD监视器10、AF用LED8、闪光灯LED9、光学取景器4、广角方向缩放开关SW3、长焦方向缩放开关SW4、自拍定时的设定以及解除开关SW5、菜单开关SW6、上移以及闪光灯设置开关SW7、右移开关SW8、显示开关SW9、下移以及微距开关SW10、左移以及图像确认开关SW11、OK开关SW12、快速访问开关SW13、数字式照相机内部的系统结构如下。在图2中，构成为数字式照相机的各部分由数字式照相机处理器104(以下简称为‘处理器104’)控制。处理器104具有CCD1信号处理块104-1、CCD2信号处理块104-2、CPU块104-3、局部SRAM104-4、USB块104-5、串行块104-6、JPEG CODEC(编码解码器)块104-7、RESIZE(调整大小)块104-8、TV信号显示块104-9、存储卡控制器块104-10，它们相互通过总线连接。在处理器104的外部配置有保存RAW-RGB图像数据、YUV图像数据、JPEG图像数据的SDRAM103，通过总线与处理器104连接。在处理器104的外部配置有RAM107、内置存储器120、存储了控制程序的ROM108，通过总线与处理器104连接。
所述镜筒单元7具有缩放光学系统7-1，具有缩放透镜7-1a；聚焦光学系统7-2，具有聚焦透镜7-2a；光圈单元7-3，具有光圈7-3a；以及机械快门单元7-4，具有机械快门7-4a。缩放光学系统7-1、聚焦光学系统7-2、光圈单元7-3、机械快门单元7-4分别由缩放电机7-1b、聚焦电机7-2b、光圈电机7-3b、机械快门电机7-4b驱动，这些各电机通过由处理器104的CPU块104-3控制的电机驱动器7-5被控制动作。
镜筒单元7具有在作为摄像元件的CCD101上将被拍摄体成像的摄影透镜，CCD101将上述被拍摄体变换为图像信号而输入F/E-IC102。F/E-IC102如公知的，具有CDS102-1、ADC102-2、A/D转换部102-3，对上述图像信号分别施加规定的处理，变换为数字信号而输入处理器104的CCD1信号处理块104-1。这些信号处理动作通过从处理器104的CCD1信号处理块104-1输出的VD/HD信号，经由TG102-4被控制。
处理器104的所述CPU块104-3控制声音记录电路115-1的声音记录动作。声音记录电路115-1根据指令记录由扩音器115-3转换的声音信号通过扩音器放大器115-2的放大信号。上述CPU块104-3也控制声音再现电路116-1的动作。声音再现电路116-1通过指令，再现在适当的存储器中记录的声音信号而输入音频放大器116-2，并从扬声器116-3输出声音。通过控制上述CPU块104-3或闪光灯电路114的动作，从闪光灯发光部3发出照明光。此外，CPU块104-3也控制测距单元5的动作。
CPU块104-3与配置在处理器104的外部的副CPU109连接，副CPU109经由LCD驱动器111控制副LCD1的显示。副CPU109还与AFLED8、闪光灯LED9、遥控受光部6、由所述开关SW1～SW13构成的操作键单元、蜂鸣器113连接。
所述USB块104-5与USB连接器122连接，所述串行块104-6经由串行驱动器电路123-1与RS-232C连接器123-2连接。所述TV显示块104-9通过LCD驱动器117与LCD监视器10连接，此外，经由视频放大器118与视频插口119连接。所述存储卡控制器块104-10连接到存储卡插槽121与存储卡接点连接的接点。
接着，说明如上述构成的数字式照相机的动作，之前先说明现有的数字式照相机的动作概要。通过将图1所示的模式转盘SW2设定为记录模式，由记录模式起动照相机(记录模式ON)。通过模式转盘SW2的设定，CPU探测图2中的操作部中包含的模式开关的状态成为记录模式ON的情况，控制电机驱动器7-5，从而使镜筒单元7移动到可摄影的位置。进而，对CCD101、F/E-IC102、LCD显示器10等各部分接通电源而开始动作。各部分的电源接通时，开始取景器模式的动作。
在取景器模式下，通过透镜射入摄像元件(CCD101)的光被变换为电信号后，作为模拟信号的R、G、B被发送到CDS电路102-1、A/D转换器102-3。由A/D转换器102-3转换为数字信号的各个信号通过CCD1信号处理块104-2受到信号处理，成为数字信号处理IC(SDRAM103)内的RAW-RGB图像数据，由YUV转换部转换为YUV信号，成为JPEG图像数据，由存储器控制器写入帧存储器。该YUV信号被读出到存储器控制器，经由TV信号显示块104-9被发送到TV或LCD监视器10而进行显示。该处理以1/30秒间隔进行，成为每1/30秒被更新的取景器模式的显示。
此外，通过被取入数字信号处理IC(SDRAM103)的CCDI/F块(未图示)内的数字RGB信号，计算表示画面的聚焦程度的AF评价值、表示曝光状态的AE评价值。AF评价值数据作为特征数据由CPU读出，用于AF的处理。AF评价值由频率分量提取滤波器(参照图7等)的输出积分值、邻近像素的亮度差的积分值生成。上述AF评价值的生成以及基于该AF评价值的频率分量提取滤波器的选择是本申请发明所特有的。
这里，说明频率分量提取滤波器的功能。图3表示实际的低亮度时的AF评价值波形的例子。在图3(a)、图3(b)、图3(c)的各图中，横轴为聚焦透镜的位置，纵轴为AF评价值。图3(a)、图3(b)、图3(c)中成为基础的各像素的亮度数据都相同。
图3(a)是仅使用了作为高通滤波器的(-1、2、-1)滤波器的情况，图3(b)是使用了作为高通滤波器的(-1、2、-1)滤波器和作为低通滤波器的(1、2、4、2、1)滤波器的情况，图3(c)是使用了作为高通滤波器的(-1、2、-1)滤波器和作为低通滤波器的(1、2、4、8、4、2、1)滤波器的情况。
对于图3(b)的低通滤波器，图3(c)的低通滤波器将系数增大而强调了与周围的像素的相关。
这里，高通滤波器以及低通滤波器是图像处理上的滤波器。
图3(a)所示的高通滤波器是强调高频带分量的滤波器、即强调邻近的像素间的亮度差的滤波器。图3(a)所示的高通滤波器对对象像素和其邻近的像素的亮度数据分别乘以‘-1’‘2’‘-1’的系数。
图3(b)、图3(c)所示的例子中使用的低通滤波器是使与周围的相关平缓而除去噪声分量的滤波器。图3(b)所示的低通滤波器对对象像素和其邻近的像素的亮度数据分别乘以‘1’‘2’‘4’‘2’‘1’的系数，图3(c)所示的低通滤波器是对对象像素和其邻近的像素的亮度数据分别乘以‘1’‘2’‘4’‘8’‘4’‘2’‘1’的系数。
图3(b)、图3(c)都对图3(a)所示的高通滤波器附加了上述低通滤波器。
如图3(a)所示，在仅使用了高通滤波器的情况下，高频带部分被强调，波峰位置稍微被强调。但是，在该摄影条件下还残存噪声分量，而且波峰位置也不那么明确，这样存在使AF位置识别错误的可能。上述‘噪声’是指摄像元件进行光电变换时输出的噪声(随机噪声)，发生的噪声的大小对于输入的光的大小不变化。输入的光变暗时，输出的电信号的大小也变小，但由于发生的噪声的大小相同，因此噪声的影响相对地增加。图3(a)表示该状态，聚焦位置的峰值小，埋没在其它的聚焦透镜位置的AF评价值、即噪声中。相反，如图3(b)所示的例子这样，可知对高通滤波器附加了低通滤波器的结构与图3(a)所示的例子的情况相比，波峰位置被强调，细的峰点或谷点构成的噪声分量被除去，变得平缓，容易检测波峰的峰点。此外，如图3(c)所示的例子这样，通过将低通滤波器变更为进一步强化了与周围像素的相关的滤波器，则波峰的峰点被进一步强调，可以更准确地检测AF位置。
如图3所示，频率分量提取滤波器有用于高频带、用于低频带的两种，而且也可以生成将这些滤波器复合的滤波器的输出积分值。该积分值处于聚焦状态时，由于被拍摄体的边缘部分明显，因此高频分量最高。利用它，在进行AF的聚焦检测动作时，取得各个聚焦透镜位置的AF评价值，并检测成为其极大的点(波峰位置)。此外，将成为极大的点存在多个的情况也纳入考虑，存在多个的情况下，判断波峰位置的评价值的大小或与其周围的评价值的下降、上升程度，将可靠性最高的点作为聚焦位置来执行AF。
此外，包括将被拍摄体分割为多个测光区域，通过得到该分割的各区域的评价值来进行测光的测光单元。具体来说，将数字RGB信号分割为几个区域，将该分割的各区域作为测光区域。使用测光区域内的亮度数据求所述AE评价值。即，对于各区域内的像素，将超过规定的阈值的像素作为对象像素，将其亮度值相加，并乘以对象像素数，从而求解。通过各区域的亮度分布，计算适当曝光量，对下一个帧的取入进行校正。
释放器快门按钮被按压时，静止图像摄影开始信号从图2所示的CCD101经由F/E-IC102被取入处理器104。接着，微型计算机(CPU块104-3)与帧频同步，经由电机驱动器7-5驱动聚焦透镜7-2a的驱动电机7-2b，从而执行梯度AF。在聚焦范围从无限到最近的全区域的情况下，聚焦透镜在从最近到无限或从无限到最近之间移动，微型计算机读出由数字信号处理IC生成的各帧(＝各聚焦位置)的AF评价值。将各聚焦位置的AF评价值成为极大的点作为聚焦位置，使聚焦透镜7-2a移动到聚焦位置。
在AF完毕后，从CCD101取出的模拟RGB信号被变换为数字RGB信号，经由数字信号处理IC作为存储在作为帧存储器的SDRAM103中。数字RGB信号被再次读入数字信号处理电路并被转换为YUV数据，并被写回到上述帧存储器。在静止图像摄像时，被进行了YUV变换的图像数据被发送到数字信号处理IC内的作为图像压缩扩展电路的JPEG CODEC块104-7。被发送到图像压缩扩展电路的YUV数据被压缩，并被写回到帧存储器。帧存储器的压缩数据经由数字信号处理电路被读出，并被存储到数据存储器、例如存储卡中。
接着，以流程图为中心，一边参照一边说明对于本发明的各实施例成为它们的特征的动作。另外，将各流程图中的动作步骤显示为(4-1)(4-2)…。
图4表示对实施例1的摄像装置的动作。首先，通过操作图1所示的释放器快门按钮SW1而开始动作，根据释放器快门按钮被按压的前一个测光结果来判定被拍摄体的亮度(4-2)。被拍摄体亮度可以根据CCD101的输出来测量。进行根据从测光结果得到的亮度(LV值)来选择频率分量提取滤波器的处理(4-3)。在该实施例中，准备如图7所示的三个滤波器，例如，通过按照图6所示的流程图的处理来选择频率提取滤波器。具体表示图7所示的三个滤波器的结构如下。第一滤波器是将由系数‘-1’‘2’‘-1’构成的高通滤波器和由系数‘1’‘2’‘1’构成的低通滤波器复合的滤波器。第二滤波器是将由系数‘-1’‘2’‘1’构成的高通滤波器和由系数‘1’‘2’‘4’‘2’‘1’构成的低通滤波器复合的滤波器。第三滤波器是将由系数‘-1’‘2’‘-1’构成的高通滤波器和由系数‘1’‘2’‘4’‘8’‘4’‘2’‘1’构成的低通滤波器复合的滤波器。上述第一滤波器也可以仅由高通滤波器构成。基于图3说明这样的滤波器的功能。
上述频率提取滤波器的选择动作如下。在被拍摄体亮度大于等于LV6的情况下(6-1)，选择第一滤波器(6-2)，如果小于LV6，则进至被拍摄体是否大于等于LV5的判断步骤(6-3)。在步骤6-3中，如果大于等于LV5，则选择第二滤波器(6-4)，在小于LV5的情况下选择第三滤波器(6-5)。在各判断步骤中设定的上述亮度的阈值(LV值)仅限于本实施例的情况，可以根据透镜的光圈值(F值)、CCD101的性能等来变更。
在上述实施例中，准备了三个滤波器，但也可以使用大于等于三个的滤波器。此外，在上述实施例中组合的各滤波器即使由被设定了其它的系数的滤波器代替也没关系。这些滤波器使用高频分量提取滤波器和对高频分量提取滤波器复合了低频分量提取滤波器的滤波器，随着亮度下降，增加低频分量提取滤波器(强化周围像素间的相关)。
返回到图4，接着使聚焦透镜7-2a移动到聚焦开始位置(4-4)，并取得AF评价值(4-5)。在AF评价值的取得后，通过波峰判断处理(4-6)判断该评价值是否为波峰的检测、即‘不是波峰检测？’(4-7)。如果在检测出波峰的情况下，转移到波峰定位处理(4-10)。在没检测出波峰的情况下，进至扫描是否到聚焦位置的最终端为止结束了的判断步骤(4-8)，在扫描没有结束的情况下，依次移动聚焦位置(4-9)，并返回到评价值取得处理步骤(4-5)并重复同样的处理。此外，在扫描结束了的情况下，转移到波峰定位处理(4-10)。
接着，通过该扫描的AF评价值来决定更有可靠性的波峰位置，使聚焦透镜移动到决定的波峰位置，并结束动作。在还没发现有可靠性的波峰位置的情况下，作为不是AF扫描，使聚焦透镜移动到规定的聚焦位置、例如相当于大约2.5m的聚焦位置，并结束动作(4-10)。
如果数字信号处理IC可以取得来自多个频率分量提取滤波器的AF评价值，则也可以同时取得来自所述三个滤波器的输出，并根据亮度而分开使用。
此外，数字信号处理IC如果可以同时取得多个AF区域的AF评价值，则也可以取得上述多个AF区域的AF评价值，并根据亮度而分开使用。
接着，以图5所示的流程图为中心，一边参照一边说明实施例2。
图1所示的释放器快门按钮SW1被操作时，根据释放器快门按钮被按压的前一个测光结果来判定被拍摄体的亮度(5-2)。进行根据从测光结果得到的亮度(LV值)选择频率分量提取滤波器的处理(5-3)。在本实施例中，准备如图7所示的三个滤波器，通过例如图8所示的流程图这样的处理来选择频率提取滤波器。该滤波器选择处理首先判断被拍摄体亮度是否小于LV6(10-1)，在不小于LV6、即大于等于LV6的情况下，进行上次扫描时是否没选择的判断(10-2)，如果没有选择，则选择第一滤波器(10-3)，如果在上次扫描时选择，则进至是否大于等于LV5的判断步骤(10-4)。在步骤10-1中被拍摄体亮度小于LV6的情况也进至判断步骤(10-4)。在判断步骤(10-4)中判断为大于等于LV5的情况下，进行是否上次扫描时没选择的判断(10-5)，如果没有选择，则选择第二滤波器(10-6)。此外，在判断步骤(10-4)中判断为小于LV5的情况下，选择第三滤波器(10-7)。在步骤10-5中如果在上次扫描时没选择，则进至步骤10-4。以上说明的亮度的阈值(LV值)仅限于本实施例的情况，可以根据透镜的F值、CCD101的性能等来变更。
在本实施例中准备了三个滤波器，但使用大于等于三个的滤波器而分开使用也可以。此外，也可以用其它的滤波器代替。这些滤波器使用高频分量提取滤波器和对高频分量提取滤波器复合了低频分量提取滤波器的滤波器，随着亮度下降，增加低频分量提取滤波器(强化周围像素间的相关)。
返回到图5，接着，使聚焦透镜移动到聚焦开始位置(5-4)，取得AF评价值(5-5)。在AF评价值取得后，通过波峰判定处理(5-6)检测该评价值是否为波峰。如果检出波峰的情况下，转移到波峰定位处理(5-11)。在没检测出波峰的情况下，在扫描结束判断步骤(5-9)中判断为扫描到聚焦位置的最终端为止没有结束的情况下，依次移动聚焦位置(5-7)，并返回到评价值取得处理步骤(5-5)，继续进行波峰位置检测。
在上述步骤5-9中，在没能检测出波峰而扫描结束了的情况下，进至在滤波器选择处理中选择的滤波器是否为第三滤波器的判断步骤(5-10)。在该步骤(5-10)中判断为是第三滤波器的情况下，判定为不是AF扫描，并转移到波峰定位处理(5-11)，移动到规定的聚焦位置(大约相当于2.5m的聚焦位置)，并结束。在步骤(5-10)中判断为选择的滤波器不是第三滤波器的情况下，再次追溯到滤波器选择处理(5-2)，从选择滤波器处开始。在再扫描时的滤波器选择处理中，进行选择，增强比上次扫描中使用的频率分量提取滤波器更低频率分量提取滤波器的强度(增强周围像素间的相关)。例如对于图8已经说明的那样，在上次的AF扫描中如果选择了第一滤波器(10-2)，则选择第二滤波器(10-6)。同样，在上次的AF扫描中如果选择了第二滤波器(10-5)，则选择第三滤波器(10-7)。
如果数字信号处理IC可以取得来自多个频率分量提取滤波器的AF评价值，则也可以同时取得来自三个滤波器的输出，并根据亮度而分开使用。此外，数字信号处理IC如果可以同时取得多个AF区域的AF评价值，则也可以取得这三个AF区域的AF评价值，并根据亮度来分开使用。
接着，以图9所示的流程图为中心说明实施例3。操作图1所示的释放器快门按钮SW1时，根据释放器按钮被按压的前一个的测光结果来判定被拍摄体的亮度(11-2)。接着，使聚焦透镜移动到聚焦开始位置(11-3)，取得像素数据(11-4)。该像素数据是被取入数字信号处理IC的CCD I/F块中的数字RGB信号。在像素数据的取得后，判断扫描是否到聚焦位置的最终端为止结束了(11-5)。在到聚焦位置的最终端为止没有结束的情况下，依次移动聚焦位置(11-6)，扫描到最终端，并进行同样的处理直到结束(11-5)。
接着，根据从测光结果得到的亮度(LV值)选择频率分量提取滤波器(11-7)。在本实施例中，准备如图7所示的三个滤波器，并通过例如图8所示的流程图这样的处理来选择频率提取滤波器。由于对于图7、图8已经进行了说明，所以这里省略说明。
接着上述滤波器决定处理(11-7)进行波峰判定处理(11-8)。在波峰判定处理中，使用由滤波器决定处理(11-7)决定的滤波器，对通过像素数据取得处理(11-4)取得的各聚焦位置的RGB信号取加权平均值，通过将其和作为评价值来进行波峰判定。接着，使用该评价值检测该评价值中是否存在波峰(11-9)。如果检测出波峰的情况下，转移到波峰定位处理(11-11)。在没有检测出波峰的情况下，进至第三滤波器是否被选择了的判定步骤(11-10)，在滤波器决定处理(11-7)中决定的滤波器不是第三滤波器的情况下，再次返回滤波器决定处理(11-7)并再设定滤波器。滤波器设定处理如图8所示，如果在上次扫描时选择了第一滤波器，即在步骤10-2中判断为‘否’的情况下，选择第二滤波器(10-6)。同样，在上次AF扫描中如果选择了第二滤波器(10-5)，则选择第三滤波器(10-7)。此外，在上次的AF扫描中选择的滤波器为第三滤波器的情况下，结束波峰判定，并转移到图9中的波峰定位处理(11-12)。
在波峰定位处理(11-12)中，在波峰检测为OK的情况下，使聚焦透镜移动到与该波峰位置相当的聚焦位置，而在波峰检测为“不是(NG)”的情况下，使聚焦透镜移动到规定的聚焦位置(例如，大约相当于2.5m的聚焦位置)，并结束一系列的动作。
在本实施例中，在单任务中进行滤波器的设定、评价值生成、波峰检测，但如果数字信号处理IC可进行多任务处理，也可以构成为同时执行该一系列的处理，并实现AF的高速化。此外，如果数字信号处理IC可以同时取得多个AF区域的AF评价值，则也可以构成为取得多个AF区域的AF评价值，并根据亮度来分开使用。
以上说明的实施例1、2、3中，图4所示的实施例1根据测光值、即被拍摄体亮度来选择滤波器，并扫描聚焦位置。图5所示的实施例2除了实施例1之外，在没有发现滤波器的情况下，还变更选择的滤波器。图9所示的实施例3在进行扫描而取得了AF区域内的各像素的亮度信息之后，通过对取得的亮度数据乘以滤波器并积分，从而决定聚焦位置。
如实施例1、2、3这样，在被拍摄体的亮度低的情况下，即使在对比度低的情况这样的梯度AF不适用的环境下，也可以根据被拍摄体亮度来变更频率分量提取滤波器，或变更AF区域的大小，从而可以容易地计算波峰位置。
另外，技术方案中记载的‘滤波器选择单元’以及‘频率分量检测单元’包含在图2所示的CCD1信号处理块104-1内。
产业上的可利用性在于，本发明的摄像装置以及摄像方法适用于进行自动焦点检测的数字式照相机等电子摄像装置。
权利要求
1.一种摄像装置，其特征在于，包括摄像元件，用于将被拍摄体的光进行接收并转换为图像数据；摄影透镜，用于将被拍摄体成像于所述摄像元件中；聚焦透镜，被构成在所述摄影透镜内，变更该摄影透镜成像的焦点位置；AF评价值生成单元，生成基于所述摄像元件的邻近像素间的亮度差的AF评价值；以及自动聚焦单元，用于一边移动所述聚焦透镜，一边依次取得所述AF评价值生成单元生成的AF评价值，并决定基于取得的AF评价值的聚焦位置；所述AF评价值生成单元按照摄影条件使邻近像素间的相关变化。
2.一种摄像装置，其特征在于，包括摄像元件，用于将被拍摄体的光进行接收并转换为图像数据；摄影透镜，用于将被拍摄体成像于所述摄像元件中；聚焦透镜，被构成在所述摄影透镜内，变更该摄影透镜成像的焦点位置；AF评价值生成单元，生成基于所述摄像元件的邻近像素间的亮度差的AF评价值；自动聚焦单元，用于一边移动所述聚焦透镜，一边依次取得所述AF评价值生成单元生成的AF评价值，并决定基于取得的AF评价值的聚焦位置；以及测光单元，测量被拍摄体亮度；所述AF评价值生成单元按照所述测光单元所得到的测光结果，使邻近像素间的相关变化。
3.一种摄像装置，其特征在于，包括摄像元件，用于将被拍摄体的光进行接收并转换为图像数据；摄影透镜，用于将被拍摄体成像于所述摄像元件中；聚焦透镜，被构成在所述摄影透镜内，变更该摄影透镜成像的焦点位置；AF评价值生成单元，生成基于所述摄像元件的邻近像素间的亮度差的AF评价值；自动聚焦单元，用于一边移动所述聚焦透镜，一边依次取得所述AF评价值生成单元生成的AF评价值，并决定基于取得的AF评价值的聚焦位置；以及测光单元，将所述摄像元件的摄像面分割为多个区域，通过得到该分割的各区域的亮度值进行测光；所述AF评价值生成单元按照所述测光单元所得到的测光结果，使邻近像素间的相关变化。
4.如权利要求2或权利要求3所述的摄像装置，其特征在于，在被拍摄体亮度低的情况下，所述AF评价值生成单元使邻近像素间的相关增强。
5.如权利要求2或权利要求3所述的摄像装置，其特征在于，在被拍摄体亮度高的情况下，所述AF评价值生成单元使邻近像素间的相关变弱。
6.一种摄像装置，其特征在于，包括摄像元件，用于将被拍摄体的光进行接收并转换为图像数据；摄影透镜，用于将被拍摄体成像于所述摄像元件中；聚焦透镜，被构成在所述摄影透镜内，变更该摄影透镜成像的焦点位置；AF评价值生成单元，生成基于所述摄像元件的邻近像素间的亮度差的AF评价值；自动聚焦单元，用于一边移动所述聚焦透镜，一边依次取得所述AF评价值生成单元生成的AF评价值，并决定基于取得的AF评价值的聚焦位置；第一系数决定部件，用于用第一系数来决定邻近像素间的相关；以及第二系数决定部件，用于用第二系数来决定邻近像素间的相关；所述AF评价值生成单元按照被拍摄体的亮度，通过使所述第一系数决定部件求出的结果和所述第二系数决定部件求出的结果的组合变化来使邻近像素间的相关变化。
7.如权利要求1、2、3、6的任何一项所述的摄像装置，其特征在于，所述AF评价值生成单元还包括区域设定部件，所述区域设定部件对用于生成所述摄像元件的摄像面中的所述AF评价值的区域进行设定；所述区域设定部件根据被拍摄体的亮度设定区域。
8.一种摄像方法，其特征在于，包括下列步骤摄像元件将被拍摄体的光进行接收并转换为图像数据；摄影透镜将被拍摄体成像于所述摄像元件中；聚焦透镜被构成在所述摄影透镜内，变更该摄影透镜成像的焦点位置；AF评价值生成单元生成基于所述摄像元件的邻近像素间的亮度差的AF评价值；以及自动聚焦单元一边移动所述聚焦透镜，一边依次取得所述AF评价值生成单元生成的AF评价值，并决定基于取得的AF评价值的聚焦位置；在生成所述AF评价值的步骤中，按照摄影条件使邻近像素间的相关变化。
9.一种摄像方法，其特征在于，包括下列步骤摄像元件将被拍摄体的光进行接收并转换为图像数据；摄影透镜将被拍摄体成像于所述摄像元件中；聚焦透镜被构成在所述摄影透镜内，变更该摄影透镜成像的焦点位置；AF评价值生成单元生成基于所述摄像元件的邻近像素间的亮度差的AF评价值；自动聚焦单元一边移动所述聚焦透镜，一边依次取得所述AF评价值生成单元生成的AF评价值，并决定基于取得的AF评价值的聚焦位置；以及测光单元测量被拍摄体亮度；在所述生成AF评价值的步骤中，按照所述测光单元的得到的测光结果使邻近像素间的相关变化。
10.一种摄像方法，其特征在于，包括下列步骤摄像元件将被拍摄体的光进行接收并转换为图像数据；摄影透镜将被拍摄体成像在所述摄像元件中；聚焦透镜被构成在所述摄影透镜内，变更该摄影透镜成像的焦点位置；AF评价值生成单元生成基于所述摄像元件的邻近像素间的亮度差的AF评价值；自动聚焦单元一边移动所述聚焦透镜，一边依次取得所述AF评价值生成单元生成的AF评价值，并决定基于取得的AF评价值的聚焦位置；以及测光单元将被拍摄体分割为多个测光区域，通过得到该分割的各区域的亮度值进行测光；在生成所述AF评价值的步骤中，按照所述测光单元的得到的测光结果使邻近像素间的相关变化。
11.一种摄像方法，其特征在于，包括下列步骤摄像元件将被拍摄体的光进行接收并转换为图像数据；摄影透镜将被拍摄体成像于所述摄像元件中；聚焦透镜被构成在所述摄影透镜内，变更该摄影透镜成像的焦点位置；AF评价值生成单元生成基于所述摄像元件的邻近像素间的亮度差的AF评价值；自动聚焦单元用于一边移动所述聚焦透镜，一边依次取得所述AF评价值生成单元生成的AF评价值，并决定基于取得的AF评价值的聚焦位置；第一系数决定部件用第一系数决定邻近像素间的相关；以及第二系数决定部件用第二系数决定邻近像素间的相关；在生成所述AF评价值的步骤中，按照被拍摄体的亮度，通过使所述第一系数决定部件求出的结果和所述第二系数决定部件求出的结果的组合变化，从而使邻近像素间的相关变化。
全文摘要
提供一种摄像装置以及摄像方法，即使在AF评价值的峰点降低这样的环境下，或者波峰由于噪声而出现多个这样的环境下，也可以进行聚焦。该装置包括滤波器选择单元，选择透过频率分量相互不同的多个滤波器和使被拍摄体像的特定频率分量从该多个滤波器透过的滤波器；以及频率分量检测单元，检测来自由滤波器选择单元选择的滤波器的频率信号，滤波器选择单元根据摄影条件来变更滤波器。具备测光单元，测量被拍摄体亮度，滤波器选择单元根据由该测光单元得到的测光结果来变更滤波器。测光单元将被拍摄体分割为多个测光区域，通过得到分割的各区域的评价值进行测光，上述滤波器选择单元根据由测光单元得到的测光结果来变更滤波器。
文档编号H04N5/235GK101094328SQ20071010414
公开日2007年12月26日 申请日期2006年2月23日 优先权日2005年3月1日
发明者伊藤圭 申请人:株式会社理光