成像装置、成像系统、成像装置的控制方法和程序的制作方法

专利名称：成像装置、成像系统、成像装置的控制方法和程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及成像装置，并且特别地涉及提供有自动聚焦功能的成像装置和成像系统、该成像装置和成像系统的控制方法、以及在计算机上执行该方法的程序。
背景技术：
近年来，诸如数字式静态照相机或数字式视频照相机(例如，与照相机集成的记录器)已变得普遍，其对诸如人或动物的被摄体进行成像，生成图像数据(成像图像)，并将图像数据记录为图像内容。另外，提供有自动地调整聚焦的自动聚焦功能的成像装置是普遍的。作为提供有自动聚焦功能的成像装置，例如，存在一种成像装置，其在生成的成像图像中布置多个测距区域并从各个测距区域之中选择最佳测距区域。以这种方式来选择最佳测距区域的功能(测距区域选择功能)称为例如“多AF”、“多点测距AF”、以及“广域 AF ”。通过使用提供有测距区域选择功能的成像装置来执行成像操作，甚至可以在例如主要被摄体不在成像图像的中心处的情况下将聚焦调整至主要被摄体。也就是说，由于可以在没有摄影师的任何特定操作的情况下将聚焦调整至主要被摄体，所以甚至初学者也可以记录适当的成像图像。这里，在使用成像装置来生成成像图像的情况下，与图像高度变化有关的MTF劣化的程度由于在生成中所使用的镜头的个体差异而不同。也就是说，MTF特性由于在成像图像的生成中所使用的镜头的个体差异而不同。结果，例如，在使用能够安装有可交换镜头的成像装置来生成成像图像的情况下，鉴于所安装的可交换镜头的MTF特性来选择测距区域是重要的。例如，提出了一种照相机，其在多个测距范围的焦点评估值方面对具有高MTF的测距区域使用小的加权并对具有低MTF的测距区域使用大的加权来修正由于MTF的差异而引起的焦点评估值的差(例如，日本未审查专利申请公开No. 2003-107332(图1))。

发明内容
在上述相关技术领域的技术中，在比较多个测距区域的焦点评估值的情况下，可以通过修正BPF特性来去除MTF特性的效果。据此，在上述相关技术领域的技术中，选择具有低MTF的测距区域变得更容易。结果，在MTF的减小率相当小的情况下，可以选择相对更适当的测距区域。然而，在上述相关技术领域的技术中，甚至在MTF的减小率相对大的情况下，由于更容易选择具有低MTF的测距区域，所以存在将选择具有极低MTF的测距区域的问题。以这种方式，在选择了具有极低MTF的测距区域的情况下，存在就解像感而言不可能记录成像图像的问题。期望的是鉴于MTF特性来设定适当的测距区域。
根据本发明的第一实施例的成像装置、其控制方法和在计算机上执行该方法的程序提供有成像部，所述成像部转换经由镜头入射的来自被摄体的入射光并生成成像图像； 选择部，所述选择部对于布置在所生成的成像图像中的多个测距区域中的每一个获得被摄体距离(从镜头到包括在测距区域中的被摄体的距离)和与镜头有关的用于各个测距区域的MTF，并基于所获得的被摄体距离和MTF来选择包括将成为合焦目标的被摄体的测距区域作为合焦目标区域；以及聚焦控制部，所述聚焦控制部执行聚焦控制，从而聚焦于包括在所选合焦目标区域中的被摄体上。据此，提供了一种效果，其中对于多个测距区域中的每一个，获得被摄体距离和MTF，基于所获得的被摄体距离和MTF来选择合焦目标区域，并执行聚焦控制，从而聚焦于包括在所选合焦目标区域中的被摄体上。另外，期望的是在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域和MTF最高的测距区域相同的情况下，选择部选择该测距区域作为合焦目标区域。据此，提供了一种效果，其中， 在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域和MTF最高的测距区域相同的情况下，该测距区域被选择为合焦目标区域。另外，期望的是在确定了包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域和MTF最高的测距区域是否相同且确定结果是测距区域不同的情况下，在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域的MTF以阈值为基准是较小的情况下，选择部从合焦目标区域的选择目标中去除该测距区域，并在去除之后对于作为合焦目标区域的选择目标的每个测距区域执行所述确定。据此，提供了一种效果，其中，在确定了包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域和 MTF最高的测距区域是否相同且确定结果是测距区域不同的情况下，在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域的MTF以阈值为基准是较小的情况下，该测距区域被从合焦目标区域的选择目标中去除，并在去除之后对于作为合焦目标区域的选择目标的每个测距区域执行所述确定。另外，期望的是，在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域和MTF最高的测距区域不同的情况下，在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域相对于MTF最高的测距区域而言的MTF减小率以阈值为基准是较小的情况下，选择部选择包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域作为合焦目标区域。据此，提供了一种效果，其中，在确定了包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域和MTF最高的测距区域不相同的情况下，在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域相对于MTF最高的测距区域而言的MTF的减小率以阈值为基准是较小的情况下，包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域被选作合焦目标区域。另外，期望的是在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域和MTF最高的测距区域不同且包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域的MTF以阈值为基准是较大的情况下， 在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域相对于MTF最高的测距区域而言的MTF减小率以阈值为基准是较小的情况下，选择部选择包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域作为合焦目标区域。据此，提供了一种效果，其中，在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域和MTF最高的测距区域不同且包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域的MTF以阈值为基准是较大的情况下，在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域相对于MTF最高的测距区域而言的MTF的减小率以阈值为基准是较小的情况下，包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域被选作合焦目标区域。另外，期望的是在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域和MTF最高的测距区域不同且包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域的MTF以阈值为基准是较大的情况下， 在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域相对于MTF最高的测距区域而言的MTF减小率以阈值为基准是较大的情况下，选择部从合焦目标区域的选择目标中去除包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域。据此，提供了一种效果，其中，在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域和MTF最高的测距区域不同且包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域的MTF 以阈值为基准是较大的情况下，在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域相对于MTF最高的测距区域而言的MTF的减小率以阈值为基准是较大的情况下，包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域被从合焦目标区域的选择目标中去除。另外，期望的是在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域和MTF最高的测距区域不同且包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域相对于MTF最高的测距区域而言的MTF 减小率以阈值为基准是较大的情况下，在与包括在每个测距区域中的被摄体相关的被摄体距离的差值以阈值为基准是较小的情况下，选择部选择MTF最高的测距区域作为合焦目标区域。据此，提供了一种效果，其中，在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域和MTF最高的测距区域不同且包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域的MTF的减小率以阈值为基准是较大的情况下，在与包括在每个测距区域中的被摄体相关的被摄体距离的差值以阈值为基准是较小的情况下，MTF最高的测距区域被选作合焦目标区域。另外，期望的是在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域和MTF最高的测距区域不同且包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域相对于MTF最高的测距区域而言的MTF 的减小率以阈值为基准是较大的情况下，在与包括在每个测距区域中的被摄体相关的被摄体距离的差值以阈值为基准是较大的情况下，选择部从合焦目标区域的选择目标中去除 MTF最高的测距区域。据此，提供了一种效果，其中，在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域和MTF最高的测距区域不同且包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域相对于MTF最高的测距区域而言的MTF的减小率以阈值为基准是较大的情况下，在与包括在每个测距区域中的被摄体相关的被摄体距离的差值以阈值为基准是较大的情况下，MTF最高的测距区域被从合焦目标区域的选择目标中去除。另外，期望的是还提供检测部，该检测部检测包括在所生成的成像图像中的特定目标对象(object)，并且所述选择部基于在所生成的成像图像中所检测到特定目标对象的位置来布置测距区域。据此，提供了一种效果，检测包括在所生成的成像图像中的特定目标对象，并基于特定目标对象在所生成的成像图像中的位置来布置测距区域。根据本发明的第二实施例的成像系统、其控制方法和在计算机上执行该方法的程序提供有可交换镜头，所述可交换镜头提供有包括透镜的多个光学部件、执行与成像装置的通信的第一通信部、以及针对所述多个光学部件的每个状态保持基于所述多个光学部件的每个状态的保持部；以及第二通信部，所述第二通信部执行与可交换镜头的通信；成像部，所述成像部转换经由镜头入射的来自被摄体的入射光并生成成像图像；选择部，所述选择部对于布置在所生成的成像图像中的多个测距区域中的每一个从所述保持部获得与镜头有关的用于每个测距区域的MTF，针对每个测距区域计算被摄体距离，并基于所计算的被摄体距离和所获得的MTF来选择包括将成为合焦目标的被摄体的测距区域作为合焦目标区域，所述被摄体距离为从镜头到包括在该测距区域中的被摄体的距离；以及聚焦控制部， 所述聚焦控制部执行聚焦控制，从而在所选择的合焦目标区域中所包括的被摄体上聚焦。据此，提供了一种效果，其中对于多个测距区域中的每一个，获得被摄体距离和MTF，基于所获得的被摄体距离和MTF来选择合焦目标区域，并执行聚焦控制，从而聚焦于包括在所选合焦目标区域中的被摄体上。根据本发明，能够获得优越的效果，其中，可以鉴于MTF特性来设定适当的测距范围。


图1是图解根据本发明的第一实施例的成像系统的内部结构示例的方框图；图2A至2C是图解根据本发明的第一实施例的成像系统的外部结构示例的图示；图3是图解根据本发明的第一实施例的成像装置的功能结构示例的方框图；图4A和4B是图解使用根据本发明的第一实施例的成像系统的成像操作状态的示例和由于该成像操作状态而生成的成像图像的图示；图5A和5B是图解根据本发明的第一实施例的使用测距区域选择部设定的成像图像中的测距区域的布置示例的图示；图6是图解根据本发明的第一实施例的可交换镜头的MTF特性的图示；图7是图解使用根据本发明的第一实施例的成像装置的自动聚焦处理的处理序列的一个示例的流程图；图8是图解使用根据本发明的第一实施例的成像装置的自动聚焦处理的处理序列之中的区域选择第一处理的一个示例的流程图；图9是图解使用根据本发明的第一实施例的成像装置的自动聚焦处理的处理序列之中的区域选择第二处理的一个示例的流程图；图IOA和IOB是图解使用根据本发明的第一实施例的成像系统生成的成像图像的示例的图示；图11是图解根据本发明的第二实施例的成像装置的功能结构示例的方框图；图12是图解根据本发明的第二实施例的使用测距区域选择部设定的成像图像中的测距区域的布置示例的图示；以及图13是图解根据本发明的第三实施例的成像装置的内部结构示例的方框图。
具体实施例方式下面，将描述用于实现本发明的实施例(下面称为本发明的实施例)。将按照以下顺序来执行该描述。1.第一实施例(测距区域选择控制基于成像系统中的被摄体距离和MTF特性从多个测距区域中选择一个测距区域的示例)2.第二实施例(测距区域选择控制从存在包括在成像图像中的人的脸的测距区域中选择一个测距区域的示例)3.第三实施例(测距区域选择控制基于成像装置中的被摄体距离和MTF特性来从多个测距区域中选择一个测距区域的示例)1.第一实施例成像系统的内部结构示例
图1是图解根据本发明的第一实施例的成像系统10的内部结构示例的方框图。成像系统10提供有成像装置100和可交换镜头200。可以使用例如镜头能够被交换的数字式静态照相机(例如数字式单镜头照相机)来实现成像系统10。成像装置100是对被摄体进行成像、生成图像数据(成像图像)、并将所生成的图像数据记录为图像内容(静态图像内容或运动图像内容)的成像装置。另外，可以经由镜头底座(未示出)将可交换镜头200附着于成像装置100。可交换镜头200是被经由镜头底座(未示出)附着于成像装置100的可交换镜头单元。可交换镜头200提供有变焦透镜211、变焦位置检测部212、聚焦透镜221、聚焦透镜驱动马达222、光圈231、和光圈驱动马达232。另外，可交换镜头200提供有马达驱动器 M0、镜头信息保持部250、和镜头控制部沈0。变焦透镜211是通过自动或手动的驱动沿着光轴方向移动且焦距被调整的透镜。 也就是说，变焦透镜211是相对于被摄体向前和向后驱动以放大或缩小被包括在成像图像中的被摄体的透镜。另外，使用变焦透镜211来实现变焦功能。这里，在本发明的第一实施例中，示出了由用户使用手动操作来驱动变焦透镜211的示例。变焦位置检测部212检测由于用户的变焦操作而被驱动的变焦透镜211的位置， 并将检测结果输出到镜头控制部260。聚焦透镜221是通过聚焦透镜驱动马达222的驱动沿着光轴方向移动且焦距被调整的透镜。也就是说，聚焦透镜221是被用于在被摄体中所包括的期望目标对象上聚焦的透镜。另外，使用聚焦透镜221来实现自动聚焦功能。聚焦透镜驱动马达222基于马达驱动器MO的控制来移动聚焦透镜221。光圈231调整穿过变焦透镜211和聚焦透镜221的入射光的光量，并将调整后的光供应给成像元件111。由光圈驱动马达232来驱动光圈231并调整光圈的开口。光圈驱动马达232基于马达驱动器240的控制来驱动光圈231。以这种方式构成可交换镜头200的变焦透镜211和聚焦透镜221是对来自被摄体的入射光进行会聚的一组透镜，并且使用该组透镜会聚的光经由光圈231入射在成像元件 111 上。马达驱动器240是基于镜头控制部260的控制来驱动聚焦透镜驱动马达222和光圈驱动马达232的驱动器。镜头信息保持部250是保持关于构成可交换镜头200的每个光学部件(聚焦透镜 221、光圈231等)的唯一的信息(镜头信息)并将所保持的信息供应给镜头控制部沈0的存储器。该唯一的信息是关于光学部件的光学部件信息(镜头信息)，例如聚焦透镜221的位置(与聚焦匹配的被摄体的位置)、焦距、光圈值(F值)、以及MTF。这里，MTF (调制传递函数)是示出镜头性能并示出对于每个图像高度(与画面平面中心的距离)的对比度的再现性的一个指标。另外，MTF依照焦距f、光圈值、聚焦透镜221的位置等而变化。另外，当透镜的类型不同时，MTF特性也常常显著地改变。结果，取决于各个光学部件的状态(聚焦透镜221的位置等)的MTF被链接到各个状态并被作为唯一的信息被保持在镜头信息保持部250中。也就是说，镜头信息保持部250针对多个光学部件的各个状态来保持取决于所述多个光学部件的各个状态的MTF。另外，镜头信息保持部250是保持部的示例。镜头控制部260执行与成像装置100的各种信息的通信处理并基于通信结果来控制构成可交换镜头200的各个部(聚焦透镜221、光圈231等)。也就是说，镜头控制部沈0 基于来自成像装置100的控制部130的控制信号来控制构成可交换镜头200的各个部。另外，镜头控制部260根据来自成像装置100的控制部130的发送请求而把被保持在镜头信息保持部250中的镜头信息发送给控制部130。例如，使用同步通信来执行成像装置100与可交换镜头200之间的通信处理。另外，镜头控制部260是第一通信部的示例。成像装置100提供有系统总线101、成像元件111、模拟信号处理部112、以及A/ D (模拟/数字)转换部113。另外，成像装置100提供有数字信号处理部(下面称为“DSP (数字信号处理器)”)114、显示部115、和记录设备116。另外，成像装置100提供有垂直驱动器 117、定时发生器(下面称为“TG(定时发生器)”)118、操作部120、和控制部130。另外，成像装置100提供有存储器(ROM(只读存储器))140和存储器(RAM(随机存取存储器))150。 另外，成像装置100提供有存储器(EEPR0M(电可擦除可编程只读存储器))160。另外，DSP 114、垂直驱动器117、TG 118、操作部120、控制部130、存储器(ROM) 140、存储器(RAM) 150 和存储器(EEPROM) 160经由系统总线101连接，从而能够相互通信。成像元件111是接收经由变焦透镜211、聚焦透镜221、和光圈231供应的光(入射光)并将入射光转换成电信号的光电转换元件。然后，成像元件111将已转换的电信号 (模拟信号)供应给模拟信号处理部112。另外，使用垂直驱动器117来驱动成像元件111。 这里，作为成像元件111，可以使用例如CXD (电荷耦合器件)传感器或CMOS (互补金属氧化物半导体)传感器。使用TG 118来驱动模拟信号处理部112，模拟信号处理部112对于从成像元件 111供应的电信号(模拟信号)执行诸如噪声消除处理的模拟处理，并且已经执行了模拟处理的模拟信号被供应给A/D转换部113。由TG 118来驱动A/D转换部113，A/D转换部113将从模拟信号处理部112供应的模拟信号转换成数字信号并将已转换的数字信号供应给DSP 114。DSP 114基于控制部130的控制对于从A/D转换部113供应的数字信号执行诸如黑标(black label)修正、白平衡调整和Y修正的图像处理。然后，DSP 114将已经对其执行了图像处理的图像数据供应给显示部115、记录设备116、和控制部130。例如，DSP 114 对于已经执行了图像处理的图像数据执行压缩处理并将已经执行了压缩处理的图像数据 (压缩图像数据)供应给记录设备116。另外，DSP 114对于在记录设备116中记录的压缩图像数据执行解压缩处理并将已经执行了解压缩处理的图像数据供应给显示部115。另外， 作为压缩方法，可以采用例如JPEG(联合图像专家组)方法。另外，控制部130使用从DSP 114供应的图像数据来执行各个控制。显示部115是显示从DSP 114供应的图像数据的显示设备。例如，在被设定于静态图像成像模式时的成像等待状态下，显示部115将已经由DSP 114执行过图像处理的图像数据显示为成像图像(所谓的直通图像(through image))。另外，例如显示部115可以将在记录设备116中记录的图像数据显示为目录图像并再现图像数据。作为显示部115，可以使用例如诸如有机EL (电致发光)面板的显示面板或IXD (液晶显示器)。记录设备116是记录已经由DSP 114执行了图像处理的图像数据的记录设备。另外，记录设备116将记录的图像数据供应给DSP 114。另外，记录设备116可以被嵌入成像装置100中，或者可以能够被附着于成像装置100和从成像装置100拆卸。另外，作为记录设备116，可以使用诸如半导体存储器、光学记录介质、磁盘、和HDD(硬盘驱动器)的各种记录介质。这里，作为光学记录介质，可以使用例如可记录DVD (数字多功能盘)、可记录 CD(压缩盘)、蓝光盘(Blu-ray Disc，注册商标)等。垂直驱动器117是基于控制部130的控制来驱动成像元件111的垂直驱动器。TG 118基于从控制部130供应的标准时钟来生成垂直驱动器117、模拟信号处理部112、以及A/D转换部113的驱动控制信号。操作部120是提供有诸如按钮或开关的操作部件的操作部，用于执行各种操作、 接收来自用户的操作输入、并经由系统总线101将接收到的操作输入的内容输出到控制部 130。另外，除诸如布置在成像装置100的外表面上的按钮的操作部件之外，可以在显示部 115上提供触控面板，并且该触控面板可以接收来自用户的操作输入。控制部130是基于记录在存储器(ROM) 140等中的各条信息来控制成像装置100 的各个部的中央处理设备。另外，控制部130执行可交换镜头200的通信控制并执行各种信息的发送和接收。控制部130控制例如曝光、白平衡、聚焦、闪光发光(图2A至2C所示的闪光发光部102)等。另外，例如，控制部130在成像期间基于来自操作部120的用户的操作输入和来自DSP 114的图像数据来生成控制信号。然后，所生成的控制信号被输出到马达驱动器对0、垂直驱动器117、TG 118、可交换镜头200等，并且通过操作聚焦透镜221、 光圈231等来执行曝光、白平衡、聚焦、闪光等的控制。另外，控制部130执行对在可交换镜头200的各个处理中使用的信息的发送请求。另外，在记录了已经由DSP 114对其执行了图像处理的图像数据的情况下，控制部130基于来自操作部120的用户的操作输入向DSP 114输出控制信号。然后，已经由DSP 114对其执行了压缩处理的图像数据被作为静态图像文件记录在记录设备116中。另外，在显示被记录在记录设备116中的静态图像文件的情况下，控制部130基于来自操作部120 的用户操作输入向DSP 114输出控制信号。然后，在显示部115上显示对应于被记录在记录设备116中的静态图像文件的图像。另外，控制部130使用从由成像元件111生成的图像信号获得的被摄体的对比度信号来执行聚焦控制(所谓的对比度AF)。在这种情况下，在所生成的图像信号(成像图像)中布置多个测距区域，并且从各个测距区域之中选择一个测距区域作为合焦目标区域。据此，可以记录在主要被摄体上聚焦的适当照片(成像图像)。这里，由例如CPU(中央处理单元)来实现控制部130。另外，将参考图3来更详细地描述控制部130的功能结构。存储器(ROM) 140是非易失性存储器，其存储用于控制部130执行各种处理的各种类型的程序和各种类型的数据。存储器(RAM) 150是易失性存储器，其在控制部130正在操作时保持要被临时保持的数据以及可重写的数据，并且例如当控制部130正在操作时用作作业存储器。存储器(EEPROM) 160是即使当对成像装置100的供电被关闭时也保持数据并记录各种类型的设定条件等的存储器。成像系统的外部结构示例图2A至2C是图解根据本发明的第一实施例的成像系统10的外部结构示例的图示。图2A是图解成像系统10的外观的前表面图示，图2B是图解成像系统10的外观的后表面图示，并且图2C是图解成像系统10的外观的上表面图示。
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成像装置100提供有闪光发光部102、成像元件111、显示部115、快门按钮121、模式转盘122、上/下和左/右操作按钮123、OK按钮124、取消按钮125、以及电源开关126。 另外，可交换镜头200提供有变焦透镜211、聚焦透镜221、以及光圈231。这里，快门按钮 121、模式转盘122、上/下和左/右操作按钮123、OK按钮124、取消按钮125、以及电源开关1 对应于图1所示的操作部120。另外，由于成像元件111、显示部115、变焦透镜211、 聚焦透镜221、以及光圈231对应于图1所示的具有相同名称的各部，所以这里将不包括详细说明。这里，由于变焦透镜211、聚焦透镜221、以及光圈231被嵌入可交换镜头200中且成像元件111被嵌入成像装置100中，所以在图2C中用虚线来示出这些部。在图2A至2C中，示出了成像系统10的示例，该成像系统10使用操作部件(诸如在成像装置100的外侧表面上提供的上/下和左/右按钮123和OK按钮124)来执行按钮、 在显示部115上显示的图像等的选择操作(例如，按钮按下操作)。闪光发光部102基于控制部130(图1所示)的控制向被摄体照射光束并增加来自被摄体的光(反射光)。据此，即使在附近的亮度低的状态下也可以进行成像。快门按钮121是用于执行快门操作的操作部件，并且可以由用户来执行全按下或半按下操作。例如，在快门按钮121被半按下的情况下，执行对于成像而言最佳的聚焦控制。另外，在快门按钮121被全按下的情况下，执行对于成像而言最佳的聚焦控制，并且快门按钮121被全按下时的图像数据被记录在记录设备116中。模式转盘122是用于设定各个模式的转盘。例如，使用模式转盘122的操作来设定正常AF模式、自动成像模式、用于显示被记录在记录设备116中的图像的图像显示模式寸。上/下和左/右操作按钮123是在选择了诸如在显示部115上显示的图像或按钮的项目并且当前选择的项目根据被按下的部分被向上/下和左/右移动的情况下使用的操作按钮。OK按钮IM是在确定在显示部115上显示的每个项目的选择状态的情况下使用的按钮。取消按钮125是用来在确定显示在显示部115上的各个项目的选择状态的情况下解除确定的按钮。电源开关126是在0N/0FF之间改变成像装置100的供电的开关。另外，在成像系统10中，由于用户的手动操作而执行变焦操作。在例如用户使用手抓握可交换镜头200的预定部分的状态下执行变焦操作。例如，当由于用户的手动操作而执行变焦操作时，根据手动操作来控制变焦功能，并且可以放大或缩小包括在成像图像中的被摄体。这里，将描述成像装置100所使用的对比度AF特性。对比度AF是一种用于相对于包括在成像图像中的预定区域(测距区域)来提取AF区域中的图像的空间频率的高频分量并基于该高频分量的亮度差(AF评估值)来检测聚焦位置的方法。也就是说，通过将聚焦透镜移动至所提取的高频分量的亮度差最大的位置，可以生成焦点对准(in focus)的成像图像。另外，通过在成像系统10中使用对比度AF，可以减少组成部件并可以实现更小的尺寸和更低的成本。这里，在具有可交换镜头形式的成像系统中，假设当可交换镜头和成像装置(照相机主体)被组合时AF准确度已由于凸缘焦距的误差而降低。然而，通过使用对比度AF，可以抑制由于凸缘焦距的误差而引起的AF准确度的下降。
另外，成像装置100在AF处理期间在成像图像的画面平面中布置多个测距区域并从各个测距区域中选择最佳测距区域。也就是说，从在成像范围中设定的多个测距区域中选择最佳测距区域。例如，通过选择包括距离成像装置100最近的被摄体(例如主要被摄体)的测距区域，可以聚焦在距离成像装置100最近的被摄体上。据此，例如，可以防止聚焦在除主要被摄体之外的被摄体上(例如背景中的山)(所谓的防止聚焦误差)。可以使用图像识别技术使聚焦与假设主要被摄体(例如，人的脸)所在的测距区域(或该区域附近)匹配。据此，例如，甚至在主要被摄体不在成像图像的中心的情况下，也可以使聚焦与主要被摄体匹配。这里，在由成像装置100生成成像图像的情况下，与图像高度变化有关的MTF劣化的程度由于在生成中所使用的可交换镜头的个体差异而不同。也就是说，MTF特性由于在成像图像的生成中所使用的可交换镜头的个体差异而不同。例如，在使用具有相对大的MTF 劣化的可交换镜头并以至近优先(priority on a close-up)执行AF处理的情况下，在周边具有不良MTF的测距区域中存在至近侧被摄体的情况下，选择该测距区域。以这种方式， 在与具有相对好的MTF的中央区域相比、周边具有相对不良的MTF的测距区域中存在至近侧被摄体的情况下，成像装置100使聚焦与至近侧的被摄体匹配。在这种情况下，由于被摄体的周边具有不良的MTF而使得没有解像感，并且担心整个成像图像将由于聚焦也不与中央区域匹配而将使得没有解像感。结果，例如，在使用能够安装有可交换镜头的成像装置来生成成像图像的情况下，鉴于所安装的可交换镜头的MTF特性来选择测距区域是重要的。 因此，在本发明的第一实施例中，示出了基于被摄体距离和MTF从多个测距区域(例如，以 3X5矩阵形式布置)中选择适当合焦目标区域的示例。成像装置的功能结构示例图3是图解根据本发明的第一实施例的成像装置100的功能结构示例的方框图。 在图3中，为了便于描述，把图1所示的可交换镜头200的内部结构与成像装置100的功能
结构一起示出。成像装置100提供有成像部310、图像信号处理部320、评估值生成部330、测距区域选择部340、以及聚焦控制部350。另外，成像装置100提供有通信部360、显示控制部 370、显示部380、以及快门操作接收部390。这里，成像部310对应于例如图1所示的成像元件111、模拟信号处理部112、以及A/D转换部113。另外，图像信号处理部320对应于例如图1所示的DSP 114。另外，评估值生成部330、测距区域选择部340、聚焦控制部350、以及通信部360对应于例如图1所示的控制部130。另外，显示控制部370对应于例如图1所示的DSP 114。另外，显示部380对应于例如图1所示的显示部115。另外，快门操作接收部390对应于例如图1所示的操作部120。成像部310转换经由构成可交换镜头200的各个透镜入射的来自被摄体的入射光并生成成像图像(图像信号)，并将所生成的图像信号(电信号)供应给图像信号处理部 320。这里，在图3中，省略了关于记录由成像部310生成的成像图像(图像数据)的记录处理的功能结构的图解表示和描述。图像信号处理部320对从成像部310输出的图像信号执行各种信号处理且已经执行了图像处理的图像信号被输出到评估值生成部330和显示控制部370。评估值生成部330根据从图像信号处理部320输出的图像信号生成AF评估值(对比度信号)并将所生成的AF评估值输出到测距区域选择部340和聚焦控制部350。也就是说，评估值生成部330对于布置在成像图像中的多个测距区域提取各个测距区域中的图像的空间频率的高频分量，所述成像图像对应于从图像信号处理部320输出的图像信号。然后，评估值生成部330生成所提取的高频分量的亮度差(AF评估值)。基于以这种方式生成的AF评估值来检测聚焦位置。测距区域选择部340选择用于聚焦控制部350执行聚焦控制的测距区域(合焦目标区域)并向聚焦控制部350输出与所选测距区域有关的信息。具体地，测距区域选择部 340经由通信部360从可交换镜头200获得在选择该测距区域时所使用的信息(诸如MTF 的镜头信息)。然后，测距区域选择部340基于获得的各条信息、从评估值生成部330输出的AF评估值、以及来自聚焦控制部350的与聚焦控制相关的信息来选择测距区域。也就是说，测距区域选择部340相对于布置在由成像部310生成的成像图像中的多个测距区域中的各个区域获得各个测距区域的MTF并计算被摄体距离。然后，测距区域选择部340基于所获得的被摄体距离和MTF来选择测距区域(合焦目标区域)。例如，测距区域选择部340指定包括被摄体距离最近的被摄体的测距区域(最近区域)和MTF最高的测距区域(最高MTF区域)。然后，确定这些区域是否是相同的，并且在这些区域相同的情况下，选择该测距区域作为合焦目标区域。另外，在区域选择第一处理中，在最近的区域和最高MTF的区域不相同的情况下， 在最近的区域的MTF以阈值thM为基准是较小的情况下，从合焦目标区域的选择目标中去除该最近的区域。另外，在最近的区域的MTF以阈值thM为基准是较大的情况下，在测距区域相对于最高MTF的区域而言的MTF的减小率以阈值thl为基准是较小的情况下，该最近的区域被选作合焦目标区域(或候选)。另一方面，在测距区域相对于最高MTF的区域而言的MTF的减小率以阈值thl为基准是较大的情况下，从合焦目标区域的选择目标中去除该最近区域。另外，在区域选择第二处理中，在最近的区域和最高MTF的区域不相同的情况下， 在最近的区域相对于最高MTF的区域而言的MTF的减小率以阈值th2为基准是较小的情况下，该最近的区域被选作合焦目标区域。另外，在测距区域相对于最高MTF的区域而言的 MTF的减小率以阈值th2为基准是较大的情况下，在相对于包括在每个区域中的被摄体而言的被摄体距离的差值以阈值thd为基准是较小的情况下，该最高MTF的区域被选作合焦目标区域。另一方面，在相对于包括在每个区域中的被摄体而言的被摄体距离的差值以阈值thd为基准是较大的情况下，从合焦目标区域的选择目标中去除该最高MTF的区域。这里，优选的是阈值thl被设置为比阈值th2更大的值。另外，测距区域选择部340是选择部的示例。聚焦控制部350执行与可交换镜头200的通信控制并使用该通信和从评估值生成部330输出的AF评估值基于经由通信部360获得的各条信息来执行聚焦控制。也就是说， 聚焦控制部350执行聚焦，从而在由测距区域选择部340选择的测距区域(合焦目标区域) 中所包括的被摄体上聚焦。这里，聚焦控制部350在例如执行了快门按钮121的半按下操作或全按下操作时执行聚焦控制。通信部360基于聚焦控制部350的控制来执行与镜头控制部沈0的通信。例如， 通信部360基于聚焦控制部350的控制来执行与镜头控制部沈0的同步通信。这里，通信部360是第二通信部的示例。显示控制部370在显示部380中顺序地显示已经由图像信号处理部320执行了图像信号处理的成像图像作为直通图像(through image)。例如，显示控制部370在被设定于静态图像成像模式时的成像等待状态下在显示部380中显示直通图像。显示部380是将从显示控制部370供应的成像图像显示为直通图像的显示部。快门操作接收部390是接收由用户执行的快门按钮121的按下操作并将接收到的操作内容输出到聚焦控制部350的操作接收部。具体地，在执行了快门按钮121的半按下操作或全按下操作的情况下，由聚焦控制部350来执行最佳聚焦控制。另外，在执行了快门按钮121的全按下操作的情况下，执行聚焦控制并将在全按下操作时由成像部310生成的成像图像记录在记录设备116(图1所示)中。在成像系统中使用的成像操作和使用成像操作生成的成像图像示例图4A和4B是图解使用根据本发明的第一实施例的成像系统10的成像操作状态的示例和由于该成像操作状态而生成的成像图像的图示。在图4A和4B所示的示例中，示出了一个示例的情况，其中人401和402、固定在地面上的墙壁403、树木404、以及山405是被摄体并生成了成像图像400。在图4A中，示意性地示出了成像系统10与被摄体之间的关系从其侧面看处于使用成像系统10 (成像装置100和可交换镜头200)来执行成像操作的状态的情况。另外，从成像系统10到各个被摄体的距离被示为被摄体距离dl至d5。这里，将描述被摄体距离dl至d5的计算方法。在执行了快门按钮121的半按下操作或全按下操作的情况下执行AF处理。在AF处理中，例如，聚焦透镜221在聚焦透镜移动范围(AF范围)内移动并使用该移动来计算AF评估值(对比度)。具体地说，反复地执行一个操作(一个AF处理)，其中，在AF范围内的到开始获得对比度信息的位置的聚焦透镜221的移动和用于获得对比度信息的聚焦透镜221的移动被组合。在这种情况下，采取其中垂直轴是示出AF评估值(对比度)的轴且水平轴是示出聚焦透镜221的位置的轴的图表。在该图表上，在存在合焦的被摄体的情况下，AF评估值关于聚焦透镜221的位置描绘出一条曲线(倒V形曲线)。另外，曲线的峰值位置(顶点)是合焦位置(准确聚焦)。另外，每当执行了一个AF处理时，可以捕捉从透镜到被摄体的距离(被摄体距离)。也就是说，在被摄体距离被设定为a，从透镜直至在成像元件111中形成的图像的距离被设置为b，并且透镜的焦距被设置为f的情况下，以下等式1成立。(l/a) + (l/b) = 1/f ...等式 1使用等式1，可以确定被摄体距离a= l/((l/f)-(l/b))。另外，如图5所示，在多个测距区域被布置在一个成像图像中的情况下，可以每当执行一个AF处理时确定各个测距区域的被摄体距离。在图4B中，示出了在图4A所示的成像操作状态下生成的成像图像的示例。这里， 为了便于描述将包括在图4B和5A所示的成像图像400中的被摄体简化并示出。成像图像中的测距区域的布置示例图5A和5B是图解根据本发明的第一实施例的测距区域选择部340设定的成像图像中的测距区域的布置示例的图示。在图5A中，示出了成像图像400中的测距区域的布置结构示例。在图5A中，示出了在成像图像400中布置了 15个测距区域的示例。另外，图5A所示的成像图像400与图4B所示的成像图像400相同。另外，布置在成像图像400中的测距区域被用粗虚线示为矩形。在图5B中，示出了成像图像中的测距区域的布置结构示例。在图5B中，示出了一个示例，其中省略了图5A中所示的成像图像400中的被摄体(人401和402等)且测距区域(#1至#15)被布置在对应于成像图像400的矩形410中。可交换镜头的图像高度与MTF特性之间的关系的示例图6是图解根据本发明的第一实施例的可交换镜头200的MTF特性的图示。在图 6中，使用MTF曲线示出了 MTF特性。图6所示的MTF曲线451和452是表示能够将成像图像上的被摄体的对比度真实地再现为空间频率特性的程度的曲线。在图6中，水平轴是示出图像高度(％)的轴且垂直轴是示出对比度值(％)的轴。 这里，图像高度是示出与画面平面的中心的距离(mm)的值。另外，如上所述，MTF根据焦距 f、光圈值、聚焦透镜221的位置等而变化。另外，当镜头的类型不同时，MTF特性也常常显著地改变。例如，MTF曲线(MTF曲线451和MTF曲线452)根据可交换镜头200的光圈231 的位置(光圈i的位置和光圈j的位置)的变化而变化。如图6所示，可交换镜头200的MTF特性随着图像高度变得更高而变得更小。另外，由可交换镜头200的镜头信息保持部250来保持关于MTF特性的信息(MTF信息)。然后，根据来自成像装置100的发送请求，由镜头信息保持部250保持的MTF信息从可交换镜头200发送至成像装置100。成像装置的操作示例接下来，将参考图示来描述根据本发明的第一实施例的成像装置100的操作。图7是图解使用根据本发明的第一实施例的成像装置100的自动聚焦处理的处理序列的一个示例的流程图。最初，确定是否已经执行了快门按钮121的半按下操作(步骤S901)并在尚未执行半按下操作的情况下连续地执行监视。另一方面，在已经执行快门按钮121的半按下操作的情况下(步骤S901)，聚焦控制部350将聚焦透镜221移动至设定的AF范围的AF起始点(步骤S902)。这里，在已经执行了快门按钮121的半按下操作的情况下，聚焦控制部350经由通信部360来执行与可交换镜头200的镜头控制部沈0的通信处理。根据通信，测距区域选择部340和聚焦控制部350获得被保持在镜头信息保持部250中的镜头信息。这里，被保持在镜头信息保持部250中的镜头信息包括聚焦透镜221的位置(合焦的被摄体所在的位置)、焦距、光圈值(F值)、以及MTF。另外，镜头控制部260基于镜头信息(诸如从马达驱动器240获得的焦距f和聚焦透镜221的位置)从镜头信息保持部250获得对应于各条镜头信息的MTF。然后，镜头控制部260经由通信部360将所获得的镜头信息(包括MTF)发送到测距区域选择部340和聚焦控制部350。接下来，聚焦控制部350在设定的AF范围内移动聚焦透镜221。在移动期间，评估值生成部330生成各个测距区域的AF评估值(对比度信号)且测距区域选择部340获得所生成的AF评估值(测距信息)(步骤S903)。另外，测距区域选择部340从镜头控制部260 获得对应于由AF评估值生成的测距区域的镜头信息(MTF信息)(步骤S904)。另外，使用以这种方式获得的各条信息，测距区域选择部340计算各个测距区域的被摄体距离。然后， 测距区域选择部340保持AF评估值、镜头信息(MTF信息)、以及各个测距区域的被摄体距
1 O接下来，确定聚焦透镜221的位置是否已到达AF范围的终点(步骤S905)，并且在聚焦透镜221的位置尚未到达AF范围的终点的情况下，处理返回至步骤S903并反复地执行AF处理。另一方面，在聚焦透镜221的位置已到达AF范围的终点的情况下(步骤S905)， 测距区域选择部340选择一个选择候选区域(步骤S906)。也就是说，在多个测距区域之中，选择包括距离至近侧最远的被摄体的测距区域(最近区域)作为选择候选区域(步骤
5906)。选择候选区域是成为用于选择聚焦最终匹配的合焦目标区域(最终选择区域)的候选的区域。例如，如图4A所示，由于存在于最近侧的被摄体是人401，所以选择被布置在等效于人401的位置上的测距区域(图5B所示的#2、#7、和#12)中的任何一个(例如，测距区域 #12)。接下来，测距区域选择部340确定该选择候选区域是否是MTF在图像高度方向中最高的区域(步骤S907)。MTF在图像高度方向中最高的区域是例如测距区域的中心存在于图6所示的图表中的图像高度(水平轴)变成零的位置处的测距区域。例如，在图5A和 5B所示的示例中，测距区域#8是MTF在图像高度方向中最高的区域。结果，例如，在测距区域#12变成选择候选区域的情况下，该选择候选区域被确定为不是MTF在图像高度方向中最高的区域(步骤S907)。另一方面，例如，在在测距区域#8变成选择候选区域的情况下， 该选择候选区域被确定为是MTF在图像高度方向中最高的区域(步骤S907)。然后，在选择候选区域被确定为不是MTF在图像高度方向中最高的区域的情况下 (步骤S907)，执行区域选择第一处理(步骤S9(^)和区域选择第二处理(步骤S940)。这里，将参考图8来详细地描述区域选择第一处理。另外，将参考图9来详细地描述区域选择第二处理。另外，在选择候选区域是MTF在图像高度方向中最高的区域的情况下(步骤
5907)，测距区域选择部340将该选择候选区域设定为最终选择区域(步骤S908)。这里，最终选择区域是最终使用AF处理来执行聚焦匹配的区域(合焦目标区域)。这里，步骤S906 至S908、S920、以及S940是选择序列的示例。以这种方式，在测距区域选择部340选择了最终选择区域的情况下，与所选最终选择区域有关的选择信息被输出到聚焦控制部350。然后，聚焦控制部350移动聚焦透镜 221，从而聚焦对准在最终选择区域上(步骤S909)且自动聚焦处理操作结束。这里，步骤 S909是聚焦控制序列的示例。图8是图解使用根据本发明的第一实施例的成像装置100进行的自动聚焦处理的处理序列之中的区域选择第一处理(图7所示的步骤S920的处理序列)的一个示例的流程图。区域选择第一处理是用于缩窄作为来自多个测距区域的选择目标的测距区域的处理。这里，例如，在包括于测距区域中的被摄体具有低对比度的情况下、在可以进行被摄体成像的距离之外等情况下是不可能进行AF处理的。结果，假设在多个测距区域之中存在不可能进行AF处理的测距区域。因此，确定是否存在一个可以进行AF处理的测距区域(尚未被去除的测距区域)
16(步骤S921)，并且在存在一个可以进行AF处理的测距区域的情况下，区域选择第一处理的操作结束，因为不需要进一步的选择处理。另一方面，在存在不止一个可以进行AF处理的测距区域的情况下(存在多个可以进行AF处理的测距区域的情况)(步骤S921)，各个测距区域之中的MTF最高的测距区域被设定为区域Al (步骤S922)。区域Al是可以进行AF处理的测距区域。接下来，测距区域选择部340确定选择候选区域和区域Al是否相同(步骤S923)。 然后，在选择候选区域和区域Al不相同的情况下(步骤S923)，测距区域选择部340确定选择候选区域的MTF是否大于MTF最小阈值thM(步骤S924)。这里，可以将MTF最小阈值 thM设定为例如50%。在选择候选区域和区域Al不相同且选择候选区域的MTF等于或小于MTF最小阈值thM的情况下(步骤S923和S9M)，测距区域选择部340从合焦目标区域的选择目标中去除选择候选区域(步骤S925)。然后，测距区域选择部340重新从其它测距区域(尚未被去除的测距区域)之中选择包括存在于最近侧处的被摄体的测距区域作为选择候选区域 (步骤S926)且处理返回至步骤S921。结果，甚至在没有等于或小于MTF最小阈值thM的测距区域的状态下也能选择最终选择区域。也就是说，在可以进行AF处理的测距区域(尚未被去除的测距区域)的数目变成一的情况下，那一个测距区域(可以进行AF处理的测距区域)变成最终选择区域(图 9所示的步骤S941和S945)。另外，在选择候选区域和区域Al相同的情况下(步骤S923)，区域选择第一处理的操作结束。另外，在其中选择候选区域的MTF大于MTF最小阈值thM的情况下(步骤S9M)， 测距区域选择部340确定相对于区域Al而言选择候选区域的MTF的减小率是否小于阈值 thl (步骤S927)。这里，可以使用下面的等式2来确定相对于区域Al的选择候选区域的 MTF的减小率RDl。RDl = (MTFai-MTFcci)/MTFai . · ·等式 2这里，MTFai示出区域Al的MTF且MTFra示出选择候选区域的MTF。另外，可以将阈值thl设定为例如从10%至20%的值。然后，在相对于区域Al而言的选择候选区域的MTF的减小率RDl等于或大于阈值 thl的情况下(步骤S927)，处理返回值步骤S925。另一方面，在相对于区域Al而言的选择候选区域的MTF的减小率RDl小于阈值thl的情况下(步骤S927)，区域选择第一处理的操
作结束。存在由于区域选择第一处理而已经被以这种方式去除的测距区域这一点被保持在测距区域选择部340中，并且在区域选择第二处理中没有包括这些测距区域作为选择处理的目标(未被包括作为AF处理的可能目标)。另外，在区域选择第一处理的操作结束之后，在至近侧的被摄体的MTF足够的情况下，选择包括在至近侧的被摄体的测距区域。然而，在至近侧的被摄体的MTF不够的情况下，选择相对远一侧的测距区域。图9是图解使用根据本发明的第一实施例的成像装置100进行的自动聚焦处理的处理序列之中的区域选择第二处理(图7所示的步骤S940的处理序列)的一个示例的流程图。区域选择第二处理是用于执行精度调整以对已经使用区域选择第一处理精选至给定标准的测距区域(尚未被去除的测距区域)进行进一步缩窄。这里，如上所述，在区域选择第二处理中，在区域选择第一处理中被去除的测距区域也未被包括作为选择处理的目标(未被包括为用于AF处理的可能目标)。最初，在已在区域选择第一处理中将可以进行AF处理的测距区域缩窄至一个的情况下(步骤S941)，测距区域选择部340选择该测距区域作为最终选择区域(步骤S945) 且区域选择第二处理的操作结束。另一方面，在存在多个可以进行AF处理的测距区域的情况下(步骤S941)，测距区域选择部340从这些可以进行AF处理的测距区域中选择MTF最高的区域，并将该测距区域设定为区域A2(步骤S942)。接下来，测距区域选择部340确定选择候选区域和区域A2是否相同(步骤S943)。 然后，在选择候选区域和区域A2相同的情况下(步骤S94!3)，测距区域选择部340选择该选择候选区域作为最终选择区域(步骤S940且区域选择第二处理的操作结束。另一方面， 测距区域选择部340确定相对于区域A2而言的选择候选区域的MTF的减小率是否小于阈值th2 (步骤S944)。这里，可以使用下面的等式3来确定相对于区域A2的选择候选区域的 MTF的减小率RD2。RD2 = (MTFa2-MTFcci) /MTFa2 . · ·等式 3这里，MTFa2示出区域A2的MTF且MTFra示出选择候选区域的MTF。另外，优选的是将阈值th2设定为比阈值thl小的值，并且可以将阈值th2设定为例如从5%至10%的值。然后，在选择候选区域相对于区域A2而言的MTF的减小率RD2小于阈值th2的情况下(步骤S944)，测距区域选择部340选择该选择候选区域作为最终选择区域(步骤 S945)且区域选择第二处理的操作结束。另一方面，在MTF的减小率RD2等于或大于阈值th2的情况下(步骤S944)，测距区域选择部340确定对应于区域A2和选择候选区域中的每一个的被摄体距离的差是否小于阈值thd(步骤S946)。这里，在使用焦深转换(focal depth conversion)来确定被摄体距离的差的情况下，可以将阈值thd设定为例如约1的深度的值。这里，在使用焦深转换来确定被摄体距离的差的情况下，可以使用上述等式l(l/a) + (l/b) = 1/f中的b通过计算来进行确定。这里，在使用焦深转换来确定对应于区域A2和选择候选区域中的每一个的被摄体距离的差的情况下，可以顺序地从可交换镜头200获得在这时使用的各个值。例如，成像装置100将对应于选择候选区域的被摄体距离发送到可交换镜头200并执行与此相对应的图像平面位置的发送请求。关于该发送请求，可交换镜头200将对应于选择候选区域的图像平面位置Pl发送到成像装置100。以相同的方式，成像装置100将对应于区域A2的被摄体距离发送到可交换镜头200并执行与此相对应的图像平面位置的发送请求。关于该发送请求，可交换镜头200将对应于区域A2的图像平面位置P2发送到成像装置100。然后，使用各个接收到的图像平面位置的差值(P1-P》的计算，可以使用焦深转换来确定被摄体距离的差值。这里，成像装置100可以执行到可交换镜头200的发送请求并且还获得在其它计算中所使用的各个值。然后，在对应于区域A2和选择候选区域中的每一个的被摄体距离的差小于阈值thd的情况下(步骤S946)，测距区域选择部340选择区域A2作为最终选择区域(步骤 S947)。然后，区域选择第二处理的操作结束。以这种方式，在对应于区域A2和选择候选区域中的每一个的被摄体距离的差小于阈值thd的情况下，即使执行了合焦使得具有高MTF 的区域A2对焦准确，在至近侧的被摄体的聚焦的降低也是较低的。结果，区域A2被选作最终选择区域。另一方面，在对应于区域A2和选择候选区域中的每一个的被摄体距离的差等于或大于阈值thd的情况下(步骤S946)，测距区域选择部340从合焦目标区域的选择目标中去除区域A2(步骤S948)且处理返回至步骤S941。以这种方式，在对应于区域A2和选择候选区域中的每一个的被摄体距离的差等于或大于阈值thd的情况下，假设当聚焦与区域A2 匹配时，产生诸如显著聚焦误差的负面效应。结果，区域A2被从合焦目标区域的选择目标中去除。此后，直至可以进行AF处理的测距区域被缩窄至一个(步骤S941)为止，设定新的区域A2(步骤S94》并重复地执行各个处理序列(步骤S943至S947)。据此，可以选择最佳测距区域。以这种方式，通过鉴于被摄体距离和MTF来选择执行聚焦的测距区域，可以减少对于具有低MTF的测距区域的聚焦的无意执行。据此，即使在例如测距区域被布置在成像图像中的相当宽的范围的情况下，也可以使用MTF的范围来限制测距区域，并且可以适当地选择执行聚焦的测距区域。另外，即使在例如被摄体沿着深度方向连续的情况下，由于可以适当地选择执行聚焦的测距区域，所以可以记录优良的成像图像(照片)。这里，例如，作为被摄体沿着深度方向连续的状态，假设相对于花床、桥梁、道路等的前进方向(纵向)以一定的角度执行成像的情况。在图IOA和IOB中，对花床进行成像的情况被示为示例。使用成像系统通过成像操作生成的成像图像示例图IOA和IOB是图解使用根据本发明的第一实施例的成像系统10生成的成像图像的示例的图示。在图IOA中，示出了由成像操作生成的成像图像500，其中在布置在道路一侧的花床中种植的多支花是主要被摄体。在图IOB中，示出了成像图像500的测距区域的布置结构示例。在成像图像500中，以与图5A和图5B相同的方式布置了 15个测距区域。另外， 图IOB所示的布置在成像图像500中的测距区域被用粗虚线示为矩形(内部白色)，并且在各个矩形中示出了测距区域的附图标记(#1至#15)。假设从布置在以这种方式生成的成像图像500中的15个测距区域中选择合焦目标区域的情况。例如，在基于被摄体距离来选择合焦目标区域的情况下，假设选择布置在花床的前壁附近的测距区域#11和#12。然而，在例如测距区域#11和#12的MTF相对较低的情况下，存在成像图像应当设定花是主要被摄体(测距区域#7至#9的附近)且可能未记录适当的成像图像的问题。也就是说，存在至近被摄体的图像高度的附近(测距区域#11 和#1 不具有解像感，因为MTF不良，并且存在成像图像不具有解像感的问题(也就是说， 成像图像不具有总体解像感)，因为在中心附近不存在聚焦(测距区域#8)。关于此方面，在本发明的第一实施例中，基于被摄体距离和MTF来选择合焦目标区域。结果，在例如测距区域#11和#12的MTF相对较低的情况下，可以选择包括作为主要被摄体的花的测距区域(例如，测距区域#8)。据此，可以将具有总体解像感的适当成像图像记录为花是主要被摄体的成像图像。
以这种方式，根据本发明的第一实施例，可以从多个测距区域中选择适当的测距区域(合焦目标区域)。也就是说，可以鉴于MTF特性来设定适当的测距区域。例如，在诸如最近侧的测距区域的MTF降低超过中心附近的情况下，在被摄体在中心的附近且可以进行AF处理的情况下，可以优先对在中心附近的具有高MTF的测距区域来执行选择。据此， 可以防止成像图像的总体画面平面中的解像感的降低。这里，在本发明的第一实施例中，为了便于说明，示出布置了相对少量(3X5)的测距区域的示例，但是即使在例如布置了不同数目(例如5X5)的测距区域的情况下，也可以应用本发明的第一实施例。2.第二实施例在本发明的第一实施例中，示出了基于被摄体距离和MTF从基于恒定规则性布置 (例如，以3X5矩阵形式布置)的多个测距区域中选择合焦目标区域(最终选择区域)的示例。这里，例如，在成像图像中包括人脸的情况下，可以相对于该人脸来设定测距区域。另外，在成像图像包括多个人脸的情况下，检测每个人脸并可以相对于每个所检测的人脸来设定测距区域。因此，在从存在各自人脸的测距区域中选择了测距区域之一的情况下，可以应用本发明的第一实施例。因此，在第二实施例中，将描述从相对于包括在成像图像中的多个人脸设定的测距区域中选择测距区域之一的示例。另外，根据本发明的第二实施例的成像装置的结构基本上与图1至3所示的示例相同。结果，关于与本发明的第一实施例共有的部分，附加相同的附图标记并省略其说明的一部分(内部结构、外部结构等)。成像装置的功能结构示例图11是图解根据本发明的第二实施例的成像装置600的功能结构示例的方框图。 在图11中，为了便于描述，把图1所示的可交换镜头200的内部结构与成像装置600的功能结构一起示出。成像装置600提供有人脸检测部610和测距区域选择部620。另外，人脸检测部 610对应于例如图1所示的DSP 114和控制部130。另外，图像信号处理部320对从成像部 310输出的图像信号执行各种信号处理且已经执行了图像处理的图像信号(成像图像)被输出到人脸检测部610。人脸检测部610检测包括在从图像信号处理部320输出的成像图像中的人的脸并将关于所检测的人脸的信息(人脸信息)输出到测距区域选择部620。人脸信息是包括例如在成像图像中的位置和所检测的人的脸的尺寸的信息。这里，作为包括在成像图像中的人脸的检测方法，可以使用例如使用内容图像与记录了人脸照明分布信息的模板的匹配的人脸检测方法(例如，参考日本未审查专利申请公开No. 2004-133637)。另外，可以使用基于包括在成像图像中的人的肤色部分或脸的精度调整的人脸检测方法。根据这些人脸检测方法，可以确定人脸信息(成像图像中的位置和人的脸的尺寸)。这里，人脸检测部610是检测部的示例。测距区域选择部620将测距区域布置到由人脸检测部610检测到的人脸处并从各个测距区域中选择合焦目标区域(最终选择区域)。这里，由于合焦目标区域的选择方法与本发明的第一实施例相同，所以这里省略其说明。另外，在图12中示出了测距区域的布置示例。这里，测距区域选择部620是选择部的示例。成像图像中的测距区域的布置示例图12是图解使用根据本发明的第二实施例的测距区域选择部620设定的成像图像中的测距区域的布置示例的图示。图12所示的成像图像700是以多个人作为被摄体生成的成像图像，并且使用人脸检测部610来检测所述多个人的脸。另外，使用测距区域选择部相对于以这种方式检测的人脸来布置测距区域701至706。基于被摄体距离和MTF从以这种方式布置的多个测距区域701至706中选择合焦目标区域(最终选择区域)。例如，在基于所检测的人脸的尺寸来选择合焦目标区域的情况下，假设选择测距区域701至703，测距区域701至703被布置在人脸的尺寸相对较大的成年人的脸上。然而，常常优选的是选择被布置在位于前面的孩子们的脸上的测距区域704至706。因此，在本发明的第二实施例中，由于基于被摄体距离和MTF来选择合焦目标区域，所以可以选择被布置在例如在前面且中心处的孩子的脸上的测距区域705。据此，可以将具有解像感的适当成像图像记录为以孩子作为主要被摄体的成像图像。这里，在本发明的第二实施例中，将人的脸描述为作为检测目标的特定目标对象的示例，但是甚至可以将第二实施例应用于除人的脸之外的对象。例如，还可以在例如诸如哺乳动物、爬虫和鱼的一个多个动物(例如，宠物)、汽车、以及飞机是特定目标对象的情况下应用第二实施例。3.第三实施例在本发明的第一实施例中，示出了在成像系统10中选择测距区域的示例，其中， 可附着且可拆卸型的可交换镜头200被安装在成像装置100上。然而，可以将本发明的第一实施例应用于诸如具有内置镜头的数字式静态照相机的成像装置。因此，在本发明的第三实施例中，将描述在具有内置镜头的成像装置中选择测距区域的示例。另外，根据本发明的第三实施例的成像装置的结构基本上与图1至3所示的示例相同。结果，关于与本发明的第一实施例共有的部件，附加相同的附图标记并省略其说明的一部分(外部结构、功能结构等)。成像装置的内部结构示例图13是图解根据本发明的第三实施例的成像装置800的内部结构示例的方框图。 成像装置800提供有变焦位置检测部810、马达驱动器820、镜头信息保持部830和控制部 840。这里，变焦位置检测部810、马达驱动器820、镜头信息保持部830和控制部840被经由系统总线101连接，从而能够相互通信。变焦位置检测部810检测由于用户的变焦操作而被驱动的变焦透镜211的位置， 并将检测结果输出到镜头控制部840。这里，变焦位置检测部810对应于图1所示的变焦位置检测部212。聚焦透镜驱动马达222基于马达驱动器820的控制来移动聚焦透镜221。光圈驱动马达232基于马达驱动器820的控制来驱动光圈231。马达驱动器820是基于控制部840的控制来驱动聚焦透镜驱动马达222和光圈驱动马达232的驱动器。这里，马达驱动器820对应于图1所示的马达驱动器M0。镜头信息保持部830是保持关于构成光学系统的各个光学部件(聚焦透镜221、光圈231等)的唯一信息(镜头信息)，并将该保持的信息供应给镜头控制部840的存储器。 这里，镜头信息保持部830对应于图1所示的镜头信息保持部250。另外，可以将唯一信息保持在不同的存储器中(存储器(ROM) 140等)。控制部840控制成像装置100的各个部(包括构成光学系统的各个光学部件)。这里，控制部840对应于图1所示的控制部130和镜头控制部沈0。以这种方式，由于还可以在具有内置镜头的成像装置以及具有可交换镜头的成像装置中应用本发明的第一实施例，所以可以将MTF信息广泛地应用于改善各种类型的成像装置中的多AF的性能。另外，在本发明的实施例中，示出了使用对比度AF的示例，但是甚至可以在例如使用相位差AF(使用相位差检测方法的AF)的情况下应用本发明的实施例。这里，本发明的实施例示出用于实现本发明的示例，并且如本发明的实施例所示， 本发明的实施例的项目和在权利要求的范围内的本发明的特定项目分别具有对应关系。以相同的方式，权利要求的范围内的本发明的特定项目和具有相同名称的实施例中的项目分别具有对应关系。然而，本发明不受实施例的限制，并且可以通过在不脱离本发明的概念的范围内对实施例进行各种修改来实现本发明。另外，可以将本发明的实施例中所述的处理序列解释为具有序列系列的方法，或者可以解释为用于在计算机或记录程序的记录介质上执行该序列系列的程序。作为记录介质，可以使用例如CD(压缩盘)、MD(微型盘)、DVD(数字多功能盘)、存储卡、蓝光盘 (Blu-ray Disc，注册商标)等。本发明包含与在2010年5月观日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2010-122168中公开的主题内容有关的主题，其全部内容被通过引用结合到本文中。本领域的技术人员应理解的是根据设计要求及其它因素，可以进行各种修改、组合、子组合和变更，只要其在所附权利要求书或其等价物的范围内即可。
权利要求
1.一种成像装置，包括成像部，所述成像部转换经由镜头入射的来自被摄体的入射光并生成成像图像；选择部，所述选择部对于布置在所生成的成像图像中的多个测距区域中的每一个获得被摄体距离和与镜头有关的每个测距区域的MTF，并基于所获得的被摄体距离和MTF来选择包括将成为合焦目标的被摄体的测距区域作为合焦目标区域，所述被摄体距离为从镜头到包括在该测距区域中的被摄体的距离；以及聚焦控制部，所述聚焦控制部执行聚焦控制，从而在所选择的合焦目标区域中所包括的被摄体上聚焦。
2.根据权利要求1所述的成像装置，其中，在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域和MTF最高的测距区域相同的情况下，选择部选择该测距区域作为合焦目标区域。
3.根据权利要求1所述的成像装置，其中，在确定了包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域和MTF最高的测距区域是否相同且确定结果是测距区域不同的情况下，在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域的 MTF以阈值为基准是较小的情况下，选择部从合焦目标区域的选择目标中去除该测距区域， 并在去除之后对于作为合焦目标区域的选择目标的每个测距区域执行所述确定。
4.根据权利要求1所述的成像装置，其中，在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域和MTF最高的测距区域不同的情况下，在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域相对于MTF最高的测距区域而言的MTF减小率以阈值为基准是较小的情况下，选择部选择包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域作为合焦目标区域。
5.根据权利要求1所述的成像装置，其中，在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域和MTF最高的测距区域不同且包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域的MTF以阈值为基准是较大的情况下，在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域相对于MTF最高的测距区域而言的MTF减小率以阈值为基准是较小的情况下，选择部选择包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域作为合焦目标区域。
6.根据权利要求1所述的成像装置，其中，在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域和MTF最高的测距区域不同且包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域的MTF以阈值为基准是较大的情况下，在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域相对于MTF最高的测距区域而言的MTF减小率以阈值为基准是较大的情况下，选择部从合焦目标区域的选择目标中去除包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域。
7.根据权利要求1所述的成像装置，其中，在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域和MTF最高的测距区域不同且包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域相对于MTF最高的测距区域而言的MTF减小率以阈值为基准是较大的情况下，在与包括在每个测距区域中的被摄体相关的被摄体距离的差值以阈值为基准是较小的情况下，选择部选择MTF最高的测距区域作为合焦目标区域。
8.根据权利要求1所述的成像装置，其中，在包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域和MTF最高的测距区域不同且包括被摄体距离最短的被摄体的测距区域相对于MTF最高的测距区域而言的MTF的减小率以阈值为基准是较大的情况下，在与包括在每个测距区域中的被摄体相关的被摄体距离的差值以阈值为基准是较大的情况下，选择部从合焦目标区域的选择目标中去除MTF最高的测距区域。
9.根据权利要求1所述的成像装置，还包括检测部，所述检测部检测包括在所生成的成像图像中的特定目标对象，其中，所述选择部基于在所生成的成像图像中所检测到特定目标对象的位置来布置测距区域。
10.一种成像系统，包括可交换镜头，所述可交换镜头提供有包括透镜的多个光学部件、执行与成像装置的通信的第一通信部、以及针对所述多个光学部件的每个状态保持基于所述多个光学部件的每个状态的保持部；以及成像装置，所述成像装置提供有第二通信部，所述第二通信部执行与可交换镜头的通信；成像部，所述成像部转换经由镜头入射的来自被摄体的入射光并生成成像图像；选择部，所述选择部对于布置在所生成的成像图像中的多个测距区域中的每一个从所述保持部获得与镜头有关的用于每个测距区域的MTF，针对每个测距区域计算被摄体距离，并基于所计算的被摄体距离和所获得的MTF来选择包括将成为合焦目标的被摄体的测距区域作为合焦目标区域，所述被摄体距离为从镜头到包括在该测距区域中的被摄体的距离；以及聚焦控制部，所述聚焦控制部执行聚焦控制，从而在所选择的合焦目标区域中所包括的被摄体上聚焦。
11.一种成像装置的控制方法，包括步骤对于布置在由成像部生成的成像图像中的多个测距区域中的每一个获得被摄体距离和与镜头有关的用于每个测距区域的MTF，并基于所获得的被摄体距离和MTF来选择包括将成为合焦目标的被摄体的测距区域作为合焦目标区域，所述被摄体距离为从将来自被摄体的入射光供应给成像部的镜头到包括在该测距区域中的被摄体的距离；以及执行聚焦控制，从而在所选择的合焦目标区域中所包括的被摄体上聚焦。
12.—种在计算机上执行的程序，包括步骤对于布置在由成像部生成的成像图像中的多个测距区域中的每一个获得被摄体距离和与镜头有关的用于每个测距区域的MTF，并基于所获得的被摄体距离和MTF来选择包括将成为合焦目标的被摄体的测距区域作为合焦目标区域，所述被摄体距离为从将来自被摄体的入射光供应给成像部的镜头到包括在该测距区域中的被摄体的距离；以及执行聚焦控制，从而在所选择的合焦目标区域中所包括的被摄体上聚焦。
全文摘要
本发明涉及成像装置、成像系统、成像装置的控制方法和程序。本发明提供了一种成像装置，包括成像部，所述成像部转换经由镜头入射的来自被摄体的入射光并生成成像图像；选择部，所述选择部对于布置在所生成的成像图像中的多个测距区域中的每一个获得被摄体距离和与镜头有关的每个测距区域的MTF，并基于所获得的被摄体距离和MTF来选择包括将成为合焦目标的被摄体的测距区域作为合焦目标区域，所述被摄体距离为从镜头到包括在该测距区域中的被摄体的距离；以及聚焦控制部，所述聚焦控制部执行聚焦控制，从而在所选择的合焦目标区域中所包括的被摄体上聚焦。
文档编号H04N5/232GK102262333SQ20111012105
公开日2011年11月30日 申请日期2011年5月11日 优先权日2010年5月28日
发明者寺岛义人 申请人:索尼公司