专利名称：具有焦点检测装置的照相机的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有使用辅助光进行焦点检测的焦点调节功能的照相机。
背景技术：
在照相机的自动对焦中，有主动式和被动式两种，主动式在测距时投射光，而对比度AF方式等被动式是不进行投射的方式。但是，即使是被动式在被摄体较暗的情况下或低对比度的情况下也不能测距，因此一般使用辅助光进行焦点调节。例如，在日本特开平8-327888号公报(1996年12月13日公开，以下称作专利文献I)中，公开了不使用辅助光进行焦点检测，在无法检测的情况下，一边照射辅助光一边再次进行焦点检测的自动对焦照相机。在上述专利文献I公开的自动对焦照相机中，在最初的焦点调节时不使用辅助光进行焦点检测，在由于被摄体为低亮度或低对比度而判断为无法检测的情况下，在使用辅助光的同时再次进行了焦点检测。此时存在如下问题在判断为无法检测到焦点时，两次扫描摄影镜头，焦点调节动作所需的时间增大，并且由于反复焦点调节动作而使摄影者感受到体感的延迟。
发明内容
本发明就是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种照相机，即使处于使用辅助光的环境也能够进行高速的焦点调节动作。本发明的照相机具有经由摄影镜头拍摄被摄体像的摄像元件，其中，该照相机具有对比度检测部，其根据由上述摄像元件取得的图像数据检测对比度值；辅助光部，其以第I发光量、或比上述第I发光量更少的第2发光量发光，来照明被摄体；以及控制部，其移动上述摄影镜头，并根据在上述摄影镜头的不同的位置处由上述对比度检测部检测的对比度值，检测上述摄影镜头的对焦位置，上述控制部在利用上述摄像元件取得任意的图像数据时使上述辅助光部以第I发光量或第2发光量发光，并且根据第I对比度值或第2对比度值中的一方检测上述摄影镜头的对焦位置，所述第I对比度值是在对应于上述摄影镜头的位置而使上述辅助光部以第I发光量发光的状态下由上述对比度检测部检测的、所述第2对比度值是在对应于上述摄影镜头的位置而使上述辅助光部以第2发光量发光的状态下检测的。本发明的照相机具有经由摄影镜头拍摄被摄体像的摄像元件，其中，该照相机具有对比度检测部，其根据由上述摄像元件取得的图像数据检测对比度值；辅助光部，其以第I发光量发光来照明被摄体；以及控制部，其移动上述摄影镜头，并根据在上述摄影镜头的不同的位置处由上述对比度检测部检测的对比度值，检测上述摄影镜头的对焦位置，上述控制部在利用上述摄像元件取得任意的图像数据时使上述辅助光部以第I发光量发光或灭灯，并且根据在使上述辅助光部以第I发光量发光的状态下由上述对比度检测部检测的第I对比度值、或在使上述辅助光部灭灯的状态下检测的第2对比度值中的一方，检测上述摄影镜头的对焦位置。本发明的照相机具有经由摄影镜头拍摄被摄体像的摄像元件，其中，该照相机包括对比度检测部，其根据由上述摄像元件取得的图像数据检测对比度值；辅助光部，其以第I发光量发光来照明被摄体；以及控制部，其选择第I焦点调节模式、第2焦点调节模式和第3焦点调节模式中的任意一个进行上述摄影镜头的焦点调节，在所述第I焦点调节模式中，一边移动上述摄影镜头，一边根据在上述摄影镜头的多个位置处以上述第I发光量发光而由上述对比度检测部检测的第I对比度值，检测上述摄影镜头的对焦位置，在所述第2焦点调节模式中，一边移动上述摄影镜头，一边根据在上述摄影镜头的多个位置处灭灯而由上述对比度检测部检测的第2对比度值，检测上述摄影镜头的第2对焦位置，在所述第3焦点调节模式中，一边移动上述摄影镜头，一边交替反复上述第I发光量的发光和灭灯来检测上述第I对比度值和第2对比度值。根据本发明，能够提供一种照相机，即使处于使用辅助光的环境也可以进行高速的焦点调节动作。`
图I是示出本发明的一个实施方式的照相机的主要电路的框图。图2是示出本发明的一个实施方式的照相机的焦点调节动作的流程图。图3是示出本发明的一个实施方式的照相机的辅助光亮灯处理的动作的流程图。图4是示出本发明的一个实施方式的照相机的优先判定处理的动作的流程图。图5是示出本发明的一个实施方式的照相机的评价值选择处理的动作的流程图。图6是示出用本发明的一个实施方式的照相机隔着玻璃拍摄夜景时对焦透镜位置与AF - AE评价值之间的关系的一例的曲线图。图7是示出用本发明的一个实施方式的照相机在黑暗环境下拍摄人物时对焦透镜位置与AF - AE评价值之间的关系的一例的曲线图。
具体实施例方式以下，依照附图使用应用了本发明的照相机对优选实施方式进行说明。本发明的一个优选实施方式的照相机是数字照相机，具有摄像部(相当于后述的摄像元件13和摄像信号处理电路15)，通过该摄像部将被摄体像转换为图像数据，根据该转换后的图像数据，在配置于主体背面等的显示部(未图示)上对被摄体像进行实时取景显示。此外，当摄影者进行释放按钮的半按下等时，执行焦点调节动作。通过一边移动摄影镜头、一边求出基于图像数据的对比度值的峰值，进行焦点调节动作。此时，以第I发光量照射辅助光，并且用比第I发光量更少的第2发光量照射辅助光(在本实施方式中为灭灯)，选择以第I发光量取得的第I对比度值和以第2发光量(第2发光量还包含O。在本实施方式中与灭灯状态对应)取得的第2对比度值中的任意一个来决定摄影镜头的对焦位置。在释放操作时，将图像数据记录到记录介质。图I是示出本发明的一个实施方式的照相机的主要电气结构的框图。该照相机具有摄影镜头11、摄像元件13、摄像信号处理电路15、与该摄像信号处理电路15连接的AE评价值计算电路17、AF评价值计算电路19、以及控制部21和与该控制部21连接的电动机驱动电路25、操作部27、存储器29、AF辅助光亮灯电路33、图像处理电路31等。摄影镜头11由用于形成被摄体像的多个光学透镜构成，是定焦镜头或变焦镜头。在该摄影镜头11的光轴上、且形成有被摄体像的位置处配置摄像元件13。摄像元件13进行通过摄影镜头11形成的被摄体像的摄像。该摄像元件13将构成各像素的光电二极管二维配置成矩阵状，各光电二极管产生与受光量对应的光电转换电流，该光电转换电流通过与各光电二极管连接的电容器蓄积电荷。摄像信号处理电路15进行摄像元件13的电荷蓄积控制和图像信号的读取控制等。通过摄像信号处理电路15读取的图像信号(也称作图像数据)被输出到AE评价值计算电路17、AF评价值计算电路19和控制部21。AE评价值计算电路17根据来自摄像信号处理电路15的图像数据，计算与被摄体亮度对应的AE评价值，并将AE评价值输出到控制部21。AE评价值计算电路17作为根据由摄像元件13取得的图像数据检测被摄体亮度的被摄体亮度检测部发挥功能。AF评价值计算电路19通过从图像数据中提取高频分量计算对比度值(也称作AF`评价值)，并将该对比度值输出到控制部21。作为对比度值，例如可以根据相邻的像素的亮度差等进行计算。AF评价值计算电路19作为根据图像数据检测对比度值的对比度检测部发挥功能。由于控制部21根据对比度值输出焦点控制信号，因此电动机驱动电路25根据该焦点控制信号，对镜头驱动电动机23进行正转、反转、停止和驱动速度等的控制。镜头驱动电动机23能够朝光轴方向的前后驱动摄影镜头11，根据来自电动机驱动电路25的控制信号驱动摄影镜头11。操作部27包含设置于照相机的各种操作部件，检测各种操作部件的操作状态，并将检测信号发送到控制部21。作为各种操作部件，有电源按钮、释放按钮、动态图像按钮、照相机模式选择用转盘、菜单按钮、十字按钮、确定按钮和再现按钮等。操作部27内的释放按钮具有第一释放开关和第二释放开关这2级开关。当半按释放按钮时，第一释放开关接通，在半按后进一步按下而全按时，第二释放开关接通。当第一释放开关接通时，控制部21执行AE处理和AF处理等摄影准备序列。并且，当第二释放开关接通时，控制部21执行摄影序列，进行摄影。存储器29是闪速ROM等非易失性存储器，存储在控制部121中执行的程序和各种调整值等。并且存储器29还包含DRAM或SDRAM等易失性存储器，用于暂时存储图像数据和控制命令等各种数据。图像处理电路31输入图像数据，实施图像处理，并将该实施了图像处理的图像数据输出到控制部21。作为图像处理，进行噪声减少处理、白平衡校正、同时化处理、颜色转换、灰度转换(伽马转换)、边缘强调、YC转换。此外，还进行YC转换后的图像数据的压缩处理、和压缩后的图像数据的解压缩处理。AF辅助光亮灯电路33依照来自控制部21的控制命令，进行AF辅助光源35的发光控制。进行如下三种控制作为该发光控制将AF辅助光源35设为亮灯状态的亮灯控制、设为灭灯状态的灭灯控制、以及与摄像图像的各帧同步地交替反复亮灯状态和灭灯状态的反复亮灯控制。AF辅助光源35有LED等辅助光源，对被摄体照射辅助光。另外，作为辅助光源不限于LED，也可以使用氙气管等其他光源。AF辅助光源35和AF辅助光亮灯电路33作为辅助光部发挥功能，该辅助光部以第I发光量、或比第I发光量更少的第2发光量(包含灭灯)发光来照明被摄体。控制部21控制照相机整体，依照存储在存储器29中的程序，基于来自操作部27的检测信号和来自其他电路的信号，进行各部件的控制。此外，控制部21 —边移动摄影镜头11，一边根据在多个不同的位置处由AF评价值计算电路19检测的对比度值，检测摄影镜头11的对焦位置。在该对焦位置的检测中，取得图像数据时，根据将AF辅助光源35设为亮灯状态并由AF评价值计算电路19检测的第I对比度值、或将AF辅助光源设为灭灯状态并由AF评价值计算电路19检测的第2对比度值中的一方进行检测。此外，控制部21按照时间序列变更摄影镜头11的位置(即进行镜头扫描)，并且使AF辅助光源35交替变更成亮灯状态和灭灯状态，通过AF评价值计算电路19交替检测第I对比度值和第2对比度值，从而检测摄影镜头11的对焦位置。此外，控制部21根据基于在AF辅助光源35的灭灯状态下检测的被摄体亮度值(Bv值)或对比度累计值(AF评价值)/亮度累计值(AE评价值)的优先判定结果，选择第I对比度值和第2对比度值中的任意一方来检测摄影镜头11的对焦位置。后面将使用图3`所示的辅助光亮灯处理的流程(尤其是步骤S31)叙述上述选择处理。此外，控制部21在摄影镜头11的不同的位置处检测的AE评价值的变化率小于预定值的情况下，根据第I对比度值检测摄影镜头11的对焦位置。另一方面，在AE评价值的变化率为预定值以上的情况下，根据第2对比度值检测摄影镜头11的对焦位置。后面将使用图4所示的优先判定处理的流程(尤其是步骤S51和S55)叙述根据该AE评价值的变化率进行选择的情况。此外，控制部21可以根据在灭灯状态下检测的第2对比度值，选择第I对比度值和第2对比度值中的任意一方来检测摄影镜头11的对焦位置。后面将使用图4所示的优先判定的流程(尤其是步骤S53和S55)叙述该选择。此外，控制部21可以在第2对比度值的变化率为第2预定值以下的情况下，根据第I对比度值检测摄影镜头11的对焦位置，在第2对比度值的变化率为第2预定值以上的情况下，根据上述第2对比度值检测上述摄影镜头的对焦位置。后面将使用图4所示的优先判定的流程叙述该检测。此外，控制部21与选择第I对比度值和第2对比度值中的任意一方对应，选择第I发光量和第2发光量中的任意一方来使辅助光部发光，并且将移动摄影镜头的速度增加为2倍来移动上述摄影镜头，检测对焦位置。后面将使用图5所示的评价值选择处理的流程(尤其是步骤S79 S85)叙述该检测。接着，使用图2至图5所示的流程图说明本发明的一个实施方式中的焦点调节动作。依照存储在存储器29中的程序，通过控制部21执行该流程图。在图2所示的流程开始后，首先判定是否进行了第一释放的按下(SI)。此处，根据来自操作部27的第一释放开关的检测信号进行判定。在该判定结果为没有第一释放的按下的情况下，成为等待按下的待机状态。在步骤SI中的判定结果为进行了第一释放的按下的情况下，AE评价值计算电路17根据来自摄像元件13的图像数据计算被摄体亮度(Bv) (S2)。紧接着步骤SI中的判定结果为存在第一释放的按下的情况之后，将在该步骤中取得的Bv值作为第一释放按下时Bv存储到存储器29中。该Bv值在后述的步骤S31 (参照图3)中的判定时使用。接着，为了利用对比度AF进行焦点调节动作，开始镜头扫描驱动(S3)。此处，控制部21经由电动机驱动电路25开始镜头驱动电动机23的驱动，将摄影镜头11朝至近侧或无限远侧的特定方向进行驱动。在开始镜头扫描驱动后，接着进行辅助光亮灯处理(S5)。在该辅助光亮灯处理中，根据周围的亮度、或在后述的步骤Sll中进行的优先判定处理的结果，决定使AF辅助光源35灭灯、亮灯、反复亮灯中的任意一个发光控制方法。后面将使用图3对该辅助光亮灯处理的详细处理进行叙述。在进行辅助光亮灯处理后，接着取得AE评价值(S7)。此处，AE评价值计算电路17根据来自摄像元件13的图像数据，计算AE区域内的被摄体亮度累计值作为AE评价值。接着，取得AF评价值(S9)。此处，AF评价值计算电路19根据来自摄像元件13的图像数据，计算对比度值作为AF评价值。在取得AF评价值后，接着进行优先判定处理(S11)。此处，在焦点调节动作时，在`判定镜头驱动电动机23的驱动方向、和对比度值的峰值中，决定使在亮灯时、灭灯时、反复亮灯时取得的AF评价值中的哪一个优先。即，在根据亮灯状态下的AF评价值进行驱动方向、AF评价值(对比度值)的峰值判定的情况下，决定为亮灯优先。并且在灭灯状态下进行上述处理的情况下决定为非亮灯优先。在反复亮灯状态下进行上述处理的情况下决定为不确定。后面将使用图4对该优先判定处理的详细情况进行叙述。在进行优先判定处理后，接着进行评价值选择处理(S13)。此处，为了根据优先判定处理的结果进行镜头驱动电动机23的驱动、和方向判断/峰值检测，选择使用亮灯时和非亮灯时(在本实施方式中为灭灯时)中的哪一个状态的AF评价值。后面将使用图5对该评价值选择处理的详细情况进行叙述。在进行评价值选择处理后，接着判定方向判断是否已完成(S15)。利用对比度AF的焦点调节朝对比度值(AF评价值)变大的方向驱动镜头驱动电动机23。但是，在镜头扫描开始时对比度值变大的驱动方向不明确，因此朝预先决定的特定方向进行驱动，如果此时对比度值变大则朝该方向继续进行驱动，另一方面，在对比度值变小的情况下反转驱动方向。在该步骤中，判断是否已经明确对比度值变大的方向。在步骤S15中的判定结果为方向判断未完成的情况下，进行方向判断处理(S17)。此处，如上所述，通过镜头驱动电动机23驱动摄影镜头11，检测通过AF评价值计算电路19计算出的对比度值(AF评价值)变大的镜头驱动电动机23的驱动方向。在步骤S15中的判定结果为方向判断完成的情况下，接着进行峰值检测处理(Sig)0此处，检测通过AF评价值计算电路19计算出的对比度值(AF评价值)是否达到了从增加趋势变化为减少趋势的峰值位置。另外，在步骤Sll中的优先判定处理的结果为不确定的情况下，AF辅助光源35反复亮灯和灭灯，因此检测灭灯时的对比度值是否达到了峰值，并且如果亮灯时的对比度值达到峰值，则暂时存储此时的摄影镜头11的峰值位置。在步骤S17中进行方向判断处理后，或者在步骤S19中进行峰值检测处理后，接着进行峰值检测是否完成的判定(S21)。如上所述，在步骤S19中检测对比度值是否达到了峰值，在该步骤中根据峰值检测的结果进行判定。在该判定结果为峰值检测未完成的情况下，返回步骤S5，根据通过摄像元件13取得的下一帧的图像数据，执行上述辅助光亮灯处理等。另外，在步骤S21中的判定时，尽管镜头扫描例如从摄影镜头11的可动范围的一端侧到另一端侧那样完成了预先决定的范围内的驱动，但在不能检测到峰值的情况下，也判定为峰值检测完成。在步骤S21中的判定结果为峰值检测完成的情况下，接着将镜头驱动到峰值位置(S23)。在优先判定处理的结果为亮灯优先和非亮灯优先的情况下，在AF辅助光源35亮灯时或灭灯时得到的对比度值(AF评价值)达到了峰值时，根据对峰值位置前后的对焦位置进行插值的方法等计算对焦位置，并将摄影镜头11驱动到该对焦位置。此外，在优先判定处理的结果为不确定的情况下，AF辅助光源35反复亮灯，在亮灯时和灭灯时的各个定时取得对比度值，根据灭灯时的对比度值检测峰值，在达到了峰值的情况下，根插值法等计算对焦位置，并将摄影镜头11驱动到该对焦位置。但是，有根据灭灯时取得的对比度值不能检测到峰值的情况，该情况下，在预定范围的驱动完成后，将摄影镜头11驱动到在亮灯时得到的对比度值的峰值位置(在步骤S19中所暂时存储的峰值位置)。在将摄影镜头11驱动到峰值位置后，结束焦点调节的流程。接着，使用图3对步骤S5的辅助光亮灯处理的动作进行说明。在进入该流程后，`首先判定第一释放按下时Bv是否为预定Bv以下(S31)。在上述步骤S2中，存储第一释放按下时的Bv，因此通过读取该Bv值并与预定Bv值进行比较来判定。预定Bv值只要是周围足够明亮、且即使令AF辅助光源35亮灯也没有测距效果的程度的亮度即可。在步骤S31中的判定结果为第一释放按下时Bv相比预定Bv值较暗的情况下,判定优先判定是否不确定(S33)。此处，判定步骤Sll (参照图2)中的优先判定处理的结果是否为设定了不确定。另外，设定了不确定作为优先判定的默认值，因此紧接着第一释放按下后，步骤S31中的判定结果为是的情况下，在处理该步骤时判定为不确定。在步骤S33中的判定结果是在优先判定中设定了不确定的情况下，反转亮灯状态(S41)。此处，交替反转AF辅助光源35的亮灯状态。即，在上次为亮灯状态的情况下，反转为灭灯状态，另一方面，在上次为灭灯状态的情况下，设为亮灯状态。在紧接着第一释放按下后执行该步骤的情况下，设定灭灯作为默认值，因此反转灭灯状态，将AF辅助光源35设为亮灯状态。其结果，摄像元件13在AF辅助光源35亮灯的状态下进行摄像。在步骤S33中的判定结果是在优先判定中没有设定不确定的情况下,接着在优先判定中判定是否设定了亮灯优先(S35)。此处，在步骤Sll中的优先判定中判定是否设定了亮灯优先。在步骤S35中的判定结果不是亮灯优先的情况下，即设定了灭灯优先的情况下，或者在步骤S31中的判定结果为第一释放按下时Bv相比预定Bv值较亮的情况下，使AF辅助光源35灭灯(S37)。其结果，摄像元件13在AF辅助光源35灭灯的状态(非亮灯状态)下进行摄像。另一方面，在步骤S35中的判定结果是亮灯优先的情况下，使AF辅助光源35亮灯(S39)。其结果，摄像元件13在AF辅助光源35亮灯的状态下进行摄像。在进行步骤S37中的灭灯、步骤S39中的亮灯、或步骤S41中的亮灯状态反转后，返回到原来的流程。接着，使用图4对步骤Sll的优先判定处理的动作进行说明。在进入该流程后，首先根据当前时刻的最大AE评价值/当前时刻的最小AE评价值计算非亮灯时的AE评价值变化率(S51)。此处，在步骤S3中开始扫描后，计算由AE评价值计算电路17计算出的AE评价值的最大值与最小值的比，并将该计算结果设为AE评价值变化率。另外，在本实施方式中，即使在周围较暗的情况下，也如后所述在步骤S57中，在从AF开始后的预定帧内将优先判定设定为不确定，因此能够取得非亮灯状态下的AE评价值和AF评价值。接着,根据当前时刻的最大AF评价值/当前时刻的最小AF评价值计算非亮灯时的AF评价值变化率(S53)。此处，在步骤S3中开始扫描后，计算由AF评价值计算电路19计算出的AF评价值(对比度值)的最大值与最小值的比，并将该计算结果设为AF评价值变化率。在计算非亮灯时的AF评价值变化率后，接着判定非亮灯时AE评价值变化率和非亮灯时AF评价值变化率中的至少一个变化率是否为预定值以上(S55)。此处，判定在步骤S51中计算出的非亮灯时AE评价值变化率是否为预定值以上，以及在步骤S53中计算出的非亮灯时AF评价值变化率是否为预定值以上。在AF辅助光源35非亮灯时计算出的AE评价值的变化率较大的情况下、或AF评价值的变化率较大的情况下，即使不点亮AF辅助光源35，也能够充分执行焦点调节动作。
`因此在AF评价值的变化率较大的情况下，能够进行峰值的检测。此外，在AE评价值的变化率较大的情况下，有时暗示了点光源的存在。其结果，能够通过不断进行扫描来检测AF评价值的峰值。评价非亮灯时AE评价值的变化率的预定值、和评价非亮灯时AF评价值的变化率的预定值只要设定能够利用对比度AF进行焦点检测程度的值即可，AE评价值和AF评价值可以设为不同的值。在步骤S55中的判定结果为非亮灯时AE/AF评价值变化率为预定值以上的情况下，设定非亮灯优先(S63)。该情况下，即使AF辅助光源35为非亮灯状态，也能够通过对比度AF充分进行焦点检测，因此设定非亮灯优先。在设定非亮灯优先时，在上述步骤S35(参照图3)中的判定中不是亮灯优先，因此在步骤S37中，将AF辅助光源35设为灭灯状态。在步骤S55中的判定结果是非亮灯时AE/AF评价值变化率不为预定值以上的情况下，接着判定从AF开始是否在预定帧以内(S57)。步骤S55中的判定结果为变化率较小，因此点亮AF辅助光源35进行利用对比度AF的焦点检测。但是，在点亮AF辅助光源35后，有时会通过玻璃等高反射率部件而产生伪对焦。此外，还考虑非亮灯时的AF评价值的峰值位置处于稍微偏离当前的对焦位置的可能性。考虑这些方面，决定用于得到亮灯/非亮灯两方的AF评价值的判定帧数作为不确定。除了固定值以外，还可以根据摄影镜头11的焦距或每I帧的对焦透镜像面移动距离等决定该帧数。在步骤S57中的判定结果为从AF开始在预定巾贞以内的情况下,设定不确定作为优先判定(S59)。在设定不确定时，在上述步骤S33、S41 (参照图3)中，AF辅助光源35交替反复亮灯和灭灯。另一方面,在步骤S57中的判定结果为从AF开始超过预定巾贞时，设定亮灯优先(S61)。在设定亮灯优先时，在上述步骤S35、S39 (参照图3)中，AF辅助光源35被设为亮灯状态。在步骤S59中设定不确定后，在步骤S61中设定亮灯优先后，或者在步骤S63中设定非亮灯优先后，返回到原来的流程。
接着，使用图5对步骤S13的评价值选择处理的动作进行说明。在进入该流程后，首先判定是否设定了不确定作为优先判定(S71)。如上所述，在步骤Sll的优先判定处理中的步骤S59中判定是否设定了不确定。在步骤S71中的判定结果是设定了不确定的情况下，接着根据非亮灯评价值评价进行镜头驱动(反转等)(S73)。在设定了不确定作为优先判定时，AF辅助光源35按照每个帧交替反复亮灯和非亮灯(灭灯)，其结果，交替取得亮灯时的图像数据和非亮灯时的图像数据。在该步骤中，在摄影镜头11的驱动时，选择根据对在非亮灯时取得的图像数据进行计算而得到的AF评价值进行驱动。根据此处所选择的AF评价值，如上所述，在步骤S17(参照图2)中决定驱动方向，并且在步骤S19中检测到峰值的情况下进行反转动作并在对焦点处停止。接着，在亮灯/非亮灯时并行实施方向判断/峰值检测(S75)。此处，选择使用亮灯时AF评价值和非亮灯时AF评价值两方来进行步骤S17中的方向判断处理和步骤S19中的峰值检测。但是，如上所述使用在步骤S73中选择的非亮灯时AF评价值进行摄影镜头11的驱动控制。基于亮灯时AF评价值的方向判断处理和峰值检测仅与基于非亮灯时AF评价`值的处理并行执行。在根据亮灯时AF评价值进行了峰值检测的情况下，暂时存储峰值位置。在通过非亮灯时AF评价值不能发现峰值位置的情况下，在步骤S23 (参照图2)中使用暂时存储的峰值位置。在步骤S71中没有设定不确定作为优先判定的情况下，根据优先评价值评价进行镜头驱动(反转等)(S77)。此处的处理是设定了亮灯优先或非亮灯优先作为优先判定的情况，设定依照优先设定的AF评价值进行摄影镜头11的驱动方向的判断和峰值检测。接着，判定是否为亮灯优先(S79)。此处，在步骤Sll的优先判定处理中的步骤S71中判定是否设定了亮灯优先。在该判定结果为亮灯优先的情况下，设定方向判断/峰值检测使用亮灯评价值(S81)。在优先判定中设定了亮灯优先，因此能够在AF辅助光源35的亮灯状态下从摄像元件13取得图像数据。根据该步骤S81中的设定，使用亮灯AF评价值进行步骤S17中的方向判断和步骤S19中的峰值检测处理。在步骤S79中的判定结果不是亮灯优先的情况下，设定方向判断/峰值检测使用非亮灯评价值(S83)。在优先判定中设定了非亮灯优先，因此能够在AF辅助光源35的非亮灯状态(灭灯状态)下从摄像元件13取得图像数据。根据该步骤S81中的设定，使用非亮灯AF评价值进行步骤S17中的方向判断和步骤S19中的峰值检测处理。在步骤S81或S83中设定方向判断/峰值检测的评价值后，接着将镜头驱动速度设定为2倍(S85)。在优先判定被设定为了不确定的情况下，AF辅助光源35交替反复亮灯和非亮灯，在各个状态下从摄像元件13取得图像数据，计算出AF评价值。与其相对，在亮灯优先或非亮灯优先的情况下，AF辅助光源35继续亮灯状态或灭灯状态。因此，在与不确定时相同的镜头驱动速度的情况下，采样数变为2倍。换言之，在使每采样间隔的对焦透镜像面移动量与不确定时一致的情况下，能够将摄影镜头11的驱动速度设为不确定时的2倍，从而实现高速化。在步骤S85中将镜头驱动速度设为2倍后，或者在步骤S75中在亮灯/非亮灯时设定并行实施方向判断/峰值检测后，返回到原来的流程。由此，在本发明的一个实施方式中，在静态图像的摄影时，通过对比度AF进行焦点调节的情况下，在设定了不确定作为优先设定时，开始扫描摄影镜头11，并且与摄像图像的帧同步地使AF辅助光源35反复亮灯状态和非亮灯状态，检测亮灯状态下的AF评价值的峰值位置、和非亮灯状态下的AF评价值的峰值位置。并且，根据非亮灯状态下的AF评价值的峰值位置，使摄影镜头11移动到对焦位置。但是，在不能根据非亮灯状态下的AF评价值移动到对焦位置的情况下，根据亮灯状态下的AF评价值移动到对焦位置。因此，在不能根据非亮灯状态下的AF评价值检测到对焦位置的情况下，能够根据亮灯状态下的AF评价值移动到对焦位置，而不用再次进行摄影镜头的扫描。接着，使用图6和图7说明本发明的一个实施方式中的焦点调节动作的例子。两个图都是从开始到预定帧范围内优先判定为不确定，一边使AF辅助光源35反复亮灯和非亮灯一边扫描摄影镜头11的情况，图6示出隔着玻璃拍摄夜景的情况下的一例，并且图7示出在黑暗中拍摄人物的情况下的一例。在图6中，上段示出AF辅助光源35的亮灯灭灯状态，中段示出每个帧的曝光期间，横轴表示时间的经过。另外，每I帧的曝光期间形成平行四边形是由于电子快门为卷帘快门，并且右端的阴影线部分与读取期间相当。在图6所示的例子中，在时刻tl t2、t3 t4的期间内AF辅助光源35为亮灯状态，在时刻t2 t3、t4 的期间内为非亮灯状态(灭`灯状态)。在图6的下段，示出摄影镜头11的对焦透镜位置、以及AF评价值和AE评价值的变化。能够通过绘制根据在AF辅助光源35的非亮灯状态下取得的每I帧的图像数据计算出的AE评价值描绘AE评价值曲线AEVl，并且能够通过绘制此时按照每I帧得到的AF评价值描绘AF评价值曲线AFVl。同样，能够通过绘制根据在AF辅助光源35的亮灯状态下取得的每I帧的图像数据计算出的AE评价值描绘AE评价值曲线AEV2，并且能够通过绘制此时的每I帧的AF评价值描绘AF评价值曲线AFV2。在拍摄夜景的情况下，即使在非亮灯时也能够根据摄影镜头11的对焦位置的变化而期待一定程度的AE评价值的变化。因此，在本实施方式中，如上所述在步骤S51(参照图4)中，计算非亮灯时AF评价值变化率，在该变化率为预定值以上的情况下，设为了非亮灯优先(参照图4的S63)。同样，能够期待AF评价值的变化，因此在步骤S53中计算AF评价值变化率，在该变化率为预定值以上的情况下设为了非亮灯优先(参照S63)。在设定非亮灯优先时，图6的左侧部分所示的辅助光的反复亮灯结束，在图6中央到右侧部分示出的非亮灯时进行扫描。此时，镜头驱动速度为不确定时的2倍。在隔着玻璃拍摄夜景的情况下，如图6所示的例子那样，亮灯状态(有辅助光)下的AF评价值曲线AFV2在对焦透镜位置Pl附近变为峰值。与此相对，非亮灯状态(没有辅助光)下的AF评价值曲线AFVl不在对焦透镜位置Pl附近变为峰值，而在对焦透镜位置P2附近变为峰值。这是因为在亮灯状态的情况下，通过位于近距离处的玻璃反射AF辅助光，在有玻璃的位置处变为峰值。摄影者一般不会将焦点对准玻璃，而会将焦点对准处于远方的夜景，因此可以说AF评价值曲线AFV2的峰值位置是伪对焦位置，AF评价值曲线AFVl的峰值位置是对焦位置。因此，在隔着玻璃拍摄夜景的情况下，根据非亮灯状态下的AF评价值曲线AFVl执行焦点调节动作即可。在图6的例子中，在不确定期间中AE评价值曲线AEVl的变化量为预定值以上时确定非亮灯优先。因此，之后的方向判断/峰值检测使用非亮灯时的AF评价值，能够避免向玻璃的伪对焦。
接着，使用图7对不隔着玻璃而在黑暗环境下拍摄人物的情况进行说明。在图7中，在时刻tl t2、t3 的期间内AF辅助光源35为亮灯状态，在时刻t2 t3的期间内为非亮灯状态。此外，与图6的情况同样，通过绘制非亮灯状态下的AE评价值描绘AE评价值曲线AEVl，并且通过绘制AF评价值描绘AF评价值曲线AFVl。同样，通过绘制亮灯状态下的AE评价值描绘AE评价值曲线AEV2，并且通过绘制AF评价值描绘AF评价值曲线AFV2。在图7的例子中处于黑暗环境下，因此AE评价值曲线AEVl没有变化。并且非亮灯状态(没有AF辅助光)下的AF评价值曲线AFVl也没有变化从而不能检测到峰值。与此相对，亮灯状态(有AF辅助光)下的AF评价值曲线AFV2存在变化，在摄影镜头11的对焦透镜位置P3附近变为峰值。因此，在黑暗环境下拍摄人物的情况下，根据亮灯状态下的AF评价值曲线AFV2执行焦点调节动作即可。在图7中在不确定期间中非亮灯时AE评价值、AF评价值均无变化，从而确定亮灯优先。因此，之后的方向判断/峰值检测使用亮灯时的AF评价值，能够对焦到黑暗环境下的人物。如以上所说明那样，在本发明的一个实施方式中，辅助光部(AF辅助光源35和AF辅助光亮灯电路33)以第I发光量、或比第I发光量更少的第2发光量(包含灭灯)发光来照明被摄体，并且控制部21移动摄影镜头11，根据在摄影镜头11的不同的位置处由对比度`检测部(AF评价值计算电路19)检测的对比度值，检测摄影镜头的对焦位置。此外，控制部21在利用摄像元件13取得任意的图像数据时使辅助光部以第I发光量或第2发光量(包含灭灯)发光，并且根据第I对比度值或第2对比度值中的一方检测摄影镜头11的对焦位置，所述第I对比度值是在对应于摄影镜头11的位置而使辅助光部以第I发光量发光的状态下由对比度检测部检测的，所述第2对比度值是在对应于摄影镜头11的位置而使辅助光部以第2发光量发光的状态(包含灭灯)下检测的。因此，即使处于使用辅助光的环境也能够进行高速的焦点调节动作。即，能够一边使辅助光部以第I和第2发光量发光，一边根据任意的图像数据取得第I和第2对比度值的两方，因此能够根据周围的亮度等选择最佳的对比度。此外，在本发明的一个实施方式中，选择第I焦点调节模式、第2焦点调节模式、第3焦点调节模式中的任意一个，进行了摄影镜头的焦点调节，所述第I焦点调节模式以第I发光量进行发光并根据第I对比度值检测摄影镜头的第I对焦位置(S39、S61、S81)，所述第2焦点调节模式以第2发光量进行发光(包含灭灯)并根据第2对比度值检测摄影镜头的第2对焦位置(S37、S63、S83)所述第3焦点调节模式以第I发光量和第2发光量(包含灭灯)交替进行发光从而检测第I和第2对焦位置并选择任意一个(S41、S59、S73、S75)。因此，能够根据状况选择最佳的焦点调节模式，因此即使处于使用辅助光的环境也能够进行高速的焦点调节动作。另外，在本发明的一个实施方式中，执行灭灯作为少于第I发光量的第2发光量。但是，当然也可以不像一个实施方式那样执行灭灯作为第2发光量，而以少于第I发光量的发光量进行发光。此外，在本发明的一个实施方式中，检测并判定了 AE评价值变化率和AF评价值变化率两方(参照图4的S51 S55)，但是当然也可以计算任意一方的变化率进行判定。此外，在本发明的一个实施方式中，在选择基于亮灯时的图像数据的第I对比度值、和基于灭灯时的图像数据的第2对比度值中的任意一个时，根据被摄体亮度值(参照图3的S31)、或者根据非亮灯时的AE评价值的变化率或AF评价值的变化率(参照图4的S55)进行了判断。但是，不限于此，可以根据第2对比度值自身的值进行判定。此外，在本发明的一个实施方式中，作为用于摄影的设备，使用数字照相机进行了说明，但是作为照相机，可以是数字单反照相机和袖珍数字照相机，可以是摄像机、电影摄影机这样的运动图像用的照相机，并且当然可以是内置在移动电话、便携信息终端PDA(Personal Digital Assist :个人数字助理)或者游戏设备等中的照相机。无论是哪种设备，只要是在进行焦点调节动作时照射辅助光的设备，则能够应用本发明。此外，关于权利要求书、说明书和附图中的动作流程，即使为了方便，使用“首先”、“接着”等表现顺序的词语进行了说明，但不是指必须按该顺序进行实施。本发明不直接限定为上述各实施方式，在实施阶段能够在不脱离其主旨的范围内对结构要素进行变形并具体化。此外，能够通过上述实施方式公开的多个结构要素的适当组合形成各种发明。例如，可以删除实施方式所示的全部结构要素中的几个结构要素。并且，可适当组合不同实施方式的结构要素。`
权利要求
1.一种照相机，其具有经由摄影镜头拍摄被摄体像的摄像元件，其中，该照相机具有 对比度检测部，其根据由上述摄像元件取得的图像数据检测对比度值； 辅助光部，其以第I发光量、或比上述第I发光量更少的第2发光量发光，来照明被摄体；以及 控制部，其移动上述摄影镜头，并根据在上述摄影镜头的不同位置处由上述对比度检测部检测到的对比度值，检测上述摄影镜头的对焦位置， 上述控制部在利用上述摄像元件取得任意的图像数据时使上述辅助光部以第I发光量或第2发光量发光，并且根据第I对比度值或第2对比度值中的一方检测上述摄影镜头的对焦位置，所述第I对比度值是在对应于上述摄影镜头的位置而使上述辅助光部以第I发光量发光的状态下由上述对比度检测部检测到的，所述第2对比度值是在对应于上述摄影镜头的位置而使上述辅助光部以第2发光量发光的状态下检测到的。
2.根据权利要求I所述的照相机，其中， 上述控制部按照时间序列变更上述摄影镜头的位置，并且对应于上述摄影镜头的位置而使上述辅助光部以第I发光量和第2发光量交替发光，并利用上述对比度检测部检测上述第I对比度值和第2对比度值。
3.根据权利要求I所述的照相机，其中， 所述照相机具有被摄体亮度检测部，该被摄体亮度检测部根据由上述摄像元件取得的图像数据检测被摄体亮度值， 上述控制部根据在使上述辅助光部以第2发光量发光的状态下检测到的上述被摄体亮度值，选择上述第I对比度值和第2对比度值中的任意一方来检测上述摄影镜头的对焦位置。
4.根据权利要求3所述的照相机，其中， 上述控制部在上述摄影镜头的不同位置处由上述被摄体亮度检测部检测到的上述被摄体亮度值的变化率在预定值以下的情况下，根据上述第I对比度值检测上述摄影镜头的对焦位置，在上述被摄体亮度值的变化率大于预定值的情况下，根据上述第2对比度值检测上述摄影镜头的对焦位置。
5.根据权利要求3所述的照相机，其中， 上述控制部与选择上述第I对比度值和第2对比度值中的任意一方对应，选择第I发光量和第2发光量中的任意一方来使上述辅助光部发光，并且增加移动上述摄影镜头的速度来移动上述摄影镜头，检测对焦位置。
6.根据权利要求I所述的照相机，其中， 上述控制部根据在使上述辅助光部以第2发光量发光的状态下检测到的上述对比度值，选择上述第I对比度值和第2对比度值中的任意一方来检测上述摄影镜头的对焦位置。
7.根据权利要求6所述的照相机，其中， 上述控制部在上述摄影镜头的不同位置处上述对比度值的变化率小于第2预定值的情况下，根据上述第I对比度值检测上述摄影镜头的对焦位置，在上述对比度值的变化率大于第2预定值的情况下，根据上述第2对比度值检测上述摄影镜头的对焦位置。
8.一种照相机，其具有经由摄影镜头拍摄被摄体像的摄像元件，其中，该照相机具有 对比度检测部，其根据由上述摄像元件取得的图像数据检测对比度值；辅助光部，其以第I发光量发光来照明被摄体；以及 控制部，其移动上述摄影镜头，并根据在上述摄影镜头的不同位置处由上述对比度检测部检测到的对比度值，检测上述摄影镜头的对焦位置， 上述控制部在利用上述摄像元件取得任意的图像数据时使上述辅助光部以第I发光量发光或灭灯，并且根据在使上述辅助光部以第I发光量发光的状态下由上述对比度检测部检测到的第I对比度值、或在使上述辅助光部灭灯的状态下检测到的第2对比度值中的一方，检测上述摄影镜头的对焦位置。
9.根据权利要求8所述的照相机，其中， 上述控制部按照时间序列变更上述摄影镜头的位置，并且对应于上述摄影镜头的位置而使上述辅助光部交替进行第I发光量的发光和灭灯，并利用上述对比度检测部检测上述第I对比度值和第2对比度值。
10.根据权利要求8所述的照相机，其中， 该照相机具有被摄体亮度检测部，该被摄体亮度检测部根据由上述摄像元件取得的图像数据检测被摄体亮度值， 上述控制部根据在使上述辅助光部灭灯的状态下检测到的上述被摄体亮度值，选择上述第I对比度值和第2对比度值中的任意一方来检测上述摄影镜头的对焦位置。
11.根据权利要求10所述的照相机，其中， 上述控制部在上述摄影镜头的不同位置处由上述被摄体亮度检测部检测到的上述被摄体亮度值的变化率在预定值以下的情况下，根据上述第I对比度值检测上述摄影镜头的对焦位置，在上述被摄体亮度值的变化率大于预定值的情况下，根据上述第2对比度值检测上述摄影镜头的对焦位置。
12.根据权利要求10所述的照相机，其中， 上述控制部与选择上述第I对比度值和第2对比度值中的任意一方对应，选择第I发光量和灭灯中的任意一方来使上述辅助光部发光，并且增加移动上述摄影镜头的速度来移动上述摄影镜头，检测对焦位置。
13.根据权利要求8所述的照相机，其中， 上述控制部根据在使上述辅助光部灭灯的状态下检测到的上述对比度值，选择上述第I对比度值和第2对比度值中的任意一方来检测上述摄影镜头的对焦位置。
14.根据权利要求13所述的照相机，其中， 上述控制部在上述摄影镜头的不同位置处上述对比度值的变化率小于第2预定值的情况下，根据上述第I对比度值检测上述摄影镜头的对焦位置，在上述对比度值的变化率大于第2预定值的情况下，根据上述第2对比度值检测上述摄影镜头的对焦位置。
15.一种照相机，其具有经由摄影镜头拍摄被摄体像的摄像元件，其中，该照相机包括 对比度检测部，其根据由上述摄像元件取得的图像数据检测对比度值； 辅助光部，其以第I发光量发光来照明被摄体；以及 控制部，其选择第I焦点调节模式、第2焦点调节模式和第3焦点调节模式中的任意一个进行上述摄影镜头的焦点调节，在所述第I焦点调节模式中，一边移动上述摄影镜头，一边根据在上述摄影镜头的多个位置处以上述第I发光量发光而由上述对比度检测部检测到的第I对比度值，检测上述摄影镜头的对焦位置，在所述第2焦点调节模式中，一边移动上述摄影镜头，一边根据在上述摄影镜头的多个位置处灭灯而由上述对比度检测部检测到的第2对比度值，检测上述摄影镜头的第2对焦位置，在所述第3焦点调节模式中，一边移动上述摄影镜头，一边交替反复上述第I发光量的发光和灭灯来检测上述第I对比度值和第2对比度值。
16.根据权利要求15所述的照相机，其中， 该照相机具有被摄体亮度检测部，该被摄体亮度检测部根据由上述摄像元件取得的图像数据检测被摄体亮度值， 上述控制部选择上述第3焦点调节模式而开始焦点调节，根据在使上述辅助光部灭灯的状态下检测到的上述被摄体亮度值，切换为上述第I焦点调节模式和第2焦点调节模式中的任意一方，进行上述摄影镜头的焦点调节。
17.根据权利要求16所述的照相机，其中， 上述控制部在上述摄影镜头的不同位置处由上述被摄体亮度检测部检测到的被摄体亮度值的变化率在第I预定值以下的情况下，切换为上述第I焦点调节模式，根据上述第I对比度值检测上述摄影镜头的对焦位置，在上述被摄体亮度值的变化率在第I预定值以上的情况下，切换为上述第2焦点调节模式，根据第2对比度值检测上述摄影镜头的对焦位置。
18.根据权利要求16所述的照相机，其中， 上述控制部与从上述第3焦点调节模式切换为上述第I焦点调节模式和第2焦点调节模式中的任意一方对应，增加移动上述摄影镜头的速度来移动上述摄影镜头，并检测对焦位置。
19.根据权利要求15所述的照相机，其中， 上述控制部选择上述第3焦点调节模式而开始焦点调节，根据在使上述辅助光部灭灯的状态下检测到的上述第2对比度值，切换为上述第I焦点调节模式和第2焦点调节模式中的任意一方，检测上述摄影镜头的对焦位置。
20.根据权利要求19所述的照相机，其中， 上述控制部在上述摄影镜头的不同位置处上述第2对比度值的变化率小于第2预定值的情况下，切换为上述第I焦点调节模式，根据第I对比度值检测上述摄影镜头的对焦位置，在上述第2对比度值的变化率大于第2预定值的情况下，切换为上述第2焦点调节模式，根据第2对比度值检测上述摄影镜头的对焦位置。
全文摘要
本发明提供一种具有焦点检测装置的照相机，即使处于使用辅助光的环境也能够进行高速的焦点调节动作。该照相机扫描摄影镜头(11)，并且AF辅助光源(35)交替反复亮灯和灭灯，AF评价值计算电路(19)在摄影镜头(11)的不同位置处计算AF评价值。通过选择基于AF辅助光源(35)亮灯时的AF评价值曲线(AFV1)的峰值的对焦位置(P2)、和基于AF辅助光源(35)灭灯时的AF评价值曲线(AFV2)的峰值的对焦位置(P1)中的任意一个检测摄影镜头(11)的对焦位置。
文档编号H04N5/232GK102879975SQ201210244258
公开日2013年1月16日 申请日期2012年7月13日 优先权日2011年7月14日
发明者伊东觉 申请人:奥林巴斯映像株式会社