CN100418359C - 自动焦点调节装置和焦点调节方法 - Google Patents

Abstract

自动焦点调节装置和焦点调节方法。一种自动焦点调节装置，对所拍摄的数字图像信号进行扫描来生成亮度信号，评价该亮度信号的对比度，根据该评价进行对焦驱动，其中，上述扫描至少包括锯齿状扫描的部分。这样，对在水平方向上不具有高频成分的被摄物体的焦点调节变得容易。本发明也可以作为方法来理解。

Description

自动焦点调节装置和焦点调节方法

技术领域

本发明涉及自动焦点调节装置和焦点调节方法，具体涉及使用摄像元件进行焦点调节的自动焦点调节装置和焦点调节方法。

背景技术

由摄像元件所取得的图像信号内所包含的高频成分(高对比度部分)的电压电平与对焦状态对应。关注该性质，通过把对焦镜头驱动到高频成分的电压电平为最大的位置来进行对焦的自动对焦方式是以往公知的。这种自动对焦方式被称为所谓的“爬山伺服(hill climbing servo)方式”或“对比度方式”等。

这里，在以往的爬山伺服方式的对焦中，在水平方向对图像信号进行扫描来提取高频成分。因此，即使被摄物体是高对比度，对于横条纹那样在水平方向上不具有高频成分的被摄物体，也很难进行准确的对焦。

因此，提出了以下各种提案：不仅提取水平方向，而且提取垂直方向的高频成分，对于在水平方向不具有高频成分的被摄物体也能进行准确的对焦。

在例如日本特开平6-350902号公报中，针对每1行读出预定位置的像素，以便沿着斜度为45度的方向读出存储在存储器内的亮度信号。

并且，在日本特开2002-303780号公报中，把1帧图像转换成亮度信号，在画面上设置成圆形的焦点检测区域内，沿通过上述圆的中心的弦的方向对该亮度信号进行扫描，算出对比度值。

并且，在日本专利第2843981号公报中，从图像信号的水平方向的低频成分中提取垂直方向的高频成分。

这里，日本特开平6-350902号公报和日本特开2002-303780号公报的方法可提取水平方向和垂直方向的高频成分。然而，为此必须保存所有行的对焦区域内的图像信号。因此，存储器容量增大，并且图像信号的处理时间也增大。

并且，日本专利第2843981号公报的方法由于电路复杂，并且在垂直方向可提取的高频成分也少，因而不能期望获得太大的效果。

近年，数字照相机的小型化和低价化正在发展中，对于存储器和器件等受到限制的***，在电路设计的难易度方面和成本方面，需要更有效的技术。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而提出的，本发明的目的是提供自动焦点调节装置和焦点调节方法，不会增大存储器容量和电路规模，能够对在水平方向上不具有高频成分的被摄物体进行对焦。

本发明的自动焦点调节装置对所拍摄的数字图像信号进行扫描而生成亮度信号，评价该亮度信号的对比度，根据该评价进行对焦驱动，其中，上述扫描至少包括锯齿状地扫描的部分。

作为具体结构，自动焦点调节装置具有：摄像元件，其对被摄物体进行摄像来取得图像信号；A/D转换电路，其把由所述摄像元件所取得的图像信号转换成数字图像信号；对比度取得部，其根据由所述A/D转换电路所取得的数字图像信号，生成按至少包括锯齿状地扫描的部分的方式扫描的亮度信号，从该生成的亮度信号取得对比度值；累计加法部，其将由所述对比度取得部取得的对比度值进行累计相加，运算对比度评价值；以及对焦镜头驱动部，其把对焦镜头驱动到由所述累计加法部所运算的对比度评价值为最大的位置处。

并且，本发明也能作为方法来理解。

这样，可从按至少包括锯齿状地扫描的部分的方式扫描的亮度信号同时取得对比度值的水平方向成分和垂直方向成分。

根据本发明，可提供不会增大存储器容量和电路规模，能够对在水平方向上不具有高频成分的被摄物体进行对焦的自动焦点调节装置和焦点调节方法。

本发明涉及一种焦点调节方法，其特征在于，对被摄物体进行摄像来取得图像信号；把所述所取得的图像信号转换成数字图像信号；由所述转换后的数字图像信号生成亮度信号；按至少包括锯齿状扫描的部分的方式对所述生成的亮度信号进行扫描，取得对比度值；将所述取得的对比度值进行累计相加，运算对比度评价值；以及把对焦镜头驱动到所述运算的对比度评价值为最大的位置处。

本发明还涉及一种焦点调节方法，包括：对被摄物体进行摄像来取得图像信号；把所述图像信号转换成数字图像信号；按至少包括锯齿状扫描的部分的方式对所述数字图像信号进行扫描；由扫描后的数字图像信号生成亮度信号，并从生成的亮度信号取得对比度值；将所述取得的对比度值进行累计相加，运算对比度评价值；以及根据所述对比度评价值，驱动摄像镜头来调节焦点。

附图说明

参照以下说明、所附权利要求以及附图，将更好地理解本发明的装置和方法的上述和其它特征、方面和优点。

图1是示出安装有本发明的第1实施方式的自动焦点调节装置的数字照相机的结构的图；

图2是示出AF处理整体流程的流程图；

图3A-3B是用于对爬山伺服方式的AF进行说明的图；

图4是示出AF评价值取得流程的流程图；

图5A-5C是用于对在提取对比度值之前的流程进行说明的图；

图6是示出第1实施方式中的用于求出AF评价值的AF部的结构的图；

图7是用于对从数字图像信号到亮度信号的转换进行说明的图；

图8是用于对从数字图像信号到亮度信号的转换进行说明的时序图；

图9是用于对亮度信号的锯齿状扫描进行说明的图；

图10是用于对第1实施方式中的切换电路的动作进行说明的时序图；

图11是示出第2实施方式中的用于求出AF评价值的AF部的结构的图；

图12是用于对数字图像信号的锯齿状扫描进行说明的图；

图13是用于对第2实施方式中的切换电路的动作进行说明的时序图；

图14A-14C是示出第3实施方式中的V宽度的变更例的图；

图15A-15C是示出第3实施方式中的斜度的变更例的图；

图16是示出第3实施方式中的AF部的结构的图；以及

图17是示出第3实施方式中的AF部的结构的变形例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选实施例进行说明。

[第1实施方式]

图1是示出安装有本发明的第1实施方式的自动焦点调节装置的数字照相机的结构的图。这里，图1的数字照相机是可进行爬山伺服方式的自动焦点调节的照相机。

在图1中，CPU 1进行数字照相机内的各电路的控制。并且，在该CPU 1内部设置有自动曝光检测(AE)部1a、自动焦点检测(AF)部1b、ROM 1c以及RAM 1d。AE部1a运算用于运算曝光量的AE评价值。AF部1b运算用于执行爬山伺服AF的AF评价值。并且，ROM 1c存储由CPU 1执行的各种程序和数字照相机的各种调整数据。RAM 1d临时存储AE部1a或AF部1b等中的各种运算结果。

并且，在图1中，光圈兼用的快门2构成为可通过由CPU 1控制的快门驱动电路3来开闭，对来自被摄物体(未作图示)的光束的入射光量进行调整，或者对摄像元件6进行遮光。在快门2的后方配置有镜头组4。该镜头组4由对焦镜头和变焦镜头等多个镜头构成，使通过快门2入射的光束在后方的摄像元件6上成像。并且，镜头组4的各镜头由作为对焦镜头驱动部的变焦/对焦驱动电路5在其光轴方向上驱动。这样，进行焦点调节控制和变焦控制。变焦/对焦驱动电路5由CPU 1控制。

摄像元件6针对各像素将与入射的光束的光量对应的图像信号输出到A/D转换电路7。A/D转换电路7把输入的图像信号转换成数字图像信号，把转换后的数字图像信号分别输入到AE部1a、AF部1b以及图像处理部(图像处理电路)8。

图像处理部8进行以下等众所周知的图像处理，即：校正图像的白平衡的白平衡处理，将RGB拜尔(Bayer)信号分割成3帧的同时化处理，以及进行图像灰度校正的灰度校正处理。图像处理部8采用JPEG(联合图像专家组)方式等众所周知的方式对进行了图像处理后的数字图像信号进一步进行压缩处理，把进行了压缩处理后的数字图像信号记录在存储卡9等记录介质内。并且，把图像存储器10设置为图像处理部8中的各种图像处理时的缓冲存储器。

并且，显示部11显示在图像处理部8中进行了图像处理后的图像。另外，显示部11在进行AF时也进行焦点检测区域(AF区域)的显示。

并且，由图像处理部8处理后的图像通过接口(I/F)12也能传送到数字照相机外部的PC等装置。

并且，操作键13与CPU 1连接。该操作键是图1的数字照相机的各种操作键。当由用户操作了操作键13时，与该操作状态对应的信号被输入到CPU 1。CPU 1根据该输入的信号的内容执行各种处理。

并且，闪光灯电路14与CPU 1连接。CPU 1进行控制以在曝光时在被摄物体暗的情况等下从闪光灯电路14向被摄物体照射辅助光。

并且，电源电路15与CPU 1连接。该电源电路15由例如AC/DC转换器等构成，在把未作图示的电池的电源转换成在各电路中使用的直流电力之后，提供给图1的各电路。

下面，对第1实施方式中的焦点调节方法进行说明。图2是示出AF处理的整体流程的流程图。这种AF处理由CPU 1控制。另外，假定图2的AF处理是爬山伺服方式的AF处理。

当AF处理开始时，CPU 1进行数字照相机内的AF处理相关的各电路的初始设定(步骤S1)。在该初始设定中，CPU 1将例如RAM 1d等存储器的保存数据等复位。并且，根据当前的对焦镜头位置和场景等各条件，确定对焦镜头的驱动开始时的方向。进而，取得当前的对焦镜头位置的AF评价。这里所取得的AF评价值成为后面处理的基准值。

然后，CPU 1通过变焦/对焦驱动电路5对镜头组4内部的对焦镜头进行预定量的驱动(步骤S2)。然后，CPU 1根据在步骤S2的对焦镜头位置时摄像元件6的输出，使AF部1b运算作为对比度评价值的AF评价值(步骤S3)。该AF评价值的运算在后面描述。

在步骤S3运算了AF评价值之后，CPU 1判断所运算的AF评价值比在步骤S1的初始设定时所取得的基准值增加或减少的部分是否大于等于一定值(步骤S4)。在步骤S4的判断中，在AF评价值的变化没有大于等于一定值的情况下，回到步骤S3，由AF部1b再次运算AF评价值。

另一方面，在步骤S4的判断中，在AF评价值的变化大于等于一定值的情况下，把步骤S4分支到步骤S5，CPU 1使对焦镜头被驱动(步骤S5)。此时，在AF评价值向增加方向变化了的情况下，使得在与前次相同的方向上驱动对焦镜头。另一方面，在AF评价值在减少方向上变化了的情况下，使得在与前次相反的方向上驱动对焦镜头。

在使得对焦镜头被驱动后，使AF部1b再次运算AF评价值(步骤S6)。然后，CPU 1判断在步骤S6运算的AF评价值与前次所取得的AF评价值相比是否增加(步骤S7)。在步骤S7的判断中AF评价值增加的情况下，回到步骤S5，使得在与前次相同的方向上驱动对焦镜头。

并且，在步骤S7的判定中AF评价值未增加的情况下，把步骤S7分支到步骤S8，CPU 1判断AF评价值的减少部分是否大于等于一定值(步骤S8)。在步骤S8的判定中AF评价值的减少部分没有大于等于一定值的情况下，回到步骤S5，使得在与前次相同的方向上驱动对焦镜头。

另一方面，在步骤S8的判定中AF评价值的减少部分大于等于一定值的情况下，前次的AF评价值是AF评价值的最大值。在该情况下，把步骤S8分支到步骤S9，CPU 1使对焦镜头被驱动到AF评价值为最大的对焦镜头位置处(步骤S9)，结束AF处理。

这样，如图3A所示，在依次变更对焦镜头位置的同时，进行AF评价值的运算。然后，检测如图3B所示AF评价值为最大的对焦镜头位置，把对焦镜头驱动到该对焦镜头位置。即，AF评价值为最大的对焦镜头位置是图像对比度最高的位置，可把根据所检测出的AF评价值、通过插值运算所求出的位置认为是对焦位置。

下面，对步骤S3和步骤S6的AF评价值的运算进行说明。图4是示出AF评价值取得流程的流程图。另外，AE时的AE评价值也与AF评价值大致同样地取得。因此，省略对AE评价值运算的详细说明。

当数字图像信号被输入到AF部1b时，AF部1b把所输入的数字图像信号转换成亮度信号(步骤S21)。通过把图像信号转换成亮度信号，从而把图5A所示的有色图像转换成图5B所示的无色而只有灰度的图像(即黑白图像)。另外，AF评价值仅根据图5A所示的AF区域100内的图像信号而求出。这是因为，为了缩短运算时间，以及为了可把主要被摄物体和背景被摄物体分离开，仅求出与主要被摄物体相关的AF评价值。这样通过把主要被摄物体和背景被摄物体分离开，即使在主要被摄物体和背景被摄物体混合存在的场景中，也能准确地对主要被摄物体进行对焦。

然后，AF部1b将在步骤S21中取得的亮度信号重新排列成锯齿状(步骤S22)。该重新排列在后面描述。然后，对进行了重新排列后的亮度信号实施低通滤波(LPF)处理，去除高频噪声成分(步骤S23)。之后，实施高通滤波(HPF)处理，提取图像的高频成分，即对比度值(步骤S24)。这里，在HPF处理中进行去除小于等于预定的低频截止频率的亮度信号的处理。这样提取对比度值的处理相当于提取图5C所示的图像的特征部(例如，轮廓)的处理。

在步骤S24中提取出对比度值之后，对所提取的对比度值进行累计相加，求出AF评价值(步骤S25)。

图6是示出第1实施方式中的用于求出AF评价值的AF部1b的结构的图。如图6所示，AF部1b具有：行存储器21，亮度信号生成电路(亮度信号生成部)22，亮度信号重新排列电路(亮度信号重新排列部)23，带通滤波器(BPF)24，以及累计加法电路25。这里，由亮度信号生成电路22、亮度信号重新排列电路23以及带通滤波器24构成对比度取得电路(对比度取得部)。

从A/D转换电路7把图5A的AF区域100内的数字图像信号输入到AF部1b。输入到AF部1b的数字图像信号分别被输入到行存储器21和亮度信号生成电路22。行存储器21将所输入的数字图像信号延迟1行后输出到亮度信号生成电路22。这样，2个数字信号即未进行延迟的数字图像信号和延迟了1行后的数字图像信号被输入到亮度信号生成电路22。这里，通过针对图7的虚线框所示的每4个像素的数字图像信号进行Y＝αR+βG+γB的运算来求出1像素的亮度信号Y。这里，R是图像信号的红色成分，G是绿色成分，B是蓝色成分，α、β、γ是加权系数。图8是用于对从图像信号到亮度信号的转换进行说明的时序图。如图8所示，通过对从A/D转换电路7不进行延迟即输入到亮度信号生成电路22中的数字图像信号的2个像素、和经由行存储器21延迟了1行后输入到亮度信号生成电路22中的数字图像信号的2个像素进行上式运算来生成1像素的亮度信号。另外，在上式中，在例如NTSC信号的情况下，用于求出亮度信号的系数为α＝0.3、β＝0.59、γ＝0.11。并且，由于在图7所示的4个像素(RGB拜尔排列)内G成分有2个像素，因而针对G成分使用2个像素的平均值。

由亮度信号生成电路22所生成的亮度信号被输入到亮度信号重新排列电路23。亮度信号重新排列电路23把从亮度信号生成电路22输入的亮度信号重新排列成可按至少包括锯齿状扫描的部分的方式来扫描。这里，“至少包括锯齿

扫描的部分的扫描”是如图9所示，对于从亮度信号生成电路22输入的AF区域101内的亮度信号，如参照符号101a所示在垂直方向上具有预定宽度(在图9的例中为3行)、沿着倾斜方向进行扫描。另外，在进行锯齿状扫描时，优选的是使AF区域101的上端及下端与锯齿的极点位置(锯齿的上端和下端)一致。这样，可提高AF区域的显示位置和AF评价值的检测范围的一致度。

下面，对进行亮度信号的重新排列的亮度信号重新排列电路23进行说明。在图6中，亮度信号重新排列电路23具有作为延迟电路(延迟部)的至少一个行存储器(在图6中为行存储器23a、23b两个)、作为亮度信号重新排列电路(亮度信号重新排列部)的开关23c以及切换电路23d。在图6中，亮度信号生成电路22的输出与触点a连接，通过行存储器23a与触点b连接，以及通过行存储器23b与触点c连接。这些触点a～c通过开关23c与切换电路23d连接。切换电路23d的输出与BPF 24连接。

行存储器23a把从亮度信号生成电路22输入的亮度信号延迟1行后输出到触点b。并且，行存储器23b把从亮度信号生成电路22输入的亮度信号延迟2行后输出到触点c。

切换电路23d进行开关23c的切换，以进行图9所示的重新排列。图10是用于对切换电路23d的开关切换进行说明的时序图。

如图10所示，切换电路23d首先把开关23c切换到触点a，读出参照符号111所示的亮度信号Y(1、3)。然后，切换电路23d把开关23c切换到触点b，读出参照符号112所示的亮度信号Y(2、2)。然后，切换电路23d把开关23c切换到触点c，读出参照符号113所示的亮度信号Y(3、1)。然后，切换电路23d把开关23c切换到触点b，读出参照符号114所示的亮度信号Y(4、2)。然后，切换电路23d把开关23c切换到触点a，读出参照符号115所示的亮度信号Y(5、3)。

以后同样，切换电路23d按照触点a、触点b、触点c、触点b、触点a…的顺序切换开关23c，从而把亮度信号按照图9的参照符号101b所示的顺序输入到BPF 24。

作为对比度提取部的BPF 24由低通滤波器(LPF)和高通滤波器(HPF)构成，进行高频噪声成分的去除以及从亮度信号中提取对比度值。由BPF24所取得的对比度值被输入到累计加法电路25。累计加法电路25将对比度值进行累计相加来运算AF评价值。CPU 1根据由累计加法电路25所运算的AF评价值，进行图2的步骤S4、步骤S7以及步骤S8的处理。

如以上说明那样，在第1实施方式中，通过进行亮度信号的重新排列以便能按锯齿状对亮度信号进行扫描，由此可同时提取对比度值的水平方向成分和垂直方向成分。这样，即使对于在水平方向上没有高对比度部分的被摄物体，也能进行准确的对焦。

并且，由于第1实施方式没有必要进行AF区域内的所有像素的读出，因而可节约存储器容量。

这里，为了按锯齿状读出亮度信号，可以按锯齿状来配置摄像元件的像素。然而，在该情况下，对于电路和元件产生制约。相比之下，在第1实施方式中，由于可以不变更摄像元件的像素排列，因而可缩小电路规模，也无损于设计的自由度。

[第2实施方式]

下面，对本发明的第2实施方式进行说明。第2实施方式是按锯齿状对数字图像信号而不是亮度信号进行扫描的例子。图11是示出第2实施方式中的AF部1b中的用于求出AF评价值的结构的图。如图11所示，AF部1b具有：数字图像信号重新排列电路26，亮度信号生成电路22，带通滤波器(BPF)24，以及累计加法电路25。这里，亮度信号生成电路22相当于亮度信号提取电路(亮度信号提取部)。

在第2实施方式中，A/D转换电路7的输出被输入到数字图像信号重新排列电路26。数字图像信号重新排列电路26由作为延迟电路(延迟部)的多个行存储器26a、26b、26c，作为数字图像信号重新排列电路(数字信号重新排列部)的开关26d，以及切换电路26e构成。在图11中，A/D转换电路7的输出与触点a连接，通过行存储器26a与触点b连接，通过行存储器26b与触点c连接，以及通过行存储器26c与触点d连接。这些触点a～d通过开关26d与切换电路26e连接。切换电路26e的输出与BPF 24连接。

这种数字图像信号重新排列电路26进行数字图像信号的扫描，以便在亮度信号生成电路22中生成按至少包括锯齿状扫描的部分的方式扫描的亮度信号。具体地说，如图12的参照符号201所示，输入到亮度信号生成电路22中的数字图像信号重新排列成虚线框201a所示的、能按锯齿状扫描的顺序。这样，生成图12的参照符号201b那样的亮度信号。

在图11中，行存储器26a将输入的数字图像信号延迟1行后输出到触点b。并且，行存储器26b将输入的数字图像信号延迟2行后输出到触点c。进而，行存储器26c将输入的数字信号延迟3行后输出到触点c。行存储器的数量比第1实施方式多是因为包括了用于生成亮度信号的1行延迟用的行存储器(相当于图6的行存储器21)。

图13是用于对数字图像信号的重新排列进行说明的时序图。在第2实施方式中，与第1实施方式不同，如图13所示，按每2个像素来进行开关26d的切换。

在图13中，切换电路26e把开关26d切换到触点a，读出2个像素的数字图像信号即参照符号211a所示的数字图像信号G(1、4)和参照符号211b所示的数字图像信号B(2、4)。然后，切换电路26e把开关26d切换到触点b，读出2个像素的数字图像信号即参照符号212a所示的数字图像信号R(1、3)和参照符号212b所示的数字图像信号G(2、3)。然后，亮度信号生成电路22根据这些所读出的4个像素的数字图像信号，生成1个像素的亮度信号。

在下一个读出定时，切换电路26e不进行开关26d的切换，读出2个像素的数字图像信号即参照符号212b所示的数字图像信号G(2、3)和参照符号212c所示的数字图像信号R(3、3)。然后，切换电路26e把开关26d切换到触点c，读出2个像素的数字图像信号即参照符号213a所示的数字图像信号B(2、2)和参照符号213b所示的数字图像信号G(3、2)。

在下一个读出定时，切换电路26e不进行开关26d的切换，读出2个像素的数字图像信号即参照符号213b所示的数字图像信号G(3、2)和参照符号213c所示的数字图像信号B(4、2)。然后，切换电路26e把开关26d切换到触点d，读出2个像素的数字图像信号即参照符号214a所示的数字图像信号R(3、1)和参照符号214b所示的数字图像信号G(4、1)。

之后，切换电路26e进行开关23c的切换，以便按锯齿状对数字图像信号进行扫描，从而按照图12的顺序读出数字图像信号，依次转换成亮度信号。另外，亮度信号生成电路之后的BPF 24和累计加法电路25的动作与在第1实施方式中所说明的相同。

如以上说明那样，在第2实施方式中，通过进行数字图像信号的重新排列，以便生成按至少包括锯齿状扫描的部分的方式扫描的亮度信号，从而可达到与第1实施方式相同的效果。

[第3实施方式]

下面，对本发明的第3实施方式进行说明。第3实施方式可变更锯齿状扫描时的锯齿形状。另外，以下说明的例子以第1实施方式为例，然而也能把第3实施方式的方法应用于第2实施方式。

首先，在第3实施方式中，可变更亮度信号的垂直方向的读出宽度(称为V宽度)。例如，在把V宽度设定为2的情况下，可把锯齿形状设定为图14A所示的形状。并且，在把V宽度设定为3的情况下，可把锯齿形状设定为图14B所示的形状。在把V宽度设定为4的情况下，可把锯齿形状设定为图14C所示的形状。

并且，在第3实施方式中，也能变更锯齿的斜度，即变更水平方向的读出宽度(称为H宽度)和垂直方向读出宽度(V宽度)之比(V/H)。例如，在把V/H设定为1的情况下，可把锯齿形状设定为图15A所示的形状。另外，在把V/H设定为3/4的情况下，可把锯齿形状设定为图15B所示的形状，在把V宽度设定为4/3的情况下，可把锯齿形状设定为图15C所示的形状。

图16是用于进行图14和图15所示的锯齿形状的变更的AF部1b的结构的一例。另外，在图16中，省略了行存储器21、亮度信号生成电路22以及累计加法电路25的图示。

在图16中，与图6的不同点是，亮度信号重新排列电路23内的行存储器的数量不同，以及设置有扫描决定部23e。

在图16的行存储器中，行存储器33a是1行延迟用的行存储器，行存储器33b是2行延迟用的行存储器，行存储器33c是3行延迟用的行存储器，以及行存储器33d是4行延迟用的行存储器。通过使用该4个行存储器，可使V宽度在2～5之间变化。例如，在把V宽度设定为2的情况下，仅使用行存储器33a，在把V宽度设定为4的情况下，使用行存储器33a、行存储器33b以及行存储器33c三个行存储器。并且，H宽度可通过变更行存储器内的亮度信号的读出位置来变更。

并且，作为垂直方向宽度变更部和斜度变更部的扫描决定部23e根据摄影时的场景模式进行切换电路23d的控制。即，在扫描决定部23e内预先存储有图14和图15所示的锯齿形状，根据摄影时的场景模式控制由切换电路23d进行的开关23c的切换。

这里，摄影时的场景模式例如通过由用户来操作场景模式选择键13a来设定。另外，场景模式选择键13a包含在图1的操作键13内。

例如，山和海等具有水平方向的对比度成分少的趋势。因此，在对风景进行摄影的模式下，通过增大锯齿的V宽度和斜度，可取得较多的垂直方向的对比度成分。反之，建筑物等具有水平方向的对比度成分比垂直方向的对比度成分多的趋势。因此，在对建筑物等进行摄影的模式下，通过减小锯齿的V宽度和斜度，可取得较多的水平方向的对比度成分。

以下，对图16的具体动作进行说明。在进行例如图15B那样的读出的情况下，首先，扫描决定部23e向切换电路23d发送指示以把开关23c切换到触点a。这样，读出亮度信号Y(1、3)。然后，扫描决定部23e向切换电路23d发送指示，以把开关23c切换到触点b。这样，读出亮度信号Y(2、2)和亮度信号Y(3、2)。然后，扫描决定部23e向切换电路23d发送指示，以把开关23c切换到触点c。这样，读出亮度信号Y(4、1)。然后，扫描决定部23e向切换电路23d发送指示，以把开关23c切换到触点b。这样，读出亮度信号Y(5、2)和亮度信号Y(6、2)。然后，扫描决定部23e向切换电路23d发送指示，以把开关23c切换到触点a。这样，读出亮度信号Y(7、3)。然后，扫描决定部23e向切换电路23d发送指示，以把开关23c切换到触点b。这样，读出亮度信号Y(8、2)和亮度信号Y(9、2)。以下，通过进行同样的开关切换，进行图15B所示的读出。

这里，在图16中，在1个亮度信号重新排列电路内设置多个行存储器，根据V宽度使用预定数量的行存储器。然而，也可以如图17所示，设置多个亮度信号重新排列电路43a～43c，以便能够按照与场景模式对应的多个V宽度进行亮度信号的扫描。在该情况下，也可以根据亮度信号重新排列电路的V宽度来设置BPF。在图17的例中，低频截止频率低的BPF 44a与V宽度大的亮度信号重新排列电路43a连接，低频截止频率为中等程度的BPF 44b与V宽度为中等程度的亮度信号重新排列电路43b连接，低频截止频率低的BPF 44c与V宽度小的亮度信号重新排列电路43b连接。这些BPF 44a～44c分别与别的累计加法电路45a～45c连接。

在图17所示的结构中，从A/D转换电路7输出的数字图像信号被分别输入到亮度信号重新排列电路43a～43c。亮度信号重新排列电路43a～43c分别按不同的V宽度进行亮度信号的扫描，把该结果输出到后级的BPF。通过利用BPF 44a～44c去除小于等于单独设定的低频截止频率的成分的亮度信号，取得对比度值。

这里，在V宽度大的情况下，可把从低频成分到高频成分的宽范围的亮度信号输出到BPF，因而可降低BPF 44a的低频截止频率，取得宽范围的对比度值。相对的，在V宽度小的情况下，与V宽度大的情况相比更容易取出高频成分，因而提高BPF 44c的低频截止频率。根据这种结构，可提取更适合于摄影时的场景模式的对比度值。

由各个BPF取得的对比度值被输入到累计加法电路45a～45c。累计加法电路45a～45c将输入的对比度值进行累计相加，运算AF评价值。累计加法电路45a～45c的输出根据场景模式等被选择性地输出到CPU 1。

如以上说明那样，根据第3实施方式，可根据摄影时的场景模式变更锯齿形状，可进行与摄影时的被摄物体特性相符的AF。

另外，当然V宽度和锯齿形状不限于图14和图15所示。例如，在要增加V宽度的情况下，只要相应地增加行存储器即可。

尽管以上对本发明的优选实施例进行了图示和说明，然而当然应该理解的是，可在不脱离本发明精神的情况下，容易地进行形式或细节上的各种变形和变更。因此，这意味着，本发明不限于所说明和所例示的确切形式，而是构成为涵盖可以收在所附权利要求范围内的所有变形。

相关申请的交叉引用

本申请基于在2005年4月11日提交的在先日本专利申请第2005-113409号并主张优先权。

Claims (20)

1. 一种自动焦点调节装置，包括：

摄像元件，其对被摄物体进行摄像来取得图像信号；

A/D转换电路，其把由所述摄像元件取得的图像信号转换成数字图像信号；

对比度取得部，其根据由所述A/D转换电路所取得的数字图像信号，生成按至少包括锯齿状地扫描的部分的方式扫描的亮度信号，从该生成的亮度信号取得对比度值；

累计加法部，其将由所述对比度取得部取得的对比度值进行累计相加，运算对比度评价值；以及

对焦镜头驱动部，其把对焦镜头驱动到由所述累计加法部所运算的对比度评价值为最大的位置处。

2. 根据权利要求1所述的自动焦点调节装置，其中，

所述对比度取得部包含：

亮度信号生成部，其根据由所述A/D转换电路得到的数字图像信号生成亮度信号；

至少一个延迟部，其将由所述亮度信号生成部生成的亮度信号延迟；

亮度信号重新排列部，其根据由所述延迟部延迟后的亮度信号和由所述亮度信号生成部生成的亮度信号，把亮度信号重新排列以至少包括锯齿状扫描的部分；以及

对比度提取部，其对由所述亮度信号重新排列部重新排列成至少包括锯齿状扫描的部分的亮度信号进行扫描，提取对比度值。

3. 根据权利要求2所述的自动焦点调节装置，其中，

所述亮度信号重新排列部包含切换部，其把由所述延迟部延迟后的亮度信号和由所述亮度信号生成部生成的亮度信号选择性地输出到所述对比度提取部。

4. 根据权利要求1所述的自动焦点调节装置，其中，

所述对比度取得部包含：

至少2个延迟部，其将由所述A/D转换电路得到的数字图像信号延迟；

数字图像信号重新排列部，其把由所述延迟部延迟后的至少2个数字图像信号和由所述A/D转换电路得到的数字图像信号重新排列，以得到按至少包括锯齿状扫描的部分的方式扫描的亮度信号；以及

亮度信号提取部，其对由所述数字图像信号重新排列部重新排列后的数字图像信号进行扫描，提取按至少包括锯齿状扫描的部分的方式扫描的亮度信号。

5. 根据权利要求4所述的自动焦点调节装置，其中，

所述数字图像信号重新排列部包含切换部，其把由所述延迟部延迟后的数字图像信号和由所述A/D转换电路得到的数字图像信号选择性地输出到所述亮度信号提取部。

6. 根据权利要求2所述的自动焦点调节装置，其中，

所述至少包括锯齿状扫描的部分的扫描是在垂直方向上具备预定宽度、沿着倾斜方向对所述亮度信号或所述数字图像信号进行扫描；

上述自动焦点调节装置还具有垂直方向宽度变更部，其用于变更所述垂直方向的预定宽度。

7. 根据权利要求4所述的自动焦点调节装置，其中，

所述至少包括锯齿状扫描的部分的扫描是在垂直方向上具备预定宽度、沿着倾斜方向对所述亮度信号或所述数字图像信号进行扫描；

上述自动焦点调节装置还具有垂直方向宽度变更部，其用于变更所述垂直方向的预定宽度。

8. 根据权利要求2所述的自动焦点调节装置，其中，

所述至少包括锯齿状扫描的部分的扫描是在垂直方向上具备预定宽度、沿着倾斜方向对所述亮度信号或所述数字图像信号进行扫描；

上述自动焦点调节装置还具有斜度变更部，其用于变更所述锯齿状扫描中的斜度。

9. 根据权利要求4所述的自动焦点调节装置，其中，

所述至少包括锯齿状扫描的部分的扫描是在垂直方向上具备预定宽度、沿着倾斜方向对所述亮度信号或所述数字图像信号进行扫描；

上述自动焦点调节装置还具有斜度变更部，其用于变更所述锯齿状扫描中的斜度。

10. 根据权利要求6所述的自动焦点调节装置，其中，

所述垂直方向的宽度根据摄影时的场景模式而改变。

11. 根据权利要求7所述的自动焦点调节装置，其中，

所述垂直方向的宽度根据摄影时的场景模式而改变。

12. 根据权利要求8所述的自动焦点调节装置，其中，

所述斜度根据摄影时的场景模式而改变。

13. 根据权利要求9所述的自动焦点调节装置，其中，

所述斜度根据摄影时的场景模式而改变。

14. 根据权利要求6所述的自动焦点调节装置，其中，

所述对比度提取部中包括高通滤波器；

所述高通滤波器的低频截止频率根据所述垂直方向的宽度而改变。

15. 根据权利要求7所述的自动焦点调节装置，其中，

所述对比度提取部中包括高通滤波器；

所述高通滤波器的低频截止频率根据所述垂直方向的宽度而改变。

16. 根据权利要求8所述的自动焦点调节装置，其中，

所述对比度提取部中包括高通滤波器；

所述高通滤波器的低频截止频率根据所述斜度而改变。

17. 根据权利要求9所述的自动焦点调节装置，其中，

所述对比度提取部中包括高通滤波器；

所述高通滤波器的低频截止频率根据所述斜度而改变。

18. 根据权利要求1所述的自动焦点调节装置，还包括显示部，其显示检测所述对比度评价值的检测区域；

其中，所述检测区域的上端和下端分别与至少包括锯齿状扫描的部分的扫描中的作为极点的像素位置一致。

19. 一种焦点调节方法，其特征在于，

对被摄物体进行摄像来取得图像信号；

把所述所取得的图像信号转换成数字图像信号；

由所述转换后的数字图像信号生成亮度信号；

按至少包括锯齿状扫描的部分的方式对所述生成的亮度信号进行扫描，取得对比度值；

将所述取得的对比度值进行累计相加，运算对比度评价值；以及

把对焦镜头驱动到所述运算的对比度评价值为最大的位置处。

20. 一种焦点调节方法，包括：

对被摄物体进行摄像来取得图像信号；

把所述图像信号转换成数字图像信号；

按至少包括锯齿状扫描的部分的方式对所述数字图像信号进行扫描；

由扫描后的数字图像信号生成亮度信号，并从生成的亮度信号取得对比度值；

将所述取得的对比度值进行累计相加，运算对比度评价值；以及

根据所述对比度评价值，驱动摄像镜头来调节焦点。

Images