CN103402051A - 焦点调节设备和焦点调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焦点调节设备和焦点调节方法。在接收到指示之前，该焦点调节设备通过在移动调焦透镜的同时检测焦点信号，识别要聚焦的被摄体区域。当接收到该指示时，该焦点调节设备基于所识别出的要聚焦的被摄体区域的焦点信号移动调焦透镜，以检测焦点信号并进行调焦透镜的焦点调节。

Description

焦点调节设备和焦点调节方法

本申请是申请日为2010年2月20日、申请号为201010117064.1、发明名称为“焦点调节设备和焦点调节方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种焦点调节设备和焦点调节方法。更具体地，本发明涉及一种自动调焦技术。

背景技术

根据传统方法，电子静态照相机(或摄像机)能够通过将对焦(in-focus)位置设置成可以使从使用电荷耦合器件(CCD)的图像传感器所获得的亮度信号的高频成分最大化的透镜位置，来进行自动调焦(以下称之为“AF”)处理。

传统扫描方法包括：存储各扫描中基于在驱动透镜时从图像传感器所获得的亮度信号的高频成分的焦点评价值、并将与所存储的值的最大值相对应的透镜位置指定为对焦位置。

作为另一方法，爬山(hill-climbing)(以下称之为“连续AF”)方法包括：在预定方向上移动透镜以增大焦点评价值、并且将可以最大化焦点评价值的位置指定为对焦位置。

如日本专利04106485号所述，通过在指示拍摄准备操作之前进行连续AF处理以保持对焦状态，由于可以有效地缩小响应于拍摄准备指示而进行的AF扫描操作中的调焦透镜的移动范围，因而可以缩短AF操作所需的时间。

在上述连续AF处理中，如果在预定方向上移动透镜以增大焦点评价值，则在没有识别出图像平面上要聚焦的区域的情况下，可能不能快速聚焦要拍摄的被摄体。

根据日本专利04106485号所述的方法，与扫描处理相结合进行连续AF处理，以快速完成调焦操作。然而，在这种情况下，在用户要聚焦的图像平面上没有识别出要聚焦的目标被摄体(以下称之为“主被摄体”)。因此，可能存在未能聚焦主被摄体的拍摄场景。

发明内容

根据本发明的一方面，一种焦点调节设备，包括：接收单元，用于接收用于焦点调节的指示；摄像单元，用于拍摄通过调焦透镜输入的被摄体的图像，并输出图像数据；设置单元，用于设置焦点检测区域，以检测所述调焦透镜的聚焦状态；以及焦点调节单元，用于在移动所述调焦透镜的同时检测表示所设置的焦点检测区域中的聚焦状态的焦点信号，并且基于所述焦点信号和调焦透镜位置移动所述调焦透镜，其中，所述焦点调节单元用于在所述接收单元接收到所述指示之前，通过在移动所述调焦透镜的同时检测所述焦点信号，来识别要聚焦的被摄体区域，并且在所述接收单元已接收到所述指示之后，基于与所识别出的被摄体区域有关的信息，通过在移动所述调焦透镜的同时检测所述焦点信号，来进行所述调焦透镜的焦点调节操作。

根据本发明的另一方面，一种焦点调节方法，包括：接收用于焦点调节的指示；拍摄通过调焦透镜输入的被摄体的图像，并输出图像数据；设置焦点检测区域，以检测所述调焦透镜的聚焦状态；在移动所述调焦透镜的同时检测表示所设置的焦点检测区域中的聚焦状态的焦点信号，与调焦透镜位置相关联地存储所检测到的焦点信号，并且基于所存储的信息移动所述调焦透镜；以及在接收到拍摄准备指示之前，通过在移动所述调焦透镜的同时检测所述焦点信号，来识别要聚焦的被摄体区域，并且在接收到所述拍摄准备指示之后，基于与所识别出的被摄体区域有关的信息，通过在移动所述调焦透镜的同时检测所述焦点信号，来进行所述调焦透镜的焦点调节操作。

根据本发明另一方面，一种焦点调节方法包括：接收用于焦点调节的指示；拍摄通过调焦透镜输入的被摄体的图像，并且输出图像数据；设置焦点检测区域，以检测所述调焦透镜的聚焦状态；在移动所述调焦透镜的同时检测表示所设置的焦点检测区域中的聚焦状态的焦点信号，并且基于所述焦点信号和调焦透镜位置移动所述调焦透镜；以及在接收到所述指示之前，通过在移动所述调焦透镜的同时检测所述焦点信号，来识别要聚焦的被摄体区域，并且在接收到所述指示之后，基于与所识别出的被摄体区域有关的信息，通过在移动所述调焦透镜的同时检测所述焦点信号，来进行所述调焦透镜的焦点调节操作。

通过以下参考附图对典型实施例的详细说明，本发明的其它特征和方面将变得明显。

附图说明

包含在说明书中并构成说明书一部分的附图示出了本发明的典型实施例、特征和方面，并与说明书一起用来解释本发明的原理。

图1是示出根据本发明典型实施例的电子照相机的结构的框图；

图2是示出根据本发明典型实施例的可由电子照相机进行的操作的流程图；

图3是示出根据本发明典型实施例的与图2所示的场景稳定判断处理有关的子例程的流程图；

图4是示出根据本发明典型实施例的与图2所示的面部检测AF扫描处理有关的子例程的流程图；

图5是示出根据本发明典型实施例的与图4、图11、图14和图21所示的场景变化判断处理有关的子例程的流程图；

图6是示出根据本发明典型实施例的与图4、图12和图15所示的对焦判断处理有关的子例程的流程图；

图7示出根据图6所示的流程图进行的对焦判断处理的方法的例子；

图8是示出根据本发明典型实施例的与图2所示的被摄体区域识别AF扫描处理有关的子例程的流程图；

图9示出根据图8所示流程图进行的AF框设置的例子；

图10是示出根据本发明典型实施例的与图8所示的前一参考判断处理有关的子例程的流程图；

图11是示出根据本发明典型实施例的与图8所示的前一参考AF扫描处理有关的子例程的流程图；

图12是示出根据本发明典型实施例的与图11和图14所示的主被摄体区域判断处理有关的子例程的流程图；

图13A～13C示出根据本发明典型实施例的在图11和图14所示的流程图中进行的主被摄体区域判断处理的例子；

图14是示出根据本发明典型实施例的与图8所示的区域AF扫描处理有关的子例程的流程图；

图15是示出根据本发明典型实施例的与图14所示的区域更新判断处理有关的子例程的流程图；

图16A和16B示出根据图15所示流程图进行的区域更新判断处理的例子；

图17是示出根据本发明典型实施例的与图8所示的均匀平面判断处理有关的子例程的流程图；

图18是示出根据本发明典型实施例的与图17所示的均匀平面判断处理有关的子例程的流程图；

图19A和19B示出根据图17所示流程图进行的均匀平面判断处理的例子；

图20是示出根据本发明典型实施例的与图8所示的调焦驱动处理有关的子例程的流程图；

图21是示出根据本发明典型实施例的与图2所示的连续AF处理有关的子例程的流程图；

图22是示出根据本发明典型实施例的与图2所示的场景不稳定判断处理有关的子例程的流程图；

图23是示出根据本发明典型实施例的与图2所示的摄像处理有关的子例程的流程图；

图24是示出根据本发明典型实施例的与图23所示的主曝光AF处理有关的子例程的流程图；

图25是示出根据本发明典型实施例的与图24所示的主曝光AF扫描处理有关的子例程的流程图；

图26是示出根据本发明典型实施例的与图23所示的主曝光处理有关的子例程的流程图。

具体实施方式

下面将参考附图详细说明本发明的各种典型实施例、特征和方面。

图1是示出根据本发明典型实施例的电子照相机的结构的框图。

该电子照相机包括具有变焦机构的拍摄镜头101、可以控制光量的光圈/快门102、以及AE处理单元103。该电子照相机还包括可以在后述的图像传感器上形成要拍摄的被摄体的图像的调焦透镜104、AF处理单元105、闪光灯单元106和电子闪光(EF)处理单元107。

该电子照相机还包括图像传感器108，其中，图像传感器108可以接收来自要拍摄的被摄体的反射光，并且通过光电转换输出电信号。该电子照相机还包括A/D转换单元109，其中，A/D转换单元109包括可以从图像传感器108的输出去除噪声成分的CDS电路和可以进行作为A/D转换前处理的放大处理的非线性放大电路。

该电子照相机还包括图像处理单元110、白平衡(WB)处理单元111、格式转换单元112和高速内置存储器(如随机存取存储器等，以下称之为“DRAM”)113。该电子照相机还包括图像记录单元114、***控制单元(以下称之为“CPU”)115、以及图像显示存储器(以下称之为“VRAM”)116，其中，图像记录单元114包括存储介质(例如，存储卡)和该存储介质的接口，CPU115可以进行包括拍摄序列的***控制。

该电子照相机还包括操作显示单元117、操作单元118、以及拍摄模式开关119，其中，操作显示单元117可以进行各种显示处理(例如，图像显示、操作辅助显示、照相机状态显示、拍摄图像平面显示和AF区域显示)，操作单元118使用户能够操作该照相机，拍摄模式开关119使用户能够进行拍摄模式设置(包括面部检测模式的ON/OFF切换)。

该电子照相机还包括主开关120、第一开关(以下称之为“SW1”)121、以及第二开关(以下称之为“SW2”)122，其中，按下主开关120可以接通***电源，SW1121使用户能够指示照相机开始拍摄准备(例如，AF和AE处理)，SW2122用作拍摄开关，在按下第一开关SW1之后按下SW2122以指示照相机开始拍摄操作。

该电子照相机还包括面部检测模块123，面部检测模块123可以基于由图像处理单元110处理后的图像信号进行面部检测处理，并且可以将一个或多个检测到的面部信息(例如，位置、大小和可靠性)发送至CPU115。面部检测方法与本发明无关，因此下面对其不进行详细说明。

该电子照相机还包括运动被摄体检测单元124，运动被摄体检测单元124可以检测图像平面中要拍摄的被摄体和/或背景的运动，并且可以将运动被摄体信息发送至***控制单元115。更具体地，运动被摄体检测单元124比较通过图像处理单元110按照时间顺序处理了的两张图像，以基于所获得的差异信息来检测要拍摄的被摄体或背景的运动被摄体信息(动作量、位置、范围等)。

该电子照相机还包括可以检测照相机自身的运动并将照相机运动信息发送至CPU115的角速度传感器单元125。可以使用角速度传感器单元125判断是以纵向状态还是以横向状态保持该照相机。

DRAM113可被用作存储图像数据的高速缓冲器，或者可被用作图像压缩/解压缩处理时的工作存储器。

例如，操作单元118包括菜单开关、变焦杆、以及工作模式选择开关，其中，菜单开关使用户能够进行各种设置(例如，摄像设备的摄像功能设置和图像重放设置等)，变焦杆使用户能够使拍摄镜头101进行变焦操作，工作模式选择开关使用户能够在拍摄模式和重放模式之间切换操作。

下面将参考图2所示的流程图说明根据本发明典型实施例的可由电子照相机进行的操作的例子。

首先，在步骤S201，CPU115检测指示拍摄准备操作的第一开关SW1的操作状态(ON/OFF)。如果判断为第一开关SW1处于ON状态(步骤S201为“是”)，则处理进入步骤S212。如果判断为第一开关SW1处于OFF状态(步骤S201为“否”)，则在步骤S202，CPU115根据下述过程进行场景稳定判断处理。

在步骤S203，CPU115判断通过步骤S202的判断处理是否确认了拍摄场景稳定。如果判断为拍摄场景仍不稳定(步骤S203为“否”)，则处理返回至步骤S201。

在本说明书的上下文中，可以将拍摄场景稳定的状态当作为要拍摄的被摄体是稳定的并且稳定地保持照相机机体的状态。

如果判断为拍摄场景已稳定(步骤S203为“是”)，则在步骤S204，CPU115判断被摄体的亮度是否等于或小于预定值。

如果判断为被摄体的亮度等于或小于预定值(步骤S204为“是”)，则在步骤S205，CPU115进行低照度AF框设置。在本说明书的上下文中，AF框(即，焦点检测区域)表示可以获取焦点评价值的区域。

此外，焦点评价值是表示通过图像处理单元110从作为根据图像传感器108所读取的模拟信号转换来的数字信号的图像信号中提取出的亮度信号的高频成分(特定频带信号成分)的值。

CPU115将焦点评价值与调焦透镜104的位置和AF框位置相关联地存储。焦点评价值的获取表示AF处理单元105为了进行AF控制中的判断而读取存储在CPU115中的焦点评价值。

在照度低的情况下，需要的曝光时间长，因此难以确保扫描中的足够的AF精度。因此，在本典型实施例中，当照度低时，不进行被摄体区域识别，并且对面部检测处理不进行扫描处理。在图像平面的中央区域处设置具有预定大小的单个AF框。

如果判断为被摄体的亮度大于预定值(步骤S204为“否”)，则在步骤S206，CPU115判断是否存在由面部检测模块123检测到的任意面部。

如果判断为检测到了任意面部(步骤S206为“是”)，则在步骤S207，CPU115根据下述过程进行面部检测AF扫描处理。然后，处理进入步骤S209。

如果判断为不存在由面部检测模块123检测到的任意面部(步骤S206为“否”)，则在步骤S208，CPU115根据下述过程进行被摄体区域识别AF扫描处理。

在步骤S209，CPU115根据下述过程进行连续AF处理。在步骤S210，CPU115根据下述过程进行场景不稳定判断处理。在步骤S211，CPU115判断通过步骤S210的判断处理是否已经确认了拍摄场景不稳定。

如果判断为拍摄场景不稳定(步骤S211为“是”)，则处理返回至步骤S201。如果判断为拍摄场景稳定(步骤S211为“否”)，则处理返回至步骤S209。在本说明书的上下文中，可以将拍摄场景不稳定的状态当作为要拍摄的被摄体不稳定并且不稳定地保持照相机机体的状态。

在步骤S212，CPU115将对焦程度判断标志设置成“FALSE”。在步骤S213，CPU115根据下述过程进行摄像处理。

此外，除上述操作以外，AE处理单元103通过控制光圈/快门102基于从CPU115提供的控制信号不断进行AE操作，从而可以将图像的亮度适当地显示在操作显示单元117上。

图3是示出要在图2所示的步骤S202进行的场景稳定判断处理的细节的流程图。在步骤S301，CPU115判断由角速度传感器单元125检测到的照相机动作量是否等于或小于预定量。如果判断为检测到的照相机动作量大于预定量(步骤S301为“否”)，则处理进入步骤S304。

在本典型实施例中，如果照相机动作量等于或小于预定量，则CPU115判断为照相机处于稳定状态。

如果判断为检测到的照相机动作量等于或小于预定量(步骤S301为“是”)，则在步骤S302，CPU115判断亮度的变化量是否等于或小于预定量。在本典型实施例中，当亮度变化量等于或小于预定值时，CPU115判断为要拍摄的被摄体没有改变。

如果判断为亮度变化量等于或小于预定量(步骤S302为“是”)，则在步骤S303，CPU115判断为拍摄场景处于稳定状态并且终止该例程的处理。

如果判断为亮度变化量大于预定量(步骤S302为“否”)，则在步骤S304，CPU115判断为拍摄场景未处于稳定状态并且终止该例程的处理。

图4是示出要在图2所示的步骤S207进行的面部检测AF扫描处理的细节的流程图。

在步骤S401，CPU115基于通过面部检测模块123检测到的面部信息(例如，位置、大小和可靠性)进行AF框设置。在步骤S402，CPU115使AF处理单元105将调焦透镜104移动至扫描开始位置。在本典型实施例中，例如，可以基于能够根据检测到的面部的大小估计出的被摄体人物的距离来确定扫描开始位置。

在步骤S403，CPU115将当前调焦透镜位置处的焦点评价值存储在DRAM113中。在步骤S404，CPU115获取调焦透镜104的当前位置，并且将所获取的位置数据存储在DRAM113中。

在步骤S405，CPU115检测指示拍摄准备操作的第一开关SW1的操作状态(ON/OFF)。如果判断为第一开关SW1处于ON状态(步骤S405为“是”)，则CPU115终止该例程的处理并且进入步骤S212。

如果判断为第一开关SW1处于OFF状态(步骤S405为“否”)，则在步骤S406，CPU115根据下述过程进行场景变化判断处理。场景变化判断处理是用于基于照相机的状态和要拍摄的被摄体的状态识别要拍摄的场景的任意变化的处理。

在步骤S407，CPU115判断调焦透镜104的当前位置是否与扫描结束位置一致。在本典型实施例中，例如，可以基于能够根据检测到的面部的大小估计出的被摄体人物的距离来确定扫描结束位置。

如果判断为调焦透镜104的当前位置与扫描结束位置不一致(步骤S407为“否”)，则在步骤S408，CPU115使AF处理单元105将调焦透镜104向着扫描结束方向移动预定量。然后，处理返回至步骤S403。

如果判断为调焦透镜104的当前位置与扫描结束位置一致(步骤S407为“是”)，则在步骤S409，CPU115根据下述过程进行对焦判断处理。

在步骤S410，CPU115判断步骤S409中的对焦判断结果是否为“○判断”。如果对焦判断结果不是“○判断”(步骤S410为“否”)，则处理进入步骤S414。在本说明书的上下文中，“○判断”表示要拍摄的被摄体的对比度充分并且要拍摄的被摄体存在于扫描距离范围内。

如果对焦判断结果为“○判断”(步骤S410为“是”)，则在步骤S411，CPU115计算可以使步骤S403所获取的焦点评价值最大化(即，变成峰值)的对焦位置。在步骤S412，CPU115使AF处理单元105将调焦透镜104移动至在步骤S411计算出的对焦位置。在步骤S413，CPU115将峰值检测标志设置为“TRUE”。

在步骤S414，即，当步骤S410的判断不是“○判断”时，更具体地，在要拍摄的被摄体的对比度不充分的情况下，或者在要拍摄的被摄体存在于扫描距离范围外的情况下，AF处理单元105将调焦透镜104移动至预先存储在DRAM113中的预定位置(固定点)。

在本典型实施例中，可以将固定点设置在要拍摄的被摄体存在的可能性非常高的特定距离处。例如，如果已检测到面部，则可以将固定点设置成与基于检测到的面部的大小估计出的被摄体人物的距离相对应的点。

图5是示出要在图4所示的步骤S406、图11所示的步骤S1106、图14所示的步骤S1405和图21所示的步骤S2107进行的场景变化判断的流程图。

在步骤S501，CPU115判断面部检测模块123中所检测到的面部检测状态是否存在任何改变。如果判断为面部检测状态已改变(步骤S501为“是”)，则CPU115终止该例程的判断处理，并且返回至步骤S201。

在本说明书的上下文中，面部检测状态表示已检测到面部的状态。更具体地，如果尽管在前一场景变化判断中检测到面部但是在当前场景变化判断中没有检测到面部，则CPU115判断为面板检测状态已改变。

如果判断为面部检测状态没有改变(步骤S501为“否”)，则在步骤S502，CPU115判断通过角速度传感器单元125检测到的照相机动作量是否等于或大于预定量。如果判断为检测到的照相机动作量等于或大于预定量(步骤S502为“是”)，则CPU115终止该例程的判断处理，并且返回至步骤S201。

如果判断为检测到的照相机动作量小于预定量(步骤S502为“否”)，则在步骤S503，CPU115判断照相机当前是否正在进行下述连续AF操作。如果判断为照相机当前正在进行该连续AF操作(步骤S503为“是”)，则在步骤S504，CPU115判断被摄体亮度差是否等于或小于预定值。

被摄体亮度差是在前一场景变化判断中所获取的被摄体亮度值和在当前场景变化判断中检测到的被摄体亮度值之间的差。

在被摄体亮度差大的情况下，CPU115判断为场景已改变。如果被摄体亮度差等于或小于预定值(步骤S504为“是”)，则CPU115终止该例程的判断处理。如果被摄体亮度差大于预定值(步骤S504为“否”)，则CPU115终止该例程的判断处理，并且返回至步骤S201。

如果判断为照相机当前没有正在进行连续AF操作(步骤S503为“否”)，则在步骤S505，CPU115判断曝光时间是否等于或大于预定时间。如果判断为曝光时间等于或大于预定时间(步骤S505为“是”)，则CPU115终止该例程的判断处理并且返回至步骤S201。

CPU115终止该判断处理的原因是因为在曝光时间等于或大于预定时间的情况下，用于获取焦点评价值的时间间隔变得太长以至于不能确保充足的AF精度。

如果判断为曝光时间小于预定时间(步骤S505为“否”)，则在步骤S506，CPU115判断光圈102的工作状态是否存在任何变化。如果判断为光圈102的工作状态没有改变(步骤S506为“否”)，则CPU115终止该例程的判断处理。

在本典型实施例中，CPU115进行光圈控制。然而，在CPU115使用ND滤光器进行曝光控制的情况下，CPU115可以检查ND滤光器的工作状态的变化。类似于光圈，在ND滤光器的工作状态改变的情况下，焦点评价值的峰值位置改变。

如果判断为光圈102的工作状态已改变(步骤S506为“是”)，则在步骤S507，CPU115判断是否存在通过面部检测模块123检测到的任意面部。如果判断为检测到任意面部(步骤S507为“是”)，则CPU115终止该例程的判断处理并且进入步骤S402。如果判断为不存在通过面部检测模块123检测到的任意面部(步骤S507为“否”)，则CPU115终止该例程的判断处理并且进入图8所示的步骤S809。

下面将参考图6和图7说明与要在图4所示的步骤S409、图12所示的步骤S1201和图15所示的步骤S1501进行的对焦判断处理有关的子例程。

除远/近调焦冲突以外，可以将焦点评价值表示为如图7所示的山形，其中，横轴表示调焦透镜位置，并且纵轴表示焦点评价值。

CPU115可以通过检查该山形来进行对焦判断，其中，例如，可以使用焦点评价值的最大值和最小值之间的差、以等于或大于预定值(SlopeThr)的倾斜度而倾斜的部分的长度、以及该倾斜部分的倾斜度来定义该山形。

可以以下面的方式将对焦判断处理的判断结果输出为“○判断”、“×判断”或“Δ判断”。

“○判断”：要拍摄的被摄体的对比度充分，并且要拍摄的被摄体存在于扫描距离范围内。

“×判断”：要拍摄的被摄体的对比度不充分，或者要拍摄的被摄体未存在于扫描距离范围内。

“Δ判断”：要拍摄的被摄体未存在于扫描距离范围内，而是位于相对于扫描距离范围的附近侧。

在图7中，作为定义该山形的尺度，L表示倾斜部分(包括上山部分和下山部分)的长度，并且SL/L表示各部分的倾斜度。

假定山的斜坡从点D通过顶点(即点A)延伸至点E。点D和点E之间的长度定义山的宽度L。斜坡范围是从点A开始连续存在均具有较小焦点评价值(大于预定量“SlopeThr”)的扫描点的区域。在本说明书的上下文中，扫描点是在将调焦透镜从扫描开始点向扫描结束点连续移动时可以获取焦点评价值的点。

SL等于和SL1＋SL2，其中，SL1是点A和点D之间的焦点评价值的差，并且SL2是点A和点E之间的焦点评价值的差。

图6是示出要在图4所示的步骤S409、图12所示的步骤S1201和图15所示的步骤S1501进行的对焦判断处理的流程图。在步骤S601，CPU115获得焦点评价值的最大值和最小值。接着，在步骤S602，CPU115获得可以使焦点评价值最大化的扫描点。然后，处理进入步骤S603。

在步骤S603，CPU115参考扫描点和焦点评价值，获得可以定义山形的两个尺度L和SL。然后，处理进入步骤S604。

在步骤S604，CPU115判断山形是否是近侧山顶。更具体地，当可以使焦点评价值最大化的扫描点是预定扫描范围的近侧边缘时，CPU115判断为山形是近侧山顶。

CPU115还判断最近扫描点处的焦点评价值和次近扫描点处的焦点评价值之间的差是否等于或大于预定值。如果判断为山形为近侧山顶(步骤S604为“是”)，则处理进入步骤S609。

如果判断为山形不是近侧山顶(步骤S604为“否”)，则在步骤S605，CPU115判断山形是否是远侧山顶。更具体地，当可以使焦点评价值最大化的扫描点是预定扫描范围的远侧边缘时，CPU115判断为山形是远侧山顶。CPU115还判断最远扫描点处的焦点评价值和次远扫描点处的焦点评价值之间的差是否等于或大于预定值。

如果判断为山形不是远侧山顶(步骤S605为“否”)，则在步骤S606，CPU115判断倾斜部分的长度L是否等于或大于预定值，判断倾斜部分的平均倾斜度值SL/L是否等于或大于预定值，并且还判断最大焦点评价值(Max)和最小焦点评价值(Min)之间的差是否等于或大于预定值。

如果判断为满足上述所有三个条件(步骤S606为“是”)，则在步骤S607，CPU115基于下面的理由生成“○判断”作为判断结果：所获得的焦点评价值的形状具有山形，要拍摄的被摄体的对比度充分，并且可以适当进行焦点调节。

如果判断为山形是远侧山顶(步骤S605为“是”)，或者如果判断为上述三个条件中至少一个未满足(步骤S606为“否”)，则在步骤S608，CPU115基于下面的理由生成“×判断”作为判断结果：所获得的焦点评价值的形状不是山形，要拍摄的被摄体的对比度不充分，并且不能适当进行焦点调节。

在步骤S609，由于焦点评价值向近边缘方向处于上升状态，并且被摄体峰值存在于近侧的可能性较高，然而所获得的焦点评价值的形状不是山形，因而CPU115生成“Δ判断”作为判断结果。以上述方式进行对焦判断处理。

图8是示出要在图2所示的步骤S208进行的被摄体区域识别AF扫描处理的细节的流程图。在本典型实施例中，CPU115进行用于识别存在主被摄体的图像平面区域的AF扫描处理。

首先，在步骤S801，CPU115判断照相机当前是否正在进行电子变焦操作。如果判断为照相机当前正在进行电子变焦操作(步骤S801为“是”)，则在步骤S802，CPU115进行电子变焦操作用AF框设置。在本说明书的上下文中，电子变焦是用于将图像平面的中央区域的放大图像显示在操作显示单元117上的操作。

当被显示在操作显示单元117上时，该放大图像的像素数量小于未进行电子变焦的正常图像的像素数量。因此，如果要对电子变焦操作中显示在操作显示单元117上的图像进行的AF框设置与正常AF框设置类似，则随着各AF框中的像素数量变小，焦点评价值的S/N比成比例降低。

因此，与照相机没有正在进行电子变焦操作的情况相比，在照相机正在进行电子变焦操作的情况下，要改变AF框设置。在本典型实施例中，当照相机正在进行电子变焦操作时，CPU115大体在图像平面的中央仅设置具有预定大小的一个AF框。

如果判断为照相机当前没有正在进行电子变焦操作(步骤S801为“否”)，则在步骤S803，CPU115在图像平面中设置N×N个AF框。图9示出在N＝5且各AF框的大小在垂直和水平两个方向上相当于整个图像平面的10％的情况下要进行的AF框设置的例子。

考虑图像平面中存在主被摄体的可能性来充分确定N的值或AF框大小是有用的。此外，水平方向上布置的AF框的数量与垂直方向上布置的AF框的数量不同是有用的。

在步骤S804，CPU115根据下述过程进行前一参考判断处理。在步骤S805，CPU115基于在步骤S804进行的前一参考判断处理的结果，判断拍摄场景与前一场景相比是否基本不存在变化。

如果判断为拍摄场景基本不存在变化(步骤S805为“是”)，则在步骤S806，CPU115根据下述过程进行前一参考AF扫描处理。在步骤S807，CPU115判断在步骤S806进行的前一参考AF扫描处理中是否识别出了主被摄体区域。如果判断为识别出了主被摄体区域(步骤S807为“是”)，则在步骤S808，CPU115将峰值检测标志设置成“TRUE”。

如果判断为拍摄场景基本已改变(步骤S805为“否”)，或者如果判断为没有识别出主被摄体区域(步骤S807为“否”)，则在步骤S809，CPU115根据下述过程进行区域AF扫描处理。

在步骤S810，CPU115判断在步骤S809进行的区域AF扫描中是否识别出了主被摄体区域。如果判断为识别出了主被摄体区域(步骤S810为“是”)，则处理进入步骤S808。

如果判断为没有识别出主被摄体区域(步骤S810为“否”)，则在步骤S811，CPU115根据下述过程进行均匀平面判断处理。

在步骤S812，由于在步骤S809进行的区域AF扫描处理中没有识别出主被摄体区域，因而CPU115将AF框设置到图像平面中预先设置的预定区域。在本典型实施例中，可以将上述预定区域设置成图像平面的中央区域等存在主被摄体的可能性非常高的区域。

在步骤S813，CPU115根据下述过程进行调焦驱动处理。

图10是示出要在图8所示的步骤S804进行的前一参考判断处理的细节的流程图。在本典型实施例中，CPU115判断当前拍摄场景与经过了AF扫描处理的前一拍摄场景相比是否存在任何基本变化。

首先，在步骤S1001，CPU115判断在前一AF扫描处理中是否识别出了主被摄体区域。如果判断为没有识别出主被摄体区域(步骤S1001为“否”)，则处理进入步骤S1006。

如果判断为识别出了主被摄体区域(步骤S1001为“是”)，则在步骤S1002，CPU115判断调焦透镜104的当前位置是否在相对于预定位置的近侧。如果判断为调焦透镜104的当前位置没有在近侧(步骤S1002为“否”)，则处理进入步骤S1006。

在本典型实施例中，步骤S1002的判断不局限于相对于预定位置的近侧。例如，在步骤S1002，CPU115可以判断调焦透镜104的当前位置是否在相对于预定位置的远侧。

如果判断为调焦透镜104的当前位置在近侧(步骤S1002为“是”)，则在步骤S1003，CPU115判断前一AF扫描处理和当前AF扫描处理之间的时间差是否在预定时间内。如果判断为该时间差不在预定时间内(步骤S1003为“否”)，则处理进入步骤S1006。

如果判断为该时间差在预定时间内(步骤S1003为“是”)，则在步骤S1004，CPU115判断当前AF扫描处理中照相机的朝向是否与前一AF扫描处理中照相机的朝向相同。如果判断为照相机的当前朝向不同于前一AF扫描处理中的朝向(步骤S1004为“否”)，则处理进入步骤S1006。

在本说明书的上下文中，照相机的朝向表示可以通过角速度传感器单元125检测到的垂直和水平方向上的照相机位置。

如果判断为照相机的朝向在当前AF扫描处理和前一AF扫描处理之间保持相同(步骤S1004为“是”)，则在步骤S1005，CPU115判断为在前一AF扫描处理之后拍摄场景基本没有改变，并且终止该例程的判断处理。

在步骤S1006，CPU115判断为与前一AF扫描处理相比，拍摄场景已极大改变，并且终止该例程的判断处理。

图11是示出要在图8所示的步骤S806进行的前一参考AF扫描处理的细节的流程图。

首先，在步骤S1101，CPU115在调焦透镜104的当前位置周围设置第一扫描范围。在这种情况下，由于判断结果表示与前一AF扫描处理相比拍摄场景基本没有变化，因而由CPU115设置的第一扫描范围是窄的范围。

在步骤S1102，CPU115将调焦透镜104移动至扫描开始位置。在步骤S1103，A/D转换单元109将由图像传感器108读取的模拟视频信号转换成数字信号，并且图像处理单元110从输出信号提取亮度信号的高频成分。CPU115将提取出的高频成分存储为焦点评价值。在步骤S1104，CPU115获取调焦透镜104的当前位置并且存储所获取的位置数据。

在步骤S1105，CPU115检测指示拍摄准备操作的第一开关SW1的操作状态(ON/OFF)。如果判断为第一开关SW1处于ON状态(步骤S1105为“是”)，则CPU115终止该例程的处理并且进入步骤S212。

如果判断为第一开关SW1处于OFF状态(步骤S1105为“否”)，则在步骤S1106，CPU115进行上述场景变化判断处理。在步骤S1107，CPU115判断调焦透镜104的当前位置是否与扫描结束位置一致。

如果判断为调焦透镜104的当前位置与扫描结束位置一致(步骤S1107为“是”)，则在步骤S1108，CPU115根据下述过程进行主被摄体区域判断处理。

如果判断为调焦透镜104的当前位置与扫描结束位置不一致(步骤S1107为“否”)，则在步骤S1109，CPU115使AF处理单元105将调焦透镜104向着扫描结束方向移动预定量。然后，处理返回至步骤S1103。

图12是示出要在图11所示的步骤S1108和图14所示的步骤S1411进行的主被摄体区域判断处理的细节的流程图。在本典型实施例中，CPU115判断在图像平面中是否识别出了主被摄体区域。

图13A～图13C示出根据图12所示的流程图的主被摄体区域判断处理的例子。在所示例子中，假定AF框大小相当于图像平面的10％，N＝5，扫描范围为0～500，并且预定深度范围为±10。可以使用表示扫描范围和预定深度范围的数值来表示调焦透镜104的位置。各值对应于可用作调焦透镜104用驱动电动机(未示出)的步进电动机的脉冲数。当该值大时，调焦透镜104位于近侧。

首先，在步骤S1201，CPU115对所有已设置的各AF框进行上述对焦判断处理。例如，假定在各AF框中可以获得图13A所示的对焦判断结果。

在步骤S1202，CPU115计算并存储各AF框中的焦点评价值的峰值位置(以下称之为“PeakPos”)。例如，假定可以在各AF框中获得图13B所示的峰值位置计算结果。在步骤S1203，CPU115判断已设置的AF框是否仅是一个框。如果判断为仅设置了一个AF框(步骤S1203为“是”)，则处理进入步骤S1214。

如果判断为已设置两个或更多个AF框(步骤S1203为“否”)，则在步骤S1204，CPU115从近侧开始对中央M×M个框中的各AF框的PeakPos进行排序，并且将所排序的框的数量设置为“S”。在下面的说明中，假定M＝3。图13A示出围绕垂直方向上三个框和水平方向上三个框的总共9个框的粗线。

在这种情况下，如果在步骤S1201的对焦判断中将AF框确定为“×判断”，则不能计算峰值位置，因此不将该AF框当作为要排序的被摄体。例如，在图13B所示的例子中，CPU115依次排序410、400、400、400、100、100、100和90，然后设置排序数量“S”＝8。

在步骤S1205，CPU115将计数器值“P”设置为1。计数器值“P”表示在步骤S1202计算出的M×M个框中的峰值位置相对于近侧的顺序。

在步骤S1206，CPU115将按照排序顺序的第P个PeakPos设置为PeakPosP。例如，在图13B所示的例子中，在P＝1的情况下，PeakPosP值为410。

在步骤S1207，CPU115在中央M×M个AF框中检测相对于PeakPosP在预定深度范围内的作为“○判断”框的AF框的“块”。CPU115存储构成该“块”的AF框的数量和各AF框的位置。

在本说明书的上下文中，“块”表示满足判断条件并被连续布置在上下方向和左右方向上的多个AF框的集合。在存在两个或更多个“块”的情况下，CPU115可以考虑构成“块”的AF框的数量和“块”的位置来选择这些“块”中的一个。

在步骤S1208，CPU115在中央N×N个AF框中检测相对于PeakPosP在预定深度范围内的作为“○判断”框的AF框且上述AF框包括中央M×M个AF框中的至少一个的“块”。CPU115存储构成该“块”的AF框的数量和各AF框的位置。图13C示出可以根据图13A和图13B所示的判断结果获得的灰色“块”。

在步骤S1209，CPU115判断在步骤S1207或步骤S1208检测到的“块”是否是包括中央框的“块”。如果判断为该“块”包括中央框(步骤S1209为“是”)，则处理进入步骤S1215。

如果判断为该“块”不包括中央框(步骤S1209为“否”)，则在步骤S1210，CPU115判断在步骤S1207或步骤S1208检测到的“块”是否是在M×M个框的区域中至少包括预定数量的AF框的“块”。如果判断为在M×M个框的区域中至少包括预定数量的AF框(步骤S1210为“是”)，则处理进入步骤S1215。

如果判断为该“块”不包括预定数量的AF框(步骤S1210为“否”)，则在步骤S1211，CPU115判断在步骤S1207或步骤S1208检测到的“块”是否是至少包括中央M×M个框中的一个并且至少包括N×N个框中的预定数量的AF框的“块”。如果判断为该“块”至少包括中央M×M个框中的一个并且至少包括N×N个框中的预定数量的AF框(步骤S1211为“是”)，则处理进入步骤S1215。

如果判断为该“块”没有至少包括中央M×M个框中的一个或者没有至少包括N×N个框中的预定数量的AF框(步骤S1211为“否”)，则在步骤S1212，CPU115使计数器值“P”加1。

在步骤S1213，CPU115判断计数器值“P”是否大于排序数量“S”。如果判断为计数器值“P”不大于排序数量“S”(步骤S1213为“否”)，则CPU115重复上述步骤S1206～S1212的处理。如果判断为计数器值“P”大于排序数量“S”(步骤S1213为“是”)，则处理进入步骤S1216。

在步骤S1214，CPU115判断步骤S1201的对焦判断结果是否是“○判断”。如果判断为步骤S1201的对焦判断结果是“○判断”(步骤S1214为“是”)，则处理进入步骤S1215。如果判断为步骤S1201的对焦判断结果不是“○判断”(步骤S1214为“否”)，则处理进入步骤S1216。

在步骤S1215，CPU115判断为成功识别出了主被摄体区域。然后，在步骤S1217，CPU115选择构成块的各AF框作为(至少一部分)主被摄体区域，并且终止该例程的判断处理。如果已设置的AF框仅是一个框，则CPU115选择这一框。在步骤S1216，CPU115判断为没有成功识别出主被摄体区域，并且终止该例程的判断处理。

图14是示出要在图8所示的步骤S809进行的区域AF扫描处理的细节的流程图。在本说明书的上下文中，“区域”表示在将可聚焦距离范围分成多个区域时的各区域。

首先，在步骤S1401，CPU115将调焦透镜104移动至扫描开始位置。例如，可以将“扫描开始位置”设置成无限远处的点。在步骤S1402，A/D转换单元109将由图像传感器108读取的模拟视频信号转换成数字信号，并且图像处理单元110从输出信号提取亮度信号的高频成分。CPU115将所提取的高频成分存储为焦点评价值。

在步骤S1403，CPU115获取调焦透镜104的当前位置，并且存储所获取的位置数据。在步骤S1404，CPU115检测指示拍摄准备操作的第一开关SW1的操作状态(ON/OFF)。如果判断为第一开关SW1处于ON状态(步骤S1404为“是”)，则CPU115终止该例程的处理，并且进入步骤S212。

如果判断为第一开关SW1处于OFF状态(步骤S1404为“否”)，则在步骤S1405，CPU115进行上述场景变化判断。在步骤S1406，CPU115判断调焦透镜104是否位于已预先设置的区域的边界位置上。如果判断为调焦透镜104没有位于边界位置上(步骤S1406为“否”)，则处理进入步骤S1409。

如果判断为调焦透镜104位于边界位置上(步骤S1406为“是”)，则在步骤S1407，CPU115根据下述过程进行区域更新判断处理。在本说明书的上下文中，“区域更新”表示在完成相邻区域的扫描时连续进行区域的扫描。

在步骤S1408，作为在步骤S1407进行的判断处理的结果，CPU115判断是否进行区域更新。如果判断为进行区域更新(步骤S1408为“是”)，则处理进入步骤S1409。如果判断为不进行区域更新(步骤S1408为“否”)，则处理进入步骤S1411。

在步骤S1409，CPU115判断调焦透镜104的当前位置是否与扫描结束位置一致。如果判断为调焦透镜104的当前位置与扫描结束位置一致(步骤S1409为“是”)，则处理进入步骤S1411。

如果判断为调焦透镜104的当前位置与扫描结束位置不一致(步骤S1409为“否”)，则在步骤S1410，CPU115将调焦透镜104向着扫描结束方向移动预定量。处理返回至步骤S1402。在步骤S1411，CPU115进行上述主被摄体区域判断处理。

图15是示出要在图14所示的步骤S1407进行的区域更新判断处理的细节的流程图。在本典型实施例中，CPU115判断在沿着扫描方向延伸的区域中是否存在主被摄体。即，CPU115判断是否继续AF扫描处理。图16A和图16B示出根据图15所示流程图的区域更新判断的例子。在所示例子中，各AF框的大小相当于图像平面的10％，N＝5，并且M＝3。

首先，在步骤S1501，CPU115对所有已设置的各AF框进行上述对焦判断。图16A示出各AF框中的对焦判断结果的例子。

在步骤S1502，CPU115判断是否完成了对最终区域的扫描处理。如果判断为完成了对最终区域的扫描处理(步骤S1502为“是”)，则处理进入步骤S1512。

如果判断为仍未完成对最终区域的扫描处理(步骤S1502为“否”)，则在步骤S1503，CPU115判断是否存在任何“○判断”框。如果判断为不存在“○判断”框(步骤S1503为“否”)，则处理进入步骤S1511。如果判断为存在“○判断”框(步骤S1503为“是”)，则在步骤S1504，CPU115判断中央框是否是“Δ判断”框。如果判断为中央框为“Δ判断”框(步骤S1504为“是”)，则处理进入步骤S1511。

如果判断为中央框不是“Δ判断”框(步骤S1504为“否”)，则在步骤S1505，CPU115判断是否存在至少包括中央M×M个框中的预定数量的“Δ判断”框的任意“块”。如果判断为存在至少包括中央M×M个框中的预定数量的“Δ判断”框的“块”(步骤S1505为“是”)，则处理进入步骤S1511。例如，在图16A所示的例子中，步骤S1505中的预定数量为2。

如果判断为不存在至少包括中央M×M个框中的预定数量的“Δ判断”框的“块”(步骤S1505为“否”)，则在步骤S1506，CPU115判断是否存在至少包括N×N个AF框中的预定数量的“Δ判断”框且该预定数量的“Δ判断”框包括中央M×M个框中的至少一个的任意块。

如果判断为存在至少包括N×N个AF框中的预定数量的“Δ判断”框且该预定数量的“Δ判断”框包括中央M×M个框中的至少一个的块(步骤S1506为“是”)，则处理进入步骤S1511。例如，在图16A所示的例子中，步骤S1506中的预定数量为4。

如果判断为不存在至少包括N×N个AF框中的预定数量的“Δ判断”框且该预定数量的“Δ判断”框包括中央M×M个框中的至少一个的块(步骤S1506为“否”)，则在步骤S1507，CPU115判断是否存在至少包括中央M×M个框中的预定数量的“○判断”框的任意“块”。如果判断为存在至少包括中央M×M个框中的预定数量的“○判断”框的“块”(步骤S1507为“是”)，则处理进入步骤S1512。例如，在图16A所示的例子中，步骤S1507的预定数量为5。

如果判断为不存在至少包括中央M×M个框中的预定数量的“○判断”框的“块”(步骤S1507为“否”)，则在步骤S1508，CPU115判断中央框是否是“×判断”框。如果判断为中央框是“×判断”框(步骤1508为“是”)，则处理进入步骤S1511。

如果判断为中央框不是“×判断”(步骤S1508为“否”)，则在步骤S1509，CPU115判断是否存在至少包括中央M×M个框中的预定数量的“Δ或×判断”框的任意“块”。

如果判断为存在至少包括中央M×M个框中的预定数量的“Δ或×判断”框的“块”(步骤S1509为“是”)，则处理进入步骤S1511。例如，在图16A所示的例子中，步骤S1509中的预定数量为2。

如果判断为不存在至少包括中央M×M个框中的预定数量的“Δ或×判断”框的“块”(步骤S1509为“否”)，则在步骤S1510，CPU115判断是否存在至少包括所有N×N个框中的预定数量的“Δ或×判断”框且该预定数量的“Δ或×判断”框包括中央M×M个框中的至少一个的任意“块”。

如果判断为存在至少包括所有N×N个框中的预定数量的“Δ或×判断”框且该预定数量的“Δ或×判断”框包括中央M×M个框中的至少一个的“块”(步骤S1510为“是”)，则处理进入步骤S1511。例如，在图16A所示的例子中，步骤S1510中的预定数量为4。

在步骤S1511，CPU115判断为进行区域更新，并终止该例程的判断处理。

如果判断为不存在至少包括所有N×N个框中的预定数量的“Δ或×判断”框且该预定数量的“Δ或×判断”框包括中央M×M个框中的至少一个的“块”(步骤S1510为“否”)，则处理进入步骤S1512。在步骤S1512，CPU115判断为不进行区域更新，并终止该例程的判断处理。

图16B示出在N＝5并且M＝3的情况下被确定为“要更新的区域”的灰色“块”。

图17是示出要在图8所示的步骤S811进行的均匀平面判断处理的细节的流程图。在本说明书的上下文中，“均匀平面状态”是这样一种状态：在图像平面中基本没有亮度差，基本不存在对比度，因此不能通过AF处理获得焦点评价值的峰值。

如果每当在“均匀平面状态”下使拍摄场景稳定时都重复步骤S208的被摄体区域识别AF扫描处理，则照相机可能无用且麻烦地重复图像平面焦点改变操作。因此，在图17所示的均匀平面判断处理中，如果CPU115检测到任意“均匀平面状态”，则CPU115进行用于将调焦透镜104保持在相同位置直到不再检测到“均匀平面状态”为止的操作。

首先，在步骤S1701，CPU115根据下述过程进行均匀平面判断处理。在步骤S1702，CPU115判断步骤S1701的判断结果是否表示拍摄场景是均匀平面。如果判断为拍摄场景不是均匀平面(步骤S1702为“否”)，则CPU115终止该例程的判断处理。

如果判断为拍摄场景是均匀平面(步骤S1702为“是”)，则在步骤S1703，CPU115使AF处理单元105将调焦透镜104移动至预定位置。在本典型实施例中，例如，“预定位置”是包括景深远侧无限远处的点的超焦距(hyper focal distance)。

在步骤S1704，CPU115检测指示拍摄准备操作的第一开关SW1的操作状态(ON/OFF)。如果判断为第一开关SW1处于ON状态(步骤S1704为“是”)，则CPU115终止该例程的处理，并且进入步骤S212。

如果判断为第一开关SW1处于OFF状态(步骤S1704为“否”)，则在步骤S1705，CPU115进行下述均匀平面判断处理。在步骤S1706，CPU115基于步骤S1705的判断结果，判断拍摄场景是否是均匀平面。如果判断为拍摄场景是均匀平面(步骤S1706为“是”)，则处理返回至步骤S1704。如果判断为拍摄场景不是均匀平面(步骤S1706为“否”)，则CPU115终止该例程的判断处理，并且返回至步骤S201。

如上所述，可以将调焦透镜104保持在相同位置，直到未检测到“均匀平面状态”为止。

图18是示出要在图17所示的步骤S1701和步骤S1705进行的均匀平面判断的细节的流程图。在本典型实施例中，CPU115基于图像平面亮度信息和焦点评价值来检测“均匀平面状态”。图19A和图19B示出根据图18所示的流程图进行的均匀平面判断处理的例子。图19A示出处于“均匀平面状态”的区域(1)和未处于“均匀平面状态”的区域(2)。

首先，在步骤S1801，CPU115判断已设置的AF框是否仅是一个框。如果判断为仅设置了一个AF框(步骤S1801为“是”)，则处理进入步骤S1805。

如果判断为设置了两个或更多个AF框(步骤S1801为“否”)，则在步骤S1802，CPU115计算“中央M×M个框和整个图像平面(即，N×N个框)中四个角处的各M×M个框之间的积分亮度值的差”。例如，假定框大小为10％，N＝5，并且M＝3。在拍摄场景是图19A所示的场景的区域(1)的情况下，中央M×M个框的积分亮度值是图19B所示的“A”中的灰色区域的积分亮度值。

整个图像平面(即，N×N个框)中的四个角处的各M×M个框的积分亮度值是图19B所示的“B”、“C”、“D”和“E”中的灰度区域的积分亮度值。当A、B、C、D和E表示积分亮度值时，绝对值|A-B|、|A-C|、|A-D|和|A-E|是中央M×M个框和整个图像平面(即，N×N个框)中四个角处的各M×M个框之间的积分亮度值的差。

在步骤S1803，CPU115判断是否存在任意等于或大于预定值的在步骤S1802计算出的“中央M×M个框和整个图像平面(即，N×N个框)中四个角处的各M×M个框之间的积分亮度值的差”。如果判断为存在等于或大于预定值的积分亮度差(步骤S1803为“是”)，则处理进入步骤S1807。

如果判断为不存在任意等于或大于预定值的积分亮度差(步骤S1803为“否”)，则在步骤S1804，CPU115计算中央M×M个框中每一AF框的焦点评价值，并且将计算出的值设置为新的焦点评价值。例如，步骤S1804所使用的计算方法为加法。

在步骤S1805，CPU115判断焦点评价值是否等于或大于预定值。如果判断为焦点评价值等于或大于预定值(步骤S1805为“是”)，则处理进入步骤S1807。

如果判断为焦点评价值小于预定值(步骤S1805为“否”)，则在步骤S1806，CPU115判断为拍摄场景是“均匀平面”，并且终止该例程的判断处理。在步骤S1807，CPU115判断为拍摄场景是“非均匀平面”，并且终止该例程的判断处理。

通过上述处理，CPU可以将图19A所示的区域(1)确定为“均匀平面”，并且将图19A所示的区域(2)确定为“非均匀平面”。

调焦驱动处理

图20是示出要在图8所示的步骤S813进行的调焦驱动处理的细节的流程图。

首先，在步骤S2001，CPU115判断是否识别出了主被摄体区域。如果判断为识别出了主被摄体区域(步骤S2001为“是”)，则在步骤S2002，CPU115将调焦透镜104驱动至所选择的AF框中的最近位置，并且终止该例程的处理。

如果判断为没有识别出主被摄体区域(步骤S2001为“否”)，则在步骤S2003，CPU115判断在中央M×M个框中是否存在任意“○判断”框。如果在中央M×M个框中存在“○判断”框(步骤S2003为“是”)，则在步骤S2004，CPU115将调焦透镜104驱动至中央M×M个框中的“○判断”框的最近位置，并且终止该例程的处理。

如果在中央M×M个框中不存在“○判断”框(步骤S2003为“否”)，则在步骤S2005，CPU115将调焦透镜104移动至预先存储的预定位置(固定点)，并且终止该例程的处理。在本典型实施例中，例如，可以将固定点设置在与存在要拍摄的被摄体的可能性非常高的距离相对应的位置处。

图21是示出要在图2所示的步骤S209进行的连续AF处理的细节的流程图。首先，在步骤S2101，CPU115将对焦程度判断标志设置为“TRUE”。在步骤S2102，CPU115获取已设置的各AF框的焦点评价值。

在步骤S2103，CPU115判断已设置的AF框是否仅是一个框。如果判断为已设置的AF框仅是一个框(步骤S2103为“是”)，则处理进入步骤S2105。如果判断为已设置的AF框不仅是一个框(步骤S2103为“否”)，则在步骤S2104，CPU115基于作为主被摄体区域所选择的AF框的焦点评价值来计算评价值。

此外，CPU115将计算出的评价值设置为要在步骤S2105和随后的步骤中使用的新的焦点评价值。因此，即使当由于拍摄场景的改变而引起图像平面中主被摄体区域的改变时，CPU115也可以计算图像平面中的主被摄体区域的焦点评价值。

在步骤S2105，CPU115基于焦点评价值计算对焦程度。在本典型实施例中，基于焦点评价值，在“高”、“中”和“低”三个等级中选择由CPU115确定出的对焦程度。

在步骤S2106，CPU115检测指示拍摄准备操作的第一开关SW1的操作状态(ON/OFF)。如果判断为第一开关SW1处于ON状态(步骤S2106为“是”)，则CPU115终止该例程的处理，并且进入步骤S213。

如果判断为第一开关SW1处于OFF状态(步骤S2106为“否”)，则在步骤S2107，CPU115进行上述场景变化判断。

在步骤S2108，CPU115判断峰值检测标志是否为“TRUE”。如果判断为峰值检测标志为“TRUE”(步骤S2108为“是”)，则处理进入步骤S2125。如果判断为峰值检测标志为“FALSE”(步骤S2108为“否”)，则在步骤S2109，CPU115获取调焦透镜104的当前位置。在步骤S2110，CPU115使获取计数器加1。

可以使用获取计数器来计数焦点评价值的获取和调焦透镜104的当前位置的获取。在本典型实施例中，在初始化操作(未示出)中预先将获取计数器设置为0。

在步骤S2111，CPU115判断获取计数器值是否为1。如果判断为获取计数器值为1(步骤S2111为“是”)，则处理进入步骤S2114。

如果判断为获取计数器值不是1(步骤S2111为“否”)，则在步骤S2112，CPU115判断“当前焦点评价值”是否大于“前一焦点评价值”。

如果判断为当前焦点评价值大于前一焦点评价值(步骤S2112为“是”)，则在步骤S2113，CPU115使增量计数器加1。如果判断为当前焦点评价值不大于前一焦点评价值(步骤S2112为“否”)，则处理进入步骤S2120。

在步骤S2114，CPU115将当前焦点评价值作为焦点评价值的最大值存储在设置在CPU115中的计算存储器(未示出)中。在步骤S2115，CPU115将调焦透镜104的当前位置作为焦点评价值的峰值位置存储在设置在CPU115中的计算存储器(未示出)中。

在步骤S2116，CPU115将当前焦点评价值作为前一焦点评价值存储在设置在CPU115中的计算存储器(未示出)中。在步骤S2117，CPU115判断调焦透镜104的当前位置是否与移动范围的边缘一致。如果判断为调焦透镜104的当前位置与移动范围的边缘一致(步骤S2117为“是”)，则在步骤S2118，CPU115反转调焦透镜104的移动方向。

如果判断为调焦透镜104的当前位置与移动范围的边缘不一致(步骤S2117为“否”)，则在步骤S2119，CPU115将调焦透镜104移动预定量。

在步骤S2120，CPU115判断差“最大焦点评价值-当前焦点评价值”是否大于预定量。如果判断为差“最大焦点评价值-当前焦点评价值”不大于预定量(步骤S2120为“否”)，则处理进入步骤S2116。

在本典型实施例中，当差“最大焦点评价值-当前焦点评价值”大于预定量时，即当焦点评价值相对于最大值的降低超过预定量时，CPU115将最大值确定为焦点峰值位置处的值。

如果判断为差“最大焦点评价值-当前焦点评价值”大于预定量(步骤S2120为“是”)，则在步骤S2121，CPU115判断增量计数器值是否大于0。如果判断为增量计数器值不大于0(步骤S2121为“否”)，则处理进入步骤S2116。

如果判断为增量计数器值大于0(步骤S2121为“是”)，则在步骤S2122，CPU115将调焦透镜104移动至在步骤S2115所存储的峰值位置(即，最大焦点评价值)。在步骤S2123，CPU115将峰值检测标志设置为“TRUE”。在步骤S2124，CPU115将获取计数器设置为0。

在步骤S2125，CPU115判断当前焦点评价值相对于最大焦点评价值的变化是否等于或大于预定比率。如果判断为该变化小于预定比率(步骤S2125为“否”)，则在步骤S2126，CPU115将调焦透镜104保持在相同位置处。

如果判断为该变化等于或大于预定比率(步骤S2125为“是”)，则在步骤S2127，为新获取使焦点评价值最大化的调焦透镜位置，CPU115将峰值检测标志设置为“FALSE”，并且复位最大焦点评价值和峰值位置。在步骤S2128，CPU115复位增量计数器。

如上所述，在连续AF操作中，照相机驱动调焦透镜104，使得可以将主被摄体恒定保持在对焦状态。

图22是示出要在图2所示的步骤S210进行的场景不稳定判断的细节的流程图。在步骤S2201，CPU115判断由角速度传感器单元125检测到的照相机动作量是否等于或大于预定量。如果判断为检测到的照相机动作量等于或大于预定量(步骤S2201为“是”)，则处理进入步骤S2205。

如果判断为检测到的照相机动作量小于预定量(步骤S2201为“否”)，则在步骤S2202，CPU115判断相对于前一亮度值的亮度变化量是否等于或大于预定量。如果判断为亮度变化量等于或大于预定量(步骤S2202为“是”)，则处理进入步骤S2205。

如果判断为亮度变化量小于预定量(步骤S2202为“否”)，则在步骤S2203，CPU115判断由面部检测模块123检测到的面部检测状态是否存在任何改变。如果判断为面部检测状态已改变(步骤S2203为“是”)，则处理进入步骤S2205。

如果判断为面部检测状态没有改变(步骤S2203为“否”)，则处理进入步骤S2204。

在本说明书的上下文中，面部检测状态表示已检测到面部的状态。更具体地，如果尽管在前一场景不稳定判断中检测到面部但是在当前场景不稳定判断中未检测到面部，则CPU115判断为面部检测状态已改变。

在步骤S2204，CPU115判断为拍摄场景没有改变，并且终止该例程的处理。在步骤S2205，CPU115判断为拍摄场景已改变，并且终止该例程的处理。

图23是示出要在图2所示的步骤S213进行的摄像处理的细节的流程图。

首先，在步骤S2301，AE处理单元103进行主曝光AE处理。在步骤S2302，CPU115根据下述过程进行主曝光AF处理。在步骤S2303，CPU115检测第二开关SW2的操作状态(ON/OFF)。

如果判断为第二开关SW2处于OFF状态(步骤S2303为“否”)，则在步骤S2304，CPU115检测指示拍摄准备操作的第一开关SW1的操作状态(ON/OFF)。如果判断为第一开关SW1处于ON状态(步骤S2304为“是”)，则处理返回至步骤S2303。如果判断为第一开关SW1处于OFF状态(步骤S2304为“否”)，则CPU115终止该例程的处理。

如果判断为第二开关SW2处于ON状态(步骤S2303为“是”)，则在步骤S2305，CPU115根据下述过程进行主曝光处理，并且终止该例程的处理。

图24是示出要在图23所示的步骤S2302进行的主曝光AF处理的细节的流程图。

首先，在步骤S2401，CPU115进行主曝光操作用AF框设置。主曝光操作用AF框设置可以是仅设置位于中央区域的具有预定大小的一个框、或者设置多个框(例如，N×N个框)。

在步骤S2402，CPU115判断主被摄体检测标志是否为“TRUE”。如果判断为主被摄体检测标志为“FALSE”(步骤S2402为“否”)，则处理进入步骤S2409。

如果判断为主被摄体检测标志为“TRUE”(步骤S2402为“是”)，则在步骤S2403，CPU115判断在步骤S2105计算出的对焦程度是否为“高”。如果判断为计算出的对焦程度为“高”(步骤S2403为“是”)，则在步骤S2404，CPU115围绕调焦透镜104的当前位置设置第一扫描范围。

在这种情况下，根据作为连续AF操作的结果主被摄体处于对焦状态即调焦透镜位于焦点评价值具有峰值的对焦位置附近的判断结果，由CPU115设置的第一扫描范围是窄的范围。

如果判断为计算出的对焦程度不是“高”(步骤S2403为“否”)，则在步骤S2405，CPU115判断在步骤S2105计算出的对焦程度是否为“中”。如果判断为对焦程度为“中”(步骤S2405为“是”)，则在步骤S2406，CPU115围绕调焦透镜104的当前位置设置第二扫描范围。

在这种情况下，尽管根据连续AF操作，调焦透镜位于对焦位置附近，但是根据对焦程度不是“高”状态的判断结果，由CPU115设置的第二扫描范围是比第一扫描范围宽的窄范围。

如果判断为对焦程度不是“中”(步骤S2405为“否”)，则在步骤S2407，CPU115判断调焦透镜104的当前位置是否处于微距区域中。如果判断为调焦透镜104的当前位置处于微距区域(步骤S2407为“是”)，则在步骤S2408，CPU115设置与已预先存储的微距区域相对应的第三扫描范围。

如果判断为调焦透镜104的当前位置不在微距区域中(步骤S2407为“否”)，则在步骤S2409，CPU115设置相当于已预先存储的整个距离可测量区域的第四扫描范围。

在步骤S2410，CPU115根据下述过程进行主曝光操作用AF扫描处理。在步骤S2411，CPU115将调焦透镜104移动至在图25所示的步骤S2506计算出的峰值位置。

图25是示出要在图24所示的步骤S2410进行的主曝光操作用AF扫描处理的细节的流程图。

首先，在步骤S2501，CPU115将调焦透镜104移动至扫描开始位置。在这种情况下，扫描开始位置是在图24所示的步骤S2404、S2406、S2408和S2409任一个中所设置的扫描范围的边缘位置。

在步骤S2502，A/D转换单元109将由图像传感器108读取的模拟视频信号转换成数字信号，并且图像处理单元110从输出信号提取亮度信号的高频成分。CPU115将所提取的高频成分存储为焦点评价值。

在步骤S2503，CPU115获取调焦透镜104的当前位置，并且存储所获取的位置数据。在步骤S2504，CPU115判断调焦透镜104的当前位置是否与扫描结束位置一致。

如果判断为调焦透镜104的当前位置与扫描结束位置不一致(步骤S2504为“否”)，则在步骤S2505，CPU115将调焦透镜104向着扫描结束方向移动预定量。然后，处理返回至步骤S2502。

如果判断为调焦透镜104的当前位置与扫描结束位置一致(步骤S2504为“是”)，则在步骤S2506，CPU115基于在步骤S2502所存储的焦点评价值和相应的透镜位置，计算焦点评价值的峰值位置。

在计算焦点评价值的峰值位置时，在设置多个AF框的情况下，CPU115可以基于通过图12所述的主被摄体区域判断处理所确定的主被摄体区域中的最近峰值位置进行计算。此外，CPU115可以对峰值位置的计算使用其它判断方法。

图26是示出要在图23所示的步骤S2305进行的主曝光处理的细节的流程图。

在步骤S2601，CPU115使图像传感器108曝光。在步骤S2602，CPU115读取存储在图像传感器108中的数据。在步骤S2603，CPU115使A/D转换单元109将由图像传感器108读取的模拟信号转换成数字信号。

在步骤S2604，CPU115使图像处理单元110对从A/D转换单元109生成的数字信号进行各种处理。在步骤S2605，CPU115根据JPEG格式等对已在步骤S2604中处理后的图像进行压缩。在步骤S2606，CPU115将在步骤S2605压缩后的图像数据传送至记录所传送的图像数据的图像记录单元114。

如上所述，在指示拍摄准备操作之前，本典型实施例可以识别主被摄体区域，并且可以连续保持主被摄体区域处于对焦状态。因此，照相机在完成拍摄准备之后可以快速聚焦于主被摄体。

尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。

Claims (12)

1.一种焦点调节设备，包括：

接收单元，用于接收用于焦点调节的指示；

摄像单元，用于拍摄通过调焦透镜输入的被摄体的图像，并输出图像数据；

设置单元，用于设置焦点检测区域，以检测所述调焦透镜的聚焦状态；以及

焦点调节单元，用于在移动所述调焦透镜的同时检测表示所设置的焦点检测区域中的聚焦状态的焦点信号，并且基于所述焦点信号和调焦透镜位置移动所述调焦透镜，

其中，所述焦点调节单元用于进行扫描操作，所述扫描操作基于所述设置单元随着所述调焦透镜在预先确定的移动范围内的移动所设置的多个焦点检测区域中的各焦点检测区域内的图像数据来顺次检测各焦点信号，并且获取与所述调焦透镜在所述多个焦点检测区域中的各焦点检测区域内的对焦位置有关的信息，以及

所述焦点调节单元通过移动所述调焦透镜对所述调焦透镜进行焦点调节操作，相对于所述调焦透镜的第二位置，所述调焦透镜的移动优先于所述调焦透镜的第一位置，其中所述第一位置是所述对焦位置在预定深度范围内的焦点检测区域的数量是第一数量的位置，以及所述第二位置是所述对焦位置在所述预定深度范围内的焦点检测区域的数量是比所述第一数量小的第二数量的位置。

2.根据权利要求1所述的焦点调节设备，其特征在于，

所述调焦透镜的移动优先于所述调焦透镜的以下位置，其中在该位置处，所述对焦位置在所述预定深度范围内的多个焦点检测区域作为块区域被连续布置在拍摄画面的上下方向和左右方向上。

3.根据权利要求2所述的焦点调节设备，其特征在于，在所述块区域不存在于所述拍摄画面的中央区域的情况下，相对于所述调焦透镜的所述第二位置，所述调焦透镜的移动优先于所述调焦透镜的所述第一位置。

4.根据权利要求1所述的焦点调节设备，其特征在于，所述焦点调节单元用于在所述接收单元接收到所述指示之前，进行扫描操作，所述扫描操作基于所述设置单元随着所述调焦透镜在预先确定的移动范围内的移动所设置的多个焦点检测区域中的各焦点检测区域内的图像数据来顺次检测各焦点信号，并且获取与所述调焦透镜在所述多个焦点检测区域中的各焦点检测区域内的对焦位置有关的信息，以及所述焦点调节单元用于在所述接收单元已接收到所述指示之后，通过移动所述调焦透镜来对所述调焦透镜进行焦点调节操作，相对于所述调焦透镜的所述第二位置，所述调焦透镜的移动优先于所述调焦透镜的所述第一位置。

5.根据权利要求1所述的焦点调节设备，其特征在于，所述焦点调节单元用于在所述接收单元接收到所述指示之前并且在进行了所述扫描操作之后，基于在将所述调焦透镜移动预定量之前检测到的焦点信号和在移动了所述调焦透镜之后检测到的焦点信号，确定接下来移动所述调焦透镜的移动方向。

6.根据权利要求1所述的焦点调节设备，其特征在于，在接通电源的情况下，识别被摄体区域。

7.根据权利要求1所述的焦点调节设备，其特征在于，在拍摄场景处于稳定状态的情况下，识别被摄体区域。

8.一种焦点调节方法，包括：

接收用于焦点调节的指示；

拍摄通过调焦透镜输入的被摄体的图像，并输出图像数据；

设置步骤，用于设置焦点检测区域，以检测所述调焦透镜的聚焦状态；

在移动所述调焦透镜的同时检测表示所设置的焦点检测区域中的聚焦状态的焦点信号，并且基于所述焦点信号和调焦透镜位置移动所述调焦透镜；以及

进行扫描操作，所述扫描操作基于所述设置步骤随着所述调焦透镜在预先确定的移动范围内的移动所设置的多个焦点检测区域中的各焦点检测区域内的图像数据来顺次检测各焦点信号，并且获取与所述调焦透镜在所述多个焦点检测区域中的各焦点检测区域内的对焦位置有关的信息，以及

通过移动所述调焦透镜对所述调焦透镜进行焦点调节操作，相对于所述调焦透镜的第二位置，所述调焦透镜的移动优先于所述调焦透镜的第一位置，其中所述第一位置是所述对焦位置在预定深度范围内的焦点检测区域的数量是第一数量的位置，以及所述第二位置是所述对焦位置在所述预定深度范围内的焦点检测区域的数量是比所述第一数量小的第二数量的位置。

9.根据权利要求8所述的焦点调节方法，其特征在于，还包括：在接收到所述指示之前并且在进行了所述扫描操作之后，基于在将所述调焦透镜移动预定量之前检测到的焦点信号和在移动了所述调焦透镜之后检测到的焦点信号，确定接下来移动所述调焦透镜的移动方向。

10.根据权利要求9所述的焦点调节方法，其特征在于，还包括：通过使所述调焦透镜重复移动所述预定量，将所述调焦透镜移动至所述焦点信号的峰值位置。

11.根据权利要求8所述的焦点调节方法，其特征在于，还包括：

在接通电源的情况下，识别被摄体区域。

12.根据权利要求8所述的焦点调节方法，其特征在于，还包括：

在拍摄场景处于稳定状态的情况下，识别被摄体区域。

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