CN107566715A - 焦点调节装置和焦点调节方法 - Google Patents

Abstract

焦点调节装置和焦点调节方法。焦点调节装置具有：焦点检测部，其通过相位差检测来计算包含对焦透镜在内的摄像光学***的散焦量；以及控制部，其根据焦点检测部输出的散焦量，使对焦透镜向对焦透镜驱动目标位置移动来进行焦点调节。控制部在使对焦透镜向对焦透镜驱动目标位置移动的过程中，在将移动速度从第1速度切换为更加低速的第2速度时，计算在进行切换的第1位置与在对焦透镜移动的过程中开始进行停止控制以在对焦透镜驱动目标位置停止的第2位置之间的区间内，在对焦透镜以规定速度移动的情况下，能够通过焦点检测部计算散焦量的次数，根据次数、第1位置、对焦透镜驱动目标位置计算第2速度。

Description

焦点调节装置和焦点调节方法

技术领域

本发明涉及在摄像装置中调节对焦透镜的焦点的焦点调节装置和焦点调节方法。

背景技术

在摄像装置中搭载有使对焦透镜的焦点自动对准被摄体的自动焦点调节(所谓自动对焦(AF))功能。该AF功能具有各种方式。作为其中之一，公知有相位差AF方式。这种方式根据来自焦点检测用的像素列的输出信号进行基于光瞳分割型相位差方式的焦点调节。并且，在这种相位差AF中，有时进行所谓的重叠控制。在该重叠控制中，不仅在对焦透镜的停止中，在对焦透镜的驱动中也进行相位差的检测(散焦量的计算)，进行透镜驱动量的更新。一般情况下，散焦量越大，则计算的透镜驱动量的准确性越低。因此，在重叠控制中，由于对焦透镜的驱动而使散焦量减少，与此相伴，依次校正透镜驱动量，由此，能够得到更加正确的合焦状态。

在进行这种重叠控制时，为了实现AF时间的缩短，期望高速驱动对焦透镜。但是，当对焦透镜的驱动速度为高速时，可能来不及控制就通过合焦点。因此，日本特开2011-232684号公报(Karasawa)中提出了如果对焦透镜被驱动到合焦点附近、则将对焦透镜的驱动速度切换为低速的方法。

但是，在上述Karasawa中，没有言及低速具体而言是什么样的驱动速度。因此，当设定过慢的速度作为切换后的低速驱动速度时，到AF完成为止需要时间。并且，相反，当设定过快的速度作为切换后的低速驱动速度时，在上述Karasawa中，以当前的相位差结果为基准进行向低速切换的判断，所以，可能在切换为低速后的下一次相位差检测的时点之前通过合焦点。在产生了这种对焦透镜的超限的情况下，需要使对焦透镜暂时停止，朝向与合焦点相反的方向进行驱动，其结果，到AF完成为止需要时间。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供从大散焦状态起也能够高速合焦的焦点调节装置和焦点调节方法。

根据实施方式的第一方面，提供一种焦点调节装置，其具有：焦点检测部，其通过相位差检测来计算包含对焦透镜在内的摄像光学***的散焦量；以及控制部，其根据上述焦点检测部输出的散焦量，使上述对焦透镜向对焦透镜驱动目标位置移动来进行焦点调节。上述控制部在使上述对焦透镜向上述对焦透镜驱动目标位置移动的过程中，在将移动速度从第1速度切换为更加低速的第2速度时，计算在进行上述切换的第1位置与在上述对焦透镜移动的过程中开始进行停止控制以在上述对焦透镜驱动目标位置停止的第2位置之间的区间内，在上述对焦透镜以规定速度移动的情况下，能够通过上述焦点检测部计算上述散焦量的次数，根据上述次数、上述第1位置、上述对焦透镜驱动目标位置计算上述第2速度。

根据实施方式的第二方面，提供一种焦点调节方法，通过相位差检测来计算包含对焦透镜在内的摄像光学***的散焦量，根据该计算出的散焦量，使上述对焦透镜向对焦透镜驱动目标位置移动来进行焦点调节。上述焦点调节方法包括以下步骤：在使上述对焦透镜向上述对焦透镜驱动目标位置移动的过程中，在将移动速度从第1速度切换为更加低速的第2速度时，计算在进行上述切换的第1位置与在上述对焦透镜移动的过程中开始进行停止控制以在上述对焦透镜驱动目标位置停止的第2位置之间的区间内，在上述对焦透镜以规定速度移动的情况下，能够计算上述散焦量的次数；以及根据上述次数、上述第1位置、上述对焦透镜驱动目标位置计算上述第2速度。

附图说明

图1是应用了本发明的一个实施例的焦点调节装置的摄像装置的结构框图。

图2A是示出用于说明摄像装置中的AF动作的流程图的第1部分的图。

图2B是示出用于说明摄像装置中的AF动作的流程图的第2部分的图。

图3是用于说明AF动作中的从高速驱动向低速驱动的切换的图。

图4是示意地示出低速驱动中的驱动速度的计算的图。

图5是示出用于说明图2B中的速度运算动作的详细情况的流程图的图。

具体实施方式

如图1所示，应用了本发明一个实施例的焦点调节装置的摄像装置1具有镜头单元10和照相机主体20。另外，这里，以镜头更换式的摄像装置1为例进行说明，但是，本实施例的焦点调节装置同样能够应用于镜头无法相对于照相机主体进行拆装的一般的小型照相机那样的镜头一体式的摄像装置。

镜头单元10经由设置在照相机主体20的前表面上的未图示的镜头安装件以拆装自如的方式装配在该照相机主体20上。该镜头单元10具有摄影镜头11、镜头控制部12、镜头CPU13。

摄影镜头11由用于形成被摄体像的多个光学透镜构成，包含对焦透镜。

镜头控制部12使摄影镜头11沿着光轴方向移动。该镜头控制部12根据来自镜头CPU13的控制信号进行驱动。

镜头CPU13对镜头控制部12等镜头单元10内的各部进行驱动控制。该镜头CPU13经由未图示的通信连接器而与照相机主体20侧的CPU27和AF处理部28电连接。镜头CPU13接收来自AF处理部28的驱动控制信息。该驱动控制信息包含对焦透镜驱动目标位置OFδ和驱动速度。镜头CPU13根据该驱动控制信息，经由镜头控制部12使摄影镜头11在光轴方向行移动，进行对焦。

并且，虽然没有特别图示，但是，能够在镜头单元10内构成光圈和对其进行控制的光圈控制部。该情况下，镜头CPU13从照相机主体20侧的CPU27接收光圈量的信息，根据该信息，经由光圈控制部对光圈的光圈量进行控制。

另一方面，在照相机主体20内设置有摄像元件21、摄像信号处理部22、摄像控制部23、记录部24、显示部25、存储器26、CPU27、AF处理部28和操作部29。

摄像元件21配置在镜头单元10中的摄影镜头11的光轴上，配置在被摄体像的成像位置附近。即，穿过了摄影镜头11和未图示的光圈的光束成像在摄像元件21的摄像面上。

摄像元件21具备具有将被摄体像(光学像)转换为电信号的光电转换部的多个像素。这里，多个像素二维排列。摄像元件21构成为能够通过电子快门(例如电子卷帘快门)进行曝光控制的摄像元件。作为这种摄像元件的一例，举出CMOS传感器、CCD传感器。电子卷帘快门是指，在对二维状排列在摄像元件21的摄像面上的多个像素进行复位时或读出信号时，按照每个像素以时间序列进行复位或读出，或者按照行单位以时间序列进行复位或读出。即，摄像元件21通过对各像素或各行的信号蓄积时间进行电子控制，能够发挥与机械快门相同的功能。

并且，摄像元件21除了包含构成为与焦点检测用像素相比不对入射到像素的光束进行限制的摄像用像素以外，还包含构成为对入射到像素的光束的入射方向进行限制的焦点检测用像素(也称为相位差AF检测用像素)。即，摄像元件21具有由这些焦点检测用像素构成的相位差检测部211。具体而言，焦点检测用像素使用USP 9,088,710(Okazawa etal.)、日本特开2012-150289号公报(Nishihara)等所记载的摄像元件即可。

摄像控制部23根据来自CPU27的控制信号，进行摄像元件21的电荷蓄积的控制、摄像信号的读出的控制等。

用于进行图像处理的摄像信号处理部22取入通过摄像控制部23的控制而读出的来自摄像元件21的摄像信号，将其暂时保管在存储器26中。并且，摄像信号处理部22读出该存储器26中暂时保管的摄像信号，将其转换为视频信号，输出到显示部25进行显示。由此，摄影者能够根据该显示部25的显示图像确认所拍摄的图像，即能够确认所谓的实时取景图像。并且，摄像信号处理部22对存储器26中暂时保管的摄像信号实施各种图像处理后，将其转换为JPEG数据，保存在记录部24中。这里，在摄像信号是动态图像的情况下，摄像信号处理部22将其转换为MPEG数据等，保存在记录部24中。并且，摄像信号处理部22还具有如下功能：提取摄像元件21输出的摄像信号中的来自相位差检测部211的焦点检测用像素输出，并将其输入到AF处理部28。

作为存储区域设置的存储器26例如包含SDRAM和闪速(FLASH)ROM。这里，SDRAM是摄像信号的暂时保管用存储器，用作对摄像信号进行转换时的工作区等。闪速ROM非易失性地存储由CPU27执行的控制程序、该控制程序执行中参照/改写的控制参数、模式设定值等数据。并且，记录部24是各种存储卡或外置硬盘驱动(HDD)等外部记录介质，以能够与摄像装置1的照相机主体20进行通信且能够更换的方式装配。

虽然没有特别图示，但是，操作部29由开关组构成，该开关组例如包含指示执行摄影动作的释放开关、切换摄影模式和图像显示模式的模式变更开关和电源开关等对该摄像装置1进行操作所需要的操作按钮。释放开关具有释放按钮的半按动作即第一(1st)释放按下的动作以及全按动作即第二(2nd)释放按下的动作。

本发明的焦点调节装置的一个实施例即AF处理部28根据从摄像信号处理部22输入的焦点检测用像素输出进行AF运算。该AF处理部28具有散焦量计算部281、目标位置设定部282、透镜驱动控制部283、条件判定部284和低速度计算部285。

散焦量计算部281进行基于所输入的焦点检测用像素输出的测距运算、即相位差运算，计算散焦量。

目标位置设定部282根据散焦量计算部281计算出的散焦量，计算镜头单元10所具有的摄影镜头11中的对焦透镜驱动目标位置OFδ，设定该计算出的对焦透镜驱动目标位置OFδ和对焦透镜的驱动速度即高速驱动速度或低速驱动速度作为驱动控制信息。

透镜驱动控制部283向镜头单元10的镜头CPU13发送由目标位置设定部282设定的驱动控制信息，由此使对焦透镜在光轴方向上移动。

条件判定部284根据散焦量计算部281计算出的散焦量，判定是否满足减速条件或停止条件。在后面详细叙述，但是，减速条件是用于将对焦透镜的驱动从高速驱动切换为低速驱动的条件，停止条件是用于将对焦透镜的驱动从低速驱动切换为停止的条件。

在条件判定部284判定为满足减速条件时，低速度计算部285计算对焦透镜的低速驱动的速度。在条件判定部284判定为满足减速条件后，目标位置设定部282代替设定为初始驱动速度的高速驱动速度，在驱动控制信息中设定该低速度计算部285计算出的低速驱动的速度。

该低速度计算部285具有临时速度计算部2851、测距次数计算部2852、速度计算部2853。

临时速度计算部2851计算能够作为低速驱动的速度的最大速度，作为临时速度。能够作为该低速驱动的速度的最大速度依赖于镜头单元10的种类、测距点的数量、曝光时间等各种条件。

测距次数计算部2852根据由临时速度计算部2851设定的临时速度和切换为低速驱动时的对焦透镜的位置，计算能够检测散焦量的次数。

速度计算部2853根据测距次数计算部2852计算出的次数和切换为低速驱动时的对焦透镜的位置，计算对焦透镜的低速驱动的速度。

这些临时速度计算部2851、测距次数计算部2852和速度计算部2853的动作在后面详细叙述。

接着，参照图2A和图2B所示的一连串的流程图对如上所述构成的摄像装置1中的AF动作的详细情况进行说明。在摄影者对操作部29内的释放开关进行了半按动作时、即存在1st释放按下产生的1st释放输入时，根据来自CPU27的AF动作指示，通过AF处理部28执行该AF动作。另外，CPU27定期(例如摄像的帧率单位)进行该1st释放输入的有无判定。并且，CPU27定期与镜头CPU13进行通信，取得对焦透镜的种类和F数等镜头种类信息、当前的透镜位置信息等各种信息，将其保管在存储器26中。

在该AF动作中，首先，AF处理部28通过散焦量计算部281基于从摄像信号处理部22输入的焦点检测用像素输出进行测距运算即相位差运算(步骤S101)。然后，进行基于该运算结果的散焦量的计算(步骤S102)。

然后，AF处理部28判定上述步骤S102中计算出的散焦量是否是合焦状态(步骤S103)。这里，当设F数为F、容许弥散圆为δ时，散焦量能够表示为Fδ。根据散焦量是否在容许深度内即±1Fδ以内，判定是否是合焦状态。

在上述步骤S103中判定为散焦量是合焦状态的情况下，不需要进行AF动作，所以，AF处理部28结束本AF动作。

与此相对，在上述步骤S103中判定为散焦量不是合焦状态的情况下，AF处理部28判定是否开始进行扫描测距(步骤S104)。根据上述步骤S102中计算出的散焦量是否在一定范围以内，判定是否开始进行该扫描测距。

在上述步骤S104中判定为散焦量在一定范围内的情况下，AF处理部28以与上述步骤S102中计算出的散焦量对应的驱动量对镜头单元10所具有的摄影镜头11中的对焦透镜进行驱动(步骤S105)。即，通过目标位置设定部282，根据上述散焦量计算对焦透镜驱动目标位置OFδ，设定驱动控制信息，通过透镜驱动控制部283，向镜头单元10的镜头CPU13发送该设定的驱动控制信息。由此，对焦透镜向散焦量成为0的方向移动。然后，AF处理部28从上述步骤S101的动作起反复。

与此相对，在上述步骤S104中判定为散焦量不在一定范围内、即散焦量为一定以上的情况下，AF处理部28执行扫描测距。扫描测距是指一边驱动对焦透镜，一边进行散焦量的计算。

在该扫描测距中，首先，AF处理部28通过目标位置设定部282，根据上述步骤S102中计算出的散焦量计算对焦透镜驱动目标位置OFδ，设定该对焦透镜驱动目标位置OFδ和对焦透镜的初始驱动速度V_1st作为驱动控制信息(步骤S106)。这里，初始驱动速度V_1st可以是预先确定的速度。或者，可以根据存储器26中保管的镜头信息设定与镜头对应的速度作为该初始驱动速度V_1st。

然后，AF处理部28通过透镜驱动控制部283向镜头CPU13发送上述步骤S106中设定的驱动控制信息(对焦透镜驱动目标位置OFδ、初始驱动速度V_1st)。由此，开始朝向散焦量成为0的方向进行对焦透镜的高速驱动即扫描(步骤S107)。

并且，此时，AF处理部28将未图示的内部存储器或存储器26中设置的速度更新禁止标志和目标更新禁止标志分别初始化为“0”(步骤S108)。这里，速度更新禁止标志表示是否是许可更新速度的状态。在该速度更新禁止标志为“0”的情况下表示速度的更新许可状态，在该速度更新禁止标志为“1”的情况下表示速度的更新禁止状态。同样，目标更新禁止标志表示是否是许可更新对焦透镜驱动目标位置OFδ的状态。在该目标更新禁止标志为“0”的情况下表示目标位置更新许可状态，在该目标更新禁止标志为“1”的情况下表示目标位置更新禁止状态。

然后，AF处理部28通过条件判定部284判定目标更新禁止标志是否是“0”(步骤S109)。目标更新禁止标志在上述步骤S108中初始化为“0”。因此，这里，判定为目标更新禁止标志是“0”、即处于目标位置更新许可状态。该情况下，与上述步骤S101和S102同样，AF处理部28通过散焦量计算部281进行测距运算(步骤S110)，进行散焦量的计算(步骤S111)。然后，AF处理部28通过条件判定部284，根据该步骤S111中计算出的散焦量判定是否满足减速条件或停止条件。

图3是用于说明AF动作中的从高速驱动向低速驱动的切换时刻的图，设纵轴为散焦量[Fδ]、横轴为时间[t]，表示散焦量随时间经过的变化。并且，在该图中，黑色圆点表示进行测距的情况，白色圆圈表示不进行对焦透镜驱动目标位置OFδ的更新或速度的更新的情况。

首先，在时刻t0的对焦透镜位于开始位置P₀时，本实施例中的AF处理部28在上述步骤S101中进行测距，在上述步骤S102中计算散焦量。然后，AF处理部28根据该计算出的散焦量，在上述步骤S106中计算对焦透镜驱动目标位置OFδ，在上述步骤S107中开始进行对焦透镜的高速驱动。以后，AF处理部28以一定的时间定时、例如以摄像的帧率单位进行上述步骤S110的测距，更新对焦透镜驱动目标位置OFδ，以驱动镜头单元10的对焦透镜。

这里，关于对焦透镜驱动目标位置OFδ的更新，需要与镜头单元10进行通信，所以，无法即时更新。即，产生从利用AF处理部28的透镜驱动控制部283向镜头单元的镜头CPU13发送新的对焦透镜驱动目标位置OFδ的时刻起、到镜头CPU13接收该新的对焦透镜驱动目标位置OFδ而实际开始将对焦透镜驱动到该位置为止的延迟。由此，在本实施例中，预测出反映了对焦透镜驱动目标位置OFδ(和驱动速度)的更新的N帧前的对焦透镜位置。该N由从镜头CPU13取得的镜头单元10的种类、测距点的个数、表示镜头单元10的通信处理等的处理速度的指标等决定。在图3中示出N＝2。

因此，AF处理部28在上述步骤S110中进行测距，在上述步骤S111中计算散焦量后，首先，通过条件判定部284预测运算与N帧后的对焦透镜位置对应的散焦量(步骤S112)。然后，AF处理部28通过条件判定部284判定是否是速度更新禁止标志是“0”、且满足减速条件(步骤S113)。

这里，减速条件是用于将对焦透镜的驱动从高速驱动切换为低速驱动的条件。具体而言，减速条件是作为本摄像装置1的设计值的固定条件、或者基于镜头单元10的种类或从镜头CPU13取得的信息等的自适应条件。如图3所示，该减速条件设定为与能够检测合焦附近点的散焦量的范围的下限或上限位置相当的低速切换位置P₁。因此，该步骤S113中的是否满足减速条件是指，上述步骤S112中计算出的与N帧后的对焦透镜位置对应的散焦量的绝对值是否小于表示低速切换位置P₁的散焦量。

在时刻t0的对焦透镜位于开始位置P₀时，速度更新禁止标志在上述步骤S108中初始化为“0”，所以，判定为速度更新禁止标志是“0”、即处于速度更新许可状态。但是，与N帧后的对焦透镜位置对应的散焦量的绝对值大于表示低速切换位置P₁的散焦量，所以，判定为不满足减速条件。由此，在时刻t0的对焦透镜位于开始位置P₀时，AF处理部28通过条件判定部284判定为不是速度更新禁止标志是“0”且满足减速条件。

这种情况下，AF处理部28通过条件判定部284判定是否满足停止条件(步骤S114)。

这里，停止条件是用于将对焦透镜的驱动从低速驱动切换为停止的条件。具体而言，停止条件是作为本摄像装置1的设计值的固定条件、或者基于镜头单元10的种类或从镜头CPU13取得的信息等的自适应条件。如图3所示，该停止条件设定为与散焦量范围的下限位置或上限位置相当的停止控制位置P₂，在所述散焦量范围内能够进行使对焦透镜在对焦透镜驱动目标位置OFδ停止的控制。因此，该步骤S114中的是否满足停止条件是指，上述步骤S112中计算出的与N帧后的对焦透镜位置对应的散焦量的绝对值是否小于表示停止控制位置P₂的散焦量。

在时刻t0的对焦透镜位于开始位置P₀时，AF处理部28通过条件判定部284判定为不满足与N帧后的对焦透镜位置对应的散焦量的绝对值小于表示停止控制位置P₂的散焦量这样的停止条件。该情况下，AF处理部28进行对焦透镜驱动目标位置OFδ的更新(步骤S115)。即，AF处理部28通过目标位置设定部282，根据上述步骤S111中计算出的散焦量再次计算对焦透镜驱动目标位置OFδ，将其设定为驱动控制信息。另外，关于对焦透镜的驱动速度，设定高速驱动速度即初始驱动速度V_1st。然后，AF处理部28通过透镜驱动控制部283向镜头CPU13发送驱动控制信息。然后，AF处理部28使动作返回上述步骤S109。

这样，不断地以一定的时间定时进行测距，对对焦透镜驱动目标位置OFδ进行更新，直到通过条件判定部284判定为速度更新禁止标志是“0”、且满足减速条件为止。

然后，在时刻t1，在上述步骤S113中，通过条件判定部284判定为速度更新禁止标志是“0”、且满足减速条件。即，在图3的例子中，在上述步骤S112中，AF处理部28通过条件判定部284，根据在时刻t1进行测距而计算出的散焦量，预测运算与N(＝2)帧后的对焦透镜位置对应的散焦量。在时刻t1进行测距而计算出散焦量的情况下，如图3所示，N帧前的散焦量的绝对值小于表示低速切换位置P₁的散焦量。

这样，当检测到N帧前的对焦透镜位置处于能够检测合焦附近点的低速切换位置范围内时，将对焦透镜的驱动速度切换为低速。

即，在后面详细叙述，AF处理部28通过低速度计算部285运算切换后的对焦透镜的低速驱动速度V_2nd(步骤S116)。然后，AF处理部28进行对焦透镜驱动目标位置OFδ和对焦透镜的驱动速度的更新(步骤S117)。即，AF处理部28通过目标位置设定部282，根据上述步骤S111中计算出的散焦量再次计算对焦透镜驱动目标位置OFδ，设定该新的对焦透镜驱动目标位置OFδ和上述步骤S116中计算出的低速驱动速度V_2nd作为驱动控制信息。然后，AF处理部28通过透镜驱动控制部283向镜头CPU13发送驱动控制信息。这样，从高速驱动速度即初始驱动速度V_1st减速为低速驱动速度V_2nd。但是，如后所述，反映对焦透镜驱动目标位置OFδ和驱动速度的更新的时刻成为N帧前的时刻t2。

这样，在进行对焦透镜驱动目标位置OFδ和驱动速度的更新后，AF处理部28将速度更新禁止标志设定为“1”(步骤S118)。即，以后，不进行速度的更新。然后，待机到N帧后(步骤S119)，然后，AF处理部28使动作返回上述步骤S109。由此，如图3所示，在时刻t1与时刻t2之间不进行速度的更新。另外，此时，也可以进行测距、对焦透镜驱动目标位置OFδ的更新。

然后，成为时刻t2后，在上述步骤S118中将速度更新禁止标志设定为“1”，所以，在上述步骤S113中，通过条件判定部284判定为不是速度更新禁止标志是“0”且满足减速条件。由此，该情况下，AF处理部28使动作进入步骤S114，判定是否满足停止条件。

在时刻t2的对焦透镜位置，AF处理部28通过条件判定部284判定为不满足停止条件。该情况下，AF处理部28使动作进入上述步骤S115，进行对焦透镜驱动目标位置OFδ的更新。然后，AF处理部28使动作返回上述步骤S109。

这样，不断地以一定的时间定时进行测距，对对焦透镜驱动目标位置OFδ进行更新，直到通过条件判定部284判定为满足停止条件为止。

然后，在时刻t3，在上述步骤S114中，通过条件判定部284判定为满足停止条件。即，在图3的例子中，在上述步骤S112中，AF处理部28通过条件判定部284，根据在时刻t3进行测距而计算出的散焦量，预测运算与N(＝2)帧后的对焦透镜位置对应的散焦量。在时刻t3进行测距而计算出散焦量的情况下，如图3所示，N帧前的散焦量的绝对值小于表示停止控制位置P₂的散焦量。

这样，当检测到N帧前的对焦透镜位置处于能够进行使对焦透镜停止到对焦透镜驱动目标位置OFδ的控制的范围内时，AF处理部28进行对焦透镜驱动目标位置OFδ的最终更新(步骤S120)。即，AF处理部28通过目标位置设定部282，根据上述步骤S111中计算出的散焦量再次计算对焦透镜驱动目标位置OFδ，设定该新的对焦透镜驱动目标位置OFδ作为驱动控制信息。另外，关于对焦透镜的驱动速度，设定低速驱动速度V_2nd。然后，AF处理部28通过透镜驱动控制部283向镜头CPU13发送驱动控制信息。但是，如后所述，反映对焦透镜驱动目标位置OFδ的更新的时刻成为N帧前的时刻t4。

这样，进行对焦透镜驱动目标位置OFδ的最终更新后，AF处理部28将目标更新禁止标志设定为“1”(步骤S121)。即，以后，除了不进行速度的更新以外，还不进行目标的更新。因此，如图3所示，在该时刻t3以后，不进行速度的更新和对焦透镜驱动目标位置OFδ的更新。另外，此时，也可以进行测距。然后，AF处理部28使动作返回上述步骤S109。

在上述步骤S121中将目标更新禁止标志设定为“1”，所以，在上述步骤S109中，AF处理部28通过条件判定部284判定为目标更新禁止标志不是“0”、即处于目标位置更新禁止状态。该情况下，AF处理部28判定是否从镜头CPU13接收到透镜停止信号，该透镜停止信号表示对焦透镜停止于在上述步骤S120中进行了最终更新的最终对焦透镜目标位置OFδ(步骤S122)。在判定为还未接收到透镜停止信号的情况下，AF处理部28使动作返回上述步骤S109。这样，等待对焦透镜的停止。然后，在上述步骤S122中，AF处理部28判定为接收到透镜停止信号后，结束本AF动作。

另外，在图3中，在时刻t5，对焦透镜在最终对焦透镜目标位置OFδ停止。如上所述，在镜头单元10与AF处理部28之间的通信中产生延迟，但是，此时，AF处理部28不进行任何的对焦透镜驱动目标位置OFδ和驱动速度的变更动作，所以，该延迟不会对AF动作造成影响。

这样，在AF动作结束后，虽然没有特别图示，但是，根据释放开关的全按动作即2nd释放输入，CPU27经由摄像控制部23使摄像元件21进行曝光动作。

另外，图3所示的停止控制位置P₂相当于使对焦透镜在对焦透镜驱动目标位置OFδ停止所需要的范围的下限位置。并且，关于针对该停止控制位置P₂判定为满足停止条件的时刻t3的散焦量，由于是对焦透镜驱动目标位置OFδ的最终更新位置，所以，需要检测高精度的散焦量。另一方面，为了高速地完成AF动作，需要使检测高精度的散焦量的测距次数成为最小限度，所以，低速驱动速度V_2nd很重要。下面，对低速驱动速度V_2nd的计算进行说明。

图4是示意地示出该低速驱动速度V_2nd的计算的图。在图3的时刻t1，在上述步骤S112中，AF处理部28通过条件判定部284，根据以下的式(1)预测运算与从当前测距位置P_now起N(＝2)帧后的对焦透镜位置P_aft对应的散焦量Fδ_aft[Fδ]。

Fδ_aft＝Fδ_now-V_1st×N …(1)

这里，Fδ_now是上述步骤S111中在当前测距位置P_now计算出的散焦量的绝对值[Fδ]，初始驱动速度V_1st是减速前的高速驱动速度[Fδ/frame]。如参照图3说明的那样，当检测到该散焦量Fδ_aft位于低速切换位置P₁的下限值与上限值的范围内时，将对焦透镜的速度切换为低速驱动速度V_2nd。从当前测距位置P_now起N帧后的对焦透镜位置P_aft开始反映该低速驱动速度V_2nd。

这里，通过上述步骤S116的速度运算动作求出低速驱动速度V_2nd。

具体而言，如图5所示，首先，AF处理部28通过低速度计算部285的临时速度计算部2851取得与停止控制位置P₂对应的散焦量Fδ_P2和与停止有效测距位置P₃对应的散焦量Fδ_P3(步骤S201)。停止有效测距位置P₃是能够检测高精度的散焦量即有效散焦量的范围的上限位置。通过在该范围以内至少进行一次测距，确保对焦透镜位置的最终更新中的对焦透镜驱动目标位置OFδ的精度。这些停止控制位置P₂和停止有效测距位置P₃是根据镜头单元10的种类、测距点的个数(1点/多点测距)、曝光时间等条件而变化的值。因此，临时速度计算部2851与镜头CPU13进行通信，或者从事前与镜头CPU13进行通信而进行保管的存储器26读出，由此取得与这些停止控制位置P₂和停止有效测距位置P₃对应的散焦量Fδ_P2和Fδ_P3。

然后，AF处理部28通过低速度计算部285的临时速度计算部2851，根据这些取得的散焦量Fδ_P2和散焦量Fδ_P3，计算停止有效测距位置P₃以后的最大速度作为临时速度V_x[Fδ/frame](步骤S202)。根据以下的式(2)求出该临时速度V_x。

V_x＝(Fδ_P3-Fδ_P2)/N …(2)

这里，(Fδ_P3-Fδ_P2)是与停止有效测距位置P₃与停止控制位置P₂之间的区间即A区间INT_a对应的散焦量。这样计算的临时速度V_x成为从停止有效测距位置P₃起N帧后的对焦透镜的到达位置不超过停止控制位置P₂的最大速度。即，成为对A区间INT_a进行N帧分割的速度。

另外，临时速度计算部2851与镜头CPU13进行通信，取得与停止控制位置P₂和停止有效测距位置P₃对应的散焦量Fδ_P2和Fδ_P3。但是，也可以通过通信而取得停止控制位置P₂和停止有效测距位置P₃以及将对焦透镜的移动量转换为散焦量的转换系数(对焦敏感度等)。该情况下，临时速度计算部2851根据停止控制位置P₂和停止有效测距位置P₃以及将对焦透镜的移动量转换为散焦量的转换系数(对焦敏感度等)，计算与停止控制位置P₂和停止有效测距位置P₃对应的散焦量Fδ_P2和Fδ_P3。

接着，AF处理部28通过低速度计算部285的测距次数计算部2852，使用该计算出的临时速度V_x和上述步骤S112中计算出的与N帧后的对焦透镜位置P_aft对应的散焦量Fδ_aft，计算测距次数α(步骤S203)。即，根据以下的式(3)求出该测距次数α。

α＝(Fδ_aft-Fδ_P2)/V_x …(3)

这里，(Fδ_aft-Fδ_P2)是与从当前测距位置P_now起N(＝2)帧后的对焦透镜位置P_aft和停止控制位置P₂之间的区间即B区间INT_b对应的散焦量。这样计算的测距次数α成为在B区间INT_b内以速度V_x驱动对焦透镜的情况下的测距次数。

然后，AF处理部28通过低速度计算部285的速度计算部2853，使用该计算出的测距次数α和上述步骤S112中计算出的与N帧后的对焦透镜位置P_aft对应的散焦量Fδ_aft，计算低速驱动速度V_2nd[Fδ/frame](步骤S204)。即，根据以下的式(4)求出该低速驱动速度V_2nd。

V_2nd＝(Fδ_aft-OFδ)/α …(4)

这里，(Fδ_aft-OFδ)是从当前测距位置P_now起N(＝2)帧后的对焦透镜位置P_aft到达对焦透镜驱动目标位置OFδ为止的散焦量。

这样，根据能得到高精度的散焦量的停止有效测距位置P₃与停止控制位置P₂之间的A区间INT_a内的最大速度即临时速度V_x，求出减速开始位置即N帧后的对焦透镜位置P_aft与停止控制位置P₂之间的B区间INTb内的测距次数α。由此，能够求出在能够进行高精度测距的范围内至少能够计算一次散焦量的低速驱动速度V_2nd。即，运算不会过于低速、且不会超越合焦位置即对焦透镜驱动目标位置OFδ、能够得到高精度的测距结果的低速驱动速度V_2nd，由此，能够实现高速、高品质的AF动作。

如上所述，一个实施例的焦点调节装置即AF处理部28具有散焦量计算部281、目标位置设定部282、透镜驱动控制部283、条件判定部284和低速度计算部285。散焦量计算部281作为如下的焦点检测部发挥功能：通过相位差检测来计算包含对焦透镜的作为摄像光学***的摄影镜头11的散焦量。目标位置设定部282、透镜驱动控制部283、条件判定部284和低速度计算部285作为如下的控制部发挥功能：根据上述散焦量计算部281输出的散焦量，使上述对焦透镜向目标位置即对焦透镜驱动目标位置OFδ移动来进行焦点调节。上述控制部在使上述对焦透镜向上述对焦透镜驱动目标位置OFδ移动的过程中，将移动速度从第1速度即初始驱动速度V_1st切换为更加低速的第2速度即低速驱动速度V_2nd。在该切换时，上述控制部计算在进行上述切换的第1位置例如位置P_aft与在上述对焦透镜移动的过程中开始进行停止控制以在上述对焦透镜驱动目标位置OFδ停止的第2位置即停止控制位置P₂之间的区间即B区间INT_b内，在上述对焦透镜以规定速度即临时速度V_x移动的情况下，能够通过上述散焦量计算部281计算上述散焦量的次数即测距次数α。然后，上述控制部根据上述测距次数α、上述第1位置、上述对焦透镜驱动目标位置OFδ计算上述低速驱动速度V_2nd。这样，AF处理部28根据能得到高精度的散焦量的停止有效测距位置P₃与停止控制位置P₂之间的A区间INT_a内的最大速度即临时速度V_x，求出减速开始位置即第1位置与停止控制位置P₂之间的B区间INTb内的测距次数α。由此，能够求出在能够进行高精度测距的范围内至少能够计算一次散焦量的低速驱动速度V_2nd。即，运算不会过于低速、且不会超越合焦位置即对焦透镜驱动目标位置OFδ、能够得到高精度的测距结果的低速驱动速度V_2nd，由此，能够实现高速的AF动作。

这里，上述控制部根据上述散焦量计算部281输出的上述散焦量，计算与上述第1位置例如位置P_aft对应的散焦量Fδ_aft。然后，上述控制部使用该计算出的散焦量Fδ_aft和与上述停止控制位置P₂对应的规定散焦量Fδ_P2，计算上述测距次数α。由此，即使不从镜头单元10取得对焦透镜的位置，也能够使用散焦量Fδ_aft、Fδ_P2求出测距次数α。

另外，上述低速驱动速度V_2nd是在能够通过上述散焦量计算部281取得有效散焦量的第3位置即停止有效测距位置P₃与上述停止控制位置P₂之间的区间即A区间INT_a内、能够通过上述散焦量计算部281计算规定次数的散焦量的速度。这样，低速驱动速度V_2nd能够设为不会过于低速、且能够使对焦透镜停止而不会超越合焦位置即对焦透镜驱动目标位置OFδ的速度。

并且，上述散焦量计算部281以一定的时间定时、例如摄像元件21的摄像的帧率单位反复计算上述散焦量。上述第1位置例如位置P_aft是与上述对焦透镜从上述散焦量计算部281计算出上述散焦量的位置即当前测距位置P_now起以上述初始驱动速度V_1st向上述对焦透镜驱动目标位置OF移动而计算了规定次数的上述散焦量的时刻、即经过了进行N帧摄像的期间的时刻对应的位置。这样，不使用当前的散焦量Fδ_now，而使用N帧后的散焦量Fδ_aft进行从高速驱动速度即初始驱动速度V_1st向低速驱动速度V_2nd的切换的判定。由此，运算对焦透镜在切换为低速前不会超越合焦位置即对焦透镜驱动目标位置OFδ、且能得到高精度的测距结果的低速驱动速度V_2nd，由此，能够实现高速、高品质的AF动作。即，当超越合焦位置时，作为实时取景图像，提示暂时合焦后变得模糊的低品质的影像。但是，根据本实施例，由于不会超越合焦位置，所以，能够提供高品质的实时取景图像。

并且，上述规定速度即临时速度V_x是基于与上述停止控制位置P₂对应的规定散焦量Fδ_P2、与上述第3位置对应的规定散焦量Fδ_P3、上述规定次数的速度。散焦量Fδ_P2、Fδ_P3和规定次数的值由镜头单元10的种类等条件决定，通过与镜头单元10之间的通信而取得，所以，不需要计算，能够高速地取得这些值。

另外，摄像元件21具备多个像素，该多个像素具有将上述摄影镜头11形成的光学像转换为电信号的光电转换部，摄像元件21包含构成为对入射到上述像素的光束的入射方向进行限制的焦点检测用像素即相位差检测部211，摄像元件21中二维排列有上述多个像素。上述散焦量计算部281读出这种摄像元件21中的上述相位差检测部211的像素信号，根据上述相位差检测部211的像素信号，通过上述相位差检测来计算上述散焦量。因此，一个实施例的焦点调节装置即AF处理部28能够应用于具有摄像元件21的摄像装置1，该摄像元件21包含相位差检测部211。

并且，一个实施例的焦点调节方法通过相位差检测来计算包含对焦透镜的作为摄像光学***的摄影镜头11的散焦量，根据该计算出的散焦量，使上述对焦透镜向目标位置即对焦透镜驱动目标位置OFδ移动来进行焦点调节。在该方法中，在使上述对焦透镜向上述对焦透镜驱动目标位置OFδ移动的过程中，将移动速度从第1速度即初始驱动速度V_1st切换为更加低速的第2速度即低速驱动速度V_2nd。在该切换时，在一个实施例的焦点调节方法中，计算在进行上述切换的第1位置例如位置P_aft与在上述对焦透镜移动的过程中开始进行停止控制以在上述对焦透镜驱动目标位置OFδ停止的第2位置即停止控制位置P₂之间的区间即B区间INT_b内，在上述对焦透镜以规定速度即临时速度V_x移动的情况下，能够计算上述散焦量的次数即测距次数α(步骤S203)。然后，根据上述测距次数α、上述第1位置、上述对焦透镜驱动目标位置OFδ计算上述低速驱动速度V_2nd(步骤S204)。因此，根据能得到高精度的散焦量的停止有效测距位置P₃与停止控制位置P₂之间的A区间INT_a内的最大速度即临时速度V_x，求出减速开始位置即第1位置与停止控制位置P₂之间的B区间INT_b内的测距次数α，由此，能够求出在能够进行高精度测距的范围内至少能够计算一次散焦量的低速驱动速度V_2nd。即，运算不会过于低速、且不会超越合焦位置即对焦透镜驱动目标位置OFδ、能够得到高精度的测距结果的低速驱动速度V_2nd，由此，能够实现高速的AF动作。

以上，根据一个实施例说明了本发明，但是，本发明不限于上述实施例，当然能够在本发明的主旨的范围内进行各种变形和应用。

例如，也可以通过CPU27实现作为焦点调节装置的AF处理部28的一部分或全部功能。该情况下，在CPU27能够访问的存储器26中存储通过由CPU27执行而用于使该CPU27作为该AF处理部28的一部分或全部发挥功能的程序代码。

并且，设摄像元件21具有由焦点检测用像素构成的相位差检测部211，但是，相位差检测部211也可以构成为与摄像元件21分开的传感器，AF处理部28也可以使用来自该传感器的信号进行相位差检测。

Claims (7)

1.一种焦点调节装置，其具有：

焦点检测部，其通过相位差检测来计算包含对焦透镜在内的摄像光学***的散焦量；以及

控制部，其根据上述焦点检测部输出的散焦量，使上述对焦透镜向对焦透镜驱动目标位置移动来进行焦点调节，

其中，

上述控制部在使上述对焦透镜向上述对焦透镜驱动目标位置移动的过程中，在将移动速度从第1速度切换为更加低速的第2速度时，

计算在进行上述切换的第1位置与在上述对焦透镜移动的过程中开始进行停止控制以在上述对焦透镜驱动目标位置停止的第2位置之间的区间内，在上述对焦透镜以规定速度移动的情况下，能够通过上述焦点检测部计算上述散焦量的次数，

根据上述次数、上述第1位置、上述对焦透镜驱动目标位置计算上述第2速度。

2.根据权利要求1所述的焦点调节装置，其中，

上述控制部根据上述焦点检测部输出的上述散焦量计算与上述第1位置对应的散焦量，

使用该计算出的散焦量和与上述第2位置对应的规定散焦量计算上述次数。

3.根据权利要求2所述的焦点调节装置，其中，

上述第2速度是在能够利用上述焦点检测部取得有效散焦量的第3位置与上述第2位置之间的区间内能够利用上述焦点检测部计算规定次数的散焦量的速度。

4.根据权利要求3所述的焦点调节装置，其中，

上述焦点检测部以一定的时间定时反复计算上述散焦量，

上述第1位置是与上述对焦透镜从上述焦点检测部计算出上述散焦量的位置起以上述第1速度向上述对焦透镜驱动目标位置移动而计算了规定次数的上述散焦量的时刻对应的位置。

5.根据权利要求4所述的焦点调节装置，其中，

上述规定速度是基于与上述第2位置对应的规定散焦量、与上述第3位置对应的规定散焦量、上述规定次数的速度。

6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的焦点调节装置，其中，

上述焦点检测部从二维排列有多个像素的摄像元件读出焦点检测用像素的像素信号，该摄像元件具备上述多个像素，该多个像素具有将上述摄像光学***形成的光学像转换为电信号的光电转换部，该摄像元件包含构成为对入射到上述像素的光束的入射方向进行限制的上述焦点检测用像素，

根据上述焦点检测用像素的像素信号，通过上述相位差检测来计算上述散焦量。

7.一种焦点调节方法，通过相位差检测来计算包含对焦透镜在内的摄像光学***的散焦量，根据该计算出的散焦量，使上述对焦透镜向对焦透镜驱动目标位置移动来进行焦点调节，其中，上述焦点调节方法包括以下步骤：

在使上述对焦透镜向上述对焦透镜驱动目标位置移动的过程中，在将移动速度从第1速度切换为更加低速的第2速度时，计算在进行上述切换的第1位置与在上述对焦透镜移动的过程中开始进行停止控制以在上述对焦透镜驱动目标位置停止的第2位置之间的区间内，在上述对焦透镜以规定速度移动的情况下，能够计算上述散焦量的次数；以及

根据上述次数、上述第1位置、上述对焦透镜驱动目标位置计算上述第2速度。