專利名稱：自動聚焦攝像機的制作方法
技術領域：
本發明涉及自動聚焦攝像機。特別是本發明涉及將數字靜物攝像機的透鏡驅動到對焦位置的自動聚焦攝像機。
已有的銀鉛攝像機采用相位差方式等的光學機構作為自動聚焦裝置，而數字靜物攝像機在焦點控制狀態的評價中使用CCD等攝像元件的圖像信號。其理由是由于具有以下優點，即本質上不存在視差；對景深較淺的場合和遠方的拍照景物都可以高精度地調整焦點。而且，還具有不需要自動聚焦用特別傳感器以及結構極為精簡的特點。
作為此種自動聚焦攝像機的一個例子，特開平3-68280號公報記載了快速對焦技術，即以比較粗調整的步級使聚焦透鏡從被拍照景物距離的無限遠移至最近，得到各步級的焦點評價值，當聚焦透鏡移動到對于此時的最大焦點評價值的被拍照景物距離的附近后，再進一步以最小步級在被拍照景物距離的附近移動聚焦透鏡，在每個最小步級從焦點評價值得到最大評價值。
圖5是透鏡位置和焦點評價值的關系圖。如圖5所示，焦點評價值一般在對焦位置最大，隨散焦量的增大而減少。
如前所述，自動聚焦操作驅動聚焦透鏡以使通常焦點評價值為最大，然而，如圖6所示，在低照度視場中存在高亮度部分狀況下，會出現在對焦位置焦點評價值變低，焦點錯位的焦點評價值變高的情況。
也就是說，當在圖6(a)的位置是明亮的被拍照景物，在圖6(b)、(c)的位置是周邊模糊的被拍照景物時，則圖6(b)、(c)的被拍照景物隨著焦點的錯位，出現高亮度部分的圖像信號邊緣，高頻成分增加了。在這種狀況下，當設定聚焦透鏡位置使焦點評價值為最大時，則圖6(b)或(c)的位置對焦后，存在產生很大焦點錯位的缺點。
因此，本發明的主要目的是提供即使在低照度視場中存在高亮度部分狀況下有2個焦點評價值的峰點時，也可以驅動聚焦透鏡在對焦位置的自動聚焦攝像機。
簡單地說，本發明是在從攝像元件輸出的圖像信號高頻成分為最大的位置驅動聚焦透鏡的自動聚焦裝置，以高頻成分為基礎作成的評價值由評價值檢出電路檢出，根據檢出的2處的峰點評價值，通過透鏡驅動電路按規定距離把聚焦透鏡設定在對焦位置。
按照本發明，測定聚焦領域全部焦點評價值，在2處存在焦點評價值峰點的情況下，驅動透鏡以便在規定距離調正焦點，將不會產生焦點模糊。
理想的實施例是把評價值檢出電路檢出的2處峰點間評價值為最低的值作為對焦位置，透鏡驅動電路驅動透鏡。
更理想的實施例是從攝像元件輸出的圖像信號通過A/D變換電路變換為數字信號，通過亮度信號生成電路從變換為數字信號的圖像信號中提取出亮度信號成分，通過濾波電路從提取出的亮度信號成分中提取出高頻成分，供給評價值檢出電路。
更理想的實施例是透鏡驅動電路在初始狀態把透鏡驅動到無限端后再移動到近端，根據在此期間檢出的2處峰點評價值，把透鏡設定在對焦位置。
圖1是本發明一個實施例的方塊圖。
圖2是說明本發明一個實施例全部操作的流程圖。
圖3是表示圖2所示自動聚焦處理的子程序的前半部分處理的流程圖。
圖4是表示自動聚焦處理的子程序的后半部分處理的流程圖。
圖5是透鏡位置和焦點評價值的關系圖。
圖6是在低照度的被拍照景物中存在高亮度部分狀況下，對焦位置和評價值的關系圖。
圖1是本發明一個實施例的概略方塊圖。在圖1中，CCD元件2對通過透鏡1入射的入射光進行光電變換，并作為攝像信號輸出到A/D變換器3。A/D變換器3使攝像信號數字化，并作為圖像數據輸出到信號處理電路4。信號處理電路4對數字圖像數據進行白色電平平衡補正及r補正。DRAM5是存儲在按壓圖中未示出的快門開關后得到的攝像信號中的一個畫面圖像數據。
處理電路6對存儲在DRAM5的1個畫面的圖像數據進行色分離處理等眾所周知的信號處理，通過軟件進行圖像壓縮，把壓縮圖像數據存儲在后段的瞬間場面存儲器7中，并把從瞬間場面存儲器7讀出的壓縮圖像數據進行圖像伸長，提供給未圖示的液晶監視器，以顯示攝影圖像。
存儲在DRAM5的圖像數據提供給門電路8，為了自動聚焦控制，提取出圖像中央部分的圖像數據，供給亮度信號生成電路9。亮度信號生成電路9從提取出的圖像數據中生成亮度信號，高通濾波器(HPF)10從該亮度信號中提取出高頻成分，供給數字積分器11。數字積分器11對1個畫面的高頻成分進行積分，并作為評價值輸出到CPU12。CPU12按照后述的圖2和圖3所示的流程，根據程序表驅動用于自動聚焦控制的馬達13，按箭頭方向驅動透鏡1，進行自動聚焦控制。
圖2是說明本發明一個實施例操作的流程圖，圖3及圖4是表示圖1的自動聚焦處理子程序的流程圖。
下面參照圖1-圖4說明本發明一個實施例的具體操作。在圖2中，在按壓快門開關前CPU12待機，在步級(圖中簡稱SP)SP1，當判別快門開關為ON時，進行步級SP2的自動聚焦處理，在步級SP3進行攝像信號提取、信號處理等。自動聚焦處理按圖3及圖4所示的流程圖進行。
也就是說在圖3的步級SP4，CPU12內的RAM(未圖示)中的maxdata，peak stack，peak det，data stack，peak cnt的各區域被清機，mini data區域被初始設定存儲FFFFH。在步級SP5，CPU12通過聚焦馬達13驅動聚焦透鏡1到達作為開始自動聚焦位置的∞端點，把在該聚焦位置得到的數據作為曝光時間，一直待機到經過1垂直掃描期間。
在步級SP6，進行與垂直同步的同步處理，一直待機到垂直掃描期間的最前面，當判別為最前面時，則在步級SP7把作為這次評價值的數字積分器11的輸出值存儲在RAM的data區域，把與該評價值對應的聚焦透鏡的位置存儲在RAM的fpos區域，在步級SP8，通過聚焦馬達13按規定量移近聚焦透鏡1。
在步級SP9，判別data是否是max data，也就是說是否是聚焦的最大值，如果是最大值，則把fpos區域的聚焦馬達位置存儲在afpos區域，把data區域值存儲在max data區域。然而，若數據不是最大值，則在步級SP11中，peak cnt判別是否計數了幾個峰值，當peak cnt是「1」時，已經檢出了峰值，在步級SP12應判別data是否比最初設定的mini data小。若data比mini data小，則把fpos的聚焦馬達位置存儲在mini pos，把data存儲在mini data區域。
當在圖4所示步極SP14判別數據為上次評價值以下、在步級SP15判別未檢出峰值、在步級SP16判別評價值小于peak stack值、在步級SP17判別相對于峰值的減少大于規定值a時，檢出峰值，在步級SP19設置peak det標記，并增加peak cnt。
規定量a是予先設定的，在評價值中包含噪聲成分，在評價值為峰值后，該規定量a下降時，既使有噪聲的影響，也可以判定真實的峰值。
在步級SP17，既使判別相對于峰值的減少比規定值a小，則在步級SP18，聚焦透鏡的位置在近端時也可達到峰值，設置peak det標記，并增加peak cnt。
在上述步級SP14，當判別數據比上次評價值增加時，在步級SP20清除peak det標記，把這次的評價值作為最大值，并在peak stack中進行存儲更新。既使評價值增加，若聚焦透鏡位置在近端時，也可以是峰值，清除peak det標記，并增加peak cnt。
在步級SP22，把這次的評價值存儲在data stack，在步級SP23，判別是否結束了全部聚焦領域，若沒有結束則返回到步級SP6，重復步級SP6-SP23的操作。當在步級SP24判別peak cnt為2時，在afpos區域的中間距離，與焦點協調的聚焦透鏡位置或peak cnt是1，設定評價值為最小的聚焦透鏡位置(2個峰值間為最小的聚焦透鏡位置)，在步級SP26，在afpos位置驅動聚焦透鏡，結束自動聚焦處理。
當按這個流程圖進行處理時，如圖5所示，在正確的對焦位置存在焦點評價值的峰值的情況下，不經由步級SP25，使透鏡移動到取得該峰值的透鏡位置后，即可結束對焦操作。另一方面，如圖6所示，當在無限遠點和近點各個峰值，即有兩個峰值時，若不知道作為對焦位置的取得這些峰值的透鏡位置，則可通過步級SP25的處理，使透鏡移動到無限遠點和近點之間予先決定的中間距離位置或焦點評價值為最小的透鏡位置后，即可結束對焦操作。
如上所述，本發明的實施例是在低照度的被拍照景物中存在高亮度狀況下，檢出2處存在焦點評價值峰值的焦點評價值的最大位置與光學的焦點位置不一致時，把聚焦透鏡1設定在2處峰值間的焦點評價值為最小的位置或最有效和穩定的自動聚焦領域的中間距離，不會引起大的散焦。
權利要求
1.一種自動聚焦裝置，將聚焦透鏡(1)驅動到攝像元件(2)輸出的圖像信號高頻成分為最大的位置，所述自動聚焦裝置包含檢出以上述高頻成分為基礎生成的評價值的評價值檢出部件(11)；根據由上述評價值檢出部件檢出的2處峰值的評價值，按規定距離把上述聚焦透鏡設定在對焦位置的透鏡驅動部件(12，13)。
2.權利要求1的自動聚焦裝置，其特征在于上述透鏡驅動部件驅動上述透鏡，把由上述評價值檢出部件檢出的2處峰值間評價值的最低值作為對焦位置。
3.權利要求1的自動聚焦裝置，其特征在于包含把由上述攝像元件輸出的圖像信號變換為數字信號的A/D變換部件(3)；從通過上述A/D變換部件變換為數字信號的圖像信號中提取亮度信號成分的亮度信號生成部件(9)；從由上述亮度信號生成部件提取出的亮度信號成分中提取出高頻成分，并提供給上述評價值檢出部件的濾波部件。
4.權利要求2的自動聚焦裝置，其特征在于上述透鏡驅動部件在初始狀態把上述透鏡驅動到無限端后，再移動到近端，根據在此期間檢出的上述2處的峰值的評價值，把上述透鏡驅動到對焦位置。
全文摘要
由門電路(8)提取出的攝像信號供給亮度信號生成電路(9),生成亮度信號,由高通濾波器(10)提取出高頻成分,數字積分器(11)對1個畫面的高頻信號進行積分,并作為評價值輸出到CPU(12)。CPU(12)檢出2處存在焦點評價值峰值的焦點評價值的最大位置與光學的焦點位置不一致時,驅動聚焦馬達(13),以使聚焦透鏡(1)位于2處峰值間的焦點評價值為最小的位置或最有效和穩定的自動聚焦透鏡的中間距離。
文檔編號H04N5/232GK1199869SQ9810705
公開日1998年11月25日 申請日期1998年2月25日 優先權日1997年2月25日
發明者杉本和彥 申請人:三洋電機株式會社