本發(fā)明涉及例如基于拍攝被攝體而得到的圖像來檢測(cè)關(guān)于該被攝體的對(duì)焦位置的對(duì)焦位置檢測(cè)裝置以及對(duì)焦位置檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

以往，在數(shù)碼照相機(jī)或者攝像機(jī)等拍攝被攝體的裝置中，為了生成鮮明的被攝體的圖像而安裝有自動(dòng)地測(cè)定到被攝體為止的距離，并基于該測(cè)定結(jié)果來與被攝體對(duì)焦的技術(shù)(所謂的自動(dòng)對(duì)焦)。

作為這樣的自動(dòng)對(duì)焦(Auto Focus，AF)方式中的、利用通過了攝像光學(xué)系統(tǒng)的光束的方式的一個(gè)例子，已知有相位差檢測(cè)方式。在相位差檢測(cè)方式中，從被攝體發(fā)出并通過了攝像光學(xué)系統(tǒng)的光束被分割為兩束，根據(jù)由這兩個(gè)光束各自引起的在圖像傳感器上的被攝體的像的位置間的間隔，求出距離對(duì)焦位置的圖像傳感器的位置偏移量。然后，調(diào)節(jié)攝像光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)位置，以使由這兩個(gè)光束各自引起的、被攝體的像的位置一致。在該相位差檢測(cè)方式中，例如在圖像傳感器上設(shè)定能夠?qū)谙辔徊顧z測(cè)方式的對(duì)焦位置進(jìn)行檢測(cè)的區(qū)域。然后，通過針對(duì)該區(qū)域所包含的排成一列的多個(gè)固體攝像元件的每一個(gè)，遮蔽(mask)位于聚光用的微透鏡的像面?zhèn)鹊脑摴腆w攝像元件的受光面中的、與固體攝像元件的排列方向正交的一半，由此可得到與一個(gè)光束相當(dāng)?shù)谋粩z體的像。另外，通到針對(duì)該區(qū)域所包含的其它的排成一列的多個(gè)固體攝像元件的每一個(gè)，遮蔽位于聚光用的微透鏡的像面?zhèn)鹊脑摴腆w攝像元件的受光面中的、與固體攝像元件的排列方向正交的另一半，由此可得到與另一個(gè)光束相當(dāng)?shù)谋粩z體的像。

提出了一種通過在圖像傳感器上設(shè)置多個(gè)這樣的區(qū)域，能夠在圖像傳感器的多個(gè)位置通過相位差檢測(cè)方式來進(jìn)行AF的技術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。在專利文獻(xiàn)1所公開的技術(shù)中，當(dāng)檢測(cè)圖像傳感器上的不能進(jìn)行基于相位差檢測(cè)方式的焦點(diǎn)檢測(cè)的關(guān)注區(qū)域的焦點(diǎn)位置的情況下，在處于關(guān)注區(qū)域的附近的、能夠進(jìn)行基于相位差檢測(cè)方式的焦點(diǎn)檢測(cè)的多個(gè)區(qū)域的每一個(gè)中求出散焦量。然后，使用求出的散焦量的平均值作為關(guān)注區(qū)域的推定散焦量。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2007－24941號(hào)公報(bào)

在能夠進(jìn)行基于相位差檢測(cè)方式的焦點(diǎn)檢測(cè)的區(qū)域中，為了抑制畫質(zhì)的劣化，有時(shí)離散地配置生成相位差檢測(cè)用的圖像所利用的、受光面的一部分被遮蔽了的像素。在這樣的情況下，存在由于被攝體的邊緣方向而不能正確地求出兩個(gè)被攝體的像間的位移(shift)量，距離對(duì)焦位置的散焦量變得不正確，結(jié)果，照相機(jī)不能與被攝體對(duì)焦之虞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個(gè)方面，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠提高使用相位差檢測(cè)方式來檢測(cè)對(duì)焦位置時(shí)的檢測(cè)精度的對(duì)焦位置檢測(cè)裝置。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，提供一種對(duì)焦位置檢測(cè)裝置。該對(duì)焦位置檢測(cè)裝置具有：位移量計(jì)算區(qū)域確定部，確定在具有生成圖像的圖像傳感器和光學(xué)系統(tǒng)的拍攝部中的在圖像傳感器上設(shè)定的測(cè)定區(qū)域內(nèi)所包含的多個(gè)位移量計(jì)算區(qū)域，多個(gè)位移量計(jì)算區(qū)域的每一個(gè)具有生成對(duì)映現(xiàn)在位移量計(jì)算區(qū)域的被攝體進(jìn)行表示的第一子圖像的多個(gè)第一像素、和生成對(duì)映現(xiàn)在位移量計(jì)算區(qū)域的被攝體進(jìn)行表示的第二子圖像的多個(gè)第二像素，第一子圖像上的被攝體與第二子圖像上的被攝體間的位移量根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)針對(duì)被攝體的對(duì)焦位置與圖像傳感器間的距離而變化；位移量計(jì)算部，針對(duì)多個(gè)位移量計(jì)算區(qū)域的每一個(gè)，計(jì)算第一子圖像上的被攝體與第二子圖像上的被攝體最一致時(shí)的第二子圖像相對(duì)于第一子圖像的局部位移量、和表示局部位移量的可信度的可靠性；可靠性修正部，針對(duì)多個(gè)位移量計(jì)算區(qū)域的每一個(gè)，基于該位移量計(jì)算區(qū)域中的與被攝體的邊緣方向正交的方向上的多個(gè)第一像素中的鄰接的第一像素間的間隔、多個(gè)第二像素中的鄰接的第二像素間的間隔、以及多個(gè)第一像素與多個(gè)第二像素的位置偏移量中的至少一個(gè)，來修正該位移量計(jì)算區(qū)域的可靠性；以及代表值計(jì)算部，通過以修正后的可靠性對(duì)多個(gè)位移量計(jì)算區(qū)域各自的局部位移量進(jìn)行加權(quán)平均，來計(jì)算表示光學(xué)系統(tǒng)的對(duì)焦位置與圖像傳感器間的距離的代表值。

能夠提高使用相位差檢測(cè)方式檢測(cè)對(duì)焦位置時(shí)的檢測(cè)精度。

附圖說明

圖1(a)是表示配置在AF區(qū)域內(nèi)的左像素和右像素的配置的一個(gè)例子的圖。圖1(b)是表示圖1(a)所示的左像素以及右像素的配置、和左圖像以及右圖像的關(guān)系的圖。

圖2(a)是表示在AF區(qū)域映現(xiàn)了具有垂直方向的邊緣的被攝體的情況下的左圖像和右圖像的一個(gè)例子的圖。圖2(b)是表示在圖2(a)所示的AF區(qū)域中，映現(xiàn)了具有與左像素以及右像素的排列方向平行的邊緣的被攝體的情況下的左圖像和右圖像的一個(gè)例子的圖。

圖3(a)是表示AF區(qū)域中的左像素以及右像素的排列的另一個(gè)例子的圖。圖3(b)是表示映現(xiàn)在圖3(a)所示的AF區(qū)域的被攝體具有垂直方向的邊緣、并且左圖像相對(duì)于右圖像向左側(cè)位移兩個(gè)像素的情況下的左圖像與右圖像的關(guān)系的圖。圖3(c)是表示映現(xiàn)在圖3(a)所示的AF區(qū)域的被攝體具有與左像素以及右像素的排列方向平行的邊緣、并且左圖像相對(duì)于右圖像向左側(cè)位移兩個(gè)像素的情況下的左圖像與右圖像的關(guān)系的圖。

圖4(a)是表示沿邊緣的方向?qū)D2(a)中的AF區(qū)域的各左像素以及各右像素投影了的情況下的左像素的分布以及右像素的分布的圖。圖4(b)是表示沿邊緣的方向?qū)D2(b)中的AF區(qū)域的各左像素以及各右像素投影了的情況下的左像素的分布以及右像素的分布的圖。

圖5(a)是表示沿邊緣的方向?qū)D3(b)中的AF區(qū)域的各左像素投影了的情況下的左像素的分布的分布的圖。圖5(b)是表示沿邊緣的方向?qū)D3(c)中的AF區(qū)域的各左像素投影了的情況下的左像素的分布的分布的圖。

圖6是作為安裝了對(duì)焦位置檢測(cè)裝置的拍攝裝置的一個(gè)例子的數(shù)碼照相機(jī)的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。

圖7是表示在圖像傳感器上設(shè)置的AF區(qū)域的一個(gè)例子的圖。

圖8是表示通過圖7所示的AF區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)像素列分別生成的子圖像的一個(gè)例子的圖。

圖9是控制部的功能框圖。

圖10是表示測(cè)定區(qū)域與位移量計(jì)算區(qū)域的關(guān)系的一個(gè)例子的圖。

圖11(a)以及圖11(b)分別是表示等角直線擬合(fitting)的原理的圖。

圖12是說明像素的向邊緣方向的投影的圖。

圖13是表示左像素以及右像素的配置以及邊緣方向、和投影后的左像素以及右像素的分布的一個(gè)例子的圖。

圖14是對(duì)于圖13所示的左像素的配置，表示每個(gè)邊緣方向的左像素間的間隔的圖。

圖15是對(duì)于圖13所示的左像素以及右像素的配置，表示每個(gè)邊緣方向的左像素與右像素間的位置偏移量的圖。

圖16是對(duì)焦位置檢測(cè)處理的動(dòng)作流程圖。

圖17(a)是表示不修正可靠性的情況下的測(cè)定區(qū)域內(nèi)的各位移量計(jì)算區(qū)域的局部位移量與可靠性的圖。圖17(b)是表示根據(jù)實(shí)施方式或者其變形例修正了可靠性的情況下的測(cè)定區(qū)域內(nèi)的各位移量計(jì)算區(qū)域的局部位移量與可靠性的圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D，對(duì)一個(gè)實(shí)施方式涉及的對(duì)焦位置檢測(cè)裝置進(jìn)行說明。該對(duì)焦位置檢測(cè)裝置基于圖像傳感器上的測(cè)定對(duì)象區(qū)域所包含的、能夠基于相位差檢測(cè)方式進(jìn)行對(duì)焦位置的檢測(cè)的多個(gè)區(qū)域各自中的兩個(gè)被攝體的像間的位移量以及其可靠性，來求出測(cè)定對(duì)象區(qū)域整體的對(duì)焦位置。此時(shí)，該對(duì)焦位置檢測(cè)裝置針對(duì)各區(qū)域，推定被攝體的邊緣方向。該對(duì)焦位置檢測(cè)裝置針對(duì)各區(qū)域，求出與邊緣方向正交的方向上的、相位差檢測(cè)用的被攝體的一方的像生成所利用的像素(為了方便，稱為左像素)間的間隔、和被攝體的另一方的像生成所利用的像素(為了方便，稱為右像素)間的間隔。另外，該對(duì)焦位置檢測(cè)裝置針對(duì)各區(qū)域，求出與邊緣方向正交的方向上的、左像素與右像素間的位置偏移量。然后，該對(duì)焦位置檢測(cè)裝置針對(duì)各區(qū)域，根據(jù)與邊緣方向正交的方向上的左像素間的間隔、右像素間的間隔、以及左像素與右像素間的位置偏移量，來修正兩個(gè)被攝體的像間的位移量的可靠性。

其中，以下為了方便說明，將能夠基于相位差檢測(cè)方式進(jìn)行對(duì)焦位置的檢測(cè)的區(qū)域稱為AF區(qū)域。另外，在AF區(qū)域中，將通過右像素的集合而生成的被攝體的子圖像稱為右圖像，將通過左像素的集合而生成的被攝體的子圖像稱為左圖像。

這里，為了使理解變得容易，對(duì)AF區(qū)域中的左像素以及右像素的排列與AF區(qū)域中的被攝體的邊緣方向的關(guān)系對(duì)位移量的測(cè)定精度的影響進(jìn)行說明。

圖1(a)是表示配置在AF區(qū)域內(nèi)的左像素與右像素的配置的一個(gè)例子的圖。在圖1(a)中，在AF區(qū)域100內(nèi)以“L”表示左像素101，以“R”表示右像素102。如圖1(a)所示，為了抑制由拍攝部生成的圖像的畫質(zhì)由于左像素而劣化，各左像素101以不相互鄰接的方式離散配置。同樣，各右像素102也以不相互鄰接的方式離散配置。

圖1(b)是表示圖1(a)所示的左像素以及右像素的排列、和左圖像以及右圖像的關(guān)系的圖。通過將圖1(a)所示的AF區(qū)域100中的各左像素101的像素值向垂直方向投影，來生成各左像素101的像素值離散地排成一列的像素列111。然后，通過對(duì)像素列111執(zhí)行插值處理而求出沒有被投影的左像素的像素的像素值，從而生成左圖像121。同樣，通過將AF區(qū)域100中的各右像素102的像素值向垂直方向投影，來生成各右像素102的像素值離散地排成一列的像素列112。然后，通過對(duì)像素列112執(zhí)行插值處理而求出沒有被投影的右像素的像素的像素值，從而生成右圖像122。

圖2(a)是表示在具有與圖1(a)所示的AF區(qū)域100相同的左像素以及右像素的排列的AF區(qū)域200中，映現(xiàn)了具有垂直方向的邊緣的被攝體的情況下的左圖像與右圖像的一個(gè)例子的圖。在該例中，拍攝部相對(duì)于被攝體被完全對(duì)焦。在該例中，被攝體的邊緣203的方向?yàn)榇怪狈较?，與左像素201以及右像素202的排列方向不同。另外，左圖像211中的邊緣221的位置與右圖像212中的邊緣222的位置相同，左圖像與右圖像間的位移量為0。這樣，在該例中，能夠正確地求出位移量。

另一方面，圖2(b)是表示在AF區(qū)域200中映現(xiàn)了具有與左像素201以及右像素202的排列方向平行的邊緣的被攝體的情況下的左圖像與右圖像的一個(gè)例子的圖。在該例中，拍攝部也相對(duì)于被攝體被完全對(duì)焦。在該例中，被攝體的邊緣231與左像素201以及右像素202的排列方向平行。而且，左圖像241中的邊緣251的位置相對(duì)于右圖像242中的邊緣252的位置向右側(cè)位移四個(gè)像素。但是，由于本來拍攝部相對(duì)于被攝體被完全對(duì)焦，所以位移量應(yīng)該為0。這樣，在該例中，求出的位移量中包含四個(gè)像素的誤差。

另外，對(duì)由于左像素與右像素的排列和被攝體的邊緣方向的關(guān)系而位移量的測(cè)定精度降低的其它例子進(jìn)行說明。

圖3(a)是表示AF區(qū)域中的左像素以及右像素的排列的另一個(gè)例子的圖。在該例子中，在AF區(qū)域300中，左像素301與右像素302分別離散地配置，但左像素301與右像素302的水平方向的位置相同。

圖3(b)示出映現(xiàn)在AF區(qū)域300的被攝體具有垂直方向的邊緣，并且左圖像相對(duì)于右圖像向左側(cè)位移兩個(gè)像素的情況下的左圖像與右圖像的關(guān)系。在該例中，在AF區(qū)域300中，由左圖像示出的被攝體的像的邊緣311與由右圖像示出的被攝體的像的邊緣312相比向左側(cè)位移兩個(gè)像素。另外，在左圖像321上，邊緣331也相對(duì)于右圖像322上的邊緣332向左側(cè)位移兩個(gè)像素。這樣，在該例子中，能夠正確地求出位移量。

圖3(c)示出映現(xiàn)在AF區(qū)域300的被攝體具有與左像素以及右像素的排列方向平行的邊緣，并且左圖像相對(duì)于右圖像向左側(cè)位移兩個(gè)像素的情況下的左圖像與右圖像的關(guān)系。在AF區(qū)域300中，由左圖像示出的被攝體的像的邊緣341與由右圖像示出的被攝體的像的邊緣342相比向左側(cè)位移兩個(gè)像素，但左圖像351上的邊緣361的位置與右圖像352上的邊緣362的位置相同。但是，位移量本來應(yīng)該為2。這樣，在該例中，求出的位移量中包含兩個(gè)像素的誤差。

這里，對(duì)如上述的例子那樣，由于被攝體的邊緣方向而在被測(cè)定的位移量中產(chǎn)生誤差的原因進(jìn)行研究。

圖4(a)示出沿邊緣203的方向?qū)D2(a)中的AF區(qū)域200的各左像素201以及各右像素202投影了的情況下的左像素的分布以及右像素的分布。另一方面，圖4(b)示出沿邊緣231的方向?qū)D2(b)中的AF區(qū)域200的各左像素201以及各右像素202投影了的情況下的左像素的分布以及右像素的分布。

如圖4(a)所示，在被攝體的邊緣方向垂直的情況下，投影后的左像素列401以及右像素列402中的、與邊緣203正交的方向403上的左像素201的位置與右像素202的位置相同。另一方面，如圖4(b)所示，在被攝體的邊緣方向與左像素以及右像素的排列平行的情況下，在投影后的左像素列411以及右像素列412中，與邊緣231正交的方向413上的、左像素201的位置與右像素202的位置相互不同。因此可知，沿被攝體的邊緣方向?qū)⒏髯笙袼睾透饔蚁袼赝队傲说那闆r下的、與邊緣正交的方向上的左像素與右像素間的位置偏移成為位移量的測(cè)定誤差的原因之一。

圖5(a)示出沿邊緣311的方向?qū)D3(b)中的AF區(qū)域300的各左像素301投影了的情況下的左像素的分布的分布。另一方面，圖5(b)示出沿邊緣341的方向?qū)D3(c)中的AF區(qū)域300的各左像素301投影了的情況下的左像素的分布的分布。

如圖5(a)所示，在被攝體的邊緣方向垂直的情況下，在投影后的像素列501中的與邊緣311正交的方向502，左像素301相對(duì)較密地配置，鄰接的左像素間的間隔較窄。另一方面，如圖5(b)所示，在被攝體的邊緣方向與左像素以及右像素的排列平行的情況下，在投影后的像素列511中的與邊緣341正交的方向512，左像素301相對(duì)較稀疏地配置，鄰接的左像素間的間隔較寬。而且，由于在與邊緣341正交的方向，邊緣341的位置包含在兩個(gè)鄰接的左像素間，所以不能夠求出正確的邊緣341的位置。因此可知，沿被攝體的邊緣方向?qū)⒏髯笙袼睾透饔蚁袼赝队傲说那闆r下的、與邊緣正交的方向上的左像素間的間隔以及右像素間的間隔成為位移量的測(cè)定誤差的原因之一。

鑒于此，該對(duì)焦位置檢測(cè)裝置對(duì)于各AF區(qū)域，與邊緣方向正交的方向上的左像素間的間隔、右像素間的間隔、以及左像素與右像素間的位置偏移量越大，則使兩個(gè)被攝體的像間的位移量的可靠性越降低。

圖6是作為安裝了對(duì)焦位置檢測(cè)裝置的拍攝裝置的一個(gè)例子的數(shù)碼照相機(jī)的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。如圖6所示，數(shù)碼照相機(jī)1具有拍攝部2、操作部3、顯示部4、存儲(chǔ)部5、以及控制部6。并且，為了將數(shù)碼照相機(jī)1與計(jì)算機(jī)或者電視等其它設(shè)備連接，數(shù)碼照相機(jī)1也可以具有通用串行總線等遵照串行總線標(biāo)準(zhǔn)的接口電路(未圖示)。另外，控制部6與數(shù)碼照相機(jī)1的其它各部例如通過總線連接。此外，對(duì)焦位置檢測(cè)裝置能夠應(yīng)用于具有拍攝部的各種裝置。

拍攝部2具有圖像傳感器21、攝像光學(xué)系統(tǒng)22、以及促動(dòng)器23。圖像傳感器21具有被配置為二維狀的固體攝像元件的陣列，生成圖像。另外，在各固體攝像元件的前面例如設(shè)有聚光用的微透鏡。而且，在圖像傳感器21設(shè)有多個(gè)AF區(qū)域。攝像光學(xué)系統(tǒng)22設(shè)在圖像傳感器21的前面?zhèn)?，例如具有沿光軸排列的一個(gè)以上透鏡，在被對(duì)焦的狀態(tài)下使被攝體的像在圖像傳感器21上成像。促動(dòng)器23例如具有步進(jìn)電機(jī)，通過使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)遵照來自控制部6的控制信號(hào)的旋轉(zhuǎn)量，使攝像光學(xué)系統(tǒng)22的一部分的透鏡或者整體沿光軸移動(dòng)從而調(diào)節(jié)對(duì)焦位置。而且，拍攝部2在每次生成映現(xiàn)了被攝體的像的圖像時(shí)，都將該生成的圖像發(fā)送給控制部6。

圖7是表示在圖像傳感器21上設(shè)置的AF區(qū)域的一個(gè)例子的圖。在該例中，在圖像傳感器21生成圖像的范圍即拍攝范圍700內(nèi)，設(shè)置有在水平方向?yàn)閙個(gè)、在垂直方向?yàn)閚個(gè)(其中，m≥1，n≥1)的AF區(qū)域701－1～701－(m×n)。從各AF區(qū)域生成由在水平方向排列多個(gè)左像素702的左像素列703生成的左圖像、和由在水平方向排列多個(gè)右像素704的右像素列705生成的右圖像。其中，在相當(dāng)于左像素的固體攝像元件中，例如其受光面的左半部被遮蔽。另外，在相當(dāng)于右像素的固體攝像元件中，例如其受光面的右半部被遮蔽。

圖8是表示由圖7所示的AF區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)像素列分別生成的左圖像以及右圖像的一個(gè)例子的圖。在映現(xiàn)于AF區(qū)域的被攝體的基于攝像光學(xué)系統(tǒng)22的對(duì)焦位置810處于圖像傳感器21上的情況下，由左像素列703生成的左圖像801、和由右像素列705生成的右圖像802大致一致。但是，在基于攝像光學(xué)系統(tǒng)22的對(duì)焦位置810與圖像傳感器21相比位于被攝體側(cè)、即前側(cè)的情況下，左圖像801與和該被攝體對(duì)焦的情況相比向右側(cè)偏移。另一方面，右圖像802與和該被攝體對(duì)焦的情況相比向左側(cè)偏移。相反，在基于攝像光學(xué)系統(tǒng)22的對(duì)焦位置810與圖像傳感器21相比位于遠(yuǎn)離被攝體的一側(cè)、即后側(cè)的情況下，左圖像801與和該被攝體對(duì)焦的情況相比向左側(cè)偏移。另一方面，右圖像802與和該被攝體對(duì)焦的情況相比向右側(cè)偏移。因此，若使左圖像801與右圖像802的一方相對(duì)于另一方沿水平方向位移來檢查一致度，則最一致時(shí)的位移量表示距離對(duì)焦位置的圖像傳感器21的位置偏移量。鑒于此，通過以該位移量變?yōu)?的方式使攝像光學(xué)系統(tǒng)22移動(dòng)，控制部6能夠使拍攝部2與被攝體對(duì)焦。

操作部3例如具有用于用戶操作數(shù)碼照相機(jī)1的各種操作按鈕或者撥碼開關(guān)。而且，操作部3根據(jù)用戶的操作，向控制部6發(fā)送拍攝或者對(duì)焦的開始等控制信號(hào)或者用于設(shè)定快門速度、光圈直徑等的設(shè)定信號(hào)。

另外，操作部3根據(jù)用戶的操作，向控制部6發(fā)送表示在拍攝范圍內(nèi)檢測(cè)拍攝部2的對(duì)焦位置的區(qū)域(以下為了方便，稱為測(cè)定區(qū)域)的信息。測(cè)定區(qū)域例如為拍攝范圍的中央部、左上、右下、拍攝范圍整體等，預(yù)先被設(shè)定多個(gè)，用戶通過對(duì)操作部3進(jìn)行操作來選擇任意一個(gè)測(cè)定區(qū)域。或者，測(cè)定區(qū)域也可以被設(shè)定在拍攝范圍內(nèi)的任意的位置。

顯示部4例如具有液晶顯示器裝置等顯示裝置，顯示從控制部6接受的各種信息，或者顯示由拍攝部2生成的圖像。此外，操作部3和顯示部4例如也可以使用觸摸面板顯示器而形成為一體。

存儲(chǔ)部5例如具有能夠讀寫的易失性或者非易失性的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器電路。而且，存儲(chǔ)部5存儲(chǔ)從拍攝部2接受的圖像。另外，存儲(chǔ)部5存儲(chǔ)控制部6在對(duì)焦位置的檢測(cè)中所利用的各種數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)部5例如存儲(chǔ)表示各AF區(qū)域的位置以及范圍的信息(例如，由拍攝部2生成的圖像上的AF區(qū)域的左上端以及右下端的坐標(biāo))和識(shí)別信息等，作為這樣的數(shù)據(jù)。并且，存儲(chǔ)部5存儲(chǔ)攝像光學(xué)系統(tǒng)22的焦點(diǎn)位置調(diào)節(jié)所利用的焦點(diǎn)位置表。焦點(diǎn)位置表表示攝像光學(xué)系統(tǒng)22位于基準(zhǔn)位置的情況下的與從拍攝部2到被攝體的距離相當(dāng)?shù)奈灰屏?、和與用于使攝像光學(xué)系統(tǒng)22和處于該距離的被攝體對(duì)焦的攝像光學(xué)系統(tǒng)22的移動(dòng)量相當(dāng)?shù)牟竭M(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)量的關(guān)系。攝像光學(xué)系統(tǒng)22的基準(zhǔn)位置例如與攝像光學(xué)系統(tǒng)22對(duì)無限遠(yuǎn)進(jìn)行對(duì)焦時(shí)的攝像光學(xué)系統(tǒng)22的位置對(duì)應(yīng)。并且，在控制部6所具有的各功能由在控制部6所具有的處理器上執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的情況下，存儲(chǔ)部5也可以存儲(chǔ)該計(jì)算機(jī)程序。

控制部6是對(duì)焦位置檢測(cè)裝置的一個(gè)例子，具有至少一個(gè)處理器以及其周邊電路。而且，控制部6控制數(shù)碼照相機(jī)1整體。另外，控制部6基于從拍攝部2接受的圖像來檢測(cè)對(duì)焦位置，并基于檢測(cè)出的對(duì)焦位置對(duì)攝像光學(xué)系統(tǒng)22的對(duì)焦位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。

圖9是與對(duì)焦位置的檢測(cè)以及對(duì)焦位置的調(diào)節(jié)有關(guān)的控制部6的功能框圖?？刂撇?具有位移量計(jì)算區(qū)域確定部11、位移量計(jì)算部12、邊緣方向計(jì)算部13、相位差像素排列信息計(jì)算部14、可靠性修正部15、代表值計(jì)算部16、以及對(duì)焦部17?？刂撇?所具有的這些各部例如被安裝為由在控制部6所具有的處理器上執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的功能模塊。或者，也可以是實(shí)現(xiàn)控制部6所具有的這些各部的功能的一個(gè)或者多個(gè)集成電路與控制部6獨(dú)立地安裝于數(shù)碼照相機(jī)1。

位移量計(jì)算區(qū)域確定部11確定在圖像傳感器21上由用戶選擇或者設(shè)定的測(cè)定區(qū)域內(nèi)所包含的AF區(qū)域，作為位移量計(jì)算區(qū)域。此時(shí)，位移量計(jì)算區(qū)域確定部11從存儲(chǔ)部5讀入表示各AF區(qū)域的位置以及范圍的信息。然后，位移量計(jì)算區(qū)域確定部11只要參照表示各AF區(qū)域的位置以及范圍的信息，來確定至少一部分與測(cè)定區(qū)域重合的AF區(qū)域作為位移量計(jì)算區(qū)域即可?；蛘?，位移量計(jì)算區(qū)域確定部11也可以將完全包含在測(cè)定區(qū)域內(nèi)的AF區(qū)域作為位移量計(jì)算區(qū)域。

圖10是表示測(cè)定區(qū)域與位移量計(jì)算區(qū)域的關(guān)系的一個(gè)例子的圖。在該例中，在被設(shè)定于圖像傳感器21生成圖像的范圍即拍攝范圍1000內(nèi)的測(cè)定區(qū)域1001內(nèi)，包含12個(gè)AF區(qū)域1002－1～1002－12。鑒于此，AF區(qū)域1002－1～1002－12分別被確定為位移量計(jì)算區(qū)域。

位移量計(jì)算區(qū)域確定部11將被確定為位移量計(jì)算區(qū)域的各AF區(qū)域的識(shí)別信息通知給位移量計(jì)算部12以及邊緣方向計(jì)算部13。

位移量計(jì)算部12針對(duì)由從位移量計(jì)算區(qū)域確定部11通知的AF區(qū)域的識(shí)別信息所確定的位移量計(jì)算區(qū)域的每一個(gè)，計(jì)算左圖像和右圖像最一致時(shí)的位移量以及表示該位移量的準(zhǔn)確度的可靠性。

首先，對(duì)各位移量計(jì)算區(qū)域中的、左圖像與右圖像最一致時(shí)的位移量(以下為了方便，稱為局部位移量)的計(jì)算進(jìn)行說明。

位移量計(jì)算部12例如一邊使右圖像的位置相對(duì)于左圖像逐個(gè)位移一個(gè)像素一邊計(jì)算對(duì)應(yīng)像素間的像素值的差分絕對(duì)值之和(SAD)。然后，位移量計(jì)算部12能夠?qū)AD值最小時(shí)的、右圖像相對(duì)于左圖像的位移量作為局部位移量。

位移量計(jì)算部12針對(duì)各位移量計(jì)算區(qū)域，例如能夠根據(jù)下式來計(jì)算位移量s的SAD(s)。

【式1】

這里，N表示一次的SAD計(jì)算所使用的左圖像以及右圖像的像素?cái)?shù)。+S～-S表示成為局部位移量的探索范圍的位移量的范圍。另外，L[n]、R[n]分別表示左圖像和右圖像的第n個(gè)像素的值。

在(1)式中，以像素單位計(jì)算局部位移量。但是，實(shí)際上SAD值為最小的局部位移量并不限定于像素單位。鑒于此，位移量計(jì)算部12為了以子像素單位求解局部位移量，而通過使用了關(guān)于在(1)式中SAD值為最小的位移量以及其周圍的位移量的SAD值的等角直線擬合，以子像素單位求解局部位移量。

圖11(a)以及圖11(b)分別是表示等角直線擬合的原理的圖。在圖11(a)以及圖11(b)中，橫軸表示位移量，縱軸表示SAD值。b表示通過(1)式計(jì)算出的SAD的最小值，a表示位移量相對(duì)于與SAD的最小值對(duì)應(yīng)的位移量減少一個(gè)像素時(shí)的SAD值，c表示位移量相對(duì)于與SAD的最小值對(duì)應(yīng)的位移量增多一個(gè)像素時(shí)的SAD值。在等角直線擬合中，假定為位移量從局部位移量減少的情況下的SAD值的增加的斜率與位移量從局部位移量增加的情況下的SAD值的增加的斜率相等。

鑒于此，可求出通過與SAD的最小值b對(duì)應(yīng)的點(diǎn)、和鄰接的a、c中SAD值較大一方的點(diǎn)的直線，即直線ab和bc中的斜率的絕對(duì)值較大一方的直線1101。如圖11(a)所示，在a>c的情況下，直線ab成為直線1101，另一方面，如圖11(b)所示，在a<c的情況下，直線bc成為直線1101。并且，求出通過a、c中的SAD值較小的一方、且斜率與直線1101相反(即，斜率的符號(hào)反轉(zhuǎn))的直線1102。而且，與直線1101和直線1102的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位移量成為子像素單位下的局部位移量sh。

位移量計(jì)算部12能夠根據(jù)下式來計(jì)算基于等角直線擬合的局部位移量sh。

【式2】

這里，s_min表示SAD值為最小的像素單位的位移量。而且，a＝SAD[s_min-1]，b＝SAD[s_min]，c＝SAD[s_min+1]。其中，以下將子像素單位的局部位移量sh簡(jiǎn)稱為局部位移量。

假定為若形成左圖像的左像素列所包含的各左像素的值、以及形成右圖像的右像素列所包含的各右像素的值中不包含噪聲分量，則如上述那樣計(jì)算出的局部位移量為比較正確的值。但是，在被攝體較暗的情況下等，在各左像素或者各右像素的值中，噪聲分量影響的程度較大。在這樣的情況下，局部位移量并不一定得到正確的值。

鑒于此，位移量計(jì)算部12針對(duì)各位移量計(jì)算區(qū)域，計(jì)算表示局部位移量的準(zhǔn)確度的可靠性。

在本實(shí)施方式中，位移量計(jì)算部12計(jì)算局部位移量的方差的推定值作為可靠性。這是因?yàn)橐话憔植课灰屏康姆讲钤叫?，則局部位移量為正確的值的可能性越高。其中，以下為了方便，將局部位移量的方差稱為推定方差。

這里，在左圖像以及右圖像所示出的被攝體的對(duì)比度恒定的情況下，疊加于左像素列或者右像素列所包含的各像素的噪聲分量越大，則SAD值的最小值越大，局部位移量的偏差越大。另一方面，若SAD值的最小值恒定、即疊加于左像素列或者右像素列所包含的各像素的噪聲分量恒定，則左圖像以及右圖像所示出的被攝體的對(duì)比度越高，局部位移量的偏差越小。鑒于此，位移量計(jì)算部12基于SAD值的最小值相對(duì)于左圖像或者右圖像的對(duì)比度之比，計(jì)算局部位移量的方差的推定值。

位移量計(jì)算部12根據(jù)下式來計(jì)算SAD值的最小值相對(duì)于左圖像或者右圖像所示出的被攝體的對(duì)比度之比R。

【式3】

這里，SAD_min是根據(jù)(1)式計(jì)算的SAD值中的最小值，C是對(duì)比度值。對(duì)比度值C例如被計(jì)算為左圖像以及右圖像所包含的像素的值中的最大值P_max與左圖像以及右圖像所包含的像素的值中的最小值P_min之差(P_max-P_min)?；蛘?，對(duì)比度C也可以通過(P_max-P_min)/(P_max+P_min)來計(jì)算。另外，P_max以及P_min也可以分別是左圖像以及右圖像中的一方的像素值的最大值、最小值。

位移量計(jì)算部12例如能夠通過參照表示比R與推定方差的關(guān)系的參照表，來求出與根據(jù)(3)式計(jì)算出的比R對(duì)應(yīng)的推定方差的值、即可靠性。參照表例如通過實(shí)驗(yàn)或者模擬，針對(duì)局部位移量和對(duì)比度已知的左圖像和右圖像的測(cè)試模型，將疊加于各像素值的噪聲的量進(jìn)行各種改變而求出相對(duì)于比R的局部位移量的偏差來生成。而且，參照表被預(yù)先存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部5。

根據(jù)變形例，位移量計(jì)算部12也可以計(jì)算局部位移量的誤差的絕對(duì)值的期望值作為可靠性。該情況下，位移量計(jì)算部12也只要參照預(yù)先生成并被存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部5的表示比R與局部位移量的誤差的絕對(duì)值的期望值的關(guān)系的參照表，求出與比R對(duì)應(yīng)的局部位移量的誤差的絕對(duì)值的期望值即可。

另外，根據(jù)其它變形例，位移量計(jì)算部12也可以計(jì)算已計(jì)算出的局部位移量與真正的位移量即正解位移量間的誤差為規(guī)定的值(例如，三個(gè)像素)以下的概率作為可靠性。該情況下，位移量計(jì)算部12也只要參照預(yù)先生成并被存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部5的表示比R與誤差為規(guī)定值以下的概率的關(guān)系的參照表，求出與比R對(duì)應(yīng)的該概率即可。

或者，位移量計(jì)算部12也可以將根據(jù)(3)式計(jì)算出的比R本身作為可靠性。

位移量計(jì)算部12將關(guān)于各位移量計(jì)算區(qū)域的局部位移量輸出給代表值計(jì)算部16，并將關(guān)于各位移量計(jì)算區(qū)域的可靠性輸出給可靠性修正部15。

邊緣方向計(jì)算部13針對(duì)各位移量計(jì)算區(qū)域，計(jì)算被攝體的邊緣方向。其中，由于邊緣方向計(jì)算部13針對(duì)各位移量計(jì)算區(qū)域執(zhí)行相同的處理，所以以下對(duì)一個(gè)位移量計(jì)算區(qū)域中的邊緣方向的計(jì)算處理進(jìn)行說明。

如上述那樣，局部位移量的計(jì)算所使用的左像素以及右像素有時(shí)在位移量計(jì)算區(qū)域中離散地配置。鑒于此，例如邊緣方向計(jì)算部13使用位移量計(jì)算區(qū)域中包含的、局部位移量的計(jì)算所使用的左像素以及右像素以外的拍攝用的像素的值，來計(jì)算被攝體的邊緣方向。

該情況下，邊緣方向計(jì)算部13生成對(duì)位移量計(jì)算區(qū)域內(nèi)的各左像素以及各右像素的值使用其周圍的像素的值，并應(yīng)用最近鄰插值、雙線性插值或者雙三次插值等插值處理進(jìn)行了插值的插值圖像。然后，邊緣方向計(jì)算部13基于插值圖像來求出邊緣方向。其中，邊緣方向計(jì)算部13在不能獲取拍攝用的像素的值，而只能夠使用左像素以及右像素的值的情況下，使用成為插值對(duì)象的像素的左右各自的左像素或者右像素的值，來對(duì)該像素的值進(jìn)行插值。由此，邊緣方向計(jì)算部13也可以生成左像素或者右像素以縱橫恒定的間隔排列為柵格狀的插值圖像。

邊緣方向計(jì)算部13例如針對(duì)位移量計(jì)算區(qū)域的插值圖像，應(yīng)用利用了Sobel濾波等邊緣強(qiáng)度具有與邊緣方向?qū)?yīng)的值的邊緣檢測(cè)濾波的邊緣方向檢測(cè)處理。

例如，邊緣方向計(jì)算部13針對(duì)插值圖像上的各像素，應(yīng)用計(jì)算水平方向的邊緣強(qiáng)度的Sobel濾波、和計(jì)算垂直方向的邊緣強(qiáng)度的Sobel濾波，來計(jì)算水平方向的邊緣強(qiáng)度以及垂直方向的邊緣強(qiáng)度。該情況下，若將插值圖像上的處于位置(x，y)的像素的值設(shè)為f(x，y)，則以下式來表示垂直方向的邊緣強(qiáng)度Sv(x，y)以及水平方向的邊緣強(qiáng)度Sh(x，y)。

【式4】

并且，邊緣方向計(jì)算部13針對(duì)插值圖像上的各像素，根據(jù)下式來計(jì)算邊緣強(qiáng)度St(x，y)以及該像素中的邊緣方向θ(x，y)。

【式5】

邊緣方向計(jì)算部13通過在插值圖像整體，按每個(gè)邊緣方向θ(x，y)計(jì)算邊緣強(qiáng)度St(x，y)之和，來求出邊緣方向θ(x，y)的直方圖。然后，邊緣方向計(jì)算部13將在邊緣方向θ(x，y)的直方圖中度數(shù)最大的方向作為位移量計(jì)算區(qū)域中的被攝體的邊緣方向。

此外，邊緣方向計(jì)算部13也可以應(yīng)用對(duì)映現(xiàn)在圖像上的被攝體的邊緣方向進(jìn)行求取的其它各種邊緣方向計(jì)算處理的任意一個(gè)，來求出位移量計(jì)算區(qū)域中的被攝體的邊緣方向。

邊緣方向計(jì)算部13將各位移量計(jì)算區(qū)域中的被攝體的邊緣方向通知給相位差像素排列信息計(jì)算部14。

相位差像素排列信息計(jì)算部14針對(duì)各位移量計(jì)算區(qū)域，計(jì)算該位移量計(jì)算區(qū)域中的與被攝體的邊緣方向正交的方向上的、左像素間的間隔、右像素間的間隔、以及左像素與右像素間的位置偏移量。其中，由于相位差像素排列信息計(jì)算部14針對(duì)各位移量計(jì)算區(qū)域執(zhí)行相同的處理，所以以下對(duì)一個(gè)位移量計(jì)算區(qū)域的處理進(jìn)行說明。

相位差像素排列信息計(jì)算部14為了計(jì)算左像素間的間隔、右像素間的間隔、以及左像素與右像素間的位置偏移量，而對(duì)位移量計(jì)算區(qū)域內(nèi)的各左像素以及各右像素沿該位移量計(jì)算區(qū)域中的被攝體的邊緣方向進(jìn)行投影。

圖12是說明像素的向邊緣方向的投影的圖。在圖12中，x軸方向表示位移量計(jì)算區(qū)域的水平方向，y軸方向表示位移量計(jì)算區(qū)域的垂直方向。另外，線1200表示邊緣方向，x'軸方向表示與邊緣方向正交的方向。而且，θ是水平方向與邊緣方向間的角度。該情況下，以下式來表示在沿邊緣方向1200將處于位置(p，q)的像素P(p，q)投影到x'軸的情況下，投影后的與邊緣方向正交的方向的像素P(p，q)的坐標(biāo)、即x'軸上的坐標(biāo)p'。

【式6】

p′p sinθ-q cosθ (6)

鑒于此，相位差像素排列信息計(jì)算部14針對(duì)位移量計(jì)算區(qū)域內(nèi)的各左像素以及各右像素，根據(jù)(6)式來計(jì)算與邊緣方向正交的方向的坐標(biāo)。

圖13是表示左像素及右像素的配置以及邊緣方向、和投影后的左像素以及右像素的分布的一個(gè)例子的圖。在圖13中，以“L”表示位移量計(jì)算區(qū)域1300內(nèi)的左像素1301，以“R”表示右像素1302。另外，x軸方向表示位移量計(jì)算區(qū)域的水平方向，y軸方向表示位移量計(jì)算區(qū)域的垂直方向。在該例中，沿由箭頭1310示出的方向形成邊緣。因此，若沿邊緣方向1310將各左像素1301投影，則得到與邊緣方向1310正交的方向上的左像素的分布1321。在分布1321中，橫軸表示與邊緣方向正交的方向的坐標(biāo)，縱軸表示左像素的有無，“1”表示存在一個(gè)以上左像素，“0”表示不存在左像素。同樣，若沿邊緣方向1310將各右像素1302投影，則得到與邊緣方向1310正交的方向上的右像素的分布1322。在分布1322中，橫軸表示與邊緣方向正交的方向的坐標(biāo)，縱軸表示右像素的有無，“1”表示存在一個(gè)以上右像素，“0”表示不存在左像素。在該例中，在與邊緣方向正交的方向上，左像素間的間隔以及右像素的間隔均為七個(gè)像素。

相位差像素排列信息計(jì)算部14基于向與邊緣方向正交的方向的投影后的各左像素的位置，來計(jì)算與邊緣方向正交的方向上的左像素間的間隔。同樣，相位差像素排列信息計(jì)算部14基于向與邊緣方向正交的方向的投影后的各右像素的位置，來計(jì)算與邊緣方向正交的方向上的右像素間的間隔。其中，由于相位差像素排列信息計(jì)算部14對(duì)于左像素間的間隔的計(jì)算以及右像素間的間隔的計(jì)算，只要執(zhí)行相同的處理即可，所以以下對(duì)左像素間的間隔的計(jì)算進(jìn)行說明。

如圖13所示，在投影后的左像素間的間隔相同的情況下，相位差像素排列信息計(jì)算部14直接將該間隔作為與邊緣方向正交的方向上的左像素間的間隔。但是，存在根據(jù)與邊緣方向正交的方向上的位置而鄰接的兩個(gè)左像素間的間隔不同的情況。

例如，設(shè)在某個(gè)位置，鄰接的兩個(gè)左像素間的間隔為8，而其相鄰的兩個(gè)左像素間的間隔為2。該情況下，若計(jì)算單純地對(duì)兩個(gè)間隔進(jìn)行平均而得到的值((8+2)/2＝5)作為左像素間的間隔，則與根據(jù)較小一方的間隔(2)而左像素的配置能夠?qū)崿F(xiàn)的本來的分辨率相比，可得到良好的值作為左像素間的間隔。這是因?yàn)榕c左像素間的間隔交替地為8和2的像素配置相比，左像素間的間隔均等地為5的像素配置的最大的間隔較窄，所以分辨率良好。

鑒于此，例如相位差像素排列信息計(jì)算部14根據(jù)下式，來計(jì)算左像素間的間隔dL。

【式7】

這里，p_j是鄰接的兩個(gè)左像素間的間隔，Σp_j表示鄰接的兩個(gè)左像素間的間隔重復(fù)相同的區(qū)間中包含的、鄰接的兩個(gè)左像素間的間隔的總和。即，左像素間的間隔dL表示鄰接的兩個(gè)左像素間的間隔重復(fù)相同的區(qū)間中包含的任意的像素的位置處的、左像素間的間隔的期望值。

例如，在如上述那樣，鄰接的兩個(gè)左像素間的間隔交替地為8和2的情況下，鄰接的兩個(gè)左像素間的間隔重復(fù)相同的區(qū)間的長(zhǎng)度為10。該情況下，包含關(guān)注于前半的間隔(8)的像素的概率為0.8(＝8/(8+2))。同樣，包含關(guān)注于后半的間隔的像素的概率為0.2(＝2/(8+2))。而且，在前半的間隔包含八個(gè)像素，在后半的間隔包含兩個(gè)像素。因此，區(qū)間內(nèi)的進(jìn)行關(guān)注的像素的位置處的像素間的間隔的期望值如(7)式所示那樣，為0.8×8+0.2×2＝6.8。

圖14是對(duì)于圖13所示的左像素的配置，表示每個(gè)邊緣方向的左像素間的間隔的圖。在圖14中，橫軸表示邊緣方向θ，縱軸表示左像素間的間隔。而且，分布1400表示每個(gè)邊緣方向θ的左像素間的間隔。如分布1400所示，在邊緣方向?yàn)?3°的情況下，左像素間的間隔最大。這是因?yàn)槎鄠€(gè)左像素針對(duì)與邊緣方向正交的方向投影到相同的位置。因此，由于對(duì)于具有這樣的邊緣方向的被攝體左圖像的分辨率變低，所以局部位移量的測(cè)定精度也降低。另一方面，例如在邊緣方向?yàn)?7°的情況下，左像素間的間隔大致為1。即，由于對(duì)于具有這樣的邊緣方向的被攝體左圖像的分辨率變高，所以局部位移量的測(cè)定精度也比較高。

另外，相位差像素排列信息計(jì)算部14基于向與邊緣方向正交的方向投影的各左像素以及各右像素的分布，來計(jì)算沿與邊緣方向正交的方向的左像素與右像素間的位置偏移量。

例如，相位差像素排列信息計(jì)算部14按如圖13所示的分布1321那樣與邊緣方向正交的方向上的每個(gè)坐標(biāo)，計(jì)算若投影一個(gè)以上左像素則為“1”，若一個(gè)左像素也不投影則為“0”的左像素的投影分布。同樣，相位差像素排列信息計(jì)算部14按與邊緣方向正交的方向上的每個(gè)坐標(biāo)，計(jì)算若投影一個(gè)以上右像素則為“1”，若一個(gè)右像素也不投影則為“0”的右像素的投影分布。然后，相位差像素排列信息計(jì)算部14例如一邊改變左像素的投影分布與右像素的投影分布間的相對(duì)的位置，一邊與(1)式同樣地計(jì)算左像素的投影分布與右像素的投影分布間的SAD值。然后，相位差像素排列信息計(jì)算部14將該SAD值為最小時(shí)的位置偏移量作為與邊緣方向正交的方向上的、左像素與右像素間的位置偏移量。

其中，在左像素的投影分布以及右像素的投影分布的至少一方為周期性的分布的情況下，與該周期對(duì)應(yīng)地表示SAD值為最小的位置偏移量。該情況下，相位差像素排列信息計(jì)算部14只要將SAD值為最小的位置偏移量中的成為最小的位置偏移量作為與邊緣方向正交的方向上的左像素與右像素間的位置偏移量即可。

圖15是對(duì)于圖13所示的左像素以及右像素的配置，表示每個(gè)邊緣方向的左像素與右像素間的位置偏移量的圖。在圖15中，橫軸表示邊緣方向θ，縱軸表示位置偏移量。而且，分布1500表示每個(gè)邊緣方向θ的左像素與右像素間的位置偏移量。如分布1500所示，在邊緣方向?yàn)?3°的情況下，左像素與右像素間的位置偏移量最大(三個(gè)像素)。因此，對(duì)于這樣的邊緣方向，局部位移量的測(cè)定精度比較低。另一方面，在邊緣方向?yàn)?0°的情況下，左像素與右像素間的位置偏移量最小(零像素)。因此，對(duì)于這樣的邊緣方向，局部位移量的測(cè)定精度比較高。

相位差像素排列信息計(jì)算部14將關(guān)于各位移量計(jì)算區(qū)域的、與邊緣方向正交的方向上的左像素間的間隔、右像素間的間隔、以及左像素與右像素間的位置偏移量輸出給可靠性修正部15。

可靠性修正部15針對(duì)各位移量計(jì)算區(qū)域，基于該位移量計(jì)算區(qū)域的左像素間隔、右像素間隔以及左右像素位置偏移量來修正該位移量計(jì)算區(qū)域的局部位移量的可靠性。其中，由于可靠性修正部15針對(duì)各位移量計(jì)算區(qū)域執(zhí)行相同的處理，所以以下對(duì)一個(gè)位移量計(jì)算區(qū)域的處理進(jìn)行說明。

在本實(shí)施方式中，可靠性修正部15以左像素間的間隔、右像素間的間隔、或者左像素與右像素間的位置偏移量越大，則可靠性表示的局部位移量的可信度越降低的方式，修正可靠性的值。為此，可靠性修正部15將可靠性與基于位移量計(jì)算區(qū)域的左像素間隔、右像素間隔以及左右像素位置偏移量而選擇的預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)可靠性進(jìn)行比較。而且，可靠性修正部15在可靠性表示的局部位移量的可信度比基準(zhǔn)可靠性表示的局部位移量的可信度高的情況下，將可靠性置換為基準(zhǔn)可靠性。例如，在可靠性為推定方差、局部位移量的誤差絕對(duì)值的期望值或者SAD值的最小值相對(duì)于對(duì)比度之比的情況下，局部位移量越確定則可靠性為越小的值。在這樣的情況下，若可靠性小于基準(zhǔn)可靠性，則可靠性修正部15將可靠性置換為基準(zhǔn)可靠性，另一方面，若可靠性在基準(zhǔn)可靠性以上，則不變更可靠性。另一方面，在可靠性是局部位移量與正解位移量間的誤差為規(guī)定的值以下的概率的情況下，局部位移量越確定則可靠性為越大的值。在這樣的情況下，若可靠性比基準(zhǔn)可靠性大，則可靠性修正部15將可靠性置換為基準(zhǔn)可靠性，另一方面，若可靠性在基準(zhǔn)可靠性以下，則不變更可靠性。由此，可靠性修正部15能夠?qū)⒖煽啃孕拚秊榭紤]了與邊緣方向和左像素以及右像素的排列的關(guān)系對(duì)應(yīng)的不確定性的值。

其中，基準(zhǔn)可靠性例如預(yù)先如以下那樣計(jì)算，并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部5。按左像素間隔、右像素間隔以及左右像素位置偏移量的每個(gè)組，使用對(duì)產(chǎn)生邊緣的位置和邊緣的模糊量(對(duì)應(yīng)于左圖像與右圖像間的正解位移量)進(jìn)行了各種改變的多個(gè)測(cè)試模型，對(duì)每個(gè)測(cè)試模型計(jì)算局部位移量。而且，在可靠性是推定方差的情況下，基準(zhǔn)可靠性被計(jì)算為對(duì)每個(gè)測(cè)試模型計(jì)算出的局部位移量與正解位移量間的誤差的方差。同樣，在可靠性為局部位移量與正解位移量間的誤差絕對(duì)值的期望值的情況下，也被計(jì)算為對(duì)每個(gè)測(cè)試模型計(jì)算出的局部位移量與正解位移量間的誤差絕對(duì)值的期望值。另外，在可靠性是SAD值的最小值相對(duì)于對(duì)比度之比或者可靠性是局部位移量與正解位移量間的誤差為規(guī)定的值以下的概率的情況下，作為對(duì)每個(gè)測(cè)試模型計(jì)算出的這些值的期望值，只要計(jì)算基準(zhǔn)可靠性即可。

在可靠性為推定方差、局部位移量與正解位移量間的誤差絕對(duì)值的期望值或者相SAD值的最小值對(duì)于對(duì)比度之比的情況下，左像素間的間隔、右像素間的間隔或者左像素與右像素間的位置偏移量越大，則基準(zhǔn)可靠性必然越大。另一方面，在可靠性是局部位移量與正解位移量間的誤差為規(guī)定的值以下的概率的情況下，左像素間的間隔、右像素間的間隔或者左像素與右像素間的位置偏移量越大，則基準(zhǔn)可靠性必然越小。因此，可靠性的值被修正成與基準(zhǔn)可靠性示出的局部位移量的可信度相比，可靠性示出的局部位移量的可信度不高。因此，可靠性修正部15能夠?qū)⒂捎谶吘壏较蚝妥笙袼匾约坝蚁袼氐呐帕械年P(guān)系而導(dǎo)致局部位移量的測(cè)定精度降低的可能性適當(dāng)?shù)胤从秤诳煽啃浴?/p>

此外，根據(jù)變形例，可靠性修正部15計(jì)算左像素間的間隔相對(duì)于不需要可靠性的修正的左像素間的間隔或者右像素間的間隔的最大值的第一比、以及右像素間的間隔相對(duì)于其最大值的第二比。另外，可靠性修正部15計(jì)算左像素與右像素間的位置偏移量相對(duì)于不需要可靠性的修正的左像素與右像素間的位置偏移量的最大值的第三比。然后，可靠性修正部15將第一比～第三比中的最大的比作為修正系數(shù)。然后，在可靠性為推定方差、局部位移量與正解位移量間的誤差絕對(duì)值的期望值或者SAD值的最小值相對(duì)于對(duì)比度之比的情況下，可靠性修正部15將對(duì)可靠性乘以該修正系數(shù)而得到的值作為修正后的可靠性。另一方面，在可靠性是局部位移量與正解位移量間的誤差為規(guī)定的值以下的概率的情況下，可靠性修正部15將可靠性除以該修正系數(shù)而得到的值作為修正后的可靠性。

可靠性修正部15針對(duì)各位移量計(jì)算區(qū)域，將修正后的可靠性輸出給代表值計(jì)算部16。

代表值計(jì)算部16基于測(cè)定區(qū)域所包含的各位移量計(jì)算區(qū)域的局部位移量以及修正后的可靠性，來計(jì)算對(duì)關(guān)于映現(xiàn)在測(cè)定區(qū)域的被攝體的對(duì)焦位置進(jìn)行表示的代表位移量。

代表值計(jì)算部16例如通過根據(jù)下式，以可靠性對(duì)關(guān)于各位移量計(jì)算區(qū)域的局部位移量進(jìn)行加權(quán)平均，來計(jì)算測(cè)定區(qū)域的代表位移量S。

【式8】

這里，S_i是第i個(gè)位移量計(jì)算區(qū)域的局部位移量，V_i是第i個(gè)位移量計(jì)算區(qū)域的可靠性。另外，N是測(cè)定區(qū)域所包含的位移量計(jì)算區(qū)域的數(shù)目。其中，(8)式適用于如推定方差被計(jì)算為可靠性的情況那樣，局部位移量S_i越確定則可靠性V_i為越小的值的情況。因此，根據(jù)(8)式可知，越是局部位移量S_i確定的位移量計(jì)算區(qū)域，則對(duì)代表位移量的貢獻(xiàn)越大。此外，代表值計(jì)算部16也可以取代使用(8)式，而以可靠性為規(guī)定的閾值以下的位移量計(jì)算區(qū)域，或者可靠性的值從小到大的順序?qū)⒁?guī)定量的局部位移量的平均值或者中值作為代表位移量S。該情況下，也是越為局部位移量S_i確定的位移量計(jì)算區(qū)域，則對(duì)代表位移量的貢獻(xiàn)越大。此外，在如局部位移量的誤差為規(guī)定的值以下的概率被計(jì)算為可靠性的情況那樣，局部位移量S_i越確定則可靠性V_i為越大的值的情況下，代表值計(jì)算部16例如也可以根據(jù)下式來計(jì)算代表位移量S。

【式9】

此外，該情況下，代表值計(jì)算部16也可以取代使用(9)式，而以可靠性為規(guī)定的閾值以上的位移量計(jì)算區(qū)域，或者可靠性的值從大到小的順序?qū)⒁?guī)定量的局部位移量的平均值或者中值作為代表位移量S。

另外，在如后述那樣，對(duì)焦部17并用對(duì)比度檢測(cè)方式的情況下，代表值計(jì)算部16也可以計(jì)算代表位移量的推定方差(以下，稱為代表方差)V。例如，在可靠性如推定方差那樣，局部位移量越確定則為越小的值的情況下，代表值計(jì)算部16根據(jù)下式來計(jì)算代表方差V。

【式10】

由于控制部6通過使攝像光學(xué)系統(tǒng)22沿光軸移動(dòng)與代表位移量相當(dāng)?shù)囊苿?dòng)量，能夠使拍攝部2與映現(xiàn)在測(cè)定區(qū)域的被攝體對(duì)焦，所以代表位移量表示對(duì)焦位置。代表值計(jì)算部16將代表位移量輸出給對(duì)焦部17。此外，在如后述那樣，對(duì)焦部17并用對(duì)比度檢測(cè)方式的情況下，代表值計(jì)算部16也將代表方差輸出給對(duì)焦部17。

對(duì)焦部17參照對(duì)焦表，求出與對(duì)應(yīng)于代表位移值的拍攝部2的移動(dòng)量相當(dāng)?shù)牟竭M(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)量。然后，對(duì)焦部17向促動(dòng)器23輸出使拍攝部2的促動(dòng)器23的步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)從求出的旋轉(zhuǎn)量減去了與拍攝部2的當(dāng)前的位置和基準(zhǔn)位置之差相當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)量后的量的控制信號(hào)。然后，促動(dòng)器23通過使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)與該控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)量，來使攝像光學(xué)系統(tǒng)22沿光軸移動(dòng)以便代表位移量為0。由此，拍攝部2能夠與映現(xiàn)在測(cè)定區(qū)域的被攝體對(duì)焦。

根據(jù)變形例，對(duì)焦部17也可以與相位差檢測(cè)方式一起利用對(duì)比度檢測(cè)方式，來使拍攝部2與映現(xiàn)在測(cè)定區(qū)域的被攝體對(duì)焦。此時(shí)，如上述那樣，對(duì)焦部17首先使促動(dòng)器23的步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)與代表位移量對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)量，來使攝像光學(xué)系統(tǒng)22沿光軸移動(dòng)以便代表位移量為0。然后，對(duì)焦部17基于從代表值計(jì)算部16接受的代表方差，來設(shè)定對(duì)被攝體的對(duì)比度進(jìn)行檢查的攝像光學(xué)系統(tǒng)22的位置的范圍。例如，對(duì)焦部17將對(duì)被攝體的對(duì)比度進(jìn)行檢查的攝像光學(xué)系統(tǒng)22的位置的范圍設(shè)定在相當(dāng)于與代表方差對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差的±2倍的范圍。然后，對(duì)焦部17一邊使攝像光學(xué)系統(tǒng)22在該范圍內(nèi)移動(dòng)，一邊檢測(cè)由拍攝部2得到的圖像上的與測(cè)定區(qū)域相當(dāng)?shù)姆秶膶?duì)比度成為極大值的攝像光學(xué)系統(tǒng)22的位置。然后，對(duì)焦部17將對(duì)比度成為極大值的攝像光學(xué)系統(tǒng)22的位置作為攝像光學(xué)系統(tǒng)22與映現(xiàn)在測(cè)定區(qū)域的被攝體對(duì)焦的位置。此外，也可以是若在所設(shè)定的攝像光學(xué)系統(tǒng)22的位置的范圍內(nèi)沒有對(duì)比度成為極大值的位置，則對(duì)焦部17也在該范圍外檢測(cè)對(duì)比度成為極大值的攝像光學(xué)系統(tǒng)22的位置。

這樣，對(duì)焦部17在并用相位差檢測(cè)方式和對(duì)比度檢測(cè)方式的情況下，也能夠恰當(dāng)?shù)叵薅ㄒ詫?duì)比度檢測(cè)方式檢查對(duì)比度的攝像光學(xué)系統(tǒng)22的位置的范圍。因此，對(duì)焦部17能夠縮短拍攝部2與測(cè)定區(qū)域內(nèi)的被攝體對(duì)焦所需要的時(shí)間。

圖16是由控制部6執(zhí)行的對(duì)焦位置檢測(cè)處理的動(dòng)作流程圖。

控制部6從拍攝部2獲取拍攝被攝體而得到的圖像(步驟S101)。然后，控制部6將該圖像存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部5。

位移量計(jì)算區(qū)域確定部11確定被指定的測(cè)定區(qū)域內(nèi)所包含的位移量計(jì)算區(qū)域(步驟S102)。然后，位移量計(jì)算區(qū)域確定部11將確定出的位移量計(jì)算區(qū)域通知給位移量計(jì)算部12以及邊緣方向計(jì)算部13。

位移量計(jì)算部12基于存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部5的圖像，針對(duì)各位移量計(jì)算區(qū)域計(jì)算左圖像與右圖像最一致的局部位移量和其可靠性(步驟S103)。然后，位移量計(jì)算部12將各位移量計(jì)算區(qū)域的局部位移量輸出給代表值計(jì)算部16，并將可靠性輸出給可靠性修正部15。

邊緣方向計(jì)算部13針對(duì)各位移量計(jì)算區(qū)域，計(jì)算該位移量計(jì)算區(qū)域中的被攝體的邊緣方向(步驟S104)。然后，邊緣方向計(jì)算部13將各位移量計(jì)算區(qū)域中的被攝體的邊緣方向通知給相位差像素排列信息計(jì)算部14。

相位差像素排列信息計(jì)算部14針對(duì)各位移量計(jì)算區(qū)域，計(jì)算該位移量計(jì)算區(qū)域中的與邊緣方向正交的方向上的左像素間隔、右像素間隔、以及左像素與右像素間的位置偏移量(步驟S105)。相位差像素排列信息計(jì)算部14將各位移量計(jì)算區(qū)域的左像素間隔、右像素間隔、以及左像素與右像素間的位置偏移量輸出給可靠性修正部15。

可靠性修正部15針對(duì)各位移量計(jì)算區(qū)域修正可靠性，以使該位移量計(jì)算區(qū)域中的左像素間隔、右像素間隔、以及左像素與右像素間的位置偏移量越大，則可靠性示出的局部位移量的可信度越降低(步驟S106)。然后，可靠性修正部15將關(guān)于各位移量計(jì)算區(qū)域的修正后的可靠性輸出給代表值計(jì)算部16。

代表值計(jì)算部16通過以修正后的可靠性對(duì)各位移量計(jì)算區(qū)域的局部位移量進(jìn)行加權(quán)平均，來計(jì)算關(guān)于測(cè)定區(qū)域整體的代表位移量(步驟S107)。代表值計(jì)算部16將代表位移量輸出給對(duì)焦部17。

對(duì)焦部17基于代表位移量，使拍攝部2的攝像光學(xué)系統(tǒng)22沿光軸移動(dòng)，以便拍攝部2與映現(xiàn)在測(cè)定區(qū)域內(nèi)的被攝體對(duì)焦(步驟S108)。

然后，控制部6結(jié)束對(duì)焦位置檢測(cè)處理。

圖17(a)是表示不修正可靠性的情況下的測(cè)定區(qū)域內(nèi)的各位移量計(jì)算區(qū)域的局部位移量和可靠性的圖。另一方面，圖17(b)是表示按照上述的實(shí)施方式或者其變形例修正了可靠性的情況下的測(cè)定區(qū)域內(nèi)的各位移量計(jì)算區(qū)域的局部位移量和可靠性的圖。在圖17(a)以及圖17(b)中，在測(cè)定區(qū)域1700內(nèi)沿水平方向設(shè)定四個(gè)、沿垂直方向設(shè)定三個(gè)位移量計(jì)算區(qū)域1701。各位移量計(jì)算區(qū)域1701內(nèi)所示的左側(cè)的數(shù)值表示局部位移量，右側(cè)的數(shù)值是以推定方差表示的可靠性。而且，線1702、1703分別表示被攝體的邊緣。

在不包含被攝體的邊緣的位移量計(jì)算區(qū)域中，由于難以正確地檢測(cè)左圖像與右圖像最一致的局部位移量，所以局部位移量為不可靠的值，可靠性也成為非常大的值。因此，這樣的位移量計(jì)算區(qū)域?qū)Υ砦灰屏康挠?jì)算幾乎沒有影響。另一方面，如圖17(a)所示，在位移量計(jì)算區(qū)域1701a、1701b中，雖然包含邊緣1703，但由于邊緣方向與左像素以及右像素的配置不匹配，所以可靠性比本來應(yīng)該取的值小。結(jié)果，代表位移量受到位移量計(jì)算區(qū)域1701a以及1701b的局部位移量較大的影響，成為從本來的對(duì)焦位置偏移了的值即5.39。

另一方面，在圖17(b)中，位移量計(jì)算區(qū)域1701a以及1701b的可靠性考慮邊緣方向與左像素以及右像素的排列的關(guān)系而被修正為比圖17(a)所示的值大的值。結(jié)果，代表位移量的計(jì)算中的位移量計(jì)算區(qū)域1701a以及1701b的局部位移量的影響較小，成為與本來的對(duì)焦位置接近的值即2.09。

如以上說明那樣，該對(duì)焦位置檢測(cè)裝置針對(duì)測(cè)定區(qū)域內(nèi)所包含的各位移量計(jì)算區(qū)域，根據(jù)沿與被攝體的邊緣方向正交的方向的左像素間隔、右像素間隔以及左像素與右像素間的位置偏移量來修正局部位移量的可靠性。然后，該對(duì)焦位置檢測(cè)裝置通過以修正后的可靠性對(duì)各位移量計(jì)算區(qū)域的局部位移量進(jìn)行加權(quán)平均，來求出表示對(duì)焦位置的代表位移量。因此，該對(duì)焦位置檢測(cè)裝置能夠抑制因映現(xiàn)在各位移量計(jì)算區(qū)域的被攝體的邊緣方向與左像素以及右像素的排列的不匹配所引起的對(duì)焦位置的誤差。

此外，根據(jù)變形例，相位差像素排列信息計(jì)算部14也可以針對(duì)各位移量計(jì)算區(qū)域，計(jì)算左像素間隔、右像素間隔以及左像素與右像素間的位置偏移量中的任意一個(gè)或者兩個(gè)。而且，可靠性修正部15也可以針對(duì)各位移量計(jì)算區(qū)域，根據(jù)左像素間隔、右像素間隔以及左像素與右像素間的位置偏移量中的計(jì)算出的數(shù)據(jù)，進(jìn)行與上述同樣的處理來修正可靠性。此時(shí)，由于可削減可靠性的修正所需要的運(yùn)算量，所以對(duì)焦位置檢測(cè)裝置能夠提高對(duì)焦時(shí)的拍攝部2的響應(yīng)速度。

另外，根據(jù)其它變形例，對(duì)焦位置檢測(cè)裝置不僅被應(yīng)用于基于相位差檢測(cè)方式的對(duì)焦位置的檢測(cè)，例如還可以在雙鏡頭反射式相機(jī)等針對(duì)被攝體得到具有視差的兩個(gè)圖像的拍攝裝置中，為了測(cè)定到被攝體的距離而應(yīng)用。此時(shí)，例如在拍攝裝置所具有的存儲(chǔ)部中預(yù)先儲(chǔ)存對(duì)代表位移量與從拍攝裝置到被攝體的距離的關(guān)系進(jìn)行表示的距離表。然后，拍攝裝置的控制部通過針對(duì)該拍攝裝置生成的具有視差的兩個(gè)圖像，執(zhí)行上述的實(shí)施方式涉及的控制部的各功能，能夠計(jì)算在對(duì)生成圖像的各圖像傳感器設(shè)定的測(cè)定區(qū)域所映現(xiàn)的被攝體的代表位移量。然后，控制部參照距離表，能夠求出與代表位移量對(duì)應(yīng)的、從拍攝裝置到映現(xiàn)在測(cè)定區(qū)域內(nèi)的被攝體的距離。

這里列舉的全部例子以及特定的用語是幫助讀者理解由本發(fā)明人對(duì)于本發(fā)明以及該技術(shù)的促進(jìn)賦予的概念的、以示教的目的定義的用語，應(yīng)該理解為與表示本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)以及劣勢(shì)相關(guān)的、本說明書的任何例子的構(gòu)成并不限定于這樣的特定列舉的例子以及條件。本發(fā)明的實(shí)施方式雖被詳細(xì)說明，但應(yīng)理解為在不脫離本發(fā)明的主旨以及范圍的情況下，能夠?qū)ζ涫┘痈鞣N變更、置換以及修正。

符號(hào)說明

1…數(shù)碼照相機(jī)，2…拍攝部，3…操作部，4…顯示部，5…存儲(chǔ)部，6…控制部，11…位移量計(jì)算區(qū)域確定部，12…位移量計(jì)算部，13…邊緣方向計(jì)算部，14…相位差像素排列信息計(jì)算部，15…可靠性修正部，16…代表值計(jì)算部，17…對(duì)焦部，21…圖像傳感器，22…攝像光學(xué)系統(tǒng)，23…促動(dòng)器。