對(duì)焦控制裝置以及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對(duì)焦控制裝置以及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為現(xiàn)有技術(shù)，在監(jiān)視攝像機(jī)和DVD (Digital Versatile Disc)攝像機(jī)等眾多的攝像裝置中搭載有自動(dòng)調(diào)整焦距的自動(dòng)對(duì)焦功能。作為上述自動(dòng)對(duì)焦功能中的合焦方式，已知有對(duì)比度方式，其利用拍攝圖像的對(duì)比度信號(hào)的振幅變?yōu)樽畲笾档奈恢谜锰幱诤辖範(fàn)顟B(tài)這一原理來調(diào)整焦距。
[0003]在攝像裝置中，隨著對(duì)焦透鏡沿著其光軸方向移動(dòng)，拍攝圖像變?yōu)樯⒕蹱顟B(tài)或者合焦?fàn)顟B(tài)，并且對(duì)比度信號(hào)的振幅也隨之發(fā)生變化。在最基本的對(duì)比度方式中，首先使對(duì)焦透鏡沿著其光軸方向移動(dòng)，然后根據(jù)移動(dòng)前后的對(duì)比度信號(hào)的振幅的大小檢測(cè)出合焦方向，并使對(duì)焦透鏡朝著該合焦方向移動(dòng)。
[0004]可是，在自動(dòng)對(duì)焦功能的合焦方式中，往往難以將焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)黑暗場(chǎng)所中的點(diǎn)光源。其原因是，在點(diǎn)光源不處于合焦?fàn)顟B(tài)時(shí)，點(diǎn)光源的像與合焦時(shí)相比擴(kuò)大，對(duì)比度信號(hào)的振幅變?yōu)樽畲笾禃r(shí)的透鏡位置有時(shí)會(huì)出現(xiàn)在與合焦位置不同的位置。為了解決這一問題，在專利文獻(xiàn)I中公開了一種技術(shù)，其將拍攝圖像分割成多個(gè)區(qū)域，針對(duì)各個(gè)區(qū)域評(píng)價(jià)亮度等級(jí)，并根據(jù)亮度等級(jí)來選擇自動(dòng)對(duì)焦控制時(shí)的曝光條件。
[0005]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)I日本國(guó)專利特開2007-065048號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]可是，僅僅改變曝光條件，在某些透鏡位置，仍然有可能出現(xiàn)所拍攝到的點(diǎn)光源的像擴(kuò)大的現(xiàn)象，導(dǎo)致經(jīng)常難以合焦。
[0009]本發(fā)明是在考慮了以上情況的基礎(chǔ)上作出的，本發(fā)明公開了一種對(duì)焦控制裝置以及方法，其在被拍攝體為點(diǎn)光源等的條件下，也能夠合焦。
[0010]解決方案
[0011]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種攝像裝置，其是進(jìn)行對(duì)焦控制的攝像裝置，其特征在于，具有對(duì)比度信號(hào)生成部分和控制部分，該對(duì)比度信號(hào)生成部分將攝像畫面分割成多個(gè)區(qū)域，針對(duì)各個(gè)分割區(qū)域，根據(jù)圖像信號(hào)提取頻率分量，并根據(jù)頻率分量生成第一對(duì)比度信號(hào)，該控制部分針對(duì)各個(gè)分割區(qū)域，根據(jù)圖像信號(hào)提取亮度強(qiáng)度，根據(jù)亮度強(qiáng)度的大小放大或者縮小分割區(qū)域的第一對(duì)比度信號(hào)的大小而求出第二對(duì)比度信號(hào)，并且求出作為第二對(duì)比度信號(hào)的合計(jì)值的透鏡位置評(píng)價(jià)值，根據(jù)透鏡位置評(píng)價(jià)值進(jìn)行對(duì)焦控制。
[0012]發(fā)明效果
[0013]根據(jù)本發(fā)明，在進(jìn)行對(duì)焦控制時(shí)，即使被拍攝體是點(diǎn)光源等被拍攝體，也能夠提高合焦精度。
【附圖說明】
[0014]圖1是表示本實(shí)施方式所涉及的攝像裝置的整體結(jié)構(gòu)的方塊圖。
[0015]圖2是本實(shí)施方式的檢波框的形狀和位置的說明圖。
[0016]圖3表示作為攝像畫面的被拍攝體存在有黑暗場(chǎng)所的街燈等點(diǎn)光源的場(chǎng)合。
[0017]圖4是焦點(diǎn)沒有對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)光源的被拍攝體的狀態(tài)下的攝像畫面的示意圖。
[0018]圖5表示在存在有點(diǎn)光源的被拍攝體的場(chǎng)合對(duì)焦透鏡組偏離了合焦位置時(shí)的對(duì)比度信號(hào)的特性。
[0019]圖6表示求取本實(shí)施例的透鏡位置評(píng)價(jià)值VFMB時(shí)的圖像與檢波區(qū)域。
[0020]圖7表示本實(shí)施例的透鏡位置評(píng)價(jià)值VFMB的一例。
[0021]圖8的列表表示亮度強(qiáng)度與偏移值之間的關(guān)系。
[0022]圖9表示與本實(shí)施例的自動(dòng)對(duì)焦控制處理有關(guān)的具體的自動(dòng)對(duì)焦控制處理內(nèi)容。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0024](I)攝像裝置I的結(jié)構(gòu)
[0025]圖1是表示本實(shí)施方式所涉及的攝像裝置I的整體結(jié)構(gòu)的方塊圖。
[0026]攝像裝置I的透鏡單元2具有對(duì)來自被拍攝體的光束進(jìn)行縮放的變焦透鏡組3、調(diào)整受光光量的光圈4以及具有焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的對(duì)焦透鏡組5。
[0027]在透鏡單元2中設(shè)置有例如由光遮斷器等構(gòu)成的透鏡原點(diǎn)檢測(cè)器6以及溫度檢測(cè)器7。透鏡原點(diǎn)檢測(cè)器6檢測(cè)變焦透鏡組3和對(duì)焦透鏡組5的絕對(duì)位置，并且將檢測(cè)結(jié)果作為透鏡絕對(duì)位置信息發(fā)送到控制部分19。溫度檢測(cè)器7檢測(cè)透鏡單元2內(nèi)的溫度，并且將檢測(cè)結(jié)果作為透鏡單元內(nèi)溫度信息發(fā)送到搭載在攝像裝置I上的控制部分19或者能夠與攝像裝置I進(jìn)行通信的系統(tǒng)。并且，具有分別對(duì)變焦透鏡組3、光圈4以及對(duì)焦透鏡組5進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)26?28。電動(dòng)機(jī)26?28根據(jù)分別來自電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器23?25的電動(dòng)機(jī)控制信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0028]攝像元件8在由CCD等構(gòu)成的攝像元件8的受光面上形成被拍攝體的光學(xué)圖像。對(duì)形成在受光面上的被拍攝體的光學(xué)圖像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將所得的攝像信號(hào)發(fā)送到雜波去除電路9。并且，在雜波去除電路9中實(shí)施規(guī)定的雜波去除處理后，輸入至自動(dòng)增益控制電路(AGC:Auto Gain Controller) 10中。在AGC中，將圖像信號(hào)放大到最適當(dāng)?shù)碾娖剑⒃谥髮⑵漭敵龅侥M/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路(A/D) 11，在轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，作為數(shù)字?jǐn)z像信號(hào)輸出到攝像機(jī)信號(hào)處理部分12。
[0029]攝像機(jī)信號(hào)處理部分12具有信號(hào)轉(zhuǎn)換電路13、AE(Auto Exposure,自動(dòng)曝光)信號(hào)生成電路14以及對(duì)比度信號(hào)生成部分15。
[0030]信號(hào)轉(zhuǎn)換電路13對(duì)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路(A/D) 11輸出的數(shù)字?jǐn)z像信號(hào)進(jìn)行規(guī)定的信號(hào)處理。例如將數(shù)字?jǐn)z像信號(hào)變換為以NTSC(Nat1nal Televis1n StandardsCommittee，美國(guó)國(guó)家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì))規(guī)格或者PAL(Phase Alternating Line，逐行倒相)規(guī)格等規(guī)定的電視方式為基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)電視信號(hào)后輸出到外部。
[0031]在AE(Auto Exposure，自動(dòng)曝光)信號(hào)生成電路14中，根據(jù)上述電視信號(hào)，生成具有與當(dāng)前的拍攝圖像的明亮度、透鏡單元2的光圈4的開度以及自動(dòng)增益控制的增益等相對(duì)應(yīng)的信號(hào)電平的自動(dòng)光圈(Auto Iris)信號(hào)AE，并將其發(fā)送到控制部分19。
[0032]此外，對(duì)比度信號(hào)生成部分15中設(shè)置有高通濾波電路16a?i以及積分器17a?1高通濾波電路16a?i能夠自由變更截止頻率的值。在此，由高通濾波電路16a?i以及積分器17a?i構(gòu)成的對(duì)比度信號(hào)生成部分15設(shè)置成能夠從任意的電視信號(hào)的區(qū)域獲取值。對(duì)比度信號(hào)生成部分15能夠通過高通濾波電路(HPF)組16a?i分別提取圖2所示那樣的檢波區(qū)域A?I的亮度信號(hào)的高頻分量。
[0033]圖2是本實(shí)施方式的檢波框的形狀和位置的說明圖。其中示出了劃分為9個(gè)大小相同的檢波區(qū)域的示例。但是，檢波區(qū)域的形狀、位置和大小可以任意設(shè)定。
[0034]以下返回圖1進(jìn)行說明。對(duì)比度信號(hào)生成部分15根據(jù)分別在積分器組17a?i中提取出的高頻分量進(jìn)行積分處理，生成第一對(duì)比度信號(hào)VFa?i。攝像機(jī)信號(hào)處理部分12對(duì)上述第一對(duì)比度信號(hào)VFa?i進(jìn)行合計(jì)，生成對(duì)比度信號(hào)VFs。將由此獲得的對(duì)比度信號(hào)VFs輸出到控制部分19中。
[0035]控制部分19具有未圖示的CPU (Central Processing Unit，中央處理單元)以及內(nèi)部存儲(chǔ)器20等。內(nèi)部存儲(chǔ)器20具有后焦點(diǎn)調(diào)整程序18、自動(dòng)光圈數(shù)據(jù)處理部分(AEP) 21以及自動(dòng)對(duì)焦數(shù)據(jù)處理部分(AFP)22。此外，根據(jù)自動(dòng)光圈信號(hào)AE求出當(dāng)前的拍攝圖像的明亮度，并且計(jì)算相對(duì)于光圈4的開度以及自動(dòng)增益控制的增益等的評(píng)價(jià)值即自動(dòng)光圈評(píng)價(jià)值。并且，根據(jù)自動(dòng)光圈評(píng)價(jià)值、基于來自透鏡原點(diǎn)檢測(cè)器6的透鏡絕對(duì)位置信息而獲得的表示當(dāng)前的變焦倍率的變焦倍率信息、從溫度檢測(cè)器7輸出的透鏡單元內(nèi)溫度信息以及存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器20內(nèi)的追蹤曲線數(shù)據(jù)來生成第一電動(dòng)機(jī)控制信號(hào)和第二電動(dòng)機(jī)控制信號(hào)，并將該等信號(hào)分別輸出到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路23，24。此后，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路23根據(jù)第一電動(dòng)機(jī)控制信號(hào)對(duì)電動(dòng)機(jī)26進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，使透鏡單元2的變焦透鏡組3沿著其光軸方向移動(dòng)。另一方面，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路24根據(jù)第二電動(dòng)機(jī)控制信號(hào)對(duì)驅(qū)動(dòng)透鏡單元2的光圈的第二電動(dòng)機(jī)27進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，由此進(jìn)行自動(dòng)光圈控制。此外，控制部分19根據(jù)自動(dòng)對(duì)焦評(píng)價(jià)值檢測(cè)合焦方向以及合焦位置，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果生成第三電動(dòng)機(jī)控制信號(hào)，并將其輸出到第三電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路25。此后，第三電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路25根據(jù)第三電動(dòng)機(jī)控制信號(hào)對(duì)第三電動(dòng)機(jī)28進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，使透鏡單元2的對(duì)焦透鏡組5沿著其光軸方向移動(dòng)，由此進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦控制。
[0036](2)本實(shí)施例的自動(dòng)對(duì)焦控制方式
[0037]以下說明在上述攝像裝置中拍攝圖3所示那樣的被拍攝體的場(chǎng)合對(duì)焦透鏡組5偏離了合焦位置時(shí)的第一對(duì)比度信號(hào)VFs。
[0038]圖3表示作為攝像畫面的被拍攝體存在有黑暗場(chǎng)所的街燈等點(diǎn)光源的場(chǎng)合。在拍攝上述被拍攝體時(shí)，在對(duì)焦透鏡組5偏離了合焦位置的場(chǎng)合，圖3中的點(diǎn)光源的像與合焦時(shí)相比擴(kuò)大，拍攝到的圖像如圖4所示。圖4