攝像裝置及對焦控制方法與流程

2023-08-05 11:07:46

本發明涉及一種攝像裝置及對焦控制方法。

背景技術：

近年來，隨著CCD(Charge Coupled Device)圖像傳感器及CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)圖像傳感器等成像元件的高解析度化，對數位相機、數碼攝像機、智慧型手機等的行動電話、PDA(Personal Digital Assistant，可攜式信息終端)等具有攝影功能的信息設備需求驟增。另外，將如以上的具有攝像功能的信息設備稱為攝像裝置。

這些攝像裝置中，作為對焦於主要被攝體的對焦控制方法，採用對比度AF(Auto Focus，自動對焦)方式或相位差AF方式(例如，參考專利文獻1～3)。

搭載於通過相位差AF方式進行對焦控制的攝像裝置中的固體成像元件中，例如，使用將一對遮光膜開口相互反方向偏心的相位差檢測用像素離散設置在整個攝像面的物件。

該相位差檢測用像素與遮光膜開口相對於光電轉換部沒有偏心的常規的攝像用像素相比靈敏度較低。因此，在被攝體為低照度的情況下，從相位差檢測用像素獲得的信號電平將會下降。為了補償這種信號電平的下降，若簡單進行增益處理來進行相關運算，則相關運算結果中將會出現誤差。

專利文獻1中公開有如下結構，即通過彼此接近的相位差檢測用像素對輸出信號進行加法運算，並使用加法運算後的信號進行用於決定散焦量的相關運算。

並且，專利文獻2中公開有如下結構，即在低亮度或大散焦時，對連續拍攝得到的多個攝像圖像信號中對同一位置的相位差檢測用像素彼此的信號進行加法運算，並通過使用加法運算後的信號的相關運算，計算出散 焦量。

根據專利文獻1、2的結構，能夠通過對相位差檢測用像素的信號彼此進行加法運增加信號量，因此對較暗的被攝體也能夠進行高精度的對焦控制。

以往技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2010-91991號公報

專利文獻2：日本特開2012-8212號公報

專利文獻3：日本特開2001-330882號公報

技術實現要素：

發明要解決的技術課題

如專利文獻1所記載的攝像裝置，在不同時刻得到的多個攝像圖像信號之間對相位差檢測用像素的信號進行加法運算的方法，在被攝體沒有變化的情況下是有效的。然而，在被攝體變化的情況下，成為對散焦量可能不同的兩個攝像場景時的相位差檢測用像素的信號進行加法運算後進行相關運算，因此相關運算結果中可能出現誤差。

專利文獻2所記載的攝像裝置為對位於不同位置的相位差檢測用像素的信號進行加法運算的結構，因此成為減少相位差檢測用像素的數量後計算出散焦量，從而相關運算結果的精度將會下降。

專利文獻3所記載的攝像裝置為被攝體中包含運動物體時加快快門速度的裝置，但若加快快門速度，則曝光量不足，因此不能解決對較暗被攝體對焦精度下降的課題。

本發明是鑑於上述情況而完成的，其目的在於提供一種即使相位差檢測用像素的信號電平較低的情況下也能夠儘可能防止對焦控制的精度下降的攝像裝置及對焦控制方法。

用於解決技術課題的手段

本發明的攝像裝置具備：成像元件，其包含第1信號檢測部及第2信 號檢測部，並通過攝像光學系統拍攝被攝體，其中，所述第1信號檢測部檢測與通過上述攝像光學系統的光瞳區域的不同部分的一對光束的一光束對應的信號，第2信號檢測部檢測與上述一對光束的另一光束對應的信號；第一散焦量算出部，其在分別通過由上述成像元件連續進行的多次拍攝得到的攝像圖像信號中，使用與上述成像元件的攝像面上成為調焦對象的區對應的範圍的上述第1信號檢測部及上述第2信號檢測部的檢測信號計算出多個第一散焦量；第二散焦量算出部，其分別從上述多次拍攝得到的攝像圖像信號中對於上述範圍的上述第1信號檢測部的檢測信號，對上述範圍內的位置彼此相同的檢測信號進行加法運算，並且分別通過上述多次拍攝得到的攝像圖像信號中對於上述範圍的上述第2信號檢測部的檢測信號，對上述範圍內的位置彼此相同的檢測信號進行加法運算，使用加法運算後的上述第1信號檢測部的檢測信號與上述第2信號檢測部的檢測信號計算出第二散焦量；及判定部，其通過比較上述多個第一散焦量與上述第二散焦量，判定是否進行基於上述第二散焦量的上述攝像光學系統的對焦控制。

本發明的對焦控制方法具備：第一散焦量算出步驟，其在分別通過由成像元件連續進行的多次拍攝得到的攝像圖像信號中，使用與上述成像元件的攝像面上成為調焦對象的區對應的範圍的上述第1信號檢測部及上述第2信號檢測部的檢測信號，計算出多個第一散焦量，其中，上述成像元件包含第1信號檢測部及第2信號檢測部，並通過上述攝像光學系統拍攝被攝體，上述第1信號檢測部檢測與通過攝像光學系統的光瞳區域的不同部分的一對光束的一光束對應的信號，上述第2信號檢測部檢測與上述一對光束的另一光束對應的信號；第二散焦量算出步驟，其在分別通過上述多次拍攝得到的攝像圖像信號中對於上述範圍的上述第1信號檢測部的檢測信號，對上述範圍內的位置彼此相同的檢測信號進行加法運算，並且在分別通過上述多次拍攝得到的攝像圖像信號中對於上述範圍的上述第2信號檢測部的檢測信號，對上述範圍內的位置彼此相同的檢測信號進行加法運算，使用加法運算後的上述第1信號檢測部的檢測信號與上述第2信號檢測部的檢測信號計算出第二散焦量；判定步驟，其通過比較上述多個第一散焦量與上述第二散焦量，判定是否進行基於上述第二散焦量的上述攝 像光學系統的對焦控制。

發明效果

根據本發明，能夠提供一種即使在相位差檢測用像素的信號電平較低的情況下也能夠儘可能防止對焦控制的精度下降的攝像裝置及對焦控制方法。

附圖說明

圖1是表示用於說明本發明的一實施方式的作為攝像裝置的一例的數位相機的概要結構的圖。

圖2是表示搭載於圖1所示的數位相機的成像元件5的整體結構的俯視示意圖。

圖3是圖2所示的一個AF區53的局部放大圖。

圖4是僅示出圖3所示的相位差檢測用像素52的圖。

圖5是表示相位差檢測用像素52A的剖面結構的圖。

圖6是表示將成像元件5中包含的所有像素作為攝像用像素51的結構的圖。

圖7是用於說明圖1所示的數位相機的自動對焦動作的流程圖。

圖8是用於說明圖1所示的數位相機的自動對焦動作的變形例的流程圖。

圖9是表示圖1所示的數位相機的框結構的變形例的圖。

圖10是用於說明圖1所示的數位相機的自動對焦動作的變形例的圖。

圖11是用於說明圖1所示的數位相機的自動對焦動作的變形例的圖。

圖12是用於說明作為攝像裝置的智慧型手機的圖。

圖13是圖12的智慧型手機的內部框圖。

具體實施方式

以下，參考附圖對本發明的實施方式進行說明。

圖1是表示用於說明本發明的一實施方式的作為攝像裝置的一例的數位相機的概要結構的圖。

圖1所示的數位相機具備用於調焦的聚焦透鏡及具有包含變焦透鏡等的攝像透鏡1及光圈2的透鏡裝置。透鏡裝置構成攝像光學系統。

圖1所示的透鏡裝置固定在相機主體，但可以和別的透鏡裝置更換。攝像透鏡1至少包含聚焦透鏡即可。聚焦透鏡可以是通過移動整個透鏡系統進行調焦的單焦點透鏡。

數位相機具備通過攝像光學系統拍攝被攝體的CCD型或CMOS型等成像元件5、進行連接於成像元件5的輸出的相關雙採樣處理等模擬信號處理的模擬信號處理部6及將從模擬信號處理部6輸出的模擬信號轉換為數位訊號的A/D轉換電路7。

模擬信號處理部6及A/D轉換電路7由系統控制部11控制。模擬信號處理部6及A/D轉換電路7有時還內置於成像元件5中。

集中控制數位相機的整個電控制系統的系統控制部11控制透鏡驅動部8來控制攝像透鏡1中包含的聚焦透鏡以進行與對焦於主要被攝體的對焦控制，或進行攝像透鏡1中包含的變焦透鏡的位置的調整。而且，系統控制部11經由光圈驅動部9控制光圈2的開口量，由此進行曝光量的調整。

並且，系統控制部11經由成像元件驅動部10驅動成像元件5，將通過攝像透鏡1拍攝的被攝體像作為攝像圖像信號輸出至成像元件5。系統控制部11中，輸入用戶通過操作部14輸入的命令信號。該命令信號中，包含命令執行攝像光學系統的對焦控制的命令信號。

而且，該數位相機的電控制系統具備主存儲器16、連接於主存儲器16的存儲器控制部15、數位訊號處理部17、對比度AF處理部18、相位差AF處理部19、連接裝卸自如的記錄介質21的外部存儲器控制部20及連接搭載於相機背面等的顯示部23的顯示控制部22。數位訊號處理部17，對從A/D轉換電路7輸出的攝像圖像信號進行插值運算、伽馬校正運算及RGB/YC轉換處理等來生成撮影圖像數據。

存儲器控制部15、數位訊號處理部17、對比度AF處理部18、相位差AF處理部19、外部存儲器控制部20及顯示控制部22通過控制總線24 及數據總線25相互連接，通過來自系統控制部11的指令來控制。

圖2是表示搭載於圖1所示的數位相機的成像元件5的整體結構的俯視示意圖。

成像元件5具有攝像面50，所述攝像面50上配置有沿行方向X及與行方向正交的列方向Y排列為二維狀的多個像素。在圖2的例子中，該攝像面50上設定有9個成為對焦對象的區即AF區53。

AF區53是作為像素包含攝像用像素及相位差檢測用像素的區。

攝像面50中，在除了AF區53以外的部分僅配置攝像用像素。另外，AF區53可無間隙地設置於攝像面50上。

圖3是圖2所示的一個AF區53的局部放大圖。

AF區53上排列為二維狀的像素51。各像素51包含光電二極體等光電轉換部及形成於該光電轉換部上方的濾色器。

圖3中，對包含透射紅色光的濾色器(R濾波器)的像素51(R像素51)標註文字「R」，對包含透射綠色光的濾色器(G濾波器)的像素51(G像素51)標註文字「G」，對包含透射藍色光的濾色器(B濾波器)的像素51(B像素51)標註文字「B」。濾色器的排列在整個攝像面50呈拜耳排列。

F區53中，G像素51的一部分(圖3中標註陰影的像素51)成為相位差檢測用像素52。圖3的例子中，包含R像素51及G像素51的像素行中的任意像素行中的各G像素51及相對於該各G像素51在列方向Y上最靠近的相同顏色的G像素51成為相位差檢測用像素52。在此，如圖3中圖示，將排列為二維狀的一個方向且與相位差分離方向相同的方向規定為X方向或行方向，將另一方向規定為Y方向或列方向。

圖4是僅示出圖3所示的相位差檢測用像素52的圖。

如圖4所示，相位差檢測用像素52包含相位差檢測用像素52A及相位差檢測用像素52B這兩種像素。

相位差檢測用像素52A為第1信號檢測部，其接收通過攝像透鏡1的光瞳區域的不同部分的一對光束的一光束並檢測與受光量相應的信號。

相位差檢測用像素52B為第2信號檢測部，其接收上述一對光束的另一光束並檢測與受光量相應的信號。

另外，在AF區53中，相位差檢測用像素52A及52B以外的多個像素51為攝像用像素，攝像用像素接收透過攝像透鏡1的上述一對光束並檢測與受光量相應的信號。

在各像素51的光電轉換部上方設置有遮光膜，該遮光膜上形成有規定光電轉換部的受光面積的開口。

攝像用像素51的開口的中心與攝像用像素51的光電轉換部的中心一致。相對於此，相位差檢測用像素52A的開口(圖4的空白部分)的中心相對於相位差檢測用像素52A的光電轉換部的中心，向右側偏心。

並且，相位差檢測用像素52B的開口(圖4的空白部分)的中心相對於相位差檢測用像素52B的光電轉換部的中心，向左側偏心。在此所說的右方向為圖3所示的X方向的一方向，左方向為X方向的另一方向。

圖5是表示相位差檢測用像素52A的剖面結構的圖。如圖5所示，相位差檢測用像素52A，開口c相對於光電轉換部(PD)向右偏心。如圖5所示，通過遮光膜覆蓋光電轉換部的單側，能夠選擇性地遮住從與遮光膜覆蓋的方向相反的方向入射的光。

如圖5所示，通過遮光膜覆蓋光電轉換部的單側，能夠選擇性地遮住從與遮光膜覆蓋的方向相反的方向入射的光。

根據該結構，通過由位於任意行的相位差檢測用像素52A構成的像素組及由相對於該像素組的各相位差檢測用像素52A沿一方向以相同距離配置的相位差檢測用像素52B構成的像素組，能夠檢測分別通過這兩個像素組拍攝的圖像中的行方向X的相位差。

成像元件5隻要是具有多個第1信號檢測部與第2信號檢測部配對的結構即可，並不限定於圖2～5中示出結構。其中，所述第1信號檢測部接收通過攝像透鏡1的光瞳區域的不同部分的一對光束的一光束並檢測與受光量相應的信號，所述第2信號檢測部接收上述一對光束的另一光束並檢測與受光量相應的信號。

例如，可以是如下結構，即將成像元件5中包含的所有像素作為攝像用像素51，將各攝像用像素51分為兩部分，並將一個分區作為相位差檢測用像素52A，將另一分區作為相位差檢測用像素52B。

圖6是表示將成像元件5中包含的所有像素作為攝像用像素51並將 各攝像用像素51分為兩部分的結構的圖。

圖6的結構中，在成像元件5中，將標記R的攝像用像素51分為兩部分，並將分割的兩部分分別作為相位差檢測用像素R1與相位差檢測用像素R2。

並且，在成像元件5中，將標記G的攝像用像素51分為兩部分，並將分割的兩部分分別作為相位差檢測用像素G1與相位差檢測用像素G2。

並且，在成像元件5中，標記B的攝像用像素51分為兩部分，並將分割的兩部分分別作為相位差檢測用像素B1與相位差檢測用像素B2。

該結構中，相位差檢測用像素R1、G1、B1分別成為第1信號檢測部，相位差檢測用像素R2、G2、B2分別成為第2信號檢測部。能夠從第1信號檢測部及第2信號檢測部獨立地讀出信號。

而且，若對第1信號檢測部與第2信號檢測部的信號進行加法運算，則能夠獲得沒有相位差的常規的攝像用信號。即，圖6的結構中，將所有的像素均可用作相位差檢測用像素與攝像用像素這兩者。

圖1所示的相位差AF處理部19從位於根據用戶操作等而從9個AF區53中選擇的一個AF區53的相位差檢測用像素52A及相位差檢測用像素52B讀出的檢測信號組之間的相關運算，運算通過上述一對光束形成的兩個圖像的相對位置偏離量即相位差。

並且，相位差AF處理部19根據該相位差，計算出為了使基於攝像透鏡1的主要被攝體的成像面與成像元件5的攝像面50一致所必要的聚焦透鏡的移動量即散焦量。

另外，AF區53不僅是1個，也可以設為能夠選擇連續排列的多個區。

圖1所示的對比度AF處理部18分析通過根據用戶操作等而從9個AF區53中選擇的一個AF區53拍攝的圖像，並通過周知的對比度AF方式決定攝影透鏡1的對焦位置。

即，對比度AF處理部18，通過系統控制部11的控制移動攝影透鏡1的聚焦透鏡位置，並且求出在每個移動的位置(多個位置)所獲得的圖像的對比度(明暗差)。而且，將對比度成為最大的聚焦透鏡位置作為對焦位置來決定。

另外，AF區53不僅是1個，也可以設為能夠選擇連續排列的多個區。

本實施方式的數位相機，若有自動對焦的執行命令，則由系統控制部11進行基於相位差AF方式的對焦控制或基於對比度AF方式的對焦控制。

並且，系統控制部11，作為基於相位差AF方式的對焦控制，進行：第一對焦控制，其根據通過一次拍攝得到的相位差檢測用像素的信號進行對焦控制；及第二對焦控制，其根據對通過連續多次拍攝得到的相位差檢測用像素的信號進行加法運算的信號進行對焦控制。

圖7是用於說明圖1所示的數位相機的動作的圖。

若數位相機設定為攝像模式，則系統控制部11開始實時取景圖像的顯示(步驟S1)。

具體而言，系統控制部11通過成像元件5拍攝被攝體，並反覆進行將基於拍攝而獲得的攝像圖像數據的圖像顯示於顯示部23的控制。

在開始實時取景圖像的顯示後，若通過操作部14中包含的快門按鈕的半壓操作等執行攝像光學系統的對焦控制的執行命令(以下，稱為自動對焦的執行命令。圖中為AF命令)(步驟S2：是)，則系統控制部11在執行該自動對焦的執行命令的時刻所得到的攝像圖像信號中使用最新的信號(以下，稱為攝像圖像信號G2)，判定通過成像元件5所拍攝的被攝體的明度。例如，系統控制部11將攝像圖像信號G2的亮度值的平均或累計值作為明度來求出。

系統控制部11，若求出的明度為閾值以下(步驟S3：是)，則使相位差AF處理部19進行步驟S4的處理，若求出的明度超過閾值(步驟S3：否)，則使相位差AF處理部19進行步驟S11的處理。

在步驟S11中，相位差AF處理部19，通過攝像圖像信號G2中與所選擇的AF區53對應的範圍內的相位差檢測用像素52A的檢測信號組及相位差檢測用像素52B的檢測信號組來進行相關運算，由此計算出第一散焦量即散焦量D2。相位差AF處理部19作為第一散焦量算出部來發揮功能。

系統控制部11根據步驟S11中決定的散焦量D2，將聚焦透鏡移動至 對焦位置(步驟S12)而結束自動對焦。

在步驟S4中，相位差AF處理部19，在執行自動對焦的執行命令的時刻得到的攝像圖像信號中，獲取攝像時刻最新的攝像圖像信號及攝像時刻第2新的攝像圖像信號。在該兩個攝像圖像信號中，將攝像時刻新的作為攝像圖像信號G2，將攝像時刻舊的作為攝像圖像信號G1。

在步驟S4後，相位差AF處理部19，通過攝像圖像信號G1中與所選擇的AF區53對應的範圍內的相位差檢測用像素52A的檢測信號組及相位差檢測用像素52B的檢測信號組來進行相關運算，計算出第一散焦量即散焦量D1。

並且，相位差AF處理部19，通過攝像圖像信號G2中與所選擇的AF區53對應的範圍內的相位差檢測用像素52A的檢測信號組及相位差檢測用像素52B的檢測信號組來進行相關運算，計算出第一散焦量即散焦量D2(步驟S5)。

在步驟S5後，系統控制部11判定通過相位差AF處理部19計算出的散焦量D1與散焦量D2之差是否小於閾值TH1(步驟S6)。

當散焦量D1與散焦量D2之差為閾值TH1以上時(步驟S6：否)，可判定為所拍攝的被攝體中有與攝像面50垂直的方向的大的動作。

因此，系統控制部11選擇對比度AF處理部18，使對比度AF處理部18決定對焦位置，並向已決定的對焦位置驅動聚焦透鏡(步驟S10)來結束自動對焦。

當散焦量D1與散焦量D2之差小於閾值TH1時(步驟S6：是)，系統控制部11使位相差AF處理部19進行步驟S7的處理。

若將位於已選擇的AF區53的k個相位差檢測用像素52A根據其攝像面50上的位置設定為52A(1)～52A(k)，相位差AF處理部19則在步驟S7中對攝像圖像信號G1中包含的相位差檢測用像素52A(n)(n＝1～k)的檢測信號與攝像圖像信號G2中包含的相位差檢測用像素52A(n)的檢測信號進行加法運算。

攝像圖像信號G1中的相位差檢測用像素52A(n)的檢測信號與攝像圖像信號G2中的相位差檢測用像素52A(n)的檢測信號為從攝像面50上位置相同的相位差檢測用像素52A得到的信號，且它們相互對應。

同樣地，若將位於已選擇的AF區53的k個相位差檢測用像素52B根據其攝像面50上的位置設定為52B(1)～52B(k)，相位差AF處理部19則在步驟S7中對攝像圖像信號G1中包含的相位差檢測用像素52B(n)(n＝1～k)的檢測信號與攝像圖像信號G2中包含的相位差檢測用像素52B(n)的檢測信號進行加法運算。

攝像圖像信號G1中的相位差檢測用像素52B(n)的檢測信號與攝像圖像信號G2中的相位差檢測用像素52B(n)的檢測信號為從攝像面50上位置相同的相位差檢測用像素52B得到的信號，且它們相互對應。

然後，在步驟S7中，相位差AF處理部19進行加法運算後的相位差檢測用像素52A的檢測信號組與加法運算後的相位差檢測用像素52B的檢測信號組的相關運算，根據其結果計算出第二散焦量即散焦量Ds。相位差AF處理部19作為第二散焦量算出部來發揮功能。

即，在步驟S7中，相位差AF處理部19在分別通過連續兩次拍攝得到的攝像圖像信號中對於與所選擇的AF區53對應的範圍的相位差檢測用像素52A的檢測信號，對該範圍內的位置彼此相同的檢測信號進行加法運算。並且，相位差AF處理部19在分別通過該兩次拍攝得到的攝像圖像信號中對於與所選擇的AF區53對應的範圍的相位差檢測用像素52B的檢測信號，對該範圍內的位置彼此相同的檢測信號進行加法運算。而且，相位差AF處理部19使用加法運算後的相位差檢測用像素52A的檢測信號組與相位差檢測用像素52B的檢測信號組計算出散焦量Ds。

在步驟S7後，系統控制部11計算出散焦量D1與散焦量Ds之差Δ1(忽略符號的絕對值)、及散焦量D2與散焦量Ds之差Δ2(忽略符號的絕對值)。

而且，系統控制部11判定Δ1及Δ2中的任一個成為閾值TH2(第一的閾值)以上(步驟S8)。

當Δ1及Δ2中的任一個成為閾值TH2以上時(步驟S8：是)，系統控制部11在步驟S10中進行基於對比度AF方式的對焦控制。

當Δ1及Δ2均小於閾值TH2時(步驟S8：否)，系統控制部11根據散焦量Ds使聚焦透鏡移動至對焦位置(步驟S9)而結束自動對焦。

如上所述，圖1的數位相機，當被攝體較暗時，通過散焦量D1及散 焦量D2與散焦量Df之間的比較，由系統控制部11判定是否進行基於散焦量Df的聚焦透鏡的驅動。系統控制部11作為判定部來發揮功能。

關於對兩次拍攝得到的相位差檢測用像素的檢測信號進行加法運算而求出的散焦量Ds與未進行加法運算而求出的各散焦量D1、D2之差均較大，可視為散焦量Ds的可靠性較低。

另一方面，關於散焦量Ds與各散焦量D1、D2之差均較小，可視為散焦量Ds的可靠性高。

因此，只有在散焦量Ds與各散焦量D1、D2之差較小時，進行基於散焦量Ds的對焦控制，由此即使被攝體較暗的情況下也能夠進行高精度的對焦控制。

另外，圖7的動作例中，雖然加了步驟S6的判定，但即使在散焦量D1與散焦量D2之差為閾值TH1以上時，散焦量Ds與各散焦量D1、D2之差成為小於閾值TH2的可能性也不一定為零。

因此，可省略步驟S6的判定而在步驟S5後轉到步驟S7。

並且，根據圖1的數位相機，當被攝體較亮時，與常規的相位差AF相同，進行基於散焦量D2的對焦控制，因此能夠進行高速且高精度的對焦控制。

並且，根據圖1的數位相機，當Δ1及Δ2均為閾值TH以上時，進行基於對比度AF方式的對焦控制。因此，即使在被攝體較暗且散焦量Ds的可靠性較低的情況下，也能夠防止不能進行自動對焦的情況。

另外，圖7的步驟S10中，系統控制部11代替對比度AF的進行，可以根據從最新的攝像圖像信號G2求出的散焦量D2驅動聚焦透鏡。

如此，即使在被攝體較暗且散焦量Ds的可靠性較低的情況下，也能夠防止不能進行自動對焦的情況。並且，由於不返回對比度AF方式的步驟而結束，因此能夠縮短結束自動對焦為止的時間。

並且，在圖7的步驟S10中，系統控制部11可將不能進行自動對焦的情況通過顯示於顯示部23等來通知用戶而無需進行對比度AF。此時，系統控制部11作為通知部來發揮功能。

如此，能夠在早期階段促使用戶轉到手動調焦的模式，並且能夠減少錯失最佳快門時機的可能性。

並且，在圖7的步驟S10中，系統控制部11可以不進行攝像光學系統的對焦控制而結束處理。並且，在圖7的步驟S10中，系統控制部11可以進行向預先決定的對焦位置使聚焦透鏡移動的對焦控制而結束自動對焦。

並且，圖7的動作例中，當被攝體較暗時進行步驟S4以後的處理。但是，若要基於散焦量Ds的對焦控制變得有效，則為相位差檢測用像素的檢測信號電平變低的攝像狀況，並不僅限於被攝體較暗的情形。

例如，當入射於成像元件5的光線角度變大而入射於相位差檢測用像素的光變少時(廣角攝像時)，可進行步驟S4以後的處理。或者，當相位差檢測用像素的檢測信號電平較小時，可進行步驟S4以後的處理。

並且，圖7的步驟S8中，通過Δ1及Δ2分別與閾值TH2的比較來判定是否進行基於散焦量Ds的對焦控制。作為該變形例，可通過Δ1與Δ2的偏差來判定是否進行基於散焦量Ds的對焦控制。

例如，系統控制部11作為表示偏差的數值求出Δ1與Δ2的分散，當該分散小於閾值TH3(第二閾值)時，判定為進行基於散焦量Ds的對焦控制而進行步驟S9的處理。另一方面，系統控制部11，當該分散為閾值TH3以上時，判定為進行基於散焦量Ds的對焦控制而進行步驟S10的處理。

Δ1與Δ2的偏差較大表示能夠判斷為散焦量Ds的值的可靠性較低。因此，即使通過Δ1與Δ2的偏差判定是否進行基於散焦量Ds的對焦控制，也能獲得與圖7的動作例同樣的效果。

另外，圖7的動作例中，通過步驟S4獲得兩個攝像圖像信號，在步驟S5中計算出兩個散焦量，在步驟S7中對兩個攝像圖像信號進行加法運算而計算出散焦量。

但也可以通過步驟S4，從新的信號中獲取三個以上連續拍攝得到的攝像圖像信號，通過步驟S5分別從該三個以上的攝像圖像信號計算出散焦量D1、D2、D3、……,在步驟S7中，從該三個以上的攝像圖像信號中對彼此對應的相位差檢測用像素的檢測信號進行加法運算的信號計算出散焦量Ds，通過比較三個以上的散焦量D1、D2、D3、……與散焦量Ds，判定是否進行步驟S9的處理。

圖8是用於說明圖1所示的數位相機的動作的變形例的流程圖。在圖8中對與圖7相同的處理標記相同的符號並省略說明。

圖8的動作例中，在圖7中說明的步驟S1後，進行步驟S4～步驟S7的處理。

而且，若步驟S7的判定為「否」，系統控制部11則在步驟S21中將內部存儲器的標記位設定為「1」。並且，若步驟S7的判定為「是」，系統控制部11則在步驟S22中將內部存儲器的標記位設定為「0」。

在步驟S21及步驟S22後，若有自動對焦的執行命令(步驟S23：「是」)，系統控制部11則以與圖7的步驟S2相同的方法判定被攝體的明度(步驟S24)。當沒有自動對焦的執行命令時(步驟S23：「否」)返回步驟S4的處理。

當步驟S24的判定為「否」時，依次進行步驟S11及步驟S12的處理而結束自動對焦。

當步驟S24的判定為「是」時，系統控制部11確認內部存儲器的標記位(步驟S25)。若標記位＝1，系統控制部11則進行步驟S9的處理，若標記位＝0，則進行步驟S10的處理。

如上所述，根據圖8的動作例，在執行自動對焦的執行命令之前，由系統控制部11判定是否進行基於散焦量Ds的對焦控制。因此，與圖7的例進行比較而能夠縮短執行自動對焦的執行命令至結束自動對焦為止的時間。因此，能夠進行高速的自動對焦。

圖9是表示圖1所示的數位相機的變形例的圖。圖9的數位相機，除了增設運動物體檢測部26這一點以外,與圖1的結構相同。

運動物體檢測部26利用通過成像元件5連續拍攝得到的多個攝像圖像信號檢測所拍攝的被攝體中是否包含運動物體。

運動物體檢測部26，在多個攝像圖像信號中，通過從所選擇的AF區53得到的圖像信號之間的比較(例如塊匹配或專利文獻3所記載的方法等)，計算出所選擇的AF區53內的主要被攝體的移動矢量。

運動物體檢測部26，若移動矢量的大小為規定值以上，則判定為有運動物體，若移動矢量的大小小於規定值，則判定為無運動物體。

圖9所示的數位相機的相位差AF處理部19，當通過運動物體檢測部 26檢測到有運動物體時，在圖7、8的步驟S5中，根據運動物體的動作移動與對每個攝像圖像信號G1、G2進行設定的AF區53對應的範圍的位置來計算出第一散焦量。並且，相位差AF處理部19，當通過運動物體檢測部26檢測到有運動物體時，在圖7、8的步驟S7中，根據運動物體的動作移動與對每個攝像圖像信號G1、G2進行設定的AF區53對應的範圍的位置來計算出第二散焦量。

圖10是說明通過圖9的數位相機的相位差AF處理部19計算散焦量D2的順序的圖。

圖10(a)示出有攝像圖像信號G1。圖10(a)中示出有攝像圖像信號G1中與所選擇的AF區53對應的範圍53a。

圖10(b)示出了攝像圖像信號G2。圖10(b)中示出了攝像圖像信號G2中與所選擇的AF區53對應的範圍53a。從圖10(a)與圖10(b)的比較可知，攝像圖像信號G1、G2中包含的物體H作為向右方向移動的運動物體來被運動物體檢測部26檢測。

圖9所示的數位相機的相位差AF處理部19，當通過運動物體檢測部26檢測到運動物體H時，以圖10(c)的方式僅以移動矢量的大小來使應從攝像圖像信號G2提取的圖像信號的範圍53a向基於運動物體H的移動矢量的方向移動。移動後的範圍設定為符號53aa。

並且，在該狀態下，相位差AF處理部19使用圖10(c)的範圍53aa內的圖像信號中包含的相位差檢測用像素的檢測信號計算出散焦量D2。

並且，相位差AF處理部19，當通過運動物體檢測部26檢測到運動物體時，在圖7、8的步驟S7中，對位於圖10(a)所示的攝像圖像信號G1的範圍53a的各相位差檢測用像素52的檢測信號、及圖10(c)所示的攝像圖像信號G2的範圍53aa中位於與該檢測信號相同的位置的檢測信號進行加法運算。然後，相位差AF處理部19使用加法運算後的檢測信號計算出散焦量Ds。

當範圍53a、53aa中例如將左上角設定為原點時，若將各範圍中任意的相位差檢測用像素52的檢測信號的坐標設定為(xi，yi)，則將位於相同位置的檢測信號表示坐標(xi，yi)為相同值的檢測信號。

如此，圖9的數位相機，當檢測到運動物體時，並不固定所選擇的 AF區53，而移動AF區53以跟蹤運動物體。由此，基於攝像圖像信號G1的範圍53a內的圖像信號的圖像、及基於與攝像圖像信號G2的範圍53aa內的AF區53對應的圖像信號的圖像中，主要部的位置不會出現大的變化。因此，能夠提高對是否進行基於散焦量Ds的對焦控制的判定精度。

另外，圖10的說明中，固定了與AF區53對應的範圍53a的大小，但當檢測到運動物體時，可根據被檢測的運動物體的面積改變範圍53a的大小。

例如，如圖11所示，將範圍53a縮小到範圍53ax。由此，在範圍53ax中，與範圍53a比較運動物體H的背景所佔比例減少。

因此，基於攝像圖像信號G1的範圍53ax內的圖像信號的圖像與基於攝像圖像信號G2的範圍53ax內的圖像信號的圖像的一致度變高。其結果，能夠提高對是否進行基於散焦量Ds的對焦控制的判定精度。

另外，圖9所示的數位相機優選具有周知的手抖校正功能。通過具有手抖校正功能，能夠抑制通過成像元件5拍攝的圖像的抖動。因此，能夠排除整個圖像的動作，能夠通過運動物體檢測部26以良好的精度來只檢測運動物體。其結果，能夠提高對是否進行基於散焦量Ds的對焦控制的判定精度。

本說明書中作為攝像裝置以數位相機為例進行了說明，以下，作為攝像裝置對帶相機的智慧型手機的實施方式進行說明。

圖12表示作為本發明的攝像裝置的一實施方式的智慧型手機200的外觀。圖12所示的智慧型手機200具有平板狀框體201，在框體201的一側的面具備作為顯示部的顯示面板202與作為輸入部的操作面板203成為一體的顯示輸入部204。並且，這種框體201具備揚聲器205、麥克風206、操作部207及相機部208。另外，框體201的結構並不限定於此，例如能夠採用顯示部與輸入部獨立的結構，或者採用具有摺疊結構或滑動機構的結構。

圖13是表示圖12所示的智慧型手機200的結構的框圖。如圖13所示，作為智慧型手機的主要的構成要件，具備無線通信部210、顯示輸入部204、通話部211、操作部207、相機部208、存儲部212、外部輸入輸出 部213、GPS(Global Positioning System)接收部214、動作傳感器部215、電源部216及主控制部220。並且，作為智慧型手機200的主要功能，具備經由省略圖示的基站裝置BS和省略圖示的移動通信網NW進行移動無線通信的無線通信功能。

無線通信部210根據主控制部220的命令，對容納於移動通信網NW的基站裝置BS進行無線通信。使用該無線通信，進行語音數據、圖像數據等各種文件數據、電子郵件數據等的收發及Web數據或流數據等的接收。

顯示輸入部204是所謂的觸摸面板，其具備顯示面板202及操作面板203，所述顯示輸入部通過主控制部220的控制，顯示圖像(靜態圖像及動作圖像)和文字信息等來視覺性地向用戶傳遞信息，並且檢測用戶對所顯示的信息的操作。

顯示面板202是將LCD(Liquid Crystal Display)、OELD(Organic Electro-Luminescence Display)等用作顯示設備的裝置。

操作面板203是以能夠視覺辨認顯示於顯示面板202的顯示面上的圖像的方式載置，並檢測通過用戶的手指或觸控筆來操作的一個或多個坐標的設備。若通過用戶的手指或觸控筆操作該設備，則將因操作而產生的檢測信號輸出至主控制部220。接著，主控制部220根據所接收的檢測信號檢測顯示面板202上的操作位置(坐標)。

如圖12所示，作為本發明的攝像裝置的一實施方式來例示的智慧型手機200的顯示面板202與操作面板203成為一體而構成顯示輸入部204，配置成操作面板203完全覆蓋顯示面板202。

採用該配置時，操作面板203可以對顯示面板202以外的區域也具備檢測用戶操作的功能。換言之，操作面板203可具備針對與顯示面板202重疊的重疊部分的檢測區域(以下，稱為顯示區域)、及針對除此以外的不與顯示面板202重疊的外緣部分的檢測區域(以下，稱為非顯示區域)。

另外，可使顯示區域的大小與顯示面板202的大小完全一致，但無需一定要使兩者一致。並且，操作面板203可具備外緣部分及除此以外的內側部分這兩個感應區域。而且，外緣部分的寬度根據框體201的大小等而 適當設計。此外，作為在操作面板203中採用的位置檢測方式，可舉出矩陣開關方式、電阻膜方式、表面彈性波方式、紅外線方式、電磁感應方式或靜電電容方式等，還可以採用任意方式。

通話部211具備揚聲器205和麥克風206，所述通話部將通過麥克風206輸入的用戶的語音轉換成能夠在主控制部220中處理的語音數據來輸出至主控制部220、或者對通過無線通信部210或外部輸入輸出部213接收的語音數據進行解碼而從揚聲器205輸出。並且，如圖12所示，例如能夠將揚聲器205搭載於與設置有顯示輸入部204的面相同的面，並將麥克風206搭載於框體201的側面。

操作部207為使用鍵開關等的硬體鍵，接受來自用戶的命令。例如，如圖12所示，操作部207搭載於智慧型手機200的框體201的側面，是用手指等按下時開啟，手指離開時通過彈簧等的復原力而成為關閉狀態的按鈕式開關。

存儲部212存儲主控制部220的控制程序和控制數據、應用軟體、將通信對象的名稱和電話號碼等建立對應關聯的地址數據、所收發的電子郵件的數據、通過Web瀏覽下載的Web數據及已下載的內容數據，並且臨時存儲流數據等。並且，存儲部212由內置於智慧型手機的內部存儲部217及裝卸自如且具有外部存儲器插槽的外部存儲部218構成。另外，構成存儲部212的各個內部存儲部217與外部存儲部218通過使用快閃記憶體類型(flash memory type)、硬碟類型(hard disk type)、微型多媒體卡類型(multimedia card micro type)、卡類型的存儲器(例如，MicroSD(註冊商標)存儲器等)、RAM(Random Access Memory)或ROM(Read Only Memory)等存儲介質來實現。

外部輸入輸出部213發揮與連結於智慧型手機200的所有外部設備的接口的作用，用於通過通信等(例如，通用串行總線(USB)、IEEE1394等)或網絡(例如，網際網路、無線LAN、藍牙(Bluetooth)(註冊商標)、RFID(Radio Frequency Identification)、紅外線通信(Infrared Data Association：IrDA)(註冊商標)、UWB(Ultra Wideband)(註冊商標)或紫蜂(Zig Bee)(註冊商標)等)直接或間接地與其他外部設備連接。

作為與智慧型手機200連結的外部設備，例如有：有/無線頭戴式耳機、有/無線外部充電器、有/無線數據埠、經由卡插槽連接的存儲卡(Memory card)或SIM(Subscriber Identity Module Card)/UIM(User Identity Module Card)卡、經由語音/視頻I/O(Input/Output)端子連接的外部語音/視頻設備、無線連接的外部語音/視頻設備、有/無線連接的智慧型手機、有/無線連接的個人計算機、有/無線連接的PDA、有/無線連接的個人計算機、耳機等。外部輸入輸出部213能夠將從這種外部設備接收到傳送的數據傳遞至智慧型手機200內部的各構成要件、或將智慧型手機200內部的數據傳送至外部設備。

GPS接收部214根據主控制部220的命令，接收從GPS衛星ST1～STn發送的GPS信號，執行基於所接收的多個GPS信號的測位運算處理，檢測包括智慧型手機200的緯度、經度及高度的位置。GPS接收部214在能夠從無線通信部210或外部輸入輸出部213(例如無線LAN)獲取位置信息時，還能夠利用該位置信息檢測位置。

動作傳感器部215例如具備三軸加速度傳感器等，根據主控制部220的命令，檢測智慧型手機200的物理動作。通過檢測智慧型手機200的物理動作，可檢測智慧型手機200的移動方向或加速度。該檢測結果被輸出至主控制部220。

電源部216根據主控制部220的命令，向智慧型手機200的各部供給積蓄在電池(未圖示)中的電力。

主控制部220具備微處理器，根據存儲部212所存儲的控制程序或控制數據進行動作，統一控制智慧型手機200的各部。並且，主控制部220為了通過無線通信部210進行語音通信或數據通信，具備控制通信系統的各部的移動通信控制功能及應用處理功能。

應用處理功能通過主控制部220根據存儲部212所存儲的應用軟體進行動作來實現。作為應用處理功能，例如有控制外部輸入輸出部213來與對象設備進行數據通信的紅外線通信功能、進行電子郵件的收發的電子郵件功能、瀏覽Web頁的Web瀏覽功能等。

並且，主控制部220具備根據接收數據或所下載的流數據等圖像數據(靜止圖像或動作圖像的數據)在顯示輸入部204顯示影像等的圖像處理 功能。圖像處理功能是指主控制部220對上述圖像數據進行解碼，對該解碼結果實施圖像處理並將圖像顯示於顯示輸入部204的功能。

而且，主控制部220執行對顯示面板202的顯示控制及檢測通過操作部207、操作面板203進行的用戶操作的操作檢測控制。通過執行顯示控制，主控制部220顯示用於啟動應用軟體的圖標或滾動條等軟體鍵，或者顯示用於創建電子郵件的窗口。另外，滾動條是指用於使無法落入顯示面板202的顯示區域的較大圖像等，接受使圖像的顯示部分移動的命令的軟體鍵。

並且，通過執行操作檢測控制，主控制部220檢測通過操作部207進行的用戶操作，或者通過操作面板203接受對上述圖標的操作或對上述窗口的輸入欄輸入字符串，或者接受通過滾動條進行的顯示圖像的滾動請求。

而且，通過執行操作檢測控制，主控制部220具備判定對操作面板203操作的位置是與顯示面板202重疊的重疊部分(顯示區域)還是除此以外的不與顯示面板202重疊的外緣部分(非顯示區域)，並控制操作面板203的感應區域或軟體鍵的顯示位置的觸摸面板控制功能。

並且，主控制部220還能夠檢測對操作面板203的手勢操作，並根據檢測到的手勢操作執行預先設定的功能。手勢操作表示並非以往的簡單的觸摸操作，而是通過手指等描繪軌跡、或者同時指定多個位置、或者組合這些來從多個位置對至少一個描繪軌跡的操作。

相機部208包含圖1所示的數位相機中的外部存儲器控制部20、記錄介質21、顯示控制部22、顯示部23及操作部14以外的結構。通過相機部208生成的攝像圖像數據能夠記錄於存儲部212或通過輸入輸出部213或通過無線通信部210輸出。圖12所示的智慧型手機200中，相機部208搭載於與顯示輸入部204相同的面，但相機部208的搭載位置並不限定於此，還可搭載於顯示輸入部204的背面。

並且，相機部208能夠利用於智慧型手機200的各種功能。例如，能夠在顯示面板202顯示通過相機部208獲取的圖像，或作為顯示面板203的操作輸入之一來利用相機部208的圖像。並且，GPS接收部214檢測位置時，還能夠參考來自相機部208的圖像來檢測位置。而且，還能夠參考來 自相機部208的圖像，不使用三軸加速度傳感器或與三軸加速度傳感器同時使用來判斷智慧型手機200的相機部208的光軸方向或判斷當前的使用環境。當然，還能夠在應用軟體內利用來自相機部208的圖像。

另外，還能夠在靜態圖像或動作圖像的圖像數據上附加通過GPS接收部214獲取的位置信息、通過麥克風206獲取的語音信息(可通過主控制部等進行語音文本轉換而成為文本信息)、通過動作傳感器部215獲取的姿勢信息等而記錄於記錄部212或通過輸入輸出部213或無線通信部210輸出。

如上所述的結構的智慧型手機200中，作為相機部208的成像元件使用成像元件5，主控制部220中進行圖7、8、10及11中說明的處理，由此能夠進行高速且高精度的對焦控制。

如上所述說明，本說明書中公開有以下事項。

所公開的攝像裝置具備：成像元件，其包含第1信號檢測部及第2信號檢測部，並通過攝像光學系統拍攝被攝體，其中，上述第1信號檢測部檢測與通過上述攝像光學系統的光瞳區域的不同部分的一對光束的一光束對應的信號，第2信號檢測部檢測與上述一對光束的另一光束對應的信號；第一散焦量算出部，其在分別通過由上述成像元件連續進行的多次拍攝得到的攝像圖像信號中，使用與上述成像元件的攝像面上成為調焦對象的區對應的範圍的上述第1信號檢測部及上述第2信號檢測部的檢測信號計算出多個第一散焦量；第二散焦量算出部，其在分別通過上述多次拍攝得到的攝像圖像信號中對於上述範圍的上述第1信號檢測部的檢測信號，對上述範圍內的位置彼此相同的檢測信號進行加法運算，並且在分別通過上述多次拍攝得到的攝像圖像信號中對於上述範圍的上述第2信號檢測部的檢測信號，對上述範圍內的位置彼此相同的檢測信號進行加法運算，使用加法運算後的上述第1信號檢測部的檢測信號與上述第2信號檢測部的檢測信號計算出第二散焦量；及判定部，其通過比較上述多個第一散焦量與上述第二散焦量，判定是否進行基於上述第二散焦量的上述攝像光學系統的對焦控制。

所公開的攝像裝置中，上述判定部，當上述多個第一散焦量分別與上述第二散焦量之差均小於第一閾值時，可判定為進行基於上述第二散焦量 的上述攝像光學系統的對焦控制。

所公開的攝像裝置中，上述判定部，當上述多個第一散焦量分別與上述第二散焦量之差的偏差小於第二閾值時，可判定為進行基於上述第二散焦量的上述攝像光學系統的對焦控制。

所公開的攝像裝置中，上述判定部，當通過上述成像元件拍攝的被攝體的明度小於閾值時，可進行上述判定。

所公開的攝像裝置還可具備通知部，當通過上述判定部判定為不進行基於上述第二散焦量的上述攝像光學系統的對焦控制時，所述通知部通知不能進行上述攝像光學系統的對焦控制的情況。

所公開的攝像裝置，當通過上述判定部判定為不進行基於上述第二散焦量的上述攝像光學系統的對焦控制時，可以不進行上述對焦控制或根據預先設定的對焦位置進行對焦控制。

所公開的攝像裝置中，上述判定部可在執行上述攝像光學系統的對焦控制的執行命令之前進行上述判定。

所公開的攝像裝置還可具備利用分別通過上述多次拍攝獲得的攝像圖像信號來檢測攝像中的被攝體中是否包含運動物體的運動物體檢測部，上述第一散焦量算出部，當通過上述運動物體檢測部檢測到被攝體中包含運動物體時，可根據上述運動物體的動作使對通過上述多次拍攝獲得的攝像圖像信號進行設定的上述範圍移動來計算出上述第一散焦量，上述第二散焦量算出部，當通過上述運動物體檢測部檢測到被攝體中包含運動物體時，可根據上述運動物體的動作使對通過上述多次拍攝獲得的攝像圖像信號進行設定的上述範圍移動來計算出上述第二散焦量。

所公開的攝像裝置中，上述第一散焦量算出部及上述第二散焦量算出部，當通過上述運動物體檢測部檢測到運動物體時，可根據上述運動物體的面積改變對通過上述多次拍攝獲得的攝像圖像信號進行設定的上述範圍的大小。

所公開的對焦控制方法具備：第一散焦量算出步驟，其在分別通過由成像元件連續進行的多次拍攝得到的攝像圖像信號中，使用與上述成像元件的攝像面上成為調焦對象的區對應的範圍的上述第1信號檢測部及上述第2信號檢測部的檢測信號，計算出多個第一散焦量，其中，上述成像元 件包含第1信號檢測部及第信號檢測部，並通過上述攝像光學系統拍攝被攝體，上述第1信號檢測部檢測與通過攝像光學系統的光瞳區域的不同部分的一對光束的一光束對應的信號，上述第2信號檢測部檢測與上述一對光束的另一光束對應的信號；第二散焦量算出步驟，其在分別通過上述多次拍攝得到的攝像圖像信號中對於上述範圍的上述第1信號檢測部的檢測信號，對上述範圍內的位置彼此相同的檢測信號進行加法運算，並且在分別通過上述多次拍攝得到的攝像圖像信號中對於上述範圍的上述第2信號檢測部的檢測信號，對上述範圍內的位置彼此相同的檢測信號進行加法運算，使用加法運算後的上述第1信號檢測部的檢測信號與上述第2信號檢測部的檢測信號計算出第二散焦量；判定步驟，其通過比較上述多個第一散焦量與上述第二散焦量，判定是否進行基於上述第二散焦量的上述攝像光學系統的對焦控制。

產業上的可利用性

本發明適用於數位相機時，便利性高且有效。

符號說明

1-攝像透鏡，2-光圈，5-成像元件，11-系統控制部(通知部、判定部)，18-對比度AF-處理部，19-相位差AF處理部(第一散焦量算出部、第二散焦量算出部)，26-運動物體檢測部，50-攝像面，51-像素，52、52A、52B-相位差檢測用像素，53-AF區。