專利名稱：照相機(jī)及其測距方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對所謂數(shù)字照相機(jī)的自動(dòng)聚焦技術(shù)的改進(jìn)，該數(shù)字照相機(jī)通過攝影鏡頭，由攝像元件(成像器)獲得被攝體圖像，并將其進(jìn)行電子記錄。
背景技術(shù)：
一般來說，數(shù)字照相機(jī)的自動(dòng)聚焦(AF)是采用早已存在的成像器AF，該成像器AF一邊改變鏡頭的焦點(diǎn)位置，一邊判定從攝像元件所得到的圖像的對比度，進(jìn)行聚焦。但是，該模式必須在拍攝的定時(shí)，取得在多個(gè)焦點(diǎn)位置的圖像數(shù)據(jù)，從而存在著延長快門釋放時(shí)滯的傾向。因此，通過把該方法與其它光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成的測距裝置(外光AF)相并用，作為解決此問題的對策的技術(shù)，已知具有如下的技術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2以及專利文獻(xiàn)3)。
專利文獻(xiàn)1特開2001-141985號公報(bào) 、圖2專利文獻(xiàn)2特開2001-249267號公報(bào) ～ 、圖1專利文獻(xiàn)3特開平11-23955號公報(bào) ～ 、圖1發(fā)明內(nèi)容上述成像器AF的優(yōu)點(diǎn)在于，即使在攝影鏡頭的停止位置上存在誤差，因?yàn)榘撜`差來控制焦點(diǎn)位置，雖然由于溫度或濕度或姿勢差異等導(dǎo)致鏡頭位置特性與當(dāng)初設(shè)計(jì)有所不同，但也可以進(jìn)行取消誤差后的反饋控制。
但是，如上所述，由于直到聚焦之前需要消耗相當(dāng)多的時(shí)間，當(dāng)在焦點(diǎn)深度很深的場合時(shí)，上述專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2所述的照相機(jī)忽略前述的鏡頭位置誤差，只依據(jù)外光AF的結(jié)果來進(jìn)行焦點(diǎn)控制(LD)。
此外，上述專利文獻(xiàn)3所述的照相機(jī)根據(jù)距離來進(jìn)行切換。
可是，既有在焦點(diǎn)深度很深的時(shí)候，希望更加正確進(jìn)行聚焦的場景，也有在焦點(diǎn)深度很淺的時(shí)候，希望消除釋放時(shí)滯來進(jìn)行攝影的場景，所以只根據(jù)距離就不一定能有效地進(jìn)行切換。因此，如果能根據(jù)場景更加正確地進(jìn)行焦點(diǎn)優(yōu)先或者時(shí)滯優(yōu)先的切換，就可以提供使用戶更加滿意的照相機(jī)。
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種使用方便、性能優(yōu)良的照相機(jī)及其測距方法，該照相機(jī)及其測距方法可根據(jù)不同場景，采用最優(yōu)的聚焦方法，無論把聚焦精度看得很重要的場景，或?qū)Ω咚傩跃哂懈咭蟮膱鼍?，都能夠滿足攝影者對焦點(diǎn)精度或?qū)r(shí)滯的要求。
亦即，第1發(fā)明是一種具有下述聚焦模式的照相機(jī)第1自動(dòng)聚焦模式，根據(jù)通過攝影鏡頭得到的被攝體圖像信號的對比度，進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦；第2自動(dòng)聚焦模式，根據(jù)具有不同于所述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置的測距結(jié)果，進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦，其特征在于，上述測距裝置可以對圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，并具有選擇裝置，該選擇裝置可根據(jù)上述多個(gè)測距結(jié)果，當(dāng)判斷主要被攝體和其它被攝體處于規(guī)定的距離范圍內(nèi)時(shí)，可選擇進(jìn)行上述第2自動(dòng)聚焦模式優(yōu)先的聚焦。
此外，第2發(fā)明是一種具有下述聚焦模式的照相機(jī)第1自動(dòng)聚焦模式，根據(jù)通過攝影鏡頭得到的被攝體圖像信號的對比度，進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦；第2自動(dòng)聚焦模式，根據(jù)具有不同于所述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置的測距結(jié)果，進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦，其特征在于，上述測距裝置可以對圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，并具有切換裝置，該切換裝置根據(jù)上述多個(gè)測距結(jié)果的距離分布，切換上述第1自動(dòng)聚焦模式和上述第2自動(dòng)聚焦模式，并進(jìn)行測距。
進(jìn)而，第3發(fā)明的特征在于，具有多點(diǎn)測距裝置，在拍攝之前，利用攝影鏡頭以外的光學(xué)系統(tǒng)，對圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，求出主要被攝體的距離和在畫面內(nèi)的位置；控制裝置，通過上述多點(diǎn)測距裝置，當(dāng)判定上述主要被攝體處于與其它被攝體沒有差異的距離內(nèi)時(shí)，就根據(jù)上述測距結(jié)果進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦控制，當(dāng)判定上述主要被攝體處于遠(yuǎn)離其它被攝體的距離時(shí)，根據(jù)由上述攝影鏡頭所得到的被攝體圖像的對比度，進(jìn)行聚焦控制。
第4發(fā)明是一種在攝影鏡頭中具有變焦透鏡的照相機(jī)，其特征在于，具有多點(diǎn)測距裝置，利用與上述攝影鏡頭不同的光學(xué)系統(tǒng)，對畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)的距離進(jìn)行測定；對比度式聚焦裝置，根據(jù)由上述攝影鏡頭所得到的攝影裝置的對比度，決定聚焦位置；變焦位置檢測裝置，用于檢測上述攝影鏡頭的變焦位置；決定裝置，根據(jù)上述變焦位置，以及由上述多點(diǎn)測距結(jié)果所得到的主要被攝體和背景間距離的關(guān)系，決定是否使上述對比度式聚焦裝置動(dòng)作。
第5發(fā)明是一種具有下述聚焦模式的照相機(jī)第1自動(dòng)聚焦模式，根據(jù)通過攝影鏡頭得到的被攝體圖像信號的對比度，進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦；第2自動(dòng)聚焦模式，根據(jù)具有不同于所述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置的測距結(jié)果，進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦，其特征在于，上述測距裝置可以根據(jù)圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)的圖像信號，對上述多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，還具有微分裝置，用于求出上述圖像信號的微分?jǐn)?shù)據(jù)；選擇裝置，當(dāng)上述微分信息高于規(guī)定的等級時(shí)進(jìn)行選擇，以進(jìn)行上述第2自動(dòng)聚焦模式優(yōu)先的聚焦。
此外，第6發(fā)明是一種具有下述聚焦模式的照相機(jī)第1自動(dòng)聚焦模式，根據(jù)通過攝影鏡頭得到的被攝體圖像信號的對比度，進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦；第2自動(dòng)聚焦模式，根據(jù)具有不同于所述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置的測距結(jié)果，進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦，其特征在于，上述測距裝置可以根據(jù)圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)的圖像信號，對上述多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，還具有判斷裝置，檢測出上述圖像畫面內(nèi)的對比度信息，并判斷該對比度的大??；切換裝置，根據(jù)上述判斷裝置的結(jié)果，切換第1自動(dòng)聚焦模式和第2自動(dòng)聚焦模式。
第7發(fā)明是一種照相機(jī)的測距方法，該照相機(jī)根據(jù)通過上述攝影鏡頭得到的被攝體圖像信號的對比度，按第1自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦，根據(jù)具有不同于上述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置的測距結(jié)果，按第2自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦，其特征在于，上述測距裝置可以對圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，根據(jù)上述多個(gè)測距結(jié)果，當(dāng)判斷主要被攝體和其它被攝體處于規(guī)定的距離范圍內(nèi)時(shí)，選擇進(jìn)行上述第2自動(dòng)聚焦模式優(yōu)先的聚焦。
第8發(fā)明是一種照相機(jī)的測距方法，該照相機(jī)根據(jù)通過上述攝影鏡頭得到的被攝體圖像信號的對比度，按第1自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦，根據(jù)具有不同于上述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置的測距結(jié)果，按第2自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦，其特征在于，上述測距裝置可以對圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，并具有根據(jù)上述多個(gè)測距結(jié)果的距離分布，切換上述第1自動(dòng)聚焦模式和上述第2自動(dòng)聚焦模式，并進(jìn)行測距的步驟。
第9發(fā)明的特征在于，具有在拍攝之前，利用攝影鏡頭以外的光學(xué)系統(tǒng)，對圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行多點(diǎn)測距，求出主要被攝體的距離和在畫面內(nèi)的位置的步驟；根據(jù)上述多點(diǎn)測距，當(dāng)判定上述主要被攝體處于與其它被攝體沒有差異的距離內(nèi)時(shí)，就根據(jù)上述測距結(jié)果進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦控制，當(dāng)判定上述主要被攝體處于遠(yuǎn)離其它被攝體的距離時(shí)，根據(jù)由上述攝影鏡頭所得到的被攝體圖像的對比度，進(jìn)行聚焦控制的步驟。
第10發(fā)明是一種在攝影鏡頭中具有變焦透鏡的照相機(jī)的測距方法，其特征在于，具有利用與上述攝影鏡頭不同的光學(xué)系統(tǒng)，進(jìn)行用于測定畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)的距離的多點(diǎn)測距的步驟；根據(jù)由上述攝影鏡頭所得到的攝影圖像的對比度來決定聚焦位置的步驟；檢測上述攝影鏡頭的變焦位置的步驟；根據(jù)上述變焦位置，以及由上述多點(diǎn)測距的結(jié)果所得到的主要被攝體和背景間距離的關(guān)系，決定是否使用于決定上述聚焦位置的對比度式聚焦裝置動(dòng)作的步驟。
第11發(fā)明是一種照相機(jī)的測距方法，該方法具有根據(jù)通過攝影鏡頭得到的被攝體圖像信號的對比度，按第1自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦的步驟；根據(jù)具有不同于上述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置的測距結(jié)果，按第2自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦的步驟，其特征在于，上述測距裝置可以根據(jù)圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)的圖像信號，對上述多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，還具有求出上述圖像信號的微分信息的步驟；當(dāng)上述微分信息高于規(guī)定的等級時(shí)進(jìn)行選擇，以進(jìn)行上述第2自動(dòng)聚焦模式優(yōu)先的聚焦的步驟。
第12發(fā)明是一種照相機(jī)的測距方法，該照相機(jī)根據(jù)通過攝影鏡頭得到的被攝體圖像信號的對比度，按第1自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦；根據(jù)具有不同于上述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置的測距結(jié)果，按第2自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦，其特征在于，上述測距裝置可以根據(jù)圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)的圖像信號，對上述多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，還具有檢測上述圖像畫面內(nèi)的對比度信息，并判斷該對比度的大小的步驟；根據(jù)上述判斷結(jié)果，切換上述第1自動(dòng)聚焦模式和上述第2自動(dòng)聚焦模式的步驟。
第1發(fā)明涉及的照相機(jī)根據(jù)通過上述攝影鏡頭得到的被攝體圖像信號的對比度，按第1自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦，根據(jù)具有不同于上述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置的測距結(jié)果，按第2自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦。進(jìn)而，上述測距裝置可以對圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距。根據(jù)上述多個(gè)測距結(jié)果，當(dāng)判斷主要被攝體和其它被攝體處于規(guī)定的距離范圍內(nèi)時(shí)，通過選擇裝置，進(jìn)行上述第2自動(dòng)聚焦模式優(yōu)先的聚焦。
第2發(fā)明涉及的照相機(jī)根據(jù)通過上述攝影鏡頭得到的被攝體圖像信號的對比度，按第1自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦，根據(jù)具有不同于上述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置的測距結(jié)果，按第2自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦。進(jìn)而，上述測距裝置可以對圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，根據(jù)上述多個(gè)測距結(jié)果的距離分布，利用切換裝置來切換上述第1自動(dòng)聚焦模式和上述第2自動(dòng)聚焦模式并進(jìn)行測距。
第3發(fā)明涉及的照相機(jī)，在拍攝之前，多點(diǎn)測距裝置利用攝影鏡頭以外的光學(xué)系統(tǒng)，對圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，通過該多點(diǎn)測距裝置，求出主要被攝體的距離和在畫面內(nèi)的位置。進(jìn)而，通過上述多點(diǎn)測距裝置，當(dāng)判定上述主要被攝體處于與其它被攝體沒有差異的距離內(nèi)時(shí)，就通過控制裝置，根據(jù)上述測距結(jié)果進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦控制。另一方面，當(dāng)判定上述主要被攝體處于遠(yuǎn)離其它被攝體的距離時(shí)，根據(jù)由上述攝影鏡頭所得到的被攝體圖像的對比度，通過控制裝置進(jìn)行聚焦控制。
此外，第4發(fā)明涉及的攝影鏡頭中具有變焦透鏡的照相機(jī)，利用不同于上述攝影鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)，通過多點(diǎn)測距裝置，對畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)的距離進(jìn)行測定。根據(jù)由上述攝影鏡頭所得到的攝影裝置的對比度，利用對比度式聚焦裝置來決定聚焦位置，并利用變焦位置檢測裝置來檢測出上述攝影鏡頭的變焦位置。進(jìn)而，根據(jù)上述變焦位置，以及由上述多點(diǎn)測距結(jié)果得到的主要被攝體和背景間距離的關(guān)系，利用決定裝置，決定是否使上述對比度式聚焦裝置動(dòng)作。
第5發(fā)明涉及的照相機(jī)根據(jù)通過攝影鏡頭得到的被攝體圖像信號的對比度，按第1自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦，根據(jù)具有不同于上述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置的測距結(jié)果，按第2自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦。進(jìn)而，上述測距裝置可以根據(jù)圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)的圖像信號進(jìn)行上述多個(gè)點(diǎn)的測距，通過微分裝置求出上述圖像信號的微分?jǐn)?shù)據(jù)。當(dāng)上述微分信息高于規(guī)定的等級時(shí)，通過選擇裝置進(jìn)行選擇，以進(jìn)行上述第2自動(dòng)聚焦模式優(yōu)先的聚焦。
第6發(fā)明涉及的照相機(jī)根據(jù)通過攝影鏡頭得到的被攝體圖像信號的對比度，按第1自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦，根據(jù)具有不同于上述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置的測距結(jié)果，按第2自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦。進(jìn)而，上述測距裝置可以根據(jù)圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)的圖像信號，對上述多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，檢測出上述圖像畫面內(nèi)的對比度信息，通過判斷裝置，判斷該對比度的大小。根據(jù)上述判斷裝置的結(jié)果，通過切換裝置，切換第1自動(dòng)聚焦模式和第2自動(dòng)聚焦模式。
第7發(fā)明涉及的照相機(jī)的測距方法，根據(jù)通過攝影鏡頭得到的被攝體圖像信號的對比度，按第1自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦，根據(jù)具有不同于上述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置的測距結(jié)果，按第2自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦。進(jìn)而，上述測距裝置可以對圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，根據(jù)上述多個(gè)測距結(jié)果，當(dāng)判斷主要被攝體和其它被攝體處于規(guī)定的距離范圍內(nèi)時(shí)，選擇進(jìn)行上述第2自動(dòng)聚焦模式優(yōu)先的聚焦。
第8發(fā)明涉及的照相機(jī)的測距方法，根據(jù)通過攝影鏡頭得到的被攝體圖像信號的對比度，按第1自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦，根據(jù)具有不同于上述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置的測距結(jié)果，按第2自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦。進(jìn)而，上述測距裝置可以對圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，并根據(jù)上述多個(gè)測距結(jié)果的距離分布，切換上述第1自動(dòng)聚焦模式和上述第2自動(dòng)聚焦模式。
第9發(fā)明涉及的照相機(jī)的測距方法，在拍攝之前，利用攝影鏡頭以外的光學(xué)系統(tǒng)，對圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行多點(diǎn)測距，并求出主要被攝體的距離和在畫面內(nèi)的位置。進(jìn)而，根據(jù)上述多點(diǎn)測距，當(dāng)判定上述主要被攝體處于與其它被攝體沒有差異的距離內(nèi)時(shí)，就根據(jù)上述測距結(jié)果進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦控制。另一方面，當(dāng)判定上述主要被攝體處于遠(yuǎn)離其它被攝體的距離時(shí)，根據(jù)由上述攝影鏡頭所得到的被攝體圖像的對比度，進(jìn)行聚焦控制。
第10發(fā)明涉及的照相機(jī)的控制方法，照相機(jī)的攝影鏡頭中具有變焦透鏡，利用與上述攝影鏡頭不同的光學(xué)系統(tǒng)，對畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)的距離進(jìn)行多點(diǎn)測距，并根據(jù)由上述攝影鏡頭所得到的攝影圖像的對比度，決定聚焦位置。加之，當(dāng)檢測出上述攝影鏡頭的變焦位置后，根據(jù)上述變焦位置，以及按上述多點(diǎn)測距的結(jié)果所得到的上述主要被攝體和背景間距離的關(guān)系，決定是否使用于決定上述聚焦位置的對比度式聚焦模式動(dòng)作。
第11發(fā)明涉及的照相機(jī)的測距方法，根據(jù)通過攝影鏡頭得到的被攝體圖像信號的對比度，按第1自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦，根據(jù)具有不同于上述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置的測距結(jié)果，按第2自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦。上述測距裝置可以根據(jù)圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)的圖像信號，對上述多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，此外，還求出上述圖像信號的微分信息。進(jìn)而，當(dāng)上述微分信息高于規(guī)定的等級時(shí)進(jìn)行選擇，以進(jìn)行上述第2自動(dòng)聚焦模式優(yōu)先的聚焦。
第12發(fā)明涉及的照相機(jī)的測距方法，根據(jù)通過攝影鏡頭得到的被攝體圖像信號的對比度，按第1自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦，根據(jù)具有不同于上述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置的測距結(jié)果，按第2自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行上述攝影鏡頭的聚焦。上述測距裝置可以根據(jù)圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)的圖像信號，對上述多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，并檢測出上述圖像畫面內(nèi)的對比度信息，判斷該對比度的大小。進(jìn)而，根據(jù)上述判斷結(jié)果，切換上述第1自動(dòng)聚焦模式和上述第2自動(dòng)聚焦模式。
本發(fā)明是根據(jù)被攝體的距離與其它被攝體的距離的關(guān)系，進(jìn)行上述優(yōu)先度的切換。


圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式涉及的照相機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖。
圖2(a)是作為主要被攝體的人物處于風(fēng)景中的場景的一個(gè)示例圖；(b)是作為主要被攝體的人物處于比該圖(a)的場景更加雜亂的狀況的場景的一個(gè)示例圖；(c)是主要被攝體處于畫面一端的場景的一個(gè)示例圖。
圖3是關(guān)于在本發(fā)明中起著重要作用的外光式測距裝置的測距原理的說明圖。
圖4是關(guān)于有源式多點(diǎn)測距裝置的說明圖。
圖5(a)是受光透鏡12a和12b與傳感器陣列13a和13b，以及攝影鏡頭16與攝像元件17的位置關(guān)系示意圖；(b)是第1實(shí)施方式涉及的照相機(jī)的外觀透視圖。
圖6是距離分布示意圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的第1實(shí)施方式的照相機(jī)的測距動(dòng)作的流程說明圖。
圖8是說明第1實(shí)施方式的照相機(jī)的測距動(dòng)作的時(shí)序圖。
圖9是說明根據(jù)本發(fā)明的第2實(shí)施方式的照相機(jī)的測距動(dòng)作的流程圖。
圖10是說明在圖7的流程圖中的步驟S3，變更用于求出主要被攝體距離與其它距離之差的判定步驟的第1例的流程圖。
圖11是表示變焦透鏡的焦點(diǎn)距離為望遠(yuǎn)(Tele)和廣角(Wide)時(shí)，聚焦送出量與距離的倒數(shù)1/L的關(guān)系圖。
圖12是說明在圖7流程圖中的步驟S3，變更用于求出主要被攝體距離與其它距離之差的判定步驟的第2例的流程圖。
圖13表示在圖2(a)的場景中，利用外光AF的傳感器陣列所得的圖像數(shù)據(jù)的特性示意圖。
圖14(a)表示在圖2(b)的場景中，利用外光AF的傳感器陣列所得的圖像數(shù)據(jù)的特性示意圖，圖14(b)是(a)的圖像數(shù)據(jù)的微分?jǐn)?shù)據(jù)特性示意圖。
圖15是說明關(guān)于本發(fā)明的第3實(shí)施方式的照相機(jī)的測距動(dòng)作的流程圖。
圖16是表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式涉及的照相機(jī)結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。
圖17是圖16的測光傳感器38的畫面40的示例圖。
符號說明1畫面；1a區(qū)域；2、10被攝體；2a、2b人物；2c背景；3a、3b、12a、12b受光透鏡；4a、4b、13a、13b傳感器陣列；11CPU；11a開關(guān)；14測距裝置；14aA/D變換裝置；14b測距運(yùn)算裝置；16攝影鏡頭；17攝像元件；18模擬/數(shù)字(A/D)變換裝置；19圖像處理裝置；21變焦檢測裝置；22記錄介質(zhì)；23光源
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
首先，參照圖2，對本發(fā)明進(jìn)行概要說明。
圖2(a)是作為主要被攝體的人物處于風(fēng)景之中的場景的一個(gè)示例圖，圖2(b)是作為主要被攝體的人物處于比該圖(a)的場景更加雜亂的狀況的場景的一個(gè)示例圖，圖2(c)是主要被攝體處于畫面一端的場景的一個(gè)示例圖。
在圖2(a)所示場景的情況下，在畫面1中，由于被攝體的距離與風(fēng)景完全分離開來，攝影者想要強(qiáng)調(diào)的主題無疑是該人物2a。因此，可以認(rèn)為，對該人物2a必須進(jìn)行完全的聚焦控制。故而采用不受溫度或濕度或姿勢差影響的成像器AF模式來進(jìn)行聚焦。
但是，由于成像器AF是一邊使鏡頭移動(dòng)，一邊判定圖像的對比度，因此鏡頭的啟動(dòng)、停止相當(dāng)消耗時(shí)間，存在使時(shí)滯變長的這一缺點(diǎn)。這種類型的聚焦并不一定能夠滿足在如圖2(b)所示的場景。
亦即，對這樣的場景，可以認(rèn)為，攝影者不是對個(gè)別人物，確實(shí)也對其他人物或背景感到興趣，不僅希望對人物2a，也希望對人物2b或背景2c等進(jìn)行聚焦。這種情況經(jīng)常會(huì)在小型聚會(huì)或宴會(huì)等場合時(shí)發(fā)生，此時(shí)的圖像攝影與其說是目的，還不如作為一次愉快紀(jì)念的記錄其價(jià)值更高，并且希望在短時(shí)間內(nèi)就可以將其完成。此外，對這樣的場景，即使對接近背景的位置進(jìn)行聚焦也沒有問題，如上所述，即使鏡頭控制(LD)存在誤差，但其對人物來說，如果距離稍遠(yuǎn)一點(diǎn)的話，大多也不會(huì)被覺察。
在這樣的狀況下，如果對人物花費(fèi)超過必要以上的時(shí)間進(jìn)行聚焦的話，大多會(huì)喪失寶貴的快門時(shí)機(jī)。如果背景是靜止的風(fēng)景等，還勉強(qiáng)可以，但例如圖2(b)所示的場景，在存在多個(gè)人物的場景等，如果消耗的時(shí)間過多，有時(shí)就會(huì)使全員的姿勢或表情完全偏離攝影者的意圖。
因此，在如圖2(b)所示的情況下，在本發(fā)明中就進(jìn)行使時(shí)間優(yōu)先的聚焦。
其次，參照圖3，對在本發(fā)明中起著重要作用的外光式測距裝置的測距原理進(jìn)行說明。
圖3(a)中，在離開被攝體2距離為L的位置，配置有一對受光透鏡3a和3b。該受光透鏡3a和3b的像主點(diǎn)間的距離僅離開基線長B，將被攝體2的圖像引導(dǎo)到各傳感器陣列4a和4b。根據(jù)三角測距原理，這樣得到的來自被攝體2的光線，在具有以光軸為原點(diǎn)的相對位置差x的狀態(tài)下成像。根據(jù)該x可求出距離L。
圖3(a)表示受光透鏡3a的光軸上的圖像，入射到傳感器陣列4b上的x位置，但當(dāng)對從受光透鏡3a的光軸起偏移了θ角的位置進(jìn)行測距時(shí)，設(shè)受光透鏡的焦點(diǎn)距離為f，如果利用f×tan(θ)的位置的圖像信號，按同樣的考慮方法(L＝B×f/x)，也可以求出偏離光軸的點(diǎn)的距離。
總之，由于在傳感器陣列的排列方向可以具有若干測距點(diǎn)，如圖3(b)所示，可以得到畫面內(nèi)的若干個(gè)點(diǎn)5的距離數(shù)據(jù)。具有這種功能的測距裝置被稱為多點(diǎn)測距裝置。
此外，作為多點(diǎn)測距裝置，也可以利用周知的有源式多點(diǎn)測距裝置。例如，如圖4所示，多個(gè)LED4c通過投光透鏡3c進(jìn)行投射，其反射信號光通過受光透鏡3b經(jīng)由光位置檢測元件4d被感光，測量其入射位置，同樣也可以進(jìn)行多點(diǎn)測距。
其次，對本發(fā)明的第1實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式涉及的照相機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。
在圖1中，本發(fā)明的第1實(shí)施方式涉及的數(shù)字照相機(jī)的結(jié)構(gòu)具有微處理器(CPU)11；一對受光透鏡12a和12b；一對傳感器陣列13a和13b；測距裝置14；攝影鏡頭16；攝像元件17；模擬/數(shù)字(A/D)變換裝置18；圖像處理裝置19；變焦檢測裝置21；存儲(chǔ)介質(zhì)22；光源23。
上述CPU11是控制該照相機(jī)的整體程序的運(yùn)算控制裝置，具有選擇裝置和控制裝置的功能。在該CPU11上，連接有用于使攝影程序開始的開關(guān)11a。CPU11判定攝影者對開關(guān)11a的ON操作，使一系列的攝影程序開始。
一對受光透鏡12a和12b接收來自被攝體10的圖像，成像到一對傳感器陣列13a和13b上。進(jìn)而，在一對傳感器陣列13a和13b上成像的來自被攝體10的圖像，被變換為電氣信號(以后，稱其為“圖像信號”)后輸出到測距裝置14。
測距裝置14的結(jié)構(gòu)中具有A/D變換裝置14a和測距運(yùn)算裝置14b，即所謂的無源測距裝置。測距裝置14內(nèi)的A/D變換裝置14a把從上述傳感器陣列13a和13b輸入的圖像信號變換為數(shù)字信號，輸出到測距運(yùn)算裝置14b。進(jìn)而，測距運(yùn)算裝置14b根據(jù)該數(shù)字信號，利用上述三角測距原理，計(jì)算出從照相機(jī)到被攝體10之間的距離，亦即被攝體距離。并且，上述測距裝置14相當(dāng)于專利請求范圍中所述的“測距裝置”。
進(jìn)而，通過CPU11，根據(jù)經(jīng)上述運(yùn)算得到的被攝體距離，對攝影鏡頭16進(jìn)行聚焦控制。亦即，通過CPU11，根據(jù)在測距運(yùn)算裝置14b計(jì)算所得的被攝體距離，控制鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置(LD裝置)20，進(jìn)行攝影鏡頭16的聚焦。
此外，變焦檢測裝置21也是用于檢測上述攝影鏡頭16的變焦位置的變焦位置檢測裝置。利用該變焦檢測裝置21，檢測出通過鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置20將攝影鏡頭16在光軸上到底移動(dòng)了多少，亦即檢測出變焦位置。從而，通過CPU11，根據(jù)由上述變焦檢測裝置21所得到的變焦位置，以及來自上述測距裝置14的圖像信號，進(jìn)行聚焦控制。
在攝影鏡頭16的聚焦控制完成之后，進(jìn)行曝光動(dòng)作。攝像元件17由CCD等構(gòu)成，通過攝影鏡頭16成像的來自被攝體10的圖像，被變換為圖像的電氣信號，輸出到A/D變換裝置18。并且，攝像元件17相當(dāng)于專利請求范圍中所述的“攝像元件”。
A/D變換裝置18在把來自攝像元件17的圖像信號變換為數(shù)字信號之后，輸出到圖像處理裝置19。此外，圖像處理裝置19根據(jù)所輸入的數(shù)字信號，在進(jìn)行了圖像的顏色或灰度的校正等之后，對圖像信號進(jìn)行壓縮。進(jìn)而，把壓縮后的圖像記錄在記錄介質(zhì)22中，結(jié)束曝光動(dòng)作。
并且，光源23由閃光裝置等構(gòu)成。根據(jù)攝影場景的不同，可從該光源23將曝光用或測距用的輔助光等投射到被攝體10上。
此時(shí)，受光透鏡12a和12b與傳感器陣列13a和13b，以及攝影鏡頭16與攝像元件17的位置關(guān)系，存在著如圖5(a)所示的關(guān)系。
亦即，利用傳感器陣列13a和13b與攝像元件17，可以檢測出同一被攝體10的圖像。此外，把傳感器陣列13a和13b的輸出用于計(jì)算被攝體的距離時(shí)，通過用成像在不同位置的，例如該圖中用虛線所示位置的被攝體圖像，代替成像在該圖中用實(shí)線所示位置的被攝體10的圖像，如圖3(b)所示，也可以檢測出攝影畫面內(nèi)的被攝體2以外的被攝體距離。
圖5(b)是本第1實(shí)施方式涉及的照相機(jī)的外觀透視圖。
在圖5(b)中，在照相機(jī)30的上面，設(shè)有用于操作上述開關(guān)11a的快門釋放按鈕11b。此外，在照相機(jī)30的前面大約中央部，設(shè)有上述攝影鏡頭16。進(jìn)而，在攝影鏡頭16的上方，按照圖5(a)所示的位置關(guān)系，設(shè)有受光透鏡12a和12b。在圖5(b)中，在上述受光透鏡12a和12b的右側(cè)部，設(shè)有光源23用發(fā)光窗23a。
對如上所述的外光式AF，如同人的兩眼那樣，利用一對受光透鏡12a和12b以及傳感器陣列13a和13b，按三角測距原理檢測出被攝體距離，根據(jù)該被攝體距離，進(jìn)行攝影鏡頭16的聚焦。
另一方面，通過攝影鏡頭16利用攝像元件輸出的AF，被稱為成像器AF。該成像器AF通過鏡頭驅(qū)動(dòng)裝置20，一邊使攝影鏡頭16的位置變化，一邊檢測出成像在攝像元件17上的被攝體圖像的對比度，判定使對比度變?yōu)樽罡叩臄z影鏡頭16的位置，將其作為焦點(diǎn)位置。
亦即，與上述外光式AF那樣的基于被攝體距離來決定焦點(diǎn)位置的AF相比，上述成像器AF是根據(jù)不同的原理來進(jìn)行聚焦控制。
對這樣的成像器AF，即使在攝影鏡頭16的位置控制中產(chǎn)生誤差時(shí)，如果是較小的誤差，可以在考慮了該誤差的狀態(tài)下檢測出焦點(diǎn)位置。但是，如圖2(c)所示，如果作為主要被攝體的人物2a處于攝影畫面1內(nèi)的中央部以外時(shí)，要想把攝影鏡頭16的焦點(diǎn)迅速地對準(zhǔn)人物2a是相當(dāng)困難的。
亦即，為了判定出主要被攝體，要分別對人物2a和背景被攝體的建筑物2d進(jìn)行上述對比度判定之后，還必須判定到底把哪一個(gè)被攝體作為主要被攝體更為恰當(dāng)，例如，必須判定哪一個(gè)被攝體處于正對面。這時(shí)，就需要臨時(shí)取入對應(yīng)于各被攝體的焦點(diǎn)位置上的圖像，并判定其對比度，所以就要消耗許多時(shí)間。
相對于此，外光式AF檢測出來自圖5(a)所示的傳感器陣列13a和13b的圖像信號，基于受光透鏡12a和12b的視差，將會(huì)產(chǎn)生被攝體圖像信號的偏差，然后通過檢測出該偏差，決定出被攝體的距離。亦即，由于只有在決定了焦點(diǎn)位置之后才驅(qū)動(dòng)攝影鏡頭16，因此其聚焦所用時(shí)間比成像器AF短。
此外，因?yàn)閷χ饕粩z體以外的被攝體的距離，只要通過切換在被攝體距離運(yùn)算中所使用的被攝體圖像信號即可，而與主要被攝體的位置無關(guān)，因此，可以檢測出如圖3(b)的區(qū)域5所示的很寬區(qū)域中的被攝體的距離分布。
圖6是按如上所述方法求出的距離分布的示例圖。
若求出該距離分布，可以快速地檢測出主要被攝體到底存在于何處。
其次，參照圖7的流程圖，把本發(fā)明的基本考慮方法作為第1實(shí)施方式加以說明。
首先，在步驟S1，通過外光測距裝置對畫面中的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距。例如，對如圖2(b)中所示的場景，由于可得到如圖6所示的分布，從而，在步驟S2，把最近的距離選擇作為主要被攝體距離L。
其次，在步驟S3，把表示最近距離的點(diǎn)(主要被攝體位置)與其它點(diǎn)的距離相比較，判定其差異是否很大。此時(shí)，若差異很小，則轉(zhuǎn)移到步驟S4，例如，對如圖2(b)中所示的場景，作為快照拍攝，進(jìn)行速度優(yōu)先的聚焦。對這樣的場景，若要使人物成為最佳焦點(diǎn)，那么包括背景的攝影就會(huì)成為問題。
此外，就圖2(b)的場景為例來說，在人物之前還存在被攝體，根據(jù)不同情況，對攝影者來說也是很重要的。因此，并不一定只把人物的焦點(diǎn)作為最重要的焦點(diǎn)，哪怕多少有一點(diǎn)誤差，也按時(shí)間優(yōu)先來進(jìn)行聚焦。此后，轉(zhuǎn)移到步驟S9，完成拍攝。
另一方面，在上述步驟S3，如果差異很大，就轉(zhuǎn)移到步驟S5。對如圖2(a)中所示的場景，主要被攝體2a的距離與背景間有很大差異。亦即，與圖2(b)所示的場景不同，攝影者并不關(guān)心背景，可以認(rèn)為其只專心集中于人物。在此情況下，由于把焦點(diǎn)完全對準(zhǔn)該人物就成為良好拍攝的條件，因此繼續(xù)執(zhí)行成像器AF的時(shí)序，該成像器AF能夠進(jìn)行包含鏡頭誤差在內(nèi)的最佳聚焦。
但是，由于在鏡頭驅(qū)動(dòng)的整個(gè)區(qū)域內(nèi)執(zhí)行對比度檢測時(shí)，會(huì)形成大量的時(shí)間損失，在步驟S5，把鏡頭驅(qū)動(dòng)(LD)到相當(dāng)于主要被攝體距離L的鏡頭位置前面。此后，在步驟S6，開始檢測對比度。
進(jìn)而，在步驟S7，檢測出對比度最大時(shí)的鏡頭位置。此時(shí)，當(dāng)還沒達(dá)到最大時(shí)，轉(zhuǎn)移到步驟S8，對鏡頭位置進(jìn)行微調(diào)，以便探測最佳焦點(diǎn)位置。
這樣反復(fù)執(zhí)行上述步驟S6～S8，直到發(fā)現(xiàn)對比度成為最大的位置為止。進(jìn)而，如果達(dá)到對比度成為最大的位置，就在該位置聚焦，在步驟S9，執(zhí)行拍攝。
如上所述，根據(jù)第1實(shí)施方式，如圖2(a)所示，當(dāng)攝影者的關(guān)心集中在一個(gè)被攝體(此處為人物)的場景時(shí)，即使花費(fèi)時(shí)間也可對人物進(jìn)行聚焦，而如圖2(b)所示，在如聚會(huì)或宴會(huì)那種快拍場景，由于進(jìn)行速度優(yōu)先的聚焦控制，因此不會(huì)錯(cuò)失快門時(shí)機(jī)。
圖8是說明該第1實(shí)施方式的照相機(jī)的測距動(dòng)作的時(shí)序圖。
首先，利用外光式測距裝置進(jìn)行測距，根據(jù)其結(jié)果進(jìn)行鏡頭控制(LD)。在圖2(a)所示的場景，更進(jìn)一步從此處開始進(jìn)行對比度檢測，為了求出對比度成為峰值時(shí)的鏡頭位置，反復(fù)進(jìn)行鏡頭控制和對比度檢測(Δt期間)。
但是，在如圖2(b)所示的場景，并不進(jìn)行該對比度檢測。從而，可以用相當(dāng)于縮短Δt的時(shí)間進(jìn)入拍攝。此外，即使如圖2(b)所示那樣的構(gòu)圖，希望對人物完全聚焦的情況下，也可以使用周知的鎖定焦點(diǎn)等技術(shù)，進(jìn)行圖像攝影。
其次，就本發(fā)明的第2實(shí)施方式進(jìn)行說明。
本第2實(shí)施方式是在上述圖7的流程圖中加入攝影鏡頭的變焦位置，成為具有長焦距變焦透鏡的照相機(jī)的有效實(shí)施方式。
亦即，對長焦點(diǎn)變焦透鏡，由于聚焦鏡頭的微小誤差會(huì)成為很大的誤差而影響攝影，因此在這樣的攝影場景下，要采用成像器AF優(yōu)先。此外，在如圖2(b)所示的場景，因?yàn)橄Ｍ驯尘盎蛑車臍夥崭嗟丶{入畫面之中，因此更多考慮用變焦透鏡的廣角側(cè)來進(jìn)行攝影，這樣一來，考慮到變焦位置和被攝體位置，如同快拍攝影那樣，應(yīng)將其判定為快門時(shí)機(jī)優(yōu)先的攝影場景，并進(jìn)行聚焦。
此時(shí)，參照圖9的流程圖，對根據(jù)本發(fā)明的第2實(shí)施方式的照相機(jī)的測距動(dòng)作進(jìn)行說明。
首先，在步驟S11，利用圖1中的變焦檢測裝置21，判定變焦位置。其次，在步驟S12，根據(jù)外光測距進(jìn)行多點(diǎn)測距。從而，在步驟S13，得到距離分布，繼而，在步驟S14，判定出主要被攝體距離L。
但是，不必一定要如同上述第1實(shí)施方式那樣，把表示最近距離的被攝體當(dāng)作主要被攝體，即使按規(guī)定距離優(yōu)先或把過于靠近的被攝體作為雜亂被攝體而加以忽視的選擇方法，也可以應(yīng)用本發(fā)明。
然后求出這樣得到的各點(diǎn)的距離的倒數(shù)的偏差。由于該偏差可以用標(biāo)準(zhǔn)偏差σ等來判定，因此在步驟S15對該標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行比較。
此時(shí)，如果判定σ很小，便轉(zhuǎn)移到步驟S16，判定變焦位置是否在廣角側(cè)。其結(jié)果，若變焦位置是在廣角側(cè)，轉(zhuǎn)移到步驟S17，把執(zhí)行成像器AF的標(biāo)志設(shè)為0。另一方面，在上述步驟S15，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)偏差σ很大，或在步驟S16判定變焦位置不是在廣角側(cè)時(shí)，轉(zhuǎn)移到步驟S18，把執(zhí)行成像器AF的標(biāo)志設(shè)為1。
其次，在步驟S19，從上述步驟S14所求得的主要被攝體距離L向∞側(cè)(遠(yuǎn)距離側(cè))，考慮到鏡頭控制的誤差，錯(cuò)開該誤差進(jìn)行聚焦，使重要的背景被考慮進(jìn)去。進(jìn)而，在步驟S20，對進(jìn)行成像器AF的標(biāo)志(成像器標(biāo)志)加以判定。
此時(shí)，若成像器標(biāo)志不為1，則轉(zhuǎn)移到步驟S24，并不進(jìn)行成像器AF而進(jìn)入快速攝影。但是，若成像器AF執(zhí)行標(biāo)志為1時(shí)，則進(jìn)入成像器AF程序，該成像器AF可以進(jìn)行考慮到鏡頭靜止位置誤差的反饋控制。
亦即，在步驟S21，利用通過攝影鏡頭的圖像，開始檢測對比度。其次，在步驟S22，如果判定圖像的對比度不是最大，則轉(zhuǎn)移到步驟S23，在把鏡頭稍作微移之后，轉(zhuǎn)移到步驟S21。亦即，反復(fù)步驟S20～S23的對比度檢測，直到判定圖像的對比度是最大為止。
在這樣得到的圖像的對比度為最大時(shí)，停止鏡頭驅(qū)動(dòng)(LD)，在步驟S24執(zhí)行拍攝。
如上所述，根據(jù)第2實(shí)施方式，增加攝影鏡頭的變焦位置，若變焦位置在廣角側(cè)，進(jìn)行快拍攝影的可能性很高，因此進(jìn)行速度優(yōu)先的聚焦。但是，當(dāng)主要被攝體遠(yuǎn)離背景或?yàn)橥h(yuǎn)攝影的情況時(shí)，就要進(jìn)行重視焦點(diǎn)精度的攝影。
總之，根據(jù)第2實(shí)施方式，就可以提供使用方便和性能優(yōu)良的照相機(jī)，該照相機(jī)增加了對變焦位置的考慮，可以自動(dòng)判定攝影狀態(tài)，并選擇最優(yōu)的聚焦方法。
此外，在上述圖9的流程圖中，利用標(biāo)準(zhǔn)偏差來判定各被攝體的距離的偏差，但也可以把圖7的流程圖中的步驟S3，亦即求出主要被攝體距離與其它距離之差的判定步驟，變更為如圖10所示的算法。此時(shí)，表示在該判定方法中增加了變焦信息的例子。
一般來說，聚焦送出量與距離的倒數(shù)1/L存在如圖11所示的比例關(guān)系。但是，對變焦透鏡的焦點(diǎn)距離，在望遠(yuǎn)(Tele)的情況，和在廣角(Wide)的情況下，由于焦點(diǎn)深度的原因，如同一圖中所示，在同樣的送出LD時(shí)，它們能夠覆蓋的距離范圍卻各不相同。亦即，當(dāng)望遠(yuǎn)(T)時(shí)，只有Δ1/LT的寬度能夠覆蓋焦點(diǎn)，而對廣角(W)的情況，卻可以覆蓋更寬的Δ1/LW的寬度。
當(dāng)考慮到這樣的關(guān)系后，在圖10的流程圖中，步驟S33的切換是十分必要的。
在步驟S31，計(jì)算按多點(diǎn)測距所求出的所有各點(diǎn)的距離倒數(shù)的平均值，記為1/LAV。其次，在步驟S32，求出上述平均值1/LAV和主要被攝體距離的倒數(shù)1/L之差的絕對值，記為Δ1/L。若兩者之差很大，則主要被攝體遠(yuǎn)離背景，可知其為如圖2(a)所示的場景。另一方面，若上述差很小，則可知主要被攝體與其它被攝體接近。亦即，可知其為如圖2(b)所示的場景。但是，如果是廣角的話，由于被攝體景深很深，即使并不那么接近，但主要被攝體和背景也都可以同時(shí)聚焦。
考慮到這樣的關(guān)系，在步驟S33，進(jìn)行分支判斷。亦即，判斷變焦位置是否為望遠(yuǎn)(T)。此時(shí)，當(dāng)變焦位置為望遠(yuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)移到步驟S34，否則轉(zhuǎn)移到步驟S35。
進(jìn)而，在步驟S34，把在上述步驟S32所得到的結(jié)果Δ1/L與規(guī)定值Δ1/LT相比較。其結(jié)果，若Δ1/L較大，則轉(zhuǎn)移到步驟S36，若Δ1/L較小，則轉(zhuǎn)移到步驟S37。
同樣地，在步驟S35，把在上述步驟S32所得到的結(jié)果Δ1/L與規(guī)定值Δ1/LW相比較。其結(jié)果，若Δ1/L較大，則轉(zhuǎn)移到步驟S36，若Δ1/L較小，則轉(zhuǎn)移到步驟S37。
在步驟S36，當(dāng)判定距離之差為很大時(shí)，那么在步驟S37就可判定距離之差為很小。根據(jù)這樣的判定結(jié)果，如果進(jìn)行圖7流程圖中的步驟S3的分支判斷的話，就可以判別圖2(a)或圖2(b)的情景，從而可決定采用成像器AF或外光式AF。
此外，圖7流程圖中的步驟S3是求出主要被攝體距離與其它距離之差并進(jìn)行判定的判定步驟，但也可以代替該判定步驟，而利用圖12的流程圖中所示的判斷，根據(jù)包含在規(guī)定距離范圍內(nèi)的被攝體的個(gè)數(shù)來進(jìn)行。
亦即，首先在步驟S41，判斷變焦位置是否是望遠(yuǎn)(T)。此時(shí)，若變焦位置是望遠(yuǎn)的話，則轉(zhuǎn)移到步驟S42，否則轉(zhuǎn)移到步驟S43。
在步驟S42，對主要被攝體距離的倒數(shù)1/L，設(shè)包含在切換距離的倒數(shù)Δ1/LT的范圍內(nèi)的測距點(diǎn)的個(gè)數(shù)為n。同樣地，在步驟S43，對主要被攝體距離的倒數(shù)1/L，設(shè)包含在切換距離的倒數(shù)Δ1/LW的范圍內(nèi)的測距點(diǎn)的個(gè)數(shù)為n。
進(jìn)而，在步驟S44，在多點(diǎn)測距的所有測距點(diǎn)中，判定在上述步驟S42或步驟S43所得到的n是否大于50％。此時(shí)，若其大于50％，則轉(zhuǎn)移到步驟S45，距離的差被判定為很小。另一方面，在低于50％時(shí)，轉(zhuǎn)移到步驟S46，距離的差被判定為很大。
也可以根據(jù)該結(jié)果，對場景進(jìn)行判定。
如上所述，由于通過利用簡單的計(jì)算或比較的判定方法，可以簡單地求出主要被攝體與其它的被攝體的距離的關(guān)系，因此可以快速地對場景進(jìn)行判定，可以可靠切換速度優(yōu)先或焦點(diǎn)優(yōu)先的自動(dòng)聚焦模式，可以提供不會(huì)錯(cuò)失快門時(shí)機(jī)的AF照相機(jī)。
其次，對本發(fā)明的第3實(shí)施方式加以說明。
在上述實(shí)施方式中，只是通過距離的分布來判定攝影場景，但并不僅限于此。例如，如圖2(c)所示，當(dāng)在畫面1的一端存在主要被攝體2a時(shí)，可以認(rèn)為背景也是重要的被攝體，即使背景的距離很遠(yuǎn)，也可以使其切換到外光AF優(yōu)先模式的AF。在如此應(yīng)用時(shí)，在圖7的流程圖中，在步驟S3和S5之間，也可以插入判定被攝體的位置的分支，設(shè)計(jì)成若主要被攝體位于端部時(shí)，就分支到步驟S4的狀態(tài)。
此外，也可以在距離的分布或被攝體的位置的基礎(chǔ)上，進(jìn)而還根據(jù)畫面的圖像信號的狀態(tài)，增加對攝影場景的判定。
亦即，對圖2(a)和圖2(b)的場景，由外光AF的傳感器陣列得到的圖像數(shù)據(jù)，分別如圖13和圖14(a)所示。亦即，在圖2(a)，背景只是單調(diào)的陰影，在圖2(b)，由于存在各種各樣的被攝體，因此會(huì)存在種種陰影。在這樣的圖像數(shù)據(jù)的情況下，具有激烈起伏的特征，為判別該特征，若計(jì)算鄰接數(shù)據(jù)的量，求其所謂微分?jǐn)?shù)據(jù)的話，有變化之處就會(huì)產(chǎn)生很大的數(shù)據(jù)，可得到如圖14(b)所示的圖表數(shù)據(jù)。
如圖14(b)所示，通過分析該微分?jǐn)?shù)據(jù)超過規(guī)定值的個(gè)數(shù)，可以判定畫面內(nèi)是單純或十分混亂。
圖15是說明照相機(jī)的下述測距動(dòng)作的流程圖，該測距動(dòng)作利用由外光測距等得到的圖像數(shù)據(jù)，判定攝影場景，在外光AF和成像器AF之間進(jìn)行切換。
亦即，首先在步驟S51，利用外光AF用傳感器檢測圖像信號。其次，在步驟S52，利用上述步驟S51的檢測結(jié)果，進(jìn)行多點(diǎn)測距。進(jìn)而，在步驟S53，根據(jù)上述步驟S52的結(jié)果，把表示最近距離的數(shù)據(jù)作為主要被攝體距離。
在步驟S54，把在上述步驟S53所得距離的點(diǎn)作為主要被攝體。在后續(xù)的步驟S55，計(jì)算出作為本第3實(shí)施方式的特征的微分值。
其次，在步驟S56，如上所述，分析超過規(guī)定量的點(diǎn)數(shù)，并將該數(shù)與規(guī)定的值n0比較。究其結(jié)果，若小于規(guī)定的值n0的話，轉(zhuǎn)移到步驟S57，否則轉(zhuǎn)移到步驟S61。
在步驟S57，攝影鏡頭被驅(qū)動(dòng)到相當(dāng)于主要被攝體距離L的鏡頭位置的前面，然后，在步驟S58，開始檢測對比度。進(jìn)而，在步驟S59，檢測出使對比度變?yōu)樽畲髸r(shí)的鏡頭位置。此時(shí)，當(dāng)還沒有達(dá)到最大時(shí)，轉(zhuǎn)移到步驟S60，對鏡頭位置進(jìn)行微調(diào)，以探測最佳焦點(diǎn)位置。
如此反復(fù)執(zhí)行上述步驟S58～S60，直到找到對比度最大時(shí)的位置。進(jìn)而，若達(dá)到對比度的最大位置，就在該位置聚焦，在步驟S62，執(zhí)行拍攝。
此外，在步驟S61，利用外光測距，在距離L進(jìn)行聚焦。此后，轉(zhuǎn)移到步驟S62，執(zhí)行拍攝。
亦即，在上述步驟S57以后的成像器AF或步驟S61以后的外光AF的聚焦之間進(jìn)行切換。亦即，把微分時(shí)峰值很多的圖像作為雜亂的場景，可以認(rèn)為存在著各種被攝體，并把它們作為重要被攝體而加以考慮。反之，對峰值數(shù)很少的場景，主要被攝體作為最重要的被攝體，采用焦點(diǎn)優(yōu)先的AF。
如上所述，根據(jù)本第3實(shí)施方式，由于利用畫面內(nèi)的圖像分布狀態(tài)進(jìn)行場景判別，因此可以選擇最適合場景狀況的AF模式。
可是，被攝體狀態(tài)的對比度變化，不僅可利用外光測距的傳感器陣列或攝像元件輸出，而且也可利用照相機(jī)的曝光調(diào)整用測光用傳感器來進(jìn)行判定。
多種數(shù)字照相機(jī)利用CCD進(jìn)行曝光控制，但也存在如圖16所示的照相機(jī)，該照相機(jī)內(nèi)設(shè)有可在亮度更低的瞬時(shí)進(jìn)行測光的測光傳感器。
圖16是表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式涉及的照相機(jī)結(jié)構(gòu)的概略斷面圖。
在圖16中，該照相機(jī)在照相機(jī)主體30的前方安裝有攝影鏡頭31。從該攝影鏡頭31起到后方的光軸上，設(shè)有半反射鏡32。
在該半反射鏡32的后方，配置有作為攝像元件的CCD39，另一方面，在半反射鏡32的上方，配置有屏幕33和五棱鏡34。因而，從攝影鏡頭31所入射的被攝體圖像被半反射鏡32反射，投影到屏幕33上，進(jìn)而，通過五棱鏡34，就可以用攝影者的眼睛35來進(jìn)行觀察。
在上述屏幕33和五棱鏡34之間，設(shè)有外光用光學(xué)系統(tǒng)37。此外，通過五棱鏡34，在能夠監(jiān)視被攝體圖像的位置，配置有測光傳感器38。該測光傳感器38被分割為多個(gè)部分，例如，使其可對如圖17所示的畫面40內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測光。
利用這樣構(gòu)成的測光傳感器，即使沒有CCD那樣強(qiáng)的分辨力，也可以測定畫面整體的亮度分布。
本發(fā)明可利用這樣的測光傳感器進(jìn)行對比度判定，并且能夠應(yīng)用于由此形成的AF模式切換。
發(fā)明的效果如上所述，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明，可按照不同場景采用最優(yōu)的聚焦方法，因此對聚焦精度有重要要求的場景，以高精度化的模式進(jìn)行聚焦，而對快速性有更高要求的場景，則以時(shí)滯最少的模式進(jìn)行聚焦，從而可提供令攝影者滿意的使用方便且性能優(yōu)良的照相機(jī)及其測距方法。
權(quán)利要求
1.一種具有下述聚焦模式的照相機(jī)第1自動(dòng)聚焦模式，根據(jù)通過攝影鏡頭得到的被攝體圖像信號的對比度，進(jìn)行所述攝影鏡頭的聚焦；第2自動(dòng)聚焦模式，根據(jù)具有不同于所述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置的測距結(jié)果，進(jìn)行所述攝影鏡頭的聚焦，其特征在于，所述測距裝置可以對圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，并具有選擇裝置，該選擇裝置可根據(jù)所述多個(gè)測距結(jié)果，當(dāng)判斷主要被攝體和其它被攝體處于規(guī)定的距離范圍內(nèi)時(shí)，進(jìn)行所述第2自動(dòng)聚焦模式優(yōu)先的聚焦。
2.一種具有下述聚焦模式的照相機(jī)第1自動(dòng)聚焦模式，根據(jù)通過攝影鏡頭得到的被攝體圖像信號的對比度，進(jìn)行所述攝影鏡頭的聚焦；第2自動(dòng)聚焦模式，根據(jù)具有不同于所述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置的測距結(jié)果，進(jìn)行所述攝影鏡頭的聚焦，其特征在于，所述測距裝置可以對圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，并具有切換裝置，該切換裝置根據(jù)所述多個(gè)測距結(jié)果的距離分布，切換所述第1自動(dòng)聚焦模式和所述第2自動(dòng)聚焦模式，并進(jìn)行測距。
3.一種照相機(jī)，其特征在于，具有多點(diǎn)測距裝置，在拍攝之前，利用攝影鏡頭以外的光學(xué)系統(tǒng)，對圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，求出主要被攝體的距離和在畫面內(nèi)的位置；控制裝置，通過所述多點(diǎn)測距裝置，當(dāng)判定所述主要被攝體處于與其它被攝體沒有差異的距離內(nèi)時(shí)，就根據(jù)所述測距結(jié)果進(jìn)行所述攝影鏡頭的聚焦控制，當(dāng)判定所述主要被攝體處于遠(yuǎn)離其它被攝體的距離時(shí)，根據(jù)由所述攝影鏡頭所得到的被攝體圖像的對比度，進(jìn)行聚焦控制。
4.一種在攝影鏡頭中具有變焦透鏡的照相機(jī)，其特征在于，具有多點(diǎn)測距裝置，利用不同于所述攝影鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)，對畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)的距離進(jìn)行測定；對比度式聚焦裝置，通過所述攝影鏡頭得到攝影裝置的對比度，并根據(jù)該對比度決定聚焦位置；變焦位置檢測裝置，用于檢測所述攝影鏡頭的變焦位置；決定裝置，根據(jù)所述變焦位置，以及由多點(diǎn)測距結(jié)果得到的主要被攝體和背景間距離的關(guān)系，決定是否使所述對比度式聚焦裝置動(dòng)作。
5.如權(quán)利要求4所述的照相機(jī)，其特征在于，即使所述變焦位置在廣角側(cè)，并且根據(jù)多點(diǎn)測距結(jié)果，主要被攝體距離和背景距離不同時(shí)，所述決定裝置也不使所述對比度式聚焦裝置動(dòng)作，而是根據(jù)所述多點(diǎn)測距結(jié)果進(jìn)行聚焦。
6.一種具有下述聚焦模式的照相機(jī)第1自動(dòng)聚焦模式，根據(jù)通過攝影鏡頭得到的被攝體圖像信號的對比度，進(jìn)行所述攝影鏡頭的聚焦；第2自動(dòng)聚焦模式，根據(jù)具有不同于所述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置的測距結(jié)果，進(jìn)行所述攝影鏡頭的聚焦，其特征在于，所述測距裝置可以根據(jù)圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)的圖像信號，對所述多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，還具有微分裝置，用于求出所述圖像信號的微分?jǐn)?shù)據(jù)；選擇裝置，當(dāng)所述微分信息高于規(guī)定的等級時(shí)進(jìn)行選擇，以進(jìn)行所述第2自動(dòng)聚焦模式優(yōu)先的聚焦。
7.一種具有下述聚焦模式的照相機(jī)第1自動(dòng)聚焦模式，根據(jù)通過攝影鏡頭得到的被攝體圖像信號的對比度，進(jìn)行所述攝影鏡頭的聚焦；第2自動(dòng)聚焦模式，根據(jù)具有不同于所述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置的測距結(jié)果，進(jìn)行所述攝影鏡頭的聚焦，其特征在于，所述測距裝置可以根據(jù)圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)的圖像信號，對所述多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，并具有判斷裝置，用于檢測出所述圖像畫面內(nèi)的對比度信息，并判斷該對比度的大??；切換裝置，根據(jù)所述判斷裝置的結(jié)果，切換第1自動(dòng)聚焦模式和第2自動(dòng)聚焦模式。
8.如權(quán)利要求7所述的照相機(jī)，其特征在于，所述判斷裝置根據(jù)所述第1自動(dòng)聚焦模式的輸出，判斷所述圖像畫面內(nèi)的對比度。
9.如權(quán)利要求7所述的照相機(jī)，其特征在于，還具有測光裝置，將攝影畫面分割為多個(gè)區(qū)域，并分別對各區(qū)域的亮度進(jìn)行測光，所述判斷裝置可以根據(jù)所述測光裝置所測得的多個(gè)區(qū)域的測光信息，判斷所述圖像畫面內(nèi)的對比度。
10.一種照相機(jī)的測距方法，該照相機(jī)根據(jù)通過攝影鏡頭得到的被攝體圖像信號的對比度，按第1自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行所述攝影鏡頭的聚焦，根據(jù)具有不同于所述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置的測距結(jié)果，按第2自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行所述攝影鏡頭的聚焦，其特征在于，所述測距裝置可以對圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，根據(jù)所述多個(gè)測距結(jié)果，當(dāng)判斷主要被攝體和其它被攝體處于規(guī)定的距離范圍內(nèi)時(shí)，選擇進(jìn)行所述第2自動(dòng)聚焦模式優(yōu)先的聚焦。
11.一種照相機(jī)的測距方法，該照相機(jī)根據(jù)通過攝影鏡頭得到的被攝體圖像信號的對比度，按第1自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行所述攝影鏡頭的聚焦，根據(jù)具有不同于所述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置的測距結(jié)果，按第2自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行所述攝影鏡頭的聚焦，其特征在于，所述測距裝置可以對圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，并具有根據(jù)所述多個(gè)測距結(jié)果的距離分布，切換上述第1自動(dòng)聚焦模式和上述第2自動(dòng)聚焦模式，并進(jìn)行測距的步驟。
12.一種照相機(jī)的控制方法，其特征在于，具有下述步驟在拍攝之前，利用攝影鏡頭以外的光學(xué)系統(tǒng)，對圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行多點(diǎn)測距，求出主要被攝體的距離和在畫面內(nèi)的位置的步驟；聚焦控制步驟，根據(jù)所述多點(diǎn)測距，當(dāng)判定所述主要被攝體處于與其它被攝體沒有差異的距離內(nèi)時(shí)，就根據(jù)所述測距結(jié)果，進(jìn)行所述攝影鏡頭的聚焦控制，當(dāng)判定所述主要被攝體處于遠(yuǎn)離其它被攝體的距離時(shí)，根據(jù)由所述攝影鏡頭得到的被攝體圖像的對比度，進(jìn)行聚焦控制。
13.一種在攝影鏡頭中具有變焦透鏡的照相機(jī)的測距方法，其特征在于，具有下述步驟利用不同于所述攝影鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)，進(jìn)行用于測定畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)的距離的多點(diǎn)測距的步驟；通過所述攝影鏡頭得到攝影裝置的對比度，并根據(jù)該對比度決定聚焦位置的步驟；用于檢測所述攝影鏡頭的變焦位置的步驟；根據(jù)所述變焦位置，以及由所述多點(diǎn)測距結(jié)果所得到的主要被攝體和背景間距離的關(guān)系，決定是否使用于決定所述聚焦位置的對比度式聚焦動(dòng)作的步驟。
14.如權(quán)利要求13所述的照相機(jī)的測距方法，其特征在于，用于決定是否進(jìn)行所述動(dòng)作的步驟，在所述變焦位置在廣角側(cè)，并且根據(jù)多點(diǎn)測距結(jié)果，主要被攝體距離和背景距離不同時(shí)，不使所述對比度式聚焦動(dòng)作，而是根據(jù)所述多點(diǎn)測距結(jié)果進(jìn)行聚焦。
15.一種具有下述步驟的照相機(jī)的測距方法根據(jù)通過所述攝影鏡頭得到的被攝體圖像信號的對比度，按第1自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行所述攝影鏡頭的聚焦的步驟；根據(jù)具有不同于所述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置的測距結(jié)果，按第2自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行所述攝影鏡頭的聚焦的步驟，其特征在于，所述測距裝置可以根據(jù)圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)的圖像信號，對所述多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，還具有用于求出所述圖像信號的微分信息的步驟；當(dāng)所述微分信息高于規(guī)定的等級時(shí)進(jìn)行選擇，以進(jìn)行所述第2自動(dòng)聚焦模式優(yōu)先的聚焦的步驟。
16.一種照相機(jī)的測距方法，該照相機(jī)根據(jù)通過攝影鏡頭得到的被攝體圖像信號的對比度，按第1自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行所述攝影鏡頭的聚焦，根據(jù)具有不同于所述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置的測距結(jié)果，按第2自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行所述攝影鏡頭的聚焦，其特征在于，所述測距裝置可以根據(jù)圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)的圖像信號，對所述多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距，并具有檢測出所述圖像畫面內(nèi)的對比度信息，并判斷該對比度的大小的步驟；根據(jù)所述判斷的結(jié)果，切換第1自動(dòng)聚焦模式和第2自動(dòng)聚焦模式的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種使用方便、性能優(yōu)良的照相機(jī)及其測距方法，無論對聚焦精度有重要要求的場景，或?qū)Ω咚傩杂懈咭蟮膱鼍埃寄軌驖M足攝影者對焦點(diǎn)精度或時(shí)滯的要求。本照相機(jī)根據(jù)通過攝影鏡頭16取得的被攝體10的圖像信號的對比度，按第1自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行攝影鏡頭16的聚焦，根據(jù)具有不同于所述攝影鏡頭的一對光學(xué)系統(tǒng)的測距裝置14的測距結(jié)果，按第2自動(dòng)聚焦模式進(jìn)行攝影鏡頭16的聚焦。測距裝置14可以對圖像畫面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測距。根據(jù)所述多個(gè)測距結(jié)果，當(dāng)通過CPU11判斷主要被攝體和其它被攝體處于規(guī)定的距離范圍內(nèi)時(shí)，進(jìn)行所述第2自動(dòng)聚焦模式優(yōu)先的聚焦。
文檔編號G02B7/28GK1514297SQ20031010347
公開日2004年7月21日 申請日期2003年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月8日
發(fā)明者野中修 申請人:奧林巴斯株式會(huì)社