專利名稱：可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置及其方法
技術領域：
本發(fā)明有關于一種變焦取像裝置的結構，特別是關于一種可執(zhí)行定焦速寫的變焦取像裝置的聚焦結構及其定焦速寫方法。
背景技術：
隨著科技的進步，取像裝置的制造技術日益精湛，相機的款式愈新穎且其操作項目亦愈趨多樣，因此攝影者對于相機的選擇也更多。一般數(shù)字相機通常具有自動對焦與曝光裝置，其光學變焦(optical zoom)是通過若干組設置于鏡筒內(nèi)的鏡片群來達到變焦(zooming)及對焦(focusing)作用，進而完成拍照的目的。
以現(xiàn)有變焦相機進行拍攝為例，其快門的動作為二段式，操作模式及拍照流程如圖1所示，首先如步驟S10，選擇變焦(zoom)距離以進行構圖，接著如步驟S12先輕按拍攝鈕(capture buttom)啟動第一段快門動作，以執(zhí)行自動對焦及測光；旋即如步驟S14所示續(xù)按拍攝鈕以激活第二段快門動作，以執(zhí)行曝光并完成取像，即步驟S16。然而，現(xiàn)有變焦相機從按下快門至曝光的操作約需1至3秒，針對稍縱即逝的影像或欲進行街頭速寫(snapshot)，在速度上無法滿足速寫的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置及方法，使取像裝置兼具有定焦操作，達成速寫即時拍攝的功效。
本發(fā)明用于可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置包括一變焦鏡頭，其系執(zhí)行至少二焦距以上的變焦；
一控制器至少內(nèi)建有變焦及定焦速寫兩種操作模式，且用以決定在定焦速寫模式下的超焦(hyper focus point)以及調(diào)整變焦鏡頭由目前焦距移動至該超焦點的移動距離；一速寫執(zhí)行元件電連接至控制器，以啟動該控制器，使操作模式能在變焦模式與定焦速寫模式之間進行切換；一快門釋放元件根據(jù)該控制器的模式而執(zhí)行拍攝。
其中，于取像裝置中執(zhí)行定焦速寫的方法包括下列步驟控制器在將操作模式從變焦模式切換為定焦速寫模式時，根據(jù)變焦鏡頭目前的焦距決定所對應的超焦點；接著便將該鏡頭的焦距調(diào)整至該超焦點；每當取像裝置的快門釋放元件被啟動時，則省略對焦而直接執(zhí)行曝光程序，直至定焦速寫模式解除為止。
本發(fā)明使變焦的取像裝置兼具有定焦作用，具有簡化取像裝置操作程序的優(yōu)點，讓使用者不需復雜、困難的攝影技巧即可容易地操作取像裝置。


圖1為現(xiàn)有變焦相機的取像操作流程圖。
圖2為本發(fā)明的變焦相機的立體外觀圖。
圖3為本發(fā)明的聚焦結構的方塊示意圖。
圖4為本發(fā)明方法的操作流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明于取像裝置增設一速寫執(zhí)行元件，當該元件被執(zhí)行時，取像裝置的控制器調(diào)整鏡頭焦距至超焦距位置且調(diào)整快門釋放鈕元件略過第一段的對焦，直接進行曝光的拍攝動作，以使取像裝置達到快速執(zhí)行街頭速寫的目的。
一般而言，鏡頭的對焦除了焦距一點外，其前后的景物仍有一段清晰成像的范圍，此段清晰范圍即為景深。而超焦距離(hyper focus distance)為對焦在遠處的某一點，使得景深的另一極端為無限遠，則由無限遠到景深范圍內(nèi)最近的攝影距離，稱為「超焦距離」。若先將焦點設為超焦距離，則由超焦距離的一半開始到無限遠處，都落在景深范圍之內(nèi)。
本發(fā)明將定焦速寫技術整合于取像裝置中，請參閱圖2及圖3所示，分別為此取像裝置的立體外觀圖及其聚焦結構的方塊示意圖，此取像裝置通常為數(shù)碼相機，其聚焦結構包括一變焦鏡頭10，在變焦鏡頭10的鏡筒內(nèi)設有對焦成像用的鏡片群，以執(zhí)行數(shù)段焦距的變焦；變焦鏡頭10的移動受機身12內(nèi)部的一控制器14所控制，此控制器14可為固件、硬件或軟件，較佳者為固件，其系內(nèi)建有變焦及定焦速寫兩種操作模式，且用以決定在定焦速寫模式下的超焦點(hyper focus point)以及變焦鏡頭10由目前焦距位置移動至超焦點的移動距離；另有一速寫執(zhí)行元件16及快門釋放元件(capture element)18設置在相機機身12外且分別電連接至機身12內(nèi)部的控制器14，速寫執(zhí)行元件16及快門釋放元件18通常為按鍵式(button)，其中速寫執(zhí)行元件16用以啟動該控制器14將操作模式切換為變焦模式或定焦速寫模式，進而使快門釋放元件18根據(jù)該控制器14的變焦模式/定焦速寫模式來執(zhí)行拍攝。
具體而言，速寫執(zhí)行元件16用以啟動控制器14將操作模式由定焦速寫模式切換為變焦模式，或啟動控制器14將操作模式由變焦模式切換為定焦速寫模式。當控制器14執(zhí)行變焦模式時，該快門釋放元件18分二段執(zhí)行自動對焦及曝光程序；而當控制器14執(zhí)行定焦速寫模式時，快門釋放元件18則略過第一段的自動對焦程序，直接執(zhí)行曝光程序，亦即此時快門釋放元件18的第一段動作即為拍攝動作。
其中，快門釋放元件18的第一段動作可依相機種類需求設定為僅為對焦或包含對焦及測光二動作，當快門釋放元件18的第一段動作為僅對焦時，則本發(fā)明的定焦速寫模式定義為省除對焦，而直接進行曝光；當快門釋放元件18的第一段動作包含對焦及測光時，則本發(fā)明的定焦速寫模式可定義為省除對焦而直接進行測光及曝光，或定義為省除對焦及測光而直接進行曝光。
請再參圖4所示，為本發(fā)明操作時的工作流程圖，首先，如步驟S20所示將相機開機，此時控制器預設的模式為變焦模式，而于開機狀態(tài)的拍攝模式下，使用者可于任何時間內(nèi)按下速寫執(zhí)行元件；當速寫執(zhí)行元件被按下之后，旋即進入步驟S22，其啟動控制器將拍攝模式由變焦模式切換至定焦速寫模式，且執(zhí)行定焦速寫模式。
在步驟S22中，當控制器將操作模式切換為定焦速寫模式時，控制器根據(jù)變焦鏡頭目前所在的焦距決定其所對應的超焦點。其中該控制器決定超焦點的方法如下(1A)要據(jù)該變焦鏡頭目前的焦距及光圈值而以公式直接計算出所對應的超焦距離；(1B)由一預先建立的變焦焦距對超焦距的對照表選擇出超焦距離；(2A)在決定好超焦距離之后，接著便根據(jù)目前的焦距及其對應的超焦距離再以計算式計算出該鏡片群的移動量；(2B)由預設的變焦焦距對超焦距及對鏡片群移動量的對照表選擇出該鏡片群的移動量。
亦即，由變焦鏡頭的變焦位置決定其所對應的超焦位置的方法共有四種組合方式，分別為步驟1A-2A、1A-2B、1B-2A及1B-2B。
當控制器如步驟S22所示完成超焦位置的選擇或計算之后，旋即如步驟S24所示，控制器驅(qū)動變焦鏡頭內(nèi)的鏡片群組由原先的變焦點移動至該超焦點，以重新將對焦點調(diào)整為超焦距離，此超焦距離通常為2米至無限遠，即在此范圍內(nèi)均可清楚成像，如此相機本身即完成整個定焦速寫模式切換的程序；而后，每當該變焦相機的快門釋放鈕被啟動時，如步驟S26所示，則直接執(zhí)行自動曝光的取像動作(shutter action)，而無需再對焦，進而完成快速取像的工作，即如步驟S28。
完成影像擷取后，鏡頭的鏡片群組維持在上述超焦點位置，且控制器如步驟S30所示，偵測是否解除定焦速寫模式，若尚未解除，則每當使用者按下快門時，系重復步驟S26及S28，以執(zhí)行定焦速寫，直至使用者如步驟S32所示解除此定焦速寫模式為止。其中，藉由再按壓一次速寫執(zhí)行元件即可解除定焦速寫模式，而將其切換為變焦模式。另外，在相機關機而重新開機后，亦回復為預設的變焦模式。
至此，本發(fā)明的聚焦結構及其于變焦相機中執(zhí)行定焦速寫方法的原理已描述清楚，下面以一具體范例來詳細驗證說明本發(fā)明如何運作以達成超焦距攝影。
已知超焦距的計算式為f2/(C*Fno)，其中，f為鏡頭焦距；C為光學最小模糊圓，以傳統(tǒng)135相機而言，C為0.25mm，數(shù)碼相機因影像傳感器非常細致，且不同相機搭配不同尺寸的影像傳感器，故會產(chǎn)生不同的C值；Fno為鏡頭光圈值。
假設一變焦鏡頭的焦距f由廣角(wide angle)至望遠(telephoto)為5至10mm；光圈為F2.8/F5.6兩段光圈；最小模糊圓C為0.0046mm。當使用者于鏡頭變焦位置處于廣角(f＝5mm)且光圈2.8時按下速寫執(zhí)行元件，則相機固件必須先計算超焦距離，亦即52/(0.0046*2.8)＝1941(mm)，約等于1.9公尺。
換言之，通過相機當時的設定，固件需換算相對應的超焦距離是位于多遠的位置，而后固件再驅(qū)動對焦鏡片群使對焦點位于1.9公尺的位置，即可得到從相機前方約一公尺左右起算一直到無限遠皆為景深清晰范圍的影像。
另外，根據(jù)公式，在C值為固定的情況下，不同的焦距f與光圈Fno有其對應的超焦距之點，故可在固件內(nèi)預先建立焦距對照表如下表1所示。
表1

設最小模糊C為0.0046。
進一步地，由變焦模式切換至定焦速寫模式時，對焦鏡片群組所需移動的移動量則如下表2，該些移動量系通過計算式而求得，可成為預先建立的焦距對照表。
表2

其中，各焦距f所使用的移動量計算式如下，其中X代表移動量f＝5時，5＝-0.0009*X2+0.0773*X-0.0003；f＝6時，6＝-0.0017*X2+0.118*X-0.00002；f＝7時，7＝-0.0031*X2+0.18*X+0.0009；f＝8時，8＝-0.0061*X2+0.2729*X+0.0031；
f＝9時，9＝-0.0119*X2+0.4119*X+0.0051；f＝10時，10＝0.0019*X3-0.03725*X2+0.6427*X+0.0007；另外，當光圈不只一個時，例如兩種光圈，則上述兩表格將各有10個不同結果，上表僅為舉例。
經(jīng)測試市面上數(shù)款變焦數(shù)碼相機，普遍性的對焦時間約需耗去1至2秒，而本發(fā)明于切換至定焦速寫模式后，每次按下快門直接執(zhí)行自動曝光取像動作，約0.2秒即可完成快速取像，無須耗費任何時間來做對焦，故可快速地達到速寫即時拍攝的目的。
因此，本發(fā)明藉由在一控制器內(nèi)建立變焦及定焦速寫兩種操作模式，以利用一速寫執(zhí)行元件啟動該控制器切換操作模式，進而使快門釋放元件根據(jù)控制器的變焦模式或定焦速寫模式來執(zhí)行變焦拍攝/定焦速寫拍攝。所以，本發(fā)明使變焦相機兼具有定焦操作，使變焦相機可達成速寫即時拍攝的功效，同時具有簡化操作程序的優(yōu)點。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求
1.一種可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置，其特征在于包括一變焦鏡頭，其用以執(zhí)行至少二焦距的變焦；一控制器，其內(nèi)至少建有變焦及定焦速寫兩種操作模式，且用以決定在該定焦速寫模式下的超焦點以及該變焦鏡頭由目前焦距位置移動至該超焦點的移動距離；一速寫執(zhí)行元件，電連接所述控制器，以啟動該控制器將操作模式切換為該變焦模式/該定焦速寫模式；以及一快門釋放元件，其根據(jù)所述控制器的該變焦模式/該定焦速寫模式執(zhí)行變焦拍攝/定焦速寫拍攝。
2.如權利要求1所述的可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置，其特征在于所述控制器是根據(jù)一焦距與超焦距離的對照表而決定該超焦點。
3.如權利要求1所述的可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置，其特征在于所述控制器系選自固件、硬件或軟件。
4.如權利要求1所述的可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置，其特征在于當所述控制器執(zhí)行變焦模式時，所述快門釋放元件分二段執(zhí)行對焦及曝光程序。
5.如權利要求4所述的可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置，其特征在于所述對焦程序更包含有測光動作。
6.如權利要求1所述的可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置，其特征在于當所述控制器執(zhí)行定焦速寫模式時，所述快門釋放元件直接執(zhí)行曝光程序。
7.如權利要求6所述的可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置，其特征在于所述曝光程序更包含有測光動作。
8.如權利要求1所述的可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置，其特征在于所述速寫執(zhí)行元件為按鍵。
9.如權利要求1所述的可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置，其特征在于所述快門釋放元件為按鍵。
10.一種取像裝置執(zhí)行定焦速寫的方法，應用于一至少具有變焦及定焦速寫兩種模式的取像裝置，該取像裝置的鏡頭設有可變焦的鏡片群，該取像裝置執(zhí)行定焦速寫的方法包括下列步驟在操作模式切換為該定焦速寫模式時，根據(jù)鏡頭目前的焦距參數(shù)決定所對應的超焦點；將該鏡頭的焦距調(diào)整至該超焦點；以及當該取像裝置的快門釋放元件被啟動時，直接執(zhí)行曝光程序。
11.如權利要求10所述的取像裝置執(zhí)行定焦速寫的方法，其特征在于在決定該超焦點的步驟中，所根據(jù)的該焦距參數(shù)包括該鏡頭目前的焦距及光圈值。
12.如權利要求10所述的取像裝置執(zhí)行定焦速寫的方法，其特征在于決定該超焦點的步驟包括根據(jù)目前的焦距決定所對應的超焦距離以及決定該鏡片群的移動量。
13.如權利要求12所述的取像裝置執(zhí)行定焦速寫的方法，其特征在于決定該超焦距離的步驟是通過公式計算的方式進行。
14.如權利要求12所述的取像裝置執(zhí)行定焦速寫的方法，其特征在于決定該超焦距離的步驟是由一預設的焦距對照表選擇出來。
15.如權利要求14所述的取像裝置執(zhí)行定焦速寫的方法，其特征在于所述焦距對照表為焦距對超焦距離的對照表。
16.如權利要求12所述的取像裝置執(zhí)行定焦速寫的方法，其特征在于決定該鏡片群的移動量的步驟是通過計算式計算的方式進行。
17.如權利要求12所述的取像裝置執(zhí)行定焦速寫的方法，其特征在于決定該鏡片群的移動量的步驟是由一預設的焦距對照表選擇出來。
18.如權利要求17所述的取像裝置執(zhí)行定焦速寫的方法，其特征在于所述焦距對照表為焦距對超焦距離及對鏡片群移動量的對照表。
19.如權利要求10所述的取像裝置執(zhí)行定焦速寫的方法，其特征在于當執(zhí)行該變焦模式時，使該快門釋放元件分二段執(zhí)行對焦及曝光程序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置及其方法，該取像裝置包括一變焦鏡頭，一控制器，內(nèi)建有變焦及定焦速寫二模式，該控制器對于變焦/定焦速寫的切換由一速寫執(zhí)行元件來啟動，進而使一快門釋放元件根據(jù)控制器的模式而執(zhí)行變焦拍 攝/定焦速寫拍攝；其中，在操作模式切換為定焦速寫模式時，控制器根據(jù)變焦鏡頭目前的焦距決定所對應的超焦點及鏡頭移動量，并完成變焦鏡頭焦距的調(diào)整，而后每當快門釋放元件被啟動時，則直接執(zhí)行曝光而無需對焦。故本發(fā)明兼具有變焦及定焦速寫即時拍攝的功效，并具有簡化相機操作程序的優(yōu)點。
文檔編號G03B13/00GK1655046SQ20041000433
公開日2005年8月17日 申請日期2004年2月13日 優(yōu)先權日2004年2月13日
發(fā)明者許育碩 申請人:華晶科技股份有限公司