專利名稱：聚焦控制裝置和攝影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將被拍攝物距離分割成多個(gè)測(cè)距區(qū)域，通過(guò)依次掃描各測(cè)距區(qū)域，可縮短測(cè)距時(shí)間的聚焦控制裝置和攝影裝置。
背景技術(shù)：
在數(shù)碼照相機(jī)等攝影裝置中，多數(shù)采用被稱之為TV-AF方式的自動(dòng)聚焦(以下，AF(自動(dòng)調(diào)焦))方式。在這種方式中，在某范圍內(nèi)移動(dòng)聚焦位置，由該范圍內(nèi)各點(diǎn)上的AF評(píng)價(jià)信號(hào)的值計(jì)算出被拍攝物距離(例如參照日本專利申請(qǐng)公開特開平3-68280號(hào)公報(bào))。AF評(píng)價(jià)信號(hào)是通過(guò)使用BPF(Band Pass Filter帶通濾波器)抽取預(yù)定頻帶的信號(hào)成分來(lái)進(jìn)行運(yùn)算，并且使焦點(diǎn)越對(duì)準(zhǔn)被拍攝物輸出的信號(hào)越大。
例如，在把從無(wú)限遠(yuǎn)到50cm作為測(cè)距范圍的情況下，如圖10所示，取得聚焦在無(wú)限遠(yuǎn)處的聚焦位置上的AF評(píng)價(jià)信號(hào)，一邊逐漸使聚焦位置接近50cm處一邊取得在各距離處的AF評(píng)價(jià)信號(hào)。隨后，用比較所取得的各距離處的AF評(píng)價(jià)信號(hào)，把聚焦位置移動(dòng)到判斷為最佳聚焦位置的被拍攝物距離A(對(duì)應(yīng)于AF評(píng)價(jià)值信號(hào)的峰的頂點(diǎn)的被拍攝物距離)這種方法，進(jìn)行AF控制。
另外，因?yàn)橥ǔｋy以一邊調(diào)整聚焦位置一邊連續(xù)取得AF的評(píng)價(jià)信號(hào)，所以例如每隔與被拍攝場(chǎng)深度相當(dāng)?shù)木嚯x取樣AF評(píng)價(jià)信號(hào)來(lái)取得AF的評(píng)價(jià)信號(hào)的情況很多。
但是，在上述現(xiàn)有的技術(shù)中，在焦距長(zhǎng)、聚焦移動(dòng)范圍廣的數(shù)碼照相機(jī)，或者是被拍攝場(chǎng)深度淺、需要使聚焦移動(dòng)細(xì)化的數(shù)碼照相機(jī)的情況下，對(duì)測(cè)距范圍將要取得的數(shù)據(jù)(AF評(píng)價(jià)信號(hào))的采樣數(shù)，需要非常多地進(jìn)行取樣，所以存在數(shù)據(jù)的取得費(fèi)時(shí)間AF時(shí)間延長(zhǎng)之類的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于以上問(wèn)題點(diǎn)而完成的，其目的在于提供即使在對(duì)測(cè)距范圍所必要的自動(dòng)調(diào)焦評(píng)價(jià)信號(hào)的采樣數(shù)多的情況下，也可通過(guò)不降低自動(dòng)調(diào)焦評(píng)價(jià)信號(hào)的精度地，謀求自動(dòng)調(diào)焦速度的提高，來(lái)縮短自動(dòng)調(diào)焦時(shí)間的聚焦控制裝置和攝影裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種聚焦控制裝置，與被拍攝物距離的預(yù)定范圍對(duì)應(yīng)地驅(qū)動(dòng)調(diào)焦用光學(xué)系統(tǒng)，通過(guò)進(jìn)行這樣的掃描，來(lái)檢測(cè)上述調(diào)焦用光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置，其特征在于，包括掃描范圍選擇裝置，將上述被拍攝物距離分割成多個(gè)范圍，并選擇要進(jìn)行掃描的范圍；和焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)取得裝置，掃描所選擇的范圍，取得上述調(diào)焦用光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)；其中，上述掃描范圍選擇裝置，根據(jù)攝影條件，變更上述要進(jìn)行掃描的范圍的分割方法。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，將被拍攝物距離分割成多個(gè)驅(qū)動(dòng)范圍，同時(shí)選擇將要掃描的驅(qū)動(dòng)范圍；掃描所選擇的驅(qū)動(dòng)范圍以取得調(diào)焦用光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)；利用焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)來(lái)判斷是否掃描其他驅(qū)動(dòng)范圍；對(duì)將要掃描的驅(qū)動(dòng)范圍進(jìn)行適當(dāng)?shù)刈兓?，同時(shí)基于焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)的取得來(lái)決定焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置，因此在迅速發(fā)現(xiàn)被攝影物的情況下，就沒有必要掃描其他的驅(qū)動(dòng)范圍。由此，就可實(shí)現(xiàn)即使在對(duì)測(cè)距范圍所必要的自動(dòng)調(diào)焦評(píng)價(jià)信號(hào)的采樣數(shù)多的情況下，也可通過(guò)不降低自動(dòng)調(diào)焦評(píng)價(jià)信號(hào)的精度地，謀求自動(dòng)調(diào)焦速度的提高，來(lái)縮短自動(dòng)調(diào)焦時(shí)間的聚焦控制裝置和具備聚焦控制裝置的攝影裝置另外，根據(jù)本發(fā)明，將被拍攝物距離分割成多個(gè)驅(qū)動(dòng)范圍，同時(shí)選擇將要掃描的驅(qū)動(dòng)范圍；掃描所選擇的驅(qū)動(dòng)范圍以取得調(diào)焦用光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)；利用焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)來(lái)判斷有無(wú)焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)；依次更新將要掃描的驅(qū)動(dòng)范圍；依照焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)判斷的結(jié)果來(lái)判斷驅(qū)動(dòng)范圍的更新有無(wú)執(zhí)行，因此在迅速發(fā)現(xiàn)被攝影物的情況下，就沒有必要掃描其他的驅(qū)動(dòng)范圍。由此，與上述同樣就可實(shí)現(xiàn)縮短了自動(dòng)調(diào)焦時(shí)間的聚焦控制裝置和具備聚焦控制裝置的攝影裝置另外，通過(guò)依照驅(qū)動(dòng)范圍的更新歷史，來(lái)判斷是否掃描其他驅(qū)動(dòng)范圍，就可掃描更合適的驅(qū)動(dòng)范圍。
另外，即使在AF位置為多個(gè)的情況下，將驅(qū)動(dòng)范圍分割為多個(gè)，同時(shí)掃描所選擇的驅(qū)動(dòng)范圍以取得調(diào)焦用光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置，在基于焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)判斷為已取得焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)結(jié)束掃描，因此與上述同樣，可通過(guò)謀求自動(dòng)調(diào)焦速度的提高，來(lái)縮短自動(dòng)調(diào)焦時(shí)間。
另外，通過(guò)依照攝影條件或攝影模式來(lái)變更驅(qū)動(dòng)范圍的改變順序，依照攝影時(shí)的焦點(diǎn)距離或光圈值來(lái)變更驅(qū)動(dòng)范圍的分割數(shù)，與上述同樣，可通過(guò)謀求自動(dòng)調(diào)焦速度的提高，來(lái)縮短自動(dòng)調(diào)焦時(shí)間。
本發(fā)明除上述以外的其他目的和優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)下面對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施形式的說(shuō)明，將會(huì)為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知。在說(shuō)明中將參照構(gòu)成說(shuō)明的一部分并且表示本發(fā)明的例子的附圖。但是這種例子并非本發(fā)明的各種實(shí)施例的窮舉，因此應(yīng)參照跟隨說(shuō)明之后的權(quán)利要求來(lái)確定本發(fā)明的范圍。


圖1是表示涉及本發(fā)明的第1實(shí)施形式的搭載了自動(dòng)聚焦裝置的數(shù)碼照相機(jī)的概略結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是表示依據(jù)被拍攝物距離將測(cè)距區(qū)域分割成多個(gè)的例子的圖。
圖3是表示分割了測(cè)距區(qū)域時(shí)的AF操作的流程圖。
圖4是表示測(cè)距區(qū)域更新判斷處理的流程圖。
圖5是表示測(cè)距區(qū)域的范圍和AF評(píng)價(jià)值的關(guān)系的例子的圖。
圖6表示涉及本發(fā)明的第2實(shí)施形式的設(shè)定了9個(gè)AF框的情況下的AF框位置的圖。
圖7是表示AF框存在多個(gè)的情況下的測(cè)距區(qū)域更新判斷處理的流程圖。
圖8是表示涉及本發(fā)明的第3實(shí)施形式的焦距和測(cè)距區(qū)域分割數(shù)的關(guān)系的例子的圖。
圖9A，9B是表示F數(shù)和測(cè)距區(qū)域分割數(shù)的關(guān)系的例子的圖，圖9A是F5.6時(shí)的測(cè)距區(qū)域分割的例子，圖9B是F4時(shí)的測(cè)距區(qū)域分割的例子。
圖10是表示被拍攝物距離和AF評(píng)價(jià)值的關(guān)系的例子的圖。
具體實(shí)施例方式
首先，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施形式的概要。本發(fā)明的實(shí)施形式是在具有自動(dòng)聚焦功能的數(shù)碼照相機(jī)等攝影裝置中，通過(guò)將被拍攝物距離分割為多個(gè)測(cè)距區(qū)域，同時(shí)從多個(gè)測(cè)距區(qū)域中選擇進(jìn)行掃描(對(duì)應(yīng)被拍攝物距離的預(yù)定范圍來(lái)驅(qū)動(dòng)焦點(diǎn)調(diào)節(jié)用光學(xué)系統(tǒng)的動(dòng)作)測(cè)距區(qū)域，并掃描所選擇的測(cè)距區(qū)域取得AF評(píng)價(jià)值，同時(shí)基于更新判斷對(duì)將要掃描的測(cè)距區(qū)域進(jìn)行適當(dāng)更新，并基于AF評(píng)價(jià)值決定焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置，以謀求AF速度的提高來(lái)縮短AF時(shí)間。
下面基于附圖來(lái)詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施形式。
在本發(fā)明的實(shí)施第1實(shí)施形式中，說(shuō)明將本發(fā)明的自動(dòng)聚焦裝置適用于數(shù)碼照相機(jī)的場(chǎng)合的實(shí)施形式。圖1是表示涉及本發(fā)明的第1實(shí)施形式的具有自動(dòng)聚焦功能的數(shù)碼照相機(jī)的概略結(jié)構(gòu)的框圖。數(shù)碼照相機(jī)具備光學(xué)系統(tǒng)1，聚焦鏡頭2，攝像元件3，預(yù)處理電路4，A/D變換器5，存儲(chǔ)控制器6，存儲(chǔ)器7，記錄介質(zhì)8，開關(guān)SW1·9，開關(guān)SW2·10，控制單元11，測(cè)距區(qū)域設(shè)定裝置12，測(cè)距區(qū)域選擇裝置13，AF評(píng)價(jià)值運(yùn)算電路14，區(qū)域更新判斷裝置15，焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置決定裝置16，聚焦透鏡驅(qū)動(dòng)電路17。
光學(xué)系統(tǒng)1經(jīng)聚焦鏡頭2使被拍攝物的像入射在攝像元件3上。聚焦鏡頭2在被選擇的測(cè)距范圍內(nèi)被驅(qū)動(dòng)。攝像元件3把被拍攝物的像光電變換成電信號(hào)。預(yù)處理電路4具備有消除輸出噪聲的CDS電路、和在A/D變換前進(jìn)行非線性放大的非線性放大電路。A/D變換器5把從預(yù)處理電路4輸出的模擬信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)。存儲(chǔ)器控制器6把從A/D變換器5輸出的數(shù)字信號(hào)保存在存儲(chǔ)器7中。存儲(chǔ)器7存儲(chǔ)上述數(shù)字信號(hào)。記錄介質(zhì)8記錄圖像。開關(guān)SW1·9是驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡2時(shí)按下的開關(guān)。開關(guān)SW2·10是執(zhí)行攝影時(shí)按下的開關(guān)。
控制單元11通過(guò)控制數(shù)碼照相機(jī)各部件，來(lái)控制包含AF動(dòng)作在內(nèi)的各種動(dòng)作，基于保存在數(shù)碼照相機(jī)內(nèi)部的程序或從外部提供的程序，來(lái)執(zhí)行下面所述的各流程圖所示的處理。測(cè)距區(qū)域設(shè)定裝置12將測(cè)距區(qū)域分割(設(shè)定)成多個(gè)。測(cè)距區(qū)域選擇裝置13決定進(jìn)行掃描的測(cè)距區(qū)域的順序。AF評(píng)價(jià)值運(yùn)算電路14通過(guò)抽取由攝像元件3所取得的信號(hào)的中高頻信號(hào)成分來(lái)運(yùn)算AF評(píng)價(jià)值。區(qū)域更新判斷裝置15基于AF評(píng)價(jià)值判斷是否更新測(cè)距區(qū)域。焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)決定裝置16基于反復(fù)進(jìn)行上述測(cè)距區(qū)域的更新和AF評(píng)價(jià)的值取得，來(lái)決定焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置。聚焦透鏡驅(qū)動(dòng)電路17驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡2到焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置。
第1實(shí)施形式中的數(shù)碼照相機(jī)，進(jìn)行以下處理攝影時(shí)將通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)1和聚焦鏡頭2在攝像元件3上所成像的光(被拍攝物的像)由攝像元件3進(jìn)行光電變換，將通過(guò)具備有消除輸出噪聲的CDS電路和在A/D變換前進(jìn)行非線性放大的非線性放大電路的預(yù)處理電路4與A/D變換器5所數(shù)字化的信號(hào)，經(jīng)存儲(chǔ)器控制器6保存在存儲(chǔ)器7，在將保存在存儲(chǔ)器7上的已數(shù)字化的信號(hào)由未圖示的信號(hào)處理電路變換成圖像后作為圖像記錄在記錄介質(zhì)8上。
其次，一邊參照?qǐng)D1至圖5一邊詳細(xì)說(shuō)明如上述所構(gòu)成的第1實(shí)施形式中的數(shù)碼照相機(jī)的動(dòng)作。
對(duì)AF的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。AF動(dòng)作由控制單元11控制。首先，如果由攝影者按下開關(guān)SW1·9，則聚焦鏡頭驅(qū)動(dòng)電路17驅(qū)動(dòng)聚焦鏡頭2，以對(duì)由測(cè)距區(qū)域設(shè)定裝置12將被拍攝物距離分割成多個(gè)測(cè)距區(qū)域，且由測(cè)距區(qū)域選擇裝置13所選擇的測(cè)距范圍(測(cè)距區(qū)域)進(jìn)行掃描，由攝像元件3取得信號(hào)。由攝像元件3所取得的信號(hào)通過(guò)由AF評(píng)價(jià)值運(yùn)算電路14使用BPF抽取中高頻信號(hào)成分而變換成各掃描點(diǎn)上的AF評(píng)價(jià)值(AF評(píng)價(jià)信號(hào)的值)。
其次，由區(qū)域更新判斷裝置15基于各掃描點(diǎn)上的AF評(píng)價(jià)值進(jìn)行是否對(duì)其他測(cè)距區(qū)域進(jìn)行測(cè)距的判斷。在反復(fù)進(jìn)行利用區(qū)域更新判斷裝置15的測(cè)距區(qū)域的更新和利用AF評(píng)價(jià)值運(yùn)算電路14的AF評(píng)價(jià)值的取得后，由焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)決定裝置16基于掃描結(jié)束后的AF評(píng)價(jià)值來(lái)決定焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置，由聚焦透鏡驅(qū)動(dòng)電路17驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡2到焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置。在該狀態(tài)下攝影者通過(guò)按下開關(guān)SW2·10來(lái)執(zhí)行攝影。
對(duì)AF動(dòng)作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。在第1實(shí)施形式中，以單焦點(diǎn)透鏡為前提，并假設(shè)作為在數(shù)碼照相機(jī)的畫面內(nèi)進(jìn)行顯示的區(qū)域的AF框(測(cè)距位置)也只有一個(gè)來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。另外，設(shè)測(cè)距范圍為從無(wú)限遠(yuǎn)到例如50cm。由測(cè)距區(qū)域設(shè)定裝置12將測(cè)距區(qū)域如圖2所示那樣分割成3個(gè)。圖2是表示被拍攝物和測(cè)距區(qū)域的關(guān)系的圖，是設(shè)測(cè)距區(qū)域1為2m～無(wú)限遠(yuǎn)，測(cè)距區(qū)域2為1m～2m，測(cè)距區(qū)域3為50cm～1m的例子。測(cè)距區(qū)域的分割方法根據(jù)測(cè)距速度或使哪個(gè)被拍攝物優(yōu)先，或者攝影條件等任意進(jìn)行決定即可。另外，測(cè)距區(qū)域的分割數(shù)可依照攝影時(shí)的焦距、攝影時(shí)的光圈值進(jìn)行變更。在此情況下，也可以是焦距越長(zhǎng)就越增大測(cè)距區(qū)域分割數(shù)，越縮小光圈就越減小測(cè)距區(qū)域分割數(shù)。
接著，由測(cè)距區(qū)域選擇裝置13決定進(jìn)行掃描的測(cè)距區(qū)域的順序。在本例中，設(shè)為例如測(cè)距區(qū)域1→測(cè)距區(qū)域2→測(cè)距區(qū)域3的順序。在此情況下，如圖2所示意味著從被拍攝物距離遠(yuǎn)的地方開始掃描。此外，也可以如測(cè)距區(qū)域3→測(cè)距區(qū)域2→測(cè)距區(qū)域1那樣從被拍攝物距離近的地方開始掃描，也可以如測(cè)距區(qū)域2→測(cè)距區(qū)域1→測(cè)距區(qū)域3那樣進(jìn)行掃描。由于分割測(cè)距區(qū)域的目的是通過(guò)迅速發(fā)現(xiàn)被拍攝物并在該處結(jié)束掃描來(lái)縮短AF時(shí)間，故期望從被拍攝物存在概率高的測(cè)距區(qū)域開始進(jìn)行掃描。
從而，也可如下面那樣根據(jù)攝影模式來(lái)變更掃描順序。例如，通過(guò)構(gòu)成為在風(fēng)景攝影模式下進(jìn)行攝影的情況下，從遠(yuǎn)處到近處進(jìn)行掃描，在人物攝影模式下進(jìn)行攝影的情況下，從近處到遠(yuǎn)處進(jìn)行掃描，就可以更快地使焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)在攝影者想拍攝的被拍攝物上。
其次，基于圖3的流程圖，說(shuō)明直到依次掃描如上述那樣所分割的測(cè)距區(qū)域并取得的AF評(píng)價(jià)值，最后決定焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置的處理的流程圖。本流程圖所示的處理通過(guò)控制單元11基于程序控制圖1的數(shù)碼照相機(jī)的各部件來(lái)執(zhí)行。
在步驟S1中，測(cè)距區(qū)域設(shè)定裝置12設(shè)定進(jìn)行掃描的測(cè)距區(qū)域。在測(cè)距區(qū)域的更新順序是測(cè)距區(qū)域1→測(cè)距區(qū)域2→測(cè)距區(qū)域3的情況下，首先設(shè)定測(cè)距區(qū)域1。其次，在步驟S2中，通過(guò)掃描由測(cè)距區(qū)域設(shè)定裝置12所設(shè)定的測(cè)距區(qū)域，由AF評(píng)價(jià)值運(yùn)算電路14取得AF評(píng)價(jià)值。AF評(píng)價(jià)值的計(jì)算既可以是對(duì)所拍攝到的信號(hào)應(yīng)用經(jīng)BPF進(jìn)行的濾波處理，在抽取到所拍攝的信號(hào)的中高頻成分后，將AF框內(nèi)的振幅最大值作為AF評(píng)價(jià)值，也可以是在AF框內(nèi)，沿著BPF的濾波的X軸方向抽取最大值，把此最大值沿與BPF的X軸方向垂直的方向(Y軸方向)上進(jìn)行積分所得到的結(jié)果作為AF的評(píng)價(jià)值。
其次，在步驟S3中，區(qū)域更新判斷裝置15基于由上述AF評(píng)價(jià)值運(yùn)算電路14所取得的AF評(píng)價(jià)值，進(jìn)行測(cè)距區(qū)域更新判斷處理。該測(cè)距區(qū)域更新判斷處理判斷是否進(jìn)行測(cè)距區(qū)域的更新。在測(cè)距區(qū)域更新判斷處理中，具體地說(shuō)，例如，基于AF評(píng)價(jià)值的高低差和測(cè)距區(qū)域端部的AF評(píng)價(jià)值的上升情況，來(lái)判斷是否進(jìn)行測(cè)距區(qū)域的更新。
基于圖4的流程圖來(lái)說(shuō)明上述步驟S3中的測(cè)距區(qū)域更新判斷處理的細(xì)節(jié)。本流程圖所示的處理通過(guò)控制單元11基于程序控制圖1的數(shù)碼照相機(jī)的各部件來(lái)執(zhí)行。
在步驟11中，首先，區(qū)域更新判斷裝置15計(jì)算至此為止所掃描過(guò)的測(cè)距區(qū)域的所有AF評(píng)價(jià)值的最大值A(chǔ)fmax和最小值A(chǔ)fmin的差A(yù)fdiff1＝Afmax-Afmin。其次，在步驟12中，區(qū)域更新判斷裝置15判斷上述所計(jì)算出的Afdiff1是否比閾值TH1大。在差A(yù)fdiff1＞TH1的情況下，當(dāng)AF評(píng)價(jià)值信號(hào)的取頂處理(發(fā)現(xiàn)AF評(píng)價(jià)信號(hào)的峰的頂點(diǎn))完成時(shí)區(qū)域更新判斷裝置15就判定為OK(不更新測(cè)距區(qū)域)，在不是差A(yù)fdiff1＞TH1的情況下，區(qū)域更新判斷裝置15就判定為NG(更新測(cè)距區(qū)域)。
測(cè)距區(qū)域的端部的AF評(píng)價(jià)值的上升情況，例如如圖5所示那樣，判斷在測(cè)距區(qū)域1中很近的一側(cè)AF評(píng)價(jià)值是否正在上升。即，在步驟13中，區(qū)域更新判斷裝置15計(jì)算在測(cè)距區(qū)域1中的最近側(cè)的AF評(píng)價(jià)值A(chǔ)fsikin和前一個(gè)AF評(píng)價(jià)值A(chǔ)fsikin-1的差A(yù)fdiff2＝Afsikin-Afsikin-1，在步驟S14中將計(jì)算結(jié)果與TH2進(jìn)行比較。在計(jì)算結(jié)果比閾值TH2大的情況下，區(qū)域更新判斷裝置15判斷為測(cè)距區(qū)域端部的AF評(píng)價(jià)值正在上升，當(dāng)圖5中的AF評(píng)價(jià)信號(hào)的山的頂點(diǎn)處于別的測(cè)距區(qū)域時(shí)，判定為NG(更新測(cè)距區(qū)域)，在計(jì)算結(jié)果比閾值TH2小的情況下，判定為OK(不更新測(cè)距區(qū)域)。
此外，上述測(cè)距區(qū)域更新判斷中的閾值TH1沒有必要是固定值，也可以根據(jù)至此為止所掃描過(guò)的測(cè)距區(qū)域的數(shù)目進(jìn)行改變。即，測(cè)距區(qū)域觀測(cè)得越多(使測(cè)距區(qū)域的分割數(shù)變多)AF評(píng)價(jià)信號(hào)的峰的頂點(diǎn)和最低點(diǎn)的差應(yīng)越容易出現(xiàn)得大，因此閾值可取得大些。另外，因?yàn)闇y(cè)距區(qū)域越少AF評(píng)價(jià)信號(hào)的峰的高低差越難出現(xiàn)，有時(shí)希望閾值取得小些。這樣，通過(guò)依照測(cè)距區(qū)域的更新歷史，來(lái)改變測(cè)距區(qū)域更新判定條件，就可進(jìn)行更合適的測(cè)距區(qū)域更新判斷。
進(jìn)而，也可以依照攝影模式來(lái)變更參數(shù)(測(cè)距區(qū)域更新判斷條件)。例如，也可以在如夜景攝影模式那樣因被拍攝物暗而可推測(cè)出AF評(píng)價(jià)值的S/N不好的情況下，盡可能使測(cè)距區(qū)域的更新變得容易，并在廣范圍內(nèi)觀測(cè)(計(jì)算)被拍攝物距離。
在上述的步驟S12和步驟S14的2個(gè)測(cè)距區(qū)域更新條件同時(shí)OK的情況下，區(qū)域更新判斷裝置15在步驟S15中，決定為不更新測(cè)距區(qū)域，否則，在步驟S16中，決定為執(zhí)行測(cè)距區(qū)域更新。
再次返回圖3。在步驟S4中，區(qū)域更新判斷裝置15使用圖4的進(jìn)行了測(cè)距區(qū)域更新判斷處理的結(jié)果，來(lái)判斷是否更新測(cè)距區(qū)域。在區(qū)域更新判斷裝置15判斷為更新測(cè)距區(qū)域的情況下，在步驟S5中，判斷對(duì)于全部的測(cè)距區(qū)域的上述處理是否已結(jié)束，在判斷為不更新測(cè)距區(qū)域的情況下，轉(zhuǎn)移到步驟S6的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置判斷處理。在區(qū)域更新判斷裝置15判斷為更新測(cè)距區(qū)域情況下，在步驟S5中，如果對(duì)于全部的測(cè)距區(qū)域的上述處理沒有結(jié)束，則在上述步驟S1中設(shè)定下一測(cè)距區(qū)域，如果對(duì)于全部的測(cè)距區(qū)域的上述處理已結(jié)束，則轉(zhuǎn)移到步驟S6的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置判斷處理。
在步驟S6的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置判斷處理中，首先，焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)決定裝置16在進(jìn)行了焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置的判斷后，計(jì)算焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置。焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)的判斷，例如，基于至此為止所掃描過(guò)的測(cè)距區(qū)域的全部的AF評(píng)價(jià)值，與上述測(cè)距區(qū)域更新判斷處理同樣地，求得Afdiff1(＝Afmax-Afmin)，并把Afdiff1與閾值TH3進(jìn)行比較。如果Afdiff1＞TH3成立，則焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)決定裝置16判斷為可焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)，如果Afdiff1＞TH3不成立，則判斷為不可焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。在可焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)的情況下，把AF評(píng)價(jià)值的最大值作為焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置。此外，可依照測(cè)距區(qū)域的更新歷史來(lái)變更焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)的判斷條件。另外，在判斷為可焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)的情況下，結(jié)束測(cè)距區(qū)域更新。
通過(guò)改變測(cè)距區(qū)域更新判斷處理中的閾值TH1的設(shè)定和焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置判斷處理中的閾值TH3，就可設(shè)定使測(cè)距區(qū)域的更新的方法變得容易或者變得難。例如，如果閾值TH1比閾值TH3大，則不認(rèn)為OK(不更新測(cè)距區(qū)域)除非AF評(píng)價(jià)信號(hào)的峰的高低差值相應(yīng)變大，所以測(cè)距區(qū)域的更新就變得容易。另外，也可以將測(cè)距區(qū)域更新的判斷設(shè)成與焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)的判斷完全相同的判斷。
如上所說(shuō)明那樣，根據(jù)第1實(shí)施形式，將被拍攝物距離分割為多個(gè)測(cè)距區(qū)域，同時(shí)選擇進(jìn)行掃描的測(cè)距區(qū)域，并掃描所選擇的測(cè)距區(qū)域取得AF評(píng)價(jià)值，使用AF評(píng)價(jià)值來(lái)判斷將要掃描的測(cè)距區(qū)域有無(wú)更新，適當(dāng)更新將要掃描的測(cè)距區(qū)域，同時(shí)基于AF評(píng)價(jià)值的取得來(lái)決定焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置，所以在很快發(fā)現(xiàn)了被拍攝物的情況下，就沒有必要掃描其他的測(cè)距區(qū)域，因此就可相應(yīng)地縮短聚焦時(shí)間。另外，即使在該情況下AF的聚焦性能也不會(huì)降低。
從而，就可實(shí)現(xiàn)即使在對(duì)于測(cè)距范圍所必要的AF評(píng)價(jià)信號(hào)的采樣數(shù)多的情況下，通過(guò)不降低AF精度地謀求AF速度的提高，來(lái)縮短AF時(shí)間的自動(dòng)聚焦裝置及具備該自動(dòng)聚焦裝置的數(shù)碼照相機(jī)。
在本發(fā)明的第2實(shí)施形式中，說(shuō)明將本發(fā)明的自動(dòng)聚焦裝置適用到數(shù)碼照相機(jī)，且數(shù)碼照相機(jī)畫面內(nèi)的AF框(測(cè)距位置)存在多個(gè)的情況下的實(shí)施形式。第2實(shí)施形式與第1實(shí)施形式的不同點(diǎn)是，因AF框存在多個(gè)故測(cè)距區(qū)域更新判斷處理進(jìn)行變更。在第2實(shí)施形式中，對(duì)如圖6所示那樣將AF框設(shè)為9個(gè)的情況進(jìn)行說(shuō)明。此外，第2實(shí)施形式中的數(shù)碼照相機(jī)的結(jié)構(gòu)與第1實(shí)施形式相同(參照?qǐng)D1)，故省略說(shuō)明。
其次，一邊參照?qǐng)D1，圖6和圖7，一邊詳細(xì)地說(shuō)明如上述所構(gòu)成的第2實(shí)施形式中的數(shù)碼照相機(jī)的動(dòng)作。
第2實(shí)施形式中的AF動(dòng)作的處理的流程和第1實(shí)施形式中的圖3的流程圖相同，僅在步驟S3的測(cè)距區(qū)域更新判斷處理部分有差異。在第2實(shí)施形式中對(duì)此測(cè)距區(qū)域更新判斷處理部分進(jìn)行說(shuō)明。另外，測(cè)距區(qū)域更新順序定為由遠(yuǎn)到近進(jìn)行更新。
另外，在第2實(shí)施形式中的各AF框內(nèi)的AF評(píng)價(jià)信號(hào)的峰的狀態(tài)的判斷，和第1實(shí)施形式中的圖4的流程圖相同，在第2實(shí)施形式中，在步驟S14中是No的情況下，AF評(píng)價(jià)信號(hào)的峰的狀態(tài)表達(dá)為○(該測(cè)距區(qū)域中有峰的頂點(diǎn)(峰頂))，在步驟S14中是Yes的情況下表達(dá)為△(在其他的測(cè)距區(qū)域中有峰頂)，在步驟S12中是No的情況下表達(dá)為×(該測(cè)距區(qū)域中無(wú)峰頂)。
其次，基于圖7的流程圖來(lái)說(shuō)明上述測(cè)距區(qū)域更新判斷處理部分的流程。本流程圖所示的處理，通過(guò)控制單元基于程序控制圖1的數(shù)碼照相機(jī)各部件來(lái)執(zhí)行。
在步驟21中，區(qū)域更新判斷裝置15在圖6中的上中下部9個(gè)AF框之中，檢查中部的3個(gè)AF框的AF評(píng)價(jià)值的狀態(tài)，僅在全部是○的情況下，進(jìn)入步驟S26，判斷為不更新測(cè)距區(qū)域。不檢查上中下部所有AF框是因?yàn)榭紤]中部的AF框優(yōu)先，進(jìn)行考慮使得即便在上部或下部的AF框內(nèi)有近距離的被拍攝物的情況下，聚焦也不會(huì)被拉到那里(例如使得在中部的AF框內(nèi)有主要的被拍攝物的情況下不會(huì)在上部或下部的AF框內(nèi)進(jìn)行焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn))。另外，檢查中部的3個(gè)AF框而不是中心一點(diǎn)的原因是，為了在主要的被拍攝物不在中心那樣的中空?qǐng)鼍暗那闆r下防止AF的誤測(cè)距。
當(dāng)在步驟S21中為“否”的情況下(中部不全是○的情況)，在步驟S22中，區(qū)域更新判斷裝置15判斷測(cè)距區(qū)域的更新是否在第2個(gè)以后。如果不是第2個(gè)以后，區(qū)域更新判斷裝置15在步驟S27中，判斷為更新測(cè)距區(qū)域。判斷測(cè)距區(qū)域的更新是否在第2個(gè)以后的原因是，在將測(cè)距區(qū)域細(xì)小分割的情況下，存在只掃描AF評(píng)價(jià)信號(hào)的峰的底部的可能性，因此為避免盡管實(shí)際上有峰卻只觀測(cè)峰的底部而進(jìn)行×判斷，在盡可能檢查多個(gè)測(cè)距區(qū)域后再進(jìn)行測(cè)距區(qū)域的更新判斷。
當(dāng)在步驟S22中為“是”的情況下(測(cè)距區(qū)域的更新在第2個(gè)以后的情況)，在步驟S23中，區(qū)域更新判斷裝置15檢查中部的AF框的AF評(píng)價(jià)值的狀態(tài)，判斷在中部是否有△。在中部有△的情況下，區(qū)域更新判斷裝置15解釋為，在其他的測(cè)距區(qū)域存在AF評(píng)價(jià)信號(hào)的峰的頂點(diǎn)，在步驟S27中，判斷為更新測(cè)距區(qū)域。在中部沒有△的情況下，區(qū)域更新判斷裝置15在步驟S24中，檢查中部的AF框的AF評(píng)價(jià)值的狀態(tài)，判斷中部是否全是×。
區(qū)域更新判斷裝置15在不全是×的情況下，由于在某個(gè)框中有○，所以在步驟S26中判斷為不更新測(cè)距區(qū)域。區(qū)域更新判斷裝置15在全部是×的情況下，由于在中部不能進(jìn)行焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)所以在步驟S25中檢查上下部的AF框的AF評(píng)價(jià)值的狀態(tài)，并檢查在上下部是否有△。區(qū)域更新判斷裝置15在上下部某處有△的情況下，由于在上下部其他的區(qū)域中存在被拍攝物所以在步驟S27中判斷為更新測(cè)距區(qū)域。區(qū)域更新判斷裝置15在上下部中沒有△的情況下，在步驟S26中判斷為不更新測(cè)距區(qū)域。
盡管在本例中表示AF框有多個(gè)的情況下的測(cè)距區(qū)域更新判斷處理的例子。但并不限于此，也可以始終利用全部的AF框來(lái)進(jìn)行測(cè)距區(qū)域更新判斷，在多個(gè)AF框之中中部的AF框不優(yōu)先也可以。
如上所述，根據(jù)第2實(shí)施形式，即使是AF框存在多個(gè)的情況下，也可將測(cè)距區(qū)域分割為多個(gè)，同時(shí)掃描所選擇的測(cè)距區(qū)域以取得AF評(píng)價(jià)值，基于AF評(píng)價(jià)值在判斷為已取得焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)結(jié)束掃描，因此可實(shí)現(xiàn)通過(guò)謀求AF速度的提高來(lái)縮短AF時(shí)間的自動(dòng)聚焦裝置及具備該自動(dòng)聚焦裝置的數(shù)碼照相機(jī)。
在本發(fā)明的第3實(shí)施形式中，說(shuō)明將本發(fā)明的自動(dòng)聚焦裝置適用到除變倍透鏡之外還具備有聚焦透鏡的數(shù)碼照相機(jī)的情況下的實(shí)施形式。第3實(shí)施形式與第1實(shí)施形式的不同點(diǎn)是，在光學(xué)系統(tǒng)中具備有變倍透鏡。此外，第3實(shí)施形式中數(shù)碼照相機(jī)除變倍透鏡以外的的結(jié)構(gòu)與第1實(shí)施形式相同(參照?qǐng)D1)，故省略說(shuō)明。
下面，一邊參照?qǐng)D1，圖8，圖9A和圖9B，一邊詳細(xì)說(shuō)明如上述所構(gòu)成的第3實(shí)施形式中的數(shù)碼照相機(jī)的動(dòng)作。
與AF時(shí)間有關(guān)的掃描點(diǎn)數(shù)，是由掃描測(cè)距范圍所必要的聚焦透鏡2的移動(dòng)量，和以哪種程度細(xì)小掃描測(cè)距范圍來(lái)決定。一般，當(dāng)焦距變長(zhǎng)時(shí)聚焦透鏡2的移動(dòng)量增加。另一方面，以哪種程度細(xì)小掃描測(cè)距范圍由相當(dāng)于焦深(focal depth)的Fδ(F是F數(shù)，δ是容許混亂直徑(Allowable diameter of circle of confusion))來(lái)決定?，F(xiàn)在，如果F數(shù)不因焦距而變化，則由于當(dāng)焦距變長(zhǎng)時(shí)聚焦透鏡2的移動(dòng)量增加，所以AF時(shí)間相應(yīng)延長(zhǎng)該增加量。從而，希望根據(jù)各焦距來(lái)如圖8所示那樣對(duì)測(cè)距區(qū)域的分割數(shù)進(jìn)行最優(yōu)化。
另外，在依照F數(shù)改變進(jìn)行掃描的細(xì)度的情況下，也可以依照F數(shù)來(lái)改變測(cè)距區(qū)域的分割方法。例如，在具有F4和F5.6的2個(gè)光圈值的數(shù)碼照相機(jī)的情況下，由于相對(duì)于以F4進(jìn)行攝影的情況，以F5.6進(jìn)行攝影的情況焦深更深，所以更粗略地取得AF評(píng)價(jià)值也沒有關(guān)系。具體地說(shuō)，如果相對(duì)于用F4攝影時(shí)的聚焦透鏡2的掃描點(diǎn)內(nèi)的移動(dòng)量，將用F5.6攝影時(shí)聚焦透鏡2的移動(dòng)量設(shè)定為2倍，則在用F5.6攝影時(shí)測(cè)距范圍的全部領(lǐng)域的掃描點(diǎn)數(shù)就變成大約一半。從而，如果將每個(gè)測(cè)距區(qū)域的掃描點(diǎn)數(shù)始終設(shè)定為一定，則用F4攝影時(shí)的一方相對(duì)于用F5.6攝影時(shí)，測(cè)距區(qū)域的分割數(shù)就如圖9A，9B所示那樣成為2倍。
盡管在本例中，對(duì)測(cè)距區(qū)域的分割數(shù)進(jìn)行了說(shuō)明，但是也可以根據(jù)攝影條件來(lái)變更測(cè)距區(qū)域的更新順序。例如，在攝影時(shí)亮度級(jí)高的情況下，判斷為正在戶外進(jìn)行攝影，按遠(yuǎn)處物體優(yōu)先的考慮方法，從遠(yuǎn)處的測(cè)距區(qū)域向近處的測(cè)距區(qū)域進(jìn)行掃描。另外，在攝影時(shí)亮度級(jí)低的場(chǎng)合，判斷為正在室內(nèi)進(jìn)行攝影，按近處物體優(yōu)先的考慮方法，從近處的測(cè)距區(qū)域向遠(yuǎn)處的測(cè)距區(qū)域進(jìn)行掃描。
另外，也可以根據(jù)攝影模式來(lái)變更測(cè)距區(qū)域的更新順序。例如在設(shè)定成拍攝風(fēng)景的模式的情況下，使遠(yuǎn)處的測(cè)距區(qū)域優(yōu)選來(lái)進(jìn)行掃描即可，在設(shè)定成拍攝人物的模式的情況下，優(yōu)先對(duì)近處區(qū)域或者包含人物多的測(cè)距區(qū)域進(jìn)行掃描即可。另外，在進(jìn)行閃光設(shè)定的情況下，判斷為拍攝人物，優(yōu)先對(duì)近處區(qū)域或者包含人物多的測(cè)距區(qū)域進(jìn)行掃描即可。
如上所述，根據(jù)第3實(shí)施形式，通過(guò)依照攝影時(shí)的焦距或者光圈值來(lái)改變測(cè)距區(qū)域的分割數(shù)、掃描點(diǎn)數(shù)或者測(cè)距區(qū)域更新順序，由此就可實(shí)現(xiàn)通過(guò)謀求AF速度的提高，來(lái)縮短AF時(shí)間的自動(dòng)聚焦裝置及具備該自動(dòng)聚焦裝置的數(shù)碼照相機(jī)。

另外，本發(fā)明的目的也是可以這樣達(dá)到，就是通過(guò)將記錄了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施形式的功能的軟件程序代碼的存儲(chǔ)介質(zhì)提供給系統(tǒng)或者裝置，該系統(tǒng)或者裝置的計(jì)算機(jī)(或者是CPU、MPU等)，讀出并執(zhí)行保存在存儲(chǔ)介質(zhì)中的程序代碼。
在此情況下，就成為從存儲(chǔ)介質(zhì)讀出的程序代碼自身將實(shí)現(xiàn)上述的實(shí)施形式的功能，存儲(chǔ)該程序代碼的存儲(chǔ)介質(zhì)將構(gòu)成本發(fā)明。
另外，作為用于供給程序代碼的存儲(chǔ)介質(zhì)，可以使用例如，軟(注冊(cè)商標(biāo))盤、硬盤、磁光盤、CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAW、DVD-RW、DVD+RW、磁帶、非易失性存儲(chǔ)卡和ROM等。
另外，不僅包含通過(guò)計(jì)算機(jī)執(zhí)行所讀出的程序代碼，上述的實(shí)施形式的功能得以實(shí)現(xiàn)的情況，也包含根據(jù)該程序代碼的指示，在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的OS(操作系統(tǒng))等進(jìn)行實(shí)際處理的一部分或者全部，通過(guò)該處理前面所說(shuō)的實(shí)施形式的功能得以實(shí)現(xiàn)的情況。
進(jìn)而，也包含當(dāng)從存儲(chǔ)介質(zhì)讀出的程序代碼，被寫入到插入計(jì)算機(jī)的功能擴(kuò)充板和/或連接到計(jì)算機(jī)的功能擴(kuò)充單元上所具備的存儲(chǔ)器以后，根據(jù)該程序代碼的指示，該功能擴(kuò)充板和/或功能擴(kuò)充單元上所具備的CPU等進(jìn)行實(shí)際處理的一部分或者全部，通過(guò)該處理前面所說(shuō)的實(shí)施形式的功能得以實(shí)現(xiàn)的情況。
本發(fā)明并不限于上述實(shí)施形式，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變更和修正。因此，為了公開本發(fā)明的范圍，附加以下的權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種聚焦控制裝置，與被拍攝物距離的預(yù)定范圍對(duì)應(yīng)地驅(qū)動(dòng)調(diào)焦用光學(xué)系統(tǒng)，通過(guò)進(jìn)行這樣的掃描，來(lái)檢測(cè)上述調(diào)焦用光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置，其特征在于，包括掃描范圍選擇裝置，將上述被拍攝物距離分割成多個(gè)范圍，并選擇要進(jìn)行掃描的范圍；和焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)取得裝置，掃描所選擇的范圍，取得上述調(diào)焦用光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)；其中，上述掃描范圍選擇裝置，根據(jù)攝影條件，變更上述要進(jìn)行掃描的范圍的分割方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚焦控制裝置，其特征在于根據(jù)攝影時(shí)的焦點(diǎn)距離，變更上述要進(jìn)行掃描的范圍的分割數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚焦控制裝置，其特征在于攝影時(shí)的焦點(diǎn)距離越長(zhǎng)，越增加上述要進(jìn)行掃描的范圍的分割數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚焦控制裝置，其特征在于根據(jù)攝影時(shí)的光圈值，變更上述要進(jìn)行掃描的范圍的分割數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚焦控制裝置，其特征在于攝影時(shí)的光圈越小，越減少上述要進(jìn)行掃描的范圍的分割數(shù)。
6.一種圖像攝取裝置，其特征在于具有權(quán)利要求1～5的任一項(xiàng)所述的聚焦控制裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種聚焦控制裝置和攝影裝置，其中，聚焦控制裝置與被拍攝物距離的預(yù)定范圍對(duì)應(yīng)地驅(qū)動(dòng)調(diào)焦用光學(xué)系統(tǒng)，通過(guò)進(jìn)行這樣的掃描，檢測(cè)上述調(diào)焦用光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置，聚焦控制裝置包括掃描范圍選擇裝置，將上述被拍攝物距離分割成多個(gè)范圍，并選擇要進(jìn)行掃描的范圍；焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)取得裝置，掃描所選擇的范圍，取得上述調(diào)焦用光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)；其中，上述掃描范圍選擇裝置，根據(jù)攝影條件，變更上述掃描范圍的分割方法。
文檔編號(hào)G02B7/36GK1767597SQ200510115259
公開日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2003年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月13日
發(fā)明者平井信也 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社