專利名稱：數(shù)字照相機(jī)的調(diào)焦的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字照相機(jī)，例如用于諸如移動電話、個人數(shù)字助理(PDA)，便攜式計算機(jī)或數(shù)字照相機(jī)本身的便攜式電子設(shè)備的微型照相機(jī)。這種數(shù)字照相機(jī)具有用于捕獲圖像的圖像傳感器和用于使光線聚焦在圖像傳感器上的鏡頭組件。
本發(fā)明尤其與數(shù)字照相機(jī)的調(diào)焦有關(guān)，在這種數(shù)字照相機(jī)中，鏡頭組件由于其鏡頭通常是可移動的，因而具有可變的焦點。
許多數(shù)字照相機(jī)都配備有自動聚焦工具。通常，自動聚焦算法可以是閉環(huán)算法或開環(huán)算法。典型地，在公知的閉環(huán)自動聚焦算法中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)移動鏡頭組件，在鏡頭組件提供不同焦點的位置捕獲一序列樣本圖像。樣本圖像通常僅覆蓋圖像的小部分區(qū)域，通常為圖像的中心。然后對樣本圖像進(jìn)行分析，以比較樣本圖像的聚焦質(zhì)量，從而確定鏡頭組件的哪個位置提供最佳的聚焦。然后利用執(zhí)行機(jī)構(gòu)使鏡頭移動到該位置，以便拍攝聚焦的照片。典型地，在公知的閉環(huán)自動聚焦算法中，為了確定聚焦質(zhì)量對樣本圖像進(jìn)行反復(fù)捕獲和分析，利用這一點來獲取反饋信號，以控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)來使鏡頭組件移動，從而優(yōu)化聚焦。
這種自動聚焦算法，不管是閉環(huán)算法還是開環(huán)算法，都需要執(zhí)行機(jī)構(gòu)來移動鏡頭組件。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是具有一定復(fù)雜性的必不可少的精密設(shè)備，并典型地是諸如電磁電動機(jī)(例如步進(jìn)電機(jī))的機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)或壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)。例如，在開環(huán)控制的情況下，執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須允許精確控制，以返回到被確定為提供最佳聚焦的位置。這種精密的電動機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制造成本相對較高。此外，執(zhí)行機(jī)構(gòu)增大了照相機(jī)的體積和重量，這在便攜式設(shè)備(例如移動電話)中是不期望的。另外，執(zhí)行機(jī)構(gòu)在工作期間消耗能量，這樣會耗盡電池的壽命。
希望減少由于需要提供能夠精確和可重復(fù)控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)而帶來的這些問題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種數(shù)字照相機(jī)，包括用于捕獲圖像的圖像傳感器；鏡頭組件，其被設(shè)置用來使光線聚焦在所述圖像傳感器上并提供可變的焦點；存儲器，用于存儲所述圖像傳感器所捕獲的圖像；以及控制器，其被設(shè)置用來控制所述數(shù)字照相機(jī)的操作，并被設(shè)置用來執(zhí)行包括如下步驟的圖像捕獲操作使所述圖像傳感器捕獲圖像序列，并將所捕獲的圖像序列存儲于存儲器中，其中，所述圖像序列中的每一個均由整個圖像區(qū)構(gòu)成，并具有所述鏡頭組件所提供的不同的焦點；以及對所述存儲器中存儲的所述圖像進(jìn)行分析，以確定所述圖像的聚焦質(zhì)量，并且基于分析的結(jié)果，從所述圖像序列中獲得焦點對準(zhǔn)的圖像。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于數(shù)字照相機(jī)的調(diào)焦方法，所述照相機(jī)包括用于捕獲圖像的圖像傳感器；鏡頭組件，其被設(shè)置用來使光線聚焦在所述圖像傳感器上并具有可變的焦點；以及存儲器，用于存儲所述圖像傳感器所捕獲的圖像；所述調(diào)焦方法包括捕獲圖像序列并將所捕獲的圖像序列存儲在所述存儲器中，所述圖像序列中的每一個圖像均由整個圖像區(qū)構(gòu)成；以及對所述存儲器中存儲的所述圖像進(jìn)行分析，以確定所述圖像的聚焦質(zhì)量，并且基于所分析的結(jié)果，從所述圖像序列中獲得焦點對準(zhǔn)的圖像。
因此，鏡頭組件的焦點是改變的，圖像用不同的焦點來捕獲。所捕獲的圖像并不是像上述現(xiàn)有技術(shù)那樣包含整個圖像區(qū)的一部分的樣本圖像，而是由用戶所需的整個圖像區(qū)構(gòu)成。然后對圖像進(jìn)行分析，以確定聚焦質(zhì)量?；诜治龅慕Y(jié)果，然后得到焦點對準(zhǔn)(in-focus)的圖像作為照片使用，例如通過顯示在照相機(jī)的顯示器上和/或存儲于照相機(jī)的存儲器中。在本發(fā)明的最簡單的應(yīng)用中，通過從圖像序列匯中選取被確定為具有最佳聚焦的一個圖像，來獲得焦點對準(zhǔn)的圖像，但是在較復(fù)雜的應(yīng)用中，從圖像序列合成所述聚焦圖像，下面將對此進(jìn)行更加詳細(xì)的描述本發(fā)明的優(yōu)點在于對鏡頭組件的精確控制的要求有所降低。例如，與上面所概括的開環(huán)自動聚焦技術(shù)相比，鏡頭組件無需被物理地返回到最佳的焦點對準(zhǔn)位置以拍攝照片，因為從存儲器中可獲得的圖像序列中可以獲得適當(dāng)?shù)膱D像。因此不需要能夠精確的或可重復(fù)定位的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在下面進(jìn)一步描述的實施方案的顯著優(yōu)點在于完全不需要執(zhí)行機(jī)構(gòu)。即使采用執(zhí)行機(jī)構(gòu)，重要的優(yōu)點仍在于，無需像利用公知的自動聚焦技術(shù)那樣提供相同精度的控制。這樣可降低采用執(zhí)行機(jī)構(gòu)的某些或全部復(fù)雜性、成本和體積。
與上述的開環(huán)自動聚焦算法相比，本發(fā)明的另一優(yōu)點在于減少了獲得聚焦的圖像所需的時間，因為在捕獲輸出的圖像之前，無需執(zhí)行使鏡頭組件返回到最佳聚焦位置的最后步驟。
在利用執(zhí)行機(jī)構(gòu)來移動鏡頭組件的情況下，數(shù)字照相機(jī)進(jìn)一步包括被設(shè)置用來移動鏡頭組件的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，圖像捕獲操作進(jìn)一步包括控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)移動鏡頭組件以改變焦點，在移動所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)時，執(zhí)行對所述圖像序列的所述捕獲。
本發(fā)明可采用壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)。壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有多種優(yōu)點，特別是較小的尺寸和低功耗。但是，許多壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)存在滯后，這使得無法根據(jù)控制信號來預(yù)知鏡頭組件的位置，因而導(dǎo)致難于利用開環(huán)自動聚焦算法來返回到先前確定的具有最佳聚焦的位置。但是，本發(fā)明在無需返回到先前確定的位置的情況下，提供了焦點對準(zhǔn)的圖像。這允許使用具有相關(guān)優(yōu)點的壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明還可采用電動機(jī)形式的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在這種情況下，不需要采用通常在提供自動聚焦的照相機(jī)中使用的精確的步進(jìn)電機(jī)，可以采用例如DC電機(jī)的更簡單和更便宜的電機(jī)，因為無需精確控制或知道位置。
在不需要執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實施方案中，所述數(shù)字照相機(jī)進(jìn)一步包括可由用戶操作的按鈕；以及機(jī)械聯(lián)動裝置，其連接所述按鈕與所述鏡頭組件，并適于根據(jù)所述按鈕的操作來移動所述鏡頭組件，所述控制器被設(shè)置用來響應(yīng)所述按鈕的操作執(zhí)行所述圖像捕獲操作，即，在所述鏡頭組件根據(jù)所述按鈕的操作而被移動時，捕獲所述圖像序列。
因此，通過所述機(jī)械聯(lián)動裝置，由所述按鈕的操作來機(jī)械地驅(qū)動所述鏡頭移動。即，用于所述鏡頭組件移動的動力來自于所述按鈕的操作，因而來自于用戶。在下文中，所述按鈕將被稱作“快門按鈕”或“快門釋放按鈕”，以指代用戶操作用來捕獲圖像的按鈕。應(yīng)該注意，數(shù)字照相機(jī)中通常不存在機(jī)械“快門”，這一術(shù)語并不意味著存在任何快門，而僅是從膠片照相機(jī)的先前功能中簡單得來的。
一種選擇是，當(dāng)用戶按下按鈕時，簡單的機(jī)械聯(lián)動裝置使鏡頭移動所需的距離。這可以是簡單機(jī)構(gòu)的直接連接，例如桿，以改變施加的力或連接的方向。在微型照相機(jī)中，所述鏡頭組件為幾毫米，鏡頭組件的相應(yīng)質(zhì)量為幾克或更少，因此用戶幾乎注意不到所需的力。通常，鏡頭需要移動約0.2mm，以覆蓋可能的焦點位置的范圍。因此，直接連接是可能的。如果操作者更進(jìn)一步地按下按鈕，例如1-2mm，簡單的桿機(jī)構(gòu)或其它連接機(jī)構(gòu)就足以實現(xiàn)移動。所述機(jī)械聯(lián)動裝置可以是任何適當(dāng)?shù)男问健Ｋ鰴C(jī)械聯(lián)動裝置優(yōu)選包括一個或幾個被形成為塑料模制品的部件。
另一種選擇是所述機(jī)械聯(lián)動裝置被設(shè)置成通過按下所述按鈕使所述鏡頭組件從其靜止位置移動，所述機(jī)械聯(lián)動裝置進(jìn)一步包括彈性元件(更簡單地，為壓縮彈簧)，其被設(shè)置成在按下所述按鈕之后，朝所述鏡頭組件的靜止位置偏壓所述鏡頭組件；以及阻尼器；其被設(shè)置成控制所述鏡頭組件朝其靜止位置移回的速度，所述控制器被設(shè)置成執(zhí)行所述圖像捕獲操作，即，在按下所述按鈕之后，當(dāng)所述鏡頭組件朝其靜止位置移動回時，捕獲所述圖像序列。因此，按下按鈕的動作壓迫彈性元件，彈性元件然后使鏡頭組件在阻尼器的控制下朝其靜止位置移回，所述阻尼器以預(yù)定的方式控制鏡頭組件的移動?？梢圆捎美谜承砸后w的典型“阻尼延遲器(dash-pot)”來實現(xiàn)這種阻尼器，或者這種阻尼器可更優(yōu)選為抗損耗/機(jī)械的塑料材料。通過適當(dāng)?shù)剡x取幾何形狀和材料的組合，所述彈性元件和阻尼器可由一個塑料模制品和相同的塑料模制品制成(可能為多拍攝(multi-shot))。
在捕獲圖像序列過程中，提供自動返回機(jī)構(gòu)使得操作可以不依靠鏡頭動力學(xué)。因此，鏡頭的行程是已知的和可重復(fù)的，從而可以精確地預(yù)先選擇捕獲圖像(定位鏡頭)的時機(jī)。
一種可選的特征是提供光學(xué)傳感器來感知鏡頭筒組件上的暗標(biāo)記和亮標(biāo)記，這種光學(xué)標(biāo)記代表希望捕獲圖像序列的各種焦點的位置(或位置之間的過渡點)。然后，可以利用來自于光學(xué)傳感器的信號來觸發(fā)圖像捕獲處理，而不依賴于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作、精確性或可重復(fù)性、或捕獲圖像序列期間鏡頭的速度。
本發(fā)明可用于任何尺寸的數(shù)字照相機(jī)，但是有利地，所述數(shù)字照相機(jī)為微型數(shù)字照相機(jī)，即其中鏡頭直徑為幾個毫米的照相機(jī)，例如鏡頭直徑在2mm到20mm范圍內(nèi)。由于尺寸小，鏡頭元件的質(zhì)量較小(幾克或更小)，因此聯(lián)動裝置上的機(jī)械負(fù)荷則較輕，因而用戶能夠簡單地按下按鈕，即按下按鈕不會遇到大的阻力，并且可被設(shè)計成對于用戶來說具有好的“手感”。
至于圖像序列中的圖像數(shù)量，增大圖像數(shù)量會更接近于最佳聚焦。對于一些應(yīng)用來說，兩個或三個聚焦位置就足以提供一個近似聚焦準(zhǔn)確的圖像。對于最佳聚焦來說，當(dāng)與例如300百萬像素或更高像素的高分辨率的圖像傳感器一起使用時，當(dāng)采用例如10個或10個以上的更多的鏡頭位置時會獲得更好的效果。實際上，在5到7個鏡頭位置捕獲圖像通?？梢蕴峁┏浞志劢沟膱D像。
在第一類實施方案中，圖像序列全部被存儲，以用于隨后的分析和確定聚焦準(zhǔn)備的圖像。在這種情況下，對存儲器的要求相對較高。對于X百萬像素的分辨率的圖像來說，對存儲器的典型要求為3X百萬字節(jié)的級別。因此，例如，3百萬像素照相機(jī)的單個幀需要9百萬字節(jié)級的存儲空間。但是，對于3百萬像素的照相機(jī)來說，可以獲得可選的格式和壓縮，從而使所需的存儲器空間減少到1-2百萬字節(jié)的級別。因此，必須提供足夠的暫時存儲器來存儲圖像序列中的多個圖像。在分析之后，確定的聚焦準(zhǔn)確的圖像可在顯示器顯示，并進(jìn)一步對其進(jìn)行存儲，同時可以刪除圖像序列中其余的圖像以釋放存儲器，或者當(dāng)下次需要存儲器時簡單地將其覆蓋。
在第二類實施方案中，通過以下步驟對圖像進(jìn)行實時分析首先將所述圖像序列的第一圖像作為所述焦點對準(zhǔn)的圖像存儲，以及對于所述圖像序列中的每一個相繼圖像，通過將所述每一個相繼圖像與作為所述焦點對準(zhǔn)的圖像而存儲的圖像進(jìn)行比較，從而對所述每一個相繼圖像進(jìn)行分析以確定其聚焦質(zhì)量，并基于分析的結(jié)果來更新作為所述焦點對準(zhǔn)的圖像而被存儲的圖像。
所述第二類實施方案比所述第一類實施方案需要較少的存儲器，因為在任何時刻需要存儲的最多的圖像為兩個，即圖像序列中最新被捕獲的圖像，并且聚焦準(zhǔn)確的圖像被更新，而不是圖像序列中的全部圖像被更新。另一方面，第二類實施方案需要足夠高的處理速度，或者較低的圖像序列捕獲速率，這就意味著，在將下一個圖像從圖像傳感器讀入存儲器之前，必須對前一個圖像進(jìn)行充分分析。數(shù)字照相機(jī)中典型的幀速率為每秒30幅，在這種情況下，可用于圖像比較的時間為33ms級。
從圖像序列中獲得焦點對準(zhǔn)的圖像的方式有多種。
一種選擇是，從圖像中選取具有最佳聚焦的一個圖像來獲得焦點對準(zhǔn)的圖像?？梢曰趯φ麄€圖像的部分區(qū)域(例如中心區(qū)域)或整個圖像區(qū)進(jìn)行的分析，來執(zhí)行對聚焦質(zhì)量的分析。
另一種選擇是，從圖像序列合成焦點對準(zhǔn)的圖像，例如，對圖像序列中一幅以上的圖像進(jìn)行合成。這可以通過以下步驟來實現(xiàn)確定圖像在其多個部分中的各個中的圖像聚焦質(zhì)量，對于圖像區(qū)的多個部分中的各個部分，從所述圖像序列中的一個圖像中選取被確定具有最佳聚焦的圖像區(qū)部分。因此，焦點對準(zhǔn)的圖像的不同部分可以來自于在不同的焦點位置捕獲的不同圖像，以允許圖像的全部區(qū)域是焦點對準(zhǔn)的。這樣可以增大照相機(jī)的可見景深。在該實施方案中，在逐個部分基礎(chǔ)上進(jìn)行選擇。通常，基于以下分析區(qū)中的任意一個來在圖像的多個部分中的各個部分中確定圖像的聚焦質(zhì)量(a)圖像區(qū)部分的一部分區(qū)域，(b)圖像區(qū)各個部分的整個區(qū)域，或(c)圖像區(qū)部分的整個區(qū)域和鄰近區(qū)域。
所述圖像區(qū)部分可以是多個像素的區(qū)域。在這種情況下，可以從圖像序列中的被確定為具有最佳聚焦的一個圖像中，選取圖像區(qū)部分。為了獲得最佳效果，區(qū)域的尺寸需要相對較小，而鏡頭位置的數(shù)量需要相對較大。通過仿真表明，對于3百萬像素的傳感器，可以在面積基本相等的9到25個區(qū)域之間，并且在3到10個鏡頭位置之間獲得高質(zhì)量的圖片。所述區(qū)域可具有任意的形狀和配置。所述區(qū)域的邊界可選擇為“粗糙的”而不是直線。所述區(qū)域還可以有用地具有六邊形周邊而不是矩形周邊。這兩個特征使得人眼幾乎不會注意到區(qū)域的邊界。
作為一種選擇，各個圖像部分均可包含單個像素。在這種情況下，基于由該像素和圖像鄰近區(qū)域構(gòu)成的分析區(qū)，對每個像素確定圖像的聚焦質(zhì)量。與先前描述的處理相比，該方案的主要優(yōu)點在于不會在最終合成的焦點對準(zhǔn)的圖像的不同部分之間出現(xiàn)人為地引入的邊界(可看到顯著的邊界聚焦誤差)。相反地，該處理有效地使每個像素本身構(gòu)成一個區(qū)域，因此，合成的圖像將無論如何都不會存在可見的區(qū)域邊界。
為了便于更好的理解，下面將參照附圖以非限制性的實施例的方式描述本發(fā)明的實施方案，其中

圖1是包含照相機(jī)的移動電話的前視圖；圖2是照相機(jī)的鏡頭組件的透視后視圖；圖3是沿圖2中的剖面線AA′剖開的、照相機(jī)的光學(xué)部件的結(jié)構(gòu)排列的剖視圖；圖4是照相機(jī)的電子部件的圖；圖5是照相機(jī)為確定圖像的聚焦質(zhì)量而執(zhí)行分析的流程圖；圖6是照相機(jī)的第一圖像捕獲操作的流程圖；圖7是照相機(jī)在鏡頭組件的連續(xù)位置捕獲的一序列圖像的示意圖；圖8是用于照相機(jī)的快門釋放按鈕的聯(lián)動機(jī)構(gòu)的改進(jìn)形式的側(cè)視圖；圖9是照相機(jī)的第一圖像捕獲操作的流程圖；圖10是圖9的第一圖像捕獲操作處理的圖像的實施例的示意圖；圖11是圖9的第一圖像捕獲操作處理的圖像的另一實施例的示意圖；以及圖12示出了采用執(zhí)行機(jī)構(gòu)的可選形式的照相機(jī)。
圖1示出了在其中配備有根據(jù)本發(fā)明的照相機(jī)5的移動電話1。在移動電話1的前表面設(shè)有鍵盤2、顯示屏3以及照相機(jī)5的快門釋放按鈕4。
最好參見圖2，照相機(jī)5具有在其中安裝有鏡頭組件6的殼體7。鏡頭組件6朝移動電話1后部設(shè)置，用于接收來自移動電話1外部的光線。如圖2所示，鏡頭組件6包括固定透鏡9和可移動的透鏡10。鏡頭組件6設(shè)置于圖像傳感器11前方，以使接收的光線聚焦在圖像傳感器11上。鏡頭組件6是可移動的，特別地，其通過可移動的透鏡10的移動改變光線在圖像傳感器11上的聚焦。為清晰起見，將固定透鏡9和可移動的透鏡10描述為單個的鏡頭，然而在實際中它們一般由鏡頭組構(gòu)成。
如圖2的虛線以及圖3中詳細(xì)所示，照相機(jī)5具有機(jī)械聯(lián)動裝置8，機(jī)械聯(lián)動裝置8使快門釋放按鈕4與鏡頭組件6相連，特別是與可移動的透鏡10相連。在這種情況下，機(jī)械聯(lián)動裝置8為簡單的桿。用戶一旦按下快門釋放按鈕4，按鈕4便移動到虛線4a所示的位置，機(jī)械聯(lián)動裝置8與按鈕一起移動，并驅(qū)動可移動的透鏡10移動到虛線10a所示的位置，從而改變光線在圖像傳感器11上的聚焦。
此外，照相機(jī)5具有如圖4所示的電子部件，對這些電子部件的設(shè)置如下。
圖像傳感器11被連接，以通過信號處理器12將所捕獲的圖像的輸出圖像信號提供到存儲器13。后面將進(jìn)一步討論，在操作中，由整個圖像區(qū)所組成的圖像儲存于存儲器13中。圖像傳感器11、信號處理器12、存儲器13以及照相機(jī)5的其他部件的操作均由控制器14控制?？刂破?4還響應(yīng)于快門釋放按鈕4的操作?？刂破?4通常通過運(yùn)行適當(dāng)程序的微處理器來實現(xiàn)。作為一種選擇，控制器14的某些功能(例如，后面描述的對所捕獲的圖像進(jìn)行分析以確定聚焦質(zhì)量的操作)或全部功能可由專門的硬件來實現(xiàn)。
控制器14利用圖5所示的算法，分析存儲器13中存儲的圖像的聚焦質(zhì)量。在步驟S1，選取圖像的分析區(qū)。該分析區(qū)可以是整個圖像區(qū)、或者可以是整個圖像區(qū)的一部分區(qū)域，例如整個圖像區(qū)的中心部分或多個部分。
在步驟S2，由高通濾波器對選定的區(qū)域進(jìn)行濾波。采用高通濾波器的根據(jù)是，高的空間頻率分量的增加會使聚焦更好，因此高通濾波器的輸出代表聚焦質(zhì)量。因此需要對高通濾波器進(jìn)行設(shè)計。下面是對該濾波器的要求·直流系數(shù)必須為零，因為直流信號從不傳達(dá)有用的聚焦信息；·超高頻率可能會由像素噪聲來控制(如果這一點可以由對特定系統(tǒng)的散光圈的分析來證明，則其將是十分有用的信息)。所述頻率還應(yīng)被削弱；·中間頻率將包含有用的聚焦信息。
這些頻帶之間的過渡帶不應(yīng)太陡峭，否則它們會起閾值作用，并且會阻止算法在某些環(huán)境下工作。
根據(jù)空間原型來設(shè)計頻域濾波器是獲得滿意結(jié)果的一種方法。在知道在空間域中需要什么卷積運(yùn)算的情況下，其可被轉(zhuǎn)換為頻域乘法。
一種可能的高通濾波器為高斯拉普拉斯濾波器。
所述高通濾波器可在頻域中實現(xiàn)。一種可能是執(zhí)行離散余弦變換，例如對8×8的像素塊執(zhí)行離散余弦變換。然后，可以通過使空間頻率分量與頻域濾波器系數(shù)相乘，來獲得聚焦質(zhì)量的度量。
在步驟S3，對步驟S2的輸出取絕對值，以及在步驟S4，將絕對值相加。作為在步驟S3取絕對值的一種選擇，可以進(jìn)行冪運(yùn)算，但是絕對值運(yùn)算比冪運(yùn)算的運(yùn)算成本低，而二者幾乎同樣實用。
因此，步驟S4的輸出提供了圖像聚焦質(zhì)量的度量。圖5所示的算法產(chǎn)生了非常滿意的結(jié)果，并且在仿真中與采用其他算法(某些基于頻率的算法和某些基于空間的算法)相比更佳。但是，應(yīng)當(dāng)理解，可以可選地采用用于確定聚焦質(zhì)量的其他算法。
下面將對圖6示出的由控制器執(zhí)行的第一圖像捕獲操作進(jìn)行描述。
在步驟S10，檢測是否按下按鈕4。響應(yīng)于此，操作執(zhí)行步驟S11，在步驟S11，控制器14使圖像傳感器11捕獲一序列圖像，并將它們存儲于存儲器13中。每個被存儲的圖像均由整個圖像區(qū)構(gòu)成。所述整個圖像區(qū)可對應(yīng)于圖像傳感器11的整個圖像區(qū)，但是在某些情況下，可丟棄圖像傳感器11的某些周邊像素。在最初按下按鈕4之后的預(yù)定時間存儲這些圖像，以使每個被存儲的圖像是在鏡頭組件6的不同位置捕獲的、具有不同焦點的圖像。
例如在圖7中示出了這種情況，圖7示出了照相機(jī)5用于容納鏡頭組件6的部分的剖視圖?？梢苿拥耐哥R10支撐在鏡頭架15中，鏡頭架15可以是鏡頭筒。透鏡10和鏡頭架15都是圓對稱的。鏡頭架15連到能夠在平行于光軸的方向(附圖中的水平方向)移動鏡頭架15的機(jī)械聯(lián)動裝置8上。鏡頭架15、可移動的透鏡10以及機(jī)械聯(lián)動裝置8與諸如懸掛部件、固定透鏡以及圖像傳感器(未示出)的其他部件一起放置在殼體7中。在按壓按鈕4期間，機(jī)械聯(lián)動裝置8使鏡頭架15并因此使可移動的透鏡10移動(如水平方向的箭頭所示)到由虛線所示并由8a、15a以及10a表示的位置。在鏡頭組件6移動期間，在標(biāo)記為1-6的細(xì)垂線表示的、可移動的透鏡10的幾個位置，捕獲全部圖像并將它們存儲于存儲器13中，其中位置1對應(yīng)于較近的焦點，而位置6對應(yīng)于較遠(yuǎn)的焦點。在該實施例中采用了6個透鏡位置，但是可以采用更少或更多的透鏡位置。在移動的起始位置1、結(jié)束位置6以及4個中間位置2-5，捕獲全部圖像。在圖7的下部，示意性地示出了透鏡移動過程中由圖像傳感器捕獲的6個圖像。
盡管圖像序列中的數(shù)量在圖7中被示為6，但是通?？梢詾槿我獾膹?fù)數(shù)。
在圖6中，在將全部圖像存儲在存儲器13中之后執(zhí)行的步驟S12，利用圖5所示的算法來確定每個圖像的聚焦質(zhì)量。然后在步驟S13，選取具有最佳聚焦質(zhì)量的圖像作為焦點對準(zhǔn)(in focus)的圖像。將該焦點對準(zhǔn)的圖像顯示在顯示屏3上，并將其保留在存儲器13中。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的是，不管快門釋放按鈕4和鏡頭組件6在電話中的位置如何，機(jī)械聯(lián)動裝置8通常都可容易地將它們連接起來，并且機(jī)械聯(lián)動裝置8進(jìn)一步可以被設(shè)計成產(chǎn)生鏡頭組件6移動的期望范圍和速度分布。例如，機(jī)械聯(lián)動裝置8可并入彈簧和阻尼系統(tǒng)，用于不管多快地按下按鈕4，鏡頭組件6的移動基本都可由彈簧的剛度(spring stiffness)和阻尼器的阻抗(damperresistance)來控制。例如利用回動彈簧，可以容易地使鏡頭組件6返回到其起始位置。
類似地，圖像序列的捕獲和存儲可發(fā)生在鏡頭組件6返回到其起始位置的過程中，而不是發(fā)生在按下按鈕4的過程中。在這種情況下，雖然鏡頭組件4的移動仍然由用戶通過按鈕4的操作來驅(qū)動，但是這樣做的優(yōu)點在于，可更好地控制鏡頭組件6的移動，因為鏡頭組件6的移動較少地取決于用戶的動作。所有這些設(shè)計均包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
圖8示出了聯(lián)動機(jī)構(gòu)8的改進(jìn)形式，其在鏡頭組件6返回到其初始位置過程中捕獲和存儲圖像序列。在圖8中示出了移動電話1的殼體的兩個相對的壁21和22，這兩個壁通常是固定的，并且聯(lián)動機(jī)構(gòu)就設(shè)置在它們之間?？扉T釋放按鈕4突出而穿過壁21，并經(jīng)由硬聯(lián)桿23連接到超程分離機(jī)構(gòu)24，超程分離機(jī)構(gòu)24則經(jīng)由硬聯(lián)桿25連接到彈簧26一端。彈簧26的另一端作用于移動電話1的殼體的壁22。彈簧26可由任何彈性元件來代替。聯(lián)桿25還連接到阻尼機(jī)構(gòu)27(例如緩沖器，或其他具有粘滯特性的阻尼裝置)，阻尼機(jī)構(gòu)27還作用于移動電話1的殼體的壁22。最后，聯(lián)桿25與鏡頭組件6的可移動的透鏡10機(jī)械連接，這是聯(lián)動機(jī)構(gòu)8移動的主要目標(biāo)。
超程分離機(jī)構(gòu)24的作用是傳遞施加到快門釋放按鈕4的任何彈力，直到實現(xiàn)某個按壓(圖8的右側(cè))為止。在此之后，快門釋放按鈕4被有效分離，直到聯(lián)桿25(在被壓縮的彈簧26的反向驅(qū)動下)返回到如圖8所示并且例如由壁21所限定的靜止位置。在此，任何適當(dāng)?shù)膫鹘y(tǒng)公知的機(jī)構(gòu)都將滿足要求。
聯(lián)動機(jī)構(gòu)8的操作如下最初，彈簧7基本未被壓縮并且快門釋放按鈕4處于其靜止位置(圖8左側(cè))。用戶按下快門釋放按鈕4(圖8右側(cè))，用戶施加的壓縮力經(jīng)由超程分離機(jī)構(gòu)24傳遞到聯(lián)桿25。這使得聯(lián)桿25跟隨快門釋放按鈕4的移動，從而壓縮彈簧26、按下阻尼器27并驅(qū)動可移動的透鏡10到達(dá)極端位置。當(dāng)快門釋放按鈕4接近其行程終點時，超程分離機(jī)構(gòu)24解扣(trip in)，從而使快門釋放按鈕4有效地與聯(lián)桿25分離。此后，聯(lián)桿25以及與之相連的部件(彈簧26、阻尼器27以及可移動的透鏡10)在被壓縮的彈簧26的作用力下，自由退回到它們的靜止位置(圖8左側(cè))，其中由摩擦力并且主要由阻尼器27的阻尼作用來控制速度。這些運(yùn)動一起使可移動的透鏡10以基本恒定的速度、在其操作范圍內(nèi)平緩地往返運(yùn)動(如果需要的話，通過細(xì)心設(shè)計和構(gòu)造阻尼器27，可以產(chǎn)生不同的速度分布)。
控制器14可操作地在聯(lián)桿25和可移動的透鏡10的返回運(yùn)動過程中捕獲和存儲圖像。
有利地，將鏡頭組件6的標(biāo)準(zhǔn)的靜止位置設(shè)為鏡頭組件的無窮大焦距，以便在照相機(jī)搖攝時，始終有盡可能多的聚焦準(zhǔn)確的場景。上述位置可以是廠商預(yù)置的位置。在這種情況下，可將聯(lián)動機(jī)構(gòu)8配置用來允許如下的操作。在按下按鈕4后，鏡頭組件6便被推回到其范圍的一端(例如最小焦距)并停留在那里，直到按鈕4到達(dá)其行程的終點，即對于按鈕4來說，無需被釋放。當(dāng)?shù)竭_(dá)行程的終點位置時，按鈕4可有用地發(fā)出噪音，例如通過推回在行程結(jié)束時釋放的臂，所述臂然后返回并撞擊另一元件，從而產(chǎn)生噪音。一旦在按鈕4的下行沖程中，在用戶所壓縮的彈簧的作用下到達(dá)行程的終點，就會獲得聚焦的圖像序列，如上所述。鏡頭組件6一旦到達(dá)其另一行程終點，它便斷開另一個桿(或可能為電子開關(guān))，所述另一個桿然后使鏡頭組件6與回程彈簧分離。之后，鏡頭組件6的位置受較弱的彈簧的控制，而較弱的彈簧只是使鏡頭組件6返回到無窮大焦距。在本文中，“彈簧”可以是任何彈性元件，并可以僅僅通過一片彎曲的塑料、金屬或彎曲的導(dǎo)線來實現(xiàn)。這樣或許會很好地工作，因為無窮大焦距(HFD)返回機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度只要能夠移動較輕的鏡頭組件6就可以了，而按鈕激勵的回程系統(tǒng)的強(qiáng)度很大(足以完全使HFD返回系統(tǒng)過載)，因為它是由相對較強(qiáng)的用戶激勵并且是減速的(gear down)，例如速度降低10倍的量級。
圖9示出由控制器可選地執(zhí)行的第二圖像捕獲操作，下面將對此進(jìn)行描述。在第一圖像捕獲操作中，將全部圖像存儲于存儲器13中之后，執(zhí)行對圖像序列的分析，但是在第二圖像捕獲操作中，動態(tài)(on-the-fly)對圖像進(jìn)行分析，因此降低了對存儲器的要求。
在步驟S20，檢測是否按下按鈕4。響應(yīng)于此，操作進(jìn)行到步驟S21。在步驟S21，控制器14使圖像傳感器11捕獲圖像序列中的第一圖像，并將其作為焦點對準(zhǔn)的圖像存儲于存儲器13中，該圖像由整個圖像區(qū)構(gòu)成。接下來在步驟S22，控制器14使圖像傳感器11捕獲圖像序列中的下一個圖像，將其存儲于存儲器13中并與上述焦點對準(zhǔn)的圖像隔開，該存儲的圖像由整個圖像區(qū)構(gòu)成。在步驟S21和S22，在最初按下按鈕4之后與第一圖像捕獲操作相同的預(yù)定時間存儲每個圖像，以便使每個被存儲的圖像都是在鏡頭組件6的不同位置捕獲的，并具有不同焦點。
之后，在步驟S23，利用圖5所示的算法確定下一個圖像的聚焦質(zhì)量，并且焦點對準(zhǔn)的圖像的聚焦質(zhì)量也是如此確定的(如果在步驟S23的先前的重復(fù)中還未確定的話)。在步驟S24，將下一個圖像的聚焦質(zhì)量與焦點對準(zhǔn)的圖像的聚焦質(zhì)量進(jìn)行比較，如果下一個圖像的聚焦質(zhì)量更好，則將具有最佳聚焦質(zhì)量的圖像存儲為焦點對準(zhǔn)的圖像，例如，通過覆蓋先前的焦點對準(zhǔn)的圖像。
在步驟S25，確定是否存儲并分析了圖像序列中的所有圖像。如果沒有，那么操作返回到步驟S22。一旦存儲并分析了圖像序列中的所有圖像，則在步驟26結(jié)束處理，在這種情況下，圖像序列中具有最佳聚焦質(zhì)量的圖像被保留作為焦點對準(zhǔn)的圖像。因而，結(jié)果與第一圖像捕獲操作相同，但是步驟S23和S24的快速分析需要較少的存儲器13的空間。
圖10示出了第二圖像捕獲操作的實施例，其中第四圖像具有最佳的聚焦質(zhì)量。圖像由圖7中的數(shù)字來區(qū)分，分析區(qū)19被示為是整個圖像區(qū)的一部分。每一行表示在步驟S24執(zhí)行的比較，并用問號表示，圖像的第一列是被存儲的焦點對準(zhǔn)的圖像，第二列是各個后繼的新圖像。最后一列表示作為比較的結(jié)果而被存儲為焦點對準(zhǔn)的圖像。因此，在最初的三次比較中，每次都對聚焦的圖像進(jìn)行更新，以使第四圖像成為焦點對準(zhǔn)的圖像，此后則未改變該焦點對準(zhǔn)的圖像。
如上所述，第一圖像捕獲操作和第二圖像捕獲操作導(dǎo)致選取圖像序列中的一個完整圖像作為焦點對準(zhǔn)的圖像。作為一種選擇，可以通過在理論上將圖像區(qū)分成多個部分，并選取圖像序列中的一個圖像的各個部分，來改變第一圖像捕獲操作的步驟S13和第二圖像捕獲操作的步驟S24的處理。結(jié)果是，焦點對準(zhǔn)的圖像可以是從圖像序列中的一個以上的圖像構(gòu)成的合成圖像。
可以將圖像分成任意數(shù)量的部分。隨著分割數(shù)量的增加，總的聚焦質(zhì)量提高，但是需要更大的處理能力。最簡單的變體可以是將圖像分成兩部分，可以有用地將這兩部分配置成位于圖像中心的單個圓形像素塊(用于對感興趣的物體進(jìn)行聚焦)，并由第二像素塊(用于對背景進(jìn)行聚焦)所圍繞。
被分割的部分通?？梢跃哂腥我獾男螤詈统叽纭榱藴p少所需的處理，被分割的部分可以包括任意形狀(例如矩形、三角形和六邊形)的多個像素區(qū)域，其中這些區(qū)域可具有直的或波狀的邊界，以使相鄰區(qū)域互鎖，從而降低邊界假象(boundary artefact)的可見度。所述區(qū)域可以被規(guī)則或不規(guī)則地配置，并且可以具有相同或不同的尺寸。
為了提高分辨率，圖像被分割的部分可以非常小，例如單個像素、或者單個像素及離其最近的像素，例如5個或9個像素。這提供了最高的分辨率，但是易于受到圖像中的噪聲干擾，因為像素級的信噪比是高的。但是，如果噪聲級是已知的，則可以修改聚焦處理以容許噪聲?？梢岳绺鶕?jù)以下條件來估計噪聲級傳感器芯片的公知特性；場景的整體亮度或局部亮度(暗淡的場景將具有更多的噪聲)；以及環(huán)境溫度(溫度越高，噪聲越大)，環(huán)境溫度可通過測量單個晶體管上的電壓來度量。
在采用區(qū)域的情況下，優(yōu)選基于處理的區(qū)域中的圖像聚焦質(zhì)量的確定，來選擇圖像區(qū)的各個部分。但是，在采用更少的圖像部分的情況下，希望基于對分析區(qū)域(包括處理的圖像部分和鄰近的圖像區(qū)域)中的圖像聚焦質(zhì)量的確定，來選擇圖像區(qū)的各個部分，。
圖11獨立示出了采用獨立選擇圖像區(qū)部分的第二圖像捕獲操作的實施例，其中采用9個矩形區(qū)域作為圖像的部分。在圖11中，上部的圖表示在處理開始即在鏡頭位置1，聚焦的圖像的組成；中間的圖表示在鏡頭位置4的、經(jīng)3次比較處理步驟之后的圖像的組成；以及下部的圖示出在鏡頭位置6的、經(jīng)過最后的處理步驟之后，最終圖像的組成。在該實施例中，在鏡頭位置1，中心區(qū)域和中心區(qū)域下部的區(qū)域?qū)?yīng)于較近的物體或前景物體是最佳焦點對準(zhǔn)的；在鏡頭位置3，右側(cè)區(qū)域?qū)?yīng)于中間距離是最佳焦點對準(zhǔn)的；以及在鏡頭位置6，其余的區(qū)域?qū)?yīng)于無窮遠(yuǎn)是最佳焦點對準(zhǔn)的。
如上所述，自動聚焦操作可與快門釋放按鈕4的操作結(jié)合，即當(dāng)用戶希望拍照片時。作為一種選擇，可以使自動聚焦操作發(fā)生在其他時間。如果用戶想要在拍照片之前，在顯示器3上觀看焦點對準(zhǔn)的圖像，那么這一點則是有用的。為此，除了快門釋放按鈕4之外，還可以提供聚焦按鈕。作為一種選擇，快門釋放按鈕4可被設(shè)置成觸發(fā)與拍照操作分開的自動聚焦操作。但是，至少為了能夠使用，自動聚焦操作要么捕獲并存儲聚焦的圖像，要么捕獲和顯示聚焦的圖像，或者捕獲、存儲并顯示聚焦的圖像，因此為照相機(jī)操作提供兩種模式是同樣有用的；在模式1中，按下快門釋放按鈕4導(dǎo)致捕獲多個完整圖像、選擇焦點以及僅顯示最終的最佳聚焦的圖像(可選地，隨后更加永久地存儲所顯示的圖像)；在模式2中，模式1的所有操作與將最佳聚焦圖像自動轉(zhuǎn)移到更加永久的存儲裝置是一起發(fā)生的。因此，模式1是“看并看見(look and see)”模式，而模式2與傳統(tǒng)的傻瓜(point-and-shoot)模式非常類似。作為一種選擇，可對快門釋放按鈕4進(jìn)行如下設(shè)計按鈕4行程的第一部分使自動聚焦機(jī)構(gòu)工作，按鈕4行程的第二部分使照片被拍攝。這樣，所述第一部分導(dǎo)致焦點對準(zhǔn)的圖像被顯示，但并不作為照片存儲，而在所述第二部分，顯示并存儲焦點對準(zhǔn)的圖像。
如圖12所示，上面描述的照相機(jī)5可適于采用執(zhí)行機(jī)構(gòu)15而不采用聯(lián)動機(jī)構(gòu)來驅(qū)動鏡頭組件6移動。在這種情況下，控制器14控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)15響應(yīng)于快門釋放按鈕4的操作，來移動鏡頭組件6(或者更具體地說移動可移動的透鏡10)。因此，可以采用第一圖像捕獲算法和第二圖像捕獲算法，但是步驟S11、S21以及S22被修改為包括對執(zhí)行機(jī)構(gòu)15的控制，并且利用施加到執(zhí)行機(jī)構(gòu)15上的控制信號的適當(dāng)值，來捕獲和存儲圖像。所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以是壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)，例如WO-01/47041中公開的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)可用于WO-02/103451中公開的照相機(jī)。在這種情況下，可以像WO-2005/003834所公開的那樣，利用并入執(zhí)行機(jī)構(gòu)15的懸掛系統(tǒng)來懸掛鏡頭組件6。作為一種選擇，執(zhí)行機(jī)構(gòu)15可以是電動機(jī)，例如直流電動機(jī)。
上面描述的照相機(jī)5為靜止圖像照相機(jī)，但是可以容易地適于作為采用相同調(diào)焦方法的攝像機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字照相機(jī)，包括用于捕獲圖像的圖像傳感器；鏡頭組件，其被設(shè)置用來使光線聚焦在所述圖像傳感器上并提供可變的焦點；存儲器，用于存儲所述圖像傳感器所捕獲的圖像；以及控制器，其被設(shè)置用來控制所述數(shù)字照相機(jī)的操作，并被設(shè)置用來執(zhí)行包括如下步驟的圖像捕獲操作使所述圖像傳感器捕獲圖像序列，并將所捕獲的圖像序列存儲于存儲器中，其中，所述圖像序列中的每一個圖像均由整個圖像區(qū)構(gòu)成，并具有所述鏡頭組件所提供的不同的焦點；以及對所述存儲器中存儲的所述圖像進(jìn)行分析，以確定所述圖像的聚焦質(zhì)量，并且基于分析的結(jié)果，從所述圖像序列中獲得焦點對準(zhǔn)的圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字照相機(jī)，其中所述鏡頭組件可移動以改變所述焦點。
3.如權(quán)利要求2所述的數(shù)字照相機(jī)，其中所述數(shù)字照相機(jī)進(jìn)一步包括可由用戶操作的按鈕；以及機(jī)械聯(lián)動裝置，連接所述按鈕與所述鏡頭組件，并適于根據(jù)所述按鈕的操作來移動所述鏡頭組件，所述控制器被設(shè)置用來響應(yīng)所述按鈕的操作執(zhí)行所述圖像捕獲操作，即，在所述鏡頭組件根據(jù)所述按鈕的操作而被移動時，捕獲所述圖像序列。
4.如權(quán)利要求3所述的數(shù)字照相機(jī)，其中，所述機(jī)械聯(lián)動裝置被設(shè)置成通過按下所述按鈕使所述鏡頭組件從其靜止位置移動，所述機(jī)械聯(lián)動裝置進(jìn)一步包括彈性元件，其被設(shè)置成在按下所述按鈕之后，朝所述鏡頭組件的靜止位置偏壓所述鏡頭組件；以及阻尼器；其被設(shè)置成控制所述鏡頭組件朝其靜止位置移回的速度，所述控制器被設(shè)置成執(zhí)行所述圖像捕獲操作，即，在按下所述按鈕之后，當(dāng)所述鏡頭組件朝其靜止位置移動回時，捕獲所述圖像序列。
5.如權(quán)利要求2或3所述的數(shù)字照相機(jī)，其中，所述數(shù)字照相機(jī)進(jìn)一步包括被設(shè)置用來移動所述鏡頭組件的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述圖像捕獲操作進(jìn)一步包括控制所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)移動所述鏡頭組件以改變所述焦點，當(dāng)所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)被移動時，執(zhí)行所述捕獲圖像序列的操作。
6.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字照相機(jī)，其中所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)為壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)或電動機(jī)。
7.如前述權(quán)利要求中的任意一項所述的數(shù)字照相機(jī)，其中所述獲得焦點對準(zhǔn)的圖像的步驟包括從所述圖像序列中選取一個被確定為具有最佳聚焦的圖像。
8.如權(quán)利要求6所述的數(shù)字照相機(jī)，其中，基于分析區(qū)確定所述圖像的所述聚焦質(zhì)量，所述分析區(qū)是所述整個圖像區(qū)的一部分。
9.如權(quán)利要求1至5中的任意一項所述的數(shù)字照相機(jī)，其中所述獲得焦點對準(zhǔn)的圖像的步驟包括從所述圖像序列合成圖像。
10.如權(quán)利要求8所述的數(shù)字照相機(jī)，其中，所述圖像的所述聚焦質(zhì)量是在所述圖像的多個部分中的各個中確定的；所述獲得焦點對準(zhǔn)的圖像的步驟包括通過針對所述圖像區(qū)的所述多個部分中的各個部分，從所述圖像序列中的一個圖像中選取被確定為具有最佳聚焦的圖像區(qū)部分，以從所述圖像序列合成圖像。
11.如權(quán)利要求9所述的數(shù)字照相機(jī)，其中，基于分析區(qū)在所述圖像的多個部分中的各個中確定所述圖像的所述聚焦質(zhì)量，其中所述分析區(qū)是所述圖像區(qū)部分的部分區(qū)域。
12.如權(quán)利要求9所述的數(shù)字照相機(jī)，其中基于分析區(qū)在所述圖像的多個部分中的各個中確定所述圖像的所述聚焦質(zhì)量，其中所述分析區(qū)是所述圖像區(qū)的各個部分的整個區(qū)域。
13.如權(quán)利要求9所述的數(shù)字照相機(jī)，其中，基于分析區(qū)在所述圖像的多個部分中的各個中確定所述圖像的所述聚焦質(zhì)量，其中所述分析區(qū)由所述圖像區(qū)部分的整個區(qū)域和鄰近區(qū)域構(gòu)成。
14.如權(quán)利要求12所述的數(shù)字照相機(jī)，其中所述圖像區(qū)的所述部分中的每一個均包含單個像素。
15.如前述權(quán)利要求中的任意一項所述的數(shù)字照相機(jī)，其中在將全部的圖像序列存儲于所述存儲器之后，執(zhí)行對所述存儲器中存儲的圖像進(jìn)行分析以確定所述圖像的聚焦質(zhì)量，以及基于所分析的結(jié)果，從所述圖像序列中獲得焦點對準(zhǔn)的圖像的所述步驟。
16.如權(quán)利要求1至13中的任意一項所述的數(shù)字照相機(jī)，其中對所述存儲器中存儲的圖像進(jìn)行分析以確定所述圖像的聚焦質(zhì)量，以及基于分析的結(jié)果，從所述圖像序列中獲得聚焦圖像的所述步驟是當(dāng)通過以下步驟捕獲所述圖像序列中的相繼圖像時執(zhí)行的首先將所述圖像序列的第一圖像作為所述焦點對準(zhǔn)的圖像存儲，以及對于所述圖像序列中的每一個相繼圖像，通過將所述每一個相繼圖像與作為所述焦點對準(zhǔn)的圖像而存儲的圖像進(jìn)行比較，從而對所述每一個相繼圖像進(jìn)行分析以確定其聚焦質(zhì)量，并基于分析的結(jié)果來更新作為所述焦點對準(zhǔn)的圖像而被存儲的圖像。
17.如前述權(quán)利要求中的任意一項所述的數(shù)字照相機(jī)，其中所述數(shù)字照相機(jī)具有顯示器，所述焦點對準(zhǔn)的圖像顯示于所述顯示器。
18.如前述權(quán)利要求中的任意一項所述的數(shù)字照相機(jī)，其中所述焦點對準(zhǔn)的圖像存儲于所述存儲器中。
19.一種用于數(shù)字照相機(jī)的調(diào)焦方法，所述照相機(jī)包括用于捕獲圖像的圖像傳感器；鏡頭組件，其被設(shè)置用來使光線聚焦在所述圖像傳感器上并具有可變的焦點；以及存儲器，用于存儲所述圖像傳感器所捕獲的圖像；所述調(diào)焦方法包括捕獲圖像序列并將所捕獲的圖像序列存儲在所述存儲器中，所述圖像序列中的每一個圖像均由整個圖像區(qū)構(gòu)成；以及對所述存儲器中存儲的所述圖像進(jìn)行分析，以確定所述圖像的聚焦質(zhì)量，并且基于所分析的結(jié)果，從所述圖像序列中獲得焦點對準(zhǔn)的圖像。
20.一種用于數(shù)字照相機(jī)的調(diào)焦方法，其中，在鏡頭的一系列位置捕獲一系列圖像，采用自動聚焦算法來確定所述被捕獲的一系列圖像中，哪一個圖像是最佳焦點對準(zhǔn)的圖像，以及選取所述最佳焦點對準(zhǔn)的圖像用于顯示和/或保留。
21.一種用于數(shù)字照相機(jī)的調(diào)焦方法，其中，在鏡頭的一序列位置捕獲一系列圖像，根據(jù)所述一系列圖像合成焦點對準(zhǔn)的圖像，以及顯示和/保留所述合成圖像。
22.一種數(shù)字照相機(jī)，包括可由用戶操作的按鈕，可移動以改變焦距的鏡頭組件，以及連接所述按鈕與所述鏡頭組件的機(jī)械聯(lián)動裝置，其中當(dāng)所述用戶按下所述按鈕時，所述機(jī)械聯(lián)動裝置適于移動所述鏡頭組件。
全文摘要
一種數(shù)字照相機(jī)，包括用于捕獲圖像的圖像傳感器，被設(shè)置用來使光線聚焦在所述圖像傳感器上并提供可變的焦點的鏡頭組件，以及用于存儲所述圖像傳感器所捕獲的圖像的存儲器。通過所述鏡頭組件提供的具有不同焦點的圖像序列來實現(xiàn)聚焦，所述圖像序列被所述圖像傳感器捕獲并被存儲于所述存儲器中。利用為了確定圖像的聚焦質(zhì)量而對所述存儲器中存儲的圖像進(jìn)行的分析，以便從圖像序列中獲得焦點對準(zhǔn)的圖像。這樣避免了采用鏡頭組件的自動聚焦控制的復(fù)雜性。鏡頭組件的移動可以由用戶操作的按鈕來驅(qū)動，這樣避免了使用用于鏡頭組件的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
文檔編號H04N5/225GK1934854SQ200580009088
公開日2007年3月21日 申請日期2005年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月25日
發(fā)明者厄休拉·魯思·勒內(nèi)爾, 安東尼·胡利 申請人:1...有限公司