專利名稱：光學設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在光學設備例如攝像機、數(shù)碼相機以及可互換鏡頭設備中的自動聚焦(AF)控制的技術。
背景技術：
為光學設備提供的AF功能是通過產(chǎn)生一個表示來自視頻信號的視頻圖像的銳度的聚焦信號(以下簡稱AF估值信號)來實現(xiàn)的，其中所述視頻信號由一個包括攝像元件以及然后控制聚焦透鏡的驅(qū)動以便AF估值信號為最大的攝像部件產(chǎn)生。這種AF方法被稱為對比AF方法或TV-AF方法。
AF估值信號通常是根據(jù)經(jīng)由帶通濾波器(BPF)從視頻信號中提取的高頻分量產(chǎn)生的。當圖像模糊時，高頻分量，即AF估值信號為低電平。隨著圖像進入對焦(in-focus)狀態(tài)，AF估值信號的電平變得更高。當達到對焦點(in-focus point)時，AF估值信號為最高電平。AF估值信號的特性可被用于進行聚焦透鏡的驅(qū)動的精確控制(聚焦控制，也被稱為AF控制)。
在實際的AF控制中，當AF估值信號為低電平時，盡可能快地在增加其電平的方向上驅(qū)動聚焦透鏡(也被稱為爬山驅(qū)動)，并且隨著AF估值信號的電平變得更高，以較低的速度進行聚焦控制。此外，為了確定AF估值信號的電平的增加方向，即驅(qū)動聚焦透鏡的方向，精密地驅(qū)動(精密驅(qū)動)聚焦透鏡并且監(jiān)控在精密驅(qū)動期間在AF估值信號中的變化(參見日本專利早期公開第H02(1990)-140074號)。這允許聚焦透鏡很快移到所述對焦點。
近年來，攝像鏡頭的更高放大率，以及攝像元件的增加的數(shù)量和更高密度的像素促進了能夠以更高清晰度(分辨率)來攝像的相機被用于高清晰TV系統(tǒng)(以下簡稱高清晰系統(tǒng))以及標準TV系統(tǒng)(例如NTSC和PAL)。對于在高清晰系統(tǒng)中的攝像，AF控制還可以通過使用上述的AF估值信號來進行。
然而，在能夠在高清晰系統(tǒng)中攝像的相機中，當在與標準TV系統(tǒng)中的頻帶相同的頻帶使用AF估值信號來進行AF控制時，出現(xiàn)下述問題。
圖11A表示在以標準TV系統(tǒng)(在本例中使用NTSC系統(tǒng))來攝像過程中的分辨率空間頻率和以高清晰系統(tǒng)通過使用更多數(shù)量和更高密度像素來攝像過程中的分辨率空間頻率之間的比較。在圖11A中，′NTSC′(赫茲)表示在NTSC攝像中的分辨率空間頻率，而′HD′(赫茲)表示在高清晰攝像中的分辨率空間頻率?！銱D′(赫茲)高于′NTSC′(赫茲)。
在本例中，每個分辨率空間頻率都不是極限分辨頻率，而是如圖11A中的箭頭所示的具有足夠高MTF的空間頻率。通常，通過設置大約空間頻率的分辨極限的80％，可以提供一個適當?shù)腗TF。
伴隨著在分辨率空間頻率中的差異，有可能在NTSC(赫茲)中的AF估值信號被用于高清晰攝像中的AF控制但無法實現(xiàn)聚焦。這是因為對于一個′HD′(赫茲)中的物象，無法檢測AF估值信號的最高電平。
圖11B表示一個使用′NTSC′(赫茲)和′HD′(赫茲)的AF估值信號來進行對焦檢測的例子。有′低提取頻率′的曲線表示在′NTSC′(赫茲)中的AF估值信號，而有′高提取頻率′的曲線表示在′HD′(Hz)中的AF估值信號。
在′NTSC′(赫茲)中的AF估值信號有平緩斜坡的形狀，并且在′HD′(赫茲)中的AF估值信號有陡峭斜坡的形狀。圖11B還將NTSC攝像所必需的對焦準確度表示為ΔNTSC并且將高清晰攝像所必需的對焦準確度表示為ΔHD。由于兩個AF估值信號的峰值均落在相關攝像系統(tǒng)所需的ΔNTSC和ΔHD的范圍之內(nèi)，在每個攝像系統(tǒng)中可以提供有利的對焦準確度。然而，如果在′NTSC′(赫茲)中的AF估值信號被用于高清晰攝像中，由于ΔNTSC范圍寬于ΔHD范圍，可能無法實現(xiàn)令人滿意的對焦準確度。
為解決這一問題，如圖11C所預期的，在′NTSC′(赫茲)中的AF估值信號可被加給在′HD′(赫茲)中的AF估值信號(即，合成它們)以確保在高清晰攝像中的對焦準確度。
然而，在AF控制期間，不斷地向在′HD′(赫茲)中的AF估值信號增加在′NTSC′(赫茲)中的AF估值信號可能無法產(chǎn)生有利的AF性能。
當實際拾取圖像時，除了主要對象之外，次要對象例如背景通常存在于畫面中。如果聚焦透鏡被移到主要對象的對焦點的前面或后面，在多數(shù)情況下，并非如圖11C所示的簡單地增加或減少AF估值信號。
圖12A表示一個例子，其中作為主要對象的人在畫面的中心，作為背景的山脈在人之后，并且一個物體在人的前面。圖12B表示在聚焦透鏡的各個位置，在用于高清晰(高提取頻率)的AF估值信號和用于NTSC(低提取頻率)的AF估值信號中的變化。在本例中，與用于NTSC的AF估值信號相比，用于高清晰的AF估值信號具有由背景和人前方的物體的影響導致的陡峭斜坡。
當總是在AF控制中合成這些AF估值信號時，合成AF估值信號具有兩個峰值，在對應于所述主要對象的峰值的兩端(在最接近端和無窮遠端)，如圖12C所示。如果在AF控制中，使用合成AF估值信號，例如從最接近端或無窮遠端驅(qū)動聚焦透鏡，聚焦透鏡在背景或人前方的物體的峰值而非在應被對焦的主要對象的峰值停止。這減少了AF中的響應性。
當背景中包括一個小的或精細的對象時，用于背景的AF估值信號很可能為更高的電平。特別地，在高頻帶中實現(xiàn)用于高清晰圖像的對焦準確度的AF估值信號趨向于具有更高的電平。
例如，當許多樹形成背景以產(chǎn)生一個更高頻帶時，如圖13A所示，在用于高清晰圖像的高頻帶中，背景的AF估值信號的電平高于主要對象的AF估值信號的電平，如圖13B所示。如果總是在AF控制中合成這些AF估值信號，在合成AF估值信號中，在對應于作為背景的樹的焦點形成最高的山峰，如圖13C所示。在本例中，背景而不是主要對象很可能被集中到焦點上，以在畫面中引起所謂的近和遠對象。
這樣，僅用于NTSC系統(tǒng)的低頻帶中的AF估值信號無法提供適合于高清晰系統(tǒng)的對焦準確度。此外，簡單地合成用于高清晰系統(tǒng)的AF估值信號和用于NTSC系統(tǒng)的AF估值信號以提供高清晰所必需的對焦準確度可能使得難以聚焦于主要對象，從而減小了響應性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種光學設備，當與在傳統(tǒng)攝像系統(tǒng)中相比，在高清晰系統(tǒng)等中以更高的分辨率來拾取圖像時，其可以在AF控制中同時提供高對焦準確度和所需的響應性，以及一種用于所述光學設備中的聚焦控制方法。
依照一個方面，本發(fā)明提供了一種光學設備(一種控制聚焦的方法)，其包括一個信號發(fā)生器(一個信號產(chǎn)生步驟)，其從來自一個攝像部件的輸出中提取多個頻帶中的信號，并從所述信號中產(chǎn)生聚焦信號，以及一個控制器(一個控制步驟)，其進行聚焦控制以便所述聚焦信號接近最高值。在聚焦控制中，所述控制器(控制步驟)使用第一聚焦信號和第二聚焦信號。第一和第二聚焦信號均是通過合成在所述多個頻帶中的至少兩個所述聚焦信號而形成的合成信號，并且與第一聚焦信號相比，第二聚焦信號包含更高比率的第一頻帶的聚焦信號的分量，所述第一頻帶在所述多個頻帶中相對較高。
依照另一方面，本發(fā)明提供了一種光學設備(一種控制聚焦的方法)，其包括一個信號發(fā)生器(一個信號產(chǎn)生步驟)，其從來自一個攝像部件的輸出中提取多個頻帶中的信號，并從至少一個所述信號中產(chǎn)生一個聚焦信號，以及一個控制器(一個控制步驟)，其進行聚焦控制以便所述聚焦信號接近最高值。在聚焦控制中，所述控制器(控制步驟)使用第一聚焦信號和第二聚焦信號。第二聚焦信號是通過合成作為多個頻帶中的最高頻帶的第一頻帶中的聚焦信號和在另一頻帶中的聚焦信號而形成的合成信號，并且包含與第一聚焦信號相比更高比率的所述第一頻帶中的聚焦信號的分量。


圖1是表示一種攝像設備的結構的方框圖，其是本發(fā)明的實施例1。
圖2是表示在實施例1的攝像設備中，一種AF估值處理電路的結構的方框圖。
圖3是表示在實施例1的攝像設備中，在聚焦檢測區(qū)域中的像素的結構的示意圖。
圖4表示在實施例1的攝像設備中，用于產(chǎn)生AF估值信號的數(shù)據(jù)。
圖5是表示在實施例1的攝像設備中，在主控電路中的用于AF估值信號的合成電路的方框圖。
圖6是表示在實施例1至4的攝像設備中，AF控制操作的細節(jié)的流程圖。
圖7是表示在實施例1和3的攝像設備中，精密驅(qū)動控制的細節(jié)的流程圖。
圖8是表示在實施例2和4的攝像設備中，精密驅(qū)動控制的細節(jié)的流程圖。
圖9是表示實施例3的一種攝像設備的結構的方框圖。
圖10A是表示實施例1中的AF控制的基本概念的流程圖。
圖10B是表示在實施例3和4中，AF估值信號的提取頻帶和增益的設置的基本概念的流程圖。
圖11A是表示在用于NTSC系統(tǒng)的分辨率空間頻率和用于高清晰系統(tǒng)的分辨率空間頻率之間的比較的圖形。
圖11B是表示在高頻帶中的AF估值信號和在低頻帶中的AF估值信號之間的關系的圖形。
圖11C是表示通過將在高頻帶中的AF估值信號和在低頻帶中的AF估值信號相加而形成的合成信號的圖形。
圖12A至12D是表示在畫面中的對象和相關AF估值信號之間的關系的說明圖。
圖13A至13D是表示在畫面中的對象和相關AF估值信號之間的關系的說明圖。
具體實施例方式
在下文中將參照附圖，描述本發(fā)明的首選實施例。
(實施例1)在實施例1中，將在作為高清晰頻帶的高頻帶中的AF估值信號和在作為NTSC頻帶的低頻帶中的AF估值信號合成(相加)，以提供一個用于AF控制中的合成AF估值信號。然而，所述合成(其強調(diào)AF估值信號在高頻帶中的特性)并不總是在AF控制期間進行的，而是在一個聚焦操作之后進行以使用在低頻帶中的AF估值信號來接近一個對焦點，從而實現(xiàn)有更高準確度的聚焦。
首先，將參照圖12A至12D、13A至13D和10A，描述實施例1的概要。如上所述，圖12A和13A表示了若干例子，其中作為主要對象的人在畫面的中心，山脈和樹分別在人之后作為背景，并且所述物體在人的前面。圖12B和13B分別表示在圖12A和13A中的聚焦透鏡的各個位置，在高清晰頻帶(高提取頻率)中的AF估值信號和在NTSC頻帶(低提取頻率)中的AF估值信號中的變化。圖12C和13C分別表示通過將在圖12A和13A所示的例子中獲得的上述AF估值信號相加(合成)而提供的合成AF估值信號。
盡管高清晰頻帶和NTSC頻帶被分別用作高提取頻率和低提取頻率，它們僅僅是說明性的，并且所述提取頻率并不限于高清晰頻帶和NTSC頻帶。例如，可以使用PAL系統(tǒng)中的頻帶作為所述低提取頻率。
在實施例1中，我們首先注意圖12B和13B所示的在NTSC頻帶中的AF估值信號，并稱其為觀察點A。在低NTSC頻帶中的AF估值信號的特征在于它無法提供用于高清晰攝像的對焦準確度，但它有極好的檢測主要對象的能力。
從圖12B和13B可看出，在NTSC頻帶中的AF估值信號對于背景和人前方的物體緩和地變化，并且接近主要對象的對焦點時，為最高電平。這樣，當從最接近端或無窮遠端執(zhí)行一個AF操作時，可以平穩(wěn)地移動聚焦透鏡以接近主要對象的對焦點。換句話說，上述極好的檢測主要對象的能力允許以高響應性執(zhí)行AF操作來接近主要對象的對焦點，即使當聚焦透鏡位于最接近端或無窮遠端的遠離對焦點的位置的時候。
接著，我們注意在高清晰頻帶中的AF估值信號，并稱其為觀察點B。如圖12B和13B所示，在高清晰頻帶中的AF估值信號對于背景、人以及人前方的物體突然地變化。AF估值信號可被用于提供高清晰攝像所必需的AF準確度。
然后，我們考慮觀察點A和觀察點B的組合，并稱其為觀察點C。在實施例1中，作為AF控制的第一步驟，通過使用在NTSC頻帶中的AF估值信號，檢測出用于主要對象的AF估值信號的最高電平。還可能將在高清晰頻帶中的AF估值信號以低比率與在NTSC頻帶中的AF估值信號相加(合成)，并且在第一步驟中使用所述合成AF估值信號。
接著，作為AF控制的第二步驟，將在高清晰頻帶中的AF估值信號以高比率與在NTSC頻帶中的AF估值信號相加(合成)，并且使用所述合成AF估值信號來進行AF控制。
圖12D和13D表示用于上述觀察點C所示的第二步驟中的合成AF估值信號。由于每一個合成AF估值信號都是僅在接近主要對象的對焦點產(chǎn)生的，它僅在主要對象的對焦點有峰值。這樣，可以容易且準確地驅(qū)動聚焦透鏡至主要對象的對焦點。
換句話說，通過利用AF估值信號在低頻帶中的特性，來進行所謂的粗調(diào)，然后通過使用AF估值信號在高頻帶中的特性，來進行微調(diào)。換句話說，在所述主要對象的對焦點附近的區(qū)域的AF控制中使用的AF估值信號的頻帶，不同于在其它區(qū)域中使用的AF估值信號的頻帶。
這可以同時實現(xiàn)所需的響應性，其在使用低頻帶中的AF估值信號時是優(yōu)先的，以及高AF準確度，其在使用高頻帶中的AF估值信號時是優(yōu)先的。
圖10A是表示上文描述的AF控制的基本概念的流程圖。峰值位置1表示在第一步驟(粗調(diào))中，AF估值信號為最高電平的聚焦透鏡的位置，其中主要使用在低頻帶中的AF估值信號。峰值位置2表示在第二步驟(微調(diào))中，合成AF估值信號為最高電平的聚焦透鏡的位置，其中主要使用在高頻帶中的AF估值信號。
在步驟S1401中，確定是否找到峰值位置1。如果未找到峰值位置1，流程前進到步驟S1402以主要使用在低頻帶中的AF估值信號。然后，流程回到步驟S1401。
而另一方面，如果在步驟S1401中找到峰值位置1，流程前進到步驟S1403，以使用通過將在高頻帶中的AF估值信號以高比率與在低頻帶中的AF估值信號相加而提供的合成AF估值信號。
在步驟S1404中，找到峰值位置2(聚焦透鏡被移到峰值位置2)。然后，流程結束。
在下文中，將更詳細地描述上述AF控制。在下文的描述中，上述的粗調(diào)被替換為“調(diào)節(jié)”以提供適合于在標準TV系統(tǒng)中的分辨率的對焦準確度，以及所述微調(diào)被替換為“對焦確定操作”。
圖1表示一種攝像設備的結構，用作實施例1的光學設備。所述攝像設備通過在高清晰系統(tǒng)中集成一個鏡頭的數(shù)字照相機或數(shù)碼相機來實現(xiàn)。由所述設備可以拾取活動圖像或靜止圖像。
在圖1中，附圖標記10表示第一固定透鏡單元，以及12表示第二透鏡單元(以下簡稱可變放大率透鏡)，其在光軸方向上是可移動的以提供可變的放大率。附圖標記14表示一個孔徑光闌，16表示第三固定透鏡單元。附圖標記18表示用作第四透鏡單元的聚焦補償器(以下簡稱聚焦透鏡)，其在光軸方向上是可移動的以補償與變化的放大率相關的焦平面的運動并實現(xiàn)聚焦。
附圖標記20表示由CCD傳感器或CMOS傳感器形成的攝像元件。附圖標記22表示從攝像元件20中采樣輸出的CDS電路，以及24表示調(diào)節(jié)所述采樣信號的增益的AGC電路。附圖標記26表示一個A/D轉換器，其在增益調(diào)節(jié)之后將模擬信號轉換成數(shù)字信號。從攝像元件20到A/D轉換器電路26的這些元件構成一個攝像部件。
來自A/D轉換器26的輸出被輸入一個相機信號處理電路，未畫出。該相機信號處理電路根據(jù)來自A/D轉換器26的輸出，產(chǎn)生視頻信號。該視頻信號被記錄在未畫出的記錄介質(zhì)(例如半導體存儲器、光盤以及磁帶)中，或顯示在未畫出的顯示器中。
附圖標記38表示一個縮放電動機，其用作一個致動器以驅(qū)動可變放大率透鏡12。附圖標記36表示一個縮放驅(qū)動器，其依照來自稍后將描述的主控電路30的信號，驅(qū)動縮放電動機38。
附圖標記34表示一個聚焦電動機，其用作一個致動器以驅(qū)動聚焦透鏡18。附圖標記32表示一個聚焦驅(qū)動器，其依照來自主控電路30的信號，驅(qū)動聚焦電動機34。
附圖標記28表示用作信號發(fā)生器的AF估值處理電路(AF預處理電路)，其從由A/D轉換器26輸出的數(shù)字信號中提取高頻分量，并使用所述提取的高頻分量來產(chǎn)生AF估值信號。
附圖標記30表示由包括CPU等的微型計算機形成的主控電路。主控電路30根據(jù)來自AF估值處理電路28的AF估值信號，經(jīng)由聚焦驅(qū)動器32控制聚焦透鏡18的驅(qū)動。特別地，主控電路30驅(qū)動聚焦透鏡18，以便AF估值信號的電平盡可能近地接近最大值(理想地達到最大值)。附圖標記39表示位置檢測器，檢測所述聚焦透鏡18的位置。
圖2表示AF估值處理電路28的結構的例子。圖3表示在攝像屏幕之內(nèi)設定的聚焦檢測區(qū)域和在所述聚焦檢測區(qū)域中的像素的結構。
在圖3中，聚焦檢測區(qū)域56被設定在用于一幀或一場的屏幕54之內(nèi)。聚焦檢測區(qū)域56由多條水平線58構成。每條水平線58由多個像素60構成。
在圖2中，線存儲器41從由A/D轉換器26輸出的數(shù)據(jù)中接收并保存用于聚焦檢測區(qū)域56中的一條水平線的像素數(shù)據(jù)P0、P1、...、Pn。離散余弦變換(DCT)電路42對保存在線存儲器41中的用于一條水平線的圖像數(shù)據(jù)進行正交變換，并輸出原始數(shù)據(jù)F0、F1、...、Fn作為頻率分量。
加權電路44將來自DCT電路42的輸出乘以預定的常數(shù)K0至Kn，以提供基本上相同電平的頻率分量。換句話說，加權電路44可以輸出K0×F0、K1×F1、...、Kn×Fn。
從輸出K0×F0、K1×F1、...、Kn×Fn中，頻率分量提取電路46僅僅提取并輸出由主控電路30指定的分量。
線峰值保持電路48保持從頻率分量提取電路46中提供的一條線的輸出的最大值，并對每條水平線使用下一條水平線中的最大值來更新被保持的值。
加法器50和寄存器52構成累加器。累加器用作在垂直方向上的積分器，以累積地相加來自線峰值保持電路48的輸出。在累積之前，在寄存器52中設置零。加法器50將來自線峰值保持電路48的輸出與來自寄存器52的輸出相加，并將相加的結果寫入寄存器52。對聚焦檢測區(qū)域56中的所有水平線58進行所述操作，以在寄存器52中保存聚焦檢測區(qū)域56的所有水平線58中的預定頻率分量的最大值的累積值。向主控電路30提供保存在寄存器52中的值作為AF估值信號(聚焦信號)。
圖4表示在線存儲器41、DCT電路42、加權電路44以及頻率分量提取電路46中的數(shù)據(jù)。在圖4中，(a)表示一串保存在線存儲器41中的像素數(shù)據(jù)，(b)表示一串從DCT電路42中輸出的數(shù)據(jù)。進一步地，(c)表示一串從加權電路44中輸出的數(shù)據(jù)(在加權之后的頻率分量)。而且，(d)、(e)以及(f)表示來自頻率分量提取電路46的輸出的例子。
在來自DCT電路42的輸出F0至Fn中，F(xiàn)0表示在接近于直流分量的最低頻率的分量。序號F1、F2和F3...越大，頻率越高。Fn表示在最高頻率的分量。
主控電路30具有確定由頻率分量提取電路46提取的頻率分量和類型的功能。例如，主控電路30依照攝像系統(tǒng)和分辨率，確定提取哪些頻率分量。向頻率分量提取電路46輸出該確定信息。
在實施例1中，提取多個頻率分量，并且從提取的頻率分量中產(chǎn)生多個AF估值信號。主控電路30可以將多個AF估值信號的每一個乘以一個增益，并且可以在乘以所述增益之后，將AF估值信號相加。它可以將AF估值信號以可變比率相加。
圖5表示將由AF估值處理電路28產(chǎn)生的AF估值信號輸入主控電路30以及其中的合成電路的例子。在圖5中，BPF表示在頻率分量提取電路46中的提取頻帶，并且包括BPF0至BPFn。按序號從零到n，序號越大表示相對以及絕對地越高的頻帶。主控電路30可以從BPF0到BPFn設置將被提取的AF估值信號的頻帶。如上所述，主控電路30可以在所述提取之后將AF估值信號相加。在下文中，相加的AF估值信號將被稱為合成AF估值信號。
在所述提取之后，主控電路30可以任意地改變用于AF估值信號的增益?？梢愿淖傾F估值信號的增益，以改變包含在合成AF估值信號中的AF估值信號的比率。
從上述內(nèi)容可以說，AF估值處理電路28用作一個在每個頻帶中產(chǎn)生AF估值信號的信號發(fā)生器，并且主控電路30具有通過將在各個頻帶中的AF估值信號相加(合成)而產(chǎn)生合成AF估值信號的信號發(fā)生器的功能。
增益可被設置為零。將增益設置為零意味著并未相加相關的AF估值信號。這可被認為是以零比率相加。
接著，將參照圖6至12描述由主控電路30執(zhí)行的AF控制。首先，將參照圖6描述在AF控制中的處理，圖6是表示在圖1所示的攝像機中的AF處理操作的流程的流程圖。
在實施例1中，上文描述的AF控制的第一步驟對應于在圖6中的步驟S601中執(zhí)行的精密驅(qū)動控制的前半部分，其將在稍后參照圖7詳細描述。AF控制的第二步驟對應于在上述精密驅(qū)動控制的后半部分中的對焦確定操作(也被稱為對焦確認操作)。
在實施例1中，用于第一步驟中的合成AF估值信號以低比率或零比率(即不包含)包括在高頻帶中的AF估值信號，并且以高比率包括在低頻帶中的AF估值信號。在下文中，這種合成AF估值信號被稱為第一合成AF估值信號。用于AF控制的第二步驟中的合成AF估值信號以高比率包括在高頻帶中的AF估值信號(以下簡稱第二合成AF估值信號)。
在本例中，AF估值信號分量的“比率”指的是在合成AF估值信號的電平中該AF估值信號分量的電平的部分。隨著比率越高，該AF估值信號分量的電平越顯著地出現(xiàn)在合成AF估值信號的電平中。例如，在一個以0.5∶1∶1.5的比例包括AF估值信號分量A、AF估值信號分量B、AF估值信號分量C的合成AF估值信號中，這些信號分量的比率大約是0.16∶0.33∶0.5。稍后將描述在第一和第二合成AF估值信號中，各個頻帶中的AF估值信號的特定比率。
在圖6中，在步驟S601中，根據(jù)在第一和第二合成AF估值信號的電平中的變化，執(zhí)行聚焦透鏡18的精密驅(qū)動控制。
接著，在步驟S602中，確定是否在精密(往復)驅(qū)動的控制期間進行對焦確定。稍后將描述對焦確定。如果確定并不進行對焦確定，流程前進到步驟S603，或者如果確定進行了對焦確定，則流程前進到步驟S608。
在步驟S603中，根據(jù)在第一合成AF估值信號的電平中的變化，確定聚焦透鏡18的移動方向是否被確定。稍后將描述移動方向確定。如果確定移動方向已被確定，流程前進到步驟S604，或者如果確定移動方向未被確定，則流程回到步驟S601。
在步驟S604中，在增加第一合成AF估值信號的電平的方向上，以高速驅(qū)動聚焦透鏡18(這是爬山驅(qū)動)。然后，流程前進到下一步S605。
在步驟S605中，確定第一合成AF估值信號的電平是否通過峰值。如果確定第一合成AF估值信號還未通過峰值，流程回到步驟S604。如果確定第一合成AF估值信號已通過峰值，流程前進到步驟S606。
在步驟S606中，使聚焦透鏡18返回到第一合成AF估值信號為峰值電平的位置(峰值位置1)。
接著，在步驟S607中，確定聚焦透鏡18是否回到峰值位置1。如果確定它并未回到峰值位置1，流程回到步驟S606。如果確定它回到峰值位置1，流程回到步驟S601。在步驟601中，再次執(zhí)行精密驅(qū)動控制以執(zhí)行稍后描述的對焦確定操作。
而另一方面，在步驟S608中，在未畫出的存儲器中保存在峰值位置1的第一合成AF估值信號的電平。在下一步驟S609中，取最新的第一合成AF估值信號。
然后，在步驟S610中，將在步驟S608中保存在存儲器中的第一合成AF估值信號的電平(先前的電平)與在步驟S609中所取的第一合成AF估值信號的最新電平(當前電平)相比較。確定在先前的電平和當前電平之間的差異是否大于一個預定值(第一合成AF估值信號的電平中的變化是否很大)。如果所述差異大于預定值，流程回到步驟S601以重新開始AF控制的第一步驟。如果差異等于或小于預定值，流程前進到步驟S611。
在步驟S611中，停止聚焦透鏡18的驅(qū)動并且流程回到步驟S609。
接著，將參照圖7中的流程圖，描述在步驟S601中執(zhí)行的上述精密驅(qū)動控制。
在步驟S700中，設置用于產(chǎn)生精密驅(qū)動控制的第一步驟中使用的第一合成AF估值信號的多個(至少兩個)AF估值信號的頻帶和用于AF估值信號的增益。例如，如下所示進行設置BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％
BPF2頻帶5兆赫茲，增益10％在上述的設置中，與BPF0和BPF1所示的在低頻帶中的AF估值信號的增益相反，用于在BPF2所示的高頻帶中的AF估值信號的增益被降低至10％。這導致第一合成AF估值信號以低比率包含在高頻帶(5兆赫茲)中的AF估值信號。在高頻帶中的AF估值信號的分量比率大約為0.05。
在高頻帶中的AF估值信號的低分量比率可以減少其對響應性的影響。盡管描述了對高頻帶中的AF估值信號設置10％的增益，所述增益可被設置為零以排除其對響應性的影響。
在步驟S701中，從AF估值處理電路28中取出BPF0至BPF2的AF估值信號，乘以上述設置的增益，然后相加以產(chǎn)生第一合成AF估值信號。在未畫出的存儲器中保存產(chǎn)生的第一合成AF估值信號的電平，連同位置檢測器39檢測的聚焦透鏡18的位置一起保存。
接著，在步驟S702中，確定在步驟S701中產(chǎn)生的第一合成AF估值信號的當前電平是否高于先前產(chǎn)生的第一合成AF估值信號的電平。如果確定當前電平低于先前的電平，流程前進到步驟S703。如果確定當前電平高于先前的電平，流程前進到步驟S706。
在步驟S703中，在存儲器中將聚焦透鏡18先前的位置保存為峰值位置1，并且清除在步驟S701中保存的第一合成AF估值信號。在與先前驅(qū)動方向相反的方向上，以預定量驅(qū)動聚焦透鏡18。然后，流程前進到步驟S704。
在步驟S706中，在存儲器中將聚焦透鏡18的當前位置保存為峰值位置1，并且在存儲器中將在步驟S701中保存的第一合成AF估值信號的當前電平保存為峰值。在與先前驅(qū)動的方向(前向)相同的方向上，以預定量驅(qū)動聚焦透鏡18。然后，流程前進到步驟S704。
在步驟S704中，確定聚焦透鏡18是否在相同方向上被連續(xù)地驅(qū)動預定次數(shù)。換句話說，在對焦方向的確定中(其中第一合成AF估值信號的電平與先前的確定相比被增加)，確定是否在所述預定次數(shù)連續(xù)地提供相同的結果。如果確定所述對焦方向并非連續(xù)地相同所述預定次數(shù)，流程前進到步驟S705。在本例中，聚焦透鏡18略微地經(jīng)過對應于第一合成AF估值信號的最高電平的位置。在該點的聚焦透鏡的位置在一個預定范圍中，其中包括第一合成AF估值信號的最高電平。如果確定對焦方向連續(xù)地相同所述預定次數(shù)，流程前進到步驟S709。
在步驟S705中，所述對焦確定操作被啟動作為第二步驟。到步驟S704所提供的峰值位置是根據(jù)第一合成AF估值信號的峰值位置1。在步驟S705中，設置產(chǎn)生用于所述對焦確定中使用的第二合成AF估值信號的多個AF估值信號的頻帶和用于AF估值信號的增益。例如，如下所示進行設置BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益100％增加用于BPF2的AF估值信號的增益，以與第一合成AF估值信號相比，提供在高頻帶(5兆赫茲)中的AF估值信號的更高分量比率。所述分量比率大約為0.33。
在步驟S707中，根據(jù)第二合成AF估值信號，確定聚焦透鏡18的往復運動是否在相同區(qū)域中重復預定次數(shù)。如果往復運動被重復，聚焦透鏡18繼續(xù)繞著對應于第二合成AF估值信號的最高電平的位置(峰值位置2)往復運動。如果確定往復運動被重復所述預定次數(shù)，流程前進到步驟S708。如果確定往復運動并未重復所述預定次數(shù)，流程前進到步驟S710。
在步驟S708中，由于完成了對焦確定，設置一個表示完成的標記并且聚焦透鏡18被移到峰值位置2，所述峰值位置2是在上述往復運動區(qū)域之內(nèi)的預定位置(例如，在第二合成AF估值信號的變化電平中的中心位置)。該標記被用于圖6中的步驟S602的確定步驟中。然后，流程前進到步驟S710。
在步驟S710中，進行下述設置，以再次提供第一合成AF估值信號。然后，所述處理操作結束。
BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益10％在步驟S709中，由于完成了對焦方向確定，設置一個表示完成的標記。該標記被用于圖6中的步驟S603的確定步驟中。然后，流程前進到步驟S710。
如上所述，在實施例1中，針對在對焦點附近區(qū)域和其它區(qū)域之間的高頻帶中的AF估值信號分量使用不同的增益，從而改變該信號分量在所使用的合成AF估值信號中的比率。這可以改善在AF控制中的響應性和對焦準確度。
實施例1所示的AF估值信號的頻帶和增益的設置僅僅是說明性的，并且它們可被設置為如下設置例子1至7中所示的。在設置例子1至7中上半部分中的值表示在步驟S700和S710中設置的第一合成AF估值信號的例子，而下半部分中的值表示在步驟S705中設置的第二合成AF估值信號的例子。
設置例子1在第一合成AF估值信號中不包含在高頻帶中的信號分量BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益0％→BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益100％設置例子2在第二合成AF估值信號中，減小低頻帶中的信號分量的增益BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益0％
→BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益50％BPF1頻帶2兆赫茲，增益50％BPF2頻帶5兆赫茲，增益120％設置例子3在第二合成AF估值信號中改變頻帶BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益0％→BPF0頻帶1兆赫茲，增益50％BPF1頻帶3兆赫茲，增益50％BPF2頻帶5兆赫茲，增益120％設置例子4頻帶的數(shù)量并不限于三個BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益10％BPF3頻帶10兆赫茲，增益0％→BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益90％BPF1頻帶2兆赫茲，增益110％BPF2頻帶5兆赫茲，增益100％BPF3頻帶10兆赫茲，增益100％設置例子5在第二合成AF估值信號中改變低頻帶并且減少其數(shù)量BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益10％BPF3頻帶10兆赫茲，增益0％→
BPF0頻帶0.3兆赫茲，增益0％BPF1頻帶1.5兆赫茲，增益50％BPF2頻帶5兆赫茲，增益10％BPF3頻帶10兆赫茲，增益120％設置例子6在第二合成AF估值信號中，增加在最高頻帶和最低頻帶之間的頻帶的增益BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益10％BPF3頻帶10兆赫茲，增益0％→BPF0頻帶0.3兆赫茲，增益10％BPF1頻帶1.5兆赫茲，增益110％BPF2頻帶5兆赫茲，增益10％BPF3頻帶10兆赫茲，增益120％設置例子7具有增加的增益(即增加的比率)的頻率分量可能不是最高頻帶中的分量，以及可能是在一個相對較高頻帶中的分量BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶3兆赫茲，增益100％BPF2頻帶6兆赫茲，增益5％BPF3頻帶8兆赫茲，增益5％→BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶3兆赫茲，增益100％BPF2頻帶6兆赫茲，增益100％BPF3頻帶8兆赫茲，增益5％可以適當?shù)馗淖冊谒鲈O置例子中的AF估值信號的頻帶和增益，以實現(xiàn)響應性和對焦準確度的微調(diào)。例如，可以依照在攝像中的各種條件，例如攝像系統(tǒng)、物體亮度、用于記錄的像素數(shù)量、像素密度、將被拾取的活動圖像以及將被拾取的靜止圖像，來任意地改變它們。
(實施例2)在下文中，將描述本發(fā)明的實施例2。在實施例2中的攝像設備的基本結構與實施例1中的參照圖1描述的結構相同。使用與圖1中的相同附圖標記來表示與實施例1中的元件相同的元件。
在實施例2中，在精密驅(qū)動控制的第一步驟中，使用第一合成AF估值信號完成對焦確定，然后在第二步驟中，使用第二合成AF估值信號來完成最終的對焦確定。根據(jù)聚焦透鏡18在相同區(qū)域的往復運動重復一個預定次數(shù)來執(zhí)行每個對焦確定。
換句話說，通過使用包含大量低頻分量的第一合成AF估值信號，確認往復運動重復一個預定次數(shù)，首先(在寬的容許區(qū)域中)進行粗略的對焦確定。然后，通過使用包含大量高頻分量的第二合成AF估值信號，觀察往復運動重復一個預定次數(shù)，進行高度精確的對焦確定。這可以有效地排除背景等的影響，從而與在對焦確定中僅使用第二合成AF估值信號的實施例1相比，增加實現(xiàn)聚焦于所述主要對象的可能性。
圖8是表示在實施例2中，由主控電路30執(zhí)行的AF控制中的精密驅(qū)動控制的流程的流程圖。除了精密驅(qū)動控制之外的AF控制部分與參照圖7在實施例1中描述的那些相同。
在圖8中，在步驟S800中，設置用于產(chǎn)生精密驅(qū)動控制的第一步驟中使用的第一合成AF估值信號的多個AF估值信號的頻帶和用于AF估值信號的增益。例如，如下所示進行設置BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益10％接著，在步驟S801中，從AF估值處理電路28中取出BPF0至BPF2的AF估值信號，并乘以上述設置的增益，然后相加以產(chǎn)生第一合成AF估值信號。在未畫出的存儲器中保存產(chǎn)生的第一合成AF估值信號的電平，連同位置檢測器39檢測的聚焦透鏡18的位置一起保存。
然后，在步驟S802中，確定在步驟S801中產(chǎn)生的第一合成AF估值信號的當前電平是否高于先前產(chǎn)生的第一合成AF估值信號的電平。如果確定當前電平低于先前的電平，流程前進到步驟S803。如果確定當前電平高于先前的電平，流程前進到步驟S806。
在步驟S803中，在存儲器中將聚焦透鏡18先前的位置保存為峰值位置1，并且清除在步驟S801中保存的第一合成AF估值信號。在與先前驅(qū)動方向相反的方向上，以預定量驅(qū)動聚焦透鏡18。然后，流程前進到步驟S804。
在步驟S806中，在存儲器中將聚焦透鏡18的當前位置保存為峰值位置1，并且在存儲器中將在步驟S801中保存的第一合成AF估值信號的電平保存為所述峰值。在與先前驅(qū)動的方向(前向)相同的方向上，以預定量驅(qū)動聚焦透鏡18。然后，流程前進到步驟S804。
在步驟S804中，確定聚焦透鏡18是否在相同方向上被連續(xù)地驅(qū)動一個預定次數(shù)。換句話說，在對焦方向的確定中(其中與先前確定相比，第一合成AF估值信號的電平被增加)，確定是否以一個預定次數(shù)連續(xù)地提供相同的結果。如果確定對焦方向并非連續(xù)地相同所述預定次數(shù)，流程前進到步驟S805。在本例中，聚焦透鏡18略微地經(jīng)過對應于第一合成AF估值信號的最高電平的位置。在該點的聚焦透鏡的位置接近對應于第一合成AF估值信號的最高電平的位置。如果確定對焦方向連續(xù)地相同所述預定次數(shù)，流程前進到步驟S811。
在步驟S805中，在第一步驟中啟動對焦確定操作。使用第一合成AF估值信號，確定聚焦透鏡18是否在相同區(qū)域中重復往復運動一個預定次數(shù)。如果往復運動被重復，聚焦透鏡18繼續(xù)繞著對應于第一合成AF估值信號的最高電平的位置做往復運動。如果確定往復運動被重復所述預定次數(shù)，流程前進到步驟S807。如果確定往復運動未被重復所述預定次數(shù)，流程前進到步驟S810。
在步驟S807中，在第二步驟中啟動所述對焦確定操作。設置用于產(chǎn)生第二合成AF估值信號的多個AF估值信號的頻帶和用于AF估值信號的增益。例如，如下所示進行設置BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益100％接著，在步驟S808中，根據(jù)第二合成AF估值信號，確定是否聚焦透鏡18的往復運動在相同區(qū)域中重復一個預定次數(shù)。如果往復運動被重復，聚焦透鏡18繼續(xù)繞著對應于第二合成AF估值信號的最高電平的位置(峰值位置2)做所述往復運動。如果確定往復運動被重復所述預定次數(shù)，流程前進到步驟S809。如果確定往復運動未被重復所述預定次數(shù)，所述流程前進到步驟S810。
在步驟S809中，由于完成了對焦確定，設置一個表示完成的標記并且聚焦透鏡18被移到峰值位置2，峰值位置2是一個在上述往復運動區(qū)域之內(nèi)的預定位置(例如，在第二合成AF估值信號的變化電平中的中心位置)。然后，所述流程前進到步驟S810。
在步驟S810中，進行下述設置，以再次提供第一合成AF估值信號。然后，所述處理操作結束。
BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益10％在步驟S811中，由于完成了對焦方向確定，設置一個表示完成的標記。然后，所述流程前進到步驟S810。
如上所述，依照實施例2，使用第一合成AF估值信號來進行對焦確定，以與實施例1中的相比更可靠地檢測主要對象。然后，使用第二合成AF估值信號來進行對焦確定，以提供所述主要對象高度精確的聚焦。這可以改善在AF控制中的響應性和對焦準確度。
實施例2所示的AF估值信號的頻帶和增益的設置僅僅是說明性的，并且它們可被設置為在實施例1中描述的設置例子1至7中所示的。
(實施例3)在下文中，將描述本發(fā)明的實施例3。圖9表示一種攝像設備的結構，用作實施例3的光學設備。該攝像設備是由集成一個鏡頭的攝像機或數(shù)碼相機實現(xiàn)的，并且其攝像系統(tǒng)可以在標準TV系統(tǒng)和高清晰系統(tǒng)之間切換?？梢杂稍撛O備拾取活動圖像或靜止圖像。使用與實施例1中的相同附圖標記來表示與實施例1中的元件相同的相機元件，并且省略其描述。
在圖9中，附圖標記40表示攝像系統(tǒng)選擇開關，以允許操作者選擇在標準TV系統(tǒng)(例如NTSC和PAL)中的攝像或在高清晰系統(tǒng)中的攝像。換句話說，提供開關40以設置將被拾取的圖像的分辨率。當使用開關40來選擇標準TV系統(tǒng)時，由未畫出的相機信號處理電路產(chǎn)生具有適合于標準TV系統(tǒng)的分辨率的圖像信號。當選擇高清晰系統(tǒng)時，由所述相機信號處理電路產(chǎn)生具有適合于高清晰系統(tǒng)的分辨率的圖像信號。
在實施例3中，當選擇標準TV系統(tǒng)時，主控電路30設置多個(至少兩個)提取頻帶和增益，以提供適合于標準TV系統(tǒng)的AF估值信號(第一合成AF估值信號)。使用第一合成AF估值信號執(zhí)行在AF控制的第一步驟中的操作以及在AF控制的第二步驟中的對焦確定操作。
而另一方面，當選擇高清晰系統(tǒng)時，如實施例1所述，首先使用第一合成AF估值信號來執(zhí)行在AF控制的第一步驟中的操作。然后，設置用于提供適合于高清晰系統(tǒng)的AF估值信號(第二合成AF估值信號)的提取頻帶和增益，并且使用第二合成AF估值信號執(zhí)行在第二步驟中的對焦確定操作。
圖10B是表示在實施例3中AF估值信號的提取頻帶和增益的設置的基本概念的流程圖。
在步驟S1001中，確定是否正在進行一個對焦確定操作。如果并未進行對焦確定操作，流程前進到步驟S1002。如果正在進行對焦確定操作，流程前進到步驟S1005。
在步驟S1002中，讀取攝像系統(tǒng)選擇開關40的狀態(tài)以確定選擇的是標準TV系統(tǒng)還是高清晰系統(tǒng)。如果選擇標準TV系統(tǒng)，流程前進到步驟S1003以設置用于提供適合于標準TV系統(tǒng)的第一合成AF估值信號的提取頻帶和增益。如果選擇高清晰系統(tǒng)，流程前進到步驟S1004以設置用于提供第一合成AF估值信號的提取頻帶和增益。這使得能夠到在高清晰攝像中進行對焦確定操作時，使用所述第一合成AF估值信號進行主要對象的檢測。
在步驟S1005中，讀取攝像系統(tǒng)選擇開關40的狀態(tài)以確定選擇的是標準TV系統(tǒng)還是高清晰系統(tǒng)。如果選擇標準TV系統(tǒng)，流程前進到步驟S1006以設置用于提供適合于標準TV系統(tǒng)的第一合成AF估值信號的提取頻帶和增益。如果選擇高清晰系統(tǒng)，流程前進到步驟S1007以設置用于提供適合于高清晰系統(tǒng)的第二合成AF估值信號的提取頻帶和增益。
在步驟S1003和S1004中提供第一合成AF估值信號的提取頻帶和增益可能相同，也可能不同?？梢愿鶕?jù)攝像系統(tǒng)來執(zhí)行最優(yōu)設置，以改善在每個攝像系統(tǒng)中的響應性和對焦準確度。
在步驟S1003和S1006中提供第一合成AF估值信號的提取頻帶和增益可能不同，也可能相同。這是因為在標準TV系統(tǒng)中的帶寬小于在高清晰系統(tǒng)中的帶寬，因而在標準TV系統(tǒng)中通常確保理想性能而不在對焦確定操作之前和期間使用不同的設定。由于與高清晰系統(tǒng)相比，標準TV系統(tǒng)中的頻帶中并不需要相對較大的變化，在對焦確定操作之前和期間可以使用相同設置。
接著，將參照圖7中的流程圖詳細描述實施例3中的精密驅(qū)動控制。包括精密驅(qū)動控制的AF控制的一般流程與圖6的流程圖所示的流程相同。
在圖7中，在步驟S700中，根據(jù)攝像系統(tǒng)選擇開關40的狀態(tài)(標準TV系統(tǒng)或高清晰系統(tǒng))，設置用于產(chǎn)生第一合成AF估值信號的提取頻帶和增益，所述第一合成AF估值信號以低比率包含高頻帶中的AF估值信號分量。例如，如下所示進行設置
標準TV系統(tǒng)BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益10％高清晰系統(tǒng)BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益10％如上所述，在步驟S700中，在標準TV系統(tǒng)和高清晰系統(tǒng)之間可以進行不同的設定，如下所示。例如，在標準TV系統(tǒng)中，使用與高清晰系統(tǒng)中的頻帶相比較低頻帶中的AF估值信號，以取得整體平衡。
標準TV系統(tǒng)BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶1.5兆赫茲，增益100％BPF2頻帶3兆赫茲，增益5％高清晰系統(tǒng)BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益10％與實施例1中描述的那些相似地執(zhí)行從S701至S704和S706的操作。
當流程從步驟S704前進到S705時，在步驟S705開始對焦確定操作。在高清晰系統(tǒng)中，改變所述提取頻帶和增益的設置，以產(chǎn)生以高比率包含高頻帶中的AF估值信號分量的第二合成AF估值信號。而另一方面，在標準TV系統(tǒng)中，并不改變提取頻帶和增益。例如，如下所示進行設置標準TV系統(tǒng)BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％
BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益10％高清晰系統(tǒng)BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益100％如上所述，在步驟S705及隨后的對焦確定操作中，可以改變在標準TV系統(tǒng)中的設定。然而，改變限于以低比率包含高頻帶中的AF估值信號分量的第一合成AF估值信號。特別地，可以如下所示進行設置標準TV系統(tǒng)BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶1.5兆赫茲，增益100％BPF2頻帶3兆赫茲，增益5％高清晰系統(tǒng)BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益100％在步驟S707中，確定是否在相同區(qū)域中重復聚焦透鏡18的往復運動一個預定次數(shù)。如果重復往復運動所述預定次數(shù)，流程前進到步驟S708。如果確定并未重復往復運動所述預定次數(shù)，流程前進到步驟S710。
在步驟S708中，由于完成了對焦確定，設置一個表示完成的標記并且聚焦透鏡18被移到在上述往復運動區(qū)域之內(nèi)的峰值位置(標準TV系統(tǒng)中的峰值位置1或高清晰系統(tǒng)中的峰值位置2)。該標記被用于圖6中的步驟S602的確定中。然后，所述流程前進到步驟S710。
在步驟S710中，提取頻帶和增益的設置回到如下設置并且所述處理結束。
標準TV系統(tǒng)
BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益10％(或5％)高清晰系統(tǒng)BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益10％依照實施例3，對標準TV系統(tǒng)和高清晰系統(tǒng)可以設置不同的提取頻率和增益，以實現(xiàn)具有適合于每個攝像系統(tǒng)的高性能的AF控制。
實施例3所示的AF估值信號的頻帶和增益的設置僅僅是說明性的，并且它們可被設置為實施例1中所描述的設置例子1至7中所示的。
(實施例4)在下文中，將描述本發(fā)明的實施例4。在實施例4中的攝像設備的基本結構與圖9所示的實施例3中的攝像設備的結構相同。因而，使用與實施例3中的相同附圖標記來表示與實施例3中的元件相同的元件。
在實施例4中，當選擇標準TV系統(tǒng)時，主控電路30設置用于提供適合于標準TV系統(tǒng)的AF估值信號(第一合成AF估值信號)的提取頻帶和增益。使用該第一合成AF估值信號來執(zhí)行在AF控制的第一步驟中的操作和對焦確定以及在AF控制的第二步驟中的對焦確定。
而另一方面，當選擇高清晰系統(tǒng)時，如實施例2所述，首先使用第一合成AF估值信號來執(zhí)行在第一步驟中的操作和對焦確定。然后，設置用于提供適合于高清晰系統(tǒng)的AF估值信號(第二合成AF估值信號)的提取頻帶和增益，并且使用第二合成AF估值信號來執(zhí)行在第二步驟中的對焦確定。
在實施例4中的AF估值信號的提取頻帶和增益的設置的基本概念與實施例3中的圖10B所示的相似。然而，在步驟S1001中，確定是否正在進行第二步驟中的對焦確定操作。
接著，將參照圖8中的流程圖詳細描述實施例4中的精密驅(qū)動控制。包括精密驅(qū)動控制的AF控制的一般流程與圖6的流程圖所示的流程相同。
在圖8中，在步驟S800中，根據(jù)攝像系統(tǒng)選擇開關40的狀態(tài)(標準TV系統(tǒng)或高清晰系統(tǒng))，設置用于產(chǎn)生第一合成AF估值信號的提取頻帶和增益，所述第一合成AF估值信號以低比率包含高頻帶中的AF估值信號分量。例如，如下所示進行設置標準TV系統(tǒng)BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益10％高清晰系統(tǒng)BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益10％步驟S800中，對標準TV系統(tǒng)的設置可以不同于對高清晰系統(tǒng)的設置，如下所示。例如，在標準TV系統(tǒng)中，使用與高清晰系統(tǒng)中的頻帶相比較低頻帶中的AF估值信號，以取得整體平衡。
標準TV系統(tǒng)BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶1.5兆赫茲，增益100％BPF2頻帶3兆赫茲，增益5％高清晰系統(tǒng)BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益10％與實施例2中描述的那些相似地執(zhí)行從S801至S804和S806的操作。
當流程從步驟S804前進到S805時，在步驟S805開始第一步驟中的對焦確定操作。在標準TV系統(tǒng)和高清晰系統(tǒng)兩者中，并不改變在步驟S800中的設定，以及使用第一合成AF估值信號來執(zhí)行控制，以確定聚焦透鏡18是否在相同區(qū)域中繼續(xù)往復運動一個預定次數(shù)。如果重復往復運動所述預定次數(shù)，流程前進到步驟S807。而另一方面，如果并未重復往復運動所述預定次數(shù)，流程前進到步驟S810。
在步驟S807中，在第二步驟中開始所述對焦確定操作。在高清晰系統(tǒng)中，改變提取頻帶和增益的設置，以產(chǎn)生以高比率包含高頻帶中的AF估值信號分量的第二合成AF估值信號。而另一方面，在標準TV系統(tǒng)中，并不改變提取頻帶和增益的設置。例如，如下所示進行設置標準TV系統(tǒng)BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益10％高清晰系統(tǒng)BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益100％如上所述，在步驟S807及其后的對焦確定操作中，可以改變在標準TV系統(tǒng)中的設定。然而，改變限于以低比率包含高頻帶中的AF估值信號分量的第一合成AF估值信號。特別地，可以如下所示進行設置標準TV系統(tǒng)BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶1.5兆赫茲，增益100％BPF2頻帶3兆赫茲，增益5％高清晰系統(tǒng)BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％
BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益100％接著，在步驟S808中，確定聚焦透鏡18是否在相同區(qū)域中繼續(xù)往復運動一個預定次數(shù)。如果重復往復運動所述預定次數(shù)，流程前進到步驟S809。而另一方面，如果并未重復往復運動所述預定次數(shù)，流程前進到步驟S810。
在步驟S809中，由于完成了對焦確定，設置一個表示完成的標記并且聚焦透鏡18被移到在上述往復運動區(qū)域之內(nèi)的峰值位置(標準TV系統(tǒng)中的峰值位置1或高清晰系統(tǒng)中的峰值位置2)。該標記被用于圖6中的步驟S602的確定步驟中。然后，流程前進到步驟S810。
在步驟S810中，提取頻帶和增益的設置回到如下設置并且所述處理結束。
標準TV系統(tǒng)BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益10％(或5％)高清晰系統(tǒng)BPF0頻帶0.5兆赫茲，增益100％BPF1頻帶2兆赫茲，增益100％BPF2頻帶5兆赫茲，增益10％依照實施例4，可以對標準TV系統(tǒng)和高清晰系統(tǒng)設置不同的提取頻率和增益，以實現(xiàn)具有適合于每個攝像系統(tǒng)的高性能的AF控制。此外，特別在高清晰攝像中，可以通過使用第一合成AF估值信號來進行對焦確定，以與實施例3中的相比更可靠地檢測所述主要對象?？梢酝ㄟ^使用第二合成AF估值信號再次進行對焦確定，以實現(xiàn)高度精確的聚焦于所述主要對象。這可以改善AF控制中的響應性和對焦準確度。
實施例4所示的AF估值信號的頻帶和增益的設置僅僅是說明性的，并且它們可被設置為實施例1中所描述的設置例子1至7中所示的。
依照上述實施例1至4的每一個，通過使用以低比率包含相對較高或最高頻帶中的聚焦信號分量的第一聚焦信號，來進行對所述主要對象的聚焦控制，并且通過使用以高比率包含相對較高或最高頻帶中的聚焦信號分量的第二聚焦信號，來進一步增加聚焦準確度。因此，當與傳統(tǒng)圖像中的相比以更高的分辨率拾取圖像時，不僅可以提供高聚焦準確度，而且可以提供在聚焦控制中的有利的響應性。
在上述實施例1至4的每一個中的AF控制也是通過用計算機形成所述主控電路30和AF估值處理電路28并且執(zhí)行一個保存在該計算機中的計算機程序(軟件)實現(xiàn)的。特別地，有可能使用軟件來執(zhí)行根據(jù)來自攝像部件的信號來產(chǎn)生在多個頻帶中的AF估值信號分量的步驟，以及控制聚焦透鏡18的驅(qū)動以便合成AF估值信號的電平接近所述最高值的步驟。在所述控制步驟中，所述軟件使用第一合成AF估值信號來執(zhí)行AF控制的第一步驟的操作，然后使用第二合成AF估值信號來執(zhí)行第二步驟的操作。
盡管已經(jīng)結合集成了鏡頭的攝像機或數(shù)碼相機描述了上述解釋的實施例1至4的每一個，本發(fā)明適用于具有可互換鏡頭的攝像機或數(shù)碼相機。本發(fā)明還適用于可互換鏡頭設備，其接收來自相機主體的攝像部件所產(chǎn)生的信號，從該信號中產(chǎn)生AF估值信號，并使用該信號執(zhí)行AF控制。
可以使用從攝像部件的輸出提取的多個頻帶之一中的信號，來產(chǎn)生本發(fā)明中所稱的第一聚焦信號。
此外，本發(fā)明并不限于這些首選實施例，并且可以進行各種變化和修改而不背離本發(fā)明的范圍。
本申請基于2005年11月28日提交的日本專利申請No.2005-341992要求外國優(yōu)先權，上述優(yōu)先申請被整體引用，相當于被合并于此。
權利要求
1.一種光學設備，其包含信號發(fā)生器，其從來自攝像部件的輸出中提取多個頻帶中的信號，并從所述提取的信號中產(chǎn)生聚焦信號；以及控制器，其進行聚焦控制以便所述聚焦信號接近最高值，其中所述控制器在聚焦控制中使用第一聚焦信號和第二聚焦信號，以及所述第一和第二聚焦信號中的每一個都是通過合成所述多個頻帶中的至少兩個聚焦信號而形成的合成信號，并且與第一聚焦信號相比，第二聚焦信號以更高比率包含第一頻帶中的聚焦信號的分量，其中所述第一頻帶在多個頻帶中相對較高。
2.依照權利要求1的光學設備，其中用于所述第二聚焦信號中的第一頻帶中的聚焦信號的增益高于用于所述第一聚焦信號中的第一頻帶中的聚焦信號的增益。
3.依照權利要求1的光學設備，其中所述第一聚焦信號中的至少一個聚焦信號分量所具有的頻帶不同于所述第二聚焦信號中的對應聚焦信號分量的頻帶。
4.依照權利要求1的光學設備，其中所述控制器驅(qū)動聚焦透鏡到一個區(qū)域，該區(qū)域包括其中第一聚焦信號為最大值的位置，然后使用所述第二聚焦信號執(zhí)行對焦確定操作。
5.依照權利要求1的光學設備，其中所述控制器使用第一聚焦信號執(zhí)行第一對焦確定操作，以及然后使用第二聚焦信號執(zhí)行第二對焦確定操作。
6.依照權利要求1的光學設備，其中所述控制器依照從所述攝像部件的輸出中獲得的圖像信號的分辨率，來改變所述多個頻帶和比率。
7.依照權利要求1的光學設備，其中所述控制器能夠改變被包括在所述第一和第二聚焦信號中的每個頻帶的聚焦信號分量的比率。
8.依照權利要求1的光學設備，其中所述光學設備是攝像設備，包括拾取物體的圖像以產(chǎn)生圖像信號的攝像部件。
9.一種光學設備，其包含信號發(fā)生器，其從來自攝像部件的輸出中提取多個頻帶中的信號，并從至少一個所述提取的信號中產(chǎn)生聚焦信號；以及控制器，其進行聚焦控制以便所述聚焦信號接近最高值，其中所述控制器在聚焦控制中使用第一聚焦信號和第二聚焦信號，以及所述第二聚焦信號是通過合成在作為多個頻帶中的最高頻帶的第一頻帶中的聚焦信號和另一頻帶中的聚焦信號而形成的合成信號，并且與所述第一聚焦信號相比以更高比率包含所述第一頻帶中的聚焦信號的分量。
10.依照權利要求9的光學設備，其中所述第一聚焦信號并不包含所述第一頻帶中的聚焦信號分量。
11.依照權利要求9的光學設備，其中所述第一聚焦信號是通過合成所述第一頻帶中的所述聚焦信號和另一頻帶中的聚焦信號而形成的合成信號。
12.依照權利要求9的光學設備，其中用于所述第二聚焦信號中的第一頻帶的聚焦信號的增益高于用于所述第一聚焦信號中的第一頻帶的聚焦信號的增益。
13.依照權利要求11的光學設備，其中用于所述第二聚焦信號中的其它頻帶中的聚焦信號的增益低于用于所述第一聚焦信號中的其它頻帶中的聚焦信號的增益。
14.依照權利要求11的光學設備，其中用于所述第二聚焦信號中的在所述第一頻帶和低于所述第一頻帶的第二頻帶之間的一個頻帶中的聚焦信號的增益，高于用于所述第一聚焦信號中的所述第一和第二頻帶之間的所述頻帶中的聚焦信號的增益。
15.依照權利要求9的光學設備，其中所述第一聚焦信號中的至少一個聚焦信號分量所具有的頻帶不同于所述第二聚焦信號中的對應聚焦信號分量的頻帶。
16.依照權利要求9的光學設備，其中所述控制器驅(qū)動聚焦透鏡到一個區(qū)域，該區(qū)域包括其中所述第一聚焦信號為最大值的一個位置，以及然后使用所述第二聚焦信號執(zhí)行對焦確定操作。
17.依照權利要求16的光學設備，其中所述對焦確定操作是用于確定當聚焦透鏡在一個包括所述第一和第二聚焦信號之一為最大值的位置的區(qū)域中往復移動一個預定次數(shù)時的對焦狀態(tài)的操作。
18.依照權利要求9的光學設備，其中所述控制器使用第一聚焦信號執(zhí)行第一對焦確定操作，以及然后使用第二聚焦信號執(zhí)行第二對焦確定操作。
19.依照權利要求18的光學設備，其中所述對焦確定操作是用于確定當聚焦透鏡在一個包括所述第一和第二聚焦信號之一為最大值的位置的區(qū)域中往復移動一個預定次數(shù)時的對焦狀態(tài)的操作。
20.依照權利要求9的光學設備，其中所述控制器依照從所述攝像部件的輸出中獲得的圖像信號的分辨率，來改變所述多個頻帶和比率。
21.依照權利要求9的光學設備，其中所述控制器能夠改變被包括在所述第一和第二聚焦信號中的每個頻帶的聚焦信號分量的比率。
22.依照權利要求9的光學設備，其中所述光學設備是攝像設備，其包括拾取物體的圖像以產(chǎn)生圖像信號的攝像部件。
23.一種控制聚焦的方法，其包含信號產(chǎn)生步驟，其從來自攝像部件的輸出中提取多個頻帶中的信號，并從所述提取的信號中產(chǎn)生聚焦信號；以及控制步驟，其進行聚焦控制以便所述聚焦信號接近最高值，其中在所述控制步驟中使用第一聚焦信號和第二聚焦信號，以及所述第一和第二聚焦信號的每一個都是通過合成所述多個頻帶中的至少兩個所述聚焦信號而形成的合成信號，并且與第一聚焦信號相比，第二聚焦信號以更高比率包含第一頻帶中的聚焦信號的分量，所述第一頻帶在所述多個頻帶中相對較高。
24.一種控制聚焦的方法，其包含信號產(chǎn)生步驟，其從來自攝像部件的輸出中提取多個頻帶中的信號，并從至少一個所述提取的信號中產(chǎn)生聚焦信號；以及控制步驟，其進行聚焦控制以便所述聚焦信號接近最高值，其中在所述控制步驟中使用第一聚焦信號和第二聚焦信號，以及所述第二聚焦信號是通過合成作為所述多個頻帶中的最高頻帶的第一頻帶中的聚焦信號和另一頻帶中的聚焦信號而形成的合成信號，并且與所述第一聚焦信號相比以更高比率包含所述第一頻帶中的聚焦信號的分量。
全文摘要
公開了一種光學設備，其實現(xiàn)了在AF控制中的高聚焦準確度和有利的響應性。所述設備包括信號發(fā)生器，其從來自攝像部件的輸出中提取多個頻帶中的信號，并從所述提取的信號中產(chǎn)生聚焦信號，以及控制器，其進行聚焦控制以便所述聚焦信號接近最高值。在聚焦控制中，所述控制器使用第一聚焦信號和第二聚焦信號。所述第二聚焦信號是通過合成在所述多個頻帶的相對較高或最高的頻帶中的聚焦信號和另一頻帶中的聚焦信號而形成的合成信號，并且與所述第一聚焦信號相比以更高比率包含所述相對較高或最高的頻帶中的聚焦信號的分量。
文檔編號H04N5/225GK1975556SQ20061016256
公開日2007年6月6日 申請日期2006年11月28日 優(yōu)先權日2005年11月28日
發(fā)明者太田盛也 申請人:佳能株式會社