自动聚焦设备和摄像设备制造技术

本发明专利技术涉及一种自动聚焦设备和摄像设备。该自动聚焦设备用于使用第一自动聚焦方法和第二自动聚焦方法进行聚焦，在第一自动聚焦方法中，从摄像单元的输出信号得到与图像的对比度相对应的焦点信号，并基于该焦点信号进行镜头驱动控制以将聚焦镜头移动到对好焦的点，在所述第二自动聚焦方法中，得到对应于被摄体距离的信息，并基于所述信息进行镜头驱动控制以将聚焦镜头移动到对好焦的点。比较聚焦镜头向根据所述第二自动聚焦方法的对好焦的点移动的方向与聚焦镜头向根据所述第一自动聚焦方法的对好焦的点移动的方向，并基于比较结果判断是否进行根据第二自动聚焦方法的镜头驱动控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自动聚焦设备，其使用不同的自动聚焦方法，并进行用于将聚焦镜头移动到对好焦的点的镜头驱动控制；本专利技术还涉及例如摄像机等的摄像设备。
技术介绍
近年来，摄像机的自动聚焦设备主要使用这样的聚焦方法：从来自摄像装置的输出信号检测图像的锐度(对比度)，将锐度作为焦点评价值(焦点信号)，并控制聚焦镜头位置以使该焦点评价值达到最大。该方法被称为爬山(hill-climbing)AF方法(下文中称为对比度AF方法)。一般地，将通过确定带的带通滤波器提取的、摄像装置的输出信号的高频分量的电平用作对比度AF中的焦点评价值。其理由是：当拍摄到正常的被摄体图像时，如图7所示，焦点评价值随着聚焦而增加，且其电平最高的点为对好焦的点。AF方法还包括在卤化银胶卷单镜头反射照相机中通用的内部测距相位差AF方法。在该方法中，将通过摄像镜头的出摄光瞳的光束分割为两束光束，用一对测距传感器分别接收各光束。检测根据接收光的量来输出的信号的偏离量，也就是说，检测沿束分割方向(beam splitting direction)的相对位置偏离量。由此，直接得到摄像镜头的沿聚焦方向的偏离量。因此，如果测距传感器进行一次积累操作，则可以得到聚焦偏离的量和方向，且可以进行高速聚焦操作。还有另一种相位差AF方法，其中，测距传感器与摄像镜头独立地设置。该方法称为外部测距相位差AF方法。在外部相位-->差AF方法中，将从被摄体接收到的光束分割为两束光束，并用一对测距传感器分别接收各光束。检测根据接收光的量来输出的信号的偏离量，也就是说，检测沿束分割方向的相对位置偏离量。由此，通过三角测量得到被摄体距离。使用外部测距传感器的AF方法还包括：使用超声波传感器测量传播速度的方法，以及小型照相机通用的、使用红外传感器进行三角测量的方法。在这些方法中检测与被摄体距离相对应的信息。例如，可以用内部测距相位差AF方法移动聚焦镜头以靠近对好焦的点，然后，用对比度AF方法将聚焦镜头驱动到对好焦的点(例如，见日本特开平第5-64056号公报)。在上述已知设备中，首先将聚焦镜头移动到由对比度AF方法之外的AF方法确定的对好焦的点。仅当焦点评价值大于预定量时，各设备将它们的AF方法改变为对比度AF方法。然后，用对比度AF方法进行到对好焦的点的驱动控制(镜头驱动控制)。这样设置的原因是对比度AF方法可以使聚焦更准确。因此，根据对比度AF方法的对好焦的点通常与根据基于对应于被摄体距离的信息进行镜头驱动控制的、例如相位差AF方法的其它AF方法的对好焦的点不同。另外，用对比度AF方法进行焦点检测的摄像区域不需要与进行相位差AF方法的检测的摄像屏幕上的区域相对应。因此，可以按对比度AF方法和相位差AF方法分别计算不同被摄体的对好焦的点。在已知设备由于使用了多个AF方法而具有不同对好焦的点的情况下，它们具有下述缺点。尽管聚焦镜头到达了根据可以进行准确对焦的对比度AF方法的对好焦的点，但是聚焦镜头经常不慎移动到用例如相位差AF方法得到的对好焦的点，从而发生离焦。另外，可能发生称为振荡(hunting)的现象，其中，聚焦镜头在按各方法得到的对好焦的点之间往复运动。这些在-->静止图像的AF设备的情况下，即在AF操作期间不进行记录的情况下不要紧。然而，在运动图像的AF设备的情况下，因为记录了不自然的动作，这些会引起问题。焦点评价值在平转操作期间或当平转完成时显著波动且不稳定。非常有可能用AF方法进行的聚焦的方向是错的，且用相位差AF方法检测到的对好焦的点经常与用对比度AF方法检测到的对好焦的点不同。因此，当平转完成时的聚焦会花费很长时间。
技术实现思路
本专利技术改进了使用不同自动聚焦方法且执行用于将聚焦镜头移动到对好焦的点的镜头驱动控制的自动聚焦设备的聚焦、以及例如摄像机等的摄像设备的聚焦的质量和准确性。根据本专利技术的一方面，一种自动聚焦设备，用于使用第一自动聚焦方法和第二自动聚焦方法进行聚焦，在所述第一自动聚焦方法中，从摄像单元的输出信号得到与图像的对比度相对应的焦点信号，并基于所述焦点信号进行镜头驱动控制以将聚焦镜头移动到对好焦的点，在所述第二自动聚焦方法中，得到对应于被摄体距离的信息，并基于所述信息进行镜头驱动控制以将聚焦镜头移动到对好焦的点，所述自动聚焦设备包括：第一控制单元，用于比较聚焦镜头向根据所述第二自动聚焦方法的对好焦的点移动的方向与聚焦镜头向根据所述第一自动聚焦方法的对好焦的点移动的方向，并基于比较结果判断是否进行根据第二自动聚焦方法的镜头驱动控制；以及第二控制单元，用于基于所述第一控制单元的判断来控制聚焦镜头的驱动。根据本专利技术的另一方面，一种自动聚焦设备，用于使用第一自动聚焦方法和第二自动聚焦方法进行聚焦，在所述第一自-->动聚焦方法中，从摄像单元的输出信号得到与图像的对比度相对应的焦点信号，并基于所述焦点信号进行镜头驱动控制以将聚焦镜头移动到对好焦的点，在所述第二自动聚焦方法中，得到对应于被摄体距离的信息，并基于所述信息进行镜头驱动控制以将聚焦镜头移动到对好焦的点，所述自动聚焦设备包括：平转状态完成检测单元，用于检测平转状态是否完成；以及控制单元，用于当所述平转状态完成检测单元检测出平转状态完成时，基于所述对应于被摄体距离的信息与对应于当前聚焦镜头位置的被摄体距离之间的差是否大于预定值，来判断是否进行根据所述第二自动聚焦方法的镜头驱动控制。根据下面(参考附图)对典型实施例的说明，本专利技术的其它特征和各方面将变得明显。附图说明图1示出根据本专利技术第一实施例的摄像机的示例系统结构。图2是示出本专利技术第一实施例中示例AF控制处理的流程图。图3是示出本专利技术第一实施例中示例镜头驱动处理的流程图。图4A和图4B示出本专利技术第一实施例中的微小驱动；尤其是，图4A示出垂直同步信号，图4B示出显示关于时域的镜头位置的图。图5示出本专利技术第一实施例中平转之前和之后陀螺仪传感器的示例输出。图6示出根据本专利技术第二实施例的摄像设备的示例系统结构。图7示出聚焦镜头位置和焦点评价值之间的关系。-->具体实施方式第一典型实施例图1示出根据本专利技术第一实施例的摄像机的示例系统结构。在图1中，附图标记101表示固定的第一镜头单元，附图标记102表示变焦镜头，附图标记103表示光圈，附图标记104表示固定的第二镜头单元。附图标记105表示聚焦补偿镜头(下文中称为聚焦镜头)，其具有校正与变焦一同发生的焦平面的移动的功能和聚焦的功能。附图标记106表示例如CCD传感器等摄像装置。附图标记107表示CDS(相关双采样)/AGC(自动增益控制)电路，其对摄像装置106的输出信号进行采样并调整增益。附图标记108表示照相机信号处理电路，其将来自CDS/AGC电路107的输出信号处理为对应于下述记录装置109的信号。附图标记109表示使用磁带、光盘、磁盘或半导体存储器的记录装置。附图标记110表示用于移动变焦镜头102的变焦驱动源(马达)。附图标记111表示用于移动聚焦镜头105的聚焦驱动源(马达)。附图标记112表示AF门。在CDS/AGC电路107的输出信号中，只有用于焦点检测的区域中的信号被允许通过AF门112。附图标记113表示焦点信号处理电路，其从通过AF门112的信号中提取高频分量，并使其成为焦点评本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动聚焦设备，用于使用第一自动聚焦方法和第二自动聚焦方法进行聚焦，在所述第一自动聚焦方法中，从摄像单元的输出信号得到与图像的对比度相对应的焦点信号，并基于所述焦点信号进行镜头驱动控制以将聚焦镜头移动到对好焦的点，在所述第二自动聚焦方法中，得到对应于被摄体距离的信息，并基于所述信息进行镜头驱动控制以将聚焦镜头移动到对好焦的点，所述自动聚焦设备包括：第一控制单元，用于比较聚焦镜头向根据所述第二自动聚焦方法的对好焦的点移动的方向与聚焦镜头向根据所述第一自动聚焦方法的对好焦的点移动的方向，并基于比较结果判断是否进行根据第二自动聚焦方法的镜头驱动控制；以及第二控制单元，用于基于所述第一控制单元的判断来控制聚焦镜头的驱动。

【技术特征摘要】
JP 2006-8-16 2006-2217791.一种自动聚焦设备，用于使用第一自动聚焦方法和第二自动聚焦方法进行聚焦，在所述第一自动聚焦方法中，从摄像单元的输出信号得到与图像的对比度相对应的焦点信号，并基于所述焦点信号进行镜头驱动控制以将聚焦镜头移动到对好焦的点，在所述第二自动聚焦方法中，得到对应于被摄体距离的信息，并基于所述信息进行镜头驱动控制以将聚焦镜头移动到对好焦的点，所述自动聚焦设备包括：第一控制单元，用于比较聚焦镜头向根据所述第二自动聚焦方法的对好焦的点移动的方向与聚焦镜头向根据所述第一自动聚焦方法的对好焦的点移动的方向，并基于比较结果判断是否进行根据第二自动聚焦方法的镜头驱动控制；以及第二控制单元，用于基于所述第一控制单元的判断来控制聚焦镜头的驱动。2.根据权利要求1所述的自动聚焦设备，其特征在于，当聚焦镜头按所述第二自动聚焦方法的移动方向与按所述第一自动聚焦方法的移动方向不同时，所述第一控制单元判断为根据所述第一自动聚焦方法进行镜头驱动控制，而不根据所述第二自动聚焦方法进行镜头驱动控制。3.根据权利要求2所述的自动聚焦设备，其特征在于，当聚焦镜头按所述第二自动聚焦方法的移动方向与按所述第一自动聚焦方法的移动方向相同，且对应于被摄体距离的所述信息与对应于当前聚焦镜头位置的被摄体距离之间的差大于预定值时，所述第一控制单元根据所述第二自动聚焦方法进...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎龙弥，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]