摄像设备和聚焦控制方法技术

本发明专利技术涉及一种摄像设备和聚焦控制方法。该摄像设备包括：产生与所拍摄图像的对比度状态相对应的第一信息的第一检测器，聚焦镜头控制器，输出不同于第一信息的、用于计算聚焦镜头的对好焦位置和驱动量之一的第二信息的第二检测器，以及聚焦镜头位置检测器。如果由位置检测器检测到的聚焦镜头的位置与使用第二信息计算出的对好焦位置之间的差大于第一值，则控制器使聚焦镜头朝所计算出的对好焦位置移动，且如果差小于第一值，则控制器使用第一信息来重复进行聚焦镜头的控制，而不使用第二信息。该摄像设备减少聚焦镜头的不连续移动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及 一种例如摄像机或数字静物照相机的摄像设 备，尤其是，涉及一种摄像设备中的聚焦控制方法。
技术介绍
摄像机等的自动聚焦(AF， auto - focus)控制的主流方法是 TV - AF方法，该方法产生示出使用摄像元件所产生的图像信 号的锐度(对比度状态)的AF评价值信号，并搜索AF评价值信号 最大的情况下的聚焦镜头的位置。AF方法包括外部测距方法(或外部相位差检测方法)，其 中，根据由独立于摄像镜头设置的测距传感器检测到的被摄体 的距离(被摄体距离)计算出聚焦镜头的对好焦位置，然后，将 聚焦镜头移动到对好焦位置。在外部相位差检测方法中，将来自被摄体的光通量分成两 部分，这两部分被分开的光通量分别由一对光接收元件阵列(行 传感器)接收。检测在这对行传感器上形成的图像之间的偏移 量，即相位差，通过三角测量(triangulation)才艮据该相位差计 算出被摄体距离，并将聚焦镜头移动到相对于该被摄体距离的 对好焦位置。还可以采用 一种内部相位差4企测方法。在内部相位差才企测 方法中，将通过摄像镜头的出射光瞳(exit pupil)的光通量分成 两部分，这两部分净皮分开的光通量分别被一对行传感器接收。 检测这对行传感器上的两个图像之间的相位差，根据该相位差 计算摄像镜头的离焦量。然后，将聚焦镜头移动对应于离焦量 的量。日本特开第2005 - 84426号公报中公开了 一种混合AF方 法，其中，将这些AF方法结合起来以充分利用TV-AF方法的 高聚焦精度和相位差检测方法的高速聚焦。在日本特开第2005 -84426号公报中所公开的混合AF方法是这样一种方法其 中，当判断为因为被摄体的亮度低或对比度低而不能通过TV -A F方法实现对好焦状态时，通过相位差检测方法实现对好焦状 态。在曰本专利第3548184号中公开了 一种摄像设备，该设备 在相位差检测方法中计算图像图案之间的一致度，即，行传感 器上的两个图像彼此相似或 一致到什么程度，并基于该 一致度 确定测距结果的可靠性。最新摄像机的摄像镜头可以容易地减小尺寸和重量，并具 有优异的光学特性。因此，聚焦镜头设置得比放大倍数改变镜 头更靠近成像面的内聚焦型摄像镜头成为了主流。如图6中所示，在内聚焦型摄像镜头中，相对于相同被摄 体距离实现对好焦状态的情况下的聚焦镜头位置基于放大倍数 改变镜头的位置而改变。如图7中的曲线D所示，相对于被摄体 距离的相同改变(例如，从无穷远到l m)的聚焦镜头的移动量基 于放大倍数改变镜头的位置而改变。尤其是，聚焦镜头的移动 量趋向于在长焦(telephoto)侧比在广角侧更大。然而，在传统的混合AF方法中，首先用TV-AF方法进行 聚焦控制，然后，基于TV-AF方法进行的聚焦控制的状态来 判断是否用相位差检测方法进行聚焦控制。出于该原因，传统 的混合AF方法没有充分利用相位差检测方法的特征，以至于不 能充分实现响应性好的高速聚焦控制。如果重复由用相位差检测方法计算出的对好焦位置的改变 引起的聚焦镜头向对好焦位置的移动(包括根据驱动量计算出的移动)，则聚焦镜头可能频繁而不连续地移动。这可能使所拍 摄图像不稳定。
技术实现思路
本专利技术提供 一种能够在抑制聚焦镜头的不连续移动的同 时，进行响应性好、速度高、聚焦精度高的聚焦控制的摄像设 备和聚焦控制方法。作为一个方面，本专利技术提供一种摄像设备，包括第一检测器，其产生与所拍摄图像的对比度状态相对应的第 一信息； 控制器，其使用所述第一信息重复地控制聚焦镜头；第二检测 器，其输出不同于所述第一信息的、用于计算所述聚焦镜头的 对好焦位置和驱动量之一的第二信息；以及位置检测器，其检 测所述聚焦镜头的,位置，其中，当所述控制器使用所述第一信 息重复进行所述聚焦镜头的控制时，如果由所述位置检测器检 测到的所述聚焦镜头的位置与使用所述第二信息计算出的所述 对好焦位置之间的差大于第 一 值，I！ 'J所述控制器使所述聚焦镜 头朝所计算出的对好焦位置移动，以及如果所述差小于所述第 一值，则所述控制器使用所述第 一 信息来重复进行所述聚焦镜 头的控制，而不使用所述第二信息。作为另一个方面，本专利技术提供一种聚焦控制方法，包括下 列步骤获取与所摄图像的对比度状态相对应的第一信息；控 制步骤，使用所述第一信息重复地控制聚焦镜头；获取不同于 所述第一信息的、用于计算所述聚焦镜头的对好焦位置和驱动 量之一的第二信息；以及检测所述聚焦镜头的位置，其中，在 所述控制步骤中，当使用所述第一信息重复进行所述聚焦镜头 的控制时，如果所述聚焦镜头的被检测到的位置与使用所述第 二信息计算出的对好焦位置之间的差大于第 一值，则将所迷聚焦镜头朝所计算出的对好焦位置移动，以及如果所述差小于所 述第 一 值，则使用所述第 一 信息重复进行所述聚焦镜头的控制， 而不使用所述第二信息。根据下面参考附图说明的优选实施例，本专利技术的其它目的 和特征将变得明显。附图说明图1是示出作为本专利技术的实施例的摄像机的结构的框图； 图2是示出实施例中AF控制的过程的流程图； 图3是示出TV - AF的原理的曲线图4是示出使用被动式相位差方法进行测距的原理的视图5是示出被动式相位差方法中的图像信号的曲线图6是示出相对于每个被摄体距离的放大倍数改变镜头的位置和后聚焦镜头中的聚焦镜头位置之间的关系的曲线图；以及图7是示出相对于后聚焦镜头中预定被摄体距离变化的聚 焦镜头移动量以及本实施例中镜头位置差的曲线图。具体实施例方式下面将参考附图说明本专利技术的优选实施例。图l示出作为本专利技术实施例的摄像机(摄像设备)的结构。注 意尽管在本实施例中将给出摄像机的说明，但本专利技术的可选 实施例包括例如数字静物照相机等任何其它摄像设备。在图l中，附图标记101表示第一固定镜头，102表示沿着 光轴移动来改变放大倍数的放大倍数改变镜头，103表示光圈。 附图标记104表示第二固定镜头，105表示聚焦/补偿镜头(下文中称为聚焦镜头)，该镜头105对放大倍数改变时所引起的焦平 面的移动进行补偿，并具有聚焦功能。第一固定镜头IOI、放大倍数改变镜头102、光圏103、第二固定镜头104和聚焦镜头 105构成摄像光学系统。本实施例的摄像光学系统是后聚焦类 型的变焦镜头。附图标记106表示摄像元件，如由CCD传感器或CMOS传 感器构成的光电转换元件。附图标记107表示对来自摄像元件 10 6的输出进行采样并进行增益调节的C D S / A G C电路。附图标记108表示照相机信号处理电^^,该电i 各对来自 CDS/AGC电路107的输出信号进行各种图像处理以产生图像 信号。附图标记109表示由LCD等构成的、显示来自照相机信号 处理电路108的图像信号的监视器。附图标记110表示将来自照相机信号处理电路108的图像 信号记录在例如磁带、光盘的记录介质上或半导体存储器中的 记录单元。附图标记lll表示用来移动放大倍数改变镜头102的变焦 驱动部件。附图标记112表示用来移动聚焦镜头105的聚焦驱动 部件。变焦驱动部件111和聚焦驱动部件112均由致动器构成， 致动器例如是步进马达、DC马达、振动型马达或音圏马达。变焦驱动部件111包括例如编码器的变焦位置检测器 llla,变焦位置4全本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像设备，包括：第一检测器，其产生与所拍摄图像的对比度状态相对应的第一信息；控制器，其使用所述第一信息重复地控制聚焦镜头；第二检测器，其输出不同于所述第一信息的、用于计算所述聚焦镜头的对好焦位置和驱动量之一的第二 信息；以及位置检测器，其检测所述聚焦镜头的位置，其中，当所述控制器使用所述第一信息重复进行所述聚焦镜头的控制时，如果由所述位置检测器检测到的所述聚焦镜头的位置与使用所述第二信息计算出的所述对好焦位置之间的差大于第一值 ，则所述控制器使所述聚焦镜头朝所计算出的对好焦位置移动，以及如果所述差小于所述第一值，则所述控制器使用所述第一信息来重复进行所述聚焦镜头的控制，而不使用所述第二信息。

【技术特征摘要】
JP 2006-7-25 2006-2020001.一种摄像设备，包括第一检测器，其产生与所拍摄图像的对比度状态相对应的第一信息；控制器，其使用所述第一信息重复地控制聚焦镜头；第二检测器，其输出不同于所述第一信息的、用于计算所述聚焦镜头的对好焦位置和驱动量之一的第二信息；以及位置检测器，其检测所述聚焦镜头的位置，其中，当所述控制器使用所述第一信息重复进行所述聚焦镜头的控制时，如果由所述位置检测器检测到的所述聚焦镜头的位置与使用所述第二信息计算出的所述对好焦位置之间的差大于第一值，则所述控制器使所述聚焦镜头朝所计算出的对好焦位置移动，以及如果所述差小于所述第一值，则所述控制器使用所述第一信息来重复进行所述聚焦镜头的控制，而不使用所述第二信息。2. 根据权利要求l所述的摄像设备，其特征在于，当所述 控制器使用所述第 一 信息重复进行所述聚焦镜头的控制时，如果检测到的所述聚焦镜头的位置与使用所述第二信息计 算出的对好焦位置之间的差大于所述第 一值，则所述控制器将 所述聚焦镜头移动到所计算出的对好焦位置。3. 根据权利要求l所述的摄像设备，其特征在于，所述控 制器根据与在摄像元件上...

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