CN100426841C - 自动聚焦设备、电子照相机和自动聚焦方法 - Google Patents

自动聚焦设备、电子照相机和自动聚焦方法 Download PDF

Info

Publication number
CN100426841C
CN100426841C CNB038003058A CN03800305A CN100426841C CN 100426841 C CN100426841 C CN 100426841C CN B038003058 A CNB038003058 A CN B038003058A CN 03800305 A CN03800305 A CN 03800305A CN 100426841 C CN100426841 C CN 100426841C
Authority
CN
China
Prior art keywords
condenser lens
estimated value
exposure
image pick
moves
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB038003058A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1511412A (zh
Inventor
隅秀敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Publication of CN1511412A publication Critical patent/CN1511412A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100426841C publication Critical patent/CN100426841C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/67Focus control based on electronic image sensor signals
    • H04N23/673Focus control based on electronic image sensor signals based on contrast or high frequency components of image signals, e.g. hill climbing method
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/67Focus control based on electronic image sensor signals
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/63Control of cameras or camera modules by using electronic viewfinders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Focusing (AREA)

Abstract

CPU(13)通过将控制信号提供给马达驱动器(171a)以便开始连续驱动聚焦马达(步进马达)(170a),沿光轴连续移动聚焦透镜(2)。CPU(13)通过驱动CCD(4)以预定周期操作以便曝光,在连续地移动聚焦透镜(2)的同时,根据包含在从CCD(4)输出的图象信号中的高频分量,计算AF估算值,以及将聚焦透镜(2)移动到使AF估算值最大化的位置。

Description

自动聚焦设备、电子照相机和自动聚焦方法
技术领域
本发明涉及用于照相机、诸如数码相机的自动聚焦设备,涉及电子照相机,以及涉及自动聚焦方法。
背景技术
对比度检测***(contrast detection system)普遍地应用于通过CCD型或MOS型固态图像拾取设备拾取目标的图像,将所拾取的图像转换成图像数据,并记录所获得的图像数据的数码相机的自动聚焦控制(AF)当中。这一***正广泛地用于各种照相机,包括数字摄像机和使用胶片、并以CCD作为距离传感器的传统照相机。通过对比度检测***,通过步进马达驱动聚焦透镜沿照相机的光轴间歇地移动以便在多个位置执行曝光操作。对每个位置根据包含在CCD等的输出信号(图像数据)中的高频分量可计算出AF估算值,而使该AF估算值最大化的位置则被确定为聚焦位置。聚焦透镜就被移动到该位置。
对于实际控制操作,如图8所示,每次在控制操作的初始阶段,通过将聚焦透镜移动较大的距离(几十步)执行一粗略的搜索操作,聚焦透镜从将由其跟踪用于搜索的整个范围的一端被移动到相对的另一端以便执行曝光操作(并计算AF估算值),重复这一动作并定义AF估算值最大化位置的邻近区(聚焦位置的邻近区)。随后,在所定义的AF估算值最大化位置的邻近区,通过每次移动聚焦透镜一较小的距离(1至几步)执行精细搜索操作,以便根据AF估算值在该区域的分布,确定AF估算值最大化位置(聚焦位置)。通过这种配置,可以高速执行聚焦操作。
如图9和10所示,AF估算周期包括传送由紧邻此前的曝光操作所获得的CCD数据、计算AF估算值、与传送和计算同时发生的移动和停止聚焦透镜,以及等待聚焦透镜的振动总衰减(图9和10中用W表示的那段时期)。这一周期重复多次,AF估算值最大化位置就根据从这些周期获得的AF估算值而确定。
然而,在上述自动聚焦方法中,每次在搜索AF估算值最大化点的操作中聚焦透镜停止时,必定会发生等待聚焦透镜的振动的总衰减的周期W。换句话说,获得AF估算值的操作是耗时的操作并且造成了对自动聚焦操作所需时间最小化的限制。
用于获得AF估算值所需的时间可以通过在聚焦透镜停止后,减少等待聚焦透镜的振动的总衰减的时间来降低。然而,另一方面,必须提供等待聚焦透镜的振动的总衰减的足够的时间,因为,如果等待聚焦透镜的振动的总衰减的时间W超过AF估算周期的时间,则待检测的AF估算值将包含可归因于振动的噪声分量,该噪声分量将劣化使目标进入焦点的位置的检测的精确性,尤其是当使用步进马达作为执行机构的聚焦透镜的驱动机构包含大的空转时。
发明内容
根据本发明的实施例,自动聚焦设备包括:
聚焦透镜;
图像拾取单元,对由所述聚焦透镜获得的目标的图像进行光电转换并输出图像信号;
第一运动控制单元,沿光轴连续地移动所述聚焦透镜;
第一曝光控制单元,在通过所述第一运动控制单元的所述聚焦透镜的连续运动期间,间歇地驱动所述图像拾取单元操作以便曝光;以及
第一位置控制单元,根据作为所述第一曝光控制单元的曝光结果的从所述图像拾取单元输出的图像信号,计算估算值,并根据所计算的估算值,控制所述聚焦透镜的位置。
根据本发明的另一实施例,自动聚焦设备包括:
含有聚焦透镜的光学***;
图像拾取元件,对由所述光学***获得的目标的图像进行光电转换并输出图像信号;以及
处理器,在沿光轴连续地移动所述聚焦透镜的同时,驱动所述图像拾取元件间歇操作以便曝光,根据作为曝光结果的从所述图像拾取元件输出的图像信号,计算估算值,以及根据所计算的估算值,控制所述聚焦透镜的位置;其中,所述处理器根据所述估算值将所述聚焦透镜移动到聚焦位置的邻近区,随后在所述聚焦位置的所述邻近区中,沿所述光轴间歇地移动所述聚焦透镜,在所述聚焦透镜的间歇运动停止时驱动所述图像拾取元件操作以便曝光,在所述聚焦透镜的间歇运动停止时,根据作为曝光结果的从所述图像拾取元件输出的图像信号,计算估算值,以及根据所计算的估算值将所述聚焦透镜移动到所述聚焦位置。
根据本发明的另一实施例,电子照相机包括:
光学***,包括聚焦透镜;
图像拾取单元,对由所述光学***获得的目标的图像进行光电转换并输出图像信号;
第一运动控制单元,沿所述光学***的光轴,连续移动所述聚焦透镜;
第一曝光控制单元,在由所述第一运动控制单元连续移动所述聚焦透镜期间,间歇驱动所述图像拾取单元操作以便曝光;
第一位置控制单元,根据作为所述第一曝光控制单元的曝光结果的从所述图像拾取单元输出的图像信号,计算估算值,并根据所计算的估算值,控制所述聚焦透镜的位置;
图像拾取命令发布单元;以及
图像拾取控制单元,响应于由所述图像拾取命令发布单元发布的图像拾取命令,驱动所述图像拾取单元操作以便曝光,以及将从所述图像拾取单元输出的图像信号记录在存储介质中。
根据本发明的另一实施例,电子照相机包括:
光学***,包括聚焦透镜;
图像拾取单元,对由所述光学***获得的目标的图像进行光电转换并输出图像信号;
处理器,在沿光轴连续移动所述聚焦透镜的同时,驱动所述图像拾取元件间歇操作以便曝光,根据作为间歇曝光结果的从所述图像拾取元件输出的图像信号,计算估算值,根据所计算的估算值控制所述聚焦透镜的位置,响应于按下快门按钮来驱动所述图像拾取元件操作以便曝光,以及将从所述图像拾取元件输出的所述图像信号记录在存储介质中;
其中,所述处理器根据所述估算值将所述聚焦透镜移动到聚焦位置的邻近区,随后在所述聚焦位置的所述邻近区中,沿所述光轴间歇地移动所述聚焦透镜,在所述聚焦透镜的间歇运动停止时驱动所述图像拾取元件操作以便曝光,在所述聚焦透镜的间歇运动停止时,根据作为曝光结果的从所述图像拾取元件输出的图像信号,计算估算值,以及根据所计算的估算值将所述聚焦透镜移动到所述聚焦位置。
根据本发明的另一实施例,自动聚焦方法包括:
第一步,沿光学***的光轴连续驱动包括在光学***中的聚焦透镜;
第二步,在连续驱动所述聚焦透镜期间,驱动配置在所述光学***之后的图像拾取元件间歇操作以便曝光;
第三步,根据从所述图像拾取单元输出的作为曝光结果的图像信号,计算估算值;以及
第四步,根据所计算的估算值,控制所述聚焦透镜的位置,其中在所述第四步中,所述聚焦透镜根据该估算值移动到聚焦位置的邻近区;
第五步,在所述聚焦位置的邻近区中沿着光轴间歇地驱动所述聚焦透镜;
第六步,在所述聚焦透镜的间歇运动停止时驱动图像拾取元件操作以曝光;
第七步,根据从所述图像拾取元件输出的作为曝光结果的图像信号计算估算值;以及
第八步,根据所计算的估算值将所述聚焦透镜移动到聚焦位置。
附图说明
包含在说明书中并构成其一部分的附图,用于示例说明本发明的当前优选的实施例,连同上面给出的概述和下面给出的优选实施例的详细描述用来解释本发明的原理,其中:
图1是本发明的所有实施例公用的数码相机的主要部件的示意性框图;
图2是第一实施例的图像拾取操作的流程图;
图3是在粗略搜索周期期间,第一实施例的操作的时序图;
图4是第一实施例的自动聚焦控制操作的时序图;
图5是第二实施例的图像拾取操作的流程图;
图6是第二实施例的自动聚焦控制操作的时序图;
图7是本发明的第三实施例的聚焦搜索操作的详细时序图;
图8是现有技术的自动聚焦控制操作的时序图;
图9是示例说明公知数码相机在粗略搜索周期期间,透镜位置和AF估算值之间的关系和其操作的图;以及
图10是在粗略搜索周期期间,公知数码相机的操作的详细时序图。
具体实施方式
下面将通过参考示例说明本发明的优选实施例的附图来描述本发明。
(第一实施例)
图1是表示本发明的第一实施例的数码相机(电子照相机)1的示意性框图。数码相机1具有基于如上所述的用于现有技术的对比度检测***的AF功能。数码相机1包括聚焦透镜2、变焦透镜3、CCD(图像拾取装置、图像拾取设备)4、CDS/AD块5、TG(定时信号发生器)6、CDD数据预处理块7、色彩处理(CP)块8、JPEG编码器9、DRAM 10、ROM 11、RAM 12、CPU(处理器)13、图像显示部分14、键块15、卡接口(I/F)16和马达驱动块17。卡接口16连接至存储卡18,存储卡18可拆卸地***在照相机主体中形成的卡槽中。
聚焦透镜2和变焦透镜3由各自的透镜组(未示出)形成。马达驱动块17包括用于沿照相机的光轴驱动聚焦透镜2的聚焦马达170a、用于同样沿照相机的光轴驱动变焦透镜3的变焦马达170b,以及用于根据由CPU 13提供的控制信号,分别驱动聚焦马达170a和变焦马达170b的马达驱动器171a、171b。聚焦马达170a和变焦马达170b是适合于沿光轴步进式地精确驱动聚焦透镜2和变焦透镜3的步进马达。在该实施例中,聚焦透镜对应于照相机的光学***,而聚焦马达170a和马达驱动器171a是驱动装置。
CCD 4对通过聚焦透镜2和变焦透镜3照射到CCD 4上的目标的图像执行光电转换操作,并输出表示该图像的图像拾取信号。定时信号发生器6生成预定频率的定时信号以驱动CCD 4。CDS/AD块5从CCD 4的输出信号去除噪声并将图像拾取信号转换成数字信号。CCD数据预处理块7对由CDS/AD块5转换成数字信号的图像拾取信号执行数据处理操作。该数据处理操作包括亮度信号的处理。色彩处理(CP)块8对经过CCD数据预处理块7亮度信号处理的图像信号执行色彩处理操作,以生成Y、Cb和Cr图像数据。DRAM10顺序地存储作为色彩处理操作的结果而获得的Y、Cb和Cr图像数据。
图像显示部分14包括彩色LCD、用于驱动该彩色LCD的驱动电路等等。当选择了图像拾取模式但还没有按下快门键(成象等待状态)时,图像显示部分14显示基于由CCD 4摄取的帧的图像数据而获得的并存储在DRAM 10中的整个图像(through image)。另一方面,当选择再现模式时,图像显示部分14显示基于从存储卡18读出的图像数据而获得的并被展开的(expanded)记录图像。JPEG编码器9在记录图像时,压缩由色彩处理(CP)块8提供的图像数据。存储卡(记录装置、存储器)18记录经卡接口16传送的压缩图像数据。当再现所记录的图像时,在图像显示部分14中显示所记录的图像之前,由JPEG编码器9读出并展开所记录的图像数据。
键块15包括用于选择图像拾取模式还是再现模式的切换键、快门键(能被压到两种设置程度的任何一个的键输入装置、图像拾取命令输入装置、快门按钮)和其他操作键,并将对应于键块15的键操作的操作信号传送给CPU 13。CPU 13根据来自键块15的操作信号和预定控制程序,使用RAM 12作为操作存储器来控制数码相机1的整体操作。ROM 11存储控制程序和CPU 13执行各种控制操作,诸如AF控制、AE控制和AWB控制所需的各种数据。当CPU 13根据控制程序操作时,其充当第一和第二运动控制装置、第一和第二曝光控制装置、第一和第二位置控制装置和成象控制装置。
控制程序不一定存储在ROM 11中。可选择地,它也可以存储在存储卡18的预定区域中。如果可编程存储器,诸如EEPROM可用的话,其也可以配置成不是从存储卡18而是从存储器将控制程序提供给CPU 13,其中控制程序通过适当的装置,诸如通讯装置写入该存储器中。
现在,将通过参考图2的流程图,描述具有上述结构的数码相机1的操作。图2示例说明CPU 13所执行的用于图像拾取操作的处理操作的顺序。
当用户操作键块15的切换键并选择图像拾取模式时,CPU 13开始该处理操作。CPU 13确定快门键是否被压到一半的程度(步骤S1)。如果其确定快门键被压到一半的程度(步骤S1中为是),则在步骤S2至S6中执行粗略搜索操作。
图3是粗略搜索周期期间,数码相机1的操作的时序图。在粗略搜索周期中,CPU 13开始每次连续地驱动聚焦马达170a较大的距离(几十步)(步骤S2)。其结果是,聚焦透镜2被连续地驱动从聚焦搜索范围(例如,1m至∞)的一端移至另一端。如果在运动期间,出现一预定的非常短的曝光周期(步骤S3),则CPU 13执行通过驱动CCD 4获得对应于目标的图像的图像信号的处理操作,以便曝光(步骤S4)。还执行接收图像信号作为CCD数据的传送操作。然后,CPU 13基于包含在图像信号中的高频分量计算AF估算值(步骤S5)。更具体地说,CPU 13积分(integrate)包含在一场周期的图像信号中的高频分量,并将所获得的值定义为AF估算值。其还执行用于去除包含在图像信号中的噪声所需的计算。
在聚焦透镜2到达聚焦搜索范围的末端(例如,∞)之前(在步骤S6中为否),CPU 13周期性地重复上述用于曝光和AF估算值计算(步骤S3至步骤S5)的处理操作。其结果是,CPU 13计算出用于聚焦透镜2的不同位置的多个AF估算值。
当聚焦透镜到达聚焦搜索范围的末端时(在步骤S6中为是),CPU 13检测此时所获得的多个AF估算值中最大的AF估算值,并定义AF估算值最大化位置的邻近区(聚焦位置的邻近区)(步骤S7)。然后,CPU 13将聚焦透镜2移动到该区(步骤S8)。
可选择地,CPU 13可以在执行粗略搜索操作的同时检测AF估算值最大化位置,而不将聚焦透镜2移动到聚焦搜索范围的末端(例如,∞),并且当检测到AF估算值最大化位置时,停止聚焦透镜2的移动。更具体地说,当AF估算值在四次或多于四次的连续估算处上升,然后在四次或多于四次的连续估算处下降时,CPU 13可以终止粗略搜索操作并将聚焦透镜2移动到AF估算值最大化的位置或移动到该位置的邻近区。
然后,CPU 13在步骤S9至S13中执行精细搜索操作。CPU 13通过聚焦马达170a,在AF估算值最大化位置的邻近区中开始每次驱动聚焦透镜2一小段距离(1至几步)(步骤S9),然后其操作用于曝光(步骤810)并计算AF估算值(步骤S11)。在计算该区中所有AF估算值之前(步骤S12中为否),CPU 13重复这些步骤。换句话说,每次当聚焦透镜2停止时,CPU 13间歇地驱动聚焦透镜2并且重复获取AF估算值的操作。当计算了该区中的所有AF估算值时(在步骤S12中是),CPU 13通过邻近区中的AF估算值的分布确定AF估算值最大化位置(聚焦位置)(步骤S13),并将聚焦透镜2移向预定位置(步骤S14)。这样,完成AF控制操作。
和在粗略搜索操作中相同,CPU 13可以在执行精细搜索操作的同时检测AF估算值最大化位置,而不采集AF估算值最大化位置的邻近区中的所有AF估算值,并且当检测到AF估算值最大化位置时,停止聚焦透镜2的运动。更具体地说,当AF估算值在四次或多于四次的连续估算处上升然后在四次或多于四次的连续估算处下降时,CPU 13可以终止精细搜索操作并且将聚焦透镜2移动到AF估算值最大化的位置。
当用户将快门键压到完全的程度时(在步骤S15中为是),CPU13接收由照相机拾取的目标的图像信号(步骤S16)并将所拾取的图像的图像数据记录在存储卡18中(步骤S17),并终止图像拾取操作。
这一实施例在CPU 13连续地驱动聚焦透镜2在上述粗略搜索操作中移动(步骤S2至S6)的同时,操作以便由CCD 4曝光。因此,从图3可以看出,在紧邻每次曝光操作之前,聚焦透镜2的振动并未增加。这样,就不再需要如上文参考现有技术所描述的,在用于获取AF估算值的每个AF估算周期中,提供等待聚焦透镜的振动的总衰减的周期W。因此,能将AF估算周期缩短到上述曝光操作所需的时间周期(例如,约33.3ms)。其结果是,能缩短为定义AF估算值最大化位置的邻近区,必须花费的粗略搜索周期t,由此缩短AF控制周期的持续时间。这样,就可以高速地执行自动聚焦操作。
另外,由于在每个AF估算周期中聚焦透镜2的振动没有增加,因此在聚焦透镜2中出现的振动频率可以降低到低于聚焦马达170a的共振频率的水平。因此,能降低聚焦透镜2和其他部件在粗略搜索操作期间所产生的的声音。
由于用于定义AF估算值最大化位置邻近区的精细搜索操作在粗略搜索操作后执行,因此可以高速执行AF控制操作而不会使最终的自动聚焦控制操作的精确度劣化。
通过简单地修改CPU 13的控制程序,即可实现这一实施例的操作而无需修改数码相机1的机械结构。因此,根据本实施例的自动聚焦方法能用在任何现有的数码相机中,只要该照相机的与AF控制有关的控制程序可以修改。
尽管这一实施例适合于通过CPU 13的控制程序(软件)执行自动聚焦操作,但也可以为其提供能执行该自动聚焦控制操作的电子电路(硬件)。
下面将描述本发明的其他实施例。与第一实施例相同的部分将以相同的标号表示,并且省略其详细描述。
(第二实施例)
如果包括聚焦透镜2和变焦透镜3的光学***的性能是,即使当聚焦透镜2稍微偏离正确的聚焦位置时也能使目标进入焦点,和/或能将聚焦透镜2在其运动期间的振动保持到最低的水平,并由此可在确定AF估算值时,最小化或消除由于振动而导致的噪声对AF估算值的影响,那么就能在没有上述精细搜索操作的情况下执行AF控制操作。这样,可以通过实施基本上与上文所述的相同的粗略搜索操作以最小化AF估算周期(曝光时间)、在连续移动聚焦透镜2的同时检测AF估算值最大化位置并将聚焦透镜2移动到用于使照相机拍摄的目标进入焦点的那个聚焦位置来实现自动聚焦。
下面将参考图5来描述这样的自动聚焦控制操作,图5显示了根据第二实施例的CPU 13的处理操作的流程图。
当用户操作键块15的切换键并选择图像拾取模式时,CPU 13开始该处理操作。然后,CPU 13确定快门键是否被压到一半的程度(步骤T1)。如果其确定快门键被压到一半的程度(在步骤T1中为是),则在步骤T2至T6中执行用于检测使照相机的拍摄目标进入焦点的聚焦透镜的位置的搜索操作。在该搜索操作中,CPU 13开始连续地驱动聚焦马达170a(步骤T2)。其结果是,聚焦透镜2被连续地驱动从聚焦搜索范围(例如1m至∞)的一端移动到另一端。如果在运动期间出现一非常短的曝光周期(步骤T3),则CPU 13执行通过驱动CCD 4获取对应于目标的图像的图像信号的处理操作以便曝光(步骤T4)。还执行接收图像信号作为CCD数据的传送操作。然后,CPU 13基于包含在图像信号中的高频分量计算AF估算值(步骤T5)。更具体地说,CPU 13积分包含在一场周期的图像信号中的高频分量,并将所获得的值定义为AF估算值。它还执行用于去除包含在图像信号中的噪声所需的计算。
在聚焦透镜到达聚焦搜索范围的末端(例如∞)之前(步骤T6中为否),CPU 13周期性地重复上述用于曝光和计算AF估算值的处理操作(步骤T3至T5)。其结果是,CPU 13计算处用于聚焦透镜2的不同位置的多个AF估算值。
当聚焦透镜到达聚焦搜索范围的末端(例如∞)(步骤T6中为是)时,CPU 13检测此时所获取的多个AF估算值中最大的AF估算值并基于这些AF估算值的分布,确定AF估算值最大化位置(聚焦位置)(步骤T7)。然后,CPU 13将聚焦透镜2移动到该确定的位置(步骤T8)。可选择地,CPU 13可在执行聚焦搜索操作的同时检测AF估算值最大化位置,而不将聚焦透镜移动到聚焦搜索范围的末端(例如∞),并在检测到AF估算值最大化位置时,停止聚焦透镜2的移动。更具体地说,当AF估算值在四次或多于四次的连续估算处上升,然后在四次或多于四次的连续估算处下降时,CPU 13可以终止聚焦搜索操作,并将聚焦透镜2移动到计算出最大AF估算值的位置。
当由用户将快门键压到完全的程度时(在步骤T9中为是),CPU13接收由照相机拾取的目标的图像的图像信号(步骤T10)并将所拾取的目标的图像的图像数据记录在存储卡18中(步骤T11),并终止图像拾取操作。
由于如图6所示,该实施例的聚焦搜索周期t被缩短,因此可以高速地执行自动聚焦操作。
通过简单地修改CPU 13的控制程序,即可实现这一实施例的操作,而无需改变数码相机1的机械结构。因此,根据本发明的自动聚焦方法能用在任何现有的数码相机中,只要该照相机的与AF控制有关的控制程序可以修改。
尽管这一实施例适合于通过CPU 13的控制程序(软件)执行自动聚焦控制操作,但也可以为其提供能执行自动聚焦控制操作的电子电路(硬件)。
(第三实施例)
在第三实施例中,CPU 13以下文所描述的时序,在上述用于第一实施例的参考图2步骤S2至S6中的粗略搜索操作中,或在上述用于第二实施例的参考图5的步骤T2至T6的聚焦搜索操作中,在步骤S4(T4)中执行用于曝光的处理操作。
图7是对应于图3的第三实施例的自动聚焦控制操作的详细时序图。对于第三实施例的粗略搜索(聚焦搜索)操作,CCD 4的曝光操作以这样一种方式与聚焦透镜2的驱动周期(驱动脉冲)同步地执行,使得AF估算周期的起始时序和通过聚焦马达170a驱动聚焦透镜2的时序总是彼此一致。虽然驱动聚焦透镜2的操作和CCD4的曝光操作以不同的周期执行,但曝光操作以这样的方式执行,使得上述两者可表现出恒定的时间关系(temporal relationship)。换句话说,驱动聚焦透镜2,使其以可以令驱动聚焦透镜2的操作与CCD4的曝光操作表现出恒定的瞬时关系的速度移动。除此之外,第三实施例的操作与第一或第二实施例相同。
在本发明的上述实施例中,提高了粗略搜索操作(聚焦搜索操作)的精确度,因为在聚焦透镜2移动时由振动所引起的,并影响AF估算值的噪声变得对每个AF估算周期恒定。这样,在第一实施例中,通过在粗略搜索操作后执行精细搜索操作的情况下,缩小AF估算值最大化位置的邻近区,以及由此缩短AF控制操作所需的时间T,可以更高的速度执行自动聚焦操作。
尽管根据数码相机描述了本发明,但本发明也能应用于利用CCD或其他图像拾取元件作为传感器,以及适合于通过使用对比度检测***执行AF控制操作的其他照相机,并可提供类似的优点。
工业应用性
本发明提供用于照相机,诸如数码相机、电子照相机的自动聚焦设备和自动聚焦方法。

Claims (11)

1、一种自动聚焦设备,包括:
含有聚焦透镜的光学***;
图像拾取元件,对由所述光学***获得的目标的图像进行光电转换并输出图像信号;以及
处理器,在沿光轴连续地移动所述聚焦透镜的同时,驱动所述图像拾取元件间歇操作以便曝光,根据作为曝光结果的从所述图像拾取元件输出的图像信号,计算估算值,以及根据所计算的估算值,控制所述聚焦透镜的位置;
其中,所述处理器通过周期地驱动聚焦马达而沿着所述光轴连续地移动所述聚焦透镜,其中所述聚焦马达沿着所述光轴移动所述聚焦透镜,以及所述处理器以与所述聚焦马达的周期性驱动时序同步的方式周期地驱动所述图像拾取元件间歇操作以曝光。
2、如权利要求1所述的设备,其中所述处理器根据所述估算值将所述聚焦透镜移动到聚焦位置的邻近区,随后在所述聚焦位置的所述邻近区中,沿所述光轴间歇地移动所述聚焦透镜,在所述聚焦透镜的间歇运动停止时驱动所述图像拾取元件操作以便曝光,在所述聚焦透镜的间歇运动停止时,根据作为曝光结果的从所述图像拾取元件输出的图像信号,计算估算值,以及根据所计算的估算值将所述聚焦透镜移动到所述聚焦位置。
3、如权利要求1所述的设备,其特征在于所述处理器根据所计算的估算值将所述聚焦透镜移动到所述聚焦位置。
4、如权利要求1所述的设备,进一步包括:
快门按钮,用于被按压到两种程度中的一种;以及其中
当所述快门按钮被按压到两种程度中的一种时,所述处理器开始连续地移动所述聚焦透镜。
5、如权利要求4所述的设备,其特征在于,当所述快门按钮被按压到两种程度中的另一种时,所述处理器驱动所述图像拾取元件操作以便曝光,并将从所述图像拾取元件输出的图像信号记录在存储介质中。
6、如权利要求1所述的设备,进一步包括移动所述聚焦透镜的步进马达,以及,所述处理器包括通过驱动所述步进马达,沿光轴连续地移动所述聚焦透镜的控制单元。
7、一种电子照相机,包括:
光学***,包括聚焦透镜;
图像拾取单元,对由所述光学***获得的目标的图像进行光电转换并输出图像信号;
处理器,在沿光轴连续移动所述聚焦透镜的同时,驱动所述图像拾取元件间歇操作以便曝光,根据作为间歇曝光结果的从所述图像拾取元件输出的图像信号,计算估算值,根据所计算的估算值控制所述聚焦透镜的位置,响应于按下快门按钮来驱动所述图像拾取元件操作以便曝光,以及将从所述图像拾取元件输出的所述图像信号记录在存储介质中;
其中所述处理器通过周期地驱动聚焦马达而沿着所述光轴连续地移动所述聚焦透镜,其中所述聚焦马达沿着所述光轴移动所述聚焦透镜,以及所述处理器以与所述聚焦马达的周期性驱动时序同步的方式周期地驱动所述图像拾取元件间歇操作以曝光。
8、一种自动聚焦方法,包括:
第一步,通过周期地驱动用于沿光学***的光轴移动包括在该光学***中的聚焦透镜的聚焦马达,连续地驱动所述聚焦透镜;
第二步,按与所述聚焦马达的周期性驱动时序同步的时序,在连续驱动所述聚焦透镜期间,驱动配置在所述光学***之后的图像拾取元件间歇操作以便曝光;
第三步,根据从所述图像拾取单元输出的作为曝光结果的图像信号,计算估算值;以及
第四步,根据所计算的估算值,控制所述聚焦透镜的位置。
9、如权利要求8所述的方法,其特征在于,其中在所述第四步中,所述聚焦透镜根据该估算值移动到聚焦位置的邻近区;并且进一步包括:
第五步,在所述聚焦位置的邻近区中沿着光轴间歇地驱动所述聚焦透镜;
第六步,在所述聚焦透镜的间歇运动停止时驱动图像拾取元件操作以曝光;
第七步,在所述聚焦透镜的间歇运动停止时,根据从所述图像拾取元件输出的作为曝光结果的图像信号计算估算值。
10、如权利要求8所述的设备,其特征在于,根据所计算的估算值将所述聚焦透镜移动到聚焦位置。
11、如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述连续驱动包括当可被按压到两种程度中的任何一种的一快门按钮被按压到所述两种程度中的一种时,开始连续移动所述驱动透镜。
CNB038003058A 2002-01-24 2003-01-22 自动聚焦设备、电子照相机和自动聚焦方法 Expired - Fee Related CN100426841C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002014931A JP2003215440A (ja) 2002-01-24 2002-01-24 オートフォーカス方法、及びオートフォーカス装置
JP14931/2002 2002-01-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1511412A CN1511412A (zh) 2004-07-07
CN100426841C true CN100426841C (zh) 2008-10-15

Family

ID=27606100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB038003058A Expired - Fee Related CN100426841C (zh) 2002-01-24 2003-01-22 自动聚焦设备、电子照相机和自动聚焦方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20040109081A1 (zh)
EP (1) EP1382195A1 (zh)
JP (1) JP2003215440A (zh)
KR (1) KR100584845B1 (zh)
CN (1) CN100426841C (zh)
TW (1) TW569076B (zh)
WO (1) WO2003063469A1 (zh)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1856724A (zh) * 2003-09-22 2006-11-01 夏普株式会社 摄影透镜位置控制装置
WO2005086940A2 (en) * 2004-03-11 2005-09-22 Interdigital Technology Corporation Control of device operation within an area
CN100538501C (zh) * 2004-07-02 2009-09-09 索尼株式会社 电子像机和自动聚焦方法
US20060137018A1 (en) * 2004-11-29 2006-06-22 Interdigital Technology Corporation Method and apparatus to provide secured surveillance data to authorized entities
US20060159440A1 (en) * 2004-11-29 2006-07-20 Interdigital Technology Corporation Method and apparatus for disrupting an autofocusing mechanism
TWI285742B (en) * 2004-12-06 2007-08-21 Interdigital Tech Corp Method and apparatus for detecting portable electronic device functionality
US20060227640A1 (en) * 2004-12-06 2006-10-12 Interdigital Technology Corporation Sensing device with activation and sensing alert functions
US7574220B2 (en) * 2004-12-06 2009-08-11 Interdigital Technology Corporation Method and apparatus for alerting a target that it is subject to sensing and restricting access to sensed content associated with the target
JP4349302B2 (ja) * 2005-03-04 2009-10-21 ソニー株式会社 フォーカス制御装置、撮像装置、フォーカス制御方法
US7611060B2 (en) 2005-03-11 2009-11-03 Hand Held Products, Inc. System and method to automatically focus an image reader
US7568628B2 (en) 2005-03-11 2009-08-04 Hand Held Products, Inc. Bar code reading device with global electronic shutter control
US7780089B2 (en) 2005-06-03 2010-08-24 Hand Held Products, Inc. Digital picture taking optical reader having hybrid monochrome and color image sensor array
US7770799B2 (en) 2005-06-03 2010-08-10 Hand Held Products, Inc. Optical reader having reduced specular reflection read failures
JP2007060520A (ja) * 2005-08-26 2007-03-08 Olympus Corp 撮像装置
US7978698B2 (en) * 2006-03-16 2011-07-12 Panasonic Corporation Terminal for performing multiple access transmission suitable to a transmission path having varied characteristics
JP2008203791A (ja) * 2007-02-22 2008-09-04 Ricoh Co Ltd 撮像装置および撮像方法
US8405759B2 (en) * 2007-09-27 2013-03-26 Olympus Imagining Corp. Imaging device with contrast AF, and control method for imaging device with contrast AF
KR100944158B1 (ko) * 2007-11-12 2010-02-24 (주)태극기전 렌즈 초점 거리 제어용 리니어 모터 및 그 제어방법
US8577216B2 (en) * 2008-02-13 2013-11-05 Qualcomm Incorporated Auto-focus calibration for image capture device
JP5294647B2 (ja) * 2008-02-19 2013-09-18 キヤノン株式会社 焦点調節装置及びその制御方法
KR101436836B1 (ko) * 2008-05-30 2014-09-02 삼성전자주식회사 디지털 영상 처리기에서 포커스 오차 보정 장치 및 방법
CN101621629B (zh) * 2008-06-30 2011-09-14 睿致科技股份有限公司 自动曝光的方法
KR101590873B1 (ko) * 2009-11-18 2016-02-02 삼성전자주식회사 디지털 촬영장치 및 그 제어방법
JP5165099B2 (ja) * 2010-12-10 2013-03-21 キヤノン株式会社 撮像装置及びレンズユニット
KR101720192B1 (ko) * 2011-01-19 2017-03-27 삼성전자주식회사 자동 초점 조절 장치
EP2701380B1 (de) 2012-08-24 2015-07-01 Sick Ag Kamera und Verfahren zur Aufnahme scharfer Bilder
DE202013101489U1 (de) 2013-04-09 2013-06-11 Sick Ag Kamera zur Aufnahme scharfer Bilder
US9686463B2 (en) * 2015-03-10 2017-06-20 Qualcomm Incorporated Systems and methods for continuous auto focus (CAF)
KR102569718B1 (ko) 2015-11-09 2023-08-25 삼성전자 주식회사 카메라 장치
CN105681668B (zh) * 2016-02-29 2019-02-12 Oppo广东移动通信有限公司 控制方法、控制装置及电子装置
JP6936930B2 (ja) * 2016-10-28 2021-09-22 Omデジタルソリューションズ株式会社 撮像装置および焦点調節方法
US10924655B2 (en) 2017-11-06 2021-02-16 Canon Kabushiki Kaisha Image-capturing apparatus and control method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5767989A (en) * 1995-10-05 1998-06-16 Fuji Photo Film Co., Ltd. Image inputting apparatus
US6130417A (en) * 1997-09-08 2000-10-10 Olympus Optical Co., Ltd. Auto-focusing apparatus with hill-climbing and full-scanning auto-focusing performances

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5005086A (en) * 1988-03-04 1991-04-02 Sony Corporation Focus control apparatus having two focusing speeds
US5369461A (en) * 1988-07-29 1994-11-29 Canon Kabushiki Kaisha Automatic focus adjusting device in camera system
JP3515674B2 (ja) * 1997-02-12 2004-04-05 ペンタックス株式会社 カメラの焦点調節装置
JP3851027B2 (ja) * 1999-08-27 2006-11-29 株式会社リコー オートフォーカス装置およびカメラ
JP2001281529A (ja) * 2000-03-29 2001-10-10 Minolta Co Ltd デジタルカメラ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5767989A (en) * 1995-10-05 1998-06-16 Fuji Photo Film Co., Ltd. Image inputting apparatus
US6130417A (en) * 1997-09-08 2000-10-10 Olympus Optical Co., Ltd. Auto-focusing apparatus with hill-climbing and full-scanning auto-focusing performances

Also Published As

Publication number Publication date
KR100584845B1 (ko) 2006-05-30
US20040109081A1 (en) 2004-06-10
TW569076B (en) 2004-01-01
WO2003063469A1 (en) 2003-07-31
CN1511412A (zh) 2004-07-07
KR20030094402A (ko) 2003-12-11
EP1382195A1 (en) 2004-01-21
TW200305769A (en) 2003-11-01
JP2003215440A (ja) 2003-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100426841C (zh) 自动聚焦设备、电子照相机和自动聚焦方法
JP4797522B2 (ja) 撮像装置及びそのプログラム
CN100377000C (zh) 自动焦点对准方法和设备
US7301579B2 (en) Imaging apparatus
JP5623254B2 (ja) 撮像装置およびその制御方法
JP4360851B2 (ja) 画像入力装置
JP4727534B2 (ja) 撮像装置
JP2007010898A (ja) 撮像装置及びそのプログラム
US20110292238A1 (en) Imaging system, imaging apparatus, interchangeable lens, method of controlling imaging system, and program
JP2007074610A (ja) 撮像装置、レンズ装置および撮像システム
US7474844B2 (en) Camera equipment with movable lenses and method of controlling lens driving operation
JP2000330009A (ja) デジタルカメラのオートフォーカス装置及びそれを備えたデジタルカメラ
US7355634B2 (en) Moving image pickup apparatus carrying out automatic focus adjustment and still image recording method therefor
JP2002122776A (ja) オートフォーカス制御装置、それを備えたデジタルスチルカメラとデジタルビデオカメラおよびオートフォーカス制御方法、並びにオートフォーカス制御プログラムを記録した記録媒体
JP2007121534A (ja) 光学機器および焦点調節方法
WO2004021064A1 (ja) カメラ
JPH07131698A (ja) 電子スチルカメラ
JP2001272594A (ja) ビデオカメラ
JP2003315672A (ja) カメラ
JP2863551B2 (ja) 自動合焦装置を備えたカメラ
JP4235498B2 (ja) 動画撮像装置、静止画記録方法、及びプログラム
JP2001197359A (ja) 同期制御方法及び撮像装置
JPH04280213A (ja) 交換レンズシステムにおける変換アダプタ装置
JP5413621B2 (ja) 撮像装置及びそのプログラム
JP2007193359A (ja) オートフォーカス方法、及びオートフォーカス装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20081015

Termination date: 20210122