專利名稱：具有自動聚焦功能的攝像裝置及該攝像裝置的控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及攝像裝置及其控制方法。尤其是，本發(fā)明涉及適合于使用具有自動聚 焦功能的攝像裝置的技術。
背景技術：
迄今為止，電子靜態(tài)相機及視頻攝像機在執(zhí)行自動聚焦控制處理(下文稱為AF) 時使用了這樣的方法，即將從諸如電荷耦合器件(CCD)等的圖像傳感器獲得的亮度信號的 高頻分量被最大化的聚焦透鏡的位置，設置作為焦點對準位置。上述方法包括已知的登山 式方法，該登山式方法在從圖像傳感器獲得的高頻分量的水平(下文稱為“焦點評價值”) 增加的方向上移動聚焦透鏡，并且將從圖像傳感器獲得的亮度信號的高頻分量的水平被最 大化的聚焦透鏡的位置，設置作為焦點對準位置。已知還有掃描式方法，該掃描式方法在聚 焦透鏡的整個可移動范圍內驅動該聚焦透鏡的同時存儲焦點評價值，并且將與所存儲的焦 點評價值中的最大值相對應的聚焦透鏡的位置，設置作為焦點對準位置。已經(jīng)有這樣的方法，其在執(zhí)行此類AF時，通過劃分聚焦透鏡的可移動范圍，來執(zhí) 行聚焦操作。日本專利申請?zhí)亻_2002-277726號公報公開的方法通過以下操作來執(zhí)行焦點 調節(jié)，即將掃描范圍劃分為第一及第二區(qū)域，并且在普通靜態(tài)圖像拍攝模式下使透鏡在所 述第一及第二區(qū)域中的一者內移動，而在特定操作模式下使透鏡在全部區(qū)域內移動。在上述的日本專利申請?zhí)亻_2002-277726號公報中，未記載有焦點檢測區(qū)域(也 稱為“AF框”)，在該公報所提出的焦點調節(jié)裝置的攝像平面中、在所述焦點檢測區(qū)域內檢測 焦點評價值。然而，存在待拍攝的不同尺寸的各種被攝體。相應地，當將AF框的尺寸設置 為對于任意被攝體均恒定時，AF框對于小的被攝體而言過大。因此，除被攝體以外的諸如 背景等的事物可能會進入AF框。結果，到被攝體的距離可能會被錯誤地測量。另一方面， 當AF框對于大的被攝體而言過小時，在AF框中不能獲得足夠的對比度。因此，到被攝體的 距離可能會被錯誤地測量。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對能夠適當?shù)匾苿泳劢雇哥R并設置AF框使得所需被攝體像準確對焦的 攝像裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種攝像裝置，該攝像裝置包括攝像單元，其被構 造為對經(jīng)由聚焦透鏡入射于該攝像單元上的被攝體光執(zhí)行光電轉換，以獲取圖像信號；焦 點檢測單元，其被構造為基于在移動所述聚焦透鏡的同時獲取到的所述圖像信號，來檢測 所述聚焦透鏡的聚焦狀態(tài)；指定單元，其被構造為接收對顯示在顯示畫面上的被攝體的畫 面內位置的指定；以及控制單元，其被構造為控制當由所述焦點檢測單元檢測所述聚焦狀 態(tài)時的所述聚焦透鏡的可移動范圍，使得如果所述指定單元未指定所述被攝體的所述畫面 內位置，則將所述聚焦透鏡的所述可移動范圍設置為第一范圍，而如果所述指定單元指定了所述被攝體的所述畫面內位置，則將所述聚焦透鏡的所述可移動范圍設置為比所述第一范圍寬的第二范圍。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種攝像裝置的控制方法，所述攝像裝置被構造為 對經(jīng)由聚焦透鏡入射的被攝體光執(zhí)行光電轉換，以獲取圖像信號。所述控制方法包括以下 步驟基于在移動所述聚焦透鏡的同時獲取到的所述圖像信號，來檢測所述聚焦透鏡的聚 焦狀態(tài)；接收對顯示在顯示畫面上的被攝體的畫面內位置的指定；以及控制當檢測所述聚 焦狀態(tài)時的所述聚焦透鏡的可移動范圍，使得如果未指定所述被攝體的所述畫面內位置， 則將所述聚焦透鏡的所述可移動范圍設置為第一范圍，而如果指定了所述被攝體的所述畫 面內位置，則將所述聚焦透鏡的所述可移動范圍設置為比所述第一范圍寬的第二范圍。通過以下參照附圖對示例性實施例的詳細描述，本發(fā)明的其他特征及方面將變得 清楚。


被并入說明書并構成說明書的一部分的附圖，例示了本發(fā)明的示例性實施例、特 征及方面，并與文字描述一起用來說明本發(fā)明的原理。圖1是例示根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的電子相機的結構的框圖。圖2是例示所述電子相機的基本操作的流程圖。圖3是例示在圖2中例示的所述基本操作中執(zhí)行的、選擇聚焦透鏡的可移動范圍 的處理的流程圖。圖4是例示在圖3中例示的所述處理中選擇的所述聚焦透鏡的所述可移動范圍的 圖。圖5是例示在圖2中例示的所述基本操作中執(zhí)行的拍攝前AF確定處理的流程圖。圖6是例示在圖5中例示的所述拍攝前AF確定處理中執(zhí)行的拍攝前AF處理的流 程圖。圖7是例示在圖6中例示的所述拍攝前AF處理中執(zhí)行的登山模式處理的流程圖。圖8是例示在圖6中例示的所述拍攝前AF處理中執(zhí)行的監(jiān)視模式處理的流程圖。圖9是例示在圖5中例示的所述拍攝前AF確定處理中執(zhí)行的AF框尺寸設置處理 的流程圖。圖IOA及圖IOB是例示在圖9中例示的所述AF框尺寸設置處理中執(zhí)行的圖像相 關性確定的圖。圖11是例示在圖2中例示的所述基本操作中執(zhí)行的主曝光AF操作的流程圖。
具體實施例方式下面，將參照附圖，來詳細描述本發(fā)明的各種示例性實施例、特征及方面。圖1是例示根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的電子相機的結構的框圖。參照圖1，聚 焦透鏡101執(zhí)行焦點調節(jié)，使得被攝體像在下述的圖像傳感器上對焦。聚焦透鏡驅動電機 102移動聚焦透鏡101。圖像傳感器103將來自被攝體的反射光轉換為電信號。因此，經(jīng)由 聚焦透鏡101入射在圖像傳感器103上的被攝體像光經(jīng)歷光電轉換，并且被轉換為電信號。 模擬數(shù)字(A/D)轉換器104將由圖像傳感器103輸出的模擬信號轉換為數(shù)字信號。定時信號生成單元(下文稱為TG) 105生成使圖像傳感器103及A/D轉換器104運行所需的定時信號。圖像處理器106對由A/D轉換器104輸入的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行預定處理。 緩沖存儲器107臨時存儲由圖像處理器106處理的圖像數(shù)據(jù)。微控制器(系統(tǒng)控制中央處理單元(CPU)，下文稱為CPU) 108控制整個系統(tǒng)，例如 整個拍攝序列。程序存儲器109存儲要在CPU 108中執(zhí)行的程序。CPU 108在根據(jù)存儲在 程序存儲器109中的程序執(zhí)行處理時，在工作存儲器110上寫入和讀取必要的各種數(shù)據(jù)。拍攝準備指示開關(下文稱為SWl) 111被操作用來指示相機執(zhí)行諸如AF及自動 曝光控制處理(下文稱為AE)等的拍攝準備。拍攝指示開關(下文稱為SW2) 112被操作用 來在SWl的操作之后，指示相機執(zhí)行包括主曝光及記錄操作的拍攝處理。測距范圍選擇開 關113選擇聚焦透鏡101的可移動范圍，以在可聚焦范圍被劃分成的多個區(qū)域當中選擇所 需區(qū)域。面部檢測單元114從由通過攝像獲得的圖像信號代表的圖像中檢測面部。圖像顯 示單元115顯示圖像。操作者用手指或筆尖觸摸觸摸屏116，以指示相機(即操作者向相機給出指令)執(zhí) 行各種類型的操作及設置。觸摸屏116被設置為疊置于圖像顯示單元115上。假設觸摸屏 116上的位置與圖像顯示單元115的顯示畫面上的位置一一對應。在以下的描述中，在觸摸 屏116上觸摸與顯示在顯示單元115的畫面上的圖像或圖標相對應的位置的操作，被簡單 地表述為“觸摸圖像”或“觸摸圖標”。接下來，下文參照圖2中所示的流程圖，來描述根據(jù)本實施例的電子相機。圖2中 所示的處理中的操作由系統(tǒng)控制CPU 108來控制。首先，在步驟S201中，系統(tǒng)控制CPU 108 確定用于指示拍攝準備的SWl的狀態(tài)是“開”狀態(tài)和“關”狀態(tài)當中的哪個狀態(tài)。如果SWl 處于“開”狀態(tài)(步驟S201 是)，則處理進入到步驟S207。否則(步驟S201 否)，處理進 入到步驟S202。在步驟S202中，CPU 108控制光圈(未示出)及快門速度，以執(zhí)行AEdi 得要顯示在圖像顯示單元115的畫面上的圖像的亮度適當。然后，在步驟S203中，CPU 108 使相機執(zhí)行自動白平衡控制處理(下文稱為AWB)，使得要顯示在圖像顯示單元115的畫面 上的圖像具有適當?shù)纳势胶?，而不管光源的色溫是多少。接下來，在步驟S204中，CPU 108根據(jù)下述過程，來執(zhí)行聚焦透鏡101的可移動范 圍的選擇。然后，在步驟S205中，CPU 108根據(jù)下述過程，來確定是否執(zhí)行拍攝前AF操作。 在步驟S206中，CPU 108使圖像處理器106對從圖像傳感器103讀取的圖像信號執(zhí)行預定 處理(例如，電子取景器處理(下文稱為“EVF處理”))。接下來，CPU 108使圖像顯示單元 115顯示由處理后的圖像信號代表的圖像。之后，處理返回到步驟S201。然后，相機執(zhí)行上 述處理。另一方面，在步驟S207中，相機根據(jù)下述過程，來執(zhí)行主曝光AF操作。然后，在步 驟S208中，CPU 108確定用于指示拍攝的SW2的狀態(tài)是“開”狀態(tài)和“關”狀態(tài)當中的哪個 狀態(tài)。如果SW2的狀態(tài)是“開”狀態(tài)(步驟S208:是)，則處理進入到步驟S209。接下來，在 步驟S209中，CPU 108使相機執(zhí)行拍攝處理，所述拍攝處理包括對圖像傳感器103的曝光、 從中的數(shù)據(jù)讀取、要由圖像處理器106執(zhí)行的圖像處理，以及處理后的數(shù)據(jù)在記錄介質(未 示出)上的記錄。圖3是例示在圖2中所示的步驟S204中執(zhí)行的、選擇聚焦透鏡101的可移動范圍 的處理的流程圖。假設聚焦透鏡101的可移動范圍通過初始化處理(未例示)被預先設置 為通常范圍。圖3中所示的操作由系統(tǒng)控制CPU 108來控制。
首先，在步驟S301中，CPU 108確定聚焦透鏡101的當前可移動范圍是否是整個 范圍。如果聚焦透鏡101的當前可移動范圍是整個范圍(步驟S301 是)，則CPU 108完成 本處理。否則(步驟S301 否)，處理進入到步驟S302。在步驟S302中，CPU 108確定測距 范圍選擇開關113的狀態(tài)是“開”狀態(tài)和“關”狀態(tài)當中的哪個狀態(tài)。如果測距范圍選擇開 關113的狀態(tài)是“開”狀態(tài)(步驟S302 是)，則處理進入到步驟S303。否則(步驟S302 否)，CPU 108完成本處理。在步驟S303中，CPU 108確定聚焦透鏡101的當前可移動范圍 是否是通常范圍。如果聚焦透鏡101的可移動范圍是通常范圍(步驟S303:是)，則處理進 入到步驟S304。否則(步驟S303 否)，處理進入到步驟S305。在步驟S304中，CPU 108將聚焦透鏡101的可移動范圍設置為微距范圍。在步驟 S305中，CPU 108將聚焦透鏡101的可移動范圍設置為通常范圍。圖4例示了整個范圍、通 常范圍和微距范圍之間的關系。在普通拍攝模式下，CPU 108使透鏡在通常范圍和微距范圍 當中的一者內移動。在下述的特定操作模式下，CPU 108通過使透鏡在整個范圍內移動，來 執(zhí)行焦點調節(jié)。通常范圍從無限遠(位置Pl)延伸到位于距拍攝被攝體預定目標距離(例 如50厘米(cm))處的位置P2。微距范圍從位于預定目標距離處的位置P2，延伸到能夠實 現(xiàn)焦點調節(jié)的最近目標距離(例如，5cm)處的位置P3。整個范圍是通常范圍與微距范圍的 組合。根據(jù)本實施例，假設在可聚焦范圍內，將限定于遠距離側(對應于位置Pl到P2)或 限定于近距離側(對應于位置P2到P3)的范圍設置作為第一范圍，并且假設將整個可聚焦 范圍設置作為第二范圍。圖5是例示在圖2中所示的步驟S205中執(zhí)行的拍攝前AF確定處理的流程圖。圖 5中所示的操作由系統(tǒng)控制CPU 108來控制。首先，在步驟S501中，CPU 108確定操作者是否觸摸了觸摸屏116。如果操作者 觸摸了觸摸屏116(步驟S501 是)，則處理進入到步驟S502。否則(步驟S501 否)，CPU 108完成本處理。在步驟S502中，CPU 108確定操作者是否觸摸了取消圖標來發(fā)出取消指 令。如果操作者觸摸了取消圖標(步驟S502 是)，則處理進入到步驟S513。否則(步驟 S502:否)，處理進入到步驟S503。假設取消圖標在初始化處理(未例示)中被預先刪除。 根據(jù)本實施例，如果發(fā)出了取消指令，則將聚焦透鏡101的驅動范圍設置為第一范圍。在步驟S503中，CPU 108確定在圖像顯示單元115的畫面上的、與在步驟S501中 觸摸的位置相對應的位置處，是否顯示了面部?；谟擅娌繖z測單元114檢測到的面部的 位置及尺寸，從由圖像處理器106處理后的圖像上，來進行其上是否顯示有面部的確定。如 果作為確定的結果，發(fā)現(xiàn)其上顯示有面部(步驟S503 是)，則處理進入到步驟S504，在步 驟S504中，CPU 108根據(jù)面部的位置及尺寸，來設置用于檢測焦點的AF框。另一方面，如 果其上沒有顯示面部(步驟S503 否)，則處理進入到步驟S510，在步驟S510中，CPU 108 基于在不同時刻拍攝的、位于觸摸位置處的被攝體像之間的相關度，來設置AF框的位置及 尺寸。相應地，聚焦透鏡101的可移動范圍可以在畫面被觸摸時與畫面未被觸摸時之間改 變。在步驟S504中，CPU 108以分別與在步驟S501中觸摸的面部的位置及尺寸相對 應的位置及尺寸，來設置AF框。與AF框的設置同時地，CPU 108使圖像顯示單元115以分 別與面部的位置及尺寸相對應的位置及尺寸，來顯示AF框。接下來，在步驟S505中，CPU 108使圖像顯示單元115顯示取消圖標。然后，在步驟S506中，CPU 108存儲聚焦透鏡101的當前可移動范圍。在圖3中所示的、選擇聚焦透鏡101的可移動范圍的上述處理中，來選 擇聚焦透鏡101的可移動范圍。將通常范圍和微距范圍當中的一者，設置作為聚焦透鏡101 的可移動范圍。接下來，在步驟S507中，CPU 108將聚焦透鏡101的可移動范圍設置為整個范圍。 在步驟S508中，CPU 108根據(jù)下述過程，來執(zhí)行拍攝前AF處理。在步驟S509中，CPU 108 將拍攝前AF狀態(tài)設置為操作中狀態(tài)，并且將拍攝前AF狀態(tài)存儲在工作存儲器110中。假 設在初始化處理(未例示)中，當拍攝前AF處理被停止時，預先設置拍攝前AF狀態(tài)。另一方面，作為在步驟S503中確定其上沒有顯示面部的結果，拍攝前AF確定處理 進入到步驟S510中，在步驟S510中CPU 108根據(jù)下述過程來執(zhí)行AF框尺寸設置處理。然 后，在步驟S511中，CPU 108確定是否在步驟S510中的AF框尺寸設置處理中成功設置了 AF框。如果成功設置了 AF框(步驟S511 是)，則拍攝前AF確定處理進入到步驟S505。 否則(步驟S511 否)，拍攝前AF確定處理進入到步驟S512。在步驟S512中，CPU 108確定在步驟S509或后述的步驟S514中設置的拍攝前AF 狀態(tài)。如果拍攝前AF狀態(tài)是操作中狀態(tài)(步驟S512 是)，則拍攝前AF確定處理進入到步 驟S513。否則(步驟S512 否)，CPU 108完成本處理。在步驟S513中，CPU 108停止拍攝 前AF處理。在步驟S514中，CPU 108將拍攝前AF狀態(tài)設置為停止狀態(tài)。另外，CPU 108使 工作存儲器110存儲拍攝前AF狀態(tài)。然后，在步驟S515中，CPU 108將聚焦透鏡101的可 移動范圍設置為在步驟S506中存儲的范圍。接下來，在步驟S516中，CPU 108刪除在步驟 S505中顯示的取消圖標。如參照圖5所描述的，在本實施例中，CPU 108根據(jù)觸摸屏116是否被觸摸，來選擇 聚焦透鏡101的可移動范圍。也就是說，如果觸摸屏116被觸摸(步驟S501 是)，則CPU 108將聚焦透鏡101的可移動范圍設置為整個范圍。另一方面，如果取消圖標被觸摸(步驟 S502 是)，則CPU 108將聚焦透鏡101的可移動范圍重新設置為對其初始設置的可移動范 圍。當盡管觸摸屏116被觸摸(步驟S501:是)JfiCPU 108對AF框的設置失敗時(步驟 S511 否)，CPU 108控制聚焦透鏡101的可移動范圍不被改變。圖6是例示在圖5中所示的步驟S508中執(zhí)行的拍攝前AF確定處理的流程圖。在 拍攝前AF處理中，假設執(zhí)行登山式AF。圖6中所示的操作由系統(tǒng)控制CPU 108來控制。首先，在步驟S601中，CPU 108確定登山完成標志的值是否是“真”。如果登山完成 標志的值是“真”(步驟S601 是)，則拍攝前AF處理進入到步驟S603。否則(步驟S601 否)，處理進入到步驟S602。假設登山完成標志的值在初始化處理(未例示)中被預先設 置為“假”。在步驟S602中，CPU 108在下述的登山模式下執(zhí)行AF操作。在步驟S603中， CPU 108在下述的監(jiān)視模式下執(zhí)行AF操作。圖7是例示在圖6中所示的步驟S602中執(zhí)行的登山模式處理的流程圖。圖7中 所示的操作由系統(tǒng)控制CPU 108來控制。首先，在步驟S701中，CPU 108使A/D轉換器104 將作為圖像傳感器103的輸出信號的、代表被攝體的亮度的特定頻帶的信號，轉換為數(shù)字 信號。然后，CPU 108使A/D轉換器104將其輸出提供給圖像處理器106。因此，CPU 108 使圖像處理器106提取亮度信號的高頻分量。CPU 108使工作存儲器110將提取的高頻分 量存儲作為代表焦點評價值的信號。然后，登山模式處理進入到步驟S702，在步驟S702中，CPU 108獲取聚焦透鏡101的當前位置。CPU 108使工作存儲器110存儲獲取到的聚焦透鏡101的當前位置。如果使 用步進式電機作為聚焦透鏡驅動電機102，則CPU 108對從聚焦透鏡101的初始位置(未示 出)生成的驅動脈沖數(shù)進行計數(shù)，并且將所計數(shù)的數(shù)量設置作為其當前位置。接下來，處理進入到步驟S703，在步驟S703中，CPU 108將獲取計數(shù)器的值加1。 假設獲取計數(shù)器的值在初始化處理(未例示)中被預先設置為0。然后，在步驟S704中， CPU 108確定獲取計數(shù)器的值是否是1。如果獲取計數(shù)器的值是1(步驟S704:是)，則處理 進入到步驟S706。否則(步驟S704 否)，處理進入到步驟S705。在步驟S705中，CPU 108將在步驟S701中獲取到的本次焦點評價值，與在下述的 步驟S708中存儲在工作存儲器110中的前次焦點評價值進行比較。如果本次焦點評價值 大于前次焦點評價值(步驟S705 是)，則處理進入到步驟S706。否則(步驟S705 否)， 處理進入到步驟S713。在步驟S706中，CPU 108使工作存儲器110將本次焦點評價值存儲作為焦點評價 值的最大值。接下來，在步驟S707中，CPU 108使工作存儲器110將聚焦透鏡101的當前 位置存儲作為焦點評價值的峰值位置。在步驟S708中，CPU 108使工作存儲器110將在步 驟S701中獲取到的本次焦點評價值，存儲作為前次焦點評價值。在步驟S709中，CPU 108確定聚焦透鏡101的當前位置是否處于聚焦透鏡101的 可移動范圍的端部。如果聚焦透鏡101的當前位置處于聚焦透鏡101的可移動范圍的端部 (步驟S709 是)，則處理進入到步驟S710。否則(步驟S709 否)，處理進入到步驟S712。 如果將聚焦透鏡101的可移動范圍設置為整個范圍，則聚焦透鏡101的可移動范圍的端部 是圖4中所示的無限遠(即位置Pl)或最近位置(即位置P3)。如果將聚焦透鏡101的可移 動范圍設置為通常范圍，則聚焦透鏡101的可移動范圍的端部是圖4中所示的無限遠(即 位置Pl)或位置P2。另一方面，如果將聚焦透鏡101的可移動范圍設置為微距范圍，則聚焦 透鏡101的可移動范圍的端部是圖4中所示的位置P2或最近位置(即位置P3)。在步驟S710中，CPU 108反轉聚焦透鏡101的移動方向。在步驟S711中，CPU 108 將獲取計數(shù)器的值設置為0。在步驟S712中，CPU 108使聚焦透鏡101移動預定距離。在步驟S713中，CPU 108確定“通過從在步驟S706中存儲在工作存儲器110中的 焦點評價值的最大值中、減去在步驟S701中獲取到的本次焦點評價值而獲得的值”是否大 于預定量。如果獲得的值大于預定量(步驟S713 是)，則處理進入到步驟S714。否則(步 驟S713 否)，處理進入到步驟S708。如果“通過從在步驟S706中存儲在工作存儲器110中的焦點評價值的最大值中、 減去在步驟S701中獲取到的本次焦點評價值而獲得的值”大于預定量(步驟S713 是)， 即如果本次焦點評價值從最大值減少預定量(步驟S713 是)，則CPU 108將最大值當作焦 點在峰值位置處的值。然后，處理進入到步驟S714。在步驟S714中，CPU 108使聚焦透鏡 101移動至存儲在工作存儲器110中的焦點評價值的峰值位置。接下來，在步驟S715中， CPU 108將登山完成標志的值設置為“真”。接下來，在步驟S716中，CPU 108將獲取計數(shù)器 的值設置為0。圖8是例示圖6中所示的步驟S603中的監(jiān)視模式下的操作的流程圖。CPU 108被 構造為在監(jiān)視模式下、在不移動聚焦透鏡101的情況下獲取焦點評價值，并且在所獲取的 焦點評價值改變時重新開始登山模式。圖8中所示的操作由系統(tǒng)控制CPU 108來控制。
首先，在步驟S801中，CPU 108使A/D轉換器104在聚焦透鏡101被固定至被設 置為峰值位置的透鏡位置的同時，將從圖像傳感器103讀取的模擬視頻信號轉換為數(shù)字信 號。然后，CPU 108使圖像處理器106從A/D轉換器104的輸出中，來提取亮度信號的高頻 分量。另外，CPU 108使工作存儲器110將由提取出的高頻分量代表的值，存儲作為焦點評 價值。接下來，在步驟S802中，CPU 108檢查初始值獲取標志的值是否是“真”。如果初始 值獲取標志的值是“真”(步驟S802 是)，則監(jiān)視模式處理進入到步驟S803。如果初始值 獲取標志的值不是“真”(步驟S802 否)，則處理進入到步驟S809。假設初始值獲取標志 在初始化處理(未例示)中被設置為“假”。在步驟S803中，CPU 108確定在步驟S801中 獲取到的本次焦點評價值與在步驟S809中存儲在工作存儲器110中的前次焦點評價值的 差的絕對值是否大于預定量。如果差的絕對值大于預定量(步驟S803 是)，則處理進入到 步驟S804。否則(步驟S803 否)，處理進入到步驟S808。在步驟S804中，CPU 108將變化計數(shù)器的值加1。假設變化計數(shù)器的值在初始化處 理(未例示)中被預先設置為0。然后，在步驟S805中，CPU 108確定變化計數(shù)器的值是否 大于預定值。如果變化計數(shù)器的值大于預定值(步驟S805:是)，則處理進入到步驟S806。 否則(步驟S805 否)，CPU 108完成本次處理，并且準備監(jiān)視模式下的下次處理。在步驟S806中，CPU 108將登山完成標志的值設置為“假”。登山完成標志的值的 該設置意味著焦點評價值在預定時間段內的變化大于預定值。另外，其這一設置意味著這 類變化發(fā)生了預定次數(shù)。因此，CPU 108確定利用登山模式下的AF操作(聚焦操作)而獲 得的峰值位置是不可靠的。為了重新開始登山模式下的AF操作，CPU 108將登山完成標志 的值設置為“假”。接下來，在步驟807中，CPU 108將初始值獲取標志的值設置為“假”。然 后，在步驟S808中，CPU 108將變化計數(shù)器的值設置為0。在步驟S809中，CPU 108使工作存儲器110將在本次聚焦之后獲得的本次焦點評 價值，存儲作為前次焦點評價值。接下來，在步驟S810中，CPU 108將初始值獲取標志的值
設置為“真”。圖9是例示在圖5中所示的步驟S510中執(zhí)行的AF框尺寸設置處理的流程圖。該 處理是通過確定位于觸摸屏116上被操作者觸摸的位置處的被攝體的位置及尺寸，來設置 AF框。圖9中所示的操作由系統(tǒng)控制CPU 108來控制。首先，在步驟S901中，CPU 108在畫面上與操作者在觸摸屏上的觸摸位置相對應 的位置處，設置具有最小尺寸的確定框。CPU 108設置此時的框尺寸，使得框的寬度和高度 各自例如是畫面的寬度和高度中相關者的30%。接下來，在步驟S902中，CPU 108確定在 步驟S901中設置的確定框內的圖像之間的相關性。通過對確定框內的、用作代表分別在不 同時刻曝光的兩個圖像的數(shù)據(jù)的像素數(shù)據(jù)之間進行比較，來進行其間相關性的確定。圖IOA及圖IOB是例示在步驟S902中執(zhí)行的相關性確定方法的圖。圖IOA及圖 IOB例示了分別代表在不同時刻曝光的兩個圖像的圖像數(shù)據(jù)。如圖IOA及圖IOB所示，字 母“T”被顯示在由圖像數(shù)據(jù)分別代表的各圖像中。每個方塊代表圖像傳感器103的相關像 素。由于以下原因，在由圖IOA所示的圖像數(shù)據(jù)代表的圖像與由圖IOB所示的圖像數(shù)據(jù)代 表的圖像的各圖像中，字母“T”的位置是不同的。也就是說，在執(zhí)行圖像曝光的不同時刻， 圖IOA和圖IOB中分別例示的圖像互不相同。因此，由于相機或拍攝被攝體的位置的輕微 移動，而改變了各圖像中的字母“T”的位置。
將圖IOA中所示的圖像數(shù)據(jù)疊加在圖IOB中所示的圖像數(shù)據(jù)上。然后，將圖IOB 中所示的圖像數(shù)據(jù)相對于圖IOA中所示的圖像數(shù)據(jù)，向上、向下、向左及向右逐像素地(對 應于逐方塊地)移動。另外，每當圖IOB中所示的圖像數(shù)據(jù)被移動一個像素(對應于一個 方塊)時，計算通過移動圖IOB中所示的圖像數(shù)據(jù)而獲得的圖像的各像素與由圖IOA中所 示的圖像數(shù)據(jù)代表的圖像的相關像素之間的像素值的差。當從圖IOB中所示的圖像中的位 置移動后的字母“T”的位置與圖IOA中所示的圖像中的字母“T”的位置不一致時，它們之 間的像素值的差的總和是大的。當圖IOB中所示的圖像中的字母“T”的位置與圖IOA中所 示的圖像中的字母“T”的位置一致時，它們之間的像素值的差的總和是小的。從圖IOA與圖IOB之間的比較中可以了解到，當圖IOB中所示的圖像數(shù)據(jù)向上移 動兩個像素(對應于兩個方塊)并向左移動兩個像素(對應于兩個方塊)時，通過移動圖 像數(shù)據(jù)而獲得的圖像中的字母“T”的位置與圖IOA中所示的圖像中的字母“T”的位置一 致。因此，如果當代表兩個圖像之一的圖像數(shù)據(jù)被逐像素地(對應于逐方塊地)、移動到移 動后的圖像數(shù)據(jù)與代表另一圖像的圖像數(shù)據(jù)一致的特定位置時，它們之間的像素值的差的 總和小于預定值，并且如果當兩個圖像之一位于其他位置時，它們之間的像素值的差的總 和大于預定值，則CPU 108確定獲得了這兩個圖像之間的相關性。另一方面，如果圖像的對 比度低，例如圖像的顏色只有白色，從而不管怎樣相互移動圖像，像素值的差的總和都是小 的，則CPU 108確定未獲得這兩個圖像之間的相關性。在步驟S903中，CPU 108基于步驟S902中的確定的結果，來確定是否獲得了相關 性。如果獲得了相關性(步驟S903 是)，則處理進入到步驟S904。否則(步驟S903 否)， 處理進入到步驟S906。在步驟S904中，CPU 108將AF框的位置及尺寸分別設置為確定框 的位置及尺寸。接下來，在步驟S905中，CPU 108確定AF框被成功設置。另外，CPU 108使 工作存儲器110存儲代表AF框設置成功的信息。在步驟S906中，CPU 108確定當前確定框的尺寸是否是最大的。如果當前確定框 的尺寸是最大的(步驟S906 是)，則處理進入到步驟S907。否則(步驟S906 否)，CPU 108進入到步驟S908。設置最大尺寸，使得確定框的寬度和高度各自例如是畫面的寬度和 高度的相關者的50%。在步驟S907中，CPU 108確定AF框設置失敗。在步驟S908中，CPU 108將確定框的尺寸增加到次較大尺寸。當確定框的當前尺寸使得其寬度和高度各自是畫 面的寬度和高度的相關者的30%時，采用確定框的次較大尺寸，使得其寬度和高度各自是 畫面的寬度和高度的相關者的40%。圖11是例示圖2中所示的步驟S207中的主曝光AF操作的流程圖。圖11中所示 的操作由系統(tǒng)控制CPU 108來控制。首先，在步驟SllOl中，CPU 108確定聚焦透鏡101的可移動范圍是否被設置為整 個范圍。如果聚焦透鏡101的可移動范圍被設置為整個范圍(步驟SllOl 是)，則執(zhí)行操 作的處理進入到步驟S1103。否則(步驟SllOl 否)，處理進入到步驟S1102。在圖3中所 示的步驟S304及S305中，以及在圖5中所示的步驟S507及S515中，設置聚焦透鏡101的 可移動范圍。在步驟S1102中，CPU 108確定聚焦透鏡101的可移動范圍是否被設置為微 距范圍。如果聚焦透鏡101的可移動范圍被設置為微距范圍(步驟S1102 是)，則處理進 入到步驟S1104。否則(步驟S1102 否)，處理進入到步驟S1105。在步驟S1103中，CPU 108將聚焦透鏡101開始用于獲取焦點評價值的掃描的掃描開始位置以及聚焦透鏡101結束掃描的掃描結束位置，分別設置為位置Pl及P3。在步 驟S1104中，CPU 108將掃描開始位置及掃描結束位置分別設置為位置P2及P3。在步驟 S1105中，CPU 108將掃描開始位置及掃描結束位置分別設置為位置Pl及P2。圖4例示了 位置P1、P2及P3之間的位置關系。如果步驟Sl 103直到Sl 105中的一者中的處理完成，則 處理進入到步驟Sl 106。在步驟Sl 106中，CPU 108使聚焦透鏡101移動到在步驟Sl 103、Sl 104或Sl 105 中設置的掃描開始位置。接下來，在步驟S1107中，CPU108使A/D轉換器104將從圖像傳感 器103讀取的模擬視頻信號轉換為數(shù)字信號。然后，CPU 108使圖像處理器106從A/D轉 換器104的輸出中，提取亮度信號的高頻分量。接下來，CPU 108使工作存儲器110將由提 取出的分量代表的值，存儲作為焦點評價值。接下來，在步驟Sl 108中，CPU 108獲取聚焦透鏡101的當前位置。然后，CPU 108 使工作存儲器110存儲獲取到的聚焦透鏡101的當前位置。如果使用步進式電機作為聚焦 透鏡驅動電機102，則CPU 108對從初始位置(未示出)生成的驅動脈沖數(shù)進行計數(shù)，并且 將計數(shù)的數(shù)量設置作為聚焦透鏡101的當前位置。接下來，在步驟Sl 109中，CPU 108檢查 在步驟S1108中獲取到的聚焦透鏡101的當前位置，是否與在步驟S1103、S1104或S1105 中設置的掃描結束位置相同。如果聚焦透鏡101的當前位置與掃描結束位置相同(步驟 S1109 是)，則處理進入到步驟S1111。否則(步驟S1109 否)，處理進入到步驟S1110。在 步驟SlllO中，CPU 108使聚焦透鏡101朝掃描器結束位置移動預定距離。在步驟Sllll中，CPU 108從在步驟S1107中獲取到的焦點評價值中，提取最大焦 點評價值，即焦點評價值的峰值。接下來，在步驟S1112中，CPU 108從在步驟S1108中獲 取到的聚焦透鏡101的位置中，提取與在步驟Sllll中提取出的焦點評價值的峰值相對應 的聚焦透鏡101的位置，即與峰值相對應的透鏡101的位置。在步驟S1113中，CPU 108使 聚焦透鏡101移動到在步驟S1112中提取出的峰值的位置。因此，通過根據(jù)觸摸屏116是否被觸摸來選擇聚焦透鏡101的可移動范圍，可以執(zhí) 行更能夠反映操作者意圖的操作。也就是說，因為通過操作者對觸摸屏116的觸摸來明確 地識別關注的被攝體，所以能夠設置適合于被攝體的AF框。相應地，本示例性實施例能夠 減少所謂的遠近沖突，即由遠距離被攝體和近距離被攝體兩者均位于AF框中的狀況導致 的錯誤距離測量。此外，可以在不考慮遠近沖突的情況下，在聚焦透鏡的寬的可移動范圍內 執(zhí)行AF操作。另一方面，如果觸摸屏116不被觸摸，則關注的被攝體不被明確識別。因此，將聚 焦透鏡的可移動范圍劃分為通常范圍和微距范圍。因此，即使當遠距離被攝體和近距離被 攝體兩者均位于AF框中時，也能夠通過限制聚焦透鏡的可移動范圍，來防止遠近沖突。結 果，能夠減少錯誤距離測量。在上述示例性實施例中，根據(jù)觸摸屏116是否被觸摸，來選擇聚焦透鏡101的可移 動范圍。當觸摸屏116被觸摸時，相機的構造使得由操作者來指定所需被攝體的位置，并且 設置用于檢測焦點的AF框。當觸摸屏116不被觸摸時，相機的構造使得不由操作者來指定 所需被攝體的位置，并且在系統(tǒng)控制CPU 108的控制下自動設置AF框。然而，根據(jù)本發(fā)明 的攝像裝置不限于此。例如，可以從根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置中省去觸摸屏116。在這種情況 下，根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置可以構造如下。即，將光標顯示在圖像顯示單元115的畫面上。當操作者操作諸如箭頭鍵、按鈕或旋鈕等的操作部件時，系統(tǒng)控制CPU 108接收到操作者對操作部件執(zhí)行的操作。根據(jù)操作者發(fā)出的指令，光標的位置發(fā)生移動。當由操作者發(fā)出 確定AF框的位置的指令時，AF框被設置在由指令指定的位置處。顯示在圖像顯示單元115 的畫面上的光標通過十字形或矩形的圖形來指示指定位置即可。更具體地說，在圖5中所示的步驟S501中，CPU 108確定諸如箭頭鍵、按鈕或旋鈕 (dial)等的操作部件是否被操作。如果操作部件被操作(步驟S501 是)，則拍攝前AF確定 處理進入到步驟S502。否則(步驟S501 否)，CPU 108完成本處理。在步驟S502中，CPU 108確定操作者是否執(zhí)行了取消操作來發(fā)出取消指令。如果操作者執(zhí)行了取消操作(步驟 S502 是)，則處理進入到步驟S513。否則(步驟S502 否)，處理進入到步驟S503。在步 驟S503中，CPU 108確定當通過在步驟S501中對操作部件進行操作而確定了被攝體的位 置時，在圖像顯示單元115的畫面上的光標的位置處是否顯示了面部。CPU 108基于由面部 檢測部114從由圖像處理器106處理后的圖像中檢測出的面部的位置及尺寸，來確定其上 是否顯示了面部。如果作為步驟S503中的確定的結果，發(fā)現(xiàn)其上顯示了面部(步驟S503 是)，則處理進入到步驟S504。如果在與通過對操作部件進行操作而確定的被攝體的位置 相對應的位置處未顯示面部(步驟S503 否)，則處理進入到步驟S510，以基于分別在不同 時刻拍攝的被攝體位置處的被攝體像之間的相關度，來設置AF框的位置及尺寸。這樣，可 以由未指定被攝體的位置時的聚焦透鏡101的可移動范圍，改變?yōu)槔蔑@示畫面上的光標 指定了被攝體的位置時的聚焦透鏡101的可移動范圍。在步驟S504中，CPU 108設置位置及尺寸分別與顯示在步驟S501中指定的位置 處的面部的位置及尺寸相對應的AF框。與AF框的設置同時地，CPU 108使圖像顯示單元 115顯示位置及尺寸分別與面部的位置及尺寸相對應的圖標(框)。然后，與以上參照圖5 所進行的描述類似地，執(zhí)行步驟S505直到S516中的處理。本發(fā)明能夠通過執(zhí)行以下處理來實現(xiàn)。也就是說，經(jīng)由計算機可讀存儲介質，將實 現(xiàn)上述實施例的功能的軟件(計算機程序)提供給系統(tǒng)或裝置。然后，所述系統(tǒng)或裝置的 計算機(或CPU或微處理器單元(MPU))讀取并執(zhí)行所述計算機程序。雖然參照示例性實施例對本發(fā)明進行了描述，但是應當理解，本發(fā)明不局限于所 公開的示例性實施例。應當對所附權利要求的范圍給予最寬的解釋，以使其涵蓋所有的變 形例、等同結構及功能。
權利要求
1.一種攝像裝置，該攝像裝置包括攝像單元，其被構造為對經(jīng)由聚焦透鏡入射于該攝像單元上的被攝體光執(zhí)行光電轉 換，以獲取圖像信號；焦點檢測單元，其被構造為基于在移動所述聚焦透鏡的同時獲取到的所述圖像信號， 來檢測所述聚焦透鏡的聚焦狀態(tài)；指定單元，其被構造為接收對顯示在顯示畫面上的被攝體的畫面內位置的指定；以及控制單元，其被構造為控制當由所述焦點檢測單元檢測所述聚焦狀態(tài)時的所述聚焦 透鏡的可移動范圍，使得如果所述指定單元未指定所述被攝體的所述畫面內位置，則將所 述聚焦透鏡的所述可移動范圍設置為第一范圍，而如果所述指定單元指定了所述被攝體的 所述畫面內位置，則將所述聚焦透鏡的所述可移動范圍設置為比所述第一范圍寬的第二范 圍。
2.根據(jù)權利要求1所述的攝像裝置，該攝像裝置還包括面部檢測單元，其被構造為從由所述攝像單元輸出的所述圖像信號中檢測面部信息，其中，在由所述面部檢測單元檢測到的面部位于由所述指定單元指定的位置處的情況 下，所述控制單元根據(jù)由所述面部檢測單元檢測到的所述面部的位置及尺寸，來設置用于 所述焦點檢測單元檢測所述聚焦狀態(tài)的焦點檢測區(qū)域的位置及尺寸，并且其中，在由所述面部檢測單元檢測到的所述面部未位于由所述指定單元指定的所述位 置處的情況下，所述控制單元根據(jù)在所指定的位置處的、分別于不同時刻由所述攝像單元 輸出的至少兩個圖像信號之間的相關性，來設置用于所述焦點檢測單元檢測所述聚焦狀態(tài) 的焦點檢測區(qū)域的位置及尺寸。
3.根據(jù)權利要求2所述的攝像裝置，其中，所述控制單元根據(jù)由所述攝像單元輸出的 所述至少兩個圖像信號之間的相關度，來改變用于所述焦點檢測單元檢測所述聚焦狀態(tài)的 焦點檢測區(qū)域的尺寸。
4.根據(jù)權利要求2所述的攝像裝置，其中，在未獲得所述至少兩個輸出圖像信號之間 的所述相關性的情況下，所述控制單元將所述聚焦透鏡的所述可移動范圍設置為所述第一 范圍。
5.根據(jù)權利要求1所述的攝像裝置，其中，所述第一范圍是可聚焦范圍內的限定于遠 距離側的范圍或者限定于近距離側的范圍。
6.根據(jù)權利要求1所述的攝像裝置，其中，所述第二范圍是整個可聚焦范圍。
7.根據(jù)權利要求1所述的攝像裝置，其中，所述指定單元包括被構造為取消對被攝體 位置的指定的單元，并且其中，如果由所述指定單元取消了對所述被攝體位置的所述指定，則所述控制單元將 所述聚焦透鏡的所述可移動范圍設置為所述第一范圍。
8.根據(jù)權利要求1所述的攝像裝置，其中，所述指定單元包括觸摸屏。
9.根據(jù)權利要求1所述的攝像裝置，其中，所述指定單元包括按鈕、箭頭鍵及旋鈕中的 至少一者。
10.一種攝像裝置，該攝像裝置包括攝像單元，其被構造為對經(jīng)由聚焦透鏡入射于該攝像單元上的被攝體光執(zhí)行光電轉 換，以獲取圖像信號；焦點檢測單元，其被構造為基于在移動所述聚焦透鏡的同時獲取到的所述圖像信號， 來檢測所述聚焦透鏡的聚焦狀態(tài)；感測單元，其被構造為感測顯示在顯示畫面上的被攝體像是否被觸摸；以及控制單元，其被構造為控制當由所述焦點檢測單元檢測所述聚焦狀態(tài)時的所述聚焦透 鏡的可移動范圍，使得如果所述感測單元未感測到所述顯示畫面被觸摸，則將所述聚焦透 鏡的所述可移動范圍設置為第一范圍，而如果所述感測單元感測到所述顯示畫面被觸摸， 則將所述聚焦透鏡的所述可移動范圍設置為比所述第一范圍寬的第二范圍。
11.一種攝像裝置的控制方法，所述攝像裝置被構造為對經(jīng)由聚焦透鏡入射的被攝體 光執(zhí)行光電轉換、以獲取圖像信號，所述控制方法包括以下步驟基于在移動所述聚焦透鏡的同時獲取到的所述圖像信號，來檢測所述聚焦透鏡的聚焦 狀態(tài)；接收對顯示在顯示畫面上的被攝體的畫面內位置的指定；以及控制當檢測所述聚焦狀態(tài)時的所述聚焦透鏡的可移動范圍，使得如果未指定所述被攝 體的所述畫面內位置，則將所述聚焦透鏡的所述可移動范圍設置為第一范圍，而如果指定 了所述被攝體的所述畫面內位置，則將所述聚焦透鏡的所述可移動范圍設置為比所述第一 范圍寬的第二范圍。
12.—種攝像裝置的控制方法，所述攝像裝置被構造為對經(jīng)由聚焦透鏡入射的被攝體 光執(zhí)行光電轉換、以獲取圖像信號，所述控制方法包括以下步驟基于在移動所述聚焦透鏡的同時獲取到的所述圖像信號，來檢測所述聚焦透鏡的聚焦 狀態(tài)；感測顯示在顯示畫面上的被攝體像是否被觸摸；以及控制當檢測所述聚焦狀態(tài)時的所述聚焦透鏡的可移動范圍，使得如果未感測到所述顯 示畫面被觸摸，則將所述聚焦透鏡的所述可移動范圍設置為第一范圍，而如果感測到所述 顯示畫面被觸摸，則將所述聚焦透鏡的所述可移動范圍設置為比所述第一范圍寬的第二范圍。
全文摘要
本發(fā)明提供具有自動聚焦功能的攝像裝置及該攝像裝置的控制方法。所述攝像裝置包括攝像單元；焦點檢測單元，其被構造為檢測聚焦透鏡的聚焦狀態(tài)；指定單元，其被構造為接收對顯示在顯示畫面上的被攝體的畫面內位置的指定；以及控制單元，其被構造為控制當由所述焦點檢測單元檢測所述聚焦狀態(tài)時的所述聚焦透鏡的可移動范圍，使得如果所述指定單元未指定所述被攝體的所述畫面內位置，則將所述聚焦透鏡的所述可移動范圍設置為第一范圍，而如果所述指定單元指定了所述被攝體的所述畫面內位置，則將所述聚焦透鏡的所述可移動范圍設置為比所述第一范圍寬的第二范圍。
文檔編號G02B7/36GK101998056SQ20101025912
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月18日 優(yōu)先權日2009年8月18日
發(fā)明者荻野宏幸 申請人:佳能株式會社