專利名稱：聚焦控制設(shè)備和方法、鏡頭系統(tǒng)和聚焦透鏡驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚焦控制設(shè)備，尤其是通過(guò)使用對(duì)比度模式執(zhí)行自動(dòng)聚焦控制的聚焦控制設(shè)備及其方法、和使得聚焦控制設(shè)備實(shí)施對(duì)應(yīng)的方法的程序。進(jìn)一步地，本發(fā)明還涉及與這樣的聚焦控制設(shè)備對(duì)應(yīng)的鏡頭系統(tǒng)、用于鏡頭系統(tǒng)的聚焦透鏡驅(qū)動(dòng)方法、以及使得鏡頭系統(tǒng)實(shí)施對(duì)應(yīng)的方法的程序。
背景技術(shù)：
為了執(zhí)行自動(dòng)聚焦控制，使用了對(duì)比度模式。如果拍攝的圖像對(duì)比度高，這意味著以相同的量，在拍攝的圖像中模糊度低，可以假定這種狀態(tài)對(duì)應(yīng)于合焦?fàn)顟B(tài)。對(duì)比度模式是基于這種假定的自動(dòng)聚焦控制模式。具體地，在對(duì)比度模式中，在移動(dòng)聚焦透鏡的同時(shí)測(cè)量(檢測(cè))拍攝的圖像信號(hào)的對(duì)比度。然后，通過(guò)將聚焦透鏡移動(dòng)到測(cè)得的對(duì)比度變?yōu)樽畲笾档奈恢?，能夠獲得使被攝體位于焦點(diǎn)的狀態(tài)(合焦?fàn)顟B(tài))。在實(shí)際的對(duì)比度模式中，不是在聚焦透鏡被移動(dòng)的檢測(cè)范圍內(nèi)連續(xù)地檢測(cè)對(duì)比度，而是通過(guò)在相互之間以間隔分離的多個(gè)檢測(cè)位置處執(zhí)行檢測(cè)而獲得多個(gè)檢測(cè)值。然后， 從這些檢測(cè)值獲得對(duì)比度變?yōu)樽畲笾档木劢雇哥R位置。以這種方式，在對(duì)比度模式中，針對(duì)檢測(cè)范圍中的每個(gè)檢測(cè)位置提供預(yù)定的間隔 (檢測(cè)間隔)。隨著檢測(cè)間隔增大，在檢測(cè)范圍內(nèi)的檢測(cè)位置的數(shù)量減少。因此，檢測(cè)整個(gè)檢測(cè)范圍所必需的時(shí)間減少。然而，隨著檢測(cè)間隔增大，每個(gè)檢測(cè)位置處對(duì)比度的變化量變大。因此，對(duì)比度變?yōu)樽畲笾档奈恢玫臋z測(cè)精確度變低。相反，當(dāng)檢測(cè)間隔變窄時(shí)，每個(gè)檢測(cè)位置處對(duì)比度的變化量變小。因此，對(duì)比度變?yōu)樽畲笾档奈恢玫臋z測(cè)精確度變高。然而， 檢測(cè)整個(gè)檢測(cè)范圍所必需的時(shí)間增長(zhǎng)，結(jié)果，獲得合焦?fàn)顟B(tài)所必需的時(shí)間也增長(zhǎng)。因此，在相關(guān)技術(shù)中，存在一些構(gòu)造，其中，當(dāng)用戶部分按壓釋放按鈕時(shí)，根據(jù)自動(dòng)聚焦控制開始時(shí)的景深改變檢測(cè)間隔。即，例如當(dāng)被攝體近時(shí)，景深淺。在這種情況下，將檢測(cè)間隔變窄(例如，參考日本未審查專利申請(qǐng)公開No. 2009-48126(圖15))。從而，即使在由于景深小而難以聚焦的情況下，也能夠提高聚焦的精確度。另一方面，當(dāng)景深大時(shí)，通過(guò)設(shè)置大的檢測(cè)間隔，能夠縮短達(dá)到合焦?fàn)顟B(tài)所必需的時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
在相關(guān)技術(shù)里，在檢測(cè)間隔被設(shè)置為大和被設(shè)置為小的兩種情況中，與檢測(cè)間隔對(duì)應(yīng)的聚焦透鏡的移動(dòng)量都設(shè)置為常數(shù)。然而，即使在檢測(cè)間隔被設(shè)置為使得聚焦透鏡的移動(dòng)量為常數(shù)的時(shí)候，對(duì)于每個(gè)檢測(cè)間隔的圖像對(duì)比度的變化量也受聚焦靈敏度等的影響而不規(guī)則地改變。這是降低檢測(cè)合焦位置的精確度的一個(gè)因素。具體地，在實(shí)際檢測(cè)情況下依照移動(dòng)方向，隨著對(duì)于每個(gè)檢測(cè)間隔順序地移動(dòng)聚焦透鏡，對(duì)比度的變化量被變化為增大。相應(yīng)地，由于各檢測(cè)位置的檢測(cè)值之間的差別增大，變得難以執(zhí)行插值計(jì)算來(lái)高精確度地獲得例如對(duì)比度變?yōu)樽畲笾档奈恢?。結(jié)果，獲得所希望的合焦?fàn)顟B(tài)變得困難。此外，在采用了變化檢測(cè)間隔的構(gòu)造的情況中，當(dāng)檢測(cè)間隔變大時(shí)，趨向于出現(xiàn)這樣的問(wèn)題。鑒于以上情形做出本發(fā)明，解決了這樣的問(wèn)題，即在檢測(cè)范圍中設(shè)定檢測(cè)間隔時(shí)使每個(gè)檢測(cè)間隔的對(duì)比度的變化量為常數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，聚焦控制設(shè)備包括檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目計(jì)算部， 其以焦點(diǎn)深度為分區(qū)單元對(duì)在其中移動(dòng)聚焦透鏡以檢測(cè)拍攝的圖像信號(hào)的對(duì)比度的檢測(cè)范圍進(jìn)行劃分且每個(gè)焦點(diǎn)深度取決于聚焦透鏡的位置，計(jì)算焦點(diǎn)深度數(shù)目，作為檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目；檢測(cè)間隔確定部，其根據(jù)計(jì)算得到的檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目，來(lái)確定表示作為分區(qū)單元的焦點(diǎn)深度的數(shù)目的檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目作為檢測(cè)范圍內(nèi)的檢測(cè)間隔；以及聚焦透鏡移動(dòng)指示部，其通過(guò)指定檢測(cè)范圍和確定為檢測(cè)間隔的檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目，來(lái)指示鏡頭部執(zhí)行移動(dòng)聚焦透鏡的焦點(diǎn)搜索。這一構(gòu)造提供了一定的效果，由此可以基于作為檢測(cè)范圍的分區(qū)單元的焦點(diǎn)深度數(shù)目而設(shè)定檢測(cè)間隔。 進(jìn)一步地，在第一實(shí)施例中，優(yōu)選地，檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目計(jì)算部應(yīng)該基于從鏡頭部輸入的光圈值、從鏡頭部輸入的焦距、存儲(chǔ)在聚焦控制設(shè)備內(nèi)的彌散圈直徑限度、以及與檢測(cè)范圍對(duì)應(yīng)的自主點(diǎn)起的最遠(yuǎn)距離和最近距離，來(lái)計(jì)算檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目。 該構(gòu)造提供一定的效果，由此可以根據(jù)光圈值、焦距、彌散圈直徑限度、以及最遠(yuǎn)距離和最近距離的各數(shù)值計(jì)算出檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目。進(jìn)一步地，在第一實(shí)施例中，優(yōu)選地，聚焦控制設(shè)備應(yīng)該進(jìn)一步包括檢測(cè)范圍確定部，其在單個(gè)焦點(diǎn)搜索操作完成時(shí)，重新確定用于后續(xù)焦點(diǎn)搜索的檢測(cè)范圍。此外，還優(yōu)選地，檢測(cè)間隔確定部應(yīng)該根據(jù)所確定的檢測(cè)范圍，確定與該檢測(cè)范圍關(guān)聯(lián)的檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目。這一構(gòu)造提供一定的效果，由此可以根據(jù)重新確定的每個(gè)檢測(cè)范圍來(lái)確定檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目。進(jìn)一步地，在第一實(shí)施例中，優(yōu)選地，當(dāng)確定為檢測(cè)間隔的檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目是預(yù)定的最小值時(shí)該聚焦透鏡移動(dòng)指示部應(yīng)該通過(guò)指定檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目的最小值，來(lái)指示該鏡頭部執(zhí)行最后的焦點(diǎn)搜索，并指示鏡頭部移動(dòng)聚焦透鏡到合焦位置，該位置可以基于經(jīng)由最后的焦點(diǎn)搜索所檢測(cè)到的對(duì)比度計(jì)算得出。這一構(gòu)造提供一定的效果， 由此可以在基于定義為最小值的檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目的焦點(diǎn)搜索之后，執(zhí)行聚焦透鏡移動(dòng)以便聚焦。進(jìn)一步地，在第一實(shí)施例中，優(yōu)選地，檢測(cè)間隔確定部應(yīng)該基于其中檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目與檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目被關(guān)聯(lián)的檢測(cè)間隔信息，來(lái)選擇能夠與所計(jì)算得到的檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目關(guān)聯(lián)的檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目，由此確定與檢測(cè)間隔對(duì)應(yīng)的檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目。此構(gòu)造提供一定的效果，由此，通過(guò)選擇可以與基于檢測(cè)間隔信息所計(jì)算得到的檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目關(guān)聯(lián)的檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目，可以確定作為檢測(cè)范圍內(nèi)的檢測(cè)間隔的檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目。進(jìn)一步地，在第一實(shí)施例中，優(yōu)選地，聚焦控制設(shè)備應(yīng)該進(jìn)一步包括能夠從對(duì)應(yīng)的聚焦控制設(shè)備的主體移除的鏡頭部的狀態(tài)下與鏡頭部通信的通信部。這一構(gòu)造提供一定的效果，由此可以針對(duì)每個(gè)安裝在其上的鏡頭部執(zhí)行移動(dòng)聚焦透鏡的指示。進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，鏡頭系統(tǒng)包括通信部，其在圖像拍攝裝置的主體上安裝了該通信部的狀態(tài)下與圖像拍攝裝置的主體通信；聚焦透鏡移動(dòng)量計(jì)算部，其響應(yīng)于從圖像拍攝裝置的主體接收到通過(guò)指定在其中移動(dòng)聚焦透鏡以便檢測(cè)拍攝的圖像信號(hào)的對(duì)比度的檢測(cè)范圍、以及由作為檢測(cè)范圍的分區(qū)單元且每個(gè)焦點(diǎn)深度取決于聚焦透鏡的位置的焦點(diǎn)深度數(shù)目所表示的檢測(cè)間隔來(lái)移動(dòng)聚焦透鏡的指示，計(jì)算表示檢測(cè)間隔的焦點(diǎn)深度數(shù)目，作為聚焦透鏡的移動(dòng)量；以及聚焦透鏡驅(qū)動(dòng)控制部，其基于計(jì)算得到的聚焦透鏡的移動(dòng)量而移動(dòng)聚焦透鏡。這一構(gòu)造提供一定的效果，由此可以根據(jù)被指定為檢測(cè)間隔的焦點(diǎn)深度數(shù)目來(lái)移動(dòng)聚焦透鏡。進(jìn)一步地，在第二實(shí)施例中，優(yōu)選地，聚焦透鏡移動(dòng)量計(jì)算部應(yīng)該基于在聚焦透鏡位置、光圈值和焦距的基礎(chǔ)上指定的聚焦靈敏度、從圖像拍攝裝置的主體輸入的彌散圈直徑限度、以及表示所指定的檢測(cè)間隔的焦點(diǎn)深度數(shù)目，來(lái)計(jì)算該聚焦透鏡的移動(dòng)量。這一構(gòu)造提供一定的效果，由此可以基于聚焦靈敏度、彌散圈直徑限度和作為檢測(cè)間隔的焦點(diǎn)深度數(shù)目的各個(gè)值，計(jì)算聚焦透鏡的移動(dòng)量。進(jìn)一步地，在第二實(shí)施例中，優(yōu)選地，每當(dāng)聚焦透鏡基于所計(jì)算的聚焦透鏡的移動(dòng)量而移動(dòng)到新的位置時(shí)，聚焦透鏡移動(dòng)計(jì)算部應(yīng)該計(jì)算與該新位置對(duì)應(yīng)的聚焦透鏡的移動(dòng)量。這一構(gòu)造提供一定的效果，由此可以計(jì)算聚焦透鏡的移動(dòng)量，其中反映了隨聚焦透鏡位置而改變的焦點(diǎn)深度。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，存在一定的有益效果，由此可以對(duì)于每個(gè)根據(jù)使用對(duì)比度模式的自動(dòng)聚焦控制下的單個(gè)焦點(diǎn)搜索而設(shè)定的檢測(cè)間隔，使對(duì)比度的變化量為常數(shù)。


圖1為圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像拍攝系統(tǒng)的示例性構(gòu)造的示圖；圖2A到2C為圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像拍攝系統(tǒng)的示例性外觀的示圖；圖3為圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于對(duì)比度模式的自動(dòng)聚焦控制操作的簡(jiǎn)略概要的示圖；圖4為圖示了該圖像拍攝系統(tǒng)的功能構(gòu)造示例的示圖；圖5為圖示了檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目的概念的示圖；圖6A和6B為圖示了計(jì)算檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目的方法示例的示圖；圖7為圖示了檢測(cè)間隔表的示例性結(jié)構(gòu)的示圖；圖8A和8B為圖示了焦點(diǎn)搜索命令的示例性結(jié)構(gòu)的示圖；圖9為圖示了聚焦靈敏度表的示例性結(jié)構(gòu)的示圖；圖10為圖示了由圖像拍攝裝置執(zhí)行的自動(dòng)聚焦控制的處理流程示例的示圖；圖11為圖示了由圖像拍攝裝置執(zhí)行的檢測(cè)間隔確定處理的流程示例的示圖；圖12為圖示了由可更換鏡頭響應(yīng)于接收到焦點(diǎn)搜索命令而執(zhí)行的處理流程示例的示圖；以及圖13為圖示了由可更換鏡頭執(zhí)行的與檢測(cè)間隔的透鏡移動(dòng)計(jì)算處理對(duì)應(yīng)的流程示例的示圖。
具體實(shí)施例方式以下，將描述優(yōu)選的實(shí)施例(以下稱為實(shí)施例)。將以下列項(xiàng)目次序給出描述。1.第一實(shí)施例(基于焦點(diǎn)深度數(shù)目的檢測(cè)間隔設(shè)置)
2.變形例1.第一實(shí)施例圖像拍攝系統(tǒng)的內(nèi)部構(gòu)造示例圖1是圖示了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的圖像拍攝系統(tǒng)10的內(nèi)部構(gòu)造示例的框圖。 圖像拍攝系統(tǒng)10包括圖像拍攝裝置100和可更換鏡頭200。圖像拍攝系統(tǒng)10通過(guò)例如其中鏡頭可更換的數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)(例如，數(shù)字單鏡頭照相機(jī))來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，通過(guò)使用圖像拍攝裝置100，具體實(shí)現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的聚焦控制設(shè)備。進(jìn)一步地，通過(guò)使用可更換鏡頭200，具體實(shí)現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鏡頭部或鏡頭系統(tǒng)。圖像拍攝裝置100是通過(guò)拍攝被攝體的圖像以生成圖像數(shù)據(jù)(拍攝圖像)并將生成的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為圖像內(nèi)容(靜態(tài)圖像內(nèi)容或活動(dòng)圖像內(nèi)容)的圖像拍攝裝置。進(jìn)一步地，圖像拍攝裝置100具有鏡頭座機(jī)構(gòu)(未在附圖中示出)，由此可更換鏡頭200可以裝配在其上或從其上移除。借由這樣的構(gòu)造，用戶有時(shí)可以根據(jù)例如攝影情景或攝影目的而在圖像拍攝裝置100中的多個(gè)可更換鏡頭200。可更換鏡頭200是可更換透鏡單元，其通過(guò)鏡頭座機(jī)構(gòu)(未在附圖中示出)安裝在圖像拍攝裝置100上?？筛鼡Q鏡頭200包括變焦透鏡211、變焦位置檢測(cè)部212、聚焦透鏡221、聚焦透鏡驅(qū)動(dòng)電機(jī)222、光圈機(jī)構(gòu)231、光圈驅(qū)動(dòng)電機(jī)232、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器240和透鏡控制部250。進(jìn)一步地，可更換鏡頭200包括ROM 260 (只讀存儲(chǔ)器)和RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)270。進(jìn)一步地，可更換鏡頭200包括接口部201。變焦透鏡211是由電力驅(qū)動(dòng)或手動(dòng)驅(qū)動(dòng)而沿著光軸方向移動(dòng)以調(diào)整焦距的透鏡。 即，變焦透鏡211是相對(duì)于被攝體被前后地驅(qū)動(dòng)以便放大或縮小包含在拍攝圖像內(nèi)的被攝體的透鏡。進(jìn)一步地，變焦透鏡211實(shí)現(xiàn)變焦功能。此外，本發(fā)明的第一實(shí)施例示出基于用戶手動(dòng)操作的驅(qū)動(dòng)變焦透鏡211的示例。變焦位置檢測(cè)部212檢測(cè)由用戶的變焦操作驅(qū)動(dòng)的變焦透鏡211的位置，并將檢測(cè)結(jié)果輸出到透鏡控制部250。聚焦透鏡221是由聚焦透鏡驅(qū)動(dòng)電機(jī)222驅(qū)動(dòng)而沿著光軸的方向移動(dòng)以調(diào)整焦點(diǎn)的透鏡。即，聚焦透鏡221是用于使被攝體位于焦點(diǎn)(使被攝體處于合焦)的透鏡。進(jìn)一步地，聚焦透鏡221實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聚焦功能。聚焦透鏡驅(qū)動(dòng)電機(jī)222基于電機(jī)驅(qū)動(dòng)器MO的控制而驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡221。光圈機(jī)構(gòu)231調(diào)整穿過(guò)變焦透鏡211和聚焦透鏡221的入射光的量，并將經(jīng)調(diào)整的光提供給成像元件111。光圈機(jī)構(gòu)231由光圈驅(qū)動(dòng)電機(jī)232驅(qū)動(dòng)以調(diào)整光圈孔徑。光圈驅(qū)動(dòng)電機(jī)232基于電機(jī)驅(qū)動(dòng)器240的控制而驅(qū)動(dòng)光圈機(jī)構(gòu)231。S卩，變焦透鏡211和聚焦透鏡221是透鏡組，其集中了從被攝體入射的光，而通過(guò)這樣的透鏡組所集中的光通過(guò)光圈機(jī)構(gòu)231入射在成像元件111上。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器240是基于透鏡控制部250的控制而驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡驅(qū)動(dòng)電機(jī)222和光圈驅(qū)動(dòng)電機(jī)232的驅(qū)動(dòng)器。透鏡控制部250控制組成可更換鏡頭200的各部件(聚焦透鏡221、光圈機(jī)構(gòu)231、 等等)。透鏡控制部250由例如CPU(中央處理器)組成。ROM 260是存儲(chǔ)了與組成可更換鏡頭200的各構(gòu)件相關(guān)的獨(dú)特信息、以及將在作為透鏡控制部250的CPU中運(yùn)行的程序等的部件。RAM 270是當(dāng)透鏡控制部250運(yùn)行計(jì)算處理時(shí)用作工作區(qū)域的部件。接口部201是用于與圖像拍攝裝置100通信的部件。接下來(lái)，圖像拍攝裝置100包括系統(tǒng)總線101、成像元件111、模擬信號(hào)處理部112 和A/D (模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換部113。進(jìn)一步地，圖像拍攝裝置100包括數(shù)字信號(hào)處理部114、 顯示部115和存儲(chǔ)設(shè)備116。進(jìn)一步地，圖像拍攝裝置100包括垂直驅(qū)動(dòng)器117、定時(shí)發(fā)生器118、操作部120、和控制部130。進(jìn)一步地，圖像拍攝裝置100包括存儲(chǔ)器(EEPR0M(電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器))140、存儲(chǔ)器(ROM(只讀存儲(chǔ)器))150和存儲(chǔ)器(RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器))160。進(jìn)一步地，圖像拍攝裝置100包括接口部119。進(jìn)一步地，圖像拍攝裝置 100包括檢測(cè)部170。此外，將數(shù)字信號(hào)處理部114、垂直驅(qū)動(dòng)器117、定時(shí)發(fā)生器118、操作部120和檢測(cè)部170連接，以便能夠通過(guò)系統(tǒng)總線101與例如控制部130通信。進(jìn)一步地，將存儲(chǔ)器 (EEPROM) 140、存儲(chǔ)器(ROM) 150和存儲(chǔ)器160 (RAM)連接，以便能夠通過(guò)系統(tǒng)總線101與控制部130等通信。成像元件111是光電變換元件，其接收通過(guò)變焦透鏡211、聚焦透鏡221和光圈機(jī)構(gòu)231提供的光(入射光)，以將入射光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并將轉(zhuǎn)換得到的電信號(hào)提供給模擬信號(hào)處理部112。進(jìn)一步地，成像元件111由垂直驅(qū)動(dòng)器117驅(qū)動(dòng)。此外，可以使用例如CCD(電荷耦合器件)傳感器、CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)傳感器等等作為成像元件 111。在接收到定時(shí)發(fā)生器118的指示時(shí)，模擬信號(hào)處理部112執(zhí)行模擬信號(hào)處理，例如對(duì)由成像元件111提供的電信號(hào)的噪聲去除處理。經(jīng)過(guò)模擬信號(hào)處理部112內(nèi)的模擬信號(hào)處理的模擬信號(hào)被提供給A/D轉(zhuǎn)換部113。在接收到定時(shí)發(fā)生器118的指示時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換部113將由模擬信號(hào)處理部112提供的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號(hào)提供給數(shù)字信號(hào)處理部114。數(shù)字信號(hào)處理部114基于控制部130的控制而A/D轉(zhuǎn)換部113提供的數(shù)字信號(hào)執(zhí)行圖像處理，例如黑色電平校正、白平衡調(diào)節(jié)、和Y校正。然后，數(shù)字信號(hào)處理部114將經(jīng)過(guò)圖像處理的圖像數(shù)據(jù)提供給顯示部115和存儲(chǔ)設(shè)備116。例如，數(shù)字信號(hào)處理部114對(duì)經(jīng)過(guò)圖像處理的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行壓縮處理，并將經(jīng)過(guò)壓縮處理的圖像數(shù)據(jù)(壓縮圖像數(shù)據(jù))提供給存儲(chǔ)設(shè)備116。此外，可以采用例如JPEG(聯(lián)合圖像專家組)格式作為壓縮格式。進(jìn)一步地，也可以將沒(méi)有執(zhí)行壓縮處理的基于原始(RAW)數(shù)據(jù)格式的圖像數(shù)據(jù)提供給存儲(chǔ)設(shè)備 116。進(jìn)一步地，數(shù)字信號(hào)處理部114對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備116中的壓縮圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行解壓處理，并將經(jīng)過(guò)解壓處理的圖像數(shù)據(jù)提供給顯示部115。此外，數(shù)字信號(hào)處理部114可以通過(guò)信號(hào)處理設(shè)備具體實(shí)現(xiàn)為如DSP (數(shù)字信號(hào)處理器)。顯示部115是顯示由數(shù)字信號(hào)處理部114提供的圖像數(shù)據(jù)的顯示設(shè)備。顯示部 115將例如數(shù)字信號(hào)處理部114對(duì)其執(zhí)行了圖像處理的圖像數(shù)據(jù)示出為通過(guò)透鏡的圖像 (through-the-lens image)。進(jìn)一步地，例如，顯示部115將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備116中的圖像數(shù)據(jù)顯示為列表圖像?？梢允褂美顼@示面板，比例如有機(jī)EL(電致發(fā)光)面板或IXD (液晶顯示屏)作為顯示部115。存儲(chǔ)設(shè)備116是存儲(chǔ)數(shù)字信號(hào)處理部114對(duì)其執(zhí)行了圖像處理的圖像數(shù)據(jù)的部件。進(jìn)一步地，將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備116中的圖像數(shù)據(jù)提供給數(shù)字信號(hào)處理部114。此外，存儲(chǔ)設(shè)備116可以內(nèi)建在圖像拍攝裝置100中，也可以從圖像拍攝裝置100移除。進(jìn)一步地，可以使用各種介質(zhì)，例如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、光記錄介質(zhì)、磁盤、和HDD(硬盤驅(qū)動(dòng)器)作為存儲(chǔ)設(shè)備116。此外，可以使用例如可記錄DVD (數(shù)字通用盤)、可記錄⑶(光盤)、BD (藍(lán)光盤， Blu-ray Disc，注冊(cè)商標(biāo))等等作為光記錄介質(zhì)。垂直驅(qū)動(dòng)器117是基于控制部130的控制而驅(qū)動(dòng)成像元件111的部件。定時(shí)發(fā)生器118是基于由控制部130提供的參考時(shí)鐘而給出針對(duì)分別操作模擬信號(hào)處理部112和A/ D轉(zhuǎn)換部113的部件的定時(shí)指示。具體地，例如，通過(guò)向模擬信號(hào)處理部112和A/D轉(zhuǎn)換部 113輸出基于參考時(shí)鐘而生成的定時(shí)信號(hào)，來(lái)執(zhí)行操作定時(shí)的指示。操作部120是具有用于執(zhí)行各種操作以便接收由用戶輸入的操作的操作構(gòu)件(例如按鈕和開關(guān))的操作部，并經(jīng)由系統(tǒng)總線101將接收到的操作輸入的內(nèi)容輸出到控制部 130。此外，通過(guò)不僅提供操作構(gòu)件，例如設(shè)置在圖像拍攝裝置100外表面上的按鈕，還提供顯示部115上的觸摸面板，由用戶輸入的操作可以經(jīng)由觸摸面板接收。存儲(chǔ)器(ROM) 150是非易失性存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)在控制部130中執(zhí)行的程序和各種數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器(RAM)160是易失性存儲(chǔ)器，其保存可重寫的數(shù)據(jù)以及在控制部130操作時(shí)應(yīng)被暫時(shí)保存的數(shù)據(jù)，并用作例如用于控制部130的操作的工作存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器 (EEPROM) 140是即使當(dāng)圖像拍攝裝置100的電源關(guān)閉的時(shí)候仍保存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，并存儲(chǔ)各種設(shè)置條件等。接口部119連接到位于圖像拍攝裝置100上安裝的可更換鏡頭200 —側(cè)的接口部201，以便與可更換鏡頭200通信。接口部119和接口部201是權(quán)利要求書中所描述的通信部的示例?？刂撇?30是由例如執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器150 (ROM)等內(nèi)的程序的CPU形成的部件， 并基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器150內(nèi)的每個(gè)信息而控制圖像拍攝裝置100的各部分。控制部130控制例如曝光、白平衡、聚焦、閃光、等等。進(jìn)一步地，例如，在拍攝圖像的時(shí)候，控制部130基于從操作部120輸入的用戶的操作和來(lái)自數(shù)字信號(hào)處理部114的圖像信息而生成控制信號(hào)。然后，生成的控制信號(hào)輸出到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器對(duì)0、垂直驅(qū)動(dòng)器117、定時(shí)發(fā)生器118等，以便操作聚焦透鏡221、光圈機(jī)構(gòu)231等，從而控制曝光、白平衡、聚焦、閃光等。進(jìn)一步地，在存儲(chǔ)由數(shù)字信號(hào)處理部114對(duì)其執(zhí)行了圖像處理的圖像數(shù)據(jù)的情況下，控制部130基于從操作部120輸入的用戶的操作，而向數(shù)字信號(hào)處理部114輸出控制信號(hào)。然后，由數(shù)字信號(hào)處理部114對(duì)其執(zhí)行了壓縮處理的圖像數(shù)據(jù)作為靜態(tài)圖像文件存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備116中。進(jìn)一步地，在顯示存儲(chǔ)設(shè)備116中所存儲(chǔ)的靜態(tài)圖像文件的情況下，控制部130基于從操作部120輸入的用戶的操作，而向數(shù)字信號(hào)處理部114輸出控制信號(hào)。然后，在顯示部115上顯示與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備116中的靜態(tài)圖像對(duì)應(yīng)的圖像。檢測(cè)部170是這樣的部件，該部件根據(jù)基于圖像拍攝裝置100所采用的對(duì)比度模式的自動(dòng)聚焦控制，通過(guò)執(zhí)行從圖像信號(hào)中提取對(duì)比度分量的檢測(cè)，來(lái)計(jì)算對(duì)比度的評(píng)估值?？刂撇?30基于由檢測(cè)部170生成的評(píng)估值而執(zhí)行用于移動(dòng)聚焦透鏡221以達(dá)到合焦?fàn)顟B(tài)的自動(dòng)聚焦控制。此外，實(shí)際上，檢測(cè)部170可以作為由數(shù)字信號(hào)處理部114運(yùn)行的單一功能而提供?？蛇x地，可以采用其中至少一部分信號(hào)處理功能由控制部130執(zhí)行的構(gòu)造。圖像拍攝系統(tǒng)的外部構(gòu)造示例圖2A到2C是圖示了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的圖像拍攝系統(tǒng)10的外部構(gòu)造示例的示意圖。圖2A是圖示了圖像拍攝系統(tǒng)10的外觀的前視圖。圖2B是圖示了圖像拍攝系統(tǒng)10外觀的后視圖。圖2C是圖示了圖像拍攝系統(tǒng)10外觀的頂視圖。圖像拍攝裝置100包括閃光發(fā)光部102、成像元件111、顯示部115、快門按鈕121、 模式旋鈕122、上下左右操作按鈕123、確定按鈕124、取消按鈕125和電源開關(guān)126。進(jìn)一步地，可更換鏡頭200包括變焦透鏡211、聚焦透鏡221和光圈機(jī)構(gòu)231。此外，快門按鈕 121、模式旋鈕122、上下左右操作按鈕123、確定按鈕124、取消按鈕125和電源開關(guān)1 與圖1中示出的操作部120對(duì)應(yīng)。進(jìn)一步地，成像元件111、顯示部115、變焦透鏡211、聚焦透鏡221和光圈機(jī)構(gòu)231與圖1中示出的各同名部件對(duì)應(yīng)。因此，在此將省略它們的詳細(xì)描述。此外，變焦透鏡211、聚焦透鏡221、光圈機(jī)構(gòu)231內(nèi)建于可更換鏡頭200中，而成像元件111則內(nèi)建于圖像拍攝裝置100中。因此，用圖2A到2C中的虛線表示它們。閃光發(fā)光部102基于控制部130 (圖1中所示)的控制而用光線照射被攝體，以增加來(lái)自被攝體的光(反射光)。從而即使在低環(huán)境照明的情形中，也可以拍攝到圖像?？扉T按鈕121是用于執(zhí)行快門操作的操作構(gòu)件并允許用戶對(duì)其執(zhí)行全按操作或半按操作。例如，當(dāng)快門按鈕121被部分地按壓時(shí)，執(zhí)行最適于圖像拍攝的自動(dòng)聚焦控制和自動(dòng)機(jī)械控制。進(jìn)一步地，當(dāng)快門按鈕121被完全按壓時(shí)，通過(guò)最適于圖像拍攝的自動(dòng)聚焦控制和自動(dòng)機(jī)械控制而在全按操作時(shí)拍攝到的圖像的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備116中。模式旋鈕122是用于設(shè)置各模式的旋鈕。例如，通過(guò)模式旋鈕122的操作來(lái)設(shè)置托架成像模式、用于顯示存儲(chǔ)設(shè)備116中所存儲(chǔ)圖像的圖像顯示模式、等等。上下左右操作按鈕123是在選擇項(xiàng)目(例如按鈕或在顯示部115上示出的圖像) 時(shí)使用的操作按鈕，在上下左右的方向上對(duì)應(yīng)于按壓的部分移動(dòng)當(dāng)前選中的項(xiàng)目。確定按鈕IM是在顯示部115上顯示的各項(xiàng)目的選擇狀態(tài)時(shí)被確認(rèn)使用的按鈕。 取消按鈕125是用于在顯示部115上顯示的各項(xiàng)目的選擇狀態(tài)被確認(rèn)時(shí)解除確認(rèn)的按鈕。電源開關(guān)1 是改變圖像拍攝裝置100的電源開/關(guān)狀態(tài)的開關(guān)。進(jìn)一步地，在圖像拍攝系統(tǒng)10中，通過(guò)用戶的手動(dòng)操作執(zhí)行變焦操作。例如，在可更換鏡頭200的指定部分由用戶的手握住的狀態(tài)下，執(zhí)行變焦操作。例如，當(dāng)通過(guò)用戶手動(dòng)操作執(zhí)行變焦操作時(shí)，根據(jù)手動(dòng)操作控制變焦功能，由此可以放大或縮小包含在所拍攝圖像內(nèi)的被攝體?；趯?duì)比度模式的自動(dòng)聚焦控制根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖像拍攝系統(tǒng)10使用對(duì)比度模式作為用于自動(dòng)地達(dá)到合焦?fàn)顟B(tài)的自動(dòng)聚焦控制。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，例如，基于對(duì)比度模式的自動(dòng)聚焦控制的基本操作如下。首先，聚焦透鏡順序地移至根據(jù)聚焦控制而設(shè)置的聚焦透鏡的移動(dòng)范圍(檢測(cè)范圍)內(nèi)的多個(gè)檢測(cè)位置?？梢哉J(rèn)為這一操作是對(duì)于到達(dá)合焦?fàn)顟B(tài)的聚焦位置(合焦位置)的搜索，并因此在這里被稱為焦點(diǎn)搜索。然后，計(jì)算在每個(gè)檢測(cè)位置所拍攝的圖像的對(duì)比度的評(píng)估值。為了針對(duì)每個(gè)檢測(cè)位置計(jì)算評(píng)估值，首先，使所拍攝的圖像信號(hào)中的亮度信號(hào)分量通過(guò)具有指定特性的高通濾波器(HPF)。從而，檢測(cè)出與亮度信號(hào)的高頻分量對(duì)應(yīng)的振幅的絕對(duì)值(微分絕對(duì)值)。即，通過(guò)檢測(cè)所拍攝的圖像信號(hào)，提取對(duì)比度分量。然后，通過(guò)對(duì)所檢測(cè)的微分絕對(duì)值進(jìn)行積分而可以獲得的值為評(píng)估值。評(píng)估值可以基于視頻信號(hào)的亮度信號(hào)的高頻分量而獲得，因而其表示了圖像的對(duì)比度的強(qiáng)度。圖3示出了評(píng)估值和聚焦透鏡的透鏡位置(聚焦透鏡位置)之間的關(guān)系。該圖示出了在將聚焦透鏡相對(duì)于主點(diǎn)從近側(cè)向遠(yuǎn)側(cè)移動(dòng)的同時(shí)，在10個(gè)互不相同的聚焦透鏡位置處獲取評(píng)估值Vl到VlO的焦點(diǎn)搜索的操作。獲取評(píng)估值Vl到VlO處的聚焦透鏡位置即為檢測(cè)位置。從獲取評(píng)估值Vl處的檢測(cè)位置到獲取評(píng)估值VlO處的檢測(cè)位置的范圍即為檢測(cè)范圍。在以這樣的方式獲取檢測(cè)范圍內(nèi)的全部評(píng)估值之后，例如，通過(guò)利用這些評(píng)估值的插值計(jì)算，計(jì)算出能夠獲得峰值評(píng)估值Vpeak的聚焦透鏡位置。能夠獲得峰值評(píng)估值 Vpeak的聚焦透鏡位置在這里被稱為合焦位置。然后，驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡以使其移動(dòng)到合焦位置。從而，可以自動(dòng)地得到被攝體位于焦點(diǎn)處的狀態(tài)。此外，在圖中，待獲取的評(píng)估值的數(shù)目，也就是檢測(cè)范圍內(nèi)檢測(cè)位置的數(shù)目，被設(shè)置為10。然而，該數(shù)目是為了在各方面描述的方便而設(shè)置的，在實(shí)際環(huán)境中可能不同。進(jìn)一步地，在本發(fā)明的實(shí)施例中，如后文中將要描述的，可以改變檢測(cè)范圍內(nèi)檢測(cè)位置的數(shù)目。 進(jìn)一步地，在本發(fā)明的實(shí)施例中，在改變檢測(cè)范圍的同時(shí)重復(fù)執(zhí)行焦點(diǎn)搜索，直到獲得最終的合焦位置。另外，在本發(fā)明的實(shí)施例中，如后文中將要描述的，將每個(gè)檢測(cè)間隔I設(shè)置為使當(dāng)焦點(diǎn)深度d為一個(gè)單位時(shí)焦點(diǎn)深度d的數(shù)目是常數(shù)。通過(guò)以這種方式設(shè)置每個(gè)檢測(cè)間隔I， 使得在檢測(cè)范圍內(nèi)以每個(gè)檢測(cè)間隔I移動(dòng)聚焦透鏡221時(shí)所獲得的對(duì)比度的變化量保持不變。圖像拍攝系統(tǒng)的功能性構(gòu)造示例圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像拍攝系統(tǒng)10的功能性構(gòu)造示例。應(yīng)當(dāng)注意， 在圖中，與圖1共有的元件由相同的參考編號(hào)和符號(hào)表示。該圖中所示的圖像拍攝裝置100 包括檢測(cè)部170、合焦位置計(jì)算部131、檢測(cè)范圍確定部132、檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目計(jì)算部133、檢測(cè)間隔確定部134和聚焦透鏡移動(dòng)指示部135。進(jìn)一步地，圖像拍攝裝置100存儲(chǔ)檢測(cè)間隔表182和彌散圈直徑限度信息181。此外，與圖1的構(gòu)造相比，控制部130與合焦位置計(jì)算部131、檢測(cè)范圍確定部132、檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目計(jì)算部133、檢測(cè)間隔確定部134以及聚焦透鏡移動(dòng)指示部135的各功能對(duì)應(yīng)。即，各功能通過(guò)使控制部(CPU) 130 執(zhí)行程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。與圖1的描述相似，檢測(cè)部170是通過(guò)對(duì)數(shù)字信號(hào)處理部114輸入的所拍攝圖像信號(hào)執(zhí)行檢測(cè)，而計(jì)算對(duì)比度的評(píng)估值的部件。合焦位置計(jì)算部131是通過(guò)基于從檢測(cè)部170輸入的評(píng)估值而運(yùn)行例如插值計(jì)算來(lái)計(jì)算合焦位置的部件。檢測(cè)范圍確定部132是為每個(gè)單獨(dú)的焦點(diǎn)搜索確定檢測(cè)范圍的部件。此外，在確定第二焦點(diǎn)搜索中以及第二焦點(diǎn)搜索之后的檢測(cè)范圍的情況下，檢測(cè)范圍確定部132使用關(guān)于由合焦位置計(jì)算部131在此前的焦點(diǎn)搜索中所計(jì)算的合焦位置的信息。檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目計(jì)算部133是計(jì)算與檢測(cè)范圍確定部132所確定的檢測(cè)范圍對(duì)應(yīng)的焦點(diǎn)深度數(shù)目(檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目)的部件。當(dāng)將焦點(diǎn)深度d作為一個(gè)單位處理時(shí)，檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目表示有多少對(duì)應(yīng)于檢測(cè)范圍的d。例如，如果某一檢測(cè)范圍對(duì)應(yīng)于10個(gè)焦點(diǎn)深度d，則檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目被設(shè)置為“10”。在計(jì)算檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目時(shí)，檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目計(jì)算部133使用彌散圈直徑限度信息181。 進(jìn)一步地，檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目計(jì)算部133還使用關(guān)于焦距f、最近合焦距離、最遠(yuǎn)合焦距離以及從可更換鏡頭200輸入的光圈值F的信息。后文中將描述計(jì)算檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目的方法。此外，考慮到關(guān)于焦距f、最近合焦距離、最遠(yuǎn)合焦距離和光圈值F的信息，例如， 在其時(shí)的各當(dāng)前值每隔固定時(shí)間從可更換鏡頭200側(cè)發(fā)送。與圖1對(duì)應(yīng)，經(jīng)由可更換鏡頭 200側(cè)上的接口部201和圖像拍攝裝置100的接口部119發(fā)送和接收這些信息。彌散圈直徑限度信息181是表示彌散圈直徑限度δ的值的信息。彌散圈直徑限度δ是圖像拍攝裝置100的本征值，其根據(jù)圖1所示的成像元件111的象素尺寸等唯一地確定。在制造時(shí)，彌散圈直徑限度信息181預(yù)先存儲(chǔ)在圖像拍攝裝置100中。與圖1對(duì)應(yīng)， 彌散圈直徑限度信息181可以存儲(chǔ)在例如存儲(chǔ)器(EEPROM) 140或存儲(chǔ)器(ROM) 150中。檢測(cè)間隔確定部134是基于檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目N和檢測(cè)間隔表182，確定在預(yù)定的檢測(cè)范圍內(nèi)的檢測(cè)間隔的部件。盡管后文中將描述檢測(cè)間隔表182的詳細(xì)說(shuō)明，但該表具有如下結(jié)構(gòu)預(yù)先劃分的檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目的每個(gè)范圍都與對(duì)應(yīng)于檢測(cè)間隔的焦點(diǎn)深度數(shù)目關(guān)聯(lián)。即，檢測(cè)間隔確定部134基于焦點(diǎn)深度的數(shù)目確定檢測(cè)間隔。與圖 1對(duì)應(yīng)，檢測(cè)間隔表182可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器140或存儲(chǔ)器150中。此外，檢測(cè)間隔表182是在權(quán)利要求書中所描述的檢測(cè)間隔信息的示例。聚焦透鏡移動(dòng)指示部135是根據(jù)基于對(duì)比度模式的自動(dòng)聚焦控制而指示可更換鏡頭200移動(dòng)聚焦透鏡的部件。聚焦透鏡移動(dòng)指示部135通過(guò)指定檢測(cè)范圍和檢測(cè)間隔而給出指示以執(zhí)行焦點(diǎn)搜索。進(jìn)一步地，響應(yīng)于通過(guò)以一定次數(shù)反復(fù)執(zhí)行焦點(diǎn)搜索而獲得最終的合焦位置，也通過(guò)將聚焦透鏡位置指定為合焦位置來(lái)發(fā)布移動(dòng)聚焦透鏡的指示。接下來(lái)，可更換鏡頭200包括聚焦透鏡移動(dòng)計(jì)算部251、聚焦透鏡驅(qū)動(dòng)控制部252 和參考表部253。通過(guò)令圖1所示的透鏡控制部(CPU) 250執(zhí)行程序來(lái)實(shí)現(xiàn)這樣的各功能部。進(jìn)一步地，可更換鏡頭200存儲(chǔ)聚焦靈敏度表310、合焦距離表320和焦距表330。與圖1對(duì)應(yīng)，例如，這些表在制造時(shí)存儲(chǔ)在R0M260中。進(jìn)一步地，可更換鏡頭200保存變焦位置信息341、聚焦透鏡位置信息342和光圈值信息343。在實(shí)際使用中，根據(jù)變焦透鏡211、 聚焦透鏡221和光圈機(jī)構(gòu)231的位置和狀態(tài)來(lái)更新這些信息，并與圖1對(duì)應(yīng)，將其保存在 RAM270 中。聚焦透鏡移動(dòng)計(jì)算部251是計(jì)算與圖像拍攝裝置100(聚焦透鏡移動(dòng)指示部135) 指定的檢測(cè)間隔對(duì)應(yīng)的聚焦透鏡的實(shí)際移動(dòng)量的部件。在本發(fā)明的實(shí)施例中，由圖像拍攝裝置100所指定的檢測(cè)間隔是通過(guò)焦點(diǎn)深度數(shù)目表示的。聚焦透鏡移動(dòng)計(jì)算部251基于焦點(diǎn)深度數(shù)目而將檢測(cè)間隔轉(zhuǎn)換為實(shí)際移動(dòng)量。因此，聚焦透鏡移動(dòng)計(jì)算部251從聚焦靈敏度表310中指定并選擇與焦距f、光圈值F和聚焦透鏡位置P的組合對(duì)應(yīng)的一個(gè)聚焦靈敏度。通過(guò)令后文中將描述的參考表部 253從焦距表330中選擇而獲得焦距f。進(jìn)一步地，通過(guò)讀出光圈值信息343而獲取光圈值 F。通過(guò)讀出聚焦透鏡位置信息342而獲取聚焦透鏡位置P。此外，聚焦靈敏度表310的示例性結(jié)構(gòu)將于后文中描述。接下來(lái)，如后文中將會(huì)描述的那樣，基于所選擇的聚焦靈敏度ε的值、由圖像拍攝裝置100側(cè)輸入的彌散圈直徑限度信息181表示的彌散圈直徑限度δ的值、和光圈值F， 聚焦透鏡移動(dòng)計(jì)算部251計(jì)算透鏡移動(dòng)量Μν。透鏡移動(dòng)量Mv表示與檢測(cè)間隔對(duì)應(yīng)的聚焦透鏡的實(shí)際移動(dòng)量。
聚焦透鏡驅(qū)動(dòng)控制部252是控制聚焦透鏡221的驅(qū)動(dòng)，并在自動(dòng)聚焦控制時(shí)根據(jù)焦點(diǎn)搜索而執(zhí)行聚焦透鏡221的驅(qū)動(dòng)控制的部件。例如，聚焦透鏡驅(qū)動(dòng)控制部252基于與檢測(cè)間隔對(duì)應(yīng)的透鏡移動(dòng)量Mv而驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡221。進(jìn)一步地，當(dāng)合焦位置被指定時(shí)，驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡221移動(dòng)到合焦位置。進(jìn)一步地，當(dāng)根據(jù)用戶操作或曝光控制而設(shè)置了光圈值時(shí)，聚焦透鏡驅(qū)動(dòng)控制部 252設(shè)置與通過(guò)驅(qū)動(dòng)光圈機(jī)構(gòu)231而設(shè)置的光圈值對(duì)應(yīng)的光圈孔徑尺寸。進(jìn)一步地，每當(dāng)驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡221時(shí)，聚焦透鏡驅(qū)動(dòng)控制部252檢測(cè)聚焦透鏡位置，并更新聚焦透鏡位置信息342。在本發(fā)明的實(shí)施例中，變焦透鏡211的變焦位置被配置為手動(dòng)改變。每當(dāng)變焦位置以這樣的方式被手動(dòng)改變時(shí)，變焦位置信息341被更新。如上所述，通過(guò)圖1的變焦位置檢測(cè)部212檢測(cè)變焦位置。合焦距離表320是具有如下結(jié)構(gòu)的表格合焦距離(最近合焦距離和最遠(yuǎn)合焦距離)的組合與變焦位置Z關(guān)聯(lián)。合焦距離是與聚焦透鏡有關(guān)的特性之一。最近合焦距離指在與可合焦的被攝體的距離范圍中最短的距離。進(jìn)一步地，最遠(yuǎn)合焦距離指在與可合焦的被攝體的距離范圍中最長(zhǎng)的距離。最近合焦距離和最遠(yuǎn)合焦距離根據(jù)變焦位置而改變。因此，如上所述，合焦距離表320是其中的合焦距離與變焦位置Z關(guān)聯(lián)的表格。焦距f也根據(jù)變焦位置Z而改變。焦距表330是具有如下結(jié)構(gòu)的表格可更換鏡頭200中的光學(xué)系統(tǒng)的焦距與變焦位置Z關(guān)聯(lián)。參考表部253是涉及合焦距離表320和焦距表330的部件。即，參考表部253從合焦距離表320中選擇并輸出合焦距離(最近合焦距離和最遠(yuǎn)合焦距離)，其可能與由變焦位置信息341所表明的變焦位置Z關(guān)聯(lián)。進(jìn)一步地，參考表部253從焦距表330中選擇并輸出焦距f，其可能與由變焦位置信息341所表明的變焦位置Z關(guān)聯(lián)。檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目的計(jì)算示例首先，參考圖5，將給出對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目的概念的描述。圖5示出了從某一聚焦透鏡位置PO到P5的檢測(cè)范圍。這里，在聚焦透鏡位置PO處， 焦點(diǎn)深度是d0。相應(yīng)地，將聚焦透鏡移動(dòng)到與聚焦透鏡位置PO距離為焦點(diǎn)深度d0的聚焦透鏡位置P1。焦點(diǎn)深度根據(jù)聚焦透鏡的位置而改變。這里，在聚焦透鏡位置Pl處，焦點(diǎn)深度是dl，其大于d0。因此，將聚焦透鏡移動(dòng)到與聚焦透鏡位置Pl距離為焦點(diǎn)深度dl的聚焦透鏡位置P2。其后，類似地，將聚焦透鏡順序地移動(dòng)焦點(diǎn)深度d2到d4中的每個(gè)距離，而到達(dá)聚焦透鏡位置P2到P4中的每個(gè)位置。結(jié)果，在圖5中，檢測(cè)范圍被劃分為五個(gè)部分 從聚焦透鏡位置PO到Pl的部分，從Pl到P2的部分，從P2到P3的部分，從P3到P4的部分，以及從P4到P5的部分。即，當(dāng)將焦點(diǎn)深度作為劃分單元的時(shí)候，圖5中所示的檢測(cè)范圍被劃分為五個(gè)部分，并由此對(duì)應(yīng)于五個(gè)焦點(diǎn)深度。由此，在圖5中，檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度的數(shù)目N為“5”。隨后，將參考圖6A和6B描述通過(guò)圖4中所示的檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目計(jì)算部 133來(lái)計(jì)算檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目的方法。首先，圖6A示出焦距f。進(jìn)一步地，圖6A示出最遠(yuǎn)檢測(cè)范圍距離Af和最近檢測(cè)范圍距離An。進(jìn)一步地，圖6A示出了分別與最遠(yuǎn)檢測(cè)范圍距離Af和最近檢測(cè)范圍距離An對(duì)應(yīng)的象平面距離 和 。焦距f等于從前側(cè)主點(diǎn)Hf到前側(cè)焦點(diǎn)Ff的距離，以及從后側(cè)主點(diǎn)Hr到后側(cè)焦點(diǎn)Fr的距離。最遠(yuǎn)檢測(cè)范圍距離Af由從前側(cè)主點(diǎn)Hf到被攝體位置Yf的距離表示。最近檢測(cè)范圍距離An短于從被攝體位置Yf到前側(cè)主點(diǎn)Hf的距離。與最遠(yuǎn)檢測(cè)范圍距離Af對(duì)應(yīng)的象平面距離 由從后側(cè)主點(diǎn)Hr到成像平面ft·的距離表示。對(duì)應(yīng)于最近檢測(cè)范圍距離An的象平面距離 長(zhǎng)于從成像平面ft"到后側(cè)主點(diǎn)Hr的距離。圖6B示出了彌散圈直徑限度δ。穿過(guò)透鏡的點(diǎn)光源在成像平面ft 上合焦，并成像為一個(gè)點(diǎn)。然而，當(dāng)象平面遠(yuǎn)離成像平面％ 時(shí)，光的象形成為一個(gè)圈。這個(gè)圈就是彌散圈，而由人眼觀察時(shí)可以被認(rèn)為是處于合焦?fàn)顟B(tài)的最大彌散圈被稱為最大可允許彌散圈。 最大可允許彌散圈的直徑就是彌散圈直徑限度S。從成像平面ft·到與最大可允許彌散圈對(duì)應(yīng)的位置的距離被稱為焦點(diǎn)深度d。此外，該圖示出了后側(cè)焦點(diǎn)深度，其相對(duì)于后側(cè)主點(diǎn)Hr在成像平面ft·的后側(cè)。然而，事實(shí)上， 前側(cè)焦點(diǎn)深度也作為參考位置出現(xiàn)在成像平面的前側(cè)。通常，有時(shí)，前側(cè)焦點(diǎn)深度的距離和后側(cè)焦點(diǎn)深度的距離互相調(diào)適，所調(diào)整的距離可以被稱為焦點(diǎn)深度。然而，在本發(fā)明的實(shí)施例中，例如，僅一個(gè)前側(cè)或后側(cè)焦點(diǎn)深度被視為焦點(diǎn)深度d。然后，在本發(fā)明的實(shí)施例中，首先，在量化檢測(cè)范圍的時(shí)候，假定圖6B中所示的焦點(diǎn)深度d被視為一個(gè)單位。另外，通過(guò)有多少焦點(diǎn)深度d與之對(duì)應(yīng)來(lái)表示檢測(cè)深度。S卩，通過(guò)檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目N來(lái)表示與檢測(cè)范圍對(duì)應(yīng)的焦點(diǎn)深度d的數(shù)目。如上所述，檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目計(jì)算部133計(jì)算檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目N。在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以通過(guò)下列方法獲得檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目N。在圖 6B中，用χ表示從后側(cè)主點(diǎn)Hr到成像平面ft 的距離?？紤]相對(duì)于χ的微小變量Δχ，計(jì)算有多少焦點(diǎn)深度d與之對(duì)應(yīng)。即，計(jì)算微小焦點(diǎn)深度△(!，其是與微小變量Δχ對(duì)應(yīng)的焦點(diǎn)深度。可以通過(guò)以下表達(dá)式基于透鏡直徑D和彌散圈直徑限度δ而獲得微小焦點(diǎn)深度 Ad。數(shù)學(xué)表達(dá)式1
βAd^Ax^—x
D
Γ πDAx=—— χοS卩，通過(guò)用單個(gè)焦點(diǎn)深度除微小變量Δ χ而獲得微小焦點(diǎn)深度Ad。然后，可以通過(guò)以下表達(dá)式獲得檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目N。此外，在以下表達(dá)式中，f表示焦距，δ表示彌散圈直徑限度。數(shù)學(xué)表達(dá)式2N = fN Addx
Jjf
r n D fa^f 1aNf -dx
δ Jairt χ aF-f
D1 aM(aF - f)=—In N； F——(
δ aF(aN -f)即，可以通過(guò)在從對(duì)應(yīng)于象平面距離 的位置到對(duì)應(yīng)于象平面距離 的位置的范圍內(nèi)對(duì)微小焦點(diǎn)深度△(!積分，而獲得檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目N。進(jìn)一步地，在以上提到的表達(dá)式中，最遠(yuǎn)距離Af和最近距離AnW倒數(shù)分別定義為 Cf和CN，從而以上提到的表達(dá)式可以重寫為以下表達(dá)式。數(shù)學(xué)表達(dá)式權(quán)利要求
1.一種聚焦控制設(shè)備，包括檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目計(jì)算部，其以焦點(diǎn)深度為分區(qū)單元對(duì)在其中移動(dòng)聚焦透鏡以檢測(cè)拍攝的圖像信號(hào)的對(duì)比度的檢測(cè)范圍進(jìn)行劃分且每個(gè)焦點(diǎn)深度取決于聚焦透鏡的位置，計(jì)算焦點(diǎn)深度數(shù)目，作為檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目；檢測(cè)間隔確定部，其根據(jù)計(jì)算得到的檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目，來(lái)確定表示作為分區(qū)單元的焦點(diǎn)深度的數(shù)目的檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目作為檢測(cè)范圍內(nèi)的檢測(cè)間隔；以及聚焦透鏡移動(dòng)指示部，其通過(guò)指定檢測(cè)范圍和確定為檢測(cè)間隔的檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目，來(lái)指示鏡頭部執(zhí)行移動(dòng)聚焦透鏡的焦點(diǎn)搜索。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的聚焦控制設(shè)備，其中檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目計(jì)算部基于從鏡頭部輸入的光圈值、從鏡頭部輸入的焦距、存儲(chǔ)在聚焦控制設(shè)備內(nèi)的彌散圈直徑限度、以及與檢測(cè)范圍對(duì)應(yīng)的自主點(diǎn)起的最遠(yuǎn)距離和最近距離，來(lái)計(jì)算檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的聚焦控制設(shè)備，進(jìn)一步包括檢測(cè)范圍確定部，其在單個(gè)焦點(diǎn)搜索操作完成時(shí)，重新確定用于后續(xù)焦點(diǎn)搜索的檢測(cè)范圍，其中檢測(cè)間隔確定部根據(jù)所確定的檢測(cè)范圍，來(lái)確定與該檢測(cè)范圍關(guān)聯(lián)的檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的聚焦控制設(shè)備，其中當(dāng)確定為檢測(cè)間隔的檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目是預(yù)定的最小值時(shí)，聚焦透鏡移動(dòng)指示部通過(guò)指定檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目的最小值， 來(lái)指示鏡頭部執(zhí)行最后的焦點(diǎn)搜索，并指示鏡頭部移動(dòng)聚焦透鏡到合焦位置，該位置基于經(jīng)由最后的焦點(diǎn)搜索所檢測(cè)到的對(duì)比度計(jì)算得出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的聚焦控制設(shè)備，其中檢測(cè)間隔確定部基于其中檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目與檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目被關(guān)聯(lián)的檢測(cè)間隔信息，來(lái)選擇能夠與所計(jì)算得到的檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目關(guān)聯(lián)的檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目，由此確定與檢測(cè)間隔對(duì)應(yīng)的檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的聚焦控制設(shè)備，進(jìn)一步包括在安裝了能夠從對(duì)應(yīng)的聚焦控制設(shè)備的主體移除的鏡頭部的狀態(tài)下與鏡頭部通信的通信部。
7.一種鏡頭系統(tǒng)，包括通信部，其在圖像拍攝裝置的主體上安裝了該通信部的狀態(tài)下與圖像拍攝裝置的主體通信；聚焦透鏡移動(dòng)量計(jì)算部，其響應(yīng)于從圖像拍攝裝置的主體接收到通過(guò)指定在其中移動(dòng)聚焦透鏡以便檢測(cè)拍攝的圖像信號(hào)的對(duì)比度的檢測(cè)范圍、以及由作為檢測(cè)范圍的分區(qū)單元且每個(gè)焦點(diǎn)深度取決于聚焦透鏡的位置的焦點(diǎn)深度數(shù)目所表示的檢測(cè)間隔來(lái)移動(dòng)聚焦透鏡的指示，計(jì)算表示檢測(cè)間隔的焦點(diǎn)深度數(shù)目，作為聚焦透鏡的移動(dòng)量；以及聚焦透鏡驅(qū)動(dòng)控制部，其基于計(jì)算得到的聚焦透鏡的移動(dòng)量而移動(dòng)聚焦透鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的鏡頭系統(tǒng)，其中聚焦透鏡移動(dòng)量計(jì)算部基于在聚焦透鏡位置、光圈值和焦距的基礎(chǔ)上指定的聚焦靈敏度、從圖像拍攝裝置的主體輸入的彌散圈直徑限度、 以及表示所指定的檢測(cè)間隔的焦點(diǎn)深度數(shù)目，來(lái)計(jì)算該聚焦透鏡的移動(dòng)量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的鏡頭系統(tǒng)，其中每當(dāng)聚焦透鏡基于所計(jì)算的聚焦透鏡的移動(dòng)量而移動(dòng)到新位置時(shí)，聚焦透鏡移動(dòng)計(jì)算部計(jì)算與該新位置對(duì)應(yīng)的聚焦透鏡的移動(dòng)量。
10.一種聚焦控制方法，包括以下步驟以焦點(diǎn)深度為分區(qū)單元對(duì)在其中移動(dòng)聚焦透鏡以檢測(cè)拍攝的圖像信號(hào)的對(duì)比度的檢測(cè)范圍進(jìn)行劃分且每個(gè)焦點(diǎn)深度取決于聚焦透鏡的位置，計(jì)算焦點(diǎn)深度數(shù)目，作為檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目；根據(jù)計(jì)算得到的檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目，來(lái)確定表示作為分區(qū)單元的焦點(diǎn)深度的數(shù)目的檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目作為檢測(cè)范圍內(nèi)的檢測(cè)間隔；以及通過(guò)指定檢測(cè)范圍和確定為檢測(cè)間隔的檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目，來(lái)指示鏡頭部執(zhí)行移動(dòng)聚焦透鏡的焦點(diǎn)搜索。
11.一種聚焦透鏡驅(qū)動(dòng)方法，包括以下步驟在圖像拍攝裝置的主體上安裝了通信部的狀態(tài)下與圖像拍攝裝置的主體通信；響應(yīng)于從圖像拍攝裝置的主體接收到通過(guò)指定在其中移動(dòng)聚焦透鏡以便檢測(cè)拍攝的圖像信號(hào)的對(duì)比度的檢測(cè)范圍、以及由作為檢測(cè)范圍的分區(qū)單元且每個(gè)焦點(diǎn)深度取決于聚焦透鏡的位置的焦點(diǎn)深度數(shù)目所表示的檢測(cè)間隔來(lái)移動(dòng)聚焦透鏡的指示，計(jì)算表示檢測(cè)間隔的焦點(diǎn)深度數(shù)目，作為聚焦透鏡的移動(dòng)量；以及基于計(jì)算得到的聚焦透鏡的移動(dòng)量而移動(dòng)聚焦透鏡。
12.一種用于使聚焦控制設(shè)備執(zhí)行以下步驟的程序以焦點(diǎn)深度為分區(qū)單元對(duì)在其中移動(dòng)聚焦透鏡以檢測(cè)拍攝的圖像信號(hào)的對(duì)比度的檢測(cè)范圍進(jìn)行劃分且每個(gè)焦點(diǎn)深度取決于聚焦透鏡的位置，計(jì)算焦點(diǎn)深度數(shù)目，作為檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目；根據(jù)計(jì)算得到的檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目，來(lái)確定表示作為分區(qū)單元的焦點(diǎn)深度的數(shù)目的檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目作為檢測(cè)范圍內(nèi)的檢測(cè)間隔；以及通過(guò)指定檢測(cè)范圍和確定為檢測(cè)間隔的檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目，來(lái)指示鏡頭部執(zhí)行移動(dòng)聚焦透鏡的焦點(diǎn)搜索。
13.一種用于使聚焦系統(tǒng)執(zhí)行以下步驟的程序在圖像拍攝裝置的主體上安裝了通信部的狀態(tài)下與圖像拍攝裝置的主體通信；響應(yīng)于從圖像拍攝裝置的主體接收到通過(guò)指定在其中移動(dòng)聚焦透鏡以便檢測(cè)拍攝的圖像信號(hào)的對(duì)比度的檢測(cè)范圍、以及由作為檢測(cè)范圍的分區(qū)單元且每個(gè)焦點(diǎn)深度取決于聚焦透鏡的位置的焦點(diǎn)深度數(shù)目所表示的檢測(cè)間隔來(lái)移動(dòng)聚焦透鏡的指示，計(jì)算表示檢測(cè)間隔的焦點(diǎn)深度數(shù)目，作為聚焦透鏡的移動(dòng)量；以及基于計(jì)算得到的聚焦透鏡的移動(dòng)量而移動(dòng)聚焦透鏡。
全文摘要
本發(fā)明涉及聚焦控制設(shè)備和方法、鏡頭系統(tǒng)和聚焦透鏡驅(qū)動(dòng)方法。聚焦控制設(shè)備包括檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目計(jì)算部，其以焦點(diǎn)深度為分區(qū)單元對(duì)在其中移動(dòng)聚焦透鏡以檢測(cè)拍攝的圖像信號(hào)的對(duì)比度的檢測(cè)范圍進(jìn)行劃分且每個(gè)焦點(diǎn)深度取決于聚焦透鏡的位置，計(jì)算焦點(diǎn)深度數(shù)目，作為檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目；檢測(cè)間隔確定部，其根據(jù)計(jì)算得到的檢測(cè)范圍內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目，來(lái)確定表示作為分區(qū)單元的焦點(diǎn)深度的數(shù)目的檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目作為檢測(cè)范圍內(nèi)的檢測(cè)間隔；以及聚焦透鏡移動(dòng)指示部，其通過(guò)指定檢測(cè)范圍和確定為檢測(cè)間隔的檢測(cè)間隔內(nèi)焦點(diǎn)深度數(shù)目，來(lái)指示鏡頭部執(zhí)行移動(dòng)聚焦透鏡的焦點(diǎn)搜索。
文檔編號(hào)G02B7/38GK102262332SQ201110120720
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者中村真?zhèn)? 石渡央 申請(qǐng)人:索尼公司