[发明专利]自动对焦装置、图像拾取装置和自动对焦方法

说明书

技术领域

本发明涉及能够基于通过图像数据处理获得的评估值而自动精确地将焦点调节到对象上(下文中称为“焦点对准”)的自动对焦装置、图像拾取装置和自动对焦方法。

背景技术

本领域中的典型图像拾取装置例如是摄像机或者数码相机，其包括用于自动将焦点调节到对象上的自动对焦控制单元或者AF(自动调焦)功能。用户或者可以选择利用手动对焦对对象成像，或者可以选择针对图像拾取装置而提供自动对焦功能。

例如，公开号为2003-241077的日本未审查专利申请公开了一种透镜系统，该透镜系统手动将焦点调节到对象上，并且随后利用前述自动对焦功能来进一步调焦。一种类型的调焦在透镜系统中被手动切换。

发明内容

例如，当用户将摄像机设置为手动对焦操作模式以手动将焦点调节到对象上时，用户通常在通过取景器来查看对象图像期间手动将焦点调节到对象上。现有的摄像机模型通常具有小的取景器显示器，各个取景器显示器最大为大约两英寸。一般难以利用具有小显示器的取景器来将焦点调节到对象上，并且当对象图像被高清晰度显示器显示时，通过观察具有较小显示器的取景器对象图像上的焦点已被调节过一次，这个困难变得更加明显。换言之，对象图像上的焦点看起来已被在电子取景器的小屏幕显示器上调节过；但是，实际上，当在大约为四英寸的的高清晰度显示器上显示对象图像时，变得明显的是焦点未被调节过。

相比之下，当用户将摄像机设置为自动对焦操作模式时，在取景器的屏幕上所显示的对象上焦点被自动调节而不失败；但是，检测区域一般被设置为屏幕的中心。在这种情况下，检测区域不一定与用户试图对其调节焦点的屏幕上的对象相匹配。

本发明的实施例试图提供能够利用手动对焦和自动对焦处理这两者来获得精确调焦的自动对焦装置、图像拾取装置和自动对焦方法。

根据本发明的实施例，试图提供一种用于具有对焦环的图像拾取装置的自动对焦装置。该自动对焦装置包括：评估值计算器，该评估值计算器基于对象图像的多个区域的图像信号的高频分量，周期性地计算对象图像的多个区域的多个评估值；以及控制单元，该控制单元在检测到对焦环已被停止之后，基于在就在对焦环已被停止之前获得的评估值的波动呈现预定历史的对象图像的区域中获得的评估值，对呈现预定历史的对象图像的区域执行图像处理，并且基于通过图像处理获得的评估值的峰值，输出用于移动对焦透镜的指令信号。

根据本发明的实施例，用户首先手动将焦点调节到对象上，自动对焦机构自动检测所处理的对象和图像，以便调节对象上的焦点的最终精度。

根据本发明的实施例，用户可以首先手动将焦点调节到对象上，并且可选地激活自动对焦功能以将焦点调节到对象的适当区域上。

附图说明

图1是图示出根据本发明一个实施例的摄像机的配置的框图。

图2是图示出评估值计算器的配置的图。

图3是图示出所拾取的图像如何用帧划分的一个示例的图。

图4是图示出水平方向评估值计算滤波器的配置的图。

图5是图示出根据本发明一个实施例的对焦处理的流程图。

图6A和图6B是各自图示出所拾取的图像如何用帧划分的一个示例的图。

图7是图示出在对焦环被操作期间评估值随时间波动的一个示例的图。

具体实施方式

将按照附图来详细描述本发明的优选实施例。

图1图示出根据本发明一个实施例的具有自动对焦机构的图像拾取装置(例如摄像机)的配置。图1中所示的摄像机是一个能够利用AF图像处理机制在手动和自动对焦操作之间切换对焦操作的模型。摄像机的透镜模块包括：具有图像拾取透镜1c和对焦透镜1的透镜组；位置检测器1a；透镜机构1b；透镜驱动器2；对焦环1d；以及编码器1e。相机模块包括图像拾取器件3、图像拾取器件驱动器4、图像信号发生器5、图像信号处理器6、评估值计算器7、亮度相加值计算器8、控制单元9、存储器10和开关13。

摄像机的透镜模块包括：具有图像拾取透镜1c和对焦透镜1的透镜组，被配置用于对入射到图像拾取器件的图像拾取表面的图像拾取透镜1c的对象图像进行对焦；被配置用于检测每个透镜的位置的位置检测器；用于驱动每个透镜的透镜驱动机构；以及被配置用于控制透镜驱动机构的移动的透镜驱动器。除了对焦透镜1和图像拾取透镜1c之外的透镜(例如用于确定焦点位置的方向的摆动透镜(wobbling lens))被从图1所示的透镜模块中省略。