[发明专利]摄像设备和摄像方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种摄像设备。具体地，本发明涉及一种能够在不使该设备的尺寸增大的情况下更精确地进行焦点调节的摄像设备。

背景技术

应用于诸如电子静态照相机的光学设备的焦点调节方法包括这样的方法：使用与图像传感器分离地设置的调焦传感器来测量与被摄体的距离或焦点调节状态，并且通过根据该状态将摄影透镜移动至适当位置来达到对焦状态。另一方面，已提出了这样的一种对比度自动调焦(AF)方法：通过将图像传感器还用作调焦传感器、并将摄影透镜移动至通过摄影透镜形成的被摄体图像的对比度变为最大值的位置，来达到对焦状态。将参照图6、图7A和图7B描述对比度AF方法。图6是示出对比度AF方法的控制过程的流程图。图7A是示出对比度AF方法所使用的被摄体图像的对比度变化的图。在图6中，对焦方向判断步骤是用以判断沿最近距离方向和无限远距离方向中的哪一个方向驱动调焦透镜以达到对焦状态的处理。仅在实际移动调焦透镜并检查对比度之后，才可以判断出沿哪个方向驱动调焦透镜以获得更高对比度。因此，提出了以下控制方法，作为用于检测沿哪个调焦摄像透镜移动的方向找到对比度的峰值或者判断当前状态是否是对焦状态的方法。如由图7A中的曲线201和203所示，进行使调焦透镜以微小量沿光轴前后往复运动的所谓的摆动操作，以比较图像在往复运动的各位置处的对比度水平。然后，检测到对比度增大的方向(图7A中的曲线202)，以使摄影透镜在该方向上移动，或者检测到对焦状态(图7A中的曲线204)，以使摄影透镜停止。

如果在这类摆动操作中摆动驱动量如图7B中的曲线301一样小，则不会出现要比较的图像的对比度水平的明显差异(图7B中的曲线302)，从而存在不能判断出对焦方向的可能性。因此，通过使摆动驱动量大于预定量，可能会使要比较的图像的对比度水平的明显差异出现。预定的摆动驱动量根据光圈值f而变化，并且如图7B中的曲线304和305所示，与小光圈值f相比，随着光圈值f增大，对比度的峰值通常变得更平坦，并且对比度更缓慢地变化。因此，要设置更大的摆动驱动量(图7B中的曲线303)。

如上所述，当使用将图像传感器也用作调焦传感器的对比度AF方法时，操作员可以在通过视频显示单元实时检查被摄体图像时获得对焦状态。然而，如果摆动驱动量增大至大于所需要的摆动驱动量，则认为可能发生操作者不容许的被摄体图像的模糊，从而可能发生对操作员造成干扰的图像波动。当实际形成被摄体图像的面相对于来自被摄体的光束的焦平面在焦点深度外时，操作者不容许的模糊更可能发生。焦点深度是这样的范围：在成像面相对于焦平面处于该范围内时，操作者可以将被摄体图像看作处于对焦状态。如果焦点深度为D，则焦点深度存在于沿光轴距焦平面的±D范围内。如果摄影透镜的光圈值为f，则通过使用公式D＝f*δ来计算焦点深度D，其中，δ是容许弥散圆的直径，并且如果图像传感器的像素间距为P，则对于电子静态照相机，δ经验上取P≤δ≤4*P的值。因此，为了减小对操作者造成干扰的图像波动的发生，可以按照成像面在对焦状态下处于距焦平面的焦点深度±D内的这种方式设置摆动驱动量。考虑到上述情况，将用以判断对焦方向或判断是否处于对焦状态的摆动驱动量设置为k*D＝k*f*δ。k是比例常数，并且可以根据经验将k设置为1/4至3/4。

另一方面，日本特开2005-148610公开了一种这样的设备：通过在调焦操作期间使图像传感器在所限制的范围内摆动、并基于图像在摆动期间的锐度(模糊状态)控制摄影透镜的操作，与使摄影透镜摆动的方法相比，提高调焦操作的速度。

如果在根据日本特开2005-148610的设备中，光圈值f大，则正如在使摄影透镜摆动的情况下一样，用于判断对焦方向的图像传感器的摆动驱动量增大。在这种情况下，由于图像传感器在该设备中以更长的冲程往复运动，因此要在该设备中设置用于冲程的空间，从而导致该设备的尺寸增大。

发明内容

根据本发明的第一方面，一种摄像设备，包括：摄像单元，其包括用于对由摄影透镜形成的被摄体图像进行光电转换的图像传感器；遮光构件，其包括开口，并用于通过机械地关闭所述开口以阻止来自所述摄影透镜的光束通过所述开口入射到所述图像传感器，调节所述图像传感器的曝光时间；以及驱动单元，用于在包括如下位置的范围内沿光轴驱动所述摄像单元：在该位置处，所述摄像单元的至少一部分位于所述遮光构件的所述开口的内侧。