專利名稱：可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種變焦取像裝置的結(jié)構(gòu)，特別是關(guān)于一種可執(zhí)行定焦速寫的變焦取像裝置的聚焦結(jié)構(gòu)及其定焦速寫方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的進(jìn)步，取像裝置的制造技術(shù)日益精湛，相機(jī)的款式愈新穎且其操作項(xiàng)目亦愈趨多樣，因此攝影者對(duì)于相機(jī)的選擇也更多。一般數(shù)字相機(jī)通常具有自動(dòng)對(duì)焦與曝光裝置，其光學(xué)變焦(optical zoom)是通過若干組設(shè)置于鏡筒內(nèi)的鏡片群來達(dá)到變焦(zooming)及對(duì)焦(focusing)作用，進(jìn)而完成拍照的目的。
以現(xiàn)有變焦相機(jī)進(jìn)行拍攝為例，其快門的動(dòng)作為二段式，操作模式及拍照流程如圖1所示，首先如步驟S10，選擇變焦(zoom)距離以進(jìn)行構(gòu)圖，接著如步驟S12先輕按拍攝鈕(capture buttom)啟動(dòng)第一段快門動(dòng)作，以執(zhí)行自動(dòng)對(duì)焦及測光；旋即如步驟S14所示續(xù)按拍攝鈕以激活第二段快門動(dòng)作，以執(zhí)行曝光并完成取像，即步驟S16。然而，現(xiàn)有變焦相機(jī)從按下快門至曝光的操作約需1至3秒，針對(duì)稍縱即逝的影像或欲進(jìn)行街頭速寫(snapshot)，在速度上無法滿足速寫的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置及方法，使取像裝置兼具有定焦操作，達(dá)成速寫即時(shí)拍攝的功效。
本發(fā)明用于可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置包括一變焦鏡頭，其系執(zhí)行至少二焦距以上的變焦；
一控制器至少內(nèi)建有變焦及定焦速寫兩種操作模式，且用以決定在定焦速寫模式下的超焦(hyper focus point)以及調(diào)整變焦鏡頭由目前焦距移動(dòng)至該超焦點(diǎn)的移動(dòng)距離；一速寫執(zhí)行元件電連接至控制器，以啟動(dòng)該控制器，使操作模式能在變焦模式與定焦速寫模式之間進(jìn)行切換；一快門釋放元件根據(jù)該控制器的模式而執(zhí)行拍攝。
其中，于取像裝置中執(zhí)行定焦速寫的方法包括下列步驟控制器在將操作模式從變焦模式切換為定焦速寫模式時(shí)，根據(jù)變焦鏡頭目前的焦距決定所對(duì)應(yīng)的超焦點(diǎn)；接著便將該鏡頭的焦距調(diào)整至該超焦點(diǎn)；每當(dāng)取像裝置的快門釋放元件被啟動(dòng)時(shí)，則省略對(duì)焦而直接執(zhí)行曝光程序，直至定焦速寫模式解除為止。
本發(fā)明使變焦的取像裝置兼具有定焦作用，具有簡化取像裝置操作程序的優(yōu)點(diǎn)，讓使用者不需復(fù)雜、困難的攝影技巧即可容易地操作取像裝置。


圖1為現(xiàn)有變焦相機(jī)的取像操作流程圖。
圖2為本發(fā)明的變焦相機(jī)的立體外觀圖。
圖3為本發(fā)明的聚焦結(jié)構(gòu)的方塊示意圖。
圖4為本發(fā)明方法的操作流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明于取像裝置增設(shè)一速寫執(zhí)行元件，當(dāng)該元件被執(zhí)行時(shí)，取像裝置的控制器調(diào)整鏡頭焦距至超焦距位置且調(diào)整快門釋放鈕元件略過第一段的對(duì)焦，直接進(jìn)行曝光的拍攝動(dòng)作，以使取像裝置達(dá)到快速執(zhí)行街頭速寫的目的。
一般而言，鏡頭的對(duì)焦除了焦距一點(diǎn)外，其前后的景物仍有一段清晰成像的范圍，此段清晰范圍即為景深。而超焦距離(hyper focus distance)為對(duì)焦在遠(yuǎn)處的某一點(diǎn)，使得景深的另一極端為無限遠(yuǎn)，則由無限遠(yuǎn)到景深范圍內(nèi)最近的攝影距離，稱為「超焦距離」。若先將焦點(diǎn)設(shè)為超焦距離，則由超焦距離的一半開始到無限遠(yuǎn)處，都落在景深范圍之內(nèi)。
本發(fā)明將定焦速寫技術(shù)整合于取像裝置中，請(qǐng)參閱圖2及圖3所示，分別為此取像裝置的立體外觀圖及其聚焦結(jié)構(gòu)的方塊示意圖，此取像裝置通常為數(shù)碼相機(jī)，其聚焦結(jié)構(gòu)包括一變焦鏡頭10，在變焦鏡頭10的鏡筒內(nèi)設(shè)有對(duì)焦成像用的鏡片群，以執(zhí)行數(shù)段焦距的變焦；變焦鏡頭10的移動(dòng)受機(jī)身12內(nèi)部的一控制器14所控制，此控制器14可為固件、硬件或軟件，較佳者為固件，其系內(nèi)建有變焦及定焦速寫兩種操作模式，且用以決定在定焦速寫模式下的超焦點(diǎn)(hyper focus point)以及變焦鏡頭10由目前焦距位置移動(dòng)至超焦點(diǎn)的移動(dòng)距離；另有一速寫執(zhí)行元件16及快門釋放元件(capture element)18設(shè)置在相機(jī)機(jī)身12外且分別電連接至機(jī)身12內(nèi)部的控制器14，速寫執(zhí)行元件16及快門釋放元件18通常為按鍵式(button)，其中速寫執(zhí)行元件16用以啟動(dòng)該控制器14將操作模式切換為變焦模式或定焦速寫模式，進(jìn)而使快門釋放元件18根據(jù)該控制器14的變焦模式/定焦速寫模式來執(zhí)行拍攝。
具體而言，速寫執(zhí)行元件16用以啟動(dòng)控制器14將操作模式由定焦速寫模式切換為變焦模式，或啟動(dòng)控制器14將操作模式由變焦模式切換為定焦速寫模式。當(dāng)控制器14執(zhí)行變焦模式時(shí)，該快門釋放元件18分二段執(zhí)行自動(dòng)對(duì)焦及曝光程序；而當(dāng)控制器14執(zhí)行定焦速寫模式時(shí)，快門釋放元件18則略過第一段的自動(dòng)對(duì)焦程序，直接執(zhí)行曝光程序，亦即此時(shí)快門釋放元件18的第一段動(dòng)作即為拍攝動(dòng)作。
其中，快門釋放元件18的第一段動(dòng)作可依相機(jī)種類需求設(shè)定為僅為對(duì)焦或包含對(duì)焦及測光二動(dòng)作，當(dāng)快門釋放元件18的第一段動(dòng)作為僅對(duì)焦時(shí)，則本發(fā)明的定焦速寫模式定義為省除對(duì)焦，而直接進(jìn)行曝光；當(dāng)快門釋放元件18的第一段動(dòng)作包含對(duì)焦及測光時(shí)，則本發(fā)明的定焦速寫模式可定義為省除對(duì)焦而直接進(jìn)行測光及曝光，或定義為省除對(duì)焦及測光而直接進(jìn)行曝光。
請(qǐng)?jiān)賲D4所示，為本發(fā)明操作時(shí)的工作流程圖，首先，如步驟S20所示將相機(jī)開機(jī)，此時(shí)控制器預(yù)設(shè)的模式為變焦模式，而于開機(jī)狀態(tài)的拍攝模式下，使用者可于任何時(shí)間內(nèi)按下速寫執(zhí)行元件；當(dāng)速寫執(zhí)行元件被按下之后，旋即進(jìn)入步驟S22，其啟動(dòng)控制器將拍攝模式由變焦模式切換至定焦速寫模式，且執(zhí)行定焦速寫模式。
在步驟S22中，當(dāng)控制器將操作模式切換為定焦速寫模式時(shí)，控制器根據(jù)變焦鏡頭目前所在的焦距決定其所對(duì)應(yīng)的超焦點(diǎn)。其中該控制器決定超焦點(diǎn)的方法如下(1A)要據(jù)該變焦鏡頭目前的焦距及光圈值而以公式直接計(jì)算出所對(duì)應(yīng)的超焦距離；(1B)由一預(yù)先建立的變焦焦距對(duì)超焦距的對(duì)照表選擇出超焦距離；(2A)在決定好超焦距離之后，接著便根據(jù)目前的焦距及其對(duì)應(yīng)的超焦距離再以計(jì)算式計(jì)算出該鏡片群的移動(dòng)量；(2B)由預(yù)設(shè)的變焦焦距對(duì)超焦距及對(duì)鏡片群移動(dòng)量的對(duì)照表選擇出該鏡片群的移動(dòng)量。
亦即，由變焦鏡頭的變焦位置決定其所對(duì)應(yīng)的超焦位置的方法共有四種組合方式，分別為步驟1A-2A、1A-2B、1B-2A及1B-2B。
當(dāng)控制器如步驟S22所示完成超焦位置的選擇或計(jì)算之后，旋即如步驟S24所示，控制器驅(qū)動(dòng)變焦鏡頭內(nèi)的鏡片群組由原先的變焦點(diǎn)移動(dòng)至該超焦點(diǎn)，以重新將對(duì)焦點(diǎn)調(diào)整為超焦距離，此超焦距離通常為2米至無限遠(yuǎn)，即在此范圍內(nèi)均可清楚成像，如此相機(jī)本身即完成整個(gè)定焦速寫模式切換的程序；而后，每當(dāng)該變焦相機(jī)的快門釋放鈕被啟動(dòng)時(shí)，如步驟S26所示，則直接執(zhí)行自動(dòng)曝光的取像動(dòng)作(shutter action)，而無需再對(duì)焦，進(jìn)而完成快速取像的工作，即如步驟S28。
完成影像擷取后，鏡頭的鏡片群組維持在上述超焦點(diǎn)位置，且控制器如步驟S30所示，偵測是否解除定焦速寫模式，若尚未解除，則每當(dāng)使用者按下快門時(shí)，系重復(fù)步驟S26及S28，以執(zhí)行定焦速寫，直至使用者如步驟S32所示解除此定焦速寫模式為止。其中，藉由再按壓一次速寫執(zhí)行元件即可解除定焦速寫模式，而將其切換為變焦模式。另外，在相機(jī)關(guān)機(jī)而重新開機(jī)后，亦回復(fù)為預(yù)設(shè)的變焦模式。
至此，本發(fā)明的聚焦結(jié)構(gòu)及其于變焦相機(jī)中執(zhí)行定焦速寫方法的原理已描述清楚，下面以一具體范例來詳細(xì)驗(yàn)證說明本發(fā)明如何運(yùn)作以達(dá)成超焦距攝影。
已知超焦距的計(jì)算式為f2/(C*Fno)，其中，f為鏡頭焦距；C為光學(xué)最小模糊圓，以傳統(tǒng)135相機(jī)而言，C為0.25mm，數(shù)碼相機(jī)因影像傳感器非常細(xì)致，且不同相機(jī)搭配不同尺寸的影像傳感器，故會(huì)產(chǎn)生不同的C值；Fno為鏡頭光圈值。
假設(shè)一變焦鏡頭的焦距f由廣角(wide angle)至望遠(yuǎn)(telephoto)為5至10mm；光圈為F2.8/F5.6兩段光圈；最小模糊圓C為0.0046mm。當(dāng)使用者于鏡頭變焦位置處于廣角(f＝5mm)且光圈2.8時(shí)按下速寫執(zhí)行元件，則相機(jī)固件必須先計(jì)算超焦距離，亦即52/(0.0046*2.8)＝1941(mm)，約等于1.9公尺。
換言之，通過相機(jī)當(dāng)時(shí)的設(shè)定，固件需換算相對(duì)應(yīng)的超焦距離是位于多遠(yuǎn)的位置，而后固件再驅(qū)動(dòng)對(duì)焦鏡片群使對(duì)焦點(diǎn)位于1.9公尺的位置，即可得到從相機(jī)前方約一公尺左右起算一直到無限遠(yuǎn)皆為景深清晰范圍的影像。
另外，根據(jù)公式，在C值為固定的情況下，不同的焦距f與光圈Fno有其對(duì)應(yīng)的超焦距之點(diǎn)，故可在固件內(nèi)預(yù)先建立焦距對(duì)照表如下表1所示。
表1

設(shè)最小模糊C為0.0046。
進(jìn)一步地，由變焦模式切換至定焦速寫模式時(shí)，對(duì)焦鏡片群組所需移動(dòng)的移動(dòng)量則如下表2，該些移動(dòng)量系通過計(jì)算式而求得，可成為預(yù)先建立的焦距對(duì)照表。
表2

其中，各焦距f所使用的移動(dòng)量計(jì)算式如下，其中X代表移動(dòng)量f＝5時(shí)，5＝-0.0009*X2+0.0773*X-0.0003；f＝6時(shí)，6＝-0.0017*X2+0.118*X-0.00002；f＝7時(shí)，7＝-0.0031*X2+0.18*X+0.0009；f＝8時(shí)，8＝-0.0061*X2+0.2729*X+0.0031；
f＝9時(shí)，9＝-0.0119*X2+0.4119*X+0.0051；f＝10時(shí)，10＝0.0019*X3-0.03725*X2+0.6427*X+0.0007；另外，當(dāng)光圈不只一個(gè)時(shí)，例如兩種光圈，則上述兩表格將各有10個(gè)不同結(jié)果，上表僅為舉例。
經(jīng)測試市面上數(shù)款變焦數(shù)碼相機(jī)，普遍性的對(duì)焦時(shí)間約需耗去1至2秒，而本發(fā)明于切換至定焦速寫模式后，每次按下快門直接執(zhí)行自動(dòng)曝光取像動(dòng)作，約0.2秒即可完成快速取像，無須耗費(fèi)任何時(shí)間來做對(duì)焦，故可快速地達(dá)到速寫即時(shí)拍攝的目的。
因此，本發(fā)明藉由在一控制器內(nèi)建立變焦及定焦速寫兩種操作模式，以利用一速寫執(zhí)行元件啟動(dòng)該控制器切換操作模式，進(jìn)而使快門釋放元件根據(jù)控制器的變焦模式或定焦速寫模式來執(zhí)行變焦拍攝/定焦速寫拍攝。所以，本發(fā)明使變焦相機(jī)兼具有定焦操作，使變焦相機(jī)可達(dá)成速寫即時(shí)拍攝的功效，同時(shí)具有簡化操作程序的優(yōu)點(diǎn)。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置，其特征在于包括一變焦鏡頭，其用以執(zhí)行至少二焦距的變焦；一控制器，其內(nèi)至少建有變焦及定焦速寫兩種操作模式，且用以決定在該定焦速寫模式下的超焦點(diǎn)以及該變焦鏡頭由目前焦距位置移動(dòng)至該超焦點(diǎn)的移動(dòng)距離；一速寫執(zhí)行元件，電連接所述控制器，以啟動(dòng)該控制器將操作模式切換為該變焦模式/該定焦速寫模式；以及一快門釋放元件，其根據(jù)所述控制器的該變焦模式/該定焦速寫模式執(zhí)行變焦拍攝/定焦速寫拍攝。
2.如權(quán)利要求1所述的可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置，其特征在于所述控制器是根據(jù)一焦距與超焦距離的對(duì)照表而決定該超焦點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置，其特征在于所述控制器系選自固件、硬件或軟件。
4.如權(quán)利要求1所述的可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置，其特征在于當(dāng)所述控制器執(zhí)行變焦模式時(shí)，所述快門釋放元件分二段執(zhí)行對(duì)焦及曝光程序。
5.如權(quán)利要求4所述的可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置，其特征在于所述對(duì)焦程序更包含有測光動(dòng)作。
6.如權(quán)利要求1所述的可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置，其特征在于當(dāng)所述控制器執(zhí)行定焦速寫模式時(shí)，所述快門釋放元件直接執(zhí)行曝光程序。
7.如權(quán)利要求6所述的可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置，其特征在于所述曝光程序更包含有測光動(dòng)作。
8.如權(quán)利要求1所述的可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置，其特征在于所述速寫執(zhí)行元件為按鍵。
9.如權(quán)利要求1所述的可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置，其特征在于所述快門釋放元件為按鍵。
10.一種取像裝置執(zhí)行定焦速寫的方法，應(yīng)用于一至少具有變焦及定焦速寫兩種模式的取像裝置，該取像裝置的鏡頭設(shè)有可變焦的鏡片群，該取像裝置執(zhí)行定焦速寫的方法包括下列步驟在操作模式切換為該定焦速寫模式時(shí)，根據(jù)鏡頭目前的焦距參數(shù)決定所對(duì)應(yīng)的超焦點(diǎn)；將該鏡頭的焦距調(diào)整至該超焦點(diǎn)；以及當(dāng)該取像裝置的快門釋放元件被啟動(dòng)時(shí)，直接執(zhí)行曝光程序。
11.如權(quán)利要求10所述的取像裝置執(zhí)行定焦速寫的方法，其特征在于在決定該超焦點(diǎn)的步驟中，所根據(jù)的該焦距參數(shù)包括該鏡頭目前的焦距及光圈值。
12.如權(quán)利要求10所述的取像裝置執(zhí)行定焦速寫的方法，其特征在于決定該超焦點(diǎn)的步驟包括根據(jù)目前的焦距決定所對(duì)應(yīng)的超焦距離以及決定該鏡片群的移動(dòng)量。
13.如權(quán)利要求12所述的取像裝置執(zhí)行定焦速寫的方法，其特征在于決定該超焦距離的步驟是通過公式計(jì)算的方式進(jìn)行。
14.如權(quán)利要求12所述的取像裝置執(zhí)行定焦速寫的方法，其特征在于決定該超焦距離的步驟是由一預(yù)設(shè)的焦距對(duì)照表選擇出來。
15.如權(quán)利要求14所述的取像裝置執(zhí)行定焦速寫的方法，其特征在于所述焦距對(duì)照表為焦距對(duì)超焦距離的對(duì)照表。
16.如權(quán)利要求12所述的取像裝置執(zhí)行定焦速寫的方法，其特征在于決定該鏡片群的移動(dòng)量的步驟是通過計(jì)算式計(jì)算的方式進(jìn)行。
17.如權(quán)利要求12所述的取像裝置執(zhí)行定焦速寫的方法，其特征在于決定該鏡片群的移動(dòng)量的步驟是由一預(yù)設(shè)的焦距對(duì)照表選擇出來。
18.如權(quán)利要求17所述的取像裝置執(zhí)行定焦速寫的方法，其特征在于所述焦距對(duì)照表為焦距對(duì)超焦距離及對(duì)鏡片群移動(dòng)量的對(duì)照表。
19.如權(quán)利要求10所述的取像裝置執(zhí)行定焦速寫的方法，其特征在于當(dāng)執(zhí)行該變焦模式時(shí)，使該快門釋放元件分二段執(zhí)行對(duì)焦及曝光程序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可執(zhí)行定焦速寫的取像裝置及其方法，該取像裝置包括一變焦鏡頭，一控制器，內(nèi)建有變焦及定焦速寫二模式，該控制器對(duì)于變焦/定焦速寫的切換由一速寫執(zhí)行元件來啟動(dòng)，進(jìn)而使一快門釋放元件根據(jù)控制器的模式而執(zhí)行變焦拍 攝/定焦速寫拍攝；其中，在操作模式切換為定焦速寫模式時(shí)，控制器根據(jù)變焦鏡頭目前的焦距決定所對(duì)應(yīng)的超焦點(diǎn)及鏡頭移動(dòng)量，并完成變焦鏡頭焦距的調(diào)整，而后每當(dāng)快門釋放元件被啟動(dòng)時(shí)，則直接執(zhí)行曝光而無需對(duì)焦。故本發(fā)明兼具有變焦及定焦速寫即時(shí)拍攝的功效，并具有簡化相機(jī)操作程序的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G03B13/00GK1655046SQ20041000433
公開日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2004年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月13日
發(fā)明者許育碩 申請(qǐng)人:華晶科技股份有限公司