專利名稱：自動(dòng)聚焦裝置以及包括它的透鏡裝置和圖像拾取系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)聚焦裝置以及包括所述自動(dòng)聚焦裝置的透鏡裝置和圖像拾取系統(tǒng)，具體涉及一種具有使用所拍攝的圖像的對(duì)比度方法和相位差方法的自動(dòng)聚焦功能的自動(dòng)聚焦裝置。
背景技術(shù)：
按照慣例，提出了諸如照相機(jī)和攝像機(jī)的圖像拾取裝置中的各種自動(dòng)聚焦(AF) 技術(shù)。例如，提出了 TTL(通過鏡頭)方法的相位差A(yù)F，其中，在成像光學(xué)系統(tǒng)的光路中包括分離單元，通過分離的光束檢測(cè)對(duì)焦(in-focus)狀態(tài)以執(zhí)行AF控制。還提出了非TTL方法的外部測(cè)量AF，其中，使用與成像光學(xué)系統(tǒng)中的光束不同的外部光的光束。還提出了基于所謂的登山法(hill-climbing)的對(duì)比度AF，其中，使用從圖像拾取元件輸出的圖像信號(hào)來(lái)計(jì)算焦點(diǎn)評(píng)估值。還提出了具有相位差A(yù)F、外部測(cè)量AF和對(duì)比度AF的組合的混合AF。在這些AF之中，在相位差A(yù)F和外部測(cè)量AF中，根據(jù)來(lái)自被攝體的光束的電荷在焦點(diǎn)檢測(cè)裝置中的光電轉(zhuǎn)換元件上累積。使用從光電轉(zhuǎn)換元件讀取的兩圖像信號(hào)來(lái)執(zhí)行相關(guān)度(correlation)計(jì)算，以計(jì)算圖像的偏差量，即，相位差。在這種情況下，將兩個(gè)圖像之間的一致性程度作為相關(guān)度評(píng)估值進(jìn)行處理，以計(jì)算到對(duì)焦點(diǎn)的目標(biāo)值。通常，將具有最大極值相關(guān)度評(píng)估值(extreme and maximumcorrelation evaluation value)的相位差設(shè)置為高度可靠的目標(biāo)值。然后基于到對(duì)焦點(diǎn)的散焦量和到被攝體的距離信息將目標(biāo)值轉(zhuǎn)換為聚焦透鏡的目標(biāo)位置，并控制聚焦透鏡的驅(qū)動(dòng)。在相位差A(yù)F和外部測(cè)量AF中可直接獲得被攝體距離，并可快速地執(zhí)行對(duì)焦確定。在對(duì)比度AF中，對(duì)焦確定所需的頻帶的濾波器從圖像信號(hào)提取的高頻分量被提取作為對(duì)比度AF評(píng)估值。通過移動(dòng)和控制聚焦透鏡以使對(duì)比度AF評(píng)估值最大來(lái)調(diào)整焦點(diǎn)。當(dāng)被攝體被成像時(shí)，具有最大對(duì)比度AF評(píng)估值的聚焦透鏡位置通常為對(duì)焦點(diǎn)。以這種方式，使用基于來(lái)自將被攝體成像的圖像拾取元件的輸出信號(hào)獲得的圖像信號(hào)來(lái)執(zhí)行對(duì)比度AF方法中的對(duì)焦確定，并且高精度聚焦是可能的。提出了用于控制相位差A(yù)F和外部測(cè)量AF的焦點(diǎn)檢測(cè)傳感器的累積操作的各種方法。例如，存在當(dāng)信號(hào)達(dá)到基于AGC(自動(dòng)增益控制)控制的預(yù)先確定的信號(hào)電平時(shí)結(jié)束累積操作的控制方法。另一個(gè)示例包括這樣一種控制方法，即，即使信號(hào)沒有達(dá)到預(yù)先確定的信號(hào)電平，當(dāng)預(yù)先確定的最大累積時(shí)間段過去時(shí)，也結(jié)束累積操作。這兩種類型的累積控制方法都可用于處理由各種成像條件導(dǎo)致的寬動(dòng)態(tài)范圍的被攝體亮度。通過形成具有上述AF方法的特征的組合的混合AF，能夠?qū)崿F(xiàn)獲得聚焦速度和聚焦精度這二者的AF。然而，如果被攝體的亮度或?qū)Ρ榷鹊停瑒t相位差A(yù)F方法和外部測(cè)量AF 方法的累積操作可能需要長(zhǎng)的時(shí)間。因此，提出了用于在被攝體的亮度或?qū)Ρ榷鹊偷那闆r下執(zhí)行自動(dòng)聚焦的常規(guī)示例。例如，在日本專利申請(qǐng)公開No. 2009-048123中，當(dāng)確定被攝體亮度或?qū)Ρ榷鹊蜁r(shí)，終止相位差A(yù)F，并且僅通過對(duì)比度AF執(zhí)行聚焦操作。在被攝體亮度低的情況下，相位差傳感器的累積需要長(zhǎng)的時(shí)間。因此，通過僅用對(duì)比度AF執(zhí)行聚焦操作，可使處理時(shí)間縮短累積時(shí)間段的量。在日本專利申請(qǐng)公開No. 2006-023653中，基于視場(chǎng)深度和被攝體亮度設(shè)置對(duì)比度AF的搜索范圍。當(dāng)視場(chǎng)深度淺時(shí)和當(dāng)被攝體亮度高時(shí)，即使搜索范圍變窄，也可檢測(cè)焦點(diǎn)。將搜索范圍的中心點(diǎn)設(shè)置為相位差A(yù)F的目標(biāo)位置。根據(jù)構(gòu)造，通過在搜索范圍外用相位差A(yù)F驅(qū)動(dòng)聚焦以及在搜索范圍內(nèi)切換到用對(duì)比度AF驅(qū)動(dòng)聚焦來(lái)有效地控制聚焦透鏡的驅(qū)動(dòng)。然而，在專利文獻(xiàn)中公開的常規(guī)技術(shù)中，聚焦所需的時(shí)間可根據(jù)成像條件而不同。 更具體地講，在聚焦透鏡的常規(guī)驅(qū)動(dòng)方法中，AF方法在當(dāng)被攝體的對(duì)比度高時(shí)與當(dāng)被攝體的對(duì)比度低時(shí)之間不同。在日本專利申請(qǐng)公開No. 2009-048123中，對(duì)于低對(duì)比度被攝體， 僅用對(duì)比度AF嘗試焦點(diǎn)檢測(cè)，并且聚焦時(shí)間長(zhǎng)。在日本專利申請(qǐng)公開No. 2006-023653中， 當(dāng)在焦點(diǎn)附近切換到對(duì)比度AF之后，用于采樣和計(jì)算對(duì)比度AF評(píng)估值的聚焦透鏡的驅(qū)動(dòng)間隔是恒定的。此外，當(dāng)對(duì)比度低時(shí)，搜索范圍廣，結(jié)果，聚焦時(shí)間長(zhǎng)。關(guān)于對(duì)比度AF評(píng)估值，直到聚焦為止的對(duì)比度AF評(píng)估值的曲線特性和峰值(peak value)在高對(duì)比度與低對(duì)比度之間不同。具體地講，當(dāng)對(duì)比度低時(shí)，對(duì)比度AF評(píng)估值從散焦?fàn)顟B(tài)到對(duì)焦點(diǎn)變化不大，曲線特性和峰(peak)位置的預(yù)測(cè)是困難的。結(jié)果，為了優(yōu)先考慮對(duì)焦精度，需要減小對(duì)比度AF評(píng)估值計(jì)算的聚焦透鏡位置的采樣間隔，并且聚焦時(shí)間長(zhǎng)。本發(fā)明的目的是，無(wú)論被攝體的對(duì)比度水平如何，都改進(jìn)直到聚焦為止的聚焦透鏡驅(qū)動(dòng)方法，并且與常規(guī)方法相比，使得能夠?qū)崿F(xiàn)快速且高精度的聚焦。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明提供一種焦點(diǎn)檢測(cè)裝置，包括第一焦點(diǎn)檢測(cè)器，其基于相位差檢測(cè)第一焦點(diǎn)評(píng)估值；第二焦點(diǎn)檢測(cè)器，其使用來(lái)自圖像拾取元件的信號(hào)檢測(cè)第二焦點(diǎn)評(píng)估值；聚焦機(jī)構(gòu)；聚焦控制器，其基于由第一焦點(diǎn)檢測(cè)器獲得的第一焦點(diǎn)評(píng)估值和由第二焦點(diǎn)檢測(cè)器獲得的第二焦點(diǎn)評(píng)估值來(lái)控制聚焦機(jī)構(gòu)；和速度設(shè)置單元，其在通過使用聚焦控制器獲得對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的處理中基于由第一焦點(diǎn)檢測(cè)器檢測(cè)到的第一數(shù)據(jù)和第二焦點(diǎn)評(píng)估值來(lái)為聚焦控制器設(shè)置驅(qū)動(dòng)聚焦機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)速度。根據(jù)本發(fā)明，基于從相位差傳感器獲得的信號(hào)來(lái)檢測(cè)被攝體的對(duì)比度?；跈z測(cè)到的對(duì)比度來(lái)確定用于與對(duì)比度AF評(píng)估值進(jìn)行比較的閾值?；趯?duì)比度AF評(píng)估值與閾值之間的比較結(jié)果來(lái)改變聚焦透鏡在對(duì)比度AF期間的驅(qū)動(dòng)速度。結(jié)果，焦點(diǎn)檢測(cè)間隔基于對(duì)比度而改變，并可提供能夠在各種圖像拍攝條件下在短時(shí)間內(nèi)高精度地聚焦的自動(dòng)聚焦裝置。從以下參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征將變得清晰。


圖I是根據(jù)第一實(shí)施例的框圖。圖2是根據(jù)第一實(shí)施例的傳感器的框圖。圖3是根據(jù)第一實(shí)施例的處理的流程圖。
圖4是根據(jù)第一實(shí)施例的處理的子例程-I。圖5是根據(jù)第一實(shí)施例的處理的子例程_2。圖6是示出根據(jù)第一實(shí)施例的外部測(cè)量傳感器的高對(duì)比度波形的示圖。圖7是示出根據(jù)第一實(shí)施例的對(duì)比度AF評(píng)估閾值的示圖。圖8A、圖8B和圖8C是示出根據(jù)第一實(shí)施例的基于對(duì)比度AF評(píng)估值的對(duì)焦確定的示圖。圖9是根據(jù)第一實(shí)施例的處理的子例程_3。圖10是根據(jù)第一實(shí)施例的處理的子例程_4。圖11是根據(jù)第一實(shí)施例的基于對(duì)比度AF評(píng)估閾值設(shè)置聚焦驅(qū)動(dòng)速度的示例。圖12是示出根據(jù)第一實(shí)施例的高對(duì)比度被攝體的聚焦處理的示圖。圖13是示出根據(jù)第一實(shí)施例的外部測(cè)量傳感器的低對(duì)比度波形的示圖。圖14是示出根據(jù)第一實(shí)施例的低對(duì)比度被攝體的聚焦處理的示圖。圖15是根據(jù)第二實(shí)施例的框圖。圖16是根據(jù)第二實(shí)施例的處理的流程圖。圖17是根據(jù)第二實(shí)施例的處理的子例程-I。圖18是根據(jù)第二實(shí)施例的處理的子例程_2。圖19是根據(jù)第三實(shí)施例的處理的流程圖。圖20是根據(jù)第三實(shí)施例的處理的子例程。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。圖I是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的框圖。第一實(shí)施例現(xiàn)在將對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的自動(dòng)聚焦裝置進(jìn)行描述。圖I示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的自動(dòng)聚焦裝置的框圖。透鏡裝置100包括包含聚焦透鏡111的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)，聚焦透鏡111被構(gòu)造為具有可被馬達(dá)112在光軸方向上驅(qū)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)器113驅(qū)動(dòng)馬達(dá)112。位置檢測(cè)器114檢測(cè)聚焦透鏡111的位置。 聚焦透鏡111、馬達(dá)112、驅(qū)動(dòng)器113和位置檢測(cè)器114形成聚焦機(jī)構(gòu)。本實(shí)施例的自動(dòng)聚焦裝置包括與圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)分開布置的第一焦點(diǎn)檢測(cè)器， 第一焦點(diǎn)檢測(cè)器包括傳感器成像透鏡121和傳感器122的對(duì)。穿過傳感器成像透鏡121的光束是與穿過聚焦透鏡111的光束不同的光束。穿過傳感器成像透鏡121的光束進(jìn)入傳感器122。傳感器122包括多個(gè)區(qū)域的傳感器，每個(gè)區(qū)域包括由多個(gè)像素形成的線傳感器。在傳感器122的每個(gè)區(qū)域中，被傳感器成像透鏡121分為兩個(gè)的光束形成被攝體圖像對(duì)(以下，稱之為兩個(gè)圖像)。傳感器122的每個(gè)區(qū)域?qū)λ鰞蓚€(gè)圖像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，以將所述兩個(gè)圖像累積為電荷，并生成兩圖像信號(hào)。可從所述兩圖像信號(hào)獲得對(duì)應(yīng)于離透鏡裝置100 的距離的相位差(第一焦點(diǎn)評(píng)估值)。圖2示出使用傳感器成像透鏡121和外部測(cè)量傳感器122的相位差的概念圖。標(biāo)號(hào)121-1和121-2表示形成傳感器成像透鏡121的透鏡對(duì)。標(biāo)號(hào)122-1和122-2表示形成傳感器122的區(qū)域傳感器對(duì)。可通過使用從形成在傳感器122-1和122-2上的圖像信號(hào)獲得的相位差P、傳感器成像透鏡121的焦距f和傳感器122的基線長(zhǎng)度B的下式(I)計(jì)算到被攝體的距離L。雖然根據(jù)圖2當(dāng)被攝體距離L為無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)等于兩個(gè)圖像之間的間隔的相位差在理論上為0，但是所述相位差實(shí)際上指示接近于O的值。這是因?yàn)閭鞲衅鞒上裢哥R121的焦距f和傳感器122的基線長(zhǎng)度B由于制造誤差而具有個(gè)體差異。另一方面，如果被攝體距離L在近點(diǎn)，則相位差指示大的值。L = fXB/P. . . (I)返回到圖I的描述，透鏡裝置100可從圖像拾取裝置200拆卸下來(lái)，圖像拾取裝置 200拾取由所述透鏡裝置形成的被攝體圖像，透鏡裝置100和圖像拾取裝置200形成圖像拾取系統(tǒng)。穿過聚焦透鏡111的光束在圖像拾取元件201上形成圖像。圖像處理器202在從圖像拾取元件201獲得信號(hào)之后將所述信號(hào)轉(zhuǎn)換為圖像信號(hào)，并將所述圖像信號(hào)輸出到圖像拾取裝置200的外部。輸出到圖像拾取裝置200的外部的圖像信號(hào)被輸入到透鏡裝置 100。透鏡裝置100包括CPU 130，并且CPU 130包括傳感器控制器131、對(duì)比度檢測(cè)器 132、相位差焦點(diǎn)檢測(cè)器133、對(duì)比度AF焦點(diǎn)檢測(cè)器134、控制器135和透鏡控制器136。與傳感器122連接的傳感器控制器131控制傳感器122的區(qū)域的累積操作的開始和終止，并控制所累積的數(shù)據(jù)的讀取。對(duì)比度檢測(cè)器132檢測(cè)傳感器控制器131所讀取的累積的數(shù)據(jù)的對(duì)比度(第一數(shù)據(jù))。稍后將對(duì)與對(duì)比度檢測(cè)相關(guān)的詳細(xì)描述進(jìn)行描述。相位差檢測(cè)器133基于傳感器控制器131所讀取的傳感器122的累積的數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行已知的相關(guān)度計(jì)算，并計(jì)算相位差(第一焦點(diǎn)評(píng)估值)。使用表達(dá)式(I)計(jì)算被攝體距離。更具體地講， 基于來(lái)自第一焦點(diǎn)檢測(cè)器的檢測(cè)數(shù)據(jù)獲得諸如相位差、基于相位差的被攝體距離和所累積的數(shù)據(jù)的對(duì)比度的數(shù)據(jù)。作為本發(fā)明的自動(dòng)聚焦裝置的第二焦點(diǎn)檢測(cè)器的對(duì)比度AF焦點(diǎn)檢測(cè)器134基于來(lái)自圖像拾取裝置200的圖像信號(hào)的輸入來(lái)執(zhí)行用于從所獲得的圖像信號(hào)提取高頻分量的濾波計(jì)算，然后計(jì)算檢測(cè)焦點(diǎn)所需的對(duì)比度AF評(píng)估值(第二焦點(diǎn)評(píng)估值)。 控制器135使用對(duì)比度數(shù)據(jù)、被攝體距離和對(duì)比度AF評(píng)估值來(lái)計(jì)算聚焦透鏡111的聚集目標(biāo)位置。稍后將對(duì)聚集目標(biāo)位置的計(jì)算方法的細(xì)節(jié)進(jìn)行描述。透鏡控制器136將聚焦透鏡 111驅(qū)動(dòng)到控制器135所計(jì)算的聚集目標(biāo)位置。透鏡控制器136還從位置檢測(cè)器114獲得聚焦透鏡111的位置，并存儲(chǔ)所述位置。圖3是示出透鏡裝置100中的自動(dòng)聚焦處理的流程的流程圖。CPU 130根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(未示出)中的計(jì)算機(jī)程序控制所述處理。當(dāng)透鏡裝置100的電源開啟時(shí)，從步驟SlOO開始執(zhí)行透鏡CPU130的處理。在步驟SlOO中，CPU 130將對(duì)焦標(biāo)志切換為OFF。對(duì)焦標(biāo)志為ON指示對(duì)焦?fàn)顟B(tài)， 對(duì)焦標(biāo)志為OFF指示非對(duì)焦?fàn)顟B(tài)。所述處理前進(jìn)到步驟S110，傳感器控制器131控制傳感器122中的累積，并讀取數(shù)據(jù)。圖4示出步驟SllO的子例程。在步驟Slll中，傳感器控制器131執(zhí)行傳感器122的初始化處理，并開始累積。所述處理前進(jìn)到步驟S112，傳感器控制器131等待傳感器122中的累積的完成。當(dāng)傳感器122的累積完成時(shí)，所述處理前進(jìn)到步驟SI 13，傳感器控制器131讀取傳感器122的累積的數(shù)據(jù)，并將所述累積的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(未示出)中。結(jié)束圖4的子例程。返回到圖3的流程圖的描述，在步驟S120中設(shè)置對(duì)比度AF評(píng)估閾值數(shù)組。圖5 示出步驟S120的子例程。在步驟S121中，對(duì)比度檢測(cè)器132從傳感器控制器131獲得傳感器122的累積的數(shù)據(jù)，并計(jì)算對(duì)比度。圖6示出讀取的所累積的數(shù)據(jù)的示例。圖6的標(biāo)號(hào)122-1和122_2指示傳感器對(duì)。此時(shí)122-1和122-2的波形的最小值與最大值之間的差值與所累積的數(shù)據(jù)的全部范圍之間的比率被計(jì)算為對(duì)比度，并且兩個(gè)之中的較小的對(duì)比度被設(shè)置為對(duì)比度數(shù)據(jù)(第一數(shù)據(jù))。返回到圖5的子例程的描述，在步驟S122中確定在步驟S121中計(jì)算的對(duì)比度是否大于30%。在對(duì)比度大于30%的情況下，確定被攝體是高對(duì)比度被攝體，所述處理前進(jìn)到步驟S123。另一方面，在步驟S122中對(duì)比度等于或小于30%的情況下，確定被攝體是低對(duì)比度被攝體，所述處理前進(jìn)到步驟S124。雖然在確定對(duì)比度是高還是低時(shí)確定標(biāo)準(zhǔn)為30%， 但是，由于用于確定對(duì)比度水平的標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)所累積的數(shù)據(jù)的比特的數(shù)量或者傳感器靈敏度而不同，所以所述確定標(biāo)準(zhǔn)可以是任意值。圖7示出在圖5的步驟S123和S124中設(shè)置的對(duì)比度AF評(píng)估閾值數(shù)組的示例。在步驟S123中，控制器135 (閾值設(shè)置單元)將對(duì)比度AF評(píng)估閾值數(shù)組A設(shè)置為高對(duì)比度期間的閾值。對(duì)比度AF評(píng)估閾值數(shù)組是數(shù)組數(shù)據(jù)并且包括閾值[I]和閾值[2]。在這里的設(shè)置示例中，160被設(shè)置為閾值[I]，80被設(shè)置為閾值[2]。在步驟S124中，控制器135類似地將對(duì)比度AF評(píng)估閾值數(shù)組B設(shè)置為低對(duì)比度期間的閾值。控制器135將80設(shè)置為閾值，并將40設(shè)置為閾值[2]。希望的是，對(duì)比度AF評(píng)估閾值數(shù)組A的元素的值被設(shè)置為大于對(duì)比度AF評(píng)估閾值數(shù)組B的元素的相應(yīng)值。所述閾值用于控制聚焦驅(qū)動(dòng)速度，其中，當(dāng)對(duì)比度AF評(píng)估值等于或大于閾值時(shí)，與當(dāng)對(duì)比度AF評(píng)估值小于閾值時(shí)相比，將聚焦驅(qū)動(dòng)速度設(shè)置得較小。雖然本實(shí)施例描述對(duì)比度AF評(píng)估閾值數(shù)組包括兩個(gè)元素的示例，但是本發(fā)明不限于此。當(dāng)使用包括三個(gè)或更多個(gè)元素的數(shù)組時(shí)，也可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有益效果。稍后將對(duì)與使用閾值的方法相關(guān)的細(xì)節(jié)進(jìn)行描述。一旦在圖5的步驟S123或S124中設(shè)置了對(duì)比度AF評(píng)估閾值數(shù)組，就終止圖5的子例程，并且所述處理前進(jìn)到圖3的步驟S130。在步驟S130中，相位差焦點(diǎn)檢測(cè)器133執(zhí)行已知的相關(guān)度計(jì)算，并計(jì)算從傳感器122獲得的兩個(gè)圖像之間的相位差。在圖6中所示的波形的示例中，Pl表示相位差。當(dāng)相關(guān)度計(jì)算完成時(shí)，所述處理前進(jìn)到步驟S140。在步驟S140中，獲得并存儲(chǔ)對(duì)比度AF評(píng)估值。對(duì)比度AF焦點(diǎn)檢測(cè)器134使用從圖像處理器202輸入的圖像信號(hào)來(lái)計(jì)算和保存(hold)對(duì)比度AF評(píng)估值。由于在圖3的流程圖中重復(fù)執(zhí)行SllO至S160或者至S190，所以每次執(zhí)行步驟S140的處理時(shí)，保存對(duì)比度AF評(píng)估值。在這種情況下，保存總共三個(gè)周期(當(dāng)前周期和過去的兩個(gè)周期)的對(duì)比度AF評(píng)估值。圖8A至圖SC示出獲得總共三個(gè)周期的對(duì)比度AF評(píng)估值的示例。如圖SB 所示，當(dāng)用T(k)指定當(dāng)前時(shí)間時(shí)，對(duì)比度AF評(píng)估值V(k-l)是時(shí)間T (k-1)(即，前一處理) 時(shí)的三個(gè)樣本的最大值。在這種情況下，登山確定在稍后描述的步驟S160的對(duì)焦確定中指示“真”(true)，并確定實(shí)現(xiàn)了對(duì)焦?fàn)顟B(tài)。由于在圖8A和圖SC的模式中對(duì)比度AF評(píng)估值 V (k-1)不是時(shí)間T(k-l)時(shí)的最大值，所以不確定登山確定指示“真”。所述處理前進(jìn)到步驟S150，透鏡控制器136獲得并存儲(chǔ)聚焦透鏡111的位置。如步驟S140中那樣，保存三個(gè)周期的焦點(diǎn)位置。在步驟S160中，執(zhí)行對(duì)焦確定。圖9示出的子例程示出步驟S160的細(xì)節(jié)。使用在步驟S140中獲得的對(duì)比度AF評(píng)估值的三個(gè)樣本的歷史來(lái)執(zhí)行對(duì)焦確定。在圖9的步驟S161中，確定對(duì)焦標(biāo)志是否為0N。在“真”的情況下，所述處理前進(jìn)到步驟S162，在“偽”(false)的情況下，所述處理前進(jìn)到步驟S164。步驟S161被設(shè)計(jì)為確定當(dāng)上次執(zhí)行相同步驟S161時(shí)所述狀態(tài)是否是對(duì)焦?fàn)顟B(tài)。在步驟S162中，如圖8A至圖8C 所示那樣確定在步驟S140中獲得的對(duì)比度AF評(píng)估值的三個(gè)周期的變化率是否大于10%。 例如，計(jì)算所獲得的對(duì)比度AF評(píng)估值的平均值，并確定每個(gè)對(duì)比度AF評(píng)估值與平均值之間的差值是否大于所述平均值的10%。在變化率大于10%的情況下，確定對(duì)焦?fàn)顟B(tài)變?yōu)榉菍?duì)焦?fàn)顟B(tài)。所述處理前進(jìn)到步驟S163，將對(duì)焦標(biāo)志設(shè)置為OFF。當(dāng)在步驟S162中變化率等于或小于10%的情況下，確定保持對(duì)焦?fàn)顟B(tài)，并且在對(duì)焦標(biāo)志保持為ON的同時(shí)結(jié)束圖9的子例程。雖然在步驟S162中用于對(duì)比度AF評(píng)估值的變化率的閾值是10%，但是用于確定變化率的閾值是任意的，并且所述變化率不限于10%。計(jì)算變化率的方法不限于上述方法。返回到圖9的子例程的描述，在圖9的步驟S164中確定是否找到了在步驟S140中獲得的三個(gè)周期的對(duì)比度AF評(píng)估值的峰。在步驟S164中登山確定指示“真”的情況下，確定時(shí)間T(k-l)時(shí)的點(diǎn)(即，前一樣本)是對(duì)焦點(diǎn)，并且所述處理前進(jìn)到步驟S165。在登山確定指示“偽”的情況下，結(jié)束圖9的子例程。在步驟S165中使驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡111的方向反轉(zhuǎn)，并且在步驟S166中透鏡控制器136將聚集透鏡111驅(qū)動(dòng)到前一樣本的位置。參照?qǐng)D 8B描述，在圖9的步驟S166中，聚焦透鏡111被驅(qū)動(dòng)到獲得V(k_l)的位置F (k_l)，V (k_l) 在當(dāng)前時(shí)間T(k)時(shí)的對(duì)比度AF評(píng)估值V(k)之前一個(gè)周期。因此，聚焦透鏡111可被驅(qū)動(dòng)到對(duì)焦位置。一旦執(zhí)行了步驟S166，就在步驟S167中將對(duì)焦標(biāo)志設(shè)置為0N，并結(jié)束圖9的子例程。返回到圖3的流程圖的描述，在步驟S170中確定是否實(shí)現(xiàn)了對(duì)焦?fàn)顟B(tài)。當(dāng)在步驟 S160中設(shè)置的對(duì)焦標(biāo)志為ON的情況下，再次從步驟SllO開始執(zhí)行所述處理，以及如果為 0FF，則所述處理前進(jìn)到步驟S180。圖10示出指示步驟S180的細(xì)節(jié)的子例程。在圖10的步驟S181中計(jì)算散焦量?？蓮脑诓襟ES130中計(jì)算的相位差、在步驟 S150中計(jì)算的聚焦透鏡111的位置與圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)(未示出)之間的關(guān)系計(jì)算到目標(biāo)位置的聚焦傳送量(focusdelivery amount)。計(jì)算方法是公知的知識(shí)并且省略細(xì)節(jié)。所述處理前進(jìn)到步驟S182，并確定散焦量的絕對(duì)值是否大于β。在步驟S182指示“真”的情況下，即，在散焦量的絕對(duì)值大于β的情況下，確定聚焦透鏡111的位置是在離相位差所指示的目標(biāo)位置非常遠(yuǎn)的位置處，并且所述處理前進(jìn)到步驟S183。另一方面，在步驟S182指示 “偽”的情況下，確定聚焦透鏡111的位置在對(duì)焦位置附近，所述處理前進(jìn)到步驟S184。在步驟S183中，基于在步驟S181中計(jì)算的散焦量更新聚焦驅(qū)動(dòng)方向。所述處理前進(jìn)到步驟S188，并將聚焦透鏡111的驅(qū)動(dòng)速度設(shè)置為100%，S卩，最大驅(qū)動(dòng)速度。隨后，結(jié)束圖10的子例程。在步驟S184中，基于存儲(chǔ)的對(duì)比度AF評(píng)估值更新聚焦驅(qū)動(dòng)方向。所述處理前進(jìn)到步驟S185，控制器135 (聚焦控制器)將在步驟S120中設(shè)置的對(duì)比度AF評(píng)估閾值與在步驟S140中獲得的對(duì)比度AF評(píng)估值進(jìn)行比較。在對(duì)比度AF評(píng)估值等于或大于閾值[I]的情況下，確定聚焦透鏡111的位置與對(duì)焦點(diǎn)非常接近，并且所述處理前進(jìn)到步驟S186。在步驟 S186中，透鏡控制器136 (速度設(shè)置單元)將聚焦驅(qū)動(dòng)速度設(shè)置為最大速度的5 %，以提高對(duì)焦點(diǎn)的搜索精度。在步驟S185中對(duì)比度AF評(píng)估值等于或大于閾值[2]且小于閾值[I] 的情況下，確定聚焦透鏡111的位置在焦點(diǎn)附近，但是離對(duì)焦點(diǎn)有小的偏移，并且所述處理前進(jìn)到步驟S187。在步驟S187中，將聚焦透鏡111的驅(qū)動(dòng)速度設(shè)置為25%，其比步驟S186中設(shè)置的5%快。當(dāng)在步驟S185中對(duì)比度AF評(píng)估值小于閾值[2]的情況下，確定聚焦透鏡 111的位置在接近于焦點(diǎn)的區(qū)域中，但是偏離對(duì)焦點(diǎn)，并且所述處理前進(jìn)到步驟S188。在步驟S188中，將聚焦透鏡111的驅(qū)動(dòng)速度設(shè)置為最大速度的100%。圖11示出對(duì)比度AF評(píng)估閾值數(shù)組和在步驟S185至S188中所描述的設(shè)置聚焦透鏡111的驅(qū)動(dòng)速度的示例。當(dāng)執(zhí)行步驟S186、S187和S188之一時(shí)，結(jié)束圖10的子例程。返回到圖3的流程圖的描述，所述處理在執(zhí)行步驟S180之后前進(jìn)到步驟S190，并以在步驟S180中設(shè)置的驅(qū)動(dòng)速度驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡111。隨后，所述處理再次從步驟SllO開始執(zhí)行。圖12示出當(dāng)從傳感器122獲得如圖6所示的高對(duì)比度波形時(shí)直到聚焦為止的處理。在圖12中，水平軸表示聚焦透鏡111的位置，垂直軸表示對(duì)比度AF評(píng)估值。在圖5的步驟S122中從圖6的波形獲得的對(duì)比度被確定為高。在這種情況下，在步驟S123中，將圖 7中所示的閾值[I] = 160和閾值[2] = 80設(shè)置為對(duì)比度AF評(píng)估閾值數(shù)組A。聚焦透鏡 111相對(duì)于閾值[I]和[2]的驅(qū)動(dòng)速度如圖11所示。當(dāng)聚焦透鏡111的位置在圖12的初始位置處時(shí)，執(zhí)行圖3的流程圖。因此，執(zhí)行圖10的S183和S188，并以速度2000將聚焦透鏡111 一直驅(qū)動(dòng)到從相位差檢測(cè)器133所指示的目標(biāo)位置偏移β的位置。當(dāng)聚焦透鏡111 的位置被驅(qū)動(dòng)到比從相位差檢測(cè)器133所指示的目標(biāo)位置偏移β的位置接近對(duì)焦點(diǎn)時(shí)，基于對(duì)比度AF評(píng)估值與閾值[I]和[2]之間的比較來(lái)改變聚焦透鏡111的速度。隨著聚焦透鏡111靠近對(duì)焦點(diǎn)，基于閾值的比較將聚焦透鏡111的驅(qū)動(dòng)速度從2000降至500并降至 100,聚焦透鏡111到達(dá)圖12中所示的對(duì)焦點(diǎn)。圖12中的圓指示計(jì)算對(duì)比度AF評(píng)估值的定時(shí)，以恒定的周期執(zhí)行計(jì)算。圖像信號(hào)的周期的示例包括1/60秒。圖12示出隨著聚焦透鏡111減速，采樣間隔在聚焦透鏡位置的方向上縮短。圖14示出當(dāng)從傳感器122獲得如圖13中所示的低對(duì)比度波形時(shí)直到聚焦為止的處理。如圖12所示，水平軸表示聚焦透鏡111的位置，垂直軸表示圖14中的對(duì)比度AF評(píng)估值。在圖5的步驟S122中，確定圖12的波形的對(duì)比度低。在這種情況下，在步驟S124中， 將圖7中所示的閾值[I] = 80和閾值[2] = 40設(shè)置為對(duì)比度AF評(píng)估閾值數(shù)組B。此刻聚焦透鏡111相對(duì)于閾值[I]和閾值[2]的驅(qū)動(dòng)速度如圖11所示。當(dāng)聚焦透鏡111被定位在圖14的初始位置處時(shí)，執(zhí)行圖3的流程圖。因此，如同所描述的那樣，執(zhí)行圖10的S183至 S188，直到從相位差焦點(diǎn)檢測(cè)器133所指示的目標(biāo)位置偏移β的位置，并以速度2000驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡111。當(dāng)聚焦透鏡111的位置被驅(qū)動(dòng)到比從相位差焦點(diǎn)檢測(cè)器133所指示的目標(biāo)位置偏移β的位置更接近對(duì)焦點(diǎn)時(shí)，基于對(duì)比度AF評(píng)估值與閾值[I]和[2]之間的比較來(lái)改變聚焦透鏡111的速度。如同所描述的那樣，在聚焦透鏡111靠近對(duì)焦點(diǎn)的同時(shí)，基于與所述閾值的比較將聚焦透鏡111的驅(qū)動(dòng)速度從2000降至500并降至100，聚焦透鏡111 到達(dá)圖14中所示的對(duì)焦點(diǎn)。與圖12相比，在圖14中，對(duì)比度低。在圖14中，即使直到聚焦為止的對(duì)比度AF評(píng)估值的范圍窄，也可通過降低閾值[I]和[2]、而不降低聚焦透鏡111 的驅(qū)動(dòng)速度來(lái)如圖12中那樣搜索對(duì)焦點(diǎn)。以這種方式，根據(jù)從相位差傳感器122獲得的波形的對(duì)比度的水平來(lái)切換對(duì)比度 AF評(píng)估閾值。結(jié)果，即使對(duì)比度根據(jù)被攝體而不同，快速且高精度的自動(dòng)聚焦處理也是可能的。
第二實(shí)施例在第一實(shí)施例中描述了這樣的示例，S卩，基于從相位差傳感器獲得的波形的對(duì)比度來(lái)切換對(duì)比度AF評(píng)估閾值數(shù)組，并通過將對(duì)比度AF評(píng)估值與閾值進(jìn)行比較來(lái)切換聚焦透鏡的驅(qū)動(dòng)速度。在第二實(shí)施例中將示出使得可在黑暗的成像環(huán)境下快速地和高精度地進(jìn)行被攝體的自動(dòng)聚焦的構(gòu)造的示例。在第一實(shí)施例中，圖6的相位差傳感器波形用于描述高對(duì)比度被攝體的示例。如果在周圍亮度低的環(huán)境中拍攝相同的被攝體，則可通過等待已知的AGC累積的結(jié)束來(lái)獲得與圖6中所示的波形類似的相位差傳感器波形。由于基于第一實(shí)施例中所述的方法中的數(shù)據(jù)的峰和谷進(jìn)行確定，所以將這里獲得的相位差傳感器波形的對(duì)比度確定為高。同時(shí)，輸入到圖3的對(duì)比度AF焦點(diǎn)檢測(cè)器134的圖像信號(hào)的亮度峰值低。從使用相位差傳感器的觀點(diǎn)來(lái)講，期望通過下述方式改進(jìn)相關(guān)度計(jì)算的精度，即，等待累積直到確保合適的動(dòng)態(tài)范圍為止。另一方面，如果圖像信號(hào)的亮度水平的動(dòng)態(tài)范圍低，則與處理低對(duì)比度被攝體相同， 難以使用對(duì)比度AF評(píng)估值來(lái)確定聚焦透鏡在聚焦操作中的最佳驅(qū)動(dòng)速度。因此，第二實(shí)施例將描述這樣的示例，S卩，使得可以在黑暗的成像環(huán)境下適當(dāng)?shù)卦O(shè)置聚焦透鏡的驅(qū)動(dòng)速度，并使得可以快速地和高精度地進(jìn)行自動(dòng)聚焦。具體地講，可通過下述方式適當(dāng)?shù)卮_定對(duì)比度AF評(píng)估閾值數(shù)組，S卩，測(cè)量相位差傳感器的累積時(shí)間段，并從數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)范圍和累積時(shí)間段(第一數(shù)據(jù))確定對(duì)比度水平。圖15示出根據(jù)第二實(shí)施例的框圖。在圖15的構(gòu)造中，與第一實(shí)施例中所示的圖 I中的功能相同的功能用相同的標(biāo)號(hào)指定，并且省略描述。CPU 130包括測(cè)量傳感器122的累積時(shí)間段的計(jì)數(shù)器137。圖16是示出透鏡裝置100中的自動(dòng)聚焦處理的流程的流程圖。在圖16的流程圖中，與第一實(shí)施例中所示的圖3的流程圖中的功能相同的功能用相同的標(biāo)號(hào)指定，并且省略描述。CPU 130根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(未示出)中的計(jì)算機(jī)程序控制所述處理。當(dāng)透鏡裝置100的電源開啟時(shí)，CPU 130前進(jìn)到步驟S100。如第一實(shí)施例中那樣， CPU 130將對(duì)焦標(biāo)志設(shè)置為0FF，并前進(jìn)到步驟S210。圖17示出步驟S210的子例程。在圖17中，如第一實(shí)施例中那樣，在步驟Slll中開始傳感器122中的累積。所述處理前進(jìn)到步驟S211，計(jì)數(shù)器137開始測(cè)量傳感器122的累積時(shí)間段。所述處理前進(jìn)到 S112，以如第一實(shí)施例中那樣等待傳感器122的累積的完成。一旦傳感器122中的累積完成，所述處理就前進(jìn)到步驟S212。在步驟S212中，計(jì)數(shù)器137存儲(chǔ)傳感器的累積時(shí)間段。所述處理前進(jìn)到步驟S113，傳感器控制器131讀取傳感器122的累積的數(shù)據(jù)。在步驟S113完成之后，結(jié)束圖17的子例程，并且所述處理前進(jìn)到圖16的步驟S220。圖18示出步驟S220 的子例程。在圖18的步驟S221中，確定在圖17的步驟S212中存儲(chǔ)的累積時(shí)間段是否長(zhǎng)于 100 [ms]。如果累積時(shí)間段長(zhǎng)于100 [ms]，則確定被攝體的亮度低，并且所述處理前進(jìn)到步驟 S222。如第一實(shí)施例的圖5的步驟S124中那樣設(shè)置對(duì)比度AF評(píng)估值數(shù)組B。在這種情況下，如第一實(shí)施例的圖7中那樣設(shè)置閾值[I] = 80和閾值[2] = 40。如果在步驟S221中累積時(shí)間段短于100 [ms]，則所述處理前進(jìn)到步驟S121。雖然基于累積時(shí)間段100[ms]確定亮度是否低，但是累積時(shí)間段可以是任意值， 并可根據(jù)相位差傳感器的靈敏度或特性來(lái)設(shè)置該值。
步驟S121至S124與在第一實(shí)施例的圖5中所述的S121至S124中執(zhí)行的處理相同，并且省略描述。當(dāng)圖18的子例程結(jié)束時(shí)，所述處理返回到圖16的步驟S130。圖16的步驟S130至S190是與第一實(shí)施例的圖3中的處理相同的處理，并且省略描述。與第一實(shí)施例不同，如果從傳感器122獲得如圖6中所示的高對(duì)比度波形并且傳感器122的累積時(shí)間段長(zhǎng)，則直到到達(dá)對(duì)焦?fàn)顟B(tài)為止的處理是如圖14中所示的低對(duì)比度期間的驅(qū)動(dòng)方法。如本實(shí)施例的開頭所描述的那樣，即使從傳感器122獲得的波形的對(duì)比度高，如果被攝體的亮度低，則從圖像拾取裝置200獲得的圖像信號(hào)的亮度也低。因此，直到到達(dá)對(duì)焦?fàn)顟B(tài)為止的對(duì)比度AF評(píng)估值的動(dòng)態(tài)范圍窄。因此，期望設(shè)置用于第一實(shí)施例中所述的低對(duì)比度被攝體的對(duì)比度AF評(píng)估閾值數(shù)組，以確定聚焦驅(qū)動(dòng)速度。以這種方式，即使亮度或?qū)Ρ榷雀鶕?jù)被攝體而不同，也可通過使用從傳感器122 獲得的數(shù)據(jù)的對(duì)比度和累積時(shí)間段切換對(duì)比度AF評(píng)估閾值數(shù)組來(lái)執(zhí)行快速且高精度的自動(dòng)聚焦處理。第三實(shí)施例在第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中描述了這樣的示例，S卩，基于從相位差傳感器獲得的波形的對(duì)比度和累積時(shí)間段來(lái)切換對(duì)比度AF評(píng)估閾值數(shù)組。在第三實(shí)施例中，將對(duì)可在不切換對(duì)比度AF評(píng)估閾值數(shù)組的情況下達(dá)到相同的有益效果的構(gòu)造的示例進(jìn)行描述。具體地講，控制器135 (評(píng)估值增益應(yīng)用單元)基于從相位差傳感器獲得的對(duì)比度(第二數(shù)據(jù))將增益應(yīng)用于所獲得的對(duì)比度AF評(píng)估值(第二焦點(diǎn)評(píng)估值)，以獲得應(yīng)用增益的對(duì)比度AF評(píng)估值(第三焦點(diǎn)評(píng)估值)。在調(diào)焦控制中，可對(duì)應(yīng)用增益的對(duì)比度AF評(píng)估值進(jìn)行評(píng)估，以在不切換圖像評(píng)估閾值數(shù)組的情況下將聚焦透鏡的驅(qū)動(dòng)速度最優(yōu)化。根據(jù)第三實(shí)施例的框圖具有與第一實(shí)施例中所示的圖I的構(gòu)造相同的構(gòu)造，并且省略描述。圖19是示出透鏡裝置100中的自動(dòng)聚焦處理的流程的流程圖。在圖19的流程圖中，與第一實(shí)施例中所示的圖3的流程圖中的功能相同的功能用相同的標(biāo)號(hào)指定，并且省略描述。CPU 130根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(未示出)中的計(jì)算機(jī)程序控制所述處理。當(dāng)透鏡裝置100的電源開啟時(shí)，CPU 130前進(jìn)到步驟S100。CPU 130如第一實(shí)施例中那樣將對(duì)焦標(biāo)志設(shè)置為0FF，并前進(jìn)到步驟S110。在步驟SllO中執(zhí)行的處理與第一實(shí)施例中的處理相同。在步驟S310中，設(shè)置對(duì)比度AF評(píng)估增益。圖20示出步驟S310的子例程。在圖20中，如第一實(shí)施例中那樣，在步驟S121中從傳感器122的累積的數(shù)據(jù)計(jì)算對(duì)比度(第二數(shù)據(jù))。所述處理前進(jìn)到步驟S122，并確定對(duì)比度是否大于30%。如果步驟 S122指示“真”，則所述處理前進(jìn)到步驟S311，如果步驟S122指示“偽”，則所述處理前進(jìn)到步驟S312。在步驟S311中，設(shè)置對(duì)比度評(píng)估增益A。在步驟S312中，設(shè)置對(duì)比度評(píng)估增益 B。在這里的設(shè)置示例中，設(shè)置對(duì)比度AF評(píng)估增益A = I和對(duì)比度評(píng)估增益B = 2。增益設(shè)置值可以是滿SA < B的任意值。一旦步驟S311或S312被執(zhí)行，所述處理就前進(jìn)到步驟 S123。如第一實(shí)施例中那樣設(shè)置對(duì)比度AF評(píng)估閾值數(shù)組A。對(duì)比度AF評(píng)估閾值數(shù)組A如圖7所示。結(jié)束圖20的子例程，并且所述處理前進(jìn)到圖19的步驟S130。返回到圖19的描述，如第一實(shí)施例中那樣，在步驟S130中執(zhí)行已知的相關(guān)度計(jì)算。所述處理前進(jìn)到步驟S320。在步驟S320中，如第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中那樣獲得對(duì)比度AF評(píng)估值，并且在獲得這些值之后，應(yīng)用、計(jì)算和存儲(chǔ)上述對(duì)比度AF評(píng)估增益A或B。 如第一實(shí)施例中那樣，存儲(chǔ)對(duì)其應(yīng)用三個(gè)樣本的增益計(jì)算的對(duì)比度AF評(píng)估值。所述處理前進(jìn)到步驟S150。在步驟S150至S190中執(zhí)行與第一實(shí)施例中的處理相同的處理。當(dāng)執(zhí)行前述處理時(shí)，即使對(duì)低對(duì)比度被攝體成像，也將增益應(yīng)用于對(duì)比度AF評(píng)估值。因此，可執(zhí)行與圖12中所示的高對(duì)比度中的聚焦處理相同的處理。以這種方式，根據(jù)本實(shí)施例，基于從傳感器122獲得的對(duì)比度信息將增益應(yīng)用于所獲得的對(duì)比度AF評(píng)估值，而不改變對(duì)比度AF評(píng)估閾值數(shù)組。因此，可達(dá)到與第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中的有益效果相同的有益效果，并可執(zhí)行快速且高精度的自動(dòng)聚焦處理。雖然已描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但是顯然本發(fā)明不限于這些實(shí)施例，并可在本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改和改變。例如，可組合并執(zhí)行第一實(shí)施例至第三實(shí)施例中所述的處理。還可提供切換用于處理多個(gè)成像場(chǎng)景的處理的切換單元。雖然在第一實(shí)施例至第三實(shí)施例中示出了外部測(cè)量相位差方法(非TTL)的焦點(diǎn)檢測(cè)器中的構(gòu)造的示例，但是還可采用TTL相位差方法的焦點(diǎn)檢測(cè)器。例如，半透半反鏡可包括在透鏡裝置100中的聚焦透鏡111與圖像拾取元件201之間，傳感器122可包括在焦點(diǎn)檢測(cè)裝置100內(nèi)部?？赏ㄟ^使用從半透半反鏡分離的光束檢測(cè)焦點(diǎn)來(lái)獲得相同的有益效果。雖然在第二實(shí)施例中等待傳感器122的累積的完成，但是傳感器控制器可根據(jù)對(duì)比度AF評(píng)估值的采樣周期(HD中1/60秒)強(qiáng)制結(jié)束累積。在這種情況下或者在累積時(shí)間段長(zhǎng)的情況下，可在中間結(jié)束累積，并可基于此刻的亮度水平和傳感器數(shù)據(jù)的對(duì)比度將對(duì)比度確定為低。根據(jù)所述構(gòu)造，可設(shè)置閾值數(shù)組，并能夠以相同的方式設(shè)置對(duì)比度AF評(píng)估值的增益。在第一實(shí)施例至第三實(shí)施例中示出了基于相位差傳感器的數(shù)據(jù)和累積時(shí)間段執(zhí)行低對(duì)比度確定的示例。在測(cè)光傳感器形成相位差傳感器的情況下，可通過下述方式獲得相同的有益效果，即，確定從測(cè)光傳感器獲得的亮度水平(亮度信息)相對(duì)于預(yù)先確定的水平的大小，以執(zhí)行低對(duì)比度確定。雖然基于預(yù)先設(shè)置對(duì)比度AF評(píng)估閾值數(shù)組的元素的值(閾值)的假設(shè)描述了第一實(shí)施例至第三實(shí)施例，但是可布置開關(guān)、卷(volume)或通訊單元(閾值輸入單元)(未示出)，以使得可根據(jù)成像條件和使用的設(shè)備來(lái)改變將使用的閾值。在實(shí)施例中，雖然控制器 135執(zhí)行基于從傳感器122的累積的數(shù)據(jù)獲得的波形來(lái)評(píng)估對(duì)比度并基于所述對(duì)比度選擇和設(shè)置閾值的處理，但是可布置設(shè)置閾值的單元(第二閾值設(shè)置單元)，以使得可從外部設(shè)置閾值。另外，雖然以常數(shù)寫入確定中所使用的值，但是這些值是任意的，并且這些值不限于示例中所示的值?？深A(yù)先在程序中寫入這些值，或者可以后來(lái)改變這些值。即使從外部設(shè)置這些值，也可達(dá)到相同的有益效果。盡管已參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解本發(fā)明不限于所公開的示例性實(shí)施例。以下權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最廣泛的解釋，以涵蓋所有這樣的修改以及等同結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)聚焦裝置，包括第一焦點(diǎn)檢測(cè)器，所述第一焦點(diǎn)檢測(cè)器基于相位差檢測(cè)第一焦點(diǎn)評(píng)估值；第二焦點(diǎn)檢測(cè)器，所述第二焦點(diǎn)檢測(cè)器使用來(lái)自圖像拾取元件的信號(hào)檢測(cè)第二焦點(diǎn)評(píng)估值；聚焦機(jī)構(gòu)；聚焦控制器，所述聚焦控制器基于由第一焦點(diǎn)檢測(cè)器獲得的第一焦點(diǎn)評(píng)估值和由第二焦點(diǎn)檢測(cè)器獲得的第二焦點(diǎn)評(píng)估值來(lái)控制所述聚集機(jī)構(gòu)；和速度設(shè)置單元，所述速度設(shè)置單元在通過使用所述聚焦控制器獲得對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的處理中基于由第一焦點(diǎn)檢測(cè)器檢測(cè)到的第一數(shù)據(jù)和第二焦點(diǎn)評(píng)估值來(lái)為所述聚焦控制器設(shè)置驅(qū)動(dòng)所述聚焦機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動(dòng)聚焦裝置，還包括閾值設(shè)置單元，其基于第一數(shù)據(jù)設(shè)置閾值，其中，所述速度設(shè)置單元將所述閾值與第二焦點(diǎn)評(píng)估值進(jìn)行比較，以設(shè)置所述聚焦機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)聚焦裝置，其中，當(dāng)?shù)诙裹c(diǎn)評(píng)估值等于或大于所述閾值時(shí)，與當(dāng)?shù)诙裹c(diǎn)評(píng)估值小于所述閾值時(shí)相比，所述速度設(shè)置單元將所述聚焦機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)速度設(shè)置得較小。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動(dòng)聚焦裝置，還包括評(píng)估值增益應(yīng)用單元，所述評(píng)估值增益應(yīng)用單元基于由第一焦點(diǎn)檢測(cè)器檢測(cè)到的第二數(shù)據(jù)將增益應(yīng)用于第二焦點(diǎn)評(píng)估值，以生成第三焦點(diǎn)評(píng)估值，其中，所述速度設(shè)置單元將預(yù)先確定的閾值與第三焦點(diǎn)評(píng)估值進(jìn)行比較，以設(shè)置所述聚焦機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)聚焦裝置，其中，當(dāng)?shù)谌裹c(diǎn)評(píng)估值等于或大于所述閾值時(shí)，與當(dāng)?shù)谌裹c(diǎn)評(píng)估值小于所述閾值時(shí)相比，所述速度設(shè)置單元將聚焦機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)速度設(shè)置得較小。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動(dòng)聚焦裝置，其中，所述第一數(shù)據(jù)是從第一焦點(diǎn)檢測(cè)器獲得的信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動(dòng)聚焦裝置，其中，所述第一數(shù)據(jù)是從第一焦點(diǎn)檢測(cè)器獲得的信號(hào)的累積時(shí)間段。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動(dòng)聚焦裝置，其中，所述第一數(shù)據(jù)是從第一焦點(diǎn)檢測(cè)器獲得的測(cè)光傳感器的亮度信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)聚焦裝置，其中，所述第二數(shù)據(jù)是從第一焦點(diǎn)檢測(cè)器獲得的信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍，并且當(dāng)所述動(dòng)態(tài)范圍比預(yù)先確定的范圍小時(shí)，所述評(píng)估值增益應(yīng)用單元增大應(yīng)用于第二焦點(diǎn)評(píng)估值的增益。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)聚焦裝置，其中，所述第二數(shù)據(jù)是從第一焦點(diǎn)檢測(cè)器獲得的信號(hào)的累積時(shí)間段，并且當(dāng)所述累積時(shí)間段比預(yù)先確定的時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，所述評(píng)估值增益應(yīng)用單元增大應(yīng)用于第二焦點(diǎn)評(píng)估值的增益。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)聚焦裝置，其中，所述第二數(shù)據(jù)是從第一焦點(diǎn)檢測(cè)器獲得的測(cè)光傳感器的亮度信息，并且當(dāng)所述亮度信息比預(yù)先確定的亮度低時(shí)，所述評(píng)估值增益應(yīng)用單元增大要被應(yīng)用于第二焦點(diǎn)評(píng)估值的增益。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)聚焦裝置，還包括閾值輸入單元，所述閾值輸入單元輸入任意閾值；和第二閾值設(shè)置單元，所述第二閾值設(shè)置單元設(shè)置所輸入的閾值，其中，所述聚焦控制器將第二焦點(diǎn)評(píng)估值與由第二閾值設(shè)置單元設(shè)置的閾值進(jìn)行比較，以設(shè)置所述聚焦機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)速度。
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)聚焦裝置，還包括閾值輸入單元，所述閾值輸入單元輸入任意閾值；和第二閾值設(shè)置單元，所述第二閾值設(shè)置單元設(shè)置所輸入的閾值，其中，所述聚焦控制器將第三焦點(diǎn)評(píng)估值與由第二閾值設(shè)置單元設(shè)置的閾值進(jìn)行比較，以設(shè)置所述聚焦機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)速度。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動(dòng)聚焦裝置，其中，所述第一焦點(diǎn)檢測(cè)器是使用從圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)分離的光束來(lái)檢測(cè)第一焦點(diǎn)評(píng)估值的TTL相位差方法的焦點(diǎn)檢測(cè)器。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動(dòng)聚焦裝置，其中，所述第一焦點(diǎn)檢測(cè)器是使用與進(jìn)入圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的光束不同的光束來(lái)檢測(cè)第一焦點(diǎn)評(píng)估值的外部測(cè)量相位差方法的焦點(diǎn)檢測(cè)器。
16.一種包括根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動(dòng)聚焦裝置的透鏡裝置。
17.一種圖像拾取系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求16所述的透鏡裝置；和圖像拾取裝置，所述圖像拾取裝置拾取由所述透鏡裝置形成的被攝體圖像。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)聚焦裝置以及包括它的透鏡裝置和圖像拾取系統(tǒng)。自動(dòng)聚焦裝置包括第一焦點(diǎn)檢測(cè)器，其基于相位差檢測(cè)第一焦點(diǎn)評(píng)估值；第二焦點(diǎn)檢測(cè)器，其使用來(lái)自圖像拾取元件的信號(hào)檢測(cè)第二焦點(diǎn)評(píng)估值；聚焦機(jī)構(gòu)；聚焦控制器，其基于由第一焦點(diǎn)檢測(cè)器獲得的第一焦點(diǎn)評(píng)估值和由第二焦點(diǎn)檢測(cè)器獲得的第二焦點(diǎn)評(píng)估值來(lái)控制聚焦機(jī)構(gòu)；和速度設(shè)置單元，其在通過使用聚焦控制器獲得對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的處理中基于由第一焦點(diǎn)檢測(cè)器檢測(cè)到的第一數(shù)據(jù)和第二焦點(diǎn)評(píng)估值來(lái)為聚焦控制器設(shè)置驅(qū)動(dòng)聚焦機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)速度。
文檔編號(hào)H04N5/232GK102591098SQ20121000155
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月5日
發(fā)明者磯部真吾 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社