摄像设备和镜头设备的利记博彩app

专利名称：摄像设备和镜头设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及数字照相机或摄像机等摄像设备。本发明尤其 涉及在驱动透镜时获取所拍摄图像的对比度值并基于该对比度 值检测焦点位置的焦点4全测:技术。
背景技术：
对比度法(还称之为爬山法或电一见自动调焦(TV-AF)法)被 应用于AF操作。对比度法在沿光轴方向驱动包括在摄像镜头中 的调焦透镜或图像传感器的每一 阶段，获取所拍摄图像的对比 度。获取对比度作为评价值，并且将与最高评价值相对应的透 镜位置定义为聚焦位置。日本专利02821214讨论了 一种使用对 比度法的AF操作。
当使用关于整个图像平面的对比度信息进行AF操作时， AF操作趋于受由与摄像设备的距离不同的多个被摄体所引起 的远近竟争(perspective competition)的影响。因此，通常通过自 动或手动选择图像平面的一部分进行对比度法。
在数字单镜头反光照相机中，除曝光期间外，利用反光镜 或快门遮挡光以保护图像传感器。因此，在照相机进行AF操作 或自动曝光(AE)操作时，不使用图像传感器。相反，在照相机 中安装适合于各个用途的其它传感器，并且分割从摄像镜头进 入的光的光路以由AF传感器或AE传感器接收。
近年来，出现了对数字单镜头反光照相机中的实时取景功 能的需求。实时取景功能将在图像传感器上所形成的图像显示 在背面液晶显示器(LCD)面板等显示元件上，从而使得用户可 以确认构图或调焦状态。当用户使用实时取景功能时，弹起反光镜，打开快门，并且曝光图像传感器。在这种情况下，光没
有到达AF传感器或AE传感器，因而这些传感器不能进行AF操 作或AE操作。
因此，在用户在使用实时取景功能时进行AF操作或AE操 作的情况下，必须使用图像传感器进行对比度AF功能或摄像区 域AE功能。
当进行对比度AF操作时，单镜头反光照相机在驱动透镜时 获取对比度评价值。然而，为了获得聚焦位置需要对比度评价 值和关于获取该对比度评价值的透镜位置的信息这两者。
此外，可以进行A F操作的单镜头反光照相机在可互换镜头 部分中包括调焦透4竟驱动电动才几。在乂人照相才几部分向可互换镜 头部分通信透镜驱动量时，驱动调焦透镜。
在单镜头反光照相机系统中，可互换镜头部分中的脉冲编 码器获取透镜位置信息。照相机部分通过与可互换镜头的通信 来获取透镜位置信息。
日本特开2002-131621讨论了 一种传统技术，在该技术中， 将相位差AF传感器的累积定时与透镜位置信息同步化。
然而，当将对比度法应用于镜头设备可拆卸地装配到摄像 设备的单镜头反光照相机时，难以将在某 一 定时所获取至'J的对 比度C锐度)与该定时的调焦透镜的透镜位置相关。

发明内容
本发明涉及 一 种能够在驱动透镜时获取图像信号的对比 度值并基于所获取到的对比度值检测焦点位置的摄像设备。
根据本发明一个方面，提供一种摄像设备，其可拆卸地装 配有镜头设备，包括摄像部件，用于通过对被摄体图像进行 光电转换来生成图像信号；第一获取部件，用于获取所述摄像部件所获得的图像信号的对比度值；第二获取部件，用于以预
定时间间隔获取透镜位置信息；以及焦点4企测部件，用于基于 所述第 一 获取部件和所述第二获取部件的输出来检测焦点位 置，其中，所述焦点检测部件从所述第二获取部件以预定时间 间隔所获取到的多个透镜位置信息中选择与所述第一获取部件 所获取到的对比度值相对应的透镜位置信息，并且检测所述焦 点位置。
根据本发明另一方面，提供一种镜头设备，其可拆卸地装 配到包括摄像部件和第一获取部件的摄像设备，其中，所述摄 像部件用于通过对被摄体图像进行光电转换来生成图像信号， 所述第 一获取部件用于获取所述摄像部件所获取到的图像信号 的对比度值，所述镜头设备包括第二获取部件，用于以预定 时间间隔获取透镜位置信息；以及焦点检测部件，用于基于所 述第 一 获取部件和所述第二获取部件的输出来检测焦点位置， 其中，所述焦点;险测部件从所述第二获耳又部件以预定时间间隔 所获取到的多个透镜位置信息中选择与所述第 一 获取部件所获 取到的对比度值相对应的透镜位置信息，并且#r测所述焦点位 置。
通过以下参考附图对典型实施例的详细说明，本发明的其 它特征和方面将变得清楚。


包括在说明书中并构成说明书的一部分的附图，示出了本 发明的典型实施例、特征和方面，并与说明书一起用来解释本 发明的原理。
图l是示出根据本发明的典型实施例的数字照相机的结构 的例子的框图；图2是示出根据本发明的典型实施例的对比度值计算电路
块的例子的框图3是示出根据本发明的典型实施例的数字照相机的操作 的例子的流程图4是示出根据本发明的典型实施例的数字照相机的操作 的例子的流程图5中的(a)、 (b)和(c)示出用于计算与所计算出的对比度值 (锐度)相对应的透镜位置信息的方法；
图6中的(a)、 (b)、 (c)和(d)示出巻帘式快门法中的电荷累积 时间的中心位置；
图7中的(a)、 (b)和(c)示出巻帘式快门法中的对比度评价值 和透镜位置之间的关系。
具体实施例方式
下面参考附图详细说明本发明的各种典型实施例、特征和 方面。
图l是示出根据本发明的典型实施例使用自动调焦装置的 数字照相机的结构的例子的框图。
参考图1,通过安装单元(未示出)中的镜头装配机构将摄影 镜头100可拆卸地装配到数字照相机200。
安装单元包括电接触单元107。电接触单元107包括通信时 钟线路、数据发送线路和数据接收线路等通信总线线路所使用 的端子。
数字照相机2 0 0和摄影镜头10 0可以通过通信总线线路相 互通信。更具体地，数字照相机200通过电接触单元107与摄影 镜头100进行通信，并且控制对摄影镜头100中的调焦透镜IOI 和调节光量的光圏102的驱动。在图1中，仅示出调焦透镜IOI作为摄影镜头100内的透镜。然而，摄影镜头100包括形成镜头
单元的变倍透镜和固定透镜。
此外，电接触单元107包括从照相机向镜头发送图像的累 积定时的同步信号线路。
通过包括摄影镜头100中的调焦透镜101和光圏102的镜头 单元，将来自被摄体(未示出)的光束引导至数字照相机200中的 快速返回镜(quick return mirror) 203。相对于摄影光路中的光轴 倾斜配置快速返回镜203。快速返回镜203可以移动至第 一位置 (图l所示)，以将来自被摄体的光束引导至在快速返回镜203上 侧的取景器光学系统。此外，快速返回镜203可以移动至第二位 置，以缩回到摄影光路的外侧。
快速返回镜203的中央部分是半反镜(half mirror)。当快速 返回镜203向下转至第一位置时，来自被纟聂体的一部分光束透过 快速返回镜203的半反镜部分。然后通过布置在快速返回镜203 背侧的辅镜(sub-mirror) 204反射所透过的光束。将所反射的光 束引导至包括在自动焦点调整单元中的相位差AF传感器205和 焦点检测电路206 。焦点检测电路206使用相位差AF传感器205 检测摄影镜头10 0的调焦状态(进行焦,泉检测)。
另一方面，快速返回镜203所反射的光束通过包括焦平面 上的取景器屏幕202、五棱镜201和目镜207的取景器光学系统， 到达拍摄者的眼睛。
此外，当快速返回镜203向上转至第二位置时，来自摄影 镜头IOO的光束通过焦平面快门210即机械快门和光学滤波器 211到达图像传感器212。光学滤波器211具有用以切断红外光并 且仅将可见光引导至图像传感器212的功能，还具有作为光学低 通滤波器的功能。
包括第 一 帘幕和第二帘幕的焦平面快门210进行控制以透
8过和阻挡从摄影镜头1 0 0进入的光束。
当快速返回镜203向上转至第二位置时，辅镜204相对于快 速返回镜203折叠，并且从摄影光路退出。
此外，除拍摄静止图像的时间以外，在实时取景状态下也 向上转动快速返回镜203至第二位置。
本典型实施例中的数字照相机200包括控制整个数字照相 机的系统控制器230。系统控制器230包括中央处理单元(CPU) 和微处理器(M P U)，并且控制后面所述的各电路的操作。
系统控制器230通过通信总线线路和电接触单元107与摄 影镜头100中的镜头控制器108通信。
类似于系统控制器2 3 0 ，镜头控制器10 8包括C P U和M P U, 并且控制摄影镜头10 0中的各电路的操作。
系统控制器2 3 0向镜头控制器10 8发送用以驱动和停止驱 动调焦透镜101的指令以及调焦透4竟101和光圈102的驱动量。系 统控制器230还向镜头控制器108发送用以发送镜头的各种数据 的请求。镜头控制器108向系统控制器230发送关于调焦透镜101 和光圈102是否正被驱动的状态信息以及镜头的全光圈F值和 焦距等各种参数。
当系统控制器230进行焦点控制时，系统控制器230与镜头 控制器108通信，并且给出关于透镜驱动方向和透镜驱动量的指 令。
在接收到来自系统控制器230的透镜驱动指令时，镜头控 制器108通过透镜驱动控制电路104控制透镜驱动机构103,其 中，透4竟驱动4几构103通过沿光轴方向驱动调焦透4竟101来进行 焦点调整。透4竟驱动才几构10 3包括作为驱动源的步进电动才几和 DC电动机。
此外，当接收到来自系统控制器230的透镜驱动指令时，
9镜头控制器108通过光圈控制驱动电路106控制光圏驱动机构 105,以驱动光圏102直至所指示的值。
系统控制器230还与反光镜驱动机构213、快门充电机构 214、快门控制电路215和测光电路209连接。测光电路209还与 测光传感器208连接。快门控制电路215根据从系统控制器230 所接收到的信号，控制焦平面快门210的第 一 帘幕和第二帘幕的 驱动。
此外，系统控制器230向镜头控制器108发送透镜驱动指 令，并通过透镜驱动控制电路104控制透镜驱动机构103。作为 上述处理的结果，系统控制器2 3 0在图像传感器212上形成被摄 体的图像。
数字照相机200中的照相机数字信号处理器(DSP) 227包括 用于计算对比度值以进行对比度AF操作的电路块。下面将详细 说明对比度值计算电路块。
照相机DSP 227与定时生成器219连接，通过选择器222与 模拟/数字(A/D)转换器217连接，并且与视频存储器221和工作 存储器226连接。
通过来自驱动器电路218的输出驱动图像传感器212,其 中，驱动器电路218基于来自确定整个数字照相机的驱动定时的 定时生成器219的信号来垂直和水平地驱动配置有电转换单元 的各像素。结果，图像传感器212通过光电转换图像信息来生成 并输出图像信号。
相关双采样/自动增益控制(CDS/AGC)电路216放大由图像 传感器212所生成的图像信号，并且A/D转换器217将放大后的 信号转换成数字信号。通过选择器222将从A/D转换器217输出 的数字信号输入给存储控制器228,其中，选择器222基于从系 统控制器2 3 0所接收到的信号来选择信号。将输入给存储控制器2 2 8的所有信号传送给作为帧存储器的动态随机存取存储器 (DRAM) 229。
在摄像机和小型数字照相机中，在拍摄图像之前，将上述 被转换成数字信号的图像信号定期(每一帧)发送给视频存储器 221。结果，监视器显示单元220可以进行取景器显示(即，实时 取景显示)。另一方面，在单镜头反光照相机等数字照相机中， 在拍摄图像之前，通常利用快速返回镜203和焦平面快门210对 图像传感器212遮光。因此，数字照相机不能进行实时取景显示。
然而，数字照相机可以通过将快速返回镜2 03向上转动为 从摄影光路缩回并打开焦平面快门210,来进行实时取景操作。 此外，当数字照相机进行实时取景操作时，可以通过照相机D S P 227或系统控制器230处理来自图像传感器212的图像信号来获 取与图像的锐度相对应的对比度评价值。因此数字照相机可以 使用所获取到的评价值进行对比度AF操作。
当数字照相机200拍摄图像时，数字照相机200根据来自系 统控制器230的控制信号，从DRAM 229读出 一 个帧的各像素数 据。照相机DSP 227然后进行图像处理，并将处理后的像素数 据临时存储在工作存储器226中。压缩/解压缩电路225基于预定 压缩格式对工作存储器22 6中的数据进行压缩。将压缩结果存储 在闪存、硬盘或磁盘等外部非易失性存储器(外部存储器)224 中。
与系统控制器230连接的操作显示电路231在LCD、发光二 极管(LED)和有机电致发光(EL)等显示元件上显示用户使用开 关所设置或所选择的数字照相机的操作状态。
释放开关SW1 233是用于开始在测光和焦点检测区域中的 拍摄准备操作的开关。释放开关SW2 234是用于开始拍摄操作 (即，用于获取静止图像的电荷累积和电荷读出操作)的开关。实时取景模式SW 235是用于开始实时取景的开关。
摄影镜头100即镜头单元中的镜头控制器108包括存储器 109。存储器109存储摄影镜头100的焦距和全光圏值等性能信息 以及作为用于识别摄影镜头IOO的固有信息的镜头识别(ID)信 息。此外，存储器109存储从系统控制器230通信的信息。
此外，存储器109存储在对比度AF操作期间通过来自同步 信号线路的累积定时信号所锁定的多个镜头信息。
在将摄影镜头IOO装配到数字照相机200时所进行的初始 通信中，摄影镜头100向系统控制器230发送性能信息和镜头ID 信息。系统控制器2 3 0将所接收到的信息存储在电可擦写及可编 程只读存储器(EEPROM) 223中。
此外，摄影镜头10 0包括检测并获取调焦透镜101的位置信 息的透镜位置信息检测电路110 。镜头控制器10 8读取由透镜位 置信息检测电路1 IO所检测到的透镜位置信息。透镜位置信息用 于进行对调焦透4竟101的驱动控制，并且通过电4妄触单元107一皮 发送给系统控制器230。
透镜位置信息检测电路110由例如;险测包括在透镜驱动机 构103中的电动机的转动脉冲数的脉冲编码器构成。透镜位置信 息检测电路1 IO与镜头控制器108中的硬件计数器(未示出)连 接，从而使得在驱动透镜时机械地计数透镜位置信息。镜头控 制器108通过访问内部硬件计数器的寄存器、并读取存储在该寄 存器中的计数值，来读出透镜位置信息。
下面参考图2说明照相机DSP 227内的对比度值计算电路 块。图2是示出对比度值计算电路块的框图。
参考图1, CDS/AGC电路216放大由图像传感器212所生成 的图像的电信号，并且A/D转换器217将放大后的信号转换成数 字信号。然后，通过选择器222将该数字图像数据输入给照相机DSP 227。
然后将该图像数据输入给照相机DSP 227中的如图2所示的A F框设置块2 41,以计算用于纟全测与锐度相对应的对比度的对比度值。A F框设置块2 41从整个画面的图像数据提取在主被摄体附近区域中的图像，并且将所提取出的图像发送给对比度值计算块242。优选地，将AF框在长度方向上的长度设置为画面的外部框的1/5 ~ 1/10。系统控制器230向AF框设置块241输入A F框在画面中的位置以及垂直和水平长度的设置。
下面参考图3和图4说明根据本典型实施例的操作。除非另外说明，否则由系统控制器230进行下面所述的控制。
参考图3，用户按下操作开关(SW) 232，并开始AF操作。用户还可以按下释放开关SW1 233而不是按下操作SW 232来开始AF操作。
在步骤S201,系统控制器23O根据进行AF操作时的帧频，获取关于电荷累积时间的信息。
在步骤S202,系统控制器230获取驱动(或移动)调焦透镜IOI之前的透镜位置信息。
在步骤S203,系统控制器230开始驱动调焦透4竟101。
在步骤S204,在驱动调焦透镜101之后，系统控制器230监视是否经过了预定时间段。如果经过了预定时间段(步骤S 2 0 4为是)，则处理进入步骤S205。另一方面，如果仍未经过预定时间段(步骤S204为否)，则处理进入步骤S207。在步骤S205，系统控制器230从镜头控制器108获取透镜位置信息。
在步骤S 2 06 ，系统控制器2 3 0获取获得透镜位置信息时的时间。
如上所述，系统控制器230以预定时间间隔获取由透镜位置信息检测电路110所检测到的透镜位置信息。当数字照相机200进行对比度AF操作时，需要获取多个透镜位置处的对比度值。因此，系统控制器230以预定时间间隔获取透镜位置信息。结果，系统控制器2 3 0不需要在每次做出请求时都与镜头控制器10 8进行通信来请求透镜位置信息，因而可以降低通信负荷。
在步骤S207，系统控制器230判断是否经过了图像传感器212的电荷累积时间。如果经过了电荷累积时间(步骤S207为是)，则处理进入图4所示的步骤S208。另一方面，如果仍未经过电荷累积时间(步骤S207为否)，则处理返回到步骤S204。
在步骤S208,系统控制器230计算与来自所累积电荷的图像的锐度相对应的对比度值。
在步骤S 2 09,系统控制器2 3 0获取获得对比度值时的时间。
如上所述，由于在步骤S205获取到的透镜位置信息的获取时间与在步骤S 20 8获取到的对比度值信息获取时间不同，因而需要将获取时间相互关联。因此，在步骤S210,系统控制器230将所计算出的对比度值与透镜位置相关。下面参考图5中的(a)、(b)和(c)说明该处理。
在步骤S211,系统控制器230判断在步骤S208计算出的对比度值是否表示峰值。如果计算出的对比度值是峰值(步骤S211为是)，则处理进入步骤S212。在步骤S212,系统控制器230通过根据峰值和峰值前后的对比度值以及与各对比度值相对应的
透镜位置进行插值，来确定最终的聚焦位置。然后系统控制器230将调焦透镜101移动至该聚焦位置。
另一方面，如果对比度值不是峰值(步骤S211为否)，则处理进入步骤S213。在步骤S213,系统控制器230判断调焦透镜IOI是否到达了焦点端。如果调焦透镜101没有到达焦点端(步骤S213为否)，则处理返回到步骤S204，并且系统控制器230获取透镜位置信息。当在AF操作期间进行曝光控制从而改变电荷累
14积时间时，处理可以返回到步骤S201而不是步-骤S204。
在步骤S214,系统控制器230判断是否检测到了与在步骤 S213所检测到的焦点端不同的另一焦点端。例如，如果系统控 制器230在步骤S213检测到最近距离端，则系统控制器230在步 骤S214判断是否检测到了无限距离端。如果检测到了不同的焦 点端(步骤S214为是)，则结束该处理。另一方面，如果仍未检 测到不同焦点端(步骤S214为否)，则处理进入步骤S215。
在步骤S215，系统控制器230获取与在步骤S213所检测到 的焦点端相对应的透镜位置信息。
在步骤S216,系统控制器230反转调焦透镜101的驱动方向 (移动方向)。
上述处理假定在AF操作期间电荷累积时间是常量。因此， 如果系统控制器230在步骤S207判断为电荷累积没有完成，则 处理返回到步骤S204。然而，在AF操作期间可以改变电荷累积 时间的系统中，如果在步骤S207判断为电荷累积没有完成，则 处理可以返回到步骤S201。
下面参考图5中的(a)、 (b)和(c)说明相对于所计算出的对比 度值(锐度)的透镜位置的计算。
在数字照相机2 00通过间歇地移动调焦透镜预定量并计算 被摄体的对比度值(锐度)来进行基于对比度值(锐度)的焦点检 测的情况下，数字照相机200在没有驱动(移动)透镜，即调焦透 镜时进行被摄体图像的电荷累积。如果数字照相机200在任意定 时获取透镜位置信息，而不管透镜没有移动时的对比度值计算 定时或电荷累积时间如何，则可以将所获取到的透镜位置信息 与所获取到的对比度值(锐度)相关。
然而，数字照相机200还可以通过在驱动(移动)透镜时进行 被摄体图像的电荷累积，在以相反方向驱动透镜时或者直到透
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镜到达可移动范围的末端为止时，获取被摄体图像的对比度值 (锐度)。在这种情况下，如果数字照相机200在获取对比度值(锐 度)之后获取透镜位置信息，则所获取到的透镜位置信息对应于 透镜从获取对比度值(锐度)时开始所进一 步移动到的位置。
此外，在可拆卸地装配镜头设备和摄像设备的数字照相机 或摄像机中，在镜头设备和摄像设备之间具有用于通信各种信 息的通信单元。如果该数字照相机或摄像机通过该通信单元获 取关于被驱动的透镜的位置信息，则可能产生通信延迟。在这 种情况下，所获取的透镜位置在驱动的相反方向上，从与所计 算出的对比度值(锐度)相对应的透镜位置偏移了与通信延迟相 对应的驱动量。因此，在所计算出的对比度值(锐度)和所获取 到的透镜位置之间产生误差，从而在聚焦位置上产生误差。
为了解决这一问题，在本典型实施例中，使用下面所述的 方法将所计算出的对比度值(锐度)与透镜位置信息相关。
图5中的(a)、 (b)和(c)示出相对于垂直扫描期间的帧的电荷 累积时间不同的例子。图5(a)中的电荷累积时间长于图5(b)中 的，并且图5(b)中的电荷累积时间长于图5(c)中的。垂直扫描期 间从时间t，开始并在时间t"结束，并且，在时间T，如图4所示的 步骤S209所述，获取对比度值。还可以在时间t"而不是时间T 获取对比度值。在这种情况下，由于为了获取对比度值所需的 计算时间，因而在时间T和时间t"之间存在差。
透镜位置信息(i)、 (ii)和(iii)是将在步骤S205所获取到的透 镜位置信息与在步骤S206获取透镜位置信息时的时间相关的 结果。在该例子中，在一个垂直扫描期间(一个帧)三次获取透 镜位置信息。还可以五次或两次获取透镜位置信息。
当将透镜位置信息(i)、 (ii)和(iii)与在步骤S206获取透镜位 置时的时间相关时，将各透镜位置信息与先前的偏移时间相关，
16以消除通信延迟。结果，将透镜位置信息更精确地与考虑了通 信延迟的时间相关。
在本典型实施例的图4所示的步骤S210,将在图5中的(a)、 (b)和(c)的时间T所获取到的对比度值与透镜位置相关，其中， 该透镜位置对应于帧的电荷累积时间的中心位置。因此，如果 电荷累积时间的中心位置位于图5(b)所示的透镜位置信息(i)和 (ii)之间，则根据透镜位置信息(i)和(ii)插值出与电荷累积时间 的中心位置相对应的透镜位置。
此外，当电荷累积时间的中心位置位于图5(c)所示的透镜 位置信息(ii)和(iii)之间时，根据透镜位置信息(ii)和(iii)插值出 与电荷累积时间的中心位置相对应的透镜位置。由于以给定周 期的预定时间间隔获取透镜位置信息，因而使用两个透镜位置 信息进行插值。
另一方面，参考图5(a)，与电荷累积时间的中心位置相对 应的透镜位置位于首次获取透镜信息的透镜位置信息(i)之前。 在这种情况下，将透镜位置信息(i)与在时间T所获取到的对比 度值相关。
如上所述，根据本典型实施例，当在可拆卸地装配镜头设 备和摄像设备的系统中进行对比度法时，可以将某一定时所获 取到的对比度值(锐度)与该定时的调焦透镜的透镜位置相关。 因此，可以减小焦点检测中的误差。
在上述典型实施例中，基于图像传感器212使用没有时滞 (time lag)的全局快门读出方法的假定，说明了电荷累积时间的 中心位置。如果图像传感器212使用互补金属氧化物半导体 (CMOS)传感器中所使用的巻帘式快门读出方法，则可以类似地 获取电荷累积时间的中心位置。作为另一典型实施例，将参考 图6中的(a)、 (b)、 (c)和(d)详细说明这一情况。
17除了与图4所示的步骤S210所述的所计算出的对比度值(锐
度)相对应的透镜位置的计算方法，本典型实施例的操作流程类 似于上述典型实施例的操作流程。
图6中的(a)、 (b)、 (c)和(d)示出，在使用巻帘式快门法从例 如C M 0 S传感器等图像传感器212中的上端像素行到下端像素 行顺序读出图像的情况下，电荷累积时间的中心位置。
图6(a)示出在具有水平方向上坐标值为x的水平轴和垂直 方向上坐标值为y的垂直轴的坐标系统中，在图像传感器212中 电荷累积的一个帧601。在图6(a)中，当水平方向上的坐标值x 增大时，帧601位于图像传感器212的右侧。此外，当垂直方向 的坐标值y增大时，帧601位于图像传感器212的下侧。
图6(b)示出用时间t而不是水平方向上的坐标值x作为水平 轴的情况下的图6(a)所示的帧601。由于对于各像素行顺序读出 图像传感器212中的电荷，因而从开始到结束电荷累积的定时在 以坐标值y所表示的各像素行中偏移了 。在图6(b)中，从图像传 感器212的上端像素行开始电荷累积，并且最后开始下端像素行 的电荷累积。
图6(c)示出在具有水平方向上坐标值为x的水平轴和在垂 直方向上坐标值为y的垂直轴的坐标系统中，对帧601进行对比 度(锐度)评价的区域602 。如果在图像传感器212中向下移动区 域602，则作为结果的区域如区域603所示。
图6(d)示出用时间t而不是水平方向上的坐标值作为水平 轴的情况下的图6(c)所示的帧。图6(d)中示出了进行对比度(锐 度)评价的区域602和移动区域602之后的区域603。此外，辅助 线604跟踪各<象素行的电荷累积时间的中心。基于辅助线604, 分别以时间d和C2表示移动之前的区域602中和移动之后的区 域603中的电荷累积时间的中心。因此，根据进行对比度(锐度)评价的区域，电荷累积时间的中心不同。
如上所述，如果图像传感器2 1 2使用巻帘式快门读出方法， 则优选根据进行对比度(锐度)评价的区域的位置来校正电荷累 积时间的中心位置。
图7中的(a)、 (b)和(c)示出在图像传感器212使用巻帘式快 门读出方法的情况下，用于根据进行对比度(锐度)评价的区域 的位置来校正电荷累积时间的中心位置的方法。参考图7中的 (a)、 (b)和(c),针对垂直扫描期间改变电荷累积时间。图7(a)中 的电荷累积时间长于图7(b)中的电荷累积时间，并且图7(b)中的 电荷累积时间长于图7(c)中的电荷累积时间。垂直扫描期间从 时间t，开始，并在时间t"结束。在时间T，如在步骤S209所述获 取对比度值。
此外，透镜位置信息(i)、 (ii)和(iii)是将在步骤S205所获取 到的透镜位置信息与在步骤S206获取透镜位置信息时的时间 相关的结果。在该例子中，在一个垂直扫描期间(一个帧)三次 获取透镜位置信息。然而，可以五次或两次获取透镜位置信息。
系统控制器2 3 0基于下面的公式获得电荷累积时间的中心 的定时。
tc = (d x y) + ts + (acc / 2)
t c:对比度评价区域的电荷累积时间的中心的定时； d:每一行的电荷累积开始定时的延迟时间； y:行坐标；
ts:开头行的电荷累积开始定时； acc:电荷累积时间。
系统控制器230然后将所获得的电荷累积时间的中心的定 时与透镜位置相关。
例如，参考图7(b),电荷累积时间的中心位置位于透镜位置信息(i)和(ii)之间。在这种情况下，根据透镜位置信息(i)和(ii) 插值出与电荷累积时间的中心位置相对应的透镜位置。此外， 当电荷累积时间的中心位置如图7(c)所示位于透镜位置信息(ii) 和(iii)之间时，根据透镜位置信息(ii)和(iii)插值出与电荷累积 时间的中心位置相对应的透镜位置。由于以给定周期的预定时 间间隔获取透镜位置信息，因而使用两个透镜位置信息进行插 值。
另一方面，参考图7(a)，与电荷累积时间的中心位置相对 应的透镜位置位于首次所获取到的透镜位置信息(i)之前。在这 种情况下，将透镜位置信息(i)与在时间T所获取到的对比度值 相关。
如上所述，即使在电荷累积使用巻帘式快门法的情况下， 也可以将在某 一 定时所获取到的对比度值(锐度)与该定时的调 焦透镜的透镜位置相关。因此可以减'J 、焦点检测中的误差。
在上述典型实施例中，数字照相机200的系统控制器230将
所计算出的对比度值与透镜位置信息相关。然而，如果镜头控
制器108的计算性能高，则镜头设备100中的镜头控制器108可以
进行上述处理。在这种情况下，数字照相机200将对比度值和对
比度值的获取时间发送给镜头控制器108。然后，镜头控制器108
使用所获取到的多个透镜位置信息，将所接收到的对比度值与
透镜位置相关。
尽管参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发
明不局限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合 最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。
权利要求
1.一种摄像设备，其可拆卸地装配有镜头设备，包括摄像部件，用于通过对被摄体图像进行光电转换来生成图像信号；第一获取部件，用于获取所述摄像部件所获得的图像信号的对比度值；第二获取部件，用于以预定时间间隔获取透镜位置信息；以及焦点检测部件，用于基于所述第一获取部件和所述第二获取部件的输出来检测焦点位置，其中，所述焦点检测部件从所述第二获取部件以预定时间间隔所获取到的多个透镜位置信息中选择与所述第一获取部件所获取到的对比度值相对应的透镜位置信息，并且检测所述焦点位置。
2. 根据权利要求l所述的摄像设备，其特征在于，所述第 二获取部件以比所述摄像部件中的电荷累积时间短的预定时间 间隔来获取所述透镜位置信息。
3. 根据权利要求l所述的摄像设备，其特征在于，所述第 二获取部件从可拆卸地装配到所述摄像设备的所述镜头设备来 获取所述透镜位置信息。
4. 根据权利要求3所述的摄像设备，其特征在于，所述焦 ,泉检测部件选择包括与所述镜头设备通信的延迟时间的、与所 述第 一 获取部件所获取到的对比度值相对应的透镜位置信息， 并且4企测所述焦点位置。
5. 根据权利要求3所述的摄像设备，其特征在于，所述摄 像部件中的各像素的电荷累积定时不同；以及所述焦点检测部件基于所述第一获取部件获取对比度值的 区域中的像素的各电荷累积定时来选择与所述第 一 获取部件所获取到的对比度值相对应的透镜位置信息，并且检测所述焦点位置。
6. —种镜头设备，其可拆卸地装配到包括摄像部件和第一 获取部件的摄像设备，其中，所述摄像部件用于通过对被摄体 图像进行光电转换来生成图像信号，所述第一获取部件用于获 取所述摄像部件所获取到的图像信号的对比度值，所述镜头设 备包括第二获取部件，用于以预定时间间隔获取透镜位置信息；以及焦点检测部件，用于基于所述第一获取部件和所述第二获 取部件的输出来检测焦点位置，其中，所述焦点检测部件从所述第二获取部件以预定时间 间隔所获取到的多个透镜位置信息中选择与所述第 一获取部件 所获取到的对比度值相对应的透镜位置信息，并且检测所述焦 点位置。
全文摘要
本发明涉及摄像设备和镜头设备。该摄像设备可拆卸地装配有镜头设备，该摄像设备包括摄像部件，用于通过对被摄体图像进行光电转换来生成图像信号；第一获取部件，用于获取摄像部件所获得的图像信号的对比度值；第二获取部件，用于以预定时间间隔获取透镜位置信息；以及焦点检测部件，用于基于第一获取部件和第二获取部件的输出来检测焦点位置，其中，焦点检测部件从第二获取部件以预定时间间隔所获取到的多个透镜位置信息中选择与第一获取部件所获取到的对比度值相对应的透镜位置信息，并且检测焦点位置。
文档编号G02B7/28GK101493568SQ20091000609
公开日2009年7月29日 申请日期2009年1月22日 优先权日2008年1月22日
发明者瓦田昌大 申请人:佳能株式会社