CN100339759C - 照相机的自动调焦装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

提供一种照相机的自动调焦装置，可以在连续拍摄时，既保证焦点对准的精度，又增加连拍画面数。其中，第1调焦装置，进行第1调焦；第2调焦装置，在上述第1调焦装置进行了上述第1调焦之后，进行第2调焦；存储装置，存储上述第1调焦装置的第1调焦结果和上述第2调焦装置的第2调焦结果的差；进行控制以使得在连续拍摄时，由上述第1调焦装置根据存储在存储装置中的差来校正上述第1调焦结果，而上述第2调焦装置不进行上述第2调焦。

Description

照相机的自动调焦装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及照相机的自动调焦装置及其控制方法，特别是，涉及一种具有相位差检测型自动调焦机构和对比度检测型自动调焦机构的可交换镜头式的单镜头反光式电子照相机的自动调焦装置及其控制方法。

技术背景

以往，作为可交换镜头式的单镜头反光式电子照相机的自动调焦装置，一般使用相位差检测型的自动调焦装置。该型的自动调焦装置，使用设置在照相机主体内的用于自动聚焦的散焦检测机构和镜头内部或照相机内部的电机，进行摄影镜头的调焦用透镜的调焦操作。

另外，还有人提出了借助于摄像元件的信号的高频成分进行对比度检测的对比度检测型自动调焦装置、以及结合使用相位差检测型自动调焦装置和对比度检测型自动调焦装置的自动调焦装置。

相位差检测型自动调焦装置具有下述重要的优点，即：能够通过一次焦点检测而获悉散焦方向和散焦量，所以自动调焦需要的时间较少，作为可交换镜头式的单镜头反光式电子照相机，其释放时间延迟较短。

对比度检测型自动调焦装置，具有下述优点，即：可以借助于来自摄像元件自身的信号进行焦点检测，因此焦点对准精度较高。

可是，在相位差检测型自动调焦装置中，用于焦点检测的传感器是独立于摄像元件而设置的，所以，包括交换镜头在内的部件的制造误差、环境变化、时效变化等，会导致焦点检测用传感器的焦点对准位置和摄像元件的焦点对准位置不同，而作为可交换镜头式的单镜头反光式电子照相机的自动调焦装置，为了保证重要的焦点对准精度，照相机的传感器被设得较大，因此成本变得非常高。而对比度检测型自动调焦装置的问题在于：由于是一边重复进行使调焦用透镜等动作来进行焦点检测这一循环，一边寻找焦点对准位置，所以，释放时间延迟变得较长。

而在结合使用相位差检测型自动调焦装置和对比度检测型自动调焦装置中，则存在这样的情况，即：可以在借助于相位差检测型自动调焦装置迅速将调焦用透镜驱动到焦点对准位置附近之后，使用对比度检测型自动调焦装置来校正包括镜头在内的部件的制造误差、环境变化、时效变化等所导致的误差，但是，因为需要2阶段的自动调焦操作，所以不能增加在连续拍摄时每1秒钟可拍摄的帧数(以下称“连拍画面数”)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种照相机的自动调焦装置，能够在连续拍摄时，既保证焦点对准的精度，又增加连拍画面数。

为了达到上述目的，本发明的第1方案，是提供这样一种照相机的自动调焦装置，包括：第1调焦装置，进行第1调焦；第2调焦装置，在上述第1调焦装置进行了第1调焦之后，进行第2调焦；存储装置，存储上述第1调焦装置的第1调焦结果和上述第2调焦装置的第2调焦结果的差；控制装置，进行控制以使得在连续拍摄时，由上述第1调焦装置根据上述存储装置中存储的差来校正上述第1调焦结果，而上述第2调焦装置不进行上述第2调焦，上述第1调焦装置是相位差检测型，上述第2调焦装置是对比度检测型。

根据本发明的第1方案的自动调焦装置，存储上述第1调焦装置的第1调焦结果和上述第2调焦装置的第2调焦结果的差；在连续拍摄时，由于不进行第2调焦装置的第2调焦，而是根据存储的调焦结果的差，对利用第1调焦装置的第1调焦的结果进行校正，所以，能够在连续拍摄时，既保证由第2画面开始的焦点对准精度，又增加连拍画面数。

为了达到上述目的，本发明的第2方案，是提供一种照相机的自动调焦装置的控制方法，该自动调焦装置具有进行第1调焦的第1调焦装置以及在上述第1调焦装置进行上述第1调焦之后进行第2调焦的第2调焦装置，该控制方法具有下述步骤：存储步骤，存储上述第1调焦结果和上述第2调焦结果的差；控制步骤，进行控制以使得在连续拍摄时，由上述第1调焦装置根据上述存储装置中存储的差来校正上述第1调焦结果，而上述第2调焦装置不进行上述第2调焦，上述第1调焦装置是相位差检测型，上述第2调焦装置是对比度检测型。

根据第2方案的控制方法，能得到和上述第1方案相同的效果。

本发明的其他目的，特征和优点，通过下述的结合附图的详细说明而得以明确。

附图说明

图1是表示具有本发明的第1实施方式的自动调焦装置的电子照相机的概略结构的框图，表示电子照相机在取景器观察状态的情况。

图2是表示在曝光状态的图1的电子照相机的概略结构的框图。

图3是表示由设置在图1的电子照相机中的自动调焦装置所执行的自动调焦处理的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。

图1是表示具有本发明的第1实施方式的自动调焦装置的电子照相机的概略结构的框图，表示电子照相机在取景器观察状态的情况。

本实施方式中的电子照相机，是使用大尺寸的固体摄像元件，由一次成像进行摄影的可交换镜头式的单镜头反光式数字静态照相机。另外，该电子照相机使用的摄影镜头，是使用银盐照片的自动聚焦单镜头反光式照相机用的摄影镜头。

在图1中，电子照相机由后述的照相机主体5和可拆装(交换)地安装在照相机主体5上的摄影镜头1组成。在图1中，电子照相机处于取景器观察状态。图2表示电子照相机处于曝光状态的情况。

摄影镜头1具备：摄影光学系统2，有调焦用透镜；镜头驱动装置3，驱动调焦用透镜来调节摄影光学系统2的焦点位置；镜头控制电路4，控制镜头驱动装置3。

照相机主体5，主要由下述构成：第一反射镜6，中央部分设置为半反射镜，部分反射来自摄影光学系统2的被拍摄物图像的光，并使其原封不动地通过；取景器屏7，分别在下面形成使由第1反射镜6引导的被拍摄物图像成像的扩散面，而在上面形成使成像后的被拍摄物图像聚光的菲涅尔透镜；五角棱镜8，反射在取景器屏7上聚光了的被拍摄物图像；取景器9，将由五角棱镜8反射的被拍摄物图像作为取景器图像观察；第2反射镜10，反射透过了第1反射镜6的被拍摄物图像。

此外，照相机主体5，在第2反射镜10的后面具有遮断成像光束的焦平面快门14；在焦平面快门14的后面，具有使来自摄影镜头2的被拍摄物图像成像的CCD或者CMOS等固体摄像元件15；并且，具有没有图示的释放开关。该释放开关包括第1行程开关SW1和第2行程开关SW2，操纵半行程的第一行程位置(第1行程开关SW1：开)和全行程的第2行程位置(第2行程开关SW2：开)。电子照相机，在第1行程进行焦点对准操作，在第2行程进行快门操作。

第1反射镜6及第2反射镜10、和焦平面快门14，在电子照相机处于观察状态时，被展现为如图1所示；在电子照相机处于曝光状态时，如图2所示，各反射镜上升或者退避。

此外，照相机主体5，如图1所示，具有：相位差检测型的AF传感器11，检测透过第1反射镜6并被第2反射镜反射的被拍摄物图像；第1调焦装置12，从AF传感器11的输出信号计算出焦点的偏差；照相机控制电路13，收容由第1调焦装置12计算出的焦点偏差，发送给镜头控制电路4。

镜头控制电路4，根据由第1调焦装置12计算出的焦点偏差，借助于镜头驱动装置3来驱动摄影光学系统2的调焦用透镜，进行摄影光学系统2的焦点对准。

利用上述相位差检测型AF传感器11的输出，根据摄影光学系统2的散焦方向和散焦量，能够迅速进行焦点对准操作。可是，在该焦点对准精度中，包含由包括摄影镜头1在内的部件的制造误差、环境变化、时效变化等所导致的误差。

另外，照相机主体5，如图2所示，具有下述：图像处理装置16，处理使摄影光学系统2的被拍摄物图像成像的固体摄像元件15的输出信号，取出图像的对比度信息，而且，进行白平衡、γ处理、色彩矩阵(color-matrix)处理等，形成摄影图像；第2调焦装置17，根据从图像处理装置16得到的图像对比度信息，计算出焦点的偏差；存储装置18，存储第1调焦装置12的调焦结果和第2调焦装置17的调焦结果的差。

照相机控制电路13，除上述功能外，还具有这样的功能：收容由第2调焦装置17计算出的焦点偏差，发送给镜头控制电路4。即，镜头控制电路4，根据由第2调焦装置17计算出的焦点偏差，借助于镜头驱动装置3，驱动摄影光学系统2的调焦用透镜，使摄影光学系统2焦点对准。

图3是表示由设置在图1的电子照相机中的自动调焦装置执行的自动调焦处理的流程图。

首先，当释放开关的第1行程开关SW1接通、在第1行程位置(在步骤S1中，是)时，照相机控制电路13，将用“1”表示释放开关在第1行程的标志1ST设置为“1”(步骤S2)之后，执行(步骤S3)相位差自动调焦(相位差AF)。在步骤S3中，第1调焦装置12，从AF传感器11的输出信号计算出焦点的偏差量；照相机控制电路13，根据计算出的偏差量，经由摄影镜头1的镜头控制电路4，移动摄影光学系统2的调焦用透镜，使摄影光学系统2对焦在相位差AF的焦点对准位置。

接着，照相机控制电路13，判断标志1ST是否是“1”(步骤S4)。判断释放开关是否继续处在第1行程位置(步骤S5)。

当步骤S5的判断结果为释放开关不在第1行程位置时(在步骤S5中，否)，就反复进行步骤S1以后的处理。但是，当释放开关继续处在第1行程位置时候(在步骤S5中，是)，判断释放开关是否在第2行程位置第2行程开关SW2是否为接通(步骤S6)。

当步骤S6的判断结果为释放开关不在第2行程位置时，反复进行步骤S5以后的处理；另一方面，当释放开关处在第2行程位置时(在步骤S6中，是)，照相机控制电路13，为了开始摄影顺序，进行用于使第1反射镜6和第2反射镜10以及焦平面快门14退避到摄影位置(图2的位置)的反射镜上升(步骤S7)。

接着，照相机控制电路13，判断标志1ST是否是“1”(步骤S8)。最初，因为标志被设为“1”，所以执行对比度检测自动聚焦(TVAF)(步骤S9)。在步骤S9中的TVAF中，图像处理装置16，从固体摄像元件15高速读出与AF传感器被取出的位置(视场角位置)对应的部分的图像，取出图像对比度信息；第2调焦装置17，根据图像对比度信息计算出焦点的偏差量；然后，照相机控制电路13，根据计算出的焦点的偏差量，经由镜头控制电路4，移动摄影光学系统2的调焦用透镜，使摄影光学系统合焦在TVAF的焦点对准位置上。

在步骤S9的TVAF结束而摄影光学系统2到达与固体摄像元件15对应的焦点对准位置的时刻，将相位差AF的焦点对准位置(调焦的结果)和TVAF的焦点对准位置(调焦的结果)的差存储在存储装置18中(步骤S10)。

接着，摄影镜头1的没有图示的光圈缩小到设定光圈值，正式驱动固体摄像元件15，借助于电子快门来控制曝光时间并进行曝光操作(步骤S11)。此时，用图像处理装置16进行白平衡、γ处理、色彩矩阵处理等，形成摄影图像。

此外，关闭焦平面快门14，使回复到遮断状态，使镜头1的光圈回复到开放位置，并且，使第1反射镜6和第2反射镜10回复到取景器观察状态(步骤S12)。

其后，将标志1ST复位至“0”(步骤S13)，将在步骤11中形成的摄影图像存储到非易失性存储器中。

在接下来的步骤S14中，在摄影图像记录结束后，判断释放开关是否直接继续处在第1行程位置(步骤S14)。当释放开关从第1行程位置返回到了原来的位置时，结束该处理；另一方面，当释放开关继续处于第1行程位置时(在步骤S14中，是)，为了进行连续拍摄，而反复进行步骤S3以后的处理。

在步骤S3以后的处理中，在连续拍摄时(在步骤S14中，是)，因为标志1ST被复位至“0”(步骤S13)，所以在相位差AF执行(步骤S3)以后，根据步骤S4的判断结果，进入步骤S15。为了校正在步骤S10中存储的相位差AF的焦点对准位置和TVAF的焦点对准位置的差，使摄影光学系统2移动并执行AF校正。然后，根据步骤S8的判断结果，跳过步骤S9、S10，不执行TVAF，就在步骤S11中进行曝光操作。

根据上述图3的处理，存储相位差AF的焦点对准位置和TVAF的焦点对准位置的差，在连续拍摄时，不进行TVAF，而根据存储的差来校正相位差AF的焦点对准位置。所以，能够在连续拍摄时，可以对第2画面及之后的画面，既保证焦点对准精度又增加连拍画面数。

另外，在上述实施方式中，在相位差AF执行后，执行连续摄影时的AF校正。但是，在连续拍摄时的相位差AF的执行时，进行包括校正在内的摄影镜头的驱动，这样能够缩短整个驱动的时间，所以，是优选的。

Claims (2)

1.一种照相机的自动调焦装置，其特征在于，包括：

第1调焦装置，进行第1调焦；

第2调焦装置，在上述第1调焦装置进行了第1调焦之后，进行第2调焦；

存储装置，存储上述第1调焦装置的第1调焦结果和上述第2调焦装置的第2调焦结果的差；以及

控制装置，进行控制以使得在连续拍摄时，由上述第1调焦装置根据上述存储装置中存储的差来校正上述第1调焦结果，而上述第2调焦装置不进行上述第2调焦，

上述第1调焦装置是相位差检测型，上述第2调焦装置是对比度检测型。

2.一种照相机的自动调焦装置的控制方法，所述自动调焦装置具有进行第1调焦的第1调焦装置以及在上述第1调焦装置进行了上述第1调焦之后进行第2调焦的第2调焦装置，其特征在于，包括下述步骤：

存储步骤，存储上述第1调焦结果和上述第2调焦结果的差；

控制步骤，进行控制以使得在连续拍摄时，由上述第1调焦装置根据上述存储装置中存储的差来校正上述第1调焦结果，而上述第2调焦装置不进行上述第2调焦，

上述第1调焦装置是相位差检测型，上述第2调焦装置是对比度检测型。

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