CN100363772C - 图像拾取设备和对焦通知方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像拾取设备和对焦通知方法，其通过对应于从开始自动聚焦操作到实现聚焦所经历的时间而不时地改变在显示监视器上示出的焦点标记，通知用户实现聚焦所需的时间。用户被通知自动对焦操作的状态，并且很好地知道还有多久完成对焦。结果，这提高了用户保持照相机静止的可能性，从而产生精确聚焦的照片。

Description

图像拾取设备和对焦通知方法

技术领域

本发明涉及图像拾取设备，例如具有自动聚焦功能的数码照相机(包括内置入蜂窝电话中的数码照相机)等，具体地说，涉及提供有关从开始自动聚焦操作到实现聚焦所经历时间的通知的图像拾取设备和对焦通知方法。

背景技术

近年来已快速被广泛使用的数码照相机已经在高分辨率和功能性方面得到进步，并且使照相机能够自动聚焦的内置自动聚焦功能变得普及。

图1示出了现有对焦通知方法的示例。在图1中，在显示单元20(例如液晶显示器(LCD)或图像拾取设备的取景器)上，监视器显示焦点状态，换句话说，焦点标记30随目标一起被显示，以示出自动聚焦在进行中或者对焦完成。在图1的示例中，焦点标记30在自动对焦期间被显示为矩形框，并且在对焦后被显示为十字。这样，通过区分自动聚焦进行中和对焦完成，用户被通知对焦完成。这允许用户判断何时按下快门按钮以拾取图像。

图2A和图2B示出了现有对焦通知方法的其他示例。在另一示例中，焦点标记30在自动聚焦进行中和对焦完成之间没有采用不同的形状，而是色彩不同(例如，从红到绿)，从而用户被通知对焦已经完成。在图2A和图2B中，焦点标记的形状和显示位置不同。

此外，在自动聚焦照相机上，在目标周围插入标尺以使目标的尺寸明了，并且已知这样的图像拾取设备，其中插入了标尺，其刻度根据由自动聚焦操作所测量的到目标的距离被自动调整。

通常，希望在自动聚焦操作期间照相机固定不动，因为这有助于更准确地测量焦距。另一方面，把持照相机的手的轻微移动将妨碍焦距的准确测量。自动聚焦功能需要操作透镜，并且当试图提高精确度时，需要更长的时间。用户会关心实现聚焦的时间。在实现聚焦的时间期间，由于手的移动，可能发生没有获得准确的聚焦。

这时，作为现有技术，在从开始自动聚焦操作到实现聚焦的时间期间，如果示出自动对焦的标记不变地被显示，则用户不能判断在实现聚焦之前还有多长时间。因此，在自动对焦期间，引起手移动的可能性会增加，问题是不能准确测量焦距。

在这些状况下，需要一种装置，用于在视觉上通知用户实现聚焦所需的时间。

发明内容

因此，本发明的目标是提供一种图像拾取设备和对焦通知方法，其通过在从开始自动聚焦操作到实现聚焦的时间期间，根据所经历时间不时地连续改变显示监视器上的焦点标记，来通知用户到实现聚焦的时间。

实现上述目标的本发明图像拾取设备的第一结构的特征在于包括：显示单元，用于显示从透镜获取的照片；以及控制单元，用于进行控制以在所述显示单元上显示示出了焦点状况的焦点标记，并且根据从开始自动聚焦操作到实现聚焦所经历的时间来改变焦点标记。

并且，本发明图像拾取设备的第二结构的特征在于：在上述第一结构中，所述控制单元改变所述焦点标记的形状、色彩或显示位置。

并且，本发明图像拾取设备的第三结构的特征在于：在上述第一结构中，自动聚焦操作通过将透镜顺序驱动到预先配置的多个位置上，来确定焦点位置，并且其中控制单元根据透镜被驱动到每个位置，来改变焦点标记。

并且，本发明图像拾取设备的第四结构的特征在于：在上述第一结构中，在基于所计划的从开始自动聚焦操作到实现聚焦的第一经历时间来改变焦点标记的期间，当第一经历时间中到实现聚焦的剩余时间由于自动聚焦操作的进展而改变时，控制单元根据剩余时间的改变来更新焦点标记的改变。

并且，一种用于提供有关本发明自动聚焦操作中的对焦时间的通知的方法，其特征在于包括下述步骤：当显示从透镜获取的图像时，显示示出了焦点状态的焦点标记；以及根据从开始自动聚焦操作到实现聚焦所经历的时间，改变焦点标记。

通过根据从开始自动聚焦操作到实现聚焦所经历的时间来改变焦点标记，本发明中的图像拾取设备和对焦通知方法允许向用户示出自动聚焦操作的进展。

在自动对焦期间，在自动聚焦操作所需时间大于用户预期的情况下，很有可能引起用户移动他们把持照相机的手，但是作为本发明的结论，用户知道自动聚焦操作的进展，并且可以判断在实现聚焦之前还要经历多长时间，所以移动手的可能性下降，从而可以精确实现聚焦。

附图说明

图1是传统对焦通知方法的示图；

图2A和图2B是另一传统对焦通知方法的示图；

图3是本发明的实施方式中的图像拾取设备的方框结构示例的示图；

图4是描述正常模式中的自动聚焦操作的示图；

图5是描述本发明的实施方式中的焦点标记的改变的示图；

图6是示出了本发明的实施方式中的进行中的自动对焦操作的流程图。

具体实施方式

现在参考附图，将解释本发明的实施方式。但是，这些实施例并不限制本发明的技术范围。

图3示出了本发明的实施方式中的图像拾取设备的方框结构示例。在图像拾取设备1中，透镜10将目标的光线取入图像拾取设备1，收集所有的光线，然后将其传输到传感器12。传感器12(例如由CCD或C-MOS传感器等构成)获得在透镜10处收集的光线，并通过对色彩(三原色)分类，将色彩信号发送到后级，即信号处理单元16。自动聚焦驱动单元14使用步进电机等来驱动透镜10，改变到传感器12的距离，并改变到目标的距离用于实现聚焦(对焦)。通过将传感器12传送的色彩信号转换成可以在显示单元20上显示的数据格式，信号处理单元16处理要被显示的数据的产生，以及各种其他信号处理，例如源自自动聚焦操作的检测结果的处理。控制单元18进行控制以在显示单元20上显示从信号处理单元16获取的显示数据，并且当控制单元18向操作单元22请求自动聚焦操作时，控制单元18另外控制信号处理单元16和自动聚焦驱动单元14。显示单元20显示由控制单元18发送的显示数据。操作单元22例如包括电源开关和快门等，并且通过将快门按下一半，输出对自动聚焦的请求，并且还通过按下整个快门，输出对照相的请求。

在上述结构的图像拾取设备1中，利用现有的实施例，在从开始自动聚焦操作到实现聚焦的时间期间，在显示单元20上显示的焦点标记根据所经历的时间而改变。在本发明的实施方式中，不考虑自动聚焦的类型，可以应用任何类型的自动聚焦功能。现在描述采用了一种对焦方法的示例，其中，在图像拾取设备利用步进电机驱动透镜的情形中，在所有数目的步长中的以预设特定步长间隔设置的多个样本步长中的每个中，转换图形对比度，并且透镜被驱动到具有最大峰值的样本步长的位置。

并且，图像拾取设备可以具有用于照相的两个模式：正常模式和宏模式(macro mode)。当焦距范围从无穷远到约30cm时，使用正常模式，而当焦距不大于30cm且不小于5cm时，使用宏模式。由于透镜的特性，焦距越短，景深变得越浅，并且所要实现的焦距宽度就越窄。因此，当使用宏模式时，与正常模式相比，需要步长间隔更小或者需要增加样本步长中的样本数目。例如，在正常模式中有5个样本而在宏模式中有10个样本。可以通过操作单元22的操作由用户可选地切换成像模式。当然，没有多个成像模式的图像拾取设备可以是从最近点到无穷远点无缝移动的结构，但是在下文的实施例中，解释了具有上述两种成像模式的情形。

图4描述了正常模式中的自动聚焦操作。在正常模式中，预设了5个样本步长以覆盖从无穷远到30cm区域内的焦距。当请求自动聚焦功能时，信号处理单元16按照作为处理单位的每一帧速率(例如100m/s)将透镜顺次操作到每个样本步长，当场获取图形对比度数据，在第五和最后帧速率处决定对比度，并将透镜驱动到具有最大峰值的样本步长位置(焦点位置)。这样实现聚焦。在这种情况下，从开始自动聚焦操作到实现聚焦需要半秒的时间(5×100ms＝500ms)。

从而，由于简单地根据每帧速率的样本数操作透镜来实现聚焦，所以响应于在自动对焦当中对透镜的操作，在显示单元20上示出的焦点标记保持不时地改变，并且最终它显示指示已经实现聚焦的特定焦点标记。

图5描述了本发明的实施方式中的焦点标记的改变。图5的(A)～(F)分别对应于图4中的时间A至F。自动对焦当中的焦点标记30被显示为矩形框，并且随着时间流逝(每次透镜移动到一个样本步长位置)，它的尺寸变小，如图5中所示的那样，并且一旦实现对焦，被显示为十字(图5的(F))，以通知用户对焦完成。

如上所述，在正常模式下以每帧速率操作透镜的情况下，焦点标记的显示以每一帧速率进行改变。如果目标被置于以一个帧速率的曝光中传感器12没有足够的光线获得对比度数据的黑暗区域中，则透镜以与获得足够量的光线所需的时间相对应的帧速率间隔进行操作，并且焦点标记也以该特定的帧速率间隔改变。例如，如果在一个样本步长处的曝光和AF处理(在每个样本步长处比度数据的累积以及在最后样本步长处的对比度决定)需要包含两个帧速率的时间，则焦点标记30保持以每两个帧速率进行改变。在本示例中，从开始自动聚焦操作到实现聚焦所需的时间量是1秒(5×2×100ms＝1s)。这转化为焦点标记的较慢改变。

在宏模式中，如前所述，样本步长的数目大于正常模式。如果有10个样本步长，则透镜需要被操作十次以实现聚焦。在透镜以每一个帧速率进行操作的情况下，从开始自动聚焦操作到实现聚焦需要1秒(10×100ms＝1s)。并且，在这种情形下，焦点标记的显示响应于透镜操作而改变10次。如图5示出的示例中那样，焦点标记的尺寸在自动对焦当中变小，并且一旦实现聚焦它就变为十字符。在上述示例中，如果缺省设置下的焦点标记的尺寸对于正常模式和宏模式是相同的，则考虑到焦点标记在宏模式中改变的次数是在正常模式中的两倍，因而宏模式中的焦点标记尺寸的降低速率需要更低。

例如，在控制单元18中，预先存储一组由矩形焦点标记和十字形符号组成并且尺寸逐渐变小的10个焦点标记的数据。在宏模式中，从最大的矩形开始顺序示出10个矩形符号，并且一旦实现聚焦则示出十字形焦点标记。在正常模式中，由于改变的次数是宏模式中的一半，所以从最大的矩形开始每隔一个地示出矩形符号。一旦实现聚焦就示出十字形焦点标记。借助于宏模式的一组焦点标记，也很容易应用于正常模式。当然，也可以具有正常模式专有的一组焦点标记。

在透镜以每两个帧速率进行操作的正常模式中，焦点标记在透镜进行操作的每两个帧速率下可以改变5次，或者它在每一个帧速率下可以改变10次。两种方式下，焦点标记尺寸的改变速度相同。

如果在宏模式中工作时，由于目标被置于黑暗区域而在一个帧速率内的曝光中传感器12没有足够的光线来获得对比度数据，则如上述正常模式中那样，透镜需要以与获得足够光线所需的时间相对应的间隔进行操作，并且焦点标记也以该帧速率间隔改变。如果在一个样本步长处的曝光和AF处理需要包含两个帧速率的时间，则焦点标记30保持以每两个帧速率进行改变。在这种情况下，从开始自动聚焦操作到实现聚焦的时间量是2秒(10×2×100ms＝2s)。因此，焦点标记的改变速度较低。

这样，通过根据自动聚焦操作的状态来改变焦点标记，焦点标记的改变速度和焦点标记的尺寸很好地告知了用户还有多久实现聚焦。此外，它们还向用户提供对自动对焦正在进行中的确认。

在上述实施例中，描述了焦点标记的形状是如何改变的。然而，焦点标记的改变不限于形状。例如，也可以改变色彩或显示位置。在改变显示位置的情形中，开始自动对焦处的位置和对焦完成处的位置之间的距离总是恒定的，利用焦点标记的显示位置和改变速度，用户可以知道还有多长时间实现聚焦。在改变标记色彩的情况下，从开始自动聚焦操作到完成对焦，焦点标记色彩的改变图案总是恒定的。这样，如果焦点标记的色彩改变速度改变，则用户借助色彩和色彩改变速率可以知道还有多久实现聚焦。

此外，焦点标记的形状不限于在上述实施例中显示的矩形框。其可以是各种形状，只要用户可以识别自动对焦状态的进展。例如，可以使用环形焦点标记，如果它随着自动对焦操作进展而变小的话。

图6示出了本发明实施方式的过程流程图。该过程在控制单元18中操作，控制单元18根据该过程流程来控制信号处理单元16、自动聚焦驱动单元14和显示单元20。在步骤S1中，当请求自动对焦(AF)操作时(通常通过将快门按下一半)，准备照相模式(正常模式或宏模式)(S2)。在该实施方式中，需要准备照相模式，并且通过以下情况举例说明：由于照相模式，在自动对焦当中的透镜操作数目在各种情形中不同。如果没有照相模式，则不需要该过程。

在接下来的步骤中，在与预设照相模式相对应的第一样本步长的位置处操作透镜(S3)。在步骤S4中，指示第一焦点标记(例如，图5的(A)中的焦点标记)。此外，传感器12获得(S5)的图形对比度数据在步骤S6中被处理为自动聚焦数据之后被存储。在步骤S7中，如果还没有在每一个样本步长处驱动透镜，则重复步骤S3至S6中的过程。换句话说，在下一个样本步长处驱动透镜，焦点标记顺序改变，并且获得并存储在特定样本步长处的图形对比度数据。

一旦获得了在所有样本步长处的对比度数据，并且进一步随着步骤S6中的自动对焦数据处理，决定图像的图形对比度，以确定透镜被移动(S8)到的透镜聚焦位置。当透镜被驱动到焦点位置时，显示指示对焦完成的焦点标记(S9)。当借助完全按下快门来请求照相时(S10)，焦点标记消失(S11)，并且执行照相处理(S12)。

在上述实施方式中，描述了下述过程，其中自动对焦当中的焦点标记与自动对焦当中的透镜操作相对应地改变。还有另一种处理方式。首先，基于曝光时间(为对比度数据获取的目的而获得足够光线所需的时间)来计算(前面示出了这种计算的示例)对焦所需的时间，该对焦时间是通过下述信息来获得的：关于通过照相模式获得的样本步长数和图形亮度。以产生该过程中焦点标记改变次数的某个数目(例如，前面的示例中的5次或10次)，分割所计算的时间。在图6的步骤2中，除了图形亮度，还获得有关照相模式的信息。用以确定实现聚焦所需时间的计算取决于自动聚焦功能的类型而变化。需要执行用于每个功能适当的计算。

在上述实施方式中，描述了自动聚焦操作，其中透镜在预定数目的样本步长的位置处进行操作。该实施方式还可以应用于其他类型的自动聚焦操作。例如，在基于在每个样本步长处存储的对比度数据来决定对比度的情况下，通过识别峰值的末端，有时可以在获取所有样本步长处的对比度数据之前确定焦点位置。从而，如果到实现聚焦的剩余时间响应于自动聚焦操作的进展而改变，则当确定了焦点位置以将当前焦点标记的形状改变到完成聚焦之前的某个形状时，通过响应于到实现聚焦的剩余时间中的改变来改变焦点标记的改变速度而非必须一直保持改变焦点标记，并且通过省略一些中间的焦点标记，可以更新焦点标记的改变。

在通过使用诸如红外线的电磁波来测量距离以执行自动对焦的情形中，由于从开始自动聚焦操作到实现聚焦的时间被认为是恒定的，所以焦点标记可被设计成在预设量时间的整个时间内顺序改变。

本申请基于2004年9月16日递交的日本专利申请No.2004-269382，并要求其优先权，上述申请的内容通过引用结合与此.

Claims (5)

1.一种具有自动聚焦功能的图像拾取设备，包括：

显示单元，用于显示从透镜获取的照片；以及

控制单元，用于进行控制以在所述显示单元上显示示出了焦点状况的焦点标记，并且根据从开始自动聚焦操作到实现聚焦的经历时间，改变焦点标记。

2.根据权利要求1所述的图像拾取设备，其中，所述控制单元改变所述焦点标记的形状、色彩或显示位置。

3.根据权利要求1所述的图像拾取设备，其中，自动聚焦操作通过将透镜顺序驱动到预先配置的多个位置，确定焦点位置，并且其中，所述控制单元根据所述透镜被驱动到每个位置，改变焦点标记。

4.根据权利要求1所述的图像拾取设备，其中，在基于所计划的从开始自动聚焦操作到实现聚焦的第一经历时间来改变焦点标记的期间，当所述第一经历时间中到实现聚焦的剩余时间由于自动聚焦操作的进展而改变时，所述控制单元根据剩余时间的改变来更新焦点标记的改变。

5.一种用于通知自动聚焦操作中的对焦时间的方法，包括以下步骤：

当显示从透镜获取的图像时，显示示出了焦点状态的焦点标记；以及

根据从开始自动聚焦操作到实现聚焦的经历时间，改变焦点标记。

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