CN100397132C - 聚焦控制方法和聚焦控制设备 - Google Patents

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Abstract

在当移动聚焦透镜时多次获取聚焦信息，并根据所获得的聚焦信息确定焦点对准位置的聚焦控制方法中，根据聚焦透镜位置，判断聚焦透镜是将向无穷远的一端还是向最近的一端移动，当在确定的方向中移动聚焦透镜时获取聚焦信息，根据所获得的聚焦信息停止聚焦透镜，以及在相反的方向中从停止位置启动聚焦透镜。

Description

聚焦控制方法和聚焦控制设备
技术领域
本发明涉及聚焦控制方法和聚焦控制设备，具体来说，涉及通过使用由图像感测元件(该元件光电转换通过图像感测光学系统形成的对象图像)所获得的图像信号来执行自动聚焦控制的聚焦控制方法和聚焦控制设备。
背景技术
传统上，已经提出了各种建议以实现高速自动聚焦(AF)操作。例如，日本专利公开No.2002-72074说明了通过根据图像感测情况确定焦距控制中的透镜操作方向来加速自动聚焦控制的技术。
在此自动聚焦控制处理中，执行AF搜索操作，其中当在快门按钮被半按下的过程中移动聚焦透镜时，在不同的位置从CCD获得图像信号，根据所获得的图像信号的对比度分量获得评价值。此时，在AF搜索操作开始时检测聚焦位置和变焦位置。如果当前聚焦位置位于聚焦检测区域中的短距离一侧，则从最近的距离到无穷远的方向被确定为搜索方向。另一方面，如果当前聚焦位置位于聚焦检测区域中的长距离一侧，则从无穷远到最近的距离的方向被确定为搜索方向。此外，如果当前变焦位置位于广角的一侧，则搜索方向被设置为从最近的距离到无穷远。如果当前变焦位置位于摄远一侧，则搜索方向被设置为从无穷远到最近的距离。
在上文所描述的现有技术中，在AF搜索操作开始时，根据聚焦位置和变焦位置确定搜索方向。因此，甚至在物体以高概率存在于长距离一侧的情况下，也可以从最近的距离一侧开始搜索。
另外，始终从最近的一端或无穷远的一端开始搜索。因此，当在AF搜索操作开始时物体存在于聚焦位置附近时，聚焦透镜移动和搜索操作不必要地执行，阻止了自动聚焦控制处理过程的加速。
发明内容
本发明是在考虑到上述情况作出的，并将进一步加速自动聚焦控制处理作为其目的。
根据本发明，通过提供在移动聚焦透镜时多次获取聚焦信息，并根据所获得的聚焦信息确定焦点对准位置的聚焦控制方法，来实现前述的目的，该方法包括：
判断步骤，在焦点对准位置的确定过程之前，根据当前聚焦透镜位置来判断聚焦透镜是将向无穷远的一端还是向最近的一端移动(S401)；
聚焦信息获取步骤，当以第一预先确定的速度在判断步骤中判断的方向中从当前位置移动聚焦透镜时获取聚焦信息(S402)；以及
聚焦步骤，根据在聚焦信息获取步骤中获取的聚焦信息，停止移动聚焦透镜(S404，S405)，以及，在保持获取聚焦信息的时间间隔的同时，以第二预先确定的速度在与聚焦信息获取步骤中聚焦透镜的移动方向相反的方向中从停止位置开始移动聚焦透镜(S432，S441-S444)，
其中所述第一预先确定的速度比所述第二预先确定的速度快。
根据本发明的另一个方面，通过提供在移动聚焦透镜时多次获取聚焦信息，并根据所获得的聚焦信息确定焦点对准位置的聚焦控制方法，也可以实现前述的目的，该方法包括：
判断步骤，在焦点对准位置的确定过程之前，根据当前聚焦透镜位置来判断聚焦透镜是将向无穷远的一端还是向最近的一端移动(S401)；
聚焦信息获取步骤，当以第一预先确定的速度在判断步骤所判断的方向中从当前位置移动聚焦透镜时，获取聚焦信息(S421)；以及
聚焦步骤，根据在聚焦信息获取步骤中获取的聚焦信息，从无穷远的一端和最近的一端中之一移动聚焦透镜(S432，S441-S444)，如果透镜的移动方向是向最近的一端则确定聚焦位置的存在/不存在，以及当确定了存在时，在保持获取聚焦信息的时间间隔的同时，以第二预先确定的速度从最近的一端移动聚焦透镜至确定了聚焦位置的存在的位置(S432)，
其中所述第一预先确定的速度比所述第二预先确定的速度快。
在本发明的另一个方面，通过提供一种聚焦控制设备也可以实现前述的目的，该聚焦控制设备具有聚焦信息获取单元(14)，使该聚焦信息获取单元在移动聚焦透镜时多次获取聚焦信息，以及根据所获得的聚焦信息确定焦点对准位置，包括：
控制单元(15)，其在焦点对准位置的确定处理之前进行控制，以根据当前聚焦透镜位置来判断聚焦透镜是将向无穷远的一端还是向最近的一端移动，使聚焦信息获取单元在以第一预先确定的速度于确定的方向中从当前位置移动聚焦透镜时获取聚焦信息，根据所获得的聚焦信息停止移动聚焦透镜，以及，在保持获取聚焦信息的定时的同时，以第二预先确定的速度在与前一移动方向相反的方向中从停止位置开始移动聚焦透镜，
其中所述第一预先确定的速度比所述第二预先确定的速度快。
在本发明的又一个方面，通过提供一种聚焦控制设备也可以实现前述的目的，该聚焦控制设备具有聚焦信息获取单元(14)，使该聚焦信息获取单元在移动聚焦透镜时多次获取聚焦信息，并根据所获得的聚焦信息确定焦点对准位置，该设备包括：
控制单元(15)，其在焦点对准位置的确定处理之前进行控制，以使聚焦信息获取单元在根据当前聚焦透镜位置所确定的方向，以第一预先确定的速度从当前位置移动聚焦透镜时获取聚焦信息，以及，从无穷远的一端和最近的一端中之一移动聚焦透镜，根据所获取的聚焦信息，如果透镜的移动方向是向最近的一端则确定聚焦位置的存在/不存在，以及当确定了存在时，在保持获取聚焦信息的时间间隔的同时，以第二预先确定的速度从最近的一端移动所述聚焦透镜至确定了聚焦位置的存在的位置，
其中所述第一预先确定的速度比所述第二预先确定的速度快。
在本发明的再一个方面，通过提供一种图像感测设备也可以实现前述的目的，该设备包括：
如前所述的聚焦控制设备；以及
固态图像感测单元(5)，
其中，所述聚焦控制设备的所述聚焦信息获取单元(14)根据从所述固态图像感测单元输出的图像信号来获取聚焦信息。
通过下面的参考附图进行的详细描述，本发明的其他特点和优点将变得显而易见，其中，类似的参考字符在整个图中表示相同或类似的部分。
附图说明
本说明书收入的并构成本说明书的一部分的附图说明了本发明的实施例，与说明书一起，用于说明本发明的原理。
图1是显示根据本发明的一个实施例的图像感测设备的示意布局的方框图；
图2是说明根据本发明的该实施例的图像感测模式中的处理过程的流程图；
图3是显示根据本发明的该实施例的AF处理过程的流程图；
图4是显示当执行图3所示的AF处理过程时聚焦透镜的移动的视图；
图5是显示当执行图3所示的AF处理过程时聚焦透镜的移动的视图；
图6是显示图4中情况1中的聚焦透镜移动和AF评价值之间的关系的视图；
图7是照片空间的说明视图；以及
图8是照片空间的说明视图。
具体实施方式
下面将根据附图详细描述本发明的优选实施例。
图1是显示根据本发明一个实施例的图像感测设备的布局的方框图。参考图1，参考编号1表示图像感测设备；2表示变焦透镜组；3表示聚焦透镜组；4表示控制通过包括变焦透镜组2和聚焦透镜组3的图像感测光学系统的光量并还控制对固态图像感测元件5(稍后描述)的曝光的光圈。图像感测透镜镜筒31包括变焦透镜组2、聚焦透镜组3以及光圈4。参考编号5表示由CCD或CMOS传感器代表的固态图像感测元件(下面被称为“CCD”)。在CCD 5的光接收表面上形成其光量受光圈4控制的物体的光学图像。CCD 5对形成的物像进行光电转换，并输出电图像信号。
图像感测电路6接收从CCD 5输出的图像信号，并执行各种图像处理以生成预先确定的图像信号。A/D转换电路7将由图像感测电路6生成的模拟图像信号转换为数字图像信号(图像数据)。诸如缓冲存储器之类的存储器(VRAM)8临时存储从A/D转换电路7输出的图像数据。D/A转换电路9读出存储在VRAM 8中的图像信号，并将其转换为具有适合于重放显示的格式的模拟图像信号。诸如液晶显示设备之类的图像显示设备(下面被简称为“LCD”)10显示该模拟图像信号。当由CCD 5所获得的图像通过VRAM 8和D/A转换电路9按顺序显示在LCD 10上而不将数据存储在存储器12(稍后描述)中时，可以实现电子取景器功能。
诸如半导体存储器之类的存储器12存储图像数据。可以从图像感测设备1分离的诸如快闪存储器或卡状或棒状的快闪存储器之类的半导体存储器被用作存储器12。也可以使用诸如硬盘或软盘之类的磁存储介质或任何其他形式的存储器。
压缩/展开电路11包括压缩电路和展开电路。压缩电路读出临时存储在VRAM 8中的图像数据，并执行压缩处理或编码处理，以将数据转换为适合于存储在存储器12中的格式。展开电路执行解码处理或展开处理，以将存储在存储器12中的图像数据转换为适合于重放显示的格式。例如，当对操作开关24(稍后描述)的重放开关(未显示)进行操作以设置图像感测模式时，对释放开关进行操作，以指令曝光/记录操作，执行下列过程。首先，以上文所描述的方式临时存储在VRAM 8中的图像数据通过压缩/展开电路11的压缩电路来压缩和编码，并被存储在存储器12中。当设置重放模式时，启动重放操作，并执行下列处理。存储在存储器12中的图像数据通过压缩/展开电路11的展开电路解码和展开，并被临时存储在VRAM 8中。通过上文所描述的处理，通过D/A转换电路9，临时存储在VRAM8中的图像数据被再现并显示在LCD 10上。
包括用于进行算术处理的存储器的CPU 15控制整个图像感测设备1。AE处理电路13根据从A/D转换电路7输出的数字图像信号执行自动曝光(AE)处理。AE处理电路13通过执行诸如对一个帧的接收到的数字图像信号的亮度值进行累加之类的算术处理，来计算对应于物体的亮度的AE评价值。AE评价值被输出到CPU 15。
AF处理电路14根据从A/D转换电路7输出的数字图像信号执行自动聚焦(AF)控制处理。AF处理电路14借助于通过高通滤波器(HPF)提取一个帧的输入数字图像信号的高频分量并执行诸如累加之类的算术处理，从而计算对应于例如高频一侧上的轮廓成分量的AF评价值。
定时发生器(TG)16生成预先确定的定时信号。CCD驱动器17对CCD 5进行操作。TG 16将预先确定的定时信号输出到CPU15、图像感测电路6以及CCD驱动器17。CPU 15与定时信号同步地执行各种控制。在从TG 16接收定时信号时，图像感测电路6与定时信号同步地执行诸如色度信号分离之类的各种图像处理。在从TG 16接收定时信号时，CCD驱动器17与定时信号同步地对CCD5进行操作。
光圈操作马达21对光圈4进行操作。第一马达操作电路18控制光圈操作马达21的操作。聚焦操作马达22对聚焦透镜组3进行操作。第二马达操作电路19控制聚焦操作马达22的操作。变焦操作马达23对变焦透镜组2进行操作。第三马达操作电路20控制变焦操作马达23的操作。操作开关24包括各种开关。
CPU 15控制第一马达操作电路18、第二马达操作电路19以及第三马达操作电路20。如此，CPU 15通过光圈操作马达21、聚焦操作马达22以及变焦操作马达23来分别控制光圈4、聚焦透镜组3以及变焦透镜组2的操作。具体来说，CPU 15执行AE控制，其中通过根据由AE处理电路13计算出的AE评价值，控制第一马达操作电路18来操作光圈操作马达21，从而将光圈4的孔径量调整到适当的值。CPU 15也执行AF控制，其中通过根据由AF处理电路14计算出的AF评价值控制第二马达操作电路19来操作聚焦操作马达22，从而将聚焦透镜组3移动到焦点对准位置。当对操作开关24的变焦开关(未显示)进行操作时，CPU 15执行图像感测光学系统的定标操作(变焦操作)，其中通过控制第三马达操作电路20以控制变焦操作马达23的操作，从而移动变焦透镜组2。
操作开关24包括，例如，用于激活图像感测设备1并提供电源的主电源开关，用于启动图像感测操作(存储操作)的释放开关，用于启动重放操作的重放开关，以及用于改变变焦放大倍数，即，指示移动变焦透镜组2的变焦开关。在此实施例中，释放开关是具有第一冲程(下面简称为“SW1”)和第二冲程(下面简称为“SW2”)的双冲程开关。SW1生成指令信号以在图像感测操作之前启动AE处理和AF处理。SW2生成指令信号以启动实际感测和记录图像的曝光/记录操作。
EEPROM 25是电可重写只读存储器，并预先存储了用于执行各种控制的程序和用于执行各种操作的数据。参考编号26表示电池；28表示电子闪光部件；27表示用于控制电子闪光部件28的光发射的开关电路；29表示诸如LED之类的表示告警的指示器；30表示通过声音提供指导或告警的扬声器。
下面将参考图2所示的流程图描述根据此实施例的图像感测设备1的图像感测操作。
当图像感测设备1的主电源开关为ON，且图像感测设备1处于图像感测(记录)模式时，执行图像感测处理序列。
在步骤S1中，如上所述，CPU 15通过图像感测电路6、A/D转换电路7、VRAM 8和D/A转换电路9作为图像在LCD 10上显示物体的光学图像，该光学图像是通过图像感测透镜镜筒31在CCD 5上形成的。
在步骤S2中，确认释放开关的状态。当摄影师对释放开关进行操作，且CPU 15确认SW1被打开时，流程转到步骤S3以执行正常的AE过程。在步骤S4中，执行AF过程。在AF处理过程中，获取聚焦透镜组3的位置，在此由CCD 5获取的图像信号的高频分量的量被最大化。CPU 15通过第二马达操作电路19控制聚焦操作马达22以将聚焦透镜组3移到所获取的位置。稍后将详细描述在步骤S4中执行的AF处理过程。
检查AF处理过程的结果。如果可靠性高，则在步骤S5中通知用户AF处理过程已经成功地完成。如果可靠性低，则通知用户AF处理过程失败。在成功的情况下，例如通过使指示器29发光、在LCD 10上显示绿框架或消息，或从扬声器30中生成声音来产生通知。在失败的情况下，例如通过使指示器29闪烁、在LCD 10上显示黄色框架或消息，或从扬声器30中生成声音来产生通知。上文所描述的通知方法和技术仅仅是示例，但是本发明不仅限于这些示例。
在如此结束预先确定的AF处理过程之后，CPU 15在步骤S6中确认SW2。如果SW2为OFF，在步骤S9中确认SW1。如果SW1也为OFF，则流程返回到步骤S2。如果SW1为ON，则流程返回到步骤S6以再次确认SW2。如果SW2在步骤S6中为ON，则流程转到步骤S7以执行曝光处理过程以记录物像。在步骤S8中，如上所述，通过曝光所获得的图像通过CCD 5、图像感测电路6、A/D转换电路7、VRAM 8以及压缩/展开电路11存储在存储器12中。
下面将参考图3中的流程图详细描述步骤S4中执行的根据此实施例的AF处理过程。
首先，在图2中的步骤S2中接通SW1，在步骤S4开始AF处理过程。在步骤S401中，获取聚焦透镜组3的当前位置，判断聚焦透镜组3相对于预先确定的位置是位于无穷远一侧还是位于最近的距离一侧。如果聚焦透镜组3位于无穷远一侧，则流程转到步骤S402。如果聚焦透镜组3位于最近的距离一侧，则流程转到步骤S421。根据被称为表示物体存在的概率以及按照焦距(图像感测场角)、亮度和图像感测距离分类的概率的照片空间的数据库，为每一个变焦位置设置充当标准的预先确定的位置。下面将详细描述如何确定预先确定的位置。
当聚焦透镜组3相对于预先确定的位置位于无穷远一侧时，在步骤S402中，朝着无穷远的一端移动聚焦透镜组3，且AF处理电路14以上文所描述的方式获取AF评价值。此时，当聚焦操作马达22以可能的最大速度对聚焦透镜组3进行操作时，以预先确定的时间间隔获取AF评价值。以最大速度获取AF评价值的过程以下将被称为“高速AF操作”。通过高速AF操作所获得的AF评价值可能是不足的。在步骤S403中，判断是否要停止移动聚焦透镜组3。每次在步骤S402中获取新的AF评价值时，将它与预先获得的AF评价值进行比较。如果新获得的AF评价值比前一AF评价值小预先确定的量，则对减小计数器进行增大。否则，清除减小计数器。当减小计数器的值到达预先确定的值(预先确定的计数)，则判断应该停止移动。即，在步骤S403中的移动停止判断中，判断AF评价值是否已经连续地按预先确定的次数减小了预先确定的量。
如果根据步骤S403中的移动停止判断的结果判断以停止移动(步骤S404中的“是”)，则流程转到步骤S405以停止对聚焦透镜组3进行操作。然后，流程转到步骤S431。
否则(步骤S404中为“否”)，流程转到步骤S411以判断聚焦透镜组3是否已经到达无穷远的一端。如果在步骤S411中为“否”，则流程返回到步骤S402以重复上文所描述的过程。如果在步骤S411中为“是”，则流程转到步骤S405停止对聚焦透镜组3进行操作。然后，流程转到步骤S431。
当实际必须判断应该停止移动时，在步骤S404中可能错误地判断不停止移动，因为由高速AF操作所获得的AF评价值不足，如上所述。即使错误地判断移动停止，再次在该位置获得AF评价值，正如稍后所描述的。因此，可以始终检测焦点对准位置，尽管AF处理过程所需的时间比较长。相反，当不应该停止移动时，不能错误地判断停止移动。这是因为不能检测到焦点对准位置。
为防止步骤S403中的上文所描述的后一种判断错误，要与AF评价值的缩小量进行比较的预先确定的值被设置得相对比较大，或要与减小计数器的值进行比较的预先确定的值(预先确定的计数)被设置得相对比较大。这还适用于加速/减速操作。不需要将AF评价值获取时间与操作加速(减速)时间同步，以准确地知道AF评价值获取位置(聚焦透镜位置)。当将要获取AF评价值以准确地获取正常的焦点对准位置时，必须准确地知道AF评价值获取位置。然而，在高速AF操作中，只需要判断是否存在焦点对准点。因此，在AF评价值获取过程中，可以通过马达的加速/减速改变聚焦操作马达22的操作速度。
当在步骤S401中判断聚焦透镜组3当前相对于预先确定的位置位于最近的距离一侧时，流程转到步骤S421，以便当朝着最近的一端执行高速AF操作时以预先确定的间隔获取AF评价值。
在步骤S422中，判断峰值是否存在。每次在步骤S421中获取新的AF评价值时，将它与预先获得的AF评价值进行比较。如果新获得的AF评价值比前一AF评价值大预先确定的量，则检查减小计数器的值。如果减小计数器的值为0，则增大计数器被增加。如果减小计数器的值不为0，则增大计数器被设置为1，而减小计数器被设置为0。如果AF评价值减小预先确定的量，则减小计数器被增加。检查增大计数器和减小计数器的值。当两个计数器的值等于或大于预先确定的值(预先确定的计数)，则判断检测峰值。即，在步骤S422中的峰值存在/不存在检测中，判断AF评价值是否已经连续地按预先确定的次数增大了预先确定的量，然后是否连续地按预先确定的次数减小了预先确定的量。
如果根据在步骤S422中的峰值存在/不存在判断的结果判断存在峰值(在步骤S423中为“是”)，则流程转到步骤S424以设置峰值检测标志。然后，流程转到步骤S425。否则(在步骤S423中为“否”)，流程直接转到步骤S425。
类似于对无穷远的一端的高速AF操作，当必须实际判断存在峰值时，在步骤S423中可能错误地判断不存在峰值，因为由高速AF操作所获得的AF评价值不足。即使错误地执行峰值检测，也会在该位置再次获得AF评价值，正如稍后所描述的，类似于对无穷远的一端的操作。因此，可以始终检测焦点对准位置，尽管AF处理过程所需的时间比较长。相反，当必须判断不存在峰值时，不能错误地判断存在峰值。这是因为不能检测到焦点对准位置。
为防止步骤S422中的上文所描述的后一种判断错误，例如，要与AF评价值的增大或减小量进行比较的预先确定的值被设置得相对比较大，或要与增大或减小计数器的值进行比较的预先确定的值(预先确定的计数)被设置得相对比较大。这还适用于加速/减速操作。不需要将AF评价值获取时间与操作加速(减速)时间同步，以准确地知道AF评价值获取位置(聚焦透镜位置)。
在步骤S425中，判断聚焦透镜组3是否已经到达最近的一端。如果在步骤S425中为“否”，则流程返回到步骤S421以重复上文所描述的过程。如果在步骤S425中为“是”，则流程转到步骤S426以停止对聚焦透镜组3进行操作。然后，流程转到步骤S431。
如上所述，在此实施例中，首先，判断聚焦透镜组3的操作方向。然后，朝着无穷远的一端或最近的一端，以高速度对聚焦透镜组3进行操作。在此高速AF操作中，获得AF评价值。根据所获得的AF评价值，检测在到达聚焦透镜组3的正常AF操作开始位置(无穷远的一端或最近的一端)之前，是否显然存在AF评价值的峰值。如果判断当聚焦透镜组3正在被朝着无穷远的一端操作时存在峰值，则操作立即停止。当聚焦透镜组3正在被朝着最近的一端操作时，只存储检测到峰值而不停止操作。当聚焦透镜组3正在被朝着无穷远的一端操作时停止操作的原因如下。当在判断存在峰值的点的最近的距离一侧清楚地存在物体时，远的和近的物体竞争(即，当存在两个峰值时)，原则上，最近的距离一侧的物体被设置成焦点对准。因此，在朝着无穷远的一端的操作中，甚至在无穷远的一侧存在物体的情况下，也不必获取其焦点对准位置。
相反，在朝着最近的一端操作聚焦透镜组3时，甚至在判断存在峰值的情况下，在该位置的最近的距离一侧可能存在另一个物体。因此，必须检查另一个物体的存在/不存在。为此，只存储检测到峰值，聚焦透镜组3的操作被持续到最近的一端。当判断存在峰值时，可以限制从最近的一端的聚焦透镜组3的操作范围。因此，只存储是否检测到峰值。
在步骤S431中，检查变焦位置和峰值检测标志。当变焦位置相对于预先确定的位置位于WIDE(广角)一侧或设置了峰值检测标志时，流程转到步骤S432。否则，即，当变焦位置相对于预先确定的位置位于TELE(远摄)一侧以及没有设置峰值检测标志时，流程转到步骤S441。
在步骤S432中，按聚焦透镜组3的操作间隔(这大约为图像平面的深度的3到5倍)获取AF评价值。下面，此过程将被称为“粗略扫描(rough scan)”。粗略扫描的操作间隔比高速AF操作的操作间隔窄。在此实施倒中，获取AF评价值的时间间隔对于粗略扫描和高速AF操作保持相同，但聚焦透镜组3在粗略扫描中比在高速度AF扫描中移动得慢。
在下列三种情况下，流程转到步骤S432。
1)朝着无穷远的一端执行高速AF操作，并判断变焦位置位于WIDE一侧。
2)朝着最近的一端执行高速AF操作，并判断变焦位置位于WIDE一侧，虽然没有设置峰值检测标志。
3)朝着最近的一端执行高速AF操作，并设置峰值检测标志。
在情况1)中，从无穷远的一端或在步骤S404中停止聚焦透镜组3的位置执行粗略扫描。在情况2)中，从最近的一端执行粗略扫描，直到检测到峰值。在情况3)中，从最近的一端到朝着无穷远的一端与峰值检测位置相距预先确定的间隔的位置执行粗略扫描。在步骤S433中，从在步骤S432中获得的AF评价值中获取焦点对准位置，聚焦透镜组3被操作到焦点对准位置，且流程转到图2中的步骤S5。
在步骤S441中，按聚焦透镜组3的操作间隔(这大约为焦距的深度的10倍)获取AF评价值。下面，此过程将被称为“粗扫描(coarse scan)”。粗扫描的操作间隔比高速AF操作的操作间隔窄，比粗略扫描的操作间隔宽。在此实施例中，获取AF评价值的时间间隔对于粗扫描和高速AF操作保持相同，但聚焦透镜组3在粗扫描中比在高速度AF扫描移动得慢，且比粗略扫描中移动得快。
在此情况下，由于获取AF评价值的操作间隔非常宽，因此，可以比粗略扫描更高的速度执行AF，尽管聚焦精度存在问题。因此，在粗扫描之后，需要再次以较细的间隔执行操作。依据焦距，此时的操作间隔为焦距的深度的1到2倍。此操作将被叫做“调整操作”，其中按操作间隔获取AF评价值。在下列两种情况下，流程转到步骤S441。
1)朝着无穷远的一端执行高速AF操作，并判断变焦位置位于TELE一侧。
2)朝着最近的一端执行高速AF操作，没有设置峰值检测标志，判断变焦位置位于TELE一侧。
在情况1)中，从无穷远的一端或在步骤S404中停止聚焦透镜组3的位置执行粗扫描。在情况2)中，从最近的一端执行粗扫描，直到检测到峰值。在步骤S442中，从通过粗扫描获得的AF评价值中获取临时焦点对准位置。获取焦点对准位置的方法与粗略扫描的相同。如果AF评价值的可靠性在此阶段低，在图2中的步骤S5中显示AFNG。在此情况下，从步骤S443的处理过程不会执行，虽然在图3中没有说明。
如果AF评价值的可靠性高，在步骤S442中获取临时焦点对准位置，在步骤S443中将聚焦透镜组3操作到从临时焦点对准位置移动预先确定的量的调整操作开始位置。在步骤S444中，执行调整操作。在步骤S445中，从所获得的AF评价值中获取焦点对准位置，并将聚焦透镜组3移动到该位置。
如上所述，当没有设置峰值检测标志，并且变焦位置位于TELE一侧时，AF处理可以通过执行粗扫描以较高的速度执行。
下面将参考图4到6描述当执行图3的流程图所示的AF处理时聚焦透镜组3的移动的概况。在图4和5中，为了描述方便，聚焦透镜组3的可移动范围从无穷远到最近的距离按顺序被分成Zone0到Zone3。在步骤S401中用于判断是应该朝着最近的一端还是无穷远的一端移动聚焦透镜组的预先确定的位置位于Zone2和Zone3之间的边界处。
图4显示了对应于步骤S432和S433中的处理过程的操作。情况1和2显示了朝着无穷远的一端执行高速AF操作，变焦位置位于WIDE一侧。情况3显示了朝着最近的一端执行高速AF操作，变焦位置位于WIDE一侧，虽然没有检测到峰值。情况4显示了朝着最近的一端执行高速AF操作，并检测到峰值。
还将参考图6描述情况1。首先假设聚焦透镜组3位于Zone2中，物体存在于Zone0中。聚焦透镜组3相对于预先确定的位置位于无穷远一侧(在从Zone0到Zone2的范围中)(图6中的位置“O”)。因此，首先通过高速AF操作朝着无穷远的一端操作聚焦透镜组3(图6中的“a”)。当检测到AF评价值的峰值时，停止聚焦透镜组3(图6中的位置“A”)。由于变焦位置位于WIDE一侧，因此，从停止位置朝着最近的一端执行粗略扫描(图6中的“b”)。在情况1中，如上所述，物体存在于Zone0中。在此情况下，可以执行粗略扫描，直到Zone0的最近的距离一侧的结束(图6中的位置“B”)。或者，在检测到AF评价值的峰值之后，可以在预先确定的范围中执行粗略扫描。粗略扫描可以持续到最近的一端以检测最近的距离一侧的另一个物体。
从通过粗略扫描获取的来自AF处理电路14的输出(AF评价值)获取AF评价值被最大化的位置(图6中的“C”)。将聚焦透镜组3被操作到该位置。
在此实施例中，并不总是需要按聚焦透镜组3的操作间隔获取AF评价值。替代地，当适当地跳过聚焦透镜组3的操作间隔时获取AF评价值。因此，在图6所示的点a1、a2和a3可以不获取AF评价值，虽然在焦点对准位置C不获取AF评价值。在此情况下，根据AF评价值被最大化的点以及该点之前和之后的点处的AF评价值，计算焦点对准位置“C”。
在执行插入以获取AF评价值被最大化的点(图6中的位置“C”)之前，评估AF评价值的可靠性。如果可靠性充分高，获取AF评价值被最大化的点，在图2中的步骤S5中显示AFOK。如果AF评价值的评估的可靠性低，在图2中的步骤S5中显示AFNG，而不获取AF评价值被最大化的点。
在情况1中，如果由于例如物体的低反差而在高速AF操作的过程中没有检测到对应于物体的AF评价值的峰值，则将聚焦透镜组3操作到相应于无穷远距离的位置。然后，从该位置到最近的距离一侧执行扫描。
下面将描述图4所示的情况2。在此情况下，首先假设聚焦透镜组3位于Zone1中，而物体存在于Zone2中。聚焦透镜组3相对于预先确定的位置位于无穷远一侧(在从Zone0到Zone2的范围中)。因此，首先通过高速AF操作朝着无穷远的一端操作聚焦透镜组3。在此高速AF操作的过程中，没有检测到对应于物体的AF评价值的峰值。因此，将聚焦透镜组3操作到无穷远的一端。由于变焦位置位于WIDE一侧，从无穷远的一端朝着最近的一端执行粗略扫描。在情况2中，如上所述，物体存在于Zone2中。因此，可以执行粗略扫描，直到Zone2的一端。甚至在此情况下，在检测到AF评价值的峰值之后，对于预先确定的范围可以进一步持续粗略扫描，或者，粗略扫描可以持续到最近的一端以检测最近的距离一侧的另一个物体，如在情况1中那样。
从通过粗略扫描获取的来自AF处理电路14的输出(AF评价值)获取AF评价值被最大化的位置。将聚焦透镜组3操作到该位置。
下面将描述图4所示的情况3。在此情况下，首先假设聚焦透镜组3位于Zone3中，而物体存在于Zone2中。聚焦透镜组3相对于预先确定的位置位于最近的距离一侧(在Zone3中)。因此，首先通过高速AF操作朝着最近的一端操作聚焦透镜组3。在此高速AF操作的过程中，没有检测到对应于物体的AF评价值的峰值。因此，没有设置峰值检测标志，并将聚焦透镜组3操作到最近的一端。由于变焦位置位于WIDE一侧，从最近的一端朝着无穷远的一端执行粗略扫描。在情况3中，执行粗略扫描，直到检测到对应于物体的AF评价值的峰值。
从通过粗略扫描获取的来自AF处理电路14的输出(AF评价值)获取AF评价值被最大化的位置。将聚焦透镜组3移动到该位置。
下面将描述图4所示的情况4。在此情况下，首先假设聚焦透镜组3位于Zone3中，而物体存在于聚焦透镜组3的最近的距离一侧。聚焦透镜组3相对于预先确定的位置位于最近的距离一侧(在Zone3中)。因此，首先通过高速AF操作朝着最近的一端操作聚焦透镜组3。在此高速AF操作的过程中，检测到对应于物体的AF评价值的峰值。因此，设置峰值检测标志，并将聚焦透镜组3操作到最近的一端。在此情况下，由于设置了峰值检测标志，因此，独立于变焦位置，从最近的一端朝着无穷远的一端执行粗略扫描。在情况4中，执行粗略扫描，直到与通过高速AF操作检测到的最近的一端最接近的AF评价值的峰值的附近。
从通过粗略扫描获取的来自AF处理电路14的输出(AF评价值)获取AF评价值被最大化的位置。将聚焦透镜组3操作到该位置。
在情况4中，如果峰值检测失败，没有设置峰值检测标志，并通过高速AF操作将聚焦透镜组3操作到最近的一端。在此情况下，如果变焦位置位于WIDE一侧，则执行上文所描述的情况3中的控制。如果变焦位置位于TELE一侧，则参考图5中的情况2中的控制执行稍后将描述的控制。
接下来将参考图5描述对应于步骤S441到S445中的过程的聚焦透镜的移动。在图5中，变焦位置位于预先确定的值的TELE一侧。
在图5所示的情况1中，首先假设聚焦透镜组3位于Zone2中，且物体存在于Zone1中。聚焦透镜组3相对于预先确定的位置位于无穷远一侧(在从Zone0到Zone2的范围中)。因此，首先通过高速AF操作朝着无穷远的一端移动聚焦透镜组3。如果由于例如宽的扫描间隔而在高速AF操作的过程中没有检测到对应于物体的AF评价值的峰值，则将聚焦透镜组3移动到无穷远的一端。由于变焦位置位于TELE一侧，从无穷远的一端朝着最近的一端执行粗扫描。在情况1中，如上所述，物体存在于Zone2中。在此情况下，执行粗扫描，直到Zone2终止。然而，在检测到AF评价值的峰值之后，对于预先确定的范围可以进一步持续粗略扫描，或者，粗略扫描可以持续到最近的一端以检测最近的距离一侧的另一个物体，如上所述。
从通过粗扫描获取的来自AF处理电路14的输出(AF评价值)获取AF评价值被最大化的位置，该位置被定义为临时焦点对准位置。从临时焦点对准位置向最近的距离一侧(在粗扫描结束时聚焦透镜组3存在的一侧)移动根据焦距确定的预先确定的范围的位置被设置为调整扫描开始位置。将聚焦透镜组3操作到该位置，并执行调整扫描。
从调整扫描结果中获取AF评价值被最大化的位置。将聚焦透镜组3操作到该位置。
在情况1中，物体存在于Zone1中。甚至在物体位于Zone3中的情况下，执行相同操作。当在高速AF操作的过程中检测到对应于Zone1中的物体的AF评价值的峰值时，则聚焦透镜组3在该位置停止，而不被操作到无穷远的一端。然后，从停止位置朝着最近的一端执行粗扫描。
下面将描述图5所示的情况2。在此示例中，首先假设聚焦透镜组3位于Zone3中，而物体存在于Zone1中。聚焦透镜组3相对于预先确定的位置位于最近的距离一侧(Zone3)。因此，首先通过高速AF操作朝着最近的一端操作聚焦透镜组3。在高速AF操作的过程中，没有检测到对应于物体的AF评价值的峰值。因此，没有设置峰值检测标志，并将聚焦透镜组3操作到最近的一端。由于没有设置峰值检测标志，并且变焦位置位于预先确定的值的TELE一侧，因此，从最近的一端朝着无穷远的一端执行粗扫描。在情况2中，执行粗扫描，直到检测到对应于物体的AF评价值的峰值。
从通过粗扫描获取的来自AF处理电路14的输出(AF评价值)获取AF评价值被最大化的位置，该位置被定义为临时焦点对准位置。从临时焦点对准位置向无穷远一侧(在粗扫描结束时聚焦透镜组3存在的一侧)移动根据焦距确定的预先确定的范围的位置被设置为调整扫描开始位置。将聚焦透镜组3操作到该位置，并执行调整扫描。
从调整扫描结果中获取AF评价值被最大化的位置。将聚焦透镜组3操作到该位置。
下面将描述确定在此实施例的步骤S401中用于判断是应该朝着无穷远的一端还是最近的一端操作聚焦透镜的预先确定的位置(阈值)的方法。
在此实施例中，根据称为表示物体存在的概率以及按照焦距(图像感测场角)、亮度和图像感测距离分类的概率的照片空间的数据库，为每一个变焦位置设置预先确定的值。
图7和8是显示了照片空间的示例的视图。
图7显示了当f＝45mm时相对于亮度和物距的物体存在概率，图8显示了当f＝116mm时物体存在概率。从图7和8所示的存在概率可以看出，当比较明亮时，常常感测到无穷远处的物体。然而，当比较暗时，物体位置依据焦距的情况而变化。当f＝45mm时，物体分布在从大约50cm到几十米的范围内。当f＝116mm时，物体集中在3m附近。
一般而言，优选情况下，确定聚焦透镜组3的操作开始位置，以便当比较明亮时或当比较暗时根据焦距，从无穷远的一侧快速获取物体存在概率高的范围中的AF评价值。
在本发明中，根据上文所描述的原理，无穷远的一端和最近的一端中的哪一个将被用作粗略扫描或粗扫描的开始位置，即，用于确定高速AF操作的方向的阈值，对于每一个焦距(变焦位置)和亮度来确定。
下面将描述当35mm的胶片摄影机的焦距被定义为f时阈值的示例。
  在明亮状态下(Bv＞4)   在黑暗状态下(Bv≤4)
 f≤28mm   对应于90cm的位置   对应于100cm的位置
 28mm＜f≤70mm   对应于80cm的位置   对应于100cm的位置
 70mm＜f≤140mm   对应于62.5cm的位置   对应于100cm的位置
 140mm＜f≤200mm   对应于125cm的位置   对应于200cm的位置
 200mm＜f   对应于120cm的位置   对应于200cm的位置
在此示例中，最近的图像感测距离为50cm，直到f＝140mm，或当焦距更长时为1m。
从此示例中可以看出，在短焦距中，以高概率感测位于短距离处的物体。因此，与长焦距相比在无穷远一侧设置阈值。当比较黑暗时，主要执行使用电子闪光灯的图像感测或夜景的图像感测。因此，图像感测距离被限于来自电子闪光灯的光可以到达的范围(2到3m)或长距离。因此，与比较明亮时相比在无穷远一侧设置阈值。
在上文所描述的实施例中，图像感测设备1通过使用固态图像感测元件来感测图像。然而，本发明也可以适用于使用卤化银薄膜的图像感测设备。在此情况下，单独地提供能够获取用于焦距控制的AF评价值的结构。
在上述说明中，当存在多个物体时，焦点被置于最近的物体上。然而，本发明不仅限于此。根据图像感测模式可以选择用于以优先级进行聚焦的物距。例如，为将焦点调整到具有优先级的较远的物体，图3所示的过程中的朝着无穷远的一端和最近的一端的操作中的控制被颠倒到上述说明的情况。
<其他实施例>
通过直接或间接地将实现前述的实施例的功能的软件程序提供到系统或设备，用系统或设备的计算机读取所提供的程序代码，然后执行程序代码，可以实现本发明。在此情况下，只要该系统或设备具有程序的功能，则实现的模式不必依赖程序。
相应地，由于通过计算机实现本发明的功能，安装在计算机中的程序代码也实现了本发明。换句话说，本发明的权利要求还涵盖了用于实现本发明的功能的计算机程序。
在此情况下，只要系统或设备具有程序的功能，则程序可以以任何形式来执行，如目标代码、由解释器执行的程序，或提供到操作系统的脚本数据。
可以用于提供程序的存储介质的示例有：软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁带、非易失性类型的存储卡、ROM和DVD(DVD-ROM和DVD-R)。
至于提供程序的方法，客户端计算机可以使用客户端计算机的浏览器连接到因特网上的网站，本发明的计算机程序或程序的可自动安装的压缩文件可以下载到诸如硬盘之类的记录介质。此外，可以通过将构成程序的程序代码划分为多个文件并从不同的网站下载文件来提供本发明的程序。换句话说，本发明的权利要求还涵盖了将通过计算机实现本发明的功能的程序文件下载到多个用户的WWW(万维网)服务器。
也可以将本发明的程序加密并存储在诸如CD-ROM之类的存储介质上，将存储介质分发给用户，允许满足某些要求的用户通过因特网从某一个网站下载解密密钥信息，并允许这些用户通过使用该密钥信息对加密的程序进行解密，从而将程序安装在用户计算机中。
除了通过由计算机执行读取的程序来实现根据各实施例的如前所述的功能的情况，在计算机上运行的操作系统等等可以执行实际过程的全部或一部分，以便可以通过此过程来实现前述的各实施例的功能。
此外，在从存储介质中读取的程序被写入到插入计算机中的功能扩展板或写入到于连接到计算机中的功能扩展单元中提供的存储器之后，安装在功能扩展板或功能扩展单元上的CPU等等执行实际过程的全部或一部分，以便可以通过此过程来实现前述的各实施例的功能。
由于可以实现许多本发明的明显的广泛的不同实施例，而不背离本发明的精神实质，应当理解，本发明并不限于其特定实施例，其保护范围只由其权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种在移动聚焦透镜时多次获取聚焦信息，并根据所获得的聚焦信息确定焦点对准位置的聚焦控制方法，包括：
判断步骤，用于在焦点对准位置的确定过程之前，根据当前聚焦透镜位置，判断聚焦透镜是将向无穷远的一端还是向最近的一端移动(S401)；
聚焦信息获取步骤，用于当以第一预先确定的速度按在判断步骤所判断的方向从当前位置移动聚焦透镜时，获取聚焦信息(S402)；以及
聚焦步骤，根据在聚焦信息获取步骤中获取的聚焦信息，停止移动聚焦透镜(S404，S405)，以及在保持获取聚焦信息的时间间隔的同时，以第二预先确定的速度在与聚焦信息获取步骤中聚焦透镜的移动方向相反的方向从停止位置开始移动聚焦透镜(S432，S441-S444)，
其中所述第一预先确定的速度比所述第二预先确定的速度快。
2.一种在移动聚焦透镜时多次获取聚焦信息，并根据所获得的聚焦信息确定焦点对准位置的聚焦控制方法，包括：
判断步骤，用于在焦点对准位置的确定过程之前，根据当前聚焦透镜位置，判断聚焦透镜是将向无穷远的一端还是向最近的一端移动(S401)；
聚焦信息获取步骤，用于当以第一预先确定的速度按在判断步骤所判断的方向从当前位置移动聚焦透镜时，获取聚焦信息(S421)；以及
聚焦步骤，用于根据在聚焦信息获取步骤中获取的聚焦信息，如果透镜的移动方向是向最近的一端则确定聚焦位置的存在/不存在，以及当确定了存在时，在保持获取聚焦信息的时间间隔的同时，以第二预先确定的速度从最近的一端移动聚焦透镜至确定了聚焦位置的存在的位置(S432)，
其中所述第一预先确定的速度比所述第二预先确定的速度快。
3.一种具有聚焦信息获取单元(14)的聚焦控制设备，其使所述聚焦信息获取单元在移动聚焦透镜时多次获取聚焦信息，并根据所获得的聚焦信息确定焦点对准位置，该设备包括：
控制单元(15)，其在焦点对准位置的确定处理之前进行控制，以根据当前聚焦透镜位置判断所述聚焦透镜是将向无穷远的一端还是向最近的一端移动，使所述聚焦信息获取单元在以第一预先确定的速度在确定的方向从当前位置移动所述聚焦透镜时获取聚焦信息，根据所获得的聚焦信息停止移动所述聚焦透镜，以及在保持获取聚焦信息的时间间隔的同时，以第二预先确定的速度在与前一移动方向相反的方向从停止位置开始移动聚焦透镜，
其中所述第一预先确定的速度比所述第二预先确定的速度快。
4.一种具有聚焦信息获取单元(14)的聚焦控制设备，其使所述聚焦信息获取单元在移动聚焦透镜时多次获取聚焦信息，并根据所获得的聚焦信息确定焦点对准位置，该设备包括：
控制单元(15)，其在焦点对准位置的确定处理之前进行控制，以使所述聚焦信息获取单元在根据当前聚焦透镜位置所确定的方向，在以第一预先确定的速度从当前位置移动所述聚焦透镜时获取聚焦信息，根据所获取的聚焦信息，如果透镜的移动方向是向最近的一端则确定聚焦位置的存在/不存在，以及当确定了存在时，在保持获取聚焦信息的时间间隔的同时，以第二预先确定的速度从最近的一端移动所述聚焦透镜至确定了聚焦位置的存在的位置，
其中所述第一预先确定的速度比所述第二预先确定的速度快。
5.根据权利要求3或4所述的设备，其中，所述控制单元根据焦距和物体亮度中至少之一设置预先确定的位置，当所述聚焦透镜相对于该预先确定的位置位于无穷远距离一侧时，决定朝着无穷远的一端移动所述聚焦透镜，或当所述聚焦透镜相对于该预先确定的位置位于最近的距离一侧时，决定朝着最近的一端移动所述聚焦透镜。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，当物体亮度比预先确定的亮度更亮时，与其中物体亮度比预先确定的亮度暗的情况相比，在最近的距离一侧设置预先确定的位置。
7.根据权利要求5所述的设备，其中，当变焦透镜位置位于广角侧时，与其中变焦透镜的位置位于远摄侧的情况相比在无穷远距离一侧设置预先确定的位置。
8.根据权利要求3或4所述的设备，其中，所述控制单元根据变焦透镜位置判断所述聚焦透镜在焦点对准位置的确定处理中是将以第一速度还是比第一速度更快的第二速度移动。
9.一种图像感测设备，包括：
根据权利要求3或4所述的聚焦控制设备；以及
固态图像感测单元(5)，
其中，所述聚焦控制设备的所述聚焦信息获取单元(14)根据从所述固态图像感测单元输出的图像信号来获取聚焦信息。
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