CN100576007C - 带有自动对焦功能的照相设备 - Google Patents

Abstract

一个对焦设备包括一个距离测量器，一个对焦调节器，一个调焦判断器，以及一个区域显示器。距离测量器测量区域物体距离，也就是与物体上的多个距离测量区域的距离。对焦调节器调节焦距以对焦在距离测量区域上。调焦判断器判断距离测量区域是否是一个焦距可调节区域，从而使对焦调节器可以依据区域物体距离为该区域调节焦距。区域显示器显示焦距可调节区域，对焦调节器为其调节焦距的焦距可调节区域中的一个，可以依据区域物体距离而被选择，成为一个已被选中区域。

Description

带有自动对焦功能的照相设备

技术领域

本发明涉及一个带有自动对焦功能的照相设备，特别是一个具有可以测量与某物体的多个区域之间距离的功能的照相设备。

背景技术

近来，具有自动对焦功能而且可以测量与某物体的多个区域之间距离的功能的照相设备，已经为人所知。进一步的，在已计算的距离值中自动选择一个可靠的距离值并基于选中的距离值对焦的技术，也是已知的。

在照相设备中，对焦所用的距离值是从已计算的距离值中自动选择的，而被选中的通常是最短的距离值，因此，使用者希望对焦的物体的距离值并不一定会被选中。

发明内容

因此，本发明的一个目的就是提供一种照相设备，它具有自动对焦功能，并且可以轻易的对焦在用户想要对焦的物体上。

根据本发明的对焦设备，包括一个距离测量器(distance measurer)，一个对焦调节器(focus adjuster)，一个调焦判断器(focusing judge)，以及一个区域显示器(area display)。距离测量器测量区域物体距离(area subject distance)，也就是与物体的多个距离测量区域(distance-measuring area)的距离。对焦调节器调节焦距以对焦在距离测量区域上。调焦判断器判定距离测量区域是否是一个焦距可调节区域(focus-adjustable area)，从而使对焦调节器可以依据区域物体距离为该区域调节焦距。区域显示器显示焦距可调节区域，以便若干焦距可调节区域中对焦调节器为其调节焦距的那个焦距可调节区域，可以依据区域物体距离而被选择，成为一个已被选中区域。

区域显示器可以显示一个最近焦距可调节区域，也就是有着最短的区域物体距离的焦距可调节区域。区域显示器可以依据使用者的指令，按照由最短到最长的区域物体距离的顺序显示焦距可调节区域。进一步的，区域显示器可以按照区域物体距离由最短到最长，或者由最长到最短的顺序显示焦距可调节区域。

对焦设备可以进一步的包括一个数据存储器，它可以储存表示区域物体距离的物体距离数据。这个数据存储器可以储存物体距离数据直到已选择区域被选中，或是直到有新的距离数据生成。

区域显示器可以进一步的显示一个不可调节区域(non-adjustablearea)，这是一个被判定为焦距不可调节区域的距离测量区域。区域显示器可以用某种方式显示不可调节区域，这种方式使焦距不可调节区域与焦距可调节区域可以被区分开。

区域显示器可以显示一个最近焦距可调节区域，也就是有着最短的区域物体距离的焦距可调节区域，并使得该最近焦距可调节区域与除了最近焦距可调节区域和不可调节区域之外的其它焦距可调节区域可以被区分开。

根据本发明，一个照相设备包括一个距离测量器，一个对焦调节器，一个调焦判断器，以及一个区域显示器以及一个图像生成器。距离测量器测量区域物体距离，也就是到物体的多个距离测量区域之间的距离。对焦调节器调节焦距以对焦在距离测量区域上。调焦判断器判断距离测量区域是否是一个焦距可调节区域，从而使对焦调节器可以依据区域物体距离为该区域调节焦距。区域显示器显示焦距可调节区域，以便若干焦距可调节区域中对焦调节器为其调节焦距的那个焦距可调节区域，可以依据区域物体距离而被选择，成为一个已被选中区域。图像生成器生成已被对焦的选中区域内的物体的图像。

附图说明

通过下面所阐述的对于本发明的具体实施例的描述，以及随附的附图，本发明可以被更好的理解。

图1为实施例中的数码相机的框图。

图2描述了一个连贯图像(through image)的示例，图像中的距离测量区域被显示在液晶显示器(LCD)上。

图3描述了一个静止图像的示例，图像中的焦距可调节区域被显示在液晶显示器上。

图4为一个对比图，描述了图3中静止图像的距离测量区域的区域物体距离数据；

图5为一个流程图，描述了对焦控制的常规过程。

具体实施方式

在下文中，关于本发明的优选实施例的描述会穿插对附图的参考和引用。

如图1中所示，一个数码相机10包括了一个控制器20，也就是控制整个数码相机10的控制电路，一个存储器44，和其它设备。存储器44中已经预先储存了在控制器20和其它设备中进行信号处理所需的数据。与控制器20相连的有一个主开关22，一个测光开关(SWS)24，一个释放开关(SWR)26以及其它设备。当数码相机10表面的电源开关(未画出)打开的时候，主开关22随即打开，同时控制器20启动。当一个释放按钮(未画出)被半按下的时候，测光开关24被打开，当释放按钮被完全按下时，释放开关26被打开。

当测光开关24被打开时，物体的对比度会按下面所述的方法检测到。首先，一个CCD 38，接收到由照相镜头30传来的光，并生成描绘物体的图像信号，CCD拥有大量成矩形排列的像素，它们的曝光由一个曝光控制电路36控制。图像信号通过一个模拟前端(AFE)34被传送到一个图像信号处理电路40，多种处理随即开始执行，例如：放大、数字化、白平衡调节，以及伽马校正。

基于图像信号的亮度数据被传送到一个对比度检测电路48。在对比度检测电路48中，下文阐述的物体的九个距离测量区域的对比度会被分别检测。也就是说，在CCD 38的光接收表面上对应着九个距离测量区域的每一个区域里，对比度都会被分别检测。代表着被检测到的物体对比度的数据被传输到控制器20，并储存在一个控制器20所提供的随机存储器(RAM)28中。值得注意的是，一个预先储存着照相镜头30和其它设备的数据的只读存储器(ROM)27和随机存储器28一样，也是由控制器20提供的。

通过一个马达(未画出)驱动照相镜头30的驱动信号是从控制器20传输到一个镜头驱动器32的。照相镜头30受到驱动信号的轻微驱使，镜头位置轻微移动，而图像信号则在CCD中再一次被生成。基于新生成的图像信号的亮度数据被传输至对比度检测电路48，然后对比度被测定。

如上文所述，检测同一物体的对比度的步骤随着照相镜头30的位置的移动而重复多次。在随机存储器28内储存着每一个距离测量区域的已检测的对比度数据。在对比度被检测之后，拍照物体所包含的多个距离测量区域中的每一个的区域物体距离都会被测定。

首先，控制器20判断基于照相镜头30镜头位置的对比度峰值是否存在，这个对比度峰值由之前储存在随机存储器28内的对比度数据所代表。当对比度的峰值被判断为存在的时候，一个区域物体距离会依据对比度峰值而被计算出来。进一步的，控制器20会根据计算出的区域物体距离，照相镜头30的焦点距离，以及光圈值等，判断对焦在每个距离测量区域内的物体部分上是否可行。

根据测定的结果，将判断是否每个距离测量区域都是一个焦距可以被调节以对焦的焦距可调节区域，或是一个焦距不能被调节以对焦的不可调节区域。之后，代表着距离测量区域是一个焦距可调节区域或是一个不可调节区域的信号会从控制器20传输到图像信号处理电路40。一个被测定没有对比度峰值的距离测量区域是包括在不可调节区域里的，因为区域物体距离没有被测定。进一步的，一个最近焦距可调节区域，也就是有着最短区域物体距离的焦距可调节区域，是和其它焦距可调节区域以及不可调节区域区分开的。代表着距离测量区域是最近焦距可调节区域的信号，被从控制器20传输至图像信号处理电路40。

更进一步的，被上文所述的图像信号处理电路40处理的图像信号，以及代表了距离测量区域类型的信号，在控制器20的控制下，通过图像处理电路40传输到一个液晶显示屏50上。所以，如下文所述，一个其焦距可调节区域、最近焦距可调节区域、以及不可调节区域被分别添加了预定颜色的物体图片，会被显示在液晶显示屏50上。同时，由于镜头驱动器32是由控制器20所控制，所以照相镜头30被移动至预定对焦位置。

显示出的焦距可调节区域中的一个可以被选中成为已选中区域从而被实际对焦。这个选择是由使用者对数码相机10表面的一个十字按键(未画出)的操作而做出的，这个操作打开了一个十字按键开关25。因为最近焦距可调节区域有着在所有在多个情况下选中的焦距可调节区域中最短的区域物体距离，最近焦距可调节区域被显示在液晶显示屏50上，从而和其它距离测量区域区分开，就如上文所述的那样。

当焦距可调节区域中的一个，包括最近焦距可调节区域，被选中成为已选中区域的时候，代表着这个焦距可调节区域是已选中区域的信号被传输至控制器20。表示着已选中区域的区域物体距离的区域物体距离数据被控制器20从之前储存着全部区域物体距离数据的随机存储器28中读取出来。控制器20控制着镜头驱动器32，根据读取出的区域物体距离数据中的区域物体距离，使镜头驱动器32移动照相镜头到对焦位置。结果，在已选中区域中的物体被对焦。

当已选中区域从焦距可调节区域中被选中，而且释放开关26随着释放按钮被完全按下而打开的时候，根据从控制器20传来的控制信号，快门(未画出)在预定方向和预定时间里被打开，因此图像信号在CCD中生成。图像信号通过模拟前端24被传输到图像信号处理电路40。进一步的，从图像信号处理电路40中传输出的图像信号，也就是被拍照物体的图像数据，被传输至一个同步动态随机存储器(SDRAM)42以及一个存储卡46中，并储存在那里。

在数码相机10的表面上提供了一个菜单按钮，按下菜单按钮时，一个菜单界面会显示在液晶显示屏50上。通过十字按键等按钮去选择菜单界面上的条目，可以设定多种物体拍照模式，照片回放等功能。

当主开关22在打开状态，控制器20在运行时，如图2所示，物体的连贯图像被显示在液晶显示屏50上。在连贯图像上，轮廓线标示了从第一到第九个距离测量区域，AF₁到AF₉，它们被添加并显示在物体上。

当测光开关24被打开，并且距第一到第九个距离测量区域AF₁到AF₉的区域物体距离已被测定的时候，将会判断第一到第九个距离测量区域AF₁到AF₉中的哪一个是焦距可调节区域，哪一个是最近焦距可调节区域，或是不可调节区域。为了显示判断的结果，在静止图像中(参见附图3)，三个预定颜色中的一个会依据焦距可调节区域，最近焦距可调节区域，或不可调节区域被填充到第一到第九个距离测量区域AF₁到AF₉中的每一个区域。在这个例子中，第一到第六个距离测量区域AF₁到AF₆以及第八个距离测量区域AF₈是焦距可调节区域，显示为黄色；第九个距离测量区域AF₉是最近焦距可调节区域，显示为绿色；第七个距离测量区域AF₇是不可调节区域，显示为红色。

如上文所述，第一到第九个距离测量区域AF₁到AF₉被有区别的显示为焦距可调节区域、最近焦距可调节区域、和不可调节区域，所以使用者可以轻易的选择一个选中区域以进行实际对焦，例如最近焦距可调节区域也就是距离测量区域中的第九个区域AF₉，并排除是不可调节区域的第七个距离测量区域AF₇。

当释放开关26被打开，如附图3所示的静止图像被显示的时候，第九个距离测量区域AF₉，即最近焦距可调节区域，被自动设定成为已选中区域，以便照相镜头30依据距离测量区域AF₉中包含的物体区域物体距离移动到对焦位置。

另一方面，如下文所述，除了第九个距离测量区域AF₉，也就是除了最近焦距可调节区域以外的其它焦距可调节区域，也可以通过对十字按键的操作而被选中。首先，十字按键中的上按钮被按下，与上按钮相连的十字按键开关25被打开。同时，第九个距离测量区域AF₉，也就是最近焦距可调节区域的颜色从绿色变为黄色，与此同时，有着第二短的区域物体距离的第八个距离测量区域AF₈(参见附图4)的颜色从黄色变为绿色，因为第八个距离测量区域AF₈成为了最有可能被选中的区域。当上按钮再一次被按下的时候，有着仅次于之前绿色焦距可调节区域的最短区域物体距离的焦距可调节区域变为绿色；而当下按钮被按下的时候，有着仅大于之前绿色焦距可调节区域的最短区域物体距离的焦距可调节区域变为绿色。

在对十字按键进行操作之后，当释放开关26打开的时候，一个焦距可调节区域在被设定为已选定区域的同时变为绿色，然后在已选中区域内被对焦的物体的图像被生成并显示在液晶显示屏50上。如上文所述，所有的焦距可调节区域可以按照区域物体距离由最短到最长，或由最长到最短的顺序被显示出来，之后可以通过对十字按键和释放开关26的操作以选择它们，并设定为已选中区域。

当所有距离测量区域都是不可调节区域时，通过看本实施例中的液晶显示屏50，使用者会立刻注意到没有距离测量区域可以被对焦，因此，使用者可以立刻采取适当的措施，例如改变物体的位置。

在第一到第九个距离测量区域AF₁到AF₉中的每一个区域物体距离数据中，计算出的区域物体距离、区域判断的结果、以及在液晶显示屏50上填充的颜色，它们被组合在一起并储存在随机存储器28中，就像附图4的示例一样。区域物体距离数据被一直储存着直到当释放开关26被打开，并且有一个已选中区域被选择的时候，或是当一个包含着新物体距离测量区域的区域物体距离被测定的时候。随即，在控制器20的控制下，区域物体距离数据被从随机存储器28中删除，因为当已选中区域已经确定，或是一个新的区域物体数据被生成的时候，原来的区域物体距离数据已经变得不需要了。

需要注意的是，在附图4中描述的颜色是在测光开关24打开，并且静止图像显示出来时首次填充的颜色。所以，当一个其它的焦距可调节区域而不是最近焦距可调节区域被选中成为已选中区域时，在这种情况下，填充的颜色会改变。在这个例子中，如上文所述，一个已选中的焦距可调节区域而不是最近焦距可调节区域AF₉会显示为绿色，而最近焦距可调节区域AF₉会显示为黄色。

在附图5中所示的对焦控制的常规过程在测光开关24被打开的时候启动。在步骤S11中，第一到第九个距离测量区域AF₁到AF₉的对比度被分别检测，然后过程继续前进到步骤S12。在步骤S12中，第一到第九个距离测量区域AF₁到AF₉的区域物体距离数据被计算出来，过程随即继续进至步骤S13。

在步骤S13中，计算出的区域物体距离数据被储存在随机存储器28内，之后过程继续前进到步骤S14。在步骤14中将会判断是否有焦距可调节区域存在，当判定至少有一个焦距可调节区域存在时，过程继续进至步骤S15，而当判定没有焦距可调节区域存在时，过程将进至步骤S17。在步骤15中，一个最近聚焦距可调节区域被自动选中，然后过程继续进至步骤S16。

在步骤16中，照相镜头30被驱动，以便在最近焦距可调节区域内的物体可以被对焦，之后过程继续进至步骤S18。在步骤18中将会判断十字按键中的上按钮是否被按下，当上按钮被按下时，过程继续进至步骤S19，如果上按钮没有被按下，过程进至步骤S20。在步骤19中，有着除了上按钮被按下之前被选中的焦距可调节区域之外最短的区域物体距离的焦距可调节区域，成为了已选中区域的一个新的候选者，而静止图像上的颜色也随之改变以清楚的指示距离测量区域类型的改变，然后过程继续进至步骤S21。在步骤S21中，对新选中的焦距可测量区域的对焦被执行，过程返回至步骤S18。

在步骤20中，将会判断下按钮是否被按下。当下按钮被判定为按下时，过程继续进至步骤S24，当判定下按钮没有被按下时，过程进至步骤S23。在步骤S24中，有着除了下按钮被按下之前被选中的焦距可调节区域之外最长的区域物体距离的焦距可调节区域，成为了已选中区域的一个新的候选者，而静止图像上的颜色也随之改变。接下来，在步骤25中，对新选中的焦距可测量区域的对焦被执行，过程返回至步骤S18。

另一方面，在步骤S17中，因为没有焦距可调节区域存在，所以没有对焦动作被执行。也就是，照相镜头30不移动，并停留在步骤S15中所设定的位置。之后，过程继续进至步骤S23。

在步骤S23中，将会判断释放开关26是否被打开，当判定释放开关26被打开时，物体的图像被拍摄下来，过程继续进至步骤S26。另一方面，当判定释放开关26关闭时，过程返回至步骤S18。在步骤S26中，区域物体距离数据被删除，然后对焦控制的常规过程结束。

在上文提到的实施例中，为每一个第一到第九个距离测量区域AF₁到AF₉计算了区域物体距离数据，而且距离测量区域中的焦距可调节区域被以可以区别于不可调节区域的方式显示在液晶显示屏50上。因此，数码相机10的自动对焦功能可以轻易的对焦在一个需要的物体上。

在实施例中，自动对焦装置并不局限于使用对比度检测的方法，例如相位差方法等其它方法也可以被采用。

尽管九个距离测量区域AF₁到AF₉被提供在数码相机10的图像区域的中间部分，但是距离测量区域的数量，排列等等并不局限于那些实施例。例如，当菜单界面显示在液晶显示屏50上的时候，距离测量区域的数量和排列可以从预定的组合中选取。进一步的，尽管一个想要选择的区域无法被选中，但是点自动对焦还可以被选中。

选择并设定选中区域以对其进行实际对焦的方法并不局限于那些实施例。例如，不考虑区域物体距离数据，已选中区域可以通过操作十字按键，根据在液晶显示屏50上的显示图片中的位置而被选择。进一步的，液晶显示屏50可能是一个触摸板以进行区域选择，而不用提供十字按键等等。这样的话，使用者可以通过轻触液晶显示屏50上的静止图像中的一个想要的焦距可调节区域以选择一个已选中区域。

在焦距可调节区域、最近焦距可调节区域、不可调节区域中进行区分的方法不局限于实施例中给每个区域整体填充一种预定颜色的方法。例如，只对每个区域的轮廓添加颜色，这可以增强图像的可视性。进一步的，九个距离测量区域AF₁到AF₉中只在焦距可调节区域和不可调节区域之间进行区别显示。

最后，本领域技术人员会明白，前面所述的是设备的一个具体实施例，并且可以对本发明做多种修改和/或改动而又不背离本发明的要旨和范围。

Claims (9)

1.一个对焦设备，其包括：

一个距离测量器，其可以测量区域物体距离，也就是到物体上的多个距离测量区域的距离；

一个对焦调节器，其可以调节焦距，以对焦在所述的多个距离测量区域的每个上；

一个调焦判断器，其可以判断所述多个距离测量区域的每个是否是一个焦距可调节区域，所述对焦调节器能够根据所述区域物体距离为其调节焦距；

一个区域显示器，其可以显示所述多个焦距可调节区域，在多个焦距可调节区域中对焦调节器为其调节焦距的那个焦距可调节区域，能够依据所述区域物体距离而被选中成为已选中区域；

第一按钮，用于从多个焦距可调节区域中按照区域物体距离增加的顺序选择区域；以及

第二按钮，用于从多个焦距可调节区域中按照区域物体距离减小的顺序选择区域。

2.根据权利要求1所述的对焦设备，其中所述区域显示器显示一个最近焦距可调节区域，也就是有着最短区域物体距离的所述焦距可调节区域。

3.根据权利要求1所述的对焦设备，其中所述区域显示器可以基于用户下达的一个指令按照区域物体距离的从最短到最长的顺序显示所述焦距可调节区域。

4.根据权利要求1所述的对焦设备，进一步包括一个数据存储器，其中储存了代表着所述区域物体距离的物体距离数据，所述数据存储器储存着所述物体距离数据直到所述已选中区域被选择，或者直到新的物体距离数据被生成。

5.根据权利要求1所述的对焦设备，其中所述区域显示器此外还能显示不可调节区域，那是被判定为非所述焦距可调节区域的所述距离测量区域。

6.根据权利要求5所述的对焦设备，其中所述区域显示器会有区别的显示所述不可调节区域与所述焦距可调节区域。

7.根据权利要求5所述的对焦设备，其中所述区域显示器会有区别的显示最近焦距可调节区域与除了所述最近焦距可调节区域之外其它的焦距可调节区域，最近焦距可调节区域是拥有最短区域物体距离的所述焦距可调节区域。

8.一个对焦设备，其包括：

一个距离测量器，其可以测量区域物体距离，也就是到物体上的多个距离测量区域的距离；

一个对焦调节器，其可以调节焦距，以对焦在所述的多个距离测量区域的每个上；

一个调焦判断器，其可以判断所述多个距离测量区域的每个是否是一个焦距可调节区域，所述对焦调节器能够根据所述区域物体距离为其调节焦距；

一个区域显示器，其可以显示所述多个焦距可调节区域，在多个焦距可调节区域中对焦调节器为其调节焦距的那个焦距可调节区域，能够依据所述区域物体距离而被选中成为已选中区域；

其中所述区域显示器此外还能显示不可调节区域，那是被判定为非所述焦距可调节区域的所述距离测量区域；以及

其中所述区域显示器会有区别的显示最近焦距可调节区域与除了所述最近焦距可调节区域之外其它的焦距可调节区域，最近焦距可调节区域是拥有最短区域物体距离的所述焦距可调节区域。

9.一个照相设备包括：

一个距离测量器，其可以测量区域物体距离，也就是与物体上的多个距离测量区域的距离；

一个对焦调节器，其可以调节焦距，以对焦在所述距离测量区域上；

一个调焦判断器，其可以判断所述距离测量区域是否是一个焦距可调节区域，所述对焦调节器可以根据所述区域物体距离为其调节焦距；

一个区域显示器，可以显示所述焦距可调节区域，以便若干焦距可调节区域中对焦调节器为其调节焦距的那个焦距可调节区域，可以依据所述区域物体距离而被选中成为已选中区域；

一个图像生成器，当所述已选中区域被对焦的时候，其生成物体图像；

第一按钮，用于从多个焦距可调节区域中按照区域物体距离增加的顺序选择区域；以及

第二按钮，用于从多个焦距可调节区域中按照区域物体距离减小的顺序选择区域。

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