CN101778215B - 用于自动对焦的图像拍摄设备和控制方法 - Google Patents

用于自动对焦的图像拍摄设备和控制方法 Download PDF

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Abstract

在一种数字照相机中，在快门键被半按下的时刻与快门键被完全按下的时刻之间低速地移动对焦镜头，以检测对焦位置。当在对焦镜头到达对焦位置之前由用户完全按下快门键时，以比快门键被半按下时更快的速度来移动对焦镜头，从而检测对焦位置。因此，即使在对焦镜头到达对焦位置之前由用户完全按下了快门键，数字照相机也可以在拍摄中以较小的延迟实现对焦。

Description

用于自动对焦的图像拍摄设备和控制方法
本申请是2006年1月27日提交的、申请号为200680003391.6的同名专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及可以用于数字照相机的、具有自动对焦功能的图像拍摄设备，并且涉及用于自动对焦控制的方法。
背景技术
传统上，已知拥有根据对比度检测类型的自动对焦(AF)方法的自动对焦功能的数字静物摄影机(以下称作数字照相机)。
当快门按钮被按下一半时，在对利用镜头单元形成的目标图像的图像数据进行必要的预处理后，拥有自动对焦功能的数字照相机通过使用高通滤波器来提取高频分量。然后，通过按照使整个数据的高频分量为最大值的方式来驱动镜头单元并调节对焦位置，从而可以在最好的对焦位置实现成像。
根据用于按照使高频分量为最大值的方式来检测对焦位置的方法，通过以所需的时间间隔对图像数据进行上述处理同时通过驱动镜头单元将对焦位置从无穷远改变到这边，从而确定高频分量是否是最大值。然后，记录目标图像的图像数据，其中，已通过最后将镜头单元驱动到高频分量为最大值的对焦位置，并且通过在高频分量为最大值的状态下完全按下快门按钮，从而在最佳的对焦位置拍摄了所述目标图像。
即使当快门按钮被一下子完全按下时，半按下状态也总是被传递以开始调焦，在最佳的对焦位置拍摄目标图像，并且记录目标图像的图像数据。
然而，如上所述，拥有根据对比度检测类型的AF方法的自动对焦功能的传统的数字照相机需要图像数据处理以及镜头单元的驱动控制，用于确定目标在焦点上的适当的镜头位置。因此存在以下问题：一个问题是，因为照相机用户在取景器中捕捉目标的时刻以及目标在焦点上并且快门按钮被完全按下成像的时刻之间存在必要的时间，因此快门未在适当的时候被释放；另一个问题是，即使当快门按钮被一下子完全按下时，也记录具有一些滞后的目标图像，这是因为所记录的图像是当图像在最佳焦点时而形成的图像，其中，所述滞后是完全按下的时间点以及可以获得由照相机拍摄的图像的时间点之间的滞后。
为了解决上述问题，已经公开了一种图像拍摄设备(例如参考日本专利申请特开No.2004-085697(专利文件1))，用于在快门在适当的时候被释放并且消除了时间滞后的状态下拍摄目标图像，从而记录所述目标图像。根据上述图像拍摄设备，图像被拍摄时，区别中断处理标志是ON还是OFF。当快门按钮是“半按下”时，中断处理标志被设置为ON，并且判断是否存在来自快门按钮的“完全按下”信号。当快门按钮被一下子“完全按下”时，假定判断为“是”。因此，电荷耦合器件(CCD)输出用于曝光的图像数据，并且用于曝光的图像数据在颜色处理器中被分离为亮度信号和色差信号。中央处理器(CPU)将所分离的亮度信号和色差信号存储到RAM中。结果，当在完成对焦之前，快门按钮被完全地按下时获得的图像数据被用于存储在RAM中。
此外，存在一个优点，即，当对焦镜头的驱动速度被增大时，在镜头单元的驱动控制中，可以减少用于检测对焦位置的时间，但是，存在一缺点，即，难以正确地在对焦位置停止对焦镜头。已有一种技术(例如参考日本专利申请特开No.2002-287012(专利文件2))，其基于以上所述观点，通过根据情况改变对焦镜头的驱动速度并且通过检测对焦位置，从而使上述优点和上述缺点互相调和。
根据专利文件2，当释放按钮(快门键)被按下一半时，开始对焦镜头的低速驱动，接下来，测量对焦镜头的当前位置和聚焦的位置之间的差。如果测量值小于预定值，则以低速驱动对焦镜头而不改变速度。如果测量值小于预定值，通过以高速驱动对焦镜头，从而缩短了检测聚焦的位置的时间。
根据在专利文件1中公开的图像拍摄设备，在完成对焦操作之前并且在快门按钮被完全按下时，图像数据可以被存储在RAM中。因此，可以在不产生延时的情况下，利用快门的准时激发来拍摄目标图像并且记录其。但是，当以直接的方式完全按下快门按钮时，存在以下问题，即，由于在没有AF处理的情况下进行图像拍摄，所以会得到云斑图片。即，存在以下问题：常常得到云斑图片，除非使用具有某一深度的景深的镜头。
此外，根据专利文件2的图像拍摄设备具有快门的准时激发不能被实现的可能性，其中，所述图像拍摄设备通过对焦镜头的低速驱动来检测焦点。这是因为，在上述情况中，在快门被完全按下的时刻和在对焦后拍摄图像的时刻之间存在较大的延迟，所以难以实现快门的准时激发。然而，其中对焦镜头的驱动速度被统一地提高的结构具有以下问题，如上所述，难以在聚焦的位置准确的停止对焦镜头。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于自动对焦的图像拍摄设备和控制方法，通过其，可以利用快门的准时激发来获取高对焦精度的图像，并且没有延时发生。
根据本发明的一个实施例，一种图像拍摄设备包括：
自动对焦装置，用于比较当移动对焦镜头时通过图像拍摄元件顺序获取的拍摄图像的对比度值，并且用于根据比较的结果来检测所述对焦镜头的聚焦的镜头位置；
快门按钮，其能够被半按下以及完全按下；
第一判断装置，用于判断所述快门按钮是否被半按下；
第二判断装置，用于判断所述快门按钮是否被完全按下；
第一自动对焦控制装置，用于当所述第一判断装置确定所述快门按钮被半按下时，通过使用所述自动对焦装置来执行第一自动对焦处理；以及
第二自动对焦控制装置，用于当所述第二判断装置确定所述快门按钮被完全按下时，通过使用所述自动对焦装置，以比第一自动对焦处理更快的处理速度来执行第二自动对焦处理。
根据本发明的一个实施例，一种图像拍摄设备包括：
拍摄装置，用于拍摄目标图像；
自动曝光装置，用于为所述拍摄装置设置适当的曝光值；
快门按钮，其能够被半按下以及完全按下；
第一判断装置，用于判断所述快门按钮是否被半按下；
第二判断装置，用于判断所述快门按钮是否被完全按下；
第一自动曝光控制装置，用于当所述第一判断装置确定所述快门按钮被半按下时，控制所述自动曝光装置执行第一自动曝光处理；以及
第二自动曝光控制装置，用于当所述第二判断装置确定所述快门按钮被完全按下时，控制所述自动曝光装置执行比所述第一自动曝光处理更简单的第二自动曝光处理。
根据本发明的一个实施例，一种图像拍摄设备包括：
拍摄装置，用于拍摄目标图像；
自动白平衡装置，用于为所述拍摄装置设置适当的白平衡值；
快门按钮，其能够被半按下以及完全按下；
第一判断装置，用于判断所述快门按钮是否被半按下；
第二判断装置，用于判断所述快门按钮是否被完全按下；
第一自动白平衡控制装置，用于当所述第一判断装置确定所述快门按钮被半按下时，控制所述自动白平衡装置执行第一自动白平衡处理；以及
第二自动白平衡控制装置，用于当所述第二判断装置确定所述快门按钮被完全按下时，控制所述自动白平衡装置执行比所述第一自动白平衡处理更简单的第二自动白平衡处理。
根据本发明的一个实施例，一种图像拍摄设备包括：
拍摄装置，用于拍摄目标图像；
闪光灯充电装置，用于对闪光灯单元执行闪光灯充电；
闪光灯发光装置，用于通过使用由所述闪光灯充电装置所充电的闪光灯单元来发射频闪光；
快门按钮；
第一判断装置，用于判断所述快门按钮是否被操作；以及
以及拍摄控制装置，用于当所述第一判断装置确定所述快门按钮被操作时，控制所述拍摄装置执行拍摄，而不管是否由所述闪光灯充电装置执行闪光灯充电。
根据本发明的一个实施例，一种图像拍摄设备包括：
拍摄装置，用于拍摄目标图像；
自动曝光装置，用于为所述拍摄装置设置适当的曝光值；
快门按钮；
第一判断装置，用于判断所述快门按钮是否被操作；以及
拍摄控制装置，用于当所述第一判断装置确定所述快门按钮被操作时，控制所述拍摄装置执行拍摄，而不管是否由所述自动曝光装置执行自动曝光处理。
根据本发明的一个实施例，一种图像拍摄设备包括：
拍摄装置，用于拍摄目标图像；
自动白平衡装置，用于为所述拍摄装置设置适当的白平衡值；
快门按钮；
第一判断装置，用于判断所述快门按钮是否被操作；以及
拍摄控制装置，用于当所述第一判断装置确定所述快门按钮被操作时，控制所述拍摄装置执行拍摄，而不管是否由所述自动白平衡装置执行自动白平衡处理。
根据本发明的一个实施例，一种图像拍摄方法包括：
判断是否完全按下了能够被半按下以及完全按下的快门按钮；以及
当确定所述快门按钮被完全按下时，执行第二自动对焦处理，所述第二自动对焦处理的处理速度比当确定所述快门按钮被半按下时执行的第一自动对焦处理的处理速度快。
根据本发明的一个实施例，一种包括计算机可用介质的制品，在所述计算机可用介质中实现了计算机可读程序代码模块，所述计算机可读程序代码模块包括：
用于使计算机判断是否半按下了能够被半按下以及完全按下的快门按钮的计算机可读程序代码模块；
用于使计算机判断是否完全按下了所述快门按钮的计算机可读程序代码模块；
用于当确定所述快门按钮被半按下时，使计算机执行第一自动对焦处理的计算机可读程序代码模块；
用于当确定所述快门按钮被完全按下时，使计算机执行第二自动对焦处理的计算机可读程序代码模块，其中，所述第二自动对焦处理的处理速度比所述第一自动对焦处理的处理速度快。
将在以下说明本发明的其它目的和优点，根据说明书，部分是明显的，或者可以通过实践本发明来了解。
可以通过以下特别指出的手段和组合来实现并获取本发明的目的和优点。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图说明了本发明的实施例，并且与以上的概述和以下的实施例的详细说明一起，用来说明本发明的原理，其中：
图1是显示根据本发明的第一和第二实施例的数字照相机的结构实例的框图；
图2是显示图1所示的AF控制单元的结构实例的框图；
图3是显示用于根据第一实施例的数字照相机的具体操作的内容的流程图；
图4是显示对焦镜头的位置和AF评估值之间的关系的图表；
图5是显示在低速模式的AF处理和高速模式的AF处理之间切换时的AF操作的概要的流程图；
图6是说明第一实施例以及第一实施例的五个变形实例的视图；
图7是显示低速模式下的AF处理以及高速模式下的AF处理的组合实例的视图；
图8A和8B是说明根据第一实施例的第三变形实例的用于搜索聚焦点的方法的视图；
图9是显示根据第一实施例的第三变形实例的低速模式的AF处理的AF操作的概要的流程图；
图10是显示根据第一实施例的第三变形实例的高速模式的AF操作的概要的流程图；
图11是说明根据第一实施例的第五变形实例的对焦镜头移动范围的视图；
图12是显示用于根据第二实施例的数字照相机的具体操作的内容的流程图；
图13A和13B是显示在如下所述情况中的对焦镜头的位置与AF评估值之间的关系的视图，所述情况为，在根据第二实施例的低速的AF处理期间，AF处理切换到高速模式的AF处理；
图14A、14B和14C是视图，每一个都显示根据本发明的第三和第四实施例的数字照相机的一个实例的外观；
图15是显示用于图14A到14C所示的数字照相机的电路结构的一个实例的视图；
图16是显示在根据第三实施例的数字照相机中的快门键的一次按压判断和拍摄操作的一个实例的流程图；
图17A和17B是视图，每一个都说明简单的AF处理的对应表，其中，变焦值和搜索间隔彼此相关；
图18是显示当选择强制闪光灯发光模式(或自动闪光模式)时的，在根据第三实施例的数字照相机中的快门键的一次按压判断以及拍摄操作的一个实例的流程图；
图19是显示在根据第三实施例的数字照相机中的快门键的一次按压判断以及拍摄操作的变形实例的流程图；
图20是显示在根据第四实施例的数字照相机中的快门键的一次按压判断以及拍摄操作的一个实例的流程图；
图21是显示在根据第四实施例的数字照相机中的快门键的一次按压判断以及拍摄操作的变形实例的流程图。
具体实施方式
将参考附图描述本发明的实施例。将首先说明根据本发明的第一和第二实施例的数字照相机的结构。
第一实施例
如图1所示，数字照相机1装备有自动对焦功能(AF功能)，并且包括光学镜头系统2；图像拍摄元件3；模拟-数字(A/D)转换器4；图像处理单元5；释放操作单元6；照相机操作单元7；显示设备8；存储单元9；控制单元10；镜头驱动马达单元11；以及AF控制单元12。
光学镜头系统2包括图像拍摄镜头，用于对焦的对焦镜头，用于调整图像拍摄元件3上的入射光的量的停止装置，等等。在图像拍摄元件3上形成通过光学镜头系统2对焦的目标的光学图像(目标图像)。
图像拍摄元件3例如是CCD，并且在将图像转换为具有对应于图像的亮度的大容量的电荷之后，积累通过光学镜头系统2对焦的目标图像。然后，图像拍摄元件3通过利用未显示的定时发生器和垂直(V)驱动器来扫描驱动，从而输出所积累的电荷作为图像信号(模拟信号)。
在相关复式抽样(CDS)电路(未显示)中除去了信号上的噪音后，通过自动增益控制(AGC)放大器(未显示)来放大从图像拍摄元件3输出的图像信号，并且在模拟-数字(A/D)转换器4中信号被转换为数字信号。
图像处理单元5包括彩色处理电路，直接存储器存取(DMA)控制器等等(未显示)。图像处理单元5在彩色处理电路中执行数字形式的图像信号的彩色处理，其从A/D转换器4提供，以生成亮度信号Y，色差信号Cb和Cr。
接下来，图像处理单元5通过使用DMA控制器向存储单元9中的动态随机存取存储器(DRAM)以DMA方式传输在彩色处理电路中生成的亮度信号Y和色差信号Cb和Cr。此外，在彩色处理电路中生成的亮度信号Y也被提供给AF控制单元12。
释放操作单元6装备有半按下检测器6-1和完全按下检测器6-2。假定完成了半按下，当快门键被用户按下时，对于该效果的信号(半按下检测信号)被提供给控制单元10，并且半按下检测器6-1检测到按键到达预定的中点。然后，假定完成了完全按下，当完全按下检测器6检测到快门键到达最低点时，对于该效果的信号(完全按下检测信号)被提供给控制单元10。
照相机操作单元7包括各种操作按键，例如电源键和模式转换键，用于在拍摄模式和再现模式之间进行切换，并且单元7向控制单元10提供根据按键操作的检测信号。
显示设备8包括例如液晶显示器(LCD)，并且根据从控制单元10提供的视频信号显示通过图像(through-image)、拍摄图像、再现图像等等。
存储单元9包括DRAM、视频随机存取存储器(VRAM)、安全数字存储器卡(SD)等等。
控制单元10包括例如CPU、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)(未显示)，并且根据存储在ROM等等中的、由CPU适当执行的各种程序控制数字照相机1的每个部分的操作。这里，当程序由CPU执行时，RAM用作工作存储器。
控制单元10读取已经通过DMA传输从DMA控制器获得的亮度信号Y以及色差信号Cb和Cr，并且将所读取的信号写入VRAM。接下来，控制单元10周期性地从VRAM读取亮度信号Y和色差信号Cb和Cr，并且生成视频信号。然后，视频信号被提供给显示设备8。从而，通过图像被显示在显示设备8上。
镜头驱动马达单元11包括例如步进马达，并且通过根据步进驱动指令和用于马达的常规反向旋转的指令的步进驱动来朝光轴的方向移动对焦镜头。
AF控制单元12通过根据从图像处理单元5提供的亮度信号的、镜头驱动马达单元11的步进驱动，并且通过以预定的步骤来调整对焦镜头的位置，从而执行对焦。
图2是显示AF控制单元12的结构实例的框图。如图2所示，AF控制单元12包括对焦评估值计算器121、最新评估值存储器122、上一次评估值存储器123、峰值检测器124以及对焦马达控制器125。
对焦评估值计算器121包括高通滤波器、积分器等等(未显示)，并且通过使用高通滤波器来提取从图像处理单元5提供的亮度信号Y的高频分量。然后，对焦评估值计算器121对已经利用高通滤波器而提取的亮度信号Y的高频分量进行积分，并且获取如上所述而获得的积分值(表示对比度的值)作为AF评估值。
最新评估值存储器122存储最新的AF评估值(最新的评估值)A，其已在对焦评估值计算器121中获取，并且上一次评估值存储器123存储已经在上一次的处理中获取的AF评估值(上一次评估值)B。
峰值检测器124将存储在最新评估值存储器122中的最新评估值A与存储在上一次评估值存储器123中的上一次评估值B进行比较，并且根据比较结果检测AF评估值的峰值，即对焦位置。
更具体地说，当根据比较结果发现最新的评估值A比上一次评估值B大时，继续用于检测峰值的操作，假定AF评估值未达到峰值。当根据结果发现最新的评估值A小于上一次的评估值B时，指示对焦锁定的AF终止信号被提供给对焦马达控制器125和控制单元10，假定AF评估值已达到峰值。
对焦马达控制器125根据从释放操作单元6提供的完全按下检测信号和半按下检测信号来控制镜头驱动马达单元11的旋转操作。
更具体地说，当半按下检测信号被从释放操作单元6提供时，将包括步进驱动指令和用于马达的常规反向旋转的指令的、具有预定周期的脉冲信号提供给镜头驱动马达单元11。然后，通过镜头驱动马达单元11的步进驱动，对焦镜头以每单位周期预定的级数的速率从近点向无穷远移动。
当从释放操作单元6提供了完全按下检测信号时，提供具有比提供半按下检测信号时的周期更短的周期的脉冲信号，从而提高镜头驱动马达单元11的旋转速度，并且提高了在单位周期期间移动对焦镜头的级数。如上所述，与快门键的半按下时相比，可以提高在完全按下快门键时的对焦镜头的移动速度。
此外，当从峰值检测器124提供了AF终止信号时，根据所提供的包括用于马达的反向旋转的指令的脉冲信号，通过镜头驱动马达单元11的反向旋转，对焦镜头返回到上一个位置，其中，通过所述指令，命令朝与当提供完全按下信号或半按下信号时的方向相反的方向进行旋转。因此，对焦镜头被设置在所对焦的位置。
接下来，将说明具有上述结构的数字照相机的具体操作。
图3是显示数字照相机的具体操作的流程图。当数字照相机1的电源被转化为开状态时，控制单元10首先执行用于初始设定的必要的处理，例如RAM、DRAM和VRAM的重置，以及对板上寄存器的设置。在用于初始设定的处理中，数字照相机1被设置为通过模式，并且通过图像被显示在显示设备8上(步骤P1)。
当快门键被用户半按下并且从半按下检测器6-1提供了半按下信号时(步骤P2：是)，AF控制单元12开始自动对焦处理，并且对焦马达控制器125控制镜头驱动马达单元11将对焦镜头向初始位置移动(步骤P3)。这里，初始位置被配置为根据所设置的拍摄模式而改变。通常，对于普通模式，向最近的点移动镜头；对于微模式向无穷远处的位置移动。
接下来，在对焦评估值计算器121中，AF控制单元12根据从图像处理单元5提供的亮度信号Y计算AF评估值(步骤P4)。然后，在AF控制单元12将最新评估值存储器122中所保存的内容移动到上一次评估值存储器123(步骤P5)之后，将通过步骤P4中的处理而计算的AF评估值存储到上一次评估值存储器123(步骤P6)。
接下来，在峰值检测器124中，AF控制单元12将存储在最新评估值存储器122中的最新的评估值A与存储在上一次评估值存储器123中的上一次评估值B进行比较(步骤P7)。
当最新的评估值A比上一次的评估值B更大时(步骤P7：是)，AF控制单元12确定AF评估值还未达到峰值，接下来，确定快门键是否被用户完全地按下(步骤P8)。具体地，判断是否从完全按下检测器6-2提供了完全按下检测信号。
因此，当确定快门键未完全按下时(步骤P8：否)，判断来自半按下检测器6-1的半按下检测信号是否仍然是开状态，即，判断快门键是否保持在半按下状态(步骤P9)。
当快门键保持在半按下状态时(步骤P9：是)，AF控制单元12确定自动对焦处理需要继续，并且从对焦马达控制器125向镜头驱动马达单元11提供具有2T周期的脉冲信号，用于镜头驱动马达单元11的步进驱动。从而，以间距a从近点向无穷远端移动对焦镜头(步骤P10)。此后，AF控制单元12中的处理返回步骤P4的处理。
另一方面，当快门键未被半按下时(步骤P9：否)，AF控制单元12确定需要完成自动对焦处理，并且处理返回到步骤P1中的处理，其中，单元12进行等待直到快门键被再次半按下。
此外，当在步骤P8的处理中确定快门键被完全按下时(步骤P8：是)，AF控制单元12假定用户发出用于拍摄的指令，并且从对焦马达控制器125向镜头驱动马达单元11提供具有比当快门键为半按下状态时的周期更短的周期的脉冲信号。从而，镜头驱动马达单元11以比当快门键为半按下状态时的速度更高的速度执行步进驱动，并且以间距2a从近点向无穷远端移动对焦镜头(步骤P11)。此后，AF控制单元12中的处理返回步骤P4的处理。
当在重复步骤P4至P11中的处理之后，最新的评估值A等于或小于上一次评估值B时(步骤P7：否)，AF控制单元12控制对焦马达控制器125中的镜头驱动马达单元11，以朝与当完全按下或半按下快门键时的方向相反的方向进行旋转驱动，并且对焦镜头返回到上一次的位置。因此，对焦镜头被设置在所对焦的位置。这时，从AF控制单元12向控制单元10提供AF终止信号。
然后，当从AF控制单元12提供AF终止信号时，在控制单元10中确定快门键是否已被用户完全按下(步骤P12)。当快门键已被完全按下时(步骤P12：是)，相继执行拍摄处理(步骤P13)和存储处理(步骤P14)。当快门键未被完全按下时(步骤P12：否)，控制单元10循环等待直到快门键被完全按下并且在步骤P12中获得是。
这里，将说明步骤P13中的拍摄处理以及步骤P14中的存储处理。在从DMA控制器向DRAM以DMA方式传输一帧的亮度信号Y以及色差信号Cb和Cr时，控制单元10暂时中断从DMA控制器到DRAM的路径。接下来，在每隔预定单位的信号从DRAM读出一帧的亮度信号Y、色差信号Cb和Cr并且压缩之后，控制单元10以预定格式生成图像数据，以将所生成的数据一个接一个地存储到SD存储卡中。然后，当完成一帧的图像数据的存储时，控制单元10重新连接中断路径。从而，在数字照相机1中执行图像的拍摄和存储。
以上描述了数字照相机1中执行的具体操作。
接下来，将更具体地说明步骤P3至P11中的自动对焦处理，假定在达到对焦状态之前快门键被完全按下作为一个实例。图4是显示对焦镜头的位置和AF评估值之间的关系的图表。
如图4所示，当在T＝T0时由用户半按下快门键时(步骤P3：是)，AF控制单元12将对焦镜头向初始位置移动(步骤P4)。接下来，按照每单位时间为a的速度，以低速从近点向无穷远端驱动对焦镜头(步骤P10)。
之后，执行步骤P10中的处理直到T＝T4，这时，快门键被完全地按下，在这期间，对焦镜头前进到了4a的点(搜索点)。然后，当在T＝T4由用户完全按下快门键时(步骤P8：是)，AF评估值在该点还未达到峰值(步骤P7：是)。因此，AF控制单元12将对焦镜头的驱动速度加快到每单位时间2a的速度，以开始高速驱动(步骤P11)。
之后，重复步骤P4至P11中的处理直到T＝T7，在这期间，对焦镜头前进到10a的点(搜索点)。然后，当在T＝T7确定AF评估值降低时(步骤P7：否)，AF控制单元12确定AF评估值已在T＝T6达到峰值，并且对焦镜头以每单位时间2a的速度返回到8a的点。因此，对焦镜头被设置在所对焦的位置。
如上所述，根据第一实施例的数字照相机1具有一种结构，其中，当在对焦镜头到达对焦位置之前由用户完全按下快门键时，以比当快门键被半按下时的速度更高的速度来移动对焦镜头，并且检测对焦位置。因此，即使在对焦镜头到达对焦位置之前由用户完全按下了快门键，数字照相机1也可以在拍摄中以较小的延迟实现对焦。
第一实施例具有一种结构，其中，在对比度检测类型的AF方法中，准备了低速模式的AF处理以及高速模式的AF处理，如图3的流程图所示，根据快门键的半按下定时以及完全按下的定时来切换低速模式下的AF处理以及高速模式下的AF处理，在低速模式的AF处理期间，减小一帧的对焦镜头的移动量(步间距)，在高速模式的AF处理期间，增大一帧的对焦镜头的移动量(步间距)。然而，用于在高速模式AF处理以及低速模式AF处理期间缩短对焦时间的方法不局限于该实施例，存在如以下六个变形实例中所述的、用于缩短对焦时间的方法。
上述实施例具有一种结构，其中，对焦镜头停止在搜索(拍摄)点(步之间的边界点)，并且在低速模式下的AF处理期间的对焦镜头的移动速度与高速模式下的AF处理的移动速度相同。然而，当对焦镜头未停止在搜索点时，通过一种结构可以在与实施例中的相同的搜索点获取与以上实施例类似的AF评估值，在所述结构中，在低速模式的AF处理期间减小对焦镜头的移动速度，并且使对焦镜头的移动速度高于低速模式的AF处理中的移动速度。
图5是显示AF操作的概要的流程图，通过所述AF操作，根据快门键的半按下的定时以及完全按下的定时，切换低速模式下的AF处理以及高速模式下的AF处理，图5显示了第一实施例以及变形实例1到6(随后描述)共有的基本点。
在图5中，当数字照相机1的电源被转化为“开”状态时，控制单元10执行必要的初始设定，例如RAM、DRAM和VRAM的重置，以及对板上寄存器的设置(步骤Q0)。
接下来，通过使用对应于当时的变焦值的焦距来执行对于通过图像的自动曝光(AE)处理，并且通过图像被显示在显示设备8上(步骤Q1)。
控制单元10确定快门键是否被半按下，即，是否从半按下检测器6-1提供了半按下检测信号。当快门键被半按下时，处理进行到步骤Q3；当未半按下时，控制单元10等待直到快门键被半按下(步骤Q2)。
当快门键被半按下时，控制单元10更进一步地确定快门键是否被完全地按下，即，是否从完全按下检测器6-2提供了完全按下检测信号(步骤Q3)。当完全按下时，处理进行到步骤Q5，并且当未完全按下时(即，快门键仍然是半按下状态的情况)，处理进行到步骤Q4。
当快门键未完全按下时，执行低速模式的AF处理(参考第一实施例(步骤P3到P7，以及图3中的P10)，以及变形实例1到6的说明)，此后，继续低速模式下的AF处理(步骤Q4)，直到在步骤Q3中检测到快门键被完全按下。当在检测到快门键被完全按下之前完成了低速模式的AF处理时，在步骤Q4中不执行任何处理，并且控制单元10在步骤Q3中等待，直到快门键被完全地按下。
当在步骤Q3检测到快门键被完全地按下时，控制单元10确定AF处理(即，步骤Q4中的低速模式下的AF处理，或步骤Q6中的高速模式下的AF处理)是否完成，也就是说，是否从AF控制单元12提供了终止信号(步骤Q5)。当完成AF处理时，处理进行到步骤Q1，并且当未完成时，处理进行到步骤Q6。即使当步骤Q4的低速模式下的AF处理未完全结束时，并且当其中低速模式下的AF搜索处理完成时并且对焦镜头在向对焦位置移动时，在步骤Q5中确定AF处理未完成，并且处理不进行步骤Q6中的高速模式下的AF处理，而是在完成向对焦位置移动对焦镜头之后，进行步骤Q7中的拍摄处理和记录处理。
当在步骤Q5中确定AF处理未完成时，执行高速模式下的AF处理(参考第一实施例(步骤P3到P7，以及图3中的P11)，以及变形实例1到6的说明)。此后，继续高速模式下的AF处理，直到在步骤Q5中检测到AF处理完成。此外，当在快门键被完全按下的点未完成低速模式下的AF处理时，处理从步骤Q4中的低速模式下的AF处理切换到高速模式下的AF处理，并且对焦位置被配置为通过低速模式下的AF处理以及高速模式下的AF处理来检测(步骤Q6)。
紧接着在步骤Q5中确定AF处理完成之后，处理切换到用于图像拍摄的CCD驱动方法，以执行拍摄图像数据的图像压缩处理，并且压缩图像数据(图像文件)被记录以完成一帧图像的拍摄(步骤Q7)。
此外，将在下述根据第一实施例的变形实例1到6中说明步骤Q4中的低速模式下的AF处理以及步骤Q6中的高速模式下的AF处理。此外，当通过经由AF控制单元12控制镜头驱动马达单元11，从而以下述方式执行AF处理时，AF操作类似于第一实施例，所述方式为，使得对于一帧的对焦镜头的移动量(步间隔)在步骤Q4中减少，并且对于一帧的对焦镜头的移动量(步间隔)在步骤Q6中增大。
此外，图5所示的流程图可以被用于一种情况，其中，在未半按下(低速模式下的AF处理)快门键时，可以开始完全按下(高速模式下的AF操作)。例如，可以采用一种结构，其中，当在图5的步骤Q2和Q3中一下子按下快门键时，不起动半按下操作，除非快门键保持半按下状态等于或长于预定的时间，如随后在图19中所示的实例中所描述的。当采用上述结构时，如果在快门键被半按下之后的预定时间内快门被完全地按下，则确定一下子按下了快门，并且执行步骤Q6中的高速模式下的AF处理，而不执行步骤Q4中的低速模式下的AF处理。
此外，作为确定快门键被一下子按下的方法，可以采用另一个方法。在所述方法中，通过安装一快门键，从而反复地确定快门键是完全按下的还是半按的，通过所述快门键，半按下操作不会被电检测(识别)到，除非半按下操作保持预定时间。然后，当在没有确定快门键被半按下的情况下确定快门键被完全地按下时，根据快门键被一下子按下的判断，执行步骤Q6中的高速模式下的AF处理，而不执行步骤Q4中的低速模式下的AF处理。
第一变形实例
可以采用一种如下的结构，其中，基于根据快门键的半按下的定时以及完全按下的定时的低速模式下的AF处理和高速模式下的AF处理的切换，在高速模式下的AF处理期间的对焦镜头的移动速度被提高为大于低速模式下的AF处理期间的速度。可以按照对焦镜头的移动速度的增大量来缩短AF处理时间。
具体地，图5中所示的流程图中的步骤Q4可以具有一种结构，其中，“控制单元10控制AF控制单元12开始对比度检测类型的AF处理，包括以预定的移动速度V1移动对焦镜头的处理”。此外，图5所示的流程图中的步骤Q6可以具有一种结构，其中，“控制单元10控制声频控制单元12以开始对比度检测类型的AF处理，包括以高于速度V1的移动速度V2来移动对焦镜头的处理”。
根据第一变形实例，与第一实施例中一样，在高速模式下的AF处理中的搜索点之间的间隔比在低速模式下的AF处理中的搜索点之间的间隔更长，例如，当在低速模式下的AF处理中的CCD的帧速率与在高速模式下的AF处理中的彼此相同时。此外，可以通过一种结构将高速模式下的AF处理中的搜索点之间的间隔与低速模式下的AF处理中的配置为相同的，其中，在低速模式下的AF处理中的CCD的帧速率比在高速模式下的AF处理中的更快，如以下描述的第二变形实例。
这里，对于以下两种情况第一变形实例都是有效的，一种情况是，对焦镜头临时停止在搜索点，另一种情况是，对焦镜头不停止在搜索点。
第二变形实例
可以采用一种如下的结构，其中，基于根据快门键的半按下的定时以及完全按下的定时的低速模式下的AF处理和高速模式下的AF处理的切换，即使在低速模式下的AF处理中，用户也可以容易地通过显示通过图像来追踪移动目标，并且通过在AF处理中中断通过图像的显示来以更高的帧速率执行AF处理。例如，在高速模式下的AF处理期间，可以通过提取一部分CCD(图像拍摄元件3)用于驱动，或通过读出组合像素用于驱动，从而提高帧速率。即使在一种状态中，其中，提高帧速率并且以对应于帧速率的增大量的量来进一步提高对焦镜头的移动速度，AF处理的精度也可以保持，这是因为许多搜索点不需要减少。对焦时间可以被缩短，因为，根据其中仅仅读出CCD中的所有像素中的三分之一的结构，以对应于像素的减少量的量(在该实例中是三倍)来提高帧速率，并且可以提高对焦镜头的移动速度。
具体地，图5所示的流程图中的步骤Q4可以具有一种结构，其中，“控制单元10控制AF控制单元12开始对比度检测类型的AF处理，包括以第一移动速度来移动对焦镜头的处理，并且同时，在上述处理期间，控制AF控制单元12在显示设备8上显示通过图像直到快门键被完全地按下”。此外，图5所示的流程图中的步骤Q6可以具有一种结构，其中，“控制单元10中断通过图像的显示，并且读出一部分CCD用于驱动，以将帧速率增大到比低速度模式下的AF处理的帧速率更高的值，并且同时，控制单元10控制AF控制单元12以开始对比度检测类型的AF处理，包括以高于第一速度的第二移动速度来移动对焦镜头的处理”。这里，对于以下两种情况该变形实例2都是有效的，一种情况是，对焦镜头临时停止在搜索点，另一种情况是，对焦镜头不停止在搜索点。
第三变形实例
此外，可以采用一种如下的结构。基于根据快门键的半按下的定时以及完全按下的定时的低速模式下的AF处理和高速模式下的AF处理的切换，在低速模式下的AF处理期间，通过具有对于一帧的较大的对焦镜头移动量71(＝长的步间隔(镜头位置之间的间隔))的粗搜索处理来检测近似的对焦位置(所对焦的位置)72，如图8A所示。在低速模式的AF处理中，接下来，在所检测的对焦位置附近，通过具有较小的对焦镜头移动量76(＝短的步间隔)的细AF搜索处理来检测精密的对焦位置77。在高速模式的AF处理期间，仅执行对于一帧具有较大的对焦镜头移动量71的粗AF搜索处理，即，在高速模式的AF处理期间，省略具有较小的对焦镜头移动量76的AF搜索处理。
例如，当在低速模式下的AF处理期间快门键被完全地按下，并且在完全按下时正在进行粗AF搜索处理时，在完成粗AF搜索处理之后不进行细AF搜索处理的情况下，仅通过粗AF搜索处理来获取对焦位置。
此外，可以采用一种结构，其中，当在低速模式下的AF处理被切换到高速模式下的AF处理，并且在切换时正在进行细AF搜索处理时，以对于一帧的对焦镜头的移动量(＝在步间隔内)78来执行到中等粗搜索处理的切换，如图8B所示。此外，当在低速模式下的AF处理期间快门键被完全地按下，并且在完全按下时正在进行细AF搜索处理时，可以继续细AF搜索处理。
首先，通过粗AF搜索处理获取近似的对焦位置。然后，在低速模式下的AF处理期间，根据两级AF处理，利用包括近似对焦位置的窄的搜索间隔来获取精确的对焦位置。如上所述，在高速模式下的AF处理期间，仅通过粗AF搜索处理来获取对焦位置。因此，可以节省执行细AF搜索处理所需的时间，最终，可以根据对焦镜头的移动速度的提高量来减少对焦时间。
具体地，如图9的流程图所示，图5所示的流程图中的步骤Q4可以具有一种结构，其中，“当快门键被完全按下时，控制单元10确定是否已经检测到近似的对焦位置72，并且当已经检测到近似的对焦位置72时，处理进行到步骤Q4-4，否则，当未检测到时，处理进行到步骤Q4-2(步骤Q4-1)”。
此外，上述步骤Q4可以具有一种结构，其中“当近似对焦位置72未被检测时(步骤Q4-2)，控制单元10首先指示AF控制单元12驱动镜头驱动马达单元11，以进行利用粗搜索间隔71的AF搜索处理，如图8所示，其具有较大的对于一帧的对焦镜头移动量；并且，当确定了对于当前镜头位置的对焦评估值并且检测到近似对焦位置72时，处理进行到步骤Q4-4，并且当未检测时，处理返回到步骤Q3(步骤Q4-3)”。
此外，上述步骤Q4可以具有一种结构，其中，“当在步骤Q4-3中检测到近似对焦位置时，控制单元10指示AF控制单元12驱动镜头驱动马达单元11，以进行具有细搜索间隔76的AF搜索处理(步骤Q4-4)”。
此外，在步骤Q4-4中确定了当前镜头位置的对焦评估值之后，在步骤Q4-4中不执行任何处理，以检测对焦位置77，并且对焦镜头移动到对焦位置77。
因此，可以通过具有对于一帧的较大的对焦镜头移动量的粗AF搜索处理来检测近似对焦位置(所对焦的位置)72，并且接下来，在所检测的对焦位置附近，可以通过具有较小的对焦镜头移动量的细AF搜索处理来检测精确的对焦位置77。
此外，如图10的流程图所示，图5所示的流程图中的步骤Q6可以具有一种结构，其中，“当低速模式下的AF处理未完成时，控制单元10确定图9的步骤Q4-4中的细AF搜索处理是否正在进行(步骤Q6-1)，当细AF搜索处理正在进行中时，处理进行到步骤Q6-2，当粗AF搜索处理正在进行中时，处理进行到步骤Q6-3”；“当细AF搜索处理正在进行中时，控制单元10立即停止细AF搜索处理，即AF处理，并且在停止时的对焦镜头位置被设置为所对焦的镜头位置之后，处理进行到步骤Q5(步骤Q6-2)”；以及“当粗AF搜索处理在进行中时，控制单元10连续指示AF控制单元12驱动镜头驱动马达单元11用于AF搜索处理，其具有较大的对于一帧的对焦镜头移动量，如图8A所示，并且处理返回到步骤Q5(步骤Q6-3)”。
因此，当低速模式下的AF处理被切换到高速模式下的AF处理，并且在切换时正在进行细AF搜索处理时，停止细AF搜索处理。当在AF处理的切换时粗AF搜索处理正在进行中时，连续执行粗AF搜索处理。
第四变形实例
此外，可以采用一种结构，其中，基于根据快门键的半按下的定时以及完全按下的定时的低速模式下的AF处理和高速模式下的AF处理的切换，在低速模式下的AF处理中，增大对于一帧的曝光时间，并且在高速模式下的AF处理中，对于一帧的曝光时间比在低速模式下的AF处理中的曝光时间更短。因此，在对焦镜头停止在AF搜索点的情况中，AF处理时间可以被缩短，缩短的量等于通过短的曝光时间使停止时间更短的量，并且甚至在对焦镜头未停止在AF搜索点的情况中，可以减少AF处理时间，减少的量等于通过更短的曝光时间使帧速率更高的量。
具体地，图5所示的流程图中的步骤Q4可以具有一种结构，其中，“控制单元10控制AF控制单元12通过使一帧的曝光时间更长来开始对比度检测类型的AF处理”。此外，图5所示的流程图中的步骤Q6可以具有一种结构，其中，“控制单元10控制AF控制单元12通过使一帧的曝光时间比低速模式下的AF处理中的曝光时间更短来开始对比度检测类型的AF处理。”
第五变形实例
此外，可以采用一种结构，其中，基于根据快门键的半按下的定时以及完全按下的定时的低速模式下的AF处理和高速模式下的AF处理的切换，使得在低速模式下的AF处理中的对焦镜头的移动范围(AF搜索范围)FW1更大，并且使得在高速模式下的AF处理中的对焦镜头的移动范围FW2更窄，如图11所示。这里，如图11所示，当假定移动范围FW2完全包含在移动范围FW1中时，在低速模式下的AF处理期间，向高速模式下的AF处理切换，在切换时已经完成具有窄的移动范围FW2的AF搜索处理，需要AF搜索处理(AF处理)立即完成。此外，在一个状态下，其中，在低速模式下的AF处理期间向高速模式下的AF处理切换，并且在切换时还未完成具有窄的移动范围FW2的AF搜索处理，当具有窄的移动范围FW2的AF搜索处理正在进行中时，继续AF搜索处理直到完成具有窄的移动范围FW2的AF搜索处理。当具有窄的移动范围FW2的AF搜索处理不在进行中时，在对焦镜头被移动到没有AF搜索处理的窄的移动范围FW2的末端之后，执行具有窄的移动范围FW2的AF搜索处理。
因此，因为在一状态下，停止对焦镜头的次数(对焦镜头的驱动次数)，获取对比度数据的次数，比较对比度数据的次数等等是较小的，所以缩短了对焦时间，在所述状态中，与低速模式下的AF处理之间的范围相比，在高速模式下的AF处理中的对焦镜头的移动范围更窄。此外，即使当在低速模式下的AF处理期间快门键被完全地按下时，通过低速模式下的AF处理与高速模式下的AF处理的组合从总体上缩短了对焦时间。
具体地，图5所示的流程图中的步骤Q4可以具有一种结构，其中，“控制单元10控制AF控制单元12通过具有较宽的移动范围FW1的AF搜索处理来执行对比度检测类型的AF处理。”此外，图5所示的流程图中的步骤Q6可以具有一种结构，其中，“控制单元10控制AF控制单元12通过具有较窄的移动范围W2的AF搜索处理来执行对比度检测类型的AF处理。”
第六变形实例
此外，对于本发明，可以组合如上所述的第一实施例以及第一到第五变形实例。图6是一表，其概述了根据第一实施例以及第一到第五变形实例的低速模式下的AF处理以及高速模式下的AF处理的操作。图7是显示基于低速模式下的AF处理以及高速模式下的AF处理的AF处理的组合实例的视图，并且显示了一些组合，通过这些组合，通过根据低速模式下的AF处理以及高速模式下的AF处理，选择第一实施例和第一到第五变形实例中的两个组合，可以实现AF处理。在图7的组合域中，符号“Z”表示第一实施例，符号“H1”到“H5”分别表示第一到第五变形实例。
例如，在图7中，如图6所述，“H5，Z”是组合第一实施例和第一至第五变形实例中的两个的实例，其意味着，在低速模式的AF处理期间，以对于一帧的对焦镜头的较小的移动量(步间隔)(第一实施例)，在较宽的对焦镜头的移动范围内(第五变形实例)移动对焦镜头；以及，在高速模式的AF处理期间，以对于一帧的对焦镜头的较大的移动量(步间隔)(第一实施例)，在较窄的对焦镜头的移动范围内(第五变形实例)移动对焦镜头。
此外，组合“H2，H1”意味着，在低速模式的AF处理期间，以对于一帧的对焦镜头的较小的移动量来移动对焦镜头(第一变形实例)，以便显示通过图像(第二变形实例)；以及，在高速模式的AF处理期间，在停止显示通过图像的状态下，以对于一帧的对焦镜头的较大的移动量来移动对焦镜头。
此外，图7中的实例已经显示了组合第一实施例和第一至第五变形实例中的两个的实例，但是，组合第一实施例和第一至第五变形实例中的3至5个的实例也可以被用于本发明。例如，组合“H4、H5、H3”意味着，在低速模式的AF处理期间，增大对于一帧的AF曝光时间(第四变形实例)；以对于一帧的较大的对焦镜头的移动量，在较宽的对焦镜头的范围内粗略地执行AF搜索处理(第五变形实例)，以检测近似的对焦位置；之后，在检测到的对焦位置附近，以较小的对焦镜头的移动量来执行细AF搜索处理，以检测精确的对焦位置(第三变形实例)；在高速模式的AF处理期间，缩短对于一帧的AF曝光时间(第四变形实例)，以对于一帧的较大的对焦镜头的移动量，在较窄的对焦镜头的范围内(第五变形实例)粗略地执行AF搜索处理(第三变形实例)。
将描述根据本发明的其它的实施例。将用相同的参考标记来指示与第一实施例相同的部分，并且省略它们的详细说明。
第二实施例
第一实施例具有一种结构，其中，在对比度检测类型的AF方法中，提供了低速模式的AF处理以及高速模式的AF处理；从快门键被半按下的点到快门键被完全按下的点执行低速模式的AF处理；并且当快门键被完全地按下时，低速模式的AF处理切换到高速模式的AF处理。然而，可以应用一种结构，其中，在快门键被完全按下的点针对以下两种情况预测AF必要时间，一种情况是，继续执行低速模式的AF处理，另一种情况是从开始起执行高速模式下的AF处理，并且根据其中所预测的必要时间更短的模式来执行AF处理。
图12是显示根据第二实施例的数字照相机的具体操作的内容的流程图。图13A和13B是视图，每一个显示了当在低速模式的AF处理期间向高速模式的AF处理切换时，位置和AF评估值之间的关系。
在图12中，当数字照相机1的电源被打开时，控制单元10首先执行必要的初始设定，例如RAM、DRAM和VRAM的重置，以及对于板上寄存器的设置(步骤R0)。
接下来，通过使用对应于当时的变焦值的焦距来执行对于通过图像的AE处理，并且通过图像被显示在显示设备8上(步骤R1)。
控制单元10确定快门键是否被半按下，即，是否从半按下检测器6-1提供了半按下检测信号。当快门键被半按下时，处理进行到步骤R3，并且当未半按下时，控制单元10等待直到快门键被半按下(步骤R2)。
当快门键被半按下时，控制单元10进一步确定快门键是否被完全地按下，即，是否从完全按下检测器6-2提供了完全按下检测信号。当完全按下时，处理进行到步骤R5，并且当未完全按下时(即，在快门键仍然是半按下状态的情况中)，处理进行到步骤R4(步骤R3)。
当快门键未完全按下时，在对于一帧执行低速模式的AF处理(第一实施例(参考图3的说明))之后(步骤R4)，处理返回到步骤R3。
当快门键完全按下时，控制单元10确定AF处理(即，步骤R4中的低速模式下的AF处理)是否完成，即，是否从AF控制单元12提供了AF终止信号。当AF处理完成时，处理进行到步骤R13，并且当未完成时，处理进行到步骤R6(步骤R5)。
当在完全按下快门键时未完成AF处理(步骤R4中的低速模式下的AF处理)时(例如，图13A所示的情况)，控制单元10计算当继续执行低速模式下的AF处理时，从当前时间起用于对焦的必要时间A，以及当从开始起执行高速模式下的AF处理时，从当前时间起用于对焦的必要时间B(步骤R6)。此外，当比较用于对焦的必要时间A和用于对焦的必要时间B时，当A＞B时，处理进行到步骤R8，并且当A不大于B时，处理进行到步骤R11(步骤R7)。
当用于对焦的必要时间A比用于对焦的必要时间B更长时，控制单元10重置对焦镜头的位置(步骤R8)，对于一帧执行高速模式下的AF处理(第一实施例(参考图3的说明))(步骤R9)，以便从头开始执行高速模式的AF处理，如图13B所示。此外，确定(步骤R10)是否完成了AF处理(即，步骤R9中的高速模式下的AF处理)，即，是否从AF控制单元12提供了AF终止信号。当AF处理完成时，处理进行到步骤R13，并且当未完成时，处理返回到步骤R9。
当用于对焦的必要时间A等于或小于用于对焦的必要时间B时，控制单元10从步骤R3的完全按下快门键时的对焦镜头的位置起，继续执行对于一帧的低速模式的AF处理(第一实施例(参考图3的说明))(步骤R11)。此外，确定是否完成了AF处理(即，低速模式下的AF处理)，即，是否从AF控制单元12提供了AF终止信号。当AF处理完成时，处理进行到步骤R13，并且当未完成时，处理返回到步骤R11(步骤R12)。
当在步骤R10或R12完成AF处理时，处理切换到用于图像拍摄的CCD驱动方法，以执行所拍摄的图像数据的图像压缩处理，并且压缩图像数据(图像文件)被记录以完成一帧图像的拍摄(步骤R13)。
根据图12所示的流程图中的操作，快门键被完全按下之后的AF操作依赖于具有更短的用于对焦的必要时间的AF处理，根据快门键完全按下的时间，或者是低速模式下的AF处理，或者是高速模式下的AF处理。因此，即使在对焦镜头到达对焦位置之前由用户完全按下了快门键，数字照相机1也可以在拍摄中以较小的延迟实现对焦。
可以应用一种结构，其中，在图12的流程图中，当步骤R6、R7、R11和R12被省略时，并且在步骤R5中确定低速模式的AF处理未完成时，处理进行到步骤R8，并且从头执行高速模式的AF处理。
根据第一实施例、第一到第六变形实例以及第二实施例的AF控制单元12的结构显然可以用硬件来实现，并且同时，可以通过利用控制单元10中的软件处理来实现上述结构。在这种情况下，可以应用一种结构，其中，控制单元10用作AF控制单元12，实现上述各种处理的程序存储在数字照相机1中(例如ROM)，并且控制单元10执行上述程序。
然后，可以提供预先安装了上述程序的数字照相机1，并且应用了上述程序的现有的数字照相机也可以用作根据实施例的数字照相机1。
此外，提供第一和第二实施例中的程序的方法是任意的。可以例如通过例如因特网这样的通信介质来提供程序；并且程序可以以存储在记录介质(例如存储卡)中的程序的形式来分发。
第三实施例
图14A到14C是显示作为根据本发明第三和第四实施例的图像拍摄设备(以下称作数字照相机)的一个实例的数字照相机的外观的视图：图14A是前视图，图14B是后视图，图14C是顶视图。
在图14A到14C中，数字照相机50包括图像拍摄镜头52，并且在正面具有闪光灯发光窗口51，如图14A所示。此外，模式刻度盘53、液晶显示屏54、光标键55、设置键56等等设置在数字照相机50的背面，如图14B所示。此外，变焦杆57、快门键58、电源按钮59、用于设置闪光灯发光模式的键60被设置在上表面，如图14C所示。用于例如个人电脑(以下称作PC)这样的外部设备和调制解调器被连接到USB电缆的情况的通用串行总线(USB)终端连接部分被设置在侧面，虽然图中未显示USB终端连接部分。
图15是显示用于图14A到14C所示的数字照相机的电路结构的一个实例的示图。在图15中，数字照相机50包括变焦驱动单元61-1，在作为基本模式的拍摄模式中，通过其移动变焦镜头用于光学变焦操作；AF驱动单元61-2，通过其，通过移动对焦镜头来移动对焦位置；形成图像拍摄镜头52的光学镜头系统62包括变焦镜头和对焦镜头；作为图像拍摄元件的CCD63；定时发生器(TG)64；垂直驱动器65；样本保存电路(S/H)66；A/D转换器67；色彩处理电路68；直接存储器存取(DMA)控制器69；DRAM接口(I/F)70；DRAM71；控制单元72；VRAM控制器73；VRAM74；数字视频编码器75；显示设备76；联合图像专家组(JPEG)电路77；存储器78；键入设备80(包括图14A到14C的按键53到60)；闪光灯驱动单元81等等。这里，变焦驱动单元61-1至色彩处理电路68相当于本发明中的图像获取部分。此外，变焦驱动单元61-1和变焦镜头相当于本发明中的光学变焦部分。
在拍摄模式下的监视状态中，变焦驱动单元61-1驱动变焦镜头驱动马达单元(未显示)以移动变焦镜头。AF驱动单元61-2驱动对焦镜头驱动马达单元(未显示)以将对焦镜头移动到对焦点。此外，驱动CCD 63用于通过定时发生器(TG)64和垂直驱动器65来进行扫描，CCD 63设置在形成拍摄镜头2的光学镜头系统62的拍摄光轴的后部位置并且是图像拍摄元件。在拍摄模式期间的监视状态中，对应于对焦了恒定周期的光学图像的光电转换输出被输出用于一屏。该CCD63是固态成像设备，其形成目标的二维图像，并且一般每秒形成数十帧图像。这里，图像拍摄元件不局限于CCD，还可以是例如互补金属氧化物半导体(CMOS)这样的固态成像设备。
对于处于模拟值的信号的状态下的RGB的每个基色分量，使光电转换输出适当地接受增益调整，对其进行采样并且保存在样本保存电路(S/H)66中，在A/D转换器67中被转换为数字数据，并且在色彩处理电路68中接受图像内插法处理和校正处理，以生成具有数字值的亮度信号Y，以及色差信号Cb和Cr。然后，亮度信号Y以及色差信号Cb和Cr被输出到DMA控制器69。
通过使用类似地从色彩处理电路68提供的复合同步信号、存储器写入使能信号以及时钟信号，DMA控制器69通过DRAM接口(I/F)70向DRAM 71传输亮度信号Y、色差信号Cb和Cr，它们是从色彩处理电路68输出的。
控制单元72具有控制整个数字照相机50的操作的功能，并且包括CPU或微处理器单元(MPU)(以下称作CPU)；程序存储器，例如闪速存储器，其固定地存储用于操作的程序(包括图像形成程序)，所述操作包括控制图像形成，并且如稍后所述在CPU中执行；用作工作存储器的RAM等等。在完成亮度信号和色差信号到DRAM 71的DMA传输之后，控制单元72通过DRAM接口70从DRAM 71读出亮度信号和色差信号，以通过VRAM控制器73写入VRAM 74。
根据来自键入设备80的状态信号，控制单元72读出对应于每个模式的图像形成程序和菜单数据，其存储在用于存储程序的存储器中，例如闪速存储器，并且执行用于执行数字照相机50的每个功能的控制，并且当快门键被一下子按下时，除了执行用于拍摄操作的控制以外，还执行例如：变焦操作，通过显示，闪光驱动控制，自动对焦，拍摄，记录，记录图像的再现和显示，当选择了功能时的功能选择菜单的显示，以及设置屏幕的显示。
数字视频编码器75周期性地通过VRAM控制器73从VRAM 74读出亮度信号和色差信号，并且基于以上所述数据生成视频信号，用于输出到显示设备76。
显示设备76在拍摄模式下用作监视显示设备(电子取景器)，如上所述，并且通过根据来自数字视频编码器75的视频信号的显示，在液晶显示屏54上实时地显示基于当时从VRAM控制器73获取的图像信息的图像。
当发出对焦指令时(在该实施例为快门键58的半按下)，控制单元72发送驱动控制信号给AF驱动单元61-2，并且移动光学镜头系统62中的对焦镜头，以用于对焦(AF)操作。当发出图像形成指令时(在该实施例为快门键58的完全按下)，执行拍摄(即，在这一点上立即中断从CCD 63到DMA 71的路径，并且向不同于用于获取通过图像的方法的、用于图像拍摄的CCD驱动方法切换)，并且处理改变到记录和保存状态。
在记录和保存状态中，控制单元72通过DRAM接口70以基本块为单位读出存储在DRAM 71中的一帧的亮度信号Y以及色差信号Cb和Cr，每个基本块包括垂直方向上八个像素×水平方向上八个像素，并且将上述信号提供到联合图像编码专家组(JPEG)电路77，以便在JPEG电路77中通过例如适应离散余弦变换(ADCT)和霍夫曼编码(即，熵编码)这样的处理进行数据压缩。
然后，所获取的编码数据被从JPEG电路77读出，并且作为一个图像的数据文件记录在存储器78中，它是数字照相机50中的记录介质。与一帧的亮度信号和色差信号的压缩处理同时，并且随着完成将压缩数据写入存储器78，控制单元72重新连接从CCD 63到DRAM71的路径。
此外，在作为基本模式的再现模式，控制单元72有选择地读出记录在存储器78中的图像数据，并且根据与在图像拍摄模式下进行数据压缩的过程相反的过程，在JPEG电路77中扩展压缩图像数据。然后，在通过VRAM控制器73的开发之后，扩展的图像数据被存储在VRAM74中，图像数据被规则地从该VRAM 74读出，并且在操作单元76中，根据这些图像数据，生成视频信号以在液晶显示屏54上输出(＝显示)再生图像。
键入设备80具有上述模式刻度盘53、光标键55、设置键56、变焦杆57、快门键58、电源按钮59、用于设置闪光灯发光模式的键60等等，并且根据上述按键的操作的信号被直接发送到控制单元72。
模式刻度盘53切换记录模式(拍摄模式)和再现模式。在模式设置，菜单选择等状态下，操作光标键55，以便在显示在液晶显示屏54上的菜单、图标等等上进行指点。
此外，当用光标键55选择了光标显示下的项目时，按下设置键56以用于设置或确认。
变焦杆57用于变焦操作，在数字变焦中，根据变焦杆57的操作确定变焦值，但是实际的视角不改变，并且在液晶显示屏54上显示具有对应于调整之后的变焦值的大小的图像。此外，在光学变焦中，根据变焦杆57的操作，变焦镜头(可变焦距镜头)被移动到广角端或远摄端，根据变焦杆57的操作确定变焦值，根据变焦值的改变来实际地改变视角，并且广角图像或远摄图像被显示在液晶显示屏上。这里，将说明该实施例，假定不包含数字变焦功能，并且仅包含光学变焦功能。但是，本发明可以被用于拥有数字变焦功能的数字照相机。
快门键58在拍摄时操作释放处理，并且具有两阶段冲程功能。在第一阶段(半按下状态)，生成对焦指令信号以便执行自动对焦(AF)，自动曝光(AE)以及自动白平衡(AWB)；在第二阶段(完全按下状态)，生成拍摄指令信号以便执行拍摄操作。这里，在该实施例中，当快门键58被一下子完全按下时(以下，一下子按下)，通过第一阶段操作而起动的对焦操作切换到简单对焦操作。当该简单的对焦操作完成时，执行拍摄处理以在RAM中存储图像数据，其已经通过该拍摄处理而被获取。
这里，可以采用一种结构，其中，通过在快门键58中安装接触式传感器功能可以执行两阶段操作，即，对于用户触摸快门键58的情况以及对于快门键被按下的情况来操作快门键。在这种情况下，当快门键58被触摸时，控制单元72执行半按下处理，假定给出了半按下操作。当快门键58被按下时，控制单元72执行完全按下操作，假定给出了完全按下操作。
用于设置闪光灯发光模式的键60具有一种通过按下来进行切换的结构，即，一种结构，其中，根据按下的次数轮流选择“强制闪光灯发光模式”，“自动闪光模式”，“发光禁止模式”等等(初始设定是“发光禁止模式”)。这里，用于设置闪光灯发光模式的键60具有发光二极管(LEDs)，并且根据发光模式，执行例如，打开红灯(强制闪光灯发光模式)，打开蓝灯(自动闪光模式)，关闭(发光禁止模式)。
在控制单元72的控制下，闪光驱动单元81执行对闪光灯(未显示)的充电，或者根据通过操作用于设置闪光灯发光模式的键60而设置的发光模式来打开闪光灯，其中，闪光灯设置在主机正面的闪光灯发光窗口51的内部。
图16是显示在数字照相机50中，用于判断快门键58的一次性按下和拍摄操作的一个实例的流程图。该流程图说明了在数字照相机50中，用于实现根据本发明实施例的功能的程序，通过其，快门被快速发射。
将说明一实例，其中，控制单元72主要执行根据预先存储在程序存储器(例如闪速存储器)中的程序的下列处理。然而，不需要所有的功能都存储在程序存储器中，还可以采用一种结构，其中，如有必要，通过网络接收一部分或所有的程序，用于执行下列处理。以下，将参考图14A到14C以及15来进行说明。
当数字照相机50的主电源打开时，控制单元72向闪光驱动单元81发送控制信号，以开始对闪光灯充电(步骤S1)。接下来，通过使用对应于当时的变焦值的焦距来执行对于通过图像的AE处理，并且从CCD 63获取通过图像。同时，在以下述方式在色彩处理电路68中进行调整之后(步骤S2)，起动经由DMA控制器69和DRAM接口(I/F)70的到DRAM 71的DMA传输，其中，所述方式是，通过自动白平衡(AWB)处理，根据光源的颜色进行白平衡。此外，通过使用其中对来自CCD 63的图像数据进行了采样的视频通过图像数据来重写VRAM 74，并且开始在显示设备76中的液晶显示屏54上显示通过图像(步骤S3)。
当控制单元72检查到来自键入设备80的信号时(步骤S4)，并且闪光灯发光设置键10-2被操作时，处理进行到步骤S5，当未按下时，处理进行到步骤S6。当在步骤S4中操作了闪光灯发光设置键10-2时，根据设置操作的闪光灯发光模式被设置，设定值被保存在RAM中(步骤S5)，并且处理进行到步骤S6。
当控制单元72检查来自键入设备80的信号时，确定是否执行了利用变焦杆57的变焦操作时(步骤S6)，执行变焦操作，处理进行到步骤S7，并且当未执行时，处理进行到步骤S8。当在步骤S6中完成变焦操作时，对应于变焦操作的变焦值被获取，并且通过根据该变焦值驱动变焦驱动单元61-1以移动变焦镜头来改变光学变焦比(步骤S7)。同时，变焦值被存储入RAM(覆写)，处理进行到步骤S8。
接下来，控制单元72检查来自键入设备80的信号，并且确定快门键58是否是半按下的(步骤S8)。当快门键被半按下时，处理进行到步骤S9，并且当未半按下时，处理返回步骤S4。
当在步骤S8中快门键58被半按下时，控制单元72确定在步骤S5中设定的闪光灯发光模型(步骤S9)。当在设置了强制闪光灯发光模式的状态下确定环境亮度等于或小于预定的阈值时，或设置了自动闪光模式时，即，当需要闪光灯发光时，处理转移到图18的流程图所示的闪光灯拍摄。当不需要时，处理进行到步骤S10。
当在步骤S9确定不需要闪光灯发光时，控制单元72对于图像拍摄起动具有较窄步宽的对比度检测类型的AF处理，并且同时，根据在半按下快门键时拍摄的视频通过图像数据，起动用于图像拍摄的AE处理和自动白平衡(AWB)处理(步骤S10)。在上述操作中，通过使用其中采样了来自CCD 63的图像数据的视频通过图像数据来重写VRAM 74直到快门键58被完全地按下，并且通过图像被显示在显示设备76中的液晶显示屏54上。在普通的对比度检测类型的AF处理中，AF驱动单元61-2以统一的步间隔移动对焦镜头，在每一步中暂时停止对焦镜头以从无穷远向这边改变对焦位置，并且获取对比度值并且进行比较。最后，移动对焦镜头，假定对比度值变得最大的位置是对焦位置(步骤S10)。
接下来，控制单元72检查来自键入设备80的信号，以确定快门键是否被完全按下，当快门键58被完全按下时，处理进行到步骤S12(步骤S11)。
控制单元72确定对比度检测类型的AF处理是否在进行中(步骤S12)，当AF处理在进行中时，处理进行到步骤S13，并且当未在执行中时，处理进行到步骤S14。
在用于图像拍摄的对比度检测类型的AF处理(常规AF处理)中，对于在确定对焦位置之前的每个步骤，需要图像数据处理(拍摄处理、对比度提取处理、对比度比较处理)，以及镜头单元的驱动控制(移动、移动的停止以及移动的重新开始)。此外，在照相机用户用取景器捕捉目标的时间以及目标在焦点并且快门按钮被完全按下用于图像拍摄的时间之间需要一段时间。因此，当快门键58被一下子按下时，执行具有较宽搜索间隔的简单的AF处理，如图17B所示。当在步骤S12中确定AF处理在进行中时，控制单元72将处理切换到简单的对比度检测类型的AF处理，其具有比普通的对比度检测类型的AF处理中更宽的步长，通过半按下快门键58来起动普通的AF处理，并且在常规对比度检测类型的AF处理之后，执行简单的对比度检测类型的AF处理。
在那种情况下，参考如图17A所示的用于简单AF处理的对应表(变焦值和搜索间隔之间的对应表90)，在图17B所示的表示“快门键的完全按下”之后，处理切换到具有对应于变焦值的较宽的步长的对比度检测类型的简单的AF处理。这里，图17B是显示对焦镜头暂时停止的对焦位置的视图，并且显示通过半按下快门键58来起动对焦镜头的移动，以便从镜头的末端开始执行普通的对比度检测类型的AF处理，并且从完全按下快门键58时的对焦镜头的位置起，处理切换到对焦镜头的移动以便执行简单的对比度检测类型的AF处理。在图17A和17B所示的实例中，在简单的AF处理中，从图17A获取pw2＝3的搜索间隔，假定当快门键58被完全按下时，变焦值＝X2，并且在快门键58完全按下的点之后，按照三步来移动对焦镜头。因此，在图17A和17B所示的实例中，当切换到简单的AF处理时，对焦镜头的暂时停止的数量变为三分之一，从而缩短了对焦镜头的移动时间，并且缩短了对焦时间。即，即使对焦镜头的移动范围在普通的AF处理和简单的AF处理之间是相同的，简单的AF处理也具有更少的对焦镜头的暂时停止数量(对焦镜头的驱动时间)，更少的拍摄操作的数量，更少的获取对比度数据的次数，以及更少的对比度数据比较的次数。因此，通过组合普通的AF处理和简单的AF处理，快门键58的操作与拍摄操作之间的时间总体上会变得更短(步骤S13)。
此外，控制单元72确定在步骤S10起动的用于图像拍摄的AE处理是否在进行中，当AE处理在进行中时，处理进行到步骤S15，并且当AE处理不在进行中时，处理进行到步骤S16(步骤S14)。
在快门处的延时不仅受AF处理影响，还受AE处理的影响。因此，在完成通过半按下快门键58而起动的AE处理之前，当快门键58被完全地按下时，切换到简单的AE处理，即，当一下子按下快门键58时。然后，当在步骤S14中确定AE处理在进行中时，控制单元72停止作为AE处理的一部分的光圈控制，并且接下来，处理进行到步骤S16。因此，减少了AE处理的量，并且缩短了AE处理时间。可以采用一种结构，作为一个变形实例，其中，不停止光圈控制，但是例如，省略耗时操作作为简单的AE处理(步骤S15)。
此外，控制单元72确定在步骤S10起动的用于图像拍摄的自动白平衡(AWB)是否在进行中，当AWB在进行中时，处理进行到步骤S17，并且当AWB不在进行中时，处理进行到步骤S18(步骤S16)。
在快门处的延时不仅受AF处理和AE处理的影响，还受AWB处理的影响。因此，在完成通过半按下快门键58而起动的AWB处理之前，当快门键58被完全地按下时，切换到简单的AWB处理，即，当一下子按下快门键58时。然后，当在步骤S16中确定AWB处理在进行中时，在通过控制单元72切换到简单的AWB处理之后，处理进行到步骤S18。因此，减少了AWB操作的量，并且缩短了AE操作时间。这里，在AWB处理中，使用从大约七个模式中选择的适当模式的白平衡(WB)值。然而，在简单的AWB处理中，使用从例如大约三个典型模式中选择的适当模式的WB值(步骤S17)。
控制单元72确定是否所有的处理，即，步骤S10、S13或S17中的处理，即AF处理、AE处理和AWB处理都已完成。当完成时，处理进行到步骤S19，并且当未完成时等待完成(步骤S18)。紧接着完成所有的处理之后，在这一点上中断从CCD 63到DRAM 71的路径，并且切换到不同于用于获取通过图像的方法的用于图像拍摄的CCD驱动方法。在拍摄图像数据的压缩处理之后，该压缩图像数据(图像文件)被记录以完成一帧图像的拍摄，并且处理返回到步骤S2(步骤S19)。
图17A和17B是视图，每一个说明用于简单AF处理的对应表90，其中，由图像形成程序参考的变焦值与对焦镜头的搜索间隔相关联。图17A是用于对应表90的结构实例，图17B是一视图，说明使用对应表90的简单的AF处理。
在对应表90中，从远摄端到广角端设置变焦值x1、X2、...Xn，并且如图17A所示，对于简单的AF处理，每个变焦值分别对应于搜索间隔pw1、pw2、...。在普通的AF处理(第一AF处理)中，如图17B所示，搜索间隔彼此相同。然而，简单的AF处理(第二AF处理)具有一种结构，其中，依赖于变焦值，步长彼此不同，并且当变焦镜头在远摄端时的对焦镜头的移动宽度(步长)要比当变焦镜头在广角端时的对焦镜头的步长更短。
根据变焦值，以下述方式来设置对应表90的搜索间隔，即，使得当变焦值为X1时，搜索间隔pw1被设置为两步，当变焦值为X2时，搜索间隔pw2被设置为三步，例如，在图17A中，假定远摄端被设置在左侧，广角端被设置在右侧。因此，以下述方式来减少停止次数，即使得当变焦值为X1时的对焦镜头的停止次数是普通AF处理的一半，当变焦值为X3时的对焦镜头的停止次数是普通AF处理的三分之一......。因此，缩短了镜头移动时间，并且此外，缩短了用于获取对比度值的时间，用于比较对比度值的时间，以及拍摄时间。总体上，在简单的AF处理中，缩短了完全按下快门键58和拍摄之间的时间，其中，对应表90设置如图17A和17B所示的搜索间隔。
在该实例中，假定用于对焦每个变焦步骤的这种点数据被作为表常数等等而存储在程序存储器中，并且在图16的流程图所示的图像形成程序的操作时被参考。这里，可以采用一种结构，其中，点数据被设置在存储器78中，并且由图像拍摄程序访问。
利用闪光灯拍摄
图18是一流程图，其显示当选择强制闪光灯发光模式时(或在自动闪光模式下确定需要闪光灯发光时)，在数字照相机50中，判断快门键的一次性按压和拍摄的一个例子。图显示了当在图16所示的流程图的步骤S9中的判断处理中确定需要闪光灯发光时的，数字照相机50的拍摄操作的一个实例。
当在图16的流程图的步骤S9中确定需要闪光灯发光时，控制单元72起动用于闪光灯拍摄处理的对比度检测类型的AF处理，并且同时，设置用于闪光灯拍摄的WB(白平衡)值和曝光(EV)值(步骤S21)。在上述操作下，在液晶显示屏54上显示通过图像，直到快门键58被完全地按下。
接下来，控制单元72检查来自键入设备80的信号，以确定快门键58是否被完全按下(步骤S22)，当快门键58被完全按下时，处理进行到步骤S23。
控制单元72确定对比度检测类型的AF处理是否在进行中(步骤S23)。当AF处理在进行中时，处理进行到步骤S24，并且当未在执行中时，处理进行到步骤S26。
因为快门的延时受AF处理的影响，因此，在完成通过半按下快门键58而起动的AF处理之前，当快门键58被完全地按下时，切换到简单的AF处理，即，当一下子按下快门键58时。然后，当在步骤S23中确定AF处理在进行中时，在控制单元72将执行中的AF处理切换到简单的AF处理之后(其中，参考图17A中的用于简单AF处理的对应表90)(步骤S24)，处理进行到步骤S25。
控制单元72确定是否完成了简单的AF处理，并且当完成了简单的AF处理时，处理进行到步骤S26(步骤S25)。然后，确定是否在对闪光灯进行充电(步骤S26)。当在进行中时，处理进行到步骤S27，当未在执行中时，处理进行到步骤S28。
因为不仅AF处理，并且闪光灯充电也是快门长久延时的因素，所以在闪光灯充电状态下，当快门键58被完全地按下时，根据快门优先级操作来执行拍摄。然后，当在步骤S26中确定闪光灯充电在进行中时，控制单元72停止闪光灯充电(步骤S27)，通过控制闪光驱动单元81来发射闪光。在那时，立即中断从CCD 63到DRAM 71的路径，并且切换到不同于用于获取通过图像的方法的用于图像拍摄的CCD驱动方法。在拍摄图像数据的图像压缩处理之后，该压缩图像数据(图像文件)被记录以完成一帧图像的拍摄(步骤S28)，并且处理返回到图16的步骤S1。这里，当在步骤S27停止闪光灯充电时，在步骤S28利用充电中的电容内的发光量来实现闪光灯的发光。
当通过图16的流程图中所示的操作半按下快门键58时，起动AF处理，AE处理，AWB处理。当在半按下状态下完全地按下快门键58时，AF处理、AE处理、AWB处理切换到简单的AF处理、AE处理和AWB处理。因此，可以缩短处理时间，并且可以缩短快门键58被完全按下的点与图像拍摄的点之间的时间。因此，可以防止快门的误释放以及延时的发生。可以利用快门的准时激发来获取高对焦精度的图像，并且没有延时发生。此外，因为即使在快门键58被完全按下时，也同样在不取消AF处理的情况下执行拍摄，所以可以在不使用某种程度的域深度的情况下拍摄高对焦精度的图像。
例如，快门处的延时受AF处理的影响，因此，当快门键58被一次性按下时，即使在AF处理中，也能根据快门优先级操作来执行处理。因此，与在停止AF处理的情况下进行拍摄相比，通过根据简单的AF处理的拍摄(参考步骤S13)，进一步改进了对焦精度，并且与在完成AF处理之后进行拍摄的情况相比，可以进一步缩短AF时间。
此外，快门处的延时受AE处理的影响。因此，当快门键58被一次性按下时，根据快门优先级操作来执行处理。在拍摄的预备操作期间的任意时刻执行AE处理，即使在一种结构中，其中，在普通AE操作之后，为拍摄执行简单的AE处理(参考步骤S15)。因此，在实际拍摄中减少了错误曝光的几率，这不同于在半按下快门键58时，第一次执行AF处理的对焦操作。此外，即使拍摄中的AE处理不够(曝光不足或过度)，通过使用用于修饰照片的程序等等，可以容易地实现后校正。
此外，因为快门处的延时受AWB处理的影响，因此，当快门键58被一下子按下时，根据快门优先级操作来执行处理。在拍摄的预备操作期间的任意时刻执行AWB处理，即使在一种结构中，其中，在普通AWB操作之后，为拍摄执行简单的AWB处理(参考步骤S17)。因此，减少了错误判断的几率。此外，即使拍摄中的AWB处理不够(错误的着色)，通过使用用于修饰照片的程序等等，可以容易地实现后校正。
此外，根据图18的流程图所示的操作，当快门键58被完全按下时，在数字照相机50中停止对闪光灯的充电。因此，缩短了快门键58被完全按下的时间点与闪光灯拍摄之间的时间，因此，可以利用快门的准时激发来拍摄，而不生成延时。
第三实施例的变形实例
根据图16和18所示的流程图，当在快门键58被半按下之后，AF处理在进行中时，当快门键58被完全按下时，切换到简单处理，即，当快门键58被完全按下时，处理在AF处理中，在AE处理中，并且在AWB处理中。但是，针对一下子按下快门键58的方法不局限于上述方法。以下，将描述用于判断快门键58的一次性按下的变形实例。
图19是显示在数字照相机中，用于判断快门键58的一次性按下和拍摄的变形实例的流程图。所述变形实例具有一种结构，其中，不起动半按下操作，除非快门键58的半按下保持预定的时间，并且在图16所示的流程图中的步骤S8之后的步骤改变为如图19所示的步骤S30至S42。根据图19中的步骤S30至步骤S33，当在快门键被半按下之后的预定时间内完全按下快门键58时，确定快门键58被一下子按下，并且处理移动到根据步骤S34至S42的简单处理。
在图19中，当在图16的步骤S6中未执行变焦操作时，或者当根据图16中的步骤S7中的变焦操作改变变焦比时，控制单元72根据来自键入设备80的信号确定快门键58是否已经被半按下(步骤S30)。当快门键58被半按下时，处理进行到步骤S31，并且当未半按下时，处理返回图16的流程图中的步骤S4。
在将定时器清零后，控制单元72起动快门操作时间的测量定时器(步骤S31)。当时间已到时，即，当已过去预定的时间时(在半按下之后的预定时间之内未执行完全按下)(步骤S32：是)，确定用户打算执行半按下操作，并且处理进行到图16的流程图中的步骤S9，以开始半按下(S10至S19，或S21至S28)。当时间在预定时间范围内时(步骤S32：否)，处理进行到步骤S33。
然后，控制单元72检查来自键入设备80的信号，以确定快门键58是否被完全按下(步骤S33)，当快门键58被完全按下时，处理进行到步骤S34。当快门键58未被完全按下时，处理返回到步骤S32。
当在步骤S31至S33期间快门键58被一下子按下时(在半按下之后的预定时间内执行了完全按下)，控制单元72检查在图16的流程图中的步骤S5中设定的闪光灯发光模式(步骤S34)。在需要强制闪光灯发光模式或闪光灯发光模式的情况中(步骤S34：是)，处理进行到步骤S38，在不需要强制闪光灯发光模式或闪光灯发光模式的情况中(步骤S34：否)，处理进行到步骤S35。
当在步骤S34中确定不需要闪光灯发光时，控制单元72为图像拍摄起动简单的对比度检测类型的AF处理(例如，通过参考如图17A所示的用于简单AF处理的对应表90的AF处理)(步骤S35)。同时，根据在半按下快门键58时拍摄的视频通过图像数据，起动AE处理和自动白平衡(AWB)处理。
控制单元72确定是否所有的处理，即，已经在步骤S35中起动的简单AF处理、AE处理和AWB处理都已完成(步骤S36)。当完成时，处理进行到步骤S37，并且当未完成时等待完成。当所有处理完成时，在这一点上立即中断从CCD 63到DRAM 71的路径，并且切换到不同于用于获取通过图像的方法的用于图像拍摄的CCD驱动方法。在拍摄图像数据的压缩处理之后，该压缩图像数据(图像文件)被记录以完成一帧图像的拍摄，并且处理返回到步骤S2(步骤S37)。
当在步骤S34中确定需要闪光灯发光时，在为闪光灯拍摄设置WB(白平衡)值和曝光(EV)值之后，控制单元72起动上述简单AF处理(步骤S38)。
控制单元72确定是否完成了简单的AF处理(步骤S39)。当完成了简单的AF处理时，处理进行到步骤S40。然后，确定是否在对闪光灯进行充电(步骤S40)。当在进行中时，处理进行到步骤S41，并且当未在执行中时，处理进行到步骤S42。
当在步骤S40中确定闪光灯充电在进行中时，控制单元72停止闪光灯充电(步骤S41)。在当时的闪光灯的允许的容量之内发射闪光(步骤S42)。同时，立即中断从CCD 63到DRAM 71的路径，并且切换到不同于用于拍摄通过图像的方法的用于图像拍摄的CCD驱动方法。在拍摄图像数据的压缩处理之后，该压缩图像数据(图像文件)被记录以完成一帧图像的拍摄，并且处理返回到步骤S1。
根据图19所示的流程图中的操作，在快门键58被半按下之后，当在预定时间之内完全按下了快门键58时，确定快门键58被一下子按下，并且根据简单AF处理、AE处理和AWB处理来执行图像拍摄。因此，可以缩短快门键58被一下子完全按下的点与图像拍摄的点之间的时间，并且可以利用快门的准时激发来获取高对焦精度的图像，并且没有延时发生。此外，当需要闪光灯拍摄时，为闪光灯拍摄停止闪光灯充电。因此，可以缩短快门键被一下子完全按下的点与图像拍摄的点之间的时间，并且可以获取类似于上述实例的优点。
在上述变形实例中，当在快门键58被半按下之后的预定时间内完全按下快门键58时，确定快门键58被一下子按下，用于判断快门键58的一下子按下的方法不局限于上述方法。可以采用一种结构，其中，不起动半按下操作，除非快门键58的半按下保持预定的时间或更长的时间。即，可以采用一种结构，其中，当在图19的步骤S30中确定快门键58被半按下时，执行用于图像拍摄的对比度检测类型的AF处理，AE处理以及AWB处理；并且在其它情况下(当快门键58未被半按下时)，在完全按下的情况中，确定快门键58被一下子按下，并且处理转移到图19中的步骤S33至S42的处理。即使在上述结构中，当在快门键58的操作之后的预定时间内完全按下快门键58时，确定快门键58被一下子按下。然后，根据简单的AF处理，AE处理和AWB处理执行图像拍摄。因此，可以极大地缩短快门键58被一下子按下的时刻与图像拍摄的时刻之间的时间，并且可以获取类似于上述变形实例的优点。
此外，可以采用如下的另一个结构。即，通过安装一种快门键58，通过该快门键58，除非半按下操作保持预定时间，否则半按下操作不能被检测(识别)到，并且通过重复判断快门键58是否被完全按下，或者快门键58是否被半按下，当在没有判断快门键被半按下的情况下确定快门键58被完全按下时(即，当快门键58被一下子完全按下时，以及当快门键58通过半按下位置片刻时)，确定引起了一下子按下，并且然后，处理转移到图19中的步骤S33至S42的处理。即使在上述结构中，也根据简单的AF处理，AE处理和AWB处理执行图像拍摄。因此，可以极大地缩短快门键58被一下子完全按下的点与图像拍摄的点之间的时间，并且可以获取类似于上述变形实例的优点。
第四实施例
第三实施例具有一种结构，其中，当快门键58被一下子按下时，以下述方式切换到简单的处理，即，使得容易地执行AF处理、AE处理、AWB处理、闪光灯发光等等，因此缩短了从快门操作到拍摄处理的时间。然而，可以缩短快门操作与拍摄处理之间的时间的方法不局限于根据第三实施例的实例。以下，将描述实例，其中，当快门键58被一下子按下时，停止AF处理、AE处理、AWB处理、闪光灯发光等等(或者不执行)，并且快门操作与拍摄处理之间的时间可以被缩短。这里，在以下说明中，假定数字照相机的外观和内部结构类似于图14A至14C以及15所示的数字照相机50。
图20是显示在数字照相机50中，基于快门键58的一下子按下的拍摄操作的一个实例的流程图。该流程图说明了在数字照相机50中，用于实现根据本发明的功能的程序，通过其，快门被快速激发。
将说明实例，其中，控制单元72主要根据预先存储在程序存储器(例如闪速存储器)中的程序执行下列处理。然而，可以采用一种结构，其中，所有的功能不必存储在程序存储器中，根据需要，通过网络接收一部分或者所有的功能。以下，将参考图13、14A到14C以及20来进行说明。这里，图20中的步骤S1至S7中的处理类似于图16中的步骤S1至S7中的处理。
在图20中，当在步骤S8中快门键58被半按下时，控制单元72在步骤S61中检查在步骤S5中设定的闪光灯发光模式(图16)。然后，当模式为例如强制闪光灯发光模式和需要闪光灯发光的自动闪光模式时，处理进行至步骤S67；并且，当为不需要的模式时，处理进行至步骤S62。
当在步骤S61中确定不需要闪光灯发光时，控制单元72根据在半按下快门58时拍摄的视频通过图像数据，起动用于图像拍摄的对比度检测类型的AE处理，并且同时起动AE处理和AWB处理(步骤S62)。在上述操作中，通过使用其中采样了来自CCD63的图像数据的视频通过图像数据来重写VRAM 74直到快门键58被完全地按下，并且通过图像被显示在显示设备76中的液晶显示屏54上。
接下来，控制单元72在步骤S63检查来自键入设备80的信号，以确定快门键58是否被完全按下。当快门键58被完全按下时，处理进行到步骤S64。
在步骤S64，控制单元72确定已经在步骤S62中起动的AF处理、AE处理和AWB处理中的任何一个是否仍在进行中(步骤S64)。然后，当没有处理在进行中时，处理进行到步骤S66，并且当任意一个处理在进行中时，在步骤S65停止处理中的操作。在步骤S66，立即中断从CCD 63到DRAM 71的路径，并且切换到不同于用于拍摄通过图像的方法的用于图像拍摄的CCD驱动方法。在拍摄图像数据的压缩处理之后，该压缩图像数据(图像文件)被记录以完成一帧图像的拍摄，并且处理返回到步骤S2。
此外，当在步骤S61中确定需要闪光灯发光时，控制单元72起动用于闪光灯拍摄处理的对比度检测类型的AF处理，并且同时，设置用于闪光灯拍摄的WB(白平衡)值和曝光(EV)值(步骤S67)。在上述操作中，在液晶显示屏54上显示通过图像，直到快门键58被完全地按下。
接下来，控制单元72在步骤S68检查来自键入设备80的信号，以确定快门键58是否被完全按下。当快门键58被完全按下时，处理进行到步骤S69。
控制单元72在步骤S69确定已步骤S67中起动的对比度检测类型的AF处理是否在进行中。当AF处理在进行中时，处理进行到步骤S70，并且当未在进行中时，处理进行到步骤S71。
当在步骤S69中确定AF处理在进行中时，控制单元72停止AF处理(步骤S70)，并且处理进行到步骤S71。此外，在步骤S71中确定是否在对闪光灯进行充电。当充电在进行中时，处理进行到步骤S72，并且当未在进行中时，处理进行到步骤S74。
当在步骤S71中确定闪光灯充电在进行中时，停止闪光灯充电，不进行闪光灯发光。在步骤S73，立即中断从CCD 63到DRAM 71的路径，并且切换到不同于用于拍摄通过图像的方法的用于图像拍摄的CCD驱动方法。在拍摄图像数据的压缩处理之后，该压缩图像数据(图像文件)被记录以完成一帧图像的拍摄，并且处理返回到步骤S1。
当在步骤S71中确定闪光灯充电不在进行中时，通过控制闪光驱动单元81来发射闪光(步骤S74)。这时，立即中断从CCD 63到DRAM71的路径，并且切换到不同于用于拍摄通过图像的方法的用于图像拍摄的CCD驱动方法。在拍摄图像数据的压缩处理之后，该压缩图像数据(图像文件)被记录以完成一帧图像的拍摄，并且处理返回到步骤S1。
根据图20的流程图，当快门键58被半按下时，起动AF处理，AE处理，AWB处理作为拍摄的预备操作。当在半按下期间完全按下快门键时，停止处理中的用于拍摄的预备操作，并且起动拍摄操作。因此，当快门键58被完全按下时，可以立即执行图像拍摄。因此，可以利用快门的准时激发来拍摄图像，并且没有延时发生。此外，因为为了拍摄，即使当闪光灯充电在进行中时，也会停止闪光灯充电，因此，可以获取类似的优点。
变形实例
根据图20所示的流程图，当在快门键58被半按下之后，AF处理在进行中时，当快门键58被完全按下时，停止正在操作的处理，即，当快门键58被完全按下时，AF处理，AE处理，并且AWB处理未完成。但是，针对一下子按下快门键58的方法不局限于上述方法，以及与第三实施例的变形实例类似的针对一下子按下快门键的方法。以下，将描述用于判断快门键58的一下子按下的变形实例。
图21是显示在数字照相机中，用于判断快门键58的一下子按下和拍摄的变形实例的流程图。所述变形实例具有一种结构，其中，不起动半按下操作，除非快门键58的半按下保持预定的时间，或更长的时间，并且在图19所示的流程图中的步骤S31之后的步骤改变为如图21所示的步骤S80至S89。因此，当在图19的步骤30中快门键58被半按下之后的预定时间之内完全按下了快门键58时，确定快门键58被一下子按下，并且处理转移到步骤S82至S89中的处理。
在图21中，在图19的步骤S31中，在对定时器清零之后起动用于快门操作时间的测量定时器。当时间已到时(步骤S80：是)，即，当已过去预定的时间时(在半按下之后的预定时间之内未执行完全按下)，确定用户打算执行半按下操作，并且处理进行到的图20的流程图中的步骤S61以开始半按下(S61至S74)。当在预定时间范围内执行完全按下时(步骤S80：否)，处理进行到步骤S81。
接下来，控制单元72检查来自键入设备80的信号，以确定快门键58是否被完全按下(步骤S81)。当快门键58在预定时间内完全按下时，确定快门58被一下子按下，并且处理进行到步骤S82。当快门键58未在预定时间内完全按下时，处理返回到步骤S80。
当在步骤S80和S81中快门键58被一下子按下时(在半按下之后的预定时间内执行了完全按下)，控制单元72在步骤S82检查在步骤S5(图16的流程图中)中设定的闪光灯发光模式(步骤S34)。当模式为例如强制闪光灯发光模式和需要闪光灯发光的自动闪光模式时(步骤S82：是)，处理进行至步骤S85，并且，当为不需要的模式时(步骤S82：否)，处理进行至步骤S83。
当在步骤S82确定不需要闪光灯发光时，控制单元72停止用于通过图像的AE处理和AWB处理(步骤S83)。这时，立即中断从CCD63到DRAM 71的路径，并且切换到不同于用于拍摄通过图像的方法的用于图像拍摄的CCD驱动方法。在拍摄图像数据的压缩处理之后，该压缩图像数据(图像文件)被记录以完成一帧图像的拍摄(步骤S84)，并且处理返回到步骤S2(在图16的流程图中)。
当在步骤S82确定需要闪光灯发光时，控制单元72为闪光灯拍摄设置WB(白平衡)值和曝光(EV)值(步骤S85)，并且确定是否在对闪光灯进行充电(步骤S85)。当充电在进行中时，处理进行到步骤S87，并且当未在进行中时，处理进行到步骤S89。
当在步骤S86中确定闪光灯充电在进行中时，停止闪光灯充电，不进行闪光灯发光(步骤S87)。这时，立即中断从CCD 63到DRAM 71的路径，并且切换到不同于用于拍摄通过图像的方法的用于图像拍摄的CCD驱动方法。在拍摄图像数据的压缩处理之后，该压缩图像数据(图像文件)被记录以完成一帧图像的拍摄(步骤S88)，并且处理返回到步骤S1。
另一方面，当在步骤S86中确定闪光灯充电不在进行中时，发射闪光(步骤S89)。这时，立即中断从CCD 63到DRAM 71的路径，并且切换到不同于用于拍摄通过图像的方法的用于图像拍摄的CCD驱动方法。在拍摄图像数据的压缩处理之后，该压缩图像数据(图像文件)被记录以完成一帧图像的拍摄(步骤S89)，并且处理返回到步骤S1。
根据图21的流程图中所示的操作，当在快门键58被半按下之后的预定时间内完全按下快门键58时，确定快门键58被一下子按下，并且在不执行AF处理，AE处理和AWB处理的情况下执行图像拍摄。因此，当快门键58被完全按下时，可以立即执行图像拍摄。因此，可以利用快门的准时激发来拍摄图像，并且没有延时发生。此外，因为停止闪光灯充电，并且当在需要闪光灯拍摄的状态中，闪光灯充电在进行中时，在没有闪光灯的情况下执行拍摄，所以可以获取类似的优点。
在上述变形实例中，当在快门键58被半按下之后的预定时间内完全按下快门键58时，确定快门键58被一下子按下。然而，用于判断快门键的一下子按下的方法不局限于上述方法。可以采用一种结构，其中，不起动半按下操作，除非快门键58的半按下保持预定的时间，或更长的时间。即，可以采用一种结构，其中，当在图19的步骤S30中确定快门键58被半按下时，执行用于图像拍摄的对比度检测类型的AF处理，AE处理以及AWB处理；并且，在另一个情况中(当快门键58未被半按下时)，在完全按下的情况中，确定快门键58被一下子按下，并且处理转移到图21中的步骤S82至S89中的处理。即使在上述结构中，当在快门键58的操作之后的预定时间内完全按下快门键58时，确定快门键58被一下子按下，并且在停止AF处理，AE处理和AWB处理之后执行拍摄。因此，可以极大地缩短快门操作与图像拍摄之间的时间，并且可以获取类似于上述变形实例的优点。
此外，可以采用另一个结构，其中，通过安装一种快门键58，通过该快门键58，除非半按下操作保持预定时间，否则半按下操作不能被检测(识别)到，并且通过重复判断快门键58是否被完全按下，或者快门键58是否被半按下，当在没有判断快门键被半按下的情况下确定快门键58被完全按下时(即，当快门键58被一下子完全按下时，以及当快门键58立刻通过半按下位置时)，确定引起了一下子按下，并且然后，处理转移到图19中的步骤S33至S42的处理。即使在上述结构中，也在停止AF处理，AE处理和AWB处理之后执行拍摄。因此，可以极大地缩短快门操作与图像拍摄之间的时间，并且可以获取类似于上述变形实例的优点。
此外，第三和第四实施例，以及它们的变形实例具有一种结构，其中，由快门键58的半按下起动的AF操作以及由快门键58的完全按下起动的AF操作具有相同的AF搜索范围。然而，可以采用一种结构，其中，两种AF操作具有彼此不同的AF搜索范围。可以采用一种结构，例如，其中，假定对于由快门键58的半按下而起动的AF操作的AF搜索范围是第一AF搜索范围，并且对于由快门键58的完全按下而起动的AF操作的AF搜索范围是第二AF搜索范围，第二AF搜索范围比第一AF搜索范围窄。在上述情况中，第二AF搜索范围可以配置为由用户的手工操作来任意地设置，或者根据在拍摄时获取的拍摄条件以及从图像数据获取的对比度值来确定拍摄景象，并且对应于判断结果的AF搜索范围可以被配置为第二AF搜索范围。
在对于第三和第四实施例的说明中，根据如图17A的实例中所示的变焦值，在简单AF处理中的对焦镜头的搜索间隔已被设置为预先设置的值(固定值)。但是，对焦镜头的搜索间隔可以被配置为通过对应于变焦值的人工操作来设置，或者，对焦镜头的搜索间隔可以被配置为对应于变焦值而自动地设置为，并且根据在拍摄时获取的拍摄条件以及从图像数据获取的对比度值。
此外，第四实施例具有一种结构，其中，当快门键58被完全按下时，简化了各种AF处理，例如对焦镜头的停止处理，拍摄处理，对比度数据获取处理，以及对比度数据比较处理。但是，可以采用一种结构，其中，简化对焦镜头的停止处理、拍摄处理、对比度数据获取处理以及对比度数据比较处理中的任意一个，例如，仅简化对比度数据比较处理，或者一种结构，其中，仅仅简化对比度数据比较处理；仅仅简化对比度数据获取处理与对比度数据比较处理的组合；仅仅简化拍摄处理、对比度数据获取处理与对比度数据比较处理的组合；或者简化对焦镜头的停止处理，拍摄处理，对比度数据获取处理，以及对比度数据比较处理的组合。
尽管以上说明参考了本发明的特定的实施例，但是很清楚，在不脱离其精神的情况下，可以做出许多变形。伴随的权利要求意图是覆盖这种变形，如同将落入本发明的真实范围和精神中。因此，当前公开的实施例在各方面应被认为是说明性的，而不是限制性的，本发明的范围由附加的权利要求指示，而不是由上述说明指示，因此，应包含权利要求的等价物的意思和范围。例如，数字照相机已经被用作说明中的照相机的例子。除了例如数字照相机这样的图像拍摄设备之外，术语“照相机”可以被用于具有照相机功能的蜂窝式电话，具有照相机功能的信息处理设备等等。

Claims (3)

1.一种图像拍摄设备，包括：
拍摄装置，用于拍摄目标图像；
自动曝光装置，用于为所述拍摄装置设置适当的曝光值；
快门按钮，其能够被半按下以及完全按下；
第一判断装置，用于判断所述快门按钮是否被半按下；
第二判断装置，用于判断所述快门按钮是否被完全按下；
第一自动曝光控制装置，用于当所述第一判断装置确定所述快门按钮被半按下时，控制所述自动曝光装置执行第一自动曝光处理，其包括光圈控制处理；
第二自动曝光控制装置，用于当所述第二判断装置确定所述快门按钮被完全按下时，控制所述自动曝光装置执行比所述第一自动曝光处理更简单的第二自动曝光处理；以及
第三判断装置，用于当所述第二判断装置确定所述快门按钮被完全按下时，判断是否由所述第一自动曝光控制装置执行所述第一自动曝光处理，并且
其中所述第二自动曝光控制装置包括一装置，用于当所述第三判断装置确定所述第一自动曝光处理被执行时，停止所述第一自动曝光处理中的所述光圈控制处理的执行并开始所述第二自动曝光处理的执行。
2.根据权利要求1所述的图像拍摄设备，还包括：
第四判断装置，用于当所述第一判断装置确定所述快门按钮被半按下时，判断所述快门按钮的半按下操作是否持续了预定的时间或更长的时间，并且其中
当所述第四判断装置确定所述半按下操作持续了预定的时间或更长的时间时，所述第一自动曝光控制装置控制所述自动曝光装置执行所述第一自动曝光处理。
3.一种图像拍摄设备，包括：
拍摄装置，用于拍摄目标图像；
自动白平衡装置，用于为所述拍摄装置设置适当的白平衡值；
快门按钮，其能够被半按下以及完全按下；
第一判断装置，用于判断所述快门按钮是否被半按下；
第一自动白平衡控制装置，用于当所述第一判断装置确定所述快门按钮被半按下时，控制所述自动白平衡装置执行第一自动白平衡处理；
第二判断装置，用于判断在完成由所述第一自动白平衡控制装置执行所述第一自动白平衡处理之前所述快门按钮是否被完全按下；
第二自动白平衡控制装置，用于当所述第二判断装置确定所述快门按钮被完全按下时，控制所述自动白平衡装置执行比所述第一自动白平衡处理更简单的第二自动白平衡处理，其中在所述第一自动白平衡处理中从第一数量的白平衡模式中选择适当模式的白平衡值，在所述第二自动白平衡处理中从第二数量的典型白平衡模式中选择适当模式的白平衡值，并且所述第二数量小于所述第一数量。
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