CN102027412A - 图像拾取系统和透镜装置 - Google Patents

Abstract

一种图像拾取系统，包括透镜装置(1)和被配置为使用透镜装置在图像拾取区域中执行被摄体的图像拾取的照相机(2)。透镜装置包含被配置为同时检测在图像拾取区域中设置的多个测距区域中的被摄体距离的测距传感器(120)。图像拾取系统包含被配置为产生输出图像的输出图像产生器(203)，所述输出图像包含(a)由照相机捕获的捕获图像和(b)距离信息，所述距离信息表示由多个测距区域中的每一个测距区域中的测距传感器检测的被摄体距离和所检测的被摄体距离之间的差值中的至少一个。图像拾取系统能够在不对于各被摄体执行聚焦的情况下显示到多个被摄体的被摄体距离或它们之间的差值。

Description

图像拾取系统和透镜装置

技术领域

本发明涉及图像拾取系统和其中包含的透镜装置，该透镜装置具有测距(距离测量)功能。

背景技术

在马拉松(marathon)的现场电视广播(telecast)中，常常报道领先的跑步选手和随后的跑步选手之间的距离。所报道的领先跑步选手和随后跑步选手之间的距离是由报道者或记者通过视觉测量而获得的粗略距离，或者是基于从领先的跑步选手经过某点到随后的跑步选手经过该点的时间和各跑步选手的跑步速度而计算的距离。因此，由报道者或记者所报道的跑步选手之间的距离是不准确的。此外，仅通过报道者或记者的声音，观众不能视觉地理解该距离。

日本专利公开No.2003-329915公开了一种图像拾取系统，该图像拾取系统首先允许对于第一被摄体进行手动聚焦并且基于当获得第一被摄体的对焦状态时的聚焦透镜位置来计算到第一被摄体的距离，然后允许对于第二被摄体进行手动聚焦并基于当获得第二被摄体的对焦状态时的聚焦透镜位置来计算到第二被摄体的距离。并且，图像拾取系统算出所计算的到第一和第二被摄体的距离之间的差值，以在视频信号上按叠加的方式显示关于该差值的信息。

但是，在日本专利公开No.2003-329915中公开的图像拾取系统需要对于各第一和第二被摄体进行手动聚焦以计算到它们的距离。换句话说，图像拾取系统不能在维持针对作为主图像拾取对象的第一被摄体的对焦状态的情况下计算到第二被摄体的距离。

此外，由于在日本专利公开No.2003-329915中公开的图像拾取系统首先计算到第一被摄体的距离，然后在执行对于第二被摄体的手动聚焦之后计算第一和第二被摄体之间的距离，因此第一和第二被摄体之间的实际距离会在计算距离之前改变。换句话说，即使在马拉松赛跑等中第一和第二被摄体之间的实际距离每秒都改变，图像拾取系统也不能迅速反映该改变来计算第一和第二被摄体之间的距离。

发明内容

本发明提供图像拾取系统和透镜装置，所述图像拾取系统和透镜装置能够在不对于各被摄体执行聚焦的情况下显示到多个被摄体的距离或它们之间的差值。

本发明提供作为本发明的一个方面的一种图像拾取系统，所述图像拾取系统包括透镜装置和被配置为通过透镜装置在图像拾取区域中执行被摄体的图像拾取的照相机。所述透镜装置包含测距传感器，所述测距传感器被配置为同时检测图像拾取区域中设置的多个测距区域中的被摄体距离。图像拾取系统包含被配置为产生输出图像的图像产生器，所述输出图像包含由照相机捕获的捕获图像和表示多个测距区域中的每一个测距区域中的由测距传感器检测的被摄体距离和所检测的被摄体距离之间的差值中的至少一个的距离信息。

此外，本发明提供作为本发明的另一方面的一种用于图像拾取系统的透镜装置，所述图像拾取系统包含被配置为通过透镜装置在图像拾取区域中执行被摄体的图像拾取的照相机。所述透镜装置包含测距传感器，所述测距传感器被配置为同时检测在图像拾取区域中设置的多个测距区域中的被摄体距离。图像拾取系统包含被配置为产生输出图像的输出图像产生器，所述输出图像包含由照相机捕获的捕获图像和表示多个测距区域中的每一个测距区域中的由测距传感器检测的被摄体距离和所检测的被摄体距离之间的差值中的至少一个的距离信息。

附图说明

图1是表示作为本发明的第一个例子(例子1)的图像拾取系统的配置的框图。

图2表示例子1中的AF传感器的配置。

图3表示例子1中的设置测距区域的例子。

图4表示例子1中的捕获图像的例子。

图5是表示例子1中的AF处理和被摄体距离计算处理的流程图。

图6表示例子1中的显示距离信息的例子。

图7表示作为本发明的第二个例子(例子2)的图像拾取系统中的设置测距区域的例子。

图8表示例子2中的捕获图像的例子。

图9是表示例子2的图像拾取系统的配置的框图。

图10是表示例子2中的AF处理和被摄体距离计算处理的流程图。

图11表示例子2中的显示距离信息的例子。

图12是表示作为本发明的第三个例子(例子3)的图像拾取系统的配置的框图。

图13表示例子3中的显示距离信息的例子。

图14是表示作为本发明的第四个例子(例子4)的图像拾取系统的配置的框图。

图15表示例子4中的显示距离信息的例子。

具体实施方式

以下将参照附图描述本发明的示例性例子。

〔例子1〕

图1表示作为本发明的例子1的图像拾取系统的配置。图像拾取系统由透镜装置1和视频照相机2构成。透镜装置1是可拆卸地附接到照相机2上的可互换透镜。

在照相机2中，附图标记201表示由CCD传感器或CMOS传感器构成的图像拾取元件(以下被称为“CCD”)。

在透镜装置1中，附图标记101表示透镜镜筒101，所述透镜镜筒101容纳包含诸如聚焦透镜、放大倍率可变的透镜(变焦透镜)和虹膜(孔径光阑)的光学调整部件的光学系统(未示出)。光学系统是所谓的前对焦型光学系统，在前对焦型光学系统中，在光学调整部件之中，聚焦透镜被放置为最接近被摄体。

透镜镜筒101配备有聚焦驱动环102，所述聚焦驱动环102从聚焦电动机110向聚焦透镜传送驱动力，以使它沿光轴方向移动。透镜镜筒101还配备有变焦驱动环103，所述变焦驱动环103从变焦电动机113向放大倍率可变的透镜传送驱动力，以使它沿光轴方向移动。

在透镜装置1中，半透半反镜104被放置在透镜镜筒101后面(即，较接近像面)。来自被摄体的光束入射到并穿过透镜装置1，然后到达半透半反镜104。光束被分成透射通过半透半反镜104的光束和被半透半反镜104反射的光束。

透射通过半透半反镜104的光束入射到CCD 201。被半透半反镜104反射的光束入射到在与CCD 201共轭的位置处被放置在透镜装置1中的焦点检测部分105。

与测距传感器或距离信息检测器对应的焦点检测部分105包含多对的二次图像形成透镜(未示出)和图2所示的作为检测相位差的相位差检测器的AF传感器(光学传感器)120。AF传感器120被配有多对的线传感器(线性排列的光电转换元件)121。

与测距传感器或距离信息检测器对应的焦点检测部分105可同时检测图像拾取区域中设置的与测距区域或距离测量区域对应的多个焦点检测区域中的聚焦状态。聚焦状态意指相位差或距离信息。以下，焦点检测区域被称为“测距区域”。

在各对线传感器121上，使用被半透半反镜104反射并然后被一对二次图像形成透镜分成两束的光来形成一对被摄体图像(以下被称为“两个图像”)。各对线传感器121光电转换这两个图像以输出两个图像信号。上述两个图像，换而言之，两个图像信号具有与透镜装置1(光学系统)的聚焦状态对应的相位差。

当透镜装置1处于对焦状态时，与两个图像(被摄体图像)之间的距离对应的相位差具有特定值。当透镜装置1处于所谓的前对焦状态时，相位差具有比所述特定值小的值。“前对焦状态”表示透镜(透镜装置)的焦点在被摄体前面的状态。当透镜装置1处于所谓的后对焦状态时，相位差具有比特定值大的值。“后对焦状态”表示透镜(透镜装置)的焦点在被摄体后面的状态。因此，焦点检测部分105(AF传感器120)具有检测通过入射到透镜装置1的光形成的两个图像(被摄体图像)之间的相位差的功能。

来自各对线传感器121的两个图像信号被输入到焦点检测计算部分106。焦点检测计算部分106对于所述两个图像信号执行相关性计算，以获得它们之间的相位差，然后基于所述相位差计算透镜装置1的散焦量。从而，基于来自放置在AF传感器120中的多对线传感器121的多对图像信号计算多个散焦量。计算的多个散焦量被输入到透镜控制器(聚焦控制器)107和被摄体距离计算部分(距离信息产生器)114。

在本例子中的透镜装置1中，在用户对于被摄体执行手动聚焦(在后面描述手动聚焦)之后，执行AF(自动聚焦)以将透镜装置1更精确地聚焦于被摄体上。因此，透镜控制器107选择多个输入的散焦量之中最小的散焦量作为用于AF的散焦量。

可通过用户对于诸如十字键(cross key)之类的操作部件的操作来任意选择图像拾取区域中用户意图将透镜装置1聚焦于其上的AF区域(焦点检测区域)。在这种情况下，使用通过使用包含于所选择的AF区域中的一对线传感器而获得的散焦量作为用于AF的散焦量。

此外，透镜控制器107通过焦点位置检测器108检测聚焦驱动环102的旋转位置，即，聚焦透镜的位置。并且，透镜控制器107通过变焦位置检测器111检测变焦驱动环103的旋转位置，即，放大倍率可变的透镜的位置。

然后，透镜控制器107基于检测的聚焦透镜和放大倍率可变的透镜的位置以及用于AF的散焦量来计算聚焦透镜的移动量。所计算的移动量是聚焦透镜的为了获得针对被摄体的对焦状态的移动量，其中该被摄体的两个图像被形成在输出用于计算用于AF的散焦量的图像信号的一对线传感器上。

然后，透镜控制器107通过聚焦驱动器109驱动聚焦电动机110，使得聚焦透镜沿光轴方向移动所计算的移动量，这使聚焦驱动环102旋转。从而，执行AF。

在本例子中的透镜装置1中，来自由用户操作的未示出的诸如聚焦开关的聚焦操作部件的聚焦命令信号被输入到透镜控制器107。透镜控制器107响应于聚焦命令信号而通过聚焦驱动器109驱动聚焦电动机110，以使聚焦驱动环102旋转。因此，执行通过伺服控制的手动聚焦。

并且，来自被用户操作的未示出的诸如变焦开关的变焦操作部件的变焦命令信号被输入到透镜控制器107。透镜控制器107响应于变焦命令信号而通过变焦驱动器112驱动变焦电动机113以使变焦驱动环103旋转。从而，移动放大倍率可变的透镜，并由此执行通过伺服控制的手动变焦。

区域设置部分(测距位置输出部分)115存储并保持照相机2可通过透镜装置1捕获图像的图像拾取区域(图像拾取帧)中设置的多个测距区域的预定位置(坐标)和测距区域的形状(尺寸)。

图3表示设置图像拾取区域中的测距区域的例子。图3表示分别在图像拾取区域中的右侧、中间和左侧处布置三个测距区域1～3的例子。事先在区域设置部分115中保持测距区域1～3的坐标。改变区域设置部分115中保持的内容使得能够改变测距区域的位置、尺寸和数量中的至少一种(参见例子2)。因此，在图2所示的AF传感器120中布置许多线传感器121，使得用户可自由地选择图像拾取区域中的测距区域的位置、尺寸和数量。

各测距区域被设为包含多对线传感器121。在图3中，图2所示的线传感器121由虚线表示。图3所示的设置例子适于例如在马拉松的现场电视广播中对于到两个或三个被摄体(跑步选手)的距离进行检测的情况。

使用AF传感器120中的多对线传感器121同时检测的多个散焦量从焦点检测计算部分106被输入到被摄体距离计算部分114。被摄体距离计算部分114基于使用从包含于各测距区域中的多对线传感器121中选择的一对线传感器121而获得的散焦量，在各测距区域中计算到被摄体的距离如下。以下，到被摄体的距离被称为“被摄体距离”。这里，“被摄体距离”意指从照相机2(或CCD 201的图像拾取表面)或透镜装置1(或最接近被摄体的透镜表面)到被摄体的距离。将在后面描述选择“线传感器121对”的方法。

被摄体距离计算部分114取得各测距区域中的散焦量、由焦点位置检测器108检测的聚焦透镜的当前位置(以下被称为“当前聚焦透镜位置”)和由变焦位置检测器111检测的放大倍率可变的透镜的当前位置(以下被称为“当前变焦透镜位置”)。

然后，被摄体距离计算部分114基于散焦量和当前聚焦透镜位置，对于各测距区域计算在其处获得包含于测距区域中的被摄体的对焦状态的聚焦透镜的位置(以下被称为“对焦聚焦透镜位置”)。并且，被摄体距离计算部分114基于对焦聚焦透镜位置和当前变焦透镜位置计算各测距区域中的被摄体距离。

在图1中，省略连接被摄体距离计算部分114与焦点位置检测器108和变焦位置检测器111的线。

被摄体距离计算部分114与透镜通信部分116连接。透镜通信部分116与放置在照相机2中的照相机通信部分204通信，以便通过串行通信发送和接收数据。透镜通信部分116向照相机通信部分204发送关于在各测距区域中计算的被摄体距离的信息(距离信息或其一部分)和关于保持在区域设置部分115中的各测距区域的坐标的信息(位置信息)。

焦点检测计算部分106、透镜控制器107、被摄体距离计算部分114、区域设置部分115和透镜通信部分116被放置在透镜CPU 130中。

在照相机2中，从CCD 201输出的信号被输入到视频信号处理部分202。视频信号处理部分202对于从CCD 201输入的信号执行各种处理，以产生捕获图像信号(捕获的图像)。捕获图像信号被输出到作为输出图像产生器的图像合成部分203。

图像合成部分203通过照相机通信部分204接收从透镜装置1输入的关手测距区域中的被摄体距离的信息和关于测距区域的坐标的信息。图像合成部分203合成关于被摄体距离的信息与捕获图像信号以产生输出视频信号(输出图像)。特别地，图像合成部分203产生输出图像，在所述输出图像中，关于被摄体距离的信息在捕获图像中的与关于测距区域的坐标的信息对应的位置处被叠加在捕获图像上。输出视频信号被输出到显示部分205或外面。

图4表示在图像拾取区域中设置图3所示的测距区域1～3(在图4中由虚线表示)的状态下通过对于马拉松的图像拾取而获得的输出图像。输出图像是两个跑步选手A和B(以下分别被称为“第一被摄体”和“第二被摄体”)的半身拍摄(bust-shot)图像。第一被摄体A包含于测距区域2中，第二被摄体B包含于测距区域3中。可在测距区域2中计算到第一被摄体A的距离，并且，可在测距区域3中计算到第二被摄体B的距离。另外，可在测距区域1中计算到背景(未示出)的距离。

视频信号处理部分202、图像合成部分203和照相机通信部分204被放置在照相机CPU 210中。

图5表示在透镜装置1中执行的AF处理和被摄体距离计算处理的流程图。透镜CPU 130根据存储在存储器(未示出)中的计算机程序来控制AF处理和被摄体距离计算处理。

当透镜装置1的电力被接通时，透镜CPU 130前进到步骤S1以驱动焦点检测部分105中的AF传感器120。然后，在步骤S2，焦点检测计算部分106基于由各对线传感器121获得的相位差来执行焦点检测运算，即，测距区域中的散焦量的计算。然后，透镜控制器107选择从焦点检测计算部分106输入的散焦量之中的最小散焦量作为用于AF的散焦量。

然后，在步骤S3，透镜控制器107通过焦点位置检测器108确认当前聚焦透镜位置，并且确定用于AF的散焦量是否在对焦范围内。如果用于AF的散焦量在对焦范围内，那么透镜控制器107将透镜装置1的聚焦状态视为对焦状态，从而前进到步骤S4。在步骤S4，透镜控制器107停止聚焦透镜的驱动。然后，透镜CPU 130前进到步骤S7。

另一方面，如果用于AF的散焦量不在对焦范围内，那么透镜控制器107前进到步骤S5，以基于用于AF的散焦量和当前聚焦透镜位置来计算对焦聚焦透镜位置。在图4所示的例子中，计算对于第一被摄体A的对焦聚焦透镜位置。此外，透镜控制器107产生被提供给聚焦驱动器109以将聚焦透镜移动到对焦聚焦透镜位置的聚焦驱动信号。

然后，在步骤S6，透镜控制器107将聚焦驱动信号输出到聚焦驱动器109。这激活聚焦电动机110以旋转聚焦驱动环102，由此将聚焦透镜移动到对焦聚焦透镜位置。因此，可获得对于图4所示的第一被摄体A的透镜装置1的对焦状态。然后，透镜CPU 130前进到步骤S7。

在步骤S7，被摄体距离计算部分114首先选择图3所示的测距区域1～3中的测距区域1。

接着，在步骤S8，被摄体距离计算部分114从包含于所选择的测距区域中的多对线传感器121选择用于被摄体距离计算的一对线传感器。特别地，被摄体距离计算部分114执行用于获得从各对线传感器121输出的两个图像信号之间的一致程度的相关性计算，然后选择输出一致程度最高的两个图像信号的一对线传感器作为用于测距的一对线传感器。

在步骤S9，被摄体距离计算部分114通过使用基于从用于测距的一对线传感器输出的两个图像信号的相位差而获得的散焦量、当前聚焦透镜位置以及当前变焦透镜位置来计算所选择的测距区域中的被摄体距离。

在步骤S10，被摄体距离计算部分114确定是否完成对于所有测距区域1～3的被摄体距离计算。如果还没有完成对于所有测距区域1～3的被摄体距离计算，那么被摄体距离计算部分114前进到步骤S11，以选择下一个测距区域并重复步骤S8～S10处的处理。如果已完成对手所有测距区域1～3的被摄体距离计算，那么被摄体距离计算部分114前进到步骤S12。

在步骤S12，被摄体距离计算部分114向照相机2发送关于各测距区域中的被摄体距离的信息和关于保持在区域设置部分115中的各测距区域的坐标的信息。当完成发送时，透镜CPU 130重复从步骤S1开始的处理。

图6表示通过接收关于各测距区域中的被摄体距离的信息和关于各测距区域的坐标的信息的照相机2的图像合成部分203产生的输出图像。

输出图像在显示部分205上被显示，或者被输出到外面以被广播。这同样适用于后面描述的其它例子。

在输出图像中，通过AF获得对于第一被摄体A的对焦状态。

在输出图像中，在捕获图像上，在与分别包含第一被摄体A、第二被摄体B和未示出的背景(被摄体)的测距区域2、测距区域3和测距区域1的坐标对应的位置(即，根据坐标信息确定的位置)处，叠加和显示表示被摄体距离的文字“20m”、“30m”和“200m”(距离信息)。

因此，在本例子中，在获得对于第一被摄体A的对焦状态的状态下，可以计算和按叠加的方式用捕获图像显示第一被摄体A和第二被摄体B的被摄体距离。换句话说，即使不对于第二被摄体B执行聚焦(手动聚焦和AF)(再换句话说，即使不分别对于第一被摄体A和第二被摄体B执行聚焦)，也可以计算第一被摄体A和第二被摄体B的被摄体距离。因此，在马拉松的现场电视广播中，即使到多个被摄体的距离每秒都在变化，也可以对于变化以很小的延迟或者没有延迟地用捕获图像显示多个被摄体的被摄体距离。

本例子描述了这样一种情况，即，当各测距区域包含多对线传感器时，选择输出一致程度最高的两个图像信号的一对线传感器，并且使用通过使用所选择的该对线传感器获得的相位差来计算被摄体距离。但是，用于计算被摄体距离的方法不限于此。

例如，可以使用下述方法，在该方法中，基于通过使用各测距区域中的多对线传感器而获得的相位差来计算多个被摄体距离，并且确定所计算的被摄体距离的平均值作为测距区域中的被摄体距离。此外，可以使用另一种方法，在该方法中，根据线传感器的位置对通过使用各测距区域中的多对线传感器而获得的多个被摄体距离进行加权，并且根据预定的规则从加权后的被摄体距离选择或产生一个被摄体距离。

例子2

将参照图7～10描述本发明的例子2。

在本例子中，可以切换测距区域的设置(位置、尺寸和数量)。虽然例子1描述的是在马拉松的现场电视广播中捕获两个跑步选手的半身拍摄图像的例子，但是，本例子将描述捕获跑步选手的全身像的例子。但是，由于在一个测距区域中包含两个或更多个跑步选手或者跑步选手占据各测距区域的比例减小，因此，如例子1中的图3所示的那样设置的三个大的测距区域可能使得不能够计算对于各跑步选手的正确的被摄体距离。

因此，在本例子中，区域设置部分115保持测距区域的设置(位置和尺寸)相互不同的两个测距区域布置模式，从而，除了允许图3所示的测距区域的设置以外，还允许图7所示的测距区域的设置。图7表示十六个测距区域的布置，这十六个测距区域包含在图像拾取区域的上部水平地排列的五个测距区域、在图像拾取区域的下部水平地排列的五个测距区域以及在图像拾取区域的沿垂直方向的中部水平地排列的六个测距区域。图7所示的测距区域的设置适于在马拉松的现场电视广播等中捕获包括两个或更多个跑步选手的全身的宽拍摄(wide-shot)图像。

图8表示在设置图7所示的测距区域(在图8中由虚线表示)的状态下通过对于马拉松的图像拾取而获得的输出图像。输出图像是包含两个跑步选手A和B(以下分别被称为“第一被摄体”和“第二被摄体”)的全身的宽拍摄图像。本例子中的AF传感器120上的线传感器的布置与例子1(图2)中的相同。

图9表示本例子的图像拾取系统的配置。本例子中的与例子1中相同或其功能与例子1中的基本上类似的部件由与例子1中的附图标记相同的附图标记表示，由此省略对它们的描述。

附图标记117表示放置在透镜CPU 130中的区域切换部分117(测距区域变更器)。区域切换部分117响应于用户对于测距区域开关(未示出)的操作而选择保持在区域设置部分115中的两个测距区域布置模式之一。区域设置部分115设置与所选择的测距区域布置模式对应的测距区域。被摄体距离计算部分114在图3所示的三个测距区域和图7所示的许多测距区域中计算被摄体距离。

图10表示在透镜装置1中执行的AF处理和被摄体距离计算处理的流程图。透镜CPU 130根据存储在存储器(未示出)中的计算机程序控制AF处理和被摄体距离计算处理。

在步骤S21，透镜CPU 130执行与在例子1中的图5所示的步骤S1～S6处所执行的AF处理相同的AF处理。

在步骤S22，透镜CPU 130读取测距区域开关的状态。如果用测距区域开关选择适于捕获半身拍摄图像的测距区域设置，那么透镜CPU 130前进到步骤S23，以设置图3所示的测距区域。如果选择适于捕获宽拍摄图像的测距区域设置，那么透镜CPU 130前进到步骤S24，以设置图7所示的测距区域。

然后，在步骤S25，透镜CPU 130在各测距区域中执行与在例子1中的图5所示的步骤S7～S12处执行的被摄体距离计算处理相同的被摄体距离计算处理，然后向照相机2发送关于各测距区域中的被摄体距离的信息和各测距区域的坐标的信息。当完成发送时，透镜CPU130重复从步骤S1开始的处理。

图11表示通过接收关于各测距区域中的被摄体距离的信息和关于各测距区域的坐标的信息的照相机2的图像合成部分203产生的输出图像。在输出图像中，通过AF获得对于第一被摄体A的对焦状态。

在输出图像中，在包含第一被摄体A、第二被摄体B和未示出的背景(被摄体)的捕获图像上在与测距区域的坐标对应的位置处叠加和显示表示被摄体距离的文字(距离信息)。

因此，同样在本例子中，在获得对于第一被摄体A的对焦状态的状态下(即，即使不分别对于第一被摄体A和第二被摄体B执行聚焦)，可以计算和按叠加的方式在捕获图像上显示第一被摄体A和第二被摄体B的被摄体距离。因此，即使在马拉松的现场电视广播中到多个被摄体的距离每秒都在变化，也可以对于变化以很小的延迟或者没有延迟地用捕获图像显示被摄体距离。

此外，本例子使得能够通过对于测距区域开关的操作在适于捕获半身拍摄图像的测距区域设置和适于捕获宽拍摄图像的测距区域设置之间进行选择。

虽然本例子描述了可选择两种测距区域设置的情况，但是，可以选择三种或更多种测距区域设置。此外，图3和图7所示的测距区域设置仅是例子，使得可以使用其它的测距区域设置。

此外，虽然本例子描述了响应于用户对于测距区域开关的操作而改变测距区域设置的情况，但是，测距区域设置可以根据变焦状态(变焦透镜位置)而自动地改变。例如，当变焦状态是广角状态时，测距区域设置可自动变成适于捕获宽拍摄图像的一种测距区域设置，而当变焦状态是望远状态时，测距区域设置可自动变成适于捕获半身拍摄图像的另一种测距区域设置。

例子3

图12表示作为本发明的第三个例子(例子3)的图像拾取系统的配置。本例子中的与例子1(图1)中相同的或者其功能与例子1中的基本上类似的部件由与例子1中的附图标记相同的附图标记表示，由此省略对它们的描述。

附图标记118表示放置在透镜CPU 130中的基准距离设置部分。基准距离设置部分118事先存储和保持由区域设置部分115设置的多个测距区域之一作为基准测距区域。可任意地改变基准测距区域。

被摄体距离计算部分114计算基准测距区域中的被摄体距离以将计算的被摄体距离定义为基准距离。并且，被摄体距离计算部分114计算基准距离和在其它测距区域中计算的被摄体距离之间的差值(换句话说，被摄体距离之间的差值)作为相对距离。

图13表示显示当例子1中的图3所示的测距区域1～3中的测距区域2被定义为基准测距区域时的输出图像中的相对距离(距离信息)的例子。输出图像的捕获图像与例子1中的图4所示的相同，并且，第一被摄体A和第二被摄体B的被摄体距离与图6所示的相同。

包含于测距区域2中的第一被摄体A的被摄体距离是基准距离，使得在捕获图像中在与测距区域2的坐标对应的位置处显示“0m”。另一方面，在捕获图像上在与包含第二被摄体B的测距区域3的坐标对应的位置处显示第二被摄体B的对于基准距离的相对距离“10m”(通过30-20m算出的)。此外，在捕获图像上在与包含背景的测距区域1的坐标对应的位置处显示背景的对于基准距离的相对距离“180m”(通过200-20m算出的)。该图13所示的文字“0m”、“10m”和180m”与距离信息对应。

根据本例子，可以用捕获图像显示包含于多个测距区域中的多个被摄体之间的相对距离。因此，例如，在马拉松的现场电视广播中，能够直观地显示领先的跑步选手和随后的跑步选手之间的距离差。

虽然本例子描述了将在一个测距区域中计算的被摄体距离定义为基准距离并且显示基准距离与在另一测距区域中计算的被摄体距离之间的差值的情况，但是，可以将由用户任意设置的距离定义为基准距离。在这种情况下，显示所有测距区域中的被摄体距离与基准距离的差值。作为替代方案，可以将与当前对焦聚焦透镜位置对应的被摄体距离定义为基准距离。

例子4

图14表示作为本发明的第四个例子(例子4)的图像拾取系统的配置。本例子中的与例子1(图1)中相同的或者其功能与图1中的基本上类似的部件由与例子1中的附图标记相同的附图标记表示，由此省略对它们的描述。

附图标记119表示放置在透镜CPU 130中的区域选择部分。区域选择部分119从保持在区域设置部分115中的多个测距区域选择第一测距区域和第二测距区域。可通过例如诸如十字键之类的操作部件来任意改变第一测距区域和第二测距区域。

被摄体距离计算部分114仅在由区域选择部分119选择的第一测距区域和第二测距区域中计算被摄体距离，并且计算在第一测距区域和第二测距区域中计算的被摄体距离之间的差值以将其发送到照相机2。在第一测距区域和第二测距区域中计算的被摄体距离之间的差值与距离信息对应。并且，被摄体距离计算部分114将关于保持在区域设置部分115中的第一测距区域的坐标和第二测距区域的坐标之间的中间坐标的信息发送到照相机2。

图15表示显示当例子1中的图3所示的测距区域1～3中的测距区域2被定义为第一测距区域并且测距区域3被定义为第二测距区域时输出图像中的距离信息的例子。输出图像的捕获图像与图4所示的相同。在捕获图像上在包含第一被摄体A的测距区域2(第一测距区域)和包含第二被摄体B的测距区域3(第二测距区域)之间的中间位置(即，基于关于第一测距区域和第二测距区域的坐标的信息而确定的位置)处，按叠加的方式显示作为在测距区域2中计算的被摄体距离和在测距区域3中计算的被摄体距离之间的差值的相对距离(距离信息)。

根据本例子，在捕获图像中在与两个任意的测距区域对应的位置之间的位置处显示在该两个测距区域中计算的被摄体距离之间的差值。因此，例如，在马拉松的现场电视广播中，能够显示领先的跑步选手和随后的跑步选手之间的距离差值，以使距离差值显示不与跑步选手重叠。

虽然本例子描述了在与两个测距区域对应的位置之间的位置处显示相对距离的情况，但是，可以在任意的位置处显示相对距离。

此外，可以同时或可切换地显示在本例子中描述的被摄体之间的相对距离和在例子1中描述的被摄体距离(从照相机2、透镜装置1、图像拾取元件的图像拾取表面或与图像拾取表面对应的表面到被摄体)。在本例子中，在捕获图像上叠加和显示的距离信息包含上述相对距离的至少一部分或被摄体距离的至少一部分。

此外，本发明不限于这些例子，并且，在不背离本发明的范围的情况下，可以提出各种修改和变更方式。

例如，以上例子中的每一个描述了在透镜装置中执行AF的情况。但是，即使仅执行手动聚焦，也可使用AF传感器(相位差检测器)来计算多个被摄体距离，并且，可以显示包含多个被摄体距离和所述被摄体距离之间的差值中的至少一个的输出图像。

此外，以上例子中的每一个描述了包含可拆卸地附接透镜装置的照相机的图像拾取系统和包含于图像拾取系统中的透镜装置(及其外围设备)。但是，本发明的例子不限于此，而是包括集成了透镜的照相机和包含这种集成了透镜的照相机的图像拾取系统。此外，图像拾取系统可仅由上述透镜装置和照相机构成，并且，可通过对于上述透镜装置和照相机添加诸如计算机的运算设备来构成该图像拾取系统。

此外，可以实现本发明的例子作为适当地合成基于AF传感器的检测结果而产生(计算)的距离信息和由照相机捕获的捕获图像以产生输出图像的图像处理装置(运算设备)。

此外，以上例子中的每一个描述了显示部分205被放置在照相机2上的情况。但是，在图像拾取系统中，显示部分可以与照相机(和透镜装置)分开地放置。

另外，以上例子中的每一个描述了在捕获图像上叠加和显示距离信息的情况。但是，在输出图像中，可以在与显示捕获图像的区域分开的区域中显示距离信息。

如上所述，不管透镜装置的聚焦状态如何，各例子的图像拾取系统都可基于由AF传感器检测的被摄体距离而产生表示各测距区域中的被摄体距离和被摄体距离的差值中的至少一个的距离信息。因此，即使不分别对于多个被摄体执行聚焦，即，对于被摄体距离或被摄体距离差值的实际变化以很小的延迟或者没有延迟，用捕获图像显示距离信息。

本申请要求在2008年5月19日提交的日本专利申请No.2008-130658的权益，在此通过引用将其全部内容并入本文。

工业适用性

本发明可提供图像拾取系统和透镜装置，所述图像拾取系统和透镜装置能够在不对于各被摄体执行聚焦的情况下显示到多个被摄体的距离或它们之间的差值。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种图像拾取系统，包括：

透镜装置；和

照相机，所述照相机被配置为通过透镜装置在图像拾取区域中执行被摄体的运动图像拾取，

其中，所述透镜装置包含测距传感器，所述测距传感器被配置为同时检测图像拾取区域中设置的多个测距区域中的被摄体距离，

其中，所述图像拾取系统包含输出图像产生器，所述输出图像产生器被配置为产生包含(a)由照相机捕获的捕获运动图像和(b)距离信息的输出运动图像，所述距离信息表示多个测距区域中的每一个测距区域中的由测距传感器检测的被摄体距离和所检测的被摄体距离之间的差值中的至少一个，以及

其中，所述测距传感器是被配置为检测通过入射到透镜装置的光形成的被摄体图像之间的相位差的相位差检测器。

2.根据权利要求1的图像拾取系统，

其中，所述透镜装置包含测距位置输出部分，所述测距位置输出部分被配置为输出表示测距区域中的每一个测距区域的位置的位置信息，以及

其中，所述输出图像产生器产生在捕获运动图像上在根据所述位置信息而确定的位置处叠加所述距离信息的输出图像。

3.根据权利要求1或2的图像拾取系统，还包括测距区域变更器，所述测距区域变更器被配置为改变多个测距区域的位置、尺寸和数量中的至少之一。

4.一种用于图像拾取系统的透镜装置，所述图像拾取系统包含照相机，所述照相机被配置为通过透镜装置在图像拾取区域中执行被摄体的运动图像拾取，所述透镜装置包含：

测距传感器，所述测距传感器被配置为同时检测图像拾取区域中设置的多个测距区域中的被摄体距离，

其中，所述图像拾取系统包含输出图像产生器，所述输出图像产生器被配置为产生包含(a)由照相机捕获的捕获运动图像和(b)距离信息的输出运动图像，所述距离信息表示多个测距区域中的每一个测距区域中的由测距传感器检测的被摄体距离和所检测的被摄体距离之间的差值中的至少一个，

其中，所述测距传感器是被配置为检测通过入射到透镜装置的光形成的被摄体图像之间的相位差的相位差检测器。

5.根据权利要求4的透镜装置，

其中，所述透镜装置还包含距离信息产生器，所述距离信息产生器被配置为基于相位差而产生距离信息。

6.根据权利要求4或5的透镜装置，还包括聚焦控制器，所述聚焦控制器被配置为基于由相位差检测器检测的相位差来执行聚焦控制。

Claims (7)

1.一种图像拾取系统，包括：

透镜装置；和

照相机，所述照相机被配置为通过透镜装置在图像拾取区域中执行被摄体的图像拾取，

其中，所述透镜装置包含测距传感器，所述测距传感器被配置为同时检测图像拾取区域中设置的多个测距区域中的被摄体距离，以及

其中，所述图像拾取系统包含输出图像产生器，所述输出图像产生器被配置为产生包含(a)由照相机捕获的捕获图像和(b)距离信息的输出图像，所述距离信息表示多个测距区域中的每一个测距区域中的由测距传感器检测的被摄体距离和所检测的被摄体距离之间的差值中的至少一个。

2.根据权利要求1的图像拾取系统，其中，所述测距传感器是被配置为检测通过入射到透镜装置的光形成的被摄体图像之间的相位差的相位差检测器。

3.根据权利要求1的图像拾取系统，

其中，所述透镜装置包含测距位置输出部分，所述测距位置输出部分被配置为输出表示测距区域中的每一个测距区域的位置的位置信息，以及

其中，所述输出图像产生器产生在捕获图像上在根据所述位置信息而确定的位置处叠加所述距离信息的输出图像。

4.根据权利要求1或2的图像拾取系统，还包括测距区域变更器，所述测距区域变更器被配置为改变多个测距区域的位置、尺寸和数量中的至少之一。

5.一种用于图像拾取系统的透镜装置，所述图像拾取系统包含照相机，所述照相机被配置为通过透镜装置在图像拾取区域中执行被摄体的图像拾取，所述透镜装置包含：

测距传感器，所述测距传感器被配置为同时检测图像拾取区域中设置的多个测距区域中的被摄体距离，

其中，所述图像拾取系统包含输出图像产生器，所述输出图像产生器被配置为产生包含(a)由照相机捕获的捕获图像和(b)距离信息的输出图像，所述距离信息表示多个测距区域中的每一个测距区域中的由测距传感器检测的被摄体距离和所检测的被摄体距离之间的差值中的至少一个。

6.根据权利要求5的透镜装置，

其中，所述测距传感器是被配置为检测通过入射到透镜装置的光形成的被摄体图像之间的相位差的相位差检测器，

其中，所述透镜装置还包含距离信息产生器，所述距离信息产生器被配置为基于相位差而产生距离信息。

7.根据权利要求5或6的透镜装置，还包括聚焦控制器，所述聚焦控制器被配置为基于由相位差检测器检测的相位差来执行聚焦控制。

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