CN102262332A - 聚焦控制设备和方法、镜头系统和聚焦透镜驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚焦控制设备和方法、镜头系统和聚焦透镜驱动方法。聚焦控制设备包括：检测范围内焦点深度数目计算部，其以焦点深度为分区单元对在其中移动聚焦透镜以检测拍摄的图像信号的对比度的检测范围进行划分且每个焦点深度取决于聚焦透镜的位置，计算焦点深度数目，作为检测范围内焦点深度数目；检测间隔确定部，其根据计算得到的检测范围内焦点深度数目，来确定表示作为分区单元的焦点深度的数目的检测间隔内焦点深度数目作为检测范围内的检测间隔；以及聚焦透镜移动指示部，其通过指定检测范围和确定为检测间隔的检测间隔内焦点深度数目，来指示镜头部执行移动聚焦透镜的焦点搜索。

Description

聚焦控制设备和方法、镜头系统和聚焦透镜驱动方法
技术领域
本发明涉及聚焦控制设备，尤其是通过使用对比度模式执行自动聚焦控制的聚焦控制设备及其方法、和使得聚焦控制设备实施对应的方法的程序。进一步地，本发明还涉及与这样的聚焦控制设备对应的镜头系统、用于镜头系统的聚焦透镜驱动方法、以及使得镜头系统实施对应的方法的程序。
背景技术
为了执行自动聚焦控制，使用了对比度模式。如果拍摄的图像对比度高，这意味着以相同的量，在拍摄的图像中模糊度低，可以假定这种状态对应于合焦状态。对比度模式是基于这种假定的自动聚焦控制模式。
具体地，在对比度模式中，在移动聚焦透镜的同时测量(检测)拍摄的图像信号的对比度。然后，通过将聚焦透镜移动到测得的对比度变为最大值的位置，能够获得使被摄体位于焦点的状态(合焦状态)。
在实际的对比度模式中，不是在聚焦透镜被移动的检测范围内连续地检测对比度，而是通过在相互之间以间隔分离的多个检测位置处执行检测而获得多个检测值。然后，从这些检测值获得对比度变为最大值的聚焦透镜位置。
以这种方式，在对比度模式中，针对检测范围中的每个检测位置提供预定的间隔(检测间隔)。随着检测间隔增大，在检测范围内的检测位置的数量减少。因此，检测整个检测范围所必需的时间减少。然而，随着检测间隔增大，每个检测位置处对比度的变化量变大。因此，对比度变为最大值的位置的检测精确度变低。相反，当检测间隔变窄时，每个检测位置处对比度的变化量变小。因此，对比度变为最大值的位置的检测精确度变高。然而，检测整个检测范围所必需的时间增长，结果，获得合焦状态所必需的时间也增长。
因此，在相关技术中，存在一些构造，其中，当用户部分按压释放按钮时，根据自动聚焦控制开始时的景深改变检测间隔。即，例如当被摄体近时，景深浅。在这种情况下，将检测间隔变窄(例如，参考日本未审查专利申请公开No.2009-48126(图15))。从而，即使在由于景深小而难以聚焦的情况下，也能够提高聚焦的精确度。另一方面，当景深大时，通过设置大的检测间隔，能够缩短达到合焦状态所必需的时间。
发明内容
在相关技术里，在检测间隔被设置为大和被设置为小的两种情况中，与检测间隔对应的聚焦透镜的移动量都设置为常数。然而，即使在检测间隔被设置为使得聚焦透镜的移动量为常数的时候，对于每个检测间隔的图像对比度的变化量也受聚焦灵敏度等的影响而不规则地改变。这是降低检测合焦位置的精确度的一个因素。
具体地，在实际检测情况下依照移动方向，随着对于每个检测间隔顺序地移动聚焦透镜，对比度的变化量被变化为增大。相应地，由于各检测位置的检测值之间的差别增大，变得难以执行插值计算来高精确度地获得例如对比度变为最大值的位置。结果，获得所希望的合焦状态变得困难。此外，在采用了变化检测间隔的构造的情况中，当检测间隔变大时，趋向于出现这样的问题。
鉴于以上情形做出本发明，解决了这样的问题，即在检测范围中设定检测间隔时使每个检测间隔的对比度的变化量为常数。
根据本发明的第一实施例，聚焦控制设备包括：检测范围内焦点深度数目计算部，其以焦点深度为分区单元对在其中移动聚焦透镜以检测拍摄的图像信号的对比度的检测范围进行划分且每个焦点深度取决于聚焦透镜的位置，计算焦点深度数目，作为检测范围内焦点深度数目；检测间隔确定部，其根据计算得到的检测范围内焦点深度数目，来确定表示作为分区单元的焦点深度的数目的检测间隔内焦点深度数目作为检测范围内的检测间隔；以及聚焦透镜移动指示部，其通过指定检测范围和确定为检测间隔的检测间隔内焦点深度数目，来指示镜头部执行移动聚焦透镜的焦点搜索。这一构造提供了一定的效果，由此可以基于作为检测范围的分区单元的焦点深度数目而设定检测间隔。
进一步地，在第一实施例中，优选地，检测范围内焦点深度数目计算部应该基于从镜头部输入的光圈值、从镜头部输入的焦距、存储在聚焦控制设备内的弥散圈直径限度、以及与检测范围对应的自主点起的最远距离和最近距离，来计算检测范围内焦点深度数目。该构造提供一定的效果，由此可以根据光圈值、焦距、弥散圈直径限度、以及最远距离和最近距离的各数值计算出检测范围内焦点深度数目。
进一步地，在第一实施例中，优选地，聚焦控制设备应该进一步包括检测范围确定部，其在单个焦点搜索操作完成时，重新确定用于后续焦点搜索的检测范围。此外，还优选地，检测间隔确定部应该根据所确定的检测范围，确定与该检测范围关联的检测间隔内焦点深度数目。这一构造提供一定的效果，由此可以根据重新确定的每个检测范围来确定检测间隔内焦点深度数目。
进一步地，在第一实施例中，优选地，当确定为检测间隔的检测间隔内焦点深度数目是预定的最小值时该聚焦透镜移动指示部应该通过指定检测间隔内焦点深度数目的最小值，来指示该镜头部执行最后的焦点搜索，并指示镜头部移动聚焦透镜到合焦位置，该位置可以基于经由最后的焦点搜索所检测到的对比度计算得出。这一构造提供一定的效果，由此可以在基于定义为最小值的检测间隔内焦点深度数目的焦点搜索之后，执行聚焦透镜移动以便聚焦。
进一步地，在第一实施例中，优选地，检测间隔确定部应该基于其中检测范围内焦点深度数目与检测间隔内焦点深度数目被关联的检测间隔信息，来选择能够与所计算得到的检测范围内焦点深度数目关联的检测间隔内焦点深度数目，由此确定与检测间隔对应的检测间隔内焦点深度数目。此构造提供一定的效果，由此，通过选择可以与基于检测间隔信息所计算得到的检测范围内焦点深度数目关联的检测间隔内焦点深度数目，可以确定作为检测范围内的检测间隔的检测间隔内焦点深度数目。
进一步地，在第一实施例中，优选地，聚焦控制设备应该进一步包括能够从对应的聚焦控制设备的主体移除的镜头部的状态下与镜头部通信的通信部。这一构造提供一定的效果，由此可以针对每个安装在其上的镜头部执行移动聚焦透镜的指示。
进一步地，根据本发明的第二实施例，镜头系统包括：通信部，其在图像拍摄装置的主体上安装了该通信部的状态下与图像拍摄装置的主体通信；聚焦透镜移动量计算部，其响应于从图像拍摄装置的主体接收到通过指定在其中移动聚焦透镜以便检测拍摄的图像信号的对比度的检测范围、以及由作为检测范围的分区单元且每个焦点深度取决于聚焦透镜的位置的焦点深度数目所表示的检测间隔来移动聚焦透镜的指示，计算表示检测间隔的焦点深度数目，作为聚焦透镜的移动量；以及聚焦透镜驱动控制部，其基于计算得到的聚焦透镜的移动量而移动聚焦透镜。这一构造提供一定的效果，由此可以根据被指定为检测间隔的焦点深度数目来移动聚焦透镜。
进一步地，在第二实施例中，优选地，聚焦透镜移动量计算部应该基于在聚焦透镜位置、光圈值和焦距的基础上指定的聚焦灵敏度、从图像拍摄装置的主体输入的弥散圈直径限度、以及表示所指定的检测间隔的焦点深度数目，来计算该聚焦透镜的移动量。这一构造提供一定的效果，由此可以基于聚焦灵敏度、弥散圈直径限度和作为检测间隔的焦点深度数目的各个值，计算聚焦透镜的移动量。
进一步地，在第二实施例中，优选地，每当聚焦透镜基于所计算的聚焦透镜的移动量而移动到新的位置时，聚焦透镜移动计算部应该计算与该新位置对应的聚焦透镜的移动量。这一构造提供一定的效果，由此可以计算聚焦透镜的移动量，其中反映了随聚焦透镜位置而改变的焦点深度。
根据本发明的实施例，存在一定的有益效果，由此可以对于每个根据使用对比度模式的自动聚焦控制下的单个焦点搜索而设定的检测间隔，使对比度的变化量为常数。
附图说明
图1为图示了根据本发明实施例的图像拍摄系统的示例性构造的示图；
图2A到2C为图示了根据本发明实施例的图像拍摄系统的示例性外观的示图；
图3为图示了根据本发明实施例的基于对比度模式的自动聚焦控制操作的简略概要的示图；
图4为图示了该图像拍摄系统的功能构造示例的示图；
图5为图示了检测范围内焦点深度数目的概念的示图；
图6A和6B为图示了计算检测范围内焦点深度数目的方法示例的示图；
图7为图示了检测间隔表的示例性结构的示图；
图8A和8B为图示了焦点搜索命令的示例性结构的示图；
图9为图示了聚焦灵敏度表的示例性结构的示图；
图10为图示了由图像拍摄装置执行的自动聚焦控制的处理流程示例的示图；
图11为图示了由图像拍摄装置执行的检测间隔确定处理的流程示例的示图；
图12为图示了由可更换镜头响应于接收到焦点搜索命令而执行的处理流程示例的示图；以及
图13为图示了由可更换镜头执行的与检测间隔的透镜移动计算处理对应的流程示例的示图。
具体实施方式
以下，将描述优选的实施例(以下称为实施例)。将以下列项目次序给出描述。
1.第一实施例(基于焦点深度数目的检测间隔设置)
2.变形例
1.第一实施例
图像拍摄系统的内部构造示例
图1是图示了根据本发明第一实施例的图像拍摄系统10的内部构造示例的框图。图像拍摄系统10包括图像拍摄装置100和可更换镜头200。图像拍摄系统10通过例如其中镜头可更换的数字静态照相机(例如，数字单镜头照相机)来实现。此外，通过使用图像拍摄装置100，具体实现了根据本发明实施例的聚焦控制设备。进一步地，通过使用可更换镜头200，具体实现了根据本发明实施例的镜头部或镜头系统。
图像拍摄装置100是通过拍摄被摄体的图像以生成图像数据(拍摄图像)并将生成的图像数据存储为图像内容(静态图像内容或活动图像内容)的图像拍摄装置。进一步地，图像拍摄装置100具有镜头座机构(未在附图中示出)，由此可更换镜头200可以装配在其上或从其上移除。借由这样的构造，用户有时可以根据例如摄影情景或摄影目的而在图像拍摄装置100中的多个可更换镜头200。
可更换镜头200是可更换透镜单元，其通过镜头座机构(未在附图中示出)安装在图像拍摄装置100上。可更换镜头200包括变焦透镜211、变焦位置检测部212、聚焦透镜221、聚焦透镜驱动电机222、光圈机构231、光圈驱动电机232、电机驱动器240和透镜控制部250。进一步地，可更换镜头200包括ROM 260(只读存储器)和RAM(随机存取存储器)270。进一步地，可更换镜头200包括接口部201。
变焦透镜211是由电力驱动或手动驱动而沿着光轴方向移动以调整焦距的透镜。即，变焦透镜211是相对于被摄体被前后地驱动以便放大或缩小包含在拍摄图像内的被摄体的透镜。进一步地，变焦透镜211实现变焦功能。此外，本发明的第一实施例示出基于用户手动操作的驱动变焦透镜211的示例。
变焦位置检测部212检测由用户的变焦操作驱动的变焦透镜211的位置，并将检测结果输出到透镜控制部250。
聚焦透镜221是由聚焦透镜驱动电机222驱动而沿着光轴的方向移动以调整焦点的透镜。即，聚焦透镜221是用于使被摄体位于焦点(使被摄体处于合焦)的透镜。进一步地，聚焦透镜221实现自动聚焦功能。
聚焦透镜驱动电机222基于电机驱动器240的控制而驱动聚焦透镜221。
光圈机构231调整穿过变焦透镜211和聚焦透镜221的入射光的量，并将经调整的光提供给成像元件111。光圈机构231由光圈驱动电机232驱动以调整光圈孔径。
光圈驱动电机232基于电机驱动器240的控制而驱动光圈机构231。
即，变焦透镜211和聚焦透镜221是透镜组，其集中了从被摄体入射的光，而通过这样的透镜组所集中的光通过光圈机构231入射在成像元件111上。
电机驱动器240是基于透镜控制部250的控制而驱动聚焦透镜驱动电机222和光圈驱动电机232的驱动器。
透镜控制部250控制组成可更换镜头200的各部件(聚焦透镜221、光圈机构231、等等)。透镜控制部250由例如CPU(中央处理器)组成。
ROM 260是存储了与组成可更换镜头200的各构件相关的独特信息、以及将在作为透镜控制部250的CPU中运行的程序等的部件。RAM 270是当透镜控制部250运行计算处理时用作工作区域的部件。接口部201是用于与图像拍摄装置100通信的部件。
接下来，图像拍摄装置100包括系统总线101、成像元件111、模拟信号处理部112和A/D(模拟/数字)转换部113。进一步地，图像拍摄装置100包括数字信号处理部114、显示部115和存储设备116。进一步地，图像拍摄装置100包括垂直驱动器117、定时发生器118、操作部120、和控制部130。进一步地，图像拍摄装置100包括存储器(EEPROM(电可擦除可编程只读存储器))140、存储器(ROM(只读存储器))150和存储器(RAM(随机存取存储器))160。进一步地，图像拍摄装置100包括接口部119。进一步地，图像拍摄装置100包括检测部170。
此外，将数字信号处理部114、垂直驱动器117、定时发生器118、操作部120和检测部170连接，以便能够通过系统总线101与例如控制部130通信。进一步地，将存储器(EEPROM)140、存储器(ROM)150和存储器160(RAM)连接，以便能够通过系统总线101与控制部130等通信。
成像元件111是光电变换元件，其接收通过变焦透镜211、聚焦透镜221和光圈机构231提供的光(入射光)，以将入射光转换成电信号，并将转换得到的电信号提供给模拟信号处理部112。进一步地，成像元件111由垂直驱动器117驱动。此外，可以使用例如CCD(电荷耦合器件)传感器、CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器等等作为成像元件111。
在接收到定时发生器118的指示时，模拟信号处理部112执行模拟信号处理，例如对由成像元件111提供的电信号的噪声去除处理。经过模拟信号处理部112内的模拟信号处理的模拟信号被提供给A/D转换部113。
在接收到定时发生器118的指示时，A/D转换部113将由模拟信号处理部112提供的模拟信号转换为数字信号，并将转换得到的数字信号提供给数字信号处理部114。
数字信号处理部114基于控制部130的控制而A/D转换部113提供的数字信号执行图像处理，例如黑色电平校正、白平衡调节、和γ校正。然后，数字信号处理部114将经过图像处理的图像数据提供给显示部115和存储设备116。例如，数字信号处理部114对经过图像处理的图像数据执行压缩处理，并将经过压缩处理的图像数据(压缩图像数据)提供给存储设备116。此外，可以采用例如JPEG(联合图像专家组)格式作为压缩格式。进一步地，也可以将没有执行压缩处理的基于原始(RAW)数据格式的图像数据提供给存储设备116。进一步地，数字信号处理部114对存储在存储设备116中的压缩图像数据执行解压处理，并将经过解压处理的图像数据提供给显示部115。此外，数字信号处理部114可以通过信号处理设备具体实现为如DSP(数字信号处理器)。
显示部115是显示由数字信号处理部114提供的图像数据的显示设备。显示部115将例如数字信号处理部114对其执行了图像处理的图像数据示出为通过透镜的图像(through-the-lens image)。进一步地，例如，显示部115将存储在存储设备116中的图像数据显示为列表图像。可以使用例如显示面板，比例如有机EL(电致发光)面板或LCD(液晶显示屏)作为显示部115。
存储设备116是存储数字信号处理部114对其执行了图像处理的图像数据的部件。进一步地，将存储在存储设备116中的图像数据提供给数字信号处理部114。此外，存储设备116可以内建在图像拍摄装置100中，也可以从图像拍摄装置100移除。进一步地，可以使用各种介质，例如半导体存储器、光记录介质、磁盘、和HDD(硬盘驱动器)作为存储设备116。此外，可以使用例如可记录DVD(数字通用盘)、可记录CD(光盘)、BD(蓝光盘，Blu-ray Disc，注册商标)等等作为光记录介质。
垂直驱动器117是基于控制部130的控制而驱动成像元件111的部件。定时发生器118是基于由控制部130提供的参考时钟而给出针对分别操作模拟信号处理部112和A/D转换部113的部件的定时指示。具体地，例如，通过向模拟信号处理部112和A/D转换部113输出基于参考时钟而生成的定时信号，来执行操作定时的指示。
操作部120是具有用于执行各种操作以便接收由用户输入的操作的操作构件(例如按钮和开关)的操作部，并经由系统总线101将接收到的操作输入的内容输出到控制部130。此外，通过不仅提供操作构件，例如设置在图像拍摄装置100外表面上的按钮，还提供显示部115上的触摸面板，由用户输入的操作可以经由触摸面板接收。
存储器(ROM)150是非易失性存储器，其存储在控制部130中执行的程序和各种数据。
存储器(RAM)160是易失性存储器，其保存可重写的数据以及在控制部130操作时应被暂时保存的数据，并用作例如用于控制部130的操作的工作存储器。存储器(EEPROM)140是即使当图像拍摄装置100的电源关闭的时候仍保存数据的存储器，并存储各种设置条件等。接口部119连接到位于图像拍摄装置100上安装的可更换镜头200一侧的接口部201，以便与可更换镜头200通信。接口部119和接口部201是权利要求书中所描述的通信部的示例。
控制部130是由例如执行存储在存储器150(ROM)等内的程序的CPU形成的部件，并基于存储在存储器150内的每个信息而控制图像拍摄装置100的各部分。控制部130控制例如曝光、白平衡、聚焦、闪光、等等。进一步地，例如，在拍摄图像的时候，控制部130基于从操作部120输入的用户的操作和来自数字信号处理部114的图像信息而生成控制信号。然后，生成的控制信号输出到电机驱动器240、垂直驱动器117、定时发生器118等，以便操作聚焦透镜221、光圈机构231等，从而控制曝光、白平衡、聚焦、闪光等。
进一步地，在存储由数字信号处理部114对其执行了图像处理的图像数据的情况下，控制部130基于从操作部120输入的用户的操作，而向数字信号处理部114输出控制信号。然后，由数字信号处理部114对其执行了压缩处理的图像数据作为静态图像文件存储在存储设备116中。进一步地，在显示存储设备116中所存储的静态图像文件的情况下，控制部130基于从操作部120输入的用户的操作，而向数字信号处理部114输出控制信号。然后，在显示部115上显示与存储在存储设备116中的静态图像对应的图像。
检测部170是这样的部件，该部件根据基于图像拍摄装置100所采用的对比度模式的自动聚焦控制，通过执行从图像信号中提取对比度分量的检测，来计算对比度的评估值。控制部130基于由检测部170生成的评估值而执行用于移动聚焦透镜221以达到合焦状态的自动聚焦控制。此外，实际上，检测部170可以作为由数字信号处理部114运行的单一功能而提供。可选地，可以采用其中至少一部分信号处理功能由控制部130执行的构造。
图像拍摄系统的外部构造示例
图2A到2C是图示了根据本发明第一实施例的图像拍摄系统10的外部构造示例的示意图。图2A是图示了图像拍摄系统10的外观的前视图。图2B是图示了图像拍摄系统10外观的后视图。图2C是图示了图像拍摄系统10外观的顶视图。
图像拍摄装置100包括闪光发光部102、成像元件111、显示部115、快门按钮121、模式旋钮122、上下左右操作按钮123、确定按钮124、取消按钮125和电源开关126。进一步地，可更换镜头200包括变焦透镜211、聚焦透镜221和光圈机构231。此外，快门按钮121、模式旋钮122、上下左右操作按钮123、确定按钮124、取消按钮125和电源开关126与图1中示出的操作部120对应。进一步地，成像元件111、显示部115、变焦透镜211、聚焦透镜221和光圈机构231与图1中示出的各同名部件对应。因此，在此将省略它们的详细描述。此外，变焦透镜211、聚焦透镜221、光圈机构231内建于可更换镜头200中，而成像元件111则内建于图像拍摄装置100中。因此，用图2A到2C中的虚线表示它们。
闪光发光部102基于控制部130(图1中所示)的控制而用光线照射被摄体，以增加来自被摄体的光(反射光)。从而即使在低环境照明的情形中，也可以拍摄到图像。
快门按钮121是用于执行快门操作的操作构件并允许用户对其执行全按操作或半按操作。例如，当快门按钮121被部分地按压时，执行最适于图像拍摄的自动聚焦控制和自动机械控制。进一步地，当快门按钮121被完全按压时，通过最适于图像拍摄的自动聚焦控制和自动机械控制而在全按操作时拍摄到的图像的数据被存储在存储设备116中。
模式旋钮122是用于设置各模式的旋钮。例如，通过模式旋钮122的操作来设置托架成像模式、用于显示存储设备116中所存储图像的图像显示模式、等等。
上下左右操作按钮123是在选择项目(例如按钮或在显示部115上示出的图像)时使用的操作按钮，在上下左右的方向上对应于按压的部分移动当前选中的项目。
确定按钮124是在显示部115上显示的各项目的选择状态时被确认使用的按钮。取消按钮125是用于在显示部115上显示的各项目的选择状态被确认时解除确认的按钮。
电源开关126是改变图像拍摄装置100的电源开/关状态的开关。
进一步地，在图像拍摄系统10中，通过用户的手动操作执行变焦操作。例如，在可更换镜头200的指定部分由用户的手握住的状态下，执行变焦操作。例如，当通过用户手动操作执行变焦操作时，根据手动操作控制变焦功能，由此可以放大或缩小包含在所拍摄图像内的被摄体。
基于对比度模式的自动聚焦控制
根据本发明的实施例，图像拍摄系统10使用对比度模式作为用于自动地达到合焦状态的自动聚焦控制。
根据本发明的实施例，例如，基于对比度模式的自动聚焦控制的基本操作如下。首先，聚焦透镜顺序地移至根据聚焦控制而设置的聚焦透镜的移动范围(检测范围)内的多个检测位置。可以认为这一操作是对于到达合焦状态的聚焦位置(合焦位置)的搜索，并因此在这里被称为焦点搜索。然后，计算在每个检测位置所拍摄的图像的对比度的评估值。
为了针对每个检测位置计算评估值，首先，使所拍摄的图像信号中的亮度信号分量通过具有指定特性的高通滤波器(HPF)。从而，检测出与亮度信号的高频分量对应的振幅的绝对值(微分绝对值)。即，通过检测所拍摄的图像信号，提取对比度分量。然后，通过对所检测的微分绝对值进行积分而可以获得的值为评估值。评估值可以基于视频信号的亮度信号的高频分量而获得，因而其表示了图像的对比度的强度。
图3示出了评估值和聚焦透镜的透镜位置(聚焦透镜位置)之间的关系。该图示出了在将聚焦透镜相对于主点从近侧向远侧移动的同时，在10个互不相同的聚焦透镜位置处获取评估值V1到V10的焦点搜索的操作。获取评估值V1到V10处的聚焦透镜位置即为检测位置。从获取评估值V1处的检测位置到获取评估值V10处的检测位置的范围即为检测范围。
在以这样的方式获取检测范围内的全部评估值之后，例如，通过利用这些评估值的插值计算，计算出能够获得峰值评估值Vpeak的聚焦透镜位置。能够获得峰值评估值Vpeak的聚焦透镜位置在这里被称为合焦位置。然后，驱动聚焦透镜以使其移动到合焦位置。从而，可以自动地得到被摄体位于焦点处的状态。
此外，在图中，待获取的评估值的数目，也就是检测范围内检测位置的数目，被设置为10。然而，该数目是为了在各方面描述的方便而设置的，在实际环境中可能不同。进一步地，在本发明的实施例中，如后文中将要描述的，可以改变检测范围内检测位置的数目。进一步地，在本发明的实施例中，在改变检测范围的同时重复执行焦点搜索，直到获得最终的合焦位置。
另外，在本发明的实施例中，如后文中将要描述的，将每个检测间隔I设置为使当焦点深度d为一个单位时焦点深度d的数目是常数。通过以这种方式设置每个检测间隔I，使得在检测范围内以每个检测间隔I移动聚焦透镜221时所获得的对比度的变化量保持不变。
图像拍摄系统的功能性构造示例
图4示出了根据本发明实施例的图像拍摄系统10的功能性构造示例。应当注意，在图中，与图1共有的元件由相同的参考编号和符号表示。该图中所示的图像拍摄装置100包括检测部170、合焦位置计算部131、检测范围确定部132、检测范围内焦点深度数目计算部133、检测间隔确定部134和聚焦透镜移动指示部135。进一步地，图像拍摄装置100存储检测间隔表182和弥散圈直径限度信息181。此外，与图1的构造相比，控制部130与合焦位置计算部131、检测范围确定部132、检测范围内焦点深度数目计算部133、检测间隔确定部134以及聚焦透镜移动指示部135的各功能对应。即，各功能通过使控制部(CPU)130执行程序来实现。
与图1的描述相似，检测部170是通过对数字信号处理部114输入的所拍摄图像信号执行检测，而计算对比度的评估值的部件。
合焦位置计算部131是通过基于从检测部170输入的评估值而运行例如插值计算来计算合焦位置的部件。
检测范围确定部132是为每个单独的焦点搜索确定检测范围的部件。此外，在确定第二焦点搜索中以及第二焦点搜索之后的检测范围的情况下，检测范围确定部132使用关于由合焦位置计算部131在此前的焦点搜索中所计算的合焦位置的信息。
检测范围内焦点深度数目计算部133是计算与检测范围确定部132所确定的检测范围对应的焦点深度数目(检测范围内焦点深度数目)的部件。当将焦点深度d作为一个单位处理时，检测范围内焦点深度数目表示有多少对应于检测范围的d。例如，如果某一检测范围对应于10个焦点深度d，则检测范围内焦点深度数目被设置为“10”。在计算检测范围内焦点深度数目时，检测范围内焦点深度数目计算部133使用弥散圈直径限度信息181。进一步地，检测范围内焦点深度数目计算部133还使用关于焦距f、最近合焦距离、最远合焦距离以及从可更换镜头200输入的光圈值F的信息。后文中将描述计算检测范围内焦点深度数目的方法。
此外，考虑到关于焦距f、最近合焦距离、最远合焦距离和光圈值F的信息，例如，在其时的各当前值每隔固定时间从可更换镜头200侧发送。与图1对应，经由可更换镜头200侧上的接口部201和图像拍摄装置100的接口部119发送和接收这些信息。
弥散圈直径限度信息181是表示弥散圈直径限度δ的值的信息。弥散圈直径限度δ是图像拍摄装置100的本征值，其根据图1所示的成像元件111的象素尺寸等唯一地确定。在制造时，弥散圈直径限度信息181预先存储在图像拍摄装置100中。与图1对应，弥散圈直径限度信息181可以存储在例如存储器(EEPROM)140或存储器(ROM)150中。
检测间隔确定部134是基于检测范围内焦点深度数目N和检测间隔表182，确定在预定的检测范围内的检测间隔的部件。尽管后文中将描述检测间隔表182的详细说明，但该表具有如下结构：预先划分的检测范围内焦点深度数目的每个范围都与对应于检测间隔的焦点深度数目关联。即，检测间隔确定部134基于焦点深度的数目确定检测间隔。与图1对应，检测间隔表182可以存储在存储器140或存储器150中。此外，检测间隔表182是在权利要求书中所描述的检测间隔信息的示例。
聚焦透镜移动指示部135是根据基于对比度模式的自动聚焦控制而指示可更换镜头200移动聚焦透镜的部件。聚焦透镜移动指示部135通过指定检测范围和检测间隔而给出指示以执行焦点搜索。进一步地，响应于通过以一定次数反复执行焦点搜索而获得最终的合焦位置，也通过将聚焦透镜位置指定为合焦位置来发布移动聚焦透镜的指示。
接下来，可更换镜头200包括聚焦透镜移动计算部251、聚焦透镜驱动控制部252和参考表部253。通过令图1所示的透镜控制部(CPU)250执行程序来实现这样的各功能部。进一步地，可更换镜头200存储聚焦灵敏度表310、合焦距离表320和焦距表330。与图1对应，例如，这些表在制造时存储在ROM260中。进一步地，可更换镜头200保存变焦位置信息341、聚焦透镜位置信息342和光圈值信息343。在实际使用中，根据变焦透镜211、聚焦透镜221和光圈机构231的位置和状态来更新这些信息，并与图1对应，将其保存在RAM270中。
聚焦透镜移动计算部251是计算与图像拍摄装置100(聚焦透镜移动指示部135)指定的检测间隔对应的聚焦透镜的实际移动量的部件。在本发明的实施例中，由图像拍摄装置100所指定的检测间隔是通过焦点深度数目表示的。聚焦透镜移动计算部251基于焦点深度数目而将检测间隔转换为实际移动量。
因此，聚焦透镜移动计算部251从聚焦灵敏度表310中指定并选择与焦距f、光圈值F和聚焦透镜位置P的组合对应的一个聚焦灵敏度。通过令后文中将描述的参考表部253从焦距表330中选择而获得焦距f。进一步地，通过读出光圈值信息343而获取光圈值F。通过读出聚焦透镜位置信息342而获取聚焦透镜位置P。此外，聚焦灵敏度表310的示例性结构将于后文中描述。
接下来，如后文中将会描述的那样，基于所选择的聚焦灵敏度ε的值、由图像拍摄装置100侧输入的弥散圈直径限度信息181表示的弥散圈直径限度δ的值、和光圈值F，聚焦透镜移动计算部251计算透镜移动量Mv。透镜移动量Mv表示与检测间隔对应的聚焦透镜的实际移动量。
聚焦透镜驱动控制部252是控制聚焦透镜221的驱动，并在自动聚焦控制时根据焦点搜索而执行聚焦透镜221的驱动控制的部件。例如，聚焦透镜驱动控制部252基于与检测间隔对应的透镜移动量Mv而驱动聚焦透镜221。进一步地，当合焦位置被指定时，驱动聚焦透镜221移动到合焦位置。
进一步地，当根据用户操作或曝光控制而设置了光圈值时，聚焦透镜驱动控制部252设置与通过驱动光圈机构231而设置的光圈值对应的光圈孔径尺寸。
进一步地，每当驱动聚焦透镜221时，聚焦透镜驱动控制部252检测聚焦透镜位置，并更新聚焦透镜位置信息342。
在本发明的实施例中，变焦透镜211的变焦位置被配置为手动改变。每当变焦位置以这样的方式被手动改变时，变焦位置信息341被更新。如上所述，通过图1的变焦位置检测部212检测变焦位置。
合焦距离表320是具有如下结构的表格：合焦距离(最近合焦距离和最远合焦距离)的组合与变焦位置Z关联。合焦距离是与聚焦透镜有关的特性之一。最近合焦距离指在与可合焦的被摄体的距离范围中最短的距离。进一步地，最远合焦距离指在与可合焦的被摄体的距离范围中最长的距离。最近合焦距离和最远合焦距离根据变焦位置而改变。因此，如上所述，合焦距离表320是其中的合焦距离与变焦位置Z关联的表格。
焦距f也根据变焦位置Z而改变。焦距表330是具有如下结构的表格：可更换镜头200中的光学系统的焦距与变焦位置Z关联。
参考表部253是涉及合焦距离表320和焦距表330的部件。即，参考表部253从合焦距离表320中选择并输出合焦距离(最近合焦距离和最远合焦距离)，其可能与由变焦位置信息341所表明的变焦位置Z关联。进一步地，参考表部253从焦距表330中选择并输出焦距f，其可能与由变焦位置信息341所表明的变焦位置Z关联。
检测范围内焦点深度数目的计算示例
首先，参考图5，将给出对本发明实施例中检测范围内焦点深度数目的概念的描述。图5示出了从某一聚焦透镜位置P0到P5的检测范围。这里，在聚焦透镜位置P0处，焦点深度是d0。相应地，将聚焦透镜移动到与聚焦透镜位置P0距离为焦点深度d0的聚焦透镜位置P1。焦点深度根据聚焦透镜的位置而改变。这里，在聚焦透镜位置P1处，焦点深度是d1，其大于d0。因此，将聚焦透镜移动到与聚焦透镜位置P1距离为焦点深度d1的聚焦透镜位置P2。其后，类似地，将聚焦透镜顺序地移动焦点深度d2到d4中的每个距离，而到达聚焦透镜位置P2到P4中的每个位置。结果，在图5中，检测范围被划分为五个部分：从聚焦透镜位置P0到P1的部分，从P1到P2的部分，从P2到P3的部分，从P3到P4的部分，以及从P4到P5的部分。即，当将焦点深度作为划分单元的时候，图5中所示的检测范围被划分为五个部分，并由此对应于五个焦点深度。由此，在图5中，检测范围内焦点深度的数目N为“5”。
随后，将参考图6A和6B描述通过图4中所示的检测范围内焦点深度数目计算部133来计算检测范围内焦点深度数目的方法。首先，图6A示出焦距f。进一步地，图6A示出最远检测范围距离AF和最近检测范围距离AN。进一步地，图6A示出了分别与最远检测范围距离AF和最近检测范围距离AN对应的象平面距离BF和BN。
焦距f等于从前侧主点Hf到前侧焦点Ff的距离，以及从后侧主点Hr到后侧焦点Fr的距离。
最远检测范围距离AF由从前侧主点Hf到被摄体位置Yf的距离表示。最近检测范围距离AN短于从被摄体位置Yf到前侧主点Hf的距离。与最远检测范围距离AF对应的象平面距离BF由从后侧主点Hr到成像平面Yr的距离表示。对应于最近检测范围距离AN的象平面距离BN长于从成像平面Yr到后侧主点Hr的距离。
图6B示出了弥散圈直径限度δ。穿过透镜的点光源在成像平面Yr上合焦，并成像为一个点。然而，当象平面远离成像平面Yr时，光的象形成为一个圈。这个圈就是弥散圈，而由人眼观察时可以被认为是处于合焦状态的最大弥散圈被称为最大可允许弥散圈。最大可允许弥散圈的直径就是弥散圈直径限度δ。
从成像平面Yr到与最大可允许弥散圈对应的位置的距离被称为焦点深度d。此外，该图示出了后侧焦点深度，其相对于后侧主点Hr在成像平面Yr的后侧。然而，事实上，前侧焦点深度也作为参考位置出现在成像平面Yr的前侧。通常，有时，前侧焦点深度的距离和后侧焦点深度的距离互相调适，所调整的距离可以被称为焦点深度。然而，在本发明的实施例中，例如，仅一个前侧或后侧焦点深度被视为焦点深度d。
然后，在本发明的实施例中，首先，在量化检测范围的时候，假定图6B中所示的焦点深度d被视为一个单位。另外，通过有多少焦点深度d与之对应来表示检测深度。即，通过检测范围内焦点深度数目N来表示与检测范围对应的焦点深度d的数目。如上所述，检测范围内焦点深度数目计算部133计算检测范围内焦点深度数目N。
在本发明的实施例中，可以通过下列方法获得检测范围内焦点深度数目N。在图6B中，用x表示从后侧主点Hr到成像平面Yr的距离。考虑相对于x的微小变量Δx，计算有多少焦点深度d与之对应。即，计算微小焦点深度Δd，其是与微小变量Δx对应的焦点深度。可以通过以下表达式基于透镜直径D和弥散圈直径限度δ而获得微小焦点深度Δd。
数学表达式1
Δd = Δx ÷ δ D x
= DΔx xδ
即，通过用单个焦点深度除微小变量Δx而获得微小焦点深度Δd。
然后，可以通过以下表达式获得检测范围内焦点深度数目N。此外，在以下表达式中，f表示焦距，δ表示弥散圈直径限度。
数学表达式2
N = ∫ b F b N Δddx
= D δ ∫ a F f a F - f a N f a N - f 1 x dx
= D δ ln a N ( a F - f ) a F ( a N - f )
即，可以通过在从对应于象平面距离BF的位置到对应于象平面距离BN的位置的范围内对微小焦点深度Δd积分，而获得检测范围内焦点深度数目N。
进一步地，在以上提到的表达式中，最远距离AF和最近距离AN的倒数分别定义为CF和CN，从而以上提到的表达式可以重写为以下表达式。
数学表达式3
N = D δ ln 1 - c F f 1 - c N f
从以上表达式中可以看出，可以基于弥散圈直径限度δ、焦距f、透镜直径D、以及对应于检测范围的最远距离AF和最近距离AN，而获得检测范围内焦点深度数目N。
在这里，优选的是，应通过读出存储在图像拍摄装置100中的弥散圈直径限度信息181而获取弥散圈直径限度δ。可以通过自可更换镜头200输入根据当前变焦位置从焦距表330中选择的值，而获取焦距f。进一步地，可以基于焦距f和光圈值F，通过表达式D＝f/F获得透镜直径D。相应地，关于焦距f和当前光圈值F的信息是计算透镜直径D所必需的。然而，还可以通过输入作为光圈值信息343而保存在可更换镜头200中的值来获得光圈值F。
此外，如后文中将描述的，在本发明的实施例中，根据第一次焦点搜索而确定的检测范围，是从对应于最远合焦距离的位置到对应于最近合焦距离的位置的范围。相应地，根据第一焦点搜索而设置的最远检测范围距离AF和最近检测范围距离AN的初始值，分别是最远合焦距离和最近合焦距离。
检测间隔确定处理的示例
接下来，将给出由图4的检测间隔确定部134执行的检测间隔确定处理的描述。如上所述，检测间隔是检测范围内的每个检测位置的间隔，并且随着检测间隔被确定，每个检测位置也被设定。然后，由检测间隔确定部134确定的检测间隔，不通过聚焦透镜221的实际位置间隔表示，而是通过焦点深度数目表示。
检测间隔确定部134在确定检测间隔的时候参考检测间隔表182。图7示出了检测间隔表182的一个具体示例。在该图中所示的检测间隔表182中，检测范围内焦点深度数目N的范围被归类为(0≤N＜20)、(20≤N＜100)和(N≤100)。此外，可以将检测范围内焦点深度数目的范围分别与作为检测间隔内焦点深度数目n的″5″、″15″和″25″关联。
检测间隔确定部134从检测间隔表182中选择检测间隔内焦点深度数目n，n可以与由检测范围内焦点深度数目计算部133计算的检测范围内焦点深度数目N关联。例如，检测范围内焦点深度数目N“50”包括在范围(20≤N＜100)内。因此，选择可以与该范围关联的″15″作为检测间隔内焦点深度数目n。如上所述，通过选择检测间隔内焦点深度数目n，而确定检测间隔。以这种方式，检测间隔确定部134根据计算得到的检测范围内焦点深度数目N，即检测范围，而改变并设定检测间隔。从而，当检测范围大时，通过设定大的检测间隔，可以减少焦点搜索所必需的时间。进一步地，在检测范围减小的时候，也做出设定以减小检测间隔，由此可以获得具有高精确度的评估值。
对应于焦点搜索的聚焦透镜移动指示
接下来，将给出由聚焦透镜移动指示部135根据焦点搜索而执行的聚焦透镜移动指示的操作示例的描述。当输入由检测间隔确定部134确定的检测间隔，即，检测间隔内焦点深度数目的时候，聚焦透镜移动指示部135生成例如图8A中所示的焦点搜索命令400，并将该命令发送给可更换镜头200。
此外，图8B中所示的焦点搜索命令400A是变形例，其将在后文中描述。
焦点搜索命令400被形成为依次包含例如表头401、最远检测范围距离402、最近检测范围距离403、检测间隔内焦点深度数目404，和检测方向405。
与由检测范围确定部132确定的检测范围对应的最远检测范围距离AF和最近检测范围距离AN的值分别存储在最远检测范围距离402和最近检测范围距离403中。基于最远检测范围距离402和最近检测范围距离403而指定检测范围。
在检测间隔内焦点深度数目404中，存储了表示由检测间隔确定部134所确定的检测间隔内焦点深度数目n的值。在检测方向405中，存储了表示在焦点搜索中移动聚焦透镜的方向的值。
通过发送基于以上结构的焦点搜索命令400，聚焦透镜移动指示部135指示可更换镜头200执行焦点搜索操作。
计算对应于检测间隔的透镜移动量的处理示例
接下来，将给出计算对应于检测间隔的聚焦透镜221的透镜移动量Mv的处理示例的描述，该处理由可更换镜头200内的聚焦透镜移动计算部251执行。
在可更换镜头200中，由聚焦透镜移动计算部251输入焦点搜索命令400。聚焦透镜移动计算部251计算透镜移动量Mv，从而自聚焦灵敏度表310中获取对应于光学系统当前状态的聚焦灵敏度ε。
图9示出聚焦灵敏度表310的示例性结构。如图所示，聚焦灵敏度表310具有三维表格结构，其中焦距f、光圈值F和聚焦透镜位置P的每个组合包含一个聚焦灵敏度ε。
聚焦灵敏度ε表示像平面(成像位置)的移动量与聚焦透镜的实际移动量的比值。作为具体的示例，当从某一透镜位置沿光轴方向将聚焦透镜移动10μm时，像平面的移动量是1μm。在此情况下，聚焦灵敏度ε为“0.1”。即，聚焦灵敏度ε由表达式ε＝像平面的移动量/聚焦透镜的移动量来表示。
根据焦距f改变聚焦灵敏度ε。进一步地，根据光圈值F改变聚焦灵敏度ε。另外，根据聚焦透镜位置P改变聚焦灵敏度ε。即，单个聚焦灵敏度的值取决于作为光学系统当前状态的聚焦透镜位置P、焦距f和光圈值F的组合。在此基础上，聚焦灵敏度表310具有图9中所示的三维表格结构。
然后，聚焦透镜移动计算部251输入焦距f以获得聚焦灵敏度ε。焦距f是基于变焦位置信息341所表示的变焦位置Z而由参考表部253从焦距表330中所选择的值。进一步地，保存为光圈值信息343的值作为光圈值F而输入。进一步地，保存为聚焦透镜位置信息342的值作为聚焦透镜位置P而输入。然后，从聚焦灵敏度表310中，选择与焦距f、光圈值F和聚焦透镜位置P的输入组合对应的单个聚焦灵敏度ε的值。
接下来，聚焦透镜移动计算部251计算与检测间隔内焦点深度数目n对应的聚焦透镜221的实际透镜移动量Mv。通过以下表达式，基于有效光圈值Fe、弥散圈直径限度δ、聚焦灵敏度ε和检测间隔内焦点深度数目n而获得透镜移动量Mv。
Mv＝((Fe·δ)/ε)n
如上所述，通过从图像拍摄装置100中接收存储为弥散圈直径限度信息181的值，而获取弥散圈直径限度δ。进一步地，有效光圈值Fe是与被摄体位于有限远距离的情况对应的光圈值，并且根据例如聚焦透镜位置P而改变。可以通过计算获得与聚焦透镜位置P对应的有效光圈值Fe。
此外，在上述用于计算透镜移动量Mv的表达式中，(Fe·δ)项表示可以在当前成像位置获得的焦点深度d。此外，((Fe·δ)/ε)项表示将像平面移动焦点深度d(单个焦点深度)所必需的聚焦透镜的实际移动量。相应地，透镜移动量Mv表示将像平面从当前的成像位置移动焦点深度数目n所必需的聚焦透镜的实际移动量。如上所述，聚焦透镜移动计算部251将检测间隔内焦点深度数目n转换成聚焦透镜的实际移动量。
聚焦透镜移动计算部251将如上所述计算得到的透镜移动量Mv输出到聚焦透镜驱动控制部252。聚焦透镜驱动控制部252执行控制，以将聚焦透镜221仅沿着指定的检测方向移动透镜移动量Mv。从而，聚焦透镜221移动到离开当前位置一段距离外的下一个检测位置，该距离对应于焦点深度数目n。
聚焦透镜驱动控制部252将聚焦透镜221移动如上所述重新计算得到的透镜移动量Mv。从而，将聚焦透镜221移动到离开当前聚焦透镜位置(检测位置)一段距离外的下一个聚焦透镜位置(检测位置)，该距离对应于检测间隔内焦点深度数目n。
此外，可以更精确地获得透镜移动量Mv。即，首先，获得将像平面移动与当前聚焦透镜位置P0对应的焦点深度d所必需的聚焦透镜移动量Mv1。接下来，从聚焦透镜位置P0移动聚焦透镜移动量Mv1至聚焦透镜位置P1，在聚焦透镜位置P1处获得移动量Mv2。其后，类似地，计算聚焦透镜移动量Mvn，其是在聚焦透镜通过每次移动单个焦点深度而到达的位置处将像平面移动焦点深度d所必需的，并且以与检测间隔内焦点深度数目n对应的次数重复该计算。从而，可以获得与检测间隔内焦点深度数目n对应的n个移动量Mv1到Mvn。然后，通过累加这些移动量Mv1到Mvn，而获得与检测间隔内焦点深度数目n对应的透镜移动量Mv。然而，在这样的计算透镜移动量Mv的方法中，计算量增大，因而处理负荷增大。由于这一原因，在本发明的实施例中，考虑到在实际中同时充分满足适当的计算量和透镜移动量Mv的计算精确度，基于以上描述的表达式获得透镜移动量Mv。
图像拍摄装置中的处理流程示例
图10的流程图示出了由图4中所示的图像拍摄装置100执行的自动聚焦控制的示例性处理流程。图中所示处理的每个步骤由图4中所示的图像拍摄装置100的任何一个功能块恰当地执行。
在基于对比度模式的自动聚焦控制开始的时候，例如，检测范围内焦点深度数目计算部133向表示焦点搜索操作执行次数的变量m分配初始值0(步骤S901)。接下来，检测范围内焦点深度数目计算部133从可更换镜头200中获取透镜信息。在这里描述的透镜信息是用于计算检测范围内焦点深度数目N的信息，并如上所述包括焦距f、合焦距离(最远合焦距离和最近合焦距离)和光圈值F。
随后，检测范围确定部132执行确定检测范围的处理(步骤S903)。这里，在与第一焦点搜索对应的步骤S903中，与步骤S902中获取的最远合焦距离和最近合焦距离对应的范围被确定为检测范围。
接下来，检测范围内焦点深度数目计算部133执行计算与上述步骤S903中所确定的检测范围对应的检测范围内焦点深度数目N的处理(步骤S904)。然后，检测间隔确定部134确定与上述步骤S904中计算的检测范围内焦点深度数目N对应的检测间隔(步骤S920)。虽然步骤S920中确定检测间隔的处理将于后文中参考图13进行描述，但所确定的检测间隔被表示为检测间隔内焦点深度数目n。例如，在此步骤中，检测范围内焦点深度数目计算部133向变量m添加一增量(步骤S905)。
接下来，聚焦透镜移动指示部135生成例如图8A中所示的焦点搜索命令400，并将该命令发送到可更换镜头200(步骤S906)。在生成焦点搜索命令400的时候，聚焦透镜移动指示部135将在上述步骤S920中确定的检测间隔内焦点深度数目n的值，作为检测间隔内焦点深度数目404存储。进一步地，将与在步骤S903中确定(更新)的检测范围对应的最远检测范围距离和最近检测范围距离的值，作为最远检测范围距离402和最近检测范围距离403存储。
如后文中将会描述的，可更换镜头200响应于传输焦点搜索命令400而执行根据单个焦点搜索而移动聚焦透镜221的操作。即，顺序地移动聚焦透镜221到检测范围内的检测位置。相应地，检测部170根据针对每个检测位置输入的图像信号计算评估值(步骤S907)。然后，在聚焦透镜221到达检测结束位置之后，基于在迄今经过的每个检测位置所获得的评估值，而计算合焦位置(步骤S908)。
接下来，例如，聚焦透镜移动指示部135确定当前焦点搜索的操作是否基于最小检测间隔(步骤S909)。最小检测间隔对应于可以确定的检测间隔内焦点深度数目n的最小值。具体地，基于图7中所示的检测间隔表182，与最小检测间隔对应的检测间隔内焦点深度数目n为“15”。
首先，如果在步骤S909中确定了焦点搜索基于比最小检测间隔大的检测间隔，那么将再次执行从步骤S903开始的处理。即，再次执行焦点搜索。然而，在第二焦点搜索中及第二焦点搜索之后，检测范围确定部132执行以下处理作为步骤S903。即，将步骤S908中基于此前的焦点搜索而计算的合焦位置设定为检测范围的基准(中心)。此外，将检测范围设定为小于此前的检测范围。据此，在一次又一次重复焦点搜索的时候，可以逐步地减小甚至由步骤S920的检测间隔确定处理所确定的检测间隔。
然后，当能够获得在步骤S909中焦点搜索是基于最小检测间隔而执行的确定结果时，计算合焦位置的精确度最高。相应地，无需进一步的焦点搜索。因此，在这一情况下，向可更换镜头200发出指示以将聚焦透镜移动到经由最终的合焦位置计算处理(步骤S908)计算得到的合焦位置处(步骤S910)。响应于该指示，在可更换镜头200中，执行透镜驱动以移动聚焦透镜221至指定的合焦位置。结果，可以获得被摄体处于合焦的状态。
图11的流程图示出了图10的步骤S920中所表示的检测间隔确定处理的示例性流程。此外，在该图中所示的处理描述中，前提是检测间隔表182具有图7中所示的内容。
首先，检测间隔确定部134确定当前变量m是否为最大值(步骤S921)。如上所述，在本发明的实施例中，通过反复地执行焦点搜索，最后，在最小检测间隔的基础上执行最终的焦点搜索。然而，由于一些因素，存在发生如下操作状态的可能性：即使在执行了原本足以设定最小检测间隔的若干次或更多次焦点搜索时，仍难以设定最小检测间隔。相应地，在本发明的实施例中，为了应付这样的异常操作，通过以下方式对执行焦点搜索的次数加以限定。
如果在步骤S902中确定当前变量m是最大值，则即使执行焦点搜索若干次或更多次时，仍未设定最小检测间隔。因此，在这一情况下，检测间隔确定部134经由检测间隔确定处理将检测间隔内焦点深度数目n设定为“5”(步骤S926)。从而，在当前执行的焦点搜索的结束阶段，在图10的步骤S909中，确定了焦点搜索是在最小检测间隔基础上执行的。即，当前的焦点搜索被认为是最终的焦点搜索。如上所述，在本发明的实施例中，对执行焦点搜索的次数加以限定。从而，焦点搜索被无用地重复若干次或更多次，由此可以使得聚焦控制所必需的最大次数处于一定范围之内。
相反，如果在步骤S921中确定了变量m不是最大值，那么执行正常的检测间隔确定处理。因此，检测间隔确定部134参考检测间隔表182(步骤S922)。然后，确定在检测间隔表182中划分的范围分区的哪一个对应于图10的步骤S904中参考的检测范围内焦点深度数目N(步骤S923)。根据确定结果，如果该数目对应于范围分区N≤100，表示检测间隔内焦点深度数目的变量n就设定为“25”(步骤S924)。进一步地，如果该数目对应于范围分区20≤N＜100，检测间隔内焦点深度数目n就设定为“15”(步骤S925)。进一步地，如果该数目对应于范围分区0≤N＜20，检测间隔内焦点深度数目n就设定为“5”。以这种方式，在本发明的实施例中，在由焦点深度数目表示的检测范围的基础上，设定由焦点深度数目表示的检测间隔(步骤S925)。经由从步骤S924到步骤S926的处理，设定了检测间隔。
可更换镜头中的处理流程示例
图12的流程图示出由可更换镜头200响应于接收焦点搜索命令400而执行的处理的示例性流程。此外，由图4中所示的可更换镜头200中的任何一个功能块适当地执行该图中所示的处理。
从图像拍摄装置100的聚焦透镜移动指示部135发送的焦点搜索命令400通过可更换镜头200中的聚焦透镜移动计算部251接收(步骤S931)。
响应于接收焦点搜索命令400，首先，执行将聚焦透镜221移动到检测开始位置的控制(步骤S932)。因此，聚焦透镜移动计算部251参考包含在焦点搜索命令400中的信息。即，当检测方向405表示从最远检测范围距离到最近检测范围距离的方向时，最远检测范围距离402被确定为检测开始位置。另一方面，当检测方向405表示从最近检测范围距离到最近检测范围距离的方向时，最近检测范围距离403被确定为检测开始位置。然后，向聚焦透镜驱动控制部252发出驱动聚焦透镜到所确定的检测开始位置的指示。依照该指示，聚焦透镜驱动控制部252执行驱动控制，从而聚焦透镜221被移动到检测开始位置。
接下来，聚焦透镜移动计算部251执行与检测间隔对应的聚焦透镜移动量计算处理(步骤S940)。镜头移动计算处理在步骤S940中描述。
接下来，基于步骤S940中计算得到的透镜移动量Mv，执行移动聚焦透镜的控制(步骤S933)。因而，聚焦透镜移动计算部251指示聚焦透镜驱动控制部252将聚焦透镜221移动在步骤S940中计算的透镜移动量Mv。依照该指示，聚焦透镜221被移动到与当前检测位置距离透镜移动量Mv的检测位置。
接下来，作为上述步骤S933中移动聚焦透镜221的结果，聚焦透镜移动计算部251确定聚焦透镜位置是否到达检测结束位置(步骤S934)。检测结束位置是焦点搜索命令400中的最远检测范围距离402和最近检测范围距离403中未被确定为检测开始位置的位置。聚焦透镜移动计算部251将当前的聚焦透镜位置与检测结束位置进行比较。然后，如果能够获得当前聚焦透镜位置与检测结束位置相同或超过检测结束位置的比较结果，那么确定聚焦透镜位置到达检测结束位置。相反，如果能够获得当前聚焦透镜位置未超过检测结束位置的比较结果，那么确定聚焦透镜位置未到达检测结束位置。
在步骤S934中，如果确定聚焦透镜位置没有到达检测结束位置，那么重新计算与当前聚焦透镜位置P对应的透镜移动量Mv(步骤S940)。接下来，执行基于计算得到的透镜移动量Mv的聚焦透镜移动控制(步骤S933)。如上所述，作为反复执行步骤S940和S933的处理的结果，当在步骤S934中确定聚焦透镜位置到达检测结束位置时，终止响应于接收焦点搜索命令400而迄今执行的聚焦透镜移动控制。
图13的流程图示出了与上述图12中所示的步骤S940中的检测间隔对应的透镜移动计算处理的示例性流程。聚焦透镜移动计算部251输入聚焦透镜位置P、光圈值F和焦距f(步骤S941)。接下来，聚焦透镜移动计算部251从聚焦灵敏度表310中选择与上述步骤S941中输入的聚焦透镜位置P、光圈值F和焦距f的组合对应的聚焦灵敏度ε(步骤S942)。
进一步地，聚焦透镜移动计算部251输入检测间隔内焦点深度数目n和弥散圈直径限度δ的值(步骤S943)。将包含在接收到的焦点搜索命令400里检测间隔内焦点深度数404中的值作为检测间隔内焦点深度数目n输入。进一步地，将在图像拍摄装置100中作为弥散圈直径限度信息181存储的值作为弥散圈直径限度δ输入。此外，例如，将最初在预定时间从图像拍摄装置100发送的弥散圈直径限度δ的值保存于可更换镜头200侧，从而在步骤S943中可以输入保存的值。
进一步地，在步骤S943中输入的聚焦透镜位置P、光圈值F和焦距f中，光圈值F和焦距f对于单个焦点搜索操作是固定的。因此，在步骤S943中的第一次单个焦点搜索中，输入聚焦透镜位置P、光圈值F和焦距f。然后，在第二次及其后，可以仅重新输入聚焦透镜位置P。
然后，如上所述，基于如上所述输入的弥散圈直径限度δ和聚焦灵敏度ε，以及与聚焦透镜位置P对应的有效光圈值Fe，聚焦透镜移动计算部251计算透镜移动量Mv(步骤S944)。
首先，根据图12中所示的流程，在单个焦点搜索中，通过每当以每个检测间隔移动聚焦透镜221时都执行步骤S940，获得新的透镜移动量Mv。这是根据聚焦透镜221的位置，以焦点深度d(有效光圈值)和聚焦灵敏度ε的变化为基础的。如上所述，基于焦点深度d(Fe·δ)、聚焦灵敏度ε和检测间隔内焦点深度数目n，计算透镜移动量Mv。因此，依照图12的步骤S940，每当移动聚焦透镜221时，都计算与移动之后新的聚焦透镜位置P对应的新的焦点深度d，并获取新的聚焦灵敏度ε。然后，基于新的焦点深度d和聚焦灵敏度ε，计算与新的聚焦透镜位置P对应的透镜移动量Mv。经过该流程，在本发明的实施例中，无需考虑聚焦透镜位置的移动，对比度的变化量被设定为与焦点深度数目n对应的常数，由此能够以每个检测间隔移动聚焦透镜。
进一步地，通常，在驱动聚焦透镜的时候，图像拍摄装置指定实际移动量，并且给出驱动聚焦透镜的指示。在图1所示的图像拍摄系统10下的这一构造中，首先，计算图像拍摄装置100中的透镜移动量Mv。然后，通过指定透镜移动量Mv，向可更换镜头200发出移动聚焦透镜221的指示。
然而，用此构造，为了计算聚焦透镜221的透镜移动量Mv，聚焦灵敏度表310的数据对图像拍摄装置100来说是必需的。可选地，作为代替聚焦灵敏度表310的信息，例如，表示在全部聚焦移动范围内每个聚焦位置处的焦点深度的信息是必需的。这样的信息对每个透镜单元具有唯一的值。相应地，优选将信息存储在可更换镜头200中，但是实际上，非优选地，将该信息存储在其中透镜假定可更换的图像拍摄装置100中。相应地，当图像拍摄装置100准备根据检测间隔内焦点深度数目n计算实际透镜移动量的时候，执行从可更换镜头200输入聚焦灵敏度表310的通信。聚焦灵敏度表310具有如图9所示的三维表格结构，并且其数据量非常大。因此，通信处理负荷增大，并且由此降低了自动聚焦控制的速度。
因此，在本发明的实施例中，从图像拍摄装置100侧，基于检测间隔内焦点深度数目n而发出移动聚焦透镜221的指示，从而获得与可更换镜头200中的检测间隔内焦点深度数目n对应的透镜移动量Mv。从而，无需在图像拍摄装置100和可更换镜头200之间发送或接收聚焦灵敏度表310或替代其的具有大数据量的信息。例如，如上所述，对于在本发明的实施例中的自动聚焦控制，从可更换镜头200输入到图像拍摄装置100的信息包括焦距f、最近合焦距离、最远合焦距离和光圈值F。当发送和接收这些信息时，可以大大减小通信负荷。
变形例
随后，将根据本发明的实施例描述变形例。在第一实施例中，用最远检测范围距离和最近检测范围距离表示检测范围，其在图10的步骤S903中在第二焦点搜索中及第二焦点搜索之后被更新。即，基于相对于透镜(主点)的实际距离，确定检测范围。
相比之下，在变形例中，用焦点深度数目N表示在步骤中更新的检测范围。在此情况下，在第二焦点搜索中和第二焦点搜索之后的步骤S903为以下处理。即，在表示在此前焦点搜索时设定的检测范围的检测范围内焦点深度数目N中，依照例如指定算法而设定小于上述值的检测范围内焦点深度数目N的值。以这种方式，在第二焦点搜索中及第二焦点搜索之后的步骤S903中，通过更新检测范围而获得新的检测范围内焦点深度数目N。因此，能够省略步骤S904中的处理。此外，优选地，步骤920中的检测间隔确定处理应当在图11所示的流程中与第一实施例相似地，基于对应于重新更新的检测范围的检测范围内焦点深度数目N而执行。
根据变形例，在图8B中示出了图10的步骤S906中发送的的焦点搜索命令400A。代替包含于图8A的焦点搜索命令400中的最远检测范围距离402和最近检测范围距离403，图中所示的焦点搜索命令400A包含检测参考位置402A和检测范围内焦点深度数目(N)。
检测参考位置402A，也就是，表示在更新的检测范围中作为参考的位置的参考位置，可以被设定为例如检测开始位置。可选地，可以将参考位置设定为检测范围内的中心位置(步骤S908中计算的合焦位置)。检测范围内焦点深度数目403A包含当用焦点深度数目表示当前焦点搜索中更新的检测范围时所获得的值(N)。
在接收焦点搜索命令400A的可换透镜200中，以图12和13中所描述的处理流程执行聚焦透镜221的驱动控制。然而，在步骤S932中，例如，将由焦点搜索命令400A中的检测参考位置402A表示的位置设定为检测开始位置，并移动聚焦透镜221。进一步地，关于步骤S934中的聚焦透镜位置是否到达检测结束位置的确定可以不基于聚焦透镜的实际位置，而可以用以下方法确定。即，基于透镜移动量Mv的聚焦透镜221的移动可以基于移动是否重复了必需的次数而确定。例如，可以基于检测范围内焦点深度数目N和检测间隔内焦点深度数目n，根据(N/n)来获得必需次数。以这种方式，在变形例中，在检测范围内改变检测范围内焦点深度数目N的值，从而执行更新。此外，如上所述，在第二焦点搜索中和第二焦点搜索之后，可以省略计算每个更新的检测范围的检测范围内焦点深度数目N的处理。从而，可以降低图像拍摄装置100侧的处理负荷。
此外，根据本发明的实施例的构造还可以被应用于例如集成了透镜和主体的图像拍摄装置。在这种情况下，可以不在图像拍摄装置的透镜单元侧和主体侧之间发送和接收与聚焦灵敏度表310对应的数据，由此可以降低自动聚焦控制的处理负荷。
进一步地，本发明的实施例示出了用于具体实现本发明的示例，并且如本发明的实施例中所申明的，本发明的实施例中的内容分别对应于权利要求书中的具体内容。类似地，权利要求书中的具体内容分别对应于在本发明的实施例中通过相同名称参考的内容。然而，本发明不局限于实施例，可以通过将实施例变形为各种形式来具体实现本发明而不偏离本发明的范围。
进一步地，可以将本发明实施例中所描述的处理流程理解为具有一系列流程的方法，并可以理解为用于令计算机执行该系列流程的程序或存储该程序的记录介质。记录介质的示例包括例如CD(光盘)、MD(迷你盘)、DVD(数字通用光盘)、存储卡、蓝光盘(BD(注册商标))、等等。
本申请包含涉及于2010年5月28日向日本专利局提交的日本优先专利申请JP 2010-122169的主题内容，其全部内容通过引用结合于此。
本领域技术人员应当理解，可以在所附的权利要求或其等同物的范围内，根据设计要求和其他因素进行各种变形、组合、子组合和替换。

Claims (13)

1.一种聚焦控制设备，包括：
检测范围内焦点深度数目计算部，其以焦点深度为分区单元对在其中移动聚焦透镜以检测拍摄的图像信号的对比度的检测范围进行划分且每个焦点深度取决于聚焦透镜的位置，计算焦点深度数目，作为检测范围内焦点深度数目；
检测间隔确定部，其根据计算得到的检测范围内焦点深度数目，来确定表示作为分区单元的焦点深度的数目的检测间隔内焦点深度数目作为检测范围内的检测间隔；以及
聚焦透镜移动指示部，其通过指定检测范围和确定为检测间隔的检测间隔内焦点深度数目，来指示镜头部执行移动聚焦透镜的焦点搜索。
2.根据权利要求1的聚焦控制设备，其中检测范围内焦点深度数目计算部基于从镜头部输入的光圈值、从镜头部输入的焦距、存储在聚焦控制设备内的弥散圈直径限度、以及与检测范围对应的自主点起的最远距离和最近距离，来计算检测范围内焦点深度数目。
3.根据权利要求1的聚焦控制设备，进一步包括检测范围确定部，其在单个焦点搜索操作完成时，重新确定用于后续焦点搜索的检测范围，
其中检测间隔确定部根据所确定的检测范围，来确定与该检测范围关联的检测间隔内焦点深度数目。
4.根据权利要求1的聚焦控制设备，其中当确定为检测间隔的检测间隔内焦点深度数目是预定的最小值时，聚焦透镜移动指示部通过指定检测间隔内焦点深度数目的最小值，来指示镜头部执行最后的焦点搜索，并指示镜头部移动聚焦透镜到合焦位置，该位置基于经由最后的焦点搜索所检测到的对比度计算得出。
5.根据权利要求1的聚焦控制设备，其中检测间隔确定部基于其中检测范围内焦点深度数目与检测间隔内焦点深度数目被关联的检测间隔信息，来选择能够与所计算得到的检测范围内焦点深度数目关联的检测间隔内焦点深度数目，由此确定与检测间隔对应的检测间隔内焦点深度数目。
6.根据权利要求1的聚焦控制设备，进一步包括在安装了能够从对应的聚焦控制设备的主体移除的镜头部的状态下与镜头部通信的通信部。
7.一种镜头系统，包括：
通信部，其在图像拍摄装置的主体上安装了该通信部的状态下与图像拍摄装置的主体通信；
聚焦透镜移动量计算部，其响应于从图像拍摄装置的主体接收到通过指定在其中移动聚焦透镜以便检测拍摄的图像信号的对比度的检测范围、以及由作为检测范围的分区单元且每个焦点深度取决于聚焦透镜的位置的焦点深度数目所表示的检测间隔来移动聚焦透镜的指示，计算表示检测间隔的焦点深度数目，作为聚焦透镜的移动量；以及
聚焦透镜驱动控制部，其基于计算得到的聚焦透镜的移动量而移动聚焦透镜。
8.根据权利要求7的镜头系统，其中聚焦透镜移动量计算部基于在聚焦透镜位置、光圈值和焦距的基础上指定的聚焦灵敏度、从图像拍摄装置的主体输入的弥散圈直径限度、以及表示所指定的检测间隔的焦点深度数目，来计算该聚焦透镜的移动量。
9.根据权利要求8的镜头系统，其中每当聚焦透镜基于所计算的聚焦透镜的移动量而移动到新位置时，聚焦透镜移动计算部计算与该新位置对应的聚焦透镜的移动量。
10.一种聚焦控制方法，包括以下步骤：
以焦点深度为分区单元对在其中移动聚焦透镜以检测拍摄的图像信号的对比度的检测范围进行划分且每个焦点深度取决于聚焦透镜的位置，计算焦点深度数目，作为检测范围内焦点深度数目；
根据计算得到的检测范围内焦点深度数目，来确定表示作为分区单元的焦点深度的数目的检测间隔内焦点深度数目作为检测范围内的检测间隔；以及
通过指定检测范围和确定为检测间隔的检测间隔内焦点深度数目，来指示镜头部执行移动聚焦透镜的焦点搜索。
11.一种聚焦透镜驱动方法，包括以下步骤：
在图像拍摄装置的主体上安装了通信部的状态下与图像拍摄装置的主体通信；
响应于从图像拍摄装置的主体接收到通过指定在其中移动聚焦透镜以便检测拍摄的图像信号的对比度的检测范围、以及由作为检测范围的分区单元且每个焦点深度取决于聚焦透镜的位置的焦点深度数目所表示的检测间隔来移动聚焦透镜的指示，计算表示检测间隔的焦点深度数目，作为聚焦透镜的移动量；以及
基于计算得到的聚焦透镜的移动量而移动聚焦透镜。
12.一种用于使聚焦控制设备执行以下步骤的程序：
以焦点深度为分区单元对在其中移动聚焦透镜以检测拍摄的图像信号的对比度的检测范围进行划分且每个焦点深度取决于聚焦透镜的位置，计算焦点深度数目，作为检测范围内焦点深度数目；
根据计算得到的检测范围内焦点深度数目，来确定表示作为分区单元的焦点深度的数目的检测间隔内焦点深度数目作为检测范围内的检测间隔；以及
通过指定检测范围和确定为检测间隔的检测间隔内焦点深度数目，来指示镜头部执行移动聚焦透镜的焦点搜索。
13.一种用于使聚焦系统执行以下步骤的程序：
在图像拍摄装置的主体上安装了通信部的状态下与图像拍摄装置的主体通信；
响应于从图像拍摄装置的主体接收到通过指定在其中移动聚焦透镜以便检测拍摄的图像信号的对比度的检测范围、以及由作为检测范围的分区单元且每个焦点深度取决于聚焦透镜的位置的焦点深度数目所表示的检测间隔来移动聚焦透镜的指示，计算表示检测间隔的焦点深度数目，作为聚焦透镜的移动量；以及
基于计算得到的聚焦透镜的移动量而移动聚焦透镜。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107111100A (zh) * 2014-11-07 2017-08-29 株式会社尼康 可换镜头
CN110419210A (zh) * 2017-03-15 2019-11-05 富士胶片株式会社 摄像装置、摄像方法及摄像程序
CN110737077A (zh) * 2019-11-29 2020-01-31 Oppo广东移动通信有限公司 光学镜头和电子装置
CN110764232A (zh) * 2019-11-29 2020-02-07 Oppo广东移动通信有限公司 光学镜头和电子装置
CN112114414A (zh) * 2013-05-10 2020-12-22 株式会社尼康 可换镜头
US12050363B2 (en) 2014-11-07 2024-07-30 Nikon Corporation Interchangeable lens, camera body, and camera

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2582126A4 (en) * 2010-07-14 2014-08-13 Lg Electronics Inc FOCUSING DEVICE AND METHOD THEREFOR
JP5626367B2 (ja) * 2011-01-21 2014-11-19 株式会社ニコン 焦点位置維持装置及び顕微鏡
CN102809877B (zh) 2011-05-31 2016-05-25 株式会社尼康 镜头镜筒及相机机身
US20140225991A1 (en) * 2011-09-02 2014-08-14 Htc Corporation Image capturing apparatus and method for obatining depth information of field thereof
CN108387996B (zh) 2011-11-11 2020-11-03 株式会社尼康 焦点调节控制装置、摄像装置以及镜头镜筒
JP6137804B2 (ja) * 2012-01-13 2017-05-31 キヤノン株式会社 撮像装置およびその制御方法、並びにレンズユニットおよびその制御方法
JP6103849B2 (ja) * 2012-08-02 2017-03-29 オリンパス株式会社 内視鏡装置及び内視鏡装置の作動方法
JP6034701B2 (ja) * 2013-01-11 2016-11-30 キヤノン株式会社 レンズ装置
TWI515470B (zh) * 2014-04-30 2016-01-01 聚晶半導體股份有限公司 使用多鏡頭的自動對焦系統及其方法
JP6154080B2 (ja) * 2014-09-03 2017-06-28 富士フイルム株式会社 撮影装置、撮影装置本体、及びレンズ鏡筒
JP6154081B2 (ja) * 2014-09-03 2017-06-28 富士フイルム株式会社 撮影装置、撮影装置本体、及びレンズ鏡筒
WO2016039146A1 (ja) 2014-09-11 2016-03-17 富士フイルム株式会社 撮影装置、撮影装置本体、及びレンズ鏡筒
JP6485488B2 (ja) * 2017-05-18 2019-03-20 株式会社ニコン 交換レンズ
JP6741095B2 (ja) * 2019-02-21 2020-08-19 株式会社ニコン 交換レンズ
JP7127669B2 (ja) * 2020-07-22 2022-08-30 株式会社ニコン 交換レンズ

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003279838A (ja) * 2002-03-20 2003-10-02 Ricoh Co Ltd 自動焦点調節装置
JP2005208526A (ja) * 2004-01-26 2005-08-04 Sony Corp ビデオカメラ
US20050275745A1 (en) * 2004-06-09 2005-12-15 Premier Image Technology Corporation Quick focusing method for a digital camera
CN1716078A (zh) * 2004-06-03 2006-01-04 佳能株式会社 图像拾取设备和图像拾取方法
CN1900807A (zh) * 2005-07-19 2007-01-24 阿尔卑斯电气株式会社 光学装置
US20070103577A1 (en) * 2002-02-22 2007-05-10 Fujifilm Corporation Digital camera
CN101071251A (zh) * 2006-05-11 2007-11-14 致伸科技股份有限公司 评估自动聚焦最少有效采样点的方法
US20090051805A1 (en) * 2007-08-23 2009-02-26 Fujifilm Corporation Focusing apparatus and focusing method
CN101477291A (zh) * 2008-12-17 2009-07-08 杭州海康威视数字技术股份有限公司 摄像快速自动聚焦方法及其摄像装置
CN101672974A (zh) * 2008-09-13 2010-03-17 佳能株式会社 自动聚焦装置及其控制方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2755368A1 (de) * 1977-12-12 1979-06-13 Rollei Werke Franke Heidecke Fotografische oder kinematografische kamera mit einer einrichtung zum zuordnen und anzeigen von schaerfentiefenbereich und objektiveinstellwerten
JPH11103408A (ja) * 1997-09-26 1999-04-13 Fuji Photo Optical Co Ltd カメラのレンズ駆動装置
JP4196072B2 (ja) * 2003-02-21 2008-12-17 株式会社ニコン カメラシステム及びレンズ鏡筒
US7003223B2 (en) * 2003-02-24 2006-02-21 Fujinon Corporation Lens control system and focus information display apparatus
JP4158750B2 (ja) * 2003-08-26 2008-10-01 ソニー株式会社 オートフォーカス制御方法、オートフォーカス制御装置および画像処理装置
US20050146790A1 (en) * 2003-10-31 2005-07-07 National Research Council Optical tracking system, and optical element therefore with quartic phase plate
JP4708737B2 (ja) * 2004-06-04 2011-06-22 キヤノン株式会社 レンズ装置
JP3817566B2 (ja) * 2005-01-24 2006-09-06 キヤノン株式会社 撮像装置、撮像方法、撮像プログラム、及び記憶媒体
JP2009048126A (ja) 2007-08-22 2009-03-05 Olympus Imaging Corp 撮影装置および撮影装置の制御方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070103577A1 (en) * 2002-02-22 2007-05-10 Fujifilm Corporation Digital camera
JP2003279838A (ja) * 2002-03-20 2003-10-02 Ricoh Co Ltd 自動焦点調節装置
JP2005208526A (ja) * 2004-01-26 2005-08-04 Sony Corp ビデオカメラ
CN1716078A (zh) * 2004-06-03 2006-01-04 佳能株式会社 图像拾取设备和图像拾取方法
US20050275745A1 (en) * 2004-06-09 2005-12-15 Premier Image Technology Corporation Quick focusing method for a digital camera
CN1900807A (zh) * 2005-07-19 2007-01-24 阿尔卑斯电气株式会社 光学装置
CN101071251A (zh) * 2006-05-11 2007-11-14 致伸科技股份有限公司 评估自动聚焦最少有效采样点的方法
US20090051805A1 (en) * 2007-08-23 2009-02-26 Fujifilm Corporation Focusing apparatus and focusing method
CN101672974A (zh) * 2008-09-13 2010-03-17 佳能株式会社 自动聚焦装置及其控制方法
CN101477291A (zh) * 2008-12-17 2009-07-08 杭州海康威视数字技术股份有限公司 摄像快速自动聚焦方法及其摄像装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112114414A (zh) * 2013-05-10 2020-12-22 株式会社尼康 可换镜头
CN112114414B (zh) * 2013-05-10 2023-08-11 株式会社尼康 可换镜头
CN107111100A (zh) * 2014-11-07 2017-08-29 株式会社尼康 可换镜头
US12050363B2 (en) 2014-11-07 2024-07-30 Nikon Corporation Interchangeable lens, camera body, and camera
CN110419210A (zh) * 2017-03-15 2019-11-05 富士胶片株式会社 摄像装置、摄像方法及摄像程序
US10863095B2 (en) 2017-03-15 2020-12-08 Fujifilm Corporation Imaging apparatus, imaging method, and imaging program
CN110419210B (zh) * 2017-03-15 2021-01-12 富士胶片株式会社 摄像装置、摄像方法及记录介质
CN110737077A (zh) * 2019-11-29 2020-01-31 Oppo广东移动通信有限公司 光学镜头和电子装置
CN110764232A (zh) * 2019-11-29 2020-02-07 Oppo广东移动通信有限公司 光学镜头和电子装置

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