CN102281397B

CN102281397B - 摄像设备和摄像设备的控制方法

Info

Publication number: CN102281397B
Application number: CN201110156610.7A
Authority: CN
Inventors: 保田仁志; 大川原裕人
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-06-11
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2031-06-10
Also published as: US20110305445A1; US8447178B2; JP2011257699A; CN102281397A; JP5773583B2

Abstract

本发明涉及摄像设备和摄像设备的控制方法。所述摄像设备包括：图像生成单元(108)，用于通过使用来自摄像单元(106)的输出信号生成图像；大小检测单元(112)，用于检测所述图像中的特定被摄体的大小；变焦控制单元(114)，用于进行自动变焦控制，其中所述自动变焦控制自动提供特定变焦操作，以使所述特定被摄体的大小等于或接近于目标值；以及调焦控制单元(114)，用于基于从所述图像获得的对比度评价值，进行摄像光学系统(101～105)的调焦控制。在所述自动变焦控制时，所述变焦控制单元限制所述特定变焦操作，直到判断为通过所述调焦控制获得了所述摄像光学系统的聚焦状态为止。

Description

摄像设备和摄像设备的控制方法

技术领域

本发明涉及诸如数字静态照相机和数字摄像机等的摄像设备，尤其涉及具有能够使所拍摄图像中被摄体的大小自动维持恒定的自动变焦功能的摄像设备。

背景技术

一些摄像设备在通过使用摄像元件生成的图像(所拍摄图像)中检测诸如人物面部等的特定被摄体，并且对检测到的特定被摄体进行自动调焦。此外，日本特开平09-149311公开了配备有以下的自动变焦功能的摄像设备：即使相对于特定被摄体的距离变化，该自动变焦功能也能够进行变焦控制从而使所拍摄图像中检测到的特定被摄体的大小维持恒定。这种自动变焦功能(以下还称为“自动变焦”)存储开始时间时所拍摄图像中特定被摄体的大小作为基准大小，并且在远摄方向或广角方向上自动进行变焦控制，从而使以后检测到的特定被摄体的大小等于该基准大小。

此外，作为安装在摄像设备中或可拆卸地安装到摄像设备的摄像光学系统的变焦透镜单元包括以下的所谓的内调焦型透镜单元：与变倍透镜(变焦透镜)相比，调焦透镜配置在更朝向图像侧。日本特开2005-121752公开了以下的内调焦型透镜单元：存储图9所示的多个电子凸轮轨迹作为数据，并且选择这些电子凸轮轨迹中与检测到的被摄体距离相对应的一个电子凸轮轨迹。然后，该内调焦型透镜单元使变焦透镜和调焦透镜移动从而跟踪所选择的电子凸轮轨迹，由此进行变焦(在维持聚焦状态的情况下的变倍)。

如图9所示，从远摄侧到广角侧，多个电子凸轮轨迹收敛，换言之，多个电子凸轮轨迹之间的间隙缩小。因此，当使变焦透镜从远摄侧向广角侧移动时，可以利用以上的电子凸轮轨迹跟踪方法来容易地维持聚焦状态。然而，从广角侧到远摄侧，多个电子凸轮轨迹发散。因而，不能确定要跟踪的一个电子凸轮轨迹，从而可能难以维持聚焦状态、或者在落入失焦状态之后可能需要长的时间来再次获得聚焦状态。

另外，在该失焦状态下通过自动变焦开始变焦控制使得难以在自动变焦中获得聚焦状态。

发明内容

本发明提供能够避免难以在自动变焦期间获得聚焦状态的情况的摄像设备。

作为一个方面，本发明提供一种摄像设备，包括：摄像单元，用于对摄像光学系统所形成的被摄体图像进行光电转换；图像生成单元，用于通过使用来自所述摄像单元的输出信号生成图像；大小检测单元，用于检测所述图像中的特定被摄体的大小；存储单元，用于存储所述特定被摄体的大小的目标值；变焦控制单元，用于进行自动变焦控制，其中所述自动变焦控制自动提供特定变焦操作，以使所述特定被摄体的大小等于或接近于所述目标值；以及调焦控制单元，用于基于从所述图像获得的对比度评价值，进行所述摄像光学系统的调焦控制，其中，在所述自动变焦控制时，所述变焦控制单元限制所述特定变焦操作，直到判断为通过所述调焦控制获得了所述摄像光学系统的聚焦状态为止。

作为另一方面，本发明提供一种摄像设备，包括：摄像单元，用于对摄像光学系统所形成的被摄体图像进行光电转换；图像生成单元，用于通过使用来自所述摄像单元的输出信号生成图像；大小检测单元，用于检测所述图像中的特定被摄体的大小；存储单元，用于存储所述特定被摄体的大小的目标值；变焦控制单元，用于进行自动变焦控制，其中所述自动变焦控制自动提供特定变焦操作，以使所述特定被摄体的大小等于或接近于所述目标值；以及调焦控制单元，用于基于从所述图像获得的对比度评价值，进行所述摄像光学系统的调焦控制，其中，在所述自动变焦控制时，所述变焦控制单元响应于判断为通过所述调焦控制获得了所述摄像光学系统的聚焦状态，提供所述特定变焦操作。

作为又一方面，本发明提供一种摄像设备，包括：摄像单元，用于对摄像光学系统所形成的被摄体图像进行光电转换；图像生成单元，用于通过使用来自所述摄像单元的输出信号生成图像；大小检测单元，用于检测所述图像中的特定被摄体的大小；存储单元，用于存储所述特定被摄体的大小的目标值；变焦控制单元，用于进行自动变焦控制，其中所述自动变焦控制自动提供特定变焦操作，以使所述特定被摄体的大小等于或接近于所述目标值；以及调焦控制单元，用于基于从所述图像获得的对比度评价值，进行所述摄像光学系统的调焦控制，其中，在所述自动变焦控制时，在所述特定变焦操作之前，所述调焦控制单元判断是否通过所述调焦控制获得了聚焦状态。

作为又一方面，本发明提供一种摄像设备的控制方法，所述摄像设备包括：摄像单元，用于对摄像光学系统所形成的被摄体图像进行光电转换；以及图像生成单元，用于通过使用来自所述摄像单元的输出信号生成图像，所述控制方法包括以下步骤：大小检测步骤，用于检测所述图像中的特定被摄体的大小；变焦控制步骤，用于进行自动变焦控制，其中所述自动变焦控制自动提供特定变焦操作，以使所述特定被摄体的大小等于或接近于存储在存储单元中的目标值；以及调焦控制步骤，用于基于从所述图像获得的对比度评价值，进行所述摄像光学系统的调焦控制，其中，在所述自动变焦控制时，在所述变焦控制步骤中限制所述特定变焦操作，直到判断为通过所述调焦控制获得了所述摄像光学系统的聚焦状态为止。

作为又一方面，本发明提供一种摄像设备的控制方法，所述摄像设备包括：摄像单元，用于对摄像光学系统所形成的被摄体图像进行光电转换；以及图像生成单元，用于通过使用来自所述摄像单元的输出信号生成图像，所述控制方法包括以下步骤：大小检测步骤，用于检测所述图像中的特定被摄体的大小；变焦控制步骤，用于进行自动变焦控制，其中所述自动变焦控制自动提供特定变焦操作，以使所述特定被摄体的大小等于或接近于存储在存储单元中的目标值；以及调焦控制步骤，用于基于从所述图像获得的对比度评价值，进行所述摄像光学系统的调焦控制，其中，在所述自动变焦控制时，在所述变焦控制步骤中响应于判断为通过所述调焦控制获得了所述摄像光学系统的聚焦状态，提供所述特定变焦操作。

作为又一方面，本发明提供一种摄像设备的控制方法，所述摄像设备包括：摄像单元，用于对摄像光学系统所形成的被摄体图像进行光电转换；以及图像生成单元，用于通过使用来自所述摄像单元的输出信号生成图像，所述控制方法包括以下步骤：大小检测步骤，用于检测所述图像中的特定被摄体的大小；变焦控制步骤，用于进行自动变焦控制，其中所述自动变焦控制自动提供特定变焦操作，以使所述特定被摄体的大小等于或接近于存储在存储单元中的目标值；以及调焦控制步骤，用于基于从所述图像获得的对比度评价值，进行所述摄像光学系统的调焦控制，其中，在所述自动变焦控制时，在所述特定变焦操作之前，在所述调焦控制步骤中判断是否获得了聚焦状态。

另外，作为又一方面，本发明提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序用于使摄像设备根据上述方法中的任一方法进行操作。

通过以下说明和附图，本发明的其它方面将变得明显。

附图说明

图1是示出作为本发明实施例的摄像设备的结构的框图。

图2是示出在本实施例的摄像设备中进行的自动变焦控制的流程图。

图3是示出在本实施例的摄像设备中进行的AF处理的流程图。

图4是示出在本实施例的摄像设备中进行的微小驱动处理的流程图。

图5A示出本实施例的摄像设备中的正常微小驱动。

图5B示出在本实施例的摄像设备的变焦期间所进行的AF处理。

图6是示出在本实施例的摄像设备中进行的爬山驱动处理的流程图。

图7示出本实施例的摄像设备中的爬山驱动处理的示例。

图8A示出本实施例的摄像设备中的调焦透镜电子凸轮轨迹跟踪控制方法。

图8B示出本实施例的摄像设备中的调焦透镜位置插值计算方法。

图8C示出本实施例的摄像设备中的代表聚焦凸轮轨迹的表数据的示例。

图9示出传统的内调焦型透镜单元的代表聚焦凸轮轨迹。

图10是示出在本实施例的摄像设备中进行的变焦期间的AF控制的流程图。

图11是本实施例的摄像设备中用于计算凸轮轨迹参数的处理的流程图。

图12是示出本实施例的摄像设备中用于计算变焦区域的方法的流程图。

图13是示出本实施例的摄像设备中用于计算基准凸轮轨迹上的与变焦透镜位置相对应的调焦透镜位置的处理的流程图。

具体实施方式

以下将参考附图来说明本发明的典型实施例。

实施例1

图1示出作为本发明第一实施例(实施例1)的摄像设备的摄像机的结构。尽管本实施例将说明摄像机，但本发明的可选实施例包括具有视频拍摄功能的数字静态照相机。

附图标记101表示作为固定透镜单元的第一透镜单元，并且附图标记102表示在光轴方向上移动以进行变倍(光学变焦操作)的第二透镜单元。以下将第二透镜单元102称为“变倍透镜”。

附图标记103表示光圈。附图标记104表示作为固定透镜单元的第三透镜单元。附图标记105表示调焦补偿器透镜单元(以下称为“调焦透镜”)，其中调焦透镜105在光轴方向上移动，以校正由变倍所引起的像面变化并进行调焦。这些透镜单元101、102、104和105以及光圈103构成摄像光学系统。本实施例的摄像光学系统是以下的内调焦型变焦透镜单元：与变倍透镜102相比，调焦透镜105配置在更朝向图像侧。

附图标记106表示作为摄像单元的摄像元件，其中摄像元件106包括诸如CCD传感器或CMOS传感器等的光电转换元件，并且对摄像光学系统所形成的被摄体图像进行光电转换。附图标记107表示CDS/AGC，其中CDS/AGC 107对来自摄像元件106的输出信号进行采样以调整该输出信号的增益。附图标记108表示照相机信号处理电路(图像生成单元)，其中照相机信号处理电路108对来自CDS/AGC 107的输出信号进行各种图像处理以生成视频信号(所拍摄图像或图像数据)。

附图标记109表示构成显示单元的监视装置。监视装置109显示照相机信号处理电路108所生成的视频信号(所拍摄图像)、表示照相机的状态的信息和各种警告。附图标记113表示记录装置，其中记录装置113将照相机信号处理电路108所生成的视频信号(所拍摄图像)记录到诸如光盘或半导体存储器等的记录介质。

附图标记110表示作为用于使变倍透镜102移动的驱动源的变焦马达。附图标记111表示作为用于使调焦透镜105移动的驱动源的调焦马达。响应于来自照相机AF微计算机114的驱动指示驱动这些马达110和111，以使相应的透镜102和105移动。

附图标记112表示用作大小检测单元的被摄体检测处理部。被摄体检测处理部112对视频信号(所拍摄图像)进行后面所述的被摄体检测处理，以检测该所拍摄图像中的被摄体区域。此外，被摄体检测处理部112计算该被摄体区域中所包括的特定被摄体(即，特定被摄体图像)的特征量。这些特征量包括该特定被摄体的位置和大小(诸如长度或面积等)。被摄体检测处理部112将特定被摄体的特征量发送至照相机AF微计算机114。

被摄体检测处理所使用的、特别是用于检测所拍摄图像中的人物面部(特定被摄体)的方法包括以下的方法作为例子：

(1)根据构成所拍摄图像的像素的颜色(色调)提取肤色区域并且根据该肤色区域与预先准备的面部轮廓板的匹配度来检测面部的方法；以及

(2)通过使用模式识别技术从所拍摄图像提取诸如眼睛、鼻子和嘴等的面部特征部位以检测面部的方法。

本实施例可以在被摄体检测处理中使用以上两种方法(1)和(2)中的任一方法，并且可以使用其它方法。此外，特定被摄体可以是除人物面部以外的被摄体。另外，可以使用以下的方法：提供用于使得用户能够指定特定被摄体的被摄体指定单元，并且根据所拍摄图像中特定被摄体的亮度信息或颜色信息，通过使用模式匹配技术来检测包括该特定被摄体的被摄体区域。

附图标记117表示AF评价值提取部。AF评价值提取部117从已通过AF门的AF区域信号提取高频成分以生成AF评价值信号。该AF门仅通过视频信号(所拍摄图像)的AF区域信号。AF评价值是表示基于来自摄像元件106的输出信号生成的视频信号(所拍摄图像)的对比度(清晰度)的对比度评价值。该对比度随着摄像光学系统的焦点状态而变化，以使得该AF评价值信号是表示摄像光学系统的焦点状态的信号。将该AF评价值信号输出至照相机AF微计算机114。

照相机AF微计算机114负责控制摄像机的整体操作，通过自动变焦控制来控制变倍透镜102的位置，并且通过自动调焦控制来控制调焦透镜105的位置。照相机AF微计算机114用作变焦控制单元和调焦控制单元。以下将自动变焦控制和自动调焦控制分别简称为“自动变焦”和“自动调焦(AF)”。

附图标记115表示用户进行操作以使自动变焦启动(ON)(可用)和停止(OFF)(不可用)的自动变焦开关。照相机AF微计算机114响应于来自自动变焦开关115的启动信号而开始自动变焦，并且响应于来自自动变焦开关115的停止信号而结束自动变焦。

附图标记116表示包括DRAM或闪速ROM等的存储器(存储单元)，并且存储照相机AF微计算机114进行的包括自动变焦和自动调焦的各种处理所使用的计算机程序和数据。存储器116还存储基准大小的数据，作为用于在自动变焦时维持特定被摄体的大小的目标值。

附图标记118和119分别表示构成变焦指示单元的远摄变焦键和广角变焦键。用户操作远摄变焦键118和广角变焦键119以指示分别在远摄方向和广角方向上进行变倍(变焦操作)。照相机AF微计算机114进行以下的变焦控制：使变倍透镜102在与来自远摄变焦键118和广角变焦键119中所操作的变焦键的变焦指示信号相对应的方向(远摄方向或广角方向)上移动。以下将响应于远摄变焦键118和广角变焦键119的操作的变焦控制称为“正常变焦(控制)”。

接着，将参考图3所示的流程图来说明在除了照相机AF微计算机114所进行的自动变焦和正常变焦时的变焦操作期间以外的状态下进行的AF处理。照相机AF微计算机114根据上述的存储在存储器116中的计算机程序来执行该AF处理。

在步骤301中，照相机AF微计算机(以下简称为“微计算机”)114开始AF处理。

在步骤302中，微计算机114从AF评价值提取部117取入AF评价值。

在步骤303中，微计算机114判断AF操作模式是否是微小驱动模式。如果该AF操作模式是微小驱动模式，则微计算机114进入步骤304及后续步骤以进行微小驱动处理。如果该AF操作模式不是微小驱动模式，则微计算机114进入步骤310。

在步骤304中，微计算机114进行微小驱动，以使调焦透镜105以在所拍摄图像中没有产生可见的调焦状态变化的微小振幅交替在无限远方向和近方向上移动。然后，微计算机114判断为在无限远方向和近方向中AF评价值增大的一个方向是聚焦位置存在的方向(以下称为“聚焦方向”)。后面将参考图4来详细说明该微小驱动。

在步骤305中，微计算机114判断在步骤304中聚焦计数器是否已达到预定值以上。后面将说明该聚焦计数器。如果响应于聚焦计数器为预定值以上而作出摄像光学系统处于聚焦状态的判断(以下称为“聚焦判断”)，则微计算机114进入步骤308以存储(保持)该聚焦判断时的AF评价值，然后进入步骤309以进入重新启动判断模式。在步骤309完成之后，微计算机114返回至步骤302。另一方面，如果没有作出聚焦判断，则微计算机114进入步骤306。

在步骤306中，微计算机114判断在步骤304中是否已判断出聚焦方向。如果已判断出聚焦方向，则微计算机114进入步骤307以使AF操作模式转变为爬山驱动模式。在步骤307完成之后，微计算机114返回至步骤302。另一方面，如果没有判断出聚焦方向，则微计算机114返回至步骤302以继续微小驱动。

在步骤310中，微计算机114判断AF操作模式是否是爬山驱动模式。如果该AF操作模式是爬山驱动模式，则微计算机114进入步骤311及后续步骤。如果该AF操作模式不是爬山驱动模式，则微计算机114进入步骤315。

在步骤311中，微计算机114进行爬山驱动，以使调焦透镜105在AF评价值增大的方向上以预定速度移动。后面将参考图6来详细说明该爬山驱动。

在步骤312中，微计算机114判断在步骤311中开始的爬山驱动中AF评价值是否已超过峰值。如果该AF评价值已超过峰值，则微计算机114进入步骤313。如果该AF评价值没有超过峰值，则微计算机114返回至步骤302以继续爬山驱动。

在步骤313中，为了使调焦透镜105返回至爬山驱动中AF评价值达到峰值的峰值位置，微计算机114将该峰值位置设置为目标透镜位置。

在步骤314中，微计算机114使AF操作模式转变为停止模式。在步骤314完成之后，微计算机114返回至步骤302。

在步骤315中，微计算机114判断AF操作模式是否是停止模式。如果该AF操作模式是停止模式，则微计算机114进入步骤316及后续步骤。如果该AF操作模式不是停止模式，则微计算机114进入步骤318。

在步骤316中，微计算机114判断调焦透镜105是否已返回至上述的目标透镜位置。如果调焦透镜105已返回至目标透镜位置，则微计算机114进入步骤317以使AF操作模式转变为微小驱动模式。在步骤317完成之后，微计算机114返回至步骤302。如果调焦透镜105没有返回至目标透镜位置，则微计算机114返回至步骤302以继续使调焦透镜105返回至目标透镜位置。

在步骤318中，微计算机114将当前的AF评价值与在步骤308中保持的AF评价值进行比较，以判断该AF评价值是否已改变了预定量以上、即是否已大幅改变。如果该AF评价值已大幅改变，则微计算机114进入步骤319以使AF操作模式转变为微小驱动模式。在步骤319完成之后，微计算机114返回至步骤302。如果AF评价值没有大幅改变，则微计算机114返回至步骤302。

接着，将参考图4来说明微小驱动。在步骤401中，微计算机114开始微小驱动的处理。在步骤402中，微计算机114判断当前的微小驱动模式是否为0。如果该微小驱动模式为0，则微计算机114进入针对调焦透镜105位于近侧的情况的步骤403。如果该微小驱动模式不为0，则微计算机114进入步骤407。

在步骤403中，作为针对调焦透镜105位于近侧的情况的处理，微计算机114首先存储(保持)AF评价值。这里保持的AF评价值是已从通过使用在后面所述的步骤415中调焦透镜105位于无限远侧时累积在摄像元件106中的电荷所生成的视频信号获得的。在步骤403完成之后，微计算机114进入步骤404。

在步骤407中，微计算机114判断当前的微小驱动模式是否为1。如果该微小驱动模式为1，则微计算机114进入针对调焦透镜105位于无限远侧的情况的步骤408及后续步骤。如果该微小驱动模式不为1，则微计算机114进入步骤414。

在步骤408中，微计算机114将在步骤403中保持的无限远侧的AF评价值与在后面所述的步骤415中保持的近侧的AF评价值进行比较。如果无限远侧的AF评价值大于近侧的AF评价值，则微计算机114进入步骤409。如果近侧的AF评价值大于无限侧的AF评价值，则微计算机114进入步骤412。

在步骤409中，微计算机114通过将中心移动振幅与振动振幅相加来计算驱动振幅(调制振幅)。该中心移动振幅是后面将说明的振动中心的移动量。

在步骤412中，微计算机114将振动振幅设置为驱动振幅。这些驱动振幅均设置在焦深内。

在步骤410中，微计算机114判断调焦透镜105的驱动方向(校正方向)是否已相对于先前的驱动方向反转。如果该校正方向已反转，则微计算机114进入步骤411以使聚焦计数器增加1，然后进入步骤413。如果该校正方向并未反转，则微计算机114直接进入步骤413。

在步骤413中，微计算机114利用在步骤409或步骤412中设置的驱动振幅使调焦透镜105在无限远方向上移动。然后，微计算机114进入步骤404。

在步骤414中，微计算机114判断当前的微小驱动模式是否为2。如果该微小驱动模式为2，则微计算机114进入针对调焦透镜105位于无限远侧的情况的步骤415。如果该微小驱动模式不为2，则微计算机114进入步骤416。

在步骤415中，作为针对调焦透镜105位于无限远侧的情况的处理，微计算机114存储(保持)AF评价值。这里保持的AF评价值是已从通过使用在步骤403中调焦透镜105位于近侧时累积在摄像元件106中的电荷所生成的视频信号获得的。在步骤415完成之后，微计算机114进入步骤404。

在步骤416中，微计算机114将在步骤415中保持的近侧的AF评价值与在步骤403中保持的无限远侧的AF评价值进行比较。如果近侧的AF评价值大于无限远侧的AF评价值，则微计算机114进入步骤417。如果无限远侧的AF评价值大于近侧的AF评价值，则微计算机114进入步骤420。

在步骤417中，微计算机114通过将振动振幅与中心移动振幅相加来计算驱动振幅。

在步骤420中，微计算机114将振动振幅设置为驱动振幅。这些驱动振幅均设置在焦深内。

在步骤418中，微计算机114判断调焦透镜105的驱动方向(校正方向)是否已相对于先前的驱动方向反转。如果该校正方向已反转，则微计算机114进入步骤419以使聚焦计数器增加1，然后进入步骤421。如果该校正方向并未反转，则微计算机114直接进入步骤421。

在步骤421中，微计算机114利用在步骤417或步骤420中设置的驱动振幅使调焦透镜105在近方向上移动。然后，微计算机114进入步骤404。因而，响应于AF评价值的变化而在预定移动范围内重复调焦透镜105在无限远方向和近方向上的往返移动，由此聚焦计数器的值在每次移动时均增加。

在步骤404中，如果当前的微小驱动模式为3，则微计算机114将该微小驱动模式变为0。如果该微小驱动模式不为3，则微计算机114使该微小驱动模式增加1，然后进入步骤405。

在步骤405中，响应于例如判断为AF评价值已由于被摄体状态的变化而大幅改变的情况、以及调焦透镜105已移动出预定移动范围的情况的这些状况，微计算机114将聚焦计数器清零。然后，微计算机114进入步骤406以结束该处理。

图5A示出AF处理时调焦透镜105的移动。图5A的上部示出视频信号的垂直同步信号。图5A的横轴表示时间，并且图5A的纵轴表示调焦透镜105的位置(以下称为“调焦透镜位置”)。

在时刻T_A时，将从通过使用在标记为A的时间段内累积在摄像元件106中的电荷所生成的视频信号获得的AF评价值EV_A取入微计算机114中。在时刻T_B时，将从通过使用在标记为B的时间段内累积在摄像元件106中的电荷所生成的视频信号获得的AF评价值EV_B取入微计算机114中。在时刻T_C时，微计算机114将AF评价值EV_A和AF评价值EV_B进行比较，并且仅当EV_B大于EV_A时才使上述的振动中心移动。使振动中心向AF评价值增大的方向移动使得能够搜索聚焦位置。这里，基于焦深将调焦透镜105的移动量设置为在所拍摄图像中没有产生可见的焦点状态变化的移动量。

接着，将参考图6来说明爬山驱动。在步骤601中，微计算机114开始爬山驱动的处理。在步骤602中，微计算机114判断当前获得的AF评价值是否大于先前获得的AF评价值。如果当前的AF评价值大于先前的AF评价值，则微计算机114进入步骤603。如果当前的AF评价值小于先前的AF评价值，则微计算机114进入步骤605。

在步骤603中，微计算机114使调焦透镜105在先前移动的方向的相同方向(正方向)上以预定速度移动，然后进入步骤604以结束该处理。

在步骤605中，微计算机114判断AF评价值是否超过其峰值然后减小。如果该AF评价值没有超过峰值，则微计算机114进入步骤606。如果该AF评价值超过峰值然后减小，则微计算机114进入步骤604以结束该处理，然后转变为微小驱动。

在步骤606中，微计算机114使调焦透镜105在先前移动的方向的反方向上以预定速度移动，然后进入步骤604以结束该处理。

图7示出通过爬山驱动的调焦透镜105的移动。在移动A中，AF评价值超过其峰值然后减小，以使得微计算机114判断为聚焦位置存在于移动A内，然后结束该爬山驱动以转变为微小驱动。另一方面，在移动B中，AF评价值在不存在峰值的情况下减小，以使得微计算机114判断为认错了聚焦方向，因此使调焦透镜105的驱动方向反转以继续爬山驱动。

如上所述，微计算机114在重复“微小驱动”→“爬山驱动”→“停止”→“微小驱动”→“重新启动判断”→“微小驱动”的情况下控制调焦透镜105的位置以维持聚焦状态，以使得AF评价值总是最大。

接着，将详细说明微计算机114在变焦操作期间进行的AF处理。首先，将参考图8来说明调焦透镜电子凸轮轨迹跟踪控制方法的例子。在图8A中，Z₀、Z₁、Z₂、...、Z₆表示变倍透镜(以下还称为“变焦透镜”)102的位置。此外，a₀、a₁、a₂、...、a₆和b₀、b₁、b₂、...、b₆表示预先存储在微计算机114中的与两个被摄体距离相对应的调焦透镜105的位置。这些调焦透镜位置的各个组(a₀、a₁、a₂、...、a₆的组和b₀、b₁、b₂、...、b₆的组)是作为调焦透镜105为了维持各代表被摄体距离处的聚焦状态而要跟踪的电子凸轮轨迹的代表聚焦凸轮轨迹。

此外，p₀、p₁、p₂、...、p₆是调焦透镜105要跟踪的虚拟聚焦凸轮轨迹上的位置，该虚拟聚焦凸轮轨迹是基于上述的两个代表聚焦凸轮轨迹所计算出的。通过使用以下的表达式来计算该虚拟聚焦凸轮轨迹上的位置。

p_n+1＝|p_n-a_n|/|b_n-a_n|×|b_n+1-a_n+1|+a_n+1...(1)

利用以上的表达式(1)，例如，当调焦透镜105位于图8A中的p₀时，计算p₀对线段b₀-a₀进行内分的比(内分比)，并将根据该比对线段b₁-a₁进行内分的点定义为p₁。然后，根据位置p₀和p₁之间的差p₁-p₀以及使变焦透镜102从Z₀移动至Z₁所需的时间，计算调焦透镜105为了维持聚焦状态的移动速度。

接着，将说明没有将变焦透镜102的停止位置限制为位于变焦区域的设置有代表聚焦凸轮轨迹数据的边界上的位置的情况。图8B示出调焦透镜位置插值计算方法，其中，提取出图8A的一部分并且变焦透镜102位于任意位置。在图8B中，纵轴表示调焦透镜105的位置(调焦透镜位置)，并且横轴表示变焦透镜102的位置(以下称为“变焦透镜位置”)。当由Z₀、Z₁、...、Z_k-1、Z_k、...、Z_n表示变焦透镜位置时，由a₀、a₁、...、a_k-1、a_k、...、a_n和b₀、b₁、...、b_k-1、b_k、..、b_n来表示存储在微计算机114中的针对两个代表被摄体距离的代表聚焦凸轮轨迹上的调焦透镜位置。

在变焦透镜位置是不位于变焦区域的边界上的Z_x、并且调焦透镜位置是p_x的情况下，如下计算计算a_x和b_x。

a_x＝a_k-(Z_k-Z_x)(a_k-a_k-1)/(Z_k-Z_k-1)...(2)

b_x＝b_k-(Z_k-Z_x)(b_k-b_k-1)/(Z_k-Z_k-1)...(3)

换言之，根据当前变焦透镜位置和位于该当前变焦透镜位置的两侧上的两个变焦区域边界的位置(例如，图8B中的Z_k和Z_k-1)来计算内分比。然后，可以通过利用上述的内分比对预先存储的代表聚焦凸轮轨迹上的四个调焦透镜位置(图8B中的a_k、a_k-1、b_k和b_k-1)中与同一被摄体距离相对应的两个位置进行内分来计算a_x和b_x。

另外，根据基于a_x、p_x和b_x获得的内分比，如由表达式(1)所示，可以通过利用上述的内分比对预先存储的代表聚焦凸轮轨迹上的四个调焦透镜位置中与同一焦距相对应的两个位置进行内分来计算p_k和p_k-1。

当进行从广角侧到远摄侧的变焦时，根据作为跟踪目的地的调焦透镜位置p_k和当前的调焦透镜位置p_x之间的差并且根据变焦透镜102要从Z_x移动至Z_k所需的时间来计算调焦透镜105维持聚焦状态的移动速度。此外，当进行从远摄侧到广角侧的变焦时，根据作为跟踪目的地的调焦透镜位置p_k-1和当前的调焦透镜位置p_x之间的差并且根据变焦透镜102要从Z_x移动至Z_k-1所需的时间来计算调焦透镜105维持聚焦状态的移动速度。

图8C示出预先存储在微计算机114中的代表聚焦凸轮轨迹的表数据的例子。图8C示出针对各个被摄体距离的聚焦位置(调焦透镜位置)数据A(n，v)，其中该数据随着变焦透镜位置而变化。由变量n所示的被摄体距离在水平(行)方向上变化，并且由变量v所示的变焦透镜位置(焦距)在垂直(列)方向上变化。在这种情况下，n＝0表示无限远的被摄体距离，并且随着n增大，被摄体距离变为近侧。例如，n＝m表示1cm的被摄体距离。

另一方面，v＝0表示广角端。另外，随着v增大，焦距增大，并且v＝s表示远摄端。因此，利用一列的表数据来绘制一个代表聚焦凸轮轨迹。换言之，在变焦透镜102移动的情况下，选择图9所示的多个电子凸轮轨迹中与被摄体距离相对应的一个电子凸轮轨迹、从而利用上述方法使调焦透镜105根据所选择的电子凸轮轨迹移动，这样使得能够在维持聚焦状态的情况下进行变焦操作、即变焦。

然而，如上所述，当使变焦透镜102从广角侧向远摄侧移动时，由于多个电子凸轮轨迹在广角侧上相互收敛，因此不能判断这些多个电子凸轮轨迹中调焦透镜105要跟踪的一个电子凸轮轨迹，由此不能维持聚焦状态。

因而，如图5B所示，在上述的变焦操作期间的聚焦凸轮轨迹跟踪控制中，本实施例响应于AF评价值的增减而重复更新调焦透镜105的微小驱动的振动中心，以指定调焦透镜105要跟踪的一个电子凸轮轨迹。调焦透镜105的这种驱动控制被称为调焦透镜105的“调制操作”。

与图5A相同，图5B的上部表示视频信号的垂直同步信号。在图5B中，横轴表示时间，并且纵轴表示调焦透镜位置。在变焦操作时调焦透镜105的调制操作中，振动中心位于调焦透镜105要跟踪的聚焦凸轮轨迹(以下称为“基准凸轮轨迹”)上，并且振动中心的倾斜度根据与要跟踪的基准凸轮轨迹相对应的被摄体距离和变焦透镜位置而变化。图5B示出以四个垂直同步时间(4V)为周期重复进行调制操作的情况。该调制操作包括以下的四个操作步骤。

当调制操作的操作步骤的计数器为0时，使调焦透镜105移动从而保持当计数器为3时获得的调焦透镜105的位置和振动中心之间的相对位置关系。当计数器为1时，将在无限远侧与振动中心相距振动振幅的位置设置为目标位置，并且使调焦透镜105移动至该目标位置。

当计数器为2时，使调焦透镜105移动从而保持当计数器为1时获得的调焦透镜105的位置和振动中心之间的相对位置关系。当计数器为3时，将在近侧与振动中心相距振动振幅的位置设置为目标位置，并且使调焦透镜105移动至该目标位置。调制操作的周期不限于4V，并且可以是与诸如2V和8V等的2V的整数倍相对应的周期。

与图5A相同，在时刻T_A时，将从通过使用在标记为A的时间段内累积在摄像元件106中的电荷所生成的视频信号获得的AF评价值EV_A取入微计算机114中。此外，在时刻T_B时，将从通过使用在标记为B的时间段内累积在摄像元件106中的电荷所生成的视频信号获得的AF评价值EV_B取入微计算机114中。在时刻T_C时，微计算机114将AF评价值EV_A与AF评价值EV_B进行比较，并且仅当EV_B大于EV_A时才使振动中心移动。

如上所述，在变焦操作时，通过使用调焦透镜105的基于聚焦凸轮轨迹数据的基准凸轮轨迹跟踪控制和调制操作的组合使振动中心移动从而增大AF评价值，这样使得可以正确地指定要跟踪的聚焦凸轮轨迹。这里，基于焦深来将调焦透镜105的移动量设置为在所拍摄图像中没有产生可见的散焦的移动量。

接着，将参考图2来详细说明微计算机114所进行的自动变焦。还根据存储在存储器116中的计算机程序来执行该自动变焦。

在步骤201中，微计算机114开始自动变焦的处理。在步骤202中，微计算机114判断当前是否正在进行摄像光学系统的变焦操作。与没有正在进行变焦操作的情况不同，在正在进行变焦操作时，在变焦操作中进行将聚焦凸轮轨迹跟踪控制与调制操作组合的上述的AF控制。如果当前没有进行变焦操作，则微计算机114进入步骤203。如果当前正在进行变焦操作，则微计算机114直接进入步骤204。

在步骤203中，微计算机114在使调焦透镜105移动时进行AF控制，以基于AF评价值来搜索聚焦位置。

在步骤204中，微计算机114使被摄体检测处理部112检测作为特定被摄体的面部，并且将该面部的大小S存储在存储器116中。

在步骤205中，微计算机114判断当前是否正在进行自动变焦。如果当前没有进行自动变焦，则微计算机114进入步骤206。如果当前正在进行自动变焦，则微计算机114进入步骤208。

在步骤206中，微计算机114判断用户是否已使自动变焦开关115接通(ON)。如果自动变焦开关115没有接通，则微计算机114进入步骤220以响应于变焦键118和119的操作进行正常变焦，然后返回至步骤202。另一方面，如果自动变焦开关115已接通，则微计算机114进入步骤207，以将面部的当前大小S作为自动变焦的目标值即基准大小S₀存储在存储器116中。

在步骤208中，微计算机114判断用户是否已使自动变焦开关115断开(OFF)。如果自动变焦开关115已断开，则微计算机114进入步骤221以停止变焦操作，然后返回至步骤202。另一方面，如果自动变焦开关115没有断开，则微计算机114进入步骤209。

在步骤209中，微计算机114将面部的当前大小S和基准大小S₀之间的差的绝对值存储为变量DIFF。然后，微计算机114进入步骤210以判断变量DIFF是否大于预定值(以下称为“阈值”)TH。阈值TH是为了防止在被摄体的大小S由于被摄体检测处理部112的检测误差等而微小改变时、变焦透镜102因自动变焦而连续地进行微小移动所设置的。即，阈值TH是为了允许当被摄体的当前大小S和基准大小S₀之差增大到一定程度时启动自动变焦所设置的。

阈值TH可以是固定值，并且可以被定义为诸如被摄体的大小S的10％等的相对于该大小S的比率。此外，阈值TH可以根据变焦倍率而改变。

如果在步骤210中判断为作为面部的当前大小S和基准大小S₀之间的差的变量DIFF等于或小于阈值TH，则微计算机114进入步骤221以停止变焦操作，然后返回至步骤202。

另一方面，如果判断为该差(变量)DIFF大于阈值TH，则微计算机114进入步骤211以判断面部的当前大小S是否大于基准大小S₀。如果当前大小S大于基准大小S₀，则微计算机114进入步骤212以判断自动变焦时的变焦操作当前是否停止。如果该变焦操作当前停止，则微计算机114进入步骤213。如果该变焦操作当前没有停止，则微计算机114进入步骤214。

在步骤213中，微计算机114判断聚焦计数器是否大于预定值th2，换言之，是否已获得聚焦状态。如果判断为在变焦操作停止的情况下聚焦计数器大于预定值th2(即，作出了聚焦判断)，则微计算机114进入步骤214以开始自动变焦时的广角方向上的变焦操作，然后返回至步骤202。换言之，作为一般原则，本实施例限制自动变焦时的变焦操作直到在AF中作出了聚焦判断为止，并且响应于该聚焦判断而解除对自动变焦时的变焦操作的限制，即允许开始该自动变焦时的变焦操作。

尽管本实施例说明了对变焦操作的限制使得限制变焦操作开始以使整个变焦操作无效的情况，但对变焦操作的限制不限于此。例如，对变焦操作的限制可以包括对变焦操作的透镜可移动范围的限制和对变焦操作时的透镜移动速度的限制。在这些情况下，直到作出了聚焦判断为止，与进行限制之前相比，可以将透镜可移动范围设置为较窄并且可以将透镜移动速度设置为较慢。

另一方面，当由于在步骤212中判断为自动变焦的变焦操作当前没有停止而直接进入步骤214时，微计算机114继续广角方向上的自动变焦。

此外，如果在步骤213中判断为聚焦计数器等于或小于预定值th2(即，不能作出聚焦判断)，则微计算机114进入步骤215以判断该状态是否已持续了预定时间。如果即使已经过了预定时间也没有获得聚焦状态，则由于被摄体可能是不能获得聚焦状态的被摄体，因此微计算机114进入步骤214以开始自动变焦时的广角方向上的变焦操作。如果不能作出聚焦判断的状态并没有持续了预定时间，则微计算机114进入步骤221以保持变焦操作停止。

因而，作为一般规则的例外，当对自动变焦时的广角方向上的变焦操作的限制已持续了预定时间以上时，即使没有作出聚焦判断，本实施例也解除该限制，即允许自动变焦时的广角方向上的变焦操作开始。

另一方面，如果在步骤211中判断为当前大小S小于基准大小S₀，则微计算机114进入步骤216以判断自动变焦时的变焦操作当前是否停止。如果判断为自动变焦时的变焦操作当前停止，则微计算机114进入步骤217，以判断聚焦计数器是否大于预定值th1，换言之，是否已获得聚焦状态。然后，如果判断为在变焦操作当前停止的情况下聚焦计数器大于预定值th1(即，作出了聚焦判断)，则微计算机114进入步骤218以开始自动变焦时的远摄方向上的变焦操作，然后返回至步骤202。换言之，与上述的广角方向上的自动变焦相同，在远摄方向上的自动变焦中，作为一般规则，本实施例同样限制变焦操作直到在AF中作出聚焦判断为止，并且响应于该聚焦判断而解除对变焦操作的限制、即允许开始该变焦操作。

当由于在步骤216中判断为自动变焦时的变焦操作当前没有停止而直接进入步骤218时，微计算机114继续远摄方向上的自动变焦。

此外，如果在步骤217中判断为聚焦计数器等于或小于预定值th1(即，不能作出聚焦判断)，则微计算机114进入步骤219以判断该状态是否已持续了预定时间。如果即使已经过了预定时间也没有获得聚焦状态，则由于被摄体可能是不能获得聚焦状态的被摄体，因此微计算机114进入步骤218以开始自动变焦时的远摄方向上的变焦操作。如果不能作出聚焦判断的状态并没有持续了预定时间，则微计算机114进入步骤221以保持变焦操作停止。

因而，同样在远摄方向上的自动变焦中，作为一般规则的例外，当对变焦操作的限制已持续了预定时间以上时，即使没有作出聚焦判断，本实施例也解除该限制，即允许变焦操作开始。

接着，将说明预定值th1和th2之间的关系。在内调焦型变焦透镜单元中，即使在远摄侧没有获得聚焦状态，朝向广角侧的变焦操作也使变焦透镜单元进入近聚焦状态。因此，本实施例将作为针对广角方向上的聚焦判断的阈值的预定值th2设置为小的值或0，从而即使实际上不能获得特定聚焦状态也允许进行自动变焦时的变焦操作。另一方面，本实施例将作为针对远摄方向上的聚焦判断的阈值的预定值th1设置为大于预定值th2的值，从而在获得了特定聚焦状态之后允许进行自动变焦时的变焦操作，从而使得能够维持自动变焦期间的聚焦状态。因而，预定值th1和th2满足以下关系：

th2＜th1。

特别地，在将预定值th2设置为0的情况下，当在远摄侧进行变焦操作时进行聚焦判断，但当在广角侧进行变焦操作时实质没有进行聚焦判断。该情况与从图2所示的流程图省略了步骤212、213和215的情况相对应。

将预定值th2设置为小的值使得可以防止自动变焦时的变焦操作的开始被延迟得比所需更多。

上述的自动变焦进行变焦操作，从而使特定被摄体的大小等于或接近于基准大小(目标值)。接近于基准大小的大小例如是指该大小包括在相对于基准大小存在细微差异的范围内。

接着，将参考图10所示的流程图来说明微计算机114在变焦操作期间进行的AF处理。在图2所示的流程图的步骤214和218中执行该AF处理。

在步骤1001中，微计算机114开始AF的处理。在步骤1002中，微计算机114判断当前是否正在进行变焦操作。如果当前正在进行变焦操作，则微计算机114进入步骤1003。如果当前没有进行变焦操作，则微计算机114进入步骤1020以结束该处理。

在步骤1003中，微计算机114设置变焦马达110的驱动速度Zsp，然后进入步骤1004。

在步骤1004中，微计算机114根据变焦透镜102和调焦透镜105的当前位置估计相对于要拍摄图像的被摄体的距离(被摄体距离)。然后，微计算机114将与该被摄体距离有关的信息作为三个凸轮轨迹参数(用于获得目标位置的数据)α、β和γ存储在诸如RAM等的存储区域中。在该步骤中，进行图11所示的处理。为了简单，将如同在当前变焦透镜位置和当前调焦透镜位置维持了聚焦状态一样来说明图11所示的处理。

在图11的步骤1101中，微计算机114计算当前的变焦位置Z_x包括在图8C所示的表数据上的多个变焦区域中的哪个变焦区域(v)中。这些多个变焦区域是通过将从广角端到远摄端的整个变焦范围均等分成s个分区所形成的。将参考图12来说明该计算方法。

在图12的步骤1201中，微计算机114将变焦区域变量v清零。在步骤1202中，微计算机114根据以下的表达式(4)计算变焦区域v的边界上的变焦透镜位置Z(v)。该Z(v)与图8A所示的变焦透镜位置Z₀、Z₁、Z₂、...相对应。

Z(v)＝(D-E)×v/s+E ...(4)

其中，D表示远摄端的变焦透镜位置，并且E表示广角端的变焦透镜位置。

在步骤1203中，微计算机114判断在步骤1202中计算出的Z(v)是否等于当前的变焦透镜位置Z_x。如果Z(v)等于当前的变焦透镜位置Z_x，则微计算机114进入步骤1207以认为当前的变焦透镜位置Z_x位于变焦区域v的边界上，由此对边界标志设置1。然后，微计算机114进入图11所示的步骤1102。

另一方面，如果在步骤1203中Z(v)不等于当前的变焦透镜位置Z_x，则微计算机114进入步骤1204以判断是否为Z_x＜Z(v)，即当前的变焦透镜位置Z_x与变焦区域Z(v)相比是否更接近于广角端。如果Z_x＜Z(v)，则微计算机114进入步骤1206以认为当前的变焦透镜位置Z_x位于Z(v-1)和Z(v)之间，由此对边界标志设置0。然后，微计算机114进入图11所示的步骤1102。如果不满足Z_x＜Z(v)，则微计算机114进入步骤1205以使变焦区域v按+1变化，然后返回至步骤1202。

重复图12的处理可以在完成所重复的处理时，提供与当前的变焦透镜位置Z_x是否包括在图8C所示的数据表上的第v(＝k)个变焦区域(以下称为“当前变焦区域”)中有关的信息、以及与Z_x是否位于该变焦区域的边界上有关的信息。

返回至图11所示的流程图，由于在步骤1101中已经通过图12所示的处理确定了当前变焦区域，因此微计算机114计算当前调焦位置包括在图8C所示的数据表上的多个调焦区域中的哪个调焦区域中。

首先，在步骤1102中，微计算机114将被摄体距离变量n清零。接着，在步骤1103中，微计算机114判断当前的变焦透镜位置是否位于变焦区域的边界上、即是否将边界标志设置为1。如果边界标志为0，则微计算机114认为当前的变焦透镜位置不位于边界上，以进入从步骤1105起的处理。如果边界标志为1，则微计算机114认为当前的变焦透镜位置位于边界上，以进入从步骤1104起的处理。

在步骤1105中，微计算机114将Z(v)设置为Z_k并且将Z(v-1)设置为Z_k-1。接着，在步骤1106中，微计算机114从图8C所示的数据表检索四个聚焦位置数据A(n，v-1)、A(n，v)、A(n+1，v-1)和A(n+1，v)。然后，在步骤1107中，微计算机114通过使用上述的表达式(2)和(3)来计算a_x和b_x。

另一方面，在步骤1104中，微计算机114从该表数据检索针对被摄体距离为n和n+1的变焦透镜位置v的两个聚焦位置数据A(n，v)和A(n+1，v)。然后，微计算机114将A(n，v)和A(n+1，v)分别存储为a_x和b_x。

在步骤1108中，微计算机114判断当前的调焦透镜位置p_x是否等于或大于a_x，即当前的调焦透镜位置p_x与a_x相比是否等于或更接近于近端。如果p_x等于或大于a_x，则微计算机114进入步骤1109以判断当前的调焦透镜位置p_x是否等于或大于b_x，即当前的调焦透镜位置p_x与b_x相比是否等于或更接近于近端。如果p_x小于b_x，即当前的调焦透镜位置p_x位于与被摄体距离n和n+1相对应的聚焦位置之间，则在步骤1113～1115中，微计算机114将该状态的凸轮轨迹参数存储在存储区域中。具体地，微计算机114在步骤1113中设置α＝p_x-a_x，在步骤1114中设置β＝b_x-a_x，并且在步骤1115中设置γ＝n。然后，微计算机114从步骤1115进入图10所示的步骤1005。

如果在步骤1108中判断为p_x小于a_x，则当前的调焦透镜位置p_x位于超过无限远端的位置。在这种情况下，微计算机114进入步骤1112以设置α＝0，然后进入从步骤1114起的处理以存储无限远端的凸轮轨迹参数。

如果在步骤1109中判断为p_x等于或大于b_x，则当前的调焦透镜位置p_x与b_x相比更朝向近侧。在这种情况下，微计算机114进入步骤1110以使被摄体距离n增加1，然后进入步骤1111以判断被摄体距离n与最近被摄体距离m相比是否更朝向无限远侧。如果被摄体距离n与最近被摄体距离m相比更朝向无限远侧，则微计算机114返回至步骤1103。如果被摄体距离n与最近被摄体距离m相比不是更朝向无限远侧，则当前的调焦透镜位置p_x位于超过近端的位置。在这种情况下，微计算机114进入步骤1112以存储近端的凸轮轨迹参数。具体地，微计算机114在步骤1112中设置α＝0，在步骤1114中设置β＝b_x-a_x，并且在步骤1115中设置γ＝n。然后，微计算机114从步骤1115进入图10所示的步骤1005。

返回至图10，如上所述，微计算机114在步骤1004中存储表示当前的变焦透镜位置和当前的调焦透镜位置位于图9所示的多个聚焦凸轮轨迹中的哪个聚焦凸轮轨迹上的凸轮轨迹参数。接着，在步骤1005中，微计算机114计算作为变焦透镜102从当前位置Z_x起在一个垂直同步时间(1V)之后将到达的目的地位置的位置Z_x’。然后，微计算机114进入步骤1006。

当由Zsp(pps)来表示在步骤1003中确定的变焦速度时，通过以下的表达式(5)给出1V之后的变焦透镜位置Z_x’。在表达式(5)中，pps代表表示作为变焦马达110的步进马达的转动速度的单位，其表示每秒的转动步进量(1步进与1脉冲相对应)。此外，表达式(5)中的符号(+和-)表示变焦透镜102的移动方向，其中，+表示远摄方向并且-表示广角方向。

Z_x’＝Z_x±Zsp/垂直同步频率...(5)

接着，在步骤1006中，微计算机114根据在步骤1004中存储的凸轮轨迹参数α、β和γ并且根据聚焦位置数据(表数据)，计算基准凸轮轨迹上的针对变焦透镜位置Z_x’的调焦透镜位置p_x’。然后，微计算机114进入步骤1007。以下将参考图13来说明调焦透镜位置p_x’的计算。

在图13的步骤1301中，微计算机114计算变焦透镜位置Z_x’包括在哪个变焦区域v’中。在步骤1301中，微计算机114进行与图12所示的处理相同的处理。具体地，微计算机114使用Z_x’代替Z_x并且使用v’代替v来进行图12所示的处理。

接着，在步骤1302中，微计算机114判断1V之后的变焦透镜位置Z_x’是否位于变焦区域的边界上，换言之，是否将边界标志设置为1。如果将边界标志设置为0，则微计算机114认为变焦透镜位置Z_x’不位于边界上，以进入从步骤1303起的处理。如果将边界标志设置为1，则微计算机114认为变焦透镜位置Z_x’位于边界上以进入步骤1306。

在步骤1303中，微计算机114如下进行Z_k和Z_k-1的设置。

Z_k←Z(v’)

Z_k-1←Z(v’-1)

接着，在步骤1304中，微计算机114从图8C所示的表数据中检索通过图11所示的处理指定了被摄体距离γ的四个聚焦位置数据A(γ，v’-1)、A(γ，v’)、A(γ+1，v’-1)和A(γ+1，v’)。然后，在步骤1305中，微计算机114通过使用上述的表达式(2)和(3)来计算a_x’和b_x’。之后，微计算机114进入步骤1307。

另一方面，在步骤1306中，微计算机114从该数据表检索针对变焦区域v’中被摄体距离为γ的聚焦位置数据A(γ，v’)和针对变焦区域v’中被摄体距离为γ+1的聚焦位置数据A(γ+1，v’)，然后将A(γ，v’)和A(γ+1，v’)作为a_x’和b_x’分别存储在存储区域中。

在步骤1307中，微计算机114计算针对1V之后的变焦透镜位置Z_x’的调焦透镜105的聚焦位置(目标调焦透镜位置)p_x’。通过使用表达式(1)，可以将1V之后的目标调焦透镜位置p_x’表示为以下的表达式(6)。

p_x’＝(b_x’-a_x’)×α/β+a_x’...(6)

因此，通过以下的表达式来表示目标调焦透镜位置p_x’和当前的调焦透镜位置p_x之间的差ΔF。

ΔF＝(b_x’-a_x’)×α/β+a_x’-p_x

可以通过将调焦透镜位置差ΔF除以使变焦透镜102移动与该ΔF相对应的距离所需的移动时间，来获得调焦透镜105的驱动速度。当将变焦透镜102以固定(恒定)速度从广角侧驱动至远摄侧时，可以将调焦透镜105的驱动速度看作为与图9所示的凸轮轨迹的倾斜度相同。因此，变焦透镜位置离远摄端越近、并且被摄体距离离无限远距离越近，则调焦透镜105的驱动速度越大。

返回至图10，在步骤1007中，微计算机114基于与变焦透镜位置Z_x’处的焦深等有关的信息，设置上述调制操作中的振动振幅M和中心移动振幅W。然后，微计算机114进入步骤1008。

在步骤1008中，微计算机114判断当前是否正在进行自动变焦。如果当前正在进行自动变焦，则微计算机114进入步骤1009。如果当前没有进行自动变焦，则微计算机114进入步骤1010。

在步骤1009中，微计算机114将中心移动振幅W乘以小于1的系数c以减小中心移动振幅W，从而在中心移动振幅W小的情况下稳定地进行变焦操作中的AF控制。然后，微计算机114进入步骤1010。

在步骤1010中，微计算机114判断调制操作的当前模式是否为0。如果该模式为0，则微计算机114进入步骤1011。如果该模式不为0，则微计算机114进入步骤1012。

在步骤1011中，微计算机114如下设置1V之后的调焦透镜105的驱动目标位置F_x’，从而保持当前的调焦透镜位置和基准凸轮轨迹之间的相对位置关系。

F_x’＝p_x’+M

在步骤1012中，微计算机114判断调制操作的当前模式是否为1。如果该模式为1，则微计算机114进入步骤1013。如果该模式不为1，则微计算机114进入步骤1014。

在步骤1013中，微计算机114如下设置1V之后的调焦透镜105的驱动目标位置F_x’，以使得在无限远方向上将调制振幅(驱动振幅)(M+W)叠加在p_x’上的位置变为驱动目标位置F_x’。

F_x’＝p_x’-(M+W)

在步骤1014中，微计算机114判断调制操作的当前模式是否为2。如果该模式为2，则微计算机114进入步骤1015。如果该模式不为2，则微计算机114进入步骤1016。

在步骤1015中，微计算机114如下设置1V之后的调焦透镜105的驱动目标位置F_x’，从而保持当前的调焦透镜位置和基准凸轮轨迹之间的相对位置关系。

F_x’＝p_x’-M

在步骤1016中，微计算机114如下设置1V之后的调焦透镜105的驱动目标位置F_x’，以使得在近方向上将调制振幅(M+W)叠加在p_x’上的位置变为驱动目标位置F_x’。

F_x’＝p_x’+(M+W)

在步骤1017中，微计算机114计算当使调焦透镜105移动至在步骤1011、1013、1015或1016中设置的驱动目标位置F_x’时的驱动速度(调焦驱动速度)Fsp。该调焦驱动速度Fsp可以通过将已叠加有调制振幅(M+W)的驱动目标位置F_x’与当前的调焦透镜位置p_x之间的差除以使变焦透镜102移动与以上的位置差相对应的距离所需的移动时间来获得。

由于本实施例还与垂直同步时间同步地使变焦透镜102移动，因此本实施例将变焦透镜102的移动时间设置为与一个垂直同步时间相同的时间。换言之，通过以下的表达式来计算调焦驱动速度Fsp。

Fsp＝|F_x’-p_x|/一个垂直同步时间

在步骤1018中，如果当前模式为3，则微计算机114使该模式转变为0，或者如果当前模式不为3，则使该模式增加1，然后进入步骤1019。

在步骤1019中，微计算机114基于在上述处理中计算出的变焦透镜102和调焦透镜105的目标位置和驱动速度生成驱动信号，并且通过将这些驱动信号提供至变焦马达110和调焦马达111来控制变焦马达110和调焦马达111，以使变焦透镜102和调焦透镜105移动。然后，微计算机114进入步骤1020以结束该处理。

因而，与正常变焦相比，在作出聚焦判断之后开始的自动变焦中，将中心移动振幅W设置为较小。即，与正常变焦期间相比，使自动变焦期间摄像光学系统的调焦驱动速度较慢。即使调焦透镜105因自动调焦而在错误的方向上移动，该速度设置也可以防止调焦透镜105相对于聚焦凸轮轨迹大幅偏移。

上述实施例在自动变焦时的变焦操作开始之前等待聚焦判断，从而使得容易获得并维持自动变焦时的变焦操作期间的聚焦状态。因此，可以防止在自动变焦时的变焦操作期间产生散焦。

此外，上述实施例根据变焦方向改变聚焦判断的条件(即，用于判断是否已获得聚焦状态的条件)，从而可以防止自动变焦时的变焦操作由于不必要地等待聚焦判断而变慢。

尽管以上实施例说明了通过使用光学变焦操作来进行自动变焦的情况，但可以通过扩大所拍摄图像的一部分的电子变焦操作来进行自动变焦。此外，可以通过光学变焦操作和电子变焦操作的组合来进行自动变焦。换言之，本发明的实施例包括能够进行光学变焦操作和电子变焦操作至少之一的摄像设备。

此外，尽管以上实施例说明了与摄像光学系统一体化设置的摄像设备，但本发明的可选实施例包括可更换摄像光学系统的摄像设备。

尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改以及等同结构和功能。

本申请要求2010年6月11日提交的日本专利申请2010-134079的优先权，在此通过引用包含其全部内容。

Claims

1.一种摄像设备，包括：

摄像单元(106)，用于对摄像光学系统(101～105)所形成的被摄体图像进行光电转换；

图像生成单元(108)，用于通过使用来自所述摄像单元的输出信号生成图像；

大小检测单元(112)，用于检测所述图像中的特定被摄体的大小；

存储单元(116)，用于存储所述特定被摄体的大小的目标值；

变焦控制单元(114)，用于进行自动变焦控制，其中所述自动变焦控制自动提供特定变焦操作，以使所述特定被摄体的大小等于或接近于所述目标值；以及

调焦控制单元(114)，用于基于从所述图像获得的对比度评价值，进行所述摄像光学系统的调焦控制，

其中，在所述自动变焦控制时，所述变焦控制单元限制所述特定变焦操作，直到判断为通过所述调焦控制获得了所述摄像光学系统的聚焦状态为止；以及在所述自动变焦控制时，所述调焦控制单元基于针对变焦透镜位置的聚焦调焦透镜位置数据执行所述调焦控制。

2.一种摄像设备，包括：

存储单元(116)，用于存储所述特定被摄体的大小的目标值；

其中，在所述自动变焦控制时，所述变焦控制单元响应于判断为通过所述调焦控制获得了所述摄像光学系统的聚焦状态，提供所述特定变焦操作；以及在所述自动变焦控制时，所述调焦控制单元基于针对变焦透镜位置的聚焦调焦透镜位置数据执行所述调焦控制。

3.一种摄像设备，包括：

存储单元(116)，用于存储所述特定被摄体的大小的目标值；

其中，在所述自动变焦控制时，在所述特定变焦操作之前，所述调焦控制单元判断是否通过所述调焦控制获得了聚焦状态；以及在所述自动变焦控制时，所述调焦控制单元基于针对变焦透镜位置的聚焦调焦透镜位置数据执行所述调焦控制。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的摄像设备，其特征在于，所述调焦控制单元根据所述自动变焦控制中的所述特定变焦操作的方向，改变用于判断为获得了所述聚焦状态的条件。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的摄像设备，其特征在于，当所述自动变焦控制中的所述特定变焦操作的限制持续进行了长于预定时间的时间时，所述变焦控制单元解除对所述特定变焦操作的限制。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的摄像设备，其特征在于，还包括：

变焦指示单元，其中用户操作所述变焦指示单元以输出变焦指示信号，

其中，所述变焦控制单元进行正常变焦控制，其中所述正常变焦控制响应于所述变焦指示信号而提供正常变焦操作，以及

其中，与所述正常变焦控制期间的调焦驱动速度相比，所述调焦控制单元将所述自动变焦控制期间的调焦驱动速度设置得较慢。

7.一种摄像设备的控制方法，所述摄像设备包括：摄像单元(106)，用于对摄像光学系统(101～105)所形成的被摄体图像进行光电转换；以及图像生成单元(108)，用于通过使用来自所述摄像单元的输出信号生成图像，所述控制方法包括以下步骤：

大小检测步骤，用于检测所述图像中的特定被摄体的大小；

变焦控制步骤，用于进行自动变焦控制，其中所述自动变焦控制自动提供特定变焦操作，以使所述特定被摄体的大小等于或接近于存储在存储单元(116)中的目标值；以及

调焦控制步骤，用于基于从所述图像获得的对比度评价值，进行所述摄像光学系统的调焦控制，

其中，在所述自动变焦控制时，在所述变焦控制步骤中限制所述特定变焦操作，直到判断为通过所述调焦控制获得了所述摄像光学系统的聚焦状态为止；以及在所述自动变焦控制时，基于针对变焦透镜位置的聚焦调焦透镜位置数据执行所述调焦控制。

8.一种摄像设备的控制方法，所述摄像设备包括：摄像单元(106)，用于对摄像光学系统(101～105)所形成的被摄体图像进行光电转换；以及图像生成单元(108)，用于通过使用来自所述摄像单元的输出信号生成图像，所述控制方法包括以下步骤：

大小检测步骤，用于检测所述图像中的特定被摄体的大小；

其中，在所述自动变焦控制时，在所述变焦控制步骤中响应于判断为通过所述调焦控制获得了所述摄像光学系统的聚焦状态，提供所述特定变焦操作；以及在所述自动变焦控制时，基于针对变焦透镜位置的聚焦调焦透镜位置数据执行所述调焦控制。

9.一种摄像设备的控制方法，所述摄像设备包括：摄像单元(106)，用于对摄像光学系统(101～105)所形成的被摄体图像进行光电转换；以及图像生成单元(108)，用于通过使用来自所述摄像单元的输出信号生成图像，所述控制方法包括以下步骤：

大小检测步骤，用于检测所述图像中的特定被摄体的大小；

其中，在所述自动变焦控制时，在所述特定变焦操作之前，在所述调焦控制步骤中判断是否获得了聚焦状态；以及在所述自动变焦控制时，基于针对变焦透镜位置的聚焦调焦透镜位置数据执行所述调焦控制。