CN102469266A - 摄像设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种摄像设备，包括：摄像传感器，用于接收来自镜头单元的光；聚焦板，其能够改变漫射系数；焦点检测单元，用于基于来自所述摄像传感器的信号检测摄像面的焦点状态；分光构件，用于将来自所述镜头单元的光分离至所述聚焦板和所述焦点检测单元；以及漫射系数控制器，用于改变所述聚焦板的漫射系数，其中，所述漫射系数控制器根据所述焦点检测单元所检测到的焦点状态进行控制，使得所述聚焦板的与非聚焦范围相对应的部分的漫射系数高于所述聚焦板的与聚焦范围相对应的部分的漫射系数。

Description

摄像设备
技术领域
本发明涉及具有能够改变漫射系数的聚焦板的摄像设备以及用于控制该摄像设备的方法。
背景技术
传统上，用作摄像设备的单镜头反光照相机的光学取景器要求取景器图像明亮并且容易保持焦点峰。这里，容易保持焦点峰是指诸如背景等的非聚焦部分的模糊效果越大，聚焦部分和非聚焦部分之间的差异越清晰，并且容易确认焦点。因此，在取景器观察期间，通常使摄像镜头的光圈处于打开状态，并且使大量光穿过以使取景器图像明亮。具有角度的光束穿过光圈。因此，缩窄作为聚焦范围的景深以容易地使诸如背景等的非聚焦部分模糊，从而容易地保持焦点峰。
在单镜头反光照相机中，来自摄像镜头的光被主镜反射以在聚焦板上形成取景器图像。摄像者经由五棱镜和目镜透镜观察取景器图像。聚焦板有凹凸。聚焦板使光漫射以改变具有角度的光束的方向，并且使光束到达摄像者的瞳孔。因而摄像者可以看到模糊图像。聚焦板的漫射特性由作为透射光和漫射光的比率的漫射系数(透射率)表示。聚焦板的漫射系数越高，模糊图像越显著，并且形成容易保持焦点峰的取景器图像。另一方面，漫射系数越高，取景器图像越暗。反之，漫射系数越低，取景器图像越明亮。然而，不能看到模糊图像，并且形成难以保持焦点峰的取景器图像。难以利用一个聚焦板满足取景器图像明亮并且容易保持焦点峰这两者。
当取景器图像暗时，难以看到被摄体和构图。当难以保持焦点峰时，摄像者不能在通过自动调焦进行调焦时确认焦点，并且可能拍摄到目标焦点位置模糊的照片。
然后，例如日本特开平6-258693说明了以下技术。摄像者在亮度优先模式、焦点优先模式和深度优先模式之间选择性切换。亮度优先模式使用利用液晶并能够改变漫射系数的聚焦板对取景器的亮度给予优先。焦点优先模式具有取景器中最浅的景深。深度优先模式对摄像时景深的表现给予优先。
然而，在日本特开平6-258693所说明的传统技术中，当摄像者切换至焦点优先模式或者对摄像时景深的表现给予优先的深度优先模式时，整个取景器图像为暗，并且难以看到被摄体。因此，即使诸如背景等的非聚焦部分的模糊效果增加，作为聚焦部分的被摄体图像为暗并且也难以看到，这不利地使得难以确认焦点。为了在取景器上显示表示调焦范围的调焦框，传统技术需要设置独立于聚焦板的基于发光二极管(LED)的调焦框投影单元或能够显示调焦框的液晶板。
发明内容
本发明涉及能够使聚焦板的与聚焦范围相对应的部分看起来更明亮并且在聚焦板的与非聚焦范围相对应的部分使模糊图像可见的摄像设备。
根据本发明的方面，一种摄像设备，包括：摄像传感器，用于接收来自镜头单元的光；聚焦板，其能够改变漫射系数；焦点检测单元，用于基于来自所述摄像传感器的信号检测摄像面的焦点状态；分光构件，用于将来自所述镜头单元的光分离至所述聚焦板和所述摄像传感器；以及漫射系数控制器，用于改变所述聚焦板的漫射系数，其中，所述漫射系数控制器根据所述焦点检测单元所检测到的焦点状态进行控制，使得所述聚焦板的与非聚焦范围相对应的部分的漫射系数高于所述聚焦板的与聚焦范围相对应的部分的漫射系数。
根据以下参考附图对典型实施例的详细说明，本发明的其它特征和方面将变得明显。
附图说明
包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出本发明的典型实施例、特征和方面，并和说明书一起用来解释本发明的原理。
图1是示出作为本发明的典型实施例的摄像设备的照相机的结构的框图。
图2A和2B示出典型实施例的照相机的外观。
图3是示出典型实施例的照相机的操作的流程图。
图4A和4B是示出部分改变聚焦板的漫射系数的例子的示意图。
具体实施方式
以下将根据附图来详细说明本发明的典型实施例。
首先，将参考图1和图2A、2B来说明作为本发明的典型实施例的摄像设备的照相机的主要结构。图1是示出照相机1的内部结构的框图。图2A和2B示出照相机1的外观。图2A示出照相机1的正面立体图，并且图2B示出照相机1的背面立体图。在照相机1的正面设置镜头单元2，并且从镜头单元2入射的光被配置为在摄像单元3上聚焦，以使得能够在照相机1中进行焦点检测和曝光检测。摄像单元3接收来自镜头单元2的光，并且能够基于电子快门进行摄像。将作为用于将光反射至聚焦板4的半透半反镜的分光单元5插入镜头单元2和摄像单元3之间。被分光单元5反射的光聚集在聚焦板4上，并且经由五棱镜6和取景器7被引导至摄像者的瞳孔。聚焦板4可以改变漫射系数。穿过分光单元5的光入射至摄像单元3。当用户半按下释放按钮8(SW1)时，摄像单元3开始测光和焦点检测，并且镜头单元2中的透镜驱动单元9驱动调焦透镜10。然后，当摄像者全按下释放按钮8(SW2)时，摄像单元3使电子快门行进以进行摄像。摄像单元3进行曝光操作以开始电荷累积和电荷读出操作。将照片图像记录并存储在设置于照相机1的侧面上并且安装至图像记录/读取单元11的记录介质14中。通过按下设置在照相机1的背面的图像再现按钮13，将存储在记录介质14中的图像显示在显示单元27上。
然后，本典型实施例的照相机1具有用于控制整个照相机1的系统控制电路15。系统控制单元15包括中央处理单元(CPU)和微处理单元(MPU)等，并且对后述的各电路的操作进行控制。系统控制电路15包括焦点检测单元16。当摄像单元3开始焦点检测时，系统控制电路15基于来自摄像单元3的信号控制透镜驱动单元9以在光轴方向上驱动调焦透镜10，从而进行调焦。除摄像像素组之外，摄像单元3还具有焦点检测像素组以及配置在焦点检测像素组前面的光瞳分割透镜组。焦点检测方法的例子包括用于基于摄像面上的相位差进行焦点检测的摄像面相位差AF、用于根据拍摄图像的对比度比率进行焦点检测的对比度AF、以及在光轴方向上前后驱动摄像单元3以进行对比度AF的摆动方法。焦点检测单元16可以检测整个摄像面的焦点状态。由于这些方法是已知的，因而省略对其的说明。
系统控制电路15包括曝光检测单元17。当摄像单元3开始测光时，曝光检测单元17根据用户预先设置的摄像条件、基于来自摄像单元3的信号，确定镜头单元2中光圈18的光圈值、摄像单元3的电子快门速度、以及电荷累积时间。当利用释放按钮8(SW2)开始摄像操作时，系统控制电路15基于曝光控制单元19，将光圈18和电子快门的行进驱动控制为所确定的值。系统控制电路15使得曝光控制单元19允许时序发生器20输出驱动摄像单元3时所需的脉冲信号。摄像单元3根据从时序发生器20输出的脉冲信号进行电荷累积和电荷读出操作。
A/D转换电路21对从摄像单元3读出的电荷进行数字化，并且发送至图像处理电路22。通过图像处理电路22中的图像处理单元23对发送来的图像进行白平衡调整或图像压缩处理。通过记录控制单元24将图像经由图像记录/读取单元11记录和存储在记录介质14中。记录介质14是通常使用的SD卡或紧致闪存(CF)卡。用户按下图像再现按钮13，从而通过图像记录/读取单元11将存储在记录介质14中的照片图像读入至图像处理电路22中的显示控制单元25。D/A转换电路26对照片图像进行模拟化。将模拟化的图像显示在显示单元27上。显示单元27可以是通常使用的液晶显示装置或有机电致发光(EL)显示装置。
尽管在本典型实施例中仅说明了调焦透镜10作为镜头单元2，但镜头单元2可以具有变焦透镜。镜头单元2可以是一体型结构、或者能够被更换的分离型结构。代替固定的分光单元5，可以可转动地配置主镜和副镜，并且可以与基于来自摄像单元3的信号进行焦点检测的焦点检测单元16独立地设置基于相位差AF的焦点检测单元。由于上述结构是已知的，因而省略对其的说明。
以下将说明用于设置摄像条件的方法。作为拨盘操作构件的摄像模式设置单元28可以设置摄像模式。例如，摄像模式设置单元28可以设置自动曝光模式、光圈优先曝光模式(Av)、快门速度优先曝光模式(Tv)、手动模式(M)和长时间曝光(bulb)模式(B)。当摄像模式设置单元28将摄像模式设置为自动曝光模式时，用户基于作为拨盘操作构件的曝光设置单元29选择性设置适当的曝光值。自动确定光圈值和快门速度以将其调整为摄像时适当的曝光。在设置了光圈优先曝光模式(Av)、快门速度优先曝光模式(Tv)和手动模式(M)的情况下，光圈值设置单元30和快门速度设置单元31可以选择性设置光圈值和快门速度。在设置了长时间曝光模式的情况下，当用户按下释放按钮8(SW2)时，摄像开始。在用户按下释放按钮8(SW2)的同时，持续曝光。当用户释放释放按钮8(SW2)时，曝光结束，从而可以确定摄像期间的快门速度。
以下将利用图3的流程图和示出全部和部分改变聚焦板的漫射系数的例子的图4的示意图，说明作为本发明的特征的用于改变聚焦板4的漫射系数的方法。照相机1包括用于全部和部分改变聚焦板4的漫射系数的漫射系数控制单元32、用于在聚焦板4上显示调焦范围(也称为调焦区域)的调焦框显示单元33、以及用于移动调焦框的位置的调焦范围选择单元34。聚焦板4包括以格子方式配置有像素状液晶组的点阵液晶。从由系统控制电路15所控制的漫射系数控制单元32向聚焦板4施加电荷，以改变以格子方式配置的各个液晶中的分子的排列方向。从而可以部分改变聚焦板4的漫射系数。例如，液晶分子的排列方向相对于从分光单元5反射的光的光轴方向水平配置，从而可以减小聚焦板4的漫射系数。仅在聚焦板4的预定范围内改变从漫射系数控制单元32所施加的电荷，并且使液晶分子的排列方向从水平状态改变。从而可以部分增大聚焦板4的漫射系数。
然后，摄像者基于调焦范围选择单元34选择性地选择调焦范围。调焦框显示单元33基于来自系统控制电路15的控制，在聚焦板4上显示示出调焦范围的调焦框。用于显示调焦框的方法的例子包括用于将LED照明投射至聚焦板4的方法和用于独立地将显示调焦框用的液晶叠加在聚焦板4上的方法。然而，这些方法增加了用于LED照明或液晶板的部件，从而需要构成空间。因此，利用调焦框显示单元33，通过以框状将漫射系数增大至大致遮光状态的漫射系数，显示包括点阵液晶的聚焦板4的调焦范围。
然后，在用于改变聚焦板4的漫射系数的方法中，当摄像者接通照相机1的电源时，在图3的步骤1中，首先将聚焦板4的整个表面的漫射系数设置为作为预定值的漫射系数D＝X1。在焦点检测单元16检测到焦点状态之前进行该设置。漫射系数D＝X1对取景器图像的亮度给予优先，并且X1是低值。漫射系数D＝X1预先设置在照相机1中。当摄像者观察取景器7时，例如，如图4A所示，摄像者可以看到包括明亮的被摄体或整个背景的取景器图像。摄像者容易确认构图。可以独立地设置改变单元，从而摄像者可以选择性地改变漫射系数D＝X1。镜头单元2的光圈18对取景器图像的亮度和保持焦点峰的容易性给予优先，并且光圈18处于打开状态。
然后，在步骤2中，摄像者操作调焦范围选择单元34以指定要调焦的调焦范围。基于上述摄像单元3的焦点检测方法可以将调焦范围移动至摄像者任选的位置。调焦框显示单元33在聚焦板4上显示示出摄像者所指定的调焦范围的调焦框。
在步骤3中，当摄像者半按下释放按钮8(SW1)时，摄像单元3开始摄像。焦点检测单元16基于该输出检测焦点状态。可以与释放按钮8(SW1)独立地设置用于开始焦点检测的专用按钮。当开始焦点检测时，镜头单元2中的透镜驱动单元9驱动调焦透镜10以使得对在步骤2中由摄像者所指定的调焦范围聚焦，从而使所指定的调焦范围聚焦。
然后，在步骤4中，摄像单元3进行整个摄像面的焦点检测，以指定聚焦范围和非聚焦范围。例如，当摄像单元3基于上述的摄像面相位差AF进行焦点检测时，摄像单元3基于预先设置在照相机1中的相位差的阈值来判别聚焦范围和非聚焦范围。在焦点检测单元16检测到焦点状态之后，根据聚焦信息(焦点状态的信息)将聚焦板4的与非聚焦范围相对应的部分的漫射系数改变为漫射系数D＝X2。漫射系数D＝X2对保持取景器图像的焦点峰的容易性给予优先，并且设置高的漫射系数以使得可以察看令人满意的模糊图像。漫射系数D＝X2预先设置在照相机1中。聚焦板4的与聚焦范围相对应的部分的漫射系数维持漫射系数D＝X1。在此情况下，将漫射系数的关系设置为X1＜X2。可以独立地设置改变单元，摄像者从而可以选择性改变漫射系数D＝X2。
当摄像者观察取景器7时，例如，如图4B所示，可以观察到在聚焦范围内的被摄体图像明亮且不模糊，并且容易地确认焦点。在非聚焦范围内的背景暗，并且该背景作为模糊图像察看令人满意，并且容易地保持焦点峰。在步骤5中，摄像者全按下释放按钮8(SW2)以摄像。
如上所述，本典型实施例可以提供如下的照相机，其中，即使在能够显著显示诸如背景等的非聚焦部分(非聚焦范围)的模糊效果的聚焦板中，也可以观察到明亮的聚焦的被摄体图像，并且通过该照相机所具有的该聚焦板，可以容易地察看被摄体图像并且可以容易地确认焦点。本典型实施例可以提供具有能够同时显示调焦框的聚焦板的照相机。
如上所述，说明了本发明的典型实施例。然而，本发明不限于本典型实施例，并且可以在本发明的精神和范围内进行各种修改和变形。例如，在图3的步骤1中，将聚焦板4的漫射系数D＝X1设置得低，以强调确认构图的容易性。然而，如果对焦点确认给予优先，则可以将漫射系数D＝X1设置得高。在该情况下，在步骤4中，利用焦点状态的信息所判别出的聚焦板4的与聚焦范围相对应的部分的漫射系数可以改变为漫射系数D＝X2。在此情况下，将漫射系数的关系设置为X1＞X2。
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。

Claims (4)

1.一种摄像设备，包括：
摄像传感器，用于接收来自镜头单元的光；
聚焦板，其能够改变漫射系数；
焦点检测单元，用于基于来自所述摄像传感器的信号检测摄像面的焦点状态；
分光构件，用于将来自所述镜头单元的光分离至所述聚焦板和所述摄像传感器；以及
漫射系数控制器，用于改变所述聚焦板的漫射系数，
其中，所述漫射系数控制器根据所述焦点检测单元所检测到的焦点状态进行控制，使得所述聚焦板的与非聚焦范围相对应的部分的漫射系数高于所述聚焦板的与聚焦范围相对应的部分的漫射系数。
2.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述漫射系数控制器使所述聚焦板的与所述非聚焦范围相对应的部分的漫射系数在所述焦点检测单元检测到焦点状态之后比在所述焦点检测单元检测到焦点状态之前高。
3.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述漫射系数控制器使所述聚焦板的与所述聚焦范围相对应的部分的漫射系数在所述焦点检测单元检测到焦点状态之后比在所述焦点检测单元检测到焦点状态之前低。
4.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，还包括：
调焦范围选择单元，用于选择用于所述焦点检测单元检测焦点的调焦范围；以及
调焦框显示控制器，用于在所述聚焦板上显示示出所述调焦范围选择单元所选择的调焦范围的调焦框，
其中，所述漫射系数控制器增大所述聚焦板的与所述调焦框相对应的部分的漫射系数，其中，通过增大漫射系数使所述聚焦板进入遮光状态。
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