CN1975556A

CN1975556A - 光学设备

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Publication number: CN1975556A
Application number: CNA2006101625640A
Authority: CN
Inventors: 太田盛也
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-11-28
Filing date: 2006-11-28
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2026-11-28
Also published as: KR20070055958A; US20090244359A1; CN101713903B; US20070126917A1; CN100578339C; CN101713903A; DE602006014081D1; EP1791349A2; KR100859892B1; JP2007147972A; JP4641494B2; US7616253B2; US8248518B2; EP2211538A1; US7812880B2; US20100302434A1; EP1791349A3; EP1791349B1

Abstract

公开了一种光学设备，其实现了在AF控制中的高聚焦准确度和有利的响应性。所述设备包括信号发生器，其从来自摄像部件的输出中提取多个频带中的信号，并从所述提取的信号中产生聚焦信号，以及控制器，其进行聚焦控制以便所述聚焦信号接近最高值。在聚焦控制中，所述控制器使用第一聚焦信号和第二聚焦信号。所述第二聚焦信号是通过合成在所述多个频带的相对较高或最高的频带中的聚焦信号和另一频带中的聚焦信号而形成的合成信号，并且与所述第一聚焦信号相比以更高比率包含所述相对较高或最高的频带中的聚焦信号的分量。

Description

光学设备

技术领域

本发明涉及一种在光学设备例如摄像机、数码相机以及可互换镜头设备中的自动聚焦(AF)控制的技术。

背景技术

为光学设备提供的AF功能是通过产生一个表示来自视频信号的视频图像的锐度的聚焦信号(以下简称AF估值信号)来实现的，其中所述视频信号由一个包括摄像元件以及然后控制聚焦透镜的驱动以便AF估值信号为最大的摄像部件产生。这种AF方法被称为对比AF方法或TV-AF方法。

AF估值信号通常是根据经由带通滤波器(BPF)从视频信号中提取的高频分量产生的。当图像模糊时，高频分量，即AF估值信号为低电平。随着图像进入对焦(in-focus)状态，AF估值信号的电平变得更高。当达到对焦点(in-focus point)时，AF估值信号为最高电平。AF估值信号的特性可被用于进行聚焦透镜的驱动的精确控制(聚焦控制，也被称为AF控制)。

在实际的AF控制中，当AF估值信号为低电平时，尽可能快地在增加其电平的方向上驱动聚焦透镜(也被称为爬山驱动)，并且随着AF估值信号的电平变得更高，以较低的速度进行聚焦控制。此外，为了确定AF估值信号的电平的增加方向，即驱动聚焦透镜的方向，精密地驱动(精密驱动)聚焦透镜并且监控在精密驱动期间在AF估值信号中的变化(参见日本专利早期公开第H02(1990)-140074号)。这允许聚焦透镜很快移到所述对焦点。

近年来，摄像镜头的更高放大率，以及摄像元件的增加的数量和更高密度的像素促进了能够以更高清晰度(分辨率)来摄像的相机被用于高清晰TV系统(以下简称高清晰系统)以及标准TV系统(例如NTSC和PAL)。对于在高清晰系统中的摄像，AF控制还可以通过使用上述的AF估值信号来进行。

然而，在能够在高清晰系统中摄像的相机中，当在与标准TV系统中的频带相同的频带使用AF估值信号来进行AF控制时，出现下述问题。

图11A表示在以标准TV系统(在本例中使用NTSC系统)来摄像过程中的分辨率空间频率和以高清晰系统通过使用更多数量和更高密度像素来摄像过程中的分辨率空间频率之间的比较。在图11A中，′NTSC′(赫兹)表示在NTSC摄像中的分辨率空间频率，而′HD′(赫兹)表示在高清晰摄像中的分辨率空间频率。′HD′(赫兹)高于′NTSC′(赫兹)。

在本例中，每个分辨率空间频率都不是极限分辨频率，而是如图11A中的箭头所示的具有足够高MTF的空间频率。通常，通过设置大约空间频率的分辨极限的80％，可以提供一个适当的MTF。

伴随着在分辨率空间频率中的差异，有可能在NTSC(赫兹)中的AF估值信号被用于高清晰摄像中的AF控制但无法实现聚焦。这是因为对于一个′HD′(赫兹)中的物象，无法检测AF估值信号的最高电平。

图11B表示一个使用′NTSC′(赫兹)和′HD′(赫兹)的AF估值信号来进行对焦检测的例子。有′低提取频率′的曲线表示在′NTSC′(赫兹)中的AF估值信号，而有′高提取频率′的曲线表示在′HD′(Hz)中的AF估值信号。

在′NTSC′(赫兹)中的AF估值信号有平缓斜坡的形状，并且在′HD′(赫兹)中的AF估值信号有陡峭斜坡的形状。图11B还将NTSC摄像所必需的对焦准确度表示为ΔNTSC并且将高清晰摄像所必需的对焦准确度表示为ΔHD。由于两个AF估值信号的峰值均落在相关摄像系统所需的ΔNTSC和ΔHD的范围之内，在每个摄像系统中可以提供有利的对焦准确度。然而，如果在′NTSC′(赫兹)中的AF估值信号被用于高清晰摄像中，由于ΔNTSC范围宽于ΔHD范围，可能无法实现令人满意的对焦准确度。

为解决这一问题，如图11C所预期的，在′NTSC′(赫兹)中的AF估值信号可被加给在′HD′(赫兹)中的AF估值信号(即，合成它们)以确保在高清晰摄像中的对焦准确度。

然而，在AF控制期间，不断地向在′HD′(赫兹)中的AF估值信号增加在′NTSC′(赫兹)中的AF估值信号可能无法产生有利的AF性能。

当实际拾取图像时，除了主要对象之外，次要对象例如背景通常存在于画面中。如果聚焦透镜被移到主要对象的对焦点的前面或后面，在多数情况下，并非如图11C所示的简单地增加或减少AF估值信号。

图12A表示一个例子，其中作为主要对象的人在画面的中心，作为背景的山脉在人之后，并且一个物体在人的前面。图12B表示在聚焦透镜的各个位置，在用于高清晰(高提取频率)的AF估值信号和用于NTSC(低提取频率)的AF估值信号中的变化。在本例中，与用于NTSC的AF估值信号相比，用于高清晰的AF估值信号具有由背景和人前方的物体的影响导致的陡峭斜坡。

当总是在AF控制中合成这些AF估值信号时，合成AF估值信号具有两个峰值，在对应于所述主要对象的峰值的两端(在最接近端和无穷远端)，如图12C所示。如果在AF控制中，使用合成AF估值信号，例如从最接近端或无穷远端驱动聚焦透镜，聚焦透镜在背景或人前方的物体的峰值而非在应被对焦的主要对象的峰值停止。这减少了AF中的响应性。

当背景中包括一个小的或精细的对象时，用于背景的AF估值信号很可能为更高的电平。特别地，在高频带中实现用于高清晰图像的对焦准确度的AF估值信号趋向于具有更高的电平。

例如，当许多树形成背景以产生一个更高频带时，如图13A所示，在用于高清晰图像的高频带中，背景的AF估值信号的电平高于主要对象的AF估值信号的电平，如图13B所示。如果总是在AF控制中合成这些AF估值信号，在合成AF估值信号中，在对应于作为背景的树的焦点形成最高的山峰，如图13C所示。在本例中，背景而不是主要对象很可能被集中到焦点上，以在画面中引起所谓的近和远对象。

这样，仅用于NTSC系统的低频带中的AF估值信号无法提供适合于高清晰系统的对焦准确度。此外，简单地合成用于高清晰系统的AF估值信号和用于NTSC系统的AF估值信号以提供高清晰所必需的对焦准确度可能使得难以聚焦于主要对象，从而减小了响应性。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种光学设备，当与在传统摄像系统中相比，在高清晰系统等中以更高的分辨率来拾取图像时，其可以在AF控制中同时提供高对焦准确度和所需的响应性，以及一种用于所述光学设备中的聚焦控制方法。

依照一个方面，本发明提供了一种光学设备(一种控制聚焦的方法)，其包括一个信号发生器(一个信号产生步骤)，其从来自一个摄像部件的输出中提取多个频带中的信号，并从所述信号中产生聚焦信号，以及一个控制器(一个控制步骤)，其进行聚焦控制以便所述聚焦信号接近最高值。在聚焦控制中，所述控制器(控制步骤)使用第一聚焦信号和第二聚焦信号。第一和第二聚焦信号均是通过合成在所述多个频带中的至少两个所述聚焦信号而形成的合成信号，并且与第一聚焦信号相比，第二聚焦信号包含更高比率的第一频带的聚焦信号的分量，所述第一频带在所述多个频带中相对较高。

依照另一方面，本发明提供了一种光学设备(一种控制聚焦的方法)，其包括一个信号发生器(一个信号产生步骤)，其从来自一个摄像部件的输出中提取多个频带中的信号，并从至少一个所述信号中产生一个聚焦信号，以及一个控制器(一个控制步骤)，其进行聚焦控制以便所述聚焦信号接近最高值。在聚焦控制中，所述控制器(控制步骤)使用第一聚焦信号和第二聚焦信号。第二聚焦信号是通过合成作为多个频带中的最高频带的第一频带中的聚焦信号和在另一频带中的聚焦信号而形成的合成信号，并且包含与第一聚焦信号相比更高比率的所述第一频带中的聚焦信号的分量。

附图说明

图1是表示一种摄像设备的结构的方框图，其是本发明的实施例1。

图2是表示在实施例1的摄像设备中，一种AF估值处理电路的结构的方框图。

图3是表示在实施例1的摄像设备中，在聚焦检测区域中的像素的结构的示意图。

图4表示在实施例1的摄像设备中，用于产生AF估值信号的数据。

图5是表示在实施例1的摄像设备中，在主控电路中的用于AF估值信号的合成电路的方框图。

图6是表示在实施例1至4的摄像设备中，AF控制操作的细节的流程图。

图7是表示在实施例1和3的摄像设备中，精密驱动控制的细节的流程图。

图8是表示在实施例2和4的摄像设备中，精密驱动控制的细节的流程图。

图9是表示实施例3的一种摄像设备的结构的方框图。

图10A是表示实施例1中的AF控制的基本概念的流程图。

图10B是表示在实施例3和4中，AF估值信号的提取频带和增益的设置的基本概念的流程图。

图11A是表示在用于NTSC系统的分辨率空间频率和用于高清晰系统的分辨率空间频率之间的比较的图形。

图11B是表示在高频带中的AF估值信号和在低频带中的AF估值信号之间的关系的图形。

图11C是表示通过将在高频带中的AF估值信号和在低频带中的AF估值信号相加而形成的合成信号的图形。

图12A至12D是表示在画面中的对象和相关AF估值信号之间的关系的说明图。

图13A至13D是表示在画面中的对象和相关AF估值信号之间的关系的说明图。

具体实施方式

在下文中将参照附图，描述本发明的首选实施例。

(实施例1)

在实施例1中，将在作为高清晰频带的高频带中的AF估值信号和在作为NTSC频带的低频带中的AF估值信号合成(相加)，以提供一个用于AF控制中的合成AF估值信号。然而，所述合成(其强调AF估值信号在高频带中的特性)并不总是在AF控制期间进行的，而是在一个聚焦操作之后进行以使用在低频带中的AF估值信号来接近一个对焦点，从而实现有更高准确度的聚焦。

首先，将参照图12A至12D、13A至13D和10A，描述实施例1的概要。如上所述，图12A和13A表示了若干例子，其中作为主要对象的人在画面的中心，山脉和树分别在人之后作为背景，并且所述物体在人的前面。图12B和13B分别表示在图12A和13A中的聚焦透镜的各个位置，在高清晰频带(高提取频率)中的AF估值信号和在NTSC频带(低提取频率)中的AF估值信号中的变化。图12C和13C分别表示通过将在图12A和13A所示的例子中获得的上述AF估值信号相加(合成)而提供的合成AF估值信号。

尽管高清晰频带和NTSC频带被分别用作高提取频率和低提取频率，它们仅仅是说明性的，并且所述提取频率并不限于高清晰频带和NTSC频带。例如，可以使用PAL系统中的频带作为所述低提取频率。

在实施例1中，我们首先注意图12B和13B所示的在NTSC频带中的AF估值信号，并称其为观察点A。在低NTSC频带中的AF估值信号的特征在于它无法提供用于高清晰摄像的对焦准确度，但它有极好的检测主要对象的能力。

从图12B和13B可看出，在NTSC频带中的AF估值信号对于背景和人前方的物体缓和地变化，并且接近主要对象的对焦点时，为最高电平。这样，当从最接近端或无穷远端执行一个AF操作时，可以平稳地移动聚焦透镜以接近主要对象的对焦点。换句话说，上述极好的检测主要对象的能力允许以高响应性执行AF操作来接近主要对象的对焦点，即使当聚焦透镜位于最接近端或无穷远端的远离对焦点的位置的时候。

接着，我们注意在高清晰频带中的AF估值信号，并称其为观察点B。如图12B和13B所示，在高清晰频带中的AF估值信号对于背景、人以及人前方的物体突然地变化。AF估值信号可被用于提供高清晰摄像所必需的AF准确度。

然后，我们考虑观察点A和观察点B的组合，并称其为观察点C。在实施例1中，作为AF控制的第一步骤，通过使用在NTSC频带中的AF估值信号，检测出用于主要对象的AF估值信号的最高电平。还可能将在高清晰频带中的AF估值信号以低比率与在NTSC频带中的AF估值信号相加(合成)，并且在第一步骤中使用所述合成AF估值信号。

接着，作为AF控制的第二步骤，将在高清晰频带中的AF估值信号以高比率与在NTSC频带中的AF估值信号相加(合成)，并且使用所述合成AF估值信号来进行AF控制。

图12D和13D表示用于上述观察点C所示的第二步骤中的合成AF估值信号。由于每一个合成AF估值信号都是仅在接近主要对象的对焦点产生的，它仅在主要对象的对焦点有峰值。这样，可以容易且准确地驱动聚焦透镜至主要对象的对焦点。

换句话说，通过利用AF估值信号在低频带中的特性，来进行所谓的粗调，然后通过使用AF估值信号在高频带中的特性，来进行微调。换句话说，在所述主要对象的对焦点附近的区域的AF控制中使用的AF估值信号的频带，不同于在其它区域中使用的AF估值信号的频带。

这可以同时实现所需的响应性，其在使用低频带中的AF估值信号时是优先的，以及高AF准确度，其在使用高频带中的AF估值信号时是优先的。

图10A是表示上文描述的AF控制的基本概念的流程图。峰值位置1表示在第一步骤(粗调)中，AF估值信号为最高电平的聚焦透镜的位置，其中主要使用在低频带中的AF估值信号。峰值位置2表示在第二步骤(微调)中，合成AF估值信号为最高电平的聚焦透镜的位置，其中主要使用在高频带中的AF估值信号。

在步骤S1401中，确定是否找到峰值位置1。如果未找到峰值位置1，流程前进到步骤S1402以主要使用在低频带中的AF估值信号。然后，流程回到步骤S1401。

而另一方面，如果在步骤S1401中找到峰值位置1，流程前进到步骤S1403，以使用通过将在高频带中的AF估值信号以高比率与在低频带中的AF估值信号相加而提供的合成AF估值信号。

在步骤S1404中，找到峰值位置2(聚焦透镜被移到峰值位置2)。然后，流程结束。

在下文中，将更详细地描述上述AF控制。在下文的描述中，上述的粗调被替换为“调节”以提供适合于在标准TV系统中的分辨率的对焦准确度，以及所述微调被替换为“对焦确定操作”。

图1表示一种摄像设备的结构，用作实施例1的光学设备。所述摄像设备通过在高清晰系统中集成一个镜头的数字照相机或数码相机来实现。由所述设备可以拾取活动图像或静止图像。

在图1中，附图标记10表示第一固定透镜单元，以及12表示第二透镜单元(以下简称可变放大率透镜)，其在光轴方向上是可移动的以提供可变的放大率。附图标记14表示一个孔径光阑，16表示第三固定透镜单元。附图标记18表示用作第四透镜单元的聚焦补偿器(以下简称聚焦透镜)，其在光轴方向上是可移动的以补偿与变化的放大率相关的焦平面的运动并实现聚焦。

附图标记20表示由CCD传感器或CMOS传感器形成的摄像元件。附图标记22表示从摄像元件20中采样输出的CDS电路，以及24表示调节所述采样信号的增益的AGC电路。附图标记26表示一个A/D转换器，其在增益调节之后将模拟信号转换成数字信号。从摄像元件20到A/D转换器电路26的这些元件构成一个摄像部件。

来自A/D转换器26的输出被输入一个相机信号处理电路，未画出。该相机信号处理电路根据来自A/D转换器26的输出，产生视频信号。该视频信号被记录在未画出的记录介质(例如半导体存储器、光盘以及磁带)中，或显示在未画出的显示器中。

附图标记38表示一个缩放电动机，其用作一个致动器以驱动可变放大率透镜12。附图标记36表示一个缩放驱动器，其依照来自稍后将描述的主控电路30的信号，驱动缩放电动机38。

附图标记34表示一个聚焦电动机，其用作一个致动器以驱动聚焦透镜18。附图标记32表示一个聚焦驱动器，其依照来自主控电路30的信号，驱动聚焦电动机34。

附图标记28表示用作信号发生器的AF估值处理电路(AF预处理电路)，其从由A/D转换器26输出的数字信号中提取高频分量，并使用所述提取的高频分量来产生AF估值信号。

附图标记30表示由包括CPU等的微型计算机形成的主控电路。主控电路30根据来自AF估值处理电路28的AF估值信号，经由聚焦驱动器32控制聚焦透镜18的驱动。特别地，主控电路30驱动聚焦透镜18，以便AF估值信号的电平尽可能近地接近最大值(理想地达到最大值)。附图标记39表示位置检测器，检测所述聚焦透镜18的位置。

图2表示AF估值处理电路28的结构的例子。图3表示在摄像屏幕之内设定的聚焦检测区域和在所述聚焦检测区域中的像素的结构。

在图3中，聚焦检测区域56被设定在用于一帧或一场的屏幕54之内。聚焦检测区域56由多条水平线58构成。每条水平线58由多个像素60构成。

在图2中，线存储器41从由A/D转换器26输出的数据中接收并保存用于聚焦检测区域56中的一条水平线的像素数据P0、P1、...、Pn。离散余弦变换(DCT)电路42对保存在线存储器41中的用于一条水平线的图像数据进行正交变换，并输出原始数据F0、F1、...、Fn作为频率分量。

加权电路44将来自DCT电路42的输出乘以预定的常数K0至Kn，以提供基本上相同电平的频率分量。换句话说，加权电路44可以输出K0×F0、K1×F1、...、Kn×Fn。

从输出K0×F0、K1×F1、...、Kn×Fn中，频率分量提取电路46仅仅提取并输出由主控电路30指定的分量。

线峰值保持电路48保持从频率分量提取电路46中提供的一条线的输出的最大值，并对每条水平线使用下一条水平线中的最大值来更新被保持的值。

加法器50和寄存器52构成累加器。累加器用作在垂直方向上的积分器，以累积地相加来自线峰值保持电路48的输出。在累积之前，在寄存器52中设置零。加法器50将来自线峰值保持电路48的输出与来自寄存器52的输出相加，并将相加的结果写入寄存器52。对聚焦检测区域56中的所有水平线58进行所述操作，以在寄存器52中保存聚焦检测区域56的所有水平线58中的预定频率分量的最大值的累积值。向主控电路30提供保存在寄存器52中的值作为AF估值信号(聚焦信号)。

图4表示在线存储器41、DCT电路42、加权电路44以及频率分量提取电路46中的数据。在图4中，(a)表示一串保存在线存储器41中的像素数据，(b)表示一串从DCT电路42中输出的数据。进一步地，(c)表示一串从加权电路44中输出的数据(在加权之后的频率分量)。而且，(d)、(e)以及(f)表示来自频率分量提取电路46的输出的例子。

在来自DCT电路42的输出F0至Fn中，F0表示在接近于直流分量的最低频率的分量。序号F1、F2和F3...越大，频率越高。Fn表示在最高频率的分量。

主控电路30具有确定由频率分量提取电路46提取的频率分量和类型的功能。例如，主控电路30依照摄像系统和分辨率，确定提取哪些频率分量。向频率分量提取电路46输出该确定信息。

在实施例1中，提取多个频率分量，并且从提取的频率分量中产生多个AF估值信号。主控电路30可以将多个AF估值信号的每一个乘以一个增益，并且可以在乘以所述增益之后，将AF估值信号相加。它可以将AF估值信号以可变比率相加。

图5表示将由AF估值处理电路28产生的AF估值信号输入主控电路30以及其中的合成电路的例子。在图5中，BPF表示在频率分量提取电路46中的提取频带，并且包括BPF0至BPFn。按序号从零到n，序号越大表示相对以及绝对地越高的频带。主控电路30可以从BPF0到BPFn设置将被提取的AF估值信号的频带。如上所述，主控电路30可以在所述提取之后将AF估值信号相加。在下文中，相加的AF估值信号将被称为合成AF估值信号。

在所述提取之后，主控电路30可以任意地改变用于AF估值信号的增益。可以改变AF估值信号的增益，以改变包含在合成AF估值信号中的AF估值信号的比率。

从上述内容可以说，AF估值处理电路28用作一个在每个频带中产生AF估值信号的信号发生器，并且主控电路30具有通过将在各个频带中的AF估值信号相加(合成)而产生合成AF估值信号的信号发生器的功能。

增益可被设置为零。将增益设置为零意味着并未相加相关的AF估值信号。这可被认为是以零比率相加。

接着，将参照图6至12描述由主控电路30执行的AF控制。首先，将参照图6描述在AF控制中的处理，图6是表示在图1所示的摄像机中的AF处理操作的流程的流程图。

在实施例1中，上文描述的AF控制的第一步骤对应于在图6中的步骤S601中执行的精密驱动控制的前半部分，其将在稍后参照图7详细描述。AF控制的第二步骤对应于在上述精密驱动控制的后半部分中的对焦确定操作(也被称为对焦确认操作)。

在实施例1中，用于第一步骤中的合成AF估值信号以低比率或零比率(即不包含)包括在高频带中的AF估值信号，并且以高比率包括在低频带中的AF估值信号。在下文中，这种合成AF估值信号被称为第一合成AF估值信号。用于AF控制的第二步骤中的合成AF估值信号以高比率包括在高频带中的AF估值信号(以下简称第二合成AF估值信号)。

在本例中，AF估值信号分量的“比率”指的是在合成AF估值信号的电平中该AF估值信号分量的电平的部分。随着比率越高，该AF估值信号分量的电平越显著地出现在合成AF估值信号的电平中。例如，在一个以0.5∶1∶1.5的比例包括AF估值信号分量A、AF估值信号分量B、AF估值信号分量C的合成AF估值信号中，这些信号分量的比率大约是0.16∶0.33∶0.5。稍后将描述在第一和第二合成AF估值信号中，各个频带中的AF估值信号的特定比率。

在图6中，在步骤S601中，根据在第一和第二合成AF估值信号的电平中的变化，执行聚焦透镜18的精密驱动控制。

接着，在步骤S602中，确定是否在精密(往复)驱动的控制期间进行对焦确定。稍后将描述对焦确定。如果确定并不进行对焦确定，流程前进到步骤S603，或者如果确定进行了对焦确定，则流程前进到步骤S608。

在步骤S603中，根据在第一合成AF估值信号的电平中的变化，确定聚焦透镜18的移动方向是否被确定。稍后将描述移动方向确定。如果确定移动方向已被确定，流程前进到步骤S604，或者如果确定移动方向未被确定，则流程回到步骤S601。

在步骤S604中，在增加第一合成AF估值信号的电平的方向上，以高速驱动聚焦透镜18(这是爬山驱动)。然后，流程前进到下一步S605。

在步骤S605中，确定第一合成AF估值信号的电平是否通过峰值。如果确定第一合成AF估值信号还未通过峰值，流程回到步骤S604。如果确定第一合成AF估值信号已通过峰值，流程前进到步骤S606。

在步骤S606中，使聚焦透镜18返回到第一合成AF估值信号为峰值电平的位置(峰值位置1)。

接着，在步骤S607中，确定聚焦透镜18是否回到峰值位置1。如果确定它并未回到峰值位置1，流程回到步骤S606。如果确定它回到峰值位置1，流程回到步骤S601。在步骤601中，再次执行精密驱动控制以执行稍后描述的对焦确定操作。

而另一方面，在步骤S608中，在未画出的存储器中保存在峰值位置1的第一合成AF估值信号的电平。在下一步骤S609中，取最新的第一合成AF估值信号。

然后，在步骤S610中，将在步骤S608中保存在存储器中的第一合成AF估值信号的电平(先前的电平)与在步骤S609中所取的第一合成AF估值信号的最新电平(当前电平)相比较。确定在先前的电平和当前电平之间的差异是否大于一个预定值(第一合成AF估值信号的电平中的变化是否很大)。如果所述差异大于预定值，流程回到步骤S601以重新开始AF控制的第一步骤。如果差异等于或小于预定值，流程前进到步骤S611。

在步骤S611中，停止聚焦透镜18的驱动并且流程回到步骤S609。

接着，将参照图7中的流程图，描述在步骤S601中执行的上述精密驱动控制。

在步骤S700中，设置用于产生精密驱动控制的第一步骤中使用的第一合成AF估值信号的多个(至少两个)AF估值信号的频带和用于AF估值信号的增益。例如，如下所示进行设置：

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益10％

在上述的设置中，与BPF0和BPF1所示的在低频带中的AF估值信号的增益相反，用于在BPF2所示的高频带中的AF估值信号的增益被降低至10％。这导致第一合成AF估值信号以低比率包含在高频带(5兆赫兹)中的AF估值信号。在高频带中的AF估值信号的分量比率大约为0.05。

在高频带中的AF估值信号的低分量比率可以减少其对响应性的影响。尽管描述了对高频带中的AF估值信号设置10％的增益，所述增益可被设置为零以排除其对响应性的影响。

在步骤S701中，从AF估值处理电路28中取出BPF0至BPF2的AF估值信号，乘以上述设置的增益，然后相加以产生第一合成AF估值信号。在未画出的存储器中保存产生的第一合成AF估值信号的电平，连同位置检测器39检测的聚焦透镜18的位置一起保存。

接着，在步骤S702中，确定在步骤S701中产生的第一合成AF估值信号的当前电平是否高于先前产生的第一合成AF估值信号的电平。如果确定当前电平低于先前的电平，流程前进到步骤S703。如果确定当前电平高于先前的电平，流程前进到步骤S706。

在步骤S703中，在存储器中将聚焦透镜18先前的位置保存为峰值位置1，并且清除在步骤S701中保存的第一合成AF估值信号。在与先前驱动方向相反的方向上，以预定量驱动聚焦透镜18。然后，流程前进到步骤S704。

在步骤S706中，在存储器中将聚焦透镜18的当前位置保存为峰值位置1，并且在存储器中将在步骤S701中保存的第一合成AF估值信号的当前电平保存为峰值。在与先前驱动的方向(前向)相同的方向上，以预定量驱动聚焦透镜18。然后，流程前进到步骤S704。

在步骤S704中，确定聚焦透镜18是否在相同方向上被连续地驱动预定次数。换句话说，在对焦方向的确定中(其中第一合成AF估值信号的电平与先前的确定相比被增加)，确定是否在所述预定次数连续地提供相同的结果。如果确定所述对焦方向并非连续地相同所述预定次数，流程前进到步骤S705。在本例中，聚焦透镜18略微地经过对应于第一合成AF估值信号的最高电平的位置。在该点的聚焦透镜的位置在一个预定范围中，其中包括第一合成AF估值信号的最高电平。如果确定对焦方向连续地相同所述预定次数，流程前进到步骤S709。

在步骤S705中，所述对焦确定操作被启动作为第二步骤。到步骤S704所提供的峰值位置是根据第一合成AF估值信号的峰值位置1。在步骤S705中，设置产生用于所述对焦确定中使用的第二合成AF估值信号的多个AF估值信号的频带和用于AF估值信号的增益。例如，如下所示进行设置：

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益100％

增加用于BPF2的AF估值信号的增益，以与第一合成AF估值信号相比，提供在高频带(5兆赫兹)中的AF估值信号的更高分量比率。所述分量比率大约为0.33。

在步骤S707中，根据第二合成AF估值信号，确定聚焦透镜18的往复运动是否在相同区域中重复预定次数。如果往复运动被重复，聚焦透镜18继续绕着对应于第二合成AF估值信号的最高电平的位置(峰值位置2)往复运动。如果确定往复运动被重复所述预定次数，流程前进到步骤S708。如果确定往复运动并未重复所述预定次数，流程前进到步骤S710。

在步骤S708中，由于完成了对焦确定，设置一个表示完成的标记并且聚焦透镜18被移到峰值位置2，所述峰值位置2是在上述往复运动区域之内的预定位置(例如，在第二合成AF估值信号的变化电平中的中心位置)。该标记被用于图6中的步骤S602的确定步骤中。然后，流程前进到步骤S710。

在步骤S710中，进行下述设置，以再次提供第一合成AF估值信号。然后，所述处理操作结束。

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益10％

在步骤S709中，由于完成了对焦方向确定，设置一个表示完成的标记。该标记被用于图6中的步骤S603的确定步骤中。然后，流程前进到步骤S710。

如上所述，在实施例1中，针对在对焦点附近区域和其它区域之间的高频带中的AF估值信号分量使用不同的增益，从而改变该信号分量在所使用的合成AF估值信号中的比率。这可以改善在AF控制中的响应性和对焦准确度。

实施例1所示的AF估值信号的频带和增益的设置仅仅是说明性的，并且它们可被设置为如下设置例子1至7中所示的。在设置例子1至7中上半部分中的值表示在步骤S700和S710中设置的第一合成AF估值信号的例子，而下半部分中的值表示在步骤S705中设置的第二合成AF估值信号的例子。

设置例子1：在第一合成AF估值信号中不包含在高频带中的信号分量

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益0％

→

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益100％

设置例子2：在第二合成AF估值信号中，减小低频带中的信号分量的增益

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益0％

→

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益50％

BPF1：频带2兆赫兹，增益50％

BPF2：频带5兆赫兹，增益120％

设置例子3：在第二合成AF估值信号中改变频带

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益0％

→

BPF0：频带1兆赫兹，增益50％

BPF1：频带3兆赫兹，增益50％

BPF2：频带5兆赫兹，增益120％

设置例子4：频带的数量并不限于三个

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益10％

BPF3：频带10兆赫兹，增益0％

→

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益90％

BPF1：频带2兆赫兹，增益110％

BPF2：频带5兆赫兹，增益100％

BPF3：频带10兆赫兹，增益100％

设置例子5：在第二合成AF估值信号中改变低频带并且减少其数量

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益10％

BPF3：频带10兆赫兹，增益0％

→

BPF0：频带0.3兆赫兹，增益0％

BPF1：频带1.5兆赫兹，增益50％

BPF2：频带5兆赫兹，增益10％

BPF3：频带10兆赫兹，增益120％

设置例子6：在第二合成AF估值信号中，增加在最高频带和最低频带之间的频带的增益

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益10％

BPF3：频带10兆赫兹，增益0％

→

BPF0：频带0.3兆赫兹，增益10％

BPF1：频带1.5兆赫兹，增益110％

BPF2：频带5兆赫兹，增益10％

BPF3：频带10兆赫兹，增益120％

设置例子7：具有增加的增益(即增加的比率)的频率分量可能不是最高频带中的分量，以及可能是在一个相对较高频带中的分量

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带3兆赫兹，增益100％

BPF2：频带6兆赫兹，增益5％

BPF3：频带8兆赫兹，增益5％

→

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带3兆赫兹，增益100％

BPF2：频带6兆赫兹，增益100％

BPF3：频带8兆赫兹，增益5％

可以适当地改变在所述设置例子中的AF估值信号的频带和增益，以实现响应性和对焦准确度的微调。例如，可以依照在摄像中的各种条件，例如摄像系统、物体亮度、用于记录的像素数量、像素密度、将被拾取的活动图像以及将被拾取的静止图像，来任意地改变它们。

(实施例2)

在下文中，将描述本发明的实施例2。在实施例2中的摄像设备的基本结构与实施例1中的参照图1描述的结构相同。使用与图1中的相同附图标记来表示与实施例1中的元件相同的元件。

在实施例2中，在精密驱动控制的第一步骤中，使用第一合成AF估值信号完成对焦确定，然后在第二步骤中，使用第二合成AF估值信号来完成最终的对焦确定。根据聚焦透镜18在相同区域的往复运动重复一个预定次数来执行每个对焦确定。

换句话说，通过使用包含大量低频分量的第一合成AF估值信号，确认往复运动重复一个预定次数，首先(在宽的容许区域中)进行粗略的对焦确定。然后，通过使用包含大量高频分量的第二合成AF估值信号，观察往复运动重复一个预定次数，进行高度精确的对焦确定。这可以有效地排除背景等的影响，从而与在对焦确定中仅使用第二合成AF估值信号的实施例1相比，增加实现聚焦于所述主要对象的可能性。

图8是表示在实施例2中，由主控电路30执行的AF控制中的精密驱动控制的流程的流程图。除了精密驱动控制之外的AF控制部分与参照图7在实施例1中描述的那些相同。

在图8中，在步骤S800中，设置用于产生精密驱动控制的第一步骤中使用的第一合成AF估值信号的多个AF估值信号的频带和用于AF估值信号的增益。例如，如下所示进行设置：

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益10％

接着，在步骤S801中，从AF估值处理电路28中取出BPF0至BPF2的AF估值信号，并乘以上述设置的增益，然后相加以产生第一合成AF估值信号。在未画出的存储器中保存产生的第一合成AF估值信号的电平，连同位置检测器39检测的聚焦透镜18的位置一起保存。

然后，在步骤S802中，确定在步骤S801中产生的第一合成AF估值信号的当前电平是否高于先前产生的第一合成AF估值信号的电平。如果确定当前电平低于先前的电平，流程前进到步骤S803。如果确定当前电平高于先前的电平，流程前进到步骤S806。

在步骤S803中，在存储器中将聚焦透镜18先前的位置保存为峰值位置1，并且清除在步骤S801中保存的第一合成AF估值信号。在与先前驱动方向相反的方向上，以预定量驱动聚焦透镜18。然后，流程前进到步骤S804。

在步骤S806中，在存储器中将聚焦透镜18的当前位置保存为峰值位置1，并且在存储器中将在步骤S801中保存的第一合成AF估值信号的电平保存为所述峰值。在与先前驱动的方向(前向)相同的方向上，以预定量驱动聚焦透镜18。然后，流程前进到步骤S804。

在步骤S804中，确定聚焦透镜18是否在相同方向上被连续地驱动一个预定次数。换句话说，在对焦方向的确定中(其中与先前确定相比，第一合成AF估值信号的电平被增加)，确定是否以一个预定次数连续地提供相同的结果。如果确定对焦方向并非连续地相同所述预定次数，流程前进到步骤S805。在本例中，聚焦透镜18略微地经过对应于第一合成AF估值信号的最高电平的位置。在该点的聚焦透镜的位置接近对应于第一合成AF估值信号的最高电平的位置。如果确定对焦方向连续地相同所述预定次数，流程前进到步骤S811。

在步骤S805中，在第一步骤中启动对焦确定操作。使用第一合成AF估值信号，确定聚焦透镜18是否在相同区域中重复往复运动一个预定次数。如果往复运动被重复，聚焦透镜18继续绕着对应于第一合成AF估值信号的最高电平的位置做往复运动。如果确定往复运动被重复所述预定次数，流程前进到步骤S807。如果确定往复运动未被重复所述预定次数，流程前进到步骤S810。

在步骤S807中，在第二步骤中启动所述对焦确定操作。设置用于产生第二合成AF估值信号的多个AF估值信号的频带和用于AF估值信号的增益。例如，如下所示进行设置：

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益100％

接着，在步骤S808中，根据第二合成AF估值信号，确定是否聚焦透镜18的往复运动在相同区域中重复一个预定次数。如果往复运动被重复，聚焦透镜18继续绕着对应于第二合成AF估值信号的最高电平的位置(峰值位置2)做所述往复运动。如果确定往复运动被重复所述预定次数，流程前进到步骤S809。如果确定往复运动未被重复所述预定次数，所述流程前进到步骤S810。

在步骤S809中，由于完成了对焦确定，设置一个表示完成的标记并且聚焦透镜18被移到峰值位置2，峰值位置2是一个在上述往复运动区域之内的预定位置(例如，在第二合成AF估值信号的变化电平中的中心位置)。然后，所述流程前进到步骤S810。

在步骤S810中，进行下述设置，以再次提供第一合成AF估值信号。然后，所述处理操作结束。

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益10％

在步骤S811中，由于完成了对焦方向确定，设置一个表示完成的标记。然后，所述流程前进到步骤S810。

如上所述，依照实施例2，使用第一合成AF估值信号来进行对焦确定，以与实施例1中的相比更可靠地检测主要对象。然后，使用第二合成AF估值信号来进行对焦确定，以提供所述主要对象高度精确的聚焦。这可以改善在AF控制中的响应性和对焦准确度。

实施例2所示的AF估值信号的频带和增益的设置仅仅是说明性的，并且它们可被设置为在实施例1中描述的设置例子1至7中所示的。

(实施例3)

在下文中，将描述本发明的实施例3。图9表示一种摄像设备的结构，用作实施例3的光学设备。该摄像设备是由集成一个镜头的摄像机或数码相机实现的，并且其摄像系统可以在标准TV系统和高清晰系统之间切换。可以由该设备拾取活动图像或静止图像。使用与实施例1中的相同附图标记来表示与实施例1中的元件相同的相机元件，并且省略其描述。

在图9中，附图标记40表示摄像系统选择开关，以允许操作者选择在标准TV系统(例如NTSC和PAL)中的摄像或在高清晰系统中的摄像。换句话说，提供开关40以设置将被拾取的图像的分辨率。当使用开关40来选择标准TV系统时，由未画出的相机信号处理电路产生具有适合于标准TV系统的分辨率的图像信号。当选择高清晰系统时，由所述相机信号处理电路产生具有适合于高清晰系统的分辨率的图像信号。

在实施例3中，当选择标准TV系统时，主控电路30设置多个(至少两个)提取频带和增益，以提供适合于标准TV系统的AF估值信号(第一合成AF估值信号)。使用第一合成AF估值信号执行在AF控制的第一步骤中的操作以及在AF控制的第二步骤中的对焦确定操作。

而另一方面，当选择高清晰系统时，如实施例1所述，首先使用第一合成AF估值信号来执行在AF控制的第一步骤中的操作。然后，设置用于提供适合于高清晰系统的AF估值信号(第二合成AF估值信号)的提取频带和增益，并且使用第二合成AF估值信号执行在第二步骤中的对焦确定操作。

图10B是表示在实施例3中AF估值信号的提取频带和增益的设置的基本概念的流程图。

在步骤S1001中，确定是否正在进行一个对焦确定操作。如果并未进行对焦确定操作，流程前进到步骤S1002。如果正在进行对焦确定操作，流程前进到步骤S1005。

在步骤S1002中，读取摄像系统选择开关40的状态以确定选择的是标准TV系统还是高清晰系统。如果选择标准TV系统，流程前进到步骤S1003以设置用于提供适合于标准TV系统的第一合成AF估值信号的提取频带和增益。如果选择高清晰系统，流程前进到步骤S1004以设置用于提供第一合成AF估值信号的提取频带和增益。这使得能够到在高清晰摄像中进行对焦确定操作时，使用所述第一合成AF估值信号进行主要对象的检测。

在步骤S1005中，读取摄像系统选择开关40的状态以确定选择的是标准TV系统还是高清晰系统。如果选择标准TV系统，流程前进到步骤S1006以设置用于提供适合于标准TV系统的第一合成AF估值信号的提取频带和增益。如果选择高清晰系统，流程前进到步骤S1007以设置用于提供适合于高清晰系统的第二合成AF估值信号的提取频带和增益。

在步骤S1003和S1004中提供第一合成AF估值信号的提取频带和增益可能相同，也可能不同。可以根据摄像系统来执行最优设置，以改善在每个摄像系统中的响应性和对焦准确度。

在步骤S1003和S1006中提供第一合成AF估值信号的提取频带和增益可能不同，也可能相同。这是因为在标准TV系统中的带宽小于在高清晰系统中的带宽，因而在标准TV系统中通常确保理想性能而不在对焦确定操作之前和期间使用不同的设定。由于与高清晰系统相比，标准TV系统中的频带中并不需要相对较大的变化，在对焦确定操作之前和期间可以使用相同设置。

接着，将参照图7中的流程图详细描述实施例3中的精密驱动控制。包括精密驱动控制的AF控制的一般流程与图6的流程图所示的流程相同。

在图7中，在步骤S700中，根据摄像系统选择开关40的状态(标准TV系统或高清晰系统)，设置用于产生第一合成AF估值信号的提取频带和增益，所述第一合成AF估值信号以低比率包含高频带中的AF估值信号分量。例如，如下所示进行设置：

标准TV系统

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益10％

高清晰系统

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益10％

如上所述，在步骤S700中，在标准TV系统和高清晰系统之间可以进行不同的设定，如下所示。例如，在标准TV系统中，使用与高清晰系统中的频带相比较低频带中的AF估值信号，以取得整体平衡。

标准TV系统

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带1.5兆赫兹，增益100％

BPF2：频带3兆赫兹，增益5％

高清晰系统

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益10％

与实施例1中描述的那些相似地执行从S701至S704和S706的操作。

当流程从步骤S704前进到S705时，在步骤S705开始对焦确定操作。在高清晰系统中，改变所述提取频带和增益的设置，以产生以高比率包含高频带中的AF估值信号分量的第二合成AF估值信号。而另一方面，在标准TV系统中，并不改变提取频带和增益。例如，如下所示进行设置：

标准TV系统

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益10％

高清晰系统

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益100％

如上所述，在步骤S705及随后的对焦确定操作中，可以改变在标准TV系统中的设定。然而，改变限于以低比率包含高频带中的AF估值信号分量的第一合成AF估值信号。特别地，可以如下所示进行设置：

标准TV系统

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带1.5兆赫兹，增益100％

BPF2：频带3兆赫兹，增益5％

高清晰系统

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益100％

在步骤S707中，确定是否在相同区域中重复聚焦透镜18的往复运动一个预定次数。如果重复往复运动所述预定次数，流程前进到步骤S708。如果确定并未重复往复运动所述预定次数，流程前进到步骤S710。

在步骤S708中，由于完成了对焦确定，设置一个表示完成的标记并且聚焦透镜18被移到在上述往复运动区域之内的峰值位置(标准TV系统中的峰值位置1或高清晰系统中的峰值位置2)。该标记被用于图6中的步骤S602的确定中。然后，所述流程前进到步骤S710。

在步骤S710中，提取频带和增益的设置回到如下设置并且所述处理结束。

标准TV系统

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益10％(或5％)

高清晰系统

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益10％

依照实施例3，对标准TV系统和高清晰系统可以设置不同的提取频率和增益，以实现具有适合于每个摄像系统的高性能的AF控制。

实施例3所示的AF估值信号的频带和增益的设置仅仅是说明性的，并且它们可被设置为实施例1中所描述的设置例子1至7中所示的。

(实施例4)

在下文中，将描述本发明的实施例4。在实施例4中的摄像设备的基本结构与图9所示的实施例3中的摄像设备的结构相同。因而，使用与实施例3中的相同附图标记来表示与实施例3中的元件相同的元件。

在实施例4中，当选择标准TV系统时，主控电路30设置用于提供适合于标准TV系统的AF估值信号(第一合成AF估值信号)的提取频带和增益。使用该第一合成AF估值信号来执行在AF控制的第一步骤中的操作和对焦确定以及在AF控制的第二步骤中的对焦确定。

而另一方面，当选择高清晰系统时，如实施例2所述，首先使用第一合成AF估值信号来执行在第一步骤中的操作和对焦确定。然后，设置用于提供适合于高清晰系统的AF估值信号(第二合成AF估值信号)的提取频带和增益，并且使用第二合成AF估值信号来执行在第二步骤中的对焦确定。

在实施例4中的AF估值信号的提取频带和增益的设置的基本概念与实施例3中的图10B所示的相似。然而，在步骤S1001中，确定是否正在进行第二步骤中的对焦确定操作。

接着，将参照图8中的流程图详细描述实施例4中的精密驱动控制。包括精密驱动控制的AF控制的一般流程与图6的流程图所示的流程相同。

在图8中，在步骤S800中，根据摄像系统选择开关40的状态(标准TV系统或高清晰系统)，设置用于产生第一合成AF估值信号的提取频带和增益，所述第一合成AF估值信号以低比率包含高频带中的AF估值信号分量。例如，如下所示进行设置：

标准TV系统

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益10％

高清晰系统

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益10％

步骤S800中，对标准TV系统的设置可以不同于对高清晰系统的设置，如下所示。例如，在标准TV系统中，使用与高清晰系统中的频带相比较低频带中的AF估值信号，以取得整体平衡。

标准TV系统

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带1.5兆赫兹，增益100％

BPF2：频带3兆赫兹，增益5％

高清晰系统

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益10％

与实施例2中描述的那些相似地执行从S801至S804和S806的操作。

当流程从步骤S804前进到S805时，在步骤S805开始第一步骤中的对焦确定操作。在标准TV系统和高清晰系统两者中，并不改变在步骤S800中的设定，以及使用第一合成AF估值信号来执行控制，以确定聚焦透镜18是否在相同区域中继续往复运动一个预定次数。如果重复往复运动所述预定次数，流程前进到步骤S807。而另一方面，如果并未重复往复运动所述预定次数，流程前进到步骤S810。

在步骤S807中，在第二步骤中开始所述对焦确定操作。在高清晰系统中，改变提取频带和增益的设置，以产生以高比率包含高频带中的AF估值信号分量的第二合成AF估值信号。而另一方面，在标准TV系统中，并不改变提取频带和增益的设置。例如，如下所示进行设置：

标准TV系统

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益10％

高清晰系统

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益100％

如上所述，在步骤S807及其后的对焦确定操作中，可以改变在标准TV系统中的设定。然而，改变限于以低比率包含高频带中的AF估值信号分量的第一合成AF估值信号。特别地，可以如下所示进行设置：

标准TV系统

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带1.5兆赫兹，增益100％

BPF2：频带3兆赫兹，增益5％

高清晰系统

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益100％

接着，在步骤S808中，确定聚焦透镜18是否在相同区域中继续往复运动一个预定次数。如果重复往复运动所述预定次数，流程前进到步骤S809。而另一方面，如果并未重复往复运动所述预定次数，流程前进到步骤S810。

在步骤S809中，由于完成了对焦确定，设置一个表示完成的标记并且聚焦透镜18被移到在上述往复运动区域之内的峰值位置(标准TV系统中的峰值位置1或高清晰系统中的峰值位置2)。该标记被用于图6中的步骤S602的确定步骤中。然后，流程前进到步骤S810。

在步骤S810中，提取频带和增益的设置回到如下设置并且所述处理结束。

标准TV系统

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益10％(或5％)

高清晰系统

BPF0：频带0.5兆赫兹，增益100％

BPF1：频带2兆赫兹，增益100％

BPF2：频带5兆赫兹，增益10％

依照实施例4，可以对标准TV系统和高清晰系统设置不同的提取频率和增益，以实现具有适合于每个摄像系统的高性能的AF控制。此外，特别在高清晰摄像中，可以通过使用第一合成AF估值信号来进行对焦确定，以与实施例3中的相比更可靠地检测所述主要对象。可以通过使用第二合成AF估值信号再次进行对焦确定，以实现高度精确的聚焦于所述主要对象。这可以改善AF控制中的响应性和对焦准确度。

实施例4所示的AF估值信号的频带和增益的设置仅仅是说明性的，并且它们可被设置为实施例1中所描述的设置例子1至7中所示的。

依照上述实施例1至4的每一个，通过使用以低比率包含相对较高或最高频带中的聚焦信号分量的第一聚焦信号，来进行对所述主要对象的聚焦控制，并且通过使用以高比率包含相对较高或最高频带中的聚焦信号分量的第二聚焦信号，来进一步增加聚焦准确度。因此，当与传统图像中的相比以更高的分辨率拾取图像时，不仅可以提供高聚焦准确度，而且可以提供在聚焦控制中的有利的响应性。

在上述实施例1至4的每一个中的AF控制也是通过用计算机形成所述主控电路30和AF估值处理电路28并且执行一个保存在该计算机中的计算机程序(软件)实现的。特别地，有可能使用软件来执行根据来自摄像部件的信号来产生在多个频带中的AF估值信号分量的步骤，以及控制聚焦透镜18的驱动以便合成AF估值信号的电平接近所述最高值的步骤。在所述控制步骤中，所述软件使用第一合成AF估值信号来执行AF控制的第一步骤的操作，然后使用第二合成AF估值信号来执行第二步骤的操作。

尽管已经结合集成了镜头的摄像机或数码相机描述了上述解释的实施例1至4的每一个，本发明适用于具有可互换镜头的摄像机或数码相机。本发明还适用于可互换镜头设备，其接收来自相机主体的摄像部件所产生的信号，从该信号中产生AF估值信号，并使用该信号执行AF控制。

可以使用从摄像部件的输出提取的多个频带之一中的信号，来产生本发明中所称的第一聚焦信号。

此外，本发明并不限于这些首选实施例，并且可以进行各种变化和修改而不背离本发明的范围。

本申请基于2005年11月28日提交的日本专利申请No.2005-341992要求外国优先权，上述优先申请被整体引用，相当于被合并于此。

Claims

1、一种光学设备，其包含：

信号发生器，其从来自摄像部件的输出中提取多个频带中的信号，并从所述提取的信号中产生聚焦信号；以及

控制器，其进行聚焦控制以便所述聚焦信号接近最高值，

其中所述控制器在聚焦控制中使用第一聚焦信号和第二聚焦信号，以及

所述第一和第二聚焦信号中的每一个都是通过合成所述多个频带中的至少两个聚焦信号而形成的合成信号，并且与第一聚焦信号相比，第二聚焦信号以更高比率包含第一频带中的聚焦信号的分量，其中所述第一频带在多个频带中相对较高。

2、依照权利要求1的光学设备，其中用于所述第二聚焦信号中的第一频带中的聚焦信号的增益高于用于所述第一聚焦信号中的第一频带中的聚焦信号的增益。

3、依照权利要求1的光学设备，其中所述第一聚焦信号中的至少一个聚焦信号分量所具有的频带不同于所述第二聚焦信号中的对应聚焦信号分量的频带。

4、依照权利要求1的光学设备，其中所述控制器驱动聚焦透镜到一个区域，该区域包括其中第一聚焦信号为最大值的位置，然后使用所述第二聚焦信号执行对焦确定操作。

5、依照权利要求1的光学设备，其中所述控制器使用第一聚焦信号执行第一对焦确定操作，以及然后使用第二聚焦信号执行第二对焦确定操作。

6、依照权利要求1的光学设备，其中所述控制器依照从所述摄像部件的输出中获得的图像信号的分辨率，来改变所述多个频带和比率。

7、依照权利要求1的光学设备，其中所述控制器能够改变被包括在所述第一和第二聚焦信号中的每个频带的聚焦信号分量的比率。

8、依照权利要求1的光学设备，其中所述光学设备是摄像设备，包括拾取物体的图像以产生图像信号的摄像部件。

9、一种光学设备，其包含：

信号发生器，其从来自摄像部件的输出中提取多个频带中的信号，并从至少一个所述提取的信号中产生聚焦信号；以及

控制器，其进行聚焦控制以便所述聚焦信号接近最高值，

所述第二聚焦信号是通过合成在作为多个频带中的最高频带的第一频带中的聚焦信号和另一频带中的聚焦信号而形成的合成信号，并且与所述第一聚焦信号相比以更高比率包含所述第一频带中的聚焦信号的分量。

10、依照权利要求9的光学设备，其中所述第一聚焦信号并不包含所述第一频带中的聚焦信号分量。

11、依照权利要求9的光学设备，其中所述第一聚焦信号是通过合成所述第一频带中的所述聚焦信号和另一频带中的聚焦信号而形成的合成信号。

12、依照权利要求9的光学设备，其中用于所述第二聚焦信号中的第一频带的聚焦信号的增益高于用于所述第一聚焦信号中的第一频带的聚焦信号的增益。

13、依照权利要求11的光学设备，其中用于所述第二聚焦信号中的其它频带中的聚焦信号的增益低于用于所述第一聚焦信号中的其它频带中的聚焦信号的增益。

14、依照权利要求11的光学设备，其中用于所述第二聚焦信号中的在所述第一频带和低于所述第一频带的第二频带之间的一个频带中的聚焦信号的增益，高于用于所述第一聚焦信号中的所述第一和第二频带之间的所述频带中的聚焦信号的增益。

15、依照权利要求9的光学设备，其中所述第一聚焦信号中的至少一个聚焦信号分量所具有的频带不同于所述第二聚焦信号中的对应聚焦信号分量的频带。

16、依照权利要求9的光学设备，其中所述控制器驱动聚焦透镜到一个区域，该区域包括其中所述第一聚焦信号为最大值的一个位置，以及然后使用所述第二聚焦信号执行对焦确定操作。

17、依照权利要求16的光学设备，其中所述对焦确定操作是用于确定当聚焦透镜在一个包括所述第一和第二聚焦信号之一为最大值的位置的区域中往复移动一个预定次数时的对焦状态的操作。

18、依照权利要求9的光学设备，其中所述控制器使用第一聚焦信号执行第一对焦确定操作，以及然后使用第二聚焦信号执行第二对焦确定操作。

19、依照权利要求18的光学设备，其中所述对焦确定操作是用于确定当聚焦透镜在一个包括所述第一和第二聚焦信号之一为最大值的位置的区域中往复移动一个预定次数时的对焦状态的操作。

20、依照权利要求9的光学设备，其中所述控制器依照从所述摄像部件的输出中获得的图像信号的分辨率，来改变所述多个频带和比率。

21、依照权利要求9的光学设备，其中所述控制器能够改变被包括在所述第一和第二聚焦信号中的每个频带的聚焦信号分量的比率。

22、依照权利要求9的光学设备，其中所述光学设备是摄像设备，其包括拾取物体的图像以产生图像信号的摄像部件。

23、一种控制聚焦的方法，其包含：

信号产生步骤，其从来自摄像部件的输出中提取多个频带中的信号，并从所述提取的信号中产生聚焦信号；以及

控制步骤，其进行聚焦控制以便所述聚焦信号接近最高值，

其中在所述控制步骤中使用第一聚焦信号和第二聚焦信号，以及

所述第一和第二聚焦信号的每一个都是通过合成所述多个频带中的至少两个所述聚焦信号而形成的合成信号，并且与第一聚焦信号相比，第二聚焦信号以更高比率包含第一频带中的聚焦信号的分量，所述第一频带在所述多个频带中相对较高。

24、一种控制聚焦的方法，其包含：

信号产生步骤，其从来自摄像部件的输出中提取多个频带中的信号，并从至少一个所述提取的信号中产生聚焦信号；以及

控制步骤，其进行聚焦控制以便所述聚焦信号接近最高值，

所述第二聚焦信号是通过合成作为所述多个频带中的最高频带的第一频带中的聚焦信号和另一频带中的聚焦信号而形成的合成信号，并且与所述第一聚焦信号相比以更高比率包含所述第一频带中的聚焦信号的分量。