自动聚焦设备与方法

专利名称：自动聚焦设备与方法
技术领域：
本发明涉及用于成像装置的自动聚焦设备、方法及其程序产品。
背景技术：
诸如摄像机与数字照相机等成像装置已经配备有自动对对象聚焦的任一自动聚焦机制。自动聚焦机制利用在成像框(取景器视图)中提供的特定区域中的图像信号的频率分量以计算聚焦评估值，并且驱动聚焦镜头，从而可以给出最大聚焦评估值(参见日本专利申请公开号H10-213736)。由此，如果在所述特定区域被设置在成像框中心之上、并且成像框的构成被固定以将对象置于成像框中心之上以后成像，则当聚焦镜头的焦点位置符合其对焦位置(in-focus position)时，可以自动对该对象聚焦。

发明内容
用于广播或专业用途的成像装置在自动聚焦操作中具有其服务所必须的各种性能。例如，用来对景观成像以掌握周围天气的所谓的天气相机被固定地设置在高塔或高大建筑物的顶部之上，并且在整个一天中连续使用。这强烈地要求该成像装置具有长的寿命周期，但是当发生相机震动等等时并不特别要求其聚焦调整性能。另外，并不特别要求其迅速开始自动聚焦操作、聚焦时间周期等等。
在另一方面，用于体育节目、新闻节目等等的成像装置不会在整个一天中连续使用。与天气相机相比，这并不强烈地要求该成像装置具有长寿命周期。但是对于用于体育节目等等的成像装置，强烈要求其迅速开始自动聚焦操作、聚焦时间周期等等，以在恰当时刻释放快门。在此类成像装置中，经常使用便利型装置。这也强烈地要求当发生相机震动等等时它们的其聚焦调整性能。
在用于电影制造的成像装置中，必须制成高品质图像。与聚焦时间周期相比，这强烈地要求聚焦精确度、对焦的高品质图像、以及平滑聚焦操作。
由此，对自动聚焦操作的请求根据该成像装置所用于的服务内容而变化。如果制造并分发每个都专用于其任意服务内容的成像装置，则由于多种产品的小批量生产，将难于提供廉价的图像装置。
人们希望提供能够根据各种用途进行任意自动聚焦操作的自动聚焦设备、方法、及其程序产品。
根据本发明的一种实施方式，提供了一种自动聚焦设备，包含镜头驱动单元，其驱动镜头；焦点位置检测单元，其检测镜头焦点的位置；以及距离测量传感器，其测量到对象的距离。该设备还包含聚焦评估值计算单元，其利用在成像框中提供的特定区域中的图像信号频率分量来计算聚焦评估值；以及用户界面，其设置自动聚焦内容。该设备还包含控制单元，其进行聚焦操作，以根据聚焦评估值，或者聚焦评估值、镜头焦点位置、由距离测量传感器测量的测定距离结果来控制镜头驱动单元驱动镜头，由此使由焦点位置检测单元检测的镜头焦点的位置满足其对焦位置。控制单元根据由用户界面设置的自动聚焦内容，控制镜头驱动单元、距离测量传感器、以及聚焦评估值计算单元，由此实现根据设置内容的聚焦操作。
根据本发明的另一种实施方式，提供了一种自动聚焦方法。该方法包含焦点位置检测步骤，其检测镜头焦点的位置；距离测量步骤，其测量到对象的距离；以及聚焦评估值计算步骤，其利用在成像框中提供的特定区域中的图像信号的频率分量来计算聚焦评估值。该方法还包含镜头驱动步骤，其进行聚焦操作，以根据聚焦评估值，以及聚焦评估值、镜头焦点位置、由距离测量传感器测量的测定距离结果中的任何一个来驱动镜头，由此使由焦点检测步骤检测的镜头焦点的位置满足其对焦位置。该方法还包含操作切换步骤，其根据由用户界面设置的自动聚焦内容，相互切换镜头驱动步骤、距离测量步骤、以及聚焦评估值计算步骤，由此实现根据所设置内容的聚焦操作。
根据本发明的另一种实施方式，提供了一种计算机程序产品，其允许计算机执行以上自动聚焦方法。
根据本发明的任一实施方式，根据由用户界面设置的自动聚焦内容，控制驱动镜头的速度、距离测量传感器的距离测量窗口的尺寸、重新开始聚焦操作的重新开始确定标准、使用距离测量传感器的测定距离结果的镜头驱动处理、以及不使用距离测量传感器的测定距离结果的镜头驱动处理等等，由此实现根据任意所设置的自动聚焦内容的聚焦操作。另外，存储单元存储由用户界面设置的一个或多个自动聚焦内容，并且通过从存储单元中读出任意自动聚焦内容，切换聚焦操作。
由此，根据本发明的任一实施方式，可以根据由用户界面设置的自动聚焦内容，控制镜头驱动单元、距离测量传感器、以及聚焦评估值计算单元，由此实现根据所设置内容的聚焦操作。因此，如果根据成像装置的任意用途通过用户界面设置自动聚焦内容，则可以根据任意用途来进行任意自动聚焦操作。
本说明书的结束部分具体指出并且直接要求本发明的技术主题。但是，本领域技术人员通过参照附图阅读本说明书的其余部分，能够对本发明操作的组织与方法、以及本发明的优点与目的获得最佳理解。在附图中，类似的附图标记指类似的元件。


图1为显示根据本发明的摄像机实施方式的配置的方框图；图2为显示聚焦评估值计算单元的配置的方框图；图3为显示评估窗口尺寸的图示；图4为显示过滤水平方向聚焦评估值的计算滤波器的配置的方框图；图5为显示过滤水平方向聚焦评估值的水平与垂直方向积分方案的计算滤波器的配置的方框图；图6为显示过滤垂直方向聚焦评估值的计算滤波器的配置的方框图；图7为显示摄像机自动聚焦操作的流程图；图8为显示镜头驱动设置处理的流程图；图9为解释利用测定距离结果的自动聚焦操作的图示；图10A至10C为说明后焦点解决操作的图示；图11为显示改变已经设置的设置内容的设置内容改变处理的流程图；图12为用来改变设置内容的菜单的图示。
具体实施例方式
以下将参照附图描述本发明的实施方式。图1显示具有自动聚焦机制的诸如摄像机10等成像装置的整体配置。
摄像机10的镜头组件(lens block)20由以下构成成像镜头、检测成像镜头位置的镜头位置检测单元、驱动成像镜头的镜头驱动单元等等。应该注意在图1所示的镜头组件20中，作为成像镜头，显示了聚焦镜头21与摆动镜头22，聚焦镜头21用来将对象图像聚焦在成像元件的成像表面上，摆动镜头22利用对于聚焦镜头21驱动方向的确定来使其焦点位置满足对焦位置。
对于聚焦镜头21，配备有检测聚焦镜头21的位置的镜头位置检测单元21a，即检测聚焦镜头21的焦点位置的焦点位置检测单元；以及镜头驱动单元21b，其驱动聚焦镜头21使镜头位置沿其光轴移动。
类似地，对于摆动镜头22，配备有检测摆动镜头22的位置的镜头位置检测单元22a，以及驱动摆动镜头22使镜头位置沿其光轴移动的镜头驱动单元22b，以进行任何适当的摆动。
镜头组件20具有光圈23，以控制入射光量。对于光圈23，也配备有检测光圈23孔径开口水平的光圈位置检测单元23a，以及驱动光圈23使其打开、关闭的光圈驱动单元23b。
镜头组件控制单元51分别接收来自镜头位置检测单元21a的、指示聚焦镜头21的焦点位置的检测信号RSf，来自镜头位置检测单元22a的、指示摆动量的检测信号RSw，来自光圈位置检测单元23a的、指示光圈23孔径开口水平的的检测信号RSi。镜头组件控制单元51连接到用户界面55，以设置自动聚焦操作模式并且开始自动聚焦操作。根据用户对用户界面55的操纵，镜头组件控制单元51可以接收任何操纵信号PSL。镜头组件控制单元51还具有存储单元(其未显示)，由只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)等等构成。该存储单元可以存储关于聚焦镜头21和摆动镜头22每一个的焦距的数据、关于孔径比的数据、以及关于镜头组件的制造商名称与序列号的任何信息等等。
镜头组件控制单元51基于所存储的信息、检测信号RSf、RSw、和RSi、操纵信号PSL、以及从以后将描述的相机组件控制单元52收到的聚焦控制信号CTf和摆动控制信号CTw，生成镜头驱动信号RDf、RDw。镜头组件控制单元51进一步向镜头驱动单元21b提供所生成的镜头驱动信号RDf以驱动聚焦镜头21，由此允许对所希望的对象对焦。镜头组件控制单元51另外向镜头驱动单元22b提供所生成的镜头驱动信号RDw以驱动摆动镜头22，由此允许对聚焦镜头对焦位置的方向进行检测。镜头组件控制单元51还生成光圈控制信号RDi，并且将其供给光圈驱动单元23b，由此允许光圈23孔径的开口水平得到控制。
相机组件30中的分光棱镜31将来自镜头组件20的入射光分离为三原色红(R)、绿(G)、蓝(B)，并且分别将其中的R分量提供给图像拾取器32R，将其中的G分量提供给图像拾取器32G、并且将其中的B分量提供给图像拾取器32B。
图像拾取器32R通过光电转换生成相应于R分量的图像信号SR，并且将其提供给前置放大器33R。图像拾取器32G通过光电转换生成相应于G分量的图像信号SG，并且将其提供给前置放大器33G。图像拾取器32B通过光电转换生成相应于B分量的图像信号SB，并且将其提供给前置放大器33B。
前置放大器33R放大图像信号SR的电平，对其进行相关双重采样以减少任何重置(reset)噪声，并且将减少了噪声的图像信号SR提供给A/D转换器34R。A/D转换器34R接收图像信号SR，将其转换为数字图像信号DRa，并且将其提供给预处理单元35。
前置放大器33G放大图像信号SG的电平，对其进行相关双重采样以减少任何重置噪声，并且将减少了噪声的图像信号SG提供给A/D转换器34G。A/D转换器34G接收图像信号SG，将其转换为数字图像信号DGa，并且将其提供给预处理单元35。
前置放大器33B放大图像信号SB的电平，对其进行相关双重采样以减少任何重置噪声，并且将减少了噪声的图像信号SB提供给A/D转换器34B。A/D转换器34B接收图像信号SB，将其转换为数字图像信号DBa，并且将其提供给预处理单元35。
预处理单元35接收图像信号DRa、DGa、DBa，以调整它们的增益，并且执行黑电平的稳定处理、对其动态范围的调整等等，以生成图像信号DRb、DGb、DBb，并且将由此生成的图像信号DRb、DGb、DBb提供给信号处理单元36与聚焦评估值计算单元37。
信号处理单元36接收图像信号DRb、DGb、DBb，以对它们进行各种信号处理，由此生成图像输出信号DVout。例如，进行用来压缩具有高于设置电平的电平的图像信号的Knee补偿，用来根据任意各种设置的gama曲线校正图像信号的电平的gama校正，以及用来限制图像信号的电平保留在设置区域中的白及黑电平削波。信号处理单元36还进行边沿增强处理、线性矩阵处理、编码处理，以生成具有希望格式的图像输出信号DVout等等。
聚焦评估值计算单元37根据从预处理单元35接收的图像信号DRb、DGb、DBb生成亮度信号DY，并且利用亮度信号DY计算任意聚焦评估值ID。然后，聚焦评估值计算单元37将聚焦评估值ID提供给相机组件控制单元52。
图2显示聚焦评估值计算单元37的配置。聚焦评估值计算单元37具有亮度信号生成电路371，用来根据图像信号DRb、DGb、DBb生成亮度信号DY；聚焦评估值生成电路372-ID0至372-ID13，用来生成将在以后描述的十四种聚焦评估值ID0至ID13；以及接口电路373，用来与相机组件控制单元52通信，并且根据来自相机组件控制单元52的任何请求，将所生成的聚焦评估值ID0至ID13提供给相机组件控制单元52。
通过使用从预处理电路35接收的图像信号DRb、DGb、DBb，亮度信号生成电路371生成亮度信号DY，如下计算DY＝0.30DRb+0.59 DGb+0.11DBb。
这是因为为了确定是否达到聚焦，确定对比度是高还是低就足够了，并且检测亮度信号DY电平变化作为对比度变化就足够了。
聚焦评估值生成电路372-ID0生成如下聚焦评估值ID0。类似地，每个聚焦评估值生成电路372-ID1至372-ID13生成如下聚焦评估值ID1至ID13。
聚焦评估值ID0聚焦评估值的名称″IIR1_W1_HPeak″；聚焦评估值ID1聚焦评估值的名称″IIR1_W2_HPeak″；聚焦评估值ID2聚焦评估值的名称″IIR1_W2_HPeak″；聚焦评估值ID3聚焦评估值的名称″IIR4_W3_HPeak″；聚焦评估值ID4聚焦评估值的名称″IIR0-W1_VIntg″；聚焦评估值ID5聚焦评估值的名称″IIR3_W1_VIntg″；聚焦评估值ID6聚焦评估值的名称″IIR1_W1_HIntg″；聚焦评估值ID7聚焦评估值的名称″Y_W1_HIntg″；聚焦评估值ID8聚焦评估值的名称″Y_W1_Satul″；
聚焦评估值ID9聚焦评估值的名称″IIR1_W3_HPeak″；聚焦评估值ID10聚焦评估值的名称″IIR1_W4_HPeak″；聚焦评估值ID11聚焦评估值的名称″IIR1_W5_HPeak″；聚焦评估值ID12聚焦评估值的名称″Y_W3_HIntg″；以及聚焦评估值ID13聚焦评估值的名称″Y_W3_HIntg″。
此处，对于以上聚焦评估值ID0至ID13，分别使用指示其属性的聚焦评估值名称，“使用数据评估窗口尺寸聚焦评估值计算方法”。评估窗口为在图像帧中提供的特定区域。
基本通过将评估窗口中的图像信号频率分量相加在一起，获得这些聚焦评估值ID0至ID13，并且这些聚焦评估值指示相应于图像中任何模糊的值。
在聚焦评估值名称的“使用数据”中有“IIR”与“Y”。“IIR”使用关于通过利用高通滤波器(HPF)从亮度信号DY中过滤出的高频分量的数据。“Y”使用未利用任何HPF的、原样的亮度信号DY。
当利用HPF时，可以使用无限脉冲响应(IIR)型HPF。根据HPF的种类，IIR分类为IIR0、IIR1、IIR3、以及IIR4，其表示具有不同截断频率的HPF。设置HPF从而具有不同截断频率允许放大聚焦评估值的变化，例如，如果使用具有高截断频率的HPF的话则在对焦位置附近的位置上，与使用具有低截断频率的HPF的情况形成对比。如果几乎没有聚焦，则当使用具有低截断频率的HPF时可以放大聚焦评估值的变化，与使用具有高截断频率的HPF的情况形成对比。由此，可以设置HPF从而具有不同截断频率，以在自动聚焦操作期间、根据任意聚焦情况选择最适当的聚焦评估值。
评估窗口尺寸为将被用来生成聚焦评估值的图像区域的尺寸。在本实施方式中，评估窗口的各种尺寸显示了以下五种评估窗口尺寸W1至W5。
评估窗口尺寸W1116像素乘60像素；评估窗口尺寸W296像素乘60像素；评估窗口尺寸W3232像素乘120像素；评估窗口尺寸W4192像素乘120像素；评估窗口尺寸W5576像素乘180像素。
这些评估窗口的中心对准成像框的中心。应该注意在图3中，在一场的帧尺寸为768像素乘240像素的情况下显示评估窗口尺寸W1至W5。
由此，设置评估窗口从而具有其各种尺寸允许产生适合于任意评估窗口尺寸的任意分离聚焦评估值。这允许从聚焦评估值ID0至ID13中选择任意适当的聚焦评估值，以满足目标对象所具有的任何尺寸。
对于聚焦评估值的计算方法，可以使用HPeak方案、HIntg方案、VIntg方案、以及Satul方案。HPeak方案为相对于任何峰值的水平方向聚焦评估值的计算方法。HIntg方案为相对于任何水平与垂直积分的水平方向聚焦评估值的计算方法。VIntg方案为相对于任何积分的垂直方向聚焦评估值的计算方法。Satul方案为计算其亮度饱和的像素的数目的计算方法。
HPeak方案还是用来利用HPF从水平方向图像信号中获取任何高频分量的、聚焦评估值的计算方法。在本实施方式中，其用来计算聚焦评估值ID0、ID1、ID2、ID3、ID9、ID10、以及ID11。
图4显示用于HPeak方案的、用来过滤水平方向聚焦评估值的计算滤波器的配置，其可以用于聚焦评估值计算单元37中。该用来过滤水平方向聚焦评估值的计算滤波器具有HPF 381，用来从来自亮度信号生成电路的亮度信号DY中只过滤出高频分量；绝对值处理单元382，用来计算这些高频分量的绝对值；乘法电路383，用来将这些高频分量的绝对值乘以水平方向窗口控制信号WH；行峰值保持电路384，用来为每一行保持一个峰值；以及垂直方向积分电路386，用来垂直地积分评估窗口内所有行的峰值。
HPF 381从亮度信号DY中过滤出高频分量，并且绝对值处理单元382计算这些高频分量的绝对值。
乘法电路383将该绝对值乘以水平方向窗口控制信号WH，以获得评估窗口内高频分量的绝对值。换而言之，如果向乘法电路383提供评估窗口中其相乘值变为零的水平方向窗口控制信号WH，就可能向行峰值保持电路384只提供评估窗口内高频分量的水平方向绝对值。另外，如果设置窗口控制信号WH使得在评估窗口中靠近窗口的位置上相乘值变小，则可能消除基于靠近评估窗口的窗口存在的任何额外边沿(具有高亮度的任何边沿)侵入评估窗口的影响的、聚焦评估值中的任何噪声，该噪声响应于聚焦的进展、以及伴随对象任何左右滚动和/或上下颠簸的聚焦评估值的突然变化而发生。
行峰值保持电路384可以为每行保持一个峰值。垂直方向积分电路386根据垂直方向窗口控制信号WV，垂直地相加或积分已被保持的、评估窗口内每行的峰值，以生成任何聚焦评估值ID。应该注意该方案被称为“HPeak”是因为水平方向峰值曾被保持。
HIntg方案为通过利用水平与垂直积分获得水平方向聚焦评估值的聚焦评估值计算方法。图5显示用来根据水平与垂直积分过滤水平方向聚焦评估值的计算滤波器的配置，其可以用于聚焦评估值计算单元37中。该计算滤波器具有与以上图4所示HPeak方案的计算滤波器类似的配置，只是利用了水平方向相加电路385来代替行峰值保持电路。在图5所示的该计算滤波器中，水平方向相加电路385水平地相加评估窗口内所有高频分量的绝对值，并且垂直方向积分电路386垂直地对评估窗口中所有行的相加结果进行积分。
在本实施方式中，这样的根据垂直与水平积分过滤水平方向聚焦评估值的计算滤波器用来计算聚焦评估值ID6、ID7、ID12、以及ID13。
当比较HIntg方案与HPeak方案时，其相互不同之处在于在HPeak方案中，计算每行的峰值，并且垂直地相加所计算的峰值；而在HIntg方案中，水平地相加评估窗口内每行中高频分量的绝对值，并且垂直地积分相加结果。
HIntg方案分类为在其使用数据中使用高频分量的“IIR1”，以及在其中使用原样的亮度信号DY自身的“Y”。应该注意亮度相加值计算滤波器电路(其为从图5所示的计算滤波器中去除HPF 381的滤波器电路)可以获得亮度相加值。
VIntg方案为通过利用垂直积分获得垂直方向聚焦评估值的聚焦评估值计算方法。在本实施方式中，其用来计算聚焦评估值ID4以及ID5。HIntg方案与HPeak方案都进行水平相加，以产生聚焦评估值；而VIntg方案垂直地相加高频分量，以产生聚焦评估值。如果只存在垂直高频分量而不存在水平高频分量，例如，其中景象的上半部为白、景象的下半部为黑的图像，即地平线等等的图像，则根据HPeak方案的水平方向聚焦评估值计算方法不能有效地发挥作用。在此类景象中，使用VIntg方案的聚焦评估值进行自动聚焦，以便有效地发挥作用。
图6显示用来过滤垂直方向聚焦评估值的计算滤波器的配置，其可以用于聚焦评估值计算单元37中。用来过滤垂直方向聚焦评估值的计算滤波器具有计算电路391，用来计算水平方向平均值；IIR型HPF392；绝对值处理单元393；以及积分电路394。
计算电路391根据窗口控制信号WHc、从每行的亮度信号DY中选择在其水平方向上位于评估窗口中心部分的任何像素(例如63个像素)的亮度信号，并且计算其平均值，以将其作为每个水平周期的一个输出来传送。这是因为选择其中心部分的64个像素，消除了存在于评估窗口外围的任何噪声。在本实施方式中，因为依次存储了64个像素的数据，并且最终输出一个平均值，所以可以获得不需要诸如行存储器或帧存储器等任何存储器件的简单配置。接着，IIR型HPF392过滤高频分量，其与行频率同步。然后绝对值处理电路393计算高频分量的绝对值。积分电路394根据垂直方向窗口控制信号WV，垂直地积分评估窗口内所有行。
Satul方案为计算评估窗口中亮度信号DY中饱和像素的数目(具体地，其亮度电平变得高于预定电平的像素的数目)的计算方法。在本实施方式中，Satul方案用来计算聚焦评估值ID8。在计算聚焦评估值ID8时，通过将亮度信号DY与门限值比较来计算对于每场有多少超过门限值…的像素存在于评估窗口内，来确定聚焦评估值ID8。
回去参照图1，基准信号产生单元40产生摄像机10中的每个单元根据其来进行操作的垂直同步信号VD、水平同步信号HD、以及基准时钟信号CLK。基准信号产生单元40将这些信号提供给图像拾取器驱动单元42。图像拾取器驱动单元42根据如此提供的垂直同步信号VD、水平同步信号HD、以及基准时钟信号CLK，生成驱动信号RIR，并且将其提供给图像拾取器32R，以驱动该器件。类似地，图像拾取器驱动单元42还分别生成驱动信号RIG、RIB，并且将它们提供给图像拾取器32G、32B，以驱动所述器件。应该注意前置放大器33R、33G、33B，A/D转换器34R、34G、34B，预处理单元35，信号处理单元36，聚焦评估值计算单元37等等利用与从它们相应的先前单元接收的图像信号同步的垂直同步信号VD、水平同步信号HD、以及基准时钟信号CLK，进行各种处理。这些信号可以从基准信号产生单元40接收，或者可以从其相应的先前单元与图像信号一起接收。
响应于来自相机组件控制单元52的请求，距离测量传感器45进行任意测量，以向相机组件控制单元52提供用于指示到对象的距离的测定距离结果Mag。当不能进行任何测量时，距离测量传感器45传送指示不能进行任何测量的数据(此后称为“无能力数据NG”)作为测定距离结果Mag。距离测量传感器45说明有源方案的距离测量传感器，其通过当辐射红外线、电波等等时利用其反射来测量到对象的距离。距离测量传感器45还说明无源方案的距离测量传感器，其使用传感器、通过利用由检测关于对象的亮度信息而获得的亮度信号的移位、清晰度等等来测量到对象的距离。
显示驱动单元47连接到显示器48。显示驱动单元47根据从信号处理单元36接收的图像信号DVvf、或者从相机组件控制单元52接收的显示信号DVmm，生成显示驱动信号RDM，并且将其提供给显示器48。
显示器由图像显示元件构成，例如液晶显示元件和阴极射线管。根据显示驱动信号RDM驱动图像显示元件，以在显示器48的屏幕上显示所成像的图像、各种信息、以及进行成像装置中的各种设置的菜单。
相机组件控制单元52连接到用户界面56。相机组件控制单元52根据从用户界面56接收的操纵信号PSC生成任意控制信号，并且将这些控制信号提供给相应单元以控制它们，从而摄像机10可以基于操纵信号PSC等等进行操作。
镜头组件控制单元51与相机组件控制单元52可以使用预先设置的格式和/或预先设置的协议相互进行通信。镜头组件控制单元51与相机组件控制单元52对自动聚焦操作进行任意控制。
响应于来自相机组件控制单元52的请求，镜头组件控制单元51还向相机组件控制单元52提供各种信息QF(例如，关于镜头焦点位置、光圈值等等的信息)。
镜头组件控制单元51还根据从相机组件控制单元52接收的聚焦控制信号CTf、摆动控制信号CTw等等生成镜头驱动信号RDf、RDw，并且控制镜头驱动单元21b、22b以驱动聚焦镜头21与摆动镜头22。
相机组件控制单元52根据在聚焦评估值计算单元37中计算的聚焦评估值ID、由距离测量传感器45获得的测定距离结果Mag、以及从镜头组件控制单元51读取的各种信息，生成用于进行聚焦镜头21的驱动控制的聚焦控制信号CTf，和用于进行摆动镜头22的驱动控制的摆动控制信号CTw。相机组件控制单元52将这些信号提供给镜头组件控制单元51。
相机组件控制单元52改变关于自动聚焦操作的设置内容，并且生成显示信号DVmm，以显示用于改变设置内容的菜单，从而允许根据来自用户的任意请求进行自动聚焦操作。相机组件控制单元52将显示信号DVmm提供至显示驱动单元47。用于存储关于自动聚焦操作的设置内容的设置内容存储单元58连接到相机组件控制单元52。设置内容存储单元58可以存储新的设置内容。可以从设置内容存储单元58中选择性地读取任意设置内容。这使自动聚焦操作能够自动切换，或者根据摄像机10的任意用途进行自动聚焦操作。
镜头组件控制单元51与相机组件控制单元52可以内置在一起。在以下描述中，控制器50指示镜头组件控制单元51与相机组件控制单元52的结合。控制器50可以由微机、存储器等等构成，并且通过运行从存储器中读出的各种程序来执行自动聚焦操作。
以下将描述摄像机10的自动聚焦操作。图7显示了自动聚焦操作的流程图。
在步骤ST1，控制器50控制距离测量传感器45以测量到对象的距离，并且从该距离测量传感器发送测定距离结果Mag。
在步骤ST2，控制器50根据从镜头位置检测单元21a接收的检测信号RSf检测聚焦镜头21焦点FPs的当前位置。
在步骤ST3，控制器50进行任意镜头驱动设置处理。在这样的镜头驱动设置处理中，根据焦点FPs的当前位置与测定距离结果Mag，设置聚焦镜头21的驱动方向与驱动速度。
图8显示镜头驱动设置处理的流程图。
在步骤ST51，控制器50确定测定距离结果Mag是否为无能力数据NG。如果不是无能力数据NG，则该处理进行到步骤ST52；而如果是无能力数据NG，则该处理进行到步骤ST56。
在步骤ST52，控制器50根据测定距离结果Mag确定焦点FPs的当前位置是否离开对焦区域FJA，且更加远离第一确定距离LD1。如果从焦点FPs的当前位置到基于测定距离结果Mag的对焦区域FJA的距离LE大于第一确定距离LD1，则该处理进行到步骤ST53；否则该处理进行到步骤ST54。
对焦区域FJA相对于测定距离结果Mag而设置，从而对象上的对焦位置FPj(其相应于测定距离结果Mag)可以包含在其中。例如，将基于测定距离结果Mag的错误距离测量区域设置于对焦区域FJA。可替换地，可以将比基于测定距离结果Mag的错误距离测量区域宽的区域设置于对焦区域FJA。可以在考虑聚焦镜头21的控制能力的情况下设置第一确定距离LD1的量。即，如果试图以后面描述的第一驱动速度Va驱动聚焦镜头21，则当第一确定距离LD1太短时，聚焦镜头21会在其达到第一驱动速度Va之前已经到达对焦位置FPj。如果以非常高的速度驱动聚焦镜头21，则停止聚焦镜头21可能需要很多时间，从而如果当聚焦镜头21靠近对焦位置FPj时试图停止聚焦镜头21，聚焦镜头21可能穿过对焦位置FPj，由此导致不良的聚焦操作。因此，当驱动聚焦镜头21时，可以根据最大速度与控制能力设置第一确定距离LD1。因为该最大速度与控制能力根据焦距与光圈值而不同，所以可以根据焦距与光圈值调整第一确定距离LD1。
在步骤ST53，控制器50将聚焦镜头21的驱动速度设置为第一驱动速度Va，以使聚焦镜头21的焦点FPs迅速达到对焦位置FPj，这是因为聚焦镜头21的焦点FPs的当前位置离开对焦区域FJA，且焦点位置更加远离第一确定距离LD1。控制器50还基于测定距离结果Mag将聚焦镜头21的驱动方向设置至一个方向。换言之，设置驱动方向使得聚焦镜头21的焦点FPs可以朝向测定距离结果Mag所指示的焦点FPm的位置的方向驱动。因为可以根据距离测量传感器45的测定距离结果Mag正确地确定聚焦镜头21的驱动方向，所以对于确定其驱动方向不需要任何摆动。
聚焦镜头21的第一驱动速度Va用来允许聚焦镜头21的焦点迅速接近对焦位置。不需要限制其驱动速度以防止其焦点穿过聚焦评估值曲线的峰值，这是因为每一场每个聚焦评估值只修改一次。由此，当驱动聚焦镜头21时，第一驱动速度Va可以是允许的驱动速度的最大值。
然后，处理从步骤ST52进行到步骤ST54，其中控制器50确定聚焦镜头21的焦点FPs的当前位置是否在对焦区域FJA内。如果焦点PFs的位置没有在对焦区域FJA内，则处理进行到步骤ST55；而如果焦点PFs的位置在对焦区域FJA内，则该处理进行到步骤ST56。
在步骤ST55，控制器50将聚焦镜头21的驱动速度设置为低于第一驱动速度Va的第二驱动速度Vb。控制器50还基于测定距离结果Mag将其驱动方向设置至一个方向。换言之，设置其驱动方向使得聚焦镜头21的焦点FPs可以朝向由测定距离结果Mag所指示的焦点FPm的位置的方向驱动。设置第二驱动速度Vb以允许平滑地实现从第二驱动速度Vb到低于第二驱动速度Vb的第三驱动速度Vc的速度变化，以防止指示当驱动聚焦镜头21时的聚焦评估值变化的聚焦评估值曲线变小。
例如，估计景深为Fs、第二驱动速度Vb设置为12Fs/场。应该注意第三驱动速度Vc被设置为能够精确检测聚焦评估值曲线的峰值的速度，例如2Fs/场。如果驱动聚焦镜头20时的允许速度的最大值不大于12Fs/场，则第一驱动速度Va等于第二驱动速度Vb。
当处理从步骤ST51或ST54进行到步骤ST56时，控制器50进行类似于过去情况的摆动，并且根据当驱动摆动镜头22时的聚焦评估值的变化设置聚焦镜头21的驱动方向。在这种情况下，控制器50将聚焦镜头21的驱动速度设置为其第二驱动速度Vb。如果焦点FPs的当前位置与焦点FPm的位置之间的距离短，则控制器50可以将聚焦镜头21的驱动速度设置为其第三驱动速度Vc，这是因为焦点FPs的当前位置靠近对焦位置FPj。
此后，在图7所示的步骤ST5，控制器50进行镜头驱动处理。在镜头驱动处理中，进行聚焦镜头21驱动速度的切换以及类似于过去情况的爬山控制处理，从而驱动聚焦镜头21以使其焦点FPs的位置满足对焦位置FPj。
如果从焦点FPs的位置到对焦区域FJA的距离小于比第一确定距离LD1短的第二确定距离LD2，则聚焦镜头21的驱动速度从第一驱动速度Va切换到第二驱动速度Vb。设置第二确定距离LD2，从而例如在离开对焦区域FJA第二确定距离LD2的位置上，当如后所述，聚焦镜头21的驱动速度从第一驱动速度Va切换到第二驱动速度Vb时，聚焦镜头21的驱动速度可以在对焦区域FJA内减少到第二驱动速度Vb。由于较少数目的聚焦评估值，这样的设置可以防止聚焦镜头21的焦点穿过对焦区域FJA中聚焦评估值的曲线的峰值。
在爬山控制处理中，检测由聚焦评估值计算单元37计算的聚焦评估值的任何增加与减少，并且驱动聚焦镜头21的焦点FPs，使得该检测的聚焦评估值可以是最大值，由此使焦点FPs的位置满足对焦位置FPj。在本实施方式中，在利用聚焦评估值的爬山控制处理中，驱动聚焦镜头21，使得以上聚焦评估值ID0、ID2等等可以是最大值。如果具有较大亮度的像素增加，则将评估窗口尺寸W1切换到评估窗口尺寸W5，并且通过利用聚焦评估值ID8来计算聚焦评估值，以防止聚焦镜头21被驱动到发生模糊的方向。另外，通过利用聚焦评估值ID0与其他聚焦评估值ID1至ID7以及ID9至ID13，可以确定聚焦镜头21的驱动速度的变化，可以确定对象的任何左右滚动和/或上下颠簸，可以确定聚焦镜头21的反向驱动，并且可以确定聚焦镜头21达到其近点或远点。根据这些确定结果，控制聚焦镜头21的驱动操作，以达到优良的精确聚焦。由此，进行此类爬山控制处理，以使聚焦镜头21的焦点位置满足对焦位置FPj。然后结束自动聚焦操作。
图9显示利用测定距离结果的自动聚焦操作。当聚焦镜头21的焦点FPs的当前位置离开基于测定距离结果Mag的对焦区域FJA且其中焦点位置更加远离第一确定距离LD1时，即从焦点FPs的当前位置到基于测定距离结果Mag的对焦区域FJA的距离LE大于第一确定距离LD1时，在没有任何摆动的情况下以第一驱动速度Va驱动聚焦镜头21。然后以第二驱动速度Vb与第三驱动速度Vc驱动聚焦镜头21。当经过时间周期Tafu时，焦点FPs的位置满足对焦位置FPj。与图10中虚线所示的过去的自动聚焦操作相比，这允许大大缩短聚焦时间周期，从而进行摆动以确定驱动聚焦镜头的方向，然后以第二驱动速度Vb驱动聚焦镜头21，并且当经过时间周期Tafv时，焦点FPs的位置满足对焦位置FPj。
当焦点FPa的当前位置比第一确定距离LD1更靠近基于测定距离结果Mag的对焦区域FJA且其中焦点的位置处于对焦区域FJA之外时，以第二驱动速度Vb驱动聚焦镜头21而没有任何摆动。与过去的自动聚焦操作相比，这允许缩短聚焦时间周期，以使得在自动聚焦操作的开始点处进行摆动。
此后，在图7所示步骤ST5，控制器50确定是否已经满足了重新开始自动聚焦操作的任何重新开始条件。如果满足了重新开始条件，则该处理返回到步骤ST1，其中将重复以上处理，从而驱动聚焦镜头21以使镜头21的焦点位置满足其对焦位置。如果还未满足重新开始条件，则该处理进行到步骤ST6。
以下将描述重新开始条件。在本实施方式中，有两种模式，即景象稳定模式与景象不稳定模式。如果亮度变化超过预定门限值，则确定摄像机10在其水平面上摇头，或者对象以大尺度移动，从而将模式切换到景象不稳定模式。如果亮度变化变小、满足了将模式从景象不稳定模式切换到景象稳定模式的任意切换条件，则将景象不稳定模式切换到景象稳定模式。在该景象稳定模式下(其中亮度变化较小)，确定摄像机未摇头，或者缓慢摇头(如果摇头的话)，或者对象未移动。在本实施方式中，设置为使得在景象不稳定模式下停止重新开始，并且当景象不稳定模式切换到景象稳定模式时，可以进行重新开始。
由此，利用此类亮度变化的重新开始避免对于重新开始的任何错误确定，这是因为在自动聚焦操作中，如果镜头焦点位置更靠近其对焦位置，则不改变视场，从而基本不改变其亮度积分值。
此处，作为亮度积分值，可以说明性地使用亮度积分的归一化差异(normalized difference)p0。该归一化差异p0可以根据以下公式计算
p0＝(Yadd_W5_f0-Yadd_W5_f1)/Ynow_W5_f0/N1 ··(1)其中项“Yadd_W5_f0”指示从先前场N1到当前场的时间周期内、相对于评估窗口W5的、图像信号亮度积分值的总和；项“Yadd_W5_f1”指示从场N1+1到先前场2*N1的时间周期内、相对于评估窗口W5的、图像信号亮度积分值的总和；项“Ynow_W5_f0”指示当前场内、相对于评估窗口W5的、图像信号的亮度积分值。
在景象稳定模式下，当归一化差异p0的绝对值ABS(p0)超过预定门限值··1时，模式从景象稳定模式切换到景象不稳定模式。在景象不稳定模式下，当绝对值ABS(p0)落到预定门限值…以下时，模式从景象不稳定模式切换到景象稳定模式，以重新开始自动聚焦操作，并且使镜头焦点位置满足其对焦位置，从而成自动聚焦操作。
可替换地，作为重新开始条件，可以使用聚焦评估值的变化。在该实施方式中，在景象稳定模式期间，如果聚焦评估值ID0在其时间方向上的平均值从自动聚焦操作完成(紧接在使聚焦镜头的焦点位置满足其对焦位置之后)的聚焦评估值开始按其设置比率增加，则可以进行重新开始。
如果摄像机10稳固设置、并且景象变化小(例如其中对象朝向如此设置的摄像机10走来的景象)，则亮度积分值不太变化，从而如果只考虑亮度积分的归一化差异，则不能进行重新开始。然而，如果考虑聚焦平均值在其时间方向上的平均值，则也可以在该情况下重新开始自动聚焦操作。
聚焦评估值的变化q0可以根据以下公式计算q0＝Hadd_W1_f1/Hadd_W1_f0··(2)其中，项“Hadd_W1_f1”指示从景象稳定时到场M的时间周期内的、相对于评估窗口W1的、通过利用图像信号频率分量所计算(例如相加的)的聚焦评估值的总和；项“Hadd_W1_f0”指示从当前场到先前场M的时间周期内的、聚焦评估值的总和。
在本实施方式中，如果聚焦评估值的变化q0落到1/γ以下或者超过γ，则自动聚焦操作重新开始(Y与M分别为常量)。
由此，利用聚焦评估值的平均值在其时间方向上的变化使得能够在对对象的任何左右滚动和/或上下颠簸和/或相机的任何震动没有任何影响的情况下进行重新开始。
当使用任意归一化差异时，如果相机非常缓慢地摇头，则不容易重新开始自动聚焦操作，这是因为几乎不会出现归一化差异变化。由此，在本实施方式中，如果亮度积分值从自动聚焦操作完成(紧接在使聚焦镜头的焦点位置满足其对焦位置之后)的聚焦评估值开始按其设置比率增加，则可以进行重新开始。
亮度积分值的变化r0可以根据以下公式计算r0＝Y_now/Y_jp ··(3)其中项“Y_now”指示当前亮度积分值；项“Y_jp”指示紧接在自动聚焦操作完成之后的亮度积分值。
在本实施方式中，如果亮度积分值的变化r0落到1/δ以下或者超过δ，则自动聚焦操作重新开始(δ为常量)。由此，利用亮度积分值的变化使自动聚焦操作能够重新开始，即使相机非常缓慢地摇头也如此。
此后，处理从图7所示的步骤ST5进行到步骤ST6，其中控制单元50控制距离测量传感器45，以测量到对象的距离，并且从该距离测量传感器45发送测定距离结果Mag，这与步骤ST1类似。
在步骤ST7，控制单元50确定将要对焦的对象是否已经被切换。如果已经切换了将要对焦的对象，则该处理返回步骤ST3，其中进行镜头驱动设置处理与镜头驱动处理，由此再次允许自动聚焦处理操作，从而所切换的对象可以对焦。如果未切换将要对焦的对象，则该处理返回步骤ST5。
通过确定当在步骤ST4完成镜头驱动处理时、是否可以对存在于具有与其中对象对焦的镜头焦点FPs位置不同距离的位置上的对象成像，切换将要对焦的对象。例如，如果当镜头焦点FPs当前位置与基于测定距离结果Mag的镜头焦点FPm的位置之间的差异超过预定门限值时的确定时间周期持续得比切换聚焦对象的基准时间周期药厂，确定已经切换了将要对焦的对象。另外，如果镜头焦点FPs当前位置与基于测定距离结果Mag的镜头焦点FPm的位置之间的差异落到预定门限值之下、或者如果当该差异超过预定门限值时的确定时间周期持续得比切换聚焦对象的基准时间周期要短，则确定未切换将要对焦的对象。设置切换聚焦对象的基准时间周期，使得如果不同于所希望对象的另一对象短暂地包含在距离测量传感器的距离测量视场内，则自动聚焦操作不重新开始。例如，如果该基准时间周期设置为2或3秒，则即使当任意人在摄像机10之前通过时，也可以防止其中所通过的人对焦的自动聚焦操作重新开始。
由此，当通过设置切换聚焦对象的基准时间周期以及所述门限值、已经确定已经切换了将要对焦的对象时，如果通过利用测定距离结果Mag再次进行自动聚焦操作，则可以解决所有后焦点(back focus)问题(聚焦的主要对象离焦，而背景对焦)。例如，如图10A所示，如果成像装置10同时对对象人物OB1与背景树木OB2成像，当背景树木OB2对焦时产生对象人物OB1的模糊图像，如图10B所示。在这种情况下，将距离测量传感器45的距离测量视场设置到存在于背景树木OB2之前的对象人物OB1。此时，如果当镜头焦点FPs当前位置与基于测定距离结果Mag的焦点FPm的位置之间的差异超过用于确定切换的预定距离时的确定时间周期持续得比用于聚焦对象切换的基准时间周期要长，则镜头焦点FPs的当前位置移动到基于测定距离结果Mag的对焦区域FJA，由此使得能够进行爬山处理。这使得当对象人物OB1对焦时产生背景树木OB2的模糊图像，如图10C所示。由此，在本实施方式中，可以解决后焦点问题。
当已经根据任何先前设置的设置内容进行了以上自动聚焦操作时，摄像机10可能无法根据摄像机10的任意用途执行自动聚焦操作。例如，如果已经设置摄像机10的自动聚焦操作从而适合于天气相机，则当在体育节目或新闻节目中使用摄像机10时，对对象聚焦可能需要很多时间，从而可能会失去释放快门的时机。人们希望改变已经相对于自动聚焦操作而设置的设置内容，以根据摄像机10的任意用途执行自动聚焦操作。如果存储此类设置内容、并且可以从所存储的设置内容中读取并使用所希望的设置内容，则可以容易地根据摄像机10的任意用途执行自动聚焦操作。
图11为显示可以根据用户的操纵、改变已经被设置的设置内容的设置内容改变处理的流程图。
在步骤ST71，控制单元50确定是否指明了所存储的设置内容。如果指明了所存储的设置内容，例如已经存储了用来标识的设置标识信息(其与任意设置内容相关)、并且指明了所存储的设置标识信息，则该处理进行到步骤ST72。在另一方面，如果未指明所存储的设置内容，则该处理进行到步骤ST73。
在步骤ST72，控制单元50读取所指明的设置内容，并且处理进行到步骤ST74。在步骤ST73，控制单元50读取当前设置内容，并且处理进行到步骤ST74。
在步骤ST74，控制单元50在显示器48的屏幕上显示用来改变设置内容的菜单。在用来改变设置内容的菜单上，对于每个设置项目，显示这样读出的设置内容。
图12显示了用来改变设置内容的菜单。在用来改变设置内容的菜单中，有三个显示区域，即用来显示用于标识设置内容的设置标识信息的显示区域GA、用来显示设置项目的显示区域GB、以及用来显示每个设置项目的设置状态的显示区域GC。
在显示区域GA上，作为设置标识信息，显示例如设置标题、设置号、用户标识号。
在显示区域GB上，作为设置项目，显示例如有关于聚焦操作速度设置的“AF SPEED(自动聚焦速度)”项目、有关于距离测量传感器45的任何使用的设置“AF SENSER(自动聚焦传感器)”项目、有关于距离测量传感器45的距离测量窗口尺寸设置的“AF WINDOW SIZE(自动聚焦窗口尺寸)”项目、有关于自动聚焦操作重新开始的设置的“AF SENSITIVITY(自动聚焦敏感度)”项目等等。
在显示区域GC上，对于每个设置项目显示在显示区域GB上显示的每个设置项目的设置状态。为了确定当进行设置的任意改变时有多少设置改变可用，也可以在显示区域GC上显示可选的设置内容。
在步骤ST75，控制单元50根据用户的操纵，改变设置内容。当操纵用户界面55或56、以移动由向上或向下箭头标记的光标时，如图12所示，控制单元50根据其操纵来移动由向上或向下箭头标记的光标。伴随由箭头标记的光标的移动，还移动黑圈标记的光标。应当注意，黑圈指示相对于由箭头标记的光标指示的设置项的设置状态的显示位置。如果用户界面55或56配备有旋转编码器(旋转开关)，并且控制单元50根据其旋转操纵移动由向上或向下箭头标记的光标，就可以容易地移动由箭头标记的光标。
当由箭头标记的光标被移动到所希望的设置项目的位置上、并且然后选择了由箭头标记的光标所指示的所希望设置项目时，控制单元50将由黑圈标记的、指示设置状态的显示位置的光标改变为由问号(未显示)标记的、指示可以改变设置状态的光标，并且允许对设置状态的任意改变。例如，如果旋转编码器配备有推动开关，以便当推动旋转编码器时操作该推动开关，则当在移动了由箭头标记的光标之后推动了旋转编码器时，控制单元50确定选择了由箭头标记的光标所指示的所希望的设置项目，并且允许对设置状态的任意改变。
如果在允许任意改变设置状态时的状态下，旋转编码器进行设置切换操作，则控制单元50在显示区域GC上反复按顺序显示可选择设置内容，从而可以确定如何选择设置内容。如果在显示了所希望的设置内容的情况下，操纵推动开关以选择所希望的设置内容，则相对于该设置项目的设置内容改变为所显示的设置内容。
以下将描述设置项目及其设置内容。关于项目“自动聚焦速度”，可以将快速“快”、正常速度“正常”、以及慢速“慢”中的任何一个选择为设置内容。快速“快”为聚焦时间周期占主导地位的设置状态。例如以上第二速度Vb设置为12Fs/场。如果第二速度设置为12Fs/场，则聚焦时间周期会变小，从而可以容易地对移动量大的对象聚焦。
正常速度“正常”为在图像中获得对象的平滑移动占主导地位的设置状态。例如，以上第二速度Vb设置为6Fs/场。如果第二速度设置为6Fs/场，则可以比快速“快”状态获得更多的聚焦评估值。这使聚焦评估值能够比快速“快”状态少穿过聚焦评估值峰值，由此在图像中获得对象的任意平滑移动。这种设置状态也可用于成像及纪录聚焦过程的任意画面制造(包括电影生产)。
慢速“慢”为聚焦精确度占主导地位的设置状态。例如，以上第二速度Vb设置为第三速度Vc。如果第二速度设置为第三速度Vc，就避免了穿过聚焦评估值的峰值，由此获得精确的自动聚焦操作。
关于项目“自动聚焦传感器”，可以将有效“开”或无效“关”选择为设置内容。如果为“开”，则距离测量传感器45进行任意距离测量，并且可以使用以上测定距离结果进行以上自动聚焦操作。如果为“关”，则距离测量传感器45停止进行任何距离测量，或者测定距离结果设置为“NG”，并且在不使用任何测定距离结果的前提下进行自动聚焦操作。
关于项目“自动聚焦窗口尺寸”，可以将自动设置“自动”、大尺寸设置“大”、中等尺寸设置“中”、小尺寸设置“小”中的任何一个选择为设置内容。如果为“自动”，则可以利用先前设置的标准距离测量视场进行距离测量。如果为“大”，则可以设置较大的距离测量视场(例如整个图像)。如果为“中”，则可以将距离测量视场设置为一半图像。如果为“小”，则可以将距离测量视场设置为四分之一图像。
距离测量窗口的尺寸与自动聚焦操作稳定性之间存在权衡关系。如果选择“大”，则自动聚焦操作稳定性增加(从而较少发生错误操作)；但是如果这样的话，不同于所希望对象的另一对象可能会包含在距离测量窗口中，从而聚焦在另一对象上的可能性增加。如果选择“小”，则因为窗口小而可以在成像时精确地聚焦在所希望对象上，其中所希望对象包含在距离测量窗口中。
关于项目“自动聚焦敏感度”，可以将高敏感度“高”、正常敏感度“正常”、低敏感度“低”、以及门限输入“输入”中的任何一个选择为设置内容。如果为“高”，则以上门限值..2被设置为大于“正常”值的值，或者上述门限值...被设置为小于“正常”值的值。这使得可以容易地进行重新开始。如果为“低”，则上述门限值..2被设置为小于“正常”值的值，或者上述门限值....被设置为大于“正常”值的值。这使重新开始不容易进行。如果为“输入”，则界面55或56可以输入任何门限值..1、..2、以及...。
在本实施方式中，不仅可以根据亮度积分归一化差异的绝对值、聚焦评估值、以及相对于所记录的聚焦评估值的亮度积分值的变化进行重新开始，而且可以利用配备在成像装置中的角速度传感器的角速度检测结果进行重新开始。可以将门限值设置为该角速度检测结果。
如果在项目设置“自动聚焦敏感度”中选择“高”，则容易重新开始自动聚焦。由此，该设置可用于拍照时机占主导地位的任何成像用途。如果在该项目中选择“低”，则不容易重新开始自动聚焦。这使聚焦镜头的寿命周期得以延长，由此该设置可用于不需要迅速自动聚焦操作的天气相机。如果选择“输入”，则用户可以仔细地进行各种设置。
在步骤ST76，控制单元50确定是否进行了结束设置内容的改变的操作。如果进行了结束设置内容的改变的操作，则该处理进行到步骤ST77。如果没有，则该处理进行到步骤ST75。
在步骤ST77，控制单元50注册设置内容，并且存储设置标识信息(其与设置内容相关)。例如，如果更新已经被注册的设置内容，则可以通过注册更新后的设置内容(其与未更新的设置标识信息相关)来更新它们。当存储新设置内容时，为在步骤ST75中选择的设置内容提供新的设置标识信息，并且注册设置内容(设置标识信息与其相关)。
由此，如果用户界面可以根据摄像机10的任意用途来设置设置内容，则可以根据其任意用途来进行自动聚焦操作。在本实施方式中，设置内容存储单元58可以存储设置内容。当摄像机10用于任意不同的用途时，如果从设置内容存储单元58中读出并使用对应于该用途的设置内容，则可以根据其任意用途来进行自动聚焦操作。
虽然在以上实施方式中将成像设备描述为摄像机，但是不本发明不限于此。本发明可用于任何其他成像设备，例如数字静止相机。
本领域技术人员应该理解根据设计需求与其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和变化，只要其落入权利要求或其等价物的范围即可。
权利要求
1.一种自动聚焦设备，包含镜头驱动单元，其驱动镜头；焦点位置检测单元，其检测镜头焦点的位置；距离测量传感器，其测量到对象的距离；聚焦评估值计算单元，其利用在成像框中提供的特定区域中的图像信号的频率分量来计算聚焦评估值；用户界面，其设置自动聚焦内容；以及控制单元，其进行聚焦操作，以根据聚焦评估值，以及聚焦评估值、镜头焦点的位置、由距离测量传感器测量的测定距离结果中的任何一个来控制镜头驱动单元驱动镜头，由此使由焦点检测单元检测的镜头焦点的位置满足其对焦位置，其中控制单元根据由用户界面设置的自动聚焦内容，控制镜头驱动单元、距离测量传感器、以及聚焦评估值计算单元，由此实现根据所设置内容的聚焦操作。
2.如权利要求1所述的自动聚焦设备，其中作为所设置的内容，可以设置驱动镜头的速度、距离测量传感器的距离测量窗口尺寸、以及重新开始聚焦操作的重新开始确定标准中的任何一个。
3.如权利要求1所述的自动聚焦设备，其中作为所设置的内容，可以设置使用由距离测量传感器的测定距离结果的镜头驱动处理、以及不使用由距离测量传感器的测定距离结果的镜头驱动处理中的任何一个。
4.如权利要求1所述的自动聚焦设备，还包含存储单元，其存储由用户界面设置的至少一个自动聚焦内容。
5.一种自动聚焦方法，包含焦点位置检测步骤，其检测镜头焦点的位置；距离测量步骤，其测量到对象的距离；聚焦评估值计算步骤，其利用在成像框中提供的特定区域中的图像信号的频率分量来计算聚焦评估值；镜头驱动步骤，其进行聚焦操作，以根据聚焦评估值，以及聚焦评估值、镜头焦点位置、由距离测量传感器测量的测定距离结果中的任何一个来驱动镜头，由此使由焦点检测步骤检测到的镜头焦点的位置满足其对焦位置；以及操作切换步骤，其根据由用户界面设置的自动聚焦内容，切换镜头驱动步骤、距离测量步骤、以及聚焦评估值计算步骤中的操作，由此实现根据所设置内容的聚焦操作。
6.一种计算机程序产品，其允许计算机执行自动聚焦方法，所述方法包含焦点位置检测步骤，其检测镜头焦点的位置；距离测量步骤，其测量到对象的距离；聚焦评估值计算步骤，其利用在成像框中提供的特定区域中的图像信号的频率分量来计算聚焦评估值；镜头驱动步骤，其进行聚焦操作，以根据聚焦评估值，以及聚焦评估值、镜头焦点位置、由距离测量传感器测量的测定距离结果中的任何一个来驱动镜头，由此使由焦点检测步骤检测到的镜头焦点的位置满足其对焦位置；以及操作切换步骤，其根据由用户界面设置的自动聚焦内容，切换镜头驱动步骤、距离测量步骤、以及聚焦评估值计算步骤中的操作，由此实现根据所设置内容的聚焦操作。
全文摘要
一种自动聚焦设备，包含镜头驱动单元；焦点位置检测单元，其检测镜头焦点的位置；距离测量传感器，其测量到对象的距离；以及聚焦评估值计算单元，其利用在成像框中的特定区域中的图像信号的频率分量来计算聚焦评估值。该设备还包含用户界面；以及控制单元，其根据聚焦评估值，或聚焦评估值、镜头焦点位置、由距离测量传感器测量的测定距离结果来控制镜头驱动单元以驱动镜头，由此使焦点位置满足对焦位置。控制单元根据由用户界面设置的自动聚焦内容，控制镜头驱动单元、距离测量传感器、以及聚焦评估值计算单元。
文档编号G03B13/36GK1847904SQ20061007436
公开日2006年10月18日 申请日期2006年4月17日 优先权日2005年4月15日
发明者须藤秀和, 伊藤雄二郎, 竹本新治 申请人:索尼株式会社