专利名称：摄像装置和用于摄像装置的焦点控制方法
技术领域：
本发明涉及一种能够通过对比度系统执行焦点检测的摄像装置和用于该摄像装 置的焦点控制方法。
背景技术：
在最近的数字照相机中，一些数字照相机已经设有使用对比度检测系统的焦点检 测器件。焦点检测器件基于包含在通过图像传感器获得的摄像信号中的高频分量的差异 (对比度)，来检测被摄体图像的聚焦状态。在对比度检测系统中，从基于来自图像传感器 的信号所生成的视频信号中提取高频分量。以预定的采样间隔观测高频分量的电平。然后， 沿着高频分量的电平接近峰值的方向驱动焦点调节透镜。以下，该系统被称为对比度自动 调焦(automatic focus, AF)系统。根据该系统，当高频分量的电平到达预定峰值范围时， 最终可以判断为照相机处于对焦状态。在对比度AF系统中，利用基于来自拍摄被摄体图像的图像传感器的输出信号所 获取的视频信号，执行对焦判断。因此，对于被摄体可以获得高精度的对焦状态。日本特开2003195047号公报提出了一种可以更高速和更精确地执行焦点控制 的可更换镜头的摄像装置。然而，根据对比度AF系统获取的峰值的位置(对焦位置)不总是对应于摄影师想 要的焦平面。例如，当拍摄具有对比度的眼睛时，摄影师可能想聚焦在睫毛上。在这种情况 下，当执行对比度AF系统时，检测到具有高对比度的眼睛。因此，不可能把焦平面设置到睫 毛。为了解决该问题，在AF操作后，摄影师不得不操作镜头的操作部件，以将镜头设置到想 要的焦平面。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以聚焦在摄影师想要的焦点位置上的摄像装置和 用于该摄像装置的焦点控制方法。根据本发明的一方面，一种摄像装置包括摄像单元，用于对被摄体的图像进行光 电转换；焦点检测单元，用于基于从所述摄像单元获得的图像信号中的高频分量，在对比度 系统下执行焦点检测；以及显示单元，用于以实时取景显示的方式来显示从所述摄像单元 获得的图像。所述摄像装置还包括设置部件，用于设置对比度AF校准模式；校准量获取单 元，用于在对比度AF校准模式中当摄影师选择了焦点位置时，获取摄影师选择的焦点位置 和通过所述焦点检测单元获得的对焦位置之间的差量，作为对比度AF校准量；存储单元， 用于存储所述对比度AF校准量；以及焦点控制单元，用于在基于通过所述焦点检测单元进 行的焦点检测的结果来执行对焦控制的拍摄时，通过将所述对比度AF校准量相加到通过 所述焦点检测单元获得的对焦位置来执行对焦控制。根据本发明的另一方面，一种摄像装置的焦点控制方法包括设置对比度AF校准 模式；基于从对被摄体的图像进行光电转换的摄像单元获得的图像信号中的高频分量，在对比度系统下执行焦点检测；在对比度AF校准模式中当摄影师选择了焦点位置时，获取摄 影师选择的焦点位置和通过所述焦点检测获得的对焦位置之间的差量，作为对比度AF校 准量；存储所述对比度AF校准量；以及在基于所述焦点检测的结果来执行对焦控制的拍摄 时，通过将所述对比度AF校准量相加到通过所述焦点检测获得的对焦位置来执行对焦控 制。根据本发明，可以获取摄影师想要的焦点位置的对焦状态。通过以下参照附图对典型实施例的详细说明，本发明的其他特征和方面变得更明显。
包括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，并与说明书一起用来解释本发明的原理。图1示出了根据本发明典型实施例的数字单镜头反光照相机的示意图。图2是示出了根据本发明第一典型实施例的操作的流程图。图3是示出了根据本发明第二典型实施例的操作的流程图。图4示出了根据本发明第二典型实施例的操作中显示的典型示例。
具体实施例方式以下参照附图详细说明本发明的各个典型实施例、特征和方面。以下说明本发明的第一典型实施例和第二典型实施例。图1是示出了根据本发明第一典型实施例的数字单镜头反光照相机(摄像装置) 的示意性结构的截面图。在图1中，附图标记1表示照相机主体。基座2用于使拍摄镜头 3(以下说明)能够安装到照相机主体1或从照相机主体1卸下。基座2具有发送和接收 各种信号或供给驱动电力的基座触点加。拍摄镜头3是可更换的，在镜头3内设有调焦透 镜组3a和变焦透镜组北。通过移动全部或部分的透镜组3a和透镜组北，可以改变焦距或 可以执行焦点调节。摄影师通过操作作为焦点位置调节部件的聚焦环(focus ring)(未示 出)，可以调节调焦透镜组3a的位置。镜头控制单元4对拍摄镜头3执行全面的控制。镜 头控制单元4包括中央处理单元(central processing unit，CPU)。在观测时主镜5倾斜地设置在拍摄光路上。主镜5反射(fold)来自拍摄镜头3 的光束(light flux)以将该光束引导到取景器光学系统(以下说明)。在实施曝光时，主 镜5从拍摄光路收回并且将来自拍摄镜头3的光束引导到图像传感器8 (以下说明)。次 镜6由与主镜5连动的半透半反镜(half mirror)构成。次镜6反射穿过主镜5的光束并 且将该光束引导到焦点检测器件9(以下说明)。附图标记7表示快门。图像传感器8可 以是对由拍摄镜头3形成的被摄体的图像进行光电转换以获得被摄体图像的电荷耦合器 件(charge coupled device, CCD)、互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide semiconductor, CMOS)等。焦点检测器件9可以通过已知的相位差系统来检测焦点。焦点检测器件9包括区 域传感器(未示出)等。照相机控制单元10对照相机主体1执行全面的控制。照相机控 制单元10包括相位差对焦判断单元，该相位差对焦判断单元利用来自焦点检测器件9的输出信号通过相位差系统执行焦点检测，并且判断拍摄镜头3是否处于对焦范围之内。照相 机控制单元10还包括对比度对焦判断单元，该对比度对焦判断单元利用来自图像传感器8 的输出信号对拍摄的图像执行对比度检测，并且判断拍摄镜头3是否处于对焦位置。聚焦板11设置在拍摄镜头3的一次图像形成面上。在聚焦板11的入射面上，设 有菲涅耳透镜(Fresnel lens)(会聚透镜)。在出射面上，形成了被摄体图像(取景器图 像)。五棱镜12用于改变取景器光路并且将形成在聚焦板11的出射面上的被摄体图像修 正为正像。附图标记13和14表示目镜。光学系统包括聚焦板11、五棱镜12、目镜13和14 形成取景器光学系统。液晶监视器15显示拍摄的图像等。现在参照图2中的流程图说明根据本发明第一典型实施例的对比度AF校准模式 下的操作。在对比度AF校准模式中，获得用于修正在对比度AF系统(对比度系统)下获 得的对比度的峰值位置的对比度AF校准量。当摄影师操作对比度AF校准模式设置按钮(未示出)时，在步骤S201中，照相机 控制单元10开始对比度AF校准模式。在步骤S202中，照相机控制单元10将主镜5从拍 摄光路收回以打开快门7。然后，来自拍摄镜头3的光束被引导到图像传感器8，从而获得 了拍摄的图像。然后，照相机控制单元10在液晶监视器15上显示拍摄的图像。更具体地 说，执行用于在液晶监视器15上显示实际图像的实时取景显示。在步骤S203中，摄影师通过液晶监视器15确认实际图像，同时执行拍摄镜头3的 聚焦环操作。根据该操作，在拍摄时将焦平面的位置移动至想要的位置。例如，尽管根据对 比度AF操作使眼睛处于对焦状态，但在摄影师想要将焦平面设置到睫毛的情况下，执行这 种聚焦环操作。在步骤S204中，照相机控制单元10判断摄影师将焦平面移动到想要的位 置的操作是否完成，并且判断是否操作了对比度AF校准执行按钮(未示出)。在步骤S204 中，如果判断为仍未操作对比度AF校准执行按钮，则处理返回到步骤S203。然后，重复相似 的操作直到操作了对比度AF校准执行按钮为止。在步骤S204中，如果判断为操作了对比度AF校准执行按钮，则处理进入步骤 S205。在步骤S205中，照相机控制单元10计算对比度AF的结果(焦平面位置)和根据摄 影师的操作设置的焦平面位置之间的差量。然后，照相机控制单元10将该差量作为对比度 AF校准量存储在照相机控制单元10内的存储单元(未示出)中。该差量可以是镜头的控 制量及对比度AF的对比度值的差量等。在上述操作后，对比度AF校准模式终止，处理返回到主程序。然后，将存储在存储 单元(未示出)中的对比度AF校准量相加到在实际拍摄时执行的对比度AF结果，并且执 行AF控制。响应于该操作，控制拍摄镜头3的驱动，以使得将焦平面设置到摄影师想要的 位置。现在参照图3中的流程图说明根据本发明第二典型实施例的对比度AF校准模式 下的操作。数字单镜头反光照相机的结构与图1中的结构相似。因此，省略对数字单镜头 反光照相机的说明。当摄影师操作对比度AF校准模式设置按钮(未示出)时，在步骤S301中，照相机 控制单元10开始对比度AF校准模式。在步骤S302中，照相机控制单元10将主镜5从拍 摄光路收回以打开快门7。然后，来自拍摄镜头3的光束被引导到图像传感器8，从而获得 了拍摄的图像。然后，照相机控制单元10在液晶监视器15上显示拍摄的图像。更具体地说，执行用于在液晶监视器15上显示实际图像的实时取景显示。在步骤S303中，执行对比度AF，同时存储通过焦点检测获得的图像。在对比度AF 中，为了检测对比度的峰值，确保在峰值前后执行焦点检测。在对比度AF中，以预定间隔在 峰值前后执行焦点检测。在步骤S304中，除了在步骤S302中以实时取景显示的图像之外， 也显示在步骤S303中获得的对比度AF中的峰值周围的图像。例如，如图4所示，对于以实 时取景显示的图像401，对比度AF中的峰值周围的图像402也显示在液晶监视器15上，以 使得可以直观地理解相对于焦平面的前后关系。在步骤S305中，摄影师从示出对比度AF的结果的实际图像401和焦点检测中的 峰值前后的多个图像402当中，利用图像选择部件(未示出)选择示出了想要的焦平面的 图像，其中实际图像401和多个图像402都显示在液晶监视器15的显示面板16上。因此， 选择出的图像的焦点位置(焦平面位置)被确定为想要的焦平面位置。在步骤S306中，计 算对比度AF的结果(焦平面位置)和摄影师选择的图像的焦平面位置之间的差量。然后， 照相机控制单元10将该差量作为对比度AF校准量存储在照相机控制单元10内的存储单 元(未示出)中。在上述操作后，对比度AF校准模式终止，处理返回到主程序。然后，将存储在存储 单元(未示出)中的对比度AF校准量相加到在实际拍摄中执行的对比度AF结果，并且执 行AF控制。响应于该操作，控制拍摄镜头3的驱动，以使得将焦平面设置到摄影师想要的 位置。根据第一典型实施例和第二典型实施例的数字单镜头反光照相机(摄像装置)包 括以下组件。该摄像装置包括对被摄体的图像进行光电转换的摄像单元(图像传感器8) 和基于来自摄像单元的图像信号中的高频分量执行对比度系统下的焦点检测的焦点检测 单元(照相机控制单元10)。该摄像装置还包括可以以实时取景显示的方式来显示从摄像 单元获得的图像的显示单元(液晶监视器15)和设置对比度AF校准模式的设置部件(对 比度AF校准模式设置按钮(未示出))。该摄像装置还包括校准量获取单元(照相机控制 单元10)，在校准模式中当摄影师选择了想要的焦点位置时，校准量获取单元计算摄影师想 要的焦点位置和通过焦点检测单元获得的对焦位置之间的差量。校准量获取单元包括将该 差量作为对比度AF校准量进行存储的存储单元(照相机控制单元10)。该摄像装置还包括 焦点控制单元(照相机控制单元10)，在基于通过焦点检测单元进行的焦点检测的结果来 实施对焦控制的拍摄时，该焦点控制单元将对比度AF校准量相加到通过焦点检测单元获 得的对焦位置并且执行对焦控制。摄影师选择的想要的焦点位置是通过对焦点位置调节部件的操作选择的想要的 焦点位置。可选地，摄影师选择的想要的焦点位置可以是从显示在显示单元上的对比度的 峰值前后的多个图像中选择的图像的焦点位置。如上所述，根据第一典型实施例和第二典型实施例，可以获得摄影师想要的焦点 位置的对焦状态。尽管参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的典 型实施例。对所附权利要求书的范围应给予最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和 功能。
权利要求
1.一种摄像装置，其包括摄像单元，用于对被摄体的图像进行光电转换；焦点检测单元，用于基于从所述摄像单元获得的图像信号中的高频分量，在对比度系 统下执行焦点检测；以及显示单元，用于以实时取景显示的方式来显示从所述摄像单元获得的图像，所述摄像装置还包括设置部件，用于设置对比度AF校准模式；校准量获取单元，用于在所述对比度AF校准模式中当摄影师选择了焦点位置时，获取 摄影师选择的焦点位置和通过所述焦点检测单元获得的对焦位置之间的差量，作为对比度 AF校准量；存储单元，用于存储所述对比度AF校准量；以及焦点控制单元，用于在基于通过所述焦点检测单元进行的焦点检测的结果来执行对焦 控制的拍摄时，通过将所述对比度AF校准量相加到通过所述焦点检测单元获得的对焦位 置来执行对焦控制。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述摄影师选择的焦点位置是通过 对焦点位置调节部件的操作选择出的焦点位置。
3.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述摄影师选择的焦点位置是从显 示在显示单元上的对比度的峰值前后的多个图像中选择出的图像的焦点位置。
4.一种摄像装置的焦点控制方法，所述焦点控制方法包括设置对比度AF校准模式；基于从对被摄体的图像进行光电转换的摄像单元获得的图像信号中的高频分量，在对 比度系统下执行焦点检测；在所述对比度AF校准模式中当摄影师选择了焦点位置时，获取摄影师选择的焦点位 置和通过所述焦点检测获得的对焦位置之间的差量，作为对比度AF校准量；存储所述对比度AF校准量；以及在基于所述焦点检测的结果来执行对焦控制的拍摄时，通过将所述对比度AF校准量 相加到通过所述焦点检测获得的对焦位置来执行对焦控制。
全文摘要
本发明公开了一种摄像装置和用于摄像装置的焦点控制方法，该摄像装置包括在对比度系统下执行焦点检测的焦点检测单元和以实时取景显示的方式来显示从摄像单元获得的图像的显示单元。该摄像装置还包括设置部件，用于设置对比度AF校准模式；校准量获取单元，用于在对比度AF校准模式中当摄影师选择了焦点位置时，获取摄影师选择的焦点位置和通过焦点检测单元获取的对焦位置之间的差量，作为对比度AF校准量；存储单元，用于存储对比度AF校准量；以及焦点控制单元，用于在基于焦点检测单元进行的焦点检测的结果来执行对焦控制的拍摄时，通过将对比度AF校准量相加到通过焦点检测单元获得的对焦位置来执行对焦控制。
文档编号G02B7/36GK102043307SQ201010513480
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月15日 优先权日2009年10月15日
发明者井上浩二 申请人:佳能株式会社