專利名稱：自動聚焦調節(jié)方法和設備及包括該設備的數字拍攝設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種自動聚焦(AF)調節(jié)方法，AF調節(jié)設備和包括該AF調節(jié)設備的數字拍攝設備。
背景技術：
在諸如相機、便攜式攝像機以及智能電話和包括數字成像模塊的其他裝置的數字拍攝設備中，為了捕獲清楚的靜態(tài)圖像或者清楚的運動圖像，對對象準確地聚焦是很重要的。存在有關自動執(zhí)行聚焦調節(jié)的對比度自動聚焦(AF)方法和相差AF方法。 對比度AF方法是用于在通過改變聚焦透鏡的位置執(zhí)行拍攝的同時獲取針對從圖像拾取傳感器產生的圖像信號的對比度值、并將聚焦透鏡驅動到峰值對比度值的聚焦透鏡位置的方法。然而，因為在對比度AF方法中檢測作為焦點位置的峰值位置要花費時間，所以不各易在拍攝運動對象時聚焦。

發(fā)明內容
本發(fā)明的實施例提供一種自動聚焦(AF)調節(jié)方法和AF調節(jié)設備以及包括所述AF調節(jié)設備的數字拍攝設備，其中，在所述AF調節(jié)設備中，即使當連拍被執(zhí)行時，也可通過使用對比度AF方法來快速準確地聚焦運動對象。根據實施例，提供一種自動聚焦(AF)調節(jié)設備，包括圖像拾取透鏡，在圖像拾取透鏡中，聚焦透鏡的位置為了聚焦調節(jié)是可變的；聚焦透鏡驅動器，用于驅動聚焦透鏡；圖像拾取器件，用于通過拾取穿過圖像拾取透鏡的光來產生圖像信號；AF計算器，用于從圖像信號計算聚焦檢測估計值；峰值檢測器，用于檢測聚焦檢測估計值的峰值位置；快門，用于控制圖像拾取器件的曝光；以及速度計算器，用于通過使用峰值位置計算對象的運動速度，其中，當用于連續(xù)捕獲靜態(tài)圖像的連拍被執(zhí)行時，峰值檢測器在用于圖像捕獲的曝光準備時段之前的圖像拾取時段中檢測峰值位置，聚焦透鏡驅動器通過使用在捕獲開始之前的曝光準備時段中計算的運動速度來執(zhí)行用于補償焦點位置的運動體補償驅動?？扉T可以是包括前簾和后簾的機械快門?？稍谟糜趯⒖扉T改變?yōu)殛P閉狀態(tài)的驅動完成之前執(zhí)行運動體補償驅動。快門可以是包括用于通過重置電荷開始曝光的電子前簾的電子前簾快門?？扉T可以是包括用于通過重置電荷開始曝光的電子前簾和用于結束曝光的機械后簾的電子前簾快門?？稍谕Ｖ褂糜趶膱D像拾取器件選擇性地讀取電荷的驅動之后，在開始驅動用于圖像捕獲的前簾之前的時段中執(zhí)行運動體補償驅動?？蛇x擇地，快門可以是包括用于通過重置電荷開始曝光的電子前簾和用于結束曝光的電子后簾的全局快門?？蛇x擇地，可在停止用于從圖像拾取器件選擇性地讀取電荷的驅動之后，在開始驅動用于圖像捕獲的前簾之前的時段中執(zhí)行運動體補償驅動。AF調節(jié)設備可在圖像捕獲之前結束顯示，并且可在結束顯示之后，在開始圖像捕獲之前的時段中執(zhí)行運動體補償驅動。可通過來回驅動聚焦透鏡來執(zhí)行峰值位置的檢測。在連拍期間，可在曝光準備時段之前的圖像拾取時段中執(zhí)行多次檢測峰值位置的操作，并且從多次檢測峰值位置的結果計算對象的運動速度。在連拍期間，可針對每次圖像捕獲，在曝光準備時段之前的圖像拾取時段中執(zhí)行至少一次峰值位置檢測，并且通過使用在用于當前圖像捕獲的圖像拾取時段中檢測到的峰 值位置結果和在用于先前圖像捕獲的圖像拾取時段中檢測到的峰值位置結果來計算對象的運動速度。在連拍期間，當對象的運動速度為快時，可在曝光準備時段之前的圖像拾取時段中執(zhí)行一次峰值位置檢測，而當對象的運動速度為慢時，可在曝光準備時段之前的圖像拾取時段中執(zhí)行多次峰值位置檢測。在連拍期間，可通過使用直到連拍開始為止獲得的對象的運動速度或者在連拍期間的先前捕獲中獲得的對象的運動速度來確定對象的運動速度。當在連拍開始之前對象的運動速度被獲得時，獲得的運動速度和在連拍期間獲得的運動速度兩者可被用于預測捕獲中的峰值位置。但是當在連拍開始之前沒有獲得對象的運動速度時，在連拍期間獲得的對象的運動速度可被用于預測捕獲中的峰值位置?？赏ㄟ^從對象的運動速度和直到捕獲為止的時間來預測峰值位置，從而執(zhí)行運動體補償驅動。當對象的運動速度被獲得時，可通過使用獲得的運動速度，根據在用于圖像捕獲的曝光準備時段之前的從曝光結束時間到圖像拾取開始時間的時段中的對象的運動來預測峰值位置，從而執(zhí)行運動體補償驅動。根據另一實施例，提供一種能夠連續(xù)捕獲靜態(tài)圖像進行連拍的自動聚焦(AF)調節(jié)設備的AF調節(jié)方法，所述AF調節(jié)方法包括通過拾取從對象反射的光來產生圖像信號；從所述圖像信號來計算聚焦檢測估計值；在連拍期間，在用于圖像捕獲的曝光準備時段之前的圖像拾取時段中檢測聚焦檢測估計值的峰值位置；通過使用峰值位置計算對象的運動速度；以及通過使用在曝光準備時段中計算的運動速度來補償焦點位置。根據另一實施例，提供一種能夠執(zhí)行自動聚焦(AF)調節(jié)的數字拍攝設備，所述數字拍攝設備包括圖像拾取透鏡，在圖像拾取透鏡中，聚焦透鏡的位置為了聚焦調節(jié)是可變的；聚焦透鏡驅動器，用于驅動聚焦透鏡；圖像拾取器件，用于通過拾取穿過圖像拾取透鏡的光來產生圖像信號；AF計算器，用于從圖像信號計算聚焦檢測估計值；峰值檢測器，用于檢測聚焦檢測估計值的峰值位置；快門，用于控制圖像拾取器件的曝光；以及速度計算器，用于通過使用峰值位置計算對象的運動速度，其中，當用于連續(xù)捕獲靜態(tài)圖像的連拍被執(zhí)行時，峰值檢測器在用于圖像捕獲的曝光準備時段之前的圖像拾取時段中檢測峰值位置，聚焦透鏡驅動器通過使用在捕獲開始之前的曝光準備時段中計算的運動速度來執(zhí)行用于補償焦點位置的運動體補償驅動。
當對象的運動速度被獲得時，可通過使用獲得的運動速度，根據在用于圖像捕獲的曝光準備時段之前的從曝光結束時間到圖像拾取開始時間的時段中的對象的運動來預測峰值位置，從而執(zhí)行運動體補償驅動。根據上述配置，即使當連拍被執(zhí)行時，根據本發(fā)明實施例的AF調節(jié)設備和包括所述AF調節(jié)設備的數字拍攝設備也能夠快速準確地聚焦運動對象。


通過參照附圖對本發(fā)明的示例性實施例進行的詳細描述，上述和其他特點和優(yōu)點將會變得更加明顯，附圖中圖I是根據實施例的數字拍攝設備的框圖；圖2是根據實施例的相機控制器的框圖； 圖3A至圖3D示出了描述對比度自動聚焦(AF)方法中的AF操作的曲線；圖4是根據實施例的數字拍攝設備的AF操作時序圖；圖5是表示在數字拍攝設備的操作時序與聚焦透鏡的位置之間的關系的時序圖；圖6是示出根據實施例的執(zhí)行運動體預測AF的曲線；圖7是描述根據另一實施例的執(zhí)行運動體預測AF的方法的曲線；圖8A至圖8G是參照圖7執(zhí)行的運動體預測AF的時序圖；圖9是表示根據實施例的運動體補償驅動方法的時序圖；圖10到圖14是表示根據其他實施例的運動體補償驅動方法的時序圖；圖15是示出根據實施例的控制數字拍攝設備的方法的流程圖；圖16和圖17是示出根據另一實施例的控制數字拍攝設備的方法的流程圖；圖18到圖19B是示出根據另一實施例的控制數字拍攝設備的方法的流程圖；圖20A和圖20B是示出圖19B的另一實施例的流程圖；圖21是示出圖19A和圖19B的另一實施例的流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明可允許形式上的各種變型或者各種改變，在附圖中將示出且在說明書中將詳細描述示例性實施例。然而，應當理解，示例性實施例并不將本發(fā)明構思局限于特定的公開形式，而是可以包括在本發(fā)明的范圍和精神內的各種變型、等同物或者替代形式。以下，示出并描述了示例性實施例。在附圖中相同的標號表示相同的元件，因此將省略對它們的重復性描述。數字拍攝設備I的操作和構造參照圖1，數字拍攝設備I包括可互換鏡頭100和主體200。可互換鏡頭100包括聚焦檢測功能，主體單元200包括控制可互換鏡頭100以驅動聚焦透鏡104的功能?？苫Q鏡頭(下文中稱為鏡頭)100包括成像光學系統(tǒng)101、變焦透鏡位置感測傳感器103、透鏡驅動致動器105、聚焦透鏡位置感測傳感器106、可變光闌驅動致動器108、透鏡控制器110以及鏡頭卡口 109。成像光學系統(tǒng)101包括用于變焦調節(jié)的變焦透鏡102、用于改變焦點位置的聚焦透鏡104以及可變光闌107。變焦透鏡102和聚焦透鏡104中的每個可以是組合了多個透鏡的透鏡組。以下，將變焦透鏡102和聚焦透鏡104的組合稱為圖像拾取透鏡。變焦透鏡位置感測傳感器103和聚焦透鏡位置感測傳感器106分別感測變焦透鏡102和聚焦透鏡104的位置?？梢酝ㄟ^透鏡控制器110或相機控制器209設置感測聚焦透鏡104的位置的時序，這將在下面描述。例如，感測聚焦透鏡104的位置的時序可以是從圖像信號執(zhí)行自動聚焦(AF)檢測的時序。透鏡驅動致動器105在透鏡控制器110的控制下驅動變焦透鏡102和聚焦透鏡104，可變光闌驅動致動器108在透鏡控制器110的控制下驅動可變光闌107。具體地說，透鏡驅動致動器105沿光軸方向驅動聚焦透鏡104。S卩，透鏡驅動致動器105可以是聚焦透鏡驅動器的示例。透鏡控制器110將所感測的聚焦透鏡104的位置信息發(fā)送到主體200。當聚焦透鏡104的位置變化時，或者當相機控制器209請求聚焦透鏡104的位置信息時，透鏡控制器110可將所感測的聚焦透鏡104的位置信息發(fā)送到主體200?！ょR頭卡口 109包括下面將要描述的與相機側通信管腳接合的鏡頭側通信管腳，并且被用作數據、控制信號等的通信路徑?，F在將要描述主體200的構造。主體200可包括取景器(EVF) 201、快門203、圖像拾取器件204、圖像拾取器件控制器205、顯示單元206、操縱單元207、相機控制器209以及相機卡口 208。EVF 201可包括液晶顯示器(IXD) 202，以在圖像拾取期間實時顯示圖像?？扉T203確定使圖像拾取器件204曝光的時間，S卩，曝光時間。雖然快門203的前簾和后簾在圖I中是機械的，但是快門203不限于此。例如，快門203可以是包括電子前簾和機械后簾的電子前簾快門，所述電子前簾用于通過重置積聚的電荷(resettingaccumulated electric charges)來啟動曝光?？蛇x擇地,快門203可以是包括電子前簾和電子后簾的全局快門，電子前簾通過重置積聚的電荷來啟動曝光，電子后簾通過將積聚的電荷傳輸到非曝光部分來結束曝光。圖像拾取器件204通過拾取已穿過鏡頭100的成像光學系統(tǒng)101的圖像光來產生圖像信號。圖像拾取器件204可包括以矩陣形式布置的多個光電轉換元件以及用于通過從多個光電轉換元件移動電荷來讀取圖像信號的垂直或/和水平傳輸線。對于圖像拾取器件204，可以使用電荷耦合器件(CCD)傳感器、互補金屬氧化物半導體(CMOS)傳感器或者其他圖像傳感器。圖像拾取器件控制器205產生時序信號，并且控制圖像拾取器件204通過與時序信號同步來拾取圖像。另外，圖像拾取器件控制器205順序地讀取作為積聚到掃描線端部的電荷的圖像信號。所讀取的圖像信號用于由相機控制器209進行的AF檢測。顯示單元206顯示各種圖像和信息。對于顯示單元206來說，可以使用有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器、液晶顯示器(LCD)等。在捕獲靜態(tài)圖像之前，顯示單元206可臨時地停止顯示實時取景圖像。操縱單元207允許用戶輸入用于操縱數字拍攝設備I的各種指令。操縱單元207可包括諸如快門釋放按鈕、主開關、模式轉盤和菜單按鈕的各種按鈕。相機控制器209計算對比度值并使用由圖像拾取器件204產生的圖像信號來執(zhí)行AF檢測。另外，相機控制器209響應于由圖像拾取器件控制器205產生的時序信號存儲在每個AF檢測時間點的對比度值，并且使用從鏡頭100接收的透鏡位置信息以及存儲的對比度值來計算焦點位置。焦點位置的計算結果被發(fā)送到鏡頭100。相機卡口 208包括相機側通信管腳。另外，可通過相機卡口 208向鏡頭控制器111供電?，F在將描述鏡頭100和主體200的操作。當將要捕獲圖像時，通過操縱操縱單元207的主開關來啟動數字拍攝設備I的操作。數字拍攝設備I執(zhí)行如下面描述的實時取景顯示。已經穿過成像光學系統(tǒng)101的對象的圖像光入射在圖像拾取器件204上。此時，快門203打開。入射的圖像光被圖像拾取器件204轉換為電信號，由此產生圖像信號。圖像拾取器件204根據由圖像拾取器件控制器205產生的時序信號操作。所產生的對象的圖像信號被相機控制器209轉換為可顯示的數據，并且被輸出到EVF 201和顯示單元206。這樣的操作被稱為實時取景顯示，通過實時取景顯示顯示的實時取景圖像可以被連續(xù)地顯示 為運動圖像。在執(zhí)行實時取景顯示之后，如果作為操縱單元207的一個組件的快門釋放按鈕以半按壓狀態(tài)被按壓時，數字拍攝設備I開始AF操作。使用由圖像拾取器件204產生的圖像信號來執(zhí)行AF操作。在對比度AF方法中，從與對比度值相關的焦點檢測估計值(以下，被稱為“AF估計值”)來計算焦點位置，并且基于計算的結果來驅動鏡頭100。相機控制器209計算AF估計值。相機控制器209從AF估計值計算用于控制聚焦透鏡104的信息，并且通過包括在鏡頭卡口 109中的鏡頭側通信管腳以及包括在相機卡口 208中的相機側通信管腳將所述信息發(fā)送到鏡頭控制器110。透鏡控制器110通過沿光軸方向驅動聚焦透鏡104來執(zhí)行AF，其中，通過基于所接收的信息控制透鏡驅動致動器105來沿光軸方向驅動聚焦透鏡104。通過聚焦透鏡位置感測傳感器106來監(jiān)視聚焦透鏡104的位置，從而建立反饋控制。當變焦透鏡102根據用戶的操作來變焦時，變焦透鏡位置感測傳感器103感測變焦透鏡102的位置，透鏡控制器110通過改變聚焦透鏡104的AF控制參數來再次執(zhí)行AF。當對象的圖像處于完全聚焦時，數字拍攝設備I在快門釋放按鈕的完全按壓狀態(tài)下執(zhí)行曝光。此時，相機控制器209完全關閉快門203并將此刻已經獲得的測量的光信息發(fā)送到透鏡控制器110，作為可變光闌控制信息。透鏡控制器110基于可變光闌控制信息將可變光闌驅動致動器108控制為適當的光圈值。相機控制器209基于測量的光信息控制快門203，并且通過打開快門203持續(xù)適當的曝光時間來捕獲對象的圖像。對捕獲的圖像執(zhí)行圖像信號處理(且可執(zhí)行壓縮處理)，并且經處理的圖像被存儲在存儲卡(圖2的212)中。同時，捕獲的圖像被輸出到EVF 201以及顯示單元206，以顯示對象。這樣的圖像被稱為快速查看圖像。相機控制器209的構造參照圖2，相機控制器209可包括預處理器220、信號處理器221、壓縮/解壓縮單元222、顯示控制器223、中央處理單元(CPU) 224、存儲器控制器225、音頻控制器226、卡控制器227、定時器228以及主總線230。相機控制器209通過主總線230將各種指令和數據提供到相機控制器209的各個組件。
預處理器220接收由圖像拾取器件204產生的圖像信號并執(zhí)行自動白平衡(AWB)，自動曝光(AE)以及AF計算。預處理器220計算用于聚焦調節(jié)的AF估計值、用于曝光調節(jié)的AE估計值以及用于白平衡調節(jié)的AWB估計值。預處理器220可以是AF計算器的示例。信號處理器221執(zhí)行一系列圖像信號處理操作(例如，伽馬校正)，以產生實時取景圖像或可在顯示單元206上顯示的捕獲圖像。壓縮/解壓縮單元222對已經執(zhí)行了圖像信號處理的圖像信號執(zhí)行壓縮和解壓縮。在壓縮的情況下，例如，以諸如聯(lián)合圖像專家組(JPEG)壓縮格式或H. 264壓縮格式的壓縮格式來壓縮圖像信號。包括通過壓縮處理產生的圖像數據的圖像文件被發(fā)送到存儲卡212并被記錄在存儲卡212中。顯示控制器223控制輸出到顯示屏幕(諸如EVF 201的IXD 202或顯示單元206) 的圖像。CPU 224總體上控制相機控制器209的每個組件的操作。另外，在圖I中示出的數字拍攝設備I的情況下，CPU 224執(zhí)行與鏡頭100的通信。根據當前實施例，CPU 224可從由預處理器220計算的AF估計值來檢測每個AF估計值的峰值位置。另外，CPU 224可通過使用所檢測的多個峰值位置來計算對象的運動速度。S卩，CPU 224可以是峰值檢測器和速度計算器的示例。然而，本發(fā)明不限于此，另一組件可代替CPU 224來執(zhí)行峰值檢測和速度計算功能。存儲器控制器225控制存儲器210臨時記錄數據(諸如捕獲的圖像或相關聯(lián)的信息)，音頻控制器226控制麥克風或揚聲器211?？刂破?27控制存儲卡212記錄捕獲的圖像。定時器228測量時間。雖然已經參照圖I和圖2描述了鏡頭100是可拆卸地附著到主體200的可互換鏡頭，但是本發(fā)明不限于此。例如，數字拍攝設備I可包括一體化的鏡頭100和主體200。在這種情況下，可以不包括鏡頭卡口 109和相機卡口 208，相機控制器209可執(zhí)行透鏡控制器110的功能。例如，相機控制器209可直接控制透鏡驅動致動器105和可變光闌驅動致動器108，并從變焦透鏡位置感測傳感器103和聚焦透鏡位置感測傳感器106接收位置信息。AF操作方法圖3A至圖3D示出了根據對比度AF方法的實施例的AF操作。在對比度AF方法中，通過反復地從圖像信號計算與對比度值相關的AF估計值并檢測與聚焦透鏡104的計算AF估計值是最大值的位置關聯(lián)的焦點位置來執(zhí)行AF操作。圖3A至圖3D的每個水平軸表示聚焦透鏡104的位置，每個垂直軸表示AF估計值。首先，如圖3A所示，為了檢測AF估計值的峰值，通過以高速將聚焦透鏡104從一側驅動到另一側來執(zhí)行掃描(在下文中，被稱為“操作A”)。這里，掃描表示在驅動聚焦透鏡104的同時計算AF估計值。通過操作A來檢測大概的峰值位置。此后，如圖3B所示，通過反轉聚焦透鏡104的驅動方向以及比在操作A期間更慢地驅動聚焦透鏡104來再次執(zhí)行峰值檢測(在下文中，被稱為“操作B”)?？梢酝ㄟ^比操作A的精度更高的操作B來執(zhí)行AF檢測。此后，如圖3C所示，再次反轉聚焦透鏡104的驅動方向，根據所檢測的峰值朝著焦點位置驅動聚焦透鏡104(在下文中，被稱為“操作C”)。此時，用于驅動透鏡的裝置通常具有后沖(backlash)，所述后沖導致根據驅動方向的透鏡位置的誤差。因此，需要去除后沖，在操作C中，在焦點位置上驅動聚焦透鏡104。最終，如圖3D所示，再次反轉聚焦透鏡104的驅動方向，以與根據操作B的驅動方向相同的方向驅動聚焦透鏡104，以停止在焦點位置(在下文中，被稱為“操作D”)。根據本發(fā)明的實施例，通過(即使在操作C中)執(zhí)行掃描操作來計算AF估計值，計算的AF估計值被用于檢測對象的運動。通過操作A到D來執(zhí)行AF操作。數字拍攝設備I的操作圖4是根據實施例的數字拍攝設備I的AF操作時序圖。參照圖4,從頂部起順序不出了積聚啟動信號、第一掃描線的電荷積聚信號、用于·AF檢測的AF區(qū)域I到AF區(qū)域a的電荷積聚信號、第η掃描線的電荷積聚信號以及讀取啟動信號的時序圖。與所述多個時序圖一起，示出了 AF估計值計算時序圖、執(zhí)行AF估計值計算的圖像的中心位置的透鏡同步位置、以及聚焦透鏡104在與透鏡同步位置對應的時序下的位置信息。這里，AF區(qū)域I到AF區(qū)域a表示包括在執(zhí)行AF檢測的區(qū)域中的掃描線。當時施加積聚啟動信號PU P2、…時，電荷由于入射在第一掃描線到第η掃描線上的圖像光而積聚。在第一掃描線的端部的電荷積聚的時間，產生圖像信號的讀取啟動信號S1、S2、…。由于讀取啟動信號S1、S2、···，圖像信號被順序地從第一掃描線讀取。讀取的圖像信號被傳送到相機控制器209。在AF檢測區(qū)域端部中包括的AF區(qū)域I到AF區(qū)域a的電荷積聚時，利用由預處理器220讀取的圖像信號來計算AF估計值VI、V2、…。當計算AF估計值VI、V2、…時，聚焦透鏡104以恒定速度連續(xù)的移動。在當前的實施例中，當計算第四AF估計值V4時,確定第四AF估計值V4小于之前的AF估計值，即，第四AF估計值V4已經經過了峰值位置。因此，如圖4中所示，從這時開始，沿反轉的方向驅動聚焦透鏡104。即，當計算第四AF估計值V4時，AF操作從操作A進行到操作B。操作C和操作D相似地跟隨。圖5是表示在數字拍攝設備I的操作時序與聚焦透鏡104的位置之間的關系的時序圖。水平軸表示時間，垂直軸從頂部起順序地表示聚焦透鏡104的位置、快門釋放按鈕的半按壓信號SI、快門釋放按鈕的全按壓信號S2、用于顯示捕獲的圖像的圖像查看信號(image view signal) IMAGE VffiW、快門信號 SHUTTER、可變光闌信號 DIAPHRAGM、圖像拾取器件204的曝光信號EXPOSE和數據讀取信號。在當前的實施例中，示出了在幾乎相同的時刻激活半按壓信號SI和全按壓信號S2的情況。參照圖5，通過半按壓信號SI，AF操作在時刻t0啟動，從而以高的恒定速度驅動聚焦透鏡104。即，這對應于圖3A的操作A。當檢測到AF估計值的峰值時，以低的恒定速度沿相反的方向驅動聚焦透鏡104。即，這對應于圖3B的操作B。操作B檢測AF估計值的峰值。此后，通過反轉聚焦透鏡104的驅動方向執(zhí)行操作C，最終，執(zhí)行操作D以消除后沖。因此，聚焦透鏡104處于焦點對準位置，AF操作在時刻tl結束。當AF操作結束時，顯示單元206停止顯示，快門203關閉。此后，可變光闌107被操作為從打開狀態(tài)變?yōu)楹线m的光圈值。當圖像捕獲的準備結束時，快門203打開，從而在時刻t2開始曝光。
這里，在焦點對準時刻tl與打開快門203以曝光的時刻t2之間的時間被稱為釋放時滯。在這種情況下，如果在焦點對準之后激活全按壓信號S2，則在激活全按壓信號S2的時刻與打開快門203的時刻t2之間的時間被稱為釋放時滯。當快門203打開時，圖像拾取器件204的曝光在時刻t2開始，在執(zhí)行曝光達到合適的時間之后，快門203在時刻t3再次關閉。然后，圖像拾取器件204積聚的電荷被傳輸到相機控制器209，以讀取圖像信號。此后，快門203與可變光闌107在時刻t4被再次打開，以在時刻t5為打開狀態(tài)。同時，當對象沿圖像拾取透鏡的光軸方向運動時，在檢測到焦點位置的時刻與AF操作的操作B中的最終焦點對準時刻之間存在時滯，相應地，對象在時滯期間運動。此外，對象還在釋放時滯發(fā)生的時段運動。即，對象在曝光期間沒有對焦。因此，在本發(fā)明的實施例中，補償了這樣的離焦。在這種情況下，因為預測運動對象的焦點位置，所以該操作被稱為運動體預測AF，現在將參照圖6和圖7描述。 圖6是用于描述根據本發(fā)明的實施例的執(zhí)行運動體預測AF的方法的曲線。水平軸表示聚焦透鏡104的位置，其中，右側表示近方向。垂直軸表示AF估計值。圖6的曲線示出運動體的AF估計值的分布。參照圖6，當AF操作開始時，執(zhí)行操作A和操作B，從而獲得初始的AF估計值峰值位置。獲得的峰值位置是BI。此后，執(zhí)行操作C，通過計算AF估計值來檢測峰值位置。然而，由操作C檢測的峰值位置是通過從初始的峰值位置扣除后沖量而獲得的大概的位置。當對象不運動時，由操作C檢測的峰值位置與BI幾乎相同。然而，當對象運動時，由操作C檢測的峰值位置移動到Cl。此時，如果BI與C1+BKL(后沖量)不同，則確定對象已經運動。因此，在不執(zhí)行圖3D的操作D的情況下，再次執(zhí)行操作B。結果，將B2檢測為新的峰值位置。即，確定對象是運動體且峰值位置已經移動到B2。當對象運動時，計算對象的像面的速度。當對象以相對慢的恒定速度運動時，像面速度還可以接近恒定速度。因此，可根據下面的等式從峰值位置BI與峰值位置B2之間的變遷以及變遷所花費的時間Tl計算對象的速度Sv。Sv = (B1-B2)/T1如果假定在計算B2的時刻與AF估計值的下一峰值位置的時刻之間的時間是T2，則在T2期間的聚焦補償值ΛΒ3通過ΛΒ3 = Sv*T2來獲得。當激活全按壓信號S2以開始快門的釋放時，由于釋放時滯Tr引起的補償值AR還通過AR = Sv*Tr來獲得。通過上面描述的方法，可以獲得聚焦透鏡104的位置Rx，在所述位置Rx，AF估計值在曝光開始時間處于峰值位置，通過將聚焦透鏡104驅動到位置Rx來執(zhí)行運動體預測AF。這里，用來獲得Sv的BI和B2將不把由于后沖引起的誤差包括到計算中。當后沖即使在聚焦透鏡104沿相反方向驅動時也不發(fā)生時，可通過使用在操作C中計算的AF估計值的峰值位置Cl來計算Sv，即，Sv = (Bl-Cl)/Tl。雖然在當前的實施例中，通過僅僅使用BI和B2來計算對象的速度，但是由于噪聲，在每個AF估計值中存在誤差。因此，可使用進一步考慮B3的平均值。S卩，可通過計算Svl = (B1-B2)/T1、Sv2 = (B2_B3)/T2 以及 Sv = (Svl+Sv2)/2 來獲得 Sv?？蓮乃@得的值Sv通過ΛΒ4 = Sv*T3來獲得在AF操作期間的補償值ΛB4，由于釋放時滯Tr而引起的補償值Λ R還可通過AR= Sv*Tr來獲得。
當對象的速度快時，可以使用下面的等式。如果假定圖像拾取透鏡的前側的焦距是f，圖像拾取透鏡的后側的焦距是f，從圖像拾取透鏡的前側的焦點位置到對象的距離是d，從圖像拾取透鏡的后側的焦點位置到像面的距離是z，在對象以恒定速度接近數字拍攝設備I時的像面位置是Z(t)，則可以獲得下面的等式。
z(/)=^I^dz a- , /
dl當這個等式接近于二維方程式時，獲得Z (t) =At2+Bt+C。通過將直到下一個AF估計值被計算為止的時間或者由于釋放時滯的時間用作t的值，可以在釋放操作中執(zhí)行運動體預測AF。 圖7示出根據另一實施例的執(zhí)行運動體預測AF的方法。在圖7中，水平軸表示聚焦透鏡104的位置，垂直軸表示AF估計值。在當前的實施例中，使用通過擺動操作檢測運動體的焦點的方法。參照圖7，LVpk表示AF估計值為峰值時的聚焦透鏡的位置，Vpk表示AF估計值的峰值，PK表示曲線上的峰值點。當聚焦透鏡104沿光軸方向微小地振動dx時，AF估計值也微小地改變dy。在當前的實施例中，通過使用該特征來檢測運動體的焦點。圖8A至圖8G是參照圖7執(zhí)行的運動體預測AF的時序圖。在圖8A至圖8G中，一場(IVD)執(zhí)行一次圖像拾取器件204的曝光，在第四時段執(zhí)行擺動操作。參照圖8A至圖8G，圖8A是垂直同步信號VD的時序圖，圖8B是聚焦透鏡104的位置的時序圖，圖8C是曝光的時序圖，圖8D是讀取圖像信號的時序圖，圖8E是讀取時序信號的時序圖，圖8F是讀取AF估計值的時序圖，圖8G是透鏡驅動控制信號的時序圖。首先，聚焦透鏡104從遠方向朝近方向移動例如3F δ ,其中，F表不光圈值，δ表示焦深值。即使在聚焦透鏡104運動時也獲取圖像信號。此后，聚焦透鏡104在近位置停止，獲取圖像信號。此后，聚焦透鏡104沿遠方向運動并停止。上面描述的操作在一場單元中執(zhí)行并通過總共4場來完成。當通過(c)的曝光讀取圖像信號被執(zhí)行時，積分時間根據亮度來改變。另外，在el期間獲取的圖像信號以下一場的時序VR2讀取。在一場內實現每個操作。此后，以下一場的時序AF3獲取AF估計值，通過使用AF估計值獲得結果以下一場的時序LD4產生控制信號。上面描述的操作對應于擺動操作，利用上面描述的方法在對比度峰值位置實現焦點對準。在當前的實施例中，通過使用擺動操作執(zhí)行參照圖6描述的運動體預測AF。S卩，通過執(zhí)行擺動操作來獲得峰值位置BI和B2。以下，將描述應用了運動體預測AF的數字拍攝設備I的操作。圖9是表示根據本發(fā)明的實施例的運動體補償驅動方法的時序圖。在圖9的時序圖中，水平軸和垂直軸分別與圖5的水平軸和垂直軸相同。另外，在相同的時間激活半按壓信號SI和全按壓信號S2。然而，假定對象運動。參照圖9，通過在時刻t0激活半按壓信號SI來啟動AF操作，從而以高的恒定速度驅動聚焦透鏡104，以執(zhí)行圖3A的操作A。當檢測到AF估計值的峰值時，沿相反的方向以低的恒定速度驅動聚焦透鏡104，來執(zhí)行圖3B的操作B。通過操作B來檢測AF估計值的峰值。此后，通過反轉聚焦透鏡104的驅動方向來執(zhí)行操作C。在當前的實施例中，在操作C期間，捕獲準備操作在時刻tl開始。即，處于常開狀態(tài)的快門203變?yōu)殛P閉狀態(tài)，可變光闌107被控制。在tl與t2之間的用于驅動可變光闌107和快門203的時段是曝光準備時段。另外，顯示單元206停止顯示圖像。在捕獲準備操作期間，執(zhí)行用于去除后沖的操作C和操作D。當操作D結束時，AF操作結束。當捕獲準備操作在時刻t2結束時，快門203打開，從而啟動對圖像拾取器件204的曝光。即，捕獲了圖像。此后，快門203在時刻t3關閉。此后，讀取圖像拾取器件204的信息。在讀取信息之后，快門203和可變光闌107在時刻t4再次打開。在一系列 呆作之后，在連續(xù)拍攝的情況下，在時刻t5開始下一拍攝，其中，執(zhí)彳丁 AF的數字拍攝設備I此時首先執(zhí)行AF操作。在當前的實施例中，執(zhí)行峰值位置檢測操作3次。 可利用參照圖6描述的方法執(zhí)行根據檢測峰值位置三次計算對象的運動速度。當然，當對象不運動時，可通過一個峰值位置檢測操作來完成AF操作。詳細地說，通過在曝光準備時段之前(即，t5與t6之間的時段)執(zhí)行運動體預測AF來在圖像捕獲中預測對焦位置。此后，通過在曝光準備時段(即，t6與t7之間的時段)執(zhí)行運動體補償驅動，執(zhí)行朝著對焦預測位置F0CUS5驅動聚焦透鏡104的補償。具體地說，可執(zhí)行運動體補償驅動，直到將快門203驅動為關閉狀態(tài)完成為止。在當前的實施例中，從有關透鏡位置F0CUS2到F0CUS4的信息及其時間信息計算對象的運動速度，從對象的運動速度計算透鏡位置FO⑶S5，朝著計算的透鏡位置FO⑶S5執(zhí)行作為AF操作的操作C和操作D0除非連拍結束，否則重復上面描述的操作。在連拍中可執(zhí)行擺動操作以檢測峰值位置。在當前的實施例中，通過作為AF操作的處于低速的操作B和操作A的組合來執(zhí)行對聚焦透鏡104的驅動，以在快門203在連拍期間處于常開狀態(tài)時檢測峰值位置?？蛇x擇地，可通過操作B和操作C的組合來執(zhí)行對聚焦透鏡104的驅動。當在連拍的第一圖像被捕獲之前已經檢測到對象的運動速度SvO且運動速度SvO較慢時，運動速度SvO與在捕獲第一圖像之后獲得的運動速度Svl的平均值Sv =(Sv0+Svl)/2被獲得，且平均值Sv可從第二圖像捕獲起被用于運動體預測AF和運動體補償驅動。執(zhí)行對象的運動速度的平均值，這是因為，當對象遠離且像面上的幅度低時，像面速度也是低的，相應地，速度檢測中可存在誤差。此外，當連續(xù)地執(zhí)行其像面速度慢的對象的連拍時，在之前的捕獲中的運動速度Svl與當前捕獲中的運動速度Sv2的平均值Sv =(Svl+Sv2) /2可被用于運動體預測AF和運動體補償驅動。圖10是根據本發(fā)明的另一實施例的指示運動體補償驅動方法的時序圖。將描述當前的實施例與圖9的實施例如何不同。參照圖10，在當前的實施例中，當在用于捕獲連拍的第一圖像的曝光之前檢測到對象運動時，緊接在所述用于捕獲第一圖像的曝光在時刻t3完成之后，通過使用已經獲得的對象的運動速度來執(zhí)行用于捕獲連拍的第二圖像的運動體補償驅動。在快門203在用于捕獲第一圖像的曝光完成之后開始轉變到常開狀態(tài)的時段(SP，t3與t4之間的時段)中，將聚焦透鏡104從被調節(jié)為捕獲第一圖像的透鏡位置FO⑶SI驅動到透鏡位置FO⑶S2。在這種情況下，如下獲取聚焦透鏡104的透鏡位置FO⑶S2。從直到圖像的連續(xù)拍攝為止時獲取的對象的運動速度Sv以及從曝光開始時刻到將快門203驅動為常開狀態(tài)的時刻的時間Tf來獲得對象在Tf的運動量AR0。獲得ARO的等式是ARO = Sv*Tf。然后，通過F0CUS2 = F0CUS1+R0來獲得透鏡位置F0CUS2。如上所述，通過在根據圖9的實施例的運動體預測AF之前執(zhí)行運動體補償驅動，在連拍的第一圖像被捕獲之后的AF操作時間可減小。圖11是根據本發(fā)明的另一實施例的指示運動體補償驅動方法的時序圖。在當前的實施例中，使用通過使用VCM等而不具有后沖的致動器，使用即使在通過光學地檢測聚焦透鏡104的位置的位置檢測中也不具有后沖的系統(tǒng)。在當前的實施例中，在AF操作的操作B和操作C的兩個方向中獲取的峰值位置被用于檢測對象的運動速度。即，通過上面描述的等式Sv= (Bl-Cl)/Tl來獲得對象的運動 速度。這里，在FO⑶SI與FO⑶S2之間的虛線以及在FO⑶S4與FO⑶S5之間的虛線是指示聚焦透鏡104改變其運動方向且與焦點位置不相關的位置的線。另外，在操作B期間重新確認對象是運動體，開始捕獲準備操作。在操作B中，執(zhí)行運動體補償驅動，從而在圖像捕獲中將聚焦透鏡104移動到焦點位置。由于在當前的實施例中不存在后沖，省略用于消除后沖的操作D。圖12是根據本發(fā)明的另一實施例的指示運動體補償驅動方法的時序圖。在當前的實施例中，雖然由于對象的初始運動速度慢，在捕獲連拍的第一圖像中不是必須要執(zhí)行運動體補償驅動，但是預期在捕獲第一圖像之后，對象的位置超過景深(DOF)，導致像面上的圖像的改變。參照圖12，在t0與t3之間的時段中捕獲連拍的第一圖像，而不執(zhí)行運動體補償驅動。在t3與t4之間的時段中執(zhí)行運動體補償驅動，以捕獲在下述時段中的下一圖像，在所述時段中，不能在捕獲第一圖像之后(即，在光沒有到達圖像拾取器件204的狀態(tài)下)立即計算AF估計值。在可以計算AF估計值的時段中，執(zhí)行根據前后操作的掃描操作(例如)三次，從t5與t6之間的時段中的AF估計值的峰值位置的改變檢測對象的運動速度。此后，在捕獲連拍的第二圖像之前的t6與t7之間的時段中執(zhí)行運動體補償驅動。即使對象的真實的運動速度是恒定的，但從捕獲連拍的第三圖像開始，對象的像面速度也比之前快。因此，為了響應于該快的速度，用于檢測峰值位置的來回掃描操作被限制到一次。然后，可從在之前的捕獲操作中獲取的峰值位置以及在當前的捕獲操作中通過一次來回掃描操作而獲取的峰值位置來獲得對象的運動速度。當捕獲連拍的第四圖像時，從在第三圖像捕獲操作中通過一次來回掃描操作獲取的峰值位置以及在當前的捕獲操作中通過一次來回掃描操作而獲得的峰值位置來獲得的對象的運動速度。例如，如果假定在連拍的多個捕獲操作之間的時間是tel、在所述捕獲操作中通過一次來回掃描操作獲得的峰值位置是Bcl和Bc2，則可通過Scv = (Bcl-Bc2)/tcl來獲得對象的運動速度Scv。因此，通過減少運動體預測A F以及運動體補償驅動花費的時間，可以增加連拍速度。雖然在當前實施例中的運動體預測AF中，運動體預測AF操作從三個來回掃描操作變成一個來回掃描操作，但是本發(fā)明不限于此。例如，當連拍的速度很重要時，如果確定對象是運動的，則通過執(zhí)行僅僅一個來回掃描操作來獲得峰值位置，而且在從第三圖像的捕獲中，可以從由一個來回掃描操作獲得的多個峰值位置來獲得對象的運動速度。另外，當對象在連拍期間在像面上低速運動時，可從通過執(zhí)行來回掃描操作兩次或三次獲得的峰值位置來獲得對象的運動速度，并且當對象在連拍期間在像面上高速運動時，來回掃描操作的次數可根據對象的運動速度而減小，從而通過執(zhí)行來回掃描操作一次來獲得峰值位置。圖13是指示根據本發(fā)明另一實施例的運動體補償驅動方法的時序圖。在當前實施例中，使用電子前簾快門，而非在圖12中使用的機械快門。因為電子前簾快門是公知的技術，所以省略其詳細描述，并且將針對當前實施例與圖12的實施例如何不同來描述當前實施例。參照圖13，圖像拾取器件204將由選擇性地讀取電荷的操作產生的圖像信號發(fā)送到顯示單元206，以顯示實時取景圖像。通過半按壓信號SI開始AF操作，并且通過全按壓 信號S2在曝光準備時段(t0和t2之間)中執(zhí)行捕獲準備操作。也就是說，顯示單元206根據選擇性地讀取電荷的操作停止顯示，快門203關閉，并且可變光闌107被控制。此時，因為在當前實施例中僅后簾是機械快門，所以后簾被改變到關閉狀態(tài)。然而，因為后簾是用于在前簾被驅動之后阻擋光的快門，所以后簾的關閉狀態(tài)指示在光被阻擋之前立即轉變位置的狀態(tài)。其后，通過驅動前簾開始曝光。因為在當前實施例中前簾是電子前簾，所以復位時序信號RESET被施加到圖像拾取器件204，從而在時間t2開始曝光。曝光通過從頂部到底部依次復位圖像拾取器件204來替代機械前簾。在曝光結束的時刻，后簾被驅動，從而阻擋入射到圖像拾取器件204上的光。讀取通過圖像拾取器件204積聚的電荷，并且在讀取期間通過后簾為圖像拾取器件204阻擋光。 在數據讀取結束之后，后簾再次處于打開狀態(tài)，并且用于通過在圖像拾取器件204中接收光來獲得AF估計值的掃描操作被執(zhí)行。因為其后獲得對象的運動速度的方法與圖12的方法相同，所以省略其詳細描述。圖14是指示根據本發(fā)明另一實施例的運動體補償驅動方法的時序圖。在當前實施例中，使用快門功能包括在圖像拾取器件204中的全局快門，而非圖12中使用的機械快門。全局快門通過針對全屏同時重置電荷來開始曝光，并且通過針對全屏將積聚的電荷同時傳輸到非曝光部分來結束曝光。因為全局快門是公知的技術，所以省略其詳細描述，并且將針對當前實施例與圖12的實施例如何不同來描述當前實施例。參照圖14，圖像拾取器件204將由選擇性地讀取電荷的操作產生的圖像信號發(fā)送到顯示單元206，以顯示實時取景圖像。通過半按壓信號SI開始AF操作，并且通過全按壓信號S2在曝光準備時段(t0和t2之間)中執(zhí)行捕獲準備操作。也就是說，顯示單元206根據選擇性地讀取電荷的操作停止顯示，并且可變光闌107被控制。其后，通過驅動前簾開始曝光。因為在當前實施例中前簾是電子前簾，所以復位時序信號RESET被施加到圖像拾取器件204，從而在時間t2開始曝光。詳細地講，通過將復位時序信號RESET同時施加到圖像拾取器件204的全屏來開始曝光。通過在時間t3將電荷轉移信號TRANSFER同時施加到圖像拾取器件204的全屏來結束曝光。
通過數據讀取信號DATA READ讀取由圖像拾取器件204積聚的電荷(即，圖像信號)。當數據讀取正在被執(zhí)行時，門被關閉，從而即使圖像拾取器件204接收光，新的電荷也不流向電荷存儲單元(未示出)，其中，傳輸的電荷被存儲在所述電荷存儲單元中。也就是說，圖像拾取器件204處于與阻光狀態(tài)相同的狀態(tài)中。當從電荷存儲單元讀取數據結束時，通過反復地重置和傳輸電荷來執(zhí)行連拍。因為其后獲得對象的運動速度的方法與圖12的方法相同，所以省略其詳細描述。[控制數字拍攝設備I的方法]圖15是示出根據本發(fā)明實施例的控制數字拍攝設備I的方法的流程圖。圖15示出啟動數字拍攝設備I的操作(操作I)。參照圖15，當數字拍攝設備I通過接通數字拍攝設備I的主開關開始操作時，在操作S101，檢測操縱單元207的操縱。根據所述檢測，在操作S102設置數字拍攝設備I的模式。在操作S103，從鏡頭100接收用于操作數字拍攝設備I的鏡頭信息，并存儲所述鏡頭信 息。所述鏡頭信息包括各種透鏡唯一的參數，并且可以是用于控制AF、AE、AWB和圖像質量的信息。當如圖I所示使用可互換鏡頭100從數字拍攝設備I中的鏡頭100接收到鏡頭信息時，在諸如相機或具有非可互換鏡頭的其他裝置的數字拍攝設備中可跳過操作S103。在操作S104，圖像拾取器件204開始周期性的拍攝。在操作S105，圖像拾取器件204執(zhí)行光測量以計算AE和AWB。在操作S106，將周期性捕獲的圖像顯示為實時取景圖像。在操作S107確定主開關是否斷開。如果主開關沒有斷開，則重復操作SlOl到操作S106。否則，如果主開關斷開，則數字拍攝設備I的操作停止在操作S108。從而，操作I結束。圖16和圖17是示出根據本發(fā)明另一實施例的控制數字拍攝設備I的方法的流程圖。圖16和圖17示出通過由于在實時取景顯示期間半按壓快門釋放按鈕施加半按壓信號SI而執(zhí)行的操作(操作2)。參照圖16和圖17，當半按壓信號SI被施加時，在操作S201，數字拍攝設備I發(fā)出命令，從而通過中斷操作以高的恒定速度沿第二方向驅動聚焦透鏡104。也就是說，執(zhí)行AF操作的操作A。在操作S202，在驅動聚焦透鏡104的同時計算AF估計值。在操作S203確定AF估計值是否經過峰值。如果AF估計值沒有經過峰值，則數字拍攝設備I繼續(xù)回到操作S202。否則，如果AF估計值經過了峰值，則在操作S204運動體預測標記被復位。這是運動體預測標記的初始設置值。在操作S205，數字拍攝設備I發(fā)出命令，從而通過改變驅動方向以低的恒定速度沿第一方向驅動聚焦透鏡104。也就是說，執(zhí)行AF操作的操作B。在操作S206，計算AF估計值。然后，在操作S207確定AF估計值是否經過峰值。如果AF估計值沒有經過峰值，則數字拍攝設備I繼續(xù)回到操作S206。否則，如果AF估計值經過了峰值，則在操作S208峰值位置BO被存儲。在操作S209，數字拍攝設備I發(fā)出命令，從而再次以高的恒定速度沿第二方向驅動聚焦透鏡104，以消除后沖。也就是說，執(zhí)行AF操作的操作C。在操作S210，計算AF估計值。然后，在操作S211確定AF估計值是否經過峰值。如果AF估計值沒有經過峰值，則數字拍攝設備I繼續(xù)回到操作S210。否則，如果AF估計值經過了峰值，則在操作S212以高的速度沿第一方向將聚焦透鏡104驅動向峰值位置B0。也就是說，執(zhí)行AF操作的操作D。此時，不必計算AF估計值。通過上述過程完成AF操作，并且在操作S213指示AF操作已成功結束。即使在AF操作成功結束之后，也在操作S214連續(xù)地計算AF估計值。然后，在操作S215確定是否存在AF估計值的變化。如果不存在AF估計值的變化，則數字拍攝設備I將聚焦透鏡104維持在當前狀態(tài)，并且在重復執(zhí)行操作S214的同時等待根據快門釋放按鈕的完全按壓的全按壓信號S2。否則，如果存在AF估計值的變化，則確定對象已改變。也就是，確定對象可能正在運動。如果在操作S215確定存在AF估計值的變化，則在操作S216，數字拍攝設備I發(fā)出命令，從而以低的恒定速度沿第二方向驅動聚焦透鏡104。在操作S217，在驅動聚焦透鏡104的同時計算AF估計值。在操作S218確定在驅動聚焦透鏡104處于參考量內的同時AF估計值是否經過峰值，或者聚焦透鏡104是否已被驅動超過參考量。
如果沒有滿足以上條件，則數字拍攝設備I繼續(xù)回到操作S217。否則，如果滿足了以上條件中的任何一個，則在操作S219，數字拍攝設備I發(fā)出命令，從而以低的恒定速度沿第一方向驅動聚焦透鏡104。在操作S220，在驅動聚焦透鏡104的同時計算AF估計值。如同操作S218，在操作S221確定在驅動聚焦透鏡104處于參考量內的同時AF估計值是否經過峰值，或者聚焦透鏡104是否已被驅動超過參考量。如果沒有滿足以上條件，則所述方法繼續(xù)回到操作S220。否則，如果滿足了以上條件中的任何一個，則在操作S222獲得在圖6中示出的峰值位置BI。在操作S223確定BO與BI是否相同。如果BO與BI相同，則所述方法繼續(xù)回到操作S213。否則，如果BO與BI不同或者如果沒有獲得峰值，則數字拍攝設備I繼續(xù)到操作A21。如果在操作S223，BO與BI不同或者沒有獲得峰值，則在操作S231數字拍攝設備I發(fā)出命令，從而以低的恒定速度沿第二方向驅動聚焦透鏡104。在操作S232，再次計算AF估計值。如同操作S218，在操作S233確定在驅動聚焦透鏡104處于參考量內的同時AF估計值是否經過峰值，或者聚焦透鏡104是否已被驅動超過參考量。如果沒有滿足以上條件，則數字拍攝設備I繼續(xù)回到操作S232。否則，如果滿足了以上條件中的任何一個，則在操作S234獲得在圖6中示出的峰值位置Cl。在操作S235確定BI與Cl和由后沖導致的誤差BKL的和是否相同。如果BI與Cl和誤差BKL的和相同，則數字拍攝設備I確定對象沒有運動并且繼續(xù)回到操作S204。這里，BI不必在數字上與Cl和誤差BKL的和相同，并且如果BI與Cl和誤差BKL的和基本相同或者如果BI與Cl和誤差BKL的和之間的差在預定誤差范圍內，則可確定BI與Cl和誤差BKL的和相同。否則，如果BI與Cl和誤差BKL的和不同，則在操作S236，數字拍攝設備I發(fā)出命令，從而以低的恒定速度沿第一方向驅動聚焦透鏡104。在操作S237，在驅動聚焦透鏡104的同時計算AF估計值。如同操作S218，在操作S238確定在驅動聚焦透鏡104處于參考量內的同時AF估計值是否經過峰值，或者聚焦透鏡104是否已被驅動超過參考量。如果沒有滿足以上條件，則數字拍攝設備I繼續(xù)回到操作S237。否則，如果滿足了以上條件中的任何一個，則在操作S239獲得在圖6中示出的峰值位置B2。在操作S240確定是否獲得了 B2。如果沒有獲得B2，則確定數字拍攝設備I處于平移狀態(tài)(panning state)的可能性為高，并且數字拍攝設備I繼續(xù)回到操作S204以再次執(zhí)行AF操作。否則，如果獲得了 B2，則確定對象正在運動，并且在操作S241計算對象的運動速度和用于運動體補償驅動的補償量?？赏ㄟ^Sv = (B1-B2)/T1和ΛΒ3 = Sv*T2分別獲得對象的運動速度和補償量。在操作S242，設置運動體預測標記。在操作S243，數字拍攝設備I發(fā)出命令，從而以低的速度沿第二方向驅動聚焦透 鏡104，其中，通過ΛΒ3執(zhí)行運動體補償驅動。其后，數字拍攝設備I繼續(xù)回到操作S232。圖18到圖19B是示出根據本發(fā)明另一實施例的控制數字拍攝設備I的方法的流程圖。圖18到圖19B示出通過在重復運動體跟蹤的同時完全按壓快門釋放按鈕施加全按壓信號S2而執(zhí)行的操作(操作3)。當從一開始半按壓信號SI和全按壓信號S2被接通時，在初始對焦被確定之后(即，AF操作的操作A和B結束之后)開始操作3。參照圖18到圖19B，在操作S301，關閉顯示單元206，通過驅動快門203使快門203處于關閉狀態(tài)以阻擋入射到圖像拾取器件204上的光，并且將可變光闌107驅動到適當的光圈值。在操作S302，確定運動體預測標記是否被設置。如果沒有設置運動體預測標記，則數字拍攝設備I繼續(xù)到操作S305。否則，如果設置了運動體預測標記，則在操作S303通過AR = Sv*T獲得補償值Λ R,并且在操作S304將峰值位置補償AR。在操作S305，以高速度沿第二方向和第一方向驅動聚焦透鏡104，以移向到峰值位置。在操作S306，確定是否完成了驅動快門203和可變光闌107的操作。在當前實施例中，雖然操作S305的操作時間被設計為短于快門203和可變光闌107的驅動時間，但本發(fā)明不限于此。例如，如果操作S305的操作時間長于快門203和可變光闌107的驅動時間，則當操作S306被執(zhí)行時同時確定操作S305是否已經結束。如果在操作S306確定沒有完成驅動快門203和可變光闌107的操作，則數字拍攝設備I繼續(xù)回到操作S305。否則，如果在操作S306確定完成了驅動快門203和可變光闌107的操作，則在操作S307開始曝光。當曝光結束時，在操作S308讀取數據。將讀取的數據應用于相機控制器209，其中，相機控制器209對讀取的數據執(zhí)行信號處理，并捕獲讀取的數據作為靜態(tài)圖像。如果對象正在運動，則在連拍中，針對當前捕獲之后的下一捕獲執(zhí)行運動體補償。通過這樣處理，可提高連拍速度。該處理與操作S309到S311對應。在操作S309，確定運動體預測標記是否被設置。如果沒有設置運動體預測標記，則數字拍攝設備I繼續(xù)到操作S312。否則，如果設置了運動體預測標記，則在操作S310通過ARO = Sv*Tf獲得對象的運動量AR0。如圖10所示，運動量Λ RO與緊接在曝光之后的運動體補償驅動量對應。在操作S311，聚焦透鏡104以高速度沿第二方向和第一方向被驅動，以滿足由ARO補償的峰值位置。在操作S312，確定數據讀取是否已經結束。此時，操作S312可與確定運動體補償驅動是否已經結束的操作同時被執(zhí)行。如果數據讀取已經完成，則在操作S313，執(zhí)行用于打開快門203的驅動和用于使可變光闌107返回到打開狀態(tài)的驅動，并且開啟顯示單元206。在操作S314，復位運動體預測標記。雖然在當前實施例中在對象沒有運動的假設下首先復位運動體預測標記，但本發(fā)明不限于此。例如，可在連拍期間不復位運動體預測標記，并且當對象正在高速運動時，這種情況是有利的。
在運動體預測標記被復位之后，在操作S315再次計算AF估計值。然后，在操作S316確定是否存在AF估計值的變化。可從多于兩個的AF估計值來確定是否存在AF估計值的變化。然而，本發(fā)明不限于此。如果不存在AF估計值的變化，則確定下一捕獲中的峰值位置與先前捕獲中的峰值位置相同，并且數字拍攝設備I繼續(xù)回到操作S301。否則，如果存在AF估計值的變化，則確定對象正在運動或者數字拍攝設備I處于平移狀態(tài)，并且數字拍攝設備I繼續(xù)到操作A31。否則，如果在操作S316確定存在AF估計值的變化，則執(zhí)行與圖16的操作S216到S223相同的操作。其后，在操作S324確定先前的峰值位置BO與當前的峰值位置BI相同，則數字拍攝設備I繼續(xù)回到操作S301以執(zhí)行捕獲操作。否則，如果在操作S324確定先前的峰值位置BO與當前的峰值位置BI不同，則通過執(zhí)行如圖17的操作S231到S240中的操作C來獲得峰值位置Cl。但是，如果在操作S329確定BI與C1+BKL相同，則數字拍攝設備I繼續(xù)回到操作S301。否則，如果在操作S329確定BI與C1+BKL相同，則通過執(zhí)行操作S330到S333中的操作C來獲得峰值位置B2。如果在操作S334確定沒有獲得B2，則確定數字拍攝設備I處于平移狀態(tài)的可能·性為高，并且數字拍攝設備I繼續(xù)回到操作S317以再次檢測峰值位置。否則，如果在操作S334確定獲得了 B2，則在操作S335中通過Sv = (B1_B2)/T1來獲得對象的運動速度Sv。在當前實施例中，通過使用在連拍操作之間相同的快門打開時段中獲得的BI和B2來獲得Sv。但是，如在參照圖12到圖14描述的實施例中，可從在先前捕獲中獲得的BI和在當前捕獲之前獲得的B2來獲得對象的運動速度Sv。另外，當對象正在低速運動時，可根據圖19A和圖19B的流程來獲得對象的運動速度，并且當對象正在高速運動時，可從在先前捕獲中獲得的BI和在當前捕獲之前獲得的B2來獲得對象的運動速度。如上所述，獲得對象的運動速度的方法可根據對象的運動速度而變化。另外，可通過使用二階或更高階等式來計算對象的運動速度。當完成了對象的運動速度的計算時，在操作S336設置運動體預測標記，并且數字拍攝設備I繼續(xù)回到操作S301。圖20A和圖20B是示出圖19B的操作A32a的另一實施例的流程圖。在當前實施例中，通過使用如參照圖9描述的三條信息B1、B2和B3來獲得對象的運動速度。將針對當前實施例與圖19B的操作A32a如何不同來描述當前實施例。參照圖20A和圖20B，操作S401到S409與圖19B的操作S325到S333相同。在操作S410，從BI和B2獲得對象的運動速度Svl?？赏ㄟ^(B1-B2)/Tl獲得Svl。如上所述，在操作S411到S419中，通過執(zhí)行從B2到B3的掃描操作來獲得峰值位置B3。如果在操作S420確定沒有獲得B3，則確定數字拍攝設備I處于平移狀態(tài)，并且數字拍攝設備I繼續(xù)回到操作S317以再次執(zhí)行AF掃描操作。否則，如果在操作S420確定獲得了 B3，則在操作S421從B2和B3獲得對象的運動速度Sv2。這是從圖6的B2到B3的對象的運動速度。通過(B2-B3)/T2獲得Sv2。其后，通過(Svl+Sv2)/2獲得運動速度的平均值Sv。在獲得了對象的平均運動速度之后，在操作S421通過Sv*T3獲得用于運動體補償驅動的補償量ΛΒ4。在操作S422，設置運動體預測標記，并且數字拍攝設備I繼續(xù)回到操作S301以通過運動體補償驅動執(zhí)行捕獲。
圖21是示出圖19A和圖19B的操作A31的另一實施例的流程圖。當前實施例示出通過使用擺動操作執(zhí)行運動體預測AF的方法。參照圖21，在操作S501，聚焦透鏡104沿第一方向被驅動非常小的量nF δ/2。這里，η可以是大約I到3的數，F表示光圈值，δ表示數字拍攝設備I的可允許彌散圓(allowable circle of confusion), F δ 表不 DOF。在操作 S502,獲得 AF 估計值 Vl。在操作S503，聚焦透鏡104沿第二方向被驅動非常小的量nF δ。在操作S504，獲得AF估計值V2。在操作S505，確定Vl與V2是否相同。如果Vl與V2相同，則確定對象沒有運動，并且數字拍攝設備I繼續(xù)回到操作S301以執(zhí)行捕獲操作。否則，如果Vl與V2不同，則在操作S506聚焦透鏡104沿第一方向被驅動非常小的量nFS，并且在操作S507計算AF估計 值。在操作S508確定計算的AF估計值是否經過峰值位置。如果確定計算的AF估計值沒有經過峰值位置，則數字拍攝設備I繼續(xù)回到操作S506。如果對象沒有運動，則計算的AF估計值通常經過峰值位置，而如果計算的AF估計值沒有經過峰值位置，則顯然對象正在運動。因此，如果確定計算的AF估計值已經經過峰值位置，則在操作S509獲得峰值位置BI。在操作S510到S512，通過沿第二方向驅動聚焦透鏡10來確定AF估計值是否經過峰值位置。在操作S513到S515，通過沿第一方向驅動聚焦透鏡10來確定AF估計值是否經過峰值位置。在操作S516，獲得峰值位置B2，并且在操作S517，獲得對象的運動速度Sv(=(B1-B2)/T1)和用于運動體補償的驅動量ΛΒ3( = Sv*T2)。在操作S518，設置運動體預測標記，并且數字拍攝設備I繼續(xù)回到操作S301。如上所述，根據本發(fā)明實施例的數字拍攝設備I可通過當對象正在運動時執(zhí)行運動體預測AF和運動體補償驅動來準確快速地聚焦對象，從而捕獲圖像。用于在數字拍攝設備I中執(zhí)行根據上述實施例及其修改的驅動方法的程序可存儲在計算機可讀記錄介質(未示出)中。這里描述的系統(tǒng)可在任何形式的計算機上被實施，所述組件可被實現為專用應用程序，或者在包括基于web架構的客戶機服務器架構中實現所述組件，并且所述組件可包括功能程序、代碼和代碼段。任何計算機可包括處理器、用于存儲程序數據并執(zhí)行程序數據的存儲器、諸如磁盤驅動器的永久性存儲器、用于處理與外部裝置的通信的通信端口和用戶接口裝置(包括顯示器、鍵盤、鼠標等)。當軟件模塊被包括時，這些軟件模塊可被存儲為在計算機可讀介質(諸如只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、CD-ROM、磁帶、軟盤和光學數據存儲裝置)上的處理器上可執(zhí)行的程序指令或計算機可讀代碼。計算機可讀記錄介質還可分布在聯(lián)網的計算機系統(tǒng)中，從而以分布方式存儲和執(zhí)行計算機可讀代碼。所述介質可由計算機讀取，存儲在存儲器中，并且由處理器執(zhí)行。這里引用的所有參考文本(包括出版物、專利申請和專利)在相同程度上通過參考包含于此，就好像每個參考文本被單獨具體地指示為通過參考被包含在這里并且在這里其整體上被闡釋。為了促進理解本發(fā)明的原理的目的，已經參照在附圖中示出的優(yōu)選實施例，并且特定語言已被用于描述這些實施例。然而，這種特定語言不是用于限制本發(fā)明的范圍，并且本發(fā)明應被解釋為包括本領域普通技術人員通常會遇到的所有實施例?？梢砸怨δ軌K組件和各種處理步驟來描述這里的實施例。這種功能塊可由執(zhí)行特定功能的任意數量的硬件和/或軟件組件來實現。例如，描述的實施例可采用可在一個或多個微處理器或其它控制裝置的控制下實施各種功能的各種集成電路組件(例如，存儲器元件、處理元件、邏輯元件、查找表等)。類似地，在使用軟件編程或軟件元件實現描述的實施例的元件的情況下，可使用任何編程語言或腳本語言(諸如C、C++、Java、匯編等)與各種算法實現本發(fā)明，其中，使用數據結構、對象、過程、例行程序或其他編程元件的任意組合實現各種算法?？稍谝粋€或多個處理器上執(zhí)行的算法中實現功能方面。另外，本發(fā)明的實施例可采用任意數量的用于電子配置、信號處理和/或控制、數據處理等的傳統(tǒng)技術。詞語“機制”和“元件”被廣泛使用，并且不限于機械或物理實施例，而可包括結合處理器的軟件例行程序等。這里示出和描述的特定實施方式是本發(fā)明的示例性示例，并且不應以任何方式另 外限制本發(fā)明的范圍。為簡潔起見，可不詳細描述傳統(tǒng)的電子產品、控制系統(tǒng)、軟件開發(fā)和系統(tǒng)的其他功能方面(和系統(tǒng)的各個操作組件的組件)。另外，在呈現的各種附圖中示出的連接線或連接器意在表示各種元件之間的示例性功能關系和/或物理或邏輯聯(lián)系。應注意，可在實踐裝置中呈現許多替代或附加功能關系、物理聯(lián)系或邏輯聯(lián)系。此外，除非元件被具體描述為“必要的”或“關鍵的”，否則項目或組件對本發(fā)明的實踐不是必不可少的。這里，“包括”、“包含”或“具有”及其變化體的使用意在包括其后列出的項目及其等同物和附加項目。除非另有指定或限制，否則術語“安裝的”、“連接的”、“支持的”和“連結的”及其變化體被廣泛使用，并且包括直接的安裝、連接、支持和連結以及間接的安裝、連接、支持和連結兩者。另外，“連接的”和“連結的”不限于物理或機械連接或連結。諸如“…的至少一個”的表達在元素列表之后時，修飾整個元素列表，而不修飾列表的單個元素。在描述本發(fā)明的上下文中(特別是在權利要求的上下文中)使用的單數形式應被解釋為包含單數形式和復數形式。另外，除非這里另有指示，否則這里詳述的值的范圍意在用作分別參考落入所述范圍的每個單獨的值的速記方法，并且每個單獨的值包含于說明書中，就好像對其單獨引用。最后，除非這里另有指示或者上下文另有明確相反的指示，否則可以以任何合適的順序執(zhí)行這里描述的所有方法的步驟。這里提供的任何示例和所有示例或者示例性語言(例如，“諸如”)的使用僅意在更好的闡明本發(fā)明，并且除非另有聲明，否則不限制本發(fā)明的范圍。對本領域技術人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，許多修改和改寫將是顯而易見的。
權利要求
1.一種自動聚焦(AF)調節(jié)設備，包括 圖像拾取透鏡，在圖像拾取透鏡中，聚焦透鏡的位置為了聚焦調節(jié)是可變的； 聚焦透鏡驅動器，用于驅動聚焦透鏡； 圖像拾取器件，用于通過拾取穿過圖像拾取透鏡的光來產生圖像信號； AF計算器，用于從圖像信號計算聚焦檢測估計值； 峰值檢測器，用于檢測聚焦檢測估計值的峰值位置； 快門，用于控制圖像拾取器件的曝光；以及 速度計算器，用于通過使用峰值位置計算對象的運動速度， 其中，當用于連續(xù)捕獲靜態(tài)圖像的連拍被執(zhí)行時，峰值檢測器在用于圖像捕獲的曝光準備時段之前的圖像拾取時段中檢測峰值位置，聚焦透鏡驅動器通過使用在捕獲開始之前的曝光準備時段中計算的運動速度來執(zhí)行用于補償焦點位置的運動體補償驅動。
2.如權利要求I所述的AF調節(jié)設備，其中，快門是包括前簾和后簾的機械快門。
3.如權利要求2所述的AF調節(jié)設備，其中，在用于將快門改變?yōu)殛P閉狀態(tài)的驅動完成之前，執(zhí)行運動體補償驅動。
4.如權利要求I所述的AF調節(jié)設備，其中，快門是包括用于通過重置電荷開始曝光的電子前簾的電子前簾快門。
5 .如權利要求4所述的AF調節(jié)設備，其中，在停止用于從圖像拾取器件選擇性地讀取電荷的驅動之后，在開始驅動用于圖像捕獲的前簾之前的時段中執(zhí)行運動體補償驅動。
6.如權利要求I所述的AF調節(jié)設備，其中，在圖像捕獲之前所述AF調節(jié)設備結束顯示，以及 在結束顯示之后，在開始圖像捕獲之前的時段中執(zhí)行運動體補償驅動。
7.如權利要求I所述的AF調節(jié)設備，其中，通過來回驅動聚焦透鏡來執(zhí)行峰值位置的檢測。
8.如權利要求I所述的AF調節(jié)設備，其中，在連拍期間，在曝光準備時段之前的圖像拾取時段中執(zhí)行多次檢測峰值位置的操作，并且從多次檢測峰值位置的結果計算對象的運動速度。
9.如權利要求I所述的AF調節(jié)設備，其中，在連拍期間，針對每次圖像捕獲，在曝光準備時段之前的圖像拾取時段中執(zhí)行至少一次峰值位置檢測，并且通過使用在用于當前圖像捕獲的圖像拾取時段中檢測到的峰值位置結果和在用于先前圖像捕獲的圖像拾取時段中檢測到的峰值位置結果來計算對象的運動速度。
10.如權利要求I所述的AF調節(jié)設備，其中，在連拍期間，當對象的運動速度為快時，在曝光準備時段之前的圖像拾取時段中執(zhí)行一次峰值位置檢測，當對象的運動速度為慢時，在曝光準備時段之前的圖像拾取時段中執(zhí)行多次峰值位置檢測。
11.如權利要求I所述的AF調節(jié)設備，其中，在連拍期間，通過使用在連拍開始之前獲得的對象的運動速度或者在連拍期間的先前捕獲中獲得的對象的運動速度來確定對象的運動速度。
12.如權利要求I所述的AF調節(jié)設備，其中，當在連拍開始之前的對象的運動速度被獲得時，獲得的運動速度和在連拍期間獲得的運動速度被用于預測捕獲中的峰值位置，以及 當沒有獲得在連拍開始之前的對象的運動速度時，在連拍期間獲得的對象的運動速度被用于預測捕獲中的峰值位置。
13.如權利要求12所述的AF調節(jié)設備，其中，通過從對象的運動速度和捕獲之前的時間來預測峰值位置，從而執(zhí)行運動體補償驅動。
14.如權利要求I所述的AF調節(jié)設備，其中，當對象的運動速度被獲得時，通過使用獲得的運動速度，根據在用于圖像捕獲的曝光準備時段之前的從曝光結束時間到圖像拾取開始時間的時段中的對象的運動來預測峰值位置，從而執(zhí)行運動體補償驅動。
15.一種能夠連續(xù)捕獲靜態(tài)圖像進行連拍的自動聚焦(AF)調節(jié)設備的AF調節(jié)方法，所述AF調節(jié)方法包括 通過拾取從對象反射的光來產生圖像信號； 從所述圖像信號來計算聚焦檢測估計值； 在連拍期間，在用于圖像捕獲的曝光準備時段之前的圖像拾取時段中檢測聚焦檢測估計值的峰值位置； 通過使用峰值位置計算對象的運動速度；以及 通過使用在曝光準備時段中計算的運動速度來補償焦點位置。
全文摘要
一種自動聚焦(AF)調節(jié)方法和設備及包括該設備的數字拍攝設備，所述AF調節(jié)設備包括圖像拾取透鏡，在圖像拾取透鏡中聚焦透鏡的位置為了聚焦調節(jié)是可變的；聚焦透鏡驅動器，驅動聚焦透鏡；圖像拾取器件，通過拾取穿過圖像拾取透鏡的光來產生圖像信號；AF計算器，從圖像信號計算聚焦檢測估計值；峰值檢測器，檢測聚焦檢測估計值的峰值位置；快門，控制圖像拾取器件的曝光；速度計算器，通過使用峰值位置計算對象的運動速度，當連續(xù)捕獲靜態(tài)圖像的連拍被執(zhí)行時，峰值檢測器在用于圖像捕獲的曝光準備時段之前的圖像拾取時段中檢測峰值位置，聚焦透鏡驅動器使用在捕獲開始之前的曝光準備時段中計算的運動速度來執(zhí)行補償焦點位置的運動體補償驅動。
文檔編號H04N5/232GK102917169SQ201210277330
公開日2013年2月6日 申請日期2012年8月6日 優(yōu)先權日2011年8月5日
發(fā)明者浜田正隆 申請人:三星電子株式會社