自动聚焦调节方法和设备及包括该设备的数字拍摄设备的制作方法

专利名称：自动聚焦调节方法和设备及包括该设备的数字拍摄设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动聚焦(AF)调节方法，AF调节设备和包括该AF调节设备的数字拍摄设备。
背景技术：
在诸如相机、便携式摄像机以及智能电话和包括数字成像模块的其他装置的数字拍摄设备中，为了捕获清楚的静态图像或者清楚的运动图像，对对象准确地聚焦是很重要的。存在有关自动执行聚焦调节的对比度自动聚焦(AF)方法和相差AF方法。 对比度AF方法是用于在通过改变聚焦透镜的位置执行拍摄的同时获取针对从图像拾取传感器产生的图像信号的对比度值、并将聚焦透镜驱动到峰值对比度值的聚焦透镜位置的方法。然而，因为在对比度AF方法中检测作为焦点位置的峰值位置要花费时间，所以不各易在拍摄运动对象时聚焦。

发明内容
本发明的实施例提供一种自动聚焦(AF)调节方法和AF调节设备以及包括所述AF调节设备的数字拍摄设备，其中，在所述AF调节设备中，即使当连拍被执行时，也可通过使用对比度AF方法来快速准确地聚焦运动对象。根据实施例，提供一种自动聚焦(AF)调节设备，包括图像拾取透镜，在图像拾取透镜中，聚焦透镜的位置为了聚焦调节是可变的；聚焦透镜驱动器，用于驱动聚焦透镜；图像拾取器件，用于通过拾取穿过图像拾取透镜的光来产生图像信号；AF计算器，用于从图像信号计算聚焦检测估计值；峰值检测器，用于检测聚焦检测估计值的峰值位置；快门，用于控制图像拾取器件的曝光；以及速度计算器，用于通过使用峰值位置计算对象的运动速度，其中，当用于连续捕获静态图像的连拍被执行时，峰值检测器在用于图像捕获的曝光准备时段之前的图像拾取时段中检测峰值位置，聚焦透镜驱动器通过使用在捕获开始之前的曝光准备时段中计算的运动速度来执行用于补偿焦点位置的运动体补偿驱动。快门可以是包括前帘和后帘的机械快门。可在用于将快门改变为关闭状态的驱动完成之前执行运动体补偿驱动。快门可以是包括用于通过重置电荷开始曝光的电子前帘的电子前帘快门。快门可以是包括用于通过重置电荷开始曝光的电子前帘和用于结束曝光的机械后帘的电子前帘快门。可在停止用于从图像拾取器件选择性地读取电荷的驱动之后，在开始驱动用于图像捕获的前帘之前的时段中执行运动体补偿驱动。可选择地，快门可以是包括用于通过重置电荷开始曝光的电子前帘和用于结束曝光的电子后帘的全局快门。可选择地，可在停止用于从图像拾取器件选择性地读取电荷的驱动之后，在开始驱动用于图像捕获的前帘之前的时段中执行运动体补偿驱动。AF调节设备可在图像捕获之前结束显示，并且可在结束显示之后，在开始图像捕获之前的时段中执行运动体补偿驱动。可通过来回驱动聚焦透镜来执行峰值位置的检测。在连拍期间，可在曝光准备时段之前的图像拾取时段中执行多次检测峰值位置的操作，并且从多次检测峰值位置的结果计算对象的运动速度。在连拍期间，可针对每次图像捕获，在曝光准备时段之前的图像拾取时段中执行至少一次峰值位置检测，并且通过使用在用于当前图像捕获的图像拾取时段中检测到的峰 值位置结果和在用于先前图像捕获的图像拾取时段中检测到的峰值位置结果来计算对象的运动速度。在连拍期间，当对象的运动速度为快时，可在曝光准备时段之前的图像拾取时段中执行一次峰值位置检测，而当对象的运动速度为慢时，可在曝光准备时段之前的图像拾取时段中执行多次峰值位置检测。在连拍期间，可通过使用直到连拍开始为止获得的对象的运动速度或者在连拍期间的先前捕获中获得的对象的运动速度来确定对象的运动速度。当在连拍开始之前对象的运动速度被获得时，获得的运动速度和在连拍期间获得的运动速度两者可被用于预测捕获中的峰值位置。但是当在连拍开始之前没有获得对象的运动速度时，在连拍期间获得的对象的运动速度可被用于预测捕获中的峰值位置。可通过从对象的运动速度和直到捕获为止的时间来预测峰值位置，从而执行运动体补偿驱动。当对象的运动速度被获得时，可通过使用获得的运动速度，根据在用于图像捕获的曝光准备时段之前的从曝光结束时间到图像拾取开始时间的时段中的对象的运动来预测峰值位置，从而执行运动体补偿驱动。根据另一实施例，提供一种能够连续捕获静态图像进行连拍的自动聚焦(AF)调节设备的AF调节方法，所述AF调节方法包括通过拾取从对象反射的光来产生图像信号；从所述图像信号来计算聚焦检测估计值；在连拍期间，在用于图像捕获的曝光准备时段之前的图像拾取时段中检测聚焦检测估计值的峰值位置；通过使用峰值位置计算对象的运动速度；以及通过使用在曝光准备时段中计算的运动速度来补偿焦点位置。根据另一实施例，提供一种能够执行自动聚焦(AF)调节的数字拍摄设备，所述数字拍摄设备包括图像拾取透镜，在图像拾取透镜中，聚焦透镜的位置为了聚焦调节是可变的；聚焦透镜驱动器，用于驱动聚焦透镜；图像拾取器件，用于通过拾取穿过图像拾取透镜的光来产生图像信号；AF计算器，用于从图像信号计算聚焦检测估计值；峰值检测器，用于检测聚焦检测估计值的峰值位置；快门，用于控制图像拾取器件的曝光；以及速度计算器，用于通过使用峰值位置计算对象的运动速度，其中，当用于连续捕获静态图像的连拍被执行时，峰值检测器在用于图像捕获的曝光准备时段之前的图像拾取时段中检测峰值位置，聚焦透镜驱动器通过使用在捕获开始之前的曝光准备时段中计算的运动速度来执行用于补偿焦点位置的运动体补偿驱动。
当对象的运动速度被获得时，可通过使用获得的运动速度，根据在用于图像捕获的曝光准备时段之前的从曝光结束时间到图像拾取开始时间的时段中的对象的运动来预测峰值位置，从而执行运动体补偿驱动。根据上述配置，即使当连拍被执行时，根据本发明实施例的AF调节设备和包括所述AF调节设备的数字拍摄设备也能够快速准确地聚焦运动对象。


通过参照附图对本发明的示例性实施例进行的详细描述，上述和其他特点和优点将会变得更加明显，附图中图I是根据实施例的数字拍摄设备的框图；图2是根据实施例的相机控制器的框图； 图3A至图3D示出了描述对比度自动聚焦(AF)方法中的AF操作的曲线；图4是根据实施例的数字拍摄设备的AF操作时序图；图5是表示在数字拍摄设备的操作时序与聚焦透镜的位置之间的关系的时序图；图6是示出根据实施例的执行运动体预测AF的曲线；图7是描述根据另一实施例的执行运动体预测AF的方法的曲线；图8A至图8G是参照图7执行的运动体预测AF的时序图；图9是表示根据实施例的运动体补偿驱动方法的时序图；图10到图14是表示根据其他实施例的运动体补偿驱动方法的时序图；图15是示出根据实施例的控制数字拍摄设备的方法的流程图；图16和图17是示出根据另一实施例的控制数字拍摄设备的方法的流程图；图18到图19B是示出根据另一实施例的控制数字拍摄设备的方法的流程图；图20A和图20B是示出图19B的另一实施例的流程图；图21是示出图19A和图19B的另一实施例的流程图。
具体实施例方式本发明可允许形式上的各种变型或者各种改变，在附图中将示出且在说明书中将详细描述示例性实施例。然而，应当理解，示例性实施例并不将本发明构思局限于特定的公开形式，而是可以包括在本发明的范围和精神内的各种变型、等同物或者替代形式。以下，示出并描述了示例性实施例。在附图中相同的标号表示相同的元件，因此将省略对它们的重复性描述。数字拍摄设备I的操作和构造参照图1，数字拍摄设备I包括可互换镜头100和主体200。可互换镜头100包括聚焦检测功能，主体单元200包括控制可互换镜头100以驱动聚焦透镜104的功能。可互换镜头(下文中称为镜头)100包括成像光学系统101、变焦透镜位置感测传感器103、透镜驱动致动器105、聚焦透镜位置感测传感器106、可变光阑驱动致动器108、透镜控制器110以及镜头卡口 109。成像光学系统101包括用于变焦调节的变焦透镜102、用于改变焦点位置的聚焦透镜104以及可变光阑107。变焦透镜102和聚焦透镜104中的每个可以是组合了多个透镜的透镜组。以下，将变焦透镜102和聚焦透镜104的组合称为图像拾取透镜。变焦透镜位置感测传感器103和聚焦透镜位置感测传感器106分别感测变焦透镜102和聚焦透镜104的位置。可以通过透镜控制器110或相机控制器209设置感测聚焦透镜104的位置的时序，这将在下面描述。例如，感测聚焦透镜104的位置的时序可以是从图像信号执行自动聚焦(AF)检测的时序。透镜驱动致动器105在透镜控制器110的控制下驱动变焦透镜102和聚焦透镜104，可变光阑驱动致动器108在透镜控制器110的控制下驱动可变光阑107。具体地说，透镜驱动致动器105沿光轴方向驱动聚焦透镜104。S卩，透镜驱动致动器105可以是聚焦透镜驱动器的示例。透镜控制器110将所感测的聚焦透镜104的位置信息发送到主体200。当聚焦透镜104的位置变化时，或者当相机控制器209请求聚焦透镜104的位置信息时，透镜控制器110可将所感测的聚焦透镜104的位置信息发送到主体200。·镜头卡口 109包括下面将要描述的与相机侧通信管脚接合的镜头侧通信管脚，并且被用作数据、控制信号等的通信路径。现在将要描述主体200的构造。主体200可包括取景器(EVF) 201、快门203、图像拾取器件204、图像拾取器件控制器205、显示单元206、操纵单元207、相机控制器209以及相机卡口 208。EVF 201可包括液晶显示器(IXD) 202，以在图像拾取期间实时显示图像。快门203确定使图像拾取器件204曝光的时间，S卩，曝光时间。虽然快门203的前帘和后帘在图I中是机械的，但是快门203不限于此。例如，快门203可以是包括电子前帘和机械后帘的电子前帘快门，所述电子前帘用于通过重置积聚的电荷(resettingaccumulated electric charges)来启动曝光。可选择地,快门203可以是包括电子前帘和电子后帘的全局快门，电子前帘通过重置积聚的电荷来启动曝光，电子后帘通过将积聚的电荷传输到非曝光部分来结束曝光。图像拾取器件204通过拾取已穿过镜头100的成像光学系统101的图像光来产生图像信号。图像拾取器件204可包括以矩阵形式布置的多个光电转换元件以及用于通过从多个光电转换元件移动电荷来读取图像信号的垂直或/和水平传输线。对于图像拾取器件204，可以使用电荷耦合器件(CCD)传感器、互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器或者其他图像传感器。图像拾取器件控制器205产生时序信号，并且控制图像拾取器件204通过与时序信号同步来拾取图像。另外，图像拾取器件控制器205顺序地读取作为积聚到扫描线端部的电荷的图像信号。所读取的图像信号用于由相机控制器209进行的AF检测。显示单元206显示各种图像和信息。对于显示单元206来说，可以使用有机发光二极管(OLED)显示器、液晶显示器(LCD)等。在捕获静态图像之前，显示单元206可临时地停止显示实时取景图像。操纵单元207允许用户输入用于操纵数字拍摄设备I的各种指令。操纵单元207可包括诸如快门释放按钮、主开关、模式转盘和菜单按钮的各种按钮。相机控制器209计算对比度值并使用由图像拾取器件204产生的图像信号来执行AF检测。另外，相机控制器209响应于由图像拾取器件控制器205产生的时序信号存储在每个AF检测时间点的对比度值，并且使用从镜头100接收的透镜位置信息以及存储的对比度值来计算焦点位置。焦点位置的计算结果被发送到镜头100。相机卡口 208包括相机侧通信管脚。另外，可通过相机卡口 208向镜头控制器111供电。现在将描述镜头100和主体200的操作。当将要捕获图像时，通过操纵操纵单元207的主开关来启动数字拍摄设备I的操作。数字拍摄设备I执行如下面描述的实时取景显示。已经穿过成像光学系统101的对象的图像光入射在图像拾取器件204上。此时，快门203打开。入射的图像光被图像拾取器件204转换为电信号，由此产生图像信号。图像拾取器件204根据由图像拾取器件控制器205产生的时序信号操作。所产生的对象的图像信号被相机控制器209转换为可显示的数据，并且被输出到EVF 201和显示单元206。这样的操作被称为实时取景显示，通过实时取景显示显示的实时取景图像可以被连续地显示 为运动图像。在执行实时取景显示之后，如果作为操纵单元207的一个组件的快门释放按钮以半按压状态被按压时，数字拍摄设备I开始AF操作。使用由图像拾取器件204产生的图像信号来执行AF操作。在对比度AF方法中，从与对比度值相关的焦点检测估计值(以下，被称为“AF估计值”)来计算焦点位置，并且基于计算的结果来驱动镜头100。相机控制器209计算AF估计值。相机控制器209从AF估计值计算用于控制聚焦透镜104的信息，并且通过包括在镜头卡口 109中的镜头侧通信管脚以及包括在相机卡口 208中的相机侧通信管脚将所述信息发送到镜头控制器110。透镜控制器110通过沿光轴方向驱动聚焦透镜104来执行AF，其中，通过基于所接收的信息控制透镜驱动致动器105来沿光轴方向驱动聚焦透镜104。通过聚焦透镜位置感测传感器106来监视聚焦透镜104的位置，从而建立反馈控制。当变焦透镜102根据用户的操作来变焦时，变焦透镜位置感测传感器103感测变焦透镜102的位置，透镜控制器110通过改变聚焦透镜104的AF控制参数来再次执行AF。当对象的图像处于完全聚焦时，数字拍摄设备I在快门释放按钮的完全按压状态下执行曝光。此时，相机控制器209完全关闭快门203并将此刻已经获得的测量的光信息发送到透镜控制器110，作为可变光阑控制信息。透镜控制器110基于可变光阑控制信息将可变光阑驱动致动器108控制为适当的光圈值。相机控制器209基于测量的光信息控制快门203，并且通过打开快门203持续适当的曝光时间来捕获对象的图像。对捕获的图像执行图像信号处理(且可执行压缩处理)，并且经处理的图像被存储在存储卡(图2的212)中。同时，捕获的图像被输出到EVF 201以及显示单元206，以显示对象。这样的图像被称为快速查看图像。相机控制器209的构造参照图2，相机控制器209可包括预处理器220、信号处理器221、压缩/解压缩单元222、显示控制器223、中央处理单元(CPU) 224、存储器控制器225、音频控制器226、卡控制器227、定时器228以及主总线230。相机控制器209通过主总线230将各种指令和数据提供到相机控制器209的各个组件。
预处理器220接收由图像拾取器件204产生的图像信号并执行自动白平衡(AWB)，自动曝光(AE)以及AF计算。预处理器220计算用于聚焦调节的AF估计值、用于曝光调节的AE估计值以及用于白平衡调节的AWB估计值。预处理器220可以是AF计算器的示例。信号处理器221执行一系列图像信号处理操作(例如，伽马校正)，以产生实时取景图像或可在显示单元206上显示的捕获图像。压缩/解压缩单元222对已经执行了图像信号处理的图像信号执行压缩和解压缩。在压缩的情况下，例如，以诸如联合图像专家组(JPEG)压缩格式或H. 264压缩格式的压缩格式来压缩图像信号。包括通过压缩处理产生的图像数据的图像文件被发送到存储卡212并被记录在存储卡212中。显示控制器223控制输出到显示屏幕(诸如EVF 201的IXD 202或显示单元206) 的图像。CPU 224总体上控制相机控制器209的每个组件的操作。另外，在图I中示出的数字拍摄设备I的情况下，CPU 224执行与镜头100的通信。根据当前实施例，CPU 224可从由预处理器220计算的AF估计值来检测每个AF估计值的峰值位置。另外，CPU 224可通过使用所检测的多个峰值位置来计算对象的运动速度。S卩，CPU 224可以是峰值检测器和速度计算器的示例。然而，本发明不限于此，另一组件可代替CPU 224来执行峰值检测和速度计算功能。存储器控制器225控制存储器210临时记录数据(诸如捕获的图像或相关联的信息)，音频控制器226控制麦克风或扬声器211。卡控制器227控制存储卡212记录捕获的图像。定时器228测量时间。虽然已经参照图I和图2描述了镜头100是可拆卸地附着到主体200的可互换镜头，但是本发明不限于此。例如，数字拍摄设备I可包括一体化的镜头100和主体200。在这种情况下，可以不包括镜头卡口 109和相机卡口 208，相机控制器209可执行透镜控制器110的功能。例如，相机控制器209可直接控制透镜驱动致动器105和可变光阑驱动致动器108，并从变焦透镜位置感测传感器103和聚焦透镜位置感测传感器106接收位置信息。AF操作方法图3A至图3D示出了根据对比度AF方法的实施例的AF操作。在对比度AF方法中，通过反复地从图像信号计算与对比度值相关的AF估计值并检测与聚焦透镜104的计算AF估计值是最大值的位置关联的焦点位置来执行AF操作。图3A至图3D的每个水平轴表示聚焦透镜104的位置，每个垂直轴表示AF估计值。首先，如图3A所示，为了检测AF估计值的峰值，通过以高速将聚焦透镜104从一侧驱动到另一侧来执行扫描(在下文中，被称为“操作A”)。这里，扫描表示在驱动聚焦透镜104的同时计算AF估计值。通过操作A来检测大概的峰值位置。此后，如图3B所示，通过反转聚焦透镜104的驱动方向以及比在操作A期间更慢地驱动聚焦透镜104来再次执行峰值检测(在下文中，被称为“操作B”)。可以通过比操作A的精度更高的操作B来执行AF检测。此后，如图3C所示，再次反转聚焦透镜104的驱动方向，根据所检测的峰值朝着焦点位置驱动聚焦透镜104(在下文中，被称为“操作C”)。此时，用于驱动透镜的装置通常具有后冲(backlash)，所述后冲导致根据驱动方向的透镜位置的误差。因此，需要去除后冲，在操作C中，在焦点位置上驱动聚焦透镜104。最终，如图3D所示，再次反转聚焦透镜104的驱动方向，以与根据操作B的驱动方向相同的方向驱动聚焦透镜104，以停止在焦点位置(在下文中，被称为“操作D”)。根据本发明的实施例，通过(即使在操作C中)执行扫描操作来计算AF估计值，计算的AF估计值被用于检测对象的运动。通过操作A到D来执行AF操作。数字拍摄设备I的操作图4是根据实施例的数字拍摄设备I的AF操作时序图。参照图4,从顶部起顺序不出了积聚启动信号、第一扫描线的电荷积聚信号、用于·AF检测的AF区域I到AF区域a的电荷积聚信号、第η扫描线的电荷积聚信号以及读取启动信号的时序图。与所述多个时序图一起，示出了 AF估计值计算时序图、执行AF估计值计算的图像的中心位置的透镜同步位置、以及聚焦透镜104在与透镜同步位置对应的时序下的位置信息。这里，AF区域I到AF区域a表示包括在执行AF检测的区域中的扫描线。当时施加积聚启动信号PU P2、…时，电荷由于入射在第一扫描线到第η扫描线上的图像光而积聚。在第一扫描线的端部的电荷积聚的时间，产生图像信号的读取启动信号S1、S2、…。由于读取启动信号S1、S2、···，图像信号被顺序地从第一扫描线读取。读取的图像信号被传送到相机控制器209。在AF检测区域端部中包括的AF区域I到AF区域a的电荷积聚时，利用由预处理器220读取的图像信号来计算AF估计值VI、V2、…。当计算AF估计值VI、V2、…时，聚焦透镜104以恒定速度连续的移动。在当前的实施例中，当计算第四AF估计值V4时,确定第四AF估计值V4小于之前的AF估计值，即，第四AF估计值V4已经经过了峰值位置。因此，如图4中所示，从这时开始，沿反转的方向驱动聚焦透镜104。即，当计算第四AF估计值V4时，AF操作从操作A进行到操作B。操作C和操作D相似地跟随。图5是表示在数字拍摄设备I的操作时序与聚焦透镜104的位置之间的关系的时序图。水平轴表示时间，垂直轴从顶部起顺序地表示聚焦透镜104的位置、快门释放按钮的半按压信号SI、快门释放按钮的全按压信号S2、用于显示捕获的图像的图像查看信号(image view signal) IMAGE VffiW、快门信号 SHUTTER、可变光阑信号 DIAPHRAGM、图像拾取器件204的曝光信号EXPOSE和数据读取信号。在当前的实施例中，示出了在几乎相同的时刻激活半按压信号SI和全按压信号S2的情况。参照图5，通过半按压信号SI，AF操作在时刻t0启动，从而以高的恒定速度驱动聚焦透镜104。即，这对应于图3A的操作A。当检测到AF估计值的峰值时，以低的恒定速度沿相反的方向驱动聚焦透镜104。即，这对应于图3B的操作B。操作B检测AF估计值的峰值。此后，通过反转聚焦透镜104的驱动方向执行操作C，最终，执行操作D以消除后冲。因此，聚焦透镜104处于焦点对准位置，AF操作在时刻tl结束。当AF操作结束时，显示单元206停止显示，快门203关闭。此后，可变光阑107被操作为从打开状态变为合适的光圈值。当图像捕获的准备结束时，快门203打开，从而在时刻t2开始曝光。
这里，在焦点对准时刻tl与打开快门203以曝光的时刻t2之间的时间被称为释放时滞。在这种情况下，如果在焦点对准之后激活全按压信号S2，则在激活全按压信号S2的时刻与打开快门203的时刻t2之间的时间被称为释放时滞。当快门203打开时，图像拾取器件204的曝光在时刻t2开始，在执行曝光达到合适的时间之后，快门203在时刻t3再次关闭。然后，图像拾取器件204积聚的电荷被传输到相机控制器209，以读取图像信号。此后，快门203与可变光阑107在时刻t4被再次打开，以在时刻t5为打开状态。同时，当对象沿图像拾取透镜的光轴方向运动时，在检测到焦点位置的时刻与AF操作的操作B中的最终焦点对准时刻之间存在时滞，相应地，对象在时滞期间运动。此外，对象还在释放时滞发生的时段运动。即，对象在曝光期间没有对焦。因此，在本发明的实施例中，补偿了这样的离焦。在这种情况下，因为预测运动对象的焦点位置，所以该操作被称为运动体预测AF，现在将参照图6和图7描述。 图6是用于描述根据本发明的实施例的执行运动体预测AF的方法的曲线。水平轴表示聚焦透镜104的位置，其中，右侧表示近方向。垂直轴表示AF估计值。图6的曲线示出运动体的AF估计值的分布。参照图6，当AF操作开始时，执行操作A和操作B，从而获得初始的AF估计值峰值位置。获得的峰值位置是BI。此后，执行操作C，通过计算AF估计值来检测峰值位置。然而，由操作C检测的峰值位置是通过从初始的峰值位置扣除后冲量而获得的大概的位置。当对象不运动时，由操作C检测的峰值位置与BI几乎相同。然而，当对象运动时，由操作C检测的峰值位置移动到Cl。此时，如果BI与C1+BKL(后冲量)不同，则确定对象已经运动。因此，在不执行图3D的操作D的情况下，再次执行操作B。结果，将B2检测为新的峰值位置。即，确定对象是运动体且峰值位置已经移动到B2。当对象运动时，计算对象的像面的速度。当对象以相对慢的恒定速度运动时，像面速度还可以接近恒定速度。因此，可根据下面的等式从峰值位置BI与峰值位置B2之间的变迁以及变迁所花费的时间Tl计算对象的速度Sv。Sv = (B1-B2)/T1如果假定在计算B2的时刻与AF估计值的下一峰值位置的时刻之间的时间是T2，则在T2期间的聚焦补偿值ΛΒ3通过ΛΒ3 = Sv*T2来获得。当激活全按压信号S2以开始快门的释放时，由于释放时滞Tr引起的补偿值AR还通过AR = Sv*Tr来获得。通过上面描述的方法，可以获得聚焦透镜104的位置Rx，在所述位置Rx，AF估计值在曝光开始时间处于峰值位置，通过将聚焦透镜104驱动到位置Rx来执行运动体预测AF。这里，用来获得Sv的BI和B2将不把由于后冲引起的误差包括到计算中。当后冲即使在聚焦透镜104沿相反方向驱动时也不发生时，可通过使用在操作C中计算的AF估计值的峰值位置Cl来计算Sv，即，Sv = (Bl-Cl)/Tl。虽然在当前的实施例中，通过仅仅使用BI和B2来计算对象的速度，但是由于噪声，在每个AF估计值中存在误差。因此，可使用进一步考虑B3的平均值。S卩，可通过计算Svl = (B1-B2)/T1、Sv2 = (B2_B3)/T2 以及 Sv = (Svl+Sv2)/2 来获得 Sv。可从所获得的值Sv通过ΛΒ4 = Sv*T3来获得在AF操作期间的补偿值ΛB4，由于释放时滞Tr而引起的补偿值Λ R还可通过AR= Sv*Tr来获得。
当对象的速度快时，可以使用下面的等式。如果假定图像拾取透镜的前侧的焦距是f，图像拾取透镜的后侧的焦距是f，从图像拾取透镜的前侧的焦点位置到对象的距离是d，从图像拾取透镜的后侧的焦点位置到像面的距离是z，在对象以恒定速度接近数字拍摄设备I时的像面位置是Z(t)，则可以获得下面的等式。
z(/)=^I^dz a- , /
dl当这个等式接近于二维方程式时，获得Z (t) =At2+Bt+C。通过将直到下一个AF估计值被计算为止的时间或者由于释放时滞的时间用作t的值，可以在释放操作中执行运动体预测AF。 图7示出根据另一实施例的执行运动体预测AF的方法。在图7中，水平轴表示聚焦透镜104的位置，垂直轴表示AF估计值。在当前的实施例中，使用通过摆动操作检测运动体的焦点的方法。参照图7，LVpk表示AF估计值为峰值时的聚焦透镜的位置，Vpk表示AF估计值的峰值，PK表示曲线上的峰值点。当聚焦透镜104沿光轴方向微小地振动dx时，AF估计值也微小地改变dy。在当前的实施例中，通过使用该特征来检测运动体的焦点。图8A至图8G是参照图7执行的运动体预测AF的时序图。在图8A至图8G中，一场(IVD)执行一次图像拾取器件204的曝光，在第四时段执行摆动操作。参照图8A至图8G，图8A是垂直同步信号VD的时序图，图8B是聚焦透镜104的位置的时序图，图8C是曝光的时序图，图8D是读取图像信号的时序图，图8E是读取时序信号的时序图，图8F是读取AF估计值的时序图，图8G是透镜驱动控制信号的时序图。首先，聚焦透镜104从远方向朝近方向移动例如3F δ ,其中，F表不光圈值，δ表示焦深值。即使在聚焦透镜104运动时也获取图像信号。此后，聚焦透镜104在近位置停止，获取图像信号。此后，聚焦透镜104沿远方向运动并停止。上面描述的操作在一场单元中执行并通过总共4场来完成。当通过(c)的曝光读取图像信号被执行时，积分时间根据亮度来改变。另外，在el期间获取的图像信号以下一场的时序VR2读取。在一场内实现每个操作。此后，以下一场的时序AF3获取AF估计值，通过使用AF估计值获得结果以下一场的时序LD4产生控制信号。上面描述的操作对应于摆动操作，利用上面描述的方法在对比度峰值位置实现焦点对准。在当前的实施例中，通过使用摆动操作执行参照图6描述的运动体预测AF。S卩，通过执行摆动操作来获得峰值位置BI和B2。以下，将描述应用了运动体预测AF的数字拍摄设备I的操作。图9是表示根据本发明的实施例的运动体补偿驱动方法的时序图。在图9的时序图中，水平轴和垂直轴分别与图5的水平轴和垂直轴相同。另外，在相同的时间激活半按压信号SI和全按压信号S2。然而，假定对象运动。参照图9，通过在时刻t0激活半按压信号SI来启动AF操作，从而以高的恒定速度驱动聚焦透镜104，以执行图3A的操作A。当检测到AF估计值的峰值时，沿相反的方向以低的恒定速度驱动聚焦透镜104，来执行图3B的操作B。通过操作B来检测AF估计值的峰值。此后，通过反转聚焦透镜104的驱动方向来执行操作C。在当前的实施例中，在操作C期间，捕获准备操作在时刻tl开始。即，处于常开状态的快门203变为关闭状态，可变光阑107被控制。在tl与t2之间的用于驱动可变光阑107和快门203的时段是曝光准备时段。另外，显示单元206停止显示图像。在捕获准备操作期间，执行用于去除后冲的操作C和操作D。当操作D结束时，AF操作结束。当捕获准备操作在时刻t2结束时，快门203打开，从而启动对图像拾取器件204的曝光。即，捕获了图像。此后，快门203在时刻t3关闭。此后，读取图像拾取器件204的信息。在读取信息之后，快门203和可变光阑107在时刻t4再次打开。在一系列 呆作之后，在连续拍摄的情况下，在时刻t5开始下一拍摄，其中，执彳丁 AF的数字拍摄设备I此时首先执行AF操作。在当前的实施例中，执行峰值位置检测操作3次。 可利用参照图6描述的方法执行根据检测峰值位置三次计算对象的运动速度。当然，当对象不运动时，可通过一个峰值位置检测操作来完成AF操作。详细地说，通过在曝光准备时段之前(即，t5与t6之间的时段)执行运动体预测AF来在图像捕获中预测对焦位置。此后，通过在曝光准备时段(即，t6与t7之间的时段)执行运动体补偿驱动，执行朝着对焦预测位置F0CUS5驱动聚焦透镜104的补偿。具体地说，可执行运动体补偿驱动，直到将快门203驱动为关闭状态完成为止。在当前的实施例中，从有关透镜位置F0CUS2到F0CUS4的信息及其时间信息计算对象的运动速度，从对象的运动速度计算透镜位置FO⑶S5，朝着计算的透镜位置FO⑶S5执行作为AF操作的操作C和操作D0除非连拍结束，否则重复上面描述的操作。在连拍中可执行摆动操作以检测峰值位置。在当前的实施例中，通过作为AF操作的处于低速的操作B和操作A的组合来执行对聚焦透镜104的驱动，以在快门203在连拍期间处于常开状态时检测峰值位置。可选择地，可通过操作B和操作C的组合来执行对聚焦透镜104的驱动。当在连拍的第一图像被捕获之前已经检测到对象的运动速度SvO且运动速度SvO较慢时，运动速度SvO与在捕获第一图像之后获得的运动速度Svl的平均值Sv =(Sv0+Svl)/2被获得，且平均值Sv可从第二图像捕获起被用于运动体预测AF和运动体补偿驱动。执行对象的运动速度的平均值，这是因为，当对象远离且像面上的幅度低时，像面速度也是低的，相应地，速度检测中可存在误差。此外，当连续地执行其像面速度慢的对象的连拍时，在之前的捕获中的运动速度Svl与当前捕获中的运动速度Sv2的平均值Sv =(Svl+Sv2) /2可被用于运动体预测AF和运动体补偿驱动。图10是根据本发明的另一实施例的指示运动体补偿驱动方法的时序图。将描述当前的实施例与图9的实施例如何不同。参照图10，在当前的实施例中，当在用于捕获连拍的第一图像的曝光之前检测到对象运动时，紧接在所述用于捕获第一图像的曝光在时刻t3完成之后，通过使用已经获得的对象的运动速度来执行用于捕获连拍的第二图像的运动体补偿驱动。在快门203在用于捕获第一图像的曝光完成之后开始转变到常开状态的时段(SP，t3与t4之间的时段)中，将聚焦透镜104从被调节为捕获第一图像的透镜位置FO⑶SI驱动到透镜位置FO⑶S2。在这种情况下，如下获取聚焦透镜104的透镜位置FO⑶S2。从直到图像的连续拍摄为止时获取的对象的运动速度Sv以及从曝光开始时刻到将快门203驱动为常开状态的时刻的时间Tf来获得对象在Tf的运动量AR0。获得ARO的等式是ARO = Sv*Tf。然后，通过F0CUS2 = F0CUS1+R0来获得透镜位置F0CUS2。如上所述，通过在根据图9的实施例的运动体预测AF之前执行运动体补偿驱动，在连拍的第一图像被捕获之后的AF操作时间可减小。图11是根据本发明的另一实施例的指示运动体补偿驱动方法的时序图。在当前的实施例中，使用通过使用VCM等而不具有后冲的致动器，使用即使在通过光学地检测聚焦透镜104的位置的位置检测中也不具有后冲的系统。在当前的实施例中，在AF操作的操作B和操作C的两个方向中获取的峰值位置被用于检测对象的运动速度。即，通过上面描述的等式Sv= (Bl-Cl)/Tl来获得对象的运动 速度。这里，在FO⑶SI与FO⑶S2之间的虚线以及在FO⑶S4与FO⑶S5之间的虚线是指示聚焦透镜104改变其运动方向且与焦点位置不相关的位置的线。另外，在操作B期间重新确认对象是运动体，开始捕获准备操作。在操作B中，执行运动体补偿驱动，从而在图像捕获中将聚焦透镜104移动到焦点位置。由于在当前的实施例中不存在后冲，省略用于消除后冲的操作D。图12是根据本发明的另一实施例的指示运动体补偿驱动方法的时序图。在当前的实施例中，虽然由于对象的初始运动速度慢，在捕获连拍的第一图像中不是必须要执行运动体补偿驱动，但是预期在捕获第一图像之后，对象的位置超过景深(DOF)，导致像面上的图像的改变。参照图12，在t0与t3之间的时段中捕获连拍的第一图像，而不执行运动体补偿驱动。在t3与t4之间的时段中执行运动体补偿驱动，以捕获在下述时段中的下一图像，在所述时段中，不能在捕获第一图像之后(即，在光没有到达图像拾取器件204的状态下)立即计算AF估计值。在可以计算AF估计值的时段中，执行根据前后操作的扫描操作(例如)三次，从t5与t6之间的时段中的AF估计值的峰值位置的改变检测对象的运动速度。此后，在捕获连拍的第二图像之前的t6与t7之间的时段中执行运动体补偿驱动。即使对象的真实的运动速度是恒定的，但从捕获连拍的第三图像开始，对象的像面速度也比之前快。因此，为了响应于该快的速度，用于检测峰值位置的来回扫描操作被限制到一次。然后，可从在之前的捕获操作中获取的峰值位置以及在当前的捕获操作中通过一次来回扫描操作而获取的峰值位置来获得对象的运动速度。当捕获连拍的第四图像时，从在第三图像捕获操作中通过一次来回扫描操作获取的峰值位置以及在当前的捕获操作中通过一次来回扫描操作而获得的峰值位置来获得的对象的运动速度。例如，如果假定在连拍的多个捕获操作之间的时间是tel、在所述捕获操作中通过一次来回扫描操作获得的峰值位置是Bcl和Bc2，则可通过Scv = (Bcl-Bc2)/tcl来获得对象的运动速度Scv。因此，通过减少运动体预测A F以及运动体补偿驱动花费的时间，可以增加连拍速度。虽然在当前实施例中的运动体预测AF中，运动体预测AF操作从三个来回扫描操作变成一个来回扫描操作，但是本发明不限于此。例如，当连拍的速度很重要时，如果确定对象是运动的，则通过执行仅仅一个来回扫描操作来获得峰值位置，而且在从第三图像的捕获中，可以从由一个来回扫描操作获得的多个峰值位置来获得对象的运动速度。另外，当对象在连拍期间在像面上低速运动时，可从通过执行来回扫描操作两次或三次获得的峰值位置来获得对象的运动速度，并且当对象在连拍期间在像面上高速运动时，来回扫描操作的次数可根据对象的运动速度而减小，从而通过执行来回扫描操作一次来获得峰值位置。图13是指示根据本发明另一实施例的运动体补偿驱动方法的时序图。在当前实施例中，使用电子前帘快门，而非在图12中使用的机械快门。因为电子前帘快门是公知的技术，所以省略其详细描述，并且将针对当前实施例与图12的实施例如何不同来描述当前实施例。参照图13，图像拾取器件204将由选择性地读取电荷的操作产生的图像信号发送到显示单元206，以显示实时取景图像。通过半按压信号SI开始AF操作，并且通过全按压 信号S2在曝光准备时段(t0和t2之间)中执行捕获准备操作。也就是说，显示单元206根据选择性地读取电荷的操作停止显示，快门203关闭，并且可变光阑107被控制。此时，因为在当前实施例中仅后帘是机械快门，所以后帘被改变到关闭状态。然而，因为后帘是用于在前帘被驱动之后阻挡光的快门，所以后帘的关闭状态指示在光被阻挡之前立即转变位置的状态。其后，通过驱动前帘开始曝光。因为在当前实施例中前帘是电子前帘，所以复位时序信号RESET被施加到图像拾取器件204，从而在时间t2开始曝光。曝光通过从顶部到底部依次复位图像拾取器件204来替代机械前帘。在曝光结束的时刻，后帘被驱动，从而阻挡入射到图像拾取器件204上的光。读取通过图像拾取器件204积聚的电荷，并且在读取期间通过后帘为图像拾取器件204阻挡光。 在数据读取结束之后，后帘再次处于打开状态，并且用于通过在图像拾取器件204中接收光来获得AF估计值的扫描操作被执行。因为其后获得对象的运动速度的方法与图12的方法相同，所以省略其详细描述。图14是指示根据本发明另一实施例的运动体补偿驱动方法的时序图。在当前实施例中，使用快门功能包括在图像拾取器件204中的全局快门，而非图12中使用的机械快门。全局快门通过针对全屏同时重置电荷来开始曝光，并且通过针对全屏将积聚的电荷同时传输到非曝光部分来结束曝光。因为全局快门是公知的技术，所以省略其详细描述，并且将针对当前实施例与图12的实施例如何不同来描述当前实施例。参照图14，图像拾取器件204将由选择性地读取电荷的操作产生的图像信号发送到显示单元206，以显示实时取景图像。通过半按压信号SI开始AF操作，并且通过全按压信号S2在曝光准备时段(t0和t2之间)中执行捕获准备操作。也就是说，显示单元206根据选择性地读取电荷的操作停止显示，并且可变光阑107被控制。其后，通过驱动前帘开始曝光。因为在当前实施例中前帘是电子前帘，所以复位时序信号RESET被施加到图像拾取器件204，从而在时间t2开始曝光。详细地讲，通过将复位时序信号RESET同时施加到图像拾取器件204的全屏来开始曝光。通过在时间t3将电荷转移信号TRANSFER同时施加到图像拾取器件204的全屏来结束曝光。
通过数据读取信号DATA READ读取由图像拾取器件204积聚的电荷(即，图像信号)。当数据读取正在被执行时，门被关闭，从而即使图像拾取器件204接收光，新的电荷也不流向电荷存储单元(未示出)，其中，传输的电荷被存储在所述电荷存储单元中。也就是说，图像拾取器件204处于与阻光状态相同的状态中。当从电荷存储单元读取数据结束时，通过反复地重置和传输电荷来执行连拍。因为其后获得对象的运动速度的方法与图12的方法相同，所以省略其详细描述。[控制数字拍摄设备I的方法]图15是示出根据本发明实施例的控制数字拍摄设备I的方法的流程图。图15示出启动数字拍摄设备I的操作(操作I)。参照图15，当数字拍摄设备I通过接通数字拍摄设备I的主开关开始操作时，在操作S101，检测操纵单元207的操纵。根据所述检测，在操作S102设置数字拍摄设备I的模式。在操作S103，从镜头100接收用于操作数字拍摄设备I的镜头信息，并存储所述镜头信 息。所述镜头信息包括各种透镜唯一的参数，并且可以是用于控制AF、AE、AWB和图像质量的信息。当如图I所示使用可互换镜头100从数字拍摄设备I中的镜头100接收到镜头信息时，在诸如相机或具有非可互换镜头的其他装置的数字拍摄设备中可跳过操作S103。在操作S104，图像拾取器件204开始周期性的拍摄。在操作S105，图像拾取器件204执行光测量以计算AE和AWB。在操作S106，将周期性捕获的图像显示为实时取景图像。在操作S107确定主开关是否断开。如果主开关没有断开，则重复操作SlOl到操作S106。否则，如果主开关断开，则数字拍摄设备I的操作停止在操作S108。从而，操作I结束。图16和图17是示出根据本发明另一实施例的控制数字拍摄设备I的方法的流程图。图16和图17示出通过由于在实时取景显示期间半按压快门释放按钮施加半按压信号SI而执行的操作(操作2)。参照图16和图17，当半按压信号SI被施加时，在操作S201，数字拍摄设备I发出命令，从而通过中断操作以高的恒定速度沿第二方向驱动聚焦透镜104。也就是说，执行AF操作的操作A。在操作S202，在驱动聚焦透镜104的同时计算AF估计值。在操作S203确定AF估计值是否经过峰值。如果AF估计值没有经过峰值，则数字拍摄设备I继续回到操作S202。否则，如果AF估计值经过了峰值，则在操作S204运动体预测标记被复位。这是运动体预测标记的初始设置值。在操作S205，数字拍摄设备I发出命令，从而通过改变驱动方向以低的恒定速度沿第一方向驱动聚焦透镜104。也就是说，执行AF操作的操作B。在操作S206，计算AF估计值。然后，在操作S207确定AF估计值是否经过峰值。如果AF估计值没有经过峰值，则数字拍摄设备I继续回到操作S206。否则，如果AF估计值经过了峰值，则在操作S208峰值位置BO被存储。在操作S209，数字拍摄设备I发出命令，从而再次以高的恒定速度沿第二方向驱动聚焦透镜104，以消除后冲。也就是说，执行AF操作的操作C。在操作S210，计算AF估计值。然后，在操作S211确定AF估计值是否经过峰值。如果AF估计值没有经过峰值，则数字拍摄设备I继续回到操作S210。否则，如果AF估计值经过了峰值，则在操作S212以高的速度沿第一方向将聚焦透镜104驱动向峰值位置B0。也就是说，执行AF操作的操作D。此时，不必计算AF估计值。通过上述过程完成AF操作，并且在操作S213指示AF操作已成功结束。即使在AF操作成功结束之后，也在操作S214连续地计算AF估计值。然后，在操作S215确定是否存在AF估计值的变化。如果不存在AF估计值的变化，则数字拍摄设备I将聚焦透镜104维持在当前状态，并且在重复执行操作S214的同时等待根据快门释放按钮的完全按压的全按压信号S2。否则，如果存在AF估计值的变化，则确定对象已改变。也就是，确定对象可能正在运动。如果在操作S215确定存在AF估计值的变化，则在操作S216，数字拍摄设备I发出命令，从而以低的恒定速度沿第二方向驱动聚焦透镜104。在操作S217，在驱动聚焦透镜104的同时计算AF估计值。在操作S218确定在驱动聚焦透镜104处于参考量内的同时AF估计值是否经过峰值，或者聚焦透镜104是否已被驱动超过参考量。
如果没有满足以上条件，则数字拍摄设备I继续回到操作S217。否则，如果满足了以上条件中的任何一个，则在操作S219，数字拍摄设备I发出命令，从而以低的恒定速度沿第一方向驱动聚焦透镜104。在操作S220，在驱动聚焦透镜104的同时计算AF估计值。如同操作S218，在操作S221确定在驱动聚焦透镜104处于参考量内的同时AF估计值是否经过峰值，或者聚焦透镜104是否已被驱动超过参考量。如果没有满足以上条件，则所述方法继续回到操作S220。否则，如果满足了以上条件中的任何一个，则在操作S222获得在图6中示出的峰值位置BI。在操作S223确定BO与BI是否相同。如果BO与BI相同，则所述方法继续回到操作S213。否则，如果BO与BI不同或者如果没有获得峰值，则数字拍摄设备I继续到操作A21。如果在操作S223，BO与BI不同或者没有获得峰值，则在操作S231数字拍摄设备I发出命令，从而以低的恒定速度沿第二方向驱动聚焦透镜104。在操作S232，再次计算AF估计值。如同操作S218，在操作S233确定在驱动聚焦透镜104处于参考量内的同时AF估计值是否经过峰值，或者聚焦透镜104是否已被驱动超过参考量。如果没有满足以上条件，则数字拍摄设备I继续回到操作S232。否则，如果满足了以上条件中的任何一个，则在操作S234获得在图6中示出的峰值位置Cl。在操作S235确定BI与Cl和由后冲导致的误差BKL的和是否相同。如果BI与Cl和误差BKL的和相同，则数字拍摄设备I确定对象没有运动并且继续回到操作S204。这里，BI不必在数字上与Cl和误差BKL的和相同，并且如果BI与Cl和误差BKL的和基本相同或者如果BI与Cl和误差BKL的和之间的差在预定误差范围内，则可确定BI与Cl和误差BKL的和相同。否则，如果BI与Cl和误差BKL的和不同，则在操作S236，数字拍摄设备I发出命令，从而以低的恒定速度沿第一方向驱动聚焦透镜104。在操作S237，在驱动聚焦透镜104的同时计算AF估计值。如同操作S218，在操作S238确定在驱动聚焦透镜104处于参考量内的同时AF估计值是否经过峰值，或者聚焦透镜104是否已被驱动超过参考量。如果没有满足以上条件，则数字拍摄设备I继续回到操作S237。否则，如果满足了以上条件中的任何一个，则在操作S239获得在图6中示出的峰值位置B2。在操作S240确定是否获得了 B2。如果没有获得B2，则确定数字拍摄设备I处于平移状态(panning state)的可能性为高，并且数字拍摄设备I继续回到操作S204以再次执行AF操作。否则，如果获得了 B2，则确定对象正在运动，并且在操作S241计算对象的运动速度和用于运动体补偿驱动的补偿量。可通过Sv = (B1-B2)/T1和ΛΒ3 = Sv*T2分别获得对象的运动速度和补偿量。在操作S242，设置运动体预测标记。在操作S243，数字拍摄设备I发出命令，从而以低的速度沿第二方向驱动聚焦透 镜104，其中，通过ΛΒ3执行运动体补偿驱动。其后，数字拍摄设备I继续回到操作S232。图18到图19B是示出根据本发明另一实施例的控制数字拍摄设备I的方法的流程图。图18到图19B示出通过在重复运动体跟踪的同时完全按压快门释放按钮施加全按压信号S2而执行的操作(操作3)。当从一开始半按压信号SI和全按压信号S2被接通时，在初始对焦被确定之后(即，AF操作的操作A和B结束之后)开始操作3。参照图18到图19B，在操作S301，关闭显示单元206，通过驱动快门203使快门203处于关闭状态以阻挡入射到图像拾取器件204上的光，并且将可变光阑107驱动到适当的光圈值。在操作S302，确定运动体预测标记是否被设置。如果没有设置运动体预测标记，则数字拍摄设备I继续到操作S305。否则，如果设置了运动体预测标记，则在操作S303通过AR = Sv*T获得补偿值Λ R,并且在操作S304将峰值位置补偿AR。在操作S305，以高速度沿第二方向和第一方向驱动聚焦透镜104，以移向到峰值位置。在操作S306，确定是否完成了驱动快门203和可变光阑107的操作。在当前实施例中，虽然操作S305的操作时间被设计为短于快门203和可变光阑107的驱动时间，但本发明不限于此。例如，如果操作S305的操作时间长于快门203和可变光阑107的驱动时间，则当操作S306被执行时同时确定操作S305是否已经结束。如果在操作S306确定没有完成驱动快门203和可变光阑107的操作，则数字拍摄设备I继续回到操作S305。否则，如果在操作S306确定完成了驱动快门203和可变光阑107的操作，则在操作S307开始曝光。当曝光结束时，在操作S308读取数据。将读取的数据应用于相机控制器209，其中，相机控制器209对读取的数据执行信号处理，并捕获读取的数据作为静态图像。如果对象正在运动，则在连拍中，针对当前捕获之后的下一捕获执行运动体补偿。通过这样处理，可提高连拍速度。该处理与操作S309到S311对应。在操作S309，确定运动体预测标记是否被设置。如果没有设置运动体预测标记，则数字拍摄设备I继续到操作S312。否则，如果设置了运动体预测标记，则在操作S310通过ARO = Sv*Tf获得对象的运动量AR0。如图10所示，运动量Λ RO与紧接在曝光之后的运动体补偿驱动量对应。在操作S311，聚焦透镜104以高速度沿第二方向和第一方向被驱动，以满足由ARO补偿的峰值位置。在操作S312，确定数据读取是否已经结束。此时，操作S312可与确定运动体补偿驱动是否已经结束的操作同时被执行。如果数据读取已经完成，则在操作S313，执行用于打开快门203的驱动和用于使可变光阑107返回到打开状态的驱动，并且开启显示单元206。在操作S314，复位运动体预测标记。虽然在当前实施例中在对象没有运动的假设下首先复位运动体预测标记，但本发明不限于此。例如，可在连拍期间不复位运动体预测标记，并且当对象正在高速运动时，这种情况是有利的。
在运动体预测标记被复位之后，在操作S315再次计算AF估计值。然后，在操作S316确定是否存在AF估计值的变化。可从多于两个的AF估计值来确定是否存在AF估计值的变化。然而，本发明不限于此。如果不存在AF估计值的变化，则确定下一捕获中的峰值位置与先前捕获中的峰值位置相同，并且数字拍摄设备I继续回到操作S301。否则，如果存在AF估计值的变化，则确定对象正在运动或者数字拍摄设备I处于平移状态，并且数字拍摄设备I继续到操作A31。否则，如果在操作S316确定存在AF估计值的变化，则执行与图16的操作S216到S223相同的操作。其后，在操作S324确定先前的峰值位置BO与当前的峰值位置BI相同，则数字拍摄设备I继续回到操作S301以执行捕获操作。否则，如果在操作S324确定先前的峰值位置BO与当前的峰值位置BI不同，则通过执行如图17的操作S231到S240中的操作C来获得峰值位置Cl。但是，如果在操作S329确定BI与C1+BKL相同，则数字拍摄设备I继续回到操作S301。否则，如果在操作S329确定BI与C1+BKL相同，则通过执行操作S330到S333中的操作C来获得峰值位置B2。如果在操作S334确定没有获得B2，则确定数字拍摄设备I处于平移状态的可能·性为高，并且数字拍摄设备I继续回到操作S317以再次检测峰值位置。否则，如果在操作S334确定获得了 B2，则在操作S335中通过Sv = (B1_B2)/T1来获得对象的运动速度Sv。在当前实施例中，通过使用在连拍操作之间相同的快门打开时段中获得的BI和B2来获得Sv。但是，如在参照图12到图14描述的实施例中，可从在先前捕获中获得的BI和在当前捕获之前获得的B2来获得对象的运动速度Sv。另外，当对象正在低速运动时，可根据图19A和图19B的流程来获得对象的运动速度，并且当对象正在高速运动时，可从在先前捕获中获得的BI和在当前捕获之前获得的B2来获得对象的运动速度。如上所述，获得对象的运动速度的方法可根据对象的运动速度而变化。另外，可通过使用二阶或更高阶等式来计算对象的运动速度。当完成了对象的运动速度的计算时，在操作S336设置运动体预测标记，并且数字拍摄设备I继续回到操作S301。图20A和图20B是示出图19B的操作A32a的另一实施例的流程图。在当前实施例中，通过使用如参照图9描述的三条信息B1、B2和B3来获得对象的运动速度。将针对当前实施例与图19B的操作A32a如何不同来描述当前实施例。参照图20A和图20B，操作S401到S409与图19B的操作S325到S333相同。在操作S410，从BI和B2获得对象的运动速度Svl。可通过(B1-B2)/Tl获得Svl。如上所述，在操作S411到S419中，通过执行从B2到B3的扫描操作来获得峰值位置B3。如果在操作S420确定没有获得B3，则确定数字拍摄设备I处于平移状态，并且数字拍摄设备I继续回到操作S317以再次执行AF扫描操作。否则，如果在操作S420确定获得了 B3，则在操作S421从B2和B3获得对象的运动速度Sv2。这是从图6的B2到B3的对象的运动速度。通过(B2-B3)/T2获得Sv2。其后，通过(Svl+Sv2)/2获得运动速度的平均值Sv。在获得了对象的平均运动速度之后，在操作S421通过Sv*T3获得用于运动体补偿驱动的补偿量ΛΒ4。在操作S422，设置运动体预测标记，并且数字拍摄设备I继续回到操作S301以通过运动体补偿驱动执行捕获。
图21是示出图19A和图19B的操作A31的另一实施例的流程图。当前实施例示出通过使用摆动操作执行运动体预测AF的方法。参照图21，在操作S501，聚焦透镜104沿第一方向被驱动非常小的量nF δ/2。这里，η可以是大约I到3的数，F表示光圈值，δ表示数字拍摄设备I的可允许弥散圆(allowable circle of confusion), F δ 表不 DOF。在操作 S502,获得 AF 估计值 Vl。在操作S503，聚焦透镜104沿第二方向被驱动非常小的量nF δ。在操作S504，获得AF估计值V2。在操作S505，确定Vl与V2是否相同。如果Vl与V2相同，则确定对象没有运动，并且数字拍摄设备I继续回到操作S301以执行捕获操作。否则，如果Vl与V2不同，则在操作S506聚焦透镜104沿第一方向被驱动非常小的量nFS，并且在操作S507计算AF估计 值。在操作S508确定计算的AF估计值是否经过峰值位置。如果确定计算的AF估计值没有经过峰值位置，则数字拍摄设备I继续回到操作S506。如果对象没有运动，则计算的AF估计值通常经过峰值位置，而如果计算的AF估计值没有经过峰值位置，则显然对象正在运动。因此，如果确定计算的AF估计值已经经过峰值位置，则在操作S509获得峰值位置BI。在操作S510到S512，通过沿第二方向驱动聚焦透镜10来确定AF估计值是否经过峰值位置。在操作S513到S515，通过沿第一方向驱动聚焦透镜10来确定AF估计值是否经过峰值位置。在操作S516，获得峰值位置B2，并且在操作S517，获得对象的运动速度Sv(=(B1-B2)/T1)和用于运动体补偿的驱动量ΛΒ3( = Sv*T2)。在操作S518，设置运动体预测标记，并且数字拍摄设备I继续回到操作S301。如上所述，根据本发明实施例的数字拍摄设备I可通过当对象正在运动时执行运动体预测AF和运动体补偿驱动来准确快速地聚焦对象，从而捕获图像。用于在数字拍摄设备I中执行根据上述实施例及其修改的驱动方法的程序可存储在计算机可读记录介质(未示出)中。这里描述的系统可在任何形式的计算机上被实施，所述组件可被实现为专用应用程序，或者在包括基于web架构的客户机服务器架构中实现所述组件，并且所述组件可包括功能程序、代码和代码段。任何计算机可包括处理器、用于存储程序数据并执行程序数据的存储器、诸如磁盘驱动器的永久性存储器、用于处理与外部装置的通信的通信端口和用户接口装置(包括显示器、键盘、鼠标等)。当软件模块被包括时，这些软件模块可被存储为在计算机可读介质(诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光学数据存储装置)上的处理器上可执行的程序指令或计算机可读代码。计算机可读记录介质还可分布在联网的计算机系统中，从而以分布方式存储和执行计算机可读代码。所述介质可由计算机读取，存储在存储器中，并且由处理器执行。这里引用的所有参考文本(包括出版物、专利申请和专利)在相同程度上通过参考包含于此，就好像每个参考文本被单独具体地指示为通过参考被包含在这里并且在这里其整体上被阐释。为了促进理解本发明的原理的目的，已经参照在附图中示出的优选实施例，并且特定语言已被用于描述这些实施例。然而，这种特定语言不是用于限制本发明的范围，并且本发明应被解释为包括本领域普通技术人员通常会遇到的所有实施例。可以以功能块组件和各种处理步骤来描述这里的实施例。这种功能块可由执行特定功能的任意数量的硬件和/或软件组件来实现。例如，描述的实施例可采用可在一个或多个微处理器或其它控制装置的控制下实施各种功能的各种集成电路组件(例如，存储器元件、处理元件、逻辑元件、查找表等)。类似地，在使用软件编程或软件元件实现描述的实施例的元件的情况下，可使用任何编程语言或脚本语言(诸如C、C++、Java、汇编等)与各种算法实现本发明，其中，使用数据结构、对象、过程、例行程序或其他编程元件的任意组合实现各种算法。可在一个或多个处理器上执行的算法中实现功能方面。另外，本发明的实施例可采用任意数量的用于电子配置、信号处理和/或控制、数据处理等的传统技术。词语“机制”和“元件”被广泛使用，并且不限于机械或物理实施例，而可包括结合处理器的软件例行程序等。这里示出和描述的特定实施方式是本发明的示例性示例，并且不应以任何方式另 外限制本发明的范围。为简洁起见，可不详细描述传统的电子产品、控制系统、软件开发和系统的其他功能方面(和系统的各个操作组件的组件)。另外，在呈现的各种附图中示出的连接线或连接器意在表示各种元件之间的示例性功能关系和/或物理或逻辑联系。应注意，可在实践装置中呈现许多替代或附加功能关系、物理联系或逻辑联系。此外，除非元件被具体描述为“必要的”或“关键的”，否则项目或组件对本发明的实践不是必不可少的。这里，“包括”、“包含”或“具有”及其变化体的使用意在包括其后列出的项目及其等同物和附加项目。除非另有指定或限制，否则术语“安装的”、“连接的”、“支持的”和“连结的”及其变化体被广泛使用，并且包括直接的安装、连接、支持和连结以及间接的安装、连接、支持和连结两者。另外，“连接的”和“连结的”不限于物理或机械连接或连结。诸如“…的至少一个”的表达在元素列表之后时，修饰整个元素列表，而不修饰列表的单个元素。在描述本发明的上下文中(特别是在权利要求的上下文中)使用的单数形式应被解释为包含单数形式和复数形式。另外，除非这里另有指示，否则这里详述的值的范围意在用作分别参考落入所述范围的每个单独的值的速记方法，并且每个单独的值包含于说明书中，就好像对其单独引用。最后，除非这里另有指示或者上下文另有明确相反的指示，否则可以以任何合适的顺序执行这里描述的所有方法的步骤。这里提供的任何示例和所有示例或者示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅意在更好的阐明本发明，并且除非另有声明，否则不限制本发明的范围。对本领域技术人员而言，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，许多修改和改写将是显而易见的。
权利要求
1.一种自动聚焦(AF)调节设备，包括 图像拾取透镜，在图像拾取透镜中，聚焦透镜的位置为了聚焦调节是可变的； 聚焦透镜驱动器，用于驱动聚焦透镜； 图像拾取器件，用于通过拾取穿过图像拾取透镜的光来产生图像信号； AF计算器，用于从图像信号计算聚焦检测估计值； 峰值检测器，用于检测聚焦检测估计值的峰值位置； 快门，用于控制图像拾取器件的曝光；以及 速度计算器，用于通过使用峰值位置计算对象的运动速度， 其中，当用于连续捕获静态图像的连拍被执行时，峰值检测器在用于图像捕获的曝光准备时段之前的图像拾取时段中检测峰值位置，聚焦透镜驱动器通过使用在捕获开始之前的曝光准备时段中计算的运动速度来执行用于补偿焦点位置的运动体补偿驱动。
2.如权利要求I所述的AF调节设备，其中，快门是包括前帘和后帘的机械快门。
3.如权利要求2所述的AF调节设备，其中，在用于将快门改变为关闭状态的驱动完成之前，执行运动体补偿驱动。
4.如权利要求I所述的AF调节设备，其中，快门是包括用于通过重置电荷开始曝光的电子前帘的电子前帘快门。
5 .如权利要求4所述的AF调节设备，其中，在停止用于从图像拾取器件选择性地读取电荷的驱动之后，在开始驱动用于图像捕获的前帘之前的时段中执行运动体补偿驱动。
6.如权利要求I所述的AF调节设备，其中，在图像捕获之前所述AF调节设备结束显示，以及 在结束显示之后，在开始图像捕获之前的时段中执行运动体补偿驱动。
7.如权利要求I所述的AF调节设备，其中，通过来回驱动聚焦透镜来执行峰值位置的检测。
8.如权利要求I所述的AF调节设备，其中，在连拍期间，在曝光准备时段之前的图像拾取时段中执行多次检测峰值位置的操作，并且从多次检测峰值位置的结果计算对象的运动速度。
9.如权利要求I所述的AF调节设备，其中，在连拍期间，针对每次图像捕获，在曝光准备时段之前的图像拾取时段中执行至少一次峰值位置检测，并且通过使用在用于当前图像捕获的图像拾取时段中检测到的峰值位置结果和在用于先前图像捕获的图像拾取时段中检测到的峰值位置结果来计算对象的运动速度。
10.如权利要求I所述的AF调节设备，其中，在连拍期间，当对象的运动速度为快时，在曝光准备时段之前的图像拾取时段中执行一次峰值位置检测，当对象的运动速度为慢时，在曝光准备时段之前的图像拾取时段中执行多次峰值位置检测。
11.如权利要求I所述的AF调节设备，其中，在连拍期间，通过使用在连拍开始之前获得的对象的运动速度或者在连拍期间的先前捕获中获得的对象的运动速度来确定对象的运动速度。
12.如权利要求I所述的AF调节设备，其中，当在连拍开始之前的对象的运动速度被获得时，获得的运动速度和在连拍期间获得的运动速度被用于预测捕获中的峰值位置，以及 当没有获得在连拍开始之前的对象的运动速度时，在连拍期间获得的对象的运动速度被用于预测捕获中的峰值位置。
13.如权利要求12所述的AF调节设备，其中，通过从对象的运动速度和捕获之前的时间来预测峰值位置，从而执行运动体补偿驱动。
14.如权利要求I所述的AF调节设备，其中，当对象的运动速度被获得时，通过使用获得的运动速度，根据在用于图像捕获的曝光准备时段之前的从曝光结束时间到图像拾取开始时间的时段中的对象的运动来预测峰值位置，从而执行运动体补偿驱动。
15.一种能够连续捕获静态图像进行连拍的自动聚焦(AF)调节设备的AF调节方法，所述AF调节方法包括 通过拾取从对象反射的光来产生图像信号； 从所述图像信号来计算聚焦检测估计值； 在连拍期间，在用于图像捕获的曝光准备时段之前的图像拾取时段中检测聚焦检测估计值的峰值位置； 通过使用峰值位置计算对象的运动速度；以及 通过使用在曝光准备时段中计算的运动速度来补偿焦点位置。
全文摘要
一种自动聚焦(AF)调节方法和设备及包括该设备的数字拍摄设备，所述AF调节设备包括图像拾取透镜，在图像拾取透镜中聚焦透镜的位置为了聚焦调节是可变的；聚焦透镜驱动器，驱动聚焦透镜；图像拾取器件，通过拾取穿过图像拾取透镜的光来产生图像信号；AF计算器，从图像信号计算聚焦检测估计值；峰值检测器，检测聚焦检测估计值的峰值位置；快门，控制图像拾取器件的曝光；速度计算器，通过使用峰值位置计算对象的运动速度，当连续捕获静态图像的连拍被执行时，峰值检测器在用于图像捕获的曝光准备时段之前的图像拾取时段中检测峰值位置，聚焦透镜驱动器使用在捕获开始之前的曝光准备时段中计算的运动速度来执行补偿焦点位置的运动体补偿驱动。
文档编号H04N5/232GK102917169SQ201210277330
公开日2013年2月6日 申请日期2012年8月6日 优先权日2011年8月5日
发明者浜田正隆 申请人:三星电子株式会社