成像设备、成像系统以及成像设备控制方法和程序

摘要

本发明涉及成像设备、成像系统以及成像设备控制方法和程序。在该成像设备中，成像器通过转换经由聚焦透镜入射的来自被摄体的入射光而产生成像图像。设置单元设置与成像倍率对应的聚焦透镜位置的范围作为聚焦透镜的移动范围，其中所述成像倍率的变化率相对于基准位于一定范围内，所述基准是与聚焦透镜的位置对应的成像倍率。聚焦控制器被配置为通过在设置的移动范围内移动聚焦透镜，针对被摄体执行聚焦控制。

说明书

技术领域

本发明涉及一种成像设备，更具体地讲，涉及一种设置有自动聚 焦功能的成像设备和成像系统、控制该成像设备和成像系统的方法以 及使计算机执行该方法的程序。

背景技术

近年来，诸如数字静止照相机和数字视频照相机(例如，摄录一 体机)的成像设备变得很流行。这种成像设备对人、动物或其它被摄 体成像以产生图像数据(成像图像)，并把该图像数据记录为图像内 容。还存在这样的成像设备：例如在拍摄静止图像的情况下，该成像 设备在处于成像待机状态的同时在显示单元上显示由成像元件产生的 成像图像作为实时预览图像。通过以这种方式显示实时预览图像，用 户能够容易地在拍摄之前确认他或她所希望的视角和构图。

此外，设置有对被摄体进行自动聚焦的自动聚焦功能的成像设备 也变得很流行。对比度检测自动聚焦功能(称为对比度AF(自动聚焦)) 是这种自动聚焦功能的一个例子。

利用对比度AF，在成像图像的特定区域(AF区域)中提取图像的 空间频率中的高频分量，并且通过把聚焦透镜移动到使得提取的高频 分量中的发光强度差最大的位置来执行聚焦控制。此外，利用对比度 AF，设置给定聚焦透镜移动范围，并且通过在这个范围内移动聚焦 透镜，顺次捕捉被摄体并且进行聚焦控制。

这里，在对移动被摄体进行聚焦控制的情况下，应该根据被摄体 的移动设置聚焦透镜移动范围以便捕捉移动被摄体。例如，已提出这 样的成像设备，其在预测移动被摄体的移动速度的同时，为该移动被 摄体设置聚焦透镜移动范围。

例如，已提出这样的成像设备，其基于在第一时间段中在给定范 围内的聚焦透镜的移动所给出的多个位置计算的各评价值和评价值的 变化量，设置随后的聚焦透镜移动范围(例如，参见日本未审专利申 请公开No.2010-8695，图11)。该成像设备计算在第一时间段期间计 算的各评价值，以及持续直到计算基于所述各评价值的聚焦位置为止 的时间段(第二时间段)期间的给定范围内的多个位置之一的评价值(第 二评价值)。然后，该成像设备基于第二评价值和对应于第二评价值 的位置的(在第一时间段中计算的)评价值计算评价值变化量，并且在 基于第一时间段中的各评价值的聚焦位置和评价值变化量的基础上设 置下一聚焦透镜移动范围。

发明内容

根据如上所述的现有技术，由于能够缩短AF操作之间的间隔， 能够提高装置响应速度。

此时，考虑这样的情况：例如，在处于静止图像的成像待机状态 的同时，由成像元件产生的成像图像被显示在显示单元上作为实时预 览图像。在这种情况下，当执行聚焦控制时，聚焦透镜应该仍然如前 所述在给定的聚焦透镜移动范围内移动。在以这种方式移动聚焦透镜 的情况下，成像倍率根据聚焦透镜移动而改变，因此显示单元上显示 的实时预览图像被放大或缩小。例如在显示单元上显示的实时预览图 像的放大或缩小的程度小的情况下，对实时预览的影响很小。然而， 在成像倍率的变化率相对较大的情况下，实时预览图像的放大或缩小 变大，并且可能在用户确认被摄体时使实时浏览图像更加难以观看。

考虑到这样的情况，希望在成像操作期间保持可见性的同时执行 合适的聚焦控制。

考虑到以上问题，本发明的实施例提供了一种成像设备、该成像 设备的控制方法和使计算机执行该方法的程序。该成像设备包括：成 像器，被配置为通过转换经由聚焦透镜入射的来自被摄体的入射光而 产生成像图像；设置单元，被配置为设置与成像倍率对应的聚焦透镜 位置的范围作为聚焦透镜的移动范围，其中所述成像倍率的变化率相 对于基准位于一定范围内，所述基准是与聚焦透镜的位置对应的成像 倍率；聚焦控制器，被配置为通过在设置的移动范围内移动聚焦透镜 执行针对被摄体的聚焦控制。通过这样做，本发明的实施例基于与聚 焦透镜的位置对应的成像倍率设置聚焦透镜移动范围，并通过在设置 的移动范围内移动聚焦透镜执行聚焦控制。

所述设置单元还可以基于与根据所述基准的聚焦透镜位置对应的 焦深计算聚焦透镜的移动范围，从基于焦深的移动范围和基于成像倍 率的移动范围之中选择较窄的范围，并设置选择的移动范围作为聚焦 透镜移动范围。通过这样做，本发明的实施例基于与聚焦透镜的位置 对应的焦深计算聚焦透镜移动范围，从基于焦深的移动范围和基于成 像倍率的移动范围之中选择较窄的移动范围，并设置选择的移动范围 作为聚焦透镜移动范围。

所述设置单元还可以设置由与变化率位于一定范围内的成像倍率 对应的聚焦透镜位置之中的两个位置指定的范围作为所述移动范围， 其中，一个位置是离根据所述基准的聚焦透镜位置的距离在近摄侧最 远的位置，一个位置是离根据所述基准的聚焦透镜位置的距离在无限 远侧最远的位置。通过这样做，本发明的实施例设置由与变化率位于 一定范围内的成像倍率对应的聚焦透镜位置之中的两个位置指定的范 围作为聚焦透镜移动范围，其中，一个位置是距离根据所述基准的聚 焦透镜位置在近摄侧最远的位置，一个位置是距离根据所述基准的聚 焦透镜位置在无限远侧最远的位置。

在设置的移动范围不满足适合聚焦控制的范围的情况下，所述设 置单元还可以重新设置适合由聚焦控制器执行的聚焦控制的范围作为 聚焦透镜移动范围。通过这样做，本发明的实施例在设置的移动范围 不满足适合聚焦控制的范围的情况下，重新设置适合由聚焦控制器执 行的聚焦控制的范围作为聚焦透镜移动范围。

该成像设备可另外包括：计算单元，被配置为计算被摄体相对于 光轴的移动速度，所述设置单元可仅在计算的移动速度相对于一固定 值较小的情况下设置基于成像倍率的移动范围。通过这样做，本发明 的实施例计算被摄体相对于光轴的移动速度，并仅在计算的移动速度 相对于一固定值较小的情况下设置基于成像倍率的移动范围。

该成像设备可另外包括：通信单元，被配置为与可更换镜头通 信，所述可更换镜头针对多个光学构件的每个状态存储与所述多个光 学构件的各状态对应的成像倍率，所述设置单元可从可更换镜头获取 当设置移动范围时使用的成像倍率。通过这样做，本发明的实施例从 可更换镜头获取当设置移动范围时使用的成像倍率。

该成像设备可另外包括：显示控制器，被配置为在显示单元上连 续显示产生的成像图像，所述设置单元可仅在设置了连续AF模式时 在显示单元上正显示产生的成像图像的情况下设置基于成像倍率的移 动范围。通过这样做，本发明的实施例仅在设置了连续AF模式时在 显示单元上正显示产生的成像图像的情况下设置基于成像倍率的移动 范围。

本发明的其它实施例提供了一种成像系统、成像系统的控制方法 和使计算机执行该方法的程序。该成像系统包括可更换镜头和成像设 备。可更换镜头设置有多个光学构件、第一通信单元和存储单元， 第一通信单元被配置为与成像设备通信，存储单元被配置为针对多个 光学构件的每个状态存储与所述多个光学构件的各状态对应的成像倍 率。成像设备设置有第二通信单元、成像器、设置单元和聚焦控制 器，第二通信单元被配置为与可更换镜头通信，成像器被配置为通过 转换经由聚焦透镜入射的来自被摄体的入射光而产生成像图像，设置 单元被配置为从存储单元获取根据聚焦透镜的位置的成像倍率，以与 聚焦透镜的位置对应的成像倍率作为基准，并设置与相对于所述基准 的变化率位于一定范围内的成像倍率对应的聚焦透镜位置的范围作为 聚焦透镜的移动范围，聚焦控制器被配置为通过在设置的移动范围内 移动聚焦透镜，执行针对被摄体的聚焦控制。通过这样做，本发明的 实施例基于从可更换镜头获取的与聚焦透镜的位置对应的成像倍率， 设置聚焦透镜移动范围，并通过在设置的移动范围内移动聚焦透镜执 行聚焦控制。

根据本发明的实施例，实现了在成像操作期间保持可见性的同时 能够进行适合的聚焦控制的出色优点。

附图说明

图1是示出根据本发明第一实施例的成像系统的示例性内部结构 的框图；

图2A到2C示出根据本发明第一实施例的成像系统的示例性外 观结构；

图3是示出根据本发明第一实施例的成像设备的示例性功能结构 的框图；

图4A和4B示出在根据本发明第一实施例的成像设备中设置连 续AF模式的情况下聚焦透镜的示例性迁移；

图5A和5B示出根据本发明第一实施例的聚焦透镜的位置和在 这个位置计算的AF评价值(对比度)之间的示例性关系；

图6A和6B示出根据本发明第一实施例的聚焦透镜的位置和对 应于这个位置的成像倍率之间的示例性关系；

图7A和7B示出在根据本发明第一实施例的成像设备中设置连 续AF模式的情况下聚焦透镜的示例性迁移；

图8是示出由根据本发明第一实施例的成像设备执行的成像图像 记录处理的示例性处理操作的流程图；

图9是示出由根据本发明第一实施例的成像设备执行的成像图像 记录处理的处理操作之中的示例性AF处理的流程图；以及

图10是示出根据本发明第二实施例的成像设备的示例性内部结 构的框图。

具体实施方式

以下，将描述本发明的实施例。将按照下面的次序进行描述。

1.第一实施例(聚焦控制：当在成像系统中满足固定条件时基于 成像倍率设置聚焦透镜移动范围的例子)

2.第二实施例(聚焦控制：当在成像设备中满足固定条件时基于 成像倍率设置聚焦透镜移动范围的例子)

<1.第一实施例>

[成像系统的示例性内部结构]

图1是示出根据本发明第一实施例的成像系统10的示例性内部 结构的框图。成像系统10设置有成像设备100和可更换镜头200。 成像系统10由例如镜头可更换的数字静止照相机实现(例如，数字单 镜头照相机)。

成像设备100对被摄体成像并产生图像数据(成像图像)，并且记 录产生的图像数据作为图像内容(静止图像内容或运动图像内容)。此 外，可更换镜头200可经由透镜座架(未示出)附接到成像设备100。

可更换镜头200是经由透镜座架(未示出)附接到成像设备100的 可更换镜头单元。可更换镜头200设置有变焦透镜211、变焦位置检 测器212、聚焦透镜221、聚焦透镜驱动电机222、光圈231和光圈 驱动电机232。可更换镜头200还设置有电机驱动器240、透镜信息 存储单元250和透镜控制器260。

变焦透镜211通过由电驱动或手工驱动沿光轴移动来调整焦距。 换句话说，相对于被摄体前后驱动变焦透镜211以便放大或缩小成像 图像中所包括的被摄体。此外，变焦功能由变焦透镜211实现。这 里，本发明的第一实施例示出通过用户执行的手工操作驱动变焦透镜 211的例子。

变焦位置检测器212检测由用户执行的变焦操作驱动的变焦透镜 211的位置，并把检测结果输出到透镜控制器260。

聚焦透镜221通过由聚焦透镜驱动电机222驱动而沿光轴移动来 调整聚焦。换句话说，使用聚焦透镜221以便聚焦被摄体中所包括的 希望目标物体。此外，自动聚焦功能由聚焦透镜221实现。

聚焦透镜驱动电机222基于电机驱动器240的控制移动聚焦透镜 221。

光圈231调整穿过变焦透镜211和聚焦透镜221的入射光的量， 并把调整后的光提供给成像元件111。光圈231由光圈驱动电机232 驱动，并且它的孔径光阑被调节。

光圈驱动电机232基于电机驱动器240的控制驱动光圈231。

以这种方式构成可更换镜头200的变焦透镜211和聚焦透镜221 是聚焦来自被摄体的入射光的透镜组。由该透镜组聚焦的光经由光圈 231入射到成像元件111上。

电机驱动器240基于透镜控制器260的控制驱动聚焦透镜驱动电 机222和光圈驱动电机232。

透镜信息存储单元250是存储与构成可更换镜头200的各光学构 件(聚焦透镜221、光圈231等)相关的特性信息(透镜信息)的存储 器，并把存储的信息提供给透镜控制器260。该特性信息是与光学构 件相关的光学构件信息(透镜信息)，其包括例如聚焦透镜221的位置 (聚焦被摄体位置)、焦距、光圈值(f数)和成像倍率。这里，成像倍率 是指由经由透镜入射的光形成的像的大小与被摄体的实际大小之比。 这里，成像倍率根据诸如焦距f、光圈和聚焦透镜221的位置的因素 而变化。此外，成像倍率的特性经常根据透镜类型而大幅变化。由于 这个原因，把根据各光学构件的状态(聚焦透镜221的位置等)的成像 倍率与各状态相关联并且作为特性信息存储在透镜信息存储单元250 中。换句话说，透镜信息存储单元250针对多个光学构件的每个状 态，存储根据所述多个光学构件的各状态的成像倍率。这里，透镜信 息存储单元250是存储单元的例子。

透镜控制器260与成像设备100进行各种信息的通信，并且基于 通信结果来控制构成可更换镜头200的各单元(聚焦透镜221、光圈 231等)。换句话说，透镜控制器260基于来自成像设备100的控制 器130的控制信号控制构成可更换镜头200的各单元。此外，透镜控 制器260响应于来自成像设备100的控制器130的发送请求把存储在 透镜信息存储单元250中的透镜信息发送给控制器130。成像设备 100和可更换镜头200之间的通信处理通过例如同步通信来执行。这 里，透镜控制器260是第一通信单元的例子。

成像设备100设置有系统总线101、成像元件111、模拟信号处 理器112和模拟/数字(A/D)转换器113。成像设备100还设置有数字 信号处理器(以下缩写为DSP)114、显示单元115和记录装置116。成 像设备100还设置有垂直驱动器117、定时发生器(以下缩写为 TG)118、用户接口120和控制器130。成像设备100还设置有存储器 (只读存储器(ROM))140和存储器(随机存取存储器(RAM))150。成像 设备100还设置有存储器(电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM))160。这里，DSP 114、垂直驱动器117、TG 118、用户 接口120、控制器130、存储器(ROM)140、存储器(RAM)150和存 储器(EEPROM)160以可互相通信的方式经由系统总线101耦接。

成像元件111是光电转换元件，该光电转换元件接收经由变焦透 镜211、聚焦透镜221和光圈231提供的光(入射光)，并把入射光转 换成电信号。成像元件111随后把转换的电信号(模拟信号)提供给模 拟信号处理器112。此外，成像元件111由垂直驱动器117驱动。这 里，例如，电荷耦合器件(CCD)传感器、互补金属氧化物半导体 (CMOS)传感器或类似元件可用作成像元件111。

由TG 118驱动的模拟信号处理器112对从成像元件111提供的 电信号(模拟信号)执行诸如噪声去除的模拟处理，并把模拟处理后的 模拟信号提供给AD转换器113。

由TG 118驱动的A/D转换器113把从模拟信号处理器112提供 的模拟信号转换成数字信号，并把转换的数字信号提供给DSP 114。

基于控制器130的控制，DSP 114对从A/D转换器113提供的 数字信号执行图像处理，诸如黑色电平校正、白平衡调整和伽马校 正。然后，DSP 114把图像处理后的图像数据提供给显示单元115、 记录装置116和控制器130。例如，DSP 114可对图像处理后的图像 数据执行压缩处理，并把经受了压缩处理的图像数据(压缩图像数据) 提供给记录装置116。此外，DSP 114可对记录到记录装置116上的 压缩图像数据执行解压缩处理，并把解压缩的图像数据提供给显示单 元115。这里，例如，联合图像专家组(JPEG)格式可实现为压缩格 式。此外，从DSP 114提供的图像数据由控制器130用来进行各种 控制。

显示单元115是显示从DSP 114提供的图像数据的显示设备。 例如，在设置了静止图像成像模式时处于成像待机状态时，显示单元 115显示已由DSP 114进行了图像处理的图像数据作为成像图像(称 为实时预览图像)。例如，显示单元115还能够显示记录到记录装置 116上的图像数据作为列表图像，并重放该图像数据。例如，诸如有 机电致发光(EL)面板或液晶显示器(LCD)的显示面板可用作显示单元 115。

记录装置116记录已由DSP 114进行了图像处理的图像数据。 记录装置116还把记录的图像数据提供给DSP 114。这里，记录装置 116可被构造为内置在成像设备100中或者可自由地从成像设备100 移除。此外，诸如半导体存储器、光学记录介质、磁盘或硬盘驱动器 (HDD)的各种记录介质可用作记录装置116。这里，例如，诸如可记 录数字通用盘(DVD)、可记录压缩盘(CD)或蓝光盘(注册商标)的盘可 用作光学记录介质。

垂直驱动器117基于控制器130的控制驱动成像元件111。

TG 118基于从控制器130提供的基准时钟，为垂直驱动器 117、模拟信号处理器112和A/D转换器113产生驱动控制信号。

用户接口120设置有按钮、开关和用于进行各种操作的其它用户 可操作构件。用户接口120接受来自用户的操作输入，并经由系统总 线101把接受的操作输入的内容输出到控制器130。这里，除了布置 在成像设备100外部的用户可操作构件(诸如按钮)之外，在显示单元 115上可以设置触摸面板，并且可以在触摸面板上接受用户的操作输 入。

控制器130是基于存储在存储器(ROM)140中的各信息等来控制 成像设备100的各部件的中央处理设备。控制器130还进行与可更换 镜头200的通信控制，发送和接收各种信息。例如，控制器130控制 诸如曝光、白平衡、聚焦和闪光发射(来自图2中示出的闪光发射器 102)的设置。此外，当成像时，控制器130基于例如来自用户接口 120的用户操作输入和来自DSP 114的图像数据，产生控制信号。控 制器130随后通过把产生的控制信号输出到电机驱动器240、垂直驱 动器117、TG 118、可更换镜头200等并使聚焦透镜221、光圈231 等操作来控制诸如曝光、白平衡、聚焦和闪光的设置。控制器130还 向可更换镜头200发出对各处理中使用的信息的发送请求。

此外，在记录已由DSP 114进行了图像处理的图像数据的情况 下，控制器130基于来自用户接口120的用户操作输入，把控制信号 输出给DSP 114。控制器130随后使已由DSP 114压缩的图像数据被 记录到记录装置116上，作为静止图像文件。在显示记录到记录装置 116上的静止图像文件的情况下，控制器130基于来自用户接口120 的用户操作输入，把控制信号输出给DSP 114。控制器130随后使对 应于记录到记录装置116上的静止图像文件的图像由显示单元115显 示。

控制器130还使用从由成像元件111等产生的图像信号获取的被 摄体对比度信号进行聚焦控制(称为对比度AF)。连续AF是这种对 比度AF的一种类型。连续AF是对运动中的被摄体进行连续聚焦的 自动聚焦功能。换句话说，在设置了连续AF模式的情况下，在用户 轻按快门按钮121(图2中示出)的同时进行被摄体跟踪和被摄体速度 预测，并且在用户深按快门按钮121之后立即执行成像处理。因此， 能够记录被摄体以用户预计的视角和构图存在并且被摄体合焦的照片 (成像图像)。根据该连续AF，能够对移动被摄体进行最佳聚焦控 制。这里，控制器130由例如中央处理单元(CPU)实现。还将参照图 3详细描述控制器130的功能结构。

存储器(ROM)140是存储控制器130用以执行各处理的各种程序 和各种数据的非易失性存储器。

存储器(RAM)150是在控制器130工作的同时存储应该临时存储 的数据和可重写数据的易失性存储器，并且例如在控制器130工作的 同时用作工作存储器。

存储器(EEPROM)160即使在成像设备100断电时也存储数据， 并且各种设定参数等被记录在其上。

[成像系统的示例性外观结构]

图2A到2C示出根据本发明第一实施例的成像系统10的示例性 外观结构。图2A是示出成像系统10的外观的正视图。图2B是示出 成像系统10的外观的后视图。图2C是示出成像系统10的外观的俯 视图。

成像设备100设置有闪光发射器102、成像元件111、显示单元 115、快门按钮121、模式转盘122、方向按钮123、OK按钮124、 取消按钮125和电源开关126。此外，可更换镜头200设置有变焦透 镜211、聚焦透镜221和光圈231。这里，快门按钮121、模式转盘 122、方向按钮123、OK按钮124、取消按钮125和电源开关126对 应于图1中示出的用户接口120。此外，由于成像元件111、显示单 元115、变焦透镜211、聚焦透镜221和光圈231对应于图1中示出 的各同名部件，因此在这里缩减或省略对它们的详细描述。同时，由 于变焦透镜211、聚焦透镜221和光圈231内置在可更换镜头200中 并且由于成像元件111内置在成像设备100中，所以这些部件在图 2C中用虚线表示。

作为示例，图2A到2C示出成像系统10，其中用户可操作构件 (诸如设置在成像设备100的外部的方向按钮123和OK按钮124)用 于进行选择由显示单元115显示的图像、按钮等的操作(例如，按钮 按压操作)。

闪光发射器102基于控制器130(图1中示出)的控制，利用光线 为被摄体照明并增加来自被摄体的光(反射光)。因此，使得可以在低 环境照明的条件下成像。

快门按钮121是用于执行快门操作的用户可操作构件，并经受用 户的全按压或半按压操作。例如，在半按压快门按钮121的情况下， 执行最佳聚焦控制。此外，在全按压快门按钮121的情况下，执行最 佳聚焦控制，并且把全按压的时刻的图像数据记录到记录装置116 上。

模式转盘122是用于设置各个模式的转盘。例如，通过模式转盘 122的操作可设置诸如规则AF模式、连续AF模式和用于显示记录 到记录装置116上的图像的图像显示模式的模式。

方向按钮123是在选择由显示单元115显示的项目(诸如按钮或 图像)的情况下使用的可操作按钮。当前选择的项目根据方向按钮 123的按压部分上下左右移动。

在确认显示单元115显示的各个项目的所选状态的情况下使用 OK按钮124。取消按钮125用于在已确认显示单元115显示的各个 项目的所选状态的情况下取消该确认。电源开关126打开和关闭成像 设备100的电源。

此外，在成像系统10中由用户手工执行变焦操作。例如在用户 的手握住可更换镜头200的给定部分的状态下执行这种变焦操作。例 如，如果变焦操作由用户手工执行，则根据手工操作控制变焦功能并 且能够放大或缩小成像图像中所包括的被摄体。

[成像设备的示例性功能结构]

图3是示出根据本发明第一实施例的成像设备100的示例性功能 结构的框图。在图3中，与图1中示出的可更换镜头200的内部结构 一起示出成像设备100的功能结构以方便解释。

成像设备100设置有成像器310、图像信号处理器320、评价值 产生器330、聚焦透镜移动范围设置器340和聚焦控制器350。成像 设备100还设置有通信单元360、显示控制器370、显示单元380和 快门操作接收器390。这里，成像器310对应于例如图1中示出的成 像元件111、模拟信号处理器112和A/D转换器113。图像信号处理 器320对应于例如图1中示出的DSP 114。评价值产生器330、聚焦 透镜移动范围设置器340、聚焦控制器350和通信单元360对应于例 如图1中示出的控制器130。显示控制器370对应于例如图1中示出 的DSP 114。显示单元380对应于例如图1中示出的显示单元115。 快门操作接收器390对应于例如图1中示出的用户接口120。

成像器310通过转换经由聚焦透镜221入射的来自被摄体的入射 光而产生成像图像(图像信号)，并把产生的图像信号(电信号)提供给 图像信号处理器320。这里，在图3中，减少或省略对与记录由成像 器310产生的成像图像(图像数据)的记录处理相关的功能结构的图示 和说明。

图像信号处理器320对从成像器310输出的图像信号执行各种信 号处理，并把进行了信号处理的图像信号输出给评价值产生器330和 显示控制器370。

评价值产生器330从由图像信号处理器320输出的图像信号产生 AF评价值(对比度信号)，并把产生的AF评价值输出给聚焦透镜移 动范围设置器340和聚焦控制器350。换句话说，评价值产生器330 在与从图像信号处理器320输出的图像信号对应的成像图像中所包括 的特定区域(AF区域)中提取图像的空间频率的高频分量。然后，评 价值产生器330针对提取的高频分量产生发光强度差(AF评价值)。 以这种方式，基于产生的AF评价值，检测合焦位置。

聚焦透镜移动范围设置器340设置聚焦控制器350用以执行聚焦 控制的聚焦透镜移动范围，并把设置的聚焦透镜移动范围输出给聚焦 控制器350。更具体地讲，聚焦透镜移动范围设置器340经由通信单 元360从可更换镜头200获取当设置聚焦透镜移动范围时使用的信息 (诸如成像倍率透镜信息)。然后，聚焦透镜移动范围设置器340基于 获取的信息、从评价值产生器330输出的AF评价值和来自聚焦控制 器350的与聚焦控制相关的信息，设置聚焦透镜移动范围。

例如，与聚焦透镜221的位置(假定目标被摄体合焦的位置)对应 的成像倍率可被用作基准。在这种情况下，由聚焦透镜移动范围设置 器340设置的聚焦透镜移动范围是与相对于所述基准的变化率在一定 范围内的成像倍率对应的聚焦透镜221的位置的范围。例如，在与其 变化率在一定范围内的成像倍率对应的聚焦透镜221的位置之中，聚 焦透镜移动范围设置器340可指定距离根据所述基准的聚焦透镜221 的位置的距离在近摄侧(at close-up)最远的位置。聚焦透镜移动范 围设置器340还指定距离在无限远侧(at infinity)最远的位置。聚 焦透镜移动范围设置器340随后能够采用由这两个位置指定的范围作 为聚焦透镜移动范围。换句话说，聚焦透镜移动范围设置器340采用 与聚焦透镜221的位置对应的成像倍率作为基准，并基于成像倍率相 对于这个基准的变化率，设置聚焦透镜移动范围。

这里，在聚焦透镜移动范围设置器340计算被摄体的关于光轴方 向的移动速度并且计算的移动速度相对于一固定值较小的情况下，聚 焦透镜移动范围设置器340基于该成像倍率设置聚焦透镜移动范围。 此外，当在设置了连续AF模式的情况下实时预览图像正由显示单元 380显示时，聚焦透镜移动范围设置器340基于该成像倍率设置聚焦 透镜移动范围。

此时，还可想到：设置的聚焦透镜移动范围可能不满足聚焦控制 器350的聚焦控制所期望的范围(AF最小范围)。在这种情况下，聚 焦透镜移动范围设置器340重新设置该最小AF范围作为聚焦透镜移 动范围。

聚焦透镜移动范围设置器340还基于与根据所述基准的聚焦透镜 221的位置对应的焦深，计算聚焦透镜移动范围。聚焦透镜移动范围 设置器340随后比较计算出的基于焦深的聚焦透镜移动范围和基于成 像倍率的聚焦透镜移动范围。根据这个比较的结果，聚焦透镜移动范 围设置器340能够选择具有较窄范围的聚焦透镜移动范围，并设置所 选择的聚焦透镜移动范围。这里，聚焦透镜移动范围设置器340是设 置单元和计算单元的例子。

聚焦控制器350执行与可更换镜头200的通信控制，并基于经由 通信单元360通过该通信获取的各信息和从评价值产生器330输出的 AF评价值，执行聚焦控制。换句话说，聚焦控制器350通过在由聚 焦透镜移动范围设置器340设置的聚焦透镜移动范围中移动聚焦透镜 221来执行聚焦控制。这里，例如，当执行快门按钮121的半按压操 作或全按压操作时，聚焦控制器350执行聚焦控制。

通信单元360基于聚焦控制器350的控制，与透镜控制器260通 信。例如，通信单元360可以基于聚焦控制器350的控制，与透镜控 制器260执行同步通信。这里，通信单元360是第二通信单元的例 子。

显示控制器370使已由图像信号处理器320进行了图像信号处理 的成像图像连续地被显示单元380显示作为实时预览图像。例如，当 设置了静止图像成像模式时，显示控制器370可以在处于成像待机状 态的同时使实时预览图像连续地被显示单元380显示。

显示单元380显示从显示控制器370提供的成像图像作为实时预 览图像。

快门操作接收器390接收用户执行的快门按钮121的按压操作， 并把接收的操作内容输出到聚焦控制器350。更具体地讲，在执行快 门按钮121的半按压操作或全按压操作的情况下，由聚焦控制器350 执行最佳聚焦控制。此外，在执行快门按钮121的全按压操作的情况 下，执行聚焦控制，并且在全按压操作的时刻由成像器310产生的成 像图像被记录到记录装置116(图1中示出)上。

[当设置了连续AF模式时的示例性聚焦透镜迁移]

图4A和4B示出在根据本发明第一实施例的成像设备100中设 置了连续AF模式的情况下聚焦透镜221的示例性迁移。图4A示出 在成像设备100和被摄体之间的距离(被摄体距离)近似恒定的情况下 聚焦透镜221的示例性迁移。图4B示出在被摄体距离变化的情况下 聚焦透镜221的示例性迁移。

在本文的图4A和4B中，示出了聚焦透镜221的示例性迁移， 其中垂直轴用作代表聚焦透镜221的位置(沿光轴方向的位置)的轴， 水平轴用作时间轴。此外，在图4A和4B中，当获取AF评价值时 聚焦透镜221的迁移由实线指示，而当向AF处理的开始点移动时聚 焦透镜221的迁移由虚线指示。

现在将描述恒定AF的特性。对比度AF是这样的方法：在成像 图像中所包括的特定区域(AF区域)中提取空间频率的高频分量，并 基于高频分量的发光强度差(AF评价值)检测合焦位置。换句话说， 通过把聚焦透镜移动到使提取的高频分量的发光强度差最大的位置， 能够产生聚焦的成像图像。

此外，通过在成像系统10中使用对比度AF，能够减少组成部 件的数量，并且能够实现减小的尺寸和降低的成本。这里，在具有可 更换镜头的成像系统中，可以预见，当组合可更换镜头和成像设备 100(主照相机单元)时，由于法兰后焦(flange back length)的误差可 能导致AF精度变差。然而，由于法兰后焦的误差导致的AF精度的 变差能够通过使用对比度AF来抑制。

接下来，考虑在使用对比度AF的成像设备中对移动被摄体执行 AF处理的情况。在使用对比度AF的成像设备中，聚焦透镜应该在 以被摄体(目标被摄体)的位置为中心的给定范围(聚焦透镜移动范围) 内移动。例如，在被摄体距离近似恒定的情况下，能够通过使移动聚 焦透镜的范围(聚焦透镜移动范围)保持近似恒定来执行AF处理，如 图4A中所示。

然而，对于针对移动被摄体的AF处理(连续AF)，应该连续跟 踪指示被摄体的变化位置的发光强度差(AF评价值)的最大值。由于 此原因，应该在对快门按钮执行半按压操作的同时连续移动聚焦透 镜。例如，在被摄体距离变化的情况下，被摄体沿光轴方向移动，因 此应该在改变聚焦透镜移动范围以匹配该移动的同时执行AF处理， 如图4B中所示。

这里，在设置聚焦透镜移动范围的情况下，优选地针对移动被摄 体设置聚焦透镜移动范围以使得在考虑被摄体的移动速度的检测误差 的同时能够可靠地捕捉被摄体。同时，在被摄体静止的情况下，可想 到聚焦透镜可以不移动。

然而，对于对比度AF，存在这样的危险，即如果聚焦透镜完全 停止则响应会变得极差，因为聚焦透镜前后移动并且当完全按下快门 按钮时执行AF处理。此外，可以预见到：准确预测移动体的移动速 度将是困难的。因此，优选地，即使在被摄体的速度不确定的情况下 也保持在给定的聚焦透镜移动范围中执行AF处理。

现在将描述由显示单元380显示的实时预览图像的可见性。如前 所述，优选地，即使在被摄体的速度不确定的情况下也在给定的聚焦 透镜移动范围中移动聚焦透镜。然而，当聚焦透镜移动时，成像倍率 根据聚焦透镜的移动而改变。由于此原因，由显示单元380显示的实 时预览图像根据这种改变而被放大或缩小。

例如，在由显示单元380显示的实时预览图像的放大或缩小程度 微小的情况下，实时预览图像几乎不受到影响。然而，在成像倍率的 变化率相对较大的情况下，实时预览图像的放大或缩小程度增加，并 且存在这样的危险，即当用户确认被摄体时实时预览图像会变得难以 观看。因此，在本发明的第一实施例中，在满足一定条件的情况下基 于成像倍率设置聚焦透镜移动范围。通过这样做，提高了由显示单元 380显示的实时预览图像的可见性，并且降低了长时间观看的不适。

[聚焦透镜位置和该位置的AF评价值之间的示例性关系]

图5A和5B示出根据本发明第一实施例在聚焦透镜221的位置 和在该位置计算的AF评价值(对比度)之间的示例性关系。在图5A 和5B中，垂直轴用作代表AF评价值(对比度)的轴，水平轴用作代 表聚焦透镜221的位置的轴。例如，在合焦被摄体存在的情况下，与 聚焦透镜221的位置对应的AF评价值描绘出曲线K1，如图5A所 示。

在图5A示出的例子中，曲线K1上的峰值位置P1是由评价值 产生器330产生的成像图像的对比度值最大的位置。换句话说，峰值 位置P1是合焦位置(完全聚焦)。

现在将描述AF处理。当执行快门按钮121的半按压操作或全按 压操作时执行AF处理。在这个AF处理中，重复单次操作(AF处 理的一个周期)。该单次操作是例如图4A和4B中示出的虚线(向对比 度信息获取开始的位置的移动)和实线(对比度信息获取操作)的组合。 每次执行AF处理的一个周期时，可获取从透镜到被摄体的距离(被 摄体距离)。换句话说，获得下面的式1。

(1/a)+(1/b)＝1/f    (1)

这里，a是被摄体距离，b是从透镜到在成像元件111上形成的像的 距离，f是透镜的焦距。

根据式1，能够计算被摄体距离a＝1/((1/f)-(1/b))。此外，通过重 复AF处理能够获取被摄体距离的变化。基于以这种方式获取的被摄 体距离的变化(距离变化信息)，能够计算被摄体的速度(沿光轴方向的 速度)(被摄体速度预测处理)。更具体地讲，根据下面式2能够计算在 各时刻的被摄体的速度(被摄体速度V)。

V＝DC1/t    (2)

这里，DC1是被摄体距离变化量(即，被摄体移动的幅度)，t是获取 被摄体距离的时刻之间的时间间隔。

换句话说，通过把被摄体距离变化量DC1除以获取被摄体距离 的时刻之间的时间间隔，能够计算被摄体速度V。这里，在半按压快 门按钮121的同时重复执行AF处理。

图5B示出在AF处理中移动聚焦透镜221的范围(聚焦透镜移动 范围AFR1)的例子。聚焦透镜移动范围AFR1是基于焦深φ计算的聚 焦透镜移动范围。

这里，在未计算出被摄体速度V的情况下，在被摄体速度V小 于阈值thV的情况下或者在前一次AF处理中被摄体捕捉未失败的情 况下，执行使用聚焦透镜移动范围AFR1的AF处理。换句话说，在 设置了连续AF模式的情况下，在满足一定条件的情况下(即，在被 摄体速度慢或被摄体已停止的情况下)，执行使用聚焦透镜移动范围 AFR1的AF处理。这里，阈值thV可以取例如人走路的速度的程度 的值。例如，从0.5m/s到1.0m/s的值可用作阈值thV。

例如，在与前一周期相比设置了较窄的聚焦透镜移动范围的情况 下，可以预见到在使用这个聚焦透镜移动范围的AF处理中被摄体捕 捉可能失败。由于此原因，优选地，在AF处理的前一周期中被摄体 捕捉失败的情况下，在扩大聚焦透镜移动范围的同时执行AF处理。 例如，在AF处理的前一周期的结果是低对比度的情况下，在那时聚 焦透镜能够移动的整个范围可以用作聚焦透镜移动范围。同时，在对 比度在近摄侧位置处于峰值的情况下，从端点朝向近摄侧仅延伸给定 幅度的范围可用作当前周期的聚焦透镜移动范围。此外，在对比度在 无限远端处于峰值的情况下，从端点朝向近摄侧仅延伸给定幅度的范 围可用作当前周期的聚焦透镜移动范围。在这种情况下，延伸幅度可 以是固定的幅度。或者，可以使用低频区域的对比度信息与高频区域 的对比度信息之比，并且根据该比等调整的幅度可以用作延伸幅度。

现在将描述聚焦透镜移动范围AFR1计算方法。

首先，当AF处理开始时，聚焦控制器350经由通信单元360与 可更换镜头200的透镜控制器260通信。通过该通信，聚焦透镜移动 范围设置器340和聚焦控制器350获取存储在透镜信息存储单元250 中的透镜信息。这里，存储在透镜信息存储单元250中的透镜信息包 括聚焦透镜221的位置(被摄体聚焦的位置)、焦距、光圈值(f数)和成 像倍率。然而，成像倍率根据诸如焦距f和聚焦透镜221的位置的因 素而变化。由于此原因，根据各光学构件的状态(聚焦透镜221的位 置等)的成像倍率与各状态相关联并且作为透镜信息存储在透镜信息 存储单元250中。

同时，基于从电机驱动器240获取的诸如焦距f和聚焦透镜221 的位置的透镜信息，透镜控制器260从透镜信息存储单元250获取与 各透镜信息对应的成像倍率。透镜控制器260随后经由通信单元360 把获取的透镜信息(包括成像倍率)发送给聚焦透镜移动范围设置器 340和聚焦控制器350。

随后，聚焦透镜移动范围设置器340基于获取的透镜信息计算透 镜焦深φ。这里，使用下面的式3计算透镜焦深φ。

φ＝F×δ      (3)

这里，F是光圈值(f数)，δ是表示成像元件111的允许弥散圆的值。

随后，聚焦透镜移动范围设置器340基于计算的焦深φ，计算聚 焦透镜移动范围AFR1。该聚焦透镜移动范围AFR1是基于计算的焦 深φ和假设足以利用对比度AF捕捉移动被摄体的系数来计算的。更 具体地讲，聚焦透镜移动范围设置器340使用下面的式4和5计算近 摄侧移动范围R1_N和无限远侧移动范围R1_F。这里，近摄侧移动范围 R1_N和无限远侧移动范围R1_F是以假设存在被摄体的位置作为基准而 分别在近摄侧和无限远侧设置的范围。

R1_N＝K_N×φ        (4)

R1_F＝K_F×φ        (5)

这里，近摄侧系数K_N和无限远侧系数K_F是假设足以利用对比 度AF捕捉移动被摄体的系数。例如，从1到20的范围内的值可用 作近摄侧系数K_N和无限远侧系数K_F。另外，对于近摄侧系数K_N和 无限远侧系数K_F可采用相同值，或者可采用各自不同的值。此外， 近摄侧系数K_N和无限远侧系数K_F由成像设备100例如存储为内置 值(例如，存储在存储器(ROM)140中)。

聚焦透镜移动范围设置器340通过使用以这种方式计算的近摄侧 移动范围R1_N和无限远侧移动范围R1_F计算聚焦透镜移动范围 AFR1。更具体地讲，根据下面的式6计算聚焦透镜移动范围 AFR1。

Sp+R1_N＞AFR1＞Sp-R1_F  (6)

这里，Sp代表假设与目标被摄体合焦的位置(聚焦透镜221的位 置)。这里，在本发明的第一实施例中，当Sp的值增加时，聚焦透镜 221的位置接近近摄侧。

[聚焦透镜位置和成像倍率之间的示例性关系]

图6A和6B示出根据本发明第一实施例在聚焦透镜221的位置 和对应于这个位置的成像倍率之间的示例性关系。在图6A和6B 中，垂直轴用作代表成像倍率(β)的轴，水平轴用作代表聚焦透镜 221的位置的轴。这里，原点代表假设与目标被摄体合焦的位置(聚 焦透镜221的位置)和与该位置对应的成像倍率。另外，利用图6A和 6B中示出的水平轴，从原点沿箭头方向的移动是指朝向近摄侧的移 动。

如图6A中所示，成像倍率根据聚焦透镜221的移动而变化。例 如，在聚焦透镜221的位置从FC11变化到FC12的情况下，β11是 成像倍率的变化量，并且在聚焦透镜221的位置从FC13变化到 FC14的情况下，β12是成像倍率的变化量。这里，从FC11到 FC12的变化量和从FC13到FC14的变化量相同(变化量H)。在这种 情况下，如图6A所示，对应于从FC13到FC14的位置的变化的成 像倍率变化量β12大于对应于从FC11到FC12的位置的变化的成像 倍率变化量β11。换句话说，当聚焦透镜221的移动距离增加时，与 移动量对应的成像倍率变化量也增加。此外，如果成像倍率相对于聚 焦透镜221的移动量变化，则由成像器310产生的成像图像的成像倍 率相应地变化。换句话说，如果与聚焦透镜221的移动量对应的成像 倍率变化量增加，则由成像器310产生的成像图像的成像倍率的变化 量也增加。如果成像倍率变化量以这种方式增加，则在成像待机期间 由显示单元380显示的实时预览图像的倍率的变化量也将会增加，并 且可以预见到实时预览图像会变得难以观看。在这种情况下，用户可 能难以确认在成像待机期间由显示单元380显示的成像图像中所包括 的被摄体，并且存在用户可能感觉不适的危险。

因此，例如，在图5B示出的例子中计算的聚焦透镜移动范围 AFR1可能相对较大。在这种情况下，成像倍率变化量也增加，因此 优选地限制聚焦透镜移动范围以抑制成像倍率的变化量。通过这样 做，用户可以容易地确认在成像待机期间由显示单元380显示的成像 图像中所包括的被摄体并且能够提高用户观看的舒适性。

因此，在本发明的第一实施例中，基于成像倍率计算聚焦透镜移 动范围AFR2。然后把计算的聚焦透镜移动范围AFR2与聚焦透镜移 动范围AFR1进行比较，并且基于比较结果确定聚焦透镜移动范围 AFR。换句话说，比较聚焦透镜移动范围AFR2和聚焦透镜移动范 围AFR1，作为结果，把较窄的范围设置为聚焦透镜移动范围 AFR。以下，将参照图6B描述计算按这种方式使用的聚焦透镜移动 范围AFR2的方法。

令β1为在聚焦透镜221的位置FC1的成像倍率，βx为在聚焦 透镜221的位置FCx的成像倍率。根据下面的式7能够计算在这种 情况下成像倍率的变化率。

RC1＝|β1-βx|/β1       (7)

这里，响应于来自聚焦控制器350的发送请求，从透镜控制器260发 送成像倍率β1和βx。

此外，通过从位置FC1开始使位置单调增加或单调减小，计算 满足下面的式8的最小βx。

RC1＜Thb    (8)

这里，Thb是不考虑透镜而唯一地规定的阈值，它可以取例如从0.1 到2.0(％)的值。换句话说，由于在变化率RC1的计算中预料到有误 差，所以优选地令阈值Thb取相对较小的值。

此外，在FCx是与根据式8计算的βx对应的聚焦透镜221的位 置的情况下，Mag_lim是基于成像倍率的移动范围。使用下面的式9能 够计算这个移动范围Mag_lim。

Mag_lim＝|FC1-FCx|       (9)

此外，令R2_N＝Mag_limN(朝向近摄侧的基于成像倍率的移动范围) 且R2_F＝Mag_limF(朝向无限远侧的基于成像倍率的移动范围)。在这种 情况下，根据下面的式10能够计算聚焦透镜移动范围AFR2。

Sp+R2_N＞AFR2＞Sp-R2_F    (10)

以这种方式，聚焦透镜移动范围设置器340基于成像倍率计算聚 焦透镜移动范围AFR2。

这里，移动范围Mag_lim在近摄侧和无限远侧不同。由于此原 因，并非如式10所示使用近摄侧和无限远侧的各移动范围Mag_lim计 算聚焦透镜移动范围AFR2，而是可以仅将近摄侧值和无限远侧值中 的较大者用作代表值。换句话说，采用在近摄侧和无限远侧的各移动 范围Mag_lim中的较大者作为代表值RF1，并且这个代表值RF1可用 于计算聚焦透镜移动范围AFR2(Sp+RF1＞AFR2＞Sp-RF1)。

此外，在诸如在低亮度条件下优选相对较大的聚焦透镜移动范围 的情况下，可以取R2_N＝R1_N和R2_F＝R1_F以防止AF处理的跟踪性能 劣化。

随后，聚焦透镜移动范围设置器340比较计算的聚焦透镜移动范 围AFR1和AFR2，并基于比较结果设置聚焦透镜移动范围。换句话 说，聚焦透镜移动范围设置器340比较计算的聚焦透镜移动范围 AFR1和AFR2，并且作为结果设置较窄的范围作为聚焦透镜移动范 围。虽然这里的例子示出根据AFR1和AFR2之间的比较来设置聚焦 透镜移动范围，但可以分别在近摄侧和无限远侧进行单独的比较，并 且基于比较结果选择在近摄侧和无限远侧的各自较窄的范围。

这里，在AFR2被确定为聚焦透镜移动范围的情况下，可以预见 到可能不满足用于执行对比度AF的最小移动范围(AF最小范 围)R_min。对于对比度AF，由于对比度的变化在合焦状态附近变得极 轻微，所以可能难以确定图像是合焦还是低对比度被摄体。因此，为 了帮助进行这种确定，聚焦透镜应该仅按照最小移动范围R_minN和 R_minF移动。由于此原因，在R2_N小于R_minN的情况下或者在R2_F小 于R_minF的情况下，使用下面的式11计算并设置聚焦透镜移动范围 AFR3(AF最小范围保障处理)。

Sp+R_minN＞AFR3＞Ap-R_minF    (11)

这里，最小移动范围R_minN和R_minF例如由成像设备100存储为内置 值(例如，存储在存储器(ROM)140中)。

此时，由于能够在近摄侧和在无限远侧分别设置聚焦透镜移动范 围，所以例如还可以设置下面的式12中表示的聚焦透镜移动范围 AFR4。

Sp+R_minN＞AFR4＞Ap-R2_F    (12)

虽然前面示出了分别使用近摄侧和无限远侧情况设置聚焦透镜移 动范围的例子，但也可以使用代表值设置聚焦透镜移动范围而不分成 近摄侧和无限远侧情况。例如，对于基于焦深的移动范围R1，可选 择近摄侧移动范围R1_N和无限远侧移动范围R1_F中的较宽者。此 外，对于基于成像倍率的移动范围R2，可选择近摄侧移动范围R2_N和无限远侧移动范围R2_F中的较窄者。另外，对于最小移动范围R， 可选择近摄侧移动范围R_minN和无限远侧移动范围R_minF中的较宽 者。以这种方式选择的各范围(基于焦深的移动范围R1、基于成像倍 率的移动范围R2和最小移动范围R)可随后用作聚焦透镜移动范围设 置器340用以设置聚焦透镜移动范围的代表值。

通过在以这种方式设置的聚焦透镜移动范围内移动聚焦透镜221 执行AF处理。换句话说，聚焦控制器350经由通信单元360向透镜 控制器260输出在由聚焦透镜移动范围设置器340设置的聚焦透镜移 动范围内移动聚焦透镜221的控制信号。通过这样做，聚焦控制器 350执行聚焦控制。

[当设置了连续AF模式时的示例性聚焦透镜迁移]

图7A和7B示出在根据本发明第一实施例的成像设备100中设 置了连续AF模式的情况下聚焦透镜221的示例性迁移。图7A和7B 示出在成像设备100和被摄体之间的距离(被摄体距离)近似恒定的情 况下聚焦透镜221的示例性迁移。此外，水平虚线500和510代表假 定与目标被摄体合焦的聚焦透镜221的位置。这里，垂直轴和水平轴 之间的关系以及实线和虚线之间的关系类似于图4A和4B中示出的 例子，因此在这里减少或省略对它们的描述。

图7A示出在已由聚焦透镜移动范围设置器340设置了聚焦透镜 移动范围AFR1(基于焦深的聚焦透镜移动范围)的情况下聚焦透镜 221的示例性迁移。图7B示出在已由聚焦透镜移动范围设置器340 设置了聚焦透镜移动范围AFR2(基于成像倍率的聚焦透镜移动范围) 的情况下聚焦透镜221的示例性迁移。

如图7B中所示，在由聚焦透镜移动范围设置器340设置了聚焦 透镜移动范围AFR2的情况下，能够减小聚焦透镜221的移动量。以 这种方式，在执行重视被摄体跟踪性能的自动聚焦的情况下，当确定 了被摄体不在移动时，根据成像倍率的变化率来限制聚焦透镜移动范 围。通过这样做，被摄体构图和视角变得更容易确认，并且在成像操 作期间能够提高可见性。

此外，通过提供从可更换镜头200向成像设备100发送包括成像 倍率的透镜信息的系统，能够实现聚焦透镜移动范围的限制。由于此 原因，这种限制也能够应用于设置有与主成像设备通信的功能的其它 可更换镜头。

[成像设备100的示例性操作]

现在将参照附图描述根据本发明第一实施例的成像设备100的操 作。

图8是示出由根据本发明第一实施例的成像设备100执行的成像 图像记录处理中的示例性处理操作的流程图。这个例子描述了当设置 了连续AF模式时在成像待机状态下由显示单元380显示实时预览图 像的情况。

首先，确定是否已执行快门按钮121的半按压操作(步骤S901)。 在尚未执行半按压操作的情况下继续进行监视。同时，在已执行快门 按钮121的半按压操作的情况下(步骤S901)，执行AF处理(步骤 910)。例如，这个AF处理是组合了例如图4A和4B中示出的虚线 (向开始对比度信息获取的位置的移动)和实线(对比度信息获取操作) 的单次操作(AF处理的一个周期)。将参照图9详细描述AF处理。

随后，确定是否已执行快门按钮121的全按压操作(步骤S902)。 在尚未执行全按压操作的情况下，确定是否正在继续执行快门按钮 121的半按压操作(步骤S903)。在正在继续执行快门按钮121的半按 压操作的情况下(步骤S903)，执行被摄体速度预测处理(步骤S904)， 并且处理返回到步骤S910。换句话说，在快门按钮12被半按压的同 时重复执行AF处理(步骤S910和S902至S904)。

此外，在已执行快门按钮121的全按压操作的情况下(步骤 S902)，执行被摄体速度预测处理，并且计算在与释放延迟相当的时 间中被摄体移动的距离(被摄体移动距离)(步骤S905)。随后，基于计 算的被摄体移动距离计算聚焦透镜221的预测位置(目标位置)，并且 把聚焦透镜221移动到如此计算的预测位置(步骤S906)。更具体地 讲，使用下面的式13计算聚焦透镜221的预测位置PF1。

PF1＝CP1+MD1        (13)

这里，CP1代表当前被摄体位置(聚焦透镜221的对应位置)，MD1 代表被摄体移动距离(聚焦透镜221的对应移动距离)。

在聚焦透镜221移动到以这种方式计算的预测聚焦位置PF1(步 骤S906)之后，执行成像图像的成像处理和记录处理(步骤S907)。

以这种方式，通过在把聚焦透镜221移动到预测位置PF1之后 执行成像图像的成像处理和记录处理，在要记录的成像图像中能够提 高聚焦精度，由此能够记录更合适的成像图像。

这里，图8示出每次AF处理(步骤S910)结束时确认快门按钮 121的深按操作的有无的例子。然而，可以连续监视聚焦透镜221的 深按操作的有无，从而当执行深按时，在深按时AF处理结束并且执 行步骤S905到S907中的各处理操作。通过这样做，能够实现极快 的成像响应。

图9是示出由根据本发明第一实施例的成像设备100执行的成像 图像记录处理中的处理操作之中的示例性AF处理(图8示出的步骤 S910中的处理操作)的流程图。在这个处理序列中，示出了AF处理 中直至设置聚焦透镜移动范围和执行AF操作的流程。

首先，当AF处理开始时，聚焦透镜移动范围设置器340获取存 储在透镜信息存储单元250中的透镜信息(步骤S911)。

随后，聚焦透镜移动范围设置器340基于获取的透镜信息计算透 镜焦深(步骤S912)。这里，使用式3计算透镜焦深φ。

随后，确定是否已计算被摄体速度V(步骤S913)。换句话说，确 定是否已执行AF处理的多个周期从而可以计算被摄体的移动速度。

在未计算出被摄体速度V的情况下(步骤S913)，确定在AF处理 的前一周期中被摄体捕捉是否失败(步骤S914)。例如，当在前一周期 中设置了相对较窄的聚焦透镜移动范围的情况下，预计在使用该聚焦 透镜移动范围进行的AF处理中被摄体捕捉可能失败。当在AF处理 的前一周期中被摄体捕捉失败(步骤S914)的情况下，执行用于扩大聚 焦透镜移动范围的扩大处理(步骤S922)，并且处理前进至步骤 S923。例如，如前所述，在AF处理的前一周期的结果是低对比度的 情况下，在那时聚焦透镜能够移动的整个范围可以用作聚焦透镜移动 范围。同时，在对比度在近摄侧端位置处于峰值的情况下，从该端点 朝向近摄侧仅延伸给定幅度的范围可用作当前周期的聚焦透镜移动范 围。此外，在对比度在无限远侧端位置处于峰值的情况下，从该端点 朝向近摄侧仅延伸给定幅度的范围可用作当前周期的聚焦透镜移动范 围。

当在AF处理的前一周期中被摄体捕捉未失败的情况下(步骤 S914)，聚焦透镜移动范围设置器340计算聚焦透镜移动范围AFR1 和AFR2(步骤S915)。这里，聚焦透镜移动范围AFR1是基于焦深计 算的聚焦透镜移动范围。聚焦透镜移动范围AFR2是基于成像倍率计 算的聚焦透镜移动范围。

随后，聚焦透镜移动范围设置器340比较计算的聚焦透镜移动范 围AFR1和AFR2(步骤S916)。在比较结果是AFR2等于或大于 AFR1的情况下(步骤S916)，聚焦透镜移动范围设置器340设置聚焦 透镜移动范围AFR1(步骤S917)。

同时，在AFR1大于AFR2的情况下(步骤S916)，聚焦透镜移动 范围设置器340设置聚焦透镜移动范围AFR2(步骤S918)。在以这种 方式把AFR2确定为聚焦透镜移动范围(AF范围)的情况下，聚焦透 镜移动范围设置器340执行AF最小范围保障处理(步骤S919)。换句 话说，在聚焦透镜移动范围AFR2不满足最小移动范围R_min的情况 下，设置聚焦透镜移动范围AFR3(步骤S919)。这里，步骤S915、 S916和S918是设置操作的例子。

此外，通过多次重复AF处理并记录被摄体位置及其取得时刻， 至少两次捕捉被摄体。通过这样做，计算被摄体速度V。在已计算被 摄体速度V的情况下(步骤S913)，确定被摄体速度V是否小于阈值 thV(步骤S920)。这里，在被摄体速度V相对于焦深极小的情况下 (步骤S920)，可以显著缩窄聚焦透镜移动范围。由于此原因，处理前 进至步骤S915。

同时，在被摄体速度V等于或大于阈值thV的情况下(步骤 S920)，设置能够实现被摄体捕捉的聚焦透镜移动范围(步骤S921)。 例如，在重复AF处理的情况下，在步骤S904中计算的被摄体速度 V可用于考虑不同被摄体移动而设置下一聚焦透镜移动范围(例如， 参见日本未审专利申请公开No.2010-8695)。

通过在以这种方式设置的聚焦透镜移动范围内移动聚焦透镜 221，执行AF处理(步骤S923)，并且AF处理的操作终止。这里， 步骤S923是聚焦控制步骤的例子。

<2.第二实施例>

在本发明的第一实施例中，针对其中可移除的可更换镜头200被 附接到成像设备100的成像系统10，示出了当满足一定条件时基于 成像倍率设置聚焦透镜移动范围的例子。然而，例如，本发明的第一 实施例也可以应用于诸如具有一体式镜头的数字静止照相机的成像设 备。因此，在本发明的第二实施例中，将针对具有一体式镜头的成像 设备描述当满足一定条件时基于成像倍率设置聚焦透镜移动范围的例 子。这里，根据本发明第二实施例的成像设备的结构大体类似于图1 到图3示出的例子。由于此原因，把相同标号给予与本发明的第一实 施例共享的部件，并且可以减少或省略对它们的一部分描述(外观结 构、功能结构等)。

[成像设备的示例性内部结构]

图10是示出根据本发明第二实施例的成像设备800的示例性内 部结构的框图。成像设备800设置有变焦位置检测器810、电机驱动 器820、透镜信息存储单元830和控制器840。这里，变焦位置检测 器810、电机驱动器820、透镜信息存储单元830和控制器840以可 互相通信的方式经由系统总线101耦接。

变焦位置检测器810检测由用户执行的变焦操作驱动的变焦透镜 211的位置，并把检测结果输出到控制器840。这里，变焦位置检测 器810对应于图1中示出的变焦位置检测器212。

聚焦透镜驱动电机222基于电机驱动器820的控制，移动聚焦透 镜221。光圈驱动电机232基于电机驱动器820的控制，驱动光圈 231。

电机驱动器820基于控制器840的控制，驱动聚焦透镜驱动电机 222和光圈驱动电机232。这里，电机驱动器820对应于图1中示出 的电机驱动器240。

透镜信息存储单元830是存储与构成光学装置的各光学构件(聚 焦透镜221、光圈231等)相关的特性信息的存储器，并把存储的信 息提供给控制器840。这里，透镜信息存储单元830对应于图1中示 出的透镜信息存储单元250。此外，特性信息也可以存储在其它存储 器(诸如存储器(ROM)140)中。

控制器840控制成像设备800的各部件(包括构成光学装置的各 光学构件)。这里，控制器840对应于图1中示出的控制器130和透 镜控制器260。

以这种方式，除具有可更换镜头的成像设备之外，本发明的第一 实施例还能够应用于具有一体式镜头的成像设备。因此，能够广泛地 实现连续AF的改进。

此外，如前所述，根据本发明的实施例，当配置连续AF模式时 能够最佳地设置AF范围。在这种情况下，在充分保持被摄体跟踪性 能的同时有助于实现用户所希望的视角调整和构图调整，并且能够减 小在成像期间为用户带来的不适。

此外，由于在被摄体停止的情况下能够使聚焦透镜移动范围变得 极窄，所以能够进一步在速度方面加快被摄体移动确定。以这种方 式，根据本发明的实施例，在成像操作期间保持可见性的同时能够执 行合适的聚焦控制。

应该理解，本文中的本发明的实施例示出了用于实现本发明的例 子。如本发明的实施例中所示，本发明的实施例中的内容与用于定义 要求保护的本发明的内容具有相应的对应关系。类似地，用于定义要 求保护的本发明的内容与本发明的实施例中的类似名称的内容具有相 应的对应关系。然而，应该理解，本发明不限于这些实施例，在不脱 离本发明的范围和精神的情况下，通过执行各种变型可实现本发明。

另外，本发明的实施例中描述的处理操作可以理解为具有这一系 列操作的方法、用于使计算机执行这一系列操作的程序或者存储这种 程序的记录介质。用作该记录介质的介质可以是例如压缩盘(CD)、 迷你盘(MD)、数字通用盘(DVD)、存储卡或蓝光盘

本申请包含与2010年5月28日提交到日本专利局的日本优先权 专利申请JP2010-122167中所公开的主题相关的主题，通过引用将其 全部内容包含于此。

本领域技术人员应该理解，在不脱离权利要求或其等同物的范围 的情况下，可以根据设计的需要和其它因素做出各种变型、组合、子 组合和替换。