[发明专利]光学设备

说明书

本申请是申请号为200610162564.0，申请日为2006年11月28 日，发明名称为“光学设备”的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种在光学设备例如摄像机、数码相机以及可互换镜 头设备中的自动聚焦(AF)控制的技术。

背景技术

为光学设备提供的AF功能是通过产生一个表示来自视频信号的 视频图像的锐度的聚焦信号(以下简称AF估值信号)来实现的，其 中所述视频信号由一个包括摄像元件以及然后控制聚焦透镜的驱动以 便AF估值信号为最大的摄像部件产生。这种AF方法被称为对比AF 方法或TV-AF方法。

AF估值信号通常是根据经由带通滤波器(BPF)从视频信号中 提取的高频分量产生的。当图像模糊时，高频分量，即AF估值信号 为低电平。随着图像进入对焦(in-focus)状态，AF估值信号的电平 变得更高。当达到对焦点(in-focus point)时，AF估值信号为最高电 平。AF估值信号的特性可被用于进行聚焦透镜的驱动的精确控制(聚 焦控制，也被称为AF控制)。

在实际的AF控制中，当AF估值信号为低电平时，尽可能快地 在增加其电平的方向上驱动聚焦透镜(也被称为爬山驱动)，并且随 着AF估值信号的电平变得更高，以较低的速度进行聚焦控制。此外， 为了确定AF估值信号的电平的增加方向，即驱动聚焦透镜的方向， 精密地驱动(精密驱动)聚焦透镜并且监控在精密驱动期间在AF估 值信号中的变化(参见日本专利早期公开第H02(1990)-140074号)。 这允许聚焦透镜很快移到所述对焦点。

近年来，摄像镜头的更高放大率，以及摄像元件的增加的数量和 更高密度的像素促进了能够以更高清晰度(分辨率)来摄像的相机被 用于高清晰TV系统(以下简称高清晰系统)以及标准TV系统(例 如NTSC和PAL)。对于在高清晰系统中的摄像，AF控制还可以通 过使用上述的AF估值信号来进行。

然而，在能够在高清晰系统中摄像的相机中，当在与标准TV系 统中的频带相同的频带使用AF估值信号来进行AF控制时，出现下 述问题。

图11A表示在以标准TV系统(在本例中使用NTSC系统)来摄 像过程中的分辨率空间频率和以高清晰系统通过使用更多数量和更高 密度像素来摄像过程中的分辨率空间频率之间的比较。在图11A中， ′NTSC′(赫兹)表示在NTSC摄像中的分辨率空间频率，而′HD′(赫 兹)表示在高清晰摄像中的分辨率空间频率。′HD′(赫兹)高于′NTSC′ (赫兹)。

在本例中，每个分辨率空间频率都不是极限分辨频率，而是如图 11A中的箭头所示的具有足够高MTF的空间频率。通常，通过设置 大约空间频率的分辨极限的80％，可以提供一个适当的MTF。

伴随着在分辨率空间频率中的差异，有可能在NTSC(赫兹)中 的AF估值信号被用于高清晰摄像中的AF控制但无法实现聚焦。这 是因为对于一个′HD′(赫兹)中的物象，无法检测AF估值信号的最 高电平。

图11B表示一个使用′NTSC′(赫兹)和′HD′(赫兹)的AF估值 信号来进行对焦检测的例子。有′低提取频率′的曲线表示在′NTSC′(赫 兹)中的AF估值信号，而有′高提取频率′的曲线表示在′HD′(Hz) 中的AF估值信号。

在′NTSC′(赫兹)中的AF估值信号有平缓斜坡的形状，并且在 ′HD′(赫兹)中的AF估值信号有陡峭斜坡的形状。图11B还将NTSC 摄像所必需的对焦准确度表示为ΔNTSC并且将高清晰摄像所必需的 对焦准确度表示为ΔHD。由于两个AF估值信号的峰值均落在相关摄 像系统所需的ΔNTSC和ΔHD的范围之内，在每个摄像系统中可以提 供有利的对焦准确度。然而，如果在′NTSC′(赫兹)中的AF估值信 号被用于高清晰摄像中，由于ΔNTSC范围宽于ΔHD范围，可能无法 实现令人满意的对焦准确度。

为解决这一问题，如图11C所预期的，在′NTSC′(赫兹)中的 AF估值信号可被加给在′HD′(赫兹)中的AF估值信号(即，合成它 们)以确保在高清晰摄像中的对焦准确度。

然而，在AF控制期间，不断地向在′HD′(赫兹)中的AF估值 信号增加在′NTSC′(赫兹)中的AF估值信号可能无法产生有利的AF 性能。