專利名稱：攝像設(shè)備和攝像設(shè)備的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諸如數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等的攝像設(shè)備，尤其涉及具有能夠使所拍攝圖像中的被攝體的大小自動(dòng)維持恒定的自動(dòng)變焦功能的攝像設(shè)備。
背景技術(shù)：
一些攝像設(shè)備具有如下的所謂的自動(dòng)變焦功能(以下簡(jiǎn)稱為“自動(dòng)變焦”)當(dāng)攝像設(shè)備對(duì)準(zhǔn)被攝體時(shí)，該自動(dòng)變焦功能自動(dòng)進(jìn)行變焦，從而根據(jù)被攝體距離獲得預(yù)先設(shè)置的圖像倍率。例如，日本特開(kāi)平06-153047公開(kāi)了以下的照相機(jī)將在所拍攝圖像中檢測(cè)到的人物面部的面積與基準(zhǔn)面積進(jìn)行比較，并且自動(dòng)進(jìn)行變焦，從而使該面部的面積總是等于基準(zhǔn)面積。此外，日本特開(kāi)2003-107335公開(kāi)了以下的攝像設(shè)備在所拍攝圖像中檢測(cè)人物的面部，顯示包括該面部的焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域，并且在該焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域中對(duì)該面部進(jìn)行自動(dòng)調(diào)焦。該攝像設(shè)備從整個(gè)所拍攝圖像檢測(cè)人物的面部，從而無(wú)論該所拍攝圖像中人物的位置和區(qū)域(大小)如何，都可以對(duì)該面部進(jìn)行良好的自動(dòng)調(diào)焦操作。然而，在日本特開(kāi)平06-153047所公開(kāi)的照相機(jī)中，在不涉及照相機(jī)的方向改變的情況下對(duì)檢測(cè)到的面部進(jìn)行自動(dòng)變焦可能導(dǎo)致面部從所拍攝圖像消失。面部的位置離所拍攝圖像(攝像區(qū)域)的中心越遠(yuǎn)，這種消失的可能性越高。例如，圖8A示出被攝體403 遠(yuǎn)離所拍攝圖像401的中心的情況。附圖標(biāo)記402表示示出包括被攝體403的面部的區(qū)域的面部框。在這種情況下，如圖8B所示，在遠(yuǎn)攝方向上進(jìn)行變焦使被攝體在所拍攝圖像401 中向外移動(dòng)，同時(shí)使被攝體403的大小增大。然后，如圖8C所示，在遠(yuǎn)攝方向上繼續(xù)進(jìn)行變焦最終使被攝體403移出圖像401。 這使得難以從所拍攝圖像401識(shí)別出被攝體403，并且導(dǎo)致面部框402的消失。可以通過(guò)用戶的照相機(jī)操作將被攝體置于所拍攝圖像的中心。然而，特別地，自動(dòng)變焦的變焦速度較快，這經(jīng)常使被攝體在短時(shí)間內(nèi)消失。因而，造成被攝體從所拍攝圖像快速消失的自動(dòng)變焦使得照相機(jī)重復(fù)變焦的操作和停止，并且盡管面部已從所拍攝圖像消失但仍進(jìn)行進(jìn)一步變焦。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供能夠防止由于自動(dòng)變焦功能而使被攝體容易從所拍攝圖像消失的攝像設(shè)備。作為一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種攝像設(shè)備，包括攝像單元，用于對(duì)攝像光學(xué)系統(tǒng)所形成的被攝體圖像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換；圖像生成單元，用于通過(guò)使用來(lái)自所述攝像單元的輸出信號(hào)生成圖像；大小檢測(cè)單元，用于檢測(cè)所述圖像中的特定被攝體的大??；存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)所述特定被攝體的大小的目標(biāo)值；控制單元，用于進(jìn)行自動(dòng)變焦控制，其中所述自動(dòng)變焦控制自動(dòng)提供變焦操作，以使所述特定被攝體的大小等于或接近所述目標(biāo)值；以及位置檢測(cè)單元，用于檢測(cè)所述圖像中的所述特定被攝體的位置，其中，在所述自動(dòng)變焦控制中，所述控制單元根據(jù)所述位置檢測(cè)單元檢測(cè)到的所述特定被攝體的位置來(lái)控制所述變焦操作的速度。作為另一方面，本發(fā)明提供一種攝像設(shè)備的控制方法，所述攝像設(shè)備包括攝像單元，用于對(duì)攝像光學(xué)系統(tǒng)所形成的被攝體圖像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換；以及圖像生成單元，用于通過(guò)使用來(lái)自所述攝像單元的輸出信號(hào)生成圖像，所述控制方法包括以下步驟檢測(cè)步驟，用于檢測(cè)所述圖像中的特定被攝體的大小以及所述圖像中的所述特定被攝體的位置；以及控制步驟，用于進(jìn)行自動(dòng)變焦控制，其中所述自動(dòng)變焦控制自動(dòng)提供變焦操作，以使所述特定被攝體的大小等于或接近存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的目標(biāo)值，其中，在所述控制步驟所進(jìn)行的所述自動(dòng)變焦控制中，根據(jù)所述檢測(cè)步驟中檢測(cè)到的所述特定被攝體的位置來(lái)控制所述變焦操作的速度。通過(guò)以下說(shuō)明和附圖，本發(fā)明的其它方面將變得明顯。


圖1是示出作為本發(fā)明實(shí)施例1的攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是示出實(shí)施例1的攝像設(shè)備中的自動(dòng)變焦控制的過(guò)程的流程圖。圖3是示出實(shí)施例1的攝像設(shè)備中的變焦速度設(shè)置處理的流程圖。圖4A示出在實(shí)施例1的所拍攝圖像中分割得到的區(qū)域。圖4B示出實(shí)施例1中的比率S0/S和變焦速度之間的關(guān)系。圖5是示出作為本發(fā)明實(shí)施例2的攝像設(shè)備中的變焦速度設(shè)置處理的流程圖。圖6A示出實(shí)施例2中的被攝體相對(duì)于所拍攝圖像的中心的距離。圖6B示出實(shí)施例2中的距離和變焦速度之間的關(guān)系。圖7示出實(shí)施例2中的被攝體的大小和變焦速度之間的關(guān)系。圖8A 8C示出傳統(tǒng)的自動(dòng)變焦功能的問(wèn)題。
具體實(shí)施例方式圖1示出作為本發(fā)明第一實(shí)施例(實(shí)施例1)的攝像設(shè)備的攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)。盡管本實(shí)施例將說(shuō)明攝像機(jī)，但本發(fā)明的可選實(shí)施例包括具有視頻拍攝功能的數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)。附圖標(biāo)記101表示作為固定透鏡單元的第一透鏡單元，并且附圖標(biāo)記102表示在光軸方向上移動(dòng)以進(jìn)行變倍(光學(xué)變焦操作)的第二透鏡單元。以下將第二透鏡單元102 稱為“變倍透鏡”。附圖標(biāo)記103表示光圈。附圖標(biāo)記104表示作為固定透鏡單元的第三透鏡單元。 附圖標(biāo)記105表示調(diào)焦補(bǔ)償器透鏡單元(以下稱為“調(diào)焦透鏡”)，其中調(diào)焦透鏡105在光軸方向上移動(dòng)，以校正由變倍所引起的像面變化并進(jìn)行聚焦。這些透鏡單元101、102、104 和105以及光圈103構(gòu)成攝像光學(xué)系統(tǒng)。附圖標(biāo)記106表示作為攝像單元的攝像元件，其中攝像元件106包括諸如CXD傳感器或CMOS傳感器等的光電轉(zhuǎn)換元件，并且對(duì)攝像光學(xué)系統(tǒng)所形成的被攝體圖像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。附圖標(biāo)記107表示⑶S/AGC，其中⑶S/AGC 107對(duì)來(lái)自攝像元件106的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣以調(diào)整該輸出信號(hào)的增益。附圖標(biāo)記108表示照相機(jī)信號(hào)處理電路(圖像生成單元)，其中照相機(jī)信號(hào)處理電路108對(duì)來(lái)自⑶S/AGC 107的輸出信號(hào)進(jìn)行各種圖像處理以生成視頻信號(hào)(所拍攝圖像或圖像數(shù)據(jù))。附圖標(biāo)記109表示包括顯示單元的監(jiān)視裝置。監(jiān)視裝置109顯示照相機(jī)信號(hào)處理電路108生成的視頻信號(hào)(所拍攝圖像)、表示照相機(jī)的狀態(tài)的信息和各種警告。附圖標(biāo)記113表示記錄裝置，其中記錄裝置113將照相機(jī)信號(hào)處理電路108生成的視頻信號(hào)(所拍攝圖像)記錄到光盤(pán)或半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等的記錄介質(zhì)。附圖標(biāo)記110表示作為用于使變倍透鏡102移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)源的變焦馬達(dá)。附圖標(biāo)記 111表示作為用于使調(diào)焦透鏡105移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)源的調(diào)焦馬達(dá)。響應(yīng)于來(lái)自照相機(jī)微計(jì)算機(jī) 114的驅(qū)動(dòng)指示驅(qū)動(dòng)這些馬達(dá)110和110，以使相應(yīng)的透鏡102和105移動(dòng)。附圖標(biāo)記112表示用作位置檢測(cè)單元和大小檢測(cè)單元的被攝體檢測(cè)處理部。被攝體檢測(cè)處理部112對(duì)視頻信號(hào)(所拍攝圖像)進(jìn)行后面所述的被攝體檢測(cè)處理，以檢測(cè)該所拍攝圖像中的被攝體區(qū)域。此外，被攝體檢測(cè)處理部112計(jì)算該被攝體區(qū)域中所包括的特定被攝體(即，特定被攝體圖像)的特征量。這些特征量包括該特定被攝體的位置和大小(諸如長(zhǎng)度或面積等)。被攝體檢測(cè)處理部112將特定被攝體的特征量發(fā)送至照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114。作為例子，被攝體檢測(cè)處理所使用的、特別是用于檢測(cè)所拍攝圖像中的人物面部 (特定被攝體)的方法包括以下的方法(1)從構(gòu)成所拍攝圖像的像素的顏色(色調(diào))提取膚色區(qū)域、并且根據(jù)該膚色區(qū)域與預(yù)先準(zhǔn)備的面部輪廓板的匹配度來(lái)檢測(cè)面部的方法；以及(2)通過(guò)使用模式識(shí)別技術(shù)從所拍攝圖像提取諸如眼睛、鼻子和嘴等的面部特征部位以檢測(cè)面部的方法。本實(shí)施例可以在被攝體檢測(cè)處理中使用以上兩種方法(1)和O)中的任一方法， 并且可以使用其它方法。此外，特定被攝體可以是除人物面部以外的被攝體。另外，可以使用以下的方法提供用于使得用戶能夠指定特定被攝體的被攝體指定單元，并且根據(jù)所拍攝圖像中特定被攝體的亮度信息或顏色信息，通過(guò)使用模式匹配技術(shù)來(lái)檢測(cè)包括該特定被攝體的被攝體區(qū)域。照相機(jī)微計(jì)算機(jī)(控制單元)114負(fù)責(zé)控制攝像機(jī)的整體操作，并且通過(guò)進(jìn)行自動(dòng)變焦控制的自動(dòng)變焦功能來(lái)控制變倍透鏡102的位置。附圖標(biāo)記115表示用戶進(jìn)行操作以使自動(dòng)變焦功能啟動(dòng)(ON)(可用)和停止(OFF)(不可用)的自動(dòng)變焦開(kāi)關(guān)。附圖標(biāo)記116表示包括DRAM或閃速ROM等的存儲(chǔ)器(存儲(chǔ)單元)，并且存儲(chǔ)照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114進(jìn)行的包括自動(dòng)變焦控制的各種處理所使用的計(jì)算機(jī)程序和數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器 116還存儲(chǔ)基準(zhǔn)大小的數(shù)據(jù)，作為用于在自動(dòng)變焦控制時(shí)維持特定被攝體的大小的目標(biāo)值。接著，將參考圖2所示的流程圖來(lái)說(shuō)明照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114所進(jìn)行的自動(dòng)變焦控制(以下簡(jiǎn)稱為“自動(dòng)變焦”)。在步驟S201中，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114判斷自動(dòng)變焦的啟動(dòng)/停止(S卩，自動(dòng)變焦開(kāi)關(guān)115是接通還是斷開(kāi))。如果判斷為自動(dòng)變焦停止(不可用)，則照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114 進(jìn)入步驟S212，以進(jìn)行正常照相機(jī)處理。另一方面，如果判斷為自動(dòng)變焦啟動(dòng)(可用)，則照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114進(jìn)入步驟S202。在步驟S202中，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114從被攝體檢測(cè)處理部112獲取示出所拍攝圖像中作為自動(dòng)變焦的對(duì)象被攝體的特定被攝體(以下簡(jiǎn)稱為“被攝體”)的當(dāng)前位置的坐標(biāo)ρ(χ，γ)以及該被攝體的當(dāng)前大小S。盡管可以任意設(shè)置P(X，Y)的原點(diǎn)，但本實(shí)施例將該原點(diǎn)設(shè)置到所拍攝圖像的中心。接著在步驟S203中，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114獲取變倍透鏡102的當(dāng)前位置，并將該當(dāng)前位置作為變焦位置ζ存儲(chǔ)在照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114所設(shè)置的存儲(chǔ)器(未示出且以下稱為 “內(nèi)部存儲(chǔ)器”)。可以通過(guò)使用輸出與變倍透鏡102的位置相對(duì)應(yīng)的信號(hào)的諸如編碼器或電位計(jì)等的位置傳感器來(lái)獲取變倍透鏡102的位置。在變焦馬達(dá)110是步進(jìn)馬達(dá)的情況下，可以通過(guò)使用輸入至變焦馬達(dá)110的驅(qū)動(dòng)脈沖的數(shù)量的計(jì)數(shù)值來(lái)獲取變倍透鏡102的位置。接著，在步驟S204中，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114從存儲(chǔ)器116獲取通過(guò)自動(dòng)變焦應(yīng)當(dāng)維持的被攝體的預(yù)定大小(以下稱為“基準(zhǔn)大小”)so。接著，在步驟S205中，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114將被攝體的當(dāng)前大小S和基準(zhǔn)大小SO 之差的絕對(duì)值作為變量DIFF存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器中。然后，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114進(jìn)入步驟 S206，以判斷變量DIFF是否大于預(yù)定值(以下稱為“閾值”)TH。閾值TH是為了防止在被攝體的大小S由于被攝體檢測(cè)處理部112的檢測(cè)誤差等而微小改變時(shí)、變倍透鏡102因自動(dòng)變焦而連續(xù)地進(jìn)行微小移動(dòng)所設(shè)置的。即，閾值TH是為了允許當(dāng)被攝體的當(dāng)前大小S和基準(zhǔn)大小SO之差增大至一定程度時(shí)啟動(dòng)自動(dòng)變焦所設(shè)置的。閾值TH可以是固定值，并且可以被定義為諸如被攝體的大小S的10%等的、相對(duì)于該大小S的比率。此外，閾值TH可以根據(jù)變焦倍率而改變。如果變量DIFF大于閾值THJU 照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114進(jìn)入步驟S207，并且如果變量DIFF等于或小于閾值TH，則照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114進(jìn)入步驟S212。在步驟S207中，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114判斷被攝體的當(dāng)前大小S和基準(zhǔn)大小SO之差是否為正(S-S0 > 0)。如果該差為正，則照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114進(jìn)入步驟S208，以將變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)方向設(shè)置為廣角方向，從而使變倍透鏡102在所拍攝圖像中的面部的大小縮小的方向上移動(dòng)。然后，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114進(jìn)入步驟S209。另一方面，如果被攝體的當(dāng)前大小S和基準(zhǔn)大小SO之差為負(fù)(S-S0 < 0)，則照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114進(jìn)入步驟S213，以將變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)方向設(shè)置為遠(yuǎn)攝方向，從而使變倍透鏡102在所拍攝圖像中的面部的大小擴(kuò)大的方向上移動(dòng)。然后，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114進(jìn)入步驟S209。在步驟S209中，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114進(jìn)行用于設(shè)置自動(dòng)變焦時(shí)變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度、即變焦速度的處理。后面將詳細(xì)說(shuō)明該變焦速度設(shè)置處理。在步驟S209中進(jìn)行了變焦速度設(shè)置處理之后，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114進(jìn)入步驟S210，以進(jìn)行用于使變倍透鏡102以步驟S209中所設(shè)置的驅(qū)動(dòng)速度移動(dòng)的處理。因而，進(jìn)行自動(dòng)變焦的變焦操作，從而使被攝體的大小等于或接近基準(zhǔn)大小(目標(biāo)值)。接近基準(zhǔn)大小的大小例如是指該大小包括在相對(duì)于基準(zhǔn)大小存在細(xì)微差異的范圍內(nèi)。接著，將參考圖3所示的流程圖來(lái)說(shuō)明用于設(shè)置自動(dòng)變焦時(shí)變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度的變焦速度設(shè)置處理。首先，在步驟S301中，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114計(jì)算作為被攝體的基準(zhǔn)大小SO和當(dāng)前大小S的比率的S0/S。然后，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114進(jìn)入步驟S302。在步驟S302中，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114判斷在步驟S208或步驟S213中設(shè)置的變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)方向是否是遠(yuǎn)攝方向。如果該驅(qū)動(dòng)方向是遠(yuǎn)攝方向，則照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114進(jìn)入步驟S303，并且如果該驅(qū)動(dòng)方向不是遠(yuǎn)攝方向(即，如果該驅(qū)動(dòng)方向是廣角方向)，則照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114進(jìn)入步驟S307。在步驟S303中，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114判斷自動(dòng)變焦時(shí)的對(duì)象被攝體存在于所拍攝圖像的哪個(gè)區(qū)域中，并且根據(jù)該判斷結(jié)果，設(shè)置在后續(xù)處理(步驟S210)中驅(qū)動(dòng)變倍透鏡 102用的速度表。后面將說(shuō)明該速度表。例如，圖4A示出以下的情況按從最外側(cè)區(qū)域起(從相對(duì)于所拍攝圖像401的中心的最遠(yuǎn)側(cè)區(qū)域起)的順序，將所拍攝圖像401分割成3個(gè)區(qū)域A1、A2和A3。附圖標(biāo)記402 表示面部框，其中面部框402圍繞作為特定被攝體(對(duì)象被攝體)的面部，并且與所拍攝圖像401 —起顯示在監(jiān)視裝置109上。以下將面部(面部框40 存在的位置稱為“被攝體位置P”。附圖標(biāo)記403表示具有面部402的人物。如果在步驟S303中判斷為被攝體位置P包括在區(qū)域Al中，則照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114 進(jìn)入步驟S304，以設(shè)置用以驅(qū)動(dòng)變倍透鏡102的速度表VI。同樣，如果判斷為被攝體位置P 包括在區(qū)域A2中，則照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114進(jìn)入步驟S305，以設(shè)置速度表V2。另外，如果判斷為被攝體位置P包括在區(qū)域A3中，則照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114進(jìn)入步驟S306，以設(shè)置速度表 V3。照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114從步驟S304、S305和S306進(jìn)入步驟S308。當(dāng)由于變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)方向是廣角方向因而照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114從步驟S302 進(jìn)入步驟S307時(shí)，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114設(shè)置速度表V4，然后進(jìn)入步驟S308。在步驟S308中，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114在步驟S304 S307所設(shè)置的速度表Vl V4中與包括被攝體位置P的區(qū)域相對(duì)應(yīng)的速度表中，設(shè)置與步驟S301中計(jì)算出的比率SO/ S相對(duì)應(yīng)的變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度V(變焦速度)。因而，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114結(jié)束自動(dòng)變焦時(shí)的變焦速度設(shè)置處理。將參考圖4B所示的例子來(lái)說(shuō)明速度表。圖4B示出沿著橫軸示出的在步驟S301 中計(jì)算出的比率S0/S和沿著縱軸示出的變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度之間的關(guān)系。當(dāng)比率SO/ S大于1時(shí)，根據(jù)速度表Vl V3中的一個(gè)速度表在遠(yuǎn)攝方向上驅(qū)動(dòng)變倍透鏡102。當(dāng)比率 S0/S小于1時(shí)，根據(jù)速度表V4在廣角方向上驅(qū)動(dòng)變倍透鏡102。在比率S0/S大于1的范圍中，比率S0/S固定時(shí)根據(jù)速度表Vl V3的驅(qū)動(dòng)速度具有以下關(guān)系，其中，速度_i(i = 1,2,3)表示根據(jù)速度表Vi的驅(qū)動(dòng)速度。速度-1 <速度-2 <速度-3在所拍攝圖像的區(qū)域Al、A2和A3中分別使用用于設(shè)置變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度的速度表VI、V2和V3。因此，自動(dòng)變焦時(shí)對(duì)象被攝體的位置距離所拍攝圖像的中心越遠(yuǎn) (即，被攝體位置距離所拍攝圖像的最外側(cè)邊緣越近)，變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度(變焦速度)越小。此外，比率S0/S相對(duì)于1越大，變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度越大。另一方面，當(dāng)在步驟S301中計(jì)算出的比率S0/S小于1時(shí)，即當(dāng)在廣角方向上驅(qū)動(dòng)變倍透鏡102時(shí)，無(wú)論自動(dòng)變焦時(shí)對(duì)象被攝體的位置如何，該被攝體都不會(huì)移出所拍攝圖像。因此，根據(jù)速度表V4將變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度(變焦速度)設(shè)置為高速。此外，比率S0/S相對(duì)于1越小，變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度越大。本實(shí)施例說(shuō)明了比率S0/S和變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度具有線性函數(shù)關(guān)系的例子。 然而，比率S0/S和變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度可以具有指數(shù)函數(shù)關(guān)系，只要比率S0/S和變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度在比率S0/S大于1的范圍中具有單調(diào)遞增函數(shù)關(guān)系并且在比率S0/S小于1的范圍中具有單調(diào)遞減函數(shù)關(guān)系即可。實(shí)施例2接著，將說(shuō)明作為本發(fā)明第二實(shí)施例(實(shí)施例2)的攝像機(jī)。本實(shí)施例的攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)與圖1所示的實(shí)施例1的攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)相同，因而省略了對(duì)該結(jié)構(gòu)的說(shuō)明。利用與實(shí)施例1的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示本實(shí)施例中與實(shí)施例1的組件相同的組件。此外， 除了用于設(shè)置變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度的處理以外，本實(shí)施例的自動(dòng)變焦與通過(guò)使用圖2 的流程圖所示的實(shí)施例1的自動(dòng)變焦相同，因而省略了對(duì)相同部分的說(shuō)明。圖5示出本實(shí)施例中的用于設(shè)置自動(dòng)變焦時(shí)變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度的變焦速度設(shè)置處理的過(guò)程。首先，在步驟S601中，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114判斷在圖2的流程圖的步驟S208或步驟S213所設(shè)置的變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)方向是否是遠(yuǎn)攝方向。如果該驅(qū)動(dòng)方向是遠(yuǎn)攝方向， 則照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114進(jìn)入步驟S602，并且如果該驅(qū)動(dòng)方向不是遠(yuǎn)攝方向(即，如果驅(qū)動(dòng)方向是廣角方向)，則照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114進(jìn)入步驟S608。在步驟S602中，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114判斷當(dāng)前被攝體位置是否是除原點(diǎn)0以外的位置。在本實(shí)施例中原點(diǎn)0是所拍攝圖像的中心。如果當(dāng)前被攝體位置是除原點(diǎn)0以外的位置，則照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114進(jìn)入步驟S603。如果當(dāng)前被攝體位置位于原點(diǎn)0，則照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114進(jìn)入步驟S608。在步驟S603中，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114通過(guò)使用以下的表達(dá)式1計(jì)算坐標(biāo)P(X，Y) 相對(duì)于原點(diǎn)0的距離L。坐標(biāo)P(X，Y)表示在圖2的步驟S202中通過(guò)被攝體檢測(cè)處理部 112獲取到的被攝體位置。圖6A示出距離L的例子。附圖標(biāo)記402表示面部框，其中面部框402圍繞作為特定被攝體的面部，并且與所拍攝圖像401 —起顯示在監(jiān)視裝置109上。附圖標(biāo)記403表示具有面部402的人物。然后，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114進(jìn)入步驟S604。表達(dá)式1L = 4 X2+Y2在步驟S604中，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114確定自動(dòng)變焦時(shí)變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度 Va (變焦速度)。在將被攝體存在于原點(diǎn)0時(shí)變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度定義為VO的情況下， 通過(guò)以下的表達(dá)式2來(lái)獲得當(dāng)由L表示被攝體位置和原點(diǎn)0之間的距離時(shí)、自動(dòng)變焦中的變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度Va ( < V0)。表達(dá)式2Va = VO/L (L > 0)圖6B示出根據(jù)表達(dá)式2計(jì)算出的變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度Va (變焦速度)。橫軸表示如圖6A所示的從被攝體位置(坐標(biāo))P到原點(diǎn)0的距離L，并且縱軸表示變倍透鏡102 的驅(qū)動(dòng)速度Va (變焦速度)。如根據(jù)圖6B可以理解，距離L越大、即自動(dòng)變焦時(shí)對(duì)象被攝體的位置距離所拍攝圖像401的最外側(cè)邊緣越接近(即，對(duì)象被攝體的位置距離所拍攝圖像 401的中心越遠(yuǎn))，則變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度Va越小。換言之，距離L越小、即對(duì)象被攝體的位置相距所拍攝圖像401的中心越接近，則變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度Va越大。接著，在步驟S605和S606中，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114根據(jù)被攝體的大小設(shè)置變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度。首先，在步驟S605中，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114判斷自動(dòng)變焦時(shí)對(duì)象被攝體的大小(以下稱為“檢測(cè)被攝體大小”)S是否大于預(yù)定被攝體大小Si。如果檢測(cè)被攝體大小S大于預(yù)定被攝體大小Si，則照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114進(jìn)入步驟S606。如果檢測(cè)被攝體大小S等于或小于預(yù)定被攝體大小Si，則照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114進(jìn)入步驟S607。圖7示出當(dāng)Smin表示最小檢測(cè)被攝體大小并且Smax表示最大檢測(cè)被攝體大小時(shí)、根據(jù)檢測(cè)被攝體大小S所設(shè)置的變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度V。在步驟S606中，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114使用以下的表達(dá)式3來(lái)設(shè)置變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度V。表汰式3V= (Va-Vmin) X (S-Sl)/(Sl-Smax)+Va其中，Vmin ( < Va)表示針對(duì)Smax的驅(qū)動(dòng)速度，并且以下關(guān)系成立Sl < S < Smax此外，在步驟S607中，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114使用以下的表達(dá)式4來(lái)設(shè)置變倍透鏡 102的驅(qū)動(dòng)速度。表汰式4V = Va因而，當(dāng)檢測(cè)被攝體大小S小于或等于預(yù)定被攝體大小Sl時(shí)，將在步驟S604中計(jì)算出的驅(qū)動(dòng)速度Va設(shè)置為變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度V。另一方面，當(dāng)檢測(cè)被攝體大小S大于預(yù)定被攝體大小Sl時(shí)，檢測(cè)被攝體大小S越大，變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度V越小。在步驟S608中，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114將變倍透鏡102的驅(qū)動(dòng)速度V設(shè)置為VO。然而，當(dāng)從步驟S602進(jìn)入步驟S608時(shí)，照相機(jī)微計(jì)算機(jī)114可以將驅(qū)動(dòng)速度V設(shè)置為不同于 VO的恒定速度。如上所述，所拍攝圖像中作為自動(dòng)變焦對(duì)象被攝體的特定被攝體的位置距離所拍攝圖像的中心越遠(yuǎn)，各實(shí)施例越減小變焦速度。變焦速度的這種設(shè)置使得能夠防止由于自動(dòng)變焦而使特定被攝體從所拍攝圖像消失。因此，各實(shí)施例可以解決如下問(wèn)題使攝像機(jī)重復(fù)變焦的操作和停止，并且盡管特定被攝體已從所拍攝圖像消失但仍進(jìn)行進(jìn)一步變焦。盡管各實(shí)施例說(shuō)明了光學(xué)變焦操作的變焦速度根據(jù)所拍攝圖像中特定被攝體的位置和大小進(jìn)行改變的情況，但以電子方式放大所拍攝圖像的一部分的電子變焦操作的變焦速度也同樣進(jìn)行改變。此外，通過(guò)光學(xué)變焦操作和電子變焦操作的組合所進(jìn)行的變焦操作的變焦速度可以同樣進(jìn)行改變。即，本發(fā)明的實(shí)施例包括能夠進(jìn)行光學(xué)變焦操作和電子變焦操作至少之一的攝像設(shè)備。此外，盡管各實(shí)施例說(shuō)明了與攝像光學(xué)系統(tǒng)一體化設(shè)置的攝像設(shè)備，但本發(fā)明的可選實(shí)施例包括可更換攝像光學(xué)系統(tǒng)的攝像設(shè)備。盡管已經(jīng)參考典型實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所公開(kāi)的典型實(shí)施例。所附權(quán)利要求書(shū)的范圍符合最寬的解釋，以包含所有這類修改、等同結(jié)構(gòu)和功能。本申請(qǐng)要求2010年6月10日提交的日本專利申請(qǐng)2010-132958的優(yōu)先權(quán)，在此通過(guò)引用包含其全部?jī)?nèi)容。
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權(quán)利要求
1.一種攝像設(shè)備，包括攝像單元(106)，用于對(duì)攝像光學(xué)系統(tǒng)(101 105)所形成的被攝體圖像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換；圖像生成單元(108)，用于通過(guò)使用來(lái)自所述攝像單元的輸出信號(hào)生成圖像；大小檢測(cè)單元(112)，用于檢測(cè)所述圖像中的特定被攝體的大??；存儲(chǔ)單元(116)，用于存儲(chǔ)所述特定被攝體的大小的目標(biāo)值；控制單元(114)，用于進(jìn)行自動(dòng)變焦控制，其中所述自動(dòng)變焦控制自動(dòng)提供變焦操作， 以使所述特定被攝體的大小等于或接近所述目標(biāo)值；以及位置檢測(cè)單元(112)，用于檢測(cè)所述圖像中的所述特定被攝體的位置，其中，在所述自動(dòng)變焦控制中，所述控制單元根據(jù)所述位置檢測(cè)單元檢測(cè)到的所述特定被攝體的位置來(lái)控制所述變焦操作的速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像設(shè)備，其特征在于，在所述自動(dòng)變焦控制中，所述位置檢測(cè)單元檢測(cè)到的所述特定被攝體的位置距離所述圖像的中心越遠(yuǎn)，所述控制單元使所述變焦操作的速度越小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像設(shè)備，其特征在于，在所述自動(dòng)變焦控制中，所述大小檢測(cè)單元檢測(cè)到的所述特定被攝體的大小越大，所述控制單元使所述變焦操作的速度越小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的攝像設(shè)備，其特征在于，在所述自動(dòng)變焦控制中，當(dāng)在廣角方向上進(jìn)行所述變焦操作時(shí)，所述控制單元將所述變焦操作的速度設(shè)置為恒定速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像設(shè)備，其特征在于，所述變焦操作是通過(guò)所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)變焦操作和利用所述圖像的電子變焦操作至少之一所進(jìn)行的。
6.一種攝像設(shè)備的控制方法，所述攝像設(shè)備包括攝像單元，用于對(duì)攝像光學(xué)系統(tǒng)所形成的被攝體圖像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換；以及圖像生成單元，用于通過(guò)使用來(lái)自所述攝像單元的輸出信號(hào)生成圖像，所述控制方法包括以下步驟檢測(cè)步驟，用于檢測(cè)所述圖像中的特定被攝體的大小以及所述圖像中的所述特定被攝體的位置；以及控制步驟，用于進(jìn)行自動(dòng)變焦控制，其中所述自動(dòng)變焦控制自動(dòng)提供變焦操作，以使所述特定被攝體的大小等于或接近存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的目標(biāo)值，其中，在所述控制步驟所進(jìn)行的所述自動(dòng)變焦控制中，根據(jù)所述檢測(cè)步驟中檢測(cè)到的所述特定被攝體的位置來(lái)控制所述變焦操作的速度。
全文摘要
本發(fā)明涉及攝像設(shè)備和攝像設(shè)備的控制方法。所述攝像設(shè)備包括圖像生成單元(108)，用于通過(guò)使用來(lái)自攝像單元(106)的輸出信號(hào)生成圖像；大小檢測(cè)單元(112)，用于檢測(cè)所述圖像中的特定被攝體的大??；存儲(chǔ)單元(116)，用于存儲(chǔ)所述特定被攝體的大小的目標(biāo)值；控制單元(114)，用于進(jìn)行自動(dòng)變焦控制，其中所述自動(dòng)變焦控制自動(dòng)提供變焦操作，以使所述特定被攝體的大小等于或接近所述目標(biāo)值；以及位置檢測(cè)單元(112)，用于檢測(cè)所述圖像中的所述特定被攝體的位置。在所述自動(dòng)變焦控制中，所述控制單元根據(jù)所述位置檢測(cè)單元檢測(cè)到的所述特定被攝體的位置來(lái)控制所述變焦操作的速度。該設(shè)備可以防止在進(jìn)行自動(dòng)變焦操作時(shí)特定被攝體容易從圖像中消失。
文檔編號(hào)G03B13/36GK102281398SQ20111015662
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者石川大介 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社