CN100363835C - 成像设备和方法、记录介质以及程序 - Google Patents

Abstract

一种图像捕获设备包括：焦点位置调节装置，可操作来在第一图像捕获期间内将光学系统的焦点位置调节到预定位置，和在第二图像捕获期间内改变光学系统的焦点位置；显示器，可操作来显示在第一图像捕获期间内的捕获的图像；分布生成器，可操作来基于在第二图像捕获期间内捕获的图像，产生相应于焦点位置的清晰度的分布；以及聚焦位置检测器，可操作来基于该基于焦点位置的清晰度的分布，检测对象的图像变为处于聚焦状态的光学系统的焦点位置。

Description

成像设备和方法、记录介质以及程序

技术领域

本发明涉及一种成像设备和方法、记录介质以及程序，特别涉及一种成像设备和方法、记录介质以及程序，通过允许选择聚焦位置能够聚焦在位于成像场内的任何对象。

背景技术

具有叫做自动聚焦的自动聚焦机构的成像设备对于公众来说是众所周知的。

通过分析所捕获的图像的信号的高频分量、检测所捕获的图像的清晰度，以及控制聚焦透镜的位置以便高频分量变为最大值或局部最大值，自动聚焦机构执行聚焦操作来得到聚焦状态。换言之，通过利用在对象清晰(in focus)时由于图像信号在对象图像的边缘急剧改变而增大图像信号中的高频分量的特性，以及通过调节诸如聚焦透镜等这样的光学部件的位置以使得高频分量变为最大值，自动聚焦机构控制在对象图像上的聚焦。

此外，日本专利公开JP07-74856公开了一种自动聚焦调整的方法。在这个方法中，为了捕获静止的图像，将物镜或样品从足够近的聚焦点移动到足够远的聚焦点，同时存储在该移动范围内获得的最大对比度的位置，并且该聚焦是通过以使对象的图像的对比度变得最大的这样的方式来调节对象和物镜之间的距离来执行的。

发明内容

然而，如果使用前述方法来捕获移动的图像，可能会显示在用于检测聚焦位置的操作的中间所得到的图像，因此导致不合要求的或残缺的图像。

此外，如果多个对象存在于成像场的内部，就会有这样的缺点，即，对用户不想要的一个对象调节焦距。在多个对象能够分别地被调节焦距的情况下，也许需要用户来决定对这些对象中哪一个调节焦距。然而，为了能够选择要聚焦的对象，自动聚焦系统可能需要通过实际移动透镜来检测用于聚焦的透镜的位置，因为在这个系统中必须检测将要捕获的图像的清晰度。然而，如果在正移动透镜位置时捕获图像，那么在这样的聚焦位置检测操作期间的图像就会被输出或记录，在该聚焦位置检测操作中没有对像被调节焦距，所以有这样的缺点，即，妨碍用户得到唯一聚焦的图像。

另一个的方法被设计来减轻上述的缺点。在该方法中，为了选择和改变要调节焦距的目标对象而不改变成像场，在用于选择的显示器上显示清晰度检测区域。此外，通过使用触摸板输入机构、视线输入机构等来选择在图像上的区域中的一个，来指定要聚焦的位置。然而，在这个方法中，当在成像场中可以充当潜在的聚焦位置的多个对象取为重叠时，即使通过使用触摸板输入机构、视线输入机构等指定清晰度检测区域中的一个，也难以选择单独的对象，因此有这样的缺点，妨碍用户完成指定要聚焦的精确位置。

因此，所希望的是，即使在一个成像场内有多个可以充当多个聚焦位置的对象，在检测聚焦位置的时候能够适当地聚焦在任意的对象上，而不会使所显示的图像难以辨认或是残缺。考虑到上面所述的情况做出了本发明。

根据本发明实施例的图像捕获设备可包括：焦点位置调节装置，用于在第一图像捕获期间内将光学系统的焦点位置调节到预定位置，和在第二捕获期间内调节以便改变光学系统的焦点的位置；显示装置，用于显示在第一图像捕获期间内捕获的图像；分布生成装置，用于基于在第二图像捕获期间内捕获的图像产生相应于焦点位置的清晰度的分布；以及聚焦位置检测装置，用于基于相应于由分布生成装置生成的焦点位置的清晰度的分布，检测光学系统的焦点位置，在该焦点位置上，对象的图像是清晰的(in focus)。

第一图像捕获期间和第二图像捕获期间可以交替地重复。

可以这样的方式来安排焦点位置调节装置，通过移动聚焦透镜的位置来调节光学系统的焦点位置。

可以这样的方式来安排焦点位置调节装置，通过移动图像捕获设备的位置来调节相对于图像捕获设备的光学系统的焦点位置。

可以这样的方式来安排焦点位置调节装置，通过改变光学系统的构成，来调节相对于图像捕获装置的光学系统的焦点位置。

在第二图像捕获期间内，可以这样来安排该焦点位置调节装置，通过移动具有不等间距的聚焦透镜的位置来调节焦点位置。

图像捕获装置还可以包括聚焦位置显示图像生成装置，用于产生指示通过聚焦位置检测装置所检测到的聚焦位置的聚焦位置显示图像。

图像捕获设备还可以包括图像组合装置，用于组合由聚焦位置显示图像生成装置所产生的聚焦位置显示图像和在第一图像捕获期间内捕获的图像。此外，显示装置可以适合于显示与聚焦位置显示图像相组合的在第一图像捕获期间内捕获的图像。

图像捕获设备还可以包括选择装置，用于从由聚焦位置显示图像生成装置所产生聚焦位置显示图像中选择聚焦位置。可以这样来安排焦点位置调节装置，将在第一捕获期间内捕获的图像的焦点位置调节为相应于选择装置所选择的聚焦位置的焦点位置。

图像捕获设备更进一步地可以包括变焦距设置装置，用于控制光学系统的变焦距操作。可以这样来安排焦点位置透镜装置，响应在第一图像捕获期间内由变焦距设置装置所设置的变焦距状态，将光学系统的焦点位置调节到预定位置，并响应由变焦距设置装置所设置的变焦距状态，重新计算在第二图像捕获期间内得到的光学系统聚焦位置。

根据本发明实施例的图像捕获方法包括如下步骤：在第一图像捕获期间内将光学系统的焦点位置调节到预定位置和在第二图像捕获期间调节以便改变光学系统的焦点位置；显示在第一图像捕获期间内捕获的图像；基于在第二图像捕获期间内捕获的图像，产生对应于焦点位置的清晰度的分布；以及基于所产生的相应于焦点位置的清晰度的分布，检测光学系统的焦点位置，在该焦点位置上，对象的图像是清晰的。

根据本发明的实施例的储存在记录介质中的程序包括：焦点位置调节控制步骤，控制在第一图像捕获期间内从光学系统的焦点位置到预定位置的调节和在第二图像捕获期间内改变光学系统的焦点位置的调节；显示控制步骤，控制在第一图像捕获期间内捕获的图像的显示；分布生成控制步骤，控制基于在第二图像捕获期间内捕获的图像的相应于的清晰度的分布的产生；以及聚焦位置检测控制步骤，控制基于所述分布产生控制步骤的进程所产生的相应于焦点位置的清晰度的分布的，光学系统的焦点位置的检测，在该焦点位置上，对象的图像是清晰的。

根据本发明实施例的程序指令计算机来执行：焦点位置调节控制步骤，控制在第一图像捕获期间内从光学系统的焦点位置到预定位置的调节和在第二图像捕获期间内改变光学系统的焦点位置的调节；显示控制步骤，控制在第一图像捕获期间内捕获的图像的显示；分布生成控制步骤，控制基于在第二图像捕获期间内捕获的图像的，相应于焦点位置的清晰度的分布的产生；以及聚焦位置检测控制步骤，控制基于由所述分布产生控制步骤的进程所产生的相应于焦点位置的清晰度的分布的，光学系统的焦点位置的检测，在该焦点位置上，对象的图像是清晰的。

在根据本发明实施例的图像捕获设备、方法和程序中，在第一图像捕获期间内，光学系统的焦点位置被调节到预定位置，在第二图像捕获期间内，调节改变光学系统的焦点位置。此外，显示在第一图像捕获期间内的捕获的图像，并基于在第二图像捕获期间内捕获的图像，产生相应于焦点位置的清晰度的分布。此外，基于该基于焦点位置的清晰度的分布，检测光学系统的焦点位置，，在焦点位置，对象图像处于聚焦状态。

根据本发明实施例的图像捕获设备可以是独立的设备，或可以是用于实现图像捕获处理的模块。

根据本发明实施例，可以检测聚焦位置而不使显示图像难以辨认或残缺。此外，本发明的实施例能为任何一个任意的对象合适地设置聚焦位置。

附图说明

根据以下结合附图的该发明的目前示范性的实施例的说明，本发明的上述和其他目的、特征和优点变得更清楚，其中：

图1是示出应用了本发明的实施例的数字摄像机的结构的方框图；

图2是说明捕获进程的流程图；

图3是说明图2中流程图的初始化进程的流程图；

图4是说明在初始化进程中聚焦透镜的位置的改变的视图；

图5是说明清晰度的分布的视图；

图6是说明在图2中的流程图中的多点聚焦位置检测进程的流程图；

图7是说明在多点聚焦位置检测进程中聚焦透镜的位置的改变的视图；

图8是说明清晰度的分布的视图；

图9是表示在图1中的显示器上所显示的图像例子的视图；

图10是表示在图1中的显示器上所显示的图像例子的视图；

图11是说明清晰度分布的视图；

图12是说明与聚焦透镜的移动速度相联系的CCD图像传感器的曝光时间的调节方法的视图；

图13是说明与聚焦透镜的移动速度相联系的CCD图像传感器的曝光时间的调节方法的视图；

图14是示出通用个人计算机结构的方框图。

具体实施方式

根据本发明实施例的图像捕获设备包括：焦点位置调节装置(如，图1中的驱动控制器26)，用于在第一图像捕获期间内将光学系统的焦点位置调节到预定位置和在第二图像捕获期间内调节改变光学系统的焦点位置；显示装置(如，用于在第一图像捕获期间内显示在图1中开关单元24将开关23连接到端子23a的情况下所提供的图像的显示器22)，用于显示在第一图像捕获期间内捕获的图像；分布生成装置(如，图1中的清晰度的分布发生器18)，用于依据在第二图像捕获期间内捕获的图像产生基于焦点位置的清晰度的分布；以及聚焦位置检测装置(如，图1中的聚焦位置检测器19)，用于根据基于由分布生成装置产生的焦点的位置的清晰度的分布，检测光学系统的焦点位置，在光学系统中目标对象的图像变为处于聚焦状态。

根据本实施例的图像捕获设备还包括聚焦位置显示图像生成装置(如，图1中聚焦位置显示图像生成器20)，用于产生指示聚焦位置检测装置所检测到的聚焦位置的聚焦位置显示图像。

根据本实施例的图像捕获设备还包括图像组合装置(如，图1中的组合装置21)，用于组合由聚焦位置显示图像生成装置产生的聚焦位置显示图像和在第一图像捕获期间内捕获的图像。此外，可以这样安排显示器，通过组合在第一图像捕获期间内捕获的图像和聚焦位置显示图像来获得合成图像。

根据本实施例的图像捕获设备还包括选择装置(如，图1中的操作单元25)，用于从由聚焦位置显示生成装置所产生的聚焦位置显示图像中选择聚焦位置。可以这样安排聚焦位置调节装置，把在第一调节捕获期间内使用的焦点位置调节到相应于由选择装置所选择的聚焦位置的焦点位置。

根据本实施例的图像捕获设备还包括变焦距设置装置(如，图1中的驱动控制器26)，用于控制光学系统的变焦距操作。可以这样安排焦点位置调节装置，响应在第一图像捕获期间内由变焦距设置装置设置的变焦距状态把光学系统的捕获的焦点位置调节到预定位置，和响应由变焦距设置装置所设置的变焦距状态重新计算在第二图像捕获期间内获得的光学系统聚焦位置。

根据本发明实施例的图像捕获方法包括的步骤：将在第一图像捕获期间内所捕获的光学系统的焦点位置调节到预定位置，并调节改变在第二图像捕获期间内所捕获的光学系统的焦点位置(在图6的流程图中的步骤S55、S56中的处理)；显示在第一图像捕获期间捕获的图像(在图6的流程图中的步骤S63中的处理)；根据基于在第二图像捕获期间内捕获的图像的焦点位置，产生清晰度的分布(在图6的流程图的步骤S60中的处理)；以及根据基于所生成的焦点位置的清晰度的分布，检测光学系统的焦点位置，在光学系统中对象的图像变为处于聚焦状态(在图6的流程图中的步骤S61中的处理)。

相似的映射关系适用于根据作为图像捕获方法的本发明实施例的记录介质和程序。因此，为了简化说明而省略它们的相应说明。

根据本发明的实施例的数字摄像机1将在下面参考附图来描述。

固定透镜11集中形成成像场的图像的光线，并引导它们到变焦距透镜12以经由该透镜来传递。由致动器28控制变焦距透镜12在图中沿左右方向移动，并通过调节取决于其位置的成像场的图像光线，来扩大或缩小成像场的图像，使其通过安放在下级的场透镜13。

场透镜13是固定的透镜，并引导成像场的图像光线到焦点透镜14，该成像场的变焦距大小是通过变焦距透镜12调节的。焦点透镜14的操作由致动器29控制。在图中向左右方向的移动可改变成像场的图像光线的焦点位置。焦点透镜14将要形成的图像引导到CCD图像传感器15。

在本说明书中，焦点位置是这样的一个位置，在该位置上通过光学系统模块(该模块可以包括固定的透镜11、变焦距透镜12、场透镜13和焦点透镜14)形成了位于无穷远的位置上的对象的图像。此外，改变焦点位置的操作等效于改变从光学模块到对象的距离的操作，该对象的图像是在CCD图像传感器15上形成的。

换句话说，对于相同的光学变焦放大来说，如果从焦点位置到CCD图像传感器15的距离较大，那么在存在于离光学模块相对较近位置上的图像内的对象会是清晰的，而如果从焦点位置到CCD图像传感器15的距离较小，那么在存在于离光学模块相对较远位置上的图像内的对象会是清晰的。

通常，在捕获对象的图像的情况下，显然很难改变从光学模块到对象的距离。因此，通过调节光学模块，改变光学模块的焦点位置来对对象调节焦距。在这里，通过改变光学模块中的变焦距透镜12和焦点透镜14的位置来改变焦点位置。

此外，在本说明书中，由光学模块形成的对象的图像处于聚焦状态的光学系统的焦点位置(或对象清晰的光学系统的焦点位置)被称为聚焦位置。因此，如果在离光学模块不同距离上多个对象存在于成像场，那么就存在多个分别与对象的各自位置一致的可能的聚焦位置。在从光学模块来看它们时，聚焦位置与到对象的距离一致。

例如，如果当从光学模块来看它们时，在相同的图像中有一个对象位于远的位置，而有一个对象位于较近的位置，如果以从远的位置到较近的位置来改变从CCD图像传感器15来看的焦点位置的方式，顺序地改变焦点透镜14的位置，那么在某一位置(称为第一聚焦位置)首先较近的对象变为处于聚焦状态，然后在另一个位置(称为第二聚焦位置)远的对象变为处于聚焦状态。

CCD(电荷耦合装置Charge Coupled Device)15光电地将通过焦点透镜14的光线转变为在各个像素单元上的电压值，由此产生图像信号来提供给清晰度检测器17、RAM16和开关23的端子23a。

基于从CCD图像传感器15发送的图像信号，清晰度检测器17确定图像的清晰度，随后基于清晰度确定评估值，并将清晰度和评估值发送到清晰度分布生成器18。更具体而言，例如，在执行诸如在从CCD图像传感器15发送来的图像上的拉普拉斯滤波等的清晰度提高处理之后，清晰度检测器17确定组成具有预定像素值或更多的图像的边缘的像素的数目，并将像素数目作为清晰度的评估值发送到清晰度分布生成器18。在本发明中，在清晰度提高处理中使用的滤波器并不只限于拉普拉斯滤波，也可以使用具有相似的功能的其它滤波。此外，清晰度的评估值不只限于由以上方式所确定的值，也可以使用通过不同方法确定的其它类型的值。例如，像素之间的对比度的大小可以用作清晰度的评估值。

基于：来自位置传感器31通过控制器和驱动器27提供的关于焦点透镜14的当前位置的信息；由位置传感器30提供的关于变焦距透镜12的当前位置的信息；以及由清晰度检测器17提供的清晰度的评估值，清晰度分布生成器18产生有关焦点透镜14的位置的清晰度的分布。此外，清晰度分布生成器18将所产生的清晰度分布发送到聚焦位置检测器19。

聚焦位置检测器19基于清晰度分布检测相应于聚焦位置的焦点透镜的位置，以及将焦点透镜位置发送到聚焦位置显示图像生成器20。清晰度分布是这样作出的，纵轴表示焦点透镜14的位置，横轴指示清晰度的评估值。因此，聚焦位置检测器19能够检测出清晰度分布的清晰度具有局部最大值或拐点的焦点透镜14的位置，作为相应于聚焦位置的焦点透镜位置。换句话说，在清晰度分布的清晰度具有局部最大值或拐点的焦点透镜14的位置上，清晰度高(或处于聚焦状态)，从而表明所捕获的图像被认为是清晰的(对象的图像是清晰的)。此外，焦点透镜14的位置在那时被检测出，作为相应于聚焦位置的焦点透镜位置。

聚焦位置显示图像生成器20产生允许用户直观地识别聚焦位置的图像，并将所产生的图像发送到组合单元21。

组合单元21通过叠加图像来组合从聚焦位置显示图像发生器20发送的聚焦位置显示图像和从CCD图像传感器15发送的图像，并在显示器22上显示，该显示器22可以是CRD(阴极射线管Cathode Ray Tube)、LCD(液晶显示器Liquid CrystalDisplay)、等离子体显示板(PDP Plasma Display Panel)、有机光发射二极管(OLED)、薄膜式场致发光显示器(TFEL)、场致发射显示器(FED)等等。

RAM 16临时存储相应于从CCD图像传感器15发送的一个图像信号场的数据，延迟相应于一个场的时限，发送到端子23b。

基于由驱动控制器26所发送的用于识别当前正在捕获的图像属于偶数的场还是奇数的场，开关单元24将开关23切换到端子23a或23b。换句话说，要是偶数场，开关装置24就将开关23连接到端子23a，而要是奇数场，开关装置24就将开关23连接到端子23b。这里，正如上面所提及的，RAM 16将相应于一个场的图像数据延迟相应于一个场的时间段，发送到端子23b。因此，如果CCD图像传感器15发送偶数场，那么开关23就从端子23a发送偶数场的图像到组合单元21，在相同的时限偶数场的图像被存储到RAM 16中。如果CCD图像传感器15在下一个时限发送奇数场，那么由于开关23连接在端子23b上，存储在RAM 16中的紧接着的前一偶数场被从开关23发送到组合单元21，从而重复这些进程。

因此，只有偶数场的图像被从开关23发送到组合单元21。

操作单元25可以包括当用户发送关于焦点位置、变焦距等的指令到数字摄像机1时操作的开关、按钮等等。响应操作指令的操作信号被发送到驱动控制器26。操作单元25可以被设置作为所谓的触摸板。触摸板可以与显示器22集成。

当使用从控制器和驱动器27反馈的变焦距透镜12和焦点透镜14的位置信息时，驱动控制器26将与来自操作单元25的操作信号一致的用于控制变焦距透镜12和焦点透镜14的操作的信号发送到控制器和驱动器27。此外，驱动控制器26将用于表示由CCD图像传感器15当前所捕获的场是偶数场还是奇数场的信号发送到开关单元24。此外，驱动控制器26促成以这样方式来操作焦点透镜14，即，从光学模块到图像变为处于聚焦状态的对象的距离在间断的最近位置和间断的很远的位置之间变化，以便检测用作参考的聚焦位置(以下，称作为参考聚焦位置)。驱动控制器26还促成检测相应于参考聚焦位置的焦点透镜14的位置。此外，在检测参考聚焦位置之后，驱动控制器26控制控制器和驱动器27，对于偶数场将焦点透镜14设置到相应于参考聚焦位置的位置，而至于奇数场则逐步改变焦点透镜14的位置。

控制器和驱动器27，在从驱动控制器26接收控制信息的时候，基于从位置传感器30、31发送的变焦距透镜12和焦点透镜14位置信息，计算的各个移动方向和距离，基于计算结果操作致动器28和29，然后将变焦距透镜12和焦点透镜14移动到相应于控制信号的位置。此外，控制器和驱动器27将变焦距透镜12和焦点透镜14的位置信息反馈到驱动控制器26并同时地发送到清晰度分布生成器18。

下面将参考图2的流程图来描述图1中的数字摄像机的捕获进程。

在步骤S1中，执行初始化处理。

在这里，参考图3的流程图来说明初始化处理。

在步骤S21中，驱动控制器26控制器和驱动器27来将变焦距透镜12设置变到默认变焦距位置。更准确地说，当默认变焦距是单一放大率时，驱动控制器26指示控制器和驱动器27来将变焦距透镜12移动到能够得到单一放大率变焦距的位置。响应这个指令，控制器和驱动器27基于从位置传感器30发送的变焦距透镜12的位置信息，确定到能够得到单一的放大率变焦距的位置的方向和距离，并操作致动器28来以相应移动的方向和距离移动变焦距透镜12。

在步骤S22中，驱动控制器26将计数器L设置为Lmin，并控制控制器和驱动器27，将焦点透镜14的位置L设置为，图像变为处于聚焦状态并且从光学模块到对象的距离最短的位置，即，将光学系统的焦点位置设置为相应于计数器L＝Lmin的位置。更准确地说，驱动控制器26指示控制器和驱动器27来将焦点透镜14移动到位置Lmin，在用于变焦距透镜12的位置的扫描范围内在位置Lmin上焦点位置是离CCD图像传感器15最远的位置。响应这个指令，控制器和驱动器27基于由位置传感器31发送的焦点透镜14的位置信息，确定到Lmin的方向和距离，并操作致动器29，以相应的移动方向和距离移动焦点透镜14。在下面的描述中，相似的处理被用于移动变焦距透镜12和焦点透镜14。因此，为简明起见，省略了控制器和驱动器27、致动器28、29以及位置传感器30、31的操作的说明。

在步骤S23中，驱动控制器26控制开关单元24来将开关23连接到端子23a。

在步骤S24中，CCD图像传感器15捕获由通过固定的透镜11、变焦距透镜12、场透镜13和焦点透镜14传输的光线所形成的图像，并将其作为图像信号发送到清晰度检测器17、RAM 16和开关23的端子23a。现在，既然开关23被连接到端子23a，这个进程促成发送捕获的图像到组合单元21。

在步骤S25中，清晰度检测器17检测由CCD图像传感器15所传送的图像的清晰度。换句话说，例如，清晰度检测器17对图像信号执行拉普拉斯滤波来提高清晰度，然后将像素数作为清晰度的评估值发送到清晰度分布生成器18，其中该像素数是预定值或更大，即，具有高的形成边缘的可能性的像素的数目。

在步骤S26中，清晰度分布生成器18基于由位置传感器31发送的关于焦点透镜14的位置的信息和由清晰度检测器17所发送的清晰度数据，产生清晰度分布，并将所产生的清晰度分布发送到聚焦位置检测器19。清晰度分布是一种以这样的形式来表示的分布，横轴指示焦点透镜位置，而纵轴指示清晰度，该分布是通过积累重复发送的焦点透镜的位置信息和清晰度的信息而形成的。

在步骤S27中，聚焦位置检测器19基于由清晰度分布生成器18所发送的清晰度分布判断是否检测到任何聚焦位置。更具体地说，聚焦位置检测器19基于清晰度分布并基于是否检测到任何图像的清晰度的局部最大值点或拐点的判断，来检测相应于聚焦位置的焦点透镜的位置。在步骤S27中，如果未检测到聚焦位置，在步骤S28中驱动控制器26就以预定间隔d执行计数器L的递增。

在步骤S29中，驱动控制器26判断计数器L是不是大于最大值Lmax。如果判断出计数器L不大，该进程前进到步骤S30，并控制控制器和驱动器27，以将焦点透镜14的位置设置为位置L，该进程返回到步骤S24。

如果在步骤S27中检测到聚焦位置，那么在步骤S32中，驱动控制器26将相应于所检测到的聚焦状态的值L-d，设置为相应于参考聚焦位置的焦点透镜位置Lb，还将焦点透镜14设置到相应于计数器L＝Lb的位置，其中在该聚焦状态中d被从计数器L减去了。换句话说，如果焦点透镜14不被定位在实际的清晰度超过局部最大值点或拐点的位置，就不能够检测到清晰度的局部最大值点或拐点。因此，从与检测到清晰度的局部最大值点或拐点的焦点透镜14的位置返回距离d后的位置(L-d)被设置为它变为处于聚焦状态的位置。

在步骤S33中，组合单元21在显示器22上显示由开关23发送的捕获图像。换句话说，在初始化进程中，聚焦位置显示图像没有产生，因为还没有产生聚焦位置显示图像生成器20。从而，组合单元21在显示器22上显示由开关23发送的处于它的初始状态的图像。

在步骤S29中，如果判断出计数器L比Lmax大，那么在步骤S31中，聚焦位置检测器19判断在所产生的清晰度分布中的改变趋势是单调增加还是单调减小。如果改变趋势是单调增加，那么它就将计数器L设置为Lmax+d，而如果改变趋势是单调减小，就将计数器L设置为Lmin+d。下一步，该进程进入到步骤S32。

换句话说，在步骤S24到30的进程的循环促成焦点透镜14的位置从被看作Lmin的L0移动到具有间隔距离d的位置L1至L5(Lmax是L5)。在图4中，纵轴表示焦点透镜14的位置，扫描范围(从L0到L5的位置)是依据变焦距的位置来设定的。此外，横轴表示时间。在当前的例子中，在从时间t0到时间t1的期间中，捕获第一场。在从时间t1到时间t2的期间中，捕获第二场。在从时间t2到时间t3的期间中，捕获第三场。在从时间t3到时间t4的期间中，捕获第四场。在从时间t4到时间t5的期间中，捕获第五场。此外，在从时间t5到时间t6的期间中，捕获第六场。

换句话说，如图4中所示，在捕获第一场的时间t0到t1中，焦点透镜14被设置到相应于计数器L0的位置。在捕获第二场的时间t1到t2中，焦点透镜14被设置到相应于计数器L1的位置。此外，在捕获第三场的时间t2到t3中，焦点透镜14被设置到相应于计数器L2的位置。此外，在捕获第四场的时间t3到t4中，焦点透镜14被设置到相应于计数器L3的位置。此外，在捕获第五场的时间t4到t5中，焦点透镜14被设置到相应于计数器L4的位置。此外，在捕获第六场的时间t5到t6中，焦点透镜14被设置到相应于计数器L5的位置。换句话说，在图4中，在这六个步骤中沿图1中向右或向左的方向改变焦点透镜14的位置。例如，当图1中最左边的位置对应图4的位置L0的时候，在这六个步骤中以间隔距离d将焦点透镜14向右移动，相应地焦点位置得到改变。

而且，通过在步骤S25中的进程，清晰度分布产生器18检测焦点透镜14的每个位置的清晰度，并产生清晰度分布，例如，如图5所示。在图5中，纵轴表示清晰度，横轴表示焦点透镜14的位置。在5中，当焦点透镜14的位置是位置L2的时候，清晰度表示局部最大值p。从而，当计数器L＝L3时，在步骤S27中，检测聚焦状态。从而，例如，从计数器L4起，不执行在步骤S24到S30中的进程。此外，将焦点透镜14设置到为相应于计数器L＝L2的位置，并在显示器22上在这个状态下捕获的图像。

结果，焦点透镜14被设置到相应于参考聚焦位置的焦点透镜位置Lb。这意味着显示捕获的图像，其中从光学模块对在捕获范围内最近的对象进行聚焦。

描述回到图2的流程图。

在步骤S2中，执行多点聚焦位置检测进程。

这里，参考图6的流程图解释多点聚焦位置检测进程。

在步骤S51中，驱动控制器26将变焦距透镜12设置在所设置的位置。换句话说，在第一进程的情况中，如果默认的是单一放大率，那么就通过在步骤S1中的进程将变焦距透镜12设置到相应于单倍放大率变焦距的位置。在此后的情况中，通过稍后将说明的步骤S7中的进程来设置变焦距透镜的位置。

在步骤S52中，驱动控制器26判断当前正在捕获的成像场是不是偶数场。这里，假定场的编号是一个一个顺序递增的，开始的编号是1。从而，例如，在第一进程中，由于这个场是第一场，判断出该场不是偶数场，那么该进程前进到步骤S53。

在步骤S53中，驱动控制器26判断它是否是第一进程。例如，如果它是第一进程，在步骤S54中控制器26就将计数器L设置为最小值Lmin。换句话说，在图4的情况中，如果焦点透镜14被构造成允许具有从L0到L5的六个步骤的移动，那么最小值Lmin就变为位置L0。

在步骤S55中，驱动控制器26将焦点透镜14设置到相应于计数器L的位置。

在步骤S56中，驱动控制器26控制开关装置24来将开关23连接到端子23b。

在步骤S57中，CCD图像传感器15捕获由通过固定的透镜11、变焦距透镜12、场透镜13和焦点透镜14传输的光线所形成的图像，并将其作为图像信号发送到清晰度检测器17、RAM 16和开关23的端子23a。

在步骤S58中，RAM 16将紧接在前面捕获的场的图像，通过端子23b和开关23，发送到组合单元21。即，将不是由CCD图像传感器15所捕获的而是存储在RAM 16中的图像发送到组合单元21。

在步骤S59中，清晰度检测器17用与图3中的流程图的步骤S25中的进程相似的方法，计算根据由CCD图像传感器15发送的图像的清晰度，并将清晰度发送到清晰度分布生成器18。

在步骤S60中，清晰度分布生成器18用与图3中的流程图的步骤S26中的进程相似的方法，基于由位置传感器31所发送的关于焦点透镜14的位置的信息和由清晰度检测器17所发送的清晰度，产生清晰度分布，并发达到聚焦位置检测器19。

在步骤S61中，利用与图3中的流程图的步骤S26的进程中判断聚焦位置的有无的进程相似的方法，聚焦位置检测器19检测根据由清晰度检测器17所发送的清晰度分布的聚焦位置，并发送到聚焦位置显示图像生成器20。在这个进程中，可能会有这样的情况，没有检测到聚焦位置。在这样的情况中，发送表明没有检测到聚焦位置的信息。

在步骤S62中，聚焦位置显示图像生成器20基于由聚焦位置检测器19所发送的聚焦位置信息，产生聚焦位置显示图像，并将其存储在内置存储器(在图中未示出)中。

在步骤S63中，组合单元21通过叠加这些图像来组合储存在聚焦位置显示图像生成器20的内置存储器(未在图中示出)内的聚焦位置显示图像和从RAM 16发送的紧接着的前一场的图像，并在显示器22上显示所组合的图像。

另一方面，在步骤S53中，如果判断出该进程不是第一进程，那么在步骤S64中，驱动控制器26将计数器L递增d。在步骤S65中，驱动控制器26判断计数器L是否比最大值Lmax大。如果大，该进程就进入到步骤S54。如果判断出是不大，该进程就进入到步骤S55。

另一方面，在步骤S64中，如果在该进程之前的计数器L是如图4所示的L1，那么计数器L1就递增d，变为L2。结果，在步骤S55中，焦点透镜14被设置到相应的位置。此外，如果在该进程之前的计数器L是如图4所示的L5，那么计数器L就递增d，超过了最大值L5。结果，计数器L返回到在步骤S54中的最小值。

此外，在步骤S52中，如果是偶数场，该进程就进入到步骤S66。驱动控制器26将焦点透镜14的位置设置为相应于在步骤S1中的进程所确定的参考聚焦位置的位置Lb。

在步骤S57中，驱动控制器26将开关23连接到端子23a。在步骤S68中，CCD图像传感器15捕获由通过固定的透镜11、变焦距透镜12、场透镜13和焦点透镜14传输的光线所形成的图像，并将其作为图像信号发送到清晰度检测器17、RAM 16和开关23的端子23a。

在步骤S69中，RAM 16存储由CCD图像传感器15所发送的图像，并且该进程进入到步骤S63。

上述进程的重复促成焦点透镜14如图7所示那样进行操作。在图7中，以与图4相似的方式，纵轴表示焦点透镜14的位置，横轴表示时间。在图7中的例子中，相应于参考聚焦位置的焦点透镜14的位置被假定为L2。可选择的，也可以将不同于上述的位置用作相应于参考聚焦位置的焦点透镜14的位置。

换句话说，在时间t10到t11的期间中，对于由CCD图像传感器15捕获的图像来说，第一场是奇数场，执行第一进程。从而，通过步骤S54中的进程，将计数器L设置为Lmin＝L0，将焦点位置14设置在相应的位置。在下一个在时间t11到t12的时限中，对于由CCD图像传感器15捕获的图像来说，第二场是偶数场。因此，将焦点透镜14设置到相应于参考聚焦位置的焦点透镜14的位置 $\mathrm{Lb}(\≅L2).$

此外，在时间t12到t13，对于由CCD图像传感器15捕获的图像来说，第三场是奇数场，并且不是第一进程。从而，在步骤S64中，计数器L递增d并设置为L1。因此，将焦点透镜14从位置L0移动到位置L1。

接下来，在下一时限的时间t13到t14，对于由CCD图像传感器15捕获的图像来说，第四场是偶数场。因而，将焦点透镜14设置到相应于参考聚焦位置的焦点透镜14的位置 $\mathrm{Lb}(\≅L2).$

同样地，在时间t14到t15，对于由CCD图像传感器15捕获的图像来说，第五场是奇数场，并且不是第一进程。因此，在步骤S64中，计数器L递增d并设置为L2。因此，将焦点透镜14从位置L1移动到位置L2。

此后，在时间t15到t16、t17到t18、t19到t20及t21到t22，对于由CCD图像传感器15捕获的图像来说，第六、第八、第十和第十二场是偶数场。因而，将焦点透镜14设置到相应于参考聚焦位置的焦点透镜14的位置Lb。

此外，在时间t16到t17、t18到t19、t20到t21，对于由CCD图像传感器15捕获的图像来说，第七、第九和第十一场是奇数场，并且不是第一进程。因此，在步骤S64中，计数器L顺序地递增d，顺序地设置为L＝L3、L4和L5。因此，在各个t16、t18和t20的时限，分别从位置Lb到位置L3、从位置Lb到位置L4、和从位置Lb到位置L5地移动和设置焦点透镜14。

下一步，在时间t22到t23，第十三场是奇数场并且不是第一进程。因此，在步骤S64中，计数器顺序地递增d，被设置L＝L5+d。然而，在步骤S65中它被判断出是最大值Lmax或更大，并且计数器L被设置为在步骤S54中的Lmin＝L0。结果焦点透镜14被从位置L2移动到位置L0。此后，重复相似的进程。

用上述进程，当捕获偶数场的一个场时，焦点透镜14被移动到相应于在图7中由粗的阴影线所表示的参考聚焦位置的焦点透镜14的位置Lb。当捕获奇数场的一个场时，如在图7中细的实线所表示的，逐渐地改变焦点透镜14的位置。从而，当用在步骤S67中的进程捕获偶数场的一个场的时候，开关23连接到端子23a。当将焦点透镜14设置到相应于参考聚焦位置的焦点透镜14的位置的时候，由CCD图像传感器15发送的图像被发送到组合单元21。当用在步骤S56中的进程捕获奇数场的一个场的时候，就将开关23连接到端子23b，并且将紧接在前的成像场的图像(＝偶数场)被发送到组合单元21，该成像场是在焦点透镜14设置在相应于参考聚焦位置的焦点透镜14的位置的状态下被捕获并存储在RAM 16中的。因此，尽管焦点透镜14被移动一个场单位，显示器22还是只在其上显示偶数场的图像，该偶数场是在焦点透镜14设置在相应于参考聚焦位置的位置Lb的状态下被捕获的。从而，只有聚焦图像被显示。因此，可以防止显示可能是在移动焦点透镜14来检测聚焦位置的期间内得到的，可能不清晰的图像。

另一方面，在奇数场的时限里，基于在焦点透镜14的顺序的不同位置上捕获的图像，重复在步骤S59到S60中的进程。例如，产生图8所示的清晰度分布，并在步骤61中基于这个清晰度分布确定聚焦位置。在图8中，纵轴表示代表清晰度的评估值，横轴表示焦点透镜的位置。例如，当如图8所示那样得到清晰度分布的时候，在图8内的焦点透镜的位置Ln、Lf上得到局部最大值或最大值。因此，选择位置Ln、Lf作为聚焦位置。

此外，例如，通过用在步骤S62中的进程产生聚焦位置显示图像，并用在步骤S63中的进程通过叠加来组合所产生的图像和所捕获的图像，在显示器22上显示如图9所示的图像。这里，图9的图像51是具有位于前面的钢丝网栅栏的图像，并且捕获了在后面的篮球篮。此外，在图9中，用箭头直线61来显示在上面叠加了所捕获的图像的聚焦位置显示图像，该箭头直线61是在下的部分的右和左的方向上绘制的，并分别在左端被注释为“近”，在右端被注释为“远”，柱体62、63表示聚焦位置。

直线61是表示变焦距透镜12的位置的标尺(或充当表示聚焦位置的标尺)。每个柱体62、63表示聚焦位置。例如，如果清晰度分布被表示为图8所示的那样，那么分别地，柱体62对应于位置Ln，而柱体63对应于位置Lf。此外，每个柱体在图8中在垂直方向上的长度表示评估值的大小。此外，柱体62、63可以用操作单元25通过使用预定指示器等来选择。

因此，通过在显示器22上显示叠加在所捕获的图像上的聚焦位置显示图像，只通过察看取决于焦点透镜14的位置的所显示的图像，用户就或许能够识别在当前成像场的图像中的多个聚焦位置。通过焦点透镜14调节聚焦位置，该聚焦位置是能够聚焦的对象的位置，并通过变焦距透镜来调节整个光学系统的焦点距离。

回到图2的流程图的描述。

在步骤S3中，驱动控制器26判断聚焦位置是否改变了。换句话说，例如，如果如图9所示的图像51显示在显示器上，驱动控制器26判断操作单元25是否被操作了以及是否选择了表示不是相应于当前参考聚焦位置的柱体的聚焦位置的柱体。如果当前参考聚焦位置是相应于柱体62(Lb＝Ln的情况)的聚焦位置并且如果选择柱体63，聚焦位置被判断为改变了，进程进入到步骤S4。

在步骤S4中，驱动控制器26移动焦点透镜14到相应于新的(所选择的)聚焦位置的位置Lf，并在步骤S5中，将所移动的位置设置为相应于参考聚焦位置的焦点透镜14的位置Lb。进程返回到步骤S2。

换句话说，用在S4中的进程，将焦点透镜14移动到在图8所示的清晰度分布中所表示的位置Lf。显示在其中存在于较深侧的对象被调节焦距的图像，例如，如图10中所示。这里，图10的图像71成为存在于栅栏后侧的篮球篮被调节焦距，而前面的栅栏不清晰的图像。此外，通过步骤S5中的进程，焦点透镜14的位置Lf被设置为相应于参考聚焦位置的焦点透镜14的位置Lb，并重复自步骤S2以后的进程，其中在位置Lf上在这个状态下的篮球篮是在处于聚焦状态的。

用上述进程，使得用户能够查看在显示器22上显示的聚焦位置显示图像并从多个聚焦位置选择任意的聚焦位置，并进一步切换和显示所选择的聚焦位置的图像。

返回到图2的流程图的说明。

如果聚焦位置在步骤S3中未改变，那么在步骤S6上，驱动控制器26判断操作单元25是否被操作了和变焦距是否改变了。如果变焦距放大率改变了，那么，在步骤S7中，基于改变后的放大率来操作变焦距透镜12，并在步骤S8中改变(清除)聚焦位置的数据。下一步，进程返回到步骤S2。换句话说，如果变焦距透镜12的位置改变，那么光学系统的焦点距离就改变，而且清晰度分布也改变，因此在那个时间之前不能使用聚焦位置的数据(更准确地说，清晰度分布)。因此，在步骤S8中的进程改变(清除)清晰度分布，该清晰度分布是在那个时间之前的聚焦位置数据，而在步骤S2中的进程重新检测在变焦距透镜12的新的位置上的聚焦位置(重新确定清晰度分布)。如果变焦距12的属性是已知的，那么就可以计算变焦距透镜12的新的位置，改变在那个时间之前的聚焦位置的数据(清晰度分布)。此时，聚焦位置的数据(清晰度分布)可以持续保持。

在步骤S6中，如果判断出变焦距未改变，那么驱动控制器26就判断在步骤S9中是否指示了图像捕获的结束。如果指示了图像捕获的结束，就结束进程。此外，在步骤S9中，如果未指示图像捕获的结束，进程返回到步骤S2。重复在这之后的进程。

换句话说，通过在步骤S1中的进程，首先，显示在像这样的情形中捕获的图像，由光学模块对在捕获范围内的最近的对象进行调焦，并且在该情况下，通过在步骤S2中的进程检测多个聚焦位置。此时，例如，由于图9的图像51显示在显示器22上，表示聚焦位置的信息的聚焦位置显示图像叠加并显示在初期的图像上。从而，可以基于柱体的位置、数目和大小，来识别聚焦位置的距离、聚焦位置的数目和在聚焦位置上的清晰度的评估水平。此外，柱体的选择使焦点透镜14的位置能够被切换为在多个聚焦位置中的所想要的聚焦位置。从而，例如，柱体63的选择使得所显示的图像能够从图9的图像51切换到图10的图像71，并且能在任何聚焦位置上方便地选择图像。

因此，在当前实施例中，对于切换聚焦点以便显示存在于同一场内的多个对象中的任意对象的图像来说，只有在所显示的图像中选择聚焦位置是所需的。

在前的描述已经对于在清晰度分布中有两个局部最大值或最大值，并且它们相应的位置被认为是聚焦位置的情况进行了解释。可是，在清晰度分布中，不仅局部最大值或最大值，而且拐点可以被认为是聚焦位置。换句话说，如果得到如图11中所示的清晰度分布，位置Lo、Lp和Lq也可以分别被认为是聚焦位置。通常，聚焦位置是在焦点位置改变时所捕获的图像清晰度具有局部最大值或最大值的焦点位置。然而，如果叠加他们，即，如果多个聚焦位置存在相同的成像场中，会有这样的情况，局部最大值或最大值彼此上叠加。在这种情况中，具有最大值或局部最大值的区域可能被叠加在递增的区域或递减的区域，从而在那里引起拐点。因此，可以认为局部最大值或最大值存在于拐点的附近。可以选择地，无穷远的位置，例如如图11中的清晰度单调增加的位置Lr可以被认为是聚焦位置。

在前面的描述中，由于对于每个场焦点透镜14的位置都改变了，因此有这样的可能性，在CCD图像传感器15的曝光期间内的焦点透镜14的移动没有结束。

作为例子，如图12所示，下面所考虑是焦点透镜14从位置Lb移动到Lx的情况。在图12中，上面部分表示同步信号，中间部分表示焦点透镜14的位置，而下面的部分表示用于计算CCD图像传感器15的曝光期间的时钟。图12的中间部分表示相应于在下面的部分中用于计算CCD图像传感器15的曝光期间的时钟的焦点透镜14的位置。

如在图12中由实线所表示的，在当前例子中，假定，在时限的时钟C1，当同步信号上升的时候，焦点透镜14就开始从位置Lb移动到位置Lx。此外，在当时，如果假设CCD图像传感器15的曝光期间是时钟C6到C12，在时钟C6到C9的期间中在向位置Lx的移动期间，焦点透镜14变成曝光状态。因此，当焦点透镜14设置在位置Lx时CCD图像传感器15不能够精确地捕获图像。在这个情况下，例如，如由图12中的虚线所表示的，可以使用致动器29，该致动器29可以在高速下被操作和使的焦点透镜14的移动能够在时钟C6之前完成。然而，有可能增加花费。因此，在这个情况下，如图13中所示，曝光期间可以减小到时钟C9到C12，以便能够在完成向焦点透镜14的位置Lx的移动之后开始图像捕获。因此，不用增加诸如致动器等的硬件的花费，可以在焦点透镜14被设置到位置Lx的情况下得到精确的图像捕获。

在前面的描述中，在图2的流程图的步骤s1的进程中，参考聚焦位置被定义为焦点距离是最前的位置的焦点位置。然而，本发明并不只限于此。可选择地，焦点位置可以存在于最深的位置，或如果如上所述清晰度单调地增加，那么在无穷远的距离上的焦点透镜14的位置可以被定义为参考位置。此外，可以改变焦点透镜14的位置的改变顺序，例如，在图4中不但可以从位置L0变到L5还可以从L5变到L0。而且，在到达位置L0到L5后，顺序可由从L5到L0的变为来从L0重新开始到L5。这个机构使得焦点透镜的移动的最大距离能够减少。因此，如通过参考图12、13所解释的那样，有可能最小化曝光期间的减小量。

此外，在上述描述中，已经解释了这种情况，其中表示焦点透镜14的位置的计数器L以间隔d递增，与此相联系地，聚焦透镜14以间隔d来移动。然而，本发明不只局限于焦点透镜14总是以具有相等数量的间隔d来移动的情况。可选择地，可以按不等间隔来改变计数器L，并可以按不等间隔来移动焦点透镜14。

此外，在上述描述中，如图7所示，已经描述这样的情况，其中偶数场的图像被显示在显示器22上，而奇数场的图像被用来确定聚焦位置。然而，本发明不只限制于此。可选择地，奇数场的图像可以在显示器22上显示，而偶数场的图像可以用来确定聚焦位置。而且，所有其它的场的图像都可以被显示或用于确定聚焦位置。此外，具有不同于上述任何情况的间隔的场的图像也可以被显示或用于确定聚焦位置。

此外，在上述的描述中，已经解释了使用CCD图像传感器15作为用于捕获图像的装置的例子。可选择地，还可以使用不同的图像传感器。例如，替代CCD图像传感器15，可以使用CMOS(互补金属氧化物半导体)。可以达到与CCD图像传感器15相似的效果。

根据本发明，即使在成像场内有可以充当多个聚焦位置的多个对象，也可以检测聚焦位置，而没有使得所显示的图像难以辨认，以及适当地和容易地将任意的对象设置到聚焦位置。

尽管上述系列图像捕获进程的序列可以由硬件来执行，但是它们也可以由软件来执行。如果进程序列是由软件采执行的，那么就将组成软件的程序从记录介质或媒介安装到装配了专用硬件的计算机上，或安装到通过安装各种程序而能够执行各种功能的通用个人计算机等上。

图14给出了通用个人计算机的配置实例。CPU(中央处理器)101安装在这个个人电脑的内部。输入输出接口105通过总线104连接到CPU 101。ROM(只读存储器)102和RAM(随机存储器)103连接在总线104上。

包括诸如用于用户来输入操作命令的键盘、鼠标等输入装置的输入单元106，用于将处理操作屏幕的图像或处理的结果输出到显示装置的输出单元107，包括用于存储程序和各种数据的硬盘驱动器等的存储器108，以及包括用于通过以因特网为代表的网络来执行通信进程的LAN(局域网)适配器等的通信单元109，都连接在输入输出接口105上。此外，驱动器110被连接来从记录介质读出数据和向其写入数据，记录介质是像磁盘121(包括软盘)、光盘122(包括CD-ROM(只读光盘存储器)、DVD(数字通用盘)、Blu-Ray光盘和HD(高清晰度)-DVD)，磁光盘123(MD(小型盘))、半导体存储器124等等。

CUP 101基于存储在ROM 102中的程序，或从磁盘121、光盘122、磁光盘123和半导体存储器124读出并被安装到存储器108，并从存储器108装入到RAM 103中的程序执行各种进程。RAM 103暂时地存储CPU 101执行各种进程所需的数据。

在本说明书中，在描述在记录介质中记录的程序的步骤中，这些进程不仅可以顺着叙述的顺序的时间序列来执行，也可以不以时间序列的方式来执行。可选择地，可以并行地执行或独立地执行这些进程。

本发明包括的主题涉及2004年3月29日在日本专利局提交的日本专利申请JP2004-094791，在此结合其全文作为参考。

本领域的技术人员应当明白，只要在它们在所附权利要求或它们的相当物的范围内的限度内，各种修改、组合、子组合和变更都可以发生，这取决于设计需要和其它因素。

Claims (12)

1.一种图像捕获设备，包括：

焦点位置调节装置，用于在第一图像捕获期间内将光学系统的焦点位置调节到预定位置，以及在第二捕获期间内调节改变光学系统的焦点位置；

显示装置，用于显示在第一图像捕获期间内捕获的图像；

分布生成装置，用于基于在第二图像捕获期间内捕获的图像产生相应于焦点位置的清晰度的分布；以及

聚焦位置检测装置，用于基于相应于由分布生成装置生成的焦点位置的清晰度的分布，检测光学系统的焦点位置，在该焦点位置上，对象的图像是清晰的。

2.根据权利要求1所述的图像捕获设备，其中：

第一图像捕获期间和第二图像捕获期间交替地重复。

3.根据权利要求1所述的图像捕获设备，其中：

焦点位置调节装置通过移动聚焦透镜的位置来调节光学系统的焦点位置。

4.根据权利要求1所述的图像捕获设备，其中：

焦点位置调节装置通过移动图像捕获设备的位置来相对于图像捕获设备调节光学系统的焦点位置。

5.根据权利要求1所述的图像捕获设备，其中：

焦点位置调节装置通过改变光学系统的构成来相对于图像捕获设备调节光学系统的焦点位置。

6.根据权利要求3所述的图像捕获设备，其中：

在第二图像捕获期间内，焦点位置调节装置通过按不等间距移动焦点透镜的位置来调节焦点位置。

7.根据权利要求1所述的图像捕获设备，其还包括：

聚焦位置显示图像生成装置，用于产生表示由聚焦位置检测装置检测到的聚焦位置的聚焦位置显示图像。

8.根据权利要求7所述的图像捕获设备，其还包括：

图像组合装置，用于组合由聚焦位置显示图像生成装置所产生的聚焦位置显示图像和在第一图像捕获期间内捕获的图像；

其中，显示装置显示该通过组合聚焦位置显示图像和在第一图像捕获期间内捕获的图像所获得的图像。

9.根据权利要求1所述的图像捕获设备，还包括：

选择装置，用于从由聚焦位置显示图像生成装置所产生聚焦位置显示图像中选择聚焦位置；

其中，焦点位置调节装置将在第一捕获期间内捕获的图像的焦点位置调节为相应于选择装置所选择的聚焦位置的焦点位置。

10.根据权利要求1所述的图像捕获设备，还包括：

变焦距设置装置，用于控制光学系统的变焦距操作；

其中，焦点位置调节装置响应在第一图像捕获期间内由变焦距设置装置所设置的变焦距状态，将光学系统的焦点位置调节到预定的位置，并响应由变焦距设置装置所设置的变焦距状态，重新计算在第二图像捕获期间内得到的光学系统聚焦位置。

11.根据权利要求1所述的图像捕获设备，还包括：

变焦距设置装置，用于控制光学系统的变焦距操作；

其中焦点位置调节装置，响应在第一图像捕获期间内由变焦距设置装置所设置的变焦距状态，将光学系统的焦点位置调节到预定位置，并响应由变焦距设置装置在第二图像捕获期间内设置的变焦距状态，调节光学系统的焦点位置被改变的范围。

12.一种图像捕获方法，包括这些步骤：

在第一图像捕获期间内将光学系统的焦点位置调节到预定位置并在第二图像捕获期间调节改变光学系统的焦点位置；

显示在第一图像捕获期间内捕获的图像；

基于在第二图像捕获期间内捕获的图像，产生相应于焦点位置的清晰度的分布；以及

基于所产生的相应于焦点位置的清晰度的分布，检测光学系统的焦点位置，在该焦点位置上，对象的图像是清晰的。

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