專利名稱：鏡頭鏡筒以及圖像攝取裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)碼相機等的圖像攝取裝置以及安裝于圖像攝取裝置中的鏡頭鏡筒。
背景技術：
JP特開平6-153049號公報中公開了針對使用者的手動變焦操作可變焦追蹤的自 動聚焦裝置。該自動聚焦裝置，預先存儲了多個變焦追蹤曲線。此外，該自動聚焦裝置，可 分步驟控制變焦透鏡的位置。此外，該自動聚焦裝置，根據(jù)來自使用者的手動變焦操作，對 變焦透鏡應該移動的位置進行判斷。然后，該自動聚焦裝置根據(jù)與已判斷的變焦透鏡應該 移動的位置相關的信息來選擇變焦追蹤曲線。另外，變焦追蹤是指當移動聚焦透鏡聚焦后， 即便進行了變焦操作也繼續(xù)保持聚焦狀態(tài)。 由此，該自動聚焦裝置，沒有變焦追蹤曲線的誤選擇，并且，特別地，使變焦時 (zooming)的快速聚焦控制成為可能。 然而，在JP特開平6-153049號公報中記載的自動聚焦裝置，只能適用于變焦透鏡 由電動變焦(power zoom)進行電驅(qū)動時的變焦追蹤動作，而不對應使用者手動操作變焦透 鏡時的變焦追蹤動作。 —般，在變焦追蹤動作中，若在聚焦狀態(tài)下變更變焦倍率，則為了維持聚焦狀態(tài)， 按照變焦追蹤曲線來驅(qū)動聚焦透鏡或校正用透鏡。此時，聚焦透鏡或校正用透鏡的控制目 標位置，根據(jù)變焦透鏡的當前位置，并按照變焦追蹤曲線來決定。若根據(jù)變焦透鏡的當前位 置來驅(qū)動聚焦透鏡或校正用透鏡，則當聚焦透鏡或校正用透鏡到達控制目標位置時，變焦 透鏡已經(jīng)移動到其他位置，不能得到聚焦狀態(tài)。在此，還需要考慮變焦透鏡的移動速度來決 定聚焦透鏡或校正用透鏡的控制目標位置。 具體而言，當為由電動驅(qū)動變焦透鏡的電動變焦時，變焦速度是固定的，所以聚焦 透鏡或校正用透鏡的控制目標位置可通過相加與變焦速度相應的固定量來決定。此時，容 易決定控制目標位置。然而，以手動進行變焦操作時，使用者使變焦環(huán)(zoom ring)旋轉(zhuǎn)的 速度是不固定的。因此，決定聚焦透鏡或校正用透鏡的控制目標位置并不容易。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述課題，提供一種在變焦透鏡通過手動變焦而被機械驅(qū)動(機構性驅(qū) 動)時，與變焦時的速度無關而能進行比較正確的變焦追蹤的鏡頭鏡筒。 在第一方式中，提供一種鏡頭鏡筒，具有校正透鏡，其為了進行變焦追蹤可沿著 光軸移動；校正透鏡驅(qū)動單元，其對校正透鏡進行驅(qū)動；變焦透鏡；變焦環(huán)，其接受基于使 用者的旋轉(zhuǎn)操作；變焦透鏡驅(qū)動單元，其根據(jù)變焦環(huán)的旋轉(zhuǎn)量機械移動(機構性移動)變焦 透鏡；位置檢測單元，其檢測變焦透鏡的位置；速度檢測單元，其檢測變焦透鏡位置的變化 速度；存儲單元，其存儲將變焦透鏡的位置與校正透鏡的聚焦位置建立了對應的關系信息； 以及控制單元，其對校正透鏡驅(qū)動單元進行控制?？刂茊卧獏⒄贞P系信息，求出與從由位置 檢測單元所檢測出的變焦透鏡的位置僅離開了規(guī)定量的變焦透鏡位置對應的校正透鏡的聚焦位置，并控制所述校正透鏡驅(qū)動單元，以便將該求出的聚焦位置作為目標位置來驅(qū)動 校正透鏡。控制單元使規(guī)定量根據(jù)由速度檢測單元所檢測出的變焦透鏡位置的變化速度而 變化。 在第二方式中，提供了一種包括交換鏡頭和可安裝交換鏡頭的照相機機身的圖像 攝取裝置，交換鏡頭，具有校正透鏡，其為了進行變焦追蹤可沿著光軸移動；校正透鏡驅(qū) 動單元，其對校正透鏡進行驅(qū)動；變焦透鏡；變焦環(huán)，其接受基于使用者的旋轉(zhuǎn)操作；變焦
透鏡驅(qū)動單元，其根據(jù)變焦環(huán)的旋轉(zhuǎn)量機械移動(機構性移動)變焦透鏡；位置檢測單元， 其檢測變焦透鏡的位置；速度檢測單元，其檢測變焦透鏡位置的變化速度；存儲單元，其存 儲將變焦透鏡的位置與校正透鏡的聚焦位置建立了對應的關系信息；以及控制單元，其對 校正透鏡驅(qū)動單元進行控制，控制單元，參照所述關系信息，求出與從由位置檢測單元所檢 測出的變焦透鏡的位置僅離開了規(guī)定量的變焦透鏡位置對應的校正透鏡的聚焦位置，并控 制所述校正透鏡驅(qū)動單元，以便將該求出的聚焦位置作為目標位置來驅(qū)動校正透鏡?？刂?單元使規(guī)定量根據(jù)由所述速度檢測單元所檢測出的變焦透鏡位置的變化速度而變化。照相 機機身，具有攝像單元，其生成經(jīng)由交換鏡頭所輸入的被攝體像的圖像數(shù)據(jù)；以及記錄單 元，其對所述圖像數(shù)據(jù)實施規(guī)定的處理，并在記錄介質(zhì)中記錄實施了該規(guī)定處理的圖像。
在第三方式中，提供了一種圖像攝取裝置，具有校正透鏡，其為了進行變焦追蹤 可沿著光軸移動；校正透鏡驅(qū)動單元，其對校正透鏡進行驅(qū)動；變焦透鏡；變焦環(huán)，其接受 基于使用者的旋轉(zhuǎn)操作；變焦透鏡驅(qū)動單元，其根據(jù)變焦環(huán)的旋轉(zhuǎn)量機械移動(機構性驅(qū) 動)變焦透鏡；位置檢測單元，其檢測變焦透鏡的位置；速度檢測單元，其檢測變焦透鏡位 置的變化速度；存儲單元，其存儲將變焦透鏡的位置與校正透鏡的聚焦位置建立了對應的 關系信息；攝像單元，其生成被攝體像的圖像數(shù)據(jù)；記錄單元，其對圖像數(shù)據(jù)實施規(guī)定的處 理，并在記錄介質(zhì)中記錄實施了規(guī)定處理的圖像；以及控制單元，其參照關系信息，求出與 從由位置檢測單元所檢測出的變焦透鏡的位置僅離開了規(guī)定量的變焦透鏡位置對應的校 正透鏡的聚焦位置，控制校正透鏡驅(qū)動單元，以便將該求出的聚焦位置作為目標位置來驅(qū) 動校正透鏡，并使所述規(guī)定量根據(jù)由速度檢測單元所檢測出的變焦透鏡位置的變化速度而 變化。 根據(jù)上述方式，可提供一種當通過手動操作以任意的速度來機械驅(qū)動(機構性驅(qū) 動)變焦透鏡時，可與變焦時的速度無關地進行正確的變焦追蹤的鏡頭鏡筒以及使用它的 圖像攝取裝置。


圖1是實施方式一的照相機系統(tǒng)的立體圖。 圖2是實施方式一的照相機系統(tǒng)的方框圖。 圖3是用于說明變焦環(huán)21的旋轉(zhuǎn)速度的檢測方法的示意圖。 圖4是用于說明變焦透鏡位置與聚焦透鏡的聚焦位置的關系的示意圖(變焦追蹤 曲線)。 圖5是表示變焦追蹤動作的流程圖。 圖6A以及圖6B是用于說明變焦追蹤動作時的聚焦透鏡的驅(qū)動控制的示意圖。
具體實施例方式
參照附圖對優(yōu)選的實施方式進行說明。
1.實施方式一
1-1.概要 圖1是本實施方式的照相機系統(tǒng)的立體圖。照相機系統(tǒng)l，如圖1所示，由照相機 機身100和交換鏡頭(可換鏡頭)200構成。在交換鏡頭200中設置了變焦環(huán)213。使用者 通過對變焦環(huán)213進行旋轉(zhuǎn)操作，可通過手動進行變焦動作。 以下說明的實施方式，是為了提供一種在能進行這樣的手動變焦動作的鏡頭鏡筒
中，在變焦時能進行比較快速的聚焦控制的鏡頭鏡筒。 1-2.結構 圖2是照相機系統(tǒng)1的方框圖。用圖2來說明本實施方式的照相機系統(tǒng)1的結構。
1-2-1.照相機機身的結構 照相機機身100具有CCD圖像傳感器110、液晶監(jiān)視器120、照相機控制器140、機 身側連接卡口 (body mount) 150、電源160和卡槽(cardslot) 170。 照相機控制器140根據(jù)來自釋放按鈕130等操作部件的指示，對包括CCD圖像 傳感器110等的控制的照相機系統(tǒng)1整體進行控制。照相機控制器140將垂直同步信號 發(fā)送給定時發(fā)生器112。與此并行地，照相機控制器140根據(jù)垂直同步信號生成曝光同步 信號，并將所生成的曝光同步信號經(jīng)由機身側連接卡口 150以及鏡頭側連接卡口 (lens mount) 250，周期性地發(fā)送給鏡頭控制器240。照相機控制器140，在控制動作或圖像處理動 作時，將DRAM141作為工作存儲器來使用。 CCD圖像傳感器110，拍攝經(jīng)由交換鏡頭200射入的被攝體圖像而生成模擬圖像信 號。所生成的模擬圖像信號被AD轉(zhuǎn)換器111轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。被AD轉(zhuǎn)換器111轉(zhuǎn)換 的圖像數(shù)據(jù)，由照相機控制器140實施各種圖像處理。所謂各種圖像處理，是例如伽馬校正 處理、白平衡校正處理、缺陷校正處理、YC轉(zhuǎn)換處理、電子變焦處理、JPEG壓縮處理等的圖 像壓縮處理等。 CCD圖像傳感器IIO，在由定時發(fā)生器112所控制的定時進行動作。作為CCD圖像 傳感器110的動作，是靜止圖像的拍攝動作、運動圖像(動畫、動畫)的拍攝動作、通過圖像 (》A—畫像)的拍攝動作等。通過圖像是指拍攝后，在存儲卡171中不記錄的圖像。通過 圖像主要是運動圖像，是為了決定用于拍攝靜止圖像的構圖而顯示于液晶監(jiān)視器120中的 實時動態(tài)圖像。 液晶監(jiān)視器120，顯示由照相機控制器140進行圖像處理后的顯示用圖像數(shù)據(jù)所 表示的圖像。液晶監(jiān)視器120可選擇性地顯示運動圖像或靜止圖像。 卡槽170可安裝存儲卡171?？ú?70，根據(jù)來自照相機控制器140的控制，來控 制存儲卡171。即，通過照相機控制器140的圖像處理所生成的圖像數(shù)據(jù)被存儲在存儲卡 171中。存儲卡171可存儲各種圖像文件，例如，存儲JPEG圖像文件。此外，從存儲卡171 可讀出存儲于其中的圖像數(shù)據(jù)或者圖像文件。從存儲卡171中所讀出的圖像數(shù)據(jù)或圖像文 件，由照相機控制器140進行圖像處理。例如，照相機控制器140將從存儲卡171中獲取到 的圖像數(shù)據(jù)或圖像文件進行展開來生成顯示用圖像數(shù)據(jù)。 電源160，供給用于在照相機系統(tǒng)1中所消耗的電力。電源160，例如可以是干電池，也可以是充電電池。此外，電源160也可以經(jīng)由電源線將從外部所供給的電力供給照相 機系統(tǒng)l。 機身側連接卡口 150，可與交換鏡頭200的鏡頭側連接卡口 250機械連接或電連 接。機身側連接卡口 150，經(jīng)由鏡頭側連接卡口 250，能與交換鏡頭200之間發(fā)送接收數(shù)據(jù)。 機身側連接卡口 150將從照相機控制器140接收到的曝光同步信號經(jīng)由鏡頭側連接卡口 250發(fā)送給鏡頭控制器240。此外，機身側連接卡口 150將從照相機控制器140接收到的其 它控制信號經(jīng)由鏡頭側連接卡口 250發(fā)送給鏡頭控制器240。此外，機身側連接卡口 150經(jīng) 由鏡頭側連接卡口 250將從鏡頭控制器240接收到的信號發(fā)送給照相機控制器140。
1-2-2.鏡頭鏡筒
1-2-2-1.交換鏡頭的結構 交換鏡頭200具有光學系統(tǒng)、鏡頭控制器240、鏡頭側連接卡口 250。交換鏡頭200 的光學系統(tǒng)包括變焦透鏡210、 OIS透鏡220、光圈260和聚焦透鏡230。
變焦透鏡210是用于使由交換鏡頭200的光學系統(tǒng)所形成的被攝體像的倍率發(fā)生 變化的透鏡。變焦透鏡210由一個或多個透鏡構成。驅(qū)動機構211包括使用者可操作的變 焦環(huán)213等，將基于操作者的操作傳遞給變焦透鏡210，使變焦透鏡210沿著光學系統(tǒng)的光 軸方向移動。檢測器212檢測驅(qū)動機構211的驅(qū)動量。此外，檢測器212通過后述的方法， 來檢測變焦環(huán)213的位置即變焦透鏡210的位置。鏡頭控制器240通過獲取該檢測器212 的檢測結果，能掌握光學系統(tǒng)的變焦倍率、以及變焦環(huán)213的位置、旋轉(zhuǎn)量以及旋轉(zhuǎn)速度。
OIS透鏡220是用于補償由交換鏡頭200的光學系統(tǒng)所形成的被攝體像的模糊 的鏡頭。0IS透鏡220通過將照相機系統(tǒng)1的晃動向相抵消的方向進行移動，來減小CCD 圖像傳感器110上的被攝體像的模糊。0IS透鏡220由一個或多個透鏡構成。激勵器 (actuator) 221，接收來自OIS用IC223的控制，在與光學系統(tǒng)的光軸垂直的面內(nèi)驅(qū)動OIS 透鏡220。激勵器221，例如可由磁鐵和平板線圈來實現(xiàn)。位置檢測傳感器222是對與光學 系統(tǒng)的光軸垂直的面內(nèi)的OIS透鏡220的位置進行檢測的傳感器。位置檢測傳感器222，例 如，可由磁鐵與霍爾元件來實現(xiàn)。OIS用IC223，根據(jù)位置檢測傳感器222的檢測結果以及 陀螺傳感器等的晃動檢測器的檢測結果，來控制激勵器221。 OIS用IC223，從鏡頭控制器 240獲取晃動檢測器的檢測結果。此外，OIS用IC223對鏡頭控制器240發(fā)送對光學上的像 晃動校正處理的狀態(tài)進行表示的信號。 光圈260是用于調(diào)整通過光學系統(tǒng)的光的量的部件。光圈260，例如，由多個光圈 葉片組成，通過對由葉片構成的開口部進行開關，可調(diào)整光量。光圈馬達261，是用于對光圈 260的開口部進行開關的驅(qū)動單元。 聚焦透鏡230是用于在光學系統(tǒng)中使CCD圖像傳感器110上所形成的被攝體像的 聚焦狀態(tài)發(fā)生變化的透鏡。聚焦透鏡230由一個或多個透鏡構成。 聚焦馬達233，根據(jù)鏡頭控制器240的控制，以聚焦透鏡230沿著光學系統(tǒng)的光軸
進退的方式進行驅(qū)動。由此，在光學系統(tǒng)中能夠使CCD圖像傳感器110上所形成的被攝體
像的聚焦狀態(tài)發(fā)生變化。在本實施方式中，作為聚焦馬達233使用步進馬達。但是，聚焦馬
達不局限于此，例如，既可以由DC馬達構成，也可以由超聲波馬達構成。 鏡頭控制器240，根據(jù)來自照相機控制器140的控制信號，來控制包括OIS用
IC223或聚焦馬達233的控制的交換鏡頭200整體。例如，鏡頭控制器240根據(jù)來自照相機控制器140的控制信號來控制聚焦馬達233，以便使聚焦透鏡230沿著光軸以規(guī)定的驅(qū) 動方法進退。此外，從檢測器212、0IS用IC223等接收信號，發(fā)送給照相機控制器140。鏡 頭控制器240在與照相機控制器140之間，經(jīng)由鏡頭側連接卡口 250以及機身側連接卡口 150進行數(shù)據(jù)的接收發(fā)送。 鏡頭控制器240，將DRAM241作為工作存儲器來使用。此夕卜，閃存242對鏡頭控制 器240的控制中使用的程序或參數(shù)進行保存。例如，閃存242對如后述的圖4所示的與變 焦透鏡位置和聚焦透鏡的聚焦位置的關系相關的信息等進行存儲。
1-2-2-2.變焦環(huán)旋轉(zhuǎn)速度檢測方法 使用圖3針對變焦環(huán)213的旋轉(zhuǎn)速度的檢測方法進行說明。圖3是用于說明變焦 環(huán)213的結構以及功能的示意圖。 變焦環(huán)213其內(nèi)側具有滑片300、電阻310、定義滑片300移動的路徑的凸輪槽(力 A溝)。若由使用者旋轉(zhuǎn)變焦環(huán)213，則滑片300會一邊與電阻310電接觸一邊能夠沿著凸 輪槽在位置a b的范圍內(nèi)移動。在電阻310的兩端施加了 3.0(V)的電壓。從滑片300 獲取電阻310上的與滑片300的位置相應的電壓。S卩，從滑片300獲取與變焦環(huán)213的位 置(即變焦透鏡210的位置)相應的電壓。由此，檢測器212通過對滑片300的電壓進行 測定，可將變焦環(huán)213的位置(即變焦透鏡210的位置)作為模擬數(shù)據(jù)來檢測。
鏡頭控制器240，按每個規(guī)定期間輸入由檢測器212所檢測出的電壓，并通過對將 該輸入后的電壓進行AD轉(zhuǎn)換而得到的數(shù)字數(shù)據(jù)進行處理，來檢測變焦環(huán)213的旋轉(zhuǎn)速度。 鏡頭控制器240為了檢測變焦環(huán)213的旋轉(zhuǎn)速度準備了 10比特。在圖3的示例中，將與從 位置a的滑片300所檢測出的模擬電壓值對應的數(shù)字值設為IOO，將與從位置b的滑片300 所檢測出的模擬電壓值對應的數(shù)字值設為900。當滑片300所測量的電壓值為1. 17(V)時， 對應它的數(shù)字數(shù)據(jù)是400。以下，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字數(shù)據(jù)的單位稱為"AD"。
如上所述由檢測器212所檢測的變焦環(huán)213的位置的數(shù)字數(shù)據(jù)，通過檢測其每單 位時間的變化量，鏡頭控制器240能夠檢測出變焦環(huán)213的旋轉(zhuǎn)速度。而且，在本實施方式 的數(shù)字照相機100中，雖然通過檢測變焦環(huán)213的位置(即變焦透鏡210的位置)的每單 位時間的變化量來計算出變焦環(huán)213的旋轉(zhuǎn)速度，但也不需要必須是這樣的結構。例如，也 可以是直接檢測變焦環(huán)213的旋轉(zhuǎn)速度這樣的結構。
1-2-2-3.變焦透鏡位置與聚焦透鏡位置的關系 使用圖4針對變焦透鏡位置與聚焦透鏡的聚焦位置的關系進行說明。圖4是用于 說明變焦透鏡位置與聚焦透鏡的聚焦位置的關系的示意圖。 閃存242存儲了表示如圖4所示的變焦透鏡位置與聚焦透鏡的聚焦位置的關系的 關系信息。關系信息按到達被攝體的各個距離(被攝體距離)，由多條變焦追蹤曲線所構 成。在圖4的示例中，關系信息包括四條變焦追蹤曲線a、b、d、e。 在聚焦狀態(tài)下驅(qū)動了變焦透鏡210時，若使聚焦透鏡230保持停止，則在CCD圖像 傳感器110上處于非聚焦狀態(tài)。在此，在本實施方式的照相機系統(tǒng)1中，在聚焦狀態(tài)下驅(qū)動 變焦透鏡210時，選擇與被攝體距離相應的變焦追蹤曲線，并按照變焦透鏡位置的變化沿 著變焦追蹤曲線驅(qū)動聚焦透鏡230。由此，即使在實施了變焦透鏡210的驅(qū)動的情況下，也 能夠在維持聚焦狀態(tài)的狀態(tài)下繼續(xù)拍攝圖像。 并且，在閃存242中，當未存儲與希望的被攝體距離相應的變焦追蹤曲線時，根據(jù)與該被攝體距離接近的兩個被攝體距離的變焦追蹤曲線，來求出對應希望的被攝體距離的 聚焦透鏡位置。例如，當希望的被攝體距離在變焦追蹤曲線b的被攝體距離與變焦追蹤曲 線d的被攝體距離之間時，根據(jù)變焦追蹤曲線b和變焦追蹤曲線d，插值來求得假設的變焦 追蹤曲線c。沿著該假設的變焦追蹤曲線c來驅(qū)動聚焦透鏡230。由此，在閃存242中，即 使未存儲相應的被攝體距離的變焦追蹤曲線，也能針對任意的被攝體距離進行變焦追蹤動 作，能一邊維持聚焦狀態(tài)， 一邊進行變焦動作。
1-2-3.術語的對應 聚焦透鏡210是校正透鏡的一個示例。聚焦馬達233是校正透鏡驅(qū)動單元的一個 示例。由滑片300、電阻310和鏡頭控制器240構成的結構是位置檢測單元的一個示例。檢 測器212以及鏡頭控制器240是速度檢測單元的一個示例。驅(qū)動機構211是變焦透鏡驅(qū)動 單元的一個示例。閃存242是存儲單元的一個示例。鏡頭控制器240是控制單元的一個示 例。CCD圖像傳感器IIO以及AD轉(zhuǎn)換器111是攝像單元的一個示例。照相機控制器140是 記錄單元的一個示例。存儲卡171是記錄介質(zhì)的一個示例。
1-3.手動變焦中的變焦追蹤動作 針對接受基于使用者的手動變焦操作時的變焦追蹤動作，使用圖5、圖6來進行說 明。圖5是用于說明接受到手動變焦操作時的變焦追蹤動作的流程圖。圖6A、圖6B是用于 說明接受到手動變焦操作時的聚焦透鏡的驅(qū)動的示意圖。 使用者通過對變焦環(huán)213進行旋轉(zhuǎn)操作，可進行手動變焦操作。本實施方式的交 換鏡頭(鏡頭鏡筒)200，是機械性(機構性)驅(qū)動變焦透鏡210。因此，若從使用者經(jīng)由變 焦環(huán)213接受到手動變焦操作，則變焦透鏡210以與來自使用者的操作聯(lián)動的方式被驅(qū)動。 若接受到手動變焦操作(S100)，則鏡頭控制器240按照每個規(guī)定的檢測期間(在本實施方 式中，將檢測期間的長度設為4ms)，從檢測器212輸入變焦環(huán)213的位置信息，并求出變焦 環(huán)213的旋轉(zhuǎn)量，判斷旋轉(zhuǎn)量變化是否為規(guī)定值以上(在本示例中，4AD) (S110、S120)。
若判斷變焦環(huán)213的旋轉(zhuǎn)量為規(guī)定值(4AD)以上，則鏡頭控制器240根據(jù)以下的 算式(1)計算出聚焦透鏡230的目標位置(S130)。具體而言，如以下那樣計算出聚焦透鏡 230的目標位置。 首先，根據(jù)算式(1)求出變焦透鏡位置的增量Ad。
Ad = a+0 X ( AP) (AD)... (1) 其中，a是常數(shù)，例如，設定為與變焦環(huán)213的旋轉(zhuǎn)量的規(guī)定值相等的4(AD)。 P
是系數(shù)，例如設定為8。
a以及13通過實驗等適當?shù)乇辉O定。AP是變焦環(huán)位置的變化量
(旋轉(zhuǎn)量)。而且，將從鏡頭的廣角端向望遠端的方向設為正方向。AP為負時，變焦透鏡位
置的增量Ad由以下的算式求出。
Ad = -a+0 X ( AP) (AD) ".(la) 并且，由以下算式(1. 1)求出校正變焦透鏡位置。 校正變焦透鏡位置= 所檢測出的當前的變焦透鏡位置+ A d (AD)…(1. 1) 此后，根據(jù)圖4中表示的變焦追蹤曲線求出與校正變焦透鏡位置相應的聚焦透鏡 位置，并將該求出的位置作為聚焦透鏡230的目標位置。 若計算出聚焦透鏡230的目標位置，則鏡頭控制器240對聚焦馬達233進行控制，以使聚焦透鏡230移動到目標位置(SI35)。 在變焦透鏡停止時，如圖6A所示，聚焦透鏡230移動到與當前的變焦透鏡位置對 應的位置。相對于此，當通過使用者的手動操作來對變焦透鏡進行驅(qū)動時，如圖6B所示，將 與從當前的變焦透鏡的位置僅離開了根據(jù)算式(1)所計算出的量Ad的位置對應的聚焦透 鏡的聚焦位置作為目標位置，聚焦透鏡230開始移動。例如，當a =4、P =4、變焦環(huán)213 的旋轉(zhuǎn)量(變化量)是8AD時，根據(jù)算式(l)，增量Ad變?yōu)?8(二4+8X8)(AD)。因此，在 變焦追蹤曲線上，將與從當前的變焦透鏡的位置僅離開了 68(AD)的變焦透鏡位置對應的 聚焦透鏡230的聚焦位置作為目標位置，開始驅(qū)動聚焦透鏡230。 如此，當在步驟S120中判斷出變焦環(huán)位置變化為規(guī)定值(4AD)以上時，鏡頭控制 器240，根據(jù)算式(1)計算出使聚焦透鏡230移動的目標位置。變焦環(huán)213的旋轉(zhuǎn)操作的 速度越高速，該目標位置越被設定為更遠離當前的變焦透鏡210的位置。S卩，變焦環(huán)213的 旋轉(zhuǎn)操作的速度越高速，聚焦透鏡230越被驅(qū)動到與當前的變焦透鏡210的位置更遠離的 位置對應的聚焦透鏡230的聚焦位置。這樣，根據(jù)變焦環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度即變焦環(huán)位置的變化 速度，能夠使聚焦透鏡230的目標位置發(fā)生變化。其結果，即使在變焦透鏡210高速地變化 時，也能夠沿著變焦追蹤曲線將聚焦透鏡230控制到更合適的位置，能夠根據(jù)變焦環(huán)213的 旋轉(zhuǎn)速度實現(xiàn)正確的變焦追蹤。 這樣，在變焦環(huán)213接受到旋轉(zhuǎn)操作時，將與從當前變焦透鏡210的位置僅離開了 規(guī)定量的位置對應的聚焦透鏡230的聚焦位置作為目標位置來驅(qū)動聚焦透鏡230。但是，當 變焦環(huán)213的旋轉(zhuǎn)操作停止時，將不使聚焦透鏡230驅(qū)動到超過與變焦透鏡210的停止位 置對應的聚焦透鏡230的聚焦位置的位置上。這是因為如果無視停止了變焦環(huán)213的旋轉(zhuǎn)， 而將聚焦透鏡230驅(qū)動到與比變焦透鏡210的停止位置更離開的位置對應的聚焦透鏡的聚 焦位置上，則由CCD圖像傳感器IIO所拍攝的圖像會成為非聚焦。因此，雖然將與比當前的 變焦透鏡210的位置更離開的位置對應的聚焦透鏡的聚焦位置作為目標位置而開始驅(qū)動 聚焦透鏡230，但不會超過與每一時刻的變焦透鏡210的位置對應的聚焦透鏡的聚焦位置。
在步驟S120中，針對判斷為變焦環(huán)213未旋轉(zhuǎn)規(guī)定值(4AD)以上時進行說明。此 時，鏡頭控制器240判斷，在變焦追蹤動作中最后對聚焦透鏡230進行驅(qū)動之后，變焦環(huán)213 是否旋轉(zhuǎn)了累計為規(guī)定值(4AD)以上(S140)。 當判斷為，在變焦追蹤動作中最后對聚焦透鏡230進行驅(qū)動之后，變焦環(huán)213未旋 轉(zhuǎn)到累計為規(guī)定值(4AD)以上時，鏡頭控制器240返回步驟S110。 當判斷為，在變焦追蹤動作中最后對聚焦透鏡230進行驅(qū)動之后，變焦環(huán)213旋轉(zhuǎn) 了累計為規(guī)定值(4AD)以上時，鏡頭控制器240根據(jù)以下表示的算式(2)來計算使聚焦透 鏡230移動的目標位置(S150)。具體而言，如以下那樣計算出聚焦透鏡230的目標位置。
首先，根據(jù)算式(2)求出變焦透鏡位置的增量Ad。
Ad = a+0 X (a/N+l) (AD)( A d > 0)... (2) 其中，a是常數(shù)，例如，設定為與變焦環(huán)213的旋轉(zhuǎn)量的規(guī)定值相等的4(AD)。 P 是系數(shù)，例如設定為8。
a以及13通過實驗等適當?shù)乇辉O定。N是變焦透鏡位置的變化量 未超過規(guī)定值的檢測期間的個數(shù)。 然后，由以下的算式(2. 1)求出校正變焦透鏡位置。
校正變焦透鏡位置=
所檢測出的當前的變焦透鏡位置+ A d (AD)…(2. 1) 并且，當判斷為，在變焦追蹤動作中最后對聚焦透鏡230進行驅(qū)動之后，變焦環(huán) 213向負的方向旋轉(zhuǎn)了累計為規(guī)定值(4AD)以上時，由下面的算式求出校正變焦透鏡位置。
校正變焦透鏡位置= 所檢測出的當前的變焦透鏡位置-Ad (AD)…(2. la) 此后，根據(jù)圖4表示的變焦追蹤曲線求出與校正變焦透鏡位置對應的聚焦透鏡位 置，并將該求出的位置作為聚焦透鏡230的目標位置。若計算出目標位置，則鏡頭控制器 240對聚焦馬達進行控制，以使聚焦透鏡230移動到目標位置(SI55)。
如上所述，當在步驟S150中判斷為累計改變了規(guī)定值(4AD)以上時，鏡頭控制器 240根據(jù)算式(2)計算出使聚焦透鏡230移動的目標位置。由此，即使變焦環(huán)213所接受到 的旋轉(zhuǎn)操作比較低速，聚焦馬達233也將與從當前變焦透鏡210的位置離開的變焦透鏡位 置對應的聚焦透鏡的聚焦位置作為目標位置來驅(qū)動聚焦透鏡230。因此，本實施方式的照相 機系統(tǒng)1，即使在低速地旋轉(zhuǎn)操作變焦環(huán)213時，也能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的變焦追蹤。其結果，本 實施方式的照相機系統(tǒng)l，能夠根據(jù)變焦環(huán)213的旋轉(zhuǎn)速度實現(xiàn)比較正確的變焦追蹤。
而且，在本實施方式的數(shù)字照相機100中，雖然根據(jù)變焦環(huán)213的旋轉(zhuǎn)速度，使聚 焦透鏡的驅(qū)動發(fā)生變化，但并不需要必須是這樣的結構。例如，也可以是根據(jù)變焦透鏡位置 的變化速度，使聚焦透鏡的驅(qū)動發(fā)生變化的結構。總之，只要是輸出與變焦透鏡位置的變化 速度相關的信息，并根據(jù)該輸出結果來控制聚焦透鏡的驅(qū)動的結構即可。
1-4.本實施方式的總結 本實施方式的鏡頭鏡筒具有為了進行變焦追蹤可沿著光軸移動的聚焦透鏡230、 驅(qū)動聚焦透鏡230的聚焦馬達233、變焦透鏡210、接受基于使用者的旋轉(zhuǎn)操作的變焦環(huán) 213、根據(jù)變焦環(huán)213的旋轉(zhuǎn)量機械性移動變焦透鏡的變焦透鏡驅(qū)動機構211、檢測變焦透 鏡位置的滑片300和電阻310 (或檢測器212)、檢測變焦透鏡位置的變化速度的檢測器212 以及鏡頭控制器240、存儲將變焦透鏡210的位置和聚焦透鏡230的聚焦位置建立了對應的 關系信息的閃存242、控制聚焦馬達233的鏡頭控制器240。鏡頭控制器240，參照關系信息 來求出與從通過滑片300和電阻310所檢測出的變焦透鏡210的位置僅離開了規(guī)定量的變 焦透鏡位置對應的聚焦透鏡230的聚焦位置，并對聚焦馬達233進行控制，以便將該求出的 聚焦位置作為目標位置來驅(qū)動聚焦透鏡230。鏡頭控制器240，根據(jù)由檢測器212以及鏡頭 控制器240所檢測出的變焦透鏡位置的變化速度使規(guī)定量發(fā)生變化。 根據(jù)該結構，變焦環(huán)213所接受到的旋轉(zhuǎn)操作越高速，聚焦馬達233就將與從當前 變焦透鏡210的位置越遠離的位置建立了對應的聚焦透鏡的聚焦位置作為目標位置對聚 焦透鏡230進行驅(qū)動。其結果，不依賴于變焦環(huán)213的旋轉(zhuǎn)速度，能夠縮小在聚焦透鏡230 的驅(qū)動結束的時刻的聚焦透鏡位置、和與該驅(qū)動結束時刻的新的變焦透鏡位置對應的變焦 追蹤曲線上的聚焦透鏡位置的偏差。因此，不依賴于變焦環(huán)213的旋轉(zhuǎn)速度的高精度的聚 焦控制成為可能。 此外，在本實施方式的鏡頭鏡筒中，鏡頭控制器240根據(jù)變焦透鏡的變化速度，使 為了計算規(guī)定量而使用的計算式不同。 由此，變焦環(huán)213所接受到的旋轉(zhuǎn)操作越高速，鏡頭控制器240就將與從當前變焦 透鏡210的位置越遠離的位置建立了對應的聚焦透鏡的聚焦位置作為目標位置對聚焦透鏡230進行驅(qū)動。其結果，本實施方式的照相機系統(tǒng)l，根據(jù)變焦環(huán)213的旋轉(zhuǎn)速度能夠進 行比較快速的聚焦控制。 根據(jù)本實施方式的變焦追蹤，在使用者以希望的速度操作變焦環(huán)而使變焦倍率變
更時，也能維持聚焦狀態(tài)，所以特別是在運動圖像攝影時效果更顯著。 2.其它實施方式 如以上對實施方式一進行了說明。但是，實施方式不局限于上述方式。以下，針對 其它實施方式進行說明。 實施方式一中表示的算式(1)、 (la)的結構，常數(shù)等的值是一個示例，不言而喻， 只要是求出根據(jù)變焦透鏡位置的變化速度而變化的增量Ad的算式，也可使用其它算式。 同樣地，算式(2)的結構，常數(shù)等的值也是一個示例，只要是求出根據(jù)以低速變化的變焦透 鏡位置而緩慢變化的增量Ad，也可使用其它算式。 在實施方式一中，還可根據(jù)變焦透鏡210的位置，使算式(1)、(la)不同。例如，也 能以變焦透鏡210處于廣角端時Ad更大地變化，而處于望遠端時Ad幾乎不變化的方式， 根據(jù)變焦透鏡210的位置，使常數(shù)A、系數(shù)a不同。此情況對于算式(2)也同樣。
在實施方式一中，雖在交換鏡頭200側，根據(jù)變焦透鏡位置的速度變化和關系信 息，求出了變焦追蹤動作的聚焦透鏡230的目標位置，但也可在照相機機身100側求出該目 標位置。此時，照相機控制器140從鏡頭控制器24預先接收好關系信息。然后，在手動的變 焦操作中，照相機控制器140從鏡頭控制器24定期地接收至少與變焦透鏡210的位置相關 的信息，并參照接收到的信息或關系信息等，來決定上述方法中聚焦透鏡230的目標位置， 并將該決定了的目標位置信息發(fā)送給鏡頭控制器240。 在實施方式一中，交換鏡頭200，雖然具有閃存242，但代替閃存242，也可具有不 可寫入的ROM。 此外，在本實施方式一中，雖然通過驅(qū)動聚焦透鏡實現(xiàn)變焦追蹤，但為了變焦追蹤 不需要一定使用聚焦透鏡。例如，可另外準備變焦追蹤專用的校正透鏡，通過驅(qū)動該校正透 鏡進行變焦追蹤。 此外，在實施方式一中，雖然對不具有可動反光鏡的照相機機身進行了例示，但照 相機機身的結構不局限于此。例如，可在照相機機身內(nèi)具有可動反光鏡，也可具有用于分解 被攝體像的棱鏡。此外，也可構成為不在照相機機身中，而在轉(zhuǎn)接環(huán)(7夕':/夕一)中具有 可動反光鏡。 此外，在實施方式一中，作為攝像元件，雖然例示了 CCD圖像傳感器IIO，但攝像元
件不局限于此。例如，也可由CMOS圖像傳感器或NMOS圖像傳感器構成攝像元件。 此外，在實施方式一中，雖然對在電阻310的兩端施加3V電壓進行了例示，但該施
加電壓不局限于3伏，也可以是IV或5V。 S卩，根據(jù)用途可施加任意的電壓。 此外，在實施方式一中，雖然將變焦環(huán)213的旋轉(zhuǎn)量的檢測期間設為了 4ms，但檢
測期間不局限于此。例如，檢測期間可以是2ms或8ms或16ms 。 產(chǎn)業(yè)上的利用可能性 本發(fā)明可適用于數(shù)碼相機等所使用的鏡頭鏡筒。
權利要求
一種鏡頭鏡筒，具有校正透鏡，其為了進行變焦追蹤可沿著光軸移動；校正透鏡驅(qū)動單元，其對所述校正透鏡進行驅(qū)動；變焦透鏡；變焦環(huán)，其接受基于使用者的旋轉(zhuǎn)操作；變焦透鏡驅(qū)動單元，其根據(jù)所述變焦環(huán)的旋轉(zhuǎn)量機械驅(qū)動所述變焦透鏡；位置檢測單元，其檢測所述變焦透鏡的位置；速度檢測單元，其檢測所述變焦透鏡位置的變化速度；存儲單元，其存儲關系信息，該關系信息將所述變焦透鏡的位置與所述校正透鏡的聚焦位置建立了對應；以及控制單元，其對所述校正透鏡驅(qū)動單元進行控制，所述控制單元，參照所述關系信息，求出與從由所述位置檢測單元所檢測出的所述變焦透鏡的位置僅離開了規(guī)定量的變焦透鏡位置對應的校正透鏡的聚焦位置，并控制所述校正透鏡驅(qū)動單元，以便將該求出的聚焦位置作為目標位置來驅(qū)動所述校正透鏡，并使所述規(guī)定量根據(jù)由所述速度檢測單元所檢測出的變焦透鏡位置的變化速度而變化。
2. 根據(jù)權利要求l所述的鏡頭鏡筒，其特征在于，所述控制單元，根據(jù)所述變焦透鏡位置的變化速度，使為了計算所述規(guī)定量而使用的 計算式不同。
3. 根據(jù)權利要求2所述的鏡頭鏡筒，其特征在于， 所述控制單元，還根據(jù)所述變焦透鏡位置使所述計算式不同。
4. 根據(jù)權利要求l所述的鏡頭鏡筒，其特征在于， 所述校正透鏡是聚焦透鏡。
5. 根據(jù)權利要求l所述的鏡頭鏡筒，其特征在于， 所述校正透鏡是與聚焦透鏡不同的透鏡。
6. —種圖像攝取裝置，包括交換鏡頭；和可安裝所述交換鏡頭的照相機機身，其特征 在于，所述交換鏡頭，具有校正透鏡，其為了進行變焦追蹤可沿著光軸移動； 校正透鏡驅(qū)動單元，其對所述校正透鏡進行驅(qū)動； 變焦透鏡；變焦環(huán)，其接受基于使用者的旋轉(zhuǎn)操作；變焦透鏡驅(qū)動單元，其根據(jù)所述變焦環(huán)的旋轉(zhuǎn)量機械驅(qū)動所述變焦透鏡； 位置檢測單元，其檢測所述變焦透鏡的位置； 速度檢測單元，其檢測所述變焦透鏡位置的變化速度；存儲單元，其存儲關系信息，該關系信息將所述變焦透鏡的位置與所述校正透鏡的聚焦位置建立了對應；以及控制單元，其對所述校正透鏡驅(qū)動單元進行控制，所述控制單元，參照所述關系信息，求出與從由所述位置檢測單元所檢測出的所述變 焦透鏡的位置僅離開了規(guī)定量的變焦透鏡位置對應的校正透鏡的聚焦位置，并控制所述校正透鏡驅(qū)動單元，以便將該求出的聚焦位置作為目標位置來驅(qū)動所述校正透鏡，并使所述 規(guī)定量根據(jù)由所述速度檢測單元所檢測出的變焦透鏡位置的變化速度而變化， 所述照相機機身，具有攝像單元，其生成經(jīng)由所述交換鏡頭所輸入的被攝體像的圖像數(shù)據(jù)；以及 記錄單元，其對所述圖像數(shù)據(jù)實施規(guī)定的處理，并在記錄介質(zhì)中記錄實施了該規(guī)定處 理的圖像。
7. 根據(jù)權利要求6所述的圖像攝取裝置，其特征在于，所述控制單元，根據(jù)所述變焦透鏡位置的變化速度，使為了計算出所述規(guī)定量而使用 的計算式不同。
8. 根據(jù)權利要求7所述的圖像攝取裝置，其特征在于， 所述控制單元，還根據(jù)所述變焦透鏡位置使所述計算式不同。
9. 根據(jù)權利要求6所述的圖像攝取裝置，其特征在于， 所述校正透鏡是聚焦透鏡。
10. 根據(jù)權利要求6所述的圖像攝取裝置，其特征在于， 所述校正透鏡是與聚焦透鏡不同的透鏡。
11. 一種圖像攝取裝置，具有 校正透鏡，其為了進行變焦追蹤可沿著光軸移動； 校正透鏡驅(qū)動單元，其對所述校正透鏡進行驅(qū)動； 變焦透鏡；變焦環(huán)，其接受基于使用者的旋轉(zhuǎn)操作；變焦透鏡驅(qū)動單元，其根據(jù)所述變焦環(huán)的旋轉(zhuǎn)量機械驅(qū)動所述變焦透鏡； 位置檢測單元，其檢測所述變焦透鏡的位置； 速度檢測單元，其檢測所述變焦透鏡位置的變化速度；存儲單元，其存儲關系信息，該關系信息將所述變焦透鏡的位置與所述校正透鏡的聚焦位置建立了對應；攝像單元，其生成被攝體像的圖像數(shù)據(jù)；記錄單元，其對所述圖像數(shù)據(jù)實施規(guī)定的處理，并在記錄介質(zhì)中記錄實施了該規(guī)定處 理的圖像；以及控制單元，其參照所述關系信息，求出與從由所述位置檢測單元所檢測出的所述變焦 透鏡的位置僅離開了規(guī)定量的變焦透鏡位置對應的校正透鏡的聚焦位置，控制所述校正透 鏡驅(qū)動單元，以便將該求出的聚焦位置作為目標位置來驅(qū)動所述校正透鏡，并使所述規(guī)定 量根據(jù)由所述速度檢測單元所檢測出的變焦透鏡位置的變化速度而變化。
12. 根據(jù)權利要求11所述的圖像攝取裝置，其特征在于，所述控制單元，根據(jù)所述變焦透鏡位置的變化速度，使為了計算出所述規(guī)定量而使用 的計算式不同。
13. 根據(jù)權利要求12所述的圖像攝取裝置，其特征在于， 所述控制單元，還根據(jù)所述變焦透鏡位置使所述計算式不同。
14. 根據(jù)權利要求11所述的圖像攝取裝置，其特征在于， 所述校正透鏡是聚焦透鏡。
15.根據(jù)權利要求11所述的圖像攝取裝置，其特征在于， 所述校正透鏡是與聚焦透鏡不同的透鏡。
全文摘要
一種鏡頭鏡筒，其具有為了進行變焦追蹤可沿著光軸移動的校正透鏡、校正透鏡驅(qū)動單元、變焦透鏡、接受基于使用者的旋轉(zhuǎn)操作的變焦環(huán)、根據(jù)變焦環(huán)的旋轉(zhuǎn)量機械驅(qū)動變焦透鏡的變焦透鏡驅(qū)動單元、檢測變焦透鏡的位置的位置檢測單元、檢測變焦透鏡位置的變化速度的速度檢測單元、存儲將變焦透鏡的位置與校正透鏡的聚焦位置建立了對應的關系信息的存儲單元、對校正透鏡驅(qū)動單元進行控制的控制單元?？刂茊卧獏⒄贞P系信息，求出與從由位置檢測單元所檢測出的變焦透鏡的位置僅離開了規(guī)定量的變焦透鏡位置對應的校正透鏡的聚焦位置，并對校正透鏡驅(qū)動單元進行控制，以便將該求出的聚焦位置作為目標位置來驅(qū)動校正透鏡。規(guī)定量根據(jù)變焦透鏡位置的變化速度而變化。
文檔編號G02B7/04GK101710205SQ20091017434
公開日2010年5月19日 申請日期2009年9月11日 優(yōu)先權日2008年9月11日
發(fā)明者阿部孝 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社