專利名稱：攝像設(shè)備及其控制方法、鏡頭單元及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可更換鏡頭型攝像設(shè)備以及能夠安裝在該攝像設(shè)備上的鏡頭單
J Li ο
背景技術(shù)：
近來，以單鏡頭反光照相機為代表的一些可更換鏡頭型照相機不僅配備有靜止圖像拍攝功能，還配置有運動圖像拍攝功能。該功能通過更換鏡頭使得傳統(tǒng)的鏡頭一體型攝像機尚未實現(xiàn)的各種運動圖像的表現(xiàn)成為可能。一般地，通過結(jié)合對光圈和快門速度的調(diào)整來調(diào)整攝像設(shè)備中的曝光。然而，在被 攝體亮度高的情況下通過增大快門速度來調(diào)整曝光時，在運動圖像拍攝期間圖像的閃爍變得明顯，因此引起運動圖像質(zhì)量的下降。特別地，在以打開光圈來減小景深并且模糊背景的圖像表現(xiàn)為特征的可更換鏡頭型照相機中，在光圈打開時需要進ー步増大快門速度，從而使得圖像質(zhì)量明顯降低。在這樣的拍攝條件下，進行拍攝的有效方式是將減光(ND)濾波器安裝到鏡頭以通過該濾波器減少光量，從而防止快門速度的增加。然而，將ND濾波器與攝像設(shè)備分別攜帶并且在各個情況下根據(jù)拍攝條件來安裝濾波器是麻煩的。因此，在照相機本體的光路中內(nèi)置可拆卸的ND濾波器是方便的。傳統(tǒng)上，鏡頭一體型攝像機一般具有內(nèi)置的ND濾波器。然而，當(dāng)諸如ND濾波器等的光學(xué)構(gòu)件被插入到攝像光學(xué)系統(tǒng)中或者從攝像光學(xué)系統(tǒng)中移除時，攝像光學(xué)系統(tǒng)的焦點位置由于光學(xué)構(gòu)件之間折射率的差異或者構(gòu)件的厚度而偏移。因此，日本特開2003-241078號公報討論了檢測ND濾波器的插入狀態(tài)、并且根據(jù)插入狀態(tài)通過驅(qū)動調(diào)焦控制透鏡(調(diào)焦透鏡)來校正散焦的鏡頭一體型攝像機。在諸如日本特開2003-241078號公報中所討論的鏡頭一體型攝像機的情況下，預(yù)先知道濾波器的厚度和鏡頭的光學(xué)特性。因此，通過將根據(jù)ND濾波器的插入狀態(tài)的調(diào)焦透鏡位置的校正量預(yù)先存儲在照相機本體中，可以相應(yīng)地校正散焦。然而，在可更換鏡頭型照相機的情況下，由于可以將光學(xué)特性不同的各種類型的鏡頭單元安裝到照相機本體上，難以將調(diào)焦透鏡位置的校正量預(yù)先存儲在照相機本體中。同樣，鏡頭単元可以安裝到具有不同濾波器的各種照相機本體上，因此，將校正量預(yù)先存儲在鏡頭單元中是困難的。因此，不同于鏡頭一體型攝像機的情況，在可更換鏡頭型照相機中，不能夠校正由ND濾波器的插入或者移除所引起的散焦。該問題在如下所述、使用作為攝像機的變焦透鏡的鏡頭結(jié)構(gòu)所安裝的一般后調(diào)焦式鏡頭來拍攝運動圖像時變得明顯。在后調(diào)焦式鏡頭的情況下，通過相互關(guān)聯(lián)地控制變倍透鏡(變焦透鏡)和調(diào)焦透鏡以使得滿足基于被攝體距離的預(yù)定的位置關(guān)系(電子凸輪軌跡)，維持在變焦期間的聚焦?fàn)顟B(tài)。然而，當(dāng)插入ND濾波器從而引起焦點位置的變化時，由電子凸輪軌跡所定義的在變焦透鏡與調(diào)焦透鏡之間的位置關(guān)系發(fā)生偏移，因此使得不能在變焦期間維持聚焦?fàn)顟B(tài)。在拍攝運動圖像的情況下，也記錄在變焦期間所拍攝的圖像。作為結(jié)果，除非能夠校正由ND濾波器的插入所引起的焦點位置的變化，否則在變焦期間可能記錄失焦的圖像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及如下的可更換鏡頭型照相機，其能夠校正由照相機本體中內(nèi)置的ND濾波器的插入或者移除所引起的散焦、并且能夠在包括運動圖像拍攝的拍攝期間拍攝聚焦良好的圖像。根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種攝像設(shè)備，在所述攝像設(shè)備上能夠安裝鏡頭單元，所述鏡頭單元具有包括調(diào)焦透鏡的攝像光學(xué)系統(tǒng)，并且能夠基于從所述攝像設(shè)備所接收的信息來控制所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的驅(qū)動，所述攝像設(shè)備包括濾波器驅(qū)動單元，用于在所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光路上插入或者移除光學(xué)濾波器；檢測單元，用于檢測所述光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)；以及控制單元，用于基于由所述檢測單元檢測到的所述光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)的變化來計算被攝體圖像的圖像形成位置的移動量，并且將與所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量有關(guān)的信息以及表示所述光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)的信息發(fā)送到所述鏡頭單元。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種鏡頭單元，其能夠安裝在攝像設(shè)備上，所述攝像設(shè)備能夠插入或者移除光學(xué)濾波器，所述鏡頭單元包括攝像光學(xué)系統(tǒng)，包括調(diào)焦透鏡；存儲單元，用于針對所述調(diào)焦透鏡的各個位置，預(yù)先存儲與在所述調(diào)焦透鏡的移動量與被攝體圖像的圖像形成位置的移動量之間的關(guān)系有關(guān)的第一信息；以及控制單元，用于從所述攝像設(shè)備接收表示所述光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)的信息以及與所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量有關(guān)的信息，并且基于接收到的信息以及與所述調(diào)焦透鏡的位置相對應(yīng)的所述第一信息，確定所述調(diào)焦透鏡的移動量以控制所述調(diào)焦透鏡的驅(qū)動。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種鏡頭單元，其能夠安裝在攝像設(shè)備上，所述攝像設(shè)備能夠插入或者移除光學(xué)濾波器，所述鏡頭單元包括攝像光學(xué)系統(tǒng)，包括調(diào)焦透鏡和變焦透鏡；存儲單元，用于針對所述調(diào)焦透鏡的各個位置和所述變焦透鏡的各個位置，預(yù)先存儲與在所述調(diào)焦透鏡的移動量與被攝體圖像的圖像形成位置的移動量之間的關(guān)系有關(guān)的第一信息；以及控制單元，用于從所述攝像設(shè)備接收表示所述光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)的信息以及與所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量有關(guān)的信息，并且基于接收到的信息以及與所述調(diào)焦透鏡的位置和所述變焦透鏡的位置相對應(yīng)的所述第一信息，確定所述調(diào)焦透鏡的移動量以控制所述調(diào)焦透鏡的驅(qū)動。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于控制攝像設(shè)備的方法，在所述攝像設(shè)備上能夠安裝鏡頭單元，所述鏡頭單元具有包括調(diào)焦透鏡的攝像光學(xué)系統(tǒng)，并且能夠基于從所述攝像設(shè)備所接收的信息來控制所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的驅(qū)動，所述方法包括在所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光路上插入或者移除光學(xué)濾波器；檢測所述光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)；以及基于檢測到的插入狀態(tài)的變化來計算被攝體圖像的圖像形成位置的移動量，并且將與所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量有關(guān)的信息以及表示所述光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)的信息發(fā)送到所述鏡頭單兀。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于控制鏡頭單元的方法，所述鏡頭單元能夠安裝在攝像設(shè)備上，所述攝像設(shè)備能夠插入或者移除光學(xué)濾波器，并且所述鏡頭單元包括含有調(diào)焦透鏡的攝像光學(xué)系統(tǒng)以及用于針對所述調(diào)焦透鏡的各個位置、預(yù)先存儲與在所述調(diào)焦透鏡的移動量與被攝體圖像的圖像形成位置的移動量之間的關(guān)系有關(guān)的第一信息的存儲単元，所述方法包括從所述攝像設(shè)備接收表示所述光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)的信息以及與所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量有關(guān)的信息；以及基于接收到的信息以及與所述調(diào)焦透鏡的位置相對應(yīng)的所述第一信息，確定所述調(diào)焦透鏡的移動量，以控制所述調(diào)焦透鏡的驅(qū)動。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于控制鏡頭單元的方法，所述鏡頭単元能夠安裝在攝像設(shè)備上，所述攝像設(shè)備能夠插入或者移除光學(xué)濾波器，并且所述鏡頭単元包括含有調(diào)焦透鏡和變焦透鏡的攝像光學(xué)系統(tǒng)以及用于針對所述調(diào)焦透鏡的各個位置和所述變焦透鏡的各個位置、預(yù)先存儲與在所述調(diào)焦透鏡的移動量與被攝體圖像的圖像形成位置的移動量之間的關(guān)系有關(guān)的第一信息的存儲單元，所述方法包括從所述攝像設(shè)備接收表示所述光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)的信息以及與所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量有關(guān)的信息；以及基于接收到的信息以及與所述調(diào)焦透鏡的位置和所述變焦透鏡的位置相對應(yīng)的所述第一信息，確定所述調(diào)焦透鏡的移動量，以控制所述調(diào)焦透鏡的驅(qū)動。
通過以下參考附圖對典型實施例的詳細說明，本發(fā)明的其它特征和方面將變得明 顯。


包含在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖示出本發(fā)明的典型實施例、特征和方面，并和說明書一起用來解釋本發(fā)明的原理。圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的第一典型實施例的攝像設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是示出根據(jù)第一典型實施例的照相機本體中的示例散焦校正處理的流程圖。圖3是示出根據(jù)第一典型實施例的鏡頭單元中的示例散焦校正處理的流程圖。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的第二典型實施例的攝像設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)的框圖。圖5示出后調(diào)焦式鏡頭系統(tǒng)中的電子凸輪軌跡的例子。圖6是示出根據(jù)第二典型實施例的鏡頭單元中的示例散焦校正處理的流程圖。圖7示出調(diào)焦透鏡位置與像面移動量校正系數(shù)之間的關(guān)系的例子。
具體實施例方式以下將根據(jù)附圖詳細說明本發(fā)明的各種典型實施例、特征和方面。圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的第一典型實施例的可更換鏡頭型照相機(攝像設(shè)備)的結(jié)構(gòu)的框圖。鏡頭單元101和照相機本體102用于通過設(shè)置在安裝面上的觸點塊103互相通信數(shù)據(jù)?？梢砸灶A(yù)定的周期(例如，視頻信號中的垂直同步信號的生成周期)或者不定期地通過從鏡頭單元101和照相機本體102中的一方向另一方發(fā)送通信請求而執(zhí)行數(shù)據(jù)通信。所通信的數(shù)據(jù)在以下說明的鏡頭微計算機107與照相機微計算機117之間發(fā)送或者接收，以用于控制鏡頭單元101和照相機本體102。例如，從鏡頭微計算機107向照相機微計算機117發(fā)送鏡頭的位置數(shù)據(jù)或者表示鏡頭控制狀態(tài)的數(shù)據(jù)。相反地，從照相機微計算機117向鏡頭微計算機107除了發(fā)送針對鏡頭或者光圈(未示出)的控制命令以外，還發(fā)送與在ND濾波器的插入或者移除期間的調(diào)焦校正有關(guān)的信息。首先，說明鏡頭單元101的組件。由調(diào)焦驅(qū)動單元105在光軸方向(圖示的水平方向)上驅(qū)動調(diào)節(jié)焦點的調(diào)焦透鏡104。由來自鏡頭微計算機107的驅(qū)動控制命令來控制使用了步進電動機或者直動式音圈電動機的調(diào)焦驅(qū)動單元105。焦點檢測單元106是用于檢測調(diào)焦透鏡位置的傳感器，并且所檢測的信號輸入到鏡頭微計算機107以用于控制調(diào)焦透鏡104的驅(qū)動。在針對驅(qū)動單元使用步進電動機的情況下，也可以通過由鏡頭微計算機107對驅(qū)動步進電動機的驅(qū)動脈沖數(shù)進行計數(shù)來檢測位置。因此，可以省略焦點檢測單元106。未示出一般包括含有調(diào)焦透鏡的多個透鏡和光圈的鏡頭單元的攝像光學(xué)系統(tǒng)?？刂歧R頭單元101的鏡頭微計算機107如上說明地控制與照相機本體的通信以及對調(diào)焦透鏡104的驅(qū)動，并且計算在ND濾波器的插入或者移除期間的調(diào)焦校正量。鏡頭微計算機存儲器108作為包括動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)或者閃速只讀存儲器(ROM)的存儲單元，存儲由鏡頭微計算機107所執(zhí)行的處理的程序或者用于處理的數(shù)據(jù)。與調(diào)焦透鏡104的靈敏度相關(guān)的數(shù)據(jù)也存儲在該存儲器中。接下來，說明照相機本體102的組件。光學(xué)濾波器110是ND濾波器?？梢允褂脝?個ND濾波器，但是可以切換使用多個ND濾波器。可以通過逐漸改變?yōu)V波器的插入量來調(diào)節(jié)光量。以下，假定光學(xué)濾波器110是ND濾波器。然而，可以使用用于截除紅外線成分的紅外線截止濾波器。在一般的攝像設(shè)備中，將紅外線截止濾波器插入到攝像光學(xué)系統(tǒng)中以去除紅外線成分。然而，已經(jīng)提出一種允許在諸如在黑暗中拍攝等的特殊拍攝條件下從光路中移除該紅外線截止濾波器的照相機。在這種情況下，與ND濾波器的情況一樣發(fā)生散焦。本發(fā)明可以適用于在這種情況下對散焦的校正。濾波器驅(qū)動單元111包括用作將ND濾波器110插入到攝像光學(xué)系統(tǒng)的光路中或者從攝像光學(xué)系統(tǒng)的光路中移除ND濾波器110的驅(qū)動源的電動機。由以下說明的照相機微計算機117控制的濾波器驅(qū)動單元111根據(jù)拍攝條件或者操作者的設(shè)置操作來驅(qū)動ND濾波器在光路上的插入或者移除。可以代替濾波器驅(qū)動單元111而設(shè)置用于手動在光路上插入或者移除ND濾波器110的桿。操作者可以通過手動操作桿來插入或者移除ND濾波器。濾波器檢測單元112是用于檢測ND濾波器110的插入狀態(tài)(濾波器位置)的傳感器。所檢測的信號輸入到照相機微計算機107中，以用于檢測ND濾波器的插入狀態(tài)。在切換使用多個ND濾波器的結(jié)構(gòu)的情況下，檢測包括已插入哪個濾波器的插入狀態(tài)。在通過逐漸改變?yōu)V波器的插入量來調(diào)節(jié)光量的結(jié)構(gòu)的情況下，檢測濾波器的插入量。在將步進電動機用于濾波器驅(qū)動單元的情況下，也可以通過由照相機微計算機117對用于驅(qū)動步進電動機的脈沖數(shù)進行計數(shù)來檢測插入狀態(tài)。因此，可以省略濾波器檢測單元112。圖像傳感器113是電荷耦合元件(CXD)傳感器或者互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)傳感器。照相機信號處理電路114對從圖像傳感器113輸出的信號執(zhí)行各種圖像處理。監(jiān)視器設(shè)備115是顯示由操作者用以監(jiān)視圖像的照相機信號處理電路114的輸出信號、以及向操作者顯示照相機狀態(tài)或者各種警告的顯示單元。記錄設(shè)備116在諸如半導(dǎo)體存儲器等的記錄介質(zhì)上記錄由照相機信號處理電路114所生成的視頻信號?？刂普障鄼C本體102的操作的照相機微計算機117如上所述地與鏡頭單元101通信、并且計算在ND濾波器的插入或者移除期間的像面移動量。照相機微計算機存儲器118作為包括DRAM或者閃速ROM的存儲單元，存儲由照相機微計算機117所執(zhí)行的處理的程序或者用于處理的數(shù)據(jù)。照相機微計算機存儲器118還存儲與在ND濾波器的插入或者移除期間的像面移動量相關(guān)的數(shù)據(jù)。
接下來，說明根據(jù)本典型實施例的由ND濾波器的插入或者移除所引起的散焦的校正處理。首先，參考圖2的流程圖說明照相機本體102中的處理。下面的處理由照相機微計算機117所執(zhí)行。在圖2中，在步驟S201中，照相機微計算機117執(zhí)行諸如照相機上的視頻信號處理、拍攝操作或各種設(shè)置操作等的照相機控制處理。省略對該處理的詳細說明。在步驟S202中，照相機微計算機117讀取由濾波器檢測單元112檢測到的濾波器位置的數(shù)據(jù)P。在步驟S203中，照相機微計算機117根據(jù)濾波器位置數(shù)據(jù)P來設(shè)置表示濾波器插入狀態(tài)的通信數(shù)據(jù)N。在數(shù)據(jù)N中，濾波器插入和移除可以分別由“I”和“O”來表示。在包括多個濾波器的結(jié)構(gòu)或者逐漸改變?yōu)V波器插入量的結(jié)構(gòu)的情況下，相應(yīng)的插入狀態(tài)可以由“0”、“1”、“2”等來表示。如下所述，數(shù)據(jù)N用于由鏡頭單元101判斷濾波器插入狀態(tài)的變化。如下所述，鏡頭単元101可以根據(jù)從照相機本體102發(fā)送到鏡頭單元101的像面移動量“d”是否已改變，來判斷濾波器插入狀態(tài)的變化。因此，即使在配置為不將濾波器插入狀態(tài)的數(shù)據(jù)N發(fā)送到鏡頭微計算機107的情況下，也可以執(zhí)行本典型實施例中的校正處理。 然后，在步驟S204中，照相機微計算機117從照相機微計算機存儲器118中讀取用于計算在濾波器插入期間的像面移動量的數(shù)據(jù)。在步驟S205中，照相機微計算機117計算與濾波器插入狀態(tài)N相對應(yīng)的像面移動量“d”。像面移動量“d”表示相對于諸如濾波器移除狀態(tài)等的基準(zhǔn)狀態(tài)的像面位置、在濾波器插入狀態(tài)N的情況下攝像光學(xué)系統(tǒng)的焦點位置的偏移量。然而，由于像面移動量根據(jù)透鏡的光學(xué)系統(tǒng)或者諸如調(diào)焦透鏡等的可動透鏡的位置而變化，因此像面移動量“ d”取相對于基準(zhǔn)透鏡的基準(zhǔn)透鏡位置(例如，無限遠聚焦位置)的值。如下所述，在鏡頭微計算機側(cè)對依賴于鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)或者透鏡位置的變化來進行轉(zhuǎn)換。在照相機本體用于對多個濾波器的插入或者移除進行切換的情況下，存儲與各個濾波器插入相對應(yīng)的像面移動量的數(shù)據(jù)，并且根據(jù)所插入的濾波器來確定像面移動量。在逐漸改變?yōu)V波器插入量的結(jié)構(gòu)的情況下，針對多個位置存儲與插入量(濾波器位置)和像面移動量的組合相關(guān)的多個數(shù)據(jù)，并且根據(jù)多個數(shù)據(jù)利用插值來計算與濾波器插入量相對應(yīng)的像面移動量。在步驟S206中，照相機微計算機117將通過上述的處理而確定的濾波器插入狀態(tài)N和像面移動量“d”發(fā)送到鏡頭微計算機107。然后，返回到步驟S201以重復(fù)處理。接下來，參考圖3的流程圖說明在鏡頭單元101的處理。處理由鏡頭微計算機107執(zhí)行。在圖3中，在步驟S301中，鏡頭微計算機107執(zhí)行諸如光圈控制等的對鏡頭的全面控制。省略對該處理的詳細說明。然后，在步驟S302中，鏡頭微計算機107接收由照相機本體102所發(fā)送的濾波器插入狀態(tài)N和像面移動量“d”。在先前已經(jīng)執(zhí)行數(shù)據(jù)接收的情況下，在步驟S302中，鏡頭微計算機107從已存儲了接收到的數(shù)據(jù)的存儲器讀取數(shù)據(jù)N和“d”。然后，在步驟S303中，鏡頭微計算機107判斷是否是第一次、例如在啟動后立即執(zhí)行圖3中示出的處理。在是初始處理(步驟S303中的“是”)的情況下，處理進入步驟S304和S305，其中鏡頭微計算機107分別將所接收的數(shù)據(jù)N和“d”代入濾波器插入狀態(tài)N和像面移動量“d”的備用數(shù)據(jù)Nbk和dbk。如下所述，通常在步驟S315和S316中對備用數(shù)據(jù)Nbk和dbk進行代入。然而，因為在初始處理時尚未處理備用數(shù)據(jù)Nbk和dbk，因此在步驟S304和S305中將作為初始值的數(shù)據(jù)N和“d”代入備用數(shù)據(jù)Nbk和dbk。在判斷為不是初始處理(步驟S303中的“否”)的情況下，處理進入步驟S306。在步驟S306中，鏡頭微計算機107判斷濾波器插入狀態(tài)N是否等于備用數(shù)據(jù)Nbk。在相等(步驟S306中的“是”)的情況下，濾波器插入狀態(tài)尚無變化，因此處理在不校正散焦的情況下返回步驟S301。另一方面，在不相等(步驟S306中的“否”)的情況下，濾波器插入狀態(tài)已發(fā)生變化，因此處理進入步驟S307以校正散焦。在如上所述、未從照相機本體102發(fā)送來濾波器插入狀態(tài)的數(shù)據(jù)N的情況下，可以通過判斷像面移動量“d”是否等于備用數(shù)據(jù)dbk或者像面移動量“d”與備用數(shù)據(jù)dbk之差是否等于或小于閾值，來執(zhí)行同樣的校正處理。閾值可以基于攝像設(shè)備的性能允許多少散焦(例如，作為識別所拍攝圖像的散焦的界限的景深以內(nèi)的散焦)來確定。在步驟S307中，鏡頭微計算機107讀取由焦點檢測單元106所檢測的調(diào)焦透鏡位置Pf。然后，在步驟S308中，鏡頭微計算機107計算針對從照相機微計算機117所接收的像面移動量“d”的校正系數(shù)K。如上所述，在像面移動量“d”取相對于基準(zhǔn)透鏡的基準(zhǔn)透鏡 位置的值的同時，實際的像面移動量根據(jù)鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)或者調(diào)焦透鏡位置而改變。因此，通過所計算的校正系數(shù)K將像面移動量“d”轉(zhuǎn)換為實際的像面移動量“d’”。圖7示出調(diào)焦透鏡位置與像面移動量校正系數(shù)之間的關(guān)系的例子。該關(guān)系由透鏡的光學(xué)特性確定。因此，作為用于計算與調(diào)焦透鏡位置相對應(yīng)的校正系數(shù)K的數(shù)據(jù)，將例如調(diào)焦透鏡位置ΡΠ、Pf2和Pf3的值與相對應(yīng)的校正系數(shù)的值K1、K2和Κ3存儲在鏡頭微計算機存儲器108中。在所示出的調(diào)焦透鏡位置Pf在Pf 2與Pf 3之間的情況下，可以通過對校正系數(shù)Κ2和Κ3的值進行線性插值來計算與在步驟S307中所檢測的調(diào)焦透鏡位置相對應(yīng)的校正系數(shù)K?？梢砸允沟糜删€性近似中的近似誤差所引起的散焦可以保持在容許范圍以內(nèi)的方式來確定存儲在鏡頭微計算機存儲器108中的Pfl、Pf2……等的分割數(shù)。在鏡頭單元包括諸如變焦透鏡等的其它可動透鏡的情況下，在步驟S308中，鏡頭微計算機107計算不僅與調(diào)焦透鏡位置還與該可動透鏡的位置相對應(yīng)的轉(zhuǎn)換系數(shù)K。在步驟S309中，鏡頭微計算機107將從照相機微計算機117所接收的像面移動量“d”和備用數(shù)據(jù)dbk與步驟S308中所計算的校正系數(shù)K相乘，以計算校正后的像面移動量“d，”和 dbk，。然后，在步驟S310中，鏡頭微計算機107計算與調(diào)焦透鏡位置Pf相對應(yīng)的靈敏度S。靈敏度S是表示調(diào)焦透鏡的移動量與像面的移動量的比率的系數(shù)，通過S=d/L來計算，其中L是調(diào)焦透鏡的移動量，并且“d”是像面移動量。靈敏度S由透鏡的光學(xué)特性確定。因此，如同像面移動量的轉(zhuǎn)換系數(shù)K的情況，預(yù)先將用于計算與調(diào)焦透鏡位置相對應(yīng)的靈敏度S的數(shù)據(jù)存儲在鏡頭微計算機存儲器108中，并且通過插值來計算與調(diào)焦透鏡位置Pf相對應(yīng)的靈敏度S。在鏡頭單元包括諸如變焦透鏡等的其它可動透鏡的情況下，在步驟S310中，鏡頭微計算機107計算不僅與調(diào)焦透鏡位置還與該可動透鏡的位置相對應(yīng)的靈敏度S。在步驟S311中，鏡頭微計算機107計算調(diào)焦透鏡的移動量L以校正由濾波器插入狀態(tài)的變化引起的散焦。濾波器插入狀態(tài)的變化伴隨著像面移動量從dbk’到“d’ ”的變化，因此可以通過L=SX (d’ -dbk’ )來計算用于校正該變化的調(diào)焦透鏡移動量。然后，在步驟S312中，鏡頭微計算機107計算移動目標(biāo)位置Pft來移動調(diào)焦透鏡104。目標(biāo)位置由Pft=Pf+L來表示，其中L是相對于當(dāng)前的調(diào)焦透鏡位置Pf來校正散焦的移動量。在步驟S313中，鏡頭微計算機107驅(qū)動調(diào)焦驅(qū)動單元105來將調(diào)焦透鏡移動到目標(biāo)位置Pft。在步驟S314中，鏡頭微計算機107判斷調(diào)焦透鏡是否已到達目標(biāo)位置Pft。在判斷為調(diào)焦透鏡尚未到達目標(biāo)位置Pft (步驟S314中的“否”)的情況下，處理返回步驟S313以繼續(xù)驅(qū)動。在調(diào)焦透鏡已達到目標(biāo)位置Pft(步驟S314中的“是”)的情況下，處理進入步驟S315。在步驟S315和S316中，為進行下一次處理，鏡頭微計算機107將所接收的數(shù)據(jù)N和“d”代入濾波器插入狀態(tài)N和像面移動量“d”的備用數(shù)據(jù)Nbk和dbk。這樣，散焦的校正處理完成。然后，返回到步驟S301以重復(fù)處理。如上所述，在未從照相機本體102發(fā)送濾波器插入狀態(tài)的數(shù)據(jù)N的情況下，可以省略步驟S304和S315。在一般的照相機中，操作者可以選擇自動對照相機調(diào)焦的自動調(diào)焦模式或者手動對照相機調(diào)焦的手動調(diào)焦模式來使用。在自動調(diào)焦模式的情況下，即使ND濾波器的插入或者移除引起了散焦，由于調(diào)焦操作是自動執(zhí)行的，因此也可以僅在照相機處于手動調(diào)焦模式的情況下執(zhí)行散焦的校正處理。然而，在自動調(diào)焦模式的調(diào)焦操作中，需要時間來判斷用于調(diào)焦的調(diào)焦透鏡位置，因此即使在自動調(diào)焦模式下也可以通過執(zhí)行散焦校正處理在更短 時間內(nèi)校正散焦。根據(jù)本發(fā)明的第一典型實施例，在可更換鏡頭型照相機中，照相機微計算機將關(guān)于包括在照相機本體中的諸如ND濾波器等的光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)以及在濾波器的插入期間光學(xué)系統(tǒng)的像面移動量的信息發(fā)送到鏡頭微計算機。鏡頭微計算機基于所接收的信息以及鏡頭單元中所存儲的關(guān)于調(diào)焦透鏡的靈敏度的信息，計算用于校正在光學(xué)濾波器的插入期間的像面移動量的校正量以驅(qū)動調(diào)焦透鏡。作為結(jié)果，即使在具有不同的光學(xué)特性的多種鏡頭単元中，也可以校正由ND濾波器的插入所引起的散焦以拍攝聚焦良好的圖像。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的第二典型實施例的可更換鏡頭型照相機(攝像設(shè)備)的結(jié)構(gòu)的框圖。在第二典型實施例中，在后調(diào)焦式鏡頭單元中，基于從照相機本體所接收的關(guān)于像面移動量的信息來校正電子凸輪軌跡數(shù)據(jù)以執(zhí)行鏡頭控制。在圖4中，組件101到108與圖I中示出的本發(fā)明的第一典型實施例中的組件相似，因此省略對其的說明。鏡頭單元的光學(xué)系統(tǒng)包括第一固定透鏡組401、用于變焦的變焦透鏡402、第二固定透鏡組403以及調(diào)焦透鏡104。變焦操作単元404通過移動諸如由操作者操作的變焦圈等的變焦透鏡402來執(zhí)行變焦。在該情況下，可以采用通過操作者的手動操作經(jīng)由凸輪機構(gòu)直接移動變焦透鏡的結(jié)構(gòu)、或者操作者對開關(guān)或者電子圈進行操作井根據(jù)其操作量由諸如電動機等的驅(qū)動單元來移動變焦透鏡的電動變焦結(jié)構(gòu)。變焦檢測單元405是用于檢測變焦透鏡位置的傳感器，并且所檢測的信號輸入到鏡頭微計算機107。在后調(diào)焦式鏡頭單元中，當(dāng)在各被攝體距離處焦距(變焦透鏡402的位置)改變時，如果對用于在攝像面上對被攝體圖像聚焦的調(diào)焦透鏡104的位置連續(xù)繪圖，則得到圖5中示出的結(jié)果。在后調(diào)焦式鏡頭單元中，存儲關(guān)于多個軌跡(電子凸輪軌跡)的信息或者與其相對應(yīng)的信息(表示軌跡本身的信息或者以透鏡位置為變量的函數(shù))，并且基于調(diào)焦透鏡104和變焦透鏡402的位置來選擇軌跡。通過在跟蹤所選擇的軌跡的情況下執(zhí)行變焦來保持在變焦期間的聚焦?fàn)顟B(tài)。具體地，鏡頭微計算機107根據(jù)在某ー時刻的變焦透鏡402的位置以及在此時刻所選擇的軌跡、使用所存儲的電子凸輪軌跡數(shù)據(jù)來計算調(diào)焦透鏡104的相應(yīng)位置，并且將調(diào)焦透鏡104移動到所計算出的位置。鏡頭微計算機107通過在變焦期間順次地執(zhí)行該處理來控制鏡頭跟蹤電子凸輪軌跡。然而，當(dāng)像面由于在光路上插入ND濾波器而移動時，除非將圖5中示出的電子凸輪軌跡的調(diào)焦透鏡位置移動與所要控制的像面的移動相等的量，否則無法在變焦期間保持聚焦?fàn)顟B(tài)。因此，以下說明在后調(diào)焦鏡頭中對插入或者移除ND濾波器所引起的散焦的校正處理。照相機本體102中的處理與第一典型實施例中的處理相似，因此省略對其的說明。以下參考圖6的流程圖說明在鏡頭微計算機107的處理。在圖6中，步驟S601與S602與圖3中示出的步驟S301和S302相似，因此省略對其的說明。在步驟S603中，鏡頭微計算機107讀取由變焦檢測單元405所檢測的變焦鏡頭位置Pz。
在步驟S604中，鏡頭微計算機107判斷操作者是否正在進行變焦操作。這可以基于變焦鏡頭位置Pz是否與上次所檢測的不同、或者在電動變焦結(jié)構(gòu)的情況下通過使用關(guān)于變焦驅(qū)動電動機是否正在驅(qū)動中的信息來判斷。在變焦未處于操作中(步驟S604中的“否”)的情況下，處理進入步驟S605。該處理與圖3中示出的第一典型實施例中的步驟S303到S316相似，并且鏡頭微計算機107驅(qū)動調(diào)焦透鏡以校正由ND濾波器的插入所引起的散焦。在結(jié)束后，處理返回步驟S601。另一方面，在變焦處于操作中(步驟S604中的“是”)的情況下，處理進入步驟S606，并且鏡頭微計算機107執(zhí)行與由ND濾波器的插入所引起的散焦相對應(yīng)的電子凸輪軌跡數(shù)據(jù)的校正處理。步驟S606到S609與圖3中示出的步驟S307到S310相似，因此省略對其的說明。在本典型實施例中，調(diào)焦透鏡104和變焦透鏡403都是可動的透鏡，因此在步驟S607和S609中，鏡頭微計算機107計算與調(diào)焦透鏡位置Pf和變焦透鏡位置Pz兩者相對應(yīng)的校正系數(shù)K和靈敏度S。在步驟S309中，計算像面移動量dbk’。然而，由于在下面的處理中不使用像面移動量dbk’，因此在步驟S608中省略對像面移動量dbk’的計算。然后，在步驟S610中，鏡頭微計算機107讀取存儲在鏡頭微計算機存儲器108中的電子凸輪軌跡數(shù)據(jù)。對于電子凸輪軌跡數(shù)據(jù)，存儲在未插入濾波器的基準(zhǔn)狀態(tài)中的軌跡。在步驟S611中，鏡頭微計算機107計算校正量Dcam以校正在濾波器插入期間電子凸輪軌跡的偏移。濾波器插入造成的在攝像面上的像面移動量等于在步驟S608中所計算的校正后的像面移動量“d’”。因而，通過執(zhí)行校正以將調(diào)焦透鏡位置相對于基準(zhǔn)狀態(tài)下的電子凸輪軌跡數(shù)據(jù)移動SXd’，可以獲得在濾波器插入的狀態(tài)下的電子凸輪軌跡數(shù)據(jù)。換言之，設(shè)置為Dcam=SXd’。隨后，在步驟S612中，鏡頭微計算機107將校正量Dcam與步驟S610中讀取的電子凸輪軌跡數(shù)據(jù)相加，以獲得校正后的電子凸輪軌跡數(shù)據(jù)。在步驟S613中，鏡頭微計算機107基于在步驟S612中所獲得的校正后的電子凸輪軌跡數(shù)據(jù)來控制變焦期間調(diào)焦透鏡的驅(qū)動。針對基于后調(diào)焦式鏡頭中的電子凸輪軌跡數(shù)據(jù)的調(diào)焦透鏡的驅(qū)動控制，已經(jīng)提出各種眾所周知的方法，因此省略詳細的說明。在步驟S614和S615中，如同在步驟S315和S316的情況中那樣，鏡頭微計算機107將所接收的數(shù)據(jù)N和“d”代入濾波器插入狀態(tài)N和像面移動量“d”的備用數(shù)據(jù)Nbk和dbk。在后調(diào)焦式鏡頭中由ND濾波器的插入所引起的散焦的校正處理完成。然后，返回步驟S601以重復(fù)處理。根據(jù)本典型實施例，即使在基于電子凸輪軌跡數(shù)據(jù)來相互關(guān)聯(lián)地控制變焦透鏡和調(diào)焦透鏡的后調(diào)焦式鏡頭單元中，鏡頭微計算機通過基于從照相機本體所接收的像面移動量的信息和存儲在鏡頭單元中的調(diào)焦透鏡的靈敏度的信息來校正電子凸輪軌跡數(shù)據(jù)而執(zhí)行鏡頭控制。作為結(jié)果，即使在包括在照相機本體中的諸如ND濾波器等的光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)改變的情況下，也可以在變焦期間保持聚焦?fàn)顟B(tài)，并且可以拍攝聚焦?fàn)顟B(tài)良好的運動圖像。本發(fā)明的方面也可以通過系統(tǒng)或者設(shè)備的計算機(或者諸如CPU或MPU等的裝置)讀出并且執(zhí)行存儲器裝置上記錄的程序以進行上述實施例的功能而實現(xiàn)，以及通過方法實現(xiàn)，該方法的步驟由系統(tǒng)或者設(shè)備的計算機通過例如讀出并且執(zhí)行存儲器裝置上記錄的程序以進行上述的實施例的功能而進行。為了該目的，將程序例如通過網(wǎng)絡(luò)或者從用作存儲器裝置(例如非瞬態(tài)計算機可讀介質(zhì))的各種存儲介質(zhì)提供給計算機。盡管已經(jīng)參考典型實施例說明了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所公開的典型實施例。所附權(quán)利要求書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 倉泛。
權(quán)利要求
1.一種攝像設(shè)備，在所述攝像設(shè)備上能夠安裝鏡頭單元，所述鏡頭單元具有包括調(diào)焦透鏡的攝像光學(xué)系統(tǒng)，并且能夠基于從所述攝像設(shè)備所接收的信息來控制所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的驅(qū)動，所述攝像設(shè)備包括 濾波器驅(qū)動單元，用于在所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光路上插入或者移除光學(xué)濾波器； 檢測單元，用于檢測所述光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)；以及 控制單元，用于基于由所述檢測單元檢測到的所述光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)的變化來計算被攝體圖像的圖像形成位置的移動量，并且將與所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量有關(guān)的信息以及表示所述光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)的信息發(fā)送到所述鏡頭單元。
2.一種鏡頭單元，其能夠安裝在攝像設(shè)備上，所述攝像設(shè)備能夠插入或者移除光學(xué)濾波器，所述鏡頭單元包括 攝像光學(xué)系統(tǒng)，包括調(diào)焦透鏡； 存儲單元，用于針對所述調(diào)焦透鏡的各個位置，預(yù)先存儲與在所述調(diào)焦透鏡的移動量與被攝體圖像的圖像形成位置的移動量之間的關(guān)系有關(guān)的第一信息；以及 控制單元，用于從所述攝像設(shè)備接收表示所述光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)的信息以及與所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量有關(guān)的信息，并且基于接收到的信息以及與所述調(diào)焦透鏡的位置相對應(yīng)的所述第一信息，確定所述調(diào)焦透鏡的移動量以控制所述調(diào)焦透鏡的驅(qū)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鏡頭單元，其特征在于，所述控制單元基于從所述攝像設(shè)備接收到的表示所述光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)的信息來判斷所述光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)的變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的鏡頭單元，其特征在于， 所述存儲單元針對所述調(diào)焦透鏡的各個位置，存儲用于將所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量轉(zhuǎn)換為所述調(diào)焦透鏡的移動量的第二信息，以及 所述控制單元基于接收到的與所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量有關(guān)的信息以及與所述調(diào)焦透鏡的位置相對應(yīng)的所述第一信息和所述第二信息，確定所述調(diào)焦透鏡的移動量以控制所述調(diào)焦透鏡的驅(qū)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的鏡頭單元，其特征在于， 所述存儲單元存儲從所述攝像設(shè)備接收到的與所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量有關(guān)的信息，以及 在基于從所述攝像設(shè)備新接收到的信息的所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量與基于存儲在所述存儲單元中的信息的所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量之間的差超過預(yù)定值的情況下，所述控制單元基于新接收到的與所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量有關(guān)的信息以及與所述調(diào)焦透鏡的位置相對應(yīng)的所述第一信息，確定所述調(diào)焦透鏡的移動量以控制所述調(diào)焦透鏡的驅(qū)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的鏡頭單元，其特征在于，所述第一信息包括關(guān)于所述調(diào)焦透鏡的移動量與所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量之間的比率的信息。
7.一種鏡頭單元，其能夠安裝在攝像設(shè)備上，所述攝像設(shè)備能夠插入或者移除光學(xué)濾波器，所述鏡頭單元包括 攝像光學(xué)系統(tǒng)，包括調(diào)焦透鏡和變焦透鏡；存儲單元，用于針對所述調(diào)焦透鏡的各個位置和所述變焦透鏡的各個位置，預(yù)先存儲與在所述調(diào)焦透鏡的移動量與被攝體圖像的圖像形成位置的移動量之間的關(guān)系有關(guān)的第一信息；以及 控制單元，用于從所述攝像設(shè)備接收表示所述光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)的信息以及與所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量有關(guān)的信息，并且基于接收到的信息以及與所述調(diào)焦透鏡的位置和所述變焦透鏡的位置相對應(yīng)的所述第一信息，確定所述調(diào)焦透鏡的移動量以控制所述調(diào)焦透鏡的驅(qū)動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鏡頭單元，其特征在于，所述控制單元基于從所述攝像設(shè)備接收到的表示所述光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)的信息，判斷所述光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)的變化。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的鏡頭單元，其特征在于， 所述存儲單元針對所述調(diào)焦透鏡的各個位置和所述變焦透鏡的各個位置，存儲用于將所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量轉(zhuǎn)換為所述調(diào)焦透鏡的移動量的第二信息，以及 所述控制單元基于接收到的與所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量有關(guān)的信息以及與所述調(diào)焦透鏡的位置和所述變焦透鏡的位置相對應(yīng)的所述第一信息和所述第二信息，確定所述調(diào)焦透鏡的移動量以控制所述調(diào)焦透鏡的驅(qū)動。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的鏡頭單元，其特征在于， 所述存儲單元存儲從所述攝像設(shè)備接收到的與所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量有關(guān)的信息，以及 在基于從所述攝像設(shè)備新接收到的信息的所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量與基于存儲在所述存儲單元中的信息的所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量之間的差超過預(yù)定值的情況下，所述控制單元基于新接收到的與所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量有關(guān)的信息以及與所述調(diào)焦透鏡的位置和所述變焦透鏡的位置相對應(yīng)的所述第一信息，確定所述調(diào)焦透鏡的移動量以控制所述調(diào)焦透鏡的驅(qū)動。
11.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的鏡頭單元，其特征在于，所述第一信息包括關(guān)于所述調(diào)焦透鏡的移動量與所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量之間的比率的信息。
12.一種用于控制攝像設(shè)備的方法，在所述攝像設(shè)備上能夠安裝鏡頭單元，所述鏡頭單元具有包括調(diào)焦透鏡的攝像光學(xué)系統(tǒng)，并且能夠基于從所述攝像設(shè)備所接收的信息來控制所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的驅(qū)動，所述方法包括 在所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光路上插入或者移除光學(xué)濾波器； 檢測所述光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)；以及 基于檢測到的插入狀態(tài)的變化來計算被攝體圖像的圖像形成位置的移動量，并且將與所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量有關(guān)的信息以及表示所述光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)的信息發(fā)送到所述鏡頭單元。
13.一種用于控制鏡頭單元的方法，所述鏡頭單元能夠安裝在攝像設(shè)備上，所述攝像設(shè)備能夠插入或者移除光學(xué)濾波器，并且所述鏡頭單元包括含有調(diào)焦透鏡的攝像光學(xué)系統(tǒng)以及用于針對所述調(diào)焦透鏡的各個位置、預(yù)先存儲與在所述調(diào)焦透鏡的移動量與被攝體圖像的圖像形成位置的移動量之間的關(guān)系有關(guān)的第一信息的存儲單元，所述方法包括 從所述攝像設(shè)備接收表示所述光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)的信息以及與所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量有關(guān)的信息；以及 基于接收到的信息以及與所述調(diào)焦透鏡的位置相對應(yīng)的所述第一信息，確定所述調(diào)焦透鏡的移動量，以控制所述調(diào)焦透鏡的驅(qū)動。
14.一種用于控制鏡頭單元的方法，所述鏡頭單元能夠安裝在攝像設(shè)備上，所述攝像設(shè)備能夠插入或者移除光學(xué)濾波器，并且所述鏡頭單元包括含有調(diào)焦透鏡和變焦透鏡的攝像光學(xué)系統(tǒng)以及用于針對所述調(diào)焦透鏡的各個位置和所述變焦透鏡的各個位置、預(yù)先存儲與在所述調(diào)焦透鏡的移動量與被攝體圖像的圖像形成位置的移動量之間的關(guān)系有關(guān)的第一信息的存儲單元，所述方法包括 從所述攝像設(shè)備接收表示所述光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)的信息以及與所述被攝體圖像的圖像形成位置的移動量有關(guān)的信息；以及 基于接收到的信息以及與所述調(diào)焦透鏡的位置和所述變焦透鏡的位置相對應(yīng)的所述第一信息，確定所述調(diào)焦透鏡的移動量，以控制所述調(diào)焦透鏡的驅(qū)動。
全文摘要
本發(fā)明涉及攝像設(shè)備及其控制方法、鏡頭單元及其控制方法。一種攝像設(shè)備，其上能夠安裝具有包括調(diào)焦透鏡的攝像光學(xué)系統(tǒng)并且能夠基于從攝像設(shè)備所接收的信息來控制對攝像光學(xué)系統(tǒng)的驅(qū)動的鏡頭單元，該攝像設(shè)備包括用于在攝像光學(xué)系統(tǒng)的光路上插入或者移除光學(xué)濾波器的濾波器驅(qū)動單元，用于檢測光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)的檢測單元，以及用于基于由檢測單元所檢測的光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)的變化來計算被攝體圖像的圖像形成位置的移動量、并且將關(guān)于被攝體圖像的圖像形成位置的移動量的信息以及表示光學(xué)濾波器的插入狀態(tài)的信息發(fā)送到鏡頭單元的控制單元。
文檔編號H04N5/232GK102819168SQ201210185850
公開日2012年12月12日 申請日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月6日
發(fā)明者森本庸介 申請人:佳能株式會社