CN101369044B

CN101369044B - 变焦透镜控制装置及其控制方法

Info

Publication number: CN101369044B
Application number: CN2008101272756A
Authority: CN
Inventors: 大川原裕人
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2002-08-07
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2022-08-07
Also published as: CN101369044A; CN1402076A; JP4669170B2; US6661585B2; US20030030920A1; JP2003057528A; CN1402076B

Abstract

本发明公开一种变焦透镜控制装置，其具有：实施可变倍数放大的第1透镜组、和在修正伴随上述第1透镜组的倍数变化发生的影像的变动并同时起到聚焦作用的第2透镜组，是根据上述的第2透镜组的焦点调节信号而驱动变焦透镜的控制装置，并且具有设定伴随上述第1透镜组的移动的上述第2透镜组的第1移动范围的第1设定电路、和设定伴随上述第1透镜组的移动的上述第2透镜组的与上述的移动范围不同的第2移动范围的第2设定电路。

Description

变焦透镜控制装置及其控制方法

技术领域

本发明是有关变焦透镜控制装置、变焦透镜控制方法、程序以及存储介质的发明，特别是有关于：伴随以可变倍数放大动作为目的的第1透镜组的移动，而使以校正焦面为目的第2透镜组移动的变焦透镜控制装置、适用于该变焦透镜控制装置的变焦透镜控制方法、在电脑上实行该变焦透镜控制方法所需的程序、以及存储该程序的存储介质。

背景技术

装载内部聚焦式透镜系统(inner focus type lens system)的摄像机等摄像装置业已存在。

图3简单地表示出内部聚焦式透镜系统的构成。

在图3中，101是前透镜的固定透镜组，102是进行可变倍数放大的透镜组的变焦透镜(可变倍数放大透镜)，103是光圈，104是固定透镜组，105是具备焦点调节功能(聚焦功能)的透镜组的聚焦透镜，106是由CCD构成的摄像元件。上述的聚焦透镜105兼有修正由变焦透镜102的可变倍数放大引起的焦面的移动的所谓补偿功能。

众所周知，具备图3表示的构成的透镜系统中，因为聚焦透镜105同时具备补偿和焦点调节功能，所以即使焦距相等，用在对焦于摄像元件106平面上的聚焦透镜105的位置也会因被摄体的距离而有差异。在各个被摄体距离上使焦距变化时，如果将对焦于摄像元件106的平面上的聚焦透镜105的位置连续标绘，则表现出图4所示的特性。在图4中，按照各个被摄体距离(例如80cm、3m、∞)，利用轨迹(曲线)将相对焦距的聚焦透镜位置表示出来。在可变倍数放大中，如果对应被摄体距离来选择图4所示的轨迹，在驱动变焦透镜102移动、焦距变化时，沿着该轨迹使聚焦透镜105移动，对焦就可以避免虚像出现。

而且，在前透镜式的透镜系统中，相对可变倍数放大透镜，补偿(修正)透镜被独立设置，而可变倍数放大透镜与补偿透镜通过凸轮环被机械地结合在一起。因此，比如，在该凸轮环上设置一个手动变焦用的把手，在要通过手动改变焦距的情况下，无论多么快速地移动把手，凸轮环都会跟随着旋转，因为可变倍数放大透镜和补偿透镜沿着凸轮环的凸轮槽移动，所以只要聚焦透镜调准焦距，上述的一系列动作就不会发生虚像。

另一方面，在具有上述的特征的内部聚焦式透镜系统的控制中，一般来讲，将由图4所示的多条的轨迹组成的特性信息通过某种形式存储在控制用的微机(微型计算机)中，根据被摄体距离选择轨迹，变焦时一边在选择的轨迹上搜索，一边修正由于可变倍数放大造成的焦面的移动。这里，从透镜控制用微型计算机中读取相对变焦透镜102位置(焦距)的聚焦透镜105的位置而对聚焦透镜105的位置进行控制，因此，驱动聚焦透镜105的致动性能变成为了问题。就是说，通过图4也可以看清，在相同的被摄体距离条件下，变焦透镜102以相同的速度或者相近的速度移动的情况下，聚焦透镜105的移动速度和移动方向在不断变化。换句话说，聚焦透镜105的致动必须要以1Hz～数百Hz程度的高精度的速度来应对。

具备这样的性能的驱动装置有步进电机，在内部聚焦式透镜系统的聚焦透镜105中使用这种步进电机逐渐成为一般的做法。步进电机与透镜控制用微型计算机等输出的步进脉冲完全同步旋转的同时，因为每个脉冲的步进角度是一定的，所以得以达到高速的回应性、停止精度和位置精度。而且，步进电机相对于步进脉冲数的旋转角度为一定，因此可以将步进脉冲直接当作增量编码使用，具有不必在透镜系统追加特别的位置编码的优点。

使用步进电机保持对焦并进行可变倍数放大的情况下，如上所述，将图4所示的轨迹信息作为轨迹数据表存储在透镜控制用微型计算机等装置中，根据可变倍数放大透镜的位置或者移动速度读取轨迹信息，并有必要根据该信息使聚焦透镜移动。另外，也可以使用将被摄体距离和变焦透镜102的焦距作为变量表示聚焦透镜105的位置的函数。

接着，对使用上述的轨迹数据表时各个轨迹间的插值计算以及聚焦透镜的标准移动速度的计算方法进行说明。

图5表示了适用于一边使用步进电机保持对焦一边进行可变倍数放大的以往的轨迹追踪方法中使用的轨迹特性的一个例子。该轨迹特性被存储在透镜控制用微型计算机中。

图5中Z₀、Z₁、Z₂、…Z₆表示可变倍数放大透镜(变焦透镜)的位置，a₀、a₁、a₂、…a₆以及b₀、b₁、b₂、…b₆是表示不同被摄体距离对应的聚焦位置的代表轨迹。另外p₀、p₁、p₂、…p₆是根据上述的2个轨迹计算出的两者中间的轨迹，根据下面的计算公式(1)计算得出。

p_(n+1)＝|p_(n)-a_(n)|/|b_(n)-a_(n)|×|b_(n+1)-a_(n+1)|+a_(n+1) …(1)

例如，根据上述的计算公式(1)求点p1，则求出点p0内分线段(b0-a0)的比例，根据该比例内分线段(b1-a1)的点即为p1。因此，聚焦透镜105处于p0点时，可以从该点p1和点p0的位置差(p1-p0)、和变焦透镜102从位置Z₀移动到Z₁的所需时间计算出保持对焦的聚焦透镜105的标准移动速度。

接着，对在变焦透镜102的停止位置不在被存储的代表轨迹数据上的位置(变焦界限位置)的情况下聚焦透镜105的位置的计算进行说明。

图6是为说明可变倍数放大透镜位置方向的内插法的轨迹特性图。该图是抽出了图5的一部分，任意设定可变倍数放大透镜位置数据后得出的。

在图6中，纵轴、横轴分别表示聚焦透镜105的位置和变焦透镜102的位置，以变焦透镜位置Z₀、Z₁、…Z_k-1、Z_k…Z_n、分别对应当时被摄体距离的聚焦透镜位置a₀、a₁、…a_k-1、a_k…a_n、b₀、b₁、…b_k-1、b_k…b_n来表示透镜控制微型计算机中存储的代表轨迹位置(相对离散的变焦透镜102的位置的聚焦透镜105的离散位置)。现在，变焦透镜的位置不在轨迹数据上的离散位置(变焦界限位置)而在中间的位置Z_x上，此时的分别对应被摄体距离的轨迹数据上的聚焦透镜位置若为a_x、b_x，则可以根据下述的公式(2)、(3)计算出该聚焦透镜的位置a_x、b_x。

a_x＝a_k-(Z_k-Z_x)×(a_k-a_k-1)/(Z_k-Z_k-1) …(2)

b_x＝b_k-(Z_k-Z_x)×(b_k-b_k-1)/(Z_k-Z_k-1) …(3)

即，根据现在的可变倍数放大透镜的位置Z_x和其两侧的2个变焦界限位置(Z_k-1、Z_k)得出的内分比，对被存储的4个代表轨迹数据(a_k、a_k-1、b_k、b_k-1)中的相同被摄体距离的数据按照上述的内分比进行内分，可以求出a_x、b_x。

接着，在考虑聚焦透镜位置(轨迹)a₀、a₁、…a_k-1、a_x、a_k…a_n和聚焦透镜位置(轨迹)b₀、b₁、…b_k-1、b_x、b_k…b_n之间的聚焦透镜位置(轨迹)p₀、p₁、…p_k-1、p_x、p_k…p_n时，根据a_x、p_x、b_x得出的内分比，将被存储的4个代表轨迹数据(a_k、a_k-1、b_k、b_k-1)中具有同一焦距的数据按照公式(1)根据上述的内分比内分，求出p_k、p_k-1。之后，通过在由广角侧向摄远侧变焦时追踪目标的聚焦位置p_k和现在的聚焦位置p_x之间的位置差、和变焦透镜102从Z_x移动到Z_k的所需时间计算出保持对焦的聚焦透镜105的移动速度。另外，通过由摄远侧向广角侧变焦时追踪目标的聚焦位置p_k-1和现在的聚焦位置p_x之间的位置差、和变焦透镜102从Z_x移动到Z_k-1的所需时间计算出保持对焦的聚焦透镜105的标准移动速度。上述的轨迹追踪方法业已被设计出来。

在变焦透镜102由摄远侧向广角侧移动的情况下，通过图4可以看出，分散的各个轨迹朝向收缩的方向，使用上述的轨迹追踪方法可以维持对焦。但是在由广角侧向摄远侧的方向上，无法判断位于收缩点上的聚焦透镜102应当沿哪一条轨迹，使用同样的轨迹追踪方法就无法维持对焦。

图7A和图7B，是说明为了解决上述问题而设计的以往的轨迹追踪方法例子的特性图。图7A和图7B的横轴都表示变焦透镜的位置，纵轴(图7A)表示AF评价信号电平，(图7B)表示聚焦透镜的位置。AF评价信号是表示对焦程度的清晰度信号，由图像信号的高频成分构成。

图7A和图7B中，假设相对某个被摄体进行变焦时的对焦凸轮轨迹为604。此处，以变焦位置606(Z14)为基准，在广角(W)侧对于对焦凸轮轨迹进行追踪的标准移动速度为正(聚焦透镜向最近方向移动)，在摄远(T)侧对于对焦凸轮轨迹进行追踪的标准移动速度为负(聚焦透镜向无限远方向移动)。在一边严格地维持对焦，聚焦透镜105一边在凸轮轨迹604上追寻时，上述的AF评价信号的大小维持在最大值601。一般来讲，维持对焦的变焦中，AF评价信号电平大致为一个定值。

图7B中，在变焦时，将追寻对焦凸轮轨迹604的聚焦透镜标准移动速度作为Vf0，实际的聚焦透镜105的移动速度为Vf时，如使聚焦透镜移动速度Vf对于聚焦透镜标准移动速度Vf0进行加减变焦，其轨迹就会像轨迹605一样变得曲折。此时，图7A所示的AF评价信号的电平像曲线603一样呈重复的峰和谷状。此处，AF评价信号的电平曲线603在轨迹604与轨迹605相交叉的位置时(Z0、Z2、Z4、…Z16)为最大值601，在轨迹605的移动方向矢量在切换位置(Z1、Z3、…Z15)时为最小值602。

而且，将与最小值602同电平的TH1设定于切换点，每当AF评价信号的电平等于TH1时，如切换轨迹605的移动方向矢量，切换后的聚焦透镜105的移动方向就可以设定在与对焦轨迹604相接近的方向上。即，对于只每当AF评价信号电平的最大值601与最小值602(TH1)之间的差值使图像呈现虚像，为减少虚像，通过控制聚焦透镜105的移动方向和速度可进行减少虚像量的变焦。

使用上述的方法，在图4所示的凸轮轨迹由收缩到发散、由广角侧到摄远侧进行变焦时，即使维持对焦的标准移动速度Vf0对于所瞄准的被摄体距离不是最合适的，通过对于该标准移动速度(使用根据计算公式(1)求出的P_(N+1)计算得出)，一边控制聚焦透镜移动速度Vf，一边根据AF评价信号电平的变化如轨迹605一样反复进行切换动作，使AF评价信号电平可以选择不低于最小值602(TH1)，即选择不会发生一定量以上的虚像的轨迹。此外，通过虚像量的大小适当地设定电平TH1，这样得以进行肉眼辨别不出的焦点虚像的变焦。

此处，在正方向补偿速度为Vf+，负方向修正速度为Vf-时，聚焦透镜105的移动速度Vf可以根据下述公式(4)、(5)决定。

Vf＝Vf0+Vf+ …(4)

Vf＝Vf0+Vf- …(5)

这些修正速度Vf+和Vf-中，根据上述的公式(4)、(5)得出的移动速度Vf的2个方向的矢量的内角，由聚焦透镜标准移动速度Vf0的方向矢量2等分而决定，由此，根据上述的变焦方法选择追踪轨迹时的偏向一侧的情况得以避免。此外，对应被摄体、焦距和被摄景深，使表现为修正速度的修正量大小变化，以此使AF评价信号的增减周期变化，提高追踪轨迹的选择精度的方法业已存在。

在上述说明的可变倍数放大的控制中，由于是使用摄像元件106的图像信号进行对焦检测，因此在主透镜系统装载在摄像机上时，可变倍数放大动作的控制处理一般与垂直同步信号同步进行。

图8是表示在透镜控制用微型计算机内进行的以往的透镜驱动处理的顺序的流程图。下面，按照步骤进行说明。

在步骤S701，进行微型计算机中的RAM和各种端口的初始化处理。

步骤S702，是与控制相机主体的操作系统的系统控制微型计算机(下面称为[系统微机])进行相互通信的例行程序，系统微机接受来自摄影者操作的变焦SW单元的输入的信息，此外，变焦动作正在实行以及变焦透镜位置等可变倍数放大动作的信息也进入系统微机，将这些信息显示在显示器上通知摄影者。

步骤S703是AF处理例行程序，对应AF评价信号的变化进行自动焦点调节。

步骤S704是变焦处理例行程序。是在进行可变倍数放大动作时，进行维持对焦的补偿动作处理的例行程序。用上述的方法，计算出追踪图5所示的凸轮轨迹的聚焦透镜102的标准驱动方向和标准驱动速度。

步骤S705是选择驱动方向、速度的例行程序。对应AF和可变倍数放大动作时等，在步骤S703和S704的处理例行程序中计算出的变焦透镜102和聚焦透镜105的驱动方向和驱动速度中，选择使用其中的任意一项，设定不驱动透镜由摄远端到摄远侧，由广角端到广角侧，由最近端到最近侧，由无限远端到无限远侧。这些摄远端、广角端、最近端和无限远端在软件中被设定使各个透镜不会接触到透镜结构上的动作端部。

图9是表示设置在聚焦透镜软件中的各端的一个例子的特性图。

例如，如最近摄影距离在广角端(W)为1cm，在全焦距上确保为1m，作为透镜控制用微型计算机存储的代表轨迹，准备好被摄体距离5mm的轨迹801和被摄体距离90cm的轨迹802。之后，焦距在位置804到位置805之间的焦距范围内，将5mm轨迹801作为最近端，在位置805到位置806之间的焦距范围内，将与90cm轨迹802上的最近位置相等的固定值807作为最近端，在位置806到摄远侧的焦距范围内，将90cm轨迹802设定为最近端。

另一方面，对于无限远端，求出从无限远的轨迹803在无限远方向上相距一定距离的轨迹808，作为无限远端。

为了可以在由无限远到最近的摄影距离中保持清晰对焦，有必要将聚焦透镜的最近端和无限远端设定得比上述的最近端和无限远端的范围更宽。其理由在于，例如对处于无限远的主被摄体进行对焦时，有必要确认将聚焦透镜驱动至超无限远位置，AF信号电平比在无限远位置时有所减少。同样，在最近侧，例如将聚焦透镜105移动超过处于被摄体距离为1m的主被摄体位置至90cm的被摄体距离，开始确认AF评价信号电平的减少，则可以清晰对焦于被摄体距离1m。此外，即使对应光圈的状态被摄景深和焦深变深时，为了易于调节焦点，也可以将聚焦透镜从最近端到最远端的焦距范围设定得比可以对焦的摄影距离更宽。而且，考虑到由于环境温度等因素造成的透镜筒的伸缩而出现虚像，因此要将最近端到无限远端的焦距范围设定得宽一些。

回到图8，在步骤S706中，对应步骤S705中决定的变焦透镜和聚焦透镜用的驱动方向、驱动速度信息，向电机驱动器输出控制信号，控制各透镜的驱动/停止。

步骤S706的处理结束后，回到步骤S702。而且，在主变焦透镜被装载在摄像机上的情况下，图8所示的一系列的处理与摄像机的垂直同步期间同步进行。即，在步骤S702的处理中，要等待输入垂直同步信号后再进行处理。

但是，在上述的以往的内部聚焦式的透镜系统中，在适用参照图7说明的轨迹追踪方法的情况下，参照AF评价信号进行变焦动作时，由于被摄体移动、相机工作、手振动引起AF评价信号变动，而无法很好地进行修正速度方向的切换。在这种情况下，轨迹追踪有可能在比对焦轨迹更远的方向进行。

特别是在对无限远位置的被摄体进行拉近对焦时，修正速度加算到无限远位置方向上，会超越过无限远位置到达超无限远位置，因为无限远端如上所述被设定得较深，在直至再次返回最近方向这个期间中虚像量会很大，因而存在通过取景器或监视器提供给摄影者的图像的质量低下的问题。

此外，聚焦透镜位置处于只距无限远对焦位置规定量的最近方向的位置上的情况下(前聚焦状态)，只有画面中的无限远位置的被摄体是虚像，其他的位置上的被摄体不会发生这样的虚像，而在聚焦透镜位置处于只距无限远端规定量的超无限远侧的超无限远区域的情况下，画面中的所有被摄体都成为虚像，而且，进入该超无限远区域后AF评价信号电平急速下降而无法正确进行对焦方向的判断，而聚焦透镜位置再回到无限远被摄体位置要花费时间，因此，存在着造成摄影者感到虚像严重的印象的问题。

发明内容

本发明就是相对上述这样的问题而提出的，并以防止可变倍数放大动作时的虚像发生，提供可以进行顺利的摄影的变焦透镜控制装置、变焦透镜控制方法、程序、以及存储介质为目的。

本发明的一种变焦透镜控制装置，具有实施可变倍数放大的第1透镜组、和具有修正伴随上述第1透镜组的可变倍数放大动作的图像面变动的作用并起到聚焦作用的第2透镜组，该变焦透镜控制装置包括：在被设定为AF模式并且处于由第1透镜组从广角侧向摄远侧的变焦中的情况下，在第2透镜组处于第2无限远端以下的状态下，将聚焦移动速度设定为(凸轮追踪基准速度+最近方向修正速度)，使第2透镜组能够从第2无限远端脱出，同时，对应聚焦移动速度的符号，再次设定第2透镜组的驱动方向的单元，所述第2无限远端与第1无限远端的位置关系在满足最近方向为大的值的前提下设定为所述第2无限远端＞所述第1无限远端，所述第1无限远端是从无限远轨迹在无限远方向上相距一定距离的轨迹，所述第1无限远端被设定使各透镜组不会接触到透镜结构上的动作端部。

本发明的一种变焦透镜控制装置的控制方法，该变焦透镜控制装置具有实施可变倍数放大的第1透镜组、和具有修正伴随上述第1透镜组的可变倍数放大动作的图像面变动的作用并起到聚焦作用的第2透镜组，该控制方法包括：在被设定为AF模式并且处于由第1透镜组从广角侧向摄远侧的变焦中的情况下，在第2透镜组处于第2无限远端以下的状态下，将聚焦移动速度设定为(凸轮追踪基准速度+最近方向修正速度)，使第2透镜组能够从第2无限远端脱出，同时，对应聚焦移动速度的符号，再次设定第2透镜组的驱动方向的步骤，所述第2无限远端与第1无限远端的位置关系在满足最近方向为大的值的前提下设定为所述第2无限远端＞所述第1无限远端，所述第1无限远端是从无限远轨迹在无限远方向上相距一定距离的轨迹，所述第1无限远端被设定使各透镜组不会接触到透镜结构上的动作端部。

附图的简单说明

图1表示本发明的摄像装置的一实施方案构成的框图。

图2表示本发明实施方案中透镜控制微型计算机执行透镜驱动处理顺序的一部分的流程图。

图3为内部聚焦式透镜系统构成的简略示图。

图4表示相对各个被摄体距离(变焦透镜位置)的聚焦透镜位置的轨迹(曲线)图。

图5是在使用步进电机保持对焦并进行可变倍数放大的情况下，表示适用以往的轨迹追踪方法中被使用的轨迹特性的例子的示图。

图6是为说明可变倍数放大透镜位置方向的内插法的轨迹特性图。

图7A、图7B是说明以往的轨迹追踪方法的一例的特性图。

图8表示透镜控制用微型计算机中进行的以往的透镜驱动处理顺序的流程图。

图9表示聚焦透镜的软件设置的各个端点的特性图。

具体实施方式

图1是表示本发明的摄像装置一实施方案的构成的框图。此实施方案的摄影装置为具有内部聚焦式透镜系统的摄像机。

图1中的内部聚焦式透镜系统具有与图3所示的内部聚焦式透镜系统同样的构成，因此在图1中，对与图3所示构成的相同部分附上相同的参照符号并省略说明。

透过透镜系统图像光束在摄像元件106面上结合成像，通过光电变换变换成为图像信号。该图像信号通过放大器107放大至最佳电平后，输入摄像机信号处理电路108，被变换成为标准电视信号。

另一方面，在放大器107被放大的图像信号被送到光圈控制电路121和AF信号处理电路109。在光圈控制电路121，对应图像信号的输入电平，驱动光圈驱动器123和IG测量仪122，控制光圈103，进行光量的调节。AF信号处理电路109从AF帧生成电路110选通信号，只选取摄像画面规定区域帧的AF帧内的图像信号的高频成分，进行信号处理。AF帧生成电路110，根据定时发生器111传送来的垂直同步、电平同步信号，产生用于选取上述AF帧内的摄像画面的选通信号。

112为透镜控制用的微型计算机(透镜控制微型计算机)，具备对应AF评价信号的强度进行焦点调节的AF程序113、追踪凸轮轨迹维持对焦状态的变焦控制程序114、追踪凸轮轨迹时参照的透镜凸轮数据115、AF和变焦时沿着光轴分别独立驱动聚焦透镜105与变焦透镜102的电机控制程序116。并为透镜的驱动控制以及变更测距区域而进行AF帧的控制。

此外，透镜控制微型计算机112还与系统控制微型计算机(系统控制微型计算机)124间进行通信联系，从变焦SW单元125和AF/MF切换SW单元126输出的信号被从系统控制微型计算机124传送到透镜控制微型计算机112，变焦时的变焦方向和焦距等倍数调整动作信息等，被从透镜控制微型计算机112传送到系统控制微型计算机124。变焦SW单元125是由摄影者操作的单元化的变焦控制开关，将对应操作部件旋转角度的电压进行A/D转换并向系统控制微型计算机124输出。对应该输出信号可变速变焦得以实现。AF/MF切换SW单元126是为摄影者选择自动调焦模式(AF)和手动调焦模式(MF)中任一而设的操作开关，该开关的输出信号被进行A/D转换并向系统控制微型计算机124输出。

118、120是电机驱动器，各自根据透镜控制微型计算机112输出的变焦透镜102和聚焦透镜105的驱动命令，将驱动动力向驱动变焦透镜102用的变焦电机117和驱动聚焦透镜105用的聚焦电机119分别输出。变焦电机117和聚焦电机119各自与变焦透镜102和聚焦透镜105相连接，并对其进行驱动。

变焦电机117和聚焦电机119由步进电机构成。下面对该变焦电机117和聚焦电机119的驱动方法进行说明。

透镜控制微型计算机112根据程序处理决定变焦电机117和聚焦电机119的驱动速度，作为各个步进电机的旋转频率信号，向驱动变焦电机117用的电机驱动器118和驱动聚焦电机119用的电机驱动器120输出。此外，还将驱动/停止变焦电机117和聚焦电机119的驱动/停止信号、以及指示各个电机旋转方向的旋转方向信号向电机驱动器118、120输出。该驱动/停止信号和旋转方向信号，对于变焦电机117主要是对应对焦SW单元125的状态而生成，对于聚焦电机119主要是对应AF时和变焦时由透镜控制微型计算机112内的处理所决定的驱动命令而生成。

电机驱动器118、120，各自对应旋转方向信号将4相的电机励磁相的相位设定为顺转或者逆转的相位，而且，对应接收到的旋转频率信号使4个电机励磁相的外加电压(或电流)发生变化并输出，这样来控制电机的旋转方向和旋转频率。此外，电机驱动器118、120，各自对应驱动/停止信号向电机执行/停止输出外加电压(或电流)。

图2是表示透镜控制微型计算机112内实施透镜驱动处理的顺序的一部分的流程图。在本发明的实施方案中的透镜控制微型计算机112，基本上进行与图8所示的透镜驱动处理同样的处理。但是，本发明的实施方案中的透镜控制微型计算机112，在图8所示的透镜驱动处理的步骤S705中，实行不同内容的处理。图2是表示本发明实施方案中透镜控制微型计算机112实施的相当于图8的步骤S705实施的处理的说明图。而且，图2中，省略了速度设定、方向设定、和变焦端的处理部分，只对本发明的特征的聚焦端的处理进行说明。

在图2的步骤S901中，对应变焦透镜102设定最近端nend。该最近端nend与参照图9说明的设定方法一样，按照每个焦距范围，被设定在规定的被摄体距离的凸轮轨迹(例如，焦距范围804～805的轨迹801，焦距范围806～T的轨迹802)以及聚焦透镜固定位置(例如，焦距805～806的最近端807)。

在步骤S902，判断从系统控制微型计算机124传来的AF/MF切换SW单元126中的设定模式是否是AF模式。在步骤S903，判断变焦SW单元125输出的信号是否是表示从变焦透镜102的广角侧(W，短焦距)向摄远侧(T，长焦距)移动。这些判断的结果，如果设定的是AF模式而且从广角侧向摄远侧变焦中时，即进入步骤S910，此外的情况，进入步骤S904。

在步骤S904，对应变焦透镜102设定第1无限远端fend1。该无限远端fend1与参照图9说明的无限远端808一样地设定，对应焦距设定在由无限远的凸轮轨迹(以图9所示的例子则是无限远轨迹803)起超过无限远轨迹移动一定量的位置。

接着，判断聚焦透镜105的现在的位置是否在无限远端fend1以下(无限远方向，图9中下部区域)(S905)，如果在无限远端fend1以下，则判断聚焦透镜105的驱动方向是否被设定在无限远方向(S906)。如果设定为无限远方向，则进入步骤S907，进行使聚焦停止的聚焦透镜105的移动停止命令的设定。之后，进入图8的步骤S706，实行聚焦透镜105的移动停止。在步骤S906，如果判断聚焦透镜105的驱动方向设定为最近方向，则直接进入图8的步骤S706。

另一方面，在步骤S905，如果判断聚焦透镜105处于比无限远端fend1更靠近最近端的位置上，则进入步骤S908，判断聚焦透镜105的现在位置是否处于最近端nend以上(最近方向上)，如果在最近端nend以上，则要判断聚焦透镜105的驱动方向是否被设定在最近方向上(S909)。如果被设定在最近方向上，进入步骤S907，进行使聚焦透镜105停止聚焦的聚焦透镜105停止移动命令的设定。接着，进入图8的步骤S706，实行聚焦透镜105停止移动的命令。在步骤S909，如果判断聚焦透镜105的驱动方向被设定为无限远，则直接进入图8的步骤S706。

而在被设定为AF模式并且处于由广角侧到摄远侧的变焦中的情况下，进入步骤S910，进行第2无限远端fend2的设定。第2无限远端fend2被设定在对应焦距由无限远的凸轮轨迹向无限远方向移动了一定量α(＝焦深*β)的位置上。焦深根据对应光圈开口直径的光学透镜群的F值、和对应摄像元件106像素大小的允许错乱圆直径δ、和聚焦透镜105的位置敏感度，按照(错乱圆直径δ*F值/位置敏感度)而决定的。就是说，第2无限远端fend2的位置比第1无限远端fend1的808更接近无限远轨迹803。

而且，β为包含小数点的增益数据，实际上通过n/m(n，m皆为整数)决定。通过使该β为可变，可以对第2无限远端fend2进行调整使其对应变焦时的轨迹特性。

这样，通过将第2无限远端fend2和第1无限远端fend1的位置关系设定为fend2＞fend1(最近方向为大的值)，在处于AF模式时由广角侧向摄远侧变焦中，使摄影画面全体成为虚像的聚焦透镜105的位置状态，即，聚焦透镜105处于超无限远区域的状态的发生频率得到减轻。这样，不仅可以防止变焦中的焦点虚像的发生，而且对于由于变焦操作中摄像机工作和被摄体的变化而使AF评价信号值变动，引起错误动作之类的摄影情况，也可以维持稳定的变焦性能。

在步骤S911，判断聚焦透镜105的现在位置是否在第2无限远端fend2以下(无限远方向)，如果在第2无限远端fend2以下，进入步骤S912，按照上述的公式(4)将聚焦移动速度Vf设定为(凸轮追踪基准速度Vf0+最近方向修正速度Vf+)，使聚焦透镜105可以从第2无限远端fend2脱出。同时，对应聚焦移动速度Vf的符号，再次设定聚焦透镜105的驱动方向。

而在步骤S911，如果判断聚焦透镜105位于比第2无限远端fend2更靠近最近侧的位置，则进入步骤S908。

以上说明的本发明的实施方案中，在第1无限远端fend1以外，在比第1无限远端fend1更靠近最近侧的位置设定一个第2无限远端fend2，在参照AF评价信号进行变焦动作中，通过该第2无限远端fend2限制聚焦透镜105的可动范围，这样，即使发生由于被摄体移动或摄像机工作以及手的振动等造成的使AF评价信号变动之类的摄影情景，也可以防止聚焦透镜105从对焦轨迹中脱出，避免了给摄影者带来画面内的全体被摄体变成虚像这类的焦点严重模糊的印象。

而且，不用说，本发明将存储有实现上述实施方案的功能的程序编码的存储媒质提供给系统或者装置，该系统或者装置的电脑(或者CPU或MPU)读取保存在存储媒质中的程序编码并执行程序，从而实施本发明。

在这种情况下，从存储媒质被读出的程序编码本身将实现上述实施方案的功能，存储了该程序编码的存储媒质也是构成本发明的一部分。

作为供给程序编码的存储媒质，例如，可以使用软盘(注册商标)、硬盘、光盘、光磁盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非挥发性的存储卡和ROM等。

此外，通过执行电脑读取的程序编码，不仅仅可以实现上述实施方案的功能，根据该程序编码的指示，在电脑上工作中的OS等进行一部分或者全部的实际处理，通过该处理实现上述的实施方案的功能，这种情况当然也包括在本发明中。

而且，从存储介质读取的程序编码在被写入具备插入电脑的功能扩展板或与电脑连接的功能扩展部件的存储器后，根据该程序编码的指示，具备该功能扩展板和功能扩展部件的CPU等实施一部分或者全部处理，根据该处理而实现上述实施方案的功能的情况当然也包括在本发明中。

如上所述，根据本发明，伴随着进行倍数调整动作的第1透镜组的移动，在驱使第2透镜组移动修正焦面的变焦透镜控制装置中，对于伴随上述第1透镜组的移动的上述第2透镜组的移动，至少要设定第1可动范围及与第1可动范围不同的第2可动范围。

这样，即使出现因为被摄体移动或摄像机工作、手的抖动等使对焦信号(AF评价信号)变化之类的摄影情况，也可以减轻画面内所有被摄体变成虚像这样的第2透镜组(聚焦透镜)位于超无限远区域的频率，在第2透镜组(聚焦透镜)变得不会轻易脱出对焦轨迹的同时，因处于超无限远区域中AF评价值电平低下，可以防止调整对焦的第2透镜组(聚焦透镜)迷失移动方向，实现总是稳定的可变倍数放大性能，提供更优良的摄像装置。

Claims

1.一种变焦透镜控制装置，具有实施可变倍数放大的第1透镜组、和具有修正伴随上述第1透镜组的可变倍数放大动作的图像面变动的作用并起到聚焦作用的第2透镜组，该变焦透镜控制装置包括：

在被设定为AF模式并且处于由第1透镜组从广角侧向摄远侧的变焦中的情况下，在第2透镜组处于第2无限远端以下的状态下，将聚焦移动速度设定为(凸轮追踪基准速度+最近方向修正速度)，使第2透镜组能够从第2无限远端脱出，同时，对应聚焦移动速度的符号，再次设定第2透镜组的驱动方向的单元，

所述第2无限远端与第1无限远端的位置关系在满足最近方向为大的值的前提下设定为所述第2无限远端＞所述第1无限远端，所述第1无限远端是从无限远轨迹在无限远方向上相距一定距离的轨迹，所述第1无限远端被设定使各透镜组不会接触到透镜结构上的动作端部。

2.如权利要求1所述的变焦透镜控制装置，其中以变焦位置为基准，设在广角侧对于对焦凸轮轨迹进行追踪的标准移动速度为正，聚焦透镜向最近方向移动，在摄远侧对于对焦凸轮轨迹进行追踪的标准移动速度为负，聚焦透镜向无限远方向移动，在变焦时，对于聚焦移动速度在标准移动速度的基础上进行修正。

3.一种变焦透镜控制装置的控制方法，该变焦透镜控制装置具有实施可变倍数放大的第1透镜组、和具有修正伴随上述第1透镜组的可变倍数放大动作的图像面变动的作用并起到聚焦作用的第2透镜组，该控制方法包括：

在被设定为AF模式并且处于由第1透镜组从广角侧向摄远侧的变焦中的情况下，在第2透镜组处于第2无限远端以下的状态下，将聚焦移动速度设定为(凸轮追踪基准速度+最近方向修正速度)，使第2透镜组能够从第2无限远端脱出，同时，对应聚焦移动速度的符号，再次设定第2透镜组的驱动方向的步骤，

4.如权利要求3所述的控制方法，其中以变焦位置为基准，设在广角侧对于对焦凸轮轨迹进行追踪的标准移动速度为正，聚焦透镜向最近方向移动，在摄远侧对于对焦凸轮轨迹进行追踪的标准移动速度为负，聚焦透镜向无限远方向移动，在变焦时，对于聚焦移动速度在标准移动速度的基础上进行修正。