CN101470247B - 透镜控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种透镜控制设备，所述透镜控制设备包括：温度检测单元，用于检测变焦透镜和调焦透镜附近的温度；变焦透镜驱动单元，用于驱动所述变焦透镜；以及控制器，用于：如果判断为由所述温度检测单元检测到的所述变焦透镜和所述调焦透镜附近的当前温度高于基准温度，则获取在所述当前温度下要设置的所述变焦透镜的远摄端位置，将所述远摄端位置与所述变焦透镜的当前位置进行比较，并且如果所述变焦透镜的当前位置在远摄侧超出所述远摄端位置，则使所述变焦透镜驱动单元将所述变焦透镜移动到所述远摄端位置。

Description

透镜控制设备

技术领域

本发明涉及用于控制变焦透镜和调焦透镜的位置的透镜控制设备、透镜镜筒、具有该透镜镜筒和该透镜控制设备的摄像设备、以及光学设备。

背景技术

传统地，已经广泛使用利用步进马达等驱动部件驱动均包括透镜单元的变焦透镜和调焦透镜的用于静止照相机和摄像机的透镜镜筒。

通常，在利用步进马达等驱动部件驱动透镜单元的情况下，通常使用开环控制方法作为用于驱动和定位透镜单元的控制方法。这是因为在开环控制方法中，不需要提供用于检测透镜单元的当前位置的检测装置。另外，这是因为在开环控制方法中，与闭环控制类型的控制系统相比，控制系统的结构可以更加简化，并且设备的大小可以相对较小。

然而，在利用使用步进马达的开环控制方法对透镜单元进行定位控制时，需要进行控制，从而使步进马达的驱动开始位置与透镜单元的移动开始位置相对应。因此，在这种情况下，需要为每个透镜单元设置用于在开始定位控制之前将透镜单元移回预定基准位置以及判断透镜单元是否已经定位回到了基准位置(复位位置)的基准位置检测单元。

通常，针对调焦透镜的移动轨迹(凸轮轨迹(cam locus))的形状，正如无限被摄体距离时的凸轮轨迹的情况一样，凸轮轨迹沿着山形连续曲线前进。更具体地，在这种情况下，凸轮轨迹从广角端持续上升到中间位置，然后沿着平缓上升的曲线到达中间位置的顶点，并且从中间位置下降到远摄端。

正如公知的那样，作为凸轮轨迹的特征，随着凸轮轨迹越接近远摄端，凸轮轨迹从中间位置到远摄端所沿的曲线越陡。

同时，近年来，在照相机等光学设备中，透镜镜筒的大小和固态图像传感器的图像大小已经越来越小。此外，经常使用塑料材料作为用于透镜镜筒和光学系统的保持部件的材料。

在这点上，因为可以容易地利用模具使保持部件成型，使用塑料材料作为用于透镜镜筒和光学系统的保持部件的材料是有益的。此外，在这种情况下，保持部件的形状可以任意地选择。另外，与制造由金属材料等其它材料制成的保持部件的成本相比，可以降低制造成本。

另一方面，在这种情况下，会引起这样的问题：由于对于温度或者湿度的改变的高度敏感性，由塑料材料制成的保持部件的物理性质和大小发生显著变化。在这点上，如果使用塑料材料作为透镜镜筒的构件的材料，则与使用金属材料的情况相比，焦距和/或聚焦(in-focus)位置发生更显著的变化。在这种情况下，由于因焦距和聚焦位置的变化而可能引起的散焦现象，光学性能可能劣化。

为了解决与此类似的问题，日本专利3,581,513讨论了用于根据基于温度变化量计算散焦量的结果来校正调焦透镜的位置的方法。

如果简单地提高光学倍率并且简单地减小光学系统的大小，则凸轮轨迹在远摄端附近的上述急剧倾斜可能变得更严重。

因此，当光学倍率高时，在沿着凸轮轨迹控制调焦透镜的位置的光学系统中，如果变焦透镜在远摄端的位置由于某些特定原因稍微移动，则需要将调焦透镜移动变焦透镜在远摄端的位置的移动量的数十倍的量。

由于温度上升而出现的透镜单元的组成部件的可能热膨胀是这种散焦的最大原因。如果由于因温度上升而出现的热膨胀，变焦透镜移动到超出远摄端的位置，则需要将调焦透镜向图像面(向电荷耦合装置(CCD)或者互补金属氧化物半导体(CMOS)等图像传感器)移动变焦透镜超出远摄端的移动距离的数十倍的距离，从而实现聚焦状态。

在这种情况下，针对透镜镜筒的机械尺寸，需要设置比移动调焦透镜以实现聚焦状态的上述距离更大的间隙(clearance)。因此，在这种情况下，透镜镜筒的整体机械长度可能变长，并且其大小可能变大。

发明内容

本发明涉及能够减少当调焦透镜的温度和调焦透镜周围的温度升高时可能出现的调焦透镜的散焦现象的小型的透镜控制设备、透镜镜筒、摄像设备以及光学设备。

根据本发明的第一方面，一种透镜控制设备，包括：温度检测单元，用于检测变焦透镜和调焦透镜附近的温度；变焦透镜驱动单元，用于驱动所述变焦透镜；以及控制器，用于：如果判断为由所述温度检测单元检测到的所述变焦透镜和所述调焦透镜附近的当前温度高于基准温度，则获取在所述当前温度下要设置的所述变焦透镜的远摄端位置，将所述远摄端位置与所述变焦透镜的当前位置进行比较，并且如果所述变焦透镜的当前位置在远摄侧超出所述远摄端位置，则使所述变焦透镜驱动单元将所述变焦透镜移动到所述远摄端位置。

根据本发明的第二方面，一种透镜控制设备，包括：温度检测单元，用于检测变焦透镜和调焦透镜附近的温度；变焦透镜驱动单元，用于驱动所述变焦透镜；以及控制器，用于：如果判断为由所述温度检测单元检测到的所述变焦透镜和所述调焦透镜附近的当前温度是高于基准温度的高温，则获取在所述高温下要设置的所述变焦透镜的远摄端位置，将所述远摄端位置与所述变焦透镜的当前位置进行比较，并且如果所述变焦透镜的当前位置在远摄侧超出所述远摄端位置，则使所述变焦透镜驱动单元将所述变焦透镜移动到所述远摄端位置，其中，如果判断为当所述变焦透镜的远摄端位置已经改变为在所述高温下要设置的远摄端位置时由所述温度检测单元检测到的所述变焦透镜和所述调焦透镜附近的当前温度已经变为低于所述基准温度的低温，则所述控制器用于：如果判断为所述变焦透镜的当前位置与在所述高温下要设置的远摄端位置相对应，则禁止将所述变焦透镜的远摄端位置改变为在所述低温下要设置的远摄端位置。

根据下面参考附图对示例性实施例的说明，本发明的其它特征及方面将显而易见。

附图说明

包括在说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出本发明的示例性实施例、特征以及各方面，并且与说明书一起用于说明本发明的原理。

图1示出根据本发明第一示例性实施例的摄像设备的系统位置结构的例子。

图2示出根据本发明第一示例性实施例的凸轨迹轮、变焦复位位置和调焦复位位置之间的关系。

图3示出根据本发明第一示例性实施例的沿着凸轮轨迹的变焦透镜的位置和调焦透镜的位置之间的关系。

图4是示出根据本发明第一示例性实施例的与照相机微计算机进行的透镜控制操作相关的单元和部件的操作的例子的流程图。

图5是示出根据本发明第二示例性实施例的与照相机微计算机进行的透镜控制操作相关的单元和部件的操作的例子的流程图。

图6示出调焦透镜的凸轮轨迹的例子。

图7示出根据本发明第三示例性实施例的凸轨迹轮、变焦复位位置和调焦复位位置之间的关系。

图8是示出根据本发明第三示例性实施例的与照相机微计算机进行的透镜控制操作相关的单元和部件的操作。

具体实施方式

现在将参考附图在下面详细说明本发明的各个示例性实施例、特征和方面。应当注意，在这些实施例中阐述的构件的相对布置、数值表达式和数值不旨在限制本发明的范围。

第一示例性实施例

现在将在下面说明本发明的第一示例性实施例。图1示出根据本发明第一示例性实施例的包括透镜控制设备的摄像机等摄像设备的系统结构的例子。注意，将塑料材料用作用于透镜镜筒和光学系统的保持部件的材料。

参考图1，摄像设备包括第一固定透镜单元101、作为用于改变倍率的透镜单元的变焦透镜102、光圈103和第二固定透镜单元104。调焦透镜105是具有调焦功能和用于补偿由于倍率的变化导致的焦平面的移动的补偿功能的透镜单元。

变焦透镜驱动源110驱动变焦透镜102。调焦透镜驱动源111驱动调焦透镜105。变焦透镜驱动源110和调焦透镜驱动源111均包括步进马达和驱动单元。

例如，图像传感器106由CMOS传感器或CCD传感器构成。照相机信号处理电路107进行用于将来自图像传感器106的信号转换成记录装置109能够解释和处理的信号的信号处理。记录装置109记录运动图像和静止图像。可以使用磁带、半导体存储器或者数字多功能盘(DVD)作为记录介质。

照相机微计算机114控制变焦透镜驱动源110和调焦透镜驱动源111。此外，照相机微计算机114根据变焦开关115的用户操作来进行控制。另外，根据用户对AF/MF开关116的按压状态，照相机微计算机114对驱动调焦透镜105的模式进行用于在自动调焦模式(AF模式)和手动调焦模式(MF模式)之间切换的控制。

此外，照相机微计算机114根据来自照相机信号处理电路107的输出信号来进行控制。更具体地，照相机微计算机114计算变焦透镜102或调焦透镜105的目标位置。此外，照相机微计算机114将利用在后面详细说明的透镜位置检测单元112或113检测到的位置与所计算出的目标位置进行比较。此外，照相机微计算机114根据比较结果来控制变焦透镜驱动源110或者调焦透镜驱动源111，以沿光轴方向移动变焦透镜102或调焦透镜105。

透镜位置检测单元112检测变焦透镜102的位置。透镜位置检测单元113检测调焦透镜105的位置。

透镜位置检测单元112和113均包括光传感器(未示出)和遮光板(未示出)。

在此，光传感器包括光发射部和光接收部。将遮光板固定到变焦透镜102和调焦透镜105中的每个。当变焦透镜102或者调焦透镜105沿光轴方向移动时，遮光板随着变焦透镜102或者调焦透镜105的移动而移动。

当遮光板遮挡光传感器的光发射部和光接收部之间的光路时，来自光接收部的输出信号的电平变低。另一方面，当遮光板不遮挡光传感器的光发射部和光接收部之间的光路时，来自光接收部的输出信号的电平变高。

利用上述结构，本示例性实施例可以判断变焦透镜102或者调焦透镜105是否位于基准位置。在此，基准位置是指来自光接收部的输出信号改变的位置。

照相机微计算机114可以根据基准位置、透镜移动速度和透镜移动方向来识别每个透镜的位置。

此外，摄像设备包括热敏元件108。热敏元件108检测包括第一固定透镜单元101、变焦透镜102、光圈103、第二固定透镜单元104和调焦透镜105的透镜镜筒附近的部分的温度。热敏元件108将检测的结果输出到照相机微计算机114，作为温度信息。

用户可以操作变焦开关115，从而将变焦透镜102移动到期望的变焦位置。用户可以操作AF/MF开关116，从而在AF模式和MF模式之间切换。

在下文中，将从接通照相机的电源到将调焦透镜105设置为初始位置的操作称为“透镜复位操作”。

图6示出根据本示例性实施例的对每个透镜单元的位置控制。在图6示出的例子中，横轴表示变焦透镜的焦距位置。纵轴表示调焦透镜的位置。更具体地，图6的横轴的左端部分表示广角端，而图6的横轴的右端部分表示远摄端。纵轴的下端表示无限距离位置，而纵轴的上端表示近距离位置。在下面的说明中，将图6所示的曲线称为“凸轮轨迹”。

图2示出当根据本示例性实施例沿着凸轮轨迹控制(驱动)变焦透镜102和调焦透镜105时的变焦透镜102和调焦透镜105的位置。在图2所示的例子中，横轴表示变焦透镜102在广角端到远摄端之间的位置。纵轴表示调焦透镜105在无限距离到近距离之间的位置。

参考图2，曲线70表示无限被摄体距离时的变焦透镜102和调焦透镜105的控制位置。曲线71表示被摄体距离为1000mm时的变焦透镜102和调焦透镜105的控制位置。

来自透镜位置检测单元112的输出72根据变焦透镜102的遮光板的状态(“外”(“高”)状态或者“内”(“低”)状态)而改变。来自透镜位置检测单元113的输出73根据调焦透镜105的遮光板的状态(“外”(“高”)状态或者“内”(“低”)状态)而改变。

将变焦透镜102或者调焦透镜105的遮光板的状态从高状态改变为低状态的位置(变焦复位位置或者调焦复位位置)用作用于对驱动变焦透镜102或者调焦透镜105的步进马达进行计数的基准位置。

在本示例性实施例中，驱动变焦透镜102的变焦透镜驱动源110和驱动调焦透镜的105的调焦透镜驱动源111两者都使用步进马达。然而，如果通过音圈马达(VCM)等其它驱动部件来构成变焦透镜驱动源110和调焦透镜驱动源111之一也是可用的。

在此，假定在包括上述透镜镜筒的摄像设备中，用户已经按下(接通)了电源开关(未示出)，并且已经进行了透镜复位操作，然后温度已经上升到了高温。在这种情况下，如图3所示，由于温度变化，无限距离时的变焦透镜102在远摄端的位置移动了等于移动量DXt(透镜可移动范围A和B之间的差)的值。

在这种情况下，由于移动量DXt，针对调焦透镜105出现散焦DYt的现象。同时，远摄端处的焦距变得比合适的焦距长。

在此，为了利用调焦透镜105校正散焦DYt，需要将调焦透镜105往回移动等于散焦DYt的量。

在这点上，为了将调焦透镜105移回到适当的位置，需要预先为调焦透镜105设置比散焦DYt更大的间隙。因此，在这种情况下，透镜镜筒的末端部分可能变长。此外，在这种情况下，可能不能适当地设置等于或大于散焦DYt的间隙。

为了解决这些问题，需要校正散焦DYt。替代利用调焦透镜105校正散焦DYt，可以通过将变焦透镜102向广角端移动等于移动量DXt的量来校正散焦DYt。同时，将远摄端处的焦距设置为合适的焦距。

也就是说，如果由于温度改变为高温或者超过预定温度基准值而在远摄端和无限距离处出现散焦，则需要将变焦透镜102在远摄端的位置向广角端移动等于散焦量的量。

为了实现该操作，本示例性实施例包括并且使用设置在透镜镜筒附近的热敏元件108。热敏元件108是温度传感器，用于在用户已经按下了电源开关并且已经完成了透镜复位操作之后，检测温度是否已经上升到等于或高于预定基准温度的水平。

然后，根据来自热敏元件108的温度信息，照相机微计算机114将变焦透镜102在远摄端的位置向广角端移动等于移动量DXt的量。

也就是说，在透镜镜筒中的温度上升到超过预定基准温度的情况下，照相机微计算机114通过变焦透镜驱动源110将变焦透镜102在远摄端的位置向广角端移动等于由于温度上升而导致的变焦透镜102的移动量DXt的量。因此，可以将变焦透镜102移动到远摄端的正确的焦点位置。另外，在这种情况下，针对调焦透镜105没有出现散焦DYt。

现在，以下将参考图4的流程图说明与照相机微计算机114的透镜控制有关的操作。

参考图4，在步骤S101中，当用户按下照相机的电源开关以接通照相机的电源时，照相机微计算机114开始以步骤S102开始的操作。

在步骤S102中，照相机微计算机114读取作为基准温度的温度t0。基准温度t0是常规室温时透镜附近的温度(透镜附近温度)。此外，将基准温度t0预先存储在照相机微计算机114中的闪速只读存储器(ROM)上。在步骤S102中将基准温度t0加载到照相机主体的随机存取存储器(RAM)上。然后，处理进入步骤S103。

在步骤S103中，照相机微计算机114进行透镜复位操作。更具体地，照相机微计算机114将变焦透镜102和调焦透镜105移动到它们的初始位置。此外，照相机微计算机114检测变焦透镜102和调焦透镜105各自的基准位置。

在步骤S104中，照相机微计算机114经由A/D转换器读取热敏元件108检测到的当前温度。然后，照相机微计算机114基于预先存储的温度转换表，将所读取的当前温度转换成当前温度tc。在步骤S105中，照相机微计算机114计算当前温度tc和基准温度t0之间的温度差，从而获得温度差Δt。

在步骤S106中，照相机微计算机114判断在步骤S105中计算出的温度差Δt是否大于0。也就是说，在步骤S106中，照相机微计算机114判断在步骤S104中检测到的当前温度是否高于作为常规室温时的透镜附近温度的基准温度t0。

如果在步骤S106中判断为温度差Δt不大于0(步骤S106中的“否”)，则处理返回步骤S104。在步骤S104中，照相机微计算机114重复上述操作。

另一方面，如果在步骤S106中判断为温度差Δt大于0(步骤S106中的“是”)，则处理进入步骤S107。在步骤S107中，照相机微计算机114获取在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2。

在此，可以通过参考预先存储在照相机微计算机114的存储单元中的表数据来获取在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2。在此，表数据包括与透镜镜筒的温度和远摄端位置之间的关系相关的信息。在这点上，例如，如图3所示，与在基准温度t0下要设置的远摄端位置P1相比，在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2更靠近广角端。

注意，作为在常规室温(基准温度t0)下要设置的远摄端位置P1与在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2之间的远摄端位置差的远摄端位置差ΔP与温度差Δt大致成比例。因此，在步骤S107中可以通过以下表达式计算与将透镜向广角端移动的量相等的远摄端位置差ΔP。

ΔP＝α×Δt               (1)

其中，“α”表示比例因子。针对照相机使用的透镜镜筒唯一地确定比例因子α。

此外，可以使用通过上述表示式(1)计算出的远摄端位置差ΔP，通过以下表达式计算在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2。

P2＝P1-ΔP               (2)

在步骤S108中，照相机微计算机114判断变焦透镜102的当前位置在远摄侧是否超出在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2。如果在步骤S108中判断为变焦透镜102的当前位置在远摄侧没有超出在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2(步骤S108中的“否”)，则处理返回步骤S104。在步骤S104中，照相机微计算机114重复上述操作。

另一方面，如果在步骤S108中判断为变焦透镜102的当前位置在远摄侧超出在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2(步骤S108中的“是”)，则处理进入步骤S109。在步骤S109中，照相机微计算机114使用变焦透镜驱动源110将变焦透镜102驱动到远摄端位置P2。

根据本示例性实施例的照相机(摄像设备)的透镜控制设备包括以下构件。

根据本示例性实施例的照相机(摄像设备)包括变焦透镜102和调焦透镜105。另外，摄像设备包括检测变焦透镜102和调焦透镜105附近的温度的热敏元件108。此外，摄像设备包括驱动变焦透镜102的变焦透镜驱动源110。

另外，摄像设备包括上述照相机微计算机114。如果判断为上述热敏元件108检测到的当前温度tc高于基准温度(常规室温时的透镜附近温度)t0，则照相机微计算机114获取在当前温度tc下要设置的变焦透镜102的远摄端位置P2。

在获取了远摄端位置P2之后，照相机微计算机114将变焦透镜102的当前实际位置与远摄端位置P2进行比较。如果作为比较的结果，判断为变焦透镜102的当前位置在远摄侧超出远摄端位置P2，则照相机微计算机114使变焦透镜驱动源110将变焦透镜102向广角侧移动到上述远摄端位置P2。

照相机微计算机114存储表数据。在此，表数据包括与温度信息和变焦透镜102的远摄端位置P2之间的关系相关的信息。照相机微计算机114根据热敏元件108检测到的温度信息和表数据来获取变焦透镜102的远摄端位置P2。

此外，上述照相机微计算机114计算基准温度和热敏元件108检测到的当前温度tc之间的温度差(预定温度值以上的高温)Δt。此外，照相机微计算机114使用温度差Δt和预定计算系数(即，使用上述表示式(1)和(2))来计算变焦透镜102的远摄端位置P2。

利用上述结构，将变焦透镜102移动到合适的远摄端位置。此外，在本示例性实施例中，当调焦透镜105位于无限距离时的聚焦位置时，可以确保用于透镜镜筒的适当的间隙。因此，可以有效缩短透镜镜筒的整体机械长度。

也就是说，根据本示例性实施例，即使当透镜附近温度已经上升到高于基准温度的温度时，也不需要移动用于调焦的调焦透镜105。因此，可以有效缩小根据本示例性实施例的透镜镜筒的大小。

此外，根据具有上述结构的本示例性实施例，在透镜附近温度已经上升时，可以防止实际焦距由于透镜镜筒的热膨胀而超出预定设置值。也就是说，本示例性实施例可以实现由于高温而导致的调焦透镜105的散焦减少的小型摄像设备。

第二示例性实施例

以下将说明本发明的第二示例性实施例。在使用步进马达驱动变焦透镜102的情况下，由于滞后现象或者停止变焦透镜102的停止精确度(步进马达的分辨率)，变焦透镜102不能总是停止在期望的变焦透镜位置。

特别地，在移动调焦透镜105的移动量比移动变焦透镜102的移动量大的远摄端位置附近，调焦透镜105可能散焦。在这种情况下，在拍摄图像中可能出现轻微模糊的现象。在这点上，在AF模式的情况下，即使由于上述原因出现了轻微模糊的现象，本示例性实施例也可以立即将调焦透镜105驱动到聚焦位置。然而，在MF模式的情况下，不能容易地解决上述问题。在本发明的第二示例性实施例中，说明了一种用于解决摄像设备的AF模式和MF模式两者中的上述问题的方法。

在第二示例性实施例中，摄像设备的结构与图1中所示的类似。在这点上，只有本示例性实施例中的照相机微计算机114进行的处理的内容与第一示例性实施例中的不同。现在将参考图5的流程图在下面详细说明照相机微计算机114进行的处理的内容。

参考图5，在步骤S201中，当用户按下照相机的电源开关以接通照相机的电源时，照相机微计算机114开始以步骤S202开始的操作。

在步骤S202中，照相机微计算机114读取作为基准温度的温度t0。基准温度t0是常规室温时的透镜附近温度。此外，将基准温度t0预先存储在照相机微计算机114中的闪速ROM上。在步骤S202中将基准温度t0加载到照相机主体的RAM上。然后，处理进入步骤S203。

在步骤S203中，照相机微计算机114进行透镜复位操作。更具体地，如第一示例性实施例中一样，照相机微计算机114将变焦透镜102和调焦透镜105移动到它们的初始位置。此外，照相机微计算机114检测变焦透镜102和调焦透镜105各自的基准位置。

在步骤S204中，照相机微计算机114经由A/D转换器读取热敏元件108检测到的当前温度。然后，照相机微计算机114基于预先存储的温度转换表，将所读取的当前温度转换成当前温度tc。

在步骤S205中，照相机微计算机114计算当前温度tc和基准温度t0之间的温度差，从而获得温度差Δt。

在步骤S206中，照相机微计算机114判断在步骤S205中计算出的温度差Δt是否大于0。

也就是说，在步骤S206中，照相机微计算机114判断在步骤S204中检测到的当前温度tc是否高于作为常规室温时的透镜附近温度的基准温度t0。如果在步骤S206中判断为温度差Δt不大于0(步骤S206中的“否”)，则处理返回步骤S204。在步骤S204中，照相机微计算机114重复上述操作。

另一方面，如果在步骤S206中判断为温度差Δt大于0(步骤S206中的“是”)，则处理进入步骤S207。在步骤S207中，照相机微计算机114获取在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2。

在此，可以通过参考预先存储在照相机微计算机114的存储单元中的表数据来获取在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2。在此，表数据包括与透镜镜筒的温度和远摄端位置之间的关系相关的信息。在这点上，例如，如图3所示，如第一示例性实施例中一样，与在基准温度t0下要设置的远摄端位置P1相比，在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2更靠近广角端。

注意，作为在常规室温(基准温度t0)下要设置的远摄端位置P1与在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2之间的远摄端位置差的远摄端位置差ΔP与温度差Δt大致成比例。因此，在步骤S207中可以通过以下表达式计算与将透镜向广角端移动的量相等的远摄端位置差ΔP。

ΔP＝α×Δt               (1)

其中，“α”表示比例因子。针对照相机使用的透镜镜筒唯一地确定比例因子α。

此外，可以使用通过上述表示式(1)计算出的远摄端位置差ΔP，通过以下表达式计算在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2。

P2＝P1-ΔP               (2)

在步骤S208中，照相机微计算机114判断变焦透镜102的当前位置在远摄侧是否超出在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2。如果在步骤S208中判断为变焦透镜102的当前位置在远摄侧没有超出在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2(步骤S208中的“否”)，则处理返回步骤S204。在步骤S204中，照相机微计算机114重复上述操作。

另一方面，如果在步骤S208中判断为变焦透镜102的当前位置在远摄侧超出在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2(步骤S208中的“是”)，则处理进入步骤S209。在步骤209中，照相机微计算机114判断用户是否为调焦模式设置了AF模式。

如果在步骤S209判断为用户没有为调焦模式设置AF模式(为调焦模式设置了MF模式)(步骤S209中的“否”)，则处理返回步骤S204。在步骤S204中，照相机微计算机114重复上述操作。

另一方面，如果在步骤S209中判断为用户为调焦模式设置了AF模式(步骤S209中的“是”)，则处理进入步骤S210。在步骤S210中，照相机微计算机114使用变焦透镜驱动源110将变焦透镜102驱动到远摄端位置P2。

在本示例性实施例中，如果为驱动调焦透镜105的驱动模式设置了AF模式，则照相机微计算机114进行与第一示例性实施例类似的操作。

然而，在设置了MF模式的情况下，尤其在移动调焦透镜105的移动量大于移动变焦透镜102的移动量的远摄端位置附近，调焦透镜105可能散焦。在这种情况下，在拍摄图像中可能出现轻微模糊的现象。

为了处理该问题，即使在变焦透镜102位于在远摄侧超出远摄端位置P2的位置的情况下，本示例性实施例也禁止使用变焦透镜驱动源110将变焦透镜102移动到远摄端位置P2。

为了防止以下问题，本示例性实施例被配置成在MF模式中禁止使用变焦透镜驱动源110将变焦透镜102移动到远摄端位置P2。也就是说，在远摄端附近，移动调焦透镜105的移动量大于移动变焦透镜102的移动量。因此，在这种情况下，变焦透镜102和调焦透镜105的光学性能的变化以及针对调焦透镜105可能出现的散焦严重影响整个摄像设备的光学性能。也就是说，在这种情况下，即使根据设置值来驱动调焦透镜105，也可能不能保持适当的焦点位置。

另一方面，如果用户设置了AF模式，则可以保持适当的焦点位置，因为即使由于上述原因出现了轻微模糊的现象，本示例性实施例也可以立即将调焦透镜105驱动到聚焦位置。

根据具有上述结构的本示例性实施例，防止了由于滞后现象或者停止变焦透镜102的停止精确度(步进马达的分辨率)而不能将变焦透镜102驱动到期望焦点位置。因此，可以防止在拍摄操作期间可能出现的轻微模糊的现象。

第三示例性实施例

以下将说明本发明的第三示例性实施例。图7示出当沿着凸轮轨迹控制变焦透镜102和调焦透镜105时变焦透镜102和调焦透镜105各自的示例性位置。在图7所示的例子中，横轴表示变焦透镜102在广角端和远摄端之间的位置。纵轴表示调焦透镜105在无限距离和近距离之间的位置。

参考图7，曲线770表示无限被摄体距离时的变焦透镜102和调焦透镜105的控制位置。曲线771表示被摄体距离为1000mm时的变焦透镜102和调焦透镜105的控制位置。

来自透镜位置检测单元112的输出772根据变焦透镜102的遮光板(未示出)的状态(“外”(“高”)状态或者“内”(“低”)状态)而改变。来自透镜位置检测单元113的输出773根据调焦透镜105的遮光板(未示出)的状态(“外”(“高”)状态或者“内”(“低”)状态)而改变。

将变焦透镜102或者调焦透镜105的遮光板的状态从高状态改变为低状态的位置(变焦复位位置或者调焦复位位置)用作用于对驱动变焦透镜102或者调焦透镜105的步进马达进行计数的基准位置。

在本示例性实施例中，驱动变焦透镜102的变焦透镜驱动源110和驱动调焦透镜的105的调焦透镜驱动源111两者都使用步进马达。然而，如果通过VCM等其它驱动部件来构成变焦透镜驱动源110和调焦透镜驱动源111之一也是可用的。

在此，假定在包括上述透镜镜筒的摄像设备中，用户已经按下(接通)了电源开关(未示出)，并且已经进行了透镜复位操作，然后温度已经上升到了高温。在这种情况下，如图3所示，由于温度改变，无限距离时的变焦透镜102在远摄端的位置移动了等于移动量DXt(透镜可移动范围A和B之间的差)的值。

在这种情况下，由于移动量DXt，针对调焦透镜105出现散焦DYt的现象。在这种情况下，为了确保等于或大于散焦DYt的空隙，本示例性实施例将位于远摄端的变焦透镜102向广角端移动等于移动量DXt的量。此外，调焦透镜105进行焦点调节操作。

在此，假定在本示例性实施例中，在透镜附近温度已经从基准温度以上的高温下降到基准温度以下的低温的情况下，将变焦透镜102在远摄端的位置向远摄端驱动等于移动量DXt的量。在这种情况下，将在温度下降前位于远摄端和无限距离位置的变焦透镜102从远摄端位置向广角端稍微移动。因此，如果用户操作变焦开关115以向远摄端调整变焦透镜102的位置，则可以将变焦透镜102移动到超出作为远摄侧上的变焦透镜102的适当位置的远摄端位置P2的位置。

此外，在通过判断变焦透镜102是否位于适当的远摄端位置而进行的特定处理中，也就是说，在用于从光学变焦切换到电子变焦的处理中，如果移动了变焦透镜102在远摄端的位置，则不能正确地进行判断。在这种情况下，取消电子变焦模式。

为了解决上述问题，如果在透镜附近温度从基准温度以上的高温下降到基准温度以下的低温时，变焦透镜102位于远摄端，则本示例性实施例不改变变焦透镜102在远摄端的位置。因此，本示例性实施例可以防止在变焦透镜102位于远摄端时可能出现的上述问题。

注意，如果变焦透镜102位于接近广角端的位置而不是远摄端位置，则可能不会出现上述问题。因此，如果将变焦透镜102在远摄端的位置改变为低温时的变焦透镜102的位置是有用的。

现在，以下将参考图8的流程图说明与照相机微计算机114的透镜控制相关的操作。

参考图8，在步骤S801中，当用户按下照相机的电源开关以接通照相机的电源时，照相机微计算机114开始以步骤S802开始的操作。

在步骤S802中，照相机微计算机114读取作为基准温度的温度t0。基准温度t0是常规室温时的透镜附近温度。此外，将基准温度t0预先存储在照相机微计算机114中的闪速ROM上。在步骤S802中将基准温度t0加载到照相机主体的RAM上。然后，处理进入步骤S803。

在步骤S803中，照相机微计算机114进行透镜复位操作。更具体地，照相机微计算机114将变焦透镜102和调焦透镜105移动到它们的初始位置。此外，照相机微计算机114检测变焦透镜102和调焦透镜105各自的基准位置。

在步骤S804中，照相机微计算机114经由A/D转换器读取热敏元件108检测到的当前温度。然后，照相机微计算机114基于预先存储的温度转换表，将所读取的当前温度转换成当前温度tc。

在步骤S805中，照相机微计算机114计算当前温度tc和基准温度t0之间的温度差，从而获得温度差Δt。

在步骤S806中，照相机微计算机114获取在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2。

在此，例如，可以通过参考照相机微计算机114的存储单元预先存储的表示温度信息和远摄端位置之间的关系的表数据来获取在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2。

注意，作为在常规室温(基准温度t0)下要设置的远摄端位置P1与在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2之间的远摄端位置差的远摄端位置差ΔP与温度差Δt大致成比例。因此，在步骤S806中可以通过以下表达式计算与将透镜向广角端移动的量相等的远摄端位置差ΔP。

ΔP＝α×Δt               (1)

其中，“α”表示比例因子。针对照相机使用的透镜镜筒唯一地确定比例因子α。

此外，可以使用通过上述表示式(1)计算出的远摄端位置差ΔP，通过以下表达式计算在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2。

P2＝P1-ΔP               (2)

在步骤S807中，照相机微计算机114判断在步骤S805中获得的温度差Δt是否小于0。更具体地，在步骤S807中，照相机微计算机114判断在步骤S804中检测到的当前温度tc是否低于作为常规室温时的透镜附近温度的基准温度t0。

如果在步骤S807中判断为温度差Δt不小于0(不低于基准温度t0)(步骤S807中的“否”)，则处理进入步骤S810。在步骤S810中，照相机微计算机114将远摄端位置P1改变为在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2(P1←P2)。然后，处理进入步骤S811。

在步骤S811中，照相机微计算机114判断变焦透镜102的当前位置在远摄侧是否超出在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2。如果在步骤S811中判断为变焦透镜102的当前位置在远摄侧超出在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2(步骤S811中的“是”)，则处理进入步骤S812。在步骤S812中，照相机微计算机114将变焦透镜102移动到在步骤S810中已经改变的远摄端位置P1(＝远摄端位置P2)。

利用上述结构，本示例性实施例可以防止变焦透镜102移动到超出适当的远摄端位置。因此，本示例性实施例可以确保相对透镜镜筒的机械尺寸的足够空隙。

另一方面，如果在步骤S811中判断为变焦透镜102的当前位置在远摄侧没有超出在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2(步骤S811中的“否”)，则处理返回步骤S804。在步骤S804中，照相机微计算机114重复上述操作。

另一方面，如果在步骤S807中判断为温度差Δt小于0(低于基准温度t0)(步骤S807中的“是”)，则处理进入步骤S808。在步骤S808中，照相机微计算机114判断变焦透镜102的当前位置是否与当前的远摄端位置P1相对应。

如果在步骤S808中判断为变焦透镜102的当前位置与当前的远摄端位置P1相对应(步骤S808中的“是”)，则照相机微计算机114返回步骤S804，而不改变远摄端位置。在步骤S804中，照相机微计算机114重复上述操作。

另一方面，如果在步骤S808中判断为变焦透镜102的当前位置与当前远摄端位置P1不对应(步骤S808中的“否”)，则处理进入步骤S809。在步骤S809中，照相机微计算机114将远摄端位置P1改变为在当前温度tc下要设置的远摄端位置P2(P1←P2)。

也就是说，在本示例性实施例中，当变焦透镜102位于远摄端位置P1时，即使透镜附近温度已经下降到低于预定基准温度的温度，也禁止改变变焦透镜102的远摄端位置。

由于以下原因，本示例性实施例禁止改变变焦透镜102的远摄端位置。也就是说，如果在一度上升到高于预定基准温度的温度以上的高温并且变焦透镜102从其远摄端位置向广角端移动之后，透镜附近温度下降到低于预定基准温度的温度，则恢复变焦透镜102的适当的可移动范围。在这种情况下，需要将变焦透镜102的已经一度改变为接近广角端的位置的远摄端位置复位为接近远摄端的位置。

在变焦透镜102位于远摄端的情况下，如果将远摄端位置复位为适当位置，则可能引起上述问题。因此，在这种情况下禁止改变远摄端位置。另一方面，除这种情况之外，本示例性实施例将变焦透镜102的远摄端位置改变为接近远摄端的位置。

根据具有上述结构的本示例性实施例，变焦透镜102的当前实际位置可以精确地与向用户显示的变焦透镜102的当前位置相对应。另外，根据具有上述结构的本示例性实施例，可以减少在变焦透镜102位于远摄端位置时进行的特定处理(用于切换为电子变焦模式的处理)期间可能出现的上述问题。

另一方面，在本示例性实施例中，当根据变焦开关115的用户操作将变焦透镜102向广角端移动，从而变焦透镜102不位于远摄端位置P2时，照相机微计算机114进行控制，从而使变焦透镜102的远摄端位置从远摄端位置P2改变为远摄端位置P1。

另外，根据上述示例性实施例中的各示例性实施例的摄像设备包括检测变焦透镜102和调焦透镜105附近的温度的热敏元件108。此外，如果基准温度t0时的变焦透镜102的远摄端位置位于远摄端位置P1并且如果当前透镜附近温度为高于基准温度t0的当前温度tc时，则照相机微计算机114将变焦透镜102的远摄端位置改变为远摄端位置P2。

另一方面，如果变焦透镜102的当前位置与远摄端位置P2相对应，则照相机微计算机114禁止将变焦透镜102的远摄端位置改变为远摄端位置P1。

利用上述结构，本示例性实施例可以防止用户进行向在远摄侧超出远摄端位置的位置的变焦。另外，根据具有上述结构的本示例性实施例，变焦透镜102的当前实际位置可以精确地与向用户显示的变焦透镜102的当前位置相对应。此外，根据具有上述结构的本示例性实施例，可以减少在变焦透镜102位于远摄端位置时进行的特定处理(用于切换为电子变焦模式的处理)期间可能出现的上述问题。

在以上说明中，本发明应用于摄像设备。然而，本发明不限于此。也就是说，本发明可以应用于透镜控制设备。此外，本发明可以应用于包括上述透镜控制设备的双筒望远镜等光学设备。

尽管参考示例性实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的示例性实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有修改、等同结构和功能。

Claims (8)

1.一种透镜控制设备，包括：

温度检测单元，用于检测变焦透镜和调焦透镜附近的温度；

变焦透镜驱动单元，用于驱动所述变焦透镜；以及

控制器，包括：

获取单元，用于如果判断为由所述温度检测单元检测到的所述变焦透镜和所述调焦透镜附近的当前温度高于基准温度，则获取在所述当前温度下要设置的所述变焦透镜的远摄端位置；

用于将所述远摄端位置与所述变焦透镜的当前位置进行比较的单元；以及

用于如果所述变焦透镜的当前位置在远摄侧超出所述远摄端位置，则使所述变焦透镜驱动单元将所述变焦透镜移动到所述远摄端位置的单元。

2.根据权利要求1所述的透镜控制设备，其特征在于，还包括存储单元，所述存储单元用于存储表示所述变焦透镜和所述调焦透镜附近的温度与所述变焦透镜的远摄端位置之间的关系的表数据，

其中，所述获取单元基于所述表数据，根据由所述温度检测单元检测到的温度来获取所述变焦透镜的远摄端位置。

3.根据权利要求1所述的透镜控制设备，其特征在于，所述获取单元计算所述基准温度和由所述温度检测单元检测到的温度之间的温度差，并且通过使用所述温度差进行计算来获取所述变焦透镜的远摄端位置。

4.根据权利要求1所述的透镜控制设备，其特征在于，所述控制器还包括如下单元，该单元用于：在驱动所述调焦透镜的模式是手动调焦模式而不是自动调焦模式的情况下，即使所述变焦透镜的当前位置在所述远摄侧超出所述远摄端位置，也禁止所述变焦透镜驱动单元将所述变焦透镜移动到所述远摄端位置。

5.根据权利要求1所述的透镜控制设备，其特征在于，所述控制器还包括如下单元，该单元用于：如果判断为当所述变焦透镜的远摄端位置已经改变为由所述获取单元获取的远摄端位置时由所述温度检测单元检测到的所述变焦透镜和所述调焦透镜附近的当前温度已经变为低于所述基准温度的低温，并且如果判断为所述变焦透镜当前位于由所述获取单元获取的远摄端位置，则禁止将所述变焦透镜的远摄端位置改变为在所述低温下要设置的远摄端位置。

6.根据权利要求5所述的透镜控制设备，其特征在于，所述控制器还包括如下单元，该单元用于：如果判断为当所述变焦透镜的远摄端位置已经改变为由所述获取单元获取的远摄端位置时由所述温度检测单元检测到的所述变焦透镜和所述调焦透镜附近的当前温度已经变为低于所述基准温度的低温，并且如果判断为所述变焦透镜当前不位于由所述获取单元获取的远摄端位置，则将所述变焦透镜的远摄端位置改变为在所述低温下要设置的远摄端位置。

7.根据权利要求5所述的透镜控制设备，其特征在于，还包括存储单元，所述存储单元用于存储表示所述变焦透镜和所述调焦透镜附近的温度与所述变焦透镜的远摄端位置之间的关系的表数据，

其中，所述获取单元基于所述表数据，根据由所述温度检测单元检测到的温度来获取所述变焦透镜的远摄端位置。

8.根据权利要求5所述的透镜控制设备，其特征在于，所述获取单元计算所述基准温度和由所述温度检测单元检测到的温度之间的温度差，并且通过使用所述温度差进行计算来获取所述变焦透镜的远摄端位置。

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