CN102547114B - 摄像设备和镜头单元及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种摄像设备和镜头单元及其控制方法。该摄像设备配置成可拆卸地装配具有包括调焦透镜的光学系统的镜头单元，摄像设备具有用于基于从与摄像面中的焦点检测区域中的一部分相对应的图像信号所提取的焦点信号来确定调焦透镜的移动量的控制单元，如果调焦透镜在预定时间内能移动移动量，则控制单元基于从与在第一时间在焦点检测区域中累积的电荷相对应的图像信号所提取的第一焦点信号，确定调焦透镜的下一移动量，如果调焦透镜在预定时间内不能移动移动量，则控制单元在完成调焦透镜的移动之后，基于从与在调焦透镜停止的第二时间在焦点检测区域中累积的电荷相对应的图像信号所提取的第二焦点信号，确定调焦透镜的下一移动量。

Description

摄像设备和镜头单元及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种被配置成可拆卸地装配镜头单元的摄像设备和能够从摄像设备拆卸下来的镜头单元。
背景技术
近年来，作为摄像设备的自动调焦系统，下面的系统成为主流：在该系统中，将从通过摄像元件等光电转换被摄体图像所获得的图像信号检测到的图片的锐度的值设置为AF评价值，并且控制调焦透镜位置以最大化AF评价值(以下将这类系统称为TVAF系统)。
通常通过使用通过一些频带的带通滤波器所提取的图像信号的高频成分的水平，形成TVAF系统的AF评价值。图2示出TVAF系统中调焦透镜位置和AF评价值之间的关系的例子。在拍摄普通被摄体图像的情况下，AF评价值随着接近聚焦状态而增大，并且将其水平变成最大处的点设置为聚焦位置，如图2所示。
日本特开平9-9130说明这样一种技术，在被配置成可拆卸地装配镜头单元的摄像机中，在照相机主体中，主体(照相机)微型计算机将从图像信号提取的焦点信号发送至镜头单元，并且镜头单元中的镜头微型计算机进行AF控制。镜头微型计算机基于所接收到的焦点信号控制对调焦透镜的驱动。
另一方面，还提出了这样一种系统，在该系统中，照相机中的微型计算机基于所提取的焦点信号确定对调焦透镜的驱动控制，并且向镜头微型计算机发送对调焦透镜的驱动命令。在通过使用与摄像元件的曝光同步的垂直同步信号执行摆动操作的情况下，需要在电荷累积期间停止调焦透镜以生成焦点信号。因此，调焦透镜可移动的时间被限制在不进行用于形成焦点信号的电荷累积期间的时间内。因此，镜头微型计算机不得不根据来自照相机微型计算机的指示，在这一时间内完成调焦透镜的移动。然而，如果调焦透镜在该时间内未能到达照相机微型计算机所指示的目标位置，则担心照相机微型计算机不能通过使用适当的AF评价值来进行焦点调节控制。
发明内容
本发明的一个方面是：当执行摆动操作时，即使在预定时间内不能完成调焦透镜的移动的情况下，也使得能够进行适当的AF控制。根据本发明的一个方面，一种摄像设备，其被配置成能够拆卸地装配具有包括调焦透镜的光学系统的镜头单元，所述摄像设备包括：摄像部件，用于通过对通过所装配的镜头单元的光学系统的光进行检测来累积电荷，并且根据所述电荷来生成图像信号；提取部件，用于从与所述摄像部件的摄像面中的焦点检测区域相对应的图像信号中提取焦点信号；以及控制部件，用于基于所述提取部件所提取的焦点信号来确定所述调焦透镜的移动量，将所述移动量的信息发送至所述镜头单元，并且接收来自所述镜头单元的信息，其中，如果所述控制部件基于从所述镜头单元所接收到的信息而判断为所述调焦透镜在预定时间内能够移动所述移动量，则所述控制部件基于从与在第一时间在所述焦点检测区域中累积的电荷相对应的图像信号中所提取的第一焦点信号，确定所述调焦透镜的下一移动量，以及如果所述控制部件判断为所述调焦透镜在所述预定时间内不能移动所述移动量，则所述控制部件不使用所述第一焦点信号，而在完成所述调焦透镜的移动之后，基于从与在所述调焦透镜停止的第二时间在所述焦点检测区域中累积的电荷相对应的图像信号中所提取的第二焦点信号，确定所述调焦透镜的下一移动量。
根据本发明的又一方面，一种镜头单元，其能够从摄像设备卸下，所述摄像设备具有：摄像部件，用于通过检测通过光学系统的光来累积电荷，并且根据所累积的电荷生成图像信号；以及控制部件，用于基于从所述图像信号中所提取的焦点信号进行焦点调节控制，所述镜头单元包括：所述光学系统，其包括调焦透镜；驱动部件，用于驱动所述调焦透镜；以及镜头侧控制部件，用于从所装配的摄像设备的所述控制部件接收用于焦点调节的信息，并且基于所接收到的信息控制所述驱动部件的驱动，其中，所述镜头侧控制部件从所述控制部件接收与所述调焦透镜的移动量有关的信息，并且如果所述调焦透镜在预定时间内不能移动所述移动量，则所述镜头侧控制部件向所述控制部件发送表示所述调焦透镜在所述预定时间内不能移动所述移动量的信息。
根据本发明的又一方面，一种镜头单元，其能够从摄像设备卸下，所述摄像设备具有：摄像部件，用于通过检测通过光学系统的光来累积电荷，并且根据所累积的电荷生成图像信号；以及控制部件，用于基于从所述图像信号中所提取的焦点信号进行焦点调节控制，所述镜头单元包括：所述光学系统，包括调焦透镜；驱动部件，用于驱动所述调焦透镜；以及镜头侧控制部件，用于从所装配的摄像设备的所述控制部件接收用于焦点调节的信息，并且基于所接收到的信息控制所述驱动部件的驱动，其中，所述镜头侧控制部件向所述控制部件发送预定信号，所述预定信号是用于根据所述预定信号的水平而改变所述控制部件针对焦点调节控制所使用的焦点信号的信号。
根据本发明的另一方面，一种摄像设备的控制方法，所述摄像设备被配置成能够拆卸地装配镜头单元，所述镜头单元具有包括调焦透镜的光学系统，所述控制方法包括以下步骤：摄像步骤，用于利用摄像部件通过对通过所装配的镜头单元的光学系统的光进行检测来累积电荷，并且根据所述电荷来生成图像信号；提取步骤，用于从与所述摄像部件的摄像面中的焦点检测区域相对应的图像信号中提取焦点信号；以及控制步骤，用于基于在所述提取步骤中所提取的焦点信号来确定所述调焦透镜的移动量，将所述移动量的信息发送至所述镜头单元，并且接收来自所述镜头单元的信息，其中，如果所述控制步骤基于从所述镜头单元所接收到的信息而判断为所述调焦透镜在预定时间内能够移动所述移动量，则所述控制步骤基于从与在第一时间在所述焦点检测区域中累积的电荷相对应的图像信号中所提取的第一焦点信号，确定所述调焦透镜的下一移动量，以及如果所述控制步骤判断为所述调焦透镜在所述预定时间内不能移动所述移动量，则所述控制步骤不使用所述第一焦点信号，而在完成所述调焦透镜的移动之后，基于从与在所述调焦透镜停止的第二时间在所述焦点检测区域中累积的电荷相对应的图像信号中所提取的第二焦点信号，确定所述调焦透镜的下一移动量。
根据本发明的另一方面，一种镜头单元的控制方法，所述镜头单元能够从摄像设备卸下，所述摄像设备具有：摄像部件，用于通过检测通过包括调焦透镜的光学系统的光来累积电荷，并且根据所累积的电荷生成图像信号；以及控制部件，用于基于从所述图像信号中所提取的焦点信号进行焦点调节控制，所述控制方法包括以下步骤：驱动步骤，用于驱动所述调焦透镜；以及镜头侧控制步骤，用于从所装配的摄像设备的所述控制部件接收用于焦点调节的信息，并且基于所接收到的信息控制所述驱动步骤的驱动，其中，所述镜头侧控制步骤包括用于从所述控制部件接收与所述调焦透镜的移动量有关的信息的步骤，并且如果所述调焦透镜在预定时间内不能移动所述移动量，则所述镜头侧控制步骤向所述控制部件发送表示所述调焦透镜在所述预定时间内不能移动所述移动量的信息。
根据本发明的另一方面，一种镜头单元的控制方法，所述镜头单元能够从摄像设备卸下，所述摄像设备具有：摄像部件，用于通过检测通过包括调焦透镜的光学系统的光来累积电荷，并且根据所累积的电荷生成图像信号；以及控制部件，用于基于从所述图像信号中所提取的焦点信号进行焦点调节控制，所述控制方法包括以下步骤：驱动步骤，用于驱动所述调焦透镜；以及控制步骤，用于从所装配的摄像设备的所述控制部件接收用于焦点调节的信息，并且基于所接收到的信息控制所述驱动步骤的驱动，其中，所述控制步骤包括向所述控制部件发送预定信号，所述预定信号是用于根据所述预定信号的水平而改变所述控制部件针对焦点调节控制所使用的焦点信号的信号。
通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将显而易见。
附图说明
图1是示出照相机和镜头的结构的框图。
图2是用于说明TVAF评价值信号的图。
图3是用于说明TVAF框的图。
图4是本发明实施例中的TVAF的流程图。
图5A和5B是示出本发明实施例中的微小驱动的控制的流程图。
图6是用于说明本发明实施例的微小驱动的图。
图7是用于说明CMOS传感器的累积定时的图。
图8是示出本发明实施例的照相机微型计算机和镜头微型计算机的处理的时序图的图。
图9是示出本发明实施例的照相机微型计算机和镜头微型计算机的通信数据的图。
图10是用于说明在本发明实施例中发生调焦透镜驱动的时滞时的微小驱动的图。
图11是示出本发明实施例中的爬山驱动的控制的流程图。
图12是用于说明爬山驱动的图。
具体实施方式
下面将参考附图说明本发明的典型实施例。
第一实施例
图1是示出使用可更换镜头系统的照相机的结构的框图。在该附图中，镜头单元117可从照相机单元118拆卸下来。
来自被摄体的光通过由镜头单元117中的固定第一透镜组101、变倍用的第二透镜组102、光圈103、固定第三透镜组104和第四透镜组105(以下称为调焦透镜)所构成的光学系统，然后在照相机单元中的用作摄像单元的摄像元件106上形成图像，其中，第四透镜组105具有焦点调节功能和用于校正由于变倍导致的焦平面的移动的补偿功能。照相机单元中的摄像元件106是由CMOS传感器等构成的光电转换元件。对在摄像元件106上所形成的图像进行光电转换，通过放大器107将其放大成最佳水平，此后，将其输入给照相机信号处理电路108。
照相机信号处理电路108对来自放大器107的输出信号执行各种类型的图像处理，并且形成图像信号。由LCD等构成的监视器单元109显示来自照相机信号处理电路108的图像信号。记录单元110将来自照相机信号处理电路108的图像信号记录在诸如半导体存储器等的记录介质上。
TVAF门113仅允许来自放大器107的所有像素的输出信号中用于焦点检测的像素区域中的信号通过。用作提取单元的TVAF信号处理电路114从通过TVAF门113的信号提取高频成分，并且形成TVAF评价值信号。TVAF评价值信号被输出给照相机微型计算机116。TVAF评价值信号表示基于来自摄像元件106的输出信号所形成的图像的锐度(对比度状态)。由于对比度状态根据光学系统的焦点状态而改变，所以TVAF评价值信号最终变成示出光学系统的焦点状态的信号，如图2所示。
图3示出摄像画面上的TVAF框。用作控制单元的照相机微型计算机116控制整个摄像机的操作并且控制TVAF门113，从而以相对于摄像画面的预定比例来设置TVAF框。照相机微型计算机116基于从TVAF信号处理电路114所获得的TVAF评价值信号确定对调焦透镜105的驱动命令，并且将其发送至用作镜头侧控制单元的镜头微型计算机115。
变焦驱动源111是用于移动变倍透镜102的驱动源。调焦驱动源112(驱动单元)是用于移动调焦透镜105的驱动源。变焦驱动源111和调焦驱动源112各自由诸如步进电动机、DC电动机、振动电动机和音圈电动机等构成。镜头微型计算机115基于从照相机微型计算机116接收到的驱动命令控制对调焦驱动源112的驱动，并且在光轴方向上移动调焦透镜105，从而获得聚焦状态。
接着将参考图4和随后的附图说明在照相机微型计算机116中所进行的TVAF控制。根据存储在照相机微型计算机116中的计算机程序执行TVAF控制。通过镜头微型计算机115进行调焦透镜105的实际驱动。
步骤401示出开始处理例程。在步骤402，照相机微型计算机116指示镜头微型计算机115执行微小驱动操作。基于微小驱动操作的结果，照相机微型计算机116判断是否获得了聚焦状态，或者如果没有获得聚焦状态，则判断是否存在聚焦点。下面将参考图5A和5B说明微小操作。在步骤403，照相机微型计算机116判断在步骤402是否进行了聚焦判断。如果进行了聚焦判断，则进入步骤407，并且照相机微型计算机116执行聚焦停止/重新启动判断处理。如果仍未进行聚焦判断，则进入步骤404。
在步骤404，照相机微型计算机116指示镜头微型计算机115通过爬山驱动在步骤402所确定的方向上以预定速度移动调焦透镜105，并且在爬山驱动期间搜索TVAF评价值达到峰值的调焦透镜位置。下面将参考图11说明该微小操作。在步骤405，照相机微型计算机116指示镜头微型计算机115移动调焦透镜105回到在爬山驱动期间TVAF评价值达到峰值的调焦透镜位置。在步骤406，照相机微型计算机116判断是否将调焦透镜105移动回到了TVAF评价值达到峰值的调焦透镜位置。如果照相机微型计算机116判断为调焦透镜105已被移动回到了TVAF评价值达到峰值的调焦透镜位置，则处理例程返回到步骤402，并且照相机微型计算机116再次指示镜头微型计算机115执行微小驱动操作。如果照相机微型计算机116判断为调焦透镜105没有移动回到TVAF评价值达到峰值的调焦透镜位置，则处理例程返回到步骤405，并且照相机微型计算机116指示镜头微型计算机115继续用于移动调焦透镜105回到TVAF评价值达到峰值的调焦透镜位置的操作。
接着将说明从步骤407开始的聚焦停止/重新启动判断处理。在步骤407，照相机微型计算机116从TVAF信号处理电路114获得TVAF评价值。在步骤408，照相机微型计算机116与镜头微型计算机115通信控制命令，以将调焦透镜移动至判断出的聚焦位置。在步骤409，照相机微型计算机116与镜头微型计算机115通信并获得调焦透镜位置。在步骤410，照相机微型计算机116判断调焦透镜105是否移动到了聚焦位置。如果照相机微型计算机116判断为调焦透镜105移动到了聚焦位置，则进入步骤411。如果照相机微型计算机116判断为调焦透镜105没有移动至聚焦位置，则处理例程返回到步骤407。在步骤411，照相机微型计算机116保持最新的TVAF评价值。在步骤412，照相机微型计算机116获得最新的TVAF评价值。在步骤413，照相机微型计算机116将在步骤411所保持的TVAF评价值与在步骤412所获得的最新TVAF评价值进行比较，从而判断TVAF评价值是否发生了大的改变。如果照相机微型计算机116判断为TVAF评价值发生了大的改变，则判断为被摄体改变，并且处理例程进入步骤402。照相机微型计算机116指示镜头微型计算机115重新开始微小驱动操作。如果照相机微型计算机116判断为TVAF评价值没有大的改变，则处理例程返回到步骤412。
接着将说明步骤402的微小驱动操作。图5A和5B是用于微小驱动控制的流程图。步骤501示出开始处理例程。在步骤502，照相机微型计算机116与镜头微型计算机115通信。照相机微型计算机116向镜头微型计算机115发送调焦透镜驱动命令(调焦透镜105的目标位置和驱动速度)。照相机微型计算机116从镜头微型计算机115接收调焦透镜位置的数据和目标位置到达判断的数据。
在步骤503，照相机微型计算机116获得用于驱动调焦透镜105的驱动周期和从通信开始直到开始调焦透镜105的驱动为止的驱动延迟时间。驱动延迟时间是如下的时间，该时间用于调整累积时间和调焦透镜驱动的相位，以在与TVAF框相对应的区域中的摄像元件106的电荷累积期间停止调焦透镜105。在本实施例中，将驱动周期设置成2V，并且重复驱动调焦透镜105 1V的时间段并且停止1V这样的操作。驱动周期不局限于这样的值。
在步骤504，照相机微型计算机116判断当前Mode是否是等于0。如果等于0，则进入步骤505，并且照相机微型计算机116在最近侧的调焦透镜位置处执行下面将说明的处理。如果Mode不等于0，则进入步骤511。
最近侧的调焦透镜位置处的处理
在步骤505，照相机微型计算机116判断在最近侧的调焦透镜位置处的处理是否是第一次处理(在前一处理中，以下的到达判断的结果不是NG)。如果步骤505为“否”，则处理例程进入步骤507。如果为“是”，则在步骤506，照相机微型计算机116将TVAF评价值存储为无限远侧的TVAF评价值(由于该TVAF评价值是基于在调焦透镜位于无限远侧时所累积的传感器输出的)。
在步骤507，照相机微型计算机116判断从镜头微型计算机115所接收到的目标位置到达判断的结果是否是OK。如果不是OK，则进入步骤509。如果是OK，则照相机微型计算机116在步骤508将Mode增加1(如果Mode等于或大于4，则使其恢复成0)，并且处理例程进入步骤509。
共同处理
在步骤509，如果连续将相同方向判断为聚焦方向预定次数“A”，则照相机微型计算机116进入步骤529。如果为“否”，则进入步骤510。在步骤510，如果调焦透镜105在相同区域中重复前后移动预定次数“B”，则进入步骤530。如果调焦透镜105在相同区域中没有重复前后移动预定次数“B”，则处理例程返回到步骤502。
假定照相机微型计算机116能够在步骤529实现方向判断，则进入步骤532，并且该结束处理例程，并且进入爬山驱动。
在步骤530，照相机微型计算机116将在调焦透镜105在相同区域中重复前后移动预定次数“B”期间所获得的调焦透镜位置的平均位置算术运算为聚焦位置。如果照相机微型计算机116在步骤531实现聚焦判断，那么进入步骤532，并且结束该处理例程，并且进入聚焦停止/重新启动判断处理。
在步骤511，照相机微型计算机116判断当前Mode是否等于1。如果等于1，则进入步骤512，并且执行下面将说明的用于向无限远侧驱动调焦透镜105的处理。如果不等于1，则进入步骤518。
用于向无限远驱动调焦透镜的处理
在步骤512，照相机微型计算机116算术运算振动振幅和中心移动振幅。尽管这里没有详细说明，但是，通常使用焦深作为基准，从而使得当焦深小时，振幅减小，而当焦深大时，振幅增大。
在步骤513，照相机微型计算机116将上述Mode＝0下的无限远侧的TVAF评价值与下面将说明的Mode＝2下的最近侧的TVAF评价值进行比较。如果无限远侧TVAF评价值大于最近侧TVAF评价值，则进入步骤514。如果无限远侧TVAF评价值等于或小于最近侧TVAF评价值，则进入步骤515。
在步骤514，照相机微型计算机116将调焦透镜105的驱动振幅设置为(驱动振幅＝振动振幅+中心移动振幅)。在步骤515，照相机微型计算机116将调焦透镜105的驱动振幅设置为(驱动振幅＝振动振幅)。在步骤516，照相机微型计算机116指示镜头微型计算机115以在步骤514或步骤515所确定的振幅在无限远方向上驱动调焦透镜105。
在步骤517，照相机微型计算机116将Mode增加1(如果Mode等于或大于4，则使其恢复成0)，并且进入步骤509。以与上述相同的方式执行步骤509和随后步骤的处理。
在步骤518，照相机微型计算机116判断当前Mode是否等于2。如果等于2，则进入步骤519。照相机微型计算机116执行下面将说明的无限远调焦透镜位置处的处理。如果不等于2，则进入步骤523。
无限远侧的调焦透镜位置处的处理
在步骤519，照相机微型计算机116判断无限远侧调焦透镜位置处的处理是否是第一次处理(在前一处理中，以下的到达判断的结果不是NG)。如果步骤519为“否”，则处理例程进入步骤521。如果是“是”，则在步骤520，照相机微型计算机116将该TVAF评价值存储为最近侧的TVAF评价值(由于该TVAF评价值是基于在调焦透镜位于最近侧时所累积的传感器输出的)。
在步骤521，照相机微型计算机116判断从镜头微型计算机115所接收到的目标位置到达判断的结果是否是OK。如果不是OK，则进入步骤509。如果是OK，则在步骤522，照相机微型计算机116将Mode增加1(如果Mode等于或大于4，则使其恢复成0)，并且处理例程进入步骤509。以与上述相同的方式执行步骤509和随后步骤的处理。
用于向最近驱动调焦透镜的处理
在步骤523，照相机微型计算机116算术运算调焦透镜105的振动振幅和中心移动振幅。尽管这里没有详细说明，但是通常使用焦深作为基准，从而使得在焦深小时，振幅减小，而在焦深大时，振幅增大。
在步骤524，照相机微型计算机116将上述Mode＝0下的无限远侧的TVAF评价值与上述Mode＝2下的最近侧的TVAF评价值进行比较。如果最近侧TVAF评价值大于无限远侧TVAF评价值，则进入步骤525。如果最近侧TVAF评价值等于或小于无限远侧TVAF评价值，则进入步骤526。
在步骤525，照相机微型计算机116将调焦透镜105的驱动振幅设置为(驱动振幅＝振动振幅+中心移动振幅)。在步骤526，照相机微型计算机116将调焦透镜105的驱动振幅设置为(驱动振幅＝振动振幅)。
在步骤527，照相机微型计算机116指示镜头微型计算机115以在步骤525或步骤526所确定的振幅在最近方向上驱动调焦透镜105。
在步骤528，照相机微型计算机116将Mode增加1(如果Mode等于或大于4，则使其恢复成0)，并且进入步骤509。以与上述相同的方式执行步骤509和随后步骤的处理。
图6示出上述调焦透镜操作的时间经过。在该附图中，横轴表示时间，并且最上部向下凸的周期示出图像信号的垂直同步信号(以下称为V同步信号)。V同步信号下方的菱形区域表示CMOS传感器的累积时间。累积时间下方所示的EVx表示在该时刻所获得的TVAF评价值。EVx下方的实线表示调焦透镜位置。在本实施例中，1V表示1/60秒的情况。将参考图7说明对CMOS传感器的驱动。图7的左部分示出摄像面和扫描线。图7的右部分示出各扫描线的电荷的累积时间和传送时间。由于CMOS传感器是针对每一扫描线释放快门的所谓的卷帘式快门的系统的传感器，所以如该附图所示，图片的上部分中的累积时间和传送时间与下部分中的累积时间和传送时间有所不同。图6中的菱形示出这类CMOS传感器的电荷累积。
在图6中，在时刻T3，照相机微型计算机116获得与CMOS传感器以累积时间3所累积的电荷相对应的TVAF评价值EV3。在时刻T5，照相机微型计算机116获得与CMOS传感器以累积时间5所累积的电荷相对应的TVAF评价值EV5。在时刻T6，照相机微型计算机116比较TVAF评价值EV3和EV5。如果EV5＞EV3，则移动调焦透镜105的振动的中心。如果不是，则不移动调焦透镜105的振动的中心。这样，照相机微型计算机116判断聚焦方向并判断聚焦状态。
接着将说明照相机微型计算机116和镜头微型计算机115的处理的定时。图8是示出在1V的周期内的照相机微型计算机116和镜头微型计算机115的处理的时序图的图。在图8中，横轴表示时间。首先，在刚刚输出V同步信号之后，就在照相机微型计算机116和镜头微型计算机115之间进行通信。照相机微型计算机116从镜头微型计算机115获得调焦透镜位置的数据和目标位置到达判断的数据。在获得TVAF评价值之后，照相机微型计算机116根据TVAF评价值和通过通信而从微型镜头计算机115所获得的数据，算术运算图6所示的微小驱动的目标位置和调焦透镜105的驱动速度。此后，照相机微型计算机116再次与镜头微型计算机115通信，并且向微型镜头计算机115发送调焦透镜驱动命令(目标位置、驱动速度)和驱动延迟时间。在等待驱动延迟时间之后，镜头微型计算机115执行镜头驱动处理，并且驱动调焦透镜105。
接着将说明如下现象：照相机微型计算机116通过使用与镜头微型计算机115通信的数据改变TVAF控制、并且照相机微型计算机116对于调焦透镜105的驱动延迟而正确工作。图9是示出照相机微型计算机116和镜头微型计算机115的通信数据的例子的图。在从照相机微型计算机116到镜头微型计算机115的通信的数据中包括调焦透镜的焦点目标位置和驱动速度。在从镜头微型计算机115到照相机微型计算机116的通信的数据中包括调焦透镜位置的数据和目标位置到达判断的数据。例如，可以通过作为从镜头微型计算机115到照相机微型计算机116所发送的信号之一所生成的预定信号的H/L状态来表示目标位置到达判断的结果。在这这种情况下，照相机微型计算机116通过检测预定信号的H/L状态，判断调焦透镜105是否可以在预定时间段内到达驱动目标位置。通过在照相机微型计算机116和镜头微型计算机115之间通信这些数据，照相机微型计算机116确定调焦透镜105的驱动目标位置和驱动速度，并且向镜头微型计算机115发送调焦透镜105的驱动命令。
接着将说明照相机微型计算机116判断为调焦透镜105在预定时间内不能到达从照相机微型计算机116所接收到的焦点目标位置的情况。在本实施例中，假定以1V的周期(1/60秒)移动调焦透镜105。在这种情况下，预定时间对应于1V。
图10示出调焦透镜105的移动晚于用作第一时间的累积时间3的情况下的调焦透镜操作的时间经过。图10涉及下面的情况下的例子：当照相机微型计算机116本来基于根据摄像元件106中以累积时间3、5、7、9、......所累积的电荷而生成的TVAF评价值进行AF控制时，调焦透镜105在1V内不能到达目标位置，并且在累积时间3的电荷累积之前不能完成调焦透镜105的驱动。镜头微型计算机115驱动控制调焦驱动源112以将调焦透镜105移动至从照相机微型计算机116所接收到的目标位置。同时，镜头微型计算机115在时刻T2通过通信而向照相机微型计算机116发送表示调焦透镜在预定时间内不能到达目标位置的数据。当接收到该数据时，照相机微型计算机116将与摄像元件106以用作第二时间的累积时间4所累积的电荷相对应的TVAF评价值EV4(第二焦点信号)设置为无限远侧的评价值，而不使用与摄像元件106以累积时间3所累积的电荷相对应的TVAF评价值EV3(第一焦点信号)。此时，照相机微型计算机116以下面的方式进行控制：在累积时间4处的与TVAF框相对应的区域中的电荷累积期间，停止调焦透镜105。照相机微型计算机116以下面的方式控制镜头微型计算机115：在完成累积时间4处的与TVAF框相对应的区域中的电荷累积之后，开始调焦透镜的随后的移动。
在上述操作之后，在图10中，延迟在调焦透镜105的驱动控制中所使用的TVAF评价值，并且基于根据摄像元件106以累积时间6、8、10、......所累积的电荷而生成的TVAF评价值进行TVAF控制。在时刻T7，照相机微型计算机116比较TVAF评价值EV4和EV6。如果EV6＞EV4，则移动振动中心。如果不是，则不移动振动中心。这样，照相机微型计算机116判断聚焦方向并判断聚焦状态。
如上所述，对于调焦透镜的移动的延迟，镜头微型计算机115向照相机微型计算机116发送所需的数据。照相机微型计算机116基于所获得的数据改变调焦透镜105随后的驱动。通过改变TVAF控制所参考的TVAF评价值，照相机微型计算机116可以正确获得调焦透镜105存在于无限远侧或最近侧时的TVAF评价值。
尽管在假定照相机微型计算机116向镜头微型计算机115发送焦点目标位置的数据的情况下说明了本发明，但是该数据不局限于焦点目标位置，而且可以是表示调焦透镜105的移动量的数据。例如，照相机微型计算机116可以向镜头微型计算机115发送表示调焦驱动源112在哪一方向上驱动调焦透镜105多少脉冲的信息。
尽管在假定将预定时间设置为1V的情况下说明了本实施例，但是不局限于1V。照相机微型计算机116可以设置调焦透镜105的驱动时间，并且将其发送至镜头微型计算机115。
尽管镜头微型计算机115在图10的时刻T2向照相机微型计算机116发送表示调焦透镜不能到达目标位置的数据，但是还可采用下面的方式：镜头微型计算机115提前判断为调焦透镜在预定时间内不能到达目标位置，并且在时刻T2之前的时刻将这一情况通知给照相机微型计算机116。
在假定下面的情况下说明了本实施例：在图10中，在从镜头微型计算机115接收到表示调焦透镜不能到达目标位置的数据之后，照相机微型计算机116基于根据摄像元件106以累积时间4所累积的电荷而生成的TVAF评价值EV4，影响TVAF控制。尽管在假定该情况下说明了本实施例，但是可以使用根据摄像元件106以更后的累积时间所累积的电荷而生成的TVAF评价值。在这种情况下，照相机微型计算机116控制镜头微型计算机115，以在相关累积时间处的与TVAF框相对应的区域中的电荷累积期间停止调焦透镜105。
在假定在判断为调焦透镜105在预定时间内不能到达目标位置时，镜头微型计算机115向照相机微型计算机116发送表示调焦透镜不能到达目标位置的数据的情况下说明了本实施例。如果调焦透镜105在预定时间内可以到达目标位置，则镜头微型计算机115发送表示调焦透镜可以到达目标位置的数据。通过使用如上所述的这一结构，由于照相机微型计算机116可以适当判断调焦透镜105在预定时间内是否可以到达目标位置，所以可以实现更精确的AF控制。
接着将参考图11说明爬山驱动操作的控制。步骤1101示出开始处理例程。在步骤1102，照相机微型计算机116向镜头微型计算机115发送调焦透镜驱动命令，并且从镜头微型计算机115接收调焦透镜位置的数据和针对该驱动命令的目标位置到达判断的数据。
在步骤1103，照相机微型计算机116设置爬山驱动操作中的调焦透镜105的驱动速度。尽管这里没有详细说明，但是通常使用焦深作为基准，从而使得当焦深小时，驱动速度减小，而当焦深大时，驱动速度增大。
在步骤1104，照相机微型计算机116判断TVAF评价值是否比前一TVAF评价值小预定量。如果不小于，则进入步骤1105。如果小于，则进入步骤1110。该预定量是考虑TVAF评价值的S/N比所确定的值，并且被设置为等于或大于在被摄体固定且调焦透镜位置恒定的状态下的TVAF评价值的变化量的值。否则，受到由除聚焦状态的变化以外的其它因素所导致的TVAF评价值的变化的影响，并且照相机微型计算机116不能在正确方向上进行爬山驱动控制。
在步骤1105，照相机微型计算机116判断调焦透镜105是否到达无限远端。无限远端是在设计时预定的最接近调焦透镜行程的无限远侧的位置。如果调焦透镜105到达无限远侧，则进入步骤1106。如果调焦透镜105没有到达无限远侧，则进入步骤1107。
在步骤1107，照相机微型计算机116判断调焦透镜105是否到达最近端。最近端是在设计时预定的最接近调焦透镜行程的最近侧的位置。如果调焦透镜105到达最近端，则进入步骤1108。如果调焦透镜105没有到达最近端，则进入步骤1109。
在各步骤1106和1108，照相机微型计算机116设置用于存储端部的标志，其中在该端部处反转调焦透镜的移动方向，并且进入步骤1112。在反方向上反转调焦透镜105，并且继续爬山驱动。
在步骤1109，照相机微型计算机116指示镜头微型计算机115以在步骤1103所确定的速度在前一正方向上爬山驱动调焦透镜105，并且进入步骤1102。结束本处理例程。
在步骤1110，如果TVAF评价值在超过峰值之后没有减小，则进入步骤1111。如果TVAF评价值在超过峰值之后减小，则进入步骤1113，并且照相机微型计算机116结束爬山驱动。然后，进入步骤1114，并且结束该处理例程，并且进入微小驱动操作。
在步骤1111，照相机微型计算机116判断TVAF评价值是否连续减小预定次数。如果TVAF评价值连续减小，则进入步骤1112。如果TVAF评价值没有连续减小，则进入步骤1109。
在步骤1109，照相机微型计算机116指示镜头微型计算机115以在步骤1103所确定的速度在前一正方向上爬山驱动调焦透镜105，并且进入步骤1102。结束本处理例程。
在步骤1112，照相机微型计算机116指示镜头微型计算机115以在步骤1103所确定的速度在与前一正方向相反的方向上爬山驱动调焦透镜105，并且进入步骤1102。结束本处理例程。
图12示出在上述爬山驱动操作时的调焦透镜105的运动。如实线A所示，由于TVAF评价值在超过峰值之后减小，所以照相机微型计算机116判断为在至此的爬山驱动期间存在聚焦点，结束爬山驱动操作，并且进入微小驱动操作。另一方面，如虚线B所示，由于TVAF评价值在没有任何峰值的情况下减小，则照相机微型计算机116判断为方向错误，反转调焦透镜105的驱动方向，并且继续爬山驱动操作。
如上所述，照相机微型计算机116通过进行控制以在重复进行重新启动判断→微小驱动→爬山驱动→微小驱动→重新启动判断的处理循环同时通过移动调焦透镜来始终最大化TVAF评价值，保持聚焦状态。
如上所述，对于调焦透镜105的驱动延迟，镜头微型计算机115向照相机微型计算机116发送必要的数据。照相机微型计算机116基于所获得的数据改变调焦透镜105随后的驱动。通过改变TVAF控制所参考的TVAF评价值，照相机微型计算机116可以正确参考在调焦透镜105停止在无限远侧或最近侧时的TVAF评价值。可以正确判断聚焦方向。
第二实施例
如上所述，在实施例1中，当调焦透镜105在预定时间内不能到达目标位置时，镜头微型计算机115向照相机微型计算机116发送表示调焦透镜不能到达目标位置的数据。
在本实施例中，基于从微型计算机115所接收到的调焦透镜的数据，照相机微型计算机116判断为调焦透镜105在预定时间内不能到达目标位置。现参考图10说明本实施例的调焦透镜驱动控制。
在图10中，基于在时刻T1时从镜头微型计算机115所接收到的调焦透镜位置，照相机微型计算机116判断调焦透镜105是否可以在预定时间内到达目标位置。如果判断为调焦透镜105在预定时间内不能到达目标位置，则以与实施例1相同的方式，照相机微型计算机116控制镜头微型计算机115，以在调焦透镜105到达目标位置之后，在累积时间4处的与TVAF框相对应的区域中的电荷累积期间停止调焦透镜105。照相机微型计算机116基于根据摄像元件106以累积时间4所累积的电荷而生成的TVAF评价值EV4来进行TVAF控制。
用于接收用于判断调焦透镜105在预定时间内是否可以到达目标位置的调焦透镜位置信息的时刻不局限于时刻T1。照相机微型计算机116可以从镜头微型计算机115获得在1V内的预定时刻处的调焦透镜位置。
另外，在本实施例中，照相机微型计算机116可以通过使用根据摄像元件106以累积时间4之后的累积时间所累积的电荷而生成的TVAF评价值来影响TVAF控制。在这种情况下，照相机微型计算机116指示镜头微型计算机115在相关累积时间处的与TVAF框相对应的区域中的电荷累积期间停止调焦透镜105。
如上所述，如果照相机微型计算机116基于调焦透镜位置的数据判断为调焦透镜105在预定时间内不能到达目标位置，则即使从镜头微型计算机115没有发送表示调焦透镜不能到达目标位置的数据，也可以实现本发明。
其它实施例
还可以利用读出并执行记录在存储器装置上的程序以进行上述实施例的功能的系统或设备的计算机(或者CPU或MPU等装置)和通过下面的方法实现本发明的各方面，其中，利用系统或设备的计算机通过例如读出并执行记录在存储器装置上的程序以进行上述实施例的功能来进行上述方法的各步骤。为此，例如，通过网络或者通过用作存储器装置的各种类型的记录介质(例如，计算机可读介质)将该程序提供给计算机。
尽管参考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，以包含所有这类修改、等同结构和功能。

Claims (13)

1.一种摄像设备(118)，其被配置成能够拆卸地装配具有包括调焦透镜(105)的光学系统的镜头单元(117)，所述摄像设备(118)包括：
摄像部件(106)，用于通过对通过所装配的镜头单元(117)的光学系统的光进行检测来累积电荷，并且根据所述电荷来生成图像信号；
信号生成部件(114)，用于根据所述图像信号生成焦点信号；以及
控制部件(116)，用于接收来自所述镜头单元(117)的预定信号，基于所述信号生成部件(114)所生成的、与在包括所述调焦透镜(105)停止的预定时间段的时间段累积的电荷相对应的焦点信号来确定所述调焦透镜(105)的移动量，并且将所述移动量的信息发送至所述镜头单元(117)，
其中，如果所述预定信号的信号水平是第一水平，则所述控制部件(116)基于根据与在第一时间段累积的电荷相对应的图像信号所生成的焦点信号，确定所述调焦透镜(105)的下一移动量，以及
如果所述预定信号的信号水平是与所述第一水平不同的第二水平，则所述控制部件(116)判断为所述调焦透镜(105)在预定时间内不能移动所述移动量，并且基于根据与在所述第一时间段之后的第二时间段累积的电荷相对应的图像信号所生成的焦点信号，确定所述调焦透镜(105)的下一移动量。
2.根据权利要求1所述的摄像设备(118)，其特征在于，所述调焦透镜(105)在所述第二时间段保持停止。
3.根据权利要求1或2所述的摄像设备(118)，其特征在于，如果所述预定信号的信号水平是所述第一水平，则所述控制部件(116)判断为所述调焦透镜(105)在所述预定时间内能够移动所述移动量。
4.根据权利要求1或2所述的摄像设备(118)，其特征在于，所述控制部件(116)设置所述预定时间，并且将与所述预定时间有关的数据发送至所述镜头单元(117)。
5.根据权利要求1或2所述的摄像设备(118)，其特征在于，所述控制部件(116)从所述镜头单元(117)接收与所述调焦透镜(105)的位置有关的数据，并且基于与所述调焦透镜(105)的位置有关的数据，判断所述调焦透镜(105)在所述预定时间内是否能够移动所述移动量。
6.一种镜头单元(117)，其能够从摄像设备(118)卸下，所述摄像设备(118)具有：摄像部件(106)，用于通过检测通过光学系统的光来累积电荷，并且根据所累积的电荷生成图像信号；以及控制部件(116)，用于基于根据所述图像信号所生成的、与在包括调焦透镜(105)停止的预定时间段的时间段累积的电荷相对应的焦点信号来控制焦点调节，所述镜头单元包括：
所述光学系统，包括所述调焦透镜(105)；
驱动部件(112)，用于驱动所述调焦透镜(105)；以及
镜头侧控制部件(115)，用于从所装配的摄像设备(118)的所述控制部件(116)接收所述调焦透镜(105)的移动量的信息，向所述控制部件(116)发送预定信号，并且基于接收到的所述移动量的信息控制所述驱动部件(112)的驱动，
其中，如果所述预定信号的信号水平是第一水平，则被所述控制部件(116)用来确定所述调焦透镜(105)的下一移动量的焦点信号是根据与在第一时间段累积的电荷相对应的图像信号所生成的焦点信号，并且如果所述预定信号的信号水平是与所述第一水平不同的第二水平，则被所述控制部件(116)用来确定所述调焦透镜(105)的下一移动量的焦点信号是根据与在所述第一时间段之后的第二时间段累积的电荷相对应的图像信号所生成的焦点信号，
其中，如果所述调焦透镜(105)在预定时间内不能移动与接收到的所述移动量的信息相对应的移动量，则所述镜头侧控制部件(115)发送信号水平为所述第二水平的所述预定信号。
7.根据权利要求6所述的镜头单元(117)，其特征在于，所述调焦透镜(105)在所述第二时间段保持停止。
8.根据权利要求6或7所述的镜头单元(117)，其特征在于，如果所述调焦透镜(105)在所述预定时间内能够移动所述移动量，则所述镜头侧控制部件(115)发送信号水平为所述第一水平的所述预定信号。
9.根据权利要求6或7所述的镜头单元(117)，其特征在于，所述镜头侧控制部件(115)向所述控制部件(116)发送所述调焦透镜(105)的位置信息。
10.根据权利要求6所述的镜头单元(117)，其特征在于，如果所述调焦透镜(105)在所述预定时间内能够移动从所述控制部件(116)所接收到的所述移动量，则所述镜头侧控制部件(115)向所述控制部件(116)发送表示所述调焦透镜(105)在所述预定时间内能够移动所述移动量的信号，以及如果所述调焦透镜(105)在所述预定时间内不能移动该移动量，则所述镜头侧控制部件(115)向所述控制部件(116)发送表示所述调焦透镜(105)在所述预定时间内不能移动所述移动量的信号。
11.根据权利要求6或7所述的镜头单元(117)，其特征在于，所述镜头侧控制部件(115)以下面的方式控制所述驱动部件(112)：在所述调焦透镜(105)移动从所述控制部件(116)所接收到的所述移动量之后，停止所述调焦透镜(105)的移动，并且所述调焦透镜(105)保持停止，直到完成与焦点检测区域中的部分相对应的电荷累积为止。
12.一种摄像设备(118)的控制方法，所述摄像设备(118)被配置成能够拆卸地装配镜头单元(117)，所述镜头单元(117)具有包括调焦透镜(105)的光学系统，所述控制方法包括以下步骤：
摄像步骤，用于利用摄像部件(106)通过对通过所装配的镜头单元的光学系统的光进行检测来累积电荷，并且根据所述电荷来生成图像信号；
信号生成步骤，用于根据所述图像信号生成焦点信号；以及
控制步骤，用于接收来自所述镜头单元(117)的预定信号，基于在所述信号生成步骤中所生成的、与在包括所述调焦透镜(105)停止的预定时间段的时间段累积的电荷相对应的焦点信号来确定所述调焦透镜(105)的移动量，并且将所述移动量的信息发送至所述镜头单元(117)，
其中，如果所述预定信号的信号水平是第一水平，则所述控制步骤(116)基于根据与在第一时间段累积的电荷相对应的图像信号所生成的焦点信号，确定所述调焦透镜(105)的下一移动量，以及
如果所述预定信号的信号水平是与所述第一水平不同的第二水平，则所述控制步骤判断为所述调焦透镜(105)在预定时间内不能移动所述移动量，并且基于根据与在所述第一时间段之后的第二时间段累积的电荷相对应的图像信号所生成的焦点信号，确定所述调焦透镜(105)的下一移动量。
13.一种镜头单元(117)的控制方法，所述镜头单元(117)能够从摄像设备(118)卸下，所述摄像设备(118)具有：摄像部件(106)，用于通过检测通过包括调焦透镜(105)的光学系统的光来累积电荷，并且根据所累积的电荷生成图像信号；以及控制部件(116)，用于基于根据所述图像信号所生成的、与在包括所述调焦透镜(105)停止的预定时间段的时间段累积的电荷相对应的焦点信号来控制焦点调节，所述控制方法包括以下步骤：
驱动步骤，用于驱动所述调焦透镜(105)；以及
控制步骤，用于从所装配的摄像设备(118)的所述控制部件(116)接收所述调焦透镜(105)的移动量的信息，向所述控制部件(116)发送预定信号，并且基于接收到的所述移动量的信息控制所述驱动步骤中的驱动，
其中，如果所述预定信号的信号水平是第一水平，则被所述控制部件(116)用来确定所述调焦透镜(105)的下一移动量的焦点信号是根据与在第一时间段累积的电荷相对应的图像信号所生成的焦点信号，并且如果所述预定信号的信号水平是与所述第一水平不同的第二水平，则被所述控制部件(116)用来确定所述调焦透镜(105)的下一移动量的焦点信号是根据与在所述第一时间段之后的第二时间段累积的电荷相对应的图像信号所生成的焦点信号，
其中，如果所述调焦透镜(105)在预定时间内不能移动与接收到的所述移动量的信息相对应的移动量，则所述控制步骤发送信号水平为所述第二水平的所述预定信号。
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