CN103209296A - 摄像设备及控制方法、镜头单元及控制方法、摄像系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种摄像设备及控制方法、镜头单元及控制方法、摄像系统。在能够安装具有调焦透镜的镜头单元的照相机单元中，AF信号处理单元根据摄像元件所获得的摄像信号来生成AF评价值，并且照相机控制单元使用该AF评价值来生成用于使调焦透镜移动至聚焦点的驱动信息，并将该驱动信息发送至所安装的镜头单元。照相机控制单元将包括调焦透镜的基准位置和像面相对于摄像元件的移动量的驱动信息发送至镜头单元。镜头控制单元接收照相机控制单元所发送的驱动信息并且计算转换成调焦透镜的位置坐标的目标位置，由此使该透镜移动。

Description

摄像设备及控制方法、镜头单元及控制方法、摄像系统
技术领域
本发明涉及镜头单元和能够安装到该镜头单元的摄像设备的自动焦点调节。
背景技术
近年来，如下的照相机用AF(自动调焦)装置已成为主流，其中这些AF装置通过根据摄像信号检测图像的清晰度来确定AF评价值，并且使调焦透镜移动至AF评价值最高的位置，由此进行焦点调节。以下将上述方法称为“TVAF方法”。作为AF评价值，通常使用利用预定带宽的带通滤波器所提取的图像信号的高频成分水平。在拍摄被摄体的情况下，如图2A所示，AF评价值随着调焦透镜逐渐聚焦而增加并且在聚焦点处最大。换句话说，在该示例中，聚焦程度随着相对于聚焦位置的距离而降低。图2B示出用于基于在以微小间隔驱动调焦透镜的情况下所获得的AF评价值的变化来判断聚焦方向的操作(以下称为“摆动操作”)。在该摆动操作中，透镜的运动对拍摄画面的影响并不明显，因而尤其对于拍摄运动图像使用该摆动操作。另一方面，如图2C所示，调焦透镜的驱动量和像面移位量并不总是相同，这两个量之间的比率(灵敏度)针对各镜头单元有所不同、并且可以根据调焦透镜和变焦透镜的位置而改变。
日本特开2008-242442公开了用于使这种AF方法适用于具有可更换镜头单元的摄像机的自动焦点调节装置。可更换镜头系统通过将摆动操作信号传递至镜头单元并由此使镜头单元进行摆动操作控制，使得能够进行摆动操作。
然而，在通过使用传统的可更换镜头系统来控制调焦透镜的情况下，当将来期望改善摆动操作时，照相机本体难以改变调焦透镜的运动。此外，在期望照相机针对各镜头单元实现调焦透镜的驱动控制时不合意地需要准备不同的驱动命令，这导致控制变复杂。如上所述，相对于调焦透镜的驱动量的像面移位量针对各镜头单元有所不同、并且还可能根据调焦透镜位置和变焦透镜位置而改变。由于该原因，即使设置在可更换镜头系统的照相机本体中的控制单元可以将与期望像面移位量有关的指示提供至镜头单元，该控制单元也无法得知相对于该像面移位量的调焦透镜的实际驱动量。换句话说，照相机本体的控制单元难以获取与镜头结构和镜头规格等有关的详细信息、从而将与调焦透镜的特定驱动量有关的指示提供至镜头单元。
发明内容
本发明提供如下的可更换镜头系统，其中，该摄像设备将调焦透镜的整合的信息从摄像设备发送至镜头设备从而控制包括摆动操作的调焦透镜的各种运动。
根据本发明的方面，提供一种摄像设备，其能够安装配备有包括调焦透镜的摄像光学系统的镜头单元，所述摄像设备包括：摄像部件，用于通过对被摄体图像进行光电转换来生成摄像信号；信号处理部件，用于使用所述摄像信号来生成焦点调节所用的评价信号；以及控制部件，用于基于所述评价信号来生成与调焦透镜有关的驱动信息，并且在安装了所述镜头单元的情况下将所述驱动信息发送至所述镜头单元，其中，在进行所述调焦透镜的微小振动的情况下，所述控制部件将第一信息和第二信息作为与所述调焦透镜有关的驱动信息发送至所述镜头单元，其中所述第一信息与用作所述微小振动的基准的调焦透镜的位置有关，所述第二信息与如下的所述调焦透镜的移动量有关，该移动量表示为像面相对于发送所述第一信息时所述调焦透镜的位置的移位量。
根据本发明的其它方面，提供一种镜头单元，其能够安装至摄像设备，所述镜头单元包括：摄像光学系统，其包括调焦透镜；驱动部件，用于驱动所述调焦透镜；以及镜头控制部件，用于在安装至所述摄像设备的情况下与所述摄像设备进行通信，并且基于从所述摄像设备接收到的与所述调焦透镜有关的驱动信息来控制所述驱动部件的驱动，其中，在进行所述调焦透镜的微小振动的情况下，所述镜头控制部件从所述摄像设备接收第一信息以及第二信息，其中，所述第一信息与用作所述微小振动的基准的调焦透镜的位置有关，所述第二信息与如下的所述调焦透镜的移动量有关，该移动量表示为像面相对于接收到所述第一信息时所述调焦透镜的位置的移位量，并且所述镜头控制部件基于所述第一信息和所述第二信息来生成与用作所述微小振动的新基准的所述调焦透镜的位置有关的第三信息，并且将所述第三信息发送至所述摄像设备。
根据本发明的其它方面，提供一种摄像设备所执行的控制方法，所述摄像设备能够安装配备有包括调焦透镜的摄像光学系统的镜头单元，所述控制方法包括：通过对被摄体图像进行光电转换来生成摄像信号；使用所述摄像信号来生成焦点调节所用的评价信号；以及控制步骤，用于进行控制，以基于所述评价信号来生成与调焦透镜有关的驱动信息并且将所述驱动信息发送至所安装的镜头单元，其中，在进行所述调焦透镜的微小振动的情况下，在所述控制步骤中，将第一信息和第二信息作为与所述调焦透镜有关的驱动信息发送至所述镜头单元，其中所述第一信息与用作所述微小振动的基准的调焦透镜的位置有关，所述第二信息与如下的所述调焦透镜的移动量有关，该移动量由像面相对于与所述第一信息相对应的所述调焦透镜的位置的移位量来表示。
根据本发明的其它方面，提供一种镜头单元所执行的控制方法，所述镜头单元能够安装至摄像设备，并且包括：摄像光学系统，其包括调焦透镜；以及驱动部件，用于驱动所述调焦透镜，所述控制方法包括：通信步骤，用于与安装有所述镜头单元的所述摄像设备进行通信；以及控制步骤，用于基于所述通信步骤中从所述摄像设备接收到的与所述调焦透镜有关的驱动信息来控制所述驱动部件的驱动，其中，在进行所述调焦透镜的微小振动的情况下，在所述控制步骤中，从所述摄像设备接收第一信息和第二信息，基于所述第一信息和所述第二信息来生成第三信息，并且将所述第三信息发送至所述摄像设备，其中所述第一信息与用作所述微小振动的基准的调焦透镜的位置有关，所述第二信息与如下的所述调焦透镜的移动量有关，该移动量由像面相对于与所述第一信息相对应的所述调焦透镜的位置的移位量来表示，所述第三信息与用作所述微小振动的新基准的调焦透镜的位置有关。
根据本发明的其它方面，提供一种摄像系统，包括所述的摄像设备和所述的镜头单元。
根据本发明，可以提供如下摄像设备，其中该摄像设备将包括与像面的移动量有关的信息的驱动信息从摄像设备本体发送至镜头单元，从而控制调焦透镜的运动。
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变得明显。
附图说明
图1是为了结合图2~17来说明本发明的实施例、示出包括镜头单元和摄像设备的摄像系统的结构的示例的框图。
图2A是说明TVAF信号的图。
图2B是说明摆动操作的图。
图2C是示出调焦透镜驱动量和像面移位量的示意图。
图3是说明能够摄像面上进行相位差AF的摄像元件的说明图。
图4是结合图5来说明TVAF处理的流程图(前半部分)。
图5是说明图4的继续的流程图(后半部分)。
图6是结合图7来说明摆动操作的流程图(前半部分)。
图7是说明图6的继续的流程图(后半部分)。
图8A是说明微小驱动的图。
图8B是说明摄像元件的累积时刻的图。
图9是说明照相机控制单元和镜头控制单元所进行的处理的图。
图10A和10B是说明通信数据的示例的图。
图10C是说明摆动操作期间调焦透镜的变化示例的图。
图11A是说明调焦透镜位置的控制示例的图。
图11B是说明摆动操作期间调焦透镜到达可移动区域的端部的情况下所进行的处理的图。
图12是结合图13来说明爬山驱动的流程图(前半部分)。
图13是说明图12的继续的流程图(后半部分)。
图14是说明爬山驱动的图。
图15A是示出摄像元件的摄像像素的平面图。
图15B是示出摄像元件的摄像像素的截面图。
图16A是示出摄像元件的焦点检测像素的平面图。
图16B是示出摄像元件的焦点检测像素的截面图。
图17是示出摄像像素和焦点检测像素的配置的像素布局图。
具体实施方式
以下将参考附图来说明本发明的优选实施例。图1是示出根据本发明实施例的包括镜头单元和摄像设备的摄像系统的结构的示例的框图。该摄像设备包括能够安装的镜头单元117以及通过安装镜头单元117来使用的用作本体的照相机单元118。换句话说，镜头单元117能够安装在照相机单元118上并且构成所谓的可更换镜头系统。
从被摄体反射的光穿过如下摄像光学系统，由此聚焦于设置在照相机单元118内的摄像元件106上，其中该摄像光学系统包括固定的第一透镜组101、可移动的第二透镜组102、光圈103、固定的第三透镜组104和可移动的第四透镜组105，所有这些透镜均设置在镜头单元117内。第二透镜组102进行变焦操作。第四透镜组(以下称为“调焦透镜”)105包括焦点调节功能以及用于补偿由于变焦操作所引起的焦平面的移动的补偿功能。
摄像元件106是由CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器等构成的光电转换元件，并且通过对被摄体图像进行光电转换来生成摄像信号。由摄像元件106光电转换得到的摄像信号由放大器107放大至最佳水平，然后被输出至照相机信号处理单元108。以下将参考图15A~17来说明摄像元件106的示例结构。图15A和图16A是说明摄像元件106中所包括的摄像像素和焦点检测像素的结构的图。在本实施例中，具有以下要说明的结构的焦点检测像素根据预定规则分散配置在拜尔阵列的摄像像素组中。
图15A和15B示出摄像像素的配置和结构的示例。图15A是示出2×2个摄像像素的平面图。如众所周知的，在拜尔阵列中，沿着对角方向配置多个G(绿色)像素，并且配置R(红色)像素和B(蓝色)像素作为其余两个像素。该2×2结构以二维阵列重复配置。
图15B是沿着图15A所示的摄像像素的线A-A所截取的剖切截面图。在各像素的最前面配置片上微透镜ML，并且在片上微透镜ML的背面配置R(红色)滤色器CFR和G(绿色)滤色器CFG。附图标记PD(光电二极管)示意性表示摄像元件106的光电转换单元。在布线层CL(接触层)中形成用于传输CMOS图像传感器内的各种信号的信号线。示意性示出摄像光学系统TL(Taking Lens，拍摄透镜)及其出射光瞳EP(Exit Pupil，出射光瞳)。摄像像素的片上微透镜ML和光电转换单元PD被配置为尽可能有效地取入已穿过摄像光学系统TL的光束。将该摄像像素所生成的信号输出至照相机信号处理单元108。图15B仅示出R像素的入射光束，但G像素和B像素也具有相同结构。
图16A和16B示出用于在摄像光学系统的水平方向上进行光瞳分割的焦点检测像素的配置和结构的示例。通过在水平方向上进行光瞳分割，可以对具有水平方向上的亮度分布的被摄体、例如垂直线进行焦点检测。将水平方向定义为在用户或拍摄者使照相机保持在摄像光学系统的光轴为水平的状态时沿着与光轴和纵轴垂直的直线的方向。将垂直方向定义为与所定义的水平方向垂直的方向。
在本实施例中，在透过摄像光学系统的出射光瞳的不同区域的光中，一部分光被遮蔽，并且其余的未遮蔽光被焦点检测像素所接收。图16A是示出包括焦点检测像素的2×2个像素的平面图。在获得摄像信号的情况下，利用G像素来获取亮度信息的主要成分。人的图像识别特性对于亮度信息敏感。因而，在G像素丢失的情况下，容易感知到图像质量的劣化。另一方面，使用R像素或B像素来获取颜色信息(色差信息)，但与亮度信息相比，人的视觉特性对颜色信息不敏感。因而，在用于获取颜色信息的少许像素丢失的情况下，难以识别出图像质量的劣化。因而，在本实施例中，在2×2个像素中，保留G像素用作摄像像素，并且利用焦点检测像素SA和SB来替换R像素和B像素。
图16B是沿着图16A所示的线A-A所截取的剖切截面图。微透镜ML和光电转换元件PD具有与图15B所示的摄像像素的结构相同的结构。在本实施例中，从焦点检测像素所获得的信号不用于生成图像，因而代替颜色分离用滤色器、配置了透明膜CFW(白色)。为了以光电转换单元为单位来执行光瞳分割，使布线层CL的开口相对于微透镜ML的中心线在一个方向上偏移。更具体地，焦点检测像素SA的开口OPHA在水平方向上(向着图16的右侧)偏移，并且接收已穿过摄像光学系统TL的出射光瞳EPHA的左侧的光束。焦点检测像素SB的开口OPHB在与像素SA的方向相反的方向上向着左侧偏移，并且接收已穿过摄像光学系统TL的出射光瞳EPHB的右侧的光束。具有上述结构的焦点检测像素SA在水平方向上规则排列，并且将利用这些像素组所获得的被摄体图像定义为图像A。焦点检测像素SB也在水平方向上规则排列，并且将利用这些像素组所获得的被摄体图像定义为图像B。将图像A和图像B的各信号输出至相位差AF信号处理单元119(参见图1)。相位差AF信号处理单元119通过检测图像A和B的相对位置(相位差)来检测被摄体图像的像面的散焦量。将该检测结果输出至以下要说明的照相机控制单元。
在检测到具有垂直方向上的亮度分布的被摄体、即水平线的散焦量的情况下，使图16B所示的结构转动90度以使得像素SA的开口OPHA向下偏移并且像素SB的开口OPHB向上偏移。可选地，像素SA的开口OPHA可以向上偏移并且像素SB的开口OPHB可以向下偏移。
图17示出参考图15A、图15B、图16A和图16B所述的摄像像素SA和焦点检测像素SB的配置的示例。考虑到焦点检测像素无法用于摄像像素这一事实，在本实施例中，焦点检测像素沿着水平方向和垂直方向按预定间隔离散地配置。此外，焦点检测像素不配置在G像素的位置从而使图像劣化不太明显。在本实施例中，如图17所示，两对像素SA和像素SB配置在包括12×24个像素的块内从而完成一个块内的像素配置图案。
作为能够使用相位差检测方法来进行AF(自动调焦)的摄像元件106的结构，如图3的A和B所示，还可以在一个微透镜ML中将像素分割成两个像素。图3的A示出设置在摄像元件106中的焦点状态检测所用的传感器配置的示例，并且图3的B示出图3的A所示的传感器配置的放大的一部分。各微透镜由圆形框来表示并且各像素的各传感器由矩形框来表示。在针对一个微透镜将像素分割成两个位于左右两侧的像素的位置(例如，参见第3行第2列)中，对这些像素的输出进行相加并且由此得到的输出被输出至照相机信号处理单元108(参见图1)。另一方面，将位于左侧的像素的输出和位于右侧的像素的输出独立地输出至相位差AF信号处理单元119。在图3B所示的成对传感器中，利用左侧的传感器组来形成图像A并且利用右侧的传感器组来形成图像B。相位差AF信号处理单元119根据成对的左右图像信号之间的相位差来确定像面的散焦量。
照相机信号处理单元108对从放大器107获得的输出信号应用各种图像处理，由此生成图像信号。显示单元109包括液晶显示装置(LCD)等，并且根据从照相机信号处理单元108获得的图像信号来显示图像。记录单元110将从照相机信号处理单元108获得的图像信号记录在诸如半导体存储器等的记录介质中。TVAF门113用于在从放大器107获得的所有像素的输出信号中仅使用于焦点检测的区域内的信号通过。TVAF信号处理单元114从通过了TVAF门113的信号提取高频成分并且生成TVAF评价值信号(评价信号)，由此将所生成的TVAF评价值信号输出至照相机控制单元116。该TVAF评价值信号表示基于从摄像元件106获得的图像信号所生成的图像的清晰度(对比度状态)。由于清晰度可能根据摄像光学系统的焦点状态而改变，因此由TVAF评价值信号所表示的值(AF评价值)是表示摄像光学系统的焦点状态的焦点调节信息。图2A是示出调焦透镜位置和AF评价值之间的关系的示例的图，其中在横轴上标绘调焦透镜位置并且在纵轴上标绘AF评价值。在AF评价值达到其峰值(极值)的情况下调焦透镜105的峰位置与聚焦点相对应。
如上所述，相位差AF信号处理单元119基于从摄像元件106的输出获得的图像A和图像B之间的相位差来计算像面的散焦量(像面位移量)并且将所计算出的散焦量输出至照相机控制单元116。对整个摄像设备的操作进行控制的照相机控制单元116控制TVAF门113以将TVAF框设置在图像的预定百分比处。照相机控制单元116基于从TVAF信号处理单元114所获取的TVAF评价值信号以及从相位差AF信号处理单元119所获取的像面位移量来进行AF控制，由此将调焦透镜驱动命令发送至镜头控制单元115。这里，假定照相机控制单元116要设置的调焦透镜驱动量是像面移位量(被摄体图像的图像形成位置的移动量)。其原因是如下：对于可更换镜头系统使用不同的镜头单元，并且即使在使用相同镜头单元的情况下，相对于像面移位量的实际调焦透镜驱动量也根据镜头单元的类型和透镜位置(调焦位置或变焦位置)而不同。要设置的像面移位量的符号根据驱动方向而不同。例如，近侧的像面移位量为正而无限远侧的像面移位量为负。
图2C是示出透镜驱动量和像面移位量的示意图。由箭头A来表示透镜位置的变化并且由箭头B来表示像面位置的变化。透镜驱动量和像面移位量之间的比率是针对要使用的各镜头单元有所不同、并且根据调焦透镜和变焦透镜的位置而改变的灵敏度。参考在镜头单元117内的存储单元中预先准备的数据表来确定灵敏度(以下简称为“S”)。
接着，将说明镜头单元117内的驱动单元及其控制单元。变焦驱动单元111驱动第二透镜组102，并且调焦驱动单元112驱动调焦透镜105。变焦驱动单元111和调焦驱动单元112各自包括诸如步进马达、DC马达、振动马达或音圈马达等的致动器。镜头控制单元115从照相机控制单元116接收调焦透镜驱动命令，根据该命令来控制调焦驱动单元112，并且使调焦透镜105在光轴方向上移动由此进行调焦。此时，镜头控制单元115从照相机控制单元116获取作为透镜驱动量的像面移位量。镜头控制单元115根据所指示的像面移位量来计算实际调焦透镜驱动量(透镜位置坐标值)，由此进行调焦控制。此外，镜头控制单元115将与调焦透镜105有关的位置信息发送至照相机控制单元116。
接着，将说明要从照相机控制单元116发送至镜头控制单元115的调焦透镜驱动命令。在本实施例中，在1V(1V是垂直同步信号VD的一个周期的长度并且以下由“nV”来表示n个周期的长度)内进行两次通信。在第一通信中，镜头控制单元115将与透镜位置和基准位置有关的信息发送至照相机控制单元116。在第二通信中，照相机控制单元116将调焦透镜驱动命令发送至镜头控制单元115。第一通信和第二通信各自是固定长度的包通信。注意，照相机控制单元116使用通过第一通信所接收到的信息来进行AF控制，并且在后续的第二通信中将通过该AF控制所生成的调焦透镜驱动命令发送至镜头控制单元115。
图10A~10C示出驱动命令和镜头根据该驱动命令的运动。图10A示出从照相机控制单元116向着镜头控制单元115的通信中所包括的与调焦透镜105的驱动有关信息。与调焦透镜的驱动有关的信息包括在第二通信的驱动命令中，并且该信息包括与用作调焦透镜驱动的基准的透镜位置有关的第一信息以及与像面的移动量有关的第二信息。
·基准位置α：(透镜位置坐标)
·振幅β：(像面移位量坐标)
·基准位置移动量γ：(像面移位量坐标)
这里，照相机控制单元116所设置的调焦透镜驱动量是像面移位量。换句话说，振幅β和基准位置移动量γ是与被摄体图像的图像形成位置的移动量有关的信息。基准位置α是在调焦透镜105中设置的透镜位置坐标系内的位置。基准位置α是用作从照相机控制单元116要发送的驱动命令的基准的位置，并且通常是摆动(微小振动)的振动中心位置。
镜头控制单元115获取上述与调焦透镜的驱动有关的信息，并且使用参考表数据所获得的灵敏度S1和S2借助于以下的数学表达式来计算目标位置和新的基准位置。这里，符号S1表示当前基准位置处的灵敏度并且符号S2表示新基准位置处的灵敏度。
在相对于基准位置发生移动的情况下(γ≠0)：
·调焦透镜驱动目标位置=α+β/S2+γ/S1(公式1)
·新基准位置=α+γ/S1(公式2)
在相对于基准位置没有发生移动的情况下(γ=0)：
·调焦透镜驱动目标位置=α+β/S1+γ/S1(公式1)
·新基准位置=α+γ/S1(公式2)
振幅β和基准位置移动量γ各自通过除以图2C中所述的灵敏度被转换成透镜位置。换句话说，镜头控制单元115针对所指示的像面移位量计算用于实际驱动调焦透镜105的实际驱动量，由此控制调焦透镜105的位置。然后，镜头控制单元115将与调焦透镜105的位置有关的信息发送至照相机控制单元116。
图10B示出在要从镜头控制单元115发送回到照相机控制单元116的信息中所包括的、与调焦透镜105的位置有关的信息。在第一通信中进行该信息的通信。
·调焦透镜位置：(透镜位置坐标)
·新基准位置：(透镜位置坐标)
这些位置是透镜位置坐标系内的位置信息。如上所述，与调焦透镜105的位置有关的信息包括第三信息和第四信息的多个位置信息，其中该第三信息与用作微小振动的新基准的调焦透镜105的位置有关，该第四信息与对应于从镜头控制单元115向照相机控制单元116的通信时刻的调焦透镜位置有关。注意，第四信息还可以是与预定时刻的调焦透镜位置有关的信息。例如，可以在第二通信中从照相机控制单元116发送与预定时刻(通知时刻)有关的信息，并且可以在后续的第一通信中从镜头控制单元115发送与预定时刻的调焦透镜位置有关的信息。这里，在通过第二通信所接收到的预定时刻是后续的第一通信之后的时刻的情况下，镜头控制单元115可以预测该预定时刻的调焦透镜位置，由此在第一通信中发送所预测的调焦透镜位置。
图10C示出摆动操作期间调焦透镜105的运动。在该示例中，由α来表示初始基准位置并且由α’来表示新基准位置。图11A是使用具体数值来说明摆动操作期间的驱动命令的图，其中在横轴上标绘时间并且在图11A的上部示出输出垂直同步信号(VD)的时刻。注意，垂直同步信号的输出时刻与摄像元件106的电荷累积时刻同步。如图11A和11B所示，从镜到照相机的通信包括在第一通信中，并且从照相机到镜头的通信包括在第二通信中。注意，在第一通信和第二通信中进行通信的信息不限于图11A和11B所示的信息。图11A和11B示出如何驱动调焦透镜105。在图11A和11B的下部分别示出以下值。
·镜头→照相机的通信数据：调焦透镜位置和新基准位置
·照相机→镜头的通信数据：基准位置α、振幅β和基准位置移动量γ
术语“镜头→照相机”表示从镜头控制单元115向照相机控制单元116的发送，而术语“照相机→镜头”表示从照相机控制单元116向镜头控制单元115的发送。
在垂直同步时间段(1)、(3)和(5)期间进行的通信的内容如下所述。为了便于说明，假定S1=S2=0.5。
·垂直同步时间段(1)：时刻T1“照相机→镜头”α=100,β=5,γ=0
镜头控制单元115基于所接收到的驱动命令来计算目标位置和新基准位置。
调焦透镜驱动目标位置=100+5/0.5+0/0.5=110
新基准位置=100+0/0.5=100
·垂直同步时间段(3)：时间T3“照相机→镜头”α=100,β=-5,γ=0
镜头控制单元115基于所接收到的驱动命令来计算目标位置和新基准位置。
调焦透镜驱动目标位置=100-5/0.5+0/0.5=90
新基准位置=100+0/0.5=100
·垂直同步时间段(5)：时间T5“照相机→镜头”α=100,β=5,γ=10
镜头控制单元115基于所接收到的驱动命令来计算目标位置和新基准位置。
调焦透镜驱动目标位置=100+5/0.5+10/0.5=130
新基准位置=100+10/0.5=120
在图11A所示的示例中，通过通信该信息，在以基准位置“100”为中心的摆动操作之后执行以基准位置“120”为中心的摆动操作。在上述示例中，在利用所发送的驱动命令进行调焦透镜驱动之后，照相机控制单元116基于根据在调焦透镜在近侧/无限远侧停止的情况下累积在摄像元件106中的电荷所获取的AF评价值、来进行AF控制。例如，在照相机控制单元116利用时刻T1处所发送的驱动命令在近方向上驱动调焦透镜之后，照相机控制单元116基于根据在调焦透镜在近侧停止的情况下累积的电荷所获取的AF评价值，生成在时刻T3处要发送的驱动命令。
尽管以上没有给出说明，但在垂直同步时间段(2)、(4)和(6)内也将调焦透镜位置和新基准位置从镜头控制单元115发送至照相机控制单元116。此外，将基准位置α、振幅β和基准位置移动量γ从照相机控制单元116发送至镜头控制单元115。由于在垂直同步时间段(2)、(4)和(6)内获取的AF评价值是根据在驱动调焦透镜的情况下累积在摄像元件106内的电荷所生成的值，因此这些AF评价值不用于进行AF控制。因而，基准位置α和振幅β与先前使用的基准位置和振幅相同，并且将基准位置移动量γ作为0来进行发送。然而，在调焦透镜到达可移动区域的端部的情况下，上述条件不再适用。
接着，图11B示出摆动操作期间调焦透镜到达所设置的可移动区域的端部的状态。在调焦透镜到达可移动区域的端部的情况下，镜头控制单元115将表示调焦透镜位置位于可移动区域的端部的命令(包括端部信息)发送至照相机控制单元116。端部信息包括在针对各1V的第一通信中从镜头控制单元115发送至照相机控制单元116的数据中。在图11B中，通过将与端部信息相对应的位设置为0或1，向照相机通知调焦透镜位置是否位于可移动区域的端部。在本实施例中，在调焦透镜位置没有到达可移动区域的端部的情况下，将位设置为“0”，而在调焦透镜位置到达可移动区域的端部的情况下，将位设置为“1”。
·镜头→照相机的通信数据：调焦透镜位置、新基准位置和端部信息
·照相机→镜头的通信数据：基准位置α、振幅β和基准位置移动量γ
术语“镜头→照相机”表示从镜头控制单元115向照相机控制单元116的发送，而术语“照相机→镜头”表示从照相机控制单元116向镜头控制单元115的发送。
在垂直同步时间段(1)、(3)和(5)期间进行的通信的内容如下所述。为了便于说明，假定S1=S2=0.5并且调焦端部位置为“115”。
·垂直同步时间段(1)：时间T1“照相机→镜头”α=100,β=5,γ=10
镜头控制单元115基于所接收到的驱动命令来计算目标位置和新基准位置。
调焦透镜驱动目标位置=100+5/0.5+10/0.5=130
新基准位置=100+10/0.5=120
尽管调焦透镜的驱动目标位置为“130”，但由于调焦端部位置为“115”，因此镜头控制单元115使调焦透镜在位置“115”处停止。此外，调焦透镜位置“115”(调焦端部的位置)、新基准位置“120”和端部信息“1”是在2V之后(与垂直同步时间段(3))的通信周期内发送来的。
接着，照相机控制单元116将基准位置α设置为调焦端部位置。此时，照相机控制单元116将振幅β的两倍的值设置为基准位置移动量γ。
·垂直同步时间段(3)：时间T3“照相机→镜头”α=115,β=-5,γ=-10
镜头控制单元115基于所接收到的驱动命令来计算目标位置和新基准位置。
调焦透镜驱动目标位置=115-5/0.5-10/0.5=85
新基准位置=115-10/0.5=95
镜头控制单元115在2V之后(与垂直同步时间段(5)相对应)的通信周期内将所计算出的目标位置和新基准位置发送至照相机控制单元116。
·垂直同步时间段(5)：时间T5“照相机→镜头”α=95,β=5,γ=0
镜头控制单元115基于所接收到的驱动命令来计算目标位置和新基准位置。
调焦透镜驱动目标位置=95+5/0.5+0/0.5=105
新基准位置=95+0/0.5=95
镜头控制单元115在2V之后(与垂直同步时间段(7)相对应)的通信周期内将所计算出的目标位置和新基准位置发送至照相机控制单元116。在该示例中，在以基准位置“100”为中心的摆动操作期间调焦透镜到达可移动区域的端部之后，进行以基准位置“95”为中心的摆动操作。
接着，将参考图4和图5所示的流程图来说明照相机控制单元116所进行的AF控制。根据设置在照相机控制单元116内的存储器中所存储的计算机程序来执行该控制。
在步骤S601中，该处理开始。在步骤S602中，进行用于以微小间隔驱动调焦透镜105的摆动操作。在该操作中，可以进行关于调焦透镜105是否处于聚焦状态的聚焦判断以及在调焦透镜105处于非聚焦状态的情况下关于焦点存在的方向的方向判断。以下将参考图6和图7来详细说明该操作。在步骤S603中，判断是否成功进行了聚焦判断。在成功进行了聚焦判断的情况下，该处理进入步骤S612，并且进行调焦停止和重新启动判断处理。在未成功进行聚焦判断的情况下，该处理进入步骤S604。在步骤S604中，判断是否成功进行了方向判断。在成功进行了方向判断的情况下，该处理进入图5所示的步骤S605并且进行爬山驱动。在未成功进行方向判断的情况下，该处理进入步骤S608。在步骤S605中，沿着所确定的方向以预定速度执行针对调焦透镜105的爬山驱动。该爬山驱动进行控制以在使TVAF评价值增加的方向上驱动调焦透镜105。进行如下处理，其中该处理用于通过使TVAF评价值与从镜头单元117获取的调焦透镜位置相关联、来搜索调焦透镜105的TVAF评价值成为峰值的位置(以下称为“峰位置”)。以下将参考图12和图13来详细说明该搜索处理。在步骤S606中，照相机控制单元116设置以下驱动信息，从而在爬山驱动操作期间使调焦透镜105返回至峰位置。
·基准位置=峰位置
·振幅=0
·基准位置移动量=0
将该驱动信息发送至镜头控制单元115。结果，可以使调焦透镜105移动至峰位置。
在步骤S607中，进行关于调焦透镜105是否已返回至峰位置的判断处理。在调焦透镜105已返回至峰位置的情况下，该处理返回至图4所示的步骤S602并且再次进行摆动操作。在调焦透镜105未返回至峰位置的情况下，该处理返回至步骤S606并且继续爬山驱动操作。
在图4所示的步骤S604中未成功进行方向判断的情况下，该处理进入步骤S608并且进行如下处理，其中该处理用于判断通过相位差检测是否成功检测到像面位移量。在步骤S608中成功检测到像面位移量的情况下，该处理进入步骤S609，并且判断该像面位移量是否等于或大于预定量(阈值)。在像面位移量等于或大于预定量的情况下，该处理进入图5所示的步骤S610并且将调焦透镜105驱动与该像面位移量相对应的量。在这种情况下要设置的驱动信息如下所述。
·基准位置=相位差检测期间与焦点检测像素的电荷累积所用的时间段的中心相对应的时间点处的调焦透镜位置
·振幅=与通过相位差AF检测到的像面位移量相对应的值
·基准位置移动量=0
将该驱动信息发送至镜头控制单元115。在相位差检测的情况下，可以横跨几个帧累积电荷，由此生成图像信号。因而，照相机控制单元116基于相位差检测所用的电荷累积期间在第一通信中镜头控制单元115所接收到的调焦透镜位置，来计算与检测到像面位移量时的电荷累积期间中心相对应的时间点处的调焦透镜位置。将所计算出的位置作为与基准位置有关的信息发送至镜头控制单元115。在下一步骤S611中，判断调焦透镜105是否已从当前调焦透镜位置起移动了与通过相位差AF所检测到的像面位移量相对应的量。在进行了与像面位移量相对应的量的透镜驱动的情况下，该处理返回至图4所示的步骤S602，而在未进行该透镜驱动的情况下，该处理返回至步骤S610。另一方面，在步骤S608中未成功检测到像面位移量的情况下、或者在步骤S609中像面位移量小于预定量的情况下，该处理返回至步骤S602。
接着，将说明从图4所示的步骤S612起的调焦停止和重新启动判断处理。在步骤S612中，照相机控制单元116获取TVAF评价值。在步骤S613中，设置以下驱动信息，从而使调焦透镜105移动至被判断为聚焦的位置、即峰位置。
·基准位置=峰位置
·振幅=0
·基准位置移动量=0
将该驱动信息发送至镜头控制单元115。结果，可以将调焦透镜105驱动至被判断为聚焦的位置。
在步骤S614中，进行用于判断调焦透镜105是否已移动至峰位置的处理。在调焦透镜105已移动至峰位置的情况下，该处理进入图5所示的步骤S615，否则该处理返回至步骤S612。在步骤S615中，照相机控制单元116将聚焦点处的TVAF评价值存储在存储器中。在步骤S616中，照相机控制单元116从TVAF信号处理单元114获取当前时刻的TVAF评价值。在步骤S617中，通过将步骤S615中所存储的TVAF评价值与步骤S616中所获取的最新的TVAF评价值进行比较，来进行用于判断TVAF评价值的波动宽度是否大的处理。通过将该波动宽度与阈值进行比较来判断该波动宽度是小还是大。在TVAF评价值大幅波动的情况下，照相机控制单元116判断为被摄体已改变并且该处理返回至图4所示的步骤S602，然后照相机控制单元116重新开始摆动操作。在TVAF评价值的波动宽度等于或小于阈值的情况下，该处理返回至步骤S616。
接着，将参考图6和图7来说明微小驱动操作。在步骤S701中，该处理开始。在步骤S702中，在垂直同步信号(VD)的定时执行等待(等待处理)，以使得按预定周期进行以下处理。
在步骤S703中，照相机控制单元116与镜头控制单元115进行通信，由此获取与调焦透镜105的当前位置和基准位置等有关的信息。在步骤S704中，进行用于确定驱动周期和驱动延迟时间的处理。在该示例中，驱动周期为2V并且驱动延迟时间为1/2V。在步骤S705中，照相机控制单元116判断当前变量Mode的值是否为0。Mode是表示状态的差异为0~3的内部变量。在值为0的情况下，该处理进入步骤S706，而在值非0的情况下，该处理进入步骤S711。
在步骤S706中，照相机控制单元116将TVAF评价值作为无限远侧TVAF评价值存储在存储器中。该TVAF评价值是基于在调焦透镜105保持停留在无限远侧的情况下所累积的摄像元件106的输出的评价值。在下一步骤S707(参见图7)中，使Mode的值增加1，并且该处理进入步骤S708。在Mode的值等于或大于4的情况下，该值恢复为0。
在步骤S708中，判断被判断为聚焦方向的方向是否连续预先设置的次数(以下称为“NA”)相同。在判断为被判断为聚焦方向的方向连续相同NA次的情况下，该处理进入步骤S725，否则该处理进入步骤S709。在步骤S709中，判断调焦透镜105是否已在同一区域内重复往返移动了预先设置的次数(以下称为“NB”)。在调焦透镜105已在同一区域内重复地往返移动了NB次的情况下，该处理进入步骤S726，否则该处理进入步骤S710，并且照相机控制单元116将调焦透镜105的驱动命令发送至镜头控制单元115。
在步骤S725中，照相机控制单元116判断为成功进行了方向判断，并且该处理进入步骤S728。这一系列的处理结束并且该处理进入爬山驱动。在步骤S726中，基于过去的透镜位置信息来计算聚焦位置。在步骤S727中，照相机控制单元116判断为成功进行了聚焦判断，并且该处理进入步骤S728。这一系列的处理结束，并且该处理进入调焦停止和重新启动判断。
在图6所示的步骤S711中，判断当前时刻的Mode的值是否为1。在Mode的值为1的情况下，该处理进入图7所示的步骤S712，而在Mode的值非1的情况下，该处理进入步骤S717。在步骤S712中，计算表示像面从基准位置起应当振动多少的振幅值、以及表示振动中心在像面上应当移动多少的基准位置移动量。这里，驱动量是像面移位量。对于振幅，尽管没有给出详细说明，但是基于焦深来进行用于在焦深浅时将振幅值设置得小并且在焦深深时将振幅值设置得大的处理。在步骤S713中，将在Mode值为0的情况下所获得的无限远侧TVAF评价值(参见步骤S706)与在Mode值为2(以下将进行说明)的情况下所获得的近侧TVAF评价值(参见步骤S718)进行比较。在无限远侧TVAF评价值大于近侧TVAF评价值的情况下，该处理进入步骤S714。在无限远侧TVAF评价值不大于近侧TVAF评价值的情况下，该处理进入步骤S715。
在步骤S714中，照相机控制单元116设置以下驱动信息。
·基准位置=根据先前的透镜位置信息所获取的基准位置
·振幅=使像面振动的量
·基准位置移动量=使像面的振动中心移动的量
将该驱动信息发送至镜头控制单元115。结果，使调焦透镜105的基准位置移动了与基准位置移动量相对应的量，由此可以使调焦透镜105从新基准位置起移动与振幅相对应的驱动量。
在步骤S715中，照相机控制单元116设置以下驱动信息。
·基准位置=根据先前的透镜位置信息所获取的基准位置
·振幅=使像面振动的量
·基准位置移动量=0
将该驱动信息发送至镜头控制单元115。结果，可以使调焦透镜105从基准位置起移动与振幅相对应的驱动量。在步骤S714或步骤S715之后，该处理进入步骤S707。
在图6所示的步骤S717中，判断当前时刻的Mode的值是否为2。在Mode的值为2的情况下，该处理进入图7的步骤S718，而在Mode的值非2的情况下，该处理进入图7所示的步骤S720。
在步骤S718中，照相机控制单元116将TVAF评价值作为近侧TVAF评价值存储在存储器中。该TVAF评价值是基于在调焦透镜105保持停留在近侧的情况下所累积的传感器输出。然后，该处理进入步骤S707。步骤S708和后续步骤与上述相同。
在步骤S720中，进行用于将调焦透镜105驱动至近侧的处理，并且照相机控制单元116计算振幅和基准位置移动量。这两者均是像面移位量。在下一步骤S721中，将在Mode的值为0的情况下所获得的无限远侧TVAF评价值(参见步骤S706)与在Mode的值为2的情况下所获得的近侧TVAF评价值(参见步骤S718)进行比较。在近侧TVAF评价值大于无限远侧TVAF评价值的情况下，该处理进入步骤S722。在近侧TVAF评价值不大于无限远侧TVAF评价值的情况下，该处理进入步骤S723。
在步骤S722中，照相机控制单元116设置以下驱动信息。
·基准位置=根据先前的透镜位置信息所获取的基准位置
·振幅=使像面振动的量
·基准位置移动量=使振动中心在像面上移动的量
将该驱动信息发送至镜头控制单元115。在步骤S723中，照相机控制单元116设置以下驱动信息。
·基准位置=根据先前的透镜位置信息所获取的基准位置
·振幅=使像面振动的量
·基准位置移动量=0
将该驱动信息发送至镜头控制单元115。在步骤S722或步骤S723之后，该处理进入步骤S707。
图8A示出调焦透镜操作的时间曲线的示例，其中在横轴上标绘时间，并且在图8A的上部标绘图像信号的垂直同步信号VD。在垂直同步信号VD的下方示出的平行四边形框表示摄像元件(CMOS传感器)的累积时间(参见第1累积时间段~第11累积时间段)，并且在该平行四边形框的下方示出的EVx(x=1~10)表示在该时刻获得的TVAF评价值。此外，在该TVAF评价值的下方示出调焦透镜105的位置变化。Tx(x=3,5,6)表示TVAF评价值被取入照相机控制单元116的时刻。
图8B是说明CMOS传感器的驱动的图。图8B的左侧示出摄像面和扫描线并且其右侧示出各扫描线的累积时间和传送时间。该CMOS传感器采用按各扫描线进行快门操作的卷帘式快门系统。因而，在图8B所示的画面的上部和下部累积时间和传送时间有所不同。换句话说，在累积时间段以及在该累积时间段的末尾到来的传送时间段中针对各扫描发生延迟。图8A所示的平行四边形框表示整个累积时间段。
在摆动操作期间(参见图2B)，在使调焦透镜105在近侧和无限远侧之间移动的同时监视TVAF评价值，由此在聚焦方向上驱动调焦透镜105。此时，在调焦透镜105位于近侧或无限远侧的情况下，需要根据累积在摄像元件106中的图像信号来获取TVAF评价值。为此，需要使调焦透镜105的驱动时刻与摄像元件106的累积时间段相匹配。尽管调焦透镜105并非在整个累积时间段内都位于近侧或无限远侧，但将TVAF框(焦点状态检测框)相对于摄像画面设置为小范围，TVAF框内的扫描线的累积就足够了。例如，对于在图8A所示的第三累积时间段内累积在摄像元件106中的电荷，照相机控制单元116在时刻T3处获取TVAF评价值EV3。对于在第五累积时间段内累积在摄像元件106中的电荷，照相机控制单元116在时刻T5处获取TVAF评价值EV5。在时刻T6处，将TVAF评价值EV3和EV5彼此进行比较。在EV5>EV3的情况下，振动中心移动，而在EV3≥EV5的情况下，振动中心不移动。这样，对聚焦方向和聚焦状态进行了判断。
图9是示出在1V内照相机控制单元116和镜头控制单元115所进行的处理的图，其中在横轴上标绘时间。首先，紧挨在获得垂直同步信号(VD)之后，照相机控制单元116从镜头控制单元115获取与透镜位置和基准位置有关的信息。接着，照相机控制单元116通过获取TVAF评价值和相位差AF信息来进行AF控制，由此创建调焦透镜驱动命令。在从照相机控制单元116接收到调焦透镜驱动命令之后，镜头控制单元115如上所述计算调焦驱动目标位置。在针对驱动延迟时间的等待处理之后，进行透镜驱动处理，由此实际使调焦透镜105移动。
接着，将参考图12和图13来说明爬山驱动操作。在步骤S1301中，该处理开始。在步骤S1302中，执行等待处理，以使得按预定周期进行以下处理并且以下处理在VD的定时开始。在步骤S1303中，照相机控制单元116与镜头控制单元115进行通信，由此获取与调焦透镜位置和基准位置等有关的信息。在步骤S1304中，照相机控制单元116设置爬山驱动速度。这里，爬山驱动速度是每单位时间(例如，每1秒)的像面移位量。尽管没有给出详细说明，但基于焦深来进行如下处理，其中该处理用于在焦深浅的情况下将像面改变的速度设置得低，并且在焦深深的情况下将该速度设置得高。结果，模糊的变化量大致恒定而不会带来不自然感。
在步骤S1305中，将步骤S1303中所获取的TVAF评价值与前一TVAF评价值进行比较。在步骤S1305中判断当前TVAF评价值和前一TVAF评价值之间的差是否小于预定量(阈值)。在该差小于预定量的情况下，该处理进入步骤S1306，而在该差不小于预定量的情况下，该处理进入图12所示的步骤S1312。这里，该预定量是考虑到TVAF评价值的S/N(信噪)比所确定的判断基准值，并且在通过固定被摄体使调焦透镜位置恒定的条件下、被设置为等于或大于TVAF评价值的波动宽度。在不进行这些设置的情况下，调焦透镜位置可能受到TVAF评价值的波动影响，由此无法在正确方向上进行爬山驱动。
在步骤S1306中，进行用于判断调焦透镜105是否已到达无限远端的处理。该无限远端是通过设计所确定的调焦透镜105的可移动范围中离无限远侧最近的端部位置。在调焦透镜105已到达无限远端的情况下，该处理进入步骤S1307，否则在调焦透镜105没有到达无限远端的情况下，该处理进入步骤S1308。在步骤S1308中，进行用于判断调焦透镜105是否已到达近端的处理。该近端是通过设计所确定的调焦透镜105的可移动范围中离近侧最近的端部位置。在调焦透镜105已到达近端的情况下，该处理进入步骤S1309，而在调焦透镜105没有到达近端的情况下，该处理进入图13所示的步骤S1310。在步骤S1307和S1309中，设置用于存储驱动方向发生反转的端部的标志。在步骤S1307中，设置无限远端标志。在步骤S1309中，设置近端标志。然后，该处理进入图13所示的步骤S1314。调焦透镜105通过使驱动方向反转成反方向来继续爬山驱动。
在图13所示的步骤S1310中，照相机控制单元116设置以下驱动信息，从而沿着与前一方向相同的正方向以步骤S1304中所确定的速度对调焦透镜105进行爬山驱动操作。
·基准位置=第一通信中所获取的调焦透镜位置
·振幅=与方向相对应的值(例如，由+1或-1来表示)
·基准位置移动量=0
在步骤S1310或步骤S1314之后，该处理进入步骤S1311，并且将所设置的驱动信息发送至镜头控制单元115。除了上述信息以外，镜头控制单元115还接收与每单位时间的像面移位量有关的信息。然后，镜头控制单元115使用所接收到的每单位时间的像面移位量来计算1V内的调焦透镜105的移动量。镜头控制单元115可以基于从照相机控制单元116接收到的信息，使调焦透镜105的实际位置移动与所期望的像面移位量相对应的量。然后，该处理返回至步骤S1302，并且当前处理结束。
在步骤S1312中，进行用于判断TVAF评价值是否在越过峰位置之后减小的处理。在TVAF评价值没有减小的情况下，该处理进入步骤S1313。在调焦透镜105越过峰位置并且TVAF评价值减小的情况下，该处理进入步骤S1315，由此结束爬山驱动。然后，该处理进入步骤S1316。这一系列处理结束，并且该处理进入摆动操作。在步骤S1313中，判断TVAF评价值是否连续减小了预定次数。在判断为TVAF评价值连续减小了预定次数的情况下，该处理进入步骤S1314，否则该处理进入步骤S1310。
在步骤S1314中，照相机控制单元116设置以下的驱动信息，从而沿着与前一方向相反的方向以步骤S1304中所确定的速度对调焦透镜105进行爬山驱动操作。
·基准位置=第一通信中所获取的调焦透镜位置
·振幅=与方向相对应的值(例如，由作为前一符号的相反符号的+1或-1来表示)
·基准位置移动量=0
该处理进入步骤S1311，并且将步骤S1314中所确定的驱动信息发送至镜头控制单元115。
图14示出爬山驱动操作期间调焦透镜105的运动。在图14所示的符号A中，TVAF评价值在越过峰值之后减小。因而，照相机控制单元116判断为调焦透镜105已通过了聚焦点并且结束该爬山驱动操作。该处理进入摆动操作。另一方面，在图14所示的符号B中，TVAF评价值在未发现峰值的情况下减小，因此照相机控制单元116使驱动方向发生反转，由此继续爬山驱动操作。
如上所述，调焦透镜105在重复“重新启动判断→摆动→爬山驱动→摆动→重新启动判断”的序列的同时移动。摄像设备通过进行焦点调节控制以使得TVAF评价值总是最大值来维持聚焦状态。
根据本实施例，在镜头可更换系统中，可以将整合的驱动命令从摄像设备本体发送至镜头设备，由此对包括摆动操作的各种调焦透镜操作进行控制。更具体地，将“基准位置、振幅和基准位置移动量”作为驱动信息从摄像设备本体发送至镜头设备。结果，无需响应于诸如摆动操作或爬山驱动操作等的操作状态来对驱动命令进行切换。因而，在不会使控制系统复杂的情况下，可以根据设置在摄像设备本体中的控制单元给出的驱动命令来控制调焦透镜的运动。此外，利用摄像设备本体所发出的驱动命令来设置像面移位量，因而已接收到该驱动命令的镜头设备可以通过计算与该像面移位量相对应的调焦透镜的实际驱动量来进行透镜驱动。
在这些实施例中，已经主要说明了将针对摆动操作的驱动命令从照相机控制单元116发送至镜头控制单元115的示例。本发明不限于此，而且照相机控制单元116可以将与特定像面移位量的移动操作和向特定透镜位置的移动操作有关的驱动信息发送至镜头控制单元115。这些实施例的驱动控制方法还可适用于诸如变焦透镜或图像形状校正透镜等的除调焦透镜以外的可动光学构件的驱动。
还可以通过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)和通过下面的方法来实现本发明的各方面，其中，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。由于该原因，例如经由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。
尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。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。
本申请要求2012年1月13日提交的日本专利申请2012-004560和2012年10月29日提交的日本专利申请2012-238265的优先权，在此通过引用包含这些专利申请的全部内容。

Claims (24)

1.一种摄像设备，其能够安装配备有包括调焦透镜的摄像光学系统的镜头单元，所述摄像设备包括：
摄像部件，用于通过对被摄体图像进行光电转换来生成摄像信号；
信号处理部件，用于使用所述摄像信号来生成焦点调节所用的评价信号；以及
控制部件，用于基于所述评价信号来生成与调焦透镜有关的驱动信息，并且在安装了所述镜头单元的情况下将所述驱动信息发送至所述镜头单元，
其中，在进行所述调焦透镜的微小振动的情况下，所述控制部件将第一信息和第二信息作为与所述调焦透镜有关的驱动信息发送至所述镜头单元，其中所述第一信息与用作所述微小振动的基准的调焦透镜的位置有关，所述第二信息与如下的所述调焦透镜的移动量有关，该移动量表示为像面相对于发送所述第一信息时所述调焦透镜的位置的移位量。
2.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述控制部件将如下信息作为所述第二信息发送至所述镜头单元，其中该信息表示被摄体图像的图像形成位置相对于发送所述第一信息时所述调焦透镜的位置的移位量。
3.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述控制部件将如下信息作为所述第二信息发送至所述镜头单元，其中该信息表示通过以发送所述第一信息时所述调焦透镜的位置作为所述微小振动的振动中心的像面的振动的振幅、以及振动中心位置在像面上的移位量。
4.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述控制部件从所述镜头单元接收与所述调焦透镜的位置有关的信息，并且基于所接收到的信息来设置所述第一信息。
5.根据权利要求4所述的摄像设备，其中，所述控制部件从所述镜头单元接收与用作所述微小振动的基准的所述调焦透镜的位置有关的第三信息、以及与在所述控制部件所发送的时刻处所述调焦透镜的位置有关的第四信息，作为与所述调焦透镜的位置有关的信息。
6.根据权利要求5所述的摄像设备，其中，在所述控制部件从所述镜头单元接收到所述第四信息以及表示在发送所述第四信息时所述调焦透镜的位置是所述调焦透镜的可移动区域的端部的信息的情况下，所述控制部件将与所述第四信息相对应的信息作为下一所述第一信息发送至所述镜头单元。
7.根据权利要求4所述的摄像设备，其中，所述摄像部件以与垂直同步信号的输出同步的方式生成所述摄像信号，以及
所述控制部件在从输出所述垂直同步信号的时刻到输出下一垂直同步信号的时刻的时间段内与所述镜头单元进行两次通信，所述控制部件在第一通信中从所述镜头单元接收与所述调焦透镜的位置有关的信息，并且在第二通信中将所述第一信息和所述第二信息发送至所述镜头单元。
8.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，在进行用于在使所述评价信号增加的方向上驱动所述调焦透镜的爬山驱动的情况下，所述控制部件将与所述调焦透镜的驱动方向有关的信息作为与所述第二信息相对应的信息发送至所述镜头单元。
9.根据权利要求8所述的摄像设备，其中，在所述控制部件通过所述爬山驱动确定了使所述评价信号处于其峰值的所述调焦透镜的位置的情况下，所述控制部件将与所检测到的峰位置有关的信息作为与所述第一信息相对应的信息发送至所述镜头单元，从而使所述调焦透镜移位至该峰位置。
10.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述摄像部件具有多个焦点检测像素，所述焦点检测像素用于接收各自穿过了所述摄像光学系统的出射光瞳的不同区域的光束，所述摄像设备还包括：
焦点检测部件，用于基于从所述焦点检测像素获得的输出信号，通过相位差检测方法来检测所述像面的散焦量，
其中，在所述控制部件基于所述焦点检测部件的检测结果来生成与所述调焦透镜有关的驱动信息的情况下，所述控制部件将与所述焦点检测部件所检测到的所述像面的散焦量有关的信息作为与所述第二信息相对应的信息发送至所述镜头单元。
11.根据权利要求10所述的摄像设备，其中，在所述焦点检测部件检测到所述像面的散焦量的情况下，所述控制部件计算与利用所述焦点检测像素进行了电荷累积的时间段的中心相对应的时间点处所述调焦透镜的位置，并且将与所计算出的位置有关的信息作为与所述第一信息相对应的信息发送至所述镜头单元。
12.一种镜头单元，其能够安装至摄像设备，所述镜头单元包括：
摄像光学系统，其包括调焦透镜；
驱动部件，用于驱动所述调焦透镜；以及
镜头控制部件，用于在安装至所述摄像设备的情况下与所述摄像设备进行通信，并且基于从所述摄像设备接收到的与所述调焦透镜有关的驱动信息来控制所述驱动部件的驱动，
其中，在进行所述调焦透镜的微小振动的情况下，所述镜头控制部件从所述摄像设备接收第一信息以及第二信息，其中，所述第一信息与用作所述微小振动的基准的调焦透镜的位置有关，所述第二信息与如下的所述调焦透镜的移动量有关，该移动量表示为像面相对于接收到所述第一信息时所述调焦透镜的位置的移位量，并且所述镜头控制部件基于所述第一信息和所述第二信息来生成与用作所述微小振动的新基准的所述调焦透镜的位置有关的第三信息，并且将所述第三信息发送至所述摄像设备。
13.根据权利要求12所述的镜头单元，其中，所述镜头控制部件将与发送所述第三信息时所述调焦透镜的位置有关的第四信息发送至所述摄像设备。
14.根据权利要求12所述的镜头单元，其中，所述镜头控制部件存储与所述像面的移位量相对于所述调焦透镜的驱动量的比率有关的信息，并且使用与所述比率有关的所述信息，基于从所述摄像设备接收到的所述第二信息，计算所述调焦透镜的驱动量。
15.根据权利要求12所述的镜头单元，其中，所述镜头控制部件从所述摄像设备接收表示被摄体图像的图像形成位置相对于与所述第一信息相对应的调焦透镜的位置的移位量的信息，作为所述第二信息。
16.根据权利要求12所述的镜头单元，其中，所述镜头控制部件从所述摄像设备接收如下信息作为所述第二信息，其中该信息表示通过以发送所述第一信息时所述调焦透镜的位置作为所述微小振动的振动中心的像面的振动的振幅、以及振动中心位置在像面上的移位量。
17.根据权利要求12所述的镜头单元，其中，所述镜头控制部件向所述摄像设备发送与同所述调焦透镜的可移动区域的端部相对应的所述调焦透镜的位置有关的信息作为第四信息。
18.根据权利要求12所述的镜头单元，其中，所述镜头单元能够安装至具有摄像部件的所述摄像设备，所述摄像部件用于以与垂直同步信号的输出同步的方式生成摄像信号，
其中，所述镜头控制部件从所述摄像设备接收所述垂直同步信号，在从输出所述垂直同步信号的时刻到输出下一垂直同步信号的时刻的时间段内与所述摄像设备进行两次通信，在第一通信中将所述第三信息发送至所述摄像设备，并且在第二通信中从所述摄像设备接收所述第一信息和所述第二信息。
19.根据权利要求18所述的镜头单元，其中，所述镜头单元能够安装至具有信号处理部件的所述摄像设备，所述信号处理部件用于使用所述摄像信号来生成焦点调节所用的评价信号，
其中，在进行用于在使所述评价信号增加的方向上驱动所述调焦透镜的爬山驱动的情况下，所述镜头控制部件基于与所接收到的所述第二信息相对应的信息来设置所述调焦透镜的驱动方向。
20.根据权利要求18所述的镜头单元，其中，所述摄像部件具有多个焦点检测像素，所述焦点检测像素用于接收各自穿过了所述摄像光学系统的出射光瞳的不同区域的光束；以及所述摄像设备还具有焦点检测部件，所述焦点检测部件用于基于从所述焦点检测像素获得的输出信号来利用相位差检测方法检测像面的散焦量，
其中，在所述镜头控制部件基于所述焦点检测部件的检测结果来驱动所述调焦透镜的情况下，所述镜头控制部件从所述摄像设备接收与所述焦点检测部件所检测到的像面的散焦量有关的信息作为与所述第二信息相对应的信息。
21.根据权利要求20所述的镜头单元，其中，在所述焦点检测部件确定了所述像面的散焦量的情况下，所述镜头控制部件从所述摄像设备接收与如下时间点处所述调焦透镜的位置有关的信息作为与所述第一信息相对应的信息，其中该时间点与利用所述焦点检测像素进行了电荷累积的时间段的中心相对应。
22.一种摄像设备所执行的控制方法，所述摄像设备能够安装配备有包括调焦透镜的摄像光学系统的镜头单元，所述控制方法包括：
通过对被摄体图像进行光电转换来生成摄像信号；
使用所述摄像信号来生成焦点调节所用的评价信号；以及
控制步骤，用于进行控制，以基于所述评价信号来生成与调焦透镜有关的驱动信息并且将所述驱动信息发送至所安装的镜头单元，
其中，在进行所述调焦透镜的微小振动的情况下，在所述控制步骤中，将第一信息和第二信息作为与所述调焦透镜有关的驱动信息发送至所述镜头单元，其中所述第一信息与用作所述微小振动的基准的调焦透镜的位置有关，所述第二信息与如下的所述调焦透镜的移动量有关，该移动量由像面相对于与所述第一信息相对应的所述调焦透镜的位置的移位量来表示。
23.一种镜头单元所执行的控制方法，所述镜头单元能够安装至摄像设备，并且包括：摄像光学系统，其包括调焦透镜；以及驱动部件，用于驱动所述调焦透镜，所述控制方法包括：
通信步骤，用于与安装有所述镜头单元的所述摄像设备进行通信；以及
控制步骤，用于基于所述通信步骤中从所述摄像设备接收到的与所述调焦透镜有关的驱动信息来控制所述驱动部件的驱动，
其中，在进行所述调焦透镜的微小振动的情况下，在所述控制步骤中，从所述摄像设备接收第一信息和第二信息，基于所述第一信息和所述第二信息来生成第三信息，并且将所述第三信息发送至所述摄像设备，其中所述第一信息与用作所述微小振动的基准的调焦透镜的位置有关，所述第二信息与如下的所述调焦透镜的移动量有关，该移动量由像面相对于与所述第一信息相对应的所述调焦透镜的位置的移位量来表示，所述第三信息与用作所述微小振动的新基准的调焦透镜的位置有关。
24.一种摄像系统，包括根据权利要求1所述的摄像设备和根据权利要求12所述的镜头单元。
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