CN103365039A - 摄像设备、摄像镜头和摄像设备、摄像镜头的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种摄像设备、摄像镜头和摄像设备、摄像镜头的控制方法。所述摄像镜头包括：光学系统，其包括变倍用的变倍透镜和用于调节聚焦状态的调焦透镜，其中，广角附加透镜用于改变所述摄像镜头的放大率，并且能够安装至所述光学系统；以及操作器，其被操作以指示驱动所述变倍透镜。当安装了所述广角附加透镜时、针对所述操作器的每预定操作量的所述变倍透镜的移动量小于当未安装所述广角附加透镜时、针对所述操作器的每所述预定操作量的所述变倍透镜的移动量。

Description

摄像设备、摄像镜头和摄像设备、摄像镜头的控制方法

本申请是申请日为2011年1月28日、申请号为201110033750.5、发明名称为“摄像镜头、摄像设备和摄像设备的控制方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种摄像镜头、摄像设备和该摄像设备的控制方法。

背景技术

日本特开2004-233892号公报公开了以下的摄像设备：该摄像设备被配置为使用变倍环和变焦键驱动变倍透镜，并且维持变倍环的位置和变倍透镜的位置之间的相关性。日本特开平07-281072号公报公开了包括如下广角附加(“WA(wideattachment)”)透镜的摄像设备：该广角附加透镜可安装至包括变倍透镜的光学系统，并且被配置为改变光学系统的焦距和放大率(例如，从而获得视角宽的图像)。

然而，对于通过彼此组合这两个参考文献所得的摄像设备，当安装有WA透镜时、表示调焦透镜维持聚焦状态所使用的位置相对于变倍透镜的位置的凸轮曲线与当未安装WA透镜时、表示调焦透镜维持聚焦状态所使用的位置相对于变倍透镜的位置的凸轮曲线不同。当安装有WA透镜时调焦透镜的聚焦范围比当未安装WA透镜时调焦透镜的聚焦范围窄。

更具体地，如果假定变倍环的可转动范围为0°～θ°，变倍透镜的最大移动距离为L，并且当安装有WA透镜时变倍透镜的可聚焦的最大移动距离为Lw(L>Lw)，则变倍环的可聚焦的角度范围为0°～(θ×Lw/L)°。因此，在远摄侧的(θ×Lw/L)°～θ°的范围中，尽管操作了变倍环，但由于不能驱动变倍透镜或不能维持聚焦，因此不能提供良好的摄像状态。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种摄像镜头，包括：光学系统，其包括变倍用的变倍透镜和用于调节聚焦状态的调焦透镜，其中，广角附加透镜用于改变所述摄像镜头的放大率，并且能够安装至所述光学系统；以及操作器，其被操作以指示驱动所述变倍透镜，其中，当安装了所述广角附加透镜时、针对所述操作器的每预定操作量的所述变倍透镜的移动量小于当未安装所述广角附加透镜时、针对所述操作器的每所述预定操作量的所述变倍透镜的移动量。

根据本发明的又一个方面，提供一种摄像设备，其包括所述的摄像镜头。

根据本发明的另一个方面，提供一种摄像设备的控制方法，所述摄像设备包括：光学系统，其包括变倍用的变倍透镜和用于调节聚焦状态的调焦透镜，其中，广角附加透镜用于改变所述光学系统的放大率，并且能够安装至所述光学系统；以及操作器，其被操作以指示驱动所述变倍透镜，所述控制方法包括以下步骤：获得表示所述广角附加透镜是否安装至了所述光学系统的信号；以及将当安装了所述广角附加透镜时、针对所述操作器的每预定操作量的所述变倍透镜的移动量设置为小于当未安装所述广角附加透镜时、针对所述操作器的每所述预定操作量的所述变倍透镜的移动量。

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是根据本实施例的摄像设备的框图。

图2是用于解释图1所示的微计算机所执行的摄像设备的控制方法的流程图。

图3是用于解释图1所示的微计算机所执行的摄像设备的另一控制方法的流程图。

具体实施方式

图1是本实施例的摄像设备的框图。该摄像设备与摄像镜头一体化，但可以将摄像镜头安装至照相机本体并且从照相机本体拆卸。在这种情况下，对摄像镜头设置后面将说明的变倍透镜102、调焦透镜105、环构件117和广角附加(“WA”)透镜119，并且对照相机本体设置后面将说明的变焦键116。将后面将说明的微计算机114所生成的控制信号发送至摄像镜头中被配置为控制该摄像镜头的镜头计算机，并且使用该控制信号来经由镜头计算机根据环构件或变焦键的操作而控制变倍透镜的驱动。本实施例可应用于诸如摄像机和数字静止照相机等的各种摄像设备。

在图1中，附图标记101表示第一固定透镜单元，附图标记102表示变倍用透镜单元(以下将称为“变倍透镜(变焦透镜)”)，并且附图标记103表示光圈。附图标记104表示第二固定透镜单元，附图标记105表示调焦透镜，更具体地，附图标记105表示用作为调焦功能和校正由变倍所引起的焦平面的移动的所谓的补偿(变焦追踪)功能的透镜单元(并且以下将称为“调焦透镜”)。

变倍透镜102和调焦透镜105分别被配置成利用变焦驱动器110和调焦驱动器111在光轴方向(或图1中的横向方向)上可移动。各驱动器可以使用步进马达或直接驱动型音圈马达。

变焦检测器112检测变倍透镜102的位置，并且调焦检测器113检测调焦透镜105的位置。当驱动器是步进马达时，检测器可以是从复位位置起的输入脉冲的计数器。此时，例如可以使用光遮断器作为检测基准位置所使用的位置传感器，并且该光遮断器检测被与可移动镜头架一体化的遮光壁遮光的边界位置作为基准位置。存在其它类型的、被配置为使用磁阻(“MR”)装置等检测与可移动镜头架一体化的磁尺的磁场变化的位置传感器。

来自被摄体的入射光通过包括透镜单元101～105的光学系统在摄像装置106上形成图像。摄像元件106是诸如CCD和CMOS等的光电转换元件，并且将被摄体图像转换成电信号。CDS/AGC电路107读出并放大电信号，并且将该电信号输入至照相机信号处理器108。

照相机信号处理器108处理图像，并且将输入信号转换成适合于存储单元109和显示单元115的信号。存储单元109将被摄体图像存储在诸如磁带、光盘和半导体存储器等的记录介质中。显示单元115在诸如电子取景器和液晶面板等的显示器上显示被摄体图像。

微计算机(“MC”)114是被配置为控制整个摄像设备、并且控制照相机信号处理器108、存储单元109等的控制器(处理器)。MC 114包括存储器(未示出)，并且存储如后面所述的图2和3所示的方法、以及这些方法所使用的参数。

将与变焦检测器112所检测到的变倍透镜102的位置和调焦检测器113所检测到的调焦透镜105的位置有关的信息输入至MC 114，并且使用该信息来控制这些透镜。此外，MC 114根据透镜驱动控制的处理结果，提供对于变焦驱动器110和调焦驱动器111以及这些透镜的控制。另外，MC 114根据后面将说明的电位计118的输出而控制变倍透镜102的驱动。

变焦键116是电动变焦时要操作的操作器。变焦键116可以包括音量键、开关等，并且将变焦键116的输出输入至MC 114。在音量键的情况下，MC 114以与键按下相对应的速度驱动变焦，并且在开关的情况下，在接通该开关时以预定速度驱动变焦。

环构件117是拍摄者在手动变焦时指示变倍透镜102的移动所使用的操作器，并且可转动地设置在根据本实施例的摄像设备的光学系统的固定镜筒(未示出)上。利用MC 114控制其驱动的驱动器(未示出)驱动环构件117，并且该驱动器包括步进马达或DC马达。尽管本实施例使用环构件作为操作器，但可以使用不能转动的操作开关。

本实施例的环构件17是被设置成其转动中心可以与光学中心(光轴)一致的绝对型电子环，并且将拍摄者的操作量转换成电信号。

在本实施例中，随着变倍透镜102移动得更接近远摄端，变倍透镜102的位置的值变大，并且MC 114控制变倍透镜102，从而当转动操作环构件117以使得其角度变大时，将变倍透镜102移动至远摄侧。

由于与位于焦距(变焦位置)具有最长焦距的远摄端处的远摄端止动件和位于焦距具有最短焦距的广角端处的广角端止动件的机械接触，因而环构件117的转动操作范围在物理上受到限制。可以以例如60°～90°的角度进行环构件117的转动操作。

环构件117具有通过印刷或刻印形成的焦距标度，并且被配置为可转动地支撑环构件117的固定镜筒(未示出)具有指标。拍摄者可以使用与指标相对应的焦距标度的数字来读出光学系统的当前焦距。

附图标记118表示被配置为检测环构件117的位置(转动角度)并输出位置检测信号的多转动型电位计。环构件117从环构件117所设置的内齿轮经由变速箱而关联地驱动电位计118，并且电位计118输出与环构件117的位置相对应的(或用来检测环构件117的位置)的信号。

将电位计118的输出供给至MC 114的A/D转换器输入单元。已经预先测量广角端止动件位置处和远摄端止动件位置处电位计118的输出值，并且将这些输出值分别作为Pw和Pt存储在MC114中的存储器(未示出)中。

在环构件117的当前位置P、变倍透镜102的最大距离(冲程)L、与电位计118相对应的变倍透镜102的位置Z、广角侧止动件位置Pw和远摄侧止动件位置Pt之间，以下表达式成立。MC114将表达式1和L预先存储在存储器(未示出)中。

表达式1

Z=L×(P-Pw)/(Pt-Pw)

当拍摄者在手动变焦时转动环构件117时，电位计118检测环构件117的位置并将该检测结果发送至MC 114。利用电位计118的检测结果和变焦检测器112的检测结果，MC 114驱动变焦驱动器110，从而将变倍透镜102移动至环构件117所指示的、形成新的焦距所使用的位置。

另外，对于变焦追踪，MC 114利用存储器(未示出)中存储的凸轮轨迹信息和来自调焦检测器113的信息，并且驱动调焦驱动器111从而将调焦透镜105移动至调焦透镜105可以维持聚焦状态的位置。由此，将光学系统设置到与环构件117的位置相对应的变焦位置。

另一方面，当拍摄者在电动变焦时操作变焦键116时，MC114根据变焦键116的操作来驱动变焦驱动器110。电位计118还检测变焦驱动器110所驱动的环构件117的位置。之后，如上所述，进行变焦追踪。

因而，无论是操作环构件117还是变焦键116，都可利用变倍(变焦)。MC 114通过操作切换器121使环构件117或变焦键116有效。为了使环构件117的操作有效，可以使用环构件117的有效/无效切换器或者变焦/调焦切换器。

附图标记119表示可以拆卸和安装从而改变镜头单元的焦距或放大率的广角附加(“WA”)透镜。广角附加检测器120检测是否安装有WA透镜119。

广角附加检测器120包括被配置为在安装有WA透镜119时接通的开关，并且MC 114可以读取该开关输出(检测结果)。另外，可以使用显示单元上叠加字符的字符生成器将广角附加检测器120实现为菜单画面中的操作器(未示出)。

图2是用于解释在设置照相机运行时的初始位置时使用MC114的摄像设备的控制方法的流程图。这是用以在照相机开关关闭时转动环构件117时、使环构件117的位置与变倍透镜102的位置一致的处理。在图2中，“S”代表“步骤”。

最初，MC 114基于广角附加检测器120的输出，判断是否安装有WA透镜119(S101)。

当判断为安装有WA透镜119时(S101中为“是”)，MC 114将变倍透镜102的远摄端位置Tw设置为远摄端位置T，并且将变倍透镜102的最大移动距离(驱动冲程)Lw设置为L(S102)。在本实施例中，Tw和Lw与当安装有WA透镜119时可以维持调焦透镜105的聚焦状态的位置相对应，并且与现有技术中所述的环构件的远摄侧上的最大角度(θ×Lw/L)°相对应。只要可以维持聚焦状态，本实施例就允许Tw和Lw具有一定程度的较小的值。

另一方面，当判断为未安装WA透镜119时(S101中为“否”)，MC 114将变倍透镜102的通常的远摄端位置Tn设置为远摄端位置T，并且将变倍透镜102的通常的最大移动距离(驱动冲程)Ln设置为L(S108)。在本实施例中，Tn和Ln对应于与现有技术中所述的环构件的远摄侧上的最大角度θ°相对应的位置。这里，满足Tw<Tn，并且满足Lw<Ln。

由于S102和S108，MC 114将当未安装WA透镜119时变倍透镜102的驱动范围和驱动冲程设置得比当安装有WA透镜119时变倍透镜102的驱动范围和驱动冲程大，以使得调焦透镜105可以维持聚焦范围。MC 114改变当安装有WA透镜119时环构件117的所分配的冲程。换句话说，将当安装有WA透镜119时、针对环构件117的每预定操作量的变倍透镜102的移动量设置得比当未安装WA透镜119时、针对环构件117的每预定操作量的变倍透镜102的移动量小。

在S102或S108之后，MC 114判断环构件117的操作是否有效(S103)。

当判断为环构件117的操作有效时(S103中为“是”)，MC 114获得电位计118的输出(S104)，基于环构件117的当前位置P和表达式1计算变倍透镜102的位置Z，并且将Z设置为Z0(S105)。接着，MC 114将Z0设置为目标位置(S106)，并且将变倍透镜102驱动至目标位置(S107)。

另一方面，当判断为环构件117的操作无效时(S103中为“否”)，MC 114获得上次照相机关闭时变倍透镜102的(备份)位置Z0(S109)，并且将位置Z0设置为目标位置(S110)。MC 114将上次照相机关闭时的位置存储在存储器(未示出)中。

图3是用于解释MC 114所执行的摄像设备的另一控制方法的流程图。在图3中，“S”代表“步骤”，并且利用相同的附图标记指定与图2中的步骤相同或相对应的步骤。

最初，与图2相同，进行S101、S102和S108。由此，MC 114将当未安装WA透镜119时变倍透镜102的驱动范围和驱动冲程设置得比当安装有WA透镜119时变倍透镜102的驱动范围和驱动冲程大，以使得调焦透镜105可以维持聚焦状态。MC 114改变当安装有WA透镜119时环构件117的所分配的冲程。换言之，将当安装有WA透镜119时、针对环构件117的每预定操作量的变倍透镜102的移动量设置得比当未安装WA透镜119时、针对环构件117的每预定操作量的变倍透镜102的移动量小。因而，MC114在WA透镜119的安装模式和WA透镜119的未安装模式之间切换模式。

在S102或S108之后，MC 114使用变焦检测器112获得当前变焦位置Zn(S111)。

接着，当判断为环构件117的操作有效时(S103中为“是”)，进行S104和S105。之后，MC 114判断与电位计118相对应的变倍透镜102的位置Z与变焦检测器112所获得的变倍透镜102的当前位置Zn是否一致(S112)。

接着，当判断为Z与Zn不一致时(S112中为“是”)，MC 114将变倍透镜102的目标位置设置为Z(S113)，并且进行S107。另一方面，当判断为Z与Zn一致时(S112中为“否”)，由于变倍透镜102位于目标位置处，因此MC 114停止驱动变倍透镜102。

另一方面，当判断为环构件117的操作无效时(S103中为“否”)，MC 114判断在S111中获得的Zn是否大于远摄端位置T(或者是否比远摄端位置T更靠近远摄侧)(S114)。当判断为Zn>T成立时(S114中为“是”)，MC 114将变倍透镜102的目标位置设置为T(S115)，并且进行S107。该结构可以防止变倍透镜102超过聚焦范围向远摄端侧移动。

另一方面，当判断为Zn≤T成立时(S114中为“否”)，MC 114停止驱动变倍透镜102，从而等待变焦键116的输入(S116)。

当将WA透镜119安装至光学系统时，本实施例可以在使用环构件117的变焦和手动调焦时提供良好摄像状态。更具体地，本实施例可以实现与机械凸轮机构中镜头的操作感相近的操作感，并且防止由于透镜的绝对位置和环角度之间的相关性的破坏所引起的故障。

此外，当WA透镜119的安装状态转变为拆卸状态时、或者当WA透镜119的拆卸状态转变为安装状态时，本实施例可以维持WA透镜119的安装/拆卸前后(或状态转变前后)拍摄者的操作感。

因此，MC 114计算作为当安装有WA透镜119时、变倍透镜102的当前位置Zn相对于变倍透镜102的驱动冲程Lw的比的Zn/Lw。MC 114还计算作为当未安装WA透镜119时、变倍透镜102的当前位置Zn相对于变倍透镜102的驱动冲程Ln的比的Zn/Ln。MC 114通过变焦驱动器110控制WA透镜119的安装后/拆卸后(或转变后状态)的变倍透镜102的位置，从而维持WA透镜119的安装前/拆卸前(或转变前状态)的比。

此外，本实施例中的MC 114计算从电位计118的检测结果获得的环构件117的当前位置P相对于操作范围的比。然后，当环构件117的操作从无效变为有效时，MC 114控制变焦驱动器110，从而将变焦透镜102移动至与通过利用该比对变倍透镜102的驱动冲程L进行内分所得的值相对应的位置。另一方面，当环构件117的操作从有效变为无效时，MC 114不驱动变倍透镜102。该结构可以提高拍摄者的可操作性。

可以将图2和3所示的流程图作为处理器(计算机)所执行的程序来实现。

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以及等同结构和功能。

Claims (14)

1.一种摄像设备，包括：

光学系统，其包括变倍用的变倍透镜和用于调节聚焦状态的调焦透镜，其中，所述光学系统能够安装用于改变所述光学系统的放大率的广角附加透镜；以及

操作器，其被操作以指示驱动所述变倍透镜，

其中，在安装了所述广角附加透镜的情况下、针对所述操作器的每预定操作量的所述变倍透镜的移动量小于在未安装所述广角附加透镜的情况下、针对所述操作器的每所述预定操作量的所述变倍透镜的移动量。

2.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，还包括：

第一检测器，用于检测所述广角附加透镜是否安装至所述光学系统；以及

控制器，用于基于所述第一检测器的检测结果，设置针对所述操作器的每所述预定操作量的所述变倍透镜的移动量。

3.根据权利要求2所述的摄像设备，其中，还包括：

第二检测器，用于检测所述变倍透镜的位置；以及

驱动器，用于驱动所述变倍透镜，

其中，所述控制器经由所述驱动器驱动所述变倍透镜的位置，从而在安装或拆卸所述广角附加透镜前后，能够维持从所述第二检测器的检测结果获得的所述变倍透镜的位置相对于所述变倍透镜的驱动范围的比。

4.根据权利要求2所述的摄像设备，其中，还包括：

切换器，用于在有效和无效之间切换所述操作器的操作；

第三检测器，用于检测所述操作器的位置；以及

驱动器，用于驱动所述变倍透镜，

其中，在所述切换器将所述操作器的操作从无效切换至有效的情况下，所述控制器控制所述驱动器，从而将所述变倍透镜移动至与以下的值相对应的位置：该值是利用从所述第三检测器的检测结果获得的所述操作器的位置相对于所述操作器的操作范围的比、来对所述变倍透镜的最大移动距离进行内分而得出的。

5.根据权利要求4所述的摄像设备，其中，在所述切换器将所述操作器的操作从有效切换至无效的情况下，所述控制器控制所述驱动器以不驱动所述变倍透镜。

6.根据权利要求2所述的摄像设备，其中，还包括：

切换器，用于在有效和无效之间切换所述操作器的操作；

第二检测器，用于检测所述变倍透镜的位置；以及

驱动器，用于驱动所述变倍透镜，

其中，在所述切换器将所述操作器的操作从有效切换至无效、并且从所述第二检测器获得的所述变倍透镜的当前位置比能够维持聚焦状态的位置更靠近远摄端的情况下，所述控制器控制所述驱动器，从而将所述变倍透镜移动至远摄侧的能够维持所述变倍透镜的聚焦状态的位置。

7.一种摄像镜头，包括：

光学系统，其包括变倍用的变倍透镜和用于调节聚焦状态的调焦透镜，其中，所述光学系统能够安装用于改变所述光学系统的放大率的广角附加透镜；

操作器，其被操作以指示驱动所述变倍透镜，

其中，在安装了所述广角附加透镜的情况下、针对所述操作器的每预定操作量的所述变倍透镜的移动量小于在未安装所述广角附加透镜的情况下、针对所述操作器的每所述预定操作量的所述变倍透镜的移动量。

8.根据权利要求7所述的摄像镜头，其中，还包括：

第一检测器，用于检测所述广角附加透镜是否安装至所述光学系统；以及

控制器，用于基于所述第一检测器的检测结果，设置针对所述操作器的每所述预定操作量的所述变倍透镜的移动量。

9.根据权利要求8所述的摄像镜头，其中，还包括：

第二检测器，用于检测所述变倍透镜的位置；以及

驱动器，用于驱动所述变倍透镜，

其中，所述控制器经由所述驱动器驱动所述变倍透镜的位置，从而在安装或拆卸所述广角附加透镜前后，能够维持从所述第二检测器的检测结果获得的所述变倍透镜的位置相对于所述变倍透镜的驱动范围的比。

10.根据权利要求8所述的摄像镜头，其中，还包括：

切换器，用于在有效和无效之间切换所述操作器的操作；

第三检测器，用于检测所述操作器的位置；以及

驱动器，用于驱动所述变倍透镜，

其中，在所述切换器将所述操作器的操作从无效切换至有效的情况下，所述控制器控制所述驱动器，从而将所述变倍透镜移动至与以下的值相对应的位置：该值是利用从所述第三检测器的检测结果获得的所述操作器的位置相对于所述操作器的操作范围的比、来对所述变倍透镜的最大移动距离进行内分而得出的。

11.根据权利要求10所述的摄像镜头，其中，在所述切换器将所述操作器的操作从有效切换至无效的情况下，所述控制器控制所述驱动器以不驱动所述变倍透镜。

12.根据权利要求8所述的摄像镜头，其中，还包括：

切换器，用于在有效和无效之间切换所述操作器的操作；

第二检测器，用于检测所述变倍透镜的位置；以及

驱动器，用于驱动所述变倍透镜，

其中，在所述切换器将所述操作器的操作从有效切换至无效、并且从所述第二检测器获得的所述变倍透镜的当前位置比能够维持聚焦状态的位置更靠近远摄端的情况下，所述控制器控制所述驱动器，从而将所述变倍透镜移动至远摄侧的能够维持所述变倍透镜的聚焦状态的位置。

13.一种摄像设备的控制方法，所述摄像设备包括：光学系统，其包括变倍用的变倍透镜和用于调节聚焦状态的调焦透镜，其中，所述光学系统能够安装用于改变所述光学系统的放大率的广角附加透镜；以及操作器，其被操作以指示驱动所述变倍透镜，所述控制方法包括以下步骤：

获得表示所述广角附加透镜是否安装至所述光学系统的信号；以及

将在安装了所述广角附加透镜的情况下、针对所述操作器的每预定操作量的所述变倍透镜的移动量设置为小于在未安装所述广角附加透镜的情况下、针对所述操作器的每所述预定操作量的所述变倍透镜的移动量。

14.一种摄像镜头的控制方法，所述摄像镜头包括：光学系统，其包括变倍用的变倍透镜和用于调节聚焦状态的调焦透镜，其中，所述光学系统能够安装用于改变所述光学系统的放大率的广角附加透镜；以及操作器，其被操作以指示驱动所述变倍透镜，所述控制方法包括以下步骤：

获得表示所述广角附加透镜是否安装至所述光学系统的信号；以及

将在安装了所述广角附加透镜的情况下、针对所述操作器的每预定操作量的所述变倍透镜的移动量设置为小于在未安装所述广角附加透镜的情况下、针对所述操作器的每预定操作量的所述变倍透镜的移动量。

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