CN104040404B - 镜头单元及其控制方法和摄像设备及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

镜头单元(L100)可移除地安装在用于生成振动控制所使用的控制信息的摄像设备上，该振动控制使校正透镜(L105)振动并使校正透镜(L105)的振动中心移动，镜头单元(L100)包括：摄像光学系统，其包含变倍透镜(L102)和校正透镜(L105)；存储单元，用于存储表示变倍透镜(L102)的位置和校正透镜(L105)的位置之间的关系的第一信息；以及镜头控制器，用于进行校正透镜(L105)根据变倍透镜(L102)的移动而移动的预定控制，该镜头控制器将与变倍操作有关的信息发送至摄像设备，并且将基于根据与变倍操作有关的信息所生成的控制信息的校正透镜(L105)的振动控制与该预定控制进行叠加。

Description

镜头单元及其控制方法和摄像设备及其控制方法
技术领域
本申请涉及能够更换镜头单元的摄像设备。
背景技术
在镜头可更换型摄像设备中的自动调焦(AF)控制中，如专利文献1(PTL1)所公开的，在照相机本体侧生成表示图像的对比度状态(摄像光学系统的焦点状态)的焦点信号。然后，通常，基于从照相机本体所获得的焦点信号来使校正透镜(调焦透镜)移动，从而进行AF控制。在这种情况下，在照相机本体侧生成与所安装的镜头单元的特性相对应的焦点信号，并且在镜头单元侧进行AF控制。因此，根据照相机本体和镜头单元的组合来确定通过AF控制的聚焦精度。
另一方面，近来，照相机本体侧的诸如CMOS传感器等的摄像元件的性能显著提高，并且还要求高精度以根据该精度来进行聚焦。在这种情况下，优选地，根据照相机本体侧的摄像元件的性能来进行AF控制，并且在镜头单元中根据从照相机本体所供给的控制信号来使校正透镜移动。
引文列表
专利文献
PTL1：日本专利3943609
发明内容
发明要解决的问题
在许多摄像设备中，在可以进行摄像光学系统的变倍的情况下，进行用于对由于变倍所引起的像面变化进行校正的变焦追踪控制。为了利用镜头可更换型摄像设备进行该变焦追踪控制，需要将变焦追踪控制所使用的诸如表示变倍透镜和校正透镜之间的位置关系的变焦追踪数据等的镜头单元固有的数据存储在照相机本体中。然而，难以将各种镜头单元固有的数据存储在照相机本体中。
本发明即使在将各种镜头单元分别安装在摄像设备上的情况下，也能够进行良好的变焦追踪控制。
用于解决问题的方案
作为本发明的一个方面的一种镜头单元，其能够以可移除的方式安装在摄像设备上，所述摄像设备包括：摄像元件，用于对摄像光学系统所形成的被摄体图像进行光电转换；焦点信号生成器，用于使用来自所述摄像元件的输出来生成表示所述摄像光学系统的焦点状态的焦点信号；以及摄像设备控制器，用于生成振动控制所使用的控制信息，其中所述振动控制用于使校正透镜振动并且还使所述校正透镜的振动中心在所述焦点信号增加的方向上移动，所述镜头单元包括：所述摄像光学系统，其包括用于进行变倍操作的变倍透镜和用于对由于所述变倍透镜的移动所引起的像面变化进行校正的所述校正透镜；存储单元，用于存储表示针对各被摄体距离的、所述变倍透镜的位置和所述校正透镜的位置之间的关系的第一信息；以及镜头控制器，用于控制与所述摄像设备的通信，并且基于所述第一信息来进行所述校正透镜根据所述变倍透镜的移动而移动的预定控制，其中，所述镜头控制器将与所述变倍操作有关的信息发送至所述摄像设备，并且将基于所述摄像设备根据与所述变倍操作有关的信息所生成的所述控制信息的所述校正透镜的所述振动控制与所述预定控制进行叠加。
作为本发明的另一方面的一种摄像设备，其中镜头单元能够以可移除的方式安装在所述摄像设备上，所述镜头单元包括：摄像光学系统，其包含用于进行变倍操作的变倍透镜和用于对由于所述变倍透镜的移动所引起的像面变化进行校正的校正透镜；存储单元，用于存储表示针对各被摄体距离的、所述变倍透镜的位置和所述校正透镜的位置之间的关系的第一信息；以及镜头控制器，用于基于所述第一信息来进行所述校正透镜根据所述变倍透镜的移动而移动的预定控制，所述摄像设备包括：摄像元件，用于对所述摄像光学系统所形成的被摄体图像进行光电转换；焦点信号生成器，用于使用来自所述摄像元件的输出来生成表示所述摄像光学系统的焦点状态的焦点信号；以及摄像设备控制器，用于控制与所述镜头单元的通信，并且生成振动控制所使用的控制信息，其中所述振动控制用于使所述校正透镜振动、并且还使所述校正透镜的振动中心在所述焦点信号增加的方向上移动，其中，所述摄像设备控制器接收与所述变倍操作有关的信息，根据与所述变倍操作有关的信息来生成所述控制信息，并且将所述控制信息发送至所述镜头单元。
作为本发明的另一方面的一种镜头单元的控制方法，包括以下步骤：将与所述变倍操作有关的信息发送至所述摄像设备；从所述摄像设备接收根据与所述变倍操作有关的信息所生成的所述控制信息；以及将基于所述控制信息的所述校正透镜的所述振动控制与所述预定控制进行叠加。
作为本发明的另一方面的一种摄像设备的控制方法，包括以下步骤：使用来自用以对所述摄像光学系统所形成的被摄体图像进行光电转换的摄像元件的输出，来生成表示所述摄像光学系统的焦点状态的焦点信号；从所述镜头单元接收与所述变倍操作有关的信息；根据与所述变倍操作有关的信息来生成振动控制所使用的控制信息，其中所述振动控制用于使所述校正透镜振动、并且还使所述校正透镜的振动中心在所述焦点信号增加的方向上移动；以及将所生成的所述控制信息发送至所述镜头单元。
通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征和方面将变得明显。
发明的有益效果
根据本发明，即使在将各种镜头单元分别安装在摄像设备上的情况下，也能够进行良好的变焦追踪控制。
附图说明
图1是示出实施例1中的具有可更换镜头的照相机系统的结构的框图。
图2是实施例1中的变焦追踪凸轮数据的示例。
图3是说明实施例1中的变焦追踪凸轮数据的图。
图4是说明实施例1中的变倍透镜的移动方向上的插值方法的图。
图5是实施例1中的变焦追踪凸轮数据表的示例。
图6A是示出实施例1中的控制的流程图。
图6B是示出实施例1中的控制的流程图。
图7是示出实施例1中的变焦追踪控制的流程图。
图8是示出实施例1的变焦追踪控制中的用于计算变焦追踪凸轮参数的处理的流程图。
图9是示出实施例1中的用于计算变倍区域的处理的流程图。
图10是示出实施例1中的基准凸轮上的校正透镜位置的计算处理的流程图。
图11是示出实施例1中的调制AF控制的流程图。
图12是示出实施例1的调制AF控制中的校正透镜的运动的图。
图13是示出实施例1中的通过将调制AF控制与变焦追踪控制叠加所获得的运动的图。
图14A是示出实施例1中的变倍期间的变焦追踪凸轮指定控制的图。
图14B是示出实施例1中的变倍期间的变焦追踪凸轮指定控制的图。
图15是示出实施例1中的维持调制操作步幅(modulation operation step)的情况的图。
图16是示出实施例2中的具有可更换镜头的照相机系统的结构的框图。
图17是示出实施例1中的AF信号处理电路的结构的框图。
图18是示出实施例1中的用于生成聚焦度信息的处理的流程图。
图19是示出实施例1中的用于根据聚焦度信息来设置调制控制量的处理的流程图。
图20是示出实施例1中的调制控制量的限制处理的流程图。
图21是示出实施例3中的用于根据聚焦度信息来设置调制控制量的处理的流程图。
具体实施方式
以下将参考附图来说明本发明的典型实施例。在各附图中，利用相同的附图标记来表示相同的元件，并且将省略针对这些元件的重复说明。
示例1
首先，将参考图1来说明本发明的实施例1(示例1)中的具有可更换镜头的照相机系统。图1是示出本实施例中的具有可更换镜头的照相机系统的结构的框图。在本实施例的照相机系统中，将用于进行以下所述的调制AF控制的控制信息(以下称为调制AF控制信息)从作为摄像设备的照相机本体发送至镜头单元。另一方面，镜头单元根据变倍透镜的移动，基于作为变焦追踪数据的诸如变焦追踪凸轮等的镜头单元固有的数据和从照相机本体所获得的调制AF控制信息来计算校正透镜的驱动量。然后，将调制AF控制的驱动量与变焦追踪控制的移动量叠加，即通过叠加调制AF控制来进行变焦追踪控制，并且在指定要跟踪的变焦追踪凸轮的同时使校正透镜移动。结果，校正了由于变倍所引起的像面变化，并且在维持聚焦状态的同时进行变倍。
在图1中，将可更换镜头L100(镜头单元)可移除地安装在照相机本体C100上。来自被摄体的光穿过可更换镜头L100内的摄像光学系统，并且在照相机本体C100内的摄像元件C101上形成被摄体图像。该摄像光学系统按从被摄体侧起的顺序依次包括：固定的第一固定透镜单元L101；变倍透镜L102，其在光轴方向上移动从而进行变倍；光圈L103，用于调整光量；以及固定的第二固定透镜单元L104。变倍透镜L102根据可更换镜头L100的外周中所设置的能够转动的变焦环的操作来移动。另外，该摄像光学系统包括校正透镜(调焦透镜)L105，其中该校正透镜L105具有对由于变倍所引起的像面变化进行校正的功能和调焦功能这两者。因而，该摄像光学系统通过包括变倍透镜L102和进行移动以对由于变倍透镜L102的移动所引起的像面变化进行校正的校正透镜L105而构成。在图1中，将各透镜单元描述成由一个透镜构成，但实际上，各透镜单元可以由一个透镜构成、或者可选地可以由多个透镜构成。
另一方面，在照相机本体C100中，摄像元件C101是由CCD传感器或CMOS传感器构成的光电转换元件，用于对被摄体图像进行光电转换以输出模拟信号。还可以针对红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的三原色分别设置摄像元件C101。
CDS/AGC/AD转换器C102对摄像元件C101的输出进行采样，并且还进行增益调整和数字转换。照相机信号处理电路C103对来自CDS/AGC/AD转换器C102的输出信号进行各种图像处理以生成图像信号。照相机信号处理电路C103中的附图标记C1031是AF信号处理电路。AF信号处理电路C1031基于来自CDS/AGC/AD转换器C102的摄像元件C101的所有像素的输出信号中的来自焦点检测所使用的区域的像素的输出信号，来提取高频成分(高频信号)和根据该高频信号所生成的亮度差成分等，从而生成焦点信号。将该焦点信号称为对比度评价值信号，其中该对比度评价值信号表示基于来自摄像元件C101的输出信号所生成的图像的锐度(对比度状态)。由于锐度根据摄像光学系统的焦点状态而改变，因此结果，焦点信号是表示摄像光学系统的焦点状态的信号。AF信号处理电路C1031与焦点信号生成单元(焦点信号生成器)相对应。
显示单元C104显示来自照相机信号处理电路C103的图像信号。存储单元C105将来自照相机信号处理电路C103的图像信号存储在诸如磁带、光盘或半导体存储器等的存储介质中。照相机微计算机C106基于照相机信号处理电路C103的输出来针对可更换镜头L100内的镜头微计算机L106输出调制AF控制信息。
调制AF控制是如下的振动控制，其中该振动控制使校正透镜L105在使焦点信号即焦点信号的值增减的方向上(在近距离方向或无限远方向上)略微振动，从而使校正透镜L105的振动中心在使焦点信号即焦点信号的值增加的方向上移动。以下将说明调制AF控制的详情。调制AF控制信息是调制AF控制所使用的信息，其包含表示微小振动的移动方向的操作步幅(以下称为调制操作步幅)的信息、振动中心的移动的有无、其移动方向(无限远侧或近距离侧)、或者校正透镜L105的移动定时等。以下将说明调制操作步幅的详情。
调制AF控制信息仅需包含调制操作步幅(校正透镜L105的移动方式)、振动中心的移动的有无、其移动方向和移动定时中的至少一个，并且还可以包含其它信息。另外，在本实施例中，发送表示根据变倍操作(变焦)、即根据变倍透镜位置传感器L107的输出是否切换为与变焦控制相对应的调制AF控制的信息、以及基于焦点信号所计算出的被摄体的聚焦度。该调制AF控制信息的输出主要由照相机微计算机C106内的AF控制器C1061来进行。以下将说明AF控制器C1061的操作的详情。
镜头微计算机L106可以与照相机微计算机C106进行信息的相互发送和接收，从而从照相机微计算机C106接收调制AF控制信息。镜头微计算机L106基于调制AF控制信息和以下所述的镜头单元固有的数据来计算校正透镜L105的目标驱动位置，并且控制校正透镜致动器L108以使校正透镜L105移动至该目标驱动位置。因而，进行了由于变倍所引起的像面变化的校正或者聚焦。
镜头微计算机L106内的镜头固有数据存储单元L1061存储镜头单元固有的数据。作为镜头单元固有的数据，具体地，存在表示针对各被摄体距离的变倍透镜L102的位置和校正透镜L105的聚焦位置之间的关系的多个变焦追踪凸轮的数据或者校正透镜致动器L108的控制分辨率的数据等。
镜头微计算机L106内的变焦追踪控制器L1062基于镜头固有数据存储单元L1061中所存储的变焦追踪凸轮，根据变倍透镜L102的移动来经由校正透镜致动器L108控制校正透镜L105的移动。因而，为了对由于变倍透镜L102的移动所引起的像面变化进行校正，进行用于使校正透镜L105移动的变焦追踪控制。
镜头微计算机L106内的凸轮指定控制器L1063进行凸轮指定控制。具体地，凸轮指定控制器L1063将基于镜头单元固有的数据和从AF控制器C1061接收到的调制AF控制信息所计算出的调制控制量与利用变焦追踪控制器L1062的校正透镜L105的移动量(校正量)叠加。因而，凸轮指定控制器L1063通过计算校正透镜L105的目标驱动位置来控制校正透镜致动器L108，并且进行用以指定要跟随的变焦追踪凸轮(参考数据)的控制。
变倍透镜位置传感器L107检测变倍透镜L102的位置。校正透镜位置传感器L109检测校正透镜L105的位置。镜头微计算机L106根据变焦追踪凸轮的数据来获得与经由变倍透镜位置传感器L107所检测到的变倍透镜L102的位置相对应的校正透镜L105的聚焦位置。镜头微计算机L106根据所检测到的变倍透镜L102的位置来改变与校正透镜L105的校正量相叠加的调制控制量。
另外，作为变倍检测器的镜头微计算机L106基于变倍透镜位置传感器L107的输出的变化来判断变倍透镜L102是否处于变倍操作中，并且将变焦信息发送至照相机微计算机C106。在接收到该变焦信息时，照相机微计算机C106在变倍透镜L102处于变倍操作中的情况下将控制切换为与变焦控制相对应的调制AF控制，并且将表示已切换了控制的信息发送至镜头微计算机L106。
校正透镜致动器L108由诸如步进马达、DC马达、振动马达和音圈马达等的致动器构成。
接着，将参考图2～15来说明镜头微计算机L106和照相机微计算机C106所进行的变焦追踪控制和凸轮指定控制。
首先，将参考图2～5来说明变焦追踪控制。该变焦追踪控制由镜头微计算机L106根据计算机程序来进行。
图2是表示针对各被摄体距离的变倍透镜L102的位置和校正透镜L105的聚焦位置之间的关系的多个变焦追踪凸轮的一个示例。在变焦追踪控制中，从这多个变焦追踪凸轮中选择依赖于被摄体距离的变焦追踪凸轮。然后，使校正透镜L105移动至所选择的变焦追踪凸轮上的与变倍透镜的位置相对应的聚焦位置，因此可以在维持聚焦状态的同时进行变倍操作。
图3是说明诸如本实施例的镜头单元L100等的内聚焦型摄像光学系统中的校正透镜的变焦追踪凸轮的追踪方法的图。在图3中，符号Z0,Z1,Z2,…,Z6表示变倍透镜L102的位置。符号a0,a1,a2,…,a6和b0,b1,b2,…,b6表示预先存储在镜头微计算机L106的镜头固有数据存储单元L1061中的针对各被摄体距离的校正透镜L105的聚焦位置的集合。校正透镜L105的聚焦位置的集合(a0,a1,a2,…,a6)和(b0,b1,b2,…,b6)分别是针对代表的各代表被摄体距离的变焦追踪凸轮(以下称为代表凸轮)。
符号p0,p1,p2,…,p6表示在实际被摄体距离处于两个代表被摄体距离之间的情况下基于与这两个被摄体距离相对应的两个代表凸轮所计算出的、校正透镜L105实际要跟随的变焦追踪凸轮上的位置。将该变焦追踪凸轮上的位置的计算公式表示为以下表达式(1)。
p(n+1)＝|p(n)-a(n)|/|b(n)-a(n)|×|b(n+1)-a(n+1)|+a(n+1)…(1)
参考表达式(1)，例如在图3中，在校正透镜L105位于p0的情况下，获得利用p0对线段b0-a0进行内分的比，并且将根据该比对线段b1-a1进行内分的点设置为p1。然后，可以基于p1-p0的位置差和变倍透镜L102从Z0移动至Z1所需的时间来计算用以维持聚焦状态的校正透镜L105的移动速度。
接着，将说明没有限制成变倍透镜L102的停止位置仅处于具有所存储的代表凸轮的变倍区域的边界上的情况。图4是说明变倍透镜的移动方向上的插值方法的图，其中该图是提取图3的一部分并且任意设置变倍透镜位置的图。在图4中，纵轴表示校正透镜L105的位置，并且横轴表示变倍透镜L102的位置。另外，在图4中，在将变倍透镜L102的位置设置为Zk-1,Zx,Zk的情况下，针对各被摄体距离将照相机微计算机C106中所存储的代表凸轮上的校正透镜L105的位置定义为ak-1,ax,ak和bk-1,bx,bk。
在变倍透镜L102的位置位于并非处于变倍区域的边界上的Zx、并且校正透镜L105的位置位于px的情况下，如通过以下的表达式(2)和(3)所示，分别获得校正透镜L105的位置ax,bx。
ax＝ak-(Zk-Zx)×(ak-ak-1)/(Zk-Zk-1)…(2)
bx＝bk-(Zk-Zx)×(bk-bk-1)/(Zk-Zk-1)…(3)
换句话说，使用根据变倍透镜L102的当前位置和变倍透镜L102的当前位置两侧的两个变倍区域的两个边界位置(例如，图4中的Zk和Zk-1)所获得的内分比，对所存储的四个代表凸轮上的聚焦位置(ak,ak-1,bk,bk-1)中的具有相同被摄体距离的聚焦位置进行内分。结果，可以获得校正透镜L105的位置ax,bx。另外，使用根据ax,px,bx所获得的内分比，如通过表达式(1)所示来对四个代表凸轮上的聚焦位置中的具有相同焦距的聚焦位置进行内分，因此可以获得pk和pk-1。
在进行从广角(广角)侧向着远摄(远摄)侧的变倍时，基于要移动的校正透镜L105的目标位置pk和校正透镜L105的当前位置px之间的差、以及变倍透镜L102从Zx移动至Zk所需的时间，来计算维持聚焦状态所需的校正透镜L105的移动速度。
另一方面，在进行从远摄侧向着广角侧的变倍时，基于要移动的校正透镜L105的目标位置pk-1和校正透镜L105的当前位置px之间的差、以及变倍透镜L102从Zx移动至Zk-1所需的时间，来计算维持聚焦状态所需的校正透镜L105的移动速度。
图5是照相机微计算机C106内预先存储的代表凸轮的表数据的一个示例。在该图中，例示出根据变倍透镜L102的位置而改变的针对各被摄体距离的校正透镜位置A(n,v)。利用变量n所表示的被摄体距离在横方向上改变，并且利用变量v所表示的变倍透镜L102的位置在纵方向上改变。在变量n等于零(n＝0)的情况下，被摄体距离是无限远的被摄体距离，并且随着变量n的变大，被摄体距离向着最近距离侧改变。在n等于m的情况下，被摄体距离为1cm。
另一方面，v＝0表示广角端，并且随着变量v的变大，焦距增加，且v＝s表示远摄端(远摄端)。因此，利用一个(纵)列表数据来描述一个代表凸轮。
因而，在变倍期间从多个代表凸轮中选择依赖于被摄体距离的一个或两个代表凸轮，并且根据所选择的一个代表凸轮、或者根据利用上述方法基于这两个代表凸轮所计算出的实际变焦追踪凸轮来使校正透镜L105移动。结果，可以在维持聚焦状态的同时进行变倍操作。
在这种情况下，在变倍透镜L102从远摄方向向着广角方向移动的情况下，由于在远摄侧多个代表凸轮按一定程度的间隔分散，因此可以容易地指定要跟随的变焦追踪凸轮。然而，在变倍透镜L102从广角方向向着远摄方向移动的情况下，由于在广角侧多个代表凸轮彼此接近，因此难以指定要跟随的变焦追踪凸轮。因此，进行以下所述的凸轮指定控制。
在图6A和6B的流程图中，例示出镜头微计算机L106(主要是凸轮指定控制器L1063)和照相机微计算机C106(主要是AF控制器C1061)所进行的凸轮指定控制的过程。该凸轮指定控制由镜头微计算机L106和照相机微计算机C106根据计算机程序来进行。
首先，在步骤L601中，镜头微计算机L106判断是否从照相机微计算机C106接收到以下所述的容许模糊圆的直径δ的信息。使用该容许模糊圆的直径δ的信息来计算振动控制中的校正透镜L105的移动量。通过施加电源时所进行的初始通信来将容许模糊圆的直径δ的信息从照相机微计算机C106发送至镜头微计算机L106。在步骤L601中已接收到容许模糊圆的直径δ的信息的情况下，流程进入步骤L602。
另一方面，在步骤C601中，照相机微计算机C106判断是否已将容许模糊圆的直径δ的信息发送至镜头微计算机L106。在尚未发送容许模糊圆的直径δ的信息的情况下，在步骤C602中发送该信息，并且在发送了该信息的情况下，流程进入步骤C603。利用基于摄像元件C101的大小和像素数所确定的一个像素的大小(像素间距)来确定容许模糊圆的直径δ的信息。基于容许模糊圆的直径δ的信息以及由镜头单元L100内的光圈103的光圈值所确定的摄像光学系统的F值来确定焦深。在本实施例中，仅在初始通信时发送容许模糊圆的直径δ的信息，但也可以在每次通信时均发送该信息，从而根据摄像模式等来改变容许模糊圆的大小。
随后，在步骤L602中，作为变倍操作检测器的镜头微计算机L106基于变倍透镜位置传感器L107的输出的变化来判断变倍透镜L102是否处于变焦操作中。在变倍透镜L102处于变焦操作中的情况下，流程进入步骤L603。另一方面，在变倍透镜L102不是处于变焦操作中的情况下，流程进入步骤L604。在步骤L603中，将表示变倍透镜L102处于变焦操作中的标志设置为变焦信息，然后流程进入步骤L605。在步骤L604中，清除表示变倍透镜L102处于变焦操作中的标志，然后流程进入步骤L606。
在步骤L605中，镜头微计算机L106计算当前跟随的变焦追踪凸轮(以下称为基准凸轮)上的校正透镜L105的位置px'。以下将参考图7～10来详细说明用于计算校正透镜L105的位置px'的方法。
在图7的流程图中，例示出镜头微计算机L106所进行的变焦追踪控制的一系列处理。
在步骤L701中，镜头微计算机L106设置变倍透镜L102的移动速度Zsp，然后流程进入步骤L702。在本实施例中，使用变焦环和凸轮环通过手动变焦来进行变倍操作，其中该凸轮环通过传递该变焦环的转动来进行转动以使变倍透镜L102在光轴方向上移动。因此，在本实施例中，根据变倍透镜位置传感器L107的输出，基于每单位时间的移动量来计算变倍透镜L102的移动速度Zsp。因而，镜头单元L100包括绕摄像光学系统的光轴转动的变焦环和用于检测由于该变焦环的转动所引起的变化量的变倍透镜位置传感器L107。作为变倍操作检测器的镜头微计算机L106基于变倍透镜位置传感器L107的输出的变化来检测变倍操作。然而，本实施例不限于此，并且还可以使用设置在变焦环或凸轮环上的加速度传感器(未示出)的输出来计算变倍透镜的移动速度Zsp。
在步骤L702中，镜头微计算机L106根据变倍透镜和校正透镜的当前位置来指定(估计)相对于要拍摄的被摄体的距离(被摄体距离)。然后，镜头微计算机L106将该被摄体距离信息作为三个凸轮参数(用以获得目标位置信息的数据)α、β、γ存储在诸如RAM等的存储器区域(未示出)中。具体地，镜头微计算机L106进行图8的流程图所例示的处理。在与图8有关的说明中，假定在当前透镜位置处维持聚焦状态。
在图8的步骤L801中，镜头微计算机L106计算基于变倍透镜位置传感器L107的输出的当前的变倍透镜L102的位置Zx在图5所示的数据表上存在于通过从广角端到远摄端进行s等分所得到的变倍区域内的哪个编号的变倍区域v中。将参考图9的流程图来说明该计算方法。
在图9的步骤L901中，镜头微计算机L106使变倍区域变量v清零。在步骤L902中，镜头微计算机L106根据以下表达式(4)来计算变倍区域v的边界上的变倍透镜L102的位置Z(v)。符号Z(v)与图3所示的变倍透镜L102的位置Z0,Z1,Z2,…相对应。
Z(v)＝(远摄端处的变倍透镜的位置-广角端处的变倍透镜的位置)×v/s+广角端处的变倍透镜的位置…(4)
在步骤L903中，镜头微计算机L106判断步骤L902中所获得的Z(v)是否等于当前的变倍透镜L102的位置Zx。在这些值彼此相等的情况下，认为变倍透镜L102的位置Zx位于变倍区域v的边界上，然后在步骤L907中，设置1作为边界标志。
另一方面，在步骤L903中，在Z(v)不等于当前的变倍透镜L102的位置Zx的情况下，镜头微计算机L106在步骤L904中判断是否满足Zx<Z(v)。在满足Zx<Z(v)的情况下(在回答为“是”的情况下)，认为Zx位于Z(v-1)和Z(v)之间，并且在步骤L906中将边界标志设置为0。另一方面，在不满足Zx<Z(v)的情况下(在回答为“否”的情况下)，镜头微计算机L106在步骤L905中使变倍区域v递增，然后流程返回至步骤L903。
通过重复上述处理，在图9的处理完成的情况下，当前的变倍透镜位置Zx存在于图5的数据表上的v＝k(k编号)的变倍区域中，并且此外，可以得知Zx是否位于变倍区域边界上。
在图8的步骤L801中，在通过图9的处理计算出当前的变倍区域的情况下，镜头微计算机L106通过以下处理来计算校正透镜L105的位置(图5的数据表上的位置)。
随后，在步骤L802中，镜头微计算机L106使被摄体距离变量n清零，并且在步骤L803中，判断当前的变倍透镜位置是否存在于变倍区域的边界上。在边界标志等于零的情况下，当前的变倍透镜位置并非存在于边界上，然后流程进入步骤L805。
在步骤L805中，镜头微计算机L106在Zk中设置Z(v)，并且在Zk-1中设置Z(v-1)。接着，在步骤L806中，镜头微计算机L106读取四个表数据A(n,v-1)、A(n,v)、A(n+1,v-1)和A(n+1,v)。然后，在步骤L807中，分别根据以上所述的表达式(2)和(3)来计算ax和bx的值。
另一方面，在步骤L803中判断为边界标志是1的情况下，镜头微计算机L106进入步骤L804。在步骤L804中，镜头微计算机L106读取针对被摄体距离n处的变倍透镜L102的位置(在本实施例中为v)的聚焦位置A(n,v)和针对被摄体距离n+1处的变倍透镜L102的位置的位置A(n+1,v)，并且将所读取的这些值分别存储作为ax和bx。
在步骤L808中，镜头微计算机L106判断校正透镜L105的当前位置px是否小于ax。在校正透镜L105的当前位置px不小于ax的情况下，镜头微计算机L106在步骤L809中判断校正透镜L105的当前位置px是否不小于bx。在校正透镜L105的当前位置px小于bx的情况下，校正透镜L105的位置px位于被摄体距离n和n+1之间。因此，镜头微计算机L106在步骤L813～步骤L815中将这种情况下的凸轮参数存储在存储器中。换句话说，在步骤L813中设置α＝px-ax，在步骤L814中设置β＝bx-ax，并且在步骤L815中设置γ＝n。
在校正透镜L105的位置px位于超无限远位置的情况下，步骤L808的回答为“否”。在这种情况下，镜头微计算机L106在步骤L812中设置α＝0，然后进入步骤L814的处理并且存储针对无限远的凸轮参数。
在校正透镜L105的位置px位于较近距离侧的情况下，步骤L809的回答为“是”。在这种情况下，镜头微计算机L106在步骤L810中使被摄体距离n递增，并且在步骤L811中判断被摄体距离n相对于与最近距离相对应的被摄体距离m是否位于无限远侧。在被摄体距离n相对于最近距离m位于无限远侧的情况下，流程返回至步骤L803。在校正透镜L105的位置px位于超近距离位置的情况下，步骤L811的回答为“否”。在这种情况下，镜头微计算机L106进入步骤L812的处理，并且存储针对超近距离的凸轮参数。
如上所述，在图7的步骤L702中，镜头微计算机L106计算凸轮参数α、β和γ，其中使用这些凸轮参数α、β和γ来获知图2所示的变焦追踪凸轮其中之一上的哪些位置是当前的变倍透镜L102的位置和校正透镜L105的位置。
然后，在步骤L703中，镜头微计算机L106预测在预定时间之后(例如，在一个垂直同步时间之后)要到达的变倍透镜L102的位置zx'、即从变倍透镜L102的当前位置zx起所移动的位置，然后流程进入步骤L704。在将步骤L701中所设置的变倍速度定义为Zsp(pps)的情况下，通过以下表达式(5)来给出一个垂直同步时间之后的变倍透镜的位置zx'。符号pps表示步进马达的转动速度的单位，其中该转动速度表示一秒的转动步进量(1步进＝1脉冲)。以下表达式(5)中的符号(±)根据变倍透镜L102的移动方向而改变，并且远摄方向是正符号(+)且广角方向是负符号(-)。
Zx'＝Zx±Zsp/垂直同步频率…(5)
接着，在步骤L704中，镜头微计算机L106基于步骤L702中所计算出的凸轮参数α、β和γ以及表示变焦追踪凸轮的表数据，来计算针对变倍透镜L102的位置zx'的基准凸轮上的校正透镜L105的位置px'。将参考图10来说明用于计算校正透镜L105的位置px'的方法。
在图10的步骤L1001中，镜头微计算机L106计算变倍透镜L102的位置zx'存在于哪个变倍区域v'中。在步骤L1001中，镜头微计算机L106进行与图9所示的处理相同的处理。在这种情况下，分别利用Zx'和v'来替换Zx和v。
在步骤L1002中，镜头微计算机L106判断一个垂直同步时间之后的变倍透镜L102的位置zx'是否存在于变倍区域的边界上。在边界标志为0的情况下，位置zx'并非位于边界上，并且流程进入步骤L1003的处理。
在步骤L1003中，镜头微计算机L106将Z(v')和Z(v'-1)分别设置为Zk和Zk-1。
接着，在步骤L1004中，镜头微计算机L106读取通过图8所示的处理指定被摄体距离γ的四个表数据A(γ,v'-1)、A(γ,v')、A(γ+1,v'-1)和A(γ+1,v')。然后，在步骤L1005中，镜头微计算机L106基于上述的表达式(2)和(3)来分别计算ax和bx的值。
另一方面，在步骤L1002中，在判断为边界标志是1的情况下，镜头微计算机L106进入步骤L1006。在步骤L1006中，镜头微计算机L106读取被摄体距离γ处的针对变倍区域v'的聚焦位置A(γ,v')和被摄体距离γ+1处的针对变倍区域v'的聚焦位置A(γ+1,v')，并且将这两者分别存储作为ax'和bx'。
然后，在步骤L1007中，镜头微计算机L106计算作为变倍透镜位置到达zx'的情况下所获得的位置的校正透镜L105的目标位置px'。参考表达式(1)，将一个垂直同步时间之后的校正透镜L105的目标位置表示为以下表达式(6)。
px'＝(bx'-ax')×α/β+ax'…(6)
因此，将校正透镜的目标位置和当前位置px之间的差ΔF表示为以下表达式(7)。
ΔF＝(bx'-ax')×α/β+ax'-px…(7)
通过将校正透镜L105的位置差ΔF除以移动该距离所需的变倍透镜L102的移动时间来获得该校正透镜的驱动速度。在变倍透镜L102以恒定速度从广角侧移动至远摄侧的情况下，可以认为校正透镜L105的驱动速度等同于图2所示的变焦追踪凸轮的倾斜度。随着变倍透镜L102接近远摄侧、或者被摄体距离接近无限远侧，校正透镜L105的驱动速度变快。
随后，在图6A的步骤L606中，镜头微计算机L106将步骤L603或步骤L604中所设置的变焦信息发送至照相机微计算机C106，然后流程进入步骤L607。
在本实施例中，照相机微计算机C106和镜头微计算机L106与垂直同步信号同步地针对每1V进行两次固定长度包通信作为第一通信和第二通信。照相机微计算机C106基于通过第一通信所接收到的镜头的信息进行AF控制，并且通过第二通信发送校正透镜L105的驱动信息。通过第一通信来进行步骤L604中的利用镜头微计算机L106的变焦信息的发送。
另一方面，照相机微计算机C106在步骤C603中获得照相机信号处理电路C103内的AF信号处理电路C1031所生成的焦点信号。随后，在步骤C604中，照相机微计算机C106基于步骤C603中所获得的焦点信号和镜头微计算机L106所接收到的变焦信息来进行调制AF控制。在这种情况下，照相机微计算机C106设置调制AF控制信息，其中该调制AF控制信息包含调制操作步幅、振动中心的移动方向(无限远方向或近距离方向)、移动定时、表示是否已将控制切换为与变焦控制相对应的调制AF控制的变焦相应信息、以及聚焦度等。以下将参考图11、18和19来说明用于设置调制AF控制信息的方法的详情。随后，在步骤C605中，照相机微计算机C106将步骤C604中所设置的调制AF控制信息发送至镜头微计算机L106。这种情况下的通信与上述的第二通信相对应。
参考图11的流程图，将说明照相机微计算机C106内的AF控制器C1061所进行的调制AF控制。AF控制器C1061在步骤C1101中根据镜头微计算机L106所接收到的变焦信息来判断变倍透镜是否处于变焦操作中。然后，在变倍透镜处于变焦操作中的情况下，流程进入步骤C1102，并且在变倍透镜不是处于变焦操作中的情况下，流程进入步骤C1104。在步骤C1102中，将控制切换为与变焦操作相对应的调制AF控制。在与变焦操作相对应的调制AF控制中，用于检测焦点信号的范围、即焦点信号的检测框的大小或位置改变。例如，在不进行变焦操作的情况下，将检测框配置成覆盖画面整体从而聚焦于各种被摄体，或者将检测框配置在面部检测位置或用户所选择的位置等处。另一方面，在进行变焦操作的情况下，优选地，由于使画面周边的被摄体流动而从画面消失，因此使检测框固定在画面的中央。另外，在调制AF控制中，可以根据摄像元件C101的累积定时或周期或者焦点信号的检测框的位置，通过改变针对校正透镜L105的驱动开始定时的一个垂直同步信号的偏移量，来以适当曝光状态获得焦点信号。另一方面，在该透镜处于变焦操作中的情况下，针对一个垂直同步信号的驱动开始定时是固定的。
在步骤C1103中，设置表示已将控制切换为与变焦操作相对应的调制AF控制的变焦相应信息，然后流程进入步骤C1105。在步骤C1104中，清除该变焦相应信息，然后流程进入步骤C1105。
在步骤C1105中，判断表示当前调制操作步幅的计数器(以下称为调制操作步幅计数器，在图中简单表示为计数器)是否为0。在调制操作步幅计数器为0的情况下，流程进入步骤C1106，其中在该步骤C1106中，进行校正透镜L105位于近距离侧的情况的处理。另一方面，在其它情况下，流程进入步骤C1107。
在步骤C1106中，AF控制器C1061保持焦点信号作为校正透镜L105的位置位于近距离侧的情况的处理。这种情况下的焦点信号是根据如下图像信号(视频信号)所获得的，其中该图像信号(视频信号)是基于在校正透镜L105的位置相对于振动中心位于无限远侧的情况下累积在摄像元件C101中的电荷所生成的。
在步骤C1107中，AF控制器C1061判断当前调制操作步幅计数器是否为1。在调制操作步幅计数器为1的情况下，流程进入步骤C1108，其中在该步骤C1108中，设置调制AF控制信息。另一方面，在其它情况下，流程进入步骤C1112。
在步骤C1108中，AF控制器C1061将步骤C1106中所保持的无限远侧的焦点信号水平与步骤C1113中所保持的近距离侧的焦点信号水平进行比较。然后，在前者较大的情况下，流程进入步骤C1109。另一方面，在后者较大的情况下，流程进入步骤C1110。
在步骤C1109中，AF控制器C1061使用包含符号的值来设置调制AF控制中的振动中心的移动量和方向。在本实施例中，在振动中心移动至无限远方向的情况下，设置负值。另一方面，在振动中心移动至近距离方向的情况下，设置正值。在步骤C1109中，通过使用负值来设置中心移动量。在步骤C1110中，由于AF控制器C1061将振动中心位置的移动(以下称为中心移动)设置为“无”，因此将中心移动量设置为0。照相机微计算机C106在以下所述的处理中将包含该信息的调制AF控制信息发送至镜头微计算机L106，并且镜头微计算机L106基于该信息来进行调制AF控制中的中心移动。在步骤C1111中，将微小振动(摆动操作)的振幅设置为负值。在振动振幅为负的情况下，在相对于振动中心位置的无限远方向上进行振动，并且另一方面，在振动振幅为正的情况下，在相对于振动中心位置的近距离方向上进行振动。
在步骤C1112中，AF控制器C1061判断当前调制操作步幅计数器是否为2。在调制操作步幅计数器为2的情况下，流程进入步骤C1113，其中在该步骤C1113中，进行校正透镜L105位于无限远侧的情况的处理。另一方面，在当前调制操作步幅计数器为2以外的情况下，流程进入步骤C1114。
在步骤C1113中，AF控制器C1061保持焦点信号作为校正透镜L105的位置位于无限远侧的情况的处理。这种情况下的焦点信号是根据如下图像信号所获得的，其中该图像信号是基于在校正透镜L105的位置相对于振动中心位于近距离侧的情况下累积在摄像元件C101中的电荷所生成的。
在步骤C1114中，AF控制器C1061将步骤C1113中所保持的较近距离侧的焦点信号水平与步骤C1106中所保持的无限远侧的焦点信号水平进行比较。然后，在前者较大的情况下，流程进入步骤C1115。另一方面，在后者较大的情况下，流程进入步骤C1116。
在步骤C1115中，AF控制器C1061将调制AF控制中的中心移动量设置为正值。在步骤C1116中，由于将中心移动设置为“无”，因此将中心移动量设置为0。在步骤C1117中，将微小振动(摆动操作)的振幅设置为正值。
将参考图12来说明基于调制AF控制信息的校正透镜L105的位置的变化。图12是示出本实施例的调制AF控制中的校正透镜L105的操作的图。在图12的上侧，示出图像信号的垂直同步信号。在图12的下侧的曲线图中，横轴表示时间并且纵轴表示校正透镜L105的位置。
在标记A的时刻处根据摄像元件C101中所累积的电荷所生成的焦点信号EVA在时刻TA被取入照相机信号处理电路C103内的AF信号处理电路C1031中。另外，在标记为B的时刻处根据摄像元件C101中所累积的电荷所生成的焦点信号EVB在时刻TB被取入AF信号处理电路C1031中。
在时刻TC，AF信号处理电路C1031将焦点信号EVA与焦点信号EVB进行比较，并且设置调制AF控制信息，从而仅在焦点信号EVB大于焦点信号EVA的情况下才使振动中心位置移动。图中的符号a)表示振动中心位置移动至近距离侧的情况，并且符号b)表示振动中心位置没有移动的情况。因而，通过使振动中心位置在焦点信号增高的方向上移动，可以检测到聚焦位置。
接着，将参考图17和18来说明聚焦度信息的计算。在图18中，在步骤1601中开始处理的情况下，照相机微计算机C106在步骤1602中计算聚焦度。聚焦度是表示根据来自摄像元件C101的输出信号所生成的图像信号(视频信号)的聚焦状态的程度的指标，并且随着聚焦度的增大，图像模糊减少，并且另一方面，随着聚焦度的减小，图像模糊增加。
聚焦度信息可以是利用以下所述的计算公式所获得的聚焦度本身，或者可选地，还可以使用与通过按排名进行划分所得的与聚焦度有关的信息或者与聚焦度相对应的其它信息。将连同图17所示的AF信号处理电路C1031的结构一起来说明用于生成焦点信号以获得聚焦度信息的方法。
照相机信号处理电路C103生成用以根据摄像元件C101的输出信号获得焦点信号的亮度信号，并且将该亮度信号输入至AF信号处理电路C1031。在AF信号处理电路C1031中，生成以下评价值作为焦点信号。
“Max-Min评价值”
将上述亮度信号输入至线峰值检测电路1102。线峰值检测电路1102在区域设置电路1109在摄像元件C101的所有像素中所设置的焦点信号提取区域内，获得各水平线的亮度的峰值。还将该亮度信号输入至线最小值检测电路1103。线最小值检测电路1103在区域设置电路1109所设置的焦点信号提取区域内，检测各水平线的亮度的最小值。将所检测到的各水平线的亮度的峰值和最小值输入至减法器，并且将通过从峰值中减去最小值所获得的结果输入至垂直峰值检测电路1104。
垂直峰值检测电路1104在焦点信号提取区域内在垂直方向上进行峰值保持，并且生成Max-Min评价值。该Max-Min评价值表示焦点信号提取区域内的对比度的最大值，用于判断是低对比度还是高对比度。
“峰评价值”
还将上述亮度信号输入至BPF1105(带通滤波器)。BPF1105提取亮度信号的预定频率成分并且生成焦点信号。然后，将该焦点信号输入至线峰值检测电路1106以检测各水平线的峰值。线峰值检测电路1106在区域设置电路1109所设置的焦点信号提取区域内获得各水平线的峰值。垂直峰值检测电路1107在焦点信号提取区域内在垂直方向上保持所获得的峰值，结果生成峰评价值。该峰评价值随着图像的边缘变清晰而增大，并且另一方面，该值随着边缘变模糊而减小。由于即使在被摄体移动的情况下、峰评价值的变化也小，因此可以将该峰评价值用于关于是否进入根据聚焦状态再次搜索聚焦点的处理的重新启动判断。
“积分评价值”
利用垂直积分电路1108在焦点信号提取区域内在垂直方向上对线峰值检测电路1106所获得的峰值进行积分，以生成积分评价值。由于该积分评价值因积分的效果而具有宽的动态范围并且具有高的感光度，因此该积分评价值主要用来进行AF控制。
将AF信号处理电路C1031所生成的上述AF评价值输入至照相机微计算机C106。
在本实施例中，在步骤1602中，照相机微计算机C106(AF控制器C1061)通过以下表达式(8)，使用“Max-Min评价值”和“峰评价值”来计算聚焦度。
聚焦度＝(峰评价值/Max-Min评价值)×100…(8)
随着峰评价值相对于Max-Min评价值减小，图像信号的边缘变弱并且图像变模糊；另一方面，随着峰评价值的增大，边缘增强并且图像接近聚焦状态。因而，通过利用表示对比度的最大值的Max-Min评价值对表示边缘的强度的峰评价值进行标准化，可以获得简单的聚焦度。
接着，在步骤1603中，照相机微计算机C106设置与聚焦度有关的阈值α和β(α>β)。以这些阈值α和β为边界对聚焦度的高中低进行分类，并且设置适合聚焦度的振动振幅和中心移动量。聚焦度是聚焦度不小于阈值α的高状态的状态处于聚焦状态或接近聚焦状态的状态。聚焦度是聚焦度小于阈值α且不小于阈值β的中间状态的状态处于图像略微模糊的状态。聚焦度是聚焦度小于阈值β的低状态的状态处于图像明显模糊的状态。
接着，在步骤1604中，照相机微计算机C106判断当前聚焦度是否不小于阈值α，并且在聚焦度不小于阈值α的情况下，流程进入步骤1605，另一方面，在其它情况下，流程进入步骤1606。
在步骤1605中，照相机微计算机C106将表示聚焦度的高低的分类的聚焦标记设置为0(零)。
在步骤1606中，照相机微计算机C106判断聚焦度是否不小于阈值β，并且在聚焦度不小于阈值β的情况下，流程进入步骤1607，另一方面，在其它情况下，流程进入步骤1608。
在步骤1607中，照相机微计算机C106将聚焦度标记设置为1。在步骤1608中，照相机微计算机C106将聚焦度标志设置为2。因而，在照相机微计算机C106在步骤1605、1607或1608中设置了聚焦度标记的情况下，照相机微计算机C106在步骤1609中结束该处理。
本实施例的聚焦度标记是如上所述表示聚焦度是高还是低的分类的标记。聚焦度不小于阈值α的高状态是聚焦状态或接近聚焦状态的状态，这表示为聚焦度标记0(零)。聚焦度小于阈值α且不小于阈值β的中间状态是图像略微模糊的状态，这表示为聚焦度标记1。聚焦度小于阈值β的低状态是图像明显模糊的状态，这表示为聚焦度标记2。因而，在本实施例中，代替镜头单元而是利用照相机本体来进行关于聚焦度是高还是低的分类。
镜头微计算机L106根据从照相机微计算机C106所接收到的聚焦度信息来将振动振幅M和中心移动量W设置得较大。在聚焦度标记为0(接近聚焦状态)、1(少量模糊)和2(大量模糊)的情况下，镜头微计算机L106还可以将振动振幅M和中心移动量W设置为基准值的等倍、1.5倍和2.0倍。
在本实施例中，照相机微计算机C106和镜头微计算机L106进行固定长度包通信，并且在包内设置与聚焦度信息相对应的预定数据区域。照相机微计算机C106根据聚焦度来改变与聚焦度信息相对应的预定数据区域的信号水平。在本实施例中，照相机微计算机C106以相同数据区域来发送表示已将控制切换为与变焦控制相对应的调制AF控制的变焦相应信息以及聚焦度信息。具体地，照相机微计算机C106将表示如上所述的“接近聚焦状态”、“少量模糊”和“大量模糊”中的任一个的信息作为聚焦度信息设置到数据区域。在这种情况下，镜头微计算机L106基于所接收到的数据判断为已将照相机微计算机C106切换为与变焦控制相对应的调制AF控制。另一方面，在照相机微计算机C106没有被切换为调制AF控制的情况下，照相机微计算机C106将与“接近聚焦状态”、“少量模糊”和“大量模糊”中的任意信息不同的信息设置到该数据区域。在这种情况下，镜头微计算机L106基于所接收到的数据判断为照相机微计算机C106没有被切换为与变焦控制相对应的调制AF控制。
该说明返回至图6A。在步骤L607中，镜头微计算机L106基于来自照相机微计算机C106的调制AF控制信息和镜头固有数据存储单元L1061中所存储的镜头单元L100固有的数据来计算振动振幅M和中心移动量W。使用该振动振幅M和该中心移动量W来进行调制AF控制。振动振幅M与校正透镜L105在振动方向上的移动量相对应，并且中心移动量W是校正透镜L105的振动中心的移动量，并且在本实施例中，这意味着在值为正的情况下，该移动是沿着近距离方向，并且另一方面，在值为负的情况下，该移动是沿着无限远方向。如上所述，镜头单元L100固有的数据是变焦追踪凸轮或校正透镜致动器L108的控制分辨率等的数据。
作为镜头单元L100固有的数据，还可以将表示变倍透镜L102和校正透镜L105各自的每单位移动量的像面移动量的位置灵敏度存储在镜头固有数据存储单元L1061中。然后，还可以基于位置灵敏度来计算振动振幅M和中心移动量W。
基于由步骤L601中所接收到的容许模糊圆的直径δ和F值所确定的焦深来设置振动振幅M。焦点信号表示聚焦位置处的峰值，并且具有随着远离聚焦位置而减小的近似左右对称的山形状。为了检测焦点信号的增减，需要使校正透镜L105移动至在一定程度上远离聚焦位置的位置处。然而，通常，由于在相对于聚焦位置的距离大于焦深的情况下出现模糊，因此根据容许模糊圆的直径δ和F值将振动振幅M设置为在图像上不会识别出模糊的移动量。
焦深在变倍透镜L102的位置处也改变。因此，优选地，将振动振幅M设置为在焦深深的远摄侧较大，从而充分获得焦点信号的变化。另外，如图2所示，变焦追踪凸轮之间的间隔或者诸如倾斜度等的形状根据变倍透镜L102的位置而改变。因此，通常，中心移动量W也根据变倍透镜L102的位置而改变。例如，在变焦追踪凸轮收敛的广角侧，中心移动量W可以较小。另一方面，如果在变焦追踪凸轮之间的间隔宽的远摄侧将中心移动量W设置得较大，则可以容易地检测到聚焦位置并且可以提高应答性。
在被摄体的图像明显模糊的情况下，将振动振幅M和中心移动量W设置得较大，从而高速进行聚焦。根据该设置，可以快速地发现聚焦方向，并且可以使校正透镜快速地移动至聚焦位置。照相机微计算机C106根据焦点信号、亮度信号或对比度信号等来计算被摄体的聚焦度，并且将聚焦度信息发送至镜头微计算机L106。
镜头微计算机L106根据所接收到的聚焦度信息来再次计算振动振幅和中心移动量。在已获得聚焦状态的情况下，可以重新设置振动振幅的移动量，以使得如上所述在图像上不会识别出模糊。为了防止转移为错误的变焦追踪凸轮，优选还将中心移动量设置得较小。然而，在没有获得聚焦状态并且生成模糊的情况下，应将振动振幅和中心移动量设置得较大以提高应答性，从而快速脱离模糊状态而进入聚焦状态。将参考图19来说明这种情况下的处理的详情。
在图19的步骤1701中开始该处理的情况下，镜头微计算机L106在步骤1702中根据聚焦度标记0、1和2来分别设置中心移动量的放大率(增益)x、y和z(x<y<z)。
在步骤1703中，镜头微计算机L106根据聚焦度标记0、1和2来分别设置振动振幅的放大率(增益)l、m、n(l<m<n)。在本实施例中，随着聚焦度变低，将放大率设置得较大，并且另一方面，随着聚焦度变高，将放大率设置得较小。
在步骤1704中，镜头微计算机L106判断当前的聚焦度标记是否为0(零)，并且在当前的聚焦度标记为零的情况下流程进入步骤1705，另一方面，在其它情况下，流程进入步骤1707。
在步骤1705中，镜头微计算机L106将当前设置的中心移动量乘以放大率x以获得新的中心移动量。另外，在步骤1706中，镜头微计算机L106将当前设置的振动振幅乘以放大率l以获得新的振动振幅。因而，在聚焦度标记为0并且状态是聚焦状态或接近聚焦状态的情况下，通过将当前的中心移动量和振动振幅分别乘以最小的放大率x和1来设置新的中心移动量和振动振幅。
在步骤1707中，镜头微计算机L106判断当前的聚焦度标记是否为1，并且在该聚焦度标记为1的情况下，流程进入步骤1708，另一方面，在其它情况下，流程进入步骤1710。
在步骤1708中，镜头微计算机L106将当前设置的中心移动量乘以放大率y以获得新的中心移动量。另外，在步骤1709中，镜头微计算机L106将当前设置的振动振幅乘以放大率m以获得新的振动振幅。因而，在聚焦度标记为1并且图像略微模糊的情况下，通过相对于当前的中心移动量和振动振幅分别乘以略大的(大于x和l的)放大率y和m来设置新的中心移动量和振动振幅。
在步骤1710中，由于聚焦度标记为2，因此镜头微计算机L106将当前设置的中心移动量乘以放大率z以获得新的中心移动量。另外，在步骤1711中，镜头微计算机L106将当前设置的振动振幅乘以放大率n以获得新的振动振幅。因而，在聚焦度标记为2并且图像明显模糊的情况下，通过相对于当前的中心移动量和振动振幅分别乘以大的(大于y和m的)放大率z和n来设置新的中心移动量和振动振幅。
因而，已根据聚焦度标记设置了中心移动量和振动振幅的镜头微计算机L106在步骤1712中进行限制处理，并且在步骤1713中结束该处理。
以下将参考图20的流程图来说明步骤1712中所进行的限制处理。
在步骤1401中开始该处理的情况下，镜头微计算机L106在步骤1402中将中心移动量的上限值设置为J。在步骤1403中，镜头微计算机L106将振动振幅的上限值设置为K。
接着，在步骤1404中，镜头微计算机L106判断当前的中心移动量是否大于上限值J，然后在当前的中心移动量大于上限值J的情况下，流程进入步骤1405，另一方面，在其它情况下，流程进入步骤1406。
在步骤1405中，镜头微计算机L106将上限值J设置为中心移动量，然后流程进入步骤1406。
在步骤1406中，镜头微计算机L106判断当前的振动振幅是否大于上限值K，然后在当前的振动振幅大于上限值K的情况下，流程进入步骤1407，另一方面，在其它情况下，流程进入步骤1408并且该处理结束。
在步骤1407中，镜头微计算机L106将上限值K设置为振动振幅，然后在步骤1408中结束该处理。
因而，在本实施例中，针对中心移动量和振动振幅的设置，分别设置上限值J和K。这是因为以下原因：避免了在所计算出的中心移动量或振动振幅过大的情况下所产生的不便。例如，在通过在变倍期间获得聚焦状态的状态下产生照相机系统的振动来临时降低聚焦度的情况下，如果设置了过大的中心移动量或振动振幅，则由于调制AF控制所引起的模糊可能占主导。因此，如果中心移动量或振动振幅被配置成没有设置为上限值以上的值，则可以防止这种模糊占主导。
随着图2所示的多个变焦追踪凸轮之间的间隔变大，还可以将上限值设置得较大。另外，基于当前焦距，在焦深较深的情况下，还可以将上限值设置得较大。例如，可以将变焦追踪凸轮之间的间隔或焦深的三倍的值设置为上限值。
本说明返回至图6B。在步骤L608中，与步骤L602相同，镜头微计算机L106基于变倍透镜位置传感器L107的输出的变化来判断变倍透镜是否处于变焦操作中。在变倍透镜处于变焦操作中的情况下，流程进入步骤L609。另一方面，在变倍透镜不是处于变焦操作中的情况下，流程进入步骤L612。
在步骤L609中，镜头微计算机L106判断从照相机微计算机C106所接收到的调制AF控制信息是否是与变焦操作相对应的调制AF控制信息。在所接收到的调制AF控制信息与变焦操作相对应的情况下，流程进入步骤L610。另一方面，在该调制AF控制信息不与变焦操作相对应的情况下，流程进入步骤L611。
在步骤L610中，镜头微计算机L106基于步骤L607中所计算出的振动振幅M和中心移动量W以及步骤L605中所计算出的基准凸轮轨迹上的校正透镜L105的位置px'，使用以下表达式(9)来计算校正透镜L105的目标驱动位置Fx'。
Fx'＝px'+(M+W)…(9)
在表达式(9)中，在W为0(零)的情况下，这表示不存在中心移动。另外，根据振动振幅M和中心移动量W的符号，判断目标驱动位置Fx'相对于基准凸轮轨迹上的校正透镜L105的位置px'是在无限远侧还是近距离侧。
在步骤L611中，照相机微计算机C106所进行的调制AF控制不与变焦操作相对应。因此，步骤L607中所计算出的振动振幅M和中心移动量W不与步骤L605中所计算出的校正透镜L105的位置px'叠加，并且使用以下表达式(10)来计算校正透镜L105的目标驱动位置Fx'。
Fx'＝px'…(10)
结果，即使在进行变焦操作时、照相机侧没有完成向着与变焦控制相对应的调制AF控制的切换的情况下，也至少进行变焦追踪控制。因此，即使在无法进行凸轮指定控制的情况下，也可以对由于变焦操作所引起的像面移动进行校正，因此不会大幅错过聚焦。
在步骤L612中，使步骤L607中所计算出的振动振幅M和中心移动量W与校正透镜L105的当前位置px叠加，并且使用以下表达式(11)来计算校正透镜L105的目标驱动位置Fx'。
Fx'＝px+(M+W)…(11)
这意味着，代替由于变焦操作所引起的凸轮指定控制，在不进行变焦操作的情况下(在变焦操作停止时)，进行所谓的AF控制。
接着，将参考图13来说明在由于调制AF控制所引起的微小振动与基于变焦追踪控制的移动叠加的情况下的校正透镜L105的移动。图13是示出使调制AF控制与变焦追踪控制叠加的操作的图。在图13的上侧示出图像信号的垂直同步信号，并且图13的下侧的曲线图中的横轴表示时间、且纵轴表示校正透镜位置。
在变倍期间的调制AF控制中，振动中心是所追踪的基准凸轮上的校正透镜位置，并且作为振动中心的基准凸轮的倾斜度根据被摄体距离和变倍透镜位置而改变。图13示出利用四个垂直同步时间(4V)的周期进行调制操作的情况，并且如以下所述，该调制操作包括四个调制操作步幅。
在调制操作计数器为0(零)的情况下，使校正透镜L105移动，以使得维持该计数器为3的情况下所获得的位置和振动中心之间的相对位置关系。在调制操作步幅计数器为1的情况下，使校正透镜L105从振动中心按振动振幅移动至无限远侧(负(-)方向)的位置。在调制操作步幅计数器为2的情况下，使校正透镜L105移动，以使得维持该计数器为1的情况下所获得的位置和振动中心之间的相对位置关系。在调制操作步幅计数器为3的情况下，使校正透镜L105从振动中心按振动振幅移动至近距离侧(正(+)方向)的位置。
也就是说，调制操作步幅计数器为1或3的情况下的校正透镜L105的移动是使调制AF控制的振动时的移动叠加到通过变焦追踪控制移动后的校正透镜L105的移动(第一移动)。此外，也就是说，调制操作步幅计数器为0或2的情况下的校正透镜L105的移动是维持第一移动之后的校正透镜L105的位置和基准凸轮的振动中心之间的相对位置关系的移动(第二移动)。照相机微计算机C106判断校正透镜L105是否可以到达第一移动的目标位置，并且在照相机微计算机C106判断为校正透镜L105无法到达该目标位置的情况下，镜头微计算机L106代替进行第二移动而是继续第一移动。
在本实施例中，说明了镜头微计算机L106根据从照相机微计算机C106所接收到的振动振幅和中心移动量的符号来切换调制AF控制中的校正透镜L105的移动方向。然而，还可以传送调制操作步幅本身、或者调制的有无或其移动方向(无限远侧或近距离侧)的信息，以实现调制操作。该调制操作的周期不限于4V。还可以根据摄像元件C101的电荷累积时间的长度来改变调制操作步幅的切换周期。
与图12相同，在标记A的时刻处根据摄像元件C101中所累积的电荷所生成的焦点信号EVA在时刻TA被取入照相机微计算机C106。另外，在标记B的时刻处根据摄像元件C101中所累积的电荷所生成的焦点信号EVB在时刻TB被取入照相机微计算机C106。在时刻TC，将焦点信号EVA与焦点信号EVB进行比较，并且仅在焦点信号EVB大于焦点信号EVA的情况下才使振动中心移动。
图14A和14B是示出变倍期间的变焦凸轮指定控制的图。如图14A和14B所示，可以通过在重复调制操作的同时使振动中心在使焦点信号(图14A)的值增加的方向上移动，来指定要跟随的变焦追踪凸轮(图14B中的聚焦凸轮)。
本说明返回至图6B。在步骤L613中，镜头微计算机L106计算用以到达步骤L610、步骤L611或步骤L612中所设置的目标位置Fx'的校正透镜L105的驱动速度Fsp。在变焦操作期间，通过将已叠加有调制振幅的校正透镜的目标驱动位置Fx'和校正透镜的当前位置px之间的差除以移动该距离所需的变倍透镜L102的移动时间，来获得校正透镜L105的驱动速度Fsp。换句话说，通过以下表达式(12)来计算校正透镜L105的驱动速度Fsp。
Fsp＝|Fx'-px|/变倍透镜的移动时间…(12)
在变焦操作停止的情况下，通过将校正透镜的目标驱动位置Fx'和校正透镜的当前位置px之间的差除以一个垂直同步时间来获得校正透镜L105的驱动速度Fsp。
在步骤L614中，在镜头微计算机L106以步骤L613中所计算出的校正透镜L105的驱动速度Fsp驱动校正透镜L105的情况下，镜头微计算机L106判断校正透镜L105是否可以在预定时间内到达目标位置。与该预定时间有关的信息包含在照相机微计算机C106在步骤C605中所发送的信息内。在镜头微计算机L106判断为校正透镜L105可以在预定时间内到达目标位置的情况下，流程进入步骤L615。另一方面，在镜头微计算机L106判断为校正透镜L105无法在预定时间内到达目标位置的情况下，流程进入步骤L616。在步骤L615中，将“可到达”的信息设置到发送至照相机微计算机C106的校正透镜目标位置到达信息，然后流程进入步骤L617。在步骤L616中，将“不可到达”的信息设置到校正透镜目标位置到达信息，然后流程进入步骤L617。
在步骤L617中，镜头微计算机L106将校正透镜目标位置到达信息发送至照相机微计算机C106。在调制AF控制中，随着对调制振幅M和中心移动量W进行调整的校正透镜L105的移动量的变大，需要加快校正透镜L105的驱动速度，从而使校正透镜L105在预定时间内移动。然而，在具有针对失步的极限速度的步进马达中，由于对可用速度存在限制，因此可能存在无法在预定时间内驱动所设置的移动量的情况。
在这种情况下，如图15所示，照相机微计算机C106控制校正透镜L105的移动定时，以使得将调制操作步幅维持为相同(以使得该步幅没有前进)，直到校正透镜L105移动至目标位置为止。然后，将该移动定时作为调制AF控制信息发送至镜头微计算机L106。因而，调制AF控制中的校正透镜L105的移动方向(振动方向)和振动中心的移动方向(调制方向)的切换相位没有彼此偏移。
图15示出如下情况的示例：在驱动校正透镜L105直至图13中的符号a)的位置为止时对驱动速度进行限制，因此仅可以按通过去除一个垂直同步时间内振动中心的移动所获得的振动振幅来进行驱动(维持调制操作步幅的情况)。在校正透镜L105的驱动速度缓慢的情况下，如图所示，在一个垂直同步时间内移动的校正透镜L105的移动量相对于(图中的虚线所表示的)目标移动量较小。因此，通过在一个垂直同步时间内继续相同的调制操作步幅，校正透镜L105到达符号a)的位置。
为了进行这种控制，在步骤C606中，照相机微计算机C106接收来自镜头微计算机L106的校正透镜目标位置到达信息，然后判断校正透镜L105是否无法到达目标位置。在校正透镜L105无法到达目标位置的情况下，照相机微计算机C106维持调制操作步幅计数器，并且该处理结束。另一方面，在校正透镜L105可以到达目标位置的情况下，流程进入步骤C607。然后，在调制操作步幅计数器为3的情况下，照相机微计算机C106将调制操作步幅计数器设置为0，即将调制操作步幅计数器清零。在该计数器表示其它值的情况下，照相机微计算机C106向该调制操作步幅计数器加1。然后，该处理结束。
镜头微计算机L106在步骤L618中基于过去的处理所计算出的目标位置和驱动速度来生成驱动信号，并且将该驱动信号输出至校正透镜致动器L108从而驱动校正透镜L105。
在本实施例中，在步骤L607中设置振动振幅M和中心移动量W，并且在步骤L610中使这两者与变焦追踪控制叠加，从而进行变焦操作期间的凸轮指定控制。然而，在从远摄方向向着广角方向的变倍期间，由于如上所述多个变焦追踪凸轮之间的间隔在远摄侧较宽，因此即使在不进行调制操作的情况下，也可以在一定程度上维持聚焦状态。因此，在从远摄方向向着广角方向的变焦操作期间，可以将振动振幅M和中心移动量W设置为0，从而仅进行基准凸轮的追踪控制。
因而，在本实施例中，照相机本体C100基于焦点信号来生成调制AF控制信息。另外，可更换镜头L100使通过使用从照相机本体C100获得的调制AF控制信息的调制AF控制的校正透镜L105的移动(振动)与通过变焦追踪控制的校正透镜L105的移动叠加。换句话说，照相机微计算机C106将根据变倍透镜位置传感器L107的输出所生成的控制信息发送至镜头微计算机L106，然后使镜头微计算机L106通过叠加利用该控制信息的振动控制来进行变焦追踪控制。此外，镜头微计算机L106使用根据变倍透镜位置传感器L107的输出所生成的控制信息来进行变焦追踪控制。
另外，在本实施例中，镜头微计算机L106从照相机微计算机C106接收聚焦度信息，并且随着聚焦度变低而将中心移动量或振动振幅设置得较大，即随着聚焦度变高，减小中心移动量或振动振幅。结果，在变倍期间聚焦度减小、即模糊增大的情况下，可以通过增大中心移动量或振动振幅来快速指定要跟随的变焦追踪凸轮，以能够获得聚焦状态。在变倍期间聚焦度高的情况下，通过减小中心移动量或振动振幅，可以在不会产生模糊的情况下连续追踪变焦追踪凸轮。
在本实施例中，说明了使用表达式(8)来获得聚焦度的情况，但如上所述，聚焦度信息不必是通过表达式(8)所获得的值，并且还可以采用任何信息，只要该信息与聚焦度有关即可。例如，还可以采用上述的积分评价值作为聚焦度信息。在本实施例中，使用两个阈值(α,β)来对聚焦度的高低进行分类，但还可以采用一个阈值或三个以上的阈值。随着阈值的数量的变多，可以更加精细地设置依赖于聚焦度的振动振幅或中心移动量。
因而，根据本实施例，在各种镜头单元各自和照相机本体的组合中，可以在变焦操作期间精确地指定要跟随的变焦追踪凸轮，并且可以进行应答性和稳定性有所提高的良好的变焦追踪控制。
示例2
接着，将参考图16来说明本发明的实施例2(示例2)。在实施例1中，说明了通过诸如环等的操作构件的转动操作来经由凸轮环机械驱动变倍透镜L102的手动变焦的情况。另一方面，在本实施例中，将说明利用诸如翘板式键等的操作构件来进行电动变焦的情况。
图16是示出本实施例中的具有可更换镜头的照相机系统的结构的框图。除图1所示的结构以外，镜头单元L100还包括变倍开关L110和变倍透镜致动器L111。变倍开关L110根据其操作来针对镜头微计算机L106指示变倍操作。变倍透镜致动器L111通过基于来自接收变焦指示的镜头微计算机L106的驱动信号进行驱动来使变倍透镜L102移动。作为变倍操作检测器的镜头微计算机L106基于变倍开关L110的输出来检测变倍操作。其它结构与实施例1的结构相同，并且向这些共通结构添加与实施例1的附图标记相同的附图标记。
变倍开关L110可以是诸如翘板式开关等的开关、或者可以是具有如下功能的电子环，其中该功能用于将可转动工作的操作构件的转动量或转动速度转换成电信号。还可以将变倍开关设置在照相机本体C100上以将变焦指示经由照相机微计算机C106发送至镜头微计算机L106。
变倍透镜致动器L111由步进马达、DC马达、振动马达或音圈马达等构成。在本实施例中，利用在基于复位传感器等(未示出)的输出检测到变倍透镜L102位于基准位置之后的变倍透镜致动器L111的驱动量来控制变倍透镜的位置。与实施例1相同，还可以设置用于检测变倍透镜L102的位置的位置传感器。
本实施例中的变焦追踪凸轮指定控制与实施例1中的变焦追踪凸轮指定控制基本相同。然而，与基于变倍透镜位置传感器L107的输出来进行图6A的步骤L602和图6B的步骤L608各自中的关于透镜是否处于变焦操作中的判断不同，在本实施例中，基于变倍开关L110的输出来进行该判断。在将变倍透镜设置在照相机本体C100上的情况下，镜头微计算机L106在步骤L606中不必将变焦信息发送至照相机微计算机C106。在图11的步骤C1101中，镜头微计算机L106基于照相机微计算机C106所检测到的变焦指示来进行该判断，进行步骤C1102～步骤C1104的处理，并且可以将变焦相应信息连同变焦指示一起发送至镜头微计算机L106。
此外，在本实施例中，图7的步骤L701中的用于设置变倍透镜L102的移动速度Zsp的方法不同于实施例1的方法。换句话说，在步骤L701中，基于变倍透镜致动器L111的每单位时间的移动量来设置变倍透镜的移动速度Zsp。
此外，在本实施例中，与实施例1相同，照相机本体C100基于焦点信号来生成调制AF控制信息。另一方面，可更换镜头L100使通过使用从照相机本体C100所获得的调制AF控制信息的调制AF控制的校正透镜L105的移动(振动)与通过变焦追踪控制的校正透镜L105的移动相叠加。结果，根据本实施例，在各种镜头单元各自和照相机本体C100的组合中，可以在变焦操作期间精确地指定要跟随的变焦追踪凸轮，并且可以进行应答性和稳定性有所提高的良好的变焦追踪控制。
示例3
在实施例中1，照相机微计算机C106对聚焦度的高低进行分类并且生成表示该高低的聚焦度标记。然后，照相机微计算机C106将该聚焦度标记作为聚焦度信息通信至镜头微计算机L106，并且镜头微计算机L106根据该聚焦度标记来确定中心移动量和振动振幅。
另一方面，在本实施例中，照相机微计算机C106计算作为聚焦度信息的聚焦度本身以发送至镜头微计算机L106，并且镜头微计算机L106根据该聚焦度来确定中心移动量和振动振幅。在这种情况下，镜头微计算机L106基于阈值来对聚焦度的高低进行分类。
本实施例的具有可更换镜头的照相机系统的结构与实施例1(图1)所述的结构相同。诸如参考实施例1中的图2～5和7～15所述的调制AF控制等的变倍期间的控制与实施例1的控制相同。
在本实施例中，在图6A的步骤C605中，照相机微计算机C106将使用上述表达式(8)所计算出的聚焦度发送至镜头微计算机L106。
在图6A的步骤L607中，将参考图21的流程图来说明镜头微计算机L106根据聚焦度来改变振动振幅和中心移动量的方法。
在步骤1201中开始处理的情况下，镜头微计算机L106在步骤1202中设置与聚焦度有关的阈值α和β(α>β)。以这些阈值α和β作为边界来对聚焦度的高中低进行分类，并且设置适合该聚焦度的振动振幅和中心移动量。聚焦度是聚焦度不小于阈值α的高状态的状态处于聚焦状态或接近聚焦状态的状态。聚焦度是聚焦度小于阈值α且不小于阈值β的中间状态的状态处于图像略微模糊的状态。聚焦度是聚焦度小于阈值β的低状态的状态处于图像明显模糊的状态。
接着，在步骤1203中，镜头微计算机L106针对聚焦度为高中低的情况分别设置中心移动量的放大率(增益)x、y和z(x<y<z)。
接着，在步骤1204中，镜头微计算机L106针对聚焦度为高中低的情况分别设置振动振幅的放大率(增益)l、m、n(l<m<n)。因而，在本实施例中，在聚焦度高时，将振动振幅和中心移动量的放大率设置得较小，换句话说，在聚焦度低时，将振动振幅和中心移动量的放大率设置得较大。
在步骤1205中，镜头微计算机L106判断当前聚焦度是否不小于阈值α，然后在当前聚焦度不小于阈值α的情况下，流程进入步骤1206，另一方面，在当前聚焦度小于阈值α的情况下，流程进入步骤1208。
在步骤1206中，镜头微计算机L106将当前设置的中心移动量乘以放大率x以获得新的中心移动量。另外，在步骤1207中，镜头微计算机L106将当前设置的振动振幅乘以放大率l以获得新的振动振幅。因而，在聚焦度不小于阈值α并且状态处于聚焦状态或接近聚焦状态的情况下，通过将当前的中心移动量和振动振幅分别乘以放大率x和1来设置新的中心移动量和振动振幅。
在步骤1208中，镜头微计算机L106判断当前聚焦度是否不小于阈值β，然后在聚焦度不小于β的情况下，流程进入步骤1209，另一方面，在聚焦度小于β的情况下，流程进入步骤1211。
在步骤1209中，镜头微计算机L106将当前设置的中心移动量乘以放大率y以获得新的中心移动量。另外，在步骤1210中，镜头微计算机L106将当前设置的振动振幅乘以放大率m以获得新的振动振幅。因而，在聚焦度小于阈值α并且不小于阈值β的图像略微模糊的状态下，通过将当前的中心移动量和振动振幅乘以相对较大的(大于x和1的)放大率y和m来设置新的中心移动量和振动振幅。
在步骤1211中，由于镜头微计算机L106判断为当前聚焦度小于阈值β，因此镜头微计算机L106将当前设置的中心移动量乘以放大率z以获得新的中心移动量。另外，在步骤1212中，镜头微计算机L106将当前设置的振动振幅乘以放大率n以获得新的振动振幅。因而，在聚焦度小于阈值β的图像明显模糊的状态下，可以通过将当前的中心移动量和振动振幅乘以较大的(大于y和m)的放大率z和n来设置新的中心移动量和振动振幅。
因而，已根据聚焦度设置了中心移动量和振动振幅的镜头微计算机L106在步骤1213中进行限制处理。然后，在步骤1214中，处理结束。该限制处理与以上参考图20所述的限制处理相同。
如果可以将聚焦度分类为高中低，则可以任意设置针对聚焦度的阈值α和β。例如，可以将阈值α和β分别设置为60和30。此外，关于中心移动量的放大率x、y和z，如果这些放大率的值随着聚焦度的降低而变大，则可以设置任意值。例如，可以将放大率x、y和z分别设置为1、1.4和1.8(x＝1,y＝1.4,z＝1.8)。另外，关于振动振幅的放大率l、m和n，如果这些放大率的值随着聚焦度的降低而变大，则可以设置任意值。例如，可以将放大率l、m和n分别设置为1、1.2和1.4(l＝1,m＝1.2,n＝1.4)。
随着图像模糊的变大，由于校正透镜L105的微小振动和中心移动所引起的模糊的变化不明显。因此，可以将放大率设置为在各聚焦度表示的焦点状态下可以容许由于微小振动和中心移动所引起的模糊的变化的值。
针对彼此不同的聚焦度，不必改变中心移动量和振动振幅的放大率。换句话说，还可以将依赖于聚焦度的三个放大率(x,y,z)或(l,m,n)中的两个设置为彼此相等。例如，当仅在产生大量模糊的情况下才进行改变振动振幅的处理时，作为振动振幅的放大率，例如，可以设置l＝1、m＝1和n＝1.5的值。
因而，在本实施例中，在聚焦度低的情况下，将振动振幅和中心移动量设置得较大，另一方面，在聚焦度高的情况下，将振动振幅和中心移动量设置为受到抑制。结果，即使在变倍期间由于因照相机工作使被摄体改变(被摄体距离改变)等而导致图像模糊的情况下，也可以快速指定聚焦凸轮。在聚焦状态下追踪聚焦凸轮的情况下，将振动振幅和中心移动量设置成受到抑制，以能够防止转移为错误的变焦追踪凸轮、并且进行稳定的变焦追踪控制。
根据上述各实施例，摄像设备生成用于振动控制的控制信息，然后将该控制信息发送至镜头单元，因此该镜头单元进行叠加有使用该控制信息的振动控制的变焦追踪控制。结果，即使在将各种镜头单元各自安装在摄像设备上的情况下，也可以进行应答性和稳定性有所提高的良好的变焦追踪控制。
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2012-004545、2012年1月13日提交的日本专利申请2012-004765和2012年6月4日提交的日本专利申请2012-127066的优先权，在此通过引用包含这些专利申请的全部内容。
产业上的可利用性
可以提供能够针对各种可更换镜头分别进行良好的变焦追踪控制的摄像设备。
附图标记列表
C100 照相机本体
C101 摄像元件
C106 照相机微计算机
L100 镜头单元
L105 校正透镜
L106 镜头微计算机

Claims (23)

1.一种镜头单元，其能够以可移除的方式安装在摄像设备上，所述摄像设备包括：摄像元件，用于对摄像光学系统所形成的被摄体图像进行光电转换；焦点信号生成器，用于使用来自所述摄像元件的输出来生成表示所述摄像光学系统的焦点状态的焦点信号；以及摄像设备控制器，用于生成振动控制所使用的控制信息，其中所述振动控制用于使校正透镜振动并且还使所述校正透镜的振动中心在所述焦点信号增加的方向上移动，所述镜头单元包括：
所述摄像光学系统，其包括用于进行变倍操作的变倍透镜和用于对由于所述变倍透镜的移动所引起的像面变化进行校正的所述校正透镜；
存储单元，用于存储表示针对各被摄体距离的、所述变倍透镜的位置和所述校正透镜的位置之间的关系的第一信息；以及
镜头控制器，用于控制与所述摄像设备的通信，并且基于所述第一信息来进行所述校正透镜根据所述变倍透镜的移动而移动的预定控制，
其中，所述控制信息包含与所述振动控制中的所述校正透镜的移动量有关的第二信息，
其特征在于，所述镜头控制器将与所述变倍操作有关的信息发送至所述摄像设备，将基于所述摄像设备根据与所述变倍操作有关的信息所生成的所述第二信息的所述振动控制中的所述校正透镜的移动量与所述预定控制中的所述校正透镜的移动量进行相加，并且通过使用相加后的所述校正透镜的移动量来移动所述校正透镜。
2.根据权利要求1所述的镜头单元，其特征在于，与所述变倍操作有关的信息是表示所述变倍透镜是否进行所述变倍操作的信息。
3.根据权利要求1或2所述的镜头单元，其特征在于，
所述控制信息包含表示所述控制信息是否对应于与所述变倍操作有关的信息的第三信息，以及
所述镜头控制器基于所述第三信息，来改变是否将基于所述第二信息的所述振动控制中的所述校正透镜的移动量与所述预定控制中的所述校正透镜的移动量进行相加。
4.根据权利要求3所述的镜头单元，其特征在于，在所述第三信息表示所述控制信息对应于与所述变倍操作有关的信息的情况下，所述镜头控制器通过将所述振动控制中的所述校正透镜的移动量与所述预定控制中的所述校正透镜的移动量进行相加来使所述校正透镜移动，并且在所述第三信息表示所述控制信息不对应于与所述变倍操作有关的信息的情况下，所述镜头控制器在没有将所述振动控制中的所述校正透镜的移动量与所述预定控制中的所述校正透镜的移动量进行相加的情况下使所述校正透镜移动。
5.根据权利要求1或2所述的镜头单元，其特征在于，在所述变倍透镜不进行所述变倍操作的情况下，所述镜头控制器使用所述控制信息来进行所述校正透镜的所述振动控制。
6.根据权利要求1或2所述的镜头单元，其特征在于，
所述控制信息包含与基于来自所述摄像元件的输出的被摄体的聚焦度有关的信息，以及
所述镜头控制器基于与所述聚焦度有关的信息来设置所述振动控制中的所述校正透镜的移动量。
7.根据权利要求6所述的镜头单元，其特征在于，
所述控制信息包含表示所述控制信息是否对应于与所述变倍操作有关的信息的第三信息，以及
在所述第三信息表示所述控制信息对应于与所述变倍操作有关的信息的情况下，所述第三信息还包含与所述聚焦度有关的信息。
8.根据权利要求1或2所述的镜头单元，其特征在于，
所述控制信息包含与预定时间有关的信息，以及
所述镜头控制器将表示是否能够在所述预定时间内移动所述振动控制中的所述校正透镜的移动量的信息发送至所述摄像设备。
9.根据权利要求1或2所述的镜头单元，其特征在于，所述镜头控制器从所述摄像设备接收所述摄像元件的容许模糊圆的信息，并且基于所述容许模糊圆的信息来设置所述振动控制中的所述校正透镜的移动量。
10.根据权利要求1或2所述的镜头单元，其特征在于，还包括位置传感器，所述位置传感器用于检测所述变倍透镜的位置，
其中，所述镜头控制器基于所述位置传感器的输出的变化来检测所述变倍操作。
11.根据权利要求1或2所述的镜头单元，其特征在于，还包括切换构件，所述切换构件用于指示所述变倍操作，
其中，所述镜头控制器基于所述切换构件的输出来检测所述变倍操作。
12.根据权利要求1或2所述的镜头单元，其特征在于，还包括：
环构件，用于绕所述摄像光学系统的光轴进行转动；以及
转动量检测器，用于检测由于所述环构件的转动所引起的变化量，
其中，所述镜头控制器基于所述转动量检测器的输出的变化来检测所述变倍操作。
13.一种摄像设备，其中镜头单元能够以可移除的方式安装在所述摄像设备上，所述镜头单元包括：摄像光学系统，其包含用于进行变倍操作的变倍透镜和用于对由于所述变倍透镜的移动所引起的像面变化进行校正的校正透镜；存储单元，用于存储表示针对各被摄体距离的、所述变倍透镜的位置和所述校正透镜的位置之间的关系的第一信息；以及镜头控制器，用于基于所述第一信息来进行所述校正透镜根据所述变倍透镜的移动而移动的预定控制，所述摄像设备包括：
摄像元件，用于对所述摄像光学系统所形成的被摄体图像进行光电转换；
焦点信号生成器，用于使用来自所述摄像元件的输出来生成表示所述摄像光学系统的焦点状态的焦点信号；以及
摄像设备控制器，用于控制与所述镜头单元的通信，并且生成振动控制所使用的控制信息，其中所述振动控制用于使所述校正透镜振动、并且还使所述校正透镜的振动中心在所述焦点信号增加的方向上移动，
其中，所述控制信息包含与所述振动控制中的所述校正透镜的移动量有关的第二信息，以及
其中，所述摄像设备控制器接收与所述变倍操作有关的信息，根据与所述变倍操作有关的信息来生成所述第二信息，并且将包含所述第二信息的所述控制信息发送至所述镜头单元，
其特征在于，所述镜头控制器将基于所述第二信息的所述振动控制中的所述校正透镜的移动量与所述预定控制中的所述校正透镜的移动量进行相加，并且通过使用相加后的所述校正透镜的移动量来移动所述校正透镜。
14.根据权利要求13所述的摄像设备，其特征在于，与所述变倍操作有关的信息是表示所述变倍透镜是否进行所述变倍操作的信息。
15.根据权利要求13或14所述的摄像设备，其特征在于，
所述控制信息包含表示所述控制信息是否对应于与所述变倍操作有关的信息的第三信息。
16.根据权利要求13或14所述的摄像设备，其特征在于，
所述控制信息包含与基于来自所述摄像元件的输出的被摄体的聚焦度有关的信息。
17.根据权利要求16所述的摄像设备，其特征在于，
所述控制信息包含表示所述控制信息是否对应于与所述变倍操作有关的信息的第三信息，以及
在所述第三信息表示所述控制信息对应于与所述变倍操作有关的信息的情况下，所述第三信息还包含与所述聚焦度有关的信息。
18.根据权利要求13或14所述的摄像设备，其特征在于，所述摄像设备控制器将所述校正透镜的移动定时作为所述控制信息发送至所述镜头单元，以使得所述振动控制中的所述校正透镜的振动方向的切换相位和所述振动中心的移动方向的切换相位彼此没有偏移。
19.根据权利要求13或14所述的摄像设备，其特征在于，
所述控制信息包含用于指示所述镜头控制器进行第一移动和第二移动作为所述振动控制中的所述校正透镜的移动方式的信息，其中在所述第一移动中，向通过所述预定控制进行了移动的所述校正透镜叠加使所述焦点信号增加的方向上的移动，以及在所述第二移动中，维持所述第一移动之后的所述校正透镜的位置和所述振动中心之间的相对位置关系。
20.根据权利要求19所述的摄像设备，其特征在于，
所述控制信息包含与预定时间有关的信息，以及
所述摄像设备控制器在接收到表示所述校正透镜无法在所述预定时间内移动基于所述控制信息所设置的移动量的信息的情况下，对所述第二移动进行限制，并且将用以继续所述第一移动的所述控制信息发送至所述镜头单元。
21.根据权利要求13或14所述的摄像设备，其特征在于，所述摄像设备控制器将所述摄像元件的容许模糊圆的信息发送至所述镜头控制器。
22.一种镜头单元的控制方法，所述镜头单元包括包含用于进行变倍操作的变倍透镜和用于对由于所述变倍透镜的移动所引起的像面变化进行校正的校正透镜的摄像光学系统，所述镜头单元用于基于表示针对各被摄体距离的、所述变倍透镜的位置和所述校正透镜的位置之间的关系的第一信息，来进行所述校正透镜根据所述变倍透镜的移动而移动的预定控制，所述镜头单元被配置为以可移除的方式安装在摄像设备上，所述摄像设备用于使用来自用以对所述摄像光学系统所形成的被摄体图像进行光电转换的摄像元件的输出来生成表示所述摄像光学系统的焦点状态的焦点信号、并且生成振动控制所使用的控制信息，所述振动控制用于使所述校正透镜振动、并且还使所述校正透镜的振动中心在所述焦点信号增加的方向上移动，所述控制方法包括以下步骤：
将与所述变倍操作有关的信息发送至所述摄像设备；以及
从所述摄像设备接收根据与所述变倍操作有关的信息所生成的所述控制信息，其中，所述控制信息包含与所述振动控制中的所述校正透镜的移动量有关的第二信息，
所述控制方法的特征在于还包括：
将基于所述第二信息的所述振动控制中的所述校正透镜的移动量与所述预定控制中的所述校正透镜的移动量进行相加；以及
通过使用相加后的所述校正透镜的移动量来移动所述校正透镜。
23.一种摄像设备的控制方法，镜头单元能够以可移除的方式安装在所述摄像设备上，所述镜头单元包括包含用于进行变倍操作的变倍透镜和用于对由于所述变倍透镜的移动所引起的像面变化进行校正的校正透镜的摄像光学系统，所述镜头单元用于基于表示针对各被摄体距离的、所述变倍透镜的位置和所述校正透镜的位置之间的关系的第一信息，来进行所述校正透镜根据所述变倍透镜的移动而移动的预定控制，所述控制方法包括以下步骤：
使用来自用以对所述摄像光学系统所形成的被摄体图像进行光电转换的摄像元件的输出，来生成表示所述摄像光学系统的焦点状态的焦点信号；
从所述镜头单元接收与所述变倍操作有关的信息；
根据与所述变倍操作有关的信息来生成振动控制所使用的控制信息，其中所述振动控制用于使所述校正透镜振动、并且还使所述校正透镜的振动中心在所述焦点信号增加的方向上移动，其中，所述控制信息包含与所述振动控制中的所述校正透镜的移动量有关的第二信息；以及
将所生成的包含所述第二信息的所述控制信息发送至所述镜头单元，
其特征在于，所述镜头单元将基于所述第二信息的所述振动控制中的所述校正透镜的移动量与所述预定控制中的所述校正透镜的移动量进行相加，并且通过使用相加后的所述校正透镜的移动量来移动所述校正透镜。
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