CN111629142A - 摄像设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种摄像设备及其控制方法。摄像设备包括：图像传感器；存储单元，其被配置为存储表示在摄像光学系统聚焦于预定被摄体距离的情况下的变焦透镜和调焦透镜之间的位置关系的轨迹数据；调整值获取单元，其被配置为获取用于调整轨迹数据的调整值；以及调焦控制单元，其被配置为在变焦操作时基于轨迹数据和调整值获取单元所获取的调整值来控制调焦透镜的驱动。调整值获取单元基于轨迹数据、变焦透镜的位置和调焦透镜的位置，从多个调整值获取处理中选择要进行的调整值获取处理，并且基于所选择的调整值获取处理来获取调整值。

Description

摄像设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及摄像设备和控制该摄像设备的方法。更具体地，本发明涉及用于与变焦透镜的移动相关联地移动调焦透镜的摄像设备、以及控制该摄像设备的方法。

背景技术

许多传统摄像机在使用变焦透镜的变焦操作中进行所谓的变焦跟踪操作。在变焦跟踪操作中，调焦透镜伴随着变焦透镜移动而移动，以校正摄像面移动，从而维持聚焦状态。通过沿着存储器中存储的凸轮轨迹曲线(轨迹数据)移动调焦透镜位置来进行变焦跟踪操作。

由于镜筒的个体差异，仅使用上述轨迹数据将会导致在实际操作期间凸轮轨迹设计值和聚焦位置之间的误差。为此，在出厂时针对各摄像设备进行用于调整误差的跟踪调整。在跟踪调整中，轨迹数据中的变焦透镜和调焦透镜的基准位置被存储为调整值。

如果冲击、振动、老化或温度骤然变化施加于镜筒，则用于检测摄像光学系统、图像传感器、变焦透镜和调焦透镜的位置的检测传感器(光斩波器(PI))发生位置变化。该位置变化可能从调整后的轨迹数据改变用于获得聚焦状态的、变焦透镜和调焦透镜之间的位置关系。这可能导致变焦操作时的聚焦精度的劣化。

日本特开2014-228695讨论了如下方法：在满足预定条件的情况下，基于相对于调焦透镜基准位置的变化来校正后焦点调整值。

本发明涉及通过使用与日本特开2014-228695中所公开的方法不同的方法来调整轨迹数据的方法。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种摄像设备，包括：图像传感器，其被配置为对通过包括变焦透镜和调焦透镜的摄像光学系统而获得的被摄体图像进行光电转换；存储单元，其被配置为存储表示在所述摄像光学系统聚焦于预定被摄体距离的情况下的所述变焦透镜和所述调焦透镜之间的位置关系的轨迹数据；调整值获取单元，其被配置为获取用于调整所述轨迹数据的调整值；以及调焦控制单元，其被配置为在变焦操作时基于所述轨迹数据和所述调整值获取单元所获取的调整值来控制所述调焦透镜的驱动，其中，所述调整值获取单元基于所述轨迹数据、所述变焦透镜的位置和所述调焦透镜的位置，从多个调整值获取处理中选择要进行的调整值获取处理，并且基于所选择的调整值获取处理来获取调整值。

根据本发明的另一方面，一种摄像设备的控制方法，所述摄像设备包括：图像传感器，其被配置为对通过包括变焦透镜和调焦透镜的摄像光学系统而拍摄的被摄体图像进行光电转换，所述控制方法包括：获取用于调整轨迹数据的调整值，所述轨迹数据表示在所述摄像光学系统聚焦于预定被摄体距离的情况下的所述变焦透镜和所述调焦透镜之间的位置关系；以及在变焦操作时基于所述轨迹数据和所获取的调整值来控制所述调焦透镜的驱动，其中，在所述获取中，基于所述轨迹数据、所述变焦透镜的位置和所述调焦透镜的位置，从多个调整值获取处理中选择要进行的调整值获取处理，以及其中，基于所选择的调整值获取处理来获取调整值。

通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的更多特征将变得明显。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一典型实施例的摄像设备的结构的框图。

图2是示出与被摄体距离相对应的变焦位置和调焦位置之间的关系的图。

图3示出聚焦信息的示例。

图4是示出当根据本发明的第一典型实施例的摄像光学系统改变时的凸轮轨迹的示例的图。

图5是示出当根据本发明的第一典型实施例的图像传感器改变时的凸轮轨迹的示例的图。

图6是示出根据本发明的第一典型实施例的检测控制和校正控制的流程图。

图7是示出根据本发明的第一典型实施例的变化因素分析的流程图。

图8是示出根据本发明的第二典型实施例的摄像设备的结构的框图。

图9是示出轨迹数据在调焦透镜的偏离的基准位置的情况下发生改变的图。

图10是示出轨迹数据在变焦透镜的偏离的基准位置的情况下发生改变的图。

图11示出根据本发明的第二典型实施例的视场角差信息的示例。

图12示出根据本发明的第二典型实施例的视场角特征量信息的示例。

图13是示出根据本发明的第二典型实施例的基准数据登记的流程图。

图14是示出根据本发明的第二典型实施例的用于校正调焦和变焦位置偏离的控制的流程图。

图15是示出根据本发明的第二典型实施例的用于检测变焦位置偏离量的处理的流程图。

图16是示出根据本发明的第二典型实施例的用于检测调焦位置偏离量的处理的流程图。

图17示出根据本发明的第三典型实施例的跟踪校正应用的示例。

图18是示出根据本发明的第四典型实施例的摄像设备的结构的框图。

图19示出根据本发明的第四典型实施例的自动视场角设置的示例。

图20示出根据本发明的第四典型实施例的自动视场角设置中所处理的数据表的示例。

图21是示出根据本发明的第四典型实施例的维护模式控制的流程图。

图22是示出根据本发明的第四典型实施例的视场角调整控制的流程图。

图23示出根据本发明的第五典型实施例的维护设置应用的示例。

具体实施方式

日本特开2014-228695中所讨论的技术是后焦点调整，该后焦点调整可以对影响图像传感器的位置和调焦透镜基准位置的镜筒变化进行校正。然而，不能对影响轨迹数据形状的摄像光学系统变化和影响变焦透镜基准位置的变化进行校正。如果由于摄像光学系统或变焦透镜的基准位置变化而导致调焦透镜的聚焦位置变化，则即使校正了调焦透镜基准位置，改变变焦位置也会再次造成散焦状态。因此，发明人发现不能正确进行变焦跟踪会导致偏离的视场角。更具体地说，根据实际聚焦位置和由轨迹数据所表示的聚焦位置之间的差的原因，日本特开2014-228695中所论述的方法不能解决在变焦期间的聚焦精度劣化。以下将针对如下摄像设备来描述典型实施例，该摄像设备即使在由于各种因素而导致所存储的轨迹数据偏离实际聚焦位置的情况下，也能够减少在变焦期间的聚焦精度劣化。

以下将参考附图详细地描述本发明的典型实施例。在以下附图中，相同的构件被分配相同的附图标记，并且将省略其重复的说明。如下所述的本发明的各典型实施例可以单独地实现，或者在需要的情况下或者在单个典型实施例中组合来自各个典型实施例的元件或特征是有益的情况下，本发明的各典型实施例可以实现为多个典型实施例或其特征的组合。

第一典型实施例基于存储的轨迹数据、变焦透镜和调焦透镜的位置以及在这些位置的实际聚焦水平来估计实际聚焦位置相对于存储的轨迹数据如何偏离。然后，第一典型实施例基于估计结果来选择调整值获取方法。例如，第一典型实施例估计通过如轨迹数据那样按照变焦透镜和调焦透镜的位置标绘实际聚焦位置而生成的曲线是变成相对于轨迹数据偏移的曲线还是变成具有与轨迹数据所表示的曲线不同的形状(曲率和斜率)的曲线。在估计曲线变成偏移曲线的情况下，第一典型实施例选择用于基于偏移值来获取调整值的获取方法。在估计曲线变成具有不同形状的曲线的情况下，第一典型实施例选择用于针对各变焦透镜位置来设置不同调整值的方法。以下还将描述用于使用被摄体距离来代替聚焦水平的方法的示例。

图1是示出根据第一典型实施例的摄像设备100的结构的框图。根据本典型实施例的摄像设备100包括摄像光学系统110。

摄像光学系统110包括多个光学元件，并且形成物体(被摄体)的光学图像。根据本典型实施例的摄像光学系统110包括用于在光轴方向上移动以改变焦距的变焦透镜1(变倍透镜)、用于在光轴方向上移动以进行焦点调整的调焦透镜2、以及用于调整光量的光圈单元3。虽然在图1中摄像光学系统110包括一个变焦透镜1和一个调焦透镜2，但是摄像光学系统110可以包括多个变焦透镜1和多个调焦透镜2。

经由带通滤波器4(下文中称为BPF 4)和滤色器5，由图像传感器6对由摄像光学系统110形成的光学图像进行光电转换。虽然在图1中未示出，但是诸如BPF 4等的光学元件被配置为相对于摄像光学系统110的光路可退避。

从图像传感器6输出的电信号(视频信号)通过自动增益控制单元(AGC)7进行增益调整，通过A/D转换器8进行模拟-数字(A/D)转换，然后输入到照相机信号处理单元9。照相机信号处理单元9对该信号进行各种类型的图像处理，将处理后的信号作为视频信号输出至通信单元10，并且根据视频信号来计算自动调焦操作所需的评价值。

凸轮轨迹/深度数据存储单元11包括用于存储与多个被摄体距离相对应的轨迹数据的存储器，并且基于所存储的轨迹数据以及调焦透镜和变焦透镜的当前位置来获取变焦跟踪操作所要使用的轨迹数据。变焦跟踪操作所要使用的轨迹数据包括与当前被摄体距离以及调焦透镜和变焦透镜的当前位置相对应的凸轮轨迹数据。凸轮轨迹/深度数据存储单元11还获取与变焦位置相对应的景深信息。

图2示出存储器中存储的轨迹数据所表示的凸轮轨迹的示例。横轴表示变焦透镜位置，并且纵轴表示调焦透镜位置。参考图2，各曲线表示通过标绘用于将同一被摄体距离处的被摄体图像聚焦于图像传感器的、变焦透镜和调焦透镜之间的位置关系而生成的凸轮轨迹。在变焦操作时，可以通过沿着凸轮轨迹控制变焦透镜和调焦透镜的位置来在固定聚焦位置的情况下进行变焦控制。存储器将这种凸轮轨迹存储为表数据。

然而，需要巨大的存储器容量来在存储器中存储表示针对各被摄体距离的具有精细粒度的凸轮轨迹的表。为此，在存储器中仅存储与针对一些被摄体距离的基准凸轮轨迹相对应的表数据。然后，通过使用基准凸轮轨迹数据以及调焦透镜和变焦透镜的位置信息，基于在近侧和无限远侧的凸轮轨迹信息的内分割比率(internal division ratio)来获取被摄体距离的非基准凸轮轨迹。然后，临时存储所获取的非基准凸轮轨迹。这样，凸轮轨迹/深度数据存储单元11用作用于存储与被摄体距离和变焦透镜位置相对应地表示作为聚焦位置的调焦透镜位置的变化的轨迹数据的存储单元。

初始调整数据存储单元12保持在从工厂出厂之前已经经过了调整(初始调整)的变焦透镜和调焦透镜的基准位置和调整值。调整值是在凸轮轨迹/深度数据存储单元11中存储的轨迹数据与出厂之前实际测量出的轨迹数据之间的差。在凸轮轨迹/深度数据存储单元11中存储的轨迹数据是初始调整前的轨迹数据。可以将通过初始调整而获取的调整值应用于初始调整前的轨迹数据来获取初始调整后的轨迹数据。在工厂的生产线上，监视设备20发出通信命令并将初始调整值发送至通信单元10。初始调整值从通信单元10经由变焦/调焦控制单元16被传送至初始调整数据存储单元12，然后被写入初始调整数据存储单元12。在接通摄像设备100的电源之后的透镜初始化处理中，摄像设备100假设各透镜PI的高/低(HIGH/LOW)切换位置作为基准位置。当确定基准位置时，获得至变焦透镜的广角端和远摄端的距离以及至调焦透镜的近端和远端的距离，这可以进行跟随图2所示的凸轮轨迹的控制。

测距设备19测量至被摄体的距离，并经由通信单元10将距离信息传送至变焦/调焦控制单元16。虽然在图1中，测距设备19被配置为外部设备，但是测距单元可以内置在摄像设备(诸如镜筒等)中。如果摄像设备100包括测距单元，则测距单元用作距离信息获取单元。如果摄像设备100经由通信单元10从外部设备获取距离信息，则通信单元10用作距离信息获取单元。作为本实施例的变形例，下面将描述使用从测距设备19中获取的距离信息的凸轮轨迹调整。如果不使用距离信息，则不需要测距设备19。

轨迹变化检测单元13获取凸轮轨迹数据、关于变焦透镜和调焦透镜的控制信息、以及聚焦水平，基于这些数据来检测轨迹变化，并且估计凸轮轨迹如何变化。轨迹变化检测单元13将轨迹变化检测所要使用的数据存储在检测数据存储单元14中。作为该检测所要使用的数据，可以处理如下数据，在该数据中，各透镜位置与聚焦水平和从测距设备19获取的距离信息相关联。另外，还可以在检测数据存储单元14中存储温度信息和驱动时间数据。图3是示出聚焦框即自动调焦(AF)框W1、W2和W3的图。照相机信号处理单元9基于框区域的亮度信号的亮度差(对比度)来计算焦点评价值。区域中的峰值和累积值可以被用于该评价值。在任一情况下，随着对比度增大，评价值增大并且图像变得更接近聚焦状态。随着对比度减小，评价值减小并且图像变得更接近散焦状态。通过使用评价值来计算聚焦水平。如果当评价值为高时聚焦水平为高或者当评价值为低时聚焦水平为低，则不特别限定计算方法。例如，作为被标准化为从0至100的范围的亮度差的聚焦率被用作检测数据。AF框中获得的焦点评价值和聚焦水平可以被用作聚焦信息。当轨迹变化检测单元13检测到轨迹数据变化时，轨迹变化检测单元13通过使用适合于变化因素的调整值获取方法来获取调整值，并将所获取的调整值存储在轨迹调整数据存储单元15中。下面将参考图4和图5描述针对各轨迹变化因素的轨迹变化方式。图4示出当图像传感器位置变化时的轨迹变化。图5示出当摄像光学系统110中包括的透镜的位置变化时的轨迹变化。参考图4和图5，凸轮轨迹R1表示紧接在调整之后的凸轮轨迹。参考图4，凸轮轨迹R2是当摄像光学系统110中包括的透镜的位置变化时的凸轮轨迹。凸轮轨迹R2以这样的方式变化：相对于凸轮轨迹R1的聚焦位置的差在广角端和远摄端处增大，并且在广角端和远摄端之间的中间点附近减小。这样，凸轮轨迹R2的斜率不同于R1的斜率。由于该差与透镜灵敏度(lens sensitivity)有关，因此不是所有凸轮轨迹都与凸轮轨迹R2一样。参考图5，凸轮轨迹R3是当图像传感器的位置变化时的凸轮轨迹。凸轮轨迹R3具有这样的形状：无论变焦透镜位置如何，聚焦位置全部地偏移。当凸轮轨迹相对于紧接在调整之后的凸轮轨迹变化时，凸轮轨迹的形状根据变化因素而不同。本典型实施例估计变化因素和变化后的凸轮轨迹的形状，并且基于估计结果来选择调整值获取方法。

参考图4，凸轮轨迹R4是当在远摄端处获得聚焦状态时的透镜控制所使用的凸轮轨迹。当从远摄端处的聚焦状态在广角端方向上驱动变焦透镜位置时，调焦透镜位置沿着凸轮轨迹R4被驱动。然而，由于凸轮轨迹R2的曲线上存在实际聚焦位置，因此聚焦状态可以被维持直到由差d1所表示的中间位置为止。当在广角端方向上进一步驱动变焦透镜位置时，与实际上表示聚焦状态的调焦透镜位置的差逐渐地增加，这导致广角端处的差d2。同样地，参考图5，凸轮轨迹R5是当在远摄端处获得聚焦状态时的透镜控制所使用的凸轮轨迹。当从远摄端处的聚焦状态在广角端方向上驱动变焦透镜位置时，调焦透镜位置沿着凸轮轨迹R5被驱动。由于在凸轮轨迹R3的曲线上存在实际聚焦位置，因此在中间位置时出现差d3，并且在广角端处出现差d4。在实际上表示聚焦状态的调焦透镜位置与凸轮轨迹上的调焦透镜位置之间的差是如差d1那样小的情况下，聚焦水平为高，以及在该差是如差d2、d3和d4那样大的情况下，聚焦水平为低。因此，可以通过检测聚焦水平在远摄端和中间位置之间为高并且随着变焦透镜位置更接近广角端而降低、还是聚焦水平在远摄端和广角端之间的全部范围内为低，来估计轨迹变化因素或者变化后的凸轮轨迹的形状。然后，轨迹变化检测单元13通过基于估计结果获取调整值来用作调整值获取单元。这使得可以根据变化因素来适当地调整所存储的轨迹数据。下面将详细描述调整值获取方法。

变焦/调焦控制单元16将初始调整数据存储单元12中所存储的初始调整值、以及轨迹调整数据存储单元15中所存储的调整值应用于凸轮轨迹/深度数据存储单元11中所存储的数据。然后，变焦/调焦控制单元16将适合的轨迹数据的控制信息发送至调焦驱动单元17和变焦驱动单元18。

下面将参考图6描述摄像设备100检测轨迹数据并且调整适合于变化因素的凸轮轨迹的处理的流程。除非另有说明，通过摄像设备100中包括的处理器和存储器来执行图6所示的流程图。执行流程图的处理的处理器和存储器将凸轮轨迹/深度数据存储单元11配置到图1所示的变焦/调焦控制单元16。

首先，在步骤S801中，变焦/调焦控制单元16判断摄像设备100的变焦透镜是否以预定或更大的倍率处于聚焦状态。预定倍率可以对应于如下的开始点，通过该开始点可以知道图5所示的中间位置(表示最近侧的聚焦状态的调焦透镜位置)处的差d3。预定倍率需要是与中间位置相比更大的远摄端侧的倍率。在变焦/调焦控制单元16判断为在调焦操作发生的定时处于聚焦状态的情况下，变焦/调焦控制单元16检查变焦透镜的倍率，以判断是否继续控制。在变焦/调焦控制单元16判断为变焦透镜以预定或更大的变焦倍率处于聚焦状态时(在步骤S801中为“是”)，处理前进到步骤S802。另一方面，在变焦/调焦控制单元16判断为变焦透镜的倍率小于预定变焦倍率或变焦透镜处于散焦状态时(在步骤S801中为“否”)，处理返回到步骤S801。在步骤S801中，变焦/调焦控制单元16等待下一个聚焦操作。

在步骤S802中，轨迹变化检测单元13获取聚焦水平和轨迹信息，并将该数据存储在检测数据存储单元14中。在该情况下的轨迹信息是指在聚焦状态时的变焦透镜和调焦透镜的位置、基准轨迹数据中的当前位置、根据基准轨迹数据所插值的校正量、以及与凸轮轨迹相关的其它信息。在步骤S803中，变焦/调焦控制单元16等待(在步骤S803中为“否”)直到变焦透镜在广角端方向上被驱动为止。当变焦透镜开始在广角端方向上被驱动时(在步骤S803中为“是”)，在变焦/调焦控制单元16通过沿着凸轮轨迹移动调焦透镜而正在进行变焦跟踪的同时，轨迹变化检测单元13获取各变焦位置处的聚焦水平和轨迹信息。然后，在步骤S804中，轨迹变化检测单元13将所获取的数据存储在检测数据存储单元14中作为检测用的数据。在步骤S805中，基于所存储的检测用的数据(被称为累积数据)，轨迹变化检测单元13检测凸轮轨迹变化的有无。如果虽然当前变焦透镜和调焦透镜的位置符合利用初始调整值调整后的与当前被摄体距离相对应的凸轮轨迹，但是聚焦水平低于预定值，则轨迹变化检测单元13判断为发生了凸轮轨迹变化并检测到该凸轮轨迹变化。

当通过变焦跟踪将变焦透镜置于广角端处时，变焦/调焦控制单元16再次进行AF操作。在步骤S806中，变焦/调焦控制单元16判断变焦透镜是否被置于广角端处且处于聚焦状态。当变焦透镜被置于广角端处且处于聚焦状态时(在步骤S806中为“是”)，处理前进到步骤S807。另一方面，当变焦透镜不在广角端处或者没有处于聚焦状态时(在步骤S806中为“否”)，处理返回到步骤S803。换言之，变焦/调焦控制单元16重复步骤S803～S805直到变焦透镜被驱动至广角端为止。当变焦透镜在广角端处于聚焦状态时(在步骤S806中为“是”)，处理前进到步骤S807。在步骤S807中，轨迹变化检测单元13获取聚焦水平和轨迹信息，并将该数据存储在检测数据存储单元14中。在步骤S808中，轨迹变化检测单元13根据检测数据存储单元14中的数据来检测凸轮轨迹变化的有无，并估计变化因素。代替估计变化因素本身，轨迹变化检测单元13可以估计凸轮轨迹变化信息。凸轮轨迹变化信息是指关于如下的信息：凸轮轨迹如何变化(即，变化后的凸轮轨迹的形状)、凸轮轨迹的形状(各变焦位置处的斜率)本身是否变化、以及值是否整体变化(即，值已经偏移)且形状本身的变化小。然后，轨迹变化检测单元13基于步骤S808中估计的变化因素来从多个调整量获取处理中选择调整量获取处理，然后进行所选择的调整量获取处理以获取调整量。在步骤S809中，轨迹变化检测单元13将所获取的调整量的数据存储在轨迹调整数据存储单元15中。

下面将参考图7描述步骤S808和步骤S809中的处理的具体流程。在步骤S901中，轨迹变化检测单元13从检测数据存储单元14中获取检测数据。可以例如通过采用一次控制数据以及采用多次控制数据，与摄像设备和环境相对应地改变该检测数据。基本上，多次使用控制数据可以进一步防止校正误差。在步骤S902中，轨迹变化检测单元13判断在变焦跟踪期间的中间位置处的聚焦水平是否大于或等于预定值(第一值)。当中间位置处的聚焦水平大于或等于预定值时(在步骤S902中为“是”)，处理前进到步骤S903。另一方面，当聚焦水平小于预定值时(在步骤S902中为“否”)，处理前进到步骤S904。

在步骤S903中，轨迹变化检测单元13判断当变焦透镜和调焦透镜通过变焦跟踪被移动到广角端位置时的聚焦水平(广角端位置处的聚焦水平)是否大于或等于预定值(第二值)。在步骤S904中，轨迹变化检测单元13还判断在广角端位置处的聚焦水平是否大于或等于预定值(第三值)。第二值和第三值可以相同。轨迹变化检测单元13基于在步骤S902、S903和S904中的中间位置和广角端位置处的聚焦水平是否大于或等于预定值的判断结果的组合来估计凸轮轨迹变化因素，并根据所估计的变化因素(凸轮轨迹如何变化)来选择调整值获取处理。

当处理前进到步骤S905时(在步骤S903中为“是”)，由于广角端和中间位置处的聚焦水平大于或等于预定值，因此轨迹变化检测单元13判断为不存在凸轮轨迹变化并且不需要调整。

当处理前进到步骤S906时(在步骤S903中为“否”)，由于仅在广角端位置处的聚焦水平低，因此轨迹变化检测单元13判断为变化因素是摄像光学系统110中包括的透镜的位置变化，并且选择用于根据变焦透镜位置而设置不同调整值的调整值获取处理(第一调整值获取处理)。

作为用于根据变焦透镜位置而设置不同调整值的调整值获取处理的具体示例，下面将描述通过将聚焦水平劣化程度乘以透镜灵敏度的调整值获取方法。首先，该方法获取调焦透镜位置p1(图4)与调焦透镜位置p2(图4)之间的差，其中调焦透镜位置p1是在变焦透镜位置跟随凸轮轨迹被驱动到广角端时的调焦透镜位置，以及调焦透镜位置p2是在变焦透镜位置到达广角端之后、通过AF操作获得聚焦状态之后的调焦透镜位置。在该情况下，所获取的差(d2)用作为广角端处的调整量，并且通过乘以透镜灵敏度的比来获得除广角端之外的位置处的调整量。例如，当广角端处的透镜灵敏度是1时，远摄端处的透镜灵敏度是2，以及中间位置处的灵敏度是1/5。当广角端处的调整量是10时，远摄端处的调整量是20，以及中间位置处的调整量是2。透镜灵敏度的比依赖于镜筒。

随后，当处理前进到步骤S907时(在步骤S904中为“是”)，由于仅中间位置处的聚焦水平低，因此轨迹变化检测单元13判断为凸轮轨迹由于除了摄像光学系统110中包括的透镜和图像传感器的位置变化之外的因素而发生变化。然而，根据本典型实施例，由于存在复合的因素的可能性，因此变焦/调焦控制单元16不获取调整值。替代地，变焦/调焦控制单元16设置错误信息并经由通信单元10向监视设备20输出警告日志。轨迹变化检测单元13可以基于在步骤S804中所获取的中间位置处的聚焦信息和凸轮轨迹信息来获取跟随凸轮轨迹的聚焦位置，并进行用于获取同一中间位置处的实际聚焦位置的差作为中间位置处的调整值的处理。轨迹变化检测单元13以匹配当前凸轮轨迹曲线的方式获取其它变焦透镜位置处的调整值。

最后，当处理前进到步骤S908时(在步骤S904中为“否”)，由于广角端和中间位置处的聚焦水平低，因此轨迹变化检测单元13判断为变化因素是图像传感器的位置变化，并且选择用于获取凸轮轨迹的偏移值的获取处理(第二调整值获取处理)。根据本典型实施例，与步骤S906中的处理同样地，轨迹变化检测单元13进行用于获取如下位置之间的差d4的处理：在变焦透镜位置跟随凸轮轨迹被驱动到广角端时的调焦透镜位置；以及在变焦透镜位置到达广角端之后、通过AF操作获得聚焦状态之后的调焦透镜位置。随后，轨迹变化检测单元13将调整值设置为从广角端到远摄端具有相同的值而不考虑透镜灵敏度。例如，当广角端处的调整值为10时，远摄端和中间位置处的调整值也为10。代替广角端处的差d4，可以获取中间点处的差和远摄端点处的差作为调整值。

下面再次将描述图6所示的流程图。最后，在步骤S810中，变焦/调焦控制单元16基于初始调整数据存储单元12中存储的初始调整值和在步骤S809中存储在轨迹调整数据存储单元15中的调整值来调整凸轮轨迹/深度数据存储单元11中存储的凸轮轨迹数据。这使得可以维持适合于变焦跟踪操作的凸轮轨迹数据。这也使得即使在由于冲击、振动、老化或温度变化导致实际凸轮轨迹相对于工厂调整时所调整的凸轮轨迹发生变化的情况下也可以维持高聚焦精度。通过将从广角端到远摄端的范围分割成多个部分而生成的变焦透镜位置的数量的调整值被存储在跟踪调整数据存储单元15中。需要在调整值之间进行线性插值。

作为本典型实施例的变形例，代替聚焦水平，可以通过使用从测距设备19所获取的距离信息来检测凸轮轨迹变化。通信单元10从测距设备19中获取距离信息，并经由变焦/调焦控制单元16将距离信息发送到轨迹变化检测单元13。代替聚焦水平，轨迹变化检测单元13需要使用从测距设备19获取的被摄体距离信息、以及基于变焦透镜及调焦透镜的位置和当前凸轮轨迹所计算的被摄体距离的差。由于可以从轨迹数据中获得基于两个不同的被摄体距离的各调焦透镜位置，因此可以使用差作为校正量。当中间位置处的差和广角端处的差大于各自的预定值(第四值和第五值)时(在步骤S904中为“否”)，处理前进到步骤S908。另一方面，当中间位置处的差小于预定值(第四值)时并且当广角端处的差大于或等于预定值(第五值)时(在步骤S903中为“否”)，处理前进到步骤S906。当跟踪调整数据存储单元15中尚未存储调整值时，当前凸轮轨迹是指工厂调整之后的凸轮轨迹。另一方面，当跟踪调整数据存储单元15中已经存储调整值时，当前凸轮轨迹是指基于所存储的调整值和初始调整值的调整之后的凸轮轨迹。例如，如果测距设备19检测到至被摄体的距离为5m，并且当摄像设备处于聚焦状态时的变焦透镜和调焦透镜的位置在凸轮轨迹上的3m处，则发生2m的差。轨迹变化检测单元13通过线性插值、根据凸轮轨迹数据获取与差(2m)相对应的调整值，并且将所获取的调整值存储在轨迹调整数据存储单元15中。这能够像使用聚焦水平的情况一样适当地调整轨迹数据。由于评价值的精度可能根据被摄体和所拍摄的场景而降低，因此如果可以测距，则距离信息的使用可能使得能够精确地检测凸轮轨迹变化。然而，由于不需要测距设备19，因此评价值的使用是更有益的。只要测距设备19可以进行测距，则不具体限定测距方法。可应用的测距方法的示例包括使用光学测距传感器、超声波测距传感器、以及根据相位差信息所计算的距离信息。

在第二典型实施例中，摄像设备获取根据第一典型实施例的调整值，并且获取与由于变焦透镜和调焦透镜的基准位置的变化而导致的凸轮轨迹变化相对应的调整值。将省略与第一典型实施例中的描述重复的描述。第二典型实施例通过使用图像信息来检测视场角变化，并且被应用于用来在固定状态下摄像的摄像设备，该摄像设备包括监视照相机和附接至云台的广播用照相机。本典型实施例也可应用于被固定至移动体的摄像设备(诸如车载照相机等)，只要移动体本身存在于摄像范围中即可。

图8是示出根据本典型实施例的摄像设备100的结构的框图。根据本典型实施例的摄像设备100与根据第一典型实施例的摄像设备100的不同点在于：根据本典型实施例的摄像设备100包括视场角偏离检测单元21、散焦检测单元22、基准位置调整数据存储单元23以及调焦和视场角基准数据存储单元24。与凸轮轨迹/深度数据存储单元11至变焦/调焦控制单元16一样，这些单元各自可以通过摄像设备100中包括的处理器和存储器来配置。下面将描述各单元。

视场角偏离检测单元21将在调焦和视场角基准数据存储单元24中存储的基准视场角信息所表示的基准视场角与当前视场角相比较，以检测偏离量。例如，在变焦透镜和调焦透镜被驱动至初始设置位置(原始位置)或预设位置并且获得聚焦状态的定时进行该检测。可以由用户设置任意位置作为初始设置和预设位置。在变焦透镜和调焦透镜被驱动至指定位置之后，视场角偏离检测单元21将当前视场角与基准视场角相比较，来判断两个视场角之间是否存在差。在该情况下，视场角偏离检测单元21不比较视场角本身，而是基于图像信息来判断视场角之间是否存在差。图11示出要存储为基准视场角信息的视场角信息的图像。要存储为基准视场角信息的视场角信息可以是整个画面的图像数据、或者与存储器的情况相对应的部分图像的图像数据。模板匹配技术是用于基于图像信息比较视场角的典型技术。

视场角偏离检测单元21检测当前正在拍摄的图像中是否存在与图11所示的存储为基准数据的图像相同的图案。在模板匹配技术中，视场角偏离检测单元21计算图像之间的相似度。因此，如果相似度大于或等于预定值，则可以说视场角没有偏离。当使用特征点信息时，利用针对特征点的坐标信息。视场角偏离检测单元21将预存储的特征点(图12中所示的圆圈)的坐标与根据当前正在拍摄的图像所计算的特征点的坐标相比较。当两个坐标之间的差小于预定值时，可以说视场角没有偏离。如果视场角变化，则特征点的坐标靠近画面中心或者远离画面中心。

当视场角偏离检测单元21判断为存在视场角差时，视场角偏离检测单元21在移动变焦透镜的同时将当前视场角与存储为基准数据的视场角相比较，并且搜索两个视场角一致的位置，以检测视场角偏离量。

散焦检测单元22将当前聚焦位置与在调焦和视场角基准数据存储单元24中存储为基准信息的聚焦位置信息(基准聚焦信息)相比较，以基于两个聚焦位置之间的差来检测调焦透镜偏离量。

基准位置调整数据存储单元23将分别通过视场角偏离检测单元21和散焦检测单元22所检测的视场角偏离量和调焦透镜偏离量存储为调整值。

调焦和视场角基准数据存储单元24存储在特定定时所获取的聚焦位置信息和视场角信息。聚焦位置和视场角信息用来记住基准位置偏离之前的状态。特定定时是指安装时(固定时)设置的初始设置位置(原始位置)的登记定时、以及在用于将调焦透镜和变焦透镜固定在任意位置处的预设模式中使用的任意位置(预设位置)的登记定时。可选地，温度信息和时间信息可以被用作触发。调焦基准数据可以包括：针对各AF框(例如图3所示的聚焦框)的评价值、聚焦位置和聚焦水平；框之间的评价值的比率；以及框之间的聚焦水平的比率。

将参考图9和图10来描述对各透镜的基准位置偏离时的凸轮轨迹的影响。参考图9和图10，凸轮轨迹R1表示紧接在调整之后的凸轮轨迹。参考图9，凸轮轨迹R6是调焦透镜基准位置偏离时的凸轮轨迹。与图5中所示的凸轮轨迹一样，凸轮轨迹R6具有如下这样的形状：无论变焦透镜位置如何，聚焦位置整体地偏移。参考图10，凸轮轨迹R7是变焦透镜基准位置偏离时的凸轮轨迹。聚焦位置变化的影响根据变焦透镜位置而不同。当在同一变焦透镜位置处比较凸轮轨迹R1和R7时，凸轮轨迹R1和凸轮轨迹R7之间存在大的视场角差。虽然在图9中省略，当在远摄端处获得聚焦状态时跟踪凸轮轨迹的情况下，在图9和图10两者中，中间位置处的聚焦水平低。更具体地说，根据第一典型实施例，在图像传感器位置变化的情况和各透镜基准位置偏离的情况这两个情况下，中间位置处的聚焦水平低。因此，可能需要分开位置变化因素(位置变化如何发生)。特别地，在恶劣环境条件(例如，温度改变大、以及施加多次冲击)下使用的摄像设备可能需要该分开。在第一典型实施例中处理前进到步骤S908(判断为传感器因素)之后，通过执行根据本典型实施例的流程图来使得可以进行该分开。

将参考图13描述从用户更新照相机设置起直到调焦和视场角的基准数据被存储在调焦和视场角基准数据存储单元24中为止的处理流程。首先，在步骤S1501中，用户从监视设备20针对通信单元10来连接照相机。随后，用户将来自监视设备20的变焦/调焦驱动指示经由通信单元10发送至变焦/调焦控制单元16。变焦/调焦控制单元16将用于驱动调焦透镜和变焦透镜的控制指示分别发送给调焦驱动单元17和变焦驱动单元18。在步骤S1502，用户设置视场角和聚焦位置。在步骤S1503中，变焦/调焦控制单元16存储与在当前变焦透镜位置和调焦透镜位置(聚焦位置)处要拍摄的图像相关的信息。至此为止的处理与用于登记初始设置位置(原始位置)和登记透镜被固定的任意位置的预设位置的处理相同。

在步骤S1503中存储图像信息和调焦透镜位置之后，然后在步骤S1504中，变焦/调焦控制单元16将在步骤S1503中存储的信息写入调焦和视场角基准数据存储单元24作为基准聚焦信息和基准视场角信息。然后，终止该流程图的处理。此时，调焦和视场角基准数据存储单元24在初始设置位置(原始位置)的登记定时和透镜被固定的任意位置的预设位置的登记定时之间使用不同的存储区域。要用作视场角基准数据的图像信息理想地是不包括移动体的背景图像。因此，变焦/调焦控制单元16可以在基于照相机信号确认不包括移动体之后进行步骤S1504中的控制。另外，如果调焦基准数据包括距离信息和聚焦信息，则变得更容易防止校正误差。测距设备19可以经由通信单元10、以预定间隔将距离信息发送至变焦/调焦控制单元16，以将该距离信息包括在调焦基准数据中。虽然在图8所示的结构中，与第一典型实施例一样，测距设备19是外部设备，但是测距设备19也可以与图像传感器一体化。

将参考图14描述从透镜被驱动至初始设置位置或预设位置起直到应用调焦和视场角偏离的调整值为止的处理流程。当用户将来自监视设备20的用于将透镜驱动至设置位置的指示发出至通信单元10时，或者当通信单元10检测到外部事件或诸如计时器等的内部事件时，触发该流程图的开始。

首先，在步骤S1601中，变焦/调焦控制单元16将当前照相机信号信息和在调焦和视场角基准数据存储单元24中存储的基准数据发送至视场角偏离检测单元21，以指示视场角偏离检测单元21计算变焦位置偏离量。同样地，在步骤S1602中，变焦/调焦控制单元16将当前照相机信号信息和基准数据信息发送至散焦检测单元22，以指示散焦检测单元22计算调焦位置偏离量。由于当通过变焦透镜进行视场角调整时对聚焦状态影响大，因此首先进行针对视场角的偏离量的检测。

在步骤S1603中，变焦/调焦控制单元16将在步骤S1601和S1602中获取的透镜偏离量作为调整量写入基准位置调整数据存储单元23。变焦/调焦控制单元16可以将从散焦检测单元22获取的偏离量与从凸轮轨迹/深度数据存储单元11获取的深度数据相比较，并且仅在偏离量超过景深的情况下，写入偏离量。

在随后驱动变焦透镜和调焦透镜的情况下，则在步骤S1604中，变焦/调焦控制单元16将基准位置调整数据存储单元23中存储的调整值应用于初始调整数据存储单元12和凸轮轨迹/深度数据存储单元11中的数据，然后进行跟踪控制和用于将透镜驱动至登记位置的控制。

将参考图15和图16详细描述在步骤S1601中进行的用于计算变焦位置偏离量的处理以及在步骤S1602中进行的用于计算调焦位置偏离量的处理的流程。

视场角偏离检测单元21基于来自变焦/调焦控制单元16的INPUT(输入)信息来执行图15中所示的流程图。首先，在步骤S1701中，变焦/调焦控制单元16检查变焦透镜和调焦透镜是否已被驱动到登记位置。当变焦透镜和调焦透镜当前正在被驱动且尚未被驱动到登记位置时(在步骤S1701中为“否”)，变焦/调焦控制单元16重复步骤S1701中的处理。另一方面，当变焦透镜和调焦透镜已被驱动至登记位置时(在步骤S1701中为“是”)，处理前进到步骤S1702。在步骤S1702中，变焦/调焦控制单元16检查聚焦框中是否存在移动体。当检测到移动体时(在步骤S1702中为“是”)，处理返回到步骤S1701。另一方面，当没有检测到移动体时(在步骤S1702中为“否”)，处理前进到步骤S1703。在步骤S1703中，变焦/调焦控制单元16检查聚焦状态。存在当不再检测到移动体时重新启动自动调焦的情况。当调焦透镜在非聚焦状态中被驱动时(在步骤S1703中为“否”)，处理返回到步骤S1701。另一方面，当变焦/调焦控制单元16判断为聚焦状态时(在步骤S1703中为“是”)，处理前进到步骤S1704。在步骤S1704中，变焦/调焦控制单元16获取当前视场角信息。在步骤S1704中，视场角偏离检测单元21基于当前照相机信息来获取如图11和12所示的图像信息作为视场角信息。

当获取到视场角信息时，在步骤S1705中，视场角偏离检测单元21将当前视场角信息与基准数据中的视场角信息相比较。在当前视场角和基准数据之间的差大于阈值的情况下(在步骤S1705中为“是”)，处理前进到步骤S1706。在步骤S1706中，视场角偏离检测单元21精细地移动变焦透镜以利用基准数据调整视场角，并且在将所获得的当前视场角信息与基准数据中的视场角信息相比较的同时，搜索并检测两个视场角一致的透镜位置。然后，视场角偏离检测单元21向变焦/调焦控制单元16发送与作为两个视场角一致的变焦位置和移动变焦透镜之前的变焦位置之间的差的偏离量相关的信息。另一方面，当该差等于或小于阈值时(在步骤S1705中为“否”)，变焦/调焦控制单元16在不更新调整量的情况下结束流程图。

随后，散焦检测单元22基于来自变焦/调焦控制单元16的INPUT信息来进行图16中所示的流程图。该流程图是在获取到变焦位置偏离量之后执行的，更具体地说，是在变焦透镜被驱动至当前视场角与基准数据中的视场角一致的位置之后执行的。在步骤S1801中，散焦检测单元22将基准数据中的视场角信息与当前视场角信息相比较，以确认当前视场角是否与基准数据中的视场角一致。当散焦检测单元22判断为当前视场角与基准数据中的视场角不一致时(在步骤S1801中为“否”)，散焦检测单元22判断为视场角偏离检测单元21尚未完成步骤S1601中的处理或者不需要调整，并等待直到视场角偏离检测单元21完成步骤S1706中的处理为止。当散焦检测单元22判断为当前视场角与基准数据中的视场角一致时(在步骤S1801中为“是”)，处理前进到步骤S1802。在步骤S1802中，与步骤S1702一样，散焦检测单元22检查聚焦框中是否存在移动体。当检测到移动体时(在步骤S1802中为“是”)，处理返回到步骤S1801。另一方面，当没有检测到移动体时(在步骤S1802中为“否”)，处理前进到步骤S1803。在步骤S1803中，与步骤S1703一样，散焦检测单元22检查聚焦状态。当调焦透镜在非聚焦状态中被驱动时(在步骤S1803中为“否”)，处理返回到步骤S1801。另一方面，当调焦透镜处于聚焦状态时(在步骤S1803中为“是”)，处理前进到步骤S1804。在步骤S1804中，散焦检测单元22从当前照相机信息中获取如图3所示的聚焦信息。在步骤S1805中，散焦检测单元22将当前聚焦信息与基准数据中的聚焦信息相比较，获取调焦透镜位置的差作为偏离量，并且将偏离量信息传送至变焦/调焦控制单元16。然后，终止流程图的处理。

本典型实施例使得即使在由于冲击、振动、老化或温度变化而导致调焦透镜位置和变焦透镜位置的基准位置相对于在初始调整中所调整的基准位置发生变化、并且导致用于透镜控制的轨迹数据变化的情况下，也能够调整轨迹数据。

图17示出根据本发明的第三典型实施例的应用画面的示例。用户可以切换根据第一和第二典型实施例的控制的启用或禁用，并在任意定时发出执行触发。本典型实施例的结构与第一和第二典型实施例的结构相同，并且将省略重复内容的描述。另外，对于具有与第一和第二典型实施例的内容相同的内容的流程图，将省略冗余的描述。

用户可以从监视设备20显示跟踪调整设置应用窗口M1901并进行操作。在跟踪调整设置应用窗口M1901上，用户可以切换启用或禁用用于调整变焦透镜和调焦透镜的基准位置的控制，并可以利用任意触发来登记和调整基准位置。

针对调整控制，画面提供菜单项“自动调整”(项M1902)和“不调整”(项M1903)，使得可以选择两种不同模式。下面将描述各项。当选择“自动调整”(项M1902)时，进行根据第一和第二典型实施例的调整控制。当选择“不调整”(项M1903)中，不进行调整控制。在图17中，示出被配置为允许选择“自动调整”(项M1902)和“不调整”(项M1903)的两个模式的菜单。然而，菜单可以被配置为允许更多详细地选择。例如，菜单可以被配置为仅允许选择进行第一典型实施例中的调整的模式。此外，在变焦透镜和调焦透镜被驱动至各自初始位置的情况下，在第二典型实施例中所述的调整之中，菜单可以被配置为允许选择用于调整变焦透镜基准位置和调焦透镜基准位置的相对于各自初始位置的偏离的模式。此外，在变焦透镜和调焦透镜被驱动至变焦透镜和调焦透镜各自的预设位置的情况下，在第二典型实施例中的调整之中，菜单可以被配置为允许选择用于调整变焦透镜基准位置和调焦透镜基准位置的相对于各自预设位置的偏离的模式。

针对人工控制，画面提供“登记基准数据”(项M1904)和“执行调整”(项M1905)的两个不同按钮。下面将描述各项。当选择“登记基准数据”(项M1904)时，进行根据第二典型实施例的图13所示的流程图。当选择“执行调整”(项M1905)时，进行根据第二典型实施例的图14所示的流程图。

当按下OK按钮(项M1906)时，变焦/调焦控制单元16存储调整控制条件并关闭应用画面。当按下取消按钮(项M1907)时，变焦/调焦控制单元16在不存储调整控制条件的情况下关闭应用画面。用于人工控制的项M1904和项M1905是立即反映的。

这使得即使在由于冲击、振动、老化或温度变化而导致在工厂调整时所调整的用于透镜控制的轨迹数据发生变化的情况下也能够维持高聚焦精度。

上面已经针对在摄像期间进行凸轮轨迹调整的示例描述了第一和第二典型实施例。以下将针对如下摄像设备描述第四典型实施例，该摄像设备在任意定时进行根据第一和第二典型实施例的凸轮轨迹调整控制作为维护模式，并且自动地设置适合于调整控制的摄像范围。将省略与第一和第二典型实施例中的内容重复的内容的描述。

图18是示出根据本典型实施例的摄像设备100的结构的框图。根据本典型实施例的摄像设备100与根据第二典型实施例的摄像设备100的不同点在于：根据本典型实施例的摄像设备100包括平摇驱动单元25、俯仰驱动单元26和焦点评价值/被摄体距离存储单元27。与凸轮轨迹/深度数据存储单元11至调焦和视场角基准数据存储单元24一样，这些单元各自可以通过摄像设备100中包括的处理器和存储器来配置。下面将描述各单元。

平摇驱动单元25响应于来自通信单元10的指示而水平地驱动摄像设备100的摄像方向。俯仰驱动单元26响应于来自通信单元10的指示而垂直地驱动摄像设备100的摄像方向。虽然在本典型实施例中，摄像设备100包括平摇和俯仰机构，但是摄像设备100可以被配置为放置在云台上，并从外部改变摄像方向。为了自动地设置适合于调整控制的摄像范围，焦点评价值/被摄体距离存储单元27存储与平摇和俯仰位置相对应的焦点评价值和当获得聚焦状态时的被摄体距离信息。平摇和俯仰位置信息从通信单元10被传送到变焦/调焦控制单元16。变焦/调焦控制单元16基于凸轮轨迹数据计算处于聚焦状态的被摄体距离，并将所计算的被摄体距离存储在焦点评价值/被摄体距离存储单元27中。

图19是示出当自动设置摄像范围时的平摇和俯仰位置的概念图像的图。整个图像是通过对在平摇和俯仰位置处所拍摄的图像进行结合而形成的一种全景图像。监视设备20经由通信单元10将驱动指示发出至变焦/调焦控制单元16、平摇驱动单元25和俯仰驱动单元26。然后，进行拍摄摄像范围P0和P1的设置。图20示出在焦点评价值/被摄体距离存储单元27中存储的、与平摇和俯仰位置相对应的焦点评价值和处于聚焦状态的被摄体距离信息的数据表的示例。参考图19，当在图像范围P0中获得聚焦状态时，焦点评价值和基于凸轮轨迹数据所计算的被摄体距离信息被存储在数据表中的列“平摇0”和行“俯仰0”的位置中。在全景图像拍摄中，图像数据被存储并结合。根据本典型实施例，代替存储图像，焦点评价值和被摄体距离被存储并且用于自动设置摄像范围。

将参考图21描述如下处理流程：摄像设备100进入维护模式，自动进行摄像范围调整控制，并且进行凸轮轨迹校正控制。首先，在步骤S2101中，摄像设备100等待直到用户将来自监视设备20的用于开始维护模式的指示发出至通信单元10为止(在步骤S2101中为“否”)。当用户发出用于开始维护模式的指示时(在步骤S2101中为“是”)，处理前进到步骤S2102。在步骤S2102中，通信单元10指示变焦/调焦控制单元16将变焦透镜驱动至用于维护模式的位置。此时的变焦透镜位置可以根据摄像光学系统110的结构而确定。可选地，可以利用当用户操作摄像设备100时的变焦透镜位置。在步骤S2103中，摄像设备100自动调整参考图19和图20所述的摄像范围。通信单元10控制平摇驱动单元25和俯仰驱动单元26以生成如图20所示的数据表，并且将具有长被摄体距离(比预定距离长)和高焦点评价值的平摇和俯仰位置确定为在维护时的摄像范围。下面将更详细地描述用于自动调整摄像范围的处理。虽然在该流程图中，在步骤S2103中，摄像设备100通过使用在步骤S2102中确定的变焦透镜位置来自动调整摄像范围，该处理可以被多次进行。例如，通过在广角端处自动调整摄像范围以确定临时摄像范围、将变焦透镜移动至远摄端、并且在临时摄像范围中自动调整摄像范围，来以更高精度确定适合于维护的摄像范围。在步骤S2104中，摄像设备100检测凸轮轨迹变化并基于所确定的视场角来估计变化因素。在步骤S2105中，摄像设备100基于所确定的视场角来校正凸轮轨迹。然后，终止流程图的处理。作为维护模式，在步骤S2104和S2105中的处理是用于强制执行根据第一典型实施例的图6和图7所示的流程图的处理，并省略详细内容的描述。除在步骤S2104和S2105中的内容之外，还可以并入根据第二典型实施例的控制。

将参考图22描述用于控制自动摄像范围调整的详细的处理。首先，在步骤S2201中，通信单元10指示平摇驱动单元25和俯仰驱动单元26将透镜驱动至初始平摇和俯仰位置。在该情况下，例如，图19中所示的摄像范围P0被设置为初始位置。在步骤S2202中，通信单元10将指示发出至变焦/调焦控制单元16，以开始自动调焦控制。在步骤S2203中，摄像设备100等待(在步骤S2203中为“否”)直到获得聚焦状态为止。当获得聚焦状态时(在步骤S2203中为“是”)，处理前进到步骤S2204。在步骤S2204中，变焦/调焦控制单元16将焦点评价值和基于凸轮轨迹数据所计算的被摄体距离信息存储在焦点评价值/被摄体距离存储单元27的数据表中。由于该数据表需要存储与平摇和俯仰位置相对应的值，因此通信单元10对用于平摇驱动单元25和俯仰驱动单元26的位置信息至变焦/调焦控制单元16的传送进行控制。在步骤S2205中，变焦/调焦控制单元16将平摇和俯仰位置移动到下一位置。举例来说，变焦/调焦控制单元16将透镜驱动到图19所示的摄像范围P1。在步骤S2206中，变焦/调焦控制单元16顺序地经过摄像范围P0然后P1，并且确认是否经过了全部平摇和俯仰位置。当没有经过全部平摇和俯仰位置时(在步骤S2206中为“否”)，处理返回到步骤S2202。然后，变焦/调焦控制单元16重复步骤S2206至S2202。当经过全部平摇和俯仰位置时(在步骤S2206中为“是”)，处理前进到步骤S2207。在步骤S2207中，变焦/调焦控制单元16将具有长被摄体距离和高焦点评价值的平摇和俯仰位置确定为最适合的位置。在步骤S2208中，通信单元10向平摇驱动单元25和俯仰驱动单元26发出驱动指示，以指示它们将透镜驱动到在步骤S2207中所确定的最适合的位置。然后，终止流程图的处理。

本典型实施例使得即使在由于冲击、振动、老化或温度变化而导致实际凸轮轨迹相对应在工厂调整时调整的凸轮轨迹发生变化的情况下，用户也可以进行维护以维持高聚焦精度。

将针对用户可以执行和设置根据第四典型实施例的维护模式的示例来描述第五典型实施例。本典型实施例的结构与第四典型实施例的结构相同，并且将省略重复内容的描述。另外，对于具有与第四典型实施例的内容相同的内容的流程图，将省略冗余的描述。

图23示出根据本发明的第五典型实施例的应用画面的示例。用户可以从监视设备20显示维护设置应用窗口M2301并进行操作。维护设置应用窗口M2301使得用户可以立即以及在指定日期和时间执行维护。用户还可以在执行维护之前检查状态，并可以选择自动视场角调整的启用或禁用。

当针对维护控制选择“立即执行维护”(项M2302)时，画面提供菜单项(按钮)“检查状态并执行维护”(项M2303)和“在不检查状态的情况下执行维护”(项M2304)以使得能够执行两个不同模式。当“检查状态并执行维护”按钮(项M2303)被按下时，监视设备20将检查指示发送至通信单元10，并且通信单元10检查摄像设备100的状态。在这种情况下要检查的内容包括摄像设备100的操作时间、温度变化、透镜驱动次数。例如，当操作时间长于或等于预定时间段(例如三个月)时、当摄像设备100的内部温度接近几倍的温度保证上限时、或者当透镜驱动次数超过产品耐久度的1/10时，如果尚未进行维护，则摄像设备100进行根据第四典型实施例的维护控制。根据摄像设备100的结构，还可以利用除了上述信息之外的信息。当判断为不需要维护时，摄像设备100在不执行维护的情况下结束处理。当“在不检查状态的情况下执行维护”按钮(项M2304)被按下时，摄像设备100在不执行上述检查的情况下执行根据第四典型实施例的维护控制。

当针对维护控制选择了“在指定日期执行维护”按钮(项M2305)时，可以在分别使用“执行日期”(项M2306)和“执行时间”(项M2307)所指定的日期和时间进行维护。当在作出这些设置的情况下按下“OK”按钮(项M2310)时，监视设备20将信息发送到通信单元10，然后关闭维护设置应用窗口M2301。然后，摄像设备100在指定日期和时间进行维护。当按下“取消”按钮(项M2311)时，监视设备20在不向通信单元10发送设置信息的情况下关闭维护设置应用窗口M2301。

针对自动摄像范围调整，窗口提供菜单项“启用”(项M2308)和“禁用”(项M2309)。下面将描述各项。当选择“启用”(项M2308)时，摄像设备100自动进行根据第四典型实施例的摄像范围调整控制。当选择“禁用”(项M2309)时，摄像设备100跳过自动摄像范围调整控制。该设置被反映到“立即执行维护”(项M2302)和“在指定日期执行维护”(项M2305)。

本典型实施例使得即使在由于冲击、振动、老化或温度变化而导致实际凸轮轨迹相对于在工厂调整时调整的凸轮轨迹发生变化的情况下，用户也可以在任意定时进行维护以维持高聚焦精度。

尽管基于上述典型实施例具体描述了本发明，但是本发明自然不限于此，并可以在所附的权利要求的范围内以多种方式变形和改变。

在第一至第五典型实施例中，已经描述如下示例：本发明被应用于具有与摄像设备主体一体化的摄像光学系统(摄像镜头)的镜头一体型摄像设备。然而，本发明不限于此，并且还可应用于包括摄像设备主体和具有相对于摄像设备主体可安装且可拆卸的摄像光学系统的可更换镜头的摄像系统(光学设备)。

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。所附的权利要求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 (18)

1.一种摄像设备，包括：

图像传感器，其被配置为对通过包括变焦透镜和调焦透镜的摄像光学系统而获得的被摄体图像进行光电转换；

存储单元，其被配置为存储表示在所述摄像光学系统聚焦于预定被摄体距离的情况下的所述变焦透镜和所述调焦透镜之间的位置关系的轨迹数据；

调整值获取单元，其被配置为获取用于调整所述轨迹数据的调整值；以及

调焦控制单元，其被配置为在变焦操作时基于所述轨迹数据和所述调整值获取单元所获取的调整值来控制所述调焦透镜的驱动，

其中，所述调整值获取单元基于所述轨迹数据、所述变焦透镜的位置和所述调焦透镜的位置，从多个调整值获取处理中选择要进行的调整值获取处理，并且基于所选择的调整值获取处理来获取调整值。

2.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述调整值获取单元基于所述轨迹数据和在所述变焦透镜和所述调焦透镜取第一位置的情况下的所述摄像光学系统的聚焦水平，来选择所述调整值获取处理。

3.根据权利要求2所述的摄像设备，其中，所述调整值获取单元基于所述轨迹数据、在所述变焦透镜和所述调焦透镜取所述第一位置的情况下的所述摄像光学系统的聚焦水平、以及在所述变焦透镜和所述调焦透镜取与所述第一位置不同的第二位置的情况下的所述摄像光学系统的聚焦水平，来选择所述调整值获取处理。

4.根据权利要求2所述的摄像设备，其中，所述调整值获取单元基于在所述变焦透镜和所述调焦透镜的位置表示所述轨迹数据中的所述摄像光学系统的聚焦位置的情况下的所述摄像光学系统的聚焦水平，来选择所述调整值获取处理。

5.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述调整值获取单元获取在从所述变焦透镜的以预定或更大倍率的聚焦状态、在广角端方向上驱动所述变焦透镜的情况下的聚焦水平，并且将该聚焦水平存储为检测数据。

6.根据权利要求1所述的摄像设备，还包括距离信息获取单元，所述距离信息获取单元被配置为获取距离信息，

其中，所述调整值获取单元将基于在假设所述摄像光学系统处于聚焦状态的情况下的所述变焦透镜和所述调焦透镜的位置以及所述轨迹数据而获取的距离信息与所述距离信息获取单元所获取的距离信息进行比较，并且基于这两种距离信息之间的差来选择所述调整值获取处理。

7.根据权利要求1所述的摄像设备，

其中，所述多个调整值获取处理包括第一调整值获取处理和第二调整值获取处理，以及

其中，所述第二调整值获取处理提供的与所述变焦透镜的位置相对应的所述调整值的变化小于所述第一调整值获取处理所提供的与所述变焦透镜的位置相对应的所述调整值的变化。

8.根据权利要求7所述的摄像设备，

其中，所述第二调整值获取处理是用于获取所述轨迹数据的偏移值的处理，以及

其中，所述偏移值被获取为所述调整值。

9.根据权利要求1所述的摄像设备，还包括基准位置调整单元，所述基准位置调整单元被配置为调整所述变焦透镜和所述调焦透镜的基准位置，

其中，所述基准位置调整单元基于预存储的基准视场角信息所表示的视场角与当前视场角之间的差来获取用于调整所述变焦透镜的基准位置的调整值，并且基于该调整值来调整所述调焦透镜的基准位置。

10.根据权利要求9所述的摄像设备，其中，所述基准位置调整单元在调整所述变焦透镜的基准位置之后调整所述调焦透镜的基准位置。

11.根据权利要求8所述的摄像设备，还包括：

距离信息获取单元，其被配置为获取距离信息；以及

基准位置调整单元，其被配置为调整所述变焦透镜和所述调焦透镜的基准位置，

其中，所述基准位置调整单元被配置为基于预存储的基准视场角信息所表示的视场角与当前视场角之间的差来获取用于调整所述变焦透镜的基准位置的调整值，并且基于该调整值来调整所述调焦透镜的基准位置，以及

其中，在获取基准聚焦信息和所述基准视场角信息时的距离信息与当前距离信息一致的情况下，所述距离信息获取单元计算相对于所述基准视场角信息的变焦偏离量和相对于所述基准聚焦信息的调焦偏离量。

12.根据权利要求1所述的摄像设备，

其中，所述存储单元存储初始调整值和初始调整前的轨迹信息，以及

其中，所述调焦控制单元基于所述初始调整前的轨迹信息、所述初始调整值以及所述调整值获取单元所获取的调整值来控制所述调焦透镜。

13.根据权利要求1所述的摄像设备，

其中，所述摄像设备具有用于进行摄像的第一模式和用于基于来自用户的指示进行维护的第二模式，

其中，在所述第一模式中，所述调整值获取单元自动获取所述调整值；以及

其中，在所述第二模式中，所述调整值获取单元在基于来自用户的指示的定时来获取所述调整值。

14.根据权利要求13所述的摄像设备，还包括：

摄像范围改变单元，其被配置为通过控制所述摄像光学系统来改变摄像范围；

存储单元，其被配置为存储与所述摄像范围相对应的聚焦状态下的焦点评价值和被摄体距离；以及

摄像范围确定单元，其被配置为在所述第二模式中基于所存储的焦点评价值和被摄体距离来确定所述摄像范围，

其中，所述调整值获取单元在所述摄像范围确定单元所确定的摄像范围中获取所述调整值。

15.根据权利要求13所述的摄像设备，还包括被配置为选择用于控制所述第二模式的方法的单元，

其中，该单元选择用于在判断是否需要获取所述调整值之后获取所述调整值的方法、用于在不判断是否需要获取所述调整值的情况下获取所述调整值的方法、以及用于在针对所述调整值的获取所指定的日期和时间获取所述调整值的方法中的任一个。

16.根据权利要求15所述的摄像设备，

其中，通过将所述摄像设备的操作时间、温度变化和透镜驱动次数中的至少任一个与预定值进行比较，来判断是否需要获取所述调整值，以及

其中，在所比较的值大于或等于所述预定值的情况下，判断为需要获取所述调整值。

17.根据权利要求14所述的摄像设备，还包括范围控制选择单元，所述范围控制选择单元被配置为选择用于控制所述摄像范围的控制方法，

其中，所述范围控制选择单元使得能够选择用于在获取所述调整值之前调整所述摄像范围的控制方法以及用于在获取所述调整值之前不调整所述摄像范围的控制方法中的任一个。

18.一种摄像设备的控制方法，所述摄像设备包括：图像传感器，其被配置为对通过包括变焦透镜和调焦透镜的摄像光学系统而拍摄的被摄体图像进行光电转换，所述控制方法包括：

获取用于调整轨迹数据的调整值，所述轨迹数据表示在所述摄像光学系统聚焦于预定被摄体距离的情况下的所述变焦透镜和所述调焦透镜之间的位置关系；以及

在变焦操作时基于所述轨迹数据和所获取的调整值来控制所述调焦透镜的驱动，

其中，在所述获取中，基于所述轨迹数据、所述变焦透镜的位置和所述调焦透镜的位置，从多个调整值获取处理中选择要进行的调整值获取处理，以及

其中，基于所选择的调整值获取处理来获取调整值。

Images