CN117692746A - 镜头装置、摄像装置、镜头装置的控制方法和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及镜头装置、摄像装置、镜头装置的控制方法和存储介质。一种镜头装置，其包括：光学系统，其包括聚焦透镜单元和变倍透镜单元；以及处理器，其被构造为控制聚焦透镜单元的驱动。所述处理器被构造为：从变焦位置检测器获取变倍透镜单元的检测位置，以及根据基于轨迹信息的变倍透镜单元的预测位置和变倍透镜单元的检测位置来确定聚焦透镜单元的目标位置，所述轨迹信息指示变倍透镜单元的位置与在变倍透镜单元的位置处对焦的聚焦透镜单元的位置之间的关系。

Description

镜头装置、摄像装置、镜头装置的控制方法和存储介质

技术领域

实施例的一个方面涉及镜头装置、摄像装置、镜头装置的控制方法以及存储介质。

背景技术

日本特开第2021-47296号公开了如下的方法，其用于通过根据变焦镜头的操作量预测未来变焦位置并根据预测的变焦位置确定聚焦透镜的目标位置来减少变焦期间的离焦(散焦)模糊。

为了减少变焦期间的离焦模糊，要以高精度预测变焦位置。然而，在不使用变焦马达而由用户通过旋转操作构件来移动变焦镜头时，在日本特开第2021-47296中公开的方法具有大的侧隙分量并且难以准确地预测变焦位置。结果，不能充分减少变焦期间的离焦模糊。

发明内容

根据实施例的一个方面的镜头装置包括：光学系统，其包括聚焦透镜单元和变倍透镜单元；以及处理器，其被构造为控制聚焦透镜单元的驱动。所述处理器被构造为：从变焦位置检测器获取变倍透镜单元的检测位置，以及根据基于轨迹信息的变倍透镜单元的预测位置和变倍透镜单元的检测位置来确定聚焦透镜单元的目标位置，所述轨迹信息指示变倍透镜单元的位置与在变倍透镜单元的位置处对焦的聚焦透镜单元的位置之间的关系。包括上述镜头装置的摄像装置也构成本发明实施例的另一方面。与上述镜头装置相对应的控制方法也构成本发明的另一方面。存储使计算机执行上述控制方法的程序的存储介质也构成本发明实施例的另一方面。

根据以下参照附图对实施例的描述，本公开的其他特征将变得明显。

附图说明

图1是根据第一实施例至第四实施例中的各实施例的摄像装置的框图。

图2示出第一实施例至第四实施例中的各实施例的变焦位置、聚焦位置和被摄体距离之间的关系。

图3说明根据比较示例的控制方法。

图4说明根据第一实施例的控制方法。

图5是比较示例与本实施例结果之间的对比图。

图6说明根据第二实施例的控制方法。

图7说明根据第三实施例的控制方法。

图8说明根据第四实施例的控制方法。

图9是根据第五实施例的摄像装置的框图。

图10示出第五实施例中变焦位置、聚焦位置和被摄体距离之间的关系。

图11示出第五实施例中变焦位置、另一聚焦位置和被摄体距离之间的关系。

图12说明根据第五实施例的控制方法。

图13说明根据第五实施例的另一控制方法。

具体实施方式

在下文中，术语“单元”可以指软件环境、硬件环境或软件环境和硬件环境的组合。在软件环境中，术语“单元”是指可由诸如微处理器、中央处理器(CPU)的可编程处理器或专门设计的可编程设备或控制器执行的功能性(functionality)、应用、软件模块、功能(function)、例程、指令集或程序。存储器包含指令或程序，当CPU执行这些指令或程序时，使CPU进行与单元或功能相对应的操作。在硬件环境中，术语“单元”是指硬件元件、电路、组件、物理结构、系统、模块或子系统。根据具体的实施例，术语“单元”可以包括机械部件、光学部件或电气部件，或它们的任意组合。术语“单元”可以包括有源部件(如晶体管)或无源部件(如电容器)。术语“单元”可以包括具有基板的半导体器件和具有不同导电浓度的其他材料层。“单元”可以包括：CPU或可编程处理器，其可以执行存储在存储器中的程序，以进行指定的功能。术语“单元”可以包括由晶体管电路或任何其他开关电路实现的逻辑元件(例如AND、OR)。在软件环境和硬件环境的组合的情况下，术语“单元”或“电路”是指上述软件环境和硬件环境的任意组合。此外，术语“元件”、“组件”、“部件”或“设备”也可以指与封装材料集成或不集成的“电路”。

现在参照附图，将对根据本公开的实施例进行详细描述。

现在参照图1，将对根据第一实施例至第四实施例中的各个实施例的摄像装置100进行描述。图1是摄像装置100的框图。摄像装置100是镜头可更换型相机系统，并且包括相机主体(摄像装置主体)128和可附接到相机主体128并可从相机主体128拆下的可更换镜头(镜头装置)111。本实施例并不局限于此示例，并且也适用于相机主体和镜头装置集成在一起的摄像装置。

来自被摄体的光经由可更换镜头111中的光学系统(成像光学系统)而在相机主体128中的图像传感器122上形成图像。在本实施例中，光学系统包括第一镜头101、变倍(magnification-varying)透镜单元102、孔径光阑(光圈)103、固定的第三镜头104和聚焦透镜单元105。变倍透镜单元102和聚焦透镜单元105各自包括一个或更多个镜头。

由图像传感器122光电转换的电信号(模拟图像信号)被输出到信号处理单元123。信号处理单元123对模拟图像信号进行诸如信号放大的信号处理，以生成数字图像信号。信号处理单元123还进行诸如色彩校正和白平衡的成像处理，以生成图像数据，并将图像数据输出到记录处理单元124。存储在记录处理单元124中的图像数据可显示在电子取景器(EVF)121上。由信号处理单元123生成的数字图像信号还被输出到对比度信号发生器126。对比度信号发生器126使用一个或更多个高频信号积分值来生成对比度信号，该一个或更多个高频信号积分值通过高通滤波器对从亮度信号的多个特定区域提取的高频分量的量进行积分而获得。对比度信号用于基于其值的大小确定对焦状态。对比度信号被输出到相机微型计算机(控制单元、处理器)127。

图像传感器122输出用于相位差检测方法的聚焦检测的相位差信号。散焦检测器125利用从图像传感器122输出的相位差信号进行聚焦检测，并计算散焦量。散焦量被输出到相机微型计算机127。

相机微型计算机127按预定时间间隔或根据需要与镜头微型计算机(控制单元、处理器)110通信。相机微型计算机127可以向镜头微型计算机110发送镜头控制数据(聚焦驱动指令(驱动脉冲)、光学信息获取指令、孔径指令等)。镜头微型计算机110接收可更换镜头111的光学数据(镜头位置、灵敏度、焦距、成像距离、被摄体距离、像距、最佳聚焦校正值、最大F值、最小F值、出射光瞳值、像高出射光瞳值、校正值、每脉冲的镜头移动量等)。这些数据用于自动曝光、自动调光、自动聚焦等。

镜头微型计算机110使用从相机微型计算机127接收到的各种镜头控制数据，并基于该信息来驱动各部件。孔径光阑103可以通过孔径驱动单元107改变孔径大小(F值)，并通过接收来自镜头微型计算机110的指令而被驱动。孔径驱动单元107使用步进电机、VCM等以及检测器来控制孔径光阑103的孔径量，该检测器被构造为使用感测流过线圈的电流的霍尔传感器或被构造为检测端部位置的传感器来检测孔径光阑位置。

聚焦透镜单元105通过聚焦透镜驱动单元109而在沿光轴OA的方向上(光轴方向)可移动。聚焦位置检测器108可以检测聚焦透镜单元105的位置。因此，可以根据来自镜头微型计算机110的移动指令来驱动聚焦透镜单元105。

在可更换镜头111中，在用户旋转未示出的操作单元(变焦操作环)以改变变倍透镜单元102的位置(变焦位置)的情况下，变倍透镜单元102改变与变焦操作环机械连接的焦距。此时，在试图通过改变变焦位置来聚焦在相同的被摄体距离上时，聚焦透镜单元105的位置(聚焦位置)改变。因此，为了在变焦期间保持对焦状态，要通过移动与变焦位置相对应的聚焦位置来保持特定被摄体距离处的对焦状态。

连续改变变焦位置和聚焦位置的这种控制称为电子凸轮控制。对于电子凸轮控制，变焦位置和聚焦位置的凸轮轨迹作为各个被摄体距离的聚焦位置与变焦位置之间的对应关系的代表点的数据，存储在诸如镜头微型计算机110中内置的ROM的存储器(存储单元)中。通过参照这些数据，可以移动聚焦透镜单元105，以根据变焦波动获得适当的聚焦状态。此外，对于中间(中部)变焦位置和代表点以外的聚焦位置，计算与两个代表点之间的分离度(比率)，并根据该分离度或比率使用线性插值来获得高精度的位置。即使在聚焦透镜单元105具有可相互独立移动的多个聚焦透镜的情况下，也可以为多个聚焦透镜存储用于变焦波动的相同被摄体距离数据，使得可以应用类似的方法。

图2是示出变倍透镜单元102的位置(变焦位置)、聚焦透镜单元105的位置(聚焦位置)和被摄体距离之间关系的图(电子凸轮数据)。也就是说，图2示出了指示变焦位置与变焦位置处于对焦状态的聚焦位置之间的关系的轨迹信息。在图2中，横轴指示变焦位置(从远摄端(TELE)到广角端(WIDE))，纵轴指示聚焦位置。图2从上往下依次示出了无穷远、10米、1米和0.1米的相同被摄体距离的四条线。例如，为了在变焦期间保持无穷远处的对焦状态，聚焦位置必须被控制在顶部处被指示为“无穷远”的相同被摄体距离线上。可以通过计算凸轮轨迹之间的距离比而自由地获得图2中未示出的相同被摄体距离。

比较示例

现在参照图3，将对作为各实施例的比较例的控制方法进行描述。图3说明根据比较例的控制方法。

首先，变焦位置检测器106检测变倍透镜单元102的变化(变倍透镜单元102的当前位置)。变焦位置检测器106基于例如与变焦操作环机械连接的可变电阻的变化来检测变倍透镜单元102的位置(变焦位置)。镜头微型计算机110读取通过对变倍透镜单元102的检测位置进行A/D转换而获得的数字检测信号(变焦位置301)。镜头微型计算机110定期将关于变焦位置301的数据存储在内部存储器中。然后，镜头微型计算机110假设变倍透镜单元102处于匀速直线运动中，基于关于变焦位置301的多个过去数据之间的差来预测下一速度。镜头微型计算机110可以基于速度变化来预测加速度，并计算下一周期的定时的预测变焦位置302。

镜头微型计算机110基于预测变焦位置302、当前被摄体距离的设置数据以及图2所示的电子凸轮数据，使用CZ目标位置计算器304计算聚焦透镜单元105在下一周期将对焦的位置(目标位置)。然后，镜头微型计算机110通过使用聚焦透镜驱动单元109和聚焦位置检测器108进行PID控制305来进行位置反馈控制，使得聚焦透镜单元105移动到计算的目标位置。

然而，例如，在用户旋转变焦操作环以在不使用变焦马达的情况下移动变倍透镜单元102的情况下，该比较示例具有较大的侧隙分量，并且难以准确地预测变焦位置。因此，无法充分减少变焦期间的离焦模糊。

第一实施例

现在参照图4，将给出根据第一实施例的控制方法的描述。图4说明根据本实施例的控制方法。

首先，变焦位置检测器106检测变倍透镜单元102的变化(变倍透镜单元102的当前位置)。变焦位置检测器106基于例如与变焦操作环机械连接的可变电阻的变化来检测变倍透镜单元102的位置(变焦位置)。然后，镜头微型计算机110读取通过对变倍透镜单元102的检测位置进行A/D转换而获得的数字检测信号(变焦位置401)。镜头微型计算机110将关于变焦位置(检测位置、当前位置)401的数据定期存储在内部存储器中。然后，镜头微型计算机110假设变倍透镜单元102处于匀速直线运动中，基于关于变焦位置401的多个过去数据之间的差来预测下一速度。镜头微型计算机110可以基于速度变化来预测加速度，并计算下一周期的定时的预测变焦位置402。

镜头微型计算机110基于当前变焦位置401、预测变焦位置402、被摄体距离的设置数据和图2所示的电子凸轮数据，使用CZ目标位置计算器406来计算聚焦透镜单元105的位置变化量(电子凸轮数据的斜率)。然后，镜头微型计算机110计算校正后的位置(相位调整后的预测变焦位置403)，其中通过向位置变化量添加适当的PID分量407对预测变焦位置402来进行延迟补偿(相位补偿)。

镜头微型计算机110基于图2所示的相位调整后的预测变焦位置403、当前被摄体距离的设置数据以及电子凸轮数据，使用CZ目标位置计算器404计算(获取)聚焦透镜单元105在下一周期将对焦的位置(目标位置)。然后，镜头微型计算机110通过使用聚焦透镜驱动单元109和聚焦位置检测器108进行PID控制405来进行位置反馈控制，使得聚焦透镜单元105移动到计算的目标位置。

如上所述，镜头微型计算机110根据基于轨迹信息(406)的变倍透镜单元102的预测位置(预测变焦位置402)和变倍透镜单元102的检测位置(变焦位置401)，来确定聚焦透镜单元105的目标位置。

镜头微型计算机110可以基于变倍透镜单元102的检测位置获取预测位置(预测变焦位置402)。然后，镜头微型计算机110基于轨迹信息、变倍透镜单元102的检测位置和变倍透镜单元102的预测位置来确定聚焦透镜单元105的目标位置。

镜头微型计算机110基于轨迹信息、变倍透镜单元102的检测位置以及变倍透镜单元102的预测位置，使用CZ目标位置计算器406来获取聚焦透镜单元105的速度信息和加速度信息。然后，镜头微型计算机110基于变倍透镜单元102的预测位置以及聚焦透镜单元105的速度信息和加速度信息来校正变倍透镜单元102的预测位置(对预测位置进行相位补偿)。然后，镜头微型计算机110基于校正后的预测位置(相位调整后的预测变焦位置403)来确定聚焦透镜单元105的目标位置。

因此，使用相位调整后的预测变焦位置403对聚焦透镜单元105进行位置反馈控制可以减少预测变焦位置的相位延迟，并充分减少变焦位置的变化所引起的离焦模糊。

图5是比较示例与包括本实施例的本公开之间的结果的对比图。在图5中，横轴指示变焦位置，纵轴指示变焦期间的离焦量(散焦量)。如图5所示，与比较示例相比，包括本实施例的本公开可以更有效地减少离焦量。

第二实施例

现在参照图6，将给出根据第二实施例的控制方法的描述。图6说明根据本实施例的控制方法。

首先，变焦位置检测器106检测变倍透镜单元102的变化(变倍透镜单元102的当前位置)。变焦位置检测器106基于例如与变焦操作环机械连接的可变电阻的变化来检测变倍透镜单元102的位置(变焦位置)。镜头微型计算机110读取通过对变倍透镜单元102的检测位置进行A/D转换而获取的数字检测信号(变焦位置601)。镜头微型计算机110将关于变焦位置(检测位置、当前位置)601的数据定期存储在内部存储器中。然后，镜头微型计算机110假设变倍透镜单元102处于匀速直线运动中，基于关于变焦位置601的多个过去数据之间的差来预测下一速度。镜头微型计算机110可以基于速度变化来预测加速度，并计算下一周期的定时的预测变焦位置602。

镜头微型计算机110基于当前变焦位置601、预测变焦位置602、被摄体距离的设置数据和图2的电子凸轮数据，使用CZ目标位置计算器606计算聚焦透镜单元105的位置变化量(电子凸轮数据的斜率)。然后，镜头微型计算机110计算与位置变化量相对应的聚焦位置(聚焦透镜单元105的位置信息)与从聚焦位置检测器108获取的聚焦透镜单元105的检测位置之间的差(偏差量)。然后，镜头微型计算机110将适当的PID分量607与偏差量相加，并且计算对预测变焦位置602进行延迟补偿(相位补偿)的校正后的位置(相位调整后的预测变焦位置603)。

镜头微型计算机110基于相位调整后的预测变焦位置603、当前被摄体距离的设置数据和图2中示出的电子凸轮数据，使用CZ目标位置计算器604来计算(获取)聚焦透镜单元105在下一周期将对焦的位置(目标位置)。然后，镜头微型计算机110通过使用聚焦透镜驱动单元109和聚焦位置检测器108进行PID控制605来进行位置反馈控制，使得聚焦透镜单元105移动到计算的目标位置。

如上所述，镜头微型计算机110基于轨迹信息和变倍透镜单元102的检测位置，使用CZ目标位置计算器606来获取聚焦透镜单元105的位置信息。然后，镜头微型计算机110基于从聚焦位置检测器108获取的聚焦透镜单元105的检测位置与聚焦透镜单元105的位置信息之间的差，来校正变倍透镜单元102的预测位置。然后，镜头微型计算机110基于校正后的预测位置来确定聚焦透镜单元105的目标位置。

本实施例使用聚焦透镜单元105的检测位置计算校正后的位置(相位调整后的预测变焦位置603)。使用校正后的位置对聚焦透镜单元105进行位置反馈控制，可以减少预测变焦位置的相位延迟，并充分减少变焦位置变化引起的离焦模糊。

第三实施例

现在参照图7，将对根据第三实施例的控制方法进行描述。图7说明根据本实施例的控制方法。

首先，变焦位置检测器106检测变倍透镜单元102的变化(变倍透镜单元102的当前位置)。变焦位置检测器106基于例如与变焦操作环机械连接的可变电阻的变化来检测变倍透镜单元102的位置(变焦位置)。然后，镜头微型计算机110读取通过对变倍透镜单元102的检测位置进行A/D转换而获得的数字检测信号(变焦位置701)。镜头微型计算机110将关于变焦位置(检测位置、当前位置)701的数据定期存储在内部存储器中。然后，镜头微型计算机110假设变倍透镜单元102处于匀速直线运动中，基于关于变焦位置701的多个过去数据之间的差来预测下一速度。镜头微型计算机110可以基于速度变化来预测加速度，并计算下一周期的定时的预测变焦位置702。

镜头微型计算机110基于预测变焦位置702、被摄体距离的设置数据和图2中的电子凸轮数据，使用CZ目标位置计算器704来计算聚焦透镜单元105的预测位置信息。镜头微型计算机110基于当前变焦位置701、被摄体距离的设置数据和图2中的电子凸轮数据，使用CZ目标位置计算器706来获得聚焦透镜单元105的当前预期位置(聚焦位置)。然后，镜头微型计算机110计算聚焦位置检测器108检测到的聚焦位置(检测到的位置)与当前预期聚焦位置之间的差(偏差量)，并计算聚焦位置前进或延迟了多远。然后，镜头微型计算机110将适当的PID分量707与计算值相加。

镜头微型计算机110将已添加PID分量707的计算值与使用CZ目标位置计算器704计算的聚焦透镜单元105的预测位置信息相加，从而计算聚焦透镜单元105的目标位置。然后，镜头微型计算机110通过使用聚焦透镜驱动单元109和聚焦位置检测器108进行PID控制705来进行位置反馈控制，使得聚焦透镜单元105移动到计算的目标位置。

如上所述，镜头微型计算机110基于轨迹信息和变倍透镜单元102的检测位置，使用CZ目标位置计算器706来获取聚焦透镜单元105的位置信息。镜头微型计算机110基于轨迹信息和变倍透镜单元102的预测位置，使用CZ目标位置计算器704来获取聚焦透镜单元105的预测位置信息。然后，镜头微型计算机110基于从聚焦位置检测器108获取的聚焦透镜单元的检测位置与聚焦透镜单元的位置信息之间的差、以及聚焦透镜单元的预测位置信息，来确定聚焦透镜单元的目标位置。

本实施例通过校正使用CZ目标位置计算器704计算的聚焦透镜单元105的预测位置信息来计算聚焦透镜单元105的目标位置(校正由CZ目标位置计算器704计算的目标位置)。使用校正后的位置对聚焦透镜单元105进行位置反馈控制，可以减少预测变焦位置的相位延迟，并充分减少由变焦位置变化引起的离焦模糊。

第四实施例

现在参照图8，将对根据第四实施例的控制方法进行描述。图8说明根据本实施例的控制方法。

首先，变焦位置检测器106检测变倍透镜单元102的变化(变倍透镜单元102的当前位置)。变焦位置检测器106基于例如与变焦操作环机械连接的可变电阻的变化来检测变倍透镜单元102的位置(变焦位置)。然后，镜头微型计算机110读取通过对变倍透镜单元102的检测位置进行A/D转换而获得的数字检测信号(变焦位置801)。镜头微型计算机110将关于变焦位置(检测位置、当前位置)801的数据定期存储在内部存储器中。然后，镜头微型计算机110假设变倍透镜单元102处于匀速直线运动中，基于关于变焦位置801的多个过去数据之间的差来预测下一速度。镜头微型计算机110可以基于速度变化来预测加速度，并计算下一周期的定时的预测变焦位置802。

镜头微型计算机110基于预测变焦位置802、被摄体距离的设置数据以及图2所示的电子凸轮数据，使用CZ目标位置计算器804来计算聚焦透镜单元105的预测位置信息。镜头微型计算机110基于变焦位置801、预测变焦位置802、被摄体距离的设置数据以及图2所示的电子凸轮数据，使用CZ目标位置计算器806来获得下一聚焦透镜单元105的下一预期位置(目标聚焦位置)。然后，镜头微型计算机110将适当的PID分量807与目标聚焦位置相加。

镜头微型计算机110通过将已添加PID分量807的目标聚焦位置与使用CZ目标位置计算器804计算的聚焦透镜单元105的预测位置信息相加，来计算聚焦透镜单元105的目标位置。也就是说，镜头微型计算机110计算聚焦透镜单元105在下一周期将对焦的位置而不是目标聚焦位置作为目标位置。然后，镜头微型计算机110通过使用聚焦透镜驱动单元109和聚焦位置检测器108进行PID控制805来进行位置反馈控制，使得聚焦透镜单元105移动到计算的目标位置。

如上所述，镜头微型计算机110基于轨迹信息和变倍透镜单元102的检测位置，使用CZ目标位置计算器806来获取聚焦透镜单元105的位置信息(目标聚焦位置)。镜头微型计算机110基于轨迹信息和变倍透镜单元102的预测位置，使用CZ目标位置计算器804来获取聚焦透镜单元105的预测位置信息。然后，镜头微型计算机110基于聚焦透镜单元105的位置信息和聚焦透镜单元105的预测位置信息来确定聚焦透镜单元105的目标位置。

本实施例通过校正使用CZ目标位置计算器804计算的聚焦透镜单元105的预测位置信息来计算聚焦透镜单元105的目标位置(校正由CZ目标位置计算器804计算的目标位置)。使用校正后的位置对聚焦透镜单元105进行位置反馈控制，可以减少预测变焦位置的相位延迟，并充分减少由变焦位置变化引起的离焦模糊。

第五实施例

现在将对第五实施例进行描述。现在参照图9，将对根据本实施例的摄像装置900进行描述。图9是摄像装置900的框图。摄像装置900是镜头可更换型相机系统，并且包括相机主体(摄像装置主体)930和可附接到相机主体930并可从相机主体930上拆卸的可更换镜头(镜头装置)914。本实施例并不局限于此示例，并且适用于相机主体和镜头装置集成在一起的摄像装置。

可更换镜头914与具有参照图1所述的单个聚焦透镜单元105的可更换镜头111的不同之处在于，具有彼此独立地驱动的第一聚焦透镜904和第二聚焦透镜905作为聚焦透镜单元。可更换镜头914还包括：第一聚焦位置检测器909，其被构造为检测第一聚焦透镜904的位置(第一聚焦位置)；以及第二聚焦位置检测器910，其被构造为检测第二聚焦透镜905的位置(第二聚焦位置)。可更换镜头914还包括：被构造为驱动第一聚焦透镜904的第一聚焦透镜驱动单元911和被构造为驱动第二聚焦透镜905的第二聚焦透镜驱动单元912。可更换镜头914的光学系统(成像光学系统)包括第一镜头901、变倍透镜单元902、孔径光阑(光圈)903、第一聚焦透镜904、第二聚焦透镜905和第四镜头906。

可更换镜头914中的变焦位置检测器907、孔径驱动单元908和镜头微型计算机(控制单元)913分别对应于可更换镜头111中的变焦位置检测器106、孔径驱动单元107和镜头微型计算机110。相机主体930中的部件(923-929)对应于参照图1所述的相机主体128中的部件(121-127)。将省略对相应部件的描述。

图10是示出变倍透镜单元902的位置(变焦位置)、第一聚焦透镜904的位置(第一聚焦位置)和被摄体距离之间关系的图(电子凸轮数据)。也就是说，图10是示出指示变焦位置与在变焦位置实现对焦状态的第一聚焦位置之间关系的第一轨迹信息。图11是示出变倍透镜单元902的位置(变焦位置)、第二聚焦透镜905的位置(第二聚焦位置)和被摄体距离之间关系的图(电子凸轮数据)。也就是说，图11示出指示变焦位置与在变焦位置实现对焦状态的第二聚焦位置之间关系的第二轨迹信息。

在图10和图11中的各个中，横轴指示变焦位置(远摄端(TELE)至广角端(WIDE))，而纵轴指示聚焦位置。图10还示出了从上到下依次为无穷远、10米、1米和0.1米的相同被摄体距离的四条线。例如，为了在变焦期间保持无穷远处的对焦状态，聚焦位置必须被控制在顶部指示为“无穷远”的相同被摄体距离线上。可以通过计算凸轮轨迹之间的距离比而自由地获得图10和图11中未示出的相同被摄体距离。

在聚焦透镜单元包括多个聚焦透镜的情况下，如图10和图11所示，通过将第一聚焦透镜904和第二聚焦透镜905移动到由相互不同的电子凸轮数据指示的位置，相同的被摄体距离可以成为对焦状态。

现在参照图12和图13，将对聚焦透镜单元包括多个聚焦透镜的情况下的控制方法进行描述。图12说明第一聚焦透镜904的控制方法。

首先，变焦位置检测器907检测变倍透镜单元902的变化(变倍透镜单元902的当前位置)。变焦位置检测器907基于例如与变焦操作环机械连接的可变电阻的变化来检测变倍透镜单元902的位置(变焦位置)。然后，镜头微型计算机913读取通过对变倍透镜单元902的检测位置进行A/D转换而获得的数字检测信号(变焦位置1201)。镜头微型计算机913将关于变焦位置(检测位置、当前位置)1201的数据定期存储在内部存储器中。然后，镜头微型计算机913假设变倍透镜单元902处于匀速直线运动中，基于关于变焦位置1201的多个过去数据之间的差来预测下一速度。镜头微型计算机913可以基于速度变化来预测加速度，并计算下一周期的定时的预测变焦位置1202。

镜头微型计算机913基于变焦位置1201、预测变焦位置1202、被摄体距离的设置数据以及图10中所示的电子凸轮数据，使用CZ目标位置计算器1206来计算第一聚焦透镜904的位置变化量(电子凸轮数据的斜率)。然后，镜头微型计算机913将适当的PID分量1207与位置变化量相加，并计算校正后的位置(相位调整后的预测变焦位置1203)，其中对预测变焦位置1202进行延迟补偿(相位补偿)。

镜头微型计算机913基于相位调整后的预测变焦位置1203、当前被摄体距离的设置数据以及图10中所示的电子凸轮数据，使用CZ目标位置计算器1204来计算(获取)第一聚焦透镜904在下一周期将对焦的位置(第一目标位置)。然后，镜头微型计算机913通过使用第一聚焦透镜驱动单元911和第一聚焦位置检测器909进行PID控制1205来进行反馈控制，使得第一聚焦透镜904移动到计算的目标位置。

图13说明第二聚焦透镜905的控制方法。首先，变焦位置检测器907检测变倍透镜单元902的变化(变倍透镜单元902的当前位置)。变焦位置检测器907基于例如与变焦操作环机械连接的可变电阻的变化来检测变倍透镜单元902的位置(变焦位置)。然后，镜头微型计算机913读取通过对变倍透镜单元902的检测位置进行A/D转换而获得的数字检测信号(变焦位置1301)。镜头微型计算机913将关于变焦位置(检测位置、当前位置)1301的数据定期存储在内部存储器中。然后，镜头微型计算机913假设变倍透镜单元902处于匀速直线运动中，基于关于变焦位置1301的多个过去数据之间的差来预测下一速度。镜头微型计算机913可以基于速度变化来预测加速度，并计算下一周期的定时的预测变焦位置1302。

镜头微型计算机913基于变焦位置1301、预测变焦位置1302、被摄体距离的设置数据以及图11所示的电子凸轮数据，使用CZ目标位置计算器1306来计算(获取)第二聚焦透镜905的位置变化量(电子凸轮数据的斜率)。然后，镜头微型计算机913将适当的PID分量1307与位置变化量相加，并计算校正后的位置(相位调整后的预测变焦位置1303)，其中对预测变焦位置1302进行延迟补偿(相位补偿)。

镜头微型计算机913基于相位调整后的预测变焦位置1303、当前被摄体距离的设置数据以及图11所示的电子凸轮数据，使用CZ目标位置计算器1304来计算(获取)第二聚焦透镜905在下一周期将对焦的位置(第二目标位置)。然后，镜头微型计算机913通过使用第二聚焦透镜驱动单元912和第二聚焦位置检测器910进行PID控制1305来进行反馈控制，使得第二聚焦透镜905移动到计算的目标位置。

即使在聚焦透镜单元包括多个聚焦透镜的情况下，本实施例也可以减少预测变焦位置的相位延迟，并充分减少由变焦位置变化引起的离焦模糊。在本实施例中，第二实施例至第四实施例中所述的控制可应用于第一聚焦透镜904和第二聚焦透镜905。

本实施例可以提供能够减少变焦期间的离焦模糊的镜头装置。

其他实施例

本公开的(多个)实施例也可以通过如下实现：一种系统或装置的计算机，该系统或装置读出并执行在存储介质(其也可被更完整地称为“非暂态计算机可读存储介质”)上记录的计算机可执行指令(例如，一个或多个程序)，以执行上述(多个)实施例中的一个或多个的功能，并且/或者，该系统或装置包括用于执行上述(多个)实施例中的一个或多个的功能的一个或多个电路(例如，专用集成电路(ASIC))；以及由该系统或者装置备的计算机执行的方法，例如，从存储介质读出并执行计算机可执行指令，以执行上述(多个)实施例中的一个或多个的功能，并且/或者，控制所述一个或多个电路以执行上述(多个)实施例中的一个或多个的功能。该计算机可以包括一个或更多处理器(例如，中央处理单元(CPU)，微处理单元(MPU))，并且可以包括分开的计算机或分开的处理器的网络，以读出并执行所述计算机可执行指令。所述计算机可执行指令可以例如从网络或存储介质提供给计算机。所述存储介质可以包括例如硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算系统的存储器、光盘(诸如压缩光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)或蓝光光盘(BD)^TM)、闪存设备以及存储卡等中的一者或更多。

其它实施例

本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。

虽然已参照实施例对本公开进行了描述，但应理解本公开并不限于所公开的实施例。所附权利要求书的范围应给予最宽泛的说明，以涵盖所有此类变型和等效结构与功能。

上述各实施例可以提供镜头装置、摄像装置、镜头装置的控制方法以及存储介质，其中各个可以减少变焦期间的离焦模糊。

Claims (12)

1.一种镜头装置，其包括：

光学系统，其包括聚焦透镜单元和变倍透镜单元；以及

处理器，其被构造为控制聚焦透镜单元的驱动，

其特征在于，所述处理器被构造为：

从变焦位置检测器获取变倍透镜单元的检测位置，以及

根据基于轨迹信息的变倍透镜单元的预测位置和变倍透镜单元的检测位置来确定聚焦透镜单元的目标位置，所述轨迹信息指示变倍透镜单元的位置与在变倍透镜单元的位置处对焦的聚焦透镜单元的位置之间的关系。

2.根据权利要求1所述的镜头装置，其特征在于，所述处理器：

基于变倍透镜单元的检测位置来获取预测位置，并且

基于轨迹信息、变倍透镜单元的检测位置以及变倍透镜单元的预测位置，来确定所述聚焦透镜单元的目标位置。

3.根据权利要求2所述的镜头装置，其特征在于，所述处理器：

基于轨迹信息、变倍透镜单元的检测位置以及变倍透镜单元的预测位置，来获取聚焦透镜单元的速度信息和加速度信息，

基于变倍透镜单元的预测位置以及聚焦透镜单元的速度信息和加速度信息，来校正变倍透镜单元的预测位置，并且

基于校正后的预测位置来确定聚焦透镜单元的目标位置。

4.根据权利要求3所述的镜头装置，其特征在于，所述处理器通过对变倍透镜单元的预测位置进行相位补偿来校正变倍透镜单元的预测位置。

5.根据权利要求2所述的镜头装置，其特征在于，所述处理器：

基于轨迹信息和所述变倍透镜单元的检测位置，来获取聚焦透镜单元的位置信息，

基于从聚焦位置检测器获取的聚焦透镜单元的检测位置与聚焦透镜单元的位置信息之间的差，来校正变倍透镜单元的预测位置，并且

基于校正后的预测位置来确定聚焦透镜单元的目标位置。

6.根据权利要求2所述的镜头装置，其特征在于，所述处理器：

基于轨迹信息和所述变倍透镜单元的检测位置，来获取聚焦透镜单元的位置信息，

基于轨迹信息和所述变倍透镜单元的预测位置，来获取聚焦透镜单元的预测位置信息，并且

基于从聚焦位置检测器获取的聚焦透镜单元的检测位置与聚焦透镜单元的位置信息之间的差、以及聚焦透镜单元的预测位置信息，来确定聚焦透镜单元的目标位置。

7.根据权利要求2所述的镜头装置，其特征在于，所述处理器：

基于轨迹信息和所述变倍透镜单元的检测位置，来获取聚焦透镜单元的位置信息，

基于轨迹信息和所述变倍透镜单元的预测位置，来获取聚焦透镜单元的预测位置信息，并且

基于聚焦透镜单元的位置信息和聚焦透镜单元的预测位置信息，来确定聚焦透镜单元的目标位置。

8.根据权利要求1所述的镜头装置，其特征在于，所述聚焦透镜单元包括能够彼此独立地驱动的第一聚焦透镜和第二聚焦透镜，

其中，所述轨迹信息包括：第一轨迹信息，其指示变倍透镜单元的位置与在变倍透镜单元的位置处对焦的第一聚焦透镜的位置之间的关系；以及第二轨迹信息，其指示变倍透镜单元的位置与在变倍透镜单元的位置处对焦的第二聚焦透镜的位置之间的关系，

其中，所述目标位置包括第一聚焦透镜的第一目标位置和第二聚焦透镜的第二目标位置，并且

其中，所述处理器：

根据基于第一轨迹信息和所述变倍透镜单元的检测位置的所述变倍透镜单元的预测位置，来确定第一聚焦透镜的第一目标位置，并且

根据基于第二轨迹信息和所述变倍透镜单元的检测位置的所述变倍透镜单元的预测位置，来确定第二聚焦透镜的第二目标位置。

9.根据权利要求1所述的镜头装置，所述镜头装置还包括：被构造为存储轨迹信息的存储器。

10.一种摄像装置，其包括：

图像传感器；以及

根据权利要求1至9中任一项所述的镜头装置。

11.一种镜头装置的控制方法，所述镜头装置包括聚焦透镜单元和变倍透镜单元，所述控制方法包括以下步骤：

从变焦位置检测器获取变倍透镜单元的检测位置；以及

根据基于轨迹信息的变倍透镜单元的预测位置和变倍透镜单元的检测位置来确定聚焦透镜单元的目标位置，所述轨迹信息指示变倍透镜单元的位置与在变倍透镜单元的位置处对焦的聚焦透镜单元的位置之间的关系。

12.一种非暂时性计算机可读存储介质，其存储程序，所述程序使计算机执行根据权利要求11所述的控制方法。