镜头镜筒以及图像摄取装置的制作方法

专利名称：镜头镜筒以及图像摄取装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及数码相机等的图像摄取装置以及安装于图像摄取装置中的镜头镜筒。
背景技术：
JP特开平6-153049号公报中公开了针对使用者的手动变焦操作可变焦追踪的自 动聚焦装置。该自动聚焦装置，预先存储了多个变焦追踪曲线。此外，该自动聚焦装置，可 分步骤控制变焦透镜的位置。此外，该自动聚焦装置，根据来自使用者的手动变焦操作，对 变焦透镜应该移动的位置进行判断。然后，该自动聚焦装置根据与已判断的变焦透镜应该 移动的位置相关的信息来选择变焦追踪曲线。另外，变焦追踪是指当移动聚焦透镜聚焦后， 即便进行了变焦操作也继续保持聚焦状态。 由此，该自动聚焦装置，没有变焦追踪曲线的误选择，并且，特别地，使变焦时 (zooming)的快速聚焦控制成为可能。 然而，在JP特开平6-153049号公报中记载的自动聚焦装置，只能适用于变焦透镜 由电动变焦(power zoom)进行电驱动时的变焦追踪动作，而不对应使用者手动操作变焦透 镜时的变焦追踪动作。 —般，在变焦追踪动作中，若在聚焦状态下变更变焦倍率，则为了维持聚焦状态， 按照变焦追踪曲线来驱动聚焦透镜或校正用透镜。此时，聚焦透镜或校正用透镜的控制目 标位置，根据变焦透镜的当前位置，并按照变焦追踪曲线来决定。若根据变焦透镜的当前位 置来驱动聚焦透镜或校正用透镜，则当聚焦透镜或校正用透镜到达控制目标位置时，变焦 透镜已经移动到其他位置，不能得到聚焦状态。在此，还需要考虑变焦透镜的移动速度来决 定聚焦透镜或校正用透镜的控制目标位置。 具体而言，当为由电动驱动变焦透镜的电动变焦时，变焦速度是固定的，所以聚焦 透镜或校正用透镜的控制目标位置可通过相加与变焦速度相应的固定量来决定。此时，容 易决定控制目标位置。然而，以手动进行变焦操作时，使用者使变焦环(zoom ring)旋转的 速度是不固定的。因此，决定聚焦透镜或校正用透镜的控制目标位置并不容易。

发明内容
为了解决上述课题，提供一种在变焦透镜通过手动变焦而被机械驱动(机构性驱 动)时，与变焦时的速度无关而能进行比较正确的变焦追踪的镜头镜筒。 在第一方式中，提供一种镜头镜筒，具有校正透镜，其为了进行变焦追踪可沿着 光轴移动；校正透镜驱动单元，其对校正透镜进行驱动；变焦透镜；变焦环，其接受基于使 用者的旋转操作；变焦透镜驱动单元，其根据变焦环的旋转量机械移动(机构性移动)变焦 透镜；位置检测单元，其检测变焦透镜的位置；速度检测单元，其检测变焦透镜位置的变化 速度；存储单元，其存储将变焦透镜的位置与校正透镜的聚焦位置建立了对应的关系信息； 以及控制单元，其对校正透镜驱动单元进行控制。控制单元参照关系信息，求出与从由位置 检测单元所检测出的变焦透镜的位置仅离开了规定量的变焦透镜位置对应的校正透镜的聚焦位置，并控制所述校正透镜驱动单元，以便将该求出的聚焦位置作为目标位置来驱动 校正透镜。控制单元使规定量根据由速度检测单元所检测出的变焦透镜位置的变化速度而 变化。 在第二方式中，提供了一种包括交换镜头和可安装交换镜头的照相机机身的图像 摄取装置，交换镜头，具有校正透镜，其为了进行变焦追踪可沿着光轴移动；校正透镜驱 动单元，其对校正透镜进行驱动；变焦透镜；变焦环，其接受基于使用者的旋转操作；变焦
透镜驱动单元，其根据变焦环的旋转量机械移动(机构性移动)变焦透镜；位置检测单元， 其检测变焦透镜的位置；速度检测单元，其检测变焦透镜位置的变化速度；存储单元，其存 储将变焦透镜的位置与校正透镜的聚焦位置建立了对应的关系信息；以及控制单元，其对 校正透镜驱动单元进行控制，控制单元，参照所述关系信息，求出与从由位置检测单元所检 测出的变焦透镜的位置仅离开了规定量的变焦透镜位置对应的校正透镜的聚焦位置，并控 制所述校正透镜驱动单元，以便将该求出的聚焦位置作为目标位置来驱动校正透镜。控制 单元使规定量根据由所述速度检测单元所检测出的变焦透镜位置的变化速度而变化。照相 机机身，具有摄像单元，其生成经由交换镜头所输入的被摄体像的图像数据；以及记录单 元，其对所述图像数据实施规定的处理，并在记录介质中记录实施了该规定处理的图像。
在第三方式中，提供了一种图像摄取装置，具有校正透镜，其为了进行变焦追踪 可沿着光轴移动；校正透镜驱动单元，其对校正透镜进行驱动；变焦透镜；变焦环，其接受 基于使用者的旋转操作；变焦透镜驱动单元，其根据变焦环的旋转量机械移动(机构性驱 动)变焦透镜；位置检测单元，其检测变焦透镜的位置；速度检测单元，其检测变焦透镜位 置的变化速度；存储单元，其存储将变焦透镜的位置与校正透镜的聚焦位置建立了对应的 关系信息；摄像单元，其生成被摄体像的图像数据；记录单元，其对图像数据实施规定的处 理，并在记录介质中记录实施了规定处理的图像；以及控制单元，其参照关系信息，求出与 从由位置检测单元所检测出的变焦透镜的位置仅离开了规定量的变焦透镜位置对应的校 正透镜的聚焦位置，控制校正透镜驱动单元，以便将该求出的聚焦位置作为目标位置来驱 动校正透镜，并使所述规定量根据由速度检测单元所检测出的变焦透镜位置的变化速度而 变化。 根据上述方式，可提供一种当通过手动操作以任意的速度来机械驱动(机构性驱 动)变焦透镜时，可与变焦时的速度无关地进行正确的变焦追踪的镜头镜筒以及使用它的 图像摄取装置。


图1是实施方式一的照相机系统的立体图。 图2是实施方式一的照相机系统的方框图。 图3是用于说明变焦环21的旋转速度的检测方法的示意图。 图4是用于说明变焦透镜位置与聚焦透镜的聚焦位置的关系的示意图(变焦追踪 曲线)。 图5是表示变焦追踪动作的流程图。 图6A以及图6B是用于说明变焦追踪动作时的聚焦透镜的驱动控制的示意图。
具体实施例方式
参照附图对优选的实施方式进行说明。
1.实施方式一
1-1.概要 图1是本实施方式的照相机系统的立体图。照相机系统l，如图1所示，由照相机 机身100和交换镜头(可换镜头)200构成。在交换镜头200中设置了变焦环213。使用者 通过对变焦环213进行旋转操作，可通过手动进行变焦动作。 以下说明的实施方式，是为了提供一种在能进行这样的手动变焦动作的镜头镜筒
中，在变焦时能进行比较快速的聚焦控制的镜头镜筒。 1-2.结构 图2是照相机系统1的方框图。用图2来说明本实施方式的照相机系统1的结构。
1-2-1.照相机机身的结构 照相机机身100具有CCD图像传感器110、液晶监视器120、照相机控制器140、机 身侧连接卡口 (body mount) 150、电源160和卡槽(cardslot) 170。 照相机控制器140根据来自释放按钮130等操作部件的指示，对包括CCD图像 传感器110等的控制的照相机系统1整体进行控制。照相机控制器140将垂直同步信号 发送给定时发生器112。与此并行地，照相机控制器140根据垂直同步信号生成曝光同步 信号，并将所生成的曝光同步信号经由机身侧连接卡口 150以及镜头侧连接卡口 (lens mount) 250，周期性地发送给镜头控制器240。照相机控制器140，在控制动作或图像处理动 作时，将DRAM141作为工作存储器来使用。 CCD图像传感器110，拍摄经由交换镜头200射入的被摄体图像而生成模拟图像信 号。所生成的模拟图像信号被AD转换器111转换成数字图像数据。被AD转换器111转换 的图像数据，由照相机控制器140实施各种图像处理。所谓各种图像处理，是例如伽马校正 处理、白平衡校正处理、缺陷校正处理、YC转换处理、电子变焦处理、JPEG压縮处理等的图 像压縮处理等。 CCD图像传感器IIO，在由定时发生器112所控制的定时进行动作。作为CCD图像 传感器110的动作，是静止图像的拍摄动作、运动图像(動画、动画)的拍摄动作、通过图像 (》A—画像)的拍摄动作等。通过图像是指拍摄后，在存储卡171中不记录的图像。通过 图像主要是运动图像，是为了决定用于拍摄静止图像的构图而显示于液晶监视器120中的 实时动态图像。 液晶监视器120，显示由照相机控制器140进行图像处理后的显示用图像数据所 表示的图像。液晶监视器120可选择性地显示运动图像或静止图像。 卡槽170可安装存储卡171。卡槽170，根据来自照相机控制器140的控制，来控 制存储卡171。即，通过照相机控制器140的图像处理所生成的图像数据被存储在存储卡 171中。存储卡171可存储各种图像文件，例如，存储JPEG图像文件。此外，从存储卡171 可读出存储于其中的图像数据或者图像文件。从存储卡171中所读出的图像数据或图像文 件，由照相机控制器140进行图像处理。例如，照相机控制器140将从存储卡171中获取到 的图像数据或图像文件进行展开来生成显示用图像数据。 电源160，供给用于在照相机系统1中所消耗的电力。电源160，例如可以是干电池，也可以是充电电池。此外，电源160也可以经由电源线将从外部所供给的电力供给照相 机系统l。 机身侧连接卡口 150，可与交换镜头200的镜头侧连接卡口 250机械连接或电连 接。机身侧连接卡口 150，经由镜头侧连接卡口 250，能与交换镜头200之间发送接收数据。 机身侧连接卡口 150将从照相机控制器140接收到的曝光同步信号经由镜头侧连接卡口 250发送给镜头控制器240。此外，机身侧连接卡口 150将从照相机控制器140接收到的其 它控制信号经由镜头侧连接卡口 250发送给镜头控制器240。此外，机身侧连接卡口 150经 由镜头侧连接卡口 250将从镜头控制器240接收到的信号发送给照相机控制器140。
1-2-2.镜头镜筒
1-2-2-1.交换镜头的结构 交换镜头200具有光学系统、镜头控制器240、镜头侧连接卡口 250。交换镜头200 的光学系统包括变焦透镜210、 OIS透镜220、光圈260和聚焦透镜230。
变焦透镜210是用于使由交换镜头200的光学系统所形成的被摄体像的倍率发生 变化的透镜。变焦透镜210由一个或多个透镜构成。驱动机构211包括使用者可操作的变 焦环213等，将基于操作者的操作传递给变焦透镜210，使变焦透镜210沿着光学系统的光 轴方向移动。检测器212检测驱动机构211的驱动量。此外，检测器212通过后述的方法， 来检测变焦环213的位置即变焦透镜210的位置。镜头控制器240通过获取该检测器212 的检测结果，能掌握光学系统的变焦倍率、以及变焦环213的位置、旋转量以及旋转速度。
OIS透镜220是用于补偿由交换镜头200的光学系统所形成的被摄体像的模糊 的镜头。0IS透镜220通过将照相机系统1的晃动向相抵消的方向进行移动，来减小CCD 图像传感器110上的被摄体像的模糊。0IS透镜220由一个或多个透镜构成。激励器 (actuator) 221，接收来自OIS用IC223的控制，在与光学系统的光轴垂直的面内驱动OIS 透镜220。激励器221，例如可由磁铁和平板线圈来实现。位置检测传感器222是对与光学 系统的光轴垂直的面内的OIS透镜220的位置进行检测的传感器。位置检测传感器222，例 如，可由磁铁与霍尔元件来实现。OIS用IC223，根据位置检测传感器222的检测结果以及 陀螺传感器等的晃动检测器的检测结果，来控制激励器221。 OIS用IC223，从镜头控制器 240获取晃动检测器的检测结果。此外，OIS用IC223对镜头控制器240发送对光学上的像 晃动校正处理的状态进行表示的信号。 光圈260是用于调整通过光学系统的光的量的部件。光圈260，例如，由多个光圈 叶片组成，通过对由叶片构成的开口部进行开关，可调整光量。光圈马达261，是用于对光圈 260的开口部进行开关的驱动单元。 聚焦透镜230是用于在光学系统中使CCD图像传感器110上所形成的被摄体像的 聚焦状态发生变化的透镜。聚焦透镜230由一个或多个透镜构成。 聚焦马达233，根据镜头控制器240的控制，以聚焦透镜230沿着光学系统的光轴
进退的方式进行驱动。由此，在光学系统中能够使CCD图像传感器110上所形成的被摄体
像的聚焦状态发生变化。在本实施方式中，作为聚焦马达233使用步进马达。但是，聚焦马
达不局限于此，例如，既可以由DC马达构成，也可以由超声波马达构成。 镜头控制器240，根据来自照相机控制器140的控制信号，来控制包括OIS用
IC223或聚焦马达233的控制的交换镜头200整体。例如，镜头控制器240根据来自照相机控制器140的控制信号来控制聚焦马达233，以便使聚焦透镜230沿着光轴以规定的驱 动方法进退。此外，从检测器212、0IS用IC223等接收信号，发送给照相机控制器140。镜 头控制器240在与照相机控制器140之间，经由镜头侧连接卡口 250以及机身侧连接卡口 150进行数据的接收发送。 镜头控制器240，将DRAM241作为工作存储器来使用。此夕卜，闪存242对镜头控制 器240的控制中使用的程序或参数进行保存。例如，闪存242对如后述的图4所示的与变 焦透镜位置和聚焦透镜的聚焦位置的关系相关的信息等进行存储。
1-2-2-2.变焦环旋转速度检测方法 使用图3针对变焦环213的旋转速度的检测方法进行说明。图3是用于说明变焦 环213的结构以及功能的示意图。 变焦环213其内侧具有滑片300、电阻310、定义滑片300移动的路径的凸轮槽(力 A溝)。若由使用者旋转变焦环213，则滑片300会一边与电阻310电接触一边能够沿着凸 轮槽在位置a b的范围内移动。在电阻310的两端施加了 3.0(V)的电压。从滑片300 获取电阻310上的与滑片300的位置相应的电压。S卩，从滑片300获取与变焦环213的位 置(即变焦透镜210的位置)相应的电压。由此，检测器212通过对滑片300的电压进行 测定，可将变焦环213的位置(即变焦透镜210的位置)作为模拟数据来检测。
镜头控制器240，按每个规定期间输入由检测器212所检测出的电压，并通过对将 该输入后的电压进行AD转换而得到的数字数据进行处理，来检测变焦环213的旋转速度。 镜头控制器240为了检测变焦环213的旋转速度准备了 10比特。在图3的示例中，将与从 位置a的滑片300所检测出的模拟电压值对应的数字值设为IOO，将与从位置b的滑片300 所检测出的模拟电压值对应的数字值设为900。当滑片300所测量的电压值为1. 17(V)时， 对应它的数字数据是400。以下，将转换后的数字数据的单位称为"AD"。
如上所述由检测器212所检测的变焦环213的位置的数字数据，通过检测其每单 位时间的变化量，镜头控制器240能够检测出变焦环213的旋转速度。而且，在本实施方式 的数字照相机100中，虽然通过检测变焦环213的位置(即变焦透镜210的位置)的每单 位时间的变化量来计算出变焦环213的旋转速度，但也不需要必须是这样的结构。例如，也 可以是直接检测变焦环213的旋转速度这样的结构。
1-2-2-3.变焦透镜位置与聚焦透镜位置的关系 使用图4针对变焦透镜位置与聚焦透镜的聚焦位置的关系进行说明。图4是用于 说明变焦透镜位置与聚焦透镜的聚焦位置的关系的示意图。 闪存242存储了表示如图4所示的变焦透镜位置与聚焦透镜的聚焦位置的关系的 关系信息。关系信息按到达被摄体的各个距离(被摄体距离)，由多条变焦追踪曲线所构 成。在图4的示例中，关系信息包括四条变焦追踪曲线a、b、d、e。 在聚焦状态下驱动了变焦透镜210时，若使聚焦透镜230保持停止，则在CCD图像 传感器110上处于非聚焦状态。在此，在本实施方式的照相机系统1中，在聚焦状态下驱动 变焦透镜210时，选择与被摄体距离相应的变焦追踪曲线，并按照变焦透镜位置的变化沿 着变焦追踪曲线驱动聚焦透镜230。由此，即使在实施了变焦透镜210的驱动的情况下，也 能够在维持聚焦状态的状态下继续拍摄图像。 并且，在闪存242中，当未存储与希望的被摄体距离相应的变焦追踪曲线时，根据与该被摄体距离接近的两个被摄体距离的变焦追踪曲线，来求出对应希望的被摄体距离的 聚焦透镜位置。例如，当希望的被摄体距离在变焦追踪曲线b的被摄体距离与变焦追踪曲 线d的被摄体距离之间时，根据变焦追踪曲线b和变焦追踪曲线d，插值来求得假设的变焦 追踪曲线c。沿着该假设的变焦追踪曲线c来驱动聚焦透镜230。由此，在闪存242中，即 使未存储相应的被摄体距离的变焦追踪曲线，也能针对任意的被摄体距离进行变焦追踪动 作，能一边维持聚焦状态， 一边进行变焦动作。
1-2-3.术语的对应 聚焦透镜210是校正透镜的一个示例。聚焦马达233是校正透镜驱动单元的一个 示例。由滑片300、电阻310和镜头控制器240构成的结构是位置检测单元的一个示例。检 测器212以及镜头控制器240是速度检测单元的一个示例。驱动机构211是变焦透镜驱动 单元的一个示例。闪存242是存储单元的一个示例。镜头控制器240是控制单元的一个示 例。CCD图像传感器IIO以及AD转换器111是摄像单元的一个示例。照相机控制器140是 记录单元的一个示例。存储卡171是记录介质的一个示例。
1-3.手动变焦中的变焦追踪动作 针对接受基于使用者的手动变焦操作时的变焦追踪动作，使用图5、图6来进行说 明。图5是用于说明接受到手动变焦操作时的变焦追踪动作的流程图。图6A、图6B是用于 说明接受到手动变焦操作时的聚焦透镜的驱动的示意图。 使用者通过对变焦环213进行旋转操作，可进行手动变焦操作。本实施方式的交 换镜头(镜头镜筒)200，是机械性(机构性)驱动变焦透镜210。因此，若从使用者经由变 焦环213接受到手动变焦操作，则变焦透镜210以与来自使用者的操作联动的方式被驱动。 若接受到手动变焦操作(S100)，则镜头控制器240按照每个规定的检测期间(在本实施方 式中，将检测期间的长度设为4ms)，从检测器212输入变焦环213的位置信息，并求出变焦 环213的旋转量，判断旋转量变化是否为规定值以上(在本示例中，4AD) (S110、S120)。
若判断变焦环213的旋转量为规定值(4AD)以上，则镜头控制器240根据以下的 算式(1)计算出聚焦透镜230的目标位置(S130)。具体而言，如以下那样计算出聚焦透镜 230的目标位置。 首先，根据算式(1)求出变焦透镜位置的增量Ad。
Ad = a+0 X ( AP) (AD)... (1) 其中，a是常数，例如，设定为与变焦环213的旋转量的规定值相等的4(AD)。 P
是系数，例如设定为8。
a以及13通过实验等适当地被设定。AP是变焦环位置的变化量
(旋转量)。而且，将从镜头的广角端向望远端的方向设为正方向。AP为负时，变焦透镜位
置的增量Ad由以下的算式求出。
Ad = -a+0 X ( AP) (AD) ".(la) 并且，由以下算式(1. 1)求出校正变焦透镜位置。 校正变焦透镜位置= 所检测出的当前的变焦透镜位置+ A d (AD)…(1. 1) 此后，根据图4中表示的变焦追踪曲线求出与校正变焦透镜位置相应的聚焦透镜 位置，并将该求出的位置作为聚焦透镜230的目标位置。 若计算出聚焦透镜230的目标位置，则镜头控制器240对聚焦马达233进行控制，以使聚焦透镜230移动到目标位置(SI35)。 在变焦透镜停止时，如图6A所示，聚焦透镜230移动到与当前的变焦透镜位置对 应的位置。相对于此，当通过使用者的手动操作来对变焦透镜进行驱动时，如图6B所示，将 与从当前的变焦透镜的位置仅离开了根据算式(1)所计算出的量Ad的位置对应的聚焦透 镜的聚焦位置作为目标位置，聚焦透镜230开始移动。例如，当a =4、P =4、变焦环213 的旋转量(变化量)是8AD时，根据算式(l)，增量Ad变为68(二4+8X8)(AD)。因此，在 变焦追踪曲线上，将与从当前的变焦透镜的位置仅离开了 68(AD)的变焦透镜位置对应的 聚焦透镜230的聚焦位置作为目标位置，开始驱动聚焦透镜230。 如此，当在步骤S120中判断出变焦环位置变化为规定值(4AD)以上时，镜头控制 器240，根据算式(1)计算出使聚焦透镜230移动的目标位置。变焦环213的旋转操作的 速度越高速，该目标位置越被设定为更远离当前的变焦透镜210的位置。S卩，变焦环213的 旋转操作的速度越高速，聚焦透镜230越被驱动到与当前的变焦透镜210的位置更远离的 位置对应的聚焦透镜230的聚焦位置。这样，根据变焦环的旋转速度即变焦环位置的变化 速度，能够使聚焦透镜230的目标位置发生变化。其结果，即使在变焦透镜210高速地变化 时，也能够沿着变焦追踪曲线将聚焦透镜230控制到更合适的位置，能够根据变焦环213的 旋转速度实现正确的变焦追踪。 这样，在变焦环213接受到旋转操作时，将与从当前变焦透镜210的位置仅离开了 规定量的位置对应的聚焦透镜230的聚焦位置作为目标位置来驱动聚焦透镜230。但是，当 变焦环213的旋转操作停止时，将不使聚焦透镜230驱动到超过与变焦透镜210的停止位 置对应的聚焦透镜230的聚焦位置的位置上。这是因为如果无视停止了变焦环213的旋转， 而将聚焦透镜230驱动到与比变焦透镜210的停止位置更离开的位置对应的聚焦透镜的聚 焦位置上，则由CCD图像传感器IIO所拍摄的图像会成为非聚焦。因此，虽然将与比当前的 变焦透镜210的位置更离开的位置对应的聚焦透镜的聚焦位置作为目标位置而开始驱动 聚焦透镜230，但不会超过与每一时刻的变焦透镜210的位置对应的聚焦透镜的聚焦位置。
在步骤S120中，针对判断为变焦环213未旋转规定值(4AD)以上时进行说明。此 时，镜头控制器240判断，在变焦追踪动作中最后对聚焦透镜230进行驱动之后，变焦环213 是否旋转了累计为规定值(4AD)以上(S140)。 当判断为，在变焦追踪动作中最后对聚焦透镜230进行驱动之后，变焦环213未旋 转到累计为规定值(4AD)以上时，镜头控制器240返回步骤S110。 当判断为，在变焦追踪动作中最后对聚焦透镜230进行驱动之后，变焦环213旋转 了累计为规定值(4AD)以上时，镜头控制器240根据以下表示的算式(2)来计算使聚焦透 镜230移动的目标位置(S150)。具体而言，如以下那样计算出聚焦透镜230的目标位置。
首先，根据算式(2)求出变焦透镜位置的增量Ad。
Ad = a+0 X (a/N+l) (AD)( A d > 0)... (2) 其中，a是常数，例如，设定为与变焦环213的旋转量的规定值相等的4(AD)。 P 是系数，例如设定为8。
a以及13通过实验等适当地被设定。N是变焦透镜位置的变化量 未超过规定值的检测期间的个数。 然后，由以下的算式(2. 1)求出校正变焦透镜位置。
校正变焦透镜位置=
所检测出的当前的变焦透镜位置+ A d (AD)…(2. 1) 并且，当判断为，在变焦追踪动作中最后对聚焦透镜230进行驱动之后，变焦环 213向负的方向旋转了累计为规定值(4AD)以上时，由下面的算式求出校正变焦透镜位置。
校正变焦透镜位置= 所检测出的当前的变焦透镜位置-Ad (AD)…(2. la) 此后，根据图4表示的变焦追踪曲线求出与校正变焦透镜位置对应的聚焦透镜位 置，并将该求出的位置作为聚焦透镜230的目标位置。若计算出目标位置，则镜头控制器 240对聚焦马达进行控制，以使聚焦透镜230移动到目标位置(SI55)。
如上所述，当在步骤S150中判断为累计改变了规定值(4AD)以上时，镜头控制器 240根据算式(2)计算出使聚焦透镜230移动的目标位置。由此，即使变焦环213所接受到 的旋转操作比较低速，聚焦马达233也将与从当前变焦透镜210的位置离开的变焦透镜位 置对应的聚焦透镜的聚焦位置作为目标位置来驱动聚焦透镜230。因此，本实施方式的照相 机系统1，即使在低速地旋转操作变焦环213时，也能够实现高精度的变焦追踪。其结果，本 实施方式的照相机系统l，能够根据变焦环213的旋转速度实现比较正确的变焦追踪。
而且，在本实施方式的数字照相机100中，虽然根据变焦环213的旋转速度，使聚 焦透镜的驱动发生变化，但并不需要必须是这样的结构。例如，也可以是根据变焦透镜位置 的变化速度，使聚焦透镜的驱动发生变化的结构。总之，只要是输出与变焦透镜位置的变化 速度相关的信息，并根据该输出结果来控制聚焦透镜的驱动的结构即可。
1-4.本实施方式的总结 本实施方式的镜头镜筒具有为了进行变焦追踪可沿着光轴移动的聚焦透镜230、 驱动聚焦透镜230的聚焦马达233、变焦透镜210、接受基于使用者的旋转操作的变焦环 213、根据变焦环213的旋转量机械性移动变焦透镜的变焦透镜驱动机构211、检测变焦透 镜位置的滑片300和电阻310 (或检测器212)、检测变焦透镜位置的变化速度的检测器212 以及镜头控制器240、存储将变焦透镜210的位置和聚焦透镜230的聚焦位置建立了对应的 关系信息的闪存242、控制聚焦马达233的镜头控制器240。镜头控制器240，参照关系信息 来求出与从通过滑片300和电阻310所检测出的变焦透镜210的位置仅离开了规定量的变 焦透镜位置对应的聚焦透镜230的聚焦位置，并对聚焦马达233进行控制，以便将该求出的 聚焦位置作为目标位置来驱动聚焦透镜230。镜头控制器240，根据由检测器212以及镜头 控制器240所检测出的变焦透镜位置的变化速度使规定量发生变化。 根据该结构，变焦环213所接受到的旋转操作越高速，聚焦马达233就将与从当前 变焦透镜210的位置越远离的位置建立了对应的聚焦透镜的聚焦位置作为目标位置对聚 焦透镜230进行驱动。其结果，不依赖于变焦环213的旋转速度，能够縮小在聚焦透镜230 的驱动结束的时刻的聚焦透镜位置、和与该驱动结束时刻的新的变焦透镜位置对应的变焦 追踪曲线上的聚焦透镜位置的偏差。因此，不依赖于变焦环213的旋转速度的高精度的聚 焦控制成为可能。 此外，在本实施方式的镜头镜筒中，镜头控制器240根据变焦透镜的变化速度，使 为了计算规定量而使用的计算式不同。 由此，变焦环213所接受到的旋转操作越高速，镜头控制器240就将与从当前变焦 透镜210的位置越远离的位置建立了对应的聚焦透镜的聚焦位置作为目标位置对聚焦透镜230进行驱动。其结果，本实施方式的照相机系统l，根据变焦环213的旋转速度能够进 行比较快速的聚焦控制。 根据本实施方式的变焦追踪，在使用者以希望的速度操作变焦环而使变焦倍率变
更时，也能维持聚焦状态，所以特别是在运动图像摄影时效果更显著。 2.其它实施方式 如以上对实施方式一进行了说明。但是，实施方式不局限于上述方式。以下，针对 其它实施方式进行说明。 实施方式一中表示的算式(1)、 (la)的结构，常数等的值是一个示例，不言而喻， 只要是求出根据变焦透镜位置的变化速度而变化的增量Ad的算式，也可使用其它算式。 同样地，算式(2)的结构，常数等的值也是一个示例，只要是求出根据以低速变化的变焦透 镜位置而缓慢变化的增量Ad，也可使用其它算式。 在实施方式一中，还可根据变焦透镜210的位置，使算式(1)、(la)不同。例如，也 能以变焦透镜210处于广角端时Ad更大地变化，而处于望远端时Ad几乎不变化的方式， 根据变焦透镜210的位置，使常数A、系数a不同。此情况对于算式(2)也同样。
在实施方式一中，虽在交换镜头200侧，根据变焦透镜位置的速度变化和关系信 息，求出了变焦追踪动作的聚焦透镜230的目标位置，但也可在照相机机身100侧求出该目 标位置。此时，照相机控制器140从镜头控制器24预先接收好关系信息。然后，在手动的变 焦操作中，照相机控制器140从镜头控制器24定期地接收至少与变焦透镜210的位置相关 的信息，并参照接收到的信息或关系信息等，来决定上述方法中聚焦透镜230的目标位置， 并将该决定了的目标位置信息发送给镜头控制器240。 在实施方式一中，交换镜头200，虽然具有闪存242，但代替闪存242，也可具有不 可写入的ROM。 此外，在本实施方式一中，虽然通过驱动聚焦透镜实现变焦追踪，但为了变焦追踪 不需要一定使用聚焦透镜。例如，可另外准备变焦追踪专用的校正透镜，通过驱动该校正透 镜进行变焦追踪。 此外，在实施方式一中，虽然对不具有可动反光镜的照相机机身进行了例示，但照 相机机身的结构不局限于此。例如，可在照相机机身内具有可动反光镜，也可具有用于分解 被摄体像的棱镜。此外，也可构成为不在照相机机身中，而在转接环(7夕':/夕一)中具有 可动反光镜。 此外，在实施方式一中，作为摄像元件，虽然例示了 CCD图像传感器IIO，但摄像元
件不局限于此。例如，也可由CMOS图像传感器或NMOS图像传感器构成摄像元件。 此外，在实施方式一中，虽然对在电阻310的两端施加3V电压进行了例示，但该施
加电压不局限于3伏，也可以是IV或5V。 S卩，根据用途可施加任意的电压。 此外，在实施方式一中，虽然将变焦环213的旋转量的检测期间设为了 4ms，但检
测期间不局限于此。例如，检测期间可以是2ms或8ms或16ms 。 产业上的利用可能性 本发明可适用于数码相机等所使用的镜头镜筒。
权利要求
一种镜头镜筒，具有校正透镜，其为了进行变焦追踪可沿着光轴移动；校正透镜驱动单元，其对所述校正透镜进行驱动；变焦透镜；变焦环，其接受基于使用者的旋转操作；变焦透镜驱动单元，其根据所述变焦环的旋转量机械驱动所述变焦透镜；位置检测单元，其检测所述变焦透镜的位置；速度检测单元，其检测所述变焦透镜位置的变化速度；存储单元，其存储关系信息，该关系信息将所述变焦透镜的位置与所述校正透镜的聚焦位置建立了对应；以及控制单元，其对所述校正透镜驱动单元进行控制，所述控制单元，参照所述关系信息，求出与从由所述位置检测单元所检测出的所述变焦透镜的位置仅离开了规定量的变焦透镜位置对应的校正透镜的聚焦位置，并控制所述校正透镜驱动单元，以便将该求出的聚焦位置作为目标位置来驱动所述校正透镜，并使所述规定量根据由所述速度检测单元所检测出的变焦透镜位置的变化速度而变化。
2. 根据权利要求l所述的镜头镜筒，其特征在于，所述控制单元，根据所述变焦透镜位置的变化速度，使为了计算所述规定量而使用的 计算式不同。
3. 根据权利要求2所述的镜头镜筒，其特征在于， 所述控制单元，还根据所述变焦透镜位置使所述计算式不同。
4. 根据权利要求l所述的镜头镜筒，其特征在于， 所述校正透镜是聚焦透镜。
5. 根据权利要求l所述的镜头镜筒，其特征在于， 所述校正透镜是与聚焦透镜不同的透镜。
6. —种图像摄取装置，包括交换镜头；和可安装所述交换镜头的照相机机身，其特征 在于，所述交换镜头，具有校正透镜，其为了进行变焦追踪可沿着光轴移动； 校正透镜驱动单元，其对所述校正透镜进行驱动； 变焦透镜；变焦环，其接受基于使用者的旋转操作；变焦透镜驱动单元，其根据所述变焦环的旋转量机械驱动所述变焦透镜； 位置检测单元，其检测所述变焦透镜的位置； 速度检测单元，其检测所述变焦透镜位置的变化速度；存储单元，其存储关系信息，该关系信息将所述变焦透镜的位置与所述校正透镜的聚焦位置建立了对应；以及控制单元，其对所述校正透镜驱动单元进行控制，所述控制单元，参照所述关系信息，求出与从由所述位置检测单元所检测出的所述变 焦透镜的位置仅离开了规定量的变焦透镜位置对应的校正透镜的聚焦位置，并控制所述校正透镜驱动单元，以便将该求出的聚焦位置作为目标位置来驱动所述校正透镜，并使所述 规定量根据由所述速度检测单元所检测出的变焦透镜位置的变化速度而变化， 所述照相机机身，具有摄像单元，其生成经由所述交换镜头所输入的被摄体像的图像数据；以及 记录单元，其对所述图像数据实施规定的处理，并在记录介质中记录实施了该规定处 理的图像。
7. 根据权利要求6所述的图像摄取装置，其特征在于，所述控制单元，根据所述变焦透镜位置的变化速度，使为了计算出所述规定量而使用 的计算式不同。
8. 根据权利要求7所述的图像摄取装置，其特征在于， 所述控制单元，还根据所述变焦透镜位置使所述计算式不同。
9. 根据权利要求6所述的图像摄取装置，其特征在于， 所述校正透镜是聚焦透镜。
10. 根据权利要求6所述的图像摄取装置，其特征在于， 所述校正透镜是与聚焦透镜不同的透镜。
11. 一种图像摄取装置，具有 校正透镜，其为了进行变焦追踪可沿着光轴移动； 校正透镜驱动单元，其对所述校正透镜进行驱动； 变焦透镜；变焦环，其接受基于使用者的旋转操作；变焦透镜驱动单元，其根据所述变焦环的旋转量机械驱动所述变焦透镜； 位置检测单元，其检测所述变焦透镜的位置； 速度检测单元，其检测所述变焦透镜位置的变化速度；存储单元，其存储关系信息，该关系信息将所述变焦透镜的位置与所述校正透镜的聚焦位置建立了对应；摄像单元，其生成被摄体像的图像数据；记录单元，其对所述图像数据实施规定的处理，并在记录介质中记录实施了该规定处 理的图像；以及控制单元，其参照所述关系信息，求出与从由所述位置检测单元所检测出的所述变焦 透镜的位置仅离开了规定量的变焦透镜位置对应的校正透镜的聚焦位置，控制所述校正透 镜驱动单元，以便将该求出的聚焦位置作为目标位置来驱动所述校正透镜，并使所述规定 量根据由所述速度检测单元所检测出的变焦透镜位置的变化速度而变化。
12. 根据权利要求11所述的图像摄取装置，其特征在于，所述控制单元，根据所述变焦透镜位置的变化速度，使为了计算出所述规定量而使用 的计算式不同。
13. 根据权利要求12所述的图像摄取装置，其特征在于， 所述控制单元，还根据所述变焦透镜位置使所述计算式不同。
14. 根据权利要求11所述的图像摄取装置，其特征在于， 所述校正透镜是聚焦透镜。
15.根据权利要求11所述的图像摄取装置，其特征在于， 所述校正透镜是与聚焦透镜不同的透镜。
全文摘要
一种镜头镜筒，其具有为了进行变焦追踪可沿着光轴移动的校正透镜、校正透镜驱动单元、变焦透镜、接受基于使用者的旋转操作的变焦环、根据变焦环的旋转量机械驱动变焦透镜的变焦透镜驱动单元、检测变焦透镜的位置的位置检测单元、检测变焦透镜位置的变化速度的速度检测单元、存储将变焦透镜的位置与校正透镜的聚焦位置建立了对应的关系信息的存储单元、对校正透镜驱动单元进行控制的控制单元。控制单元参照关系信息，求出与从由位置检测单元所检测出的变焦透镜的位置仅离开了规定量的变焦透镜位置对应的校正透镜的聚焦位置，并对校正透镜驱动单元进行控制，以便将该求出的聚焦位置作为目标位置来驱动校正透镜。规定量根据变焦透镜位置的变化速度而变化。
文档编号G02B7/04GK101710205SQ20091017434
公开日2010年5月19日 申请日期2009年9月11日 优先权日2008年9月11日
发明者阿部孝 申请人:松下电器产业株式会社