调焦装置以及调焦方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及调焦装置以及调焦方法，使多个对焦镜头组中的第I对焦镜头组发生颤动(wobbling)动作，从而对被摄体进行对焦(自动对焦:AF)。
【背景技术】
[0002]作为调焦的现有技术，公知一种方法，使镜头在光轴方向上颤动(微小振动)而检测焦点评价值，并基于这时的焦点评价值的变化来检测焦点的偏离方向。例如在专利文献I中公开一种自动对焦系统，其具有颤动用镜头组和焦点调整用镜头组，并使这些镜头组分别移动。
[0003]在上述专利文献I中，使颤动用镜头组颤动而检测实现对焦的方向，并使焦点调整用镜头组向这个检测出的实现对焦的方向移动，之后，再次使颤动用镜头组颤动而判定是否对焦。在这个判定的结果是未对焦的情况下，再次使焦点调整用镜头向通过颤动而检测出的实现对焦的方向移动。反复执行上面的动作直到实现对焦为止。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2005-221798号公报
【发明内容】
[0007]发明要解决的课题
[0008]但是，在上述的现有技术中，存在如下的问题:因为直到实现对焦为止，都交替执行使焦点移动的焦点调整用镜头组的驱动动作、和用于判定是否对焦的对颤动镜头的驱动动作，所以，如果被摄体移动，则对这个被摄体的AF的追随性降低。
[0009]本发明的目的在于提供一种调焦装置以及调焦方法，能够使对移动的被摄体的AF的追随性提尚。
[0010]用于解决课题的手段
[0011]本发明的主要方面涉及的调焦装置具有:摄像元件，其包含摄像面；摄影镜头，其包含含有第I和第2对焦镜头组的多个对焦镜头组，在所述摄像元件的所述摄像面上成像被摄体的像，并能够调焦；焦点评价值检测部，其基于由所述摄像元件的摄像所获得的图像信号而检测焦点评价值；以及控制部，其基于所述焦点评价值而使所述多个对焦镜头组移动，并且使所述第I对焦镜头组发生颤动动作从而对所述被摄体进行对焦，并且在所述第I对焦镜头组执行I个周期的所述颤动动作的期间，使所述第2对焦镜头组移动，从而使所述多个对焦镜头组的像面位置以规定量移动。
[0012]本发明的主要方面涉及的调焦方法通过含有第I和第2对焦镜头组的多个对焦镜头组而在摄像元件的摄像面上成像被摄体的像，基于由所述摄像元件的摄像所获得的图像信号而检测焦点评价值，基于所述焦点评价值而使所述多个对焦镜头组移动，并且使所述第I对焦镜头组发生颤动动作从而对所述被摄体进行对焦，并且在所述第I对焦镜头组执行I个周期的所述颤动动作的期间，使所述第2对焦镜头组移动，从而使所述多个对焦镜头组的像面位置以规定量移动。
[0013]发明效果
[0014]根据本发明，能够提供一种调焦装置和调焦方法，能够使对移动的被摄体的AF的追随性提尚。
【附图说明】
[0015]图1是示出使用了本发明涉及的摄像装置的一个实施方式的调焦装置的结构图。
[0016]图2是示出该装置中的第2至第4镜头组的可动机构的结构图。
[0017]图3是示出该装置中当焦点位置处于无限远的情况下的第2至第4镜头组的各镜头位置的图。
[0018]图4是示出在该装置中当焦点位置处于最近的情况下的第2至第4镜头组的各镜头位置的图。
[0019]图5是示出该装置中的第2组用步进电机的速度倍率相对于第3组用步进电机从无限远到最近的距离的关系的图。
[0020]图6是示出装置中的第3组用步进电机的位置与倍率之间的关系的图。
[0021]图7是示出该装置中的与第3组用步进电机的位置相对的该第3组用步进电机的速度的图。
[0022]图8是示出该装置中的与第3组用步进电机的位置相对的第2组用步进电机的速度的图。
[0023]图9是示出该装置中的与第3组用步进电机的位置相对的第2组用步进电机的位置的关系的图。
[0024]图10是该装置中的照相机主体电源接通流程图。
[0025]图1lA是该装置中的镜头通信开始流程图。
[0026]图1lB是该装置中的镜头通信开始流程图。
[0027]图12是该装置中的对焦处理流程图。
[0028]图13是该装置中的定时信号生成流程图。
[0029]图14是该装置中的对焦驱动开始流程图。
[0030]图15是示出该装置中的颤动动作的时序图。
[0031]图16是该装置中的目标位置设定开始流程图。
[0032]图17是该装置中的第4组用步进电机的目标位置设定开始流程图。
[0033]图18是该装置中的驱动速度设定开始流程图。
[0034]图19是示出该装置中的颤动动作的时序图。
【具体实施方式】
[0035]下面，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。
[0036]图1示出使用了调焦装置的摄像装置(以下称为本装置200)的结构图。本装置200具有更换镜头方式的结构，更换镜头部100以能够更换的方式安装在照相机主体10上。本装置200并不限于更换镜头式的照相机，例如也能够适用于小型照相机、带摄像功能的携带设备等。
[0037]照相机主体10将通过更换镜头部100成像的被摄体像转换成电信号，并对电信号进行图像处理，从而取得静止图像或动态图像的图像数据。照相机主体10包含摄像元件11和照相机CPU 12。
[0038]摄像元件11将通过更换镜头部100成像的被摄体像转换成电信号ES。
[0039]照相机CPU 12在拍摄静止图像或动态图像时，进行对比度AF处理和AE处理，并且对从摄像元件11所输出的电信号ES进行图像处理而取得静止图像或动态图像的图像数据。作为图像处理，照相机CPU 12例如进行颜色校正处理、伽马(γ)校正处理、压缩处理、对通过压缩处理而被压缩的图像数据进行解压缩处理等。
[0040]对比度AF处理通过提取由摄像元件11的摄像所获得的图像数据的高频成分并对提取的高频成分进行累计而取得AF用的焦点评价值。对比度AF处理根据所取得的焦点评价值而对图像数据的对比度进行评价，并且将更换镜头部100的镜头系统中的对焦镜头组调整到实现对焦状态的位置，在这里，对焦镜头组是指第2镜头组102、第3镜头组103以及第4镜头组104。
[0041]AE处理使用由摄像元件11的摄像所获得的图像数据而计算出被摄体的亮度，并根据该被摄体的亮度而计算出曝光时的光圈单元120的开口量(光圈值)、和快门的开放时间(快门速度值)。
[0042]照相机主体10包含显示静止图像或动态图像的显示屏以及操作部，该操作部具备释放按钮、模式开关、动态图像录像按钮、选择键、电源按钮等，在这里予以省略。
[0043]更换镜头部100作为摄影镜头系统包含有第I至第5镜头组101?105。第I至第5镜头组(1G?5G镜头组)101?105分别由多个光学镜头组合而成。第I至第5镜头组101?105使被摄体的像成像在摄像元件11的摄像面上，并能够对被摄体进行焦点调整。第4镜头组104作为第I对焦镜头组，在进行对焦调整时，是作为颤动动作专用而设置的。第2和第3镜头组102、103作为第2对焦镜头组，是对焦调整用(焦点调整用)的。第4镜头组104的倍率被设定成比其它的第I至第3、第5镜头组101?103、105的倍率低。
[0044]第I和第5镜头组101、105相对于更换镜头部100的主体被固定。第2至第4镜头组102?104被设置成能够相对于更换镜头部100的主体在光轴方向P上自由移动。
[0045]具体地说，在更换镜头部100上例如相互平行地设置2根悬吊轴106a、106b。第I和第5镜头组101、105分别经由各固定部件107而固定在各悬吊轴106a、106b上。第2至第4镜头组102?104被设置成分别经由可动机构108而相对于各悬吊轴106a、106b能够自由移动。可动机构108分别使第2至第4镜头组102?104在光轴方向P上可动。
[0046]图2示出第2至第4镜头组102?104的可动机构108的结构图。可动机构108具备有分别相对于各悬吊轴106a、106b滑动的各滑动部件109a、109b。在滑动部件109a、109b上支承第2至第4镜头组102?104。在各滑动部件109a、109b之中的例如滑动部件109a上，设置连结部件110。
[0047]在可动机构108上，除了设置第2至第4镜头组102?104之外，还分别设置第2组用至第4组用步进电机(2G?4G电机)111?113。在第2组用至第4组用步进电机111?113上，分别相对于光轴P并列设置螺旋轴114。在螺旋轴114上螺合滑动用螺母部件115。在滑动用螺母部件115上连结上述连结部件110。
[0048]如果第2组用至第4组用步进电机111?113进行驱动，则各个螺旋轴114进行旋转。通过螺旋轴114的旋转，滑动用螺母部件115在螺旋轴114上在与光轴P相平行的方向上滑动。因为滑动用螺母部件115的滑动经由连结部件110传递给滑动部件109a，所以第2至第4镜头组102?104分别经由各滑动部件109a、109b而沿着各悬吊轴106a、106b移动。
[0049]在第2和第3镜头组102、103之间设置有光圈单元120。光圈单元120被固定在对各悬吊轴106a、106b进行支承的支承部件120a上。在光圈单元120上设置有光圈用步进电机121。光圈用步进电机121驱动光圈单元120而使开口量、快门的开放时间(快门速度值)可变。
[0050]第2组用至第4组用步进电机11