专利名称：对焦控制装置以及对焦控制方法
技术领域：
本发明涉及用于具有交换镜头和相机机身的摄像装置的对焦控制装置，尤其涉及采用登山方式进行对焦控制的对焦控制装置以及对焦控制方法。
背景技术：
过去，提出了各种用于准确且高速地进行自动对焦控制的技术。其中，在日本特开平10-322583号公报中，当镜头单元的角速度的变化量乘以焦距后所得到的值超过预定的阈值时，仅在预定期间使登山方式的对焦控制(以下称作登山AF)停止。所谓登山AF，是指一边使对焦镜头沿着其光轴移动一边检测经由摄像元件所得到的图像的对比度，并根据其对比度的变化检测对焦镜头的对焦位置。如果采用这样的日本特开平10-322583号公报的技术，在产生抖动或平摇移动等情况下，由于使登山AF停止，因此其间对焦控制不会处于不稳定状态。一般地，在具有交换镜头和相机机身的摄像装置的对焦控制中，由于特性按照每个被交换的镜头而不同，因此优选进行与交换镜头的种类相应的最佳对焦控制。尤其，根据交换镜头的种类，即使在发生了抖动或者平摇移动等的情况下，有时不停止对焦控制更能进行高精度的对焦控制。因此，并不优选将日本特开平10-322583号公报中公开的技术单纯地应用到具有交换镜头和相机机身的摄像装置中。专利文献1 日本特开平10-322583号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够进行与交换镜头的种类相应的高精度自动对焦控制的对焦控制装置以及对焦控制方法。本发明的第一方式是一种用于摄像装置的对焦控制装置，所述摄像装置包括交换镜头，其含有能在光轴方向移动的对焦镜头，并具有生成被摄体的光学图像的光学系统； 以及相机机身，其能安装所述交换镜头，并具有拍摄由所述光学系统生成的光学图像而取得图像数据的摄像元件，其特征在于，所述对焦控制装置包括平摇/俯仰检测部，其被构造成分别检测所述相机机身的平摇移动以及俯仰移动；判定部，其被构造成判定所述交换镜头是否能够进行颤动动作；以及控制部，其被构造成根据由所述摄像元件获得的图像数据，控制使所述对焦镜头移动以追踪所述被摄体的自动对焦动作，在检测到所述相机机身开始平摇移动或俯仰移动时，所述控制部进行控制，使得根据所述判定部的判定结果，进行不同的自动对焦动作。本发明的第二方式是一种用于摄像装置的对焦控制装置，所述摄像装置包括交换镜头，其含有能在光轴方向移动的对焦镜头，并具有生成被摄体的光学图像的光学系统； 以及相机机身，其能安装所述交换镜头，并具有拍摄由所述光学系统生成的光学图像而取得图像数据的摄像元件，其特征在于，所述对焦控制装置包括平摇/俯仰检测部，其被构造成分别检测所述相机机身的平摇移动以及俯仰移动；判定部，其被构造成判定所述交换镜头是否能够进行颤动动作；以及控制部，其根据由所述摄像元件所得到的图像数据，控制使所述对焦镜头移动以追踪所述被摄体的自动对焦动作，在所述对焦镜头的移动中当检测到所述相机机身开始平摇移动或俯仰移动时，所述控制部进行控制，使得根据所述判定部的判定结果，进行不同的自动对焦动作。本发明的第三方面是一种用于摄像装置的对焦控制方法，所述摄像装置包括交换镜头，其含有能在光轴方向移动的对焦镜头，并具有生成被摄体的光学图像的光学系统； 以及相机机身，其能安装所述交换镜头，并具有拍摄由所述光学系统生成的光学图像而取得图像数据的摄像元件，其特征在于，所述对焦控制方法包括以下步骤分别检测所述相机机身的平摇移动以及俯仰移动；判定所述交换镜头是否能够进行颤动动作；以及在检测到所述相机机身开始平摇移动或俯仰移动时，根据所述交换镜头是否能进行颤动动作的判定结果，进行不同的自动对焦动作。
图1是具有本发明的一实施方式的对焦控制装置的摄像装置的结构图。图2是示出颤动可否判定处理的流程图。图3是示出本发明一实施方式的通常情况下的AF处理的图。图4是示出本发明一实施方式的检测到平摇/俯仰时的AF处理的图。图5是能进行颤动动作的交换镜头的情况下的AF处理时的状态转移图。图6是不能进行颤动动作的交换镜头的情况下的AF处理时的状态转移图。图7是示出检测电路的输出波形的一例的图。图8A、图8B、图8C是示出采用模板匹配对主要被摄体的移动进行检测以求出运动矢量的处理的图。图9是示出运动矢量输出随时间变化的例子以及阈值和被判定为正在进行平摇/ 俯仰的范围的图。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是具有本发明一实施方式的对焦控制装置的摄像装置的结构图。图1所示的摄像装置具有交换镜头100和相机机身200。在本摄像装置中，交换镜头100经由设置在相机机身200的未图示的镜头架(mount)装卸自由地安装在相机机身200中。交换镜头100具有摄影镜头101、对焦镜头驱动部102、镜头控制部103和存储部 104。在此，实际的交换镜头100还具有光圈控制机构和变焦机构等，但在图1中省略图示。摄影镜头101是含有对焦镜头的光学系统，在相机机身200的摄像元件201上生成未图示的被摄体的光学图像。对焦镜头驱动部102具有电机(对焦电机)等驱动机构， 根据来自镜头控制部103的控制信号使对焦镜头在其光轴方向(图示的A方向)移动。镜头控制部103是将微计算机和控制交换镜头100内的各个部分的控制电路一体化的LSI (大规模集成电路)。镜头控制部103基于从相机机身200的机身控制部203输出的控制信号，向对焦镜头驱动部102发送控制信号。并且，镜头控制部103基于从机身控制部203发送的同步信号和表示针对该同步信号的相位的信息，进行包括对焦镜头的颤动动作(wobbling)在内的对焦控制。关于该对焦控制的详细情况，在后面进行叙述。存储部104针对每个交换镜头100存储固有的特性信息。镜头控制部103响应于机身控制部203的请求，将存储在存储部104中的特性信息发送给机身控制部203。在所述例子中，镜头控制部103是将微计算机和控制交换镜头100内的各个部分的控制电路一体化的LSI。然而，并非一定需要将微计算机和控制电路一体化，也可以由多个LSI构成。相机机身200具有摄像元件201、液晶显示部202、机身控制部203、框架接点204、 陀螺仪传感器(gyroSenSor)205以及检测电路206。在此，实际的相机机身200还具有用于使用者指示摄影动作的释放按钮(release button)、和存储由摄影动作所得到的图像数据的存储部等，但在图1中省略图示。摄像元件201将经由交换镜头100入射的光学图像转换成电信号(图像信号)。 摄像元件201由CXD图像传感器或MOS图像传感器等构成。可以基于从摄像元件201输出的图像信号，计算表示经由摄像元件201生成的图像的对比度的AF评价值。然后，可以基于AF评价值，检测摄像镜头101的对焦状态。液晶显示部202例如设置在相机机身200的背面。液晶显示部202显示基于显示用图像数据的图像，该显示用图像数据是基于从摄像元件201输出的图像信号由机身控制部203生成的。机身控制部203是将CPU、控制相机机身200内的各个部分的控制电路、以及进行各种信号处理的信号处理电路一体化的LSI。机身控制部203对相机机身200中的各个部分进行控制以执行各种动作序列。并且，机身控制部203具有作为控制部的功能，还经由镜头架向镜头控制部103输出控制信号和同步信号VD，该同步信号VD用于实现摄像元件201 的曝光动作与对焦镜头的驱动动作之间的同步。并且，机身控制部203还对摄像元件201 的动作进行控制，将从摄像元件201输出的图像信号转换成作为数字信号的图像数据。这种情况下，机身控制部203对图像数据进行白平衡控制等各种信号处理。进而，机身控制部 203还将通过各种信号处理获得的图像数据输出给液晶显示部202，以对液晶显示部202中的图像显示进行控制。在所述例子中，机身控制部203是将微计算机、控制相机机身200内的各个部分的控制电路、以及进行各种信号处理的信号处理电路一体化的LSI。然而，也可以由多个LSI 构成它们。框架接点204设置于镜头架内，是用于可通信地连接镜头控制部103和机身控制部203的接点。 陀螺仪传感器205产生与双轴方向的角速度相应的信号。在以下说明中，在对相机机身200进行横向持机的情况下，将相对于地表面水平的方向作为X轴，将相对于地表面垂直的方向作为Y轴。陀螺仪传感器205对角速度进行检测，该角速度伴随相机机身200 在分别沿着这样定义的X轴、Y轴的方向上的移动而形成。检测电路206对陀螺仪传感器 205的输出信号进行过滤处理(微分处理)等，并将处理后的输出信号输出给机身控制部 203。机身控制部203基于检测电路206的输出，检测相机机身200是否进行了平摇移动或俯仰移动。在此，平摇移动表示相机机身200沿着相对于地表面为水平的方向的移动。并且，俯仰移动表示相机机身200沿着相对于地表面为垂直的方向的移动。这样的陀螺仪传感器205以及检测电路206作为平摇/俯仰检测部发挥功能。接着，说明作为判定部发挥功能的机身控制部203所执行的可否颤动的判定方法。在此，所谓颤动动作，是指一边使对焦镜头沿着其光轴方向以振动的方式进行移动，一边使对焦镜头慢慢移动至对焦位置的动作。一般地，可否颤动动作是由交换镜头100内的对焦电机的性能和透镜组的特性所确定的。通常，在颤动动作中，需要以约15HZ 约30Hz 的频率(称作颤动频率)使对焦镜头沿着其光轴方向振动。因此，可否颤动动作是根据下述条件来确定的，所述条件为交换镜头100是否具有能以约15Hz 约30Hz进行对焦镜头的振动的对焦电机；以及是否具有能够进行这种比较高速的振动的、轻便的对焦镜头。进而， 当对焦镜头在光轴方向移动时，视场角也会微妙地发生变化。因此，需要这样的一种镜头设计它尽量使视场角不随对焦镜头的移动而变化。在本实施方式中，将采取以上对策的交换镜头称作“能进行颤动动作的交换镜头”。然后，将表示交换镜头100是否是能够进行颤动动作的交换镜头的颤动可否信息事先存储在交换镜头100内的存储部104中。在此，优选颤动动作与摄像元件201的曝光动作同步进行。因此，针对每个颤动频率以表1的各种形式事先将颤动可否信息存储在本实施方式的存储部104中。表1颤动可否信息
权利要求
1.一种用于摄像装置的对焦控制装置，所述摄像装置包括交换镜头，其含有能在光轴方向移动的对焦镜头，并具有生成被摄体的光学图像的光学系统；以及相机机身，其能安装所述交换镜头，并具有拍摄由所述光学系统生成的光学图像而取得图像数据的摄像元件，其特征在于，所述对焦控制装置包括平摇/俯仰检测部，其被构造成分别检测所述相机机身的平摇移动以及俯仰移动；判定部，其被构造成判定所述交换镜头是否能够进行颤动动作；以及控制部，其被构造成根据由所述摄像元件获得的图像数据，控制使所述对焦镜头移动以追踪所述被摄体的自动对焦动作，在检测到所述相机机身开始平摇移动或俯仰移动时，所述控制部进行控制，使得根据所述判定部的判定结果进行不同的自动对焦动作。
2.根据权利要求1所述的对焦控制装置，其特征在于，当检测到所述相机机身开始平摇移动或者俯仰移动时，在所述判定部判定为所述交换镜头能够颤动的情况下，所述控制部进行控制，使得进行基于所述颤动动作的自动对焦动作。
3.根据权利要求2所述的对焦控制装置，其特征在于，当检测到所述相机机身开始平摇移动或者俯仰移动时，在所述判定部判定为所述交换镜头能够颤动的情况下，所述控制部进行控制，使得与没有检测到平摇移动或俯仰移动时相比，利用使所述颤动动作的振幅扩大后的状态下的颤动动作，进行自动对焦动作。
4.根据权利要求3所述的对焦控制装置，其特征在于，在由所述平摇/俯仰检测部检测到平摇移动或俯仰移动停止之后，所述控制部进行控制，使得利用使所述扩大的振幅复原后的状态下的颤动动作来进行自动对焦动作。
5.根据权利要求1所述的对焦控制装置，其特征在于，在所述判定部判定为所述交换镜头不能进行颤动时，在由所述平摇/俯仰检测部检测到平摇移动或俯仰移动停止之后，所述控制部进行控制，使得进行自动对焦动作。
6.根据权利要求1所述的对焦控制装置，其特征在于，所述平摇/俯仰检测部对因所述相机机身的移动而引起的角速度进行检测，当该角速度的大小超过判定值时，检测为所述相机机身正在移动。
7.根据权利要求6所述的对焦控制装置，其特征在于，所述平摇/俯仰检测部将规定的固定值除以所述交换镜头的光学系统的焦距而得到的数值作为所述判定值。
8.根据权利要求6所述的对焦控制装置，其特征在于，所述相机机身被构造成对动态图像进行记录，记录动态图像的期间的自动对焦动作的所述判定值，比记录动态图像的期间以外的自动对焦动作的所述判定值大。
9.根据权利要求1所述的对焦控制装置，其特征在于，所述平摇/俯仰检测部根据所述图像数据对因所述相机机身的移动而引起的运动矢量进行检测，当运动矢量的大小超过判定值时，检测为所述相机机身正在移动。
10.一种用于摄像装置的对焦控制装置，所述摄像装置包括交换镜头，其含有能在光轴方向移动的对焦镜头，并具有生成被摄体的光学图像的光学系统；以及相机机身，其能安装所述交换镜头，并具有拍摄由所述光学系统生成的光学图像而取得图像数据的摄像元件，其特征在于，所述对焦控制装置包括平摇/俯仰检测部，其被构造成分别检测所述相机机身的平摇移动以及俯仰移动；判定部，其被构造成判定所述交换镜头是否能够进行颤动动作；以及控制部，其根据由所述摄像元件得到的图像数据，控制使所述对焦镜头移动以追踪所述被摄体的自动对焦动作，在所述对焦镜头的移动中检测到所述相机机身开始平摇移动或俯仰移动时，所述控制部进行控制，使得根据所述判定部的判定结果来进行不同的自动对焦动作。
11.根据权利要求10所述的对焦控制装置，其特征在于，在所述对焦镜头的移动中检测到所述相机机身开始平摇移动或者俯仰移动、且判定为所述交换镜头能够进行颤动动作的情况下，所述控制部进行控制，使得在使所述对焦镜头的移动停止之后，开始所述对焦镜头的颤动动作并进行自动对焦动作。
12.根据权利要求10所述的对焦控制装置，其特征在于，在所述颤动动作中检测到所述相机机身开始平摇移动或俯仰移动时，所述控制部进行控制，使得继续所述颤动动作并进行自动对焦动作。
13.根据权利要求11所述的对焦控制装置，其特征在于，所述控制部进行控制，使得与没有检测到平摇移动或俯仰移动时相比，利用使所述颤动动作的振幅扩大后的状态下的颤动动作，进行自动对焦动作。
14.根据权利要求13所述的对焦控制装置，其特征在于，在由所述平摇/俯仰检测部检测到平摇移动或俯仰移动停止之后，所述控制部进行控制，使得利用使所述扩大的振幅复原后的状态下的颤动动作，进行自动对焦动作。
15.根据权利要求10所述的对焦控制装置，其特征在于，所述平摇/俯仰检测部对因所述相机机身的移动而引起的角速度进行检测，当该角速度的大小超过判定值时，检测为所述相机机身正在移动。
16.根据权利要求15所述的对焦控制装置，其特征在于，所述平摇/俯仰检测部将规定的固定值除以所述交换镜头的光学系统的焦距而得到的数值作为所述判定值。
17.根据权利要求15所述的对焦控制装置，其特征在于，所述相机机身被构造成对动态图像进行记录，记录动态图像的期间的自动对焦动作的所述判定值，比记录动态图像的期间以外的自动对焦动作的所述判定值大。
18.根据权利要求10所述的对焦控制装置，其特征在于，所述平摇/俯仰检测部根据所述图像数据对因所述相机机身的移动而引起的运动矢量进行检测，当运动矢量的大小超过判定值时，检测为所述相机机身正在移动。
19.一种用于摄像装置的对焦控制方法，所述摄像装置包括交换镜头，其含有能在光轴方向移动的对焦镜头，并具有生成被摄体的光学图像的光学系统；以及相机机身，其能安装所述交换镜头，并具有拍摄由所述光学系统生成的光学图像而取得图像数据的摄像元件，其特征在于，所述对焦控制方法包括以下步骤 分别检测所述相机机身的平摇移动以及俯仰移动； 判定所述交换镜头是否能够进行颤动动作；以及在检测到所述相机机身开始平摇移动或俯仰移动时，根据所述交换镜头是否能进行颤动动作的判定结果，进行不同的自动对焦动作。
20.根据权利要求19所述的对焦控制方法，其特征在于，当检测到所述相机机身开始平摇移动或俯仰移动时，在判定为所述交换镜头能够进行颤动动作的情况下，进行基于颤动动作的自动对焦动作。
全文摘要
本发明涉及对焦控制装置以及对焦控制方法。利用相机的陀螺仪传感器(205)的输出来检测角速度，根据该角速度检测相机机身(200)的平摇移动或俯仰移动。当检测到平摇移动或俯仰移动时，在安装了能进行颤动动作的交换镜头(100)的情况下，开始颤动动作。另一方面，当检测到平摇移动或俯仰移动时，在安装了不能进行颤动动作的交换镜头(100)的情况下，在检测到结束了平摇移动或俯仰移动的时刻，开始对焦镜头的驱动。
文档编号H04N5/232GK102170524SQ20111004656
公开日2011年8月31日 申请日期2011年2月25日 优先权日2010年2月26日
发明者菊地哲央 申请人:奥林巴斯映像株式会社