专利名称：摄像设备及其控制方法、镜头单元及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种可更换镜头型摄像设备以及能够安装在该摄像设备上的镜头单
J Li ο
背景技术：
近来，以单镜头反光照相机为代表的一些可更换镜头型照相机不仅配备有静止图像拍摄功能，还配置有运动图像拍摄功能。该功能通过更换镜头使得传统的镜头一体型摄像机尚未实现的各种运动图像的表现成为可能。一般地，通过结合对光圈和快门速度的调整来调整摄像设备中的曝光。然而，在被 摄体亮度高的情况下通过增大快门速度来调整曝光时，在运动图像拍摄期间图像的闪烁变得明显，因此引起运动图像质量的下降。特别地，在以打开光圈来减小景深并且模糊背景的图像表现为特征的可更换镜头型照相机中，在光圈打开时需要进ー步増大快门速度，从而使得图像质量明显降低。在这样的拍摄条件下，进行拍摄的有效方式是将减光(ND)滤波器安装到镜头以通过该滤波器减少光量，从而防止快门速度的增加。然而，将ND滤波器与摄像设备分别携带并且在各个情况下根据拍摄条件来安装滤波器是麻烦的。因此，在照相机本体的光路中内置可拆卸的ND滤波器是方便的。传统上，镜头一体型摄像机一般具有内置的ND滤波器。然而，当诸如ND滤波器等的光学构件被插入到摄像光学系统中或者从摄像光学系统中移除时，摄像光学系统的焦点位置由于光学构件之间折射率的差异或者构件的厚度而偏移。因此，日本特开2003-241078号公报讨论了检测ND滤波器的插入状态、并且根据插入状态通过驱动调焦控制透镜(调焦透镜)来校正散焦的镜头一体型摄像机。在诸如日本特开2003-241078号公报中所讨论的镜头一体型摄像机的情况下，预先知道滤波器的厚度和镜头的光学特性。因此，通过将根据ND滤波器的插入状态的调焦透镜位置的校正量预先存储在照相机本体中，可以相应地校正散焦。然而，在可更换镜头型照相机的情况下，由于可以将光学特性不同的各种类型的镜头单元安装到照相机本体上，难以将调焦透镜位置的校正量预先存储在照相机本体中。同样，镜头単元可以安装到具有不同滤波器的各种照相机本体上，因此，将校正量预先存储在镜头单元中是困难的。因此，不同于镜头一体型摄像机的情况，在可更换镜头型照相机中，不能够校正由ND滤波器的插入或者移除所引起的散焦。该问题在如下所述、使用作为摄像机的变焦透镜的镜头结构所安装的一般后调焦式镜头来拍摄运动图像时变得明显。在后调焦式镜头的情况下，通过相互关联地控制变倍透镜(变焦透镜)和调焦透镜以使得满足基于被摄体距离的预定的位置关系(电子凸轮轨迹)，維持在变焦期间的聚焦状态。然而，当插入ND滤波器从而引起焦点位置的变化时，由电子凸轮轨迹所定义的在变焦透镜与调焦透镜之间的位置关系发生偏移，因此使得不能在变焦期间维持聚焦状态。在拍摄运动图像的情况下，也记录在变焦期间所拍摄的图像。作为結果，除非能够校正由ND滤波器的插入所引起的焦点位置的变化，否则在变焦期间可能记录失焦的图像。
发明内容
本发明涉及如下的可更换镜头型照相机，其能够校正由照相机本体中内置的ND滤波器的插入或者移除所引起的散焦、并且能够在包括运动图像拍摄的拍摄期间拍摄聚焦良好的图像。根据本发明的一方面，一种摄像设备，在所述摄像设备上能够安装镜头单元，所述镜头单元具有包括调焦透镜的摄像光学系统，并且能够基于从所述摄像设备所接收的信息来控制所述摄像光学系统的驱动，所述摄像设备包括滤波器驱动单元，用于在所述摄像光学系统的光路上插入或者移除光学滤波器；检测单元，用于检测所述光学滤波器的插入状态；以及控制单元，用于基于由所述检测单元检测到的所述光学滤波器的插入状态的变化来计算被摄体图像的图像形成位置的移动量，并且将与所述被摄体图像的图像形成位置的移动量有关的信息以及表示所述光学滤波器的插入状态的信息发送到所述镜头单元。
根据本发明的另一方面，一种镜头单元，其能够安装在摄像设备上，所述摄像设备能够插入或者移除光学滤波器，所述镜头单元包括摄像光学系统，包括调焦透镜；存储单元，用于针对所述调焦透镜的各个位置，预先存储与在所述调焦透镜的移动量与被摄体图像的图像形成位置的移动量之间的关系有关的第一信息；以及控制单元，用于从所述摄像设备接收表示所述光学滤波器的插入状态的信息以及与所述被摄体图像的图像形成位置的移动量有关的信息，并且基于接收到的信息以及与所述调焦透镜的位置相对应的所述第一信息，确定所述调焦透镜的移动量以控制所述调焦透镜的驱动。根据本发明的另一方面，一种镜头单元，其能够安装在摄像设备上，所述摄像设备能够插入或者移除光学滤波器，所述镜头单元包括摄像光学系统，包括调焦透镜和变焦透镜；存储单元，用于针对所述调焦透镜的各个位置和所述变焦透镜的各个位置，预先存储与在所述调焦透镜的移动量与被摄体图像的图像形成位置的移动量之间的关系有关的第一信息；以及控制单元，用于从所述摄像设备接收表示所述光学滤波器的插入状态的信息以及与所述被摄体图像的图像形成位置的移动量有关的信息，并且基于接收到的信息以及与所述调焦透镜的位置和所述变焦透镜的位置相对应的所述第一信息，确定所述调焦透镜的移动量以控制所述调焦透镜的驱动。根据本发明的另一方面，一种用于控制摄像设备的方法，在所述摄像设备上能够安装镜头单元，所述镜头单元具有包括调焦透镜的摄像光学系统，并且能够基于从所述摄像设备所接收的信息来控制所述摄像光学系统的驱动，所述方法包括在所述摄像光学系统的光路上插入或者移除光学滤波器；检测所述光学滤波器的插入状态；以及基于检测到的插入状态的变化来计算被摄体图像的图像形成位置的移动量，并且将与所述被摄体图像的图像形成位置的移动量有关的信息以及表示所述光学滤波器的插入状态的信息发送到所述镜头单兀。根据本发明的另一方面，一种用于控制镜头单元的方法，所述镜头单元能够安装在摄像设备上，所述摄像设备能够插入或者移除光学滤波器，并且所述镜头单元包括含有调焦透镜的摄像光学系统以及用于针对所述调焦透镜的各个位置、预先存储与在所述调焦透镜的移动量与被摄体图像的图像形成位置的移动量之间的关系有关的第一信息的存储単元，所述方法包括从所述摄像设备接收表示所述光学滤波器的插入状态的信息以及与所述被摄体图像的图像形成位置的移动量有关的信息；以及基于接收到的信息以及与所述调焦透镜的位置相对应的所述第一信息，确定所述调焦透镜的移动量，以控制所述调焦透镜的驱动。根据本发明的另一方面，一种用于控制镜头单元的方法，所述镜头単元能够安装在摄像设备上，所述摄像设备能够插入或者移除光学滤波器，并且所述镜头単元包括含有调焦透镜和变焦透镜的摄像光学系统以及用于针对所述调焦透镜的各个位置和所述变焦透镜的各个位置、预先存储与在所述调焦透镜的移动量与被摄体图像的图像形成位置的移动量之间的关系有关的第一信息的存储单元，所述方法包括从所述摄像设备接收表示所述光学滤波器的插入状态的信息以及与所述被摄体图像的图像形成位置的移动量有关的信息；以及基于接收到的信息以及与所述调焦透镜的位置和所述变焦透镜的位置相对应的所述第一信息，确定所述调焦透镜的移动量，以控制所述调焦透镜的驱动。
通过以下參考附图对典型实施例的详细说明，本发明的其它特征和方面将变得明 显。
包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出本发明的典型实施例、特征和方面，并和说明书一起用来解释本发明的原理。图I是示出根据本发明的第一典型实施例的摄像设备的示例结构的框图。图2是示出根据第一典型实施例的照相机本体中的示例散焦校正处理的流程图。图3是示出根据第一典型实施例的镜头单元中的示例散焦校正处理的流程图。图4是示出根据本发明的第二典型实施例的摄像设备的示例结构的框图。图5示出后调焦式镜头系统中的电子凸轮轨迹的例子。图6是示出根据第二典型实施例的镜头单元中的示例散焦校正处理的流程图。图7示出调焦透镜位置与像面移动量校正系数之间的关系的例子。
具体实施例方式以下将根据附图详细说明本发明的各种典型实施例、特征和方面。图I是示出根据本发明的第一典型实施例的可更换镜头型照相机(摄像设备)的结构的框图。镜头单元101和照相机本体102用于通过设置在安装面上的触点块103互相通信数据。可以以预定的周期(例如，视频信号中的垂直同步信号的生成周期)或者不定期地通过从镜头单元101和照相机本体102中的一方向另一方发送通信请求而执行数据通信。所通信的数据在以下说明的镜头微计算机107与照相机微计算机117之间发送或者接收，以用于控制镜头单元101和照相机本体102。例如，从镜头微计算机107向照相机微计算机117发送镜头的位置数据或者表示镜头控制状态的数据。相反地，从照相机微计算机117向镜头微计算机107除了发送针对镜头或者光圈(未示出)的控制命令以外，还发送与在ND滤波器的插入或者移除期间的调焦校正有关的信息。首先，说明镜头单元101的组件。由调焦驱动单元105在光轴方向(图示的水平方向)上驱动调节焦点的调焦透镜104。由来自镜头微计算机107的驱动控制命令来控制使用了步进电动机或者直动式音圈电动机的调焦驱动单元105。焦点检测单元106是用于检测调焦透镜位置的传感器，并且所检测的信号输入到镜头微计算机107以用于控制调焦透镜104的驱动。在针对驱动单元使用步进电动机的情况下，也可以通过由镜头微计算机107对驱动步进电动机的驱动脉冲数进行计数来检测位置。因此，可以省略焦点检测单元106。未示出一般包括含有调焦透镜的多个透镜和光圈的镜头单元的摄像光学系统。控制镜头单元101的镜头微计算机107如上说明地控制与照相机本体的通信以及对调焦透镜104的驱动，并且计算在ND滤波器的插入或者移除期间的调焦校正量。镜头微计算机存储器108作为包括动态随机存取存储器(DRAM)或者闪速只读存储器(ROM)的存储单元，存储由镜头微计算机107所执行的处理的程序或者用于处理的数据。与调焦透镜104的灵敏度相关的数据也存储在该存储器中。接下来，说明照相机本体102的组件。光学滤波器110是ND滤波器。可以使用单 个ND滤波器，但是可以切换使用多个ND滤波器。可以通过逐渐改变滤波器的插入量来调节光量。以下，假定光学滤波器110是ND滤波器。然而，可以使用用于截除红外线成分的红外线截止滤波器。在一般的摄像设备中，将红外线截止滤波器插入到摄像光学系统中以去除红外线成分。然而，已经提出一种允许在诸如在黑暗中拍摄等的特殊拍摄条件下从光路中移除该红外线截止滤波器的照相机。在这种情况下，与ND滤波器的情况一样发生散焦。本发明可以适用于在这种情况下对散焦的校正。滤波器驱动单元111包括用作将ND滤波器110插入到摄像光学系统的光路中或者从摄像光学系统的光路中移除ND滤波器110的驱动源的电动机。由以下说明的照相机微计算机117控制的滤波器驱动单元111根据拍摄条件或者操作者的设置操作来驱动ND滤波器在光路上的插入或者移除。可以代替滤波器驱动单元111而设置用于手动在光路上插入或者移除ND滤波器110的杆。操作者可以通过手动操作杆来插入或者移除ND滤波器。滤波器检测单元112是用于检测ND滤波器110的插入状态(滤波器位置)的传感器。所检测的信号输入到照相机微计算机107中，以用于检测ND滤波器的插入状态。在切换使用多个ND滤波器的结构的情况下，检测包括已插入哪个滤波器的插入状态。在通过逐渐改变滤波器的插入量来调节光量的结构的情况下，检测滤波器的插入量。在将步进电动机用于滤波器驱动单元的情况下，也可以通过由照相机微计算机117对用于驱动步进电动机的脉冲数进行计数来检测插入状态。因此，可以省略滤波器检测单元112。图像传感器113是电荷耦合元件(CXD)传感器或者互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器。照相机信号处理电路114对从图像传感器113输出的信号执行各种图像处理。监视器设备115是显示由操作者用以监视图像的照相机信号处理电路114的输出信号、以及向操作者显示照相机状态或者各种警告的显示单元。记录设备116在诸如半导体存储器等的记录介质上记录由照相机信号处理电路114所生成的视频信号。控制照相机本体102的操作的照相机微计算机117如上所述地与镜头单元101通信、并且计算在ND滤波器的插入或者移除期间的像面移动量。照相机微计算机存储器118作为包括DRAM或者闪速ROM的存储单元，存储由照相机微计算机117所执行的处理的程序或者用于处理的数据。照相机微计算机存储器118还存储与在ND滤波器的插入或者移除期间的像面移动量相关的数据。
接下来，说明根据本典型实施例的由ND滤波器的插入或者移除所引起的散焦的校正处理。首先，參考图2的流程图说明照相机本体102中的处理。下面的处理由照相机微计算机117所执行。在图2中，在步骤S201中，照相机微计算机117执行诸如照相机上的视频信号处理、拍摄操作或各种设置操作等的照相机控制处理。省略对该处理的详细说明。在步骤S202中，照相机微计算机117读取由滤波器检测单元112检测到的滤波器位置的数据P。在步骤S203中，照相机微计算机117根据滤波器位置数据P来设置表示滤波器插入状态的通信数据N。在数据N中，滤波器插入和移除可以分别由“I”和“O”来表示。在包括多个滤波器的结构或者逐渐改变滤波器插入量的结构的情况下，相应的插入状态可以由“0”、“1”、“2”等来表示。如下所述，数据N用于由镜头单元101判断滤波器插入状态的变化。如下所述，镜头単元101可以根据从照相机本体102发送到镜头单元101的像面移动量“d”是否已改变，来判断滤波器插入状态的变化。因此，即使在配置为不将滤波器插入状态的数据N发送到镜头微计算机107的情况下，也可以执行本典型实施例中的校正处理。 然后，在步骤S204中，照相机微计算机117从照相机微计算机存储器118中读取用于计算在滤波器插入期间的像面移动量的数据。在步骤S205中，照相机微计算机117计算与滤波器插入状态N相对应的像面移动量“d”。像面移动量“d”表示相对于诸如滤波器移除状态等的基准状态的像面位置、在滤波器插入状态N的情况下摄像光学系统的焦点位置的偏移量。然而，由于像面移动量根据透镜的光学系统或者诸如调焦透镜等的可动透镜的位置而变化，因此像面移动量“ d”取相对于基准透镜的基准透镜位置(例如，无限远聚焦位置)的值。如下所述，在镜头微计算机侧对依赖于镜头的光学系统或者透镜位置的变化来进行转换。在照相机本体用于对多个滤波器的插入或者移除进行切換的情况下，存储与各个滤波器插入相对应的像面移动量的数据，并且根据所插入的滤波器来确定像面移动量。在逐渐改变滤波器插入量的结构的情况下，针对多个位置存储与插入量(滤波器位置)和像面移动量的组合相关的多个数据，并且根据多个数据利用插值来计算与滤波器插入量相对应的像面移动量。在步骤S206中，照相机微计算机117将通过上述的处理而确定的滤波器插入状态N和像面移动量“d”发送到镜头微计算机107。然后，返回到步骤S201以重复处理。接下来，參考图3的流程图说明在镜头单元101的处理。处理由镜头微计算机107执行。在图3中，在步骤S301中，镜头微计算机107执行诸如光圈控制等的对镜头的全面控制。省略对该处理的详细说明。然后，在步骤S302中，镜头微计算机107接收由照相机本体102所发送的滤波器插入状态N和像面移动量“d”。在先前已经执行数据接收的情况下，在步骤S302中，镜头微计算机107从已存储了接收到的数据的存储器读取数据N和“d”。然后，在步骤S303中，镜头微计算机107判断是否是第一次、例如在启动后立即执行图3中示出的处理。在是初始处理(步骤S303中的“是”)的情况下，处理进入步骤S304和S305，其中镜头微计算机107分别将所接收的数据N和“d”代入滤波器插入状态N和像面移动量“d”的备用数据Nbk和dbk。如下所述，通常在步骤S315和S316中对备用数据Nbk和dbk进行代入。然而，因为在初始处理时尚未处理备用数据Nbk和dbk，因此在步骤S304和S305中将作为初始值的数据N和“d”代入备用数据Nbk和dbk。在判断为不是初始处理(步骤S303中的“否”)的情况下，处理进入步骤S306。在步骤S306中，镜头微计算机107判断滤波器插入状态N是否等于备用数据Nbk。在相等(步骤S306中的“是”)的情况下，滤波器插入状态尚无变化，因此处理在不校正散焦的情况下返回步骤S301。另一方面，在不相等(步骤S306中的“否”)的情况下，滤波器插入状态已发生变化，因此处理进入步骤S307以校正散焦。在如上所述、未从照相机本体102发送来滤波器插入状态的数据N的情况下，可以通过判断像面移动量“d”是否等于备用数据dbk或者像面移动量“d”与备用数据dbk之差是否等于或小于阈值，来执行同样的校正处理。阈值可以基于摄像设备的性能允许多少散焦(例如，作为识别所拍摄图像的散焦的界限的景深以内的散焦)来确定。在步骤S307中，镜头微计算机107读取由焦点检测单元106所检测的调焦透镜位置Pf。然后，在步骤S308中，镜头微计算机107计算针对从照相机微计算机117所接收的像面移动量“d”的校正系数K。如上所述，在像面移动量“d”取相对于基准透镜的基准透镜 位置的值的同时，实际的像面移动量根据镜头的光学系统或者调焦透镜位置而改变。因此，通过所计算的校正系数K将像面移动量“d”转换为实际的像面移动量“d’”。图7示出调焦透镜位置与像面移动量校正系数之间的关系的例子。该关系由透镜的光学特性确定。因此，作为用于计算与调焦透镜位置相对应的校正系数K的数据，将例如调焦透镜位置ΡΠ、Pf2和Pf3的值与相对应的校正系数的值K1、K2和Κ3存储在镜头微计算机存储器108中。在所示出的调焦透镜位置Pf在Pf 2与Pf 3之间的情况下，可以通过对校正系数Κ2和Κ3的值进行线性插值来计算与在步骤S307中所检测的调焦透镜位置相对应的校正系数K。可以以使得由线性近似中的近似误差所引起的散焦可以保持在容许范围以内的方式来确定存储在镜头微计算机存储器108中的Pfl、Pf2……等的分割数。在镜头单元包括诸如变焦透镜等的其它可动透镜的情况下，在步骤S308中，镜头微计算机107计算不仅与调焦透镜位置还与该可动透镜的位置相对应的转换系数K。在步骤S309中，镜头微计算机107将从照相机微计算机117所接收的像面移动量“d”和备用数据dbk与步骤S308中所计算的校正系数K相乘，以计算校正后的像面移动量“d，”和 dbk，。然后，在步骤S310中，镜头微计算机107计算与调焦透镜位置Pf相对应的灵敏度S。灵敏度S是表示调焦透镜的移动量与像面的移动量的比率的系数，通过S=d/L来计算，其中L是调焦透镜的移动量，并且“d”是像面移动量。灵敏度S由透镜的光学特性确定。因此，如同像面移动量的转换系数K的情况，预先将用于计算与调焦透镜位置相对应的灵敏度S的数据存储在镜头微计算机存储器108中，并且通过插值来计算与调焦透镜位置Pf相对应的灵敏度S。在镜头单元包括诸如变焦透镜等的其它可动透镜的情况下，在步骤S310中，镜头微计算机107计算不仅与调焦透镜位置还与该可动透镜的位置相对应的灵敏度S。在步骤S311中，镜头微计算机107计算调焦透镜的移动量L以校正由滤波器插入状态的变化引起的散焦。滤波器插入状态的变化伴随着像面移动量从dbk’到“d’ ”的变化，因此可以通过L=SX (d’ -dbk’ )来计算用于校正该变化的调焦透镜移动量。然后，在步骤S312中，镜头微计算机107计算移动目标位置Pft来移动调焦透镜104。目标位置由Pft=Pf+L来表示，其中L是相对于当前的调焦透镜位置Pf来校正散焦的移动量。在步骤S313中，镜头微计算机107驱动调焦驱动单元105来将调焦透镜移动到目标位置Pft。在步骤S314中，镜头微计算机107判断调焦透镜是否已到达目标位置Pft。在判断为调焦透镜尚未到达目标位置Pft (步骤S314中的“否”)的情况下，处理返回步骤S313以继续驱动。在调焦透镜已达到目标位置Pft(步骤S314中的“是”)的情况下，处理进入步骤S315。在步骤S315和S316中，为进行下一次处理，镜头微计算机107将所接收的数据N和“d”代入滤波器插入状态N和像面移动量“d”的备用数据Nbk和dbk。这样，散焦的校正处理完成。然后，返回到步骤S301以重复处理。如上所述，在未从照相机本体102发送滤波器插入状态的数据N的情况下，可以省略步骤S304和S315。在一般的照相机中，操作者可以选择自动对照相机调焦的自动调焦模式或者手动对照相机调焦的手动调焦模式来使用。在自动调焦模式的情况下，即使ND滤波器的插入或者移除引起了散焦，由于调焦操作是自动执行的，因此也可以仅在照相机处于手动调焦模式的情况下执行散焦的校正处理。然而，在自动调焦模式的调焦操作中，需要时间来判断用于调焦的调焦透镜位置，因此即使在自动调焦模式下也可以通过执行散焦校正处理在更短 时间内校正散焦。根据本发明的第一典型实施例，在可更换镜头型照相机中，照相机微计算机将关于包括在照相机本体中的诸如ND滤波器等的光学滤波器的插入状态以及在滤波器的插入期间光学系统的像面移动量的信息发送到镜头微计算机。镜头微计算机基于所接收的信息以及镜头单元中所存储的关于调焦透镜的灵敏度的信息，计算用于校正在光学滤波器的插入期间的像面移动量的校正量以驱动调焦透镜。作为結果，即使在具有不同的光学特性的多种镜头単元中，也可以校正由ND滤波器的插入所引起的散焦以拍摄聚焦良好的图像。图4是示出根据本发明的第二典型实施例的可更换镜头型照相机(摄像设备)的结构的框图。在第二典型实施例中，在后调焦式镜头单元中，基于从照相机本体所接收的关于像面移动量的信息来校正电子凸轮轨迹数据以执行镜头控制。在图4中，组件101到108与图I中示出的本发明的第一典型实施例中的组件相似，因此省略对其的说明。镜头单元的光学系统包括第一固定透镜组401、用于变焦的变焦透镜402、第二固定透镜组403以及调焦透镜104。变焦操作単元404通过移动诸如由操作者操作的变焦圈等的变焦透镜402来执行变焦。在该情况下，可以采用通过操作者的手动操作经由凸轮机构直接移动变焦透镜的结构、或者操作者对开关或者电子圈进行操作井根据其操作量由诸如电动机等的驱动单元来移动变焦透镜的电动变焦结构。变焦检测单元405是用于检测变焦透镜位置的传感器，并且所检测的信号输入到镜头微计算机107。在后调焦式镜头单元中，当在各被摄体距离处焦距(变焦透镜402的位置)改变时，如果对用于在摄像面上对被摄体图像聚焦的调焦透镜104的位置连续绘图，则得到图5中示出的結果。在后调焦式镜头单元中，存储关于多个轨迹(电子凸轮轨迹)的信息或者与其相对应的信息(表示轨迹本身的信息或者以透镜位置为变量的函数)，并且基于调焦透镜104和变焦透镜402的位置来选择轨迹。通过在跟踪所选择的轨迹的情况下执行变焦来保持在变焦期间的聚焦状态。具体地，镜头微计算机107根据在某ー时刻的变焦透镜402的位置以及在此时刻所选择的轨迹、使用所存储的电子凸轮轨迹数据来计算调焦透镜104的相应位置，并且将调焦透镜104移动到所计算出的位置。镜头微计算机107通过在变焦期间顺次地执行该处理来控制镜头跟踪电子凸轮轨迹。然而，当像面由于在光路上插入ND滤波器而移动时，除非将图5中示出的电子凸轮轨迹的调焦透镜位置移动与所要控制的像面的移动相等的量，否则无法在变焦期间保持聚焦状态。因此，以下说明在后调焦镜头中对插入或者移除ND滤波器所引起的散焦的校正处理。照相机本体102中的处理与第一典型实施例中的处理相似，因此省略对其的说明。以下参考图6的流程图说明在镜头微计算机107的处理。在图6中，步骤S601与S602与图3中示出的步骤S301和S302相似，因此省略对其的说明。在步骤S603中，镜头微计算机107读取由变焦检测单元405所检测的变焦镜头位置Pz。
在步骤S604中，镜头微计算机107判断操作者是否正在进行变焦操作。这可以基于变焦镜头位置Pz是否与上次所检测的不同、或者在电动变焦结构的情况下通过使用关于变焦驱动电动机是否正在驱动中的信息来判断。在变焦未处于操作中(步骤S604中的“否”)的情况下，处理进入步骤S605。该处理与图3中示出的第一典型实施例中的步骤S303到S316相似，并且镜头微计算机107驱动调焦透镜以校正由ND滤波器的插入所引起的散焦。在结束后，处理返回步骤S601。另一方面，在变焦处于操作中(步骤S604中的“是”)的情况下，处理进入步骤S606，并且镜头微计算机107执行与由ND滤波器的插入所引起的散焦相对应的电子凸轮轨迹数据的校正处理。步骤S606到S609与图3中示出的步骤S307到S310相似，因此省略对其的说明。在本典型实施例中，调焦透镜104和变焦透镜403都是可动的透镜，因此在步骤S607和S609中，镜头微计算机107计算与调焦透镜位置Pf和变焦透镜位置Pz两者相对应的校正系数K和灵敏度S。在步骤S309中，计算像面移动量dbk’。然而，由于在下面的处理中不使用像面移动量dbk’，因此在步骤S608中省略对像面移动量dbk’的计算。然后，在步骤S610中，镜头微计算机107读取存储在镜头微计算机存储器108中的电子凸轮轨迹数据。对于电子凸轮轨迹数据，存储在未插入滤波器的基准状态中的轨迹。在步骤S611中，镜头微计算机107计算校正量Dcam以校正在滤波器插入期间电子凸轮轨迹的偏移。滤波器插入造成的在摄像面上的像面移动量等于在步骤S608中所计算的校正后的像面移动量“d’”。因而，通过执行校正以将调焦透镜位置相对于基准状态下的电子凸轮轨迹数据移动SXd’，可以获得在滤波器插入的状态下的电子凸轮轨迹数据。换言之，设置为Dcam=SXd’。随后，在步骤S612中，镜头微计算机107将校正量Dcam与步骤S610中读取的电子凸轮轨迹数据相加，以获得校正后的电子凸轮轨迹数据。在步骤S613中，镜头微计算机107基于在步骤S612中所获得的校正后的电子凸轮轨迹数据来控制变焦期间调焦透镜的驱动。针对基于后调焦式镜头中的电子凸轮轨迹数据的调焦透镜的驱动控制，已经提出各种众所周知的方法，因此省略详细的说明。在步骤S614和S615中，如同在步骤S315和S316的情况中那样，镜头微计算机107将所接收的数据N和“d”代入滤波器插入状态N和像面移动量“d”的备用数据Nbk和dbk。在后调焦式镜头中由ND滤波器的插入所引起的散焦的校正处理完成。然后，返回步骤S601以重复处理。根据本典型实施例，即使在基于电子凸轮轨迹数据来相互关联地控制变焦透镜和调焦透镜的后调焦式镜头单元中，镜头微计算机通过基于从照相机本体所接收的像面移动量的信息和存储在镜头单元中的调焦透镜的灵敏度的信息来校正电子凸轮轨迹数据而执行镜头控制。作为结果，即使在包括在照相机本体中的诸如ND滤波器等的光学滤波器的插入状态改变的情况下，也可以在变焦期间保持聚焦状态，并且可以拍摄聚焦状态良好的运动图像。本发明的方面也可以通过系统或者设备的计算机(或者诸如CPU或MPU等的装置)读出并且执行存储器装置上记录的程序以进行上述实施例的功能而实现，以及通过方法实现，该方法的步骤由系统或者设备的计算机通过例如读出并且执行存储器装置上记录的程序以进行上述的实施例的功能而进行。为了该目的，将程序例如通过网络或者从用作存储器装置(例如非瞬态计算机可读介质)的各种存储介质提供给计算机。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。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功 倉泛。
权利要求
1.一种摄像设备，在所述摄像设备上能够安装镜头单元，所述镜头单元具有包括调焦透镜的摄像光学系统，并且能够基于从所述摄像设备所接收的信息来控制所述摄像光学系统的驱动，所述摄像设备包括 滤波器驱动单元，用于在所述摄像光学系统的光路上插入或者移除光学滤波器； 检测单元，用于检测所述光学滤波器的插入状态；以及 控制单元，用于基于由所述检测单元检测到的所述光学滤波器的插入状态的变化来计算被摄体图像的图像形成位置的移动量，并且将与所述被摄体图像的图像形成位置的移动量有关的信息以及表示所述光学滤波器的插入状态的信息发送到所述镜头单元。
2.一种镜头单元，其能够安装在摄像设备上，所述摄像设备能够插入或者移除光学滤波器，所述镜头单元包括 摄像光学系统，包括调焦透镜； 存储单元，用于针对所述调焦透镜的各个位置，预先存储与在所述调焦透镜的移动量与被摄体图像的图像形成位置的移动量之间的关系有关的第一信息；以及 控制单元，用于从所述摄像设备接收表示所述光学滤波器的插入状态的信息以及与所述被摄体图像的图像形成位置的移动量有关的信息，并且基于接收到的信息以及与所述调焦透镜的位置相对应的所述第一信息，确定所述调焦透镜的移动量以控制所述调焦透镜的驱动。
3.根据权利要求2所述的镜头单元，其特征在于，所述控制单元基于从所述摄像设备接收到的表示所述光学滤波器的插入状态的信息来判断所述光学滤波器的插入状态的变化。
4.根据权利要求2或3所述的镜头单元，其特征在于， 所述存储单元针对所述调焦透镜的各个位置，存储用于将所述被摄体图像的图像形成位置的移动量转换为所述调焦透镜的移动量的第二信息，以及 所述控制单元基于接收到的与所述被摄体图像的图像形成位置的移动量有关的信息以及与所述调焦透镜的位置相对应的所述第一信息和所述第二信息，确定所述调焦透镜的移动量以控制所述调焦透镜的驱动。
5.根据权利要求2或3所述的镜头单元，其特征在于， 所述存储单元存储从所述摄像设备接收到的与所述被摄体图像的图像形成位置的移动量有关的信息，以及 在基于从所述摄像设备新接收到的信息的所述被摄体图像的图像形成位置的移动量与基于存储在所述存储单元中的信息的所述被摄体图像的图像形成位置的移动量之间的差超过预定值的情况下，所述控制单元基于新接收到的与所述被摄体图像的图像形成位置的移动量有关的信息以及与所述调焦透镜的位置相对应的所述第一信息，确定所述调焦透镜的移动量以控制所述调焦透镜的驱动。
6.根据权利要求2或3所述的镜头单元，其特征在于，所述第一信息包括关于所述调焦透镜的移动量与所述被摄体图像的图像形成位置的移动量之间的比率的信息。
7.一种镜头单元，其能够安装在摄像设备上，所述摄像设备能够插入或者移除光学滤波器，所述镜头单元包括 摄像光学系统，包括调焦透镜和变焦透镜；存储单元，用于针对所述调焦透镜的各个位置和所述变焦透镜的各个位置，预先存储与在所述调焦透镜的移动量与被摄体图像的图像形成位置的移动量之间的关系有关的第一信息；以及 控制单元，用于从所述摄像设备接收表示所述光学滤波器的插入状态的信息以及与所述被摄体图像的图像形成位置的移动量有关的信息，并且基于接收到的信息以及与所述调焦透镜的位置和所述变焦透镜的位置相对应的所述第一信息，确定所述调焦透镜的移动量以控制所述调焦透镜的驱动。
8.根据权利要求7所述的镜头单元，其特征在于，所述控制单元基于从所述摄像设备接收到的表示所述光学滤波器的插入状态的信息，判断所述光学滤波器的插入状态的变化。
9.根据权利要求7或8所述的镜头单元，其特征在于， 所述存储单元针对所述调焦透镜的各个位置和所述变焦透镜的各个位置，存储用于将所述被摄体图像的图像形成位置的移动量转换为所述调焦透镜的移动量的第二信息，以及 所述控制单元基于接收到的与所述被摄体图像的图像形成位置的移动量有关的信息以及与所述调焦透镜的位置和所述变焦透镜的位置相对应的所述第一信息和所述第二信息，确定所述调焦透镜的移动量以控制所述调焦透镜的驱动。
10.根据权利要求7或8所述的镜头单元，其特征在于， 所述存储单元存储从所述摄像设备接收到的与所述被摄体图像的图像形成位置的移动量有关的信息，以及 在基于从所述摄像设备新接收到的信息的所述被摄体图像的图像形成位置的移动量与基于存储在所述存储单元中的信息的所述被摄体图像的图像形成位置的移动量之间的差超过预定值的情况下，所述控制单元基于新接收到的与所述被摄体图像的图像形成位置的移动量有关的信息以及与所述调焦透镜的位置和所述变焦透镜的位置相对应的所述第一信息，确定所述调焦透镜的移动量以控制所述调焦透镜的驱动。
11.根据权利要求7或8所述的镜头单元，其特征在于，所述第一信息包括关于所述调焦透镜的移动量与所述被摄体图像的图像形成位置的移动量之间的比率的信息。
12.一种用于控制摄像设备的方法，在所述摄像设备上能够安装镜头单元，所述镜头单元具有包括调焦透镜的摄像光学系统，并且能够基于从所述摄像设备所接收的信息来控制所述摄像光学系统的驱动，所述方法包括 在所述摄像光学系统的光路上插入或者移除光学滤波器； 检测所述光学滤波器的插入状态；以及 基于检测到的插入状态的变化来计算被摄体图像的图像形成位置的移动量，并且将与所述被摄体图像的图像形成位置的移动量有关的信息以及表示所述光学滤波器的插入状态的信息发送到所述镜头单元。
13.一种用于控制镜头单元的方法，所述镜头单元能够安装在摄像设备上，所述摄像设备能够插入或者移除光学滤波器，并且所述镜头单元包括含有调焦透镜的摄像光学系统以及用于针对所述调焦透镜的各个位置、预先存储与在所述调焦透镜的移动量与被摄体图像的图像形成位置的移动量之间的关系有关的第一信息的存储单元，所述方法包括 从所述摄像设备接收表示所述光学滤波器的插入状态的信息以及与所述被摄体图像的图像形成位置的移动量有关的信息；以及 基于接收到的信息以及与所述调焦透镜的位置相对应的所述第一信息，确定所述调焦透镜的移动量，以控制所述调焦透镜的驱动。
14.一种用于控制镜头单元的方法，所述镜头单元能够安装在摄像设备上，所述摄像设备能够插入或者移除光学滤波器，并且所述镜头单元包括含有调焦透镜和变焦透镜的摄像光学系统以及用于针对所述调焦透镜的各个位置和所述变焦透镜的各个位置、预先存储与在所述调焦透镜的移动量与被摄体图像的图像形成位置的移动量之间的关系有关的第一信息的存储单元，所述方法包括 从所述摄像设备接收表示所述光学滤波器的插入状态的信息以及与所述被摄体图像的图像形成位置的移动量有关的信息；以及 基于接收到的信息以及与所述调焦透镜的位置和所述变焦透镜的位置相对应的所述第一信息，确定所述调焦透镜的移动量，以控制所述调焦透镜的驱动。
全文摘要
本发明涉及摄像设备及其控制方法、镜头单元及其控制方法。一种摄像设备，其上能够安装具有包括调焦透镜的摄像光学系统并且能够基于从摄像设备所接收的信息来控制对摄像光学系统的驱动的镜头单元，该摄像设备包括用于在摄像光学系统的光路上插入或者移除光学滤波器的滤波器驱动单元，用于检测光学滤波器的插入状态的检测单元，以及用于基于由检测单元所检测的光学滤波器的插入状态的变化来计算被摄体图像的图像形成位置的移动量、并且将关于被摄体图像的图像形成位置的移动量的信息以及表示光学滤波器的插入状态的信息发送到镜头单元的控制单元。
文档编号H04N5/232GK102819168SQ201210185850
公开日2012年12月12日 申请日期2012年6月6日 优先权日2011年6月6日
发明者森本庸介 申请人:佳能株式会社