調(diào)焦裝置以及調(diào)焦方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及調(diào)焦裝置以及調(diào)焦方法，使多個(gè)對(duì)焦鏡頭組中的第I對(duì)焦鏡頭組發(fā)生顫動(dòng)(wobbling)動(dòng)作，從而對(duì)被攝體進(jìn)行對(duì)焦(自動(dòng)對(duì)焦:AF)。
【背景技術(shù)】
[0002]作為調(diào)焦的現(xiàn)有技術(shù)，公知一種方法，使鏡頭在光軸方向上顫動(dòng)(微小振動(dòng))而檢測(cè)焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值，并基于這時(shí)的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值的變化來檢測(cè)焦點(diǎn)的偏離方向。例如在專利文獻(xiàn)I中公開一種自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)，其具有顫動(dòng)用鏡頭組和焦點(diǎn)調(diào)整用鏡頭組，并使這些鏡頭組分別移動(dòng)。
[0003]在上述專利文獻(xiàn)I中，使顫動(dòng)用鏡頭組顫動(dòng)而檢測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)焦的方向，并使焦點(diǎn)調(diào)整用鏡頭組向這個(gè)檢測(cè)出的實(shí)現(xiàn)對(duì)焦的方向移動(dòng)，之后，再次使顫動(dòng)用鏡頭組顫動(dòng)而判定是否對(duì)焦。在這個(gè)判定的結(jié)果是未對(duì)焦的情況下，再次使焦點(diǎn)調(diào)整用鏡頭向通過顫動(dòng)而檢測(cè)出的實(shí)現(xiàn)對(duì)焦的方向移動(dòng)。反復(fù)執(zhí)行上面的動(dòng)作直到實(shí)現(xiàn)對(duì)焦為止。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-221798號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的課題
[0008]但是，在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，存在如下的問題:因?yàn)橹钡綄?shí)現(xiàn)對(duì)焦為止，都交替執(zhí)行使焦點(diǎn)移動(dòng)的焦點(diǎn)調(diào)整用鏡頭組的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作、和用于判定是否對(duì)焦的對(duì)顫動(dòng)鏡頭的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作，所以，如果被攝體移動(dòng)，則對(duì)這個(gè)被攝體的AF的追隨性降低。
[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種調(diào)焦裝置以及調(diào)焦方法，能夠使對(duì)移動(dòng)的被攝體的AF的追隨性提尚。
[0010]用于解決課題的手段
[0011]本發(fā)明的主要方面涉及的調(diào)焦裝置具有:攝像元件，其包含攝像面；攝影鏡頭，其包含含有第I和第2對(duì)焦鏡頭組的多個(gè)對(duì)焦鏡頭組，在所述攝像元件的所述攝像面上成像被攝體的像，并能夠調(diào)焦；焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值檢測(cè)部，其基于由所述攝像元件的攝像所獲得的圖像信號(hào)而檢測(cè)焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值；以及控制部，其基于所述焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值而使所述多個(gè)對(duì)焦鏡頭組移動(dòng)，并且使所述第I對(duì)焦鏡頭組發(fā)生顫動(dòng)動(dòng)作從而對(duì)所述被攝體進(jìn)行對(duì)焦，并且在所述第I對(duì)焦鏡頭組執(zhí)行I個(gè)周期的所述顫動(dòng)動(dòng)作的期間，使所述第2對(duì)焦鏡頭組移動(dòng)，從而使所述多個(gè)對(duì)焦鏡頭組的像面位置以規(guī)定量移動(dòng)。
[0012]本發(fā)明的主要方面涉及的調(diào)焦方法通過含有第I和第2對(duì)焦鏡頭組的多個(gè)對(duì)焦鏡頭組而在攝像元件的攝像面上成像被攝體的像，基于由所述攝像元件的攝像所獲得的圖像信號(hào)而檢測(cè)焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值，基于所述焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值而使所述多個(gè)對(duì)焦鏡頭組移動(dòng)，并且使所述第I對(duì)焦鏡頭組發(fā)生顫動(dòng)動(dòng)作從而對(duì)所述被攝體進(jìn)行對(duì)焦，并且在所述第I對(duì)焦鏡頭組執(zhí)行I個(gè)周期的所述顫動(dòng)動(dòng)作的期間，使所述第2對(duì)焦鏡頭組移動(dòng)，從而使所述多個(gè)對(duì)焦鏡頭組的像面位置以規(guī)定量移動(dòng)。
[0013]發(fā)明效果
[0014]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種調(diào)焦裝置和調(diào)焦方法，能夠使對(duì)移動(dòng)的被攝體的AF的追隨性提尚。
【附圖說明】
[0015]圖1是示出使用了本發(fā)明涉及的攝像裝置的一個(gè)實(shí)施方式的調(diào)焦裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖2是示出該裝置中的第2至第4鏡頭組的可動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖3是示出該裝置中當(dāng)焦點(diǎn)位置處于無限遠(yuǎn)的情況下的第2至第4鏡頭組的各鏡頭位置的圖。
[0018]圖4是示出在該裝置中當(dāng)焦點(diǎn)位置處于最近的情況下的第2至第4鏡頭組的各鏡頭位置的圖。
[0019]圖5是示出該裝置中的第2組用步進(jìn)電機(jī)的速度倍率相對(duì)于第3組用步進(jìn)電機(jī)從無限遠(yuǎn)到最近的距離的關(guān)系的圖。
[0020]圖6是示出裝置中的第3組用步進(jìn)電機(jī)的位置與倍率之間的關(guān)系的圖。
[0021]圖7是示出該裝置中的與第3組用步進(jìn)電機(jī)的位置相對(duì)的該第3組用步進(jìn)電機(jī)的速度的圖。
[0022]圖8是示出該裝置中的與第3組用步進(jìn)電機(jī)的位置相對(duì)的第2組用步進(jìn)電機(jī)的速度的圖。
[0023]圖9是示出該裝置中的與第3組用步進(jìn)電機(jī)的位置相對(duì)的第2組用步進(jìn)電機(jī)的位置的關(guān)系的圖。
[0024]圖10是該裝置中的照相機(jī)主體電源接通流程圖。
[0025]圖1lA是該裝置中的鏡頭通信開始流程圖。
[0026]圖1lB是該裝置中的鏡頭通信開始流程圖。
[0027]圖12是該裝置中的對(duì)焦處理流程圖。
[0028]圖13是該裝置中的定時(shí)信號(hào)生成流程圖。
[0029]圖14是該裝置中的對(duì)焦驅(qū)動(dòng)開始流程圖。
[0030]圖15是示出該裝置中的顫動(dòng)動(dòng)作的時(shí)序圖。
[0031]圖16是該裝置中的目標(biāo)位置設(shè)定開始流程圖。
[0032]圖17是該裝置中的第4組用步進(jìn)電機(jī)的目標(biāo)位置設(shè)定開始流程圖。
[0033]圖18是該裝置中的驅(qū)動(dòng)速度設(shè)定開始流程圖。
[0034]圖19是示出該裝置中的顫動(dòng)動(dòng)作的時(shí)序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0036]圖1示出使用了調(diào)焦裝置的攝像裝置(以下稱為本裝置200)的結(jié)構(gòu)圖。本裝置200具有更換鏡頭方式的結(jié)構(gòu)，更換鏡頭部100以能夠更換的方式安裝在照相機(jī)主體10上。本裝置200并不限于更換鏡頭式的照相機(jī)，例如也能夠適用于小型照相機(jī)、帶攝像功能的攜帶設(shè)備等。
[0037]照相機(jī)主體10將通過更換鏡頭部100成像的被攝體像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并對(duì)電信號(hào)進(jìn)行圖像處理，從而取得靜止圖像或動(dòng)態(tài)圖像的圖像數(shù)據(jù)。照相機(jī)主體10包含攝像元件11和照相機(jī)CPU 12。
[0038]攝像元件11將通過更換鏡頭部100成像的被攝體像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)ES。
[0039]照相機(jī)CPU 12在拍攝靜止圖像或動(dòng)態(tài)圖像時(shí)，進(jìn)行對(duì)比度AF處理和AE處理，并且對(duì)從攝像元件11所輸出的電信號(hào)ES進(jìn)行圖像處理而取得靜止圖像或動(dòng)態(tài)圖像的圖像數(shù)據(jù)。作為圖像處理，照相機(jī)CPU 12例如進(jìn)行顏色校正處理、伽馬(γ)校正處理、壓縮處理、對(duì)通過壓縮處理而被壓縮的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮處理等。
[0040]對(duì)比度AF處理通過提取由攝像元件11的攝像所獲得的圖像數(shù)據(jù)的高頻成分并對(duì)提取的高頻成分進(jìn)行累計(jì)而取得AF用的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值。對(duì)比度AF處理根據(jù)所取得的焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值而對(duì)圖像數(shù)據(jù)的對(duì)比度進(jìn)行評(píng)價(jià)，并且將更換鏡頭部100的鏡頭系統(tǒng)中的對(duì)焦鏡頭組調(diào)整到實(shí)現(xiàn)對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的位置，在這里，對(duì)焦鏡頭組是指第2鏡頭組102、第3鏡頭組103以及第4鏡頭組104。
[0041]AE處理使用由攝像元件11的攝像所獲得的圖像數(shù)據(jù)而計(jì)算出被攝體的亮度，并根據(jù)該被攝體的亮度而計(jì)算出曝光時(shí)的光圈單元120的開口量(光圈值)、和快門的開放時(shí)間(快門速度值)。
[0042]照相機(jī)主體10包含顯示靜止圖像或動(dòng)態(tài)圖像的顯示屏以及操作部，該操作部具備釋放按鈕、模式開關(guān)、動(dòng)態(tài)圖像錄像按鈕、選擇鍵、電源按鈕等，在這里予以省略。
[0043]更換鏡頭部100作為攝影鏡頭系統(tǒng)包含有第I至第5鏡頭組101?105。第I至第5鏡頭組(1G?5G鏡頭組)101?105分別由多個(gè)光學(xué)鏡頭組合而成。第I至第5鏡頭組101?105使被攝體的像成像在攝像元件11的攝像面上，并能夠?qū)Ρ粩z體進(jìn)行焦點(diǎn)調(diào)整。第4鏡頭組104作為第I對(duì)焦鏡頭組，在進(jìn)行對(duì)焦調(diào)整時(shí)，是作為顫動(dòng)動(dòng)作專用而設(shè)置的。第2和第3鏡頭組102、103作為第2對(duì)焦鏡頭組，是對(duì)焦調(diào)整用(焦點(diǎn)調(diào)整用)的。第4鏡頭組104的倍率被設(shè)定成比其它的第I至第3、第5鏡頭組101?103、105的倍率低。
[0044]第I和第5鏡頭組101、105相對(duì)于更換鏡頭部100的主體被固定。第2至第4鏡頭組102?104被設(shè)置成能夠相對(duì)于更換鏡頭部100的主體在光軸方向P上自由移動(dòng)。
[0045]具體地說，在更換鏡頭部100上例如相互平行地設(shè)置2根懸吊軸106a、106b。第I和第5鏡頭組101、105分別經(jīng)由各固定部件107而固定在各懸吊軸106a、106b上。第2至第4鏡頭組102?104被設(shè)置成分別經(jīng)由可動(dòng)機(jī)構(gòu)108而相對(duì)于各懸吊軸106a、106b能夠自由移動(dòng)?？蓜?dòng)機(jī)構(gòu)108分別使第2至第4鏡頭組102?104在光軸方向P上可動(dòng)。
[0046]圖2示出第2至第4鏡頭組102?104的可動(dòng)機(jī)構(gòu)108的結(jié)構(gòu)圖?？蓜?dòng)機(jī)構(gòu)108具備有分別相對(duì)于各懸吊軸106a、106b滑動(dòng)的各滑動(dòng)部件109a、109b。在滑動(dòng)部件109a、109b上支承第2至第4鏡頭組102?104。在各滑動(dòng)部件109a、109b之中的例如滑動(dòng)部件109a上，設(shè)置連結(jié)部件110。
[0047]在可動(dòng)機(jī)構(gòu)108上，除了設(shè)置第2至第4鏡頭組102?104之外，還分別設(shè)置第2組用至第4組用步進(jìn)電機(jī)(2G?4G電機(jī))111?113。在第2組用至第4組用步進(jìn)電機(jī)111?113上，分別相對(duì)于光軸P并列設(shè)置螺旋軸114。在螺旋軸114上螺合滑動(dòng)用螺母部件115。在滑動(dòng)用螺母部件115上連結(jié)上述連結(jié)部件110。
[0048]如果第2組用至第4組用步進(jìn)電機(jī)111?113進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，則各個(gè)螺旋軸114進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。通過螺旋軸114的旋轉(zhuǎn)，滑動(dòng)用螺母部件115在螺旋軸114上在與光軸P相平行的方向上滑動(dòng)。因?yàn)榛瑒?dòng)用螺母部件115的滑動(dòng)經(jīng)由連結(jié)部件110傳遞給滑動(dòng)部件109a，所以第2至第4鏡頭組102?104分別經(jīng)由各滑動(dòng)部件109a、109b而沿著各懸吊軸106a、106b移動(dòng)。
[0049]在第2和第3鏡頭組102、103之間設(shè)置有光圈單元120。光圈單元120被固定在對(duì)各懸吊軸106a、106b進(jìn)行支承的支承部件120a上。在光圈單元120上設(shè)置有光圈用步進(jìn)電機(jī)121。光圈用步進(jìn)電機(jī)121驅(qū)動(dòng)光圈單元120而使開口量、快門的開放時(shí)間(快門速度值)可變。
[0050]第2組用至第4組用步進(jìn)電機(jī)11