透鏡驅動裝置、控制方法以及透鏡系統的製作方法

2023-05-23 20:58:21 4

專利名稱：透鏡驅動裝置、控制方法以及透鏡系統的製作方法
技術領域：
本發明的實施例涉及具有用於在遠攝側進行近距拍攝(微距拍攝)的所謂遠攝微距(tele-macro)拍攝模式的透鏡驅動裝置以及透鏡系統。
背景技術：
傳統上已知具有能夠選擇微距拍攝模式的所謂遠攝微距拍攝功能的數字攝像機和數位照相機等攝像設備。該攝像設備在微距拍攝模式下在遠攝側可以對在正常拍攝模式下不能獲得清楚的焦點的近的範圍中的被攝體進行聚焦。在日本特開2003-241069中，這種攝像設備的用戶通過視覺測量到被攝體的距離，並且利用按鈕等選擇拍攝模式。此外，如果在正常拍攝模式下不能聚焦，則向用戶給出需要改變拍攝模式的警告。然而，根據日本特開2003-241069中討論的方法，包括遠攝微距拍攝功能的攝像設備的用戶需要判斷選擇正常拍攝模式還是遠攝微距拍攝模式。這對於用戶來說是不方便的。此外，即使被攝體距離攝像設備非常近，在某些情況下，用戶也忘記選擇遠攝微距拍攝牛吳式。

發明內容
本發明的ー個方面涉及具有遠攝微距拍攝模式並且能夠自動將拍攝模式改變到遠攝微距拍攝模式的攝像設備，換句話說，涉及能夠進行在遠攝側的近距攝像的自動判斷的攝像設備。根據本發明的一方面，提供ー種透鏡驅動裝置，包括控制單元，用於基於針對各被攝體距離存儲的、用於進行變焦操作的第一透鏡的位置和用於進行焦點調節的第二透鏡的位置的信息，控制所述第一透鏡和所述第二透鏡的移動，其中，當所述第一透鏡處於預定位置的遠攝側吋，所述控制単元限制將所述第二透鏡移動到與比第一被攝體距離更近的第 ニ被攝體距離相對應的位置，並且在所述第二透鏡到達包括與所述第一被攝體距離相對應的位置的預定區域之後滿足預定條件的情況下，所述控制単元允許將所述第二透鏡移動到與所述第二被攝體距離相對應的位置。根據本發明的另一方面，提供ー種透鏡驅動裝置的控制方法，包括基於針對各被攝體距離存儲的、用於進行變焦操作的第一透鏡的位置和用於進行焦點調節的第二透鏡的位置的信息，控制所述第一透鏡和所述第二透鏡的移動，其中，控制所述移動包括當所述第一透鏡處於預定位置的遠攝側吋，限制將所述第二透鏡移動到與比第一被攝體距離更近的第二被攝體距離相對應的位置，並且在所述第二透鏡到達包括與所述第一被攝體距離相對應的位置的預定區域之後滿足預定條件的情況下，允許將所述第二透鏡移動到與所述第 ニ被攝體距離相對應的位置。根據本發明的另一方面，提供一種透鏡系統，包括第一透鏡，用於進行變焦操作； 以及第二透鏡，用於進行焦點調節，其中，當所述第一透鏡處於預定位置的遠攝側吋，限制將所述第二透鏡移動到與比第一被攝體距離更近的第二被攝體距離相對應的位置，並且在所述第二透鏡到達包括與所述第一被攝體距離相對應的位置的預定區域之後滿足預定條件的情況下，允許將所述第二透鏡移動到與所述第二被攝體距離相對應的位置。通過以下參考附圖對典型實施例的詳細說明，本發明的其它特徵和方面將變得明
Mo


包含在說明書中並且構成說明書的一部分的附圖示出了本發明的典型實施例、特徵和方面，並且與說明書一起用於說明本發明的原理。圖1是示出根據第一典型實施例的攝像設備的結構的框圖。圖2是示出在正常拍攝模式和遠攝微距拍攝模式下攝像設備的操作區域的概念圖。圖3是示出根據第一典型實施例的微距拍攝判斷處理的流程圖。圖4是示出根據第一典型實施例的微距拍攝判斷處理的概念圖。圖5A和圖5B是示出微距拍攝判斷的區域設置的概念圖。圖6A和圖6B是示出微距拍攝判斷的顯示的概念圖。圖7是示出根據第二典型實施例的微距拍攝判斷處理的流程圖。圖8是示出根據第三典型實施例的微距拍攝判斷處理的流程圖。圖9是示出根據第四典型實施例的攝像設備的結構的框圖。圖10是示出根據第四典型實施例的微距拍攝判斷處理的流程圖。
具體實施例方式下面參照附圖詳細說明本發明的各典型實施例、特徵和方面。可以作為通常被描述為流程圖、時序圖、結構圖或框圖的處理，來說明實施例的ー個特徵。儘管流程圖或時序圖可以將操作或事件描述為序列處理，但是可以並行或同時進行該操作，或者可以並行或同時發生該事件。另外，可以重新排列操作或事件的順序。當完成處理的操作時，該處理結束。處理可以對應於方法、程序、過程、製造或加工方法、由設備、機器或邏輯電路進行的序列操作等。設備的結構圖1示出作為包括透鏡系統的攝像設備的攝像機的結構。變焦透鏡單元和調焦透鏡單元包括在該透鏡系統中。本實施例不局限於攝像機，並且可以應用於數位照相機等的各種攝像設備。該透鏡系統的攝像光學系統包括固定的前透鏡單元101、在光軸方向上移動並且進行變焦操作的變焦透鏡單元102、光圈103、固定透鏡單元104和調焦透鏡單元105。調焦透鏡單元105具有焦點調節功能和補償器功能。補償器功能用於校正由變焦引起的圖像平面的改變。沿著光軸從被攝體側觀看，調焦透鏡單元105位於變焦透鏡單元102之後，並且在光軸方向上移動。包括這些透鏡單元的該攝像光學系統是包括在從被攝體側(圖1中的左側)觀看時具有正、負、正、正光焦度的四個透鏡単元的後調焦透鏡型光學系統。
儘管圖1中的每個透鏡單元看似僅包括一個透鏡，但是實際上透鏡單元可以包括 ー個或多個透鏡。在下文中，將變焦透鏡單元102簡稱為變焦透鏡102，並且將調焦透鏡單元105簡稱為調焦透鏡105。圖像傳感器106包括電荷耦合裝置(CXD)傳感器或者互補金屬氧化物半導體 (CMOS)傳感器。來自被攝體的光束穿過該攝像光學系統之後入射到圖像傳感器106上。圖像傳感器106對被攝體圖像的入射光進行光電轉換，並且輸出圖像信號。自動增益控制(AGC)放大器107將該圖像信號放大到最佳水平，並且將放大後的圖像信號輸入到照相機信號處理電路108中。照相機信號處理電路108將輸入的圖像信號轉換為標準電視信號。該電視信號被發送到監視器裝置109並且被顯示作為拍攝圖像。諸如當前拍攝模式和警告等信息也顯示在監視器裝置109上。此外，從AGC放大器107輸出的信號還被輸入到自動調焦(AF)信號處理電路112 中。AF信號處理電路112檢測作為調焦透鏡105的焦點信號的、與該拍攝圖像的對比度相對應的AF評價信號。通過與系統微計算機113的通信作為數據讀出由AF信號處理電路 112生成的AF評價信號(鋭度信號)。當用戶操作變焦開關等操作構件(未示出)吋，系統微計算機113輸出信號。輸出的信號對應於操作構件移動的方向。變焦驅動源110根據該信號在遠攝方向(遠攝側) 或廣角方向(廣角側)上移動變焦透鏡102。此外，系統微計算機113基於從AF信號處理電路112獲得的AF評價信號來控制調焦驅動源111。調焦驅動源111移動調焦透鏡105，從而獲得聚焦。該操作就是所謂的AF 操作。此外，系統微計算機113包括拍攝狀態判斷単元115，拍攝狀態判斷単元115基於調焦透鏡105的移動歷史判斷是否進行遠攝微距拍攝。如果拍攝狀態判斷単元115判斷出要進行遠攝微距拍攝，則系統微計算機113利用移動範圍改變單元114將調焦透鏡105的移動範圍(可移動範圍)從正常拍攝模式的範圍改變到遠攝微距拍攝模式的範圍。除了正常拍攝模式的移動範圍以外，遠攝微距拍攝模式中的移動範圍還包括擴展到最近端側的範圍。此外，將拍攝狀態判斷単元115判斷出的拍攝狀態顯示在監視器裝置109上，使得用戶可以檢查該狀態。拍攝狀態判斷単元115控制監視器裝置109，使得將調焦透鏡在預定變焦透鏡位置的遠攝側的可移動範圍顯示在監視器裝置109上。顯示該狀態持續預定的時間段，使得用戶可以檢查調焦透鏡的可移動範圍。變焦透鏡和調焦透鏡的操作範圍接下來，參照圖2描述本實施例的攝像設備的變焦透鏡102和調焦透鏡105在由變焦透鏡102的移動範圍和調焦透鏡105的移動範圍確定的位置空間中在正常拍攝模式和遠攝微距拍攝模式下的操作範圍。圖2中的位置空間的水平軸代表變焦透鏡102的移動範圍。該圖的左側是廣角側， 右側是遠攝側。此外，垂直軸代表調焦透鏡105的移動範圍。該圖的下側是無限遠端側，該圖的上側是最近端側。圖2中的每個曲線是針對多個被攝體距離中的各被攝體距離的、由可以保持聚焦狀態的變焦透鏡位置和調焦透鏡位置的組合獲得的點的軌跡(凸輪(cam)軌跡)。
曲線Ll是由使得無限遠處的被攝體能夠處於聚焦狀態的變焦透鏡位置和調焦透鏡位置的組合確定的點的軌跡。曲線L2是由使得被攝體在廣角端的最短攝像距離(例如，Icm)處能夠處於聚焦狀態的變焦透鏡位置和調焦透鏡位置的組合確定的點的軌跡。曲線L3是由在正常拍攝模式下使得被攝體在遠攝端的最短攝像距離(例如，Im) 處能夠處於聚焦狀態的變焦透鏡位置和調焦透鏡位置的組合確定的點的軌跡。直線L4表示具有由曲線L 3的最大點確定的極限的調焦透鏡105在最近端側的移動極限。ZoomTh是在曲線L 3的最大點處的變焦透鏡的位置。在正常拍攝模式下，攝像區域由曲線Li、L2、L3和L4 (最近端)圍成的區域表示。 當該設備處於正常拍攝模式吋，可以在該正常攝像區域中調節調焦透鏡位置。此外，如圖2中所示，遠攝微距拍攝區域是在曲線L3到達最大點的變焦透鏡位置 ZoomTh的遠攝側的並且由曲線L3和調焦透鏡105的最近端圍成的區域。在遠攝微距拍攝區域中，由於隨著位置接近廣角端，最短攝像距離減小，所以如果在遠攝側獲得圖像焦點之後進行向廣角側的變焦，則在該移動過程中圖像將會離焦。如上所述，與正常攝像區域相比，遠攝微距拍攝區域擴展到最近端。拍攝狀傑判斷方法及判斷之後的控制接下來，描述拍攝狀態判斷方法及拍攝狀態判斷之後的控制。圖3示出根據本典型實施例的遠攝微距拍攝判斷處理和遠攝微距拍攝模式處理的處理流程。與垂直同步信號同步地執行圖3中示出的處理。根據存儲在系統微計算機113中的電腦程式，針對ー個垂直同步時間(IV)執行一次該處理。在步驟S301中，拍攝狀態判斷単元115判斷變焦透鏡位置是否處於ZoomTh的遠攝側。如果變焦透鏡位置處於ZoomTh的遠攝側(步驟S301中的「是」)，則該處理前進到步驟S302，並且進行微距拍攝判斷處理。如果變焦透鏡位置不處於ZoomTh的遠攝側(即， 處於廣角側)(步驟S301中的「否」)，則該處理結束。根據本典型實施例，由於ZoomTh是曲線L3的最大變焦透鏡位置，所以在ZoomTh 的廣角側不進行微距拍攝判斷處理。然而，可以偏移Zoomth，使得在作為曲線L3的最大點的變焦透鏡位置的廣角側進行微距拍攝判斷處理。此外，可以根據變焦位置，對微距拍攝判斷進行加權。將參照圖4描述步驟S302中及其之後的處理。圖4是調焦透鏡105在正常區域的最近端附近捜索的示意圖。圖4中的圖的水平軸代表時間，垂直軸代表調焦透鏡105的位置。此外，下側是無限遠端側，上側是最近端側。在步驟S302中，拍攝狀態判斷単元115判斷調焦透鏡是否已經到達正常區域的最近端。在下文中將正常區域的最近端稱為正常最近端。如果調焦透鏡已經到達正常最近端(步驟S302中的「是」)，則該處理前進到步驟S303。如果調焦透鏡尚未到達正常最近端 (步驟S302中的「否」)，該處理前進到步驟S305。根據本典型實施例，儘管根據調焦透鏡位置是否已經到達正常最近端來進行判斷，但是如圖5A和圖5B中所示，還可以基於調焦透鏡105是否存在於包括正常最近端並且具有預定寬度的區域(圖5A和圖5B中的陰影區域)中來進行判斷。例如，如果如圖5A中所示，設置由正常最近端的軌跡和距離正常最近端特定寬度「d」的點的軌跡圍成的區域，則可以不利用變焦位置，而是根據調焦透鏡105是否處於該區域中來進行判斷。此外，如圖5B中所示，如果將判斷區域設置為由正常最近端的軌跡和與稍微偏無限遠側的被攝體距離相對應的軌跡(例如，Im IOcm)圍成的區域，則根據調焦透鏡105是否處於該區域中進行判斷。在步驟S301和S302中的處理之前，系統微計算機113獲取變焦透鏡102的當前位置和調焦透鏡105的當前位置。如果將脈衝馬達用於變焦驅動源110和調焦驅動源111， 則變焦透鏡位置和調焦透鏡位置被表現為將其從基準位置移動到當前位置所需的脈衝數。該基準位置是在控制透鏡的位置時用作基準的位置。當開始該攝像設備的操作時，將透鏡設置在該基準位置。基準位置傳感器包括光遮斷器(未示出)。光遮斷器包括集成的光發射元件和光接收元件。可以利用位置檢測傳感器直接檢測變焦透鏡位置和調焦透鏡位置。在步驟S303中，拍攝狀態判斷単元115將調焦透鏡105到達正常最近端的次數C 増加1，然後該處理前進到步驟S304。在圖4中的圖的上部的數字是調焦透鏡105到達正常最近端的次數C。當調焦透鏡105到達正常最近端吋，次數C増加1。在步驟S304中，拍攝狀態判斷単元115設置用於遠攝微距拍攝判斷的判斷計時器 T (第一時間)，並且該處理前進到步驟S305。儘管根據本實施例將判斷計時器T設置為預先確定的時間(預定時間)，但是可以基於根據圖像傳感器106的累積時間而改變的快門速度或者幀頻來設置不同的時間。通常，當該累積時間增加時，調焦透鏡的驅動周期也増加。因此，調焦透鏡到達正常最近端的周期也増加。如果當快門速度慢或者幀頻低時，對判斷計時器T設置長時間，則由於在該判斷時間中調焦透鏡105到達正常最近端的次數將會增加，所以可以如快門速度正常時進行關於調焦透鏡是否已經到達正常最近端的判斷那樣來進行該判斷。在步驟S305中，拍攝狀態判斷単元115判斷在步驟S304中設置的判斷計時器T 的時間是否為0。如果該時間是0(步驟S305中的「是」)，則該處理前進到步驟S306。如果該時間不是0(步驟S305中的「否」)，則該處理前進到步驟S307。在步驟S306中，拍攝狀態判斷単元115判斷出在步驟S304中設置的判斷時間中沒有滿足遠攝微距拍攝條件，並且清除次數C。然後，該處理前進到步驟S308。在圖4中，在從調焦透鏡第一次到達正常最近端時開始的判斷計時器T的時間內， 調焦透鏡沒有到達正常最近端。由於次數C小於下面描述的閾值Cth，所以將次數C設置為 0(即，復位判斷狀態)。在步驟S307中，拍攝狀態判斷単元115將判斷計時器T減少1，然後該處理前進到步驟S308。在步驟S308中，拍攝狀態判斷単元115判斷次數C是否等於或大於預先設置的閾值Cth(圖4中的「3」)。如果次數C等於或大於閾值Cth (步驟S308中的「是」)，則該處理前進到步驟S309。如果次數C小於閾值Cth (步驟S308中的「否」)，則該處理結束。在圖4中，在調焦透鏡第二次到達正常最近端(C = 1)之後，在經過判斷計時器T 的時間之前，調焦透鏡再次到達正常最近端(C = 2)。此外，在調焦透鏡第三次到達正常最近端(C = 2)之後，在經過判斷計時器T的時間之前，調焦透鏡再次到達正常最近端(C = 3)。由於次數C已經達到閾值Cth(3)，所以拍攝狀態判斷単元115將模式改變為遠攝微距拍攝模式。根據本典型實施例，儘管閾值Cth被設置為預先確定的值，但是如判斷計時器T的情況一祥，可以根據圖像傳感器106的累積時間改變閾值Cth。如果對閾值Cth設置較大的值，則儘管在判斷模式是否為微距拍攝模式時需要較長的時間，但是可以幫助減小錯誤判斷的可能性(例如，不管用戶的意願地判斷為模式是微距拍攝模式)。另ー方面，如果對閾值Cth設置小的值，則儘管可以快速判斷模式是否為微距拍攝，但是將増加錯誤判斷的可能性。因此，基於對微距拍攝判斷的響應性和穩定性的平衡的充分驗證和考慮來設置上述判斷計時器T和閾值Cth。此外，變焦透鏡位置距離遠攝端越遠，閾值Cth可以被設置為越大的值。對於遠攝微距區域，變焦透鏡位置距離遠攝端越遠，允許微距拍攝的最短攝像距離增加得越大。這減少了微距拍攝的優點。因此，變焦位置越向廣角側移動，設置越大的閾值Cth，該設備從遠攝側進行微距拍攝變得越難。此外，在步驟S308中，拍攝狀態判斷単元115可以根據調焦透鏡105是否處於包括正常最近端並具有預定寬度的區域(圖5A和圖5B中的陰影區域)中持續預定的時間段 (第二時間)以上來判斷是否改變到遠攝微距拍攝模式。在步驟S309中，移動範圍改變單元114擴展調焦透鏡105的移動範圍，並且該處理前進到步驟S310。根據本典型實施例，移動範圍改變單元114取消在調焦透鏡最近端側的控制端。換句話說，取消並復位在進行正常拍攝時局限於Im的控制端，使得它可以移動到調焦最近端。這樣，可以在包括遠攝微距區域的區域中進行焦點調節。在步驟S310中，拍攝狀態判斷単元115將遠攝微距圖標顯示在監視器裝置109 上，從而向用戶通知該設備的模式被改變到了遠攝微距拍攝模式。可以改變該圖標的顯示方法，使得用戶可以容易注意到正在進行微距拍攝判斷。例如，如果如圖6A中所示，當進行該判斷時顯示閃爍圖標，並且如圖6B中所示，在完成該判斷之後該圖標停止閃爍，則用戶可以更容易注意到當前狀態。根據本典型實施例，當正常拍攝模式改變為遠攝微距拍攝模式吋，在監視器裝置 109上顯示圖標。然而，可以針對正常拍攝模式和遠攝微距拍攝模式使用不同的圖標。換句話說，當該設備處於正常拍攝模式中時可以使用第一圖標，並且如果在步驟S309中調焦透鏡的移動範圍擴展到遠攝微距區域，則可以使用不同於第一圖標的第二圖標。此外，當變焦透鏡處於ZoomTh的廣角側，並且該設備聚焦於在近位置處(例如， 30cm以下)的被攝體時，可以使用不同於第一和第二圖標的第三圖標。通過顯示這些圖標， 用戶可以更準確地識別當前的拍攝狀態，並且改善了方便性。此外，當變焦透鏡正移動時，可以不進行微距拍攝判斷處理，並且當變焦透鏡正移動時，可以優先追蹤凸輪軌跡。然後，當變焦透鏡停止時，進行上述微距拍攝判斷處理。如上所述，根據本典型實施例，正常拍攝模式可以自動改變為遠攝微距拍攝模式而不需要用戶對開關進行操作。此外，由於基於調焦透鏡105到達正常最近端的次數來控制將模式改變到遠攝微距拍攝模式的時刻，所以可以減小不管用戶的意願地進行錯誤判斷 (即，要進行微距拍攝)的可能性。根據第一典型實施例，當變焦透鏡位置處於ZoomTh的遠攝側吋，進行微距拍攝判斷處理。根據第二典型實施例，通過使用在進行該判斷處理之前變焦透鏡102和調焦透鏡 105的移動歷史，來放寬微距拍攝判斷的條件，例如，用於該判斷的閾值Cth的條件。通過放寬該條件，實現了改善的微距拍攝判斷響應。根據本典型實施例，在該設備在廣角側對近範圍處的被攝體進行攝像的狀態下， 如果它向遠攝側變焦，則拍攝狀態判斷単元判斷出該設備繼續在近範圍進行攝像，並且在比通常更早的時刻將模式改變為遠攝微距拍攝模式。拍攝狀傑判斷方法和判斷之後的控制圖7是示出根據本發明第二典型實施例的微距拍攝判斷處理的流程圖。在步驟 S701中，拍攝狀態判斷単元115判斷變焦透鏡位置是否處於ZoomTh的廣角側。如果變焦透鏡位置處於廣角側(步驟S701中的「是」)，則該處理前進到步驟S702。如果變焦透鏡位置處於遠攝側(步驟S701中的「否」)，則該處理前進到步驟S705。在步驟S705中，進行微距拍攝判斷處理。在步驟S705中進行的微距拍攝判斷處理對應於參照圖3描述的第一典型實施例的處理。在步驟S702中，拍攝狀態判斷単元115判斷調焦透鏡位置是否處於圖2中示出的曲線L3(根據本典型實施例，Im的凸輪軌跡)的最近端側。如果調焦透鏡位置處於該最近端側(步驟S702中的「是」)，則該處理前進到步驟S703。如果調焦透鏡位置不處於該最近端側(步驟S702中的「否」)，則該處理前進到步驟S705。毎次都將變焦透鏡位置處於ZoomTh的廣角側時的調焦透鏡位置與變焦透鏡的位置信息一起存儲在存儲單元(未示出)中作為歷史信息。根據本實施例，儘管在步驟S702 中拍攝狀態判斷単元115判斷調焦透鏡位置是否處於曲線L3的最近端側，但是也可以使用對應於其它被攝體距離的凸輪軌跡。此外，代替調焦透鏡位置，可以將使用調焦透鏡位置計算出的被攝體距離存儲在該存儲単元中。此外，該設備可以被配置為，如果判斷出被攝體距離短於預定的被攝體距離 (根據本典型實施例為Im)，則設置近範圍標誌。在步驟S703中，拍攝狀態判斷単元115判斷是否已經指示將變焦透鏡移動到 ZoomTh的遠攝側。如果給出這種指示(步驟S703中的「是」)，則該處理前進到步驟S704。 如果沒有給出這種指示(步驟S703中的「否」)，則該處理前進到步驟S705。在步驟S704中，將在步驟S705中進行的微距拍攝判斷處理中使用的調焦透鏡到達最近端的次數閾值Cth設置為較小的值。根據本典型實施例，通過乘以小於1的係數 α (例如，0.8)，可以獲得比閾值Cth小的值。通過放寬在該判斷中使用的閾值，可以改善微距拍攝判斷的響應。如上所述，根據本典型實施例，通過使用在微距拍攝判斷處理之前變焦透鏡和調焦透鏡的移動歷史，可以在預定條件下減小判斷的閾值。因此，可以在較早的時刻自動將正常拍攝模式改變為遠攝微距拍攝模式。根據第一和第二典型實施例，自動將正常拍攝模式改變為遠攝微距拍攝模式。根據第三典型實施例，除了從正常拍攝模式改變到遠攝微距拍攝模式以外，還可以自動取消遠攝微距拍攝模式。改變到遠攝微距拍攝狀態以及取消方法參照圖8中的流程圖描述在系統微計算機113中執行的改變到遠攝微距拍攝狀態以及取消方法。在步驟S801中，系統微計算機113判斷是否接收到攝像設備主體的關斷電源請求。如果接收到該關斷電源請求(步驟S801中的「是」)，則該處理前進到步驟S823。如果沒有接收到該關斷電源請求(步驟S801中的「否」)，則該處理前進到步驟S802。在步驟S802中，系統微計算機113判斷當前模式是否為拍攝模式。如果當前模式是拍攝模式(步驟S802中的「是」)，則該處理前進到步驟S803。如果當前模式不是拍攝模式(例如，再現模式)(步驟S802中的"否，，)，則該處理前進到步驟S823。在步驟S803中，系統微計算機113獲取變焦透鏡102的當前位置和調焦透鏡105 的當前位置。如果將脈衝馬達用於變焦驅動源110和調焦驅動源111中的每ー個，則由將透鏡從基準位置移動到當前位置所需的脈衝數表示變焦透鏡位置和調焦透鏡位置。當控制透鏡的位置吋，使用該基準位置作為基準。當該攝像設備啟動時，將透鏡設置在該基準位置處。基準位置傳感器(未示出)包括光遮斷器，光遮斷器包括光發射元件和光接收元件。可以利用位置檢測傳感器直接檢測變焦透鏡位置和調焦透鏡位置。在步驟S804中，拍攝狀態判斷単元115判斷在步驟S803中獲取的變焦透鏡的位置是否處於ZoomTh的遠攝側。如果變焦透鏡處於遠攝側(步驟S804中的「是」)，則該處理前進到步驟S805。如果變焦透鏡不處於遠攝側(步驟S804中的「否」)，則該處理前進到步驟S821。根據本典型實施例，由於ZoomTh是曲線L 3的最大變焦透鏡位置，所以在ZoomTh 的廣角側不進行微距拍攝判斷處理。然而，可以偏移ZoomTh，使得在作為曲線L3的最大點的變焦透鏡位置的廣角側進行微距拍攝判斷處理。此外，可以根據變焦透鏡位置對該判斷進行加權。在步驟S805中，拍攝狀態判斷単元115清除下面描述的微距拍攝取消計數器Tl， 然後該處理前進到步驟S806。在步驟S806中，拍攝狀態判斷単元115判斷調焦透鏡位置是否處於正常最近端的無限遠端側。如果調焦透鏡位置處於無限遠端側(步驟S806中的「是」)，則該處理前進到步驟S807。如果調焦透鏡位置處於最近端側(步驟S806中的「否」)，則由於當前模式是遠攝微距拍攝模式，不進行模式改變，然後該處理結束。在步驟S807中，拍攝狀態判斷単元115判斷當前拍攝模式是否處於遠攝微距拍攝模式。如果當前拍攝模式是遠攝微距拍攝模式(步驟S807中的「是」)，則該處理前進到步驟S819。如果當前拍攝模式不是遠攝拍攝模式(步驟S807中的「否」)，則該處理前進到步驟 S808。接下來，參照圖4描述步驟S808及其之後的處理。在步驟S808中，拍攝狀態判斷単元115判斷調焦透鏡位置是否已經到達正常最近端。如果調焦透鏡位置已經到達正常最近端(步驟S808中的「是」)，則該處理前進到步驟S809。如果調焦透鏡尚未到達正常最近端(步驟S808中的"否，，)，則該處理前進到步驟S814。根據本典型實施例，儘管如第一典型實施例中所描述的根據調焦透鏡位置是否到達正常最近端來進行判斷，但是還可以基於調焦透鏡105是否處於如圖5A和圖5B中示出的、包括正常最近端並且具有預定寬度的區域(陰影區域)中進行判斷。
在步驟S809中，拍攝狀態判斷単元115設置用於遠攝微距拍攝判斷的判斷計時器 T，並且處理前進到步驟S810。儘管根據本典型實施例將判斷計時器T設置為預先確定的時間(預定時間)，但是如第一實施例中描述的，可以基於根據圖像傳感器106的累積時間而改變的快門速度或幀頻來設置不同的時間。在步驟S810中，拍攝狀態判斷単元115將次數C増加1，並且該處理前進到步驟 S811。在步驟S811中，拍攝狀態判斷単元115判斷次數C是否等於或大於預先設置的閾值Cth (圖4中為3次)。如果次數C等於或大於閾值Cth (步驟S811中的「是」)，則該處理前進到步驟S812。如果次數C小於閾值Cth(步驟S811中的「否」)，則該處理結束。根據本典型實施例，儘管將閾值Cth設置為預先確定的值，但是如判斷計時器T的情況一祥，可以根據圖像傳感器106的累積時間改變閾值Cth。以與第一典型實施例中描述的設置方法類似的方式設置閾值Cth。在步驟S812中，移動範圍改變單元114擴展調焦透鏡105的移動範圍，並且該處理前進到步驟S813。根據本典型實施例，移動範圍改變單元114取消調焦透鏡最近端側的控制端。換句話說，取消並復位在進行正常拍攝時局限於Im的控制端，使得它可以移動到調焦最近端。這樣，可以在包括遠攝微距區域的區域中進行焦點調節。在步驟S813中，拍攝狀態判斷単元115將遠攝微距圖標顯示在監視器裝置109 上，使得用戶可以注意到模式已經改變到遠攝微距拍攝模式。儘管根據本典型實施例，當模式改變到遠攝拍攝模式時顯示遠攝微距圖標，但是如第一典型實施例中所描述的，可以針對正常拍攝模式和遠攝微距拍攝模式設置並顯示不同的圖標。在步驟S814中，拍攝狀態判斷単元115判斷在步驟S809中設置的判斷計時器T 是否為0。如果判斷計時器T為0(步驟S814中的「是」)，則該處理前進到步驟S816。如果判斷計時器T不是0 (步驟S814中的「否」)，則該處理前進到步驟S815。在步驟S815中，拍攝狀態判斷単元115將判斷計時器T的時間減少1，然後該處理結束。在步驟S816中，拍攝狀態判斷単元115判斷出在步驟S809中確定的時間內未滿足遠攝微距拍攝的條件，並且清除次數C。然後該處理結束。在步驟S807中，如果拍攝狀態判斷単元115判斷出當前拍攝模式是遠攝微距拍攝模式(步驟S807中的「是」)，則該處理前進到步驟S819。在步驟S819中，拍攝狀態判斷單元115判斷微距拍攝模式取消計數器T2(時間計數器)是否小於ΤΗ2。如果微距拍攝模式取消計數器Τ2小於ΤΗ2 (步驟S819中的「是」)，則該處理前進到步驟S820。如果微距拍攝模式取消計數器Τ2不小於ΤΗ2 (步驟S819中的「否」)，則該處理前進到步驟S823。在步驟 S820中，拍攝狀態判斷単元115將微距拍攝模式取消計數器Τ2増加1，然後該處理結束。ΤΗ2是時間閾值，並且被設置為比調焦透鏡105在調焦透鏡105的正常最近端和無限遠側控制端的聚焦位置之間行進的時間大的值。在步驟S804中，如果變焦透鏡位置在ZoomTh的廣角側(步驟S804中的「否」)， 則該處理前進到步驟S821。在步驟S821中，拍攝狀態判斷単元115判斷微距拍攝取消計數器Tl是否小於THl。如果微距拍攝取消計數器Tl小於THl (步驟S821中的「是」)，則該處理前進到步驟S822。如果微距拍攝取消計數器Tl不小於THl(步驟S821中的「否」)，則該處理前進到步驟S823。在步驟S822中，拍攝狀態判斷単元115將微距拍攝取消計數器Tl増加1，然後處理結束。微距拍攝取消計數器Tl是當變焦透鏡位置在ZoomTh的廣角側時遞增的計時器。 當微距拍攝取消計數器Tl超過THl吋，取消遠攝微距拍攝模式。將THl設置為比變焦透鏡 102在ZoomTh和遠攝端之間行進所用的時間長的時間。在步驟S823中，拍攝狀態判斷単元115清除上述微距拍攝取消計數器Tl和微距拍攝模式取消計數器T2，並且該處理前進到步驟S824。之後，該處理前進到步驟S825，然後該處理結束。在步驟S8M中，移動範圍改變單元114減小調焦透鏡的移動範圍，並且將所控制的最近端設置為正常拍攝模式中的最近端，並且該處理前進到步驟S825。在步驟S825中，為了向用戶通知模式已經改變到正常拍攝模式，拍攝狀態判斷單元115將在步驟S813中設置的遠攝微距圖標設置為在監視器裝置109上不顯示的狀態。此外，如果模式從遠攝微距拍攝模式改變到正常拍攝模式，則如第一典型實施例中描述的，顯示從第二圖標改變為第一圖標。此外，可以控制為當變焦透鏡正在移動時不進行微距拍攝判斷處理。例如，當變焦透鏡正在移動時，可以優先追蹤凸輪軌跡。然後，當變焦透鏡停止時，進行上述微距拍攝判斷處理。根據上述典型實施例，當給出關斷電源請求吋，移動範圍改變單元114減小調焦透鏡的移動範圍，並且遠攝微距圖標改變為在監視器裝置109上不顯示的狀態。然而，在關斷電源之後，如果接收到接通電源的請求，則移動範圍改變單元114可以減小調焦透鏡的移動範圍，並且可以將遠攝微距圖標設置為在監視器裝置109上不顯示的狀態。如上所述，根據本典型實施例，遠攝微距拍攝模式可以被自動取消而不需要用戶改變操作開關。因此，可以減小因用戶忘記取消遠攝微距拍攝模式而導致的錯誤操作的可能性。設備的結構圖9示出根據本發明第四典型實施例的攝像機(攝像設備)的結構。圖9中的攝像設備除了包括遠攝微距模式改變開關116以外，與圖1中示出的並且在第一典型實施例中描述的攝像設備相同。遠攝微距模式改變開關116用於選擇是否使用遠攝微距拍攝模式，並且連接到系統微計算機113。當用戶將模式改變為遠攝微距拍攝模式吋，用戶手動操作遠攝微距模式改變開關116。改變到遠攝微距拍攝狀態以及取消方法接下來，參照圖10中的流程圖描述由系統微計算機113執行的改變到遠攝微距拍攝狀態以及取消方法。在步驟SlOOl中，系統微計算機113判斷是否接收到攝像設備主體的關斷電源請求。如果接收到該關斷電源請求(步驟SlOOl中的「是」)，則該處理前進到步驟S1013。如果沒有接收到該關斷電源請求(步驟S1001中的「否」)，則該處理前進到步驟S1002。在步驟S1002中，系統微計算機113判斷當前模式是否為拍攝模式。如果當前模式是拍攝模式(步驟S1002中的「是」)，則該處理前進到步驟S1003。如果當前模式是不同的模式(例如，再現模式)(步驟S1002中的「否」)，則該處理前進到步驟S1013。在步驟 S1003中，系統微計算機113獲取變焦透鏡102的當前位置(變焦透鏡位置)。該變焦透鏡位置獲取方法與第一和第三典型實施例中描述的方法相同。在步驟S1004中，拍攝狀態判斷単元115判斷當前拍攝模式是否為遠攝微距拍攝模式。如果當前拍攝模式是遠攝微距拍攝模式(步驟S1004中的「是」)，則該處理前進到步驟S1010。如果當前拍攝模式不是遠攝微距拍攝模式(步驟S1004中的「否」)，則該處理前進到步驟S1005。在步驟S1005中，拍攝狀態判斷単元115判斷遠攝微距模式改變開關116是否為 「接通」。如果遠攝微距模式改變開關116是「接通」(步驟S1005中的「是」)，則該處理前進到步驟S1006.如果遠攝微距模式改變開關116是「斷開」(步驟S1005中的「否」)，則該處理前進到步驟S1013。在步驟S1006中，拍攝狀態判斷単元115判斷在步驟S1003中獲取的當前變焦透鏡位置是否在遠攝端。如果當前變焦透鏡位置是在遠攝端(步驟S1006中的「是」)，則該處理前進到步驟S1008。如果當前變焦透鏡位置不是在遠攝端(步驟S1006中的「否」)，則該處理前進到步驟S1007。在步驟S1007中，系統微計算機113控制變焦驅動源110，使得變焦透鏡102移動到遠攝端。在步驟S1008中，移動範圍改變單元114擴展調焦透鏡的移動範圍，並且該處理前進到步驟S1009。根據本典型實施例，當該設備處於遠攝微距拍攝模式吋，取消在正常拍攝模式下局限於Im的、調焦透鏡最近端側的控制端，並且調焦透鏡可以移動到調焦最近端。 因此，可以在包括遠攝微距區域的區域中進行焦點調節。在步驟S1009中，拍攝狀態判斷単元115將遠攝微距圖標顯示在監視器裝置109 上，使得用戶可以注意到模式已經改變到遠攝微距拍攝模式。儘管根據本典型實施例，在模式改變到遠攝微距拍攝模式時顯示遠攝微距圖標，但是可以針對正常拍攝模式和遠攝微距拍攝模式設置和顯示不同圖標。圖標的顯示方法與第一和第三實施例中描述的方法相同。在步驟S1004中，如果拍攝狀態判斷単元115判斷出當前模式是遠攝微距拍攝模式(步驟S1004中的「是」)，則該處理前進到步驟S1010。在步驟S1010中，拍攝狀態判斷単元115判斷在步驟S1003中獲取的變焦透鏡位置是否在ZoomTh的廣角側。如果變焦透鏡位置在ZoomTh的廣角側(步驟SlOlO中的「是」)， 則該處理前進到步驟S1011。如果變焦透鏡位置不在ZoomTh的廣角側(即，在遠攝側)，則該處理結束。以與第一典型實施例中描述的設置相同的方式設置ZoomTh。在步驟S1012中，拍攝狀態判斷単元115將微距拍攝取消計數器Tl増加1，然後處理結束。微距拍攝取消計數器Tl是當變焦透鏡位置在ZoomTh的廣角側時遞增的計時器。在步驟SlOll中，拍攝狀態判斷単元115判斷微距拍攝取消計數器Tl是否小於 THl0如果微距拍攝取消計數器Tl等於或大於TH1，則取消遠攝微距拍攝模式。在步驟SlOll中，如果拍攝狀態判斷単元115判斷出變焦透鏡位置在ZoomTh的廣角側(即，Tl等於或大於THl)(步驟SlOll中的「否」)，則該處理前進到步驟S1013。在步驟S1013中，拍攝狀態判斷単元115清除微距拍攝取消計數器Tl，並且該處理前進到步驟 S1014。
在步驟S1014中，移動範圍改變單元114減小調焦透鏡的移動範圍，並且將所控制的最近端設置為正常最近端，並且該處理前進到步驟S1015。在步驟S1015中，為了向用戶通知模式已經改變到正常拍攝模式，拍攝狀態判斷単元115將步驟S1009中設置的遠攝微距圖標設置為在監視器裝置109上不顯示的狀態， 然後該處理結束。圖標的顯示和不顯示方法與第三典型實施例中描述的方法相同。如上所述，根據本典型實施例，由於可以自動取消遠攝微距模式，所以用戶不需要改變模式。因此，可以減小因用戶未取消遠攝微距模式而導致的錯誤操作的可能性。此外，還可以通過網絡或者通過各種存儲介質將用於實現上述典型實施例的功能的軟體(例如，程序或指令集)提供給系統或設備，並且使該系統或設備的處理器或計算機 (中央處理單元(CPU)或微處理単元(MPU))讀取並執行記錄/存儲在具有存儲器裝置或非易失性存儲介質的產品上的程序或指令以進行上述實施例的操作或功能，來實現本典型實施例。在此情況下，該程序和記錄/存儲了該程序的記錄介質構成所述實施例的ー個方面。 另外，該程序可以由一個處理器執行，或者由連接在一起的多個處理器執行。實施例的方面可以由包括非易失性存儲介質的設備、機器、方法、處理或產品來實現，其中，該非易失性存儲介質具有程序或指令，當機器或處理器執行該程序或執行吋，使該機器或處理器進行上述操作。該方法可以是計算機化的方法，以利用計算機、機器、處理器或者可編程裝置進行所述操作。該方法中的操作涉及表示機器或特定設備的物理對象或實體(例如，透鏡驅動裝置、第一透鏡、第二透鏡)。另外，該方法中的操作將元件或部件從一個狀態轉換到另ー個狀態。該轉換被具體化並且集中於控制透鏡驅動裝置。該轉換提供控制第一透鏡移動、限制透鏡移動、允許透鏡移動等的不同的功能或者用途。另外，可以由硬鍵、固件、軟體或者它們的任意組合來實現ー個實施例的元件。術語硬體通常指具有電子、電磁、光學、光電、機械、機電部件等物理結構的元件。硬體實現可以包括模擬或數字電路、裝置、處理器、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯裝置(PLD)、現場可編程門陣列(FPGA)或者光學、機電、電磁或電子裝置。術語軟體通常指邏輯結構、方法、 過程、程序、例程、處理、算法、公式、函數表達式等。軟體實現典型地包括將上述元件(例如、邏輯結構、方法、過程和程序)實現為嵌入在ー個以上的存儲裝置中並且可由上述處理器、CPU/MPU或可編程裝置執行和/或訪問的指令代碼和/或數據元件。術語固件通常指在硬體結構(例如，閃速存儲器)中實現或者嵌入在硬體結構中的邏輯結構、方法、過程、程序、例程、處理、算法、公式、函數、表達式等。固件的例子可以包括微碼、可寫控制存儲、微編程結構。當以軟體或固件實現時，實施例的各元件可以是用於進行必要任務的代碼段。軟體/固件可以包括用於執行一個實施例中描述的操作的實際代碼，或者仿真或模擬該操作的代碼。根據與特定特徵、功能相對應的應用，可以通過不同部件實現實施例的全部或部分。這些部件可以包括硬體、軟體或固件或者它們的任意組合。硬體、軟體或固件元件可以具有相互連接的幾個模塊或単元。硬體模塊/単元通過機械、電、光、電磁或者任何物理連接連接到另ー個模塊/単元。軟體模塊/単元通過函數、過程、方法、子程序或子例程調用、 跳轉、連結、參數、變量和變元傳遞、函數返回等連接到另ー個模塊。軟體模塊/單元連接到另ー個模塊/単元，以接收變量、參數、變元、指針等，並且/或者生成或傳遞結果、更新的變量、指針等。固件模塊/単元通過上述硬體和軟體連接方法的任意組合連接到另ー個模塊/單元。硬體、軟體或固件模塊/單元可以連接到另一個硬體、軟體或固件模塊/單元中的任一個。模塊/單元還可以是軟體驅動器或者用於與在平臺上運行的作業系統交互的接口。 模塊/單元還可以是用於配置、建立、初始化硬體裝置，並且向硬體裝置發送數據和從硬體裝置接收數據的硬體驅動器。設備可以包括硬體、軟體和固件模塊/單元的任意組合。
儘管已經參照典型實施例描述了本發明，但是應該理解，本發明不局限於所公開的典型實施例。所附權利要求的範圍符合最寬的解釋，以包含所有修改、等同結構和功能。
權利要求
1.ー種透鏡驅動裝置，包括控制單元，用於基於針對各被攝體距離存儲的、用於進行變焦操作的第一透鏡的位置和用於進行焦點調節的第二透鏡的位置的信息，控制所述第一透鏡和所述第二透鏡的移動，其中，當所述第一透鏡處於預定位置的遠攝側吋，所述控制単元限制將所述第二透鏡移動到與比第一被攝體距離更近的第二被攝體距離相對應的位置，並且在所述第二透鏡到達包括與所述第一被攝體距離相對應的位置的預定區域之後滿足預定條件的情況下，所述控制單元允許將所述第二透鏡移動到與所述第二被攝體距離相對應的位置。
2.根據權利要求1所述的透鏡驅動裝置，其特徵在幹，所述預定條件是在所述第二透鏡到達所述預定區域之後的第一時間段內，所述第二透鏡到達所述預定區域預定次數。
3.根據權利要求1所述的透鏡驅動裝置，其特徵在幹，所述預定條件是所述第二透鏡處於所述預定區域中的時間段達到第二時間。
4.根據權利要求1所述的透鏡驅動裝置，其特徵在幹，所述控制単元根據所述第一透鏡處於所述預定位置的廣角側的時間段，取消允許將所述第二透鏡移動到與所述第二被攝體距離相對應的位置。
5.根據權利要求1所述的透鏡驅動裝置，其特徵在幹，當所述第一透鏡處於所述預定位置的遠攝側吋，所述控制単元根據所述第二透鏡處於與所述第一被攝體距離相對應的位置的無限遠端側的時間段，取消允許將所述第二透鏡移動到與所述第二被攝體距離相對應的位置。
6.根據權利要求1所述的透鏡驅動裝置，其特徵在於，還包括顯示單元，所述顯示単元用於顯示用於通知用戶允許將所述第二透鏡移動到與所述第二被攝體距離相對應的位置的信息。
7.根據權利要求1所述的透鏡驅動裝置，其特徵在幹，在關斷所述透鏡驅動裝置的電源之後接通電源的情況下，所述控制単元限制將所述第二透鏡移動到與所述第二被攝體距離相對應的位置。
8.根據權利要求1所述的透鏡驅動裝置，其特徵在於，還包括攝像單元，用於拍攝圖像，其中，在模式改變到用於再現所述攝像単元所拍攝的圖像的圖像再現模式的情況下， 所述控制単元禁止將所述第二透鏡移動到與所述第二被攝體距離相對應的位置。
9.根據權利要求1所述的透鏡驅動裝置，其特徵在幹，在所述第一透鏡處於所述預定位置的廣角側、並且所述第二透鏡處於與預定被攝體距離相對應的位置的最近端側的情況下，所述控制単元放寬所述預定條件。
10.根據權利要求2所述的透鏡驅動裝置，其特徵在幹，還包括攝像單元，所述攝像單元用於拍攝圖像，其中，根據快門速度或幀頻改變所述第一時間段。
11.ー種透鏡驅動裝置的控制方法，包括基於針對各被攝體距離存儲的、用於進行變焦操作的第一透鏡的位置和用於進行焦點調節的第二透鏡的位置的信息，控制所述第一透鏡和所述第二透鏡的移動，其中，控制所述移動包括當所述第一透鏡處於預定位置的遠攝側吋，限制將所述第二透鏡移動到與比第一被攝體距離更近的第二被攝體距離相對應的位置，並且在所述第二透鏡到達包括與所述第一被攝體距離相對應的位置的預定區域之後滿足預定條件的情況下，允許將所述第二透鏡移動到與所述第二被攝體距離相對應的位置。
12. —種透鏡系統，包括 第一透鏡，用於進行變焦操作；以及第二透鏡，用於進行焦點調節，其中，當所述第一透鏡處於預定位置的遠攝側吋，限制將所述第二透鏡移動到與比第一被攝體距離更近的第二被攝體距離相對應的位置，並且在所述第二透鏡到達包括與所述第一被攝體距離相對應的位置的預定區域之後滿足預定條件的情況下，允許將所述第二透鏡移動到與所述第二被攝體距離相對應的位置。
全文摘要
本發明提供一種透鏡驅動裝置、控制方法以及透鏡系統。透鏡驅動裝置包括控制單元，用於基於針對各被攝體距離存儲的第一透鏡的位置和第二透鏡的位置的信息，控制第一透鏡的移動以進行變焦操作，以及控制第二透鏡的移動以進行焦點調節，當第一透鏡處於預定位置的遠攝側時，控制單元限制將第二透鏡移動到與比第一被攝體距離更近的第二被攝體距離相對應的位置，以及在第二透鏡到達包括與第一被攝體距離相對應的位置的預定區域之後滿足預定條件的情況下，控制單元允許將第二透鏡移動到與第二被攝體距離相對應的位置。
文檔編號G02B7/10GK102540396SQ20111043600
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月22日 優先權日2010年12月22日
發明者友定俊彥, 石川大介 申請人:佳能株式會社