透镜控制设备和方法以及包括透镜控制设备的摄像设备技术

本发明专利技术提供一种透镜控制设备和方法以及包括透镜控制设备的摄像设备。该透镜控制设备包括：控制单元，用于控制变焦透镜的位置和调焦透镜的位置；存储单元，用于存储凸轮轨迹；被摄体距离获取单元，用于获取被摄体距离；以及目标位置获取单元，用于在通过变焦透镜的移动而增大了包括变焦透镜和调焦透镜的摄像光学系统的变焦倍率的情况下，获取与被摄体距离获取单元在变焦透镜移动之前所获取到的被摄体距离相对应的第一轨迹和与比第一轨迹的被摄体距离长的被摄体距离相对应的第二轨迹的信息，并且基于第一轨迹和第二轨迹来获取调焦透镜的目标位置，以使得移动包括变焦透镜和调焦透镜的摄像光学系统的焦点位置。

Lens control equipment and methods and camera equipment including lens control equipment

【技术实现步骤摘要】
透镜控制设备和方法以及包括透镜控制设备的摄像设备
本专利技术涉及控制调焦透镜的位置和变焦透镜的位置的控制设备、包括透镜控制设备的摄像设备以及透镜控制方法。
技术介绍
为了在变焦操作期间维持聚焦状态，已知存在一种进行使用表示图像在变焦期间的高频成分的对比度的评价值的自动调焦(AF)以控制调焦透镜的位置的技术(以下称为变焦期间的AF)。在变焦期间的AF时，在正在实际移动焦点位置的同时基于评价值来进行调焦。因此，聚焦位置可能在低照度下或者根据被摄体而变得不稳定，或者在被摄体没有位于摄像范围的中央的情况下可能发生散焦。日本特开平5-45575讨论了如下技术：通过在确保充分的景深的情况下进行控制以聚焦于预定焦距内的特定被摄体的距离，并且在其它情况下进行变焦期间的AF来提高变焦期间的焦点稳定性。然而，通过在日本特开平5-45575中讨论的技术，在由于例如长焦距而不能确保充分的景深的情况下，聚焦状态可能变得不稳定，或者可能导致失焦状态。
技术实现思路
根据本专利技术的方面，透镜控制设备包括一种透镜控制设备，包括：控制单元，其被配置为控制变焦透镜的位置和调焦透镜的位置；存储单元，其被配置为存储表示在聚焦于多个被摄体距离中的各个被摄体距离处的情况下的所述变焦透镜的位置与所述调焦透镜的位置之间的关系的多个轨迹；被摄体距离获取单元，其被配置为获取被摄体距离；以及目标位置获取单元，其被配置为获取所述调焦透镜的目标位置，其中，所述控制单元被配置为将所述调焦透镜的位置控制到所述目标位置，以及其中，所述目标位置获取单元被配置为在通过所述变焦透镜的移动而增大了包括所述变焦透镜和所述调焦透镜的摄像光学系统的变焦倍率的情况下，获取与所述被摄体距离获取单元在所述变焦透镜移动之前所获取到的被摄体距离相对应的第一轨迹和与比所述第一轨迹的被摄体距离长的被摄体距离相对应的第二轨迹的信息，并且基于所述第一轨迹和所述第二轨迹来获取所述调焦透镜的目标位置，以使得移动包括所述变焦透镜和所述调焦透镜的摄像光学系统的焦点位置。根据本专利技术的方面，一种摄像设备，包括：上述的透镜控制设备；以及摄像单元，其被配置为将经由摄像光学系统而入射的光光电转换为图像信号并输出所述图像信号。根据本专利技术的方面，一种透镜控制方法，包括：获取调焦透镜的目标位置；控制被配置为获取被摄体距离的被摄体距离获取单元、变焦透镜的位置和所述调焦透镜的位置；将所述调焦透镜的位置控制到所述目标位置，其中，基于表示在聚焦于多个被摄体距离中的各个被摄体距离处的情况下的所述变焦透镜的位置和所述调焦透镜的位置之间的关系的轨迹，来获取所述调焦透镜的目标位置，以及其中，在通过所述变焦透镜的移动而增大了包括所述变焦透镜和所述调焦透镜的摄像光学系统的变焦倍率的情况下，基于与所述被摄体距离获取单元在所述变焦透镜移动之前所获取到的被摄体距离相对应的第一轨迹以及与比所述第一轨迹的被摄体距离长的被摄体距离相对应的第二轨迹，来获取所述调焦透镜的目标位置，以使得移动包括所述变焦透镜和所述调焦透镜的摄像光学系统的焦点位置。通过以下参考附图对典型实施例的说明，本专利技术的其它特征将变得明显。下面描述的本专利技术的各实施例可以单独实现，或者根据需要或在来自各个实施例的元素或特征组合在一个实施例中是有益的情况下，对多个实施例或者多个实施例的特征进行组合来实现。附图说明图1是示出根据第一典型实施例的摄像设备的结构图。图2是示出根据第一典型实施例的凸轮数据的示例的图。图3A是示出根据第一典型实施例的场角和焦点位置之间的关系的图。图3B是示出根据第一典型实施例的场角与焦点位置之间的关系的图。图4是根据第一典型实施例的透镜控制的流程图。图5是根据第二典型实施例的透镜控制的流程图。图6是根据第三典型实施例的透镜控制的流程图。图7是示出根据第三典型实施例的凸轮数据的示例的图。图8是示出根据第三典型实施例的变形例的凸轮数据的示例的图。具体实施方式现在将描述根据本专利技术典型实施例的概要。根据各典型实施例的透镜控制设备包括：控制单元，其被配置为控制摄像光学系统所包括的调焦透镜和变焦透镜的位置；以及获取单元，其被配置为获取调焦透镜的目标位置。控制单元将调焦透镜的位置控制到获取单元所获取到的目标位置。获取单元获取调焦透镜的目标位置以使得基于变焦透镜的移动来移动焦点位置。焦点位置是指聚焦位置。如果被摄体存在于焦点位置处，则被摄体处于聚焦。换句话说，如果在根据典型实施例的透镜控制设备中移动变焦透镜，则焦点位置也移动。更具体地，如果根据变焦透镜的位置的改变而增大变焦倍率(进行放大操作)，则焦点位置向无限远距离侧移动。这基于如下假设：在被摄体自身移动或被摄体改变的情况下，由于到被摄体的距离的增加，因而进行放大操作的指示的可能性高。在内调焦变焦透镜(innerfocuszoomlens)的情况下，如果在调焦透镜固定的同时移动变焦透镜，则焦点位置由于像面位置的改变而移动。根据典型实施例的透镜控制设备在考虑到与变焦透镜的移动相关联的像面位置的改变量的情况下获取调焦透镜的目标位置以沿适当方向移动焦点位置。以下参考附图来详细描述本专利技术的典型实施例。在附图中，相同的构件由相同的附图标记表示，并且省略其冗余描述。在第一典型实施例中，描述了包括用于基于变焦透镜的移动量和移动方向来移动焦点位置的透镜控制设备的摄像设备。在假设能够在远程位置处显示所拍摄图像、操作摄像设备等的网络照相机的情况下描述本典型实施例的摄像设备。图1是示出根据本典型实施例的摄像设备16的典型结构的框图。摄像设备16包括摄像光学系统、摄像器件4、自动增益控制器(以下称为AGC)5，模数(A/D)转换器6和信号处理单元7。摄像器件4将来自摄像光学系统的光光电转换为图像信号并输出图像信号。AGC5处理来自摄像器件4的图像信号。包括在摄像设备16中的透镜控制设备15包括凸轮数据保持单元(存储单元)8，其中凸轮数据保持单元8用于保持包括多个轨迹(以下称为凸轮轨迹)的信息(以下称为凸轮数据)，该多个轨迹中的各轨迹表示当聚焦于特定被摄体距离处时的变焦透镜和调焦透镜之间的位置关系。透镜控制设备15还包括：透镜控制单元10，用于控制调焦透镜的位置和变焦透镜的位置；以及调焦透镜驱动单元12和变焦透镜驱动单元13，用于分别根据来自透镜控制单元10的指示来驱动调焦透镜和变焦透镜。透镜控制设备15还包括：被摄体距离获取单元9，用于基于凸轮数据、调焦透镜的位置和变焦透镜的位置来获取被摄体距离；以及变焦操作指示单元11，用于接收变焦操作指示。以下描述各单元的结构。通过包括电荷耦合器件(CCD)传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器等的摄像器件4，来将经由包括变焦透镜1、调焦透镜2和滤色器3的摄像光学系统而入射至摄像器件4的光光电转换成图像信号。将图像信号输出到AGC5。AGC5调节图像信号的增益，并将增益调节后的图像信号输出到A/D转换器6。A/D转换器6对增益调节后的图像信号进行A/D转换，并将A/D转换后的图像信号输出到信号处理单元7。信号处理单元7对图像信号进行图像处理，并将经过图像处理的图像信号输出到外部。将所输出的图像信号通过网络发送到例如位于远程位置处的具有查看器的计算机，并且将基于图像信号的图像显示在连接到计算机的显示器上。信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透镜控制设备，包括：控制单元，其被配置为控制变焦透镜的位置和调焦透镜的位置；存储单元，其被配置为存储表示在聚焦于多个被摄体距离中的各个被摄体距离处的情况下的所述变焦透镜的位置与所述调焦透镜的位置之间的关系的多个轨迹；被摄体距离获取单元，其被配置为获取被摄体距离；以及目标位置获取单元，其被配置为获取所述调焦透镜的目标位置，其中，所述控制单元被配置为将所述调焦透镜的位置控制到所述目标位置，以及其中，所述目标位置获取单元被配置为在通过所述变焦透镜的移动而增大了包括所述变焦透镜和所述调焦透镜的摄像光学系统的变焦倍率的情况下，获取与所述被摄体距离获取单元在所述变焦透镜移动之前所获取到的被摄体距离相对应的第一轨迹和与比所述第一轨迹的被摄体距离长的被摄体距离相对应的第二轨迹的信息，并且基于所述第一轨迹和所述第二轨迹来获取所述调焦透镜的目标位置，以使得移动包括所述变焦透镜和所述调焦透镜的摄像光学系统的焦点位置。

【技术特征摘要】
2017.10.31 JP 2017-2112211.一种透镜控制设备，包括：控制单元，其被配置为控制变焦透镜的位置和调焦透镜的位置；存储单元，其被配置为存储表示在聚焦于多个被摄体距离中的各个被摄体距离处的情况下的所述变焦透镜的位置与所述调焦透镜的位置之间的关系的多个轨迹；被摄体距离获取单元，其被配置为获取被摄体距离；以及目标位置获取单元，其被配置为获取所述调焦透镜的目标位置，其中，所述控制单元被配置为将所述调焦透镜的位置控制到所述目标位置，以及其中，所述目标位置获取单元被配置为在通过所述变焦透镜的移动而增大了包括所述变焦透镜和所述调焦透镜的摄像光学系统的变焦倍率的情况下，获取与所述被摄体距离获取单元在所述变焦透镜移动之前所获取到的被摄体距离相对应的第一轨迹和与比所述第一轨迹的被摄体距离长的被摄体距离相对应的第二轨迹的信息，并且基于所述第一轨迹和所述第二轨迹来获取所述调焦透镜的目标位置，以使得移动包括所述变焦透镜和所述调焦透镜的摄像光学系统的焦点位置。2.根据权利要求1所述的透镜控制设备，其中，所述目标位置获取单元被配置为基于根据所述变焦透镜的位置的移动所估计出的所述变焦透镜移动之后的被摄体距离和由所述变焦透镜的移动引起的被摄体距离的改变方向中的至少任一个、以及与所述变焦透镜的移动相关联的像面位置的改变，来获取所述调焦透镜的目标位置。3.根据权利要求1所述的透镜控制设备，其中，所述被摄体距离获取单元被配置为基于根据图像信号所进行的焦点检测的结果，来获取所述变焦透镜移动之前的被摄体距离，该图像信号是通过对经由包括所述变焦透镜和所述调焦透镜的摄像光学系统所入射的光进行光电转换而获取到的，以及其中，所述目标位置获取单元被配置为基于所述变焦透镜移动之前的被摄体距离来获取所述调焦透镜的目标位置。4.根据权利要求3所述的透镜控制设备，其中，所述被摄体距离获取单元被配置为基于根据所述焦点检测的结果而调节所述焦点位置之后的所述调焦透镜的位置和所述变焦透镜的位置，来获取所述变焦透镜移动之前的被摄体距离。5.根据权利要求1所述的透镜控制设备，其中，所述目标位置获取单元被配置为基于通过对所述第一轨迹和所述第二轨迹进行合成而获取到的轨迹来获取所述调焦透镜的目标位置。6.根据权利要求1所述的透镜控制设备，其中，所述目标位置获取单元被配置为根据与包括所述变焦透镜和所述调焦透镜的摄像光学系统所确定的景深有关的信息、与所述变焦透镜的移动速度有关的信息以及与所述变焦透镜的移动量有关的信息中的至少任一个来改变所述第二轨迹。7.根据权利要求1所述的透镜控制设备，还包括变焦操作指示单元，所述变焦操作指示单元被配置为指示所述变焦透镜的移动，其中，所述目标位置获取单元被配置为在所述变焦操作指示单元指示了所述变焦透镜的目标位置的情况下，获取所述调焦透镜的目标位置，使得所述变焦透镜和所述调焦透镜之间的位置关系在所述变焦透镜的目标位置处与所述第二轨迹上的位置关系一致。8.根据权利要求1所述的透镜控制设备，其中，所述目标位置获取单元被配置为获取所述目标位置，使得所述变焦透镜的移动量与同所述变焦透镜的移动相关联的所述焦点位置的移动量的比小于或等于预定值。9.根据权利要求1所述的透镜控制设备，其中，所述目标位置获取单元被配置为在假设摄像信号中的被摄体的大小通过所述变焦透镜的移动而保持恒定的情况下，基于所述变焦透镜的移动量来获取所述目标位置。10.根据权利要求1所述的透镜控制设备，其中，所述目标位置获取单元被配置为在第一模式和第二模式中的任一模式下获取所述调焦透镜的目标位置，其中，在所述第一模式下，以使得基于所述变焦透镜的移动来移动所述焦点位置的方式获取所述调焦透镜的目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：千野俊介，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP