摄像设备及其方法、镜头设备及其方法和摄像系统技术方案

本发明专利技术涉及一种摄像设备及其方法、镜头设备及其方法和摄像系统。在以能够拆卸的方式安装镜头单元的照相机单元中，照相机控制单元将用于使调焦透镜移动至与如下聚焦点相对应的位置的驱动命令发送至镜头控制单元，其中该聚焦点是通过使用TVAF信号处理单元根据摄像信号生成的焦点调焦用的评价值所检测到的。照相机控制单元在进行中心移动时从镜头设备获取表示图像倍率变化量的数据，由此响应于相对于聚焦点附近的调焦透镜的移动量的图像倍率变化量来对调焦透镜进行控制，从而抑制与摄像信号相对应的图像的散焦模糊。

【技术实现步骤摘要】
摄像设备及其方法、镜头设备及其方法和摄像系统
本专利技术涉及适合用在具有可更换镜头单元的诸如摄像机等的摄像设备中的自动焦点调节技术。
技术介绍
近年来，如下的摄像机用AF(自动调焦)装置已成为主流，其中这些AF装置通过根据摄像信号检测图像的清晰度来确定AF评价值，并且使调焦透镜移动至AF评价值变为最高的位置，由此进行焦点调节。以下将上述方法称为“TVAF方法”。作为TVAF评价值，通常使用利用预定频带的带通滤波器所提取的视频图像信号的高频成分水平。在利用摄像系统拍摄被摄体的情况下，如图2A所示，TVAF评价值随着调焦透镜逐渐聚焦而增大并且在聚焦点处达到最大。换句话说，图2A示出聚焦程度随着远离聚焦点而变低。图2B示出用于基于调焦透镜以微小间隔振动时获得的TVAF评价值的变化来判断聚焦方向的操作(以下称为“往复运动操作”)。在该往复运动操作中，该透镜的运动对拍摄画面的影响并不明显，因而该往复运动操作特别适用于拍摄运动图像的照相机。“往复运动操作”还被称为“摆动操作”。另一方面，在可更换镜头系统的情况下，在所使用的一些镜头单元中，在进行往复运动操作时图像倍率变化大，由此调焦透镜的运动对拍摄画面的影响可能明显。日本特开2010-271697公开了具有可更换镜头单元的自动焦点调节型摄像机中所使用的设备，其中该设备将与图像倍率变化有关的信息从镜头单元传递至照相机单元，由此限制往复运动操作期间的振动振幅。在日本特开2010-271697公开的设备所进行的AF操作中，响应于图像倍率变化来限制振动振幅，因而往复运动操作所获得的TVAF评价值之间的差减小。结果，在用于生成TVAF评价值的S/N(信噪)比下降的情况下，方向检测精度下降。此外，在镜头可更换型摄像设备中所进行的自动调焦(AF)控制中，如日本专利3943609所公开的那样，摄像设备(照相机本体)生成表示视频图像的对比度状态(即，摄像光学系统的焦点状态)的焦点信号。一般地，使可更换镜头(镜头单元)基于从照相机本体获取到的焦点信号来移动调焦透镜，由此进行AF控制。在使用焦点信号的AF控制中，通过调焦透镜在近方向和无限远方向上进行微小量的往返驱动(以下称为“微小振动”)来检测焦点信号的增减，从而判断作为焦点信号增加的调焦透镜的移动方向的聚焦方向。然后，调焦透镜的微小振动的中心位置(以下称为“振动中心”)在聚焦方向上移动。在振动中心向着聚焦方向的移动重复了预定次数的情况下，判断为该方向是真的聚焦方向，并且通过使调焦透镜以恒定速度在聚焦方向上移动来搜索焦点信号最大的调焦位置。将该操作称为AF控制期间的“爬山驱动”。该“爬山驱动”还被称为“爬峰驱动”。在聚焦位置附近再次进行调焦透镜的微小振动，由此判断调焦透镜是否处于聚焦状态。在这种情况下，由于照相机本体生成符合所安装的镜头单元的特性的焦点信号并且利用该镜头单元进行AF控制，因此利用照相机本体和镜头单元的组合来确定通过AF控制进行聚焦的精度。然而，近年来，设置在照相机本体侧的诸如CMOS传感器等的摄像元件的像素数已急剧增加。由于焦深在像素间距精细的摄像元件中较浅，因此根据该新近趋势需要提高聚焦的精度。然而，作为用于使调焦透镜移动的致动器，一般经常使用驱动分辨率受到限制的步进马达等。因而，调焦透镜的位置控制分辨率也受到限制。在这种情况下，在针对像素间距精细的摄像元件的浅焦深而在聚焦位置附近进行调焦透镜的微小振动(还包括振动中心的移动)的情况下，发生摄像元件所拍摄的图像接近或远离聚焦状态的调焦波动。图27示出爬山驱动期间的调焦透镜的运动，其中在横轴上标绘调焦透镜位置(调焦位置)并且在纵轴上标绘焦点信号值。该焦点信号随着其接近聚焦位置而形成值增大的钟形状。在爬山驱动期间，调焦透镜以恒定速度向着焦点信号值为最大(峰值)的聚焦位置移动，从而搜索该聚焦位置。对于图27的A所示的调焦透镜的移动，焦点信号超过其峰值而开始减少，因而判断为调焦透镜已通过其聚焦位置，由此结束爬山驱动。然后，调焦透镜返回至焦点信号到达其峰值的位置，由此开始微小振动。另一方面，对于图27的B所示的调焦透镜的移动，焦点信号在没有到达其峰值的情况下开始减少，因而判断为已将不适当方向设置为聚焦方向并且使调焦透镜的移动方向反转由此继续爬山驱动。在利用爬山驱动检测到焦点信号值到达其峰值的聚焦位置之后的微小振动中，进行关于调焦透镜位置是否落在图27中示出的阴影区域所表示的焦深的范围内的聚焦判断。在调焦透镜处于聚焦的情况下，调焦透镜停止并且AF控制结束。图28示出在聚焦判断用的调焦透镜的聚焦位置附近如何进行该调焦透镜的微小振动，其中在横轴上标绘时间并且在纵轴上标绘调焦透镜位置(调焦位置)。细的横点线表示调焦透镜可以停止的位置(与致动器的控制分辨率相对应的位置)并且阴影区域表示焦深的范围。焦深相对于由双点链线所表示的振动中心(这里为聚焦位置)在近方向和无限远方向上具有等间隔的宽度。将微小振动时的振动振幅量和振动中心的移动量设置得小于焦深的范围。图28示出：在调焦透镜正从振动中心向着近侧和无限远侧移动与步进马达的一个驱动步进量相对应的振动振幅量期间，如何使与步进马达的一个驱动步进量相对应的移动量的振动中心重复移动。在振动中心连续落在焦深的范围内达到预定次数(例如三次)的情况下，进行聚焦判断并且停止调焦透镜的移动。这里，将振动中心移动时调焦透镜的移动量设置为振动振幅量与振动中心的移动量相加得到的量(相加移动量)。因而，如图28的中央附近所示，包括振动中心的移动的调焦透镜的移动之后的位置不期望地超过焦深的范围，由此用户可能会识别出图像的调焦波动。在可以通过将振动振幅和中心移动量设置得极小来将包括振动中心的移动的调焦透镜的移动量设置得小的情况下，可以在浅焦深的宽度内使调焦透镜进行充分的微小振动，由此用户不会识别出图像的调焦波动。然而，振动振幅量和振动中心的移动量各自的最小值是通过与步进马达的驱动分辨率相对应的调焦透镜的位置控制分辨率所确定的，因而无法设置得过小。即使可以将振动振幅和振动中心的移动量设置得小，AF控制中的调焦透镜在聚焦方向上的移动也变得缓慢，这导致AF控制的应答性下降。
技术实现思路
本专利技术的摄像设备能够在镜头更换型摄像设备中使图像倍率变化对画面的影响不明显的同时，实现性能劣化较少的自动焦点调节操作的控制。另外，即使在将本专利技术的摄像设备与各种类型的可更换型镜头进行组合的情况下，本专利技术的摄像设备也在确保针对AF控制的良好应答性的同时，实现由于焦深浅的情况下的调焦透镜的微小振动所引起的图像的调焦波动的控制。根据本专利技术的第一方面，提供一种摄像设备，用于与包括调焦透镜的镜头设备进行通信，所述摄像设备包括：信号处理部件，用于根据摄像元件所获得的摄像信号来生成焦点调节用的评价值；发送部件，用于发送与所述调焦透镜的振动中心和振动振幅相对应的信息，其中所述镜头设备被配置为基于接收到的与所述振动中心和所述振动振幅相对应的信息来使所述调焦透镜振动；照相机控制部件，用于将驱动命令发送至所述镜头设备，其中所述驱动命令用于使所述调焦透镜移动至与通过使用所述评价值检测到的聚焦点相对应的位置；以及获取部件，用于从所述镜头设备获取表示图像倍率变化量的数据，其中，在进行用于使所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像设备，用于与包括调焦透镜的镜头设备进行通信，所述摄像设备包括：信号处理部件，用于根据摄像元件所获得的摄像信号来生成焦点调节用的评价值；发送部件，用于发送与所述调焦透镜的振动中心和振动振幅相对应的信息，其中所述镜头设备被配置为基于接收到的与所述振动中心和所述振动振幅相对应的信息来使所述调焦透镜振动；照相机控制部件，用于将驱动命令发送至所述镜头设备，其中所述驱动命令用于使所述调焦透镜移动至与通过使用所述评价值检测到的聚焦点相对应的位置；以及获取部件，用于从所述镜头设备获取表示图像倍率变化量的数据，其中，在进行用于使所述调焦透镜的振动中心沿着检测到的聚焦方向移动的中心移动的情况下，在相对于所述调焦透镜的移动量的图像倍率变化量是第一变化量时，与第二变化量的情况相比，所述照相机控制部件减小所述振动振幅，其中所述第一变化量大于所述第二变化量。

【技术特征摘要】
2012.01.13 JP 2012-004559;2012.01.13 JP 2012-00451.一种摄像设备，用于与包括调焦透镜的镜头设备进行通信，所述摄像设备包括：信号处理部件，用于根据摄像元件所获得的摄像信号来生成焦点调节用的评价值；发送部件，用于发送与所述调焦透镜的振动中心和振动振幅相对应的信息，其中所述镜头设备被配置为基于接收到的与所述振动中心和所述振动振幅相对应的信息来使所述调焦透镜振动；照相机控制部件，用于将驱动命令发送至所述镜头设备，其中所述驱动命令用于使所述调焦透镜移动至与通过使用所述评价值检测到的聚焦点相对应的位置，其中，能够操作所述照相机控制部件以进行指示从而控制往复运动操作，所述往复运动操作是沿着光轴方向以预定振幅使所述调焦透镜振动的操作；以及获取部件，用于从所述镜头设备获取表示图像倍率变化量的数据，其中，所述照相机控制部件确定作为通过所述往复运动操作使得所述评价值增大的方向的聚焦方向，其特征在于，在进行用于使所述调焦透镜的振动中心沿着所述聚焦方向移动的中心移动的情况下，所述照相机控制部件在相对于所述调焦透镜的移动量的图像倍率变化量是大于第二变化量的第一变化量时，执行控制以在第一模式下沿着所述聚焦方向移动所述调焦透镜的振动中心，在相对于所述调焦透镜的移动量的图像倍率变化量是所述第二变化量时，执行控制以在第二模式下沿着所述聚焦方向移动所述调焦透镜的振动中心，以及在相对于所述调焦透镜的移动量的图像倍率变化量大于所述第一变化量时，执行控制以对沿着所述聚焦方向移动所述调焦透镜的振动中心进行限制，其中，在所述第一模式下，在所述调焦透镜沿着与所述聚焦方向相反的方向移动的情况下，所述调焦透镜的移动量变得小于所述预定振幅，以及在所述第二模式下，在所述调焦透镜沿着与所述聚焦方向相对应的方向移动的情况下，所述调焦透镜的移动量变得大于所述预定振幅。2.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述第二变化量表示阈值，并且在相对于所述调焦透镜的移动量的图像倍率变化量等于或小于所述阈值的情况下，所述照相机控制部件增大所述振动振幅。3.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，在判断为所述聚焦点附近的相对于所述调焦透镜的移动量的图像倍率变化量大于所述第二变化量的情况下，所述照相机控制部件将驱动方式改变为第一驱动方式，而在判断为所述聚焦点附近的相对于所述调焦透镜的移动量的图像倍率变化量等于或小于所述第二变化量的情况下，所述照相机控制部件将驱动方式改变为第二驱动方式，其中在所述第一驱动方式中，将中心移动时的驱动振幅限制为小于振动时的振幅，而在所述第二驱动方式中，能够将中心移动时的驱动振幅设置为大于振动时的振幅。4.根据权利要求3所述的摄像设备，其中，在将驱动方式改变为所述第一驱动方式的情况下，所述照相机控制部件从振动时的振幅减去作为所述振动中心的移动宽度的中心移动振幅，而在将驱动方式改变为所述第二驱动方式的情况下，所述照相机控制部件将所述中心移动振幅与振动时的振幅相加。5.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，在所述聚焦点附近的相对于所述调焦透镜的移动量的图像倍率变化量大于阈值的情况下，所述照相机控制部件通过将前次焦点评价值与当前焦点评价值进行比较来确定驱动方向，并且使所述调焦透镜沿着所确定的方向移动预定量。6.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，在所述聚焦点附近的相对于所述调焦透镜的移动量的图像倍率变化量大于阈值的情况下，所述照相机控制部件进行如下驱动控制，其中该驱动控制用于通过基于在所述调焦透镜沿着光轴方向在没有振动的情况下进行移动时所获得的所述评价值的变化对聚焦方向进行检测，来确定所述调焦透镜的驱动方向，以及在判断为所述聚焦点附近的相对于所述调焦透镜的移动量的图像倍率变化量等于或小于所述阈值的情况下，所述照相机控制部件进行用于通过基于在所述调焦透镜沿着所述光轴方向振动时所获得的所述评价值的变化对聚焦方向进行检测、来确定所述调焦透镜的驱动方向的驱动控制，并且进行用于使所述调焦透镜的振动中心沿着检测到的聚焦方向移动的驱动控制。7.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，在所述聚焦点附近的相对于所述调焦透镜的移动量的图像倍率变化量大于阈值的情况下，所述照相机控制部件进行用以在聚焦判断之后使所述调焦透镜向着与所述聚焦点相对应的位置移动的控制，然后从所述信号处理部件中获取评价值，并且在判断为该评价值与前次获取到的评价值之间的差量等于或小于阈值的情况下，所述照相机控制部件进行用以禁止所述调焦透镜的振动或移动的控制。8.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述照相机控制部件向所述镜头设备发送容许模糊圆的数据，并且相应地从所述镜头设备接收所述镜头设备基于发送来的所述容许模糊圆的数据所计算出的、表示针对各焦深的图像倍率变化量的数据。9.一种镜头设备，用于与摄像设备进行通信，所述摄像设备包括：信号处理部件，用于根据摄像元件所获得的摄像信号来生成焦点调节用的评价值；以及照相机控制部件，用于将驱动命令发送至所述镜头设备，其中所述驱动命令用于使调焦透镜移动至与通过使用所述评价值检测到的聚焦点相对应的位置，其中，能够操作所述照相机控制部件以进行指示从而控制往复运动操作，所述往复运动操作是沿着光轴方向以预定振幅使所述调焦透镜振动的操作，所述镜头设备包括：发送部件，用于将表示相对于所述调焦透镜的移动量的图像倍率变化量的数据发送至所述摄像设备，其中周期性地重复该图像倍率变化量的发送；以及镜头控制部件，用于从所述照相机控制部件接收与所述调焦透镜的振动中心和振动振幅相对应的信息，并且基于接收到的与所述振动中心和所述振动振幅相对应的信息来使所述调焦透镜振动，其中周期性地重复该信息的接收，其中，所述照相机控制部件确定作为通过所述往复运动操作使得所述评价值增大的方向的聚焦方向，其特征在于，在进行用于使所述调焦透镜的振动中心沿着所述聚焦方向移动的中心移动的情况下，所述照相机控制部件在相对于所述调焦透镜的移动量的图像倍率变化量是大于第二变化量的第一变化量时，执行控制以在第一模式下沿着所述聚焦方向移动所述调焦透镜的振动中心，在相对于所述调焦透镜的移动量的图像倍率变化量是所述第二变化量时，执行控制以在第二模式下沿着所述聚焦方向移动所述调焦透镜的振动中心，以及在相对于所述调焦透镜的移动量的图像倍率变化量大于所述第一变化量时，执行控制以对沿着所述聚焦方向移动所述调焦透镜的振动中心进行限制，其中，在所述第一模式下，在所述调焦透镜沿着与所述聚焦方向相反的方向移动的情况下，所述调焦透镜的移动量变得小于所述预定振幅，以及在所述第二模式下，在所述调焦透镜沿着与所述聚焦方向相对应的方向移动的情况下，所述调焦透镜的移动量变得大于所述预定振幅。10.根据权利要求9所述的镜头设备，其中，所述第二变化量表示阈值，并且在相对于所述调焦透镜的移动量的图像倍率变化量等于或小于所述阈值的情况下，增大所述振动振幅。11.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：保田仁志，友定俊彦，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：