CN103424954A - 透镜装置和图像拾取*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了透镜装置和图像拾取***。一种可附接到图像拾取装置并且可从图像拾取装置分离的透镜装置包括：聚焦透镜；驱动器，其被配置为驱动聚焦透镜；第一位置检测器，其被配置为检测聚焦透镜的位置；以及控制器，其被配置为：将第一位置检测器检测的聚焦透镜的位置校正为预定光学特性中的聚焦透镜的位置，将聚焦透镜的校正位置发送到图像拾取装置，将从图像拾取装置接收的所述预定特性中的聚焦透镜的驱动信息校正为当前光学特性中的聚焦透镜的驱动信息，并且根据第一位置检测器检测的聚焦透镜的位置和聚焦透镜的校正驱动信息来指示驱动器驱动聚焦透镜。

Description

透镜装置和图像拾取***

技术领域

本发明涉及一种透镜装置和图像拾取***。

背景技术

根据一种已知的镜头可换式照相机***，照相机机身具有自动聚焦（“AF”）功能和聚焦预设（focus preset）功能（“FP”），FP被配置为将聚焦透镜移动到存储的位置，并且透镜装置包括聚焦透镜的位置检测器和驱动器。当前聚焦位置（作为聚焦透镜的位置）从透镜装置被发送到照相机机身，并且目标聚焦位置或移动量基于它从照相机机身被发送到透镜装置。

日本专利公开No.（“JP”）2008-227799提出了一种用于解决后聚焦透镜中的聚焦透镜的可移动范围随着变焦位置而变化的方法。在后聚焦透镜中，随着变焦位置（作为变焦透镜的位置）变化，聚焦位置偏移，并且需要根据变焦位置来移动聚焦位置以便在同一物距上聚焦。变焦位置与聚焦位置之间的关系被称为“凸轮轨迹（cam locus）”。

然而，由于由各组件的制造误差、温度变化和各种滤光器***光轴中的状态/各种滤光器从光轴弹出的状态引起的个体差异，聚焦位置与物距之间的关系可从聚焦位置的设计值或先前状态信息改变。因为各组件的性能和温度以及各滤光器的***/弹出（光学条件）影响照相机***的光学性能，所以在下文中它们可被称为“光学特性”。例如，凸轮轨迹可能由于个体差异而偏离设计值，在FP中存储的位置处的光学特性可能不同于当前光学特性，并且用于检测对比度AF中的对比度峰值位置的扫描中的光学特性可能不同于当前光学特性。于是，聚焦位置的设计值、存储在FP功能中的位置和与检测到的对比度峰值位置对应的聚焦位置均不对应于目标物距。JP2008-227799没有考虑由光学特性的变化引起的聚焦偏移。

发明内容

本发明提供了一种用于镜头可换式图像拾取***的透镜装置和图像拾取***，该透镜装置和图像拾取***可利用相对简单的配置来保持聚焦位置与物距之间的关系。

一种与图像拾取装置可分离的透镜装置包括：聚焦透镜，其被配置为提供聚焦；驱动器，其被配置为驱动聚焦透镜；第一位置检测器，其被配置为检测聚焦透镜的位置；以及控制器，其被配置为：将第一位置检测器检测到的聚焦透镜的位置校正为预定光学特性中的聚焦透镜的位置，将聚焦透镜的经校正的位置发送到图像拾取装置，将从图像拾取装置接收的预定特性中的聚焦透镜的驱动信息校正为当前光学特性中的聚焦透镜的驱动信息，并且指示驱动器根据第一位置检测器检测到的聚焦透镜的位置和聚焦透镜的经校正的驱动信息来驱动聚焦透镜。

从以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的进一步的特征将变得清楚。

附图说明

图1是根据本实施例的照相机***的框图。

图2是用于解释图1中所示的聚焦透镜的驱动方法的框图。

图3A-3C是与用于图1中所示的照相机***的聚焦位置相关的视图。

图4是说明性的凸轮轨迹的视图。

图5是当存在个体差异时的凸轮轨迹的视图。

图6是当存在温度变化时法兰焦距（flange focal length）校正之前和之后的凸轮轨迹的视图。

图7是聚焦预设中的凸轮轨迹的视图。

图8是当图7中的对于望远端的焦点可移动范围到广角端变宽时的视图。

具体实施方式

图1是根据本实施例的镜头可换式照相机***（图像拾取***，光学装置）的框图。照相机***包括透镜装置（光学装置）100和照相机机身（图像拾取装置或光学装置）200。透镜装置可分离地附接到照相机机身200。

透镜装置100包括图像拾取光学***、变焦透镜位置检测器107、光阑驱动器108、ND检测器109、聚焦透镜驱动器110、温度检测器111、透镜微计算机120和存储器130。

图像拾取光学***包括多个光学透镜元件（光学元件），被容纳在透镜镜筒（未示出）中，并且在照相机机身200中的图像传感器202上形成物体的光学图像。本实施例的图像拾取光学***在物体光的入射方向上依次包括第一透镜101、变焦透镜（倍率变化透镜）102、光阑103、ND滤光器104、聚焦透镜105和第四透镜106。在图1中，各透镜单元中包括的透镜的数量没有限制。

当用户操作操作单元（未示出）时，变焦透镜102在虚线所示的光轴方向上移动并且被配置为调整焦距。变焦透镜位置检测器107用作第二位置检测器，该第二位置检测器被配置为使用例如可变电阻器来检测变焦透镜102的位置（变焦位置）并将该变焦位置发送到透镜微计算机120。

光阑103由光阑驱动器108根据透镜微计算机120的命令来驱动，并且可改变它的孔径值。光阑103被配置为通过改变它的孔径值来调整光量。光阑驱动器108可使用例如步进电机和音圈电机（“VCM”）以及检测器（光学特性检测器），该检测器被配置为使用被配置为检测线圈中的电流的霍尔检测器来检测光阑位置（当前孔径值）。

随着孔径值变化，聚焦位置偏移，因而有必要校正聚焦透镜105的位置（聚焦位置）。在这种情况下，可使用与光阑位置和这些光阑位置的中间值的线性插值对应的多个数据来计算孔径值和焦点移动量（聚焦位置的偏移量）。如聚焦校正量=A×(孔径值-最大孔径值)所提供的，可通过将孔径值差乘以聚焦温度变化率（系数）A来计算聚焦校正量，该孔径值差是通过从最大孔径值减去当照相机***作时的孔径值而生成的。

ND（中性密度）滤光器104可在用户操作操作单元（未示出）时被***到光轴中以及从光轴弹出，并且被配置为调整光量。ND检测器109用作光学特性检测器，该光学特性检测器被配置为检测ND滤光器104是被***还是被弹出。ND检测器109包括例如光电断路器，并且将检测结果发送到透镜微计算机120。ND滤光器104的数量没有限制，并且可使得可选择另一种光学元件（比如，滤色器）。

当ND滤光器104未被***时，ND滤光器104被***其中的空间的折射率是正好为光学设计值的空气折射率，但是当ND滤光器104被***时，它是ND滤光器104的材料的折射率。当ND滤光器104被***时，聚焦位置由于空气的折射率与ND滤光器104的折射率之间的差异而偏移，因而有必要校正聚焦位置。

在具有不同浓度的ND滤光器104或滤色器被切换的轮盘式中，各滤光器的***状态被检测，并且根据各滤光器的折射率和厚度而不同的校正值被事先存储在存储器130中。对于被检测的滤光器的校正值被从存储器130读出，并被用于校正聚焦位置。另外，当不可检测的滤光器（比如，附接件）被附接时，可通过由用户自由地将校正值/手动值选择符写入在照相机机身中并且当它被使用时选择它来校正聚焦位置。

聚焦透镜105被聚焦透镜驱动器110根据来自透镜微计算机120的驱动信息（驱动命令）在光轴方向上驱动，并且被配置为提供聚焦。透镜微计算机120获得聚焦透镜驱动器110的驱动量（包括驱动脉冲数量）和驱动位置（包括聚焦透镜105的目标位置）。

图2是当聚焦驱动器110利用步进电机110A时的框图。聚焦透镜105经由齿条110b与导螺杆110a耦接。光电断路器110c用作第一位置检测器，该第一位置检测器被配置为检测聚焦透镜105的位置。当步进电机110A使导螺杆110a旋转时，旋转被齿条110b转换为平移移动，结果，聚焦透镜105在箭头方向上移动。可通过对步进电机110A此时的驱动脉冲进行计数来检测聚焦透镜105的位置。当脉冲的计数起始点不同时，聚焦透镜105的位置偏移。因此，步进电机110A一开始被驱动以扫描整个范围，并且被移动到光电断路器110c的信号在其处变化的位置。这个点被设置为原点（基准位置）。可通过增加和减少步进电机110A从原点起的驱动脉冲数量来获得基于光电断路器110c的聚焦位置。

当如DC电机和通过磁体和线圈的电磁操作被驱动的VCM中那样，聚焦驱动器110利用在其中最小移动量未被设定的单元时，通过单独地准备电气位置检测器以使用该电位置检测器来测量位置，可检测聚焦透镜105的位置。

温度检测器111布置在透镜镜筒中并且在图像传感器周围，并且用作光学特性检测器，该光学特性检测器被配置为将各位置的温度发送到透镜微计算机120。温度检测器111的数量没有限制。例如，它可布置在外表面上以便测量外部温度，或者可针对具有不同的热膨胀系数的各组件布置。因为聚焦位置随着透镜镜筒和图像拾取光学元件随温度变化伸缩而偏移，所以有必要校正聚焦位置。

可通过针对当ND滤光器104被***和弹出时引起的聚焦偏移、由温度变化引起的聚焦偏移以及由孔径值引起的聚焦偏移的组合准备校正数据来计算聚焦透镜的校正位置。在校正聚焦透镜的位置时，可计算独立的校正值的总和。

透镜微计算机120用作控制器，该控制器被配置为与照相机机身200中的照相机微计算机210通信并且控制透镜装置100中的各组件。存储器130存储透镜微计算机120的操作所必需的信息和程序。

照相机机身200包括图像传感器（图像拾取元件）202、信号处理器204、记录处理器206、透镜控制数据计算器208、照相机微计算机（图像拾取装置控制器）210和存储器220。

图像传感器202是光电转换器（比如，CCD传感器和CMOS传感器），该光电转换器被配置为将图像拾取光学***形成的物像（光学图像）光电地转换为模拟信号并输出该模拟信号。图像传感器202的输出被采样，被增益控制，并且被转换为数字信号。

信号处理器204对来自图像拾取元件202的信号执行各种图像处理（比如，放大、颜色校正和白平衡），并产生视频信号。记录处理器206将图像输出到记录介质和显示单元。

透镜控制数据计算器208基于信号处理器204的输出来产生对于自动曝光（“AE”）、自动聚焦（“AF”）和运动矢量控制透镜所需的信号，比如，自动曝光（“AE”）信号、自动聚焦（“AF”）信号以及矢量信号。AE信号通过下述方式产生，即，以一个屏幕或特定面积对亮度信号进行积分，并准备用于评估亮度从适当的曝光状态偏移多远的评估值数据。AF信号利用一个或多个高频信号积分值来产生，这些高频信号积分值是通过针对亮度信号中的多个特定面积、对透镜控制数据计算器208中的高通滤光器所提取的多个高频分量进行积分而生成的。AF信号表示图像的锐度（对比度状态），并且锐度根据图像拾取光学***的聚焦状态而变化。因此，AF信号是表示图像拾取光学***的合焦（in-focus）状态的信号。透镜控制数据计算器208用作聚焦信号产生器，该聚焦信号产生器被配置为产生表示聚焦状态的聚焦信号。因而，透镜控制数据被发送到照相机微计算机210。

照相机微计算机210在预定周期或者在必要时与透镜微计算机120通信，将透镜控制数据发送到透镜微计算机120，并从透镜微计算机120接收各种状态。存储器220存储照相机机身220、透镜装置100和各种控制所需的信息。照相机微计算机210将聚焦透镜105的位置存储在存储器220中，并且用作聚焦预设单元，该聚焦预设单元被配置为命令透镜微计算机120将聚焦透镜105移动到存储的聚焦透镜105的位置。透镜微计算机120根据从照相机微计算机210接收的各种透镜控制数据来控制各组件的驱动。

为了在后聚焦透镜中提供相同物距上的聚焦，有必要将聚焦透镜105移动到凸轮轨迹中的与变焦位置对应的聚焦位置。在后聚焦透镜中，分辨率根据从无限远端到近端的变焦位置而不同，并且从无限远端到近端的步进电机的脉冲数量产生广角端与望远端之间的10倍的范围差。因此，存储在本功能中的位置可能不能提供合焦。聚焦透镜的可移动范围的变化也带来了问题。

通过将取决于物距和变焦位置的凸轮轨迹存储在存储器130中并参照该信息，即使当变焦位置变化时，也可获得合焦。对于除代表点之外的中间变焦位置和聚焦位置利用线性插值可计算高精度位置。

图4是示出变焦透镜位置与聚焦透镜位置之间的关系的曲线图。横轴表示变焦位置，其中，广角端被设置于左侧，望远端被设置于右侧。纵轴表示聚焦位置，其中，无限远侧被设置于底侧，近侧被设置于顶侧。关于四个点（比如，无限远端、近端、广角端和望远端）的变焦位置和聚焦位置被存储在存储器130中。

在以下描述中，当前变焦位置位于广角端，并且聚焦位置是聚焦在10m的物距上的x。然后，变焦位置被移动到中间位置，并且与10m的物距对应的聚焦位置y被计算。

因为广角端处的近端与无限远端之间的距离“a”和广角端处的位置x与无限远端之间的距离“b”之间的比率等于望远端处的近端与无限远端之间的距离“a’”和望远端处的位置z与无限远端之间的距离“b’”之间的比率，所以位置z被计算。接着，基于从中间位置到广角端的距离与从中间位置到望远端的距离之间的l:m的距离比、聚焦位置x和聚焦位置z来计算聚焦位置y。随着用于物距与变焦位置之间的关系的代表点的数量增加，可高精度地获得聚焦位置。

由于照相机***中的各组件的个体差异，可能不能获得设计的凸轮轨迹。为了校正凸轮轨迹，测量聚焦位置相对于针对预定变焦位置和预定物距的设计值的偏移量，并将该偏移量存储在透镜装置100中的存储器130中，并且在聚焦时校正该偏移。由光学元件的个体差异引起的聚焦偏移包含各变焦位置的由制造误差引起的聚焦偏移、以及由透镜的中心光束和***光束引起的聚焦偏移。

图5是当存在个体差异时的凸轮轨迹的曲线图，并且纵轴和横轴类似于图4那样定义。“p”、“q”、“r”和“s”均分别表示广角端、中间位置、中间位置和望远端处的无限远端。通过在各变焦位置移动聚焦透镜105以进行聚焦并将此时的聚焦位置与存储器130中的数据进行比较来获得聚焦位置的偏移量（例如，由稍后将描述的校正值计算器121获得）。可通过对于各变焦位置将偏移量的信息存储在存储器130中并且当聚焦透镜105移动时校正偏移量来获得合焦状态。可使用线性插值，以便保持顺序线图。作为无限远端的替代或者与无限远端一起，用近端校正的凸轮轨迹的信息可被获得。

因为透镜装置100中的图像拾取装置中的透镜镜筒和透镜随着温度变化而稍微伸长或收缩，所以由于法兰焦距（定位截距（flangeback）：FB）伸长或收缩，温度变化引起聚焦偏移，法兰焦距是从透镜装置100到照相机机身200中的图像传感器202的距离。

图6是示出当对温度变化进行FB校正时凸轮轨迹的校正前（实线）与校正后（虚线）之间的关系的曲线图，其中，横轴和纵轴类似于图4那样定义。如FB校正量=A×(操作时的温度–温度的设定量)所提供地，可通过将温度的设计值与温度检测器111检测的当前温度之间的差值乘以聚焦温度变化率（系数）A来计算FB校正量。

因为灵敏度根据变焦位置而变化，所以通过将FB校正量乘以各变焦位置的灵敏度来找到实际聚焦校正量。可通过将聚焦透镜105移动这个校正量来校正聚焦。灵敏度表示对应于聚焦透镜105在光轴方向上的预定移动量的图像传感器202在光轴方向上的移动量。因为照相机机身200的FB随着温度变化而变化，所以照相机微计算机210也可计算FB校正量，将它发送到透镜微计算机120，并驱动聚焦透镜105以便校正温度。

图3A是与根据本实施例的镜头可换式照相机***中的聚焦位置相关的框图。校正值计算器121、物理位置/逻辑位置（“PL”）转换器122、透镜接口单元123、像面移动量/透镜移动量转换器124对应于透镜微计算机120中的处理和数据。照相机接口单元211和校正值计算器212对应于照相机微计算机210中的处理和数据。

一开始，通过第一位置检测器检测聚焦透镜105的当前位置。这个位置表示聚焦透镜105的物理位置，因而在下文中可被称为“聚焦物理位置”。如稍后所描述的，当光学特性（比如，各组件的个体特性、温度和光学条件）不同时，聚焦物理位置不一定对于相同的物距聚焦在相同的聚焦物理位置上。各组件的个体差异和温度变化用与设计值（基准状态）的差异表达，并且光学条件的变化（比如，滤光器的***/弹出）是与基准状态（比如，没有滤光器的状态）的差异。因此，本实施例参照基准状态，并且使它有别于“实际光学特性”，在基准状态下，透镜装置的各组件的个体特性、温度和光学条件被预先确定为“预定光学特性（基准光学特性）”。

现在假设“聚焦逻辑位置”为不受光学特性影响的、与物距对应的聚焦位置。聚焦逻辑位置是这样的聚焦位置，在该聚焦位置，当前光学特性被转换为或者被校正为预定光学特性。一开始，校正值计算器121基于当前光学特性来计算聚焦校正量（焦点移动量）的总和，并且PL转换器122通过从聚焦物理位置除去聚焦校正值来将聚焦物理位置转换为聚焦逻辑位置。如上所述，校正值取决于当前光学特性与预定光学特性（设计值中的光学特性）之间的差异。

此时，考虑个体差异：通过检测对于已知物距的物体（比如，无限远准直器的图表）的光学特性进行匹配来使各种校正相关参数中的每一个对应于聚焦物理位置。然后，通过计算与光学特性变化对应的聚焦校正量并从聚焦物理位置减去该聚焦校正量来将聚焦物理位置转换为聚焦逻辑位置。

图3B示出聚焦位置被校正之前和之后的聚焦物理位置之间的关系。如图3B所示，聚焦物理位置在聚焦位置被校正之前和之后改变。图3C示出聚焦位置被校正之前和之后的聚焦逻辑位置之间的关系。如图3C所示，聚焦逻辑位置在聚焦位置被校正之前和之后是恒定的。透镜接口单元123将聚焦逻辑位置发送到照相机接口单元211。

另一方面，透镜控制数据计算器208可基于从图像传感器202和信号处理器204获得的视频信号来计算聚焦透镜105的移动量，并且校正值计算器212可计算并指定照相机机身200侧的FB偏移量等。在这种情况下，因为像面移动量不受透镜装置100的状态影响，所以指定像面移动量是有利的。当照相机微计算机210执行预设功能时，聚焦透镜105的位置可由从透镜微计算机120发送的聚焦逻辑位置指定。在这种情况下，更有利的是直接指定聚焦透镜105的脉冲数量。因而有必要实现两种类型的指定。

因为聚焦逻辑位置已经被发送到照相机微计算机210，所以使用聚焦逻辑位置指定的聚焦位置不受光学条件影响。像面移动量是预定光学特性下的聚焦透镜105的驱动信息。像面移动量被IL转换器124转换为聚焦透镜105的移动量。存储器130预先存储光学灵敏度数据。IL转换器124利用影响当前聚焦位置和光学灵敏度的光学条件（比如，变焦位置和光阑位置）以及存储在存储器130中的光学灵敏度数据，将发送的像面移动量转换为透镜逻辑移动量。经转换的透镜逻辑移动量被PL转换器122转换为当前光学特性下的物理位置，从而确定聚焦透镜105的目标位置。

照相机微计算机210可使用聚焦逻辑位置或像面移动量或它们的组合来指定聚焦位置。在使用像面移动量进行指定时，最小像面移动量根据脉冲的分辨率和灵敏度而变化，IL转换器124计算最小像面移动量，并且透镜微计算机120将它发送到照相机微计算机210。当透镜微计算机120将从当前位置到近端和无限远端中的每一个的脉冲数量转换到像面中并将它发送到照相机微计算机210时，照相机微计算机210识别当前最大移动量和最小移动量，并且可在这个范围内指定聚焦位置。从而，照相机微计算机210可在不受由透镜装置100的光学条件引起的聚焦校正和光学灵敏度的影响的情况下控制聚焦位置。

在后聚焦透镜中，仅聚焦逻辑位置不能处理变焦位置的变化，因而聚焦逻辑位置和对应的变焦位置两者都被指定。从而，当照相机微计算机210指定的聚焦逻辑位置和变焦位置不同于透镜装置100的当前变焦位置时，可基于凸轮轨迹来计算与当前变焦位置处的相同物距对应的聚焦逻辑位置。

变焦位置和通过从聚焦物理位置除去校正量而生成的聚焦位置可被定义为一个聚焦逻辑位置。通过如此指定变焦位置，照相机微计算机210甚至可在后聚焦透镜中在不受变焦波动的影响的情况下控制聚焦位置。

例如，透镜微计算机120基于变焦透镜位置检测器107检测的变焦透镜102的位置和对于与预定物距（比如，无限远端）相关的设计值的第一凸轮轨迹（图4中的下面的虚线）来获得预定变焦位置处的聚焦位置。这是聚焦逻辑位置（或者聚焦透镜的校正位置）。透镜微计算机120基于从照相机微计算机210接收的聚焦透镜105的针对设计值的驱动信息来获得聚焦透镜105的目标位置。透镜微计算机120将聚焦透镜105驱动到聚焦透镜105的位置，其中，聚焦透镜105的该位置对应于当前光学特性中的第二凸轮轨迹（图5中的下面的pqrs线）中的变焦位置，并且该变焦位置在图4中所示的凸轮轨迹中对应于该目标位置。透镜微计算机120可从照相机微计算机210获得变焦位置。在这种情况下，透镜微计算机120将聚焦透镜105驱动到聚焦透镜105的在当前光学特性中的第二凸轮轨迹（图5中的下面的pqrs线）中与这个变焦位置对应的位置。

图7是聚焦预设中的凸轮轨迹的曲线图，横轴和纵轴类似于图4那样定义。虚线表示聚焦逻辑位置的凸轮轨迹，实线表示聚焦物理位置的凸轮轨迹，聚焦物理位置是经凸轮校正的位置。凸轮表示针对近端、无限远端和1m的物距中的每一个、聚焦位置与变焦位置之间的对应关系。如上所述，照相机微计算机210用作FP单元。用作FP单元的照相机微计算机210发送到透镜微计算机120的聚焦透镜105的位置是预定光学特性中的聚焦透镜105的驱动信息。

例如，聚焦逻辑位置是“e”，聚焦物理位置是“f”，其中，聚焦透镜105位于望远端并且聚焦在1m的物体上。当聚焦位置被存储在聚焦预设中时，变焦位置和聚焦逻辑位置“e”通过周期性通信从透镜微计算机120被发送到照相机微计算机210。

接着，当聚焦透镜105的变焦位置和聚焦物理位置变为位置“h”并且通过FP功能而返回到位置“f”时，照相机微计算机210将作为变焦位置和聚焦逻辑位置的位置“e”发送到透镜微计算机120。透镜微计算机120基于凸轮轨迹以及位置“e”处的变焦位置和聚焦逻辑位置来计算当前变焦位置处的聚焦逻辑位置，并获得位置“d”。

接着，计算聚焦物理位置“g”作为位置“d”处的凸轮校正量。透镜微计算机120通过将聚焦透镜105移动到位置“f”来执行聚焦预设。

当它不是后聚焦透镜或者变焦位置相同时，不必在透镜微计算机120与照相机微计算机210之间发送和接收变焦位置。即使对于取决于另一光学条件的另一校正，也可基于当前光学条件数据和逻辑位置来计算物理位置。

将描述当聚焦可移动范围在图7中的直至从近端到无限远端的最宽聚焦可移动范围（该范围是图7中的变焦位置在望远端处的聚焦可移动范围）的整个变焦范围内延伸时的聚焦预设。

图8示出聚焦预设中的凸轮轨迹，并且用作在其中图7中的望远端处的聚焦可移动范围延伸到广角端的曲线图。横轴和纵轴类似于图7那样定义。图8中的凸轮轨迹通过下述方式生成：通过使用对于各个变焦位置的近端与无限远端之间的距离之中的最大距离，规格化针对近物距、无限远物距和中间物距中的每一个的图7中的虚线所示的预定光学特性中的凸轮轨迹（逻辑位置）。此处，图7中的望远端处的无限远端与近端之间的距离最大。

当获得图8中所示的凸轮轨迹时，位置“e”处的聚焦逻辑位置变为与位置“d”处的聚焦逻辑位置相同。因此，不必计算位置“f”和“h”，并且通用性得到改进。透镜微计算机120将图7中所示的凸轮轨迹与图8中所示的凸轮轨迹之间的对应关系存储在存储器130中，并且图8中所示的凸轮轨迹的信息被发送到照相机微计算机210。

例如，当照相机微计算机210指定图8（规格化的凸轮轨迹）中的位置“h”时，透镜微计算机120通过下述方式来获得聚焦位置，即，利用图7（规格化之前的凸轮轨迹）的信息来将图8中所示的位置“h”转换为图7中所示的位置“h”。这是预定光学特性中的聚焦透镜105的驱动信息。图8使用均匀聚焦区域，最小焦点移动量根据变焦位置而不同，并且不可获得的聚焦位置可被指定。

因为在从聚焦逻辑位置转换到聚焦物理位置时，聚焦逻辑位置被近似并且在提供预设的透镜装置100中被转换为物距尽可能地近的最佳聚焦物理位置，所以这实际上没有带来问题。尽管分辨率取决于聚焦逻辑位置的间隔或者变焦位置处的可获得值，但是照相机微计算机210可指定比最小像面移动量大的值作为移动量。而且，如上所述，在聚焦物理位置处可使用多个值，并且这实际上不带来问题。

在AF中，PL转换器122将作为聚焦透镜105的当前位置的聚焦物理位置转换为聚焦逻辑位置。透镜微计算机120经由透镜接口单元123发送通过IL转换器124基于聚焦逻辑位置、已知凸轮轨迹的信息以及灵敏度的信息而获得的最小像面移动量、近端像面移动限度、无限远端像面移动限度。照相机微计算机210经由照相机接口单元211获得该信息，并将驱动命令发送到透镜微计算机120以便使聚焦透镜105摆动并确定AF评估值的峰值。这个发送的数据包含从透镜微计算机120接收的当前聚焦逻辑位置和目标像面移动量。移动量具有符号，并且正号指的是在无限远方向上的数据。

透镜微计算机120接收驱动命令，并且IL转换器124将像面移动量转换为透镜逻辑移动量。透镜微计算机120将接收的聚焦逻辑位置添加到透镜逻辑移动量，并计算目标聚焦逻辑位置。校正值计算器121基于当前光学条件来计算校正值。PL转换器122基于计算的校正值来将目标聚焦逻辑位置转换为目标聚焦物理位置。其后，透镜微计算机120指示聚焦透镜驱动器110将聚焦透镜105驱动到目标聚焦物理位置。

透镜控制数据计算器208基于来自信号处理器204的视频信号来确认对比度值，然后使聚焦透镜105在相反方向上摆动，并且类似地确认对比度值，并确定其上存在峰值位置的合焦方向。然后，照相机微计算机210将当前聚焦逻辑位置和更大的像面移动量发送到透镜微计算机120，以便使聚焦透镜105在合焦方向上移动更长的距离。结果，聚焦透镜105被移动到提供合焦的对比度峰值位置（在透镜通过峰值位置之后，实际上返回到峰值位置）。

在其中图像传感器设有图像拾取像素和聚焦检测像素的图像拾取平面上的相位差方法的聚焦检测中，与检测到的聚焦位置对应的像面移动量和当前的聚焦逻辑位置被发送到透镜微计算机120，并且执行相位差AF。

尽管已参照示例性实施例描述了本发明，但是要理解本发明不限于公开的示例性实施例。要给予权利要求的范围以最广泛的解释，以便包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (13)

1.一种能够与图像拾取装置分离的透镜装置，所述透镜装置包括：

聚焦透镜，所述聚焦透镜被配置为提供聚焦；

驱动器，所述驱动器被配置为驱动聚焦透镜；

第一位置检测器，所述第一位置检测器被配置为检测聚焦透镜的位置；和

控制器，

其特征在于，所述控制器被配置为：将通过第一位置检测器检测到的聚焦透镜的位置校正为预定光学特性中的聚焦透镜的位置，将经校正的聚焦透镜的位置发送到图像拾取装置，将从图像拾取装置接收的所述预定光学特性中的聚焦透镜的驱动信息校正为当前光学特性中的聚焦透镜的驱动信息，并且指示驱动器根据通过第一位置检测器检测到的聚焦透镜的位置和经校正的聚焦透镜的驱动信息来驱动聚焦透镜。

2.根据权利要求1所述的透镜装置，还包括光学特性检测器，所述光学特性检测器被配置为检测当前光学特性，

其特征在于，所述控制器计算由光学特性检测器检测的当前光学特性与所述预定光学特性之间的差异引起的聚焦位置的偏移量作为校正值，并通过从通过第一位置检测器检测到的聚焦透镜的位置减去所述校正值来计算经校正的聚焦透镜的位置。

3.根据权利要求2所述的透镜装置，还包括滤光器，所述滤光器被配置为被***到聚焦透镜的光轴中和从聚焦透镜的光轴弹出并且调整光量，

其特征在于，所述光学特性检测器检测滤光器的***和弹出，并且当前光学特性与所述预定光学特性之间的差异是滤光器的折射率与空气的折射率之间的差。

4.根据权利要求2所述的透镜装置，还包括光阑，所述光阑被配置为调整光量，

其特征在于，所述光学特性检测器检测光阑的孔径值，并且当前光学特性与所述预定光学特性之间的差异是所述孔径值与最大孔径值之间的差。

5.根据权利要求2所述的透镜装置，其特征在于，所述光学特性检测器检测透镜装置的温度，并且当前光学特性与所述预定光学特性之间的差异是温度变化。

6.根据权利要求5所述的透镜装置，还包括：

图像拾取光学***，所述图像拾取光学***被配置为形成物像，并且包括聚焦透镜；和

透镜镜筒，所述透镜镜筒被配置为容纳图像拾取光学***，

其特征在于，所述控制器通过将所述温度变化乘以系数来计算所述校正值，所述系数表示由因温度变化而导致的图像拾取光学***与透镜镜筒之间的伸展和收缩引起的聚焦位置的偏移量的比率。

7.根据权利要求5所述的透镜装置，其中，所述图像拾取装置包括图像传感器，所述图像传感器被配置为对物像进行光电转换，并且

其特征在于，所述控制器通过将所述温度变化乘以系数来计算校正值，所述系数表示由因温度变化而导致的法兰焦距的伸展和收缩引起的聚焦位置的偏移量的比率，所述法兰焦距为透镜装置与图像拾取装置中的图像传感器之间的距离。

8.根据权利要求1所述的透镜装置，还包括：

变焦透镜，所述变焦透镜被配置为调整焦距；和

第二位置检测器，所述第二位置检测器被配置为检测变焦透镜的位置，

其特征在于，所述控制器基于对于预定物距的表示变焦透镜的位置与聚焦透镜的位置之间的关系的所述预定光学特性中的第一凸轮轨迹和通过第二位置检测器检测到的变焦透镜的位置来获得经校正的聚焦透镜的位置；并且将聚焦透镜驱动到在对于所述预定物距的当前光学特性中的第二凸轮轨迹中的、与作为从图像拾取装置接收的所述预定光学特性中的聚焦透镜的驱动信息的变焦位置对应的聚焦透镜的位置。

9.根据权利要求2所述的透镜装置，其特征在于，所述控制器通过将校正值添加到聚焦透镜的目标位置来获得作为当前光学特性中的聚焦透镜的驱动信息的目标位置，所述聚焦透镜的目标位置是基于从图像拾取装置接收的所述预定光学特性中的聚焦透镜的驱动信息而获得的。

10.根据权利要求1所述的透镜装置，其中，所述图像拾取装置包括图像传感器，所述图像传感器被配置为对物像进行光电转换，

其特征在于，所述控制器从图像拾取装置接收作为图像传感器的像面移动量的聚焦透镜的驱动信息。

11.根据权利要求1所述的透镜装置，还包括：

变焦透镜，所述变焦透镜被配置为调整焦距；和

第二位置检测器，所述第二位置检测器被配置为检测变焦透镜的位置，

其特征在于，所述控制器将凸轮轨迹发送到图像拾取装置，所述凸轮轨迹通过下述方式生成：使用对于变焦透镜的各个位置的近端与无限远端之间的距离之中的最大距离来对表示在近物距、无限远物距和中间物距中的每一个中的聚焦透镜的位置与变焦透镜的位置之间的关系的所述预定光学特性中的凸轮轨迹进行规格化，其中，所述控制器在未被规格化的凸轮轨迹中获得与图像拾取装置在经规格化的凸轮轨迹中指定的聚焦透镜的驱动信息对应的聚焦透镜的驱动信息，作为从图像拾取装置接收的所述预定光学特性中的聚焦透镜的驱动信息。

12.一种图像拾取***，所述图像拾取***包括根据权利要求1至11中的任何一个所述的透镜装置和图像拾取装置，所述透镜装置能够分离地附接到所述图像拾取装置，所述图像拾取装置包括存储器和聚焦预设单元，所述聚焦预设单元被配置为将聚焦透镜的位置存储在存储器中并且指示控制器将聚焦透镜移动到存储在所述存储器中的聚焦透镜的位置，其中，由所述聚焦预设单元发送到所述控制器的聚焦透镜的位置是所述预定光学特性中的聚焦透镜的驱动信息。

13.一种图像拾取***，所述图像拾取***包括根据权利要求1至11中的任何一个所述的透镜装置和图像拾取装置，所述透镜装置能够分离地附接到所述图像拾取装置，

其中，所述图像拾取装置包括：

图像传感器，所述图像传感器被配置为对物像进行光电转换；

聚焦信号产生器，所述聚焦信号产生器被配置为产生表示聚焦状态的聚焦信号；和

计算器，所述计算器被配置为将聚焦透镜的驱动信息计算为使得聚焦信号产生器产生的聚焦信号表示合焦的图像传感器的像面移动量。

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