JP3609730B2

JP3609730B2 - Lens device

Info

Publication number: JP3609730B2
Application number: JP2001021111A
Authority: JP
Inventors: 和彦有井
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2001-01-30
Filing date: 2001-01-30
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2021-01-30
Also published as: JP2002228913A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ズームレンズとフォーカスレンズを有しズームレンズが光軸方向に移動することにより倍率及び合焦する被写体との距離である被写体距離が変化するレンズユニットを用いたレンズ装置に関し、特に手動フォーカス調整に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラやビデオカメラ等に用いられている従来のレンズ装置では、手動でフォーカスの調整を行うために、例えばマニュアルフォーカスリングを設け、マニュアルフォーカスリングの回転速度に応じてフォーカスレンズの駆動量を調整する制御方法により、至近〜無限までのフォーカスレンズ可動範囲内を迅速かつ微妙な制御および回転操作に応じた制御を実現している。
【０００３】
なお、レンズ装置がズームレンズを具備しズーム機能を有する場合は、手動フォーカス調整を行う時点でのズームレンズの位置でフォーカスレンズを駆動することになるが、ズームレンズの位置によって被写体距離の設定範囲が異なるような場合がある。例えば、ズームレンズがワイド端に位置している場合に、ズームレンズをテレ側に移動させると、被写体距離の至近側の設定範囲が広がるような場合がある。
【０００４】
具体的に図を用いて説明する。図６はズームレンズとフォーカスレンズを有しズームレンズが光軸方向に移動することにより倍率及び被写体距離が変化するレンズユニットにおける、被写体距離に応じて異なる軌跡を描きズームレンズの位置変化とフォーカスレンズの位置変化との関係を示すズームトラッキングカーブを示したグラフである。フォーカスレンズは機構的至近側限界位置よりも至近側には移動できないので、このレンズユニットでは、ズームレンズがＰ１の位置にあれば被写体距離は２０ｃｍまでしか短くできないが、Ｐ１よりもテレ側にズームレンズが存在すれば被写体距離は３ｃｍまで短くすることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のレンズ装置では、手動でフォーカスの調整を行う際は、ズームレンズは停止しているので、ズームレンズがワイド端に位置している場合に、ズームレンズをテレ側に移動させると、被写体距離の至近側の設定範囲が広がるような場合があると、使用者は一旦手動フォーカス操作を中断してズームレンズをテレ側に駆動させた後、再び手動フォーカス操作に戻るという煩わしい操作をしなければならなかった。
【０００６】
本発明は、手動でフォーカス調整を行う場合において、自動的に被写体距離の設定範囲を拡大させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、レンズ装置として、ズームレンズとフォーカスレンズを有し前記ズームレンズが光軸方向に移動することにより倍率及び合焦する被写体との距離である被写体距離が変化するレンズユニットと、前記レンズユニットにおいて被写体距離に応じて異なる軌跡を描き前記ズームレンズの位置変化と前記フォーカスレンズの位置変化との関係を示すズームトラッキングカーブのデータを記憶した記憶手段と、前記フォーカスレンズを光軸に沿って前記レンズユニットの被写体距離を長くする無限側と短くする至近側に駆動するフォーカス駆動手段と、前記ズームレンズを光軸に沿って前記レンズユニットの倍率を大きくするテレ側と小さくするワイド側に駆動するズーム駆動手段と、前記記憶手段に記憶されたズームトラッキングカーブのデータを用い前記レンズユニットの被写体距離を一定に保ちながら前記フォーカスレンズと前記ズームレンズが光軸に沿って移動するように前記フォーカス駆動手段と前記ズーム駆動手段を制御するトラッキング制御手段と、任意のズームレンズの位置において前記トラッキング制御手段による制御が可能な範囲で前記被写体距離が最小となる前記フォーカスレンズの位置である最至近位置を前記記憶手段に記憶されたズームトラッキングカーブのデータを用いて検出する最至近位置検出手段と、前記任意のズームレンズの位置において前記最至近位置検出手段によって検出された前記フォーカスレンズの最至近位置が前記フォーカスレンズの機構的至近側限界位置よりも無限側にある状態で且つ手動操作によって前記フォーカス駆動手段を動作させ前記フォーカスレンズが無限側より前記最至近位置に達するのを検出する到達検出手段と、前記到達検出手段の検出結果に応じて前記ズーム駆動手段を動作させ前記ズームレンズをテレ側に駆動するズーム制御手段と、を具備した。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図面に従い、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、この発明の実施の形態によるレンズ装置を具備するビデオカメラの構成を示す機能ブロック図である。
【００１０】
図１において、レンズユニット１は、合焦機能を司るフォーカスレンズ１ａと、変倍機能を司るズームレンズ１ｂと、その他のレンズ（図示省略）とを備えている。
【００１１】
図示しない被写体からの光は、レンズユニット１の各レンズを通過して撮像素子２の撮像面上で結像し、電気信号に変換される。映像信号処理回路３は、撮像素子２からこの電気信号を受取って所定の処理を行ない、ＮＴＳＣ方式やＰＡＬ方式の映像信号に変換して出力する。
【００１２】
この映像信号は、ビデオカメラの撮像出力として、たとえば図示しない記録回路によって記録媒体に記録されたりまたは外部出力され、同時に、ハイパスフィルタ４を介して高域成分が抽出されてアナログ／デジタル変換器５に与えられる。
【００１３】
アナログ／デジタル変換器５によりデジタル信号に変換された撮像映像信号の高域成分は、周知の山登りオートフォーカス制御方法による焦点評価値としてオートフォーカス回路６に与えられる。オートフォーカス回路６は、この焦点評価値に基づき、フォーカスレンズ１ａのフォーカス制御を行なうためのフォーカス情報を発生して制御回路１０に与える。制御回路１０は、オートフォーカス回路６からのフォーカス情報信号に基づいてパルスモータで構成されたフォーカスモータ７を駆動し、上述の焦点評価値が最大となるようにフォーカスレンズ１ａを移動させる。さらに制御回路１０は、ビデオカメラ全体の動作をも制御する。
【００１４】
ズームレンズ１ｂは、制御回路１０によって制御されるズームモータ１１によって駆動され、スライドボリュームで構成されたエンコーダ８によりその位置（ズーム位置）が検出される。エンコーダ８の検出出力は、アナログ／デジタル変換器９によりデジタル信号に変換され、制御回路１０に入力される。図１において、ズームレンズ１ｂが左方向に駆動されるとレンズユニット１の倍率が大きくなり（テレ側）、右方向に駆動されると小さくなる（ワイド側）。
【００１５】
なお、ズームモータ１１として、パルスモータを用いることも可能である。この場合、エンコーダ８は不要となり、制御回路１０は該パルスモータヘ出力した駆動パルスの数に基づきズームレンズ１ｂの位置を認知することになる。
【００１６】
一方、フォーカスレンズ１ａは、制御回路１０によって制御されるフォーカスモータ７によって駆動され、基準位置センサ１２は、フォーカスレンズ１ａが予め設定された基準位置にあるときに検出信号を発生して制御回路１０に与える。なお、図１において、フォーカスレンズ１ａが右方向に駆動されるとレンズユニット１の被写体距離が長くなり（無限側）、左方向に駆動されると短くなる（至近側）。フォーカスモータ７は、制御回路１０から入力される駆動パルスの数に比例して回転するため、制御回路１０は、基準位置センサ１２の出力と、フォーカスモータ７へ出力した駆動パルスの数とに基づき、フォーカスレンズ１ａの位置を認知する。
【００１７】
制御回路１０には、さらにズームスイッチ１３が接続されている。使用者がズームスイッチ１３を操作することによりズームモータ１１が駆動され、ズーム位置が変化する。
【００１８】
制御回路１０には、さらに、前述のズームトラッキングカーブのデータ等の各種の距離情報や位置情報が記憶された不揮発性メモリ１４が接続される。
【００１９】
図２に不揮発性メモリ１４に記憶されたレンズユニット１のズームトラッキングカーブを示す。なお、ズームトラッキングカーブはレンズユニット１の被写体距離によって異なるカーブを描く。よって、あらゆる被写体距離に対してフォーカスのトラッキング制御を行うとすると、あらゆる被写体距離に対応するズームトラッキングカーブ全てを含むテーブルを設ける必要があり、膨大なデータ記憶容量を必要とすることになってしまう。このため、代表的な数本のズームトラッキングカーブのテーブルのみを設け、その他の被写体距離に対応するズームトラッキングカーブは、予め格納されているズームトラッキングカーブの間を等比分割する補間処理によって得るようにしている。以下「ズームトラッキングカーブを示すデータを用いて」という表現は、必要に応じて該補間処理を含むことを意味する。なお、該補間処理は周知の技術であり、詳細な説明は割愛する。
【００２０】
また、レンズユニット１において設定可能な最小の被写体距離は３ｃｍであり、３ｃｍよりも短い被写体距離に対応したズームトラッキングカーブを示すデータは、不揮発性メモリ１４には記憶されていない。
【００２１】
図１に示したビデオカメラにおいて、オートフォーカス動作時には、制御回路１０は、予め不揮発性メモリ１４に格納された複数のズームトラッキングカーブの補間処理によって得られたズームトラッキングカーブに基づいて、エンコーダ８によって検出されたズームレンズ１ｂの位置に対応するフォーカスレンズ１ａの位置を算出し、その位置までフォーカスレンズ１ａを移動させる。
【００２２】
さらに図１に示したビデオカメラには、手動でフォーカス調整を行う際に操作すべきフォーカスリング１５が装備されている。該フォーカスリング１５にはロータリエンコーダ１６が内蔵されている。
【００２３】
ロータリエンコーダ１６は、図３に示す如く、フォーカスリング１５の回転に伴って回転する回転盤１６１と、該回転盤１６１に設けられた電極パターン１６２と、該電極パターン１６２に摺接する第１接触片１６３及び第２接触片１６４とから構成され、回転盤１６１の回転に伴って、第１接触片１６３及び第２接触片１６４からは、位相のずれた２つのパルス信号が出力される。これら２つのパルス信号は制御回路１０に供給され、制御回路１０はフォーカスリング１５の回転速度及び回転方向を検出する。なお、ロータリエンコーダ１６は、フォーカスリング１５の１回転につき複数回回転するようにフォーカスリング１５に歯合されている。
【００２４】
さらに図１に示したビデオカメラには、制御回路１０に接続されたモードスイッチ１７が装備されており、該モードスイッチ１７を使用者が操作することにより、オートフォーカス動作を行うか手動でフォーカス調整を行うかを設定する。
【００２５】
次に図１に示したビデオカメラにおいて、手動でフォーカス調整を行う際の制御回路１０の動作を、図４に示したフローチャートを用いて説明する。
モードスイッチ１７が操作され手動フォーカス調整モードが設定されると、制御回路１０は、フォーカスリング１５に内蔵されたロータリエンコーダ１６から出力される位相のずれた２つのパルス信号のパルス数により、フォーカスリング１５の所定期間毎に回転量を検出し、該回転量よりフォーカスレンズ１ａの駆動量Ｆｓｔを算出する（Ｓ１）。そしてロータリエンコーダ１６から出力される２つのパルス信号の位相のずれ方向によってフォーカスリング１５の回転方向を検出し、回転方向に応じてフォーカスレンズ１ａをレンズユニット１の被写体距離を長くする無限側に駆動させるのか、短くする至近側に駆動させるかを設定する（Ｓ３）。ステップＳ３において無限側に駆動させると設定した場合、フォーカスモータ７によりフォーカスレンズ１ａをステップＳ１にて算出した駆動量Ｆｓｔ分だけ無限側へ駆動する（Ｓ５）。
【００２６】
一方、ステップＳ３においてフォーカスレンズ１ａを至近側に駆動させると設定した場合のその後の動作については、図５を用いて説明する。図５は図２に示された不揮発性メモリ１４に記憶されたレンズユニット１のズームトラッキングカーブのＡの部分を拡大して示したものである。ステップＳ３においてフォーカスレンズ１ａを至近側に駆動させると設定した場合、現時点でのズームレンズ１ｂの位置Ｚ１において、不揮発性メモリ１４に記憶されているズームトラッキングカーブのデータを用いたトラッキング制御が可能な範囲で被写体距離が最小となる前フォーカスレンズ１ａの位置である最至近位置Ｎｎをズームトラッキングカーブのデータを用いて検出する（Ｓ７）。最至近位置Ｎｎにフォーカスレンズ１ａがあると、トラッキング制御が可能な範囲では被写体距離の最小値は２０ｃｍとなる。これは、２０ｃｍよりも短い１０ｃｍや３ｃｍの被写体距離でのズームトラッキングカーブのデータが、現時点でのズームレンズ１ｂの位置Ｚ１では存在しないため、ズームトラッキングカーブの補間処理ができないためである。次に、ズームレンズ１ｂを駆動するか否かを式１を用いて判断する（Ｓ９）。
【００２７】
【数１】

【００２８】
すなわち、現在のズームレンズ１ｂの位置Ｚ１においてステップＳ７にて検出されたフォーカスレンズ１ａの最至近位置Ｎｎがフォーカスレンズ１ａの機構的至近側限界位置Ｎよりも無限側にある状態で、且つ手動操作によってフォーカスレンズ１ａが無限側より最至近位置Ｎｎに到達しているか否かを検出することによりズームレンズ１ｂを駆動するか否かを判断する。
【００２９】
式１の条件を満たさない場合はズームレンズ１ｂを駆動することなく、フォーカスモータ７によりフォーカスレンズ１ａをステップＳ１にて算出した駆動量Ｆｓｔ分だけ至近側へ駆動する（Ｓ１１）。
【００３０】
一方、図５は、式１の条件を満たす状態を示している。式１の条件を満たす場合、現在のフォーカスレンズ１ａの位置Ｆ１及びズームレンズ１ｂの位置Ｚ１より決定される被写体距離Ｌを不揮発性メモリ１４に記憶されたズームトラッキングカーブのデータより算出し（Ｓ１３）、ステップＳ１にて算出したフォーカスレンズ１ａの駆動量Ｆｓｔの大小に比例して設定するズームレンズ１ｂの駆動量Ｚｓｔだけズームモータ１１によりズームレンズ１ｂをテレ側へ駆動した場合の前記被写体距離Ｌに対応したフォーカスレンズ１ａの位置Ｆ２を、不揮発性メモリ１４に記憶されたズームトラッキングカーブのデータより算出する（Ｓ１５）。図５では被写体距離Ｌは２０ｃｍとなる。ステップＳ１３及びＳ１５を実行することにより、ズームレンズ１ｂをテレ側に駆動することによる被写体距離の変化が生じないフォーカスレンズ１ａの位置が算出される。
【００３１】
そして、ズームレンズ１ｂの駆動量をＺｓｔに、駆動方向をテレ側に設定し（Ｓ１７）、フォーカスレンズ１ａの駆動量Ｆｓｔと駆動方向を次のように設定する（Ｓ１９）。
【００３２】
【数２】

【００３３】
そして、ステップＳ１７やステップＳ１９の設定に基づいて、フォーカスモータ７によりフォーカスレンズ１ａを駆動し、ズームモータ１１によりズームレンズ１ｂを駆動する（Ｓ２１）。
【００３４】
なお、レンズユニット１において設定可能な最小の被写体距離である３ｃｍに対応したズームトラッキングカーブを示すデータが存在する位置にズームレンズ１ｂがあれば、ステップＳ７にて算出される最至近位置Ｎｎは、被写体距離３ｃｍに対応したズームトラッキングカーブ上に検出されることになる。よって、ステップＳ１５は被写体距離３ｃｍに対応したズームトラッキングカーブを示すデータを用いてＦ２を算出するので、該トラッキングカーブが右下がりの特性を示すズームレンズ１ｂの位置では、ステップＳ１９にてフォーカスレンズ１ａの駆動方向は至近側に設定されることになる。
【００３５】
また最小の被写体距離である３ｃｍに対応したズームトラッキングカーブを示すデータが存在する位置にズームレンズ１ｂがあれば、手動フォーカス調整であってもフォーカスレンズ１ａは該トラッキングカーブよりも至近側、すなわち被写体距離が設定できない位置に移動しないので、効率よくフォーカス調整を行うことが可能である。なお、ステップＳ１３において検出される被写体距離Ｌが最小の３ｃｍと算出された場合に、手動でフォーカスリング１５を至近側に回転させてもフォーカスレンズ１ａ及びズームレンズ１ｂの駆動を行わないようにしてもよいことは言うまでもない。
【００３６】
ステップＳ２１の実行後は、ステップＳ５の実行後及びステップＳ１１の実行後と同様にステップＳ２３を実行し、モードスイッチ１７が操作され手動フォーカス調整モードよりオートフォーカスモードに変更されるまでステップＳ１以降の動作を繰り返し実行する。
【００３７】
なお、ステップＳ７とＳ９及びステップＳ１３〜Ｓ２１は、ズームレンズ１ｂがテレ側に駆動されることにより、より短い被写体距離におけるズームトラッキングカーブのデータを用いて最至近位置Ｎｎの検出が可能になるまで繰り返し実行される。より短い被写体距離におけるズームトラッキングカーブのデータを用いると、最至近位置Ｎｎはそれまでよりも至近側の位置に検出される。よってステップＳ１３の実行が可能になり、被写体距離の至近側の設定範囲が拡大される。
【００３８】
以上、本発明の実施例について説明したが、図２に示したズームトラッキングカーブは一例であり、設定可能な最小の被写体距離である３ｃｍも一例であり、本発明を限定するものではない。また、レンズユニットとしては少なくともフォーカスレンズとズームレンズを具備していればよく、本実施例とは逆に被写体に近い方にズームレンズが設けられていてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、手動でフォーカス調整を行う場合において、フォーカスレンズだけでなくズームレンズも駆動することにより自動的に被写体距離の設定範囲を拡大させることができるレンズ装置を提供することができ、その効果は大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例であるレンズ装置を具備したビデオカメラを示した機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施例であるレンズ装置のズームトラッキングカーブを示したグラフである。
【図３】本発明の実施例であるレンズ装置の細部を示した構成図である。
【図４】本発明の実施例であるレンズ装置の動作を示したフローチャートである。
【図５】本発明の実施例であるレンズ装置の動作を示した説明図である。
【図６】従来のレンズ装置のズームトラッキングカーブを示したグラフである。
【符号の説明】
１レンズユニット
１ａフォーカスレンズ
１ｂズームレンズ
２撮像装置
７フォーカスモータ
１０制御装置
１４不揮発性メモリ
１５フォーカスリング
１６ロータリエンコーダ
１７モードスイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lens apparatus using a lens unit that has a zoom lens and a focus lens, and in which a subject distance, which is a distance from the subject to be focused and focused, is changed by moving the zoom lens in the optical axis direction. This relates to focus adjustment.
[0002]
[Prior art]
In conventional lens devices used in digital cameras and video cameras, for example, a manual focus ring is provided to adjust the focus manually, and the drive amount of the focus lens is adjusted according to the rotation speed of the manual focus ring. With this control method, quick and delicate control within the focus lens movable range from close to infinity and control according to the rotation operation are realized.
[0003]
When the lens device includes a zoom lens and has a zoom function, the focus lens is driven at the position of the zoom lens at the time of performing manual focus adjustment, but the subject distance setting range depends on the position of the zoom lens. May be different. For example, when the zoom lens is positioned at the wide end, when the zoom lens is moved to the tele side, the setting range on the closest side of the subject distance may be increased.
[0004]
This will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 6 shows a zoom lens position change and a focus lens in a lens unit that has a zoom lens and a focus lens, and changes the magnification and the subject distance as the zoom lens moves in the optical axis direction. 5 is a graph showing a zoom tracking curve showing a relationship with a change in position. Since the focus lens cannot move closer to the close side than the mechanically close limit position, with this lens unit, if the zoom lens is at the P1 position, the subject distance can only be shortened to 20 cm, but the telephoto side zooms more than P1. If a lens is present, the subject distance can be reduced to 3 cm.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional lens device, when the focus is adjusted manually, the zoom lens is stopped, so when the zoom lens is positioned at the wide end, when the zoom lens is moved to the tele side, If the setting range on the near side of the subject distance may be widened, the user once interrupts the manual focus operation, drives the zoom lens to the tele side, and then returns to the manual focus operation again. I had to.
[0006]
An object of the present invention is to automatically expand a subject distance setting range when performing manual focus adjustment.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a lens apparatus having a zoom lens and a focus lens, and a zoom lens and a subject distance that is a distance from a subject to be focused by moving the zoom lens in the optical axis direction. A lens unit that changes, and a storage unit that stores data of a zoom tracking curve indicating a relationship between a change in the position of the zoom lens and a change in the position of the focus lens, which draws a different locus according to the subject distance in the lens unit; Focus driving means for driving the focus lens along the optical axis toward the infinite side for increasing the subject distance of the lens unit and the close side for shortening the subject distance, and a telephoto lens for increasing the magnification of the lens unit along the optical axis. Zoom drive means for driving to the wide side to be reduced to the side, and stored in the storage means Tracking control means for controlling the focus driving means and the zoom driving means so that the focus lens and the zoom lens move along the optical axis while keeping the subject distance of the lens unit constant using the data of the zoom tracking curve. Zoom tracking curve data stored in the storage means for the closest position, which is the position of the focus lens that minimizes the subject distance within a range that can be controlled by the tracking control means at any zoom lens position. And the closest position of the focus lens detected by the closest position detection means at the position of the arbitrary zoom lens is more than the mechanical closest limit position of the focus lens. In the state of infinity and by manual operation The focus driving means is operated to detect that the focus lens reaches the closest position from the infinity side, and the zoom driving means is operated according to the detection result of the arrival detection means. Zoom control means for driving to the tele side .
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of a video camera including a lens device according to an embodiment of the present invention.
[0010]
In FIG. 1, a lens unit 1 includes a focus lens 1a that controls a focusing function, a zoom lens 1b that controls a zooming function, and other lenses (not shown).
[0011]
Light from a subject (not shown) passes through each lens of the lens unit 1, forms an image on the imaging surface of the imaging device 2, and is converted into an electrical signal. The video signal processing circuit 3 receives this electrical signal from the image sensor 2 and performs predetermined processing, converts it into an NTSC video signal or a PAL video signal, and outputs it.
[0012]
This video signal is recorded on a recording medium as an imaging output of a video camera, for example, by a recording circuit (not shown) or externally output. At the same time, a high-frequency component is extracted through a high-pass filter 4 and an analog / digital converter 5 is extracted. Given to.
[0013]
The high frequency component of the captured video signal converted into a digital signal by the analog / digital converter 5 is given to the autofocus circuit 6 as a focus evaluation value by a known hill-climbing autofocus control method. The autofocus circuit 6 generates focus information for performing focus control of the focus lens 1a based on the focus evaluation value, and supplies the focus information to the control circuit 10. The control circuit 10 drives the focus motor 7 constituted by a pulse motor based on the focus information signal from the autofocus circuit 6, and moves the focus lens 1a so that the above-described focus evaluation value is maximized. Furthermore, the control circuit 10 also controls the operation of the entire video camera.
[0014]
The zoom lens 1b is driven by a zoom motor 11 controlled by the control circuit 10, and its position (zoom position) is detected by an encoder 8 constituted by a slide volume. The detection output of the encoder 8 is converted into a digital signal by the analog / digital converter 9 and input to the control circuit 10. In FIG. 1, the magnification of the lens unit 1 increases when the zoom lens 1b is driven leftward (tele side), and decreases when driven rightward (wide side).
[0015]
Note that a pulse motor can be used as the zoom motor 11. In this case, the encoder 8 becomes unnecessary, and the control circuit 10 recognizes the position of the zoom lens 1b based on the number of drive pulses output to the pulse motor.
[0016]
On the other hand, the focus lens 1a is driven by a focus motor 7 controlled by the control circuit 10, and the reference position sensor 12 generates a detection signal when the focus lens 1a is at a preset reference position to generate a detection signal. To give. In FIG. 1, when the focus lens 1a is driven rightward, the subject distance of the lens unit 1 becomes longer (infinite side), and shorter when driven leftward (closest side). Since the focus motor 7 rotates in proportion to the number of drive pulses input from the control circuit 10, the control circuit 10 is based on the output of the reference position sensor 12 and the number of drive pulses output to the focus motor 7. The position of the focus lens 1a is recognized.
[0017]
A zoom switch 13 is further connected to the control circuit 10. When the user operates the zoom switch 13, the zoom motor 11 is driven and the zoom position changes.
[0018]
The control circuit 10 is further connected to a nonvolatile memory 14 in which various distance information and position information such as the zoom tracking curve data described above are stored.
[0019]
FIG. 2 shows a zoom tracking curve of the lens unit 1 stored in the nonvolatile memory 14. The zoom tracking curve is different depending on the subject distance of the lens unit 1. Therefore, if focus tracking control is performed for any subject distance, it is necessary to provide a table including all zoom tracking curves corresponding to any subject distance, which requires a huge amount of data storage capacity. . For this reason, only a few representative zoom tracking curve tables are provided, and zoom tracking curves corresponding to other subject distances are obtained by interpolation processing for equally dividing the zoom tracking curves stored in advance. I have to. Hereinafter, the expression “using data indicating a zoom tracking curve” means including the interpolation processing as necessary. Note that the interpolation processing is a well-known technique and will not be described in detail.
[0020]
The minimum subject distance that can be set in the lens unit 1 is 3 cm, and data indicating a zoom tracking curve corresponding to a subject distance shorter than 3 cm is not stored in the nonvolatile memory 14.
[0021]
In the video camera shown in FIG. 1, during the autofocus operation, the control circuit 10 uses the encoder 8 based on the zoom tracking curves obtained by the interpolation processing of a plurality of zoom tracking curves stored in advance in the nonvolatile memory 14. The position of the focus lens 1a corresponding to the detected position of the zoom lens 1b is calculated, and the focus lens 1a is moved to that position.
[0022]
Further, the video camera shown in FIG. 1 is equipped with a focus ring 15 to be operated when performing manual focus adjustment. A rotary encoder 16 is built in the focus ring 15.
[0023]
As shown in FIG. 3, the rotary encoder 16 includes a rotating plate 161 that rotates as the focus ring 15 rotates, an electrode pattern 162 provided on the rotating plate 161, and a first contact piece that is in sliding contact with the electrode pattern 162. 163 and the second contact piece 164, and with the rotation of the rotating plate 161, the first contact piece 163 and the second contact piece 164 output two pulse signals out of phase. These two pulse signals are supplied to the control circuit 10, and the control circuit 10 detects the rotation speed and the rotation direction of the focus ring 15. The rotary encoder 16 is engaged with the focus ring 15 so as to rotate a plurality of times per one rotation of the focus ring 15.
[0024]
Further, the video camera shown in FIG. 1 is equipped with a mode switch 17 connected to the control circuit 10, and the user operates the mode switch 17 to perform an autofocus operation or manually adjust the focus. Set whether to perform.
[0025]
Next, the operation of the control circuit 10 when performing manual focus adjustment in the video camera shown in FIG. 1 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
When the mode switch 17 is operated and the manual focus adjustment mode is set, the control circuit 10 determines the focus ring according to the number of pulses of the two pulse signals out of phase output from the rotary encoder 16 incorporated in the focus ring 15. The rotation amount is detected every 15 predetermined periods, and the drive amount Fst of the focus lens 1a is calculated from the rotation amount (S1). Then, the rotation direction of the focus ring 15 is detected based on the phase shift direction of the two pulse signals output from the rotary encoder 16, and the focus lens 1a is driven to the infinite side that increases the subject distance of the lens unit 1 according to the rotation direction. It is set whether to drive to the near side to shorten (S3). When it is set to drive to the infinite side in step S3, the focus lens 1a is driven to the infinite side by the driving amount Fst calculated in step S1 by the focus motor 7 (S5).
[0026]
On the other hand, the subsequent operation when the focus lens 1a is set to be driven to the close side in step S3 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an enlarged view of a portion A of the zoom tracking curve of the lens unit 1 stored in the nonvolatile memory 14 shown in FIG. When it is set in step S3 that the focus lens 1a is driven to the close side, tracking control using the zoom tracking curve data stored in the nonvolatile memory 14 is possible at the current position Z1 of the zoom lens 1b. The closest position Nn, which is the position of the front focus lens 1a that minimizes the subject distance in the range, is detected using the data of the zoom tracking curve (S7). When the focus lens 1a is at the closest position Nn, the minimum value of the subject distance is 20 cm within the range where tracking control is possible. This is because zoom tracking curve data cannot be interpolated because there is no zoom tracking curve data at a subject distance of 10 cm or 3 cm shorter than 20 cm at the current position Z1 of the zoom lens 1b. Next, whether to drive the zoom lens 1b or not is determined using Equation 1 (S9).
[0027]
[Expression 1]

[0028]
That is, in the state where the closest position Nn of the focus lens 1a detected in step S7 at the current position Z1 of the zoom lens 1b is on the infinite side with respect to the mechanical closest limit position N of the focus lens 1a, and manual operation Thus, it is determined whether or not the zoom lens 1b is to be driven by detecting whether or not the focus lens 1a has reached the closest position Nn from the infinity side.
[0029]
If the condition of Formula 1 is not satisfied, the focus lens 1a is driven to the closest side by the drive amount Fst calculated in step S1 by the focus motor 7 without driving the zoom lens 1b (S11).
[0030]
On the other hand, FIG. 5 shows a state that satisfies the condition of Equation 1. When the condition of Expression 1 is satisfied, the subject distance L determined from the current position F1 of the focus lens 1a and the position Z1 of the zoom lens 1b is calculated from the zoom tracking curve data stored in the nonvolatile memory 14 (S13). The object distance L when the zoom lens 1b is driven to the tele side by the zoom motor 11 by the drive amount Zst of the zoom lens 1b set in proportion to the magnitude of the drive amount Fst of the focus lens 1a calculated in step S1. The position F2 of the corresponding focus lens 1a is calculated from the zoom tracking curve data stored in the nonvolatile memory 14 (S15). In FIG. 5, the subject distance L is 20 cm. By executing steps S13 and S15, the position of the focus lens 1a is calculated in which the subject distance does not change due to the zoom lens 1b being driven to the telephoto side.
[0031]
Then, the driving amount of the zoom lens 1b is set to Zst, the driving direction is set to the tele side (S17), and the driving amount Fst and driving direction of the focus lens 1a are set as follows (S19).
[0032]
[Expression 2]

[0033]
Then, based on the settings in step S17 and step S19, the focus lens 1a is driven by the focus motor 7, and the zoom lens 1b is driven by the zoom motor 11 (S21).
[0034]
If the zoom lens 1b is at a position where data indicating a zoom tracking curve corresponding to the minimum subject distance 3 cm that can be set in the lens unit 1 is present, the closest position Nn calculated in step S7 is: It is detected on the zoom tracking curve corresponding to the subject distance of 3 cm. Therefore, in step S15, F2 is calculated using data indicating a zoom tracking curve corresponding to the subject distance of 3 cm. Therefore, at the position of the zoom lens 1b in which the tracking curve exhibits a right-down characteristic, the focus lens 1a is determined in step S19. The driving direction is set to the closest side.
[0035]
If the zoom lens 1b is located at a position where data indicating a zoom tracking curve corresponding to the minimum subject distance of 3 cm exists, the focus lens 1a is closer to the tracking curve, that is, the subject, even in manual focus adjustment. Since it does not move to a position where the distance cannot be set, it is possible to perform focus adjustment efficiently. If the subject distance L detected in step S13 is calculated to be 3 cm, which is the minimum, the focus lens 1a and the zoom lens 1b are not driven even if the focus ring 15 is manually rotated to the closest side. Needless to say.
[0036]
After execution of step S21, step S23 is executed in the same manner as after execution of step S5 and after execution of step S11, and after step S1 until the mode switch 17 is operated and the manual focus adjustment mode is changed to the autofocus mode. Repeat the operation.
[0037]
Steps S7 and S9 and steps S13 to S21 are performed until the closest position Nn can be detected using the zoom tracking curve data at a shorter subject distance by driving the zoom lens 1b to the telephoto side. Repeatedly executed. When zoom tracking curve data at a shorter subject distance is used, the closest position Nn is detected at a position closer to the closest position than before. Therefore, step S13 can be executed, and the setting range on the closest side of the subject distance is expanded.
[0038]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the zoom tracking curve shown in FIG. 2 is an example, and the minimum settable subject distance of 3 cm is also an example, and the present invention is not limited thereto. The lens unit only needs to include at least a focus lens and a zoom lens. In contrast to the present embodiment, the zoom lens may be provided closer to the subject.
[0039]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a lens apparatus capable of automatically expanding the setting range of the subject distance by driving not only the focus lens but also the zoom lens when performing manual focus adjustment. The effect is great.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing a video camera provided with a lens apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a zoom tracking curve of a lens apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram showing details of a lens apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the lens apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory view showing the operation of the lens apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing a zoom tracking curve of a conventional lens device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lens unit 1a Focus lens 1b Zoom lens 2 Imaging device 7 Focus motor 10 Control device 14 Non-volatile memory 15 Focus ring 16 Rotary encoder 17 Mode switch

Claims

A lens unit that includes a zoom lens and a focus lens, and a subject distance that is a distance from the subject to be magnified and focused by moving the zoom lens in an optical axis direction;
Storage means for storing zoom tracking curve data indicating a relationship between a change in the position of the zoom lens and a change in the position of the focus lens;
A focus driving means for driving the focus lens along an optical axis to an infinite side for increasing a subject distance of the lens unit and a close side for shortening the subject distance;
Zoom drive means for driving the zoom lens along the optical axis to a tele side for increasing the magnification of the lens unit and a wide side for reducing the zoom unit;
Using the zoom tracking curve data stored in the storage means, the focus driving means and the zoom driving are performed so that the focus lens and the zoom lens move along the optical axis while keeping the subject distance of the lens unit constant. Tracking control means for controlling the means;
The zoom tracking curve data stored in the storage means is used as the closest position, which is the position of the focus lens that minimizes the subject distance within a range that can be controlled by the tracking control means at an arbitrary zoom lens position. The closest position detecting means for detecting the
In the state where the closest position of the focus lens detected by the closest position detection means at the position of the arbitrary zoom lens is on the infinite side with respect to the mechanically close limit position of the focus lens, the focus lens is manually operated. Arrival detection means for operating the drive means to detect that the focus lens reaches the closest position from the infinity side;
Zoom control means for operating the zoom drive means according to the detection result of the arrival detection means to drive the zoom lens to the tele side;
A lens apparatus comprising: