JPH0545577A

JPH0545577A - 撮影装置

Info

Publication number: JPH0545577A
Application number: JP3225133A
Authority: JP
Inventors: Katahide Hirasawa; 方秀平沢
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-08-09
Filing date: 1991-08-09
Publication date: 1993-02-23
Anticipated expiration: 2017-06-10
Also published as: JP3289781B2; US5436684A

Abstract

(57)【要約】【目的】インナーフォーカスタイプのレンズを備えた
ビデオ一体型カメラ等の撮影装置に於て、ズーミング中
ぼけ等を生じさせることなく円滑にフォーカスレンズの
制御を行うようにする。【構成】ズームレンズ１０２の移動速度に応じてフォ
ーカスレンズ１０５の移動を制御する場合、ズームレン
ズ１０２の移動速度が変更になった時は、マイクロコン
ピュータ１１９によってこれを検出して、ズームレンズ
１０２の移動速度の測定値に応じたフォーカスレンズ１
０５の移動制御を中止させる。これによってズームレン
ズ１０２の移動速度の変更直後に得やすい誤った測定デ
ータに基く、フォーカスレンズ１０５の不正確な駆動制
御を防止して、ぼけ等を避けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インナーフォーカスタ
イプレンズを有する撮影装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオ一体型カメラの小型，軽量
化に伴い、レンズ部や自動焦点調節部が占める体積，重
量は急速に減少しつつある。この中で、後者の自動焦点
調節部に関しては、赤外線の投受光装置を有するアクテ
ィブタイプから、この投受光装置を用いず撮像素子を介
した映像信号から合焦点を割り出すパッシブタイプへと
変革が進んでいる。

【０００３】一方、前者のレンズ部では、変倍による焦
点面の移動を補正するレンズに焦点調節機能を兼ねて持
たせ、更に全面のレンズを固定して小型化を計るといっ
たいわゆるインナーフォーカスタイプのレンズが多く導
入されるようになってきている。

【０００４】図６は上記インナーフォーカスタイプレン
ズ構成の一例を示したものであり、１０１は固定の第１
のレンズ群、１０２は変倍を行う第２のレンズ群、１０
３は絞り、１０４は固定の第３のレンズ群、１０５は変
倍に伴う焦点面の移動を補正する機能と焦点調節機能を
兼ね備えた第４のレンズ群である。また１０６は撮像素
子である。

【０００５】図３は、変倍を行うため移動してズームレ
ンズとして働く第２のレンズ群１０２の位置（横軸）に
対して、各被写体距離に合焦する為にフォーカスレンズ
として働く第４のレンズ群１０５の位置（縦軸）の関係
を示すグラフである。なお、被写体距離をパラメータに
とって示している。焦点距離の変化がない場合、すなわ
ち第２のレンズ群１０２が停止している場合には、第４
のレンズ群１０５が図３の該当する焦点距離上例えばＡ
−Ａ′上で、縦軸と平行に移動することによって焦点調
節を行う。また、ズーミング中すなわち第２のレンズ群
１０２が移動している場合には、各被写体距離に応じて
図３の中から第４のレンズ群１０５の軌跡を選択し、こ
の軌跡に従って焦点距離の変化に対応した駆動制御を第
４のレンズ群１０５に施せば、この第４のレンズ群１０
５に変倍による焦点面の補正と焦点調節機能を兼ねて持
たせることにより、ズーミング中もぼけのない映像を得
ることができる。

【０００６】図４は、前記第４のレンズ群１０５の特に
ズーミング中の駆動制御方法の一例について説明する為
のグラフであり、座標のとり方は図３と同じである。図
４中の角度が刻々と変化している矢印は第４のレンズ群
１０５の移動速度を表す。この図４では、第２のレンズ
群１０２の移動領域（横軸）を１６等分している。ここ
でこの１６等分後の各領域を“ズームゾーン”と称する
ことにする。

【０００７】さて、各ズームゾーン毎に図３の曲線を区
切ってみると、それぞれのズームゾーンで傾きのほぼ等
しい部分に分割することができる。ズーム速度が一定の
場合、傾きが等しければ被写体距離が異なっていても、
第４のレンズ群１０５の移動速度を等しくすることがで
きる。そこで、図４のように縦軸を各ズームゾーン毎に
傾きの等しい部分Ｉ，II，…のように分割し、１つの代
表速度をそれぞれ与える。

【０００８】こうすることによって、ズームスタート時
に合焦させ、ズームレンズとフォーカスレンズの位置を
検出しながらズーミングを行えば、常に適切な第４のレ
ンズ群１０５の移動速度で図３の軌跡に追従することが
可能となる。

【０００９】ところで、図４で説明したようなフォーカ
スレンズの移動速度情報は、ズームレンズの移動速度を
ある値（Ｖｚｓと称することにする）に固定した時に初
めて得られるものである。なぜならば、図３の軌跡は、
ズームレンズの位置（横軸）に対するフォーカスレンズ
の位置（縦軸）を表したものであって、この軌跡をトレ
ースするためのフォーカスレンズ速度情報を得ようとす
れば、必然的にズームレンズの移動速度を定義しなくて
はならなくなる。

【００１０】従って、例えばズームレンズのアクチュエ
ータを直流モータで構成したとすると、カメラの姿勢差
やアクチュエータそのもののトルクのばらつき，環境，
バッテリの減電圧等でその駆動速度はばらついてしま
う。このばらつきを無視してズーミングを行えば、上記
定義されたズーム速度に対するフォーカスレンズ速度
が、実際のズーム速度に適合しないのでズーミング中ぼ
けを生ずるようになる。

【００１１】このため従来に於ては、例えば特開平１−
３１９７１７号公報に示されるように、ズーミング中の
ズーム速度を常に測定し、その測定結果と前記Ｖｚｓと
の比をとって図４の移動速度情報に乗じる方法について
提案がなされている。

【００１２】図５はこの提案におけるズーム速度の測定
方法を説明するフローチャートで、５０１はプログラム
の実行開始を示すステップ、５０２は図示されていない
ズームスイッチが押されたかどうかを判別するプログラ
ムを実行するステップ、５０３はズーム速度測定カウン
タの値を１増加するプログラムを実行するステップ、５
０４はズームレンズが図４のズームゾーン境界にあるか
どうかを判別するプログラムを実行するステップ、５０
５は垂直同期信号が入力されたかどうかを判別するプロ
グラムを実行するステップ、５０６はズーム速度記憶メ
モリ３に、ズーム速度記憶メモリ２の値を代入するプロ
グラムを実行するステップ、５０７は５０６と同様にメ
モリ２にメモリ１の値を、また５０８は同様にメモリ１
にカウンタの値を代入するプログラムを実行するステッ
プである。５０９はカウンタをクリアするプログラムを
実行するステップ、５１０はズーミング中でない時、通
常のＡＦ（オートフォーカス）動作をするプログラムを
実行するステップ、５１１はプログラムの実行終了を示
すステップである。

【００１３】このようなフローチャートに於て、５０１
でプログラムの実行が開始され、５０２でズームスイッ
チが押されていることを確認すると、５０３でカウンタ
の値を１増加させる。５０４でズームレンズがズームゾ
ーンの境界になければ、５０５で垂直同期信号の到来を
待って、再び５０３でカウンタの値を増加させる。５０
４でゾーンの境界が検出されると、５０６以下の動作に
入る。この時点で、カウンタには１つのゾーンを通過す
るのにどれだけの垂直同期期間を要したかが記憶されて
おり、これがズーム速度情報となる。５０６から５０８
によって、１つのズームゾーンを通過するたびに、メモ
リ３からメモリ１に過去の３ゾーン分のズーム速度情報
が記憶されるよう、データのシフトが行われている。５
０８で最新のズーム速度情報がメモリ１に蓄えられる
と、５０９でカウンタをリセットして一連のズーム速度
測定を終了する。

【００１４】以上のようにして３つのメモリに蓄えられ
たズーム速度情報について、例えば平均をとったりある
いは最大値を採用することにより、エンコーダ出力の非
線形性やノイズ成分を取り除きながら、正確にこのズー
ム速度情報を利用することが可能となる。

【００１５】ここで上記従来例では、図４に示されるよ
うに特にテレＴ端近傍に於て、軌跡の傾斜が横軸に対し
て急激に大きくなる現象が見られる。これはすなわち、
ズーミング中フォーカスレンズの移動速度がテレ端近傍
で急速に大きくなることを意味する。この傾向は焦点距
離が大きくなればなるほど（図で右方向に向かうほど）
顕著になることが知られている。従って、ズーム倍率が
増加するにつれて、テレ近傍で所望の速度を実現しつつ
十分な回転トルクが得られるようなアクチュエータを用
意する必要がある。しかし一般にアクチュエータは、高
回転で高トルクを得ようとすればするほど、大型で騒音
も大きくなり、消費電力も増加する。つまりズーム倍率
が増加すると、それに従ってアクチュエータが大型化す
るばかりでなく、消費電力も増加するので、商品に取り
つけるバッテリ等も大型化し、先に述べた小型，軽量化
の方向に逆行する結果を生み出す。

【００１６】このため上記欠点を解決する手段として、
ズームレンズの単位時間当たりの移動量をフォーカスレ
ンズの移動速度が早くなる領域（すなわちテレ端近傍）
で小さくする提案がなされている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来における
ように、テレ端近傍でズームレンズの単位時間当たりの
移動量を小さくしようとすると、ズーム速度の変更直後
しばらくの間、測定前と測定後のデータが混在して誤っ
た結果を導き出す可能性が大きいので、これをそのまま
にしてフォーカスレンズの移動速度を決定すると、かえ
ってズーミング中のぼけを助長させるようになるという
問題がある。

【００１８】本発明は以上のような問題に対処してなさ
れたもので、ズーミング中にぼけを生じさせることなく
フォーカスレンズの移動速度を決定することができる撮
影装置を提供することを目的とするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、変倍を行う第１のレンズ群と、焦点調節を
行う第２のレンズ群と、前記第１のレンズ群の移動速度
を測定する移動測定手段と、この移動測定手段から得ら
れる移動速度の測定値に応じた移動速度で前記第２のレ
ンズ群を移動させる移動制御手段と、前記第１のレンズ
群の移動速度を変化させる速度変化手段とを備えた撮影
装置において、前記移動測定手段から得られる移動速度
が変更された場合、前記移動制御手段をして前記移動測
定手段から得られる移動速度の測定値に応じた第２のレ
ンズ群の移動制御を中止させる中止手段を有することを
特徴とするものである。

【００２０】

【作用】第１のレンズ群の移動速度を測定する移動測定
手段から得られる移動速度が変更された場合は、中止手
段は、移動制御手段をして移動測定手段からの移動速度
の測定値に応じた第２のレンズ群の移動制御を中止させ
る。これによって、測定前と測定後の測定データが混在
し易い、第１のレンズ群の移動速度を変更直後の測定デ
ータとして利用しないようにすることができる。従っ
て、それに対応した第２のレンズ群の移動速度は決定さ
れないので、これによるズーミング中のぼけを防止する
ことができる。しかも、レンズのアクチュエータを大型
化することなく、レンズの小型化を維持しながら良好な
レンズ制御を行うことができる。

【００２１】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

【００２２】図１は本発明の撮影装置の実施例を示す構
成図で、１０１は固定の第１のレンズ群、１０２は変倍
を行う第２のレンズ群、１０３は絞り、１０４は固定の
第３のレンズ群、１０５は変倍に伴う焦点面の移動を補
正する機能と焦点調節機能を兼ね備えた第４のレンズ
群、１０６は撮像素子で、以上は図６と同一の構成であ
る。

【００２３】また、１０７，１０８，１０９はそれぞれ
第１のレンズ群１０２，絞り１０３，第４のレンズ群１
０５を駆動させるためのアクチュエータ、１１０，１１
１，１１２はそれぞれアクチュエータ１０７，１０８，
１０９を駆動命令に従って駆動させるべくエネルギーを
出力するドライバ、１１３，１１４，１１５はそれぞれ
第１のレンズ群１０２，絞り１０３，第４のレンズ群１
０５の状態を検出し、電気信号に変換して出力するため
のエンコーダである。更に１１６は増幅器、１１７はハ
イパスフィルタ、１１８は増幅器１１６の出力に応じて
撮像素子１０６上の光量が適切になるように絞り１０３
を調節するための絞り制御装置、１１９はマイクロコン
ピュータ（以下マイコンと称する）である。

【００２４】本構成に於ては従来の技術で説明した図３
の軌跡トレースをマイコン１１９によって行っている。
図４の速度情報はマイコン１１９内にテーブルとして記
憶しており、フォーカスレンズとズームレンズの位置か
らテーブルを参照してフォーカスレンズ駆動速度を決定
する。

【００２５】一般に本発明で対象としているインナーフ
ォーカスタイプのレンズシステムに於ては、レンズ鏡筒
の大きさを小さく抑えながらズーム倍率を上げると、図
３の軌跡でテレ側の傾斜が増加する。従ってこれを忠実
にトレースしようとすると、ズーム倍率が上がるにつれ
てフォーカスレンズのアクチュエータの駆動可能最高速
度を向上させなくてはならない。しかし、これはレンズ
部分の大型，重量化，高消費電力化につながるものであ
る。

【００２６】図２は本実施例におけるマイコン１１９内
のプログラムに従った動作を説明するフローチャートで
ある。図２に於て、２０１はプログラムの実行開始を示
すステップ、２０２は図示しないズームスイッチが押さ
れているかどうかを判別するプログラムを実行するステ
ップ、２０３はエンコーダ１１３の出力値によって第２
のレンズ群１０２の位置を把握し、この値から第２のレ
ンズ群１０２が図４のどのズームゾーンに存在するかど
うかを検出すると共に、後で説明する減速領域にズーム
レンズがあればズーム移動速度を減速するプログラムを
実行するステップ、２０４は先に図５で示したところの
ズーム速度の測定を行うプログラムを実行するステッ
プ、２０５は第２のレンズ群１０２が減速領域にあるか
どうかを判別するプログラムを実行するステップ、２０
６はズームの移動速度変化を、１つのズーム動作の中で
初めて検出したのかどうかを判別するプログラムを実行
するステップである。

【００２７】また、２０７は２０３の結果、ズームレン
ズがどれかのゾーンに入った時ズームレンズの速度測定
を開始しても良いかを計算するプログラムを実行するス
テップ、２０８は２０７の計算結果をメモリに記憶する
プログラムを実行するステップ、２０９は２０８で記憶
した位置をズームレンズが通過したかどうかを判別する
プログラムを実行するステップ、２１０は予め用意した
仮ズーム速度を設定し、これをフォーカスレンズの移動
速度調節に用いようとするプログラムを実行するステッ
プ、２１１は前記のように２０４の結果をフォーカスレ
ンズの速度調節に用いようとするプログラムを実行する
ステップである。更に２１２は２１０または２１１の結
果を受けて、ズーミング中のフォーカスレンズ移動速度
を決定するプログラムを実行するステップ、２１３はズ
ームスイッチが押されていない時、通常のＡＦ動作を行
うプログラムを実行するステップである。

【００２８】次に図２のフローチャートを参照して本実
施例の作用を説明する。

【００２９】先ず、２０１でプログラムの実行が開始さ
れると、まず２０２でズームスイッチが押されているか
どうかを判別する。ズームスイッチが押されていなけれ
ば、２１３で通常のＡＦ動作を行う。ズームスイッチが
押されている場合、２０３でズームレンズがどのズーム
ゾーンに存在するかを検出する。更に２０４でズーム速
度を測定し、２０５でズームレンズが減速状態であれば
２０６へ、通常速度であれば２１１，２１２で動作を行
う。

【００３０】ここで、２０４の減速領域について説明す
る。図３に於て、軌跡の傾斜が急峻になっているのは境
界Ａ−Ａ′よりテレ側（図右側）で、この部分ではズー
ムレンズの移動量に対してフォーカスレンズの移動量が
大きくなっている。従って、ズームレンズの移動速度が
一定の場合、境界Ａ−Ａ′よりテレ側ではフォーカスレ
ンズのアクチュエータを高速で駆動しなければならな
い。逆に説明すれば、この軌跡をトレースするフォーカ
スレンズの駆動速度は、ズームレンズの移動速度に依存
しているので、境界Ａ−Ａ′よりテレ側ではズームレン
ズ駆動速度を低減することによって、フォーカスレンズ
の移動速度を低く抑えることができるということにな
る。そこで本実施例では２０４の減速領域を、図３境界
Ａ−Ａ′よりテレ側とし、２０３の結果得られたズーム
ゾーンがこの減速領域内であれば、ズーム移動速度を低
減してフォーカスレンズの移動速度を低く抑える処理を
行う。

【００３１】次に、２０５でズーム速度の変化が認めら
れると、２０６でそれが一連のズーム動作の中で初めて
の検出かどうかを判別する。その結果初めての検出であ
れば、２０７で２０４の結果の採用開始ゾーンを計算す
る。この計算結果を２０８で記憶する。２０８を実行後
２０２に戻って２回目からは、２０６を介して２０９の
実行に移る。２０９で前記採用開始ゾーンにズームレン
ズが至っていれば、２１１を実行して処理を行う。２０
９でズームレンズが採用開始ゾーンを通過していなけれ
ば、予め用意しておいた仮のズーム速度を設定して２１
２でこれをもとにフォーカスレンズの移動速度を決定す
る。

【００３２】ここで前記の仮の速度とは、例えば標準の
姿勢差でズームを行った時の速度を予め設定しておき、
これを記憶して仮の速度としておく。

【００３３】以上のような流れで処理を行うことによ
り、ズーム速度が変更になってもズーム速度の測定結果
をスムーズにフォーカスレンズの移動速度に反映するこ
とができ、その結果、インナーフォーカスタイプのレン
ズでズーム倍率が上がっても、フォーカスレンズのアク
チュエータを大きくすることなくレンズの小型化を維持
しながら良好なレンズ制御を行うことが可能になる。

【００３４】なお、以上の本実施例の説明では、予めズ
ームレンズとしては移動速度変更点が決められている場
合について述べたが、例えば可変速ズーム機能等を有す
るカメラにおける場合にも図２のフローチャートに準じ
て同様に実行することができる。

【００３５】本発明の他の実施例として、ズームレンズ
の移動速度変更点の決め方について説明する。これまで
説明したように、ズームレンズの移動速度測定結果は、
ズームレンズの標準移動速度との比をとって記憶されて
いるフォーカスレンズの移動速度に乗じられる。

【００３６】ここで前記実施例のように仮のズーム速度
を用いると、その期間補正が行われなくなるので、ぼけ
が生じる可能性が高い。そこで、ズーム移動速度の変更
点Ａ−Ａ′をフォーカスレンズの回転速度の駆動限界の
ところに設けずに、図３の軌跡で、フォーカスレンズの
移動速度がほとんど０の点を結んだところに設けるよう
にする。

【００３７】このような実施例によれば、フォーカスレ
ンズの移動速度がほとんど０のところでは、乗じる数が
いくつでも結果は０となるので、仮のズームレンズ移動
速度測定結果を用いる部分を最も影響の小さいところと
することができ、適切な補正を継続しながら良好なズー
ムを実行することが可能になる。

【００３８】

【発明の効果】本発明の請求項１の構成によれば、イン
ナーフォーカスタイプのレンズシステムを備えたカメラ
に於てズーム速度を変更しながらズーミングを行い、か
つズーム速度を測定してその測定結果をフォーカスレン
ズの移動速度制御に用いる場合、ズーム速度が変更にな
った時には速度測定結果が正確になるまでこれを用い
ず、更に前記ズーム速度の変更点をフォーカスレンズの
駆動速度に合わせて設けることにより、円滑なフォーカ
スレンズ駆動制御を行える。そしてその結果、レンズ鏡
筒やアクチュエータを大型化することなく、また、ズー
ミング時のＡＦ性能を低下させることなく、ズーム倍率
を上げることが可能になる。

【００３９】また請求項２の構成によれば、ズーム速度
が変更になっても、ズーム速度の測定結果をスムーズに
フォーカスレンズの移動速度に反映することができ、そ
の結果、ズーム倍率が上っても請求項１と同様な効果を
得ることができる。

【００４０】さらに請求項３の構成によれば、ズーム速
度が変更になった場合、一連の制御を行うとき処理を中
断することなくフォーカスレンズの移動速度を決定する
ことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の撮影装置の実施例を示す構成図でる。

【図２】本実施例の作用を説明するフローチャートであ
る。

【図３】ズームレンズ位置とフォーカスレンズ位置との
関係を示すグラフである。

【図４】ズーミング中のズームレンズ位置とフォーカス
レンズ位置との関係を示すグラフである。

【図５】従来装置の作用を説明するフローチャートであ
る。

【図６】インナーフォーカスタイプレンズを示す構成図
である。

【符号の説明】

１０２第２のレンズ群（ズームレンズ）１０３絞り１０５第４のレンズ群（フォーカスレンズ）１０６撮像素子１０７，１０８，１０９アクチュエータ１１０，１１１，１１２ドライバ１１９マイクロコンピュータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】変倍を行う第１のレンズ群と、焦点調節
を行う第２のレンズ群と、前記第１のレンズ群の移動速
度を測定する移動測定手段と、この移動測定手段から得
られる移動速度の測定値に応じた移動速度で前記第２の
レンズ群を移動させる移動制御手段と、前記第１のレン
ズ群の移動速度を変化させる速度変化手段とを備えた撮
影装置において、前記移動測定手段から得られる移動速
度が変更された場合、前記移動制御手段をして前記移動
測定手段から得られる移動速度の測定値に応じた第２の
レンズ群の移動制御を中止させる中止手段を有すること
を特徴とする撮影装置。
【請求項２】前記移動測定手段から得られる移動速度
が変更された後、前記移動制御手段がその変更後の測定
値が正確であると判断した場合は前記移動速度の測定値
に応じた第２のレンズ群の移動制御を再開する請求項１
記載の撮影装置。
【請求項３】前記第２のレンズ群の移動が中止されて
いる間、前記移動制御手段は予め設定された仮の移動速
度を用いて前記第２のレンズ群の移動制御を行う請求項
１記載の撮影装置。