JPH11275438A - 撮像装置およびそのレンズ制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 どのようなズーム速度でもズーム動作中に撮
影被写体にフォーカスを正確に追従できるようにする。 【解決手段】 被写体の映像信号から高周波成分を抽出
して鮮鋭度信号を検出するＡＦ評価値処理回路１１５
と、ズーム速度を検知するシスコン１２２と、鮮鋭度信
号を平均化する時間をズーム動作の速度に応じて可変に
し、設定された平均時間の下でズーム動作中の合焦評価
値を算出するＡＦマイコン１１６とを設け、変倍動作中
に、鮮鋭度信号を増減しながらフォーカスレンズ１０５
を追従させるときに、変倍速度に応じて鮮鋭度信号の平
均時間を変更して平均化するようにすることにより、そ
のとき設定されているズーム速度に合った合焦評価値で
もってフォーカスレンズ１０５の移動を制御することが
できるようにして、変倍時における合焦軌跡の選択能力
および軌跡変化に対する追従能力を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は撮像装置およびその
レンズ制御方法に関し、特に、いわゆるインナーフォー
カスタイプのレンズシステムを搭載したカメラにおける
レンズ制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、従来から用いられているイン
ナーフォーカスタイプのレンズシステムの簡単な構成例
を示すものである。図１０において、１０１は固定され
ている第１のレンズ群、１０２は光軸に沿って移動して
変倍を行うための第２のレンズ群（以下、変倍レンズま
たはズームレンズと称す）、１０３は絞り、１０４は固
定されている第３のレンズ群、１０５は光軸に沿って移
動し、焦点調節機能と変倍による焦点面の移動を補正す
るためのいわゆるコンペ機能とを兼ね備えた第４のレン
ズ群（以下、フォーカスレンズと称す）、１０６はＣＣ
Ｄ等の撮像素子上に形成される撮像面である。

【０００３】図１０のように構成されたレンズシステム
では、フォーカスレンズ１０５が焦点調節機能とコンペ
機能とを兼ね備えているため、焦点距離（変倍レンズ１
０２の位置）が等しくても、撮像面１０６に合焦するた
めのフォーカスレンズ１０５の位置は、被写体距離によ
って異なってしまう。各焦点距離において被写体距離を
変化させたとき、撮像面１０６上に合焦させるためのフ
ォーカスレンズ１０５の位置を連続してプロットする
と、図１１のようになる。したがって、変倍動作中は、
被写体距離に応じて図１１に示された何れかの軌跡を選
択し、その選択した軌跡どおりにフォーカスレンズ１０
５を移動させれば、ボケのないズームが可能になる。

【０００４】なお、前玉フォーカスタイプのレンズシス
テムでは、変倍レンズに対して独立したコンペレンズが
設けられており、さらに変倍レンズとコンペレンズとが
機械的なカム環で結合されている。したがって、例えば
このカム環にマニュアルズーム用のツマミを設け、手動
で焦点距離を変えようとした場合、ツマミをいくら速く
動かしてもカム環はこれに追従して回転し、変倍レンズ
とコンペレンズはカム環のカム溝に沿って移動する。よ
って、フォーカスレンズのピントがあっていれば、上記
動作によってボケを生じることはない。

【０００５】上述のような特徴を有するインナーフォー
カスタイプのレンズシステムの制御においては、図１１
に示される複数の軌跡情報を何らかの形でレンズ制御用
マイコンに記憶させておく。そして、フォーカスレンズ
１０５と変倍レンズ１０２の位置によって何れかの軌跡
を選択して、該選択した軌跡上をたどりながらズーミン
グを行うのが一般的である。

【０００６】さらに、変倍レンズ１０２の位置に対する
フォーカスレンズ１０５の位置を記憶媒体（上記レンズ
制御用マイコンの記憶素子など）から読み出してレンズ
制御用に応用するため、各レンズの位置の読み出しをあ
る程度精度良く行わなくてはならない。特に、図１１か
らも明らかなように、変倍レンズ１０２が等速度または
それに近い速度で移動する場合、焦点距離の変化によっ
て刻々とフォーカスレンズ１０５の軌跡の傾きが変化し
ている。これは、フォーカスレンズ１０５の移動速度と
移動の向きとが刻々と変化することを示している。換言
すれば、フォーカスレンズ１０５のアクチュエータは、
１Ｈｚ〜数百Ｈｚまでの精度良い速度応答をしなければ
ならないことになる。

【０００７】上述の要求を満たすアクチュエータとし
て、インナーフォーカスレンズシステムのフォーカスレ
ンズ群には、ステッピングモータを用いるのが一般的に
なりつつある。ステッピングモータは、レンズ制御用の
マイコン等から出力される歩進パルスに完全に同期しな
がら回転し、１パルス当たりの歩進角度が一定なので、
高い速度応答性と停止精度と位置精度とを得ることが可
能である。さらに、ステッピングモータを用いる場合
は、歩進パルス数に対する回転角度が一定であるから、
歩進パルスをそのままインクリメント型のエンコーダと
して用いることができ、特別な位置エンコーダを追加し
なくてもよいという利点がある。

【０００８】上述したように、ステッピングモータを用
いて合焦を保ちながら変倍動作を行おうとする場合、レ
ンズ制御用のマイコン等に図１１に示した軌跡情報を何
らかの形（軌跡そのものでも、レンズ位置を変数とした
関数でも良い）で記憶しておき、変倍レンズ１０２の位
置または移動速度に応じて適切な軌跡情報を読み出し
て、その情報に基づいてフォーカスレンズ１０５を移動
させる必要がある。

【０００９】図１２は、既に提案されている軌跡追従方
法の一例を説明するための図である。図１２（ａ）にお
いて、ｚ₀ ，ｚ₁ ，ｚ₂ ，…ｚ₆ は変倍レンズ１０２の
位置を示しており、ａ₀ ，ａ₁ ，ａ₂ ，…ａ₆ およびｂ
₀ ，ｂ₁ ，ｂ₂ ，…ｂ₆ は、それぞれレンズ制御用マイ
コンに記憶しているフォーカスレンズ１０５の代表軌跡
である。また、ｐ₀ ，ｐ₁ ，ｐ₂ ，…ｐ₆ は、上記記憶
している２つの軌跡をもとに算出された軌跡である。

【００１０】この軌跡の算出式を以下に記す。 ｐ_n+1 ＝｜ｐ_n −ａ_n ｜／｜ｂ_n −ａ_n ｜×｜ｂ_n+1 −ａ_n+1 ｜＋ａ_n+1 … …（１） この（１）式によれば、図１２において、例えばフォー
カスレンズ１０５が位置ｐ₀ にある場合、点ｐ₀ が線分
ｂ₀-ａ₀ を内分する比を求め、この比に従って線分ｂ₁-
ａ₁ を内分する点をｐ₁ としている。このｐ₁ −ｐ₀ の
位置差と、変倍レンズ１０２が位置ｚ₀ から位置ｚ₁ ま
で移動するのに要する時間とから、合焦を保つためのフ
ォーカスレンズ１０５の移動速度が分かる。

【００１１】次に、変倍レンズ１０２の停止位置に関
し、記憶された代表軌跡データを所有する境界上のみと
いう制限がないとした場合について説明する。図１３
は、変倍レンズ位置方向の内挿方法を説明するための図
であり、図１２（ａ）の一部を抽出し、変倍レンズ位置
（ズームレンズ位置）を任意としたものである。

【００１２】図１３において、縦軸、横軸はそれぞれフ
ォーカレンズ位置、変倍レンズ位置を示している。ま
た、レンズ制御用マイコンで記憶している代表軌跡位置
（変倍レンズ位置に対するフォーカスレンズ位置）は、
変倍レンズ位置を、 ｚ₀ ，ｚ₁ ，…ｚ_k-1 ，ｚ_k …ｚ_n とし、そのときのフォーカスレンズ位置を被写体距離別
に、 ａ₀ ，ａ₁ ，…ａ_k-1 ，ａ_k …ａ_n ｂ₀ ，ｂ₁ ，…ｂ_k-1 ，ｂ_k …ｂ_n としている。

【００１３】今、変倍レンズ位置がズーム境界上でない
位置ｚ_x にあり、フォーカスレンズ位置がｐ_x である場
合、位置ａ_x ，ｂ_x を求めると、 ａ_x ＝ａ_k −（ｚ_k −ｚ_x ）×（ａ_k −ａ_k-1 ）／（ｚ_k −ｚ_k-1 ）…（２） ｂ_x ＝ｂ_k −（ｚ_k −ｚ_x ）×（ｂ_k −ｂ_k-1 ）／（ｚ_k −ｚ_k-1 ）…（３） となる。つまり、現在の変倍レンズ位置（例えば、図１
３の位置ｚ_x ）とそれを挟む２つのズーム境界位置（例
えば、図１３の位置ｚ_k ，ｚ_k-1 ）とから得られる内分
比に従い、記憶している４つの代表軌跡データ（図１３
では位置ａ_k ，ａ _k-1 ，ｂ_k ，ｂ_k-1 ）のうち同一被写
体距離のものを上記内分比で内分することにより、位置
ａ_x ，ｂ_x を求めることができる。

【００１４】そして、上記の各位置ａ_x ，ｐ_x ，ｂ_x か
ら得られる内分比に従い、記憶している４つの代表軌跡
データ（図１３では位置ａ_k ，ａ_k-1 ，ｂ_k ，ｂ_k-1 ）
のうち、同一焦点距離のものを（１）式のように上記内
分比で内分することにより位置ｐ_k ，ｐ_k-1 を求めるこ
とができる。

【００１５】さらに、ワイドからテレ側へのズーム時に
は、追従先のフォーカス位置ｐ_k と現フォーカス位置ｐ
_x との位置差と、変倍レンズ１０２が位置ｚ_x から位置
ｚ_kまで移動するのに要する時間とから、合焦を保つた
めのフォーカスレンズ１０５の移動速度が分かる。一
方、テレからワイド側へのズーム時には、追従先のフォ
ーカス位置ｐ_k-1 と現フォーカス位置ｐ_x との位置差
と、変倍レンズ１０２が位置ｚ_x から位置ｚ_k-1 まで移
動するのに要する時間とから、合焦を保つためのフォー
カスレンズ１０５の移動速度が分かる。以上のような軌
跡追従方法が提案されている。

【００１６】ところで、図１１から明らかなように、変
倍レンズ１０２がテレからワイド方向に移動する場合に
は、ばらけている軌跡が収束する方向なので、どの軌跡
をたどれば良いかが比較的明確であり、上述した軌跡追
従方法でも合焦は維持できる。しかしながら、ワイドか
らテレ方向に移動する場合には、収束点にいたフォーカ
スレンズ１０５がどの軌跡をたどるべきかが判らないの
で、同様な軌跡追従方法では合焦を維持できない。

【００１７】図１４は、上述したような問題に対して提
案されている軌跡追従方法の一例を説明するための図で
ある。図１４（ａ）、（ｂ）とも横軸は変倍レンズの位
置を示しており、縦軸は（ａ）がＡＦ評価信号、すなわ
ち、映像信号の高周波成分（鮮鋭度信号）の水平同期期
間内の鮮鋭度ピーク信号を垂直同期期間内で足し合わせ
た積分値を示しており、（ｂ）がフォーカスレンズ位置
を示している。

【００１８】図１４において、ある被写体に対してズー
ミングを行う際の合焦カム軌跡が曲線６０４であるとす
る。ここで、ズーム位置６０６（ｚ₁₄）よりワイド側で
の合焦カム軌跡追従速度を正（フォーカスレンズ至近方
向に移動）、ズーム位置６０６よりテレ側の無限方向に
移動する合焦カム軌跡追従速度を負とする。合焦を維持
しながらフォーカスレンズ１０５がカム軌跡６０４を辿
るときに、上記鮮鋭度ピーク信号の大きさは６０１のよ
うになる。一般に、合焦を維持したズーミングでは、鮮
鋭度ピーク信号のレベルはほぼ一定値となることが知ら
れている。

【００１９】図１４（ｂ）において、ズーミング時に合
焦カム軌跡６０４をトレースする理想的なフォーカスレ
ンズ移動速度をＶ_f0とする。実際のフォーカスレンズ１
０５の移動速度をＶ_f とし、カム軌跡６０４をトレース
する移動速度Ｖ_f0に対して、移動速度Ｖ_f を大小させな
がらズーミングすると、その軌跡は６０５のようにジグ
ザグの軌跡となる。このとき、上記鮮鋭度ピーク信号の
レベルは６０３のように山、谷を生ずるように変化す
る。

【００２０】ここで、軌跡６０４と軌跡６０５とが交わ
る位置（ｚ₀ ，ｚ₂ ，…ｚ₁₆の偶数のポイント）で鮮鋭
度ピーク信号６０３の大きさは最大となり、軌跡６０５
の移動方向ベクトルが切り替わる位置（ｚ₁ ，ｚ₃ ，…
ｚ₁₅の奇数のポイント）で最小となる。６０２は上記鮮
鋭度ピーク信号６０３の最小値であるが、逆にこの最小
値６０２のレベルＴＨ１を設定し、鮮鋭度ピーク信号６
０３の大きさがレベルＴＨ１と等しくなる毎に、軌跡６
０５の移動方向ベクトルを切り替えれば、切り替え後の
フォーカスレンズ移動方向は、合焦軌跡６０４に近づく
方向に設定することができる。

【００２１】つまり、鮮鋭度ピーク信号６０３の最大レ
ベル６０１と最小レベル６０２（ＴＨ１）との差分だけ
像がボケる毎に、ボケを減らすようにフォーカスレンズ
１０５の移動方向および速度を制御することで、ボケ量
を抑制したズーミングを行うことができる。

【００２２】上述した手法を用いることにより、図１１
に示したようなカム軌跡が収束から発散していくワイド
からテレ側へのズーミングにおいて、仮に合焦速度Ｖ_f0
が分からなくても、従来例、図１２で説明した追従速度
（（１）式より求まるｐ_n+1を使って算出）に対して、
フォーカスレンズ移動速度Ｖ_f を制御しながら、図１４
の軌跡６０５のように切り替え動作を繰り返すことによ
り（鮮鋭度ピーク信号レベルの変化に従って）、鮮鋭度
ピーク信号レベルが最小値６０２（ＴＨ１）よりも下が
らない、つまり、一定量以上のボケを生じない軌跡の選
択が行える。

【００２３】ここで、フォーカスレンズ１０５の実際の
移動速度Ｖ_f は、正方向の補正速度をＶ_f+、負方向の補
正速度をＶ_f-として、 より決まる。このとき補正速度Ｖ_f+，Ｖ_f-は、上記ズー
ミング手法による追従軌跡選択時の片寄りが生じないよ
うに、（４）式および（５）式により得られる移動速度
Ｖ_f の２つの方向ベクトルの内角が、ｖ_f0の方向ベクト
ルにより２等分されるように決定される。

【００２４】また、被写体や、焦点距離、被写界深度に
応じて補正速度の大きさを変化させることにより、追従
軌跡の選択精度の向上を図った手法も提案されている。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近
は、多段速ズームが主流であり、低速ズームから高速ズ
ームまでズーム速度が多様である。この場合でも、ズー
ム動作中において撮影被写体にフォーカスを追従しなく
てはならない。

【００２６】ところが、ＡＦ評価信号の鮮鋭度積分信号
は、水平同期期間内の鮮鋭度ピーク信号を垂直同期期間
内で足し合わせた値であるので、低速ズーム時には手ブ
レ等によるノイズによって評価信号の変化も積分されて
現れる。そのため、ズーム動作中のフォーカスレンズの
追従ずれによる評価信号変化なのか、ノイズ等による変
化なのかを判断できず、ズーム動作中に撮影被写体にフ
ォーカスを正確に追従できないという問題があった。

【００２７】また、高速ズーム時には画角変化が急峻な
ために、ズーム動作中のフォーカスレンズの追従ずれに
よる評価信号変化なのか、画角変化によるものなのかを
判断できず、ズーム動作中に撮影被写体にフォーカスを
正確に追従できないという問題があった。

【００２８】本発明は、このような問題を解決するため
に成されたものであり、低速ズームから高速ズームまで
の多段速ズームを採用したカメラ等において、どのよう
なズーム速度でもズーム動作中に撮影被写体にフォーカ
スを正確に追従できるようにすることを目的とする。ま
た、本発明は、低速ズーム時に発生しやすい手ブレ等の
内部ノイズの有無やその他の要因に応じてズーム動作中
に撮影被写体にフォーカスを正確に追従できるようにす
ることをも目的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明の撮像装置は、変
倍動作中に焦点面のずれを補正して合焦を維持できるよ
うな構成を有する撮像装置であって、撮影された被写体
の映像信号から高周波成分を抽出して鮮鋭度信号を検出
する信号検出手段と、上記変倍動作の速度を検知する変
倍速度検知手段と、上記変倍動作中に、上記鮮鋭度信号
を平均化する時間を上記変倍動作の速度に応じて可変に
し、設定された平均時間の下で変倍動作中の合焦評価値
を算出する評価値算出手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００３０】ここで、上記評価値算出手段は、上記変倍
動作の速度に応じて、変倍速度が速いときは上記鮮鋭度
信号の平均時間を短くし、変倍速度が遅いときは上記鮮
鋭度信号の平均時間を長くして上記合焦評価値を算出す
るようにしても良い。また、上記評価値算出手段は、様
々な変倍速度に応じて設定された平均時間テーブルを有
し、当該平均時間テーブルを参照して上記様々な変倍速
度に応じて上記鮮鋭度信号の平均時間を決定し、上記合
焦評価値を算出するようにしても良い。

【００３１】本発明の他の態様では、変倍動作中に焦点
面のずれを補正して合焦を維持できるような構成を有す
る撮像装置であって、撮影された被写体の映像信号から
高周波成分を抽出して鮮鋭度信号を検出する信号検出手
段と、上記撮影された被写体の映像信号から輝度信号を
抽出する信号抽出手段と、上記変倍動作中に、上記鮮鋭
度信号を平均化する時間を上記輝度信号から得られる被
写体照度に応じて可変にし、設定された平均時間の下で
変倍動作中の合焦評価値を算出する評価値算出手段とを
備えたことを特徴とする。

【００３２】ここで、上記評価値算出手段は、上記被写
体照度に応じて、被写体照度が高いときは上記鮮鋭度信
号の平均時間を短くし、被写体照度が低いときは上記鮮
鋭度信号の平均時間を長くして上記合焦評価値を算出す
るようにしても良い。

【００３３】本発明のその他の態様では、変倍動作中に
焦点面のずれを補正して合焦を維持できるような構成を
有する撮像装置であって、撮影された被写体の映像信号
から高周波成分を抽出して鮮鋭度信号を検出する信号検
出手段と、上記撮像装置の揺れを検知する揺れ検知手段
と、上記変倍動作中に、上記鮮鋭度信号を平均化する時
間を上記揺れ検知手段からの情報に応じて可変にし、設
定された平均時間の下で変倍動作中の合焦評価値を算出
する評価値算出手段とを備えたことを特徴とする。

【００３４】ここで、上記評価値算出手段は、上記揺れ
検知手段により揺れが検知されないときは上記鮮鋭度信
号の平均時間を短くし、揺れが検知されたときは上記鮮
鋭度信号の平均時間を長くして上記合焦評価値を算出す
るようにしても良い。

【００３５】本発明のその他の態様では、変倍動作を行
うための第１のレンズ群と、上記第１のレンズ群の移動
時における焦点面の移動を補正するための第２のレンズ
群と、撮影された被写体の映像信号から高周波成分を抽
出して鮮鋭度信号を検出する信号検出手段と、上記変倍
動作の速度を検知する変倍速度検知手段と、上記第１の
レンズ群の位置に対する上記第２のレンズ群の合焦位置
の情報を、被写体距離に応じて記憶する記憶手段と、上
記記憶手段に記憶されている情報に基づいて、上記第１
のレンズ群の移動時における上記第２のレンズ群の標準
移動速度を求める移動速度算出手段と、上記変倍動作時
に、上記移動速度算出手段により求められた上記第２の
レンズ群の標準移動速度に対して補正速度を重畳させる
速度重畳手段と、上記変倍動作時に、上記鮮鋭度信号を
平均化する時間を上記変倍動作の速度に応じて可変に
し、設定された平均時間の下で変倍動作中の合焦評価値
を算出して、算出した合焦評価値の大きさにより、上記
標準移動速度に重畳させる補正速度を可変とする合焦制
御手段とを備えたことを特徴とする。

【００３６】ここで、上記合焦制御手段は、上記変倍動
作の速度に応じて、変倍速度が速いときは上記鮮鋭度信
号の平均時間を短くし、変倍速度が遅いときは上記鮮鋭
度信号の平均時間を長くして上記合焦評価値を算出する
ようにしても良い。また、上記合焦制御手段は、様々な
変倍速度に応じて設定された平均時間テーブルを有し、
当該平均時間テーブルを参照して上記様々な変倍速度に
応じて上記鮮鋭度信号の平均時間を決定し、上記合焦評
価値を算出するようにしても良い。

【００３７】本発明のその他の態様では、変倍動作を行
うための第１のレンズ群と、上記第１のレンズ群の移動
時における焦点面の移動を補正するための第２のレンズ
群と、撮影された被写体の映像信号から高周波成分を抽
出して鮮鋭度信号を検出する信号検出手段と、上記撮影
された被写体の映像信号から輝度信号を抽出する信号抽
出手段と、上記第１のレンズ群の位置に対する上記第２
のレンズ群の合焦位置の情報を、被写体距離に応じて記
憶する記憶手段と、上記記憶手段に記憶されている情報
に基づいて、上記第１のレンズ群の移動時における上記
第２のレンズ群の標準移動速度を求める移動速度算出手
段と、上記変倍動作時に、上記移動速度算出手段により
求められた上記第２のレンズ群の標準移動速度に対して
補正速度を重畳させる速度重畳手段と、上記変倍動作中
に、上記鮮鋭度信号を平均化する時間を上記輝度信号か
ら得られる被写体照度に応じて可変にし、設定された平
均時間の下で変倍動作中の合焦評価値を算出して、算出
した合焦評価値の大きさにより、上記標準移動速度に重
畳させる補正速度を可変とする合焦制御手段とを備えた
ことを特徴とする。

【００３８】ここで、上記合焦制御手段は、上記被写体
照度に応じて、被写体照度が高いときは上記鮮鋭度信号
の平均時間を短くし、被写体照度が低いときは上記鮮鋭
度信号の平均時間を長くして上記合焦評価値を算出する
ようにしても良い。

【００３９】本発明のその他の態様では、変倍動作を行
うための第１のレンズ群と、上記第１のレンズ群の移動
時における焦点面の移動を補正するための第２のレンズ
群と、撮影された被写体の映像信号から高周波成分を抽
出して鮮鋭度信号を検出する信号検出手段と、上記撮像
装置の揺れを検知する揺れ検知手段と、上記第１のレン
ズ群の位置に対する上記第２のレンズ群の合焦位置の情
報を、被写体距離に応じて記憶する記憶手段と、上記記
憶手段に記憶されている情報に基づいて、上記第１のレ
ンズ群の移動時における上記第２のレンズ群の標準移動
速度を求める移動速度算出手段と、上記変倍動作時に、
上記移動速度算出手段により求められた上記第２のレン
ズ群の標準移動速度に対して補正速度を重畳させる速度
重畳手段と、上記変倍動作中に、上記鮮鋭度信号を平均
化する時間を上記揺れ検知手段からの情報に応じて可変
にし、設定された平均時間の下で変倍動作中の合焦評価
値を算出して、算出した合焦評価値の大きさにより、上
記標準移動速度に重畳させる補正速度を可変とする合焦
制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００４０】ここで、上記合焦制御手段は、上記揺れ検
知手段により揺れが検知されないときは上記鮮鋭度信号
の平均時間を短くし、揺れが検知されたときは上記鮮鋭
度信号の平均時間を長くして上記合焦評価値を算出する
ようにしても良い。

【００４１】また、本発明の撮像装置のレンズ制御方法
は、変倍動作を行うための第１のレンズ群と、上記第１
のレンズ群の移動時における焦点面の移動を補正するた
めの第２のレンズ群とを備えた撮像装置において、変倍
動作中に上記第１のレンズ群の移動に伴う焦点面のずれ
を補正して合焦を維持できるように上記第２のレンズ群
の移動を制御するレンズ制御方法であって、撮影された
被写体の映像信号から高周波成分を抽出して生成した鮮
鋭度信号を所定の時間分だけ平均化し、これに基づいて
上記第２のレンズ群の移動速度を決定するための合焦評
価値を算出するように成し、上記変倍動作中に、上記鮮
鋭度信号の平均時間を変倍動作の速度に応じて可変とす
るようにしたことを特徴とする。

【００４２】本発明の他の態様では、変倍動作を行うた
めの第１のレンズ群と、上記第１のレンズ群の移動時に
おける焦点面の移動を補正するための第２のレンズ群と
を備えた撮像装置において、変倍動作中に上記第１のレ
ンズ群の移動に伴う焦点面のずれを補正して合焦を維持
できるように上記第２のレンズ群の移動を制御するレン
ズ制御方法であって、撮影された被写体の映像信号から
高周波成分を抽出して生成した鮮鋭度信号を所定の時間
分だけ平均化し、これに基づいて上記第２のレンズ群の
移動速度を決定するための合焦評価値を算出するように
成し、上記変倍動作中に、上記鮮鋭度信号の平均時間
を、上記撮影された被写体の映像信号中の輝度信号から
得られる被写体照度に応じて可変とするようにしたこと
を特徴とする。

【００４３】本発明のその他の態様では、変倍動作を行
うための第１のレンズ群と、上記第１のレンズ群の移動
時における焦点面の移動を補正するための第２のレンズ
群とを備えた撮像装置において、変倍動作中に上記第１
のレンズ群の移動に伴う焦点面のずれを補正して合焦を
維持できるように上記第２のレンズ群の移動を制御する
レンズ制御方法であって、撮影された被写体の映像信号
から高周波成分を抽出して生成した鮮鋭度信号を所定の
時間分だけ平均化し、これに基づいて上記第２のレンズ
群の移動速度を決定するための合焦評価値を算出するよ
うに成し、上記変倍動作中に、上記鮮鋭度信号の平均時
間を、上記撮像装置の揺れを検知する揺れ検知手段から
の情報に応じて可変とするようにしたことを特徴とす
る。

【００４４】このように構成した本発明によれば、変倍
動作中に合焦を維持するためのレンズ群の移動軌跡を表
す合焦軌跡が確定されていない、ワイドからテレ側への
変倍動作において、合焦カム軌跡の選択およびボケのな
いフォーカス追従を正確に行うことが可能となる。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。

【００４６】（第１の実施形態）図１は、本発明に係る
撮像装置の一実施形態による構成を示すブロック図であ
る。図１において、１０１，１０２，１０３，１０４，
１０５はそれぞれインナーフォーカスタイプのレンズシ
ステムを構成する要素であり、それぞれ固定の前玉レン
ズ群、変倍を行うための第２のレンズ群、絞り、固定の
第３のレンズ群、コンペ機能とフォーカシング機能とを
兼ね備えた第４のレンズ群である。

【００４７】このレンズシステムを透過した被写体光
は、ＣＣＤ等の撮像素子１０６上で結像され、光電変換
により映像信号に変換される。この変換された映像信号
は、増幅器またはインピーダンス変換器１０７で増幅さ
れ、カメラ信号処理回路１０８に入力される。ここで所
定の信号処理を施された映像信号は、増幅器１０９で規
定レベルまで増幅され、ＬＣＤ表示回路１１０で処理さ
れた後、ＬＣＤ１１１に撮影画像として表示される。

【００４８】上記増幅器またはインピーダンス変換器１
０７で増幅された映像信号は、絞り制御回路１１２およ
びＡＦ評価値処理回路１１５にも送られる。絞り制御回
路１１２では、映像信号の入力レベルに応じて、ＩＧド
ライバ１１３およびＩＧメータ１１４を駆動して、絞り
１０３を制御し、光量調節を行っている。また、ＡＦ評
価値処理回路１１５では、測距枠生成回路１１７からの
ゲート信号に応じて、測距枠内の映像信号の高周波成分
のみを抽出し、ＡＦ評価信号生成のための所定の処理を
行っている。

【００４９】１１６はＡＦマイコンであり、上記ＡＦ評
価値処理回路１１５から与えられるＡＦ評価信号強度に
応じて、レンズの駆動制御、および測距エリアを変更す
るための測距枠制御を行っている。また、ＡＦマイコン
１１６は、システムコントロールマイコン（以下、シス
コンと称す）１２２と通信をしており、シスコン１２２
がＡ／Ｄ変換等によって読み込むズームスイッチ１２３
の情報や、ＡＦマイコン１１６が制御するズーム時のズ
ーム方向や焦点距離などの変倍動作情報等を、互いにや
り取りしている。

【００５０】上記ズームスイッチ１２３は、ユニット化
されたズームＳＷであり、操作部材の回転角度に応じた
電圧が出力される。図２に、ユニット化されたズームＳ
Ｗの構成とその特性とを示す。図２（ａ）に示すよう
に、ズームＳＷは、操作部材の回転角度に応じた電圧が
出力されるように可変抵抗で構成されている。この出力
電圧の大きさに応じて可変速ズームが行われる。

【００５１】また、図２（ｂ）には、ズームＳＷの出力
電圧と可変速ズーム速度との関係が示されている。出力
電圧の範囲中で中間の２．５Ｖ付近が変倍動作の停止区
間であり、その値より出力電圧が小さいときはワイド方
向に変倍動作を行い、その電圧が低いほど高速、高いほ
ど低速となる。一方、停止電圧より高いときはテレ方向
に変倍動作を行い、その電圧が高いほど高速、低いほど
低速となる。ワイド方向とテレ方向のどちらも出力電圧
と変倍速度とが線形な関係になっている。

【００５２】１１８は変倍レンズドライバであり、ＡＦ
マイコン１１６から出力される変倍レンズ１０２の駆動
命令に従って、駆動エネルギーをレンズ駆動用モータに
出力する。１２０はフォーカスコンペレンズドライバで
あり、ＡＦマイコン１１６から出力されるフォーカスレ
ンズ１０５の駆動命令に従って、駆動エネルギーをレン
ズ駆動用モータに出力する。１１９，１２１はそれぞれ
変倍レンズ１０２およびフォーカスレンズ１０５を駆動
するための上記レンズ駆動用モータである。

【００５３】上記レンズ駆動用モータがステッピングモ
ータであるとして、モータの駆動方法を以下に説明す
る。ＡＦマイコン１１６は、プログラム処理により変倍
レンズモータ１１９、フォーカスコンペレンズモータ１
２１の駆動速度を決定し、それを各ステッピングモータ
の回転周波数信号として、変倍レンズドライバ１１８と
フォーカスコンペレンズドライバ１２０に送る。また、
各モータ１１９，１２１の駆動／停止命令および回転方
向命令も各ドライバ１１８，１２０に送っている。

【００５４】上記駆動／停止命令および回転方向命令
は、変倍レンズモータ１１９に関しては、主としてズー
ムスイッチユニット１２３の状態に応じて出力される。
また、フォーカスコンペレンズモータ１２１に関して
は、ＡＦ時およびズーム時にＡＦマイコン１１６内の処
理で決定する駆動命令に応じて出力される。モータドラ
イバは、受信した回転方向信号に応じて、４相のモータ
励磁相の位相を順回転および逆回転の位相に設定する。
さらに、受信した回転周波数信号に応じて、４つのモー
タ励磁相の印加電圧（または電流）を変化させながら出
力することにより、モータの回転方向と回転周波数とを
制御しつつ、駆動／停止命令に応じて、モータへの出力
をＯＮ／ＯＦＦしている。

【００５５】図３は、本発明を実施するための制御フロ
ーであり、レンズ制御のためのＡＦマイコン１１６内で
処理される。ステップＳ３０１は初期設定ルーチンであ
り、ＡＦマイコン１１６内の図示しないＲＡＭや各種ポ
ートの初期設定処理を行う。ステップＳ３０２はシスコ
ン１２２との相互通信ルーチンであり、ここでズームＳ
Ｗユニット１２３の情報や、ズームレンズ位置などの変
倍動作情報のやりとりを行っている。

【００５６】ステップＳ３０３の鮮鋭度信号処理ルーチ
ンでは、ＡＦ評価値処理回路１１５から得られた信号に
よってＡＦ評価信号である鮮鋭度信号を加工する。次に
ステップＳ３０４のＡＦ処理ルーチンでは、上記ステッ
プＳ３０３にて加工されたＡＦ評価信号の変化に応じて
自動焦点調節処理を行っている。

【００５７】次のステップＳ３０５はズーム処理ルーチ
ンであり、変倍動作時において合焦を維持するためのコ
ンペ動作の処理を行う。本ルーチンで、図１１に示した
ようなカム軌跡をトレースするために、フォーカスレン
ズ１０５の駆動方向および駆動速度を算出する。これに
関しては後に図４を用いて詳しく説明する。

【００５８】ステップＳ３０６では、ＡＦ動作時や変倍
動作時等に応じて、上記ステップＳ３０４〜Ｓ３０５で
算出されるズームやフォーカスの駆動方向および駆動速
度のうち、いずれを使用するのかを選択し、レンズのメ
カ端に当たらないようにソフト的に設けているテレ端よ
りテレ側、ワイド端よりワイド側、至近端より至近側お
よび無限端より無限側には駆動しないように設定する。

【００５９】ステップＳ３０７では、上記ステップＳ３
０６で定めたズームおよびフォーカス用の駆動方向と駆
動速度に関する情報に応じて、変倍レンズドライバ１１
８およびフォーカスコンペレンズドライバ１２０に制御
信号を出力し、レンズの駆動／停止を制御する。このス
テップＳ３０７の処理終了後はステップＳ３０２に戻
る。なお、図３の一連の処理は、垂直同期期間に同期し
て実行される（ステップＳ３０２の処理の中で、次の垂
直同期信号がくるまで、待機する）。

【００６０】図４は、本発明を実施するための制御フロ
ーであり、上記図３のステップＳ３０５内のサブルーチ
ンの処理内容を示す。まずステップＳ４０１では、シス
コン１２２との通信によって得られたズームＳＷ１２３
の情報によりズームの速度を設定し、反転フラグの値を
“０”とする。そして、ステップＳ４０２でズーム中で
あるかどうかを判断し、ズーム中でなければズーム処理
ルーチンをぬける。

【００６１】一方、上記ステップＳ４０２でズーム中で
あると判断された場合は、ステップＳ４０３に進み、そ
のときの変倍レンズ１０２およびフォーカスレンズ１０
５の位置と、あらかじめ記憶されている代表カム軌跡テ
ーブルの内容とから標準のカム軌跡を設定する。すなわ
ち、先の図１２（ａ）の例でフォーカスレンズ１０５の
現在位置がｐ₀ のとき、点ｐ₀ が線分ｂ₀-ａ₀ （β）を
内分する比は、 ｐ₀-ａ₀ ／ｂ₀-ａ₀ ＝α／β となる。図１２（ｂ）上ではａ₀ ＝Ａ₀₀、ｂ₀ ＝Ａ₁₀な
ので、ｖ＝０でｎ＝０，１間の位置をα／βの比率で内
分する点がフォーカスレンズ１０５の位置となり、その
内分点をワイドからテレ側まで（ｖ＝０，１，…ｓ）結
んだのが軌跡となる。

【００６２】したがって、そのときの変倍レンズ１０２
およびフォーカスレンズ１０５の位置から、ｎ，α，β
の値を算出すれば、標準カム軌跡が設定できる。そし
て、この標準カム軌跡（ｎ，α，β）と、ＡＦマイコン
１１６に記憶されている軌跡データとから、従来例で述
べた（１）式より求まるｐ₁ を算出し、これを使ってフ
ォーカスレンズ１０５の標準追従速度Ｖ_f0を算出する。

【００６３】次に、ステップＳ４０４では、図１４
（ｂ）に示した正方向、負方向にフォーカスレンズ１０
５を駆動するための補正速度Ｖ_f+，Ｖ_f-を算出する。こ
の補正速度Ｖ_f+，Ｖ_f-は、以下のように算出する。図５
は、上記補正速度Ｖ_f+，Ｖ_f-の計算方法を説明するため
の図である。すなわち、図５において、横軸は変倍レン
ズ位置、縦軸はフォーカスレンズ位置を示しており、６
０４が追従すべきカム軌跡であるとする。

【００６４】今、変倍レンズ１０２の位置がｘだけ変化
するとき、フォーカスレンズ１０５の位置がｙだけ変化
するフォーカス速度が上記ステップＳ４０３で算出され
た標準速度Ｖ_f0（５０３）である。また、変倍レンズ１
０２の位置がｘだけ変化するときフォーカスレンズ１０
５の位置がｎまたはｍだけ変化するフォーカス速度がそ
れぞれ、求めたい補正速度Ｖ_f+，Ｖ_f-である。ここで、
＋状態を作る標準速度Ｖ_f0に補正速度Ｖ_f+を加えた速度
５０１と、−状態を作るＶ_f0＋Ｖ_f-のフォーカス速度を
持つ速度５０２とが、標準速度Ｖ_f0の方向ベクトルに対
して等しい角度γだけ離れた方向ベクトルを持つよう
に、ｎ，ｍの値を決定する。

【００６５】まずｍ，ｎを求める。図５より図形的に、 tanθ＝ｙ／ｘ、 tan（θ−γ）＝（ｙ−ｍ）／ｘ、 tan（θ＋γ）＝（ｙ ＋ｎ）／ｘ ……（６） tan（θ±γ）＝（ tanθ tanγ）／（１± tanθ tanγ） ……（７） が成り立つ。上記（６）式および（７）式より、 ｍ＝（ｘ２＋ｙ２）／（ｘ／ｋ＋ｙ） ……（８） ｎ＝（ｘ２＋ｙ２）／（ｘ／ｋ−ｙ） ただし tanγ＝ｋ ……（９） となり、ｍ、ｎの値を求めることができる。

【００６６】ここで、角度γの大きさは、焦点距離によ
り、ワイド側の値を基準としてミドル域では０．８倍、
テレ領域では２倍とするように変化させる。このように
することで、フォーカスレンズ１０５の駆動状態に応じ
て変化する鮮鋭度信号レベルの増減周期を、所定のフォ
ーカスレンズ位置変化量に対して一定に保つことがで
き、ズーミング動作中に追従すべき軌跡を見逃す可能性
を低減できる。

【００６７】本実施形態では、角度γの値に応じてＡＦ
マイコン１１６のメモリ内にテーブルとしてｋの値で記
憶し、必要に応じて読み出すことにより、（８）式およ
び（９）式の計算を行う。ここで、変倍レンズ１０２の
位置が単位時間当たりｘだけ変化するとすれば、ズーム
速度Ｖ_z ＝ｘ、フォーカス標準速度Ｖ_f0＝ｙ、補正速度
Ｖ_f+＝ｎ、Ｖ_f-＝ｍとでき、上記（８）式および（９）
式により、補正速度Ｖ _f+，Ｖ_f-が得られる。

【００６８】次に、ステップＳ４０５で、上記ステップ
Ｓ４０１で設定したズーム速度が高速か低速かを判断
し、高速ズームならばステップＳ４０６に進み、ズーム
動作中に使用するための合焦評価値Ａにそのとき得られ
る垂直同期期間内の鮮鋭度信号の積分値を代入する。一
方、低速ズームならばステップＳ４０７に進み、以前の
垂直同期期間から現在までの鮮鋭度信号の積分値の平均
値を代入する。

【００６９】そして、ステップＳ４０８で、ズーム方向
がワイドからテレ側への方向であるかどうかの判断を行
い、判断結果が偽ならばステップＳ４０９で補正速度を
Ｖ_f+＝０、Ｖ_f-＝０とし、ステップＳ４１２の処理にジ
ャンプする。一方、判断結果が真ならば、ステップＳ４
１０において現在の鮮鋭度信号レベル（合焦評価値Ａ）
がしきい値ＴＨ１以下であるかどうかを判断する。そし
て、この判断結果が偽ならばステップＳ４１２ヘジャン
プし、真ならばステップＳ４１１で反転フラグの値を
“１”とする。

【００７０】ステップＳ４１２では、反転フラグの値が
“１”かどうかを判断し、真ならばステップＳ４１３で
補正フラグの値が“１”かどうかを更に判断する。ここ
で、補正フラグとは、カム軌跡追従状態が＋状態である
のか−状態であるのかを示すフラグである。上記ステッ
プＳ４１３の判断結果が偽ならば、ステップＳ４１６で
補正フラグ＝１（＋状態）とするとともに、フォーカス
速度Ｖ_f を、 Ｖ_f ＝Ｖ_f0＋Ｖ_f+ （Ｖ_f0≧０） ＝Ｖ_f0−Ｖ_f+ （Ｖ_f0＜０） ただし、Ｖ_f+≧０とする。

【００７１】一方、上記ステップＳ４１３の判断結果が
真ならば、ステップＳ４１４で補正フラグ＝０（−状
態）とするとともに、フォーカス速度Ｖ_f を、 Ｖ_f ＝Ｖ_f0−Ｖ_f- （Ｖ_f0≧０） ＝Ｖ_f0＋Ｖ_f- （Ｖ_f0＜０） ただし、Ｖ_f-≧０とする。

【００７２】また、上記ステップＳ４１２の判断結果が
偽、すなわち、反転フラグが“１”でない場合は、ステ
ップＳ４１５で補正フラグ＝１かどうかの判断を上記ス
テップＳ４１３と同様に行い、この判断結果が真ならス
テップＳ４１６ヘ進み、偽ならステップＳ４１４へ進
む。最後に、ステップＳ４１７でフォーカスモータ速度
Ｖ_f を設定する。以上の動作で図３のステップＳ３０５
のズーム処理ルーチンが終了し、その後ステップＳ３０
６、Ｓ３０７で実際にモータ駆動を行う。

【００７３】このように、第１の実施形態では、合焦点
の分からないときに、合焦評価値を増減させながら変倍
動作を行う場合に、高速ズームのときはその評価値に、
その垂直同期期間内の（その瞬間の）鮮鋭度積分信号を
使用し、低速ズームのときはその評価値に、以前から今
の垂直同期期間までの鮮鋭度信号積分値の平均値を使用
する。これにより、高速ズーム時は評価信号の応答性を
良くし、低速ズーム時には手ブレ等によるノイズを除去
してフォーカシングを行うことができ、高速および低速
時の変倍動作時のフォーカス追従能力を向上させること
ができる。

【００７４】（第２の実施形態）上記第１の実施形態で
は、ワイドからテレ側への変倍動作中にフォーカス追従
するための評価信号として、高速ズームのときはその評
価値に、その垂直同期期間内の（その瞬間の）鮮鋭度積
分信号を使用し、低速ズームのときはその評価値に、以
前から今の垂直同期期間までの鮮鋭度信号積分値の平均
値を使用することにより、変倍動作時のフォーカス追従
能力を向上する方法に関して述べた。

【００７５】しかしながら、この第１の実施形態の方法
では、高速ズーム時と低速ズーム時との２段階のズーム
速度に関してしか述べていない。そこで、第２の実施形
態では、ズーム速度が多段速度である場合の方法を説明
する。

【００７６】図６は、本実施形態を実施するための制御
フローであり、上記図３のステップＳ３０５内のサブル
ーチンを示す。ここで、第１の実施形態との違いは、図
４のステップＳ４０５〜Ｓ４０７の処理に代えて、第２
の実施形態ではステップＳ６０５の処理としたことであ
る。すなわち、ステップＳ６０５では、ズーム速度に応
じて設定された平均時間テーブルから平均時間を決定
し、合焦評価値Ａを算出するものである。以下に、平均
時間テーブルの例を示す。

【００７７】

【００７８】したがって、例えばズーム速度が最高速の
“６”のときは、平均時間が１垂直同期期間で、その瞬
間の垂直同期期間内に得られる鮮鋭度信号の積分値を評
価値Ａとして用いる。また、ズーム速度が中速の“３”
では、２垂直同期期間の鮮鋭度信号の積分値を平均した
値を評価値Ａとして用い、最低速度の“１”では３垂直
同期期間の鮮鋭度信号の積分値を平均した値を評価値Ａ
として用いる。なお、この平均時間は、ズーム速度に応
じて３垂直同期期間より長くすることも有効である。以
下、ステップＳ６０６〜Ｓ６１５の処理は、図４のステ
ップＳ４０８〜Ｓ４１７の処理と同様である。

【００７９】以上のように、第２の実施形態では、ズー
ム動作中のフォーカス動作に使用する評価値Ａを算出す
るために、高速ズーム中は評価値の応答性を良くし、低
速ズーム中は手ブレ等のノイズ除去を行うように多段階
のズーム速度に応じて鮮鋭度信号の積分値の平均時間を
微妙に変更することにより、様々なズーム速度時の変倍
動作中に適切な評価値Ａを得ることができ、合焦軌跡の
選択およびフォーカス追従の精度向上を図ることができ
る。

【００８０】（第３の実施形態）上記第１、第２の実施
形態では、ワイドからテレ側への変倍動作中にフォーカ
ス追従するための評価信号として、ズーム速度に応じ
て、鮮鋭度信号の積分値を平均して使用することによ
り、被写体変化や手ブレ等の変化によるノイズの値を除
去する方法に関して述べた。

【００８１】しかしながら、第１、第２の実施形態の方
法では、ズーム速度だけに応じて平均時間を決めたの
で、低照度時で映像信号のレベルが小さくて、増幅回路
で信号が増幅された結果電気ノイズが大きくなったとき
には、効果を示さなくなる。そこで、照度の度合いによ
って、フォーカス追従の評価値を算出するための平均時
間を変化させる方法を第３の実施形態で説明する。

【００８２】図７は、本実施形態を実施するための制御
フローであり、上記図３のステップＳ３０５内のサブル
ーチンを示す。ここで、第１の実施形態との違いは、図
４のステップＳ４０５〜Ｓ４０７の処理に代えて、第３
の実施形態ではステップＳ７０５〜Ｓ７０７の処理とし
たことである。

【００８３】すなわち、ステップＳ７０５では、図１の
ＣＣＤ１０６から得られる輝度信号の大きさなどから低
照度であるかどうかを判断し、輝度信号がある値より小
さいときは低照度とし、ある値より大きいときは通常照
度とする。このステップＳ７０５で低照度であると判断
された場合は、ステップＳ７０６で、ある設定された垂
直同期期間分だけ鮮鋭度信号の積分値を平均した値を、
評価値Ａとする。

【００８４】一方、上記ステップＳ７０５で低照度でな
いと判断されたときは、ステップＳ７０７で、その瞬間
の垂直同期期間内の鮮鋭度積分信号を評価値Ａとする。
以下ステップＳ７０８〜Ｓ７１７の処理は、図４のステ
ップＳ４０８〜Ｓ４１７の処理と同様である。

【００８５】以上のように、第３の実施形態では、ズー
ム動作中のフォーカス動作のための評価値Ａを生成する
際に、照度情報によって鮮鋭度信号の積分値の平均時間
を変更することで、電気的ノイズに左右されない適切な
評価値Ａを得ることができ、合焦軌跡の選択およびフォ
ーカス追従の向上を図ることができる。

【００８６】（第４の実施形態）上記第１、第２の実施
形態では、ワイドからテレ側への変倍動作中にフォーカ
ス追従するための評価信号として、ズーム速度に応じて
鮮鋭度積分信号の平均値を使用する方法に関して述べ
た。しかしながら、第１、第２の実施形態の方法では、
鮮鋭度信号の変化が被写体変化とレンズの移動によるも
のだけのときに主に通用し、手ブレ等の外部ノイズによ
って鮮鋭度積分信号が低くなったときなどは、信号の変
化が複雑になる。そこで、手ブレ等の外部情報によって
鮮鋭度積分信号の平均時間を変更させる方法を第４の実
施形態で説明する。

【００８７】図８は、本実施形態に係る撮像装置の特徴
を表す構成図である。また図９は、本実施形態を実施す
るための制御フローであり、上記図３のステップＳ３０
５内のサブルーチンを示す。ここで、第１の実施形態と
の違いは、第４の実施形態を示す図８では、図１の構成
に加えて、角速度センサや加速度センサ等を用いた揺れ
検知手段８０１を設けていることと、図４のステップＳ
４０５〜Ｓ４０７の処理に代えて、第４の実施形態では
ステップＳ９０５〜Ｓ９０７の処理としたことである。

【００８８】すなわち、図９のステップＳ９０５では、
図８の揺れ検知手段８０１によって手ブレ情報を検出す
る。そして、手ブレ状態であるならステップＳ９０６に
移行し、ある設定された垂直同期期間分だけ鮮鋭度積分
値を平均した値を、評価値Ａとする。一方、上記ステッ
プＳ９０５で手ブレが検出されないときは、ステップＳ
９０７で、その瞬間の垂直同期期間内の鮮鋭度積分信号
を評価値Ａとする。以下ステップＳ９０８〜Ｓ９１７の
処理は、図４のステップＳ４０８〜Ｓ４１７の処理と同
様である。

【００８９】以上のように、第４の実施形態では、ズー
ム動作中のフォーカス動作のための評価値Ａを生成する
際に、手ブレ情報によって鮮鋭度信号の積分値の平均時
間を変更することで、手ブレによるノイズに左右されな
い適切な評価値Ａを得ることができ、合焦軌跡の選択お
よびフォーカス追従の向上を図ることができる。

【００９０】なお、以上の各実施形態にて説明した本発
明の撮像装置は、ビデオカメラ、ＶＴＲ、デジタビデオ
ルカメラなど種々のタイプのカメラに適用することが可
能である。また、上述した各実施形態の機能は、主にＡ
Ｆマイコン１１６やシスコン１２２の制御によって実現
されるが、この制御動作は、図示しない記録媒体に格納
されたプログラムに従って行われる。

【００９１】この場合、上記プログラム自体が上述した
実施形態の機能を実現することになり、そのプログラム
自体、およびそのプログラムをコンピュータに供給する
ための手段、例えばかかるプログラムコードを格納した
記憶媒体は本発明を構成する。かかるプログラムを記憶
する記憶媒体としては、例えばフロッピーディスク、ハ
ードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等
を用いることができる。

【００９２】

【発明の効果】本発明は上述したように、変倍動作中
に、鮮鋭度信号を増減しながら合焦のためのレンズを追
従させるときに、変倍速度に応じて鮮鋭度信号の平均時
間を変更して鮮鋭度信号を平均化するようにしたので、
そのとき設定されている変倍速度に合った合焦評価値で
もって合焦レンズの移動を制御することができ、変倍時
における合焦軌跡の選択能力および軌跡変化に対する追
従能力を向上させることができる。

【００９３】また、本発明の他の特徴によれば、変倍動
作中に、鮮鋭度信号を増減しながら合焦のためのレンズ
を追従させるときに、被写体の照度状況によって鮮鋭度
信号の平均時間を変更して平均化量を可変とするように
したので、そのとき撮影された被写体の照度に合った合
焦評価値でもって合焦レンズの移動を制御することがで
き、変倍動作時の被写体変化に対して合焦軌跡の選択能
力および追従能力を向上させることができる。

【００９４】さらに、本発明のその他の特徴によれば、
変倍動作中に、鮮鋭度信号を増減しながら合焦のための
レンズを追従させるときに、手ブレ等の外部情報によっ
て鮮鋭度信号の平均時間を変更して平均化量を可変とす
るようにしたので、手ブレの有無に応じた合焦評価値で
もって合焦レンズの移動を制御することができ、変倍動
作時の外部ノイズに対して合焦軌跡の選択能力および追
従能力を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る撮像装置の第１〜第３の実施形態
による構成を示すブロック図である。

【図２】ズームスイッチの構成とその特性とを示す図で
ある。

【図３】本実施形態のＡＦマイコンで処理される制御フ
ローを示すフローチャートである。

【図４】本実施形態のＡＦマイコンで処理される制御フ
ローであり、図３に示したズーム処理ルーチンの第１の
実施形態に係る処理を示すフローチャートである。

【図５】補正速度Ｖ_f+，Ｖ_f-の計算方法を説明するため
の図である。

【図６】本実施形態のＡＦマイコンで処理される制御フ
ローであり、図３に示したズーム処理ルーチンの第２の
実施形態に係る処理を示すフローチャートである。

【図７】本実施形態のＡＦマイコンで処理される制御フ
ローであり、図３に示したズーム処理ルーチンの第３の
実施形態に係る処理を示すフローチャートである。

【図８】本発明に係る撮像装置の第４の実施形態による
構成を示すブロック図である。

【図９】本実施形態のＡＦマイコンで処理される制御フ
ローであり、図３に示したズーム処理ルーチンの第４の
実施形態に係る処理を示すフローチャートである。

【図１０】従来から用いられているインナーフォーカス
タイプのレンズシステムの簡単な構成例を示す図であ
る。

【図１１】各焦点距離（変倍レンズ位置）とフォーカス
レンズ位置との関係を示す図である。

【図１２】既に提案されている軌跡追従方法の一例を説
明するための図である。

【図１３】変倍レンズ位置方向の内挿方法を説明するた
めの図である。

【図１４】軌跡追従方法の他の例を説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１０２ 変倍レンズ（ズームレンズ） １０５ フォーカスコンペレンズ １１５ ＡＦ評価値処理回路 １１６ ＡＦマイコン １１８ 変倍レンズドライバ １１９ 変倍レンズモータ １２０ フォーカスコンペレンズドライバ １２１ フォーカスコンペレンズモータ １２２ シスコン １２３ ズームスイッチユニット ８０１ 揺れ検知手段

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変倍動作中に焦点面のずれを補正して合
   焦を維持できるような構成を有する撮像装置であって、 撮影された被写体の映像信号から高周波成分を抽出して
   鮮鋭度信号を検出する信号検出手段と、 上記変倍動作の速度を検知する変倍速度検知手段と、 上記変倍動作中に、上記鮮鋭度信号を平均化する時間を
   上記変倍動作の速度に応じて可変にし、設定された平均
   時間の下で変倍動作中の合焦評価値を算出する評価値算
   出手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 上記評価値算出手段は、上記変倍動作の
   速度に応じて、変倍速度が速いときは上記鮮鋭度信号の
   平均時間を短くし、変倍速度が遅いときは上記鮮鋭度信
   号の平均時間を長くして上記合焦評価値を算出すること
   を特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 【請求項３】 上記評価値算出手段は、様々な変倍速度
   に応じて設定された平均時間テーブルを有し、当該平均
   時間テーブルを参照して上記様々な変倍速度に応じて上
   記鮮鋭度信号の平均時間を決定し、上記合焦評価値を算
   出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 【請求項４】 変倍動作中に焦点面のずれを補正して合
   焦を維持できるような構成を有する撮像装置であって、 撮影された被写体の映像信号から高周波成分を抽出して
   鮮鋭度信号を検出する信号検出手段と、 上記撮影された被写体の映像信号から輝度信号を抽出す
   る信号抽出手段と、 上記変倍動作中に、上記鮮鋭度信号を平均化する時間を
   上記輝度信号から得られる被写体照度に応じて可変に
   し、設定された平均時間の下で変倍動作中の合焦評価値
   を算出する評価値算出手段とを備えたことを特徴とする
   撮像装置。
5. 【請求項５】 上記評価値算出手段は、上記被写体照度
   に応じて、被写体照度が高いときは上記鮮鋭度信号の平
   均時間を短くし、被写体照度が低いときは上記鮮鋭度信
   号の平均時間を長くして上記合焦評価値を算出すること
   を特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 【請求項６】 変倍動作中に焦点面のずれを補正して合
   焦を維持できるような構成を有する撮像装置であって、 撮影された被写体の映像信号から高周波成分を抽出して
   鮮鋭度信号を検出する信号検出手段と、 上記撮像装置の揺れを検知する揺れ検知手段と、 上記変倍動作中に、上記鮮鋭度信号を平均化する時間を
   上記揺れ検知手段からの情報に応じて可変にし、設定さ
   れた平均時間の下で変倍動作中の合焦評価値を算出する
   評価値算出手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
7. 【請求項７】 上記評価値算出手段は、上記揺れ検知手
   段により揺れが検知されないときは上記鮮鋭度信号の平
   均時間を短くし、揺れが検知されたときは上記鮮鋭度信
   号の平均時間を長くして上記合焦評価値を算出すること
   を特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 【請求項８】 変倍動作を行うための第１のレンズ群
   と、 上記第１のレンズ群の移動時における焦点面の移動を補
   正するための第２のレンズ群と、 撮影された被写体の映像信号から高周波成分を抽出して
   鮮鋭度信号を検出する信号検出手段と、 上記変倍動作の速度を検知する変倍速度検知手段と、 上記第１のレンズ群の位置に対する上記第２のレンズ群
   の合焦位置の情報を、被写体距離に応じて記憶する記憶
   手段と、 上記記憶手段に記憶されている情報に基づいて、上記第
   １のレンズ群の移動時における上記第２のレンズ群の標
   準移動速度を求める移動速度算出手段と、 上記変倍動作時に、上記移動速度算出手段により求めら
   れた上記第２のレンズ群の標準移動速度に対して補正速
   度を重畳させる速度重畳手段と、 上記変倍動作時に、上記鮮鋭度信号を平均化する時間を
   上記変倍動作の速度に応じて可変にし、設定された平均
   時間の下で変倍動作中の合焦評価値を算出して、算出し
   た合焦評価値の大きさにより、上記標準移動速度に重畳
   させる補正速度を可変とする合焦制御手段とを備えたこ
   とを特徴とする撮像装置。
9. 【請求項９】 上記合焦制御手段は、上記変倍動作の速
   度に応じて、変倍速度が速いときは上記鮮鋭度信号の平
   均時間を短くし、変倍速度が遅いときは上記鮮鋭度信号
   の平均時間を長くして上記合焦評価値を算出することを
   特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
10. 【請求項１０】 上記合焦制御手段は、様々な変倍速度
    に応じて設定された平均時間テーブルを有し、当該平均
    時間テーブルを参照して上記様々な変倍速度に応じて上
    記鮮鋭度信号の平均時間を決定し、上記合焦評価値を算
    出することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
11. 【請求項１１】 変倍動作を行うための第１のレンズ群
    と、 上記第１のレンズ群の移動時における焦点面の移動を補
    正するための第２のレンズ群と、 撮影された被写体の映像信号から高周波成分を抽出して
    鮮鋭度信号を検出する信号検出手段と、 上記撮影された被写体の映像信号から輝度信号を抽出す
    る信号抽出手段と、 上記第１のレンズ群の位置に対する上記第２のレンズ群
    の合焦位置の情報を、被写体距離に応じて記憶する記憶
    手段と、 上記記憶手段に記憶されている情報に基づいて、上記第
    １のレンズ群の移動時における上記第２のレンズ群の標
    準移動速度を求める移動速度算出手段と、 上記変倍動作時に、上記移動速度算出手段により求めら
    れた上記第２のレンズ群の標準移動速度に対して補正速
    度を重畳させる速度重畳手段と、 上記変倍動作中に、上記鮮鋭度信号を平均化する時間を
    上記輝度信号から得られる被写体照度に応じて可変に
    し、設定された平均時間の下で変倍動作中の合焦評価値
    を算出して、算出した合焦評価値の大きさにより、上記
    標準移動速度に重畳させる補正速度を可変とする合焦制
    御手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
12. 【請求項１２】 上記合焦制御手段は、上記被写体照度
    に応じて、被写体照度が高いときは上記鮮鋭度信号の平
    均時間を短くし、被写体照度が低いときは上記鮮鋭度信
    号の平均時間を長くして上記合焦評価値を算出すること
    を特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
13. 【請求項１３】 変倍動作を行うための第１のレンズ群
    と、 上記第１のレンズ群の移動時における焦点面の移動を補
    正するための第２のレンズ群と、 撮影された被写体の映像信号から高周波成分を抽出して
    鮮鋭度信号を検出する信号検出手段と、 上記撮像装置の揺れを検知する揺れ検知手段と、 上記第１のレンズ群の位置に対する上記第２のレンズ群
    の合焦位置の情報を、被写体距離に応じて記憶する記憶
    手段と、 上記記憶手段に記憶されている情報に基づいて、上記第
    １のレンズ群の移動時における上記第２のレンズ群の標
    準移動速度を求める移動速度算出手段と、 上記変倍動作時に、上記移動速度算出手段により求めら
    れた上記第２のレンズ群の標準移動速度に対して補正速
    度を重畳させる速度重畳手段と、 上記変倍動作中に、上記鮮鋭度信号を平均化する時間を
    上記揺れ検知手段からの情報に応じて可変にし、設定さ
    れた平均時間の下で変倍動作中の合焦評価値を算出し
    て、算出した合焦評価値の大きさにより、上記標準移動
    速度に重畳させる補正速度を可変とする合焦制御手段と
    を備えたことを特徴とする撮像装置。
14. 【請求項１４】 上記合焦制御手段は、上記揺れ検知手
    段により揺れが検知されないときは上記鮮鋭度信号の平
    均時間を短くし、揺れが検知されたときは上記鮮鋭度信
    号の平均時間を長くして上記合焦評価値を算出すること
    を特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
15. 【請求項１５】 変倍動作を行うための第１のレンズ群
    と、上記第１のレンズ群の移動時における焦点面の移動
    を補正するための第２のレンズ群とを備えた撮像装置に
    おいて、変倍動作中に上記第１のレンズ群の移動に伴う
    焦点面のずれを補正して合焦を維持できるように上記第
    ２のレンズ群の移動を制御するレンズ制御方法であっ
    て、 撮影された被写体の映像信号から高周波成分を抽出して
    生成した鮮鋭度信号を所定の時間分だけ平均化し、これ
    に基づいて上記第２のレンズ群の移動速度を決定するた
    めの合焦評価値を算出するように成し、 上記変倍動作中に、上記鮮鋭度信号の平均時間を変倍動
    作の速度に応じて可変とするようにしたことを特徴とす
    る撮像装置のレンズ制御方法。
16. 【請求項１６】 変倍動作を行うための第１のレンズ群
    と、上記第１のレンズ群の移動時における焦点面の移動
    を補正するための第２のレンズ群とを備えた撮像装置に
    おいて、変倍動作中に上記第１のレンズ群の移動に伴う
    焦点面のずれを補正して合焦を維持できるように上記第
    ２のレンズ群の移動を制御するレンズ制御方法であっ
    て、 撮影された被写体の映像信号から高周波成分を抽出して
    生成した鮮鋭度信号を所定の時間分だけ平均化し、これ
    に基づいて上記第２のレンズ群の移動速度を決定するた
    めの合焦評価値を算出するように成し、 上記変倍動作中に、上記鮮鋭度信号の平均時間を、上記
    撮影された被写体の映像信号中の輝度信号から得られる
    被写体照度に応じて可変とするようにしたことを特徴と
    する撮像装置のレンズ制御方法。
17. 【請求項１７】 変倍動作を行うための第１のレンズ群
    と、上記第１のレンズ群の移動時における焦点面の移動
    を補正するための第２のレンズ群とを備えた撮像装置に
    おいて、変倍動作中に上記第１のレンズ群の移動に伴う
    焦点面のずれを補正して合焦を維持できるように上記第
    ２のレンズ群の移動を制御するレンズ制御方法であっ
    て、 撮影された被写体の映像信号から高周波成分を抽出して
    生成した鮮鋭度信号を所定の時間分だけ平均化し、これ
    に基づいて上記第２のレンズ群の移動速度を決定するた
    めの合焦評価値を算出するように成し、 上記変倍動作中に、上記鮮鋭度信号の平均時間を、上記
    撮像装置の揺れを検知する揺れ検知手段からの情報に応
    じて可変とするようにしたことを特徴とする撮像装置の
    レンズ制御方法。