JPH0545567A - カメラのレンズ駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ズームレンズの高速ズーム駆動に合わせて、
フォーカスレンズを高速駆動可能にさせ、合焦のための
速度を高める。 【構成】 ズーム変倍レンズ１０２の高速ズームへの切
り換えに対応して、フォーカス用アクチュエータ１０９
によリフォーカスレンズ１０５の駆動を停止させ、かつ
ズームレンズ１０２の高速ズーム終了時点から、フォー
カスレンズ１０５を合焦位置まで駆動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ビデオカメラなどの
カメラのレンズ駆動制御装置に関し、特に、リアフォー
カスレンズシステムを備えたカメラにおいて、変倍レン
ズのズーム操作時における焦点調節レンズの駆動制御装
置に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、従来のビデオカメラでのフロン
トフォーカスレンズシステムにおいては、変倍レンズ
（以下、ズームレンズと云う）のズーム操作を行なう場
合、その合焦軌跡が１通りしかないために、手動あるい
は電動の何れの操作によっても、焦点調節レンズ（以
下、フォーカスレンズと云う）の合焦を外す惧れなし
に、しかも高速によるズーム駆動が可能であるが、一
方、リアフォーカスレンズシステムにおいては、同様に
ズームレンズのズーム操作を行なう場合、その合焦軌跡
が被写体距離によって異なるために、フォーカスレンズ
を電動操作によってのみ駆動させるのが全んどである。

【０００３】図４は、一般的なリアフォーカスレンズシ
ステムを用いたビデオカメラにおいて、ある被写体距離
に対するフォーカス位置とズーム位置との関係、および
高速ズーム時の合焦軌跡とオートフォーカス軌跡との関
係を示す。図４では、この場合、Ａ点で合焦しているも
のとし、この状態において、ズーム位置ＡZ点から、ＢZ
点までズームレンズのズーム駆動を行なうことによっ
て、そのフォーカス位置をＡF点から、合焦軌跡上を経
てＢF点に到達させるものとする。

【０００４】このフォーカスレンズの駆動のためのアク
チュエータとしては、ＤＣモータの他に、パルス駆動制
御の可能なステッピングモータを用いることが多く、こ
のステッピングモータにおいては、その駆動音が大きい
ことから、モータに入力されるパルス電圧波形として、
通常の矩形波（後述する図２のＡ波形）ではなく、マイ
クロステップ波（同様に図２のＢ波形）を入力させる場
合がある。

【０００５】そして、この従来のリアフォーカスレンズ
システムによるビデオカメラの場合、ズームレンズの高
速ズーム駆動を行なう際、これに対応して同時にフォー
カスモータを高速駆動させ、フォーカスレンズを合焦軌
跡上で合焦位置まで追従させるようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ズ
ームレンズの高速ズームに伴ったフォーカスレンズの追
従駆動に際して、フォーカス用アクチュエータが前記の
ようなマイクロステップ波入力によって駆動されるとき
には、このフォーカス用アクチュエータの駆動速度を高
めるために、マイクロステップ波の周波数を高くして
も、その回転トルクが比較的小さく、十分な駆動速度が
得られないために、駆動速度に限界を生じて、前記図４
上で、ズーミング作動により、本来、Ｂ点に到達しなけ
ればならないフォーカスレンズが、正規の合焦軌跡を大
きく外れた駆動軌跡１₂によってＢ₂点にしか到達できな
かったり、あるいは無理な駆動のために脱調を生じたり
して、正確な追従が不能になり、結果的に、このフォー
カスレンズが合焦点とはほど遠い位置に移動してしま
う。さらに、その後、フォーカスレンズをこの移動位置
Ｂ₂点から、正しいＢ点に到達させて合焦させるのに、
無駄な時間がかゝり、かつこの駆動軌跡自体が合焦軌跡
から外れている間にも撮像されて、画像に大きなぼけを
生ずるという不都合がある。

【０００７】こゝで、前記高速ズーム時に、ズームレン
ズを一方の端から他方の端まで駆動させたとき（図３の
軌跡１₁に対応）、フォーカスレンズのフォーカス位置
が殆んど変わらない場合があるが、この場合にも、前記
したようにフォーカスレンズが合焦軌跡をたどろうとし
て駆動されると、却って、ズームレンズが停止された時
点で、当該フォーカスレンズが合焦点から外れ、撮像画
像にぼけを生じてしまう場合があった。

【０００８】この発明は、このような従来の問題点を解
消するためになされたもので、その目的とするところ
は、ズームレンズの高速ズームに対応して、フォーカス
レンズの合焦点への駆動を画像に大きなぼけを生じるこ
となく迅速に行なわせるようにしたカメラのレンズ駆動
制御装置、特に、ビデオカメラのリアフォーカスレンズ
システムを用いたカメラのレンズ駆動制御装置を提供す
ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、変倍レンズと、該変倍レンズを
駆動するズーム用アクチュエータと、該ズーム用アクチ
ュエータに駆動電力を供給するズーム用ドライバと、焦
点調節レンズと、該焦点調節レンズを駆動するフォーカ
ス用アクチュエータと、該フォーカス用アクチュエータ
に駆動電力を供給するフォーカス用ドライバと、前記変
倍レンズのズーム速度を少なくとも通常ズーム速度、急
速ズーム速度の２速から選択するズーム用操作手段と、
前記変倍レンズのズーム速度に応じて前記焦点調節レン
ズの駆動速度を変更するフォーカス用操作手段と、前記
各ドライバへの駆動電力の供給、極性制御を行なう制御
手段とを備えたカメラのレンズ駆動制御装置において、
前記変倍レンズの高速ズームが行なわれているとき、前
記フォーカスレンズ用操作手段によって焦点調節レンズ
の駆動を停止させ、ズームレンズの高速ズーム終了時点
から、焦点調節レンズを合焦位置まで駆動させる手段を
有することを特徴とするカメラのレンズ駆動制御装置を
提供するものである。

【００１０】更に請求項２の発明は、ズームレンズの高
速ズーム終了時点から、焦点調節レンズを合焦位置まで
高速駆動させることを特徴とする。

【００１１】

【作用】従って、この発明のカメラのレンズ駆動制御装
置においては、変倍レンズの高速ズームが行なわれてい
るとき、フォーカス用操作手段によって焦点調節レンズ
の駆動を停止させ、変倍レンズの高速ズーム終了時点か
ら、焦点調節レンズを合焦位置まで駆動させる。このた
めに、変倍レンズの高速ズームに対応して、焦点調節レ
ンズの合焦点への駆動が適切に行なわれる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明に係るカメラのレンズ駆動制
御装置の実施例につき、図面を参照して詳細に説明す
る。

【００１３】図１はこの発明の一実施例に係るリアフォ
ーカスレンズシステムを用いたカメラのレンズ駆動制御
装置の構成を示す概要ブロック図である。

【００１４】この図１に示す装置構成において、１０１
は第１群固定レンズ、１０２はズームレンズ、１０３は
絞り、１０４は第３群固定レンズ、１０５はフォーカス
とコンペンセータとの双方を兼ねるフォーカスレンズ、
１０６はＣＣＤなどの撮像素子である。

【００１５】また、１０７はズームレンズ１０２を駆動
するズーム用アクチュエータ（ＤＣモータ）、１０８は
絞り１０３を駆動する絞り用アクチュエータ、１０９は
フォーカスレンズ１０５を駆動するフォーカス用アクチ
ュエータを示し、１１０はズーム用アクチュエータ１０
７に駆動電力を供給するズーム用ドライバ、１１１は絞
り用アクチュエータ１０８に駆動電力を供給する絞り用
ドライバ、１１２は前記フォーカス用アクチュエータ１
０９に駆動電力を供給するフォーカス用ドライバであ
り、１１３はズームレンズ１０２の駆動位置及びズーム
状態を検出するズーム用エンコーダ、１１４は絞り１０
３の開度を検出する絞り用エンコーダ、１１５はフォー
カスレンズ１０５の駆動位置を検出するフォーカス用エ
ンコーダである。

【００１６】さらに、１１６は撮像素子１０６の増幅
器、１１７は同上画像信号処理回路、１１８は絞り用ド
ライバ１１１に対する比較器（絞り差検出器）を示して
おり、１１９は装置全体を制御するマイクロコンピュー
タであって、１２０，１２１はズーム用アクチュエータ
１０７、フォーカス用アクチュエータ１０９に対する駆
動電力信号波形を切り換え選択するズーム用、フォーカ
ス用の各波形選択回路、１２２はズーム操作におけるＴ
ＥＬＥ，ＷＩＤＥ、および高速の各モードを選択する切
り換えスイッチである。

【００１７】上述した本実施例の構成において、ズーム
用ドライバ１１０により、ズーム用アクチュエータ１０
７を介してズームレンズ１０２を駆動制御すると、フォ
ーカスレンズ１０５がコンペンセータの役割をも兼ねて
いるために、フォーカス用ドライバ１１０により、アク
チュエータ１０７を介して合焦を保持する軌跡上で駆動
させる必要がある。

【００１８】このため、この実施例の場合、マイクロコ
ンピュータ１１９は、切り換えスイッチ１２２によって
選択された各モードに応ずる制御信号をズーム用波形選
択回路１２０に送る。該制御信号は、各モードでのズー
ムレンズ１０２の駆動速度に応じた波形選択信号分を含
む。ズーム用波形選択回路１２０は、ズーム用ドライバ
１１０を介してズーム用アクチュエータ１０７に対し、
マイクロコンピュータ１１９からの制御信号に応じたズ
ームレンズ１０２の駆動方向、および速度の駆動パルス
を送って、ズームレンズ１０２を駆動する。

【００１９】また、マイクロコンピュータ１１９は、ズ
ーム用エンコーダ１１３によって検出されたズームレン
ズ１０２の駆動位置に応じてフォーカスレンズ１０５の
合焦駆動軌跡を計算し、計算された軌跡に応じた制御信
号をフォーカス用波形選択回路１２１に送る。該制御信
号は、切り換えスイッチ１２２によって選択された各モ
ードに応じた波形選択信号分を含む。フォーカス用波形
選択回路１２１は、フォーカス用ドライバ１１２を介し
てフォーカス用アクチュエータ１０９に対し、マイクロ
コンピュータ１１９からの制御信号に応じたフォーカス
レンズ１０５の駆動方向、および速度の適当する波形の
パルス信号を送り、これによってフォーカスレンズ１０
５を駆動し、前記ズームレンズ１０２の駆動軌跡に近付
けた軌跡によるフォーカスレンズ１０５の合焦点への駆
動を可能にする。

【００２０】すなわち、この実施例では、前記フォーカ
ス用アクチュエータ１０９が、ステッピングモータであ
る場合、駆動速度によって、その入力駆動パルスの波形
を、マイクロステップ波（図２のＢ波形）、矩形波（図
２のＡ波形）とに切り換え、また、ＤＣモータである場
合は、入力される矩形波のデューティの他に、波高値が
制限された矩形波（図２のＣ波形）と、該波高値を上げ
た矩形波（図２のＤ波形）とに切り換えるようにしてあ
る。そして、切り換えスイッチ１２２によって高速モー
ドが選択されたときには、フォーカス用アクチュエータ
１０９への入力駆動パルスの波形を図２のＡ、またはＤ
矩形波に切り換えて、このフォーカス用アクチュエータ
１０９の回転トルクを上げ、合焦速度を高くして高速ズ
ームを行なうのである。なお、フォーカス用アクチュエ
ータ１０９がＤＣモータである場合には、駆動パルスの
デューティ制御、および矩形波の波高値の切り換えに代
えて、当該フォーカス用アクチュエータ１０９の駆動電
力として直流電圧を用いてもよく、この場合、高速ズー
ム時には、該直流電圧の電圧値をより高くする。

【００２１】一方、前述したように、前記ズームレンズ
１０２をズーム用アクチュエータ１０７によって、高速
で一方の端から他方の端まで駆動させたとき、必ずしも
前記フォーカスレンズ１０５を高速で追従駆動させなく
てよい場合がある（図４の軌跡１₁に対応）。

【００２２】そこで、この実施例では、まず、切り換え
スイッチ１２２により高速モードが選択されたときは、
ズーム用アクチュエータ１０７によりズームレンズ１０
２を高速ズームさせている間、マイクロコンピュータ１
１９からの制御により、フォーカスレンズ１０５の駆動
を一旦停止させておき、ついで、前記ズームレンズ１０
２の高速ズームの終了をズーム用エンコーダ１１３が検
出した時点から、前記マイクロコンピュータ１１９から
の制御により、今度は、フォーカス用アクチュエータ１
０９への入力駆動パルス波形を切り換えて前記フォーカ
スレンズ１０５を高速駆動させて合焦させるもので、こ
のようにして、結果的に撮像される画像を大ぼけにさせ
ずに、ぼけ量を極力小さく抑制した状態で、その合焦速
度を速くすることができる。

【００２３】次に、この実施例の動作例につき図３のフ
ローチャートを参照して説明する。なお、この動作例
は、高速ズーム動作を録画状態でないときに限って行な
う場合である。

【００２４】ステップＳ１において、切り換えスイッチ
１２２によって高速モードが選択され、ビデオカメラの
高速ズームが開始されると、ステップＳ２では、現在、
録画ポーズ状態であるか否かを確認し、録画が行なわれ
ていない状態であれば、ステップＳ３において、ズーム
レンズ１０２のみを高速ズーム駆動に移行させ、ステッ
プＳ４において、その高速駆動の終了確認後、ステップ
Ｓ５では、当該高速駆動の終了時点で合焦しているか否
かを確認し、このとき、合焦されていれば、そのまま終
了させ、合焦されていなければ、ステップＳ６におい
て、ぼけ量に応じてフォーカスレンズ１０５を高速駆動
させ、合焦速度を速くして終了させる。また、前記ステ
ップＳ２において、録画が行なわれている状態のときに
は、ステップＳ７において、高速ズーム状態に移行させ
ずに、これらのズームレンズ１０２、フォーカスレンズ
１０５を共に通常速度のまま駆動する。

【００２５】従って、この動作例においては、ビデオカ
メラの録画時には、低騒音状態のまゝで録画が継続で
き、また、非録画時には、必要に応じ、駆動トルクを大
きくしてズームレンズの高速ズームと、これに続くフォ
ーカスレンズの高速駆動とにより、画像の大ぼけを可及
的に回避した撮像を容易に行なうことができる。

【００２６】なお、上述した実施例では、カメラとして
ビデオカメラを適用した例について述べたが、この発明
は、フィルムを用いた撮影機用カメラなどに適用するこ
ともできる。

【００２７】

【発明の効果】以上、実施例によって詳述したように、
この発明によれば、変倍レンズの高速ズームが行なわれ
ているとき、フォーカス用操作手段によって焦点調節レ
ンズの駆動を停止させ、かつ変倍レンズの高速ズーム終
了時点から、焦点調節レンズを合焦位置まで駆動させる
手段を設けたので、変倍レンズの高速ズーム時には、焦
点調節レンズの駆動を停止させると共に、この変倍レン
ズの高速ズーム終了時点で、焦点調節レンズを合焦位置
まで駆動させることができ、どの位置から変倍レンズを
高速ズーム駆動しても、合焦を迅速に且つ容易に行なわ
せることができる。また、変倍レンズの高速ズーム駆動
時においてのみ、ぼけ量に対応して焦点調節レンズの合
焦点への高速駆動を行なうので、その合焦速度を速くで
き、高速ズーム時における撮像画像のぼけなどを防止で
きるという優れた効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施例に係るリアフォーカ
スレンズシステムを用いたカメラのレンズ駆動制御装置
の構成を示す概要ブロック図である。

【図２】図２はフォーカス用アクチュエータに出力され
る駆動パルスを示す波形図である。

【図３】図３は上記実施例の動作例を示すフローチャー
トである。

【図４】図４はビデオカメラのリアフォーカスレンズシ
ステムにおける一般的な被写体距離に対するフォーカス
位置とズーム位置の関係、および高速ズーム時の合焦軌
跡とオートフォーカス軌跡の関係をそれぞれに示す説明
図である。

【符号の説明】

１０２ ズームレンズ １０５ フォーカスレンズ １０６ 撮像素子 １０７ ズーム用アクチュエータ １０９ フォーカス用アクチュエータ １１０ ズーム用ドライバ １１２ フォーカス用ドライバ １１３ ズーム用エンコーダ １１９ マイクロコンピュータ １２０ ズーム用波形選択回路 １２１ フォーカス用波形選択回路 １２２ 切り換えスイッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変倍レンズと、該変倍レンズを駆動する
   ズーム用アクチュエータと、該ズーム用アクチュエータ
   に駆動電力を供給するズーム用ドライバと、焦点調節レ
   ンズと、該焦点調節レンズを駆動するフォーカス用アク
   チュエータと、該フォーカス用アクチュエータに駆動電
   力を供給するフォーカス用ドライバと、前記変倍レンズ
   のズーム速度を少なくとも通常ズーム速度、急速ズーム
   速度の２速から選択するズーム用操作手段と、前記変倍
   レンズのズーム速度に応じて前記焦点調節レンズの駆動
   速度を変更するフォーカス用操作手段と、前記各ドライ
   バへの駆動電力の供給、極性制御を行なう制御手段とを
   備えたカメラのレンズ駆動制御装置において、前記変倍
   レンズの高速ズームが行なわれているとき、前記フォー
   カスレンズ用操作手段によって焦点調節レンズの駆動を
   停止させ、ズームレンズの高速ズーム終了時点から、焦
   点調節レンズを合焦位置まで駆動させる手段を有するこ
   とを特徴とするカメラのレンズ駆動制御装置。
2. 【請求項２】 ズームレンズの高速ズーム終了時点か
   ら、焦点調節レンズを合焦位置まで高速駆動させること
   を特徴とする請求項１記載のカメラのレンズ駆動制御装
   置。