JPH09105997A

JPH09105997A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH09105997A
Application number: JP7264223A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Suda; 浩史須田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-10-12
Filing date: 1995-10-12
Publication date: 1997-04-22

Abstract

(57)【要約】【課題】いかなるレンズユニットであっても接続可能
で、最適な制御を可能とした交換レンズシステムを提供
することにある。【解決手段】フォーカスレンズ１０５及びフォーカス
モータ１２５，フォーカスドライバ１２６を含むレンズ
ユニット１２７を、撮像素子１０６〜１０８，カメラ信
号処理回路１１２を含むカメラ本体１２８から脱着し交
換できるビデオカメラにおいて、レンズユニットの初期
化が終了し正常動作可能になるまでカメラ本体からの出
画を禁止するように本体マイコン１１４によって、出画
／出画禁止を制御するスイッチ１４０を制御するように
したレンズユニット交換可能なビデオカメラ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ交換可能な
ビデオカメラ等に用いて好適な、撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりの、ビデオカメラ等の映像機器
に用いられている交換レンズシステムについて、図９を
用いて説明する。

【０００３】同図において、９１３はビデオカメラ本
体、９１２はビデオカメラ本体９１１に着脱可能なレン
ズユニットである。

【０００４】従来の変倍可能なレンズユニットは、変倍
レンズ９０２ａと補正レンズ９０２ｂがカムで機械的に
結ばれており、変倍動作を手動や電動で行うと変倍レン
ズ９０２ａと補正レンズ９０２ｂが一体となって移動す
る。

【０００５】これら、変倍レンズ９０２ａと補正レンズ
９０２ｂをあわせてズームレンズと呼ぶ。このようなレ
ンズシステムでは、前玉レンズ９０１がフォーカスレン
ズとなっており、光軸方向に移動することにより焦点を
合わせる。

【０００６】これらのレンズ群を通った光は、撮像素子
９０３の撮像面上に結像されて電気信号に光電変換さ
れ、映像信号として出力される。

【０００７】この映像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ５０３で
サンプルホールドしてから所定のレベルに増幅され、Ａ
／Ｄ変換器９０４でデジタル映像データへと変換され、
後段のカメラのプロセス回路へ入力されて、標準テレビ
ジョン信号に変換されると共に、ＡＦ信号処理回路９０
６へと入力される。

【０００８】ＡＦ信号処理回路９０５では、映像信号中
の高周波成分を抽出し、ＡＦ評価値としてマイコン９０
７に取り込まれる。

【０００９】マイコン９０７では合焦度に応じたフォー
カシング速度及び、ＡＦ評価値が増加するようにモータ
駆動方向を決定し、フォーカスモータの速度及び方向を
レンズユニット９１２内のフォーカスモータドライバ９
０９に送り、フォーカスモータ９１０を介してフォーカ
スレンズ９０１を駆動する。

【００１０】また、ズームスイッチ９０８の状態は、マ
イコン９０７に読み込まれ、ズームスイッチ９０８の操
作状態に応じて、マイコン９０７はズームレンズ９０２
ａ，９０２ｂの駆動方向、駆動速度を決定し、レンズユ
ニット９１２内のズームモータドライバ９１１に送り、
ズームモータ９１２を介してズームレンズ９０２ａ，９
０２ｂを駆動する。

【００１１】カメラ本体９１３は、レンズユニット９１
２を切り離すことが可能で、別のレンズユニットを接続
することで撮影範囲が広がる。

【００１２】

【発明が解決しようとしている課題】ところで、最近の
民生用一体型カメラは、小型化、レンズ前面までの撮影
を可能とするため、前記補正レンズと変倍レンズをカム
で機械的に結合するのをやめ、変倍レンズの移動に伴う
焦点面位置の変化を補正するための補正レンズの移動軌
跡をあらかじめマイコン内にレンズカムデータとして記
憶し、ズーム動作中はそのレンズカムデータにしたがっ
て補正レンズを駆動し、かつその補正レンズでフォーカ
スも合わせる、インナーフォーカスタイプのレンズが主
流になってきている。

【００１３】またインナーフォーカスタイプのレンズ
は、補正レンズや変倍レンズの位置をマイクロコンピュ
ータで認知し、その認知した絶対位置に基づいて制御を
おこなうのが一般的である。また、変倍動作中の補正レ
ンズの移動軌跡も絶対位置に基づいてレンズカムデータ
を加工して求める。

【００１４】ところで、従来例の前玉フォーカスレンズ
タイプの交換レンズシステムでは、本体から供給する電
源のオン・オフに連動してすぐにレンズの電源回路をオ
ン・オフしても、なんら問題は生じなかった。

【００１５】ところが、このようなインナーフォーカス
タイプのレンズシステムでは、補正レンズや変倍レンズ
の管理をマイクロコンピュータで行うために、電源投入
時に初期化動作が、切断時には後処理動作が必要であ
り、本体から供給する電源のオン・オフに連動してすぐ
にレンズの電源回路をオン・オフしたり、本体の電源オ
ンですぐ出画したり、本体電源オンですぐにレンズに配
置された操作部材を有効にすると、レンズの初期化動作
が終了しないうちに撮影を開始してぼけた画像や品位の
悪い画像が記録されたり、またレンズの後処理が終了し
ないうちに電源が遮断され、次に電源をオンしたとき
に、制御が混乱し、正常に戻るまでに長時間を要する等
の不都合を生じる。

【００１６】そこで本発明の課題は上述の問題点を解消
し、従来のような前玉フォーカスタイプのみならず、イ
ンナーフォーカスタイプのレンズユニット等、いかなる
レンズユニットであっても接続可能で、かつ上述したよ
うな不都合を生じることなく制御可能な交換レンズシス
テムを提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本願における請求項１に記載の発明によれば、フォ
ーカスレンズ（実施例ではフォーカスレンズ１０５に相
当する）及び前記フォーカスレンズの制御手段（実施例
ではレンズマイコン１１６に相当する）を含むレンズユ
ニット（１２７）を、撮像手段（実施例では撮像素子１
０６〜１０８，カメラ信号処理回路１１２に相当する）
を含むカメラ本体（１２８）から脱着し交換できる撮像
装置において、前記レンズユニットの初期化が終了し正
常動作可能になるまでカメラ本体からの出画を禁止する
禁止手段（実施例では本体マイコン１１４、スイッチ１
４０に相当する）を有するレンズユニット交換可能な撮
像装置を特徴とする。

【００１８】また本願における請求項２に記載の発明に
よれば、変倍動作を行なう変倍レンズ（１０２）と、前
記変倍動作で合焦状態を維持するため焦点を補正する補
正レンズ（実施例ではフォーカスレンズ１０５に相当す
る）と前記変倍レンズ及び補正レンズの制御手段（実施
例ではレンズマイコン１１６に相当する）を含むレンズ
ユニットを、撮像手段（実施例では撮像素子１０６〜１
０８，カメラ信号処理回路１１２に相当する）を含むカ
メラ本体（１２８）に対して着脱可能な撮像装置におい
て、前記補正レンズまたは前記変倍レンズのどちらかま
たは両方の初期化が終了し正常動作可能になるまでカメ
ラ本体からの出画を禁止する禁止手段（本体マイコン１
１４に相当する）を有するレンズユニット交換可能な撮
像装置を特徴とする。

【００１９】また本願における請求項３に記載の発明に
よれば、フォーカスレンズ及び前記フォーカスレンズの
制御手段を含むレンズユニットを、撮像手段を含むカメ
ラ本体に対して着脱可能で、且つカメラ本体からレンズ
ユニットに電源を供給する電源手段を持つ撮像装置にお
いて、前記電源手段は、前記カメラ本体から前記レンズ
ユニットに電源遮断要求信号（レンズオン／オフ要求信
号）を供給し、前記レンズユニットの電源遮断準備完了
とともに前記レンズユニットから前記カメラユニットに
返される電源遮断許可信号（レンズオフ許可信号）に応
じて電源を遮断するレンズユニット交換可能な撮像装置
を特徴とする。

【００２０】また本願における請求項４に記載の発明に
よれば、フォーカスレンズ及び前記フォーカスレンズの
制御手段（レンズマイコン１１６）及び焦点調節用の操
作手段（パワーフォーカススイッチ１３７に相当する）
とを含むレンズユニットを、撮像手段を含むカメラ本体
に対して着脱可能な撮像装置において、前記カメラ本体
の撮像手段出力が出画していない状態では前記レンズユ
ニットの前記操作手段を禁止する禁止手段（本体マイコ
ン１１４に相当する）を有するレンズユニット交換可能
な撮像装置を特徴とする。

【００２１】また本願における請求項５に記載の発明に
よれば、変倍動作を行なう変倍レンズ（１０２）と、前
記変倍動作で合焦状態を維持するため焦点を補正する補
正レンズ（１０５）と、前記変倍レンズ及び補正レンズ
の制御手段（実施例ではレンズマイコン１１６に相当す
る）と、変倍用または焦点調節用の操作手段とを含むレ
ンズユニットを、撮像手段を含むカメラ本体に対して着
脱可能な撮像装置において、前記カメラ本体の前記撮像
手段出力が出画していない状態では、前記レンズユニッ
トの前記操作手段を禁止する禁止手段（実施例では本体
マイコン１１４に相当する）を有するレンズユニット交
換可能な撮像装置を特徴とする。

【００２２】また本発明の請求項６の発明によれば、撮
像手段を含むカメラ本体に着脱可能で、レンズ及び前記
レンズの制御手段（実施例ではレンズマイコン１１６に
相当する）を含むレンズユニットであって、前記レンズ
ユニットの初期化が終了し正常動作可能になるまでカメ
ラ本体に出画を禁止させるための禁止信号（出画許可信
号１４３）を出力する禁止手段（実施例では、レンズマ
イコン１１６に相当する）を有することを特徴としたレ
ンズユニット。

【００２３】また本発明の請求項７の発明によれば、撮
像手段を含むカメラ本体に着脱可能で、フォーカスレン
ズ及び前記フォーカスレンズの制御手段（実施例ではレ
ンズマイコン１１６に相当する）を含むレンズユニット
であって、前記カメラ本体側より供給された電源遮断命
令（レンズオン／オフ要求信号）に応じて、前記フォー
カスレンズを所定位置へと駆動するとともに、前記所定
位置への駆動が終了しするまで、前記カメラ本体側にレ
ンズユニットへの電源供給の遮断を禁止する禁止信号
（実施例ではレンズオフ許可信号１４４）を出力し、前
記所定の位置への駆動が終了したことに応じて、前記禁
止信号を解除する手段（実施例では、レンズマイコン１
１６）を有することを特徴とするしたレンズユニット。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施の形態について説明する。図１は、本発明を交換レン
ズ式ビデオカメラに適用した場合の一例を示すブロック
図である。

【００２５】被写体からの光は、固定されている第１の
レンズ群１０１、変倍を行う第２のレンズ群（以下変倍
レンズと称す）１０２、絞り１０３、固定されている第
３のレンズ群１０４、焦点調節機能と変倍による焦点面
の移動を補正するコンペンセータ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）１０５を
通り、３原色中の赤の成分，緑の成分，青の成分はそれ
ぞれＣＣＤ等の撮像素子１０６、撮像素子１０７、撮像
素子１０８の撮像面上に結像される。

【００２６】そして各撮像素子の撮像面上に結像された
各色成分の画像は、それぞれ光電変換され、増幅器１０
８、１０９、１１０でそれぞれ最適なレベルに増幅さ
れ、カメラ信号処理回路１１２へと入力され、標準テレ
ビジョン信号に変換される。

【００２７】カメラ信号処理回路１１２より出力された
映像信号は、スイッチ１４０を会して不図示のビデオレ
コーダ及び電子ビューファインダへと供給され、記録及
びモニタが可能となる。

【００２８】またスイッチ１４０を切り換えることによ
り、ビデオレコーダで直前に記録した画像情報を再生し
て記録状態のチェックを行うことができる（所謂レック
レビュー）。

【００２９】またカメラ信号処理回路１１２内にて生成
された輝度信号は、ＡＦ信号処理回路１１３へと入力さ
れる。また図示しないが、カメラ信号処理回路１１２よ
り、輝度信号レベルに関する情報がレンズユニット内の
レンズマコン１１６へと送られており、これによって絞
り１０３が開閉制御され、輝度信号レベルを一定に保持
する制御が行われる。また絞りの開口量は、エンコーダ
１２９によって検出され、被写界深度情報としてＡＦ制
御の用いられたり、手動の絞り制御の際に用いられる。

【００３０】ＡＦ信号処理回路１１３では、焦点状態に
応じて変化する輝度信号中の高周波成分がＡＦ評価値と
して検出され、そのＡＦ評価値は、カメラ本体内１２８
内の本体マイコン１１４内のデータ読み出しプログラム
１１５によって読み出され、レンズマイコン１１６へと
へ転送される。

【００３１】また本体マイコン１１４には、カメラのパ
ワースイッチ１３８の情報が読み込まれ、パワースイッ
チ１３８がＯＮされると、本体マイコンは、スイッチ１
３９を制御してカメラ本体内に配された不図示のバッテ
リーより、レンズユニット側へと電源を供給する。

【００３２】また本体マイコン１１４からレンズユニッ
ト側へは、上述のＡＦ評価値の他にレンズユニット側の
制御をオン／オフ制御するためのレンズオン／オフ要求
信号１４２、レンズユニット側の操作キーの操作を禁止
するためのレンズキー禁止信号１４５等が送信される。

【００３３】またレンズユニット側からは、カメラ信号
処理回路１１２より出力された映像信号を電子ビューフ
ァインダあるいはビデオレコーダへと供給して出画を許
可する出画許可信号１４３、レンズ側の電源をオフにし
てよいことを示すレンズオフ許可信号を１４４を受け取
り、レンズユニットの動作状態に応じた制御を行う。

【００３４】レンズマイコン１１６内では、ＡＦスイッ
チ（ＯＮならＡＦ、ＯＦＦならマニュアル）１３１、変
倍レンズをテレ側（Ｔ）あるいはワイド側（Ｗ）へと操
作してズーム動作を行うためのズームスイッチ１３６、
ＡＦスイッチがＯＦＦでマニュアルフォーカスモードと
なっているときに、フォーカスレンズを至近方向あるい
は無限方向へと操作するためのパワーフォーカススイッ
チ１３７の状態が読み込まれ、それぞれの操作状態に応
じた制御が行われる。

【００３５】すなわちＡＦスイッチ１３１がオフで、か
つズームスイッチ１３６が押されているときは、レンズ
マイコン１１６は、コンピュータズームプログラム１１
９がテレまたはワイドの操作されている方向に変倍レン
ズを駆動すべく、ズームモータドライバ１２２に信号を
送ることで、ズームモータ１２１を介して変倍レンズ１
０２を駆動すると同時に、変倍レンズの移動に伴う焦点
面位置を補正するため、レンズマイコン１１６内部にあ
らかじめ記憶されたレンズカムデータ（図４参照）１２
０に基づいて、フォーカスモータドライバ１２６を介し
てフォーカスモータ１２５を駆動し、フォーカスレンズ
１０５を駆動制御する。

【００３６】ＡＦスイッチ１３１がオン（ＡＦモード）
で、かつズームスイッチ１３６が操作されているとき
は、変倍動作に伴う焦点面の変位を補正するとともに、
被写体との相対的移動に伴うぼけの発生も補正して、合
焦状態を保ちつづける必要があるので、コンピュータズ
ームプログラム１１９が、レンズマイコン１１６内部に
あらかじめ記憶されたレンズカムデータ１２０の情報の
みならず、本体マイコン１１４から送られたＡＦ評価値
信号も同時に参照して、ＡＦ評価値が最大になる位置を
保ちつつ変倍動作を行う。

【００３７】また、ＡＦスイッチ１３１がオンでかつズ
ームスイッチ１３６が押されていないときは、ＡＦプロ
グラム１１７が本体マイコン１１４から送られたＡＦ評
価値信号が最大になるようにフォーカスモータドライバ
１２６に信号を送りフォーカスモータ１２５を介してフ
ォーカスレンズ１０５を駆動することで自動焦点調節動
作を行なう。

【００３８】さらに、ＡＦスイッチ１３１がオフ（マニ
ュアルフォーカスモード）で、かつズームスイッチ１３
６が押されていないときは、パワーフォーカススイッチ
（マニュアルフォーカススイッチ）１３７の至近または
無限の押されている方向にフォーカスモータドライバ１
２６に信号を送りフォーカスモータ１２５を介してフォ
ーカスレンズ１０５を駆動することで手動焦点調節を行
なう。

【００３９】次に、図１とともに図２を用いて、カメラ
の電源オンからオフまでのシーケンスの説明をする。

【００４０】時間t0でカメラのパワースイッチ１３８が
オンになると、本体マイコン１１４に電源が投入され、
時間t1でレンズユニットに電源を供給するための電源ス
イッチ１３９をオンにすると同時に、レンズオン／オフ
要求信号１４２をローレベルからハイレベルにする。

【００４１】レンズマイコン１１６では、これに応じ
て、レンズユニットの初期化（レンズリセット）を行
い、時間t2で初期化の完了と同時に、出画許可信号１４
３をローレベルからハイレベルにする。これによってレ
ンズユニットの初期化が完了したことをカメラ側へと送
信する。

【００４２】カメラ側の本体マイコン１１４は、出画許
可信号１４３を受けて、レンズキー禁止信号１４５をロ
ーレベルからハイレベルにする（レンズユニット側の操
作キーが有効になる）と同時に、カメラ信号処理回路１
１２より出力された映像信号を電子ビューファインダあ
るいはビデオレコーダへと出画する。

【００４３】レンズマイコン１１６は、時間t0から時間
t2までＡＦスイッチ１３１やマニュアルフォーカススイ
ッチ１３７やズームスイッチ１３６が押されても有効に
ならないように禁止（レンズキー禁止信号１４５をロ
ー）していたが、レンズキー禁止信号１４５がハイにな
ったのを受けて、ＡＦスイッチ１３１やマニュアルフォ
ーカススイッチ１３７やズームスイッチ１３６を有効に
する。

【００４４】時間t3ではレックレビュー信号１４７がハ
イレベルになり、スイッチ１４０がビデオレコーダ側へ
と切り換えられ、直前に記録された再生装置からの映像
信号をファインダ１４８へと通すと同時に、レンズキー
禁止信号１４５をローレベルとする。

【００４５】これによって、レンズマイコン１１６は、
ＡＦスイッチ１３１やマニュアルフォーカススイッチ１
３６やズームスイッチ１３７が操作されても、有効にな
らないように禁止する。すなわちレックレビュー等の再
生中は、レンズユニット側の各レンズ等の駆動を禁止
し、そのときの状態が変更されないように制御する。

【００４６】時間t4でレックレビュー信号１４７がロー
レベルになると同時に、スイッチ１４０がカメラ信号処
理回路１１２からの映像信号を電子ビューファインダ１
４８へと通すようにきりかえられ、レンズキー禁止信号
１４５がハイレベルになり、レンズマイコン１１６は、
ＡＦスイッチ１３１、マニュアルフォーカススイッチ１
３７やズームスイッチ１３７を有効にする。

【００４７】カメラパワースイッチ１３８がオフになる
と、時間t5で本体マイコン１１４は、レンズオン／オフ
要求信号１４２をローレベルにすると共に、レンズキー
禁止信号１４５もローにする。

【００４８】レンズマイコン１１６ではこれらを受け
て、レンズユニット内の電源切断準備を始め、たとえば
フォーカスレンズ１０５やズームレンズ１０２を所定の
位置に移動すると同時にレンズ出画許可信号をローレベ
ルにしてカメラ画が出画しなくし、またＡＦスイッチ１
３１やマニュアルフォーカススイッチ１３７やズームス
イッチ１３６を無効にする。

【００４９】すなわち電源をオフにする際には、電源を
遮断する前に、レンズユニット内の各レンズ等の可動部
を所定に位置に移動するとともに、その動作中における
品位の悪い画像が電子ビューファインダやビデオレコー
ダに出画されることを防止することができる。

【００５０】レンズマイコン１１６は、電源切断準備が
完了した時間t6でレンズオフ許可信号１４４をハイレベ
ルにする。レンズマイコン１１４はレンズオフ許可信号
１１４がハイレベルになったのを受けて、スイッチ１３
９をオフにすることでレンズユニット側への電源供給を
遮断され、そののちにカメラ側の電源を遮断する。

【００５１】本実施例では、ＡＦ評価値１４１、レンズ
オン／オフ要求信号１４２、出画許可信号１４３、レン
ズオフ信号１４４、レンズキー禁止信号１４５等は、専
用の信号線でカメラ本体１２８とレンズユニット１２７
間を通信しているが、本体マイコン１１６とレンズマイ
コン１１６との間で、シリアルやパラレルでの双方向の
データ通信を行い、データ通信の所定の位置にそれぞれ
の内容を載せてもかまわない。

【００５２】次に、図３を用いてレンズユニット内のレ
ンズマイコンでの、変倍動作が行われていないときの、
ＡＦプログラム１１７の自動焦点調節動作のアルゴリズ
ムについて説明する。

【００５３】図３を用いてレンズユニット１２７内のレ
ンズマイコン１１６での、ズーム動作が行われていない
ときの、ＡＦプログラム１１７によつて行われる自動焦
点調節動作のアルゴリズムについて説明する。

【００５４】処理を開始すると、最初にstep１の処理で
ＡＦ動作を起動した後、step２の処理に移行し、ＡＦ評
価値信号のレベルを所定のしきい値と比較することによ
つて、大ぼけか、合焦点近傍か、合焦点からどの程度離
れているかを判別して速度制御を行う。

【００５５】この際、ＡＦ評価値信号のレベルが低く、
山の麓、すなわち大ぼけであることが予想される場合に
は、ＡＦ評価値信号が増大する方向にフオーカスレンズ
を山登り制御し、山の頂上付近となるにつれてＡＦ評価
値信号のレベルが上昇し、合焦点近傍になつた場合に
は、step３の処理へと移行し、ＡＦ評価値の絶対値の変
化量等で、山の頂点判断を行ない、山の頂上すなわち合
焦点で最も評価値のレベルの高い点であると判定された
場合には、step４でフォーカスレンズを停止し、step５
の処理で再起動待機に入る。

【００５６】再起動待機では、ＡＦ評価値のレベルが合
焦点を検出したときのピーク値よりも、所定レベル以上
低下したことが検出されたとき、step６の処理へと移行
してフォーカスレンズを再起動させる。以上の処理を繰
り返し行うことにより、常時ＡＦ動作を行うことができ
る。

【００５７】次に、変倍動作を行なうときの、変倍レン
ズ１０２及びフォーカスレンズ１０５の移動の関係、そ
して、ワイドからテレへの変倍動作中のＡＦ評価値信号
の参照の仕方を説明する。

【００５８】図１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がコンペンセータ機能と焦
点調節機能を兼ね備えているため、焦点距離が等しくて
も、各撮像素子１０６，１０７，１０８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。

【００５９】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４のように
なる。変倍動作中は、被写体距離に応じて、図４に示さ
れた軌跡を選択し、その軌跡通りにフォーカスレンズ１
０５を移動させれば、ボケのないズームが可能になる。

【００６０】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ンセータレンズ
が設けられており、さらに変倍レンズとコンペンセータ
レンズが機械的なカム環で結合されている。

【００６１】従って、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ので、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。

【００６２】しかし、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、合焦を保ちながら変倍動作を行おうとする場合、レ
ンズマイコン１１６に図４の軌跡情報をレンズカムデー
タ１２０として記憶しておき、変倍レンズ１０２の位置
または移動速度に応じて軌跡情報を読みだして、その情
報に基づいてフォーカスレンズを移動させる必要があ
る。

【００６３】図５は、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面である。同図において、Ｚ0,Ｚ
1,Ｚ2,... Ｚ6 は変倍レンズ位置を示しており、ａ0,ａ
1,ａ2,... ａ6 及びｂ0,ｂ1,ｂ2,... ｂ6 は、それぞれ
レンズマイコン116 に記憶している代表軌跡である。

【００６４】またｐ0,ｐ1,ｐ2,... ｐ6 は、上記２つの
軌跡を基に算出された軌跡である。この軌跡の算出式を
以下に記す。

【００６５】ｐ(n+1)=｜ｐ(n)-ａ(n)｜/｜ｂ(n)-ａ(n)｜*｜ｂ(n+1)-ａ(n+1)｜+ａ(n+1) …… (1) （１）式によれば、例えば図５において、フォーカスレ
ンズがｐ0 にある場合、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、変倍レンズが
Ｚ0 〜Ｚ1 まで移動するのに要する時間から、合焦を保
つためのフォーカスレンズの移動速度がわかる。

【００６６】次に、変倍レンズの停止位置には、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
なく、任意の位置を取り得るようにした場合について説
明する。

【００６７】図６は変倍レンズ位置方向すなわち変倍レ
ンズ移動方向の内挿方法を説明するための図であり、図
５の一部を抽出し、変倍レンズ１０２の位置を任意とし
たものである。

【００６８】図５において、縦軸はフォーカレンズ位
置、横軸は変倍レンズ位置を示しており、レンズ制御マ
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）を、変倍レンズ位置Ｚ0,
Ｚ1,... Ｚk-1,Ｚk...Ｚn に対して、その時のフォーカ
スレンズ位置を被写体距離別に、それぞれ、ａ0,ａ1,... ａk-1,ａk...ａn ｂ0,ｂ1,... ｂk-1,ｂk...ｂｎで表わしている。

【００６９】今、変倍レンズ位置がズーム境界上でない
Ｚｘにあり、フォーカスレンズ位置がＰx である場
合、ａx,ｂx を求めると、ａx=ａk-( Ｚk-Ｚx)*(ａk-ａk-1)/(Ｚk-Ｚk-1) … (2) ｂx=ｂk-( Ｚk-Ｚx)*(ｂk-ｂk-1)/(Ｚk-Ｚk-1) … (3) となる。

【００７０】すなわち、現在の変倍レンズ位置と、それ
を挟む２つのズーム境界位置（例えば図６のＺk とＺk-
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６で、ａk,ａk-1,ｂk,ｂk-1 ）のう
ち同一被写体距離のものを前記内分比で内分することに
よりａx,ｂx を求める事ができる。

【００７１】そしてａx,Ｐx,ｂx から得られる内分比に
従い、記憶している４つの代表データ（図６で、ａk,ａ
k-1,ｂk,ｂk-1 ）の内、同一焦点距離のものを（１）式
のように前記内分比で内分することによりｐk,ｐk-1 を
求めることが出来る。

【００７２】そして、ワイドからテレへのズーム時には
追従先フォーカス位置pkと現フォーカス位置pxとの位置
差と、変倍レンズがＺx 〜Ｚk まで移動するのに要する
時間から、合焦を保つためのフォーカスレンズの移動速
度が分かる。

【００７３】また、テレからワイドへのズーム時には追
従先フォーカス位置ｐk-1 と現フォーカス位置Ｐx との
位置差と、変倍レンズがＺx 〜Ｚk-1 まで移動するのに
要する時間から、合焦を保つためのフォーカスレンズの
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。

【００７４】上述の軌跡追従を行うためには、フォーカ
スレンズや変倍レンズの位置を、絶対位置として認識す
る必要がある。

【００７５】そこで、電源投入時には、フォーカスレン
ズや変倍レンズを所定位置（リセット位置）である無限
端やワイド端に突き当てて、その位置が図４のP(0,0)に
一致するように、レンズマイコンで絶対位置を認識す
る。

【００７６】これが、フォーカスレンズや変倍レンズの
初期化動作である。さらに、この初期化動作を高速化す
るために、電源遮断時に後処理として、フォーカスレン
ズや変倍レンズの位置をマイコンに記憶し、リセット位
置の近傍まで移動しておく。そして電源再投入時には、
初期化動作を行ったうえで、レンズマイコンに記憶した
フォーカスレンズや変倍レンズの位置に再び移動するこ
とで、電源遮断前と同じ状態で撮影を開始できる。

【００７７】ところで、ＡＦスイッチ１３１がオンのと
きは、合焦を維持しながら軌跡を追従する必要がある。

【００７８】変倍レンズがテレからワイド方向に移動す
る場合には、図４から明らかなように、ばらけている軌
跡が収束する方向なので、上述した軌跡追従方法でも合
焦は維持できる。

【００７９】しかしながら、ワイドからテレ方向では、
収束点にいたフォーカスレンズ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。

【００８０】図７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面で
ある。同図（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評価信号である映像
信号の高周波成分（鮮鋭度信号）のレベルを示してお
り、（ｂ）がフォーカスレンズの位置を示している。

【００８１】図７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）、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。

【００８２】合焦を維持しながらフォーカスレンズがカ
ム軌跡６０４を辿るときに、前記鮮鋭度信号の大きさは
６０１のようになる。一般に、合焦を維持したズーミン
グでは、鮮鋭度信号レベルはほぼ一定値となることが知
れている。

【００８３】同図（ｂ）図において、ズーミング時、合
焦カム軌跡６０４をトレースするフォーカスレンズ移動
速度をＶf0とする。実際のフォーカスレンズの移動速度
をＶｆとし、カム軌跡６０４をトレースするＶf0に対し
て、大小させながらズーミングすると、その軌跡は６０
５のようにジグザグの軌跡となる。この時、前記鮮鋭度
信号レベルは６０２のように山、谷を生ずるように変化
する。ここで、軌跡６０４と６０５が交わる位置で６０
３の大きさは最大となり（Ｚ0,Ｚ1,... Ｚ16の偶数のポ
イント）、６０５の移動方向ベクトルが切り替わるＺ0,
Ｚ1,... Ｚ16の奇数のポイントで６０３のレベルは最小
となる。６０２は６０３の最小値であるが、逆に６０２
のレベルＴＨ１を設定し、６０３の大きさがＴＨ１と等
しくなる毎に、軌跡６０５の移動方向ベクトルを切換え
れば、切り換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できる。つまり、鮮鋭度
信号レベル６０１と６０２（ＴＨ１）の差分だけ像がボ
ケる毎に、ボケを減らすように、フォーカスレンズの移
動方向及び速度を制御することで、ボケ量を抑制したズ
ーミングが行える。

【００８４】上述した手法を用いることにより、図４に
示したようなカム軌跡が収束から発散してゆくワイドか
らテレのズーミングにおいて、仮に合焦速度Ｖf0がわか
らなくても、図５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、フォーカスレンズ
移動速度Ｖｆを制御しながら、６０５のように切り換え
動作を繰り返すことにより（鮮鋭度信号レベルの変化に
従って）、鮮鋭度信号レベルが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。ここで、フォーカスレンズの移動速
度Ｖｆは、正方向の補正速度をＶf+、負方向の補正速度
をＶf-として、Ｖｆ＝Ｖf0 ＋Ｖf+ ……(4) Ｖｆ＝Ｖf0 ＋Ｖf- ……(5) より決まり、この時補正速度Ｖf+, Ｖf- 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）、（５）式により得られるＶｆの２つの
方向ベクトルの内角が、Ｖf0の方向ベクトルにより、２
等分されるように決定される。

【００８５】また、被写体や、焦点距離、被写界深度に
応じて補正速度による補正量の大きさを変化させること
により、鮮鋭度信号の増減周期を変化させ、追従軌跡の
選択精度向上を図った手法も提案されている。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように、本願の請求項１ま
たは２に記載の発明によれば、レンズユニットの初期化
が終了し正常動作可能になるまでカメラ本体からの出画
を禁止する禁止手段を有することで、レンズの初期化動
作などの見苦しい動きをカメラ画として出画するのを防
ぐ効果がある。

【００８７】また本願における請求項３に記載の発明に
よれば、カメラ本体から前記レンズユニットに電源切断
要求信号を供給し、前記レンズユニットの電源切断準備
完了とともに前記レンズユニットから前記カメラユニッ
トに返される電源切断許可信号に応じて電源を切断する
電源手段を持つことで、レンズユニットのあと処理が完
了し電源が切断できる状態になるまで、電源の切断を防
ぐことが可能になる効果がある。

【００８８】また本願における請求項４または５に記載
の発明によれば、カメラ本体の撮像手段出力が出画して
いない状態では前記レンズユニットの前記操作手段を禁
止する禁止手段を有することで、出画していない状態で
不用意にレンズの操作部材を操作してしまうことを防ぐ
ことが可能になる効果がある。り、従来からの前玉フォ
ーカスタイプのみならず、インナーフォーカスタイプの
レンズユニット等も接続可能になり、あらゆるタイプの
レンズシステムが接続可能な交換レンズシステムを提供
することができる。

【００８９】また本願における請求項６に記載の発明に
よれば、レンズユニットの初期化が終了し正常動作可能
になるまで、カメラ本体に出画を禁止させるようにした
ので、レンズの初期化動作などの見苦しい動きをカメラ
画として出画するのを防ぐ効果がある。

【００９０】また本願における請求項７に記載の発明に
よれば、カメラ本体側からの電源遮断命令に応じて、フ
ォーカスレンズを所定位置へと駆動するとともに、その
駆動が終了しするまで、カメラ本体側にレンズユニット
への電源供給の遮断を禁止する禁止信号を出力するよう
にしたので、電源遮断に際し、レンズ停止位置を正確に
設定することができ、次の電源投入時に、迅速に正常動
作に移行させることができる。

【００９１】以上本願の各請求項に記載の発明によれ
ば、前玉フォーカスタイプのみならず、インナーフォー
カスタイプのレンズユニット等、あらゆるタイプのレン
ズユニットが接続可能になり、且つ個々のレンズユニッ
トごとに最適な制御を行うことの可能な交換レンズシス
テムを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を交換レンズ式ビデオカメラに適用した
場合の構成を示すブロック図である。

【図２】図１のビデオカメラにおける電源オン／オフの
シーケンスを示す図である。

【図３】図１のビデオカメラにおけるＡＦ動作を説明す
るためのフローチャートである。

【図４】インナーフォーカスタイプのレンズ制御におい
て、変倍レンズ位置に応じて変化するフォーカスレンズ
の合焦軌跡を、被写体距離ごとに示した特性図である。

【図５】レンズカムデータに記憶された複数のカム軌跡
の情報から、記憶されていないカム軌跡を内挿する演算
を説明するための図である。

【図６】レンズカムデータに記憶された複数のカム軌跡
の情報から、記憶されていないカム軌跡を内挿する演算
を説明するための図である。

【図７】カム軌跡にフォーカスレンズを追従させるため
のアルゴリズムを説明するための図である。

【図８】従来の交換レンズシステムの一例を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１０２変倍レンズ１０５フォーカスレンズ１０６撮像素子１０７撮像素子１０８撮像素子１１２カメラ信号処理回路１１３ＡＦ信号処理回路１１４（カメラ）本体マイコン１１６レンズマイコン１１７ＡＦプログラム１２０レンズカムデータ１２１ズームモータ１２２ズームモータドライバ１２５フォーカスモータ１２６モータドライバ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フォーカスレンズ及び前記フォーカスレ
ンズの制御手段を含むレンズユニットを、撮像手段を含
むカメラ本体から脱着し交換できる撮像装置において、前記レンズユニットの初期化が終了し正常動作可能にな
るまでカメラ本体からの出画を禁止する禁止手段を有す
ることを特徴としたレンズユニット交換可能な撮像装
置。
【請求項２】変倍動作を行なう変倍レンズと、前記変
倍動作で合焦状態を維持するため焦点を補正する補正レ
ンズと前記変倍レンズ及び補正レンズの制御手段を含む
レンズユニットを、撮像手段を含むカメラ本体に対して
着脱可能な撮像装置において、前記補正レンズまたは前記変倍レンズのどちらかまたは
両方の初期化が終了し正常動作可能になるまでカメラ本
体からの出画を禁止する禁止手段を有することを特徴と
するレンズユニット交換可能な撮像装置。
【請求項３】フォーカスレンズ及び前記フォーカスレ
ンズの制御手段を含むレンズユニットを、撮像手段を含
むカメラ本体に対して着脱可能で、且つカメラ本体から
レンズユニットに電源を供給する電源手段を持つ撮像装
置において、前記電源手段は、前記カメラ本体から前記レンズユニッ
トに電源遮断要求信号を供給し、前記レンズユニットの
電源遮断準備完了とともに前記レンズユニットから前記
カメラユニットに返される電源遮断許可信号に応じて電
源を遮断することを特徴とするレンズユニット交換可能
な撮像装置
【請求項４】フォーカスレンズ及び前記フォーカスレ
ンズの制御手段及び焦点調節用の操作手段を含むレンズ
ユニットを、撮像手段を含むカメラ本体に対して着脱可
能な撮像装置において、前記カメラ本体の撮像手段出力が出画していない状態で
は前記レンズユニットの前記操作手段を禁止する禁止手
段を有することを特徴とするレンズユニット交換可能な
撮像装置。
【請求項５】変倍動作を行なう変倍レンズと、前記変
倍動作で合焦状態を維持するため焦点を補正する補正レ
ンズと、前記変倍レンズ及び補正レンズの制御手段と、
変倍用または焦点調節用の操作手段とを含むレンズユニ
ットを、撮像手段を含むカメラ本体に対して着脱可能な
撮像装置において、前記カメラ本体の前記撮像手段出力が出画していない状
態では、前記レンズユニットの前記操作手段を禁止する
禁止手段を有することを特徴とするレンズユニット交換
可能な撮像装置。
【請求項６】撮像手段を含むカメラ本体に着脱可能
で、レンズ及び前記レンズの制御手段を含むレンズユニ
ットであって、前記レンズユニットの初期化が終了し正常動作可能にな
るまで前記カメラ本体に出画を禁止させるための禁止信
号を出力する禁止手段を備えたことを特徴とするレンズ
ユニット。
【請求項７】撮像手段を含むカメラ本体に着脱可能
で、フォーカスレンズ及び前記フォーカスレンズの制御
手段を含むレンズユニットであって、前記カメラ本体側より供給された電源遮断命令に応じ
て、前記フォーカスレンズを所定位置へと駆動するとと
もに、前記所定位置への駆動が終了しするまで、前記カ
メラ本体側にレンズユニットへの電源供給の遮断を禁止
する禁止信号を出力し、前記所定の位置への駆動が終了
したことに応じて、前記禁止信号を解除する手段を備え
たことを特徴とするレンズユニット。