JPH09113789A - レンズフォーカス装置 - Google Patents

レンズフォーカス装置

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JPH09113789A
JPH09113789A JP7275350A JP27535095A JPH09113789A JP H09113789 A JPH09113789 A JP H09113789A JP 7275350 A JP7275350 A JP 7275350A JP 27535095 A JP27535095 A JP 27535095A JP H09113789 A JPH09113789 A JP H09113789A
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zoom
lens
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timer
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JP7275350A
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Atsushi Murase
篤 村瀬
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Focusing (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビデオカメラに使用される内焦方式レンズに
おいて、手動ズームによるズームレンズの移動判定、移
動方向検出を可能にし正しいフォーカストラッキング特
性を得ることを目的とする。 【解決手段】 メモリー値を基準に±Aのしきい値を設
定し、ズームエンコーダ値がこれを越えることで移動判
定をし、メモリー値、ズームエンコーダ値の差分で方向
検出をする。動/停の不連続性は時間Tのタイマーを設
け不連続部分を補償することでズームスイッチを押した
時と同じ情報を手動ズームでも得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はビデオカメラなどに
用いられている電子式カメラのレンズフォーカスに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ビデオカメラは小型、軽量化が一
段と進み、レンズは内焦方式(以下インナーフォーカ
ス)レンズが一般的である。それ以前のレンズは前玉く
り出し方式と呼ばれているものが多く用いられており、
このタイプの特長はフォーカシング機能とズーム機能を
独立して行えるが、フォーカスレンズがレンズの前玉
(レンズ群の最前部)に位置する為、最も大きく、重い
レンズ部をモータ駆動しなければならなく、小型軽量化
に適していない。一方、インナーフォーカス方式の特長
としてレンズ系の最後方の軽いレンズ部をフォーカシン
グ部としているので全長が短くでき小型、軽量になり、
最至近距離が短くできるなどの長所も有している。
【0003】しかし、このインナーフォーカス方式の最
大の欠点はズーム機能とフォーカス機能が独立して扱え
ないことであり、ズームレンズを動かした時にはフォー
カスレンズを、フォーカストラッキング特性(後述)に
合わせて移動しなければならない。
【0004】以下、インナーフォーカス方式のレンズフ
ォーカスについて図面を用いて説明する。
【0005】図7はインナーフォーカス方式のレンズ群
の一例で、22がズームレンズ群24がフォーカスレン
ズ群でいずれも可動であり、21,23のレンズ群は固
定されている。
【0006】図8は図7の簡略図で、ズームレンズを例
えば画面の拡大の為に図7上左方に動かした時にはフォ
ーカスを合わせるためにフォーカスレンズの移動もしな
ければならない。
【0007】図9はズームレンズの位置に対してフォー
カスを合わせるためのフォーカスレンズの位置を示した
ものの一例でフォーカストラッキング特性と呼び、被写
体の距離によって特性曲線が異なる。
【0008】図11はインナーフォーカス方式レンズの
フォーカストラッキングを実現するためのブロック図で
あり、1はズームレンズ、2はフォーカスレンズ、3は
ズームエンコーダ、4はCCD(撮像素子)、5,6は
それぞれズームレンズ、フォーカシングレンズを動作さ
せるズームモータ、フォーカスモータ、7はアンプ、8
は画像処理回路、9はデジタルシグナルプロセッサ(D
SP)やアナログデジタル変換器(A/D)よりなるマ
イクロコンピュータ(以下マイコン)で構成されてい
る。10はズームスイッチである。12はフォーカスエ
ンコーダである。
【0009】以上のような構成されたインナーフォーカ
ス方式レンズのフォーカストラッキングシステムについ
てその動作について説明する。
【0010】画像の拡大・縮小を意図として操作者はズ
ームスイッチ10を指で、拡大であればT、縮小であれ
ばWをを押す。マイコン9は操作者がスイッチ10を押
したかどうかT,Wどちらを押したか判別し、ズームモ
ータ5を起動、、T側が押されたならば図左方、W側で
あれば右方向に動かすようにズームモータ5を制御す
る。
【0011】ズームエンコーダ3はズームレンズ1の位
置を電圧として検出する装置で、この電圧をマイコン9
内にA/D変換して入力し、図9のフォーカストラッキ
ング特性よりフォーカシングレンズ2の最適位置を算出
しフォーカスモータ6を制御しフォーカスレンズ2を移
動する。
【0012】自動焦点(オートフォーカス)の場合は画
像をCCDよりとり込み、画像処理回路8でY信号の高
周波成分を抽出し、これをマイコン9に入力して焦点が
最適になるようにフォーカスモータ6を制御しフォーカ
スレンズ2を移動する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記構成
では操作者が画角調整をするためにはズームスイッチ1
0を押すのであるが、ズームモータ5のスピードには限
界があり、すばやく画角設定をしたい場合にはズームレ
ンズ1を手動で動作させた方が都合がよい時もある。
【0014】前述の前玉くり出し方式のレンズは、フォ
ーカシング機能とズーム機能が独立して行えるために、
ズームレンズを手動で動作してもフォーカスレンズを動
作させる必要がないので手動ズームも容易であったが、
インナーフォーカス方式ではフォーカスレンズをフォー
カストラッキング特性に応じて動作させる必要があり、
ズームスイッチとは別に、手動でズームレンズを動作さ
せた時に、ズームレンズが移動したことT/Wいずれの
方向に移動したかをマイコンに情報入力する手段が必要
となる。
【0015】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のレンズフォーカス装置は、ビデオカメラ用の
インナーフォーカス方式を用いたレンズユニットで、ズ
ームレンズの位置を電圧変換するズームエンコーダとこ
の電圧をA/D変換するA/Dコンバータとこれを一時
記憶するメモリーと逐時変動するズームエンコーダ電圧
をA/D変換したA/Dコンバータ出力値とメモリーし
た値の大/小比較判別をするコンバータと2値の差の絶
対値が決められたしきい値より大きいかどうかを判別す
るコンパレータとしきい値より大と判別した時にトリガ
ーするタイマーによって構成されている。
【0016】この構成により手動で単独にズームレンズ
だけを動かした時に、ズームレンズが移動したこと、
T,Wいずれの方向に移動したかを検出する手段をズー
ムスイッチとは別に設けることでインナーフォーカス方
式のレンズユニットでの手動ズームによるフォーカシン
グが可能になる。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、ビデオカメラの内焦方式を用いたレンズフォーカス
装置であって、ズームレンズの位置を電圧変換するズー
ムエンコーダと、前記ズームエンコーダから出力される
ズームエンコーダ電圧をA/D変換するA/D変換器
と、前記A/D変換器のA/D変換値を一時的に記憶す
るメモリーと、前記A/D変換値と前記メモリーの出力
値との大小判別を行う第1の判別手段と、前記A/D変
換値と前記メモリーの出力値の差分の絶対値と決められ
たしきい値との大小判別を行う第2の判別手段と、前記
絶対値が前記しきい値を越えた時にトリガーするタイマ
ーを設けたものであり、手動で単独にズームレンズだけ
を動かした時に、ズームモータで動作させる時のズーム
スイッチと同じ動きをさせる。
【0018】請求項2に記載の発明は、メモリーは、タ
イマーがトリガーされるのと同一タイミングで、一時記
憶値を、ズームレンズ位置を示す電圧のA/D変換値に
更新するものであり、逐時変化するズームエンコーダ電
圧のA/D変換値の変動量、変動する方向を知るため
に、タイマーがトリガーされた時、つまりズームレンズ
が移動したこと、T/Wいずれの方向に移動したかを判
別した直後に次回の判定をするズームエンコーダ電圧の
A/D変換値に対する基準値として最新のズームエンコ
ーダ値に更新する必要があり、これを実行する作用を有
する。
【0019】請求項3に記載の発明は、メモリーは、タ
イマーがトリガーされ設定された時間が終了するタイミ
ングで一時記憶値をズームレンズ位置を示す電圧のA/
D変換値に更新するものであり、ズームレンズの移動が
終了したことを示すタイマーの終了を受けて次回のズー
ムレンズの移動及び移動方向の判定をするズームエンコ
ーダ電圧のA/D変換値に対する基準値として一時記憶
を最新のズームエンコーダ値に更新する必要があり、こ
れを実行する作用を有する。
【0020】請求項4に記載の発明は、タイマーが時間
係数している期間内にトリガーされると、再度初期設定
時間より時間計数し始めるものであり、タイマーの計数
期間内ではズームレンズの移動が行われていることを示
すために再トリガーされることが必要であり、これを実
行する作用を有する。
【0021】請求項5に記載の発明は、ズームエンコー
ダ電圧のA/D変換値と、第1の判別手段の判別結果と
で、フォーカスレンズの移動開始/停止、移動方向、移
動量を決定する判定要素とするものであり、タイマーの
計数期間中であることでズームレンズが移動中であるこ
との判定とし、A/D変換値とメモリー値の大/小判別
ズームレンズがT/Wいずれの方向に移動中なのかの判
定として用いることで、ズームスイッチ、ズームモータ
によらない手動によるズームレンズの移動であってもズ
ームスイッチを押したのと同じ情報を得ることができ、
またズームレンズ位置を示す電圧(ズームエンコーダ電
圧)をA/D変換した値でズームトラッキング特性に応
じてフォーカスレンズの移動量が決定でき、以上を実行
する作用がある。
【0022】(実施の形態)以下、本発明の実施の形態
について図1〜図5を用いて説明する。
【0023】図1は本発明のレンズフォーカス装置の説
明するための図であり、ズームレンズ1を手動で移動さ
せることができるズーム手動部11が付加されている。
実際にはレンズ光軸と同心円のズームリングを操作者が
回転させて、これに連動したカムによりズームレンズ1
を前後に移動させる。
【0024】他の箇所については従来技術と共通であ
る。以上のように構成されたレンズフォーカス装置につ
いて、図2を用いてその動作を説明する。
【0025】図2で●はズームレンズの位置を示す電圧
のA/D変換値(以下ズームエンコーダ値と記す)、○
はこれを一時記憶したメモリー値(以下メモリー値と記
す)。ズームレンズを手動で移動させるとこれに連動し
てズームエンコーダ値●が変化し、メモリー値○から遠
ざかる。この時ズームエンコーダ値とメモリー値の差分
が図2(b)の拡大図に示すように+方向であればT
側、−方向であればW側に移動中であることがわかる。
【0026】ズームエンコーダ値が変化し、図2(a)
の場合、メモリー値を中心としてA値を越えた時にズー
ムレンズは移動中であると判定し、次の判定の準備のた
めに基準となるメモリー値をズームエンコーダがA値を
越えた時の値に更新する。ズームエンコーダ値は実際に
はズームレンズが停止していてもズームエンコーダに加
える電圧ノイズ、A/D変換時のA/Dエラー(ビット
エラーなど)で変化しているのでメモリー値を中心とし
てズームエンコーダ値が変化しても、変化として検知を
しない±Aの不感域を設定している。このために図2
(a)下方図のようにズームエンコーダ値が連続して変
化してもズームレンズの移動判別は不連続になる。
【0027】図3はフォーカストラッキング特性の一部
とズームレンズの移動判別が不連続になると正規のフォ
ーカストラッキング特性に対して階段上のずれを生じ画
像の焦点が合ったりズレたりという現象が発生する。
【0028】図4はフォーカストラッキングの不連続性
を補正する方法を示す。ズームエンコーダ値が±A値を
越えてズームレンズの移動判定をした時に時間Tを設定
したタイマーをトリガーする。このタイマーは計数期間
中にトリガーされれば再度初期設定値より計数をするも
のである。このタイマーの計数期間中をもってズームモ
ータの移動判定とすれば図4(a)の不連続性を(c)
のように補正が可能であり、図5に示すように図3のよ
うな階段状のフォーカストラッキングを補正できる。
【0029】次にズームエンコーダ値が変化しなくなっ
た、つまりズームレンズが停止した時について説明す
る。
【0030】図6ではズームエンコーダ値がA値を通過
してズームレンズの動作判定がなされ(a)、タイマー
がトリガーされる(c)。
【0031】図7ではメモリー値が更新されズームエン
コーダ値がさらに移動したところで停止をし、ズームレ
ンズの移動がなされていないと判定された時には
(a)、タイマー計数が終了し(c)、同時にメモリー
値はズームエンコーダ値になるよう更新される。これは
図7(a)の上段図*1の状態でズームレンズの移動判
定を待てば実際にはズームレンズが停止しているにもか
かわらずズームエンコーダ値はズームエンコーダに加え
る電圧ノイズ、A/D変換時のA/Dエラー(ビットエ
ラーなど)で変化しているのでA値を越えて移動の判定
をする可能性が高い。ゆえにタイマーの計数終了時点で
メモリー値をズームエンコーダ値と一致させるようにし
て次の移動判定を待てばより正しい判定が可能になる。
【0032】以上のようにすれば、手動でズームレンズ
を動作させた時に、ズームレンズが移動したことはタイ
マーの計数期間であることで、T/Wのいずれに移動し
たかはメモリー値に対するズームエンコーダ値の差分に
よる正負値により、ズームスイッチ、ズームモータによ
らない手動ズームであってもズームスイッチの機能を以
上のようにして代用することで正規のフォーカストラッ
キングが実現できる。
【0033】なお一連の動作は従来の構成と同様にマイ
コンに入力されたズームエンコーダ値を内部処理するこ
とで容易に実現できる。
【0034】
【発明の効果】以上のように本発明は、ズームスイッ
チ、ズームモータによらず手動でズームレンズを移動し
て画角調整する手動ズームでも正規のフォーカストラッ
キングを可能にする優れた効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明レンズフォーカス装置の実施の形態を示
すブロック図
【図2】本発明の実施の形態を説明するタイミング図
【図3】同実施の形態における補正をしない以前のフォ
ーカストラッキング特性図
【図4】同実施の形態におけるフォーカストラッキング
野不連続性の補正方法を説明するタイミング図
【図5】同実施の形態における補正後のフォーカストラ
ッキング特性図
【図6】ズームレンズの停止時の処理についてのタイミ
ング図
【図7】ズームレンズの停止時の処理についてのタイミ
ング図
【図8】従来のレンズフォーカス装置におけるインナー
フォーカス方式のレンズ群を示す断面図
【図9】従来のレンズフォーカス装置の簡略図
【図10】インナーフォーカス方式レンズのフォーカス
トラッキング特性の一例を示す特性図
【図11】従来のインナーフォーカス方式レンズのフォ
ーカストラッキングを実現するブロック図
【符号の説明】
1 ズームレンズ 2 フォーカスレンズ 3 ズームエンコーダ 4 CCD 5 ズームモータ 6 フォーカスモータ 7 アンプ 8 画像処理回路 9 マイクロコンピュータ(μ−COM) 10 ズームスイッチ 11 ズーム手動部 12 フォーカスエンコーダ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03B 3/00 A

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビデオカメラの内焦方式を用いたレンズ
    フォーカス装置であって、ズームレンズの位置を電圧変
    換するズームエンコーダと、前記ズームエンコーダから
    出力されるズームエンコーダ電圧をA/D変換するA/
    D変換器と、前記A/D変換器のA/D変換値を一時的
    に記憶するメモリーと、前記A/D変換値と前記メモリ
    ーの出力値との大小判別を行う第1の判別手段と、前記
    A/D変換値と前記メモリーの出力値の差分の絶対値と
    決められたしきい値との大小判別を行う第2の判別手段
    と、前記絶対値が前記しきい値を越えた時にトリガーす
    るタイマーを設けたことを特徴とするレンズフォーカス
    装置。
  2. 【請求項2】 メモリーは、タイマーがトリガーされる
    のと同一タイミングで、一時記憶値を、ズームレンズ位
    置を示す電圧のA/D変換値に更新することを特徴とす
    る請求項1記載のレンズフォーカス装置。
  3. 【請求項3】 メモリーは、タイマーがトリガーされ設
    定された時間が終了するタイミングで一時記憶値をズー
    ムレンズ位置を示す電圧のA/D変換値に更新すること
    を特徴とする請求項1記載のレンズフォーカス装置。
  4. 【請求項4】 タイマーが時間計数している期間内にト
    リガーされると、再度初期設定時間より時間計数し始め
    ることを特徴とする請求項1記載のレンズフォーカス装
    置。
  5. 【請求項5】 ズームエンコーダ電圧のA/D変換値
    と、第1の判別手段の判別結果とで、フォーカスレンズ
    の移動開始/停止、移動方向、移動量を決定する判定要
    素とすることを特徴とする請求項1記載のレンズフォー
    カス装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110016376A (ko) * 2009-08-10 2011-02-17 삼성전자주식회사 영상 처리 장치 및 영상 처리 방법
US8284275B2 (en) 2008-09-11 2012-10-09 Panasonic Corporation Lens barrel and imaging apparatus
US9207428B2 (en) 2008-09-11 2015-12-08 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Lens barrel including a correction lens to move for zoom tracking, and imaging apparatus

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KR20110016376A (ko) * 2009-08-10 2011-02-17 삼성전자주식회사 영상 처리 장치 및 영상 처리 방법

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