JP2000261709A - ビデオカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラッキングカーブを基準として行われるズ
ームトラッキング動作において、オートフォーカス時
に、高速で駆動するズームに対して精度の高いトラッキ
ングを実現させることを目的とする。 【解決手段】 ズームが望遠側となっている状態での、
フォーカス位置の情報をフォーカス最適位置記憶部９に
格納し、その位置が現在の撮影環境での最適被写体距離
とすることで、高速ズームスイッチ１１がＯＮとなり、
通常のウォーブリングによるオートフォーカスズームト
ラッキングでは追従困難な状態の時に、格納した最適被
写体距離位置を目標にトラッキングすることで、精度の
高いトラッキング動作が可能となる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオムービーに
用いられているインナーフォーカッシングシステムのオ
ートフォーカス時におけるビデオカメラに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、カメラ一体型ＶＴＲに代表される
ビデオムービーには、小型軽量を目的とした、インナー
フォーカッシングシステムの採用が、一般的となってい
る。

【０００３】ここでは、インナーフォーカッシングシス
テムにおける、オートフォーカスズームトラッキング方
式について説明する。

【０００４】インナーフォーカッシングシステムの特徴
として、ある被写体に対し、ピント合焦状態を保持した
ままズーミングを行おうとすると、ズームレンズに連動
してフォーカスレンズも駆動させる必要がある。これ
を、ズームトラッキングと呼ぶ。そして例えば１ｍの距
離にある被写体に対して、任意のズーム位置におけるフ
ォーカスベストピント位置を結んでできる曲線を１ｍの
トラッキングカーブと呼び、それぞれ各代表距離のトラ
ッキングカーブを、レンズによって異なるが、通常７〜
１０本有している。

【０００５】図２は、あるレンズのトラッキングカーブ
を表した特性図である。横軸をズームレンズ位置、縦軸
をフォーカスレンズ位置として、各代表距離のトラッキ
ングカーブが描かれている。Ｔ１はオーバー無限カー
ブ、Ｔ２は無限カーブ、Ｔ３は３．８ｍカーブ、Ｔ４は
１．７ｍカーブ、Ｔ５は１ｍカーブ、Ｔ６は０．２７ｍ
カーブ、Ｔ７は０．１ｍカーブ、Ｔ８は０．０３ｍカー
ブである。

【０００６】例えば、３．８ｍの距離にある被写体に対
し、ズーミングしながらフォーカス合焦状態を維持する
ためには、Ｔ３のトラッキングカーブに沿って、フォー
カスを駆動すればよい。また、２ｍの距離にある被写体
に対して、フォーカス合焦状態を維持した状態でズーミ
ングを行うためには、Ｔ４とＴ３を利用して、補間計算
を行い、その演算結果に沿ってフォーカスを駆動すれば
よい。また、約１０ｍ以上の距離に対しては、ほとんど
Ｔ２に沿っていれば、フォーカス合焦状態が維持でき
る。

【０００７】しかし、図２のように、これらトラッキン
グカーブの間隔は、広角側で狭く、望遠側へ行くほど広
くなっている。このため、目標被写体の距離がわからな
い状態で、広角側から、望遠側へズームするには、フォ
ーカスを前後に細かく振動させ、その振幅のピーク位置
での映像信号から作り出される、コントラスト成分の大
きさを比較し、より高い方向へフォーカス位置を補正し
ていくという方式が用いられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来方式では、フォーカスの振動周期は２フィールド〜４
フィールド程度の時間を要するため、ズームが高速にな
っていくに従い、その追従能力は劣化していき、ついに
は、映像にピントが合わない状態のまま、望遠端へ到達
してしまうという現象が発生する可能性がある。そのた
め、オートフォーカスでのズームトラッキング性能を確
保するためには、ズーム速度を高速にできないという問
題点を有していた。

【０００９】本発明は上記従来問題点を解決するもの
で、オートフォーカスが追従することが困難なズーム速
度の場合でも、ピント合焦を維持したままズーミングす
る高速ズームトラッキングを提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のビデオカメラは、望遠側と広角側とに、第１
の速度と前記第１の速度よりも速い第２の速度でズーミ
ング動作が可能であり、そのズーミング動作に応じたフ
ォーカシング動作が可能なビデオカメラであって、被写
体からの光学信号を電気信号に変換する撮像手段と、前
記撮像手段からの電気信号に基づきコントラスト成分を
分離する映像信号処理手段と、所定の被写体距離に応じ
たズームトラッキング特性のデータを複数備えたトラッ
キングテーブル記憶手段と、前記映像信号処理手段から
のコントラスト成分と前記トラッキングテーブル記憶手
段からのトラッキングデータとによりズーミング動作及
びフォーカシング動作を制御可能なズームトラッキング
制御手段と、前記ズームトラッキング制御手段からの制
御によりズーミング速度に応じたフォーカシング方式を
選択可能なフォーカス駆動方式選択手段とを備え、前記
フォーカス駆動方式選択手段は、第１の速度でズーミン
グを行う際は被写体距離に応じた前記トラッキングテー
ブル記憶手段のズームトラッキング特性でズームトラッ
キングを行う第１のフォーカス駆動方式を選択し、第２
の速度でズーミングを行う際は被写体距離に応じた前記
トラッキングテーブル記憶手段のズームトラッキング特
性とは異なるズームトラッキング特性でズームトラッキ
ングを行う第２のフォーカス駆動方式を選択するもので
ある。

【００１１】このような構成により、オートフォーカス
が追従することが困難なズーム速度の場合でも、ピント
合焦を維持したままズーミングする高速ズームトラッキ
ングを提供することを目的とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、望遠側と広角側とに、第１の速度と前記第１の速度
よりも速い第２の速度でズーミング動作が可能であり、
そのズーミング動作に応じたフォーカシング動作が可能
なビデオカメラであって、被写体からの光学信号を電気
信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段からの電気信
号に基づきコントラスト成分を分離する映像信号処理手
段と、所定の被写体距離に応じたズームトラッキング特
性のデータを複数備えたトラッキングテーブル記憶手段
と、前記映像信号処理手段からのコントラスト成分と前
記トラッキングテーブル記憶手段からのトラッキングデ
ータとによりズーミング動作及びフォーカシング動作を
制御可能なズームトラッキング制御手段と、前記ズーム
トラッキング制御手段からの制御によりズーミング速度
に応じたフォーカシング方式を選択可能なフォーカス駆
動方式選択手段とを備え、前記フォーカス駆動方式選択
手段は、第１の速度でズーミングを行う際は被写体距離
に応じた前記トラッキングテーブル記憶手段のズームト
ラッキング特性でズームトラッキングを行う第１のフォ
ーカス駆動方式を選択し、第２の速度でズーミングを行
う際は被写体距離に応じた前記トラッキングテーブル記
憶手段のズームトラッキング特性とは異なるズームトラ
ッキング特性でズームトラッキングを行う第２のフォー
カス駆動方式を選択するものであり、このような構成に
より、高速ズームにおいても良好にフォーカス動作を行
うことができる。

【００１３】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照しながら説明する。

【００１４】（実施の形態１）図１は本実施の形態のビ
デオカメラの構成を示すブロック図である。図１におい
て、１５は被写体、１は被写体１５からの光学信号に対
して正の屈折率を有する固定レンズ群、２は同様に負の
屈折率を有するズームレンズ群、３は正の屈折率を有す
る固定レンズ群（これは、特に固定でなくても良い）、
４は正の屈折率を有するフォーカスレンズ群、５はフォ
ーカスレンズ群４からの光学信号を電気信号に変換する
撮像手段である撮像素子、６は撮像素子５からの電気信
号をオートフォーカスを行う際に利用するコントラスト
成分に分離する映像信号処置手段である映像信号処理回
路、７は映像信号処理回路６からの電気信号と高速ズー
ムスイッチ１２とフォーカス駆動方式選択部８からの情
報によりズームレンズ駆動部１４及びフォーカスレンズ
駆動部１３を制御するズームトラッキング制御手段であ
るズームトラッキング制御部、１１はＯＮにすることで
高速ズームが動作する高速ズームスイッチ、１２は望遠
端から広角端までの操作を行うことができるズームスイ
ッチ、８は高速ズームスイッチ１１のＯＮまたはＯＦＦ
の状態に応じたズームトラッキング方式を選択するフォ
ーカス駆動方式選択手段であるフォーカス駆動方式選択
部、９はズームが望遠端にある時にオートフォーカスに
よって変動するフォーカスレンズ群４の位置情報を記憶
するフォーカス最適位置記憶部、１３はズームトラッキ
ング制御部７からの制御によりフォーカスレンズ群４を
駆動制御するフォーカスレンズ駆動部、１４はズームト
ラッキング制御部７からの制御によりズームレンズ群２
を駆動制御するズームレンズ駆動部、１０は複数のトラ
ッキングカーブのデータが記憶されたトラッキングテー
ブル記憶手段であるトラッキングテーブル記憶部であ
る。

【００１５】以上のように構成された本実施の形態のビ
デオカメラについて、以下その動作について説明する。

【００１６】図１において、被写体１５からの光学信号
は、正の屈折率を有する固定レンズ群１と、負の屈折率
を有するズームレンズ群２と、正の屈折率を有する固定
レンズ群３と、正の屈折率を有するフォーカスレンズ群
４とを通り、撮像素子５にて電気信号に変換される。変
換された電気信号は、さらに、映像信号処理回路６に
て、オートフォーカスを行う際に利用されるコントラス
ト成分に分離され、ズームトラッキング制御部７へ伝達
される。

【００１７】使用者の操作により、ズームスイッチ１１
が広角側から望遠側へズームする方向に操作されると、
フォーカス駆動方式選択部８は、高速ズームスイッチ１
１が押されているか否かによって、ズームトラッキング
方式を選択する。高速ズームスイッチ１１がＯＦＦにな
っている場合は、通常速度でのズーミング動作となるの
で、トラッキングテーブル記憶部１０に記憶された複数
のトラッキングテーブルのうち被写体距離に応じたトラ
ッキングテーブルを選択し、ズームレンズ駆動部１４及
びフォーカスレンズ駆動部１３を制御してズームトラッ
キング動作を行う。

【００１８】高速ズームスイッチ１１がＯＮになってい
る場合や、高速ズームがＯＦＦでもズームが望遠端に位
置する場合は、まず、フォーカス最適位置記憶部９に、
オートフォーカス動作により変動するフォーカスレンズ
位置情報を記憶する。その後、ズームスイッチ１２が望
遠または広角側に操作されると、トラッキングテーブル
記憶部１０に記憶された複数のトラッキングテーブルの
中から被写体距離に応じたトラッキングテーブルを選択
する。そして選択したトラッキングテーブルに基づき、
高速ズーム時の最適なトラッキング特性を設定する。そ
の最適なトラッキング特性の設定方法について以下説明
する。

【００１９】図４は図２の一部を拡大し、フォーカス最
適位置記憶部９の記憶する情報の詳細を表している。た
とえば、ズーム位置がＺ１の時、ピント合焦時のフォー
カスレンズがＦ１に位置した場合、この被写体の距離情
報は、Ｆ１をはさむトラッキングカーブＬ１とＬ２間に
おけるＬ１からＬ２までの距離αと、Ｆ１からＬ２まで
の距離βとする。そしてその距離α及びβは、現撮影環
境における最適距離と推定することができる。

【００２０】そしてズームトラッキング制御部７は、上
記距離β／αの比率を維持するようにフォーカスレンズ
駆動部１３とズームレンズ駆動部１４とを制御し、ズー
ムレンズ群２及びフォーカスレンズ群４を動作させる。

【００２１】ここで、トラッキング方式の選択について
図３を用いて詳述する。

【００２２】図３は、トラッキング方式選択処理を示す
フローチャートである。まず、ズームスイッチ１２が操
作されてるかどうかを判定（Ｓ１）し、ズームスイッチ
１２が押されていない状態で、ズーム位置が望遠側のと
き（Ｓ５）、オートフォーカスにより、現撮影被写体に
ピントの合う位置へフォーカスレンズが駆動される。こ
の時、フォーカス最適位置記憶部９は変化し続けるフォ
ーカス位置情報を、記憶更新し続ける（Ｓ６）。

【００２３】次に、ズームスイッチ１２により、広角側
へズーミングが行われ、さらにその後、ズームスイッチ
１２により、望遠側へズーミングが行われたとき（Ｓ
１）、ズームトラッキング制御部７とフォーカス駆動方
式選択部８は、高速ズームスイッチ１１がＯＦＦであれ
ば（Ｓ２）、従来のオートフォーカスズームトラッキン
グ方式を選択し（Ｓ４）、トラッキングテーブル記憶部
１０に記憶されたズームトラッキング情報と映像信号処
理回路６からのコントラスト成分とにより、トラッキン
グ演算を行い、フォーカスレンズ駆動部１３とズームレ
ンズ駆動部１４を制御する。この時のズームトラッキン
グ特性は、図５のＬ３に示すような特性になる。

【００２４】また、Ｓ２において、高速ズームスイッチ
１１がＯＮになっていれば、高速ズーム用トラッキング
方式（最適フォーカス方式）を選択し（Ｓ３）、トラッ
キングテーブル記憶部１０に記憶されたズームトラッキ
ング情報とフォーカス最適位置記憶部９で記憶したトラ
ッキングカーブＬ１及びＬ２間を、前述の「β／α」の
比を保つよう、フォーカスレンズ駆動部１３とズームレ
ンズ駆動部１４とを制御し、ズームレンズ群２とフォー
カスレンズ群４とを動作させる。この時のズームトラッ
キング特性は、図６のＬ４に示すような特性になる。

【００２５】ズーム停止時は、オートフォーカスによ
り、被写体距離が大きく変化している可能性に対応でき
るよう、高速サーチ動作を行っても良い。そして再び、
フォーカス最適位置記憶部９が、フォーカスレンズ位置
情報を記憶及び更新し、以下手順を繰り返す。

【００２６】以上のように本実施の形態によれば、高速
ズームを行う際、トラッキングテーブル記憶部１０に記
憶されたズームトラッキング情報と、フォーカス最適位
置記憶部９で記憶したトラッキングカーブＬ１及びＬ２
間を、前述の「β／α」の比を保つよう、フォーカスレ
ンズ駆動部１３とズームレンズ駆動部１４とを制御する
ことにより、高速ズームにおいても良好にフォーカス動
作を行うことができる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明は、オートフォーカ
ス高速ズーミング時における、最適フォーカスポジショ
ンによるトラッキング動作を実現できるという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるビデオカメラにお
けるブロック図

【図２】ズーム動作におけるトラッキングカーブを示す
特性図

【図３】同実施の形態におけるトラッキング方式選択処
理のフローチャート

【図４】同実施の形態におけるフォーカス位置記憶情報
の要部特性図

【図５】従来のオートフォーカスズームトラッキング動
作を示す特性図

【図６】同実施の形態のビデオカメラでのオートフォー
カスズームトラッキング動作を示す特性図

【符号の説明】

２ ズームレンズ群 ４ フォーカスレンズ群 ５ 撮像素子 ６ 映像信号処理回路 ７ ズームトラッキング制御部 ８ フォーカス駆動方式選択部 ９ フォーカス最適位置記憶部 １０ トラッキングテーブル記憶部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 望遠側と広角側とに、第１の速度と前記
   第１の速度よりも速い第２の速度でズーミング動作が可
   能であり、そのズーミング動作に応じたフォーカシング
   動作が可能なビデオカメラであって、被写体からの光学
   信号を電気信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段か
   らの電気信号に基づきコントラスト成分を分離する映像
   信号処理手段と、所定の被写体距離に応じたズームトラ
   ッキング特性のデータを複数備えたトラッキングテーブ
   ル記憶手段と、前記映像信号処理手段からのコントラス
   ト成分と前記トラッキングテーブル記憶手段からのトラ
   ッキングデータとによりズーミング動作及びフォーカシ
   ング動作を制御可能なズームトラッキング制御手段と、
   前記ズームトラッキング制御手段からの制御によりズー
   ミング速度に応じたフォーカシング方式を選択可能なフ
   ォーカス駆動方式選択手段とを備え、前記フォーカス駆
   動方式選択手段は、第１の速度でズーミングを行う際は
   被写体距離に応じた前記トラッキングテーブル記憶手段
   のズームトラッキング特性でズームトラッキングを行う
   第１のフォーカス駆動方式を選択し、第２の速度でズー
   ミングを行う際は被写体距離に応じた前記トラッキング
   テーブル記憶手段のズームトラッキング特性とは異なる
   ズームトラッキング特性でズームトラッキングを行う第
   ２のフォーカス駆動方式を選択することを特徴とするビ
   デオカメラ。