JP2714039B2

JP2714039B2 - カメラ装置

Info

Publication number: JP2714039B2
Application number: JP63242041A
Authority: JP
Inventors: 直也金田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-09-26
Filing date: 1988-09-26
Publication date: 1998-02-16
Anticipated expiration: 2013-02-16
Also published as: EP0742472B1; JPH0289014A; EP0361355B1; DE68929480T2; EP0742472A1; US5604560A; DE68927905D1; US5153629A; DE68929480D1; EP0361355A1; DE68927905T2

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、カメラ本体と該カメラ本体に着脱可能なレ
ンズシステムからなるカメラ装置に係り、レンズ側にお
ける自動焦点調節の為の駆動手段、ズーミングの為の駆
動手段、自動露光調整の為の駆動手段等の複数の駆動手
段の制御装置に関するものである。

〔背景技術〕

従来、ビデオカメラ等に自動焦点調節（以下AFと称
す）、ズーミング（以下PZと称す）、自動露光調整（以
下AEと称す）等の機能を搭載する為には、例えばAFに関
しては、そのカメラが搭載している撮影レンズの焦点距
離ｆ（mm）や絞り値Ｆ等の諸特性に応じて測距性能が適
正となるよう、駆動手段（焦点調整の為のレンズ群の移
動を行う）の速度制御内容などを決定している。AEに関
しても、絞りが適正絞り値付近で、ハンチング動作を起
こさない様にする為に、最適な駆動の制御内容を決定し
たり、PZに関しても、最適な画角変化の効果が得られる
様に構成されている。

ところが、変換レンズ可能なシステムに適用した場合
には、複数のレンズの使用が前提となるため、ズーム
比、焦点距離、開放Ｆ値等の各レンズの諸特性に応じた
最適化が必要となってくる。これらの最適化を適正に行
わないと、以下の様な問題点が懸念されることになる。

AFに関して…合焦に到る動作が極端に遅くなってしま
う。又は、合焦近傍で焦点調節の為のレンズ群がハンチ
ング動作を起こし続け、安定した動作が得られない。

AEに関して…AFと同様に適正露光に到る迄の動作が極
端に遅くなったり、逆に適正露光近傍の絞り値にてハン
チング動作を起こし続け、安定した動作が得られない。

PZに関して…自然な画角変化の効果が得られない。

以上の様な、各機能の問題点を解決する為の手段とし
ては、レンズ交換システムの中で守るべき項目として、
各駆動手段が駆動する際の速度基準を何らかの形で定義
しておき、この共通の定義された速度を各駆動手段に関
して設けることにより、特性の異なる複数のレンズに対
しての共通の駆動制御を行えるようにすることが考えら
れる。

以下、AFの駆動手段に関しての、交換レンズにおける
速度の制御方法に関して述べる。上記の速度の定義内容
をここでは、そのレンズの焦点調節レンズの移動がΔAm
m発生した時に発生する錯乱円径の変化量ΔZmmが最大と
なる様な条件（一般のズームレズである４群構成の場合
にはこの条件は焦点距離が最長端（テレ端）であり、又
絞り開放の場合である。）において、一定時間t secに
おいて、ΔAmmにより発生するΔZmmを一定とする様に定
義することとする。テレ端の焦点距離をf_Tmm、この時の
焦点調節の為のレンズ群の位置敏感度をS₀、また開放Ｆ
値をF₀とすると、上記の関係はΔＺ＝S₀×ΔA/F₀と示さ
れる。したがって、上記の様な定義で、各レンズの速度
を決定する場合には、ΔＺ一定とする為に、S₀,F₀が各
レンズ別々の値であることから、ΔAmmが各々のレンズ
で変わることになる。上述のようなΔＺを速度の決定基
準とする方法については、本出願人による特願昭63−18
9815号等によって出願されている。

〔発明が解決しようとしている問題点〕

しかしながら、上記の背景技術においては、理論上は
レンズ特性が異なったレンズにおいてもほぼ等しいAF,A
E,PZの各動作が得られるものの、実際にレンズを構成す
る上では駆動手段がそのダイナミツクレンジ等の制限か
ら規定された全ての速度での駆動を行うことが困難であ
ったり、実際に使わない速度の為に広い速度レンズに対
応可能な高価な駆動手段を用いたり、複雑な制御回路を
必要とする等の構成上の解決すべき問題点が発生するこ
とが考えられる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述した各問題点を解決し、さらに高度な制
御システムを提供することを目的としてなされたもの
で、その特徴とするところは、レンズユニツトを交換可
能で且つ前記レンズユニツトとの間に情報伝達装置を備
えたカメラ装置であって、前記レンズユニットは光学的
条件を変更する少なくとも１つの駆動手段を有し、前記
カメラ装置は装着された前記レンズユニットにおける前
記駆動手段の駆動可能な最高速度と最低速度の少なくと
も一方の情報を前記情報伝送手段を介して取り込み、前
記駆動手段の駆動速度を対応可能な範囲において設定す
る制御手段を備え、該制御手段は前記駆動速度の情報を
前記レンズユニット側へと送信し、前記各駆動手段を駆
動するように構成されてなるカメラ装置である。

そしてこの手段を具体化するために、本発明の実施例
によれば、レンズ交換可能なカメラ装置においてレンズ
側の各駆動手段の駆動可能な最高速度n_MAXと最低速度n
_MINとを、レンズをカメラに装着した段階の初期通信と
して伝達し、カメラ側のマイクロコンピユータではこの
n_MIN〜n_MAXの速度範囲にて可能な最適動作をレンズの駆
動手段に指示する様に構成することにより、駆動手段の
能力に応じた適正な駆動制御を実現するものである。

また、本発明の他の特徴としては、レンズユニットを
交換可能なカメラ装置であって、前記レンズユニットの
光学的条件を変更する少なくとも１つの駆動手段と、装
着された前記レンズユニットにおける前記駆動手段の駆
動可能な最高速度と最低速度の少なくとも一方の情報に
もとづいて前記駆動手段を駆動するための速度情報を出
力する第１の制御手段と、該第１の制御手段によって出
力された速度情報を前記駆動手段の駆動可能な速度に変
換して前記駆動手段へと供給する第２の制御手段とを備
えたカメラにおける制御装置である。

そして上記の手段を具体化するために、本発明の実施
例によれば、n_MAXn_MINをレンズ側マイクロコンピユータ
内に覚えておき、カメラ側からのレンズ側への駆動手段
の駆動命令ｎが、ｎ＜n_MIN,n＜n_MAXであった場合にはｎ
＝n_MIN,n＝n_MAXとする等の構成をとることによって、同
じく各駆動手段の能力に応じた適正な駆動制御を実現す
るものである。

〔実施例〕

以下、本発明におけるカメラ装置を、各図を参照しな
がらその実施例について詳細に説明する。

第１図は、本発明を実施するに適したカメラ装置のブ
ロツク構成図である。同図において、１は本発明のレン
ズシステムを包含するところのレンズ部２は、本発明に
おける制御の主たる部分を占めるカメラ側マイクロコン
ピユータを含んで構成されるカメラ部、３はフオーカシ
ングレンズ、４は絞り、５はズーミングレンズ、６はフ
オーカシングレンズの位置を検出するエンコーダ、７は
絞りの値を検出するエンコーダ、８はズーミングレンズ
の位置を検出するエンコーダ、9,10,11はそれぞれフオ
ーカシングレンズ、絞り、ズーミングレンズの位置検出
用エンコーダ6,7,8の出力をレンズ内の制御用マイクロ
コンピユータ12に伝送する伝送路、12は各エンコーダの
情報を読み込むとともにカメラ側のマイクロコンピユー
タ16（後述）から伝送される駆動命令により、フオーカ
シング３及びズーミングレンズ５と、絞り４を正しく駆
動させ、かつ駆動結果やレンズの諸データをカメラ側マ
イクロコンピユータ16に伝送する働きを持つマイクロコ
ンピユータ、13はレンズ側マイクロコンピユータ12から
カメラ側マイクロコンピユータ16へ各情報を伝送する為
の伝送路、14はカメラ側マイクロコンピユータ16からレ
ンズ側マイクロコンピユータ12へ、各情報を伝送する為
の伝送路、15はカメラ部とレンズ部を接続するマウント
部を示す。16は撮像面に被写体の合焦像を結像させるべ
く、レンズ側マイクロコンピユータ12に駆動命令を発す
る自動焦点（AF）制御機能を有したカメラ側マイクロコ
ンピユータ、17,18,19はそれぞれフオーカシングレンズ
3,絞り４、そしてズーミングレンズ５の駆動部20,21,22
にレンズ側マイクロコンピユータ12からの駆動命令を伝
送する伝送路である。各駆動回路20,21,22はそれぞれレ
ンズ側マイクロコンピユータ12からの駆動命令にしたが
って、フオーカシングレンズ3,絞り４、そしてズーミン
グ５を駆動するものである。23は撮像面を有し、レンズ
によって該撮像面に結像された被写体像を電気信号に変
換する撮像素子、24は撮像素子23で得られた映像信号を
伝送する伝送路、25は撮像素子23から出力された信号
を、たとえば高周波成分の量，エツジ部分の数等、自動
焦点検出の処理に適した内容に変換する焦点検出（AF）
用信号処理ブロツク、26はズーミングレンズを動かす為
のズームスイツチ、27は被写体、28は固定のリレーレン
ズ、29は撮像素子23からの情報たとえば輝度信号レベル
の情報によって輝度信号レベルが一定となるよう絞り値
を最適値に制御する絞り制御回路である。

また、30は撮像素子23から出力された信号に、たとえ
ばガンマ補正，ブランキング処理，同期信号の付加等、
所定の信号処理を行って映像出力端子Voutより標準テレ
ビジヨン信号を出力する映像信号処理回路である。

以上の構成により、被写体27の像はフオーカシングレ
ンズ３を通り、ズーミングレンズ群５、絞り４、リレー
レンズ28を介して撮像素子23の撮像面に結像される。一
方、ズーミングレンズ５は撮影者がズームスイツチ26を
操作することによって、カメラ側マイクロコンピユータ
16によりレンズ特性に応じた最適速度を選択してこの速
度ｎおよび回転方向の情報を伝送路14（CTL;Camerato l
ens）に通じてレンズ側マイクロコンピユータ12へ送
り、ズームレンズ駆動手段22へ送る。

これにより可動範囲内の所望の位置に設定することが
できる。

また、このズーミングレンズ５の位置はズームエンコ
ーダ８によって検出され、伝送路11によってレンズ側マ
イクロコンピユータ12（LTC;lensto Camera）の位置に
位置情報として供給される。

また、絞り４は撮像素子23における光量が一定となる
様に、すなわち前述のように撮像素子23より出力された
信号のレベルが一定となるように絞り制御回路29で制御
される。この制御信号はカメラ側マイクロコンピユータ
16に送られて翻訳され、駆動手段の最適な速度ｎと回転
方向として伝送路14を介してレンズ側マイクロコンピユ
ータ12に通信され、絞り駆動手段21によって、露出の自
動調整が行われる。

又、絞り値は常にエンコーダ７によって検出され、伝
送路10を介してレンズ側マイクロコンピユータ12で読み
取られ、上述の制御を繰り返す。

さて、撮像素子23より出力された被写体像に応じた映
像信号は、AF信号処理回路25で合焦度に応じた信号例え
ば映像信号中の高周波成分の量を示す信号に変換され、
合焦か非合焦かが判定される。又合焦度に応じた信号の
レベル即ち高周波成分のレベルは、合焦点で最大とな
り、合焦点から離れるにしたがって低下する特性とな
る。そして本発明では、合焦度に応じた高周波成分のレ
ベルに対してスレシヨルドレベルを複数段階に設定し、
非合焦であれば、その合焦点に対してどの程度ずれてい
るか、即ちボケ量を前記複数のスレシヨルドレベルと合
焦度に応じた高周波成分のレベルとを比較することによ
って検出している。

第２図は、この様な動作を行う為のAF信号処理回路25
の内部構成の一例を示すものである。同図において、例
えばCCD等の撮像素子23の出力は、AF信号処理回路25内
のプリアンプ251で所定のレエルに増幅された後、ハイ
パスフイルタHPF252（バンドパスフイルタでもよい）に
よって所定の高周波成分が抽出され、ゲート回路253へ
と供給される。ケート回路253は映像信号処理回路より
出力された垂直及び水平同期信号からウインドウパルス
を形成し、撮像素子23の撮像面における所定の測距領域
に相当する映像信号のみを抽出する為に設けられてい
る。そしてゲート回路253によって抽出された測距領域
に相当する高周波成分は検波回路254で検波され、続い
て積分回路255で高周波成分の量に応じた直流レベルに
変換される。この直流レベルは合焦度に応じて変化する
信号で、焦点電圧に他ならない。この焦点電圧はA/D変
換器256によってデジタル信号に変換され、カメラ側マ
イクロコンピユータ16へと供給される。マイクロコンピ
ユータ16側では、この焦点電圧をメモリに格納し、１フ
イールド周期で、新たに入力された焦点電圧レベルと前
回入力されてメモリに記憶されていた焦点電圧と比較
し、その差の小さくなる方へとフオーカシングレンズを
駆動する様に指令を出し、同時に入力される焦点電圧レ
ベルを、予め複数段階に設定されたスレシヨルドレベル
V_r1,V_r2と比較して、現在のレンズ位置が合焦点に対し
てどの程度ずれているか、即ちぼけ量が検出され、これ
によって後述する様に、フオーカシングレンズ３の駆動
速度を決定する際に用いている。即ち本発明の自動焦点
検出系においては、上述のぼけ量を逐時検出して、ぼけ
量が小さくなったところで速度を落して合焦点へと停止
させる様な制御系となっている。

以上説明した様なAF信号処理回路の構成の場合には、
即ち、結像面のボケ（＝錯乱円）を直接検出しているの
と等価ということになる。したがって、このAF信号処理
回路において、適正な合焦に到る迄の動作を得る為に
は、前記V_rとスレシヨルドレベルV_r1,V_r2との比較によ
って判明するボケの程度によって、前記の一定時間tsec
での錯乱円変化量ΔＺ（以後、錯乱円変化速度と称す
る）を一定にしておけばよいことになる。言い換える
と、この様な駆動制御を行うことによって、レンズ特性
の異なるレンズにおいても、合焦に到る迄の動作をほぼ
一定にすることができる。

第３図は上記した駆動速度の共通情報の定義の一例で
ある。ここでは、AFの為の駆動手段の速度をｎ＝１〜８
の８速及びｎ＝０の停止で規定している。ここでｎは速
度Noを示しΔZnが上記の定義によるテレ端で開放時の例
えば1secにおける錯乱円の変化量を示している。

上記の考えを実現する為には、その時々に応じて装着
されているレンズの焦点距離fmmと絞り値Ｆをもとに最
適な駆動速度ｎを選択することが必要である。例えば焦
点距離f_T＝100mm,開放下値1.4の時に、小ボケ状態にて
△Zn＝0.32mm/sec即ちｎ＝１で駆動しているものが、焦
点距離ｆ＝50mm,絞り値F2.8となってやはり小ボケであ
るとすると、同じ0.32mm/secに最も近い速度を得る為に
はよく知られている様に（f/f_T）^２及び（F/F₀）に比例
した高速化が必要となるのでｎ＝７で駆動する必要があ
る。

また、基本的にはカメラ側からｎの指示があると駆動
手段はその番号に対応する錯乱円の拡大速度△Zn（テレ
端・開放時）の速度で移動する。即ち、例えばｎ＝１の
速度は、テレ端・開放時以外は、△Zn＝0.32となる必要
はなく、その時には同じ、ｎ＝１の速度でも、 △Zn＝△Zn×（f/f_T）^２×（F/F₀）の演算式の速度となり、小さくなる。逆に言えばｎが同
じなら、焦点距離f,絞り値Ｆによらず距離環の回転スピ
ードは、そのレンズに関しては同じである。従って、レ
ンズスペツクの内、テレ端の焦点距離f_Tと開放Ｆ値F₀が
異なったレンズが来ると△Znの値は、一定のため距離環
の例えば、∞〜1.2mに要する回転時間は異なってくるこ
とになる。

そして上述の判定をカメラ又はレンズ側に有するマイ
クロコンピユータ等からなる制御手段で演算して行い、
その結果に応じ駆動手段を駆動するものである。尚ここ
では駆動速度を８連としているが、この数に関してはこ
の限りではない。

以上AFについて、交換レンズ可能なカメラ装置におけ
る駆動手段の制御方法の基本的な部分について述べた
が、AEとPZについても同様に何らかの形の速度の定義づ
けをした上でこの定義に基づいて各レンズの駆動手段が
正しく駆動する様にレンズ側の各駆動手段を構成してお
く必要があることになる。

例えばAEでは1sec間に変化するAv値での定義を行った
り、また、PZでは焦点距離の最長端（テレ端）から最短
端（ワイド端）迄の移動時間で定義する方法が考えられ
る。

さて、上述のAFに関してはAF信号処理回路25によって
第２図にて説明した様な測距原理によるボケの程度の判
断結果及び前ピン，後ピンの判断結果と、前述例にて述
べた△Ｚ設定により、その時々の焦点距離fmmと絞り値
Ｆを考慮にし、カメラ側マイクロコンピユータ内で、最
適速度ｎを演算して、ｎ及び回転方向の情報として伝送
路14を介してレンズ側マイクロコンピユータ12に通信さ
れ、フオーカシングレンズ（焦点調節の為のレンズ）駆
動手段20によって自動焦点調整が行われる。又はフオー
カシングレンズの位置はエンコーダー６にて読み取られ
て、伝送路11によってレンズ側マイクロコンピユータ12
に位置情報として供給される。

本発明の第１実施例では、上記構成の中に更にレンズ
がカメラに装着された初期通信としてレンズ側マイクロ
コンピユータ12から伝送路13を介してカメラ側マイクロ
コンピユータ16に各駆動手段、即ちフオーカシングレン
ズ駆動手段20、絞り駆動手段21、ズームレンズ駆動手段
22が対応可能な速度の最低値n_MIN及び最高値n_MAXを送
り、カメラ側マイクロコンピユータ16ではそれぞれの駆
動手段に対する駆動速度ｎを決定する際に、n_MIN≦ｎ≦
_MAXのｎを選択する様に構成したものである。またn_MIN
≦ｎ≦n_MAXの範囲のｎではAF,AE,PZの各動作が問題とな
ってしまう様な条件であると判断された時には、録画動
作の禁止や警告を行うことを可能とするものである。

以下、第１実施例のさらに詳細な説明の為に、AFを例
に挙げて説明を行う。AFの為のフオーカシングの駆動手
段の駆動速度は例えば前述の第３図に示す様に設定され
ているとする。第４図は第３図の定義に準拠した時に、
テレ端の焦点距離f_Tがf_T＝100,f_T＝72,f_T＝54、３本共
通に開放値1.4、至近距離1.2mの３本のレンズに関し
て、それぞれ焦点調節の為のレンズ群（フオーカシング
レンズ）の端（∞合焦位置）から端（1.2mmの合焦位
置）迄の移動に要する移動時間を概算したものである。
この図よりf_T＝100mmの時のｎ＝１の無限遠端〜至近端
に要する移動時間は22secであるのに対してf_T＝54mmの
時のｎ＝１は6.4secとなり、無限遠端〜至近端の移動時
間でみた時には約1/4倍に短くなっている。ｎ＝８の時
にはf_T＝100のレンズが２秒、f_T＝54のレンズが0.6秒で
ある。

本レンズ交換可能カメラシステムの実現にあたり、各
８段階の駆動速度No.0〜８の全速度に対して、全てのレ
ンズを対応可能とする為には、f_Tが短くなる程、無限遠
端〜至近端に要する時間を短くしていかなければならな
いことにある。実際にレンズを構成する際に無限遠端か
ら至近端までの移動時間を保証する為には、移動に要す
るトルク（ヘリコイドによるくり出しの時は回転トル
ク）の他、ヘリコイドによる時には、そのリードなどを
考慮すればよく、可動範囲の端から端を0.6secで動かす
為には、端から端までの距離操作環の回転角度を小さく
していく等の対応をすれば不可能ではない。

しかし一般にはピントのマニユアル調整のしやすさ、
各レンズ間の操作感の統一を計る為に端から端までのス
ピードをおよそ一定とすることが必要となることもあ
る。この様な場合というのは第１図，第２図の説明で述
べたAF信号処理回路のボケが大ボケ（V_r＜V_r2）と判定
された場合には適している。何故ならば小ボケ時にて望
遠端〜至近端の移動に要する機械的な速度を一定とする
様な速度で進むと、前述した様なハンチング等の誤動作
が当然発生してしまう。この発生メカニズムは以下の様
に成り立っていると考えられる。

AF信号処理回路25が前ピン、後ピン、合焦、及びボケ
の程度の判定を行うのは、ビデオカメラを想定した場合
には、例えばフレーム周期1/30secに１回といったサイ
クルになる。第４図に示すNo.1の速度にて規定した△Zn
0.32mm/secの錯乱円変化速度はこの１サイクルの間の変
化に換算すると0.32/30≒0.01となる。したがってこの
場合、合焦とみなされる錯乱円が0.01mm以上の場合に
は、例えば前ピン判定が出たサイクルの次のサイクルと
なる1/30sec後の判定が後ピンに変わることはあり得
ず、再び前ピンか又は合焦の判定結果となる。この様な
場合にはハンチング動作にはならないが、錯乱円が0.01
mm以下の場合には問題となってくる。したがって、合焦
点近傍の小ボケ時、中ボケ時にはそれぞれのAF装置が必
要な錯乱円変化速度以下の駆動速度を守る必要がある。
これに対して大ボケ時に錯乱円変化速度が遅すぎると、
前述の前ピン、後ピンの方向判断の為の焦点電圧V_rの差
が明確に現われず、誤動作になることが懸念される。し
かしながら大ボケ時の方向判定に関しては上記理由で極
端に遅い速度でない限りは、正しく方向検知が可能な速
度範囲は比較的広いことと、方向判定の為の焦点電圧V_r
のとり込み周期を毎Ｖ毎としないなどのソフト的な対応
をとることにより、正確に△V_rを守らなくとも、小ボケ
時、中ボケ時より明らかに速い速度設定をしておけば問
題とならないことが多い。

したがって、上記の操作性の問題と実動作上の問題及
び駆動手段の能力を考えると、速度No.がｎ＝0,1,2,3…
といった遅い速度は各レンズ全てに共通としておく必要
があるものの、速い方の速度は例えば望遠端〜至近端を
1.5sec程度で、それ以上の速さの速度を出せなくとも問
題とならない場合が多いのである。

そこで第４図に示す様に各レンズスペツクで丸印で囲
んだ速度（f_T＝100mmの時は速度ｎ＝8,f_T＝72mmの時は
ｎ＝7,f_T＝54mmの時にはｎ＝５）を最も速い速度とし、
（）の速度は実現不可能としても実用上問題ないと判
断されるものである。

尚、第５図は、例えば開放Ｆ値1.4のレンズでテレ端
固定のまま、絞りを絞って行くと、△Znがどのように変
動するかを示している。絞り値Ｆに関しては、１次の比
で数値が小さくなることがわかる。

第６図は、レンズのＦ値と焦点距離ｆ（mm）の検出を
エンコーダー7,8で検知した結果を、たとえば、Ｆ値を2
EVごとに５段階に、またｆ（mm）は、10〜110を系列で、７段階に分割可能とした場合の、各領域ごと
に、定数K_F,K_fといった数字に代表させて置き換えて換
算するデータ変換テーブルの例であり、レンズ側からカ
メラ側への通信では、ｆ（mm）,F値そのままの値はな
く、係数K_F,K_fの値で伝送することができる。

第７図は、ｎ＝１〜８の可変速の実現を例えば、レン
ズ駆動用パルスモーターの駆動パルスのデユーテイー制
御で行う場合における、デユーテイー比と、その駆動パ
ターンを示している。尚、モーターの可変速の方法は他
に、電圧制御等も考えられる。またモーターにパルス盤
等の回転検出手段がある時には、設定したデユーテイー
比または電圧にフイードバックをかけ、回転の微調を行
うことも可能である。前述、第６図の係数K_F,K_fによ
り、Ｋ＝K_F＋K_fとすると、例えば、ｆ＝54mm,F2.8で撮
影している際には、K_f＝3,K_f＝２であり、Ｋ＝３＋２＝
５となる。またそれぞれのレンズのテレ端，開放のＫの
値をK_tとすると、この値は、それぞれのレンズ固有の不
動の値であるので、あらかじめレンズ側マイクロコンピ
ユータで記憶しておくことが可能となる。例えば、f_T＝
54mm,開放絞り値F₀1.4のレンズの場合には、K_t＝４とな
る。f_T＝72mm,開放絞り値F₀1.4のレンズの場合には、K_t
＝３となる。f_t＝100mm,開放絞り値F₀1.2のレンズの場
合には、K_t＝２となる。

第８図は、f_T＝100mm,開放絞り値F₀1.4のレンズに関
して、各焦点距離と絞り値の組合わせによる、△Ｋ＝Ｋ
−K_tの値を示したものである。即ち、このレンズのテレ
端開放の値よりK_t＝２である。例えば、ｆ＝54mm,F2.8
で撮影がなされている時には、Ｋ＝５であるので、△Ｋ
＝５−２＝３となる。

第10図は、f_T＝54mm,開放絞り値F₀1.4のレンズの場合
における、同様の△Ｋの値を示すものである。以上の説
明から明らかな様に、第８図のレンズでは、例えば、ｆ
＝30mm,F5.6の状況では△Ｋ＝５となるのに対し、第10
図のレンズでは同じ30mm,F5.6では△Ｋ＝３となる。こ
の様に、△Ｋの値は、テレ端焦点距離、開放絞り値F₀が
異なるレンズでは、同じ焦点距離及びＦ値で撮影しても
違ったものになる。今、本実施例で考えているAF装置が
前述の様に、小ボケ，中ボケ，大ボケ及び合焦の判断が
行えるものであるとする。また、このうち、小ボケと中
ボケの時に必要な錯乱円拡大速度を本AF装置では、小ボ
ケ時0.32mm/sec、中ボケ時0.45mm/secとする。これは、
第３図より、テレ開放の際には、AFモーターの速度が小
ボケ時ｎ＝１、中ボケ時ｎ＝２で動くことを示してい
る。即ち、△Ｋ＝０の時は、ｎは小ボケで１、中ボケで
２となる。また第５図に示す様に、絞り値Ｆが1.4から
2.8へ２段階開いた時には、同じ0.32mm/secと0.45mm/se
cを得るためには、小ボケ時ｎ＝3,中ボケ時ｎ＝４とな
る。この時△Ｋ＝１である。この様な△Ｋと、小ボケ
時、中ボケ時のｎの値を示したのが第９図である。この
ｎを選択するテーブルはレンズの仕様によらず一定であ
る。

尚、以上説明してきた実施例においては、焦点距離ｆ
（mm），絞り値Ｆの検出を、Ｆ値は×２系列（1.4,2.8,
5.6,………／即ち２段づつ）、焦点距離ｆは、としている為に、第９図の様に、例えば小ボケ時のｎの
値が、1,3,5,7といった数字となっているとしても、こ
れらの図の数値に限定されるものではない。設計に応じ
て、本実施例とは異なる倍率の定義を行うこともでき
る。

第11図は上記考えに基づく本件第１実施例のカメラ側
マイクロコンピユータ16のフローチヤートを示す図であ
る。ステツプ１にてスタートする。ステツプ２、３はレ
ンズをカメラに装着した時の初期通信としてレンズから
カメラへ伝送路13をもって初期伝達する内容であり、ス
テツプ２で前記n_MAX（第４図の例ではf_T＝100mmでn_MAX
＝8f_T＝54mmでn_MAX＝５）の値を、またステツプ３では
テレ端，開放のＫ値であるK_tの値を読み込んでいる。
尚、ステツプ４以後は例えば1/30secごとに回るとす
る。ステツプ４では、その時々のfmm,F値をレンズ側よ
りK_f,K_Fの形でよみ込みステツプ５でＫ＝K_f＋K_Fを求
め、ステツプ６でｎ選択の為の△Ｋ＝Ｋ−K_tをを求めて
いる。ステツプ７で合焦・非合焦の判定を行い、合焦で
あった場合にはステツプ13で、ｎ＝０（モーターストツ
プ）とする。非合焦であれば、ステツプ8,ステツプ９で
V_rとスレツシヨルドV_r1,V_r2との判定により大ボケ，中
ボケ，小ボケの判定が行われる。大ボケ（V_r＜V_r2）で
あればステツプ14へと移行し、速度ｎの値は無限遠端〜
至近端の移動時間が1.5sec〜2secとなる最高速度n_MAXの
値を設定している。またn_MAXが1.5sec〜2sec等の大ボケ
時の適正速度より余裕がある（速く移動可能）場合には
ｎ＝n_MAXとするのでなく、それ相当の速度ｎの値をステ
ツプ14において設定しても構わない。

小ボケ時（V_r1＜V_r）の時にはステツプ10で、中ボケ
（V_r2＜V_r＜V_r1）の時にはステツプ15にて、予め用意さ
れた第９図に示す△Ｋとｎの変換表に基づき、駆動速度
ｎの値を選択する。この後ステツプ11へと進むが、この
ステツプ11の動作が本発明の特徴とするところである。
ここではステツプ10,15で設定したｎの値が最高速度n
_MAX以上かどうか、すなわちｎ≧n_MAXであるかどうかの
判定を行う。

その結果小ボケ時や中ボケ時でも焦点距離fmmが短か
かったり、絞り値Ｆが絞られている時には、例えば小ボ
ケ時で△Ｚ＝0.32とする為の速度がn_MAXでも遅すぎる場
合が考えられ、この時にはｎ＝n_MAXとしても構わないと
するものである。前述の様にハンチング動作などを考慮
した場合には、△Ｚの値が例えば△Ｚ＞0.032で動くと
問題となるが、この様に遅くなっていく分には広角側よ
り絞った状態であることを考えると問題とならない場合
がほとんどである。以上のフローを経て速度指令値ｎを
もとめた後、これをステツプ16において、レンズ側へと
送信し、レンズの駆動が行われる。この駆動は第７図に
示すような駆動パターンにて行われる。

さて上述の本件第１実施例はn_MAXについて述べたが、
n_MINについても考えてみる。

前述の通りn_MINに関しては測距サイクルとの兼ね合い
が重要である。今、レンズ側が第３図で示す△Zn＝0.45
mm/sec、即ちｎ＝２がn_MINであり、測距サイクルが1/30
secとすると前記の錯乱円は0.015mmとなる。これに対し
AF信号処理回路25が0.013mmをボケとみなす最少錯乱円
径であるとするとn_MIN＝１なら問題とならないがn_MIN＝
２だと問題となってしまう。したがって、この様な場合
は何らかの方法で測距サイクルを早くする。何らか
の方法で最少錯乱円径の設定を大きくする。動作を禁
止する。などの対応策が考えられる。このうちに関し
ては合焦判定時の許容ボケ量の程度がやや劣化してしま
うものの実用上は99％のシーンで合焦とみなせていたも
のが97％に減少する等の性能劣化にとどまることも多く
の禁止するに比べるとはるかに実用的である。逆に
は技術的に困難であることが懸念される。

第12図は第３図にて説明したAF信号処理回路での合焦
電圧V_rを縦軸に、横軸にレンズ位置をとったグラフであ
る。ここで合焦，非合焦の判定を行う基準となる判定レ
ベルをV_r0とすると、ここでV_r0の値としては、合焦精度
の高いV_r0 Normalと、一ランク低いV_r0 Lowの２つの値
を設定できるものとする。

第13図は、このn_MINを考慮したV_r0 NormalとV_r0 Low
の選択を行う部分のカメラ側マイクロコンピユータ16の
フローである。尚、第13図の後半は第11図のステツプ４
以後へつながるので、その部分の説明は省略する。ま
ず、初期通信にてステツプ17で最低速度n_MINもよみ込ん
でいる。

ステツプ18及びステツプ20にてn_MINが第３図の駆動速
度の１か２か３以上かが判定される。n_MIN＝１であれば
ステツプ19でV_r0はNormalに、n_MIN＝２であればステツ
プ21でV_r0はLowに、n_MIN≧３であればステツプ22で動作
禁止又は警告を行うものである。

尚、上述の説明の中で、焦点距離ｆ、及び絞り値Ｆを
K_f,K_Fの値に変換して、最適速度Noを選んでいる。とこ
ろで、前述のＫの値が、１変化するには焦点距離ｆがまたは絞り値Ｆが×２変化した場合でる。そこでK_t,K_F
等の変換を行わなくとも、の２式より、1,mを算出して、△Ｋ＝ｍ＋１とすること
も出来る。例えば、f_T＝110,F₀＝1.4のレンズのｆ＝56,
F＝5.6の時のｍと１は、それぞれ上式により、ｍ＝2,1
＝２となり、△Ｋ＝４となる。従って、この様にシステ
ムを組んでも同様の結果をえることができる。

以上AFに関して、本件の第１実施例について詳述した
が、本内容は他の駆動手段、即ちAE,PZの駆動手段につ
いても同様のことが言えるものである。

例えばズームに関しては第14図に示す様なｎと望遠端
Ｔ〜広角端Ｗ間の移動時間の関係が定義されているとす
るが、最も簡単な構成ではズーミングのスピードは単に
一速でよいことも考えられる。その場合、例えばn_MIN＝
6,n_MAX＝６を選択して送信すれば、可能な速度は６だけ
となるので必然的にズームスイツチを押された時の速度
は一速ｎ＝６で指示されることになる。

また、可変速ズームの場合にはn_MINとn_MAXの間の範囲
で多段の対応が可能となるものである。

又速度がある範囲、例えば速度ｎが６〜８の範囲で対
応可能な場合でカメラ側が可変速ズームへの対応が不可
能な構成の場合には、例えば可能なｎの値中でズーム比
の数字に最も近いｎを選択するなどの構成が考えられ
る。第16図がPZの為のソフト的制御のフローチヤートを
示している。

第16図はPZに関するカメラ側マイクロコンピユータの
フローチヤートである。ステツプ23でスタートし、ステ
ツプ24,25,26にてズーム比と最低速度n_MAX,最高速度n
_MINをレンズ側よりよみ込む。ステツプ27にて、ズーム
スイツチ26が操作されたかどうかが判定される。ズーム
操作がない場合はステツプ28にてズームレンズ駆動手段
は停止すなわち速度ｎ＝０である。ズーム操作が行われ
ていた場合は、ステツプ29にてカメラ装置が可変速可能
かどかが判定される。可変速不能の場合にはステツプ30
に進み、可能な範囲でズーム比に最も近い速度ｎの値が
選択される。

また、ステツプ29で可変速可能と判断された場合に、
ここでは２速対応が可能であるとすると、ステツプ31に
てHi,Lowの選択が行われる。Lowの場合はステツプ33で
最高速度n_MAXが、Hiの場合はステツプ32で最低速度n_MIN
が選択される。以上でズーム制御ルーチンを終了し、ス
テツプ34でReturnする。

第15図はビデオカメラ用の絞りメーターの回転角を横
軸に、絞り値Ｆを縦軸にとった場合の最も一般的な特性
カーブを示している。この図で明らかなように開放近傍
と絞った状態では同じAvの変化を得るのに必要な回転角
が大きく異なっている。したがって、AEの場合、前述の
ｎの定義を△Av1/secといった変化速度で定義しても絞
りがどの値にあるかによって、例えば開放側ではあまり
早い変化速度の設定が困難となるし、例えば絞った側で
はあまり遅い変化速度の設定は困難である。

そこで例えばAEの場合には初期通信で絞り値に応じた
n_MAXとn_MINを伝えるなどの対応が必要となってくるもの
である。例えばF1.4の時は１≦ｎ≦３、F11.0の時は４
≦ｎ≦８といった初期通信内容となる。

カメラ側マイクロコンピユータ16では、この値に応じ
てAFと同様に各絞り値に応じたｎの決定を行うことにな
る。

次に本発明における他の実施例について説明する。上
記本発明の第１実施例では、最高速度，最低速度n_MAX,n
_MINの値をレンズ側よりカメラ側へ伝達し、カメラ側マ
イクロコンピユータからレンズ側マイクロコンピユータ
への速度指示の内容にレンズ側の駆動手段では対応不可
能な速度指示は行われない様に構成した例を示した。

これに対して、本発明における第２実施例では、
n_MAX,n_MINをカメラ側のマイクロコンピユータには伝え
ずに、レンズ側マイクロコンピユータ内でカメラから伝
達されてきたｎ値が可能な値かどうかを判断する構成を
示すものである。

第17図は本実施例のレンズ側マイクロコンピユータの
フローチヤートを示す図である。同図においてステツプ
23にてスタートする。ステツプ36でカメラ側から指示の
あった各駆動手段の速度指示値ｎを読み込む。ステツプ
37にて、ｎ≧n_MAXかどうかの判定を行う。ｎ≧n_MAXであ
ればステツプ40にてｎ＝n_MAXと設定する。又ｎ≧n_MAXで
ない場合にはステツプ38にてｎ≦n_MINかどうかの判定が
行われる。ｎ≦n_MINであればステツプ39にてｎ＝n_MINの
設定が行われるものである。

ステツプ41では最終的なｎの値をレンズ側からカメラ
側へ伝送しておく。カメラ側ではステツプ41にて送り返
されたｎの値が、ステツプ42で正常動作不可能だと判断
した場合には、例えばステツプ43で警告を行う事の対応
が可能となるものである。以上の処理後ステツプ44でこ
のルーチンよりReturnする。駆動手段としてDCモーター
を想定した時に、各ｎに対応した可変速をモーター端子
のデユーテイー比制御で行う場合としては、第７図に示
す駆動ターンを同様に用いることができる。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、レンズ交換可能なカメラ装置にお
いてレンズ側が有する各駆動手段に対して、１個以上の
速度を定義しておく場合に、駆動手段がこれらの速度の
全てに対応することができない時には、対応可能を最高
速と最低速に応じて、各駆動手段の制御に対して最適の
速度を選ぶと共にそれでも正常動作が行えない時には何
らかの警告を行うように構成したので、実際には実現不
可能な速度指示が行われた場合でも、可能な限りの正常
動作を行うことができる。この結果、実際にはほとんど
使わない速度を実現するように、広いレンジに対応した
各駆動手段を構成する必要がない為に、駆動手段を容易
に構成でき、また、可変速を行う為の制御回路を簡素化
することも可能となる等その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動焦点調節装置の実施例のブロツク
構成図、第２図は本発明を実施するのに適したAF装置のブロツク
構成図、第３図は本発明の実施例の交換レンズの駆動手段の速度
定義を説明するための図、第４図はテレ端の焦点距離の異なるレンズの∞〜1.2mの
移動に要する時間を示す図、第５図はＦ値が変化した時の各速度Noのｎと錯乱円拡大
速度の関係を示す図、第６図は絞り値Ｆと焦点距離ｆ（mm）を領域で検出した
場合の、それぞれの領域に与えるK_f,K_Fの変換テーブル
を示す図、第７図は速度可変をパルスモーターのデユーテイー制御
で行う場合におけるデユーテイー比のパターンを示す
図、第８図はテレ端の焦点距離がf_T＝100mm開放F1.4の時の
焦点距離とＦ値の組合わせによる△Ｋの値を説明するた
めの図、第９図は△Ｋとｎの変換テーブルを示す図、第10図は、f_T＝50mm,F₀1.4の時の焦点距離とＦ値の組合
わせによる、△Ｋの値を説明するための図、第11図は本発明の実施例のカメラ側マイクロコンピユー
タの制御動作を説明するためのフローチヤート、第12図はAF信号処理回路の焦点電圧とレンズ位置の関係
を示す特性図、第13図は本発明の第１の実施例におけるAF動作に関する
フローチヤート、第14図はズーム装置の速度設定内容を示す図、第15図は絞りの特性曲線を示す図、第16図はズーム動作を説明するためのフローチヤート、第17図は本発明における第２の実施例のレンズ側マイク
ロコンピユータのフローチヤートである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】レンズユニットを交換可能で且つ前記レン
ズユニットとの間に情報伝達手段を備えたカメラ装置で
あって、前記レンズユニットは光学的条件を変更する少なくとも
１つの駆動手段を有し、前記カメラ装置は装着された前記レンズユニットにおけ
る前記駆動手段の駆動可能な最高速度と最低速度の少な
くとも一方の情報を前記情報伝達手段を介して取り込
み、前記駆動手段の駆動速度を対応可能な範囲において
設定する制御手段とを備え、該制御手段は前記駆動速度の情報を前記レンズユニット
側へと送信し、前記各駆動手段を駆動するように構成さ
れていることを特徴とするカメラ装置。
【請求項２】特許請求の範囲第（１）項において、前記駆動手段が駆動可能な最低速度から最高速度の範囲
内で正常な動作が行えない場合には警告を行う警告発生
手段を備えたことを特徴とするカメラ装置。
【請求項３】レンズユニットを交換可能なカメラにおけ
る制御装置であって、前記レンズユニットは光学的条件を変更する少なくとも
１つの駆動手段を備え、前記カメラ装置は装着された前記レンズユニットにおけ
る前記駆動手段の駆動可能な最高速度と最低速度の少な
くとも一方の情報にもとづいて前記駆動手段を駆動する
ための速度情報を出力する第１の制御手段と、該第１の
制御手段によって出力された速度情報を前記駆動手段の
駆動可能な速度に変換して前記駆動手段へと供給する第
２の制御手段とを備えたことを特徴とするカメラにおけ
る制御装置。
【請求項４】特許請求の範囲第（３）項において、前記駆動手段が駆動可能な最低速度から最低速度の範囲
内で正常な動作が行えない場合には警告を行う警告発生
手段を備えたことを特徴とするカメラにおける制御装
置。
【請求項５】カメラ装置に対して着脱可能で且つ前記カ
メラ装置との間に情報伝達手段を備えたレンズユニット
であって、光学的条件を変更する少なくとも１つの駆動手段と、前記駆動手段の駆動可能な最高速度と最低速度の少なく
とも一方の情報を記憶した記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記情報を前記情報伝達手段
を介して前記カメラ装置へと送信することにより、前記
カメラ装置側より前記レンズユニット側へと供給される
前記駆動手段を駆動するための駆動速度情報を前記駆動
手段の対応可能な範囲に制限させる制御手段とを備えた
ことを特徴とするレンズユニット。