JP2963006B2 - カメラ装置 - Google Patents

カメラ装置

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JP2963006B2
JP2963006B2 JP6120251A JP12025194A JP2963006B2 JP 2963006 B2 JP2963006 B2 JP 2963006B2 JP 6120251 A JP6120251 A JP 6120251A JP 12025194 A JP12025194 A JP 12025194A JP 2963006 B2 JP2963006 B2 JP 2963006B2
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/10Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens
    • G02B7/102Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens controlled by a microcomputer

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、後玉レンズ群を移動さ
せることにより合焦動作を行う後玉フォーカス方式のレ
ンズユニットを用いたカメラ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】カメラ装置において、オートフォーカス
装置は、電気的な手段を用いて検出された被写体までの
距離、もしくは合焦状態により、フォーカスのためのレ
ンズ移動を自動的に制御するものである。
【0003】一般にフォーカス調整は前玉レンズ群をフ
ォーカスレンズとして駆動する方式と、後玉レンズ群を
フォーカスレンズとして駆動する方式とに分けられる。
しかしながら、前玉レンズ群を駆動する方式では、レン
ズ駆動のための構造が大きくなるので、近年の民生用カ
メラ装置、特にビデオカメラでは、駆動構造を比較的簡
単に構成でき、且つ駆動に要する電力の消費も少ない後
玉レンズ群を駆動する方式が多く採用されている。
【0004】後玉レンズ群には、レンズ駆動のための基
準位置センサーとパルスモータからなる駆動系が設けら
れ、距離もしくは合焦点を検出する電気信号に応じてパ
ルスモータが制御される。パルスモータは与えられるパ
ルスの数に比例した角度で回転し、この回転動作に連動
して後玉レンズ群が光軸に沿って前後に移動する。
【0005】以上、電源が投入されている状態での動作
について説明したが、カメラ装置への電源投入時は、後
玉レンズ群の位置検出を精度良く行うために、後玉レン
ズ群は電源遮断時の位置から基準位置に戻るように制御
される。その後、後玉レンズ群は撮影時の距離もしくは
焦点検出をした電気信号に応じて、合焦位置に再度移動
する。
【0006】前記電源投入時の後玉レンズ群の位置の初
期化から、合焦位置に再度移動するまでの時間を短縮す
るために、特開平3−119872号公報(H04N
5/232)では、電源投入時、後玉レンズ群の位置の
初期化後、電源遮断時の位置に後玉レンズ群を戻す方法
が提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図4に被写体までの距
離が無限遠点、近点の時のズームレンズ群の位置と後玉
レンズ群の位置の関係を示す。なお、横軸はズームレン
ズ群の位置、縦軸は後玉レンズ群の位置を示す。
【0008】前記公開公報に開示された方法では、後玉
レンズ群は電源遮断時の位置に素早く戻すことが可能で
あるが、再度電源投入するまでの間に、振動等の外的要
因によりズームレンズ群の位置が図の様にΔAずれた場
合には、後玉レンズ群の、電源遮断時の位置とその後電
源投入した時点で電源遮断時の被写体に合焦する位置と
は、ΔYのずれが生じる。すなわち、電源が遮断されそ
の後投入されるまでの間に、振動等の外的要因によりズ
ームレンズ群の位置がずれた場合、後玉レンズ群を電源
遮断時の位置に戻しても電源遮断時に合焦していた被写
体には合焦しない。なお、オートフォーカス装置が機能
する状態であれば後玉レンズ群は追って合焦位置に達す
るが、合焦位置を固定するマニュアルフォーカスの状態
であれば、合焦精度が要求されるにもかかわらず、電源
遮断時に合焦していた被写体には合焦しない状態が保持
されていることになる。
【0009】また、図4に示す通り、ズームレンズ群が
ワイド側にある状態では、無限遠点から近点までの後玉
レンズ群の位置の差が非常に小さい。よって、ズームレ
ンズ群の位置が振動等の外的要因によりずれなかった場
合でも、マニュアルフォーカスとし、テレ側で、ある被
写体に合焦させ、ワイド側へズーミングした後電源を遮
断した場合、後玉レンズ群の位置は電源遮断時の位置に
戻るが、どれだけ離れた被写体に合焦していたかという
情報、すなわち被写体との距離が保持されていないの
で、テレ側にズーミングすると大きくボケる場合があ
る。詳細に説明すると、民生用のビデオカメラに使用さ
れる後玉フォーカスレンズユニットは、一般的にワイド
端側における、無限遠点から近点までの後玉レンズ群の
位置差は30μm程度で、後玉レンズ群を移動させるパ
ルスモーターの1ステップの移動距離は10μm程度で
あるため、ワイド端側で、0、10、20、30μmに
相当する距離情報しか得られない。ズーミング時には現
在の被写体との距離を基に後玉レンズ群の位置補正を行
うため、テレ側に行くに従いピントが大きく外れる場合
がある。
【0010】本発明は、後玉レンズ群を移動させること
により合焦動作を行う後玉フォーカス方式のレンズユニ
ットを用いたカメラ装置において、振動等の外的要因に
よりズームレンズ群の位置がずれた場合でも、電源投入
時の後玉レンズ群の位置の初期化から、合焦位置に再度
移動するまでの時間を短縮することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、後玉レンズ群を移動させることにより合焦動作を行
う後玉フォーカス方式のレンズユニットを用いたカメラ
装置において、第1の発明では、電源遮断時の後玉レン
ズ群の位置を、電源遮断時のズームレンズ群の位置にお
いて近点の被写体に合焦する後玉レンズ群の位置と無限
遠点の被写体に合焦する後玉レンズ群の位置とを基準と
した相対値として記憶する記憶手段と、電源投入時、前
記後玉レンズ群を基準位置に移動させる第1の移動手段
と、前記第1の移動手段の動作後、前記ズームレンズ群
の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の
動作後、前記ズームレンズ群の前記位置と前記相対値に
より算出された位置に前記後玉レンズ群を移動させる第
2の移動手段、を具備した。
【0012】また、第2の発明では、電源遮断時のズー
ムレンズ群の位置を記憶する第1の記憶手段と、電源遮
断時の後玉レンズ群の位置を、前記ズームレンズ群の前
記位置において近点の被写体に合焦する後玉レンズ群の
位置と無限遠点の被写体に合焦する後玉レンズ群の位置
とを基準とした相対値として記憶する第2の記憶手段
と、電源投入時、前記後玉レンズ群を基準位置に移動さ
せる第1の移動手段と、電源投入時、前記ズームレンズ
群を前記位置に移動させる第2の移動手段と、前記第1
の移動手段の動作後、前記ズームレンズ群の前記位置と
前記相対値により算出された位置に前記後玉レンズ群を
移動させる第3の移動手段を具備した。
【0013】
【作用】後玉レンズ群を移動させることにより合焦動作
を行う後玉フォーカス方式のレンズユニットでは、被写
体との距離が一定であれば、図5に示すようにズームレ
ンズ群の位置にかかわらず、近点の被写体に合焦する後
玉レンズ群の位置と無限遠点の被写体に合焦する後玉レ
ンズ群の位置とを基準とした後玉レンズ群の位置を示す
相対値は一定となる。
【0014】第1の発明では、電源投入時に基準位置に
移動した後玉レンズ群は、電源遮断時に記憶された後玉
レンズ群の位置を示す相対値と電源投入時のズームレン
ズ群の位置を基に算出された位置に移動する。
【0015】第2の発明では、電源投入時ズームレンズ
群は、電源遮断時に記憶されたズームレンズ群の位置に
移動し、電源投入時に基準位置に移動した後玉レンズ群
は、電源遮断時に記憶された後玉レンズ群の位置を示す
相対値と電源遮断時のズームレンズ群の位置を基に算出
された位置に移動する。
【0016】
【実施例】以下、図面に従い、本発明の実施例について
説明する。図1は本発明の第1及び第2の実施例である
ビデオカメラの構成を示した機能ブロック図である。図
において、1は後玉レンズ群を移動させることにより合
焦動作を行う方式のレンズユニットで、前玉レンズ群1
a、変倍機能を司るズームレンズ群1b、エレクタレン
ズ群1c、合焦動作を司る後玉レンズ群1dから構成さ
れている。そして、レンズユニット1を通った被写体
(図示せず)からの光は、撮像素子2の撮像面に結像
し、電気信号に変換され、映像信号処理回路3はNTS
C方式やPAL方式の映像信号に処理し出力する。ま
た、該出力信号の高域成分は、ハイパスフィルタ4、ア
ナログ/デジタル変換器5によりデジタル信号に変換さ
れ、山登りオートフォーカスにおける焦点評価値として
オートフォーカス回路6に入力される。
【0017】一方、ズームレンズ群1bはズームモータ
7によって駆動され、スライドボリュームで構成された
エンコーダ8により位置が検出される。エンコーダ8の
出力は、アナログ/デジタル変換器9にてデジタル信号
に変換され、ビデオカメラ全体を制御する制御回路10
に入力される。また、後玉レンズ群1dはパルスモータ
11によって駆動され、基準位置センサー12により基
準位置が設定されている。基準位置センサー12は、後
玉レンズ群1dが基準位置に有るときに検出信号を出力
し、制御回路10にその旨を知らせる。また、制御回路
10はズームモータ7とパルスモータ11を制御するた
め、オートフォーカス回路6からのフォーカス情報信号
を入力し、ズームスイッチ13、フォーカスモード切換
スイッチ14、及びマニュアルフォーカススイッチ15
が接続されている。ズームスイッチ13への操作に応じ
てズームモータ7が駆動される。オートフォーカスモー
ドでは、オートフォーカス回路6からのフォーカス情報
信号により、前記焦点評価値が最大となるように後玉レ
ンズ群1dを移動させる。マニュアルフォーカスモード
では、マニュアルフォーカススイッチ15への操作に応
じて後玉レンズ群1dを移動させる。なお、パルスモー
タ11は入力される駆動パルスの数に比例して回転する
ため、制御回路10は基準位置センサー12の出力と、
パルスモータ11に出力した駆動パルスの数により後玉
レンズ群1dの位置を認知している。さらに、制御回路
10には後述する距離情報やズームレンズ群1bの位置
を記憶する不揮発性のメモリ16、電源スイッチ17が
接続され、また、電源回路18を制御する。電源回路1
8はビデオカメラの各部に電源を供給するものである。
【0018】次に、図1に示すビデオカメラの第1の実
施例としての動作を、図2に示すフローチャート参照し
て説明する。まず、電源スイッチ17が操作され、電源
回路18によりビデオカメラの各部に電源が供給される
と、合焦動作を司る後玉レンズ群1dが、基準位置セン
サー12により設定された基準位置にあるかどうかを基
準位置センサー12により検出し(S1)、基準位置で
なければパルスモータ11により後玉レンズ群1dを基
準位置まで移動し(S2)、基準位置で停止させる(S
3)。そして、エンコーダ8によりズームレンズ群1b
の現時点の位置Zを検出する(S4)。そして、検出さ
れたズームレンズ群1bの位置において、近点の被写体
に合焦する後玉レンズ群1dの前記基準位置を基準とし
た位置をa、無限遠点の被写体に合焦する後玉レンズ群
1dの前記基準位置を基準とした位置をb、メモリ16
に予め記憶されている距離情報(詳細は後述)をCと
し、検出されたズームレンズ群1bの位置Zにおいて、
前回電源を遮断した時点での被写体に合焦する後玉レン
ズ群1dの位置Kを追って説明する式を用いて算出する
(S5)。そして、後玉レンズ群1dを位置Kまでパル
スモータ11により移動させ停止させる(S6、S7、
S8)。
【0019】ここで、距離情報C及び前回電源を遮断し
た時点での被写体に合焦する後玉レンズ群1dの位置K
を算出する式について説明する。後玉レンズ群を移動さ
せることにより合焦動作を行う後玉フォーカス方式のレ
ンズユニットでは、被写体との距離が一定であれば、図
5に示すようにズームレンズ群の位置にかかわらず、近
点の被写体に合焦する後玉レンズ群の位置Aと無限遠点
の被写体に合焦する後玉レンズ群の位置Bとの距離Y
と、実際の後玉レンズ群の位置Pと無限遠点の被写体に
合焦する後玉レンズ群の位置Bとの距離Y’との比、す
なわち、後玉レンズ群の位置を示す相対値は一定とな
る。この相対値を距離情報Cとする。よって、距離情報
Cは式1で算出される。
【0020】
【数1】
【0021】よって、ステップS5では、検出されたズ
ームレンズ群1bの位置における近点の被写体に合焦す
る後玉レンズ群1dの前記基準位置を基準とした位置を
a、無限遠点の被写体に合焦する後玉レンズ群1dの前
記基準位置を基準とした位置をb、メモリ16に予め記
憶されている距離情報をCとすれば、検出されたズーム
レンズ群1bの位置Zにおいて、前回電源を遮断した時
点での被写体に合焦する後玉レンズ群1dの位置Kは式
2で算出される。
【0022】
【数2】
【0023】次に図2のステップS8の後の処理につい
て説明する。ズテップS8にて後玉レンズ群1dが停止
した後、フォーカスモード切換スイッチ14が、オート
フォーカスモードを設定しているのかマニュアルフォー
カスモードが設定されているかに応じて(S9)、オー
トフォーカスモードであれば、オートフォーカス回路6
からのフォーカス情報信号に応じて、パルスモータ11
を制御し自動合焦動作を行う(S10)。また、マニュ
アルフォーカスモードであれば、マニュアルフォーカス
スイッチ15の操作により、パルスモータ11を制御
し、後玉レンズ群1dを光軸方向に前後させ、手動合焦
動作を行う(S11)。その後、現時点でのズームレン
ズ群1bと後玉レンズ1dの位置より距離情報Cを前記
式1を用いて算出する(S12)。なお、距離情報C
は、ステップS10及びS11の合焦動作において、ズ
ームスイッチ13の操作によるズームレンズ群1bの移
動に伴い、図4や図5に示したズームレンズ群と後玉レ
ンズ群の位置関係を保持しながら後玉レンズ群1dを移
動させる制御のために用いられる。
【0024】そして、電源スイッチ17が操作され電源
OFFが指示されると(S13)、距離情報Cをメモリ
16に記憶し(S14)、電源回路18による各部への
電源供給が遮断され一連の処理を終了する。なお、メモ
リ16は不揮発性であるため、電源が遮断されても記憶
内容は消去しない。また、ステップS13において電源
OFFが指示されなければステップS9の前段まで戻
り、ステップS9〜S13にて構成される処理ルーチン
を繰り返す。
【0025】よって、第1の実施例によれば、電源投入
時に基準位置に移動した後玉レンズ群1dは、電源遮断
時に記憶された後玉レンズ群1dの位置を示す距離情報
Cと電源投入時のズームレンズ群の位置Zを基に算出さ
れた位置Kに移動する。
【0026】次に、図1に示すビデオカメラの第2の実
施例としての動作を、図3に示すフローチャート参照し
て説明する。第1の実施例と異なり、エンコーダ8を用
いて検出したズームレンズ群1bの位置Z’を、電源遮
断時にメモリ16に記憶し、電源投入時、該記憶した位
置にズームレンズ群1bを戻している。よって、ズーム
レンズ群1b、後玉レンズ群1dともに前回の電源遮断
時の位置に復元させている。まず、電源スイッチ17が
操作され、電源回路18によりビデオカメラの各部に電
源が供給されると、合焦動作を司る後玉レンズ群1が、
基準位置センサー12により設定された基準位置にある
かどうかを基準位置センサー12により検出し(S2
1)、基準位置でなければパルスモータ11により後玉
レンズ群1dを基準位置まで移動し(S22)、基準位
置で停止させる(S23)。そして、電源遮断時に記憶
したズームレンズ群1bの位置Z’に、現時点でズーム
レンズ群1bが位置するかどうかをエンコーダ8を用い
て検出し(S24)、該位置でなければズームモータ7
を用いてズームレンズ群1bを移動させ(S25)、該
位置で停止させる(S26)。そして、移動後のズーム
レンズ群1bの位置において、近点の被写体に合焦する
後玉レンズ群1dの前記基準位置を基準とした位置を
a’、無限遠点の被写体に合焦する後玉レンズ群1dの
前記基準位置を基準とした位置をb’、メモリ16に予
め記憶されている距離情報をCとし、移動後のズームレ
ンズ群1bの位置において、前回電源を遮断した時点で
の被写体に合焦する後玉レンズ群1dの位置K’は次に
示す式3を用いて算出される(S27)。
【0027】
【数3】
【0028】そして、後玉レンズ群1dを位置K’まで
パルスモータ11により移動させ停止させる(S28、
S29、S30)。
【0029】そして、フォーカスモード切換スイッチ1
4が、オートフォーカスモードを設定しているのかマニ
ュアルフォーカスモードが設定されているかに応じて
(S31)、オートフォーカスモードであれば、オート
フォーカス回路6からのフォーカス情報信号に応じて、
パルスモータ11を制御し自動合焦動作を行う(S3
2)。また、マニュアルフォーカスモードであれば、マ
ニュアルフォーカススイッチ15の操作により、パルス
モータ11を制御し、後玉レンズ群1dを光軸方向に前
後させ、手動合焦動作を行う(S33)。その後、現時
点でのズームレンズ群1bと後玉レンズ1dの位置より
距離情報Cを前記式1を用いて算出する(S34)。な
お、距離情報Cは、第1の実施例と同様に、ステップS
32及びS33の合焦動作において、ズームスイッチ1
3の操作によるズームレンズ群1bの移動に伴い、図4
や図5に示したズームレンズ群と後玉レンズ群の位置関
係を保持しながら後玉レンズ群1dを移動させる制御の
ために用いられる。
【0030】そして、電源スイッチ17が操作され電源
OFFが指示されると(S35)、距離情報Cをメモリ
16に記憶し(S36)、エンコーダ8にて検出された
ズームレンズ群1bの位置をメモリ16に記憶し(S3
7)、電源回路18による各部への電源供給が遮断され
一連の処理を終了する。なお、メモリ16は不揮発性で
あるため、電源が遮断されても記憶内容は消去しない。
また、ステップS35において電源OFFが指示されな
ければステップS31の前段まで戻り、ステップS31
〜S35にて構成される処理ルーチンを繰り返す。
【0031】よって、第2の実施例によれば、電源投入
時ズームレンズ群1bは、電源遮断時に記憶されたズー
ムレンズ群の位置Z’に移動し、電源投入時に基準位置
に移動した後玉レンズ群1dは、電源遮断時に記憶され
た後玉レンズ群の位置を示す距離情報Cと電源遮断時の
ズームレンズ群1bの位置Z’を基に算出された位置
K’に移動する。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、後玉レンズ群を移動さ
せることにより合焦動作を行う後玉フォーカス方式のレ
ンズユニットを用いたカメラ装置であって、電源遮断時
にズームレンズ群の位置が振動等により変化した場合で
も、電源投入時の後玉レンズ群の位置の初期化から、合
焦位置に再度移動するまでの時間を短縮することができ
る。また、ズームレンズ群がテレ側に位置し、ある被写
体にマニュアルフォーカスで合焦させた後にズームレン
ズ群をワイド側に移動させてから電源を遮断し、その後
電源を投入しズームレンズ群をテレ側に移動させても、
ピントのずれは発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1及び第2の実施例を示す機能ブロ
ック図である。
【図2】本発明の第1の実施例の動作を示すフローチャ
ートである。
【図3】本発明の第1の実施例の動作を示すフローチャ
ートである。
【図4】ズームレンズ群と後玉レンズ群の位置関係を示
す説明図である。
【図5】ズームレンズ群と後玉レンズ群の位置関係を示
す説明図である。
【符号の説明】
1 レンズユニット 1b ズームレンズ群 1d 後玉レンズ群 2 撮像素子 7 ズームモータ 8 エンコーダ 10 制御回路 11 パルスモータ 12 基準位置センサー 16 メモリ 17 電源スイッチ 18 電源回路

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 後玉レンズ群を移動させることにより合
    焦動作を行う後玉フォーカス方式のレンズユニットを用
    いたカメラ装置において、電源遮断時の後玉レンズ群の
    位置を、電源遮断時のズームレンズ群の位置において近
    点の被写体に合焦する後玉レンズ群の位置と無限遠点の
    被写体に合焦する後玉レンズ群の位置とを基準とした相
    対値として記憶する記憶手段と、電源投入時、前記後玉
    レンズ群を基準位置に移動させる第1の移動手段と、電
    源投入時、前記ズームレンズ群の位置を検出する位置検
    出手段と、前記位置検出手段の動作後、前記ズームレン
    ズ群の前記位置と前記相対値により算出された位置に前
    記後玉レンズ群を移動させる第2の移動手段、を具備す
    ることを特徴とするカメラ装置。
  2. 【請求項2】 後玉レンズ群を移動させることにより合
    焦動作を行う後玉フォーカス方式のレンズユニットを用
    いたカメラ装置において、電源遮断時のズームレンズ群
    の位置を記憶する第1の記憶手段と、電源遮断時の後玉
    レンズ群の位置を、前記ズームレンズ群の前記位置にお
    いて近点の被写体に合焦する後玉レンズ群の位置と無限
    遠点の被写体に合焦する後玉レンズ群の位置とを基準と
    した相対値として記憶する第2の記憶手段と、電源投入
    時、前記後玉レンズ群を基準位置に移動させる第1の移
    動手段と、電源投入時、前記ズームレンズ群を前記位置
    に移動させる第2の移動手段と、前記第1の移動手段の
    動作後、前記ズームレンズ群の前記位置と前記相対値に
    より算出された位置に前記後玉レンズ群を移動させる第
    3の移動手段、を具備することを特徴とするカメラ装
    置。
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