JP3010698B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。

Ａ産業上の利用分野 Ｂ発明の概要 Ｃ従来の技術（第７図及び第８図） Ｄ発明が解決しようとする課題（第７図及び第８図） Ｅ課題を解決するための手段（第１図） Ｆ作用（第１図） Ｇ実施例（第１図〜第６図） （G1）第１の実施例（第１図〜第５図） （G2）他の実施例（第６図） Ｈ発明の効果 Ａ産業上の利用分野 本発明は撮像装置に関し、例えばカメラ一体型ビデオ
テープレコーダに適用し得る。

Ｂ発明の概要 本発明は、撮像装置において、インナーフオーカスズ
ームレンズのバリエーターレンズを移動させて倍率を可
変する際、補間演算の手法を用いて補正データを生成
し、当該補正データに基づいてマスターレンズを移動さ
せてバツクフオーカスの変動を防止することにより、全
体構成を簡略化することができる。

Ｃ従来の技術 従来、カメラ一体型ビデオテープレコーダの光学系に
おいては、ズームレンズを用いるようになされ、これに
より必要に応じて拡大縮小して被写体を撮像し得るよう
になされている。

すなわち第７図に示すように、前玉のレンズを移動さ
せてフオーカス調整するズームレンズ１（以下前玉フオ
ーカスのズームレンズと呼ぶ）においては、被写体側に
配置された前玉のレンズ２を矢印ａで示すように前後に
移動させ、これによりフオーカス調整する。

さらに前玉のレンズ２の後部に配置されたバリエータ
ーレンズ４を矢印ｂで示すように前後に移動させ、これ
により当該ズームレンズ１の倍率を可変する。

さらに矢印ｃで示すように、バリエーターレンズ４と
同時にコンペンセータレンズ６を前後に移動させ、倍率
の可変に伴うバツクフオーカスの変動を補正する。

かくしてバリエーターレンズ４及びコンペンセータレ
ンズ６の位置を可変することにより、マスターレンズ８
を介して形成される被写体の像を拡大縮小し得るように
なされている。

これに対して第８図に示すように、マスターレンズ８
を移動させてフオーカス調整するズームレンズ10（以下
インナーフオーカスのズームレンズと呼ぶ）において
は、前玉のレンズ２に代えてマスターレンズ８を前後に
移動させてフオーカス調整する。

さらにバリエーターレンズ４を矢印ｄで示すように前
後に移動させて倍率を可変し、同時にマスターレンズ８
を矢印ｅで示すように前後に移動させてバツクフオーカ
スを補正する。

これによりインナーフオーカスのズームレンズ10にお
いては、前玉フオーカスのズームレンズ１に比して、全
体形状を小型化し得ると共に近接した被写体にも焦点を
合わし得、その分カメラ一体型ビデオテープレコーダの
使い勝手を向上することができる。

Ｄ発明が解決しようとする課題 ところで前玉フオーカスのズームレンズ１は、バリエ
ーターレンズ４及びコンペンセータレンズ６を一定の位
置関係に保持して移動させれば、バツクフオーカスを一
定値に保持することができる。

従つて前玉フオーカスのズームレンズ１においては、
鏡筒内側にらせん状の溝を形成し、バリエーターレンズ
４及びコンペンセータレンズ６が当該溝に沿つて移動す
るように構成するだけで、簡易にズーム機構を構成する
ことができる。

これに対してインナーフオーカスのズームレンズ10に
おいては、焦点を合わせる被写体までの距離に応じて、
バリエーターレンズ４に対するマスターレンズ８の動か
しかたを切り換える必要がある。

例えば遠距離の被写体を拡大して撮像する場合、バリ
エーターレンズ４をマスターレンズ８側に、マスターレ
ンズ８をバリエーターレンズ４側に移動させればバツク
フオーカスを一定値に保持し得る。

これに対して近距離の被写体を拡大して撮像する場
合、バリエーターレンズ４をマスターレンズ８側に、マ
スターレンズ８をバリエーターレンズ４側に移動させ、
バリエーターレンズ４が所定値以上マスターレンズ８側
に近接すると、マスターレンズ８の移動方向を逆転させ
ることにより、バツクフオーカスを一定値に保持し得
る。

従つてインナーフオーカスのズームレンズ10において
は、簡易にズーム機構を構成することが困難な問題があ
つた。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、インナ
ーフオーカスのズームレンズを簡易に構成することがで
きる撮像装置を提案しようとするものである。

Ｅ課題を解決するための手段 かかる課題を解決するため本発明においては、バリエ
ータレンズ４の位置に応じてマスターレンズ８の位置を
補正するインナーフオーカスのズームレンズ22を用い
て、所望の被写体を撮像する撮像装置20において、バリ
エータレンズ４を移動させるバリエータレンズ移動手段
26、30、36Bと、バリエータレンズ４の位置を検出し、
バリエータレンズ位置検出データS3を出力するバリエー
タレンズ位置検出手段32と、マスターレンズ８の位置を
検出し、マスターレンズ位置検出データを出力するマス
ターレンズ位置検出手段30、36Aと、所定距離の被写体
に対してバリエータレンズ４及びマスターレンズ８の位
置関係を表すトラツキングデータTK1、TK2、TK3、TK4、
TK5を格納するトラツキングデータ格納手段34と、バリ
エータレンズ位置検出データS3及びマスターレンズ位置
検出データに基づいて、トラツキングデータTK1、TK2、
TK3、TK4、TK5を演算補間して補正データTKを生成し、
当該補正データTKに基づいてマスターレンズ８を移動さ
せる制御手段30とを備え、制御手段30は、バリエータレ
ンズ移動手段26、30、36Bがバリエータレンズ４を移動
したにもかかわらずバリエータレンズ位置検出データS3
が変化しないとき、バリエータレンズ４の移動方向を検
出し、当該検出結果に基づいて、バリエータレンズ位置
検出データS3を補正して補正データを生成するようにし
た。

Ｆ作用 バリエーターレンズ位置検出データS3及びマスターレ
ンズ位置検出データに基づいて、トラツキングデータTK
1、TK2、TK3、TK4、TK5を補間演算して補正データTKを
生成し、補正データTKに基づいてマスターレンズ８を移
動させるようにすれば、トラツキングデータ格納手段34
の構成を簡略化することができ、その分全体構成を簡略
化することができる。

さらにこのとき、バリエーターレンズ４を移動したに
もかかわらずバリエーターレンズ位置検出データS3が変
化しないとき、バリエーターレンズ４の移動方向を検出
し、該検出結果に基づいて、バリエーターレンズ位置検
出データS3の値を補正して補正データを生成すれば、バ
リエーターレンズ位置検出データS3の分解能の粗い場合
でも、滑らかにマスターレンズ８を移動し得、その分バ
リエーターレンズ位置検出手段32の構成を簡略化するこ
とができる。

Ｇ実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。

（G1）第１の実施例 第８図との対応部分に同一符号を付して示す第１図に
おいて、20は全体としてカメラ一体型ビデオテープレコ
ーダを示し、インナーフオーカスのズームレンズ22を介
して撮像素子24で被写体を撮像する。

駆動モータ26及び28は、それぞれ制御信号S1及びS2に
応じてバリエーターレンズ４及びマスターレンズ８を移
動させるパルスモータでなり、これによりズームレンズ
22の倍率を切り換えると共にフオーカス調整し得るよう
になされている。

アナログデイジタル変換回路（A/D）32は、バリエー
ターレンズ４に取り付けられたエンコーダの出力信号を
デイジタル信号に変換することにより、バリエーターレ
ンズ位置検出データS3を生成し、制御回路30に出力す
る。

これによりアナログデイジタル変換回路32において
は、バリエーターレンズ位置検出データS3に基づいてバ
リエーターレンズ４の位置を検出し得るようになされて
いる。

メモリ回路34は、トラツキングデータを格納するよう
になされ、当該トラツキングデータに基づいてマスター
レンズ８を移動させることにより、倍率の可変に伴うバ
ツクフオーカスの変動を補正し得るようになされてい
る。

ここで第２図に示すようにトラツキングデータは、バ
リエーターレンズ４及びマスターレンズ８の位置関係を
表すデータで、所定距離の被写体に焦点を合わせた状態
でバリエーターレンズ４を移動させた際、バツクフオー
カスの変動を補正することができるマスターレンズ８の
位置を表すようになされている。

さらにこのとき、トラツキングデータにおいては、バ
リエーターレンズ位置検出データS3でバリエーターレン
ズ４の位置を表すのに対し、駆動モータ26のパルス数で
マスターレンズ８の位置を表すようになされている。

さらにこの実施例の場合メモリ回路34は、曲線TK1〜T
K5で表すように被写体までの距離に応じて５種類のトラ
ツキングデータを格納するようになされている。

第３図に示すように、制御回路30は、当該カメラ一体
型ビデオテープレコーダ20の電源が投入されると、ステ
ツプSP1からステツプSP2に移り、マスターレンズ８を撮
像面直近の初期位置に移動させる。

続いて制御回路30は、ステツプSP3に移り、バリエー
ターレンズ位置検出データS3に基づいてバリエーターレ
ンズ４の位置を検出した後、ステツプSP4に移る。

ここでフオーカス調整の操作子36Aがオン操作される
と、当該操作量に応じて駆動モータ28に制御信号S2を出
力し、マスターレンズ８を移動させる。

これによりユーザの所望する被写体にフオーカス調整
することができる。

さらにこのとき制御回路30においては、駆動モータ28
に出力する制御信号S2のパルス数をカウントし、これに
よりマスターレンズ８の位置を検出する。

続いて制御回路30は、ステツプSP5に移り、トラツキ
ングデータからトラツクの位置を検出する。

すなわちバリエーターレンズ４及びマスターレンズ８
の位置検出結果がトラツキングデータで表される曲線TK
1〜TK5（以下トラツクと呼ぶ）の何れかの上に位置する
とき、当該トラツクTK1〜TK5に沿つてバリエーターレン
ズ４及びマスターレンズ８を移動させれば、バツクフオ
ーカスの変動を防止して倍率を可変することができる。

従つてバリエーターレンズ４及びマスターレンズ８が
取り得る全ての位置に対して、予めトラツキングデータ
をメモリ回路34に格納すれば、当該トラツキングデータ
に基づいて簡易に倍率を調整することができる。

ところがこのようにするとメモリ回路34の大型化を避
け得ない。

このためのこの実施例においては、メモリ回路34に５
種類のトラツキングデータを格納し、当該トラツキング
データから補間演算の手法を用いて残りのトラツキング
データを生成する。

すなわち制御回路30は、メモリ回路34に格納されたト
ラツキングデータから、バリエーターレンズ４及びマス
ターレンズ８の位置検出結果Ａ及びＰの交点Ｏが、どの
トラツク間（この場合トラツクTK4及びTK5でなる）に位
置するかを検出する。

さらに制御回路30は、検出した交点Ｏの上下のトラツ
クTK4及びTK5からバリエーターレンズ４の位置検出結果
Ａにおけるマスターレンズ８の位置データＰ（Ｋ）及び
Ｐ（Ｋ＋１）を検出する。

これにより制御回路30は、次式 P1＝Ｐ（Ｋ）−Ｐ ……（１） P2＝Ｐ（Ｋ）−Ｐ（Ｋ＋１） ……（２） の位置データP1及びP2を得、上側のトラツクTK4の識別
データと共にレジスタ回路に格納する。

これに対してバリエーターレンズ４及びマスターレン
ズ８の位置検出結果がトラツクTK1〜TK5上に位置すると
き、当該トラツクTK1〜５及びその下側のトラツクTK2〜
５の位置データＰ（Ｋ）及びＰ（Ｋ＋１）に基づいて
（１）及び（２）式の位置データP1及びP2を得、トラツ
クTK4の識別データと共に格納する。

続いて制御回路30は、ステツプSP6に移り、ズームの
操作子36Bがオン操作されたか否か判断し、ここで否定
結果が得られると、ステツプSP6を繰り返す。

これに対してズームの操作子36Bがオン操作される
と、肯定結果が得られることにより制御回路30はステツ
プSP7に移り、当該操作量に応じて駆動モータ26に制御
信号S1を出力し、バリエーターレンズ４の位置を移動さ
せる。

これによりユーザにおいては、所望する被写体を拡大
縮小して撮像し得るようになされている。

続いて制御回路30においては、ステツプSP8に移り、
バリエーターレンズ位置検出データS3の値を検出した
後、当該バリエーターレンズ位置検出データS3の値が変
化したか否か判断する。

ここで肯定結果が得られると、制御回路30はステツプ
SP9に移り、マスターレンズ８を駆動する。

すなわち制御回路30は、位置データP1及びP2から、次
式 で表されるトラツクTK4及びTK5を内分する値Ｎを検出す
る。

さらに制御回路30は、トラツクTK4の識別データ及び
バリエーターレンズ位置検出データS3の値A1に基づい
て、メモリ回路34に格納されたトラツキングデータをア
クセスし、これにより値A1に対応するトラツクTK4及びT
K5の位置データＰ（Ｋ）１、Ｐ（Ｋ＋１）１を検出す
る。

さらに制御回路30は、当該位置データＰ（Ｋ）１、Ｐ
（Ｋ＋１）１を値Ｎで内分する値P1の位置データを検出
した後、当該位置データP1に基づいてマスターレンズ８
を移動する。

これにより始めに検出したバリエーターレンズ４及び
マスターレンズ８の位置関係に基づいてトラツクTK4及
びTK5を内分する仮想のトラツクTKに沿つてマスターレ
ンズ８を移動させることができ、これにより簡易な構成
でインナーフオーカスのズーム機構を構成することがで
きる。

制御回路30においては、続いてステツプSP10に移り、
ズームの操作子36Bが引き続きオン操作されているか否
か判断し、ここで肯定結果げ得られるとステツプSP6に
戻る。

これにより制御回路30は、ズームの操作子36Bがオン
操作されている期間の間、ステツプSP7−SP8−SP9−SP1
0−SP7のループを繰り返し、バリエーターレンズ４の移
動に伴つて順次マスターレンズ８の位置を補正し、かく
してバツクフオーカスの変動を未然に防止してズームレ
ンズ22の倍率を可変することができる。

これに対してステツプSP8において否定結果が得られ
ると、制御回路30はステツプSP11に移り、ここでバリエ
ーターレンズ位置検出データS3の値を補正する。

すなわちこのようにアナログデイジタル変換回路32か
ら出力されるバリエーターレンズ位置検出データS3の値
に基づいてマスターレンズ８の位置を補正する場合、当
該バリエーターレンズ位置検出データS3の分解能が粗い
と、第４図に示すように、バリエーターレンズ４の移動
に対してマスターレンズ８を間欠的に移動する結果とな
る。

従つて撮像画像においては、合焦、デフオーカスが繰
り返され、不自然に画質が変化して見苦しくなる。

このためこの実施例においては、ステツプSP7−SP8−
SP9−SP10−SP7のループを繰り返す際、ステツプSP8に
おいて、ズームの操作子36Bがオン操作されているにも
かかわらずバリエーターレンズ位置検出データS3の値が
変化していない場合、ステツプSP11に移り、検出された
バリエーターレンズ位置検出データS3の値を補正する。

すなわち第５図に示すように、制御回路30はバリエー
ターレンズ位置検出データS3（第５図（Ａ））を所定周
期Ｔ（第５図（Ｂ））で取り込み、バリエーターレンズ
位置検出データS3の値Ａ（Ｎ−１）、Ａ（Ｎ）、Ａ（Ｎ
＋１）、……が変化していない場合、バリエーターレン
ズ４の移動方向に基づいて、値Ａ（Ｎ−１）、Ａ
（Ｎ）、Ａ（Ｎ＋１）、……に続く値Ａ（Ｎ）、Ａ（Ｎ
＋１）、……を検出する。

さらに制御回路30は、次式 の演算処理を実行して連続する値の平均値を得、補正デ
ータDH（第５図（Ｃ））を生成する。

さらに２回連続して値が変化がない場合、制御回路30
は、（４）式の値と続く値との平均値を得、補正データ
DHを生成する。

かくして制御回路30は、補正データDHを生成すると、
ステツプSP9に移り、当該補正データDHに基づいてマス
ターレンズ８の位置を補正し、これにより不自然な画質
の変化を有効に回避して滑らかにズームすることができ
る。

従つて、その分間簡易な構成のアナログデイジタル変
換回路32を用い得、全体構成を簡略化することができ
る。

これに対してズームの操作子36Bがオン操作されてい
ない場合は、ステツプSP10において否定結果が得られる
ことにより、ステツプSP12に移り、当該処理手順を終了
する。

かくしてこの実施例において、駆動モータ26、制御回
路30、操作子36Bは、バリエーターレンズ４を移動させ
るバリエーターレンズ移動手段を構成するのに対し、ア
ナログデイジタル変換回路32は、バリエーターレンズ４
の位置を検出し、バリエーターレンズ位置検出データS3
を出力するバリエーターレンズ位置検出手段を構成す
る。

これに対して制御回路30、操作子36Aは、マスターレ
ンズ８の位置を検出し、マスターレンズ位置検出データ
を出力するマスターレンズ位置検出手段を構成するのに
対し、メモリ回路34は、所定距離の被写体に対してバリ
エーターレンズ４及びマスターレンズ８の位置関係を表
すトラツキングデータTK1、TK2、TK3、TK4、TK5を格納
するトラツキングデータ格納手段を構成する。

さらに制御回路30は、バリエーターレンズ位置検出デ
ータS3及びマスターレンズ位置検出データに基づいて、
トラツキングデータTK1、TK2、TK3、TK4、TK5を補間演
算して補正データTKを生成し、補正データTKに基づいて
マスターレンズ８を移動させる制御手段を構成する。

以上の構成において、当該カメラ一体型ビデオテープ
レコーダ20の電源が投入されると、マスターレンズ８
は、撮像面直近の初期位置に移動した後、操作子36Aの
操作に応動してユーザの所望する位置まで移動する。

これにより制御回路30において、マスターレンズ８の
設定位置を検出することができる。

これに対してバリエーターレンズ４は、ズームの操作
子36Bがオン操作されると、当該操作に応動してユーザ
の所望する位置に移動する。

このとき制御回路30においては、アナログデイジタル
変換回路32から出力されるバリエーターレンズ位置検出
データS3に基づいてバリエーターレンズ４の位置が検出
される。

これによりメモリ回路34がアクセスされ、マスターレ
ンズ８及びバリエーターレンズ４の位置検出結果に基づ
いてトラツクが検出される。

さらに当該検出結果に基づいて、トラツキングデータ
が補間演算処理され、当該演算結果に基づいてマスター
レンズ８がバリエーターレンズ４の移動位置に応じて移
動し、バツクフオーカスが変化しないように補正され
る。

このときバリエーターレンズ４を移動しているにもか
かわらずバリエーターレンズ位置検出データS3の値が変
化しない場合、続くバリエーターレンズ位置検出データ
S3の値を参考にしてバリエーターレンズ位置検出データ
S3の値が補正され、当該補正結果に基づいてマスターレ
ンズ４の位置が補正されることにより、滑らかに被写体
を拡大縮小することができる。

以上の構成によれば、５種類のトラツキングデータか
ら補間演算の手法を用いて残りのトラツキングデータを
生成し、マスターレンズ８の位置を補正することによ
り、簡易な構成でインナーフオーカスのズーム機構を構
成することができる。

さらにこのとき、ズームの操作子36Bがオン操作され
ているにもかかわらずバリエーターレンズ位置検出デー
タS3の値が変化しない場合、検出されたバリエーターレ
ンズ位置検出データS3の値を補正してマスターレンズ８
の位置を補正することにより、その分滑らかに被写体を
拡大縮小することができる。

（G2）他の実施例 なお上述の実施例においては、前玉のレンズ、バリエ
ーターレンズ、マスターレンズでインナーフオーカスの
ズームレンズを構成する場合について述べたが、本発明
はこれに限らず、コンペンセータレンズを加えてインナ
ーフオーカスのズームレンズを構成する場合にも広く適
用することができる。

この場合第６図に示すように、バリエーターレンズの
位置変化に対するマスターレンズの移動距離を小さくし
得る。

さらに上述の実施例においては、本発明をカメラ一体
型ビデオテープレコーダに適用した場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、テレビジヨンカメラ、電子
スチルカメラ等の撮像装置に広く適用することができ
る。

Ｈ発明の効果 上述のように本発明によれば、トラツキングデータか
ら補間演算の手法を用いてマスターレンズの位置を補正
することにより、簡易な構成でマスターレンズの位置を
補正することができる撮像装置を得ることができる。

さらにこのとき、バリエーターレンズが移動したにも
かかわらずバリエーターレンズ位置検出データの値が変
化しない場合、検出されたバリエーターレンズ位置検出
データの値を補正してマスターレンズの位置を補正する
ことにより、簡易な構成で滑らかに被写体を拡大縮小す
ることができるインナーフオーカスの撮像装置を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるカメラ一体型ビデオテ
ープレコーダを示すブロツク図、第２図はその動作の説
明に供する特性曲線図、第３図はその動作の説明に供す
るフローチヤート、第４図はバリエーターレンズに対す
るマスターレンズの移動を示す特性曲線図、第５図はそ
の動作の説明に供する信号波形図、第６図は他の実施例
を示す特性曲線図、第７図及び第８図は従来のズームレ
ンズを示す略線図である。 １、10、22……ズームレンズ、２……前玉のレンズ、４
……バリエーターレンズ、８……マスターレンズ、26、
28……駆動モータ、30……制御回路、32……アナログデ
イジタル変換回路、34……メモリ回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バリエータレンズの位置に応じてマスター
   レンズの位置を補正するインナーフオーカスのズームレ
   ンズを用いて、所望の被写体を撮像する撮像装置におい
   て、 上記バリエータレンズを移動させるバリエータレンズ移
   動手段と、 上記バリエータレンズの位置を検出し、バリエータレン
   ズ位置検出データを出力するバリエータレンズ位置検出
   手段と、 上記マスターレンズの位置を検出し、マスターレンズ位
   置検出データを出力するマスターレンズ位置検出手段
   と、 所定距離の被写体に対して上記バリエータレンズ及び上
   記マスターレンズの位置関係を表すトラツキングデータ
   を格納するトラツキングデータ格納手段と、 上記バリエータレンズ位置検出データ及び上記マスター
   レンズ位置検出データに基づいて、上記トラツキングデ
   ータを補間演算して補正データを生成し、当該補正デー
   タに基づいて上記マスターレンズを移動させる制御手段
   と を具え、 上記制御手段は、上記バリエータレンズ移動手段が上記
   バリエータレンズを移動したにもかかわらず上記バリエ
   ータレンズ位置検出データが変化しないとき、上記バリ
   エータレンズの移動方向を検出し、当該検出結果に基づ
   いて、上記バリエータレンズ位置検出データを補正して
   上記補正データを生成するようにした ことを特徴とする撮像装置。