JP3257702B2 - カメラ装置及び変倍制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、変倍機能を有するカメ
ラ装置及び変倍制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１５は、所謂インナーフォーカスタイ
プレンズシステムの簡単な構成を示すものである。同図
において２０１は固定されている第１のレンズ群、２０
２は変倍を行う第２のレンズ群、２０３は絞り、２０４
は固定されている第３のレンズ群、２０５は焦点調節機
能と変倍による焦点面の移動を補正する所謂コンベンセ
ータ機能とを兼ね備えた第４のレンズ群（以下フォーカ
スコンペレンズと称する）、２０６は撮像素子、２０６
ａは撮像面である。

【０００３】周知の通り、同図のように構成されたレン
ズシステムでは、フォーカスコンペレンズ２０５がコン
ペ機能と焦点調節機能を兼ね備えているため、焦点距離
が等しくても、撮像面２０６に合焦するためのフォーカ
スコンペレンズ２０５の位置は、被写体距離によって異
なってしまう。

【０００４】各焦点距離おいて被写体距離を変化させた
とき、撮像面上に合焦させるためのフォーカスコンペレ
ンズ２０５の位置を連続してプロットすると、図１６の
様になる。同図は横軸にズームレンズ位置（焦点距
離）、縦軸にフォーカスコンペレンズ位置（被写体距
離）を示している。そして、各曲線はそれぞれ異なる被
写体距離において、変倍動作中に合焦状態を保つことの
できるフォーカスコンペレンズの移動軌跡を示してい
る。変倍中は、被写体距離に応じて図１６に示されたい
ずれかの軌跡を選択し、該軌跡通りにフォーカスコンペ
レンズ２０５を移動させれば、ボケのないズームが可能
になる。

【０００５】前玉レンズを移動して焦点調節を行う前玉
フォーカスタイプのレンズシステムでは、変倍レンズに
対して独立したコンペレンズが設けられており、更に変
倍レンズとコンペレンズが機械的なカム環で結合されて
いる。従って、例えばこのカム環にマニュアルズーム用
のツマミ（「ズームレバー」）を設け、手動で焦点距離
を変えようとした場合、ツマミをいくら速く動かして
も、カム環はこれに追従して回転し、変倍レンズとコン
ペレンズはカム環のカム溝に沿って移動するので、フォ
ーカスレンズのピントが合っていれば、上記動作によっ
てボケを生じることはない。

【０００６】しかしながら、上述のような特徴を有する
インナーフォーカスタイプのレンズシステムの制御にお
いては、図１６に示される複数の軌跡情報を何らかの形
でレンズ制御マイコンに記憶させておき、フォーカスレ
ンズと変倍レンズの位置によって軌跡を選択して、該選
択した軌跡上をたどりながらズーミングを行うのが一般
的である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の例
においては、変倍レンズの位置に応じてフォーカスレン
ズの移動速度や目的とする移動位置を決定するので、以
下の欠点を有していた。 （１） 変倍中は、変倍レンズの位置及び変倍レンズの
移動速度を検出し、該検出結果に応じて図１６の軌跡に
従ってフォーカスコンペレンズを移動させなければ、合
焦状態を保ったまま変倍動作を行うことができない。従
って、変倍レンズの移動に係るすべての情報と命令は、
レンズ制御装置（例えばレンズ制御マイコン）によって
管理される必要がある。この制約によって、変倍レンズ
の移動の仕方は、予めレンズ制御装置にプログラムされ
た方法に限られ、撮影者が任意の速度で焦点距離を変更
することができない。

【０００８】（２） （１）の理由から、インナーフォ
ーカスタイプのレンズシステムを用いたカメラシステム
では、一般に前玉タイプのレンズシステムに見られるよ
うなマニュアルで操作可能な「ズームレバー」と呼ばれ
るものが装備されておらず、テレとワイドの駆動方向の
みを指示し、ズーム動作自体は一定速度で行う「ズーム
ボタン」しか使用することができなかった。

【０００９】（３） また「ズームボタン」のみ装備さ
れているカメラでは、焦点距離の表示が行いにくい。前
玉の場合にはズーム環上に焦点距離を示す目盛りがあ
り、この目盛りによっておおよその焦点距離を知ること
ができるが、インナーフォーカスタイプのレンズシステ
ムの場合には、焦点距離をＥＶＦ内に表示する等、電気
的な手段をとっており、ＥＶＦ内の狭いスペースを利用
しなければならないことや、電源を投入しないと焦点距
離がわからないとか、表示のためのプログラム処理を必
要とする等の欠点がある。

【００１０】（４） 「ズームボタン」によって２速以
上の速度選択を撮影者に行わせる場合、その押し方の強
さまたは深さで速度選択を行うのが一般的である。しか
しながらこの方法においては、速度が変化する変わりに
目に機械的なクリック感を持たせる必要がある。更に無
段階の速度選択を行う場合には、ボタンのストロークを
比較的大きくとる必要があり、デザインや製品の形状と
して不利な要素となる。更にストロークを大きくとると
しても、その大きさにはおのずと限界があり、限られた
ストロークの中で無段階の速度選択を行う場合には、ボ
タンの押し加減を検出する手段（例えばボリウムや感圧
抵抗ゴム）の分解能を上げると同時に、これらの素子の
出力を検出する手段（例えばＡ／Ｄ変換）等の分解能も
十分に上げる必要がある。そしてコストアップにつなが
る上記のような構造上の工夫を凝らしても、撮影者にと
って押し加減を微妙に調節することは極めて難しく、結
局変倍スピードの調節が良好に行えないないために、ガ
クガクした変倍になったり、数種類の変倍速度が選択で
きるのにもかかわらず、最も強く押したところでしか変
倍を行わないという場合が多い。

【００１１】（５） また近年、デジタル映像信号処理
の技術が進み、電気的に画面の一部分だけを拡大する
「電子ズーム」機能を搭載したカメラが発売されてい
る。例えばこの機能を前記「ズームボタン」を用いて作
動させる場合、ズームボタンを押し続けると、次第に拡
大率が上昇し、撮影者が意図する拡大率でズームボタン
を離せば、その拡大率が固定される仕組みになる。回路
上か拡大率を任意に選択できるにもかかわらず、「ズー
ムボタン」を用いて「電子ズーム」を行うと、「次第に
拡大して行く映像を見ながら、止めたいところでボタン
を離す。」という行為を必ず行わなくてはならない。つ
まり、所望の拡大率に固定するまでに長時間を要してし
まうという欠点がある。本発明は、以上の事情に鑑みな
されたもので、操作性良く変倍操作を行うことのできる
カメラ装置及び変倍制御装置を提供しようとするもので
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るカメラ装置は、マニュアル操作により
回転するズーム環と、前記ズーム環の回転速度を検出す
る検出手段と、前記検出手段により検出される回転速度
に応じて変倍レンズの駆動速度並びに電子ズームの変倍
速度を制御する制御手段とを有している。また、本発明
に係る変倍制御装置は、マニュアル操作により回転する
ズーム環と、前記ズーム環の回転速度を検出する検出手
段と、前記検出手段により検出される回転速度に応じて
変倍レンズの駆動速度並びに電子ズームの変倍速度を制
御する制御手段とを有している。

【００１３】

【００１４】

【実施例】以下、本発明に係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述する。

【００１５】［第１実施例］図１は、本発明のカメラ装
置に用いられるレンズユニットの外観を示す斜視図であ
る。同図において、１００はレンズユニット全体を示
し、１０１は前記ズーム環、１０２はズーム環に取り付
けられたズームレバー、１０３は後述するところの、ズ
ーム環１０１のストッパを外す解除ボタンである。な
お、解除ボタン１０３を押すことによってストッパが外
れる仕組みについては、これまで多く市販されている前
玉タイプのレンズシステムを用いたビデオカメラのズー
ム環と同等のものであるので、図示は省略する。

【００１６】１０４，１０５はインナーフォーカスタイ
プのレンズシステムを内蔵する鏡筒である。

【００１７】図２はズーム環１０１の回転量を検出する
ために、鏡筒１０５内等に内蔵されている検出手段の一
例を示した斜視図であり、可変抵抗１０６によって構成
され摺動子１０７が抵抗１０８上を、ズーム環の回転に
伴って摺動することによって、摺動子１０７にその回転
量に比例した電圧が出力される。この電圧をレンズ制御
装置で読み取れば、ズーム環１０１の回転量を絶対値と
して検出することができる。

【００１８】図５は本発明におけるカメラ装置の基本構
成を示すブロック図である。同図において、２０１，２
０２，２０３，２０４，２０５はそれぞれインナーフォ
ーカスタイプのレンズシステムを構成する要素であり、
それぞれ固定の前玉レンズ群、変倍を行うための第２の
レンズ群、絞り、固定の第３のレンズ群、そしてコンペ
ンセータ機能とフォーカシングの機能を兼ね備えた第４
のレンズ群である。２０７と２１０はそれぞれ変倍レン
ズ２０２とフォーカスコンペレンズ２０５が基準位置に
あることを検出するためのスイッチであって、本図にお
いてはそれぞれが検出用のフォトセンサ２０８，２１１
と共に各レンズ鏡筒内に組み込まれている。スイッチ２
０７と２１０はそれぞれ変倍レンズ２０２とフォーカス
コンペレンズ２０５に一体に移動するよう固定されてお
り、変倍レンズ２０２とフォーカスコンペレンズ２０５
が光軸と平行に移動する時、これに伴って光軸と平行に
移動する。そして、各レンズの移動可能領域において、
中間付近を境界としてフォトセンサ２０８，２１１の出
力光を遮るか遮らないかの動作を行う。出力光が遮られ
ているかまたは遮られていないかによって、フォトセン
サの光検出部は１か０の信号を出力するので、この出力
信号の変化するところを前記基準位置として、レンズが
そこにあるかどうかを検出できる。２０６はＣＣＤ等の
撮像素子、２０６ａは撮像面、２０９は絞り２０３の状
態を検出するための絞りエンコーダ、２１２は撮像素子
２０６の出力を増幅する増幅器またはインピーダンス変
換器、２１３は周知のＡＧＣ（Auto gain control）回
路、２１４は映像信号中の焦点状態に応じてレベルの変
化する高周波成分のみを抽出するためのバンドパスフィ
ルタ、２１５はバンドパスフィルタ２１４より出力され
た高周波成分に対して焦点検出（ＡＦ）処理を行うため
に映像信号を処理するためのＡＦ信号処理回路で、例え
ば各フィールド毎の高周波成分のレベルをピークホール
ドし、焦点状態の評価値として後述するシステムコント
ロール回路へと出力する。２１６はレンズを始めとする
本発明のカメラ装置全体を統括して制御するシステムコ
ントロール回路でマイクロコンピュータによって構成さ
れ、ＡＦ信号処理回路２１５より出力されるＡＦによる
焦点評価値と、変倍レンズ２０２の移動に基づく焦点面
のずれの両方を考慮したフォーカスコンペレンズ２０５
の駆動制御を行うと共に、ズーム環の操作、マニュアル
フォーカス等の各種操作に応じたレンズ各部の制御を行
うものである。２１７は絞りエンコーダ２０９によって
検出された絞り値を表わす出力信号を所定のレベルに増
幅するためのアンプ、２１８はアンプ２１７の出力信号
をシステムコントロール回路２１６で読み取れる信号に
変換する信号変換回路である。２１９はＡＧＣ回路２１
３の出力輝度信号のレベルを検出して、このレベルを一
定に保つように絞り２０３の開口状態を調節するための
絞り制御回路、２２０は絞り制御回路２１９の出力を増
幅するための増幅器、２２１は絞り２０３を駆動するた
めのＩＧメータ等のアクチュエータを含むドライバ、２
２２，２２６はそれぞれシステムコントロール回路２１
６から出力されるフォーカスコンペレンズ２０５及び変
倍レンズ２０２の駆動命令に従って駆動エネルギーをス
テッピングモータ２２３，２２７に出力するためのドラ
イバ、２２４，２２９はステッピングモータの回転軸に
直結するリードスクリューを形成した出力軸、２２５と
２２８はそれぞれ出力軸２２４，２２９を挾んでいるラ
ックであって、ステッピングモータ２２３，２２７を駆
動して出力軸を回転することにより、このラック２２
５，２２８が光軸と平行に移動し、ラック２２５，２２
８に固定されているフォーカスコンペ、変倍各レンズ群
が移動を行う。２３０はプリアップ抵抗群、２３１は電
源、２３２，２３３はそれぞれ変倍レンズ２０２をワイ
ド方向、テレ方向に移動させるためのズームスイッチ、
２３４，２３５はそれぞれフォーカスコンペレンズ２０
５を無限方向、至近方向に移動させるためのフォーカス
スイッチである。従ってズームスイッチ、フォーカスス
イッチを操作することにより、システムコントロール回
路２１６へとローレベル信号が供給され、その操作を判
定することができる。

【００１９】ます、図５において、各ステッビングモー
タを回転させるための歩進パルスは、その出力のたびに
システムコントロール回路２１６内のカウンタでカウン
トされ、このカウンタ値によって各レンズがそれぞれど
の位置にいるかを正確に把握することが可能になる。

【００２０】上述の基本システム構成図では、一般的な
表現とするためズーム操作をワイドズームスイッチ２３
２、テレズームスイッチ２３３の押圧によって行うよう
に構成した場合を示しているが、図２に示すズーム環１
０１の回転を抵抗１０８と摺動子１０７による可変抵抗
１０６で検出する検出手段を用いた場合には図６のよう
になる。同図において、ズーム操作スイッチの部分以外
は図５と同一であり、同一符号を付して説明を省略す
る。尚、摺動子１０７に得られる出力電圧はＡ／Ｄ変換
器２３６にてデジタル信号に変換されてからシステムコ
ントロール回路２１６へと入力されるが、このＡ／Ｄ変
換器はシステムコントロール回路２１６内に備えること
もできる。

【００２１】また、変倍レンズだけでなくフォーカスコ
ンペレンズを駆動する操作スイッチ２３４，２３５につ
いても、図２のズーム環１０１と同様にフォーカスリン
グ２４１を鏡筒に設け、その回転筒を抵抗２４０と摺動
子２３９による可変抵抗２３８で検出し、Ａ／Ｄ変換器
２３７でデジタル信号に変換した後、システムコントロ
ール回路２１６内へと供給するようにすることもでき
る。このようにすると、電子的な制御であっても従来の
鏡筒を直接操作する感覚を得ることができる。

【００２２】図４は図２のズーム環１０１の回転量を抵
抗１０８と摺動子１０７による可変抵抗によって検出す
る回転量検出手段を用いた変倍レンズ移動手段を説明す
るためのシステムコントロール回路２１６内の処理のフ
ローチャートである。同図において、Ｓ１で処理実行が
開始されると、Ｓ２で摺動子１０７の出力信号をシステ
ムコントロール回路２１６内でＡ／Ｄ変換する。そし
て、Ｓ３でその変換結果に対応する焦点距離を決定す
る。ズーム環１０１の回転量とそれに対応する焦点距離
の関係は、例えば図３のように表わすことができる。従
って、図３に相当する２次元の対応表をシステムコント
ロール回路２１６内に備え、前記歩進パルスのパルス数
をレンズ位置として対応させれば、摺動子１０７の出力
に相当する焦点距離（すなわち変倍レンズ位置）を一意
的に決定することができる。

【００２３】次にＳ４において、Ｓ２の処理を行った結
果、ズーム環１０１が回転したかどうかを確認する。ズ
ーム環１０１が回転していれば、Ｓ２の変換結果がその
一つ前の処理における変換結果と異なっているはずで、
Ｓ４でＳ２の変換結果に変化がないと判断されれば、Ｓ
６において変倍レンズがＳ３で対応づけられた位置に到
達しているかどうかを確認する。このレンズ位置の確認
は、前記変倍レンズ２０２駆動用のステップモータ２２
７に供給された歩進パルスのカウンタの値を読み出すこ
とによって行うことができる。Ｓ６で変倍レンズがズー
ム環の示す位置に到達していることが確認された場合に
は、Ｓ７で変倍レンズを停止し、Ｓ２の処理に戻る。ま
た、変倍レンズが未だズーム環で指定された位置に到達
していないと判断された場合には、Ｓ５でズームレンズ
の移動を継続することとし、Ｓ２から処理を繰り返す。

【００２４】Ｓ４においてズーム環が回転していること
が確認された場合には、その時のＳ２の変換結果に従っ
てＳ５で変倍レンズの移動を行う。

【００２５】以上のようにして、ズーム環１０１をマニ
ュアルで回転することにより、そのズーム環の位置を電
気的に検知して、その操作に応じた位置へと変倍レンズ
を移動することができ操作者は従来と同様、直接ズーム
環を回して変倍を行っている感覚でズーム動作を行うこ
とができる。

【００２６】またシステムコントロール回路２１６は、
上述のズーム動作中も変倍レンズ位置及びフォーカスコ
ンペレンズ位置をその歩進パルスをカウントすることに
より常時検出し、図１６の複数の特性曲線のうち該当す
る軌跡を正確にトレースするようにフォーカスコンペレ
ンズ２０５を制御することによりズーム動作中のボケの
発生を防止している。

【００２７】［第２実施例］図７は、ズーム環１０１の
回転量を検出する検出手段の第２実施例を示した斜視図
であって、前述の第１実施例と同等の機能を有する素子
には同じ番号を付してある。

【００２８】同図において、３０１はズーム環の円周上
に刻まれた櫛形のスリット群、３０２，３０３はたとえ
ばＬＥＤ等の発光素子とフォトトランジスタ等の受光素
子を組み合わせたセンサである。３０２，３０３は、ズ
ーム環周面のスリット群３０１の面に対してＬＥＤから
光を発し、その反射があるかどうかでフォトトランジス
タの出力に変化が生じる仕組みになっているセンサであ
る。本実施例においては、反射があるときには１、ない
ときには０を出力するものとして説明を行う。この出力
をシステムコントロール回路５１６にとり込むことによ
って、ズーム環１０１の移動方向や回転速度、回転量を
測定することができる。センサ３０２と３０３によっ
て、回転をどのように検出するかについて、図８を用い
て簡単に説明する。センサ３０２と３０３は、スリット
群３０１の櫛の歯のピッチに対して図８（ａ）のように
配されている。すなわち、櫛の歯のピッチの１／４の奇
数倍の距離をおいて配置することにより、回転の向きに
応じて位相の異なる信号を検出することができるように
なる。この様子を図８（ｂ）と図８（ｃ）に示す。図８
（ｂ）は、図８（ａ）の３０１が右方向に移動したとき
の、センサ３０２と３０３の出力の状態を示したもので
ある。図８（ｂ）から明らかなように、例えばセンサ３
０２の出力を基準にすると、センサ３０２の出力が１の
とき、センサ３０３の出力は必ず１から０に立ち下が
る。これと同様に、図８（ｃ）において、スリット群３
０１が左方向に移動すると、センサ３０２の出力が１の
ときに、センサ３０３の出力は０から１に立ち上がる。
つまり、センサ３０２の出力信号が１のときにセンサ３
０３の出力信号の状態を監視し、センサ３０３の出力信
号が立ち上がったか立ち下がったかでズーム環の回転方
向を検出することができる。更に、例えばセンサ３０３
の出力信号の立ち上がり及び立ち下がりの度に、ズーム
環１０１の回転量を検出するためのシステムコントロー
ル回路２１６内のカウンタを１だけ増やしたり減らした
りすることにより、ズーム環１０１の回転量を計測する
ことが可能になる。また、センサ３０２の出力が立ち上
がってから、センサ３０３の出力が立ち上がるかまたは
立ち下がるまでの時間を計測することにより、ズーム環
１０１の回転速度を検出することが可能になる。

【００２９】図９は、これらの機能を用い、ズーム環１
０１の回転の状態を検出して、それに対応させながら変
倍レンズを移動させる方法について説明したフローチャ
ーである。

【００３０】図９において、Ｓ１０１で処理の実行が開
始されると、Ｓ１０２でセンサ３０２の出力信号が立ち
上がったかどうかを検出する。センサ３０２の出力信号
の立ち上がりが検出された場合には、Ｓ１０３へと移行
してただちにシステムコントロール回路２１６内のタイ
マをクリア／スタートする。このタイマはセンサ３０２
の出力の立ち上がりでクリア／スタートされ、ズーム環
の回転速度を検出するためのものであり、またタイマの
設定時間内にセンサ３０２の出力の立ち上がりか検出さ
れない場合はズーム環の操作が行われていないと判断し
て変倍レンズを停止する等の制御を行うものである。ま
たこのタイマはＳ１０３で一旦カウント動作をスタート
すると、再びＳ１０３の処理を通るまではカウント動作
を継続するため、センサ３０２の出力がもう一度立ち上
がらなければ、タイマはやがて停止判断のための所定値
を越え、停止される。

【００３１】またＳ１０２でセンサ３０２の出力の立ち
上がりが検出されない場合には、ズーム環１０１が停止
しているか、あるいは回転途中の立ち上がりが検出でき
ない期間であると考えられるため、Ｓ１１６〜Ｓ１１９
の処理に移行する。Ｓ１１６では前記ズーム環の回転の
有無を検出するためのタイマのカウント値を前記停止判
断を行うための所定値と比較し、Ｓ１１７で所定値を越
えていなければ回転の途中である可能性があるためＳ１
０２へと復帰して再度ズーム環の回転検出動作を行う。
またＳ１１７で所定値を越えていた場合は、Ｓ１１８へ
と進んでズーム環の回転量を表わすカウンタ値に対応す
る位置にズームレンズが実際に到達しているか否かを判
定し、Ｓ１１９で到達していなければＳ１１８へと復帰
して、ズームレンズがズーム環の操作位置に対応する位
置に到達するまで待機し、到達していればＳ１２０へと
進んでズームレンズを停止してＳ１０２へと復帰する。

【００３２】Ｓ１０２でセンサ３０２の出力の立ち上が
りが検出された場合には、Ｓ１０３でタイマをクリア／
スタートし、Ｓ１０４でセンサ３０３の出力の立ち上が
りを検出する。そしてセンサ３０３の出力の立ち上がり
が検知された場合には、ズーム環１０１がワイド側へと
操作されている（図８で説明したようにセンサ３０２の
出力が「１」の時に、センサ３０３の出力が立ち上がる
か立ち下がるかで回転方向を判別しており、立ち上がっ
た場合をワイド方向、立ち下がった場合をテレ方向とす
る。）から、Ｓ１０５へと進んでズーム環１０１の位置
検出用のカウンタを１減じ（ワイド方向に移動）、Ｓ１
０６に進んでタイマのカウントを停止した後、Ｓ１０７
で変倍レンズをワイド側に移動させる。

【００３３】続いてＳ１０８で速度演算を行い、Ｓ１０
９で変倍レンズ駆動速度を新たに演算した速度に変更
し、Ｓ１０１へと復帰する。

【００３４】一方、Ｓ１０４でセンサ３０３の出力の立
ち上がりが検知されない場合は、ズーム動作方向がワイ
ド側でないので、Ｓ１１０へと移行してセンサ３０３の
立ち下がりを検知するための処理を行う。Ｓ１１０で立
ち下がりが検知された場合にはＳ１１１へと移行してズ
ーム環１０１の位置検出用のカウンタを１加算（テレ方
向に移動）してＳ１１２へと進み、タイマのカウントを
停止した後、Ｓ１１３でテレ側へズームレンズを移動
し、Ｓ１０８へと移行して速度を演算し、Ｓ１０９で新
たな速度を設定して変倍レンズを駆動する。

【００３５】また、Ｓ１１０でセンサ３０３の出力の立
ち下がりが検知されない場合には、Ｓ１０４，Ｓ１１０
でセンサ３０３の立ち上がり、立ち下がりとも検出され
ない場合であり、ズーム環が停止しているか、いずれか
の方向に動作途中のいずれかであり、Ｓ１１４へと進ん
で前述のズーム環の回転速度を検出するためのタイマの
値を所定値と比較し、Ｓ１１５でタイマカウント値が所
定値を越えていなれればＳ１０４の処理に戻り、センサ
３０３の出力の立ち上がり、または立ち下がりを待機す
る。Ｓ１１５においてタイマカウント値が所定値を越え
ていれば、この時点でズーム環が停止されたものとみな
し、Ｓ１０２の処理へと復帰する。

【００３６】なおＳ１０８の処理においては、タイマの
値すなわちズーム環１０１の移動速度から変倍レンズ移
動速度を演算して対応させる処理を行い、Ｓ１０９で変
倍レンズ駆動の変更が行われる。

【００３７】このズーム速度の演算は、システムコント
ロール回路２１６内のプログラムによって任意の方式を
選択することができる。たとえば従来からの問題点の部
分で触れたように、従来はズームボタンの押し加減に頼
っていた速度選択を、本発明においてはズーム環の回転
速度というきわめて撮影者の調整感覚に適した方法を用
いているため、視覚上あたかもズーム環の回転速度に比
例しているかのようにズーム環回転速度対変倍レンズ移
動速度の分布を設定することも可能となる。またズーム
動作中にフォーカスレンズが図１６の奇跡をできるだけ
正しく追従できるような配慮を行った変倍レンズ移動速
度分布を説定することも可能であり、撮影者の望む任意
の変倍速度で変倍動作が行えないという従来の問題点も
解決することができる。

【００３８】［第３実施例］図１０は本発明の第３実施
例におけるズーム環の構成図である。同図においては、
第２実施例で示したところの櫛形のエンコーダに加え、
ズーム環上に例えば図１１に示されるようなグレイコー
ドまたはそれに類する比較的分解能の低い絶対位置エン
コーダを付加したものである。

【００３９】第２実施例で説明した櫛形エンコーダは、
単純な構造でありながら、ズーム環の回転方向と回転速
度を正確に読み取れるという長所がある反面、基準位置
からの相対位置検出をパルスカウントによって行ってい
たため、一旦システムコントロール回路２１６の電源が
遮断されると、その回路内の回転量検出用カウンタの値
がリセットしてしまって、ズーム環の絶対位置を検出で
きなくなるという欠点があった。図１０のズーム環はこ
の欠点を解消する一例であって、このズーム環における
回転状態の検出方法について以下に述べる。図１１にお
いて４０１は前記グレイコードまたはそれに類する比較
的分解能の低い絶対位置エンコーダであり、４０２はこ
のエンコーダ状態を検出するための電極群である。

【００４０】図１２に本実施例における回転状態検出処
理のフローチャートを示す。図１２においてＳ２０１で
処理の実行が開始されると、Ｓ２０２で電源が投入され
たかどうか、すなわちシステムコントロール回路２１６
のカウンタがリセットされて、再び動作を開始したかど
うかを判断する。Ｓ２０２でシステムコントロール回路
の処理が開始されると、Ｓ２０３で電極群４０２の出力
状態が変化したかどうかを確認する。電極群４０２の出
力状態が変化していなければ、すなわちズーム環は回転
していないか、仮に回転していても事実上無視してよい
レベルの回転量であると判断する。従って、位置エンコ
ーダ４０１の最小分解能は比較的大きくても構わないも
のの、回転量が事実上無視できる程度のものでなくては
ならない。Ｓ２０３で電極群４０２の出力状態の変化が
認められなければ、変化が生じるまでそのまま待機を続
け、電極群４０２の出力状態に変化が認められた時、Ｓ
２０４の処理に移行する。Ｓ２０４では電極群４０２の
出力を読み取り、Ｓ２０５で対応する前記ズーム環回転
量検出カウンタの値を読み出して、Ｓ２０６で該カウン
タに代入する。すなわちエンコーダ４０１の取付位置が
予め決められていれば、電極群４０２の出力状態に対応
するズーム環回転量検出カウンタの値を前もって定義し
ておくことは可能であり、例えばこの対応表をマイコン
２１６内に設けておいて、Ｓ２０５ではこの表からカウ
ンタ値を読み出してＳ２０６においてこの値をカウンタ
に代入することができる。

【００４１】カウンタの値がズーム環の回転量と対応の
とれる値にリセットされた後、Ｓ２０７へと進み前記実
施例で説明したところの図９のフローチャートに示すＳ
１０１〜Ｓ１１９の処理を実行する。Ｓ２０８では電源
が遮断されたかどうかを確認し、遮断されていなければ
図９のＳ１０１〜Ｓ１１９の処理を繰り返し、遮断され
ればＳ２０２に戻って次の電源投入時にカウンタを再び
リセットする。

【００４２】以上の処理を行うことによって、櫛形エン
コーダの利点を生かしながらズーム環の絶対位置による
回転状態の検出が可能になる。

【００４３】更にこの処理によって、ズーム環の位置が
絶対的な量として読み取れるようになるので、ズーム環
上におおよその焦点距離を刻み、これまでインナーフォ
ーカスタイプのレンズシステムでは一般に行われていな
かった、外見からの焦点距離の判断を行うことが可能に
なる。

【００４４】カメラの電源を遮断し、変倍レンズの位置
を電気的に保持できなくなった場合、機械的な衝撃によ
ってレンズが移動してしまい、ズーム環の表示位置にレ
ンズが存在しない場合が考えられる。この場合には、電
源を投入後直ちにフォトセンサ２０７とスイッチ２０８
を用いてズームレンズ位置カウンタの値を設定し直すと
ともに、電極群４０２の値を読み取り、その電極群４０
２の値に相当するズームレンズ位置カウンタの値に変換
して、ズームレンズ位置カウンタが電極４０２の値に相
当する値となるまでズームレンズを移動させるというリ
セット動作を行う。この機能を備えることによって、仮
に電源が遮断された後でズーム環が回転したとしても、
電源投入時にはズーム環表示対応位置にズームレンズが
移動していることになり、誤動作なく正確に変倍レンズ
制御を行うことができる。

【００４５】［第４実施例］図１３は本発明の第４実施
例におけるカメラシステムの構成図である。

【００４６】図１３のカメラシステムはデジタル信号処
理部を有しており、電気的に撮像画面の一部分を拡大す
る「電子ズーム」機能を持ったカメラである。同図にお
いて、５００は撮像素子２０６の出力信号を処理して、
通常の映像信号に変換するカメラ信号処理回路、５０１
はカメラ信号処理回路より出された映像信号をデジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換器、５０２は映像信号のデジ
タル信号処理回路、５０４はＤ／Ａ変換器、５０５は撮
影中に撮影者が映像画像を確認する電子ビューファイン
ダ（ＥＶＦ）、５０６はＤ／Ａ変換器５０４の出力信号
を記録するたとえばビデオテープレコーダ等のレコーダ
部である。５０７はズーム環１０１の出力信号をデジタ
ル信号処理回路に取り込める形に変換する信号変換回路
であり、この部分はシステムコントロール回路２１６で
も代用することができる。

【００４７】本実施例におけるズーム環は、構成が図１
０のようなものであり、かつ、全回転角の端の特定の部
分には、ボタン１０３を押さない限り入らないものとす
る。これまでの実施例で説明したような使い方をしてい
る場合、ボタン１０３を押すことはないので、ズーム環
を回転することによってズームレンズが移動し、光学的
なズームが継続される。しかし例えばズーム環が光学上
のテレ端を示す位置に到達し、ズームレンズもテレ端に
あるとすると、それ以上ズームを行うことができない。
図１３のようにデジタル信号処理部を有するカメラにお
いては、この先、画面の一部分を拡大することによっ
て、電子ズームを実行することが技術的に可能である。
図１４はこの電子ズームと本発明におけるズーム環との
連係を説明するためのフローチャートである。図１４に
おいてＳ３０１で処理の実行が開始されると、Ｓ３０２
で電極群４０２の出力状態が読み取られる。その結果、
撮影者がボタン１０３を押しながら、テレ端よりも更に
テレ側にズーム環を回転したことをＳ３０３で確認する
と（すなわち、ズーム環回転量検出カウンタの値または
電極群４０２の出力状態が電子ズーム領域に入った値を
示したことを確認すると）、Ｓ３０４への移行の処理を
実行する。ズーム環の位置が電子ズーム領域になければ
Ｓ３０８へと進み、図１２のＳ２００、すなわちＳ２０
４〜Ｓ２０７の処理を実行してＳ３０２に処理を戻す。

【００４８】Ｓ３０４では電極群４０２の出力をズーム
環回転量検出カウンタの対応値に変換し、Ｓ３０５でこ
の変換値を該カウンタに代入する。Ｓ３０６では、この
カウンタ値から、予め定めてある電子ズームの拡大比を
読み出す。この拡大比は設計段階で設定することが可能
であり、カウンタが１増加するごとに拡大比がいくつ増
加するかは設計段階で任意に設定する。そしてＳ３０７
で前記拡大比分の電子ズームを実行し、Ｓ３０２の処理
に戻る。

【００４９】尚、電子ズームに移行する際、ボタン１０
３を押す設定にしたのは、撮影者に電子ズームによる画
質の変化があることを通知し、撮影の失敗を軽減させる
と共に、必要があれば前記スイッチを押すことによって
回路内のスイッチや諸条件を電子ズーム用に変更するた
めであって、それらの切替を全く必要としないのあれ
ば、ボタン１０３を押す動作を省いても操作上の問題は
ない。

【００５０】以上のようにズーム環を電子ズームと連動
させることにより、例えば撮影者が電子ズーム領域でズ
ーム環を高速で回転させれば、それに応じて拡大量が変
化するので、従来の欠点の部分で述べたように、所望の
拡大量が得られるまでに相当の時間がかかるといった問
題が解消されるばかりでなく、光学的な焦点距離の調節
と同様、撮影者にとって、電子ズームの拡大率の調節も
行いやすくなる。

【００５１】以上述べたように、図５に示す様なレンズ
システムに於いては、電源をＯＮするたびにレンズをリ
セットＳＷの位置に移動し、レンズ位置検出カウンタの
値を所定値にリセットする必要がある。そして電源をＯ
Ｎした時のレンズ位置にレンズを戻すことで前の状態を
維持している。このリセット動作中（レンズ移動中）に
電源をＯＦＦすると、ＯＦＦしたところのレンズ位置か
らリセット動作がスタートし、再び前記ＯＦＦした位置
にレンズが戻るので、例えば電源のＯＮ／ＯＦＦを速く
くり返すとレンズ位置が次第にズレて行くという問題が
発生する。しかしながら、本発明の様にズーム環でレン
ズ位置を「機械的」に「記憶」できるシステムに於いて
は、電源のＯＮ／ＯＦＦに関係なしにズーム環の指定位
置にレンズを戻せばよいので、リセットに絡む上記問題
点が解消されるという効果もある。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
極めて操作性良く変倍操作を行うことのできるカメラ装
置及び変倍制御装置を提供できるものである。

【００５３】

【００５４】

【００５５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したレンズユニットの斜視図であ
る。

【図２】図１のレンズユニットの変倍レンズ位置検出用
のエンコーダの構成を示す図である。

【図３】ズーム環と変倍レンズの焦点距離との関係を示
す特性図である。

【図４】図２のエンコーダを用いた変倍レンズ制御を説
明するためのフローチャートである。

【図５】カメラ装置全体を示すシステムブロック図であ
る。

【図６】本発明のズームエンコーダを用いたカメラ装置
全体を示すシステムブロック図である。

【図７】本発明における変倍レンズ位置検出用のエンコ
ーダの第２実施例を示す斜視図である。

【図８】図７に示す変倍レンズ位置検出用のエンコーダ
の動作を説明するためのタイミングチャートである。

【図９】図７に示す変倍レンズ位置検出用のエンコーダ
を用いた変倍レンズ制御動作を説明するためのフローチ
ャートである。

【図１０】本発明における変倍レンズ位置検出用のエン
コーダの第３実施例を示す斜視図である。

【図１１】図１０における変倍レンズ位置検出用のエン
コーダの内部構成を示す図である。

【図１２】図１０における変倍レンズ位置検出用のエン
コーダを用いた変倍レンズ制御動作を説明するためのフ
ローチャートである。

【図１３】本発明におけるカメラ装置の第４実施例を示
すブロック図である。

【図１４】図１３に示す本発明の第４実施例の制御動作
を説明するためのフローチャートである。

【図１５】インナーフォーカスタイプレンズの構成を示
す図である。

【図１６】図１５に示すようなインナーフォーカスタイ
プレンズにおける焦点距離（ズームレンズ位置）と被写
体距離（フォーカスレンズ位置）との関係を示すフォー
カスレンズ移動軌跡である。

【符号の説明】

１０１ ズーム環（回転環） １０４ 鏡筒 １０５ 鏡筒 １０６ 可変抵抗（第２の位置検出手段） ２０２ 変倍レンズ（第２のレンズ群） ２０５ フォーカスコンペレンズ（第１のレンズ群） ２１６ システムコントロール回路（第１，第２の検出
手段、制御手段） ２２５ ステッピングモータ（第１の駆動手段） ２２７ ステッピングモータ（第２の駆動手段） ２３８ 可変抵抗（第１の位置検出手段） ５００ カメラ信号処理回路 ５０２ デジタル信号処理回路（制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/232 G02B 7/08 H04N 5/225

Claims (20)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マニュアル操作により回転するズーム環
   と、前記ズーム環の回転速度を検出する検出手段と、前
   記検出手段により検出される回転速度に応じて変倍レン
   ズの駆動速度並びに電子ズームの変倍速度を制御する制
   御手段とを有することを特徴とするカメラ装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記検出手段により検
   出される回転速度に応じて前記変倍レンズを駆動するモ
   ータを制御することを特徴とする請求項１記載のカメラ
   装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記ズーム環の回転方
   向に応じて前記変倍レンズの駆動方向を決定することを
   特徴とする請求項１又は２記載のカメラ装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記ズーム環の回転量
   に応じて前記変倍レンズの駆動量を決定することを特徴
   とする請求項１〜３のいずれかに記載のカメラ装置。
5. 【請求項５】 前記ズーム環の回転絶対位置を検出する
   ための絶対位置検出手段を有することを特徴とする請求
   項１〜４のいずれかに記載のカメラ装置。
6. 【請求項６】 前記ズーム環は、前記変倍レンズを保持
   する鏡筒に回転自在に設けられていることを特徴とする
   請求項１〜５のいずれかに記載のカメラ装置。
7. 【請求項７】 前記制御手段は、前記変倍レンズより後
   方に設けられるフォーカスレンズを駆動するモータを制
   御することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載
   のカメラ装置。
8. 【請求項８】 前記制御手段は、前記変倍レンズの駆動
   位置に応じて前記フォーカスレンズの駆動位置を演算す
   ることを特徴とする請求項７記載のカメラ装置。
9. 【請求項９】 前記制御手段は、前記ズーム環の回転方
   向に応じて前記電子ズームの変倍率を決定することを特
   徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のカメラ装置。
10. 【請求項１０】 前記制御手段は、前記ズーム環の回転
    量に応じて前記電子ズームの変倍量を決定することを特
    徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のカメラ装置。
11. 【請求項１１】 マニュアル操作により回転するズーム
    環と、前記ズーム環の回転速度を検出する検出手段と、
    前記検出手段により検出される回転速度に応じて変倍レ
    ンズの駆動速度並びに電子ズームの変倍速度を制御する
    制御手段とを有することを特徴とする変倍制御装置。
12. 【請求項１２】 前記制御手段は、前記検出手段により
    検出される回転速度に応じて前記変倍レンズを駆動する
    モータを制御することを特徴とする請求項１１記載の変
    倍制御装置。
13. 【請求項１３】 前記制御手段は、前記ズーム環の回転
    方向に応じて前記変倍レンズの駆動方向を決定すること
    を特徴とする請求項１１又は１２記載の変倍制御装置。
14. 【請求項１４】 前記制御手段は、前記ズーム環の回転
    量に応じて前記変倍レンズの駆動量を決定することを特
    徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の変倍制御
    装置。
15. 【請求項１５】 前記ズーム環の回転絶対位置を検出す
    るための絶対位置検出手段を有することを特徴とする請
    求項１１〜１４のいずれかに記載の変倍制御装置。
16. 【請求項１６】 前記ズーム環は、前記変倍レンズを保
    持する鏡筒に回転自在に設けられていることを特徴とす
    る請求項１１〜１５のいずれかに記載の変倍制御装置。
17. 【請求項１７】 前記制御手段は、前記変倍レンズより
    後方に設けられるフォーカスレンズを駆動するモータを
    制御することを特徴とする請求項１１〜１６のいずれか
    に記載の変倍制御装置。
18. 【請求項１８】 前記制御手段は、前記変倍レンズの駆
    動位置に応じて前記フォーカスレンズの駆動位置を演算
    することを特徴とする請求項１７記載の変倍制御装置。
19. 【請求項１９】 前記制御手段は、前記ズーム環の回転
    方向に応じて前記電子ズームの変倍率を決定することを
    特徴とする請求項１１〜１８のいずれかに記載の変倍制
    御装置。
20. 【請求項２０】 前記制御手段は、前記ズーム環の回転
    量に応じて前記電子ズームの変倍量を決定することを特
    徴とする請求項１１〜１９のいずれかに記載の変倍制御
    装置。