JP3507086B2 - カメラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インナーフォーカス型
のレンズシステムに対するレンズ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２は、従来から知られているインナ
ーフォーカス型のレンズシステムの構成図である。図１
２に示したように、インナーフォーカス型のレンズシス
テム１は、同図の左側の被写体側から右側に向かって順
次光軸に沿って配設された第１固定レンズ２と、光軸と
平行に移動して変倍を行う変倍レンズ３と、絞り４と、
第２固定レンズ５と、光軸と平行に移動して焦点調節を
行うと共に、変倍が行われて焦点面が移動した場合の補
正を行ういわゆるコンペ機能を兼ね備えたフォーカスコ
ンペレンズ６とを有している。そして、このレンズシス
テム１による光学的被写体像は、撮像素子７の撮像面７
ａに結像され、光電変換されて映像信号として出力され
る。

【０００３】このようなインナーフォーカス型のレンズ
システム１では、上記のようにフォーカスコンペレンズ
６がコンペ機能と焦点調節機能とを兼ね備えているた
め、焦点距離が等しくても、撮像面７ａに合焦するため
のフォーカスコンペレンズ６の位置は、被写体距離によ
って異なってしまう。

【０００４】すなわち、各焦点距離において被写体距離
を変化させたとき、撮像面７ａに合焦させるためのフォ
ーカスコンペレンズ６の位置を連続してプロットする
と、図１３のようになる。従って、ボケのないズーミン
グを行うためには、ズーミング中は、被写体距離に応じ
て図１３に示された合焦レンズ軌跡を選択し、選択した
合焦レンズ軌跡どおりにフォーカスコンペレンズ６を移
動させる必要がある。

【０００５】なお、前玉フォーカス型のレンズシステム
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、さら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、たとえばカム環に
マニュアルズーム用のツマミを設け、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】一方、インナーフォーカス型のレンズシス
テム１では、上記のように、ボケのないズーミングを行
うためには図１３に示された軌跡どおりにフォーカスコ
ンペレンズ６を移動させる必要がある。このため、図１
３のような被写体距離に対応する複数の合焦レンズ軌跡
情報を何らかの形（軌跡そのものでも、レンズ位置を変
数とした関数でも良い）でレンズ制御用マイコンに記憶
させておき、フォーカスコンペレンズ６と変倍レンズ３
との位置によって合焦レンズ軌跡を選択して、この選択
した合焦レンズ軌跡上を辿りながらズーミングを行う軌
跡追従方式が一般に採用されている。なお、軌跡追従方
式の詳細は後述する。

【０００７】この際、フォーカスコンペレンズ６による
合焦制御を正確にしてボケを完全に無くすには、変倍レ
ンズ３、およびフォーカスコンペレンズ６の位置をある
程度正確に検知する必要がある。特に、図１３からも明
らかなように、変倍レンズ３が等速度またはそれに近い
速度で移動する場合、焦点距離の変化によって刻々とフ
ォーカスコンペレンズ６が辿るべき合焦レンズ軌跡の傾
きが変化している。これは、フォーカスコンペレンズ６
の移動速度と移動の向きが刻々と変化することを示して
おり、換言すれば、フォーカスコンペレンズ６用のアク
チュエータは、１Ｈｚ〜数１００Ｈｚまでの精度良い速
度応答をしなければならないことになる。

【０００８】このような要求を満たすため、フォーカス
コンペレンズ６用のアクチュエータとしては、ステッピ
ングモータを用いるのが一般的になりつつある。ステッ
ピングモータは、レンズ制御用のマイコン等から出力さ
れる歩進パルスに完全に同期しながら回転し、１パルス
当たりの歩進角度が一定なので、高い速度応答性と停止
精度、位置精度が得られるからである。さらに、ステッ
ピングモータを用いる場合、歩進パルスに対する歩進角
度が一定であるから、歩進パルスをそのままインクリメ
ント型の位置エンコーダとして用いることができ、特別
な位置エンコーダを追加しなくても良いという利点もあ
る。

【０００９】次に、インナーフォーカス型のレンズシス
テム１において合焦を保ちながら変倍動作を行うための
上記の軌跡追従方式の従来例を、図１４に基づいて説明
する。

【００１０】図１４において、縦軸はフォーカスコンペ
レンズ６の位置、横軸は変倍レンズ３の位置を示してい
る。また、ｚ0、ｚ1、ｚ2、…ｚ11は変倍レンズ３の位
置を示しており、ａ0、ａ1、ａ2、…ａ11と、ｂ0、ｂ
1、ｂ2、…ｂ11とは、異なる２つの被写体距離に対応し
ており、変倍レンズ３の移動に追従してフォーカスコン
ペレンズ６が辿るべき代表的な合焦レンズ軌跡を示して
いる。これら合焦レンズ軌跡情報は、合焦レンズ軌跡テ
ーブルとして制御用マイコンに記憶されている。

【００１１】図１４に示したように、合焦レンズ軌跡テ
ーブルには、離散的な被写体距離に対応する代表的な合
焦レンズ軌跡しか記憶されていないため、記憶されてい
ない被写体距離の場合には、記憶された合焦レンズ軌跡
をそのまま辿ったのでは、合焦を保ちながら変倍動作を
行うことができなくなる。そこで、記憶されていない被
写体距離の場合には、記憶された合焦レンズ軌跡に基づ
いて、記憶されていない被写体距離に対応する合焦レン
ズ軌跡を算出している。図１４のｐ0、ｐ1、ｐ2、…ｐ1
1は、算出された合焦レンズ軌跡である。このｐ0、ｐ
1、ｐ2、…ｐ11のような合焦レンズ軌跡は、次式

【００１２】

【数１】ｐ（ｎ＋１）＝ ｛ｂ（ｎ＋１）−ａ（ｎ＋
１）｝ ×｛ｐ（ｎ）−ａ（ｎ）｝ ／ ｛ｂ
（ｎ）−ａ（ｎ）｝＋ａ（ｎ＋１） により算出される。

【００１３】数式１によれば、例えば図１４において、
フォーカスコンペレンズ６がｐ０の位置に在る場合、ｐ
０が線分「ｂ０−ａ０」を内分する比を求め、この内分
比に従って「ｂ１−ａ１」を内分する点をｐ１としてい
る。この点ｐ１と点ｐ０との位置差（すなわち距離）
と、変倍レンズ３がｚ０からｚ１まで移動するのに要す
る時間から、合焦を保つためのフォーカスコンペレンズ
６がｐ０からｐ１へと移動するための移動速度が求めら
れる。

【００１４】ところで、変倍レンズ３がテレからワイド
方向に移動する場合には、図１３から明らかなように、
バラけている合焦レンズ軌跡が収束する方向なので、上
述した軌跡追従方式でも合焦は維持できる。しかし、ワ
イドからテレ方向では、収束点にいたフォーカスコンペ
レンズ６がどの合焦レンズ軌跡を辿るべきかが判らない
ので、同様な軌跡追従方式では合焦を維持できない。

【００１５】そこで、コントラスト方式（山登り方式）
の自動焦点調節動作（ＡＦ）時に得られる前ピン、後ピ
ン情報（ボケ情報）を最も小さくする合焦レンズ軌跡を
選択し、その合焦レンズ軌跡に基づいてフォーカスコン
ペレンズ６を追従させながらズーミングする方式が提案
されている。

【００１６】すなわち、２次元撮像素子（ＣＣＤ）を備
えたビデオカメラなどでは、撮影レンズ（インナーフォ
ーカス型レンズシステム）から入力された被写体の光学
像を２次元撮像素子により光電変換し、その光電変換さ
れた映像信号から画面の鮮鋭度を検出し、その鮮鋭度が
最大となるようにフォーカスコンペレンズ６の位置を制
御して合焦させている。

【００１７】前記画面の鮮鋭度の評価資料としては、一
般に、バンドパスフィルタにより抽出された映像信号の
高周波成分の強度、或いは微分回路などにより抽出され
た映像信号のボケ幅検出強度などが利用されている。画
面の鮮鋭度は、通常の被写体を撮影した場合、いわゆる
ピントがボケている状態では小さく、ピントが合うにつ
れて大きくなって完全にピントが合うと最大値になる。
従って、フォーカスコンペレンズ６の位置制御は、画面
の鮮鋭度が小さいときは大きくなる方向になるべく速く
移動させ、画面の鮮鋭度が大きくなってくるにつれてゆ
っくりと移動させて、鮮鋭度軌跡の山の頂上、すなわち
ピントが完全に合った位置で停止させるようにしてい
る。このようなＡＦ方式は、一般に、山登り方式と呼ば
れている。

【００１８】このようなＡＦ制御を行いながらズーミン
グを行う場合には、前記ＡＦ制御により得られる前記ボ
ケ情報（フォーカスコンペレンズ６の移動方向と移動速
度）が、合焦レンズ軌跡に従って追従する際のフォーカ
スコンペレンズ６の移動速度（以下、この移動速度をフ
ォーカス速度と呼ぶ）に一致するように、ズーミング中
に辿るべき合焦レンズ軌跡を限定している。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来は、一般
に、ＡＦ制御において過去の一定時間の映像信号（鮮鋭
度信号）に基づいてフォーカスコンペレンズ６の移動方
向と移動速度を決定しているため、ズーミング速度が極
めて速く、変倍レンズ３がワイド端からテレ端まで極め
て短時間に移動してしまうような場合には、時々刻々変
化する映像信号に対応する応答性が悪く、追従すべき合
焦レンズ軌跡の限定が困難となる結果、ボケが大きくな
ってしまうという問題があった。また、ＡＦ制御におけ
るボケの判断は、変倍レンズ３の移動とフォーカスコン
ペレンズ６の移動という２つのパラメータを反映した映
像信号に基づいて行っているため、フォーカスコンペレ
ンズ６についてのみその移動方向と移動速度を判断する
際に、判断を誤ってしまい、ボケが大きくなる場合があ
った。

【００２０】本発明は、このような事情の下になされた
もので、その目的は、被写体の映像信号を利用して合焦
を維持しながらズーミングを行う際、ズーミングの態様
や環境に左右されることなく、常に所定以上の合焦精度
を維持しながらズーミングを行えるようにすることであ
る。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、変倍動作を行うための第１のレンズと、
該第１のレンズの移動時の焦点面の移動を補正するため
の第２のレンズと、前記第１のレンズ、第２のレンズを
それぞれ独立に光軸と平行に移動させるレンズ移動手段
と、撮影された被写体の映像信号から鮮鋭度信号を抽出
する抽出手段とを有するカメラであって、前記第１のレ
ンズの移動時に前記映像信号の鮮鋭度信号の増減する変
化量が所定のしきい値以下となるように前記第２のレン
ズの移動速度を切換える移動状態切換手段を備えてい
る。

【００２２】

【作用】第１のレンズは変倍動作を行い、第２のレンズ
は第１のレンズの移動時の焦点面の移動を補正するレン
ズとして機能する。レンズ移動手段は、第１のレンズ、
第２のレンズをそれぞれ独立に光軸と平行に移動させ
る。

【００２３】抽出手段は、撮影された被写体の映像信号
から鮮鋭度信号を抽出する。

【００２４】そして、移動状態切換手段は、第１のレン
ズの移動時に前記映像信号の鮮鋭度信号の増減する変化
量が所定のしきい値以下となるように第２のレンズの移
動速度を切換える。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図１１に基づ
いて説明する。

【００２６】［第１実施例］図１は本発明の第１実施例
によるレンズ制御装置を備えたビデオカメラの概要を示
すブロック構成図である。

【００２７】図１において、１０はインナーフォーカス
型のレンズシステムであり、上述した従来例と同様に、
図において左側の被写体側から右側に向かって順次光軸
に沿って配設された第１固定レンズ１１、光軸と平行に
移動して変倍を行う変倍レンズ１２、絞り１３、第２固
定レンズ１４、光軸と平行に移動して焦点調節を行うと
共に、変倍が行われて焦点面が移動した場合の補正を行
ういわゆるコンペ機能を兼ね備えたフォーカスコンペレ
ンズ１５を有している。

【００２８】そして、このレンズシステム１０による光
学的被写体像は、ＣＣＤ等により構成された撮像素子１
６の撮像面１６ａに結像され、光電変換されて映像信号
として出力される。この映像信号（電気信号）は、第１
増幅器（またはインピーダンス変換器）１７により増幅
され、ＡＧＣ（自動利得制御）回路１８により出力の振
幅が一定に保持され、フィルタ１９により高周波成分の
みが抽出される。そして、信号処理回路２０は、フィル
タ１９からの映像信号に対してＡＦ（オートフォーカ
ス）処理を行うために、高周波成分の強度（鮮鋭度信
号）を求めるなどの信号処理を行い、レンズ制御用マイ
コン２１に出力する。

【００２９】変倍レンズ１２、フォーカスコンペレンズ
１５は、それぞれレンズ移動手段２２、２３により移動
される。レンズ移動手段２２、２３は、ステッピングモ
ータ２２ａ、２３ａと、ドライバ２２ｂ，２３ｂとを有
している（以下、変倍レンズ１２移動用のステッピンク
モータをズームモータ、フォーカスコンペレンズ１５駆
動用のステッピンクモータをフォーカスモータとい
う）。これらズームモータ２２ａ、フォーカスモータ２
３ａに各々直結された出力軸２２ｃ、２３ｃには、それ
ぞれラック２２ｄ、２３ｄが噛合され、これらラック２
２ｄ、２３ｄは、それぞれ変倍レンズ１２、フォーカス
コンペレンズ１５に固定されている。

【００３０】そして、レンズ制御用マイコン２１から出
力される移動命令信号（方向信号ｓ1、ｓ2、速度信号ｓ
3、ｓ4）に従ってドライバ２２ｂ、２３ｂから駆動エネ
ルギーがズームモータ２２ａ、フォーカスモータ２３ａ
にそれぞれ供給されて出力軸２２ｃ、２３ｃが回転する
ことにより、ラック２２ｄ、２３ｄと一体に変倍レンズ
１２、フォーカスコンペレンズ１５が、光軸と平行（図
中、矢印Ａ、Ｂ方向）に移動する。

【００３１】変倍レンズ１２、フォーカスコンペレンズ
１５の位置は、それぞれレンズ位置検出手段２４、２５
により検出される。レンズ位置検出手段２４、２５は、
フォトセンサ２４ａ、２５ａと、遮光板２４ｂ、２５ｂ
とを有しており、フォトセンサ２４ａ、２５ａは、発光
部と受光部（図示省略）とに構成され、遮光板２４ｂ、
２５ｂは、それぞれ変倍レンズ１２、フォーカスコンペ
レンズ１５に固定されている。

【００３２】そして、変倍レンズ１２、フォーカスコン
ペレンズ１５が光軸と平行に移動すると、それと一体に
遮光板２４ｂ、２５ｂが移動し、フォトセンサ２４ａ、
２５ａの発光部と受光部との間の光路を遮ったとき、受
光部の出力信号はロー（Ｌｏｗ）レベルになり、遮らな
いときはハイ（Ｈｉｇｈ）レベルになる。

【００３３】従って、受光部の出力信号が変化する位置
を基準位置として、変倍レンズ１２、フォーカスコンペ
レンズ１５が基準位置に存在するか否かを検知すること
ができる。そして、レンズ制御用マイコン２１は、この
基準位置と、レンズ移動速度、レンズ移動方向などによ
り、各レンズの位置を認識することができる。

【００３４】絞り１３は、適性露光量を維持するように
ドライバ２６により駆動される。すなわち、絞り制御回
路２７は、ＡＧＣ回路１８の出力信号のレベルを検出
し、このレベルが一定レベル（適性露光量）でないとき
は、一定レベルにするための絞り量制御信号を発生す
る。この絞り量制御信号は、第２増幅器２８により増幅
されてドライバ２６に出力され、ドライバ２６により適
性露光量となるように絞り１３が駆動される。

【００３５】絞り１３の絞り状態は、エンコーダ２９に
より検出され、その検出信号は、第３増幅器３０により
増幅され、信号変換回路３１によりレンズ制御用マイコ
ン２１が読取可能な信号に変換された後、該レンズ制御
用マイコン２１に出力される。

【００３６】レンズ制御用マイコン２１には、変倍レン
ズ１２をワイド方向、テレ方向にそれぞれ移動させるた
めのワイドスイッチ３２、テレスイッチ３３、フォーカ
スコンペレンズ１５を無限遠方向、至近方向にそれぞれ
移動させるための無限スイッチ３４、至近スイッチ３
５、ＡＦモードを設定するＡＦスイッチ３６が接続され
ている。これら各スイッチとレンズ制御用マイコン２１
との接続ラインには、プルアップ抵抗３７を介して電源
３８が接続されている。

【００３７】レンズ制御用マイコン２１には、図１３の
合焦レンズ軌跡内容をテーブル化した図２のような合焦
レンズ軌跡テーブルＴがプリセットされている。そし
て、レンズ制御用マイコン２１は、ＡＦ制御により得ら
れる鮮鋭度信号を利用して合焦レンズ軌跡テーブルＴ内
の合焦レンズ軌跡を選択しながらズーミングを行う。こ
の際、たとえズーミング時間が極めて短くても、ボケを
極力小さくするようにズーミングを行っている。このよ
うに、ズーミング時間が極めて短くてもボケを極力小さ
くできる原理を図２に基づいて説明する。

【００３８】図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）とも、横軸
は、変倍レンズ位置を示し、縦軸については、図２
（ａ）は映像信号の高周波成分（鮮鋭度信号）のレベル
を示し、図２（ｂ）、（ｃ）はフォーカスコンペレンズ
位置を示している。

【００３９】図２において、或る被写体（被写体距離）
に対してズーミングを行う際の合焦レンズ軌跡Ｄ４であ
るとする。ここで、変倍レンズ位置Ｐよりワイド側での
フォーカス速度を正（フォーカスコンペレンズ６は至近
方向に移動）とし、変倍レンズ位置Ｐよりテレ側で無限
方向に移動する際のフォーカス速度を負とする。

【００４０】フォーカスコンペレンズ６が合焦レンズ軌
跡に忠実に従って合焦を維持しながら移動するとき、鮮
鋭度信号の大きさは、前述のように最大になり、しかも
その大きさは図２（ａ）のＤ１に示したようにほぼ一定
になる。

【００４１】図２（ｂ）に示したように、ズーミング
時、フォーカス速度をＶｐとし、フォーカス速度Ｖｐよ
り正方向に速い速度を＋、フォーカス速度Ｖｐより正方
向に遅い速度を−で表し、合焦レンズ軌跡に忠実に従っ
て移動する理想的なフォーカス速度Ｖｐに対して、フォ
ーカス速度Ｖｆを大小（速い速度、遅い速度で移動）さ
せながらズーミングすると、その軌跡はＤ５のようにジ
グザクの軌跡となり、鮮鋭度信号レベルは図２（ａ）の
Ｄ２のように山、谷を生じるように変化する。この鮮鋭
度信号Ｄ２は、合焦レンズ軌跡Ｄ４と軌跡Ｄ５との交点
位置Ｑで最大となり、軌跡Ｄ５の＋（速い速度）、−
（遅い速度）が切替わるポイントＲで最小となる。

【００４２】図２（ａ）のＤ３は、前記鮮鋭度信号Ｄ２
の最小値を示しているが、逆に、最小値Ｄ３を設定して
おき、鮮鋭度信号Ｄ２の大きさが最小値Ｄ３と等しくな
る毎に、前記軌跡Ｄ５の＋、−を切替えれば、切替え後
のフォーカスコンペレンズ６の移動方向を、合焦レンズ
軌跡Ｄ４に近付く方向に設定できる。

【００４３】すなわち、鮮鋭度信号レベルの最大値Ｄ１
と最小値Ｄ３の差の分だけ像がボケる毎に、そのボケを
減らすようにフォーカスコンペレンズ６の移動方向と移
動速度を制御することにより、ボケ量を抑制したズーミ
ングを行うことができる。

【００４４】このような手法を用いることにより、図２
（ｃ）に示した合焦レンズ軌跡Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８が収束
から発散していくワイドからテレ方向のズーミングにお
いて、たとえフォーカス速度Ｖｐが分からなくても、前
記数式１で求められた前記追従先位置ｐ（ｎ＋１）に基
づいて得られる前記追従速度に対し、速い速度（＋）、
遅い速度（−）となるフォーカス速度Ｖｆで、Ｄ９のよ
うに切替動作を繰り返せば、鮮鋭度信号レベルが最小値
Ｄ３よりも下がらない、つまり一定量以上のボケを生じ
ないような合焦レンズ軌跡を選択できる。また、ボケ量
の大きさは、鮮鋭度信号レベルの最小値Ｄ３を適切に設
定することにより、見た目にボケが判らない程度にする
ことが可能となる。

【００４５】すなわち、ワイドからテレ方向のズーミン
グ時に、過去一定期間の鮮鋭度信号を必要とせず、現在
の鮮鋭度信号レベルを監視して判断するだけで良く、ま
た、ボケが一定量だけ生じた際、どの向きにフォーカス
コンペレンズ１５を移動させればボケが減るのかを認識
できるので、ズーミング時間などに左右されることな
く、ボケの小さいスーミングを行える。

【００４６】次に、上記のようなズーミングを行うため
のレンズ制御動作を図３、図４のフローチャートに基づ
いて説明する。なお、図３、図４のフローはサブルーチ
ン化されており、このフローが実行される前に映像信号
の高周波成分量（鮮鋭度信号レベル）の取り込み処理、
ＡＦモード処理、マニュアルモード処理などが実行され
ている。

【００４７】レンズ制御用マイコン２１は、まず、ズー
ム速度Ｖｚ、図２に示した＋、−の方向、すなわち、フ
ォーカスコンペレンズ１５を合焦レンズ軌跡追従速度Ｖ
より速い速度（＋）、遅い速度（−）で移動させるため
の補正速度Ｖ+，Ｖ-の初期値を設定し、速い速度
（＋）、遅い速度（−）の切換処理を実行するか否かを
示す反転フラグに「１」をセットする（ステップＳ
１）。なお、反転フラグは、「０」が反転を実行すべき
ことを示し、「１」が反転不要であることを示してい
る。

【００４８】次に、ワイドスイッチ３２、テレスイッチ
３３のオン／オフ状態を判別することにより、ズーミン
グ中であるか否かを判断する（ステップＳ２）。その結
果、ワイドスイッチ３２、テレスイッチ３３が両方とも
オフされており、ズーミング中でなければ、１垂直同期
時間内に１回処理される鮮鋭度信号取り込みルーチンで
記憶された鮮鋭度信号レベルの現在値「信号０」から、
任意の定数αを減じた値を、図２のＤ３に対応する最小
値（しきい値）ＴＨ１として（ステップＳ３）、後述の
ステップＳ１５に進み、フォーカスモータ２３ａを駆動
して（この場合のフォーカス速度Ｖｆは別のサブルーチ
ンにより決定される）、メインフローにリターンする。
すなわち、しきい値ＴＨ１は、ズーミング開始直前に決
定される。

【００４９】一方、ワイドスイッチ３２、或いはテレス
イッチ３３のいずれかがオンされズーミング中であれ
ば、どちらのスイッチがオンされているかを判別して、
ワイドからテレ方向へのズーミングであるか否かを判断
する（ステップＳ４）。その結果、テレスイッチ３３の
方がオンされており、ワイドからテレ方向へのズーミン
グであれば、現在の鮮鋭度信号レベル「信号０」が前記
しきい値ＴＨ１以下であるか否か、すなわち、図２
（ｂ）の方向（速度）切換ポイントＲにフォーカスコン
ペレンズ１５が到達したか否かを判断する（ステップＳ
５）。その結果、現在の鮮鋭度信号レベル「信号０」が
しきい値ＴＨ１以下であり、フォーカスコンペレンズ１
５が速度切換ポイントＲに到達しておれば、＋、−の方
向（速い速度と遅い速度）の切換処理を実行する必要が
あるので、反転フラグに「０」をセットして（ステップ
Ｓ７）、ステップＳ８に進む。一方、現在の鮮鋭度信号
レベル「信号０」がしきい値ＴＨ１より大きく、フォー
カスコンペレンズ１５が速度切換ポイントＲに到達して
いなければ、速い速度と遅い速度の切換処理を実行する
必要がないので、初期設定された反転フラグ「１」の状
態を維持すべく、ステップＳ７をスキップして、ステッ
プＳ８に進む。

【００５０】ステップＳ４にて、テレからワイド方向へ
のズーミング中であると判断されたときは、合焦レンズ
軌跡追従速度Ｖを補正しないようにするため、補正速度
Ｖ+，Ｖ-を共に「０」として（ステップＳ６）、ステッ
プＳ７に進む。

【００５１】ステップＳ８では、変倍レンズ１２、フォ
ーカスコンペレンズ１５の現在位置と、合焦レンズ軌跡
テーブルＴ内の軌跡データとに基づいて、フォーカスコ
ンペレンズ１５の合焦レンズ軌跡追従速度Ｖを算出す
る。次に、反転フラグに「０」がセットされているか否
かを判別することにより、速い速度と遅い速度の切換処
理を実行すべきか否かを判断する（ステップＳ９）。そ
の結果、反転フラグに「０」がセットされており、速い
速度と遅い速度の切換処理を実行すべきであれば、補正
フラグに「１」がセットされているか否かを判別するこ
とにより、合焦レンズ軌跡追従が速い速度で行われてい
るか否かを判断する（ステップＳ１０）。

【００５２】その結果、補正フラグに「１」がセットさ
れ、合焦レンズ軌跡追従が速い速度で行われておれば、
その速い速度を遅い速度に切換えるべく、ステップＳ８
にて算出された合焦レンズ軌跡追従速度Ｖが「＋」であ
り、フォーカスコンペレンズ１５を至近方向に移動させ
るべき状況の場合は、フォーカス速度Ｖｆ＝（合焦レン
ズ軌跡追従速度Ｖ）−（補正速度Ｖ-）とし、合焦レン
ズ軌跡追従速度Ｖが「−」であり、フォーカスコンペレ
ンズ１５を無限遠方向に移動させるべき状況の場合は、
フォーカス速度Ｖｆ＝（合焦レンズ軌跡追従速度Ｖ）＋
（補正速度Ｖ-）とし、補正フラグに「０」をセットす
る（ステップＳ１１）。

【００５３】一方、補正フラグに「０」がセットされ、
合焦レンズ軌跡追従が遅い速度で行われておれば、その
遅い速度を速い速度に切換えるべく、ステップＳ８にて
算出された合焦レンズ軌跡追従速度Ｖが「＋」であり、
フォーカスコンペレンズ１５を至近方向に移動させるべ
き状況の場合は、フォーカス速度Ｖｆ＝（合焦レンズ軌
跡追従速度Ｖ）＋（補正速度Ｖ+）とし、合焦レンズ軌
跡追従速度Ｖが「−」であり、フォーカスコンペレンズ
１５を無限遠方向に移動させるべき状況の場合は、フォ
ーカス速度Ｖｆ＝（合焦レンズ軌跡追従速度Ｖ）−（補
正速度Ｖ+）とし、補正フラグに「１」をセットする
（ステップＳ１３）。

【００５４】ステップＳ９にて、反転フラグに「１」が
セットされていると判断され、速い速度と遅い速度の切
換処理を実行する必要がなければ、補正フラグに「１」
がセットされているか否かを判別することにより、合焦
レンズ軌跡追従が速い速度で行われているか否かを判断
する（ステップＳ１２）。

【００５５】その結果、補正フラグに「１」がセットさ
れ、合焦レンズ軌跡追従が速い速度で行われておれば、
その速い速度を維持すべく上記ステップＳ１３に進み、
補正フラグに「０」がセットされ、合焦レンズ軌跡追従
が遅い速度で行われておれば、その遅い速度を維持すべ
く上記ステップＳ１１に進む。

【００５６】ステップＳ１１、またはステップＳ１３の
処理を行った後は、変倍レンズ１２が前記ズーム速度Ｖ
ｚで移動するようにズームモータ２２ａを駆動し（ステ
ップＳ１４）、フォーカスコンペレンズ１５が前記フォ
ーカス速度Ｖｆで移動するようにフォーカスモータ２３
ａを駆動して（ステップＳ１５）、メインフローにリタ
ーンする。

【００５７】以上説明したように、ワイドからテレ方向
へのズーミング中、フォーカスコンペレンズ１５を、合
焦レンズ軌跡追従速度Ｖよりも速い速度、遅い速度に切
換えながら（ジグザグに軌跡を描きながら）移動させる
ことにより、映像信号の高周波成分（鮮鋭度信号）のレ
ベルを増減させ、鮮鋭度信号レベルがしきい値ＴＨ１よ
りも小さくなる毎に、速い速度と遅い速度の切換えを行
うようにしている。

【００５８】このような処理により、鮮鋭度信号の変化
要因をフォーカスコンペレンズ１５の移動に限定でき、
さらに過去一定期間の鮮鋭度信号を用いることなく、移
動速度切換時のフォーカスコンペレンズ位置と合焦位置
との位置関係を知ることが可能となる。

【００５９】従って、ズーミング時間に左右されること
なく、鮮鋭度信号レベルをしきい値以下にしない、すな
わち、しきい値分以上のボケを生じさせないズーミング
が可能となる。

【００６０】ここで、上記ステップＳ１４、Ｓ１５にて
行われる、ズームモータ２２ａ、フォーカスモータ２３
ａの駆動方法について説明する。

【００６１】ズームモータ２２ａ、フォーカスモータ２
３ａを駆動するためのドライバ２２ｂ、２３ｂは、レン
ズ制御用マイコン２１から出力されるＨ／Ｌの方向信号
Ｓ１、Ｓ２と、クロック波形の回転周波数信号としての
速度信号Ｓ３、Ｓ４により制御される。ズームモータ２
２ａに対する方向信号Ｓ１は、ワイドスイッチ３２、テ
レスイッチ３３のいずれがオンされているかによってＨ
／Ｌが決定される。また、フォーカスモータ２３ａに対
する方向信号Ｓ２は、フォーカスモータ速度Ｖｆが正／
負のいずれであるかにかによってＨ／Ｌが決定される。

【００６２】ドライバ２２ｂ、２３ｂは、方向信号Ｓ
１、Ｓ２に応じて４相のモータ励磁相の位相を順回転、
或いは逆回転に設定し、かつ速度信号Ｓ３、Ｓ４に応じ
て４相のモータ励磁相の印加電圧（または電流）を変化
させながら出力することにより、モータの回転方向と回
転周波数とを制御している。

【００６３】［第２実施例］次に、本発明の第２実施例
を図５〜図８に基づいて説明する。

【００６４】上記第１実施例は、速い速度（＋）と遅い
速度（−）のバランスによっては、鮮鋭度信号レベルの
変化の仕方が、その変極点を軸として対称にならない場
合があり、この場合は、例えば、合焦レンズ軌跡を至近
側では選択しやすいが、無限遠側では選択しにくくなる
結果、特定の被写体距離で合焦を維持したズーミングが
困難になるといったような問題が生じる。また、鮮鋭度
信号レベルが増減する周期が一定の場合、例えば、合焦
レンズ軌跡の傾きが緩やかなワイド側に比べ、合焦レン
ズ軌跡の傾きが急激なテレ端近傍では、速い速度と遅い
速度の切換え動作を行う間にフォーカスコンペレンズ位
置が大きく変化するので、合焦レンズ軌跡選択の精度が
低下し、追従すべき合焦レンズ軌跡を特定できなくなる
ことがあった。また、高輝度被写体についてズーミング
する場合や、小絞り状態かつ被写界深度が深い状態でズ
ーミングする場合には、鮮鋭度信号レベルの増減変化量
が小さくなるので、速い速度と遅い速度の切換え動作の
周期が長くなり、高速ズーミングなどを行う際に、合焦
レンズ軌跡に基づくフォーカスコンペレンズ１５の追従
動作が不可能になる場合がある。

【００６５】そこで、第２実施例では、このような問題
を解決すべく、フォーカスコンペレンズ１５を合焦レン
ズ軌跡追従速度Ｖより速い速度（＋）、遅い速度（−）
で移動させるための補正速度Ｖ+，Ｖ-を、状況に応じて
適切に決定している。

【００６６】次に、このような処理を含む第２実施例の
レンズ制御動作を説明する。なお、第２実施例のハード
構成は第１実施例と全く同様であるので、その説明は省
略する（第３実施例も同じ）。

【００６７】図５、図６は、第２実施例のレンズ制御動
作を示すフローチャートである。

【００６８】レンズ制御用マイコン２１は、まず、ズー
ム速度Ｖｚに初期値βを設定し、速い速度（＋）、遅い
速度（−）の切換処理を実行するか否かを示す反転フラ
グに「１」をセットする（ステップＳ２１）。なお、反
転フラグは、「０」が反転を実行すべきことを示し、
「１」が反転不要であることを示している。

【００６９】次に、変倍レンズ１２、フォーカスコンペ
レンズ１５の現在位置と、合焦レンズ軌跡テーブルＴ内
の軌跡データとに基づいて、フォーカスコンペレンズ１
５の合焦レンズ軌跡追従速度Ｖを算出する（ステップＳ
２２）。そして、フォーカスコンペレンズ１５を追従速
度Ｖより速い速度（＋）、遅い速度（−）で移動させる
ための補正速度Ｖ+，Ｖ-を算出する（ステップＳ２
３）。

【００７０】ここで、フローチャートの説明を一旦中断
し、補正速度Ｖ+，Ｖ-の算出方法を図７に基づいて説明
する。

【００７１】図７（ａ）において、横軸は変倍レンズ位
置、縦軸はフォーカスコンペレンズ位置を示し、Ｄ１０
は合焦レンズ軌跡を示している。

【００７２】図７（ａ）において、変倍レンズ位置がｘ
だけ変化し、その変化に追従してフォーカスコンペレン
ズ位置がｙだけ変化するような場合のフォーカス速度
が、ステップＳ２２にて算出された合焦レンズ軌跡追従
速度Ｖである。また、変倍レンズ位置がｘだけ変化し、
その変化に追従してフォーカスコンペレンズ位置がｎ、
またはｍだけ変化するような場合のフォーカス速度が、
ステップＳ２３にて求めるべき補正速度Ｖ+，Ｖ-であ
る。

【００７３】ここで、速い速度状態を作る合焦レンズ軌
跡追従速度Ｖに補正速度Ｖ+を加えた（Ｖ＋Ｖ+）と、遅
い速度状態を作る合焦レンズ軌跡追従速度Ｖから補正速
度Ｖ−を減じた（Ｖ−Ｖ-）とが、合焦レンズ軌跡追従
速度Ｖの方向ベクトルに対して、等しい角度γだけ離れ
た方向ベクトルを持つように、ｎ、ｍを決定する。この
ようにすれば、至近側の合焦レンズ軌跡は選択しやすい
が、無限遠側の合焦レンズ軌跡は選択しにくいといった
不具合を解消でき、全ての被写体距離に対して合焦を維
持したズーミングが可能となるからである。

【００７４】前記ｎ、ｍは、次の数式２〜５により求め
られる。すなわち、図７（ａ）において、

【００７５】

【数２】 ｔａｎ（θ）＝ｙ／ｘ ｔａｎ（θ−γ）＝（ｙ−ｍ）／ｘ ｔａｎ（θ＋γ）＝（ｙ＋ｎ）／ｘ が成り立つ。また、

【００７６】

【数３】 ｔａｎ（θ±γ）＝（ｔａｎθ±ｔａｎγ）／（１±ｔａｎθｔａｎγ） が成り立つ。そして、これら数式２、３より、

【００７７】

【数４】 ｍ＝（ｘ2 ＋ｙ2 ）／（ｘ／ｋ＋ｙ） ただし、
ｋ＝ｔａｎγ

【００７８】

【数５】 ｎ＝（ｘ2 ＋ｙ2 ）／（ｘ／ｋ−ｙ） ただし、
ｋ＝ｔａｎγ となり、ｎ、ｍが求められる。ここで、図７（ｂ）に示
したように、γの大きさは、合焦レンズ軌跡の傾き具合
に応じて、焦点距離により、ワイド側の値を基準値
「１」として、ミドル領域では０．８倍、テレ領域では
２倍とするように変化させる。

【００７９】このようにすると、フォーカスコンペレン
ズ１５の移動状態に応じて変化する鮮鋭度信号レベルの
増減周期を、所定のフォーカスコンペレンズ位置変化量
に対して一定に保つことができ、ズーミング中に追従す
べき合焦レンズ軌跡を見逃す可能性を低減できる。

【００８０】なお、γの値とｋ（ｋ＝ｔａｎγ）の値と
の対応関係は、レンズ制御用マイコン２１内のメモリに
テーブル形式で記憶され、必要に応じて読出すことによ
り、数式４、５の演算を行う。

【００８１】また、変倍レンズ位置が単位時間当たりｘ
だけ変化すると、ｘ＝ズーム速度Ｖｚ、ｙ＝合焦レンズ
軌跡追従速度Ｖの関係があるので、実際の数式４、５の
演算では、これらズーム速度Ｖｚ、合焦レンズ軌跡追従
速度Ｖをそれぞれｘ、ｙとしてｎ、ｍを算出する。そし
て、ｎ＝補正速度Ｖ+、ｍ＝補正速度Ｖ-の関係があるの
で、算出したｎ、ｍを、それぞれ補正速度Ｖ+補正速度
Ｖ-としている。

【００８２】このようにして、補正速度Ｖ+補正速度Ｖ-
を求めた後は、ワイドスイッチ３２、テレスイッチ３３
のオン／オフ状態を判別することにより、ズーミング中
であるか否かを判断する（ステップＳ２４）。その結
果、ワイドスイッチ３２、テレスイッチ３３が両方とも
オフされており、ズーミング中でなければ、１垂直同期
時間内に１回処理される鮮鋭度信号取り込みルーチンで
記憶された鮮鋭度信号レベルの現在値「信号０」から、
任意の定数αを減じた値を、しきい値ＴＨ１として（ス
テップＳ３６）、ステップＳ３５に進み、フォーカスモ
ータ２３ａを駆動して（この場合のフォーカス速度Ｖｆ
は別のサブルーチンにより決定される）、メインフロー
にリターンする。すなわち、このしきい値ＴＨ１は、ズ
ーミング開始直前に決定される。

【００８３】一方、ワイドスイッチ３２、或いはテレス
イッチ３３のいずれかがオンされズーミング中であれ
ば、どちらのスイッチがオンされているかを判別して、
ワイドからテレ方向へのズーミングであるか否かを判断
する（ステップＳ２５）。その結果、テレスイッチ３３
の方がオンされており、ワイドからテレ方向へのズーミ
ングであれば、現在の鮮鋭度信号レベル「信号０」がし
きい値ＴＨ１以下であるか否か、すなわち、図２（ｂ）
の方向（速度）切換ポイントＲにフォーカスコンペレン
ズ１５が到達したか否かを判断する（ステップＳ２
６）。その結果、現在の鮮鋭度信号レベル「信号０」が
しきい値ＴＨ１以下であり、フォーカスコンペレンズ１
５が速度切換ポイントＲに到達しておれば、＋、−の方
向（速い速度と遅い速度）の切換処理を実行する必要が
あるので、反転フラグに「０」をセットして（ステップ
Ｓ２７）、ステップＳ２９に進む。一方、現在の鮮鋭度
信号レベル「信号０」がしきい値ＴＨ１より大きく、フ
ォーカスコンペレンズ１５が速度切換ポイントＲに到達
していなければ、速い速度と遅い速度の切換処理を実行
する必要がないので、初期設定された反転フラグ「１」
の状態を維持すべく、ステップＳ２７をスキップして、
ステップＳ２９に進む。

【００８４】ステップＳ２５にて、テレからワイド方向
へのズーミング中であると判断されたときは、合焦レン
ズ軌跡追従速度Ｖを補正しないようにするため、補正速
度Ｖ+，Ｖ-を共に「０」として（ステップＳ２８）、ス
テップＳ２９に進む。

【００８５】ステップＳ２９では、反転フラグに「０」
がセットされているか否かを判別することにより、速い
速度と遅い速度の切換処理を実行すべきか否かを判断す
る。その結果、反転フラグに「０」がセットされてお
り、速い速度と遅い速度の切換処理を実行すべきであれ
ば、補正フラグに「１」がセットされているか否かを判
別することにより、合焦レンズ軌跡追従が速い速度で行
われているか否かを判断する（ステップＳ３０）。その
結果、補正フラグに「１」がセットされ、合焦レンズ軌
跡追従が速い速度で行われておれば、その速い速度を遅
い速度に切換えるべく、ステップＳ２２にて算出された
合焦レンズ軌跡追従速度Ｖが「＋」であり、フォーカス
コンペレンズ１５を至近方向に移動させるべき状況の場
合は、フォーカス速度Ｖｆ＝（合焦レンズ軌跡追従速度
Ｖ）−（補正速度Ｖ-）とし、合焦レンズ軌跡追従速度
Ｖが「−」であり、フォーカスコンペレンズ１５を無限
遠方向に移動させるべき状況の場合は、フォーカス速度
Ｖｆ＝（合焦レンズ軌跡追従速度Ｖ）＋（補正速度Ｖ
-）とし、補正フラグに「０」をセットする（ステップ
Ｓ３１）。

【００８６】一方、補正フラグに「０」がセットされ、
合焦レンズ軌跡追従が遅い速度で行われておれば、その
遅い速度を速い速度に切換えるべく、ステップＳ２２に
て算出された合焦レンズ軌跡追従速度Ｖが「＋」であ
り、フォーカスコンペレンズ１５を至近方向に移動させ
るべき状況の場合は、フォーカス速度Ｖｆ＝（合焦レン
ズ軌跡追従速度Ｖ）＋（補正速度Ｖ+）とし、合焦レン
ズ軌跡追従速度Ｖが「−」でフォーカスコンペレンズ１
５を無限遠方向に移動させるべき状況の場合は、フォー
カス速度Ｖｆ＝（合焦レンズ軌跡追従速度Ｖ）−（補正
速度Ｖ+）とし、補正フラグに「１」をセットする（ス
テップＳ３３）。

【００８７】ステップＳ２９にて、反転フラグに「１」
がセットされており、速い速度と遅い速度の切換処理を
実行する必要がなければ、補正フラグに「１」がセット
されているか否かを判別することにより、合焦レンズ軌
跡追従が速い速度で行われているか否かを判断する（ス
テップＳ３２）。

【００８８】その結果、補正フラグに「１」がセットさ
れ、合焦レンズ軌跡追従が速い速度で行われておれば、
その速い速度を維持すべく上記ステップＳ３３に進み、
補正フラグに「０」がセットされ、合焦レンズ軌跡追従
が遅い速度で行われておれば、その遅い速度を維持すべ
く上記ステップＳ３１に進む。

【００８９】ステップＳ３１、またはステップＳ３３の
処理を行った後は、変倍レンズ１２が前記ズーム速度Ｖ
ｚで移動するようにズームモータ２２ａを駆動し（ステ
ップＳ３４）、フォーカスコンペレンズ１５が前記フォ
ーカス速度Ｖｆで移動するようにフォーカスモータ２３
ａを駆動して（ステップＳ３５）、メインフローにリタ
ーンする。

【００９０】［第２実施例の応用変形例］ 前記図７（ａ）に示したγの値を被写界深度（絞りの状
態）、または被写体（被写体輝度）に応じて変化させる
ようにしても良い。すなわち、図５のステップＳ２３に
て補正速度Ｖ＋、Ｖ−を算出する際、前記数式４、５に
おけるｋの値を、図８（ａ）、（ｂ）で決まるγの大き
さに従って変化させる。

【００９１】図８（ａ）は、被写界深度（絞りの状態）
に応じたγの値を示しており、絞り値０の場合のγの大
きさを基準値「１」として、その他の絞り値０の場合の
γの大きさは、基準値に対する倍率で示している。例え
ば、絞り値３の時のγの大きさは、基準値「１」の２倍
になる。

【００９２】図８（ｂ）は、被写体（被写体輝度）に応
じたγの値を示しており、通常の被写体輝度の場合のγ
の大きさを基準値「１」として、高輝度の被写体の場合
のγの大きさは、通常の被写体輝度の場合の２倍として
いる。

【００９３】このようにすると、小絞り状態（被写界深
度が深い状態）や、高輝度被写体に対して高速でズーミ
ングしても、合焦レンズ軌跡追従を維持できるようにな
る。

【００９４】［第３実施例］次に本発明の第３実施例を
図９〜図１１に基づいて説明する。

【００９５】上記第１実施例は、速い速度と遅い速度と
の速度切換えの判断基準となる鮮鋭度信号レベルのしき
い値ＴＨ１を一定値に固定していたため、鮮鋭度信号レ
ベルが変化していくような被写体（例えば、ワイドで画
面内に多数存在している被写体の中からコントラストの
低い被写体を選んで、合焦を維持しながらズーミングを
行う場合など、鮮鋭度信号レベルはテレ端に近付くに従
って徐々に小さくなる）では、合焦時の鮮鋭度信号レベ
ルが設定した一定の最小値より小さくなる場合があり、
この場合、辿るべき合焦レンズ軌跡を見失い、大ボケし
たままテレ端までズーミングされてしまう。なお、この
ような問題は、主要被写体を合焦時の鮮鋭度信号レベル
が高い被写体から低い被写体に変えながらズーミングす
る場合にも同様に発生する。

【００９６】そこで、第３実施例では、ズーミング中に
鮮鋭度信号の変化に応じて、速い速度と遅い速度との速
度切換えの判断基準となる鮮鋭度信号レベルのしきい値
ＴＨ１をピークホールドさせながら変化させるようにし
ており、このような処理は図９、図１０のフローチャー
トに基づいて行われる。

【００９７】次に、図９、図１０のフローチャートに基
づいた上記の処理を説明するが、このフローチャートは
難解なので、各ステップを概説した後、図１１に基づい
て具体例で説明する。なお、図９、図１０におけるステ
ップＳ５３〜Ｓ６１は、第１実施例の図３、図４におけ
るステップＳ７〜Ｓ１５と全く同じなので、その説明は
省略する。

【００９８】レンズ制御用マイコン２１は、まず、ズー
ム速度Ｖｚ、図２に示した＋、−の方向、すなわち、フ
ォーカスコンペレンズ１５を合焦レンズ軌跡追従速度Ｖ
より速い速度（＋）、遅い速度（−）で移動させるため
の補正速度Ｖ+，Ｖ-の初期値を設定し、速い速度
（＋）、遅い速度（−）の切換処理を実行するか否かを
示す反転フラグに「１」をセットする（ステップＳ４
１）。なお、反転フラグは、「０」が反転を実行すべき
ことを示し、「１」が反転不要であることを示してい
る。

【００９９】次に、ワイドスイッチ３２、テレスイッチ
３３のオン／オフ状態を判別することにより、ズーミン
グ中であるか否かを判断する（ステップＳ４２）。その
結果、ワイドスイッチ３２、テレスイッチ３３のいずれ
もオフされており、ズーミング中でなければ、ステップ
Ｓ６１に進んで、フォーカスモータ２３ａを駆動して
（この場合のフォーカス速度Ｖｆは別のサブルーチンに
より決定される）、メインフローにリターンする。

【０１００】一方、ワイドスイッチ３２、テレスイッチ
３３が両方ともオンされており、ズーミング中であれ
ば、どちらのスイッチがオンされているかを判別して、
ワイドからテレ方向へのズーミングであるか否かを判断
する（ステップＳ４３）。その結果、ワイドイッチ３２
の方がオンされており、テレからワイド方向へのズーミ
ング中であると判断されたときは、合焦レンズ軌跡追従
速度Ｖを補正しないようにするため、補正速度Ｖ+，Ｖ-
を共に「０」として（ステップＳ４４）、ステップＳ５
３に進む。

【０１０１】一方、テレイッチ３３の方がオンされてお
り、ワイドからテレ方向へのズーミング中であると判断
されたときは、１垂直同期期間内に１回処理される鮮鋭
度信号取り込みルーチンで、複数の垂直同期期間にわた
って記憶されている鮮鋭度信号レベルのうち、現在値
「信号０」が、１垂直同期期間前の値「信号１」以上で
あるか否か、すなわち、現在の方が過去よりもピントが
合ったか否かを判断する（ステップＳ４５）。その結
果、現在の方が過去よりもピントが合っておれば、鮮鋭
度信号レベルの現在値「信号０」から任意の定数αを減
じた値を、しきい値ＴＨ１として設定して（ステップＳ
４６）、ステップＳ４７に進む。一方、現在値「信号
０」が１垂直同期期間前の値「信号１」より小さく、現
在の方が過去よりもピントがボケておれば、しきい値Ｔ
Ｈ１を設定せずにステップＳ４７に進む。すなわち、ス
テップＳ４５、Ｓ４６の処理により、鮮鋭度信号レベル
の変化に応じたしきい値ＴＨ１のピークホールドを行っ
ている。

【０１０２】次に、ＴＨ１カウンターのカウント値が
「０」であるか否かを判断する（ステップＳ４７）。な
お、ＴＨ１カウンターはダウンカウンターであり、レン
ズ移動に対する映像信号の遅れなどを考慮する必要があ
るため、また、映像信号の高周波成分の強度（鮮鋭度信
号レベル）が大きくなる状態にあるのか、或いは小さく
なる状態にあるのかを確実に認識するために活用され
る。ステップＳ４７にて、ＴＨ１カウンターのカウント
値が「０」でないと判断されたとき、すなわち、所定時
間経過していないときは、ＴＨ１カウンターのカウント
値をデクリメントして（ステップＳ４８）、ステップＳ
５４に進む。

【０１０３】一方、ＴＨ１カウンターのカウント値が
「０」であると判断されたとき、すなわち、所定時間経
過したときは、鮮鋭度信号レベルの現在値「信号０」が
しきい値ＴＨ１以下であるか否かを判断する（ステップ
Ｓ４９）。その結果、鮮鋭度信号レベルの現在値「信号
０」がしきい値ＴＨ１より大きければ、しきい値ＴＨ１
が「０」であるか否かを判断する（ステップＳ５０）。
その結果、しきい値ＴＨ１が「０」であれば、しきい値
ＴＨ１として「０」を設定し（ステップＳ５１）、ＴＨ
１カウンターに所定値βを設定して（ステップＳ５
２）、反転フラグを「０」とする（ステップＳ５３）。
一方、しきい値ＴＨ１が「０」でなければ、ステップＳ
５４に進む。これ以降のステップの説明は、上述したよ
うに省略する。

【０１０４】ステップＳ４５からＳ５３までの処理によ
り、鮮鋭度信号レベル「信号０」と、速い速度と遅い速
度との切換えの判断基準となるしきい値ＴＨ１は、例え
ば図１１に示したように変化する。

【０１０５】図１１は、横軸がズームレンズ位置（時間
軸に相当）を示し、縦軸が鮮鋭度信号レベル「信号０」
を示している。図１１では図２（ａ）と異なり、鮮鋭度
信号レベル「信号０」が変化している。しきい値ＴＨ１
は、鮮鋭度信号レベル「信号０」よりαだけ小さいレベ
ルを保ちつつ大きくなり、最大値でピークホールドされ
ている。Ｐ１、〜Ｐ３は、鮮鋭度信号レベルが増減変化
するように、フォーカスコンペレンズ１５の移動速度を
速い速度から遅い速度（または遅い速度から速い速度）
に変化させた位置であり、Ｐ４は鮮鋭度信号レベル「信
号０」の第２のピーク位置を示し、Ｐ５〜Ｐ７は、速度
切換後、ＴＨ１カウンターによるカウント値βのカウン
ト時間だけ経過した位置を示している。

【０１０６】以下、図１１の例を用いて図９のステップ
Ｓ４５〜Ｓ５３の処理を説明する。

【０１０７】今、図１０のステップＳ５９で決定された
フォーカス速度Ｖｆでフォーカスコンペレンズ１５が移
動しており、鮮鋭度信号レベル「信号０」は大きくなっ
ていく状態にあるとする。このとき、しきい値ＴＨ１
は、ステップＳ４６の処理により、鮮鋭度信号レベル
「信号０」よりαだけ小さいレベルを保ちつつ大きくな
り、最大値でピークホールドされる。

【０１０８】フォーカスコンペレンズ位置が合焦レンズ
軌跡からずれるに従って、鮮鋭度信号レベル「信号０」
は小さくなっていく。その後、鮮鋭度信号レベル「信号
０」がしきい値ＴＨ１より小さくなると、ステップＳ４
９にて真と判断され、ステップＳ５１以降に進み、フォ
ーカスコンペレンズ１５の移動速度が速い速度から遅い
速度に切変わる。このとき、しきい値ＴＨ１は「０」と
なり、鮮鋭度信号レベル「信号０」が再び大きくなって
くるまで、しきい値ＴＨ１は「０」のままとなる。フォ
ーカスコンペレンズ１５がＰ３の位置からＰ５の位置ま
でくる期間は、速度切換えを禁止して、Ｐ３の位置で決
まった遅いフォーカス速度を維持する。

【０１０９】その後、鮮鋭度信号レベル「信号０」が大
きくなるに従い、ステップＳ４６の処理により、しきい
値ＴＨ１をピークホールドする。Ｐ２の位置で遅い速度
から速い速度に切換えた後、Ｐ３の位置でステップＳ４
９の判断を行う。

【０１１０】このＰ３の位置では鮮鋭度信号レベル「信
号０」が小さくなっていく最中である。すなわち、被写
体や被写体距離を変化させたために、Ｐ４の位置から鮮
鋭度信号レベル「信号０」が小さくなっていくような場
合、速度切換え後（Ｐ３の位置より後）のフォーカスコ
ンペレンズ１５の移動方向が合焦方向から離れる方向に
設定される可能性があり、そのような場合には鮮鋭度信
号レベル「信号０」はさらに小さくなり続けることにな
る。

【０１１１】このような場合、辿るべき合焦レンズ軌跡
を見失い、大ボケしたままテレ端までいってしまうの
で、もう一度速度切換えを行って、真の合焦方向にフォ
ーカスコンペレンズ１５を移動させる必要がある。

【０１１２】この処理は次のようにして行われる。すな
わち、鮮鋭度信号レベル「信号０」が小さくなっていく
とき、しきい値ＴＨ１は「０」のまま維持されるので、
ステップＳ５０の判断で真となり、ステップＳ５１以降
の処理に進み、速い速度から遅い速度への切換えが再度
実行される（Ｐ３の位置参照）。

【０１１３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のレ
ンズ制御装置によれば、被写体の映像信号を利用して合
焦を維持しながらズーミングを行う際、ズーミング時間
の長短、被写体距離の長さ、被写体輝度などのズーミン
グの態様や環境に左右されることなく、常に所定以上の
合焦精度を維持しながらズーミングを行うことが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるレンズ制御装置を備えた
ビデオカメラの概要を示すブロック構成図である。

【図２】本発明の原理を説明するための図である。

【図３】本発明の第１実施例のレンズ制御動作例を示す
フローチャートである。

【図４】図３の続きのフローチャートである。

【図５】本発明の第２実施例のレンズ制御動作例を示す
フローチャートである。

【図６】図５の続きのフローチャートである。

【図７】補正速度の算出方法を説明するための図であ
る。

【図８】本発明の第２実施例の応用変形例を説明するた
めの図である。

【図９】本発明の第３実施例のレンズ制御動作例を示す
フローチャートである。

【図１０】図９の続きのフローチャートである。

【図１１】図９の処理内容を具体例で説明するための図
である。

【図１２】インナーフォーカス型のレンズシステムを示
す図である。

【図１３】合焦を維持するための変倍レンズ位置とフォ
ーカスコンペレンズ位置との関係を被写体距離別に示し
た図である。

【図１４】合焦レンズ軌跡追従方法を説明するための図
である。

【符号の説明】

１２ 変倍レンズ １６ 撮像素子 １９ フィルタ ２０ 信号処理回路 １５ フォーカスコンペレンズ ２１ レンズ制御用マイコン ２２ レンズ移動手段 ２２ａ ズームモータ ２２ｂ ドライバ ２３ レンズ移動手段 ２３ａ アォーカスモータ ２３ｂ ドライバ Ｔ 合焦レンズ軌跡テーブル

───────────────────────────────────────────────────── 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 G02B 7/36 H04N 5/225

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変倍動作を行うための第１のレンズと、
   該第１のレンズの移動時の焦点面の移動を補正するため
   の第２のレンズと、前記第１のレンズ、第２のレンズを
   それぞれ独立に光軸と平行に移動させるレンズ移動手段
   と、撮影された被写体の映像信号から鮮鋭度信号を抽出
   する抽出手段とを有するカメラであって、 前記第１のレンズの移動時に前記映像信号の鮮鋭度信号
   の増減する変化量が所定のしきい値以下となるように前
   記第２のレンズの移動速度を切換える移動状態切換手段
   を備えたことを特徴とするカメラ。
2. 【請求項２】 前記移動状態切換手段は、前記映像信号
   の高周波成分量の増減する変化量が前記所定のしきい値
   以下となるように前記第２のレンズの移動速度を変化さ
   せながら駆動することを特徴とする請求項１に記載のカ
   メラ。
3. 【請求項３】 変倍動作を行うための第１のレンズと、
   該第１のレンズの移動時の焦点面の移動を補正するため
   の第２のレンズと、前記第１のレンズ、第２のレンズを
   それぞれ独立に光軸と平行に移動させるレンズ移動手段
   と、映像信号から鮮鋭度信号を抽出する抽出手段と、前
   記第１のレンズの移動時に前記鮮鋭度信号のレベルが増
   減するように前記第２のレンズの移動状態を切換える移
   動状態切換手段と、前記第１のレンズの移動中に前記第
   ２のレンズが合焦を維持するための当該第２のレンズの
   移動方向を示す第１のベクトルと、前記移動状態切換手
   段による切換えがなされる前の前記第２のレンズの移動
   方向を示す第２のベクトルとがなす角度と、前記移動状
   態切換手段による切換えがなされた後の前記第２のレン
   ズの移動方向を示す第３のベクトルと前記第１のベクト
   ルとがなす角度とが等しくなるように制御する制御手段
   を備えたことを特徴とするカメラ。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記第１のレンズの移
   動中、前記第２のベクトルまたは前記第３のベクトル
   と、前記第１のベクトルとのなす角度の大きさを、焦点
   距離に応じて変化させることを特徴とする請求項３に記
   載のカメラ。
5. 【請求項５】 前記制御手段は、前記第１のレンズの移
   動中、前記第２のベクトルまたは前記第３のベクトル
   と、前記第１のベクトルとのなす角度の大きさを、被写
   界深度に応じて変化させることを特徴とする請求項３に
   記載のカメラ。
6. 【請求項６】 前記制御手段は、前記第１のレンズの移
   動中、前記第２のベクトルまたは前記第３のベクトル
   と、前記第１のベクトルとのなす角度の大きさを、被写
   体輝度に応じて変化させることを特徴とする請求項３に
   記載のカメラ。
7. 【請求項７】 変倍動作を行うための第１のレンズと、 該第１のレンズの移動時の焦点面の移動を補正するため
   の第２のレンズと、 前記第１のレンズ、第２のレンズをそれぞれ独立に光軸
   と平行に移動させるレンズ移動手段と、 撮影された被写体の映像信号から鮮鋭度信号を抽出する
   抽出手段と、 前記第１のレンズの移動時に前記映像信号の鮮鋭度信号
   が所定のレベル値に達する毎に、当該映像信号の鮮鋭度
   信号に基づいて当該映像信号の鮮鋭度信号が増減するよ
   うに前記第２のレンズの移動速度を切換える移動状態切
   換手段と、前記映像信号の鮮鋭度信号の変化に応じて前記所定レベ
   ル値を変化させ、前記所定レベル値をそのピーク値でピ
   ークホールドする手段と、 前記鮮鋭度信号が当該ピークホールド値以下となったと
   きに前記第２のレンズの移動速度を切り換えるととも
   に、前記所定レベルのピークホールド値を解除する手段
   と、 を備えたことを特徴とするカメラ。