JP3513167B2 - Lens control device - Google Patents

Lens control device

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JP3513167B2
JP3513167B2 JP23530392A JP23530392A JP3513167B2 JP 3513167 B2 JP3513167 B2 JP 3513167B2 JP 23530392 A JP23530392 A JP 23530392A JP 23530392 A JP23530392 A JP 23530392A JP 3513167 B2 JP3513167 B2 JP 3513167B2
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【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7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7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7a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8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8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8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8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8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9に基づいて説明す
る。 【0010】図9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9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9のp0、p1、p2、…p11
は、算出された合焦レンズ軌跡である。このp0、p1、
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9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、p0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の移動速度が求められる。 【0014】ところで、高速ズーミング時など、変倍レ
ンズ3の移動速度が速い場合は、合焦を保つためのフォ
ーカスコンペレンズ6の移動速度がテレ端付近で速くな
り、フォーカスコンペレンズ移動用のモータの脱調限界
速度を越える場合がある。このように脱調限界速度を越
えた場合には、合焦を維持できず大ボケ状態となってし
まう。 【0015】そこで、変倍レンズ3の移動速度をテレ端
付近で減速させることにより、フォーカスコンペレンズ
6の移動速度が脱調限界速度を越えないようにする方式
が実現されている。この方式では、一般に、変倍レンズ
移動用アクチュエータとしてはDCモータが使用されて
いる。 【0016】 【発明が解決しようとする課題】しかし、DCモータで
変倍レンズ3の移動速度を減速制御するためには、DC
モータをサーボ制御する必要があり、そのために制御回
路の規模が大きくなり、かつ制御が複雑になるという問
題があった。 【0017】また、変倍レンズ3の移動速度を減速制御
する場合、この減速制御によりフォーカスコンペレンズ
6の移動速度が脱調限界速度以下となって減速を中止し
た結果、すぐにフォーカスコンペレンズ6の移動速度が
脱調限界速度を越えたので、再度減速を行ったりする
と、ズーム速度の加速、減速が繰り返され、撮影者に違
和感を与えることとなる。 【0018】また、減速すること自体が撮影者に違和感
を与えるので、減速時間は極力短くすることが望まれ、
さらに減速速度も合焦を維持しつつ滑らかに行うことが
望まれている。 【0019】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、簡単な構成・制御により変倍レン
ズ移動速度を滑らかに制御して常に合焦を維持できるよ
うにすることである。 【0020】 【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のレンズを光軸と平行に移
動させるズームモータと、前記第2のレンズを光軸と平
行に移動させるフォーカスモータと、前記第1のレンズ
の離散的な位置に対する前記第2のレンズの合焦位置を
離散的な被写体距離に応じて予め記憶した合焦位置記憶
手段と、前記第1のレンズおよび第2のレンズの現在位
置と前記合焦位置記憶手段に記憶された情報とに基づい
て前記第1のレンズの移動位置に対する前記第2のレン
ズの合焦位置を演算する合焦位置演算手段と、前記第1
のレンズの移動速度に基づいて算出された前記第2のレ
ンズの移動速度が所定値を越えると判断された場合には
前記第1のレンズの移動速度を減速させるように前記ズ
ームモータを制御するとともに、被写体距離に応じて前
記所定値を変更する制御手段とを備えている。 【0021】 【0022】 【0023】 【0024】 【0025】 【実施例】次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。 【0026】図1は本発明の一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)
移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。なお、ワイドスイッチ32、テ
レスイッチ33は、電圧制御回路36を介してレンズ制
御用マイコン21に接続されており、電圧制御回路36
は、ワイドスイッチ32、或いはテレスイッチ33が押
圧された際、その押圧力に応じてレンズ制御用マイコン
21に出力する電圧を変化させる。そして、レンズ制御
用マイコン21は、電圧制御回路36からの電圧に応じ
て可変速ズームの何速目のズーム速度で変倍レンズ12
を移動させるかを決定する。例えば、電圧が2Vより低
い場合は低速ズーム、2V以上4V未満の場合は中速ズ
ーム、4V以上5V未満の場合は高速ズームで変倍レン
ズ12を移動させる。 【0037】レンズ制御用マイコン21には、図8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。すなわ
ち、図2の合焦レンズ軌跡テーブルTは、変倍レンズ1
2の離散的な位置に対応するフォーカスコンペレンズ1
5の合焦位置を被写体距離別に記録したテーブルであ
り、列方向(図の横方向)のn(0、1、…、k,…
m)は離散的な被写体距離を示し、行方向(図の縦方
向)のz(0、1、…、k,…l)は離散的な変倍レン
ズ12の位置を示し、列と行との交点位置には、離散的
な変倍レンズ12の位置、および被写体距離に対応する
フォーカスコンペレンズ15の合焦位置が記録されてい
る。なお、被写体距離は、図中右方向に進むにしたがっ
て短くなり、「0」は無限遠を示し、「m」は最至近の
1cmを示している。また、変倍レンズ位置は、図中下
方向に進むにしたがって画角が大きくなり、「0」はテ
レ端を示し、「l」はワイド端を示している。すなわ
ち、各列のデータ群がそれぞれ1本の合焦レンズ軌跡に
対応している。そして、フォーカスコンペレンズ15の
合焦位置、例えばA0kは、被写体距離「0」で変倍レン
ズ12の位置が「k」の場合のフォーカスコンペレンズ
15の合焦位置を示している。 【0038】レンズ制御用マイコン21は、ズーミング
制御を行うときは、上記合焦レンズ軌跡に従ってフォー
カスコンペレンズ15を変倍レンズ12の移動に追従さ
せることにより、合焦を維持したズーミングが実行され
るようにする。この際、レンズ制御用マイコン21は、
フォーカスコンペレンズ15の移動速度が或る所定値以
上になったときは、上記合焦レンズ軌跡の傾き具合に応
じて、変倍レンズ12の移動速度を減速する。 【0039】次に、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、AFモードがオフされた状態でズーミングを行
う場合のフローを示している。また図3〜図5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
前に焦点電圧(映像信号の鮮鋭度)に応じて自動焦点調
節の制御を行うコントラスト方式(山登り方式)による
AFモード処理などが行われている。 【0040】レンズ制御用マイコン21は、まず、ワイ
ドスイッチ32、テレスイッチ33のオン/オフを判別
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S1)。その結果、ワイドスイッチ32、テ
レスイッチ33のいずれもオンされておらず、ズーミン
グ中でなければ、減速フラグをリセットして(ステップ
S2)、フォーカスモータ23aを駆動する(ステップ
S21)。 【0041】一方、ワイドスイッチ32、テレスイッチ
33のいずかがオンされ、ズーミング中であれば、現在
の変倍レンズ位置zkが合焦レンズ軌跡テーブルTに記
憶された変倍レンズ位置(この位置を境界位置と呼ぶ)
上に在るか否かを判断する(ステップS3)。その結
果、現在の変倍レンズ位置zkが境界位置上に在れば、
テレスイッチ33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か否かを判断する(ステップ
S4)。その結果、ワイドからテレ方向へのズーミング
中であれば、現在の変倍レンズ位置zkより1つテレ側
の境界位置zk+1と現在の変倍レンズ位置zkとの差
分(位置差)の絶対値を変数△zとして記憶する(ステ
ップS5)。一方、テレからワイド方向へのズーミング
中であれば、現在の変倍レンズ位置zkより1つワイド
側の境界位置zk−1と現在の変倍レンズ位置zkとの
差分(位置差)の絶対値を変数△zとして記憶する(ス
テップS6)。 【0042】ステップS5、或いはステップS6の処理
が終了すると、ステップS7に進み、変倍レンズ12の
移動先である変倍レンズ位置zk+1、またはzk−1
に対応するフォーカスコンペレンズ15の合焦位置(合
焦のために追従して移動すべき位置)yを、前記数式1
に基づいて算出する。次に、減速フラグを参照してズー
ム速度が既に減速状態となっているか否かを判断する
(ステップS8)。その結果、減速フラグがリセットさ
れており、ズーム速度が減速状態となっていなければ、
減速フラグをリセットする(ステップS9)。そして、
電圧制御回路36から供給されたワイドスイッチ32、
或いはテレスイッチ33の押圧力に応じた電圧レベルを
判定することにより、低速、中速、高速のいずれの標準
ズーム速度を撮影者が指示しているかを判別する(ステ
ップS10)。その結果、電圧レベルが低く低速ズーム
が指示されているときは、ズーム速度Vzとして低速の
速度値αを記憶する(ステップS11)。また、電圧レ
ベルが中程度で中速ズームが指示されているときは、ズ
ーム速度Vzとして中速の速度値βを記憶する(ステッ
プS12)。電圧レベルが高く高速ズームが指示されて
いるときは、ズーム速度Vzとして高速の速度値γを記
憶する(ステップS13)。 【0043】このようにしてズーム速度Vzを決定した
後、ズーミング時の変倍レンズ12の移動に追従してフ
ォーカスコンペレンズ15が移動する際の速度(以下、
フォーカス速度という)Vfを算出する(ステップS1
4)。このフォーカス速度Vfは、フォーカスコンペレ
ンズ15の現在位置をfとすると、次式で与えられる。 【0044】 【数2】Vf=(y−f)×Vz/△z 次に、算出されたフォーカス速度Vfが、フォーカスモ
ータ23aの脱調限界速度を考慮したフォーカス最高速
度Vfmax以上であるか否かを判断する(ステップS
15)。その結果、フォーカス速度Vfがフォーカス最
高速度Vfmaxより小さければ、後述のステップS1
9に進む。一方、フォーカス速度Vfがフォーカス最高
速度Vfmax以上であれば、減速フラグをセットし
(ステップS16)、フォーカス速度Vfとしてフォー
カス最高速度Vfmaxを記憶する(ステップS1
7)。そして、ズーム速度(この場合は減速速度)Vz
を算出する(ステップS18)。この算出式は、前記数
式2を変形した次式で与えられる。 【0045】 【数3】Vz=△z×Vf/(y−f) 次に、変倍レンズ12をズーム速度Vzの速度で移動さ
せるようにズームモータ22aを駆動し(ステップS1
9)、フォーカスコンペレンズ15をフォーカス速度V
fで移動させるようにフォーカスモータ23aを駆動し
て(ステップS20)、メインフローにリターンする。
この際、上記の説明から明らかなように、変倍レンズ1
2は、ステップS14にて算出されたフォーカス速度V
fがステップS15にてフォーカス最高速度Vfmax
以上であると判断された場合には、ステップS18にて
算出された減速速度で移動され、フォーカス速度Vfが
フォーカス最高速度Vfmaxより小さいと判断された
場合は、ステップS11、S12、S13のいずれか記
憶された標準ズーム速度で移動される。また、フォーカ
スコンペレンズ15は、算出されたフォーカス速度Vf
がフォーカス最高速度Vfmax以上であると判断され
た場合には、ステップS17の処理により、フォーカス
最高速度Vfmaxで移動され、フォーカス最高速度V
fmaxより小さいと判断された場合は、算出されたフ
ォーカス速度Vfで移動される。 【0046】ここで、ステップS19、S20にて行わ
れるズームモータ22a、フォーカスモータ23aの駆
動方法について説明する。 【0047】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から出力されるハイ(H)/ロー
(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22a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に対する方向信号は、フォーカス速度V
fが正/負のいずれであるかによってH/Lが決定され
る。 【0048】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、すなわち変倍レンズ12、フォーカスコンペ
レンズ15の移動方向と移動速度を制御している。 【0049】すなわち、変倍レンズ12、フォーカスコ
ンペレンズ15を移動するためのアクチュエータ(ズー
ムモータ22a、フォーカスモータ23a)としては、
DCモータではなくステッピングモータを使用している
ので、前述のように変倍レンズ12を減速制御する場合
にサーボ制御する必要はなく、ドライバ22b(ドライ
バ23bも同様)の回路規模を小さくし、レンズ制御用
マイコン21のプログラム容量を低減することができ、
制御も簡単になる。 【0050】ステップS8にて、既に減速状態になって
いると判断されたときは、ワイドからテレ方向のズーミ
ング中であるか否かを判断する(ステップS21)。そ
の結果、ワイドからテレ方向へのズーミング中であれば
ステップS16に進み、テレからワイド方向へのズーミ
ング中であればステップS9に進む。これは、ズーミン
グ中に一度減速状態になったら、そのまま減速し続ける
ことを意味している。これは、ズーム速度の減速をテレ
端近傍に限定するとともに、ズーム速度が減速速度と標
準ズーム速度とに交互に切換えられてガタついたズーミ
ングとなるのを禁止するためである。 【0051】以上のようなレンズ制御を行うことによ
り、ズーム速度Vz、フォーカス速度Vfは、図5のよ
うに変化する。 【0052】図5(a)は、横軸に変倍レンズ位置をと
り、縦軸にフォーカス速度Vfをとった図であり、図5
(b)は、横軸に変倍レンズ位置をとり、縦軸にズーム
速度Vzをとった図である。 【0053】すなわち、図8に示した被写体距離別の合
焦レンズ軌跡から推測できるように、ズーム速度Vzに
対するフォーカス速度Vfの変化の仕方は、被写体距離
によって異なるが、ズーム速度Vzが図5(b)に示し
たように一定の中速度βの場合、フォーカス速度Vf
は、或る被写体距離に対して例えば図5(a)に示した
ように変化する。 【0054】図5(b)に示したPは、ズーム減速開始
位置である。すなわち、ズーム減速開始位置Pよりテレ
側では、フォーカス速度Vfは、フォーカスモータ23
aの脱調限界速度を考慮した最高速度Vfmaxを越え
てしまい、合焦を維持できなくなる。そこで、ズーム減
速開始位置Pよりテレ側では、図5(a)に示したよう
にフォーカス速度Vfを最高速度Vfmaxにし、図5
(b)に示したようにズーム速度Vzを減速する。この
減速速度は、上記説明から明らかなように、合焦レンズ
軌跡の傾きを考慮して合焦を保つような仕方で算出さ
れ、緩やかに変化するので、ズーム速度を滑らかに減速
することが可能となる。また、フォーカス速度Vfが最
高速度Vfmaxを越えた場合、フォーカス速度Vfを
最高速度Vfmaxより小さくせず、最高速度Vfma
xとすることにより、ズーム速度Vzの減速期間を短く
することができる。 【0055】[応用変形例]前述の実施例では、フォー
カス速度Vfの最高速度Vfmaxが一定値に固定され
ているため、被写体距離n、および選択された標準ズー
ム速度Vz(低速、中速、高速)によって、図5におけ
るズーム減速開始位置Pが異なる。そのため、通常の一
定速度でのズーミング区間と減速状態でのズーミング区
間の割合、すなわち通常速度でのズーミングの時間と減
速状態でのズーミングの時間との割合が、被写体距離
n、或いは選択された標準ズーム速度Vz(低速、中
速、高速)によって変化してしまい、撮影者に違和感を
与えてしまう。 【0056】そこで、図6(a)に示したように、被写
体距離nにより、最高速度Vfmaxを変化させたり、
図6(b)に示したように、標準ズーム速度Vzの大き
さ(α、β、γ)により、最高速度Vfmaxを変化さ
せたりすると良い。 【0057】また、最高速度Vfmaxを適当に変化さ
せて、一定ズーム速度でズーミングしたときにテレ端近
傍で急激に速くなるように感じるズーミング感(画角変
化率)を一様にすることも可能である。 【0058】 【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明で
は、簡単な構成・制御により変倍レンズ移動速度を滑ら
かに制御して常に合焦を維持することが可能となる。 【0059】すなわち、変倍レンズ移動用のアクチュエ
ータとしてステッピングモータを用いたので、レンズ制
御回路の規模を大きくすることなく、簡単な制御方法で
フォカスコンペレンズによる合焦を維持しつつ変倍レン
ズの移動速度を減速することができる。また、変倍レン
ズの移動速度の減速を、合焦レンズ軌跡の傾きに応じた
速度変化率で行うことにより、滑らかでかつ合焦を維持
したズーミングが可能となる。 【0060】さらに、変倍レンズの移動速度の減速条件
を各種の態様で設定することにより、例えば、フォーカ
スコンペレンズ用のアクチュエータの脱調限界を越えな
い範囲で、変倍レンズの移動速度の減速時間を最小にし
たり、通常テレ端付近で急激に速くなる像倍率の変化速
度を一様にしたりすることができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an inner focus type
And a lens control device for the lens system. [0002] 2. Description of the Related Art FIG.
FIG. 2 is a configuration diagram of a focus type lens system. In FIG.
As shown, the inner focus type lens system
Reference numeral 1 denotes a light sequentially from the left subject side to the right side in FIG.
A first fixed lens 2 disposed along the axis, parallel to the optical axis
A variable power lens 3 for moving to a variable power, a diaphragm 4, and a second
Focus adjustment is performed by moving the fixed lens 5 in parallel with the optical axis.
Along with this, correction is performed when the focal plane moves due to zooming.
Focus competition with so-called competition function
Lens 6. And this lens system
The image of the optical subject 1 is placed on the imaging surface 7a of the imaging device 7.
An image is formed, photoelectrically converted, and output as a video signal. [0003] Such an inner focus type lens
In the system 1, the focus competition lens
6 has both a competition function and a focus adjustment function
Therefore, even if the focal lengths are the same, the focus is on the imaging surface 7a.
The position of the focus compensating lens 6 depends on the subject distance.
Is different. That is, the subject distance at each focal length
Is changed, the focus for focusing on the imaging surface 7a is changed.
Plot the position of the focus competition lens 6 continuously
Is as shown in FIG. Therefore, zooming without blur
To zoom in during zooming, depending on the subject distance.
Select the focusing lens locus shown in FIG. 8 and select the focusing
Move the focus competition lens 6 along the lens path.
Need to be done. [0005] A front focus type lens system
Now, an independent competition lens is provided for the zoom lens.
The zoom lens and the compensating lens are mechanical
Are connected by a simple cam ring. Therefore, for example, for a cam ring
A knob for manual zoom is provided to manually adjust the focal length.
If you try to change it, no matter how fast you move the knob,
The cam ring rotates following this, and the zoom lens
The lens moves along the cam groove of the cam ring,
If the lens is in focus, the above operation will
It does not cause quenching. On the other hand, an inner focus type lens system
In system 1, zooming without blur is performed as described above.
In order to achieve this, the focus controller follows the locus shown in FIG.
It is necessary to move the lens 6. For this reason, FIG.
Information of multiple focusing lenses corresponding to such subject distances
To some form (even the locus itself, the lens position is a variable
Function can be stored in the microcomputer for lens control.
The focus compensating lens 6 and the variable power lens 3
Select the focus lens trajectory by position and select this selected
Trajectory tracking for zooming while tracing the focus lens trajectory
A slave system is generally employed. The trajectory tracking method
Details will be described later. At this time, the focus compensating lens 6
In order to make the focus control accurate and eliminate blur completely,
Position of the lens 3 and the focus compensating lens 6
It needs to be detected to a degree that is accurate. In particular, it is clear from FIG.
As shown, the variable power lens 3 is at a constant speed or a speed close to it.
When moving in degrees, the focal length changes
Of the focusing lens trajectory to be followed by the focusing lens 6
Is changing. This is the focus competition lens 6
Show that the speed and direction of movement change every moment.
In other words, the actuation for the focus competition lens 6
Accurate speed from 1Hz to several 100Hz
You will have to respond. In order to satisfy such demands, focus
As an actuator for the compensating lens 6, a stepper
It is becoming common to use a motor. Step
The ping motor is output from a microcomputer for lens control, etc.
Rotation in full synchronization with the stepping pulse
High speed responsiveness and stop because the running angle per hit is constant
This is because accuracy and position accuracy can be obtained. In addition,
When using a ping motor, the step angle relative to the step pulse
Since the degree is constant, the increment pulse is
Can be used as a point type position encoder.
Another advantage is that there is no need to add
You. Next, an inner focus type lens system is described.
In order to perform the zooming operation while maintaining the focus in the system 1
A conventional example of the trajectory tracking method will be described with reference to FIG.
You. [0010] In FIG. 9, the vertical axis is the focus comple- er.
The position of the lens 6 and the horizontal axis indicate the position of the variable power lens 3.
You. Also, z0, z1, z2,..., Z11 are positions of the variable power lens 3.
A0, a1, a2,... A11, b0, b
1, b2, ... b11 correspond to two different subject distances
The focus controller follows the movement of the zoom lens 3.
Show the typical focus lens trajectory that Perens 6 should follow
I have. The in-focus lens locus information is
Stored in the control microcomputer. [0011] As shown in FIG.
Blur has a typical focus corresponding to discrete subject distance
Since only the lens trajectory is stored, it is not stored.
If the subject distance is too long,
If you follow it as it is, you will change the magnification while keeping the focus.
Can no longer do so. So, the unremembered subject
In the case of body distance, based on the stored focus lens trajectory
Focus lens corresponding to the subject distance that is not stored
The trajectory is calculated. P0, p1, p2,... P11 in FIG.
Is the calculated focusing lens locus. This p0, p1,
The focus lens locus such as p2,. [0012] (Equation 1)   p (n + 1) = b (n + 1) -a (n + 1) ×             p (n) -a (n) / b (n) -a (n) + a (n + 1) Is calculated by According to equation 1, for example, in FIG.
When the focus compensation lens 6 is at the position of p0, p0 is
A ratio for internally dividing the line segment “b0−a0” is determined, and the ratio is determined according to the internal ratio.
Therefore, a point that internally divides "b1-a1" is defined as p1. this
The position difference between the points p1 and p0 and the zoom lens 3 is moved from z0 to z1
From the time it takes to move
The moving speed of the focusing lens 6 is determined. By the way, when zooming at high speed or the like,
When the movement speed of the lens 3 is fast,
The moving speed of the focus competition lens 6 becomes faster near the telephoto end.
Of the motor for moving the focus competition lens
May exceed speed. In this way, exceeding the step-out limit speed
If the camera is in focus, the camera will not be able to maintain
I will. Therefore, the moving speed of the zoom lens 3 is set at the telephoto end.
Focus Compensation Lens by decelerating near
Method to prevent the moving speed of Step 6 from exceeding the step-out limit speed
Has been realized. This method generally uses a variable power lens.
DC motors are used as moving actuators.
I have. [0016] However, with a DC motor,
In order to decelerate the moving speed of the variable power lens 3, DC
The motor needs to be servo-controlled and the control
The problem is that the road scale becomes large and the control becomes complicated.
There was a title. Further, the moving speed of the variable power lens 3 is controlled to be reduced.
If this is the case, the deceleration control
Stops deceleration when the moving speed of Step 6 becomes below the step-out limit speed.
As a result, the moving speed of the focus comp
As the step-out limit speed has been exceeded, decelerate again
The zoom speed is repeatedly accelerated and decelerated,
It will give a sense of harmony. Also, deceleration itself is uncomfortable for the photographer.
It is desirable that the deceleration time be as short as possible,
In addition, the deceleration speed can be adjusted smoothly while maintaining focus.
Is desired. The present invention has been made under such circumstances.
The purpose is to change the magnification by simple configuration and control.
The focus movement speed can be controlled smoothly to always maintain focus.
It is to do. [0020] Means for Solving the Problems To achieve the above object,
Therefore, the present invention provides a first lens for performing a zooming operation,
To correct the movement of the focal plane during the movement of the first lens
Moving the second lens and the first lens in parallel with the optical axis.
Moving the zoom motor and the second lens with respect to the optical axis.
A focus motor for moving to a row, and the first lens
The focus position of the second lens with respect to the discrete position of
Focusing position storage pre-stored according to discrete subject distance
Means, said first lensZooAnd the current position of the second lens
Based on the position and the information stored in the focus position storage means.
The second lens with respect to the movement position of the first lens.
Focus position calculating means for calculating a focus position of the camera;
Lens movementCalculated based on speedThe second record
Movement speed of the lensIf it is determined to exceed
The moving speed of the first lensDecelerationSo that the
Control the motorAlong with the subject distance
Change the specified valueControl means. [0021] [0022] [0023] [0024] [0025] Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
I will tell. FIG. 1 shows a lens control according to an embodiment of the present invention.
Block diagram showing an outline of a video camera equipped with a device
It is. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an inner focus.
Type lens system, similar to the conventional example described above,
In the figure, the optical axis sequentially from the left subject side to the right side
Fixed lens 11 disposed along the optical axis, parallel to the optical axis
The variable power lens 12, the aperture 13, and the second fixed
When the focus adjustment is performed by moving the constant lens 14 in parallel with the optical axis,
In both cases, correction is performed when the focal plane moves due to zooming.
Focus Competition with Competition Function
15. The light from the lens system 10
The image of the biological subject is captured by an image sensor 1 composed of a CCD or the like.
6, an image is formed on the imaging surface 16a, and is photoelectrically converted into a video signal.
Is output as This video signal (electric signal)
Amplified by amplifier (or impedance converter) 17
The output is changed by an AGC (automatic gain control) circuit 18.
The width is kept constant, and the filter 19
Only extracted. Then, the signal processing circuit 20
AF (auto focus)
S) For processing, find the intensity of high frequency components, etc.
And outputs the result to the lens control microcomputer 21.
You. Variable power lens 12, focus competition lens
15 is moved by lens moving means 22 and 23, respectively.
Is done. The lens moving means 22 and 23 are
Data 22a, 23a and drivers 22b, 23b.
(Hereinafter referred to as stepping pink for moving the zoom lens 12)
Zoom motor, focus competition lens 15)
A stepping motor for movement is called a focus motor.
U). These zoom motor 22a and focus motor 2
The output shafts 22c and 23c directly connected to 3a, respectively,
The racks 22d and 23d are engaged with each other,
2d and 23d are respectively a variable power lens 12 and a focus
It is fixed to the competition lens 15. Then, the output from the lens control microcomputer 21 is performed.
Movement command signal (direction signal s1, s2, speed signal s
(3, s4), the driving energy from the drivers 22b, 23b
Luggy is zoom motor 22a, focus motor 23a
And the output shafts 22c and 23c rotate.
This allows the variable power lens to be integrated with the racks 22d and 23d.
12. The focus compensating lens 15 is parallel to the optical axis.
(In the direction of arrows A and B). Variable magnification lens 12, focus competition lens
The positions of 15 are lens position detecting means 24 and 25, respectively.
Is detected by The lens position detecting means 24, 25
Photo sensors 24a, 25a and light shielding plates 24b, 25b
And the photo sensors 24a and 25a emit light.
And a light receiving unit (not shown), and a light shielding plate 24b,
25b is a variable power lens 12 and a focus competition, respectively.
It is fixed to the lens 15. Then, the variable power lens 12, the focus control
When the lens 15 moves parallel to the optical axis,
The light shielding plates 24b and 25b move, and the photo sensors 24a and
When the optical path between the light-emitting unit and the light-receiving unit 25a is blocked,
The output signal of the optical unit goes to a low level and is not blocked.
When it is not, it becomes a high level. Therefore, the position where the output signal of the light receiving section changes
With the zoom lens 12 and the focus competition
Detecting whether the lens 15 is at the reference position
Can be. Then, the microcomputer 21 for lens control
Depends on the reference position, lens moving speed, lens moving direction, etc.
Thus, the position of each lens can be recognized. The aperture 13 is adjusted so as to maintain an appropriate exposure amount.
Driven by the driver 26. That is, the aperture control cycle
The path 27 detects the level of the output signal of the AGC circuit 18
And this level is not a certain level (appropriate exposure)
Generates an aperture control signal to maintain a constant level.
You. The aperture control signal is amplified by the second amplifier 28.
Output to the driver 26, and
The aperture 13 is driven so as to obtain a neutral exposure amount. The aperture state of the aperture 13 is transmitted to the encoder 29.
Is detected by the third amplifier 30.
Amplified by the signal conversion circuit 31
After the lens 21 is converted into a readable signal, the lens control
Output to the microcomputer 21 for use. The lens control microcomputer 21 includes a variable power lens.
The lens 12 in the wide direction and the tele direction, respectively.
Wide switch 32, tele switch 33, focus
Move the Scompe lens 15 toward infinity and close
Infinite switch 34 for moving, close switch 3
5. The AF switch 36 for setting the AF mode is connected
ing. These switches and the lens control microcomputer 21
Is connected to a power supply via a pull-up resistor 37.
38 are connected. Note that the wide switch 32 and the
The switch 33 controls the lens control via a voltage control circuit 36.
The voltage control circuit 36 is connected to the
Is pressed by the wide switch 32 or the tele switch 33.
When pressure is applied, microcomputer for lens control according to the pressing force
The voltage to be output to 21 is changed. And lens control
Microcomputer 21 according to the voltage from voltage control circuit 36.
Zoom lens 12 at what speed of variable speed zoom
Decide what to move. For example, if the voltage is lower than 2V
Low speed zoom if not, medium speed zoom if 2V or more and less than 4V
Zoom zoom lens with high-speed zoom when 4V or more and less than 5V
Is moved. The lens control microcomputer 21 has the configuration shown in FIG.
Focusing lens as shown in Fig.
The lens locus table T is preset. Sand
The focusing lens trajectory table T in FIG.
Focus Compensation Lens 1 corresponding to 2 discrete positions
5 is a table in which the in-focus positions are recorded for each subject distance.
, N (0, 1,..., K,.
m) indicates a discrete subject distance, and is in the row direction (vertical direction in the figure).
Z) (0, 1,..., K,... L) are discrete scaling lenses.
The position of the intersection of a column and a row is discrete
Corresponding to the position of the variable magnification lens 12 and the subject distance
The focus position of the focus compensating lens 15 is recorded.
You. Note that the subject distance increases in the right direction in the figure.
"0" indicates infinity and "m" is the closest
1 cm is shown. The position of the zoom lens is
The angle of view increases as one moves in the direction.
Indicates the end, and “l” indicates the wide end. Sand
That is, the data group of each column is
Yes, it is. And the focus competition lens 15
An in-focus position, for example, A0k is a variable magnification lens at a subject distance of "0".
Compensation lens when the position of the lens 12 is "k"
15 shows the in-focus position. The lens control microcomputer 21 performs zooming.
When performing control, follow the focusing lens locus
The cas compensator lens 15 follows the movement of the variable power lens 12.
By doing so, zooming while maintaining focus is performed
So that At this time, the lens control microcomputer 21
When the moving speed of the focus compensating lens 15 is equal to or less than a predetermined value.
When it is up, it responds to the inclination of the focus lens locus.
Then, the moving speed of the variable power lens 12 is reduced. Next, the lens control operation will be described with reference to FIGS.
Explanation will be made based on the chart. 3 and 4.
Low zooms when the AF mode is off.
FIG. 3 to 5
Is a subroutine, and this flow is executed
Automatic focus adjustment according to focus voltage (sharpness of video signal) before
Contrast method (climbing method) that controls nodes
AF mode processing and the like are performed. First, the lens control microcomputer 21
ON / OFF of switch 32 and tele switch 33
To determine whether zooming is in progress.
(Step S1). As a result, the wide switch 32 and the
None of the switch 33 is turned on,
If not, reset the deceleration flag (step
S2), driving the focus motor 23a (step S2)
S21). On the other hand, the wide switch 32 and the tele switch
If any of 33 are turned on and zooming,
Of the zooming lens position zk of the
Remembered zoom lens position (this position is called the boundary position)
It is determined whether or not it is above (step S3). The result
As a result, if the current zoom lens position zk is on the boundary position,
Tele switch 33 is turned on, and from wide to tele
To determine whether zooming is in progress (step
S4). As a result, zooming from wide to tele direction
If it is medium, one telephoto side from the current zoom lens position zk
Between the boundary position zk + 1 and the current zoom lens position zk
The absolute value of the minute (position difference) is stored as a variable △ z (step
Step S5). On the other hand, zooming from tele to wide direction
If it is medium, it is one wider than the current zoom lens position zk
Between the side boundary position zk-1 and the current zoom lens position zk
The absolute value of the difference (position difference) is stored as a variable △ z
Step S6). Processing in step S5 or step S6
Is completed, the process proceeds to step S7, in which the variable power lens 12
The variable magnification lens position zk + 1 or zk-1 at the movement destination
Focus position of the focus compensating lens 15 corresponding to
The position to be moved following for focus) y
Calculated based on Next, referring to the deceleration flag,
To determine if the system speed is already decelerating
(Step S8). As a result, the deceleration flag is reset
If the zoom speed has not been reduced,
The deceleration flag is reset (step S9). And
The wide switch 32 supplied from the voltage control circuit 36,
Alternatively, the voltage level corresponding to the pressing force of the teleswitch 33 is
By judging, it is possible to select one of the standard
Determine whether the photographer specifies the zoom speed (step
Step S10). As a result, low voltage zoom and low voltage level
Is indicated, the zoom speed Vz is set to a low speed.
The speed value α is stored (step S11). Also, the voltage level
When the bell is medium and medium speed zoom is
The medium speed value β is stored as the
Step S12). Voltage level is high and high speed zoom is instructed
Is high, a high speed value γ is written as the zoom speed Vz.
Remember (step S13). Thus, the zoom speed Vz is determined.
Then, the zoom follows the movement of the variable power lens 12 during zooming.
The speed at which the focus compensating lens 15 moves (hereinafter referred to as “the speed”).
Calculate Vf (referred to as focus speed) (Step S1)
4). This focus speed Vf depends on the focus
Assuming that the current position of the lens 15 is f, it is given by the following equation. [0044] Vf = (y−f) × Vz /) z Next, the calculated focus speed Vf is changed to the focus mode.
Maximum focus speed considering the step-out limit speed of the motor 23a
It is determined whether the temperature is equal to or higher than Vfmax (step S
15). As a result, the focus speed Vf is
If it is smaller than the high speed Vfmax, step S1 described later
Go to 9. On the other hand, the focus speed Vf is the highest focus
If the speed is higher than Vfmax, set the deceleration flag.
(Step S16), the focus speed Vf
The maximum scum speed Vfmax is stored (step S1).
7). Then, the zoom speed (in this case, the deceleration speed) Vz
Is calculated (step S18). This calculation formula is
It is given by the following equation obtained by modifying equation 2. [0045] Vz = 3z × Vf / (y−f) Next, the variable power lens 12 is moved at the speed of the zoom speed Vz.
The zoom motor 22a is driven to rotate (step S1).
9) Set the focus compensating lens 15 to the focus speed V
drive the focus motor 23a to move the
Then (step S20), the process returns to the main flow.
At this time, as is apparent from the above description, the variable power lens 1
2 is the focus speed V calculated in step S14
f is the maximum focus speed Vfmax in step S15
If it is determined that this is the case, in step S18
The focus speed Vf is moved at the calculated deceleration speed.
It is determined that the maximum focus speed is lower than Vfmax
In the case, any one of steps S11, S12, and S13 is described.
It is moved at the remembered standard zoom speed. Also, focus
The competition lens 15 calculates the focus speed Vf
Is determined to be equal to or higher than the maximum focus speed Vfmax.
If it is determined that the focus is
Moved at the maximum speed Vfmax, and the focus maximum speed V
If it is determined to be smaller than fmax, the calculated
It is moved at the focus speed Vf. Here, the processing is performed in steps S19 and S20.
Drive of the zoom motor 22a and the focus motor 23a
The operation method will be described. Zoom motor 22a, focus motor 2
Drivers 22b and 23b for driving 3a are
(H) / low output from the microcomputer 21
(L) Direction signals S1 and S2 and rotation of clock waveform
Controlled by speed signals S3 and S4 as wave number signals
You. The direction signal S1 to the zoom motor 22a is
Switch 32 or tele switch 33 is turned on.
H / L is determined depending on whether the operation is performed. Also, focus
The direction signal to the motor 23a is the focus speed V
H / L is determined depending on whether f is positive or negative.
You. The drivers 22b and 23b output the direction signal S
1, the phases of the four motor excitation phases are rotated forward in accordance with S2,
Or set to reverse rotation and respond to the speed signals S3 and S4
The applied voltage (or current) of the four-phase motor excitation phase
Output while rotating the motor,
Conversion frequency, i.e., zoom lens 12, focus competition
The moving direction and moving speed of the lens 15 are controlled. That is, the variable power lens 12, the focus
Actuator for moving the impeller lens 15 (zoom
Motor 22a and focus motor 23a)
Uses a stepping motor instead of a DC motor
Therefore, when controlling the deceleration of the variable power lens 12 as described above,
It is not necessary to servo control the driver 22b (dry
The circuit size of the lens 23b is also reduced to allow for lens control.
The program capacity of the microcomputer 21 can be reduced,
Control is also simplified. In step S8, the vehicle has already been decelerated.
If it is determined that the zoom
It is determined whether or not the mobile phone is running (step S21). So
As a result, if zooming from wide to tele
Proceeding to step S16, zooming from the telephoto to the wide direction
If it is during the tuning, the process proceeds to step S9. This is Zoomin
Once in a deceleration state during a run, continue deceleration as it is
Means that. This reduces the speed of the zoom
The zoom speed is limited to near the edge, and the zoom speed is
A rattling zoom that is alternately switched to the quasi-zoom speed
This is to prohibit the user from becoming a problem. By performing the above lens control,
The zoom speed Vz and the focus speed Vf are as shown in FIG.
Change like so. FIG. 5A shows the position of the variable power lens on the horizontal axis.
FIG. 5 is a diagram in which the vertical axis represents the focus speed Vf.
(B) shows the zoom lens position on the horizontal axis and zoom on the vertical axis.
It is the figure which took speed Vz. In other words, the sum for each subject distance shown in FIG.
As can be estimated from the locus of the focal lens, the zoom speed Vz
How the focus speed Vf changes with respect to the subject distance
The zoom speed Vz varies depending on the speed, as shown in FIG.
As described above, in the case of a constant medium speed β, the focus speed Vf
Is, for example, shown in FIG.
To change. P shown in FIG. 5B indicates the start of zoom deceleration.
Position. That is, from the zoom deceleration start position P,
On the side, the focus speed Vf is
Exceeding the maximum speed Vfmax considering the step-out limit speed of a
The focus cannot be maintained. So, zoom down
On the tele side from the speed start position P, as shown in FIG.
In FIG. 5, the focus speed Vf is set to the maximum speed Vfmax.
The zoom speed Vz is reduced as shown in FIG. this
As is clear from the above description, the deceleration speed
Calculated in such a way as to keep the focus in consideration of the inclination of the trajectory
And slowly change, so the zoom speed is smoothly reduced
It is possible to do. Also, the focus speed Vf is
When exceeding the high speed Vfmax, the focus speed Vf
The maximum speed Vfmax without being lower than the maximum speed Vfmax
x, the deceleration period of the zoom speed Vz is shortened.
can do. [Application Modification] In the above-described embodiment, the
The maximum speed Vfmax of the scum speed Vf is fixed at a constant value.
The subject distance n and the selected standard zoom
In FIG. 5, depending on the program speed Vz (low speed, medium speed, high speed)
Zoom deceleration start position P is different. Because of this,
Zooming section with constant speed and zooming section with deceleration
Time between zooming at normal speed
The ratio of the zooming time in the fast state to the subject distance
n or the selected standard zoom speed Vz (low speed, medium
Speed, high speed), which makes the photographer feel uncomfortable
I will give it. Therefore, as shown in FIG.
Depending on the body distance n, the maximum speed Vfmax is changed,
As shown in FIG. 6B, the magnitude of the standard zoom speed Vz
(Α, β, γ), the maximum speed Vfmax is changed.
It is good to let it. The maximum speed Vfmax is appropriately changed.
When zooming at a constant zoom speed
A feeling of zooming that seems to be suddenly faster near
Conversion rate) can be made uniform. [0058] As described in detail above, the present invention
Simplifies the moving speed of the zoom lens with simple configuration and control.
, It is possible to always maintain focus. That is, the actuator for moving the zoom lens
Since a stepping motor is used as the
Simple control method without increasing the scale of the control circuit
Zoom lens while maintaining focus by focusing lens
Movement speed of the vehicle can be reduced. Also, zoom lens
The moving speed of the lens according to the inclination of the locus of the focusing lens.
Maintains smoothness and focus by performing at the rate of change in speed
Zooming is possible. Further, conditions for reducing the moving speed of the variable power lens
Is set in various modes, for example, focusing
Do not exceed the step-out limit of the actuator for the competition lens.
The deceleration time of the moving speed of the zoom lens
Or the speed of change of the image magnification, which usually increases rapidly near the telephoto end.
The degree can be made uniform.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一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】合焦レンズ軌跡テーブルのデータ内容を示す図
である。 【図3】レンズ制御動作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】図3、図4のフローチャートで示されるレンズ
制御におけるフォーカス速度とズーム速度の制御例を示
す図である。 【図6】ズーム速度の減速条件を変更した例を示す図で
ある。 【図7】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8】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9】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 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 23 レンズ移動手段 22a ズームモータ(ステッピングモータ) 23a フォーカスモータ(ステッピングモータ) 22b ドライバ 23b ドライバ 32 ワイドスイッチ 33 テレスイッチ 34 無限スイッチ 35 至近スイッチ 36 電圧制御回路 T 合焦レンズ軌跡テーブル S1、S2 方向信号 S3、S4 速度信号
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a video camera provided with a lens control device according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing data contents of a focusing lens trajectory table. FIG. 3 is a flowchart illustrating a lens control operation. FIG. 4 is a flowchart continued from FIG. 3; FIG. 5 is a diagram illustrating an example of control of a focus speed and a zoom speed in the lens control illustrated in the flowcharts of FIGS. 3 and 4; FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which a deceleration condition of a zoom speed is changed. FIG. 7 is a diagram showing an inner focus type lens system. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the position of a variable power lens for maintaining focus and the position of a focusing lens for each subject distance. FIG. 9 is a diagram for explaining a focusing lens trajectory tracking method. [Description of Signs] 12 Variable Lens 15 Focus Compensation Lens 21 Lens Control Microcomputer 22 Lens Moving Means 23 Lens Moving Means 22a Zoom Motor (Stepping Motor) 23a Focus Motor (Stepping Motor) 22b Driver 23b Driver 32 Wide Switch 33 Tele Switch 34 infinity switch 35 close switch 36 voltage control circuit T focusing lens trajectory table S1, S2 direction signal S3, S4 speed signal

───────────────────────────────────────────────────── 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 7/28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H04N 5/232 G02B 7/08 G02B 7/28

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【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のレンズを光軸と平行に移
動させるズームモータと、前記第2のレンズを光軸と平
行に移動させるフォーカスモータと、前記第1のレンズ
の離散的な位置に対する前記第2のレンズの合焦位置を
離散的な被写体距離に応じて予め記憶した合焦位置記憶
手段と、前記第1のレンズおよび第2のレンズの現在位
置と前記合焦位置記憶手段に記憶された情報とに基づい
て前記第1のレンズの移動位置に対する前記第2のレン
ズの合焦位置を演算する合焦位置演算手段と、前記第1
のレンズの移動速度に基づいて算出された前記第2のレ
ンズの移動速度が所定値を越えると判断された場合には
前記第1のレンズの移動速度を減速させるように前記ズ
ームモータを制御するとともに、被写体距離に応じて前
記所定値を変更する制御手段と、 を備えたことを特徴とするレンズ制御装置。
(57) [Claim 1] A first lens for performing a zooming operation,
A second lens for correcting the movement of the focal plane when the first lens moves, a zoom motor for moving the first lens in parallel with the optical axis, and a second lens for moving the second lens to the optical axis. A focus motor for moving in parallel, a focus position storage means for storing in advance a focus position of the second lens with respect to a discrete position of the first lens in accordance with a discrete subject distance; if for calculating the focus position of the second lens with respect to the movement position of said first lens on the basis of the current position and the information stored in the in-focus position memory means lens Contact and second lens A focus position calculating means;
The zoom so slows the moving speed of <br/> the first lens when the moving speed of the lens the second lens which is calculated based on the moving speed of is determined to exceed the predetermined value Control the motor and adjust the front
A lens control device comprising: control means for changing the predetermined value .
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