JP3696894B2 - Lens control device - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、インナーフオーカスタイプのレンズシステムにおけるレンズ制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図4は一般的なインナーフオ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101は固定されている第1のレンズ群、102は変倍を行う第2のレンズ群(以下変倍レンズと称す)、115は絞り、103は固定されている第3のレンズ群、104は焦点調節機能と変倍による焦点面の移動を補正する、所謂コンペ機能とを兼ね備えた第4のレンズ群(以下フオーカスコンペレンズと称す)、119は撮像素子の撮像面である。
【0003】
図4のように構成されたレンズシステムでは、フオーカスコンペレンズ104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119に合焦するためのフオーカスコンペレンズ104の位置は、被写体距離によって異なってしまう。
【0004】
変倍レンズの位置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、撮像面上に合焦させるためのフオーカスコンペレンズ104の位置を連続してプロツトすると、図2のような特性曲線となる。そして変倍動作中は、被写体距離に応じて図2に示された軌跡を選択し、その軌跡どうりにフオーカスコンペレンズ104を移動させれば、ボケのないズームが可能になる。
【0005】
一方、前玉フオ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、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。
【0006】
従って、たとえばこのカム環にマニユ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、フオーカスレンズのピントがあっていれば、上記動作によってボケを生じることはない。
【0007】
上述のような特徴を有するインナーフオーカスタイプのレンズシステムの制御においては、図2に示される複数の軌跡情報を何らかの形でレンズ制御用マイコン内のメモリに記憶させておき、フオ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。
【0008】
さらに、変倍レンズの位置に対するフオーカスレンズの位置をメモリから読みだして、レンズ制御用に応用するため、各レンズの位置の読みだしをある程度精度良く行わなくてはならない。特に図2からも明らかなように、変倍レンズ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オーカスレンズの軌跡の傾きが変化している。これは、フォーカスレンズ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、フオーカスレンズのアクチユエータは実際1Hz〜数百Hz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。
【0009】
上述の要求を満たすアクチユエータとしてインナーフオーカスレンズシステムのフオーカスレンズ群には、ステツピングモータを用いるのが一般的になりつつある。ステツピングモータは、レンズ制御用のマイクロコンピユータ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と、位置精度を得ることが可能である。
【0010】
さらにステツピングモータを用いる場合、歩進パルス数に対する回転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よいという利点がある。
【0011】
前述したように、ステツピングモータを用いてフオーカスレンズを駆動して合焦を保ちながら変倍動作を行おうとする場合、レンズ制御用マイコン等に図2の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)で記憶しておき、変倍レンズの位置または移動速度に応じて軌跡情報を読みだして、その情報に基づいてフオーカスレンズを移動させる必要がある。
【0012】
図3は、本出願人が先に提案した軌跡追従方法の一例を説明するための図面である。同図において、z0,z1,z2, ... ,z11は変倍レンズ位置を示しており、a0,a1,a2, ... ,a11 及びb0,b1,b2, ... ,b11は、それぞれレンズ制御用マイコン内のメモリに記憶している代表軌跡である。またp0,p1,p2, ... ,p11は、上記2つの軌跡を基に算出された軌跡である。この軌跡の算出式を以下に記す。
【0013】
p(n+1)= |p(n)-a(n) |/ |b(n)-a(n) |* |b(n+1)-a(n+1) |+a(n) --- (1)
【0014】
(1)式によれば、例えば図3において、フオーカスレンズがp0にある場合、p0が線分b0−a0を内分する比を求め、この比に従って線分b1−a1を内分する点をp1としている。このp1−p0の位置差と、変倍レンズがz0〜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オーカスレンズの移動速度が知れ、該移動速度でフオーカスレンズを移動させれば、合焦を維持したままカム軌跡をトレースすることができる。
【0015】
しかしながら、該追従方法でボケを生じないためには、ステツピングモータの歩進パルスカウンタの値を特定の値にリセツトする必要がある。つまり、歩進パルスカウンタの値がずれると、マイコン内に記憶した変倍レンズ位置とフオーカスレンズ位置の組合せの座標によつて得られるカム軌跡情報が正しく読み取れない為、変倍動作中に軌跡を正確にトレースすることができなくなるためである。
【0016】
そこで、電源投入後、通常のレンズ制御動作にはいる前に、フオーカスレンズを所定位置に移動させて、歩進パルスカウンタをリセットする方法が多く用いられている。この場合、前記所定位置を、レンズ内に組み込まれた位置検出用のフオトダイオードの取付位置とするのが一般的であり、該フオトダイオードからの出力信号が変化したフオーカスレンズ位置を、リセツト位置としてフオーカスレンズを停止させ、歩進パルスカウンタの値を光学系のバランス調整によって決められた初期値に設定する。この時リセツト位置でレンズを一旦停止させるのは、レンズ駆動状態では歩進パルスカウンタの値がまだ変化しているからであり、カウンタリセツトを確実にするためである。
【0017】
ところで、通常の変倍レンズの駆動/停止は、撮影者が操作するズームスイツチの情報に応じて行うが、変倍レンズがフオーカスレンズと同様にバランス調整によって決まるズーム端に達した場合には、ズームスイツチの操作状態にかかわらずズームレンズを停止すべきである。それはテレ方向にズームスイツチが押されていて、かつ変倍レンズ位置が図3のz0に達しているにもかかわらず、変倍レンズを停止させないでいると、マイコン等に超テレ領域のカム軌跡情報を記憶させておかなければボケを生じることになり、さらに変倍レンズが超テレ領域に駆動されると、その機械的な端部すなわちメカ端に突っ込むことになり、レンズ及びその駆動系が破損する危険性があるからである。
【0018】
【発明が解決しようとしている課題】
しかしながら従来のビデオカメラにおけるレンズ制御装置によると、その制御が垂直同期周期に同期して行われている為、以下のような欠点があった。
【0019】
例えばズーム端の検出が1垂直同期期間に1回である為、ズームレンズの駆動速度によっては変倍レンズがテレ端を越えて超テレ領域まで突っ込んでから止まることがあった。
【0020】
これはレンズが高倍率になるに従って、図2に示したテレ側でのカム軌跡の傾きは急になり、変倍レンズの数パルスの移動に対して、合焦を維持するためのフオーカスレンズ移動量は数十パルスにも相当することになる。したがつて上記のように超テレ領域まで変倍レンズが突っ込んだとき、合焦を維持するためにはフオーカスレンズをさらに無限方向に且つ高速で移動させねばならない。
【0021】
但しフオーカスレンズの無限方向にける移動可能範囲は、あくまでも図2,図3の軌跡上でのテレ端合焦位置で決まるソフト的な無限端位置までであり、この範囲を越えての超無限領域への移動は、フオーカスレンズがメカ端に当たる危険があるために禁止するのが一般的である。
【0022】
従って、超テレ端に大きく変倍レンズが突っ込んだ場合には、合焦点が無限端位置よりもさらに無限方向に存在することがあり、この時、ピント合わせが不能となってしまってしまうという欠点があった。
【0023】
また、上記従来例で述べた、ステツピングモータの歩進パルスカウンタのリセツトにおいても、フオーカスレンズの停止制御が1垂直同期期間に1回である為、前記フオトダイオードの出力信号が変化するフオーカスレンズ位置よりも、ズレた位置でフオーカスレンズが停止し、その位置で歩進パルスカウンタのリセツトが行われる場合があった。この時、マイコン内で認識するフオーカスレンズ位置と、実際のフオーカスレンズ位置との間にズレが生じる。このズレ量が大きい場合には、特に変倍動作中にボケ量が増大するという現象になっていた。
【0024】
【問題点を解決するための手段】
本発明は上述した問題点を解決することを目的としてなされたもので、その特徴とするところは、変倍動作を行うための変倍レンズと、該変倍レンズの移動による焦点面の移動を補正するためのフォーカスレンズと、前記変倍レンズ及びフォーカスレンズをそれぞれ光軸と平行に移動させるためのステッピングモータ等のアクチユエータと、前記変倍レンズの移動に応じて前記フォーカスレンズを駆動するとともに、前記アクチュエータによる前記変倍レンズの最小移動単位の移動に応じて割り込みを発生させ、当該変倍レンズの移動範囲の端部への到達を検出可能な制御手段とを備えたレンズ制御装置にある。
【0026】
【作用】
これによつて、レンズの最小移動単位での停止が可能になり、例えば、変倍レンズが超テレ領域に突っ込んだり、フオーカスレンズ位置がリセット位置からズレたところで歩進パルスカウンターのリセツトが行われたりする不都合を防止でき、ズーム中のボケや、レンズがメカ端に当たることによる破損、位置ずれの危険性を防止することが可能となる。
【0027】
【実施例】
以下、本発明におけるレンズ制御装置の構成及び動作を各図に示す第1の実施例について詳述する。
【0028】
《第1の実施例》
図1は本発明におけるレンズ制御装置の特徴を表す第1の実施例の構成図であり、変倍レンズ、フオーカスコンペレンズとも駆動用アクチユエータはステツピングモータであるとして説明する。
【0029】
図1において101、102、115、103、104はそれぞれインナーフオ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(変倍レンズ)、絞り、固定の第3のレンズ群、そしてコンペ機能とフオーカシングの機能を兼ね備えた第4のレンズ群(フオーカスコンペレンズ)である。これらの光学的な構成要素自体は図4のレンズシステムと同様である。
【0030】
105と107はそれぞれ変倍レンズ102とフオーカスコンペレンズ104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、本実施例においてはそれぞれがフオトセンサ106、108と共に各レンズ駆動系に組み込まれている。このスイツチ105、107はそれぞれレンズ群102、104に固定されており、このレンズ群102、104が光軸と並行に移動するのに伴って一体的に移動する。
【0031】
そして、各レンズ群の移動可能領域において、中間付近を境界としてフオトセンサ106、108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又は遮られていないかによって、フオトセンサ106、108の光検出部は1から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、レンズがその基準位置にあるか否かを検出できる。
【0032】
116は絞りの状態を検出するための絞りエンコーダ、117は絞りエンコーダ116の出力信号を増幅するアンプ、118はアンプ117の出力信号を後述のレンズ制御用マイクロコンピユータ(以下レンズ制御マイコンと称す)124で読み取れる信号に変換する信号変換回路である。
【0033】
119はCCD等の撮像素子、120は増幅器またはインピーダンス変換器、121は撮像素子の出力信号レベルに応じてゲインを自動制御するAGC回路、122は映像信号中より焦点状態に応じて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イルタ、123はバンドパスフイルタより出力された高周波成分信号に基づいてAF処理を行うべく映像信号を処理する信号処理回路、124はレンズの駆動制御を行うためのマイコンである。
【0034】
138はAGC回路121の出力レベルを一定に保つように絞り115の状態を調節するための絞り制御回路、139は絞り制御回路138の出力を増幅するための増幅器、140は絞り115を駆動するためのドライバであり、絞り制御回路138の出力に基づき、増幅器139,ドライバ140を駆動することにより絞り115を制御し、映像信号レベルを常に一定に保つように構成されている。
【0035】
125、128はそれぞれレンズ制御マイコン124から出力される変倍レンズ102及びフオーカスコンペレンズ104の駆動命令に従って駆動エネルギーをそれぞれ110,112へとステツピングモータに出力するためのドライバ、110、113はそれぞれ変倍レンズ102及びフオーカスコンペレンズ104を駆動するためのステツピングモータ、111,114はそれぞれステツピングモータ110,114に直結されたリードスクリユーを形成した出力軸、109と112はそれぞれ出力軸111,114を挟んでいるラツクであって、各出力軸111,114が回転することにより、これらのラツクが光軸と平行に移動し、ラツクに固定されている各レンズ群が102,104が移動する。
【0036】
131はレンズ制御マイコン124に接続されている各種操作スイツチに接続されたプルアップ抵抗群、132は電源、134,135はそれぞれ変倍レンズ102をワイド方向とテレ方向に移動させるためのズームスイツチ、136,137はそれぞれフオーカスレンズ104を無限方向と至近方向に移動させるためのフオーカススイツチである。
【0037】
そして上述のズームスイツチ134,135による変倍動作、フオーカススイツチ136,137によるマニユアルフオーカス動作、AF信号処理回路123の出力に基づくAF動作、各種レンズの初期設定動作等、各制御はすべてレンズ制御用マイコン124によつて統括的に制御される。
【0038】
次にレンズ制御用のステツピングモータの駆動制御について説明する。レンズ制御用マイコン124は、プログラム処理によりズーム用ステツピングモータ110、フォーカス用ステツピングモータ112の駆動速度を決定し、各ステツピングモータの回転周波数信号として、制御ライン127、130を通じてズームモータ110駆動用ドライバ125、フォーカスモータ113駆動用ドライバ128に送る。
【0039】
また、モータ110、113の駆動/停止命令を制御ライン143、144を通じて、さらに各モータの回転方向を、それぞれ制御ライン126、129を通じて各ドライバ125、128に送っている。
【0040】
またその駆動/停止信号及び回転方向信号は、ズームモータに関しては2つのスイツチ134、135の状態に応じて、フォーカスモータに関してはマニユアル時には2つのスイツチ136,137の状態に応じて、AF時にはマイコン124内でのAF処理ルーチンで決定する駆動方向命令に応じて、Hi/Low制御されるものである。
【0041】
モータドライバ125,128はモータの回転方向信号に応じて、4相のステツピングモータの励磁相の位相を順回転及び逆回転の位相に設定し、かつ受信した回転周波数信号に応じて、4つの励磁相の印加電圧(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する。また同時にモータ励磁相が1パルス分変化する度に、ライン141、142を通じてレンズ制御マイコン124にパルス信号を出力し、レンズ制御マイコン124はこれをカウントすることにより、各ステツピングモータすなわち各レンズの移動量を検知するものである。
【0042】
また、モータドライバ125、128はレンズ制御マイコン124からの駆動/停止命令に応じて、各モータへの出力をON/OFFするが、パルス信号を出力する励磁パターン(1相の励磁パターン)まで励磁相が進むまでは、ステツピングモータへの出力をOFFしない。つまり、各モータは1相の励磁パターン以外には停止しない。
【0043】
図5、図6は本発明を実施するための制御フローチヤートであり、レンズ制御マイコン124で処理される。図5に示したフローチヤートは割り込み処理ルーチンであり、この処理はモータドライバからの141のパルス信号を検出したときに実行される。すなわち変倍レンズ102が1パルス移動する毎に割り込みがかかり、図5に示したフローチヤートの処理が実行される。
【0044】
図6は変倍動作を行うためのサブルーチン処理であり、レンズ制御マイコン124によつて1垂直同期期間に1回処理される。尚、図6の処理が実行される前に、焦点電圧に応じて自動焦点調節の制御を行うAFモード処理等が行われている。
【0045】
図6において、ステツプ601は本サブルーチンの開始を示している。ステツプ602はズーム動作中か否かの判別を行う処理であり、ズームスイツチ134,135がいずれも押されていないときに停止と判断され、ステツプ618へと移行する。
【0046】
もしテレスイッチ135が押されているときにはステツプ603へと進み変倍レンズ102がテレ端に達したか否かの判断を行う。ここでCzは変倍レンズ用の歩進パルスカウンタを表し、テレ方向に進むとき増加、ワイド方向に移動中は減少する。
【0047】
またテレ端のカウンタ値Cテレ、及びワイド端のカウンタ値Cワイドは光学系のバランス調整結果により決まるレンズ個々の固有値に設定されている。ステツプ603ではCzがCテレ以上であればテレ端に達していると判別(”Y”)してステツプ618からの処理を行う。またステツプ603でCzがCテレに達していなければテレ端に達していないとして(”N”)、ステツプ604でズームドライバ125へ順回転の方向信号を制御ライン126を介して出力する。
【0048】
一方、ステツプ602でワイドスイツチ134が押されていると判断された場合にはステツプ605でカウンタの値Cz をワイド端のカウンタ値Cワイドと比較することによつてワイド端に達しているのかを判別し、Cz がCワイド以下となつて変倍レンズがワイド端に達していることが判別されたならばステツプ618の処理へと移行し、ワイド端に達していなければステツプ606でズームドライバ125へ逆回転の方向信号(ワイド方向)を出力し、ステツプ607からの処理を行う。
【0049】
ステツプ607では現在の変倍レンズ位置が、レンズ制御マイコン124内に記憶されている代表軌跡データを所有する変倍レンズ位置(この位置を境界位置と呼ぶ)であるかどうかの判別処理であり、境界上にない場合は追従軌跡計算ができないとして、前回計算された変倍レンズ、フオーカスコンペレンズの移動方向、及び移動速度を保持する意味でステツプ616へ行く。
【0050】
ステツプ607で軌跡演算可能と判断された場合(”Y)ならば(変倍レンズ位置が図3のある境界上z(n) にいる)、ステツプ608で前記(1)式で求まる隣の境界上の追従先フオーカスレンズ位置p(n+1) を算出する。
【0051】
ステツプ609では変倍レンズの移動速度Vzを算出する。Vzの値は通常一定のスピードとなるが、高速ズームなどの場合には、Vzをテレ側で小さくしないと、合焦を維持するためのフオーカスコンペレンズの移動速度が脱調限界速度を越えてしまうことになる。本実施例においては、Vzは簡単のため一定値とするが、滑らかに減速するようにVzの値をレンズ制御マイコン124内に変倍レンズ位置を変数とする速度テーブルとして持ち、そこから引き出してVzを決定しても良い。
【0052】
ステツプ610ではカム軌跡追従フオーカス速度Vfを算出する。ここでVfはフオーカスレンズの現在位置をp(n) として、
Vf=(( pn+1)−p(n) )*Vz/Δz
で与えられる。ここでΔz=|z(n+1) −z(n) |である。
【0053】
ステツプ611ではステツプ610で算出されたVfが0であるかの判別を行い、Vf=0であれば、フオーカスレンズを動かす必要がないとして、ステツプ617へ行き、ズーム速度Vzからズーム用ステツピングモータの駆動用周波数信号に変換する。実際のモータ駆動用パルス信号は、図5、図6のフローチヤートとは別のタイマー割り込み処理によって、モータドライバに出力するパルス信号のHi/Lowを作っており、ステツプ617で行われる変換では、前記タイマ割り込み処理周期を決めるタイマ値を決定するものである。ステツプ619ではズームモータドライバ125に制御ライン143を介して駆動信号を、またフオーカスモータドライバ128に制御ライン142を介して停止信号を出力する。
【0054】
ステツプ611でVz≠0と判別されると、ステツプ612でVz>0かの判別をし、”Yes”ならステツプ613にて、フオーカスモ−タドライバ128に制御ライン129を介して順回転信号を出力し、ステツプ615の処理へと移行する。ステツプ612で”No”ならばステツプ614で、フオーカスモ−タドライバ128に制御ライン129を介して逆回転信号を出力する。
【0055】
ステツプ615では前記ステツプ617と同様に、ズーム速度Vz、フォーカス速度Vfから、各モータ回転周波数を決定する、タイマー割り込み周期を各々算出する。
【0056】
ステツプ616では、ズームモータドライバ125に制御ライン143を通して、またフオーカスモータドライバ128に制御ライン142を通して、共に駆動信号を出力する。
【0057】
またステツプ602でズーム停止、ステツプ603でズームレンズ位置がテレ端にいる、ステツプ605でズーム位置がワイド端にいるとそれぞれ判断された場合にはステツプ618の処理へ行き、ズームモータドライバ125に制御ライン143を介して停止信号が出力される。
【0058】
ステツプ620は図6のフローの終了を表しており、他のAF処理などのメインの処理ルーチンへ戻る。
【0059】
一方、図6の処理ルーチンにより、変倍レンズが1パルス移動する度に、ズームモータドライバ125よりパルス信号が制御ライン141を通してマイコン124に出力される。レンズ制御マイコン124では、制御ライン141のパルス検出の度に、図5に示した割り込み処理ルーチンを実行する。
【0060】
図5において、ステツプ501は本割り込み処理の開始を示しており、ステツプ502でズームドライバ125へ出力している制御ライン126の信号状態から、ズームモータが順回転方向に回転しているのか、逆回転しているのかを判別する。
【0061】
そして順回転(テレ方向)ならば、ステツプ503でズームモータの歩進パルスカウンタCzの値を1だけ増やす。逆回転(ワイド方向)ならば、ステツプ504でCzの値を1だけ減らす。これは本割り込み処理が実行されるのは変倍レンズが1パルス移動した後なので、その移動量と歩進パルスカウンターCzの値を一致させるために行うことであり、こうすることによりCzを監視するだけで変倍レンズの位置が認識できる。
【0062】
ステツプ505はズーム中か否かの判別処理であり、ズームスイツチ134,135が共に押されていないとき停止と判断され,ステツプ509でズームモータドライバ125に制御ライン143を介して停止信号を出力する。
【0063】
テレスイツチ135が押されているときには、ステツプ506で変倍レンズがテレ端に達したか否かの判断を行う。前述したようにCテレはテレ端での歩進パルスカウンタ値(Cワイドはワイド端でのカウンタ値)である。
【0064】
ステツプ506でテレ端に達していると判別されたときにはステツプ509へと移行し、テレ端に達していないと判断されたときにはステツプ508からの処理を実行する。
【0065】
一方、ステツプ505でワイドスイツチ134が押されていると判断された場合にはステツプ507でワイド端に達しているか否かを判別し、”Yes”ならステツプ509へ、”No”ならばステツプ508でズームモータドライバ125に制御ライン143を通して駆動信号を出力する。
【0066】
ステツプ510は、次に変倍レンズが1パルス移動したとき、本割り込みルーチンが実行できるよう、次の割り込みを許可する処理であり、ステツプ511は本割り込みルーチンの終了を表している。
【0067】
以上説明したように、変倍レンズが最小移動単位である1パルスの駆動ごとに図5の割り込み処理を行つてズーム端を認識することにより、変倍レンズをその最小移動単位で停止することができ、変倍レンズがテレ端を越えて超テレ領域に突っ込むような不都合がなくなる。これによつて合焦点がフオーカスの無限端を越えて超無限領域に存在し、ピント合わせ不能となる欠点を克服する事が可能となる。
【0068】
《第2の実施例》
変倍レンズ位置及びフオーカスレンズ位置の検出精度が軌跡追従精度に直接影響することは、前述の従来技術,発明の課題等の記載において述べた通りである。
【0069】
本実施例では、フオーカスレンズのリセツト動作を例にとって、レンズ位置の検出を高精度で行うための手段について説明する。
【0070】
図7はレンズ位置カウンタの動作を行うリセツトスイツチの構成図であって、フオトセンサ108(または106)を構成する発光部701から受光部702への光路をレンズと共に光軸と平行に移動する遮蔽板107(または105)が遮ったとき、受光部702の出力信号はLowレベルに、また遮らないときHiレベルになる。
【0071】
図8,図9は上記レンズ位置カウンタのリセツト動作を説明するためのフローチヤートであり、図示の例ではフオーカスコンペレンズ104の位置カウンタリセツト動作について説明するが、このリセット動作は変倍レンズ102のリセツトについても同様に用いることができる。
【0072】
図8において、ステツプ801で処理の実行が開始されると、ステツプ802で電源が投入されたか否かを検出し、電源が投入されていなければその場で待機し続ける。
【0073】
電源が投入されると、ステツプ803でフオーカスコンペレンズ用位置検出カウンタCfをクリアし、ステツプ804でリセツトフラグをセットする。
【0074】
ステツプ805では、フオトセンサ108の出力信号がHiレベルかどうかを確認する。例えば遮光と透光の境界がレンズ移動可能範囲のほぼ中間にある場合、フオトセンサ108の出力信号の状態から前記境界が現在のレンズ位置よりも至近側にあるのか無限側にあるのかが判別できる。
【0075】
図7を例にとると、フオトセンサ108の出力信号がLowレベルである場合は遮光されているので、フオーカスコンペレンズ104は前記境界よりも至近側に位置しており、フオーカスコンペレンズ104を無限側に移動することによってフオトセンサ108出力信号のLowからHiへの変化を得ることができる。始めにフオトセンサ108の出力信号がHiレベルの時にはその逆になる。
【0076】
従って、図8の805でフオトセンサ108の出力信号の状態を確認し、Hiレベルであれば、ステツプ806でフオーカスコンペレンズ104を至近方向に移動させて境界点を得ようとする。
【0077】
また805でLowと認識された場合にはステツプ807でフオーカスコンペレンズ104を無限側に移動させる。そしてステツプ808でリセツトフラグがクリアされるまで、その場で待機し続ける。ここでレンズの駆動は、レンズ制御マイコン124がフオーカスモータドライバ128へ、制御ライン129,130,144を介してそれぞれ回転方向信号、回転周波数信号、駆動命令信号を送ることにより行われる。
【0078】
フオーカスコンペレンズ104が移動する際、レンズが1パルス移動する度に、ドライバ128よりレンズ制御マイコン124へ、制御ライン142を介してパルス信号が出力される。レンズ制御マイコン124は、制御ライン142のパルス信号を検出する度に図9に示した割り込み処理ルーチンを実行する。
【0079】
図9に示したフローチヤートでは、フオーカスコンペレンズ位置カウンタCfを、ステツピングモータ113の歩進パルス数に合わせることと、リセツト動作中のリセツトスイツチの位置検出を行い、フオーカスレンズを停止させることを行っており、ここでは図9についての説明を行う。
【0080】
ステツプ901は本割り込み処理の開始を示している。ステツプ902では、フオーカスコンペレンズの移動方向を確認し、至近方向に移動中ならば、ステツプ903でフオーカスレンズ位置検出カウンタCfを1だけ増やす。
【0081】
一方無限方向に移動中の場合ステツプ904で、Cfの値を1減らす。ステツプ905はリセツト動作中かどうかの判別で、リセツトフラグ=1ならばステツプ906へ、そうでないならステツプ911へと進む。
【0082】
ステツプ905でリセット動作中と判断されると、ステツプ906でもう一度フオーカスレンズの移動方向を確認し、至近方向に移動中ならステツプ907でフオトセンサ108の出力信号がLowになったか否かの確認を行う。未だHiならば、境界点まで達していないので、ステツプ911へと移行する。
【0083】
ステツプ907でフオトセンサ108の出力がLowとなったときは、フオーカスレンズが境界点に達し、リセツトスイッチ位置上に位置している状態であり、ステツプ909でリセツトフラグ=0とし、ステツプ910でフオーカスレンズを停止させる。レンズの停止は、フオーカスモータドライバ128へ制御ライン144で停止命令信号を出力して行う。
【0084】
ステツプ906で無限方向へ移動していると判断された場合には、ステツプ908でフオトセンサ108の出力信号がHiになったか否かの確認をする。未だLowならば境界点まで達していないのでステツプ911へ行き、そうでないならば、フオーカスレンズが境界点に達したとして、ステツプ909からの処理を行う。ステツプ911では、次の割り込みを許可状態にし、912で本割り込み処理ルーチンから抜ける。
【0085】
従って、図8におけるステツプ808では、割り込み処理により、フオーカスレンズがリセツトスイッチ位置上で停止しているとして、リセツトフラグがクリアされると、ステツプ809でフオーカスコンペレンズ位置検出カウンタCfに、予め測定された、又は決められているリセツトスイツチの位置を表す数値(例えばフオーカスレンズ移動範囲内にある光学設計上定められた原点から測定したリセツトスイツチ位置を、ステツピングモータ113の歩進パルス数に換算した値)を代入する。
【0086】
ステツプ809の処理が完了した時点でレンズ位置検出カウンタのリセツトが完了し、ステツプ810の通常撮影動作を実行する。撮影が終了して電源が遮断されたことをステツプ811で確認して、ステツプ802の処理に戻る。
【0087】
以上説明してきたように、割り込みを使ったレンズの最小移動単位での停止制御により、どんなにリセツト動作でのレンズ移動速度を早くしても、レンズ位置検出カウンタのリセツトを高精度で行うことができ、リセツト動作精度を保ったまま、リセット動作時間を短くすることが可能となる。
【0088】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のレンズ制御装置によれば、マイコン内の割り込みを使って、レンズの最小移動単位での停止制御が可能となるので、変倍レンズがテレ端を越えて超テレ領域に突っ込んだり、レンズ位置がリセツトスイッチ位置とは異なるところで、レンズ位置検出カウンタのリセツトを行ってしまうような不都合を確実に防止でき、特に変倍動作時の合焦性能の向上に寄与する。
【0089】
またリセツト動作精度の劣化のない、高速リセツト動作が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるレンズ制御装置のブロツク図である。
【図2】インナーフオーカスレンズにおける変倍動作に応じて変化するピント面の変化を示す特性図である。
【図3】レンズ制御マイコン内に記憶されている変倍動作に応じたピント面の変化を示す軌跡から、その記憶されている軌跡以外の軌跡を演算する処理を説明するための図である。
【図4】インナーフオーカスレンズのレンズ構成を示す図である。
【図5】ズームレンズの停止制御を行うための割り込み処理を示すフローチヤートである。
【図6】本発明のレンズ制御装置における変倍動作を説明するためのフローチヤートである。
【図7】レンズのリセツト位置検出用のスイツチの構成を説明するための斜視図である。
【図8】本発明の第2の実施例におけるフオーカスレンズのリセツト動作の処理を示すフローチヤートである。
【図9】本発明の第2の実施例におけるフオーカスレンズのリセツト位置検出及び停止動作を行うための割り込み処理を示すフローチヤートである。
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to lens control in an inner focus type lens system.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 shows a simple configuration of a general inner focus type lens system. In the figure, 101 is a fixed first lens group, 102 is a second lens group for zooming (hereinafter referred to as a zoom lens), 115 is a stop, and 103 is a fixed third lens group. , 104 is a fourth lens group (hereinafter referred to as a focus lens) having a focus adjustment function and a so-called competition function for correcting movement of the focal plane due to zooming, and 119 is an imaging surface of the image sensor.
[0003]
In the lens system configured as shown in FIG. 4, since the focus competition lens 104 has both a competition function and a focus adjustment function, a focus competition lens for focusing on the imaging surface 119 even when the focal lengths are equal. The position 104 varies depending on the subject distance.
[0004]
When the position of the focusing lens 104 for focusing on the imaging surface is continuously plotted when the object distance is changed at the position of the variable magnification lens, that is, at each focal length, a characteristic curve as shown in FIG. 2 is obtained. . During zooming operation, if the locus shown in FIG. 2 is selected according to the subject distance, and the focus lens 104 is moved along the locus, zooming without blurring becomes possible.
[0005]
On the other hand, in the front lens type lens system, a compensator lens independent from the variable power lens is provided, and the variable power lens and the compensator lens are coupled by a mechanical cam ring.
[0006]
Therefore, for example, when a knob for manual zoom is provided on the cam ring, and the focal length is changed manually, the cam ring will follow the rotation no matter how fast the knob is moved, and the zoom lens and Since the lens moves along the cam groove of the cam ring, the above operation does not cause blurring if the focus lens is in focus.
[0007]
In the control of the inner focus type lens system having the above-described features, a plurality of pieces of trajectory information shown in FIG. 2 is stored in a memory in the lens control microcomputer in some form to change the focus lens. In general, a locus is selected depending on the position of the double lens, and zooming is performed while following the selected locus.
[0008]
Further, since the position of the focus lens relative to the position of the variable magnification lens is read from the memory and applied for lens control, the position of each lens must be read with a certain degree of accuracy. In particular, as is apparent from FIG. 2, when the variable magnification lens moves at a constant speed or a speed close thereto, the inclination of the locus of the focus lens changes every moment due to the change in the focal length. This indicates that the moving speed and the moving direction of the focus lens change every moment. In other words, the actuator of the focus lens must actually respond with a precise speed response from 1 Hz to several hundred Hz. It will be.
[0009]
As an actuator that satisfies the above-mentioned requirements, it is becoming common to use a stepping motor for the focus lens group of the inner focus lens system. The stepping motor rotates in complete synchronization with the stepping pulse output from the lens control microcomputer and the like, and the stepping angle per pulse is constant, so it has high speed response, stopping accuracy, and position accuracy. It is possible to obtain
[0010]
Further, when using a stepping motor, the rotation angle with respect to the number of stepping pulses is constant, so that the stepping pulse can be used as an incremental encoder as it is, and there is an advantage that a special position encoder need not be added. is there.
[0011]
As described above, when the stepping motor is used to drive the focus lens to perform the zooming operation while maintaining the in-focus state, the locus information shown in FIG. It is necessary to read the locus information in accordance with the position or moving speed of the zoom lens and move the focus lens based on the information.
[0012]
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a trajectory tracking method previously proposed by the present applicant. In the figure, z0, z1, z2, ..., z11 indicate zoom lens positions, and a0, a1, a2, ..., a11 and b0, b1, b2, ..., b11 are These are representative trajectories stored in the memory in the lens control microcomputer. Further, p0, p1, p2,..., P11 are trajectories calculated based on the two trajectories. The calculation formula of this locus is described below.
[0013]
p (n + 1) = │p (n) -a (n) │ / │b (n) -a (n) │ * │b (n + 1) -a (n + 1) │ + a (n ) --- (1)
[0014]
According to the equation (1), for example, in FIG. 3, when the focus lens is at p0, a ratio of p0 internally dividing the line segment b0-a0 is obtained, and the line segment b1-a1 is internally divided according to this ratio. P1. From the positional difference of p1 to p0 and the time required for the zoom lens to move from z0 to z1, the moving speed of the focus lens for maintaining the focus is known, and the focus lens is moved at the moving speed. If so, the cam trajectory can be traced while maintaining the in-focus state.
[0015]
However, in order not to cause blur in the tracking method, it is necessary to reset the value of the stepping pulse counter of the stepping motor to a specific value. In other words, if the value of the stepping pulse counter deviates, the cam locus information obtained from the coordinates of the combination of the magnification lens position and the focus lens position stored in the microcomputer cannot be read correctly. This is because it becomes impossible to trace accurately.
[0016]
Therefore, a method of resetting the stepping pulse counter by moving the focus lens to a predetermined position after turning on the power and before entering the normal lens control operation is often used. In this case, the predetermined position is generally set as a mounting position of a position detection photodiode incorporated in the lens, and the focus lens position where the output signal from the photodiode is changed is set as the reset position. Then, the focus lens is stopped and the value of the step pulse counter is set to the initial value determined by the balance adjustment of the optical system. At this time, the reason why the lens is temporarily stopped at the reset position is that the value of the stepping pulse counter is still changing in the lens driving state, so that the counter reset is ensured.
[0017]
By the way, the normal zoom lens is driven / stopped according to the information of the zoom switch operated by the photographer, but when the zoom lens reaches the zoom end determined by the balance adjustment like the focus lens. The zoom lens should be stopped regardless of the operating state of the zoom switch. If the zoom switch is pushed in the tele direction and the zoom lens position has reached z0 in FIG. If the information is not stored, blur will occur, and when the variable power lens is driven to the super tele area, it will thrust into its mechanical end, that is, the mechanical end. This is because there is a risk of breakage.
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the lens control device in the conventional video camera, since the control is performed in synchronization with the vertical synchronization period, there are the following drawbacks.
[0019]
For example, since the detection of the zoom end is performed once in one vertical synchronization period, depending on the driving speed of the zoom lens, there is a case where the zoom lens stops after the telephoto end is pushed beyond the tele end.
[0020]
As the lens becomes higher in magnification, the inclination of the cam locus on the tele side shown in FIG. 2 becomes steep, and a focus lens for maintaining the focus with respect to the movement of several pulses of the variable power lens. The amount of movement corresponds to several tens of pulses. Therefore, when the variable power lens is projected to the super tele area as described above, the focus lens must be moved further in an infinite direction and at a high speed in order to maintain the in-focus state.
[0021]
However, the movable range of the focus lens in the infinite direction is up to the software infinite end position determined by the tele end focusing position on the trajectory of FIGS. The movement to the area is generally prohibited because there is a risk that the focus lens will hit the mechanical end.
[0022]
Therefore, when the variable magnification lens is greatly projected at the extreme telephoto end, the focal point may exist in an infinite direction further than the infinite end position, and at this time, it is impossible to focus. was there.
[0023]
In the reset of the stepping motor stepping pulse counter described in the above-mentioned conventional example, since the stop control of the focus lens is performed once in one vertical synchronization period, the output signal of the photodiode changes. In some cases, the focus lens stops at a position shifted from the position of the sagged lens, and the stepping pulse counter is reset at that position. At this time, a deviation occurs between the focus lens position recognized in the microcomputer and the actual focus lens position. When the amount of deviation is large, the amount of blur increases especially during zooming operation.
[0024]
[Means for solving problems]
The present invention has been made for the purpose of solving the above-mentioned problems, and is characterized by a variable power lens for performing a variable power operation, and movement of a focal plane by the movement of the variable power lens. A focus lens for correction, an actuator such as a stepping motor for moving the zoom lens and the focus lens in parallel with the optical axis, and driving the focus lens according to the movement of the zoom lens, The lens control apparatus includes a control unit that generates an interrupt according to the movement of the zoom lens by the actuator in the minimum movement unit and can detect arrival of the zoom lens at the end of the moving range.
[0026]
[Action]
As a result, it is possible to stop the lens in the minimum movement unit.For example, when the zoom lens enters the ultra-tele area or the focus lens position deviates from the reset position, the step pulse counter is reset. It is possible to prevent inconveniences such as breakage during zooming, and it is possible to prevent the risk of breakage and displacement due to blurring during zooming or when the lens hits the mechanical end.
[0027]
【Example】
Hereinafter, the configuration and operation of the lens control device according to the present invention will be described in detail with reference to a first embodiment shown in the drawings.
[0028]
<< First Example >>
FIG. 1 is a block diagram of the first embodiment showing the characteristics of the lens control apparatus according to the present invention. In the following description, it is assumed that the driving actuator is a stepping motor for both the variable power lens and the focus lens.
[0029]
In FIG. 1, reference numerals 101, 102, 115, 103, and 104 denote elements constituting an inner focus type lens system, respectively, a fixed front lens group and a second lens group (variable magnification) for performing variable magnification. Lens), a diaphragm, a fixed third lens group, and a fourth lens group (focusing lens) having both a function of competition and a function of focusing. These optical components themselves are similar to the lens system of FIG.
[0030]
Reference numerals 105 and 107 denote switches for detecting that the variable power lens 102 and the focus competition lens 104 are at the reference positions, respectively. In this embodiment, these switches are incorporated in the lens driving systems together with the photosensors 106 and 108, respectively. ing. The switches 105 and 107 are fixed to the lens groups 102 and 104, respectively, and move integrally as the lens groups 102 and 104 move in parallel with the optical axis.
[0031]
Then, in the movable region of each lens group, the operation of whether or not to block the output light of the photosensors 106 and 108 is performed with the middle vicinity as a boundary. Depending on whether the output light is blocked or not, the light detection unit of the photosensors 106 and 108 outputs a signal of 1 to 0, and the lens changes its position as the reference position where the output signal changes. Whether or not it is at the reference position can be detected.
[0032]
116 is a diaphragm encoder for detecting the state of the diaphragm, 117 is an amplifier that amplifies the output signal of the diaphragm encoder 116, and 118 is a lens control micro computer (hereinafter referred to as a lens control microcomputer) 124 that outputs the output signal of the amplifier 117. This is a signal conversion circuit that converts the signal into a signal that can be read by the computer.
[0033]
119 is an image sensor such as a CCD, 120 is an amplifier or impedance converter, 121 is an AGC circuit that automatically controls the gain according to the output signal level of the image sensor, and 122 is a high-frequency component that changes from the video signal according to the focus state. A signal processing circuit for processing a video signal to perform AF processing based on a high-frequency component signal output from the bandpass filter, and a microcomputer for controlling driving of the lens It is.
[0034]
138 is a diaphragm control circuit for adjusting the state of the diaphragm 115 so as to keep the output level of the AGC circuit 121 constant, 139 is an amplifier for amplifying the output of the diaphragm control circuit 138, and 140 is for driving the diaphragm 115. The driver 115 is configured to control the diaphragm 115 by driving the amplifier 139 and the driver 140 based on the output of the diaphragm control circuit 138 so as to keep the video signal level constant.
[0035]
Reference numerals 125 and 128 denote drivers for outputting drive energy to the stepping motors 110 and 112, respectively, in accordance with drive instructions for the variable power lens 102 and the focus competition lens 104 output from the lens control microcomputer 124. Stepping motors for driving the variable power lens 102 and the focus competition lens 104, 111 and 114 are output shafts forming lead screws directly connected to the stepping motors 110 and 114, and 109 and 112 are outputs. The racks sandwiching the shafts 111 and 114 are rotated by the output shafts 111 and 114, so that these racks move in parallel with the optical axis, and the lens groups fixed to the racks are 102 and 104, respectively. Move.
[0036]
131 is a pull-up resistor group connected to various operation switches connected to the lens control microcomputer 124, 132 is a power source, 134 and 135 are zoom switches for moving the variable power lens 102 in the wide direction and the tele direction, respectively. Reference numerals 136 and 137 respectively denote focus switches for moving the focus lens 104 in an infinite direction and a close direction.
[0037]
The above-described zoom control 134, 135, zooming operation, focus switch 136, 137 manual focus operation, AF operation based on the output of the AF signal processing circuit 123, various lens initial setting operations, etc. It is controlled centrally by the control microcomputer 124.
[0038]
Next, driving control of a stepping motor for lens control will be described. The lens control microcomputer 124 determines the driving speeds of the zoom stepping motor 110 and the focus stepping motor 112 by program processing, and drives the zoom motor 110 through the control lines 127 and 130 as rotation frequency signals of the stepping motors. To the driver 125 for driving and the driver 128 for driving the focus motor 113.
[0039]
In addition, a drive / stop command for the motors 110 and 113 is sent to the drivers 125 and 128 through the control lines 143 and 144 and the rotation direction of each motor through the control lines 126 and 129, respectively.
[0040]
Further, the drive / stop signal and the rotation direction signal correspond to the state of the two switches 134 and 135 for the zoom motor, the state of the two switches 136 and 137 for the focus motor during the manual operation, and the microcomputer 124 during the AF. The Hi / Low control is performed in accordance with the driving direction command determined by the AF processing routine in the camera.
[0041]
The motor drivers 125 and 128 set the excitation phase of the four-phase stepping motor to forward rotation and reverse rotation according to the rotation direction signal of the motor, and according to the received rotation frequency signal, By outputting the excitation phase while changing the applied voltage (or current) of the excitation phase, the rotation direction and the rotation frequency of the motor are controlled. At the same time, every time the motor excitation phase changes by one pulse, a pulse signal is output to the lens control microcomputer 124 through the lines 141 and 142, and the lens control microcomputer 124 counts the pulse signal so that each stepping motor, that is, each lens. The amount of movement is detected.
[0042]
The motor drivers 125 and 128 turn on / off the output to each motor in response to a drive / stop command from the lens control microcomputer 124, but excite up to an excitation pattern (one-phase excitation pattern) that outputs a pulse signal. Until the phase advances, the output to the stepping motor is not turned OFF. That is, each motor does not stop except for the one-phase excitation pattern.
[0043]
5 and 6 are control flow charts for carrying out the present invention, which are processed by the lens control microcomputer 124. FIG. The flow chart shown in FIG. 5 is an interrupt processing routine, and this processing is executed when a 141 pulse signal from the motor driver is detected. That is, every time the zoom lens 102 moves by one pulse, an interrupt is applied, and the flow chart process shown in FIG. 5 is executed.
[0044]
FIG. 6 shows a subroutine process for performing the zooming operation, which is processed once by the lens control microcomputer 124 in one vertical synchronization period. Before the process of FIG. 6 is executed, an AF mode process for controlling automatic focus adjustment according to the focus voltage is performed.
[0045]
In FIG. 6, step 601 indicates the start of this subroutine. Step 602 is a process for determining whether or not the zoom operation is being performed. When neither of the zoom switches 134 and 135 is pressed, it is determined that the operation is stopped, and the process proceeds to step 618.
[0046]
If the tele switch 135 is pressed, the process proceeds to step 603 to determine whether or not the variable magnification lens 102 has reached the tele end. Here, Cz represents a stepping pulse counter for the variable power lens, which increases when moving in the tele direction and decreases while moving in the wide direction.
[0047]
Further, the counter value C tele at the tele end and the counter value C wide at the wide end are set to eigenvalues of each lens determined by the balance adjustment result of the optical system. In step 603, if Cz is equal to or greater than C tele, it is determined that the tele end has been reached ("Y"), and the processing from step 618 is performed. If Cz has not reached C tele at step 603, it is determined that the tele end has not been reached ("N"). At step 604, a forward rotation direction signal is output to the zoom driver 125 via the control line 126.
[0048]
On the other hand, if it is determined in step 602 that the wide switch 134 has been pressed, in step 605, the counter value Cz is compared with the counter value C wide at the wide end to determine whether the wide end has been reached. If Cz is equal to or smaller than C wide and it is determined that the variable magnification lens has reached the wide end, the process proceeds to step 618. If it has not reached the wide end, in step 606, the zoom driver 125 is processed. A reverse direction signal (wide direction) is output and processing from step 607 is performed.
[0049]
Step 607 is a process for determining whether or not the current zoom lens position is a zoom lens position (referred to as a boundary position) that possesses representative trajectory data stored in the lens control microcomputer 124. If it is not on the boundary, it is determined that the tracking locus cannot be calculated, and the flow proceeds to step 616 in order to maintain the moving direction and moving speed of the zoom lens and focus lens calculated previously.
[0050]
If it is determined in step 607 that the trajectory can be calculated ("Y") (if the zoom lens position is at z (n) on a certain boundary in FIG. 3), in step 608, the adjacent boundary obtained by the above equation (1). The upper follow-up focus lens position p (n + 1) is calculated.
[0051]
In step 609, the moving speed Vz of the variable power lens is calculated. The value of Vz is usually a constant speed. However, in the case of high-speed zoom or the like, if Vz is not reduced on the telephoto side, the moving speed of the focus lens for maintaining the in-focus will exceed the step-out limit speed. It will end up. In this embodiment, Vz is set to a constant value for simplicity, but the value of Vz is held in the lens control microcomputer 124 as a speed table with the variable magnification lens position as a variable so as to smoothly decelerate, and extracted from there. Vz may be determined.
[0052]
In step 610, the cam locus following focus speed Vf is calculated. Where Vf is the current position of the focus lens as p (n),
Vf = ((pn + 1) -p (n)) * Vz / [Delta] z
Given in. Here, Δz = | z (n + 1) −z (n) |.
[0053]
In step 611, it is determined whether Vf calculated in step 610 is 0. If Vf = 0, it is determined that there is no need to move the focus lens. Converts to a frequency signal for driving the motor. The actual motor drive pulse signal generates Hi / Low of the pulse signal output to the motor driver by timer interrupt processing different from the flow charts of FIGS. 5 and 6. In the conversion performed in step 617, A timer value for determining the timer interrupt processing cycle is determined. In step 619, a drive signal is output to the zoom motor driver 125 via the control line 143, and a stop signal is output to the focus motor driver 128 via the control line 142.
[0054]
If Vz ≠ 0 is determined in step 611, it is determined in step 612 whether Vz> 0. If “Yes”, a forward rotation signal is output to the focus motor driver 128 via the control line 129 in step 613. Then, the process proceeds to step 615. If “No” in step 612, a reverse rotation signal is output to the focus motor driver 128 via the control line 129 in step 614.
[0055]
In step 615, in the same manner as in step 617, a timer interruption period for determining each motor rotation frequency is calculated from the zoom speed Vz and the focus speed Vf.
[0056]
In step 616, a drive signal is output to the zoom motor driver 125 through the control line 143 and to the focus motor driver 128 through the control line 142.
[0057]
If it is determined in step 602 that the zoom is stopped, step 603 is determined that the zoom lens position is at the telephoto end, and step 605 is determined that the zoom position is at the wide end, the process proceeds to step 618 and the zoom motor driver 125 controls the zoom motor driver 125. A stop signal is output via line 143.
[0058]
Step 620 represents the end of the flow of FIG. 6, and returns to the main processing routine such as other AF processing.
[0059]
On the other hand, the zoom motor driver 125 outputs a pulse signal to the microcomputer 124 through the control line 141 every time the zoom lens moves one pulse by the processing routine of FIG. The lens control microcomputer 124 executes the interrupt processing routine shown in FIG. 5 each time the pulse of the control line 141 is detected.
[0060]
In FIG. 5, step 501 indicates the start of this interrupt processing. Whether the zoom motor is rotating in the forward rotation direction from the signal state of the control line 126 output to the zoom driver 125 at step 502 is reversed. Determine if it is rotating.
[0061]
If it is forward rotation (tele direction), the value of the stepping pulse counter Cz of the zoom motor is increased by 1 at step 503. If the rotation is reverse (in the wide direction), the value of Cz is decreased by 1 in step 504. This interrupt process is executed after the variable magnification lens has moved one pulse, so it is performed in order to match the amount of movement with the value of the stepping pulse counter Cz. In this way, Cz is monitored. The position of the variable magnification lens can be recognized simply by doing.
[0062]
Step 505 is a process for determining whether or not zooming is in progress. When both the zoom switches 134 and 135 are not pressed, it is determined that the operation is stopped, and a stop signal is output to the zoom motor driver 125 via the control line 143 at step 509. .
[0063]
When the tele switch 135 is pressed, it is determined in step 506 whether or not the zoom lens has reached the tele end. As described above, C tele is a step pulse counter value at the tele end (C wide is a counter value at the wide end).
[0064]
When it is determined at step 506 that the tele end has been reached, the routine proceeds to step 509, and when it is determined that the tele end has not been reached, the processing from step 508 is executed.
[0065]
On the other hand, if it is determined in step 505 that the wide switch 134 has been pressed, it is determined in step 507 whether or not the wide end has been reached. If “Yes”, step 509 is determined. Then, a drive signal is output to the zoom motor driver 125 through the control line 143.
[0066]
Step 510 is a process for permitting the next interrupt so that this interrupt routine can be executed when the zoom lens moves one pulse next time, and step 511 represents the end of this interrupt routine.
[0067]
As described above, the zoom lens can be stopped in the minimum movement unit by recognizing the zoom end by performing the interrupt processing of FIG. 5 for each drive of one pulse which is the minimum movement unit of the zoom lens. This eliminates the inconvenience that the zoom lens goes beyond the telephoto end and enters the super telephoto area. This makes it possible to overcome the disadvantage that the focal point exists in the ultra-infinite region beyond the infinite end of the focus and becomes impossible to focus.
[0068]
<< Second Embodiment >>
The detection accuracy of the zoom lens position and the focus lens position directly affects the trajectory tracking accuracy as described above in the description of the prior art and the problems of the invention.
[0069]
In this embodiment, taking a reset operation of a focus lens as an example, means for performing lens position detection with high accuracy will be described.
[0070]
FIG. 7 is a block diagram of a reset switch that operates the lens position counter, and is a shielding plate that moves along the optical axis with the lens along the optical path from the light emitting unit 701 to the light receiving unit 702 constituting the photosensor 108 (or 106). When 107 (or 105) is interrupted, the output signal of the light receiving portion 702 is at the Low level, and when not interrupted, it is at the Hi level.
[0071]
FIGS. 8 and 9 are flowcharts for explaining the reset operation of the lens position counter. In the illustrated example, the position counter reset operation of the focus lens 104 will be described. The reset can be used in the same manner.
[0072]
In FIG. 8, when the execution of the process is started at step 801, it is detected whether or not the power is turned on at step 802. If the power is not turned on, the process continues to stand by on the spot.
[0073]
When the power is turned on, the focus detection lens position detection counter Cf is cleared at step 803, and a reset flag is set at step 804.
[0074]
In step 805, it is confirmed whether or not the output signal of the photosensor 108 is at the Hi level. For example, when the boundary between the light shielding and the light transmission is approximately in the middle of the lens movable range, it can be determined from the state of the output signal of the photosensor 108 whether the boundary is closer to the current lens position or the infinite side.
[0075]
Taking FIG. 7 as an example, since the output signal of the photo sensor 108 is shielded from light, the focus competition lens 104 is positioned closer to the boundary than the focus competition lens 104. By moving to the infinite side, the change of the output signal of the photosensor 108 from Low to Hi can be obtained. First, when the output signal of the photosensor 108 is at the Hi level, the opposite is true.
[0076]
Therefore, the state of the output signal of the photo sensor 108 is confirmed at 805 in FIG. 8, and if it is Hi level, the focus competition lens 104 is moved in the closest direction at step 806 to obtain a boundary point.
[0077]
If 805 is recognized as Low, the focus lens 104 is moved to the infinite side at Step 807. Step 808 continues to wait until the reset flag is cleared. Here, the lens is driven by the lens control microcomputer 124 sending a rotation direction signal, a rotation frequency signal, and a drive command signal to the focus motor driver 128 via the control lines 129, 130, and 144, respectively.
[0078]
When the focus competition lens 104 moves, a pulse signal is output from the driver 128 to the lens control microcomputer 124 via the control line 142 every time the lens moves one pulse. The lens control microcomputer 124 executes the interrupt processing routine shown in FIG. 9 each time a pulse signal on the control line 142 is detected.
[0079]
In the flow chart shown in FIG. 9, the focus lens position counter Cf is matched with the number of stepping pulses of the stepping motor 113, the position of the reset switch during the reset operation is detected, and the focus lens is stopped. Here, FIG. 9 will be described.
[0080]
Step 901 indicates the start of this interrupt processing. In step 902, the moving direction of the focus lens is confirmed. If the focusing lens is moving in the closest direction, the focus lens position detection counter Cf is incremented by 1 in step 903.
[0081]
On the other hand, when moving in the infinite direction, the value of Cf is decreased by 1 in step 904. Step 905 determines whether or not the reset operation is in progress. If the reset flag = 1, the process proceeds to step 906, and if not, the process proceeds to step 911.
[0082]
If it is determined in step 905 that the reset operation is being performed, the moving direction of the focus lens is confirmed once again in step 906. Do. If it is still Hi, the boundary point has not been reached, and the routine proceeds to step 911.
[0083]
When the output of the photosensor 108 becomes low at step 907, the focus lens has reached the boundary point and is positioned above the reset switch position. At step 909, the reset flag is set to 0, and at step 910, the focus lens is set. Stop the lens. The lens is stopped by outputting a stop command signal to the focus motor driver 128 through the control line 144.
[0084]
If it is determined in step 906 that it is moving in the infinite direction, it is checked in step 908 whether the output signal of the photosensor 108 has become Hi. If it is still Low, the boundary point has not been reached, so go to Step 911. If not, the processing from Step 909 is performed assuming that the focus lens has reached the boundary point. In step 911, the next interrupt is permitted, and in 912, the present interrupt processing routine is exited.
[0085]
Accordingly, in step 808 in FIG. 8, it is assumed that the focus lens is stopped at the reset switch position by interrupt processing, and when the reset flag is cleared, in step 809, the focus lens position detection counter Cf is preliminarily set. A numerical value indicating the position of the reset switch that has been measured or determined (for example, the number of stepping pulses of the stepping motor 113 that represents the reset switch position measured from the origin determined by the optical design within the focus lens movement range) Substitute the value converted into.
[0086]
When the processing of step 809 is completed, the resetting of the lens position detection counter is completed, and the normal photographing operation of step 810 is executed. In step 811, it is confirmed that shooting has been completed and the power supply has been cut off, and the processing returns to step 802.
[0087]
As explained above, the lens position detection counter can be reset with high accuracy no matter how fast the lens movement speed is during the reset operation by the stop control in the minimum movement unit of the lens using interrupt. The reset operation time can be shortened while maintaining the reset operation accuracy.
[0088]
【The invention's effect】
As described above, according to the lens control device of the present invention, it is possible to perform stop control in the minimum movement unit of the lens by using an interrupt in the microcomputer, so that the variable magnification lens can move beyond the telephoto end to super telephoto. It is possible to reliably prevent inconveniences such as entering the area or resetting the lens position detection counter where the lens position is different from the reset switch position, and this contributes particularly to improvement of focusing performance during zooming operation.
[0089]
Further, it is possible to perform a high-speed reset operation without deterioration of the reset operation accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a lens control device according to the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a change of a focus surface that changes in accordance with a zooming operation in an inner focus lens.
FIG. 3 is a diagram for explaining processing for calculating a trajectory other than the stored trajectory from a trajectory indicating a change in focus surface according to a scaling operation stored in the lens control microcomputer;
FIG. 4 is a diagram illustrating a lens configuration of an inner focus lens.
FIG. 5 is a flowchart showing interrupt processing for performing stop control of the zoom lens.
FIG. 6 is a flowchart for explaining a zooming operation in the lens control device of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view for explaining a configuration of a switch for detecting a reset position of a lens.
FIG. 8 is a flowchart showing a process of resetting the focus lens in the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart showing an interrupt process for detecting and resetting the focus lens reset position in the second embodiment of the present invention.

Claims (1)

変倍動作を行うための変倍レンズと、
該変倍レンズの移動による焦点面の移動を補正するためのフォーカスレンズと、
前記変倍レンズ及びフォーカスレンズをそれぞれ光軸と平行に移動させるためのステッピングモータ等のアクチユエータと、
前記変倍レンズの移動に応じて前記フォーカスレンズを駆動するとともに、前記アクチュエータによる前記変倍レンズの最小移動単位の移動に応じて割り込みを発生させ、当該変倍レンズの移動範囲の端部への到達を検出可能な制御手段と、
を備えたことを特徴とするレンズ制御装置。
A zoom lens for zooming operation,
A focus lens for correcting movement of the focal plane due to movement of the zoom lens;
An actuator such as a stepping motor for moving the zoom lens and the focus lens in parallel with the optical axis;
The focus lens is driven in accordance with the movement of the variable power lens, and an interrupt is generated in accordance with the movement of the minimum movement unit of the variable power lens by the actuator, to the end of the moving range of the variable power lens. Control means capable of detecting arrival;
A lens control device comprising:
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