JP4072226B2 - 撮像装置、その制御方法、及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラ、銀塩カメラ、電子スチルカメラ等の撮像装置における自動焦点調節技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リアフォーカスズーム型のレンズの場合、画角の変倍を行うバリエータと焦点調節を行うフォーカスレンズの合焦時における光軸上の位置関係は、フォーカスレンズが変倍動作に伴う焦点面位置の変化を補正する機能を兼ね備えているため、図２に示すように、被写体距離毎に異なったものとなる（以下、図２に示した線を「カム軌跡」と称する）。そこで、図２において、例えば被写体距離が無限遠のとき、バリエータがワイドからレヘ光軸上移動すると、フォーカスレンズは、光軸上、物体側（至近側）へ凸状の軌跡である∞の符号で示した軌跡に沿って移動するように制御する。
【０００３】
このように、従来、ワイドからテレ、又はテレかららワイドヘズーミングするときには、被写体距離に応じたカム軌跡をトレースするようにバリエータとフォーカスレンズを駆動制御し、これによりピントずれのない良好な画像を得るようにしていた。
【０００４】
しかし、図２に示したように、被写体距離毎のカム軌跡は、ワイド位置へ近づくに従って密になっているため、ワイドからテレへズーミングする場合は、被写体距離に対応するカム軌跡を正確に選択することはことはできず、最初に選択したカム軌跡が被写体距離に対応するカム軌跡から少しずれてしまっている場合がある。
【０００５】
このような場合には、ズーミングによりボゲが発生する。例えば、ワイドからテレヘズーミングする際に、図４に示したように、本来の合焦軌跡に対応しない被写体距離（例えば２ｍ）の被写体に対して、初めに非合焦の被写体距離（例えば１ｍ）のカム軌跡を選択してトレースした場合には、ワイド端付近ではボケ（合焦度の劣化）が発生しないが、ミドルからテレにかけてはボケが発生する。また、被写体の移動等により被写体距離が変化する等して、それまでトレースしていたカム軌跡ではピントがずれてしまい、ボケが発生することもある。
【０００６】
そこで、この問題を解決するため、次のような処理を行っていた。すなわち、ズーミング中にＣＣＤ等の光電変換素子から得られる映像信号から自動合焦用の信号（以下、ＡＦ信号と称する）を所定の周期でサンプリングして合焦度を判定する。そして、前回のサンプリングにより得られた合焦度と今回のサンプリングにより得られた合焦度とを比較することにより、合焦度の高いカム軌跡を見つけ、その合焦度の高いカム軌跡への乗り換えを行いながら、カム軌跡のトレースを行うようにしていた。
【０００７】
この際、ＡＦ信号の検出は、ビデオカメラの場合、そのビデオカメラで採用されているテレビジョン方式の垂直走査周波数に同期させて行っている。すなわち、ＰＡＬ方式を採用してる場合は５ＯＨｚ、ＮＴＳＣ方式を採用してる場合は６ＯＨｚの周波数でＡＦ信号をサンプリングしていた。以下、１周期を１ＶまたはＶと表現する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高画質化、高倍率化が進むにつれて、撮影の幅を広げるための機能の追加が求められている。特に、撮影の幅を広げる超低速ズーム、いわゆる「絵づくリズーム」や、テレからワイドあるはワイドからテレヘの画角の変化をできるだけ高速に行うための超高速ズームの要求が極めて大きい。
【０００９】
しかし、ズーム速度を超高速から超低速までの広い範囲で可変にした場合、超低速ズームの場合に、実際にはボケが発生しているにも拘わらず、ＡＦ信号のサンプリング周期との関係で今回サンプリング時の合焦度が前回から変化せず、カム軌跡の乗り換えが行われなくなり、ボケ止まりが発生するという問題が発生する。上記の不具合は、特に、バリエータやフォーカスレンズの駆動用モータとしてステッピングモータを用いた場合は、モータの駆動停止期間が存在するので顕著に発生する。
【００１０】
本発明は、このような背景の下になされたもので、その課題は、変倍速度の如何に拘わらず合焦度の劣化を確実に検知できるようにすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、画角の変倍を行う変倍レンズ群と、前記変倍レンズ群の移動に伴う焦点面位置の変化を補正する機能と焦点調節機能とを兼ね備えたフォーカスコンペレンズ群を含むレンズ系を制御する制御手段と、被写体距離に応じた合焦時の前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群との位置関係を示す複数の軌跡を記憶する記憶手段とを有し、前記制御手段の制御により、変倍動作の際には前記記憶手段に記憶された複数の軌跡の中で合焦度の高い軌跡に乗り換えながら追従するように前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群とを移動させる撮像装置において、前記レンズ系から得られる光学像を光電変換して映像信号を生成する生成手段と、前記生成手段により生成された映像信号に基づく前記制御手段による前記レンズ系の移動制御を行うための合焦情報をサンプリング周期で取得する情報取得手段と、前記情報取得手段によりサンプリング周期で取得された前記合焦情報の中から比較する合焦情報を選定する選定手段と、前記変倍レンズ群の移動速度が第１の移動速度よりも遅い第２の移動速度の場合は、前記第１の移動速度の場合よりも前の合焦情報と今回の合焦情報と比較するように前記選定手段を制御する選定制御手段とを備えている。
【００１２】
また、本発明は、画角の変倍を行う変倍レンズ群の移動に伴う焦点面位置の変化を補正する機能と焦点調節機能とを兼ね備えたフォーカスコンペレンズ群を含むレンズ系と、被写体距離に応じた合焦時の前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群との位置関係を示す複数の軌跡を記憶する記憶手段とを有し、変倍動作の際には前記記憶手段に記憶された複数の軌跡の中で合焦度の高い軌跡に乗り換えながら追従するように前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群とを移動させる撮像装置の制御方法であって、前記レンズ系から得られる光学像を光電変換して映像信号を生成する生成工程と、前記生成工程により生成された映像信号に基づく前記レンズ系の移動制御を行うための合焦情報をサンプリング周期で取得する情報取得工程と、前記情報取得工程によりサンプリング周期で取得された前記合焦情報の中から比較する合焦情報を選定する選定工程と、前記変倍レンズ群の移動速度が第１の移動速度よりも遅い第２の移動速度の場合は、前記第１の移動速度の場合よりも前の合焦情報と今回の合焦情報と比較するように前記選定工程を制御する選定制御工程とを備えている。
【００１３】
また、本発明は、画角の変倍を行う変倍レンズ群と、前記変倍レンズ群の移動に伴う焦点面位置の変化を補正する機能と焦点調節機能とを兼ね備えたフォーカスコンペレンズ群を含むレンズ系と、被写体距離に応じた合焦時の前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群との位置関係を示す複数の軌跡を記憶する記憶手段とを有し、変倍動作の際には前記記憶手段に記憶された複数の軌跡の中で合焦度の高い軌跡に乗り換えながら追従するように前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群とを移動させるためのプログラムを記憶する記憶媒体を有する撮像装置において、前記記憶媒体は、前記レンズ系から得られる光学像を光電変換して映像信号を生成する生成ルーチンと、前記生成ルーチンにより生成された映像信号に基づく前記レンズ系の移動制御を行うための合焦情報をサンプリング周期で取得する情報取得ルーチンと、前記情報取得ルーチンによりサンプリング周期で取得された前記合焦情報の中から比較する合焦情報を選定する選定ルーチンと、前記変倍レンズ群の移動速度が第１の移動速度よりも遅い第２の移動速度の場合は、前記第１の移動速度の場合よりも前の合焦情報と今回の合焦情報と比較するように前記選定ルーチンによる前記選定の処理を制御する選定制御ルーチンとを含むプログラムを記憶している。
【００１６】
また、本発明では、前記選定制御手段は、前記第１の移動速度の場合の前記合焦情報の前記サンプリング周期と、当該第１の移動速度と前記第２の移動速度との比に基づいて、前記第２の移動速度の場合の前記前の合焦情報を選定するように前記選定手段を制御している。
【００１７】
また、本発明では、前記レンズ系は、交換可能なレンズ系により構成されている。
【００１８】
また、本発明では、前記レンズ系は、交換可能なレンズ系により構成され、前記情報取得手段は、撮像装置本体に搭載された前記生成手段により生成された映像信号の垂直走査周期を、撮像装置本体から通信動作により通信されたテレビジョン方式の方式情報に基づいて知得し、当該垂直走査周期に同期して合焦度を判定するための合焦情報を取得している。
【００１９】
また、本発明では、前記レンズ系は、交換可能なレンズ系により構成され、前記情報取得手段は、撮像装置本体に搭載された前記生成手段により生成された映像信号の垂直走査周期を撮像装置本体から通信動作により知得し、当該垂直走査周期に同期して合焦度を判定するための合焦情報を取得している。
【００２０】
また、本発明では、前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群は、ステッピングモータにより駆動制御されている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２３】
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。図１において、１は光学系であり、４つのレンズ群よりなる４群構成のリアフォーカスズームレンズ（以下、ＲＦＺレンズと称する）により構成されている。すなわち、ＲＦＺレンズ１は、固定レンズ群である第１レンズ群（以下、前玉と称する）１０１、移動レンズ群であり変倍機能を有する第２のレンズ（以下、バリエータと称する）１０２、固定レンズ群である第３のレンズ群（以下、アフォーカルと称する）１０３、および移動レンズ群でありフォーカス機能と、変倍動作に伴う結像面位置の変化を補正するコンペンセータとしての機能を有する第４のレンズ群（以下、フォーカスコンペレンズと称する）により構成されている。
【００２４】
２はＣＣＤ等の光電変換素子、３は光電変換素子２への入射光量を調節するための絞り、４は絞り３の開口度を変化させるための絞り駆動部、５は絞り３の位置を検出する絞り位置検出部、６は絞り位置検出部５の出力信号に基づいて絞り３の開口度（絞り量）を検出する検出回路、７は本撮像装置による撮像動作を統括的に制御する制御部である。
【００２５】
なお、制御部７は、マイクロコンピュータにより構成され、図示省略したＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有している。ＲＯＭには、図２に示したカム軌跡、図５，８に示したフローチャートに対応する制御プログラム等が記憶されている。そして、ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、ＲＡＭをワークエリア等として利用しながら、ＡＦ処理等の各種処理を制御する。
【００２６】
８、９は、それぞれバリエータ１０２、フォーカスコンペレンズ１０４を移動させるためのステッピングモータ等のモータであり、これらモータ８、９は、それぞれモータドライバ１０、１１により駆動される。１２は光電変換素子２の出力信号を増幅させるアンプ、１３は増幅された信号をＮＴＳＣ映像信号等の映像信号に変換するプロセス回路である。
【００２７】
１４はプロセス回路１３の出力信号から自動合焦（以下ＡＦと称する）を行うための信号を生成してＡＦ動作させるＡＦ制御部、１５はズーム操作部である。ＡＦ制御部１４は、被写体の合焦情報として映像信号の高周波成分、エッジ形状等を用い、その合焦情報に基づいて合焦度を判定している。なお、ＡＦ法としては、山登り式などが提案されているが、その基本原理は、例えば、特開昭６２−１０３６１６号公報等によって公知となっているため、ここでは詳細な説明は省略する。ズーム操作部１５は、テレまたはワイドのズーム方向と、ズーム速度の信号を出力する。このズーム速度は、複数の任意な速度でも、或いは固定の速度であってもかまわない。
【００２８】
図２は、画角の変倍を行うバリエータ１０２と焦点調節を行うフォーカスコンペレンズ１０４の合焦時における光軸上の位置関係を示すカム軌跡を示しており、ズーム時には、制御部７は、このカム軌跡をトレースするように、バリエータ１０２とフォーカスコンペレンズ１０４を駆動させることにより、ボケが発生しないようにする。しかし、被写体の移動や最初に選択したカム軌跡の誤り等により、ボケが発生することもあるので、ＡＦ制御部１４は、ボケの発生を検知している。
【００２９】
この際、ＡＦ制御部１４は、プロセス回路１３にて生成される映像信号を、その映像信号の垂直走査周波数でサンプリングし、サンプリングした映像信号中の高周波成分等に基づいて合焦度を判定しいてる。そして、ＡＦ制御部１４は、前回のサンプリングにより得られた合焦度と後述するサンプリング周期で得られた合焦度とを比較することにより、合焦度の高いカム軌跡を見つけ、その合焦度の高いカム軌跡への乗り換えを制御部７に指示する。
【００３０】
このように、今回と前回の合焦度の比較に依らずにカム軌跡を選択するようにしたのは、次の理由による。
【００３１】
すなわち、今回と前回の合焦度を比較した場合は、超低速ズームの場合に、ＡＦ信号のサンプリング周期とズーム速度との関係で、今回サンプリング時の合焦度が前回から変化しなくなる場合があるからである。この例を図３を用いて説明する。図３は、バリエータ１０２の駆動モータとしてステッピングモータを使用した場合のバリエータ１０２の駆動周期とＡＦ信号との関係を示した図であり、横軸はＡＦ信号のサンプリング周期（Ｖ）となっている。
【００３２】
ズーム速度を例えばＰＰＳ（ＰＰＳ：ステッピンクモータの駆動パルス÷速度）で表現すると、ＡＦ信号のサンプリング周期毎にバリエータ１０２を駆動する場合は、バリエータ１０２が駆動されたときの全てのＡＦ信号を確実にサンプリングすることができる（図３の毎Ｖ駆動参照）。しかし、例えばプロセス回路１３にて生成される映像信号の垂直走査周波数（ここではＮＴＳＣ方式の６０Ｈｚであるとする）に同期してＡＦ信号（映像信号）のサンプリングを行った場合は、６０ＰＰＳ未満のズーム速度のときに、サンプリング動作に対してバリエータ１０２の駆動が間欠駆動となる。図３のスロー時は、ズーム速度が１５ＰＰＳの場合のＡＦ信号を示しており、ＡＦ信号が４回サンプリングされる毎に１回の割合でバリエータ１０２が駆動されてＡＦ信号が変化している。
【００３３】
この場合は、４回のサンプリングタイミングのうち３回は、バリエータ１０２が停止しているので、当然、前回と今回のサンプリング時の合焦度もその割合で同一となる。そのため、たとえ図４の非合焦軌跡をトレースしていてボケが発生していたとしても、合焦軌跡への乗り換えが遅れてしまったり、或いはボケ止まりの状態となる。
【００３４】
そこで、ＡＦ制御部１４は、ズーム速度、及びＡＦ信号のサンプリング周期に基づいて、何Ｖ前のＡＦ信号と比較すればよいかを算出している。
【００３５】
次に、ズーム中のカム軌跡トレース動作を図５のフローチャートに従って説明する。なお、図５の処理は、ズーミング動作中において、繰り返し実行されるものである。
【００３６】
まず、ズーム操作部１５からのズーム駆動命令に基づいて、ズーム動作モードであるか否かを判別し（ステップＳ１）、ズーム動作モードでなければ、終了する。一方、ズーム動作モードであれば、ズーム操作部１５からのズーム速度信号を読込む（ステップＳ２）。そして、ＡＦスイッチ（図示省略）により、ＡＦモードが設定されているか否かを判別する（ステップＳ３）。その結果、ＡＦモードが設定されていなければ、ズーム操作部１５から指示されたズーム速度、現在のバリエータ１０２、フォーカスコンペレンズ１０４の位置に基づいて、カム軌跡を算出すると共に、算出したカム軌跡に対応するフォーカス駆動量を算出する（ステップＳ７）。このカム軌跡の算出は、図２のようなカム軌跡としては、代表的なものしか記憶しておらず、その間の抜けているカム軌跡を計算により求めて、少量の情報により高精度に合焦させるようにするために行うものである。
【００３７】
一方、ＡＦモードが設定されていれば、ＡＦ信号のサンプリング周波数を読み込み（ステップＳ４）、ズーム速度、及びＡＦ信号のサンプリング周波数から何Ｖ前のＡＦ信号を使用するかを、次の式により計算する（ステップＳ５）。
【００３８】
ＰＶ＝ＳＶ÷ＺＭＳＰ （１）
ただし、ＰＶ：何Ｖ前のデータを使用するか、ＳＶ：ＡＦ信号のサンプリング周波数、ＺＭＳＰ：ズーム速度である。なお、ＰＶは、商に余りが生じた場合は切り上げる。この式（１）で求められたＰＶ前のサンプリング周期と今回のサンプリング周期の間では、バリエータ１０２は確実に駆動されている。また、このＰＶ前のサンプリング周期は、バリエータ１０２が確実に駆動されているサンプリング周期のうち、今回のサンプリング周期との間隔が最小のサンプリング周期でもある。
【００３９】
次に、式（１）により算出したＰＶ前のＡＦ信号と現在のＡＦ信号を比較する（ステップＳ６）。そして、合焦度の高い方のカム軌跡を選択し、選択したカム軌跡をトレースするためのフォーカス駆動量を、ズーム速度、バリエータ１０２の位置に基づいて算出する（ステップＳ７）。そして、算出したフォーカス駆動量の分だけ、フォーカスコンペレンズ１０４を駆動して（ステップＳ８）、終了する。
【００４０】
このように、今回のＡＦ信号との比較対象のＡＦ信号を、式（１）で求めたＰＶ前のＡＦ信号、すなわちバリエータ１０２が確実に駆動されているサンプリング周期（Ｖ）のＡＦ信号としているので、実際にはボケが発生しているのにＡＦ信号が変化しないためにボケを認識することができないというようなことがなくなり、確実にボケを検出して、迅速にカム軌跡の乗り換えを行わうことが可能となる。
【００４１】
［第２の実施形態］
図６は、第２の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【００４２】
第２の実施形態に係る撮像装置は、交換レンズタイプの撮像装置であり、カメラユニット４０のカメラユニット制御部１７は、プロセス回路１３にて生成された映像信号中のＡＦ制御用の信号、絞り動作のための信号、ズーム操作部１５からの操作信号などを、カメラ接点１９及びレンズ接点１８を介して、レンズユニット３０のレンズユニッ制御部１６に送信する。レンズユニット制御部１６は、カメラユニット制御部１７から送信された信号に基づいて、ＡＦ制御や絞り制御を行い、ズーム位置、フォーカス位置、絞り位置等をカメラユニット制御部１７に送信する。
【００４３】
レンズユニット制御部１６のＡＦ制御部１４は、第１の実施形態のＡＦ制御部１４と同様に、今回のＡＦ信号との比較対象のＡＦ信号を、式（１）を用いて決定する。従って、第１の実施形態と全く同様の効果がえられる。なお、ＡＦ制御部１４をカメラユニット４０に搭載することにより、レンズユニット３０の低価格化を図ることも可能である。
【００４４】
［第３の実施形態］
図７は、第３の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。第３の実施形態に係る撮像装置も、第２の実施形態と同様に交換レンズタイプの撮像装置であり、構成および機能もほぼ同様である。
【００４５】
ただし、第３の実施形態では、カメラユニット４０にＮＴＳＣ、ＰＡＬ等のテレビジョン方式を記憶する方式記憶部２０が追加されており、この方式記憶部２０に記憶されたテレビジョン方式がカメラ接点１９及びレンズ接点１８を介して、レンズユニット３０のＡＦ制御部１４に送信される。そして、ＡＦ制御部１４は、送信されたテレビジョン方式に基づいて、その垂直走査周波数を認識し、認識した垂直走査周波数でＡＦ信号をサンプリングする。また、ＡＦ制御部１４は、認識した垂直走査周波数を用いて、何Ｖ前のＡＦ信号を今回のＡＦ信号との比較対象にすべきかを算出する。
【００４６】
次に、第３の実施形態におけるズーム中のカム軌跡トレース動作を図８のフローチャートに従って説明する。なお、図８の処理は、ズーミング動作中において、繰り返し実行されるものである。
【００４７】
まず、ズーム操作部１５からのズーム駆動命令に基づいて、ズーム動作モードであるか否かを判別し（ステップＳ２１）、ズーム動作モードでなければ、終了する。一方、ズーム動作モードであれば、ズーム操作部１５からのズーム速度信号を読込む（ステップＳ２２）。そして、ＡＦスイッチ（図示省略）により、ＡＦモードが設定されているか否かを判別する（ステップＳ２３）。その結果、ＡＦモードが設定されていなければ、ズーム操作部１５から指示されたズーム速度、現在のバリエータ１０２、フォーカスコンペレンズ１０４の位置に基づいて、カム軌跡を算出すると共に、算出したカム軌跡に対応するフォーカス駆動量を算出する（ステップＳ２７）。このカム軌跡の算出は、図２のようなカム軌跡としては、代表的なものしか記憶しておらず、その間の抜けているカム軌跡を計算により求めて、少量の情報により高精度に合焦させるようにするために行うものである。
【００４８】
一方、ＡＦモードが設定されていれば、カメラデータ（テレビジョン方式）をカメラユニット４０から通信動作により読み込み、その垂直走査周波数を認識し、認識した垂直走査周波数に同期してＡＦ信号をサンプリングする（ステップＳ２４）。そして、ズーム速度、及びＡＦ信号のサンプリング周波数から何Ｖ前のＡＦ信号を使用するかを計算する（ステップＳ２５）。ここでは、テレビジョン方式がＮＴＳＣの場合は下記の式（２）を使用し、ＰＡＬの場合は下記の式（３）を使用する。
【００４９】
ＰＶ＝ＮＶ÷ＺＭＳＰ （２）
ただし、ＮＶは、ＮＴＳＣテレビジョン方式の垂直走査周波数。
【００５０】
ＰＶ＝ＰａＶ÷ＺＭＳＰ （３）
ただし、ＰａＶは、ＰＡＬテレビジョン方式の垂直走査周波数。
【００５１】
なお、ＰＶは、商に余りが生じた場合は切り上げる。これら式（２）、式（３）で求められたＰＶ前のサンプリング周期と今回のサンプリング周期の間では、バリエータ１０２は確実に駆動されている。また、このＰＶ前のサンプリング周期は、バリエータ１０２が確実に駆動されているサンプリング周期のうち、今回のサンプリング周期との間隔が最小のサンプリング周期でもある。
【００５２】
次に、式（２）、または式（３）により算出したＰＶ前のＡＦ信号と現在のＡＦ信号を比較する（ステップＳ２６）。そして、合焦度の高い方のカム軌跡を選択し、選択したカム軌跡をトレースためのフォーカス駆動量を、ズーム速度、バリエータ１０２の位置に基づいて算出する（ステップＳ２７）。そして、算出したフォーカス駆動量の分だけ、フォーカスコンペレンズ１０４を駆動して（ステップＳ２８）、終了する。
【００５３】
このように、ＡＦ信号のサンプリング周波数として使用すべき周波数を、カメラユニット４０から送信されたテレビジョン方式情報に基づいて認識することにより、交換レンズであるレンズユニット３０を、テレビジョン方式が異なるカメラユニット４０に使用することが可能となり、汎用性のあるものとすることができる。
【００５４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、例えば、テレビジョン方式ではなく、そのテレビジョン方式の垂直走査周波数そのものを送信するようにしてもよい。また、数周期前の合焦度と今回の合焦度とを比較することによりカム軌跡を選択するのではなく、ズーム速度が遅い場合は、サンプリング周波数それ自体を小さくしてサンプリング周期を長くして、常に今回と前回の合焦度を比較することによりカム軌跡を選択するようにすることも可能である。また、バリエータとフォーカスコンペレンズを、連続的に回転するモータにより駆動する場合にも適用可能である。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、画角の変倍を行う変倍レンズ群と、前記変倍レンズ群の移動に伴う焦点面位置の変化を補正する機能と焦点調節機能とを兼ね備えたフォーカスコンペレンズ群を含むレンズ系と、被写体距離に応じた合焦時の前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群との位置関係を示す複数の軌跡を記憶する記憶手段とを有し、前記制御手段の制御により、変倍動作の際には前記記憶手段に記憶された複数の軌跡の中で合焦度の高い軌跡に乗り換えながら追従するように前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群とを移動させる撮像装置において、前記レンズ系から得られる光学像を光電変換して映像信号を生成し、生成された映像信号に基づく前記レンズ系の移動制御を行うための合焦情報をサンプリング周期で取得し、当該サンプリング周期で取得された前記合焦情報の中から比較する合焦情報を選定し、前記変倍レンズ群の移動速度が第１の移動速度よりも遅い第２の移動速度の場合は、前記第１の移動速度の場合よりも前の合焦情報と今回の合焦情報と比較するよう制御するように構成した。
【００５６】
従って、本発明によれば、実際にはボケが発生しているのに合焦度が変化しないために合焦度の劣化を認識することができないというようなことが、変倍速度の如何に拘わらず無くなり、合焦度の劣化を確実に検知して、迅速にカム軌跡の乗り換えを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】カム軌跡を示す図である。
【図３】ＡＦ信号のサンプリング周期毎にバリエータを駆動する場合と、間欠周期でバリエータを駆動する場合とのＡＦ信号の変化例を示した図である。
【図４】カム軌跡の乗り換えの必要性を説明するための図である。
【図５】本発明の第１，第２の実施形態におけるズーム中のカム軌跡トレース動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３の実施形態におけるズーム中のカム軌跡トレース動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１：リアフォーカスズームレンズ
２：ＣＣＤ
７：制御部
８，９：モータ
１０，１１：モータドライバ
１３：プロセス回路
１４：ＡＦ制御部
１５：ズーム操作部
１６：レンズユニット制御部
１７：カメラユニット制御部
２０：方式記憶部
３０：レンズユニット
４０：カメラユニット
１０２：バリエータ
１０４：フォーカスコンペレンズ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラ、銀塩カメラ、電子スチルカメラ等の撮像装置における自動焦点調節技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リアフォーカスズーム型のレンズの場合、画角の変倍を行うバリエータと焦点調節を行うフォーカスレンズの合焦時における光軸上の位置関係は、フォーカスレンズが変倍動作に伴う焦点面位置の変化を補正する機能を兼ね備えているため、図２に示すように、被写体距離毎に異なったものとなる（以下、図２に示した線を「カム軌跡」と称する）。そこで、図２において、例えば被写体距離が無限遠のとき、バリエータがワイドからレヘ光軸上移動すると、フォーカスレンズは、光軸上、物体側（至近側）へ凸状の軌跡である∞の符号で示した軌跡に沿って移動するように制御する。
【０００３】
このように、従来、ワイドからテレ、又はテレかららワイドヘズーミングするときには、被写体距離に応じたカム軌跡をトレースするようにバリエータとフォーカスレンズを駆動制御し、これによりピントずれのない良好な画像を得るようにしていた。
【０００４】
しかし、図２に示したように、被写体距離毎のカム軌跡は、ワイド位置へ近づくに従って密になっているため、ワイドからテレへズーミングする場合は、被写体距離に対応するカム軌跡を正確に選択することはことはできず、最初に選択したカム軌跡が被写体距離に対応するカム軌跡から少しずれてしまっている場合がある。
【０００５】
このような場合には、ズーミングによりボゲが発生する。例えば、ワイドからテレヘズーミングする際に、図４に示したように、本来の合焦軌跡に対応しない被写体距離（例えば２ｍ）の被写体に対して、初めに非合焦の被写体距離（例えば１ｍ）のカム軌跡を選択してトレースした場合には、ワイド端付近ではボケ（合焦度の劣化）が発生しないが、ミドルからテレにかけてはボケが発生する。また、被写体の移動等により被写体距離が変化する等して、それまでトレースしていたカム軌跡ではピントがずれてしまい、ボケが発生することもある。
【０００６】
そこで、この問題を解決するため、次のような処理を行っていた。すなわち、ズーミング中にＣＣＤ等の光電変換素子から得られる映像信号から自動合焦用の信号（以下、ＡＦ信号と称する）を所定の周期でサンプリングして合焦度を判定する。そして、前回のサンプリングにより得られた合焦度と今回のサンプリングにより得られた合焦度とを比較することにより、合焦度の高いカム軌跡を見つけ、その合焦度の高いカム軌跡への乗り換えを行いながら、カム軌跡のトレースを行うようにしていた。
【０００７】
この際、ＡＦ信号の検出は、ビデオカメラの場合、そのビデオカメラで採用されているテレビジョン方式の垂直走査周波数に同期させて行っている。すなわち、ＰＡＬ方式を採用してる場合は５ＯＨｚ、ＮＴＳＣ方式を採用してる場合は６ＯＨｚの周波数でＡＦ信号をサンプリングしていた。以下、１周期を１ＶまたはＶと表現する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高画質化、高倍率化が進むにつれて、撮影の幅を広げるための機能の追加が求められている。特に、撮影の幅を広げる超低速ズーム、いわゆる「絵づくリズーム」や、テレからワイドあるはワイドからテレヘの画角の変化をできるだけ高速に行うための超高速ズームの要求が極めて大きい。
【０００９】
しかし、ズーム速度を超高速から超低速までの広い範囲で可変にした場合、超低速ズームの場合に、実際にはボケが発生しているにも拘わらず、ＡＦ信号のサンプリング周期との関係で今回サンプリング時の合焦度が前回から変化せず、カム軌跡の乗り換えが行われなくなり、ボケ止まりが発生するという問題が発生する。上記の不具合は、特に、バリエータやフォーカスレンズの駆動用モータとしてステッピングモータを用いた場合は、モータの駆動停止期間が存在するので顕著に発生する。
【００１０】
本発明は、このような背景の下になされたもので、その課題は、変倍速度の如何に拘わらず合焦度の劣化を確実に検知できるようにすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、画角の変倍を行う変倍レンズ群と、前記変倍レンズ群の移動に伴う焦点面位置の変化を補正する機能と焦点調節機能とを兼ね備えたフォーカスコンペレンズ群を含むレンズ系を制御する制御手段と、被写体距離に応じた合焦時の前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群との位置関係を示す複数の軌跡を記憶する記憶手段とを有し、前記制御手段の制御により、変倍動作の際には前記記憶手段に記憶された複数の軌跡の中で合焦度の高い軌跡に乗り換えながら追従するように前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群とを移動させる撮像装置において、前記レンズ系から得られる光学像を光電変換して映像信号を生成する生成手段と、前記生成手段により生成された映像信号に基づく前記制御手段による前記レンズ系の移動制御を行うための合焦情報をサンプリング周期で取得する情報取得手段と、前記情報取得手段によりサンプリング周期で取得された前記合焦情報の中から比較する合焦情報を選定する選定手段と、前記変倍レンズ群の移動速度が第１の移動速度よりも遅い第２の移動速度の場合は、前記第１の移動速度の場合よりも前の合焦情報と今回の合焦情報と比較するように前記選定手段を制御する選定制御手段とを備えている。
【００１２】
また、本発明は、画角の変倍を行う変倍レンズ群の移動に伴う焦点面位置の変化を補正する機能と焦点調節機能とを兼ね備えたフォーカスコンペレンズ群を含むレンズ系と、被写体距離に応じた合焦時の前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群との位置関係を示す複数の軌跡を記憶する記憶手段とを有し、変倍動作の際には前記記憶手段に記憶された複数の軌跡の中で合焦度の高い軌跡に乗り換えながら追従するように前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群とを移動させる撮像装置の制御方法であって、前記レンズ系から得られる光学像を光電変換して映像信号を生成する生成工程と、前記生成工程により生成された映像信号に基づく前記レンズ系の移動制御を行うための合焦情報をサンプリング周期で取得する情報取得工程と、前記情報取得工程によりサンプリング周期で取得された前記合焦情報の中から比較する合焦情報を選定する選定工程と、前記変倍レンズ群の移動速度が第１の移動速度よりも遅い第２の移動速度の場合は、前記第１の移動速度の場合よりも前の合焦情報と今回の合焦情報と比較するように前記選定工程を制御する選定制御工程とを備えている。
【００１３】
また、本発明は、画角の変倍を行う変倍レンズ群と、前記変倍レンズ群の移動に伴う焦点面位置の変化を補正する機能と焦点調節機能とを兼ね備えたフォーカスコンペレンズ群を含むレンズ系と、被写体距離に応じた合焦時の前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群との位置関係を示す複数の軌跡を記憶する記憶手段とを有し、変倍動作の際には前記記憶手段に記憶された複数の軌跡の中で合焦度の高い軌跡に乗り換えながら追従するように前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群とを移動させるためのプログラムを記憶する記憶媒体を有する撮像装置において、前記記憶媒体は、前記レンズ系から得られる光学像を光電変換して映像信号を生成する生成ルーチンと、前記生成ルーチンにより生成された映像信号に基づく前記レンズ系の移動制御を行うための合焦情報をサンプリング周期で取得する情報取得ルーチンと、前記情報取得ルーチンによりサンプリング周期で取得された前記合焦情報の中から比較する合焦情報を選定する選定ルーチンと、前記変倍レンズ群の移動速度が第１の移動速度よりも遅い第２の移動速度の場合は、前記第１の移動速度の場合よりも前の合焦情報と今回の合焦情報と比較するように前記選定ルーチンによる前記選定の処理を制御する選定制御ルーチンとを含むプログラムを記憶している。
【００１６】
また、本発明では、前記選定制御手段は、前記第１の移動速度の場合の前記合焦情報の前記サンプリング周期と、当該第１の移動速度と前記第２の移動速度との比に基づいて、前記第２の移動速度の場合の前記前の合焦情報を選定するように前記選定手段を制御している。
【００１７】
また、本発明では、前記レンズ系は、交換可能なレンズ系により構成されている。
【００１８】
また、本発明では、前記レンズ系は、交換可能なレンズ系により構成され、前記情報取得手段は、撮像装置本体に搭載された前記生成手段により生成された映像信号の垂直走査周期を、撮像装置本体から通信動作により通信されたテレビジョン方式の方式情報に基づいて知得し、当該垂直走査周期に同期して合焦度を判定するための合焦情報を取得している。
【００１９】
また、本発明では、前記レンズ系は、交換可能なレンズ系により構成され、前記情報取得手段は、撮像装置本体に搭載された前記生成手段により生成された映像信号の垂直走査周期を撮像装置本体から通信動作により知得し、当該垂直走査周期に同期して合焦度を判定するための合焦情報を取得している。
【００２０】
また、本発明では、前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群は、ステッピングモータにより駆動制御されている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２３】
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。図１において、１は光学系であり、４つのレンズ群よりなる４群構成のリアフォーカスズームレンズ（以下、ＲＦＺレンズと称する）により構成されている。すなわち、ＲＦＺレンズ１は、固定レンズ群である第１レンズ群（以下、前玉と称する）１０１、移動レンズ群であり変倍機能を有する第２のレンズ（以下、バリエータと称する）１０２、固定レンズ群である第３のレンズ群（以下、アフォーカルと称する）１０３、および移動レンズ群でありフォーカス機能と、変倍動作に伴う結像面位置の変化を補正するコンペンセータとしての機能を有する第４のレンズ群（以下、フォーカスコンペレンズと称する）により構成されている。
【００２４】
２はＣＣＤ等の光電変換素子、３は光電変換素子２への入射光量を調節するための絞り、４は絞り３の開口度を変化させるための絞り駆動部、５は絞り３の位置を検出する絞り位置検出部、６は絞り位置検出部５の出力信号に基づいて絞り３の開口度（絞り量）を検出する検出回路、７は本撮像装置による撮像動作を統括的に制御する制御部である。
【００２５】
なお、制御部７は、マイクロコンピュータにより構成され、図示省略したＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有している。ＲＯＭには、図２に示したカム軌跡、図５，８に示したフローチャートに対応する制御プログラム等が記憶されている。そして、ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、ＲＡＭをワークエリア等として利用しながら、ＡＦ処理等の各種処理を制御する。
【００２６】
８、９は、それぞれバリエータ１０２、フォーカスコンペレンズ１０４を移動させるためのステッピングモータ等のモータであり、これらモータ８、９は、それぞれモータドライバ１０、１１により駆動される。１２は光電変換素子２の出力信号を増幅させるアンプ、１３は増幅された信号をＮＴＳＣ映像信号等の映像信号に変換するプロセス回路である。
【００２７】
１４はプロセス回路１３の出力信号から自動合焦（以下ＡＦと称する）を行うための信号を生成してＡＦ動作させるＡＦ制御部、１５はズーム操作部である。ＡＦ制御部１４は、被写体の合焦情報として映像信号の高周波成分、エッジ形状等を用い、その合焦情報に基づいて合焦度を判定している。なお、ＡＦ法としては、山登り式などが提案されているが、その基本原理は、例えば、特開昭６２−１０３６１６号公報等によって公知となっているため、ここでは詳細な説明は省略する。ズーム操作部１５は、テレまたはワイドのズーム方向と、ズーム速度の信号を出力する。このズーム速度は、複数の任意な速度でも、或いは固定の速度であってもかまわない。
【００２８】
図２は、画角の変倍を行うバリエータ１０２と焦点調節を行うフォーカスコンペレンズ１０４の合焦時における光軸上の位置関係を示すカム軌跡を示しており、ズーム時には、制御部７は、このカム軌跡をトレースするように、バリエータ１０２とフォーカスコンペレンズ１０４を駆動させることにより、ボケが発生しないようにする。しかし、被写体の移動や最初に選択したカム軌跡の誤り等により、ボケが発生することもあるので、ＡＦ制御部１４は、ボケの発生を検知している。
【００２９】
この際、ＡＦ制御部１４は、プロセス回路１３にて生成される映像信号を、その映像信号の垂直走査周波数でサンプリングし、サンプリングした映像信号中の高周波成分等に基づいて合焦度を判定しいてる。そして、ＡＦ制御部１４は、前回のサンプリングにより得られた合焦度と後述するサンプリング周期で得られた合焦度とを比較することにより、合焦度の高いカム軌跡を見つけ、その合焦度の高いカム軌跡への乗り換えを制御部７に指示する。
【００３０】
このように、今回と前回の合焦度の比較に依らずにカム軌跡を選択するようにしたのは、次の理由による。
【００３１】
すなわち、今回と前回の合焦度を比較した場合は、超低速ズームの場合に、ＡＦ信号のサンプリング周期とズーム速度との関係で、今回サンプリング時の合焦度が前回から変化しなくなる場合があるからである。この例を図３を用いて説明する。図３は、バリエータ１０２の駆動モータとしてステッピングモータを使用した場合のバリエータ１０２の駆動周期とＡＦ信号との関係を示した図であり、横軸はＡＦ信号のサンプリング周期（Ｖ）となっている。
【００３２】
ズーム速度を例えばＰＰＳ（ＰＰＳ：ステッピンクモータの駆動パルス÷速度）で表現すると、ＡＦ信号のサンプリング周期毎にバリエータ１０２を駆動する場合は、バリエータ１０２が駆動されたときの全てのＡＦ信号を確実にサンプリングすることができる（図３の毎Ｖ駆動参照）。しかし、例えばプロセス回路１３にて生成される映像信号の垂直走査周波数（ここではＮＴＳＣ方式の６０Ｈｚであるとする）に同期してＡＦ信号（映像信号）のサンプリングを行った場合は、６０ＰＰＳ未満のズーム速度のときに、サンプリング動作に対してバリエータ１０２の駆動が間欠駆動となる。図３のスロー時は、ズーム速度が１５ＰＰＳの場合のＡＦ信号を示しており、ＡＦ信号が４回サンプリングされる毎に１回の割合でバリエータ１０２が駆動されてＡＦ信号が変化している。
【００３３】
この場合は、４回のサンプリングタイミングのうち３回は、バリエータ１０２が停止しているので、当然、前回と今回のサンプリング時の合焦度もその割合で同一となる。そのため、たとえ図４の非合焦軌跡をトレースしていてボケが発生していたとしても、合焦軌跡への乗り換えが遅れてしまったり、或いはボケ止まりの状態となる。
【００３４】
そこで、ＡＦ制御部１４は、ズーム速度、及びＡＦ信号のサンプリング周期に基づいて、何Ｖ前のＡＦ信号と比較すればよいかを算出している。
【００３５】
次に、ズーム中のカム軌跡トレース動作を図５のフローチャートに従って説明する。なお、図５の処理は、ズーミング動作中において、繰り返し実行されるものである。
【００３６】
まず、ズーム操作部１５からのズーム駆動命令に基づいて、ズーム動作モードであるか否かを判別し（ステップＳ１）、ズーム動作モードでなければ、終了する。一方、ズーム動作モードであれば、ズーム操作部１５からのズーム速度信号を読込む（ステップＳ２）。そして、ＡＦスイッチ（図示省略）により、ＡＦモードが設定されているか否かを判別する（ステップＳ３）。その結果、ＡＦモードが設定されていなければ、ズーム操作部１５から指示されたズーム速度、現在のバリエータ１０２、フォーカスコンペレンズ１０４の位置に基づいて、カム軌跡を算出すると共に、算出したカム軌跡に対応するフォーカス駆動量を算出する（ステップＳ７）。このカム軌跡の算出は、図２のようなカム軌跡としては、代表的なものしか記憶しておらず、その間の抜けているカム軌跡を計算により求めて、少量の情報により高精度に合焦させるようにするために行うものである。
【００３７】
一方、ＡＦモードが設定されていれば、ＡＦ信号のサンプリング周波数を読み込み（ステップＳ４）、ズーム速度、及びＡＦ信号のサンプリング周波数から何Ｖ前のＡＦ信号を使用するかを、次の式により計算する（ステップＳ５）。
【００３８】
ＰＶ＝ＳＶ÷ＺＭＳＰ （１）
ただし、ＰＶ：何Ｖ前のデータを使用するか、ＳＶ：ＡＦ信号のサンプリング周波数、ＺＭＳＰ：ズーム速度である。なお、ＰＶは、商に余りが生じた場合は切り上げる。この式（１）で求められたＰＶ前のサンプリング周期と今回のサンプリング周期の間では、バリエータ１０２は確実に駆動されている。また、このＰＶ前のサンプリング周期は、バリエータ１０２が確実に駆動されているサンプリング周期のうち、今回のサンプリング周期との間隔が最小のサンプリング周期でもある。
【００３９】
次に、式（１）により算出したＰＶ前のＡＦ信号と現在のＡＦ信号を比較する（ステップＳ６）。そして、合焦度の高い方のカム軌跡を選択し、選択したカム軌跡をトレースするためのフォーカス駆動量を、ズーム速度、バリエータ１０２の位置に基づいて算出する（ステップＳ７）。そして、算出したフォーカス駆動量の分だけ、フォーカスコンペレンズ１０４を駆動して（ステップＳ８）、終了する。
【００４０】
このように、今回のＡＦ信号との比較対象のＡＦ信号を、式（１）で求めたＰＶ前のＡＦ信号、すなわちバリエータ１０２が確実に駆動されているサンプリング周期（Ｖ）のＡＦ信号としているので、実際にはボケが発生しているのにＡＦ信号が変化しないためにボケを認識することができないというようなことがなくなり、確実にボケを検出して、迅速にカム軌跡の乗り換えを行わうことが可能となる。
【００４１】
［第２の実施形態］
図６は、第２の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【００４２】
第２の実施形態に係る撮像装置は、交換レンズタイプの撮像装置であり、カメラユニット４０のカメラユニット制御部１７は、プロセス回路１３にて生成された映像信号中のＡＦ制御用の信号、絞り動作のための信号、ズーム操作部１５からの操作信号などを、カメラ接点１９及びレンズ接点１８を介して、レンズユニット３０のレンズユニッ制御部１６に送信する。レンズユニット制御部１６は、カメラユニット制御部１７から送信された信号に基づいて、ＡＦ制御や絞り制御を行い、ズーム位置、フォーカス位置、絞り位置等をカメラユニット制御部１７に送信する。
【００４３】
レンズユニット制御部１６のＡＦ制御部１４は、第１の実施形態のＡＦ制御部１４と同様に、今回のＡＦ信号との比較対象のＡＦ信号を、式（１）を用いて決定する。従って、第１の実施形態と全く同様の効果がえられる。なお、ＡＦ制御部１４をカメラユニット４０に搭載することにより、レンズユニット３０の低価格化を図ることも可能である。
【００４４】
［第３の実施形態］
図７は、第３の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。第３の実施形態に係る撮像装置も、第２の実施形態と同様に交換レンズタイプの撮像装置であり、構成および機能もほぼ同様である。
【００４５】
ただし、第３の実施形態では、カメラユニット４０にＮＴＳＣ、ＰＡＬ等のテレビジョン方式を記憶する方式記憶部２０が追加されており、この方式記憶部２０に記憶されたテレビジョン方式がカメラ接点１９及びレンズ接点１８を介して、レンズユニット３０のＡＦ制御部１４に送信される。そして、ＡＦ制御部１４は、送信されたテレビジョン方式に基づいて、その垂直走査周波数を認識し、認識した垂直走査周波数でＡＦ信号をサンプリングする。また、ＡＦ制御部１４は、認識した垂直走査周波数を用いて、何Ｖ前のＡＦ信号を今回のＡＦ信号との比較対象にすべきかを算出する。
【００４６】
次に、第３の実施形態におけるズーム中のカム軌跡トレース動作を図８のフローチャートに従って説明する。なお、図８の処理は、ズーミング動作中において、繰り返し実行されるものである。
【００４７】
まず、ズーム操作部１５からのズーム駆動命令に基づいて、ズーム動作モードであるか否かを判別し（ステップＳ２１）、ズーム動作モードでなければ、終了する。一方、ズーム動作モードであれば、ズーム操作部１５からのズーム速度信号を読込む（ステップＳ２２）。そして、ＡＦスイッチ（図示省略）により、ＡＦモードが設定されているか否かを判別する（ステップＳ２３）。その結果、ＡＦモードが設定されていなければ、ズーム操作部１５から指示されたズーム速度、現在のバリエータ１０２、フォーカスコンペレンズ１０４の位置に基づいて、カム軌跡を算出すると共に、算出したカム軌跡に対応するフォーカス駆動量を算出する（ステップＳ２７）。このカム軌跡の算出は、図２のようなカム軌跡としては、代表的なものしか記憶しておらず、その間の抜けているカム軌跡を計算により求めて、少量の情報により高精度に合焦させるようにするために行うものである。
【００４８】
一方、ＡＦモードが設定されていれば、カメラデータ（テレビジョン方式）をカメラユニット４０から通信動作により読み込み、その垂直走査周波数を認識し、認識した垂直走査周波数に同期してＡＦ信号をサンプリングする（ステップＳ２４）。そして、ズーム速度、及びＡＦ信号のサンプリング周波数から何Ｖ前のＡＦ信号を使用するかを計算する（ステップＳ２５）。ここでは、テレビジョン方式がＮＴＳＣの場合は下記の式（２）を使用し、ＰＡＬの場合は下記の式（３）を使用する。
【００４９】
ＰＶ＝ＮＶ÷ＺＭＳＰ （２）
ただし、ＮＶは、ＮＴＳＣテレビジョン方式の垂直走査周波数。
【００５０】
ＰＶ＝ＰａＶ÷ＺＭＳＰ （３）
ただし、ＰａＶは、ＰＡＬテレビジョン方式の垂直走査周波数。
【００５１】
なお、ＰＶは、商に余りが生じた場合は切り上げる。これら式（２）、式（３）で求められたＰＶ前のサンプリング周期と今回のサンプリング周期の間では、バリエータ１０２は確実に駆動されている。また、このＰＶ前のサンプリング周期は、バリエータ１０２が確実に駆動されているサンプリング周期のうち、今回のサンプリング周期との間隔が最小のサンプリング周期でもある。
【００５２】
次に、式（２）、または式（３）により算出したＰＶ前のＡＦ信号と現在のＡＦ信号を比較する（ステップＳ２６）。そして、合焦度の高い方のカム軌跡を選択し、選択したカム軌跡をトレースためのフォーカス駆動量を、ズーム速度、バリエータ１０２の位置に基づいて算出する（ステップＳ２７）。そして、算出したフォーカス駆動量の分だけ、フォーカスコンペレンズ１０４を駆動して（ステップＳ２８）、終了する。
【００５３】
このように、ＡＦ信号のサンプリング周波数として使用すべき周波数を、カメラユニット４０から送信されたテレビジョン方式情報に基づいて認識することにより、交換レンズであるレンズユニット３０を、テレビジョン方式が異なるカメラユニット４０に使用することが可能となり、汎用性のあるものとすることができる。
【００５４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、例えば、テレビジョン方式ではなく、そのテレビジョン方式の垂直走査周波数そのものを送信するようにしてもよい。また、数周期前の合焦度と今回の合焦度とを比較することによりカム軌跡を選択するのではなく、ズーム速度が遅い場合は、サンプリング周波数それ自体を小さくしてサンプリング周期を長くして、常に今回と前回の合焦度を比較することによりカム軌跡を選択するようにすることも可能である。また、バリエータとフォーカスコンペレンズを、連続的に回転するモータにより駆動する場合にも適用可能である。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、画角の変倍を行う変倍レンズ群と、前記変倍レンズ群の移動に伴う焦点面位置の変化を補正する機能と焦点調節機能とを兼ね備えたフォーカスコンペレンズ群を含むレンズ系と、被写体距離に応じた合焦時の前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群との位置関係を示す複数の軌跡を記憶する記憶手段とを有し、前記制御手段の制御により、変倍動作の際には前記記憶手段に記憶された複数の軌跡の中で合焦度の高い軌跡に乗り換えながら追従するように前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群とを移動させる撮像装置において、前記レンズ系から得られる光学像を光電変換して映像信号を生成し、生成された映像信号に基づく前記レンズ系の移動制御を行うための合焦情報をサンプリング周期で取得し、当該サンプリング周期で取得された前記合焦情報の中から比較する合焦情報を選定し、前記変倍レンズ群の移動速度が第１の移動速度よりも遅い第２の移動速度の場合は、前記第１の移動速度の場合よりも前の合焦情報と今回の合焦情報と比較するよう制御するように構成した。
【００５６】
従って、本発明によれば、実際にはボケが発生しているのに合焦度が変化しないために合焦度の劣化を認識することができないというようなことが、変倍速度の如何に拘わらず無くなり、合焦度の劣化を確実に検知して、迅速にカム軌跡の乗り換えを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】カム軌跡を示す図である。
【図３】ＡＦ信号のサンプリング周期毎にバリエータを駆動する場合と、間欠周期でバリエータを駆動する場合とのＡＦ信号の変化例を示した図である。
【図４】カム軌跡の乗り換えの必要性を説明するための図である。
【図５】本発明の第１，第２の実施形態におけるズーム中のカム軌跡トレース動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３の実施形態におけるズーム中のカム軌跡トレース動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１：リアフォーカスズームレンズ
２：ＣＣＤ
７：制御部
８，９：モータ
１０，１１：モータドライバ
１３：プロセス回路
１４：ＡＦ制御部
１５：ズーム操作部
１６：レンズユニット制御部
１７：カメラユニット制御部
２０：方式記憶部
３０：レンズユニット
４０：カメラユニット
１０２：バリエータ
１０４：フォーカスコンペレンズ
Claims (8)
- 画角の変倍を行う変倍レンズ群と、前記変倍レンズ群の移動に伴う焦点面位置の変化を補正する機能と焦点調節機能とを兼ね備えたフォーカスコンペレンズ群を含むレンズ系を制御する制御手段と、被写体距離に応じた合焦時の前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群との位置関係を示す複数の軌跡を記憶する記憶手段とを有し、前記制御手段の制御により、変倍動作の際には前記記憶手段に記憶された複数の軌跡の中で合焦度の高い軌跡に乗り換えながら追従するように前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群とを移動させる撮像装置において、
前記レンズ系から得られる光学像を光電変換して映像信号を生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された映像信号に基づく前記制御手段による前記レンズ系の移動制御を行うための合焦情報をサンプリング周期で取得する情報取得手段と、
前記情報取得手段によりサンプリング周期で取得された前記合焦情報の中から比較する合焦情報を選定する選定手段と、
前記変倍レンズ群の移動速度が第１の移動速度よりも遅い第２の移動速度の場合は、
前記第１の移動速度の場合よりも前の合焦情報と今回の合焦情報と比較するように前記選定手段を制御する選定制御手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。 - 前記選定制御手段は、前記第１の移動速度の場合の前記合焦情報の前記サンプリング周期と、当該第１の移動速度と前記第２の移動速度との比に基づいて、前記第２の移動速度の場合の前記前の合焦情報を選定するように前記選定手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
- 前記レンズ系は、交換可能なレンズ系により構成されたことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
- 前記レンズ系は、交換可能なレンズ系により構成され、前記情報取得手段は、撮像装置本体に搭載された前記生成手段により生成された映像信号の垂直走査周期を、撮像装置本体から通信動作により通信されたテレビジョン方式の方式情報に基づいて知得し、当該垂直走査周期に同期して合焦度を判定するための合焦情報を取得することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
- 前記レンズ系は、交換可能なレンズ系により構成され、前記情報取得手段は、撮像装置本体に搭載された前記生成手段により生成された映像信号の垂直走査周期を撮像装置本体から通信動作により知得し、当該垂直走査周期に同期して合焦度を判定するための合焦情報を取得することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
- 前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群は、ステッピングモータにより駆動制御されることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
- 画角の変倍を行う変倍レンズ群の移動に伴う焦点面位置の変化を補正する機能と焦点調節機能とを兼ね備えたフォーカスコンペレンズ群を含むレンズ系と、被写体距離に応じた合焦時の前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群との位置関係を示す複数の軌跡を記憶する記憶手段とを有し、変倍動作の際には前記記憶手段に記憶された複数の軌跡の中で合焦度の高い軌跡に乗り換えながら追従するように前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群とを移動させる撮像装置の制御方法であって、
前記レンズ系から得られる光学像を光電変換して映像信号を生成する生成工程と、
前記生成工程により生成された映像信号に基づく前記レンズ系の移動制御を行うための合焦情報をサンプリング周期で取得する情報取得工程と、
前記情報取得工程によりサンプリング周期で取得された前記合焦情報の中から比較する合焦情報を選定する選定工程と、
前記変倍レンズ群の移動速度が第１の移動速度よりも遅い第２の移動速度の場合は、
前記第１の移動速度の場合よりも前の合焦情報と今回の合焦情報と比較するように前記選定工程を制御する選定制御工程と、
を備えたことを特徴とする撮像装置の制御方法。 - 画角の変倍を行う変倍レンズ群と、前記変倍レンズ群の移動に伴う焦点面位置の変化を補正する機能と焦点調節機能とを兼ね備えたフォーカスコンペレンズ群を含むレンズ系と、被写体距離に応じた合焦時の前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群との位置関係を示す複数の軌跡を記憶する記憶手段とを有し、変倍動作の際には前記記憶手段に記憶された複数の軌跡の中で合焦度の高い軌跡に乗り換えながら追従するように前記変倍レンズ群とフォーカスコンペレンズ群とを移動させるためのプログラムを記憶する記憶媒体を有する撮像装置において、
前記記憶媒体は、
前記レンズ系から得られる光学像を光電変換して映像信号を生成する生成ルーチンと、
前記生成ルーチンにより生成された映像信号に基づく前記レンズ系の移動制御を行うための合焦情報をサンプリング周期で取得する情報取得ルーチンと、
前記情報取得ルーチンによりサンプリング周期で取得された前記合焦情報の中から比較する合焦情報を選定する選定ルーチンと、
前記変倍レンズ群の移動速度が第１の移動速度よりも遅い第２の移動速度の場合は、
前記第１の移動速度の場合よりも前の合焦情報と今回の合焦情報と比較するように前記選定ルーチンによる前記選定の処理を制御する選定制御ルーチンと、
を含むプログラムを記憶することを特徴とする記憶媒体。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP36475797A JP4072226B2 (ja) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | 撮像装置、その制御方法、及び記憶媒体 |
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| US12/753,649 US20100188534A1 (en) | 1997-12-19 | 2010-04-02 | Optical equipment and its control method, and computer-readable storage medium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36475797A JP4072226B2 (ja) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | 撮像装置、その制御方法、及び記憶媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11183791A JPH11183791A (ja) | 1999-07-09 |
| JP4072226B2 true JP4072226B2 (ja) | 2008-04-09 |
Family
ID=18482598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36475797A Expired - Fee Related JP4072226B2 (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-22 | 撮像装置、その制御方法、及び記憶媒体 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP4072226B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN114051091B (zh) * | 2018-11-20 | 2024-03-19 | 中山市远尚光电科技有限公司 | 一种基于自动测距的长焦镜头实现自动对焦的装置 |
-
1997
- 1997-12-22 JP JP36475797A patent/JP4072226B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11183791A (ja) | 1999-07-09 |
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