JP4892831B2

JP4892831B2 - カメラ装置、及びレンズ制御方法

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Publication number: JP4892831B2
Application number: JP2004358421A
Authority: JP
Inventors: 大介小甲
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2024-12-10
Also published as: JP2006163279A; US7474844B2; US20060127076A1

Description

本発明は、ズーム機能及びオートフォーカス機能を備えたカメラ装置、及びレンズ制御方法に関するものである。

従来、デジタルカメラにおいてはズーム機能及びオートフォーカス機能を備えたものが多い。一方、デジタルカメラに採用されているズームレンズは、ズーム位置が変更されると合焦可能な被写体距離（結像位置）が変化するものが一般的であり、通常、被写体にピントがあった状態でズーム位置が変更されたときには、そのズーム動作後に、変更後のズーム位置での被写体距離に応じた位置へフォーカスレンズを移動させる制御が行われている。

しかし、上記制御はズーム動作中にピントズレを生じさせるため、動画撮影時における制御としては不向きである。それを解消する方法として、例えば下記の特許文献１には、ズーミング中に取得した映像（撮像）信号の高周波成分のレベル（コントラスト値）に基づき、フォーカス速度（フォーカスレンズの移動速度）を、合焦レンズ軌跡に忠実に従って移動する理想的な速度を中心に増減させる方法が記載されている。係る方法によればズーム動作中に生じる一定量以上の被写体のボケを抑制し、ズーム動作中のピントズレを許容範囲内に止めることができる。
特開平６−６２２９９号公報（段落「００３７」〜「００４５」参照）

しかしながら上記方法にあっては、ズーム動作中に、映像（撮像）信号における高周波成分のレベルを逐次取得するとともに、それに基づきフォーカス速度の変更を頻繁に行うことから、ズーム動作中におけるカメラ装置（直接的にはマイクロコンピュータ等の制御手段）の処理負担が大きいという問題があった。

本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、ズーム動作中におけるピントズレを、簡単な制御で許容範囲内とすることが可能となるカメラ装置、及びレンズ制御方法と、その実現に使用されるプログラムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するための請求項１の発明にあっては、ズーム機能及びオートフォーカス機能を備えたカメラ装置において、被写体距離を示す距離情報を取得する距離情報取得手段と、ズームレンズを駆動するズーム駆動手段と、フォーカスレンズを駆動するフォーカス駆動手段と、ズーム倍率の変更要求に応じ、前記ズーム駆動手段によりズームレンズを駆動しズーム倍率を変化させ、そのズームレンズの駆動に同期して前記フォーカス駆動手段によりフォーカスレンズを駆動するとともに、ズーム倍率が予め設定されている複数の規定倍率となった時点のフォーカスレンズの位置を、ズーム倍率の変更要求の直前に前記距離情報取得手段により取得されていた距離情報により示される被写体距離及びズームレンズの位置に応じたフォーカス位置に制御する駆動制御手段と、前記駆動制御手段がズームレンズとフォーカスレンズとを駆動するときのいずれか一方の駆動速度を、前記複数の規定倍率の各々の区間毎に、各々の区間におけるズームレンズ又はフォーカスレンズにおける駆動時間であって制御可能な最短の駆動時間が短い側の駆動時間を制御可能な最短の駆動時間が長い側の最短の駆動時間と一致させる速度に制御する速度制御手段とを備えたことを特徴とする。

また、請求項２の発明にあっては、ズーム機能及びオートフォーカス機能を備えたカメラ装置において、被写体距離を示す距離情報を取得する距離情報取得手段と、ズームレンズを駆動するズーム駆動手段と、フォーカスレンズを駆動するフォーカス駆動手段と、ズーム倍率の変更要求に応じ、前記ズーム駆動手段によりズームレンズを駆動しズーム倍率を変化させ、そのズームレンズの駆動に同期して前記フォーカス駆動手段によりフォーカスレンズを駆動するとともに、ズーム倍率が予め設定されている複数の規定倍率となった時点のフォーカスレンズの位置を、ズーム倍率の変更要求の直前に前記距離情報取得手段により取得されていた距離情報により示される被写体距離及びズームレンズの位置に応じたフォーカス位置に制御する駆動制御手段と、前記駆動制御手段がズームレンズとフォーカスレンズとを駆動するときの双方の駆動速度を、前記複数の規定倍率の各々の区間における双方の駆動時間を、各々の区間の全てにおけるズームレンズ及びフォーカスレンズの制御可能な最短の駆動時間のうちで最も長い駆動時間とする速度に制御する速度制御手段とを備えたことを特徴とする。

また、請求項３の発明にあっては、ズーム機能及びオートフォーカス機能を備えたカメラ装置において、被写体距離を示す距離情報を取得する距離情報取得手段と、ズームレンズを駆動するズーム駆動手段と、フォーカスレンズを駆動するフォーカス駆動手段と、ズーム倍率の変更要求に応じ、前記ズーム駆動手段によりズームレンズを駆動しズーム倍率を変化させ、そのズームレンズの駆動に同期して前記フォーカス駆動手段によりフォーカスレンズを駆動するとともに、ズーム倍率が予め設定されている複数の規定倍率となった時点のフォーカスレンズの位置を、ズーム倍率の変更要求の直前に前記距離情報取得手段により取得されていた距離情報により示される被写体距離及びズームレンズの位置に応じたフォーカス位置に制御する駆動制御手段と、この駆動制御手段がズームレンズとフォーカスレンズとを駆動するときの双方の駆動速度を、前記複数の規定倍率の各々の区間における互いの駆動時間を一致させる速度に制御する速度制御手段と、ズームレンズの位置に対応する被写体距離によって異なるフォーカスレンズにおけるフォーカス位置を示す制御位置情報を記憶する記憶手段と、を備え、前記駆動制御手段は、ズーム倍率が予め設定されている複数の規定倍率となった時点のフォーカスレンズの位置を、前記記憶手段に記憶されている制御位置情報に基づいて、ズーム倍率の変更要求の直前に前記距離情報取得手段により取得されていた距離情報により示される被写体距離及びズームレンズの位置に応じたフォーカス位置に制御することを特徴とする。

また、請求項４の発明にあっては更に、前記ズームレンズ及びフォーカスレンズを介して被写体を撮像する撮像手段と、前記ズームレンズの駆動が停止している間に前記フォーカス駆動手段によりフォーカスレンズを光軸方向に移動させながら前記撮像手段に連続的に撮像を行わせるとともに、連続的に撮像された被写体画像のコントラスト値が最大となるピーク位置へフォーカスレンズを移動させるフォーカス制御手段とを備え、前記距離情報取得手段は、前記フォーカス制御手段により前記ピーク位置へ移動されたフォーカスレンズの位置を前記距離情報として取得することを特徴とする。

また、請求項５の発明にあっては、ズームレンズの最大駆動速度が制限されたズーム駆動手段と、フォーカスレンズの最大駆動速度が制限されたフォーカス駆動手段と、予め複数のズームレンズ位置の各々に対応させて、前記ズームレンズの移動量と前記フォーカスレンズの移動量を記憶した記憶手段と、前記ズームレンズと前記フォーカスレンズを同時に駆動させる場合の速度比を、ズーム倍率変更中におけるズームレンズの位置に応じて前記記憶手段を参照して得られる前記ズームレンズと前記フォーカスレンズの移動量の比により特定する特定手段と、前記特定手段により特定された速度比を保ち、且つ、各々の最大駆動速度の範囲内で最大となるズームレンズとフォーカスレンズの駆動速度を決定する決定手段と、前記決定手段により状況に応じて決定される駆動速度でズームレンズとフォーカスレンズを同時に駆動させるように、前記ズーム駆動手段と前記フォーカス駆動手段を制御する駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項６の発明にあっては、ズームレンズの最大駆動速度が制限されたズーム駆動手段と、フォーカスレンズの最大駆動速度が制限されたフォーカス駆動手段と、予め複数の被写体距離の各々に対応させて、前記ズームレンズの移動量と前記フォーカスレンズの移動量を記憶した記憶手段と、前記ズームレンズと前記フォーカスレンズを同時に駆動させる場合の速度比を、フォーカスを合わせるべき被写体までの距離に応じて前記記憶手段を参照して得られる前記ズームレンズと前記フォーカスレンズの移動量の比により特定する特定手段と、前記特定手段により特定された速度比を保ち、且つ、各々の最大駆動速度の範囲内で最大となるズームレンズとフォーカスレンズの駆動速度を決定する決定手段と、前記決定手段により状況に応じて決定される駆動速度でズームレンズとフォーカスレンズを同時に駆動させるように、前記ズーム駆動手段と前記フォーカス駆動手段を制御する駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項７の発明にあっては更に、前記決定手段は、前記ズームレンズの駆動速度を優先して前記ズームレンズの最大駆動速度に設定するとともに前記フォーカスレンズの駆動速度を前記特定手段により特定された速度比になるように調整する第１の動作と、前記フォーカスレンズの駆動速度を優先して前記フォーカスレンズの最大駆動速度に設定するとともに前記ズームレンズの駆動速度を前記特定手段により特定された速度比になるように調整する第２の動作とを、前記状況に応じて切り換えることを特徴とする。

また、請求項８の発明にあっては更に、前記決定手段は、前記第１の動作と前記第２の動作とを、指定されたズーム倍率への変更動作中に切り換えることを特徴とする。

また、請求項９の発明にあっては、ズーム機能及びオートフォーカス機能を備えたカメラ装置におけるズームレンズとフォーカスレンズとを制御するレンズ制御方法であって、ズーム倍率の変更要求に応じ、ズームレンズを駆動してズーム倍率を変化させ、そのズームレンズの駆動に同期してフォーカスレンズを駆動するとともに、ズーム倍率が予め設定されている複数の規定倍率となった時点のフォーカスレンズの位置を、ズーム倍率の変更要求の直前に取得していた距離情報により示される被写体距離及びズームレンズの位置に応じたフォーカス位置に制御する一方、ズームレンズとフォーカスレンズとを駆動するときのいずれか一方の駆動速度を、前記複数の規定倍率の各々の区間毎に、各々の区間におけるズームレンズ又はフォーカスレンズにおける駆動時間であって制御可能な最短の駆動時間が短い側の駆動時間を制御可能な最短の駆動時間が長い側の最短の駆動時間と一致させる速度に制御することを特徴とする。

また、請求項１０の発明にあっては、ズーム機能及びオートフォーカス機能を備えたカメラ装置が有するコンピュータを、ズーム倍率の変更要求に応じ、ズーム駆動手段によりズームレンズを駆動しズーム倍率を変化させ、そのズームレンズの駆動に同期してフォーカス駆動手段によりフォーカスレンズを駆動するとともに、ズーム倍率が予め設定されている複数の規定倍率となった時点のフォーカスレンズの位置を、ズーム倍率の変更要求の直前に距離情報取得手段により取得されていた距離情報により示される被写体距離及びズームレンズの位置に応じたフォーカス位置に制御する駆動制御手段と、前記駆動制御手段がズームレンズとフォーカスレンズとを駆動するときのいずれか一方の駆動速度を、前記複数の規定倍率の各々の区間毎に、各々の区間におけるズームレンズ又はフォーカスレンズにおける駆動時間であって制御可能な最短の駆動時間が短い側の駆動時間を制御可能な最短の駆動時間が長い側の最短の駆動時間と一致させる速度に制御する速度制御手段として機能させることを特徴とする。

また、請求項１１の発明にあっては、ズーム機能及びオートフォーカス機能を備えたカメラ装置が有するコンピュータを、ズームレンズの最大駆動速度が制限されたズーム駆動手段と、フォーカスレンズの最大駆動速度が制限されたフォーカス駆動手段と、予め複数のズームレンズ位置の各々に対応させて、前記ズームレンズの移動量と前記フォーカスレンズの移動量を記憶した記憶手段と、前記ズームレンズと前記フォーカスレンズを同時に駆動させる場合の速度比を、ズーム倍率変更中におけるズームレンズの位置に応じて前記記憶手段を参照して得られる前記ズームレンズと前記フォーカスレンズの移動量の比により特定する特定手段と、前記特定手段により特定された速度比を保ち、且つ、各々の最大駆動速度の範囲内で最大となるズームレンズとフォーカスレンズの駆動速度を決定する決定手段と、前記決定手段により状況に応じて決定される駆動速度でズームレンズとフォーカスレンズを同時に駆動させるように、前記ズーム駆動手段と前記フォーカス駆動手段を制御する駆動制御手段として機能させることを特徴とする。

また、請求項１２の発明にあっては、ズーム機能及びオートフォーカス機能を備えたカメラ装置が有するコンピュータを、ズームレンズの最大駆動速度が制限されたズーム駆動手段と、フォーカスレンズの最大駆動速度が制限されたフォーカス駆動手段と、予め複数の被写体距離の各々に対応させて、前記ズームレンズの移動量と前記フォーカスレンズの移動量を記憶した記憶手段と、前記ズームレンズと前記フォーカスレンズを同時に駆動させる場合の速度比を、フォーカスを合わせるべき被写体までの距離に応じて前記記憶手段を参照して得られる前記ズームレンズと前記フォーカスレンズの移動量の比により特定する特定手段と、前記特定手段により特定された速度比を保ち、且つ、各々の最大駆動速度の範囲内で最大となるズームレンズとフォーカスレンズの駆動速度を決定する決定手段と、前記決定手段により状況に応じて決定される駆動速度でズームレンズとフォーカスレンズを同時に駆動させるように、前記ズーム駆動手段と前記フォーカス駆動手段を制御する駆動制御手段として機能させることを特徴とする。

本発明によれば、ズーム動作中のピントズレを簡単な制御により許容範囲内に止めると同時に、より高速で滑らかなズーム動作が可能となる。

以下、本発明の一実施の形態を図にしたがって説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の各実施の形態に共通するデジタルカメラ１のブロック図である。このデジタルカメラ１はズーム機能及びオートフォーカス（ＡＦ）機能を備えたものである。デジタルカメラ１は、ズームレンズ２と、フォーカスレンズ３、ＣＣＤ４、ＣＤＳ／ＡＤブロック５、ＴＧ（Timing Generator）６、ＣＣＤデータ前処理ブロック７、色処理（ＣＰ）ブロック８、ＪＰＥＧ符号化器９、ＤＲＡＭ１０、内蔵のフラッシュメモリ１１、ＲＡＭ１２、ＣＰＵ１３、画像表示部１４、キーブロック１５、カード・インターフェイス１６、モータ駆動ブロック１７を備えており、カード・インターフェイス１６には、図示しないカメラ本体のカードスロットに着脱自在に装着されたメモリカード１８が接続されている。

図において、ズームレンズ２及びフォーカスレンズ３は便宜的に示したものであり、ズームレンズ２とフォーカスレンズ３は複数枚のレンズ群から構成されている。モータ駆動ブロック１７は、ズームレンズ２を光軸方向に駆動するズームモータ１７０ａ、及びフォーカスレンズ３を光軸方向に駆動するフォーカスモータ１７０ｂと、ＣＰＵ１３から送られる制御信号に従いそれらを駆動するモータドライバ１７１ａ，１７１ｂとから構成されている。ズームモータ１７０ａ及びフォーカスモータ１７０ｂはステッピングモータであり、モータドライバ１７１ａ，１７１ｂから送られる駆動パルス信号によって動作し、ズームレンズ２とフォーカスレンズ３をそれぞれ駆動する。すなわちズームモータ１７０ａとモータドライバ１７１ａとが本発明のズーム駆動手段であり、かつフォーカスモータ１７０ｂとモータドライバ１７１ｂとが本発明のフォーカス駆動手段である。

また、本実施の形態においては、ズームモータ１７０ａ及びフォーカスモータ１７０ｂがズームレンズ２とフォーカスレンズ３とを駆動可能な最高速度はそれぞれ異なっており、ズームレンズ２については５００ｐｐｓ（パルス／秒）での移動可能であり、フォーカスレンズ３については１０００ｐｐｓ（パルス／秒）での移動可能となっている。

ＣＣＤ４は撮像手段であり、ズームレンズ２とフォーカスレンズ３を介して投影された被写体像を光電変換し撮像信号として出力する。ＴＧ６は、所定周波数のタイミング信号を生成してＣＣＤ４を駆動する。ＣＤＳ／ＡＤブロック５は、ＣＣＤ４からの出力信号をサンプリングしてノイズを除去しデジタル信号に変換する。ＣＣＤデータ前処理ブロック７は、デジタル信号に変換された撮像信号に対し輝度信号処理等のデータ処理を行う。色処理（ＣＰ）ブロック８は、輝度信号処理等が行われた画像信号に対して色分離等の色処理を行い、Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒの画像データを生成する。ＤＲＡＭ１０は、色処理後のＹ，Ｃｂ，Ｃｒの画像データを逐次記憶する。

画像表示部１４は、カラーＬＣＤと、それを駆動する駆動回路等からなり、記録モードにおいてシャッターキーが押されていない撮影待機状態には、ＣＣＤ４から取り込まれＤＲＡＭ１０に蓄積された１フレーム（画面）分の画像データに基づくスルー画像を表示し、再生モードが設定された状態では、メモリカード１８から読み出されるとともに伸張された画像データに基づく記録画像を表示する。また、必要に応じ各種の情報を表示する。

ＪＰＥＧ符号化器９は、画像記録時には、色処理（ＣＰ）ブロック８から入力した画像データをＪＰＥＧ圧縮する。メモリカード１８は、カード・インターフェイス１６を介して送られた圧縮後の画像データを記録する。記録された画像データは、記録画像の再生時に読み出され、ＪＰＥＧ符号化器９により伸張された後、画像表示部１４において表示される。また、キーブロック１５は、撮影モードと再生モードとの切り替えに使用されるモード切替キーや、シャッターキー、ズーム倍率の変更に使用されるズームキー等の各種の操作キーを含み、キー操作に応じた操作信号をＣＰＵ１３へ送る。また、上記シャッターキーは、所謂ハーフシャッター機能を備えたものであり、撮影予告のための半押し操作と、撮影指示用の全押し操作が可能な構成である。

前記フラッシュメモリ１１は書き換え可能な不揮発性のメモリであり、ＣＰＵ１３によるデジタルカメラ１の制御、すなわちＡＦ制御、ＡＥ制御、ＡＷＢ制御等に必要なプログラムと各種データが記録されている。そして、ＣＰＵ１３は、撮影モードにおいてキーブロック１５からの操作信号と前記プログラムに従いＲＡＭ１２を作業用メモリとして動作することにより、本発明の距離情報取得手段、駆動制御手段、速度制御手段として機能する。なお、前記ＡＦ制御は、ズームレンズ２を光軸方向に移動させながら、各位置で撮像した画像からＡＦ評価値（コントラスト値）を検出し、ＡＦ評価値のピーク位置を合焦位置とするコントラスト検出方式である。

また、フラッシュメモリ１１は本発明の記憶手段であり、上記各種データには、後述する処理に際して使用される図２に示したフォーカスレンズ位置−距離変換テーブル１０１と、図３に示したレンズ位置取得テーブル１０２とが含まれている。

フォーカスレンズ位置−距離変換テーブル１０１（図２）は、ズーム位置（ズーム倍率）毎に、あるフォーカス位置（フォーカスレンズ３の位置）と、それと対応する被写体距離を示すテーブルである。本実施の形態において、設定可能なズーム位置は「ＷＩＤＥ」〜「ＴＥＬＥ」（ズーム倍率では１倍〜４倍）までの７段階であり、被写体距離は無限遠から最至近（∞〜１０ｃｍ）であり、フォーカス位置のデータ（Ｆ（１，Ａ）〜Ｆ（４，Ａ），・・・Ｆ（１，Ｂ）〜Ｆ（４，Ｂ），・・・）は、前述したズームレンズ２及びフォーカスレンズ３の特性に応じて予め計算された設計上の理論値である。

レンズ位置取得テーブル１０２（図３）は制御位置情報であって、各ズーム位置に対応するズームレンズ２及びフォーカスレンズ３の位置を示すデータである。レンズ位置取得テーブル１０２において双方のレンズ２，３の位置は駆動パルス数によってそれぞれ示されている。ズームレンズ２の位置は、「ＷＩＤＥ」に対応する位置を基準とする相対的なパルス数である。フォーカスレンズ３の位置も所定の位置を基準とする相対的なパルス数である。フォーカスレンズ３の位置は、任意のズーム位置において被写体に正しくピントを合わせることができる適切な位置（フォーカス位置）であり、被写体距離（∞〜１０ｃｍ）に決められている設計上の理論値である。

次に、以上の構成からなるデジタルカメラ１における第１の実施の形態に係る動作を説明する。図４は、記録モードにおいて任意のズーム位置（倍率）でＡＦ制御によるピント合わせが行われた状態で、ユーザーによってズームキーが操作されたときＣＰＵ１３が実行するズーム駆動処理の内容を示したフローチャートである。

ＣＰＵ１３はズームキーの操作に応じ、まず次のズーム位置までのズームレンズ２の最速駆動時間（ズーム最速時間Ｔｚ）を計算する（ステップＳＡ１）。係る計算は、その時点で設定されているズーム駆動速度と前記レンズ位置取得テーブル１０２（図３）に示されているズームパルス数（Ｐｚ）とによって行う。なお、処理開始当初における上記ズーム駆動速度は前述したズームレンズ２の最高駆動速度（５００ｐｐｓ）である。さらに次のズーム位置までの、現在の被写体距離に対応するフォーカスレンズ３の最速駆動時間（フォーカス最速時間Ｔｆ）を計算する（ステップＳＡ２）。係る計算は、その時点で設定されているフォーカス駆動速度と前記レンズ位置取得テーブル１０２（図３）に示されているフォーカスパルス数（Ｐｆ）とによって行う。なお、処理開始当初における上記フォーカス駆動速度は前述したフォーカスレンズ３の最高駆動速度（５００ｐｐｓ）であり、また、被写体距離は、そのときのズーム位置（倍率）と、フォーカス位置つまりズームキーの操作の直前のＡＦ制御によって移動したフォーカスレンズ３の位置とに基づき、図２のフォーカスレンズ位置−距離変換テーブル１０１を用いて取得した被写体距離である。

図５は、処理開始当初の上記ステップＳＡ１，ＳＡ２の計算によって取得される、任意のズーム位置にあるときの、次のズーム位置までのズームレンズ２及びフォーカスレンズ３の最速駆動時間を示した図である。なお、同図は、フォーカスレンズの最速駆動時間については、便宜上、被写体距離が互いに異なる距離Ａ（∞），Ｂ（５ｍ）に対応したものだけを示したものである。ここで、前述したように任意のズーム位置から次のズーム位置までの間（ズーム区間）における移動量（駆動パルス数）はズームレンズ２及びフォーカスレンズ３とによって異なっており、さらにフォーカスレンズ３では被写体距離によっても異なっている。そのため、両レンズ２，３を最高速度で駆動した場合であっても、両レンズ２，３の最速駆動時間は図示したように互いに異なる時間となる。また、例えば被写体距離がＡであるときの「Ｍｉｄ＋１」と「Ｔｅｌｅ−１」との間、及び「Ｔｅｌｅ−１」と「Ｔｅｌｅ」との間と、被写体距離がＢであるときの「Ｔｅｌｅ−１」と「Ｔｅｌｅ」との間では、フォーカスレンズ３の最速駆動時間がズームレンズ２の最速駆動時間よりも長くなる。

引き続きＣＰＵ１３は、計算したズーム最速時間Ｔｚとフォーカス最速時間Ｔｆとを比較する（ステップＳＡ３）。ここで、ズーム最速時間Ｔｚの方が大きい場合（ステップＳＡ３でＹＥＳ）、例えば処理開始当初では被写体距離がＡで、かつ次のズーム位置が「Ｔｅｌｅ」である場合や、被写体距離がＢで、かつ次のズーム位置が「Ｔｅｌｅ−１」又は「Ｔｅｌｅ」である場合には、フォーカス駆動速度を「Ｐｆ／Ｔｚ」で表されるフォーカス駆動速度へ変更し、ズーム駆動速度はその時点の設定速度を維持する（ステップＳＡ４）。逆に、フォーカス最速時間Ｔｆの方が大きい場合（ステップＳＡ３でＮＯ）、例えば処理開始当初では被写体距離がＡで、かつ次のズーム位置が「Ｗｉｄｅ＋１」〜「Ｔｅｌｅ−１」のいずれかである場合や、被写体距離がＢで、かつ次のズーム位置が「Ｗｉｄｅ＋１」〜「Ｍｉｄ＋１」のいずれかである場合には、ズーム駆動速度を「Ｐｚ／Ｔｆ」で表されるズーム駆動速度へ変更し、フォーカス駆動速度はその時点の設定速度を維持する（ステップＳＡ５）。しかる後、次のズーム位置へ向けズームレンズ２を変更又は維持されたズーム駆動速度で駆動するとともに、フォーカスレンズ３を変更又は維持されたフォーカス駆動速度で駆動するズーム変更を実施する（ステップＳＡ６）。

そして、ズーム動作の停止要求があるまで、つまりユーザーによるズーム操作が停止されるまでは（ステップＳＡ７でＹＥＳ）、ステップＳＡ１へ戻り前述した動作を繰り返す。これによりズームレンズ２とフォーカスレンズ３との駆動時間が、ズーム区間毎に双方のレンズ２，３の最速駆動時間のうちで長い側の駆動時間に制御される。図６は、以上の制御に伴う任意のズーム位置にあるときの、次のズーム位置までのズーム駆動時間を示した図５に対応する図である。図示したように被写体距離が互いに異なるＡ，Ｂであるときのズーム駆動時間Ｔｚａ，Ｔｚｂは、例えばズーム位置が「Ｗｉｄｅ」から「Ｔｅｌｅ」までの変更されるときには、次のズーム位置が「Ｍｉｄ＋１」になるまでの間はズームレンズ２の最速駆動時間となり、それ以降は被写体距離に応じたフォーカスレンズ３の最速駆動時間となる。

そして、前述した処理を繰り返す間に、いずれかの時点でズーム動作の停止要求があったら（ステップＳＡ７でＮＯ）、その時点で処理を終了する。

したがって、以上のズーム駆動処理においては、ズーム位置の変更途中にはズームレンズ２とフォーカスレンズ３との駆動時間を常に一致させることにより、フォーカス駆動速度を頻繁に制御せずとも、フォーカスレンズ３の位置を常に被写体距離及びズームレンズ３の位置に応じたフォーカス位置の近傍に位置させることができる。よって、ズーム動作中には、７段階のズーム位置毎に正確なフォーカス状態が確保できるだけでなく、その途中の各々のズーム区間においてもほぼ正確なフォーカス状態を確保することができる。すなわちズーム動作中におけるピントズレを、簡単な制御で許容範囲内とすることができる。

同時にズーム区間毎にズームレンズ２及びフォーカスレンズ３の駆動速度、つまり双方の駆動時間を可能な限り短時間とすることによって、より高速なズーム動作を行うこともできる。

なお、本実施の形態においては、設定可能なズーム位置が「ＷＩＤＥ」〜「ＴＥＬＥ」（ズーム倍率では１倍〜４倍）までの７段階である場合を示したが、設定可能なズーム位置の数は適宜増減することができ、また、ズーム倍率の変更幅が同一である場合には、設定可能なズーム位置をより細かく設定した方が、各ズーム区間でのズーム動作中に、より正確なフォーカス状態を確保することができる。

また、本実施の形態では、ズームレンズ２とフォーカスレンズ３との駆動時間を、ズーム区間毎に双方のレンズ２，３の最速駆動時間のうちで長い側の駆動時間に制御することにより、常により高速なズーム動作を行うものとしたが、以下のようにしてもよい。例えばズームキーに、ユーザーによるズーム動作速度の調整機能を設けておき、ズーム動作中にはユーザーによる速度調整操作に応じて、ズームレンズ２とフォーカスレンズ３との駆動時間を前述した制御で設定される速度を上限として変更できるようにしてもよい。

（実施形態２）
次に、前述したデジタルカメラ１における第２の実施の形態に係る動作を説明する。本実施の形態は第１の実施の形態とは異なりズーム動作速度をズーム区間に関係なく等速に制御するものである。

すなわち図４は、記録モードにおいて、任意のズーム位置（倍率）でＡＦ制御によるピント合わせが行われた状態でユーザーによってズームキーが操作されたときＣＰＵ１３が実行するズーム駆動処理の内容を示したフローチャートである。

本実施の形態においてもＣＰＵ１３はズームキーの操作に応じ、まずレンズ位置取得テーブル１０２から、全ズーム位置でズームレンズ２の最速駆動時間が最も長いズーム駆動時間Ｔｚを取得する（ステップＳＢ１）。続いて、現在の被写体距離に対応する次のズーム位置までのフォーカスレンズ３の最速駆動時間（フォーカス最速時間Ｔｆ）を計算する（ステップＳＢ２）。なお、フォーカス最速時間Ｔｆの計算方法は第１の実施の形態におけるステップＳＡ２と同様である。

次に、ＣＰＵ１３は、現在のズーム位置が、次のズーム位置までのズーム駆動時間が最も長いズーム位置（「Ｗｉｄｅ」）であるか否かを確認する（ステップＳＢ３）。そして、係る判別の結果がＹＥＳであったときには、フォーカス駆動速度を「Ｐｆ／Ｔｚ」で表されるフォーカス駆動速度へ変更し、ズーム駆動速度はその時点の設定速度を維持する（ステップＳＢ４）。逆に、現在のズーム位置が「Ｗｉｄｅ」でなく上記判別結果がＮＯであったときには、ズーム駆動速度を「Ｐｚ／Ｔｚ」で表されるズーム駆動速度へ変更し、かつフォーカス駆動速度を「Ｐｆ／Ｔｚ」で表されるフォーカス駆動速度へ変更する（ステップＳＢ５）。しかる後、次のズーム位置へ向けズームレンズ２を変更又は維持されたズーム駆動速度で駆動するとともに、フォーカスレンズ３を変更されたフォーカス駆動速度で駆動するズーム変更を実施する（ステップＳＢ６）。

そして、ズーム動作の停止要求があるまで、つまりユーザーによるズーム操作が停止されるまでは（ステップＳＢ７でＹＥＳ）、ステップＳＢ１へ戻り前述した動作を繰り返す。これによりズームレンズ２とフォーカスレンズ３との駆動時間が、各々のズーム区間の全てにおける双方のレンズ２，３の最速駆動時間のうちで最も長い駆動時間に制御される。図８は、以上の制御に伴う任意のズーム位置にあるときの、次のズーム位置までのズーム駆動時間を示した図５に対応する図である。

そして、前述した処理を繰り返す間に、いずれかの時点でズーム動作の停止要求があったら（ステップＳＢ７でＮＯ）、その時点で処理を終了する。

したがって、以上のズーム駆動処理においても、ズーム位置の変更途中にはズームレンズ２とフォーカスレンズ３との駆動時間を常に一致させることにより、フォーカス駆動速度を頻繁に制御せずとも、フォーカスレンズ３の位置を常に被写体距離及びズームレンズ３の位置に応じたフォーカス位置の近傍に位置させることができる。よって、ズーム動作中には、７段階のズーム位置毎に正確なフォーカス状態が確保できるだけでなく、その途中の各々のズーム区間においてもほぼ正確なフォーカス状態を確保することができる。すなわちズーム動作中におけるピントズレを、簡単な制御で許容範囲内とすることができる。

同時にズーム倍率の変更途中におけるズームレンズ２及びフォーカスレンズ３の駆動速度を必要以上低下させることなく、常に一定速度に制御することにより、ズーム動作速度を可能な限り確保しつつ、全ズーム領域において滑らかなズーム動作を行うこともできる。

なお、第１の実施の形態と同様、本実施の形態においても、設定可能なズーム位置の数は適宜増減することができ、また、ズーム倍率の変更幅が同一である場合には、設定可能なズーム位置をより細かく設定した方が、各ズーム区間でのズーム動作中に、より正確なフォーカス状態を確保することができる。また、例えばズームキーに、ユーザーによるズーム動作速度の調整機能を設けておき、ズーム動作中にはユーザーによる速度調整操作に応じて、ズームレンズ２とフォーカスレンズ３との駆動時間を前述した制御で設定される速度を上限として変更できるようにしてもよい。

なお、以上説明した各実施の形態においては、本発明をデジタルカメラに適用したものを示したが、これに限らず本発明は、携帯電話等の携帯情報端末に内蔵されているカメラ装置等にも採用することができる。

各実施の形態に共通するデジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。フォーカスレンズ位置−距離変換テーブルのデータ構成を示す模式図である。レンズ位置取得テーブルのデータ構成を示す模式図である。第１の実施の形態におけるＣＰＵのズーム駆動処理の手順を示すフローチャートである。ズームレンズ及びフォーカスレンズの最速駆動時間を示す図である。同実施の形態におけるズーム駆動時間を示す図である。第２の実施の形態におけるＣＰＵのズーム駆動処理の手順を示すフローチャートである。同実施の形態におけるズーム駆動時間を示す図である。

符号の説明

１デジタルカメラ
２ズームレンズ
３フォーカスレンズ
４ＣＣＤ
１１フラッシュメモリ
１３ＣＰＵ
１５キーブロック
１７モータ駆動ブロック
１０１フォーカスレンズ位置−距離変換テーブル
１０２レンズ位置取得テーブル
１７０ａズームモータ
１７０ｂフォーカスモータ
１７１ａモータドライバ
１７１ｂモータドライバ

Claims

ズーム機能及びオートフォーカス機能を備えたカメラ装置において、
被写体距離を示す距離情報を取得する距離情報取得手段と、
ズームレンズを駆動するズーム駆動手段と、
フォーカスレンズを駆動するフォーカス駆動手段と、
ズーム倍率の変更要求に応じ、前記ズーム駆動手段によりズームレンズを駆動しズーム倍率を変化させ、そのズームレンズの駆動に同期して前記フォーカス駆動手段によりフォーカスレンズを駆動するとともに、ズーム倍率が予め設定されている複数の規定倍率となった時点のフォーカスレンズの位置を、ズーム倍率の変更要求の直前に前記距離情報取得手段により取得されていた距離情報により示される被写体距離及びズームレンズの位置に応じたフォーカス位置に制御する駆動制御手段と、
前記駆動制御手段がズームレンズとフォーカスレンズとを駆動するときのいずれか一方の駆動速度を、前記複数の規定倍率の各々の区間毎に、各々の区間におけるズームレンズ又はフォーカスレンズにおける駆動時間であって制御可能な最短の駆動時間が短い側の駆動時間を制御可能な最短の駆動時間が長い側の最短の駆動時間と一致させる速度に制御する速度制御手段と
を備えたことを特徴とするカメラ装置。
ズーム機能及びオートフォーカス機能を備えたカメラ装置において、
被写体距離を示す距離情報を取得する距離情報取得手段と、
ズームレンズを駆動するズーム駆動手段と、
フォーカスレンズを駆動するフォーカス駆動手段と、
ズーム倍率の変更要求に応じ、前記ズーム駆動手段によりズームレンズを駆動しズーム倍率を変化させ、そのズームレンズの駆動に同期して前記フォーカス駆動手段によりフォーカスレンズを駆動するとともに、ズーム倍率が予め設定されている複数の規定倍率となった時点のフォーカスレンズの位置を、ズーム倍率の変更要求の直前に前記距離情報取得手段により取得されていた距離情報により示される被写体距離及びズームレンズの位置に応じたフォーカス位置に制御する駆動制御手段と、
前記駆動制御手段がズームレンズとフォーカスレンズとを駆動するときの双方の駆動速度を、前記複数の規定倍率の各々の区間における双方の駆動時間を、各々の区間の全てにおけるズームレンズ及びフォーカスレンズの制御可能な最短の駆動時間のうちで最も長い駆動時間とする速度に制御する速度制御手段と
を備えたことを特徴とするカメラ装置。
ズーム機能及びオートフォーカス機能を備えたカメラ装置において、
被写体距離を示す距離情報を取得する距離情報取得手段と、
ズームレンズを駆動するズーム駆動手段と、
フォーカスレンズを駆動するフォーカス駆動手段と、
ズーム倍率の変更要求に応じ、前記ズーム駆動手段によりズームレンズを駆動しズーム倍率を変化させ、そのズームレンズの駆動に同期して前記フォーカス駆動手段によりフォーカスレンズを駆動するとともに、ズーム倍率が予め設定されている複数の規定倍率となった時点のフォーカスレンズの位置を、ズーム倍率の変更要求の直前に前記距離情報取得手段により取得されていた距離情報により示される被写体距離及びズームレンズの位置に応じたフォーカス位置に制御する駆動制御手段と、
この駆動制御手段がズームレンズとフォーカスレンズとを駆動するときの双方の駆動速度を、前記複数の規定倍率の各々の区間における互いの駆動時間を一致させる速度に制御する速度制御手段と、
ズームレンズの位置に対応する被写体距離によって異なるフォーカスレンズにおけるフォーカス位置を示す制御位置情報を記憶する記憶手段と、
を備え、
前記駆動制御手段は、ズーム倍率が予め設定されている複数の規定倍率となった時点のフォーカスレンズの位置を、前記記憶手段に記憶されている制御位置情報に基づいて、ズーム倍率の変更要求の直前に前記距離情報取得手段により取得されていた距離情報により示される被写体距離及びズームレンズの位置に応じたフォーカス位置に制御することを特徴とするカメラ装置。
前記ズームレンズ及びフォーカスレンズを介して被写体を撮像する撮像手段と、
前記ズームレンズの駆動が停止している間に前記フォーカス駆動手段によりフォーカスレンズを光軸方向に移動させながら前記撮像手段に連続的に撮像を行わせるとともに、連続的に撮像された被写体画像のコントラスト値が最大となるピーク位置へフォーカスレンズを移動させるフォーカス制御手段とを備え、
前記距離情報取得手段は、前記フォーカス制御手段により前記ピーク位置へ移動されたフォーカスレンズの位置を前記距離情報として取得することを特徴とする請求項１、２又は３記載のカメラ装置。
ズームレンズの最大駆動速度が制限されたズーム駆動手段と、
フォーカスレンズの最大駆動速度が制限されたフォーカス駆動手段と、
予め複数のズームレンズ位置の各々に対応させて、前記ズームレンズの移動量と前記フォーカスレンズの移動量を記憶した記憶手段と、
前記ズームレンズと前記フォーカスレンズを同時に駆動させる場合の速度比を、ズーム倍率変更中におけるズームレンズの位置に応じて前記記憶手段を参照して得られる前記ズームレンズと前記フォーカスレンズの移動量の比により特定する特定手段と、
前記特定手段により特定された速度比を保ち、且つ、各々の最大駆動速度の範囲内で最大となるズームレンズとフォーカスレンズの駆動速度を決定する決定手段と、
前記決定手段により状況に応じて決定される駆動速度でズームレンズとフォーカスレンズを同時に駆動させるように、前記ズーム駆動手段と前記フォーカス駆動手段を制御する駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とするカメラ装置。
ズームレンズの最大駆動速度が制限されたズーム駆動手段と、
フォーカスレンズの最大駆動速度が制限されたフォーカス駆動手段と、
予め複数の被写体距離の各々に対応させて、前記ズームレンズの移動量と前記フォーカスレンズの移動量を記憶した記憶手段と、
前記ズームレンズと前記フォーカスレンズを同時に駆動させる場合の速度比を、フォーカスを合わせるべき被写体までの距離に応じて前記記憶手段を参照して得られる前記ズームレンズと前記フォーカスレンズの移動量の比により特定する特定手段と、
前記特定手段により特定された速度比を保ち、且つ、各々の最大駆動速度の範囲内で最大となるズームレンズとフォーカスレンズの駆動速度を決定する決定手段と、
前記決定手段により状況に応じて決定される駆動速度でズームレンズとフォーカスレンズを同時に駆動させるように、前記ズーム駆動手段と前記フォーカス駆動手段を制御する駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とするカメラ装置。
前記決定手段は、前記ズームレンズの駆動速度を優先して前記ズームレンズの最大駆動速度に設定するとともに前記フォーカスレンズの駆動速度を前記特定手段により特定された速度比になるように調整する第１の動作と、前記フォーカスレンズの駆動速度を優先して前記フォーカスレンズの最大駆動速度に設定するとともに前記ズームレンズの駆動速度を前記特定手段により特定された速度比になるように調整する第２の動作とを、前記状況に応じて切り換えることを特徴とする請求項５または６記載のカメラ装置。
前記決定手段は、前記第１の動作と前記第２の動作とを、指定されたズーム倍率への変更動作中に切り換えることを特徴とする請求項７記載のカメラ装置。
ズーム機能及びオートフォーカス機能を備えたカメラ装置におけるズームレンズとフォーカスレンズとを制御するレンズ制御方法であって、
ズーム倍率の変更要求に応じ、ズームレンズを駆動してズーム倍率を変化させ、そのズームレンズの駆動に同期してフォーカスレンズを駆動するとともに、ズーム倍率が予め設定されている複数の規定倍率となった時点のフォーカスレンズの位置を、ズーム倍率の変更要求の直前に取得していた距離情報により示される被写体距離及びズームレンズの位置に応じたフォーカス位置に制御する一方、ズームレンズとフォーカスレンズとを駆動するときのいずれか一方の駆動速度を、前記複数の規定倍率の各々の区間毎に、各々の区間におけるズームレンズ又はフォーカスレンズにおける駆動時間であって制御可能な最短の駆動時間が短い側の駆動時間を制御可能な最短の駆動時間が長い側の最短の駆動時間と一致させる速度に制御することを特徴とするレンズ制御方法。
ズーム機能及びオートフォーカス機能を備えたカメラ装置が有するコンピュータを、
ズーム倍率の変更要求に応じ、ズーム駆動手段によりズームレンズを駆動しズーム倍率を変化させ、そのズームレンズの駆動に同期してフォーカス駆動手段によりフォーカスレンズを駆動するとともに、ズーム倍率が予め設定されている複数の規定倍率となった時点のフォーカスレンズの位置を、ズーム倍率の変更要求の直前に距離情報取得手段により取得されていた距離情報により示される被写体距離及びズームレンズの位置に応じたフォーカス位置に制御する駆動制御手段と、
前記駆動制御手段がズームレンズとフォーカスレンズとを駆動するときのいずれか一方の駆動速度を、前記複数の規定倍率の各々の区間毎に、各々の区間におけるズームレンズ又はフォーカスレンズにおける駆動時間であって制御可能な最短の駆動時間が短い側の駆動時間を制御可能な最短の駆動時間が長い側の最短の駆動時間と一致させる速度に制御する速度制御手段として機能させることを特徴とするプログラム。
ズーム機能及びオートフォーカス機能を備えたカメラ装置が有するコンピュータを、
ズームレンズの最大駆動速度が制限されたズーム駆動手段と、
フォーカスレンズの最大駆動速度が制限されたフォーカス駆動手段と、
予め複数のズームレンズ位置の各々に対応させて、前記ズームレンズの移動量と前記フォーカスレンズの移動量を記憶した記憶手段と、
前記ズームレンズと前記フォーカスレンズを同時に駆動させる場合の速度比を、ズーム倍率変更中におけるズームレンズの位置に応じて前記記憶手段を参照して得られる前記ズームレンズと前記フォーカスレンズの移動量の比により特定する特定手段と、
前記特定手段により特定された速度比を保ち、且つ、各々の最大駆動速度の範囲内で最大となるズームレンズとフォーカスレンズの駆動速度を決定する決定手段と、
前記決定手段により状況に応じて決定される駆動速度でズームレンズとフォーカスレンズを同時に駆動させるように、前記ズーム駆動手段と前記フォーカス駆動手段を制御する駆動制御手段として機能させることを特徴とするプログラム。
ズーム機能及びオートフォーカス機能を備えたカメラ装置が有するコンピュータを、
ズームレンズの最大駆動速度が制限されたズーム駆動手段と、
フォーカスレンズの最大駆動速度が制限されたフォーカス駆動手段と、
予め複数の被写体距離の各々に対応させて、前記ズームレンズの移動量と前記フォーカスレンズの移動量を記憶した記憶手段と、
前記ズームレンズと前記フォーカスレンズを同時に駆動させる場合の速度比を、フォーカスを合わせるべき被写体までの距離に応じて前記記憶手段を参照して得られる前記ズームレンズと前記フォーカスレンズの移動量の比により特定する特定手段と、
前記特定手段により特定された速度比を保ち、且つ、各々の最大駆動速度の範囲内で最大となるズームレンズとフォーカスレンズの駆動速度を決定する決定手段と、
前記決定手段により状況に応じて決定される駆動速度でズームレンズとフォーカスレンズを同時に駆動させるように、前記ズーム駆動手段と前記フォーカス駆動手段を制御する駆動制御手段として機能させることを特徴とするプログラム。