JP4892831B2 - カメラ装置、及びレンズ制御方法 - Google Patents

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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
4 CCD
11 フラッシュメモリ
13 CPU
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 (12)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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。
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