JP5995969B2 - レンズユニット、撮像装置、および、これらの制御方法 - Google Patents
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Description
式(1)によれば、例えば図3において補正レンズL105がp0に位置する場合、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とする。このp1−p0の位置差と、変倍レンズL102がZ0からZ1まで移動するのに要する時間とから合焦状態を維持するための補正レンズL105の移動速度を算出することができる。
bx=bk−(Zk−Zx)×(bk−bk−1)/(Zk−Zk−1) …(3)
となる。
StepL903では、レンズマイコンL106は、StepL902で求めたZ(v) が現在の変倍レンズL102の位置Zx と等しいか否かを判定する。これらの値が等しい場合、変倍レンズL102の位置Zxは変倍エリアvの境界上に位置するとして、StepL907で境界フラグに1を設定する。
次に、StepL704では、レンズマイコンL106は、StepL702で算出したカムパラメータα,β,γとズームトラッキングカムを示すテーブルデータとから、変倍レンズL102の位置Zx’における基準カム上の補正レンズL105の位置px’を算出する。図10を参照して、補正レンズL105の位置px’の算出方法について説明する。
したがって、目標位置と現在の補正レンズ位置pxとの差ΔFは、以下の式(7)のように表される。
補正レンズL105の駆動速度は、補正レンズ位置差ΔFを、この距離を移動するのに要する変倍レンズL102の移動時間で除算して得られる。変倍レンズL102がワイドからテレまで一定速で動く場合、補正レンズL105の駆動速度は図2に示されるズームトラッキングカムの傾きと同等であると見なすことができる。テレに行くほど又は被写体距離が無限遠側であるほど、補正レンズL105の駆動速度は速くなる。
上記輝度信号は、ラインピーク検出回路1102に入力される。ラインピーク検出回路1102は、領域設定回路1109で設定された、撮像素子C101の全画素のうち焦点信号抽出領域内で水平ラインごとの輝度のピーク値を求める。また、輝度信号は、ライン最小値検出回路1103にも入力される。ライン最小値検出回路1103は、領域設定回路1109で設定された焦点信号抽出領域内で水平ラインごとの輝度の最小値を検出する。検出された水平ラインごとの輝度のピーク値と最小値は減算器に入力され、(ピーク値−最小値)の結果が、垂直ピーク検出回路1104に入力される。
上記輝度信号は、BPF1105にも入力される。BPF1105は、輝度信号のうち所定の周波数成分を抽出して焦点信号を生成する。そして、焦点信号は、水平ラインごとのピーク値を検出するためのラインピーク検出回路1106に入力される。ラインピーク検出回路1106は、領域設定回路1109で設定された焦点信号抽出領域内で水平ラインごとのピーク値を求める。求められたピーク値は、垂直ピーク検出回路1107によって焦点信号抽出領域内で垂直方向にホールドされ、これによりピーク評価値が生成される。ピーク評価値は、映像のエッジがはっきりしているほど大きくなり、エッジがぼけているほど小さくなる。ピーク評価値は、被写体が移動しても変化が少ないので、合焦状態から再度合焦点を探す処理に移行するための再起動判定に使用できる。
ラインピーク検出回路1106によって求められたピーク値が、垂直積分回路1108によって焦点信号抽出領域内で垂直方向に積分されることで積分評価値が生成される。積分評価値は、積分の効果でダイナミックレンジが広く、感度が高いので、AF制御において主として使用される。
Max−Min評価値に対してピーク評価値が小さいほど映像信号のエッジが弱く、映像がぼけており、ピーク評価値が大きいほどエッジが強調され、合焦状態に近くなる。このように、エッジの強さを表すピーク評価値を、コントラストの最大値を表すMax−Min評価値で正規化することで、簡易的な合焦度を得ることができる。
レンズマイコンL106は、カメラマイコンC106から受信した合焦度情報に応じて、振動振幅Mおよび中心移動量Wを大きく設定する。そしてレンズマイコンL106は、合焦度情報が合焦度ラベル0(「合焦付近」)の場合、合焦度ラベル1(「小ボケ」)の場合、合焦度ラベル2(「大ボケ」)の場合、振動振幅Mおよび中心移動量Wを基準の値の等倍、1.5倍、2.0倍にそれぞれ設定するようにしてもよい。
なお、本実施例では、カメラマイコンC106とレンズマイコンL106は、固定長のパケット通信を行っており、パケット内に合焦度情報に対応する所定のデータ領域を設けている。カメラマイコン122は、合焦度に応じて、合焦度情報に対応する所定のデータ領域の信号レベルを変化させる。本実施例では、カメラマイコンC106は、ズーム制御に対応した変調AF制御に切り換え済か否かを示すズーム対応情報と合焦度情報とを同じデータ領域で送信する。具体的にはカメラマイコンC106は、変調AF制御に切り換え済の場合には、当該データ領域に合焦度情報として上記のように「合焦付近」、「小ボケ」、「大ボケ」のいずれかを示す情報を設定する。この場合、レンズマイコンL106は、受信したデータに基づいて、カメラマイコンC106がズーム制御に対応した変調AF制御に切り換え済であると判断する。一方、カメラマイコンC106は、変調AF制御に切り換え済でない場合、当該データ領域に「合焦付近」、「小ボケ」、「大ボケ」のいずれとも異なる情報を設定する。この場合、レンズマイコンL106は、受信したデータに基づいて、カメラマイコンC106がズーム制御に対応した変調AF制御に切り換えていないと判断する。
ここで、Wが0の場合は中心移動がないことを表す。また、振動振幅Mおよび中心移動量Wの符号により目標駆動位置Fx’が基準カム軌跡上の補正レンズL105の位置px’の無限遠側か至近側かが決定される。
これにより、ズーム操作をされた際にカメラ側がズーム制御に対応した変調AF制御への切り替えが終わっていない場合でも、少なくともズームトラッキング制御は行われる。このため、カム特定制御はできなくても、ズーム動作に伴う像面移動の補正ができ、大きくピントを外すことはない。
これは、ズーム動作に伴うカム特定制御ではなく、ズーム動作をしていない場合(ズーム停止時)の、所謂AF制御を行うことを意味する。
また、ズーム動作が停止している場合、補正レンズL105の駆動速度Fspは、補正レンズ駆動目標位置Fx’と現在の補正レンズ位置pxとの差を1垂直同期時間で除算して得られる。
本実施例では、図6のStepC605において、カメラマイコンC106は、上記式(8)により算出した合焦度をレンズマイコンL106に送信する。
C101 撮像素子
C106 カメラマイクロコンピュータ
L100 レンズユニット
L105 補正レンズ
L106 レンズマイクロコンピュータ
Claims (21)
- 撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子と、該撮像素子からの出力を用いて該撮影光学系の焦点状態を示す焦点信号を生成する焦点信号生成手段と、フォーカスレンズを振動させるとともに前記焦点信号が増加する方向に該フォーカスレンズの振動中心を移動させる振動制御に用いられる制御情報を生成する撮像装置制御手段と、を有する撮像装置に着脱可能に装着されるレンズユニットであって、
変倍レンズおよび前記フォーカスレンズを含む撮影光学系と、
被写体距離ごとの前記変倍レンズの位置と前記フォーカスレンズの位置との関係を示す第1の情報を記憶した記憶手段と、
前記撮像装置との通信を制御するとともに、前記第1の情報に基づいて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移動させる所定の制御を行うレンズ制御手段と、を有し、
前記レンズ制御手段は、変倍動作についての情報を前記撮像装置に送信し、該変倍動作についての情報に応じて前記撮像装置で生成された前記振動制御における前記フォーカスレンズの移動量に関する第2の情報と、該制御情報が前記変倍動作についての情報に対応しているか否かを示す第3の情報を含む前記制御情報を前記撮像装置から受信し、前記第2の情報に基づく前記フォーカスレンズの移動量を、前記所定の制御における前記フォーカスレンズの移動量に重畳して、前記フォーカスレンズを移動させ、
さらに前記レンズ制御手段は、前記第3の情報に基づいて、前記第2の情報に基づく前記フォーカスレンズの移動量を前記所定の制御における前記フォーカスレンズの移動量に重畳するか否かを変更することを特徴とするレンズユニット。 - 前記変倍動作についての情報は、前記変倍レンズが変倍動作を行っているか否かを示す情報であることを特徴とする請求項1に記載のレンズユニット。
- 前記レンズ制御手段は、前記第3の情報が前記変倍動作についての情報に対応していることを示す場合、前記第2の情報に基づく前記フォーカスレンズの移動量を前記所定の制御における前記フォーカスレンズの移動量に重畳して前記フォーカスレンズを移動させ、前記第3の情報が前記変倍動作についての情報に対応していないことを示す場合、前記第2の情報に基づく前記フォーカスレンズの移動量を前記所定の制御における前記フォーカスレンズの移動量に重畳せずに前記フォーカスレンズを移動させることを特徴とする請求項1または2に記載のレンズユニット。
- 前記変倍レンズが変倍動作を行っていない場合、前記レンズ制御手段は、前記制御情報を用いて前記フォーカスレンズの振動制御を行うことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のレンズユニット。
- 前記制御情報は、前記撮像素子からの出力に基づく被写体の合焦度についての情報を含み、
前記レンズ制御手段は、前記合焦度についての情報に基づいて、前記フォーカスレンズの移動量を設定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のレンズユニット。 - 前記第3の情報が前記変倍動作についての情報に対応していることを示す場合、該第3の情報はさらに前記合焦度についての情報を含むことを特徴とする請求項5に記載のレンズユニット。
- 前記制御情報は、所定時間についての情報を含み、
前記レンズ制御手段は、設定した前記フォーカスレンズの移動量を前記所定時間内に移動できるか否かを示す情報を前記撮像装置に送信することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のレンズユニット。 - 前記レンズ制御手段は、前記撮像素子の許容錯乱円の情報を前記撮像装置から受信し、該許容錯乱円の情報に基づいて、前記フォーカスレンズの移動量を設定することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のレンズユニット。
- 前記変倍レンズの位置を検出する位置センサをさらに有し、
前記レンズ制御手段は、前記位置センサの出力の変化に基づいて前記変倍動作を検出することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のレンズユニット。 - 前記変倍動作を指示するスイッチ部材をさらに有し、
前記レンズ制御手段は、前記スイッチ部材の出力に基づいて前記変倍動作を検出することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のレンズユニット。 - 前記撮影光学系の光軸周りに回転するリング部材と、
前記リング部材の回転に伴う変化量を検出する回転量検出手段と、をさらに有し、
前記レンズ制御手段は、前記回転量検出手段の出力の変化に基づいて前記変倍動作を検出することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のレンズユニット。 - 変倍レンズおよびフォーカスレンズを含む撮影光学系と、被写体距離ごとの該変倍レンズの位置と該フォーカスレンズの位置との関係を示す第1の情報を記憶した記憶手段と、該第1の情報に基づいて該変倍レンズの移動に応じて該フォーカスレンズを移動させる所定の制御を行うレンズ制御手段と、を有するレンズユニットが着脱可能に装着される撮像装置であって、
前記撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子からの出力を用いて前記撮影光学系の焦点状態を示す焦点信号を生成する焦点信号生成手段と、
前記レンズユニットとの通信を制御し、前記フォーカスレンズを振動させるとともに前記焦点信号が増加する方向に該フォーカスレンズの振動中心を移動させる振動制御に用いられる制御情報を生成する撮像装置制御手段と、を有し、
前記撮像装置制御手段は、変倍動作についての情報を前記レンズユニットから受信し、当該変倍動作についての情報に応じて前記振動制御における前記フォーカスレンズの移動量に関する第2の情報を生成し、当該第2の情報と、該制御情報が前記変倍動作についての情報に対応しているか否かを示す第3の情報を含む前記制御情報を前記レンズユニットに送信し、
前記第3の情報が前記変倍動作についての情報に対応していることを示す場合、前記レンズ制御手段により、前記第2の情報に基づく前記フォーカスレンズの移動量と前記所定の制御における前記フォーカスレンズの移動量とを重畳して、前記フォーカスレンズの移動が行われ、
前記第3の情報が前記変倍動作についての情報に対応していないことを示す場合、前記レンズ制御手段により、前記第2の情報に基づく前記フォーカスレンズの移動量と前記所定の制御における前記フォーカスレンズの移動量とを重畳せずに、前記フォーカスレンズの移動が行われることを特徴とする撮像装置。 - 前記変倍動作についての情報は、前記変倍レンズが変倍動作を行っているか否かを示す情報であることを特徴とする請求項12に記載の撮像装置。
- 前記制御情報は、前記撮像素子からの出力に基づく被写体の合焦度についての情報を含むことを特徴とする請求項12または13に記載の撮像装置。
- 前記第3の情報が前記変倍動作についての情報に対応していることを示す場合、該第3の情報はさらに前記合焦度についての情報を含むことを特徴とする請求項14に記載の撮像装置。
- 前記撮像装置制御手段は、前記振動制御における前記フォーカスレンズの振動方向と前記振動中心の移動方向との切り替え位相がずれないように前記フォーカスレンズの移動タイミングを前記制御情報として前記レンズユニットに送信することを特徴とする請求項12乃至15のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記制御情報は、前記振動制御における前記フォーカスレンズの移動の仕方として、前記所定の制御によって移動される該フォーカスレンズに前記焦点信号が増加する方向における移動を重畳する第1の移動と、該第1の移動後の該フォーカスレンズの位置と該振動中心との相対的な位置関係を保持する第2の移動とを前記レンズ制御手段に指示する情報を含むことを特徴とする請求項12乃至16のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記制御情報は、所定時間についての情報を含み、
前記撮像装置制御手段は、前記制御情報に基づいて設定された移動量を前記フォーカスレンズが前記所定時間内に移動できないことを示す情報を前記レンズユニットから受信した場合、前記第2の移動を制限し、前記第1の移動を継続させるための前記制御情報を前記レンズユニットに送信することを特徴とする請求項17に記載の撮像装置。 - 前記撮像装置制御手段は、前記撮像素子の許容錯乱円の情報を前記レンズ制御手段に送信することを特徴とする請求項12乃至18のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 変倍レンズおよびフォーカスレンズを含む撮影光学系を備え、被写体距離ごとの該変倍レンズの位置と該フォーカスレンズの位置との関係を示す第1の情報に基づいて該変倍レンズの移動に応じて該フォーカスレンズを移動させる所定の制御を行うレンズユニットであり、
前記撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子からの出力を用いて該撮影光学系の焦点状態を示す焦点信号を生成し、前記フォーカスレンズを振動させるとともに前記焦点信号が増加する方向に該フォーカスレンズの振動中心を移動させる振動制御に使用される制御情報を生成する撮像装置に着脱可能に装着されるレンズユニットの制御方法であって、
前記制御情報は、前記振動制御における前記フォーカスレンズの移動量に関する第2の情報を含み、
変倍動作についての情報を前記撮像装置に送信するステップと、
前記変倍動作についての情報に応じて生成された前記第2の情報と、該制御情報が前記変倍動作についての情報に対応しているか否かを示す第3の情報を含む前記制御情報を前記撮像装置から受信するステップと、
前記第2の情報に基づく前記フォーカスレンズの移動量を、前記所定の制御における前記フォーカスレンズの移動量に重畳して前記フォーカスレンズの移動を行うステップと、
前記第3の情報に基づいて、前記第2の情報に基づく前記フォーカスレンズの移動量を前記所定の制御における前記フォーカスレンズの移動量に重畳するか否かを変更するステップと、を有することを特徴とするレンズユニットの制御方法。 - 変倍レンズおよびフォーカスレンズを含む撮影光学系を備え、被写体距離ごとの該変倍レンズの位置と該フォーカスレンズの位置との関係を示す第1の情報に基づいて該変倍レンズの移動に応じて該フォーカスレンズを移動させる所定の制御を行うレンズユニットが着脱可能に装着される撮像装置の制御方法であって、
前記撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子からの出力を用いて該撮影光学系の焦点状態を示す焦点信号を生成するステップと、
変倍動作についての情報を前記レンズユニットから受信するステップと、
前記フォーカスレンズを振動させるとともに前記焦点信号が増加する方向に該フォーカスレンズの振動中心を移動させる振動制御に用いられる制御情報を前記変倍動作についての情報に応じて生成するステップと、
生成した前記制御情報を前記レンズユニットに送信するステップと、を有し、
前記制御情報は、前記振動制御における前記フォーカスレンズの移動量に関する第2の情報と、該制御情報が前記変倍動作についての情報に対応しているか否かを示す第3の情報を含み、
前記第3の情報が前記変倍動作についての情報に対応していることを示す場合、前記レンズユニットにおいて、前記第2の情報に基づく前記フォーカスレンズの移動量と前記所定の制御における前記フォーカスレンズの移動量とを重畳して、前記フォーカスレンズの移動が行われ、
前記第3の情報が前記変倍動作についての情報に対応していないことを示す場合、前記レンズユニットにおいて、前記第2の情報に基づく前記フォーカスレンズの移動量と前記所定の制御における前記フォーカスレンズの移動量とを重畳せずに、前記フォーカスレンズの移動が行われることを特徴とする撮像装置の制御方法。
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