JPH0281012A - ズームレンズシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はズームレンズシステムに関し、オー１〜フオー
カス機能を持つビデオカメラのズームレンズシステムに
関りる。

〔従来の技術〕

各種のビデオカメラにお（プる光学系としてはフォーカ
スレンズとズームレンズとを備えたものがある。また、
フォーカスレンズをズームレンズより珀像索子側に設け
た模玉フォーカス方式と、被写体側に設けた前玉フォー
カス方式がある。

後玉フォーカス方式では第６図（△）に示す如く、ズー
ムレンズの光軸上の位置を望遠（Ｔ）側と広角（Ｗ）側
との間で移動さけてズーミングを行なう場合には、ズー
ムレンズの位置に伴なってフォーカスレンズを被写体距
離に応じて移動させ、ジャストピント状態を保つ。

前玉フォーカス方式では同図（Ｂ）に示す如く、ズーム
レンズ位置を移動させてもフォーカスレンズを移動せず
にジャストピント状態を保つことができる。

なお、第６図（Ａ）、（Ｂ）でズームレンズ位置とフォ
ーカスレンズ位置との関係（特性線）は被写体距離に応
じて異なる。例えば特性線ｕ７は例えば被写体距ａｉｍ
で、特性線Ｕ＋は無限遠である。

〔発明が解決しようとする課題〕

後玉フォーカス方式では、望遠側の被写体深度（１１と
広角側の被写体深度ｄ２が略同−であり、広角側では被
写体深度ｄ２の範囲内に特性線（」〜ｕ６のフォーカス
レンズ位置がある。このため、広角側で例えば実際に被
写体距離が特性線ｕ４であるにも拘らずオートフォーカ
ス機構が特性線ｕ６の被写体距離と判定することもあり
、この場合ズームレンズ位置を広角側より望遠側に移動
するズーミング時に画像がボケでしまうという問題があ
った。

また、前玉フォーカス方式では望遠側の被写体深度ｄ３
に比して広角側の被写体深度ｄ４が大きく、広角側では
被写体深度ｄ４の範囲内に特性線ｕ１〜Ｕ７のフォーカ
スレンズ位置がある。このため上記後玉フォーカス方式
と同様にズームレンズ位置を広角側より望遠側に移動す
るズーミング時に画像がボケるおそれがあるという問題
があった。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、広角側より望
遠側へのズーミング時に画像がボケることのないズーム
レンズシステムを臂供することを目的とする。

（課題を解決するための手段〕 第１図は本発明システムの原理図を示す。

同図中、１はフォーカスレンズ、２はズームレンズであ
り、ズーミング時の九袖トのフォーカスレンズ１の位置
とズームレンズ２との位置との関係は被写体距離に応じ
た複数の特性線として予め定められている。

オートフォーカス手段３は画像素子４の出力する映像信
号から合焦の度合いに対応した焦点電圧を得て、これに
応じてフォーカスレンズ１を移動させて合焦させる。

ズーミング手段５はズームレンズ２を移動させてズーミ
ングを行なうと共に、オートフォーカス手段３で合焦さ
れたときの被写体距離に対応する特性線を選択し、この
特性線に沿ってズーミング時のフォーカスレンズ１の位
置を決定する。

検出手段６は所定間のズーミング毎に、その前侵でのオ
ートフォーカス手段３で得られる合焦の度合いに対応し
た焦点電圧を比較して焦点ずれ及び該焦点ずれの方向を
検出する。

変更手段７は焦点ずれが検出されたときズーミング時の
７片＝カスレンズ位置を決定する特性線を焦点ずれの方
向と逆方向に隣接する特性線に変更する。

〔作用〕

本発明システムにおいては、ズーミングを行なうに従っ
て焦点ずれが発生しても、その焦点ずれが検出手段６で
検出され、変更手段７によって焦点ずれがなくなる方向
に特性線が変更される。これによって広角側から望遠側
にズーミングを行なうとぎ広角側で被写体距離を誤って
いたとしても望遠側で画像がボケることを防止できる。

〔実施例〕

第２図は本発明システムの一実施例のブロック図を示す
。

同図中、１０は光学系であり、後玉のフォーカスレンズ
１１とズームレンズとより構成されている。このフォー
カスレンズ１１はパルスモータ１４の駆動により距１１
１２＋の範囲内で光軸方向（矢印△、Ｂ方向）に移動し
てフォーカシングを行なう。このフォーカスレンズ１１
の光軸−Ｆの位置！１１は上記パルスモータ１４を回転
駆動させるパルスをカウントすることによってフォーカ
シング回路１５に記憶されている。

また、上記ズームレンズ１２はＤＣモータ１６の駆動に
より之２の範囲内で光軸方向に移動してズーミングを行
なう。このズームレンズ１２の光軸上の位ｉｆ　ｆｌ　
２は上記ＤＣモータ１６に設けられたロータリエンコー
ダの出力を位置制御回路１７に供給して検出し、その検
出結果は上記フォーカシング回路１５に供給される。

一方、上記のような光学系１０を介して入用される被写
体からの搬像光はＣＯＤ　（′￥ｉ前結合素子）等を用
いた搬像素子１８にて光電変換されて搬像信号が得られ
、この撮像信号は増幅器１９にて増幅されて図示しない
一般的なカメラ回路に供給されるとともにフィルタ回路
２０に供給される。

そして、このフィルタ回路２０は上記映像信号から所定
の周波数成分を抽出して信号自動利１？　ｔｌ＋御回路
＜ＡＧＣ）２１に供給する。

そして、この自動利得制御回路２１は上記所定の周波数
成分を利得制御した復検波器（ＤＥ王）２２に供給し、
この検波器２２にて上記映像信シ）の所定の周波数成分
に対応した第３図に示すような焦点電圧Ｅが取り出され
る。

ここで、この焦点電圧Ｆ覧よ、上記映像信号を再生した
再生画像の精細痘に対応するものであり、上記フォーカ
スレンズ１１がジャストピント位置Ｐにあるときにその
レベルが最大となる。

そして、この焦点電圧ＥはＡ／Ｄ　（アナログ−デジタ
ル）変換器２３にてデジタル化されて上記フォーカシン
グ回路１５に供給される。

このフォーカシング回路１５は、被写体をｌｌ！彰する
ことによって１【Ｉられる映像信号の高域成分の電圧レ
ベルが再生画像の精細度に対応していることに着目して
この高域成分の電圧を焦点電圧として取り出し、この焦
点電圧が最大レベルとなるようなフォーカシング制御信
号をドライブ回路２４を介してパルスモータ１４に供給
し、これによってフォーカスレンズ１１をジャストピン
ト位ｔｆｆＰに移動させるフォーカシング制御を行なう
。

また、フォーカシング回路１５は端子２５よりズーミン
グ操作信号が供給されると、ズーミング操作信号に応じ
てズームレンズ１２を広角側又は望遠側に移動させるた
めのズーミング制御信号を位置ｆｌ制御回路１７に供給
し、この位首制御回路１７はこれに応じた駆動信号をド
ライ１回路２６を介してＤＣモータ１６に供給する。

フォーカシング回路１７はズーミング操作信号が供給さ
れると第４図（Ａ）の処理を実行する。

この処理は後玉フォーカス方式の場合を示す。

第４図（Ａ＞において、まず特性線ＬＪ＋　、　Ｌ１２
　。

・・・ｕＴｌの添字に相当する特性線番号を取込み（ス
テップ３１）、続いてズーミング操作信号が広角へのズ
ーミングと望遠へのズーミングとのいずれを指示するか
を判別する（ステップ３２．３３＞。

広角へのズーミングの場合、後述するズームトラッキン
グ処理（ステップ３４）を行なってステップ３１へ戻り
、更に望遠へのズーミングでもなければフォーカシング
処理（ステップ３５）を行なってシトストピント状態と
した後処理を終了する。

望遠へのズーミングの場合には焦点電圧を跣取り（ステ
ップ３６）、ズームトラッキング処理（ステップ３７）
を行なう。この侵再び焦点型Ｈ二を読取り（ステップ３
８）、焦点電圧が前回の読取り時より低下したかどうか
を判別する（ステップ３９）。その低下がなければステ
ップ３１に戻り、低下があれば２垂直操作期間だけ待機
しくステップ４０）、更に焦点電圧を読取る（ステップ
４１）。

この後、再び焦点電圧が前回の読取り時より低下したか
どうかを判別しくステップ４２）、低下があれば特性線
番号を「１」だけインクリメントしくステップ４３）、
低下がなければ、特性線番号を「１」だけデクリメント
しくステップ４４）、ステップ３１に戻る。

このようにズームトラッキング処理でズーミングを行な
った侵、焦点電圧の低下の有無により特性線がずれた方
向（第６図（Ａ＞の左右方向）を判別できるるのは後玉
フォーカス方向の特性線Ｕ＋　、　Ｌ１２　、・・・、
Ｕηが第６図（Ａ＞に示す如く傾斜しているためである
。

第４図（Ｂ）はズームトラッキング処理のフローチャー
トを示す。ここでは、まず特性線番号の取込みがなされ
たかどうかを判別する（ステップ５０）、、取込みがな
され′ない場合とは例えば第６図（Ａ）において特性線
ｕ７より左方の特性線を読込もうとした場合であり、こ
のときはそのまま処理を終る。取込みがなされたとぎは
望遠へのズーミングが広角へのズーミングかを判別する
（ステップ５１．５２）。望遠へのズーミングのとさは
仝℃の１４性線のデータを予め記憶したデープルから、
取込んだ特性線Ｍ号の特Ｍ線上で現在（Ｏ置から望逼側
に次の位置のズームレンズ位置及びフォーカスレンズ位
置のデータを読出す（ステップ５３）。広角へのズーミ
ングのときは上記デープルから同様に特性線上で広角側
に次の位置のズームレンズ位置及びフォーカスレンズ位
置のデータを読出しくステップ５４）、いずれのズーミ
ングでもなければ処理を終了づる。

ステップ５３又は５４の後、読出されたデータに応じた
パルス七−夕１４及びＤＣ七−夕１６が駆動され、ノオ
ーカスレンズ１１及びズームレンズ１２が上記データの
位ｊδまで移ωＪじしめられ（ステン７５５．５６）、
処理が終了する。

第４図（Ａ）の処理では広角側から望遠側にズーミング
したとき焦点電圧が低小すると、つまり搬像した画像が
ボケると特性線を順次変更りる。

例えは第６図（Ａ＞において特性線ｕ４の被写体距離で
あるのに広角側でと特性線ｕ６が取込まれても図中、破
線の矢印に示す如く特性線（」５゜ＬＬ＋　と次々に変
更され、９１速側で・５画酸のボケがない３゜ 前玉フォーカス方式の場合は第４図（△）の処理の代り
に第５図の処理が行なわれる。第５図において、第４図
（Ａ＞と同一部分については同一符号を付し、その説明
を省略する。

第５図においてステップ３９で焦点電灯が低下したと判
別されるとステップ４５に移行し、ここでフォーカスレ
ンズ１１を（ｆｆ装Ｐ１を所定Ｆｉｉだけ増大さぜる。

その復、第４図（△）と１１１１様に焦点電圧を読取る
（ステップ４１）。

このようにフォーカスレンズ１１を移動させるのは第６
図（Ｂ）、特性線ＬＪ＋　、　ＬＪ２　、−、　ＬＪη
が直立しているため、中に待機していては図中、左右い
ずれの特性線に変更づるべさかを知り得ないためである
。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明のズームレンズシステムによれば、
広角側から望遠側にズーミングする際に望遠側で画像が
ボケることを防ＩＶでき、実用上きわめて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明システムの原（！Ｉｊ図、第２（２４は
本発明システムの一実施例のブロック図、第３図は焦点
電圧の特性図、０′！４図、第５図夫々はノオーカシン
グ回路の実行する処理のフローブセー１〜、第６図はフ
ォーカスレンズ位置とズームレンズ位置との関係を示す
特性図である。 １．１１・・・フォーカスレンズ、２，１２・・・ズー
ムレンズ、３・・・オートフォーｈス手段、４，５・・
・ズーミング手段、６・・・検出手段、７・・・変更手
段、１４・・・パルス七−夕、１５・・・フォーカシン
グ回路、１６・・・ＤＣ七−タ、１７・・・位置制り１
１回路、１８・・・搬像素子、２０・・・ノイルタ回路
、２１・・・信号自動利得制御回路、２２・・・検波器
、２３・・・Ａ／Ｄ変換器、３１〜５６・・・ステップ
。 冨１図 寓３図 第４　図（可の１） ＋Ａ＋ 第 図 第 図 ｆＡ＋ ７オー刀スしごス棺！

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被写体距離に応じズーミング時の光軸上のフォーカスレ
   ンズ位置とズームレンズ位置との関係の複数の特性線が
   予め定められており、オートフォーカス手段により合焦
   されたときの被写体距離に対応する特性線に沿つてズー
   ミング時の該フォーカスレンズ位置を決定するズームレ
   ンズシステムにおいて、 所定量のズーミング毎に、その前後での該オートフォー
   カス手段で得られる合焦の度合いに対応した焦点電圧を
   比較して焦点ずれ及び該焦点ずれの方向を検出する検出
   手段と、 該焦点ずれが検出されたとき該ズーミング時のフォーカ
   スレンズ位置を決定する特性線を該焦点ずれの方向と逆
   方向に隣接する特性線に変更する変更手段とを有するこ
   とを特徴とするズームレンズシステム。