JPH0545569A - レンズ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動焦点調節モード時に自動的に手動焦点調
節モードに切換えることができ、しかも自動焦点調節モ
ードへの復帰も簡単に行えるレンズ制御装置を提供す
る。 【構成】 焦点調節のための∞方向／至近方向駆動スイ
ッチ１２１，１２２の操作を随時受け付けるマニュアル
命令受付手段１１６ｃを設け、該操作を受け付けた場合
には、手動焦点調節選択手段１１６ｄは焦点調節のモー
ドに関わらず、常時、手動焦点調節手段１１６ｂを選択
してフォーカスコンペレンズ群１０５の駆動制御を実行
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラ等に用い
られ、自動焦点調節機能と手動焦点調節機能の両方を備
えたレンズ制御装置、特に自動焦点調節モードで撮影中
であっても、自動的に手動焦点調節モードに切換えるこ
とができるレンズ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来におけるインナーフォーカ
ス方式のレンズ制御装置のレンズシステムを示す図であ
る。

【０００３】このレンズシステムは、図示左側の被写体
の方向から順次光軸に沿って、固定レンズ群１０１と、
変倍を行うためのズームレンズ群１０２と、絞り１０３
と、固定レンズ群１０４と、レンズ鏡筒内部に収納され
焦点調節機能及びコンペ機能（変倍による焦点面の移動
を補正する機能）を兼ね備えたフォーカスコンペレンズ
群１０５と、撮像素子の撮像面１０６とが配置されてい
る。

【０００４】固定レンズ群１０１に代えて移動可能なレ
ンズ群で焦点調節を行ういわゆる前玉フォーカスタイプ
のレンズシステムでマニュアルフォーカスを行う場合、
鏡筒に嵌合したヘリコイド等を回転させ、その駆動力を
機械的にレンズに与えることによって、焦点調節用レン
ズを光軸に沿って移動させることが出来る。しかし、イ
ンナーフォーカスタイプのレンズシステムにおいては以
下の理由により、このような機械的かつ外的駆動手段を
設けることが難しい。

【０００５】焦点調節のためのレンズ群が鏡筒の内部に
設けられているため、ヘリコイドやツマミ等をその外周
に置くことが難しく、また鏡筒全体を覆っている製品の
外装にヘリコイドやツマミ等用の穴を設ける必要があ
り、外観上及びコスト上好ましくない。

【０００６】フォーカスコンペレンズ群１０５がコンペ
機能と焦点調節機能を兼ね備えているため、焦点距離が
等しくても、撮像面１０６に合焦するためのレンズ群１
０５の位置は、被写体距離と焦点距離によって異なる。
各焦点距離において被写体距離を変化させたとき、撮像
面上に合焦させるためのレンズ群１０５の位置を連続し
てプロットすると、図８の様になる。変倍中は、被写体
距離に応じて図８に示された軌跡を選択し、外軌跡通り
にレンズ群１０５を移動させれば、ボケのないズームが
可能になる。上記軌跡の追従を実現させるためには、ズ
ームレンズ群１０２の位置と被写体距離を何らかの方法
で検出し、現在、レンズ群１０５がどの軌跡上に存在す
るのかを判別する。例えばズーム９に示すような、ズー
ムレンズ位置とフォーカスコンペレンズ位置から設定し
た軌跡追従用駆動速度等を使って次の位置にフォーカス
コンペレンズ群１０５を移動させなければならず、一般
的にはマイクロコンピュータ（以下、単にマイコンとい
う）とステッピングモータを使って細かくレンズ群１０
５の駆動制御を行っている。また、ステッピングモータ
を用いる場合、レンズ群１０５に位置エンコーダを用い
ず、駆動ステップ数によってレンズ群１０５の位置を把
握するといった手法をとることが多い。

【０００７】従って、前記マイコンとは全く別系統から
レンズ群１０５に駆動命令あるいは駆動力が加わると、
マイコンがレンズ群１０５の正確な位置を把握できなく
なったり、レンズの駆動状態に異常が発生したと誤判断
する可能性が大きい。

【０００８】しかしながら、撮影者から撮影中にマニュ
アルでピントと合わせたいという希望は多い。更に、現
在市販されている機材の自動焦点調節（オートフォーカ
ス）機能の性能が必ずしも完璧ではないという状況から
考えても、手動焦点調整（マニュアルフォーカス）機能
はインナーフォーカス方式のレンズシステムにおいても
必須である。

【０００９】現在、インナーフォーカスタイプのレンズ
システムにおいて、マニュアルでピント合わせを行う場
合には、一般に、次の２通りがある。例えば自動焦点
調節と手動焦点調節とのオート／マニュアルフォーカス
切り換えスイッチで手動焦点調節モードに切り換え、さ
らにフォーカスレンズの至近方向と∞方向の駆動命令ス
イッチを押して、前記マイコンを介してフォーカシング
する。鏡筒に回転方向と単位時間あたりの回転量を検
出できるようなエンコーダ機能を有した回転リングを嵌
合させ、このリングの回転量と回転方向を前記マイコン
が読みとって、その結果に応じてフォーカスコンペレン
ズ群１０５を駆動させる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例では焦点調節のためのレンズ群の駆動が前記マイ
コンを介してしか出来ないことと、マニュアルモードに
切り換えてからフォーカシングのための操作を行うの
で、以下の欠点を有していた。

【００１１】撮影中にマニュアルフォーカスモードに
切り換えようとすると、オート／マニュアルフォーカス
切り換えスイッチを探さなければならず、ファインダか
ら目を離してブレを生じたり、探すのに時間を要したり
する。

【００１２】オートフォーカスモードで撮影している
とき、オートフォーカス機能の苦手とする被写体に対し
てなかなかピントが合わない場合、の理由により撮影
を継続したままマニュアル動作に切り換えにくい。

【００１３】一旦、マニュアルフォーカスモードに切
り換えると、電源を切る等何らかのリセット動作を行わ
なければ自動的にオートフォーカスモードには復帰しな
い。従って、マニュアルフォーカスモードでの撮影の次
のショットでマニュアルフォーカスモードを使って撮影
しようとしたときにモード切り換えの動作を行わなくて
はならず煩わしい。

【００１４】マニュアルフォーカスモードであること
を撮影者が忘れてしまった場合、距離の違う被写体にカ
メラを向けるとボケたまま合焦しなくなる。

【００１５】本発明は上記従来の問題点に鑑み、自動焦
点調節モード時に自動的に手動焦点調節モードに切換え
ることができ、しかも自動焦点調節モードへの復帰も簡
単に行えるレンズ制御装置を提供することを目的とす
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は上記目的を
達成するために、焦点調節用のレンズ群を駆動するレン
ズ駆動手段と、前記レンズ駆動手段に駆動信号を供給す
るレンズ駆動制御手段と、前記レンズ駆動制御手段を自
動焦点調節モードで制御する自動焦点調節手段と、外部
命令手段の操作により発生されるマニュアルフォーカス
命令に基づき前記レンズ駆動制御手段を手動焦点調節モ
ードで制御する手動焦点調節手段とを、備えたレンズ制
御装置において、前記マニュアルフォーカス命令を随時
受付けるマニュアル命令受付手段と、前記マニュアル命
令受付手段が前記マニュアル命令を受付けた場合は、常
時、前記手動焦点調節手段を選択して前記レンズ群の駆
動制御を実行させる手動焦点調節選択手段とを有するこ
とを特徴とする。

【００１７】第２の発明では、前記外部命令手段の操作
によるマニュアルフォーカス命令が発生されない場合
は、前記モード選択手段の切換選択結果に応じて前記駆
動制御を行うモード復帰手段を設けたことを特徴とす
る。

【００１８】

【作用】第１の発明は上記構成により、自動焦点調節モ
ードで撮影中に、撮影者が焦点調節のためのレンズ群を
自動焦点調節機能によるものとは独立の手動焦点調節機
能で駆動したいと思った場合でも、手動焦点調節モード
時に焦点調節のためのレンズ群を駆動するのと同じ動作
を行うことによって自動的に手動焦点調節機能に切り換
えることができる。

【００１９】第２の発明では、焦点調節のためのレンズ
群を駆動する動作をやめたときに自動的に自動焦点調節
モードに復帰する。これにより、自動焦点調節モードと
手動焦点調節モードの切り換え動作に伴う従来の課題を
改善することができる。

【００２０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、本発明に係るレンズ制御装置の第１の実
施例の概略構成を示すブロック図、図２は、図１のレン
ズ制御装置の動作を説明するためのフローチャートであ
る。なお、これらの図面において、従来例と同一の構成
部材には同一の参照符号を付す。

【００２１】図１において、このレンズ制御装置は、前
面のレンズを固定して小型化を図ったインナーフォーカ
スタイプであり、従来例と同様に、図示左側の被写体の
方向から順次光軸に沿って、固定レンズ群１０１と、変
倍を行うためのズームレンズ群１０２と、絞り１０３
と、固定レンズ群１０４と、焦点調節機能およびコンペ
機能を兼用するフォーカスコンペレンズ群１０５と、Ｃ
ＣＤ等の撮像素子の撮像面１０６とにより構成されてい
る。

【００２２】ズームレンズ群１０２，絞り１０３，およ
びフォーカスレンズ群１０５はそれぞれアクチュエータ
１０７，１０８，１０９により光軸方向に移動する。そ
の内、アクチュエータ１０７，１０９はそれぞれマイコ
ン１１６の駆動命令に基づきドライバ１１０，１１１に
より駆動され、アクチュエータ１０８は帰還信号Ｓ１に
基づきドライバ１１２により駆動される。

【００２３】また、ズームレンズ群１０２，絞り１０３
およびフォーカスレンズ群１０５の移動方向、位置、速
度等の状態は、それぞれエンコーダ１１３，１１４，１
１５により検出され、各検出信号はマイコン１１６に取
り込まれるようになっている。

【００２４】マイコン１１６は、ズームレンズ群１０２
の位置に対してフォーカスレンズ群１０５の位置を制御
する等、装置全体の動作を制御する機能を有し、自動焦
点調節手段１１６ａ，手動焦点調節手段１１６ｂ，マニ
ュアル命令受付手段１１６ｃ，手動焦点調節選択手段１
１６ｄ，およびモード復帰手段１１６ｅを備えている。

【００２５】さらに、撮像面１０６において撮像された
映像信号は、増幅器１１７により増幅されて絞り制御装
置１１８に出力される一方、合焦点を演算するための映
像信号の高域成分を抽出するハイパスフィルタ１１９を
介してマイコン１１６に取り込まれるようになってい
る。この絞り制御装置１１８は、増幅器１１７の出力信
号のレベルを検出し、その検出レベルに応じて絞り１０
３を開閉する機能を有している。

【００２６】一方、マイコン１１６には、自動焦点調節
モード及び手動焦点調節モードの切換えを行うモード切
換えスイッチ（モード選択手段）１２０と、外部命令手
段である∞方向駆動スイッチ１２１および至近方向駆動
スイッチ１２２とが接続されている。

【００２７】次に、以上のように構成されるレンズ制御
装置の動作、特にマイコン１１６の動作について図２を
参照しつつ説明する。

【００２８】処理の実行が開始されると、ステップ２０
１でスイッチ１２０が閉じているかどうかを検出する。
スイッチ１２０が開いている場合、即ち、自動焦点調節
モード時にステップ２０２でスイッチ１２１が閉じてい
るかどうかを検出する。スイッチ１２１が閉じていれ
ば、マニュアル命令受付手段１１６ｃがマニュアルフォ
ーカス命令としての∞方向駆動命令を受付け、ステップ
２０３で手動焦点調節選択手段１１６ｄは、手動焦点調
節手段１１６ｂを選択してステップ２０４でスイッチ１
２２が開いているかどうかを確認する。スイッチ１２２
も閉じている場合、駆動方向の命令（マニュアルフォー
カス命令）が不定であるので、ステップ２０５でフォー
カスコンペレンズ１０５を停止する。スイッチ１２２が
開いている場合には、スイッチ１２１のみが押されてい
るので、ステップ２０６で∞方向にフォーカスコンペレ
ンズ１０５を駆動する。

【００２９】ステップ２０２でスイッチ１２１が開いて
いると判断された場合には、ステップ２０７においてス
イッチ１２２が閉じているかどうかを確認する。ステッ
プ２０７でスイッチ１２２が閉じていると判断された場
合には、スイッチ１２１は開いていることがすでに確認
されているのでスイッチ１２２のみが押されていること
になる。そこでステップ２０８で手動焦点調節選択手段
１１６ｄは手動焦点調節手段１１６ｂを選択して、ステ
ップ２０９でフォーカスコンペレンズ１０５を至近方向
に駆動させる。

【００３０】ステップ２０７でスイッチ１２２も開いて
いると判断された場合には、モード復帰手段１１６ｅ
は、マニュアルフォーカス命令が撮影者から出されてい
ないものと判断し、自動焦点調節モードとし（ステップ
２１０）、フォーカスコンペレンズ１０５の駆動を自動
焦点調節手段１１６ａに委ねる。

【００３１】自動焦点調節手段１１６ａは、例えばアン
プ１１７の出力信号の高域成分をバイパスフィルタ１１
９で取り出し、この高域成分が極大となるようにフォー
カスコンペレンズ１０５を移動させることによって行え
る。この時フォーカスコンペレンズ１０５の移動スピー
ドをエンコーダ１１４の出力信号すなわち絞り値によっ
て切り換えることで、被写界深度の変化に対しても常に
適切なフォーカススピードの選択が行える。

【００３２】ステップ２０１でスイッチ１２０が閉じて
いると判断された場合には、撮影者が意図的に手動焦点
調節モードに切り換えたと判断し、ステップ２１１に進
む。そして、手動焦点調節手段１１６ｂを用いて先に説
明したのと同様な方法でスイッチ１２１，１２２の押さ
れた方向にフォーカスコンペレンズ１０５を駆動する。
すなわち、ステップ２１１でスイッチ１２１が閉じてい
ると判断された場合はステップ２０３に進む。スイッチ
１２１が開いていると判断された場合はステップ２１２
でスイッチ１２２の開閉状態を見る。この時、スイッチ
１２２が閉じていればステップ２０８へ進み、開いてい
ればステップ２０５へ進む。

【００３３】以上、図２のような処理をマイコン１１６
に行わせることによって、仮に自動焦点調節モード時で
あっても、∞／至近駆動スイッチ１２１，１２２を押す
ことによって自動的に手動焦点調節モードに切り換わ
り、撮影者の意図した方向に速やかにフォーカスコンペ
レンズ１０５を移動させることが可能になる。更に、撮
影者が∞／至近スイッチ１２１，１２２を離すと、本
来、自動焦点調節モードであれば自動的に自動焦点調節
モードに復帰するので、撮影者が手動焦点調節と自動焦
点調節とのモードの別を特に意識することなく、所望の
方法でピント合わせを行うことが可能になる。

【００３４】次に、本発明の第２の実施例を説明する。

【００３５】図３は、本発明に係るレンズ制御装置の第
２の実施例の構成を示す概略図であり、図１と共通の要
素には同一の符号が付されている。

【００３６】このレンズ制御装置が第１の実施例と異な
る点は、外部命令手段として、∞方向駆動スイッチ１２
１及び至近方向駆動スイッチ１２２に代えて例えばフォ
ーカスリングのような手動焦点調節つまみを用いた点で
ある。

【００３７】図３において、このレンズ制御装置は、レ
ンズ鏡筒に嵌合するフォーカスリング３０１を有し、こ
のフォーカスリング３０１には撮影者がフォーカスリン
グ３０１を回転させるためのツマミ３０２と、フォーカ
スリング３０１の回転量を電気信号に変換するためにツ
マミ３０２の回転に伴って回転するフォーカスリング３
０１のエンコーダ部３０３と、エンコーダ部３０３に対
して光線を発生する発光素子３０４と、発光素子３０４
からの光のうちエンコーダ部３０３の櫛構造の歯の部分
に反射したものを受光し、電気信号に変換するフォトト
ランジスタ３０５とを備えている。

【００３８】図３のような構造のフォーカスリング３０
１と投受光素子３０４，３０５を図４のような位置（２
つの投受光素子３０４，３０５のうち、一方をＡ、他方
をＢとして、櫛歯の周期に対するＡとＢとの相対的な取
り付け位相差を９０°の奇数倍）に選ぶことにより、Ａ
の出力信号に対してＢの出力信号の位相が図５のように
変化する。すなわちＡが１の時Ｂが立ち上がれば左回り
で逆にＢが立ち下がれば右回りということになる。

【００３９】この様なフォーカスリングを含む制御シス
テムにおいて、マイコン１１６で図６のような処理を行
う。

【００４０】図６に於て、本処理の実行が開始される
と、ステップ９０１でセンサ（投受光素子）Ａの出力変
化があるかどうか、すなわち０から１へまたは１から０
へ出力値が変化したかどうかを判断する。この判断の方
法は具体的に図示していないが、例えばフォーカスリン
グの回転スピードが一定でないことを考慮して、センサ
Ａの第１回目の出力変化があったときから時間をカウン
トし、ある一定時間Ａの出力値が変化していないときに
初めてステップ９０１の「Ｎ」に分岐する等の方法を挙
げることができる。

【００４１】センサＡの出力変化をステップ９０１で確
認できたとすると、処理はステップ９０２に移る。ステ
ップ９０２ではフォーカスリングが回転したとして、仮
にカメラが自動焦点調節モードであったとしても強制的
に手動焦点調節モードへの変更を行う。次にステップ９
０３でセンサＡの出力値が１であるかどうかを判断し、
それが１でない場合にはステップ９０１の処理に戻る。
センサＡの出力値が１である場合、センサＢの出力値が
立ち上がるかまたは立ち下がるかをそれぞれステップ９
０４，９０５で検出する。センサＢの出力値が立ち上が
れば、フォーカスリングが左に回転しているということ
でステップ９０６に於て至近方向にフォーカスコンペレ
ンズを移動させ、またセンサＢの出力値が立ち下がって
いれば、フォーカスリングが右に回転しているというこ
とでステップ９０７に於てフォーカスコンペレンズを無
限側に移動させる。

【００４２】センサＢの出力値に立ち上りも立ち下りも
検出されない場合、フォーカスリングは停止していると
判断してステップ９０８でもともとの焦点調節モードは
自動か手動かを確認する。この結果自動であれば、ステ
ップ９０９で自動焦点調節を行い、手動であればステッ
プ９１０で次にフォーカスリングの回転を検出するまで
停止する。

【００４３】以上の処理を行うことにより、第１の実施
例のような至近／無限駆動スイッチ１２１，１２２のよ
うな、具体的なスイッチのｏｎ／ｏｆｆがないカメラ、
例えばフォーカスリングのような手動焦点調節つまみを
有するカメラであっても、その回転や移動を検出するこ
とによって、自動的に手動焦点調節に切り換わり、また
自動的に自動焦点調節に復帰させることが可能になる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明によれ
ば、マニュアルフォーカス命令を随時受付けるマニュア
ル命令受付手段と、前記マニュアル命令受付手段が前記
マニュアル命令を受付けた場合は、常時、手動焦点調節
手段を選択して焦点調節用のレンズ群の駆動制御を実行
させる手動焦点調節選択手段とを有するので、撮影者が
自動焦点調節モードで撮影中であっても、自動または手
動焦点調節モードを意識する事なく自動的に手動焦点調
節を行うことができる。これにより、操作性が著しく向
上する。

【００４５】第２の発明によれば、第１の発明におい
て、外部命令手段の操作によるマニュアルフォーカス命
令が発生されない場合は、モード選択手段の切換選択結
果に応じて前記レンズ群の駆動制御を行うモード復帰手
段を設けたので、外部命令手段の操作を中止すれば、直
ちに操作前の焦点調節モードに復帰するので、撮影者が
手動焦点調節モードにしたままこれを忘れ、次に自動焦
点調節モードのつもりで撮影を開始してピントの合わな
いままの映像を誤って撮影してしまうといった事もなく
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレンズ制御装置の第１の実施例の
概略構成を示すブロック図である。

【図２】図１の実施例の動作を説明するためのフローチ
ャートである。

【図３】本発明に係るレンズ英御装置の第２の実施例を
示す概略図である。

【図４】図３の実施例の動作を説明するための説明図で
ある。

【図５】図３の実施例の動作を説明するための説明図で
ある。

【図６】図３の実施例の動作を説明するためのフローチ
ャートである。

【図７】従来のインナーフォーカス方式のレンズシステ
ムの構成を示す概略図である。

【図８】ズームレンズとフォーカスコンペレンズとの位
置関係を示す図である。

【図９】ズームレンズとフォーカスコンペレンズとの位
置関係を示す他の関係図である。

【符号の説明】

１０５ フォーカスコンペレンズ １０９ アクチュエータ １１１ ドライバ １１６ａ 自動焦点調節手段 １１６ｂ 手動焦点調節手段 １１６ｃ マニュアル命令受付手段 １１６ｄ 手動焦点調節選択手段 １１６ｅ モード復帰手段 １１２０ モード切換スイッチ １２１ ∞方向駆動スイッチ １２２ 至近方向駆動スイッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焦点調節用のレンズ群を駆動するレンズ
   駆動手段と、 前記レンズ駆動手段に駆動信号を供給するレンズ駆動制
   御手段と、 前記レンズ駆動制御手段を自動焦点調節モードで制御す
   る自動焦点調節手段と、 外部命令手段の操作により発生されるマニュアルフォー
   カス命令に基づき前記レンズ駆動制御手段を手動焦点調
   節モードで制御する手動焦点調節手段とを、備えたレン
   ズ制御装置において、 前記マニュアルフォーカス命令を随時受付けるマニュア
   ル命令受付手段と、 前記マニュアル命令受付手段が前記マニュアル命令を受
   付けた場合は、常時、前記手動焦点調節手段を選択して
   前記レンズ群の駆動制御を実行させる手動焦点調節選択
   手段とを、 有することを特徴とするレンズ制御装置。
2. 【請求項２】 前記外部命令手段の操作によるマニュア
   ルフォーカス命令が発生されない場合は、前記モード選
   択手段の切換選択結果に応じて前記駆動制御を行うモー
   ド復帰手段を設けたことを特徴とする請求項１記載のレ
   ンズ制御装置。