JPH0618763A

JPH0618763A - レンズ制御装置

Info

Publication number: JPH0618763A
Application number: JP19632992A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Okawara; 裕人大川原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-06-29
Filing date: 1992-06-29
Publication date: 1994-01-28

Abstract

(57)【要約】【目的】高速ズーム等のズーム速度や、被写体距離の
変化に対しても、合焦を維持したボケの無いズーミング
を可能にしたレンズ制御装置を提供する。【構成】離散的変倍レンズ位置に変倍レンズ１２がな
い場合は、変倍レンズ１２の位置と、フォーカスコンペ
レンズ１５の位置と、離散的に記憶しているレンズ位置
情報とから、推定手段（２１）が演算して、レンズ移動
目標位置を推定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インナーフォーカスタ
イプのレンズシステムにおいて、光軸と平行に移動する
レンズを制御するレンズ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は従来から用いられているインナ
ーフォーカスタイプのレンズシステムの構成図である。
同図中、１はインナーフォーカスタイプのレンズシステ
ムで、図において左側の複写体側から右側に向かって順
次光軸に沿って配設された第１の固定レンズ２、光軸と
平行に移動して変倍を行なう変倍レンズ３、絞り４、第
２固定レンズ５、光軸と平行に移動して焦点調節機能と
変倍による焦点面の移動を補正する所謂コンペ機能とを
兼ね備えたフォーカスコンペレンズ６とからなる。そし
て、このレンズシステム１による光学的被写体像は、撮
像素子７の撮像面７ａに結像されて光電変換されて映像
信号に変換される。

【０００３】斯かる構成のレンズシステム１にあって
は、フォーカスコンペレンズ６がコンペ機能と焦点調節
機能とを兼ね備えているため、焦点距離が等しくても、
撮像素子７の撮像面７ａに合焦するためのフォーカスコ
ンペレンズ６の位置は、被写体距離によって異なってし
まう。

【０００４】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７ａ上に合焦させるためのフォーカスコ
ンペレンズ６の位置を連続してプロットすると、図１１
の様になる。変倍中は、被写体距離に応じて図１１に示
された軌跡を選択し、該軌跡通りにフォーカスコンペレ
ンズ６を移動させれば、ボケのないズーミングが可能に
なるという特長がある。

【０００５】前玉フォーカスタイプのレンズシステムで
は、変倍レンズに対して独立したコンペレンズが設けら
れており、更に変倍レンズとコンペレンズが機械的なカ
ム環で結合されている。従って、例えばこのカム環にマ
ニュアルズーム用のツマミを設け、手動で焦点距離を変
えようとした場合、ツマミをいくら速く動かしても、カ
ム環はこれに追従して回転し、変倍レンズとコンペレン
ズはカム環のカム溝に沿って移動するので、フォーカス
レンズのピントが合っていれば、前記動作によってボケ
を生じることはない。

【０００６】一方、上述したような特長を有するインナ
ーフォーカスタイプのレンズシステムの制御において
は、図１１に示される複数のレンズ軌跡情報を何らかの
形でレンズ制御用のマイクロコンピュータに記憶させて
おき、変倍レンズ３とフォーカスコンペレンズ６との位
置によってレンズ軌跡を選択して、該選択したレンズ軌
跡上をたどりながらズーミングを行なうのが一般的であ
る。

【０００７】更に、変倍レンズ３の位置に対するフォー
カスコンペレンズ６の位置を記憶素子から読み出して、
これら両レンズ３，６の制御に応用するため、各レンズ
３，６の位置の読み出しを高精度で行なわなくてはなら
ない。特に図１１からも明らかなように、変倍レンズ３
が等速度またはそれに近い速度で移動する場合、焦点距
離の変化によって刻々とフォーカスコンペレンズ６の軌
跡の傾きが変化している。これは、フォーカスコンペレ
ンズ６の移動スピードと移動の向きが刻々と変化するこ
とを示しており、換言すれば、フォーカスコンペレンズ
６のアクチュエータは１Ｈｚ〜数百Ｈｚまでの高精度の
速度応答をしなければならないことになる。

【０００８】上述の要求を満たすインナーフォーカスタ
イプのレンズシステムのフォーカスコンペレンズ駆動用
アクチュエータとしては、ステッピングモータを用いる
のが一般的になりつつある。このステッピングモータ
は、レンズ制御用のマイクロコンピュータ等から出力さ
れる歩進パルスに完全に同期しながら回転し、１パルス
当りの歩進角度が一定なので、高い速度応答精度と停止
精度と位置精度とを得ることが可能である。

【０００９】更にステッピングモータを用いる場合、歩
進パルス数に対する回転角度が一定であるから、歩進パ
ルスをそのままインクリメント型の位置エンコーダとし
て用いることができ、特別な位置エンコーダを追加しな
くてもよいという利点がある。

【００１０】前述したように、ステッピングモータを用
いて合焦を保ちながら変倍動作を行なおうとする場合、
レンズ制御用のマイクロコンピュータ等に図１１の軌跡
情報を何らかの形（軌跡そのもの、またはレンズ位置を
変数とした関数でも良い）で記憶しておき、変倍レンズ
の位置または移動速度に応じて軌跡情報を読み出して、
その情報に基づいてフォーカスコンペレンズを移動させ
る必要がある。

【００１１】図１２は、従来考案されている軌跡追従方
法の一例を説明するための図面である。同図において、
縦軸はフォーカスコンペレンズ位置を、横軸は変倍レン
ズ位置をそれぞれ示す。また、ｚ０，ｚ１，ｚ２…ｚ１
１は変倍レンズ位置を示しており、ａ０，ａ１，ａ２…
ａ１１及びｂ０，ｂ１，ｂ２…ｂ１１は、それぞれレン
ズ制御用マイコン内に記憶されている代表的なレンズ軌
跡である。また、ｐ０，ｐ１，ｐ２…ｐ１１は、上記２
つの軌跡を基に算出されたレンズ軌跡である。この軌跡
の算出式を以下に示す。

【００１２】ｐ（ｎ＋１）＝｜ｐ（ｎ）−ａ（ｎ）｜／｜ｂ（ｎ）−ａ（ｎ）｜＊｜ｂ（ｎ＋１）−ａ（ｎ＋１）｜＋ａ（ｎ） …（１）（１）式によれば、例えば図１２において、フォーカス
コンペレンズがｐ０にある場合、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としている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、変倍レンズ位置がズーム境界上（図１２のｚ
０，ｚ１，…，ｚ１１の位置）にない場合（変倍レンズ
位置Ｚｘ，フォーカスコンペレンズ位置Ｐｘ）には、軌
跡追従位置を新たに更新しない為、例えばＡＦ（オート
フォーカス）時のズーミングで被写体距離変化に応じて
変化するＡＦ情報により、フォーカスコンペレンズ位置
が図１２のＰｘ→Ｑｘに変化した場合には、軌跡追従位
置がすぐに更新されないので、ボケが生じる。また、高
速ズーム等で、変倍レンズの移動速度が大きくなると、
変倍レンズ位置がズーム境界上でズームゾーンを更新す
る周期（変倍レンズ位置がＺ（ｎ）→Ｚ（ｎ＋１）まで
移動するのに必要とする時間）の方が、マイクロコンピ
ュータの軌跡追従位置算出処理が行なわれる周期に比べ
て短かくなる為に、総てのズーム境界で軌跡追従位置を
更新することができなくなり、結果として、ボケが多く
なるという欠点があった。

【００１４】更に、上記従来例では、変倍レンズ位置が
ズーム境界上（図１２のｚ０，ｚ１，ｚ２…ｚ１１の位
置）にない場合（変倍レンズ位置ｚｘ、フォーカスコン
ペレンズ位置ｐｘ）には、レンズ制御用マイクロコンピ
ュータに記憶している軌跡データが無いため、図１２
中、ａｘ，ｂｘを算出し、それに従って、前述した従来
例の（１）式をａ（ｎ）＝ａｘ，ｂ（ｎ）＝ｂｘ，ｐ
（ｎ）＝ｐｘとして、ｐ（ｎ＋１）を求めなければなら
ず、処理が複雑になったり、また、計算上の誤差が蓄積
し、合焦を維持したズーミングに支障をきたすという欠
点があった。

【００１５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その第１の目的とするところは、高速ズーム等のズ
ーム速度の変化や、被写体距離の変化に対しても、合焦
を維持したボケの無いズーミングを可能にしたレンズ制
御装置を提供することにある。

【００１６】また、本発明の第２の目的とするところ
は、簡単な処理で、内挿方式の軌跡追従ズーミングが行
なえると共に、性能を劣化させることなく、処理時間及
び処理容量を節約したボケのないズーミングを可能にし
たレンズ制御装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上述した第１の目的を達
成するため本発明の第１発明は、変倍レンズの位置及び
フォーカスコンペレンズの位置をそれぞれ検出するレン
ズ位置検出手段と、前記変倍レンズ及び前記フォーカス
コンペレンズを光軸と平行に移動させるレンズ移動手段
と、離散的な変倍レンズ位置に対する前記フォーカスコ
ンペレンズの合焦位置を被写体距離に応じて記録する記
録手段とを有するレンズ制御装置であって、前記離散的
な変倍レンズ位置に前記変倍レンズがない場合に前記変
倍レンズ位置と前記フォーカスコンペレンズ位置と前記
離散的に記憶しているレンズ位置情報とから演算するこ
とによりレンズ移動目標位置を推定する推定手段を設け
たことを特徴とするものである。

【００１８】また、上述した第２の目的を達成するため
本発明の第２発明は、変倍レンズの位置及びフォーカス
コンペレンズの位置をそれぞれ検出するレンズ位置検出
手段と、前記変倍レンズ及びフォーカスコンペレンズを
光軸と平行に移動させるレンズ移動手段と、離散的な前
記変倍レンズの位置に対する前記フォーカスコンペレン
ズの合焦位置を被写体距離に応じて記録する記録手段と
を有するレンズ制御装置であって、前記離散的な変倍レ
ンズの位置以外には該変倍レンズを停止させないように
制御する制御手段を設けたことを特徴とするものであ
る。

【００１９】

【作用】第１発明のレンズ制御装置は、離散的変倍レン
ズの位置に変倍レンズがない場合は、変倍レンズ位置
と、フォーカスコンペレンズ位置と、離散的に記憶して
いるレンズ位置情報とから、推定手段が演算して、レン
ズ移動目標位置を推定する。

【００２０】これにより、レンズ制御用マイクロコンピ
ュータ内にレンズ軌跡情報を持たない変倍レンズ位置に
おいても、変倍レンズ位置方向の内挿計算によって、高
速ズーム時や、ズーム時の被写体距離の変化に対して、
合焦を維持したボケのないズーミングが可能となるもの
である。

【００２１】また、第２発明のレンズ制御装置は、離散
的な変倍レンズの位置以外には、該変倍レンズが停止し
ないように、制御手段により制御される。

【００２２】これにより、簡単な処理で、内挿方式の軌
跡追跡ズーミングが行なえると共に、ズーム領域分割を
ある程度多くしていれば、複雑な内挿計算をした場合と
性能的には大差がないことから、性能を劣化させること
なく、処理時間及び処理容量を節約したボケのないズー
ミングが可能となるものである。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図９に基づき
説明する。

【００２４】［第１実施例］図１は本発明の第１実施例
に係るレンズ制御装置を備えたビデオカメラのブロック
構成図である。

【００２５】同図中、１０はインナーフォーカスタイプ
のレンズシステムで、上述した従来例と同様に、図にお
いて左側の被写体側から右側に向かって順次光軸に沿っ
て配設された第１固定レンズ（前玉レンズ）１１、光軸
と平行に移動して変倍を行なうための変倍レンズ１２、
絞り１３、第２固定レンズ１４、コンペ機能とフォーカ
シングの機能を兼ね備えたフォーカスコンペレンズ１５
とからなる。

【００２６】そして、レンズシステム１０による光学的
被写体像は、撮像素子（Ｃ．Ｃ．Ｄ）１６の撮像面１６
ａに結像されて光電変換されて映像信号となる。この映
像信号は第１増幅器（またはインピーダンス変換器）１
７により増幅され、ＡＧＣ（自動利得制御装置）１８に
より出力の振幅が一定に保持され、フィルタ１９により
高周波成分のみが抽出される。次いで、その映像信号は
信号処理回路２０によりＡＦ（オートフォーカス）処理
を行なうために処理された後、レンズ制御用のマイクロ
コンピュータ（以下、マイコンという）２１に取り込ま
れる。

【００２７】変倍レンズ１２とフォーカスコンペレンズ
１５は駆動手段２２，２３によりそれぞれ駆動される。
駆動手段２２，２３は、ステッピングモータ２２ａ，２
３ａとドライバ２２ｂ，２３ｂとを有している（以下、
変倍レンズ１２側のステッピングモータ２２ａをズーム
モータ、フォーカスコンペレンズ１５側のステッピング
モータ２３ａをフォーカモータという。）。このズーム
モータ及びフォーカスモータ２２ａ，２３ａに直結した
出力軸２２ｃ，２３ｃに噛合しているラック２２ｄ，２
３ｄは、変倍レンズ１２、フォーカスコンペレンズ１５
にそれぞれ固定されている。

【００２８】そして、マイコン２１から出力される駆動
命令信号に従ってドライバ２２ｂ，２３ｂから駆動エネ
ルギーがズームモータ及びフォーカスモータ２２ａ，２
２ｂにそれぞれ出力されて出力軸２２ｃ，２３ｃが回転
することにより、ラック２２ｄ，２３ｄと一体に変倍レ
ンズ１２、フォーカスコンペレンズ１５が光軸と平行
（図中、矢印Ａ，Ｂ方向）に移動する。

【００２９】変倍レンズ１２及びフォーカスコンペレン
ズ１５の位置は、レンズ位置検出手段２４，２５により
検出される。レンズ位置検出手段２４，２５は、図２に
示す如くフォトセンサ２４ａ，２５ａと遮光板２４ｂ，
２５ｂとを組み合わせてなる。遮光板２４ｂ，２５ｂは
変倍レンズ１２、フォーカスコンペレンズ１５に固定さ
れている。

【００３０】そして、変倍レンズ１２、フォーカスコン
ペレンズ１５が光軸と平行に移動すると、これと一体に
遮光板２４ｂ，２５ｂが移動して、フォトセンサ２４
ａ，２５ａの発光部２４ｃ，２５ｃと受光部２４ｄ，２
５ｄとの間の光路を遮ったとき、受光部２４ｄ，２５ｄ
の出力信号はロー（Ｌｏｗ）レベルになり、また遮らな
いときはハイ（Ｈｉｇｈ）レベルになる。

【００３１】従って、受光部２４ｄ，２５ｄの出力信号
の変化するところを基準位置として、両レンズ１２，１
５が基準位置にあるか否かを検出することができる。こ
のレンズ位置検出手段２４，２５の位置検出信号、即ち
フォトセンサ２４ａ，２５ａの受光部２４ｄ，２５ｄの
出力信号はマイコン２１に取り込まれる。

【００３２】絞り１３は駆動手段であるドライバ２６に
より駆動される。即ち、ＡＧＣ１８の出力信号のレベル
を検出して、このレベルを一定に保つように絞り１３の
状態を調節するための制御回路２７からの制御信号が第
２増幅器２８により増幅されてドライバ２６に送られ、
このドライバ２６により絞り１３が駆動されるものであ
る。

【００３３】絞り１３の絞り状態はエンコーダ２９によ
り検出され、その検出信号は増幅器３０により増幅さ
れ、信号変換回路３１によりマイコン２１で読み取れる
信号に変換された後、該マイコン２１に取り込まれる。

【００３４】マイコン２１には、変倍レンズ１２をワイ
ド方向とテレ方向に移動させるためのワイドスイッチ３
２、テレスイッチ３３、フォーカスコンペレンズ１５を
無限方向と至近方向に移動させるための無限スイッチ３
４及び至近スイッチ３５が接続されている。

【００３５】これらの各スイッチ３２〜３５とマイコン
２１との接続ラインには、プルアップ抵抗３６を介して
電源３７が接続されている。

【００３６】上述した従来例でも説明したように、例え
ば内挿方式のレンズ軌跡追従方式を採用した場合、変倍
レンズ及びフォーカスコンペレンズ位置の検出精度がレ
ンズ軌跡追従精度に直接影響することは明らかである。
特に、本実施例では変倍レンズ１２のアクチュエータと
してステッピングモータ２２ａを用いた場合について説
明を行なう。

【００３７】図２は本実施例における変倍レンズ位置方
向の内挿方法を説明するための図であり、図１２の一部
分を抽出し、変倍レンズ位置を任意としたものである。

【００３８】図２において、縦軸はフォーカスコンペレ
ンズ位置を、横軸は変倍レンズ位置をそれぞれ示してお
り、図１のマイコン２１で記憶しているレンズ軌跡位置
（変倍レンズ位置に対するフォーカスコンペレンズ位
置）を、変倍レンズ位置は、ｚ０，…ｚｋ，ｚｋ＋１，
…ｚｎ、その時のフォーカスコンペレンズ位置は、ａ０
…ａｋ，ａｋ＋１，… ａｎ，ｂ０…ｂｋ，ｂｋ＋１，
…ｂｎ，ｃ０，…ｃｋ，ｃｋ＋１，…ｃｎとしている。

【００３９】今、変倍レンズ位置がズーム境界上でない
ｚｘにあり、フォーカスコンペレンズ位置がｐｘにある
場合、レンズ軌跡追従先の目的位置は、変倍レンズ移動
方向により図２のｐｋ、またはｐｋ＋１となる。ｐｋ及
びｐｋ＋１は以下の式で求められる。

【００４０】ｐｋ＝（ｐｘ−ａｘ）＊（ｂｋ−ａｋ）／（ｂｘ−ａｘ）＋ａｋ …（２）ｐｋ＋１＝（ｐｘ−ａｘ）＊（ｂｋ＋１−ａｋ＋１）／（ｂｘ−ａｘ）＋ａｋ＋１ …（３）ここで、ａｘ，ｂｘは以下の（４）及び（５）式で求め
られる。

【００４１】ａｘ＝（ｚｘ−ｚｋ）＊（ａｋ＋１−ａｋ）／（ｚｋ＋１−ｚｋ）＋ａｋ …（４）ｂｘ＝（ｚｘ−ｚｋ）＊（ｂｋ＋１−ｂｋ）／（ｚｋ＋１−ｚｋ）＋ｂｋ …（５）上記（２）〜（５）式によれば、現在の変倍レンズ位置とそれを挾む２つのズーム境界
位置とから得られる内分比に従い、記憶している代表軌
跡を内分し、ａｘ，ｂｘを求め、変倍レンズの移動方向により、上述した従来例の
（１）式にあてはめてレンズ軌跡追従の目的位置をｐ
ｋ，ｐｋ＋１としている。

【００４２】図３及び図４は本実施例のレンズ制御装置
のマイコン２１で行なわれる変倍動作の処理手順を示す
フローチャートである。

【００４３】図３において、まずステップ３０１で、図
１のワイドスイッチ３２とテレスイッチ３３の状態を読
み込む。本実施例では、ワイド、テレ、無限遠、至近の
各スイッチ３２〜３５はアクティブローとしており、ス
イッチが押されてローレベル電圧となった方向にモータ
が回転するように制御している。つまり、停止状態のス
イッチ電圧はワイド及びテレスイッチ３２，３３が共に
ハイか、共にローかのいずれかである。

【００４４】次いで、ステップ３０２に進んで、前段の
ステップ３０１で読み込んだワイド及びテレスイッチ３
２，３３が停止状態にあるか否かの判別を行なう。停止
状態ならばステップ３０４に進んでズームモータ及びフ
ォーカスモータ２２ａ，２３ａを共に停止させる。停止
状態でなければ、ステップ３０３に進んで現在の変倍レ
ンズ位置ｚｘを挾むズーム境界位置ｚｋ，ｚｋ＋１を決
定する。例えば、ズーム境界位置が図１のマイコン２１
内にテーブルとして記憶されていると（説明を簡略化す
るため、｜ｚｋ＋１−ｚｋ｜＝一定＝ｄとする）、ステ
ップ３０３の処理フローは図５のようになる。

【００４５】即ち、図５において、まず、ステップ４０
１では、分割して記憶してあるズーム領域の領域番号ｍ
を０とし、現在の変倍レンズ位置＝Ａとする。次いでス
テップ４０２では記憶しているズーム領域の境界テーブ
ルの先頭からｍ番目のデータをＢに格納する。次にステ
ップ４０３で前記ＡとＢとが等しいか（Ａ＝Ｂ）否かの
判別を行なう。等しければステップ４０４に進んでズー
ム境界上にいることを示す”境界フラグ”を「１」とし
た後、図３のステップ３０５へ行く。前記ステップ４０
３で等しくないと判断されると、ステップ４０５で前記
ＡがＢより小さいか否かの判別を行なう。ＡがＢより小
さくない場合にはステップ４０６で「ｍ＝ｍ＋１」とし
た後、前記ステップ４０２に戻って上述した処理を繰り
返す。

【００４６】また、ＡがＢより小さければ、ステップ４
０７でズーム境界上にいないとして、”境界フラグ”を
「０」とした後、ステップ４０８で、「ｚｘ＝Ａ」，
「ｚｋ＋１＝Ｂ」，「ｚｋ＝Ｂ−α」とした後、図３の
ステップ３０５の処理を実行する。ここで、定数αはズ
ーム領域を等分割したときにおける、１つのズームゾー
ンの幅、つまりズーム記憶テーブルの隣り合ったデータ
同士の差（絶対値）を表わす。

【００４７】図３に戻って、ステップ３０５では図５の
ステップ４０４及びステップ４０７による”境界フラ
グ”の状態を見て、図１の変倍レンズ１２がズーム境界
上にいるか否かの判別を行なう。ズーム境界上にいれ
ば、ステップ３０６で、図１のマイコン２１が記憶して
いるレンズ軌跡追従の代表データを呼び出す。また、ズ
ーム境界上にいなければ、ステップ３０７でレンズ軌跡
追従データの呼び出しを行なう。

【００４８】これらのステップ３０６及び３０７は、共
にデータの呼び出しであるが、ステップ３０６は前記従
来例の（１）式を計算するためのデータ（ズーム方向に
より呼出データは異なる：現在の変倍レンズ位置「ｚｘ
＝ｚｋ」、フォーカスレンズ位置「ｐｘ＝ｐｋ（ａｋ≦
ｐｋ＜ｂｋ）」の時、テレ→ワイドならば「ａｋ」，
「ａｋ＋１」，「ｂｋ」，「ｂｋ＋１」、ワイド→テレ
ならば「ａｋ−１」，「ａｋ」，「ｂｋ−１」，「ｂ
ｋ」を呼び出し、ステップ３０７は前記（４）、（５）
式を計算するためのデータ「ａｋ」，「ａｋ＋１」，
「ｂｋ」，「ｂｋ＋１」を呼び出すのである。

【００４９】変倍レンズ１２がズーム境界上にいる場
合、前記ステップ３０６で呼び出されたデータを用いて
次のステップ３０８で内挿計算を行なう。内挿計算は、
「ｋ→ｎ」，「ｋ＋１→ｎ＋１」として前記従来例の
（１）式を計算する。ここで、図１のマイコン２１内に
記憶するレンズ軌跡追従データは、被写体距離の異なる
同じ変倍レンズ位置データが等しくないように代表デー
タを選択しており、「ｂ（ｎ）−ａ（ｎ）≠０」の条件
を満たす。前記ステップ３０８によりズーミング時のレ
ンズ軌跡追従の目的位置が決定され、それを次のステッ
プ３０９で「Ａ＝ｐ（ｎ＋１）」、「Ｂ＝ｐ（ｎ）」と
した後、図４のステップ３１５に進む。

【００５０】一方、変倍レンズ１２がズーム境界上にい
ない場合、前記ステップ３０７で呼び出したデータを用
いて次のステップ３１０で、前記（４）、（５）式によ
り「ａｘ」，「ｂｘ」を求め、次いでステップ３１１で
前記（２）、（３）式により「ｐｋ」，「ｐｋ＋１」を
決定した後、図４のステップ３１２に進んで変倍レンズ
１２の移動方向がテレであるか否かの判別を行なう。テ
レであれば次のステップ３１３で「Ａ＝ｐｋ＋１」，
「Ｂ＝ｐｋ」とし、テレでなければステップ３１４で
「Ａ＝ｐｋ」，「Ｂ＝ｐｋ＋１」とし、追従目的位置
Ａ、ズーム境界上に投影した現在のフォーカスコンペレ
ンズ位置Ｂがそれぞれ決定された後、ステップ３１５に
進む。

【００５１】このステップ３１５ではズーム境界上のフ
ォーカスコンペレンズ位置Ｂと、追従目的位置Ａとの差
分値が「０」であるか否かの判別を行なう。「０」であ
ればフォーカスコンペレンズ１５を動かす必要がないの
で、ステップ３１６にてズームモータ２２ａを駆動さ
せ、フォーカスモータ２３ａを停止させた後、前記図３
のステップ３０１へ戻る。また、「０」でなければ、図
４のステップ３１７で前記差分値が正か否かを判別す
る。正であればステップ３１９でフォーカスコンペレン
ズ１５の駆動方向を至近方向とし、正でなければステッ
プ３１８でフォーカスコンペレンズ１５の駆動方向を無
限遠方向とした後、ステップ３２０にそれぞれ進む。こ
のステップ３２０では、前記差分値からフォーカスコン
ペレンズ１５の移動速度を算出する。この移動速度はｐ
ｐｓ値として、以下の式で算出される。

【００５２】フォーカスコンペレンズ移動速度（ｐｐ
ｓ）＝｜Ａ−Ｂ｜／１ズーム領域通過時間 …
（６）このようにしてフォーカスコンペレンズ移動速度を算出
後、ステップ３２１で、ズームモータ２２ａ及びフォー
カモータ２３ａをそれぞれ駆動させた後、前記図３のス
テップ３０１に戻り、上述した処理を繰り返す。

【００５３】ここで、ズームモータ２２ａ及びフォーカ
スモータ２３ａの駆動方法について説明する。

【００５４】ズームモータ２２ａ及びフォーカスモータ
２３ａを駆動するためのドライバ２２ｂ，２３ｂは、方
向信号ｓ₁，ｓ₂と、速度信号ｓ₃，ｓ₄とにより制御され
る。方向信号ｓ₁，ｓ₂はハイ／ロー信号であって、ズー
ムモータ２２ａ及びフォーカスモータ２３ａがハイで正
回転し、ローで逆回転する様に各ドライバ２２ｂ，２３
ｂからの各４本の出力の位相を選択する。速度信号
ｓ₃，ｓ₄はクロック波形の信号であって、各ドライバ２
２ｂ，２３ｂは入力信号の立ち上がり時で出力電圧や位
相等を変化させて、ズームモータ２２ａ及びフォーカス
モータ２３ａを駆動回転させる。つまり、入力信号のク
ロック信号周波数により、ズームモータ２２ａ及びフォ
ーカスモータ２３ａの回転速度が決定される。

【００５５】クロック信号の変化がない場合には、ドラ
イバ２２ｂ，２３ｂからの出力電圧や位相は変化せず、
ズームモータ２２ａ及びフォーカスモータ２３ａは駆動
しない。つまり、ズームモータ２２ａ及びフォーカスモ
ータ２３ａを停止させるには、速度信号ｓ₃，ｓ₄の入力
クロック信号を止めれば良く、その時の方向信号ｓ₁，
ｓ₂の情報は関係しない。ズームモータ２２ａ及びフォ
ーカスモータ２３ａの回転速度は、ズームモードに関し
ては本実施例で一定値を、フォーカスモードに関しては
上述した図４のステップ３２０において上述の（６）式
により算出されたｐｐｓ値を、例えばｐｗｗ変換しクロ
ック信号にしてマイコン２１より出力している。

【００５６】〔第２実施例〕次に本発明の第２実施例を
図６〜図９に基づき説明する。

【００５７】なお、本実施例において、レンズ制御装置
を備えたビデオカメラのブロック構成は、上述した第１
実施例の図１に示すものと同一であるから、この図１を
流用して説明する。

【００５８】図６は、本実施例に係るレンズ制御装置の
マイコン２１で行なわれる変倍動作処理手順を示すフロ
ーチャートである。同図において、まず、ステップ５０
１でワイド及びテレスイッチ３２，３３の状態を読み込
む。本実施例では、上記第１実施例と同様に、ワイド、
テレ、無限遠、至近の各スイッチ３２〜３５はアクティ
ブローとしており、これらの各スイッチ３２〜３５が押
されてローレベル電圧となった方向にモータが回転する
ようになっている。また、ワイド及びテレスイッチ３
２，３３または、無限遠及び至近スイッチ３４，３５が
共に押されていないか、両者とも押されている場合は、
ズームモータ２２ａ及びフォーカスモータ２３ａを停止
状態とする論理としている。

【００５９】前記ステップ５０１で各スイッチ３２，３
３の状態を読み込んだ後、ステップ５０２で、変倍レン
ズ位置がズーム領域境界上にいるか否かをを判別する。
ズーム領域境界というのは、従来例で述べた図１２のｚ
０，ｚ１，…ｚ１１の位置のことであり、ｚｘに相当す
る位置は、”境界上にない”状態である。前記ステップ
５０２の処理フローは図７のようになっている。

【００６０】即ち、図７のステップ６０１で現在の変倍
レンズ位置をＡ、ズーム領＝０とする。次いでステップ
６０２でｘにズーム領域テーブルの先頭アドレスを格納
する。ここでズーム領域テーブルとは、図１２のｚ０，
ｚ１，ｚ２…ｚ（ｎ）の値（１バイトデータ）をテーブ
ル化したものである。このテーブル内容をアドレス指定
してステップ６０３でｘの内容を呼び出してＢとする。
次いでステップ６０４で「Ａ＝Ｂ（＝ｚ０）」であるか
否かを判別して、その判別結果が肯定（ＹＥＳ）なら”
境界上にある”として図６のステップ５０３に行く。

【００６１】ステップ６０４の判別結果が否定（ＮＯ）
ならば（ステップ６０５）で「Ａ＞Ｂ（＝ｚ０）」であ
るか否かを判別する。判別結果が肯定（ＹＥＳ）なら
ば、次のステップ６０６で「ｘ←ｘ＋１」とし、次のス
テップ６０７でズーム領域をインクリメントした後、前
記ステップ６０３に戻って、「Ｂ＝ｚ１」としてステッ
プ６０４でＡとＢとの比較判別を行ない、このステップ
６０４での判別結果が肯定（ＹＥＳ）またはステップ６
０５での判別結果が否定（ＮＯ）となるまで、ステップ
６０３からステップ６０７までの処理を繰り返す。

【００６２】そして、ステップ６０５の判別結果が否定
（ＮＯ）であると、現在の変倍レンズ１２及びフォーカ
スコンペレンズ１５の状態を保持したまま（仮に停止な
ら停止、駆動中ならその方向及びその速度で駆動す
る）、図６のステップ５０１に戻る。

【００６３】図６に戻って、ステップ５０２で変倍レン
ズ位置がズーム領域境界上にない場合は前記ステップ５
０１に戻り、ズーム領域境界上にある場合は、ステップ
５０３で、前記ステップ５０１において読み込んだワイ
ド及びテレスイッチ３２，３３の状態が停止状態か否か
の判別を行なう。停止状態ならばステップ５１０でズー
ムモータ２２ａ及びフォーカスモータ２３ａを停止させ
た後、前記ステップ５０１へ戻る。また、停止状態でな
ければ、ステップ５０４で、マイコン２１に記憶してい
るレンズ軌跡位置データを呼び出す。このステップ５０
４の処理フローは図８のようになる。つまり、ズームモ
ータ２２ａはズーム領域境界上にある時以外は停止する
ことができないものである。

【００６４】即ち、図８において、ステップ７０１で、
フォーカスコンペレンズ位置をＡにした後、次のステッ
プ７０２に進んで、前記図６のステップ５０２で求めら
れたズーム領域より、そのズーム領域に相当する被写体
距離∞のカム軸跡ａのアドレスをｘに格納した後、ステ
ップ７０３に進む。

【００６５】ここで記憶テーブルは図９に示した様にテ
ーブル化しており、列方向に被写体距離が順次小さくな
るように並べたカム軌跡データであり、行方向にズーム
領域が順次大きくなるように並べてある。なお、図９
中、ｍは記憶しているカム軌跡の本数である。また、同
一ズーム領域で隣り合ったカムデータは、互いに値が異
なる様に被写体距離を選んでいる。

【００６６】図８に戻って、ステップ７０３では、前段
のステップ７０２で格納したｘの内容をｄ（ｎ）にメモ
リし、次のステップ７０４では「ｘ＋１」の内容をβ
（ｎ）にメモリしておく。次いでステップ７０５でズー
ムモータ２２ａの駆方向がテレ方向か否かを判別する。
テレ方向ならばステップ７０６及び７０７でそれぞれ
「ｘ−ｍ」，「ｘ＋１−ｍ」の内容を「α（ｎ＋
１）」，「β（ｎ＋１）」にメモリした後、ステップ７
１０進む。また、ワイド方向ならばステップ７０８及び
７０９でそれぞれ「ｘ＋ｍ」，「ｘ＋１＋ｍ」の内容を
「α（ｎ＋１）」，「β（ｎ＋１）」にメモリした後、
ステップ７１０に進む。つまり図９のテーブル上で今仮
に「α（ｎ）＝ａ₁」であったならば「β（ｎ）＝ｂ₁」
であり、テレ方向なら「α（ｎ＋１）＝ａ₀」，「β
（ｎ＋１）＝ｂ₀」、ワイド方向ならば「α（ｎ＋１）
＝ａ₂」，「β（ｎ＋１）＝ｂ₂」の値がそれぞれ格納さ
れている。

【００６７】ステップ７１０では、前記各ステップ７０
６〜７０９でメモリした「α（ｎ）」，「β（ｎ）」の
値を使って、「α（ｎ）≦Ａ＜β（ｎ）」の判別を行な
う。判別結果が肯定（ＹＥＳ）ならば図６のステップ５
０５に移行し、否定（ＮＯ）ならばステップ７１１で
「ｘ←ｘ＋１」と検索アドレスを更新した後、前記ステ
ップ７０３に戻って、処理を続ける。

【００６８】図６に戻って、ステップ５０５では、前段
のステップ５０４で求められた「α（ｎ）」，「β
（ｎ）」，「α（ｎ＋１）」，「β（ｎ＋１）」，「Ａ
（＝フォーカスモータ位置）」により、従来例の（１）
式の内挿計算を行なう。ここでは、（１）式を次の様に
変数変更している。

【００６９】

【数７】ここで、「Ａ≧α（ｎ）β（ｎ１）＞α（ｎ＋１）」，
「β（ｎ）＞α（ｎ）」（図９の作成テーブルより）。

【００７０】そして、次のステップ５０６ではカム軸跡
追従のフォーカスコンペレンズ１５の移動速度と移動方
向を決定する。

【００７１】移動方向は、前段のステップ５０５におい
て求められた次の移動目的位置Ｐと、現在のフォーカス
コンペレンズ位置Ａとにより、「Ｐ−Ａ＞０」ならばフ
ォーカスコンペレンズ１５は至近へ、「Ｐ−Ａ＜０」な
らば無限遠であり、「Ｐ＝Ａ」ならば停止である。

【００７２】フォーカスコンペレンズ移動速度ｐｐｓは
次の（２）式により求められる。

【００７３】

【数８】次いで、ステップ５０７で「Ｐ−Ａ＝０」、即ちフォー
カスコンペレンズ１５が停止であったか否かの判別を行
ない、停止であればステップ５０９でフォーカスモータ
２３ａを停止させて、ズームモータ２２ａは駆動させた
後、前記ステップ５０１に戻る。また、フォーカスコン
ペレンズ１５が停止でなければステップ５０８でズーム
モータ２２ａ及びフォーカスモータ２３ａを共に駆動さ
せた後、前記ステップ５０１に戻って上述した処理を継
続する。

【００７４】なお、本実施例におけるズームモータ２２
ａ及びフォーカスモータ２３ａの駆動方法は、上述した
第１実施例と同一であるから、その説明を省略する。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１発明
のレンズ制御装置によれば、記憶データを所有しない変
倍レンズ位置においても、変倍レンズ位置方向の内挿計
算をすることにより、レンズ軌跡追従データが作り出せ
るので、変倍レンズの移動領域をレンズの１パルス移動
量で等分割した場合の記憶軌跡データを持っているのと
同じレンズ制御を行なうことができる。従って、少ない
記憶データで、多量の記憶データを持ったズーミングと
同じ性能を引き出せるので、マイコン容量を節約するこ
とができる。

【００７６】また、これまで記憶データを所有した変倍
レンズ位置でしか更新されなかったレンズ軌跡追従の目
的が、本発明の第１発明のレンズ制御装置によれば逐次
更新されるので、高速ズーム等のズーム速度の変化や被
写体距離の変化に対しても追従性が良く、合焦を維持し
たボケの無いズーミングを行なうことができる。

【００７７】また、本発明の第２発明のレンズ制御装置
によれば、記憶カムデータより内挿しながら軌跡追従す
るズーミング方式で、変倍レンズの停止を、記憶データ
を所有する変倍レンズ位置にある時のみ許可するので、
フォーカスコンペレンズ位置に対する内挿計算のみで、
レンズ軌跡追従が可能となり、変倍レンズ位置に対する
複雑な内挿計算を行なわなくて済む。従って、計算誤差
によるズーミング時のボケが防げるだけでなく、マイコ
ンの容量を節約することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るレンズ制御装置を備
えたビデオカメラのブロック構成図である。

【図２】同レンズ制御装置における変倍レンズ位置方向
の内挿方法を説明するための図である。

【図３】同レンズ制御装置における変倍動作の処理手順
を示すフローチャートである。

【図４】同レンズ制御装置における変倍動作の処理手順
を示すフローチャートである。

【図５】図３のステップ３０３の処理手順を示すフロー
チャートである。

【図６】本発明の第２実施例に係るレンズ制御装置にお
ける変倍動作の処理手順を示すフローチャートである。

【図７】図６のステップ５０２の処理手順を示すフロー
チャートである。

【図８】図６のステップ５０４の処理手順を示すフロー
チャートである。

【図９】記憶テーブルを示す図である。

【図１０】従来のレンズ制御装置を示す図である。

【図１１】フォーカスコンペレンズ位置と変倍レンズ位
置との関係を示す図である。

【図１２】レンズ移動軌跡追従方法の説明図である。

【符号の説明】

１２変倍レンズ１５フォーカスコンペレンズ２１マイコン（記録手段，推定手段，制御手段）２２駆動手段（レンズ移動手段）２３駆動手段（レンズ移動手段）２４レンズ位置検出手段２５レンズ位置検出手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】変倍レンズの位置及びフォーカスコンペ
レンズの位置をそれぞれ検出するレンズ位置検出手段
と、前記変倍レンズ及び前記フォーカスコンペレンズを
光軸と平行に移動させるレンズ移動手段と、離散的な変
倍レンズ位置に対する前記フォーカスコンペレンズの合
焦位置を被写体距離に応じて記録する記録手段とを有す
るレンズ制御装置であって、前記離散的な変倍レンズ位
置に前記変倍レンズがない場合に前記変倍レンズ位置と
前記フォーカスコンペレンズ位置と前記離散的に記憶し
ているレンズ位置情報とから演算することによりレンズ
移動目標位置を推定する推定手段を設けたことを特徴と
するレンズ制御装置。
【請求項２】変倍レンズの位置及びフォーカスコンペ
レンズの位置をそれぞれ検出するレンズ位置検出手段
と、前記変倍レンズ及びフォーカスコンペレンズを光軸
と平行に移動させるレンズ移動手段と、離散的な前記変
倍レンズの位置に対する前記フォーカスコンペレンズの
合焦位置を被写体距離に応じて記録する記録手段とを有
するレンズ制御装置であって、前記離散的な変倍レンズ
の位置以外には該変倍レンズを停止させないように制御
する制御手段を設けたことを特徴とするレンズ制御装
置。