JPH0698234A - カメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノイズによるレンズ移動方向の誤判定をなく
すと共に、ウォブリングによる画面の乱れをなくしたカ
メラを提供する。 【構成】 変倍を行なう第１のレンズ部３及び焦点調節
を行なう第２のレンズ部５の少なくとも一方の位置によ
り、第２のレンズ部５を光軸と平行に微小駆動（ウォブ
リング）する際の微小駆動の振幅が変化する如く、制御
手段１０によって制御されるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動的に被写体に合焦
させる自動焦点調節装置を備えたカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオカメラ、電子カメラ等を初
めとする映像機器の発展は目覚ましく、特に、その機能
及び操作性の向上のため、自動焦点調節装置（ＡＦ）等
の機能が標準的に装備されるに至っている。

【０００３】ところで、自動焦点調節装置を見ると、撮
像素子等により被写体像を光電変換して得られた映像信
号中より画面の鮮鋭度を検出し、それが最大となるよう
に焦点調節用レンズ（以下、フォーカスレンズとい
う。）位置を制御して焦点調節を行なうようにした方法
が主流となりつつある。

【０００４】前記鮮鋭度信号の評価としては、一般にバ
ンドパスフィルタ（Ｂ．Ｐ．Ｆ）により抽出された映像
信号の高周波成分の強度、或は微分回路等により抽出さ
れた映像信号のボケ幅（被写体のエッヂ部分の幅）検出
強度を用いる。

【０００５】これは通常の被写体像を撮影した場合、焦
点がぼけている状態では高周波成分のレベルは小さくボ
ケ幅は小さくなり、完全に合焦点に達した状態でそれぞ
れ最大値、最小値をとる。従って、フォーカスレンズの
制御は、前記鮮鋭度が低い場合はこれが高くなる方向に
可能な限り高速で駆動し、鮮鋭度が高くなるにつれて減
速し、精度よく鮮鋭度の山の頂上で停止させるように制
御される。このような制御方式を一般に山登りオートフ
ォーカス方式（山登りＡＦ）と称している。

【０００６】このような自動焦点調節装置が採用された
ことにより、従来、特に動画を撮影するビデオカメラ等
では、その操作性が飛躍的に向上し、近年では必須の機
能となってきている。

【０００７】また、最近では、ビデオカメラ等の小型化
が進み、撮影用のレンズもインナーフォーカスタイプの
レンズが一般的になってきた。このタイプのレンズの特
徴としては、変倍レンズ（以下、ズームレンズとい
う。）の後部にフォーカスレンズがあるために、ズーム
動作を行なったときに、焦点面の補正のためにフォーカ
スレンズを補正用のレンズとして動かさなければならな
い場合がある。

【０００８】図６に、インナーフォーカスタイプのレン
ズのズームレンズとフォーカスレンズと被写体距離との
関係を示す（この図を一般にカム軌跡と呼ぶ）。ズーム
動作中はフォーカスレンズを図６の様に動かすことによ
って、ぼけることなくズームができるのである。

【０００９】さて、次に山登りＡＦにおける実際のレン
ズ駆動方法について図７及び図８を基に説明する。図７
は山登りＡＦの制御手順を示すフローチャートであり、
また図８は山登りＡＦで使用する鮮鋭度信号の変化を示
す図である。図７において、ステップ７０１は、合焦さ
せるためにフォーカスレンズを至近方向及び無限方向の
どちらに動かすかを決定するところである。

【００１０】鮮鋭度信号の変化は、実際にフォーカスレ
ンズを動かさない限り、どちらが合焦の方向かを判断す
ることができない。そこで、方向を判断する方法とし
て、図８中、８０１に示すように、フォーカスレンズ
を、現在の位置を中心にして光軸と平行に微小に往復運
動（以下、ウォブリングという。）させ、そのときの鮮
鋭度信号の変化がどうなっているか（図８中、８０２及
び８０３）によって鮮鋭度信号のピークが現在の位置に
対して至近方向或は無限方向のどちらにあるのかを判別
する方法が従来知られている（例えば、特開平２−１４
００７４号公報等）。

【００１１】前記ウォブリングの振幅は、最小錯乱円径
と呼ばれる、目で見たときにボケがわからないフォーカ
スレンズの移動量に設定される。この方法により合焦方
向が決まるとプログラムは図７のステップ７０２に進
み、山登りＡＦ制御を開始する。次いでステップ７０３
に進んで、合焦と判断されるまで山登りＡＦ制御を行な
い、合焦となったならばフォーカスレンズを停止させ
る。そして次のステップ７０４に進んで、鮮鋭度信号の
変化等の情報から再びフォーカスレンズを動かすか否か
を判断し、再起動と判断されたならば前記ステップ７０
１で再びレンズ移動方向の判断を行なう。

【００１２】以上の動作を繰り返すことによって、常に
被写体に合焦させることができるのである。

【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、ウォブリングを行なう際、鮮鋭度信号のノイズ
の影響や、図６に示したカム軌跡を見ると明らかなよう
に、ワイド側では軌跡がつまっているため、以下のよう
な欠点があった。 （１）テレ側でのウォブリングでは、ウォブリングの振
幅を大きくしないと、ノイズによりレンズ移動方向の判
定を誤る。 （２）カム軌跡がつまっているところ（ワイド側で且つ
無限側にフォーカスレンズがある場合）では、ウォブリ
ングの振幅を大きくすると、被写体の位置によっては、
ウォブリングによる画面の乱れが生じる。

【００１４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、ノイズによるレンズ移動方向の誤判定をなくすと共
に、ウォブリングによる画面の乱れをなくしたカメラを
提供することを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明においては、変倍を行なう第１のレンズ部と、焦
点調節を行なう第２のレンズ部と、前記第１及び第２の
レンズ部を駆動する駆動手段と、映像信号中より合焦度
に応じた鮮鋭度信号を抽出して焦点調節を行なう焦点調
節手段とを有し、該焦点調節手段は、前記第２のレンズ
部を光軸と平行に微小駆動することにより合焦方向を判
定する方向判定手段より成るカメラにおいて、前記第２
のレンズ部を微小駆動する際、該第２のレンズ部及び前
記第１のレンズ部の少なくとも一方の位置により、前記
微小駆動の振幅を変化させるべく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。

【００１６】また上記目的を達成する上で、前記微小駆
動の振幅の変化は、前記第１のレンズ部がテレ側で大き
くなり、またワイド側では、前記第２のレンズ部が至近
側で大きくなり、無限側で小さくなるようにすることが
望ましい。

【００１７】

【作用】変倍を行なう第１のレンズ部及び焦点調節を行
なう第２のレンズ部の少なくとも一方の位置により、該
第２のレンズ部を光軸と平行に微小駆動（ウォブリン
グ）する際の微小駆動の振幅が変化する如く、制御手段
によって制御される。これによって、ノイズによるレン
ズ移動方向の誤判定がなくなると共に、ウォブリングに
よる画面の乱れがなくなる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図５に基づき
説明する。

【００１９】［第１実施例］図１は本発明の第１実施例
に係るカメラの構成を示すブロック図であり、同図中、
１はレンズシステムで、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）２、光軸と平行に移動して変倍を行
なう変倍レンズ（第１のレンズ部、以下、ズームレンズ
という。）３、第２固定レンズ４、焦点調節及び変倍に
よる焦点面の補正を行なうレンズ（第２のレンズ部、以
下、フォーカスレンズという。）５とからなる。

【００２０】図１の構成におけるレンズシステム１はイ
ンナーフォーカスタイプと呼ばれ、フォーカスレンズ５
がズームレンズ３より後方にあるためにフォーカスレン
ズ５はズームレンズ３を動かしたときに、変倍によるピ
ント移動の補正を行なうレンズとしても使用される。各
レンズ２〜５を通った光は撮像素子６の撮像面６ａに結
像され、電気信号に変換される。その信号はアンプ７に
より増幅された後、カメラプロセス回路８に送られる。
このカメラプロセス回路８において輝度信号が分離さ
れ、バンドパスフィルタ９を通り、鮮鋭度信号が検出さ
れる。鮮鋭度信号は、マイクロコンピュータ（以下、マ
イコンという。）１０に送られ、その信号によりこのマ
イコン１０はフォーカスモータドライバ１１に駆動命令
信号を出力し、フォーカスモータ（駆動手段）１２が駆
動され、フォーカスレンズ５が移動する。

【００２１】１３はフォーカスエンコーダであり、これ
によりフォーカスレンズ５の位置情報がマイコン１０へ
送られる。

【００２２】１４はズームモータ（駆動手段）、１５は
ズームモータドライバであり、図示しないズームスイッ
チの操作により、マイコン１０から駆動命令信号が出力
され、それにより駆動されて、ズームレンズ３を動か
す。１６はズームエンコーダであり、これによりズーム
レンズ３の位置情報がマイコン１０へ送られる。

【００２３】なお、マイコン１０には、ズームレンズ３
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１７、テレスイッチ１８、フォーカスレンズ５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１９
及び至近スイッチ２０がそれぞれ接続されている。これ
らの各スイッチ１７〜２０とマイコン１０との接続ライ
ンには、プルアップ抵抗２１を介して電源２２が接続さ
れている。

【００２４】次に上記構成になる本発明のカメラの制御
動作を図２に基づき説明する。

【００２５】図２は本発明のカメラの制御手順を示すフ
ローチャートであり、これは、ズームレンズ３の位置に
よってウォブリングの振幅を変化させる制御を示すもの
である。同図に従って本発明におけるウォブリング時の
フォーカスレンズ５の動きについて説明する。

【００２６】ステップ２０１は山登りＡＦ制御により合
焦させるところであり、次のステップ２０２で合焦か否
かを確認しながら山登りＡＦ制御を行なう。このステッ
プ２０２で合焦するとプログラムは次のステップ２０３
へ進み、ここでは鮮鋭度信号の変化等の情報により、レ
ンズを再起動させるか否かを判断する。ここで再起動さ
せると判断されると次のステップ２０４へ進む。

【００２７】このステップ２０４からがウォブリングの
部分となり、このステップ２０４にいおいて、ズームレ
ンズ３の位置が今どこにいるか、即ちテレ側か否かを調
べている。ここでテレ側であれば次のステップ２０５に
おいてウォブリングの振幅を最小錯乱円径に設定する。
ワイド側であればステップ２０６でウォブリングの振幅
を最小錯乱円径よりも小さく設定する。

【００２８】これらのステップ２０５及び２０６でウォ
ブリングの振幅が設定されたならば次のステップ２０７
でウォブリングを行ない、レンズ移動方向の判定を行な
う。これらステップ２０５及び２０６において、ウォブ
リングの振幅を設定することにより、テレ側ではノイズ
等に影響されずにレンズ移動方向の判定が行なえ、また
ワイド側では画像の乱れのないウォブリングが可能とな
る。そしてステップ２０７でレンズ移動方向が決定され
ると、その方向に従い前記ステップ２０１の山登りＡＦ
制御へ戻る。

【００２９】なお、本実施例においては、ウォブリング
の振幅をズーム位置で２つに分けたが、この分割数はい
くつでもかまわない。

【００３０】［第２実施例］次に本発明の第２実施例を
図３〜図５に基づき説明する。

【００３１】上述した第１実施例ではズームレンズ３の
位置によってウォブリングの振幅を変更していたが、本
実施例ではズームレンズ３の位置とフォーカスレンズ５
の位置との２つの位置データによりウォブリングの振幅
を変更するようにしたものである。

【００３２】なお、カメラ自体の構成は上述した第１実
施例における図１の構成と同一であるから、この図１を
流用して説明する。

【００３３】図３は本実施例に係るカメラの制御手順を
示すフローチャートであり、同図においてステップ３０
１〜３０３は、第１実施例の図２におけるステップ２０
１〜２０３と同一であるから、その説明を省略する。

【００３４】図４及び図５にフォーカスレンズ５の位置
及びズームレンズ３の位置による領域分割の方法を示
す。図４及び図５においては、フォーカスレンズ５の位
置の分割方法が違っている。図４の方はフォーカスレン
ズ５の絶対位置によって分割し、図５ではカム軌跡によ
って分割している。この分割方法はどちらでもかまわな
い。

【００３５】さて、図３においてプログラムがステップ
３０１〜３０３を経てステップ３０４へ進むと、このス
テップ３０４で、現在のズームレンズ３の位置がどの領
域内にいるのかを、また次のステップ３０５でフォーカ
スレンズ５の位置の領域をそれぞれ調べている。そして
次のステップ３０６で前記ステップ３０５及びステップ
３０６で調べた２つの領域に関してのウォブリングの振
幅データをマイコン１０内のデータテーブルから引き出
す。そして次のステップ３０７において、前記振幅デー
タによりウォブリングを行ない、レンズ移動方向を判定
する。

【００３６】前記ステップ３０６内でのデータは、例え
ば図４において領域が（１，１）であれば、最小錯乱円
径の振幅データとなり、ズーム領域が１でフォーカスレ
ンズ５の位置領域が無限付近のところにあれば、最小錯
乱円径よりも小さい振幅データとなる。

【００３７】これは、図５に示すカム軌跡のデータを見
ればわかるように、ズームレンズ３の位置がワイド側の
ときは、無限付近でカム軌跡が詰まっているため、少し
の動きでも画像が乱れるようになり、至近側ではカム軌
跡が詰まっていないために、テレ側と同じようにウォブ
リング振幅を最大にしておかないとノイズの影響を受け
易いからである。

【００３８】このように、フォーカスレンズ５の位置と
ズームレンズ３の位置とで領域をそれぞれ分割し、分割
された各領域ごとに、その領域にあったウォブリング振
幅を設定すれば、画像の乱れを起こすことなく、より正
確なレンズ移動方向の判定を行なうことができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のカメラに
よれば、フォーカスレンズ（第２のレンズ部）或はズー
ムレンズ（第１のレンズ部）の少なくとも一方の位置に
応じてウォブリングの振幅を変化させるようにしたこと
によって、レンズ移動方向の判定精度をより一層高める
ことができ、また画面の安定性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るカメラの構成を示す
ブロック図である。

【図２】同カメラの制御手順を示すフローチャートであ
る。

【図３】本発明の第２実施例に係るカメラの制御手順を
示すフローチャートである。

【図４】同実施例におけるフォーカスレンズ位置及びズ
ームレンズ位置による領域を絶対位置によって分割する
方法を示す図である。

【図５】同実施例におけるフォーカスレンズ位置及びズ
ームレンズ位置による領域をカム軌跡によって分割する
方法を示す図である。

【図６】一般的な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図である。

【図７】従来のカメラにおける山登りＡＦの制御手順を
示すフローチャートである。

【図８】フォーカスレンズ位置と鮮鋭度信号レベルとの
関係を示す図である。

【符号の説明】

３ 変倍レンズ（ズームレンズ、第１のレンズ部） ５ フォーカスレンズ（第２のレンズ部） ９ バンドパスフィルタ（焦点調節手段） １０ マイコン（方向判定手段、制御手段） １２ フォーカスモータ（駆動手段） １４ ズームモータ（駆動手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 7/28

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変倍を行なう第１のレンズ部と、焦点調
   節を行なう第２のレンズ部と、前記第１及び第２のレン
   ズ部を駆動する駆動手段と、映像信号中より合焦度に応
   じた鮮鋭度信号を抽出して焦点調節を行なう焦点調節手
   段とを有し、該焦点調節手段は、前記第２のレンズ部を
   光軸と平行に微小駆動することにより合焦方向を判定す
   る方向判定手段より成るカメラにおいて、前記第２のレ
   ンズ部を微小駆動する際、該第２のレンズ部及び前記第
   １のレンズ部の少なくとも一方の位置により、前記微小
   駆動の振幅を変化させるべく制御する制御手段を設けた
   ことを特徴とするカメラ。
2. 【請求項２】 前記微小駆動の振幅の変化は、前記第１
   のレンズ部がテレ側で大きくなり、またワイド側では、
   前記第２のレンズ部が至近側で大きくなり、無限側で小
   さくなることを特徴とする請求項１記載のカメラ。