JPH07248444A - 可変速画角変倍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画角変倍中のピント精度を損なうことなく、
又使用されるマイクロコンピュータの性能に左右される
ことなく、指示される任意の速度による画角変倍動作を
行えるようにする。 【構成】 画角変倍速度選択手段８２，８３，８４から
の選択情報によらず光学式画角変倍手段１０，９０の変
倍速度は変化させず常に一定とし、電子式画角変倍手段
６０，８１のみ選択情報に応じて動作させる制御手段８
０を設け、画角変倍速度の変更操作がなされた場合、光
学式画角変倍手段による画角変倍速度は一定のままと
し、電子式画角変倍手段のみ該選択情報に応じて変化さ
せ、光学式画角変倍手段と電子式画角変倍手段を併用し
て高速ズーム（可変速ズーム）に対応するようにしてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撮影画像の画角を変倍
するための可変速画角変倍装置に関するものであり、特
に、ビデオカメラに好適に用いられる可変速画角変倍装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオカメラは、使用部品の小型
化、高密度実装化等により該カメラ自体が小型軽量化さ
れている。そのため、レンズ自体の小型軽量化が進んで
きており、レンズ光学系が前玉フォーカスズームレンズ
に比べて非常に小型軽量化に有利なリアフォーカスズー
ムレンズの搭載が主流になりつつある。

【０００３】また、遠方の被写体を最適な画角で撮影で
きるズーム倍率の高倍率化も進んでおり、１２倍，１５
倍といったレンズも登場してきている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】リアフォーカスズーム
レンズではその構造上、変倍動作を行うとピント移動を
起してしまうという問題点がある。この問題を解決する
ために、マイクロコンピュータを用いて、変倍率（ズー
ムレンズの位置）によりフォーカスレンズの位置を最適
な位置に遂次移動させることによって変倍動作中のピン
ト移動を防いでいる。

【０００５】しかしながら、レンズの高倍率化により、
ある一定の速度のみで変倍動作を行うとテレ端からワイ
ド端間での移動時間が長くなってしまう。そこで、ズー
ムスイッチの押し圧等により変倍速度を変更出来るよう
にした変倍速度の可変速化が増えている。これにより、
快適な変倍動作が行われるようになった。

【０００６】しかしその反面、使用するマイクロコンピ
ュータのパフォーマンスによりフォーカスレンズ位置補
正制御の実行間隔の上限が決まってしまうため、高速ズ
ーム制御を行おうとすると、フォーカスレンズ位置の補
正制御は繁雑に必要となり、時として、ズーム速度にフ
ォーカスレンズ位置の補正が追いつかなくなり、その結
果、変倍動作中、あるいは、変倍動作終了時にピント移
動を起してしまうという問題点が生ずる。

【０００７】上記の問題点を図５を用いて詳しく説明す
る。

【０００８】図５は、リアフォーカスレンズにおける各
焦点距離によるフォーカスレンズとズームレンズの最適
な位置を示したレンズカム軌跡の一例である。

【０００９】例えば、焦点距離８０ｃｍの被写体をワイ
ド端からテレ端にズーミングしていくと曲線（１）に沿
ったフォーカスレンズ位置補正が必要となる。つまり、
曲線（１）のＸ点から曲線（１）のＹ点に最適レンズ位
置が変化するため、フォーカスレンズとズームレンズの
位置補正が必要となる。

【００１０】また、レンズをテレ端に固定し、８０ｃｍ
から３ｍに移動している被写体にピントを合せようとす
ると、曲線（１）から曲線（２）へカム軌跡の移動が必
要となる。

【００１１】これらのカム軌跡情報は通常マイクロコン
ピュータのＲＯＭ上に予め記憶されており、一定の間隔
で所定の手続を経てレンズ位置補正を行っている。この
補正間隔は、通常垂直同期信号に依存しており、１垂直
同期期間（以下、１Ｖと記す）内の所定の時期に１回行
われる。

【００１２】従って、高速パワーズームを実現すると、
焦点距離の高速変化に対応してピント移動を防止するた
めのレンズ位置補正が繁雑に必要となり、さらに、被写
体が移動しているとカム軌跡の変更も必要になるため、
１Ｖに１回の補正間隔ではレンズ位置補正が追うつかな
くなる可能性がある。

【００１３】そのため、補正間隔を１Ｖに１回以上とす
る必要が生じ、システムが複雑になってパフォーマンス
の高いマイクロコンピュータが必要となったり、マイク
ロコンピュータによりズームスピードの上限が決定され
てしまったりし、最悪の場合、ズーム中にボケているの
が目立ってしまうという問題点が生ずる。

【００１４】（発明の目的）本発明の目的は、画角変倍
中のピント精度を損なうことなく、又使用されるマイク
ロコンピュータの性能に左右されることなく、指示され
る任意の速度による画角変倍動作を行うことのできる可
変速画角変倍装置を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、画角変倍速度
選択手段からの選択情報によらず光学式画角変倍手段の
変倍速度は変化させず常に一定とし、電子式画角変倍手
段のみ選択情報に応じて動作させる制御手段を設け、画
角変倍速度の変更操作がなされた場合、光学式画角変倍
手段による画角変倍速度は一定のままとし、電子式画角
変倍手段のみ該選択情報に応じて変化させ、光学式画角
変倍手段と電子式画角変倍手段を併用して高速ズーム
（可変速ズーム）に対応するようにしている。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。

【００１７】図１は本発明の一実施例における可変速画
角変倍装置を具備した、ビデオカメラ，電子カメラなど
の撮像装置の概略を示す構成図である。

【００１８】図１において、撮影レンズユニット１０
は、固定の第１群レンズ１１と、光軸と平行に移動する
変倍レンズ１２と、光量を調節する絞り１３と、固定の
第３群レンズ１４と、光軸と平行に移動しフォーカス機
能とコンペンセーション機能を兼ね備えたレンズ１５に
よって構成されている。

【００１９】上記撮影レンズユニット１０を通過した入
射光は、ＣＣＤ等の撮像素子３０によって上記撮影レン
ズユニット１０で結像された被写体画像を光電変換して
撮像信号として出力され、プリアンプ３１で増幅され
る。そして、次段のカメラ信号処理回路４０において、
撮像素子２０より出力された撮像信号に対し、ＡＧＣ
（オートゲインコントロール），ガンマ補正，ブランキ
ング処理，同期信号の付加等、所定の処理が施され、そ
の後Ａ／Ｄ変換器５０にてディジタル信号に変換され、
画像メモリ６０へと取り込まれる。

【００２０】この時の画像メモリ６０への画像の取り込
みのためのＡ／Ｄ変換レート及びタイミング、さらに画
像メモリ６０への書込みタイミング，アドレス等は、メ
モリコントロール回路８１によって制御される。また、
画像メモリ６０からの読み出しのアドレス，タイミング
の制御もこのメモリコントロール回路８１によって制御
される。

【００２１】上述のカメラブロック全体を制御している
システムコントロール回路８０は、ズームレンズ１２の
位置を検出するズームエンコーダ２１，絞り３１の開口
状態を検出する絞りエンコーダ２２，フォーカスレンズ
１５の位置を検出するフォーカスエンコーダ２３がそれ
ぞれの光学ユニットの近傍に配されて成るエンコーダユ
ニット２０からそれぞれの情報を取り込む。更に、ワイ
ドスイッチ８２，テレスイッチ８３の押し圧により出力
電圧が変化する可変式可変式変倍速度選択ユニット８４
の状態を、該システムコントロール回路８０はＡ／Ｄ入
力端子により読み取る。

【００２２】ここで、上記可変式変倍速度選択ユニット
８４の構成の一例を、図２を用いて詳述する。

【００２３】図２において、ワイドスイッチ８２が押さ
れると、可変式変倍速度選択ユニット８４内にある可変
抵抗器８７の抵抗値がこのワイドスイッチ８２の操作に
連動して変化するようになっている。該可変抵抗器８７
の両端は例えばシステムコントロール回路８０の電源と
同じＶｃｃ８５とグランド８６に接続され、この範囲の
電圧が出力として該システムコントロール回路８０に送
られる。

【００２４】同様に、テレスイッチ８３が押されると、
可変式変倍速度選択ユニット８４内にある可変抵抗器８
８の抵抗値がこのテレスイッチ８３に連動して変化する
ようになっている。そして前述した様に、可変抵抗器８
７の両端は例えばシステムコントロール回路８０の電源
と同じＶｃｃ８５とグランド８６に接続され、この範囲
の電圧が出力として該システムコントロール回路８０に
送られる。

【００２５】これらの情報をもとにシステムコントロー
ル回路８０では、所定のアルゴリズムに従って演算し、
制御ユニット９０内のズームモータドライバ９４を介し
てズームモータ９１によりズームレンズ１２を、絞りモ
ータドライバ９５を介して絞りモータ９２により絞り１
３を、又フォーカスモータドライバ９６を介してフォー
カスモータ９３によりフォーカスレンズ１２を、それぞ
れ駆動している。

【００２６】さらに、システムコントロール回路８０
は、前記可変式変倍速度選択ユニット８４の出力により
メモリコントロール回路８１に画像切り出し装置、拡大
率等の命令を所定のフォーマットに従って制御を行う。

【００２７】ここで、光学式変倍装置と電子式変倍装置
の制御方法の概念の一例を図３を用いて詳しく説明す
る。

【００２８】図３はテレ・ワイドスイッチの操作に伴う
光学式画角変倍手段と電子式画角変倍手段の変倍速度を
示す図であり、グラフ上の直線は光学ズーム速度が低
速時の時間と焦点距離の関係を示し、グラフ上の直線
は電子ズーム速度が高速時の時間と焦点距離の関係を示
し、グラフ上の直線は光学ズーム速度が高速時の時間
と焦点距離の関係を示している。

【００２９】図３より光学ズームと電子ズームを同時に
併用してズームを行うのと、見かけ上直線と同等のズ
ーム速度が実現可能となる。さらに、光学高速ズームに
おける光学テレ端と同等の焦点距離になっても光学ズー
ム，電子ズーム共まだテレ端まで到達していないため、
直線３の点線のようにズームが自然に続行することがで
きる。

【００３０】この時のシステムコントロール回路８０で
の動作について、図４を用いて詳細に説明する。該シス
テムコントロール回路８０は、一般的にマイクロコンピ
ュータが用いられる。図４はシステムコントロール回路
８０をマイクロコンピュータで実現した場合のフローチ
ャートの一例であり、以下これにしたがって説明する。 ［ステップ１０１］ 可変式変倍速度選択ユニット８４
を介してズームワイドスイッチ８２の操作状態、つまり
押し圧により変化する出力電圧の情報を取り込む。 ［ステップ１０２］ 可変式変倍速度選択ユニット８４
を介してズームワイドスイッチ８２の操作状態、つまり
押し圧により変化する出力電圧の情報を取り込む。 ［ステップ１０３］ 取り込んだ情報よりズーム速度が
低速ならステップ１０６へスキップし、低速でなければ
ステップ１０４ヘ移行する。 ［ステップ１０４］ ズーム速度が低速でないので、つ
まり高速であるので任意の電子ズーム拡大率にすべく、
メモリ読み出し開始アドレス等を演算する。 ［ステップ１０５］ 演算結果を所定の形式でメモリコ
ントロール回路８１へ出力する。 ［ステップ１０６］ 光学ズームを任意の一定速度で駆
動する。

【００３１】以上のような手順で光学ズームと電子ズー
ムを併用することによって、光学ズームを任意の一定速
度のみで駆動しても可変速ズームが実現できる。

【００３２】なお、上述の構成において、カメラ信号処
理回路４０は、Ａ／Ｄ変換器５０の前に配してアナログ
信号処理を行っているが、Ａ／Ｄ変換器５０を前に配し
てディジタル信号処理を行う方が処理が容易となり、ま
た、ノイズの点でも有利である。

【００３３】このように、本実施例における可変速画角
変倍装置によって、ビデオカメラにおける高速変倍動作
をマイクロコンピュータの性能に左右されることなく簡
単かつ快適に行うことができる。これによって、極めて
繁雑に行われるズーム操作でも、容易にピント補正を行
うことができ、高性能なビデオカメラを実現することが
できる。

【００３４】また、このことにより、ズームモータ及び
フォーカスモータはある任意の速度のみで駆動するた
め、これらモータ及び駆動回路を簡単かつ安価に構成す
ることができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画角変倍速度の変更操作がなされた場合、光学式画角変
倍手段による画角変倍速度は一定のままとし、電子式画
角変倍手段のみ該選択情報に応じて変化させ、光学式画
角変倍手段と電子式画角変倍手段を併用して高速ズーム
に対応するようにしている。

【００３６】よって、画角変倍中のピント精度を損なう
ことなく、又使用されるマイクロコンピュータの性能に
左右されることなく、指示される任意の速度による画角
変倍動作を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における可変速画角変倍装置
を具備した、ビデオカメラ，電子カメラなどの撮像装置
の概略を示す構成図である。

【図２】図１の変倍速度選択ユニットの構成例を示す回
路図である。

【図３】本発明の一実施例において光学式画角変倍手段
と電子式画角変倍手段の変倍速度を示す図である。

【図４】図１のシステムコントロール回路での動作を示
すフローチャートである。

【図５】リアフォーカスレンズのカム軌跡の一例を示す
図である。

【符号の説明】

１０ 撮影レンズユニット ２０ エンコーダユニット ３０ 撮像素子 ４０ カメラ信号処理回路 ６０ 画像メモリ ８０ システムコントロール回路 ８１ メモリコントロール回路 ８２ テレスイッチ ８３ ワイドスイッチ ８４ 変倍速度選択ユニット ９０ 制御ユニット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 任意の画角に変倍にする光学式画角変倍
   手段と、入射画像を任意の位置，任意の大きさに拡大，
   縮小する電子画角変倍手段と、画角変倍速度を選択する
   画角変倍速度選択手段とを備えた撮影装置において、前
   記画角変倍速度選択手段からの選択情報に応じて前記光
   学式画角変倍手段と前記電子画角変倍手段の動作を制御
   する制御手段を設けたことを特徴とする可変速画角変倍
   装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、画角変倍速度選択手段
   からの選択情報によらず光学式画角変倍手段の変倍速度
   は変化させず常に一定とし、前記電子式画角変倍手段の
   み選択情報に応じて動作させる手段であることを特徴と
   する請求項１記載の可変速画角変倍装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、画角変倍速度選択手段
   からの選択情報が、光学式画角変倍手段による画角変倍
   速度以上であった場合に、電子式画角変倍手段の画角変
   倍速度を制御する手段であることを特徴とする請求項１
   記載の可変速画角変倍装置。