JPH0965184A - レンズユニット及びカメラユニット及びカメラシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズユニットのタイプ、仕様にかかわら
ず、あらゆるレンズタイプを接続できるような、交換レ
ンズシステムを提供することにある。 【解決手段】 レンズユニット１２７とカメラ本体１２
８とを着脱可能とし、カメラ本体内の撮像素子１０６〜
１０８よりカメラ信号処理回路１１２を介して出力され
た映像信号をレンズユニット側に供給し、レンズユニッ
ト側には、その映像信号中より焦点評価値信号を抽出す
るＡＦ信号処理回路１１３と、ＡＦ信号処理回路１１３
より読み出された焦点評価値信号に基づいてレンズマイ
コン１１６内でフォーカスレンズ駆動方向及び駆動速度
を演算するようにし、レンズユニット内で映像信号に基
づく焦点検出動作を行うように構成することによってレ
ンズユニット個々に駆動特性の最適化を可能とした交換
レンズ式カメラシステム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ交換可能な
ビデオカメラ等に用いて好適なレンズユニット、カメラ
ユニット、カメラシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオカメラ等の映像機器の進歩
は著しく、ビデオカメラではその多機能化、高性能化の
一環として、交換レンズシステムの導入が行われてい
る。

【０００３】図９は、この種の交換レンズシステムを適
用したビデオカメラの構成の一例をを示すブロツク図で
ある。

【０００４】従来の変倍可能なレンズユニットは、変倍
レンズ２１と補正レンズ２２がカムで機械的に結ばれて
おり、変倍動作を手動や電動で行うと変倍レンズ２１と
補正レンズ２２が一体となって移動する。

【０００５】これらの変倍レンズ２１と補正レンズ２２
をあわせてズームレンズと呼ぶ。このようなレンズシス
テムでは、前玉レンズ１がフォーカスレンズとなってお
り、光軸方向に移動することにより焦点を合わせる。

【０００６】これらのレンズ群を通った光は、撮像素子
３の撮像面上に結像されて電気信号に光電変換され、映
像信号として出力される。この映像信号は、ＣＤＳ／Ａ
ＧＣ回路４でサンプルホールド（相関２重サンプリン
グ）され、ＡＧＣによつて所定のレベルに増幅され、Ａ
／Ｄ変換器５でデジタル映像データへと変換され、後段
の不図示のカメラプロセス回路へ入力されて標準テレビ
ジョン信号に変換されると共に、ＡＦ信号処理回路６へ
と入力される。

【０００７】ＡＦ信号処理回路６では、映像信号中の焦
点状態に応じて変化する高周波成分を抽出し、ＡＦ評価
値として制御用のマイコン７に取り込まれる。

【０００８】マイコン７では合焦度に応じたフォーカス
モータの駆動速度及び、ＡＦ評価値が増加するようなモ
ータ駆動方向を決定し、フォーカスモータの速度及び方
向をレンズユニット１２内のフォーカスモータドライバ
９に送り、フォーカスモータ９１を介してフォーカスレ
ンズ１を駆動する。

【０００９】またズームスイッチ８の状態はマイコン７
に読み込まれ、ズームスイッチ８の操作状態に応じて、
マイコン７はズームレンズ２１, ２２の駆動方向、駆動
速度を決定し、レンズユニット１２内のズームモータド
ライバ１１に送り、ズームモータ１２を介してズームレ
ンズ２１，２２を駆動する。

【００１０】カメラ本体１３は、レンズユニット１２を
切り離すことが可能で、別のレンズユニットを接続する
ことで撮影範囲が広がる。

【００１１】

【発明が解決しようとしている課題】ところで、最近の
民生用一体型カメラは、小型化、レンズ前面までの撮影
を可能とするため、前記補正レンズと変倍レンズをカム
で機械的に結ぶのをやめ、補正レンズの移動軌跡をあら
かじめマイコン内にレンズカムデータとして記憶し、そ
のレンズカムデータにしたっがって補正レンズを駆動
し、かつその補正レンズでフォーカスも合わせる、イン
ナーフォーカスタイプのレンズが主流になってきてい
る。

【００１２】しかしながら、従来の交換レンズシステム
のように、自動焦点調節の制御をカメラ本体側に持つ方
式では、レンズ交換可能であるために、特定のレンズで
最適になるように自動焦点調節の応答性等を決定する
と、他のレンズでは特性が最適にならないことがあり、
脱着できるすべてのレンズに対して最適な性能を出すの
は難しかった。

【００１３】さらに、上記従来例では、インナーフォー
カスタイプのレンズを交換レンズ化しようとすると、レ
ンズカムデータをカメラ本体側に持つ必要があるが、レ
ンズユニット毎に異なるこのレンズカムデータをカメラ
本体側に持つのは、交換可能なレンズが多いほど、現実
的ではないし、新たに製造されたレンズに対しては、カ
メラ本体が対応できない場合も生じるおそれがある。

【００１４】そこで、本発明の課題は上述の問題点を解
決し、前玉フォーカスタイプのみならず、インナーフォ
ーカスタイプのレンズユニット等のあらゆるレンズタイ
プを接続できるような、交換レンズシステムを提供する
ことである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本願における請求項１に記載の発明によれば、カ
メラ本体に着脱可能なレンズユニットであって、前記カ
メラ本体より出力された映像信号を受信し、該映像信号
中より焦点状態に応じて変化する焦点信号評価値信号を
抽出する焦点検出手段と、前記焦点検出手段より出力さ
れた焦点評価値信号のレベルの増減に基づいてフォーカ
スレンズを合焦点へと駆動する駆動方向及び駆動速度を
決定する制御手段とを備えたレンズユニットを特徴とす
る。

【００１６】本願における請求項２に記載の発明によれ
ば、カメラ本体に着脱可能なレンズユニットであって、
変倍動作を行なう変倍レンズと、前記変倍動作で合焦状
態を維持するため焦点を補正する補正レンズと、前記変
倍レンズと前記補正レンズの位置関係を記憶するメモリ
手段と、前記カメラ本体側より供給された撮像信号中よ
り、焦点状態を検出する焦点検出手段と、前記メモリ手
段の記憶情報と前記焦点検出手段の出力に基づいて前記
変倍レンズ及び補正レンズを制御し変倍動作を行う制御
手段とを備えたレンズユニットを特徴とする。

【００１７】本願における請求項３に記載の発明によれ
ば、請求項１または２において、前記カメラ本体より受
信する映像信号を、焦点状態に対して規格化された規格
化映像信号とした。

【００１８】本願における請求項４に記載の発明によれ
ば、請求項３において、前記規格化映像信号を、ガンマ
補正をかけない映像信号とした。

【００１９】本願における請求項５に記載の発明によれ
ば、請求項１または２において、前記焦点検出手段を、
前記映像信号中より焦点状態に応じて変化する高周波成
分を抽出するように構成した。

【００２０】本願における請求項６に記載の発明によれ
ば、請求項１または２において、前記焦点検出手段を、
画面内に設定された所定の測距領域内に相当する映像信
号のみを抽出するための測距領域制御手段を備えた構成
とした。

【００２１】本願における請求項７に記載の発明によれ
ば、レンズユニットを着脱可能なカメラユニットであっ
て、撮像手段と、前記撮像手段より出力された映像信号
を前記レンズユニットへと伝送するデータ転送手段とを
備えたレンズユニットを着脱可能なカメラユニットを特
徴とする。

【００２２】本願における請求項８に記載の発明によれ
ば、請求項７において、前記撮像手段より出力された映
像信号を撮影状態に対して規格化する規格化手段を設
け、前記データ転送手段を、前記規格化手段によって規
格化された規格化映像信号を前記レンズユニットへと伝
送するように構成した。

【００２３】本願における請求項９に記載に記載の発明
によれば、請求項８において、前記規格化映像信号を、
ガンマ補正をかけない映像信号とした。

【００２４】本願における請求項１０に記載の発明によ
れば、請求項７または８において、さらに前記レンズユ
ニット内の自動焦点手段の動作をＯＮ／ＯＦＦ制御する
自動焦点許可スイッチを備え、前記自動焦点許可スイッ
チの状態を前記レンズユニットに引き渡すような構成と
した。

【００２５】本願における請求項１１に記載の発明によ
れば、請求項１０において、さらに前記レンズユニット
内の変倍レンズを駆動して変倍動作を制御する変倍スイ
ッチを備え、前記変倍スイッチの状態を前記レンズユニ
ットに引き渡すように構成した。

【００２６】本願における請求項１２に記載の発明によ
れば、レンズユニットと、該レンズユニットを着脱可能
なカメラ本体とからなるカメラシステムであって、撮像
手段と、前記撮像手段より出力された映像信号中より、
焦点状態に応じて変化する焦点評価値信号を抽出する焦
点検出手段と、自動焦点許可スイッチと、前記自動焦点
許可スイッチが許可状態のときは前記抽出手段の出力信
号のレベルの増減に基づいて光学系のフォーカスレンズ
を合焦点へ駆動する駆動方向及び駆動速度を決定する制
御手段と、前記制御手段に基づいて前記フォーカスレン
ズを駆動する駆動手段と、前記焦点検出手段及び前記制
御手段及び前記駆動手段を前記レンズユニット内に配
し、前記撮像手段及び前記自動焦点許可スイッチを前記
カメラ本体内に配し、前記撮像手段より出力された映像
信号及び前記自動焦点許可スイッチの状態を前記カメラ
本体から前記レンズユニットに転送するようにしたカメ
ラシステムを特徴とする。

【００２７】本願における請求項１３に記載の発明によ
れば、レンズユニットと、該レンズユニットを着脱可能
なカメラ本体とからなるカメラシステムであって、変倍
動作を行なう変倍レンズと、前記変倍動作で合焦状態を
維持するため焦点を補正する補正レンズと、前記変倍レ
ンズと前記補正レンズの位置関係を記憶するメモリ手段
と、前記変倍レンズ及び前記補正レンズを通して結像さ
れた映像を電気信号に変換する撮像手段と、前記撮像手
段より出力された撮像信号中より、画面内の１つまたは
複数の焦点検出領域の１つまたは複数の焦点信号を抽出
する焦点検出手段と、前記メモリ手段出力と前記抽出手
段の両方に基づいて前記変倍レンズ及び補正レンズを制
御し変倍動作を行う制御手段とを備え、前記変倍レンズ
手段や前記補正レンズ手段を含む前記レンズユニット内
に前記焦点検出手段及び前記制御手段及びメモリ手段を
配し、前記撮像手段を前記カメラ本体内に配し、前記撮
像手段より出力された撮像信号を前記レンズユニット内
の前記焦点検出手段へと転送するように構成したカメラ
システムを特徴とする。

【００２８】本願における請求項１４に記載の発明によ
れば、請求項１２または１３において、前記カメラ本体
より前記レンズユニットに引き渡す前記撮像信号は映像
信号規格化手段で規格化された規格化映像信号で構成し
た。

【００２９】本願における請求項１５に記載の発明によ
れば、請求項１２または１３において、前記規格化映像
信号をガンマ補正をかけない映像信号とした。

【００３０】本願における請求項１６に記載の発明によ
れば、変倍動作を行なう変倍レンズと、前記変倍動作で
合焦状態を維持するため焦点を補正する補正レンズと、
前記変倍レンズと前記補正レンズの位置関係を記憶する
メモリ手段と、前記変倍レンズ及び前記補正レンズを通
して結像された映像を電気信号に変換する撮像手段と、
変倍動作を操作するスイッチと、前記撮像手段より出力
された映像信号中より画面内に設定された焦点検出領域
内に相当する前記映像信号中より焦点状態に応じた焦点
信号を抽出する焦点検出手段と、前記スイッチが操作さ
れたときは前記メモリ手段出力と前記抽出手段の両方に
基づいて前記変倍レンズ及び補正レンズを制御して変倍
動作を行うとともに、前記スイッチが操作されていない
ときには、前記焦点検出手段の出力に基づいて前御補正
レンズを制御して自動焦点操作を行う制御手段とを備
え、前記変倍レンズ手段や前記補正レンズ手段を含むレ
ンズユニット内に前記焦点検出手段及び前記制御手段及
び前記メモリ手段を持ち、前記撮像信号及びスイッチの
状態をレンズユニットに引き渡すように構成したレンズ
ユニットを交換可能なカメラシステムを特徴とする。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施の形態について説明する。図１は本発明を交換レンズ
式ビデオカメラに適用した場合の構成を示す図である。

【００３２】同図において、１２７はレンズユニット、
１２８はカメラ本体を示し、レンズユニットはカメラ本
体に対して着脱自在で、いわゆる交換レンズシステムを
構成している。

【００３３】被写体からの光は、レンズユニット１２７
内の固定されている第１のレンズ群１０１、変倍を行う
第２のレンズ群１０２、絞り１０３、固定されている第
３のレンズ群１０４、焦点調節機能と変倍による焦点面
の移動を補正するコンペ機能とを兼ね備えた第４のレン
ズ群１０５（以下フォーカスレンズと称す）を通って、
カメラ本体内のＣＣＤ等の撮像素子（本発明の撮像手段
を構成する）へと結像される。

【００３４】カメラ本体内の撮像素子は、それぞれ赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色それぞれについて
設けられており、いわゆる３板式の撮像系となつてい
る。

【００３５】３原色中の赤の成分は撮像素子１０６上
に、緑の成分は撮像素子１０７上に、青の成分は撮像素
子１０８の上にそれぞれ結像される。

【００３６】撮像素子１０６，１０７，１０８上に結像
された像は、それぞれ光電変換されて増幅器１０９，１
１０、１１１でそれぞれ最適なレベルに増幅された後、
カメラ信号処理回路１１２へと入力され、標準テレビ信
号に変換されて図示しないビデオレコーダ等へと出力さ
れると同時に、Ｒ，Ｇ，Ｂが混合されたガンマ変換の行
われていない映像信号Ｓ３が出力され、本発明の規格化
手段を構成する映像信号規格化回路１３２へと入力され
る。

【００３７】映像規格化回路１３２では、すべてのカメ
ラが、同じ被写体を撮影したときは、同じ映像信号レベ
ルになるように規格化され、規格化映像信号Ｓ４が出力
される。

【００３８】規格化映像信号Ｓ４は、カメラ本体１２８
からレンズマウントを介してレンズユニット１２７に伝
送される。この伝送経路が本発明におけるデータ転送手
段に相当する。

【００３９】レンズユニット１２７側では、カメラ本体
１２８からの規格化映像信号Ｓ４を本発明の焦点検出手
段を構成するＡＦ信号処理回路１１３へと入力する。

【００４０】ＡＦ信号処理回路１１３で生成されたＡＦ
評価値は、本発明の制御手段を構成するレンズマイコン
１１６内のデータ読み出しプログラム１１５にしたがつ
て垂直同期信号の整数倍の周期で読み出される。

【００４１】またレンズユニット内のレンズマイコン１
１６内では、映像規格化回路１３２より供給される規格
化映像信号中の輝度信号情報に基づいてアイリスドライ
バ１２４を制御し、ＩＧメータ１２３を駆動し、絞り１
０３を開閉制御する。

【００４２】また絞り１０３の絞り値は、エンコーダ１
２９によつて検出され、レンズマイコン１１６へと供給
され、被写界深度情報としてフォーカスレンズの速度制
御等に用いられる。

【００４３】またカメラ本体側の本体マイコン１１４
は、本発明の変倍スイッチに相当するズームスイッチ１
３０及び本発明の自動焦点許可スイッチに相当するＡＦ
スイッチ（ＯＮのときはＡＦ動作を行い、ＯＦＦのとき
はマニュアルフォーカス状態とする）１３１の状態を読
み込み、スイッチの状態をレンズマイコン１１６へと送
信する。これによつてズームスイッチ１３０の操作状態
に応じてモータドライバ１２２を制御してズームモータ
１２１を駆動し、ズームレンズ１０２をその操作されて
いる方向に駆動してズーム動作が行われる。これによ
り、焦点検出手段、変倍レンズ及びフォーカスレンズを
駆動制御する制御手段等をレンズユニット側に配して
も、その操作はカメラ本体側において行うことができ、
操作性を低下させることがなく、確実なレンズ制御が可
能となる。

【００４４】またレンズマイコン１１６内では、ＡＦプ
ログラム１１７が本体マイコン１１４からのＡＦスイッ
チ１３１の状態およびレンズユニット内のＡＦ信号処理
回路１１３よりデータ読み出しプログラム１１５によっ
て読み出されたＡＦ評価値を受け取り、ＡＦスイッチ１
３１がオンのときは、このＡＦ評価値に基づいてモータ
制御プログラム１１８を動作させ、フォーカスモータド
ライバ１２６でフォーカスモータ１２５を駆動し、フォ
ーカスレンズ１０５を光軸方向に移動させて焦点合わせ
を行う。

【００４５】一方、レンズユニットはインナーフォーカ
スタイプであり、ズームレンズ１０２を駆動することに
よつて焦点面が変化するため、ズームレンズ１０２の駆
動に伴ってフォーカスレンズ１０５を所定の特性にした
がって駆動し、前記焦点面の変位によるぼけの発生を防
止する動作が並行して行われる。

【００４６】そのためレンズマイコン１１６内には、ズ
ームレンズの位置の変化に対するフォーカスレンズの合
焦点位置の変化を示す合焦カム軌跡を被写体距離ごとに
記憶したレンズカムデータ１２０がＲＯＭで設けれてい
る。

【００４７】ズーム動作時にレンズカムデータ１２０か
らフォーカスレンズの追従すべきレンズカム軌跡を読み
出してフォーカスレンズを駆動制御するためのコンピュ
ータズームプログラム１１９が設けられている。

【００４８】このコンピュータズームプログラム１１９
は、カメラ本体側の本体マイコン１１４からの情報で、
ＡＦスイッチ１３１がオフ（マニュアルフォーカスモー
ド）で、かつズームスイッチ１３０が押されているとき
は、そのズームスイッチ１３０によつて操作されている
ズーム方向の情報と、ズームレンズの位置とフォーカス
レンズの位置をそれぞれモータの駆動量あるいはエンコ
ーダによつて検出した位置情報によつて、ズーム動作中
にフォーカスレンズのたどるべき合焦カム軌跡及びその
トレース方向を特定してレンズカムデータ１２０から読
み出し、フォーカスレンズのズーム動作に伴う補正速度
及び方向を演算する。

【００４９】そしてこの補正速度及び方向の情報は、フ
ォーカスモータドライバ１２６に供給されてフォーカス
モータ１２５が駆動され、フォーカスレンズが駆動され
ることにより、ズーム動作中のボケの発生が防止され
る。

【００５０】ＡＦスイッチ１３１がオンで、かつズーム
スイッチ１３０が押されているときは、被写体の移動等
に対しても合焦状態を保ち続ける必要があるので、コン
ピユータズームプログラム１１９にて、上述のようにレ
ンズマイコン内部に記憶されたレンズカムデータ１２０
による制御だけでなく、ＡＦ信号処理回路１１３よりデ
ータ読み出しプログラム１１５によって読み出されたＡ
Ｆ評価値信号も同時に参照し、ＡＦ評価値が最大となる
位置を保ちながらズーム動作を行う。

【００５１】すなわちコンピュータズームプログラム１
１９によつて求められたフォーカスレンズのズーム動作
に伴う補正速度及び方向の情報と、ＡＦ信号処理回路１
１３より出力されるＡＦのぼけ情報に基づくフォーカス
レンズの駆動速度及び方向の情報とが加算され、総合的
なフォーカスレンズ駆動速度及び駆動方向が演算され、
フォーカスモータドライバ１２６へと供給される。

【００５２】またＡＦスイッチ１３１がオンでかつズー
ムスイッチ１３０が押されていないときは、レンズマイ
コン１１６内のＡＦプログラム１１７により、データ読
み出しプログラム１１５によって読み出されたＡＦ評価
値信号に基づいてモータ制御プログラム１１８を動作さ
せ、フォーカスモータドライバ１２６でフォーカスモー
タ１２５を駆動し、ＡＦ評価値が最大となるようにフォ
ーカスレンズ１０５を光軸方向に移動させて焦点合わせ
を行う。

【００５３】また絞り１０３の絞り値は、エンコーダ１
２９によつて検出され、レンズマイコン１１６へと供給
され、被写界深度情報としてフォーカスレンズの速度補
正等に用いられる。

【００５４】次に図２を用いてＡＦ信号処理回路１１３
について説明する。カメラ本体１２８から受け取った規
格化映像信号Ｓ４は、Ａ／Ｄ変換器２１２でデジタル信
号に変換され、自動焦点調節用輝度信号Ｓ５が生成され
る。

【００５５】輝度信号Ｓ５は、ガンマ回路２１３へと入
力され、予め設定されているガンマカーブにしたがつて
ガンマ変換され、低輝度成分を強調し高輝度成分を抑圧
した信号Ｓ６が作られる。ガンマ変換された信号Ｓ６
は、カットオフ周波数の高いローパスフィルタ（以下Ｌ
ＰＦと称する）であるＴＥ−ＬＰＦ２１４と、カットオ
フ周波数の低いＬＰＦであるＦＥ−ＬＰＦ２１５へと入
力され、本体マイコン１１４がマイコンインターフェー
ス２５３を通して決定したそれぞれのフィルタ特性で低
域成分が抽出され、ＴＥ−ＬＰＦ２１４の出力信号Ｓ７
とＦＥ−ＬＰＦ２１５の出力信号Ｓ８が生成される。

【００５６】信号Ｓ７及び信号Ｓ８は、スイッチ２１６
で水平ラインが偶数番目か奇数番目かを識別する信号で
あるＬｉｎｅＥ／Ｏ信号で選択的に切り換えられ、ハイ
パスフィルタ（以下ＨＰＦと称する )２１７へと入力さ
れる。

【００５７】つまり、偶数ラインについては信号Ｓ７を
ＨＰＦ２１７へと供給し、奇数ラインについては信号Ｓ
８をＨＰＦ２１７へと供給する。

【００５８】ＨＰＦ２１７では、本体マイコン１１４が
マイコンインターフェース２５３を介して決定した奇数
／偶数それぞれのフィルタ特性で高域成分のみを抽出さ
れ、絶対値回路２１８で絶対値化することによつて正の
信号Ｓ９が生成される。すなわちＳ９は偶数ライン、奇
数ラインとでそれぞれ異なるフィルタ特性のフィルタに
よつて抽出された高周波成分のレベルを交互に示す信号
である。これによつて１画面の走査で異なる周波数成分
を得ることができる。

【００５９】信号Ｓ９は、それぞれＬ枠，Ｃ枠，Ｒ枠内
における信号のピーク値を検出するためのピークホール
ド回路２２５，２２６，２２７へと供給されて、それぞ
れの枠内における高周波成分のピーク値が検出されると
ともに、ラインピークホールド回路２３１へと入力さ
れ、各水平ラインごとのピーク値が検出される。

【００６０】ここで枠生成回路２５４は、マイコンイン
ターフェース２５３を介して、マイコン１１４より供給
された指令にしたがって、図３で示されるような画面内
の位置に焦点調節用のゲートＬ枠，Ｃ枠，Ｒ枠を形成す
るためのゲート信号Ｌ，Ｃ，Ｒを生成する。

【００６１】ピークホールド回路２２５には枠生成回路
２５４より出力されたＬ枠を毛市営するためのゲート信
号Ｌ及び水平ラインが偶数番目か奇数番目かを識別する
信号であるＬｉｎｅＥ／Ｏ信号（マイコン１１４によつ
て生成される）が入力され、図３で示されるように焦点
調節用Ｌ枠の先頭である左上のＬＲ１の場所で、ピーク
ホールド回路２２５の初期化をおこない、マイコン１１
４からマイコンインターフェース２５３を通して指定し
た偶数ラインか奇数ラインのどちらかの各枠内の信号Ｓ
９をピークホールドし、右下のＩＲ１で、すなわち焦点
調節用の全領域の走査を終了した時点で、エリアバッフ
ァ２２８に枠内のピークホールド値を転送しＴＥ／ＦＥ
ピーク評価値を生成する。

【００６２】同様に、ピークホールド回路２２６には枠
生成回路２５４出力のＣ枠及びＬｉｎｅＥ／Ｏ信号が入
力され、図３で示される焦点調節用Ｃ枠の先頭である左
上のＣＲ１で、ピークホールド回路２２６の初期化をお
こない、マイコンからマイコンインターフェース２５３
を通して指定した偶数ラインか奇数ラインのどちらかの
各枠内の信号Ｓ９をピークホールドし、ＩＲ１で、すな
わち焦点調節用の全領域の走査を終了した時点で、エリ
アバッファ２２９に枠内のピークホールド値を転送しＴ
Ｅ／ＦＥピーク評価値を生成する。

【００６３】さらに同様に、ピークホールド回路２２７
には枠生成回路２５４出力のＲ枠及びＬｉｎｅＥ／Ｏ信
号が入力され、図３で示される焦点調節用Ｒ枠の先頭で
ある左上のＲＲ１で、ピークホールド回路２２７の初期
化をおこない、マイコンからマイコンインターフェース
２５３を通して指定した偶数ラインか奇数ラインのどち
らかの各枠内の信号Ｓ９をピークホールドし、ＩＲ１
で、すなわち焦点調節用の全領域の走査を終了した時点
で、バッファ２３０にに枠内のピークホールド値を転送
しＴＥ／ＦＥピーク評価値を生成する。

【００６４】ラインピークホールド回路２３１には、信
号Ｓ９及び枠生成回路２５４出力のＬ枠，Ｃ枠，Ｒ枠を
生成するためのゲート信号が入力され、各枠内の水平方
向の開始点で初期化され、各枠内の信号Ｓ９の水平の１
ラインのピーク値をホールドする。

【００６５】積分回路２３２，２３３，２３４，２３
５，２３６，２３７には、ラインピークホールド回路２
３１出力及び水平ラインが偶数番目か奇数番目かを識別
する信号であるＬｉｎｅＥ／Ｏ信号が入力されると同時
に、積分回路２３２，２３５には、枠生成回路２５４よ
り出力されたＬ枠生成用のゲート信号が、積分回路２３
３，２３６には枠生成回路出力２５４より出力されたＣ
枠生成用のゲート信号が、積分回路２３４，２３７には
枠生成回路２５４より出力されたＲ枠生成用のゲート信
号が入力される。

【００６６】積分回路２３２は、焦点調節用Ｌ枠の先頭
である左上のＬＲ１で、積分回路２３２の初期化をおこ
ない、各枠内の偶数ラインの終了直前でラインピークホ
ールド回路２３１の出力を内部レジスタに加算し、ＩＲ
１で、エリアバッファ２３８にピークホールド値を転送
しラインピーク積分評価値を生成する。

【００６７】積分回路２３３は、焦点調節用Ｃ枠の先頭
である左上のＣＲ１の各場所で、積分回路２３３の初期
化を行い、各枠内の偶数ラインの終了直前でラインピー
クホールド回路２３１の出力を内部レジスタに加算し、
ＩＲ１でバッファ２３９にピークホールド値を転送しラ
インピーク積分評価値を生成する。

【００６８】積分回路２３４は、焦点調節用Ｒ枠の先頭
である左上のＲＲ１で積分回路２３４の初期化をおこな
い、各枠内の偶数ラインの終了直前でラインピークホー
ルド回路２３１の出力を内部レジスタに加算し、ＩＲ１
で、エリアバッファ２４０にピークホールド値を転送し
ラインピーク積分評価値を生成する。

【００６９】積分回路２３５，２３６，２３７は、それ
ぞれ積分回路２３２，２３３，２３４偶数ラインのデー
タについて加算する代わりに、それぞれ奇数ラインのデ
ータの加算を行なう以外は、それぞれ積分回路２３２，
２３３，２３４と同様の動作を行い、エリアバッファ２
４１，２４２，２４３にその結果を転送する。

【００７０】また信号Ｓ７は、ピークホールド回路２１
９，２２０，２２１及びライン最大値ホールド回路２４
４及びライン最小値ホールド回路２４５に入力される。

【００７１】ピークホールド回路２１９には枠生成回路
２５４より出力されたＬ枠生成用のゲート信号が入力さ
れ、Ｌ枠の先頭である左上のＬＲ１で、ピークホールド
回路２１９の初期化をおこない、各枠内の信号Ｓ７をピ
ークホールドし、ＩＲ１で、バッファ２２２にピークホ
ールド結果を転送し、輝度レベル（以下Ｙ信号と称す）
のピーク評価値を生成する。

【００７２】同様に、ピークホールド回路２２０は枠生
成回路２５４より出力されたＣ枠生成用のゲート信号が
入力され、Ｃ枠の先頭である左上のＣＲ１で、ピークホ
ールド回路２２０の初期化をおこない、各枠内の信号Ｓ
７をピークホールドし、ＩＲ１で、バッファ２２３にピ
ークホールド結果を転送し、Ｙ信号ピーク評価値を生成
する。

【００７３】さらに同様に、ピークホールド回路２２１
は枠生成回路２５４より出力されたＲ枠生成用のゲート
信号が入力され、Ｒ枠の先頭である左上のＲＲ１で、ピ
ークホールド回路２２１の初期化をおこない、各枠内の
信号Ｓ７をピークホールドし、ＩＲ１で、バッファ２２
４にピークホールド結果を転送し、Ｙ信号ピーク評価値
を生成する。

【００７４】ライン最大値ホールド回路２４４及びライ
ン最小値ホールド回路２４５には、枠生成回路２５４よ
り出力されたそれぞれＬ枠，Ｃ枠，Ｒ枠生成用のゲート
信号が入力され、各枠内の水平方向の開始点で初期化さ
れ、各枠内の信号Ｓ７の水平１ラインのＹ信号のそれぞ
れ最大値及び最小値をホールドする。

【００７５】これらのライン最大値ホールド回路２４４
及びライン最小値ホールド回路２４５で、それぞれホー
ルドされたＹ信号の最大値及び最小値は、引算器２４６
へと入力され、（最大値ー最小値）信号すなわちコント
ラストを表す信号Ｓ１０が計算され、ピークホールド回
路２４７，２４８，２４９に入力される。

【００７６】ピークホールド回路２４７には枠生成回路
２５４よりＬ枠生成用のゲート信号が入力され、Ｌ枠の
先頭である左上のＬＲ１で、ピークホールド回路２４７
の初期化をおこない、各枠内の信号Ｓ１０をピークホー
ルドし、ＩＲ１で、バッファ２５０にピークホールド結
果を転送し、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値を生成する。

【００７７】同様にピークホールド回路２４８には枠生
成回路２５４よりＣ枠生成用のゲート信号が入力され、
Ｃ枠の先頭である左上のＣＲ１で、ピークホールド回路
２４８の初期化をおこない、各枠内の信号Ｓ１０をピー
クホールドし、ＩＲ１、バッファ２５１にピークホール
ド結果を転送し、Ｍａｘ−Ｍｉｎ値を生成する。

【００７８】さらに同様にピークホールド回路２４９に
は枠生成回路２５４よりＲ枠生成用のゲート信号が入力
され、Ｒ枠の先頭である左上のＲＲ１で、ピークホール
ド回路２４９の初期化をおこない、各枠内の信号Ｓ１０
をピークホールドし、ＩＲ１で、バッファ２５２にピー
クホールド結果を転送し、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値を生成
する。

【００７９】Ｌ枠，Ｃ枠，Ｒ枠からなる焦点検出用の全
領域の走査を終了したＩＲ１の時点では、それぞれバッ
ファ２２２，２２３，２２４，２２８，２２９，２３
０，２３８，２３９，２４０，２４１，２４２，２４
３，２５０，２５１，２５２にそれぞれ各枠内のデータ
を転送するのと同時に、枠生成回路２５４から、マイコ
ン１１４に対して割り込み信号を送出し、各バッファ内
に転送されたデータをマイコン１１４へと転送する処理
を行う。

【００８０】すなわちマイコン１１４は、前記割り込み
信号を受けてマイコンインターフェース２５３を通して
バッファ２２２，２２３，２２４，２２８，２２９，２
３０，２３８，２３９，２４０，２４１，２４２，２４
３，２５０，２５１，２５２内の各データを、次のＬ
枠，Ｃ枠，Ｒ枠内の走査を終了して各バッファに次のデ
ータが転送されるまでに読み取り、後述のごとく、垂直
同期信号に同期してレンズマイコン１１６に転送する。

【００８１】レンズマイコン１１６はこれらの焦点評価
値を演算して、焦点状態を検出し、フォーカスモータ駆
動速度及び駆動方向等の演算を行い、フォーカスモータ
を駆動制御してフオーカシングレンズを駆動する。

【００８２】ここで図３の画面内における焦点検出のた
めの各領域のレイアウトを示す図を用いて、ＡＦ信号処
理回路１１３内の各種情報の取り込みタイミングを説明
する。外側の枠は撮像素子１０６，１０７，１０８の出
力の有効撮像画面である。

【００８３】内側の３分割された枠は焦点検出用のゲー
ト枠で、左側のＬ枠、中央のＣ枠、右側のＲ枠が枠生成
回路２５４から出力される各Ｌ枠生成用ゲート信号、Ｃ
枠生成用ゲート信号、Ｒ枠生成用ゲート信号にしたがつ
て形成されている。

【００８４】そして、これらのＬ，Ｃ，Ｒ枠の開始位置
でそれぞれリセット信号をＬ，Ｃ，Ｒ各枠ごとに出力
し、初期化（リセツト）用信号ＬＲ１，ＣＲ１，ＲＲ１
を生成し、各積分回路２３２〜２３７、ピークホールド
回路２１９〜２２１，２２５〜２２７，２４７〜２４９
等をリセットする。

【００８５】またＬ，Ｃ，Ｒ枠からなる焦点検出用の領
域の走査終了時にデータ転送信号ＩＲ１を生成し、各積
分回路の積分値、各ピークホールド回路のピークホール
ド値を各バッファに転送する。

【００８６】また偶数フィールドの走査を実線で、奇数
フィールドの走査を点線で示し、偶数フィールド、奇数
フィールド共に、偶数ラインはＴＥ−ＬＰＦ出力を選択
し、奇数ラインはＦＥ−ＬＰＦ出力を選択する。

【００８７】次に各枠内のＴＥ／ＦＥピーク評価値、Ｔ
Ｅラインピーク積分評価値、ＦＥラインピーク積分評価
値、Ｙ信号ピーク評価値、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値を使用
してマイコンがどのように自動焦点調節動作をするか説
明する。尚、これらの評価値は、レンズユニット内のレ
ンズマイコン１１６へと送信され、実際の制御はレンズ
マイコン１１６にて行われる。

【００８８】ここで各評価値の特性及び用途について説
明する。

【００８９】ＴＥ／ＦＥピーク評価値は合焦度を表わす
評価値で、ピークホールド値なので比較的被写体依存が
少なくカメラのぶれ等の影響が少なく、合焦度判定、再
起動判定に最適である。

【００９０】ＴＥラインピーク積分評価値、ＦＥライン
ピーク積分評価値も合焦度を表わすが、積分効果でノイ
ズの少ない安定した評価値なので方向判定に最適であ
る。

【００９１】さらにピーク評価値もラインピーク積分評
価値も、ＴＥの方がより高い高周波成分を抽出している
ので合焦近傍に最適で、逆にＦＥは合焦から遠い大ボケ
時に最適である。したがつてこれらの信号を加算して、
あるいはＴＥのレベルに応じて選択的に切り換えて用い
ることにより、大ぼけから合焦点近傍までダイナミツク
レンジの広いＡＦを行うことができる。

【００９２】またＹ信号ピーク評価値やＭａｘ−Ｍｉｎ
評価値は合焦度にあまり依存せず被写体に依存するの
で、合焦度判定、再起動判定、方向判定を確実に行なう
ために、被写体の変化、動き等の状況を把握するのに最
適である。また焦点評価値が明るさの変化による影響を
除去するために正規化するために用いられる。

【００９３】つまりＹ信号ピーク評価値で高輝度被写体
か低照度被写体かの判定を行ない、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価
値でコントラストの大小の判定を行ない、ＴＥ／ＦＥピ
ーク評価値、ＴＥラインピーク積分評価値、ＦＥライン
ピーク積分評価値の山の大きさを予測し補正すること
で、最適なＡＦ制御を行うことができる。

【００９４】これらの評価値は、カメラ本体１２８から
レンズユニット１２７に転送され、レンズユニット１２
７内のレンズマイコン１１６に供給され、自動焦点調節
動作が行われる。

【００９５】図４を用いてレンズユニット１２７内のレ
ンズマイコン１１６での、ズーム動作が行われていない
ときの、ＡＦプログラム１１７によつて行われる自動焦
点調節動作のアルゴリズムについて説明する。

【００９６】処理を開始すると、最初にstep１の処理で
ＡＦ動作を起動した後、step２の処理に移行し、ＴＥや
ＦＥピークのレベルを所定のしきい値と比較することに
よつて、大ぼけか、合焦点近傍か、合焦点からどの程度
離れているかを判別して速度制御を行う。

【００９７】この際、ＴＥのレベルが低く、山の麓、す
なわち大ぼけであることが予想される場合には、ＦＥラ
インピーク積分評価値を主に使用して方向制御すること
でフオーカシングレンズを山登り制御し、山の頂上付近
となつてＴＥのレベルがある程度まで上昇してきたらＴ
Ｅラインピーク積分評価値を用いてフオーカシングレン
ズを山登り制御し、高精度に合焦点を検出できるように
制御する。

【００９８】次に、合焦点近傍になつた場合には、step
３の処理へと移行し、ＴＥやＦＥピーク評価値の絶対値
やＴＥラインピーク積分評価値の変化量で、山の頂点判
断を行ない、山の頂上すなわち合焦点で最も評価値のレ
ベルの高い点であると判定された場合には、step４でフ
ォーカスレンズを停止し、step５の処理で再起動待機に
入る。

【００９９】再起動待機では、ＴＥやＦＥピーク評価値
のレベルが合焦点を検出したときのピーク値よりも、所
定レベル以上低下したことが検出されたときstep６の処
理で再起動させる。

【０１００】以上の処理を繰り返し行うことにより、常
時ＡＦ動作を行うことができる。この自動焦点調節動作
のループの中で、ＴＥ／ＦＥピークを用いて速度制御を
かける度合いや、山の頂上判断の絶対レベル、ＴＥライ
ンピーク積分評価値の変化量等は、Ｙピーク評価値やＭ
ａｘ−Ｍｉｎ評価値を用いた被写体判断より山の大きさ
の予測を行ない、これに基づいて決定する。

【０１０１】次に、変倍動作を行なうときの、変倍レン
ズ１０２及びフォーカスコンペレンズ１０５の移動の関
係、そしてワイドからテレへの変倍動作中のＡＦ評価値
信号の参照の仕方を説明する。

【０１０２】図１のように構成されたレンズシステムで
は、フォーカスレンズ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
素子１０６，１０７，１０８に合焦するためのフォーカ
スレンズ１０５の位置は、被写体距離によって異なって
しまう。

【０１０３】各焦点距離において被写体距離を変化させ
たとき、各撮像素子の撮像面上に合焦させるためのフォ
ーカスレンズ１０５の位置を連続してプロットすると、
図５のようになる。同図の横軸は変倍レンズ位置（焦点
距離）、縦軸はフォーカスレンズ位置を示している。そ
してこの各軌跡情報がレンズマイコン１１６内のレンズ
カムデータ１２０の内容である。

【０１０４】ズーム動作中は、被写体距離に応じて図５
に示された軌跡を選択し、該軌跡をトレースするように
フォーカスレンズ１０５を移動させれば、ボケのないズ
ーム動作が可能になる。

【０１０５】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ンンセータレン
ズが設けられており、さらに変倍レンズとコンペンセー
タレンズが機械的なカム環で結合されている。

【０１０６】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ンセータレンズ
はカム環のカム溝に沿って移動するので、フォーカスレ
ンズのピントがあっていれば、上記動作によってボケを
生じることはない。

【０１０７】しかし、上述のような特徴を有するインナ
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、合焦を保ちながらズーム動作を行おうとする場合、
レンズマイコン１１６に図５の軌跡情報をレンズカムデ
ータ１２０として記憶しておき、変倍レンズ１０２の位
置または移動速度に応じてレンズカムデータ１２０より
軌跡情報を読みだして、その情報に基づいてフォーカス
レンズ１０５を移動させる必要がある。

【０１０８】図６は、本出願人により提案されている軌
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、Ｚ0 , Ｚ1 , Ｚ2 ,...，Ｚ6 は変倍レンズ位置
を示しており、ａ0 , ａ1 , ａ2 ,...，ａ6 及びｂ0 ,
ｂ1 , ｂ2 ,...，ｂ6 は、それぞれレンズマイコン１１
６内のレンズカムデータ１２０として記憶されている代
表軌跡である。

【０１０９】またｐ0 , ｐ1 , ｐ2 ,...，ｐ6 は、上記
２つの軌跡を基に算出された軌跡である。この軌跡の算
出式を以下に記す。

【０１１０】 ｐ(n+1)=｜ｐ(n)-ａ(n)｜/｜ｂ(n)-ａ(n)｜*｜ｂ(n+1)-ａ(n+1)｜+ａ(n+1) … （１） この（１）式によれば、例えば図６において、フォーカ
スレンズが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。

【０１１１】このｐ1 −ｐ0 の位置差と、変倍レンズが
Ｚ０〜Ｚ１で移動するのに要する時間から、合焦を保つ
ためのフォーカスレンズの移動速度が分かる。

【０１１２】次に、変倍レンズ１０２の停止位置が、予
め記憶された代表軌跡データを所有する境界上でなけれ
ばならないという制限がない場合について説明する。

【０１１３】図７は変倍レンズ位置方向（横軸方向）の
内挿方法を説明するための図であり、図６の一部を抽出
し、変倍位置レンズを任意としたものである。

【０１１４】図６において、縦軸はフォーカレンズ位
置、横軸は変倍レンズ位置を示しており、レンズマイコ
ン１１６でレンズカムデータ１２０に記憶している代表
軌跡位置（変倍レンズ位置に対するフォーカスレンズ位
置）を、変倍レンズ位置Ｚ０,Ｚ１,...，Ｚｋ- １, Ｚ
ｋ，... ，Ｚｎに対して、その時のフォーカスレンズ位
置を被写体距離別に、それぞれ、 ａ0 , ａ1 ,...，ａk-1 , ａk ，... ，ａn ｂ0 , ｂ1 ,...，ｂk-1 , ｂk ，... ，ｂn で表わしている。

【０１１５】今、変倍レンズ位置がズーム境界上でない
Ｚx にあり、フォーカスレンズ位置がＰｘである場合、
ａx , ｂx を求めると、 ａx = ａk −( Ｚk −Ｚx)*(ａk −ａk-1)/(Ｚk −Ｚk-1 ）…（２） ｂx = ｂk −( Ｚk −Ｚx)*(ｂk - ｂk-1)/(Ｚk - Ｚk-1 ) …（３） となる。

【０１１６】つまり、現在の変倍レンズ位置とそれを挟
む２つのズーム境界位置（例えば図７のＺk とＺk-1 ）
とから得られる内分比に従い、記憶している４つの代表
軌跡データ（図７で、ａk,ａk-1,ｂk,ｂk-1 ）のうち同
一被写体距離のものを前記内分比で内分することにより
ａx,ｂx を求める事ができる。

【０１１７】そしてａx,Ｐx,ｂx から得られる内分比に
従い、記憶している４つの代表データ（図７で、ａk,ａ
k-1,ｂk,ｂk-1 ）の内、同一焦点距離のものを（１）式
のように前記内分比で内分することによりｐk,ｐk-1 を
求めることが出来る。

【０１１８】そして、ワイドからテレへのズーム時には
追従先フォーカス位置pkと現フォーカス位置pxとの位置
差と、変倍レンズがＺx 〜Ｚk まで移動するのに要する
時間から、合焦を保つためのフォーカスレンズの移動速
度が分かる。

【０１１９】またテレからワイドへのズーム時には追従
先フォーカス位置ｐk-1 と現フォーカス位置Ｐx との位
置差と、変倍レンズがＺx 〜Ｚk-1 まで移動するのに要
する時間から、合焦を保つためのフォーカスレンズの移
動速度が分かる。以上のような軌跡追従方法が提案され
ている。

【０１２０】ところで、ＡＦスイッチ１３１がオンのと
きは、合焦を維持しながら軌跡を追従する必要がある。
変倍レンズがテレからワイド方向に移動する場合には、
図５から明らかなように、ばらけている軌跡が収束する
方向なので、上述した軌跡追従方法でも合焦は維持でき
る。

【０１２１】しかしながら、ワイドからテレ方向では、
収束点にいたフォーカスレンズがどの軌跡をたどるべき
かが判らないので、同様な軌跡追従方法では合焦を維持
できない。

【０１２２】図８は、上述したような問題に対して提案
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（ａ），（ｂ）とも横軸は変倍レンズの位置
を示しており、縦軸は（ａ）がＡＦ評価信号である映像
信号の高周波成分（鮮鋭度信号）のレベルを示してお
り、同図（ｂ）がフォーカスレンズの位置を示してい
る。

【０１２３】同図において、ある被写体に対してズーム
動作時を行う際の合焦カム軌跡が６０４であるとする。

【０１２４】ここでズーム位置６０６（Ｚ14）よりワイ
ド側での合焦カム軌跡追従速度を正（フォーカスレンズ
至近方向に移動）、６０６よりテレ側の無限方向に移動
する合焦カム軌跡追従速度を負とする。

【０１２５】そして合焦を維持しながらフォーカスレン
ズがカム軌跡６０４を辿るときに、前記鮮鋭度信号の大
きさは６０１のようになる。一般に、合焦を維持したズ
ーム動作では、鮮鋭度信号レベルはほぼ一定値となるこ
とが知れている。

【０１２６】同図（ｂ）において、ズーム動作時、合焦
カム軌跡６０４をトレースするフォーカスレンズ移動速
度をＶf0とする。実際のフォーカスレンズの移動速度を
Ｖｆとし、カム軌跡６０４をトレースするＶf0に対し
て、大小させながらズーム動作を行うと、その軌跡は６
０５のようにジグザグの軌跡となる。

【０１２７】この時、前記鮮鋭度信号レベルは６０２の
ように山、谷を生ずるように変化する。ここで軌跡６０
４と６０５が交わる位置で６０３の大きさは最大となり
（Ｚ0,Ｚ1,... Ｚ16 の偶数のポイント）、６０５の移
動方向ベクトルが切り換わるＺ0,Ｚ1,... Ｚ16 の奇数
のポイントで６０３のレベルは最小となる。

【０１２８】６０２は６０３の最小値であるが、逆に６
０２のレベルＴＨ１を設定し、６０３の大きさがＴＨ１
と等しくなる毎に、軌跡６０５の移動方向ベクトルを切
換えれば、切り換え後のフォーカスレンズ移動方向は、
合焦軌跡６０４に近づく方向に設定できる。

【０１２９】つまり鮮鋭度信号レベル６０１と６０２
（ＴＨ１）の差分だけ像がボケる毎に、ボケを減らすよ
うに、フォーカスレンズの移動方向及び速度を制御する
ことで、ボケ量を抑制したズーム動作が行える。

【０１３０】上述した手法を用いることにより、図５に
示したようなカム軌跡が収束から発散してゆくワイドか
らテレへのズーム動作において、仮に合焦速度Ｖf0がわ
からなくても、図６で説明した追従速度（（１）式より
求まるｐ(n+1) を使って算出）に対し、フォーカスレン
ズ移動速度Ｖｆを制御しながら、６０５のように切り換
え動作を繰り返すことにより（鮮鋭度信号レベルの変化
に従って）、鮮鋭度信号レベルが６０２（ＴＨ１）より
も下がらない、つまり、一定量以上のボケを生じない、
合焦カム軌跡の選択が行える。

【０１３１】ここで、フォーカスレンズの移動速度Ｖｆ
は、正方向の補正速度をＶf+、負方向の補正速度をＶf-
として、 Ｖｆ ＝ Ｖf0 ＋ Ｖf+ …（４） Ｖf0 ＋ Ｖf- …（５） より決まり、この時補正速度Ｖf+, Ｖf- は、上記ズー
ム動作手法による、追従軌跡選択時の片寄りが生じない
ように、（４）、（５）式により得られるＶｆの２つの
方向ベクトルの内角が、Ｖf0の方向ベクトルにより、２
等分されるように決定される。

【０１３２】また、被写体や、焦点距離、被写界深度に
応じて補正速度による補正量の大きさを変化させること
により、鮮鋭度信号の増減周期を変化させ、追従軌跡の
選択精度向上を図った手法も提案されている。

【０１３３】尚、本実施例では、規格化映像信号Ｓ４は
カメラ本体側より送られてきたアナログ信号で、ＡＦ信
号処理回路１１３にてデジタル映像信号に変換したが、
カメラ信号処理回路１１２よりデジタル映像信号の形式
で出力するようにし、これを規格化してデジタル信号の
ままカメラ本体１２８からレンズユニット１２７に転送
してもよい。

【０１３４】

【発明の効果】以上述べたように、本願における請求項
１に記載の発明によれば、レンズユニット内に、カメラ
本体より出力された映像信号を受信して焦点状態に応じ
て変化する焦点信号評価値信号を抽出する抽出手段を備
え、レンズユニット内において焦点検出及びそのを行う
とともに、その焦点検出結果に応じてフォーカスレンズ
を合焦点へと駆動制御するようにしたので、カメラ本体
と関係なくレンズユニット内のみで焦点検出及び制御特
性を決定できるので、どのようなレンズを装着してもレ
ンズ個々に最適な応答性等を決定でき、あらゆる被写体
や撮影条件で目的の主被写体に安定に合焦できる自動焦
点調節装置を提供することが可能になると同時に、どの
ようなレンズタイプのレンズでも装着することが可能な
交換レンズシステムを実現できる。

【０１３５】また本願における請求項２に記載の発明に
よれば、変倍レンズと補正レンズの位置関係を記憶した
メモリ手段と、カメラ本体側より供給された撮像信号中
より、焦点状態を検出する焦点検出手段をレンズユニッ
ト内に配し、メモリ手段の記憶情報と焦点検出手段の出
力に基づいて変倍レンズ及び補正レンズを制御し変倍動
作を行うようにしたので、どのようなレンズを装着して
もレンズ個々に最適な応答性等を決定でき、あらゆる被
写体や撮影条件で目的の主被写体に安定に合焦させるこ
とができ、特にインナーフォーカスタイプのレンズユニ
ットのように、レンズユニット固有の変倍レンズと補正
レンズとの相対的な制御を必要とするものでも、カメラ
本体側に負担をかけることなく、個々のレンズユニット
最適の制御特性を実現することができる。

【０１３６】また本願における請求項３に記載の発明に
よれば、カメラ本体より受信する映像信号を、焦点状態
に対して規格化された規格化映像信号としたので、請求
項１，２の効果に加えて、カメラ本体側の特性のばらつ
きに影響されず、どのようなレンズをどのカメラユニッ
トと組合わせても、常に最適な応答性等を決定でき、あ
らゆる被写体や撮影条件で目的の主被写体に安定に合焦
できる自動焦点調節装置を提供することが可能になる。

【０１３７】また本願における請求項４に記載の発明に
よれば、カメラ側よりガンマ補正をかけない映像信号を
レンズユニット側に送信するようにしたので、ダイナミ
ックレンジを狭めないまま、レンズユニットへと供給で
き、レンズユニット側の信号処理において、最適特性を
設定することができる。

【０１３８】本願における請求項５，６に記載の発明の
よれば、映像信号中より焦点状態に応じて変化する高周
波成分を焦点評価値として抽出するようにしたので、映
像信号を取扱うビデオカメラへの適用が最適となり、ま
た測距領域もレンズユニット側で制御でき、焦点制御に
関するすべての制御をレンズユニット側にて統括して行
うことができ、制御が効率的になるとともに、そのレン
ズユニットの焦点距離、絞りの範囲、Ｆ値等の各種特性
に合った測距領域制御を行うことができる。

【０１３９】また本願における請求項７に記載の発明の
よれば、カメラユニット内で焦点検出を行わずに、レン
ズユニット内へと映像信号を供給し、レンズユニット内
で焦点検出を行わせるようにしたので、焦点検出及び制
御特性を個々のレンズユニット内において、そのレンズ
ユニットの特性の基づいて設定することができ、どのよ
うなレンズを装着してもレンズ個々に最適な応答性等を
決定でき、あらゆる被写体や撮影条件で目的の主被写体
に安定に合焦できる交換レンズシステムのカメラユニッ
トを実現することができる。

【０１４０】また本願における請求項８に記載の発明に
よれば、カメラ本体より受信する映像信号を、焦点状態
に対して規格化された規格化映像信号としたので、請求
項１，２の効果に加えて、カメラ本体側の特性のばらつ
きに影響されず、どのようなレンズをどのカメラユニッ
トと組合わせても、常に最適な応答性等を決定でき、あ
らゆる被写体や撮影条件で目的の主被写体に安定に合焦
できる自動焦点調節装置を提供することが可能になる。

【０１４１】また本願における請求項９に記載の発明の
よれば、カメラ側よりガンマ補正をかけない映像信号を
レンズユニット側に送信するようにしたので、ダイナミ
ックレンジを狭めないまま、レンズユニットへと供給で
き、レンズユニット側の信号処理において、最適特性を
設定することができる。

【０１４２】また本願における請求項１０，１１に記載
の発明によれば、レンズユニット内の自動焦点手段の動
作をＯＮ／ＯＦＦ制御する自動焦点許可スイッチ、ある
いはレンズユニット内の変倍レンズを駆動して変倍動作
を制御する変倍スイッチをカメラ本体側に設け、これら
のスイッチの状態をレンズユニットに引き渡すように構
成したので、変倍動作や自動焦点の制御手段はレンズユ
ニットにあるにもかかわらずカメラ本体側で変倍動作や
自動焦点動作の制御及びＯＮ／ＯＦＦ操作が可能にな
り、操作性を低下させることがない。

【０１４３】本願における請求項１２，１３に記載の発
明によれば、カメラ本体からレンズユニットへと映像信
号を供給し、レンズユニット内で焦点検出動作を行うよ
うにしたので、カメラ本体と関係なくレンズユニット内
のみで焦点検出及び制御特性を決定できるので、どのよ
うなレンズを装着してもレンズ個々に最適な応答性等を
決定でき、あらゆる被写体や撮影条件で目的の主被写体
に安定に合焦できる自動焦点調節装置を提供することが
可能になると同時に、どのようなレンズタイプのレンズ
でも装着することが可能な交換レンズシステムを実現で
きる。

【０１４４】特にインナーフォーカスタイプのレンズユ
ニットのように、レンズユニット固有の変倍レンズと補
正レンズとの相対的な制御を必要とするものでも、カメ
ラ本体側に負担をかけることなく、個々のレンズユニッ
ト最適の制御特性を実現することができる。

【０１４５】本願における請求項１４に記載の発明によ
れば、カメラ本体より受信する映像信号を、焦点状態に
対して規格化された規格化映像信号としたので、請求項
１，２の効果に加えて、カメラ本体側の特性のばらつき
に影響されず、どのようなレンズをどのカメラユニット
と組合わせても、常に最適な応答性等を決定でき、あら
ゆる被写体や撮影条件で目的の主被写体に安定に合焦で
きる自動焦点調節装置を提供することが可能になる。

【０１４６】本願における請求項１５に記載の発明によ
れば、カメラ側よりガンマ補正をかけない映像信号をレ
ンズユニット側に送信するようにしたので、ダイナミッ
クレンジを狭めないまま、レンズユニットへと供給で
き、レンズユニット側の信号処理において、最適特性を
設定することができる。

【０１４７】前記規格化映像信号はガンマ補正をかけな
い映像信号で構成されていることを特徴とするカメラシ
ステム。

【０１４８】本願における請求項１６に記載の発明によ
れば、請求項１２，１３の発明に加えて、レンズユニッ
ト内の自動焦点手段の動作をＯＮ／ＯＦＦ制御する自動
焦点許可スイッチ、あるいはレンズユニット内の変倍レ
ンズを駆動して変倍動作を制御する変倍スイッチをカメ
ラ本体側に設け、これらのスイッチの状態をレンズユニ
ットに引き渡すように構成したので、変倍動作や自動焦
点の制御手段はレンズユニットにあるにもかかわらずカ
メラ本体側で変倍動作や自動焦点動作の制御及びＯＮ／
ＯＦＦ操作が可能になり、操作性を低下させることがな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を交換レンズ式ビデオカメラに適用した
一実施例の構成を示すブロツク図である。

【図２】図１の交換レンズ式ビデオカメラにおいて、レ
ンズユニット内のＡＦ信号処理回路の内部構成を示すブ
ロック図である。

【図３】本発明の各種焦点評価値の抽出動作及び抽出タ
イミングを説明するための図である。

【図４】本発明の実施例におけるＡＦ動作を説明するた
めのフローチヤートである。

【図５】変倍レンズの変倍動作に伴って変位する焦点面
の位置を補正して合焦状態を維持するためのフォーカス
レンズの移動軌跡（レンズカムデータ）を示す図であ
る。

【図６】レンズカムデータに記憶された複数のカム軌跡
の情報から、記憶されていないカム軌跡を内装する演算
を説明するための図である。

【図７】レンズカムデータに記憶された複数のカム軌跡
の情報から、記憶されていないカム軌跡を内装する演算
を説明するための図である。

【図８】カム軌跡にフォーカスレンズを追従させるため
のアルゴリズムを説明するための図である。

【図９】従来の自動焦点調節装置の代表的な構成を示す
ブロツク図である。

【符号の説明】

１０５ フォーカスレンズ １０６ 撮像素子 １０７ 撮像素子 １０８ 撮像素子 １１２ カメラ信号処理回路 １１３ ＡＦ信号処理回路 １１４ （カメラ）本体マイコン １１５ データ読み出しプログラム １１６ レンズマイコン １１７ ＡＦ制御プログラム １１８ モータ制御プログラム １１９ コンピユータズームプログラム １２０ レンズカムデータ １２５ フォーカスモータ １２６ モータドライバ １３０ ズームスイツチ １３２ 映像信号規格化回路

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カメラ本体に着脱可能なレンズユニット
   であって、 前記カメラ本体より出力された映像信号を受信し、該映
   像信号中より焦点状態に応じて変化する焦点信号評価値
   信号を抽出する焦点検出手段と、 前記焦点検出手段より出力された焦点評価値信号のレベ
   ルの増減に基づいてフォーカスレンズを合焦点へと駆動
   する駆動方向及び駆動速度を決定する制御手段と、を備
   えたことを特徴とするレンズユニット。
2. 【請求項２】 カメラ本体に着脱可能なレンズユニット
   であって、 変倍動作を行なう変倍レンズと、 前記変倍動作で合焦状態を維持するため焦点を補正する
   補正レンズと、 前記変倍レンズと前記補正レンズの位置関係を記憶する
   メモリ手段と、 前記カメラ本体側より供給された撮像信号中より、焦点
   状態を検出する焦点検出手段と、 前記メモリ手段の記憶情報と前記焦点検出手段の出力に
   基づいて前記変倍レンズ及び補正レンズを制御し変倍動
   作を行う制御手段と、を備えたことを特徴とするレンズ
   ユニット。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記カメラ本体より受信する映像信号は、焦点状態に対
   して規格化された規格化映像信号であることを特徴とす
   るレンズユニット。
4. 【請求項４】 請求項３において、 前記規格化映像信号はガンマ補正をかけない映像信号で
   あることを特徴とするレンズユニット。
5. 【請求項５】 請求項１または２において、 前記焦点検出手段は、前記映像信号中より焦点状態に応
   じて変化する高周波成分を抽出するように構成されてい
   ることを特徴とするレンズユニット。
6. 【請求項６】 求項１または２において、 前記焦点検出手段は、画面内に設定された所定の測距領
   域内に相当する映像信号のみを抽出するための測距領域
   制御手段を備えていることを特徴とするレンズユニッ
   ト。
7. 【請求項７】 レンズユニットを着脱可能なカメラユニ
   ットであって、 撮像手段と、 前記撮像手段より出力された映像信号を前記レンズユニ
   ットへと伝送するデータ転送手段と、を備えたことを特
   徴とするレンズユニットを着脱可能なカメラユニット。
8. 【請求項８】 請求項７において、 前記撮像手段より出力された映像信号を撮影状態に対し
   て規格化する規格化手段を設け、 前記データ転送手段は、前記規格化手段によって規格化
   された規格化映像信号を前記レンズユニットへと伝送す
   るように構成されていることを特徴とするレンズユニッ
   トを着脱可能なカメラユニット。
9. 【請求項９】 請求項８において、 前記規格化映像信号はガンマ補正をかけない映像信号で
   あることを特徴とするレンズユニットを着脱可能なカメ
   ラユニット。
10. 【請求項１０】 請求項７または８において、 さらに前記レンズユニット内の自動焦点手段の動作をＯ
    Ｎ／ＯＦＦ制御する自動焦点許可スイッチを備え、 前記自動焦点許可スイッチの状態を前記レンズユニット
    に引き渡すように構成されていることを特徴とするレン
    ズユニットを着脱可能なカメラユニット。
11. 【請求項１１】 請求項１０において、 さらに前記レンズユニット内の変倍レンズを駆動して変
    倍動作を制御する変倍スイッチを備え、 前記変倍スイッチの状態を前記レンズユニットに引き渡
    すように構成されていることを特徴とするレンズユニッ
    トを着脱可能なカメラユニット。
12. 【請求項１２】 レンズユニットと、該レンズユニット
    を着脱可能なカメラ本体とからなるカメラシステムであ
    って、 撮像手段と、 前記撮像手段より出力された映像信号中より、焦点状態
    に応じて変化する焦点評価値信号を抽出する焦点検出手
    段と、 自動焦点許可スイッチと、 前記自動焦点許可スイッチが許可状態のときは前記抽出
    手段の出力信号のレベルの増減に基づいて光学系のフォ
    ーカスレンズを合焦点へ駆動する駆動方向及び駆動速度
    を決定する制御手段と、 前記制御手段に基づいて前記フォーカスレンズを駆動す
    る駆動手段と、 前記焦点検出手段及び前記制御手段及び前記駆動手段を
    前記レンズユニット内に配し、前記撮像手段及び前記自
    動焦点許可スイッチを前記カメラ本体内に配し、前記撮
    像手段より出力された映像信号及び前記自動焦点許可ス
    イッチの状態を前記カメラ本体から前記レンズユニット
    に転送するようにしたことを特徴とするカメラシステ
    ム。
13. 【請求項１３】 レンズユニットと、該レンズユニット
    を着脱可能なカメラ本体とからなるカメラシステムであ
    って、 変倍動作を行なう変倍レンズと、 前記変倍動作で合焦状態を維持するため焦点を補正する
    補正レンズと、 前記変倍レンズと前記補正レンズの位置関係を記憶する
    メモリ手段と、 前記変倍レンズ及び前記補正レンズを通して結像された
    映像を電気信号に変換する撮像手段と、 前記撮像手段より出力された撮像信号中より、画面内の
    １つまたは複数の焦点検出領域の１つまたは複数の焦点
    信号を抽出する焦点検出手段と、 前記メモリ手段出力と前記抽出手段の両方に基づいて前
    記変倍レンズ及び補正レンズを制御し変倍動作を行う制
    御手段とを備え、 前記変倍レンズ手段や前記補正レンズ手段を含む前記レ
    ンズユニット内に前記焦点検出手段及び前記制御手段及
    びメモリ手段を配し、前記撮像手段を前記カメラ本体内
    に配し、前記撮像手段より出力された撮像信号を前記レ
    ンズユニット内の前記焦点検出手段へと転送するように
    構成したことを特徴とするカメラシステム。
14. 【請求項１４】 請求項１２または１３において、 前記カメラ本体より前記レンズユニットに引き渡す前記
    撮像信号は映像信号規格化手段で規格化された規格化映
    像信号で構成されていることを特徴とするカメラシステ
    ム。
15. 【請求項１５】 請求項１２または１３において、 前記規格化映像信号はガンマ補正をかけない映像信号で
    構成されていることを特徴とするカメラシステム。
16. 【請求項１６】 変倍動作を行なう変倍レンズと、 前記変倍動作で合焦状態を維持するため焦点を補正する
    補正レンズと、 前記変倍レンズと前記補正レンズの位置関係を記憶する
    メモリ手段と、 前記変倍レンズ及び前記補正レンズを通して結像された
    映像を電気信号に変換する撮像手段と、 変倍動作を操作する変倍スイッチと、 前記撮像手段より出力された映像信号中より画面内に設
    定された焦点検出領域内に相当する前記映像信号中より
    焦点状態に応じた焦点信号を抽出する焦点検出出手段
    と、 前記スイッチが操作されたときは前記メモリ手段出力と
    前記焦点検出手段の両方に基づいて前記変倍レンズ及び
    補正レンズを制御して変倍動作を行うとともに、前記変
    倍スイッチが操作されていないときには、前記焦点検出
    手段の出力に基づいて前御補正レンズを制御して自動焦
    点操作を行う制御手段とを備え、 前記変倍レンズ手段や前記補正レンズ手段を含むレンズ
    ユニット内に前記焦点検出手段及び前記制御手段及び前
    記メモリ手段を持ち、 前記撮像信号及びスイッチの状態をレンズユニットに引
    き渡すように構成したことを特徴とするレンズユニット
    を交換可能なカメラシステム。