JPH0965185A - レンズユニット及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 変倍動作を行なう変倍レンズ１０２と、
変倍動作で合焦状態を維持するため焦点を補正するフォ
ーカスレンズ１０５と、変倍レンズ１０２と補正レンズ
１０５との設計上の位置関係を記憶するレンズカムデー
タ１２０と、レンズカムデータ１２０の記憶情報と焦点
状態に応じた情報に基づいて変倍レンズ１０２及びフォ
ーカスレンズ１０５を制御するレンズマイコン１１６内
のコンピュータズームプログラム１１９と、レンズカム
データ１２０内に記憶されている変倍レンズ１０２及び
フォーカスレンズ１０５の設計上の位置関係と実際の位
置関係を合わせ込むレンズマイコン１１６内の調整プロ
グラム１３２とを備えたレンズユニット。

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
ビデオカメラ等の撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ビデオカメラ等の映像機器に
用いられている交換レンズシステムについて、図８を用
いて説明する。

【０００３】従来の変倍可能なレンズユニットは、変倍
レンズ８０２と補正レンズ８０３が機械的なカムで連結
されており、変倍動作を手動や電動で行うと、変倍レン
ズ８０２と補正レンズ８０３が一体となって移動する。

【０００４】これらの変倍レンズ８０２と補正レンズ８
０３をあわせてズームレンズと呼ぶ。

【０００５】このようなレンズシステムでは、前玉レン
ズ８０１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を行う。

【０００６】これらのレンズ群を通った光は、撮像素子
８０４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。

【０００７】この映像信号は、２重相関サンプリング回
路とＡＧＣ回路から構成されたＣＤＳ／ＡＧＣ８０５で
サンプルホールドしてから所定のレベルに増幅され、Ａ
／Ｄ変換器８０６でデジタル映像データへと変換され、
カメラの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、バンドパスフィルタ（以下Ｂ
ＰＦ）８０７へと入力される。

【０００８】ＢＰＦ８０７では、焦点状態に応じて変化
する映像信号中の高周波成分を抽出し、ゲート回路８０
８で画面内の焦点検出領域に設定された部分に相当する
映像信号のみを抜き出し、ピークホールド回路８０９で
垂直同期信号の整数倍に同期した間隔でピークホールド
を行い、焦点状態評価値（以下ＡＦ評価値と称す）を生
成する。

【０００９】このＡＦ評価値はカメラ本体側のＡＦ制御
用マイクロコンピュータ（以下本体ＡＦマイコンと称
す）８１０に取り込まれ、本体ＡＦマイコン８１０内で
合焦度に応じたフォーカシング速度すなわちフォーカス
モータ速度及び、ＡＦ評価値が増加するようなフォーカ
ス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側のレンズ制御用マイクロコン
ピュータ（以下レンズマイコンと称す）に送る。

【００１０】レンズマイコン８１１は、本体ＡＦマイコ
ン８１０に指示されたとうりにモータドライバ８１２を
介してフォーカスモータ８１３を制御し、フォーカスレ
ンズ８０１を光軸方向に駆動することにより、焦点調節
を行う。

【００１１】また、本体ＡＦマイコン８１０は、ズーム
スイッチ８１８の操作状態に応じて、ズームレンズを構
成する変倍レンズ８０２及び補正レンズ８０３の駆動方
向、駆動速度を決定し、レンズユニット８１６のズーム
モータドライバ８１４に送り、レンズユニット側ではレ
ンズマイコン８１１がカメラ本体側より送られて来たズ
ーム速度及び方向情報に応じてズームモータ８１５の駆
動情報を演算し、モータドライバ８１４を介してズーム
モータ８１５を駆動し、変倍レンズ８０２、補正レンズ
８０３を駆動する。

【００１２】またカメラ本体８１７と、レンズユニット
８１６とは、着脱が可能であり、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。

【００１３】一方、民生用として普及しているビデオレ
コーダ一体型カメラ等では、小型化、レンズ直前までの
撮影を可能とするため、前玉レンズを固定とし、フォー
カスレンズを変倍レンズの後方に配置し、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。

【００１４】図９は、一般的なインナーフォーカスタイ
プレンズシステムの簡単な構成を示すものである。

【００１５】同図において、９０１は固定されている第
１のレンズ群、９０２は変倍を行う第２のレンズ群、９
０３は絞り、９０４は固定されている第３のレンズ群、
９０５は焦点調節機能と変倍による焦点面の移動を補正
する、所謂コンペンセータ機能（以下単にコンペ機能と
称す）とを兼ね備えた第４のレンズ群（以下フォーカス
レンズと称す）、９０６は撮像素子である。

【００１６】周知のとおり、図９のように構成されたレ
ンズシステムでは、９０５が補正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
９０６の撮像面上に合焦するためのフォーカスレンズ９
０５の位置は、被写体距離によって異なってしまう。

【００１７】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フォーカスレンズ
９０５の位置を連続してプロットすると、図１０のよう
になる。

【００１８】ズーム動作中は、被写体距離に応じて図１
０に示された軌跡を選択し、該軌跡どうりにフォーカス
レンズ９０５を移動させれば、ボケのないズーム動作が
可能になる。

【００１９】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、さら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。

【００２０】これに対し、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１０に示される複
数の軌跡情報を何らかの形（軌跡そのもの、あるいはレ
ンズ位置を変数とした関数）で記憶しておき、フォーカ
スレンズと変倍レンズの位置によって軌跡を選択して、
該選択した軌跡上をたどりながらズーム動作を行うのが
一般的である。

【００２１】図１２は、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、マイコンに記憶している代表軌跡であ
る。

【００２２】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。

【００２３】 ｐ(n+1)=｜ｐ(n)-ａ(n)｜/｜ｂ(n)-ａ(n)｜*｜ｂ(n+1)-ａ(n+1)｜+ａ(n+1) …… (1) （１）式によれば、例えば図１２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 している。このｐ1-ｐ0 の位置差と、変倍レンズ
がＺ0 〜Ｚ1 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。

【００２４】次に、変倍レンズの停止位置に、記憶され
た代表軌跡データを所有する境界上のみという制限がな
いとした場合について説明する。

【００２５】図１３は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の一部を抽出し、変倍
レンズ位置を記憶されている位置に限ることなく任意と
したものである。

【００２６】同図において、縦軸、横軸はそれぞれフォ
ーカレンズ位置、変倍レンズ位置を示しており、マイコ
ンで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,Ｚ
1,...Ｚk-1,Ｚk...Ｚn その時のフォーカスレンズ位
置を被写体距離別に、 ａ0,ａ1,... ａk-1,ａk...ａn ｂ0,ｂ1,... ｂk-1,ｂk...ｂn としている。

【００２７】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。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１３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１３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ａ
x,ｂx を求める事ができる。

【００２８】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１３で、ａk,
ａk-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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】この時、マイコン内に記憶している軌跡情
報のテーブルデータの例を図１４に示す。図１４は被写
体距離別に、ズームレンズ位置により変化する合焦フォ
ーカスレンズ位置データＡ（n,v ）を示しており、変数
ｎの列方向に被写体距離、変数ｖの行方向にズームレン
ズ位置（焦点距離）が変化している。

【００３２】ここでは、ｎ＝０が無限遠の被写体距離を
表し、ｎが大きくなるに従って被写体距離は至近距離に
変化し、ｎ＝ｍは１ｃｍの被写体距離を示している。

【００３３】一方、ｖ＝０はワイド端を、ｖが大きくな
るに従って焦点距離が増し、ｖ＝ｓがテレ端のズームレ
ンズ位置を表している。

【００３４】従って、１列のテーブルデータで１本のカ
ム軌跡が描かれることになる。図１４の軌跡情報は、光
学設計値に基づき、ズームトラッキングのデータとして
作られるが、実際のレンズとしては、各レンズ群の焦点
距離の誤差などによって設計値通りの軌跡にはならない
のが現状である。

【００３５】すなわち上述したようなボケのない軌跡追
従動作を実行するには、実際のレンズとテーブルデータ
の座標軸が一致している必要がある。

【００３６】そこで実際のビデオカメラに於いては記憶
されたデータのうち、テレ端とワイド端が変倍レンズの
どの位置に対応させるかを調整する作業を行っている。

【００３７】このピント調整方法として、従来よりテレ
端からワイド端の変倍レンズのストロークを設計値通り
に保ち、さらに調整距離（例えば∞）でのテレ端とワイ
ド端のフォーカスレンズの合焦位置差（バランス）も設
計値となるように求め、そこをテレ端とワイド端とする
ピント調整方法が行われている。この調整方法を、ここ
ではストローク一定調整と称することとする。

【００３８】また、テレ端とワイド端のフォーカスレン
ズの合焦位置の差（バランス）を設計値とするととも
に、ミドル（中間の焦点距離）でもっともフォーカスレ
ンズが図１０，図１１に示すようなマップ上で、上に行
く位置とテレ端のフォーカスレンズ位置からの移動量が
設計値となるような変倍レンズ位置を求め、テレ端とワ
イド端の変倍レンズの位置とするピント調整方法が知ら
れている。ここではテレ−ミドルトラッキング調整と称
する。

【００３９】次に図１１を用いて、ストローク一定調整
とテレ−ミドルトラッキング調整を行った場合の、テレ
端位置とワイド端位置を、設計値よりミドルでのフォー
カスレンズの位置が大きくなる方向に誤差を持ったレン
ズ群で行った場合の状況を説明する。

【００４０】図１１は横軸に変倍レンズの位置（すなわ
ち焦点距離）を、縦軸はフォーカスレンズの位置を示し
ている。図中、太線で示した軌跡Ｓｂが設計軌跡に相当
する。これに対して実際のフォーカスレンズが細線のよ
うな軌跡Ｓａを示しているものとする。ここでの距離
（例えば∞）ではテレ端Ｔとワイド端Ｗのフォーカスレ
ンズの合焦位置の差は０とする。

【００４１】仮に軌跡が設計値通りであったとすると、
テレ−ミドルトラッキング調整を行う場合、マップ上の
ポイントが調整のスタート点となる。ここから設計値
のフォーカスレンズの移動量Ａだけ図中で下方向にフォ
ーカスレンズを下げる。この位置がとなる。この状態
からバリエータを移動させ、合焦位置を求めるととな
り、ここをテレ端のバリエータ位置Ｔb とする。

【００４２】また、この例では上述したようにワイド端
とテレ端のフォーカスレンズ合焦位置の差は０なので、
同じく変倍レンズを移動させ合焦する位置がワイド端
の変倍レンズ位置Ｗb となる。

【００４３】一方、誤差を有した軌跡Ｓａを持つレンズ
でテレ−ミドルトラッキング調整を行う場合、調整のス
タートの点´から設計値分Ａだけ図中で下方向にフォ
ーカスレンズを下げると位置´となる。

【００４４】ここから上述と同様に、バリエータレンズ
を動かし合焦位置とした結果、がテレ端Ｔa 、がワ
イド端Ｗa と決定できる。この場合、焦点距離にばらつ
きが生じるが、変倍動作中、軌跡Ｓａの持つ誤差が吸収
できるのでボケのないズーム動作が実現できる。

【００４５】尚、ストローク一定調整の場合には、設計
値通りの軌跡Ｓｂの場合でも、細線で示したある誤差を
有した軌跡Ｓａの場合でも、ストロークとバランスを所
定値に調整する方法なので、どちらの場合もテレ端位置
は、ワイド端位置はとなり、焦点距離のばらつきは
生じないが、軌跡Ｓａの誤差は吸収しきれずに、変倍動
作中には軌跡Ｓｂをたどるので、誤差分のボケが生じる
ことになる。

【００４６】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、自
動焦点調節の制御をカメラ本体に持つ上記従来例の交換
レンズシステムでは、インナーフォーカスタイプのレン
ズを交換レンズのレンズユニットに実現しようとする
と、レンズカムデータをカメラ本体に持つ必要がある
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。

【００４７】また、上述したピント調整で必要となる設
計値Ａも交換可能なレンズ分必要となってしまう。

【００４８】さらに新たなレンズユニットが出された場
合に、それ以前のカメラ本体では、十分な制御が行えな
いこともある。

【００４９】そこで、本発明の課題は上述の問題点を解
消し、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。

【００５０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明における請求項１に記載の発明によれば、
変倍動作を行なう変倍レンズ手段と、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手段
と、前記変倍レンズと前記補正レンズとの設計上の位置
関係を記憶するメモリ手段と、前記メモリ手段の記憶情
報と焦点状態に応じた情報に基づいて前記変倍レンズ手
段及び補正レンズ手段を制御する制御手段と、前記メモ
リ手段内に記憶されている前記変倍レンズ及び補正レン
ズの設計上の位置関係と実際の位置関係を合わせ込む調
整手段とを備えたレンズユニットを特徴とする。

【００５１】また本願における請求項２に記載の発明に
よれば、請求項１の発明において、前記レンズユニット
はカメラ本体に対して着脱可能であり、前記焦点状態に
応じた情報は、前記カメラ本体側より送信されて来た映
像信号中の高周波信号成分のレベルに基づく情報とす
る。

【００５２】また本願における請求項３に記載の発明に
よれば、カメラ本体に着脱可能な交換レンズ式レンズユ
ニットであって、変倍動作を行なう変倍レンズ手段と、
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
補正レンズ手段と、前記変倍レンズと前記補正レンズと
の設計上の位置関係を記憶するメモリ手段と、前記メモ
リ手段の記憶情報と前記カメラ本体側より受信した焦点
評価値情報に基づいて前記変倍レンズ手段及び補正レン
ズ手段を制御する制御手段と、前記メモリ手段内に記憶
されている前記変倍レンズ及び補正レンズの設計上の位
置関係と実際の位置関係を合わせ込む調整手段とを備え
た構成とする。

【００５３】また本願における請求項４に記載の発明に
よれば、カメラ本体に対して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手段と、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
ンズ手段と、前記変倍レンズと前記補正レンズとの設計
上の位置関係を記憶するメモリ手段と、前記カメラ本体
側より映像信号情報を受信して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焦点状態に応
じた情報に基づいて前記変倍レンズ手段及び補正レンズ
手段を制御する制御手段と、前記メモリ手段内に記憶さ
れている前記変倍レンズ及び補正レンズの設計上の位置
関係と実際の位置関係を合わせ込む調整手段とを備えた
構成とする。

【００５４】また本願における請求項５に記載の発明に
よれば、請求項４において、前記レンズユニットはカメ
ラ本体に対して着脱可能であり、前記焦点状態に応じた
情報は、前記カメラ本体側より送信されて来た映像信号
中の高周波信号成分のレベルに基づく情報とする。

【００５５】また本願における請求項６に記載の発明に
よれば、請求項１，請求項３または請求項４において、
前記調整手段は、前記変倍レンズ手段のテレ端及びワイ
ド端との間のストロークを調整する第１の調整手段を備
える。

【００５６】また本願における請求項７に記載の発明に
よれば、請求項１，請求項３または請求項４において、
前記調整手段は、前記変倍レンズ手段のテレ端及びワイ
ド端における補正レンズ手段の合焦位置の差を設計値と
するとともに、前記変倍レンズ手段の前記テレ端及びワ
イド端の中間の位置において、前記補正レンズ手段が合
焦する所定の位置と、テレ端における前記補正レンズ手
段の位置からの移動量が設計値と等しくなるような変倍
レンズ位置をもとめ、テレ端とワイド端の変倍レンズ位
置とする第２の調整手段を備える。

【００５７】また本願における請求項８に記載の発明に
よれば、変倍動作を行なう変倍レンズ手段と、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
ズ手段と、前記変倍レンズと前記補正レンズとの設計上
の位置関係を記憶するメモリ手段と、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
点検出手段によって検出された焦点状態の情報に基づい
て前記変倍レンズ手段及び補正レンズ手段を制御する制
御手段と、前記メモリ手段内に記憶されている前記変倍
レンズ及び補正レンズの設計上の位置関係と実際の位置
関係を合わせ込む調整手段とを備えた撮像装置を特徴と
する。

【００５８】また本願における請求項９に記載の発明に
よれば、請求項８において、前記調整手段は、前記変倍
レンズ手段のテレ端及びワイド端との間のストロークを
調整する第１の調整手段を備える。

【００５９】また本願における請求項１０に記載の発明
によれば、請求項８において、前記調整手段は、前記変
倍レンズ手段のテレ端及びワイド端における補正レンズ
手段の合焦位置の差を設計値とするとともに、前記変倍
レンズ手段の前記テレ端及びワイド端の中間の位置にお
いて、前記補正レンズ手段が合焦する所定の位置と、テ
レ端における前記補正レンズ手段の位置からの移動量が
設計値と等しくなるような変倍レンズ位置をもとめ、テ
レ端とワイド端の変倍レンズ位置とする第２の調整手段
を備える。

【００６０】

【発明の実施の形態】

（第１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。

【００６１】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。

【００６２】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（以下変倍レンズと称す）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（以下フォーカスレンズ
と称す）１０５を通って、カメラ本体内のＣＣＤ等の撮
像素子１０６〜１０８の撮像面へとそれぞれ結像され
る。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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、ＡＦ信号処理回路１１３へと入力され
る。

【００６６】ＡＦ信号処理回路１１３で生成された焦点
状態に応じた焦点評価値（ＡＦ評価値）は、カメラ本体
内の本体マイコン１１４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、レンズユニット側のレンズマイコン１１６へ転
送される。

【００６７】またカメラ信号処理回路１１２内では、各
撮像素子より出力された撮像信号より輝度信号のレベル
が検出され、本体マイコン１１４を介して、レンズユニ
ット内のレンズマイコン１１６へと転送され、その輝度
信号情報に基づいてアイリスドライバ１２４が制御さ
れ、ＩＧメータ１２３が駆動され、絞り１０３が開閉制
御される。

【００６８】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用いられる。

【００６９】またカメラ本体側の本体マイコン１１４
は、ズームスイッチ１３０及び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。

【００７０】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ＡＦ評価値を受け取り、ＡＦスイ
ッチ１３１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。

【００７１】またカメラ本体側には、レンズユニット側
において、記憶されたレンズカムデータの軌跡と実際の
レンズ駆動軌跡との調整動作をスタートするための調整
スタートスイッチ１２９が設けられており、このスイッ
チの操作状態も本体マイコン１１４を介してレンズユニ
ット側へと送信され、調整スイッチ１２９がオンのと
き、後述のレンズマイコン１１６内の調整手段に相当す
る調整プログラム１３２がＡＦ評価値を参照しながらレ
ンズ群を駆動することで、前述した調整シーケンスを実
行し、実際のレンズ光学系とメモリ手段としてのレンズ
カムデータ１２０との合わせ込みを行う。

【００７２】調整スイッチ１２９がオフのとき、ＡＦス
イッチ１３１、ズームスイッチ１３０の状態によって、
以下の通常のカメラ撮影動作を実行する。

【００７３】尚、調整スイッチ１２９は、マニュアル操
作で任意にＯＮ／ＯＦＦするものでもよいが、カメラ本
体にレンズユニットを装着する動作によって自動的にＯ
Ｎするようにしておけば、レンズユニットをカメラ本体
に対して交換するたびに、その調整を自動的に行うこと
ができ、操作性が向上するとともに、操作者が意識しな
くても、調整動作を実行することができ、常に最良の特
性でレンズユニットを制御することができる。

【００７４】調整スイッチ１２９は、マウントの結合に
よって機械的に制御されるスイッチでもよいし、レンズ
マイコンとカメラ本体の本体マイコンとの間の初期通信
によってソフト的に制御されるスイッチでもよい。

【００７５】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、本発明の制御手段に相当するコンピユ
ータズームプログラム１１９は、そのズームスイッチ１
３０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。

【００７６】そしてその演算結果をズームモータドライ
バ１２２に信号を送ることで、ズームモータ１２１を介
して変倍レンズ１０２を駆動すると同時に、フォーカス
モータドライバ１２６に信号を送りフォーカスモータ１
２５を介してフォーカスレンズ１０５を駆動することに
より、変倍動作を行う。

【００７７】このレンズカムデータ１２０は、図１０に
示すような変倍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カム軌跡データをＲＯＭに記憶した
ものであり、コンピュータズームプログラム１１９は、
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。

【００７８】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、カメラ側の本体マイコン１１４
から送られてきたＡＦ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変倍動作を行う。

【００７９】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回路１１７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。

【００８０】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が本体マイコンか
ら送られて来たＡＦ評価値を受け取り、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、Ａ
Ｆ評価値が最大となるようにフォーカスモータドライバ
１２６に信号を送り、フォーカスモータ１２５を駆動し
てフォーカスレンズ１０５を駆動することで、自動焦点
調節動作を行う。

【００８１】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。

【００８２】次に図２を用いてカメラ信号処理回路１１
２内のＡＦ信号処理回路１１３について説明する。増幅
器１０８，１０９，１１０でそれぞれ最適なレベルに増
幅された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の撮像素子出力
は、ＡＦ信号処理回路１１３へと供給され、Ａ／Ｄ変換
器２０６，２０７，２０８でそれぞれデジタル信号に変
換され、カメラ信号処理回路１１２へと送られると同時
に、それぞれアンプ２０９，２１０，２１１で適切なレ
ベルに増幅され、加算器２０８で加算され、自動焦点調
節用輝度信号Ｓ５が生成される。

【００８３】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８が生成される。

【００８４】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。

【００８５】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。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】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枠を形成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１１４
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、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。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】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。

【００９４】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。

【００９５】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。

【００９６】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。

【００９７】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。

【００９８】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。

【００９９】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。

【０１００】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。

【０１０１】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。

【０１０２】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。

【０１０３】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。

【０１０４】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。

【０１０５】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。

【０１０６】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。

【０１０７】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。

【０１０８】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。

【０１０９】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。

【０１１０】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。

【０１１１】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。

【０１１２】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。

【０１１３】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。

【０１１４】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。

【０１１５】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。

【０１１６】ここで各評価値の特性及び用途について説
明する。

【０１１７】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。

【０１１８】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。

【０１１９】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。

【０１２０】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。

【０１２１】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。

【０１２２】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。

【０１２３】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、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。

【０１２４】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。

【０１２５】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。

【０１２６】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。

【０１２７】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。

【０１２８】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。

【０１２９】図５は、本発明の特徴であるピント調整を
行ったときの、レンズマイコン１１６内の調整プログラ
ム１３２で行われる調整動作のアルゴリズムである。

【０１３０】step１１でスタートする。step１２で変倍
レンズの光軸上の位置を、フォーカスレンズの軌跡が山
形になる山の頂上付近に相当するズーム位置（図１１
’）に設定する。

【０１３１】次にstep１３でフォーカスモーターにより
フォーカスレンズ１０５を移動させピント合わせを行
う。

【０１３２】尚、ここで被写体距離は調整距離に設定さ
れているものであり（ここでは∞とする）、何らかの調
整のためのチャートなどの被写体を配置し、その調整距
離を設定する。

【０１３３】step１４でピントがあったか否かをチェッ
クし、ピントが合うまでフォーカスレンズ１０５を移動
する。

【０１３４】実際のピント合わせでは図１１に示したＡ
Ｆプログラム１１７を使って、ＡＦ評価値が最大になる
フォーカスレンズ位置を検出することでピントの位置を
探している。

【０１３５】step１４でピントがあったことが確認され
ると、step１５にてフォーカスレンズを、このレンズの
設計値に基づきＡだけ下げる（下げるという表現は図１
１に照らし合わせて、同図の中で下に持っていくことを
示したもので、実際にはズームレンズのズームタイプに
よって、被写体側に繰り出す場合もあるし、像面側に繰
り込む場合もある。）。

【０１３６】step１６にてこの状態から変倍レンズをテ
レ側Ｔへ向けて駆動する。同時にstep１７でピントがあ
った状態か否かを判断していく。

【０１３７】変倍レンズの移動が完了し、その位置でピ
ントが合うと、その変倍レンズ位置がテレ端の変倍レン
ズ位置に相当する。

【０１３８】そしてstep１８でその状態のズームエンコ
ーダの位置をテレ端の位置を規定する値としてＶtaに格
納する。

【０１３９】step１９にてテレ端とワイド端の調整距離
でフォーカスレンズの合焦位置の差に相当するバランス
分だけフォーカスレンズを光軸方向に移動する。

【０１４０】但し、図１１のようにこのバランスが０の
場合には移動する必要はない。step２０，step２１でテ
レ端を決めたのと同じように変倍レンズを移動すること
でワイド側基準の変倍レンズ位置を決める。

【０１４１】step２２でこの変倍レンズ位置のズームエ
ンコーダーの位置をフォーカス基準値の変倍レンズ位置
としてＶwaに格納し、step２３でここでの合焦位置をフ
ォーカスレンズの基準位置とし、step２４で調整動作を
終了する。

【０１４２】以上、図５の処理で得られたＶwa、Ｖta、
フォーカスレンズ基準位置がそれぞれ、図１４のワイド
端ｖ＝０、テレ端ｖ＝ｓ、ワイド端無限遠の合焦フォー
カス位置データＡ00（＝Ａ0s：本実施例ではワイド端と
テレ端のバランス差０）に対応する。

【０１４３】この実際のレンズ位置と軌跡テーブルデー
タの座標軸合わせにより、ボケのないズームングの実現
が行えると共に、図５のプログラムをレンズユニット内
部に持つことにより、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
ステムが実現できる。

【０１４４】（第２の実施の形態）図６は、本発明の第
２の実施の形態の構成を示す図である。本実施の形態
は、カメラ本体からレンズユニットにＡＦ評価値を引き
渡す代わりに映像信号を引き渡し、レンズユニット内部
で生成したＡＦ評価値を基に、レンズピント調整やＡＦ
／ズーム動作を実現する例である。

【０１４５】撮像素子１０６，１０７，１０８にそれぞ
れ結像された被写体像は、光電変換され、増幅器１０
８，１０９，１１０でそれぞれ最適なレベルに増幅され
カメラ信号処理回路１１２へと入力され標準テレビ信号
に変換されると同時に、Ｒ，Ｇ，Ｂがミックスされた、
ガンマのかかっていない映像信号Ｓ３が出力され、映像
信号規格化回路６０１へと入力される。

【０１４６】映像信号規格化回路６０１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。

【０１４７】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に送
られる。レンズユニット１２７では、カメラ本体１２８
からの規格化映像信号Ｓ４をＡＦ信号処理回路６０２へ
と入力する。

【０１４８】ＡＦ信号処理回路６０２で生成されたAF評
価値は、レンズマイコン６０４内のデータ読み出しプロ
グラム６０３で読み出される。

【０１４９】また、本体マイコン６０５は、ズームスイ
ッチ１３０、ＡＦスイッチ１３１及び調整スタートスイ
ッチ１２９を読み込み、スイッチの状態をレンズマイコ
ン６０４に送り、第１の実施例と等しい制御をする。

【０１５０】ここでＡＦ信号処理回路６０２は図７に示
される構成になっており、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７０１でデジ
タル信号に変換され、自動焦点調節用輝度信号Ｓ５が作
られる。

【０１５１】信号Ｓ５は、ガンマ回路２１３へと入力さ
れ、以下第１の実施例、図２と同様の処理が施されＡＦ
評価値が生成される。

【０１５２】なお、本実施例では、規格化映像信号Ｓ４
はアナログ信号で、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
り出力されたデジタル映像信号を規格化し、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。

【０１５３】

【発明の効果】以上説明したように本願における請求項
１、請求項３に記載の発明によれば、レンズユニット内
に、設計上のレンズカムデータと、該カムデータに実際
のレンズ光学系を合わせ込む調整手段とを持つことによ
り、レンズカムデータや調整データ等がレンズユニット
毎に異なっていても、本体側はＡＦ評価値又は映像信号
を引き渡す制御を行うだけでいいので、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が実現可能となる。

【０１５４】また本願における請求項２に記載の発明に
よれば、前記カメラ本体側より送信されて来た映像信号
中の高周波信号成分のレベルに基づく情報にしたがっ
て、焦点状態を検出するようにしたので、ビデオカメラ
等の交換レンズユニットとして最適となる。

【０１５５】また本願における請求項４に記載の発明に
よれば、請求項１，請求項３に記載の発明における上記
効果を有する上に、カメラ本体側より映像信号情報を受
信してレンズユニット側で焦点状態を検出するようにし
たので、カメラ本体側のシステム構成を簡略化できると
ともに、レンズユニット個々に最適な焦点検出感度、精
度、速度等の各種特性を最適化することができ、常に装
着されたレンズユニットにおいて最高の性能を実現する
ことができる。

【０１５６】また本願における請求項５に記載の発明に
よれば、請求項４において、焦点状態に応じた情報を、
前記カメラ本体側より送信されて来た映像信号中の高周
波信号成分のレベルに基づく情報としたので、映像信号
を取り扱うビデオカメラ等の交換レンズユニットとして
最適となる。

【０１５７】また本願における請求項６，請求項７に記
載の発明によれば、そのレンズユニットの設計値との誤
差に応じて、最適な調整方法をとることができ、より精
度の高い調整動作を行うことができる。

【０１５８】また本願における請求項８に記載の発明に
よれば、レンズユニット内に、設計上のレンズカムデー
タと、該カムデータに実際のレンズ光学系を合わせ込む
調整手段とを持つことにより、レンズカムデータや調整
データ等がレンズユニット毎に異なっていても、本体側
はＡＦ評価値又は映像信号を引き渡す制御を行うだけで
いいので、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、交換レンズ式撮像装置を実
現することが可能となる。

【０１５９】また本願における請求項９，請求項１０に
記載の発明によれば、変倍レンズ手段のテレ端及びワイ
ド端との間のストロークを調整する方法、変倍レンズ手
段のテレ端及びワイド端における補正レンズ手段の合焦
位置の差を設計値とするとともに、前記変倍レンズ手段
の前記テレ端及びワイド端の中間の位置において、前記
補正レンズ手段が合焦する所定の位置と、テレ端におけ
る前記補正レンズ手段の位置からの移動量が設計値と等
しくなるような変倍レンズ位置をもとめ、テレ端とワイ
ド端の変倍レンズ位置とする方法等、そのレンズユニッ
トの設計値との誤差に応じて、最適な調整方法をとるこ
とができ、より精度の高い調整動作を行うことができ
る。

【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
第１の実施例の構成を示すブロック図である。

【図２】図１の構成において、カメラ本体側の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】本発明における調整手段の調整動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図６】本発明を交換レンズ式ビデオカメラに適用した
第２の実施例の構成を示すブロック図である。

【図７】図６の構成において、レンズユニット側のＡＦ
信号処理回路の内部構成を示すブロック図である。

【図８】従来の交換レンズ式ビデオカメラの代表的な構
成を示すブロツク図である。

【図９】インナーフォーカスタイプのレンズシステムの
基本構成を示す図である。

【図１０】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１１】レンズカムデータに記憶されたカム軌跡と、
実際のレンズ位置との誤差を補正する調整動作を説明す
るための図である。

【図１２】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１３】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１４】レンズカムデータの内部を説明するための図
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 １１６ レンズマイコン １１７ ＡＦ制御回路 １１８ モータ制御回路 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 １３１ 調整スタートスイッチ １３２ 調整プログラム

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変倍動作を行なう変倍レンズ手段と、 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
   補正レンズ手段と、 前記変倍レンズと前記補正レンズとの設計上の位置関係
   を記憶するメモリ手段と、 前記メモリ手段の記憶情報と焦点状態に応じた情報に基
   づいて前記変倍レンズ手段及び補正レンズ手段を制御す
   る制御手段と、 前記メモリ手段内に記憶されている前記変倍レンズ及び
   補正レンズの設計上の位置関係と実際の位置関係を合わ
   せ込む調整手段と、を備えたことを特徴とするレンズユ
   ニット。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記レンズユニットはカメラ本体に対して着脱可能であ
   り、前記焦点状態に応じた情報は、前記カメラ本体側よ
   り送信されて来た映像信号中の高周波信号成分のレベル
   に基づく情報であることを特徴とするレンズユニット。
3. 【請求項３】 カメラ本体に着脱可能な交換レンズ式レ
   ンズユニットであって、 変倍動作を行なう変倍レンズ手段と、 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
   補正レンズ手段と、 前記変倍レンズと前記補正レンズとの設計上の位置関係
   を記憶するメモリ手段と、 前記メモリ手段の記憶情報と前記カメラ本体側より受信
   した焦点評価値情報に基づいて前記変倍レンズ手段及び
   補正レンズ手段を制御する制御手段と、 前記メモリ手段内に記憶されている前記変倍レンズ及び
   補正レンズの設計上の位置関係と実際の位置関係を合わ
   せ込む調整手段と、を備えたことを特徴とするレンズユ
   ニット。
4. 【請求項４】 カメラ本体に対して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手段と、 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
   補正レンズ手段と、 前記変倍レンズと前記補正レンズとの設計上の位置関係
   を記憶するメモリ手段と、 前記カメラ本体側より映像信号情報を受信して焦点状態
   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焦点状態に応じた情報に基
   づいて前記変倍レンズ手段及び補正レンズ手段を制御す
   る制御手段と、 前記メモリ手段内に記憶されている前記変倍レンズ及び
   補正レンズの設計上の位置関係と実際の位置関係を合わ
   せ込む調整手段と、を備えたことを特徴とするレンズユ
   ニット。
5. 【請求項５】 請求項４において、 前記レンズユニットはカメラ本体に対して着脱可能であ
   り、前記焦点状態に応じた情報は、前記カメラ本体側よ
   り送信されて来た映像信号中の高周波信号成分のレベル
   に基づく情報であることを特徴とするレンズユニット。
6. 【請求項６】 請求項１，請求項３または請求項４にお
   いて、 前記調整手段は、前記変倍レンズ手段のテレ端及びワイ
   ド端との間のストロークを調整する第１の調整手段を含
   むことを特徴とするレンズユニット。
7. 【請求項７】 請求項１，請求項３または請求項４にお
   いて、 前記調整手段は、前記変倍レンズ手段のテレ端及びワイ
   ド端における補正レンズ手段の合焦位置の差を設計値と
   するとともに、前記変倍レンズ手段の前記テレ端及びワ
   イド端の中間の位置において、前記補正レンズ手段が合
   焦する所定の位置と、テレ端における前記補正レンズ手
   段の位置からの移動量が設計値と等しくなるような変倍
   レンズ位置をもとめ、テレ端とワイド端の変倍レンズ位
   置とする第２の調整手段を含むことを特徴とするレンズ
   ユニット。
8. 【請求項８】 変倍動作を行なう変倍レンズ手段と、 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
   補正レンズ手段と、 前記変倍レンズと前記補正レンズとの設計上の位置関係
   を記憶するメモリ手段と、 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によって
   検出された焦点状態の情報に基づいて前記変倍レンズ手
   段及び補正レンズ手段を制御する制御手段と、 前記メモリ手段内に記憶されている前記変倍レンズ及び
   補正レンズの設計上の位置関係と実際の位置関係を合わ
   せ込む調整手段と、を備えたことを特徴とする撮像装
   置。
9. 【請求項９】 請求項８において、 前記調整手段は、前記変倍レンズ手段のテレ端及びワイ
   ド端との間のストロークを調整する第１の調整手段を含
   むことを特徴とするレンズユニット。
10. 【請求項１０】 請求項８において、 前記調整手段は、前記変倍レンズ手段のテレ端及びワイ
    ド端における補正レンズ手段の合焦位置の差を設計値と
    するとともに、前記変倍レンズ手段の前記テレ端及びワ
    イド端の中間の位置において、前記補正レンズ手段が合
    焦する所定の位置と、テレ端における前記補正レンズ手
    段の位置からの移動量が設計値と等しくなるような変倍
    レンズ位置をもとめ、テレ端とワイド端の変倍レンズ位
    置とする第２の調整手段を含むことを特徴とするレンズ
    ユニット。