JPH11149102A

JPH11149102A - レンズの制御方法

Info

Publication number: JPH11149102A
Application number: JP9315634A
Authority: JP
Inventors: Shinya Yajima; 信哉矢島
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1997-11-17
Filing date: 1997-11-17
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2017-11-17
Also published as: JP3915104B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ズームレンズを駆動して画角を決定した後、フ
ォーカスレンズを駆動してもズームレンズのズーム位置
を自動的に補正することにより画角が変化しないように
する。【解決手段】ズームレンズのズーム動作が停止して画角
が決定されると、その停止時のズーム位置及びフォーカ
ス位置を読み取る（ステップＳ１０）。その後、フォー
カスレンズが駆動されると、現在のフォーカス位置と予
め読み取ったズーム位置及びフォーカス位置とに基づい
て、ズームレンズのズーム動作の停止時の画角を変化さ
せないためのズーム位置の補正値を求める（ステップＳ
１６）。このようにして求めた補正値に基づいてズーム
駆動信号を発生してズームレンズを駆動し、フォーカス
レンズの駆動時に画角が変化しないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレンズの制御方法に
係り、特にフォーカスレンズとズームレンズを含むテレ
ビカメラ用レンズ等のレンズの制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のレンズを用いて撮影を行
う際に、ズームレンズを駆動して画角（撮影範囲）を決
定し、その後、被写体にピントを合わせるためにフォー
カスレンズを駆動すると、画角が変化する。即ち、ズー
ムレンズを駆動して画角を決定した後、例えばフォーカ
スレンズのフォーカス位置を至近側に移動させると、画
角が小さくなるように変化し、逆にフォーカスレンズの
フォーカス位置を無限遠側に移動させると、画角が大き
くなるように変化する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにズームレ
ンズを駆動して画角を決定した後、フォーカスレンズを
駆動すると画角が変化し、所望の画角が得られなくなる
という問題がある。また、画角の変化を修正する場合に
は、再度ズームレンズを駆動しなければならず、操作が
煩雑になる。

【０００４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、ズームレンズを駆動して画角が決定した後、フ
ォーカスレンズを駆動しても画角が変化しないようにす
ることができるレンズの制御方法を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、少なくともフォーカスレンズ及びズームレ
ンズを含むレンズのズームレンズを駆動して画角を決定
し、その後、フォーカスレンズを駆動して焦点合わせを
行うレンズの制御方法において、前記ズームレンズのズ
ーム動作が停止すると、その停止時のズームレンズのズ
ーム位置及び前記フォーカスレンズのフォーカス位置を
読み取り、その後、前記フォーカスレンズが駆動される
と、現在のフォーカス位置と前記読み取ったズーム位置
及びフォーカス位置とに基づいて、前記ズームレンズの
ズーム動作の停止時の画角を変化させないための前記ズ
ームレンズのズーム位置の補正値を求め、前記補正値に
基づいて前記ズームレンズを駆動し、前記フォーカスレ
ンズの駆動時に画角が変化しないようにしたことを特徴
としている。

【０００６】即ち、ズームレンズのズーム動作が停止
し、これにより画角が決定されると、この画角を保持す
るための処理が開始される。まず、ズームレンズの停止
時のズーム位置及びフォーカス位置を読み取る。その
後、フォーカスレンズが駆動されると、現在のフォーカ
ス位置と予め読み取ったズーム位置及びフォーカス位置
とに基づいて、ズームレンズのズーム動作の停止時の画
角を変化させないためのズーム位置の補正値を求める。
尚、予め読み取ったズーム位置及びフォーカス位置は、
補正値を求めるためのデータテーブル又は計算式を特定
するために用いられる。このようにして求めた補正値に
基づいてズームレンズを駆動することにより、フォーカ
スレンズの駆動時に画角が変化しないようにしている。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るレンズの制御方法の好ましい実施の形態について詳説
する。図１は本発明が適用されるテレビカメラ用レンズ
を示すブロック図である。このテレビカメラ用レンズの
レンズ本体１０には、フォーカスレンズ１２、変倍系レ
ンズ１４Ａと補正系レンズ１４Ｂとからなるズームレン
ズ１４、絞り１６、２倍用のエクステンダーレンズ１８
及びマスターレンズ２０等の光学部材と、各レンズや絞
り１６をそれぞれ駆動するための駆動回路３２〜４０及
び駆動モータ４２〜５０と、各レンズや絞り１６の位置
を検出する検出器５２〜６０及びＡ／Ｄ変換器６２〜６
８と、各光学部材を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）２
６とが設けられている。尚、２２は撮像素子、２４は信
号処理回路であり、このテレビカメラ用レンズが取り付
けられるカメラ本体側に設けられている。

【０００８】周知のように、ズームレンズ１４を構成す
る変倍系レンズ１４Ａは、焦点距離を変化させ、補正系
レンズ１４Ｂは焦点位置が変動しないように補正するも
ので、変倍系レンズ１４Ａ及び補正系レンズ１４Ｂはそ
れぞれズームカム筒を回転させることによって光軸上を
一定の関係をもって移動できるように構成されている。

【０００９】また、エクステンダーレンズ１８はターレ
ット板（図示せず）に配設され、ターレット板を回転さ
せることによってエクステンダーレンズ１８が光軸上に
配置される。このエクステンダーレンズ１８の切換えに
よって撮影倍率が切り換えられる。一方、マスターレン
ズ２０は光軸上に沿って移動自在に配設されており、こ
のマスターレンズ２０を光軸上に沿って移動させること
により、後述するように焦点の補正が行われる。また、
マスターレンズ２０は、レンズ結像位置の微調整（トラ
ッキング）や、マクロ撮影時にも移動制御される。

【００１０】上記撮像素子２２はレンズ本体１０の各光
学部材を介して受光面上に結像した被写体像を電気信号
に変換し、これを信号処理回路２４に出力し、信号処理
回路２４は撮像素子２２から入力する信号をサンプリン
グ処理し、ホワイトバランス調整、γ補正等の信号処理
を施してテレビ信号を生成する。このテレビ信号は、ビ
ューファインダーＶＦに出力されて再生されるとともに
出力端子に出力される。ＣＰＵ２６には、それぞれ手
動で操作されるフォーカス操作部７０、ズーム操作部７
２、及びエクステンダー操作部７４、図示しない絞りツ
マミ、フランジバック調整ツマミ等から指令信号が加え
られるようになっている。

【００１１】フォーカス操作部７０は、例えばフォーカ
スデマンドであり、至近から無限遠までの撮影距離に対
応するフォーカス位置を示すフォーカス位置指令信号を
出力し、ズーム操作部７２は、例えばズームレートデマ
ンドであり、テレ方向、ワイド方向のズーム速度を指令
するズーム速度指令信号を出力する。また、エクステン
ダー操作部７４は、エクステンダー切替えスイッチであ
り、１倍又は２倍を指令するエクステンダー切替え信号
を出力する。

【００１２】ＣＰＵ２６は、フォーカス操作部７０から
フォーカス位置指令信号を入力すると、そのフォーカス
位置指令信号と、ポテンショメータ５２からＡ／Ｄ変換
器６２を介して入力する現在のフォーカス位置を示すフ
ォーカス位置信号とに基づいてフォーカス駆動信号を生
成し、これを駆動回路３２を介してフォーカスモータ４
２に出力する。これにより、フォーカスレンズ１２は、
フォーカス位置指令信号によって指令されたフォーカス
位置（即ち、ピントが合う位置）になるように駆動され
る。

【００１３】また、ＣＰＵ２６は、ズーム操作部７２か
らズーム速度指令信号を入力すると、そのズーム速度指
令信号を積分してズーム位置を示すズーム位置指令信号
を生成する。そして、このズーム位置指令信号と、ポテ
ンショメータ５４からＡ／Ｄ変換器６４を介して入力す
る現在のズーム位置を示すズーム位置信号とに基づいて
ズーム駆動信号を生成し、これを駆動回路３４を介して
ズームモータ４４に出力する。これにより、ズームレン
ズ１４は、ズーム位置指令信号によって指令されたズー
ム位置になるように駆動される。

【００１４】更に、ＣＰＵ２６は、エクステンダー操作
部７４から１倍を示すエクステンダー切替え信号を入力
すると、エクステンダーレンズ１８が退避位置（図１上
の実線で示す位置）に移動するように駆動回路３８を介
してエクステンダーモータ４８を駆動し、２倍を示すエ
クステンダー切替え信号を入力すると、エクステンダー
レンズ１８が使用位置（図１上の点線で示す位置）に移
動するように駆動回路３８を介してエクステンダーモー
タ４８を駆動する。尚、エクステンダーレンズ１８が退
避位置から使用位置に挿入されると、倍率は挿入前の２
倍になる。

【００１５】また、ＣＰＵ２６には、画角補正データ部
７６が接続されている。この画角補正データ部７６は、
フォーカスレンズ１２のフォーカス位置及びズームレン
ズ１４のズーム位置によって決定される補正データ（例
えば、補正係数）を有しており、ＣＰＵ２６は、本発明
に係るレンズの制御を行う際に画角補正データ部７６か
ら補正データを読み込む。

【００１６】次に、図２に示すフローチャートを参照し
ながら本発明に係るレンズの制御方法について説明す
る。図２のフローチャートに示す処理は、ズーム操作部
７２での操作が停止し、ズームレンズ１４のズーム動作
が停止すると、スタートする。即ち、ズームレンズ１４
のズーム動作が停止すると、画角（撮影範囲）が決定さ
れるが、その後、フォーカスレンズ１２を駆動しても画
角が変化しないようにする処理がスタートする。

【００１７】ＣＰＵ２６は、ズームレンズ１４のズーム
動作が停止すると、その停止時のズームレンズ１４のズ
ーム位置及びフォーカスレンズ１２のフォーカス位置を
読み込む（ステップＳ１０）。尚、フォーカス位置及び
ズーム位置は、それぞれポテンショメータ５２、５４か
らＡ／Ｄ変換器６２、６４を介して入力する位置を読み
込んでもよいし、フォーカス操作部７０、ズーム操作部
７２から入力するフォーカス位置及びズーム位置の指令
値を読み込んでもよい。

【００１８】続いて、読み込んだフォーカス位置及びズ
ーム位置に基づいて画角補正データ部７６から補正デー
タを読み込む（ステップＳ１２）。尚、この補正データ
の詳細については後述する。次に、所定時間内にフォー
カス位置が変化したか否かを判別する（ステップＳ１
４）。所定時間内にフォーカス位置が変化しない場合に
は、画角が決定されてから、被写体にピントを合わせる
フォーカス動作を行わないもの（既に、ピントが合って
いるもの）と判断し、この処理を終了させる。

【００１９】一方、所定時間内にフォーカス位置が変化
した場合には、ステップＳ１６に進み、ここでズーム位
置指令信号を補正するための補正演算を行う。即ち、ス
テップＳ１６では、フォーカス位置の変化量と、ステッ
プＳ１２で読み込んだ補正データとに基づいて、フォー
カスレンズ１２のフォーカス位置の変化に対して変化す
る画角を補正するためのズームレンズ１４のズーム位置
を求める。

【００２０】例えば、フォーカス位置の変化量をｘと
し、この変化量ｘに対して画角が変化しないように移動
させるためのズームレンズ１４の補正値をｙとし、補正
値ｙが、変化量ｘを変数とする二次関数、

【００２１】

【数１】ｙ＝ａｘ²＋ｂｘ …（１）として表せる場合には、フォーカス位置の変化量ｘから
上記（１）式に基づいて補正値ｙを演算し、この補正値
ｙを停止時のズーム位置に加算してズーム位置指令信号
を補正する。尚、上記（１）式で補正値を求める場合に
は、ステップＳ１２で読み込んだ補正データは、（１）
式の係数ａ，ｂに相当する。

【００２２】次に、上記のようにして求めたズームレン
ズ１４の補正されたズーム位置指令信号と現在のズーム
位置信号とに基づいて、その差を０にするためのズーム
駆動信号を生成し、これを駆動回路３４を介してズーム
モータ４４に出力する（ステップＳ１８）。これによ
り、ズームレンズ１４は、ズーム位置指令信号によって
指令されたズーム位置になるように駆動される。

【００２３】続いて、ステップＳ１６での補正演算後、
フォーカス位置が変化したか否かを判断し（ステップＳ
２０）、フォーカス位置が変化した場合にはステップＳ
１６に戻り、再度ステップＳ１６及びＳ１８の処理を実
行する。一方、フォーカス位置が変化しない場合には、
最後にフォーカス位置が変化してから所定時間経過した
か否かを判別する（ステップＳ２２）。所定時間経過し
ていない場合にはステップＳ２０に戻り、所定時間経過
した場合には、被写体にピントを合わせるためのフォー
カスレンズ１２の動作が終了したものと判断し、この処
理を終了させる。ステップＳ２２において、所定時間経
過前であっても、フォーカス操作部７０での操作が終了
したことが検知された場合（例えば、フォーカス操作部
７０から手を離した場合）には、直ちに処理を終了させ
るようにしてもよい。

【００２４】尚、この実施の形態では、ズーム停止時に
読み取ったフォーカス位置及びズーム位置によって、補
正値を求めるための計算式を特定し、その後のフォーカ
ス位置の変化量に基づいて補正値を求めるようにしてい
るが、これに限らず、データテーブルを特定し、その後
のフォーカス位置の変化量に基づいてそのデータテーブ
ルに記録された補正値を読み出すようにしてもよい。ま
た、エクステンダーレンズを有するレンズの場合には、
エクステンダーレンズの切替えに応じて前記補正値を変
える必要がある。更に、リニアに移動するエクステンダ
ーレンズを有する場合には、ズームレンズを移動させる
代わりにエクステンダーレンズを移動させ、これにより
画角を変えないようにしてもよい。

【００２５】また、ズームレンズがワイド端やテレ端に
位置していても本発明に係るレンズ制御（ズームレンズ
の移動）が可能なように、フォーカスレンズのフォーカ
ス位置に応じてズーム範囲を制限するようにしてもよ
い。例えば、図３に示すようにフォーカスレンズのフォ
ーカス位置が至近（Ｎ）に対応する位置の場合には、ズ
ームレンズは、ズーム動作時に図３に示したリミット位
置よりもワイド側に移動できないようにする。これは、
その後、フォーカスレンズを無限遠側に移動させた場合
に、画角を変えないためのズームレンズのワイド方向へ
の移動を可能にするためである。尚、フォーカスレンズ
のフォーカス位置が無限遠側にある程、前記リミット位
置はワイド端に近づき、フォーカス位置が無限遠（∞）
に対応する位置の場合には、リミット位置はワイド端と
一致する。また、テレ端についても上記と同様にリミッ
トを設けるようにしてもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るレンズ
の制御方法によれば、ズームレンズを駆動して画角を決
定した後、フォーカスレンズを駆動する際に、フォーカ
スレンズの移動に伴って画角が変化しないようにズーム
レンズのズーム位置を補正するようにしたため、画角の
変化を修正するためのズーム操作が不要になり、使い勝
手が良くなるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明が適用されるテレビカメラ用レン
ズを示すブロック図である。

【図２】図２は本発明に係るレンズの制御方法の実施の
形態を示すフローチャートである。

【図３】図３はズームレンズのズーム動作時に移動可能
なズーム範囲を説明するために用いた図である。

【符号の説明】

１０…レンズ本体１２…フォーカスレンズ１４…ズームレンズ１８…エクステンダーレンズ２０…マスターレンズ２２…撮像素子２４…信号処理回路２６…中央処理装置（ＣＰＵ）７０…フォーカス操作部７２…ズーム操作部７４…エクステンダー操作部７６…画角補正データ部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともフォーカスレンズ及びズーム
レンズを含むレンズのズームレンズを駆動して画角を決
定し、その後、フォーカスレンズを駆動して焦点合わせ
を行うレンズの制御方法において、前記ズームレンズのズーム動作が停止すると、その停止
時のズームレンズのズーム位置及び前記フォーカスレン
ズのフォーカス位置を読み取り、その後、前記フォーカスレンズが駆動されると、現在の
フォーカス位置と前記読み取ったズーム位置及びフォー
カス位置とに基づいて、前記ズームレンズのズーム動作
の停止時の画角を変化させないための前記ズームレンズ
のズーム位置の補正値を求め、前記補正値に基づいて前記ズームレンズを駆動し、前記
フォーカスレンズの駆動時に画角が変化しないようにし
たことを特徴とするレンズの制御方法。
【請求項２】前記レンズはエクステンダーレンズを有
し、該エクステンダーレンズの切替えに基づいて前記補
正値を変えることを特徴とする請求項１のレンズの制御
方法。
【請求項３】前記ズームレンズのズーム動作時に移動
可能なズーム範囲を、前記フォーカスレンズのフォーカ
ス位置に応じて設定し、前記ズームレンズが前記ズーム
範囲の一端で停止していても、前記フォーカスレンズの
駆動時における前記ズームレンズのズーム位置の補正動
作を可能にしたことを特徴とする請求項１又は２のレン
ズの制御方法。