JP3513167B2 - レンズ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、インナーフォーカス型
のレンズシステムに対するレンズ制御装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】図７は、従来から知られているインナー
フォーカス型のレンズシステムの構成図である。図７に
示したように、インナーフォーカス型のレンズシステム
１は、同図の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２と、光軸と平行
に移動して変倍を行う変倍レンズ３と、絞り４と、第２
固定レンズ５と、光軸と平行に移動して焦点調節を行う
と共に、変倍が行われて焦点面が移動した場合の補正を
行ういわゆるコンペ機能を兼ね備えたフォーカスコンペ
レンズ６とを有している。そして、このレンズシステム
１による光学的被写体像は、撮像素子７の撮像面７ａに
結像され、光電変換されて映像信号として出力される。 【０００３】このようなインナーフォーカス型のレンズ
システム１では、上記のようにフォーカスコンペレンズ
６がコンペ機能と焦点調節機能とを兼ね備えているた
め、焦点距離が等しくても、撮像面７ａに合焦するため
のフォーカスコンペレンズ６の位置は、被写体距離によ
って異なってしまう。 【０００４】すなわち、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７ａに合焦させるためのフォ
ーカスコンペレンズ６の位置を連続してプロットする
と、図８のようになる。従って、ボケのないズーミング
を行うためには、ズーミング中は、被写体距離に応じて
図８に示された合焦レンズ軌跡を選択し、選択した合焦
レンズ軌跡どおりにフォーカスコンペレンズ６を移動さ
せる必要がある。 【０００５】なお、前玉フォーカス型のレンズシステム
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、たとえばカム環に
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合っていれば、上記動作によってボ
ケを生じることはない。 【０００６】一方、インナーフォーカス型のレンズシス
テム１では、上記のように、ボケのないズーミングを行
うためには図８に示された軌跡どおりにフォーカスコン
ペレンズ６を移動させる必要がある。このため、図８の
ような被写体距離に対応する複数の合焦レンズ軌跡情報
を何らかの形（軌跡そのものでも、レンズ位置を変数と
した関数でも良い）でレンズ制御用マイコンに記憶させ
ておき、フォーカスコンペレンズ６と変倍レンズ３との
位置によって合焦レンズ軌跡を選択して、この選択した
合焦レンズ軌跡上を辿りながらズーミングを行う軌跡追
従方式が一般に採用されている。なお、軌跡追従方式の
詳細は後述する。 【０００７】この際、フォーカスコンペレンズ６による
合焦制御を正確にしてボケを完全に無くすには、変倍レ
ンズ３、およびフォーカスコンペレンズ６の位置をある
程度正確に検知する必要がある。特に、図８からも明ら
かなように、変倍レンズ３が等速度またはそれに近い速
度で移動する場合、焦点距離の変化によって刻々とフォ
ーカスコンペレンズ６が辿るべき合焦レンズ軌跡の傾き
が変化している。これは、フォーカスコンペレンズ６の
移動速度と移動の向きが刻々と変化することを示してお
り、換言すれば、フォーカスコンペレンズ６用のアクチ
ュエータは、１Ｈｚ〜数１００Ｈｚまでの精度良い速度
応答をしなければならないことになる。 【０００８】このような要求を満たすため、フォーカス
コンペレンズ６用のアクチュエータとしては、ステッピ
ングモータを用いるのが一般的になりつつある。ステッ
ピングモータは、レンズ制御用のマイコン等から出力さ
れる歩進パルスに完全に同期しながら回転し、１パルス
当たりの歩進角度が一定なので、高い速度応答性と停止
精度、位置精度が得られるからである。さらに、ステッ
ピングモータを用いる場合、歩進パルスに対する歩進角
度が一定であるから、歩進パルスをそのままインクリメ
ント型の位置エンコーダとして用いることができ、特別
な位置エンコーダを追加しなくても良いという利点もあ
る。 【０００９】次に、インナーフォーカス型のレンズシス
テム１において合焦を保ちながら変倍動作を行うための
上記の軌跡追従方式の従来例を、図９に基づいて説明す
る。 【００１０】図９において、縦軸はフォーカスコンペレ
ンズ６の位置、横軸は変倍レンズ３の位置を示してい
る。また、ｚ0、ｚ1、ｚ2、…ｚ11は変倍レンズ３の位
置を示しており、ａ0、ａ1、ａ2、…ａ11と、ｂ0、ｂ
1、ｂ2、…ｂ11とは、異なる２つの被写体距離に対応し
ており、変倍レンズ３の移動に追従してフォーカスコン
ペレンズ６が辿るべき代表的な合焦レンズ軌跡を示して
いる。これら合焦レンズ軌跡情報は、合焦レンズ軌跡テ
ーブルとして制御用マイコンに記憶されている。 【００１１】図９に示したように、合焦レンズ軌跡テー
ブルには、離散的な被写体距離に対応する代表的な合焦
レンズ軌跡しか記憶されていないため、記憶されていな
い被写体距離の場合には、記憶された合焦レンズ軌跡を
そのまま辿ったのでは、合焦を保ちながら変倍動作を行
うことができなくなる。そこで、記憶されていない被写
体距離の場合には、記憶された合焦レンズ軌跡に基づい
て、記憶されていない被写体距離に対応する合焦レンズ
軌跡を算出している。図９のｐ0、ｐ1、ｐ2、…ｐ11
は、算出された合焦レンズ軌跡である。このｐ0、ｐ1、
ｐ2、…ｐ11のような合焦レンズ軌跡は、次式 【００１２】 【数１】 ｐ（ｎ＋１）＝ ｂ（ｎ＋１）−ａ（ｎ＋１） × ｐ（ｎ）−ａ（ｎ） ／ ｂ（ｎ）−ａ（ｎ） ＋ａ（ｎ＋１） により算出される。 【００１３】数式１によれば、例えば図９において、フ
ォーカスコンペレンズ６がｐ0の位置に在る場合、ｐ0が
線分「ｂ0−ａ0」を内分する比を求め、この内分比に従
って「ｂ1−ａ1」を内分する点をｐ1としている。この
点ｐ1と点ｐ0との位置差と、変倍レンズ３がｚ0から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
ォーカスコンペレンズ６の移動速度が求められる。 【００１４】ところで、高速ズーミング時など、変倍レ
ンズ３の移動速度が速い場合は、合焦を保つためのフォ
ーカスコンペレンズ６の移動速度がテレ端付近で速くな
り、フォーカスコンペレンズ移動用のモータの脱調限界
速度を越える場合がある。このように脱調限界速度を越
えた場合には、合焦を維持できず大ボケ状態となってし
まう。 【００１５】そこで、変倍レンズ３の移動速度をテレ端
付近で減速させることにより、フォーカスコンペレンズ
６の移動速度が脱調限界速度を越えないようにする方式
が実現されている。この方式では、一般に、変倍レンズ
移動用アクチュエータとしてはＤＣモータが使用されて
いる。 【００１６】 【発明が解決しようとする課題】しかし、ＤＣモータで
変倍レンズ３の移動速度を減速制御するためには、ＤＣ
モータをサーボ制御する必要があり、そのために制御回
路の規模が大きくなり、かつ制御が複雑になるという問
題があった。 【００１７】また、変倍レンズ３の移動速度を減速制御
する場合、この減速制御によりフォーカスコンペレンズ
６の移動速度が脱調限界速度以下となって減速を中止し
た結果、すぐにフォーカスコンペレンズ６の移動速度が
脱調限界速度を越えたので、再度減速を行ったりする
と、ズーム速度の加速、減速が繰り返され、撮影者に違
和感を与えることとなる。 【００１８】また、減速すること自体が撮影者に違和感
を与えるので、減速時間は極力短くすることが望まれ、
さらに減速速度も合焦を維持しつつ滑らかに行うことが
望まれている。 【００１９】本発明は、このような事情の下になされた
もので、その目的は、簡単な構成・制御により変倍レン
ズ移動速度を滑らかに制御して常に合焦を維持できるよ
うにすることである。 【００２０】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、変倍動作を行うための第１のレンズと、
該第１のレンズの移動時の焦点面の移動を補正するため
の第２のレンズと、前記第１のレンズを光軸と平行に移
動させるズームモータと、前記第２のレンズを光軸と平
行に移動させるフォーカスモータと、前記第１のレンズ
の離散的な位置に対する前記第２のレンズの合焦位置を
離散的な被写体距離に応じて予め記憶した合焦位置記憶
手段と、前記第１のレンズおよび第２のレンズの現在位
置と前記合焦位置記憶手段に記憶された情報とに基づい
て前記第１のレンズの移動位置に対する前記第２のレン
ズの合焦位置を演算する合焦位置演算手段と、前記第１
のレンズの移動速度に基づいて算出された前記第２のレ
ンズの移動速度が所定値を越えると判断された場合には
前記第１のレンズの移動速度を減速させるように前記ズ
ームモータを制御するとともに、被写体距離に応じて前
記所定値を変更する制御手段とを備えている。 【００２１】 【００２２】 【００２３】 【００２４】 【００２５】 【実施例】次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。 【００２６】図１は本発明の一実施例によるレンズ制御
装置を備えたビデオカメラの概要を示すブロック構成図
である。 【００２７】図１において、１０はインナーフォーカス
型のレンズシステムであり、上述した従来例と同様に、
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１１、光軸と平行に
移動して変倍を行う変倍レンズ１２、絞り１３、第２固
定レンズ１４、光軸と平行に移動して焦点調節を行うと
共に、変倍が行われて焦点面が移動した場合の補正を行
ういわゆるコンペ機能を兼ね備えたフォーカスコンペレ
ンズ１５を有している。 【００２８】そして、このレンズシステム１０による光
学的被写体像は、ＣＣＤ等により構成された撮像素子１
６の撮像面１６ａに結像され、光電変換されて映像信号
として出力される。この映像信号（電気信号）は、第１
増幅器（またはインピーダンス変換器）１７により増幅
され、ＡＧＣ（自動利得制御）回路１８により出力の振
幅が一定に保持され、フィルタ１９により高周波成分の
みが抽出される。そして、信号処理回路２０は、フィル
タ１９からの映像信号に対してＡＦ（オートフォーカ
ス）処理を行うために、高周波成分の強度を求めるなど
の信号処理を行い、レンズ制御用マイコン２１に出力す
る。 【００２９】変倍レンズ１２、フォーカスコンペレンズ
１５は、それぞれレンズ移動手段２２、２３により移動
される。レンズ移動手段２２、２３は、ステッピングモ
ータ２２ａ、２３ａと、ドライバ２２ｂ，２３ｂとを有
している（以下、変倍レンズ１２移動用のステッピンク
モータをズームモータ、フォーカスコンペレンズ１５）
移動用のステッピンクモータをフォーカスモータとい
う）。これらズームモータ２２ａ、フォーカスモータ２
３ａに各々直結された出力軸２２ｃ、２３ｃには、それ
ぞれラック２２ｄ、２３ｄが噛合され、これらラック２
２ｄ、２３ｄは、それぞれ変倍レンズ１２、フォーカス
コンペレンズ１５に固定されている。 【００３０】そして、レンズ制御用マイコン２１から出
力される移動命令信号（方向信号ｓ1、ｓ2、速度信号ｓ
3、ｓ4）に従ってドライバ２２ｂ、２３ｂから駆動エネ
ルギーがズームモータ２２ａ、フォーカスモータ２３ａ
にそれぞれ供給されて出力軸２２ｃ、２３ｃが回転する
ことにより、ラック２２ｄ、２３ｄと一体に変倍レンズ
１２、フォーカスコンペレンズ１５が光軸と平行（図
中、矢印Ａ、Ｂ方向）に移動する。 【００３１】変倍レンズ１２、フォーカスコンペレンズ
１５の位置は、それぞれレンズ位置検出手段２４、２５
により検出される。レンズ位置検出手段２４、２５は、
フォトセンサ２４ａ、２５ａと、遮光板２４ｂ、２５ｂ
とを有しており、フォトセンサ２４ａ、２５ａは、発光
部と受光部（図示省略）とに構成され、遮光板２４ｂ、
２５ｂは、それぞれ変倍レンズ１２、フォーカスコンペ
レンズ１５に固定されている。 【００３２】そして、変倍レンズ１２、フォーカスコン
ペレンズ１５が光軸と平行に移動すると、それと一体に
遮光板２４ｂ、２５ｂが移動し、フォトセンサ２４ａ、
２５ａの発光部と受光部との間の光路を遮ったとき、受
光部の出力信号はロー（Ｌｏｗ）レベルになり、遮らな
いときはハイ（Ｈｉｇｈ）レベルになる。 【００３３】従って、受光部の出力信号が変化する位置
を基準位置として、変倍レンズ１２、フォーカスコンペ
レンズ１５が基準位置に存在するか否かを検知すること
ができる。そして、レンズ制御用マイコン２１は、この
基準位置と、レンズ移動速度、レンズ移動方向などによ
り、各レンズの位置を認識することができる。 【００３４】絞り１３は、適性露光量を維持するように
ドライバ２６により駆動される。すなわち、絞り制御回
路２７は、ＡＧＣ回路１８の出力信号のレベルを検出
し、このレベルが一定レベル（適性露光量）でないとき
は、一定レベルにするための絞り量制御信号を発生す
る。この絞り量制御信号は、第２増幅器２８により増幅
されてドライバ２６に出力され、ドライバ２６により適
性露光量となるように絞り１３が駆動される。 【００３５】絞り１３の絞り状態は、エンコーダ２９に
より検出され、その検出信号は、第３増幅器３０により
増幅され、信号変換回路３１によりレンズ制御用マイコ
ン２１が読取可能な信号に変換された後、該レンズ制御
用マイコン２１に出力される。 【００３６】レンズ制御用マイコン２１には、変倍レン
ズ１２をワイド方向、テレ方向にそれぞれ移動させるた
めのワイドスイッチ３２、テレスイッチ３３、フォーカ
スコンペレンズ１５を無限遠方向、至近方向にそれぞれ
移動させるための無限スイッチ３４、至近スイッチ３
５、ＡＦモードを設定するＡＦスイッチ３６が接続され
ている。これら各スイッチとレンズ制御用マイコン２１
との接続ラインには、プルアップ抵抗３７を介して電源
３８が接続されている。なお、ワイドスイッチ３２、テ
レスイッチ３３は、電圧制御回路３６を介してレンズ制
御用マイコン２１に接続されており、電圧制御回路３６
は、ワイドスイッチ３２、或いはテレスイッチ３３が押
圧された際、その押圧力に応じてレンズ制御用マイコン
２１に出力する電圧を変化させる。そして、レンズ制御
用マイコン２１は、電圧制御回路３６からの電圧に応じ
て可変速ズームの何速目のズーム速度で変倍レンズ１２
を移動させるかを決定する。例えば、電圧が２Ｖより低
い場合は低速ズーム、２Ｖ以上４Ｖ未満の場合は中速ズ
ーム、４Ｖ以上５Ｖ未満の場合は高速ズームで変倍レン
ズ１２を移動させる。 【００３７】レンズ制御用マイコン２１には、図８の合
焦レンズ軌跡内容をテーブル化した図２のような合焦レ
ンズ軌跡テーブルＴがプリセットされている。すなわ
ち、図２の合焦レンズ軌跡テーブルＴは、変倍レンズ１
２の離散的な位置に対応するフォーカスコンペレンズ１
５の合焦位置を被写体距離別に記録したテーブルであ
り、列方向（図の横方向）のｎ（０、１、…、ｋ，…
ｍ）は離散的な被写体距離を示し、行方向（図の縦方
向）のｚ（０、１、…、ｋ，…ｌ）は離散的な変倍レン
ズ１２の位置を示し、列と行との交点位置には、離散的
な変倍レンズ１２の位置、および被写体距離に対応する
フォーカスコンペレンズ１５の合焦位置が記録されてい
る。なお、被写体距離は、図中右方向に進むにしたがっ
て短くなり、「０」は無限遠を示し、「ｍ」は最至近の
１ｃｍを示している。また、変倍レンズ位置は、図中下
方向に進むにしたがって画角が大きくなり、「０」はテ
レ端を示し、「ｌ」はワイド端を示している。すなわ
ち、各列のデータ群がそれぞれ１本の合焦レンズ軌跡に
対応している。そして、フォーカスコンペレンズ１５の
合焦位置、例えばＡ0kは、被写体距離「０」で変倍レン
ズ１２の位置が「ｋ」の場合のフォーカスコンペレンズ
１５の合焦位置を示している。 【００３８】レンズ制御用マイコン２１は、ズーミング
制御を行うときは、上記合焦レンズ軌跡に従ってフォー
カスコンペレンズ１５を変倍レンズ１２の移動に追従さ
せることにより、合焦を維持したズーミングが実行され
るようにする。この際、レンズ制御用マイコン２１は、
フォーカスコンペレンズ１５の移動速度が或る所定値以
上になったときは、上記合焦レンズ軌跡の傾き具合に応
じて、変倍レンズ１２の移動速度を減速する。 【００３９】次に、レンズ制御動作を図３、図４のフロ
ーチャートに基づいて説明する。なお、図３、図４のフ
ローは、ＡＦモードがオフされた状態でズーミングを行
う場合のフローを示している。また図３〜図５のフロー
はサブルーチン化されており、このフローが実行される
前に焦点電圧（映像信号の鮮鋭度）に応じて自動焦点調
節の制御を行うコントラスト方式（山登り方式）による
ＡＦモード処理などが行われている。 【００４０】レンズ制御用マイコン２１は、まず、ワイ
ドスイッチ３２、テレスイッチ３３のオン／オフを判別
することにより、ズーミング中であるか否かを判断する
（ステップＳ１）。その結果、ワイドスイッチ３２、テ
レスイッチ３３のいずれもオンされておらず、ズーミン
グ中でなければ、減速フラグをリセットして（ステップ
Ｓ２）、フォーカスモータ２３ａを駆動する（ステップ
Ｓ２１）。 【００４１】一方、ワイドスイッチ３２、テレスイッチ
３３のいずかがオンされ、ズーミング中であれば、現在
の変倍レンズ位置ｚｋが合焦レンズ軌跡テーブルＴに記
憶された変倍レンズ位置（この位置を境界位置と呼ぶ）
上に在るか否かを判断する（ステップＳ３）。その結
果、現在の変倍レンズ位置ｚｋが境界位置上に在れば、
テレスイッチ３３がオンされており、ワイドからテレ方
向へのズーミング中であるか否かを判断する（ステップ
Ｓ４）。その結果、ワイドからテレ方向へのズーミング
中であれば、現在の変倍レンズ位置ｚｋより１つテレ側
の境界位置ｚｋ＋１と現在の変倍レンズ位置ｚｋとの差
分（位置差）の絶対値を変数△ｚとして記憶する（ステ
ップＳ５）。一方、テレからワイド方向へのズーミング
中であれば、現在の変倍レンズ位置ｚｋより１つワイド
側の境界位置ｚｋ−１と現在の変倍レンズ位置ｚｋとの
差分（位置差）の絶対値を変数△ｚとして記憶する（ス
テップＳ６）。 【００４２】ステップＳ５、或いはステップＳ６の処理
が終了すると、ステップＳ７に進み、変倍レンズ１２の
移動先である変倍レンズ位置ｚｋ＋１、またはｚｋ−１
に対応するフォーカスコンペレンズ１５の合焦位置（合
焦のために追従して移動すべき位置）ｙを、前記数式１
に基づいて算出する。次に、減速フラグを参照してズー
ム速度が既に減速状態となっているか否かを判断する
（ステップＳ８）。その結果、減速フラグがリセットさ
れており、ズーム速度が減速状態となっていなければ、
減速フラグをリセットする（ステップＳ９）。そして、
電圧制御回路３６から供給されたワイドスイッチ３２、
或いはテレスイッチ３３の押圧力に応じた電圧レベルを
判定することにより、低速、中速、高速のいずれの標準
ズーム速度を撮影者が指示しているかを判別する（ステ
ップＳ１０）。その結果、電圧レベルが低く低速ズーム
が指示されているときは、ズーム速度Ｖｚとして低速の
速度値αを記憶する（ステップＳ１１）。また、電圧レ
ベルが中程度で中速ズームが指示されているときは、ズ
ーム速度Ｖｚとして中速の速度値βを記憶する（ステッ
プＳ１２）。電圧レベルが高く高速ズームが指示されて
いるときは、ズーム速度Ｖｚとして高速の速度値γを記
憶する（ステップＳ１３）。 【００４３】このようにしてズーム速度Ｖｚを決定した
後、ズーミング時の変倍レンズ１２の移動に追従してフ
ォーカスコンペレンズ１５が移動する際の速度（以下、
フォーカス速度という）Ｖｆを算出する（ステップＳ１
４）。このフォーカス速度Ｖｆは、フォーカスコンペレ
ンズ１５の現在位置をｆとすると、次式で与えられる。 【００４４】 【数２】Ｖｆ＝（ｙ−ｆ）×Ｖｚ／△ｚ 次に、算出されたフォーカス速度Ｖｆが、フォーカスモ
ータ２３ａの脱調限界速度を考慮したフォーカス最高速
度Ｖｆｍａｘ以上であるか否かを判断する（ステップＳ
１５）。その結果、フォーカス速度Ｖｆがフォーカス最
高速度Ｖｆｍａｘより小さければ、後述のステップＳ１
９に進む。一方、フォーカス速度Ｖｆがフォーカス最高
速度Ｖｆｍａｘ以上であれば、減速フラグをセットし
（ステップＳ１６）、フォーカス速度Ｖｆとしてフォー
カス最高速度Ｖｆｍａｘを記憶する（ステップＳ１
７）。そして、ズーム速度（この場合は減速速度）Ｖｚ
を算出する（ステップＳ１８）。この算出式は、前記数
式２を変形した次式で与えられる。 【００４５】 【数３】Ｖｚ＝△ｚ×Ｖｆ／（ｙ−ｆ） 次に、変倍レンズ１２をズーム速度Ｖｚの速度で移動さ
せるようにズームモータ２２ａを駆動し（ステップＳ１
９）、フォーカスコンペレンズ１５をフォーカス速度Ｖ
ｆで移動させるようにフォーカスモータ２３ａを駆動し
て（ステップＳ２０）、メインフローにリターンする。
この際、上記の説明から明らかなように、変倍レンズ１
２は、ステップＳ１４にて算出されたフォーカス速度Ｖ
ｆがステップＳ１５にてフォーカス最高速度Ｖｆｍａｘ
以上であると判断された場合には、ステップＳ１８にて
算出された減速速度で移動され、フォーカス速度Ｖｆが
フォーカス最高速度Ｖｆｍａｘより小さいと判断された
場合は、ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３のいずれか記
憶された標準ズーム速度で移動される。また、フォーカ
スコンペレンズ１５は、算出されたフォーカス速度Ｖｆ
がフォーカス最高速度Ｖｆｍａｘ以上であると判断され
た場合には、ステップＳ１７の処理により、フォーカス
最高速度Ｖｆｍａｘで移動され、フォーカス最高速度Ｖ
ｆｍａｘより小さいと判断された場合は、算出されたフ
ォーカス速度Ｖｆで移動される。 【００４６】ここで、ステップＳ１９、Ｓ２０にて行わ
れるズームモータ２２ａ、フォーカスモータ２３ａの駆
動方法について説明する。 【００４７】ズームモータ２２ａ、フォーカスモータ２
３ａを駆動するためのドライバ２２ｂ、２３ｂは、レン
ズ制御用マイコン２１から出力されるハイ（Ｈ）／ロー
（Ｌ）の方向信号Ｓ１、Ｓ２と、クロック波形の回転周
波数信号としての速度信号Ｓ３、Ｓ４により制御され
る。ズームモータ２２ａに対する方向信号Ｓ１は、ワイ
ドスイッチ３２、テレスイッチ３３のいずれがオンされ
ているかによってＨ／Ｌが決定される。また、フォーカ
スモータ２３ａに対する方向信号は、フォーカス速度Ｖ
ｆが正／負のいずれであるかによってＨ／Ｌが決定され
る。 【００４８】ドライバ２２ｂ、２３ｂは、方向信号Ｓ
１、Ｓ２に応じて４相のモータ励磁相の位相を順回転、
或いは逆回転に設定し、かつ速度信号Ｓ３、Ｓ４に応じ
て４相のモータ励磁相の印加電圧（または電流）を変化
させながら出力することにより、モータの回転方向と回
転周波数、すなわち変倍レンズ１２、フォーカスコンペ
レンズ１５の移動方向と移動速度を制御している。 【００４９】すなわち、変倍レンズ１２、フォーカスコ
ンペレンズ１５を移動するためのアクチュエータ（ズー
ムモータ２２ａ、フォーカスモータ２３ａ）としては、
ＤＣモータではなくステッピングモータを使用している
ので、前述のように変倍レンズ１２を減速制御する場合
にサーボ制御する必要はなく、ドライバ２２ｂ（ドライ
バ２３ｂも同様）の回路規模を小さくし、レンズ制御用
マイコン２１のプログラム容量を低減することができ、
制御も簡単になる。 【００５０】ステップＳ８にて、既に減速状態になって
いると判断されたときは、ワイドからテレ方向のズーミ
ング中であるか否かを判断する（ステップＳ２１）。そ
の結果、ワイドからテレ方向へのズーミング中であれば
ステップＳ１６に進み、テレからワイド方向へのズーミ
ング中であればステップＳ９に進む。これは、ズーミン
グ中に一度減速状態になったら、そのまま減速し続ける
ことを意味している。これは、ズーム速度の減速をテレ
端近傍に限定するとともに、ズーム速度が減速速度と標
準ズーム速度とに交互に切換えられてガタついたズーミ
ングとなるのを禁止するためである。 【００５１】以上のようなレンズ制御を行うことによ
り、ズーム速度Ｖｚ、フォーカス速度Ｖｆは、図５のよ
うに変化する。 【００５２】図５（ａ）は、横軸に変倍レンズ位置をと
り、縦軸にフォーカス速度Ｖｆをとった図であり、図５
（ｂ）は、横軸に変倍レンズ位置をとり、縦軸にズーム
速度Ｖｚをとった図である。 【００５３】すなわち、図８に示した被写体距離別の合
焦レンズ軌跡から推測できるように、ズーム速度Ｖｚに
対するフォーカス速度Ｖｆの変化の仕方は、被写体距離
によって異なるが、ズーム速度Ｖｚが図５（ｂ）に示し
たように一定の中速度βの場合、フォーカス速度Ｖｆ
は、或る被写体距離に対して例えば図５（ａ）に示した
ように変化する。 【００５４】図５（ｂ）に示したＰは、ズーム減速開始
位置である。すなわち、ズーム減速開始位置Ｐよりテレ
側では、フォーカス速度Ｖｆは、フォーカスモータ２３
ａの脱調限界速度を考慮した最高速度Ｖｆｍａｘを越え
てしまい、合焦を維持できなくなる。そこで、ズーム減
速開始位置Ｐよりテレ側では、図５（ａ）に示したよう
にフォーカス速度Ｖｆを最高速度Ｖｆｍａｘにし、図５
（ｂ）に示したようにズーム速度Ｖｚを減速する。この
減速速度は、上記説明から明らかなように、合焦レンズ
軌跡の傾きを考慮して合焦を保つような仕方で算出さ
れ、緩やかに変化するので、ズーム速度を滑らかに減速
することが可能となる。また、フォーカス速度Ｖｆが最
高速度Ｖｆｍａｘを越えた場合、フォーカス速度Ｖｆを
最高速度Ｖｆｍａｘより小さくせず、最高速度Ｖｆｍａ
ｘとすることにより、ズーム速度Ｖｚの減速期間を短く
することができる。 【００５５】［応用変形例］前述の実施例では、フォー
カス速度Ｖｆの最高速度Ｖｆｍａｘが一定値に固定され
ているため、被写体距離ｎ、および選択された標準ズー
ム速度Ｖｚ（低速、中速、高速）によって、図５におけ
るズーム減速開始位置Ｐが異なる。そのため、通常の一
定速度でのズーミング区間と減速状態でのズーミング区
間の割合、すなわち通常速度でのズーミングの時間と減
速状態でのズーミングの時間との割合が、被写体距離
ｎ、或いは選択された標準ズーム速度Ｖｚ（低速、中
速、高速）によって変化してしまい、撮影者に違和感を
与えてしまう。 【００５６】そこで、図６（ａ）に示したように、被写
体距離ｎにより、最高速度Ｖｆｍａｘを変化させたり、
図６（ｂ）に示したように、標準ズーム速度Ｖｚの大き
さ（α、β、γ）により、最高速度Ｖｆｍａｘを変化さ
せたりすると良い。 【００５７】また、最高速度Ｖｆｍａｘを適当に変化さ
せて、一定ズーム速度でズーミングしたときにテレ端近
傍で急激に速くなるように感じるズーミング感（画角変
化率）を一様にすることも可能である。 【００５８】 【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明で
は、簡単な構成・制御により変倍レンズ移動速度を滑ら
かに制御して常に合焦を維持することが可能となる。 【００５９】すなわち、変倍レンズ移動用のアクチュエ
ータとしてステッピングモータを用いたので、レンズ制
御回路の規模を大きくすることなく、簡単な制御方法で
フォカスコンペレンズによる合焦を維持しつつ変倍レン
ズの移動速度を減速することができる。また、変倍レン
ズの移動速度の減速を、合焦レンズ軌跡の傾きに応じた
速度変化率で行うことにより、滑らかでかつ合焦を維持
したズーミングが可能となる。 【００６０】さらに、変倍レンズの移動速度の減速条件
を各種の態様で設定することにより、例えば、フォーカ
スコンペレンズ用のアクチュエータの脱調限界を越えな
い範囲で、変倍レンズの移動速度の減速時間を最小にし
たり、通常テレ端付近で急激に速くなる像倍率の変化速
度を一様にしたりすることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例によるレンズ制御装置を備え
たビデオカメラの概要を示すブロック構成図である。 【図２】合焦レンズ軌跡テーブルのデータ内容を示す図
である。 【図３】レンズ制御動作を示すフローチャートである。 【図４】図３の続きのフローチャートである。 【図５】図３、図４のフローチャートで示されるレンズ
制御におけるフォーカス速度とズーム速度の制御例を示
す図である。 【図６】ズーム速度の減速条件を変更した例を示す図で
ある。 【図７】インナーフォーカス型のレンズシステムを示す
図である。 【図８】合焦を維持するための変倍レンズ位置とフォー
カスコンペレンズ位置との関係を被写体距離別に示した
図である。 【図９】合焦レンズ軌跡追従方法を説明するための図で
ある。 【符号の説明】 １２ 変倍レンズ １５ フォーカスコンペレンズ ２１ レンズ制御用マイコン ２２ レンズ移動手段 ２３ レンズ移動手段 ２２ａ ズームモータ（ステッピングモータ） ２３ａ フォーカスモータ（ステッピングモータ） ２２ｂ ドライバ ２３ｂ ドライバ ３２ ワイドスイッチ ３３ テレスイッチ ３４ 無限スイッチ ３５ 至近スイッチ ３６ 電圧制御回路 Ｔ 合焦レンズ軌跡テーブル Ｓ１、Ｓ２ 方向信号 Ｓ３、Ｓ４ 速度信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/232 G02B 7/08 G02B 7/28

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 変倍動作を行うための第１のレンズと、
   該第１のレンズの移動時の焦点面の移動を補正するため
   の第２のレンズと、前記第１のレンズを光軸と平行に移
   動させるズームモータと、前記第２のレンズを光軸と平
   行に移動させるフォーカスモータと、前記第１のレンズ
   の離散的な位置に対する前記第２のレンズの合焦位置を
   離散的な被写体距離に応じて予め記憶した合焦位置記憶
   手段と、前記第１のレンズおよび第２のレンズの現在位
   置と前記合焦位置記憶手段に記憶された情報とに基づい
   て前記第１のレンズの移動位置に対する前記第２のレン
   ズの合焦位置を演算する合焦位置演算手段と、前記第１
   のレンズの移動速度に基づいて算出された前記第２のレ
   ンズの移動速度が所定値を越えると判断された場合には
   前記第１のレンズの移動速度を減速させるように前記ズ
   ームモータを制御するとともに、被写体距離に応じて前
   記所定値を変更する制御手段と、 を備えたことを特徴とするレンズ制御装置。