JP2006153977A

JP2006153977A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2006153977A
Application number: JP2004340781A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Shibata; 昌宏柴田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-11-25
Filing date: 2004-11-25
Publication date: 2006-06-15

Abstract

【課題】ビデオカメラなどの撮像装置において、デモモード中にピントの合った映像を提供する。
【解決手段】光軸と平行に移動して変倍を行う第１のレンズ群と、第１のレンズ群の動きに対応して光軸と平行に移動して焦点調整を行う第２のレンズ群と、前記第１のレンズ群を駆動するための第１の駆動手段と、前記第２のレンズ群を駆動するための第２の駆動手段と、前記レンズ群を通して映像信号を取得する撮像手段と、前記映像信号から焦点信号を検出する焦点信号検出手段と、前記焦点信号検出手段から得られる焦点信号に基づいて合焦度合いを判別する合焦判別手段と、第１のレンズ群のレンズ位置を検出するレンズ位置検出手段と、前記レンズ位置検出手段で検出したレンズ位置を記憶する記憶手段と、前記合焦判別手段に基づいて合焦できる範囲内だけで変倍を行うようにレンズを駆動制御するレンズ制御。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビデオカメラなどの撮像装置に関するものである。

従来、カムコーダ（商品名）などのコンシューマ向けの撮像装置においては、店頭での動作や表示のためにデモモードが備えられていることが多い。その中で、ズーム動作のデモとして、レンズをワイドからテレ及びテレからワイドまで連続的に動作させることがある。

最近のカムコーダ（商品名）では、小型化のために、レンズシステムとしてインナーフォーカスレンズが一般的に用いられている。インナーフォーカスレンズでは、任意の被写体距離の対象をズーミングしながら撮像する場合、ズームレンズの移動に伴う焦点面の変化を補正するためのフォーカスレンズの合焦軌跡が被写体距離によって異なるため、ズームレンズ位置及びフォーカスレンズ位置を正確に制御する必要がある。

次に、インナーフォーカスタイプのレンズシステムについて説明する。図２はインナーフォーカスタイプのレンズシステムの簡単な構成図である。図２において１０１は固定されている第１のレンズ群、１０２は変倍を行う第２のレンズ群（以下ズームレンズと称す）、１０３は絞り、１０４は固定されている第３のレンズ群、１０５は焦点調節機能及び変倍による焦点面の移動を補正するコンペンセータレンズの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）、１０６は撮像面である。公知のとおり、図２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がコンペンセータレンズの機能と焦点調節機能を兼ね備えているため、被写体距離が等しくても、撮像面１０６に合焦させるためのフォーカスレンズ１０５の位置は焦点距離によって異なってしまう。

焦点距離を変化させたとき、すなわちズームレンズ１０２を変化させたときに、任意の被写体距離において合焦させるためのフォーカスレンズ１０５の位置は、図３に示すような曲線で表わされる。図３に示す曲線は、一番下の曲線が無限の被写体距離に合焦する位置に対応するもので、上に行くに従って、撮像面に近い被写体距離に合焦する位置に対応するものである。従って、任意の被写体距離の対象を撮像しながらズームを行う場合、図３に示した被写体距離に対応する曲線の軌跡にしたがってフォーカスレンズ１０５を駆動させれば合焦させた状態でズーミングを行うことができる。そこで、インナーフォーカスレンズを備えた撮像システムにおいては一般的に、図３に示す複数の軌跡情報を何らかの形でレンズ制御用のマイクロコンピュータ（マイコン）などに記憶させておき、ズームレンズ１０２の駆動に対してその軌跡情報にしたがってフォーカスレンズ１０５を駆動するような制御方法が行われている。
特開平０５−０４８９５２号公報

しかしながら、レンズの最短撮影距離は焦点距離によって変化するため、デモモード時にワイドからテレまでズームを行うと、映している被写体距離によっては、最短撮影距離以下となりピントの合わない映像を出画してしまうことがある。

インナーフォーカスレンズでは、図３に示すように、合焦軌跡の曲線とフォーカスレンズの駆動範囲との関係から、ワイド側とテレ側で合焦できる最短被写体距離が異なる。すなわち、ワイド側では１ｃｍ程度の被写体距離まで合焦できるが、テレ側では１ｍ程度の被写体距離までしか合焦できない。従って、デモモードでワイドからテレまでズームを行うときに、被写体距離が１ｍ程度より近い場合、ワイド側では被写体にピントを合わせることができるが、テレ側にズームをしたときに、合焦できずピントがボケてしまうという問題がある。

本発明は、上述の問題点に着目してなされたものであって、デモモードのズーム動作において、合焦できる焦点距離範囲を検出してズーム駆動範囲を限定することにより、合焦した状態を保ってズームデモを行うことができる撮像装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１の撮像装置に係わる発明によれば、光軸と平行に移動して変倍を行う第１のレンズ群と、第１のレンズ群の動きに対応して光軸と平行に移動して焦点調整を行う第２のレンズ群と、前記第１のレンズ群を駆動するための第１の駆動手段と、前記第２のレンズ群を駆動するための第２の駆動手段と、前記レンズ群を通して映像信号を取得する撮像手段と、前記映像信号から焦点信号を検出する焦点信号検出手段と、前記焦点信号検出手段から得られる焦点信号に基づいて合焦度合いを判別する合焦判別手段と、第１のレンズ群のレンズ位置を検出するレンズ位置検出手段と、前記レンズ位置検出手段で検出したレンズ位置を記憶する記憶手段と、前記合焦判別手段に基づいて合焦できる範囲内だけで変倍を行うようにレンズを駆動制御するレンズ制御手段とを有することを特徴とする。

請求項２に係わる発明によれば、請求項１記載の撮像装置において、所定時間経過後、ズーム全域での焦点信号を再度チェックしてレンズ駆動範囲を再設定するレンズ制御手段を備えることを特徴とする。

請求項３の撮像装置に係わる発明によれば、光軸と平行に移動して変倍を行う第１のレンズ群と、第１のレンズ群の動きに対応して光軸と平行に移動して焦点調整を行う第２のレンズ群と、前記第１のレンズ群を駆動するための第１の駆動手段と、前記第２のレンズ群を駆動するための第２の駆動手段と、前記レンズ群を通して映像信号を取得する撮像手段と、前記映像信号から焦点信号を検出する焦点信号検出手段と、前記焦点信号検出手段から得られる焦点信号に基づいて合焦度合いを判別する合焦判別手段と、第１のレンズ群のレンズ位置を検出するレンズ位置検出手段と、予めズーム動作映像を記憶しておく記憶手段と、前記合焦判別手段に基づいてレンズを駆動制御するレンズ制御手段と、前記記憶手段に予め記憶されているズーム動作映像を出画する映像制御手段とを有することを特徴とする。

請求項１の撮像装置に係わる発明によれば、光軸と平行に移動して変倍を行う第１のレンズ群と、第１のレンズ群の動きに対応して光軸と平行に移動して焦点調整を行う第２のレンズ群と、前記第１のレンズ群を駆動するための第１の駆動手段と、前記第２のレンズ群を駆動するための第２の駆動手段と、前記レンズ群を通して映像信号を取得する撮像手段と、前記映像信号から焦点信号を検出する焦点信号検出手段と、前記焦点信号検出手段から得られる焦点信号に基づいて合焦度合いを判別する合焦判別手段と、第１のレンズ群のレンズ位置を検出するレンズ位置検出手段と、前記レンズ位置検出手段で検出したレンズ位置を記憶する記憶手段と、前記合焦判別手段に基づいて合焦できる範囲内だけで変倍を行うようにレンズを駆動制御するレンズ制御手段とを備えることにより、デモモードのズーム動作において、合焦できる焦点距離範囲を検出してズーム駆動範囲を限定することにより、合焦した状態を保ってズームデモを行うことができる。

また、請求項２に係わる発明によれば、請求項１記載の撮像装置において、所定時間経過後、ズーム全域での焦点信号を再度チェックしてレンズ駆動範囲を再設定するレンズ制御手段を備えることにより、デモモードのズーム動作において、所定時間経過するごとに合焦できる焦点距離範囲を検出してズーム駆動範囲を限定することにより、合焦した状態を保ってズームデモを行うことができる。

また、請求項３の撮像装置に係わる発明によれば、光軸と平行に移動して変倍を行う第１のレンズ群と、第１のレンズ群の動きに対応して光軸と平行に移動して焦点調整を行う第２のレンズ群と、前記第１のレンズ群を駆動するための第１の駆動手段と、前記第２のレンズ群を駆動するための第２の駆動手段と、前記レンズ群を通して映像信号を取得する撮像手段と、前記映像信号から焦点信号を検出する焦点信号検出手段と、前記焦点信号検出手段から得られる焦点信号に基づいて合焦度合いを判別する合焦判別手段と、第１のレンズ群のレンズ位置を検出するレンズ位置検出手段と、予めズーム動作映像を記憶しておく記憶手段と、前記合焦判別手段に基づいてレンズを駆動制御するレンズ制御手段と、前記記憶手段に予め記憶されているズーム動作映像を出画する映像制御手段とを備えることにより、デモモードのズーム動作において、所定時間経過するごとに合焦できる焦点距離範囲を検出して、合焦できないズーム領域がある場合には予め記憶しているデモ用のズーム動作の映像を出画させることにより、合焦した状態を保ったズームデモを行うことができる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

図１は本発明の特徴を表す実施例の構成図である。なおこの図は、本実施例の形態に限るものではなく、本発明のすべての実施形態に関わるものである。

図１において１０１、１０２、１０３、１０４、１０５はそれぞれインナーフォーカスタイプのレンズレンズシステムを構成する要素であり、１０１は固定の前玉レンズ群、１０２は変倍を行うための第２のレンズ群（ズームレンズ）、１０３は絞り、１０４は固定の第３のレンズ群、１０５はコンペ機能とフォーカシングの機能を兼ね備えた第４のレンズ群（フォーカスレンズ）である。１２３と１２５はそれぞれズームレンズ１０２及びフォーカスレンズ１０５が基準位置にあることを検出するためのスイッチである。１２４と１２６はフォトセンサである。スイッチ１２３と１２５及びフォトセンサ１２４と１２６は、それぞれズームレンズ１０２とフォーカスレンズ１０５に組み込まれている。

このレンズシステムを透過した映像光はＣＣＤなどの撮像素子１０６面上で結像され、光電変換により映像信号に変換される。１０７は増幅器またはインピーダンス変換器、１０８はカメラ信号処理回路であり、ここで処理された映像信号は増幅器１０９で規定レベルまで増幅され、ＬＣＤ表示回路１１０で処理された後、ＬＣＤなどの表示装置１２７で撮影画像を表示する。一方、１０７で増幅された映像信号は、絞り制御回路１１２、ＡＦ評価値処理回路１１１に送られる。絞り制御回路１１２では、映像信号入力レベルに応じて、ＩＧドライバ１１３、ＩＧメータ１１４を駆動して、絞り１０３を制御し、光量調節を行う。ＡＦ評価値処理回路１１１では測距枠生成回路１１６からのゲート信号に応じて、測距枠内の映像信号の高周波成分を抽出し、焦点調整に必要なＡＦ評価信号を生成する処理を行っている。１１５はＡＦ用マイクロコンピュータ（ＡＦマイコンと称す）であり、ＡＦ評価値処理回路で生成されるＡＦ評価信号強度に応じて、レンズの駆動制御、及び測距エリアを変更するための測距枠制御を行う。また、ＡＦマイコン１１５はシステムコントロール用マイクロコンピュータ（以下シスコンと称す）１２１と通信をしており、シスコン１２１がＡ／Ｄ変換等により読み込むズームスイッチ１２２（ユニット化されたズームＳＷで、操作部材の回転角度に応じた電圧が出力される。この出力電圧に応じて可変速ズームが為される）の情報や、ＡＦマイコン１１５が制御するズーム時のズーム方向や焦点距離などの変倍動作情報等を互いにやりとりしている。また、シスコン１２１は、電源ＯＮのまま所定時間何も操作されない場合にはデモモードにするように判断し、ズームデモの時にＡＦマイコン１１５にズーム動作をするように情報を伝える。

図４は、上記システムを用いて処理されるデモモード時のズームデモの制御方法を示す本実施例のフローチャートである。

図４において、ステップ１００１においては、ＡＦマイコン１１５がズームデモ状態と判断して、ワイド端からテレ端までのズーム駆動を行うように、ズームレンズ１０２及びフォーカスレンズ１０５を駆動制御する。次にステップ１００２にて、ズームレンズの駆動にあわせてＡＦ評価値処理回路１１１からＡＦ評価信号を取得すると同時に、そのときのズームレンズ位置を記憶していく。次に、ステップ１００３に進み、合焦できないズーム位置があるかどうかを判別する。ステップ１００３の判別で、ワイド端からテレ端までのズーム全域において合焦できていれば、ステップ１１０４に進み、ワイド端からテレ端までのズーム全域で繰り返しズーム動作を行うようにズームレンズ１０２及びフォーカスレンズ１０５を駆動制御する。ステップ１００３の判別で、合焦できないズーム位置があった場合は、ステップ１００５に進み、合焦できなかったズーム位置をズームデモ時のズーム駆動限界として記憶し、ズーム駆動範囲を設定する。次にステップ１００６では、ステップ１００５で設定されたズーム駆動範囲で繰り返しズーム動作を行うように、ズームレンズ１０２及びフォーカスレンズ１０５を駆動制御する。

なお、ステップ１００１でＡＦマイコン１１５がズームデモ状態を判断する方法は、シスコン１２１からの通信情報に基づいて判断しても良いし、ＡＦマイコン１１５がシスコン１２１からの情報に関わりなく独立に判断しても良い。あるいは、ＡＦマイコン１１５とシスコン１２１を１チップのマイコンとしておき、内部のＲＡＭデータなどに基づいて判断しても良い。

実施例１においては、ズームデモ動作においてピントの合わない映像を出画してしまう問題を改善する方法について説明したが、本実施例では、所定時間経過後に再度合焦状態をチェックすることで、ズームデモ中に最適な合焦状態を常に維持する方法について説明する。

図５は、上記システムを用いて処理されるデモモード時のズームデモの制御方法を示す本実施例のフローチャートである。

図５において、ステップ１１０１においては、ＡＦマイコン１１５がズームデモ状態と判断して、ワイド端からテレ端までのズーム駆動を行うように、ズームレンズ１０２及びフォーカスレンズ１０５を駆動制御する。次にステップ１１０２にて、ズームレンズの駆動にあわせてＡＦ評価値処理回路１１１からＡＦ評価信号を取得すると同時に、そのときのズームレンズ位置を記憶していく。次に、ステップ１１０３に進み、合焦できないズーム位置があるかどうかを判別する。ステップ１１０３の判別で、ワイド端からテレ端までのズーム全域において合焦できていれば、ステップ１１０４に進み、ワイド端からテレ端までのズーム全域で繰り返しズーム動作を行うようにズームレンズ１０２及びフォーカスレンズ１０５を駆動制御する。ステップ１１０３の判別で、合焦できないズーム位置があった場合は、ステップ１１０５に進み、合焦できなかったズーム位置をズームデモ時のズーム駆動限界として記憶し、ズーム駆動範囲を設定する。次にステップ１１０６では、ステップ１１０５で設定されたズーム駆動範囲で繰り返しズーム動作を行うように、ズームレンズ１０２及びフォーカスレンズ１０５を駆動制御する。次に、ステップ１１０７では、ズームデモ終了かどうかを判断する。ズームデモ終了ならば、ステップ１１０８に進み、ズームレンズ１０２及びフォーカスレンズ１０５の駆動を停止する。ズームデモ終了でなければ、ステップ１１０９に進み、ステップ１１０４あるいはステップ１１０６における繰り返しズーム動作を開始してから所定時間経過したかどうかを判別する。ステップ１１０９の判別で、所定時間経過していなければ、ステップ１１０７の処理に戻る。ステップ１１０９の判別で、所定時間経過していれば、ステップ１１０１の処理に戻り、再度ズーム全域の合焦状態をチェックし、駆動範囲を再設定する。

なお、実施例１と同様、ステップ１１０１でＡＦマイコン１１５がズームデモ状態を判断する方法は、シスコン１２１からの通信情報に基づいて判断しても良いし、ＡＦマイコン１１５がシスコン１２１からの情報に関わりなく独立に判断しても良い。あるいは、ＡＦマイコン１１５とシスコン１２１を１チップのマイコンとしておき、内部のＲＡＭデータなどに基づいて判断しても良い。

実施例１及び実施例２においては、ズームデモ動作においてピントの合わない映像を出画してしまう問題に対して、ズームの駆動範囲を限定することにより改善する方法について説明したが、本実施例では、合焦したズーム動作を記録した映像を予め記憶しておき、その映像を出画することによって改善する方法について説明する。

図６は、上記システムを用いて処理されるデモモード時のズームデモの制御方法を示す本実施例のフローチャートである。

図６において、ステップ１２０１においては、ＡＦマイコン１１５がズームデモ状態と判断して、ワイド端からテレ端までのズーム駆動を行うように、ズームレンズ１０２及びフォーカスレンズ１０５を駆動制御する。次にステップ１２０２にて、ズームレンズの駆動にあわせてＡＦ評価値処理回路１１１からＡＦ評価信号を取得すると同時に、そのときのズームレンズ位置を記憶していく。次に、ステップ１２０３に進み、合焦できないズーム位置があるかどうかを判別する。ステップ１２０３の判別で、ワイド端からテレ端までのズーム全域において合焦できていれば、ステップ１２０４に進み、ワイド端からテレ端までのズーム全域で繰り返しズーム動作を行うようにズームレンズ１０２及びフォーカスレンズ１０５を駆動制御する。ステップ１２０３の判別で、合焦できないズーム位置があった場合は、ステップ１２０５に進み、予め記憶してあるデモ用のズーム動作映像を読み出す。次にステップ１２０６では、ステップ１２０５で読み出したデモ用のズーム動作映像を表示装置１２７から出画する。次に、ステップ１２０７では、ズームデモ終了かどうかを判断する。ズームデモ終了ならば、本処理を終了させる。ズームデモ終了でなければ、ステップ１２０８に進み、ステップ１２０４あるいはステップ１２０６における繰り返しズーム動作を開始してから所定時間経過したかどうかを判別する。ステップ１２０８の判別で、所定時間経過していなければ、ステップ１２０７の処理に戻る。ステップ１２０８の判別で、所定時間経過していれば、ステップ１２０１の処理に戻り、再度ズーム全域の合焦状態をチェックする。

なお、実施例１と同様、ステップ１２０１でＡＦマイコン１１５がズームデモ状態を判断する方法は、シスコン１２１からの通信情報に基づいて判断しても良いし、ＡＦマイコン１１５がシスコン１２１からの情報に関わりなく独立に判断しても良い。あるいは、ＡＦマイコン１１５とシスコン１２１を１チップのマイコンとしておき、内部のＲＡＭデータなどに基づいて判断しても良い。

なお、ステップ１２０５において、予め記憶してあるデモ用のズーム動作映像は、テープやメモリカードなどの外部記憶手段に記憶させておいても良いし、ＡＦマイコンやシスコンのメモリ領域に記憶させておいても良い。

本発明におけるシステムの構成図インナーフォーカスタイプのレンズシステム構成図合焦軌跡データの概念図実施例１の処理を示すフローチャート実施例２の処理を示すフローチャート実施例３の処理を示すフローチャート

符号の説明

１０１固定の第１レンズ
１０２ズームレンズ
１０３絞り
１０４固定の第３レンズ
１０５フォーカスレンズ
１０６撮像素子
１０７増幅器
１０８カメラ信号処理回路
１０９増幅器
１１０ＬＣＤ表示回路
１１１ＡＦ評価値処理回路
１１２絞り制御回路
１１３ＩＧドライバ
１１４ＩＧメータ
１１５ＡＦ用マイクロコンピュータ
１１６測距枠生成回路
１１７モータ駆動用ドライバ
１１８モータ
１１９モータ駆動用ドライバ
１２０モータ
１２１システムコントロール用マイクロコンピュータ
１２２ズームスイッチ
１２３リセットスイッチ
１２４フォトセンサ
１２５リセットスイッチ
１２６フォトセンサ
１２７表示装置

Claims

光軸と平行に移動して変倍を行う第１のレンズ群と、第１のレンズ群の動きに対応して光軸と平行に移動して焦点調整を行う第２のレンズ群と、前記第１のレンズ群を駆動するための第１の駆動手段と、前記第２のレンズ群を駆動するための第２の駆動手段と、前記レンズ群を通して映像信号を取得する撮像手段と、前記映像信号から焦点信号を検出する焦点信号検出手段と、前記焦点信号検出手段から得られる焦点信号に基づいて合焦度合いを判別する合焦判別手段と、第１のレンズ群のレンズ位置を検出するレンズ位置検出手段と、前記レンズ位置検出手段で検出したレンズ位置を記憶する記憶手段と、前記合焦判別手段に基づいて合焦できる範囲内だけで変倍を行うようにレンズを駆動制御するレンズ制御手段を有することを特徴とする撮像装置。
請求項１記載の撮像装置において、所定時間経過後、ズーム全域での焦点信号を再度チェックしてレンズ駆動範囲を再設定するレンズ制御手段を備えることを特徴とする撮像装置。
光軸と平行に移動して変倍を行う第１のレンズ群と、第１のレンズ群の動きに対応して光軸と平行に移動して焦点調整を行う第２のレンズ群と、前記第１のレンズ群を駆動するための第１の駆動手段と、前記第２のレンズ群を駆動するための第２の駆動手段と、前記レンズ群を通して映像信号を取得する撮像手段と、前記映像信号から焦点信号を検出する焦点信号検出手段と、前記焦点信号検出手段から得られる焦点信号に基づいて合焦度合いを判別する合焦判別手段と、第１のレンズ群のレンズ位置を検出するレンズ位置検出手段と、予めズーム動作映像を記憶しておく記憶手段と、前記合焦判別手段に基づいてレンズを駆動制御するレンズ制御手段と、前記記憶手段に予め記憶されているズーム動作映像を出画する映像制御手段を有することを特徴とする撮像装置。