JP2010164680A - レンズ制御装置、光学機器及びレンズ制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レンズ制御装置は、変倍用の第1レンズユニット102及び焦点調節用の第2レンズユニット105を含む光学系により形成された光学像の光電変換信号から焦点信号を生成する。また、制御手段119は、所定の合焦距離ごとに作成された、第1レンズユニットの位置に応じた第2レンズユニットの位置を示すデータを用いて生成したカム軌跡の情報に基づいて第2レンズユニットを移動させる。制御手段は、第2レンズユニットを、距離に対応する情報に基づいて設定した移動範囲内で無限方向及び至近方向に移動させ、光学系の動作に関する情報、該光学系の状態に関する情報及び光学像の光電変換動作に関する情報のうち少なくとも1つに応じて、第2レンズユニットの移動中心位置の移動量を変化させる。
【選択図】図1
Description
まず本発明の実施例の説明に先立って、本発明の前提となる技術について説明する。
=|p(n)−a(n)|/|b(n)−a(n)|×|b(n+1)−a(n+1)|+a(n+1) …(1)
上記(1)式によれば、例えば図10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、この比にしたがって線分b1−a1を内分する点をp1とする。このp1−p0の位置差と、ズームレンズが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。
a0,a1,・・ak−1,ak・・an
b0,b1,・・bk−1,bk・・bn
としている。
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、現在のズームレンズ位置とそれを挟む2つのズームエリア境界位置(例えば、図11におけるZkとZk−1)とから内分比を求める。そして、記憶している4つの代表カム軌跡データ(図11でのak,ak−1,bk,bk−1)のうち同一被写体距離のものを上述の内分比で内分して、ax,bxを求める。
中心移動が発生した場合は、この更新されたPxを新しい微小移動中心フォーカスレンズ位置としてフォーカスレンズの微小移動を行う。
+ワイド端ズームレンズ位置 …(6)
S603では、マイクロコンピュータは、S602で求めたZ(v)が現在のズームレンズ位置Zxと等しいかどうかを判別する。等しければ、ズームレンズ位置Zxはズームエリアvの境界上に位置するとして、S607で境界フラグに1を立てる。
次に、マイクロコンピュータは、Zx’がどのズームエリアv’に存在するのかをS407で決定する。S407では、図6の処理と同様の処理を行い、図6におけるZxをZx’に、vをv’に置き換えた処理を行う。
次に、S414〜417では、マイクロコンピュータは、微小移動カウントNにより、振幅Lの符号判定を行う。図17に示すように、微小移動は微小移動カウントNに同期する。S414において、マイクロコンピュータは、微小移動カウントNが0,1,4,5の場合、フォーカスレンズ位置が微小移動の中心カム軌跡より無限側を移動するため、微小移動中心フォーカスレンズ位置から、振幅L分だけを減算する。よって、S415において1v先のフォーカスレンズ位置P’Lは、P’x−Lとなる。
ΔF=P’L−PL
ΔF={(bx’−ax’)×α/β+ax’±L}−(Px±L)±W
ただし、Lの符号は、微小移動カウントNに基づく
Wは、蓄積されたAF評価値の比較結果に基づく
となる。よって、このΔFが正であるか負であるかにより、フォーカスレンズを移動させる方向がそれぞれ至近方向か無限方向に設定される。このように、フォーカスレンズを微小移動させることにより、辿るべきカム軌跡の特定を行うように動作する。
(実施例)
図1には、本発明の実施例であるレンズ制御装置を搭載した撮像装置(光学機器)としてのビデオカメラの構成を示す。なお、本実施例は、撮影レンズ一体型の撮像装置に本発明を適用した例を説明するが、本発明は、交換レンズとこれが装着されるカメラ本体とを有する撮像システムの交換レンズ(光学機器)にも適用できる。この場合、カメラ本体側から送信された信号に応答してレンズ内のマイクロコンピュータが以下に説明するズーミング動作を行う。また、本発明は、ビデオカメラに限らず、デジタルスチルカメラ等、各種の撮像装置に適用できる。
ズーム時間Tz[s]=点Pまでの距離[pulse]÷ズーム速度Zsp[pps]
により算出できる。
中心移動回数M=ズーム時間Tz[s]×垂直同期周期V[hz]
で求めることができる。中心移動回数Mは、AF評価値の取得の回数でもある。
C=M−K (ただし、Kは1以上の整数)
を算出する。なお、ここでは、被写体距離の変化がない撮影条件であることを前提とする。
中心移動量W’=補正範囲/C
により算出する。
中心移動回数M=ズーム時間Tz[s]÷シャッタ速度[s]
により算出する。なお、中心移動量W’は、ズーム速度、シャッタ速度(撮像素子106の露光時間)の他、焦点距離(ズームレンズ位置)に応じて変化させてもよい。ズーム速度や焦点距離は、撮影光学系の動作又は状態に関する情報である。また、シャッタ速度は、光学像の光電変換動作に関する情報である。
中心移動量W’=補正範囲/C’
により算出する。ここで、C’は、W’<焦点深度の関係を満たす値であり、かつ予め十分な回数の実測を行って、ズーム終了時まで像ぼけが発生しない値を用いる。
微小移動位置Px=Px+W’
に更新する。
105 フォーカスレンズ
106 撮像素子
109 AF信号処理回路
116 カメラマイクロコンピュータ
117 AF制御ユニット
119 コンピュータズームユニット
120 カムデータメモリ
127 被写体距離検出回路
Claims (8)
- 変倍用の第1レンズユニットと焦点調節用の第2レンズユニットとを移動させるレンズ制御装置であって、
前記第1及び第2レンズユニットを含む光学系により形成された光学像の光電変換信号から、前記光学系の焦点状態を表す焦点信号を生成する焦点信号生成手段と、
所定の合焦距離ごとに作成された、前記第1レンズユニットの位置と前記第2レンズユニットの位置との関係を示すデータを記憶した記憶手段と、
前記データに基づいて、前記第1レンズユニットの移動に伴う前記第2レンズユニットの移動を制御する制御手段と、
合焦対象物までの距離に対応する情報を検出する検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記第2レンズユニットを、前記距離に対応する情報に基づいて設定した移動範囲内で無限方向及び至近方向に移動させ、
前記第2レンズユニットを無限方向及び至近方向に移動させる際の中心位置の移動量を、前記光学系の動作に関する情報、該光学系の状態に関する情報及び前記光学像の光電変換動作に関する情報のうち少なくとも1つに応じて、変化させることを特徴とするレンズ制御装置。 - 前記光学系は、光量を調節する光量調節手段を有し、
前記制御手段は、前記光学系の状態に関する情報としての前記光量調節手段の開口量に応じて前記中心位置の移動量を変化させることを特徴とする請求項1に記載のレンズ制御装置。 - 前記制御手段は、前記光量調節手段の開口量に対応する焦点深度に応じて前記中心位置の移動量を変化させることを特徴とする請求項2に記載のレンズ制御装置。
- 前記制御手段は、前記光学像の光電変換動作に関する情報としての、前記光学系により形成された光学像を光電変換する撮像素子の露光時間に応じて前記中心位置の移動量を変化させることを特徴とする請求項1に記載のレンズ制御装置。
- 前記制御手段は、前記光学系の動作に関する情報としての、前記第1レンズユニットの移動速度に応じて前記中心位置の移動量を変化させることを特徴とする請求項1に記載のレンズ制御装置。
- 前記制御手段は、前記光学系の動作又は状態に関する情報としての、前記第1レンズユニットの位置に応じて前記中心位置の移動量を変化させることを特徴とする請求項1に記載のレンズ制御装置。
- 前記第1及び第2レンズユニットを含む光学系と、
請求項1から6のいずれか1つに記載のレンズ制御装置とを備えたことを特徴とする光学機器。 - 変倍用の第1レンズユニットと焦点調節用の第2レンズユニットとを移動させるレンズ制御方法であって、
前記第1及び第2レンズユニットを含む光学系により形成された光学像の光電変換信号から、前記光学系の焦点状態を表す焦点信号を生成する焦点信号生成ステップと、
所定の合焦距離ごとに作成された、前記第1レンズユニットの位置と前記第2レンズユニットの位置との関係を示すデータに基づいて、前記第1レンズユニットの移動に伴う前記第2レンズユニットの移動を制御する制御ステップと、
合焦対象物までの距離に対応する情報を検出する検出ステップとを有し、
前記制御ステップにおいて、前記第2レンズユニットを、前記距離に対応する情報に基づいて設定した移動範囲内で無限方向及び至近方向に移動させ、
前記第2レンズユニットを無限方向及び至近方向に移動させる際の中心位置の移動量を、前記光学系の動作に関する情報、該光学系の状態に関する情報及び前記光学像の光電変換動作に関する情報のうち少なくとも1つに応じて、変化させることを特徴とするレンズ制御方法。
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