JP3804841B2 - Camera lens drive device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はカメラのレンズ駆動装置に係り、特にマニュアル操作部材の操作と焦点評価値に基づきフォーカスレンズを移動させるカメラのレンズ駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のテレビカメラ等においては、カメラマンがビューファインダーの被写体像を見ながら、フォーカスデマントと呼ばれるレンズコントローラ等を用いてマニュアル操作によりフォーカスレンズを移動させてピント調整を行っている。しかし、長焦点レンズでフォーカシングの感度が高い場合や、カメラの解像力の割にビューファインダが小さくピントが確認しにくい場合には、マニュアル操作で常に満足するようなピント調整を行うのは難しいという問題があった。
【0003】
そこで、特開平8−36129号公報において次のようなピント調整方法が提案されている。これによれば、カメラマンがレンズコントローラ(フォーカスデマンド)をマニュアル操作してピント調整を行っている際に、撮影されている画像から焦点評価値を順次検出し、カメラマンがフォーカス操作を終了した時点で、前記検出した焦点評価値が最大となった位置にフォーカスレンズを自動で移動させてピント補正(自動ピント補正)を行う。これにより、カメラマンのマニュアル操作では調整できない高精度のピント調整ができるようになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フォーカスデマンド等の多くのレンズコントローラは、カメラマンが操作する操作部材の位置(フォーカスリングの回転角度)をポテンショメータによって絶対位置で検出し、カメラ側では、レンズコントローラから入力される前記絶対位置に対応する位置にフォーカスレンズを移動させるようにしている。そこで、このようなカメラに上記特開平8−36129号公報に記載のピント調整方法を適用すると、次のような問題があった。
【0005】
例えば、カメラマンがフォーカスデマンドによりフォーカスレンズを所望位置に移動させた後、カメラ側が自動で焦点評価値が最大となる位置にフォーカスレンズを移動させると、フォーカスデマンドの操作部材の位置(回転角度)に対応しない位置にフォーカスレンズが移動し停止することになる。この場合に、次にカメラマンがフォーカスデマンドの操作部材を操作すると、フォーカスレンズは、操作部材の位置に対応する位置に即座に移動しようとするため、カメラマンの意図する方向にフォーカスレンズが移動しなかったり、フォーカスレンズの移動が不自然になるといった不具合が発生する。
【0006】
これを解消するためには、フォーカスデマンドの操作部材の位置の変動分に対応する量だけフォーカスレンズを移動させるといったように、フォーカスレンズを停止位置からの相対位置によって制御することが考えられる。しかし、この場合、フォーカスレンズの制止端(無限遠端と至近端)と操作部材の位置を検出するポテンショメータの制止端が一致しなくなり、ポテンショメータが制止端でないにもかかわらずフォーカスレンズが制止端にあるために、操作部材を操作してもフォーカスレンズが移動しなかったり、フォーカスレンズが制止端に到達していないにもかかわらずポテンショメータが制止端にあるために、それ以上操作部材を操作することができずフォーカスレンズを移動させることができないといった不具合が発生する。
【0007】
また、フォーカスデマンドの操作部材の位置の変動分を例えばインクリメンタル型のロータリーエンコーダで検出し、フォーカスレンズを上述のように相対位置で制御すれば、ロータリーエンコーダには制止端がないため、上述のような問題は起こらないが、現在テレビカメラで使用されているフォーカスデマンドはポテンショメータを使用したもの、即ち、絶対位置でフォーカスレンズを制御するものが主流であり、これを相対位置で制御するロータリーエンコーダとするのは、互換性上好ましくなく、また、操作部材に制止端がないとカメラマンにはフォーカスレンズの制止端を認識することが困難なため操作性上好ましくないという問題がある。
【0008】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、カメラマンのマニュアル操作に基づくピント調整と、自動によるピント調整とを行うカメラにおいて、自動のピント調整により生じたマニュアル操作部材のフォーカス指示位置と実際のフォーカス位置とのずれによる操作上の不具合を解消し、カメラマンのマニュアル操作に対してフォーカスレンズを違和感なく移動させるカメラのレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【0009】
【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、マニュアル操作部材の操作に基づいてモーターを制御してフォーカスレンズを駆動する手動合焦手段と、自動で前記モーターを制御して前記フォーカスレンズを駆動する自動合焦手段とを備え、前記手動合焦手段による第1のピント合わせが終了した後、前記自動合焦手段によって第2のピント合わせを行うカメラのレンズ駆動装置において、前記手動合焦手段によって指示されるフォーカスレンズの位置と、フォーカスレンズの現在位置とのずれ量を求めるずれ量算出手段と、前記手動合焦手段が再駆動されると、前記ずれ量が徐々に減じられるように前記フォーカスレンズを駆動させる制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【0010】
本発明によれば、カメラマンによってマニュアル操作部材が操作されると、この操作部材の操作に基づいてモーターを制御してフォーカスレンズを移動させ(第1のピント合わせ)、操作部材の操作が終了すると、自動合焦手段によりフォーカスレンズを駆動して第2のピント合わせを行う。この場合に、自動合焦手段によるフォーカスレンズの移動に起因して、前記手動合焦手段によって指示されるフォーカスレンズの位置とフォーカスレンズの現在位置とにずれが生じるため、次にマニュアル操作部材が操作された場合に、このずれが徐々に減じられるように前記フォーカスレンズを駆動させる。これにより、操作部材が操作された際にフォーカスレンズは段階的に操作部材が指示する位置に近づくことになり、カメラマンにとって違和感のないフォーカス操作を行うことができ、また、フォーカスレンズの制止端とフォーカス操作部材の制止端が一致しないことの不具合を防止することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るカメラのレンズ駆動装置の好ましい実施の形態について詳説する。
図1は本発明に係るカメラのレンズ駆動装置が適用されるテレビカメラの内部構成を示すブロック図である。同図に示すように撮影光学系10は、フォーカスレンズ12、変倍レンズ14、マスターレンズ16、絞り18等から構成され、被写体像はこれらのレンズ、絞り18を介して撮像素子であるCCD20の結像面に結像される。
【0012】
上記撮影光学系10のフォーカスレンズ12はモーター36によって移動され、その制御はCPU32によって行われる。CPU32は、フォーカスレンズ12を移動させる目標位置(以下、フォーカス目標位置という。)を後述するフォーカスリング42の操作や画像信号から得られる焦点評価値に基づいて求めるとともに、フォーカスレンズ12の位置(以下、フォーカスレンズ位置という。)をポテンショメータ40によって検出し、A/D変換器38を介して入力する。そして、上記フォーカスレンズ位置とフォーカス目標位置の差を検出し、この差に応じた電圧信号をフォーカス制御信号としてD/A変換器33を介してモーター駆動回路34に逐次出力する。
【0013】
モーター駆動回路34は、このフォーカス制御信号の電圧を増幅させてフォーカスレンズ位置とフォーカス目標位置の差が0となるようにモーター36を駆動し、フォーカスレンズ12を移動させる。これにより、フォーカスレンズ12はフォーカス目標位置に移動される。
尚、CPU32は、上記フォーカスレンズ位置やフォーカス目標位置を数値で認識しており、フォーカスレンズ位置を示す値P(以下、この値をフォーカスレンズ値Pという。)は、ポテンショメータ40から入力される電圧信号の電圧値で与えられ、フォーカス目標位置を示す値Pa(以下、この値をフォーカス目標値Paという。)は、フォーカスレンズ位置がフォーカス目標位置と一致した場合に、フォーカスレンズ値Pとの和が0となるように与えられる。
【0014】
従って、フォーカス目標位置とフォーカスレンズ位置とが一致していない場合は、フォーカスレンズ値Pとフォーカス目標値Paとの和は0とはならず、この和の値をフォーカス制御信号(以下、フォーカス制御信号の示す値をフォーカス制御値という。)としてモーター駆動回路34に出力して、このフォーカス制御値の正負,大小に応じた回転方向、回転速度でモーター36を駆動させることにより、フォーカスレンズ12をフォーカス目標位置に移動させる。
【0015】
カメラマンがマニュアルによりフォーカス操作を行う場合、カメラマンは同図に示すフォーカスデマンド(レンズコントローラ)のフォーカスリング42を回転操作する。これにより、フォーカスリング42の回転角度がポテンショメータ44によって検出され、回転角度に比例した電圧信号がフォーカスリング位置を示す信号(以下、フォーカスリング位置信号、或いは、フォーカス指示信号という。)としてポテンショメータ44から出力される。そして、ポテンショメータ44から出力されたフォーカスリング位置信号はA/D変換器46によってデジタル信号に変換されてCPU32に入力される。
【0016】
CPU32は、このようにポテンショメータ44から入力されるフォーカスリング位置信号に基づいて上記フォーカス目標位置を求め(尚、フォーカス目標位置を求める手順については後述する。)、上述のようにフォーカスレンズ位置をフォーカス目標位置に移動させる。これにより、カメラマンのフォーカス操作によりフォーカスレンズ12が移動し、カメラマンによるピント調整が行われる。
【0017】
尚、CPU32は、上記フォーカス目標位置、フォーカスレンズ位置と同様にフォーカスリング位置をフォーカスリング位置信号の電圧値で認識しており、この値を、以下、フォーカスリング値Pc、又は、フォーカス指示値Pcという。また、フォーカスリング42の回転角度とフォーカスレンズ12の位置とは適切な対応関係があり、例えば、フォーカスリング12の正転・逆転方向の制止端の位置とフォーカスレンズ12の無限遠端・至近端の位置とが一致するように設定される。フォーカスリング値Pcは、フォーカスリング42の回転角度とフォーカスレンズ12の位置とがその対応する関係にある場合にフォーカスレンズ値Pとの和が0となるように設定されている。
【0018】
また、上記CPU32は、オートフォーカスによりピント調整を行う場合や、上記カメラマンのマニュアル操作によるピント調整を自動補正する場合に、画像信号から得られる焦点評価値に基づいてフォーカス目標位置を求め、このフォーカス目標位置にフォーカスレンズ12を移動させる。同図に示すCCD20は、結像面に結像された被写体像を光電変換し、画像信号として撮像回路22に入力する。撮像回路22は入力した画像信号から例えばNTSCの映像信号を生成し、この映像信号をビューファインダ48やモニタTV等の外部映像表示装置50に出力する。これにより、ビューファインダ48や外部映像表示装置50には撮影中の映像が表示される。
【0019】
一方、撮像回路22には、焦点評価値を求めるためのハイパスフィルタ(HPF)24、A/D変換器26、ゲート28、加算器30が順に接続され、撮像回路22は、画像信号から生成した輝度信号をHPF24に出力するとともに、映像信号に合わせて同期信号をフォーカスエリア選択ゲート28、加算器30、CPU32に出力する。
【0020】
HPF24は上記輝度信号に含まれる高周波成分を抽出する。この抽出された高周波成分は、画像の鮮鋭度が高い程、多く含まれるため、この高周波成分を積分することによって積分範囲での平均的な画像の鮮鋭度の高低を数値化することができる。
そして、HPF24を通過した高周波成分は、A/D変換器26によってデジタル信号に変換され、フォーカスエリア選択ゲート28に入力される。このフォーカスエリア選択ゲート28は、撮像画面上の中央部のフォーカスエリアに対応する信号のみを抽出する回路であり、このフォーカスエリアに写された被写体(主要被写体)に関する情報のみを抽出する。
【0021】
フォーカスエリア選択ゲート28によって抽出されたデジタル信号は加算器30に入力され、1フィールド分の前記デジタル信号が積算される。この積算された値は画像の鮮鋭度を示す焦点評価値としてCPU32に入力される。
CPU32は、通常のオートフォーカスを行う場合には、フォーカスレンズ12を山登り動作させるとともに、上記加算器30から焦点評価値を入力し、焦点評価値が最大となる位置を検出して、その位置をフォーカス目標位置としてフォーカスレンズをフォーカス目標位置に移動させる。
【0022】
一方、カメラマンのマニュアル操作によるピント調整を自動補正(自動ピント補正)する場合には、具体的な手順については後述するが、カメラマンがフォーカスリング42を操作している際に、CPU32はこのフォーカスリング位置に基づいてフォーカスレンズ12を移動させるとともに、この移動の際にポテンショメータ40から入力されるフォーカスレンズ位置と加算器30から入力される焦点評価値をCPU32内部の図示しない記憶部に記録していく。そして、カメラマンのフォーカス操作が終了し、フォーカスリング位置が停止すると、記憶部に記憶したフォーカスレンズ位置と焦点評価値とに基づいて焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ位置Pmaxを求め、これをフォーカス目標位置としてフォーカスレンズ12をその位置Pmaxに移動させる。
【0023】
これにより、カメラマンのマニュアル操作によるピント調整が自動で補正され、カメラマンのマニュアル操作では困難な高精度のピント調整が行われる。
次に上記CPU32の制御内容について詳説する。尚、以下においては、カメラマンのフォーカス調整後、自動ピント補正を行う場合の制御内容について説明する。図2、図3は、CPU32によって制御内容の概要を示す説明図であり、CPU32によって制御されるフォーカスレンズ12の移動軌跡の一例が示されている。図2に示すように、上記フォーカスリング位置(フォーカス指示位置)と、フォーカスレンズ位置との対応関係は、フォーカスリング位置をx、フォーカスレンズ位置をyとすると、直線x=yで示される。これは便宜上フォーカスリング位置をxで表した場合に、これに対応するフォーカスレンズ位置を直線y=x上の点として表したものである。まず、カメラマンのフォーカス操作によりフォーカスリング位置及びフォーカスレンズ位置が同図▲1▼で示す位置に移動した場合、次に、上記焦点評価値の最大位置の検出(自動ピント補正)により、フォーカスレンズ12が▲2▼で示す位置に移動したとする。この状態において、次にカメラマンのフォーカス操作によってフォーカスリング位置が変化した場合、CPU32はフォーカスレンズ12を上記直線y=x上に即座に戻すのではなく、同図▲2▼から▲3▼の直線、又は、▲2▼から▲3▼’の直線に示すように少しづつ直線y=xとの差を縮めながら移動させる。即ち、CPU32は、▲2▼の位置からフォーカスリング位置が小さくなる方向に変化するのを検知した場合、フォーカスレンズ12を直線y=ax+mに沿って移動させ、▲3▼で示す直線y=xとの交点まで移動させる。そして▲3▼の位置に到達すると、その後は、直線y=xに沿ってフォーカスレンズ12を移動させる。
【0024】
逆に、▲2▼の位置からフォーカスリング位置が大きくなる方向に変化するのを検知した場合、フォーカスレンズ12を直線y=bx+nに沿って移動させ、▲3▼’で示す直線y=xとの交点まで移動させる。そして▲3▼’の位置に到達すると、その後は、直線y=xに沿ってフォーカスレンズ12を移動させる。
尚、同図に示す直線の傾きa、bの条件は、a<1(好ましくは0<a<1)、b>1であり、aは直線y=xの傾きより小さく、bは直線y=xの傾きより大きくなるように設定される。一例を挙げればa=1/2、b=2が好適である。また、m、nは、▲2▼の位置により決まる値である。
【0025】
また、図2に示した場合と異なり、フォーカスリング位置が▲2▼で示す位置から直線y=xに到達する前に方向を変えた場合については、図3に示すように、フォーカスリング位置の変化する方向に応じて上記傾きaとbの直線を連結して直線y=xに到達させる。即ち、フォーカスリング位置が小さくなる方向に変化するのを検知した場合には、図2に示した場合と同様に、フォーカスレンズ12を傾きaの直線(▲2▼から▲3▼で示す位置までの直線y=ax+m、又は,▲3▼’から▲4▼’で示す位置までの直線y=ax+m)に沿って移動させ、逆に、フォーカスリング位置が大きくなる方向に変化したのを検知した場合にはフォーカスレンズ12を傾きbの直線(▲2▼から▲3▼’で示す位置までの直線y=bx+n、又は,▲3▼から▲4▼で示す位置までの直線y=bx+p)に沿って移動させる。
【0026】
以上、図2、図3に示したように、自動ピント補正したことにより生じたフォーカスリング位置に対するフォーカスレンズ位置のずれがフォーカスリング42の操作とともに少しずつ減少されることにより、カメラマンにとっては違和感なくフォーカス操作を行うことができるとともに、フォーカスレンズ12の制止端とフォーカスリング42(ポテンショメータ44)の制止端に大きなずれが生じる不具合を防止することができる。もし制止端にずれが生じると判断される場合は、強制的に減少量を大きくしても良い。
【0027】
図4は上記CPU32の演算内容を示した図である。同図に示すようにCPU32は、ポテンショメータ40からフォーカスレンズ値Pを入力するとともに、ポテンショメータ44からフォーカスリング値(フォーカス指示値)Pcを入力する。尚、図1に示したA/D変換器38及びA/D変換器46は省略されている。ここで示すフォーカスレンズ値P及びフォーカスリング値Pcは上述したように各ポテンショメータから入力される電圧信号の電圧値であり、フォーカスレンズ12がフォーカスリング42の回転角度が示す位置にある場合、即ち、上記図2、図3に示したようにフォーカスレンズ位置とフォーカスリング位置とが直線y=x上にある場合には、フォーカスレンズ値Pとフォーカスリング値Pcの符号の正負が逆となり、P+Pc=0となる。
【0028】
また、CPU32は、フォーカスリング値Pcを補正する補正量Peを算出する。この補正量Peの内容は後述するとしてCPU32は、同図に示すようにフォーカスリング値Pcと補正量Peを加算し、フォーカス目標値Paを求める。即ち、Pa=Pc+Peを求める。そして、このフォーカス目標値Paにフォーカスレンズ値Pを加算した値Pa+Pをフォーカス制御値として上記モーター駆動回路34に出力する。これにより、フォーカスレンズ12は、Pa+P=0となる位置、即ち、フォーカス目標位置に移動する。尚、結果的に補正量Pe=−Pc−Pとなり、補正量Peはフォーカスリング値Pcと、フォーカスレンズ位置Pとのずれ量を示している。
【0029】
上記補正量Peの内容について説明すると、カメラマンによるフォーカス操作が終了した時点では、CPU32は次にフォーカスレンズ位置を焦点評価値の最大位置Pmax(正確には、Pmaxは焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ値P)に移動させるピント補正を行うため、補正量Peとして、フォーカスリング値Pc、即ち、現在のフォーカスレンズ値Pと、上記焦点評価値の最大位置Pmaxとのずれ量Pe=−Pc−Pmax=P−Pmaxを算出する。この場合、フォーカス目標値Paは、上記フォーカスリング値Pcに補正量Peを加算した値Pa=Pc+Pe=−Pmaxとなり、このフォーカス目標値Paにフォーカスレンズ位置Pを加算した値Pa+Pをフォーカス制御値として上記モーター駆動回路34に出力する。これにより、フォーカスレンズ12は、−Pmax+P=0となる位置、即ち、焦点評価値の最大位置Pmaxに移動する。
【0030】
一方、既に何らかの補正量Peが与えられている場合、即ち、フォーカスリング値Pcとフォーカスレンズ値Pにずれがある場合、このときの補正量Peはフォーカスリング値Pcとフォーカスレンズ値Pのずれ量であり、Pe=−Pc−Pである。上記焦点評価値による自動ピント補正が終了した時点では、Pe=−Pc−Pmaxである。このときカメラマンがフォーカスリング42を操作した場合、CPU32は、フォーカスリング42が所定角度回転する毎に、補正量Peの絶対値を一定量ずつ減少させる。例えば、フォーカスリング値Pcが前回のフォーカス目標値Pa=−P(即ち、現在のフォーカスレンズ位置)に近づく方向に単位量移動した場合には、補正量Peを単位量の2分の1減じ、フォーカスリング値Pcが前回のフォーカス目標値Pa=−Pから離れる方向に単位量移動した場合には、補正量Peを単位量の減じることにより、上記図2、図3に示した傾きa=1/2、b=2の直線上にそってフォーカスレンズ12を移動させることができる。
【0031】
次に、図5、図6のフローチャートを用いて上記CPU32の処理手順を説明する。図5に示すフローチャートから説明すると、まず、CPU32はカメラマンによってフォーカス操作が行われているか否かを判定する(ステップS10)。即ち、フォーカスリング42が回転操作されてポテンショメータ44の回転角度を示す電圧信号に変化があったか否かを判定する。NOの場合には、ステップS10の処理を繰り返し、フォーカス操作されてYESとなった場合には、CPU32内部の記憶部のアドレスを示すカウンタを0にセットする(ステップS12)。そして、加算器30から焦点評価値を読み込み、カウンタの示すCPU32の記憶部のアドレスに記録する(ステップS14)。次いで、上記カウンタを1増加させ(ステップS16)、フォーカスレンズ12の位置、即ち、フォーカスレンズ値Pを読み込み、このフォーカスレンズ値Pをそのカウンタの示すアドレスに記憶する(S18)。
【0032】
次に、図6に示すフローチャートに移り、フォーカス操作が行われているか否かを判定する(ステップS20)。即ち、ここではフォーカス操作が継続しているか否かを判定する。フォーカス操作が継続している場合には、上記補正量Pe(=−Pc−P)が0か否かを判定する(ステップS22)。ここで、YESの場合には、フォーカス指示位置Pcと、フォーカスレンズ位置Pが一致しているため、以下のステップS24、26をとばしてステップS28に移る。一方、NOの場合には、フォーカス指示位置(フォーカスリング位置)、即ち、フォーカス指示値Pcを検出し、フォーカス指示値Pcが前回検出時から単位移動量移動したか否かを判定する(ステップS24)。NOの場合には、次の処理をとばしてステップS28に移り、YESの場合には、上述したように補正量Peを所定量減じて(S26)、その値を新たな補正量Peとする。そして、フォーカス目標値Pa=Pc+Peを算出した後、このフォーカス目標値Paとフォーカスレンズ値Pとを加算した値Pa+Pをフォーカス制御値としてモーター駆動回路34に出力する。
【0033】
次いで、上記カウンタを1増加し(S28)、このカウンタが記憶部の最大アドレスm(mは奇数)を越えているか否かを判断する(S30)。もし、最大アドレスmを越えている場合は、カウンタを0にリセットし(S32)、ステップS14に戻る。尚、カウンタを0にリセットするのは古いデータから順に新しいデータに書き換えるためである。
【0034】
以上のステップS14からステップS32までの処理を、CPU32はカメラマンによってフォーカス操作が行われている間繰り返し行い、垂直ブランキング期間において上記フォーカス制御値Pa+Pをモーター駆動回路34に出力してフォーカスレンズ12をフォーカス目標位置に移動させる。これにより、フォーカスレンズ12は、自動ピント補正により生じたずれ量を少しずつ減少させながらフォーカスリング42によるフォーカス指示位置に近づくように移動する。
【0035】
次に、上記ステップS20において、NOと判定された場合、即ち、カメラマンによるフォーカス操作が終了した場合、上記ステップS14からステップS32までの処理によってCPU32の記憶部に記憶された焦点評価値の中から最大の焦点評価値を検出する(ステップS34)。そして、最大の焦点評価値を検出すると、この最大の焦点評価値が記録されたアドレスの次のアドレスに記録されているフォーカスレンズ位置(即ち、最大の焦点評価値を検出した時のフォーカスレンズ値P)をPmaxに代入する(ステップS36)。次いで、このPmaxの値がCPU32の記憶部に記録されているフォーカスレンズ位置の中で最端位置であるか否かを判定する(ステップS38)。YESの場合、Pmaxのフォーカスレンズ位置以外に焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ位置が存在する可能性があるため、CPU32の記憶部に記録してあるフォーカスレンズ位置と焦点評価値に基づいて焦点評価値が最大となる位置を例えばラグランジュの補間法を用いて算出する。そして、この算出したフォーカスレンズ位置をPmaxに代入する(ステップS40)。
【0036】
焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ位置Pmaxを得ると、CPU32は、フォーカス指示値Pcとこの焦点評価値の最大位置Pmaxとから補正量Pe=−Pc−Pmaxを算出する(ステップS42)。そして、フォーカス指示値Pcに補正量Peを加算してフォーカス指示値Pcをフォーカス目標値Pa=Pc+Pe=−Pmaxに変更して(ステップS44)、この変更したフォーカス指示位置、即ち、フォーカス目標値Pa=−Pmax(焦点評価値が最大となる位置)にフォーカスレンズ12を移動させる。
【0037】
以上の処理の後、図5のステップS10に戻り再度カメラマンによるフォーカス操作が行われるまで待機し、カメラマンによるフォーカス操作が行われた場合には、上記処理を繰り返し実行する。
以上、上記実施の形態では、カメラマンによるフォーカス操作が行われている際に得られる焦点評価値に基づいて、フォーカス操作後の自動ピント補正を行う場合について説明したが、本発明はこれに限らず、カメラマンのフォーカス操作後に、他の方法によってピント補正、或いは、ピント調整を行うようなカメラにおいて使用できる。即ち、本発明は、カメラマンが操作する操作部材(フォーカスリング42)によって指示されるフォーカスレンズ位置と、他のフォーカス手段によって指示されるフォーカスレンズ位置とにずれが生じるような場合に、このずれを違和感なく段階的に減少させていく場合に適用できる。
【0038】
また、上記実施の形態では、カメラマンによるフォーカス操作終了後、自動でピント補正を行うようにしたが、これに限らずスイッチ等でピント補正を開始するようにしてもよい。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るカメラのレンズ駆動装置によれば、カメラマンによってマニュアル操作部材が操作されると、この操作部材の操作に基づいてモーターを制御してフォーカスレンズを移動させ(第1のピント合わせ)、操作部材の操作が終了すると、自動合焦手段によりフォーカスレンズを駆動して第2のピント合わせを行う。この場合に、自動合焦手段によるフォーカスレンズの移動に起因して、前記手動合焦手段によって指示されるフォーカスレンズの位置とフォーカスレンズの現在位置とにずれが生じるため、次にマニュアル操作部材が操作された場合に、このずれが徐々に減じられるように前記フォーカスレンズを駆動させる。これにより、操作部材が操作された際にフォーカスレンズは段階的に操作部材が指示する位置に近づくことになり、カメラマンにとって違和感のないフォーカス操作を行うことができ、また、フォーカスレンズの制止端とフォーカス操作部の操作部材の制止端(ポテンショメータの制止端)が一致しないことの不具合を防止することができる。
【0040】
また、テレビカメラ等のマニュアル操作部材は、操作部材の位置をポテンショメータによって検出するものが主流であるため、本発明を適用することにより、他のテレビカメラと同様のコントローラを使用できるという点でも効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に係るカメラのレンズ駆動装置が適用されるテレビカメラの内部構成を示すブロック図である。
【図2】図2は、図1に示したCPUの制御内容の概要を示した説明図である。
【図3】図3は、図1に示したCPUの制御内容の概要を示す説明図である。
【図4】図4は、図1に示したCPUの演算内容を示した説明図である。
【図5】図5は、図1に示したCPUの処理手順を示したフローチャートである。
【図6】図6は、図1に示したCPUの処理手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
10…撮影光学系
12…フォーカスレンズ
14…変倍レンズ
16…マスターレンズ
18…絞り
20…CCD
22…撮像回路
24…HPF
28…フォーカスエリア選択ゲート
30…加算器
32…CPU
34…モーター駆動回路
36…モーター
42…フォーカスリング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a camera lens drive device, and more particularly to a camera lens drive device that moves a focus lens based on an operation of a manual operation member and a focus evaluation value.
[0002]
[Prior art]
In a conventional television camera or the like, a cameraman performs focus adjustment by moving a focus lens by a manual operation using a lens controller or the like called a focus demant while viewing a subject image in a viewfinder. However, if the focus is high with a long-focus lens, or if the viewfinder is small and it is difficult to check the focus for the resolution of the camera, it is difficult to perform focus adjustment that is always satisfactory with manual operation. was there.
[0003]
In view of this, Japanese Patent Laid-Open No. 8-36129 proposes the following focus adjustment method. According to this, when the cameraman manually operates the lens controller (focus demand) to adjust the focus, the focus evaluation values are sequentially detected from the captured images, and when the cameraman finishes the focus operation. The focus lens is automatically moved to the position where the detected focus evaluation value is maximized to perform focus correction (automatic focus correction). As a result, high-precision focus adjustment that cannot be adjusted by manual operation of the photographer can be performed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, many lens controllers such as a focus demand detect the position of the operation member operated by the cameraman (the rotation angle of the focus ring) by a potentiometer, and on the camera side, the absolute position input from the lens controller is detected. The focus lens is moved to the corresponding position. Therefore, when the focus adjustment method described in JP-A-8-36129 is applied to such a camera, there are the following problems.
[0005]
For example, after the cameraman moves the focus lens to a desired position by the focus demand, when the camera automatically moves the focus lens to a position where the focus evaluation value is maximized, the focus demand operation member position (rotation angle) is reached. The focus lens moves to a position that does not correspond and stops. In this case, the next time the cameraman operates the operating member of the focus demand, the focus lens will immediately move to the position corresponding to the position of the operating member, so the focus lens does not move in the direction intended by the cameraman. Or the movement of the focus lens becomes unnatural.
[0006]
In order to solve this, it is conceivable to control the focus lens by the relative position from the stop position, such as moving the focus lens by an amount corresponding to the variation in the position of the operating member of the focus demand. However, in this case, the stop end of the focus lens (the infinity end and the close end) and the stop end of the potentiometer that detects the position of the operating member do not match, and the focus lens is not the stop end even though the potentiometer is not the stop end. Therefore, even if the operation member is operated, the focus lens does not move, or the potentiometer is at the stop end even though the focus lens has not reached the stop end. And the focus lens cannot be moved.
[0007]
Further, if the change in the position of the operating member of the focus demand is detected by, for example, an incremental type rotary encoder and the focus lens is controlled at the relative position as described above, the rotary encoder has no stop end. However, the focus demand currently used in TV cameras is the one that uses a potentiometer, that is, the one that controls the focus lens at the absolute position, and the rotary encoder that controls this at the relative position. This is not preferable in terms of compatibility, and there is a problem in that it is not preferable in terms of operability because it is difficult for the cameraman to recognize the stop end of the focus lens unless the operation member has a stop end.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and in a camera that performs focus adjustment based on a manual operation of a photographer and automatic focus adjustment, a focus instruction position of a manual operation member generated by automatic focus adjustment, and It is an object of the present invention to provide a camera lens driving device that eliminates operational problems due to deviation from the actual focus position and moves a focus lens without a sense of incongruity with respect to manual operation by a cameraman.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a manual focusing means for controlling a motor to drive a focus lens based on an operation of a manual operation member, and an automatic for automatically controlling the motor to drive the focus lens. In the lens driving device of the camera that performs the second focusing by the automatic focusing unit after the first focusing by the manual focusing unit is completed, the manual focusing unit instructs A shift amount calculating means for calculating a shift amount between the position of the focus lens to be moved and the current position of the focus lens, and the focus lens so that the shift amount is gradually reduced when the manual focusing means is driven again. And a control means for driving the motor.
[0010]
According to the present invention, when the manual operation member is operated by the cameraman, the focus lens is moved by controlling the motor based on the operation of the operation member (first focusing), and the operation of the operation member is completed. Then, the focus lens is driven by the automatic focusing means to perform the second focusing. In this case, due to the movement of the focus lens by the automatic focusing means, a shift occurs between the position of the focus lens instructed by the manual focusing means and the current position of the focus lens. When operated, the focus lens is driven so that the deviation is gradually reduced. As a result, when the operating member is operated, the focus lens gradually approaches the position indicated by the operating member, so that it is possible to perform a focus operation that is comfortable for the photographer, and the stop end of the focus lens. It is possible to prevent a problem that the stop ends of the focus operation member do not match.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A preferred embodiment of a lens driving device for a camera according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration of a television camera to which a lens driving device for a camera according to the present invention is applied. As shown in the figure, the photographing
[0012]
The
[0013]
The
The
[0014]
Therefore, when the focus target position and the focus lens position do not coincide with each other, the sum of the focus lens value P and the focus target value Pa is not 0, and this sum value is used as a focus control signal (hereinafter referred to as focus control signal). The value indicated by the signal is referred to as a focus control value.) Is output to the
[0015]
When the cameraman manually performs the focus operation, the cameraman rotates the
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
Further, the
[0019]
On the other hand, a high-pass filter (HPF) 24 for obtaining a focus evaluation value, an A /
[0020]
The
The high-frequency component that has passed through the
[0021]
The digital signal extracted by the focus
When performing normal autofocus, the
[0022]
On the other hand, when automatic adjustment (automatic focus correction) is performed for manual focus adjustment by the cameraman, the specific procedure will be described later. When the cameraman operates the
[0023]
Thereby, the focus adjustment by the manual operation of the cameraman is automatically corrected, and the high-precision focus adjustment that is difficult by the manual operation of the cameraman is performed.
Next, the control contents of the
[0024]
On the other hand, when it is detected that the focus ring position changes from the position (2) in the increasing direction, the
Note that the conditions of the straight line slopes a and b shown in the figure are a <1 (preferably 0 <a <1) and b> 1, where a is smaller than the straight line y = x and b is the straight line y. Is set to be greater than the slope of x. For example, a = 1/2 and b = 2 are preferable. M and n are values determined by the position {circle around (2)}.
[0025]
Unlike the case shown in FIG. 2, when the direction of the focus ring position is changed from the position indicated by (2) before reaching the straight line y = x, as shown in FIG. According to the changing direction, the straight lines with the inclinations a and b are connected to reach the straight line y = x. That is, when it is detected that the focus ring position changes in a decreasing direction, the
[0026]
As described above, as shown in FIGS. 2 and 3, the shift of the focus lens position with respect to the focus ring position caused by the automatic focus correction is gradually reduced with the operation of the
[0027]
FIG. 4 shows the calculation contents of the
[0028]
Further, the
[0029]
The contents of the correction amount Pe will be described. When the focus operation by the photographer is finished, the
[0030]
On the other hand, when some correction amount Pe is already given, that is, when there is a deviation between the focus ring value Pc and the focus lens value P, the correction amount Pe at this time is the deviation amount between the focus ring value Pc and the focus lens value P. And Pe = −Pc−P. When the automatic focus correction based on the focus evaluation value is completed, Pe = −Pc−Pmax. When the cameraman operates the
[0031]
Next, the processing procedure of the
[0032]
Next, moving to the flowchart shown in FIG. 6, it is determined whether or not a focus operation is being performed (step S20). That is, it is determined here whether or not the focus operation is continued. If the focus operation continues, it is determined whether or not the correction amount Pe (= −Pc−P) is 0 (step S22). Here, in the case of YES, since the focus instruction position Pc and the focus lens position P coincide with each other, the following steps S24 and S26 are skipped and the process proceeds to step S28. On the other hand, in the case of NO, the focus instruction position (focus ring position), that is, the focus instruction value Pc is detected, and it is determined whether or not the focus instruction value Pc has moved by the unit movement amount from the previous detection (step S24). ). In the case of NO, the next process is skipped and the process proceeds to step S28. In the case of YES, the correction amount Pe is reduced by a predetermined amount as described above (S26), and the value is set as a new correction amount Pe. Then, after calculating the focus target value Pa = Pc + Pe, a value Pa + P obtained by adding the focus target value Pa and the focus lens value P is output to the
[0033]
Next, the counter is incremented by 1 (S28), and it is determined whether or not the counter exceeds the maximum address m (m is an odd number) of the storage unit (S30). If the maximum address m is exceeded, the counter is reset to 0 (S32), and the process returns to step S14. The counter is reset to 0 in order to rewrite new data in order from old data.
[0034]
The
[0035]
Next, when it is determined as NO in step S20, that is, when the focus operation by the photographer is finished, the focus evaluation values stored in the storage unit of the
[0036]
When the focus lens position Pmax at which the focus evaluation value is maximized is obtained, the
[0037]
After the above process, the process returns to step S10 in FIG. 5 and waits until the focus operation by the cameraman is performed again. When the focus operation by the cameraman is performed, the above process is repeatedly executed.
As described above, in the above embodiment, the case where the automatic focus correction after the focus operation is performed based on the focus evaluation value obtained when the focus operation by the cameraman is performed has been described, but the present invention is not limited to this. The camera can be used in a camera that performs focus correction or focus adjustment by another method after the focus operation of the cameraman. That is, the present invention eliminates this shift when there is a shift between the focus lens position indicated by the operation member (focus ring 42) operated by the cameraman and the focus lens position specified by other focus means. This can be applied to the case where it is gradually reduced without a sense of incongruity.
[0038]
In the above embodiment, the focus correction is automatically performed after the focus operation by the photographer is completed. However, the present invention is not limited to this, and the focus correction may be started by a switch or the like.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the camera lens driving device of the present invention, when the manual operation member is operated by the cameraman, the focus lens is moved by controlling the motor based on the operation of the operation member (first operation). When the operation of the operation member is completed, the focus lens is driven by the automatic focusing means to perform the second focusing. In this case, due to the movement of the focus lens by the automatic focusing means, a shift occurs between the position of the focus lens instructed by the manual focusing means and the current position of the focus lens. When operated, the focus lens is driven so that the deviation is gradually reduced. As a result, when the operating member is operated, the focus lens gradually approaches the position indicated by the operating member, so that it is possible to perform a focus operation that is comfortable for the photographer, and the stop end of the focus lens. It is possible to prevent a problem that the stop end (the stop end of the potentiometer) of the operation member of the focus operation unit does not match.
[0040]
In addition, manual operation members such as a TV camera are mainly used for detecting the position of the operation member with a potentiometer. Therefore, by applying the present invention, it is possible to use a controller similar to other TV cameras. There is.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration of a television camera to which a lens driving device for a camera according to the present invention is applied.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an outline of the control contents of the CPU shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an outline of the control contents of the CPU shown in FIG. 1;
FIG. 4 is an explanatory diagram showing calculation contents of the CPU shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of the CPU shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing procedure of the CPU illustrated in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
10 ... Photography optical system
12 ... Focus lens
14 ... Variable lens
16 ... Master lens
18 ... Aperture
20 ... CCD
22 ... Imaging circuit
24 ... HPF
28 ... Focus area selection gate
30 ... Adder
32 ... CPU
34 ... Motor drive circuit
36 ... Motor
42. Focus ring
Claims (1)
前記手動合焦手段によって指示されるフォーカスレンズの位置と、フォーカスレンズの現在位置とのずれ量を求めるずれ量算出手段と、
前記手動合焦手段が再駆動されると、前記ずれ量が徐々に減じられるように前記フォーカスレンズを駆動させる制御手段と、
を備えたことを特徴とするカメラのレンズ駆動装置。Manual focusing means for controlling the motor based on the operation of the manual operation member to drive the focus lens; and automatic focusing means for automatically controlling the motor to drive the focus lens; In the lens driving device of the camera that performs the second focusing by the automatic focusing means after the first focusing by the means is completed,
A deviation amount calculating means for obtaining a deviation amount between a position of the focus lens instructed by the manual focusing means and a current position of the focus lens;
Control means for driving the focus lens so that the shift amount is gradually reduced when the manual focusing means is re-driven;
A lens driving device for a camera, comprising:
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