JP4855702B2 - Auto focus system - Google Patents
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Description
本発明はオートフォーカスシステムに係り、特にマニュアルフォーカス(MF)とオートフォーカス(AF)との併用が可能なオートフォーカスシステムに関する。 The present invention relates to an autofocus system, and more particularly to an autofocus system that can be used in combination with manual focus (MF) and autofocus (AF).
テレビカメラやビデオカメラで採用されるオートフォーカス(AF)は、撮像素子により得られる映像信号に基づいて撮影した被写体画像のコントラストを検出し、そのコントラストが最大(極大)となるようにフォーカスを制御するコントラスト方式が一般的である。被写体画像のコントラストは、例えば、撮像素子により得られた映像信号から高域周波数成分を抽出し、その高域周波数成分の信号を1フィールド分ずつ積算した積算値によって定量的に検出される。尚、その積算値は、被写体画像のコントラストの高さを示すと共に、合焦の程度を示す値であり、本明細書では焦点評価値というものとする。 Autofocus (AF), which is used in TV cameras and video cameras, detects the contrast of a subject image shot based on the video signal obtained by the image sensor, and controls the focus so that the contrast becomes maximum (maximum). A contrast method is generally used. The contrast of the subject image is quantitatively detected by, for example, an integrated value obtained by extracting a high frequency component from a video signal obtained by an image sensor and integrating the high frequency component signal for each field. Note that the integrated value is a value indicating the degree of focusing and the high contrast of the subject image, and is referred to as a focus evaluation value in this specification.
従来、このようなAFの制御が実行されているAFモード時でも、MFの操作(マニュアル操作部材の操作)を行うとAFよりもMFの操作が優先され、MFの操作に従ってフォーカス制御が行われるMF優先のAFモードが知られている(例えば、特許文献1、2参照)。また、このようなMF優先のAFモードでMFの操作が行われ、その後にMFの操作が停止した場合、特許文献1ではAFの制御が自動で再開され、特許文献2ではAFスタートスイッチがオンされるまでAFの制御が再開されないようになっている。
ところで、AFモードでMFの操作を優先する場合に、MFの操作後にAFによって最終的なフォーカス調整を行わせたい場合には特許文献1のようにMFの操作後にAFが自動で再開されるのが望ましい。一方、MFの操作によって最終的なフォーカス調整を行いたい場合には特許文献2のようにMF操作後にAFが自動で再開されないのが望ましい。しかしながら、操作者がいずれの態様を望むかは、実際の撮影の状況によって異なるため、いずれの態様も有利又は不利となる場合があった。 By the way, when priority is given to the MF operation in the AF mode, if AF is to be used for final focus adjustment after the MF operation, the AF is automatically restarted after the MF operation as in Patent Document 1. Is desirable. On the other hand, when it is desired to perform final focus adjustment by operating the MF, it is desirable that the AF is not automatically restarted after the MF operation as in Patent Document 2. However, which mode the operator desires varies depending on the actual shooting situation, and thus either mode may be advantageous or disadvantageous.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、AF制御時でもMFの操作を優先する場合に、MFの操作後、AF制御によるフォーカス調整を有効に再開させるか否かを特別な操作を行うことなく操作者が状況に応じて容易に選択できるようにしたオートフォーカスシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances. When priority is given to MF operation even during AF control, a special operation is performed to determine whether or not focus adjustment by AF control is effectively resumed after MF operation. An object of the present invention is to provide an autofocus system that allows an operator to easily select according to the situation without performing the operation.
前記目的を達成するために、請求項1に記載のオートフォーカスシステムは、被写体の像を結像する撮影光学系と、前記撮影光学系によって結像された像を撮像する撮像手段と、前記撮影光学系に配置されたフォーカス調整用のレンズ群であって、光軸に沿って前後移動可能に配置されたフォーカスレンズ群と、前記フォーカスレンズ群を電動で駆動するためのフォーカスレンズ群駆動手段と、マニュアル操作可能なマニュアル操作部材と、前記マニュアル操作部材の操作位置を検出する操作位置検出手段と、前記マニュアル操作部材を電動で駆動するための操作部材駆動手段と、前記操作位置検出手段により検出された操作位置に対応した位置に前記フォーカスレンズ群を前記フォーカスレンズ群駆動手段により移動させるフォーカスレンズ群制御手段と、前記撮像手段により得られた画像のコントラストの高さを示す焦点評価値を検出する焦点評価値検出手段と、前記マニュアル操作部材の操作位置に基づいて前記フォーカスレンズ群制御手段により移動する前記フォーカスレンズ群の位置が合焦位置となるように、前記焦点評価値検出手段により検出された焦点評価値に基づいて前記マニュアル操作部材を前記操作部材駆動手段により駆動する操作部材制御手段と、を備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the autofocus system according to claim 1 includes a photographing optical system that forms an image of a subject, an imaging unit that picks up an image formed by the photographing optical system, and the photographing. A focus adjustment lens group disposed in the optical system, the focus lens group disposed to be movable back and forth along the optical axis, and a focus lens group driving unit for electrically driving the focus lens group; A manual operation member capable of manual operation, an operation position detection means for detecting an operation position of the manual operation member, an operation member drive means for electrically driving the manual operation member, and detected by the operation position detection means A focus lens that moves the focus lens group to a position corresponding to the operated position by the focus lens group driving means. A group control unit, and the focus evaluation value detecting means for detecting a focus evaluation value indicating the contrast level of an image obtained by the imaging unit, by the focusing lens group control unit on the basis of the operating position of the manual operation member so that the position of the focus lens group moving is focus position, the operating member a control driven by the operating member driving means before Symbol manual operation member on the basis of the focus evaluation value detected by the focus evaluation value detecting means Means.
本発明によれば、焦点評価値に基づいてフォーカスレンズ群を合焦位置に移動させるオートフォーカス(AF)制御を行う場合であってもマニュアルフォーカス(MF)に使用するマニュアル操作部材を電動で駆動してその操作位置に対応する位置にフォーカスレンズ群を移動させながら行われる。従って、AF制御時であっても操作者がマニュアル操作部材を操作することによってフォーカスレンズ群はそのMFの操作に従って移動する。即ち、MF優先のAFモードを実現したシステムである。一方、マニュアル操作部材の操作を停止した場合に、そのときのフォーカスレンズ群の位置を保持したければ、そのままマニュアル操作部材の操作位置を保持(手で固定)してAF制御のためにマニュアル操作部材が駆動されるのを阻止すればよい。逆にAF制御を実行させたければAF制御のためにマニュアル操作部材が駆動されるのを許容(マニュアル操作部材から手を放す等)すればよい。従って、MFの操作後にAF制御を有効に再開させるか否かを状況に応じて選択できると共にその選択もマニュアル操作部材を操作する力の加減(マニュアル操作部材が動くのを阻止するか否かの力の加減)によって容易に行うことができる。 According to the present invention, the manual operation member used for the manual focus (MF) is electrically driven even when the auto focus (AF) control for moving the focus lens group to the in-focus position based on the focus evaluation value is performed. The focus lens group is moved to a position corresponding to the operation position. Accordingly, even during AF control, when the operator operates the manual operation member, the focus lens group moves according to the operation of the MF. In other words, this is a system that realizes an AF mode with priority on MF. On the other hand, when the operation of the manual operation member is stopped, if the position of the focus lens group at that time is to be maintained, the operation position of the manual operation member is maintained as it is (fixed by hand) and the manual operation is performed for AF control. It is only necessary to prevent the member from being driven. Conversely, if it is desired to execute AF control, the manual operation member may be allowed to be driven for AF control (such as releasing the manual operation member). Accordingly, whether or not AF control is effectively restarted after the MF operation can be selected depending on the situation, and the selection also determines whether or not the force to operate the manual operation member (whether or not to prevent the manual operation member from moving) is selected. This can be done easily by adjusting the force.
更に本発明によれば、マニュアル操作部材によってMFでフォーカス調整を行う場合であっても、マニュアル操作部材に対してAF制御によりフォーカス調整を行おうとする力が働いているため、操作者はその力を感知しながらMFの操作を行うことによって、MFによるフォーカス調整の補助としてAFを利用することもできる。 Further, according to the present invention, even when the focus adjustment is performed with the manual operation member by MF, the force is applied to the manual operation member to perform the focus adjustment by the AF control. By operating the MF while sensing, the AF can be used as an assist for focus adjustment by the MF.
請求項2に記載のオートフォーカスシステムは、請求項1に記載の発明において、前記操作位置検出手段は、前記マニュアル操作部材の絶対位置を検出する手段であることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the invention of the first aspect, the operation position detecting means is means for detecting an absolute position of the manual operation member.
上記請求項1に記載の発明によれば、マニュアル操作部材の操作位置とフォーカスレンズ群の位置とがAF制御時においても連動して変化するため、本請求項2のように、ポテンショメータのような絶対位置を検出する位置センサを用いてマニュアル操作部材の操作位置を検出する場合であってもマニュアル操作部材の操作位置に対応するフォーカスレンズ群の位置と、実際のフォーカスレンズ群の位置とに差が生じることがなく、AFからMFに切り替わった際にフォーカスレンズ群が離間した位置に移動するという不具合が生じない。また、マニュアル操作部材の可動範囲に端(メカ端)を設けて、その端とフォーカスレンズ群の可動端とを対応させることができ、これによって操作者はマニュアル操作部材が端に到達したことでフォーカスレンズ群も端に到達したことを容易に知ることができる。 According to the first aspect of the present invention, the operation position of the manual operation member and the position of the focus lens group change in conjunction with each other even during AF control. Even when the operation position of the manual operation member is detected using a position sensor that detects the absolute position, the difference between the position of the focus lens group corresponding to the operation position of the manual operation member and the actual position of the focus lens group Does not occur, and the problem that the focus lens group moves to a separated position when switching from AF to MF does not occur. Further, an end (mechanical end) is provided in the movable range of the manual operation member, and the end and the movable end of the focus lens group can correspond to each other, so that the operator has reached the end of the manual operation member. It is easy to know that the focus lens group has reached the end.
請求項3に記載のオートフォーカスシステムは、請求項1又は2に記載の発明において、前記マニュアル操作部材は、前記フォーカスレンズ群をマニュアルで遠隔操作するためのコントローラに設けられた回転操作部材であることを特徴としている。本発明はマニュアル操作部材の具体的態様を示しており、いわゆるフォーカスデマンンドと呼ばれるコントローラに設けられているフォーカスノブのような回転操作部材をマニュアル操作部材としている態様を示している。 According to a third aspect of the present invention, in the invention according to the first or second aspect, the manual operation member is a rotation operation member provided in a controller for manually operating the focus lens group remotely. It is characterized by that. The present invention shows a specific mode of a manual operation member, and shows a mode in which a rotation operation member such as a focus knob provided in a controller called a so-called focus demand is used as a manual operation member.
請求項4に記載のオートフォーカスシステムは、請求項3に記載の発明において、前記焦点評価値検出手段は、前記コントローラが備えたことを特徴としている。通常、撮影光学系とその制御系を備えたレンズ装置に焦点評価値検出手段が搭載されるが、本発明ではコントローラが備えている。これによって、マニュアル操作部材の駆動に関する情報をコントローラに送信することが不要となる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention of the third aspect, the focus evaluation value detecting means is provided in the controller. Usually, a focus evaluation value detection means is mounted on a lens apparatus having a photographing optical system and its control system, but in the present invention, a controller is provided. As a result, it becomes unnecessary to transmit information related to driving of the manual operation member to the controller.
請求項5に記載のオートフォーカスシステムは、請求項1乃至4のうちいずれか1に記載の発明において、 前記操作部材駆動手段は、前記マニュアル操作部材を駆動する駆動力を発生するモータと、該モータと前記マニュアル操作部材とを連結すると共に前記モータが発生するトルクが所定の大きさ以上にならないように制限するトルクリミッタと、を備えたことを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか1に記載のオートフォーカスシステム。 The autofocus system according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the operating member driving means includes a motor that generates a driving force for driving the manual operating member; 5. A torque limiter for connecting the motor and the manual operation member and for limiting the torque generated by the motor so as not to exceed a predetermined magnitude. The autofocus system according to 1.
本発明によれば、AF制御のためにマニュアル操作部材が駆動されている際に、操作者がマニュアル操作部材を操作した場合であっても、トルクリミッタによってモータのトルクが大きくならないように制限されるため、モータや関連回路の損傷を防ぐことができると共に、マニュアル操作部材の操作が行い易くなる。 According to the present invention, when the manual operation member is driven for AF control, even if the operator operates the manual operation member, the torque limiter restricts the motor torque from increasing. Therefore, the motor and related circuits can be prevented from being damaged, and the manual operation member can be easily operated.
請求項6に記載のオートフォーカスシステムは、請求項1乃至5のうちいずれか1に記載の発明において、前記フォーカスレンズ群を合焦位置に自動で移動させるオートフォーカスモードと、前記フォーカスレンズ群を前記マニュアル操作部材の操作によって移動させるマニュアルフォーカスモードとを切り替えるモード切替手段を備え、前記操作部材制御手段は、前記モード切替手段によってオートフォーカスモードが選択されている場合には前記操作部材駆動手段による前記マニュアル操作部材の駆動を有効にし、前記モード切替手段によってマニュアルフォーカスモードが選択されている場合には、前記操作部材駆動手段による前記マニュアル操作部材の駆動を無効にすることを特徴としている。 An autofocus system according to a sixth aspect is the invention according to any one of the first to fifth aspects, wherein an autofocus mode in which the focus lens group is automatically moved to a focus position, and the focus lens group is Mode switching means for switching between manual focus modes to be moved by operation of the manual operation member, and the operation member control means is operated by the operation member drive means when the autofocus mode is selected by the mode switching means. The drive of the manual operation member is validated, and when the manual focus mode is selected by the mode switching means, the drive of the manual operation member by the operation member drive means is invalidated.
本発明は、請求項1等のようにMF優先のAFモードの他に、マニュアル操作部材によってMFの操作のみによってフォーカス調整を行うMFモードの選択も可能にしたものである。 According to the present invention, in addition to the MF-priority AF mode as described in claim 1 and the like, it is also possible to select an MF mode in which focus adjustment is performed only by MF operation using a manual operation member.
本発明に係るオートフォーカスシステムによれば、AF制御時でもMFの操作を優先する場合に、MFの操作後、AF制御によるフォーカス調整を有効に再開させるか否かを特別な操作を行うことなく操作者が状況に応じて容易に選択できる According to the autofocus system of the present invention, when priority is given to MF operation even during AF control, whether or not focus adjustment by AF control is effectively resumed after MF operation is performed without performing a special operation. The operator can easily select according to the situation
以下、添付図面に従って本発明に係るオートフォーカスシステムの好ましい実施の形態について詳説する。 Hereinafter, preferred embodiments of an autofocus system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明が適用されるレンズシステムの全体構成を示したブロック図である。同図に示すレンズシステムは、例えば放送用のテレビカメラに使用されるシステムであり、撮影レンズ(光学系)と制御系とから構成されている。 FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a lens system to which the present invention is applied. The lens system shown in the figure is a system used for a television camera for broadcasting, for example, and includes a photographing lens (optical system) and a control system.
撮影レンズには、その鏡胴内にフォーカス調整のために光軸方向に移動するフォーカスレンズ(群)FL、ズーム調整(焦点距離調整)のために光軸方向に移動するズームレンズ(群)ZL、光量調整のために開閉動作する絞りI、その他の固定のレンズ群等が配置されている。 The photographing lens includes a focus lens (group) FL that moves in the optical axis direction for focus adjustment in the lens barrel, and a zoom lens (group) ZL that moves in the optical axis direction for zoom adjustment (focal length adjustment). A diaphragm I that opens and closes to adjust the amount of light, and other fixed lens groups are disposed.
撮影レンズに入射した被写体光は、その撮影レンズを装着した図示しないカメラ本体(カメラヘッド)の撮像素子の撮像面(結像面)に結像され、撮像素子によって光電変換された後、カメラ本体内の信号処理部により所定の信号処理が施される。これによって撮影レンズを介して撮像素子により撮像された映像(被写体画像)が所定形式(例えばNTSC方式)の映像信号としてカメラ本体により得られるようになっている。 The subject light incident on the photographic lens is imaged on the imaging surface (imaging surface) of the imaging element (not shown) of the camera body (camera head) that is mounted with the photographic lens, and after photoelectric conversion by the imaging element, the camera body Predetermined signal processing is performed by the internal signal processing unit. As a result, a video (subject image) captured by the image sensor via the photographing lens can be obtained by the camera body as a video signal of a predetermined format (for example, NTSC system).
フォーカスレンズFL、ズームレンズZL、絞りIには、各々に対応するフォーカス用モータFM、ズーム用モータZM、絞り用モータIMが連結されており、各モータFM、ZM、IMによって、フォーカスレンズFL及びズームレンズZLが光軸方向に駆動され、絞りIが開閉駆動されるようになっている。また、各モータFM、ZM、IMは、CPU16からD/A変換器18を介してフォーカス用アンプFA、ズーム用アンプZA、絞り用アンプIAのそれぞれに与えられる駆動信号の電圧値に応じた回転速度で制御されるようになっている。
The focus lens FL, the zoom lens ZL, and the aperture stop I are respectively connected with a focus motor FM, a zoom motor ZM, and an aperture motor IM, which are respectively connected to the focus lens FL and the zoom motor ZM. The zoom lens ZL is driven in the optical axis direction, and the diaphragm I is driven to open and close. The motors FM, ZM, and IM rotate in accordance with the voltage values of drive signals supplied from the
CPU16には、フォーカスデマンド10やズームデマンド12等のコントローラからフォーカスレンズFLやズームレンズZLの設定すべき位置(目標位置)や速度(目標速度)を示す指示信号が与えられるようになっている。ここで、本実施の形態では、図1に示したフォーカスデマンド10とズームデマンド12以外の構成要素は、一体的に構成されたレンズ装置に搭載された構成要素であるものとし、フォーカスデマンド10やズームデマンド12は、そのレンズ装置にケーブルによって接続されるレンズ装置とは別体の装置であるものとする。但し、システムがどのような装置構成で構築されるかや、図1の各構成要素が各装置のどこに配置されるか等は特定の態様に限定されない。
The
フォーカスデマンド10の構成については後述するが、フォーカスデマンド10にはCPU50が搭載されており、そのCPU50のシリアルコミュニケーションインターフェース(SCI)50Aとレンズ装置のCPU16のSCI16Aとの間でシリアル通信により各種信号の送受信を行えるようになっている。フォーカスデマンド10からCPU16に与えられる指示信号は、SCI50AとSCI16Aの間で行われるシリアル通信によって送信される。一方、ズームデマンド12から出力される指示信号はアナログ信号であり、CPU16にはA/D変換器14によりデジタル信号に変換されて与えられる。
Although the configuration of the
CPU16は、フォーカス用アンプFAとズーム用アンプZAの各々に出力する駆動信号の値を変更することによりフォーカス用モータFMとズーム用モータZMの回転速度を制御し、フォーカスレンズFLとズームレンズZLがそれぞれフォーカスデマンド10とズームデマンド12からの指示信号によって指示された目標位置又は目標速度となるようにフォーカスレンズFLとズームレンズZLの位置や速度を制御する。尚、CPU16には、フォーカスレンズFLの現在位置を示す位置信号がフォーカス用ポテンショメータFPからA/D変換器14を介して与えられると共に、ズームレンズZLの現在位置を示す位置信号がズーム用ポンテンショメータZPからA/D変換器14を介して与えられている。フォーカスレンズFL又はズームレンズZLについての上記指示信号が目標位置を指定するものである場合には、その目標位置とフォーカスレンズFL又はズームレンズZLの現在位置とを逐次比較しながら、フォーカスレンズFL又はズームレンズZLの動作速度がそれらの目標位置と現在位置との差に応じた速度(差が減少するような方向で差が小さくなるほど遅い速度)となるような値の駆動信号をフォーカス用アンプFA又はズーム用アンプZAに出力する。
The
絞りIについては、一般にカメラ本体から絞りIの設定すべき位置(絞り値)を指示する指示信号がCPU16に与えられ、CPU16は、絞りIの現在位置(開閉度)を示す位置信号を絞り用ポテンショメータIMにより検出しながら絞り用モータIMを制御し、指示信号により指定された絞り値となるように絞りIを制御する。
As for the aperture I, generally, an instruction signal for instructing the position (aperture value) at which the aperture I should be set is given from the camera body to the
また、同図に示すようにCPU16が搭載されているレンズ装置内に焦点評価値検出部30として示した処理部が設けられている。焦点評価値検出部30は、カメラ本体の撮像素子から得られた映像信号をカメラ本体から取得し、現在撮影されている映像(撮影画像)のコントラストの高さを示す焦点評価値を検出する。焦点評価値検出部30によって検出された焦点評価値はCPU16に与えられる。
Further, as shown in the figure, a processing unit shown as a focus evaluation
CPU16は、AF制御時(AFモード時)において、焦点評価値検出部30から逐次得られる焦点評価値に基づいてフォーカスレンズFLを制御し、焦点評価値が最大(極大)となる位置を合焦位置としてその合焦位置にフォーカスレンズFLを設定する。これによって自動でフォーカス調整が行われる。但し、後述のようにCPU16は焦点評価値検出部30から得られる焦点評価値に基づいて直接フォーカスレンズFLを制御するのではなくフォーカスデマンド10を介して制御する。
During the AF control (AF mode), the
ここで、焦点評価値検出部30の構成について説明すると、焦点評価値検出部30は、主にA/D変換器32、ハイパスフィルタ(HPF)34、ゲート回路36、加算回路38から構成されており、そのA/D変換器32にはカメラ本体からの映像信号(輝度信号)が入力されるようになっている。A/D変換器32によりデジタル信号に変換された映像信号は、ハイパスフィルタ(HPF)34によって高域周波数成分のみが抽出され後、ゲート回路36に入力される。そして、ゲート回路36により、撮影範囲(画角範囲)内に設定された所定のAFエリア(例えば画面中央の矩形エリア)内のみの信号が抽出される。尚、ゲート回路36には映像信号が直接与えられており、その映像信号の同期信号を参照することによって各フィールドでのAFエリアに対応する信号範囲が特定されている。
Here, the configuration of the focus evaluation
ゲート回路36により抽出されたAFエリア内の高域周波数成分の信号は、1フィールド分ずつ加算回路38により積算され、その積算値が焦点評価値としてCPU16に出力される。尚、撮影画像から焦点評価値を検出するための処理内容や処理方法はここで示した態様に限らない。
The signal of the high frequency component in the AF area extracted by the
次に上記レンズシステムにおけるフォーカスレンズFLの制御(フォーカス制御)に関して詳説する。上記レンズシステムを構築する装置、例えば、フォーカスデマンド10やレンズ装置のケース部には、所定のモード切替スイッチ(図示せず)が設けられており、そのモード切替スイッチによって、MFモードとAFモードとが切り替えられるようになっている。
Next, control of the focus lens FL (focus control) in the lens system will be described in detail. A device for constructing the lens system, for example, the
モード切替スイッチによってMFモードが選択された場合には、フォーカスデマンド10に設けられた回転操作部材であるフォーカスノブ52を用いたMFの操作によってフォーカスレンズFLが制御されるようになっている。
When the MF mode is selected by the mode switch, the focus lens FL is controlled by the operation of the MF using the
図2に示すようにフォーカスデマンド10には、デマンド本体部60の側部に回転軸62が回動可能に支持されており、その回転軸62にフォーカスノブ52がネジ64、64によって固定されている。また、回転軸62には、デマンド本体部60の内部に固定されたポテンショメータ54の検出軸66が連結部材68を介して連結されている。これによってフォーカスノブ52の回動に従ってポテンショメータ54の検出軸66が回動し、フォーカスノブ52の回転位置に応じた電圧信号がポテンショメータ54から出力されるようになっている。図1において、フォーカスデマンド10のブロック内にはフォーカスデマンド10の構成要素が示されている。図1に示すようにフォーカスデマンド10は、図2に示したフォーカスノブ52やポテンショメータ54の他に、図2では省略したCPU50やA/D変換器56を備えており、フォーカスノブ52に連結されたポテンショメータ54から出力された電圧信号はA/D変換器56によってデジタル信号に変換されてその値がCPU50に読み取られるようになっている。MFモードにおいて、CPU50は、ポテンショメータ54からの読み取った電圧信号の値に対応してフォーカスレンズFLの目標位置を示す指示信号の値を設定し、その値の指示信号をSCI50Aによりレンズ装置のCPU16に送信する。一方、レンズ装置のCPU16は、上述のように与えられた指示信号により指定された目標位置となるようにフォーカスレンズFLの位置を制御する。これによって、操作者によってマニュアル操作されるフォーカスノブ52の回転位置に対応した位置にフォーカスレンズFLが移動するようになっている。
As shown in FIG. 2, in the
モード切替スイッチによってAFモードが選択された場合には、図1に示した焦点評価値検出部30によって検出される焦点評価値に基づいて焦点評価値が最大(極大)となるように、即ち、AFエリア内の被写体画像のコントラストが最大(極大)となる合焦位置に移動するようにフォーカスレンズFLが制御されるようになっている。
When the AF mode is selected by the mode changeover switch, the focus evaluation value is maximized (maximum) based on the focus evaluation value detected by the focus evaluation
焦点評価値が最大となる位置にフォーカスレンズFLを移動させるための方法としていわゆる山登り方式を用いた場合について概略を説明すると、この方式では、まず、フォーカスレンズFLを現在設定されている位置(始点位置)から光軸に沿って前後方向に微小量変位させて(ワブリング)、その間の各変位点での焦点評価値を取得する。そして、各変位点での焦点評価値の大きさを比較することによってフォーカスレンズFLの始点位置における焦点評価値が最大か否かを検出すると共に、最大でない場合に焦点評価値が増加する方向を検出する。 An outline of a case where a so-called hill-climbing method is used as a method for moving the focus lens FL to a position where the focus evaluation value is maximized will be described. First, in this method, the focus lens FL is first set to a position (start point). A small amount is displaced in the back-and-forth direction along the optical axis from the (position) (wobbling), and a focus evaluation value at each displacement point in the meantime is acquired. Then, by comparing the magnitude of the focus evaluation value at each displacement point, it is detected whether or not the focus evaluation value at the start position of the focus lens FL is the maximum, and the direction in which the focus evaluation value increases when it is not the maximum is detected. To detect.
焦点評価値が最大の場合には始点位置が合焦位置であるため、その始点位置にフォーカスレンズFLを停止させておく。一方、焦点評価値が最大でない場合には、焦点評価値が増加する方向にフォーカスレンズFLを一定量又は一定速度で移動させる。そして、所定時間間隔で以上の処理を繰り返す。これによって、焦点評価値が最大となる合焦位置にフォーカスレンズFLが移動し、合焦位置で停止する。尚、焦点評価値が増加する方向を検出してフォーカスレンズをその方向に移動させている際に焦点評価値を検出しながら焦点評価値が増加しなくなった位置を検出し、その位置にフォーカスレンズFLを停止させることによって、その間のワブリングによる焦点評価値の増加方向の検出を不要(ワブリングを不要)にすることもできる。また、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方法として前述以外の方法を用いてもよい。 When the focus evaluation value is the maximum, the starting point position is the in-focus position, and the focus lens FL is stopped at the starting point position. On the other hand, when the focus evaluation value is not the maximum, the focus lens FL is moved at a constant amount or a constant speed in a direction in which the focus evaluation value increases. Then, the above processing is repeated at predetermined time intervals. As a result, the focus lens FL moves to the focus position where the focus evaluation value is maximized, and stops at the focus position. When detecting the direction in which the focus evaluation value increases and moving the focus lens in that direction, the focus evaluation value is detected while detecting the position where the focus evaluation value does not increase, and the focus lens is detected at that position. By stopping the FL, it is possible to eliminate the need for detecting the increasing direction of the focus evaluation value by wobbling during that period (no wobbling is required). Further, methods other than those described above may be used as a method of moving the focus lens to a position where the focus evaluation value is maximized.
レンズ装置のCPU16は、焦点評価値検出部30から取得される焦点評価値が最大となるようにフォーカスレンズFLを上述のように動作させるための目標位置又は目標速度を逐次決定する。そして、逐次決定した目標位置又は目標速度に従ってフォーカスレンズFLを直接制御するのではなく、そのフォーカスレンズFLの目標位置又は目標速度を示す値の指示信号をSCI16Aによるシリアル通信によりフォーカスデマンド10のCPU50に送信する。
The
詳細は後述するがフォーカスデマンド10のフォーカスノブ52はモータ58によって駆動されるようになっており、CPU50は、レンズ装置のCPU16からの指示信号によって指示されたフォーカスレンズFLの目標位置又は目標速度の値に対応する回転位置に又は回転速度でフォーカスノブ52が回動するように駆動信号をD/A変換器60を介してモータ58に与える。
Although the details will be described later, the
例えば、レンズ装置のCPU16から与えられた指示信号が目標位置を示す値の場合、その目標位置に対応する回転位置を目標の回転位置として、ポテンショメータ54から得られた現在のフォーカスノブ52の回転位置との差に応じた速度(差が小さくなる方向で差が小さい程遅い速度)でモータ58を駆動する。CPU50から与えられた指示信号が目標速度を示す値の場合、その目標速度に対応する回転速度を目標の回転速度として、フォーカスノブ52がその目標の回転速度となるような回転速度でモータ58を駆動する。尚、CPU16から与えられた指示信号が目標速度を示す場合であってもその目標速度に対応する回転速度となるように目標の回転位置を適宜変更することによって位置制御によってフォーカスノブ52の回転速度を制御することもできる。
For example, when the instruction signal given from the
ここで、フォーカスノブ52をモータ58によって駆動できるようにしたフォーカスデマンド10の構成について説明すると、図2に示したフォーカスデマンド10において、回転軸62の外壁周方向にギア部80が形成され、そのギア部80にデマンド本体60内に固定されたモータ58がトルクリミッタ82を介して連結されている。同図のトルクリミッタ82は、内輪84と外輪86とを備え、内輪84と外輪86は摺動しながら相対的に回動すると共に、内輪84のフランジ部84Aに外輪86がコイルバネ88によって押圧されるようになっている。コイルバネ88の一端は内輪84に取り付けられた押え板90に固定されている。このようなトルクリミッタ82に対して、モータ58の回転軸92が、トルクリミッタ82の内輪84の中空内に固定され、回転軸62のギア部80が外輪86のギア部87に係合されている。
Here, the configuration of the
これによって、フォーカスノブ52がトルクリミッタ82を介してモータ58によって駆動されるようになっている。また、操作者がそのモータ58による動作と異なる操作をフォーカスノブ52に対して行った場合でも、モータ58のトルクが一定の大きさを超えるとトルクリミッタ82の内輪84と外輪86が摺動して相対的に回動するため、モータ58及び関連回路が保護されると共に、フォーカスノブ52のマニュアル操作が行い易くなっている。
As a result, the
図1において、フォーカスデマンド10のCPU50は、前述のようにレンズ装置のCPU16から与えられた指示信号に従ってフォーカスノブ52をモータ58によって駆動すると共に、MFモードの場合と同様にフォーカスノブ52の回転位置をポテンショメータ54によって検出し、その検出したフォーカスノブ52の回転位置に対応した値の指示信号をSCI50Aによるシリアル通信によりレンズ装置のCPU16に送信する。レンズ装置のCPU16はMFモードの場合と同様にフォーカスデマンド10から与えられた指示信号によって指定された目標位置にフォーカスレンズFLが移動するようにフォーカス用モータFMを制御する。
In FIG. 1, the
以上のようなAFモードの制御によれば、レンズ装置のCPU16からフォーカスデマンド10に与えられた目標位置又は目標速度の通りにフォーカスノブ52が回動する場合には、フォーカスレンズFLは、CPU16によって直接制御される場合と全く同じように動作する。即ち、AF制御によってフォーカスレンズFLが合焦位置に移動する。一方、操作者が、フォーカスノブFLに対してモータ58による動作と異なる動作となるような操作を行った場合、操作者の操作によってフォーカスノブ52の回転位置が変化し、その回転位置に対応した位置にフォーカスレンズFLが移動する。従って、本実施の形態のAFモードは、操作者がフォーカスノブ52の操作(MFの操作)を行った場合にはそのMFの操作が優先されるMF優先のAFモードとなっており、AFモード時において、操作者がマニュアル操作でフォーカスノブ52の回転位置を調整することによって所望の位置にフォーカスレンズFLを設定することができる。
According to the control in the AF mode as described above, when the
また、このようなAFモードにおいてフォーカスノブ52をマニュアル操作してフォーカスレンズFLを所望の位置に移動させた後、フォーカスノブ52がモータ58によって回動しないように操作者がフォーカスノブ52を手動力によって保持しておけば、マニュアル操作によって移動させたフォーカスレンズFLの位置を保持しておくことができる。一方、フォーカスノブ52をマニュアル操作してフォーカスレンズFLを所望の位置に移動させた後、操作者がフォーカスノブ52から手を放す等してモータ58によるフォーカスノブ2の駆動を許可すれば、フォーカスノブ52とマニュアル操作した後にAF制御によるフォーカス調整を即座に再開させることができる。従って、フォーカスノブ52のマニュアル操作後においていずれの態様でも容易に選択することができる。
In such an AF mode, after the
また、AF制御時においてもフォーカスノブ52の回転位置と、フォーカスレンズFLの位置とが連動して変化するため、絶対位置を検出するポテンショメータ54によってフォーカスノブ52の回転位置を検出することができ、また、フォーカスレンズFLの至近端と無限遠端の位置に対応するフォーカスノブ52の回転位置にフォーカスノブ52の回動範囲を制限する端を設けることができる。尚、図2においてフォーカスノブ52が固定される回転軸62に突起96が形成されると共に、デマンド本体部60の内部にピン98が突設されており、回転軸62の突起96がピン98に当接したときにフォーカスノブ52の回転が規制され、そのときの回転位置がフォーカスノブ52の端として設定されている。このようにフォーカスレンズFLの可動範囲の端に合わせてフォーカスノブ52にも端を設けておくと、フォーカスノブ52を使用してフォーカスレンズFLの位置を調整する場合に、フォーカスレンズFLが端に到達したことを確実に知ることができる。ただし、フォーカスノブ52の回転位置の検出は必ずしもポテンショメータを使用する必要はなく、エンコーダ等の他の種類の位置センサを用いてもよい。また、フォーカスノブ52の回転位置に対応するフォーカスレンズFLの位置と、実際のフォーカスレンズFLの位置とに差が生じないためAF制御からMF制御に切り替わった際にフォーカスレンズFLが離間した位置に移動するという不具合が生じない。
Further, since the rotational position of the
次に、上記実施の形態と同様のフォーカス制御を実現することができるレンズシステムの他の構成例を図3〜図5に示す。尚、図3〜図5には、図1におけるレンズ装置のCPU16、焦点評価値検出部30及びフォーカスデマンド10の間の信号のやり取りに関する構成についてのみ示しており、他の構成要素については図1と一致しているものとして省略している。また、各図の構成において、図1と同一又は類似作用の構成要素については同一符号を付し説明を省略する。
Next, other configuration examples of the lens system capable of realizing the same focus control as in the above embodiment are shown in FIGS. 3 to 5 show only the configuration related to the exchange of signals among the
図3に示す形態では、レンズ装置のCPU16とフォーカスデマンド10のCPU50との間での信号の伝送の形態が図1の形態と相違し、レンズ装置とフォーカスデマンド10との間をアナログ信号で伝送する場合を示している。例えば、CPU16からフォーカスデマンド10のCPU50に送信されるフォーカスノブ52の駆動に関する指示信号の値は、CPU16からデジタル信号で出力されてD/A変換器100によってアナログ信号に変換される。そして、そのアナログ信号はケーブルを通じてフォーカスデマンド10に伝送される。フォーカスデマンド10に伝送されたアナログ信号は、A/D変換器102によってデジタル信号に変換されてCPU50に読み込まれる。
In the form shown in FIG. 3, the form of signal transmission between the
一方、例えば、フォーカスデマンド10のCPU50からCPU16に送信されるフォーカスレンズFLの駆動に関する指示信号(フォーカスノブ52の回転位置に対応した目標位置を示す指示信号)の値は、CPU50からデジタル信号で出力されてD/A変換器104によってアナログ信号に変換される。そして、そのアナログ信号はケーブルを通じてレンズ装置に伝送される。レンズ装置に伝送されたアナログ信号は、A/D変換器106によってデジタル信号に変換されてCPU16に読み込まれる。このように、レンズ装置のCPU16とフォーカスデマンド10のCPU50との間での信号のやり取りは、図1のようにシリアル通信に限らずアナログ信号によって行うこともできる。
On the other hand, for example, the value of an instruction signal (instruction signal indicating a target position corresponding to the rotation position of the focus knob 52) relating to driving of the focus lens FL transmitted from the
図4に示す形態では、焦点評価値検出部30がレンズ装置ではなくフォーカスデマンド10に搭載されると共に、焦点評価値検出部30によって検出された焦点評価値がレンズ装置のCPU16に与えられるのではなくフォーカスデマンド10のCPU50に与えられる点で図1の形態と相違している。図4においては、焦点評価値が最大となるようにフォーカスレンズFLを動作させるためのフォーカスノブ52の目標位置又は目標速度を焦点評価値検出部30から取得される焦点評価値に基づいてフォーカスデマンド10のCPU50が逐次決定し、それに基づいてモータ58を駆動する。従って、フォーカスノブ52の駆動に関する指示信号を図1の形態のようにレンズ装置のCPU16から取得することは不要となり、主としてフォーカスデマンド10のCPU50からレンズ装置のCPU16にフォーカスレンズFLの駆動に関する指示信号が送信される。
In the form shown in FIG. 4, the focus evaluation
図5に示す形態は、図3の形態のようにレンズ装置とフォーカスデマンド10との間での信号の伝送がアナログ信号で行われ、図4の形態のように焦点評価値部30がフォーカスデマンド10に搭載されると共に、焦点評価値検出部30によって検出された焦点評価値がフォーカスデマンド10のCPU50に与えられる態様を示している。図5の態様では、図4の態様のようにフォーカスノブ52の駆動に関する指示信号をレンズ装置のCPU16から取得することが不要であるため、フォーカスデマンド10のCPU50からフォーカスレンズFLの駆動に関する指示信号のみがレンズ装置のCPU16にアナログ信号によって伝送されるようになっている。その他の図1の形態と異なる構成や処理については、図3又は図4で説明した内容と同様であるため説明を省略する。
In the form shown in FIG. 5, the signal transmission between the lens apparatus and the
以上説明した実施の形態では、焦点評価値が増加する方向を検出するワブリングの動作についてもフォーカスデマンド10のフォーカスノブ52を駆動して行うようになっているが、ワグリングについてはフォーカスノブ52を駆動することなく、直接フォーカスレンズFLを駆動するようにしてもよい。
In the embodiment described above, the wobbling operation for detecting the direction in which the focus evaluation value increases is also performed by driving the
また、上記実施の形態では、AF制御の際に焦点評価値検出部30から得られる焦点評価値に基づいてフォーカスノブ52を回動させ、ポテンショメータ54によって検出したフォーカスノブ52の回転位置に対応する位置にフォーカスレンズFLを移動させるようにしたが、AF制御の際に焦点評価値検出部30から得られた焦点評価値に基づいてフォーカスレンズFLを直接移動させると共にフォーカスレンズFLの位置に対応する回転位置となるようにフォーカスノブ52を回動させるようにした場合であっても効果がある。この場合も、フォーカスノブ52の回転位置がフォーカスレンズFLの位置に連動して変化するため、フォーカスノブ52の回転位置の検出にポテンショメータを使用することができ、フォーカスレンズFLの至近端と無限遠端に対応させてフォーカスノブ52の回動範囲を制限する端を設けることができる。
In the above embodiment, the
また、MFによりフォーカス調整を行う場合の操作部材は、フォーカスノブ52のような回転操作部材以外の操作部材であってもよい。
Further, the operation member when performing focus adjustment by MF may be an operation member other than the rotation operation member such as the
10…フォーカスデマンド、14…A/D変換器、16、50…CPU、18…D/A変換器、30…焦点評価値検出部、16A、50A…シリアルコミュニケーションインターフェース(SCI)、52…フォーカスノブ、52…モータ、54…ポテンショメータ、60…デマンド本体部、62…回転軸、FL…フォーカスレンズ、ZL…ズームレンズ、I…絞り、FM…フォーカス用モータ、FP…フォーカス用ポテンショメータ、82…トルクリミッタ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記撮影光学系によって結像された像を撮像する撮像手段と、
前記撮影光学系に配置されたフォーカス調整用のレンズ群であって、光軸に沿って前後移動可能に配置されたフォーカスレンズ群と、
前記フォーカスレンズ群を電動で駆動するためのフォーカスレンズ群駆動手段と、
マニュアル操作可能なマニュアル操作部材と、
前記マニュアル操作部材の操作位置を検出する操作位置検出手段と、
前記マニュアル操作部材を電動で駆動するための操作部材駆動手段と、
前記操作位置検出手段により検出された操作位置に対応した位置に前記フォーカスレンズ群を前記フォーカスレンズ群駆動手段により移動させるフォーカスレンズ群制御手段と、
前記撮像手段により得られた画像のコントラストの高さを示す焦点評価値を検出する焦点評価値検出手段と、
前記マニュアル操作部材の操作位置に基づいて前記フォーカスレンズ群制御手段により移動する前記フォーカスレンズ群の位置が合焦位置となるように、前記焦点評価値検出手段により検出された焦点評価値に基づいて前記マニュアル操作部材を前記操作部材駆動手段により駆動する操作部材制御手段と、
を備えたことを特徴とするオートフォーカスシステム。 A photographic optical system that forms an image of a subject;
Imaging means for capturing an image formed by the imaging optical system;
A lens group for focus adjustment arranged in the photographing optical system, the focus lens group arranged to be movable back and forth along the optical axis;
A focus lens group driving means for electrically driving the focus lens group;
A manual operation member capable of manual operation;
An operation position detecting means for detecting an operation position of the manual operation member;
Operation member driving means for electrically driving the manual operation member;
Focus lens group control means for moving the focus lens group by the focus lens group driving means to a position corresponding to the operation position detected by the operation position detection means;
A focus evaluation value detecting means for detecting a focus evaluation value indicating the height of contrast of an image obtained by the imaging means;
The way that the position of the focus lens group is a focusing position based on the focus evaluation value detected by the focus evaluation value detection means for said moving the focus lens group control unit on the basis of the operating position of the manual operation member an operating member control means for the pre-Symbol manual operation member is driven by the operating member driving means,
An autofocus system characterized by comprising
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