JP3376241B2 - ズームレンズのレンズ駆動制御装置 - Google Patents
ズームレンズのレンズ駆動制御装置Info
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
- G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
- G02B7/10—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens
- G02B7/102—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens controlled by a microcomputer
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、TV放送用カメラに
使用されるズームレンズのレンズ駆動制御装置に関す
る。
使用されるズームレンズのレンズ駆動制御装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】最近のTV放送用のカラーテレビカメラ
は、操作性、機動性が重視され、その要求に答えて撮像
デバイスも小型化され、例えば2／3インチや1／2インチ
の小型CCD(固体撮像素子)の使用が主流になってきてい
る。そしてこれによってカメラ装置全体の小型、軽量化
を図っている。また、このことに対応して、放送用カラ
ーテレビカメラに使用されるズームレンズにおいても小
型、軽量化及び、ズームレンズの高仕様化が図られてい
る。
は、操作性、機動性が重視され、その要求に答えて撮像
デバイスも小型化され、例えば2／3インチや1／2インチ
の小型CCD(固体撮像素子)の使用が主流になってきてい
る。そしてこれによってカメラ装置全体の小型、軽量化
を図っている。また、このことに対応して、放送用カラ
ーテレビカメラに使用されるズームレンズにおいても小
型、軽量化及び、ズームレンズの高仕様化が図られてい
る。
【０００３】特に、テレビレンズ前方から、どの程度ま
で近距離の物体が撮影できるかを表す、所謂M.O.D(Mini
mum Object Distance = 最至近距離)を短縮すること
が、放送用テレビカメラに用いられるズームレンズでは
仕様上、及び映像効果上、重要な要素の１つとなってき
ている。
で近距離の物体が撮影できるかを表す、所謂M.O.D(Mini
mum Object Distance = 最至近距離)を短縮すること
が、放送用テレビカメラに用いられるズームレンズでは
仕様上、及び映像効果上、重要な要素の１つとなってき
ている。
【０００４】しかしながら、このM.O.Dを短縮しようと
すると、フォーカシングにより画角(撮影画角)が変化し
てくるという問題点が生じてくる。これは、物体側の第
1群(前玉レンズ群)でのフォーカスを採用しているズー
ムレンズにおいては特に顕著になる。
すると、フォーカシングにより画角(撮影画角)が変化し
てくるという問題点が生じてくる。これは、物体側の第
1群(前玉レンズ群)でのフォーカスを採用しているズー
ムレンズにおいては特に顕著になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、光学
的、機構的に変更を加えることなく 、フォーカシング
による撮影画角の変化をなくしたズームレンズを提供す
ることにある。
的、機構的に変更を加えることなく 、フォーカシング
による撮影画角の変化をなくしたズームレンズを提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明によるズームレンズのレンズ制御装置は、
ズームレンズのフォーカシングレンズ部を操作するため
の、操作に応じたフォーカス指令信号を出力するフォー
カス操作部材と、ズームレンズのズーム部を操作するた
めの、操作に応じたズーム指令信号を出力するズーム操
作部材と、フォーカシングレンズ部の位置を検出しフォ
ーカス位置信号を出力するフォーカス位置検出器と、ズ
ーム部の位置を検出しズーム位置信号を出力するズーム
位置検出器とを備え、前記フォーカス操作部材からのフ
ォーカス指令信号に基づいてフォーカシングレンズ部を
駆動し、ズーム操作部材からのズーム指令信号に基づい
てズーム部を駆動するズームレンズのレンズ駆動制御装
置において、画角補正信号の算出に必要なデータを記憶
したデータ記憶部材と、予め決められたサンプリング時
間毎にフォーカス指令信号、ズーム指令信号、フォーカ
ス位置信号およびズーム位置信号を入力し、複数回のサ
ンプリング時に入力された信号を記憶し、記憶された複
数回のサンプリング時に入力された信号に基づいてズー
ミングが行われているかどうかを判断し、ズーミングが
行われていない場合は、上記記憶されたフォーカス位置
信号、ズーム位置信号およびデータ記憶部材に記憶され
たデータに基づいて、あるいは上記記憶されたフォーカ
ス指令信号、ズーム指令信号およびデータ記憶部材に記
憶されたデータに基づいて基準となる画角を演算算出
し、上記算出された基準画角の情報とこの基準画角の算
出後に入力されたフォーカス指令信号およびデータ記憶
部材に記憶されたデータに基づいて、フォーカシングレ
ンズ部の駆動に伴う画角変動を補正するための、ズーム
部を駆動する画角補正信号を演算算出する演算装置とを
有している。
めに、本発明によるズームレンズのレンズ制御装置は、
ズームレンズのフォーカシングレンズ部を操作するため
の、操作に応じたフォーカス指令信号を出力するフォー
カス操作部材と、ズームレンズのズーム部を操作するた
めの、操作に応じたズーム指令信号を出力するズーム操
作部材と、フォーカシングレンズ部の位置を検出しフォ
ーカス位置信号を出力するフォーカス位置検出器と、ズ
ーム部の位置を検出しズーム位置信号を出力するズーム
位置検出器とを備え、前記フォーカス操作部材からのフ
ォーカス指令信号に基づいてフォーカシングレンズ部を
駆動し、ズーム操作部材からのズーム指令信号に基づい
てズーム部を駆動するズームレンズのレンズ駆動制御装
置において、画角補正信号の算出に必要なデータを記憶
したデータ記憶部材と、予め決められたサンプリング時
間毎にフォーカス指令信号、ズーム指令信号、フォーカ
ス位置信号およびズーム位置信号を入力し、複数回のサ
ンプリング時に入力された信号を記憶し、記憶された複
数回のサンプリング時に入力された信号に基づいてズー
ミングが行われているかどうかを判断し、ズーミングが
行われていない場合は、上記記憶されたフォーカス位置
信号、ズーム位置信号およびデータ記憶部材に記憶され
たデータに基づいて、あるいは上記記憶されたフォーカ
ス指令信号、ズーム指令信号およびデータ記憶部材に記
憶されたデータに基づいて基準となる画角を演算算出
し、上記算出された基準画角の情報とこの基準画角の算
出後に入力されたフォーカス指令信号およびデータ記憶
部材に記憶されたデータに基づいて、フォーカシングレ
ンズ部の駆動に伴う画角変動を補正するための、ズーム
部を駆動する画角補正信号を演算算出する演算装置とを
有している。
【０００７】また、よりよい形態としては、ズームレン
ズのズーミングが行われている際には、前記ズーム部の
画角補正信号を演算算出しないようにすることである。
また、前記データ記憶部材に記憶されているデータは、
ズーム部のズーム移動範囲、そしてフォーカスレンズ部
のフォーカス移動範囲を、それぞれ複数に分割し、各分
割点においてズーム部のレンズ位置とフォーカスレンズ
部のレンズ位置およびこの２つの位置により決定される
画角をパラメータとして、近接する４つの分割点のうち
少なくとも３つの分割点を通る近似平面の係数の組をデ
ータとして持つようにしてもよい。
ズのズーミングが行われている際には、前記ズーム部の
画角補正信号を演算算出しないようにすることである。
また、前記データ記憶部材に記憶されているデータは、
ズーム部のズーム移動範囲、そしてフォーカスレンズ部
のフォーカス移動範囲を、それぞれ複数に分割し、各分
割点においてズーム部のレンズ位置とフォーカスレンズ
部のレンズ位置およびこの２つの位置により決定される
画角をパラメータとして、近接する４つの分割点のうち
少なくとも３つの分割点を通る近似平面の係数の組をデ
ータとして持つようにしてもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】図1は、本発明による実施例の構
成図である。同図において1はズームデマンド等のズー
ム操作部材からのズーム操作信号であり、2はフォーカ
スデマンド等のフォーカス操作部材からのフォーカス操
作信号である。これらの信号は、マイクロコンピュータ
等の演算装置3に接続されている。
成図である。同図において1はズームデマンド等のズー
ム操作部材からのズーム操作信号であり、2はフォーカ
スデマンド等のフォーカス操作部材からのフォーカス操
作信号である。これらの信号は、マイクロコンピュータ
等の演算装置3に接続されている。
【０００９】3は演算装置であり、この演算装置の出力
の１つは増幅器4及び、モータ5に順次接続され、被駆動
部材であるズーミング機能を有するレンズ（ズーム部）
6を駆動している。またこのレンズ６の位置を検出する
位置検出器７の出力は演算装置３に帰還している。
の１つは増幅器4及び、モータ5に順次接続され、被駆動
部材であるズーミング機能を有するレンズ（ズーム部）
6を駆動している。またこのレンズ６の位置を検出する
位置検出器７の出力は演算装置３に帰還している。
【００１０】次に演算装置３のもう片方の出力は増幅器
8、及び、モータ9に順次接続され、被駆動部材であるフ
ォーカシング機能を有するフォーカシングレンズ10を駆
動している。またこのフォーカシングレンズ10の位置を
検出する位置検出器11の出力も同様に演算装置３に帰還
している。
8、及び、モータ9に順次接続され、被駆動部材であるフ
ォーカシング機能を有するフォーカシングレンズ10を駆
動している。またこのフォーカシングレンズ10の位置を
検出する位置検出器11の出力も同様に演算装置３に帰還
している。
【００１１】12はデータ記憶部材（EEPROM）で、後述す
る画角補正演算を行うために必要なデータがあらかじめ
記憶されている。演算装置3ではフォーカシングによる
画角の変化を補正するための一連の演算に際してこの領
域のデータを利用して演算を行う。この領域にて記憶し
ている具体的な内容については、後述する。
る画角補正演算を行うために必要なデータがあらかじめ
記憶されている。演算装置3ではフォーカシングによる
画角の変化を補正するための一連の演算に際してこの領
域のデータを利用して演算を行う。この領域にて記憶し
ている具体的な内容については、後述する。
【００１２】こうした構成の基で、操作者が焦点距離を
調節するためにズーム操作部材を操作するとズーム操作
信号1がその操作量に応じて変化する。同様に、物体距
離を調節するためにフォーカス操作部材を操作するとフ
ォーカス操作信号2がその操作量に応じて変化する。
調節するためにズーム操作部材を操作するとズーム操作
信号1がその操作量に応じて変化する。同様に、物体距
離を調節するためにフォーカス操作部材を操作するとフ
ォーカス操作信号2がその操作量に応じて変化する。
【００１３】演算装置３ではこれらの操作信号を予め決
められているサンプリング時間毎に、ズーム指令信号ZC
n、および、フォーカス指令信号FCnとして演算装置３に
入力し、記憶している。また、演算装置３では、少なく
とも１サンプリング前のズーム指令信号ZCn-1、フォー
カス指令信号FCn-1まで記憶している(ここでｎはｎ回目
のサンプリングであることを表している。
められているサンプリング時間毎に、ズーム指令信号ZC
n、および、フォーカス指令信号FCnとして演算装置３に
入力し、記憶している。また、演算装置３では、少なく
とも１サンプリング前のズーム指令信号ZCn-1、フォー
カス指令信号FCn-1まで記憶している(ここでｎはｎ回目
のサンプリングであることを表している。
【００１４】さらに演算装置３では、ズーミング機能を
有するレンズ６の位置を示す位置検出器７の出力及び、
フォーカシング機能を有するレンズ１０の位置を示す位
置検出器11の出力を上述の操作信号と同じサンプリング
時間毎にそれぞれズーム位置信号ZPn、フォーカス位置
信号FPnとして入力し、これも少なくとも1サンプリング
前のデータ(ZPn-1、FPn-1)まで記憶している。演算装置
３ではこれらの入力信号と記憶部１２に記憶されている
データを用いて、基準となる画角の演算と同演算に使用
したズーム位置をZPorgに記憶した後、フォーカスレン
ズ位置の変化により生じる画角の変化を補正するズーム
レンズの駆動量δZnを演算し、これを基準画角を算出す
るのに使用したズーム位置ZPorgに加算して、新たなズ
ーム指令信号Z'Cnを算出(Z'Cn=ZPorg+δZn)する。
有するレンズ６の位置を示す位置検出器７の出力及び、
フォーカシング機能を有するレンズ１０の位置を示す位
置検出器11の出力を上述の操作信号と同じサンプリング
時間毎にそれぞれズーム位置信号ZPn、フォーカス位置
信号FPnとして入力し、これも少なくとも1サンプリング
前のデータ(ZPn-1、FPn-1)まで記憶している。演算装置
３ではこれらの入力信号と記憶部１２に記憶されている
データを用いて、基準となる画角の演算と同演算に使用
したズーム位置をZPorgに記憶した後、フォーカスレン
ズ位置の変化により生じる画角の変化を補正するズーム
レンズの駆動量δZnを演算し、これを基準画角を算出す
るのに使用したズーム位置ZPorgに加算して、新たなズ
ーム指令信号Z'Cnを算出(Z'Cn=ZPorg+δZn)する。
【００１５】そして、このズーム指令信号Z'Cnを使った
位置制御によりズームレンズ駆動を行うことで、撮影者
がフォーカス操作した際の、若干変化する画角の変化を
補正するようにしている。
位置制御によりズームレンズ駆動を行うことで、撮影者
がフォーカス操作した際の、若干変化する画角の変化を
補正するようにしている。
【００１６】図3は、この各サンプリング時での全体的
なズーム制御のフローを示し、次にこのフローについて
説明する。
なズーム制御のフローを示し、次にこのフローについて
説明する。
【００１７】演算装置はサンプリング時毎にステップ40
からスタートする。まず、新たなフォーカスレンズ、ズ
ームレンズの位置、そしてフォーカス指令信号、ズーム
指令信号を入力する(ステップ41)。尚、ここでは明記し
ていないが、前回（n−1）サンプリング時における各指
令信号、並びに各位置信号も同様に入力し、記憶してお
くものとする。
からスタートする。まず、新たなフォーカスレンズ、ズ
ームレンズの位置、そしてフォーカス指令信号、ズーム
指令信号を入力する(ステップ41)。尚、ここでは明記し
ていないが、前回（n−1）サンプリング時における各指
令信号、並びに各位置信号も同様に入力し、記憶してお
くものとする。
【００１８】そして、これらの情報信号から、補正信号
Z'Cnを算出する(ステップ42)。この画角補正信号の算出
については、第2図のフローで説明する。
Z'Cnを算出する(ステップ42)。この画角補正信号の算出
については、第2図のフローで説明する。
【００１９】次の、以下のステップ（43から49）では、
この画角補正信号を、ズーム速度誤差信号に変換してズ
ーム部を駆動するモータへの出力とするための変換ステ
ップを示している。
この画角補正信号を、ズーム速度誤差信号に変換してズ
ーム部を駆動するモータへの出力とするための変換ステ
ップを示している。
【００２０】ステップ43では、この画角補正信号である
ズームレンズ指令信号Z'Cnから同じサンプリング時にサ
ンプリングされたズーム位置信号ZPn を減算し、ズーム
位置誤差Zpenを算出する(Zpen=Z'Cn−ZPn) 。ここで
は、現時点でのズーム位置と補正すべき目標となるズー
ム位置との差を求めようとしているわけである
ズームレンズ指令信号Z'Cnから同じサンプリング時にサ
ンプリングされたズーム位置信号ZPn を減算し、ズーム
位置誤差Zpenを算出する(Zpen=Z'Cn−ZPn) 。ここで
は、現時点でのズーム位置と補正すべき目標となるズー
ム位置との差を求めようとしているわけである
【００２１】ステップ44では、位置誤差を速度信号に変
換すべく、得られたズーム位置誤差Zpenに比例乗数Cp
(位置ループゲイン)を乗じてズーム速度指令信号ZSnを
算出する(ZSn=Cp×Zpen)。次にステップ45では現在のサ
ンプリングで得られたズーム位置信号(ZPn)と1サンプリ
ング前のズーム位置信号(ZPn-1)の差分に、ある定数(Cd
iff)を乗じたものをズーム速度信号(Zsfn)として算出す
る。（Zsfn=Cdiff×(ZPn−ZPn-1)
換すべく、得られたズーム位置誤差Zpenに比例乗数Cp
(位置ループゲイン)を乗じてズーム速度指令信号ZSnを
算出する(ZSn=Cp×Zpen)。次にステップ45では現在のサ
ンプリングで得られたズーム位置信号(ZPn)と1サンプリ
ング前のズーム位置信号(ZPn-1)の差分に、ある定数(Cd
iff)を乗じたものをズーム速度信号(Zsfn)として算出す
る。（Zsfn=Cdiff×(ZPn−ZPn-1)
【００２２】ステップ46では、先に算出したズーム速度
指令信号(ZSn)からこのズーム速度(Zsfn)信号を減算し
てズーム速度誤差Zsenを算出する(Zsen=ZSn−Zsfn)。
指令信号(ZSn)からこのズーム速度(Zsfn)信号を減算し
てズーム速度誤差Zsenを算出する(Zsen=ZSn−Zsfn)。
【００２３】次にステップ47ではズーム速度誤差Zsenに
比例乗数Cs(速度ループゲイン)を乗じてズーム速度誤差
信号Zmonを算出する(Zmon=Cs×Zsen)。
比例乗数Cs(速度ループゲイン)を乗じてズーム速度誤差
信号Zmonを算出する(Zmon=Cs×Zsen)。
【００２４】このズーム速度誤差信号を4の増幅器に出
力することでモータを駆動し(ステップ48)、ズームレン
ズの制御を行い、サンプリング時間毎の一連の処理を終
了することになる。
力することでモータを駆動し(ステップ48)、ズームレン
ズの制御を行い、サンプリング時間毎の一連の処理を終
了することになる。
【００２５】フォーカス駆動に関しては、新たな指令信
号は算出せずにフォーカス操作部材より出力されたフォ
ーカス操作信号2を使い上述のズームの場合と同様な過
程の位置制御を行うことでフォーカスレンズの制御を行
う。
号は算出せずにフォーカス操作部材より出力されたフォ
ーカス操作信号2を使い上述のズームの場合と同様な過
程の位置制御を行うことでフォーカスレンズの制御を行
う。
【００２６】次に、フォーカスレンズ位置の変化により
生じる画角の変化を補正するズームレンズ指令信号Z'Cn
の演算の概要を図2のフローチャートを使って説明す
る。
生じる画角の変化を補正するズームレンズ指令信号Z'Cn
の演算の概要を図2のフローチャートを使って説明す
る。
【００２７】演算装置3では各サンプリング毎にズーム
指令信号ZCn、ズーム位置信号ZPn、フォーカス指令信号
FCn、フォーカス位置信号FPnを入力した後に図2のSTART
(ステップ20)の状態になる。ここでは、ズームの操作信
号が速度信号であるから、位置の信号に変換するために
はnサンプリング時のズーム指令信号ZCnはn-1サンプリ
ング時のズーム指令信号ZCn-1と今回のサンプリングに
より得られたズーム信号δZCnを加算した信号(ZCn=ZCn-
1+δZCn)として計算する。
指令信号ZCn、ズーム位置信号ZPn、フォーカス指令信号
FCn、フォーカス位置信号FPnを入力した後に図2のSTART
(ステップ20)の状態になる。ここでは、ズームの操作信
号が速度信号であるから、位置の信号に変換するために
はnサンプリング時のズーム指令信号ZCnはn-1サンプリ
ング時のズーム指令信号ZCn-1と今回のサンプリングに
より得られたズーム信号δZCnを加算した信号(ZCn=ZCn-
1+δZCn)として計算する。
【００２８】次のステップ21では、あとの計算のために
現在のズーム指令信号をZSCnに、１サンプリング前のズ
ーム指令信号をZSCn-1にそれぞれ記憶する。前述した
が、当然のことながら前回（n−1）サンプリングでもズ
ーム、フォーカスレンズ位置、そしてズーム、フォーカ
スレンズ指令信号の記憶する作業を行なう。
現在のズーム指令信号をZSCnに、１サンプリング前のズ
ーム指令信号をZSCn-1にそれぞれ記憶する。前述した
が、当然のことながら前回（n−1）サンプリングでもズ
ーム、フォーカスレンズ位置、そしてズーム、フォーカ
スレンズ指令信号の記憶する作業を行なう。
【００２９】ステップ22では画角補正の機能を有効にす
るか否かの判断を行い画角補正を有効にする場合はステ
ップ23の状態に移る。この画角補正フラグの設定につい
ては、ステップ36のところで説明する。
るか否かの判断を行い画角補正を有効にする場合はステ
ップ23の状態に移る。この画角補正フラグの設定につい
ては、ステップ36のところで説明する。
【００３０】ステップ23では、ステップ21で記憶した今
回のサンプリングで得られたズーム指令信号と1サンプ
リング前に得られたズーム指令信号を比較して今回のサ
ンプリングで画角補正の機能が有効か否かを判断し、有
効の場合はステップ24に移る。ここではズーミングして
いるかをどうかを検出しているわけである。ズーミング
している場合には、フォーカシングによる画角補正は行
なわないで、ズーミング操作を優先することになる。
回のサンプリングで得られたズーム指令信号と1サンプ
リング前に得られたズーム指令信号を比較して今回のサ
ンプリングで画角補正の機能が有効か否かを判断し、有
効の場合はステップ24に移る。ここではズーミングして
いるかをどうかを検出しているわけである。ズーミング
している場合には、フォーカシングによる画角補正は行
なわないで、ズーミング操作を優先することになる。
【００３１】ステップ24では、基準となる画角を演算す
るためのフラグ(statusフラグ)のチェックを行いフラグ
がセットされていたら、ステップ25の状態に移り、現在
のズーム位置信号ZPnとフォーカス位置信号FPnから基準
となる画角の計算および基準となるズーム位置信号ZPn
をZPorgに代入して記憶する。statusフラグがセットさ
れていない場合は基準画角の算出、基準のズーム位置の
記憶は必要ないため、ステップ27へジャンプする。計算
終了後ステップ26の状態ではstatusフラグをクリアし
て、次のサンプリングでは基準画角の算出及び、基準ズ
ーム位置の記憶を行わないようにする。ここで、status
フラグをクリアする理由は、ズーム操作を終了した時点
から、フォーカシング動作による画角補正動作を行なう
ことになるが、このズーム動作を終了したと判断した時
点の基準となる画角を保持しておくためである。
るためのフラグ(statusフラグ)のチェックを行いフラグ
がセットされていたら、ステップ25の状態に移り、現在
のズーム位置信号ZPnとフォーカス位置信号FPnから基準
となる画角の計算および基準となるズーム位置信号ZPn
をZPorgに代入して記憶する。statusフラグがセットさ
れていない場合は基準画角の算出、基準のズーム位置の
記憶は必要ないため、ステップ27へジャンプする。計算
終了後ステップ26の状態ではstatusフラグをクリアし
て、次のサンプリングでは基準画角の算出及び、基準ズ
ーム位置の記憶を行わないようにする。ここで、status
フラグをクリアする理由は、ズーム操作を終了した時点
から、フォーカシング動作による画角補正動作を行なう
ことになるが、このズーム動作を終了したと判断した時
点の基準となる画角を保持しておくためである。
【００３２】ステップ27では、先に計算された基準の画
角と、現在のズーム指令信号ZCn（ZSCn）、及びフォー
カス指令信号FCnを使って、ズームの補正信号δZnを計
算する。このズームの補正信号δZnを計算するにあたっ
ては更に、先の基準となるズーム動作を終了したと判別
した際の画角並びにズーム位置を使用する。この具体的
な演算については、後述の演算式で述べる。
角と、現在のズーム指令信号ZCn（ZSCn）、及びフォー
カス指令信号FCnを使って、ズームの補正信号δZnを計
算する。このズームの補正信号δZnを計算するにあたっ
ては更に、先の基準となるズーム動作を終了したと判別
した際の画角並びにズーム位置を使用する。この具体的
な演算については、後述の演算式で述べる。
【００３３】ステップ28では、算出されたズーム補正信
号δZnと先に記憶した基準ズーム位置信号ZPorgを加算
して新しいズーム指令信号Z'Cnを算出し、補正すべき画
角補正の演算を終了し、ステップ29の状態になり、図３
のフロー（ステップ43）へ移行し、ズームレンズをコン
トロールするための位置制御演算処理に移る。
号δZnと先に記憶した基準ズーム位置信号ZPorgを加算
して新しいズーム指令信号Z'Cnを算出し、補正すべき画
角補正の演算を終了し、ステップ29の状態になり、図３
のフロー（ステップ43）へ移行し、ズームレンズをコン
トロールするための位置制御演算処理に移る。
【００３４】ステップ23に戻って、ステップ23で前回と
今回のズーム指令信号を比較し、ズーム指令信号が変化
している（ズーム操作が行なわれていると判断）場合に
は、ステップ30で画角補正の演算を行わずに、一連の演
算処理に必要なフラグの初期化を行い(ステップ30)、指
令信号に連続性を持たせるために、記憶してある現在ズ
ーム指令信号(ZSCn)と1サンプリング前のズーム指令信
号(ZSCn-1)に、1サンプリング前の補正を加えたズーム
指令信号Z'Cnを代入して、この値を記憶(ステップ31)し
演算を終了する(ステップ29)。
今回のズーム指令信号を比較し、ズーム指令信号が変化
している（ズーム操作が行なわれていると判断）場合に
は、ステップ30で画角補正の演算を行わずに、一連の演
算処理に必要なフラグの初期化を行い(ステップ30)、指
令信号に連続性を持たせるために、記憶してある現在ズ
ーム指令信号(ZSCn)と1サンプリング前のズーム指令信
号(ZSCn-1)に、1サンプリング前の補正を加えたズーム
指令信号Z'Cnを代入して、この値を記憶(ステップ31)し
演算を終了する(ステップ29)。
【００３５】ステップ22の画角補正フラグのチェックよ
り派生したステップ32の状態では画角補正は行わずに、
サンプリングされたズーム指令信号ZCnをZ'Cnへの代入
と、基準画角の計算を行うためのフラグのクリア(ステ
ップ32)を行った後に、画角補正を再び開始する条件の
チェックを行う。
り派生したステップ32の状態では画角補正は行わずに、
サンプリングされたズーム指令信号ZCnをZ'Cnへの代入
と、基準画角の計算を行うためのフラグのクリア(ステ
ップ32)を行った後に、画角補正を再び開始する条件の
チェックを行う。
【００３６】ステップ33では、先に記憶した今回のサン
プリングで得られたズーム指令信号と1サンプリング前
に得られたズーム指令信号を比較して変化がない場合は
ステップ34に移る。ズーミングを行なっているかいない
かを判別しているわけである。
プリングで得られたズーム指令信号と1サンプリング前
に得られたズーム指令信号を比較して変化がない場合は
ステップ34に移る。ズーミングを行なっているかいない
かを判別しているわけである。
【００３７】次のステップ34から36では、各フラグのセ
ットを行なうフローであるが、要は、所定時間ズーム操
作を行なっていないと判断されたら、フォーカシングに
よる画角補正、並びに基準となる画角を演算するための
フラグを立てるようにしている。
ットを行なうフローであるが、要は、所定時間ズーム操
作を行なっていないと判断されたら、フォーカシングに
よる画角補正、並びに基準となる画角を演算するための
フラグを立てるようにしている。
【００３８】ステップ34では，画角補正を再開するため
の状態カウンタ(Zcount)をカウントアップした後ステッ
プ35に移る。ステップ35ではカウンタがあらかじめ決め
られたリミット値（limit）に達したかを判断し、リミ
ット値に達したらZcountの値のオーバーフローを防ぐた
めにZcountにリミット値を代入し、画角補正フラグをセ
ット、statusフラグをセットして、次のサンプリングで
画角補正の開始と、基準画角の演算を行える状態にする
（ステップ36）。ステップ35でカウンタがリミットに達
していないと、そのまま通常の位置制御を行うためステ
ップ29の状態に移る。このように、所定時間ズーム操作
を行なっていないと判断された後に、初めてフォーカシ
ングによる画角補正、並びに基準となる画角を演算する
ためのフラグをセットすることになる。
の状態カウンタ(Zcount)をカウントアップした後ステッ
プ35に移る。ステップ35ではカウンタがあらかじめ決め
られたリミット値（limit）に達したかを判断し、リミ
ット値に達したらZcountの値のオーバーフローを防ぐた
めにZcountにリミット値を代入し、画角補正フラグをセ
ット、statusフラグをセットして、次のサンプリングで
画角補正の開始と、基準画角の演算を行える状態にする
（ステップ36）。ステップ35でカウンタがリミットに達
していないと、そのまま通常の位置制御を行うためステ
ップ29の状態に移る。このように、所定時間ズーム操作
を行なっていないと判断された後に、初めてフォーカシ
ングによる画角補正、並びに基準となる画角を演算する
ためのフラグをセットすることになる。
【００３９】さて、ステップ33の状態でズーム指令信号
が変化した（ズーム操作を行なっている）と判断した場
合には、画角補正フラグ、statusフラグ、Zcountをクリ
アして通常の位置制御を行うためステップ29の状態へ移
行することになる。
が変化した（ズーム操作を行なっている）と判断した場
合には、画角補正フラグ、statusフラグ、Zcountをクリ
アして通常の位置制御を行うためステップ29の状態へ移
行することになる。
【００４０】以上説明したフローが、フォーカスレンズ
位置の変化により生じる画角の変化を補正するズームレ
ンズの指令信号Z'Cnの演算の概要である。
位置の変化により生じる画角の変化を補正するズームレ
ンズの指令信号Z'Cnの演算の概要である。
【００４１】次に、このフローの中で説明されている画
角の計算と補正ズーム指令信号の計算についてもう少し
具体的に説明する。これら２つの計算を行うためには、
図1の12の記憶領域に、以下に説明するような計算結果
をマップとして保持しているものとする。
角の計算と補正ズーム指令信号の計算についてもう少し
具体的に説明する。これら２つの計算を行うためには、
図1の12の記憶領域に、以下に説明するような計算結果
をマップとして保持しているものとする。
【００４２】ズームレンズの広角側の端点から望遠側の
端点までのその駆動範囲を任意の数nに分割し、一方、
フォーカスレンズの無限側の端点から至近側の端点まで
の駆動範囲も同様に、任意の数mに分割するように、位
置検出器であるエンコーダの出力パルスをそれぞれ演算
する。そして、ズームｉ番目の分割点と、フォーカスの
j番目の分割点における画角を光学的な演算により予め
求めておく。同様にズームのｉ、フォーカスのj+1番目
の分割点、ズームのi+1、フォーカスのｊ番目の分割
点、ズームのi+1、フォーカスのj+1番目の分割点での画
角を光学的な演算により求め、この4点で囲まれている
領域において、4点のうちの予め決められた3点を通る平
面での近似を行う。
端点までのその駆動範囲を任意の数nに分割し、一方、
フォーカスレンズの無限側の端点から至近側の端点まで
の駆動範囲も同様に、任意の数mに分割するように、位
置検出器であるエンコーダの出力パルスをそれぞれ演算
する。そして、ズームｉ番目の分割点と、フォーカスの
j番目の分割点における画角を光学的な演算により予め
求めておく。同様にズームのｉ、フォーカスのj+1番目
の分割点、ズームのi+1、フォーカスのｊ番目の分割
点、ズームのi+1、フォーカスのj+1番目の分割点での画
角を光学的な演算により求め、この4点で囲まれている
領域において、4点のうちの予め決められた3点を通る平
面での近似を行う。
【００４３】一般に平面はax+by+cz+d=0で表される。画
角ωも同様に、焦点距離、フォーカス位置を変数とする
関数で示すことができることになるから、この式を応用
して、画角を現在の状態にあてはめると、ω=Cz×Pz+Cf
×Pf+Dとなる。ここでωは画角の大きさを表し、Czは近
似平面のズームの位置に対する係数、Pzはズーム位置、
Cfは近似平面のフォーカスの位置に対する係数、Pfはフ
ォーカスの位置、Dは近似平面の定数項である。
角ωも同様に、焦点距離、フォーカス位置を変数とする
関数で示すことができることになるから、この式を応用
して、画角を現在の状態にあてはめると、ω=Cz×Pz+Cf
×Pf+Dとなる。ここでωは画角の大きさを表し、Czは近
似平面のズームの位置に対する係数、Pzはズーム位置、
Cfは近似平面のフォーカスの位置に対する係数、Pfはフ
ォーカスの位置、Dは近似平面の定数項である。
【００４４】このように求められる係数Cz、Cf、Dの値
をあらかじめマップ化して記憶領域に記憶保持させてお
き、画角の算出と、画角補正に必要なズーム駆動量を算
出する演算の過程で使用する。今回の実施例では、これ
ら３つの係数に加え、画角補正演算を行なうために使用
する1／Czも同時にマップ化し記憶している。これはの
演算速度の高速化を図るための措置である。
をあらかじめマップ化して記憶領域に記憶保持させてお
き、画角の算出と、画角補正に必要なズーム駆動量を算
出する演算の過程で使用する。今回の実施例では、これ
ら３つの係数に加え、画角補正演算を行なうために使用
する1／Czも同時にマップ化し記憶している。これはの
演算速度の高速化を図るための措置である。
【００４５】基準画角の算出は、現在のサンプリングに
おけるズームの位置信号ZPn、フォーカスの位置信号FPn
を使い、対象となる近似平面領域を求め、保持している
マップのデータ(Czij、Cfij、Dij)を使って、基準とな
る画角ωorgを算出する(ωorg= Czij×ZPn+Cfij×FPn+D
ij)。
おけるズームの位置信号ZPn、フォーカスの位置信号FPn
を使い、対象となる近似平面領域を求め、保持している
マップのデータ(Czij、Cfij、Dij)を使って、基準とな
る画角ωorgを算出する(ωorg= Czij×ZPn+Cfij×FPn+D
ij)。
【００４６】次に、n+1サンプリングでのフォーカシン
グによる画角の変動を補正するためのズーム駆動量δZn
+1の演算は、n+1サンプリングでのフォーカス指令信号
をFCn+1とし、対象となっている近似平面のデータをCz
i'j'、Cfi'j'、Di'j'とすると、δZn+1=(1／Czi'j')×
(ωorg−Cfi'j'×FCn+1−Di'j')−ZPorgより算出する。
図２のフローの説明で記述したように、この求められた
δZn+1と基準画角のズーム位置信号ZPorg を加算しズー
ム指令信号Z'Cn+1を算出、この信号を使って位置制御を
行うことでフォーカシングによる画角変動をなくしたレ
ンズ位置制御を行なうことになる。
グによる画角の変動を補正するためのズーム駆動量δZn
+1の演算は、n+1サンプリングでのフォーカス指令信号
をFCn+1とし、対象となっている近似平面のデータをCz
i'j'、Cfi'j'、Di'j'とすると、δZn+1=(1／Czi'j')×
(ωorg−Cfi'j'×FCn+1−Di'j')−ZPorgより算出する。
図２のフローの説明で記述したように、この求められた
δZn+1と基準画角のズーム位置信号ZPorg を加算しズー
ム指令信号Z'Cn+1を算出、この信号を使って位置制御を
行うことでフォーカシングによる画角変動をなくしたレ
ンズ位置制御を行なうことになる。
【００４７】尚、本実施例では基準となる画角の算出に
ズーム、フォーカスの位置信号を使っているが、これを
同じサンプリング時に得られた、ズーム、フォーカスの
指令信号を使って基準画角を算出しても同等の効果が得
られる。また、実施例においては、画角補正を行うズー
ムの駆動量δZn+1を算出した後に、基準となるズーム位
置Zorgに加えズーム指令信号としているが、これをC'Zn
+1=(1／Czi'j')×(ωorg−Cfi'j'×FCn+1−Di'j')とし
て直接ズーム指令信号を算出しても同等の効果が得られ
る。
ズーム、フォーカスの位置信号を使っているが、これを
同じサンプリング時に得られた、ズーム、フォーカスの
指令信号を使って基準画角を算出しても同等の効果が得
られる。また、実施例においては、画角補正を行うズー
ムの駆動量δZn+1を算出した後に、基準となるズーム位
置Zorgに加えズーム指令信号としているが、これをC'Zn
+1=(1／Czi'j')×(ωorg−Cfi'j'×FCn+1−Di'j')とし
て直接ズーム指令信号を算出しても同等の効果が得られ
る。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の光学的、機構的に左程の変更を加えることなく、
フォーカス操作部材からのフォーカス指令信号と、フォ
ーカス位置検出器からのフォーカス位置信号、ズーム位
置検出器からのズーム位置信号とに基づいて、フォーカ
シングレンズ部の駆動に伴う画角変動を補正するため
の、ズーム部の画角補正信号を演算算出することで、フ
ォーカシングによる撮影画角の変化をなくしたズームレ
ンズの提供が可能になる。
従来の光学的、機構的に左程の変更を加えることなく、
フォーカス操作部材からのフォーカス指令信号と、フォ
ーカス位置検出器からのフォーカス位置信号、ズーム位
置検出器からのズーム位置信号とに基づいて、フォーカ
シングレンズ部の駆動に伴う画角変動を補正するため
の、ズーム部の画角補正信号を演算算出することで、フ
ォーカシングによる撮影画角の変化をなくしたズームレ
ンズの提供が可能になる。
【図１】本発明による実施例におけるブロック図を示
す。
す。
【図２】画角補正機能を加えた場合の本発明に関するズ
ームレンズ指令信号演算のフローチャート。
ームレンズ指令信号演算のフローチャート。
【図３】サンプリング時のズーム制御全体のブロック
図。
図。
１ ズーム操作信号
２ フォーカス操作信号
３ 演算装置
１２ 記憶回路
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 7/08,7/11
G03B 3/00
Claims (3)
- 【請求項１】 ズームレンズのフォーカシングレンズ部
を操作するための、操作に応じたフォーカス指令信号を
出力するフォーカス操作部材と、前記ズームレンズのズーム部を操作するための、操作に
応じたズーム指令信号を出力するズーム操作部材と 、 前記フォーカシングレンズ部の位置を検出しフォーカス
位置信号を出力するフォーカス位置検出器と、前記 ズーム部の位置を検出しズーム位置信号を出力する
ズーム位置検出器とを備え、 前記フォーカス操作部材からの前記フォーカス指令信号
に基づいて前記フォーカシングレンズ部を駆動し、前記
ズーム操作部材からの前記ズーム指令信号に基づいて前
記ズーム部を駆動するズームレンズのレンズ駆動制御装
置において、画角補正信号の算出に必要なデータを記憶したデータ記
憶部材と 、予め決められたサンプリング時間毎に前記フォーカス指
令信号、ズーム指令信号、フォーカス位置信号およびズ
ーム位置信号を入力し、複数回のサンプリング時に入力
された信号を記憶し、 前記記憶された複数回のサンプリング時に入力された信
号に基づいてズーミングが行われているかどうかを判断
し、ズーミングが行われていない場合は、前記記憶され
たフォーカス位置信号、ズーム位置信号および前記デー
タ記憶部材に記憶された前記データに基づいて、あるい
は前記記憶されたフォーカス指令信号、ズーム指令信号
および前記データ記憶部材に記憶された前記データに基
づいて基準となる画角を演算算出し 、前記算出された基準画角の情報とこの基準画角の算出後
に入力されたフォーカス指令信号および前記データ記憶
部材に記憶された前記データに基づいて 、前記フォーカ
シングレンズ部の駆動に伴う画角変動を補正するため
の、前記ズーム部を駆動する画角補正信号を演算算出す
る演算装置と、を有する ことを特徴とするズームレンズのレンズ駆動制
御装置。 - 【請求項２】 前記ズームレンズのズーミングが行われ
ている際には、前記ズーム部の画角補正信号を演算算出
しないことを特徴とする請求項１記載のズームレンズの
レンズ駆動制御装置。 - 【請求項３】 前記データ記憶部材に記憶されているデ
ータは、前記ズーム部のズーム移動範囲、そして前記フ
ォーカスレンズ部のフォーカス移動範囲を、それぞれ複
数に分割し、各分割点においてズーム部のレンズ位置と
フォーカスレンズ部のレンズ位置およびこの２つの位置
により決定される画角をパラメータとして、近接する４
つの分割点のうち少なくとも３つの分割点を通る近似平
面の係数の組をデータとして持つことを特徴とする請求
項１記載のズームレンズのレンズ駆動制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08662497A JP3376241B2 (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | ズームレンズのレンズ駆動制御装置 |
| US09/049,641 US6134390A (en) | 1997-04-04 | 1998-03-27 | Lens driving control apparatus for zoom lens |
| EP98302520A EP0869381B1 (en) | 1997-04-04 | 1998-03-31 | Lens driving control method for a zoom lens |
| US09/638,706 US6301439B1 (en) | 1997-04-04 | 2000-08-14 | Lens driving control apparatus for zoom lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08662497A JP3376241B2 (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | ズームレンズのレンズ駆動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10282396A JPH10282396A (ja) | 1998-10-23 |
| JP3376241B2 true JP3376241B2 (ja) | 2003-02-10 |
Family
ID=13892188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08662497A Expired - Fee Related JP3376241B2 (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | ズームレンズのレンズ駆動制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6134390A (ja) |
| EP (1) | EP0869381B1 (ja) |
| JP (1) | JP3376241B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3915104B2 (ja) * | 1997-11-17 | 2007-05-16 | フジノン株式会社 | レンズの制御方法 |
| US6839086B1 (en) * | 1998-06-11 | 2005-01-04 | Konica Corporation | Camera including multiple lenses, a ranging means, and multiple image processors |
| US6337952B1 (en) * | 1999-04-26 | 2002-01-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Lens apparatus |
| JP2000352653A (ja) * | 1999-06-09 | 2000-12-19 | Canon Inc | ズームレンズ、ズームレンズシステム、カメラシステムおよびズーム制御装置 |
| JP4217344B2 (ja) * | 1999-06-09 | 2009-01-28 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ、ズームレンズシステムおよびカメラシステム |
| JP2001004903A (ja) * | 1999-06-23 | 2001-01-12 | Fuji Photo Optical Co Ltd | テレビレンズシステム |
| DE60043135D1 (de) | 1999-08-02 | 2009-11-26 | Fujinon Corp | Fernsehzoomobjektivsystem und Vorrichtung |
| JP2004085675A (ja) * | 2002-08-23 | 2004-03-18 | Fuji Photo Optical Co Ltd | オートフォーカスシステム |
| JP4491836B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-06-30 | フジノン株式会社 | レンズ制御システム、レンズ制御装置及び操作装置 |
| JP2006215285A (ja) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Fujinon Corp | オートフォーカスシステム |
| JP2007199195A (ja) * | 2006-01-24 | 2007-08-09 | Fujinon Corp | レンズ制御装置 |
| JP4709273B2 (ja) * | 2008-12-22 | 2011-06-22 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ装置、ズームレンズシステムおよびカメラシステム |
| JP4685183B2 (ja) * | 2009-09-14 | 2011-05-18 | キヤノン株式会社 | 光学装置および撮像システム |
| US9041853B2 (en) | 2010-12-01 | 2015-05-26 | Nec Casio Mobile Communications, Ltd. | Mobile terminal, method of image processing, and program |
| JP5894428B2 (ja) | 2010-12-20 | 2016-03-30 | キヤノン株式会社 | レンズ装置及びそれを有するカメラシステム |
| CN104459932A (zh) * | 2014-12-18 | 2015-03-25 | 常州市好利莱光电科技有限公司 | 一种涉红外电动变焦镜头 |
| JP6576118B2 (ja) * | 2015-06-25 | 2019-09-18 | キヤノン株式会社 | 駆動制御装置及びそれを有するレンズ装置、撮影システム |
| JP7086755B2 (ja) * | 2018-06-29 | 2022-06-20 | キヤノン株式会社 | レンズ装置および撮像装置 |
| US20250142215A1 (en) * | 2023-10-26 | 2025-05-01 | Qualcomm Incorporated | Precise field-of-view transitions with autofocus for variable optical zoom systems |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4083057A (en) * | 1976-11-08 | 1978-04-04 | Honeywell Inc. | Focus size compensation |
| US4156933A (en) * | 1977-07-28 | 1979-05-29 | Pandres Dave Jr | Ratio preserving control system |
| US5204710A (en) * | 1989-06-13 | 1993-04-20 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Camera having zoom lens system |
| KR0147572B1 (ko) * | 1992-10-09 | 1998-09-15 | 김광호 | 자동 줌잉을 위한 피사체 추적방법 및 그 장치 |
| JP3237275B2 (ja) * | 1993-02-08 | 2001-12-10 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ |
| JPH06250071A (ja) * | 1993-02-24 | 1994-09-09 | Canon Inc | リヤーフォーカス式のズームレンズ |
| JPH07294795A (ja) * | 1994-04-27 | 1995-11-10 | Victor Co Of Japan Ltd | ズーム装置 |
-
1997
- 1997-04-04 JP JP08662497A patent/JP3376241B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-03-27 US US09/049,641 patent/US6134390A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-03-31 EP EP98302520A patent/EP0869381B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-08-14 US US09/638,706 patent/US6301439B1/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
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| US6301439B1 (en) | 2001-10-09 |
| EP0869381A3 (en) | 1999-04-28 |
| EP0869381A2 (en) | 1998-10-07 |
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Legal Events
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