(57)【要約】【課題】ズーミング中のズーム減速速度を焦点深度の状態に合わせて変更し、ズームレンズの高速化を図る。【解決手段】光軸方向に移動して変倍動作を行う第１レンズの移動速度に応じて算出された移動速度となるように、光軸方向に移動して焦点調節を行うと共に前記変倍による焦点面の移動を補正する第２レンズを制御すると共に、算出された前記第２レンズの移動速度が所定値を超える場合には、前記第１レンズの移動速度を減速する（Ｓ２１１〜Ｓ２１５）ようにした装置において、前記所定値を、焦点深度に応じて変更するようにしている。【選択図】図３
2006251171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸方向に移動して変倍動作を行う第１レンズの移動速度に応じて算出された移動速度となるように、光軸方向に移動して焦点調節を行うと共に前記変倍による焦点面の移動を補正する第２レンズを制御すると共に、算出された前記第２レンズの移動速度が所定値を超える場合には、前記第１レンズの移動速度を減速するようにしたレンズ制御装置において、
前記所定値を、焦点深度に応じて変更するようにしたことを特徴とするレンズ制御装置。
【請求項２】
光軸方向に移動して変倍動作を行う第１レンズの位置に対する、光軸方向に移動して焦点調節を行うと共に前記変倍による焦点面の移動を補正する第２レンズの合焦位置を被写体距離に応じて予め記憶した合焦位置記憶手段と、
レンズの絞り情報を検出する絞り検出手段と、
前記第１レンズの移動速度を基に算出された前記第２レンズの移動速度が所定値を超える場合は、前記第１レンズの移動速度を減速するように制御する制御手段とを有し、
前記第１レンズ及び第２レンズの位置と前記合焦位置記憶手段に記憶された情報とに基づいて、前記第１レンズの移動位置に対する前記第２レンズの合焦位置を演算し、該合焦位置へ前記第２レンズを移動させるレンズ制御装置であって、
前記制御手段は、前記第１レンズの位置情報と前記絞り情報に応じて前記所定値を変更することを特徴とするレンズ制御装置。
【請求項３】
光軸方向に移動して変倍動作を行う第１レンズの光軸方向の位置に対する、光軸方向に移動して焦点調節を行うと共に、前記変倍による焦点面の移動を補正する第２レンズの合焦位置を被写体距離に応じて予め記憶した合焦位置記憶手段と、
レンズの絞り情報を検出する絞り検出手段と、
前記第１レンズの移動速度を基に算出された前記第２レンズの移動速度が所定値を超える場合は、前記第１レンズの移動速度を減速するように制御する制御手段とを有し、
前記第１レンズ及び第２レンズの位置と前記合焦位置記憶手段に記憶された情報とに基づいて、前記第１レンズの移動位置に対する前記第２レンズの合焦位置を演算し、該合焦位置へ前記第２レンズを移動させるレンズ制御装置であって、
前記絞り情報と該絞り情報毎に異なる前記所定値との関係を予め記憶した所定値記憶手段を有し、
前記制御手段は、前記絞り情報を基に前記所定値記憶手段から前記所定値を選択することを特徴とするレンズ制御装置。
【請求項４】
前記所定値は、前記第２レンズの駆動手段の脱調限界速度から、前記第２レンズを合焦軌跡に追従させるための補正速度を減ずることにより算出されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のレンズ制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のレンズ制御装置を具備したことを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インナーフォーカス型のレンズシステムに対するレンズ制御装置及び該レンズ制御装置を具備する、ビデオカメラ等の光学機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インナーフォーカス型のレンズシステムについて、図６を用いて簡単に説明する。図６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記す）、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を兼ね備えた第４のレンズ群（以下、フォーカスレンズと記す）、１０６は撮像素子である。
【０００３】
公知の通り、図６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、焦点距離が等しくても、撮像素子１０６に合焦させるためのフォーカスレンズ１０５の位置は被写体距離によって異なってしまう。
【０００４】
焦点距離を変化させたとき、すなわちズームレンズ１０２の光軸方向の位置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７に示すような曲線で表わされる。図７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、上に行くにしたがって、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物を撮像しながらズームを行う場合、図７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を駆動す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７に示す複数の合焦軌跡情報を何らかの形（軌跡そのものでも、レンズ位置を変数とした関数でも良い）でレンズ制御用のマイクロコンピュータ（マイコン）のメモリ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合焦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が行われている。
【０００５】
次に、インナーフォーカスタイプのレンズシステムにおいて合焦位置を保ちながら変倍動作を行うための上記軌跡追従方法の従来例を、図８に基づいて説明する。
【０００６】
図８において、縦軸はコンペンセータレンズの機能を備えたフォーカスレンズ１０５の位置、横軸はズームレンズ１０２の位置を示している。また、ｚ０，ｚ１，ｚ２，…ｚ１１はズームレンズ１０２の位置を示し、ａ０，ａ１，ａ２，…ａ１１とｂ０，ｂ１，ｂ２，…ｂ１１とは、異なる二つの被写体距離に対応しており、ズームレンズ１０２の移動に追従してフォーカスレンズ１０５がたどるべき代表的な合焦軌跡を示している。これら合焦軌跡情報は、合焦軌跡テーブルとして制御用マイコンに記憶されている。
【０００７】
図８に示したように、合焦軌跡テーブルは、離散的な被写体距離に対応する代表的な合焦軌跡しか記憶されていないため、記憶されていない被写体距離の場合には、記憶されている合焦軌跡をそのまま追従したのでは、合焦を保ちながら変倍動作を行うことが出来ない。そこで、記憶されていない被写体距離の場合、記憶されている合焦軌跡に基づいて記憶していない被写体距離に対応する合焦軌跡を算出する。図８のｐ０，ｐ１，ｐ２，…ｐｘは、次式（１）によって算出した合焦軌跡である。
【０００８】
ｐ（ｎ＋１）＝（ｂ（ｎ＋１）−ａ（ｎ＋１））×（ｐ（ｎ）−ａ（ｎ））
／（ｂ（ｎ）−ａ（ｎ））＋ａ（ｎ＋１）      ……（１）
上記（１）式によれば、例えば図８において、フォーカスレンズ１０５がｐ０の位置にある場合、ｐ０が線分「ｂ０−ａ０」を内分する比を求め、この内分比に従って「ｂ１−ａ１」を内分する点をｐ１としている。この点ｐ１とｐ０の位置の差と、ズームレンズ１０２がｚ０から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１０５の移動速度が求められる。
【０００９】
次に、ズームレンズをワイド（広角）からテレ（望遠）に駆動する場合の軌跡追従方法の一例を、図９を用いて説明する。図９（ａ），（ｂ）の横軸は、共にズームレンズ位置を示している。また、図９（ａ）の縦軸は、ＡＦ評価信号である輝度信号の高周波成分（鮮鋭度信号）の垂直同期期間内のピークレベルで、（ｂ）の縦軸は、フォーカスレンズ位置を示している。図９（ｂ）において、ある被写体に対してズームを行うときの合焦軌跡を６０４の曲線とする。ここで、フォーカスレンズの駆動速度の方向は、図９（ｂ）において上向き（すなわち至近方向）を正とし、下向き（すなわち無限方向）を負とする。フォーカスレンズが合焦を維持しながら合焦軌跡６０４をたどるときに、ＡＦ評価信号の大きさは図９（ａ）の６０１のような点線で示す直線変化となる。一般的に、合焦を維持したズーミングでは、ＡＦ評価信号のレベルはほぼ一定値となることが知られている。
【００１０】
図９（ｂ）において、ズーム時に合焦軌跡６０４をトレースするフォーカスレンズ駆動速度をＶｆ０とする。実際のフォーカスレンズの駆動速度をＶｆとし、合焦軌跡６０４をトレースするＶｆ０に対して大小に変化させながらズーミングすると、その軌跡は６０５のような軌跡となる。この時、上記のＡＦ評価信号のレベルは、合焦軌跡６０４からずれるにしたがって小さくなるので、図９（ａ）の６０３のように上下動を繰り返した変化を生じる。すなわち、合焦軌跡６０４と６０５が交わるズーム位置でＡＦ評価信号６０３は最大値となり、軌跡６０５の移動方向ベクトルが切り換わるズーム位置で最小値となる。図９（ａ）の６０２の点線で示す直線はＡＦ評価信号６０３の最小値を示しているが、しきい値ＴＨ１を６０２の最小レベルに設定し、ＡＦ評価信号６０３がＴＨ１と等しくなるごとに、軌跡６０５の移動方向ベクトルの向きを切り換えれば、フォーカスレンズの駆動方向は合焦軌跡６０４に近づく方向に設定することができる。つまり、ＡＦ評価信号レベル６０１と６０２の差分だけ画像のボケが生じる毎に、そのボケを減らすようにフォーカスレンズの駆動方向及び駆動速度を制御することで、ボケ量を抑制したズームを行うことができる。
【００１１】
この上述した手法を用いることにより、図８に示す合焦軌跡が発散する方向、すなわちワイド（広角）からテレ（望遠）方向にズームを行う場合において、本当の合焦軌跡をたどるためのフォーカス速度Ｖｆ０が分からなくても、実際のフォーカス速度Ｖｆを制御しながら、図９（ｂ）の軌跡６０５をたどる動作を行うことにより、ＡＦ評価信号のレベルをしきい値ＴＨ１よりも下がらないように、すなわち一定量以上のボケを生じないようにして合焦軌跡の選択追従を行うことができる。
【００１２】
ここで、フォーカスレンズの駆動速度Ｖｆは、正方向の補正速度をＶｆ+、負方向の補正速度をＶｆ-として、次式（２），（３）より決まる。
【００１３】
Ｖｆ＝Ｖｆ０＋Ｖｆ+                           …………（２）
Ｖｆ＝Ｖｆ０＋Ｖｆ-                           …………（３）
この時、補正速度Ｖｆ+，Ｖｆ-は、上記のズーミング手法において追従軌跡選択時の片寄りが生じないように、式（２），（３）から得られるフォーカス速度Ｖｆの二つの方向ベクトルの内角が、合焦軌跡追従フォーカス速度Ｖｆ０の方向ベクトルによって２等分されるように決定する。さらに、Ｖｆ+、Ｖｆ-は焦点深度によって決定される補正速度であり、焦点深度が深いときには大きくなり、焦点深度が浅い時は小さくなる。
【００１４】
ここで、高速ズーム時など、ズームレンズの移動速度が速い場合は、合焦を保つためのフォーカスレンズの移動速度がテレ端付近で速くなり、フォーカスレンズ駆動用モータの脱調限界速度を超えてしまう。このように、脱調限界速度を超えた場合には、合焦を維持できずボケが生じてしまう。
【００１５】
そこで、ズームレンズの移動速度をテレ端付近で減速させることにより、フォーカスレンズの移動速度が脱調限界速度を超えないようにした装置が提案されている（特許文献１）。また、ズーム時にフォーカス駆動用モータがそれ自身の脱調限界速度以下で動作するように、例えばズームレンズの移動速度を減速するようにした装置も提案されている（特許文献２）。
【特許文献１】特開平４−１４３７１２号公報
【特許文献２】特開平６−６２３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、従来においては一般に、フォーカス用のカム追従を考慮して焦点深度の一番深いときのフォーカス最高速度がフォーカスレンズ駆動用モータの脱調限界速度を超えないようにして、ズームレンズの減速を一義的に決定していた。そのため、屋内撮影時で絞りが開放状態では、フォーカス最高速度は脱調限界速度を超える値には達せず、フォーカス速度に余裕がある場合でもズームの減速を行っていた。すなわち、絞り開放時にはズーム速度をもっと速くできるにもかかわらず、絞っている状態に合わせた遅いズーム速度に設定されてしまっていた。
【００１７】
（発明の目的）
本発明の目的は、ズーミング中のズーム減速速度を焦点深度の状態に合わせて変更し、ズームの高速化を図ることのできるレンズ制御装置及び光学機器を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、光軸方向に移動して変倍動作を行う第１レンズの移動速度に応じて算出された移動速度となるように、光軸方向に移動して焦点調節を行うと共に前記変倍による焦点面の移動を補正する第２レンズを制御すると共に、算出された前記第２レンズの移動速度が所定値を超える場合には、前記第１レンズの移動速度を減速するようにしたレンズ制御装置において、前記所定値を、焦点深度に応じて変更するようにしたレンズ制御装置とするものである。
【００１９】
同じく上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、光軸方向に移動して変倍動作を行う第１レンズの位置に対する、光軸方向に移動して焦点調節を行うと共に前記変倍による焦点面の移動を補正する第２レンズの合焦位置を被写体距離に応じて予め記憶した合焦位置記憶手段と、レンズの絞り情報を検出する絞り検出手段と、前記第１レンズの移動速度を基に算出された前記第２レンズの移動速度が所定値を超える場合は、前記第１レンズの移動速度を減速するように制御する制御手段とを有し、前記第１レンズ及び第２レンズの位置と前記合焦位置記憶手段に記憶された情報とに基づいて、前記第１レンズの移動位置に対する前記第２レンズの合焦位置を演算し、該合焦位置へ前記第２レンズを移動させるレンズ制御装置であって、前記制御手段が、前記第１レンズの位置情報と前記絞り情報に応じて前記所定値を変更するレンズ制御装置とするものである。
【００２０】
同じく上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、光軸方向に移動して変倍動作を行う第１レンズの光軸方向の位置に対する、光軸方向に移動して焦点調節を行うと共に、前記変倍による焦点面の移動を補正する第２レンズの合焦位置を被写体距離に応じて予め記憶した合焦位置記憶手段と、レンズの絞り情報を検出する絞り検出手段と、前記第１レンズの移動速度を基に算出された前記第２レンズの移動速度が所定値を超える場合は、前記第１レンズの移動速度を減速するように制御する制御手段とを有し、前記第１レンズ及び第２レンズの位置と前記合焦位置記憶手段に記憶された情報とに基づいて、前記第１レンズの移動位置に対する前記第２レンズの合焦位置を演算し、該合焦位置へ前記第２レンズを移動させるレンズ制御装置であって、前記絞り情報と該絞り情報毎に異なる前記所定値との関係を予め記憶した所定値記憶手段を有し、前記制御手段が、前記絞り情報を基に前記所定値記憶手段から前記所定値を選択するレンズ制御装置とするものである。
【００２１】
同じく上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のレンズ制御装置を具備した光学機器とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ズーミング中のズーム減速速度を焦点深度の状態に合わせて変更し、ズームの高速化を図ることができるレンズ制御装置または光学機器を提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明を実施するための最良の形態は、以下に記載の実施例１および実施例２に示す通りである。
【実施例１】
【００２４】
図１は本発明の一実施例に係わるレンズ制御装置を備えたビデオカメラなどの撮像装置の回路構成を示すブロック図である。図１において、１０１は固定されている第１固定レンズ群、１０２は変倍を行う変倍レンズ群（以下、ズームレンズと記す）、１０３は絞り、１０４は固定されている第２固定レンズ群、１０５は焦点調節機能と変倍による焦点面の移動を補正するいわゆるコンペンセータレンズ機能を兼ね備えたレンズ群（以下、フォーカスレンズと記す）、１０６は撮像素子（以下、ＣＣＤと記す）である。１０７はＣＣＤ１０６の出力を増幅するＡＧＣ（オートゲインコントロール）である。１１０はズームレンズ１０２を光軸方向（光軸と平行な方向）駆動するズーム駆動源であり、ステッピングモータであるズームモータとドライバを有している。１１１はフォーカスレンズ１０５を光軸方向に駆動するフォーカス駆動源であり、ステッピングモータであるフォーカスモータとドライバを有している。１１２は絞り１０３を駆動する絞り駆動源である。
【００２５】
１０８はカメラ信号処理回路であり、ＡＧＣ１０７からの出力信号を後述の記録装置１０９および表示機能をもつモニタ装置１１６に対応した信号に変換する。１０９は動画や静止画を記録する記録装置であり、記録媒体として磁気テープや半導体メモリが使われている。１１３は上記ＣＣＤ１０６の出力信号が通過するＡＦゲートで、合焦のために最適な信号を取り出す範囲（ゲート）を全画面のうちから設定されており、このゲートの大きさは可変であり、また複数設けられる場合もある。１１４は焦点検出に用いられる高周波成分、低周波成分および輝度差成分（映像信号の輝度レベルの最大値と最小値の差分）を抽出するＡＦ信号処理回路である。１１５はＡＦ信号処理回路１１４の出力信号に基づいて、各種の駆動源１１０，１１１を制御すると共に、記録装置１０９の制御、カメラ信号処理回路１０８の出力信号の制御等を行うＡＦ（オートフォーカス）マイコンである。また、ＡＦマイコン１１５は、ＡＦ信号処理回路１１４の出力信号レベルが最大となるように、フォーカスレンズ１０５を移動させることにより、自動焦点調節を行っている。
【００２６】
ズームレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０５の光軸方向の位置は、それぞれレンズ位置検出器１１８，１１９により検出される。レンズ位置検出器１１８，１１９はそれぞれフォトセンサと遮光板（不図示）を具備しており、フォトセンサは発光部と受光部とにより構成され、遮光板はそれぞれズームレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０５に固定されている。そして、ズームレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０５が光軸と平行に移動すると、それと一体に遮光板が移動し、フォトセンサの発光部と受光部との間の光路を遮ったとき、受光部の出力信号がロー（Ｌｏｗ）レベルになり、遮らないときはハイ（Ｈｉｇｈ）レベルになる。従って、受光部の出力信号が変化する位置を基準位置として、ズームレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０５が基準位置に存在するか否かを検知することができる。そして、ＡＦマイコン１１５は、この基準位置と、レンズ移動速度、レンズ移動方向などにより、各レンズの位置を認識することができる。
【００２７】
絞り１０３は適性露光量を維持するように絞り駆動源１１２を介して絞り制御回路１２０により制御される。詳しくは、絞り制御回路１２０は、ＡＧＣ回路１０７の出力信号のレベルを検出し、このレベルが一定レベル（適性露光量）でないときは、一定レベルにするための絞り量制御信号を発生する。この絞り量制御信号は、絞り駆動源１１２に出力され、適性露光量となるように絞り１０３が駆動される。そして、この絞り１０３の絞り状態は、絞りエンコーダ１２１により検出され、その検出信号は、増幅器１２２により増幅され、信号変換回路１２３によりＡＦマイコン１１５が読み取り可能な信号に変換された後、ＡＦマイコン１１５に出力される。
【００２８】
ＡＦマイコン１１５には、ズームレンズ１０２をワイド方向、テレ方向に移動させるためのズームスイッチ１１７が接続されている。ズームスイッチ１１７はその押圧に応じて電圧が変化するような回路構成になっており、ＡＦマイコン１１５はズームスイッチ１１７が操作された時にその電圧変化を検出し、その電圧に応じて可変速ズームの何速目のズーム速度でズームレンズ１０２を駆動させるかを決定する。
【００２９】
また、ＡＦマイコン１１５には、図７に示した合焦軌跡をテーブル化した、図２のような合焦軌跡テーブルがプリセットされている。すなわち、図２の合焦軌跡テーブルは、ズームレンズ１０２の離散的な位置に対応するフォーカスレンズ１０５の合焦位置を被写体距離別に（離散的な被写体距離に応じて）記録したテーブルであり、列方向（図２の横方向）のｎ（０，…，ｋ，…，ｍ）は離散的な被写体距離を示し、行方向（図２の縦方向）のｚ（０，１，…，ｋ，…，ｌ）は離散的なズームレンズ１０２の位置を示し、列と行との交点位置には、離散的なズームレンズ１０２の位置、および被写体距離に対応するフォーカスレンズ１０５の合焦位置が記録されている。なお、被写体距離は、図２中、右方向に進むにしたがって近くなり、「０」は無限遠を示し、「ｍ」は最至近の１ｃｍを示している。また、ズームレンズ１０２の位置は、図２中、下方向に進むにしたがって画角が大きくなり、「０」はテレ端を示し、「１」はワイド端を示している。すなわち、各列のデータ群がそれぞれ１本の合焦レンズ軌跡に対応している。そして、フォーカスレンズ１０５の合焦位置、例えばＡ０ｋは、被写体距離「０（無限遠）」で、ズームレンズ１０２の位置が「ｋ」の場合のフォーカスレンズ１０５の合焦位置を示している。
【００３０】
次に、本発明の実施例１におけるレンズ制御動作について、図３のフローチャートにしたがって説明する。なお、図３のフローチャートは、ズームスイッチ１１７の操作後のズーミング動作に関するフローを示している。撮像装置の全体の処理としては、このフローの実行前に焦点信号（映像信号の鮮鋭度）に応じて自動焦点調節の制御を行う山登り方式によるＡＦ処理などが行われる。
【００３１】
まず、ステップＳ２０１において、ズームスイッチ１１７の操作状態を調べ、ズーム中であるか否かを判定する。ズーム停止中であればステップＳ２１７に進み、フォーカス駆動源１１１を介してフォーカスレンズ１０５を移動させる。
【００３２】
また、ズームスイッチ１１７が操作されていればステップＳ２０２へ進み、ズーム操作の方向を判定する。その結果、ワイド（Ｗ）からテレ（Ｔ）方向へのズーミングであればステップＳ２０３へ進み、現在のズームレンズ位置ｚｋより１つテレ側の位置（ｚｋ−１）と現在のズームレンズ位置ｚｋとの差分（位置差）の絶対値をΔｚとする。また、テレからワイド方向へのズーミングであればステップＳ２０４へ進み、現在のズームレンズ位置ｚｋより１つワイド側の位置（ｚｋ＋１）と現在のズームレンズ位置ｚｋとの差分（位置差）の絶対値をΔｚとする。
【００３３】
次のステップＳ２０５では、ズームレンズ１０２が移動したときのズーム位置（ｚｋ＋１）あるいは（ｚｋ−１）におけるフォーカスレンズ１０５の合焦目標位置（現在のフォーカス用の追従カムに対して合焦を維持して移動すべき位置）ｙを、前述した式（１）に基づいて算出する。次に、ステップＳ２０６にて、ズームスイッチ１１７の押圧に応じた電圧レベルを調べることにより、操作者が操作しようとしているズーム速度を判定する。その結果、電圧レベルが低く、低速ズームが指示されていればステップＳ２０７へ進み、ズーム速度Ｖｚとして低速値αを設定する。また、電圧レベルが中間レベルで、中速ズームが指示されていればステップＳ２０８へ進み、ズーム速度Ｖｚとして中速値βを設定する。また、電圧レベルが高く、高速ズームが指示されていればステップＳ２０９へ進み、ズーム速度Ｖｚとして高速値γを設定する。
【００３４】
次のステップＳ２１０では、ズームレンズ１０２の移動に追従するためのフォーカスレンズ１０５のカム追従速度Ｖｆ０を算出する。カム追従速度Ｖｆ０は、現在のフォーカス位置をｆとすると、下記の式（４）
Ｖｆ０＝（ｙ−ｆ）×Ｖｚ／Δｚ          …………（４）
によって算出できる。
【００３５】
次のステップＳ２１１では、ズームレンズ１０２の位置に基づく焦点距離と絞りエンコーダ１２１の出力に基づく絞り状態とによって焦点深度を求め、焦点深度を考慮したフォーカス補正速度Ｖｆ+およびＶｆ-を算出する。そして、次のステップＳ２１２にて、フォーカス駆動源１１１に含まれるフォーカスモータの脱調限界速度から焦点深度を考慮したフォーカス補正速度（Ｖｆ+とＶｆ-の大きい方）を引くことにより、そのときの焦点深度におけるカム追従最高速度Ｖｆ＿ｍａｘを算出する。
【００３６】
次のステップＳ２１３では、上記ステップＳ２１０で算出したカム追従速度Ｖｆ０と上記ステップＳ２１２で算出したカム追従最高速度Ｖｆ＿ｍａｘの大小関係を比較する。その結果、カム追従速度Ｖｆ０がカム追従最高速度Ｖｆ＿ｍａｘよりも小さければ直ちにステップＳ２１６に進むが、カム追従速度Ｖｆ０がカム追従最高速度Ｖｆ＿ｍａｘ以上であればステップＳ２１４に進む。
【００３７】
カム追従速度Ｖｆ０がカム追従最高速度Ｖｆ＿ｍａｘ以上であるとしてステップＳ２１４へ進むと、カム追従速度Ｖｆ０にカム追従最高速度Ｖｆ＿ｍａｘを設定し、次のステップＳ２１５にて、減速ズーム速度Ｖｚを算出する。ここで、Ｖｚの算出は、式（４）を変形させた下記の式（５）
Ｖｚ＝Δｚ×Ｖｆ０／（ｙ−ｆ）                  …………（５）
によって与えられる。
【００３８】
次のステップＳ２１６では、ズームレンズ１０２をズーム速度Ｖｚで移動させるように、ズーム駆動源１１０に含まれるズームモータを駆動する。そして、次のステップＳ２１７にて、フォーカスレンズ１０５をフォーカス速度Ｖｆ（上記ステップＳ２１３でＮＯの場合はＶｆ＝Ｖｆ０＋補正速度（Ｖｆ+あるいはＶｆ-）、ＹＥＳの場合はＶｆ＝Ｖｆ＿ｍａｘ＋補正速度）で移動させるようにフォーカスモータを駆動する。
【００３９】
以上の処理を終了すると、メインルーチンに戻る。
【００４０】
以上から明らかなように上記の処理を行うことにより、ズームレンズ１０２は、ステップＳ２１０にて算出されたカム追従速度Ｖｆ０がステップＳ２１３にてカム追従最高速度Ｖｆ＿ｍａｘ以上であると判定された場合には、ステップＳ２１５にて算出された減速速度で移動され、カム追従速度Ｖｆ０がカム追従最高速度Ｖｆ＿ｍａｘより小さいと判定された場合は、ステップＳ２０７，Ｓ２０８，Ｓ２０９のいずれか記憶された標準ズーム速度で移動される。また、フォーカスレンズ１０５は、算出されたフォーカス速度Ｖｆ０がフォーカス最高速度Ｖｆ＿ｍａｘ以上であると判定された場合には、フォーカス最高速度Ｖｆ＿ｍａｘに補正速度を加算した速度Ｖｆ（すなわち、脱調限界速度）で移動され、フォーカス最高速度Ｖｆ＿ｍａｘより小さいと判定された場合は、算出されたフォーカス速度Ｖｆ０に補正速度を加算した速度Ｖｆで移動される。
【００４１】
ここで、ズーム速度Ｖｚとフォーカス速度Ｖｆ０の関係について、図４を用いて説明する。図４（ａ）は、横軸にズームレンズ１０２の位置をとり、縦軸にズーム速度Ｖｚをとった図であり、図４（ｂ）は、同じく横軸はズームレンズ１０２の位置をとり、縦軸はフォーカス速度Ｖｆ０をとった図である。
【００４２】
図７に示した被写体距離別の合焦軌跡情報から推測できるように、ズーム速度Ｖｚに対するフォーカス速度Ｖｆ０の変化の仕方は、ズーム速度Ｖｚが図４（ａ）に示すように中速値βで一定の場合、フォーカス速度Ｖｆ０はある被写体距離に対して図４（ｂ）のように変化する。このとき、テレ側ではフォーカス速度Ｖｆ０がフォーカスモータの脱調限界速度を超えてしまうため、合焦軌跡を追従できず、合焦を維持できなくなる。
【００４３】
そこで、上記説明したように、テレ側でズーム速度を減速させ、合焦軌跡を追従できるようにする。そのため、まず、絞り時（開放状態ではなく、絞り１０３を絞った状態を意味する）は、図４（ｂ）に示すように補正速度Ｖｆ+が大きいので、絞り時のカム追従最高速度Ｖｆ＿ｍａｘは遅く（小さく）なる。このときフォーカス速度Ｖｆ０はズーム位置Ｐｂよりテレ側でカム追従最高速度Ｖｆ＿ｍａｘより速く（大きく）なるので、ズーム位置Ｐｂからテレ側でのズーム速度を減速する。そのときの状態を示したのが図４（ａ）の太い点線である。
【００４４】
一方、絞り１０３の開放時は、図４（ｂ）に示すように補正速度Ｖｆ+が小さいので、開放時のカム追従最高速度Ｖｆ＿ｍａｘは速くなる。このときフォーカス速度Ｖｆ０はズーム位置Ｐａよりテレ側でカム追従最高速度Ｖｆ＿ｍａｘより速くなる（図４（ｂ）参照）ので、ズーム位置Ｐａよりテレ側でズーム速度を減速する。そのときの状態を示したのが図４（ａ）の太い実線である。
【００４５】
以上から明らかなように、上記実施例１では、フォーカス用のカム追従のためのフォーカス補正速度Ｖｆ+またはＶｆ-が焦点深度に応じて変わることに着目し、カム追従可能な速度Ｖｆ０を焦点深度すなわち絞り状態に合わせて決定し、このカム追従可能な速度Ｖｆ０に応じてズームレンズの減速速度を変更している。つまり、焦点深度によって補正速度が変化することから、合焦軌跡追従フォーカス速度の最高値を可変とし、それに応じてズームの減速速度を変更するようにしている。この結果、従来は絞り時の設定でズーム減速を一義的に決めていたが、開放時にはそれよりも速い速度でズーミングを行うようにしているので、換言すれば、焦点深度すなわち絞り状態に合わせてズーム減速の速度を変更するようにしているので、ズームの高速化を達成することができる。よって、屋外撮影時はズーム機能を撮影効果として使いやすくしたまま、屋内撮影時には素早く画角を変えて、常に被写体を捉えた撮影を行うことができる。
【００４６】
フォーカスモーや及びズームモータとしてステッピングモータを用いているので、レンズ制御回路の規模を大きくすることなく、簡単な制御方法でフォーカスレンズ１０５による合焦を維持しつつ、ズームレンズ１０２の移動速度を減速することができる。
【実施例２】
【００４７】
次に、本発明の実施例２に係わるレンズ制御装置について説明する。なお、このレンズ制御装置の回路構成は、図１と同様であるものとする。
【００４８】
上記実施例１では、絞り状況を随時検出してその都度焦点深度を検出し、検出した焦点深度に応じて補正速度を随時算出するようにしていた。
【００４９】
本発明の実施例２では、絞り状況を随時検出してその都度焦点深度を検出して補正速度を算出するのではなく、補正速度と絞り位置（絞り情報）の関係を予めテーブルデータとしてメモリに記憶させておき、そのメモリ上のテーブルを読み出す形式で、補正速度を得るようにしている。
【００５０】
図５は、絞り値と補正速度Ｖｆ+との関係を示した図である。図５に示すように、絞り値（エンコーダ１２１からのエンコーダ情報）をＡ，Ｂ，Ｃの領域に分割しておき、そのときの補正速度Ｖｆ+は、各領域の最大値Ｖｆａ，Ｖｆｂ，Ｖｆｃを代表値として用いる。すなわち、現在の絞り値を検出するエンコーダ１２１からのエンコーダ情報がＡの領域であれば、補正速度Ｖｆ+をＶｆａとする。そして、カム追従最高速度Ｖｆ＿ｍａｘを脱調限界速度からこのＶｆａを引いた値とし、このカム追従最高速度Ｖｆ＿ｍａｘを用いて減速ズーム速度Ｖｚを算出する。エンコーダ情報がＢの領域であれば、補正速度Ｖｆ+をＶｆｂとし、また、Ｃの領域であれば、補正速度Ｖｆ+をＶｆｃとし、同様にして、減速ズーム速度Ｖｚを算出する。
【００５１】
このとき、エンコーダ１２１からのエンコーダ情報に対してＶｆａ，Ｖｆｂ，Ｖｆｃをメモリに記憶させておいても良いし、または、脱調限界速度からＶｆａ，Ｖｆｂ，Ｖｆｃをそれぞれ引いた、Ｖｆａ＿ｍａｘ，Ｖｆｂ＿ｍａｘ，Ｖｆｃ＿ｍａｘを軌跡追従最高速度としてメモリに記憶させておいても良い。
【００５２】
上記構成にした場合のレンズ制御動作は、上記実施例１で示した図３のステップＳ２１２での処理を、上記のようにメモリに記憶された補正速度あるいは軌跡追従最高速度を読み出して、カム追従最高速度Ｖｆ＿ｍａｘを算出する以外は、上記実施例１の図３のフローとほぼ同様である。
【００５３】
こうすることにより、実施例１に述べたように焦点深度、補正速度、あるいは、カム追従最高速度Ｖｆ＿ｍａｘを随時計算する必要がなくなり、ＡＦマイコン１１５での処理の負荷を軽減した上で、上記実施例１と同様に、焦点深度の変化によって合焦軌跡追従フォーカス速度の最高値を可変とし、それに応じてズームの減速方法を変更できる。この結果、従来は絞り時の設定でズーム減速を一義的に決めていたが、開放時にはそれよりも速い速度でズーミングを行うことが可能となり、屋外撮影時はズーム機能を撮影効果として使いやすくしたまま、屋内撮影時には素早く画角を変えて、常に被写体を捉えた撮影を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施例１に係わるレンズ制御装置を備えた撮像装置の回路構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例１に係わるカムテーブルデータを示す図である。
【図３】本発明の実施例１に係わるレンズ制御時の動作を示すフローチャートである。
【図４】図３のレンズ制御時のフォーカス速度、ズーム速度の関係図である。
【図５】本発明の実施例２に係わる絞りエンコーダ値による補正速度の切り換えについて説明するための図である。
【図６】一般的なインナーフォーカスタイプのレンズシステムの構成図である。
【図７】一般的なカム軌跡データの概念図である。
【図８】一般的な合焦軌跡追従方法の説明図である。
【図９】ズームレンズをワイドからテレに駆動する場合の軌跡追従方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０２          ズームレンズ
１０３          絞り
１０５          フォーカスレンズ
１０８          カメラ処理回路
１０９          記録装置
１１０          ズーム駆動源
１１１          フォーカス駆動源
１１２          絞り駆動源
１１３          ＡＦゲート回路
１１４          ＡＦ信号処理回路
１１５          ＡＦマイコン
１１８，１１９  レンズ位置検出器
１２１          エンコーダ
【図１】
2006251171.tif 000003
【図２】
2006251171.tif 000004
【図３】
2006251171.tif 000005
【図４】
2006251171.tif 000006
【図５】
2006251171.tif 000007
【図６】
2006251171.tif 000008
【図７】
2006251171.tif 000009
【図８】
2006251171.tif 000010
【図９】
2006251171.tif 000011