(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変倍用の第１レンズユニットの移動に際して、像面移動を補正するために第２レンズユニットの移動を制御するレンズ制御装置であって、
所定の合焦距離に対して作成された前記第１レンズユニットの位置と前記第２レンズユニットの位置とを示すデータを記憶した記憶手段と、
前記第１レンズユニットおよび第２レンズユニットを含む光学系により形成された光学像の光電変換信号に基づく前記光学系の合焦状態を表す焦点信号を取得する取得手段と、
前記第２レンズユニットの移動目標位置を示す第１の情報に基づいて前記第２レンズユニットの移動を制御する制御手段と、
合焦対象物までの距離に対応する第２の情報を検出する検出手段とを有し、
前記制御手段は、変倍動作中に、前記データと前記焦点信号に応じて前記第１の情報を生成する際、前記第２の情報に基づいて前記第２レンズユニットの移動範囲に制限を設けることを特徴とするレンズ制御装置。
【請求項２】
前記第１の情報は、前記第１レンズユニットに対する前記第２レンズユニットの位置を表す軌跡情報であることを特徴とする請求項１に記載のレンズ制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記データと前記第２の情報に基づいて前記第１の情報を生成し、該第１の情報を基準として、前記第１および第２レンズユニットを含む光学系により形成された光学像の光電変換信号から得られる前記光学系の焦点状態を表す焦点信号を用いて新たな前記第１の情報を生成する再生成処理を行い、
前記第２の情報に基づいて、該再生成処理において生成される前記第１の情報の範囲を制限することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズ制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記再生成処理において、前記焦点信号が最も合焦した状態を示す位置に向かって前記第２レンズユニットが移動するように、前記第２レンズユニットの移動条件を、前記基準とする第１の情報に基づいて移動するときの移動条件に対して変化させ、
かつ該再生成処理における前記第２レンズユニットの移動範囲を、前記第２の情報に基づいて制限することを特徴とする請求項３に記載のレンズ制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記再生成処理における前記第２レンズユニットの移動範囲が前記第２の情報に基づいて制限されるよう前記移動条件を変化させることを特徴とする請求項４に記載のレンズ制御装置。
【請求項６】
前記第１および第２レンズユニットを含む光学系と、請求項１から５のいずれか１つに記載のレンズ制御装置とを備えたことを特徴とする光学機器。
【請求項７】
前記光学系により形成された光学像を光電変換する撮像手段を有することを特徴とする請求項６に記載の光学機器。
【請求項８】
前記制御手段は、前記第１の情報に基づいて第１の速度で前記第２レンズユニットを移動させるズーム速度優先動作と、前記第１の情報に基づいて前記第１の速度よりも遅い第２の速度で前記第２レンズユニットを移動させる見え優先動作とを制御することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のレンズ制御装置。
【請求項９】
変倍用の第１レンズユニットの移動に際して、像面移動を補正するために第２レンズユニットの移動を制御するレンズ制御方法であって、
前記第１レンズユニットおよび第２レンズユニットを含む光学系により形成された光学像の光電変換信号に基づく前記光学系の合焦状態を表す焦点信号を取得する取得ステップと、
前記第２レンズユニットの移動目標位置を示す第１の情報に基づいて前記第２レンズユニットの移動を制御する制御ステップと、
合焦対象物までの距離に対応する第２の情報を検出するステップとを有し、
前記制御ステップにおいて、変倍動作中に、記憶手段に記憶された所定の合焦距離に対して作成された前記第１レンズユニットの位置と前記第２レンズユニットの位置とを示すデータと前記焦点信号に応じて前記第１の情報を生成する際、前記第２の情報に基づいて前記第２レンズユニットの移動範囲に制限を設けることを特徴とするレンズ制御方法。
【請求項１０】
前記第１の情報は、前記第１レンズユニットに対する前記第２レンズユニットの位置を表す軌跡情報であることを特徴とする請求項９に記載のレンズ制御方法。
【請求項１１】
前記制御ステップにおいて、前記データと前記第２の情報に基づいて前記第１の情報を生成し、該第１の情報を基準として、前記第１および第２レンズユニットを含む光学系により形成された光学像の光電変換信号から得られる前記光学系の焦点状態を表す焦点信号を用いて新たな前記第１の情報を生成する再生成処理を行い、
前記第２の情報に基づいて、該再生成処理において生成される前記第１の情報の範囲を制限することを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載のレンズ制御方法。
【請求項１２】
前記再生成処理において、前記焦点信号が最も合焦した状態を示す位置に向かって前記第２レンズユニットが移動するように、前記第２レンズユニットの移動条件を、前記基準とする第１の情報に基づいて移動するときの移動条件に対して変化させ、
かつ該再生成処理における前記第２レンズユニットの移動範囲を、前記第２の情報に基づいて制限することを特徴とする請求項１１に記載のレンズ制御方法。
【請求項１３】
前記再生成処理において、前記第２レンズユニットの移動範囲が前記第２の情報に基づいて制限されるよう前記移動条件を変化させることを特徴とする請求項１２に記載のレンズ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオカメラ等の光学機器におけるレンズ制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
民生用のレンズ一体型カメラでは、小型化や、被写体からできるだけ近い位置での撮影を可能とする等の要請がある。このため、補正レンズと変倍レンズをカムで機械的に連動させるのではなく、補正レンズの移動軌跡を予めマイクロコンピュータ内にレンズカムデータとして記憶させておき、このレンズカムデータにしたがって補正レンズを駆動し、さらにこの補正レンズによってフォーカスも合わせる、いわゆるインナーフォーカスタイプのレンズが主流になってきている。
【０００３】
図８は、従来のインナーフォーカスタイプレンズシステムの構成を示す図である。同図において、９０１は固定されている前玉レンズ、９０２は変倍を行なうためのズームレンズ（バリエータレンズともいう：第１レンズユニット）、９０３は絞り、９０４は固定されている固定レンズ、９０５は焦点調節機能と変倍による像面の移動を補正する機能（いわゆるコンペンセータ機能）とを兼ね備えた補正レンズとしてのフォーカスレンズ（第２レンズユニット）である。また、９０６は撮像面である。
【０００４】
図８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９０５がコンペンセータ機能と焦点調節機能とを兼ね備えているため、焦点距離が等しくても、撮像面９０６に合焦するためのフォーカスレンズ９０５の位置は、被写体距離によって異なる。各焦点距離において被写体距離を変化させたとき、被写体像を撮像面９０６上に合焦させるためのフォーカスレンズ９０５の位置を連続してプロットすると、図９のようになる。変倍中は、図９に示された複数の軌跡の中から、被写体距離に応じた軌跡を選択し、選択した軌跡通りにフォーカスレンズ９０５を移動させれば、合焦状態を維持したままの変倍（ズーム）が可能になる。
【０００５】
なお、前玉レンズでフォーカスを行うタイプのレンズシステムでは、ズームレンズに対して独立したフォーカスレンズが設けられており、さらにはズームレンズとフォーカスレンズとがカム環に機械的に結合されている。従って、例えばカム環を手動で回転させて焦点距離を変えようとした場合、カム環をいくら速く動かしても、カム環はこれに追従して回転する。ズームレンズとフォーカスレンズはカム環に形成されたカムに沿って光軸方向に移動するので、フォーカスレンズが合焦位置にあれば、変倍によって像がぼけることはない。
【０００６】
これに対し、インナーフォーカスタイプのレンズシステムにおいては、図９に示した複数の軌跡（電子カム軌跡とも称される）情報又はこれに対応する情報（すなわち、軌跡そのものを示す情報でもレンズ位置を変数とした関数でもよい）を記憶しておき、フォーカスレンズとズームレンズの位置に基づいて軌跡を選択して、この選択した軌跡上をたどりながらズーミングを行うのが一般的である。
【０００７】
ただし、ズームレンズがテレからワイド方向に移動する場合には、図９から明らかなように複数の軌跡がある程度の間隔を持った状態から収束する方向であるので、上述した軌跡追従方法でも合焦は維持できる。しかしながら、ワイドからテレ方向では、収束点にいたフォーカスレンズがどの軌跡をたどるべきかが判らないので、同様な軌跡追従方法では合焦を維持できない。
【０００８】
そこで、特許文献１には、ＴＶ−ＡＦ方式で映像信号の高周波成分から得られるＡＦ評価値信号（鮮鋭度信号）を用いて、ズームレンズの移動（変倍）の際に、フォーカスレンズを合焦位置よりピントをずらすように強制的に移動させ、さらにフォーカスレンズを合焦方向に向かうように切換え移動させる（軌跡に対する追従速度を変化させる）制御を繰り返し行う制御方法（ジグザグ動作）が開示されている。これにより、追従軌跡が補正される。また、特許文献１には、被写体や焦点距離、被写界深度に応じて追従速度の変化量を変化させることにより、鮮鋭度信号の増減周期を変化させ、追従軌跡の選択（特定）精度向上を図った手法も開示されている。
【特許文献１】特許第２７９５４３９号公報（特許請求の範囲、図３，図４およびその説明）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１にて開示されているジグザグ動作では、ＡＦ評価値の変化に基づいて追従軌跡を特定する。しかしながら、ＡＦ評価値は像のぼけ状態によって変化するだけでなく、被写体の絵柄変化によっても変化する。このため、フォーカスレンズの移動方向を切り換える際に誤った方向に切り換わってしまう場合があることを考慮して、一旦方向を間違っても正しい軌跡に戻れるように、追従軌跡の補正範囲が広範囲に設定されている。
【００１０】
ところが、このように広い補正範囲が設定されていると、本来の追従すべき軌跡から外れてしまうと、再び正しい軌跡に戻るまでに像ぼけが発生することになる。また、フォーカスレンズレンズの移動方向を間違った場合において、特にＡＦ評価値レベルが大きく低下するような像ぼけ状態が発生したり、低コントラストの被写体を撮影しているときには、正しい軌跡を見つけることができず、像ぼけを引きずったままテレ端まで行き着くという現象も発生する可能性がある。
【００１１】
さらに、周波数の高い被写体を撮影する場合には、ジグザグ動作によって追従軌跡を特定しようとする際に若干の像ぼけが発生する場合がある。こういった像ぼけが見えにくくなるように、被写体条件に応じてジグザグ動作におけるフォーカスレンズの駆動方向の反転タイミングを決定するＡＦ評価値レベルを調節することは可能であるが、全ての被写体に対してジグザグ動作に伴う像ぼけの発生をなくすることは困難である。
【００１２】
また、ＴＶ−ＡＦ方式では、ＡＦ評価値が得られる信号検出周期が垂直同期信号周期となるため、ズーミング速度が高速になればなるほど、軌跡選択精度は劣化することになる。したがって、追従軌跡を間違う頻度が増加する。
【００１３】
本発明は、高速ズームにおいても、確実に合焦状態を維持しつつ、撮影シーンやカメラワークに左右されることなく高品位なズーミングが行えるレンズ制御装置、光学機器およびレンズ制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明では、変倍用の第１レンズユニットの移動に際して、像面移動を補正するために第２レンズユニットの移動を制御するレンズ制御装置であって、所定の合焦距離に対して作成された前記第１レンズユニットの位置と前記第２レンズユニットの位置とを示すデータを記憶した記憶手段と、前記第１レンズユニットおよび第２レンズユニットを含む光学系により形成された光学像の光電変換信号に基づく前記光学系の合焦状態を表す焦点信号を取得する取得手段と、前記第２レンズユニットの移動目標位置を示す第１の情報に基づいて前記第２レンズユニットの移動を制御する制御手段と、合焦対象物までの距離に対応する第２の情報を検出する検出手段とを有する。そして、前記制御手段は、変倍動作中に、前記データと前記焦点信号に応じて前記第１の情報を生成する際、前記第２の情報に基づいて前記第２レンズユニットの移動範囲に制限を設ける。
【００１５】
また、本発明は、変倍用の第１レンズユニットの移動に際して、像面移動を補正するために第２レンズユニットの移動を制御するレンズ制御方法であって、前記第１レンズユニットおよび第２レンズユニットを含む光学系により形成された光学像の光電変換信号に基づく前記光学系の合焦状態を表す焦点信号を取得する取得ステップと、前記第２レンズユニットの移動目標位置を示す第１の情報に基づいて前記第２レンズユニットの移動を制御する制御ステップと、合焦対象物までの距離に対応する第２の情報を検出するステップとを有する。そして前記制御ステップにおいて、変倍動作中に、記憶手段に記憶された所定の合焦距離に対して作成された前記第１レンズユニットの位置と前記第２レンズユニットの位置とを示すデータと前記焦点信号に応じて前記第１の情報を生成する際、前記第２の情報に基づいて前記第２レンズユニットの移動範囲に制限を設ける。
【００１６】
ここで、上記第１の情報は、第１レンズユニットに対する第２レンズユニットの位置を表す軌跡情報若しくは該軌跡を特定するためのパラメータであってもよいし、第２レンズユニットを駆動すべき位置情報であってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、検出した合焦対象物までの距離に対応する第２の情報に基づいて、第２レンズユニットの移動を制御するために生成する第１の情報（軌跡情報等）の範囲を制限するので、実際に合焦を得たい対象物までの距離に対応しない第１の情報が生成されてしまうことを回避でき、ズーミング中の像ぼけの発生を抑えることができる。
【００１８】
ここで、上記データと検出された第２の情報に基づいて上記第１の情報を生成し、該生成された上記第１の情報を基準として、光学系の焦点状態を表す焦点信号を用いて新たな第１の情報を生成する再生成処理を行う場合において、該検出された第２の情報に基づいて、該再生成処理において生成される第１の情報の範囲を制限するようにしてもよい。これにより、焦点信号の検出周期に伴う欠点や、焦点信号が距離変化だけでなく、合焦対象物の絵柄の変化でも影響を受けて、誤った第１の情報が再生成されてしまうという問題や、ジグザグ動作の切り換えタイミングを間違うといった誤動作の問題を回避することができ、再生成処理において像ぼけの発生を抑えつつ、ズーミング中の高精度な合焦維持制御を行うことができる。
【００１９】
また、再生成処理において、焦点信号が最も合焦した状態を示す位置に向かって第２レンズユニットが移動するように該レンズユニットの移動条件を、上記基準とする第１の情報に基づいて移動するときの移動条件に対して変化させる場合において、第２レンズユニットの移動範囲を第２の情報に基づいて制限してもよい。これにより、第２レンズユニットが誤った第１の情報に基づいて駆動されることを回避することができる。しかも、ジグザグ動作の切り換えタイミングを間違えた場合でも、像ぼけ量を小さく抑えつつ、正しい情報に基づく駆動への乗り移りを素早く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（前提技術）
まず本発明の実施例の説明に先立って、本発明の前提となる技術について説明する。
【００２２】
図１０は、インナーフォーカスタイプのレンズシステムにおけるフォーカスレンズの軌跡追従方法の一例を説明するための図である。
【００２３】
図１０において、Ｚ０，Ｚ１，Ｚ２，・・・Ｚ６はズームレンズの位置を示しており、ａ０，ａ１，ａ２，・・ａ６ およびｂ０，ｂ１，ｂ２，・・ｂ６は、不図示のマイクロコンピュータに予め記憶されている被写体距離に応じたフォーカスレンズの位置である。これらのフォーカスレンズ位置の集まり（ａ０，ａ１，ａ２，・・ａ６およびｂ０，ｂ１，ｂ２，・・ｂ６）が、代表的な被写体距離ごとのフォーカスレンズが追従すべき合焦軌跡（代表軌跡）となる。
【００２４】
また、ｐ０，ｐ１，ｐ２，・・ｐ６は、上記２つの代表軌跡を基に算出された、フォーカスレンズが追従すべき合焦軌跡上の位置である。この合焦軌跡上の位置の算出式を以下に示す。
【００２５】
ｐ（ｎ＋１）
＝｜ｐ（ｎ）-ａ（ｎ）｜/｜ｂ（ｎ）-ａ（ｎ）｜×｜ｂ（ｎ＋１）-ａ（ｎ＋１）｜＋ａ（ｎ＋１）                                                                          …（１）
上記（１）式によれば、例えば図１０においてフォーカスレンズがｐ０にある場合、ｐ０が線分ｂ０−ａ０を内分する比を求め、 この比に従って線分ｂ１−ａ１を内分する点をｐ１とする。このｐ１−ｐ０の位置差と、ズームレンズがＺ０〜Ｚ１まで移動するのに要する時間から、合焦を保つためのフォーカスレンズの移動速度が分かる。
【００２６】
次に、ズームレンズの停止位置が、記憶された代表軌跡データを有するズームエリアの境界上のみという制限がないとした場合について説明する。図１１はズームレンズの移動方向の内挿方法を説明するための図であり、図１０の一部を抽出してズームレンズの位置を任意としたものである。
【００２７】
図１１において、縦軸はフォーカスレンズの位置、横軸はズームレンズの位置を示している。マイクロコンピュータで記憶している代表軌跡上のフォーカスレンズ位置を、ズームレンズの位置を Ｚ０，Ｚ１，・・Ｚｋ−１，Ｚｋ・・Ｚｎとしたとき、フォーカスレンズ位置を被写体距離別に、
ａ０，ａ１，・・ａｋ−１，ａｋ・・ａｎ
ｂ０，ｂ１，・・ｂｋ−１，ｂｋ・・ｂｎ
としている。
【００２８】
今、ズームレンズ位置がズームエリア境界上でないＺｘにあり、フォーカスレンズ位置がpｘである場合にａｘ，ｂｘを求めると、
ａｘ＝ａｋ−（Ｚｋ−Ｚｘ）×（ａｋ−ａｋ−１）／（Ｚｋ−Ｚｋ−１）  …（２）
ｂｘ＝ｂｋ−（Ｚｋ−Ｚｘ）×（ｂｋ−ｂｋ−１）／（Ｚｋ−Ｚｋ−１）  …（３）
となる。つまり現在のズームレンズ位置とそれを挟む２つのズームエリア境界位置（例えば、図１１におけるＺｋとＺｋ−１）とから得られる内分比に従い、記憶している４つの代表軌跡データ（図１１でのａｋ，ａｋ−１，ｂｋ，ｂｋ−１）のうち同一被写体距離のものを上述の内分比で内分することにより、ａｘ，ｂｘを求めることができる。
【００２９】
そして、 ａｘ，ｐｘ，ｂｘから得られる内分比に従い、予め記憶されている上記４つの代表データのうち、同一焦点距離のものを（１）式のように上述の内分比で内分することにより、ｐｋ，ｐｋ−１を求めることができる。
【００３０】
そして、ワイドからテレへのズーム時には、追従移動先のフォーカス位置ｐｋ および現在のフォーカス位置ｐｘの差と、ズームレンズがＺｘ〜Ｚｋ まで移動するのに要する時間とから、合焦を保つために必要なフォーカスレンズの移動速度が分かる。
【００３１】
また、テレからワイドへのズーム時には、 追従移動先のフォーカス位置ｐｋ−１および現在のフォーカス位置Ｐｘ の差と、ズームレンズがＺｘ〜Ｚｋ−１まで移動するのに要する時間とから、合焦を保つためのフォーカスレンズの移動速度が分かる。
【００３２】
このとき、マイクロコンピュータ内に予め記憶されている合焦軌跡情報のテーブルデータの例を図１２に示す。図１２は、ズームレンズ位置により変化する、被写体距離別のフォーカスレンズ位置データＡ（ｎ，ｖ）を示している。 変数ｎの列方向に被写体距離、変数ｖの行方向にズームレンズ位置（焦点距離）が変化している。ここでは、ｎ＝０が無限遠の被写体距離を表し、ｎが大きくなるに従って被写体距離は最至近距離側に変化する。ｎ＝ｍは１ｃｍの被写体距離を示している。
【００３３】
一方、ｖ＝０はワイド端を表す。さらに、ｖが大きくなるに従って焦点距離が増し、ｖ＝ｓがテレ端のズームレンズ位置を表している。従って、１列のテーブルデータで１本の代表軌跡が描かれることになる。
【００３４】
次に、前述したように、ワイドからテレ方向におけるズーミング時にフォーカスレンズがどの軌跡をたどるべきかが判らなくなる問題を解消するための軌跡追従方法について説明する。
【００３５】
図１３（Ａ），（Ｂ）において、横軸は変倍レンズの位置を示している。また、図１３（Ａ）において、縦軸はＴＶ−ＡＦ方式により撮像信号から得られるＡＦ評価信号を示す。このＡＦ評価信号は、撮像信号の高周波成分（鮮鋭度信号）のレベルを示している。また、図１３（Ｂ）において、縦軸はフォーカスレンズの位置を示している。図１３（Ｂ）において、ある距離に位置する被写体に対して合焦を得ながらズーミングを行う際にフォーカスレンズがた辿るべきカム軌跡（フォーカスレンズ位置の集まり）が１３０４であるとする。
【００３６】
ここで、ズームレンズの位置１３０６（Ｚ１４）よりもワイド側での合焦軌跡追従のための標準移動速度を正（フォーカスレンズ至近方向に移動）、位置１３０６よりもテレ側でフォーカスレンズが無限遠方向に移動する際の合焦軌跡追従のための標準移動速度を負とする。合焦を維持しながらフォーカスレンズが目標軌跡１３０４を辿るときに、ＡＦ評価信号の大きさは、図１３（Ａ）に１３０１で示すレベルとなる。一般に、合焦を維持したズーミングでは、  ＡＦ評価信号レベルはほぼ一定値となる。
【００３７】
図１３（Ｂ）において、ズーミング時に、目標軌跡１３０４をトレースするフォーカスレンズの標準移動速度をＶｆ０とする。実際のフォーカスレンズの移動速度をＶｆとし、該移動速度Ｖｆ を標準移動速度をＶｆ０ に対して大小させながらズーミングすると、その軌跡は１３０５のようにジグザグな軌跡となる（以下、これを「ジクザク補正動作」という）。
【００３８】
このとき、ＡＦ評価信号レベルは、図１３（Ａ）に１３０３で示すように、山と谷を生ずるように変化する。ここで、目標軌跡１３０４と実際のジグサグな軌跡１３０５が交わる位置でＡＦ評価信号レベル１３０３は最大レベル１３０１となり（ Ｚ０，Ｚ１，Ｚ２，・・Ｚ１６の偶数のポイント）、実際の軌跡１３０５の移動方向ベクトルが切り換わる Ｚ０，Ｚ１，Ｚ２，・・Ｚ１６の奇数のポイントでＡＦ評価信号レベル１３０３は最小レベル１３０２となる。
【００３９】
そして、逆に、ＡＦ評価信号レベル１３０３の最小レベル１３０２の値ＴＨ１を予め設定し（すなわち、合焦とみなせる最小レベルＴＨ１のＡＦ評価信号を下限とする合焦許容範囲を設定し）、ＡＦ評価信号レベル１３０３の大きさがＴＨ１と等しくなる毎に、軌跡１３０５の移動方向ベクトルを切り換えれば、切り換え後のフォーカスレンズの移動方向は、目標軌跡１３０４に近づく方向に設定できる。つまり、ＡＦ評価信号の最大レベル１３０１と最小レベル１３０２（ＴＨ１）の差分だけ像がぼける毎に、該ぼけを減らすようにフォーカスレンズの駆動条件である駆動方向および駆動速度を制御することで、ぼけ量の発生を抑制したズーミングが行える。
【００４０】
このような手法を用いることにより、図９に示したように、被写体距離別の合焦軌跡が収束から発散していくワイドからテレへのズーミングにおいて、仮に合焦を維持する標準移動速度Ｖｆ０がそのときの被写体距離に対して最適でなくとも、標準移動速度（（１）式より求まるｐ（ｎ＋１） を使って算出する）に対して、フォーカスレンズの移動速度Ｖｆ を制御しながら、ＡＦ評価信号レベルの変化に従って軌跡１３０５で示すような切り換え動作を繰り返すことにより、ＡＦ評価信号レベルが最小レベル１３０２（ＴＨ１）より下がらない、つまり一定量以上のぼけを生じず、合焦軌跡の再特定（再生成）が行える。また、ＴＨ１を適切に設定することにより、見た目には像ぼけが判らないズーミングが可能である。
【００４１】
ここで、フォーカスレンズの移動速度Ｖｆ は、標準移動速度に対して加える正方向の補正速度をＶｆ＋、負方向の補正速度をＶｆ−とすると、
Ｖｆ ＝Ｖｆ０＋Ｖｆ＋      …（４）
又は、
Ｖｆ ＝Ｖｆ０＋Ｖｆ−      …（５）
となる。このとき、補正速度Ｖｆ＋，Ｖｆ−は、上記ズーミング手法による追従軌跡の選択時に片寄りが生じないように、（４），（５）式により得られるＶｆの２つの方向ベクトルの内角が、Ｖｆ０の方向ベクトルにより２等分されるように決定される。
【００４２】
以上説明してきたズーミング制御は、撮像素子からの撮像信号を用いて焦点検出を行う関係から、映像の垂直同期信号に同期して処理が行われるのが一般的である。
【００４３】
図７は、マイクロコンピュータ内で行われるズーミング制御のフローチャートである。ステップ（図ではＳと記す）７０１で処理が開始されると、Ｓ７０２で初期設定が行われる。初期設定では、マイクロコンピュータ内のＲＡＭや各種ポートの初期化を行う。
【００４４】
Ｓ７０３では、カメラ本体の操作系の状態を検出する。マイクロコンピュータは、ここで撮影者が操作するズームスイッチユニットの情報を受け取り、撮影者にズーミング実行中を知らせるための、ズームレンズ位置などの変倍動作情報をディスプレイに表示する。      
【００４５】
Ｓ７０４では、ＡＦ処理を行う。すなわちＡＦ評価信号の変化に応じて自動焦点調節処理を行う。
【００４６】
Ｓ７０５では、ズーミング処理を行う。すなわち変倍に際して合焦を維持するためのコンペセータ動作の処理を行う。具体的には、図１０に示す軌跡をほぼトレースするために、フォーカスレンズの標準駆動方向および標準駆動速度を算出を行う。
【００４７】
Ｓ７０６では、ＡＦやズーミングに際して、Ｓ７０４からＳ７０５の処理ルーチンで算出されるズームレンズやフォーカスレンズの駆動方向や駆動速度のうちいずれを使用するかを選択し、ズームレンズやフォーカスレンズを、それぞれがメカ端に当たらないようにソフト的に設けている制御上のテレ端およびワイド端の間または制御上の至近端および無限端の間で駆動するルーチンである。
【００４８】
Ｓ７０７では、Ｓ７０６で定めたズームおよびフォーカス用の駆動方向情報、駆動速度情報に応じて、モータドライバに制御信号を出力し、レンズの駆動／停止を制御する。Ｓ７０７の処理終了後はＳ７０３に戻る。
【００４９】
なお、図７に示した一連の処理は、垂直同期信号に同期して実行される（Ｓ７０３の処理の中で次の垂直同期信号が入力されるまで待機する）。
【００５０】
図５および図６には、１垂直同期時間に１回、マイクロコンピュータ内で実行される制御フローを示しており、図７のＳ７０５で実行される処理の内容を詳細に示している。
【００５１】
以下、図４〜図７、さらには図１０を用いて説明を行う。
【００５２】
図４のＳ４００では、ズームスイッチユニットの操作情報に応じて、自然な変倍動作が行えるようズームモータの駆動速度Ｚｓｐを設定する。
【００５３】
Ｓ４０１では、現在のズームレンズおよびフォーカスレンズの位置から、撮影している被写体までの距離（被写体距離）を特定（推定）し、その被写体距離情報を３つの軌跡パラメタ（目標位置情報を得るためのデータ）α、β、γとしてＲＡＭなどのメモリ領域に記憶する。ここでは、図５に示した処理が行われる。なお、以下、説明を簡単にするために、現在のレンズ位置にて合焦状態が維持されているものとして図５に示した処理を説明する。
【００５４】
図５のＳ５０１では、現在のズームレンズ位置Ｚｘ が、図１２に示したデータテーブル上で、ワイド端からテレ端までをｓ等分したうちの何番目のズームエリアｖに存在するのかを算出する。その算出方法を図６を用いて説明する。
【００５５】
Ｓ６０１では、ズームエリア変数ｖをクリアする。Ｓ６０２では、次に示す（６）式に従って、ズームエリアｖの境界上のズームレンズ位置Ｚ（ｖ）を算出する。このＺ（ｖ）は、図１０で示したズームレンズ位置Ｚ０，Ｚ１，Ｚ２，・・に相当する。
【００５６】
Ｚ（ｖ）＝（テレ端ズームレンズ位置−ワイド端ズームレンズ位置）×ｖ／ｓ
＋ワイド端ズームレンズ位置                                …（６）
Ｓ６０３では、Ｓ６０２で求めたＺ（ｖ） が現在のズームレンズ位置Ｚｘ と等しいかどうか判別する。等しければ、ズームレンズ位置Ｚｘ はズームエリアｖの境界上に位置するとして、Ｓ６０７で境界フラグに１を立てる。
【００５７】
Ｓ６０３で等しくなければ、Ｓ６０４で、Ｚｘ ＜Ｚ（ｖ）かどうかを判別する。 Ｓ６０４がＹｅｓならば、Ｚｘ はＺ（ｖ−１）とＺ（ｖ）との間にあることになり、Ｓ６０６で境界フラグを０とする。Ｓ６０４でＮｏならば、Ｓ６０５でズームエリアｖをインクリメントしてＳ６０２に戻る。
【００５８】
以上の処理を繰り返し行うことにより、図６のフローを抜けるときには、現在のズームレンズ位置Ｚｘ が、図１２のデータテーブル上におけるｖ＝ｋ番目のズームエリアに存在し、さらにＺｘ がズームエリア境界上か否かを知ることができる。
【００５９】
図５に戻って、Ｓ５０１で図６の処理により現在のズームエリアが定まったので、以下の処理ではフォーカスレンズが図１２のデータテーブル上のどこに位置するのかを算出する。
【００６０】
まず、Ｓ５０２では、被写体距離変数ｎをクリアし、Ｓ５０３では、現在のズームレンズ位置がズームエリアの境界上に存在しているかどうかを判別する。境界フラグが０ならば境界上にいないとしてＳ５０５からの処理に進む。
【００６１】
Ｓ５０５では、ＺｋにＺ（ｖ）をセットし、またＺｋ−１にＺ（ｖ−１）をセットする。次に、Ｓ５０６では、４つのテーブルデータＡ（ｎ，ｖ−１）、Ａ（ｎ，ｖ）、Ａ（ｎ＋１，ｖ−１）、Ａ（ｎ＋１，ｖ）を読み出し、Ｓ５０７で、上述した（２），（３）式からａｘ，ｂｘ を算出する。
【００６２】
一方、Ｓ５０３で境界フラグが１と判断された場合は、Ｓ５０４で、被写体距離ｎでのズームレンズ位置（ここではｖとなる ）に対する合焦位置Ａ（ｎ，ｖ）および被写体距離ｎ＋１でのズームレンズ位置に対するＡ（ｎ＋１，ｖ）を呼び出し、それぞれをａｘ，ｂｘ としてメモリする。
【００６３】
Ｓ５０８では、現在のフォーカスレンズ位置ｐｘがａｘ 以上であるかを判別する。ａｘ以上であるときは、Ｓ５０９で現在のフォーカスレンズ位置ｐｘがｂｘ以上か否かを判別する。ｂｘ 以上でないときは、フォーカスレンズ位置ｐｘ は被写体距離ｎとｎ＋１の間にあることになり、このときの軌跡パラメタをＳ５１３からＳ５１５でメモリに格納する。Ｓ５１３では、α＝ｐｘ−ａｘ とし、 Ｓ５１４でβ＝ｂｘ−ａｘ、Ｓ５１５でγ＝ｎとする。
【００６４】
Ｓ５０８でＮｏとなるのは、フォーカスレンズ位置ｐｘ が超無限遠位置である場合である。このとき、Ｓ５１２で、α＝０としてＳ５１４からの処理へ進み、無限遠の軌跡パラメタを記憶する。
【００６５】
Ｓ５０９でＹｅｓとなる場合は、フォーカスレンズ位置ｐｘ がより至近側である場合であり、この場合、Ｓ５１０で被写体距離ｎをインクリメントして、Ｓ５１１でｎが最至近距離に対応した位置ｍより無限遠側であるかを判別する。最至近距離位置ｍより無限遠側であればＳ５０３へ戻る。Ｓ５１１でＮｏとなる場合は、フォーカスレンズ位置ｐｘ が超至近位置である場合で、このときＳ５１２からの処理へ進むことにより、最至近距離に対する軌跡パラメタをメモリする。
【００６６】
図４に戻って説明を続ける。前述したようにＳ４０１では、現在のズームレンズ位置およびフォーカスレンズ位置が図９に示したどの軌跡上の位置なのかを知るための軌跡パラメタの記憶を行った。
【００６７】
そして、Ｓ４０２では、１垂直同期時間（１Ｖ）後にズームレンズが到達しているズームレンズ位置（現在位置からの移動先の位置）Ｚｘ’を算出する。 ここで、Ｓ４００で決定されたズーム速度をＺsp (pps) とすると、１垂直同期時間後のズームレンズ位置Ｚｘ’は以下の（７）式で与えられる。ppsは、ステッピングモータの回転速度を表す単位で、１秒間当たりの回転するステップ量（１ステップ＝１パルス）を示している。また、（７）式の符号は、ズームレンズの移動方向によってそれぞれ、テレ方向は＋、ワイド方向は−としている。
【００６８】
Ｚｘ’＝Ｚｘ±Ｚsp／垂直同期周波数    …（７）
次に、Ｚｘ’がどのズームエリアｖ’に存在するのかをＳ４０３で決定する。 Ｓ４０３では、図６の処理と同様の処理を行い、図６におけるＺｘをＺｘ’に、ｖをｖ’に置き換えたものである。
【００６９】
次にＳ４０４で、１垂直同期時間後のズームレンズ位置Ｚｘ’ がズームエリアの境界上に存在しているかどうかを判別し、境界フラグ＝０ならば境界上ではないとして、Ｓ４０５からの処理に進む。
【００７０】
Ｓ４０５では、Ｚｋ←Ｚ（ｖ’），Ｚｋ−１←Ｚ（ｖ’−１）と設定する。次に、Ｓ４０６では、図５の処理により被写体距離γが特定された４つのテーブルデータＡ（γ，ｖ’−１）、Ａ（γ，ｖ’）、Ａ（γ＋１，ｖ’−１）、Ａ（γ＋１，ｖ’）を読み出し、Ｓ４０７で上述した（２），（３）式からａｘ’，ｂｘ’ を算出する。一方、Ｓ４０３でＹｅｓと判断された場合は、Ｓ４０８で、被写体距離γでのズームエリアｖ’に対する合焦位置Ａ（γ，ｖ’）、および被写体距離γ＋１でのズームエリアｖ’に対する合焦位置Ａ（γ＋１，ｖ’）を呼び出し、それぞれをａｘ’,ｂｘ’としてメモリする。
【００７１】
そして、Ｓ４０９では、ズームレンズ位置がＺｘ’ に達したときのフォーカスレンズの合焦位置（目標位置）ｐｘ’ を算出する。（１）式を用いて、１垂直同期時間後の追従目標位置は（８）式のように表せる。
【００７２】
ｐｘ’＝（ｂｘ’−ａｘ’）×α／β＋ａｘ’  …（８）
したがって、追従目標位置と現在のフォーカスレンズ位置との差ΔＦは、
ΔＦ=（ｂｘ’−ａｘ’）×α／β＋ａｘ’−pｘ
となる。
【００７３】
次に、Ｓ４１０では、フォーカス標準移動速度Ｖｆ０を算出する。Ｖｆ０はフォーカスレンズ位置差ΔＦを、この距離を移動するのに要するズームレンズの移動時間で除算して得られる。
【００７４】
以下、図１３（Ｂ）に示したフォーカスレンズの移動速度補正（ジグザグ動作）を行うための補正速度の算出方法を説明する。
【００７５】
Ｓ４１１では、各種パラメタの初期値化を行い、以後の処理で用いる「反転フラグ」のクリアを行う。Ｓ４１２では、Ｓ４１０で得たフォーカス標準移動速度Ｖｆ０から、「ジグザグ補正動作」用の補正速度Ｖｆ＋，Ｖｆ−を算出する。
【００７６】
ここで、補正量パラメタδおよび補正速度Ｖｆ＋，Ｖｆ−は以下のように算出される。図１４は、補正量パラメタδに応じた補正速度Ｖｆ＋，Ｖｆ−の計算方法を説明するための図である。図１４では、横軸にズームレンズ位置を、縦軸にフォーカスレンズ位置を示している。１３０４は追従すべき目標軌跡である。
【００７７】
今、ズームレンズ位置がｘだけ変化するとき、フォーカスレンズ位置がｙ変化する（すなわち、目標位置に到達する）フォーカス速度が１４０３で算出された標準速度Ｖｆ０であり、ズームレンズ位置がｘ変化するときフォーカスレンズ位置が、変位ｙを基準としてｎ又はｍだけ変化するフォーカス速度がそれぞれ、求めたい補正速度Ｖｆ＋，Ｖｆ−である。ここで、変位ｙよりさらに至近側に駆動する速度（標準速度Ｖｆ０に正方向の補正速度Ｖｆ＋を加算した速度）の方向ベクトル１４０１と、変位ｙより無限遠側に駆動する速度（標準速度Ｖｆ０に負方向の補正速度Ｖｆ−を加算した速度）の方向ベクトル１４０２とが、標準速度Ｖｆ０の方向ベクトル１４０３に対して等しい角度δだけ離れた方向ベクトルを持つようにｎ，ｍを決定する。
【００７８】
まずｍ，ｎを求める。図１４より図形的に、
tanθ=y/x ， tan(θ-δ) = (y-m)/x ，tan(θ+δ) = (y+n)/x    …（９）
また、
tan(θ±δ) = (tanθ±tanδ)/｛1±(-1)×tanθ×tanδ)    …（１０）
が成り立つ。
【００７９】
そして、（９），（１０）式より、
m = (x2+y2)/(x/k+y)          …（１１）
ｎ= (x2+y2)/(x/k-y)          …（１２）
但し、tanδ=k
となり、ｎ,ｍを算出できる。
【００８０】
ここで補正角度δは、被写界深度の深さや、焦点距離等をパラメタとした変数としている。これにより、フォーカスレンズの駆動状態に応じて変化するＡＦ評価信号レベルの増減周期を、所定のフォーカスレンズ位置変化量に対して一定に保つことができ、ズーミング中にフォーカスレンズが追従すべき合焦軌跡を見逃す可能性を低減することが可能となる。
【００８１】
δの値に応じてマイクロコンピュータのメモリ内に、データテーブルとしてｋの値を記憶し、必要に応じて読み出すことにより、（１１），（１２）式の計算を行う。
【００８２】
ここで、ズームレンズ位置が単位時間当たりｘ変化する場合、
ズーム速度Ｚsp＝ｘ
フォーカス標準速度Ｖｆ０＝ｙ
補正速度Ｖｆ＋＝ｎ，Ｖｆ−＝ｍ
となり、（１１），（１２）式により、補正速度Ｖｆ＋，Ｖｆ−（負の速度）が得られる。
【００８３】
Ｓ４１３では、図７のＳ７０３で得られたズームスイッチユニットの操作状態を示す情報に応じて、ズーミング中かどうかを判断する。ズーミング中であれば、Ｓ４１６からの処理を行う。ズーミング中でなければ、Ｓ４１４でＡＦ評価信号レベルの現在値から任意の定数μを減算した値をＴＨ１とする。このＴＨ１は、図１３（Ａ）で説明した、補正方向のベクトルの切換基準（ジグザグ補正動作の切換基準）となるＡＦ評価信号レベルが決定される。このＴＨ１はズーミング開始直前に決まることになり、この値が図１３（Ａ）の１３０２の最小レベルに対応する。
【００８４】
次に、Ｓ４１５では、補正フラグをクリアし、本処理を抜ける。ここで、補正フラグとは、軌跡追従状態が正方向の補正がかかった状態（補正フラグ＝１）なのか、負方向の補正状態（補正フラグ＝０）であるのかを示すフラグである。
【００８５】
Ｓ４１３でズーミング中と判断されると、Ｓ４１４でズーミング方向がワイドからテレ方向であるか否か判別を行う。テレからワイド方向であればＳ４１９でＶｆ＋＝０，Ｖｆ−＝０とし、Ｓ４２０からの処理を行う。ワイドからテレ方向であれば、Ｓ４１７で現在のＡＦ評価信号レベルが、ＴＨ１より小さいか否かを判別する。ＴＨ１以上であればＳ４２０へ進み、ＴＨ１より小さければ、現在のＡＦ評価信号レベルが図１３（Ａ）のＴＨ１（１３０２）のレベルを下回ったので、補正方向の切り換えを行うため、Ｓ４１８で反転フラグに１をセットする。
【００８６】
Ｓ４２０では、反転フラグが１かどうかを判別し、反転フラグ＝１であればＳ４２１で補正フラグが１かどうかを判別する。Ｓ４２１で補正フラグ＝１でなければ、Ｓ４２４で補正フラグ＝１（正方向の補正状態）とし、さらに（４）式により、
フォーカスレンズの移動速度Ｖｆ＝Ｖｆ０＋Ｖｆ＋（但し、Ｖｆ＋≧０）
とする。
【００８７】
一方、Ｓ４２１で補正フラグ＝１であれば、Ｓ４２３で補正フラグ＝０（負方向の補正状態）とし、（５）式により、
フォーカスレンズの移動速度Ｖｆ＝Ｖｆ０＋Ｖｆ−（但し、Ｖｆ−≦０）
とする。
【００８８】
また、Ｓ４２０で反転フラグが１でなければ、Ｓ４２２で補正フラグ＝１かどうかを判別する。補正フラグ＝１であればＳ４２４へ、そうでなければＳ４２３へ進む。
【００８９】
本処理の終了後、図７に示すＳ７０６で、動作モードに応じて、フォーカスレンズおよびズームレンズの駆動方向と駆動速度が選択される。ズーミング動作の場合、ここではＳ４２３またはＳ４２４で求めたフォーカスレンズ移動速度Ｖｆ が正であるのか負であるのかにより、フォーカスレンズの駆動方向がそれぞれ、至近方向、無限遠方向に設定される。このようにフォーカスレンズのジグザグ駆動を行いながら、トレースすべき軌跡の再特定を行うよう動作する。
【００９０】
以上が本発明の前提技術であり、以下、本発明の実施例について前提技術との差異を中心に説明する。
【実施例１】
【００９１】
図１には、本発明の実施例１であるレンズ制御装置を搭載した撮像装置（光学機器）としてのビデオカメラの構成を示す。なお、本実施例は、撮影レンズ一体型の撮像装置に本発明を適用した例を説明するが、本発明は、交換レンズとこれが装着されるカメラ本体とを有する撮像システムの交換レンズ（光学機器）にも適用できる。この場合、カメラ本体側から送信された信号に応答してレンズ内のマイクロコンピュータが以下に説明するズーミング動作を行う。また、本発明は、ビデオカメラに限らず、デジタルスチルカメラ等、各種の撮像装置に適用できる。
【００９２】
図１において、物体側から順に、１０１は固定されている前玉レンズユニット１０１、１０２は光軸方向に移動して変倍を行うズームレンズユニット（第１レンズユニット）、１０３は絞り、１０４は固定されている固定レンズユニット、１０５は焦点調節機能と変倍による像面移動を補正するコンペセータ機能とを兼ね備え、光軸方向に移動するフォーカスレンズユニット（第２レンズユニット）である。これらレンズユニットにより構成される撮影光学系は、物体側（図の左側）から順に、正、負、正、正の光学パワーを有する４つのレンズユニットで構成されたリアフォーカス光学系である。なお、図中には、各レンズユニットが１枚のレンズにより構成されているように記載されているが、実際には、１枚のレンズにより構成されていてもよいし、複数枚のレンズにより構成されていてもよい。
【００９３】
１０６はＣＣＤやＣＭＯＳセンサにより構成される撮像素子である。撮影光学系を通ってきた物体からの光束はこの撮像素子１０６上に結像する。撮像素子１０６は、結像した物体像を光電変換して撮像信号を出力する。撮像信号は、増幅器（ＡＧＣ）１０７で最適なレベルに増幅されてカメラ信号処理回路１０８へと入力される。カメラ信号処理回路１０８は、入力された撮像信号を標準テレビ信号に変換した後、増幅器１１０に出力する。増幅器１１０で最適レベルに増幅されたテレビ信号は、磁気記録再生装置１１１に出力され、ここで磁気テープ等の磁気記録媒体に記録される。記録媒体としては、半導体メモリや光ディスク等、他のものを用いてもよい。
【００９４】
また、増幅器１１０で増幅されたテレビ信号は、ＬＣＤ表示回路１１４にも送られ、ＬＣＤ１１５に撮影画像として表示される。なお、ＬＣＤ１１５には、撮影モードや撮影状態、警告等を撮影者に知らせる画像も表示される。このような画像は、カメラマイクロコンピュータ１１６がキャラクタジェネレータ１１３を制御して、ここからの出力信号をＬＣＤ表示回路１１４でテレビ信号にミックスすることで、撮影画像に重畳して表示される。
【００９５】
一方、カメラ信号処理回路１０８に入力された撮像信号を、同時に内部メモリを使って圧縮処理した後、カードメディア等の静止画記録媒体１１２に記録することもできる。
【００９６】
また、カメラ信号処理回路１０８に入力された撮像信号は、焦点情報生成手段としてのＡＦ信号処理回路１０９へも入力される。ＡＦ信号処理回路１０９で生成されたＡＦ評価値信号（焦点信号）は、カメラマイクロコンピュータ１１６との通信によりデータとして読み出される。
【００９７】
また、カメラマイクロコンピュータ１１６は、ズームスイッチ１３０およびＡＦスイッチ１３１の状態を読み込み、さらにフォトスイッチ１３４の状態も検出する。
【００９８】
フォトスイッチ１３４が半押しの状態では、ＡＦによる合焦動作が開始され、合焦状態にてフォーカスロックされる。さらに、全押し（深押し）状態では、合焦非合焦に関わらずフォーカスロックして、カメラ信号処理回路１０８内のメモリ（不図示）に画像を取り込み、磁気テープや静止画記録媒体１１２に静止画記録を行う。
【００９９】
なお、カメラマイクロコンピュータ１１６は、モードスイッチ１３３の状態に応じて動画撮影モードか静止画撮影モードかを判別し、カメラ信号処理回路１０８を介して磁気記録再生装置１１１や静止画記録媒体１１２を制御する。これにより記録媒体に適したテレビ信号をこれに供給したり、モードスイッチ１３３が再生モードにセットされている場合には磁気記録再生装置１１１や静止画記録媒体１１２からこれらに記録されたテレビ信号の再生制御を行う。
【０１００】
カメラマイクロコンピュータ１１６内のコンピュータズームユニット（制御手段）１１９は、ＡＦスイッチ１３１がオフで、ズームスイッチ１３０が操作されているときは、コンピュータズームユニット１１９内のプログラムによってズームモータドライバ１２２に対し、ズームレンズユニット１０２をズームスイッチ１３０の操作されている方向に対応したテレまたはワイド方向に駆動するための信号を出力する。ズームモータドライバ１２２はこの信号を受けて、ズームモータ１２１を介してズームレンズユニット１０２を該方向に駆動する。またこのとき、コンピュータズームユニット１１９は、カムデータメモリ１２０に予め記憶されたレンズカムデータ（図１１に示したような複数の被写体距離に応じた代表軌跡のデータや軌跡パラメタのデータ）に基づいて、フォーカスモータドライバ１２６を介してフォーカスモータ１２５を駆動し、変倍に伴う像面移動を補正するようフォーカスレンズユニット１０６を駆動する。
【０１０１】
また、カメラマイクロコンピュータ１１６内のＡＦ制御ユニット１１７は、ＡＦスイッチ１３１がオンで、ズームスイッチ１３０が操作されているときは、合焦状態を保ち続けつつ変倍動作を行う必要があるので、コンピュータズームユニット１１９が、内部プログラムにより、カムデータユニット１２０に記憶されたレンズカムデータのみならず、ＡＦ信号処理回路１０９から送られてくるＡＦ評価値信号や被写体距離検出回路１２７からの出力から得られた被写体（合焦対象物）までの距離情報とに基づいて、ズームレンズユニット１０２およびフォーカスレンズユニット１０５を駆動する。
【０１０２】
なお、被写体距離検出回路１２７からの出力信号は、カメラマイクロコンピュータ１１６内の距離情報処理部１２８で演算処理され、被写体距離情報としてコンピュータズームユニット１１９に出力される。
【０１０３】
また、ＡＦスイッチ１３１がオンで、ズームスイッチ１３０が操作されていないときは、ＡＦ制御ユニット１１７は、ＡＦ信号処理回路１０９から送られてきたＡＦ評価値信号が最大になるようにフォーカスレンズ１０５を駆動するようフォーカスモータドライバ１２６に信号を出力し、フォーカスモータ１２５を介してフォーカスレンズレンズユニット１０５を駆動する。これにより、自動焦点調節動作が行われる。
【０１０４】
ここで、被写体距離検出回路１２７は、アクティブセンサを用いた三角測距方式で被写体までの距離を測定し、その測定結果である距離情報を出力する。この場合のアクティブセンサとしては、コンパクトカメラによく使用される赤外線センサを用いることができる。
【０１０５】
なお、本実施形態では三角測距方式で距離検出を行う場合を例として説明するが、本発明における距離検出手段としてはこれ以外のものを用いることができる。例えば、ＴＴＬ位相差検出方式による距離検出を行ってもよい。この場合、撮影レンズの射出瞳を通ってきた光を分割する素子（ハーフプリズム又はハーフミラー）を設け、該素子から射出した光をサブミラーや結像レンズを介して少なくとも２つのラインセンサへと導き、これらラインセンサの出力の相関を取って、これら出力のずれ方向およびずれ量を検出し、これら検出結果から被写体までの距離を求める。
【０１０６】
三角測距および位相差検出方式による距離演算の原理図をそれぞれ図１５および１６に示す。図１５において、２０１は被写体、２０２は第１の光路用の結像レンズ、２０３は第１の光路用のラインセンサ、２０４は第２の光路用の結像レンズ、２０５は第２の光路用のラインセンサである。両ラインセンサ２０３，２０４は基線長Ｂだけ離れて設置されている。被写体２０１からの光のうち、結像レンズ２０２によって第１の光路を通った光がラインセンサ２０３上に結像し、結像レンズ２０４によって第２の光路を通った光がラインセンサ２０５上に結像する。ここで、第１と第２の光路を通って結像した２つの被写体像を受けたラインセンサ２０３，２０５から読み出した信号の例を示したものが図１６である。２つのラインセンサは基線長Ｂだけ離れているため、図１５から分かるように、被写体像信号は画素数Ｘだけずれたものとなる。そこで２つの信号の相関を、画素をずらしながら演算し、相関が最大になる画素ずらし量を求めることでＸが演算できる。このＸと基線長Ｂ、および結像用レンズ２０２，２０４の焦点距離ｆより、三角測量の原理で被写体までの距離Ｌが、Ｌ＝Ｂ×ｆ／Ｘにより求められる。
【０１０７】
さらに、距離検出手段として、超音波センサを用いてその伝搬速度を測定して被写体までの距離を検出する方法も採用することができる。
【０１０８】
被写体距離検出回路１２７からの距離情報は、距離情報処理部１２８に送られる。距離情報処理部１２８では、以下の３種類の処理を行っている。
【０１０９】
１．現在のズームレンズユニット１０２およびフォーカスレンズユニット１０５の位置が、図９上のどの距離のカム軌跡上の対応するかを算出する。カム軌跡の算出は、例えば、図４の処理Ｓ４０１で説明したように、現在のレンズユニット位置を基に、軌跡パラメタα、β、γなりの、図１２の列方向のγ列とγ＋１列のカム軌跡をα／βの比率に内分する仮想的なカム軌跡が被写体距離として、何ｍに相当するのかを出力する。軌跡パラメタα、β、γと、被写体距離とは、所定の相関テーブルデータで変換され、主被写体の実距離が出力できるようになっている。
【０１１０】
２．被写体距離検出回路１２７からの被写体の実距離を、上記１の相関テーブルの逆変換を行うことで、軌跡パラメタα、β、γで表現される図９上のカム軌跡を求める。このとき、相関テーブルの逆変換処理は、図９のカム軌跡が収束しているワイド側のデータは使用せず、軌跡が分散している、出来るだけテレ側のデータを用いて行われ、最も分解能の高い軌跡パラメタが得られるようにしている。
【０１１１】
３．上記１．２の実距離差と差分方向を算出する。
【０１１２】
これら１，２，３の処理の内、上記２の処理により、被写体距離検出回路１２７で検出された検出距離に相当するカム軌跡データの特定が行える。
【０１１３】
一方、カメラマイコン１１６は、露出制御も行う。カメラマイコン１１６は、カメラ信号処理回路１０８で生成されたテレビ信号の輝度レベルを参照し、輝度レベルが露出に適正となるようアイリスドライバ１２４を制御してＩＧメータ１２３を駆動し、絞り１０３の開口を制御する。絞り１０３の開口量は、アイリスエンコーダ１２９により検出され、絞り１０３のフィードバック制御が行われる。また、絞り１０３のみでは適正な露出制御ができない場合には、撮像素子１０６の露光時間をタイミングジェネレータ（ＴＧ）１３２により制御し、高速シャッターから所謂スローシャッターと呼ばれる長時間露光まで対応する。さらに、低照度下での撮影など露出が不足する際には、増幅器１０７を通じてテレビ信号のゲインを制御する。
【０１１４】
撮影者は、メニュースイッチユニット１３５を操作することで、撮影条件に適した撮影モードやカメラの機能切換えをマニュアル操作できる。
【０１１５】
次に、ズーミング動作時のアルゴリズムを図３を用いて説明する。本実施例では、カメラマイクロコンピュータ１１６内のコンピュータズームユニット１１９が、前述した各動作フロー（プログラム）を含めて、以下に説明する動作フローの処理を実行する。
【０１１６】
また、本実施例では、被写体距離検出回路１２７より得られる距離情報（第２の情報）に応じて、追従すべきカム軌跡（第１の情報）を特定（生成）し、ズーミング動作を行う。図３の動作フローは、距離情報を用いて、追従すべきカム軌跡であるズームトラッキングカーブを特定（生成）しながらズーミング動作する方法の例である。特にこの方法は、超高速ズームなどＡＦ評価値の検出周期が粗くなり、ＴＶ−ＡＦの参照信号（ＡＦ評価値信号）だけでは、ズームトラッキングカーブの特定に充分な精度が上げられない場合に有効である。
【０１１７】
図３は、本実施例において、先に説明した図７のＳ７０５で行われる処理であり、図４と同様な処理（ステップ）については、同一符号を付して説明を省略する。
【０１１８】
Ｓ４００では、ズーム動作時のズーム速度を決定する。Ｓ３００では、被写体距離検出回路１２７の出力信号に応じて、現在の主被写体の撮影距離が、図９に示した代表軌跡のうちどのカム軌跡に対応する距離かを判別し、軌跡パラメタα、β、γを算出する。またこれと同時に、図４のＳ４０１で説明した、現在のズームレンズ位置、フォーカスレンズ位置に応じた軌跡パラメタαnow、βnow、γnowを算出する。
【０１１９】
ここでαnow、βnow、γnow は、図５のＳ５１２からＳ５１５に至る処理で算出したα、β、γをそれぞれαnow、βnow、γnow の名前でメモリに格納されるものである。
【０１２０】
一方、被写体距離検出回路１２７により得られた距離情報に基づく軌跡パラメタは、α、β、γとして、例えば以下の方法で算出される。
【０１２１】
まず、出力される距離情報と図９に示した代表軌跡（カム軌跡）との相関を得るために、予め代表的な被写体距離のカム軌跡（カムカーブ）形状が均一な範囲で、距離の変化と軌跡パラメタとの相関をテーブルデータ化しておく。これにより、距離情報を入力として、軌跡パラメタの算出を行う。カム軌跡形状が変化する被写体距離では、別の相関関係を表すルックアップテーブルを設け、これらテーブルを複数持つことで、全ての被写体距離毎に軌跡パラメタが得られるようになっている。
【０１２２】
焦点距離に関しては、メモリ内にデータとして有している図９の離散的なカム軌跡情報のうち、軌跡パラメタα、β、γの分解能が最も高い長焦点距離側での軌跡パラメタが出力できるようにする。これにより、図９に示すようにワイド側でカム軌跡が収束している位置に現在のレンズ位置が存在しても、距離情報に応じて、カム軌跡が発散しているテレ側のポイントでの軌跡パラメタを引き出すことが可能となる。したがって、ズームレンズ１０２がワイド側に位置している時点で、テレ側での軌跡パラメタを基に（内挿）演算することで、フォーカスレンズ１０５が辿るべきカム軌跡を１本、特定することが可能となる。
【０１２３】
なお、Ｓ３００は所定周期（例えば、１垂直同期周期）ごとに実行される。このため、ズーミング中に被写体距離が変化したとしても、被写体距離検出回路１２７の出力に従い、最新の辿るべきカム軌跡が逐次更新されることになる。
【０１２４】
次に、Ｓ３０１では、被写体距離検出回路１２７の出力（つまりはＳ３００で算出したα、β、γ）に基づき、本発明の特徴である、カム軌跡の補正範囲を決定する。この補正範囲は、ＴＶ−ＡＦ信号（ＡＦ評価値）を用いた追従カム軌跡の補正動作における補正範囲に相当し、例えば、図２に示した上限２０１と下限２０２とで挟まれた範囲となる。
【０１２５】
ここで、本実施例では、例えば被写体距離検出回路１２７からの出力が、５ｍの被写体距離（２０３）に対応するものであるときに、補正範囲をその被写体距離の±５０ｃｍの範囲に制限する。すなわち、上限２０１は４．５ｍの被写体距離に対応するカム軌跡に相当し、下限２０２は５．５ｍの被写体距離に対応するカム軌跡に相当する。なお、この補正範囲は、被写体距離検出回路１２７の検出精度に応じて決定すればよい。
【０１２６】
つまり上記補正範囲は、被写体距離検出回路１２７による距離情報に基づいて大まかな追従すべきカム軌跡の特定を行った後、さらにＴＶ−ＡＦ信号による補正動作（ジグザグ動作）によって精密な追従カム軌跡の再特定を行う際の再特定範囲を制限するために設定される。
【０１２７】
このようにすることで、被写体距離検出回路１２７の検出分解能（検出精度）をそれほど高くしなくても済み、この結果、安価で小型の撮像装置を提供することができる。しかも、追従カム軌跡の補正範囲を限定することにより、ＴＶ−ＡＦ信号を用いて追従カム軌跡を再特定する際のジグザグ動作の方向切替回数を増加させ、且つ同一の補正方向に補正し続ける頻度を減らすことで、周波数の高い被写体を撮影する場合等で発生する場合があった、ジグザグ動作の動きどおりにジャスピンと若干の像ぼけを周期的に繰り返す様なぼけの発生を防止することが可能となる。更に、追従カム軌跡を間違えた時の像ぼけや正しいカム軌跡にリカバーする際の像ぼけの発生も抑制することが可能となる。
【０１２８】
実際の動作としては、ＴＶ−ＡＦ信号を用いた追従カム軌跡の補正動作（ジグザグ駆動）を、上限２０１と下限２０２とで挟まれた範囲内でのみ行い、この範囲を超えるような場合には該補正範囲内に戻るようにフォーカスレンズ１０５の駆動方向を反転させるようにする。この結果、上限２０１と下限２０２間の範囲外でのカム軌跡の再特定が禁止されることになる。
【０１２９】
本実施例では、被写体距離検出回路１２７の検出分解能に応じて補正範囲を設定し、その範囲内でのみＴＶ−ＡＦ信号による精密な追従カム軌跡の特定を許可することにより、ＴＶ−ＡＦ信号の併用による誤動作および像ぼけの誘発を抑制している。つまり、被写体距離検出回路１２７からの出力に基づくカム軌跡の特定方法とＴＶ−ＡＦ信号という合焦状態の検出信号に基づくカム軌跡の特定方法の２種類のカム軌跡特定方法による特定結果が一致する場合にのみ追従カム軌跡の再特定を許可することで、それぞれの特定方法の長所のみを組み合わせた極めて精度の高いカム軌跡追従方式が実現可能となる。
【０１３０】
特に、前提技術で説明したＴＶ−ＡＦ信号による追従軌跡の特定時には、ジグザグ動作のためのフォーカスレンズの駆動速度（補正速度）を、無限側のカム軌跡から至近側のカム軌跡までカバー可能な速度に設定する必要があった。これに対し、本実施例では、カム軌跡の補正範囲を限定することにより、例えばフォーカスレンズの補正速度が前提技術と同一であっても、その駆動範囲が狭くなることから、単位時間当たりのジグザグ動作回数を第１の回数まで増やすことが可能となる。したがって、高速ズームであっても、ＴＶ−ＡＦ信号によるカム軌跡特定精度を向上させることが可能となる。
【０１３１】
一方、ジグザグ動作回数を第１の回数まで増やさない場合には、そのぶん補正速度の設定値を下げることが可能となるので、高周波被写体を撮影する際の補正動作でのジャスピンと若干の像ぼけを周期的に繰り返す様なぼけの発生も抑制することが可能となる（詳細は実施例２で説明する）。従って、同じ手法であっても、ズーム速度優先、見え優先と、提供する撮像装置の製品仕様に応じて最適な制御方法でズーム性能を実現する高い自由度を有するズーミングシステムが提供可能となる。ここに、本実施例および本発明のもう１つの利点がある。
【０１３２】
図３の説明に戻る。Ｓ３０２では、「ＡＦ補正フラグ」がセット状態か否かを判別する。セット状態であれば、Ｓ３０３に進み、後述するＳ３１１において、ＡＦ評価値が図１３にて説明したピーク状態１３０１のレベルとなったことが検出されるごとに更新される軌跡パラメタαAF、βAF、γAFが、図２に示した補正範囲（上限２０１と下限２０２の間の範囲）内に含まれているか否かを判別する。該補正範囲内にあれば、Ｓ３０４において、αAF、βAF、γAF のそれぞれをα、β、γに設定し、フォーカスレンズ１０５が該補正動作によって再特定されたカム軌跡をトレースするように制御する。
【０１３３】
一方、Ｓ３０３で、軌跡パラメタαAF、βAF、γAF が補正範囲外である場合、若しくはＳ３０２で、「ＡＦ補正フラグ」がクリアであった場合は、Ｓ３００で既に決定している、被写体距離検出回路１２７による距離情報を基に特定された軌跡パラメタα、β、γを保持し、該軌跡パラメタα、β、γにより特定されるカム軌跡をトレースするようにフォーカスレンズ１０５を制御する。
【０１３４】
ここで、「ＡＦ補正フラグ」は、後述するＴＶ−ＡＦ信号によって追従カム軌跡が再特定されたか否かを表すフラグであり、被写体距離検出回路１２７による距離情報に基づく特定しかなされていない場合（再特定がなされていない場合若しくは再特定されようとしているカム軌跡が図２の補正範囲外であり、誤特定の可能性が高い場合）は、Ｓ３０５で「ＡＦ補正フラグ」をクリアし、次回以降、補正動作によるカム軌跡の再特定がなされるまで、距離情報に基づく特定結果を優先して軌跡トレース制御を行う。
【０１３５】
以下、図４と同様な処理を行う。Ｓ４０２では、１垂直同期時間後にズームレンズ１０２が到達している位置（現在位置からの移動先の位置）Ｚｘ’を算出する。Ｓ４００で決定されたズーム速度をＺsp (pps) とすると、１垂直同期時間後のズームレンズ位置Ｚｘ’は前述の（７）式で与えられる。ここで、ppsはズームモータ１２１であるステッピングモータの回転速度を表す単位で、１秒間当たりの回転ステップ量（１ステップ＝１パルス）を示している。（７）式の符号は、ズームレンズ１０２の移動方向によってそれぞれ、テレ方向なら＋、ワイド方向なら−としている。
【０１３６】
Ｚｘ’＝Ｚｘ±Ｚsp／垂直同期周波数  …（７）
次に、Ｓ４０３で、Ｚｘ’がどのズームエリアｖ’に存在するのかを判別する。Ｓ４０３は、図６に示した処理と同様な処理であり、図６におけるＺｘ をＺｘ’にｖをｖ’に置き換えたものである。
【０１３７】
次に、Ｓ４０４で、１垂直同期時間（１Ｖ）後のズームレンズ位置Ｚｘ’がズームエリアの境界上に存在しているかどうかを判別し、境界フラグ＝０ならば境界上にいないとして、Ｓ４０５からの処理に進む。Ｓ４０５では、Ｚｋ にＺ(ｖ')をセットし、Ｚｋ−１ にＺ(ｖ'−１) をセットする。
【０１３８】
次に、Ｓ４０６では、図５に示す処理により、被写体距離γが特定された４つのテーブルデータＡ（γ，ｖ’−１）、Ａ（γ，ｖ’）、Ａ（γ＋１，ｖ’−１）、Ａ（γ＋１，ｖ’）を読み出し、Ｓ４０７では、上述した（２），（３）式からａｘ’，ｂｘ’を算出する。
【０１３９】
一方、Ｓ４０４でＹｅｓと判断された場合は、Ｓ４０８で被写体距離γでのズームエリアｖ’に対するフォーカスレンズ位置Ａ（γ，ｖ’）およびＡ（γ＋１，ｖ’）を呼び出し、それぞれａｘ’，ｂｘ’としてメモリする。そして、Ｓ４０９では、ズームレンズ位置がＺｘ’に達したときのフォーカスレンズ１０５の合焦位置（目標位置）pｘ’を算出する。（１）式を用いて１垂直同期時間後のフォーカスレンズ１０５の目標位置は（８）式の様に表せる。
【０１４０】
pｘ’＝（ｂｘ’−ａｘ’）×α／β＋ａｘ’  …（８）
したがって、目標位置と現在のフォーカスレンズ位置との差は、
ΔＦ＝（ｂｘ’−ａｘ’）×α／β＋ａｘ’−pｘ
となる。
【０１４１】
次に、Ｓ４１０では、フォーカス標準移動速度Ｖｆ０を算出する。Ｖｆ０はフォーカスレンズ位置差ΔＦを、この距離を移動するのに要するズームレンズ１０２の移動時間で除算して得られる。
【０１４２】
そして本処理を終了して、図７のＳ７０６に進み、ズーミング動作中であれば、Ｓ４１０で決定したフォーカス速度で、該フォーカス速度の符号方向（至近方向を正、無限遠方向を負とする）に移動し、コンペンセータ動作が行われる。
【０１４３】
Ｓ４１１では、各種パラメタの初期値化を行う。ここでは、以後の処理で用いる「反転フラグ」のクリアを行う。Ｓ４１２では、Ｓ４１０で得たフォーカス標準移動速度Ｖｆ０  から、ジグザグ動作用の補正速度Ｖｆ＋，Ｖｆ−  を算出する。ここで、補正量パラメタδおよび補正速度Ｖｆ＋，Ｖｆ−は、図１４を用いて前述したように、（９）〜（１２）式を用いて算出される。
【０１４４】
Ｓ４１３では、図７に示したＳ７０３で得られたズームスイッチ１３０の操作状態を示す情報に応じて、ズーミング中かどうかを判断する。ＹｅｓならばＳ４１６からの処理を行う。Ｎｏと判断したときは、Ｓ３０９で「ＡＦ補正フラグ」をクリアし、次回のワイドからテレ方向のズーミング動作の準備をする。そしてＳ４１４では、ＡＦ評価信号レベルの現在値から任意の定数μを減算した値をＴＨ１（図１３（Ａ）に１３０２で示したレベル）とし、前述した補正方向のベクトルの切換基準（ジグザグ動作の切換基準）となるＡＦ評価信号レベルを決定する。
【０１４５】
次に、Ｓ４１５では、「補正フラグ」をクリアし、本処理を抜ける。ここで「補正フラグ」とは、前述したように、カム軌跡の追従状態が正方向の補正がかかった状態（補正フラグ＝１）なのか、負方向の補正がかかった状態（補正フラグ＝０）であるのかを示すフラグである。
【０１４６】
Ｓ４１３でズームミング中と判断すると、Ｓ４１４で、ズーミング方向がワイドからテレ方向であるか否かを判別する。ＮｏならばＳ３０９と同様に、「ＡＦ補正フラグ」をクリアして、次回のワイドからテレ方向のズーミング動作の準備を行う（Ｓ３０８）。そして、Ｓ４１９で、Ｖｆ＋＝０，Ｖｆ−＝０とし、Ｓ４２０からの処理を行ってジグザグ駆動を実質行わない。
【０１４７】
Ｓ４１３でＹｅｓならば、Ｓ３０６で、現在のズームレンズ位置に対するフォーカスレンズ位置が、図２に示した補正範囲の上限２０１を越えているか否かを判別する。越えている場合には、補正範囲内へフォーカスレンズ位置を戻すようにＳ４２３へ進む。
【０１４８】
Ｓ４２３では、算出されたフォーカス速度（標準移動速度）Ｖｆ０に負の補正速度Ｖｆ−が加算される（無限遠方向に補正される）。これにより、フォーカスレンズ１０５は、補正範囲の上限２０１よりも下限２０２方向に強制的に戻されることになる。
【０１４９】
また、Ｓ３０６で上限２０１を越えていない場合には、Ｓ３０７で、現在のズームレンズ位置に対するフォーカスレンズ位置が、図２の補正範囲の下限２０２を越えているか否かを判別する。越えている場合には、補正範囲内へフォーカスレンズ位置を戻すために、Ｓ４２４へ進む。Ｓ４２４では、算出されたフォーカス速度（標準移動速度）Ｖｆ０に正の補正速度Ｖｆ＋が加算される（至近方向に補正される）。これにより、フォーカスレンズ１０５は、補正範囲の下限２０２よりも上限２０１方向に強制的に戻される。このようにして、フォーカスレンズ１０５の駆動範囲が、補正範囲内に制限され、この結果、ジグザグ動作によって再特定されるカム軌跡も、該補正範囲内に制限されることになる。
【０１５０】
Ｓ３０６およびＳ３０７にてフォーカスレンズ位置が補正範囲を超えていない場合には、ジグザグ動作を実行するために、Ｓ４１７で、現在のＡＦ評価信号レベルがＴＨ１より小さいか否かを判別する。Ｙｅｓならば、現在のＡＦ評価信号レベルが図１３（Ａ）のＴＨ１（１３０２）のレベルを下回ったので、補正方向の切り換えを行うためにＳ４１８で反転フラグをセットする。
【０１５１】
Ｓ４２０では、反転フラグ＝１かどうかを判別し、ＹｅｓならばＳ４２１に進み、補正フラグが１か否かを判別する。Ｓ４２１でＮｏならば、Ｓ４２４に進み、補正フラグに１（正方向の補正状態）をセットし、（４）式により、
フォーカス速度Ｖｆ＝Ｖｆ０  ＋Ｖｆ＋  （但し、Ｖｆ＋≧０）
とする。
【０１５２】
一方、Ｓ４２１でＹｅｓならば、Ｓ４２３に進み、補正フラグに０（負方向の補正状態）をセットし、（５）式により、
フォーカス速度Ｖｆ＝Ｖｆ０  ＋Ｖｆ−  （但し、Ｖｆ−≦０）
とする。
【０１５３】
Ｓ４２０でＮｏと判断された場合は、Ｓ４２２で補正フラグが１であるか否かを判別し、ＹｅｓならＳ４２４へ、ＮｏならＳ４２３へ進む。
【０１５４】
本処理の終了後、図７に示したＳ７０６で、動作モードに応じて、フォーカスレンズ１０５およびズームレンズ１０２の駆動方向と駆動速度が選択される。
【０１５５】
ズーミング動作の場合、ここでは、Ｓ４２３又はＳ４２４で求めたフォーカス速度Ｖｆ が正であるのか負であるのかによって、フォーカスレンズ１０５の駆動方向をそれぞれ、至近方向又は無限方向に設定する。このようにしてフォーカスレンズ１０５のジグザグ駆動を行いながらトレースすべきカム軌跡の再特定を行う。
【０１５６】
ジグザグ駆動を行いながらＳ４１７からＳ４２４の処理で、ＴＶ−ＡＦにおけるＡＦ評価信号が、図１３（Ａ）に示したピークレベル１３０１になったことが検出される。Ｓ４１７でＮｏのときは、Ｓ３１０でピークレベル１３０１が検出されたか否かを判別する。ピークレベルが検出された場合には、Ｓ３１１で、「ＡＦ補正フラグ＝１」および軌跡パラメタの現在値をＴＶ−ＡＦによる再特定軌跡パラメタとして、
αAF←αnow、βAF←βnow、γAF←γnow
とセットする。そして、次回のＳ３０２およびＳ３０３での条件が満たされた場合（両ステップの判別結果がともにＹｅｓである場合）は、Ｓ３０４で、特定カム軌跡が更新される。
【０１５７】
今回、Ｓ３０４で更新され再特定された軌跡パラメタは、検出した距離情報の変化によってＳ３０１で補正範囲が変更されたり、ズーミング動作が停止したり、ズーミング方向が逆転したりすることにより、距離情報に基づいて特定されるカム軌跡に更新される。
【０１５８】
次回のＳ３０２又はＳ３０３での条件が満たされない場合には、新たにピークレベルが検出されるごとに（Ｓ３１０）、Ｓ３１１でαAF、βAF、γAFの更新を繰り返しつつ、ズーミング動作中に最適なカム軌跡が随時更新される。
【０１５９】
なお、Ｓ３１０でＡＦ評価値レベルがピークレベルになったことが検出されない場合には、そのままＳ４２０に進み、ジグザグ動作による補正方向の切り換えを行わずに、前回決定済の補正方向に補正しながらフォーカスレンズ１０５を駆動する。
【０１６０】
以上の処理を行うことにより、被写体までの距離情報に基づいて、ＴＶ−ＡＦ信号を用いた追従すべきカム軌跡の特定を行う際の特定範囲（補正範囲）を限定することにより、ＴＶ−ＡＦ信号を用いたカム軌跡の特定精度を大幅に改善することができる。したがって、ＴＶ−ＡＦにおけるＡＦ評価値の検出周期に伴う欠点や、ＴＶ−ＡＦ信号が距離変化だけでなく被写体の絵柄の変化でも影響を受け、この結果、誤ったカム軌跡をトレースすべき軌跡と誤判断する問題や、ジグザグ動作の切り換えタイミングを間違うといった誤動作問題の発生を抑制することができる。したがって、像ぼけの発生を抑えることができる。
【０１６１】
特に、距離情報で基準となるカム軌跡を特定しておき、補正範囲を限定しつつＴＶ−ＡＦ信号を用いてカム軌跡を補正する（再特定する）本実施例の手法を用いることで、ＴＶ−ＡＦ信号に基づく追従カム軌跡の補正精度を向上させることができる。このため、被写体距離検出回路１２７の検出精度をある程度粗くすることが可能となり、被写体距離検出回路１２７を小型で安価なタイプを選定することが可能となる。
【実施例２】
【０１６２】
実施例１では、ＴＶ−ＡＦ信号によるフォーカスレンズ１０５の補正動作における補正速度が、図４で説明した前提技術と同じ速度が算出される場合について説明した。このため、実施例１では、補正範囲の限定によりフォーカスレンズ１０５の移動距離（駆動範囲）が減少し、その結果、補正範囲内のジグザグ動作の周波数が高くなる。したがって、高速ズーム等でも追従カム軌跡の特定能力が高いシステムとなっている。
【０１６３】
これに対し、実施例２では、補正速度を、実施例１の場合よりも遅く設定することにより、ジグザグ動作に伴って像がぼけたりピントがあったりの周期的な像ぼけの低減を図っている。
【０１６４】
例えば、補正速度を実施例１の１／２の大きさに設定すると、図１３（Ｂ）に示したフォーカスレンズ１０５の駆動方向反転タイミング（ＡＦ評価値信号がレベル１３０２以下となるタイミング）でのオーバーシュート量が減少するので、見た目において像がぼけたりピントがあったりの周期的な変化を軽減することが可能となる。
【０１６５】
補正速度を１／２にするためには、例えば、図３に示したＳ４１２で算出される補正速度Ｖｆ＋、Ｖｆ−を１／２とする処理を追加すればよい。また、（４），（５）式に係数を設け、
フォーカス速度Ｖｆ＝Ｖｆ０  ＋Ｖｆ＋／２  （但し、Ｖｆ＋≧０）  …（４）’
フォーカス速度Ｖｆ＝Ｖｆ０  ＋Ｖｆ−／２  （但し、Ｖｆ−≦０）  …（５）’
として演算すればよい。
【０１６６】
なお、上記各実施例では、被写体までの距離情報に基づいて追従すべきカム軌跡（α，β，γ）を特定（生成）する際のその範囲を制限する場合について説明したが、本発明は、フォーカスレンズの目標位置を算出（生成）する際に、その範囲を被写体までの距離情報に基づいて制限する場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
【図１】本発明の実施例１であるビデオカメラの構成を示すブロック図。
【図２】実施例１におけるカム軌跡の補正動作における補正範囲を示す概念図。
【図３】実施例１のビデオカメラにおける動作を示すフローチャート。
【図４】本発明の前提技術を示すフローチャート。
【図５】本発明の前提技術を示すフローチャート。
【図６】本発明の前提技術を示すフローチャート。
【図７】本発明の前提技術を示すフローチャート。
【図８】従来の撮影光学系の構成を示す概略図。
【図９】被写体距離に応じた合焦軌跡を示す概念図。
【図１０】合焦軌跡を説明する図。
【図１１】ズームレンズの移動方向の内挿方法を説明するための図。
【図１２】合焦軌跡のデータテーブルの例を示す図。
【図１３】（Ａ），（Ｂ）とも本発明の前提技術を示す概念図。
【図１４】本発明の前提技術を示す概念図。
【図１５】三角測距法を説明するための図。
【図１６】位相差検出による距離測定方法を説明するための図。
【符号の説明】
【０１６８】
１０２  ズームレンズユニット
１０５  フォーカスレンズユニット
１０６  撮像素子
１１６  カメラマイクロコンピュータ
１１７  ＡＦ制御ユニット
１２０  カムデータメモリ
１２７  被写体距離検出回路
【図１】
0004721394.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0004721394.tif 000010
【図１０】
0004721394.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0004721394.tif 000014
【図１４】
0004721394.tif 000015
【図１５】
0004721394.tif 000016
【図１６】
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