(57)【要約】【課題】  カメラに対し被写体が高速で移動し、且つ被写体距離の変化が大きいような、ＡＦを追従させることが極めて難しい条件であっても、適切なピント補正を可能とする撮像装置を得ること。【解決手段】  測距手段と演算手段を備え、測距手段の情報に基づき演算手段によりフォーカス位置を算出し、フォーカス移動群を駆動するレンズにおいて、パン・チルト検出手段を有し、前記算出されたフォーカス位置にパン・チルト検出値に基づく所定のピント補正量を加え、フォーカス移動群を駆動すること。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測距手段と演算手段を備え、測距手段の情報に基づき演算手段によりフォーカス位置を算出し、フォーカス移動群を駆動するレンズにおいて、パン・チルト検出手段を有し、前記算出されたフォーカス位置にパン・チルト検出値に基づく所定のピント補正量を加え、フォーカス移動群を駆動することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記パン・チルト検出値とピント補正量を対応付けて記録した記録手段を備え、前記パン・チルト検出値に応じ、前記算出されたフォーカス位置に記録手段に記録されたピント補正量を加え、フォーカス移動群を駆動することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
ピント補正量取得モードを備え、前記ピント補正量取得モードで撮影した際には、前記パン・チルト検出値とピント補正量を対応付けて記録できることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートフォーカス機能を備えたレンズを有する撮像装置に関し、放送用テレビカメラ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、銀塩写真用カメラ等に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
オートフォーカス（以下ＡＦ）機能を有するレンズでは、距離情報またはピント情報を検出する際、処理時間の遅延が発生する為、高速で動く被写体を撮影する場合にはピントボケになってしまう。そこで、図５に示すように、単位時間ｔにおける被写体距離Ａ〜Ｂへの変化から被写体速度を算出し、時間ｔ´後の被写体距離Ｃを予測することで処理時間の遅延を補う技術、所謂予測ＡＦ技術が広く知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
また、被写体の速度が短時間で大きく変化する場合、図６に示すように、Ａ１〜Ｂ２のように速度変化が小さいときと、Ａ２〜Ｂ２のように速度変化が大きいときとで予測に用いる時間を可変とし、ピント位置の予測精度を向上させる技術が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１１８１３３号公報
【特許文献２】特開平６−１３０２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図９のようにカーレースをコース脇でパン（チルト）させながら撮影する場合のように、カメラに対し被写体が高速で移動し、且つ被写体距離の変化が大きい場合は、特許文献１、特許文献２の技術では合焦させることが困難であった。それは、被写体速度が速いというだけではなく、図７（図９の被写体距離変化に関するグラフ）で示されるように、地点βではカメラに対する相対速度が一度ゼロになり、地点β通過後はそれまでとは逆方向の相対速度を持つ為である。図８は図９の撮影条件におけるピント補正量を示している。一般にフォーカスレンズ群の繰り出し量変化は被写体が近距離であるほど大きくなる為、ピント補正量は、地点αから地点βに向かって増大し、地点β直前で最大となる。そして、地点β通過直後にマイナス方向のピント補正量が最大となり、その後、地点γに向かって徐々にピント補正量が減少していく。よって、地点β前後はピント補正量の変動が特に大きく、被写体の動きを予測することが非常に難しい。
【０００６】
しかしながら、上述のようなカーレース撮影の場合、コースやカメラの設置場所が予め定められている為、カメラのパン（チルト）角度と被写体との相対速度に相関性があり、図８のようにパン（チルト）角度に対するピント補正量を対応付けることが可能となる。
【０００７】
本発明は上述のカーレース撮影のように、カメラに対し被写体が高速で移動し、且つ被写体距離の変化が大きく、ＡＦを追従させることが極めて難しい条件であっても、適切なピント補正を可能とする撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の撮像装置は、測距手段と演算手段を備え、測距手段の情報に基づき演算手段によりフォーカス位置を算出し、フォーカス移動群を駆動するレンズにおいて、パン・チルト検出手段を有し、前記算出されたフォーカス位置にパン・チルト検出値に基づく所定のピント補正量を加え、フォーカス移動群を駆動することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、カメラに対し被写体が高速で移動し、且つ被写体距離の変化が大きいような、ＡＦを追従させることが極めて難しい条件であっても、適切なピント補正を可能とする撮像装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１のズームレンズを有する撮像装置の構成を示す図
【図２】実施例１のフローチャート
【図３】実施例２のズームレンズを有する撮像装置の構成を示す図
【図４】実施例２のフローチャート
【図５】特許文献１の説明図
【図６】特許文献２の説明図
【図７】カーレース撮影の被写体距離と時間の関係を示す図
【図８】カーレース撮影のピント補正量とカメラのパン（チルト）の関係を示す図
【図９】カーレース撮影の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下には、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
（実施例１）
図１は、本発明における実施例１の撮像装置の構成を示している。図１において、100はズームレンズ、200はカメラであり、300は三脚である。ズームレンズ100はカメラ200に、カメラ200は三脚300に交換可能に装着されている。
【００１３】
10はＡＦ検出部であり所定の検出面におけるデフォーカス（ピントズレ）量を検出している。ズームレンズ100の演算回路20は、主にＡＦ評価値算出部30、フォーカス駆動量算出部40、三脚情報受信部50、ピント補正制御部60にて構成されている。120はフォーカス位置検出部、130はズーム位置検出部である。また、140はフォーカス駆動量メモリであり、各々のフォーカス・ズーム位置におけるフォーカス駆動量とデフォーカス変化量の対応関係が記録されている。
【００１４】
一方、撮影アングルであるパン・チルト情報は、パン・チルト情報取得部310にて取得され、三脚情報送信部320よりズームレンズ100に送られる。ズームレンズ100は上記パン・チルト情報を受け、演算回路20にてフォーカス駆動量に補正値を加え、フォーカス駆動部70へ指令を出し、フォーカス移動群を駆動する。
【００１５】
図１ではＴＴＬ方式のデフォーカス量からフォーカス駆動量を算出する所謂位相差ＡＦを想定しているが、他の測距手段を用いても同様の効果が得られるため構わない。
【００１６】
図２は、図１で示されるズームレンズを有する撮像装置が、ＡＦ動作をする流れを示したフローチャートである。
【００１７】
先ず、ズームレンズ100の電源を投入し、初期化を行う（ステップS10）。そして、ＡＦ検出部10が検出した値から、ＡＦ評価値算出部30がデフォーカス量を算出し、ピント補正量の目標値として設定しフォーカス駆動量算出部40へ送信する（ステップS20）。
【００１８】
一方でズームレンズ100と三脚300の通信確立を行い、通信が確立されればステップS40へ進む。通信が確立されない場合には、ステップS80へ進む（ステップS30）。通信確立の場合、三脚300とカメラ200の接点にあるパン・チルト情報取得部310がズームレンズ100の撮影アングルであるパン・チルト情報を取得し、三脚情報送信部320から三脚情報受信部50へと送られる（ステップS40）。ズームレンズ100のパン・チルト情報はピント補正制御部60へと送られ、被写体がズームレンズ100に対し、向かってきているのか、遠ざかっているのか（図７〜９においてβを越えているか、いないか）を判断する（ステップS50）。ステップS50の判断の結果に基づいてフォーカス駆動量算出部40では、図７〜９で示される地点αからβ方向へと被写体が向かってくる場合においては、ステップS20にて算出された目標値に対し、マイナス側（至近側）へ目標値をシフトする（ステップS60）。また、図７〜９で示される地点βからγ方向へと被写体が遠ざかっている場合においては、ステップS60とは逆にプラス側（無限側）へ目標値をシフトする（ステップS70）。
【００１９】
一方でフォーカス駆動量算出部40は、フォーカス位置検出部120とズーム位置検出部130よりフォーカス・ズーム位置を読み込む（ステップS80）。そして、ステップS80のフォーカス・ズーム位置における所定のフォーカスの微小変化に対するピントずれ量をフォーカス駆動量メモリ140から読み込む（ステップS90）。ここで、ステップS60またはS70でシフトされた目標値（S30にて通信確立されない場合はステップS20の目標値）へピントを補正する為に、ステップS90にて読み込んだフォーカス微小変化に対するピントずれ量を使用し、フォーカス駆動量を算出する（ステップS100）。最後にステップS100のフォーカス駆動量をフォーカス駆動部70へ送り、フォーカスレンズ群を駆動する（ステップS110）。
【００２０】
以上のような構成をとることにより、カメラに対し被写体が高速で移動し、且つ被写体距離の変化が大きく、ＡＦを追従させることが極めて難しい条件であっても、適切なピント補正を可能とする撮像装置を得ることが可能となる。
【００２１】
（実施例２）
図３は、本発明における実施例２のズームレンズを有する撮像装置の構成を示している。図３において、100はズームレンズ、200はカメラであり、300は三脚である。ズームレンズ100はカメラ200に、カメラ200は三脚300に交換可能に装着されている。
【００２２】
10はＡＦ検出部であり所定の検出面におけるデフォーカス量を検出している。ズームレンズ100の演算回路20は、主にＡＦ評価値算出部30、フォーカス駆動量算出部40、三脚情報受信部50、フォーカス駆動量補正値算出部90にて構成されている。120はフォーカス位置検出部、130はズーム位置検出部である。また、140はフォーカス駆動量メモリであり、各々のフォーカス・ズーム位置におけるフォーカス駆動量とデフォーカス変化量の対応関係が記録されている。
【００２３】
一方、撮影アングルであるパン・チルト情報は、パン・チルト情報取得部310にて取得され、三脚情報送信部320よりズームレンズに送られる。
【００２４】
モード切替部80は、撮影モードとピント補正量取得モードの切り替えを行い、ピント補正量取得モード時には各パン・チルト状態におけるＡＦ評価値からピント補正量を算出し、フォーカス駆動量補正値メモリ110に書き込む。撮影モード時にはズームレンズの演算回路20がフォーカス駆動量補正値メモリ110からピント補正量を読み込み、フォーカス駆動部70へ指令を出し、フォーカス移動群を駆動する。
【００２５】
図３ではＴＴＬ方式のデフォーカス量からフォーカス駆動量を算出する所謂位相差ＡＦを想定しているが、他の測距手段を用いても同様の効果が得られるため構わない。
【００２６】
図４は、図３で示されるズームレンズを有する撮像装置が、ＡＦ動作をする流れを示したフローチャートである。
【００２７】
先ず、ズームレンズ100の電源を投入し、初期化を行う（ステップS10）。そして、ＡＦ検出部10が検出した値から、ＡＦ評価値算出部30がデフォーカス量を算出し、ピント補正量の目標値として設定しフォーカス駆動量算出部40へ送信する（ステップS20）。フォーカス駆動量算出部40は、フォーカス位置検出部120とズーム位置検出部130よりフォーカス・ズーム位置を読み込む（ステップS30）。そして、ステップS80のフォーカス・ズーム位置における所定のフォーカスの微小変化に対するピントずれ量をフォーカス駆動量メモリ140から読み込む（ステップS40）。
【００２８】
一方でズームレンズ100と三脚300の通信確立を行い、通信が確立されればステップS60へ進む。通信が確立されない場合には、ステップS140へ進む（ステップS50）。通信確立の場合、三脚300とカメラ200の接点にあるパン・チルト情報取得部310がズームレンズ100の撮影アングルであるパン・チルト情報を取得し、三脚情報送信部320から三脚情報受信部50へと送られる（ステップS60）。そして、モード切替部80のモード情報に従い、ピント補正量取得モードと撮影モード（ピント補正量取得モードOFF）の各々の処理を行う（ステップS70）。ピント補正量取得モード時には、先ずステップS20にて設定された補正量の目標値に対し、フォーカス駆動量算出部にてフォーカス駆動量を算出する（ステップS80）。そして、ステップS80のフォーカス駆動量をフォーカス駆動部70へ送り、フォーカスレンズ群を駆動する（ステップS90）。そして、再度ＡＦ検出部10が検出した値から、ＡＦ評価値算出部30がデフォーカス量を算出する。ピント補正量算出部にて、このときのデフォーカス量（ピントずれ量）の符合を反転させ、ピント補正量とする（ステップS100）。ステップS100にて算出されたピント補正量は、ステップS60にて取得したパン・チルト情報とともに、ピント補正量メモリ110へと書き込まれる（ステップS110）。
【００２９】
撮影モード（ピント補正量取得モードOFF）時には、フォーカス駆動量算出部40にて、ピント補正量メモリ110からステップS60にて取得したパン・チルト量に応じたピント補正量を読み込む（ステップS120）。続いてステップS20にて設定された目標値にステップS120で読み込んだピント補正量を加算し、新たな目標値として再設定する（ステップS130）。そして、ステップS130で再設定された目標値（S50にて通信確立されない場合はステップS20の目標値）へピントを補正する為に、ステップS40にて読み込んだ所定のフォーカス微小変化に対するピントずれ量を使用し、フォーカス駆動量を算出する（ステップS140）。最後にステップS140のフォーカス駆動量をフォーカス駆動部70へ送り、フォーカスレンズ群を駆動する（ステップS150）。
【００３０】
以上のような構成をとることにより、（実施例１）のような図７〜９における地点β近傍の補正処理だけではなく、より広範囲での補正処理を適切に行うことが可能となるＡＦ機能を備えたレンズを有する撮像装置を得ることができる。
【符号の説明】
【００３１】
10・・・ＡＦ検出部
20・・・演算回路
30・・・ＡＦ評価値算出部
40・・・フォーカス駆動量算出部
50・・・三脚情報受信部
60・・・ピント補正制御部
70・・・フォーカス駆動部
80・・・モード切替部
90・・・ピント補正量算出部
100・・・ズームレンズ
110・・・ピント補正量メモリ
120・・・フォーカス位置検出部
130・・・ズーム位置検出部
140・・・フォーカス駆動量メモリ
200・・・カメラ
300・・・三脚
310・・・パン・チルト情報取得部
320・・・三脚情報送信部
【図１】
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【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】
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