(57)【要約】【課題】フォーカスレンズを移動させるマニュアル操作手段を、ＡＦ動作時はＡＦの速度設定手段として自動的に転用することによって、ＡＦの合焦速度を撮影者が感覚的に調整できるよう操作性向上を図ったレンズ駆動装置を提供すること。【解決手段】焦点距離調整を行う可動フォーカスレンズの位置を移動させるための駆動手段と、該駆動手段を手動制御するための手動合焦操作手段と、フォーカス合焦状態を検出して最適合焦位置に該フォーカスレンズを駆動制御する自動合焦機能を有し、これらフォーカス合焦方法を選択する選択手段を備えるレンズ駆動装置であって、自動合焦機能動作時は、フォーカス部を移動させる手動合焦操作手段をＡＦの速度設定手段など他の機能の設定または調整手段として自動的に転用することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点距離調整を行う可動フォーカスレンズの位置を移動させるための駆動手段と、該駆動手段を手動制御するための手動合焦操作手段と、フォーカス合焦状態を検出して一番適した合焦位置に該フォーカスレンズを駆動制御する自動合焦機能を有し、これらフォーカス合焦方法を選択する選択手段を備えるレンズ駆動装置であって、自動合焦機能動作時は、フォーカス部を移動させる手動合焦操作手段を他の機能の設定または調整手段として自動的に転用することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
他の機能の設定または調整手段は、自動合焦動作時の速度調整手段であることを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項３】
他の機能の設定または調整手段は、オートフォーカス評価値取得エリアの設定手段として機能することを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項４】
他の機能の設定または調整手段は、オートフォーカス対象被写体の選択手段として機能することを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビカメラ用レンズ装置に関し、特に自動及び手動による焦点調整機能を有し、これら調整方法を選択する手段を備えるレンズ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビカメラによって被写体を撮影するためには、光学部材を介してカメラの撮像素子上に結像するようフォーカスレンズ群を機械的手動駆動若しくは電動駆動によって移動させ、焦点を合わせる所謂合焦操作が必要となる。合焦操作には、合焦程度を検出して最良の合焦位置にフォーカスレンズ群を自動で駆動するオートフォーカス（以下ＡＦと記す）方式と、撮影者が手動で機械的若しくは電動駆動機構によってフォーカスレンズ群を移動させるマニュアルフォーカス（以下ＭＦと記す）方式がある。撮影者は撮影場面に応じて、これら方式を適宜切り換えて合焦操作を行う。
【０００３】
例えば、スポーツ中継など動きの速い被写体を撮影する場合は、カメラワークに注力するため合焦操作はＡＦ操作で行い、ドラマ撮影など被写体のボケ具合も映像効果として利用したいときは、ゆっくりＭＦ操作を行うなど用途によって使い分けている。ＭＦ操作の方法としては、１軸２操作式のズーム・フォーカス調整装置や電動サーボ方式などが知られている。特許文献１には、両方の駆動機構を備えたものが開示されている。
【０００４】
ＡＦ動作は、合焦アルゴリズムやフォーカスレンズ駆動性能によって、その収束過程が決まる。ＡＦの合焦速度調節を行うには、合焦位置誤差に対するレンズ駆動回路の利得を変えることで可能であるが、新たに設定手段が必要になり、操作が容易に行うことが出来ないため、ＭＦ操作を好むカメラマンもいる。
【０００５】
特許文献２には、フォーカスレンズ移動速度設定手段を備え、二つのＡＦスイッチの操作によって速度モードを切り換える方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３３３０６９号公報
【特許文献２】特開２０１１−７８０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の特許文献２に開示された従来技術においては、二つのＡＦモードを備え、各モードにおいて、フォーカスレンズの駆動速度を異なる速度に設定して切り換えて使用するものである。この方法によって、操作性の向上は期待できるものの、事前に該駆動速度を設定しておく必要があり、また、二つのモードではさまざまな好みを持つ撮影者を満足させられるとは限らなかった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、フォーカスレンズを移動させるマニュアル操作手段を、ＡＦ動作時はＡＦの速度設定手段として自動的に転用することによって、ＡＦの合焦速度を撮影者が感覚的に調整できるよう操作性向上を図ったレンズ駆動装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、マニュアル操作手段を、ＡＦ枠（評価値取得エリア）の設定手段やＡＦ対象候補の選択手段として転用することで、さらなる操作性向上を図ったレンズ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明に係るレンズ駆動装置は、
焦点距離調整を行う可動フォーカスレンズの位置を移動させるための駆動手段と、該駆動手段を手動制御するための手動合焦操作手段と、フォーカス合焦状態を検出して最適合焦位置に該フォーカスレンズを駆動制御する自動合焦機能を有し、これらフォーカス合焦方法を選択する選択手段を備えるレンズ駆動装置であって、自動合焦機能動作時は、フォーカス部を移動させる手動合焦操作手段を他の機能の設定または調整手段として自動的に転用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＡＦ動作時は、フォーカスレンズを移動させるマニュアル操作手段が、ＡＦの速度設定手段などの他の設定手段として自動的に転用されるので、操作性向上が図られたレンズ駆動装置の提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例1のレンズ駆動装置を示す図である。
【図２】実施例1におけるフォーカス速度設定部の初期化動作の説明図である。
【図３】実施例１のフォーカス操作手段の一例を示す図である。
【図４】実施例２のＡＦ枠を多重表示したときの映像モニター表示例である。
【図５】実施例２のＡＦ枠を多重表示したときの映像モニター表示例である。
【図６】実施例２のフォーカス操作手段の転用例を示す図である。
【図７】実施例３のＡＦ対象を多重表示したときの映像モニター表示例である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１はフォーカス部を移動させる手動合焦操作手段を、AF選択時はAF速度設定手段として転用する場合の実施形態を示した機能構成図である。図１を参照して概要を説明する。
【００１５】
図１に示す本実施例のレンズ駆動装置２は、ズームレンズ鏡筒１における可動レンズである変倍レンズ群１２とフォーカスレンズ群１１を光軸と平行に移動させるため、アクチュエータを駆動する駆動装置である。
【００１６】
フォーカス駆動モード選択部７（以下、モード選択部と記載）によってフォーカス合焦方式としてＭＦが選択された場合、フォーカス操作部５による操作によって発生するフォーカスレンズ移動指令は、ＭＦ／ＡＦ選択部３０を経由してＭＦドライバー２５に入力される。
【００１７】
ＭＦドライバー２５は、入力された移動指令とフォーカスレンズ群１１の位置を検出するフォーカスレンズ位置検出部２３からの出力を受け、フォーカスレンズ群１１を移動させるため、アクチュエータやギアで構成される（非図示）フォーカスレンズ駆動部２１の駆動制御を行う。
【００１８】
ズームレンズ群１２も同様に、ズーム操作部６による操作によって発生するズームレンズ移動指令とズームレンズ位置検出部２４からの出力がズームドライバー２６に入力され、ズームレンズ群１２を移動させるズームレンズ駆動部２２の駆動制御を行う。ここでは構成を簡単にするため、電動駆動を例に説明するが、フォーカス操作部５による操作やズーム操作部６による操作が、機械的にレンズ群を移動させる構成であってもよい。
【００１９】
ズームレンズ１を介して入力された映像は、撮像素子３に結像し、電気信号に変換された後、画像処理部４において映像フォーマット化などの処理が行われ、カメラ映像として出力される。撮像素子３の出力は、合焦評価演算部２７にも送られ、ここで映像信号の周波数分布やコントラストの強弱から演算により合焦程度が評価値として算出され、評価値はＡＦドライバー２８に送られる。
【００２０】
モード選択部７によってＡＦが選択された場合、ＡＦドライバー２８は、評価値が高くなるよう、つまり合焦する方向にフォーカスレンズ駆動部２１を駆動してフォーカスレンズ群１１を移動させ、最も評価値が高いところで停止するよう該駆動部を制御する。
【００２１】
また、ＡＦドライバー２８は、フォーカスレンズ群１１の位置を検出するフォーカスレンズ位置検出部２３からの検出出力を受け、正確な位置制御を行うとともに、フォーカス速度設定部２９からの利得設定値に応じた合焦収束速度で駆動制御を行う。ここでＡＦ選択時、フォーカス操作部５は、フォーカス操作手段としては動作せず、その操作情報は、ＭＦ／ＡＦ選択部３０を経由してフォーカス速度設定部２９に送られ、合焦収束速度を変更する調整手段として機能する。
【００２２】
フォーカス操作は一般に繊細な操作を要求される構造になっており、微妙な調整が可能である。よって、本発明によれば、ＭＦ時にフォーカスレンズを移動させるマニュアル操作手段が、ＡＦ動作時には操作性の良いＡＦの速度設定手段として転用されるので、ＡＦの合焦速度変化を自在にでき、映像表現の多様化を図ることが可能になる。
【００２３】
なお、フォーカス操作部５は、ポテンショメータやエンコーダのように手動操作量を電圧または位相差に変換する操作量検出部材を構成し、その位置若しくは移動量に応じて、フォーカス速度設定部２９で保持する利得設定値が変更される。
【００２４】
操作量検出部材として回転端の無いエンコーダを使用する場合は、モード選択部７によってＭＦが選択された場合、利得設定値は初期値に設定され、ＡＦが選択された場合、初期値の応答速度でＡＦ動作を開始する。その後フォーカス操作部５が操作された場合、その操作に応じて応答速度を初期値から、撮影シーンに応じて自在に変更することが可能になる。ここで、フォーカス速度設定部２９で保持する利得設定値は、ＭＦ切り換え時に初期化すると説明したが、スポーツ撮影など常に高速での応答が求められる場合もあり、また撮影者の好みによっては、初期値を変更したい場合もある。
【００２５】
図２を用いて初期値の変更に対応するための構成を説明する。
【００２６】
モード選択部７１に、先に説明したＡＦモード（ＡＦ１とする）とは別に、ＭＦ切り換え時に初期化しないもう一つのＡＦ設定であるＡＦ２を設け、選択できるようにする。ＡＦ２のモードにおいてもＭＦ／ＡＦ選択部３１は、フォーカス操作部５がＡＦの合焦収束速度を変更する調整手段として機能することはＡＦ１と同じである。初期化設定部４０は、モード選択部７１の選択信号を受け、ＡＦ１からＭＦに切り換えられたと判断したときはフォーカス速度設定部２９で保持する利得設定値を初期化する制御を行い、ＡＦ２からＭＦに切り換えたと判断したときは初期化動作を行わない。このように初期化設定部４０を動作させることで、ＡＦ２のモードでＡＦ動作をさせたときは、最後にフォーカス操作部５を操作したときの利得設定値が新たな初期値として保持される。
【００２７】
モード選択部７１としてスライドスイッチのような３ポジションスイッチで、ＡＦ２からＡＦ１を経由しないとＭＦを選択できないような場合は、ＡＦ１状態の時間計測によって、操作者のモード選択意思を推定する。例えば、ＡＦ２からＭＦに切り換える過程でＡＦ１状態が設定時間以上あれば、操作者に利得設定値を初期化する意思があったとしてＡＦ１からＭＦへの切り換えだと初期化設定部４０において判断するよう判定基準を設ければよい。
【００２８】
また、操作量検出部材として図３に示すフォーカス操作手段５１のように操作端があって、現在位置が指標表示などで、認識できる場合は、図２と同様、モード選択手段７２のＡＦモードを２状態選択可能な構成とすることで、スムーズな操作感を得ることができる。ＭＦ／ＡＦ選択部３２におけるＡＦ１モードでは、フォーカス速度設定部で保持する初期値の応答速度で、ＡＦ２モードではフォーカス操作手段５１の設定位置で決まる応答速度でＡＦ動作を行う。ＡＦ１モードでのＡＦ動作中、好みの位置にフォーカス操作手段５１を操作し、ＡＦ２モードに移行することで、急激なＡＦ応答動作になることなく、合焦速度を可変することができる。
【実施例２】
【００２９】
以下、本発明の第２の実施例によるレンズ駆動装置について説明する。
【００３０】
第２の実施例は、ＡＦ選択時はフォーカス部を移動させる手動合焦操作手段をＡＦ枠（合焦の度合いを検出して得られる評価値の取得エリア）の設定手段として転用する例である。
【００３１】
図４は画面中心とＡＦ枠中心を一致させて、その大きさを手動合焦操作手段の回転操作に応じて可変する場合の画面上にＡＦ枠を表示させた例であり、図５は手動合焦操作手段の回転操作に応じてＡＦ枠が移動する場合のＡＦ枠表示例である。
【００３２】
図６を用いて本例のレンズ駆動装置の動作を説明する。
【００３３】
第１の実施例において説明したようにズームレンズを介して入力された映像は、撮像素子に結像し、電気信号に変換された後、画像処理理が行われ、カメラ映像として出力される。撮像素子からの映像出力は、図６の合焦評価演算部４２に送られ、ここで合焦程度が評価値として算出され、評価値はＡＦドライバー４５に送られる。モード選択手段７３によってＡＦ１若しくはＡＦ２が選択された場合、ＭＦ／ＡＦ選択部３３は、ＡＦドライバー４５出力を選択し、フォーカスレンズ駆動部は評価値が高くなるよう、つまり合焦する方向に駆動される。評価値の演算エリアは、狭いほど演算時間が短くでき、また、エリア外の移動体の影響を受けにくく、安定したＡＦ動作を実現できるので、撮影者の撮影意図に応じて、撮影者が自在に変更できることが望ましい。
【００３４】
図４はフォーカス操作部５の操作に応じて、５１の最大ＡＦ枠から５３の最小ＡＦ枠に変化するよう合焦エリア評価設定部４３が、合焦評価演算部４２に対して作用するよう設定した例である。図５はフォーカス操作部５の操作に応じて、６１のＡＦ枠から順に６７のＡＦ枠に移動するよう合焦評価エリア設定部４３が、合焦評価演算部４２に対して作用するよう設定した例である。なお、合焦評価エリア設定は本例に捉われることなく、ＡＦ枠の大きさや、その形状、選択時の移動方向などの変更が可能である。
【００３５】
モード選択部７３において、ＡＦモードにＡＦ１とＡＦ２の選択肢を設けているのは、第１の実施例と同様、初期位置をＭＦモードにしたときにリセットするか否かの違いである。例えば図４のＡＦ枠５２、図５のＡＦ枠６６を初期値としてＡＦ１からＭＦに移動したときのみ、初期化設定部４４が合焦評価エリア設定部４３に対して初期化制御を行い、ＡＦ枠が初期位置にリセットする。ＡＦ２からＭＦに移動した場合は、初期化設定部４４は初期化動作を行わないようにすることで最後に選択したＡＦ枠が保持される。
【００３６】
よって、本発明によれば、ＭＦ時にフォーカスレンズを移動させるマニュアル操作手段が、ＡＦ動作時には操作性の良いＡＦ枠の設定手段として転用されるので、合焦させたいエリア変更が自在にできる。
【実施例３】
【００３７】
本発明の第３の実施例によるレンズ駆動装置の動作について説明する。
【００３８】
図７はＡＦ選択時はフォーカス部を移動させる手動合焦操作手段を追跡型ＡＦのＡＦ対象物の選択手段として転用する場合の映像表示例である。
【００３９】
追跡型ＡＦの原理や構成については、本発明の主旨ではないので詳細は省略するが、例えば図７のような映像において、人の顔を検出するテンプレートを合焦評価演算部に備えて、テンプレートマッチングの手法により画面内の顔が存在するエリアを検出する。図７においては３人の顔を検出しており、８１、８２、８３の選択肢がある。被写界深度が浅い撮影設定の場合には、注目人物だけ合焦させ他をボカして追従することや、注目人物を移動させて映像表現に使うといった撮影を容易に行うことが可能になる。
【００４０】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  ズームレンズ鏡筒、２  レンズ駆動装置、３  撮像素子、４  画像信号処理部、
５  フォーカス操作部、６  ズーム操作部、７  フォーカスモード選択部、
２５，２８  フォーカスレンズ駆動ドライバー、２７  合焦評価演算部、
２９  ＡＦ速度設定部、３０  ＭＦ/ＡＦ切換部、４０  初期化設定部、
４３  合焦評価エリア設定部
【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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