(57)【要約】【課題】ズーム倍率に応じた、応答性と停止精度の両立を図った自動焦点調節機構を提供する。【解決手段】ズーム検出器１１１と、フォーカスレンズ１２０と、フォーカス機構１２１及びモータ１２２からなる構成と、被写体像のフォーカスが合った状態でのフォーカスレンズ１２０の位置を目標フォーカス位置として取得するレンズマイコン１３０と、ズーム検出器１１１での検出結果に応じて、停止前速度を設定するレンズマイコン１３０及び停止前速度テーブル１４２からなる構成と、を備える。フォーカス機構１２１及びモータ１２２からなる構成は、目標フォーカス位置近傍で駆動する際には、レンズマイコン１３０及び停止前速度テーブル１４２からなる構成で予め設定された停止前速度でフォーカスレンズ１２０を駆動する。【選択図】図１
2010085809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的にズーム倍率を可変できるズーム光学系と、
前記ズーム光学系におけるズーム倍率に関する情報を検出するズーム情報検出手段と、
被写体像のフォーカス状態を調整するためのフォーカス光学系と、
前記ズーム倍率に応じて異なる範囲で、前記フォーカス光学系を駆動するフォーカス駆動手段と、
前記被写体像のフォーカスが合った状態でのフォーカス光学系の位置を目標フォーカス位置として取得する目標フォーカス位置取得手段と、
前記ズーム情報検出手段での検出結果に応じて、停止前速度を設定する停止前速度設定手段と、を備え、
前記フォーカス駆動手段は、前記目標フォーカス位置近傍で駆動する際には、前記停止前速度設定手段で予め設定された停止前速度で前記フォーカス光学系を駆動する、
光学機器。
【請求項２】
前記フォーカス光学系の位置を検出するフォーカス位置検出手段と、
前記フォーカス光学系が前記目標フォーカス位置近傍で停止したときの前記フォーカス位置検出手段による検出結果と前記目標フォーカス位置との差異に応じて、前記停止前速度設定手段で設定すべき停止前速度を変更する停止前速度変更手段と、をさらに備える、
請求項１に記載の光学機器。
【請求項３】
前記停止前速度変更手段は、前記差異の複数個の組合せに基づいて、前記停止前速度設定手段で設定すべき停止前速度を変更する、
請求項２に記載の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズーム光学系とフォーカス光学系とを備える光学機器に関する。特に、ズーム倍率に応じてフォーカス駆動機構内の異なる範囲で駆動されるフォーカス光学系を有する光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動焦点調節機能を有した撮影機器において、ブレーキ開始時点から完全に停止するまでの行き過ぎ量を鑑み、駆動手段の駆動源（例えばモータ）の停止特性、駆動手段の構成（例えばギヤ比、伝達特性）、撮影光学系の負荷あるいは慣性等に応じた情報を用いて常に良好な状態での撮影を行うことが可能なレンズ鏡筒システムが提唱されている（例えば、特許文献１を参照のこと）。
【特許文献１】特開平６−１８７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のレンズ鏡筒では、毎回の駆動毎に最適な設定を施すものであって、例えば、本発明に示すように、ズーム倍率に応じてフォーカス駆動機構内の異なる範囲で駆動されるフォーカス光学系を有する光学機器においては、ズームの変動の影響を受けるので、ズーミングと自動焦点調節とを繰り返してして撮影を行うようなシチュエーションでは最適な駆動設定を行うことが困難である。
【０００４】
そこで、本発明は、ズームの変動の影響下にあっても精度良く、かつ、より迅速に合焦動作を行うことができる光学機器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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の光学機器は、光学的にズーム倍率を可変できるズーム光学系と、前記ズーム光学系におけるズーム倍率に関する情報を検出するズーム情報検出手段と、被写体像のフォーカス状態を調整するためのフォーカス光学系と、前記ズーム倍率に応じて異なる範囲で、前記フォーカス光学系を駆動するフォーカス駆動手段と、前記被写体像のフォーカスが合った状態でのフォーカス光学系の位置を目標フォーカス位置として取得する目標フォーカス位置取得手段と、前記ズーム情報検出手段での検出結果に応じて、停止前速度を設定する停止前速度設定手段と、を備え、前記フォーカス駆動手段は、前記目標フォーカス位置近傍で駆動する際には、前記停止前速度設定手段で予め設定された停止前速度で前記フォーカス光学系を駆動する。
【０００６】
また、前記フォーカス光学系の位置を検出するフォーカス位置検出手段と、前記フォーカス光学系が前記目標フォーカス位置近傍で停止したときの前記フォーカス位置検出手段による検出結果と前記目標フォーカス位置との差異に応じて、前記停止前速度設定手段で設定すべき停止前速度を変更する停止前速度変更手段と、をさらに備えるようにしてもよい。
【０００７】
さらに、前記停止前速度変更手段は、前記差異の複数個の組合せに基づいて、前記停止前速度設定手段で設定すべき停止前速度を変更するようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、本発明によれば、ズームポジションによってフォーカスレンズの駆動負荷や慣性の特性が変動する構成においても、ズームポジションに応じた停止前速度を設定することにより、ズーム変動の影響を低減でき、応答性と停止精度の両立を図った合焦を実現することが可能となる。また、経時変化及び使用環境の変動を受け難く、安定的に停止前速度を設定することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（実施の形態１）
１  構成
１−１  カメラシステムの構成
図１は、本発明の実施の形態１に係るデジタルカメラ１の構成を示すブロック図である。デジタルカメラ１は、交換レンズ１０とカメラボディ２０を含む。被写体からの光束は、カメラボディ２０に装着された交換レンズ１０、メインミラー２１０、サブミラー２１１を通って撮像素子２６０上に結像される。サブミラー２１１で反射された光束の一部はＡＦセンサ２２０に取り込まれ、合焦位置までの乖離量（以後、デフォーカス量と記す）をボディマイコン２３０に伝達する。
【００１０】
レリーズ釦２４０が押された際に、ボディマイコン２３０はＡＦセンサ２２０からデフォーカス量を取得し、そのデフォーカス量をボディ側接点２５０を介してレンズ側接点１５０に伝達する。レンズ側ではレンズ側接点１５０で受け取ったデフォーカス量はレンズマイコン１３０に伝達される。
【００１１】
ズームレンズ１１０は、光学系の光軸に沿って進退することにより、光学的にズーム倍率を可変する。
【００１２】
レンズマイコン１３０は変倍レンズ１１０の位置を検出するズーム検出器１１１からズーム位置に関する情報を受け取る。
【００１３】
レンズマイコン１３０は、ズーム位置の情報に基づいて、フォーカス駆動の停止前速度設定を行い、その設定をフラッシュメモリ１４０に格納する。レンズマイコン１３０は、停止前速度の決定後、カメラボディ２０から伝達されたデフォーカス量に相当する量だけモータ１２２に駆動の信号を発生し制御を行う。モータ１２２はフォーカス機構１２１を介してフォーカスレンズ１２０を光軸方向に移動させるものとする。また、フォーカス機構１２１にはモータ１２２の回転量を検出するための、パルス検出器１２３が取り付けられており、レンズマイコン１３０はパルス検出器１２３の情報を適時取り込むものとする。
【００１４】
フラッシュメモリ１４０にはフォーカス駆動の記録を記す停止誤差ログ１４１、停止前速度を表す停止前速度テーブル１４２、及び、現在の停止前速度設定を表す現設定速度ポインタ１４３から構成されている。
【００１５】
１−２  フォーカス駆動機構の構成
図２は、フォーカス駆動機構のカム溝の傾斜を示す図である。本発明の構成によると、フォーカスレンズ１２０の駆動範囲は、図２に示されるように、ズームの領域によって異なり、あるズーム位置では、カム溝の一部分を使って∞から最至近までの合焦を行うものとする。
【００１６】
一般的にカム溝の傾斜によってフォーカス駆動の負荷や慣性に関する特性が変化するため、本発明では、図２に示す様に、広角側（Ｗｉｄｅ）、中領域（Ｎｏｒｍａｌ）、望遠側（Ｔｅｌｅ）の３領域それぞれで、フォーカス駆動の停止前速度をそれぞれ、ＶＷ、ＶＮ，ＶＴとして設定している。勿論、フォーカスの駆動機構に応じて、３領域以上の領域で停止前速度を設定してもよい。
【００１７】
１−３  停止誤差ログの構成
図３は、フォーカスの停止精度を説明するための模式図である。
【００１８】
レンズマイコン１３０は、デフォーカス量に応じたフォーカスレンズの駆動量を算出し、モータ１２２に指令を発信する。この算出された駆動量を  ｉｎｐｕｔ＿ｐｕｌｓｅ  とする。
【００１９】
また、本発明ではフォーカス機構１２１に取り付けれられているパルス検出器１２３によって、実際にモータ１２０が回転した量を検出する。この量をｏｕｔｐｕｔ＿ｐｕｌｓｅとする。
【００２０】
図３で示す停止誤差とは、  ｉｎｐｕｔ＿ｐｕｌｓｅ  −  ｏｕｔｐｕｔ＿ｐｕｌｓｅ  に相当する。
【００２１】
一般的に、停止精度に関しては、許容錯乱円径によって合焦位置に関する許容範囲が算出され、この許容範囲を合焦スレッシュとする。それに対して、本発明では停止前速度の設定を行う為に、合焦スレッシュの内側にさらに安定スレッシュを設けることを特徴とする。
【００２２】
図４は停止誤差ログを示す模式図である。
【００２３】
本発明では、フォーカス駆動毎に停止誤差  ｉｎｐｕｔ＿ｐｕｌｓｅ  −  ｏｕｔｐｕｔ＿ｐｕｌｓｅをフラッシュメモリ１４０内へ記録する。一つのズーム領域で過去Ｎ回分の記録が記されており、この一連の記録を停止誤差ログと呼ぶ。本発明では、広角側（Ｗｉｄｅ）、中領域（Ｎｏｒｍａｌ）、望遠側（Ｔｅｌｅ）の３領域それぞれで、各停止誤差ログを有することを特徴とする。
【００２４】
１−４  フォーカス駆動速度の構成
図５は、フォーカスの駆動速度の一例を示す。図５に示されるように、本発明では停止精度を確保するために、停止直前にフォーカス駆動速度を低速にシフトしてから、フォーカスレンズ１２０を停止させる。停止前速度とは、この停止前にシフトさせたときの速度を示す。
【００２５】
停止前速度が低すぎると駆動時間が多くなり、逆に高すぎるとレンズの停止精度が悪くなるために、本発明では停止前速度をズーム域に応じて変更する。
【００２６】
１−５  停止前速度テーブルの構成
図６は停止前速度テーブルを示す。停止前速度テーブルとは、停止前速度を決定する為に設けられたテーブルであり、各ズーム領域によって異なる値をフラッシュメモリ１４０に格納している。本発明では、広角側（Ｗｉｄｅ）、中領域（Ｎｏｒｍａｌ）、望遠側（Ｔｅｌｅ）の３領域それぞれで、各停止前速度テーブルを有することを特徴とする。
【００２７】
また、本発明では、停止前速度の中のどの速度を現在の設定にしているのかを記録するために、現速度設定ポインタを有する。例えば、望遠側（Ｔｅｌｅ）で現速度テーブルがＶＴ１〜ＶＴｍまであるのに対して、現速度設定ポインタがＶＴ５を指す場合には、フォーカス駆動の停止前速度はＶＴ５が指すメモリ内の速度に設定するものとする。
【００２８】
２  動作
２−１  全体動作
図７は実施の形態１の動作シーケンスを示すフローチャートである。
【００２９】
ステップＳ１０では、カメラ本体２０の中のレリーズ釦２４０が押されるまで常に待機の状態となる。レリーズ釦２４０が押されたときには、ステップＳ２０に入り、カメラ本体２０から交換レンズ１０にデフォーカス量が伝達される。次にステップＳ３０では、レンズマイコン１３０は、ズーム検出器１１１からズーム位置の情報を取得する。更にステップＳ４０ではレンズマイコン１３０はステップＳ３０で取得したズーム位置情報に基づき、フラッシュメモリ１４０内の現設定速度ポインタ１４３を参照して停止前速度テーブル１４２から停止前速度を決定する。
【００３０】
続いて、ステップＳ５０ではレンズマイコン１３０は、デフォーカス量及び停止前速度の情報に基づいて駆動指令をモータ１２２に出力する。最後に、ステップＳ６０でフォーカス駆動の停止誤差を確認し、停止前速度の調整を行う。
【００３１】
２−２  停止前速度決定動作
図８は停止前速度決定のシーケンスを示すフローチャートである。
【００３２】
まず、ステップＳ４０１では、レンズマイコン１３０はズーム検出器１１１から得たズーム情報に近いポジションの停止前速度を読み出す。
【００３３】
続いてステップＳ４０２では、レンズマイコン１３０は内挿が必要であるかどうかの判断を行う。
【００３４】
ステップＳ４０２において内挿が必要な場合には、ステップＳ４０３に進み、読み出した二つの停止前速度から内挿計算によって停止前速度を決定する。
【００３５】
ステップＳ４０２において内挿が必要でない場合には、ステップＳ４０４に進み、読み出した値をそのまま停止前速度として設定する。
【００３６】
例えば、現在のズーム位置がＷｉｄｅとＮｏｒｍａｌの中間位置にある場合にはＶＷとＶＮから内挿計算を行って停止前速度を決定し、現在のズーム位置がＷｉｄｅにある場合には、ＶＷをそのまま停止前速度として設定することになる。
【００３７】
２−３  停止前速度調整動作
図９は、停止前速度調整のシーケンスを示すフローチャートである。
【００３８】
ステップＳ６０１では、まずフォーカス駆動の終了後に停止精度の確認を行う。続いてステップＳ６０２で、確認した停止精度が合焦スレッシュ内に収まっているか否かの判断を行う。
【００３９】
ステップＳ６０２において、停止精度が合焦スレッシュ内に収まっていない場合にはステップＳ６０８に進み、停止前速度決定に用いた現設定速度ポインタを停止前速度が一段ｄｏｗｎするように設定し直す。内挿処理で停止前速度を算出していた場合には、内挿に用いた二つの停止前速度の両方を一段ｄｏｗｎするように設定する。
【００４０】
ステップＳ６０２において、停止精度が合焦スレッシュ内に収まっている場合にはステップＳ６０３に進み、止前速度の決定において、内挿処理によるものか否かの判断を行う。ステップＳ６０３において、内挿処理があった場合には、そのまま処理を終了する。ステップＳ６０３において、内挿処理がなかった場合には、ステップＳ６０４に進み、フラッシュメモリ１４０内の停止誤差ログ１４１に停止誤差を記憶する。
【００４１】
次にステップＳ６０５では過去Ｎ回のログを検索し、Ｎ回分全ての駆動ログが図３に示す安定スレッシュ以内に収まっているか否かの判断を行う。ステップＳ６０５において、過去Ｎ回分のログが全て安定スレッシュに収まっていない場合には、そのまま処理を終了する。ステップＳ６０５において、過去Ｎ回分のログが全て安定スレッシュに収まっている場合には、図６に示す通り、該当するズーム位置での現設定速度ポインタを、停止前速度が一段ＵＰするように設定し直す。続いてステップＳ６０６に進み、該当するズーム位置での停止誤差の過去のログを全てクリアし、処理を終了する。
【００４２】
３  実施の形態１のまとめ
以上、説明したように、本実施の形態で示す光学機器は、ズームレンズ１１０におけるズーム倍率に関する情報を検出するズーム検出器１１１と、被写体像のフォーカス状態を調整するためのフォーカスレンズ１２０と、ズーム倍率に応じて異なる範囲で、フォーカスレンズ１２０を駆動するフォーカス機構１２１及びモータ１２２からなる構成と、被写体像のフォーカスが合った状態でのフォーカスレンズ１２０の位置を目標フォーカス位置として取得するレンズマイコン１３０と、ズーム検出器１１１での検出結果に応じて、停止前速度を設定するレンズマイコン１３０及び停止前速度テーブル１４２からなる構成と、を備え、フォーカス機構１２１及びモータ１２２からなる構成は、目標フォーカス位置近傍で駆動する際には、レンズマイコン１３０及び停止前速度テーブル１４２からなる構成で予め設定された停止前速度でフォーカスレンズ１２０を駆動する。
【００４３】
これにより、本実施の形態の光学機器は、光学機器ズーム情報に応じたフォーカス駆動情報を利用するため、広いズーム範囲において、それぞれの領域に適した駆動速度の設定を可能にできる。
【００４４】
また、本実施の形態では、ズーム情報に関するメモリを広角側（Ｗｉｄｅ）、中領域（Ｎｏｒｍａｌ）、望遠側（Ｔｅｌｅ）の３ポジションに分けることを特徴としたため、それぞれのポジションの中間域に関しては内挿処理を施したが、勿論、ズーム情報に関するメモリを増やして内挿を行わないようにしても構わない。
【００４５】
また、本実施の形態に加えて、姿勢や環境の情報に関しても検出手段を搭載することによって、ズーム情報に加えて停止前速度の算出に利用可能なことは言うまでもない。
【００４６】
以上、説明したように、本発明によれば、ズームポジションによってフォーカスレンズの駆動負荷や慣性の特性が変動する構成においても、常に適切な停止前速度を設定することにより、ズーム変動の影響を受けず、応答性と停止精度の両立を図った合焦を実現することが可能となる。また、経時変化及び使用環境の変動にかかわりなく、常に最適な停止前速度を設定することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、ズーム倍率を変更可能な光学機器に適用可能であり、例えば、デジタルスチルカメラ、ムービー、カメラ機能付き携帯電話端末等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態にかかるカメラの構成を示すブロック図
【図２】本発明のフォーカス駆動領域を説明するための模式図
【図３】停止精度を説明するための模式図
【図４】停止誤差ログを説明するための模式図
【図５】停止前速度を説明するための模式図
【図６】停止前速度テーブル及び現設定速度ポインタを説明するための模式図
【図７】本発明によるフォーカス駆動方式を説明するためのフローチャート
【図８】停止前速度算出を説明するためのフローチャート
【図９】停止前速度調整を説明するためのフローチャート
【符号の説明】
【００４９】
１    デジタルスチルカメラ
１０    交換レンズ
２０    カメラボディ
１１０    ズームレンズ
１１１    ズーム検出器
１２０    フォーカスレンズ
１２１    フォーカス機構
１２２    モータ
１２３    パルス検出器
１３０    レンズマイコン
１４０    フラッシュメモリ
１５０    レンズ側接点
２１０    メインミラー
２１１    サブミラー
２２０    ＡＦセンサー
２３０    ボディマイコン
２４０    レリーズ釦
２５０    ボディ側接点
２６０    撮像素子
【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】
2010085809.tif 000008
【図７】
2010085809.tif 000009
【図８】
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【図９】
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