(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動における機械的なヒステリシスを有する絞りと、
該絞りを駆動する駆動部と、
撮像される被写体像が適正な露出状態となる目標絞り値となる前記絞りの停止位置であって、前記絞りを開く方向に駆動する場合と閉じる方向に駆動する場合とで異なる停止位置を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された前記絞りの停止位置まで前記駆動部の駆動を制御する制御手段と、を備える撮像装置であって、
前記制御手段は、
前記絞りの停止位置までの駆動量が前記機械的なヒステリシスに基づいて決定された予め定められた駆動量より小さく、かつ前回に駆動した方向が前記停止位置に向かう方向と異なる場合に、前記絞りを前記停止位置に向かう方向とは逆の方向に駆動させた後に前記停止位置まで駆動させ、
前記絞りの停止位置までの駆動量が前記予め定められた駆動量より大きく、かつ前回に駆動した方向が前記停止位置に向かう方向と同一である場合に、前記絞りを前記停止位置に向かう方向に駆動させるように前記駆動部を制御する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記絞りの停止位置までの駆動量が前記予め定められた駆動量より小さく、かつ前回に駆動した方向が前記停止位置に向かう方向と異なる場合に、前記停止位置に向かう方向における前記停止位置までの駆動量が前記予め定められた駆動量となるように、前記絞りを前記逆の方向に前記予め定められた駆動量と前記絞りの停止位置までの駆動量との差分の駆動量で駆動させた後に、前記機械的なヒステリシスの影響を受けずに前記停止位置まで駆動可能な位置に前記絞りを駆動させるように前記駆動部を制御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】
前記制御手段は、前記停止位置に向かう方向が前回に駆動した方向と同一の場合、前記絞りを前記停止位置に向かう方向に駆動させるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
駆動における機械的なヒステリシスを有する絞りを駆動する駆動部と、
撮像される被写体像が適正な露出状態となる目標絞り値となる前記絞りの停止位置であって、前記絞りを開く方向に駆動する場合と閉じる方向に駆動する場合とで異なる停止位置の情報を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された情報により示される前記絞りの停止位置まで前記駆動部の駆動を制御する制御手段と、を備える駆動制御装置であって、
前記制御手段は、
前記絞りの停止位置までの駆動量が前記機械的なヒステリシスに基づいて決定された予め定められた駆動量より小さく、かつ前回に駆動した方向が前記停止位置に向かう方向と異なる場合に、前記絞りを前記停止位置に向かう方向とは逆の方向に駆動させた後に前記停止位置まで駆動させ、
前記絞りの停止位置までの駆動量が前記予め定められた駆動量より大きく、かつ前回に駆動した方向が前記停止位置に向かう方向と同一である場合に、前記絞りを前記停止位置に向かう方向に駆動させるように前記駆動部を制御する
ことを特徴とする駆動制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記絞りの停止位置までの駆動量が前記予め定められた駆動量より小さく、かつ前回に駆動した方向が前記停止位置に向かう方向と異なる場合に、前記停止位置に向かう方向における前記停止位置までの駆動量が前記予め定められた駆動量となるように、前記絞りを前記逆の方向に前記予め定められた駆動量と前記絞りの停止位置までの駆動量との差分の駆動量で駆動させた後に、前記機械的なヒステリシスの影響を受けずに前記停止位置まで駆動可能な位置に前記絞りを駆動させるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項４に記載の駆動制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記停止位置に向かう方向が前回に駆動した方向と同一の場合、前記絞りを前記停止位置に向かう方向に駆動させるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項４または５に記載の駆動制御装置。
【請求項７】
駆動における機械的なヒステリシスを有する絞りと、該絞りを駆動する駆動部と、を備える撮像装置の制御方法であって、
決定手段が、撮像される被写体像が適正な露出状態となる目標絞り値となる前記絞りの停止位置であって、前記絞りを開く方向に駆動する場合と閉じる方向に駆動する場合とで異なる停止位置を決定する決定工程と、
制御手段が、前記決定工程において決定された前記絞りの停止位置まで前記駆動部の駆動を制御する制御工程を備え、
前記制御手段は前記制御工程において、
前記絞りの停止位置までの駆動量が前記機械的なヒステリシスに基づいて決定された予め定められた駆動量より小さく、かつ前回に駆動した方向が前記停止位置に向かう方向と異なる場合に、前記絞りを前記停止位置に向かう方向とは逆の方向に駆動させた後に前記停止位置まで駆動させ、
前記絞りの停止位置までの駆動量が前記予め定められた駆動量より大きくかつ前回に駆動した方向が前記停止位置に向かう方向と同一である場合に、前記絞りを前記停止位置に向かう方向に駆動させるように前記駆動部を制御する
ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項８】
駆動における機械的なヒステリシスを有する絞りを駆動する駆動部を備える駆動制御装置の制御方法であって、
取得手段が、前記絞りが目標絞り値となるように決定された前記駆動部の停止位置であって、前記絞りを開く方向に駆動する場合と閉じる方向に駆動する場合とで異なる停止位置の情報を取得する取得工程と、
制御手段が、前記取得工程において取得された情報により示される前記絞りの停止位置まで前記駆動部の駆動を制御する制御工程を備え、
前記制御手段は前記制御工程において、
前記絞りの停止位置までの駆動量が前記機械的なヒステリシスに基づいて決定された予め定められた駆動量より小さく、かつ前回に駆動した方向が前記停止位置に向かう方向と異なる場合に、前記絞りを前記停止位置に向かう方向とは逆の方向に駆動させた後に前記停止位置まで駆動させ、
前記絞りの停止位置までの駆動量が前記予め定められた駆動量より大きく、かつ前回に駆動した方向が前記停止位置に向かう方向と同一である場合に、前記絞りを前記停止位置に向かう方向に駆動させるように前記駆動部を制御する
ことを特徴とする駆動制御装置の制御方法。
【請求項９】
コンピュータを請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１０】
コンピュータを請求項４乃至６のいずれか１項に記載の駆動制御装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動における機械的なヒステリシスを有する絞りを駆動制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、デジタルカメラ等の撮像装置は、絞り機構を供え、絞り機構の開口量を制御することにより、撮像時の被写界深度の調整、及び露出制御が可能である。このような絞り機構の多くは、羽式の虹彩絞りが多く採用されており、駆動手段を用いて虹彩絞りの開口を開放状態から小絞り状態と、小絞り状態から開放状態に駆動させることが可能である。このような虹彩絞りでは、その機械的な形状の影響から、駆動において機械的なヒステリシスが存在することがある。このため、所望の光量を得るための絞り値になるように虹彩絞りを駆動させる場合、駆動方向によって虹彩絞りの停止位置が異なる。また、特に駆動方向を反転させる必要がある場合、反転させて駆動させる駆動量がヒステリシスの大きさよりも小さいときは、虹彩絞りは駆動されず、開口量が変化しない問題があった。
【０００３】
従来、機械的なヒステリシスを有する絞りを駆動させる撮像装置において、ヒステリシスの影響をなくすためには、目標の停止位置に対して常に同一の駆動方向から停止させるように駆動手段を制御する、所謂「片寄せ駆動」を用いる技術が知られている。即ち、一つの駆動方向から目標停止位置まで駆動させることにより、所望の絞り値に対して駆動手段の停止位置を一対一に結びつけることが可能であり、露出制御の精度が向上する。
【０００４】
しかしながら、例えば虹彩絞りを開く方向に駆動することで片寄せを行う場合、目標の停止位置までの駆動方向が閉じる方向であるときは、まず閉じる方向に目標の停止位置を越えて駆動させる。その後、開く方向に駆動させて目標の停止位置に虹彩絞りを停止させることになる。即ち、絞り機構を適正な絞り値に設定するために、撮像時のレリーズタイムラグが大きくなってしまう問題があった。
【０００５】
また、撮像時の露出制御は被写体の撮像環境（明るさ、光源位置等）によっても、測定から制御に至るまでの時間が変化するため、ユーザの撮像指示から実際の撮像まで、レリーズタイムラグが生じる。特許文献１及び２は、このようなレリーズタイムラグを短縮しつつ、露出制御の精度を向上させる技術について開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３１９２５１号公報
【特許文献２】特開２００３−２０４４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び２のように、機械的なヒステリシスの影響を考慮しない場合、適正な露出が得られない可能性がある。
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、絞りの駆動時間を短縮しつつ、適正な露出制御を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の目的を達成するために、本発明の撮像装置は、以下の構成を備える。
駆動における機械的なヒステリシスを有する絞りと、該絞りを駆動する駆動部と、撮像される被写体像が適正な露出状態となる目標絞り値となる絞りの停止位置であって、絞りを開く方向に駆動する場合と閉じる方向に駆動する場合とで異なる停止位置を決定する決定手段と、決定手段により決定された絞りの停止位置まで駆動部の駆動を制御する制御手段と、を備える撮像レンズを用いる撮像装置であって、制御手段は、絞りの停止位置までの駆動量が、機械的なヒステリシスに基づいて決定された予め定められた駆動量より小さく、かつ前回に駆動した方向が停止位置に向かう方向と異なる場合に、絞りを停止位置に向かう方向とは逆の方向に駆動させた後に停止位置まで駆動させ、絞りの停止位置までの駆動量が予め定められた駆動量より大きく、かつ前回に駆動した方向が停止位置に向かう方向と同一である場合に、絞りを停止位置に向かう方向に駆動するように駆動部を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
このような構成により本発明によれば、絞りの駆動時間を短縮しつつ、適正な露出制御を行うことを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係るデジタルカメラの機能構成を示すブロック図。
【図２】実施形態に係る停止位置テーブルの一例を示す図。
【図３】実施形態の停止位置決定処理のフローチャート。
【図４】実施形態の絞り駆動処理のフローチャート。
【図５】実施形態に係る駆動制御を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する一実施形態は、撮像装置の一例としての、機械的なヒステリシスを有する絞りを駆動して光量を調整可能なデジタルカメラに、本発明を適用した例を説明する。しかし、本発明は、機械的なヒステリシスを有する絞りを駆動制御することが可能な任意の機器に適用可能である。また、本明細書において、「ヒステリシス量」とは絞りの駆動において、機械的なヒステリシスの影響を受けると判断する、予め定められた駆動量である。即ち、絞りの駆動方向が逆転した際に、絞りを駆動するモータ等が駆動しても、絞りの開口量が変化しない駆動量（遊び）を指す。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１００の機能構成を示すブロック図である。
制御部１１１は、例えばＣＰＵであり、不揮発性メモリ１１２に記憶されたデジタルカメラ１００の各ブロックの動作プログラムを読み込み、不図示のＲＡＭに展開して実行することにより、デジタルカメラ１００の各ブロックの動作を制御する。不揮発性メモリ１１２は、書き換え可能な記憶領域であり、デジタルカメラ１００の動作プログラムに加え、例えば各ブロックの動作に必要なパラメータ等を記憶している。なお、本実施形態において不揮発性メモリ１１２は、後述する絞り駆動部１０４によって目標絞り値に絞り１０３を駆動する際の、開く方向及び閉じる方向における絞り駆動部１０４の停止位置の指標となる停止位置テーブルを記憶する。図２は、停止位置テーブルの例であり、目標絞り値に対して、開く方向及び閉じる方向のそれぞれについて、予め設定された停止位置の情報が記憶されている。なお、本実施形態では停止位置の情報は、予め各目標絞り値について設定された停止位置の値を用いるが、本発明の実施はこれに限定されず、例えば予め用意された関数より算出する方法で取得しても構わない。
【００１３】
光学系１０１は、撮像レンズやフォーカスレンズからなる、デジタルカメラ１００が備える撮像レンズ群であり、レンズ駆動部１０２によって光軸上を移動することにより、光学像を後述する撮像部１０５に結像する。絞り１０３は、複数枚の遮光板で構成され、中心部の開口量を変更することが可能な、機械的なヒステリシスを有する光学装置であり、絞り駆動部１０４によって開口量を制御する。レンズ駆動部１０２及び絞り駆動部１０４は、例えばＤＣモータやステッピングモータ等の動力装置であり、ＡＦ（オートフォーカス）処理及びＡＥ（オートイクスポージャ）処理において駆動する。
【００１４】
撮像部１０５は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子であり、光学系１０１によって結像された光学像を光電変換し、アナログ画像信号をＡ／Ｄ変換部１０６に出力する。Ａ／Ｄ変換部１０６は入力されたアナログ画像信号に対し、ゲイン調整を行った後、Ａ／Ｄ変換処理を適用し、得られたデジタル画像データを出力する。画像処理部１０７は、Ａ／Ｄ変換部１０６が出力した画像データに対して、後述する記録媒体１１０に記録された画像データに対し、階調変換、ホワイトバランス補正、γ処理、電子ズームなどの各種画像処理を行う。また、画像処理部１０７は各種画像処理が適用された画像データ、及び後述する記録媒体１１０に記録されている画像データに対して、Ｄ／Ａ変換処理を適用し、アナログ画像信号をＬＣＤ１０８に出力する。ＬＣＤ１０８は、デジタルカメラ１００が備える小型の表示装置であり、入力されたアナログ画像信号を表示する。なお、ＬＣＤ１０８は、撮像部１０５が出力したアナログ画像信号をスルー表示することにより、電子ビューファインダとして機能する。
【００１５】
圧縮伸長部１０９は、画像処理部１０７から出力された、各種画像処理が適用された画像データに対して、例えば不揮発性メモリ１１２に記憶されている、記録する画像データの圧縮フォーマットの情報に基づき、所定の圧縮フォーマットで圧縮処理を適用する。そして圧縮伸長部１０９は、得られた画像データを記録媒体１１０に出力する。記録媒体１１０は、例えばデジタルカメラ１００が備える内蔵メモリや、デジタルカメラ１００に着脱可能に装着される、メモリカードやＨＤＤ等の記録装置であり、圧縮伸長部１０９から入力された画像データが記録される。操作部１１３は、例えばレリーズボタンや電源ボタン等の、ユーザからデジタルカメラ１００への入力インタフェースであり、ユーザによって各操作部材が操作された際に、操作の内容を表す情報を制御部１１１に伝送する。
【００１６】
（停止位置決定処理）
このような構成をもつ本実施形態のデジタルカメラ１００の、停止位置決定処理について、図３のフローチャートをさらに用いて説明する。なお、本停止位置決定処理は、デジタルカメラ１００が撮像モードで電源投入されてＬＣＤ１０８へのスルー表示が開始されている状態で行われる、ＡＥ処理において絞り駆動部１０４の目標停止位置を決定するために実行される処理である。
【００１７】
まず制御部１１１は、撮像部１０５が出力したアナログ画像信号から、撮像される被写体像の明るさを測光し、適正な露出状態であるか否かを判断する。得られた測光値が、適正な露出状態の測光値ではないと判断した場合、制御部１１１は、被写体像が適正な露出状態の測光値となるような、絞り１０３の目標絞り値を決定する（Ｓ３０１）。なお、得られた測光値で適正な露出であると判断された場合は、制御部１１１は停止位置決定処理を中断し、ＡＥ処理を行わなくてよい。
【００１８】
Ｓ３０２で、制御部１１１は例えばＲＡＭに記憶されている、現在の絞り１０３の絞り値の情報を取得する。なお、現在の絞り値の情報は、ＲＡＭから取得してもよいし、例えば絞り駆動部１０４から現在の停止位置の情報を取得する等して、現在の絞り値を算出してもよい。
【００１９】
Ｓ３０３で、制御部１１１は決定した目標絞り値と、現在の絞り値の情報から、絞り１０３を駆動する方向が、開く方向（開放側に移動）及び閉じる方向（小絞り側に移動）のいずれであるかを判定する。例えば、目標絞り値がＦ２．８で、現在の絞り値がＦ８．０である場合、駆動する方向は開く方向と判定される。そしてＳ３０４で制御部１１１は、絞り１０３を駆動する方向が開く方向である場合は処理をＳ３０５に移し、閉じる方向である場合は処理をＳ３０６に移す。なお、現在の絞り値と目標絞り値とが同一である場合は、絞りを駆動させる必要はないため、制御部１１１は駆動方向の判定を行わず、ＡＥ処理を完了して構わない。
【００２０】
Ｓ３０５で、制御部１１１は、開く方向の停止位置テーブルから目標絞り値の絞り駆動部１０４の停止位置を決定し、停止位置決定処理を終了する。また同様に、Ｓ３０６で、制御部１１１は、閉じる方向の停止位置テーブルから目標絞り値の絞り駆動部１０４の停止位置を決定し、停止位置決定処理を終了する。
【００２１】
（絞り駆動処理）
次に、本実施形態のデジタルカメラ１００の、絞り駆動処理について、図４のフローチャートをさらに用いて説明する。なお、本絞り駆動処理は、デジタルカメラ１００が撮像モードで電源投入されてＬＣＤ１０８へのスルー表示が開始されている状態で行われる、ＡＥ処理において絞り１０３を駆動させる処理である。
【００２２】
Ｓ４０１で、制御部１１１は停止位置決定処理を行い、絞り１０３が目標絞り値となるような、最終的な絞り駆動部１０４の停止位置である目標停止位置を決定する。そしてＳ４０２で、制御部１１１は現在の絞り駆動部１０４の停止位置から目標停止位置までの、絞り駆動部１０４の駆動量が所定値であるヒステリシス量よりも大きいかを判断する。現在の絞り駆動部１０４の停止位置の情報は、例えばＲＡＭに記憶された前回の駆動時の停止位置の情報を取得してもよいし、絞り駆動部１０４から取得してもよい。そして制御部１１１は、目標停止位置までの駆動量がヒステリシス量以上である場合は処理をＳ４０６に移し、ヒステリシス量未満である場合は処理をＳ４０３に移す。
【００２３】
Ｓ４０３で、制御部１１１は絞り駆動部１０４が、前回駆動した方向の情報を取得する。即ち、現在の停止位置に停止する際に、絞り駆動部１０４が絞り１０３を駆動した方向の情報を取得する。前回駆動した方向の情報は、例えば絞り駆動部１０４が駆動した際にＲＡＭに記憶され、次の駆動時にＲＡＭから取得すればよい。そしてＳ４０４で、制御部１１１はＳ４０１の停止位置決定処理で判定した今回の目標停止位置への駆動方向と、前回の駆動方向とが一致するか否かを判断する。制御部１１１は、今回の目標停止位置への駆動方向と、前回の駆動方向とが一致する場合は処理をＳ４０６に移し、一致しない場合は処理をＳ４０５に移す。
【００２４】
Ｓ４０５で、制御部１１１は、今回の目標停止位置への駆動方向とは逆の方向に、即ち前回の駆動方向に絞り駆動部１０４を駆動させる。具体的には、制御部１１１は絞り駆動部１０４に、目標停止位置とは逆の方向の停止位置までの駆動量の情報を伝送し、絞り駆動部１０４に絞り１０３を駆動させる。このとき伝送する目標停止位置とは逆の方向の停止位置までの駆動量ΔＸは、次のようにして決定する。
ΔＸ  ＝  （ヒステリシス量）  −  （目標停止位置までの駆動量の絶対値）
このように決定した駆動量ΔＸを用いて目標停止位置とは逆の方向に駆動させた後に、目標停止位置の方向に駆動させて機械的なヒステリシスの影響を受けずに目標停止位置まで駆動可能な直近の停止位置まで駆動させることで、絞り駆動部１０４の停止位置から目標停止位置までの駆動量はヒステリシス量分となる。即ち、前回の駆動方向と今回の目標停止位置への駆動方向とが異なる場合であっても、最小の駆動量で機械的なヒステリシスの影響を受けずに目標停止位置へと駆動させることが可能になる。
【００２５】
Ｓ４０６で、制御部１１１は絞り駆動部１０４に、目標停止位置までの駆動量の情報を伝送し、絞り駆動部１０４に絞り１０３を駆動させて、絞り駆動処理を完了する。なお、Ｓ４０４で、今回の目標停止位置への駆動方向と、前回の駆動方向とが異なる場合のみ、Ｓ４０２で決定した目標停止位置までの駆動量ではなく、ヒステリシス量を駆動量として用いる。
【００２６】
このようにすることで、デジタルカメラ１００の制御部１１１は、目標停止位置までの駆動量及び駆動方向の情報によって、絞り駆動部１０４の駆動挙動を制御し、絞り１０３を適正な絞り値に確実に設定することが可能である。
具体的には図５（ａ）のように、目標停止位置までの絞り駆動部１０４の駆動量がヒステリシス量より大きい場合は、駆動方向によらず算出された駆動量を用いて絞り駆動部１０４を駆動させることにより、絞り１０３を目標絞り値とすることが可能である。
また、図５（ｂ）のように、目標停止位置までの絞り駆動部１０４の駆動量がヒステリシス量より小さいが、駆動方向が前回の駆動方向と同一である場合は、機械的なヒステリシスの影響を受けない。このため、駆動方向によらず算出された駆動量を用いて絞り駆動部１０４を駆動させることにより、絞り１０３を目標絞り値とすることが可能である。
また、図５（ｃ）のように、目標停止位置までの絞り駆動部１０４の駆動量がヒステリシス量より小さく、駆動方向が前回の駆動方向と異なる場合は、以下のような問題がある。即ち、機械的なヒステリシスの影響を受けるため、算出された駆動量を用いて絞り駆動部１０４を駆動させても、絞り１０３を目標絞り値にすることはできない。このため、まず駆動方向と逆の方向に駆動させた後に駆動方向に駆動させて、機械的なヒステリシスの影響を受けずに目標停止位置まで駆動可能な直近の停止位置まで絞り駆動部１０４を駆動させる。そして、ヒステリシス量を用いて目標停止位置の駆動方向に絞り駆動部１０４を駆動させることにより、絞り１０３を目標絞り値とすることが可能である。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態の駆動における機械的なヒステリシスを有する絞りを駆動して露出制御可能な撮像装置は、絞りを適正な絞り値に確実に設定可能である。具体的には、撮像装置は、設定された目標絞り値に対して、絞りを開く方向に駆動する場合と閉じる方向に駆動する場合のそれぞれで、絞りが目標絞り値となるような駆動手段の停止位置を決定する。そして停止位置までの駆動量と、機械的なヒステリシスの影響を受けると判断する、予め定められた駆動量とを比較する。停止位置までの駆動量が予め定められた駆動量より大きい場合は、停止位置までの駆動量を用いて、絞りを停止位置に向かう一方向にのみ駆動させる。
これにより撮像装置は、最小の駆動量で、絞りを適正な絞り値に確実に設定することが可能であるため、撮像時の露出調整に係るレリーズタイムラグを短くし、かつ適正な露出での撮像結果を得ることが可能である。
【００２８】
（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【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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