(57)【要約】      （修正有）【課題】マニュアルフォーカスにおいて、フォーカスレンズを合焦する方向と逆方向に動かす操作をしてしまうミスを防止することができる光学装置を提供する。【解決手段】フォーカスレンズを駆動する駆動手段と、撮影者が操作するフォーカス操作部材と、フォーカス操作部材の操作状態を検出可能なフォーカス操作検出手段と、フォーカス操作検出手段の検出結果に基づき駆動手段に駆動信号を発生する制御手段と、フォーカスレンズの焦点状態を検出する焦点状態検出手段と、焦点状態検出手段の検出結果に基づきフォーカスレンズを駆動する方向を判別する駆動方向判別手段とを有し、制御手段はフォーカス操作検出手段によるフォーカス操作部材の操作量と操作方向の検出結果に基づき駆動する第１の制御モードと、フォーカス操作検出手段によるフォーカス操作部材の操作量の検出結果と駆動方向判別手段による方向判別結果に基づき駆動する第２の制御モードを有する。【選択図】図２
2015114512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズと、該フォーカスレンズを駆動する駆動手段と、撮影者が操作するフォーカス操作部材と、該フォーカス操作部材の操作状態を検出可能なフォーカス操作検出手段と、該フォーカス操作検出手段の検出結果に基づき前記駆動手段に駆動信号を発生する制御手段と、前記フォーカスレンズの焦点状態を検出する焦点状態検出手段と、該焦点状態検出手段の検出結果に基づき前記フォーカスレンズを駆動する方向を判別する駆動方向判別手段とを備えた光学装置において、
前記制御手段は
前記フォーカス操作検出手段による前記フォーカス操作部材の操作量と操作方向の検出結果に基づき前記駆動手段に駆動信号を発生する第１の制御モードと、
前記フォーカス操作検出手段による前記フォーカス操作部材の操作量の検出結果と前記駆動方向判別手段による方向判別結果に基づき前記駆動手段に駆動信号を発生する第２の制御モードと、
を有することを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記フォーカス操作部材は少なくとも２つの操作方向を有し、前記第２の制御モードでは、前記フォーカス操作部材の操作方向によらず、前記駆動方向判別手段による方向判別結果に基づき前記フォーカスレンズを駆動する方向を決定することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記第２の制御モードにおいて、前記フォーカス操作部材の操作中に操作方向を反転させた場合には、前記フォーカス操作部材の操作量と前記駆動方向判別手段による方向判別結果の逆方向に前記フォーカスレンズを駆動する駆動信号を発生することを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記第２の制御モードにおいて、前記駆動方向判別手段が駆動方向を判別できない場合には、判別できないことを操作者に通知することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項５】
前記第２の制御モードにおいて、前記駆動方向判別手段が駆動方向を判別できない場合には、前記駆動方向判別手段が駆動方向を判別できるまで前記フォーカスレンズを駆動することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラやデジタルビデオ等のレンズ鏡筒の駆動制御を行う光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ピント合わせの速度を自在に調節する目的から撮影者がフォーカス操作部材を手動で操作することでフォーカスレンズを駆動し、被写体に焦点を合わせる撮影手法（以下マニュアルフォーカス）がある。
【０００３】
特許文献１では、被写体に合焦するための方向に対するフォーカス操作部材の操作方向を間違えて操作した場合に警告表示を行う技術の開示がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２９８９５６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、一発勝負の撮影現場などではマニュアルフォーカスにおいてフォーカスレンズを合焦方向と逆方向に動かしてしまうこと自体、重大なミスとなる。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、マニュアルフォーカス時、フォーカス操作部材の操作方向によらず、合焦する方向へフォーカスレンズを駆動する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する為の、本発明の光学装置は以下の構成を備える。すなわち、フォーカスレンズと、フォーカスレンズを駆動する駆動手段と、撮影者が操作するフォーカス操作部材と、フォーカス操作部材の操作状態を検出可能なフォーカス操作検出手段と、フォーカス操作検出手段の検出結果に基づき前記駆動手段に駆動信号を発生する制御手段と、フォーカスレンズの焦点状態を検出する焦点状態検出手段と、焦点状態検出手段の検出結果に基づきフォーカスレンズを駆動する方向を判別する駆動方向判別手段とで光学装置を構成し、制御手段はフォーカス操作検出手段によるフォーカス操作部材の操作量と操作方向の検出結果に基づき駆動手段に駆動信号を発生する第１の制御モードと、フォーカス操作検出手段によるフォーカス操作部材の操作量の検出結果と駆動方向判別手段による方向判別結果に基づき駆動手段に駆動信号を発生する第２の制御モードを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、マニュアルフォーカス時、フォーカス操作部材の操作方向によらず、合焦する方向へフォーカスレンズを駆動する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態における光学装置図
【図２】本発明の第１実施形態フローチャート
【図３】本発明の第１実施形態の動作を説明する図
【図４】本発明の第２実施形態フローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１実施形態］
図１〜図３は本発明の第１実施形態を説明する図であり、図１は本発明の光学装置を示す中央断面図である。
【００１１】
図１において１１は撮影光軸、１２は撮影光学系、１２ａは撮影光学系１２の中で焦点調節に用いられるフォーカスレンズ、１２ｂはフォーカスレンズ１２ａを撮影光軸１１に沿って駆動させるモーターで、本実施形態によるところの駆動手段である。１３はカメラ本体、１４は撮影光学系を保持する鏡筒であり、カメラ本体１３と鏡筒１４が本発明の光学装置となる。本実施形態においてカメラ本体１３と鏡筒１４は一体型となっているが、本発明は鏡筒１４がカメラ本体１３と着脱可能なレンズ交換式の光学装置においても適用し得る。１５はカメラ本体１３に設けられ、撮影光学系１２からの被写体光束が結像する撮像素子である。
【００１２】
１４ａは鏡筒１４に設けられたフォーカス操作部材であり、本実施形態においては撮影光軸１１を回転中心として双方向に回転操作可能なリング部材で構成されている。１４ｂはフォーカス操作部材１４ａの操作状態を検出するフォーカス操作検出手段である。１４ｃはフォーカス操作検出手段１４ｂの検出結果に基づいてモーター１２ｂを介してフォーカスレンズ１２ａを駆動制御する制御手段である。
【００１３】
１６は撮像素子１５の信号から焦点状態を検出する焦点状態検出手段である。１７はミラーであり、１８はシャッターである。焦点状態検出手段１６が焦点状態を検出する際にはミラー１７は撮影光束外に退避し、シャッター１８が開口することで撮像素子１５に被写体側から入射された光が到達する。
【００１４】
本実施例では焦点状態検出手段１６としては異なる瞳から入射された光束間の位相差信号を用いた位相差方式の焦点状態検出技術を採用している。なお、焦点状態検出技術はコントラスト方式でもよい。
【００１５】
１９は焦点状態検出手段１６の検出結果に基づいて制御手段１４ｃ、モーター１２ｂを介してフォーカスレンズ１２ａを駆動制御する焦点調節手段である。１１０はフォーカスレンズ１２ａの位置を検出するフォーカスレンズ位置検出手段である。
【００１６】
１１１は第１の制御モードと第２の制御モードを切り替えるモード設定手段であり、１１２は焦点状態検出手段１６の検出結果に基づいて被写体に合焦させる方向にフォーカスレンズ１２ａを駆動するための駆動方向を判別する駆動方向判別手段である。
【００１７】
１１３は液晶モニターなどで構成される表示部であり、撮影画像の表示やフォーカスレンズ位置検出手段１１０のフォーカスレンズ位置情報を表示する。
【００１８】
第１の制御モードにおいて、制御手段１４ｃはフォーカス操作検出手段１４ｂによるフォーカス操作部材１４ａの操作量と操作方向の検出結果に基づきモーター１２ｂを介してフォーカスレンズ１２ａを駆動する。即ち、通常のマニュアルフォーカスモードである。
【００１９】
第２の制御モードにおいて、フォーカス操作部材１４ａの操作を行うと、焦点状態検出手段１６は焦点状態を検出する。この検出結果に基づき駆動方向判別手段１１２はフォーカスレンズ１２ａの駆動方向を判別する。本実施例では位相差方式の焦点状態検出手段１６を採用しているためデフォーカス量と方向を判別できる。なお、フォーカスレンズを微小振幅で前後に駆動しながらコントラスト評価値を取得するウォブリングによる焦点検出でも代用できる。
【００２０】
駆動方向判別手段１１２はフォーカス操作部材１４ａの操作を行う前後で焦点状態検出手段１６が検出したデフォーカス量を比較し、その極性から合焦のための駆動方向を判別する。
【００２１】
制御手段１４ｃはフォーカス操作検出手段１４ｂによるフォーカス操作部材１４ａの操作量の検出結果と駆動方向判別手段１１２の方向判別結果に基づきモーター１２ｂを介してフォーカスレンズ１２ａを駆動する。
【００２２】
より具体的には、第２の制御モードにおいては操作者がフォーカス操作部材１４ａをいずれの方向に操作しても制御手段１４ｃは駆動方向判別手段１１２によって判別された方向にモーター１２ｂを介してフォーカスレンズ１２ａを駆動する。
【００２３】
即ちフォーカスレンズ１２ａの駆動方向は自動的に設定され、フォーカスレンズ１２ａの送り速度のみ撮影者の操作により設定可能になっている。
【００２４】
ここで、駆動方向判別手段１１２が焦点状態検出手段１６の検出結果から合焦のための駆動方向を判別できない場合には、表示部１１３に駆動方向判別ができないことを表示し操作者に通知する。
【００２５】
図２は本発明の第１実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【００２６】
ステップ＃２００１ではモード設定手段１１１によって第１の制御モードか第２の制御モードのどちらかを設定する。第１の制御モードに設定した場合は＃２００２に進み、第２の制御モードに設定した場合は＃２００６へ進む。
【００２７】
ステップ＃２００２ではフォーカス操作部材１４ａが操作されたか否かを判別しており、操作されるとステップ＃２００３に進み、操作されない時はＥＮＤに進み終了する。
【００２８】
ステップ＃２００３ではフォーカス操作検出手段１４ｂによってフォーカス操作部材１４ａの操作量と操作方向を検出する。
【００２９】
ステップ＃２００４ではステップ＃２００３でフォーカス操作検出手段１４ｂによって検出されたフォーカス操作部材１４ａの操作量と操作方向の検出結果に基づき、制御手段１４ｃがモーター１２ｂを介してフォーカスレンズ１２ａを駆動する。このとき、フォーカス操作部材１４ａの単位時間あたりの操作量を検出し、その量に基づきフォーカスレンズ１２ａの駆動量を変えるようにしてもよい。こうすることで、撮影者の操作性を向上させることができる。
【００３０】
ステップ＃２００５ではフォーカス操作部材１４ａの操作が連続的に行われているか否かを判別する。フォーカス操作部材１４ａの操作が連続的に行われればステップ＃２００３に戻る。即ちフォーカス操作部材１４ａの操作が連続的に行われている間はステップ＃２００３〜ステップ＃２００５をループすることになる。このステップ＃２００３〜ステップ＃２００５のループは通常のマニュアルフォーカスを表す。
【００３１】
フォーカス操作部材１４ａの連続操作を止めた時点でステップ＃２００５からＥＮＤに進み終了する。
【００３２】
ステップ＃２００６ではフォーカス操作部材１４ａが操作されたか否かを判別しており、操作されるとステップ＃２００７に進み、操作されない時はＥＮＤに進み終了する。
【００３３】
ステップ＃２００７では焦点状態検出手段１６により焦点状態を検出し、被写体のデフォーカス量を算出する。
【００３４】
ステップ＃２００８ではステップ＃２００７で焦点状態検出手段１６によって検出された検出結果から駆動方向判別手段１１２がフォーカスレンズ１２ａの被写体への合焦のための駆動方向を判別できるか否かを判定する。駆動方向判別手段１１２が駆動方向を判別できる場合はステップ＃２００９に進む。判別できない場合はステップ＃２０１０に進み、表示部１１３に駆動方向判別不可であることを表示し操作者に通知してＥＮＤに進み終了する。
【００３５】
ステップ＃２００９では焦点状態検出手段１６によって検出された検出結果から駆動方向判別手段１１２が駆動方向を判別し、ステップ＃２０１１に進む。ここで、駆動方向判別手段１１２は焦点状態検出手段１６の出力するデフォーカス量の極性に基づいてフォーカスレンズ１２ａの駆動方向を指定し、制御手段１４ｃはその結果に応じてフォーカスレンズ１２ａの駆動方向を制御することになる。
【００３６】
ステップ＃２０１１ではフォーカス操作部材１４ａの操作量のみを検出しステップ＃２０１２に進む。
【００３７】
ステップ＃２０１２ではここまでに検出されている駆動方向と操作量に基づき制御手段１４ｃはモーター１２ｂを介してフォーカスレンズ１２ａを駆動する。よって、フォーカス操作部材１４ａの操作方向によらず、焦点状態検出手段１６の出力に基づいてフォーカスレンズ１２ａの駆動方向は決定されるため、操作方向のミスが生じた場合においても安定したピント合わせに向けた操作ができる。
【００３８】
ステップ＃２０１３ではフォーカス操作部材１４ａが連続的に操作されたか否かを判別しており、連続的に操作されるとステップ＃２０１４に進み、連続的な操作がされないとＥＮＤに進み終了する。
【００３９】
ステップ＃２０１４ではフォーカス操作部材１４ａの操作方向を検出し、ステップ＃２０１５に進む。
【００４０】
ステップ＃２０１５ではステップ＃２０１４で検出されたフォーカス操作部材１４ａの操作方向が前回検出された操作方向と同じであるか否かを判別している。フォーカス操作部材１４ａの操作方向が前回と同じであればステップ＃２０１１に戻り、ステップ＃２０１１〜ステップ＃２０１５をループする。フォーカス操作部材１４ａの操作方向が前回と同じでなければ、ステップ＃２０１６に進む。
【００４１】
ステップ＃２０１６では制御手段１４ｃはフォーカスレンズ１２ａの駆動方向を反転する指令を行いステップ＃２０１１に戻り、ステップ＃２０１１からの流れを実行する。即ち連続的なフォーカス操作が行われている間にフォーカス操作部材１４ａの操作方向を反転させると、それに伴いフォーカスレンズ１２ａの駆動方向も反転する。
【００４２】
このように第１の制御モードに設定すると通常のマニュアルフォーカスとなり、第２の制御モードに設定すると、焦点状態から自動的にフォーカスレンズの駆動方向が定まるため、撮影者がフォーカス操作部材１４ａの操作方向を間違えた場合でも、被写体に合焦するための方向に向かったフォーカスレンズ駆動ができる。
【００４３】
また、第２の制御モードにおいて駆動方向判別手段１１２によってフォーカスレンズ１２ａの駆動方向が判別された後にフォーカス操作を連続的に行う間、操作者に通常のマニュアルフォーカスと同様の操作感を提供することになる。
【００４４】
以上説明したように本発明において、マニュアルフォーカス時にフォーカス操作部材１４ａの操作方向によらず、合焦する方向へフォーカスレンズ１２ａを駆動することが可能になった。
【００４５】
図３は本発明の第１実施形態の動作を模式的に示した図であり、縦軸はフォーカス操作部材１４ａの操作量、横軸はフォーカスレンズ１２ａの位置である。ここで、３１はフォーカス操作部材１４ａの操作量とフォーカスレンズ１２ａの位置の関係を示している。
【００４６】
３２はフォーカス操作部材１４ａを操作する直前の初期位置、３３は合焦位置、３４はフォーカスレンズ１２ａが合焦位置３３に到達するまでにフォーカス操作部材１４ａを操作した操作量を示している。
【００４７】
３５は初期位置３２に対して合焦位置３３を超えた位置、３６は３５で示す位置にフォーカスレンズ１２ａが到達するまでにフォーカス操作部材１４ａを操作した操作量を示している。
【００４８】
初期位置からフォーカス操作部材１４ａを操作するとその操作に応答して焦点状態検出手段１６は被写体までのデフォーカス量を検出する。この検出されたデフォーカス量の極性により駆動方向判別手段１１２は合焦のための駆動方向を決定する。
【００４９】
また、合焦位置３３に到達してもフォーカス操作部材１４ａを連続的に操作し続けた場合フォーカスレンズ１２ａは合焦点を超えて駆動し、連続的な操作をやめた時点で駆動停止する（位置３５、操作量３６）。
【００５０】
図３において３７もフォーカス操作部材１４ａの操作量とフォーカスレンズ１２ａの位置の関係を示しており、３１とは逆方向にフォーカス操作部材１４ａが操作されていることを表している。３８は３４とは逆方向にフォーカス操作部材１４ａを操作した際に、フォーカスレンズ１２ａが合焦位置３３に到達するまでの操作量を示している。同様に、３９は３６とは逆方向にフォーカス操作部材１４ａを操作した際に、３５で示す位置にフォーカスレンズ１２ａが到達するまでの操作量を示している。３７で示したようにフォーカス操作部材１４ａの操作方向によらず駆動方向判別手段１１２によって判別された方向にフォーカスレンズ１２ａは駆動する。
【００５１】
このようにフォーカス操作部材１４ａの操作方向によらず焦点状態検出手段１６の検出結果に基づいてフォーカスレンズ１２ａの駆動方向は決定されるため操作方向のミスが生じても安定した撮影を続行できる。
【００５２】
［第２実施形態］
第２実施形態は第１実施形態の変形例で、駆動方向判別手段１１２により駆動方向を判別できない場合の動作例を示す。
【００５３】
第２実施形態において、駆動方向判別手段１１２が焦点状態検出手段１６の検出結果から合焦のための駆動方向を判別できない場合には制御手段１４ｃがモーター１２ｂを介して所定の方向へフォーカスレンズ１２ａを駆動する。所定の方向への駆動を継続するうちに焦点状態検出手段１６の検出結果からデフォーカス量の極性が判別されれば、その検出結果に基づき合焦のための駆動方向を判別する。即ち、この判別された方向と所定の方向が同じ場合には同方向の駆動を継続し、逆の場合には駆動方向を反転する。
【００５４】
上記所定の方向とは、必ず無限側（或いは至近側）と決めておく方法や、フォーカスレンズ位置検出手段１１０の検出結果に基づき初期位置からの駆動ストロークが長い（或いは短い）方向と決める方法、またはフォーカス操作部材１４ａの操作方向に応じる方法など様々な方法が考えられる。
【００５５】
図４は本発明の第２実施形態の動作を説明するフローチャートである。図２のフローと同じ機能ステップは同じステップ番号で示し説明は省く。
【００５６】
図４のフローにおいて、ステップ＃２００８で駆動方向判別ができない場合ステップ＃４００１に進む。ステップ＃４００１では所定の方向に駆動方向を設定し、ステップ＃４００２に進む。ここで、ステップ＃４００１における所定の方向の設定方法として、必ず無限側（或いは至近側）と決めておく方法や、フォーカスレンズ位置検出手段１１０の検出結果に基づいて、初期位置からの駆動ストロークが長い（或いは短い）方向と決める方法、またはフォーカス操作部材１４ａの操作方向に応じる方法など様々な方法が考えられる。
【００５７】
ステップ＃４００２ではフォーカス操作部材１４ａの操作量のみを検出しステップ＃４００３に進む。
【００５８】
ステップ＃４００３ではここまでに検出されている駆動方向と操作量に基づき制御手段１４ｃはモーター１２ｂを介してフォーカスレンズ１２ａを駆動する。
【００５９】
ステップ＃４００４ではフォーカスレンズ位置検出手段１１０はフォーカスレンズ１２ａが駆動端に到達したか否かを検出している。駆動端に到達した場合はステップ＃４００５に進み駆動方向を反転しステップ＃４００６に進む。駆動端に到達していない場合はそのままステップ＃４００６に進む。
【００６０】
ステップ＃４００６ではフォーカス操作部材１４ａが連続的に操作されたか否かを判別しており、連続的に操作されるとステップ＃４００７に進み、連続的な操作がされないとＥＮＤに進み終了する。
【００６１】
ステップ＃４００７では焦点状態検出手段１６により焦点状態を検出し、被写体のデフォーカス量を算出する。
【００６２】
ステップ＃４００８ではステップ＃４００７で焦点状態検出手段１６によって検出された検出結果から駆動方向判別手段１１２がフォーカスレンズ１２ａの被写体への合焦のための駆動方向を判別できるか否かを判定する。駆動方向判別手段１１２が駆動方向を判別できる場合はステップ＃２００９に進む。判別できない場合はステップ＃４００２に進む。
【００６３】
このように、フォーカス操作部材１４ａを連続的に操作している間において駆動方向判別できるまではステップ＃４００２〜ステップ＃４００８をループすることになる。
【００６４】
以上説明したように本発明において、駆動方向判別手段１１２が焦点状態検出手段１６の検出結果に基づいて駆動方向判別ができるまでは所定の方向にフォーカスレンズ１２ａを駆動する。また、駆動方向判別ができるまでにフォーカスレンズ１２ａが駆動端に到達した場合には駆動方向を反転する。
【００６５】
駆動方向判別ができた時点で、所定の方向と合焦のための駆動方向が同じ場合は駆動方向を維持し、異なる場合は駆動方向を反転してフォーカスレンズ１２ａを駆動する。これによってフォーカス操作部材１４ａの操作方向によらず、合焦する方向へフォーカスレンズ１２ａを駆動することが可能になった。
【符号の説明】
【００６６】
１１          撮影光軸
１２          撮影光学系
１２ａ        フォーカスレンズ
１２ｂ        駆動手段（モーター）
１３          カメラ本体
１４          鏡筒
１４ａ        フォーカス操作部材
１４ｂ      フォーカス操作検出手段
１４ｃ        制御手段
１６          焦点状態検出手段
１１０      フォーカスレンズ位置検出手段
１１１        モード設定手段
１１２      駆動方向判別手段
１１３      表示部
【図１】
2015114512.tif 000003
【図２】
2015114512.tif 000004
【図３】
2015114512.tif 000005
【図４】
2015114512.tif 000006