(57)【要約】【課題】撮影者に違和感を与えず、高機能でありながらも低廉な構成のデジタルカメラを提供する。【解決手段】ＣＰＵ１１は、ズームスイッチＳＴの操作が中断されたことに応じて、画像表示部８における画像表示の更新を中断するので、例えばバックラッシュ取りのために、ズーム動作終了間際に光学系駆動モータがレンズ群５１，５２を逆方向に移動させたような場合でも、画像表示部８において画像表示の更新が中断されることから、画角変化が逆方向に生じた画像は表示されず、フリーズされた画像のみが表示されるので、撮影者が画像表示部８を視認していても違和感を感じる恐れが少ない。【選択図】　　図６
2004023580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズ群を備えた撮影光学系と、
前記撮影光学系を介して結像される光学像を受光し、画像信号を出力する撮像素子と、
前記撮像素子より出力された画像信号に基づいて、所定のタイミングで更新しながら画像を表示する表示部と、
前記撮影光学系のレンズ群を光軸方向に移動させて、ズーム動作のための駆動とを行う駆動手段と、
前記駆動手段にズーム動作のための駆動を行わせるズームスイッチと、
前記ズームスイッチの操作が中断されたことに応じて、前記表示部における画像表示の更新を中断する制御手段とを有することを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項２】
前記駆動手段は、前記ズームスイッチの操作が中断されたことに応じて、少なくとも一度前記レンズ群を逆方向に駆動した後停止させることを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
【請求項３】
前記レンズ群の停止位置が予め決められていることを特徴とする請求項１又は２に記載のデジタルカメラ。
【請求項４】
前記制御手段は、前記レンズ群が停止した後に、前記表示部における画像表示の更新を再開することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のデジタルカメラ。
【請求項５】
前記制御手段は、前記駆動手段が特定の方向にズーム動作のための駆動を行うときにのみ、前記ズームスイッチの操作が中断されたことに応じて、前記表示部における画像表示の更新を中断することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のデジタルカメラ。
【請求項６】
前記駆動手段は、単一の駆動源からの動力により、前記撮影光学系のレンズ群を光軸方向に移動させて、フォーカシング動作のための駆動と、ズーム動作のための駆動を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のデジタルカメラ。
【請求項７】
複数のレンズ群を備えた撮影光学系と、
前記撮影光学系を介して結像される光学像を受光し、画像信号を出力する撮像素子と、
前記撮像素子より出力された画像信号に基づいて、所定のタイミングで更新しながら画像を表示する表示部と、
前記撮影光学系のレンズ群を光軸方向に移動させて、ズーム動作のための駆動とを行う駆動手段と、
前記駆動手段にズーム動作のための駆動を行わせるズームスイッチと、
前記ズームスイッチの操作が中断されたことに応じて、前記ズームスイッチの操作が続行された時に表示される画像と異なる画像を、前記表示部に表示する制御手段とを有することを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項８】
前記駆動手段は、前記ズームスイッチの操作が中断されたことに応じて、少なくとも一度前記レンズ群を逆方向に駆動した後停止させることを特徴とする請求項７に記載のデジタルカメラ。
【請求項９】
前記レンズ群の停止位置が予め決められていることを特徴とする請求項７又は８に記載のデジタルカメラ。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記レンズ群が停止した後に、前記表示部における画像表示の更新を再開することを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載のデジタルカメラ。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記駆動手段が特定の方向にズーム動作のための駆動を行うときにのみ、前記ズームスイッチの操作が中断されたことに応じて、前記表示部における画像表示の更新を中断することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載のデジタルカメラ。
【請求項１２】
前記駆動手段は、単一の駆動源からの動力により、前記撮影光学系のレンズ群を光軸方向に移動させて、フォーカシング動作のための駆動と、ズーム動作のための駆動を行うことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれかに記載のデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラに関し、特にズーム機能と画像表示機能とを備えたデジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子技術の向上に伴い、撮像した画像をデジタルデータに変換して記憶するデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラが開発され、既に市販されている。ユーザーは、デジタルカメラにより撮像した画像を、たとえば自分のパソコンのディスプレイに表示でき、またプリンタを介してプリントできるため、その応用範囲は広いものとなっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、デジタルカメラにおいても、小型化・低コスト化の要求がある。しかしながら、ズーム機能などの付加的機能は、商品としての価値を高める効果があるので、大型化や高コストを招く要因となっても容易に省略できない。そこで、ズーム機能を付加したデジタルカメラが開発され、すでに市販されている。
【０００４】
ところで、ズーム動作については、複数のレンズ群を含む撮影光学系のうち、特定のレンズ群を光軸方向に駆動することで達成できる。しかるに、駆動源であるモータから、レンズ群を保持するレンズ枠まで、ギヤ列などを含む駆動系を介して動力伝達を行う場合、その駆動系のバックラッシュ等を考慮する必要がある。具体的には、モータを一方向に（例えばワイド側からテレ側へ）駆動する場合には、バックラッシュは無視して考えることができるが、逆方向に（例えばテレ側からワイド側へ）駆動する場合、バックラッシュの存在によりモータが規定静止位置に達しても、レンズ群は規定停止位置にまだ達しないということがある。そこで、従来技術によるズーム機能付きのデジタルカメラにおいて、ズーム動作を終了させるときは、レンズ群の停止位置に対して、光軸方向に進めた位置でモータを一旦停止させ、その後モータを逆回転させることで、バックラッシュ取りを行った上で、レンズ群を規定停止位置に停止させるようにしている。尚、このようなバックラッシュ取りに関しては、銀塩カメラについて特開平５−２５２４７４号に開示がある。
【０００５】
しかるに、一般的なデジタルカメラには、撮影者が被写体を確認するために、レリーズスイッチの操作に関わらず、電源が投入されれば、ＣＣＤ等の撮像素子を介して所定タイミング毎に取得された画像データに基づいて、モニタに被写体像を表示できる電子ファインダ機能がある。かかる電子ファインダ機能によれば、ズーム駆動に応じてモニタに表示される被写体像に画角変化が生じるので、撮影者は所望の画角が得られたかどうかモニタを通じて確認できるという利点はあるものの、上述のようにバックラッシュ取りするためにモータを逆転させた場合には、ズーム動作に応じて拡大しつつあった被写体像が、ズーム動作終了間際に突然縮小するという表示が行われる。このような表示は、撮影者の違和感を引き起こす恐れがある。
【０００６】
このような問題に対し、駆動系のバックラッシュをなくすことで、撮影者の違和感をなくすことは考えられるが、駆動系のバックラッシュをなくすためには、部品精度の向上などが必要となり、それにより大幅なコスト増を招くこととなる。
【０００７】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、従来と全く異なる思想に基づき、撮影者に違和感を与えず、高機能でありながらも低廉な構成のデジタルカメラを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成すべく、第１の本発明のデジタルカメラは、複数のレンズ群を備えた撮影光学系と、前記撮影光学系を介して結像される光学像を受光し、画像信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子より出力された画像信号に基づいて、所定のタイミングで更新しながら画像を表示する表示部と、前記撮影光学系のレンズ群を光軸方向に移動させて、ズーム動作のための駆動とを行う駆動手段と、前記駆動手段にズーム動作のための駆動を行わせるズームスイッチと、前記ズームスイッチの操作が中断されたことに応じて、前記表示部における画像表示の更新を中断する制御手段とを有するので、例えばバックラッシュ取りのために、ズーム動作終了間際に前記駆動手段が前記レンズ群を逆方向に移動させたような場合でも、前記表示部において画像表示の更新が中断されることから、画角変化が逆方向に生じた画像は表示されず、フリーズされた画像のみが表示されるので、撮影者が前記表示部を視認していても違和感を感じる恐れが少ない。
【０００９】
更に、前記駆動手段は、前記ズームスイッチの操作が中断されたことに応じて、少なくとも一度前記レンズ群を逆方向に駆動した後停止させると、本発明の効果を発揮できる。
【００１０】
又、前記レンズ群の停止位置が予め決められていると、デジタルカメラの構成をより簡素化できる。
【００１１】
更に、前記制御手段は、前記レンズ群が停止した後に、前記表示部における画像表示の更新を再開すると、撮影者が撮影前に被写体の構図などを確認できるようになるので好ましい。
【００１２】
又、前記制御手段は、前記駆動手段が特定の方向（例えばテレ側からワイド側）にズーム動作のための駆動を行うときにのみ、前記ズームスイッチの操作が中断されたことに応じて、前記表示部における画像表示の更新を中断すればたりる。前記特定の方向に対して逆方向にズーム動作のための駆動を行う際には、バックラッシュを考慮しなくて良い場合があるからである。よって本明細書においては、バックラッシュを考慮するズーム動作のための駆動方向を特定の方向という。
【００１３】
更に、前記駆動手段は、単一の駆動源からの動力により、前記撮影光学系のレンズ群を光軸方向に移動させて、フォーカシング動作のための駆動と、ズーム動作のための駆動を行う、いわゆるステップズーム式のカメラであると、本発明の効果を発揮できる。
【００１４】
第２の本発明のデジタルカメラは、複数のレンズ群を備えた撮影光学系と、前記撮影光学系を介して結像される光学像を受光し、画像信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子より出力された画像信号に基づいて、所定のタイミングで更新しながら画像を表示する表示部と、前記撮影光学系のレンズ群を光軸方向に移動させて、ズーム動作のための駆動とを行う駆動手段と、前記駆動手段にズーム動作のための駆動を行わせるズームスイッチと、前記ズームスイッチの操作が中断されたことに応じて、前記ズームスイッチの操作が続行された時に表示される画像と異なる画像を、前記表示部に表示する制御手段とを有するので、例えばバックラッシュ取りのために、ズーム動作終了間際に前記駆動手段が前記レンズ群を逆方向に移動させたような場合でも、前記表示部に被写体画像に代えて背景色などを表示すれば、撮影者が前記表示部を視認していても違和感を感じる恐れが少ない。尚、「前記ズームスイッチの操作が続行された時に表示される画像と異なる画像」とは、予めメモリに記憶されていた画像信号に基づく画像（背景色、壁紙、メーカーのロゴ、アニメのキャラクター、「ズーミング中です」などの文字画像等）の他、前記撮像素子から得られた画像信号に、通常の処理とは異なる処理を施すことで得られる画像であっても良い。異なる処理とは、前記撮像素子を介して得られた画像信号に対して行う、モノトーンやセピア色の色変更処理、モザイクをかける処理、デフォーカス処理等の他、「ズーミング中です」等の文字画像を合成する処理でも良い。或いは、制御回路などにおける画像処理によって得られる低解像度（低画素）に基づく画像等を得るための処理でもよく、そのような画像は、前記表示部に表示されたとき、視覚的に通常の被写体の画像と認識されない画像であれば何でも良い。
【００１５】
更に、前記駆動手段は、前記ズームスイッチの操作が中断されたことに応じて、少なくとも一度前記レンズ群を逆方向に駆動した後停止させると、本発明の効果を発揮できる。
【００１６】
又、前記レンズ群の停止位置は予め決められていると、デジタルカメラの構成をより簡素化できる。
【００１７】
更に、前記制御手段は、前記レンズ群が停止した後に、前記表示部における画像表示の更新を再開すると、撮影者が撮影前に被写体の構図などを確認できるようになるので好ましい。
【００１８】
又、前記制御手段は、前記駆動手段が特定の方向（例えばテレ側からワイド側）にズーム動作のための駆動を行うときにのみ、前記ズームスイッチの操作が中断されたことに応じて、前記表示部における画像表示の更新を中断すればたりる。前記特定の方向に対して逆方向にズーム動作のための駆動を行う際には、バックラッシュを考慮しなくて良い場合があるからである。
【００１９】
更に、前記駆動手段は、単一の駆動源からの動力により、前記撮影光学系のレンズ群を光軸方向に移動させて、フォーカシング動作のための駆動と、ズーム動作のための駆動を行う、いわゆるステップズーム式のカメラであると、本発明の効果を発揮できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態にかかるカメラを詳細に説明する。図１は、本発明を適用したデジタルカメラの一例であるデジタルスチルカメラｌ００の一実施の形態を示す外観図であり、図１（ａ）はデジタルスチルカメラ１００の前面斜視図、図１（ｂ）は背面斜視図である。
【００２１】
図１において、デジタルスチルカメラ１００の前面に、被写体を撮像するための撮像部２４、被写体に補助光を発光する補助光発光部３０、撮影者が覗くことで被写体を含む構図を確認できる光学式ファインダー２５を備え、その背面に、撮影画像等を表示する画像表示部８、撮影設定状況等を表示する情報表示部（いわゆるステイタスＬＣＤ）２６、各種機能の設定、切換を操作するための操作ＳＷ（スイッチ）２１を備え、更にデジタルスチルカメラ１００の上面に、シャッターレリーズを行うためのレリーズスイッチ２１ａを備えて構成される。なお、各構成部における詳細な説明は、後述する機能的構成の説明と併せて記載する。尚、本実施の形態では、光学式ファインダー２５は、レンズユニット１と異なる光学系を有している。
【００２２】
図２は、デジタルスチルカメラ１００の機能的構成を示すブロック図である。図２において、デジタルスチルカメラ１００は、少なくとも前群レンズ（第１レンズ群）と後群レンズ（第２レンズ群）とを含む撮影光学系であるレンズユニット１（図では単体で示している）、絞り２、ＣＣＤ３からなる撮像部２４、撮像回路４、Ａ／Ｄ変換回路５、メモリ６、Ｄ／Ａ変換回路７、画像表示部８、記録用メモリ９、圧縮伸長回路１０、ＣＰＵ１１、ＴＧ１２、ＡＥ・ＡＦ処理回路１３、ＣＣＤドライバ１４、絞り駆動モータ１５、絞り駆動モータ駆動回路１６、光学系駆動モータ１７、光学系駆動モータ駆動回路１８、電池１９、ＥＥＰＲＯＭ２０、ズームスイッチであるズームスイッチＳＴを含む操作ＳＷ２１、閃光発光部２２、補助光発光手段である補助光発光部３０（ＡＦ用の補助光発光部や赤目軽減ランプと兼用できる）、スイッチング回路２３とから構成される。尚、本実施の形態のレンズユニット１は、第１レンズ群と第２レンズ群とを有するものとするが、それ以上のレンズ群を設けても良いことはいうまでもない。
【００２３】
撮像部２４は、後述する被写体の光学像を取り込むレンズユニット１、レンズユニット１を透過した光束の光量を調節すると共に露光の調節を行う絞り２、レンズユニット１の光路上において結像された被写体の光学像を光電変換するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）３により構成され、光電変換された画像信号（アナログ信号）を撮像回路４ヘ出力する。すなわち、撮像部２４は、撮像手段としての機能を有する。
【００２４】
撮像回路４は、ＴＧ１２から入力されるタイミング信号に同期させて、ＣＣＤ３から入力された画像信号の感度補正等の各種画像処理を行って所定の画像信号を生成し、Ａ／Ｄ変換回路５に出力する。Ａ／Ｄ変換回路５は、入力された画像信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換し、ＣＰＵ１１の指示によりメモリ６、又はＡＥ・ＡＦ処理回路１３に画像データを出力する。
【００２５】
メモリ６は、バッファメモリ等から構成され、入カされた画像信号を一時的に記憶する。また、メモリ６は、ＣＰＵ１１より画像表示指示を受けると、Ｄ／Ａ変換回路７に画像表示指示された画像データを出力し、Ｄ／Ａ変換回路７は、入力された画像データをアナログ変換するとともに、出力表示に適応するよう処理を施して画像表示部８に出力表示する。一方、メモリ６は、ＣＰＵ１１より画像記録指示を受けると、圧縮伸長回路１０に画像記録指示された画像データを出力し、圧縮伸長回路１０は、入力された画像データに対して、たとえばＪＰＥＧ形式で記録用メモリ９に出力する。
【００２６】
画像表示部（表示部ともいう）８は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等から構成され、Ｄ／Ａ変換回路７から入力された画像信号を出力表示する。なお、表示は画像に限らず、例えば、機能選択するメニュー画面などのテキスト画面であってもよい。
【００２７】
記録部である記録用メモリ９は、半導体メモリ等からなる記録用のメモリであり、圧縮伸長回路１０から入力された画像データを記録する画像データ記録領域を有する記録媒体である。記録用メモリ９は、例えば、フラッシュメモリ等の内蔵型メモリであってもよいし、着脱可能なメモリカードやメモリスティックであってもよいし、ハードディスク、又はフロッピーディスク等の磁気記録媒体等であってもよい。すなわち、記録メモリ９は、記録手段としての機能を有する。
【００２８】
また、記録用メモリ９は、ＣＰＵ１１より画像読み出し指示を受けると、圧縮伸長回路１０に読み出し指示された画像データを出力し、圧縮伸長回路１０は、入力された画像データの伸長処理を行ってメモリ６に出力する。
【００２９】
圧縮伸長回路１０は、メモリ６から入力された画像データを所定の符号化方式で圧縮する圧縮回路と、読み出し指示された画像データを画面表示するために記録用メモリ９から入力された画像データを復号化して伸長する伸長回路と、からなる。すなわち、圧縮伸長回路１０は、圧縮伸長手段としての機能を有する。
【００３０】
ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）１１は、ＥＥＰＲＯＭ２０に記憶されている撮影に関わる各種アプリケーションプログラムを図示しないワークエリアに読み出し、当該プログラムに従った撮影処理等の各種処理を実行し、処理結果を画像表示部８、或いは情報表示部２６に表示させる。
【００３１】
ＣＰＵ１１は、レリーズスイッチ２１ａ（図１）の半押しに応じて、ＡＥ・ＡＦ処理回路１３を駆動制御し、得られた測光値より露光条件を決定すると共に、レンズユニット１をＡＦ処理により検出された合焦位置に駆動し、レリーズスイッチ２１ａの全押しに応じて露光処理を実行し、生成された画像信号に画像処理、及びデジタル変換を行ってメモリ６に一時記憶後、圧縮伸長回路１０により画像データの圧縮化を行い、記録用メモリ９に出力する。
【００３２】
ＴＧ（Ｔｉｍｉｎｇ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１２は、所定のタイミング信号を発生して撮像回路４、ＣＰＵ１１、ＣＣＤドライバ１４に出力する。
【００３３】
ＡＥ（Ａｕｔｏ　Ｅｘｐｏｓｕｒｅ：自動露光制御）・ＡＦ（Ａｕｔｏ　Ｆｏｃｕｓ：自動焦点制御）処理回路１３は、適正な露光条件を検出するＡＥ処理を実行するＡＥ処理回路と、合焦位置を検出するＡＦ処理を実行するＡＦ処理回路と、を備えて構成される。各処理は、ＣＰＵ１１からの指示によりＡ／Ｄ変換回路５から入力された画像データに対して実行される。
【００３４】
ＡＥ処理回路は、ＡＥ処理において、入力された１画面分、若しくは画面内の所定領域の輝度値に対して累積加算等の演算処理を行い、この処理結果から実露光時の適正な露光条件を算出して、ＣＰＵ１１に出力する。一方、ＡＦ処理回路は、ＡＦ処理において、入力された１画面分、若しくは画面内の所定領域を対象としてＡＦ評価値の算出を行い、その算出結果をＣＰＵ１１に出力する。
【００３５】
このＡＦ評価値は、焦点が合うほど大きい値になる特性を有しており、各レンズ位置を横軸に、ＡＦ評価値を縦軸にとりグラフを作成すると、合焦点を頂点とした山が形成される。すなわち、レンズユニット１を移動させながら求めたＡＦ評価値を互いに比較することにより、山の頂点、つまり合焦点を求めることができる。このようにしてＡＦ評価値を求める動作を探索動作という。なお、ＡＦ評価値は、入力された１画面分、若しくは画面内の所定領域に対して画像データの周波数を分析することにより算出される。周波数分析では、ソフト的に帯域通過フィルタを構成し、この帯域通過フィルタを通過した画像信号強度の積分値を算出して、その算出結果をＡＦ評価値とする。すなわち、ＡＦ評価値は、コントラスト（明暗の差）情報であり、その画像に含まれる特定周波数の強度を求める演算を行うことにより算出される。
【００３６】
ここで、ＣＰＵ１１、ＡＦ処理回路によるＡＦ処理について説明する。ＣＰＵ１１は、駆動手段である光学系駆動モータ駆動回路１８を駆動制御してレンズユニット１の第２レンズ群を移動させながら各レンズ位置で漸次ＣＣＤ３により画像信号を生成させる。ＡＥ・ＡＦ処理回路１３は、Ａ／Ｄ変換回路５から入力された画像データ毎にＡＦ評価値を算出し、その比較を行って最大ＡＦ評価値であるレンズ位置を合焦点として検出し、ＣＰＵ１１に出力する。
【００３７】
ＣＣＤドライバ１４は、ＣＰＵ１１からの指示を受けると、ＴＧ１２から入力されるタイミング信号に同期させてＣＣＤ３の駆動及び制御を行う。具体的には、露光調節制御に応じたＣＣＤ３の電荷蓄積時間の制御を実行する。
【００３８】
絞り駆動モータ駆動回路１６は、ＣＰＵ１１からの指示により絞り駆動モータ１５の駆動を制御し、絞り駆動モータ１５は絞り２を駆動する。また、光学系駆動モータ駆動回路１８は、ＣＰＵ１１からの指示により光学系駆動モータ１７の駆動を制御し、光学系駆動モータ１７の駆動力によりレンズユニット１が駆動され、それによりレンズユニット１の第１レンズ群及び第２レンズ群は、後述のごとく移動する。
【００３９】
電池１９は、デジタルスチルカメラ１００の各構成部に電力を供給する電力源であり、例えば、リチウム電池やアルカリ乾電池等が適用される。
【００４０】
ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）２０は、デジタルスチルカメラ１００の撮像に関る各種アプリケーションプログラム、処理プログラム等を記憶する。
【００４１】
操作ＳＷ（スイッチ）２１は、レリーズスイッチ２１ａや、機能を切り替えるモードＳＷ、設定を選択するメニューＳＷ等、各種操作スイッチを備えて構成される。また、各スイッチを操作すると、信号を生成してＣＰＵ１１に出力する。なお、レリーズスイッチ２１ａは、撮影動作に先立ってＡＥ、ＡＦ処理を開始させる半押しレリーズスイッチと、実際の露光処理を開始させる全押しレリーズスイッチと、からなる２段のスイッチから構成されている。
【００４２】
閃光発光部２２は、撮影時に検出された周囲環境の輝度が不足する場合に、被写体にストロボ光を発光する発光部であり、スイッチング回路２３によりその発光タイミングや発光量等が制御される。なお、本実施形態において、閃光発光部２２は、ストロボ光発光時のみ、デジタルスチルカメラ１００の外観上に現れるよう、いわゆるポップアップ機構を備えているが、本発明はこれに限定されない。
【００４３】
次に、ステップズーム方式によるズーム動作及びフォーカシング動作を達成する構成について説明する。図３は、本実施の形態にかかるカメラのレンズ鏡筒およびその駆動構成を示す概略構成図である。
【００４４】
図３において、１７はＣＰＵ１１により駆動制御される光学系駆動モータ、１７ａは光学系駆動モータ１７の出力軸に固着された太陽ギヤであり、４１は光学系駆動モータ１７の出力軸に固着されたピニオンギヤ、４２は光学系駆動モータ１７と同軸に回転するよう保持されたＦｏｃｕｓパルス板、４３はＦｏｃｕｓパルス板４２のスリットを光学的に検出してモータ回転に応じたパルスを出力するフォトインタラプタである。
【００４５】
４４はピニオンギヤ２の動力をギヤ４５に減速伝達するギヤ列、４６はギヤ４５と同軸に回転するよう保持された基準パルス板、４７は基準パルス板４６のスリットを光学的に検出してギヤ４５の回転に応じたパルスを出力するフォトインタラプタである。
【００４６】
５０はレンズ鏡筒であり、固定筒５９と、この固定筒５９内にてギヤ６２からの駆動力により光軸回りで回転可能なカム筒５７と、このカム筒５７に形成されたカム溝にそれぞれ係合する第１レンズ群５１（図では単一のレンズを示しているが複数でもかまわない）を保持する１群ホルダ５６、および第２レンズ群５２（図では単一のレンズを示しているが複数でもかまわない）を保持する２群ホルダ５８とを有して構成されている。尚、径の異なる複数のカム筒それぞれにレンズ群を有する多段式のカム筒を有するタイプにおいても、この実施の形態が適用できるのはいうまでもない。
【００４７】
固定筒５９とカム筒５７とはヘリコイド結合しており、カム筒５７は、太陽ギヤ１７ａと遊星ギヤ６２とカム筒ギヤ５７ａとを介して光学系駆動モータ１７より動力を受けて回転することにより、固定筒５９に対して光軸方向に進退する。１群ホルダ５６および２群ホルダ５８は、カム筒５７の周面に形成されたカム溝（不図示）と係合しており、カム筒５７が回転することで、第１レンズ群５１と第２レンズ群５２とを、カム溝（或いはヘリコイド溝であっても良い）に従いそれぞれ光軸方向に駆動するようになっている。ＣＰＵ１１は、カメラの制御動作の総てを司どる。
【００４８】
上記構成ではＦｏｃｕｓパルス板４２は、光学系駆動モータ１７によりダイレクトに駆動されるため、フォトインタラプタ４３は細かいピッチの信号であるＦｏｃｕｓパルス（制御パルス信号）を発生してＣＰＵ１１に入力する。
【００４９】
一方、基準パルス板４６は、ギヤ列４４，ギヤ４５によって減速されたモータ回転により駆動されるため、フォトインタラプタ４７は、粗いピッチの信号である基準パルス（基準パルス位置）を発生してＣＰＵ１１に入力する。
【００５０】
次に、上記Ｆｏｃｕｓパルス、基準パルスおよび絶対位置信号を用いたＣＰＵ１１によりレンズ鏡筒１０の駆動制御について図４を用いて説明する。
【００５１】
図４において、Ｔ１，Ｔ２は第１レンズ群５１および第２レンズ群５２が無限焦点位置の関係を保ってｆ＝３５ｍｍからｆ＝９０ｍｍまでズーミングしたときの移動軌跡を示している。
【００５２】
また、Ｔ３は１群繰出しによりフォーカシングを行う場合のステップズーム方式での第２レンズ群５２の移動軌跡である。なお、図４には、軌跡Ｔ３を簡略化して示しているが、実際の軌跡Ｔ３は、ズームポジションごとに異なるように設定されている。
【００５３】
本実施の形態では、第１レンズ群５１を軌跡Ｔ１に沿って移動させるとともに第２レンズ群５２を軌跡Ｔ３に沿って移動させることにより、ｆ＝３５ｍｍ（ＷＩＤＥ）、ｆ＝５０ｍｍ（ＭＩＤＤＬＥ１）、ｆ＝７０ｍｍ（ＭＩＤＤＬＥ２）、ｆ＝８０ｍｍ（ＭＩＤＤＬＥ３）およびｆ＝９０ｍｍ（ＴＥＬＥ）の５段階のズームポジションを選択的に設定することができる。
【００５４】
例えば、ズーミング動作でｆ＝５０ｍｍの撮影状態とする場合、まずレンズ群５１，５２は、基準パルスの切換わり点（本実施形態では立ち下がり点であるが立ち上がり点でもよい）Ｐ１よりもＷＩＤＥ側の位置Ｐ２を待機位置として停止する。そして、このときＣＰＵ１１は、Ｐ１の切り替わりを検出しＦｏｃｕｓパルスを所定数カウントして、誤りなくレンズ群５１，５２が待機位置Ｐ２に停止させ、それを確認する。そして、この確認に応じてＦｏｃｕｓパルスのカウンタをリセットする。
【００５５】
ここで、このような待機位置は、各ズームポジションのそれぞれに同様に設けられており、Ｐ１切り替わりから所定数のＦｏｃｕｓパルスをカウントすることで、レンズ群５１，５２が選択されたズームポジションに対応する待機位置に誤りなく停止しているかを確認することができる。
【００５６】
なお、レンズ群５１，５２を待機位置に移動させる方法としては、基準パルスの検出時点からＦｏｃｕｓパルス数が待機位置に対応する所定数になるまで駆動する方法と、連続信号に基づいて位置検出を行って駆動する方法がある。撮影者の撮影動作によりカメラが動作を開始すると、被写体の距離と輝度が測定され、その後フォーカシング駆動が開始される。
【００５７】
このとき距離データに基づいて、後に検出することになる基準パルスの切換わり点Ｐ１の検出時からの第１レンズ群５１の駆動すべきＦｏｃｕｓパルス数（フォーカシング目標値）がＣＰＵ１１内のメモリから呼び出される。
【００５８】
レンズ群５１，５２が待機位置Ｐ２からＴＥＬＥ側に向って移動し、基準パルスの切換わり点Ｐ１の信号が検出されるとこの検出時からＦｏｃｕｓパルスのカウントが行われる。そして、カウント数が先にメモリから呼び出されたＦｏｃｕｓパルス数に達するとレンズ群５１，５２の停止制御が行われる。
【００５９】
なお、実際には光学系駆動モータ１７等の慣性の影響があるので、バックラッシュを考慮しなくてよい場合には、少し手前から光学系駆動モータ１７のブレーキ制御を行って、ちょうどカウント数がＦｏｃｕｓパルス数に達する時点でレンズ群５１，５２が停止するようにする。その後、ＣＰＵ１１は、レリーズスイッチＳＷ２１ａの全押しに応じて撮像制御を行う。
【００６０】
撮像制御が終了すると、ＣＰＵ１１は、レンズ群５１，５２を元の待機位置Ｐ２にリセット移動させる。ここで、再度、絶対位置信号を検出して、レンズ群５１，５２が待機位置Ｐ２に戻ったかどうかの確認を行う。
【００６１】
ここで、光学系駆動モータ１７を用いて、光学式ファインダー２５の画角を変更する機構について説明する。図５は、本実施の形態のカメラにおける撮影レンズと光学式ファインダー２５のレンズ群とを駆動する機構を示した概略構成図である。
【００６２】
図５に示すように、光学系駆動モータ１７の出力ピニオンギヤ（太陽ギヤ）１７ａに、ギヤ６２が噛合している。ギヤ６２は、カム筒５７の周面に形成されたカム筒ギヤ５７ａに噛合するとともに、ギヤ列６３に噛合しており、ギヤ列６３はファインダズームカム７２のカムギヤ７２ａに噛合し、これらは動力伝達可能に連結されている。ファインダズームカム７２の周面には、カム溝７２ｂ、７２ｃが形成され、それぞれに第１ファインダレンズ群７３，第２ファインダレンズ群７４が係合しており、ファインダズームカム７２の回転に応じて光軸方向に移動可能となっている。
【００６３】
カムギヤ７２ａと、ファインダズームカム７２とは、電磁クラッチ機構７２ｄを介して連結されており、電磁クラッチ機構７２ｄは、ＣＰＵ１１の信号により、カムギヤ７２ａとファインダズームカム７２とを一体的に回転させる動力伝達状態と、カムギヤ７２ａが回転しても、ファインダズームカム７２を回転させない動力非伝達状態のいずれかに切り変わるようになっている。
【００６４】
ここで、ＣＰＵ１１の制御下で、ズーム動作が行われる場合、電磁クラッチ機構７２ｄが動力伝達状態となることにより、ギヤ６２からの動力は、カム筒５７及びファインダズームカム７２に伝達される。すなわち、カム筒５７を介してレンズ群５１，５２が、図４に示すカム線図に従い駆動されるとともに、ファインダズームカム７２を介して、ファインダレンズ群７３，７４が駆動される。
【００６５】
かかる場合、光学系駆動モータ１７の回動によってレンズユニット１のズーム倍率と光学式ファインダー２５のズーム倍率とは常に一致しながら変化する。すなわち、光学式ファインダー２５は変倍機能を有する。なお、カム筒５７とファインダズームカム７２の形状と、伝達機構６０の各歯車の歯数は、この動作に鑑み適切な値に設定されている。
【００６６】
これに対し、フォーカシング動作が行われる場合、電磁クラッチ機構７２ｄが動力非伝達状態となることにより、ギヤ６２からの動力は、カム筒５７にのみ伝達され、ファインダズームカム７２は回転しない。かかる場合、カム筒５７を介してレンズ群５１，５２をフォーカシング動作のために駆動させることができるが、第１ファインダレンズ群７３，第２ファインダレンズ群７４は光軸方向に移動せず、従って撮影者が光学式ファインダー２５を覗いていても。違和感を感じることがない。尚、上述した実施の形態に限らず、例えば特開平９−８０２９１号公報に開示されているようなカム形状を適用することもできる。
【００６７】
図６は、本発明を適用したデジタルスチルカメラ１００で実行される撮影処理を説明するフローチャートである。本実施の形態では、いわゆる像面ＡＦにより、フォーカシング動作を行うものとする。まず、図６のステップＳ１０１において、電源スイッチ（不図示）がオンとなっていれば、撮影モードが設定されていることを前提として、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１０２で、画像表示モードが設定されている（撮影者が操作ＳＷ２１を操作することで設定可能）か否か判断する。画像表示モードが設定されていると判断すれば、ステップＳ１０３で、レリーズスイッチ２１ａの操作に関わりなく、ＣＣＤ３を介して画像信号を取り込んで画像処理を行い画像データを取得し、それに基づきステップＳ１０４で、画像表示部８に画像を表示（スルー画像表示）するようになっている。
【００６８】
更に、ステップＳ１０５で、ＣＰＵ１１は、第１段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ１信号）が入力されたか否か判断する。ここで、第１段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ１信号）が入力されないと判断すれば、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１０６で、更にズームスイッチＳＴがオン操作されたか否か判断する。ズームスイッチＳＴがオン操作されないと判断すれば、ＣＰＵ１１は、フローをステップＳ１０３へと戻すので、ＣＣＤ３を介して新たに画像信号を取り込んで画像処理を行い画像データを取得し、それに基づきステップＳ１０４で、画像表示部８に画像を表示することができる。このループを実行する時間は、おおよそ１／３０秒程度であり、すなわち撮影者がレリーズスイッチ２１ａ及びズームスイッチＳＴを操作しない限り、所定のタイミングとして約１／３０秒の間隔で画像表示が更新されていることとなる。
【００６９】
一方、ステップＳ１０６で、ズームスイッチＳＴがオン操作されたと判断すれば、ＣＰＵ１１は、上述したようにして、ステップＳ１０７でズーム動作のための駆動を行う（撮影光学系のレンズ群である第１レンズ群５１と第２レンズ群５２を、両者の光軸方向の距離か変化するように相対的に移動させる）。かかるズーム動作中も、ステップＳ１０８で、ＣＣＤ３を介して新たに画像信号を取り込んで画像処理を行い画像データを取得し、それに基づきステップＳ１０９で、画像表示部８に、画角が変化する画像を連続的に表示するようになっている。このようにズーム駆動とスルー画像表示とは、ズームスイッチＳＴがオフ操作されるまで続行される。ＣＰＵ１１は、ステップＳ１１０で、モータ駆動回路１８からの信号に基づき、現在のズーム動作はワイド側からテレ側へのものか判断する。
【００７０】
現在のズーム動作がワイド側からテレ側へのものと判断すれば、駆動系（図３の１７ａ、６２）のバックラッシュを無視できるため、ステップＳ１１１で、ＣＰＵ１１は、ズームスイッチＳＴがオフ操作されたと判断すると、直ちにフローをステップＳ１０３へと戻すので、ＣＣＤ３を介して新たに画像信号を取り込んで画像処理を行い画像データを取得し、それに基づきステップＳ１０４で、画像表示部８に画像を表示するようになっている。すなわち、スルー画像表示は途切れることなく成される。尚、ズームスイッチＳＴがオフ操作されたとき、例えばワイド側からテレ側に向かっている場合には、オフ操作されたタイミングで、図４のＭＩＤＤＬＥ１，ＭＩＤＤＬＥ２、ＭＩＤＤＬＥ３、ＴＥＬＥのいずれかの規定停止位置に、レンズ群５１，５２が停止する。
【００７１】
一方、ステップＳ１１０で、現在のズーム動作がワイド側からテレ側へのものと判断すれば、駆動系（図３の１７ａ、６２）のバックラッシュを無視できない。そこで、続くステップＳ１１２で、ＣＰＵ１１は、ズームスイッチＳＴがオフ操作されないと判断すれば、フローをステップＳ１０７へ戻す一方、オフ操作されたと判断すると、ステップＳ１１３でバックラッシュ取り処理を行う。
【００７２】
バックラッシュ取り処理について説明する。図７は、縦軸にモータの回転位置、横軸に時間をとって示す図である。例えば時刻ｔ０時よりテレ側からワイド側に向かってズーム駆動を行ったとすると、時刻ｔ０からｔ１の間に、撮影者がズームスイッチＳＴから指を離すことにより、ＣＰＵ１１は、ズームスイッチＳＴがオフ操作（ズームスイッチＳＴの操作が中断）されたと判断し、最も近い規定位置であるＭｘの位置で、光学系駆動モータ１７（図１）を停止させることを決定する。
【００７３】
しかしながら、上述したように駆動系のバックラッシュを排除しなくてはならないため、ＣＰＵ１１は、光学系駆動モータ１７を駆動して、Ｍｘの位置よりワイド側にあるＭｙの位置まで回転（オーバーシュート）させる。その後、光学系駆動モータ１７を逆転させて、Ｍｘの位置まで戻す。それにより、駆動系のバックラッシュを排除できる。
【００７４】
ところで、時刻ｔ２から時刻ｔ３までは、光学系駆動モータ１７は、テレ位置側に向かって回転するため、それによりレンズ群５１，５２もテレ側に向かって移動するので、スルー画像表示していると、縮小していった被写体画像がズーム動作終了間際に拡大することとなり、撮影者は違和感を感じる恐れがある。そこで、本実施の形態においては、バックラッシュ取り処理を行っている間、画像の更新を行わないこととする。すなわち、バックラッシュ取りの最中に、画像表示部８に表示される画像は、最新のステップＳ１０８で取得された画像信号に基づくものであり、ズームスイッチＳＴのオフ操作（操作中断）後、バックラッシュ取り処理が終了するまでは、その表示更新がなされない（フリーズする）ことになる。従って、バックラッシュ取りに伴い、レンズ群５１，５２が逆方向に駆動されたとしても、その間画像はフリーズされたままとなり、撮影者が画像表示部８を視認していても違和感を覚えることはない。
【００７５】
バックラッシュ取り処理が終了すれば、ＣＰＵ１１は、フローをステップＳ１０３へと戻すので、ＣＣＤ３を介して新たに画像信号を取り込んで画像処理を行い画像データを取得し、それに基づきステップＳ１０４で、画像表示部８に画像を表示するようになっている。すなわち、スルー画像表示の更新を再開するのである。尚、画像をフリーズするタイミング（フリーズ時におけるレンズ群の位置で得られる撮影画角Ａ）を、更新の再開のタイミング（再開時におけるレンズ群の位置（規定位置）で得られる撮影画角Ｂ）に合わせる（Ａ≒Ｂ）ようにすると、撮影者の違和感はより少なくなる。
【００７６】
所望の位置にズーム駆動を行うことで、被写体の構図が決まれば、撮影者はレリーズスイッチ２１ａを操作して撮影を行うことができる。それに従い、ステップＳ１０５で、ＣＰＵ１１は、第１段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ１信号）が入力されたと判断すれば、ステップＳ１１４で、ＡＥ処理を行って適切な露光条件を決定し、ステップＳ１１５で、第２段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ２信号）が入力されるのを待つ。第２段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ２信号）が入力されたと判断すれば、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１１６で、フォーカシング駆動を行う。
【００７７】
このときのフォーカシング駆動は、ＡＥ・ＡＦ処理回路１３により、レンズユニット１の第２レンズ群５２を段階的に移動させつつ、ＣＣＤ３から出力される複数の画像データを処理比較することで最適な合焦位置を求めることによって行われ、従って、フォーカシング駆動の際に、画像表示部８に表示される被写体像の画角が変動するが、たとえば一眼レフでもレリーズ直後にファインダー内の画像が一瞬視認できなくなることもあり、撮影者にとって見れば、これがレリーズを行ったことを示す動作とも感じ、特に違和感を感じないという利点がある。尚、デジタルスチルカメラ１００が、測距手段としての、いわゆるアクティブ測距装置等を備えていれば、その出力（合焦位置に関する情報）に基づいてフォーカシング駆動を行っても良い。
【００７８】
その後、ステップＳ１１７で、ＣＰＵ１１は、ＣＣＤ３を介して画像信号を取り込んで画像処理を行い画像データを取得し、それに基づきステップＳ１１８で、画像記憶用メモリ９に画像データを記録するようになっている。ここで、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１１９で、いわゆるポスト画像として、画像記憶用メモリ９に記録した画像データ（すなわち新たな画像データ）に基づいて、画像表示部８に画像を表示させるようになっている。その後フローはステップＳ１０１に戻される。
【００７９】
これに対し、画像表示モードが設定されていなければ、撮影者が違和感を覚える画像が画像表示部８に表示されないので、以下の処理を行えばよい。すなわち、ステップＳ１０２で、画像表示モードが設定されていないと判断すれば、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１２０で、ズームスイッチＳＴがオン操作されたか否か判断する。ズームスイッチＳＴがオン操作されたと判断すれば、ＣＰＵ１１は、上述したようにして、ステップＳ１２１、Ｓ１２２でズーム動作のための駆動を、ズームスイッチＳＴがオフ操作されるまで続行（但し、ワイド側に向かうズーム駆動の場合、図７に示すバックラッシュ取りは行う）し、ズームスイッチＳＴがオン操作されないと判断すれば、ステップＳ１２３で、第１段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ１信号）を待つ。
【００８０】
第１段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ１信号）が入力されたと判断すれば、ステップＳ１２４で、ＡＥ処理を行って適切な露光条件を決定し、ステップＳ１２５で、第２段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ２信号）が入力されるのを待つ。第２段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ２信号）が入力されたと判断すれば、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１２６で、フォーカシング駆動を行い、ステップＳ１２７で、ＣＣＤ３を介して画像信号を取り込んで画像処理を行い画像データを取得し、それに基づきステップＳ１２８で、画像記憶用メモリ９に画像データを記録するようになっている。その後フローはステップＳ１０１に戻される。
【００８１】
図８は、第２の実施の形態にかかるデジタルスチルカメラ１００で実行される撮影処理を説明するフローチャートである。本変形例も、いわゆる像面ＡＦにより、フォーカシング動作を行うものであり、図６に示すフローチャートと異なる点のみ説明する。
【００８２】
ステップＳ１１０で、現在のズーム動作がワイド側からテレ側へのものと判断すれば、続くステップＳ１１２で、ＣＰＵ１１は、ズームスイッチＳＴがオフ操作されか否か判断する。オフ操作されたと判断すれば、ステップＳ１１３Ａで、ＣＰＵ１１は、スルー画像表示を中断し、メモリ８とは別体の不揮発性メモリ（図示せず）に予め記憶している画像信号に基づいて、画像表示部８に例えば背景色、壁紙などの被写体画像と異なる画像を表示する。その後、ステップＳ１１３Ｂで、上述したバックラッシュ取り処理を行う。
【００８３】
バックラッシュ取りが終了すれば、ＣＰＵ１１は、フローをステップＳ１０３へと戻すので、ＣＣＤ３を介して新たに画像信号を取り込んで画像処理を行い画像データを取得し、それに基づきステップＳ１０４で、画像表示部８に画像を表示するようになっている。すなわち、スルー画像表示を再開するのである。
【００８４】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、本発明はステップズーム式のデジタルカメラのみならず、ズーム駆動用のモータとフォーカシング駆動用のモータとを別個に備えたデジタルカメラに対しても適用可能である。
【００８５】
【発明の効果】
本発明によれば、撮影者に違和感を与えず、高機能でありながらも低廉な構成のデジタルカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したカメラの一例であるデジタルスチルカメラｌ００の一実施の形態を示す外観図であり、図１（ａ）はデジタルスチルカメラ１００の前面斜視図、図１（ｂ）は背面斜視図である。
【図２】デジタルスチルカメラ１００の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態にかかるカメラのレンズ鏡筒およびその駆動構成を示す概略構成図である。
【図４】本実施の形態におけるズーム動作及びフォーカス動作を達成するためのカム線図である。
【図５】本実施の形態のカメラにおける撮影レンズと光学式ファインダー２５のレンズ群とを駆動する機構を示した概略構成図である。
【図６】本発明を適用したデジタルスチルカメラ１００で実行される撮影処理を説明するフローチャートである。
【図７】バックラッシュ取り処理を説明するための図である。
【図８】第２の実施の形態にかかるデジタルスチルカメラ１００で実行される撮影処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
８　画像表示部
１１　ＣＰＵ
１７　光学系駆動モータ
１００　デジタルスチルカメラ
５１　レンズユニットの第１レンズ群
５２　レンズユニットの第２レンズ群
【図１】
2004023580.tif 000003
【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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