(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体距離ごとにズームレンズの位置とフォーカスレンズの位置との位置関係としての設定軌跡情報を予め記憶しているレンズ制御装置において、
ズームレンズ、およびその光軸後方にあるフォーカスレンズと、
前記ズームレンズの位置を移動することにより変倍動作を行う変倍手段と、
前記フォーカスレンズの位置を移動することによりフォーカス動作を行うＡＦ手段と、
前記ズームレンズがテレ端にある場合において前記ズームレンズおよびフォーカスレンズを通過した光を撮像して得られた信号を使って求められた前記フォーカスレンズの合焦位置に基づく設定軌跡情報と、ワイド端に向けて移動させ、テレ側よりもワイド側で間隔をあけて数か所で得られた前記ＡＦ手段による合焦位置との差を補正情報として算出する算出手段と、
前記補正情報と前記予め記憶されている設定軌跡情報とに基づいて前記フォーカスレンズを移動させることで、前記ズームレンズを移動することによる変倍動作の際の焦点面のずれを補正する焦点面補正手段とを備えることを特徴とするレンズ制御装置。
【請求項２】
前記焦点面補正手段は、前記設定軌跡情報を前記補正情報に応じて、前記フォーカスレンズと前記ズームレンズの位置の軌跡を変化させるように補正することを特徴とする請求項１記載のレンズ制御装置。
【請求項３】
被写体距離ごとにズームレンズの位置とフォーカスレンズの位置との位置関係としての設定軌跡情報を予め記憶しているレンズ制御装置のレンズ制御方法において、
前記レンズ制御装置はズームレンズ、およびその光軸後方にあるフォーカスレンズを備え、
前記レンズ制御方法は、
前記ズームレンズの位置を移動することにより変倍動作を行う変倍工程と、
前記フォーカスレンズの位置を移動することによりフォーカス動作を行うＡＦ工程と、
前記ズームレンズがテレ端にある場合において前記ズームレンズおよびフォーカスレンズを通過した光を撮像して得られた信号を使って求められた前記フォーカスレンズの合焦位置に基づく設定軌跡情報と、ワイド端に向けて移動させ、テレ側よりもワイド側で間隔をあけて数か所で得られた前記ＡＦ工程で合焦位置との差を補正情報として算出する算出工程と、
前記補正情報と前記予め記憶されている設定軌跡情報とに基づいて前記フォーカスレンズを移動させることで、前記ズームレンズを移動することによる変倍動作の際の焦点面のずれを補正する焦点面補正工程とを有することを特徴とするレンズ制御装置のレンズ制御方法。
【請求項４】
被写体距離ごとにズームレンズの位置とフォーカスレンズの位置との位置関係としての設定軌跡情報を予め記憶しているレンズ制御装置のレンズ制御方法を実行するプログラムにおいて、
前記レンズ制御装置はズームレンズ、およびその光軸後方にあるフォーカスレンズを備え、
前記プログラムは、
前記ズームレンズの位置を移動することにより変倍動作を行う変倍ステップと、
前記フォーカスレンズの位置を移動することによりフォーカス動作を行うＡＦステップと、
前記ズームレンズがテレ端にある場合において前記ズームレンズおよびフォーカスレンズを通過した光を撮像して得られた信号を使って求められた前記フォーカスレンズの合焦位置に基づく設定軌跡情報と、ワイド端に向けて移動させ、テレ側よりもワイド側で間隔をあけて数か所で得られた前記ＡＦステップで合焦位置との差を補正情報として算出する算出ステップと、
前記補正情報と前記予め記憶されている設定軌跡情報とに基づいて前記フォーカスレンズを移動させることで、前記ズームレンズを移動することによる変倍動作の際の焦点面のずれを補正する焦点面補正ステップとを有することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インナーフォーカスタイプのレンズシステムを搭載したビデオカメラ等の撮像装置及びそのレンズ制御方法、並びにそのプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインナーフォーカスタイプのレンズシステムを搭載したビデオカメラ等の撮像装置では、焦点調節機能と所謂コンペ機能とを兼ね備えたフォーカスレンズを備える。
【０００３】
このコンペ機能とは、焦点距離が同じでも、ズームレンズの移動により変倍する際にずれる焦点面を補正する機能をいい、これによりボケのないズームを可能とする機能をいう。具体的には、図１２に示すように、焦点距離がＬの場合において、被写体距離が８０ｃｍのときはフォーカスレンズの位置をＤ１に、被写体距離が３ｍのときに撮像面に合焦するためのフォーカスレンズの位置はＤ２に移動することにより焦点面を補正する。
【０００４】
このズームレンズとフォーカスレンズが機械的なカム環で結合されているようなタイプのもの、例えばこのカム環にマニュアルズーム用のツマミを設け、手動で焦点距離を変えようとした場合、カム環はこれに追従して回転し、ズームレンズとコンペレンズはカム環のカム溝に沿って移動するようなタイプのレンズシステムにおいては、フォーカスレンズのピントがあっていれば、ツマミをいくら速く動かしてもボケを生じることはない。
【０００５】
しかし、インナーフォーカスタイプのレンズシステムの制御においては、図１２に示される複数の軌跡（以下、「カム軌跡」という。）情報を何らかの形（軌跡そのものでも、レンズ位置を変数とした関数でも良い）でレンズ制御用マイコンに記憶させておき、被写体距離に応じてこのカム軌跡情報を選択する。その後、その選択されたカム軌跡情報に基づいてフォーカスレンズを移動させ、変倍動作を行うのが一般的である。
【０００６】
従って、ボケのないズームを行うためには、このフォーカスレンズの移動はある程度精度良く行わなくてはならない。特に図１２からも明らかなように、ズームレンズを等速度又はそれに近い速度で移動する場合、焦点距離の変化によって刻々とカム軌跡の傾きが変化している。これは、フォーカスレンズの移動速度と移動の向きが刻々と変化することを示しており、換言すれば、フォーカスレンズのアクチュエータは１Ｈｚ〜数百Ｈｚまでの精度良い速度応答をしなければならないことになる。
【０００７】
上述の要求を満たすアクチュエータとしてインナーフォーカスレンズシステムのフォーカスレンズには、ステッピングモータを用いるのが一般的になりつつある。ステッピングモータは、レンズ制御用のマイコン等から出力される歩進パルスに完全に同期しながら回転し、１パルス当たりの歩進角度が一定なので、高い速度応答性と停止精度と、位置精度を得ることが可能である。さらに、ステッピングモータを用いる場合、歩進パルス数に対する回転角度が一定であるから、歩進パルスをそのままインクリメント型のエンコーダとして用いることができ、特別な位置エンコーダを追加しなくてもよいという利点がある。
【０００８】
そのため、ステッピングモータを用いて合焦を保ちながら変倍動作を行おうとする場合、レンズ制御用マイコン等に記憶されたカム軌跡情報と、ズームレンズの位置又は移動速度とに基づいてフォーカスレンズを移動させることができるカム軌跡追従方法が必要である。
【０００９】
以下、従来より用いられているカム軌跡追従方法を図１３及び図１４を用いて説明する。
【００１０】
まず、第１の従来例として、ズームレンズが、図１３に示すｚ0，・・・，ｚk-1，ｚk，ｚk+1，・・・，ｚ6の位置にしか停止することができず、また、この各位置を変数とした関数ａ（ｚ0），・・・，ａ（ｚk-1），ａ（ｚk），ａ（ｚk+1），・・・，ａ（ｚ6）は被写体距離がＬａであるときのカム軌跡情報であり、ｂ（ｚ0），・・・，ｂ（ｚk-1），ｂ（ｚk），ｂ（ｚk+1），・・・，ｂ（ｚ6）は被写体距離がＬｂであるときのカム軌跡情報である場合について説明する。尚、この２つのカム軌跡情報は前述したようにレンズ制御マイコン等に記憶されているものとする。
【００１１】
この従来例において、まず、被写体距離がＬｐであるときのフォーカスレンズ位置ｐ（ｚ0），・・・，ｐ（ｚk-1），ｐ（ｚk），ｐ（ｚk+1），・・・，ｐ（ｚ6）を下記式（１）により算出する。
【００１２】
ｐ(ｚn+1)＝α／β＊｜ｂ(ｚn+1)−ａ(ｚn+1)｜＋ａ(ｚn+1)
α＝｜ｐ(ｚn）−ａ(ｚn)｜                              ・・・（１）
β＝｜ｂ(ｚn）−ａ(ｚn)｜
即ち、ズームレンズ位置がｚnであるときに、フォーカスレンズ位置ｐ（ｚn）が線分ｂ（ｚn）−ａ（ｚn）をα／βで内分する位置にある場合、ズームレンズ位置がｚn+1にあるときのフォーカスレンズ位置ｐ（ｚn+1）も同様に、線分ｂ（ｚn+1）−ａ（ｚn+1）をα／βで内分するものとして、フォーカスレンズ位置ｐ（ｚn+1）を算出することができる。
【００１３】
そして、上述のように算出されたｐ（ｚn+1）−ｐ（ｚn）の位置差と、ズームレンズがｚn〜ｚn+1まで移動するのに要する時間から、合焦を保つためのフォーカスレンズの標準移動速度を算出することができる。これによりフォーカスレンズを制御することにより、カム軌跡を的確に追従することができる。
【００１４】
次に、第２の従来例として、ズームレンズが上述した所定の位置（ｚn）にしか停止できないという制限がない場合のカム起動追従方法を図１４を用いて説明する。尚、レンズ制御マイコン等に記憶されているカム軌跡情報は前述した第１の従来例と同じである。
【００１５】
この従来例において、ズームレンズがｚk-1とｚk間に位置するｚxにあり、また、被写体距離がＬｐであるときに、撮像面に合焦するフォーカスレンズの位置がｐ（ｚx）である場合、まず、被写体距離が各々Ｌａ，Ｌｂである場合のフォーカスレンズの位置ａ（ｚx），ｂ（ｚx）を下記式（２）により算出する。
【００１６】
ａ（ｚx）＝ａ（ｚk）−(ａ（ｚk）−ａ（ｚk-1）)＊γ
ｂ（ｚx）＝ｂ（ｚk）−(ｂ（ｚk）−ｂ（ｚk-1）)＊γ    ・・・（２）
γ＝(ｚk−ｚx）／(ｚk−ｚk-1)
即ち、ズームレンズ位置がｚxであるときに、線分ｚk−ｚk-1をγで内分する位置にある場合、被写体距離Ｌａ上にあるａ（ｚx）は、線分ａ（ｚk）−ａ（ｚk-1）をγで内分するものとし、また、被写体距離Ｌｂ上にあるｂ（ｚx）は、線分ｂ（ｚk）−ｂ（ｚk-1）をγで内分するものとして算出することができる。
【００１７】
次に、被写体距離がＬｐでありズームレンズの位置がｚkであるときのフォーカスレンズの位置ｐ（ｚk）を、ｐ（ｚx）及び上記式（２）で算出されたａ（ｚx）及びｂ（ｚx）に基づいて下記式（３）により算出する。
【００１８】
ｐ(ｚk)＝α／β＊｜ｂ(ｚk)−ａ(ｚk)｜＋ａ(ｚk)
α＝｜ｐ(ｚx）−ａ(ｚx)｜                              ・・・（３）
β＝｜ｂ(ｚx）−ａ(ｚx)｜
即ち、上記式（１）と同じく、ｐ（ｚx）が線分ａ（ｚx）−ｂ（ｚx）をα／βで内分する位置にある場合、ズームレンズ位置がｚnにあるときのフォーカスレンズ位置ｐ（ｚn）も同様に、線分ｂ（ｚn）−ａ（ｚn）をα／βで内分するものとして、フォーカスレンズ位置ｐ（ｚn）を算出することができる。
【００１９】
そして、上述のように算出されたｐ（ｚk）−ｐ（ｚx）の位置差と、ズームレンズをｚx〜ｚkまで移動することにより、テレからワイドへの変倍動作を行うときに、合焦を保つためのフォーカスレンズの標準移動速度を算出することができる。これによりフォーカスレンズを制御することにより、カム軌跡を的確に追従することができる。
【００２０】
【発明が解決しようとしている課題】
しかしながら、上記従来のカム軌跡追従方法では、レンズ制御用マイコンに記憶している理論的なカム軌跡情報を基にズームレンズ及びフォーカスレンズの位置を制御するので、光学系及びメカ系の製造誤差に相当する真のカム軌跡とのズレ分だけ、ボケを発生してしまう。
【００２１】
このような製造誤差により発生するボケは目視上では認識できない許容深度の範囲内にあったため、大きな問題とはなっていなかったが、近年の撮像装置は多画素撮像素子を用いて高精細な静止画撮影を可能にするものが主流になっており、撮像素子の多画素化が進むに連れて許容深度も小さくなり、ボケの認識がし易くなってきつつある。つまり撮像素子の多画素化が進むについて、光学系、メカ系の製造誤差が無視できない状況となってきている。
【００２２】
一方、理論カム軌跡と実際の真のカム軌跡を一致させるためには、光学系及びメカ系の製造誤差をさらに小さくすることが要求すると、製品としてコストアップ、大型化に繋がり現実的な方法とはいえない。
【００２３】
これを解決する方法としては、予め製造ロット毎での真のカム軌跡の傾向を測定しておき、この測定情報に基づき、レンズ制御マイコン等に記憶するカム軌跡情報を補正して、ズームレンズ及びフォーカスレンズの位置を制御する方法が開示されている（特開平１１−１８３７７５号公報）。
【００２４】
しかし、真のカム軌跡と理想的なカム軌跡とのずれ量の測定方法が開示されておらず、また、予め製造ロットの平均誤差量に応じて補正するので、製造誤差のバラツキによっては、吸収しきれない状況が発生してしまう。また、製造誤差が大きい場合、平均誤差では補正しきれない光学レンズはすべて不良となるため、歩留まりに影響を与え、コストアップ要因の一つになっていた。さらに製品不良のサービス修理等で光学レンズを交換する際には、交換するレンズのロット管理が必要となり、レンズのロットに応じて、補正データを変更しなければならず、数年から数十年間の生産レンズロットに対応した補正データを管理するのは、大きな労力を要していた。
【００２５】
本発明の目的は、生産工程でもサービス工程でも同一レベルの高品質管理を行うことができる撮像装置及びそのレンズ制御方法、並びにそのプログラムを提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段および作用】
上記目的を達成するために請求項１記載の撮像装置は、被写体距離ごとにズームレンズの位置とフォーカスレンズの位置との位置関係としての設定軌跡情報を予め記憶しているレンズ制御装置において、ズームレンズ、およびその光軸後方にあるフォーカスレンズと、前記ズームレンズの位置を移動することにより変倍動作を行う変倍手段と、前記フォーカスレンズの位置を移動することによりフォーカス動作を行うＡＦ手段と、前記ズームレンズがテレ端にある場合において前記ズームレンズおよびフォーカスレンズを通過した光を撮像して得られた信号を使って求められた前記フォーカスレンズの合焦位置に基づく設定軌跡情報と、ワイド端に向けて移動させ、テレ側よりもワイド側で間隔をあけて数か所で得られた前記ＡＦ手段による合焦位置との差を補正情報として算出する算出手段と、前記補正情報と前記予め記憶されている設定軌跡情報とに基づいて前記フォーカスレンズを移動させることで、前記ズームレンズを移動することによる変倍動作の際の焦点面のずれを補正する焦点面補正手段とを備えることを特徴とする。
【００２９】
請求項２記載のレンズ制御装置は、請求項１項記載のレンズ制御装置において、前記焦点面補正手段は、前記設定軌跡情報を前記補正情報に応じて、前記フォーカスレンズと前記ズームレンズの位置の軌跡を変化させるように補正することを特徴とする。
【００３２】
上記目的を達成するために請求項３記載のレンズ制御装置のレンズ制御方法は、被写体距離ごとにズームレンズの位置とフォーカスレンズの位置との位置関係としての設定軌跡情報を予め記憶しているレンズ制御装置のレンズ制御方法において、前記レンズ制御装置はズームレンズ、およびその光軸後方にあるフォーカスレンズを備え、前記レンズ制御方法は、前記ズームレンズの位置を移動することにより変倍動作を行う変倍工程と、前記フォーカスレンズの位置を移動することによりフォーカス動作を行うＡＦ工程と、前記ズームレンズがテレ端にある場合において前記ズームレンズおよびフォーカスレンズを通過した光を撮像して得られた信号を使って求められた前記フォーカスレンズの合焦位置に基づく設定軌跡情報と、ワイド端に向けて移動させ、テレ側よりもワイド側で間隔をあけて数か所で得られた前記ＡＦ工程で合焦位置との差を補正情報として算出する算出工程と、前記補正情報と前記予め記憶されている設定軌跡情報とに基づいて前記フォーカスレンズを移動させることで、前記ズームレンズを移動することによる変倍動作の際の焦点面のずれを補正する焦点面補正工程とを有することを特徴とする。
【００３９】
上記目的を達成するために請求項４記載のプログラムは、被写体距離ごとにズームレンズの位置とフォーカスレンズの位置との位置関係としての設定軌跡情報を予め記憶しているレンズ制御装置のレンズ制御方法を実行するプログラムにおいて、前記レンズ制御装置はズームレンズ、およびその光軸後方にあるフォーカスレンズを備え、前記プログラムは、前記ズームレンズの位置を移動することにより変倍動作を行う変倍ステップと、前記フォーカスレンズの位置を移動することによりフォーカス動作を行うＡＦステップと、前記ズームレンズがテレ端にある場合において前記ズームレンズおよびフォーカスレンズを通過した光を撮像して得られた信号を使って求められた前記フォーカスレンズの合焦位置に基づく設定軌跡情報と、ワイド端に向けて移動させ、テレ側よりもワイド側で間隔をあけて数か所で得られた前記ＡＦステップで合焦位置との差を補正情報として算出する算出ステップと、前記補正情報と前記予め記憶されている設定軌跡情報とに基づいて前記フォーカスレンズを移動させることで、前記ズームレンズを移動することによる変倍動作の際の焦点面のずれを補正する焦点面補正ステップとを有することを特徴とする。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る撮像装置を図面を用いて詳説する。
【００４１】
図１は、本発明の実施の形態にかかる撮像装置の構成図である。
【００４２】
図１において、撮像装置１００は、撮像素子１０６に映像光を結像する固定の前玉レンズ群１０１と、変倍を行う可動の第２のレンズ群（以下、「ズームレンズ」という。）１０２と、絞り１０３と、固定の第３のレンズ群１０４と、及びコンペ機能とフォーカシング機能を兼ね備えた可動の第４のレンズ群（以下、「フォーカスレンズ」という。）１０５と、映像光を映像信号に光電変換する撮像素子１０６と、映像信号を増幅する増幅器１０７と、増幅された映像信号を標準テレビ信号に変換するカメラ信号処理回路１０８と、絞り１０３を制御して光量調節を行う絞り制御回路１２１と、垂直同期・水平同期信号を生成するタイミングジェネレータ１１１と、タイミングジェネレータ１１１から送信された垂直同期・水平同期信号に基づいて撮像画面の所定領域をゲートするゲート信号を発生させるＡＦ（オートフォーカス）枠生成回路１１０と、ＡＦ枠生成回路１１０から受け取ったゲート信号に基づいて増幅された映像信号の高周波成分のみをＡＦ評価信号としてレンズ制御マイコン１１２に送信するＡＦ信号処理回路１０９と、ＡＦ信号処理回路１０９からのＡＦ評価信号を受信すると共にＡＦ枠生成回路１１０のゲート信号の発生を制御するレンズ制御マイコン１１２、ズームＳＷユニット１２５、及びＡＦ／ＭＦ（マニュアルフォーカス）切換ＳＷユニット１２６と互いに情報をやり取りするシステムコントロールマイコン（以下、「シスコン」という。）１２４とを備える。
【００４３】
絞り制御回路１２１による光量調節は、具体的には増幅器１０７から受信した映像信号の入力レベルに応じてアイリスドライバ１２３，ＩＧメータ１２２を駆動して、絞り１０３の制御することにより行う。
【００４４】
レンズ制御マイコン１１２は、ＡＦ信号処理回路から送信されるＡＦ評価信号の強度が最大となる位置をフォーカスレンズ１０５の合焦位置として算出するＡＦプログラム１１３、レンズカムデータ１１５を参照して合焦状態が維持されるズームレンズ１０２及びフォーカスレンズ１０５の位置を算出するズーム制御プログラム１１４、及びＡＦプログラム１１３及びズーム制御プログラム１１４で算出された位置に基づいてズームレンズ１０２及びフォーカスレンズ１０５の位置を制御するモータ制御プログラム１１６を記憶している。このモータ制御プログラム１１６によるズームレンズ１０２及びフォーカスレンズ１０５の位置の制御とは、具体的にはＡＦモード時やズーム時に、モータドライバ１１８よりステッピングモータであるズームモータ１１７を駆動させてズームレンズ１０２の位置を制御し、又、モータドライバ１２０によりステッピングモータであるフォーカスモータ１１９を駆動させてズームレンズ１０２が移動した後も合焦状態が維持される位置になるようにフォーカスレンズ１０５を制御することをいう。
【００４５】
ズームＳＷユニット１２５は、ユニット化されたズームスイッチであり、操作部材の回転角度に応じた電圧が出力される。この出力電圧に応じて可変速ズームが為される。
【００４６】
ＡＦ／ＭＦ切換ＳＷユニット１２６は、ユニット化された切替スイッチであり、撮像装置１００のＡＦモードとＭＦモードを切替えるスイッチである。
【００４７】
前玉レンズ群１０１、ズームレンズ１０２、絞り１０３、第３のレンズ群１０４、及びフォーカスレンズ１０５、撮像素子１０６は、同一の光軸上にあり、撮像素子１０６は増幅器１０７と接続されている。また、増幅器１０７は、カメラ信号処理回路１０８、絞り制御回路１２１、ＡＦ信号処理回路１０９に夫々接続される。
【００４８】
ＡＦ信号処理回路１０９、ＡＦ枠生成回路１１０、及びタイミングジェネレータ１１１は直列に接続され、さらに、ＡＦ信号処理回路１０９及びＡＦ枠生成回路１１０は、レンズ制御マイコン１１２と接続されている。
【００４９】
また、シスコン１２４は、ズームＳＷユニット１２５及びＡＦ／ＭＦ切換ＳＷユニット１２６と夫々不図示のＡ／Ｄ変換機を介して接続され、レンズ制御マイコン１１２とは所定の通信回線を介して接続されている。
【００５０】
この撮像装置１００は、インナーフォーカスタイプのレンズシステムであり、透過した映像光を、順に前玉レンズ群１０１、ズームレンズ１０２、絞り１０３、第３のレンズ群１０４、及びフォーカスレンズ１０５を介して、撮像素子１０６の面上に結像し、この結像された映像光をいい、撮像素子１０６で映像信号に変換し、増幅器１０７で最適なレベルに増幅し、カメラ信号処理回路１０８、絞り制御回路１２１、ＡＦ信号処理回路１０９に送信する。
【００５１】
透過した映像光が撮像素子１０６の面上で合焦し、且つその光量も適量である場合は、この増幅された映像信号をカメラ信号処理回路１０８により標準テレビ信号に変換し、そのまま撮像処理を終了する。
【００５２】
一方、透過した映像光が撮像素子１０６の面上で合焦してはいるが、その光量を調整する必要がある場合は、この増幅された映像信号の入力レベルに応じて、絞り制御回路１２１でアイリスドライバ１２３，ＩＧメータ１２２を駆動して絞り１０３を制御し、光量調節を行う。
【００５３】
また、透過した映像光の光量は適量であるが、透過した映像光が撮像素子１０６の面上で合焦していない場合は、ＡＦ信号処理回路１０９で、ＡＦ枠生成回路１１０からのゲート信号に基づいて、この増幅された映像信号の高周波成分のみをＡＦ評価信号として、レンズ制御マイコン１１２に送信する。この送信されたＡＦ評価信号に基づいてレンズ制御マイコンが後述する図３のズーム・コンペ動作処理を行い、ズームレンズ１０２及びフォーカスレンズ１０５の位置を制御する。
【００５４】
ズームレンズ１０２及びフォーカスレンズ１０５の位置の制御は、前述したように、レンズ制御マイコン１１２内のモータ制御プログラム１１６がズームモータ１１７及びフォーカスモータ１１９を駆動させることにより行われるが、以下その駆動方法について詳説する。
【００５５】
まず、レンズ制御マイコン１１２内のズーム制御プログラム１１４により決定されたズームモータ１１７の駆動速度を回転周波数信号に変換して、モータドライバ１１８に送信する。同様に、ズーム制御プログラム１１４により決定されたフォーカスモータ１１９の駆動速度を回転周波数信号に変換して、モータドライバ１２０に送信する。
【００５６】
また、ズーム制御プログラム１１４から送信されたズームモータ１１７及びフォーカスモータ１１９の位置情報に基づいて、ズームモータ１１７及びフォーカスモータ１１９の駆動／停止命令、回転方向命令をモータドライバ１１８，１２０に送る。この駆動／停止命令、及び回転方向命令は、ズームモータ１１７に関しては主としてズームＳＷユニット１２５による変倍動作設定の状態に応じて、フォーカスモータ１１９に関しては、ＡＦ動作時及びズーム時にレンズ制御マイコン１１２内の処理で決定する駆動命令に応じている。
【００５７】
モータドライバ１１８，１２０は、モータ制御プログラム１１６からの回転方向命令に応じて、４相のモータ励磁相の位相を順回転及び逆回転の位相に設定し、且つ受信した回転周波数信号に応じて、４相のモータ励磁相の印加電圧（又は電流）を変化させながら、出力することにより、ズームモータ１１７，フォーカスモータ１１９の回転方向と回転周波数とを制御しつつ、駆動／停止命令に応じて、モータへの出力のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。
【００５８】
以下、撮像装置１００のレンズ制御について説明する。
【００５９】
図２は、レンズ制御用マイコン１１２内で行われるレンズ制御処理のフローチャートである。
【００６０】
図２において、まず、レンズ制御用マイコン１１２内の不図示のＲＡＭや各種ポートの初期設定が行う（ステップＳ６０２）。
【００６１】
その後、シスコン１２４との相互通信処理を行う（ステップＳ６０３）。具体的には、ズームＳＷユニット１２５やＡＦ／ＭＦ切替ＳＷユニット１２６の情報をシスコン１２４から受け取る一方、不図示の表示器等でズーム中であることを表示するため、ズームレンズ１０２の位置などの変倍動作情報をシスコン１２４に引き渡す。
【００６２】
次に、ＡＦ／ＭＦ切替ＳＷユニット１２６や後述するプログラム処理によりＡＦモードへの切替が行われたと判断したときは、ＡＦ信号処理回路１０９から受信するＡＦ評価信号の強度に応じて、ＡＦプログラム１１３でフォーカスレンズ１０５の位置を算出し、焦点調節を行うＡＦ処理を行う（ステップＳ６０４）。
【００６３】
次に、ズームＳＷユニット１２５より変倍動作情報を受け取ったと判断したときは、ズームレンズ１０２の位置をズーム制御プログラム１１４で算出し、変倍動作を行うと同時に、変倍した後も合焦を維持するため、ズーム制御プログラム１１４で合焦するフォーカスレンズ１０５の位置（以下、「フォーカス合焦位置」という。）を算出するズーム・コンペ動作処理を行う（ステップＳ６０５）。
【００６４】
次に、ステップＳ６０４やステップＳ６０５において算出されるズームレンズ１０２やフォーカスレンズ１０５の位置に基づいて、ズームレンズ１０２がテレ端よりテレ側、ワイド端よりワイド側には駆動しないように、またフォーカスレンズ１０５が至近端より至近側、無限端より無限側には駆動しないように、モータ制御プログラム１１６でズームレンズ１０２及びフォーカスレンズ１０５の駆動方向及び駆動速度を設定する駆動方向・速度設定処理を行う（ステップＳ６０６）。これにより、テレ端からワイド端の範囲においてズームレンズ１０２を確実に駆動でき、また至近端から無限端の範囲においてフォーカスレンズを確実に駆動できる。尚、テレ端、ワイド端、至近端、及び無限端は夫々のレンズのメカ端に当たらないようにソフト的に予め設けられているものである。
【００６５】
ステップＳ６０６において設定された駆動方向及び駆動速度に基づいて、モータドライバ１１８，１２０を駆動し、ズームレンズ１０２及びフォーカスレンズ１０５の駆動／停止を制御するモータ駆動制御処理を行った後（ステップＳ６０７）、ステップＳ６０３に戻る。
【００６６】
尚、ステップＳ６０１〜ステップＳ６０７までの一連の処理は垂直同期時間に同期して実行される。
【００６７】
図３は、図２のステップＳ６０５におけるズーム・コンペ動作処理のフローチャートである。
【００６８】
まず、理想的なカム軌跡と真のカム軌跡のズレを測定するカムズレ測定を行うか否かの判別する（ステップＳ７０１）。この判別は、具体的にはユーザが不図示のスイッチの押下等によりカムズレ測定を選択したか否かにより判別される。
【００６９】
ステップＳ７０１の判別の結果、カムズレ測定を行う場合は、後述する図４のカム軌跡特定処理を実行する一方（ステップＳ７５０）、測定しない場合は、ステップＳ７０２に進み、ズーム位置カウンタｚを初期値７に設定する。このズーム位置カウンタｚの使い方は、図４を用いて後述する。
【００７０】
次に、ステップＳ７０３において、シスコン１２４から受け取るズームＳＷユニット１２５の押圧情報に応じて、自然な変倍動作が行えるよう、モータ１１７の駆動速度Ｚｓｐを設定する。
【００７１】
その後、ステップＳ７０４において、現在のズームレンズ１０２、フォーカスレンズ１０５の位置から被写体距離を特定し、その被写体距離情報を３つの軌跡パラメタα、β、γとして不図示のＲＡＭなどのメモリ領域に記憶する以下に詳述する図６及び図７の軌跡パラメタ算出処理を行う。
【００７２】
図６及び図７は、図３のステップＳ７０４における軌跡パラメタ算出処理のフローチャートである。
【００７３】
尚、本実施の形態では、簡単のため、現在のレンズ位置において合焦状態が維持されているものとして説明を行う。
【００７４】
まず、現在のズームレンズ位置Ｚｘが属するズームエリアを算出する後述の図８のズームエリア算出処理を行う（ステップＳ８０１）。
【００７５】
ズームエリアとは、図９に示すように、ズームレンズ１０２が変倍（焦点距離を変更）するために移動可能な範囲であるワイド端からテレ端までが等分された各領域をいい、ワイド端に位置する領域から順に１番目からｓ番目の領域がある。以下、ズームエリアが何番目に位置するかを示す変数をズームエリア変数ｖと表す。
【００７６】
ズームエリアの領域指定は、ズームエリア変数ｖを変数とするズームレンズ位置Ｚ（ｖ）によって表される。即ち、ズームレンズ位置Ｚ（ｖ）とは、図９に示すようにｋ番目のズームエリアのテレ端側の境界をズームレンズ位置Ｚ（ｋ）、ワイド端をズームレンズ位置Ｚ（０）、テレ端をズームレンズ位置Ｚ（ｓ）として表す。即ち、ｋ番目のズームエリアは、ズームレンズ位置Ｚ（ｋ−１）〜Ｚ（ｋ）で区切られる範囲として表される。
【００７７】
従って、ｋ番目のズームエリアの境界は、ズームレンズ位置Ｚ（ｋ−１），Ｚ（ｋ）の２つあるが、以降はズームレンズ位置Ｚ（ｋ）のみを、以降ｋ番目のズームエリアの境界という。
【００７８】
図８は、図６のステップＳ８０１におけるズームエリア算出処理のフローチャートである。
【００７９】
まず、ズームエリア変数ｖの値を０とし（ステップＳ９０１）、ズームレンズ位置Ｚ（ｖ）を下記式（４）により算出する（ステップＳ９０２）。
【００８０】
Ｚ（ｖ）＝（Ｚ（ｓ）−Ｚ（０））＊ｖ／ｓ＋Ｚ（０）      ・・・（４）
次にステップＳ９０２で算出されたズームレンズ位置Ｚ（ｖ）が現在のズームレンズ位置Ｚｘと等しいか、即ち、ズームレンズ１０２がｖ番目のズームエリアの境界上に存在するか否かを判別する（ステップＳ９０３）。
【００８１】
ステップＳ９０３の判別の結果、ｖ番目のズームエリアの境界上に存在すれば境界フラグ＝１とし（ステップＳ９０７）、本処理を終了する一方、ｖ番目のズームエリアの境界上に存在しなければ、現在のズームレンズ位置Ｚｘの値がズームレンズ位置Ｚ（ｖ）の値より小さいか否かを判別する（ステップＳ９０４）。
【００８２】
ステップＳ９０４の判別の結果、現在のズームレンズ位置Ｚｘの値がズームレンズ位置Ｚ（ｖ）の値より小さくなければ、ズームエリア変数ｖをインクリメントして、再びステップＳ９０２に戻り、ステップＳ９０４において現在のズームレンズ位置Ｚｘの値がズームレンズ位置Ｚ（ｖ）の値より小さくなるまで、ステップＳ９０１〜Ｓ９０５の処理を繰り返し行う。
【００８３】
一方、ステップＳ９０４の判別の結果、現在のズームレンズ位置Ｚｘの値がズームレンズ位置Ｚ（ｖ）の値より小さければ、現在のズームレンズ位置Ｚｘはズームレンズ位置Ｚ（ｖ−１），Ｚ（ｖ）の間にいる、即ち、ズームレンズ１０２はｖ番目のズームエリア内にあるが、その境界にはないと判断して、境界フラグ＝０とし（ステップＳ９０６）、本処理を終了する。
【００８４】
以上の処理によれば、ズームレンズ１０２が何番目のズームエリア内にあるか特定でき、さらにそのズームエリアの境界上に存在するか否かも知ることができる。
【００８５】
図６に戻り、ステップＳ８０１のズームエリア算出処理により特定されたズームレンズ１０２の位置と、レンズカムデータ１１５として記憶される以下の表１に基づいて、フォーカスレンズ１０５の位置を算出する。
【００８６】
【表１】
0004766640.tif 000002
【００８７】
表１は、レンズカムデータ１１５として記憶されるデータであり、被写体距離及びズームレンズ１０２の位置により合焦するフォーカスレンズ１０５の位置が変化するカムデータ（図１２）を、合焦フォーカス位置Ａ（ｎ，ｖ）として表す表である。
【００８８】
行方向は図６のステップＳ８０１で前述したズームエリア変数ｖを示し、列方向は以下に説明する被写体距離変数ｎを示す。
【００８９】
被写体距離変数ｎとは、被写体距離の値をｍ等分し、その値（以下、「被写体距離Ｃ（ｎ）」という。）が無限遠からみて何番目の位置にあるかを表す。具体的には、被写体距離Ｃ（０）は無限遠を表し、被写体距離Ｃ（ｍ）は１ｃｍを表す。
【００９０】
先ず、被写体距離変数ｎの値を０とし（ステップＳ８０２）、ステップＳ８０１で特定されたズームエリア変数ｖに基づいて求められるズームレンズ位置Ｚ（ｖ）の値をＺｋとし、ズームレンズ位置Ｚ（ｖ−１）の値をＺｋ−１とする（ステップＳ８０３）。
【００９１】
次に、ズームレンズ１０２がステップＳ８０２で特定されたズームエリアの境界上に存在するか否か、即ち、境界フラグ＝１であるか、境界フラグ＝０であるか判別する（ステップＳ８０４）。
【００９２】
ステップＳ８０４の判別の結果、ズームエリアの境界上に存在しないとき、即ち境界フラグ＝０であるときは、被写体距離変数がｎ、ズームエリア変数がｖのときの合焦フォーカス位置を決定するため、４つの合焦フォーカス位置Ａ（ｎ，ｖ−１）、Ａ（ｎ，ｖ）、Ａ（ｎ＋１，ｖ−１）、Ａ（ｎ＋１，ｖ）をレンズカムデータ１１５から読み出し（ステップＳ８０５）、ステップＳ８０７に進む。
【００９３】
一方、ステップＳ８０４の判別の結果、ズームエリアの境界上に存在するとき、即ち境界フラグ＝１であるときは、合焦フォーカス位置Ａ（ｎ，ｖ）及びＡ（ｎ＋１，ｖ）をレンズカムデータ１１５から２重に読み出し（ステップＳ８０４）、ステップＳ８０７に進む。
【００９４】
次に、ステップＳ８０７において、カムズレ量ΔＦ（ｚ）でカムズレ補正を行う。
【００９５】
カムズレ量ΔＦ（ｚ）とは、ズームレンズ位置Ｚ（ｚ）に対し、レンズカムデータ１１５に記憶されているカム軌跡をトレースした場合の理想的なフォーカス合焦位置ＭＦ（ｚ）と、ＡＦ動作により合焦した実際のフォーカス合焦位置ＡＦ（ｚ）との差分量をいい、不図示のメモリに格納されている。
【００９６】
例えば、ステップＳ８０１により、ズームレンズ１０２がｚ番目のズームエリアに位置することが特定されている場合に、合焦フォーカス位置Ａ（ｎ，ｖ）は下記式（５）より補正する。
【００９７】
Ａ（ｎ，ｖ）
＝(ΔＦ(ｚ＋１）−ΔＦ（ｚ）)＊(Ｚｋ−Ｚ(ｚ））／(Ｚ(ｚ＋１）−Ｚ(ｚ））
＋ΔＦ（ｚ）＋Ａ（ｎ，ｖ）                      ・・・（５）
この補正により、理想的なカム軌跡データと、カムズレ量ΔＦ（ｚ），ΔＦ（ｚ＋１）を用いて、カム軌跡の形状を真のカム軌跡に近づくよう直線近似することができる。
【００９８】
上記補正は、本実施の形態においては簡単のためズームレンズ１０２が後述する図１１に示すように６ヶ所にある場合についてのみ行っているが、測定点を増やせばそれだけ真の軌跡からの近似誤差は減少する。この補正は、ステップＳ８０５又はステップＳ８０６で読み出した４つのデータ点について行われる。
【００９９】
尚、カムズレ量ΔＦ（ｚ）は符号付きのデータとなっており、上記式（５）ではテーブルデータと加算されるが、実際にはカムズレ量ΔＦ（ｚ＋１），ΔＦ（ｚ）の符号に応じて、値が減少する場合も含まれている。
【０１００】
次に、ステップＳ８０８において、ｋ番目のズームエリアにあり、その境界上にはないＺｘの位置にズームレンズ１０２がある場合、被写体距離ｎ，ｎ＋１であるときのフォーカスレンズ位置ａｘ，ｂｘを下記式（６）により算出する。
【０１０１】
ａｘ＝Ａ（ｎ，ｋ）−(Ａ（ｎ，ｋ）−Ａ（ｎ，ｋ−１）)＊γ
ｂｘ＝Ａ（ｎ＋１，ｋ）−(Ａ（ｎ＋１，ｋ）−Ａ（ｎ＋１，ｋ−１）)＊γ  ・・・（６）
γ＝(Ｚｋ−Ｚｘ)／(Ｚｋ−Ｚｋ−１)
即ち、ズームレンズ位置がＺｘであるときに、線分Ｚ（ｋ）−Ｚ（ｋ−１）をγで内分する位置にある場合、被写体距離ｎ上にあるａｘは、線分Ａ（ｎ，ｋ）−Ａ（ｎ，ｋ−１）をγで内分するものとし、また、被写体距離ｎ＋１上にあるｂｘは、線分Ｂ（ｎ，ｋ）−Ｂ（ｎ，ｋ−１）をγで内分するものとして算出することができる。
【０１０２】
尚、ズームレンズ１０２が境界上にある場合には、γ＝０となるため、ａｘ＝Ａ（ｎ，ｖ），ｂｘ＝Ａ（ｎ＋１，ｖ）と算出される。
【０１０３】
次に、図７のステップＳ８０９において、現在のフォーカスレンズ位置Ｐｘの値がａｘの値以上か否かを判別する。
【０１０４】
ステップＳ８０９の判別の結果、現在のフォーカスレンズ位置Ｐｘの値がａｘの値未満のときは、現在のフォーカス位置Ｐｘが超無限にいると判断し、ステップＳ８１３でα＝０として記憶した後、ステップＳ８１３に進み、無限の軌跡パラメタを記憶する。
【０１０５】
一方、ステップＳ８０９の判別の結果、現在のフォーカスレンズ位置Ｐｘの値がａｘの値以上のときは、現在のフォーカスレンズ位置Ｐｘの値がｂｘの値以上か否かを判別する（ステップＳ８１０）。
【０１０６】
ステップＳ８１０の判別の結果、現在のフォーカスレンズ位置Ｐｘの値がｂｘの値未満のときは、現在のフォーカスレンズ位置Ｐｘは、被写体距離ｎとｎ＋１の間にいると判断し、この時の軌跡パラメタをステップＳ８１４〜Ｓ８１６の処理により不図示のメモリに記憶する。
【０１０７】
具体的には、ステップＳ８１４においてα＝Ｐｘ−ａｘとして不図示のメモリに記憶し、ステップＳ８１５においてβ＝ｂｘ−ａｘとして不図示のメモリに記憶し、ステップＳ８１６でγ＝ｎとして不図示のメモリに記憶して本処理を終了する。
【０１０８】
一方、ステップＳ８１０の判別の結果、現在のフォーカスレンズ位置Ｐｘの値がｂｘの値以上のときは、現在のフォーカスレンズ位置Ｐｘがより至近側にいる場合であり、ステップＳ８１１で被写体距離変数ｎをインクリメントする。
【０１０９】
次に、ステップＳ８１２において、被写体距離Ｃ（ｎ）の値が被写体距離Ｃ（ｍ）の値以下か否かを判別する。
【０１１０】
ステップＳ８１１の判別の結果、被写体距離Ｃ（ｎ）の値が被写体距離Ｃ（ｍ）値以下であれば、図６のステップＳ８０３へ戻る。
【０１１１】
一方、ステップＳ８１１の判別の結果、被写体距離Ｃ（ｎ）の値が被写体距離Ｃ（ｍ）の値より大きければ、現在のフォーカスレンズ位置Ｐｘが超至近にいると判断し、ステップＳ８１３でα＝０として記憶した後、ステップＳ８１４に進み、最至近距離の軌跡パラメタを記憶し、その後前述のステップＳ８１５，Ｓ８１６の処理を行い本処理を終了する。
【０１１２】
上記軌跡パラメタ算出処理により、現在のズームレンズ位置Ｚｘ、現在のフォーカスレンズ位置Ｐｘが図１２のカム軌跡におけるどの位置なのかを示す軌跡パラメタの記憶が行うことができる。
【０１１３】
次に、図３に戻り、１垂直同期時間後にズームレンズ１０２が到達するズーム位置Ｚｘ'算出処理を行う（ステップＳ７０５）。
【０１１４】
ステップＳ７０２で決定されたズーム速度をＺｓｐ（ｐｐｓ）とすると、１垂直同期時間後のズーム位置Ｚｘ’は下記式（７）により算出される。ここで、ｐｐｓはステッピングモータの回転速度を表す単位で、１秒間当たりの回転するステップ量（１ステップ＝１パルス）を示しており、数７により得られるＺｘ’の値は、正であるときはテレ方向にズームレンズ１０２を移動することを表し、負であるときはワイド方向にズームレンズ１０２を移動することを表す。
【０１１５】
Ｚｘ’＝Ｚｘ±Ｚｓｐ／垂直同期周波数                    ・・・（７）
次に、１垂直同期時間後のズームレンズ位置Ｚｘ'がいずれのズームエリアにあるか特定する（ステップＳ７０６）。
【０１１６】
ステップＳ７０６は前述した図８のズームエリア算出処理と基本的に同じであり、図８におけるＺｘ，ｖを、各々Ｚｘ’，ｖ’としたものである。
【０１１７】
次に、ステップＳ７０７において、ステップＳ７０６で特定されたズームエリア変数ｖ’に基づいて求められるズームレンズ位置Ｚ（ｖ’）の値をＺｋとし、ズームレンズ位置Ｚ（ｖ’−１）の値をＺｋ−１とし（ステップＳ８０３）、１垂直同期時間後のズームレンズ１０２がステップＳ７０６で特定されたズームエリアの境界上に存在するか否か、即ち、境界フラグ＝１であるか、境界フラグ＝０であるか判別する（ステップＳ７０８）。
【０１１８】
ステップＳ７０８の判別の結果、ズームエリアの境界上に存在しないとき、即ち境界フラグ＝０であるときは、図６及び図７の軌跡パラメタ算出処理により被写体距離γが特定された４つの合焦フォーカス位置Ａ（γ，ｖ’−１）、Ａ（γ，ｖ’）、Ａ（γ＋１，ｖ’−１）、Ａ（γ＋１，ｖ’）をレンズカムデータ１１５から読み出し（ステップＳ７０９）、上記式（５）を用いて、読み出したテーブルデータを補正処理し（ステップＳ７１１）、さらに、上記式（６）からａｘ’，ｂｘ’を算出し（ステップＳ７１２）、ステップＳ７１３に進む。
【０１１９】
一方、ステップＳ７０８の判別の結果、ズームエリアの境界上に存在するとき、即ち境界フラグ＝１であるときは、同じく図６及び図７の軌跡パラメタ算出処理により被写体距離γが特定された合焦フォーカス位置Ａ（γ，ｖ’）、及びＡ（γ＋１，ｖ’）をレンズカムデータ１１５から２重に読み出し（ステップＳ７１０）、上記式（５）を用いて、読み出したテーブルデータを補正処理し（ステップＳ７１１）、さらに上記式（６）からａｘ’，ｂｘ’を算出し（ステップＳ７１２）、ステップＳ７１３に進む。
【０１２０】
次に、ステップＳ７１３において、ズームレンズ位置がＺｘ'に達したときのフォーカスレンズ位置Ｐｘ’を下記式（８）により算出する。
【０１２１】
Ｐｘ’＝（ｂｘ’−ａｘ’）＊α／β＋ａｘ’              ・・・（８）
即ち、図６及び図７の軌跡パラメタ算出処理により算出されるα、βの値から、現在のフォーカスレンズ位置Ｐｘが線分ｂｘ−ａｘを内分する比α／βをえることができ、この比α／βで線分ｂｘ’−ａｘ’を内分する点をフォーカスレンズ位置Ｐｘ’として算出することができる。
【０１２２】
従って、ズームレンズ位置がＺｘ'に達したときのフォーカス位置Ｐｘ’とズームレンズ位置がＺｘにある現在のフォーカス位置Ｐｘとの差であるフォーカス位置差ΔＰは、下記式（９）により算出される。
【０１２３】
ΔＰ＝（ｂｘ’−ａｘ’）＊α／β＋ａｘ’−Ｐｘ          ・・・（９）
次に、フォーカス位置差ΔＰをこの距離を移動するのに要するズームレンズ移動時間で除算して得られるフォーカス標準移動速度Ｖｆ０を算出し（ステップＳ７１４）、本処理を終了する。
【０１２４】
尚、このステップＳ７１４の処理により決定したフォーカス標準移動速度Ｖｆ０及びフォーカス速度の符号方向（至近方向を正、無限方向を負）に基づいて、前述のステップＳ６０６の駆動方向・速度設定処理が行われる。
【０１２５】
一方、ステップＳ７０１の判別の結果、カムズレ測定を行う場合は、以下のカム軌跡特定処理を行う。
【０１２６】
図４は、図３のステップＳ７５０におけるカム軌跡特定処理のフローチャートである。
【０１２７】
図４において、まず、ズーム位置カウンタｚが０か否かを判別する（ステップＳ７１５）。
【０１２８】
ステップＳ７１５の判別の結果、ズーム位置カウンタｚが０の場合は、測定ズーム位置がワイド端にあり、カム軌跡特定処理がすべて完了していると判断し、ステップＳ７３９に進む。
【０１２９】
一方、ステップＳ７１５の判別の結果、ズーム位置カウンタｚが０でない場合は、ズーム位置カウンタｚが７か否かを判別する（ステップＳ７１６）。
【０１３０】
ステップＳ７１６の判別の結果、ズーム位置カウンタｚが７でない場合は、測定モードにあると判断し、後述する図５のカムズレ測定処理を実行する一方（ステップＳ７５１）、ズーム位置カウンタｚが７である場合は、通常モードから測定モードになったと判断し、ステップＳ７１７〜Ｓ７１９までの初期設定を行う。
【０１３１】
まず、ズームレンズ１０２の現在のズームレンズ位置Ｚｘがテレ端にいくまで（ステップＳ７１７でＮＯ）、ズームレンズ１０２をテレ方向へ駆動しつつ、ＡＦ動作を行い（ステップＳ７１８）、ズームレンズ１０２の現在のズームレンズ位置Ｚｘがテレ端に到達したときに（ステップＳ７１７でＹＥＳ）、ステップＳ７１９に進み、ズームレンズ１０２を停止する。
【０１３２】
上記初期設定終了後、ＡＦ動作により撮像素子１０６に合焦しているか否かを判別し（ステップＳ７２０）、合焦しているときは直接、合焦していないときは、ステップＳ６０６において再度駆動方向・速度設定処理を行い、合焦した段階で、カムズレ量ΔＦ（ｚ）をすべて０に初期化し（ステップＳ７２１）、軌跡パラメタ算出処理を行う（ステップＳ７２２）。尚、この処理は、前述の軌跡パラメタ算出処理（図６）と基本的に同じであるが、ステップＳ７２１でカムズレ量ΔＦ（ｚ）は初期化されるので、図６のステップＳ８０７におけるカムズレ補正は実質行われない。
【０１３３】
その後、ＡＦモードをＯＦＦとして１垂直同期時間後のズーム位置カウンタｚ’が６となるよう設定し（ステップＳ７２３）、本処理を終了する。
【０１３４】
以上のカム軌跡特定処理により、カムズレ測定を行う時にトレースすべきカム軌跡を特定することができる。
【０１３５】
次に、図４のカム軌跡特定処理により被写体距離が無限遠であると特定されたときを例として、カムズレ測定処理の概略を説明する。
【０１３６】
カム軌跡１２０１は、被写体距離が無限遠であるときの理想的なカム軌跡として、レンズカムデータ１１５として記憶されているズームレンズ１０２とフォーカスレンズ１０５の位置関係を表すものであり、図１１に示すように、前述の理想的なフォーカス合焦位置ＭＦ（ｚ）として記憶されている。一方、カム軌跡１２０２は、被写体距離が無限遠であるときの実際のカム軌跡、即ち、製造誤差を持つ実際のズームレンズ１０２がテレからワイド方向に移動するのに追随して、同じく製造誤差を持つ実際のフォーカスレンズ１０５が合焦状態を維持したまま移動する際の各レンズの位置関係を表す軌跡であり、前述の実際のフォーカス合焦位置ＡＦ（ｚ）は軌跡１２０２上にある。
【０１３７】
また、本実施の形態においては、カムズレ量ΔＦ（ｚ）が測定されるズームレンズ位置Ｚ（ｚ）は、テレ端とワイド端とを２分割する点をズームレンズ位置Ｚ（５）、テレ端とズームレンズ位置Ｚ（５）とを２分割する点をズームレンズ位置Ｚ（６）、ワイド端をズームレンズ位置Ｚ（１）、ズームレンズ位置Ｚ（１），Ｚ（５）の間を４分割するようにワイド端から順にズームレンズ位置Ｚ（２），Ｚ（３），Ｚ（４）となるように、予め設定されている。
【０１３８】
まず、本処理が開始すると、図４のステップＳ７２３において、ＡＦモードをＯＦＦとし、１垂直同期時間後のズーム位置カウンタｚ’が６となるよう設定しているため、ズームレンズ１０２はズームレンズ位置Ｚ（６）にあるときの、理想的なフォーカス合焦位置ＭＦ（６）を算出し、その後、ＡＦにより実際のフォーカス合焦位置ＡＦ（６）に移動し、ＡＦ（６）の値を得る。同様の処理が、他のズームレンズ位置Ｚ（１）・・・Ｚ（５）についても行われる。
【０１３９】
すべてのズームレンズ位置Ｚ（ｚ）において上記動作が終了した時、すべてのズームレンズ位置Ｚ（ｚ）におけるカムズレ量ΔＦ（ｚ）として、ＡＦ（ｚ）とＭＦ（ｚ）の差分量を算出し、不図示のメモリに格納し本処理を終了する。
【０１４０】
以上の処理により得られたカムズレ量ΔＦ（ｚ）により、図３のズーム・コンペ処理におけるステップＳ７１１の軌跡データ補正が行われる。
【０１４１】
次に、上述のカムズレ測定処理を具体的に説明する。
【０１４２】
図５は、図４のステップＳ７５１におけるカムズレ測定処理のフローチャートである。
【０１４３】
図５において、まずＡＦモードがＯＮであるか否かを判別するＡＦモード判別処理を行い（ステップＳ７２４）、ＡＦモードがＯＮでない場合、即ちＡＦモードがＯＦＦである場合はステップＳ７２５に進み、一方、ＡＦモードがＯＮである場合はステップＳ７３７へ進む。このとき、図４のステップＳ７２３の処理でＡＦモードはＯＦＦに設定されているため、このステップＳ７２４のＡＦモード判別処理の後、ステップＳ７２５に進む。
【０１４４】
ステップＳ７２５において、ズームレンズ位置Ｚ（ｚ）を算出する。このとき、図４のステップＳ７２３の処理で１垂直同期時間後のズーム位置カウンタｚ’が６となるよう設定されているため、ズームレンズ位置Ｚ（６）の値が算出される。
【０１４５】
次にステップＳ７２６において、ズームレンズ位置Ｚ（ｚ）が属するズームエリアを算出するズームエリア算出処理を行う。この処理は、ステップＳ７０６のズームエリア算出処理と基本的に同じであり、ステップＳ７０６の処理における現在のズームレンズ位置Ｚｘをズームレンズ位置Ｚ（ｚ）としたものである。
【０１４６】
その後、ステップＳ７２７〜Ｓ７３０で、前述の図６のステップＳ８０３〜Ｓ８０６と同一の処理を行った後、ステップＳ７３１で、フォーカスレンズ位置ａｘｚ，ｂｘｚを算出する。このステップＳ７３１の処理は、図６のステップＳ８０８におけるフォーカスレンズ位置ａｘ，ｂｘの算出方法と基本的に同じであり、ステップＳ８０８におけるａｘ，ｂｘ，Ｚｘを、各々ａｘｚ，ｂｘｚ，Ｚ（ｚ）としたものである。
【０１４７】
次に、ステップＳ７３２において、ズームレンズ位置Ｚ（ｚ）に達したときの理想的な合焦フォーカス位置ＭＦ（ｚ）を算出する。このステップＳ７３２の処理は、図３のステップＳ７１３におけるフォーカス位置Ｐｘ’の算出方法と基本的に同じであり、ステップＳ７１３におけるａｘ’，ｂｘ’，Ｐｘ’を、各々ａｘｚ，ｂｘｚ，ＭＦ（ｚ）としたものである。
【０１４８】
次に、ステップＳ７３３において、ズームレンズ１０２をズームレンズ位置Ｚ（ｚ）に、フォーカスレンズ１０５の位置をＭＦ（ｚ）に移動した後、さらにフォーカスレンズ１０５を実際のフォーカス位置に移動するレンズ走査処理（ステップＳ７３４）の処理を行う。
【０１４９】
図１０は、レンズ走査処理のフローチャートである。
【０１５０】
この処理は、動作モードのループ制御を概念的に説明するものであり、処理周期を表現してはいない。実際にはこの処理は、図２のステップＳ６０４において１垂直同期期間毎に処理されている。つまり図１０の各ステップ（ステップＳ１１０２〜Ｓ１１０５）の処理から、一旦ステップＳ６０４を抜けて、ステップＳ６０５へ進み、再びステップＳ６０４の処理を行う際に、前回抜けた処理から引き続き図１０のカム軌跡ズレ量測定処理を行うような構成となっている。このように、垂直同期周期で処理が為されるのは、ＡＦ評価信号のサンプリング周期が垂直同期信号に同期している為である。
【０１５１】
先ず、図１０において、本処理を起動し（ステップＳ１１０１）、ＡＦ評価信号のレベルに応じ速度制御や方向制御することで山登り制御を行なう（ステップＳ１１０２）。
【０１５２】
次に、ＡＦ評価信号を参照しながら山の頂点を乗り越えたか否かの判断及び山頂上付近で合焦確認を行う山の頂点判断を行ない（ステップＳ１１０３）、ステップＳ１１０３の山の頂点判断により最も山の高い点となったところで停止して再起動待機状態となり（ステップＳ１１０４）、本処理を終了する。
【０１５３】
図５に戻り、ＡＦモードをＯＮに設定し（ステップＳ７３６）、本処理を終了する。
【０１５４】
尚、次にこのカムズレ処理を行うときは、ステップＳ７３６の処理でＡＦモードがＯＮに設定されているため、ステップＳ７２４のＡＦモード判別処理の後、ステップＳ７３７に進む。
【０１５５】
ステップＳ７３７において、ＡＦ動作により撮像素子１０６に合焦しているか否かを判別し、合焦しているときは直接、合焦していないときは、ステップＳ６０６において再度駆動方向・速度設定処理を行い、合焦した段階で現在のフォーカスレンズ位置をＡＦ（ｚ）として不図示のメモリに一旦記憶すると同時にＡＦモードをＯＦＦに設定し、ズーム位置カウンタｚを１だけデクリメントして（ステップＳ７３８）、本処理を終了する。
【０１５６】
本処理によれば、ズーム位置カウンタｚを順にデクリメントすることにより、カム軌跡ズレ量を測定するため予め設定されていた、すべてのズームレンズ位置Ｚ（ｚ）について、カムズレ測定を行うことができる。
【０１５７】
また、この後にカム軌跡特定処理を行う際には（図３のステップＳ７０１でＹＥＳ）、ズーム位置カウンタｚが５〜１のときは、ズーム位置カウンタｚが６のときと同様に、図４のカム軌跡特定処理におけるステップＳ７１６において測定モードであると判断し、前述のカムズレ測定処理を行う。その後、ズーム位置カウンタｚが０となったときは、図４のカム軌跡特定処理におけるステップＳ７１５から、ステップＳ７３９に進み、カムズレ量ΔＦとして、測定ポイント毎にＡＦ（ｚ）とＭＦ（ｚ）の差分量が算出され、不図示の内部ＲＡＭ又はＥＥＰＲＯＭからなるレンズカムデータ記録回路１１２に記憶され（ステップＳ７３９）、本処理を終了する。
【０１５８】
このカムズレ測定処理により得られたカムズレ量ΔＦ（ｚ）を算出することができるので、前述した図３のステップＳ７１１の補正処理を行うことができ、その結果真のカム軌跡１２０２がトレースできるようになる。
【０１５９】
また、ズーム・コンペ動作処理（図２のステップＳ６０５，図３）の際に、このカムズレ測定を行わなわない場合（図３のステップＳ７０１でＮＯ）、ズーム位置カウンタｚが７に設定され（ステップＳ７０２）、その後前述した通常のズーム・コンペ動作（ステップＳ７０３〜Ｓ７１４）の処理が行われる。
【０１６０】
従って、この通常のズーム・コンペ動作を行った後であっても、ユーザがカムズレ測定を選択した場合は（ステップＳ７０１でＹＥＳ）、設定されているズーム位置カウンタｚが７と設定されているため（ステップＳ７０２）、前述した図４のカム軌跡特定処理におけるステップＳ７１６において通常モードから測定モードになったと判断され、前述した図４のカム軌跡特定処理及び図５のカムズレ測定を行うことができる。
【０１６１】
以上述べてきたように、撮像装置１００本体に組み込まれるズームレンズ１０２とフォーカスレンズ１０５を独立に移動させることにより、特定された被写体距離毎にレンズカムデータ１１５として記憶されている理想的なカム軌跡と、製造誤差を含む実際のカム軌跡のずれ量を測定し、ずれ量を基に補正しつつ、実際のカム軌跡をトレースする事により、光学系及びメカ系の製造誤差を吸収し、ボケの発生を防止することができる。特に、ズームレンズ１０２とフォーカスレンズ１０５の製造誤差のバラツキを効果的に補正することができる。
【０１６２】
また、本実施の形態におけるレンズ制御方法は、ＡＦプログラム１１３、ズーム制御プログラム１１４、及びモータ制御プログラム１１６が記憶されたレンズ制御マイコン１１２により行われていたが、これらのプログラムを記憶した記憶媒体を、撮像装置１００にプログラムを供給することによって達成されるときにも適用できることはいうまでもない。このとき、記憶媒体から読み出されたプログラムモジュール自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【０１６３】
本発明の実施の形態に係るプログラムモジュールは、レンズ制御マイコン１１２に格納されているが、プログラムモジュールを供給する記憶媒体としては、例えばフロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、ＭＯ、磁気テープ、不揮発性のメモリカードなどを用いることができる。
【０１６４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１記載のレンズ制御装置、請求項３記載のレンズ制御方法、及び請求項４記載のプログラムによれば、ズームレンズがテレ端にある場合において前記ズームレンズおよびフォーカスレンズを通過した光を撮像して得られた信号を使って求められた前記フォーカスレンズの合焦位置に基づく設定軌跡情報と、ワイド端に向けて移動させ、テレ側よりもワイド側で間隔をあけて数か所で得られたＡＦ手段による合焦位置との差を補正情報として算出し、算出された補正情報とレンズ制御装置に予め記憶されている設定軌跡情報に基づいてズームレンズを移動することによる変倍動作の際の焦点面のずれを補正するので、光学系及びメカ系の製造誤差を吸収し、ボケの発生を防止することが可能になる結果、生産工程でもサービス工程でも同一レベルの高品質管理を行うことができる。
【０１６７】
請求項２記載のレンズ制御装置によれば、焦点面補正する際、設定軌跡情報を補正情報に応じて、フォーカスレンズとズームレンズの位置の軌跡を変化させるように補正するので、生産工程での生産ロットに応じた代表補正データの測定工程や、サービス工程での生産レンズのロットに応じた代表補正データの管理の必要性がなくなるので、安価な撮像装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる撮像装置の構成図である。
【図２】レンズ制御用マイコン１１２内で行われるレンズ制御処理のフローチャートである。
【図３】図２のステップＳ６０５におけるズーム・コンペ動作処理のフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ７５０におけるカム軌跡特定処理のフローチャートである。
【図５】図４のステップＳ７５１におけるカムズレ測定処理のフローチャートである。
【図６】図３のステップＳ７０４における軌跡パラメタ算出処理のフローチャートである。
【図７】図３のステップＳ７０４における軌跡パラメタ算出処理のフローチャートである。
【図８】図６のステップＳ８０１におけるズームエリア算出処理のフローチャートである。
【図９】ズームエリアとズームレンズ位置の関係を示す説明図である。
【図１０】レンズ走査処理のフローチャートである。
【図１１】カムズレ測定処理の概略の説明図である。
【図１２】カム軌跡を示す図である。
【図１３】従来のカム軌跡追従方法の説明図である。
【図１４】従来のカム軌跡追従方法の説明図である。
【符号の説明】
１００  撮像装置
１０２  ズームレンズ
１０５  フォーカスレンズ
１０６  撮像素子
１０９  ＡＦ信号処理回路
１１２  レンズ制御マイコン
１２４  シスコン
１２５  ズームＳＷユニット
１２６  ＡＦ／ＭＦ切換ＳＷユニット
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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