(57)【要約】【課題】被写体距離表示の視認性を向上させること【解決手段】情報表示部１１０による表示を制御するレンズマイコン１１１と、ズームレンズ１０２の位置を検出するズームレンズ位置検出部１０９と、フォーカスレンズ１０５の位置を検出するフォーカスレンズ位置検出部１１２と、を有する交換レンズ１００を提供する。レンズマイコンは、ズームレンズの位置が変化した場合、ズームレンズの位置が変化する前に、ズームレンズの位置とフォーカスレンズの位置とトラッキング曲線を示す情報とに基づいて被写体距離に関する情報を取得し、情報表示部に表示させる。【選択図】図７
2016206267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変倍に際して移動する変倍レンズと、
変倍に伴う像面変動を補正するフォーカスレンズと、
表示手段と、
被写体距離に応じて合焦状態を保持するように設定された前記変倍レンズの位置と前記フォーカスレンズの位置の関係を示すトラッキング曲線を示す情報に基づいて前記フォーカスレンズの駆動を制御すると共に、前記表示手段による表示を制御する制御手段と、
前記変倍レンズの位置を検出する第１の位置検出手段と、
前記フォーカスレンズの位置を検出する第２の位置検出手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記変倍レンズの位置が変化した場合、前記変倍レンズの位置が変化する前に前記第１の位置検出手段によって検出された前記変倍レンズの位置と、前記変倍レンズの位置が変化する前に前記第２の位置検出手段によって検出された前記フォーカスレンズの位置と、前記トラッキング曲線を示す情報とに基づいて被写体距離に関する情報を取得し、取得した前記被写体距離に関する情報を前記表示手段に表示させることを特徴とする光学機器。
【請求項２】
前記制御手段は、前記被写体距離に関する情報を算出することによって、前記被写体距離に関する情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項３】
前記制御手段は、被写体距離に関する情報を外部から受信した場合には、受信した被写体距離に関する情報を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項４】
前記制御手段は、前記変倍レンズの位置が変化していない場合、前記第１の位置検出手段によって検出された前記変倍レンズの現在の位置と前記第２の位置検出手段によって検出された前記フォーカスレンズの現在の位置に対応するトラッキング曲線に基づいて被写体距離に関する情報を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項５】
前記制御手段は、前記変倍レンズの位置が変化した後で、前記被写体距離に関する情報を取得することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項６】
前記フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動手段と、
前記フォーカスレンズ駆動手段が前記フォーカスレンズを駆動可能な限界速度を記憶する記憶手段と、
を更に有し、
前記制御手段は、前記変倍レンズの位置が変化し、かつ、前記フォーカスレンズが、前記変倍レンズの位置が変化する前の前記トラッキング曲線に追従するのに必要な駆動速度が、前記記憶手段に記憶された前記限界速度よりも速い場合、前記変倍レンズの位置が変化する前の前記被写体距離に関する情報を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項７】
前記駆動速度が、前記記憶手段に記憶された限界速度以下であり、かつ、前記第２の位置検出手段によって検出された前記フォーカスレンズの現在の位置が、前記変倍レンズの位置が変化する前に検出された前記変倍レンズの位置と、前記変倍レンズの位置が変化する前に検出された前記フォーカスレンズの位置に対応するトラッキング曲線において前記変倍レンズの現在の位置に対応する目標位置と異なる場合、前記制御手段は、前記変倍レンズの位置が変化する前に検出された前記変倍レンズ及び前記フォーカスレンズの位置に対応するトラッキング曲線に基づいて決定される被写体距離に関する情報を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項６に記載の光学機器。
【請求項８】
前記制御手段は、前記駆動速度が前記限界速度以下であり、かつ、前記フォーカスレンズの現在の位置が前記目標位置に一致する場合、前記第１の位置検出手段によって検出された前記変倍レンズの現在の位置と前記第２の位置検出手段によって検出された前記フォーカスレンズの現在の位置に対応するトラッキング曲線に基づいて決定される被写体距離に関する情報を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項７に記載の光学機器。
【請求項９】
変倍に際して移動する変倍レンズと、
変倍に伴う像面変動を補正するフォーカスレンズと、
表示手段と、
被写体距離に応じて合焦状態を保持するように設定された前記変倍レンズの位置と前記フォーカスレンズの位置の関係を示すトラッキング曲線を示す情報に基づいて前記フォーカスレンズの駆動を制御すると共に、前記表示手段による表示を制御する制御手段と、
前記変倍レンズの位置を検出する第１の位置検出手段と、
前記フォーカスレンズの位置を検出する第２の位置検出手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記変倍レンズの位置が変化した場合、前記変倍レンズの位置が変化する前に前記第１の位置検出手段によって検出された前記変倍レンズの位置と、前記変倍レンズの位置が変化する前に前記第２の位置検出手段によって検出された前記フォーカスレンズの位置に対応するトラッキング曲線に基づく被写体距離に関する情報を取得せずに、前記表示手段に対して、前記被写体距離に関する情報の表示の更新を停止させ、現在表示している前記被写体距離に関する情報の表示を継続させることを特徴とする光学機器。
【請求項１０】
変倍に際して移動する変倍レンズと、
変倍に伴う像面変動を補正するフォーカスレンズと、
表示手段と、
被写体距離に応じて合焦状態を保持するように設定された前記変倍レンズの位置と前記フォーカスレンズの位置の関係を示すトラッキング曲線を示す情報に基づいて前記フォーカスレンズの駆動を制御すると共に、前記表示手段による表示を制御する制御手段と、
前記変倍レンズの位置を検出する第１の位置検出手段と、
前記フォーカスレンズの位置を検出する第２の位置検出手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記変倍レンズの位置が変化した場合、前記変倍レンズの位置が変化する前に前記第１の位置検出手段によって検出された前記変倍レンズの位置と、前記変倍レンズの位置が変化する前に前記第２の位置検出手段によって検出された前記フォーカスレンズの位置に対応するトラッキング曲線に基づいて被写体距離に関する情報を前記表示手段に表示させることを特徴とする光学機器。
【請求項１１】
変倍に際して移動する変倍レンズと、変倍に伴う像面変動を補正するフォーカスレンズと、表示手段と、を有し、被写体距離に応じて合焦状態を保持するように設定された前記変倍レンズの位置と前記フォーカスレンズの位置の関係を示すトラッキング曲線を示す情報に基づいて前記フォーカスレンズの駆動が制御される光学機器の制御方法であって、
前記変倍レンズの位置が変化した場合、前記変倍レンズの位置が変化する前に前記第１の位置検出手段によって検出された前記変倍レンズの位置と、前記変倍レンズの位置が変化する前に前記第２の位置検出手段によって検出された前記フォーカスレンズの位置と、前記トラッキング曲線を示す情報とに基づいて被写体距離に関する情報を取得し、取得した前記被写体距離に関する情報を前記表示手段に表示させることを特徴とする光学機器の制御方法。
【請求項１２】
変倍に際して移動する変倍レンズと、変倍に伴う像面変動を補正するフォーカスレンズと、表示手段と、を有し、被写体距離に応じて合焦状態を保持するように設定された前記変倍レンズの位置と前記フォーカスレンズの位置の関係を示すトラッキング曲線を示す情報に基づいて前記フォーカスレンズの駆動が制御される光学機器の制御方法であって、
前記変倍レンズの位置が変化した場合、前記変倍レンズの位置が変化する前に前記第１の位置検出手段によって検出された前記変倍レンズの位置と、前記変倍レンズの位置が変化する前に前記第２の位置検出手段によって検出された前記フォーカスレンズの位置に対応するトラッキング曲線に基づく被写体距離に関する情報を取得せずに、前記表示手段に対して、前記被写体距離に関する情報の表示の更新を停止させ、現在表示している前記被写体距離に関する情報の表示を継続させることを特徴とする光学機器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラなどの光学機器およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズ鏡筒に被写体距離を動的に表示する液晶パネルを設けることは知られている。また、リアフォーカス式の変倍光学系で、変倍レンズを移動させて変倍を行う際に生じる像面変動を、フォーカスレンズを移動させることによって補正し、合焦状態を維持する制御はトラッキング制御として知られている。特許文献１は、フォーカスレンズの相対的操出し量と、フォーカスレンズの絶対位置の基準となる少なくとも１つ以上の定点の検出情報と、から求めた被写体距離情報を表示すると共に定点検出までは表示が適正でないことを報知するカメラシステムを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−８１７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トラッキング制御に合わせて被写体距離を動的に表示させる際に、電子カムの傾きが大きく、ズーム速度が速い場合には、フォーカスレンズの必要な駆動速度がフォーカスレンズ駆動部１０９の限界を超えてフォーカスレンズの追従遅れが発生する場合がある。フォーカスレンズの追従遅れが発生すると、ズーム駆動前と異なる被写体距離を算出されてしまい、また、追従遅れは、フォーカスレンズの必要な駆動速度がフォーカスレンズ駆動部１０９の限界速度を下回ればなくなる。この結果、表示中の被写体距離は小刻みに変動して視認性が低下してしまう。
【０００５】
本発明は、被写体距離表示の視認性を向上させることが可能な光学機器およびその制御方法を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光学機器は、変倍に際して移動する変倍レンズと、変倍に伴う像面変動を補正するフォーカスレンズと、表示手段と、被写体距離に応じて合焦状態を保持するように設定された前記変倍レンズの位置と前記フォーカスレンズの位置の関係を示すトラッキング曲線を示す情報に基づいて前記フォーカスレンズの駆動を制御すると共に、前記表示手段による表示を制御する制御手段と、前記変倍レンズの位置を検出する第１の位置検出手段と、前記フォーカスレンズの位置を検出する第２の位置検出手段と、を有し、前記制御手段は、前記変倍レンズの位置が変化した場合、前記変倍レンズの位置が変化する前に前記第１の位置検出手段によって検出された前記変倍レンズの位置と、前記変倍レンズの位置が変化する前に前記第２の位置検出手段によって検出された前記フォーカスレンズの位置と、前記トラッキング曲線を示す情報とに基づいて被写体距離に関する情報を取得し、取得した前記被写体距離に関する情報を前記表示手段に表示させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、被写体距離表示の視認性を向上させることが可能な光学機器およびその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態のカメラシステムのブロック図である。
【図２】トラッキング曲線を示す図である。
【図３】フォーカスレンズの位置の補間方法を説明するための図である。
【図４】被写体距離の補間方法を説明するための図である。
【図５】フォーカスレンズの追従遅れを説明するための図である。
【図６】追従遅れによる被写体距離の表示への影響を説明するための図である。
【図７】図１に示すレンズマイコンが実行する制御方法を示すフローチャートである。（実施例１）
【図８】図１に示すレンズマイコンが実行する制御方法を示すフローチャートである。（実施例２）
【図９】被写体距離の表示更新の停止による追従遅れの影響を回避する方法を説明するための図である。（実施例３）
【図１０】図１に示すレンズマイコンが実行する制御方法を示すフローチャートである。（実施例３）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本実施形態に係るレンズ交換式カメラシステム（光学機器）のブロック図である。カメラシステムは、交換レンズ（光学機器）１００とカメラ本体（光学機器）１５０から構成される。交換レンズ（レンズ装置）１００は、カメラ本体１５０に不図示のマウントを介して着脱され、カメラ本体１５０から制御信号や電源を取得する。本実施形態のカメラ本体１５０は、一眼レフカメラであるが、本発明はいわゆるミラーレスカメラにも適用可能である。また、本発明はレンズ一体型カメラにも適用可能である。カメラ本体１５０は、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、携帯電話、スマートホンなどを含む。
【００１０】
被写体からの光は、交換レンズ１００内の撮影光学系を通り、カメラ本体１５０内のミラー１５３にて、一部はファインダー光学系に反射され、ペンタプリズム１５１で逆転され、ファインダー１５２に導かれ、使用者が被写体を観察することを可能にする。ミラー１５３はハーフミラーになっており、残りの入射光を透過し、ＴＴＬ位相差検出素子などで構成されるデフォーカス検出部１５７に入射する。デフォーカス検出部１５７は、透過光に基づいてデフォーカス量を測定し、測定結果をカメラマイコン１５９に送信する。
【００１１】
ミラー１５３は、不図示の駆動手段によって光路に挿入および退避が可能に構成され、退避した場合、撮影光学系が形成した光学像は撮像素子１５４で電気信号に変換されてアナログ信号となる。アナログ信号は、信号処理部１５５にて、信号増幅などの信号処理が施され、デジタル映像信号となり、さらに色補正、ホワイトバランスなどの撮像処理が施され、記録処理部１５６へ出力される。また、デジタル映像信号は、コントラスト信号生成部１５８にも送信される。コントラスト信号生成部１５８は、輝度信号を複数の特定領域分をハイパスフィルターによって摘出された高周波成分の量を積分した１つもしくは複数の高周波信号積分値を利用することによってコントラスト信号を生成する。コントラスト信号は、フォーカスレンズ１０５の合焦状態を判別するために使われる。コントラスト信号は、カメラマイコン１５９に送信される。
【００１２】
特開２０１１−１７８００等に提案されているように、撮像素子に位相差を測定するための素子を設け、デフォーカス検出部１５７と撮像素子１５４を一体化し、位相差方式の焦点検出もコントラスト方式の焦点検出も撮像素子１５４で行うようにしてもよい。
【００１３】
カメラマイコン（カメラ制御手段）１５９は、レンズマイコン（レンズ制御手段）１１１と、所定の周期、もしくは必要な時に、相互に通信するマイクロコンピュータである。カメラマイコン１５９は、レンズ制御データ（フォーカスレンズ駆動命令（駆動パルス）、光学情報取得命令、絞り命令等）を送信する。レンズマイコン１１１は、レンズの各種情報（レンズ位置、敏感度、焦点距離、撮影距離、被写体距離、像距離、ベストピント補正値、開放Ｆ値、最小Ｆ値、射出瞳値、像高射出瞳値、補正値、１パルスあたりのレンズの繰り出し量等の光学情報）を送信する。これらの情報は、自動露出や自動調光および自動焦点調節に用いられる。
【００１４】
表示部（表示手段）１６０は、ＬＣＤなどから構成され、再生画像、ライブビュー画像、カメラシステムの各種状態や制御内容を知らせる情報を表示することができる。
【００１５】
レンズマイコン１１１は、カメラマイコン１５９から受け取った各種レンズ制御データを用い、それらの情報に基づいて各種部位の動作を制御するマイクロコンピュータである。
【００１６】
交換レンズ１００は、被写体の光学像を形成する撮影光学系を有する。撮影光学系は、第１レンズ１０１、ズームレンズ（変倍レンズ）１０２、絞り１０３、ＮＤフィルタ１０４、フォーカスレンズ１０５、第４レンズ１０６を含む。
【００１７】
絞り１０３は、絞り駆動部１０８によって、光量を調節する絞り量を変更でき、レンズマイコン１１１が指令を与えることで駆動される。絞り駆動部１０８としては、ステッピングモータやボイスコイルモータ（ＶＣＭ）などと、コイルに流れる電流を感知するホールセンサーや端位置を検知するセンサを用いて絞り位置を検知する検出手段を用いて絞りの制御を行うことができる。
【００１８】
ＮＤフィルタ１０４は、不図示の切り替え手段によってユーザが操作し、自由に光軸上に出し入れ可能に構成されている。ＮＤフィルタ１０４が挿入されているのか外されているのかフォトインターラプタを利用して、レンズマイコン１１１で検知できるように構成されている。また、ＮＤフィルタ１０４を複数枚変更できるような構成や、カラーフィルタなど他の光学部材も選択できるような構成にしてもよい。
【００１９】
ズームレンズ（変倍レンズ）１０２は、変倍に際して不図示の操作部によってユーザによって光軸方向に移動されて焦点距離を変更する。ズームレンズ１０２の位置は、可変抵抗などのセンサで構成されたものがズームレンズ位置検出部（第１の位置検出手段）１０７で検出される。位置データは、レンズマイコン１１１内のＡ／Ｄ変換器でデジタルデータに変換され、必要な制御に使用される。
【００２０】
フォーカスレンズ１０５は、焦点調節用のレンズであり、レンズマイコン１１１からの移動命令によってフォーカスレンズ駆動部（フォーカスレンズ駆動手段）１０９によって光軸方向に移動される。また、フォーカスレンズ１０５は、ズームレンズ１０２による変倍に伴う像面変動を補正する。フォーカスレンズ１０５の位置は、フォトインターラプタ等を利用したフォーカスレンズ位置検出部（第２の位置検出手段）１００によって検出され、位置データは、レンズマイコン１１１内のＡ／Ｄ変換器でデジタルデータに変換され、必要な制御に使用される。フォーカスレンズ駆動部１０９は、ステッピングモータやＶＣＭなどから構成されるが、特に限定されない。情報表示部１１０は、外部から視認できる位置に配置され、レンズマイコン１１１からの表示命令によってカメラ、もしくはレンズから得られた情報（例えば、被写体距離）を表示する。
【００２１】
リアフォーカス式の変倍光学系で、変倍レンズを移動させて変倍を行う際に生じる像面変動を、フォーカスレンズを移動させることによって補正し、合焦状態を維持する制御はトラッキング制御として知られている。トラッキング制御では、被写体距離に応じて合焦状態を保持するように設定された前記変倍レンズの位置と前記フォーカスレンズの位置の関係を示す電子カム（トラッキング曲線）の情報に基づいて、フォーカスレンズの駆動が制御される。本実施形態では、レンズマイコン１１１が、トラッキング制御を行う。電子カムの情報は、レンズマイコン１１１に設けられたフラッシュＲＯＭなどに予め記憶されている。また、レンズマイコン１１１は、情報表示部１１０による被写体距離の表示を制御する。なお、カメラマイコン１５９がレンズマイコン１１１から必要な情報を取得してトラッキング制御を行ってもよい。
【００２２】
図２は、ズームレンズ１０２の光軸上の位置（ズーム位置）（横軸）とフォーカスレンズ１０５の光軸上の位置（フォーカス位置）（縦軸）および被写体距離の関係（トラッキング曲線）を示すグラフである。Ｗｉｄｅ端は広角端を表し、Ｔｅｌｅ端は望遠端を表している。黒点で示された点がフラッシュＲＯＭ等に保存された代表点である。被写体距離毎に代表点を結ぶと破線のように電子カムが現れる。代表点以外のズーム位置におけるフォーカス位置を取得する場合は、代表点からの比率を計算し、その比率に応じて線形補間をする。
【００２３】
図３（ａ）、（ｂ）を参照して、フォーカス位置の補間方法を説明するための図であり、共に、横軸にズーム位置、縦軸にフォーカス位置を設定している。図３（ａ）は、図２に対応し、トラッキング曲線を表す図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の部分拡大図である。図３（ｂ）における被写体距離Ａと被写体距離Ｂ、Ｗｉｄｅ側とＴｅｌｅ側の黒丸で示される４点のズーム位置とフォーカス位置がフラッシュＲＯＭに保存されているものとする。
【００２４】
現在のズーム位置がＷｉｄｅ側で被写体距離Ａ’、ｘにいて、ズームがｍｉｄｄｌｅの位置に移動された場合の被写体距離Ａ’のフォーカス位置であるｙのフォーカス位置を求めたい場合を説明する。まず、ｘのフォーカス位置の被写体距離Ａ側、被写体距離Ｂ側のフォーカス位置と現在のフォーカス位置ｘと記憶データより、被写体距離Ａ―被写体距離Ｂの幅ａと現在位置と被写体距離Ａの大きさｂの大きさを計算する。同様に、Ｔｅｌｅ側でのｘとの同一被写体距離のフォーカス位置であるｙに対するａ’とｂ’を求める。次に、ａ，ｂの比とａ’とｂ’の比が同じであるから、その比を使いＺの点のフォーカス位置を求める。次に、ｙのＷｉｄｅ側とＴｅｌｅ側の長さｌ、ｍの比からｙのズーム位置を求めてｘ、ｚのフォーカス位置とｌ、ｍの比から最終的に求めるｙのフォーカス位置を求める。
【００２５】
図４は、図２において、被写体距離の補間方法を説明するためのトラッキング曲線を表し、横軸にズーム位置、縦軸にフォーカス位置を設定している。図４の黒丸で示された４点のズーム位置とフォーカス位置は、レンズマイコン１１１のフラッシュＲＯＭに保存されている。現在のズーム位置におけるフォーカス位置が二重丸であるとする。
【００２６】
レンズマイコン１１１は、黒丸のズーム位置と現在のズーム位置の差分ｌ、ｍからズーム位置の比率を求めることができ、その比率を基に被写体距離Ａと被写体距離Ｂにおける現在のズーム位置に対応したフォーカス位置を算出する。この算出した２つのフォーカス位置を白丸で示す。２つの白丸と二重丸からフォーカス位置の差分ａ、ｂが求めることができ、この差分からフォーカス位置の比率を求めることができる。ガウスの結像公式から被写体距離の逆数とフォーカス位置は比例関係となるため、フォーカス位置の比率から現在の被写体距離Ｘを算出することができる。
【００２７】
図５は、被写体距離が変化しない被写体にピントを合わせ、一定の速度で変倍した時のフォーカスレンズ１０５の動きとフォーカスレンズ１０５を駆動する際に必要となる速度を示すグラフである。図５（ａ）は、電子カムと実際のフォーカスレンズ１０５の動きを表すグラフである。実線が電子カム、破線が実際のフォーカスレンズ１０５の動きを表し、縦軸はフォーカス位置、横軸はズーム位置である。図５（ｂ）は、フォーカスレンズ１０５が電子カムに追従するのに必要な駆動速度（以下、「必要駆動速度」と称する）を表し、縦軸は必要駆動速度、横軸はズーム位置である。
【００２８】
ズーム位置Ｚ１に示すように、必要駆動速度が、フォーカスレンズ駆動部１０９がフォーカスレンズ１０５を駆動可能な限界速度を超えてしまうと、フォーカスレンズ１０５は、電子カムに追従することができず、追従遅れが発生してしまう。ズーム位置Ｚ２において、必要駆動速度は、フォーカスレンズ駆動部１０９の限界速度を下回るが、追従遅れを解消することはできない。フォーカスレンズ１０５は、追従遅れを解消するために必要な駆動速度以上の速度で駆動され、ズーム位置Ｚ３でフォーカスレンズ１０５は電子カムに追いつき、これにより、追従遅れが解消する。
【００２９】
追従遅れは、電子カムの形状やフォーカスレンズ駆動部１０９の性能に依存する。電子カムの形状を水平に寝かせ、傾きを小さくしたり、フォーカスレンズ駆動部１０９の性能を向上させ、限界速度を引き上げたりするなどの方法により追従遅れの発生を抑えることができるが、追従遅れを完全に無くすことは難しい。
【００３０】
次に、追従遅れによる被写体距離表示への影響について説明する。図６（ａ）は、図５（ａ）と同様に、追従遅れが発生した場合のグラフである。実線が被写体距離１０ｍの電子カムと被写体距離５ｍの電子カムを表し、破線が実際のフォーカスレンズ１０５の動きを表している。縦軸はフォーカス位置、横軸はズーム位置である。図６（ｂ）は、情報表示部１１０の様子を示す図である。
【００３１】
ズーム位置I、II、IIIで現在の被写体距離を算出すると、ズーム位置IとIIIでは被写体距離１０ｍが算出されるが、ズーム位置IIでは被写体距離５ｍが算出されてしまう。これは、追従遅れにより、被写体距離１０ｍの電子カム上にあるはずのフォーカス位置が、被写体距離５ｍの電子カム上に位置してしまっているためである。情報表示部１１０は、レンズマイコン１１１が算出した被写体距離を表示する被写体距離計として機能する。追従遅れにより、被写体距離が変動すると、図６（ｂ）に示すように、情報表示部１１０の被写体距離を示す指標がズーム位置I、II、IIIの順番で変化すると１０ｍ、５ｍ、１０ｍとブレてしまい、視認性が低下してしまう。上述したように、追従遅れの発生を完全に無くすことは困難であるため、被写体距離表示のブレに伴う視認性の低下を完全に避けることは困難であった。
【００３２】
以下、本発明の実施例について説明する。各実施例では、被写体距離を情報表示部１１０で表示し、レンズマイコン１１１が被写体距離に関する情報を取得（算出も含む）している。但し、カメラ本体１５０の表示手段（例えば、表示部１６０）が被写体距離を表示してもよい。また、カメラマイコン１５９が被写体距離に関する情報を取得してもよい。
【実施例１】
【００３３】
実施例１は、ズーム位置に変化があった場合に、現在の被写体距離と目標被写体距離を切り替えることによって被写体距離の表示の視認性の低下を防ぐ。「現在の被写体距離」とは、現在のフォーカス位置とズーム位置から算出される被写体距離である。そのため、ＡＦによるフォーカスレンズ１０５の素早い動きやＭＦによるフォーカスレンズ１０５の微細な動きに対しても正確に被写体距離を算出することができる。しかし、フォーカスレンズ１０５の動きに敏感に反応してしまうため、追従遅れによる影響を受ける。
【００３４】
「目標被写体距離」とは、フォーカスレンズ１０５が追従すべき目標とする電子カムから算出される被写体距離である。電子カムは、ＡＦやＭＦによってフォーカス位置が変化した際、他の電子カムとフォーカス位置の比率から算出される。この比率を目標の電子カム情報として記憶する。この比率はズーム位置に関わらず一定であるため、現在のズーム位置から追従遅れのないフォーカス位置を算出することができる。これにより、現在のズーム位置と算出したフォーカス位置から追従するべき目標の電子カムに基づいて決定される被写体距離、即ち、目標被写体距離を算出することができる。目標被写体距離は、追従遅れの影響を受けないが、現在被写体距離と比べ、被写体距離の算出にかかる処理が増え、レンズマイコン１１１への負荷が増大する。
【００３５】
図７は、実施例１のレンズマイコン１１１が実行する制御方法、即ち、ズーム操作によって現在被写体距離と目標被写体距離を切り替える方法を示すフローチャートである。「Ｓ」は、ステップ（工程）を表し、これは他のフローチャートでも同様である。図７に示すフローチャートは、コンピュータに各ステップを実行させるためのプログラムとして具現化が可能であり、これは他のフローチャートでも同様である。
【００３６】
まず、Ｓ７０１では、レンズマイコン１１１は、ズームレンズ位置検出部１０７の検出結果に基づいて、現在のズーム位置の情報を取得する。次に、Ｓ７０２では、レンズマイコン１１１は、ズームレンズ位置検出部１０７の検出結果に基づいて、ズーム位置に変化があったかどうかを判定する。ズーム位置に変化があった場合は、ズーム操作が発生したことになるため、Ｓ７０３に進み、ズーム位置に変化がない場合は、Ｓ７０５に進む。なお、Ｓ７０２でＹＥＳの場合に、レンズマイコン１１１は、ズームレンズ位置検出部１０７の検出結果に基づいて、変化後のズーム位置の情報を取得している。
【００３７】
Ｓ７０３では、レンズマイコン１１１は、追従するべき目標の電子カムの情報を取得する。レンズマイコン１１１は、カメラ本体１５０からトラッキング曲線に基づいて決定される被写体距離に関する情報を外部から受信していない場合、例えば、図４に示す被写体距離Ａ、Ｂの電子カムの情報を取得する。また、レンズマイコン１１１は、ズーム位置が変化する前に（または直前に）、検出されたズーム位置と、検出されたフォーカス位置と、電子カムを示す情報とに基づいて被写体距離に関する図４の二重丸の情報を取得する。なお、ズーム位置が変化する前のズーム位置は、Ｓ７０１で取得したズーム位置である。Ｓ７０２において、図６（ａ）のズーム位置Iからズーム位置IIに変化した場合、ズーム位置は刻々と変化するが、ズーム位置が変化する前のズーム位置は、変化していないズーム位置としてのズーム位置Iとなる。Ｓ７０３では、レンズマイコン１１１は、追従すべき目標の電子カムの情報として、図４に示すｌ、ｍ、ａ、ｂの情報を取得する。
【００３８】
Ｓ７０４では、レンズマイコン１１１は、取得した電子カムの情報と図４に示す方法に基づいて、目標被写体距離の情報を取得する。なお、図４では、レンズマイコン１１１は、被写体距離Ｘを算出しているが、追従すべき電子カムが被写体距離Ａなど既知のものであれば、算出することなく、直ちに被写体距離の情報を取得することができる。
【００３９】
Ｓ７０２において、レンズマイコン１１１が、ズームレンズ位置検出部１０７の検出結果に基づいてズーム位置が変化していないと判定すると、Ｓ７０５に進む。
【００４０】
Ｓ７０５では、レンズマイコン１１１は、フォーカスレンズ位置検出部１１２によって検出された現在のフォーカス位置の情報を取得する。レンズマイコン１１１は、Ｓ７０１で取得した現在のズーム位置とＳ７０５で取得した現在のフォーカス位置に対応する、図４に示す二重丸の情報を取得する。
【００４１】
Ｓ７０６では、図４に示す被写体距離Ａ、Ｂの電子カムの情報と二重丸の情報から現在の被写体距離Ｘを算出する。あるいは、レンズマイコン１１１は、追従すべき電子カムが既知のものであれば、直ちに現在の被写体距離に関する情報を取得する。あるいは、現在の電子カムの情報を既に取得していれば、Ｓ７０５を経ずに、被写体距離に関する情報を直ちに取得してもよい。
【００４２】
このように、前回の被写体距離表示において現在の電子カムの情報を既に取得していることが多いことから、Ｓ７０３はＳ７０２の前ではなく後に配置されている。これにより、Ｓ７０２でＮＯの場合にはＳ７０３を行う必要がないので、レンズマイコン１１１による処理の高速化と負荷の軽減を図ることができる。
【００４３】
Ｓ７０７では、Ｓ７０４もしくはＳ７０６で得られた被写体距離に関する情報を情報表示部１１０に表示する。なお、レンズマイコン１１１は、Ｓ７０３で、追従すべきトラッキング曲線に基づいて決定される被写体距離に関する情報を外部から（即ち、カメラ本体１５０）から受信する場合がある。例えば、図６において、ズーム位置が変化する前の電子カムが被写体距離１０ｍの電子カムであったが、Ｓ７０３で被写体距離８ｍの電子カムに追従すべき旨の命令がカメラマイコン１５９からレンズマイコン１１１に送信される場合がある。この場合、レンズマイコン１１１は、ズーム位置Iに対応するトラッキング曲線の被写体距離１０ｍの代わりに、受信した被写体距離８ｍの情報を情報表示部１１０に表示させる。
【実施例２】
【００４４】
実施例２は、必要駆動速度によって現在の被写体距離と目標被写体距離を切り替えることによって被写体距離の表示の視認性の低下を防ぐ。図５に示すように、ズーム操作によって常に追従遅れが発生するわけではなく、追従遅れは必要駆動速度がフォーカスレンズ駆動部１０９の限界速度を超えてしまう場合に発生する。そこで、実施例２は、必要駆動速度を条件として現在被写体距離と目標被写体距離を切り替える。
【００４５】
必要駆動速度は、ズーム位置が変化する前のフォーカス位置とズーム位置が変化した後の目標フォーカス位置の差分に基づいて求めることができる。レンズマイコン１１１は、ズーム位置が変化する前のフォーカス位置の情報を、フォーカスレンズ位置検出部１１２から得ることができる。また、目標フォーカス位置は、追従すべき電子カムとズーム位置から得られる。レンズマイコン１１１は、制御周期ごとにフォーカスレンズ１０５を移動させるが、必要移動速度は、前記差分を制御周期の周期で割ったものとなる。また、代表する被写体距離とズーム位置に対応する電子カムの傾きを記録したマトリクスをレンズマイコン１１１の不図示の記憶手段に格納し、補間によって現在の被写体距離とズーム位置に対応する電子カムの傾きの情報を取得してもよい。そして、その傾きに基づいて必要駆動速度を算出してもよい。更に、レンズマイコン１１１には、フォーカスレンズ駆動部１０９がフォーカスレンズ１０５を駆動可能な限界速度を記憶する記憶手段が設けられている。
【００４６】
図８は、実施例２のレンズマイコン１１１が実行する制御方法、即ち、必要駆動速度によって現在被写体距離と目標被写体距離を切り替える方法を示すフローチャートである。
【００４７】
まず、Ｓ８０１では、レンズマイコン１１１は、ズームレンズ位置検出部１０７を用いて現在のズーム位置の情報を取得する。次に、Ｓ８０２では、レンズマイコン１１１は、追従するべき目標の電子カムの情報を取得する。この電子カムは、ズームレンズ１０２の位置が変化する前の電子カムであり、上述したように、図４から得ることができる。
【００４８】
次に、Ｓ８０３では、レンズマイコン１１１は、ズーム位置に変化があったかどうかを判定する。ズーム位置に変化があった場合は、Ｓ８０４に進み、ズーム位置に変化がない場合は、Ｓ８０７に進む。
【００４９】
Ｓ８０４では、レンズマイコン１１１は、上述した方法により、フォーカスレンズ１０５の必要駆動速度の情報を取得する。Ｓ８０５では、レンズマイコン１１１は、必要駆動速度が限界速度よりも速いかどうか判定する。必要駆動速度がフォーカスレンズ駆動部１０９の限界速度よりも速い場合は、Ｓ８０６に進み、必要駆動速度が限界速度以下である場合はＳ８０７に進む。
【００５０】
Ｓ８０６では、レンズマイコン１１１は、Ｓ７０４と同様に、目標被写体距離の情報を取得する。Ｓ８０７では、レンズマイコン１１１は、Ｓ７０５と同様に、現在のフォーカス位置の情報を取得する。追従遅れが発生すると、必要駆動速度が限界速度を下回ったとしてもすぐには解消されない。このため、Ｓ８０８では、レンズマイコン１１１は、目標の電子カムから算出される目標フォーカス位置と現在フォーカス位置を比較する。目標フォーカス位置と現在のフォーカス位置が異なる場合はＳ８０６へ進み、一致する場合はＳ８０９へ進む。Ｓ８０９では、レンズマイコン１１１は、現在のフォーカス位置を用いて現在の被写体距離を算出する。Ｓ８１０では、レンズマイコン１１１は、Ｓ８０６もしくはＳ８０９で得られた被写体距離を情報表示部１１０に表示する。このように、本実施例では、必要駆動速度が限界速度以下であり（Ｓ８０５のＮＯ）、かつ、現在のフォーカス位置が、ズーム位置が変化する前の電子カムの目標位置でない場合（Ｓ８０８のＮＯ）、目標被写体距離の情報を情報表示部１１０に表示させる。
【実施例３】
【００５１】
実施例３は、追従遅れが発生した場合に、被写体距離の表示の更新と更新の停止を切り替えることによって被写体距離の表示の視認性の低下を防ぐ。図９は、被写体距離の表示更新の停止による追従遅れの影響を回避する方法を説明するための図であり、横軸はズーム位置、縦軸はフォーカス位置である。
【００５２】
被写体距離の表示の視認性の低下は、追従遅れが発生した場合に現在の被写体距離で表示を更新することが原因で発生するため、図９のＡ点に示すような追従遅れが発生する条件下では、被写体距離の表示の更新を停止し、Ａ点時点の被写体距離を表示し続ける。その後、Ｂ点のように追従遅れが解消されると被写体距離の表示更新を再開し、現在被写体距離を表示する。これにより追従遅れ時の視認性の低下を防ぐことができる。
【００５３】
図１０は、実施例３のレンズマイコン１１１が実行する制御方法、即ち、フォーカスレンズの必要駆動速度によって被写体距離表示の更新と更新の停止を切り替える方法を示すフローチャートである。Ｓ１００１〜Ｓ１０５、Ｓ１００７〜Ｓ１００９は、Ｓ８０１〜Ｓ８０５、Ｓ８０７〜Ｓ８０９と同様であるので、説明を省略する。レンズマイコン１１１は、Ｓ８０１と同様に、ズームレンズ位置検出部１０７を用いて現在のズーム位置の情報を取得する。本実施例では、Ｓ１００５のＹＥＳの後にＳ８０６の代わりにＳ１００６を設けている。実施例３では、図７に示すＳ８０６と異なり、レンズマイコン１１１は、目標被写体距離に関する情報を取得しないので、処理の高速化と負荷の低減を図ることができる。
【００５４】
Ｓ１００６では、レンズマイコン１１１は、追従遅れによる視認性の低下を防ぐため、情報表示部１１０に対して、被写体距離に関する情報の表示の更新を停止させ、現在表示している被写体距離に関する情報の表示を継続させる。現在表示している被写体距離の情報は、ズーム位置が変化する前（または直前）のズーム位置とフォーカス位置に対応するトラッキング曲線の被写体距離の情報である。また、Ｓ１００９の後で、Ｓ８１０と同様なＳ１０１０が設けられ、レンズマイコン１１１は、Ｓ１００９で得られた被写体距離で情報表示部１１０の表示を更新する。
【００５５】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、交換レンズや撮像装置などの光学機器の用途に適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０２…ズームレンズ（変倍レンズ）、１０５…フォーカスレンズ、１１０…情報表示部（表示手段）、１１１…レンズマイコン（レンズ制御手段）、１０７…ズームレンズ位置検出部（第１の位置検出手段）、１１２…フォーカスレンズ位置検出部（第２の位置検出手段）
【図２】
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【図１】
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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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