(57)【要約】【課題】、ズームトラッキング制御において、フォーカスレンズの駆動により発生する騒音を低減する。【解決手段】レンズ制御装置１１０は、変倍レンズ１０２の移動に伴うピント変動を低減するためにフォーカスレンズ１０５の駆動を制御する。該装置は、ピント変動を低減するための変倍レンズの位置に対するフォーカスレンズの位置に関するデータであるフォーカス位置データを取得し、フォーカス位置データに基づいてフォーカスレンズの駆動を制御する。該制御装置は、フォーカス位置データからフォーカスレンズの目標駆動量を取得し、目標駆動量が所定駆動量より多い場合はフォーカスレンズを第１の駆動速度で駆動する第１の制御を行い、目標駆動量が所定駆動量より少ない場合はフォーカスレンズを、第１の駆動速度より低速である第２の駆動速度で駆動する第２の制御を行う。【選択図】図１
2016224357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変倍レンズの移動に伴うピント変動を低減するためにフォーカスレンズの駆動を制御するレンズ制御装置であって、
前記ピント変動を低減するための前記変倍レンズの位置に対する前記フォーカスレンズの位置に関するデータであるフォーカス位置データを取得するデータ取得手段と、
前記フォーカス位置データに基づいて前記フォーカスレンズの駆動を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記フォーカス位置データから前記フォーカスレンズの目標駆動量を取得し、
前記目標駆動量が所定駆動量より多い場合は前記フォーカスレンズを第１の駆動速度で駆動する第１の制御を行い、
前記目標駆動量が前記所定駆動量より少ない場合は前記フォーカスレンズを、前記第１の駆動速度より低速である第２の駆動速度で駆動する第２の制御を行うことを特徴とするレンズ制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記目標駆動量を所定時間で駆動する場合の前記フォーカスレンズの目標駆動速度を算出し、
前記目標駆動速度が所定駆動速度より高速である場合は前記第１の制御を行い、
前記目標駆動速度が前記所定駆動速度より低速である場合は前記第２の制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のレンズ制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第２の制御において、前記第２の駆動速度を前記目標駆動量が少ないほど低速にすることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第２の制御において、前記第２の駆動速度を、前記フォーカスレンズの駆動の初期と終期のうち少なくとも一方にて該駆動の中期よりも低速にすることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のレンズ制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第１の制御において、前記第１の駆動速度を一定とすることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のレンズ制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記変倍レンズと前記フォーカスレンズが含まれる撮像光学系の絞り値Ｆと許容錯乱円径に比例した値Δとの積であるＦΔに基づいて前記所定駆動量を設定することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のレンズ制御装置。
【請求項７】
前記変倍レンズは、ユーザにより操作された操作部材の動きが伝達されることで移動することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のレンズ制御装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載のレンズ制御装置を有することを特徴とする光学機器。
【請求項９】
変倍レンズの移動に伴うピント変動を低減するためにフォーカスレンズの駆動を制御するコンピュータに、
前記ピント変動を低減するための前記変倍レンズの位置に対する前記フォーカスレンズの位置に関するデータであるフォーカス位置データを取得させ、
前記フォーカス位置データに基づいて前記フォーカスレンズの駆動を制御する処理を実行させるレンズ制御プログラムであって、
前記処理は、
前記フォーカス位置データから前記フォーカスレンズの目標駆動量を取得し、
前記目標駆動量が所定駆動量より多い場合は前記フォーカスレンズを第１の駆動速度で駆動する第１の制御を行い、
前記目標駆動量が前記所定駆動量より少ない場合は前記フォーカスレンズを、前記第１の駆動速度より低速である第２の駆動速度で駆動する第２の制御を行う処理であることを特徴とするレンズ制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズーム操作が可能な交換レンズや撮像装置等の光学機器に関し、特に変倍に伴うピント変動を低減するためにフォーカスレンズをアクチュエータにより移動させる光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような光学機器では、被写体距離ごとに変倍レンズの位置に対する合焦状態が得られるフォーカスレンズの位置に関するデータである、いわゆる電子カムデータ（フォーカス位置データ）を記憶している。そして、変倍レンズの移動（ズーム）に際して電子カムデータに基づいてフォーカスレンズをアクチュエータ（以下、フォーカスアクチュエータという）により駆動することで、ズーム中のピント変動を低減して合焦状態を維持する。このようなフォーカスレンズの駆動（位置）の制御をズームトラッキング制御という。
【０００３】
ズームトラッキング制御において、変倍レンズの移動速度（ズーム速度）が大きい場合や変倍レンズの移動量に対して電子カムデータに基づくフォーカスレンズの移動量が大きい場合には、フォーカスレンズを速く移動させる必要がある。ただし、フォーカスレンズを速く移動させるためにフォーカスアクチュエータの駆動速度を速くすると、フォーカスアクチュエータやフォーカスアクチュエータの駆動力をフォーカスレンズに伝達するフォーカス駆動機構から発生する騒音が大きくなる。
【０００４】
特許文献１には、フォーカスアクチュエータの騒音が大きいフォーカスレンズの速度領域では変倍レンズの移動速度を遅くする制御を行うことにより、フォーカスレンズの移動速度（つまりはフォーカスアクチュエータの駆動速度）を遅くする方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−０４５５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１にて開示されている方法は、変倍レンズもアクチュエータで移動させる構成を前提として、変倍レンズの移動速度を遅くする制御を行う。このため、変倍レンズをアクチュエータで駆動しない、すなわちユーザの手動による操作（マニュアルズーム操作）によって変倍レンズを移動させる場合には、特許文献１にて開示された方法を用いることができない。
【０００７】
本発明は、マニュアルズーム操作が行える光学機器でのズームトラッキング制御において、フォーカスレンズの駆動により発生する騒音を低減することができるようにしたレンズ制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としてのレンズ制御装置は、変倍レンズの移動に伴うピント変動を低減するためにフォーカスレンズの駆動を制御する。該レンズ制御装置は、ピント変動を低減するための変倍レンズの位置に対するフォーカスレンズの位置に関するデータであるフォーカス位置データを取得するデータ取得手段と、フォーカス位置データに基づいてフォーカスレンズの駆動を制御する制御手段とを有する。そして、制御手段は、フォーカス位置データからフォーカスレンズの目標駆動量を取得し、目標駆動量が所定駆動量より多い場合はフォーカスレンズを第１の駆動速度で駆動する第１の制御を行い、目標駆動量が所定駆動量より少ない場合はフォーカスレンズを、第１の駆動速度より低速である第２の駆動速度で駆動する第２の制御を行うことを特徴とする。
【０００９】
なお、上記レンズ制御装置を有する光学機器も、本発明の他の一側面を構成する。
【００１０】
また、本発明の他の一側面としてのレンズ制御プログラムは、変倍レンズの移動に伴うピント変動を低減するためにフォーカスレンズの駆動を制御するコンピュータに、ピント変動を低減するための変倍レンズの位置に対するフォーカスレンズの位置に関するデータであるフォーカス位置データを取得させ、フォーカス位置データに基づいてフォーカスレンズの駆動を制御する処理を実行させるコンピュータプログラムである。そして、上記処理は、フォーカス位置データからフォーカスレンズの目標駆動量を取得し、目標駆動量が所定駆動量より多い場合はフォーカスレンズを第１の駆動速度で駆動する第１の制御を行い、目標駆動量が所定駆動量より少ない場合はフォーカスレンズを、第１の駆動速度より低速である第２の駆動速度で駆動する第２の制御を行う処理であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、マニュアルズーム操作が行える光学機器でのズームトラッキング制御において、フォーカスレンズの駆動により発生する騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例である交換レンズを含むレンズ交換式カメラシステムの構成を示すブロック図。
【図２】実施例の交換レンズにおけるフォーカスレンズの駆動機構を示す図。
【図３】実施例の交換レンズにおける電子カムデータを示す図。
【図４】実施例におけるフォーカス敏感度の定義を説明する図。
【図５】デフォーカス量とフォーカスレンズ移動量との関係を示す図。
【図６】フォーカス敏感度とデフォーカス量との関係を示す図。
【図７】実施例での目標フォーカス位置とフォーカス駆動速度との関係を示す図。
【図８】実施例の交換レンズにおけるズームトラッキング制御処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１には、本発明の実施例１である交換レンズ１１１と、該交換レンズ１１１が取り外し可能に装着されるカメラ本体（撮像装置）１３１とにより構成されるレンズ交換式カメラシステムの構成を示している。
【００１５】
被写体からの光は、交換レンズ１１１内の撮像光学系を通ってカメラ１３１内に入射するとともに被写体像を形成する。撮像光学系は、第１レンズ１０１、第２レンズ（以下、変倍レンズという）１０２、絞り１０３、ＮＤフィルタ１０４、第３レンズ（以下、フォーカスレンズという）１０５および第４レンズ（固定レンズ）１０６により構成されている。
【００１６】
カメラ１３１において、該カメラ１３１に入射した光の一部はハーフミラーである主ミラー１２３によって反射されてペンタプリズム１２１を介して光学ファインダ１２２に導かれる。これにより、撮像光学系により形成された被写体像をユーザが観察することができる。また、主ミラー１２３を透過した光は不図示のサブミラーによって反射されてデフォーカス検出部１２７に入射する。デフォーカス検出部１２７は、位相差検出方式によってデフォーカス量を検出（演算）し、デフォーカス量をカメラマイクロコンピュータ（以下、カメラマイコンという）１２９に送る。カメラマイコン１２９は、デフォーカス量に基づいて、合焦状態を得るためのフォーカスレンズ１０５の目標位置（以下、フォーカス目標位置という）を算出する。このフォーカス目標位置の情報は、後述するように位相差検出方式のＡＦ（オートフォーカス）である位相差ＡＦに用いられる。
【００１７】
また、主ミラー１２３は、不図のミラー駆動機構により光路から退避駆動される。主ミラー１２３が光路から退避すると、撮像光学系からの光は不図示のシャッタを介して撮像素子１２４に到達し、該撮像素子１２４上に被写体像を形成する。
【００１８】
撮像素子１２４は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等により構成され、被写体像を電気信号に変換する。信号処理部１２５は、撮像素子１２４からの電気信号（アナログ撮像信号）をデジタル撮像信号に変換し、該デジタル撮像信号に対して色補正、ホワイトバランス等の画像処理を行うことで映像信号を生成する。映像信号は、不図示の電子ファインダに表示される。また、ユーザにより撮像指示が行われると、信号処理部１２５にて生成された撮像画像（静止画像または動画像）のデータが記録処理部１２６に出力され、ここで半導体メモリ等の不図示の記録媒体に記録される。
【００１９】
また、信号処理部１２５で生成された映像信号はコントラスト信号生成部１２８にも送られる。コントラスト信号生成部１２８は、映像信号のうち輝度信号をハイパスフィルタ処理して特定の高周波成分を抽出し、該高周波成分を用いて映像信号のコントラスト状態（つまりは撮像光学系の焦点状態）を示すコントラスト信号を生成する。コントラスト信号は、カメラマイコン１２９に送られ、コントラストＡＦ（ＴＶＡＦ）に用いられる。
【００２０】
なお、本実施例のカメラ１３１は、撮像素子１２４とは別に位相差検出方式によるデフォーカス量検出を行うデフォーカス検出部１２７を設けているが、位相差検出方式によるデフォーカス量検出が可能な画素を備えた撮像素子を用いてもよい。
【００２１】
カメラマイコン１２９は、交換レンズ１１１に設けられたレンズマイクロコンピュータ（以下、レンズマイコンという）１１０と、所定の周期または必要に応じて通信を行って以下の命令や情報をやり取りする。レンズマイコン１１０は、カメラマイコン１２９から、上述したフォーカス目標位置を含むフォーカス駆動命令、光学情報取得命令および絞り駆動命令等を受信する。レンズマイコン１１０は、フォーカスレンズ１０５の位置（以下、フォーカス位置という）、ズーム位置検出部１０７により検出した変倍レンズ１０２の位置（以下、ズーム位置という）をカメラマイコン１２９に送信（出力）する。また、フォーカス敏感度、撮像光学系の焦点距離、撮影距離およびフォーカスモータの１駆動パルスあたりのフォーカスレンズ１０５の移動量等の光学情報もカメラマイコン１２９に送信する。
【００２２】
レンズマイコン１１０は、カメラマイコン１２９から受信した命令に基づいて、フォーカスアクチュエータや絞り１０３等の駆動を制御するためのフォーカス制御信号や絞り制御信号を生成する。また、レンズマイコン１１０は、メモリ（データ保持手段）１１２に記憶された後述する電子カムデータを取得し、該電子カムデータに基づいて後述するズームトラッキング制御を行う。レンズマイコン１１０は、データ取得手段および制御手段に相当し、さらにはレンズ制御装置に相当する。
【００２３】
変倍レンズ１０２は、ズーム操作リング（ズーム操作部材）１１５の光軸回りでの回転（動き）が不図示のズーム機構を介して変倍レンズ１０２に伝達されることで光軸方向に移動し、変倍を行う。変倍レンズ１０２の光軸方向での位置は、前述したように、ズーム位置検出部１０７により検出される。ズーム位置検出部１０７は、可変抵抗器等により構成されている。以下の説明において、ズーム操作リング１１５の回転操作によって変倍レンズ１０２を移動させることをズーム操作という。
【００２４】
絞り１０３は、絞りアクチュエータとしてのステッピングモータである絞りモータを駆動源として含む絞り駆動部１０８によって駆動されることで絞り値を変更する。絞り駆動部１０８は、レンズマイコン１１０からの絞り制御信号に応じて絞りモータの駆動を制御することで絞り１０３を駆動する。
【００２５】
ＮＤフィルタ１０４は、不図のＮＤ出し入れ機構をユーザが操作することで、光路に対して出し入れされる。ＮＤフィルタの出し入れは、不図示のＮＤセンサ（フォトインターラプタ等）によって検出され、その検出結果はレンズマイコン１１０に送られる。
【００２６】
フォーカスレンズ１０５は、フォーカスアクチュエータとしてのステッピングモータであるフォーカスモータを駆動源として含むフォーカス駆動部１０９により撮像光学系の光軸方向に駆動され、撮像光学系の焦点調節を行う。フォーカス駆動部１０９は、レンズマイコン１１０からのフォーカス制御信号に応じてフォーカスモータを駆動することでフォーカスレンズ１０５を移動させる。
【００２７】
また、フォーカスレンズ１０５は、変倍レンズ１０２の移動、すなわち変倍に伴うピント変動を低減する（ピント変動補正を行う）ために光軸方向に駆動される。ピント変動補正のためのフォーカスレンズ１０５の駆動（位置）の制御、つまりはフォーカスモータの駆動の制御をズームトラッキング制御という。
【００２８】
図２には、フォーカスモータによってフォーカスレンズ１０５を駆動するフォーカス駆動機構を示している。フォーカスモータ（ステッピングモータ）２０４は、その出力軸としてリードスクリュー２０３を有する。一方、被駆動部材（光学部材）としてのフォーカスレンズ１０５（実際にはフォーカスレンズ１０５を保持する保持枠）には、リードスクリュー２０３に噛み合うラック２０５が取り付けられている。このため、フォーカスモータ２０４が駆動されてリードスクリュー２０３が回転することで、ラック２０５とともにフォーカスレンズ１０５がリードスクリュー２０３の軸方向、すなわち光軸方向に駆動される。フォーカスレンズ１０５の移動範囲である無限遠端から至近端のうち１箇所には、フォトインターラプタ２０１が配置されている。
【００２９】
フォーカスレンズ１０５（保持枠）に設けられた不図示の遮光部が、フォトインターラプタ２０１の発光部と受光部との間に入ることで、それまで受光部にて受光されていた発光部からの光が受光されなくなるため、受光部からの信号がＨｉからＬｏに変化する。これにより、フォーカスレンズ１０５がフォトインターラプタ２０１の位置、すなわち基準位置に位置することが検出される。
【００３０】
フォーカス駆動部１０９は、フォーカスモータ２０４に駆動信号としての駆動パルスを与えることで該モータ２０４の励磁コイルを励磁させ、該モータ２０４のロータを回転させる。ロータは、リードスクリュー２０３と一体回転する。
【００３１】
レンズマイコン１１０は、フォトインターラプタ２０１によりフォーカスレンズ１０５が基準位置に位置することを検出した後に、フォーカスモータ２０４に与えられた駆動パルスのパルス数（以下、駆動パルス数という）をカウントする。駆動パルス数をカウントすることで、フォーカスレンズ１０５の基準位置に対する移動位置であるフォーカス位置を取得することができる。なお、リードスクリュー２０３のリードピッチと１駆動パルスあたりのフォーカスモータ２０４の回転角との関係から、フォーカス位置をフォーカスレンズ１０５の光軸方向での物理的な位置に変換することもできる。
【００３２】
なお、本実施例では、フォーカスモータとしてステッピングモータを用いる場合について説明するが、ＤＣモータやボイスコイルモータ（ＶＣＭ）等の他のアクチュエータを用いることができる。ＤＣモータやボイスコイルモータのようにパルス信号により駆動しないアクチュエータを用いる場合は、フォトインターラプタ２０１に代えて、フォーカスレンズ１０５の位置を検出する位置センサを別途設ければよい。
【００３３】
次に、図３を用いて、ズームトラッキング制御について説明する。前述したように交換レンズ１１１内のメモリ１１２には電子カムデータが記憶されている。電子カムデータ（フォーカス位置データ又はズームトラッキングデータ）は、被写体距離ごとにズーム位置に対して合焦状態が得られるフォーカス位置に関するデータである。
【００３４】
ただし、被写体距離およびズーム位置はいずれも離散的に選択された代表的な被写体距離およびズーム位置であるため、これら代表被写体距離以外の被写体距離や代表ズーム位置以外のズーム位置に対するフォーカス位置については補間演算により算出する。
【００３５】
図３には、２つの代表被写体距離ｄ１，ｄ２（＜ｄ１）に対して設けられた電子カムデータを示している。図３において、横軸はＷＩＤＥ端からＴＥＬＥ端までのズーム位置を、縦軸はフォーカス位置をそれぞれ示している。
【００３６】
ここでは、現在のズーム位置がＷＩＤＥ端でフォーカス位置が被写体距離ｄ１，ｄ２の間のｄ３に対して合焦状態が得られるｘであるとする。そして、この現在状態からズーム位置がＭＩＤＤＬＥ位置に移動した場合に被写体距離ｄ３に対して合焦状態が維持されるフォーカス位置ｙを求める場合について説明する。
【００３７】
まず、ＷＩＤＥ端での被写体距離ｄ１，ｄ２に対するフォーカス位置ｘ１，ｘ２と現在フォーカス位置ｘとから、ｘ１−ｘ２間の幅ａとｘ−ｘ１間の幅ｂを計算する。同様に、ＴＥＬＥ端での被写体距離ｄ１，ｄ２に対するフォーカス位置ｘ１’，ｘ２’からｘ１’−ｘ２’間の幅ａ’を計算する。そして、ＴＥＬＥ端での被写体距離ｄ３に対するフォーカス位置ｘ’とｘ１’間の幅をｂ’とするとき、ａ：ｂとａ’：ｂ’とが同じであるとしてｘ’を計算する。そして、ＷＩＤＥ端−ＭＩＤＤＬＥ位置間の距離ｌとＴＥＬＥ端−ＭＩＤＤＬＥ位置間の距離ｍの比がｘ−ｙ間の距離とｘ’−ｙ間の距離との比とが同じであることから、ｙが求められる。このため、ズーム位置がＭＩＤＤＬＥ位置に移動するのに伴ってフォーカス位置をｙに移動させることで、被写体距離ｄ３に対する合焦状態が維持される。
【００３８】
次に、フォーカス敏感度について、図４から図６を用いて説明する。フォーカス敏感度は、フォーカスレンズ１０５の移動量に対するデフォーカス量の比率を示す値である。図４に示すように、フォーカスレンズ１０５と固定レンズ１０６を通過した光束が撮像素子１２４に向かって結像する場合に、フォーカスレンズ１０５の移動量をＬ（被写体側への移動量を正とする）とし、撮像素子１２４からのデフォーカス量をｄとする。このとき、以下の式（１）の関係が成り立つ。
ｄ＝Ｌ×Ｓ    （１）
この式（１）の係数Ｓがフォーカス敏感度である。
【００３９】
例えば、フォーカスレンズ１０５を１ｍｍ移動させた場合に発生するデフォーカス量が１ｍｍであれば、フォーカス敏感度Ｓは１となる。図５および図６中の実線グラフはそれぞれ、フォーカス敏感度Ｓがフォーカスレンズ１０５の移動量Ｌにかかわらず１である場合のＬとｄとの比例関係およびｄによらず１であるＳを示している。
【００４０】
しかし、実際の交換レンズでは、フォーカスレンズ１０５の移動によってフォーカス敏感度Ｓは変化する。この場合のフォーカス敏感度Ｓは、フォーカスレンズ１０５の所定移動量ごとに変化するフォーカス敏感度でのデフォーカス量ｄの累計となり、デフォーカス量ｄの関数である、
Ｓ＝ｆ（ｄ）
で表される。ｆ（ｄ）は、テーラー展開によって以下の式（２）のように表される。
【００４１】
【数１】
2016224357.tif 000003
【００４２】
式（２）において、Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，．．．，Ｓｎは敏感度係数である。
【００４３】
例えば、図５の破線で示すようにフォーカスレンズ１０５の移動量Ｌの増加に伴ってデフォーカス量ｄがＬに対する１：１の関係から減少していく交換レンズでは、フォーカス敏感度Ｓは、図６に破線で示すようにデフォーカス量が大きくなると１より小さくなる。これを式で表すと、以下の式（３）のようになる。
【００４４】
【数２】
2016224357.tif 000004
【００４５】
また、実際のフォーカスレンズ１０５の駆動制御では、フォーカスレンズ１０５の移動量Ｌは、フォーカスモータに印加される駆動パルス数Ｐによって以下の式（４）のように表される。
【００４６】
【数３】
2016224357.tif 000005
【００４７】
ただし、ｈ（ｍｍ／ｐｕｌｓｅ）は１駆動パルスあたりのフォーカスレンズ１０５の移動量である。レンズマイコン１１０は、このｄ／（ｈＳ）を計算することで、フォーカスレンズ１０５の駆動、つまりはフォーカスモータの駆動を制御する。
【００４８】
一般に、フォーカス敏感度Ｓは撮像光学系の焦点距離の２乗の変化に対応して変化する。本実施例のようなリアフォーカスタイプの撮像光学系では、変倍レンズの移動だけでなく、フォーカスレンズが移動しても焦点距離が変化する。このため、ズーム位置とフォーカス位置のそれぞれの範囲を複数領域に分割し、領域ごとにフォーカス敏感度（又は適当な次数までの敏感度係数）をメモリに保存しておく。そして、ズーム位置およびフォーカス位置ごとにメモリから読み出したフォーカス敏感度（または敏感度係数）を用いる。
【００４９】
次に、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）を用いて、本実施例でのズームトラッキング制御におけるフォーカスレンズ１０５の駆動（以下、フォーカス駆動ともいう）と該フォーカス駆動により発生する騒音（以下、フォーカス駆動騒音という）について説明する。図７（ａ）〜（ｃ）中の横軸は時間を示し、縦軸はフォーカス位置を示す。
【００５０】
ズームトラッキング制御において、ズーム操作が行われると、レンズマイコン１１０は所定時間（更新周期）ごとにズーム位置検出部１０７を通じてズーム位置を検出し、検出したズーム位置に対応するフォーカス位置である目標フォーカス位置を計算する。そして、フォーカスレンズ１０５をその目標フォーカス位置に移動させるようにフォーカスモータを駆動する。図７（ａ）〜（ｃ）中のＡ，Ｂ，Ｄは上述した所定時間ごとにズーム位置を検出する時刻を示している。時刻Ａは現在を示し、このときのフォーカス位置を（Ａ，ｘ）とする。時刻Ｂ，Ｄでの目標フォーカス位置はそれぞれ、（Ｂ，ｙ），（Ｄ，ｚ）である。これらの点（Ａ，ｘ），（Ｂ，ｙ），（Ｄ，ｚ）を結んだ実線が、同一被写体距離に対して合焦状態を維持できる理想的なフォーカスレンズ１０５の移動軌跡を示す。図７（ａ），（ｂ）中のＬ１および図７（ｃ）中のＬ２はいずれも、フォーカス位置ｘからｚまでの距離を示している。
【００５１】
ただし、実際の交換レンズでは、例えば図７（ａ）に破線で示すように、時刻Ａでズーム操作が開始された後、時刻Ｂにてズーム位置が検出され、目標フォーカス位置ｙが計算される。この後、フォーカスモータが駆動されることで、時刻Ｃにてフォーカスレンズ１０５がｙに到達する。そして、次のズーム位置の検出時刻Ｄまではフォーカスレンズ１０５の位置がｙに固定される。このように、実際のフォーカスレンズ１０５の移動軌跡（（Ａ，ｘ）−（Ｂ，ｘ）−（Ｃ，ｙ）−（Ｄ，ｙ））は、理想的なフォーカスレンズ１０５の移動軌跡からずれる。
【００５２】
ここで、（Ｂ，ｘ）から（Ｃ，ｙ）までは、フォーカス位置をできるだけ理想的な移動軌跡（理想位置）に近づけてぼけを小さくするために、高速（例えばフォーカス駆動において可能な最高速度）でのフォーカス駆動を行うことが望ましい。この図７（ａ）に示すフォーカス駆動の制御は第１の制御に相当し、この制御におけるフォーカス駆動速度は第１の駆動速度に相当する。しかし、高速でのフォーカス駆動によってフォーカスモータやフォーカス駆動機構から発生するフォーカス駆動騒音が大きくなる。
【００５３】
そこで、本実施例では、フォーカス駆動騒音を低減するための対策として、フォーカス駆動の速度（以下、フォーカス駆動速度という）を可変制御する。具体的には、第１の対策として、ｘからのフォーカス駆動の初期とｙに向かってのフォーカス駆動の終期においてフォーカス駆動速度をフォーカス駆動の中期のフォーカス駆動速度よりも低くする。これにより、フォーカス駆動騒音のレベルを下げる。また、第２の対策として、フォーカス駆動速度の最高速度を下げる（制限する）ことでフォーカス駆動騒音のレベルを下げる。
【００５４】
図７（ｂ）には、第１および第２の対策を反映したフォーカス駆動の例を示している。ｌとｍはｘとｙとの間のフォーカス位置である。この例では、フォーカス駆動初期である（Ｂ，ｘ）−（Ｃ，ｌ）間およびフォーカス駆動終期である（Ｄ，ｍ）−（Ｅ，ｙ）間でのフォーカス駆動速度を、フォーカス駆動中期である（Ｃ，ｌ）−（Ｄ，ｍ）間のフォーカス駆動速度よりも低速度としている。また、（Ｃ，ｌ）−（Ｄ，ｍ）間でのフォーカス駆動速度（制限最高速度）を図７（ａ）での（Ｂ，ｘ）−（Ｃ，ｙ）間でのフォーカス駆動速度（第１の駆動速度）に比べて低速に抑えている。この図７（ｂ）に示すフォーカス駆動の制御は第２の制御に相当し、この制御におけるフォーカス駆動初期、中期および終期におけるフォーカス駆動速度が第２の駆動速度に相当する。この制御により、（Ｂ，ｘ）−（Ｅ，ｙ）間（すなわちフォーカス駆動全体）でのフォーカス駆動騒音のレベルを下げることができる。
【００５５】
なお、第１の対策において、フォーカス駆動初期および終期の低速度は制限最高速度よりも低速であればば、互いに同じであってもよいし互いに異なっていてもよい。また、第１の対策としては、フォーカス駆動初期および終期のうち少なくとも一方のフォーカス駆動速度を、フォーカス駆動中期の制限最高速度よりも低速にすればよい。
【００５６】
また、図７（ｃ）にも、第１および第２の対策を反映したフォーカス駆動の例を示している。この例では、図７（ａ），（ｂ）におけるｘからｙまでの距離Ｌ１に比べて距離Ｌ２が短い。このようにフォーカス駆動を行う距離（フォーカス駆動量）が小さい場合には、ズーム操作に伴って発生するぼけも小さいので、フォーカス駆動速度を抑えてもぼけはあまり目立たない。このため、本例では、フォーカス駆動中期である（Ｃ，ｌ）−（Ｄ，ｍ）間でのフォーカス駆動速度（制限最高速度）を図７（ｂ）よりもさらに抑えている。つまり、本実施例では、目標駆動量が少ないほどフォーカス駆動速度を低速にする。
【００５７】
また、本例では、フォーカス駆動初期である（Ｂ，ｘ）−（Ｃ，ｌ）間でのフォーカス駆動速度を（Ｃ，ｌ）−（Ｄ，ｍ）間でのフォーカス駆動速度と同じとしている。そして、フォーカス駆動終期である（Ｄ，ｍ）−（Ｅ，ｙ）間でのフォーカス駆動速度を、フォーカス駆動初期から中期のフォーカス駆動速度よりも低速にしている。この図７（ｃ）に示すフォーカス駆動の制御も第２の制御に相当し、この制御におけるフォーカス駆動初期、中期および終期におけるフォーカス駆動速度も第２の駆動速度に相当する。
【００５８】
なお、一般にズーム操作の速度が遅いときには、同じ時間内で必要なフォーカス駆動量も小さくなる。そして、ズーム操作の速度が遅いときには、該ズーム操作によって発生する騒音が小さくなる。したがって、ズーム操作の速度が遅いときには、フォーカス駆動騒音も小さくしなければ、相対的にフォーカス駆動騒音が目立つ。この点、本実施例では、フォーカス駆動量が小さい場合にはフォーカス駆動速度を下げるので、ズーム操作の速度が遅いときにフォーカス駆動騒音が目立つことを防止することができる。
【００５９】
図７（ｂ），（ｃ）に示したフォーカス駆動速度の制限最高速度の切り替えは、例えば以下のように行えばよい。まず、現在のフォーカス位置と目標フォーカス位置との差分としての目標フォーカス駆動量（目標駆動量）を算出する。そして、この目標フォーカス駆動量が所定駆動量（閾値）より少ない場合は多い場合に比べてフォーカス駆動速度の制限最高速度を低くする。
【００６０】
また、上記目標フォーカス駆動量を上述した更新周期（所定時間）で除して目標フォーカス駆動速度（目標駆動速度）を算出する。そして、この目標フォーカス駆動速度が所定駆動速度（閾値）より低速である場合は高速である場合に比べてフォーカス駆動速度の制限最高速度を低くしてもよい。
【００６１】
さらに、フォーカス駆動速度の最高速度（制限最高速度）は、例えば以下のように設定すればよい。ズーム操作に伴うピント変動によるぼけ量（以下、ズームぼけ量という）は、撮像素子１２４の露光時間と単位時間あたりの撮像素子１２４からの像面ずれ量であるデフォーカス量との積で表される。また、一般に撮像素子によってぼけとして撮像されるぼけ量は、絞り値Ｆと許容錯乱円径に比例した値Δとの積によって表され、この積ＦΔ以下であればぼけとして撮像されない。さらに、フォーカスレンズ１０５の理想位置からの位置ずれ量（以下、フォーカス位置ずれ量という）をデフォーカス量に換算するには、式（１）よりフォーカス位置ずれ量にフォーカス敏感度Ｓを乗じる必要がある。これらのことから、ズームぼけ量は、
ズームぼけ量＝露光時間×（フォーカス位置ずれ量×Ｓ）／ＦΔ
で表すことができる。
【００６２】
例えば、図７（ａ）中のＢ−Ｄ期間が露光時間であるとして、この露光時間中に生ずるズームぼけ量を考える。点（Ｂ，ｘ），（Ｃ，ｙ），（Ｂ，ｙ）を頂点とする三角形と点（Ｂ，ｙ），（Ｄ，ｙ），（Ｄ，ｚ）を頂点とする三角形の面積を求め、これをＢ−Ｄ期間の時間で除することで単位時間あたりの平均フォーカス位置ずれ量が求められる。また、時刻Ｂでのフォーカス敏感度と時刻Ｄでのフォーカス敏感度とを加算して平均することで平均フォーカス敏感度が求められる。そして、平均フォーカス位置ずれ量に平均フォーカス敏感度を乗じることでデフォーカス量が算出される。
【００６３】
さらに、時刻Ｂ−Ｄ間の平均絞り値ＦとΔとの積をＦΔとし、このＦΔでデフォーカス量を除することで、ＦΔに対して何倍（Ｍ倍）のズームぼけ量が露光時間中の単位時間あたりに生じたのかを概算することができる。Ｍが１以下（すなわちズームぼけ量が１ＦΔ以下）であればぼけは撮像されないので、フォーカス駆動速度の制限最高速度をＭが最大で１になる速度まで下げても、ズーム操作に対して合焦状態を維持しながらフォーカス駆動による騒音を低減することができる。また、Ｍ＝２（すなわちズームぼけ量が２ＦΔ以下）程度であればぼけは目立たないので、フォーカス駆動速度の制限最高速度をＭが最大で２になる速度まで下げてもよい。このように、単位時間あたりで許容されるズームぼけ量（１ＦΔや２ＦΔといった許容ＦΔ）に基づいて上述した閾値である所定駆動量や所定駆動速度を設定してもよい。
【００６４】
図８のフローチャートを用いて、本実施例においてレンズマイコン１１０が行うズームトラッキング制御処理について説明する。レンズマイコン１１０は、コンピュータプログラムであるレンズ制御プログラムに従って本処理を実行する。
【００６５】
ステップＳ１００１で本処理を開始したレンズマイコン１１０は、ステップＳ１００２においてズーム位置を検出する。
【００６６】
次に、ステップＳ１００３では、レンズマイコン１１０は、ズーム位置の検出結果からズーム操作があったか否かを判定し、ズーム操作がない場合はステップＳ１００９に進んで本処理を終了する。一方、ズーム操作があった場合には、ステップＳ１００４に進む。
【００６７】
ステップＳ１００４では、レンズマイコン１１０は、ズーム操作前と同一の被写体距離に対して合焦状態を維持できるフォーカス位置である目標フォーカス位置を算出する。
【００６８】
次に、ステップＳ１００５では、レンズマイコン１１０は、前述したフォーカス駆動速度の最高速度の切り替え指標となる目標フォーカス駆動量または目標フォーカス駆動速度を計算する。また、目標フォーカス駆動量に応じてフォーカス駆動速度の制限最高速度を計算する。
【００６９】
続いて、ステップＳ１００６では、レンズマイコン１１０は、ステップＳ１００５で計算した目標フォーカス駆動量とこれに対する閾値である所定駆動量とを比較する。または、レンズマイコン１１０は、ステップＳ１００５で計算した目標フォーカス駆動速度とこれに対する閾値である所定駆動速度とを比較する。目標フォーカス駆動量または目標駆動速度が閾値以上である場合はズーム操作に伴うピント変動の低減（合焦維持）を優先するために、レンズマイコン１１０はステップＳ１００８に進み、図７（ａ）に示したようにフォーカス駆動を最高速度での一定駆動速度で行う。そして、ステップＳ１００９にて本処理を終了する。
【００７０】
一方、目標フォーカス駆動量または目標フォーカス駆動速度が閾値より小さいまたは低速である場合はフォーカス駆動騒音を低減するために、レンズマイコン１１０はステップＳ１００７に進む。
【００７１】
ステップＳ１００７では、レンズマイコン１１０は、ステップＳ１００５で計算したフォーカス駆動中期用の制限最高速度とこれを元に計算したフォーカス駆動初期および終期用の低速度とで、図７（ｂ），（ｃ）に示したようなフォーカス駆動を行う。すなわち、フォーカス駆動速度を低速度→制限最高速度→低速変と切り替ながらフォーカス駆動を行う。そして、ステップＳ１００９にて本処理を終了する。
【００７２】
以上説明したように、本実施例によれば、ズーム操作に伴うピント変動を低減しつつフォーカス駆動騒音を低減することができる。
【００７３】
なお、上記実施例では、レンズマイコン１１０が制御手段として機能する場合について説明したが、カメラマイコン１２９が制御手段として機能し、レンズマイコン１１０との通信を介して交換レンズ１１１側のズームトラッキング制御を行ってもよい。
【００７４】
また、上記実施例では、レンズ交換式カメラシステムについて説明したが、同様のズームトラッキング制御をレンズ一体型カメラ（光学機器）において行ってもよい。
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【００７５】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１０２  変倍レンズ
１０５  フォーカスレンズ
１０９  フォーカス駆動部
１１０  レンズマイコン
【図１】
2016224357.tif 000006
【図２】
2016224357.tif 000007
【図３】
2016224357.tif 000008
【図４】
2016224357.tif 000009
【図５】
2016224357.tif 000010
【図６】
2016224357.tif 000011
【図７】
2016224357.tif 000012
【図８】
2016224357.tif 000013