(57)【要約】【課題】ズームトラッキング機能で駆動する補正レンズの駆動電力を、省電力化することを可能にした光学装置を提供すること。【解決手段】ズーム操作切替手段が電動操作可能の時に、目標位置に前記補正レンズ手段を電動で駆動する第一の補正レンズ制御手段と、ズーム操作切替手段が手動操作可能の時に、目標位置に前記補正レンズ手段を電動で駆動する第二の補正レンズ制御手段と、を有し、第一の補正レンズ制御手段による補正レンズ手段を電動で駆動する速度の最高速が、第二の補正レンズ制御手段による補正レンズ手段を電動で駆動する速度の最高速より、低速であることを特徴とする。【選択図】図１
2016033564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点距離を可変させるズームレンズ手段と、
前記ズームレンズ手段の位置を検出するズーム位置検出手段と、
前記ズームレンズ手段を電動で駆動するズーム駆動手段と、
前記ズーム手段を電動操作可能とするか、手動操作可能とするかを切り替えるズーム操作切替手段と、
焦点状態を可変する補正レンズ手段と、
目標物体距離を操作するためのフォーカス操作手段と、
前記ズーム位置検出手段から得られたズーム位置と前記フォーカス操作手段から得られた目標物体距離から前記補正レンズ手段の目標位置を算出する補正レンズ目標位置算出手段と、
前記ズーム操作切替手段が電動操作可能の時に、前記目標位置に前記補正レンズ手段を電動で駆動する第一の補正レンズ制御手段と、
前記ズーム操作切替手段が手動操作可能の時に、前記目標位置に前記補正レンズ手段を電動で駆動する第二の補正レンズ制御手段と、
を有し、
前記第一の補正レンズ制御手段による前記補正レンズ手段を電動で駆動する速度の最高速が、前記第二の補正レンズ制御手段による前記補正レンズ手段を電動で駆動する速度の最高速より、低速であることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記補正レンズ手段を駆動する、二つ以上の補正レンズ駆動手段を有し、前記第一の補正レンズ制御手段は、前記補正レンズ駆動手段の一つ以上、全数未満を休止状態とし、残りの手段で前記補正レンズ手段の駆動を行い、前記第二の補正レンズ制御手段は、前記補正レンズ駆動手段の全てを用いて前記補正レンズ手段の駆動を行うことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記補正レンズ手段を駆動する、補正レンズ駆動手段を有し、前記補正レンズ駆動手段は、前記補正レンズ駆動手段に入力するパルス幅を変更することで推力を変更することが可能であり、前記第一の補正レンズ制御手段は、第一のパルス幅で前記パルス幅の制限を行って前記補正レンズ手段の駆動を行い、前記第二の補正レンズ制御手段は、前記第一のパルス幅より大きい第二のパルス幅で、前記パルス幅の制限を行う、又はパルス幅の制限を行わずに前記補正レンズ手段の駆動を行うことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項４】
前記補正レンズ手段を駆動する、補正レンズ駆動手段と、前記補正レンズ駆動手段に供給する電流を制限する電流制限手段と、を有し、前記第一の補正レンズ制御手段は、第一の電流制限値で前記電流制限手段を操作し、前記第二の補正レンズ制御手段は、前記第一の電流制限値より大きい第二の電流制限値、又は電流の制限を行わないで前記電流制限手段を操作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】
前記補正レンズ手段を駆動する、補正レンズ駆動手段と、前記補正レンズ駆動手段に供給する電圧を制限する電圧制限手段と、を有し、前記第一の補正レンズ制御手段は、第一の電圧制限値で前記電圧制限手段を操作し、前記第二の補正レンズ制御手段は、前記第一の電圧制限値より大きい第二の電圧制限値、又は電圧の制限を行わないで前記電圧制限手段を操作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６】
前記ズーム手段を電動操作可能な時、前記ズーム駆動手段と、前記第一の補正レンズ制御手段で消費する電力の合計が、前記ズーム手段を手動操作可能な時、前記第二の補正レンズ制御手段で消費する電力と同等以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置に関し、特にズーム位置に応じて補正レンズを駆動する光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ズームレンズの位置に応じて、補正レンズを駆動するズームトラッキング機能がある。ズームトラッキング機能を用いた時、補正レンズの合焦状態にズレが生じないように、現在のズーム位置から一定時間経過後のズーム位置を予測して補正レンズを駆動する位置を決定する技術がある。
【０００３】
特許文献１では、ズームレンズの位置から所定量だけ離れたズームレンズ位置に対応する補正レンズの合焦位置を求める技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−９２０３５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、上述の特許文献１に開示された従来技術では、合焦位置にズレを生じさせないようにするため、ズームレンズの最高速度に追従して補正レンズが駆動できるように、補正レンズの駆動には推力の高い駆動部を持つ必要がある。
【０００６】
例えばズームレンズと機構的に連結し手動操作が行える状態と、ズームレンズが駆動部に連結し電動操作が行える状態を切換可能な光学装置がある。この光学装置では、手動操作の方が電動操作より最高速度が遥かに高速なため、手動操作の最高速度に追従できるように、補正レンズの駆動部の推力を決定する。この場合、手動操作よりも低速な電動操作時も、手動操作と同じ構成の駆動部を用いるため、従来技術のように予測して補正レンズを駆動すると、必要以上の過度な速度で補正レンズを駆動してしまうことがあり、消費電力も増加してしまう。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、ズームトラッキング機能で駆動する補正レンズの駆動電力を、省電力化することを可能にした光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る光学装置の構成は、
焦点距離を可変させるズームレンズ手段と、
前記ズームレンズ手段の位置を検出するズーム位置検出手段と、
前記ズームレンズ手段を電動で駆動するズーム駆動手段と、
前記ズーム手段を電動操作可能とするか、手動操作可能とするかを切り替えるズーム操作切替手段と、
焦点状態を可変する補正レンズ手段と、
目標物体距離を操作するためのフォーカス操作手段と、
前記ズーム位置検出手段から得られたズーム位置と前記フォーカス操作手段から得られた目標物体距離から前記補正レンズ手段の目標位置を算出する補正レンズ目標位置算出手段と、
前記ズーム操作切替手段が電動操作可能の時に、前記目標位置に前記補正レンズ手段を電動で駆動する第一の補正レンズ制御手段と、
前記ズーム操作切替手段が手動操作可能の時に、前記目標位置に前記補正レンズ手段を電動で駆動する第二の補正レンズ制御手段と、
を有し、
前記第一の補正レンズ制御手段による前記補正レンズ手段を電動で駆動する速度の最高速が、前記第二の補正レンズ制御手段による前記補正レンズ手段を電動で駆動する速度の最高速より、低速であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ズームトラッキング機能で駆動する補正レンズの駆動電力を、省電力化することを可能にした、光学機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１を示すブロック図
【図２】実施例１、２の補正レンズ駆動部の構成を示すブロック図
【図３】実施例１〜３の補正レンズ駆動部の制御方法を示す表
【図４】実施例１〜３のパルス波形
【図５】実施例１を示すフローチャート
【図６】実施例２〜３を示すブロック図
【図７】実施例３の補正レンズ駆動部の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態にかかわるブロック図である。
【実施例１】
【００１２】
図１を参照して、本発明の第１の実施例による、構成を示すブロック図について説明する。１は光学装置、２はズームレンズ、４は補正レンズである。５は撮像部であり、ズームレンズ２、補正レンズ４を介して映像の撮影を行うことが可能である。ズームレンズ２は光学装置１に構成されており、光軸方向に移動することで、撮像部５で撮影する映像の焦点距離を変更することが可能である。補正レンズ４は光学装置１に構成されており、光軸方向に移動することで、撮像部５に結像する映像の焦点状態を変更することが可能である。３はズーム操作リングであり、光学装置１に構成されている。ズーム操作リング３は機構的にズームレンズ２に接続されており、ズーム操作リング３を回転させることで、ズームレンズ２を光軸方向に移動させることが可能である。
【００１３】
１１はズームクラッチ、１２はズーム駆動部である。ズームクラッチ１１をＯＮすると、ズーム駆動部１２の電気的な駆動により、ズームクラッチ１１を介してズーム操作リング３を回転させることが可能である。ズームクラッチ１１をＯＦＦすると、ズーム駆動部１２の駆動により、ズーム操作リング３を回転させることができなくなる。ズームクラッチ１１がＯＦＦの状態の時、ズーム操作リング３を手動で操作することが可能となる。
【００１４】
１３は補正レンズ駆動部Ｉ、１４は補正レンズ駆動部ＩＩである。補正レンズ駆動部Ｉ  １３、及び補正レンズ駆動部ＩＩ  １４は機構的に補正レンズ４に接続されており、各々を駆動することで補正レンズ４を光軸方向に移動させることが可能である。
【００１５】
１５はズーム位置検出部、１６は補正レンズ位置検出部である。ズーム位置検出部１５はズームレンズ２の位置を検出することが可能であり、補正レンズ位置検出部１６は補正レンズ４の位置を検出することが可能である。
【００１６】
２１は演算部である。演算部２１はズーム駆動部１２、補正レンズ駆動部Ｉ  １３、及び補正レンズ駆動部ＩＩ  １４に電気的に接続されており、各々に駆動指令を与えることが可能である。また、演算部２１はズーム位置検出部１５、補正レンズ位置検出部１６に電気的に接続されており、ズームレンズ２と補正レンズ４の位置を検出することが可能である。
【００１７】
２２はズーム操作部、２３はフォーカス操作部であり、演算部２１に電気的に接続されている。ズーム操作部２２は演算部２１に対し、撮像部５で撮影する映像の焦点距離を変更する指示を与えることが可能である。フォーカス操作部２２は演算部２１に対し、撮像部５に結像する映像の焦点状態を変更する指示を与えることが可能である。
【００１８】
ズームレンズ２が移動すると、撮像部５に結像する映像の焦点状態が変化する。ズームトラッキング機能とは、この焦点状態の変化をなくし一定に保つために、ズームレンズ２の位置に応じて補正レンズ４を駆動する機能である。
【００１９】
以上の構成により、フォーカス操作部２３を操作することで、補正レンズ４が移動し、撮像部５に結像する映像を合焦状態にすることが可能となる。この状態でズーム操作リング３を回転させると、ズームレンズ２が移動し、撮像部５で撮影する映像の焦点距離が変化すると共に、ズームトラッキング機能により、補正レンズ４が移動し合焦状態を維持する。
【００２０】
ズーム操作リング３は、ズームクラッチ１１のＯＮ／ＯＦＦにより、ズーム操作部２２の操作による電動駆動と、ズーム操作リング３を手動で回転させる手動駆動が可能であり、一般的に手動駆動の方が、電動駆動より高速で操作が可能である。そのため、合焦状態を維持するためには、ズーム操作リング３が手動駆動の時の方が、電動駆動の時より補正レンズ４を高速で駆動する必要がある。つまりズーム操作リング３が手動駆動の時は、補正レンズ４を駆動するための推力が高い必要があり、電動駆動の時は補正レンズ４を駆動するための推力は低くて良い。
【００２１】
図２、及び図３を参照して、補正レンズ駆動部Ｉ  １３と補正レンズ駆動部ＩＩ  １４の各々の構成、及び制御方法について説明する。
【００２２】
図２の１０１は電源、１０２はモータドライバ回路、１０３は補正レンズ４を駆動するモータである。電源１０１はモータドライバ回路１０２に接続されており、モータドライバ回路１０２に電源を供給することが可能である。モータドライバ回路１０２は演算部２１に接続されており、Ａ，Ｂ別々の指令に従うことが可能である。また、モータドライバ回路１０２はモータ１０３に接続されており、Ａ，Ｂの指令に従って、モータ１０３を駆動することが可能である。
【００２３】
図３に演算部２１から与えられる指令Ａ，Ｂに対しするモータ１０３の制御方法に関して示す。各々の制御方法の詳細を以下の通りである。
・ＩＮＦ方向駆動：撮像部５に結像する映像の焦点状態が無限方向に変化する。
・ＭＯＤ方向駆動：撮像部５に結像する映像の焦点状態が至近方向に変化する。
・停止：補正レンズ４をその位置に維持する。
・フリー：補正レンズ４に対して駆動部は無負荷状態になる。
これら演算部２１からの指令は、補正レンズ駆動部Ｉ  １３と補正レンズ駆動部ＩＩ  １４に対し各々別々に行われる。
【００２４】
ここで、４つの指令のうち、「フリー」の時は、補正レンズ４に対する推力はなくなる。この時、駆動部は電力を消費しなくなる。この特性を利用して、補正レンズ駆動部ＩＩ  １４を「フリー」の状態にすると、補正得レンズ駆動部Ｉ  １３のみで補正レンズ４を駆動することが可能となる。また、この状態では、補正レンズ駆動部Ｉ  １３と補正レンズ駆動部ＩＩ  １４の両方を用いて補正レンズ４を駆動するより、推力は落ちるため最高速度は低速になるが、補正レンズ駆動部Ｉ  １３と補正レンズ駆動部ＩＩ  １４の総消費電力を低く抑えることが可能となる。
【００２５】
図４を参照して、図３に示すＡ、Ｂに入力する波形について説明する。なお、図４に示す波形のαは周期を示しており、周期αは一定値である。Ａ、Ｂに入力する波形は、周期α毎に変化させる。βはデューティーを示しており、０〜αまで変化する。γはα未満の数値である。
【００２６】
補正レンズをＩＮＦ方向に駆動する時は、Ａには図４で示す波形を入力し、Ｂには０を入力する。ここでデューティーβの範囲はＡが１となり、それ以外の時はＡが０となる。また、補正レンズをＭＯＤ方向に駆動する時は、Ｂには図４で示す波形を入力し、Ａには０を入力する。ここでデューティーβの範囲はＢが１となり、それ以外の時はＢが０となる。
【００２７】
このように制御すると、デューティーβを変化させることで、補正レンズ４の速度を変化することが可能となる。デューティーβの値が０に近づくと補正レンズ４の駆動速度は遅くなる。デューティーβの値がαに近づくと補正レンズ４の駆動速度は速くなる。
【００２８】
図５を参照して、本発明の第１の実施例による、演算部２１で行われる補正レンズ駆動部ＩＩ  １４の制御処理について説明する。なお同時に演算部２１では、補正レンズ駆動部Ｉ  １３の制御処理を行うが、こちらは常に補正レンズ４の駆動処理を実行する。
【００２９】
この処理は、演算部２１に格納されたコンピュータプログラムに従って行われる。また電源ＯＮ時に、ステップＳ１００の補正レンズ駆動処理が開始され、その後Ｓ１０１に進む。
【００３０】
ステップＳ１０１では、ズームクラッチ１１がＯＮか否かの確認を行う。ＯＮの場合はステップＳ１０２に進み、それ以外の場合はステップＳ１０３に進む。
【００３１】
ステップＳ１０２では、補正レンズ駆動部ＩＩ  １４をフリーな状態にし、ステップＳ１０１に進む。その際、補正レンズ駆動部Ｉ  １３の制御処理を、補正レンズ駆動部ＩＩ  １４がフリーな時用のフィルタ定数やゲインに設定しても良い。それにより、補正レンズ駆動部Ｉ  １３が単独で補正レンズ４を駆動するのに最適な、フィルタ定数やゲインを選択することが可能となる。
【００３２】
ステップＳ１０３では、補正レンズ駆動部ＩＩ  １４に対し、補正レンズ駆動部Ｉ  １３と同様の補正レンズ駆動処理を実行し、ステップＳ１０１に進む。その際、補正レンズ駆動部Ｉ  １３の制御処理を、補正レンズ駆動部ＩＩ  １４が駆動処理を行っている時用のフィルタ定数やゲインに設定しても良い。それにより、それにより、補正レンズ駆動部Ｉ  １３が補正レンズ駆動部ＩＩ  １４と共に補正レンズ４を駆動するのに最適な、フィルタ定数やゲインを選択することが可能となる。
【００３３】
以上のような構成にすることにより、ズームクラッチ１１がＯＮで、ズーム操作リング３を電動駆動している時、ズームトラッキング機能で駆動する補正レンズ４を必要以上の過度な速度で駆動することを抑制することが可能となる。それにより、ズームクラッチ１１がＯＦＦで、ズーム操作リング３を手動駆動している時よりも補正レンズ４の駆動電力を低く抑えることができる。そのため、ズームトラッキング機能で駆動する補正レンズ４の駆動電力を、省電力化することが可能となる。
【００３４】
なお、本実施例では、補正レンズ駆動部ＩＩ  １４を「フリー」の状態にすることで省電力化を達成したが、ズームクラッチ１１に連動して補正レンズ駆動部ＩＩ  １４を機構的に補正レンズ４との接続を外しても良い。
【００３５】
また一般的に、ズーム操作リング３を電動駆動している時の方が、手動駆動の時より光学装置の総消費電力が多くなる。しかし本実施例を用いて、ズーム操作リング３を電動駆動している時の、補正レンズ４とズームレンズ２を駆動する電力を、手動駆動している時の、補正レンズ４を駆動する電力と同等にすることにより、総消費電力を同等とすることが可能となる。
【実施例２】
【００３６】
本実施例の構成を示すブロック図を図６に示す。本実施例の構成は、実施例１の構成から補正レンズ駆動部ＩＩ  １４をなくしたものであり、それ以外の構成に変更はない。本実施例において、補正レンズ駆動部Ｉ  １３の構成、及び制御方法は、実施例１の図２、図３、図４で示した方法と同一である。
【００３７】
図４に示すデューティーβの値が０に近づくと補正レンズ４の駆動速度は遅くなると共に、消費電力は少なくなる。デューティーβの値がαに近づくと補正レンズ４の駆動速度は速くなると共に、消費電力は増える。ここでデューティーβをα未満の数値γで制限することで、最高速度を低く抑え、消費電力を少なくすることが可能となる。ここでズームクラッチ１１がＯＮの時と、ＯＦＦの時で以下のように制御方法を変更する。
・ズームクラッチ１１がＯＦＦの時：デューティーβの制限なし
・ズームクラッチ１１がＯＮの時：デューティーβを数値γで制限する
このような制御にすることで、ズームクラッチ１１がＯＮの時の補正レンズ４の駆動電力を少なくすることが可能となる。なお、数値γはズーム操作リング３を電動駆動する時に、補正レンズ４が動作する最高速で駆動できる値を設定すれば良い。
【００３８】
以上のような構成にすることにより、ズームクラッチ１１がＯＮで、ズーム操作リング３を電動駆動している時、ズームトラッキング機能で駆動する補正レンズ４を必要以上の過度な速度で駆動することを抑制することが可能となる。それにより、ズームクラッチ１１がＯＦＦで、ズーム操作リング３を手動駆動している時よりも補正レンズ４の駆動電力を低く抑えることができる。そのため、ズームトラッキング機能で駆動する補正レンズ４の駆動電力を、省電力化することが可能となる。
【実施例３】
【００３９】
本実施例の構成を示すブロック図は、実施例２で示した図６の構成と同一である。図７を参照して、補正レンズ駆動部Ｉ  １３の構成について説明する。
【００４０】
３０１は電流制限回路であり、それ以外の構成は図２の構成と同一である。電流制限回路３０１は電源１０１とモータドライバ回路１０２に接続されており、電源１０１から供給される電源は、電流制限回路３０１を介してモータドライバ回路１０２に供給される。電流制限回路３０１は演算部２１に接続されており、演算部２１からのＣの指令に従って、電源１０１からモータドライバ回路１０２へ供給する電流を制限することが可能である。本実施例において、補正レンズ駆動部Ｉ  １３の制御方法は、実施例１の図３、図４で示した方法と同一である。
【００４１】
電流制限回路３０１で電流を制限することで、モータドライバ回路１０２へ供給する電流を少なくすることが可能である。この時、補正レンズ駆動部Ｉ  １３で消費する電力が小さくなると共に、推力が小さくなるため、補正レンズ４の最高速度が低くなる。
ここでズームクラッチ１１がＯＮの時と、ＯＦＦの時で以下のように制御方法を変更する。
・ズームクラッチ１１がＯＦＦの時：電流制限回路３０１での電流の制限なし
・ズームクラッチ１１がＯＮの時：電流制限回路３０１での電流の制限あり
このような制御にすることで、ズームクラッチ１１がＯＮの時の補正レンズ４の駆動電力を少なくすることが可能となる。なお、電流制限回路３０１での電流の制限値は、ズーム操作リング３を電動駆動する時に、補正レンズ４が動作する最高速で駆動できる値を設定すれば良い。
【００４２】
以上のような構成にすることにより、ズームクラッチ１１がＯＮで、ズーム操作リング３を電動駆動している時、ズームトラッキング機能で駆動する補正レンズ４を必要以上の過度な速度で駆動することを抑制することが可能となる。それにより、ズームクラッチ１１がＯＦＦで、ズーム操作リング３を手動駆動している時よりも補正レンズ４の駆動電力を低く抑えることができる。そのため、ズームトラッキング機能で駆動する補正レンズ４の駆動電力を、省電力化することが可能となる。
【００４３】
なお、本実施例では電流制限回路３０１で電流の制限を行うことにより、補正レンズ４の駆動電力を、省電力化することを実現したが、電流制限回路３０１の代わりに、電圧制限回路を用いることでも同様の効果が得られる。その場合、電圧制限回路で電圧を制限することで、モータドライバ回路１０２に供給する電圧を低くする。そして、ズームクラッチ１１がＯＮの時と、ＯＦＦの時で以下のように制御方法を変更する。
・ズームクラッチ１１がＯＦＦの時：電圧制限回路での電圧の制限なし
・ズームクラッチ１１がＯＮの時：電圧制限回路での電圧の制限あり
このように制御することで、ズームクラッチ１１がＯＮの時、補正レンズ駆動部Ｉ  １３で消費する電力が小さくなると共に、推力が小さくなるため、補正レンズ４の最高速度が低くなる。
【００４４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
２  ズームレンズ、４  補正レンズ、１１  ズームクラッチ、１２  ズーム駆動部、
１３  補正レンズ駆動部Ｉ、１４  補正レンズ駆動部ＩＩ、１５  ズーム位置検出部、
１６  補正レンズ位置検出部、２１  演算部、２３  フォーカス操作部
【図４】
2016033564.tif 000003
【図１】
2016033564.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図５】
2016033564.tif 000007
【図６】
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【図７】
2016033564.tif 000009