(57)【要約】【課題】簡単な操作で、素早くステップズームと通常ズームとを切り換えることができる光学機器を提供する。【解決手段】ズームリング１１６と、ズームリングの操作に応じて、ズームレンズ１０１２を駆動制御する駆動コントローラ１０４とを備えるデジタルカメラを設ける。駆動コントローラは、ズームリングの操作速度に応じて、ズームレンズの駆動制御を、ズームリングの操作に応じて予め決められた位置にズームレンズを駆動制御する第１の駆動制御と、ズームリングが操作されている期間のみズームレンズを駆動させてズームリングの操作が停止した場合にズームレンズの駆動を停止する第２の駆動制御とで切り換える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作部と、
前記操作部の操作に応じて、可動光学部材を駆動制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記操作部の操作速度に応じて、前記可動光学部材の駆動制御を、前記操作部の操作に応じて予め決められた位置に前記可動光学部材を駆動制御する第１の駆動制御と、前記操作部が操作されている期間のみ前記可動光学部材を駆動させて前記操作部の操作が停止した場合に前記可動光学部材の駆動を停止する第２の駆動制御とで切り換える
ことを特徴とする光学機器。
【請求項２】
前記制御部は、前記操作部の操作速度が第１の閾値以下の場合に、前記第２の駆動制御を実行し、前記操作部の操作速度が第１の閾値を超えた場合に、前記第１の駆動制御を実行する
ことを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項３】
前記制御部は、前記操作部の操作速度が第１の閾値を超えた場合であって、かつ前記第１の駆動制御が有効に設定されているときに、前記第１の駆動制御を実行する
ことを特徴とする請求項２に記載の光学機器。
【請求項４】
前記制御部は、前記操作部の操作速度が前記第１の閾値より小さい第２の閾値以下である場合に、前記操作部が操作されても前記可動光学部材が駆動しないように制御する
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の光学機器。
【請求項５】
前記制御部は、
前記操作部の操作速度が前記第２の閾値より小さい第３の閾値以下である場合に、前記操作部が操作されても前記可動光学部材が駆動しないように制御し、
前記操作部の操作速度が前記第３の閾値を超え、かつ前記第２の閾値以下である場合に、前記操作部の操作速度に追従せずに前記可動光学部材を微小駆動させる第３の駆動制御を実行する
ことを特徴とする請求項４に記載の光学機器。
【請求項６】
前記制御部は、
前記第３の駆動制御を実行する場合に、周期的にオンとオフとが繰り返される制御入力に基づいて、前記可動光学部材の位置が変化する期間と停止する期間とが繰り返されるように制御する
ことを特徴とする請求項５に記載の光学機器。
【請求項７】
前記制御部は、
前記第１の駆動制御を実行する場合に、前記操作部の操作速度と、前記可動光学部材の位置とに基づいて、前記可動光学部材の目標位置を決定する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項８】
前記制御部は、前記第１の駆動制御を実行する場合に、前記操作部の操作速度を駆動ステップ数に変換し、変換した駆動ステップ数と、前記可動光学部材の位置と、予め決められた前記可動光学部材が停止可能な焦点距離とに基づいて、前記可動光学部材の目標位置を決定する
ことを特徴とする請求項７に記載の光学機器。
【請求項９】
前記可動光学部材は、ズームレンズである
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学機器として機能する撮像装置。
【請求項１０】
光学機器が備える操作部の操作に応じて、可動光学部材を駆動制御する制御工程を有し、
前記制御工程では、前記操作部の操作速度に応じて、前記可動光学部材の駆動制御を、前記操作部の操作に応じて予め決められた位置に前記可動光学部材を駆動制御する第１の駆動制御と、前記操作部が操作されている期間のみ前記可動光学部材を駆動させて前記操作部の操作が停止した場合に前記可動光学部材の駆動を停止する第２の駆動制御とで切り換える
ことを特徴とする光学機器の制御方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光学機器の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学機器、撮像装置、制御方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の光学機器の高機能化および操作性の向上に伴って、デジタルカメラなどの撮像装置に関しても、高性能化のみならず高い操作性が要求されている。従来の撮像装置において、被写体に対する画角を連続的に変化させるズーム機能を有しているものがある。さらに、固定速ズームモードだけでなく、可変速ズームモードを有する撮像装置も開発されている。この場合、可変速ズームモードは、ズームの駆動開始および停止を制御する操作部材の操作角度によってズーム速度を変化させるなどしていた。また、ズーム機能を用いる撮影シーンによっては、ズームレンズ（可動光学部材）を焦点距離に関係なく自由に動かして撮影範囲を決めたい場合と、予め決められた焦点距離まで一気に動かしたい場合とがある。
【０００３】
無段階で焦点距離を切り換えることができる通常ズームと、焦点距離を段階的に切り換えるステップズームとを設定メニューにより選択できる撮像装置が提案されている。ステップズームの実行時に、撮像装置は、操作部の操作に応じて予め決められた位置にズームレンズを駆動制御する。通常ズームの実行時に、撮像装置は、操作部が操作されている期間のみズームレンズを駆動させて、操作部の操作が停止した場合にズームレンズの駆動を停止する。
【０００４】
従来、ユーザは、設定メニュー操作を行って、通常ズームとステップズームと切り換える必要があった。特許文献１は、ユーザがズーム駆動スイッチを長押しすることに応じて、ステップズームと通常ズームとを切り換える撮像装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６９０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
設定メニュー操作を行って、通常ズームとステップズームと切り換える方法では、数回のキー操作が必要であり、ズームモードを撮影最中に素早く切り換えることができない。また、特許文献１が開示する撮像装置では、ユーザは、ズームモードを切り換えるために、ズーム駆動スイッチを所定時間押し続ける必要がある。したがって、ズーム駆動スイッチを押してからズームモードが切り換わるまでの間、ユーザが意図しないズームモードで動く期間が発生してしまい、その期間に所望の画角からずれてしまう。
【０００７】
本発明は、簡単な操作で、素早くステップズームと通常ズームとを切り換えることができる光学機器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態の光学機器は、操作部と、前記操作部の操作に応じて、可動光学部材を駆動制御する制御部とを備える。前記制御部は、前記操作部の操作速度に応じて、前記可動光学部材の駆動制御を、前記操作部の操作に応じて予め決められた位置に前記可動光学部材を駆動制御する第１の駆動制御と、前記操作部が操作されている期間のみ前記可動光学部材を駆動させて前記操作部の操作が停止した場合に前記可動光学部材の駆動を停止する第２の駆動制御とで切り換える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の光学機器によれば、簡単な操作で、素早くステップズームと通常ズームとを切り換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の光学機器の構成例を示す図である。
【図２】ズームリングの回転速度とズームの駆動速度との関係を示す図である。
【図３】デジタルカメラの、ズーム駆動に関する構成を示す図である。
【図４】光学センサの構成例を示す図である。
【図５】ズームレンズの駆動方向および駆動位置の検出動作を説明する図である。
【図６】ズームリングの操作に応じたズームレンズの駆動処理の例である。
【図７】ズームリングの回転の検出処理を説明する図である。
【図８】ズームモードの切り換え処理を説明するフローチャートである。
【図９】ズームリングの回転速度とズーム速度の関係を示す図である。
【図１０】ズームの停止条件を示す停止条件テーブルの一例を示す図である。
【図１１】ステップズームモード時にズームが停止可能な焦点距離の例である。
【図１２】リングの回転速度とズーム駆動ステップ数の関係を示す図である。
【図１３】ズームリングを回転させた際のズームリングの回転速度とズーム速度の関係を示す図である。
【図１４】通常駆動時における、制御量と、ズームレンズの駆動速度と、ズームレンズの位置変化を示す図である。
【図１５】ステップ駆動時における、制御量と、ズームレンズの駆動速度と、ズームレンズの位置変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施例１）
図１は、本実施形態の光学機器の構成例を示す図である。
図１に示す光学機器は、撮像装置の一例としてのデジタルカメラである。デジタルカメラは、鏡筒１０１乃至電源スイッチ１１４を備える。
【００１２】
鏡筒１０１には、後述する画角調節用のズームレンズ、焦点調節用のフォーカスレンズ、露光時間を制御するためのシャッタ、撮像素子１０２の受光量（画像の明るさ）を調整するための絞りが内蔵されている。撮像素子１０２は、鏡筒１０１により得られた光学像を電気信号に変換する。撮像信号処理部１０３は撮像素子１０２から送出される映像信号を、メモリーカード１１１に保存するために適した信号に変換する。駆動コントローラ１０４は、鏡筒１０１に内蔵されるズーム駆動用のＤＣモータ等の各アクチュエータを駆動制御する。
【００１３】
システムコントローラ１０５は、デジタルカメラ全体を制御する。ズームレバー１０６は、画角を変更したいユーザがズームの駆動を指示するために用いる操作部材である。フラッシュメモリ１０７は、電気的にデータの消去・書き込みが可能な不揮発性の記憶手段である。１０８は、プログラムメモリである。カメラ装置の起動時において、フラッシュメモリ１０７内部で圧縮されたプログラムが、プログラムメモリ１０８において解凍／展開される。システムコントローラ１０５は、プログラムメモリ１０８において解凍／展開されたプログラムに従って動作を行う。画像表示メモリ１０９は、撮影画像を一時的に保存する記憶手段である。ディスプレイ１１０は、撮影画像を表示する。
【００１４】
被写体の画像は、鏡筒１０１の内部に存在するズームレンズ、フォーカスレンズ、絞りを介して、撮像素子１０２に結像される。撮像素子１０２に結像された被写体象は、光電変換されて、電気信号となる。撮像素子１０２から出力される電気信号に係る画像は、所定の周期で読み出され、撮像信号処理部１０３によって、標準的な画像信号になるように信号処理される。
【００１５】
撮像信号処理部１０３が信号処理した信号は、所定周期で標準的なデジタル画像として、画像メモリ１０９に一時的に蓄積されると同時に、ディスプレイ１１０へと送られて撮像した画像が表示される（撮影待機状態）。この撮影待機状態で、ユーザがシャッタボタン１１３を押すことで撮影される。シャッタボタン１１３が押されると、撮像素子１０２から予め設定された露光時間で読み出されて、画像表示メモリ部１０９に一時的に蓄積される。蓄積された画像は、撮像信号処理部１０３によって、保存するために最適なデータに変換された後に、メモリーカード１１１に記録される。撮影画像を保存するためのメモリーカード１１１は、光ディスクやハードディスクまたは光磁気ディスク等でも構わないし、ＦＬＡＳＨメモリやＳＲＡＭ／ＤＲＡＭ等の固体半導体メモリで構成されるランダムアクセス可能なメモリでもよい。
【００１６】
モードダイアルスイッチ１１２は、撮影モードを切り換えるために用いるスイッチである。ユーザは、モードダイアルスイッチ１１２を操作することで、自動撮影モード、絞り優先モード、シャッタ速度優先モード、動画撮影モードを切り換えて設定することができる。電源スイッチ１１４は、電源のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるために用いるスイッチである。
【００１７】
フラッシュ１１５は、オートフォーカスの補助光の投光や、フラッシュ撮影時の発光量の調節を行う発光手段である。ズームリング１１６は、鏡筒１０１のズームを駆動するための操作部材である。ズームレバー１０６と同様に、ユーザがズームリング１１６を操作することでズーム駆動がなされる。ズームレバー１０６は、操作角度に応じて、ズームレンズの駆動および停止を制御するのに対して、ズームリング１１６は、ズームリング１１６の回転速度によって、ズームの駆動開始および停止を制御する。また、ズームレバー１０６の操作時のズーム速度は一定であるが、ズームリング１１６の操作時のズーム速度は、ズームリング１１６の回転速度に応じて変化する。本実施形態において、システムコントローラ１０５および駆動コントローラ１０４は、操作部材（例えばズームリング１１６）の操作に応じて、可動光学部材であるズームレンズを駆動制御する制御部として機能する。
【００１８】
図２は、ズームリングの回転速度とズームの駆動速度との関係を示す図である。
ズームリング１１６の操作速度が、ズーム駆動開始速度以上になると、ズームの駆動が開始される。ズームリング１１６の回転速度が、ズーム駆動開始速度未満の場合には、ズームの駆動は開始されずに、ズームは停止したままとなる。ズームの駆動速度はズームリング１１６の回転速度に応じて低速、中速、高速の３つの速度で変化する。ズームリング１１６の回転速度が、切り換え速度１以上になると、ズームの駆動速度が低速から中速に切り換えられる。ズームリング１１６の回転速度が、切り換え速度２以上になると、ズームの駆動速度が中速から高速に切り換えられる。このように、ズームリング１１６を操作すると、ズームリングの操作速度に応じてズームの駆動速度が変化する。ズームレバー１０６でズームを駆動する際の速度は、ズームは図２に示す高速で駆動する。
【００１９】
図３は、図１に示すデジタルカメラの、ズーム駆動に関する構成を示す図である。
図３では、説明の便宜上、駆動コントローラ部１０４および鏡筒１０１の内部構成について説明する。駆動コントローラ１０４は、モータ制御コントローラ１０４１、ドライバ回路１０４２、光学センサ検出部１０４３を備える。ズームリング１１６がユーザに操作されると、光学センサ１１６１の出力信号が変化する。
【００２０】
図４は、光学センサの構成例を示す図である。
図４（Ａ）は、光学センサ１１６１が備える位置検出用の部材を真上から見た状態を示す。図４（Ｂ）は、光学センサ１１６１が備える位置検出用の部材を真横から見た状態を示す。１１６１ａは、受光量に応じて出力信号が変化する透過型のフォトインタラプタである。１１６１ｂは、フォトインタラプタ１１６１ａの光を透過および遮断するための遮光部材である。１１６１ｃおよび１１６１ｅは、フォトインタラプタ１１６１ａの発光部である。１１６１ｄおよび１１６１ｆは、フォトインタラプタ１１６１ａの受光部である。ズームリング１１６がユーザによって操作されると、ズームリングの回転と同期して遮光部材１１６１ｂが回転する。遮光部材１１６１ｂの回転に伴い、発光部１１６１ｄおよび１１６１ｆでの受光量が変化する。
【００２１】
図３の説明に戻る。光学センサ検出部１０４３は、ズームリング１１６の回転に伴って光学センサから１１６１から出力される信号の検出を行い、予め設定されている閾値に基づいて、各信号の２値化を行う。光学センサ検出部１０４３は、２値化した各信号のそれぞれのエッジの時間間隔の検出を行い、不図示のレジスタに各信号の立下りおよび立下りエッジ間隔情報を記憶する。記憶された立ち上がりと立下りエッジは検出されるごとに情報が更新される。
【００２２】
モータ制御コントローラ１０４１は、光学センサ検出部１０４３に記憶された各信号の各エッジ間隔を、所定周期で読み出して、読み出したエッジ間隔からズームレンズ１０１２の目標速度を算出する。モータ制御コントローラ１０４１は、ズームレンズ１０１２の速度がエッジ間隔をもとに算出した目標速度となるように、ドライバ回路１０４２への入力信号（制御量）を制御する。ドライバ回路１０４２は、モータ制御コントローラ１０４１からの入力信号に応じたＰＷＭデューティの信号を発生させて、ズームレンズ１０１２のアクチュエータであるＤＣモータ１０１１に印加する。
【００２３】
ＤＣモータ１０１１は、ドライバ回路から供給される信号を入力として駆動を開始する。ＤＣモータ１０１１が駆動を開始すると、不図示のＤＣモータ１０１１に直結したギアを介してズームレンズ１０１２が移動する。モータ制御コントローラ１０４１は、光学センサ検出部１０４３で管理されるズームレンズの位置および速度を所定の周期で監視を行う。そして、モータ制御コントローラ１０４１は、ズームレンズ１０１２がシステムコントローラ１０５から指示される駆動速度で動作しながら目標位置に停止するように、ＤＣモータ１０１１に供給するＰＷＭ信号のデューティを制御する。
【００２４】
ＤＣモータ１０１１とズームレンズ１０１２を直結する不図示のギアの軸には、光学センサ１１６１と同じ種類の光学センサ部１０１３が取り付けられている。光学センサ部１０１３は、ズームレンズ１０１２が移動すると、ズームレンズ１０１２の移動に応じて電気信号（アナログ信号）を出力する。ズームレンズの移動に応じて、光学センサ部１０１３からアナログ信号が出力される仕組みについては光学センサ１１６１と同じである。光学センサ１０１３から出力されるアナログの出力信号は、光学センサ検出部１０４３の内部に存在する不図示の２値化回路によって、２値化される。光学センサ検出部１０４３は、２値化信号の各エッジの時間間隔の検出を行い、検出したエッジ間隔情報に基づいて、ズームレンズ１０１２の駆動速度、駆動距離、駆動方向の検出を行う。光学センサ検出部１０４３が検出したズームレンズ１０１２の駆動速度、駆動距離、駆動方向の情報は、モータ制御コントローラ１０４１に通知される。
【００２５】
モータ制御コントローラ１０４１は、システムコントローラ１０５により指示されるズームレンズ１０１２の駆動速度と、光学センサ検出部１０４３で検出したズームレンズ１０１２の駆動速度との差に応じて、ドライバ回路に入力する制御量を変更する。モータ制御コントローラ１０４１からドライバ回路１０４２に出力する制御量は、公知のＰＩＤ制御によって決定される。
【００２６】
図５は、ズームレンズの駆動方向および駆動位置の検出動作を説明する図である。
図５に示す信号は、光学センサ１１６１内部の不図示のエンコーダパルス板が回転した際に、光学センサ１１６１が出力する出力信号と、出力信号を光学センサ検出部１０４３が備える２値化回路において２値化した信号である。図５（Ａ）は、Ａ相アナログ信号を２値化回路で２値化したＡ相２値化信号である。図５（Ｂ）は、Ｂ相アナログ信号を２値化回路で２値化したＢ相２値化信号である。ズームレンズ１０１２の駆動方向は、Ａ相２値化信号とＢ相２値化信号の立ち上がりおよび立下りエッジの順番により決定される。例えば、Ａ相２値化信号の立ち上がり（Ａｕｐ）、Ｂ相２値化信号の立ち上がり（Ｂｕｐ）、Ａ相２値化信号の立下り（Ａｄｏｗｎ）、Ｂ相２値化信号の立下り（Ｂｄｏｗｎ）の順番でエッジが検出された場合を想定する。この場合には、ズームレンズ１０１２は、Ｗｉｄｅ方向からＴｅｌｅ方向に駆動する。
【００２７】
Ｂ相２値化信号の立ち上がり（Ｂｕｐ）、Ａ相２値化信号の立ち上がり（Ａｕｐ）、Ｂ相２値化信号の立下り（Ｂｄｏｗｎ）、Ａ相２値化信号の立下り（Ａｄｏｗｎ）の順番でエッジが検出された場合を想定する。ズームレンズ１０１２はＴｅｌｅ方向からＷｉｄｅ方向に駆動していることになる。
【００２８】
ズームレンズ１０１２の位置に関しては、２値化信号の立下りおよび立下りエッジのカウント数によって管理される。例えば、ＷｉｄｅからＴｅｌｅ方向に駆動している場合を想定する。Ａ相２値化信号の立ち上がり（Ａｕｐ）、Ｂ相２値化信号の立ち上がり（Ｂｕｐ）、Ａ相２値化信号の立下り（Ａｄｏｗｎ）、Ｂ相２値化信号の立下り（Ｂｄｏｗｎ）のエッジが光学センサ検出部１０４３で検出される。ズームが駆動する前のズーム位置をポジション０、ＷｉｄｅからＴｅｌｅ方向がズーム位置カウントが増える方向だとすると、ズーム位置カウントは４カウント進み、ズーム位置はポジション４となる。その後、Ｂ相２値化信号の立ち上がり（Ｂｕｐ）、Ａ相２値化信号の立ち上がり（Ａｕｐ）、Ｂ相２値化信号の立下り（Ｂｄｏｗｎ）の順にエッジが検出された場合には、ズーム位置カウントは、３カウント減算されて、ズーム位置は、ポジション１となる。このように、ズームレンズ１０１２の位置に関しては、光学センサ検出部１０４３で検出されるＡ相およびＢ相の２値化信号のエッジを検出した順番および回数によって管理する。
【００２９】
図５（Ｃ）は、光学センサ検出部１０４３の動作クロックを示す。光学センサ検出部１０４３は、ズームレンズの駆動速度を、Ａ相とＢ相の両方の２値化信号の各立ち上がりおよび立下りエッジの時間間隔（エッジ間隔）から算出する。エッジ間隔は、Ａ相とＢ相の立ち上がりエッジ同士と、立下りのエッジ同士の時間間隔を動作クロック数に換算したものである。各相の各エッジ間隔は、光学センサ検出部１０４３の内部に存在する光学センサの動作クロックの１クロックごとに１つ値が増加するカウンタを基準として検出を行う。
【００３０】
Ａ相２値化信号の立ち上がりエッジから次の立ち上がりエッジまでの時間間隔Ｔ１からズームレンズの移動速度VZM（単位はｒｐｓ）を算出する例について説明する。本実施例における光学センサ検出部１０４３のクロック周波数fclkは、１０ｋＨｚ、モータ１回転当たりに光学センサ部１０１３から出力されるエンコーダ１相当たりのパルス数（＝エンコーダパルス板のスリット数）Pcは１００である。図５に示すように、時間間隔Ｔ１の間の光学センサ検出部１０４３の内部カウンタの進み量CZMは１０である。光学センサ検出部１０４３は、ズームレンズ１０１２の駆動速度VZMを、以下の式１にしたがって算出する。
【数１】
2017090725.tif 000003
【００３１】
光学センサ検出部１０４３が算出したズームの駆動速度は、モータ制御コントローラ１０４１に通知される。モータ制御コントローラ１０４１は、ズームレンズの駆動速度がシステムコントローラ１０５から指示された目標速度（１０ｒｐｓ）に到達したかどうかの判定を行う。ズームレンズの駆動速度が目標速度以下の場合には、モータ制御コントローラ１０４１は、出力する制御量を小さくする。一方、ズームレンズの駆動速度が目標速度に到達した場合には、モータ制御コントローラ１０４１は、出力する制御量を大きくする。このように、モータ制御コントローラ１０４１は、ズームレンズが目標速度で駆動しつづけるように、所定の時間間隔でズームレンズの実速度と目標速度を比較しながら、ズームレンズの駆動速度を制御する。
【００３２】
図６は、ズームリングの操作に応じたズームレンズの駆動処理の例を説明するフローチャートである。
まず、Ｓ６０１において、ズームリング１１６の回転の有無の検出を行う。
【００３３】
図７は、ズームリングの回転の検出処理を説明する図である。
ユーザがズームリング１１６を操作すると、光学センサ１１６１の出力信号が変化する。図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、光学センサ１１６１の出力信号を光学センサ検出部１０４３で２値化した信号の時間変化を示す。図７（Ｃ）は、光学センサ検出部１０４３で２値化信号のエッジ間隔を検出して保持する不図示の周期保持レジスタに保存された各エッジ間隔時間である。光学センサ検出部１０４３は、Ａ相およびＢ相信号の４つのエッジのそれぞれのエッジ間隔時間を検出して、周期保持レジスタには、最新のエッジ間隔のみ保持する。例えば、図７に示すように、まず、Ａ相の２値化信号が保持レジスタにエッジ間隔が保持される。次に、Ｂ相のエッジが来たタイミングで周期保持レジスタに保持される値がＴ３に書き換えられる。その後、Ａ相の立下りがエッジを検出したタイミングで周期保持レジスタはＴ４に、Ｂ相の立下りがエッジを検出したタイミングで周期保持レジスタはＴ５に書き換えられる。このように、周期保持レジスタは、Ａ相、Ｂ相の各２値化信号の最新のエッジ間隔のみを保持する。
【００３４】
図７（Ｄ）は、ズームリングの操作の有無を示す。リング操作の開始および停止は、後述するズームリング位置変化検出タイミングで、周期保持レジスタの値の変化をもとに判定される。光学センサ検出部１０４３は、リングの回転周期が所定時間よりも短い場合には、ユーザがリングを操作したと判定する。これにより、リング操作状態となる。リング操作状態に入ると、リングの操作停止を検出するまでリングの操作速度に応じたズームレンズの駆動速度でズーム駆動される。光学センサ検出部１０４３は、リングの操作停止を、ズームリング位置変化検出タイミングでの周期保持レジスタの値の変化の有無で検出する。本実施例では、光学センサ検出部１０４３は、周期保持レジスタの値がズーム位置変化検出タイミングで３回連続で変化していない場合に、ユーザがズームリングの操作を停止したと判定する。これにより、リング操作停止状態に遷移する。リング操作停止状態に入ると、駆動中のズームレンズの駆動を停止する処理が開始される。
【００３５】
図７（Ｅ）は、ズームリング１１６の位置変化の検出タイミングを示す。モータ制御コントローラ１０４１は、所定周期で光学センサ検出部１０４３の周期保持レジスタにアクセスしてズームリング１１６の位置変化の検出を行う。ズームリング１１６の位置変化の有無は、前回アクセス時から周期保持レジスタに保持されている値に変化があったかどうかで判定される。モータ制御コントローラ１０４１は、ズームリング１１６の位置変化のタイミングと同時に、駆動方向を保持する不図示のズームリング駆動方向保持レジスタの方向の読み出しを行う。駆動方向保持レジスタは、ズームリング１１６の回転方向が変化したタイミングで駆動方向情報の書き換えを行う。ズームリング１１６の回転方向は、図７に示す光学センサの２値化信号のＡ相とＢ相の立ち上がりエッジがどちらが先に検出されるかで判定される。Ａ相の立ち上がりエッジがＢ相の立ち上がりエッジに先んじて検出された場合には、順方向に回転していると判定する。この時ズームレンズ１０１２はＴｅｌｅ方向に動く。また、Ｂ相の立ち上がりエッジがＡ相の立ち上がりエッジに先んじて検出された場合には逆方向に回転していると判定する。この時ズームレンズ１０１２はＷｉｄｅ方向に動く。判定された回転方向に関する情報が光学センサ検出部１０４３内部の駆動方向保持レジスタに保存される。
【００３６】
図６の説明に戻る。Ｓ６０２において、光学センサ検出部１０４３が、ズームリング１１６の回転方向と回転速度とを検出する。続いて、Ｓ６０３において、モータ制御コントローラ１０４１が、ズームレンズ１０１２が駆動可能かを判定する。ズームレンズ１０１２が駆動可能である場合は、処理がＳ６０４に進む。ズームレンズ１０１２が駆動可能でない場合は、処理がＳ６０７に進む。Ｗｉｄｅ端に位置した状態でリングの回転方向が逆方向つまりズームがＷｉｄｅ方向に動く方向である場合には、ズームを駆動しようとしてもズームレンズは１０１２は駆動可能でない。また、Ｔｅｌｅ端に位置した状態でリングの回転方向が順方向つまりズームレンズがＴｅｌｅ方向に動く方向である場合にも、ズームを駆動しようとしてもズームレンズ１０１２は駆動可能でない。
【００３７】
Ｓ６０４において、モータ制御コントローラ１０４１が、ズームの目標速度VZMTを算出する。続いて、Ｓ６０５において、モータ制御コントローラ１０４１が、光学センサ検出部１０４３によって保持されているズームリング１１６の回転速度とズームレンズ１０１２の駆動開始速度に基づいて、ズームレンズ１０１２が駆動可能かを判定する。ズームリング１１６の回転速度がズーム駆動開始速度より遅い場合は、モータ制御コントローラ１０４１は、ズームレンズ１０１２が駆動可能でないと判定する。したがって、モータ制御コントローラ１０４１は、ズームレンズ１０１２の駆動を行わずに、処理がＳ６０７に進む。ズームリング１１６の回転速度がズーム駆動開始速度より高速であった場合は、モータ制御コントローラ１０４１は、ズームレンズ１０１２が駆動可能であると判定する。そして、処理がＳ６０６に進み、モータ制御コントローラ１０４１が、ズームレンズの駆動速度がＳ６０４で算出した目標速度VZMTとなるように、ズームレンズ１０１２を駆動する。Ｓ６０４においてズームの目標速度VZMTを算出する際には以下の式２が用いられる。
【数２】
2017090725.tif 000004
【００３８】
式２のTRは、光学センサ検出部１０４３で検出した光学センサ１１６１の２値化信号のエッジ間隔である。kは、光学センサ検出部１０４３で検出したエッジ間隔をズームレンズ１０１２の目標速度に変換するための変換係数（ズームリング回転速度―ズーム駆動速度変換係数）である。モータ制御コントローラ１０４１は、式２を基に理想のズームの駆動速度を算出する。モータ制御コントローラ１０４１は、算出した速度をズームレンズの低速、中速、高速の３つの速度と比較し、３つの速度のうち最も近い速度をズームの目標速度に設定する。
【００３９】
次に、Ｓ６０６において、モータ制御コントローラ１０４１がズーム駆動を行う。そして、Ｓ６０７において、モータ制御コントローラ１０４１が、ズームリング１１６の回転停止判定を行う。回転停止判定は、ズームリング１１６の回転が停止しているか否かの判定である。ズームリング１１６の回転が継続している場合は、処理がＳ６０２に進み、再度リングの回転方向および回転速度が検出される。ズームリング１１６の回転が停止している場合は、処理がＳ６０８に進み、ズームレンズの駆動を終了する。そして、処理がＳ６０１に進み、再度、ユーザがズームリング１１６を操作するのを待つ。
【００４０】
ＤＣモータの出力トルクや鏡筒の負荷などの関係から、ズーム速度を一定速度で駆動できる速度は限られている。ズームレンズ１０１２を速度制御する際には、光学センサ１０１３の信号を２値化した信号のエッジ間隔情報を使用して速度を行い、その速度情報をもとにズームレンズ１０１２への駆動入力を制御する。したがって、ズームレンズ１０１２の駆動速度が遅い場合には、エッジ間隔の値の変化を検出する周期が長いので、検出したズーム駆動速度に基づいてズームレンズへの駆動入力を補正する周期が長くなる。その結果、急な負荷変動が発生した場合に、モータ制御コントローラ１０４１での制御入力の更新が間に合わずに、ズームレンズ１０１２が目標位置に到達する前に、ズームが停止してしまう可能性が高くなる。このようなズームが目標位置に到達せずに途中で停止する現象を発生させることなく、安定的にズームを駆動するために、一般的に、ズームレンズの最低速度は、ある程度高速側に余裕を持たせて設定されている。
【００４１】
図８は、実施例１における、ズームモードの切り換え処理を説明するフローチャートである。
本実施例では、デジタルカメラは、ズームリングの操作速度に応じて、ステップズームと通常ズームとを切り換える。具体的には、デジタルカメラは、ズームリング１１６の回転速度がステップズーム切り換え速度以下の場合に通常ズームを行い、ステップズーム切り換え速度以上の場合にはステップズームを行う。ステップズームは、焦点距離を段階的に切り換えるズーム駆動である。
【００４２】
図８のＳ８０１乃至Ｓ８０３は、図６のＳ６０１乃至Ｓ６０３と同様であるので、説明を省略する。Ｓ８０４において、駆動コントローラ１０４が、ズームリング１１６の回転速度（リング回転速度）がステップズーム切り換え速度を超えたかを判定する。リング回転速度がステップズーム切り換え速度を超えた場合には、処理がＳ８０５に進み、ステップズームが実行される。リング回転速度がステップズーム切換速度以下の場合には、処理がＳ８０９に進み、通常駆動が実行される。
【００４３】
Ｓ８０９において、駆動コントローラ１０４が、Ｓ８０２で検出されたリング回転速度と式２とから、ズームの目標速度の算出を行う。続いて、処理がＳ８１０に進み、駆動コントローラ１０４が、ズーム駆動を開始する。駆動コントローラ１０４は、ズーム駆動開始直後にタイマーを発動し、ズームが駆動を開始してからの経過時間の計測を行う。  
【００４４】
次に、Ｓ８１１において、駆動コントローラ１０４が、ズームが駆動を開始してから所定時間（ズーム最低駆動時間）経過したかを判定する。ズーム最低駆動時間は、ズームレンズが目標速度に到達するまでの時間を基準として設定するものであり、製品出荷前にＲＯＭに記憶しておく。ズーム最低駆動時間は、ズームの目標速度ごとに変更してもよいが、設定することができるズーム速度のうち、目標速度に到達するまでに最も時間がかかる速度に合わせて設定してもよい。ズームの駆動を開始してからズーム最低駆動時間経過していない場合には、処理がＳ８０９に戻る。ズームの駆動を開始してからズーム最低駆動時間経過した場合には、処理がＳ８０７に進む。
【００４５】
Ｓ８０５において、駆動コントローラ１０４が、ズームレンズの位置の目標値（ズーム目標位置）を算出する。ズーム目標位置は、Ｓ８０５の処理に入った時点のズーム位置と、Ｓ８０２で検出されたリング回転速度とにより決まる。駆動コントローラ１０４は、リング回転速度を駆動ステップ数に変換し、変換した駆動ステップ数と、ズーム位置と、予め決められた、ズームレンズが停止可能な焦点距離とに基づいて、ズーム目標位置を算出する。
【００４６】
図１１は、ステップズームモード時にズームが停止可能な焦点距離の例を示す図である。
図１１に示す例では、ズームが停止可能な焦点距離として、５つの焦点距離を選択することができる。ＷｉｄｅからＴｅｌｅまでの駆動には４ステップを要する。
【００４７】
図１２は、リングの回転速度とズーム駆動ステップ数の関係を示す図である。
ステップズームでは、リングの回転速度によって駆動ステップ数が変わる。駆動コントローラ１０４は、式３を用いて、リング回転速度を駆動ステップ数S に変換する。
【数３】
2017090725.tif 000005
【００４８】
式３のTRは、光学センサ検出部１０４３で検出した光学センサ１１６１の２値化信号のエッジ間隔である。lは、ズームリングの回転速度をズーム速度に変換するための係数である。dirは、ズームリングの駆動方向であり、ズームリングが時計回りに回る場合（ズームがＷｉｄｅからＴｅｌｅ方向に動く場合) には１となる。逆に、ズームリングが反時計回りに回る場合（ズームがＴｅｌｅからＷｉｄｅ方向に動く場合) には、−１となる。式（３）の計算結果を四捨五入することで、最終的な駆動ステップ数が決定される。駆動コントローラ１０４は、駆動ステップ数を求めた後、ズーム目標位置を決定する。駆動コントローラ１０４は、ズーム目標位置を、算出した駆動ステップ数と現在の焦点距離から決定する。基本的には、算出した駆動ステップ数に応じたステップ数分だけズームを動かすが、算出したステップ数分だけ動かす前に、ＷｉｄｅまたはＴｅｌｅに到達してしまう場合には、目標位置は、ＷｉｄｅおよびＴｅｌｅとなる。例えば、焦点距離５０ｍｍの位置にズームが位置した場合に駆動ステップ数が−４であった場合には、５０ｍｍからＷｉｄｅ方向に４ステップ分動けないので、実際にはＷｉｄｅの２８ｍｍとなるようにズームの目標位置を設定する。
【００４９】
図８の説明に戻る。Ｓ８０６において、駆動コントローラ１０４が、ズームを駆動する。ステップズームモードで駆動する際のズーム速度は、リングの回転速度によらずに常に高速で駆動する。Ｓ８０７において、駆動コントローラ１０４が、ズームの停止条件に基づいて、ズームリングの回転が停止したかどうかを判定する。駆動コントローラ１０４は、リング位置変化検出タイミングでズームリングの位置を検出した際に、周期保持レジスタの値が所定回数連続変化していなかった場合には、ユーザがズームリングの操作を停止したと判定してズームを停止させる。上記の所定回数は、ズームレンズの目標速度に応じて切り換えてもよい。
【００５０】
図１０は、ズームの停止条件を示す停止条件テーブルの一例を示す図である。
停止条件テーブルは、駆動コントローラ１０４が備える所定の記憶手段（不図示）に予め記憶されている。停止条件テーブルには、ズーム速度種別と、リング操作停止判定カウントとが設定されている。ズーム速度種別は、ズームレンズの目標速度の種別を示す。リング操作停止判定カウントは、ズームリングの操作が停止されたと判定されるカウント数を示す。このカウント数は、周期保持レジスタの値に連続して変化がない回数を示す。
【００５１】
図１０に示すように、ステップ駆動時には、リング位置変化検出タイミングで５回連続で周期保持レジスタの値に変化が無い場合に、ズームリングの操作が停止されたと判定される。通常駆動時の低速の時には、４回連続、中速の時は、３回連続、高速の時は、２回連続で周期保持レジスタの値に連続して変化がない場合に、ズームリングの操作が停止されたと判定される。つまり、ズームレンズの目標速度が速くなるに従って、リング操作停止判定カウントが少ない数に設定される。ズームの目標速度によらずに一律にズームの停止条件を設定すると、ユーザが違和感が生じる場合がある。例えば、高速の駆動速度に違和感が無いように停止判定時間をチューニングを行い、ズームリングを低速回転させると、ユーザが画角を微調整しようとしているにもにも関わらず、システムコントローラ１０５は、ユーザが操作をやめたと判定してしまう。逆に、低速側でチューニングを行った場合に高速でズームリングを回転させると、リングが停止してからズームが停止するまでのズームの移動量が大きくなってしまい、ユーザが違和感を感じてしまう。図１０に示すように、ズームレンズの目標速度によってズームの停止条件を変えることで、ユーザがズームリングの操作を停止した際の違和感を小さくすることができる。
【００５２】
図８の説明に戻る。Ｓ８０７において、ズームリングの回転が停止したと判定された場合にはステップＳ８０８に進む。そして、駆動コントローラ１０４が、ズームの駆動を停止させる。ズームリングの回転が継続していると判定された場合には、再度Ｓ８０２に戻り、Ｓ８０２からＳ８０７までのフローを繰り返す。
【００５３】
図９は、ズームリングを回転させた際のズームリングの回転速度とズーム速度の関係を示す図である。
以下に、ズームリングの回転速度に応じてステップズームと通常駆動を切り換える仕組みについて説明を行う。
【００５４】
実施例１では、ズームの駆動領域として、ズームリングの回転速度に応じた３つの領域がある。一つ目の領域は、ズームリングを操作してもズームが駆動しない不感帯領域である。二つ目の領域は、ズームの駆動速度がズームリングの回転速度に追従した駆動（通常駆動）を行う通常駆動領域である。通常駆動は、ズームリングが操作されている期間のみズームレンズを駆動させてズームリングの操作が停止した場合にズームレンズの駆動を停止する第２の駆動制御である。三つ目の領域は、ステップズームを行うステップズーム領域である。ステップズームは、ズームリングの操作に応じて予め決められた位置にズームレンズを駆動制御する第１の駆動制御である。それぞれの領域は、通常駆動開始速度（第２の閾値）、ステップズーム切り換え速度（第１の閾値）を境界値としている。通常駆動開始速度は、ステップズーム切り換え速度より小さい。不感帯領域は、リングの誤動作による不要なズーム動作を防ぐために設定している。不感帯を設けることによって、振動などによって微小にズームリングが回転してしまった場合等にズームが動かなくなるため、ユーザが意図しない状況でズームが誤動作することを防ぐことができる。図９に示すように、駆動コントローラ１０４は、ズームリングの回転速度に応じて、ズームレンズの駆動制御を、ステップズームと通常駆動とで切り換える。これにより、簡単かつ素早く通常駆動とステップズームモードを切り換えることができる。
【００５５】
実施例１では、図８のＳ８０４において、リング回転速度がステップズーム切り換え速度より速いか否かを判定条件として判定し、この判定結果に応じて、Ｓ８０５に進むか、Ｓ８０９に進むかを切り換える。駆動コントローラ１０４は、リング回転速度がステップズーム切り換え速度以下（第１の閾値以下）の場合に、通常駆動を実行する。駆動コントローラ１０４は、リング回転速度がステップズーム切り換え速度を超えた場合に、ステップズームを実行する。ズームリングの回転速度によって通常駆動からステップズームに自動で切り換えるモード設定（ステップズーム自動切り換えモード設定）がメニュー設定によって有効に設定されているか判定条件に加えてもよい。例えば、Ｓ８０４において、ステップズーム自動切り換えモード設定が有効であり、かつリング回転速度がステップズーム切り換え速度を超える場合にはＳ８０５に進むようにしてもよい。一方、ステップズーム自動切り換えモード設定が無効の場合には、リング回転速度がステップズーム切り換え速度を超える場合であった場合でも、Ｓ８０５には進まずにＳ８０９に進む。このように、メニュー設定の内容に応じてステップズームと通常駆動の切り換えの有効と無効を切り換えるようにしてもよい。
【００５６】
（実施例２）
図１３は、実施例２においてズームリングを回転させた際のズームリングの回転速度とズーム速度の関係を示す図である。
実施例２では、ズームの駆動領域として、ズームリングの回転速度に応じた４つの領域がある。図１３に示す例では、ズームの駆動領域として、不感帯領域、通常駆動領域、ステップズーム領域に加えて、ステップ駆動領域がある。ステップ駆動領域は、ズームリングの回転速度に追従せずにズームレンズを微小駆動させる駆動制御（第３の駆動制御）であるステップ駆動を実行する領域である。不感帯領域とステップ駆動領域との境界線は、ステップ駆動開始速度（第３の閾値）である。また、ステップ駆動領域と通常駆動領域との境界線は、通常駆動開始速度である。駆動コントローラ１０４は、リング回転速度がステップ駆動開始速度以下（第３の閾値以下）である場合に、ズームリングが操作されてもズームレンズが駆動しないように制御する。また、駆動コントローラ１０４は、リング回転速度がステップ駆動開始速度を超え、かつ通常駆動開始速度以下である場合に、ステップ駆動を実行する。
【００５７】
図１４は、通常駆動時における、制御量と、ズームレンズの駆動速度と、ズームレンズの位置変化を示す図である。
図１４（Ａ）は、モータ制御コントローラ１０４１からドライバ回路１０４２に出力されるズームレンズ１０１２を駆動するための制御量の時間変化を示す。図１４（Ｂ）は、モータ制御コントローラ１０４１からの制御入力によってズームレンズを駆動した際のズームレンズ速度の時間変化を示す。図１４（Ｃ）は、モータ制御コントローラ１０４１からの制御入力によってズームレンズを駆動した際のズームレンズ位置の時間変化を示す。通常駆動では、ズームがズームリングの回転速度によって決まる目標速度で動作するように、実際のズームの駆動速度を検出しつつ、モータ制御コントローラ１０４１から出力する制御量を変化させる。これにより、ズームレンズに大きな外乱が加わらない限りは、ズームは目標速度付近で駆動し続ける。
【００５８】
図１５は、ステップ駆動時における、制御量と、ズームレンズの駆動速度と、ズームレンズの位置変化を示す図である。
図１５（Ａ）は、モータ制御コントローラ１０４１からドライバ回路１０４２に出力される、ズームレンズ１０１２を駆動するための制御量の時間変化を示す。図１５（Ｂ）は、モータ制御コントローラ１０４１からの制御量入力によってズームレンズを駆動した際のズームレンズ速度の時間変化を示す。図１５（Ｃ）は、モータ制御コントローラ１０４１からの制御入力によってズームレンズを駆動した際のズームレンズ位置の時間変化を示す。
【００５９】
図１５（Ａ）に示すように、ステップ駆動では、ズームリングの回転速度に応じてモータ制御コントローラから出力される制御量を変化させない。その代わりに、所定時間だけ決まった値の制御量をＤＣモータに供給する。モータ制御コントローラから出力されるズームレンズへの制御入力は、所定周期で制御入力のＯＮとＯＦＦを繰り返す。その結果、ズームレンズの駆動速度は、図１５（Ｂ）に示すように、ズームレンズ停止状態から基準速度付近になるまで変化を繰り返す。ズームの基準速度は、図１４に示す通常駆動（一定速制御）時のズーム速度の低速である。
【００６０】
ステップ駆動時の制御入力の大きさとＯＮとＯＦＦ期間の設定の指標について説明する。制御入力のＯＮ区間は、カメラ負荷が大きいような状態（例えば、低温環境下でカメラを下向きにした場合等）であった場合でも、ステップ駆動周期内でズーム速度が基準速度に到達するような時間を設定する。制御入力ＯＦＦ期間については、ステップ駆動周期内で基準のズーム速度で動いている状態からズームが一度停止するように時間を設定する。ステップ駆動時の制御入力の大きさおよびステップ駆動周期の設定は、カメラによって一律に設定してもよいが、個体別に調整してもよい。
【００６１】
ステップ駆動を行うことによって、ズーム位置は、図１５（Ｃ）に示すように、通常駆動時のように一定ではなく、位置が変化する期間と停止の期間を繰り返す。すなわち、駆動コントローラ１０４は、周期的にオンとオフとが繰り返される制御入力に基づいて、ズームレンズの位置が変化する期間と停止する期間とが繰り返されるように制御する。ズームレンズの目標速度が高速の場合に、駆動を繰り返すとユーザに違和感を生じさせるが、通常駆動時の低速以下の場合のときに駆動と停止を繰り返した場合、停止と駆動時の速度が小さいため違和感が少ない。停止と駆動を繰り返す事によって、違和感を生じさせる場合には、制御量の大きさやステップ駆動周期を変更することによって、ズームレンズが停止する期間を短くする。
【００６２】
実施例２では、ステップ駆動領域を設けることで、通常駆動とステップズームのみの場合に比べて、より低速のリング回転速度に対応してズームを駆動することができるので、ユーザの操作性を向上させることができる。
以上、本発明をその好適な実施例に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施例の一部を適宜組み合わせてもよい。
【００６３】
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施例の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。
【符号の説明】
【００６４】
１０４  駆動コントローラ
１１６  ズームリング
【図１】
2017090725.tif 000006
【図２】
2017090725.tif 000007
【図３】
2017090725.tif 000008
【図４】
2017090725.tif 000009
【図５】
2017090725.tif 000010
【図６】
2017090725.tif 000011
【図７】
2017090725.tif 000012
【図８】
2017090725.tif 000013
【図９】
2017090725.tif 000014
【図１０】
2017090725.tif 000015
【図１１】
2017090725.tif 000016
【図１２】
2017090725.tif 000017
【図１３】
2017090725.tif 000018
【図１４】
2017090725.tif 000019
【図１５】
2017090725.tif 000020