(57)【要約】【課題】フォーカスレンズの移動領域によるぼけの変化の差を少なくする。【解決手段】光学機器Ｌは、フォーカスレンズ１を含む撮像光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段１１と、該焦点検出手段による検出結果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７とを有する。制御手段は、フォーカスレンズの可動範囲のうち、撮像光学系の焦点状態の変化量に対するフォーカスレンズの移動量が互いに異なる第１の領域と第２の領域において、フォーカスレンズの駆動速度を異ならせる。【選択図】図１
2009145645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを含む撮像光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段と、
該焦点検出手段による検出結果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、前記フォーカスレンズの可動範囲のうち、前記撮像光学系の焦点状態の変化量に対する前記フォーカスレンズの移動量が互いに異なる第１の領域と第２の領域において、前記フォーカスレンズの駆動速度を異ならせることを特徴とする光学機器。
【請求項２】
前記第１の領域に比べて、前記第２の領域での前記撮像光学系の焦点状態の変化量に対する前記フォーカスレンズの移動量が大きく、
前記制御手段は、前記第２の領域での前記フォーカスレンズの駆動速度を、前記第１の領域での駆動速度よりも速くすることを特徴とする光学機器。
【請求項３】
前記フォーカスレンズの基準駆動速度を可変設定する速度設定手段を有し、
前記制御手段は、前記第１及び第２の領域での前記フォーカスレンズの駆動速度を前記基準駆動速度に対して変化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、前記焦点検出手段による検出結果に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を算出し、
前記制御手段は、前記合焦位置を含む前記フォーカスレンズの可動範囲よりも狭い所定範囲で前記フォーカスレンズを駆動する場合に、前記第１の領域と前記第２の領域とで前記フォーカスレンズの駆動速度を異ならせることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の光学機器。
【請求項５】
前記撮像光学系を有する請求項１から４のいずれか１つに記載の光学機器と、
該光学機器に着脱可能に装着される撮像装置とを有することを特徴とする撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像光学系の焦点状態に基づいてフォーカスレンズを駆動するレンズ装置や撮像装置等の光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズ装置や撮像装置には、撮像光学系の焦点状態を検出し、該検出結果に応じてフォーカスレンズを合焦位置に駆動するオートフォーカスシステムが搭載されている場合が多い。
【０００３】
特許文献１には、フォーカスレンズを駆動する速度を指示するフォーカスデマンドを備え、該フォーカスデマンドによって指示された速度でフォーカスレンズを合焦位置に駆動するオートフォーカスシステムが開示されている。
【０００４】
ここで、図１５に示すように、フォーカスレンズ１０１を通過した光束が結像する位置ＩＰと撮像面ＰＰの位置との差分をデフォーカス量Ｄという。このデフォーカス量Ｄの大小によって撮影者や撮影映像の観察者はぼけの大小を感じる。結像位置ＩＰが撮像面ＰＰの位置に一致するフォーカスレンズ１０１の位置ＦＰが合焦位置である。
【特許文献１】特開２００５−２９２７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、合焦と判断できるデフォーカス量Ｄの大きさを焦点深度とすると、焦点深度とは「２・Ｆｎｏ・δ」（ＦｎｏはＦナンバー、δは許容錯乱円）と表すことができるため、いかなる被写体距離でも同一の大きさとなる。しかし、実際の被写体が合焦と判断できる範囲を示す（前側）被写界深度は、被写体距離がＮＥＡＲ側では小さく、ＦＡＲ側では大きくなる。したがって、同一距離だけ離れた被写体に対しては、ＮＥＡＲ側の方がＦＡＲ側より大きくぼけを感じることになる。
【０００６】
例えば、焦点距離８００ｍｍ、ＦナンバーＦ／４の場合に、被写体距離１０ｍでは前側被写界深度を６ｍｍとし、物体距離１００ｍでは前側被写体深度を６００ｍｍとする。ここで、合焦位置から１２００ｍｍだけ離れた被写体に対しては、物体距離１００ｍでは焦点深度の２倍の量ぼけを感じ、物体距離１０ｍでは焦点深度の２００倍の量ぼけを感じる。
【０００７】
焦点深度の等倍となるデフォーカス量Ｄの位置から、位置ＦＰの合焦位置までフォーカスレンズを動かすとき、ＦＡＲ側の方がＮＥＡＲ側より移動量が多い。しかし、一般的には多くて２倍程度の差である。上述した例では、１２００ｍｍだけ離れた被写体に対し、物体距離１０ｍでは、物体距離１００ｍより約５０倍もフォーカスレンズを動かす必要がある。
【０００８】
このため、いかなる被写体距離においても同一の速度でフォーカスレンズを動かしたときには、ＮＥＡＲ側ではゆっくりとぼけが変化し、ＦＡＲ側では早くぼけが変化すると感じることになる。
【０００９】
特許文献１にて開示されたオートフォーカスシステムでは、フォーカスレンズの移動領域にかかわらず、フォーカスデマンドによって指示された速度で、フォーカスレンズを駆動する。このため被写体距離が異なると、合焦するまでの視覚的なぼけの変化のしかたが異なり、違和感のある映像が撮影されてしまう可能性がある。
【００１０】
本発明は、フォーカスレンズの移動領域によるぼけの変化の差を少なくすることができる光学機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一側面としての光学機器は、フォーカスレンズを含む撮像光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段と、該焦点検出手段による検出結果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、フォーカスレンズの可動範囲のうち、撮像光学系の焦点状態の変化量に対するフォーカスレンズの移動量が互いに異なる第１の領域と第２の領域において、フォーカスレンズの駆動速度を異ならせることを特徴とする。
【００１２】
また、撮像光学系を含む上記光学機器と、該光学機器に着脱可能に装着される撮像装置とを含む撮像システムも本発明の他の側面を構成する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、焦点状態の変化量に対するフォーカスレンズの移動量が互いに異なる第１及び第２の領域でフォーカスレンズの駆動速度を異ならせるので、フォーカスレンズの移動領域によるぼけの変化の差を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１には、本発明の実施例１である撮像システムの構成を示す。図１において、Ｌは光学機器としてのレンズ装置であり、Ｃは該レンズ装置が着脱可能に装着されるビデオカメラ等の撮像装置である。
【００１６】
レンズ装置Ｌにおいて、フォーカスレンズ１、変倍レンズ２及びアイリス（絞り）９は、撮像光学系を構成する。
【００１７】
不図示の被写体から撮像光学系を通過した光束は、分岐光学系１０によって２つの光束に分割される。分岐光学系１０を透過した光束（以下、撮像光束という）は撮像素子４０に向かい、分岐光学系１０で反射した光束（以下、検出光束という）は焦点状態検出部（焦点検出手段）１１に向かう。
【００１８】
フォーカスレンズ１を光軸方向に移動させることにより、撮像光束の結像位置が変化し、該結像位置と撮像素子４０の受光面（撮像面）の位置とが一致することで合焦状態が得られる。
【００１９】
撮像素子４０は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子により構成され、カメラＣに設けられている。撮像素子４０からの出力信号は、カメラＣ内の不図示の映像処理回路に入力され、ここで映像信号が生成される。映像信号は、外部に出力されたり不図示のビューファインダに表示されたりする。
【００２０】
焦点状態検出部１１は、検出光束をさらに複数に分割し、該複数の分割光束により形成された複数の像を不図示の光電変換素子により電気信号に変換して複数の像信号を得る。そして、該像信号間の位相差を相関演算手法等を用いて算出する。該位相差は、撮像光学系の焦点状態に応じて変化するので、該位相差を得ることで焦点状態を検出することができる。
【００２１】
なお、本実施例では、上記のような位相差検出方式による焦点検出手段を採用するが、これに代えて、いわゆるコントラスト検出方式（ＴＶ−ＡＦ方式）の焦点検出手段を用いてもよい。コントラスト検出方式は、撮像素子４０を用いて生成された映像信号の高周波成分からコントラスト評価値を求め、該コントラスト評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を合焦位置とする方式である。
【００２２】
フォーカス駆動回路３は、フォーカスレンズ１を駆動するモータ等のアクチュエータを有する。フォーカス位置検出部４は、フォーカスレンズ１の位置（以下、フォーカス位置ともいう）を検出する。
【００２３】
制御手段としての演算部７は、フォーカス駆動回路３を通じてフォーカスレンズ１の駆動を制御する。演算部７は、焦点状態検出部１１からの位相差情報（検出結果）に基づいて撮像光学系のデフォーカス量（焦点状態）を算出する。さらに、演算部７は、該デフォーカス量とフォーカス位置検出部４からのフォーカス位置情報（現在のフォーカス位置を示す情報）とに基づいて、フォーカスレンズ１の合焦位置までの駆動量を算出する。演算部７は、算出したフォーカスレンズ駆動量の情報をフォーカス駆動回路３に出力し、フォーカス駆動回路３は該駆動量情報に応じてフォーカスレンズ１を移動させる。
【００２４】
なお、演算部７は、フォーカス位置検出部４からのフォーカス位置情報と上記駆動量情報とからフォーカスレンズ１の合焦位置（以下、目標合焦位置という）を算出することもできる。
【００２５】
８はオートフォーカス速度設定部８であり、フォーカスデマンドとも称される。オートフォーカス速度設定部８は、撮影者の操作量に応じた速度指令値を演算部７に出力する。演算部７は、該速度指令値に基づいて、オートフォーカスを行うときのフォーカスレンズ１の基準駆動速度Vbaseを可変設定する。演算部７は、該基準駆動速度Vbaseに基づいて、上述したフォーカスレンズ１の合焦位置への駆動速度を制御する。オートフォーカス速度設定部８と演算部７とにより、速度設定手段が構成される。
【００２６】
１２はズーム駆動回路であり、変倍レンズ２を光軸方向に駆動するモータ等のアクチュエータを有する。６は変倍レンズ２の位置（以下、ズーム位置ともいう）を検出するズーム位置検出部である。演算部７は、不図示のズームデマンド（ズーム操作部材）の操作に応じて該ズームデマンドから入力されたズーム位置指令に基づいて、ズーム位置検出部６からのズーム位置情報を参照しながら、ズーム駆動回路１２を通じて変倍レンズ２を移動させる。
【００２７】
１３はアイリス駆動回路であり、アイリス９をその開口径を変化させるように駆動するアクチュエータを有する。６はアイリス９の駆動位置（開口径：以下、アイリス位置ともいう）を検出するアイリス位置検出部である。演算部７は、不図示のアイリスデマンド（絞り操作部材）の操作に応じて該アイリスデマンドから入力されたアイリス位置指令に基づいて、アイリス位置検出部１４からのアイリス位置情報を参照しながら、アイリス駆動回路１３を通じてアイリス９を駆動する。また、演算部７は、映像信号から抽出した輝度信号に基づいてアイリス９の駆動を制御することもできる。
【００２８】
図２のフローチャートには、演算部７の動作を示している。この動作は、演算部７内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。このことは、後述する他の実施例でも同じである。
【００２９】
ステップＳ１０１にて演算部７の動作が開始される。
【００３０】
ステップＳ１０２では、演算部７は、オートフォーカス速度設定部８から入力された速度指令値に基づいて、フォーカス基準駆動速度Vbaseを設定する。
【００３１】
次にステップＳ１０３では、演算部７は、フォーカス位置検出部４により検出されたフォーカス位置Fposiに基づいて「敏感度率Ｂ」を求める。
【００３２】
ここで、「敏感度率Ｂ」について説明する。フォーカスレンズ１の単位変化量に対するデフォーカス量の移動量を示す値を「敏感度」とする。そして、「敏感度率Ｂ」は、フォーカスレンズ１の可動範囲全域における最大の「敏感度」を１００％としたときの各フォーカス位置での「敏感度」の割合を示す値である。したがって、「敏感度率Ｂ」が大きい（高い）ということは「敏感度」が大きい（高い）と同じ意味である。
【００３３】
また、フォーカスレンズ１の「可動範囲」とは、メカ的又は制御上、フォーカスレンズ１が移動できる最大範囲（ＮＥＡＲ端からＦＡＲ端までの範囲）を意味する。以下の説明では、該可動範囲をフォーカス可動範囲ともいう。
【００３４】
敏感度率Ｂの例を図３に示す。フォーカス位置FposiがＮＥＡＲ端のときに、「敏感度」が最大値となり、本実施例ではそのときの敏感度率Ｂを１００％としている。一般のレンズ装置でも、フォーカス位置FposiがＮＥＡＲ端のときに敏感度率Ｂが１００％となる場合が多い。敏感度率Ｂは、ＦＡＲ側で若干増加するものの、基本的には、ＮＥＡＲ端で１００％となり、ＦＡＲ側になるに従って減少する。
【００３５】
敏感度率Ｂの求め方の１つとして、図４に示すようなテーブルを用いる方法がある。この方法では、フォーカス可動範囲を任意のｎ個に分割し、基準フォーカス位置Fbase[i]に対する基準敏感度率Ｂbase[i]をテーブルデータとして用意する。図４の場合はｎ＝４であり、ｉ＝０〜４である。
【００３６】
フォーカス位置FposiがFbase[i]以上でFbase[i+1]未満の場合は、
Ｂ＝(Ｂbase[i+1]−Ｂbase[i])×(Fposi−Fbase[i])／(Fbase[i+1]−Fbase[i])
＋Ｂbase[i]
として、敏感度率Ｂを求める。
【００３７】
また、
FposiがFbase[0]以下の場合は、Ｂ＝Ｂbase[0]
FposiがFbase[n]以上の場合は、Ｂ＝Ｂbase[n]
とする。
【００３８】
敏感度率Ｂの求め方の他の１つとして、図５に示すようなテーブルを用いる方法がある。この方法では、フォーカス可動範囲を任意のｎ個に分割し、フォーカス位置FposiがFbase[i]以上でFbase[i+1]未満の場合に対応する固定敏感度率Ｂconst[i]をテーブルデータとして用意する。図５の場合も、ｎ＝４であり、ｉ＝０〜４である。フォーカス位置FposiがFbase[i]以上でFbase[i+1]未満の場合は、
Ｂ＝Ｂconst[i]
として、敏感度率Ｂを求める。
【００３９】
また、
FposiがFbase[0]以下の場合は、Ｂ＝Ｂconst[0]
FposiがFbase[n]以上の場合は、Ｂ＝Ｂconst[n-1]
とする。
【００４０】
さらに別の敏感度率Ｂの求め方として、フォーカス位置Fposiを変数とした以下の関数Ｆbを用いる方法もある。
【００４１】
Ｂ＝Ｆb(Fposi)。
【００４２】
本実施例では、上記３つの求め方のいずれを用いてもよい。
【００４３】
ステップＳ１０４では、演算部７は、以下の演算式を用いて、フォーカスレンズ１を実際に駆動する速度であるフォーカス駆動速度Vfocusを求める。
【００４４】
Vfocus = Vbase×Ｂ×β
ただし、βは任意の定数である。
【００４５】
つまり、演算部７は、フォーカスレンズ１の駆動速度をフォーカス基準駆動速度Vbaseに対して変化させる。
【００４６】
このような演算を行うことで、敏感度率Ｂが大きいときはフォーカス駆動速度Vfocusが速い速度に設定され、敏感度率Ｂが小さいときはフォーカス駆動速度Vfocusが遅い速度に設定される。ここにいう「速い」と「遅い」は相対的な表現であり、敏感度率Ｂが大きいときに設定されるフォーカス駆動速度Vfocusと敏感度率Ｂが小さいときに設定されるフォーカス駆動速度Vfocusとを比較したときの速度の高低を示す。
【００４７】
また、言い換えれば、本実施例のレンズ装置Ｌでは、フォーカス可動範囲内において任意の２つの領域を選択してその領域での敏感度率Ｂを比較したときに、敏感度率Ｂが異なる場合がある。本実施例では、その２つの領域のうち相対的に敏感度率Ｂが小さい領域を第１の領域とし、敏感度率Ｂが大きい領域を第２の領域とする。そして、これら第１の領域と第２の領域においてフォーカス駆動速度Vfocusを異ならせる。具体的には、第２の領域では、第１の領域に比べて、フォーカス駆動速度Vfocusを相対的に速い速度に設定する。このことは、後述する他の実施例でも同様である。
【００４８】
ステップＳ１０５では、演算部７は、設定したフォーカス駆動速度Vfocusがフォーカス基準駆動速度Vbaseより大きいか否かを判定する。大きい場合はステップＳ１０６に進み、それ以外の場合はステップＳ１０７に進む。
【００４９】
ステップＳ１０６では、フォーカス駆動速度Vfocusにフォーカス基準駆動速度Vbaseを代入する。そして、ステップＳ１０７に進む。
【００５０】
ステップＳ１０７では、演算部７は、フォーカス駆動速度Vfocusがフォーカス駆動最低速度Vminより小さいか否かを判定する。フォーカス駆動最低速度Vminは、本実施例のレンズ装置Ｌにおいてオートフォーカス時に求められるフォーカスレンズ１の最低速度であり、
Vmin = Vbase×ａ
により求められる。ただし、ａは任意の定数である。
【００５１】
本ステップにおいて、フォーカス駆動速度Vfocusがフォーカス駆動最低速度Vminより小さい場合はステップＳ１０８に進み、それ以外の場合はステップＳ１０９に進む。
【００５２】
ステップＳ１０８では、演算部７は、フォーカス駆動速度Vfocusに、オートフォーカス駆動最低速度Vminを代入する。そして、ステップＳ１０９に進む。
【００５３】
ステップＳ１０９では、演算部７は、オートフォーカスを行うときのフォーカスレンズ１の駆動速度として、フォーカス駆動速度Vfocusを設定する。そして、焦点状態検出部１１からの位相差情報に基づいて算出した駆動量だけ（合焦位置まで）フォーカスレンズ１を駆動する。
【００５４】
演算部７は、ステップＳ１０２からステップＳ１０９までの処理を随時又は所定時間間隔ごとに行う。
【００５５】
本実施例によれば、オートフォーカスを行う場合のフォーカスレンズ１の移動領域による映像のぼけの変化の差を小さくすることができる。つまり、オートフォーカス時における映像のぼけの変化を被写体距離によらず均一に近づけることができる。
【００５６】
なお、本実施例では、フォーカス位置検出部４により検出されたフォーカス位置Fposiに基づいて敏感度率Ｂを求める場合について説明した。しかし、焦点状態検出部１１からの位相差情報に基づいて算出した目標合焦位置をFafとし、該Fafを用いて敏感度率Ｂを求めてもよい。
【実施例２】
【００５７】
図６のフローチャートには、本発明の実施例２であるレンズ装置（演算部７）の動作を示している。なお、本実施例のレンズ装置の構成は、実施例１のレンズ装置Ｌの構成と同じであるので、以下の説明において、実施例１と共通する構成要素には、実施例１と同符号を付す。
【００５８】
ステップＳ２０１にて演算部７の動作が開始される。
【００５９】
ステップＳ２０２では、演算部７は、オートフォーカス速度設定部８から入力された速度指令値に基づいて、フォーカス基準駆動速度（基準駆動速度）Vbaseを設定する。
【００６０】
次に、ステップＳ２０３では、演算部７は、フォーカス位置検出部４により検出されたフォーカス位置Fposiに基づいて、[１／物体距離]率Ａを求める。
【００６１】
ここで、[１／物体距離]率Ａについて説明する。「物体距離」は、フォーカス位置Fposiに対応する被写体距離を意味する。そして、「物体距離」の逆数を[１／物体距離]とする。このとき、[１／物体距離]率Ａは、フォーカスレンズ１の可動範囲全域で最大の[１／物体距離]を１００％としたときの各フォーカス位置での[１／物体距離]の割合を示した値である。
【００６２】
[１／物体距離]率Ａの例を図７示す。フォーカス位置FposiがＮＥＡＲ端のときに[１／物体距離]率Ａが最大値となり、本実施例ではそのときの[１／物体距離]率Ａを１００％としている。実施例１に示した敏感度率Ｂと同様に、[１／物体距離]率Ａも、基本的にＮＥＡＲ端で１００％となり、ＦＡＲ側になるに従って減少する。このため、あるぼけ（焦点状態）の変化量を生じさせるために必要なフォーカスレンズ１の移動量を示す値として[１／物体距離]率Ａを用いることができる。
【００６３】
[１／物体距離]率Ａの求め方の１つとして、図８に示すようなテーブルを用いる方法がある。この方法では、フォーカス可動範囲を任意のｎ個に分割し、基準フォーカス位置Fbase[i]に対する基準[１／物体距離]率Ａbase[i]をテーブルデータとして用意する。図８の場合はｎ＝４であり、ｉ＝０〜４である。
【００６４】
フォーカス位置FposiがFbase[i]以上でFbase[i+1]未満の場合は、
Ａ＝(Ａbase[i+1]−Ａbase[i])×(Fposi−Fbase[i])／(Fbase[i+1]−Fbase[i])
＋Ａbase[i]
として、[１／物体距離]率Ａを求める。
【００６５】
また、
FposiがFbase[0]以下の場合は、Ａ＝Ａbase[0]
FposiがFbase[n]以上の場合は、Ａ＝Ａbase[n]
とする。
【００６６】
[１／物体距離]率Ａの求め方の他の１つとして、図９に示すようなテーブルを用いる方法がある。この方法では、フォーカス可動範囲を任意のｎ個に分割し、フォーカス位置Fposi がFbase[i]以上でFbase[i+1]未満の場合に対応する[１／物体距離]率Ａconst[i]をテーブルデータとして用意する。図９の場合も、ｎ＝４であり、ｉ＝０〜４である。フォーカス位置FposiがFbase[i]以上でFbase[i+1]未満の場合は、
Ａ＝Ａconst[i]
として、[１／物体距離]率Ａを求める。
【００６７】
また、
FposiがFbase[0]以下の場合は、Ａ＝Ａconst[0]
FposiがFbase[n]以上の場合、Ａ＝Ａconst[n-1]
とする。
【００６８】
さらに別の[１／物体距離]率Ａの求め方として、フォーカス位置Fposiを変数とした以下の関数Ｆａを用いる方法もある。
【００６９】
Ａ＝Ｆa(Fposi)。
【００７０】
本実施例では、上記３つの求め方のいずれを用いてもよい。
【００７１】
ステップＳ２０４では、演算部７は、以下の演算式によりフォーカス駆動速度Vfocusを求める。
【００７２】
Vfocus = Vbase×Ａ×α
ただし、αは、任意の定数である。
【００７３】
このような演算を行うことで、[１／物体距離]率Ａが大きいときはフォーカス駆動速度Vfocusが速い速度に設定され、[１／物体距離]率Ａが小さいときはフォーカス駆動速度Vfocusが遅い速度に設定される。ここにいう「速い」と「遅い」も、実施例１で説明したように相対的な表現である。
【００７４】
ステップＳ２０５からステップＳ２０９までの動作は、実施例１で示したステップＳ１０５からステップＳ１０９までの動作と同じである。
【００７５】
本実施例でも、演算部７は、ステップＳ２０２からステップＳ２０９までの動作を随時又は所定時間間隔ごとに行う。
【００７６】
本実施例によれば、オートフォーカスを行う場合のフォーカスレンズ１の移動領域による映像のぼけの変化の差を小さくすることができる。つまり、オートフォーカス時における映像のぼけの変化を被写体距離によらず均一に近づけることができる。
【００７７】
なお、本実施例では、フォーカス位置検出部４により検出されたフォーカス位置Fposiに基づいて[１／物体距離]率Ａを求める場合について説明した。しかし、焦点状態検出部１１からの位相差情報に基づいて算出した目標合焦位置をFafとし、該Fafを用いて[１／物体距離]率Ａを求めてもよい。
【実施例３】
【００７８】
図１０のフローチャートには、本発明の実施例３であるレンズ装置（演算部７）の動作を示している。なお、本実施例のレンズ装置の構成は、実施例１のレンズ装置Ｌの構成と同じであるので、以下の説明において、実施例１と共通する構成要素には、実施例１と同符号を付す。
【００７９】
ステップＳ３０１にて演算部７の動作が開始される。
【００８０】
ステップＳ３０２では、演算部７は、オートフォーカス速度設定部８から入力された速度指令値に基づいて、フォーカス基準駆動速度（基準駆動速度）Vbaseを設定する。
【００８１】
ステップＳ３０３では、演算部７は、フォーカス位置検出部４により検出されたフォーカス位置Fposiと、ズーム位置検出部６により検出されたズーム位置Zposiとに基づいて、敏感度率Ｃを求める。
【００８２】
ここで、敏感度率Ｃについて説明する。敏感度率Ｃは、各ズーム位置Zposiにおけるフォーカスレンズ１の可動範囲全域で最大の敏感度を１００％としたときの各フォーカス位置での敏感度の割合を示した値である。つまり、敏感度率Ｃは、ズーム位置Zposiごとにフォーカス位置に応じて求められる。
【００８３】
敏感度率Ｃの例を図１１に示す。各ズーム位置Zposiにおいてフォーカス位置FposiがＮＥＡＲ端のときに敏感度が最大値となり、本実施例では各ズーム位置Zposiにおけるそのときの敏感度率Ｃを１００％としている。実施例１でも説明したように、一般に、敏感度率ＣがＦＡＲ側で若干増加するものの、基本的には、ＮＥＡＲ端で敏感度率Ｃは１００％となり、ＦＡＲ側になるに従って減少する。そして、本実施例では、ズーム位置Zposiに応じて、敏感度率Ｃの増減のしかたが異なる。
【００８４】
敏感度率Ｃの求め方の１つとして、図１２に示すようなテーブルを用いる方法がある。この方法では、フォーカス可動範囲を任意のｎ個に分割するとともに、ズーム可動範囲を任意のｍ個に分割する。ズーム可動範囲は、メカ的又は制御上、変倍レンズ２が移動できる最大範囲（ＴＥＬＥ端からＷＩＤＥ端までの範囲）を意味する。そして、基準フォーカス位置Fbase[i]と基準ズーム位置Zbase[j]に対する基準敏感度率Ｃbase[i,j]をテーブルデータとして用意する。図１２の場合は、ｎ＝４、ｍ＝２であり、ｉ＝０〜４である。
【００８５】
フォーカス位置FposiがFbase[i]以上でFbase[i+1]未満であり、かつズーム位置ZposiがZbase[j]以上でZbase[j+1]未満の場合は、以下のように基準敏感度率Ｃbase[i,j]を求める。
【００８６】
まず、
Ｃ1＝(Ｃbase[i+1,j]−Ｃbase[i,j])×(Fposi−Fbase[i])／(Fbase[i+1]−Fbase[i])
＋Ｃbase[i,j]
Ｃ2＝(Ｃbase[i+1,j+1]−Ｃbase[i,j+1])×(Fposi−Fbase[i])／(Fbase[i+1]−Fbase[i])＋Ｃbase[i,j+1]
として、Ｃ1，Ｃ２を求める。
【００８７】
FposiがFbase[0]以下の場合は、Ｃ1＝Ｃbase[0]、Ｃ2＝Ｃbase[0]
FposiがFbase[n]以上の場合は、Ｃ1＝Ｃbase[n]、Ｃ2＝Ｃbase[n]
とする。
【００８８】
次に、
Ｃ＝(Ｃ1−Ｃ2)×(Zposi−Zbase[j])／(Zbase[j+1]−Zbase[j])＋Ｃ2
として、敏感度率Ｃを求める。
【００８９】
ZposiがZbase[0]以下の場合は、Ｃ＝Ｃ1
ZposiがZbase[m]以上の場合は、Ｃ＝Ｃ2
とする。
【００９０】
敏感度率Ｃの求め方の他の１つとして、図１３に示すようなテーブルを用いる方法がある。この方法では、フォーカス可動範囲を任意のｎ個に分割するとともに、ズーム可動範囲を任意のｍ個に分割する。フォーカス位置Fposiが基準フォーカス位置Fbase[i]以上でFbase[i+1]未満、かつズーム位置Zposiが基準ズーム位置Zbase[j]以上でZbase[j+1]未満の場合に対応する固定敏感度率Ｃconst[i,j]をテーブルデータとして用意する。図１３の場合も、ｎ＝４、ｍ＝２であり、ｉ＝０〜４である。
【００９１】
フォーカス位置FposiがFbase[i]以上Fbase[i+1]未満で、ズーム位置ZposiがZbase[j]以上Zbase[j+1]未満の場合、
Ｃ＝Ｃconst[n,m]
として、敏感度率Ｃを求める。
【００９２】
また、
FposiがFbase[0]以下の場合は、Fposi＝Fbase[0]
FposiがFbase[n]以上の場合は、Fposi＝Fbase[n-1]
ZposiがZbase[0]以下の場合は、Zposi＝Zbase[0]
ZposiがZbase[m]以上の場合は、Zposi＝Zbase[m-1]
として、敏感度率Ｃを求める。
【００９３】
さらに別の敏感度率Ｃの求め方として、フォーカス位置Fposi及びズーム位置Zposiを変数とした以下の関数Ｆｃを用いる方法もある。
【００９４】
Ｃ＝Ｆc(Fposi,Zposi)。
【００９５】
本実施例では、上記３つの求め方のいずれを用いてもよい。
【００９６】
ステップ３０４では、演算部７は、以下の演算式によりフォーカス駆動速度Vfocusを求める。
【００９７】
Vfocus = Vbase×Ｃ×γ
ただし、γは任意の定数である。
【００９８】
このような演算を行うことで、敏感度率Ｃが大きいときはフォーカス駆動速度Vfocusが速い速度に設定され、敏感度率Ｃが小さいときはフォーカス駆動速度Vfocusが遅い速度に設定される。
【００９９】
ステップＳ３０５からステップＳ３０９までの動作は、実施例１で示したステップＳ１０５からステップＳ１０９と同じである。
【０１００】
本実施例でも、演算部７は、ステップＳ３０２からステップＳ３０９までの動作を随時又は所定時間間隔ごとに行う。
【０１０１】
本実施例によれば、オートフォーカスを行う場合のフォーカスレンズ１の移動領域による映像のぼけの変化の差を小さくすることができる。つまり、オートフォーカス時における映像のぼけの変化を被写体距離及びズーム状態によらず均一に近づけることができる。
【０１０２】
なお、本実施例では、フォーカス位置検出部４により検出されたフォーカス位置Fposiに基づいて敏感度率Ｃを求める場合について説明した。しかし、焦点状態検出部１１からの位相差情報に基づいて算出した目標合焦位置をFafとし、該Fafを用いて敏感度率Ｃを求めてもよい。
【実施例４】
【０１０３】
図１４のフローチャートには、本発明の実施例４であるレンズ装置（演算部７）の動作を示している。なお、本実施例のレンズ装置の構成は、実施例１のレンズ装置Ｌの構成と同じであるので、以下の説明において、実施例１と共通する構成要素には、実施例１と同符号を付す。
【０１０４】
アイリス９の開口径が変化することに応じて撮像光学系の焦点深度が変化する。一般には、アイリス９の開口径が大きくなると焦点深度は小さくなり、開口径が小さくなると焦点深度は大きくなる。また、デフォーカス量が同じである場合、焦点深度が小さい方が映像のぼけ量が大きくなる。このため、ぼけ量は以下の式で表すことができる。
【０１０５】
「ぼけ量」＝「デフォーカス量／焦点深度」
このため、本実施例では、演算部７は、アイリス位置検出部１４からのアイリス位置情報も参照してフォーカスレンズ１の駆動速度を制御する。
【０１０６】
ステップＳ４０１にて演算部７の動作が開始される。
【０１０７】
ステップＳ４０２では、演算部７は、オートフォーカス速度設定部８から入力された速度指令値に基づいて、フォーカス基準駆動速度（基準駆動速度）Vbaseを設定する。
【０１０８】
ステップＳ４０３では、演算部７は、実施例１のステップＳ１０３と同様に、フォーカス位置検出部４により検出されたフォーカス位置Fposiに基づいて敏感度率Ｂを求める。
【０１０９】
次にステップＳ４１０では、演算部７は、アイリス位置検出部１４により検出されたアイリス位置Iposiに基づいて焦点深度Ｄを求める。焦点深度Ｄは、各アイリス位置に対応する焦点深度の値をデータテーブルから読み出してもよいし、演算式を用いて算出してもよい。
【０１１０】
続いてステップＳ４０４では、演算部７は、以下の演算式を用いて、フォーカスレンズ１を実際に駆動する速度であるフォーカス駆動速度Vfocusを求める。
【０１１１】
Vfocus = Vbase×Ｂ／Ｄ×δ
ただし、δは任意の定数である。
【０１１２】
ステップＳ４０５からステップＳ４０９までの動作は、実施例１で示したステップＳ４０５からステップＳ４０９までの動作と同じである。
【０１１３】
本実施例でも、演算部７は、ステップＳ４０２からステップＳ４０９までの動作を随時又は所定時間間隔ごとに行う。
【０１１４】
本実施例によれば、アイリス位置にかかわらず、オートフォーカスを行う場合のフォーカスレンズ１の移動領域による映像のぼけの変化の差を小さくすることができる。つまり、オートフォーカス時における映像のぼけの変化を被写体距離によらず均一に近づけることができる。
【０１１５】
なお、本実施例において、敏感度率Ｂに代えて、実施例２で説明した[１／物体距離]率Ａや実施例３で説明した敏感度率Ｃを用いてもよい。
【実施例５】
【０１１６】
本発明の実施例５のレンズ装置（演算部７）の動作を説明する。本実施例のレンズ装置の構成及び動作は基本的に実施例１〜４と同じである。
【０１１７】
ただし、本実施例では、フォーカスレンズ１を焦点状態検出部１１からの位相差情報に基づいて算出された目標合焦位置Fafを含む所定範囲で駆動する場合にのみ実施例１〜４で説明したフォーカス駆動速度Vfocusの設定動作を行う。ここにいう「所定範囲」は、フォーカス可動範囲よりも狭い範囲（目標合焦位置Fafの近傍の範囲）であり、[Faf−ｄ]以上[Faf＋ｅ]以下の範囲である。ｄとｅは任意の定数であり、互いに同じでもよい。
【０１１８】
そして、本実施例では、フォーカス位置検出部４により検出されたフォーカス位置Fposiが上記所定範囲内にある場合に、例えば実施例１のステップＳ１０２からステップＳ１０９までの動作を、随時又は所定の時間間隔ごとに行う。上記所定範囲外では、フォーカスレンズ１をフォーカス基準駆動速度Vbaseで駆動する。
【０１１９】
映像のぼけの変化の差が特に目立ちやすいのは、目標合焦位置Fafの近傍でフォーカスレンズ１が移動する場合である。このため本実施例では、フォーカスレンズ１を所定範囲内で駆動する場合に、その所定範囲が、あるぼけ（焦点状態）の変化量を生じさせるために必要なフォーカスレンズ１の移動量が大きい領域か小さい領域かに応じてフォーカス駆動速度Vfocusを変化させる。
【０１２０】
これにより、上記所定範囲外では、撮影者が設定したフォーカス基準駆動速度Vbaseでのフォーカスレンズ駆動を行いつつ、オートフォーカス時における映像のぼけの変化を被写体距離等によらず均一に近づけることができる。
【０１２１】
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。
【０１２２】
例えば、上記各実施例では、レンズ装置内において焦点状態の検出を行ったりフォーカスレンズの駆動速度を制御したりする場合について説明したが、同様の検出及び制御を撮像装置において行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の実施例１〜５である撮像システム（レンズ装置及び撮像装置）の構成を示すブロック図。
【図２】実施例１，５の動作を示すフローチャート。
【図３】実施例１，４，５で用いる敏感度率の例を示す図。
【図４】実施例１，４，５で用いる基準敏感度率のデータテーブルの例を示す図。
【図５】実施例１，４，５で用いる固定敏感度率のデータテーブルの例を示す図。
【図６】実施例２の動作を示すフローチャート。
【図７】実施例２で用いる[１／物体距離]率の例を示す図。
【図８】実施例２で用いる基準[１／物体距離]率のデータテーブルの例を示す図。
【図９】実施例２で用いる固定[１／物体距離]率のデータテーブルの例を示す図。
【図１０】実施例３の動作を示すフローチャート。
【図１１】実施例３で用いる敏感度率の例を示す図。
【図１２】実施例３で用いる基準敏感度率のデータテーブルの例を示す図。
【図１３】実施例３で用いる固定敏感度率のデータテーブルの例を示す図。
【図１４】実施例４の動作を示すフローチャート。
【図１５】デフォーカス量を示す図。
【符号の説明】
【０１２４】
１  フォーカスレンズ
２  変倍レンズ
４  フォーカス位置検出部
６  ズーム位置検出部
７  演算部
８  オートフォーカス速度設定部
９  アイリス
１０  分岐光学系
１１  焦点状態検出部
１４  アイリス位置検出部
４０  撮像素子
Ｌ  レンズ装置
Ｃ  ビデオカメラ
【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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【図１５】
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