JP2010166485A - 撮像装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光間ズーム撮影時に大電流が流れることを回避し、容量に制限のある電池を有効に活用するとともに、露光間ズームの効果を十分に得ることができる撮像装置を提供する。
【解決手段】露光間ズームの撮影時には、ズームレンズを駆動してから、ズームレンズ駆動時に発生する突入電流が流れる期間の経過を待ち、その後に、フォーカスレンズの合焦位置の補正を行った上で露光動作を開始させる。各レンズの駆動開始時に突入電流が流れる重なり期間を防ぐことで大電流が流れないように回避し、容量に制限のある電源電池を有効に活用する。また、露光開始時点から露光終了時点までの全区間に亘ってズームレンズを駆動することで、露光間ズームの効果を十分に発揮させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、露光間ズーム機能を有する撮像装置とその制御方法に関し、特にレンズ駆動制御に関するものである。

露光間ズーム撮影は、従来から画像周辺が放射状に流れたような特殊効果を得るための撮影技法として広く知られている。しかしながら、露光中にズーミングを行うためには非常に高度な技術が必要であり、熟練を必要とする。

このような背景から、例えば特許文献１に開示された装置では、電動でズームレンズを動かして、露光タイミングと同期させる技術が用いられる。また、特許文献２に開示された技術によると、露光時間の前半又は後半の半期（１／２露光時間）において、電動でズームレンズを動かしてズームアップ又はズームバックを行っている。

ところで、ズームレンズやフォーカスレンズ等を移動したり、シャッタの開閉動作を行う際には、モータが使用される。つまりモータの場合、電池からの供給電流によって磁場を形成し、この磁場を利用してロータを回転させている。ロータの回転力を動力として利用し、ギヤ機構を介してズームレンズ等を動かしている。特にモータの起動時には大きな突入電流が発生するため、電源の電圧降下を引き起こす虞がある。携帯可能な撮像装置に装填される電池の容量には限りがあるため、電池を有効に活用する必要がある。
特公平７−２３９４９号公報 特許第３３７９９８７号明細書

露光間ズーム撮影において、露光終了時にはシャッタを駆動する必要があるため、ズームモータとシャッタを同時に駆動する。よってズーム駆動時に突入電流が流れる期間（以下、突入電流期間という）と、シャッタの閉動作期間とが重なった場合には、大きな電流が流れる結果、電圧降下を引き起こすという問題があった。例えば電源電圧が一瞬下がると、撮像装置の電源管理部は該装置に必要な下限電圧を下回っていると認識する虞がある。

また特許文献２では、露光時間の前半又は後半の期間、つまり露光時間の２分の１に相当する時間内にズームレンズを動かしている。前半の期間にズームレンズを動かす際にはズーム駆動時の突入電流期間の長さよりも露光時間が短い場合に突入電流の影響を受け易い。また後半の期間にズームレンズを動かす際にはズーム駆動時の突入電流期間の長さの２倍よりも露光時間が短い場合に、突入電流の影響を受け易い。いずれの場合も突入電流の影響が大きいと電源の電圧降下を引き起こしてしまうという問題がある。

さらに、特許文献２ではズームモータの駆動時間が露光時間の半分になるため、ズームモータの駆動時間が短い場合には、露光間ズームの効果を十分に得ることができなくってしまうという問題があった。

そこで本発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、露光間ズーム撮影時に大電流が流れないように回避し、容量に制限のある電池を有効に活用するとともに、露光間ズームの効果を十分に発揮できる撮像装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明に係る撮像装置は、操作指示を入力するための操作手段と、該操作手段からの操作指示を受けて露光中のズーム駆動を制御する制御手段と、時間データを記憶する記憶手段を備える。前記制御手段は、合焦調整用レンズを第１の合焦位置へと駆動し、その駆動の後にズーム制御に係るレンズの駆動を開始し、前記記憶手段に記憶されている時間データに基づいて前記合焦調整用レンズを第２の合焦位置に駆動してから露光動作を開始させることで、ズーム駆動時に発生する突入電流の継続時間を避けて前記合焦調整用レンズを駆動させる。

また、本発明に係る別の撮像装置は、操作指示を入力するための操作手段と、該操作手段からの操作指示を受けてズーム駆動中に露光時間を設けるよう制御する制御手段とを備える。前記制御手段は、前記操作手段による第１の操作で合焦調整用レンズを第１の合焦位置へと駆動し、前記第１の操作の後における前記操作手段による第２の操作の際に、ズーム駆動時に発生する突入電流の継続時間よりも前記露光時間の方が短い場合には、ズーム制御に係るレンズの駆動を開始して前記継続時間が経過した後に、前記合焦調整用レンズを第２の合焦位置へと駆動してから、露光動作を開始させ、ズーム駆動時に発生する突入電流の継続時間よりも前記露光時間の方が長い場合には、ズーム制御に係るレンズの駆動を開始させ、その直後に露光動作を開始させる。

本発明に係るさらに別の撮像装置は、操作指示を入力するための操作手段と、該操作手段からの操作指示を受けてズーム駆動中に露光時間を設けるよう制御する制御手段とを備える。前記制御手段は、前記操作手段による第１の操作で合焦調整用レンズを第１の合焦位置へと制御し、前記第１の操作の後における前記操作手段による第２の操作の際に、前記露光時間の方が、露光時間の長さについて判定するための基準時間よりも短い場合には露光動作のみを開始させ、前記露光時間の方が、露光時間の長さについて判定するための基準時間よりも長い場合にはズーム制御に係るレンズの駆動を開始させ、その直後に露光動作を開始させる。

本発明に係る方法は、操作指示を受けて露光中のズーム駆動を制御する制御手段と、時間データを記憶する記憶手段を備えた撮像装置の制御方法であって、下記のステップを有する。
・合焦調整用レンズを第１の合焦位置へと駆動し、その駆動の後にズーム制御に係るレンズの駆動を開始させるステップ。
・前記記憶手段に記憶されている時間データに基づいて前記合焦調整用レンズを第２の合焦位置に駆動してから露光動作を開始させることで、ズーム駆動時に発生する突入電流の継続時間を避けて前記合焦調整用レンズを駆動させるステップ。

また、本発明に係る別の方法は、操作手段による操作指示を受けてズーム駆動中に露光時間を設けるよう制御する制御手段を備えた撮像装置の制御方法であって、下記のステップを有する。
・前記操作手段による第１の操作で合焦調整用レンズを第１の合焦位置へと駆動するステップ。
・前記第１の操作の後に前記操作手段により行われる第２の操作の際に、
ズーム駆動時に発生する突入電流の継続時間よりも前記露光時間の方が短い場合には、ズーム制御に係るレンズの駆動を開始して前記継続時間が経過した後に、前記合焦調整用レンズを第２の合焦位置へと駆動してから、露光動作を開始させるステップ。
ズーム駆動時に発生する突入電流の継続時間よりも前記露光時間の方が長い場合には、ズーム制御に係るレンズの駆動を開始させ、その直後に露光動作を開始させるステップ。

本発明に係るさらに別の方法は、操作手段による操作指示を受けてズーム駆動中に露光時間を設けるよう制御する制御手段を備えた撮像装置の制御方法であって、下記のステップを有する。
・前記操作手段による第１の操作で合焦調整用レンズを第１の合焦位置へと制御するステップ。
・前記第１の操作の後に前記操作手段により行われる第２の操作の際に、
前記露光時間の方が、露光時間の長さについて判定するための基準時間よりも短い場合には露光動作のみを開始させるステップ。
前記露光時間の方が、露光時間の長さについて判定するための基準時間よりも長い場合にはズーム制御に係るレンズの駆動を開始させ、その直後に露光動作を開始させるステップ。

本発明によれば、ズームモータの起動時に発生する突入電流の時間分だけズームを駆動し、その駆動後に露光を開始するようにしたため、突入電流の重なり期間の発生を防止できる。従ってモータ起動時に大電流が流れないように回避し、容量に制限のある電源電池を有効に活用することができる。また、ズームモータの起動時に生じる突入電流期間に比べて短い露光時間でも露光間ズームの撮影を行うことが可能となる。さらには、露光開始時点から終了時点まで全区間に亘ってズームレンズが移動することで、露光間ズームの効果を十分に得ることができる。

以下に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態の一例である撮像装置を説明するためのブロック図である。
本例に示す撮像装置の光学系は３群構成とされ、以下ではズーム制御に関与する１群レンズ１０１をズームレンズと呼び、振れ補正に関与する２群レンズ１０３をシフトレンズと呼び、合焦調整に関与する３群レンズ１０４をフォーカスレンズと呼ぶことにする。

ズームレンズ１０１は、光軸方向に沿って位置を変更することが可能とされ、倍率変更を行うためのレンズである。そしてズーム制御手段を構成するズーム駆動制御部１０９が設けられており、ズームレンズ１０１を駆動制御する。
ズームレンズ１０１の後段にはシャッタ・絞りユニット１０２が露光手段として配置されている。露光制御手段を構成するシャッタ・絞り駆動制御部１１０が設けられており、シャッタ・絞りユニット１０２を駆動制御する。

シフトレンズ１０３は、光軸に対して略垂直な平面内での位置を変更することが可能とされ、振れ補正光学系を構成するレンズである。このシフトレンズ１０３に対してシフトレンズ駆動制御部１１１が設けられており、シフトレンズ１０３を駆動制御する。

フォーカスレンズ１０４は、光軸方向に沿って位置を変更することが可能とされた合焦調整用レンズである。そして合焦制御手段を構成するフォーカス駆動制御部１１２が設けられており、フォーカスレンズ１０４を駆動制御する。

撮像及び信号処理系回路は、撮像素子１０５、撮像信号処理部１０６、映像信号処理部１０７によって構成される。
撮像素子１０５は上記レンズ群を通ってきた光像を受光してこれを電気信号に変換する。その後段に位置する撮像信号処理部１０６は、撮像素子１０５が出力した電気信号を映像信号に変換する。そして映像信号処理部１０７は、撮像信号処理部１０６が出力した映像信号に対して所定の加工処理を施し、映像表示が可能な信号を出力する。液晶モニタ等を用いた画像表示部１０８は画像表示手段を構成し、映像信号処理部１０７の出力信号に基づいて、必要に応じて画像表示を行う。表示制御部１１３は撮像及び信号処理系の制御を担当し、撮像部や表示部の動作及び表示を制御する。

システム全体の制御については一般にコンピュータを用いて、これにより解釈及び実行されるプログラムに従って行われる。例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）等を用いたシステム制御部１１８は、ズーム駆動制御部１０９等の各制御部の制御を行う他、駆動タイミングも制御する。そして電源部１１４、外部入出力端子部１１５、操作部１１６、記憶部１１７が設けられている。電源部１１４はシステムの各構成部に対して必要に応じて電源電圧を供給する。外部入出力端子部１１５には、図示しない外部装置との間で行われる通信信号や、映像信号及び音声信号が入力され又はこれらの信号が当該端子部から出力される。操作部１１６はシステムを操作するための操作手段であり、装置本体の各種操作スイッチや遠隔操作装置の操作スイッチ等を含む。また記憶部１１７は、映像情報、時間情報、設定情報等の様々なデータの記憶手段や一時記憶手段として使用される。記憶部１１７にはさらにシステム制御部１１８によって解釈されて実行される各種プログラムを記憶するためのメモリ装置も含まれる。

次に、上記の構成を持つ撮像装置の動作について説明する。
操作部１１６はシャッタレリーズボタンを有しており、該ボタンは、押し込み量に応じて第１スイッチ(以下これを「ＳＷ１」と記す)及び第２スイッチ（以下これを「ＳＷ２」と記す）が順にオン状態となるように構成されている。すなわちシャッタレリーズボタンを約半分押し込んだときに（第１の操作）、ＳＷ１がオン状態となり、さらにシャッタレリーズボタンを最後まで深く押し込んだときに（第２の操作）、ＳＷ２がオン状態となる。

操作部１１６のＳＷ１がオン状態になると、その信号をシステム制御部１１８が受けてフォーカス駆動制御部１１２、シャッタ・絞り駆動制御部１１０に制御信号が送出される。これによりフォーカス駆動制御部１１２はフォーカスレンズ１０４を駆動して合焦調整を行うとともに、シャッタ・絞り駆動制御部１１０がシャッタ・絞り１０２を駆動して露光量を適正な値に設定する。

さらにＳＷ２がオン状態になると、その信号をシステム制御部１１８が受けてその制御下で、撮像素子１０５に露光された光像から得られた画像データを記憶部１１７に記憶する。このとき、操作部１１６を用いて、振れ補正機能を働かせるためのオン指示があった場合には、システム制御部１１８がシフトレンズ駆動制御部１１１に対して制御信号を送出して振れ補正動作を指示する。これを受けたシフトレンズ駆動制御部１１１は、振れ補正機能のオフ指示がなされるまでの間、振れ補正動作を行う。

また操作部１１６が一定時間以上に亘って操作されなかった場合に、システム制御部１１８は消費電力節減のために画像表示部１０８等への電源供給の遮断指示を出すことで、電源管理を統括する。尚、操作部１１６を用いたズームレンズ１０１による変倍操作の指示をシステム制御部１１８が受けた場合に、システム制御部１１８の制御指示に従ってズーム駆動が行われる。つまりシステム制御部１１８から指示を受けたズーム駆動制御部１０９がズームレンズ１０１を駆動し、指示されたズーム位置へとズームレンズ１０１を移動させる。

この移動と併せて、撮像素子１０５で撮像した後に各信号処理部１０６，１０７にて処理された画像情報に基づいてシステム制御部１１８がフォーカス制御を指示する。つまり、システム制御部１１８から指示を受けたフォーカス駆動制御部１１２がフォーカスレンズ１０４を駆動して合焦調整を行う。

図２は、図１に示すズーム駆動制御部１０９とフォーカス駆動制御部１１２の構成例を示す詳細なブロック図である。
ズーム駆動制御部１０９において、ズームモータ２０１はズームレンズ１０１のズーム駆動を行うための駆動手段である。そしてズームモータ駆動回路２０２は、ズームモータ２０１を駆動させるアナログ回路である。

ズームレンズ１０１の位置検出手段として、ズームリセット位置検出部２０３とズーム位置検出部２０４が設けられる。ズームリセット位置検出部２０３は、ズームレンズ１０１のリセット位置を検出し、ズーム制御上の基準位置を取得する。またズーム位置検出部２０４は、ズームレンズ１０１の絶対位置を検出する。

ズーム制御部２０５は、ズーム位置検出部２０４が出力する検出信号に応じてズーム移動量の制御を行い、その制御量に従ってズームモータ駆動回路２０２を介して、ズームモータ２０１を回転させ、ズームレンズ１０１を駆動する。
フォーカス駆動制御部１１２において、フォーカスモータ２０７は、フォーカスレンズ１０４を駆動する駆動手段である。そしてフォーカスモータ駆動回路２０８は、フォーカスモータ２０７を駆動させるアナログ回路である。

フォーカスレンズ１０４の位置検出手段としてフォーカスリセット位置検出部２０９が設けられ、フォーカス制御上の基準位置を取得する。
フォーカス制御部２１０は、フォーカス移動量の制御を行うための制御手段である。合焦位置検出部２１１は、フォーカスレンズ１０４を駆動させ、図１に示した撮像素子１０５で得た画像、つまり露光された画像に基づいて被写体の合焦位置を検出する。

露光間ズーム撮影時において、システム制御部１１８は、ズーム駆動制御部１０９とフォーカス駆動制御部１１２を並行して制御し、露光前のズームレンズ駆動とフォーカスレンズ駆動、並びに露光中と露光後のズームレンズ駆動を行う。

以下、図３と図４を参照しながら、本発明の第１の実施形態による、露光間ズームについて説明する。なお図３は露光間ズームのシーケンスを示すタイミングチャートであり、図４は露光間ズームの動作例を示すフローチャートである。
図３を用いて露光間ズームのシーケンスについて説明する。ズーム駆動制御部１０９及びフォーカス駆動制御部１１２による一連の動作は、システム制御部１１８からの制御指示により行われる。

まず、操作部１１６に設けられたモード切替スイッチ（図示せず）の操作により撮影モードとして露光間ズームが設定されると、システム制御部１１８がこれを受けてズーム駆動制御部１０９に制御指示を出す。これによってズームレンズ１０１が所定のズーム開始位置へ移動し、当該位置で一旦停止する（３０１参照）。このズーム開始位置が、露光間ズーム撮影前の開始位置となる。なおズーム駆動の方向については、Ｗｉｄｅ（広角）からＴｅｌｅ（望遠）に向かう方向、又はＴｅｌｅからＷｉｄｅに向かう方向のどちらでも構わないが、所定の露光時間に亘ってズームレンズ駆動を行えることが望ましい。本実施形態では、所定の露光時間分、ズーム駆動が可能なズーム開始位置にズームレンズ１０１を移動させて、ＷｉｄｅからＴｅｌｅ方向へとズームレンズ１０１を駆動する。

次に、操作部１１６のシャッタレリーズボタンを操作してＳＷ１がオン状態になると、撮像装置から被写体までの被写体距離を測定する。そして、記憶部１１７に記憶されたズーム位置と、被写体距離毎に合焦するフォーカスパルス位置に従って、フォーカス駆動制御部１１２がフォーカスレンズ１０４を駆動する。つまりフォーカスレンズ１０４は第１の合焦位置まで移動し、その位置で一旦停止する（３０２参照）。また、シャッタ・絞り駆動制御部１１０がシャッタ・絞り１０２を駆動して、適正な露光量が得られるように露光時間を設定する。ここで設定した露光時間については、システム制御部１１８が記憶部１１７に一時記憶する（図示せず）。

次に、操作部１１６のシャッタレリーズボタンを操作してＳＷ２がオン状態になると、ズーム駆動制御部１０９によって、ズームレンズ１０１をＴｅｌｅ側に向けて所定の速度で駆動させる動作が開始する（３０３参照）。露光間ズーム撮影を行う際に、ズームレンズ１０１と、シャッタ・絞りユニット１０２の双方を同時に駆動した場合には、突入電流が大量に流れて電圧降下を引き起こすことなる。このような事態の発生を回避するため、先にズームレンズ１０１の駆動を開始させることが望ましい。ズーム駆動制御部１０９によるズーム駆動時に発生する突入電流の継続時間は、ズームレンズの駆動制御部の機構から事前に測定することが可能であり、その相当時間が時間データとして記憶部１１７に記憶されている。

符号３０３に示す立ち上がり時点でズーム駆動を開始してから、突入電流期間が経過した後に、フォーカス駆動制御部１１２がフォーカスレンズ１０４を駆動して合焦位置の補正を行い、フォーカスレンズ１０４が第２の合焦位置で停止する（３０４参照）。露光の開始前にフォーカスレンズ１０４の合焦位置の補正を行う理由は、既にズームレンズ１０１の駆動が突入電流期間中に開始されているため、それに伴う焦点距離の補正を行う必要があることによる。ズームレンズ１０１を駆動する際の所定速度と、ズームレンズ１０１の駆動開始時における突入電流期間の時間長（以下、ズーム突入時間という）が予め分かっているので、ズームレンズの移動量は両者の積から分かる。さらには、フォーカスレンズ１０４の合焦位置の補正時にもズームレンズ１０１の駆動が続けられているため、合焦位置の補正に必要な時間をも考慮した上でズームレンズ１０１の移動量に合わせて、フォーカスレンズ１０４の合焦位置を補正することが望ましい。なお合焦位置の補正時には、先述した記憶部１１７のフォーカスパルス位置に従ってフォーカスレンズ１０４を駆動する。

ここでは、ズームレンズ１０１の駆動を開始した後に、フォーカスレンズ１０４を駆動させている。その理由は、ズーム駆動制御部１０９とフォーカス駆動制御部１１２の同時駆動により、突入電流期間が互いに重なってしまうことに起因する弊害を回避するためである。また仮に、ズームレンズ１０１よりもフォーカスレンズ１０４を先に駆動してしまうと、焦点距離が駆動開始時の焦点距離と異なるため、表示部１０８での表示がぼやけた状態となって該表示状態から露光間ズーム撮影が開始されてしまうことになる。このような事態の発生を防ぐためにも、ズームレンズ１０１の駆動開始後に、フォーカスレンズ１０４を駆動することが望ましい。

符号３０４の立ち下がり時点でフォーカス合焦位置補正を終えると、露光が開始する（３０５参照）。露光期間中もズームレンズ１０１の駆動は続行している。そして記憶部１１７に一時記憶された所定の露光時間に相当する期間が経過すると、シャッタ・絞り駆動制御部１１０がシャッタ・絞り１０２を駆動することによって、露光を終了させる（３０６参照）。

露光終了後において、撮像素子１０５から出力された電気信号の読み出し処理がシステム制御部１１８の制御下で行われる。この露光終了後処理を終えると、ズーム駆動制御部１０９がズームレンズ１０１の駆動を停止させる（３０７参照）。

次に、図４に示すフローチャートを用いて、露光間ズームの動作を説明する。
まず、Ｓ１０１ではズーム駆動制御部１０９が所定のズーム開始位置へとズームレンズ１０１を移動させ、これをその位置で一旦停止させる。次ステップＳ１０２にて操作部１１６のシャッタレリーズボタンの操作状態をシステム制御部１１８が判定する。その結果、ＳＷ１のオン状態が検知された場合にはＳ１０３へ進むが、当該状態が検知されない場合にはＳ１０２の判定処理を繰り返す。

Ｓ１０３ではシステム制御部１１８の指示に従って被写体距離を測定する。そして、記憶部１１７に記憶されたズーム位置と被写体距離毎に合焦するフォーカスパルス位置に従って、フォーカスレンズ１０４を合焦位置まで移動させ、該レンズをその位置で一旦停止させる。次ステップＳ１０４では、シャッタ・絞り駆動制御部１１０がシャッタ・絞り１０２を駆動して、適正な露光量が得られるように露光時間を設定する。ここで設定された露光時間については、システム制御部１１８が記憶部１１７に一時記憶する。

Ｓ１０５では、再び操作部１１６のシャッタレリーズボタンの操作状態をシステム制御部１１８が判定する。その結果、ＳＷ２のオン状態が検知された場合にはＳ１０６へ進むが、当該状態が検知されない場合にはＳ１０２へ戻る。Ｓ１０６にてズーム駆動制御部１０９により、所定の速度でズームレンズ１０１の駆動を開始し、Ｓ１０７へ進む。

Ｓ１０７では、ズーム駆動制御部１０９に係る突入電流期間の長さに相当する時間が経過したかをシステム制御部１１８が判定する。その結果、突入電流期間分の時間が経過したと判定された場合にＳ１０８へ進むが、当該時間が経過していなければＳ１０７の判定処理を繰り返す。

Ｓ１０８では、フォーカス駆動制御部１１２がフォーカスレンズ１０４を駆動することで合焦位置の補正を行い、該レンズをその位置で停止させる。この合焦位置の補正は、ズームレンズ１０１の突入電流期間の長さに相当する時間分の駆動について、ズーム位置変更の補正を行うためである。なお、フォーカスレンズ１０４の合焦位置の補正時にもズームレンズ１０１を駆動し続けているため、合焦位置の補正に必要な時間をも考慮して合焦位置の補正を行う必要がある。

次ステップＳ１０９にて露光が開始する。露光期間中も引き続きズームレンズ１０１の駆動が行われている。次ステップＳ１１０では、前記ステップＳ１０４で設定されて一時記憶された露光時間が経過したか否かをシステム制御部１１８が判定する。その結果、設定済みの露光時間が経過したと判定された場合にＳ１１１へ進むが、当該露光時間が経過していないと判定された場合にはＳ１１０の判定を繰り返す。

Ｓ１１１にて、シャッタ・絞り駆動制御部１１０がシャッタ・絞り１０２を駆動して露光を終了させる。その後、Ｓ１１２では露光終了後の処理として、撮像素子１０５から出力された電気信号の読み出し処理を行う。そして露光終了後の処理を終えると、Ｓ１１３へ進んで、ズーム駆動制御部１０９がズームレンズ１０１の駆動を停止させる。

以上、露光間ズームの一連のシーケンス及びフローチャートについて述べたように、ズーム駆動制御部１０９と他の駆動制御部の駆動を同時に開始させることに起因する、突入電流期間の重なりを防ぐことができる。従って、起動時に大電流が流れないように回避し、容量に制限のある電源電池を有効に活用することができる。また、これによりズーム駆動制御部１０９の突入電流期間の長さに比べて短い露光時間による、露光間ズームでの撮影が可能となる。さらには、露光の開始時点から終了時点までの全区間に亘ってズームレンズ１０１が動き続けることで、露光間ズームをより効果的に実現できるという利点が得られる。

以下、図５と図６を参照して、本発明の第２の実施形態による、露光間ズームについて説明する。
図５は露光間ズームのシーケンスを示すタイミングチャートであり、図６は露光間ズームの動作例を示すフローチャートである。

第２の実施形態と前述した第１の実施形態との相違点は、露光開始後のズームレンズの移動による焦点距離の移動に合わせて、フォーカスレンズの合焦位置を追従させるように構成したことである。

図５を用いて第２の実施形態に係る露光間ズームのシーケンスについて説明する。第１の実施形態と同様に、ズーム駆動制御部１０９とフォーカス駆動制御部１１２による一連の動作は、システム制御部１１８からの制御指示により行われる。

露光間ズームが設定された後、所定のズーム開始位置へのズームレンズ１０１の移動（５０１参照）から、露光を開始する（５０５参照）までのシーケンスは、先に説明した第１の実施形態において符号３０１から３０５に関する説明と同様である。よって、それらの詳細な説明は割愛する。

符号５０５に示す時点での露光開始後、ズームレンズ１０１の駆動は所定の速度で続けられる。ズームレンズ１０１に関する所定の駆動速度が分かっているため、単位時間あたりのズームレンズの移動量は容易に求められる。先述の符号３０４や５０４についての説明と同様に、ズームレンズ１０１の所定距離の移動に合わせて、システム制御部１１８の制御指示に従ってフォーカスレンズ１０４の合焦位置の追従を行う（５０６参照）。合焦位置の追従時には、先に述べた記憶部１１７のフォーカスパルス位置に従ってフォーカスレンズ１０４が駆動される。

そして合焦位置の追従動作は、所定の露光時間が経過するまでの間行われる。露光時間が経過し、シャッタ・絞り駆動制御部１１０がシャッタ・絞り１０２を駆動する前に、フォーカスレンズ１０４の合焦位置への追従が終了する。これは、ズームレンズ１０１とフォーカスレンズ１０４、シャッタ・絞りユニット１０２の３つが同時に駆動されることに起因する大電流の発生を防ぐためである。

符号５０７に示す時点では、記憶部１１７に一時記憶された所定の露光時間が経過すると、シャッタ・絞り駆動制御部１１０がシャッタ・絞り１０２を駆動して露光を終了させる。露光終了後には、撮像素子１０５から出力された電気信号を読み出す処理が行われる。この露光終了後処理を終えると、ズーム駆動制御部１０９がズームレンズ１０１の駆動を停止させる（５０８参照）。

次に図６のフローチャートを用いて露光間ズームの動作について説明する。なお所定のズーム開始位置へのズームレンズ１０１の移動（Ｓ２０１）から露光を開始する（Ｓ２０９）までの処理の流れは、先に説明した第１の実施形態に関する図４のステップＳ１０１乃至Ｓ１０９と同様であるため、それらの詳細な説明を割愛する。Ｓ２０９にて露光を開始した後も、Ｓ２０６で駆動を開始したズームレンズ１０１の移動は継続している。

次ステップＳ２１０では、ズームレンズ１０１が所定距離移動したか否かをシステム制御部１１８が判定する。その結果、ズームレンズ１０１が所定距離移動していればＳ２１１へ進むが、当該レンズが所定距離移動していなければＳ２１２に進む。

Ｓ２１１では、ズームレンズ１０１の移動量に合わせて、フォーカスレンズ１０４の合焦位置の追従が行われる。この合焦位置の追従は、ズームレンズ１０１の駆動によるズーム位置変更の補正を行うために必要とされる。Ｓ２１２では、先のステップＳ２０４にて設定されて一時記憶された露光時間が経過したか否かをシステム制御部１１８が判定する。その結果、露光時間が経過したと判定された場合にはＳ２１３へ進み、露光時間が未だ経過していないと判定された場合にはＳ２１０へ戻り判定を繰り返す。

Ｓ２１３にてシャッタ・絞り駆動制御部１１０がシャッタ・絞り１０２を駆動して露光を終了させる。次ステップＳ２１４では、露光終了後の処理として、撮像素子１０５から出力された電気信号の読み出し処理を行う。露光終了後の処理を終えると、Ｓ２１５に進み、ズーム駆動制御部１０９はズームレンズ１０１の駆動を停止させる。

以上、第２の実施形態における露光間ズームの一連のシーケンス及びフローチャートについて述べたように、本実施形態では露光開始後にも、ズームレンズ１０１の移動量に合わせて、同じ被写体距離の合焦位置にフォーカスレンズ１０４を追従させて駆動する。これにより、露光間ズームの軌跡がシャープに描かれ、前記第１の実施形態とはまた異なる露光間ズームの効果が得られる。なお撮像装置の使用者からの操作指示により、露光中のフォーカス合焦位置の追従を行わせるかどうかを選択できるように構成してもよい。

以下、図７を参照して、本発明の第３の実施形態による露光間ズームについて説明する。
図７は露光間ズームの動作例を示すフローチャートである。この第３の実施形態と前記第１及び第２の実施形態との相違点は、ズーム突入時間と露光時間との比較結果に応じて、露光間ズームのレンズ駆動制御を変更することである。

図７を用いて露光間ズームのフローチャートについて説明する。なお、前記第１及び第２の実施形態と同様に、ズーム駆動制御部１０９とフォーカス駆動制御部１１２による一連の動作は、システム制御部１１８からの制御指示により行われる。所定のズーム開始位置へのズームレンズ１０１の移動（Ｓ３０１）からシャッタレリーズボタンの検知判定（Ｓ３０５）までの処理の流れは、これまで説明した第１及び第２の実施形態と同様であるため、それらの詳細な説明は割愛する。

Ｓ３０５でＳＷ２のオン状態をシステム制御部１１８が検知した場合にはＳ３０６に進み、予め記憶部１１７に記憶されている記憶データが示すズーム突入時間と、Ｓ３０４で設定されて記憶部１１７に一時記憶された露光時間とを比較する。その結果、ズーム突入時間の方が露光時間よりも長いと判定された場合には、Ｓ３０７にてズームレンズ１０１の駆動を開始した後、Ｓ３０８、Ｓ３０９の処理を順に行う。またズーム突入時間が露光時間以下であると判定された場合には、Ｓ３０７にてズームレンズ１０１の駆動を開始した後、Ｓ３１０へ進む。

Ｓ３０８では、ズーム駆動制御部１０９によるズーム駆動開始直後の突入電流期間の長さ、つまりズーム突入時間が経過したか否かをシステム制御部１１８が判定する。その結果、ズーム突入時間が経過したと判定された場合にはＳ３０９へ進むが、ズーム突入時間が経過していないと判定された場合にはＳ３０８の判定を繰り返す。

Ｓ３０９では、フォーカス駆動制御部１１２がフォーカスレンズ１０４を駆動して合焦位置の補正を行い、フォーカスレンズ１０４を補正位置で停止させる。この合焦位置の補正については、ズームレンズ１０１の駆動開始時における突入電流期間中の駆動によるズーム位置変更の補正を行う必要があることによる。なお、フォーカスレンズ１０４の合焦位置の補正時にもズームレンズは駆動し続けているため、合焦位置の補正に必要な時間も考慮した上で合焦位置の補正を行うことを要する。

その後、Ｓ３１０へ進んで露光が開始する。露光期間中も、Ｓ３０７で駆動を開始したズームレンズ１０１は移動し続けている。次ステップＳ３１１では、前記ステップＳ３０４で設定されて一時記憶された露光時間が経過したか否かをシステム制御部１１８が判定する。その結果、露光時間が経過したと判定された場合にはＳ３１２へ進むが、露光時間が経過していないと判定された場合には露光時間の経過判定を繰り返す。

Ｓ３１２で、シャッタ・絞り駆動制御部１１０がシャッタ・絞りユニット１０２を駆動して、露光を終了させる。Ｓ３１３では、露光終了後の処理として、撮像素子１０５から出力された電気信号の読み出し処理が行われる。そして露光終了後の処理を終えると、Ｓ３１４へ進み、ズーム駆動制御部１０９がズームレンズ１０１の駆動を停止させる。
以上、第３の実施形態における露光間ズームの処理手順について述べた。

前記第１及び第２の実施形態では、露光時間の如何に関わらず、ズーム駆動制御部１０９の駆動開始時に発生する突入電流期間中、ズームレンズ１０１を駆動させ、フォーカスレンズ１０４の合焦位置を補正した後に、露光を開始している。しかし、露光時間が突入電流期間の時間長よりも長い場合には、突入電流の影響を受け難くなる。そこで、露光時間の長さに応じて、露光開始のタイミングを変更することが好ましい。すなわち第３の実施形態にて説明したように、露光時間がズーム突入時間に比べて長い場合には、ＳＷ２のオン操作時にてズーム駆動の開始直後に露光を開始させる。このように露光時間が長い場合には、ズーム駆動制御部１０９の駆動開始時に発生する突入電流期間の時間経過を待つことなく、露光を開始させることができる。

以下、図８を参照して、本発明の第４の実施形態による露光間ズームについて説明する。
図８は露光間ズームの動作例を示すフローチャートである。なお本実施形態では、露光時間を予め決められた所定時間と比較し、その比較結果に応じて露光間ズーム撮影を行うか否かを判定する。これまで説明した第１乃至第３の実施形態と同様に、ズーム駆動制御部１０９とフォーカス駆動制御部１１２による一連の動作は、システム制御部１１８からの制御指示により行われる。

所定のズーム開始位置へのズームレンズ１０１の移動（Ｓ４０１）からシャッタレリーズボタンの検知判定（Ｓ４０５）までの処理の流れは、先に説明した第３の実施形態の場合（Ｓ３０１乃至Ｓ３０５）と同様であるため、それらの詳細な説明は割愛する。Ｓ４０６では予め記憶部１１７に記憶されている所定時間と、Ｓ４０４で設定されて記憶部１１７に一時記憶された露光時間とをシステム制御部１１８が比較する。その結果、所定時間の方が露光時間よりも長い場合にはＳ４１０に進む。また露光時間が所定時間以下の場合にはＳ４０７へ進む。

ここでいう「所定時間」とは上記比較判定の基準時間であって、その長さは露光間ズームの効果が十分に得られる最低限の露光時間を事前に調べ、その結果に基づいて規定される。露光間ズーム撮影において露光時間が短い場合には、それに対応するズームレンズの駆動時間が短くなるため、露光間ズームの効果が十分に得られない可能性がある。そこで、露光間ズーム撮影時の露光時間が所定時間よりも短いか又は所定時間以下の場合には、露光間ズーム撮影を行わないことが好ましい。

Ｓ４０７にてズームレンズ１０１の駆動を開始した後、Ｓ４０８ではズーム駆動制御部１０９の突入電流期間分の経過、つまりズーム突入時間が経過した否かをシステム制御部１１８が判定する。その結果、ズーム突入時間が経過したと判定された場合にはＳ４０９へ進むが、ズーム突入時間が経過していないと判定された場合にはＳ４０８の判定を繰り返す。

Ｓ４０９では、フォーカス駆動制御部１１２がフォーカスレンズ１０４を駆動して合焦位置の補正を行い、フォーカスレンズ１０４を補正位置で停止させる。この合焦位置の補正については、ズームレンズ１０１の駆動開始時における突入電流期間中の駆動によるズーム位置変更の補正を行う必要があることによる。なお、フォーカスレンズ１０４の合焦位置の補正時にもズームレンズを駆動し続けているため、合焦位置の補正に必要な時間も考慮した上で合焦位置の補正を行うことを要する。その後、Ｓ４１１へ進む。

一方、Ｓ４１０ではシステム制御部１１８が露光間ズームを行わず、通常露光に変更する。つまり、ズームレンズ１０１の駆動を開始しない。これは、先述のように露光間ズーム撮影において露光時間が所定時間よりも短い場合、露光間ズームの効果が十分に得られない可能性があることによる。その後、Ｓ４１１へ進む。

Ｓ４１１で露光を開始した後、次ステップＳ４１２では、前記ステップＳ４０４で設定されて一時記憶された露光時間が経過したか否かをシステム制御部１１８が判定する。その結果、露光時間が経過したと判定された場合にはＳ４１３へ進むが、露光時間が経過していないと判定された場合にはＳ４１２の判定を繰り返す。Ｓ４１３では、シャッタ・絞り駆動制御部１１０がシャッタ・絞りユニット１０２を駆動して露光を終了させる。

Ｓ４１４では、露光終了後の処理として、撮像素子１０５から出力された電気信号の読み出し処理が行われる。そして露光終了後の処理を終えると、Ｓ４１５へ進み、露光動作が露光間ズームモードで行った動作であるか又は通常露光で行った動作であるかをシステム制御部１１８が判定する。その判定結果が露光間ズームモードである場合にはＳ４１６に進む。つまりＳ４０７にてズームレンズ１０１の駆動を開始しているため、ズームレンズ１０１の駆動を停止させる。また、判定結果が通常露光である場合には、何もせずその処理を終了する。

以上、第４の実施形態における露光間ズームの処理手順について述べた。前記第３の実施形態では、露光時間の長さに基づいて露光開始のタイミングを変更していたが、第４の実施形態では、露光時間の長さに応じて露光間ズーム撮影自体を行わないという選択を含めている。これは、露光間ズーム撮影において露光時間が短い場合、それに対応するズームレンズの駆動時間が短くなるため、露光間ズームの効果が十分に得られない可能性があることによる。

なお前記第４の実施形態では、露光間ズームの効果が得られる所定時間（判定基準時間）と露光時間を比較しているが、その所定時間をズームモータ駆動時の突入電流期間の時間長にしてもよい。つまり所定時間をズーム突入時間とすれば、突入電流の影響による電源電圧の低下を避けて撮影することができる。

また、これまで説明した実施形態では、撮影終了後においてズームレンズ１０１は露光終了処理期間の終了時点の位置に停止しているが、必要に応じてズーム駆動制御部１０９がズームレンズ１０１を所定のズーム開始位置へと移動させてもよい。これにより、次の露光間ズーム撮影を無駄なくスムーズに開始することができる。

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。

本発明の実施形態の一例である撮像装置を説明するためのブロック図である。 ズーム駆動制御部１０９とフォーカス駆動制御部１１２の構成例を示す詳細なブロック図である。 第１の実施形態における露光間ズームのシーケンスを示すタイミングチャートである。 第１の実施形態における露光間ズームの動作例を示すフローチャートである。 第２の実施形態における露光間ズームのシーケンスを示すタイミングチャートである。 第２の実施形態における露光間ズームの動作例を示すフローチャートである。 第３の実施形態における露光間ズームの動作例を示すフローチャートである。 第４の実施形態における露光間ズームの動作例を示すフローチャートである。

１０１ １群レンズ（ズームレンズ）
１０２ シャッタ・絞りユニット
１０３ ２群レンズ（シフトレンズ）
１０４ ３群レンズ（フォーカスレンズ）
１０５ 撮像素子
１０６ 撮像信号処理部
１０７ 映像信号処理部
１０８ 表示部
１０９ ズーム駆動制御部
１１０ シャッタ・絞り駆動制御部
１１１ シフトレンズ駆動制御部
１１２ フォーカス駆動制御部
１１３ 表示制御部
１１４ 電源部
１１５ 外部入出力端子部
１１６ 操作部
１１７ 記憶部
１１８ システム制御部
２０１ ズームモータ
２０２ ズームモータ駆動回路
２０３ ズームリセット位置検出部
２０４ ズーム位置検出部
２０５ ズーム制御部
２０７ フォーカスモータ
２０８ フォーカスモータ駆動回路
２０９ フォーカスリセット位置検出部
２１０ フォーカス制御部
２１１ 合焦位置検出部

Claims (11)

1. 操作指示を入力するための操作手段と、該操作手段からの操作指示を受けて露光中のズーム駆動を制御する制御手段と、時間データを記憶する記憶手段を備えた撮像装置であって、
   前記制御手段は、合焦調整用レンズを第１の合焦位置へと駆動し、その駆動の後にズーム制御に係るレンズの駆動を開始し、前記記憶手段に記憶されている時間データに基づいて前記合焦調整用レンズを第２の合焦位置に駆動してから露光動作を開始させることで、ズーム駆動時に発生する突入電流の継続時間を避けて前記合焦調整用レンズを駆動させることを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御手段が、
   焦点距離を制御するズーム制御手段と、
   露光時間を制御する露光制御手段と、
   合焦位置を制御する合焦制御手段を備え、
   前記操作手段による第１の操作で前記合焦制御手段により前記第１の合焦位置への駆動制御を行い、
   前記操作手段による第２の操作で前記ズーム制御手段の動作を開始させて、前記継続時間が経過した後に、前記合焦制御手段により前記第２の合焦位置への駆動制御を行ってから、前記露光制御手段の動作を開始させることを特徴とする、請求項１記載の撮像装置。
3. 前記合焦制御手段による前記第２の合焦位置への駆動制御において、前記継続時間と前記第２の合焦位置への駆動制御に要する時間を加えた時間に相当する期間について、前記ズーム制御手段の動作による焦点距離の移動量が補正されることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記露光動作が開始した後に露光時間が経過して露光動作が終了するまでの間、ズーム駆動が継続することを特徴とする、請求項１記載の撮像装置。
5. 前記制御手段は、前記露光動作を開始した後、前記ズーム駆動による焦点距離の移動量に応じて、前記合焦調整用レンズを合焦位置へと追従させるように制御することを特徴とする、請求項１記載の撮像装置。
6. 前記制御手段は、前記露光動作が終了する前に、前記合焦調整用レンズの合焦位置への追従動作を終了させることを特徴とする、請求項６記載の撮像装置。
7. 操作指示を入力するための操作手段と、該操作手段からの操作指示を受けてズーム駆動中に露光時間を設けるよう制御する制御手段とを備えた撮像装置であって、
   前記制御手段は、
   前記操作手段による第１の操作で合焦調整用レンズを第１の合焦位置へと駆動し、
   前記第１の操作の後における前記操作手段による第２の操作の際に、
   ズーム駆動時に発生する突入電流の継続時間よりも前記露光時間の方が短い場合には、ズーム制御に係るレンズの駆動を開始して前記継続時間が経過した後に、前記合焦調整用レンズを第２の合焦位置へと駆動してから、露光動作を開始させ、
   ズーム駆動時に発生する突入電流の継続時間よりも前記露光時間の方が長い場合には、ズーム制御に係るレンズの駆動を開始させ、その直後に露光動作を開始させることを特徴とする撮像装置。
8. 操作指示を入力するための操作手段と、該操作手段からの操作指示を受けてズーム駆動中に露光時間を設けるよう制御する制御手段とを備えた撮像装置であって、
   前記制御手段は、
   前記操作手段による第１の操作で合焦調整用レンズを第１の合焦位置へと制御し、
   前記第１の操作の後における前記操作手段による第２の操作の際に、
   前記露光時間の方が、露光時間の長さについて判定するための基準時間よりも短い場合には露光動作のみを開始させ、
   前記露光時間の方が、露光時間の長さについて判定するための基準時間よりも長い場合にはズーム制御に係るレンズの駆動を開始させ、その直後に露光動作を開始させることを特徴とする撮像装置。
9. 操作指示を受けて露光中のズーム駆動を制御する制御手段と、時間データを記憶する記憶手段を備えた撮像装置の制御方法であって、
   合焦調整用レンズを第１の合焦位置へと駆動し、その駆動の後にズーム制御に係るレンズの駆動を開始させるステップと、
   前記記憶手段に記憶されている時間データに基づいて前記合焦調整用レンズを第２の合焦位置に駆動してから露光動作を開始させることで、ズーム駆動時に発生する突入電流の継続時間を避けて前記合焦調整用レンズを駆動させるステップを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
10. 操作手段による操作指示を受けてズーム駆動中に露光時間を設けるよう制御する制御手段を備えた撮像装置の制御方法であって、
    前記操作手段による第１の操作で合焦調整用レンズを第１の合焦位置へと駆動するステップと、
    前記第１の操作の後に前記操作手段により行われる第２の操作の際に、
    ズーム駆動時に発生する突入電流の継続時間よりも前記露光時間の方が短い場合には、ズーム制御に係るレンズの駆動を開始して前記継続時間が経過した後に、前記合焦調整用レンズを第２の合焦位置へと駆動してから、露光動作を開始させるステップと、
    ズーム駆動時に発生する突入電流の継続時間よりも前記露光時間の方が長い場合には、ズーム制御に係るレンズの駆動を開始させ、その直後に露光動作を開始させるステップを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
11. 操作手段による操作指示を受けてズーム駆動中に露光時間を設けるよう制御する制御手段を備えた撮像装置の制御方法であって、
    前記操作手段による第１の操作で合焦調整用レンズを第１の合焦位置へと制御するステップと、
    前記第１の操作の後に前記操作手段により行われる第２の操作の際に、
    前記露光時間の方が、露光時間の長さについて判定するための基準時間よりも短い場合には露光動作のみを開始させるステップと、
    前記露光時間の方が、露光時間の長さについて判定するための基準時間よりも長い場合にはズーム制御に係るレンズの駆動を開始させ、その直後に露光動作を開始させるステップを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。

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