JP2013097024A - 光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】二つの駆動手段によりフォーカスレンズを駆動する場合に被写体距離を精度良く求めることが可能な光学機器を提供すること
【解決手段】レンズ鏡筒は、第１のステッピングモータ１８Ａと、第１のステッピングモータ１８Ａよりも高い分解能と低い速度で駆動する第２のステッピングモータ１８Ｂと、第１のステッピングモータ１８Ａの駆動量を検出する絶対値エンコーダ２０と、第２のステッピングモータ１９Ａの駆動量を検出する絶対値エンコーダ２２と、絶対値エンコーダ２０、２２の検出し得る値と被写体距離との関係を保存しているメモリと、メモリに保存されている前記関係と絶対値エンコーダ２０、２２の検出結果に基づいて被写体距離の情報を取得するレンズＣＰＵ２３Ａと、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被写体距離を求める光学機器に関する。

特許文献１、２は、２つのフォーカスレンズと、それぞれ対応するフォーカスレンズを駆動する２つの駆動手段と、２つの駆動手段を制御する制御手段を開示している。特許文献３は、山登りオートフォーカス（ＡＦ）のウォブリング用レンズをフォーカスレンズとは別に設け、マニュアルフォーカス中はウォブリング用レンズを中点保持したカメラを開示している。

特開２０１１−１２３３３９号公報 特開２００６−２２７４１４号公報 特開平０９−１９７２５９号公報

特許文献１、２では、第１の駆動手段には無限から至近までを高速駆動できるように大きなリード角を有するリードスクリューを設け、第２の駆動手段には微小駆動量を高精度に駆動できるように小さなリード角を有するリードスクリューを設けることができる。これによって、２種類のフォーカスレンズを使用して高速かつ高精度なＡＦを実現することができる。また、１つのフォーカスレンズに対して２つの駆動手段を利用して高速かつ高精度なＡＦを実現してもよい。この場合、第２の駆動手段はフォーカスレンズを駆動し、第１の駆動手段は第２の駆動手段を保持する鏡筒も含めてフォーカスレンズを駆動する。各駆動手段のリードスクリューのリード角は上述したものと同様である。

フォーカスレンズが一つで駆動手段が一つの従来技術では、フォーカスレンズの位置を検出する検出手段の検出結果から被写体距離を算出してそれを用いてＡＦや自動露出（ＡＥ）の最適化制御を行っていた。しかしながら、フォーカスレンズを二つの駆動手段で駆動する場合の被写体距離の算出方法は従来提案されていなかった。

そこで、本発明は、二つの駆動手段によりフォーカスレンズを駆動する場合に被写体距離を精度良く求めることが可能な光学機器を提供することを目的とする。

本発明の光学機器は、自動焦点調節の際にフォーカスレンズ群を駆動する第１の駆動手段と、前記フォーカスレンズ群を前記第１の駆動手段よりも高い分解能と低い速度で駆動する第２の駆動手段と、前記第１の駆動手段の駆動量を検出する第１の検出手段と、前記第２の駆動手段の駆動量を検出する第２の検出手段と、前記第１、第２の検出手段の検出結果に対応する情報と、前記光学機器から被写体までの距離である被写体距離との関係を保存しているメモリと、前記メモリに保存されている前記関係と前記第１、第２の検出手段の検出結果に基づいて前記被写体距離の情報を取得する制御手段と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、二つの駆動手段によりフォーカスレンズを駆動する場合に被写体距離を精度良く求めることが可能な光学機器を提供することができる。

本発明のカメラシステムの概略ブロック図である。（実施例１） 図１に示すカメラシステムの駆動パルスと像の鮮鋭度を表す図である。（実施例１） 図１に示すカメラシステムの被写体距離の決定を説明するための図である。（実施例１） 図１に示すカメラシステムの動作を説明するためのフローチャートである。（実施例１） 本発明のカメラシステムの概略ブロック図である。（実施例２）

以下、添付図面を参照して、本発明の実施例について説明する。

図１は、実施例１のカメラシステムの概略ブロック図である。実施例１のカメラシステムは交換レンズ（レンズ鏡筒）１０Ａと、それが装着可能に構成されたカメラ本体３０から構成されている。なお、本発明の光学機器は、レンズ交換可能なカメラ本体（撮像装置）、レンズ交換可能なカメラ本体と交換レンズからなるカメラシステム、レンズ一体型のカメラおよびレンズ鏡筒を含む。カメラ本体３０は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどを含む。

本実施形態は、従来の一眼レフカメラに設けられている物体からの光をファインダと焦点検出部に導くメインミラーとサブミラーからなるミラーボックスを除去したミラーレスのレンズ交換式カメラであるが、ミラーボックスを有する光学機器にも適用可能である。

交換レンズ１０Ａは、物体の光学像を形成する撮影光学系を収納する。撮影光学系は、物体側から光路に沿って順に、第１のフォーカスレンズ群としての第１レンズ群１１、変倍系となるバリエーターレンズ群としての第２レンズ群１２、第２のフォーカスレンズ群としての第３レンズ群１３、絞り１４を有する。絞り１４は第２レンズ群１２と第３レンズ群１３との間に設けられて光量を調節する。

１５は第１レンズ群１１を保持する第１群鏡筒であり、第１のステッピングモータ１８Ａのリードスクリュー１８ａと係合するラック部１５ａを有し、不図示の直進バーにより直進ガイドされている。この結果、第１のステッピングモータ１８Ａが駆動されると、第１レンズ群１１は光軸方向に直進移動されてフォーカシングを行う。

１６は第２レンズ群１２を保持する第２群鏡筒であり、変倍（ズーム）時に不図示の外部操作部材により光軸方向に直進駆動される。

１７は第３レンズ群１３を保持する第３群鏡筒であり、ステッピングモータ１９Ａのリードスクリュー１９ａと係合するラック部１７ａを有し、不図示の直進バーにより直進ガイドされている。この結果、第２のステッピングモータ１９Ａが駆動されると、第３レンズ群１３は光軸方向に直進駆動されウォブリング及びフォーカシングを行う。

第１のステッピングモータ１８Ａは第１群鏡筒１５を駆動し、出力軸であるリードスクリュー１８ａを有する第１の駆動手段である。第１のステッピングモータ１８Ａは第２のステッピングモータ１９Ａに対して高速で駆動可能なモータである。また、リードスクリュー１８ａのリードはリードスクリュー１９ａのリードよりも大きく駆動範囲が大きい。これにより、第１のステッピングモータ１８Ａによる１パルスの駆動量は大きく、第１レンズ群１１を無限から至近まで第３レンズ群１３の速度（第２の速度）よりも高速（の第１の速度）で駆動することができる。

第２のステッピングモータ１９Ａは第３群鏡筒１３を駆動し、出力軸であるリードスクリュー１９ａを有する第２の駆動手段である。リードスクリュー１９ａのリードはリードスクリュー１８ａのリードよりも小さく駆動範囲が小さい。これにより、第２のステッピングモータ１９Ａによる１パルスの駆動量は小さく、第１のステッピングモータ１８Ａの第１の分解能よりも高い第２の分解能で（即ち、高い位置決め精度で）第３レンズ群１３を駆動可能である。

このように、本実施例では、二つのステッピングモータの特性およびリードスクリューのリードを異ならせることによって高速あるいは高精度な駆動がアクチュエータを構成している。但し、２つの駆動手段を設けた場合に被写体距離を精度良く求めるにあたって、２つの駆動手段の特性が異なることは必須ではない。

なお、アクチュエータの種類は限定されず、超音波モータやボイスコイル等の他のアクチュエータを使用してもよい。例えば、第１レンズ群１１を、超音波モータとカムを利用して高速駆動してもよい。

２０は第１のステッピングモータ１８Ａによる第１群鏡筒１５の駆動量を検出する検出手段（第１の検出手段）としての絶対値エンコーダである。また、２１は第２群鏡筒１６の駆動量を検出する絶対値エンコーダである。２２は第２のステッピングモータ１９Ａによる第３群鏡筒１７の駆動量を検出する検出手段（第２の検出手段）としての絶対値エンコーダである。

絶対値エンコーダ２０、２１、２２は、各鏡筒に固定されたゾーンブラシと固定部に配置されたゾーンパターンを有するゾーン基板を有する。鏡筒が駆動されるとゾーンブラシがゾーン基板に対して移動して接触するゾーンパターンが切り替り、各レンズ群の絶対位置を検出する。

２３ＡはレンズＣＰＵであり、カメラＣＰＵ３２と通信を行い、情報の送受信を行うと共に交換レンズ１０Ａの各部を制御するレンズ制御手段（マイクロコンピュータ）である。具体的には、カメラＣＰＵ３２から自動焦点調節（ＡＦ）情報や露出制御情報が入力され、ステッピングモータ１８Ａ、１９Ａ及び絞り１４の駆動制御を行う。また、レンズＣＰＵ２３Ａは、エンコーダ２０、２２の出力結果に基づいて、交換レンズ１０Ａ（またはカメラシステム）から被写体までの距離である被写体距離の情報を取得し、エンコーダ２１で検出された焦点距離の情報と共にカメラＣＰＵ３２に出力する。

カメラ本体３０は撮像素子３１とカメラＣＰＵ３２を有する。

撮像素子３１は撮影光学系が形成した被写体（物体）の光学像を光電変換するＣＭＯＳあるいはＣＣＤなどである。被写体からの撮影光束は交換レンズ１０Ａの撮影光学系を通り、撮像素子３１面上に結像する。撮像素子３１の出力に基づく信号をＡ／Ｄ変換して不図示の信号処理回路によって処理された信号から得られる鮮鋭度を表す評価値がピークになるように第１、第２のフォーカスレンズ群の少なくとも一方を移動するコントラストＡＦを実現することができる。

コントラストＡＦでは、フォーカスレンズを光軸方向に移動することによって鮮鋭度の評価値（コントラスト値）の最大値（ピーク値）に対応する合焦位置に位置決めする。ピーク位置を通り過ぎてからピーク位置に戻って位置決めする方式は山登りＡＦと呼ばれる。

フォーカスレンズの駆動に送りねじ付きステッピングモータを使用すると、フォーカスレンズの位置を正確に駆動でき、移動中の鮮鋭度信号が上昇から下降へと変化した時点で、鮮鋭度信号が最大値の時のフォーカスレンズ位置に戻すことができる。

合焦状態にあった鮮鋭度が変化した場合、被写体距離が変化したと判断して再起動を行い、再度鮮鋭度が最大値となる位置でフォーカスレンズを止めて合焦状態にする。

フォーカスレンズの現在位置から無限側と至近側のどちらの方向に合焦位置があるのかを検出するために、フォーカスレンズを至近側と無限側とに所定パルス微小往復駆動（ウォブリング）して、その時の鮮鋭度信号が大きい方向に山登りＡＦを始める。

なお、カメラ本体３０はミラーレスであるため、撮像素子３１に撮影光学系の射出瞳の一部の領域のみを通る光を受光する複数組の画素を設けて位相差に対応する出力を生成させてもよい。

カメラＣＰＵ３２はレンズＣＰＵ２３Ａと通信を行い、情報の送受信を行うと共に撮像素子３１の出力に基づいて、映像信号の記録、自動焦点調節（ＡＦ）、露出等のカメラ全体の制御を司るカメラ制御手段（マイクロコンピュータ）である。

具体的にはレンズＣＰＵ２３Ａより入力された被写体距離の情報と焦点距離の情報から撮影倍率を算出し、被写体の撮像面上の大きさを想定したＡＦ用焦点検出範囲の選択及び測光範囲の選択を行う。

また、撮像素子３１の映像信号よりピントのボケ量と方向を算出して、ＡＦの駆動命令をレンズＣＰＵ２３Ａに出力する。

フォーカシングにおいて、カメラＣＰＵ３２は、ＡＦの駆動命令が出されると、第３レンズ群１３を光軸方向にウォブリングし、撮像素子３１の撮像での焦点位置を微小に変化させる。カメラＣＰＵ３２は、撮像素子３１からの映像信号を受信し、映像信号に基づいて像の鮮鋭度を演算し、鮮鋭度の高い側（合焦方向）への駆動を要求するフォーカス信号をレンズＣＰＵ２３Ａへ送信する。

これに応答して、レンズＣＰＵ２３Ａは第１のステッピングモータ１８Ａを駆動し、第１レンズ群１１を高速に合焦方向に駆動する。カメラＣＰＵ３２は、その間も撮像素子３１の映像信号に基づいて像の鮮鋭度を算出し、鮮鋭度のピークを超えるまで第１レンズ群１１は駆動される。ピークを超えたことを検出すると、カメラＣＰＵ３２は第１のステッピングモータ１８Ａによる駆動を停止させ、替わって第２のステッピングモータ１９Ａにより鮮鋭度の最大位置まで微小駆動（フォーカス駆動）させる。

本実施例は、第１のステッピングモータ１８Ａの駆動後に第２のステッピングモータ１９Ａの駆動している。合焦位置近傍までは高速な第１のステッピングモータ１８Ａを使用し、そこから合焦位置までは駆動分解能が細かい第２のステッピングモータ１９Ａを使用することによって、高速で高精度なＡＦを行うことができる。

図２は、第１、第２のステッピングモータ１８Ａ、１９Ａのステップ毎の鮮鋭度の変化を示す図であり、横軸はステッピングモータのステップ、縦軸は鮮鋭度を表している。第１のステッピングモータ１８Ａが初期位置０の位置から駆動されると第１レンズ群１１が大きな等しいステップＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４で駆動され、それぞれのステップに対応して鮮鋭度ａ１、ａ２、ａ３、ａ４が検出される。

カメラＣＰＵ３２は、鮮鋭度の履歴を確認し、初期鮮鋭度をａ０とすると、ａ０からａ３までは鮮鋭度が増加しているが、ａ４はａ３よりも小さいため、ａ３とａ４の間にピークがあり、ａ４の位置で鮮鋭度のピークが越えたと判断する。そのため、カメラＣＰＵ３２はレンズＣＰＵ２３Ａに対して、ａ４の位置で第１のステッピングモータ１８Ａの駆動を停止するように命令する。

次に、ステップＡ４が終了した位置から逆向きに第２のステッピングモータ１９Ａの駆動が開始される。すると、第３レンズ群１３が小さな等しいステップＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５の順番で駆動され、それぞれのステップに対応して鮮鋭度ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５が検出される。

カメラＣＰＵ３２は、鮮鋭度の履歴を確認し、ａ４からｂ４までは鮮鋭度が増加しているが、ｂ５はｂ４よりも小さいため、ｂ４がピークであり、ｂ５の位置で鮮鋭度のピークが越えたと判断する。そのため、カメラＣＰＵ３２はレンズＣＰＵ２３Ａに対して、第２のステッピングモータ１９Ａの駆動を停止するように命令する。次に、カメラＣＰＵ３２は、第２のステッピングモータ１９Ａに１ステップ戻す駆動（ステップＢ６）を行わせ、鮮鋭度のピークｂ４の位置にフォーカスさせる。

前述したように、第２のステッピングモータ１９Ａによる１ステップ当たりの第３レンズ群１３の繰り出し量は第１のステッピングモータ１８Ａによる１ステップ当たりの第１レンズ群１１の繰り出し量よりも小さく設定されている。但し、第１レンズ群１１、第３レンズ群１３の駆動量当たりの像面変化により１ステップ当たりの繰り出し量を設定すればよく、第２のステッピングモータ１９Ａによる１ステップの駆動量は以下の二つの条件を満たす設定になっている。即ち、１ステップ当たりの像面変化量が第１のステッピングモータ１９Ａによる像面変化量よりも細かい設定になっている。１ステップ当たりの像面変化量が許容される合焦精度よりも小さく設定されている。

次に、被写体距離の情報の取得について説明する。第１レンズ群１１の絶対位置を検出する絶対位置エンコーダ２０の検出結果と第３レンズ群１３の絶対位置を検出する絶対位置エンコーダ２２の検出結果は、レンズＣＰＵ２３Ａに出力される。レンズＣＰＵ２３Ａは絶対位置エンコーダ２０、２２の検出結果と図３に示すマトリックス表に基づいて被写体距離を求める。

図３に示すマトリックス（行列）の縦（行）には、絶対値エンコーダ２０の検出結果に対応する情報である３２分割のゾーン領域が上から下にゾーン１、２、…３２と昇順に並んでいる。同様に、横（列）には、絶対値エンコーダ２２の検出結果に対応する情報である８分割のゾーン領域が左から右にゾーン１、２、…８と昇順に並んでいる。そして、行列の成分に被写体距離が割り当てられている。

なお、図３では被写体距離が数値で表現されているが、被写体距離の情報であれば表記方法は限定されない。また、本実施例では、移動量（ステップ量）が大きい第１のステッピングモータ１８Ａ用のエンコーダ２０のゾーン領域の数をエンコーダ２２のゾーン領域の数よりも多くして、被写体距離の精度を高めている。

２０ａ、２２ａはエンコーダ２０、エンコーダ２２のゾーンパターンを表している。上記マトリックス表において、例えば、エンコーダ２０によりゾーン１５と検出され、エンコーダ２２によりゾーン３と検出された場合、ＣＰＵ２３Ａは被写体距離を１０ｍと決定する。

本実施例は行列状に絶対値エンコーダ２０、２２の検出結果に対応する情報を配置して行列の成分に被写体距離を割り当てている。しかしながら、レンズＣＰＵ２３Ａは、絶対位置エンコーダ２０、２２の検出し得る値と被写体距離との関係を予め取得していれば足り、関係はグラフ、演算式など表（テーブル）に限定されない。レンズＣＰＵ２３Ａの内部または外部の不図示のメモリが前記関係を保存しており、レンズＣＰＵ２３Ａはこの関係と絶対位置エンコーダ２０、２２の実際の検出結果から被写体距離の情報を取得する。レンズＣＰＵ２３Ａはこの関係を予め取得しているので、被写体距離の情報を高精度に取得することができる。

本実施例では、レンズ交換式であるからレンズＣＰＵ２３Ａが被写体距離を取得しているが、レンズＣＰＵ２３Ａは絶対値エンコーダの検出結果の情報をカメラＣＰＵ３２に送信してカメラＣＰＵ３２が被写体距離の取得を行ってもよい。この場合、上記メモリはカメラ本体３０に設けられる。レンズ一体型ではカメラＣＰＵが被写体距離の取得を行う。

図４は、カメラシステムの主要動作を説明するためのフローチャートであり、「Ｓ」はステップの略である。図４に示す動作は、コンピュータによって実行されるプログラムとして具現化が可能であり、カメラＣＰＵ３２またはレンズＣＰＵ１０によって実行され、レンズ鏡筒１０またはカメラ本体３０の不図示のメモリに格納されている。

カメラボディ３０の電源ＳＷがＯＮになると（Ｓ１００１のＹ）、レンズ本体１０に電源の供給が開始される（または、新しい電池を入れた場合、カメラ本体３０にレンズ本体１０を装着した場合などカメラ本体３０とレンズ本体１０との間で通信が開始される。）
次に、カメラＣＰＵ３２はレリーズＳＷ手段のＳＷ１信号が発生しているか否かを判別する（Ｓ１００２）。発生していればＳ１００３へ、発生していなければＳ１００２へと進む。Ｓ１００３では、レンズＣＰＵ２３Ａは絶対値エンコーダ２０、２２の検出結果と図３に示すマトリックス表またはその他の予め取得した関係に基づいて被写体距離を求め、その情報を焦点距離情報と共にカメラＣＰＵ３２に送信する。

Ｓ１００４では、カメラＣＰＵ３２が被写体距離と焦点距離に基づいて撮影倍率を算出して、測光範囲、焦点検出範囲を決定し、測光とＡＦを開始する。なお、測光範囲、焦点検出範囲はレンズ側から送信される被写体距離の情報と焦点距離の情報の最新データに基づき更新される。

Ｓ１００５では、カメラＣＰＵ３２はウォブリング駆動の開始をレンズＣＰＵ２３Ａに命令する。これにより、レンズＣＰＵ２３Ａは第２のステッピングモータ１９Ａを駆動し、前述の選択された焦点検出範囲の映像信号による鮮鋭度の算出から合焦方向の検出が開始される。

Ｓ１００６では、カメラＣＰＵ３２は、ウォブリングによるピントボケ方向の情報を基に、第１のステッピングモータ１８Ａにより第１レンズ群１１のフォーカス駆動（山登りＡＦ）が開始し、駆動ステップ毎に像の鮮鋭度を算出する。Ｓ１００７では、カメラＣＰＵ３２は、像の鮮鋭度が最大値を超えたかを確認し、超えていれば第１のステッピングモータ１８Ａの駆動を停止させる（Ｓ１００８）。Ｓ１００９では、カメラＣＰＵ３２は、第２のステッピングモータ１９Ａに第３レンズ群１３よるフォーカス駆動（山登りＡＦ）を開始させ、駆動ステップ毎に像の鮮鋭度を算出する。

Ｓ１０１０では、像の鮮鋭度が最大値を超えたかを確認し、超えていれば第２のステッピングモータ１９Ａに鮮鋭度の最大位置に戻す駆動が行わせる（Ｓ１０１１）。Ｓ１０１２では、ＳＷ２のオン／オフが検出され、オンであればＳ１０１３へ、オフであればＳ１００２へと進む。Ｓ１０１３では露光動作が開始され、絞り制御完了後にシャッタを開いて撮像素子へ露光を行う。Ｓ１０１４では撮像素子の出力を記録し、Ｓ１００２へと進む。

本実施例によれば、図３に示す関係に従って２つの駆動手段の駆動量を検出する２つの検出手段の検出結果から被写体距離を精度良く求めることができる。

図５は、実施例２のカメラシステムの概略ブロック図である。実施例２のカメラシステムは、交換レンズ（レンズ鏡筒）１０Ｂと、それが装着可能に構成されたカメラ本体３０から構成され、交換レンズ１０Ｂの構成が交換レンズ１０Ａと異なる。

交換レンズ１０Ｂは、物体の光学像を形成する撮影光学系を収納する。撮影光学系は、物体側から光路に沿って順に、ウォブリングも兼ねるフォーカスレンズ群としての第１レンズ群４１、変倍系となるバリエーターレンズ群としての第２レンズ群１２、リレー系となる結像レンズである第３レンズ群４３、絞り１４を有する。絞り１４は第２レンズ群１２と第３レンズ群４３との間に設けられて光量を調節する。

４５は第１レンズ群４１を保持する第１群鏡筒であり、第２のステッピングモータ１９Ｂのリードスクリュー１９ｂと係合するラック部４５ａを有し、不図示の直進バーにより直進ガイドされている。この結果、第２のステッピングモータ１９Ｂが駆動されると、第１レンズ群４１は光軸方向に直進移動されウォブリングとフォーカシングを行う。

４６は第２のステッピングモータ１９Ｂを保持する第１群ユニットベースであり、第１のステッピングモータ１８Ｂのリードスクリュー１８ｂと係合するラック部４６ａを有し、不図示の直進バーにより直進ガイドされている。この結果、第１のステッピングモータ１８Ｂが駆動されると、第１レンズ群４１は第２のステッピングモータ１９Ｂと共には光軸方向に直進移動されフォーカシングを行う。

４８は第３レンズ群４８を保持する第３群鏡筒であり、第３レンズ群４３のレンズ本体に固定されている。

第１のステッピングモータ１８Ｂは第１群ユニットベース４６を駆動し、出力軸であるリードスクリュー１８ｂを有する第１の駆動手段である。第１のステッピングモータ１８Ｂは第２のステッピングモータ１９Ｂに対して高速で駆動可能なモータである。また、リードスクリュー１８ｂのリードはリードスクリュー１９ｂのリードよりも大きく駆動範囲が大きい。これにより、第１のステッピングモータ１８Ｂによる１パルスの駆動量は大きく、第１レンズ群４１を無限から至近まで第２のステッピングモータ１９Ｂによる速度（第２の速度）よりも高速（の第１の速度）で駆動することができる。

第２のステッピングモータ１９Ｂは第１群鏡筒４５を駆動し、出力軸であるリードスクリュー１９ｂを有する第２の駆動手段である。リードスクリュー１９ｂのリードはリードスクリュー１８ｂのリードよりも小さく駆動範囲が小さい。これにより、第２のステッピングモータ１９Ｂによる１パルスの駆動量は小さく、第１のステッピングモータ１８Ｂの第１の分解能よりも高い第２の分解能で（即ち、高い位置決め精度で）第１レンズ群４１を駆動可能である。

５０は第１のステッピングモータ１８Ｂによる第１群ユニットベース４６の駆動量を検出する検出手段（第１の検出手段）としての絶対値エンコーダである。５１は第２のステッピングモータ１９Ｂによる第１群鏡筒４５の駆動量を検出する検出手段（第２の検出手段）としての絶対値エンコーダである。

絶対値エンコーダ５０は、第１群ユニットベース４６に固定されたゾーンブラシと固定部に配置されたゾーンパターンを有するゾーン基板よりなり、第１のステッピングモータ１８Ｂによる第１群ユニットベース４６の移動量を検出する。絶対値エンコーダ５１は第１群鏡筒４５に固定されたゾーンブラシと第１群ユニットベース４６に配置されたゾーンパターンを有するゾーン基板よりなり、第２のステッピングモータ１９Ｂによる第１群鏡筒４５の第１群ユニットベース４６に対する移動量を検出する。モータによる駆動時にゾーンブラシがゾーン基板に対し相対移動して接触するゾーンパターンが切り替わる点は実施例１と同様である。

２３ＢはレンズＣＰＵであり、カメラ内ＣＰＵ３２と通信を行い、情報の送受信を行うと共に交換レンズ１０Ｂの各部を制御するレンズ制御手段（マイクロコンピュータ）である。具体的には、カメラＣＰＵ３２からＡＦ情報や露出制御情報が入力され、ステッピングモータ１８Ｂ、１９Ｂ及び絞り１４の駆動制御を行う。また、レンズＣＰＵ２３Ｂは、エンコーダ５０、５１の出力結果に基づいて被写体距離の情報を取得し、エンコーダ２１で検出された焦点距離の情報と共にカメラＣＰＵ３２に出力する。

フォーカシングにおいて、カメラＣＰＵ３２は、ＡＦ命令が出されると、第１レンズ群４１を光軸方向にウォブリングする。そして、実施例１と同様に、カメラＣＰＵ３２は、撮像素子３１からの映像信号に基づいて鮮鋭度への駆動を要求するフォーカス信号をレンズＣＰＵ２３Ｂへ送信する。

これに応答して、レンズＣＰＵ２３Ｂは第１のステッピングモータ１８Ｂを駆動し、第１群ユニットベース４６を高速に合焦方向に駆動する。カメラＣＰＵ３２は、鮮鋭度のピークを超えたことを検出すると、第１のステッピングモータ１８Ｂによる駆動を停止させ、替わって第２のステッピングモータ１９Ｂにより鮮鋭度の最大位置まで微小駆動（フォーカス駆動）させる。

本実施例は、第１のステッピングモータ１８Ｂの駆動後に第２のステッピングモータ１９Ｂの駆動している。合焦位置近傍までは高速な第１のステッピングモータ１８Ｂを使用し、そこから合焦位置までは駆動分解能が細かい第２のステッピングモータ１９Ｂを使用することによって、高速で高精度なＡＦを行うことができる。

本実施例のステッピングモータのステップ毎の鮮鋭度の変化は図２と同様である。この場合、図２のステップＡ１〜Ａ４は第１のステッピングモータ１８Ｂによってなされ、ステップＢ１〜Ｂ６は第２のステッピングモータ１９Ｂによってなされる。

次に、被写体距離の情報の取得について説明する。第１群ユニットベース４６の絶対位置を検出する絶対位置エンコーダ５０の検出結果と第１群鏡筒４５の絶対位置を検出する絶対位置エンコーダ５１の検出結果はレンズＣＰＵ２３Ｂに出力される。レンズＣＰＵ２３Ｂは絶対位置エンコーダ５０、５１の検出結果と図３のマトリックス表やその他の関係に基づいて被写体距離の情報を取得する。

なお、従来の構成において、１つのフォーカスレンズを２つの駆動手段で駆動する場合、第２の駆動手段はフォーカスレンズを駆動し、第１の駆動手段は第２の駆動手段を保持する鏡筒も含めてフォーカスレンズを駆動することになる。しかし、鏡筒内にあるフォーカスレンズの位置を鏡筒の外部から検出しようとすれば鏡筒に切り欠き部を設けることが必要となり、剛性維持のために鏡筒が大きくなったり、構成が複雑になったりする。

本実施例は、絶対値エンコーダ５１を第１群ユニットベース４６に設け、エンコーダ５１は、第２のステッピングモータ１９Ｂによる第１群鏡筒４５の第１群ユニットベース４６に対する移動量を検出する。即ち、本実施例はエンコーダ５１を第１群ユニットベース４６の外部に設けていないので第１群ユニットベース４６に切り欠き部を設ける必要がなく剛性維持のために第１群ユニットベース４６が大きくなったりするなどの問題を解決している。

本実施例のカメラシステムの主要動作も図４と同様である。但し、本実施例では、Ｓ１００３において、レンズＣＰＵ２３Ａは絶対値エンコーダ５０、５１の検出結果と予め取得した関係に基づいて被写体距離を求め、その情報を焦点距離情報と共にカメラＣＰＵ３２に送信する。また、Ｓ１００６においては、カメラＣＰＵ３２は第１のステッピングモータ１８Ｂの駆動を開始させ、Ｓ１００８においては、カメラＣＰＵ３２は第１のステッピングモータ１８Ｂの駆動を停止させる。Ｓ１００９においては、カメラＣＰＵ３２は第２のステッピングモータ１９Ｂの駆動を開始させ、Ｓ１０１１においては、カメラＣＰＵ３２は第２のステッピングモータ１９Ｂに鮮鋭度の最大位置に戻す駆動を行わせる。

本実施例においても、予め取得した関係に従って２つの駆動手段の駆動量を検出する２つの検出手段の検出結果から被写体距離を精度良く求めることができる。

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。例えば、実施例１、２共にフォーカスレンズ位置の検出としてゾーンブラシとゾーン基板からなるエンコーダを使用しているが、ステッピングモータの駆動パルスと駆動量が対応していることから、駆動パルスを記憶してフォーカスレンズ位置を検出してもよい。また、被写体距離の情報を用いた機能として、ストロボ発光の制御や被写体距離毎に変化するレンズ特性のカメラ側への情報提供等も可能である。

光学機器はカメラの用途に適用することができる。

１０Ａ、１０Ｂ…レンズ鏡筒（光学機器）、１１、４１…第１レンズ群（第１のフォーカスレンズ群）、１３…第３レンズ群（第２のフォーカスレンズ群）、１８Ａ、１８Ｂ…第１のステッピングモータ（第１の駆動手段）、１９Ａ、１９Ｂ…第２のステッピングモータ（第２の駆動手段）、２０、５０…絶対値エンコーダ（第１の検出手段）、２２、５１…絶対値エンコーダ（第２の検出手段）、２３Ａ、２３Ｂ…レンズＣＰＵ（レンズ制御手段）、３０…カメラ本体（光学機器）、３２…カメラＣＰＵ（カメラ制御手段）

Claims (10)

1. 光学機器であって、
   自動焦点調節の際にフォーカスレンズ群を駆動する第１の駆動手段と第２の駆動手段と、
   前記第１の駆動手段の駆動量を検出する第１の検出手段と、
   前記第２の駆動手段の駆動量を検出する第２の検出手段と、
   前記第１、第２の検出手段の検出結果に対応する情報と、前記光学機器から被写体までの距離である被写体距離との関係を保存しているメモリと、
   前記メモリに保存されている前記関係と前記第１、第２の検出手段の検出結果に基づいて前記被写体距離の情報を取得する制御手段と、
   を有することを特徴とする光学機器。
2. 前記第２の駆動手段は、前記フォーカスレンズ群を前記第１の駆動手段よりも高い分解能で駆動することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記第２の駆動手段は、前記フォーカスレンズ群を前記第１の駆動手段よりも低い速度で駆動することを特徴とする請求項２に記載の光学機器。
4. 前記関係において前記第１、第２の検出手段の検出結果に対応する情報が行列状に配置され、前記被写体距離が行列の成分として配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の光学機器。
5. 前記フォーカスレンズ群は、前記第１の駆動手段によって駆動される第１のフォーカスレンズ群と、前記第２の駆動手段によって駆動される第２のフォーカスレンズ群と、を有することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の光学機器。
6. 前記行列における前記第１の検出手段の検出結果に対応する情報の数は前記第２の検出手段の検出結果に対応する情報の数よりも多いことを特徴とする請求項４に記載の光学機器。
7. 前記第２の駆動手段は前記フォーカスレンズ群を駆動し、前記第１の駆動手段は前記フォーカスレンズ群と前記第２の駆動手段を保持するベースを駆動することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の光学機器。
8. 前記第２の検出手段は、前記ベースに設けられ、前記ベースに対する前記第２の駆動手段の駆動量を検出することを特徴とする請求項７に記載の光学機器。
9. 前記制御手段は、前記取得した被写体距離の情報と焦点距離の情報とから撮影倍率を取得し、焦点検出範囲の選択及び測光範囲の選択を行うことを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の光学機器。
10. 前記光学機器は、被写体の光学像を光電変換する撮像素子を更に有することを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の光学機器。