JP2014059407A

JP2014059407A - 光学機器

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Publication number: JP2014059407A
Application number: JP2012203605A
Authority: JP
Inventors: Yuzuru Taguchi; 譲田口
Original assignee: Olympus Imaging Corp
Current assignee: Olympus Imaging Corp
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2014-04-03
Anticipated expiration: 2032-09-14
Also published as: CN103676406B; JP6033015B2; CN103676406A; US20140079380A1; US8909036B2

Abstract

【課題】カム機構を採用せずに、電気的にフォーカスレンズ群の位置に連動して絞り開口を制御することにより広いスペースを必要としないこと。
【解決手段】フォーカスレンズ群を含む光学系と、前記光学系を通過する光束を制限する絞り部と、前記フォーカスレンズ群を光軸方向に移動させるフォーカスレンズ駆動部と、前記絞り部の開口量を制御する絞り駆動部と、前記フォーカスレンズ駆動部により移動される前記フォーカスレンズ群の位置に応じて前記絞り駆動部を制御して前記絞り部の開口量を設定する絞り制御部とを具備する光学機器である。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばフォーカスレンズ群及び絞り機構を備えた交換レンズ等の光学機器に関する。

フォーカスレンズ群を備え、マクロ撮影が可能な光学系がある。この光学系では、フォーカスレンズ群の移動に伴いＦ値が変化することが知られている。このＦ値の変化は、撮影倍率が高くなると、像面光量が減少する等の光学的に原理的な現象に原因とするものである。
これに対してフォーカスレンズ群が移動してもＦ値を一定に維持するための技術として特許文献１が知られている。この特許文献１は、フォーカスレンズ群の移動に連動するカム機構により絞りを開閉動作させるレンズ鏡筒を備えることを開示する。

特開平１１−２３１２１０号公報

しかしながら、特許文献１は、絞りを開閉動作させるカム機構を設けているために、このカム機構を設けるための広いスペースを必要とし、このためにレンズ鏡筒が大型化するという問題がある。
本発明は、カム機構を採用せずに、電気的にフォーカスレンズ群の位置に連動して絞り開口を制御することにより広いスペースを必要としない小型の光学機器を提供することにある。

本発明の主要な局面に係る光学機器は、フォーカスレンズ群を含む光学系と、前記光学系を通過する光束を制限する絞り部と、前記フォーカスレンズ群を光軸方向に移動させるフォーカスレンズ駆動部と、前記絞り部の開口量を制御する絞り駆動部と、前記フォーカスレンズ駆動部により移動される前記フォーカスレンズ群の位置に応じて前記絞り駆動部を制御して前記絞り部の開口量を設定する絞り制御部とを具備する。

本発明によれば、カム機構を採用せずに、電気的にフォーカスレンズ群の位置に連動して絞り開口を制御することにより広いスペースを必要としない小型の光学機器を提供できる。

本発明に係る交換レンズである光学機器の一実施の形態を示す構成図。同機器における第２乃至第４のレンズ群の可動機構を示す構成図。同機器においてフォーカス位置が無限の場合における第２乃至第４のレンズ群の各レンズ位置を示す図。同機器においてフォーカス位置が至近の場合における第２乃至第４のレンズ群の各レンズ位置を示す図。同機器における絞り制御部により送出される絞り制御信号の作成タイミングを示す図。同機器における第３のレンズ群の無限と至近との間のレンズ位置に対する絞り機構の開口量との関係を示す図。同機器におけるフォーカス・絞り記憶部に記憶されているフォーカス・絞り情報を示す模式図。同機器におけるカメラ本体電源オンフローチャート。同機器におけるレンズ通信開始フローチャート。同機器におけるフォーカス処理フローチャート。同機器におけるタイミング信号生成フローチャート。

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は光学機器を用いた撮像装置の構成図を示す。この撮像装置は、交換レンズ方式の構成を有するもので、カメラ本体１０に対して光学機器である交換レンズ１００が交換可能に取り付かれている。この撮像装置は、交換レンズ式のカメラに限らず、例えばコンパクトカメラや、撮像機能付きの携帯機器等にも適用可能である。
カメラ本体１０は、交換レンズ１００を通して結像された被写体像を電気信号に変換し、この電気信号を画像処理して静止画又は動画の画像データを取得するもので、撮像素子１１と、カメラＣＰＵ１２とを有する。

撮像素子１１は、交換レンズ１００を通して結像された被写体像を電気信号に変換する。
カメラＣＰＵ１２は、静止又は動画の撮像時に、コントラストＡＦ処理やＡＥ処理を行い、かつ撮像素子１１から出力された電気信号を画像処理して静止画又は動画の画像データを取得する。このカメラＣＰＵ１２は、画像処理として、例えば色補正処理、ガンマ（γ）補正処理、圧縮処理、この圧縮されている画像データに対する伸張処理などを行う。

コントラストＡＦ処理は、撮像素子１１の撮像により得られた画像データの高周波成分を抽出し、この抽出した高周波成分を積算することによりＡＦ用の合焦評価値を取得し、この合焦評価値に従って画像データのコントラストを評価しながら交換レンズ１００のレンズ系におけるフォーカスレンズ群、ここでは第４のレンズ群１０５を合焦状態となる位置に調整する。
ＡＥ処理は、撮像素子１１の撮像により得られた画像データを用いて被写体の輝度を算出し、この被写体の輝度に従って露光時の絞り機構１２０の開口量（絞り値）、シャッタの開放時間（シャッタ速度値）を算出する。
なお、カメラ本体１０は、静止画又は動画を表示するディスプレイや、レリーズボタン、モードスイッチ、動画録画ボタン、選択キー、電源ボタン等を備える操作部を有するが、ここでは省略する。

交換レンズ１００は、撮影レンズ系として第１乃至第５のレンズ群１０１〜１０５を備える。これら第１乃至第５のレンズ群（１Ｇ〜５Ｇレンズ群）１０１〜１０５は、それぞれ複数の光学レンズを組み合わせて成る。これら第１乃至第５のレンズ群１０１〜１０５は、撮像素子１１の撮像面に被写体の像を結像し、被写体にフォーカス調整可能とする。このうち第４のレンズ群１０４は、第１のフォーカスレンズ群として合焦調整時にウォブリング動作専用として設けられている。第２及び第３のレンズ群１０１、１０２は、第２のフォーカスレンズ群として合焦調整用（フォーカス調整用）である。以下、説明を簡単するためのフォーカス調整用として第３のレンズ群１０２を用いて説明する。なお、第４のレンズ群１０４は、他の第１乃至第３、第５のレンズ群１０１〜１０３、１０５の倍率と比較して低倍率に設定されている。
これら第１と第５のレンズ群１０１、１０５は、交換レンズ１００の本体に対して固定され、第２乃至第４のレンズ群１０２〜１０４は、交換レンズ１００の本体に対して光軸方向Ｐに可動自在に設けられている。
なお、交換レンズ１００は、ズームレンズ系を設けてもよい。

具体的に、交換レンズ１００には、例えば２本のつり軸１０６ａ、１０６ｂが互いに平行に設けられている。第１と第５のレンズ群１０１、１０５は、それぞれ各固定部材１０７を介して各つり軸１０６ａ、１０６ｂに固定されている。第２乃至第４のレンズ群１０２〜１０４は、それぞれ可動機構１０８を介して各つり軸１０６ａ、１０６ｂに対して可動自在に設けられている。可動機構１０８は、第２乃至第４のレンズ群１０２〜１０４をそれぞれ光軸方向Ｐに可動する。

図２は第２乃至第４のレンズ群１０２〜１０４の可動機構１０８の構成図を示す。この可動機構１０８は、各つり軸１０６ａ、１０６ｂに対してそれぞれ摺動する各摺動部材１０９ａ、１０９ｂを備え、これら摺動部材１０９ａ、１０９ｂに第２乃至第４のレンズ群１０２〜１０４が支持されている。各摺動部材１０９ａ、１０９ｂのうち例えば摺動部材１０９ａには、連結部材１１０が設けられている。
可動機構１０８には、第２乃至第４のレンズ群１０２〜１０４別にそれぞれフォーカスレンズ駆動部としての第２群用乃至第４群用ステッピングモータ（２Ｇ〜４Ｇモータ）１１１〜１１３が設けられている。これら第２群用乃至第４群用ステッピングモータ１１１〜１１３には、それぞれスクリュー軸１１４が光軸Ｐに対して並設されている。このスクリュー軸１１４には、摺動用ナット部材１１５が螺合している。この摺動用ナット部材１１５には、上記連結部材１１０が連結されている。

従って、第２群用乃至第４群用ステッピングモータ１１１〜１１３が駆動すると、それぞれスクリュー軸１１４が回転することにより、摺動用ナット部材１１５がスクリュー軸１１４上で光軸Ｐと平行方向に摺動する。この摺動用ナット部材１１５の摺動は、連結部材１１０を介して摺動部材１０９ａに伝達されるので、第２乃至第４のレンズ群１０２〜１０４は、それぞれ各摺動部材１０９ａ、１０９ｂを介して各つり軸１０６ａ、１０６ｂに沿って移動する。

絞り機構１２０が第２と第３のレンズ群１０２、１０３の間に設けられている。この絞り機構１２０は、各つり軸１０６ａ、１０６ｂに対して支持する支持部材１２０ａに固定されている。この絞り機構１２０には、絞り駆動部としての絞り用ステッピングモータ１２１が設けられている。この絞り用ステッピングモータ１２１は、絞り機構１２０を駆動して開口量（絞り値）、シャッタの開放時間（シャッタ速度値）を可変する。

第２群用乃至第４群用ステッピングモータ１１１〜１１３及び絞り用ステッピングモータ１２１は、ドライバ１２２を介してレンズＣＰＵ１３０に接続されている。
このレンズＣＰＵ１３０は、カメラＣＰＵ１２からのコマンドを受けると、このコマンドに応じたフォーカス処理などを行うために例えばフォーカス制御信号ＦＳと絞り制御信号ＷＳとをそれぞれドライバ１２２に送出して第２群用乃至第４群用ステッピングモータ１１１〜１１３及び絞り用ステッピングモータ１２１をそれぞれ駆動し、第２乃至第４のレンズ群１０２〜１０４を合焦する各レンズ位置に制御し、かつ絞り機構１２０の開口量（絞り値）、開放時間を制御する。
このレンズＣＰＵ１３０は、ＲＡＭ等のメモリを備え、このＲＡＭに第３のレンズ群１０３の現在位置（位置パルス：pls)や、絞り機構１２０の現在の開口量を記憶している。

なお、フォーカス制御信号ＦＳは、第３のレンズ群１０３のレンズ位置の情報や、当該第３のレンズ群１０３を移動するときのレンズ速度を含む。絞り制御信号ＷＳは、絞り機構１２０の開口量（絞り値）及びシャッタの開放時間などの情報を含む。又、フォーカス制御信号ＦＳは、第２群用乃至第４群用ステッピングモータ１１１〜１１３の各フォーカス制御信号を含む。

図３はフォーカス位置が無限（Far）の場合における第２乃至第４のレンズ群１０２〜１０４の各レンズ位置を示し、図４はフォーカス位置が至近（Near）の場合における第２乃至第４のレンズ群１０２〜１０４の各レンズ位置を示す。フォーカス位置が無限の場合には、第２及び第３のレンズ群１０２、１０３の各レンズ位置が絞り機構１２０に遠ざかるように各レンズ位置が制御され、一方、フォーカス位置が至近の場合には、第２及び第３のレンズ群１０２、１０３の各レンズ位置が絞り機構１２０から近付くように各レンズ位置が制御される。

このレンズＣＰＵ１３０は、フォーカス処理などを行うために、コマンド処理部１３１と、フォーカス制御部１３２と、タイミング信号生成部１３３と、絞り制御部１３４との各機能を有し、かつフォーカス位置と絞り位置データとの関係を示すフォーカス・絞り情報を記憶するフォーカス・絞り記憶部１３５が設けられている。

コマンド処理部１３１は、カメラＣＰＵ１２からのコマンドを受け、このコマンドを処理しやすいコマンド信号に処理する。カメラＣＰＵ１２から送信される制御信号は、第２、第３のレンズ群１０２、１０３の駆動方向や駆動速度（レンズ速度）、駆動量を示すフォーカス制御のコマンドや、絞り制御指示、同期信号等を含む。
フォーカス制御部１３２は、コマンド処理部１３１からのコマンド信号に応じたフォーカス処理などを行うためのフォーカス制御信号ＦＳをドライバ１２２に送出する。このフォーカス制御信号ＦＳは、ドライバ１２２を介して第２、第３のレンズ群１０２、１０３を駆動するための駆動パルスから成る。この駆動パルスは、図５に示すようにカメラＣＰＵ１２からのコマンドにより指示される第３のレンズ群１０３のレンズ速度に比例するパルス幅を有する。例えば、この駆動パルスは、第２、第３のレンズ群１０２、１０３のレンズ速度が速くなると、パルス幅が広くなり、レンズ速度が遅くなると、パルス幅が狭くなる。なお、第２、第３のレンズ群１０２、１０３は連動して制御されるので、以後、まとめて第３のレンズ群１０３に関連する動作として説明する。

タイミング信号生成部１３３は、フォーカス制御部１３２から送出されるフォーカス制御信号ＦＳの駆動パルスからタイミング信号を生成する。このタイミング信号は、図５に示すように第３のレンズ群１０３のレンズ速度に応じた間隔でハイレベルとなる信号、すなわちフォーカス制御信号ＦＳの駆動パルスのパルス幅に応じた間隔でハイレベルとなる信号を含む。

絞り制御部１３４は、図５に示すようにタイミング信号生成部１３３により生成されたタイミング信号のハイレベルの発生時にフォーカス・絞り記憶部１３５に記憶されているフォーカス・絞り情報を読み出した情報に基づき絞り制御信号ＷＳをドライバ１２２に送出する。
図６は第３のレンズ群１０３の無限と至近との間のレンズ位置（第３のステッピングモータ１１２の位置）に対する絞り機構１２０の開口量（絞り値）（AV_trc_pls）との関係を示す。第３のレンズ群１０３のレンズ位置は、第３群用ステッピングモータ１１２の位置パルス（pls）により示す。絞り機構１２０の開口量（絞り値）は、第３のレンズ群１０３の無限のレンズ位置において最も小さく、至近のレンズ位置に向かって次第に大きくなり、至近のレンズ位置で最大値となる。

図７はフォーカス・絞り記憶部１３５に記憶されているフォーカス・絞り情報の模式図を示す。このフォーカス・絞り情報は、フォーカスレンズ群の駆動情報として無限と至近との間の光学距離に対する第３のレンズ群１０３を駆動する第３群用ステッピングモータ１１２の位置パルス（pls）と、絞り機構１２０の駆動情報として当該絞り機構１２０の開口量（絞り値）（AV_trc_pls）との関係を示す。この関係は、図６に示す第３のレンズ群１０３の無限と至近との間のレンズ位置（第３群用ステッピングモータ１１２の位置）に対する絞り機構１２０の開口量（絞り値）との関係に従っている。
このフォーカス・絞り情報において絞り機構１２０の開口量（絞り値）は、絞り機構１２０の開口量を可変するときの最小の可変量、すなわち絞り用ステッピングモータ１２１を駆動することが可能な最小のパルス数、例えば１パルスで記憶している。
又、フォーカス・絞り情報は、交換レンズ１００にズーム光学系が設けられていれば、当該ズーム光学系によるズーム位置毎に、図７に示す第３群用ステッピングモータ１１２の位置に対する絞り機構１２０の開口量（絞り値）との関係のデータがフォーカス・絞り記憶部１３５に記憶される。
なお、ここでは第３のレンズ群のパルスに対しタイミング信号の生成を行なっているが、第２のレンズ群のパルスに対し制御を行なってもよい。すなわち、無限から至近まで駆動するレンズ群であればどれでもよい。

本装置として上記絞り制御部１３４は、第３群用ステッピングモータ１１２により移動される第３のレンズ群１０３のレンズ位置に応じて絞り機構１２０を制御して当該絞り機構１２０の開口量を設定する。
絞り制御部１３４は、フォーカス・絞り記憶部１３５に記憶されているフォーカス・絞り情報に基づいて第３のレンズ群１０３のレンズ位置に応じて絞り機構１２０を制御して当該絞り機構１２０の開口量を設定する。この絞り機構１２０の開口量の設定は、絞り機構１２０の開口量を可変するときの最小の可変量、すなわち絞り用ステッピングモータ１２１を駆動するパルス数、例えば１パルス単位で行われる。

具体的に、タイミング信号生成部１３３は、フォーカス・絞り記憶部１３５に記憶されている上記図７に示すフォーカス・絞り情報である第３のレンズ群１０３を駆動する第３群用ステッピングモータ１１２の位置パルスとこの位置パルスに対応する目標の絞り機構１２０の開口量のデータを参照する。そして、タイミング信号生成部１３３は、第３群用ステッピングモータ１１２の位置パルスを監視し、上記図７のデータに設定された位置パルスに一致するとタイミング信号を生成する。
絞り制御部１３４は、このタイミング信号を入力すると、上記図７のデータに設定された第３群用ステッピングモータ１１２の位置パルスに対応する絞り機構１２０の開口量に基づいて絞り機構１２０の開口を制御するための絞り制御信号ＷＳを作成する。
このとき、絞り制御部１３４は、絞り用ステッピングモータ１２１により絞り機構１２０の開口量を変化させる速度を、第３のレンズ群１０３の移動速度に比例する速度に設定する。

次に、上記の如く構成された装置の動作について図８に示すカメラ本体電源オン（ＯＮ）のフローチャートに従って説明する。
カメラＣＰＵ１２は、ステップＳ１０１において、カメラ本体１０に対して交換レンズ１００が装着されているか否かを判定する。この判定は、例えばカメラ本体１０と交換レンズ１００との間の機械的な接続を確認することにより行われる。なお、この判定は、次のカメラＣＰＵ１２と交換レンズ１００のレンズＣＰＵ１３０との間の通信で行ってもよい。

この判定の結果、カメラ本体１０に交換レンズ１００が装着されていれば、カメラＣＰＵ１２は、ステップＳ１０２において、交換レンズ１００のレンズＣＰＵ１３０との間の通信を行って第１乃至第５のレンズ群１０１〜１０５の各レンズ位置の初期化等を行い、ステップＳ１０３において、被写体のスルー画像の表示をディスプレイに開示する。
このスルー画像の表示では、カメラＣＰＵ１２は、交換レンズ１００のレンズＣＰＵ１３０との間で通信を行い、絞り機構１２０を開放し、撮像素子１１により撮像を開始させ、この撮像素子１１の撮像により取得された１フレーム毎の各画像データを順次記憶し、この記憶した画像データに対してライブビュー表示用の画像処理を施してディスプレイに表示する。この画像データの表示動作を繰り返すことによってディスプレイには、被写体のスルー画像が表示される。

カメラＣＰＵ１２は、ステップＳ１０４において、カメラ本体１０から交換レンズ１００が取り外されたか否かを判定し、交換レンズ１００が取り外されると、ステップＳ１０１に戻る。
カメラＣＰＵ１２は、ステップＳ１０５において、カメラ本体の電源がオフ（ＯＦＦ）になったか否かを判定する。この判定の結果、電源がオフでなければ、カメラＣＰＵ１２は、ステップＳ１０６において、動画モード中であるか否かを判定する。この判定の結果、動画モード中でなければ、カメラＣＰＵ１２は、静止画モードであるとし、ステップＳ１０７において、レリーズボタンが半押し（１ｓｔ：ＯＮ）されたか否かを判定し、レリーズボタンが半押しされると、ステップＳ１０８において、被写体に対するＡＦ処理を行う。そして、カメラＣＰＵ１２は、ステップＳ１０９において、レリーズボタンの半押しが解除（ＯＦＦ）されたか否かを判定し、解除されていなければ、ステップＳ１１０において、レリーズボタンが全押し（２ｎｄ：ＯＮ）されたか否かを判定する。この判定の結果、レリーズボタンが全押しされると、カメラＣＰＵ１２は、ステップＳ１１１において、撮影処理として、撮像素子１１から出力された電気信号を画像処理して静止画の画像データを取得し、ステップＳ１１２において、当該画像データを記憶する。

一方、カメラＣＰＵ１２は、上記ステップＳ１０６において、動画モード中であると判定すると、ステップＳ１１４において、動画録画ボタンがオンされたか否かを判定する。この判定の結果、動画録画ボタンがオンされると、カメラＣＰＵ１２は、ステップＳ１１５において、被写体に対するＡＦ処理を行い、次のステップＳ１１６において、被写体に対するＡＥ処理を行い、ステップＳ１１７において、撮像素子１１から出力された電気信号を画像処理して動画の画像データを取得し、ステップＳ１１８において、当該動画の画像データを記憶する。
カメラＣＰＵ１２は、ステップＳ１１９において、動画録画ボタンがオフされたか否かを判定し、オフされなければ、ステップＳ１１５に戻って動画モードを継続する。

次に、上記装置の動作のうちレンズ通信開始（ステップＳ１０２）時のレンズＣＰＵ１３０の動作について図９に示すレンズ通信開始フローチャートに従って説明する。
レンズＣＰＵ１３０は、ステップＳ２０１において、第１乃至第５のレンズ群１０１〜１０５の各レンズ位置の初期化を行い、ステップＳ２０２において、待機状態になる。初期化の際に、レンズＣＰＵ１３０は、フォーカス・絞り記憶部１３５に記憶されている上記図７に示すフォーカス・絞り情報である第３のレンズ群１０３を駆動する第３群用ステッピングモータ１１２の位置パルスとこの位置パルスに対応する目標の絞り機構１２０の開口量のデータを読み出して不図示のＲＡＭ等に記憶させてもよい。
レンズＣＰＵ１３０は、ステップＳ２０３において、カメラＣＰＵ１２からＡＦ制御指示が有るか否かを判定する。この判定の結果、ＡＦ制御指示が有れば、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ２０４において、ＡＦ状態に遷移する。そして、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ２０５において、フォーカス駆動処理、すなわち第３のレンズ群１０３によりＡＦを行うためのフォーカス制御信号ＦＳを、ドライバ１２２を通して第２群用乃至第４群用ステッピングモータ１１１〜１１３に送出する。

レンズＣＰＵ１３０は、ステップＳ２０６において、絞り機構１２０に対する絞りの制御指示が有るか否かを判定する。この判定の結果、絞りの制御指示が有れば、絞り制御部１３４は、ステップＳ２０７において、絞り機構１２０の絞り目標位置を設定し、ステップＳ２０８において、絞り機構１２０の絞り目標速度を設定する。そして、絞り制御部１３４は、ステップＳ２０９において、これら絞り目標位置及び絞り目標速度に従って絞り機構１２０を駆動するための絞り制御信号ＷＳを、ドライバ１２２を通して絞り用ステッピングモータ１２１に送出し、絞り用ステッピングモータ１２１を駆動する。

ここで、絞りの制御指示による絞り制御と、ステップＳ２０５のフォーカス駆動処理の中で実行される絞り制御とは異なる制御を行うので、その点について説明する。後述するように、ステップＳ２０５のフォーカス駆動処理の中で実行される絞り制御において、絞り制御部１３４は、タイミング信号生成部１３３により生成されたタイミング信号に従ってフォーカス・絞り記憶部１３５に記憶されているフォーカス・絞り関係データ（図７）に基づいて絞り機構１２０の開口量を制御する。

一方、絞り制御指示による絞り制御は、タイミング信号に従って絞り制御を行うことはしない。カメラＣＰＵ１２から絞り制御指示があった場合は、最優先で応答するためにタイミング信号に関係なくカメラＣＰＵ１２の指示に従って絞りを駆動制御する。

また、カメラＣＰＵ１２から絞り制御指示により指示された絞り目標位置とフォーカス・絞り関係データ（図７）により算出される絞り目標位置とは別個に管理される。絞り制御指示により実行される絞り制御の絞り目標位置は、「絞りの目標位置＝カメラＣＰＵ１２から指示された絞りの目標位置＋フォーカス・絞り関係データより算出される目標位置」で示される。
カメラＣＰＵ１２からの目標位置は無限Ｆｎｏ．基準で指示され、フォーカス・絞り関係データ（図７）より算出される目標位置は、有効Ｆｎｏ．算出のための無限Ｆｎｏ．の開放位置を基準とした差分値だからである。

レンズＣＰＵ１３０は、ステップＳ２１２において、カメラＣＰＵ１２から通信終了の指示が有るか否かを判定し、同指示がなければ、ステップＳ２０２に戻り、上記ステップＳ２０２〜２１１を繰り返す。
カメラＣＰＵ１２から通信終了の指示が有ると、レンズＣＰＵ１３０は、ステップＳ２１３において、レンズ通信を終了する。

一方、レンズＣＰＵ１３０は、上記ステップＳ２０３において、カメラＣＰＵ１２からＡＦ制御指示がなければ、ステップＳ２１４において、マニュアルフォーカス（ＭＦ）の開始指示が有るか否かを判定する。この判定の結果、ＭＦ開始指示が有れば、レンズＣＰＵ１３０は、ステップＳ２１５において、ＭＦ状態に遷移し、ステップＳ２１６において、キョリ環（フォーカスリング）が回転されたか否かを判定し、このフォーカスリングが回転されると判定されると、上記ステップＳ２０５に移ってフォーカス駆動処理を行う。

フォーカスリングが回転されていないと判定されると、レンズＣＰＵ１３０は、ステップＳ２１７において、ＭＦ終了指示が有るか否かを判定し、この判定の結果、ＭＦ終了指示が有れば、ステップＳ２１８において、フォーカスレンズである第２乃至第４のレンズ群１０２〜１０４がフォーカスリングの回転に応動して駆動しているか否かを判定する。この判定の結果、第２乃至第４のレンズ群１０２〜１０４が駆動していれば、レンズＣＰＵ１３０は、ステップＳ２１９において、第２群用乃至第４群用ステッピングモータ１１１〜１１３の駆動を停止する。

次に、上記装置の動作のうちフォーカス駆動処理（ステップＳ２０５）の動作について図１０に示すフォーカス処理フローチャートに従って説明する。
フォーカス制御部１３２は、ステップＳ３０１において、第２乃至第４のレンズ群１０２〜１０４の各レンズ位置の目標位置を設定し、ステップＳ３０２において、第２乃至第４のレンズ群１０２〜１０４の駆動速度を設定し、ステップＳ３０３において、フォーカス制御信号ＦＳを、ドライバ１２２を通して第２群用乃至第４群用ステッピングモータ１１１〜１１３に送出し、第２乃至第４のレンズ群１０２〜１０４の駆動を開始する。
タイミング信号生成部１３３は、ステップＳ３０４において、フォーカス制御部１３２から送出されるフォーカス制御信号ＦＳの駆動パルスから図５に示すようなタイミング信号を生成する。すなわち、第３のレンズ群１０３のレンズ速度に応じた間隔でハイレベルとなり、フォーカス制御信号ＦＳの駆動パルスのパルス幅に応じた間隔でハイレベルとなるタイミング信号を生成する。タイミング信号の生成方法については、図１１のタイミング信号生成の処理にて詳細に説明する。

フォーカス制御部１３２は、ステップＳ３０５において、タイミング信号生成部１３３によりタイミング信号が生成されたか否かを判定する。そして、この判定の結果、タイミング信号が生成されると、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ３０６において、第３群用ステッピングモータ１１２の現在位置を取得する。

絞り制御部１３４は、ステップＳ３０７において、第３群用ステッピングモータ１１２の現在位置に対応する絞り機構１２０の開口量を、フォーカス・絞り記憶部１３５より読み出した上記図７に示す第３群用ステッピングモータの位置と絞り機構の開口量のデータの中から検索する。
絞り制御部１３４は、ステップＳ３０８において、絞り機構１２０の現在の開口量と、フォーカス・絞り記憶部１３５より読み出した図７のデータの中から検索された絞り機構１２０の開口量とを比較し、絞り機構１２０の現在の開口量と検索された開口量とが異なるか否かを判定する。

この判定の結果、絞り機構１２０の現在の開口量と検索された開口量とが異なっていれば、絞り制御部１３４は、ステップＳ３０９において、フォーカス・絞り記憶部１３５より読み出された図７のデータから検索された絞り機構１２０の開口量を目標位置として駆動するための絞り制御信号ＷＳを、ドライバ１２２を通して絞り用ステッピングモータ１２１に送出し、絞り用ステッピングモータ１２１の駆動を開始する。

フォーカス制御部１３２は、ステップＳ３１０において、第２乃至第４のステッピングモータ１１１〜１１３が駆動中であるか否かを判定し、駆動中であれば、上記ステップＳ３０５に戻り、駆動中でなければ、ステップＳ３１１において、フォーカス駆動処理を終了処理する。

次に、上記装置の動作のうちタイミング信号生成の処理（ステップＳ３０４）の動作について図１１に示すタイミング信号生成フローチャートに従って説明する。
タイミング信号生成部１３３は、ステップＳ４０１において、フォーカス制御部１３２から出力されるフォーカス制御信号ＦＳから第３群用ステッピングモータ１１２に送られるフォーカス制御信号を読み取り、このフォーカス制御信号の駆動パルス数をカウントとする。

タイミング信号生成部１３３は、ステップＳ４０２において、駆動パルス数のカウント値が予め設定されたカウント値に到達したか否かを判定する。この予め設定されたカウント値は、フォーカス・絞り記憶部１３５より読み出した上記図７に示す第３群用ステッピングモータ１１２の位置と絞り機構１２０の開口量のデータにおける、第３群用ステッピングモータ１１２の位置に対応する。この判定の結果、駆動パルス数のカウント値がこの予め設定されたカウント値に到達すると、タイミング信号生成部１３３は、ステップＳ４０３において、タイミング信号を生成し、ステップＳ４０４において、駆動パルス数のカウント値をクリアする。
タイミング信号生成部１３３は、ステップＳ４０５において、第３群用ステッピングモータ１１２が駆動中であるか否かを判定し、駆動中であれば、ステップＳ４０１に戻る。

このように上記一実施の形態によれば、無限と至近との間の光学距離に対する第３のレンズ群１０３を駆動する第３群用ステッピングモータ１１２の位置パルス（pls）と、絞り機構１２０の開口量との関係を示すフォーカス・絞り情報をフォーカス・絞り記憶部１３５に記憶し、絞り制御部１３４によってフォーカス制御信号ＦＳに基づいて生成されるタイミング信号に従ってフォーカス・絞り記憶部１３５に記憶されているフォーカス・絞り情報を読み出し、このフォーカス・絞り情報に基づく絞り制御信号ＷＳを送出し、絞り機構１２０の開口量を制御する、換言すれば、第３のレンズ群１０３を駆動する第３群用ステッピングモータ１１２の位置に追従して絞り機構１２０の開口量を制御するので、カム機構を採用せずに、電気的にフォーカスレンズ群の位置に連動して絞り開口を制御でき、かつ広いスペースを必要としない小型化の光学機器である交換レンズ１００を実現できる。

絞り機構１２０の開口量の制御は、絞り機構１２０の開口量を可変するときの最小の可変量、すなわち絞り用ステッピングモータ１２１を駆動するパルス数、例えば１パルス単位で行われるので、絞り機構１２０が動いたときの駆動音を小さくすることができると共に、絞り機構１２０の開口量の制御を精度高くできる。

レンズＣＰＵ１３０内のＲＡＭ等に記憶されている第３のレンズ群１０３の現在位置（位置パルス：pls)と、絞り機構１２０の現在の開口量と、フォーカス・絞り記憶部１３５に記憶されている目標の絞り機構１２０の開口量とを読み出し、絞り機構１２０の現在の開口量が目標の絞り機構１２０の開口量と相違すると、この相違する開口量に基づいて絞り制御信号ＷＳを作成するので、絞り機構１２０の動きを少なくして駆動音を小さくできる。

なお、上記一実施の形態では、第３のレンズ群１０３を駆動するためのフォーカス制御信号ＦＳに基づいて生成されるタイミング信号に従ってフォーカス・絞り記憶部１３５に記憶されているフォーカス・絞り情報を読み出し、このフォーカス・絞り情報に基づく絞り制御信号ＷＳにより絞り機構１２０の開口量を制御しているが、これに限らず、交換レンズ１００にズームレンズ系が設けられている場合、例えば、フォーカス制御信号ＦＳに基づいて生成されるタイミング信号に従ってズームレンズ系のズーム倍率等のズーム情報を読み出し、このズーム情報に基づくズーム制御信号を作成してズームレンズ系を制御するようにしてもよい。

１０：カメラ本体、１１：撮像素子、１２：カメラＣＰＵ、１００：交換レンズ部、１０１〜１０５：第１乃至第５のレンズ群、１０６ａ，１０６ｂ：つり軸、１０７：固定部材、１０８：可動機構、１０９ａ，１０９ｂ：摺動部材、１１０：連結部材、１１１〜１１３：第２群用乃至第４群用ステッピングモータ、１１４：スクリュー軸、１１５：摺動用ナット部材、１２０：絞り機構１２０ａ：支持部材、１２１：絞り用ステッピングモータ、１２２：ドライバ、１３０：レンズＣＰＵ、１３１：コマンド処理部、１３２：フォーカス制御部、１３３：タイミング信号生成部、１３４：絞り制御部、１３５：フォーカス・絞り記憶部。

Claims

フォーカスレンズ群を含む光学系と、
前記光学系を通過する光束を制限する絞り部と、
前記フォーカスレンズ群を光軸方向に移動させるフォーカスレンズ駆動部と、
前記絞り部の開口量を制御する絞り駆動部と、
前記フォーカスレンズ駆動部により移動される前記フォーカスレンズ群の位置に応じて前記絞り駆動部を制御して前記絞り部の開口量を設定する絞り制御部と、
を具備することを特徴とする光学機器。
前記フォーカスレンズ群の位置と前記絞り部の開口量との関係を示すフォーカス・絞り情報を記憶する記憶部を有し、
前記絞り制御部は、前記記憶部に記憶されている前記フォーカス・絞り情報に基づいて前記フォーカスレンズ群の位置に応じて前記絞り部の開口量を設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
前記記憶部は、前記絞り部の開口量を可変するときの最小の可変量で当該絞り部の開口量を記憶すると共に、当該絞り部の開口量に対応して前記フォーカスレンズ群の位置を記憶し、
前記絞り制御部は、前記記憶部に記憶されている前記フォーカス・絞り情報から前記フォーカスレンズ群の位置に応じて前記絞り部の開口量を設定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の光学機器。
前記絞り駆動部は、ステッピングモータを含み、
前記記憶部は、前記絞り部の前記最小の可変量を前記ステッピングモータを駆動するパルス数を記憶する、
ことを特徴とする請求項３に記載の光学機器。
前記記憶部は、前記フォーカス・絞り情報として無限と至近との間の光学距離に対する前記フォーカスレンズ群の駆動情報と前記絞り部の駆動情報とを記憶し、
これら駆動情報は、前記フォーカスレンズ群の位置に応じた前記絞り部の開口量の関係を有し、
前記絞り部の駆動情報は、前記ステッピングモータを駆動する１パルス単位で記憶する、
ことを特徴とする請求項４に記載の光学機器。
前記光学系は、ズーム光学系を含み、
前記フォーカス・絞り情報は、前記ズーム光学系によるズーム位置毎に前記記憶部に記憶される、
ことを特徴とする請求項２に記載の光学機器。
前記制御部は、前記絞り駆動部により前記絞り部の開口量を変化させる速度を、前記フォーカスレンズ群の移動速度に比例する速度に設定することを特徴とする請求項２に記載の光学機器。
前記絞り制御部は、外部からのコマンド信号に含まれる垂直同期信号に基づくタイミング信号に従って前記記憶部に記憶されている前記フォーカス・絞り情報を読み出し、このフォーカス・絞り情報に基づいて前記フォーカスレンズ群の位置に応じて前記絞り部の開口量を設定することを特徴とする請求項２に記載の光学機器。
前記絞り制御部は、前記タイミング信号に従って前記第３のレンズ群の現在位置と、前記絞り機構の現在の開口量と、前記記憶部に記憶されている前記フォーカス・絞り情報から前記第３のレンズ群の位置情報に対応する前記絞り部の目標開口量とを読み出し、前記絞り部の現在の開口量が前記絞り部の目標開口量と相違すると、当該相違する開口量に基づいて前記絞り部を前記目標開口量に制御することを特徴とする請求項８に記載の光学機器。
請求項１乃至９に記載の光学機器において、カメラ本体に着脱自在に交換可能な交換レンズを含むことを特徴とする光学機器。