JP2015194578A - 光学機器、補正方法および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度にフォーカスレンズでズームピント補正を行うこと
【解決手段】交換レンズ１０は、カム軌跡とフォトインターラプタ１１６の出力が切り替わるＡ点でのステッピングモータ１１１の励磁相の値を記憶する不揮発性メモリ１２１と、レンズマイコン１２０を有する。設計無限カムに対する個別無限カムの補正値である第１補正値と、現在のフォトインターラプタの出力が切り替わるＢ点でステッピングモータの励磁相の値と記憶された励磁相の値との差である第２補正値と、に基づいてパルスカウンタ１１７の出力から得られるフォーカスレンズ１０５の位置を補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学機器、補正方法および制御方法に関する。

レンズを駆動するステッピングモータ（ＳＴＭ）とリードスクリューとリセットセンサを使用し、リセットセンサが検出する基準位置からのＳＴＭの駆動パルス数をカウントすることによってレンズの位置制御を行う方法は知られている。この場合、温度変化や経年変化により、リセットセンサの位置がずれると基準位置の検出に誤差が生じるため、特許文献１は、リセットセンサの出力の切り替わり点でのＳＴＭの励磁相を不揮発性メモリに予め記憶することを提案している。例えば、製品の出荷時に励磁相を記憶し、次にユーザがレンズを使用する際に、再度リセットセンサの出力の切り替わり点でのＳＴＭの励磁相を読み出し、出荷時の励磁相とズレていれば、温度変化や経年変化によるズレとしてズレ分を補正する。

特許第３３８４１３３号公報

しかしながら、ズーム操作によるピント変動を補正する（ズームピント補正を行う）リアフォーカスタイプの撮影光学系では、特許文献１のようなメカ的なズレを補正するだけでは不十分な場合があり、高精度なレンズ制御を行うことができないおそれがある。

本発明は、高精度にフォーカスレンズでズームピント補正を行うことが可能な光学機器、補正方法および制御方法を提供することを例示的な目的とする。

本発明の光学機器は、光軸方向に移動されて焦点調節を行うと共に変倍レンズによる変倍に伴う像面変動を補正するフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを移動させるステッピングモータと、前記フォーカスレンズの移動に応じて出力が切り替わる第１検出手段と、前記ステッピングモータの駆動パルス数をカウントするカウンタと、前記ステッピングモータの励磁相の値を検出する第２検出手段と、前記変倍レンズが移動することにより変更される焦点距離と被写体距離に応じた前記フォーカスレンズの位置を表す設計上のカム軌跡と、前記第１検出手段の前記出力の切り替わり点で前記第２検出手段が検出する前記励磁相の値である第１励磁相値を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記カム軌跡において、特定の被写体距離と特定の焦点距離において合焦状態となる設計上の前記フォーカスレンズの位置と、前記特定の被写体距離と前記特定の焦点距離において合焦状態となる前記カウンタの出力に基づく前記フォーカスレンズの位置との差である第１補正値と、前記第１検出手段の前記出力の切り替わり点で前記第２検出手段が検出する前記励磁相の値である第２励磁相値と、前記記憶手段に記憶されている前記第１励磁相値との差である第２補正値と、に基づいて、前記第１検出手段と前記カウンタの出力から得られる前記フォーカスレンズの位置を示す情報を補正する補正手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、高精度にフォーカスレンズでズームピント補正を行うことが可能な光学機器を提供することが可能な光学機器、補正方法および制御方法を提供することができる。

本実施形態の撮像システムのブロック図である。 図１に示すフォーカスレンズ駆動部による駆動例を示すブロック図である。 工場調整時と通常時のリセットセンサ出力と、ＳＴＭ励磁相、カウンタの対応図である。 カム軌跡の一例を示すグラフである。 カム軌跡のズーム位置とフォーカスレンズ位置の補正図である。 カム調整を説明するための図である。 工場調整と通常動作のフローチャートである。

図１は、本実施形態のレンズ交換式カメラシステム（撮像システム）のブロック図である。レンズ交換式カメラシステムは、交換レンズ１０とカメラ本体２０から構成され、交換レンズ１０はカメラ本体２０に着脱可能に構成されている。カメラ本体２０は、一眼レフカメラであるが、ミラーレスカメラにも適用することができる。また、本発明はレンズ一体型の撮像装置にも適用可能である。

交換レンズ１０は、撮影光学系、ズームレンズ位置検出部１０７、絞り駆動部１０８、フォーカスレンズ駆動部１１０、レンズマイコン１２０、環境センサ１３０を有する。

撮影光学系は、被写体の光学像を形成し、固定の第１レンズ１０１、ズームレンズ（変倍レンズ）１０２、絞り１０３、ＮＤフィルタ１０４、フォーカスレンズ１０５、固定の第４レンズ１０６を有する。

ズームレンズ１０２は、一点鎖線で示す光軸方向に移動されて焦点距離を変更する。ズームレンズ１０２は、ユーザが操作する不図示の操作部によって駆動される。本実施形態の撮影光学系は、ズーム操作によるピント変動を補正する（ズームピント補正を行う）リアフォーカスタイプの撮影光学系である。レンズマイコン１２０は、設計値の被写体距離からのズレ量を測定し、調整値として保持し、調整する。

絞り１０３は、カメラ本体２０の撮像素子１５４に入射する光量を調整し、絞り駆動部１０８によって駆動される虹彩絞りである。

ＮＤフィルタ１０４は光量を低下させる。ＮＤフィルタ１０４は、ユーザが操作する不図示の切替手段によって、自由に光軸上に出し入れ可能に構成されている。ＮＤフィルタ１０４が挿入されているのか外されているのかは、フォトインターラプタから構成される不図示のＮＤ検出手段により検出される。ＮＤフィルタ１０４が光軸に挿入されると、フォトインターラプタの光路が遮られることによって電気信号に変化が生じ、レンズマイコン１２０は、ＮＤフィルタ１０４の挿入を検出することができる。また、複数の種類のＮＤフィルタをターレットで選択的に光路に挿入する構成や、カラーフィルタなど他の光学部材も選択できるような構成にしてもよい。

フォーカスレンズ１０５は、光軸方向に移動されて焦点調節を行う。また、フォーカスレンズ１０５は、ズームレンズ１０２によるズーム（変倍）に伴う像面変動を補正する。フォーカスレンズ１０５は、フォーカスレンズ駆動部１１０によって駆動される。

ズームレンズ位置検出部１０７は、可変抵抗などのセンサから構成され、ズームレンズ１０２の位置を検出する。ズームレンズ位置検出部１０７による検出結果はレンズマイコン１２０に送られる。

絞り駆動部１０８は、絞り１０３の不図示の絞り羽根を駆動して開口を調整する。絞り駆動部１０８としては、ステッピングモータやＶＣＭなどを用いることができる。絞り駆動部１０８と、コイルに流れる電流を感知するホールセンサーや端位置を検知するセンサを用いて絞り位置を検知する検出手段を用いて絞り１０３の制御を行うことができる。

フォーカスレンズ駆動部１１０は、焦点調節のためにフォーカスレンズ１０５を光軸方向に移動する駆動手段であり、ステッピングモータ（ＳＴＭ）などから構成される。

レンズマイコン１２０は、交換レンズ１０の各部を制御し、カメラ本体２０のカメラマイコン１５９と通信するレンズ制御手段であり、マイクロコンピュータから構成される。環境センサ１３０は、温度、湿度、製造年月日からの経過時間などに関する情報である、交換レンズ１０の環境情報を取得する環境情報取得手段であり、温度計、湿度計、時計などを含む。

カメラ本体２０は、ペンタプリズム１５１、ファインダー１５２、主ミラー１５３、撮像素子１５４、信号処理部１５５、記録処理部１５６、デフォーカス検出部１５７、コントラスト信号生成部１５８、カメラマイコン１５９を有する。

ペンタプリズム１５１は主ミラー１５３によって反射された被写体像を逆転し、ファインダー１５２は撮影者に被写体像を観察することを可能にする。

主ミラー１５３はハーフミラーとして構成され、不図示のサブミラーと共に光軸上に挿入および光軸から退避されるように移動される。図１は、主ミラー１５３が光軸上に配置されている状態を示している。光軸上に配置された主ミラー１５３は、光束の一部をファインダー光学系（ペンタプリズム１５１、ファインダー１５２）に反射し、残りを透過する。サブミラーは透過された光束をデフォーカス検出部１５７に反射する。デフォーカス検出部１５７は、ＴＴＬ位相差検出素子などで構成され、位相差ＡＦ方式によって焦点検出を行う。位相差ＡＦは、一対の被写体像の像信号の位相差を検出することによって焦点検出をする方式である。主ミラー１５３とサブミラーが光軸から退避されると、撮影光束は撮像素子１５４に到達される。

撮像素子１５４は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等から構成され、撮影光学系が形成した被写体の光学像を光電変換する。信号処理部１５５は、撮像素子１５４からのアナログ信号をデジタル信号に変換し、色補正、ホワイトバランス、ＪＰＥＧ圧縮などの各種の処理を施す。記録処理部１５６は、撮影画像を不図示の記憶媒体に記憶する。

コントラスト信号生成部１５８は、信号処理部１５５からの輝度信号の複数の特定領域分をハイパスフィルタによって摘出した高周波成分の量を積分した一以上の高周波信号積分値を利用することによってコントラスト信号を生成する。

カメラマイコン１５９は、カメラ本体２０の各部を制御すると共に、レンズマイコン１２０と通信し、各週の情報を送受信すると共に制御信号を送信するカメラ制御手段であり、マイクロコンピュータなどにより構成される。

例えば、カメラマイコン１５９は、レンズマイコン１２０にレンズ制御データ（フォーカス駆動命令（駆動パルス）、光学情報取得命令、絞り命令、等）を送信する。また、カメラマイコン１５９は、レンズマイコン１２０からレンズの各種情報を受信し、自動露出や自動調光および自動焦点調節（ＡＦ）に用いる。レンズの各種情報は、レンズ位置、敏感度、焦点距離、撮影距離、被写体距離、像距離、ベストピント補正値、開放Ｆ値、最小Ｆ値、射出瞳値、像高射出瞳値、補正値、１パルスあたりのレンズの繰り出し量等の光学情報を含む。

また、カメラマイコン１５９は、コントラスト方式の焦点検出（コントラストＡＦ）を行う。コントラストＡＦは、撮影光学系によって形成される焦点位置と撮像素子１５４の相対位置を変化させるスキャンを行いながら撮像素子１５４が形成した被写体像のコントラストのピーク位置を検出することによって焦点検出する方式である。

動作において、被写体からの光は、交換レンズ１０内の光学系を通り、カメラ本体２０内の主ミラー１５３にて一部の光が折り曲げられ、ペンタプリズム１５１で逆転され、ファインダー１５２に導かれて使用者が被写体像を観察することができる。また、主ミラー１５３を通過した残りの光は、不図示のサブミラーによってデフォーカス検出部１５７にてデフォーカス量が検出され、検出結果はカメラマイコン１５９に送られる。

主ミラー１５３が光路から退避すると、撮影光束は撮像素子１５４上で結像し、光電変換され、信号処理部１５５に送られ、信号処理が施され、記録処理部１５６への映像データ出力が行われる。記録処理部１５６に記憶された映像データは不図示の電子ファインダーに表示することができる。また、信号処理部１５５が生成したデジタル映像信号はコントラスト信号生成部１５８にも送られ、コントラスト信号生成部１５８によってコントラスト信号が生成され、カメラマイコン１５９に送られる。

なお、撮像素子に位相差を測定するための素子を設け、デフォーカス検出部１５７と撮像素子１５４を一体化してもよい。

レンズマイコン１２０は、カメラマイコン１５９から受信した制御データに基づいて交換レンズ１０の各部を制御する。

図２は、フォーカスレンズ駆動部１１０としてＳＴＭ１１１を使用した場合のブロック図である。ＳＴＭ１１１のリードスクリュー１１２には、ラック１１３を介してフォーカスレンズ１０５が固定されている。矢印方向は光軸方向であり、リードスクリュー１１２は光軸方向に延びている。

基準位置にはフォトインターラプタ（リセットセンサ）１１６が配置されている。フォトインターラプタ１１６は、発光素子と受光素子から構成され、その光路にフォーカスレンズ１０５のレンズ枠１１４に接続された遮光板１１５が挿入および退避可能に構成されている。遮光板１１５がフォトインターラプタ１１６の光路に挿入されると遮光され、フォトインターラプタ１１６からの出力はローレベルとなり、遮光されていない場合はハイレベルとなる。このように、フォトインターラプタ１１６は、フォーカスレンズ１０５の移動に応じて出力が切り替わる第１検出手段である。

フォーカスレンズ１０５はラック１１３を通してリードスクリュー１１２に接続され、リードスクリュー１１２が回転されるとラック１１３の伝達部を介して回転運動が水平動作へと変えられる。ラック１１３は、図２に示す無限端と至近端の間を移動することができる。回転運動はＳＴＭ１１１によって行われる。ＳＴＭ１１１の駆動パルス数をレンズマイコン１２０が数えることによってフォーカスレンズ位置を把握することができる。

リードスクリュー１１２のピッチ幅とパルスの関係より実際のフォーカスレンズ１０５の光軸方向の物理的な位置に変換することもできる。パルス数のカウント開始点が異なるとフォーカスレンズ１０５の検出精度が低下するため、最初にＳＴＭ１１１を駆動し、フォトインターラプタ１１６の信号の変化する場所まで移動させる。その点を原点（基準位置）とし、そこからＳＴＭ１１１の駆動パルス数を増減させることでフォトインターラプタ１１６を基準としたフォーカス位置を知ることができる。フォーカス位置はフォーカスパルスカウント（ＦＰＣ）とも呼ばれる。

１１７はＳＴＭ１１１の駆動パルス数をカウントするパルスカウンタ、１１８はＳＴＭ励磁相の値を検出するＳＴＭ励磁相検出部（第２検出手段）である。パルスカウンタ１１７とＳＴＭ励磁相検出部１１８はレンズマイコン１２０の一部であってもよい。１２１はＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリであり、図５に示す（設計上の）カム軌跡、第１励磁相値、第１補正値〜第３補正値などの必要な情報を記憶する記憶手段である。フォーカスレンズ１０５の位置は、フォトインターラプタ１１６とパルスカウンタ１１７の出力に基づいて決定される。

以下、図３を参照して、レンズマイコン１２０によるＳＴＭ励磁相を用いたリセット位置の補正について説明する。図３（ａ）は、工場調整時のフォトインターラプタ１１６の出力（リセットセンサ出力）と、ＳＴＭ励磁相検出部１１８の検出結果、パルスカウンタ１１７の検出結果の対応図である。図３（ａ）では、横軸にフォーカスレンズ位置、縦軸に上から順に、フォトインターラプタ１１６の出力変化、ＳＴＭ励磁相検出部１１８が検出したＳＴＭ励磁相の値、パルスカウンタ１１７が検出したフォーカス位置パルスの値をとっている。

遮光板１１５がＡ点でフォトインターラプタ１１６の光路を横切るとフォトインターラプタ１１６の出力がローからハイに変化する。ＳＴＭ１１１は１−２相で、ＳＴＭ１１１を一回転させるための励磁ポイントを複数に分割できるが、ここでは１回転に８個の励磁ポイントがあるマイクロステップを使用している。そのため、ＳＴＭの励磁相の値は１から８までの値を取る。

フォトインターラプタ１１６の出力の切り替わり点であるＡ点で、ＳＴＭ励磁相検出部１１８が検出するＳＴＭ励磁相の値（第１励磁相値）は５である。Ａ点を基準位置とするため、レンズマイコン１２０はフォーカス位置パルスをＡ点で０に設定し、この時のＳＴＭ励磁相の値（５）をレンズマイコン１２０のＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリ１２１に記憶する。この作業は、交換レンズの工場調整時に行うが、ユーザの指示で再記憶してもよい。

図３（ｂ）は、通常時のリセットセンサ出力と、ＳＴＭ励磁相、カウンタの対応図である。横軸にフォーカスレンズ位置、縦軸に上から順に、フォトインターラプタ１１６の出力、ＳＴＭ励磁相の値、補正前のフォーカス位置パルス、補正後のフォーカス位置パルスの値を取っている。ＳＴＭ励磁相の値はＳＴＭ励磁相検出部１１８から得られ、フォーカス位置パルスはパルスカウンタ１１７から得られる。

図３（ａ）と図３（ｂ）は、フォトインターラプタ１１６の出力変化点がＡ点からＢ点に変化している点が異なる。図３（ｂ）では、フォトインターラプタ１１６の出力の切り替わり点であるＢ点で、ＳＴＭ励磁相検出部１１８が検出するＳＴＭ励磁相の値（第２励磁相値）は７である。これは、フォトインターラプタ１１６の位置が温度変化や経年変化による機械的変化やフォトインターラプタ１１６の電気的変化に起因する。

また、ＳＴＭ励磁相の位置とフォーカスレンズ位置は、リードスクリュー１１２とラック１１３の係合が変化することで変化する場合がある。例えば、リードスクリュー１１２とラック１１３の係合トルクを上回るトルクが加わったり、レンズの落下等で外圧が加わったりする場合である。通常は、設計時にトルクの大きさ、レンズの落下に対して十分マージンを持った設計を行うことによってＳＴＭ励磁相の位置とフォーカスレンズ位置の対応が壊れないようにしている。

図３（ｂ）では、フォトインターラプタ１１６の出力変化点がＡ点からＢ点に変化したことによって、ＳＴＭ励磁相の値が工場調整時の５から７に変化し、レンズマイコン１２０はＢ点で「補正前フォーカス位置パルス」を０に設定する。

しかしながら、この位置は、本来のフォーカスレンズ位置から２パルス分ずれている。そこで、「補正前フォーカス位置パルス」からＳＴＭ励磁相の工場調整時の基準位置に対応する５と通常時の基準位置に対応する７の差分２（第２補正値）だけ減算することによって「補正後フォーカス位置パルス」を生成する。

工場調整時のＳＴＭ励磁相が８で通常時のＳＴＭ励磁相が１の場合には補正値は１になる。フォトインターラプタ１１６の出力がＳＴＭの一回転以上変化する場合は、どちらの方向にずれているのか、または一回転以上かどうかも判断できない。そのため、環境センサ１３０を用いて、ＳＴＭ１１１の一回転以上変化する場合にも対応する。

例えば、環境センサ１３０として温度計を設け、予め温度に対するＳＴＭ励磁相のズレの傾向の情報をとっておき、現在の温度を測定し、レンズマイコン１２０が、温度と位相ズレのデータより、どちらの方向にどのくらい位相がズレるかを推定する。これによって、ＳＴＭ１１１が一回転以上変化する場合にも対応することができる。このように、レンズマイコン１２０は、環境センサ１３０の検出結果と、環境情報の変化に応じて前記第２励磁相値が前記第１励磁相値からずれる方向の情報と、に基づいて、第２補正値を生成する。なお、湿度計を用いた場合も同様である。

リアフォーカスタイプの撮影光学系の場合、特定の被写体距離を維持するためには、ズーム位置に対応してフォーカスレンズを移動させる必要がある。撮影光学系の焦点距離と被写体距離に応じたフォーカスレンズ１０５の位置を表した情報は「カム軌跡」、「電子カム」、「トラッキング制御」などと呼ばれている。

代表点で表されたカム軌跡をレンズマイコン１２０内のＦＬＡＳＨＲＯＭ等の記憶手段に保存して参照することによって、ズーム変動に対して適切なピントになるようにフォーカスレンズ１０５を移動させることができる。また、代表点以外の中間ズーム位置やフォーカス位置に対しては、２つの代表点からの離れ具合を計算し、その割合に応じて線形補完することで高精度な位置を計算することで対応する。

図４は、カム軌跡を示すグラフであり、不揮発性メモリ１２１に保存されている。横軸はズーム位置、縦軸はフォーカスレンズ位置を表している。無限端と至近端、広角（Ｗｉｄｅ）端と望遠（Ｔｅｌｅ）端の黒丸で示される４点のズーム位置とフォーカス位置がＦＬＡＳＨＲＯＭに保存されている。

現在のズーム位置が広角端、被写体距離が１０ｍであるｘ点にあり、ズームが中間（ｍｉｄｄｌｅ）位置に移動された場合の被写体距離１０ｍのｙ点のフォーカス位置を求める場合を考える。その場合、まず、広角端における無限端、至近端のフォーカス位置と現在のフォーカス位置と記憶データより、至近端―無限端の幅ａと現在位置と無限端の幅ｂを計算する。同様に、望遠端での同一被写体距離のフォーカス位置である点ｚに対するａ’とｂ’を求める。次に、ａ，ｂの比（またはａ’とｂ’の比）からｙ点のフォーカス位置を求め、ｙ点の広角端と望遠端の長さｌ、ｍの比からｙ点のズーム位置を求めてｘ点、ｚ点のフォーカス位置とｌ、ｍの比から最終的に求めるｙ点のフォーカス位置を求める。

図５は、カム軌跡のズーム位置とフォーカスレンズ位置の補正図である。横軸は、ズーム位置、縦軸はフォーカスレンズ位置を示している。同図に示すように、カム軌跡の示す被写体距離は設計値と実際の個別の撮影光学系との間でズレが生じるため、カム軌跡のズーム位置に対するフォーカスレンズ位置を補正する。

図５において、下側の破線は、設計上の無限端のカム軌跡を表す設計無限カムを示し、下側の実線は、実際の撮影光学系の無限端のカム軌跡を表す個別無限カムを示す。両者の違いをズーム位置ごとに測定により個別の撮影光学系の補正データとして工場調整時に保存しておき、先の励磁相から分かるリセットズレとともに通常使用時に補正することで正確な無限位置に個別調整する。

図５において、上側の破線は、設計上の至近端のカム軌跡を表す設計最至近カムを示し、上側の実線は、実際の撮影光学系の至近端のカム軌跡を表す個別最至近カムを示す。無限カムに対する補正データをフォーカスレンズ位置に差分と同量を最至近カムに乗せることで補正ができる。中間被写体距離も個別無限カム補正に使用した量を補正することで補正する。また、ズーム位置毎に設計無限カムと個別無限カムのフォーカスレンズ位置のずれを保存し、中間点に関しては、カムの中間点を求める線形補間を行うことで保存するデータ量を減らすことができる。

図６は、カム軌跡調整図である。実際に設計無限カムと個別無限カムとの差分を取る方法について説明する。６０は無限コリメータであり、中にチャート６２と無限を作り出す光学系６４が入っており、無限コリメータ６０の不図示の窓から覗くと無限距離にチャート６２が見えるように構成されている。その前に、交換レンズ１０が装着されたカメラ本体２０を配置する。

交換レンズ１０は補正値を測りたいズーム位置に調整し、カメラ本体２０から交換レンズ１０に対して、無限被写体に合焦するように操作し、交換レンズ１０のフォーカス位置をフォーカスレンズパルス値と無限フォーカス位置の設計値を呼び出す。そして、その差分を無限カム補正値として、交換レンズ１０のレンズマイコン１２０に書き込むことで補正値を保存する。別のズーム位置の補正値を測りたい場合は、交換レンズ１０を測定したいズーム位置に設定し、同様なことを行うことによって補正値を設定する。また、補正値がズーム位置によって異なるため、調整値とその測定したズーム位置を関連付けるように保存しておけば、補正時に適切な補正を行うことができる。

図７（ａ）は、レンズマイコン１２０による工場調整時の動作を示すフローチャートである。図７（ｂ）は、レンズマイコン１２０による通常動作を示すフローチャートである。図７は、ステッピングモータ１１１の駆動を制御する制御方法の一部であり、フォトインターラプタ１１６とパルスカウンタ１１７の出力から得られるフォーカスレンズ１０５の位置を補正する補正方法を構成する。「Ｓ」はステップを表す。図７に示すフローチャートは、コンピュータに各ステップ（手順）を実行させるためのプログラムとして具現化が可能である。但し、カメラマイコン１５９は、レンズマイコン１２０から後述する第１補正値〜第３補正値を表す情報を取得して補正を行ってもよい。即ち、レンズマイコン１２０またはカメラマイコン１５９はフォーカスレンズ１０５の位置を補正する補正手段として機能する。

図７（ａ）において、フォーカスレンズ１０５を駆動し（Ｓ２０２）、フォトインターラプタ１１６の出力が変化するまでＳ２０２を行う（Ｓ２０４のＮｏ）。フォトインターラプタ１１６の出力が変化すると（Ｓ２０４のＹｅｓ）、その時点のＳＴＭ励磁相の値をＳＴＭ励磁相検出部１１８から取得してレンズマイコン１２０の不揮発性メモリに記憶する（Ｓ２０６）。

次に、交換レンズ１０の前に特定の被写体距離のチャート６２が見える光学系６４が配置された状態で特定の焦点距離でフォーカスレンズ１０５を光軸方向に移動して焦点調節を行う（Ｓ２０８）。Ｓ２０８は合焦が得られるまで行われる（Ｓ２１０のＮｏ）。合焦に至ると（Ｓ２１０のＹｅｓ）、カム軌跡の補正値（第１補正値）を生成する。第１補正値は、特定の被写体距離と特定の焦点距離において合焦状態となる設計上のフォーカスレンズ位置と、特定の被写体距離と特定の焦点距離において合焦状態となるパルスカウンタ１１７の出力に基づくフォーカスレンズ位置との差分に基づく。本実施形態では、第１補正値は、設計無限カムに対する個別無限カムの補正値である。レンズマイコン１２０は、その不揮発性メモリに第１補正値を記憶する（Ｓ２１２）。なお、特定の被写体距離を無限被写体距離にすると至近被写体距離にするよりも検出精度が向上する。

図７（ｂ）においては、フォーカスレンズ１０５を駆動し（Ｓ２２２）、フォトインターラプタ１１６の出力が変化するまでＳ２２２を行う（Ｓ２２４のＮｏ）。フォトインターラプタ１１６の出力が変化すると（Ｓ２２４のＹｅｓ）、その時点のＳＴＭ励磁相の値を読み出す（Ｓ２２６）。次に、フォトインターラプタ１１６の出力が変化する現在のＳＴＭ励磁相の値とフォトインターラプタ１１６の出力が変化する工場調整時のＳＴＭ励磁相の値の差に基づいて第２補正値を作成する（Ｓ２２８）。次に、第１補正値を呼び出し（Ｓ２３０）、第１補正値と第２補正値を足し合わせて第３補正値を生成し、第３補正値に基づいて補正を実行する（Ｓ２３２）。即ち、レンズマイコン１２０は、第３補正値によって補正されたフォーカスレンズ１０５の位置に基づいてＳＴＭ１１１の駆動を制御する。

工場調整時に、Ｓ２０６とＳ２１２を所定時間以内に行うことで、Ｓ２１２にフォトインターラプタ１１６の出力が変化するＳＴＭ励磁相の値はＳ２０６で記憶されたものと同じになる。しかし、Ｓ２０６とＳ２１２を別個の時期や環境でおこなうと、Ｓ２１２にフォトインターラプタ１１６の出力が変化するＳＴＭ励磁相の値はＳ２０６で記憶されたものと同じにはならない場合がある。その場合、Ｓ２１２を行う直前にＳ２０６を行ってフォトインターラプタ１１６の出力変化のずれ補正を行えばよい。あるいは、Ｓ２１２の直前にＳ２０６を再度行い、Ｓ２１２を行い、通常使用時には、記憶された２つのＳＴＭ励磁相の値と第１補正値の３つの値を使用してもよい。

通常使用時にズーム位置が変化した場合、カム軌跡計算で被写体距離が変化しないフォーカスレンズ位置を計算するとともに、第１補正値もズーム位置に対応した値を計算し直し、第２補正値とともに第３補正値を計算し、ピント変動を防止する。

以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

本発明は、交換レンズやレンズ一体型のカメラなどの光学機器に適用することができる。

１０５…フォーカスレンズ、１１１…ステッピングモータ、１１６…フォトインターラプタ（第１検出手段）、１１７…パルスカウンタ、１１８…ＳＴＭ励磁相検出部（第２検出手段）、１２０…レンズマイコン（補正手段）

Claims (7)

1. 光軸方向に移動されて焦点調節を行うと共に変倍レンズによる変倍に伴う像面変動を補正するフォーカスレンズと、
   前記フォーカスレンズを移動させるステッピングモータと、
   前記フォーカスレンズの移動に応じて出力が切り替わる第１検出手段と、
   前記ステッピングモータの駆動パルス数をカウントするカウンタと、
   前記ステッピングモータの励磁相の値を検出する第２検出手段と、
   前記変倍レンズが移動することにより変更される焦点距離と被写体距離に応じた前記フォーカスレンズの位置を表す設計上のカム軌跡と、前記第１検出手段の前記出力の切り替わり点で前記第２検出手段が検出する前記励磁相の値である第１励磁相値を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記カム軌跡において、特定の被写体距離と特定の焦点距離において合焦状態となる設計上の前記フォーカスレンズの位置と、前記特定の被写体距離と前記特定の焦点距離において合焦状態となる前記カウンタの出力に基づく前記フォーカスレンズの位置との差である第１補正値と、前記第１検出手段の前記出力の切り替わり点で前記第２検出手段が検出する前記励磁相の値である第２励磁相値と、前記記憶手段に記憶されている前記第１励磁相値との差である第２補正値と、に基づいて、前記第１検出手段と前記カウンタの出力から得られる前記フォーカスレンズの位置を示す情報を補正する補正手段と、
   を有することを特徴とする光学機器。
2. 前記特定の被写体距離は無限被写体距離であることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 環境情報を取得する環境情報取得手段を更に有し、
   前記補正手段は、前記環境情報取得手段が取得した前記環境情報と、前記環境情報の変化に応じて前記第２励磁相値が前記第１励磁相値からずれる方向の情報と、に基づいて、前記第２補正値を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の光学機器。
4. 前記環境情報は温度に関する情報であることを特徴とする請求項３に記載の光学機器。
5. ステッピングモータによって光軸方向に移動されて焦点調節を行うと共に変倍レンズによる変倍に伴う像面変動を補正するフォーカスレンズの移動に応じて出力が切り替わる第１検出手段と前記ステッピングモータの駆動パルス数をカウントするカウンタの出力に基づいて決定される前記フォーカスレンズの位置を補正する補正方法であって、
   前記変倍レンズが移動することにより変更される焦点距離と被写体距離に応じた前記フォーカスレンズの位置を表す設計上のカム軌跡において、特定の被写体距離と特定の焦点距離において合焦状態となる設計上の前記フォーカスレンズの位置と、前記特定の被写体距離と前記特定の焦点距離において合焦状態となる前記カウンタの出力に基づく前記フォーカスレンズの位置との差である第１補正値と、前記第１検出手段の前記出力の切り替わり点における前記ステッピングモータの励磁相の値と、前記第１検出手段の前記出力の切り替わり点として予め記憶された前記ステッピングモータの励磁相の値との差である第２補正値と、に基づいて前記フォーカスレンズの位置を示す情報を補正するステップを有することを特徴とする補正方法。
6. 前記第１補正値の記憶の直前に前記第１検出手段の前記出力の切り替わり点である前記ステッピングモータの励磁相の値を記憶することを特徴とする請求項５に記載の補正方法。
7. ステッピングモータによるフォーカスレンズの駆動を制御する制御方法であって、前記フォーカスレンズの位置を請求項５または６に記載の補正方法に基づいて補正し、補正された前記フォーカスレンズの位置に基づいて前記ステッピングモータの駆動を制御することを特徴とする制御方法。