JP2017090652A - ズームレンズ装置及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮影映像の明るさに影響を与える範囲における画角変化に対する絞り補正制御において、オートアイリス指令に対しては、撮影映像の明るさを緩やかに変化させる事と、ズーミングによる撮影映像の明るさの変化を防ぐ事を両立する。【解決手段】 ズームレンズと、絞りと、ズーム位置の変化に応じてＦ値を一定とするように絞りの開口径を制御するズームレンズ装置において、指令元からのＦ値をＦ値指令値として決定する指令値決定手段と、Ｆ値指令値に対応する動作モードを決定するモード決定手段と、Ｆ値指令値及び前記動作モードに基づき、絞りの制御に使用するＦ値目標値を導出する目標値導出手段と、ズーム位置変化に起因するＦ値の変化を補正するための絞りの開口径の補正量を導出する補正量導出手段と、Ｆ値目標値と補正量に基づき、絞りの位置を決定する目標位置決定手段と、を有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、ズームレンズ装置に関し、特に、画角変動に応じてＦ値を一定とするように開口絞り口径を変化させるように制御する絞り制御機能を有するズームレンズ装置およびそれを有する撮像装置に関するものである。

望遠側にズーミングした時に、入射瞳径（有効口径）が前玉レンズの直径を越えた場合に、入射光が前玉径で制限されるランピング現象が発生する。

このランピング現象が発生すると、画角変化により有効口径が変化するため、ズーミングにより撮影映像の明るさが変化してしまう現象が発生する。このズーミングによる撮影映像の輝度変化を防ぐために、望遠端にズーミングした時の有効口径（望遠端有効口径）を広角側でも越えないように、絞り補正（以後、画角絞り補正とも記載する）を絞り機構で行うレンズが特許文献１に開示されている。

また、画角絞り補正とは別に、ランピング現象による撮影映像の明るさの変化は許容し、ランピング現象発生時に、撮影映像の明るさに影響を与えない絞り位置（ランピング現象発生口径）まで絞り機構を駆動するランピング補正を行う事が知られている。このランピング補正は、有効口径外から入射する光に起因する撮影画質の劣化を防止して光学性能を向上させるために実施される。

一般に、テレビカメラに使われるレンズにおいて、カメラの自動光量調整（オートアイリス）時に、レンズへの絞り駆動指令（オートアイリス指令）に対しては、撮影画像の輝度が不安定に変化することを防止するため、応答性、静止精度が低くなるように、低いゲインで絞りの駆動を制御する。これは、オートアイリス時に、撮影映像の輝度を急激に変化させて映像に違和感を与えることを防ぐためである。但し、低いゲインのままでランピング補正を行うと、正確にランピング補正が行えない問題が発生する。この問題を解決するため、特許文献２には、ランピング補正時に、絞り駆動のゲインを高く設定するシステムが開示されている。

特開平５−５３１７０号公報 特開平１１−２７１８３５号公報

特許文献１で開示されたシステムにおいては、オートアイリス動作における画角絞り補正動作についての記載がない。画角絞り補正時において、広角側では、ランピング補正とは異なり、ランピング現象が発生する口径よりも絞り込んだ絞り位置で絞り駆動を行うこととなるため、画角絞り補正時の動作は、撮影映像の明るさに影響を与えることとなる。

特許文献２で開示されたシステムにおいては、撮影映像の明るさに影響を与えない範囲での絞り駆動動作を前提にしたシステムであるため、撮影映像の明るさに影響を与える範囲における画角絞り補正動作についての記載がない。

本発明のズームレンズ装置は、オートアイリス指令に対しては撮影映像の明るさを緩やかに変化させ、ズーミングによる撮影映像の輝度変化を防ぐことを両立することを可能とする。

本発明のズームレンズ装置は、ズームレンズと、絞りと、ズーム位置の変化に応じてＦ値を一定とするように前記絞りの開口径を制御する制御手段を有するズームレンズ装置であって、指令元からのＦ値をＦ値指令値として決定する指令値決定手段と、前記Ｆ値指令値に対応する動作モードを決定するモード決定手段と、前記Ｆ値指令値及び前記動作モードに基づき、前記絞りの制御に使用するＦ値目標値を導出する目標値導出手段と、ズーム位置変化に起因するＦ値の変化を補正するための前記絞りの開口径の補正量を導出する補正量導出手段と、前記Ｆ値目標値と前記補正量に基づき、前記絞りの位置を決定する目標位置決定手段と、を有することを特徴とする。

本発明のズームレンズ装置は、撮影映像の明るさに影響を与える領域で画角変化に対するＦ値変化を補償する絞り補正時において、オートアイリス指令に対し撮影映像の明るさを緩やかに変化させ、ズーミングによる撮影映像の輝度変化の抑制の両立を可能とする。

第一実施形態の構成ブロック図 絞り位置とズーム位置とＦ値と画角絞り補正量との関係を説明する図 最終Ｆ値指令値Ｆｃｆを決定するフローチャート図 Ｆ値指令動作モードを決定するフローチャート図 第一実施形態のＦ値目標値Ｆｇを決定するフローチャート図 最終Ｆ値指令値ＦｃｆとＦ値目標値Ｆｇとの関係を説明する図 絞り目標位置とズーム位置とＦ値と画角絞り補正量との関係を説明する図 第二実施形態の構成ブロック図 第二実施形態の効果を説明する図 第二実施形態のＦ値目標値Ｆｇを決定するフローチャート図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

以下、図１を用いて、本発明の第１の実施例に係るズームレンズ装置を説明する。
図１は、実施例１の構成ブロック図である。図１において、レンズユニット１０は撮影に関する可動光学部材を制御するレンズユニットである。カメラ本体１１は映像を撮影するカメラ本体である。カメラ本体１１は、レンズユニット１０のマウント１０１とマウント１０２を介して接続されている。マウント１０１、マウント１０２には、レンズユニット１０とカメラ本体１１との間で通信を行うための接点端子が備え付けられている。

絞り位置検出部１０３は、絞り機構１０５の絞り位置を検出する検出部である。絞り駆動部１０４は、絞り機構１０５の絞り位置を変化させるための駆動部であり、例えばステッピングモーターで構成される。絞り機構１０５は、カメラ本体１１に入射する光の有効口径（開口径）を制限する。絞り開放位置検出部１０６は、絞り機構１０５が開放位置である事を検知するための検知部であり、例えば絞り機構１０５が開放位置の時にＯＮ／ＯＦＦが変化するように取り付けられた遮蔽板とフォトインタラプタで構成される。

ズーム位置検出部１０７はズームレンズ１０８の位置を検出する位置検出部であり、例えば位置検出用のポテンションメーターや、エンコーダで構成される。ズームレンズ１０８は、カメラ本体に入射する光の画角を変化させる。絞り制御部１０９は、絞り機構１０５の絞り目標位置Ｉｇを決定する。レンズ通信部１１０及びカメラ通信部１１１は、レンズユニット１０とカメラ本体１１との間で通信を行いため、マウント１０１、マウント１０２に備え付けられた接点端子を介して通信を行う。

撮像素子１１２は、撮影映像を撮像するため素子であり、例えばＣＣＤである。カメラ制御部１１３は、カメラ本体１１の制御を行う。ビューファインダ１１４は、カメラが撮影した映像を表示し、例えば液晶モニタである。ユーザ設定部１１５は、カメラ本体１１の動作をユーザが設定するための設定部であり、例えば、液晶モニタとスイッチにより構成される。カメラ側絞り操作部材１１６は、カメラ側の手動操作により絞りを操作するための操作部材であり、例えばカメラ本体１１に備え付けられたダイヤルスイッチである。

レンズ側絞り操作部材１１７は、レンズ側の手動操作により絞りを操作するための操作部材であり、例えばレンズユニット１０に備え付けられた絞り操作用リングと絞り操作用リング位置を検知するためのポテンションメーターで構成される。Ｆ値指令値決定部１１８は、複数のＦ値指令元からのＦ値指令値の中から、最終的に採用する最終Ｆ値指令値Ｆｃｆを決定する。絞り指令切替部１１９は、最終Ｆ値指令値Ｆｃｆを決定するための切替部であり、例えばスライドスイッチで構成される。Ｆ値指令動作モード決定部１２０は、最終Ｆ値指令値ＦｃｆのＦ値指令動作モードを決定する。Ｆ値目標値決定部１２１（目標値導出手段）は、最終Ｆ値指令値ＦｃｆとＦ値指令動作モードを元に、Ｆ値目標値Ｆｇを決定する。

絞り位置検出部１０３、絞り制御部１０９、レンズ通信部１１０、Ｆ値指令値決定部１１８、Ｆ値指令動作モード決定部１２０、Ｆ値目標値決定部１２１は、例えばレンズユニット１０内のＣＰＵ内部に構成される。

カメラ通信部１１１、カメラ制御部１１３、ユーザ設定部１１５の制御処理部は、例えばカメラ本体１１内のＣＰＵ内部に構成される。

次に、レンズユニット１０の起動時の動作について説明する。
レンズユニット１０に、カメラ本体１１から電源が供給されると、レンズユニット１０は、絞り機構の初期化動作を行う。レンズユニット１０は、絞り機構の初期化動作により、以後の絞り位置を決定する事ができる。絞り機構の初期動作は、以下の通り実行される。

絞り位置検出部１０３は、絞り駆動部１０４に対して、絞り機構１０５を開放方向に駆動するように指示を行う。絞り駆動部１０４は、絞り位置検出部１０３の指示に従い、絞り機構１０５を開放方向に駆動する。絞り機構１０５が開放位置に到達したことが絞り開放位置検出部１０６で検知されると、開放位置に到達したタイミングが絞り位置検出部１０３に通知される。絞り位置検出部１０３は、開放位置到達が検出されると絞り駆動部１０４に対して駆動停止を指示する。以後、絞り駆動部１０４は、絞り機構１０５への絞り駆動量を、絞り位置検出部１０３に通知する。絞り位置検出部１０３は、開放位置の絞り位置Ｉｐｏを０として、Ｉｐｏと絞り駆動量Ｉｍｖから、下記の式（１）の通り現在の絞り位置Ｉｐを決定する。
Ｉｐ＝Ｉｐｏ＋Ｉｍｖ （１）

次に、レンズユニット１０は、カメラ本体１１に、現在のＦ値Ｆｐｎを出力する。
現在のＦ値Ｆｐｎをカメラ本体１１に出力する処理は以下の通り実行される。

まず、ズーム位置検出部１０７は、ズームレンズ１０８の位置を検出し、絞り制御部１０９に現在のズーム位置Ｚｐを通知する。同様に絞り位置検出部１０３も検出した現在の絞り位置Ｉｐを絞り制御部１０９に通知する。絞り制御部１０９は、ズーム位置Ｚｐと絞り位置Ｉｐから、現在のＦ値Ｆｐｎを導出する。現在のＦ値Ｆｐｎの導出方法については、後述する。導出した現在のＦ値Ｆｐｎは、レンズ通信部１１０に出力され、マウント１０１、マウント１０２に備え付けられた接点端子を介して、カメラ通信部１１１に出力される。以上により、レンズユニット１０の初期動作が終了し、現在のＦ値Ｆｐｎがカメラ本体１１に出力され、Ｆ値指令を受け付けられる状態となる。

次に絞り制御部１０９が、現在のＦ値Ｆｐｎを導出する方法について図２を用いて説明する。

図２の（ａ）は、特定のＦ値における、絞り機構１０５の絞り位置Ｉｐとズームレンズ１０８のズーム位置Ｚｐとの関係を示している。図中、縦軸が絞り位置Ｉｐを示し、上方向が絞り込み側（Ｃｌｏｓｅ）、下方向が開放側（Ｏｐｅｎ）を示す。また、横軸がズーム位置Ｚｐを示し、左方向が広角側（Ｗｉｄｅ）、右方向が望遠側（Ｔｅｌｅ）を示す。図２の（ａ）が示す通り、ズーム位置に応じて、同一のＦ値となる絞り位置Ｉｐが変化していることがわかる。

図２の（ｂ）は、特定のＦ値Ｆｐｎにおける絞り位置Ｉｐとズーム位置Ｚｐの関係を示している。縦軸と横軸は、図２の（ａ）と同じである。Ｆｐｎの曲線は、Ｆ値がＦｐｎとなる絞り位置Ｉｐとズーム位置Ｚｐとの関係を示すグラフである。

Ｉｐｏは絞り位置Ｉｐが開放端に位置する時の絞り位置Ｉｐを示している。また、Ｉｐｎ０は、ズーム位置Ｚｐが広角端Ｚｐ０において、Ｆ値がＦｐｎとなる絞り位置を示している。また、Ｉｐｎｍはズーム位置Ｚｐがある特定のＺｐｍにおいて、Ｆｐｎとなる絞り位置を示している。Ｉｐｚｍは、ある特定のズーム位置ＺｐｍにおけるＦ値を維持するために必要な絞り位置Ｉｐｎ０からの絞り位置変化量である画角絞り補正量を示す。ここで、ＩｐｚｍはＦ値に依存せず、ズーム位置Ｚｐにのみで決定される値となる。

従って、図２の（ｂ）の関係により、ＩｐｎｍとＩｐｎ０とＩｐｚｍの関係は、下記式（２）に示す通りとなる。
Ｉｐｎ０＝Ｉｐｎｍ＋Ｉｐｚｍ （２）

ここでＩｐｎ０とＦ値との関係を、図２の（ｃ）に示す。
図２の（ｃ）は、縦軸が広角端における絞り位置Ｉｐｎ０の値を示し、上方向が絞り込み側（Ｃｌｏｓｅ）、下方向が開放側（Ｏｐｅｎ）を示し、横軸がＦ値を示す。図２の（ｃ）が示す通り、Ｉｐｎ０とＦ値との関係は一意に決定され、絞り制御部１０９内部にＦ値変換テーブルデータとして保持されている。従って、Ｉｐｎ０からＦ値Ｆｐへの変換は、Ｆ値変換テーブルデータを用いた変換式Ｉｐ０ｔｏＦにより下記式（３）の通りとなる。
Ｆｐ＝Ｉｐ０ｔｏＦ（Ｉｐｎ０） （３）

また、画角絞り補正量Ｉｐｚとズーム位置Ｚｐとの関係を、図２の（ｄ）に示す。
図２の（ｄ）は、縦軸が画角絞り補正量Ｉｐｚの値を示す。横軸がズーム位置Ｚｐを示し、左方向が広角側（Ｗｉｄｅ）、右方向が望遠側（Ｔｅｌｅ）を示す。画角絞り補正量Ｉｐｚとズーム位置Ｚｐとの関係も一意に決定され、絞り制御部１０９内部に画角絞り補正テーブルデータとして保持されている。従って、ズーム位置Ｚｐから画角絞り補正量Ｉｐｚへの変換は、画角絞り補正テーブルデータを用いた変換式ＺｔｏＩｐｚにより下記式（４）の通りとなる。
Ｉｐｚ＝ＺｔｏＩｐｚ（Ｚｐ） （４）

従って、式（２）、（３）、（４）から、式（５）の通り、絞り位置Ｉｐとズーム位置ＺｐからＦ値Ｆｐを導出する事ができる。
Ｆｐ＝Ｉｐ０ｔｏＦ｛Ｉｐ＋ＺｔｏＩｐｚ（Ｚｐ）｝ （５）

以上により、現在の絞り位置Ｉｐｎと現在のズーム位置Ｚｐｎと式（５）により、現在のＦ値Ｆｐｎを導出する事ができる。

次にカメラ本体１１からレンズユニット１０に対してＦ値指令を行う場合について説明する。カメラ本体１１からのＦ値指令の種類を示すカメラＦ値指令動作モードとしては、次の２つのモードがある。撮影映像の明るさが一定となるように絞りの開度を自動制御するオートアイリスモードと、カメラ側絞り操作部材１１６の手動操作に応じて絞りをマニュアルで動作させるリモートアイリスモードである。

まず、オートアイリスモード時のＦ値指令について説明する。
ズームレンズ１０８、絞り機構１０５を通過した光は、マウント１０１、マウント１０２を通過し、撮像素子１１２で光−電気変換が行われ、映像電気信号としてカメラ制御部１１３に出力される。カメラ制御部１１３は、映像電気信号を映像信号に変換し、ビューファインダ１１４に出力する。ビューファインダ１１４は、カメラ制御部１１３から出力された映像信号をビューファインダ上に表示する。

ユーザ設定部１１５にてカメラＦ値指令動作モードとして、オートアイリスモードが設定された場合、カメラ制御部１１３は、撮影映像の明るさを示す信号に基づき、撮影映像の明るさの変化を打ち消すようにオートアイリス指令値Ｆｃａを導出する。導出されたオートアイリス指令値Ｆｃａは、カメラＦ値指令値Ｆｃｃとして、カメラ通信部１１１を介してレンズユニット１０に出力される。更にカメラ制御部１１３は、カメラＦ値指令動作モードがオートアイリスモードであることを、カメラ通信部１１１を介してレンズユニット１０に出力する。

以上により、カメラ本体１１からレンズユニット１０に対して、カメラＦ値指令値Ｆｃｃとオートアイリスモードであることを示すカメラＦ値指令動作モード情報が出力される。

次に、リモートアイリスモード時のＦ値指令について説明する。
ユーザ設定部１１５にて、カメラＦ値指令動作モードとして、リモートアイリスモードが設定された場合、カメラ制御部１１３は、カメラ側絞り操作部材１１６の操作に応じて絞りの開口度を制御するためのリモートアイリス指令値Ｆｃｒを決定する。決定したリモートアイリス指令値Ｆｃｒは、カメラＦ値指令値Ｆｃｃとして、カメラ通信部１１１を介してレンズユニット１０に出力される。更に、カメラ制御部１１３は、カメラＦ値指令動作モードがリモートアイリスモードであることを示すモード情報を、カメラ通信部１１１を介してレンズユニット１０に出力する。以上により、カメラ本体１１からレンズユニット１０に対して、カメラＦ値指令値Ｆｃｃとリモートアイリスモードであることを示すカメラＦ値指令動作モード情報が出力される。

次にレンズユニット１０にて、Ｆ値目標値Ｆｇを決定する方法について説明する。
レンズユニット１０は、Ｆ値目標値Ｆｇとなるように、絞り機構１０５の有効口径を制御する。Ｆ値目標値Ｆｇは、最終Ｆ値指令値ＦｃｆとＦ値指令動作モードにより決定される。

まず、最終Ｆ値指令値Ｆｃｆを決定する方法について、図３のフローチャートを用いて説明する。
Ｆ値指令を行うＦ値指令元としては、カメラ本体１１及びレンズ側絞り操作部材１１７が存在する。これら複数のＦ値指令元から、最終Ｆ値指令値Ｆｃｆを決定する。

図３は、Ｆ値指令値決定部１１８が、最終Ｆ値指令値Ｆｃｆを決定するフローチャートを示している。

Ｓ３０１で処理を開始し、Ｓ３０２に進む。
Ｓ３０２で、絞り指令切替部１１９で設定されている絞り指令切替状態を確認し、絞り指令切替状態がマニュアルになっている場合はＳ３０３に進む。絞り指令切替状態がオートになっている場合はＳ３０４に進む。ここで絞り指令切替状態は使用者により切替られ、使用者がレンズ側絞り操作部材１１７で絞り操作を行いたい場合はマニュアルに設定され、カメラからの絞り指令で操作したい場合はオートに設定される。
Ｓ３０３では、レンズ側絞り操作部材１１７からレンズＦ値指令値Ｆｃｌを取得し、取得したレンズＦ値指令値Ｆｃｌを最終Ｆ値指令値Ｆｃｆとして採用してＳ３０７に進む。
Ｓ３０４では、レンズ通信部１１０に対して、カメラ本体１１からのカメラＦ値指令値Ｆｃｃを受信しているかを確認し、受信していた場合はＳ３０５に進み、受信していない場合はＳ３０６に進む。

Ｓ３０５では、レンズ通信部１１０からカメラＦ値指令値Ｆｃｃを取得し、取得したカメラＦ値指令値Ｆｃｃを最終Ｆ値指令値Ｆｃｆとして採用して、Ｓ３０７に進む。
Ｓ３０６では、絞り制御部１０９から現在のＦ値Ｆｐｎを取得し、取得した現在のＦ値Ｆｐｎを最終Ｆ値指令値Ｆｃｆとして採用して、Ｓ３０７に進む。ここで現在のＦ値Ｆｐｎを最終Ｆ値指令値Ｆｃｆとして採用することにより、絞り値を変化させないことができる。
Ｓ３０７に進むと処理を終了する。
以後、Ｓ３０１からＳ３０７の処理を繰り返し実行する。

以上により、複数のＦ値指令元から、最終Ｆ値指令値Ｆｃｆを決定することができる。

次にレンズユニット１０にて、Ｆ値指令動作モードを決定する方法について図４のフローチャートを用いて説明する。
Ｆ値指令動作モードは、最終Ｆ値指令値ＦｃｆのＦ値指令元がカメラＦ値指令値Ｆｃｃであるか否かに基づいて、Ｆ値指令動作モード決定部１２０によって決定される。
図４は、Ｆ値指令動作モード決定部１２０が、Ｆ値指令動作モードを決定するフローチャートを示している。

Ｓ４０１で処理を開始し、Ｓ４０２に進む。
Ｓ４０２では、最終Ｆ値指令値ＦｃｆをカメラＦ値指令値Ｆｃｃに基づいて決定したか否かの情報をＦ値指令値決定部１１８から取得し、最終Ｆ値指令値ＦｃｆがカメラＦ値指令値Ｆｃｃより決定した場合はＳ４０３に進む。最終Ｆ値指令値ＦｃｆがレンズＦ値指令値Ｆｃｌより決定した場合はＳ４０６に進む。
Ｓ４０３では、レンズ通信部１１０がカメラ本体１１から受信したカメラＦ値指令動作モードを取得し、カメラＦ値指令動作モードがオートアイリスモードの場合はＳ４０４に進む。カメラＦ値指令動作モードがリモートアイリスモードの場合はＳ４０５に進む。

Ｓ４０４では、Ｆ値指令動作モードをオートアイリスモードとして決定し、Ｓ４０７に進む。
Ｓ４０５では、Ｆ値指令動作モードをリモートアイリスモードとして決定し、Ｓ４０７に進む。
Ｓ４０６では、Ｆ値指令動作モードを、レンズ側絞り操作部材１１７の手動操作に応じて絞りをマニュアルで動作させる、マニュアルアイリスモードとして決定し、Ｓ４０７に進む。
Ｓ４０７では、処理を終了する。
以後Ｓ４０１からＳ４０７の処理を繰り返し実行する。

以上により、最終Ｆ値指令値ＦｃｆのＦ値指令元から、Ｆ値指令値動作モードが、オートアイリスモード、リモートアイリスモード、マニュアルアイリスモードのいずれかに決定される。

次に、Ｆ値目標値Ｆｇを決定する方法について、図５のフローチャートを用いて説明する。
図５は、Ｆ値目標値決定部１２１が、Ｆ値目標値Ｆｇを決定するフローチャートを示している。

Ｓ５０１で処理を開始し、Ｓ５０２に進む。
Ｓ５０２では、Ｆ値指令動作モード決定部１２０によって決定されたＦ値指令動作モードを確認し、Ｆ値指令値動作モードがオートアイリスモードの場合はＳ５０３に進む。オートアイリスモード以外の時はＳ５０４に進む。
Ｓ５０３では、最終Ｆ値指令値Ｆｃｆに基づきＦ値指令値変換を行い、Ｆ値目標値Ｆｇを決定し、Ｓ５０５に進む。Ｆ値指令値変換方法については後述する。
Ｓ５０４では、最終Ｆ値指令値ＦｃｆをＦ値目標値Ｆｇとして決定し、Ｓ５０５に進む。
Ｓ５０５では、処理を終了する。
以後Ｓ５０１からＳ５０５の処理を繰り返し実行する。

次に、Ｆ値指令値変換方法について説明する。
オートアイリスモード時は、撮影映像の明るさが急激に変化し、映像に違和感を与えることを防ぐため、絞りの有効口径の動作が、最終Ｆ値指令値Ｆｃｆに対して、応答性又は静止精度が低くなるように、Ｆ値目標値Ｆｇを変換する必要がある。具体的には、オートアイリスモード時には、最終Ｆ値指令値Ｆｃｆ（Ｆ値指令値）の入力後から少なくとも所定の時間内は、最終Ｆ値指令値Ｆｃｆ（Ｆ値指令値）とは異なるＦ値をＦ値目標値として設定する。

Ｆ値指令変換方法としては、以下に例示する（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の方法等があり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の何れか一つ以上の変換方法が実施される。

（ａ）：最終Ｆ値指令値Ｆｃｆに対して、ローパスフィルター（ＬＰＦ）をかけた値をＦ値目標値Ｆｇとして決定する。

（ｂ）：最終Ｆ値指令値Ｆｃｆに対して、静止精度ｇを設定し、Ｆ値目標値Ｆｇと最終Ｆ値指令値Ｆｃｆとの差が静止精度ｇより大きい場合に、最終Ｆ値指令値ＦｃｆとＦ値目標値Ｆｇとの差が静止精度ｇ内になるようにＦ値目標値Ｆｇを決定する。

（ｃ）：最終Ｆ値指令値Ｆｃｆに対して、単位時間ΔＴにおけるＦ値目標値Ｆｇの最大変化量ｃｈを設定し、Ｆ値目標値Ｆｇの単位時間ΔＴ当たりの変化量が、最大変化量ｃｈを超えないようにＦ値目標値Ｆｇを決定する。

以下にＦ値指令変換方法（ａ）、（ｂ）、（ｃ）について説明する。
図６の（ａ）は、Ｆ値指令変換方法（ａ）を実施した時における最終Ｆ値指令値ＦｃｆとＦ値目標値Ｆｇとの関係を示している。図６の（ａ）の縦軸はＦ値を示し、横軸は時間Ｔの経過を示す。グラフ中の点線は最終Ｆ値指令値Ｆｃｆの変化を示し、実線はＦ値目標値Ｆｇの変化を示す。時間Ｔａ１において、最終Ｆ値指令値ＦｃｆがＦａ１からＦａ２に変化するが、Ｆ値目標値Ｆｇは、最終Ｆ値指令値Ｆｃｆに対してＬＰＦをかけた後の値となるため、緩やかにＦａ２に向かって変化し、時間Ｔａ２で最終Ｆ値指令値Ｆｃｆに一致する。

以上により、最終Ｆ値指令値Ｆｃｆに対してＦ値目標値Ｆｇの応答性を低く設定する事ができる。

図６の（ｂ）は、Ｆ値指令変換方法（ｂ）を実施した時における最終Ｆ値指令値ＦｃｆとＦ値目標値Ｆｇとの関係を示している。縦軸、横軸、点線、実線は、図６の（ａ）と同じである。

時間Ｔｂ１において、最終Ｆ値指令値ＦｃｆがＦｂ１からＦｂ２に変化するが、最終Ｆ値指令値ＦｃｆとＦ値目標値Ｆｇとの差が、静止精度ｇを超えていない（第１の閾値以下である）ため、Ｆ値目標値Ｆｇは変化しない。時間Ｔｂ２において、最終Ｆ値指令値ＦｃｆがＦｂ２からＦｂ３に変化すると、最終Ｆ値指令値ＦｃｆとＦ値目標値Ｆｇとの差が、静止精度ｇを超えているため、Ｆｂ３に対して差分が静止精度ｇとなるＦｂ４をＦ値目標値Ｆｇに設定する。

以上により、最終Ｆ値指令値Ｆｃｆに対してＦ値目標値Ｆｇの静止精度を低く設定する事ができる。

図６の（ｃ）は、Ｆ値指令変換方法（ｃ）を実施した時における最終Ｆ値指令値ＦｃｆとＦ値目標値Ｆｇとの関係を示している。縦軸、横軸、点線、実線は、図６の（ａ）と同じである。

時間Ｔｃ１において、最終Ｆ値指令値ＦｃｆがＦｂ１からＦｂ２に変化する。この時、Ｆ値目標値Ｆｇは、Ｔｃ１から単位時間ΔＴ経過後となる時間Ｔｃ２において、Ｆｃ１から最大変化量ｃｈを超えないＦｃ２となるように設定される。更にＴｃ２から単位時間ΔＴ経過後となる時間Ｔｃ３において、Ｆｃ２とＦｃ３との差が最大変化量ｃｈを超えない場合は、Ｔｃ３において、Ｆ値目標値Ｆｇは、Ｆｃ３となり、最終Ｆ値指令値Ｆｃｆと一致する。

すなわち、単位時間当たりのＦ値目標値Ｆｇの変化量が第１の閾値より小さくなるように単位時間毎のＦ値目標値が設定される。以上により、最終Ｆ値指令値Ｆｃｆに対してＦ値目標値Ｆｇの応答性を低く設定する事ができる。

ここでＬＰＦの係数、静止精度ｇ及び最大変化量ｃｈは、予め決められた値がＦ値目標値決定部１２１にて保持されている。また、ＬＰＦの係数及び静止精度ｇ及び最大変化量ｃｈは、不図示の設定手段により、使用者が設定する方法でも良い。更にカメラ本体１１からカメラ通信部１１１を介して送られてきたＬＰＦの係数及び静止精度ｇ及び最大変化量ｃｈの値を使用する方法でも良い。

以上のＦ値指令変換方法（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を実施する事により、最終Ｆ値指令値Ｆｃｆから、応答性又は静止精度が低くなるようなＦ値目標値Ｆｇに変換する事ができる。

次に絞り制御部１０９（補正量導出手段）が、Ｆ値目標値Ｆｇと現在のズーム位置Ｚｐから、絞り目標位置Ｉｇを決定する方法について説明する。

図７の（ａ）は、特定のＦ値目標値Ｆｇｎにおける絞り目標位置Ｉｇｎとズーム位置Ｚｐの関係を示している。ここで図２の（ｂ）の特定のＦ値Ｆｐｎにおける絞り位置Ｉｐとズーム位置Ｚｐの関係と同じグラフとなる。図７の（ａ）は、縦軸が絞り目標位置Ｉｇを示し、上方向が絞り込み側（Ｃｌｏｓｅ）、下方向が開放側（Ｏｐｅｎ）を示す。また、横軸がズーム位置Ｚｐを示し、左方向が広角側（Ｗｉｄｅ）、右方向が望遠側（Ｔｅｌｅ）を示す。Ｉｇｎ０は、ズーム位置Ｚｐが広角端Ｚｐ０において、特定のＦ値目標値Ｆｇｎとなる絞り目標位置を示している。また、Ｉｇｎｍはズーム位置Ｚｐがある特定のＺｐｍにおいて、Ｆ値目標値Ｆｇｎとなる絞り目標位置を示している。Ｉｐｚｍは、広角端からある特定のズーム位置Ｚｐｍまでズーミングした場合において、Ｆ値目標値Ｆｇｎを維持するために必要な広角端の絞り位置からの変化量である画角絞り補正量を示す。従って、図７の（ａ）の関係により、ＩｇｎｍとＩｇｎ０とＩｐｚｍの関係は、下記式（６）に示す通りとなる。
Ｉｇｎｍ＝Ｉｇｎ０−Ｉｐｚｍ （６）

ここでＩｇｎ０とＦ値との関係を、図７の（ｂ）に示す。ここで、図７の（ｂ）のグラフは、図２の（ｃ）のＩｐｎ０とＦ値との関係と同じグラフとなる。図７の（ｂ）は、縦軸が広角端における絞り目標位置Ｉｇ０の値を示し、上方向が絞り込み側（Ｃｌｏｓｅ）、下方向が開放側（Ｏｐｅｎ）を示し、横軸がＦ値を示す。図７の（ｂ）が示す通り、Ｉｇ０とＦ値との関係は一意に決定され、絞り制御部１０９内部にＦ値変換テーブルデータとして保持されている。従って、Ｆ値目標値ＦｇからＩｇ０への変換は、Ｆ値変換テーブルデータを用いた変換式ＦｔｏＩｇ０により下記式（７）の通りとなる。
Ｉｇ０＝ＦｔｏＩｇ０（Ｆｇ） （７）

従って、式（４）、（６）、（７）より、式（８）の通り、Ｆ値目標値Ｆｇとズーム位置Ｚｐから絞り目標位置Ｉｇを導出する事ができる。
Ｉｇ＝ＦｔｏＩｇ０（Ｆｇ）−ＺｔｏＩｐｚ（Ｚｐ） （８）

以上により、絞り制御部１０９（補正量導出手段、目標位置決定手段）で決定された絞り目標位置Ｉｇは、絞り駆動部１０４に出力され、絞り駆動部１０４にて、絞り機構１０５の絞り位置Ｉｐが、絞り目標位置Ｉｇと一致するように制御される。

ここで、絞り駆動部１０４が行う絞り機構１０５の駆動は、応答性、静止精度が高くなるように制御されるため、画角絞り補正量Ｉｐｚに対しては、高い応答性、静止精度で補正が行われる。従って、ズーム位置Ｚｐの変化における有効口径変化を抑えることができる。

一方、オートアイリスモード時における、絞り駆動部１０４が行う絞り機構１０５の駆動においては、Ｆ値指令値変換により、最終Ｆ値指令値Ｆｃｆに対する応答性又は静止精度が低くなる。従って、最終Ｆ値指令値Ｆｃｆが急激に変化したとしても、絞り機構が急激に駆動されることはなく、撮影映像の明るさが急激に変化し、映像に違和感を与える事を防ぐことができる。

以上により、オートアイリス指令に対しては、撮影映像の明るさを緩やかに変化させることと、ズーミングによる撮影映像の明るさの変化を防ぐ事を両立することができる。

次に、図８を用いて、本発明の第２の実施例を説明する。
実施例２では、画角絞り補正に遅れが発生した場合における、オートアイリス誤動作に対応した処理ついて説明する。

図８は本実施例の構成ブロック図であり、図１と同様の構成のものは同符号を付す。図８において、第二のＦ値目標値決定部８０１のみ、図１と構成が異なる。図１からの差異の詳細については後述する。

Ｆ値指令値決定部１１８が、最終的な最終Ｆ値指令値Ｆｃｆを決定し、Ｆ値指令動作モード決定部１２０が、Ｆ値指令動作モードを決定するまでは、実施例１と同じである。

次に第二のＦ値目標値決定部８０１が、Ｆ値目標値Ｆｇを決定する方法について、図９及び図１０のフローチャートを用いて説明する。

図９の（ａ）は、実施例１の場合において、画角絞り補正に遅れが発生した場合における、オートアイリス指令時の誤作動の様子を示している。

図９の（ａ）は、時間Ｔに対する、ズーム位置Ｚｐ、有効口径Ｐ、画角絞り補正量Ｉｐｚ、カメラＦ値指令値Ｆｃｃ、Ｆ値目標値Ｆｇの変化をグラフで示している。ここで、カメラＦ値指令値Ｆｃｃのグラフはレンズユニット１０がカメラＦ値指令値Ｆｃｃを受信した時の値を示し、ここでは、カメラＦ値指令値Ｆｃｃがカメラ本体１１からレンズユニット１０に送られるまでΔＴ×２の時間を要する場合について説明する。全てのグラフの横軸方向は、時間Ｔの経過を示し、Ｔ１からＴ６まで時間は、単位時間ΔＴ間隔の時間を示している。

ズーム位置Ｚｐのグラフにおいては、縦軸の上側がＴｅｌｅ側に対応し、下側がＷｉｄｅ側に対応する。有効口径Ｐ、画角絞り補正量Ｉｐｚ、カメラＦ値指令値Ｆｃｃ、Ｆ値目標位置Ｆｇのグラフにおいては、縦軸の上側が絞りのＣｌｏｓｅ側に対応し、下側がＯｐｅｎ側に対応する。

次に時間経過に従い、各値がどのように変化するのかを、図９の（ａ）を用いて説明する。

時間Ｔ１において、ズーム位置ＺｐはＺｐ１、有効口径ＰはＰ１、画角絞り補正量ＩｐｚはＩｐｚ１、カメラＦ値指令値ＦｃｃはＦｃｃ１、Ｆ値目標値ＦｇはＦｇ１である。時間Ｔ２において、ズーム位置Ｚｐがズームレンズ操作により、Ｚｐ１からＺｐ２に変化すると、レンズユニット１０は、ズーム位置変化における有効口径変化を補正するために、画角絞り補正量ＩｐｚをＩｐｚ１からＩｐｚ２に変化させる。ここで、画角絞り補正量Ｉｐｚによる絞り位置Ｉｐの変化は直ぐには反映されないため、有効口径ＰもＰ１からＰ２の値に変化する。カメラ本体１１は、有効口径ＰがＰ１からＰ２に変化すると、撮影映像が明るくなるため、撮影映像の明るさを一定に維持するように、カメラＦ値指令値ＦｃｃをＦｃｃ２に変化させる。但しカメラＦ値指令値Ｆｃｃがレンズユニット１０で受信するには、ΔＴ×２の時間を要するため、カメラＦ値指令値Ｆｃｃの変化は時間Ｔ４の時に発生する。時間Ｔ３において、画角絞り補正量Ｉｐｚの変化により絞り位置Ｉｐが変化し、有効口径ＰがＰ１に復帰する。この時、カメラ本体１１は、有効口径ＰがＰ１に復帰したため、カメラＦ値指令値Ｆｃｃを元のＦｃｃ１の値に戻す。但しカメラＦ値指令値Ｆｃｃがレンズユニット１０で受信されるのは、ΔＴ×２の時間を要するため、カメラＦ値指令値Ｆｃｃの変化は時間Ｔ５の時に発生する。

時間Ｔ４において、時間Ｔ２で発生したカメラＦ値指令値Ｆｃｃの変化がレンズユニット１０で受信され、Ｆｃｃ１からＦｃｃ２に変化する。カメラＦ値指令値Ｆｃｃの変化により、Ｆ値目標値ＦｇもＦｇ１からＦｇ２に変化する。

時間Ｔ５において、Ｆ値目標値Ｆｇの変化により絞り位置Ｉｐが変化し、有効口径ＰがＰ１からＰ３に変化する。更に時間Ｔ３で発生したカメラＦ値指令値Ｆｃｃの変化がレンズユニット１０で受信され、Ｆｃｃ２からＦｃｃ１に変化する。カメラＦ値指令値Ｆｃｃの変化により、Ｆ値目標値ＦｇもＦｇ２からＦｇ１に変化する。

時間Ｔ６において、Ｆ値目標値Ｆｇの変化により絞り位置Ｉｐが変化し、有効口径ＰがＰ３からＰ１に復帰する。

以上の動作により、ズーム位置Ｚｐの変化により時間Ｔ２で発生した有効口径Ｐの変化が、不要なカメラＦ値指令値Ｆｃｃの変化を発生させ、時間Ｔ４からＴ５の間で有効口径Ｐが意図せずＰ３となってしまう不具合が発生する。

次の図９の（ｂ）を用いて、図９の（ａ）で発生した不具合の対応を行った時の様子について説明する。

図９の（ｂ）は、グラフの項目、縦軸方向、横軸方向は図９の（ａ）と同じである。
また時間Ｔ１からＴ３までの動作についても同じである。
時間Ｔ４において、時間Ｔ２で発生したカメラＦ値指令値Ｆｃｃの変化がレンズユニット１０で受信され、Ｆｃｃ１からＦｃｃ２に変化する。

ここで、図９の（ａ）で発生した不具合を解消するため、画角変化が発生した時間Ｔ１から不感時間Δｔの時間が経過するまでは、Ｆ値目標値Ｆｇを変化させない処置を行う。
従って、Ｆ値目標値ＦｇはＦｇ１を維持し、絞り位置Ｉｐ及び有効口径Ｐも変化しない事となる。

時間Ｔ５において、時間Ｔ３で発生したカメラＦ値指令値Ｆｃｃの変化がレンズユニット１０で受信され、Ｆｃｃ２からＦｃｃ１に変化する。
但し、画角変化が発生した時間Ｔ１から不感時間Δｔの時間が経過するまでは、Ｆ値目標値Ｆｇを変化させない処置を行うため、Ｆ値目標値Ｆｇは変化しない。

以上により、カメラからの不要なカメラＦ値指令値Ｆｃｃにより有効口径が変化してしまう図９の（ａ）にて説明した不具合を解消する事ができる。

次に図１０を用いて、画角絞り補正に遅れが発生した場合における、オートアイリス誤動作に対応した図９の（ｂ）の処理方法ついて説明する。
図１０に、第二のＦ値目標値決定部８０１が、実施例２におけるＦ値目標値Ｆｇを決定するフローチャートを示す。

Ｓ１００１で処理を開始し、Ｓ１００２に進む。
Ｓ１００２に進むと、Ｆ値指令動作モード決定部１２０に対して、Ｆ値指令動作モードを確認し、Ｆ値指令値動作モードがオートアイリスモードの場合は、Ｓ１００３に進む。オートアイリスモード以外の時は、Ｓ１０１０に進む。
Ｓ１００３に進むと、以前のＦ値指令動作モードがオートアイリスモード以外か否かを判断し、初めてオートアイリスモードとなった場合にはＳ１００４に進む。前回もオートアイリスモードにてＦ値目標値Ｆｇの決定処理を行った場合は、Ｓ１００５に進む。
Ｓ１００４に進むと、画角変化時間Ｔｃｈの値を初期化し、Ｓ１００５に進む。ここで、画角変化時間Ｔｃｈは、ズーム位置Ｚｐの変化をレンズユニット１０が検知した時間を記録する値であり、初期値は、ズーム位置Ｚｐの変化時に記録する値とは別の値が設定される。

Ｓ１００５に進むと、絞り制御部１０９に対して、ズーム位置Ｚｐの変化が発生したか否かを確認する。ズーム位置Ｚｐが変化していれば、Ｓ１００６に遷移し、変化していなければ、Ｓ１００７に進む。
Ｓ１００６に進むと、現在時刻を画角変化時間Ｔｃｈに記録し、Ｓ１００７に進む。
Ｓ１００７に進むと、画角変化時間Ｔｃｈが初期値でありズーム位置Ｚｐ変化が発生していなければ、Ｓ１００９に進む。また画角変化時間Ｔｃｈから現在時間が不感時間Δｔ以上経過していれば、Ｓ１００９に進む。画角変化時間Ｔｃｈから現在時間が不感時間Δｔ以上経過していなければ、Ｓ１００８に進む。

Ｓ１００８に進むと、前回決定したＦ値目標値ＦｇをＦ値目標値Ｆｇとして決定し、Ｓ１０１０に進む。
Ｓ１００９に進むと、最終Ｆ値指令値Ｆｃｆを元にＦ値指令値変換を行い、Ｆ値目標値Ｆｇを決定し、Ｓ１０１１に進む。Ｆ値指令値変換の方法は、実施例１と同じである。
Ｓ１０１０に進むと、最終Ｆ値指令値ＦｃｆをＦ値目標値Ｆｇとして決定し、Ｓ１０１１に進む。
Ｓ１０１１に進むと、処理を終了する。
以後Ｓ１００１からＳ１０１１の処理を繰り返し実行する。

ここで不感時間Δｔは、予め決められた値が第二のＦ値目標値決定部８０１にて保持されている。また、不感時間Δｔは、不図示の設定手段により、使用者が設定する方法でも良い。更にカメラ本体１１からカメラ通信部１１１を介して送られてきた不感時間Δｔの値を使用する方法でも良い。
以下、Ｆ値目標値Ｆｇを決定した後の処理は実施例１と同じとなる。

以上により本発明によれば、画角絞り補正に遅れが発生し、カメラ本体１１から不要なオートアイリス指令が発生したとしても、絞り位置Ｉｐを変化させないため、意図せず有効口径が変化してしまう事を防ぐ事ができる。

１０９ 絞り制御部（補正量導出手段、目標位置決定手段）
１１８ Ｆ値指令値決定部（指令値決定手段）
１２０ Ｆ値指令動作モード決定部（モード決定手段）
１２１ Ｆ値目標値決定部（目標値導出手段）

Claims (10)

1. ズームレンズと、絞りと、ズーム位置の変化に応じてＦ値を一定とするように前記絞りの開口径を制御する制御手段を有するズームレンズ装置において、
   指令元からのＦ値をＦ値指令値として決定する指令値決定手段と、
   前記Ｆ値指令値に対応する動作モードを決定するモード決定手段と、
   前記Ｆ値指令値及び前記動作モードに基づき、前記絞りの制御に使用するＦ値目標値を導出する目標値導出手段と、
   ズーム位置変化に起因するＦ値の変化を補正するための前記絞りの開口径の補正量を導出する補正量導出手段と、
   前記Ｆ値目標値と前記補正量に基づき、前記絞りの位置を決定する目標位置決定手段と、
   を有することを特徴とするズームレンズ装置。
2. 前記目標値導出手段は、前記動作モードが、撮影映像の明るさを一定とするように前記絞りの開口径を自動制御するオートアイリスモードである場合において、前記Ｆ値指令値の入力後から少なくとも所定の時間内は、前記Ｆ値指令値とは異なるＦ値を前記Ｆ値目標値として設定することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ装置。
3. 前記目標値導出手段は、前記オートアイリスモード時において、前記Ｆ値目標値の単位時間当たりの変化量が第１の閾値より小さくなるように前記Ｆ値目標値を決定することを特徴とする請求項２に記載のズームレンズ装置。
4. 前記目標値導出手段は、前記オートアイリスモード時において、現在のＦ値と前記Ｆ値指令値との差が、第２の閾値以下の場合は、前記現在のＦ値を前記Ｆ値目標値として決定することを特徴とする請求項２に記載のズームレンズ装置。
5. 前記目標値導出手段は、前記オートアイリスモード時において、前記Ｆ値指令値をローパスフィルタにかけて前記Ｆ値目標値を取得することを特徴とする請求項２に記載のズームレンズ装置。
6. 前記目標値導出手段は、前記動作モードが、撮影映像の明るさを一定とするように前記絞りの開口径を自動制御するオートアイリスモード時において、前記ズーム位置が変化してから所定の時間内は、前記Ｆ値目標値を変化させないことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ装置と、撮像素子を有するカメラ装置と、を有する撮像装置。
8. 前記複数の指令元は、前記カメラ装置で撮影された撮影映像の明るさを一定とするように前記絞りの開口径を自動制御する制御手段を含むことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
9. 前記複数の指令元は、前記絞りをマニュアルで操作する前記ズームレンズ装置に備えられた操作部材を含むことを特徴とする請求項７又は８に記載の撮像装置。
10. 前記複数の指令元は、前記絞りをマニュアルで操作する前記カメラ装置に備えられた操作部材を含むことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の撮像装置。

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