JP2017191269A - レンズ装置の駆動制御装置及びそれを有するレンズ装置及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光学部材を駆動する駆動モータに依存せず、カメラ等の外部機器からの駆動指令に対して、等しく動画撮影に適した光学部材の動き実現することが出来ない。【解決手段】 レンズ装置の可動光学部材の駆動を制御する駆動制御装置であって、前記可動光学部材の位置を取得する位置取得手段と、前記可動光学部材を駆動するための第１の駆動指令が外部機器から入力される指令入力手段と、単位時間ごとに、前記第１の駆動指令と前記可動光学部材の位置とに基づき前記可動光学部材の駆動量を設定し、前記単位時間内に前記可動光学部材が前記駆動量を駆動するように前記レンズ装置に第２の駆動指令を出力する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記第１の駆動指令に対応する位置と前記可動光学部材の位置の差が大きいほど、前記単位時間内の前記駆動量を大きく設定する。【選択図】 図１

Description

本発明はレンズ装置の駆動制御装置に関し、特に可動光学部材を有するレンズ装置であって、カメラ等の外部機器からの駆動指令に従い光学部材を駆動させるレンズ装置の駆動制御装置及びそれを有するレンズ装置、撮像装置に関するものである。

ＣＣＤセンサやＣＯＭＳセンサ等の撮像素子を用いた撮像装置であるカメラ本体と、該カメラ本体に対して交換可能なレンズユニットを含むレンズ交換式カメラシステムが多く開示されている。また、レンズユニットに絞り機構やレンズ等の光学部材を駆動する駆動モータを実装し、カメラ本体と接続された信号線を介して、カメラ本体からの駆動指令に従い、光学部材を駆動できるレンズユニットが多く開示されている。

一方で、レンズユニットとしては、光学部材を駆動する駆動モータも様々である。従って、カメラ本体からの駆動指令に対しての光学部材の動作応答性、静止精度も様々である。

このような動作応答性、静止精度が異なるレンズユニットに対して、カメラ本体から同一のレンズ駆動制御を行うと、カメラ本体の制御応答性に一致しないレンズユニットにおいて、ハンチング等の意図しない光学部材の動きが発生していた。

上記事情に鑑み、例えば、特許文献１には、絞り機構の制御可能な応答性に関する情報を、レンズユニットから通信にて取得し、カメラ本体からレンズユニットに対して、絞り機構の応答性を設定できるレンズ交換式カメラシステムが開示されている。また特許文献２には、レンズユニットから撮影レンズの移動制御用データを取得し、移動制御用データに応じて、レンズ駆動制御を行うレンズ交換式カメラシステムが開示されている。

特開２０１４−４５３８８号公報 特開２００５−３９６８号公報

しかしながら、特許文献１で開示されたシステムは、絞り機構の応答性に関する情報を取得し、設定する手段を持つカメラ本体でのみ実現可能となる。また特許文献２で開示されたシステムは、撮影レンズの移動制御用データを取得し、移動用制御データに応じたレンズ駆動制御を行う手段を持つカメラ本体でのみ実現可能となる。従って、特許文献１及び特許文献２に記載の機能を有しないカメラ本体においては、動作応答性、静止精度が異なる全てのレンズユニットに対して、光学部材を正しく制御出来ないという課題がある。

また一方で、一般的に現在の光学部材の位置と撮影者が意図した位置との間に大きな乖離がある時は、撮影者が意図した位置に光学部材を速く動かすことが求められる。更に動画撮影時においては、光学部材の位置が撮影者の意図した位置付近では撮影映像が急激に変化して映像に違和感を与えることを防ぐことが求められる。このために、撮影者が意図した位置に現在の光学部材の位置が近い場合は、光学部材が撮影者の意図した位置に徐々に近づくような制御を行う必要がある。

このような光学部材の動きは、指令位置と現在位置との差に対して比例制御を行う従来のレンズユニットにおいては、可動光学部材の駆動手段として駆動速度が遅いＤＣモータを用いることにより実現できていた。

しかし、可動光学部材の駆動手段として、ステッピングモータ等の高速駆動が可能なモータを使用した場合、撮影者が意図した位置付近においても高速で光学部材が駆動してしまい、動画撮影された映像に急激な変化をもたらす動作となり、撮影者が意図しているような滑らかな駆動ができなくなっていた。

上記に示すような動画撮影に適した光学部材の動きを実現するために必要な事項に関しては特許文献１及び特許文献２に示されていない。

本発明は、上記事情に鑑み、ステッピングモータのように駆動速度が速い駆動特性を有する駆動手段で可動光学部材を駆動するレンズ装置においても、ＤＣモータのように駆動速度が遅い駆動特性の駆動手段で光学部材を駆動するレンズ装置における駆動の動きを実現可能とする可動光学部材の駆動制御装置を提供することを目的とする。

本発明の駆動制御装置は、レンズ装置の可動光学部材の駆動を制御する駆動制御装置であって、前記可動光学部材の位置を取得する位置取得手段と、前記可動光学部材を駆動するための第１の駆動指令が外部機器から入力される指令入力手段と、単位時間ごとに、前記第１の駆動指令と前記可動光学部材の位置とに基づき前記可動光学部材の駆動量を設定し、前記単位時間内に前記可動光学部材が前記駆動量を駆動するように前記レンズ装置に第２の駆動指令を出力する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記第１の駆動指令に対応する位置と前記可動光学部材の位置の差が大きいほど、前記単位時間内の前記駆動量を大きく設定する、ことを特徴とする。

本発明によれば、ステッピングモータのように駆動速度が速い駆動特性を有する駆動手段で可動光学部材を駆動するレンズ装置においても、ＤＣモータのように駆動速度が遅い駆動特性の駆動手段で光学部材を駆動するレンズ装置における駆動の動き（動画撮影に適した光学部材の動き）を実現可能とする可動光学部材の駆動制御装置を提供することができる。

第１実施形態の構成ブロック図 絞り駆動量の変化を説明する図 第１実施形態の動作フローチャート図 カメラＦ値指令値、現在のＦ値、単位時間当たりのＦ値駆動量の関係を説明する図 カメラＦ値指令に対する現在Ｆ値の変化を説明する図

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の実施例を説明する。
本実施例では、外部機器、光学部材として、それぞれカメラ本体、絞り機構を例に説明する。はじめに本実施例の構成要素について説明する。

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り、レンズユニット１０とマウント１０１とマウント１０２により接続されている。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（位置取得手段）１０３は、絞り機構１０５の絞り位置（開口量）を検出する。絞り制御部１０４は、絞り機構１０５の絞り位置を変化させる。絞り機構１０５は、カメラ本体１１に入射する光の有効口径を制限し、絞り羽根と絞り羽根を駆動するステッピングモータで構成される。絞り開放検知部１０６は、絞り機構１０５が開放位置であることを検知し、例えば絞り機構１０５が開放位置である時にＯＮ又はＯＦＦとなって絞り機構が開放位置にあることを示す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。

レンズ１０７は、レンズユニット１０内に構成されたレンズ群であり、撮影に使用される光はレンズ１０７を通りカメラ本体１１に入射する。Ｆ値変換部１０８は、絞り位置とＦ値間の変換を行う変換部である。応答性制御部(制御手段)１０９は、カメラからのカメラＦ値指令値Ｆｃｃを元に単位時間当たりのＦ値駆動量Ｆｄｇを決定（設定）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との間で通信を行うための通信部であり、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、レンズユニット１０のレンズ１０７によって形成される光学像を受光して光電変換により、映像信号を取得し、例えばＣＣＤ、ＣＭＯＳで構成される。カメラ制御部１１３は、カメラ本体１１の制御を行う。

絞り位置検出部１０３、絞り制御部１０４、Ｆ値変換部１０８、応答性制御部１０９、レンズ通信部１１０は、例えばレンズユニット１０のＣＰＵ内部に構成されてもよいし、個別に構成されてもよい。カメラ通信部１１１、カメラ制御部１１３は、例えばカメラ本体１１内のＣＰＵ内部に構成されてもよいし、個別に構成されてもよい。

次に、本実施例において、レンズユニット１０の初期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、電源供給時に不定となっている絞り機構１０５の絞り位置Ｉｐを初期化するため、以下のように初期動作を実行する。

絞り位置検出部１０３は、絞り制御部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。絞り制御部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ための駆動パルス信号を絞り機構１０５に出力する。絞り機構１０５が開放位置に到達すると、絞り開放検知部１０６で検知され、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、開放位置到達を検知すると、絞り制御部１０４に対して、駆動停止を指示し、絞り駆動量Ｉｍｖの初期化を要求する。絞り制御部１０４は、駆動パルスの出力を停止し、絞り駆動量Ｉｍｖを０に初期化する。以後、絞り制御部１０４は、単位時間当たりの絞り駆動量Ｉｄｇの積算値を絞り駆動量Ｉｍｖとして、絞り位置検出部１０３に通知する。

ここで絞り駆動量Ｉｍｖの変化について以下に説明する。図２は絞り駆動量Ｉｍｖの変化を時間経過で示した図である。図２の縦軸方向は絞り駆動量Ｉｍｖを示し、絞り駆動量Ｉｍｖが大きくなる方向（プラス方向）が絞りのクローズ方向を示している。横軸は時間経過を示している。Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は特定の時間を示し、Ｉｄｇ１、Ｉｄｇ２はそれぞれＴ２、Ｔ３における単位時間当たりの絞り駆動量Ｉｄｇを示している。

Ｔ０にて、レンズユニット１０に電源が投入されると、絞り位置検出部１０３の指示に従い、絞り制御部１０４は、開放方向に動かすように駆動パルス信号を絞り機構１０５に出力する。Ｔ０における絞り駆動量Ｉｍｖの値が０の場合は、開放方向に動かしているため、絞り駆動量Ｉｍｖはマイナス方向に変化する。

Ｔ１にて、絞り開放検知部１０６が開放位置を検知すると、絞り機構１０５を停止し、絞り駆動量Ｉｍｖを０に初期化する。

Ｔ２にて、絞り制御部１０４は、Ｆ値変換部１０８からクローズ方向への絞り駆動量Ｉｄｇ１を受け取ると、絞り駆動量Ｉｄｇ１に対応した駆動パルスを絞り機構１０５に出力する。更に絞り駆動量Ｉｍｖを絞り駆動量Ｉｄｇ１分、プラス方向に変化させる。

Ｔ３にて、絞り制御部１０４は、Ｆ値変換部１０８から開放方向への絞り駆動量Ｉｄｇ２を受信すると、絞り駆動量Ｉｄｇ２に対応した駆動パルスを絞り機構１０５に出力する。更に、絞り駆動量ＩｍｖをＩｄｇ１から絞り駆動量Ｉｄｇ２分だけマイナス方向に変化させる。

以上の通り、絞り駆動量Ｉｍｖは、Ｔ１で０に初期化された後は、Ｆ値変換部１０８から受信した単位時間当たりの絞り駆動量Ｉｄｇの積算値で求められる。

ここで、絞り機構１０５は絞り制御部１０４からの駆動パルス分、絞りを駆動させるため、絞り駆動量Ｉｍｖは、開放位置を０（基準）として、クローズ方向に増加する絞り機構１０５の絞り位置を示すことになる。従って、絞り位置検出部１０３は、絞り駆動量Ｉｍｖを現在の絞り位置Ｉｐと同等に扱える値とみなして、絞り駆動量Ｉｍｖを現在の絞り位置Ｉｐとして決定する。

次に、本実施例において、本発明のレンズ装置の駆動制御装置に絞り機構の駆動制御の処理フローついて、図３を参照しながら説明する。

電源投入等によりレンズユニット１０の初期化動作が完了すると、Ｓ２０１からＳ２０２に進み、外部機器であるカメラ本体１１からの駆動指令に基づいて、駆動制御対象である絞りの駆動制御が開始される。

Ｓ２０２では、レンズユニット１０のＦ値変換部１０８は、現在の絞り位置Ｉｐに基づいて現在のＦ値Ｆｐｎを決定し、レンズ通信部１１０を介してカメラ本体１１に現在のＦ値Ｆｐｎを送信し、Ｓ２０３に進む。

本実施例では、絞り位置Ｉｐの変化量（絞り駆動装置の駆動量）とＦ値の段数変化量（ｌｏｇ（Ｆ値））が線形関係となるように絞り機構１０５が構成されている。従って、現在の絞り位置Ｉｐから現在のＦ値Ｆｐｎへの変換は、下記の式（１）を用いて行われる。式（１）のＦｐｏは、絞り位置Ｉｐが０の時のＦ１．０からの段数を示し、Ｆｍｖは、絞り位置Ｉｐが１変化した時の段数変化量を示している。Ｆｐｏはレンズユニットの開放Ｆ値により決定される値となる。Ｆｐｏ及びＦｍｖは、Ｆ値変換部１０８内に予め保持されている値が使用される。

Ｓ２０３では、カメラ本体１１に出力された現在のＦ値Ｆｐｎはカメラ通信部１１１で受信され、カメラ制御部１１３に渡される。ここでカメラ制御部１１３は、現在のＦ値Ｆｐｎを取得すると、次のようにオートアイリス制御を開始する。

カメラ制御部１１３は、撮像素子１１２からの映像電気信号を映像信号に変換する。ここで、カメラ制御部１１３は、撮影映像の明るさを示す信号に基づいて、撮影映像の明るさの変化を打ち消すようにレンズ装置の絞り機構１０５を操作すべく、現在のＦ値Ｆｐｎに基づいてカメラＦ値指令値（第１の駆動指令値）Ｆｃｃを決定する。決定したカメラＦ値指令値Ｆｃｃは、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。

Ｓ２０３にて、カメラ本体１１からカメラＦ値指令値Ｆｃｃがレンズユニット１０に出力されるとＳ２０４に進む。

Ｓ２０４では、カメラＦ値指令値Ｆｃｃは、レンズ通信部１１０（指令入力手段）で受信され、応答性制御部１０９に入力される。応答性制御部１０９は、絞り機構１０５の動きを決める単位時間当たりのＦ値駆動量（第２の駆動指令値）Ｆｄｇを決定する。

ここで、単位時間当たりのＦ値駆動量Ｆｄｇは、カメラＦ値指令値Ｆｃｃに対して、絞り機構１０５の駆動特性に依存することがなく、現在のＦ値駆動量Ｆｄｇの変化が一意の応答性を示すように、次のように決定される。

図４は、カメラＦ値指令値Ｆｃｃと現在のＦ値Ｆｐｎとの差であるＦ値変位量Ｆｇａｐの絶対値と、単位時間当たりのＦ値駆動量Ｆｄｇの絶対値の関係を示した図である。図４の縦軸は単位時間当たりのＦ値駆動量Ｆｄｇの絶対値を示し、横軸はＦ値変位量Ｆｇａｐの絶対値を示している。ここで、Ｆ値変位量Ｆｇａｐは、現在のＦ値ＦｐｎからカメラＦ値指令値ＦｃｃへのＦ値の変位量をＦ値の段数として示した値であり、カメラＦ値指令値Ｆｃｃが現在のＦ値Ｆｐｎよりもクローズ側の場合はプラスの値、開放側の場合はマイナスの値となる。Ｆ値変位量Ｆｇａｐは式（２）のように表される。

図４に示した実線（Ｇａｉｎ）はＦ値変位量Ｆｇａｐから単位時間当たりのＦ値駆動量Ｆｄｇを算出するために使用されるＦ値駆動量Ｆｄｇの絶対値とＦ値変位量Ｆｇａｐの絶対値との関係を示す。実線（Ｇａｉｎ）は制御ゲイン値Ｇと不感量Ｏｆｆｓｅｔより式（３）で表わされる。

ただし、｜Ｆｇａｐ｜×Ｇ＜Ｏｆｆｓｅｔの場合は、Ｆｄｇ＝０とする。

図４に示したＯｆｆｓｅｔは不感量を示し、Ｆｇｌｉｍは実線（Ｇａｉｎ）で示した関係における不感量Ｏｆｆｓｅｔに対応するＦ値変位量である不感Ｆ値変位量を示している。｜Ｆｇａｐ１｜、｜Ｆｇａｐ２｜はそれぞれ特定のタイミングにおけるＦ値変位量Ｆｇａｐの絶対値を示している。｜Ｆｇａｐ０｜、｜Ｆｇａｐ１｜はそれぞれＦ値変位量Ｆｇａｐが｜Ｆｇａｐ１｜、｜Ｆｇａｐ２｜の時のＦ値駆動量Ｆｄｇの絶対値を示している。

図４に示す通り、Ｆ値変位量Ｆｇａｐの絶対値が｜Ｆｇａｐ０｜の時の単位時間当たりのＦ値駆動量Ｆｄｇの絶対値は｜Ｆｄｇ０｜となる、また、Ｆ値変位量Ｆｇａｐの絶対値が｜Ｆｇａｐ１｜の時の単位時間当たりのＦ値駆動量Ｆｄｇの絶対値は｜Ｆｄｇ１｜となる。また、Ｆ値変位量Ｆｇａｐが不感Ｆ値変位量Ｆｇｌｉｍ以下では、単位時間当たりのＦ値駆動量Ｆｄｇは０となる。言い換えると、Ｆ値変位量Ｆｇａｐから不感Ｆ値変位量Ｆｇｌｉｍを減算した値に、制御ゲイン値Ｇを乗算した値に基づいて、単位時間当たりのＦ値駆動量Ｆｄｇを決定している。

不感Ｆ値変位量Ｆｇｌｉｍは、式（３）により式（４）で表わされる。
Ｆｇｌｉｍ＝Ｏｆｆｓｅｔ／Ｇ （４）

不感量Ｏｆｆｓｅｔ（または不感Ｆ値変位量Ｆｇｌｉｍ）は０以上の値を取ることができる。０以外の値を不感量として設定することにより、ＤＣモータを駆動手段として比例制御で制御する場合に必ず現れる駆動トルクに起因する駆動特性を、ステッピングモータ、超音波モータを使用する場合であっても、本発明の駆動制御装置を使用することによって、同等の駆動特性を実現することができる。

以上により、単位時間当たりのＦ値駆動量Ｆｄｇの絶対値｜Ｆｄｇ｜が決定される。決定された｜Ｆｄｇ｜に対して、単位時間当たりのＦ値変位量Ｆｇａｐの符号がプラスの時はプラスの符号が、マイナス時はマイナスの符号が付加され、単位時間当たりのＦ値駆動量Ｆｄｇが決定される。

Ｓ２０４にて、応答性制御部１０９が決定した単位時間当たりのＦ値駆動量ＦｄｇがＦ値変換部１０８に出力されるとＳ２０５に進む。

Ｓ２０５では、レンズユニット１０は、単位時間当たりのＦ値駆動量Ｆｄｇに基づいて絞り機構１０５を駆動する。絞り機構１０５の駆動は、以下の通り実行される。

Ｆ値変換部１０８にて単位時間当たりのＦ値駆動量Ｆｄｇを単位時間当たりの絞り駆動量Ｉｄｇに変換する。単位時間当たりの絞り駆動量Ｉｄｇは、式（１）に基づく式（５）によって求められる。
Ｉｄｇ＝Ｆｄｇ／Ｆｍｖ （５）

Ｆ値変換部１０８は、単位時間当たりの絞り駆動量Ｉｄｇを決定すると、絞り制御部１０４に単位時間当たりの絞り駆動量Ｉｄｇを出力する。絞り制御部１０４は、単位時間当たりのＦ値駆動量Ｆｄｇを受け取ると、単位時間当たりの絞り駆動量Ｉｄｇに対応した駆動パルスを絞り機構１０５に出力する。絞り機構１０５は、絞り制御部１０４から出力された駆動パルスに従い、ステッピングモータを駆動して絞りの開口量を変更する。

Ｓ２０５にて、絞り機構１０５の絞り駆動が完了すると、Ｓ２０６に進み、処理を完了させる。

以上により、カメラＦ値指令値Ｆｃｃに対して、装着されたレンズユニットの絞り機構１０５の駆動特性に依存せず、現在のＦ値Ｆｐｎの変化が一意（異なるレンズユニット間で同等）の駆動応答性、静止精度となるように絞りを駆動することができる。

次に単位時間当たりのＦ値駆動量Ｆｄｇに基づいて絞り機構１０５を駆動した時のカメラＦ値指令値Ｆｃｃに対するＦ値Ｆｐｎの変化について説明する。

図５は、単位時間当たりのＦ値駆動量Ｆｄｇに基づいて絞り機構１０５を駆動した時のカメラＦ値指令値Ｆｃｃに対するＦ値Ｆｐｎの変化を示している。図５の縦軸はＦ値を示し、横軸は時間経過を示している。Ｆ０、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ７、Ｆｃ１はＦ値を示し、Ｔｃ０、Ｔｃ１、Ｔｃ２、Ｔｃ３、Ｔｃ４、Ｔｃ５、Ｔｃ６、Ｔｃ７は特定の時間を示している。単位時間ΔＴｃはＴｃ０からＴｃ７のそれぞれの間隔を示している。Ｆｇａｐ０、Ｆｇａｐ１はそれぞれＴｃ０、Ｔｃ１の時のＦ値変位量Ｆｇａｐを示している。Ｆｄｇ０、Ｆｄｇ１はそれぞれＴｃ０、Ｔｃ１における単位時間当たりのＦ値駆動量Ｆｄｇを示している。Ｆｇｌｉｍは不感Ｆ値変位量を示している。

Ｔｃ０にて、カメラＦ値指令値ＦｃｃがＦ０からＦｃ１に変化すると、Ｔｃ０の時のＦ値変位量Ｆｇａｐ０に基づき式（３）から単位時間内で駆動すべきＦ値駆動量Ｆｄｇ０が算出され、Ｔｃ０からΔＴｃ経過後のＴｃ１までにＦ０からＦ１にＦ値Ｆｐｎが変化する。更にＴｃ１にて、Ｆ値変位量Ｆｇａｐ１に基づき式（３）から単位時間当たりのＦ値駆動量Ｆｄｇ１が算出され、Ｔｃ１からΔＴｃ経過後のＴｃ２までにＦ１からＦ２にＦ値Ｆｐｎが変化する。以後、Ｆ値ＦｐｎがＦ７になるＴｃ７までＦ値Ｆｐｎが時間経過に伴い変化する。Ｔｃ７にて、Ｆｃ１とＦ７との差が不感Ｆ値変位量Ｆｇｌｉｍとなると、以後の単位時間当たりのＦ値駆動量Ｆｄｇは０となるため、絞り位置はＦ７で停止する。

図５に示す通り、カメラＦ値指令値Ｆｃｃに従い、Ｆ値ＦｐｎとカメラＦ値指令値Ｆｃｃとの乖離が大きいほど、単位時間ΔＴｃあたりのＦ値駆動量Ｆｄｇが大きく、Ｆ値が速くカメラＦ値指令値Ｆｃｃに近づくように、すなわち、駆動速度が速く動作するようになる。また、Ｆ値ＦｐｎとカメラＦ値指令値Ｆｃｃとの乖離が小さいほど、単位時間ΔＴｃあたりのＦ値駆動量Ｆｄｇが小さく、Ｆ値がゆっくりカメラＦ値指令値Ｆｃｃに近づくように、すなわち、駆動速度が遅く動作するようになる。

次に、駆動速度が遅いモータを駆動手段とするレンズユニットと同等の駆動制御性（応答性）で、駆動速度が速いモータを駆動手段とするレンズユニットを駆動操作可能とするように、制御ゲイン値Ｇ、不感量Ｏｆｆｓｅｔを決定する方法について説明する。駆動速度が遅いモータとしては例えばＤＣモータ、駆動速度が速いモータとしてはステッピングモータ、超音波モータなどがあげられる。本発明の駆動制御装置は、ステッピングモータなどの駆動速度が速いモータが駆動手段として適用されたレンズ装置の駆動制御に適用される。

カメラＦ値指令値Ｆｃｃに対するＦ値Ｆｐｎの駆動応答性、静止精度は、式（３）に示す通り、制御ゲイン値Ｇ、不感量Ｏｆｆｓｅｔを変更することにより調整できる。従って、本発明の駆動制御装置の制御ゲイン値Ｇ、不感量Ｏｆｆｓｅｔを、駆動速度が遅いモータ（ＤＣモータ）を使用した別のレンズユニットの駆動応答性、静止精度（例えば、図５に示されるような駆動曲線）に近づけるような制御ゲイン値Ｇ、不感量Ｏｆｆｓｅｔを決定する必要がある。

まず、駆動速度が遅いモータを使用した別のレンズユニットにおいて、該レンズユニットに出力されたカメラＦ値指令値Ｆｃｃが変化してからＦ値Ｆｐｎが変化しなくなるまでの時間と、Ｆ値Ｆｐｎが変化しなくなった後のＦ値ＦｐｎとカメラＦ値指令値Ｆｃｃとの差を測定する。次に、駆動応答性、静止精度を調整する対象となる応答の早いレンズユニット（本発明の駆動制御装置で駆動制御されるレンズユニット）に対して、同条件でカメラＦ値指令値Ｆｃｃを変化させた時に、駆動開始からＦ値Ｆｐｎが変化しなくなるまでの時間が一致するように制御ゲイン値Ｇを調整する。更に、カメラＦ値指令値ＦｃｃとＦ値Ｆｐｎとの差が一致するように不感量Ｏｆｆｓｅｔを調整する。

以上の方法により、駆動速度が遅いモータを駆動手段とするレンズユニットと同等の駆動制御性（応答性）で、駆動速度が速いモータを駆動手段とするレンズユニとを駆動操作可能とするように、制御ゲイン値Ｇ、不感量Ｏｆｆｓｅｔを決定することができる。

調整された制御ゲイン値Ｇ、不感量Ｏｆｆｓｅｔは、応答性制御部１０９内で保持され、以後の可動光学部材の駆動制御に使用される。

制御ゲイン値Ｇを調整することにより、駆動速度が速いモータを使用したレンズユニットの駆動特性を、駆動速度が遅いモータを使用したレンズユニットの駆動特性に近づけることを可能とする。また、駆動特性の静止精度に関しては、不感量Ｏｆｆｓｅｔを０に近づけるほど、不感Ｆ値変位量Ｆｇｌｉｎを０に近づけることができ、駆動速度が遅いモータを使用したレンズユニットでの駆動制御性に対して、より高い静止精度での駆動制御も可能となる。

本発明によれば、光学部材の駆動特性が従来の駆動速度の遅いＤＣモータとは異なる駆動速度の速いステッピングモータを駆動手段とするレンズユニットにおいても、カメラ等の外部機器からの駆動指令に対して、ＤＣモータを駆動手段とするレンズユニットと同等の制御応答性を有し、等しく動画撮影に適した光学部材の動きを実現できる。

本実施例では、絞り機構について説明を行ったが、ズームレンズ、フォーカスレンズ等の他の光学部材に対しても同様の処理により、同様の効果が得られる。可動光学部材がズームレンズ、フォーカスレンズである場合には、外部の機器であるカメラ本体からの指令値は、それぞれの場合で焦点距離、物体距離であってもよい。

また、本実施例では、レンズユニットの可動光学部材の駆動指令を出力する外部機器としてカメラ本体１１を例に説明したが、リモコンやデマンド等のレンズユニット１０に接続される他の操作部材の指令値に対しても同様の効果が得られる。

また、本発明のレンズユニットに適用される駆動制御装置を含むレンズ装置、さらに、レンズ装置により形成される光学像を受光する撮像素子を有するカメラ装置を含む撮像装置によって、本発明の作用効果を享受するレンズ装置、撮像装置を実現できる。

１０９ 応答性制御部（制御手段）

Claims (13)

1. レンズ装置の可動光学部材の駆動を制御する駆動制御装置であって、
   前記可動光学部材の位置を取得する位置取得手段と、
   前記可動光学部材を駆動するための第１の駆動指令が外部機器から入力される指令入力手段と、
   単位時間ごとに、前記第１の駆動指令と前記可動光学部材の位置とに基づき前記可動光学部材の駆動量を設定し、前記単位時間内に前記可動光学部材が前記駆動量を駆動するように前記レンズ装置に第２の駆動指令を出力する制御手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、前記第１の駆動指令に対応する位置と前記可動光学部材の位置の差が大きいほど、前記単位時間内の前記駆動量を大きく設定する、
   ことを特徴とする駆動制御装置。
2. 前記制御手段は、前記第１の駆動指令に対応する位置と前記可動光学部材の位置の前記差に制御ゲインを乗算した値から０以上の不感量を減算して得られた値に基づいて前記駆動量を設定することを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置の駆動制御装置。
3. 前記不感量は０であることを特徴とする請求項２に記載のレンズ装置の駆動制御装置。
4. 可動光学部材の駆動を制御する制御手段として請求項３に記載の駆動制御装置を有するレンズ装置。
5. 前記可動光学部材はステッピングモータまたは超音波モータで駆動されることを特徴とする、請求項４に記載のレンズ装置。
6. 前記制御手段は、前記第１の駆動指令に対応する位置と前記可動光学部材の位置の条件において、駆動速度の遅い駆動手段で前記可動光学部材を駆動する他のレンズ装置における駆動特性に基づいて、前記差から前記不感量を減算した駆動量を、前記他のレンズ装置における駆動特性における時間と同等の時間で駆動するように単位時間それぞれの前記駆動量を設定する、ことを特徴とする請求項５に記載のレンズ装置。
7. 前記不感量及び前記制御ゲインは、前記可動光学部材をＤＣモータで駆動する他のレンズ装置における駆動特性に基づいて設定される、ことを特徴とする請求項６に記載のレンズ装置。
8. 前記不感量は、前記可動光学部材をＤＣモータで駆動する前記他のレンズ装置における前記第１の駆動指令に対応する位置と該第１の駆動指令に基づき駆動し停止した位置との差に基づいて設定される、ことを特徴とする請求項７に記載のレンズ装置。
9. 前記制御ゲインは、前記レンズ装置の前記可動光学部材を駆動した際の駆動開始から停止までの時間が、前記可動光学部材をＤＣモータで駆動する前記他のレンズ装置における駆動開始から停止するまでの時間と同等となるように設定される、ことを特徴とする請求項７又は８に記載のレンズ装置。
10. 前記可動光学部材は絞りであり、前記第１の駆動指令はＦ値である、ことを特徴とする請求項４乃至９のいずれか１項に記載のレンズ装置。
11. 前記可動光学部材はズームレンズであり、前記第１の駆動指令は焦点距離である、ことを特徴とする請求項４乃至９のいずれか１項に記載のレンズ装置。
12. 前記可動光学部材はフォーカスレンズであり、前記第１の駆動指令は物体距離である、ことを特徴とする請求項４乃至９のいずれか１項に記載のレンズ装置。
13. 請求項４乃至１２のいずれか１項に記載のレンズ装置と、
    該レンズ装置によって形成される光学像を受光する撮像素子を含み、前記レンズ装置の前記駆動制御装置に前記第２の駆動指令を出力するカメラ装置と、
    を有する撮像装置。

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