JP2020148841A - レンズ装置および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 例えば、ズームによるピントズレを低減するのに有利なレンズ装置を提供する。【解決手段】 レンズ装置は、ズームレンズ群と、前記ズームレンズ群の駆動制御を行うズーム制御部と、前記ズームレンズ群以後に配されたフォーカスレンズ群と、前記フォーカスレンズ群の駆動制御を行うフォーカス制御部とを有し、前記フォーカス制御部は、前記ズーム制御部に対する駆動指令と前記ズームレンズ群の位置とに基づいて、前記ズームレンズ群の位置の予測を行い、前記予測により得られた前記ズームレンズ群の予測位置に基づいて、前記フォーカスレンズ群の駆動制御を行う、ことを特徴とする。【選択図】 図４

Description

本発明は、レンズ装置に関する。

近年、静止画撮影用または動画撮影用のズームレンズ装置は、可搬性がより重視され、小型で軽量なものが求められている。そのため、フォーカス（ピント）調整用のフォーカスレンズ群がズーム（倍率）調整用のズームレンズ群よりも撮像素子側にあるリアフォーカス方式を採用したズームレンズ装置が多く開発されてきている。

リアフォーカス方式のズームレンズ装置では、結像位置を維持したままズーム（ズーミング）を行うためには、ズームレンズ群の位置に応じてフォーカスレンズ群を適切な位置に制御しなければならない。ズームレンズ群の位置の変化に対するフォーカスレンズ群の制御位置は。単純な演算では求められない。そのため、物体距離ごとにズームレンズ群の位置に対するフォーカスレンズ群の位置をテーブルデータとして予めＲＯＭに記憶しておくのが一般的である。フォーカスレンズ群の目標位置は、このテーブルデータを使って得ることができる。

ところが、フォーカスレンズ群は、制御遅延により、目標位置を設定してから目標位置に到達するまでにはある程度の時間がかかる。そのため、ズームレンズ群を高速に操作している場合には、フォーカスレンズ群の目標位置を得たときのズームレンズ群の位置とフォーカスレンズ群が目標位置に到達したときのズームレンズ群の位置とは、異なってしまう。その結果、ピントズレ（デフォーカス）が生じうる。

このような問題を解決するため、特許文献１では、ズームレンズ群の駆動目標位置の変化から所定時間後のズームレンズ群の位置を予測し、予測したズームレンズ群の位置に基づいてフォーカスレンズ群の目標位置を得ている。

特開２０１３−５７８６７号公報

特許文献１に開示された従来技術では、ズームレンズの駆動目標位置のみからズームレンズ群の位置を予測しているため、ズームレンズ装置の姿勢や温度等の環境条件等の外来要因によってもズームレンズ群の駆動目標位置と実際の位置とのずれが生じると、予測精度が低下してしまう。

本発明は、例えば、ズームによるピントズレを低減するのに有利なレンズ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のレンズ装置は、ズームレンズ群と、前記ズームレンズ群の駆動制御を行うズーム制御部と、前記ズームレンズ群以後に配されたフォーカスレンズ群と、前記フォーカスレンズ群の駆動制御を行うフォーカス制御部とを有するレンズ装置であって、前記フォーカス制御部は、前記ズーム制御部に対する駆動指令と前記ズームレンズ群の位置とに基づいて、前記ズームレンズ群の位置の予測を行い、前記予測により得られた前記ズームレンズ群の予測位置に基づいて、前記フォーカスレンズ群の駆動制御を行う、ことを特徴とする。

本発明によれば、例えば、ズームによるピントズレを低減するのに有利なレンズ装置を提供することができる。

本発明の実施例１におけるレンズ装置１の構成を示すブロック図 本発明におけるＣＰＵ４０で行う全体処理のフローチャート 本発明の実施例１、３におけるズーム制御処理のフローチャート 本発明におけるフォーカス制御処理のフローチャート 本発明の実施例１、３における予測重み付け係数算出処理のフローチャート ズーム動き出し時の（ａ）ズーム予測位置Ｐｚｐと（ｂ）予測重み付け係数αの説明図 ズーム停止時の（ａ）ズーム予測位置Ｐｚｐと（ｂ）予測重み付け係数αの説明図 本発明の実施例２におけるレンズ装置１の構成を示すブロック図 本発明の実施例２におけるズーム制御処理のフローチャート 本発明の実施例２における予測重み付け係数算出処理のフローチャート 本発明の実施例３におけるレンズ装置１の構成を示すブロック図

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。

図１は、本発明を適用できる実施例１のレンズ装置１の構成を示したものである。
ズームレンズ群１０は、光軸方向に移動することで、レンズ装置１の焦点距離を可変させるための光学素子である。ズーム操作リング１１は機構的にズームレンズ群１０を操作するための操作リングであり、回転操作を行うことでズームレンズ群１０を光軸方向に直進移動させることができる。なお、光軸方向とは図１の左右方向を示している。ズーム位置検出器１４は、ズームレンズ群１０の光軸方向の位置を検出するための位置検出器であり、検出した位置信号はズーム位置Ｐｚとしてデジタル信号に変換され、ＣＰＵ（ズーム制御部、フォーカス制御部）４０に入力される。ズームモータ１２はズームレンズ群１０を光軸方向に電動駆動するためのアクチュエータである。ズーム駆動回路１３はＣＰＵ４０から出力されたズーム制御信号からズームモータ１２への駆動信号を生成する回路である。

レンズ装置１の像面にはカメラ装置１６の撮像素子１７が位置するように、レンズ装置１とカメラ装置１６が構成され、レンズ装置１とカメラ装置１６とで撮像装置が構成される。

フォーカスレンズ群２０は、光軸方向に移動することで、レンズ装置１の結像位置を変位させるための光学素子であり、物体距離を変更することができる。また、フォーカスレンズ群２０は、ズームレンズ群以後（ズームレンズ群より像側）に配され、ズームレンズ群１０を光軸方向に移動させた時の結像位置の変位を補正する手段でもある。フォーカスレンズ群２０は、ズームレンズ群１０より像側に配置されている。フォーカス位置検出器２３は、フォーカスレンズ群２０の光軸方向の位置を検出するための位置検出器であり、検出した位置信号はフォーカス位置Ｐｆとしてデジタル信号に変換され、ＣＰＵ４０に入力される。フォーカスモータ２１はフォーカスレンズ群２０を光軸方向に電動駆動するためのアクチュエータである。フォーカス駆動回路２２はＣＰＵ４０から出力されたフォーカス制御信号からフォーカスモータ２１への駆動信号を生成する回路である。フォーカスモータ２１とフォーカス駆動回路２２とを含むフォーカス駆動部によってフォーカスレンズ群２０が駆動される。

フォーカス操作電子リング３０はレンズ装置１の物体距離を操作するための操作リングであり、回転位置は物体距離指令Ｌｃとしてデジタル信号に変換され、ＣＰＵ４０に入力される。ズーム操作レバー３１は、ズームレンズ群１０を電動駆動する際の速度目標値を入力するためのレバーであり、広角側への操作か望遠側への操作かを示す方向と、駆動する速度に相当する信号を生成する。ここで生成した信号はズーム速度指令Ｖｚｃとしてデジタル信号に変換され、ＣＰＵ４０に入力される。

ＣＰＵ４０は、ズームレンズ群１０やフォーカスレンズ群２０を電動制御するための制御デバイスであり、後述するソフトウェア処理によって制御信号を算出する。

次に、実施例１のＣＰＵ４０で行うソフトウェア処理について説明する。
図２は、本実施例でのＣＰＵ４０で行うソフトウェア処理の全体処理のフローチャートであり、主な処理としてズーム制御処理（Ｓ１０１）、フォーカス制御処理（Ｓ１０２）がある。ズーム制御処理、および、フォーカス制御処理は繰り返し周期的に実行する。

図３は実施例１におけるズーム制御処理（図２のＳ１０１）のフローチャートである。
Ｓ２０１ではズーム操作レバー３１からズーム速度指令Ｖｚｃを取得し、これをそのままズーム目標速度Ｖｚｔとする。なお、ズーム目標速度Ｖｚｔが０の場合は停止を示し、正の値の場合は望遠側への駆動速度、負の値の場合は広角側への駆動速度であるとする。そしてズーム操作レバー３１を、ユーザが何も操作していない場合には、ズーム目標速度Ｖｚｔが０になるものとする。

Ｓ２０２ではズーム位置検出器１４からズーム位置Ｐｚを取得する。
Ｓ２０３では、Ｓ２０１で取得したズーム目標速度Ｖｚｔが０であるか、すなわちズーム目標速度が停止であるかを判断する。ズーム目標速度Ｖｚｔが０の場合はＳ２０４に進み、ズーム速度指令Ｖｚｃが０でない場合、Ｓ２０６に進む。

Ｓ２０４では、Ｓ２０２で取得したズーム位置Ｐｚに基づいて、ズームレンズ群１０が停止しているかどうかを判断する。なお、ここでは過去の異なる時間に取得した複数のズーム位置Ｐｚに基づいて停止しているかを判断するが、電源投入時で十分に過去のズーム位置Ｐｚが取得できていない場合には、停止していると判断する。ズームレンズ群１０が停止している場合にはＳ２０５に進み、ズーム目標位置ＰｚｔをＳ２０２で取得したズーム位置Ｐｚとする。一方、Ｓ２０４で停止していない場合には、ズーム目標位置Ｐｚｔを変更せずＳ２０８に進む。

Ｓ２０６では、ズーム目標速度Ｖｚｔからズーム目標位置Ｐｚｔを算出する。算出方法は、前サンプリングでのズーム目標位置Ｐｚｔに速度に応じた移動分に対応するＫ１×Ｖｚｔを加算する。Ｋ１は速度データから位置に変換する係数であり、あらかじめ記憶している値である。

Ｓ２０７では、Ｓ２０６で算出されたズーム目標位置Ｐｚｔがズームレンズ群１０の可動範囲内に収めるようにリミット処理を行い、Ｓ２０８に進む。

Ｓ２０８では、ズーム位置Ｐｚとズーム目標位置Ｐｚｔからズーム駆動信号を算出し、ズーム駆動回路１３へ出力する。ズーム駆動信号の算出方法は一般的なＰＩＤ制御処理であるため、説明は省略する。

図４は実施例１におけるフォーカス制御処理（図２のＳ１０２）のフローチャートである。
Ｓ３０１では、ズーム目標位置Ｐｚｔに基づいて所定時間後の第１ズーム予測位置（第１位置）Ｐｚｐ１を算出する。第１ズーム予測位置Ｐｚｐ１は、フォーカス制御遅延時間Ｔｆ後（所定時間後）のズーム位置Ｐｚを予測した位置であり、以下の式で算出する。
Ｐｚｐ１＝Ｐｚｔ（Ｔｚ−Ｔｆ）・・・（１）

ここで、Ｐｚｔ（ｔ）は現在時刻からｔ秒前のズーム目標位置Ｐｚｔを示し、Ｔｚはズーム制御遅延時間を示し、Ｔｆはフォーカス制御遅延時間を示している。制御遅延時間とは、駆動制御するために目標位置を設定した時刻から、実際に光学系がその目標位置に達した時刻までの時間を意味する。フォーカス制御遅延時間Ｔｆとズーム制御遅延時間Ｔｚはあらかじめ記憶している値であり、本実施例ではＴｚ＞Ｔｆの関係があるものとする。Ｓ３０１では、Ｓ２０３〜Ｓ２０７で算出したズーム目標位置ＰｚｔをＴｚ−Ｔｆ時間分のみ順次保持し続け、Ｔｚ−Ｔｆ時間前のズーム目標位置Ｐｚｔを第１ズーム予測位置Ｐｚｐ１として採用する。

Ｓ３０２では、ズーム位置Ｐｚに基づいて所定時間後の第２ズーム予測位置（第２位置）Ｐｚｐ２を算出する。第２ズーム予測位置とは、第１ズーム予測位置と同様で、フォーカス制御遅延時間Ｔｆ後（所定時間後）のズーム位置Ｐｚを予測した位置であり、以下の式で算出する。
Ｐｚｐ２＝Ｐｚ（０）＋Ｖｚ×Ｔｆ・・・（２）
Ｖｚ＝（Ｐｚ（０）−Ｐｚ（Ｔｓ））／Ｔｓ・・・（３）

Ｐｚ（ｔ）は現在時刻からｔ秒前のズーム位置Ｐｚを示しており、Ｔｓはズーム速度を算出するための速度算出遅延時間であり、Ｖｚはズーム位置Ｐｚから算出したズーム速度である。Ｐｚ（Ｔｓ）はズーム位置ＰｚをＴｓ時間分のみ順次保持し続けることで取得する。なお、本実施例ではズーム位置Ｐｚからズーム速度Ｖｚを算出する例を示したが、位置検出以外の検出手段を用いて、ズーム速度Ｖｚを取得しても良い。

Ｓ３０３では、予測重み付け係数算出処理であり、後述する処理によって予測重み付け係数αを算出する。予測重み付け係数αとは、Ｓ３０１で算出した第１ズーム予測位置Ｐｚｐ１と、Ｓ３０２で算出した第２ズーム予測位置Ｐｚｐ２をどのくらいの割合でズーム予測位置Ｐｚｐに反映させるかを示す係数であり、０から１の範囲の値である。より具体的には、予測重み付け係数αは第１ズーム予測位置Ｐｚｐ１の寄与の第１の重み付けの第１の重みに対応する値であり、（１−α）が第２ズーム予測位置Ｐｚｐ２の寄与の第２の重み付けの第２の重みに対応する値である。

Ｓ３０４では、以下の式を用いてズーム予測位置Ｐｚｐを算出する。
Ｐｚｐ＝Ｐｚｐ１×α＋Ｐｚｐ２×（１−α）・・・（４）
Ｓ３０５ではフォーカス操作電子リング３０から取得した物体距離指令Ｌｃを取得する。

Ｓ３０６では、Ｓ３０４で算出したズーム予測位置Ｐｚｐと、Ｓ３０５で取得した物体距離指令Ｌｃからフォーカス目標位置Ｐｆｔを算出する。ここでの算出方法は、ズーム位置と物体距離の２つのパラメータからフォーカス目標位置を決定する２次元のルックアップテーブルを用いる一般的な算出方法であり、詳細の算出方法は省略する。なお、ルックアップテーブルはあらかじめＣＰＵ４０に記憶されている。

Ｓ３０７では、フォーカス位置検出器２３からフォーカス位置Ｐｆを取得する。
Ｓ３０８では、Ｓ３０６で算出したフォーカス目標位置ＰｆｔとＳ３０７で取得したフォーカス位置Ｐｆからフォーカス駆動信号を算出し、フォーカス駆動回路２２へ出力する。フォーカス駆動信号の算出方法についても、一般的なＰＩＤ制御処理であるため、説明は省略する。

図５は実施例１における予測重み付け係数算出処理（図４のＳ３０３）のフローチャートである。
Ｓ４０１では電動操作フラグがＯＮであるかどうかを判定し、ＯＮの場合はＳ４０４に進む。電動操作フラグとはズーム操作レバー３１により電動でズームレンズ群１０を操作しているか、ズーム操作リング１１を手動操作してズームレンズ群１０を操作しているかを判断するフラグである。電動操作フラグの初期値はＯＦＦ（手動でズームレンズ群１０を操作している）である。

電動操作フラグがＯＦＦである場合には、Ｓ４０２にてズーム目標速度Ｖｚｔが０であるか判断し、ズーム目標速度Ｖｚｔが０でない場合にはＳ４０３で電動操作フラグをＯＮにしてＳ４０４に進む。

Ｓ４０４ではＳ３０２で算出したズーム速度Ｖｚと速度制御目標であるズーム目標速度Ｖｚｔが一致しているかを判断する。ここでは、ＶｚとＶｚｔがともに０であるか、それとも、所定の閾値の範囲内、例えば、
０．９≦（Ｖｚ／Ｖｚｔ）≦１．１・・・（５）
を満足すれば一致している、範囲外であれば一致していない、と判断することとする。本実施例では、比（Ｖｚ／Ｖｚｔ）を用いて一致しているかどうかを判断したが、差（Ｖｚ−Ｖｚｔ）で判断しても良い。

Ｓ４０４で一致していると判断した場合には、Ｓ４０５に進み、予測重み付け係数αを０に達するまでΔα１だけデクリメントしていく。

Ｓ４０６では、ズーム速度Ｖｚが０であるかを判断し、０であった場合、Ｓ４０７にて電動操作フラグをＯＦＦとする。

Ｓ４０４でＶｚとＶｚｔが一致していない場合には、Ｓ４０８に進み、予測重み付け係数α（第１の重み）を１に到達するまでΔα２だけインクリメントしていく。その後、Ｓ４０７に進む。

Ｓ４０２でズーム目標速度Ｖｚｔが０であった場合、すなわちズームが停止した状態から一度もズーム目標速度Ｖｚｔが０以外にならなかった場合、Ｓ４０５と同様に予測重み付け係数αを０に達するまでΔα１だけデクリメントしていく（Ｓ４０９）。その後、Ｓ４０７に進む。

なお、Δα１、Δα２はいずれも０から１の範囲のあらかじめ設定された値であり、本実施例ではΔα１＜Δα２としておく。

すなわち、ＣＰＵ４０は、ズームレンズ群の速度と目標速度との比または差が予め定められた範囲内であれば、第１ズーム予測位置Ｐｚｐ１の寄与の重み（第１の重み付け）を減らし、第２ズーム予測位置Ｐｚｐ２の寄与の重み（第２の重み付け）を増やす。また、前記比または差が前記範囲外であれば、第１ズーム予測位置Ｐｚｐ１の寄与の重み（第１の重み付け）を増やし、第２ズーム予測位置Ｐｚｐ２の寄与の重み（第２の重み付け）を減らすように係数αを設定する。

ここで本実施例の効果について説明する。はじめにズーム動き出し時について説明する。図６（ａ）はズーム動き出し時のズーム位置Ｐｚ（灰色実線）、第１ズーム予測位置Ｐｚｐ１（１点鎖線）、第２ズーム予測位置Ｐｚｐ２（細実線）、ズーム予測位置Ｐｚｐ（太実線）、ズーム理想予測位置Ｐｚｐｘ（破線）を示している。ズーム位置の予測は、ズーム位置に対応するフォーカス位置を実現するためのフォーカス制御遅延を補償することが目的であるため、理想的なズームの予測位置であるズーム理想予測位置Ｐｚｐｘはフォーカス制御遅延時間Ｔｆ前のズーム位置Ｐｚとなる。

第１ズーム予測位置Ｐｚｐ１はズーム目標位置Ｐｚｔを用いて予測しているため、ズーム駆動指令が入力された時刻ｔ１からズーム予測位置を変化させることができる。そのため、時刻ｔ３でズームが動き出し、ズーム目標速度Ｖｚｔに達する時刻ｔ４以前においてもズーム理想予測位置Ｐｚｐｘに近いズーム予測位置となる。ただし、制御上の目標位置と実際の位置との差である定常偏差が存在し、この定常偏差が姿勢差や温度などの環境変化により変化するため、第１ズーム予測位置Ｐｚｐ１はズーム理想予測位置Ｐｚｐｘからわずかにずれてしまう。

一方、第２ズーム予測位置Ｐｚｐ２は、ズーム位置Ｐｚを用いて予測しているため、上記の定常偏差によるずれは生じない。ただし、ズーム駆動指令が入力された時刻ｔ１からズーム目標速度Ｖｚｔに達する時刻ｔ４までは、第２ズーム予測位置Ｐｚｐ２の予測精度が低下し、ズーム理想予測位置Ｐｚｐｘから乖離してしまう。

図６（ｂ）はズーム動き出し時の予測重み付け係数αの時間変化を示している。ユーザによるズーム操作がされていない時刻ｔ１以前では、Ｓ４０９の処理が実行され、予測重み付け係数αは０となる。そして、ユーザによるズーム操作レバー３１が操作された時刻ｔ１にはＳ４０８の処理が実行され予測重み付け係数αは徐々に大きくなり、時刻ｔ２において１になる。

その後、ズームが動きだしズーム速度Ｖｚがズーム目標速度Ｖｚｔにおおよそ一致する時刻ｔ４になると、Ｓ４０５の処理が実行され、予測重み付け係数αは徐々に小さくなり、時刻ｔ５において０になる。このような予測重み付け係数αを設定することで、ズーム予測位置Ｐｚｐは図６（ａ）のように、時刻ｔ２〜時刻ｔ４では第１ズーム予測位置Ｐｚｐ１を、時刻ｔ４以後降は徐々に第１ズーム予測位置Ｐｚｐ１から第２ズーム予測位置Ｐｚｐ２に予測位置が移行する。時刻ｔ５では第２ズーム予測位置Ｐｚｐ２を予測位置Ｐｚｐとする。

この結果、ズーム駆動指令が入力されてからズームが加速するまでは第１ズーム予測位置Ｐｚｐ１が予測位置として採用されるため、ズームが動き出す前においてもズーム理想予測位置Ｐｚｐｘに近い予測位置となる。また、ズームがほぼ定速となる時刻ｔ４後の所定時間の経過後（時刻ｔ５）は第２ズーム予測位置Ｐｚｐ２が予測位置として採用されるため、ズーム理想予測位置Ｐｚｐｘに非常に近い予測位置を得ることができる。

一方、従来技術であるズーム目標位置Ｐｚｔを用いて予測した第１ズーム予測位置Ｐｚｐ１のみをズーム予測位置とした場合、定速となった時刻ｔ４以後でもズーム理想予測位置Ｐｚｐｘと常に離れたズーム予測位置となってしまう。また、ズーム位置Ｐｚを用いて予測した第２ズーム予測位置Ｐｚｐ２をズーム予測位置とした場合には、ズームが動き出すｔ３以前では全く予測ができず、ｔ３からｔ４の間の動き始めに急激に予測位置が変化することになる。

次に、ズームが停止する時について説明する。図７（ａ）はズームが停止する時のズーム位置Ｐｚ（灰色実線）、第１ズーム予測位置Ｐｚｐ１（１点鎖線）、第２ズーム予測位置Ｐｚｐ２（細実線）、ズーム予測位置Ｐｚｐ（太実線）、ズーム理想予測位置Ｐｚｐｘ（破線）を示している。加速時と同様に、第１ズーム予測位置Ｐｚｐ１はズーム理想予測位置Ｐｚｐｘからわずかに乖離する。一方、第２ズーム予測位置Ｐｚｐ２はズーム駆動指令が停止となる時刻ｔ６以後でズーム理想予測位置Ｐｚｐｘに対し、オーバシュートすることになる。

図７（ｂ）はズームが停止する時の予測重み付け係数αの時間変化を示している。ユーザによりズーム停止操作がされた時刻ｔ６以前は、図６（ａ）の時刻ｔ５以後の状態であり、予測重み付け係数αは０であり、時刻ｔ６以後に徐々に変化させ時刻ｔ７で１になり、ズームが停止した時刻ｔ８以後に徐々に変化させ時刻ｔ９で０になる。このように予測重み付け係数αを変化させることで、動き出しと同様に、ズーム予測位置Ｐｚｐをズーム理想予測位置Ｐｚｐｘに非常に近い予測位置とすることができる。

一方、ズーム目標位置Ｐｚｔを用いて予測した第１ズーム予測位置Ｐｚｐ１のみをズーム予測位置とした場合には、ズーム駆動指令として停止指令が入力される前で、定速駆動している時刻ｔ６以前でズーム理想予測位置Ｐｚｐｘと常に離れてしまう。また、ズーム位置Ｐｚを用いて予測した第２ズーム予測位置Ｐｚｐ２をズーム予測位置とした場合には、ズーム目標位置Ｐｚｔが一定となった時刻ｔ６からズームが停止する時刻ｔ８までにズーム理想予測位置Ｐｚｐｘから大きく乖離してしまう。

このように本実施例では、２種類のズーム予測位置を適切な重み付けをした上で、新たなズーム予測位置を生成することで精度の高いズーム予測位置を得ることができる。これにより、ズームレンズの位置に応じてフォーカスレンズを適切な位置に制御する必要のあるリアフォーカスにおいて、フォーカスレンズの制御遅延があっても精度の高い制御遅延補償が可能となる。結果として、ズーム操作時にピントずれの少ないズームレンズ装置を実現することができるようになる。

さらに本実施例では、図５に示すように電動操作フラグを使って、ズーム速度Ｖｚとズーム目標速度Ｖｚｔがともに０になってからズーム目標速度Ｖｚｔが０以外になるまで、予測重み付け係数αを０にし、第２ズーム予測位置Ｐｚｐ２を予測位置としている。この処理により、ユーザが電動操作ではなく、ズーム操作リング１１を直接操作する手動操作を行った時にもズーム位置を適切に予測することができる。一方、ズーム目標位置Ｐｚｔを用いて予測した第１ズーム予測位置Ｐｚｐ１のみをズーム予測位置とした場合には、このようなズームの手動操作には対応できず、ズーム予測位置がずれ、結果的にピントがずれてしまう。

図８は本発明を適用できる実施例２のレンズ装置１の構成を示したものである。本実施例では、ズーム電動駆動の指令を、速度指令ではなく、位置指令に基づいて行う構成について説明する。実施例１と構成で異なる点は、ズーム操作レバー３１がなくなり、ズーム操作リング１１の代わりにズーム操作電子リング（操作部）１５に変更している点である。ズーム操作電子リング１５は機構的にズームレンズ群１０とは接続されていない操作部材であり、操作回転位置（操作位置）はズーム位置指令Ｐｚｃとしてデジタル信号に変換され、ＣＰＵ４０に入力される。

図９は実施例２におけるズーム制御処理（図２のＳ１０１）のフローチャートである。
Ｓ２１０では、ズーム操作電子リング１５から最終的な到達目標位置であるズーム位置指令Ｐｚｃを取得する。

Ｓ２１１では、制御のタイムステップ内で到達すべき位置として設定されたズーム目標位置Ｐｚｔがズーム位置指令Ｐｚｃ以下であるか判断し、Ｐｚｃ以下の場合はＳ２１２に進み、Ｐｚｃより大きい場合はＳ２１５に進む。

Ｓ２１２では（Ｐｚｔ＋ΔＰｚｔ）＜Ｐｚｃを満たすかどうかを判断する。満たした場合、Ｓ２１３に進み、ズーム目標位置ＰｚｔにΔＰｚｔを加算したものを新たなズーム目標位置Ｐｚｔとする。ΔＰｚｔはズームレンズ群１０を電動駆動する際に駆動可能な最高速での駆動に対応する値であり、あらかじめ記憶してある値である。Ｓ２１２で（Ｐｚｔ＋ΔＰｚｔ）＜Ｐｚｃを満たさなかった場合には、Ｓ２１４に進み、ズーム位置指令Ｐｚｃをズーム目標位置Ｐｚｔとする。

Ｓ２１５では、（Ｐｚｔ−ΔＰｚｔ）＞Ｐｚｃを満たすかどうかを判断する。満たしていればＳ２１６に進み、ズーム目標位置ＰｚｔからΔＰｚｔを減算したものを新たなズーム目標位置Ｐｚｔとする。Ｓ２１５で（Ｐｚｔ−ΔＰｚｔ）＞Ｐｚｃを満たしていない場合にはＳ２１４に進み、ズーム位置指令Ｐｚｃをズーム目標位置Ｐｚｔとする。

Ｓ２１１〜Ｓ２１６はズーム目標位置Ｐｚｔとズーム位置指令Ｐｚｃが大きく乖離している場合、駆動可能な最高速相当の速度で段階的にズーム目標位置Ｐｚｔをズーム位置指令Ｐｚｃに近づける処理である。Ｓ２１７では、ズーム目標速度Ｖｚｔを以下の式で算出する。
Ｖｚｔ＝（Ｐｚｔ（０）−Ｐｚｔ（Ｔｓ））／Ｔｓ・・・（６）
ＴｓはＳ３０２で説明した速度算出遅延時間であり、Ｐｚｔ（Ｔｓ）はズーム目標位置ＰｚｔをＴｓ時間分のみ順次保持し続けることで取得する。

Ｓ２０８では、ズーム目標速度Ｖｚｔに基づくズーム駆動信号を算出し、ズーム駆動回路１３へ出力する。

フォーカス制御処理（図２のＳ１０２）は実施例１と同様のため、予測重み付け係数算出処理（図４のＳ３０３）の説明をする。図１０は実施例２における予測重み付け係数算出処理のフローチャートである。本実施例では、ズームレンズ群１０を手動で操作することができないため、ズーム速度Ｖｚとズーム目標速度Ｖｚｔが一致しているかどうかのみで、予測重み付け係数αを変化させる。Ｓ４０４、Ｓ４０５、Ｓ４０８の処理については実施例１と同様のため説明を省略する。

本実施例の効果については、実施例１と同様で、精度の高いズーム予測位置を得ることができ、ズーム操作時にピントずれの少ないズームレンズ装置を実現することができるようになる。

図１１は本発明を適用できる実施例３のレンズ装置１の構成を示したものである。本実施例では、フォーカスレンズ群２０に加えて、フォーカスレンズ群（第２フォーカスレンズ群）５０をズームレンズ群１０よりも物体側に追加した構成について説明する。

フォーカスレンズ群５０はフォーカスレンズ群２０と同様に、光軸方向に移動することで、レンズ装置１の結像位置を変位させるための光学素子であり、物体距離を変更することができる。ただし、フォーカスレンズ群５０はズームレンズ群１０よりも被写体側に配置されているため、ズームレンズ群１０の位置に関わらず、フォーカスレンズ群５０の光軸方向の位置と物体距離がほぼ一致する。フォーカス操作リング５１はフォーカスレンズ群５０を光軸方向に操作するための操作リングであり、フォーカスレンズ群５０と機構的に接続されている。フォーカス位置検出器（フォーカス検出部）５２はフォーカスレンズ群５０の光軸方向の位置（第２フォーカス位置）を検出する位置検出器であり、検出した位置はフォーカス位置（目標距離）Ｐｆ２としてデジタル信号に変換され、ＣＰＵ４０に入力される。

なお、本実施例では、フォーカスレンズ群５０でレンズ装置１の物体距離を変化させるため、フォーカスレンズ群２０は、ズームレンズ群１０の移動に伴うわずかな結像位置のずれを補正するレンズ群として制御する。

ＣＰＵ４０で行うソフトウェア処理で実施例１と異なる処理はＳ３０５とＳ３０６のみである。本実施例では、Ｓ３０５で行う物体距離指令Ｌｃの取得の代わりに、フォーカス位置検出器５２から取得したフォーカス位置Ｐｆ２を取得する。Ｓ３０６ではフォーカス位置Ｐｆ２、ズーム予測位置Ｐｚｐからフォーカス目標位置Ｐｆｔを算出する。ここでの算出で用いるルックアップテーブルは、ズーム位置とフォーカス位置の２つのパラメータから結像位置の補正量を決定する２次元のルックアップテーブルであり、あらかじめＣＰＵ４０に記憶されている。

本実施例の効果については、実施例１と同様で、精度の高いズーム予測位置を得ることができ、ズーム操作時にピントずれの少ないズームレンズ装置を実現することができるようになる。

１ レンズ装置
１０ ズームレンズ群
２０ フォーカスレンズ群
４０ ＣＰＵ（ズーム制御部、フォーカス制御部）

Claims (8)

1. ズームレンズ群と、前記ズームレンズ群の駆動制御を行うズーム制御部と、前記ズームレンズ群以後に配されたフォーカスレンズ群と、前記フォーカスレンズ群の駆動制御を行うフォーカス制御部とを有するレンズ装置であって、
   前記フォーカス制御部は、前記ズーム制御部に対する駆動指令と前記ズームレンズ群の位置とに基づいて、前記ズームレンズ群の位置の予測を行い、前記予測により得られた前記ズームレンズ群の予測位置に基づいて、前記フォーカスレンズ群の駆動制御を行う、
   ことを特徴とするレンズ装置。
2. 前記フォーカス制御部は、前記駆動指令に基づいて前記ズームレンズ群の第１位置の予測を行い、前記ズームレンズ群の位置に基づいて前記ズームレンズ群の第２位置の予測を行い、前記第１位置に対する第１の重み付けと前記第２位置に対する第２の重み付けとに基づいて、前記予測位置を得ることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
3. 前記フォーカス制御部は、前記ズームレンズ群の速度と前記ズームレンズ群の目標速度とに基づいて、前記第１の重み付けの第１の重みと前記第２の重み付けの第２の重みとを設定することを特徴とする請求項２に記載のレンズ装置。
4. 前記フォーカス制御部は、前記ズームレンズ群の速度と前記ズームレンズ群の目標速度との比または差が予め定められた範囲内であれば、前記第１の重みを減らし、かつ前記第２の重みを増やすように、前記比または前記差が前記範囲外であれば、前記第１の重みを増やし、かつ前記第２の重みを減らすように、前記第１の重みと前記第２の重みとを設定することを特徴とする請求項３に記載のレンズ装置。
5. 前記フォーカス制御部は、前記ズームレンズ群の速度と前記ズームレンズ群の目標速度とがともに０となった後かつ前記ズームレンズ群の目標速度が０でなくなる前に、前記第２位置を前記予測位置とするように、前記第１の重みと前記第２の重みとを設定することを特徴とする請求項４に記載のレンズ装置。
6. 前記フォーカス制御部に対して物体距離に対応する駆動指令を生成する操作部を有し、
   前記フォーカス制御部は、前記操作部からの前記駆動指令にも基づいて、前記フォーカスレンズ群の駆動制御を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちいずれか１項に記載のレンズ装置。
7. 前記ズームレンズ群より物体側に配された第２フォーカスレンズ群を有し、
   前記フォーカス制御部は、前記第２フォーカスレンズ群の位置にも基づいて、前記フォーカスレンズ群の駆動制御を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちいずれか１項に記載のレンズ装置。
8. 請求項１ないし請求項７のうちいずれか１項に記載のレンズ装置と、
   前記レンズ装置の像面に配された撮像素子と、
   を有することを特徴とする撮像装置。

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