JP4819720B2 - 光学機器、撮像装置およびレンズ装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像レンズや該撮像レンズを装着可能な、ビデオカメラ、スチルカメラなど撮像装置を含む光学機器、撮像装置およびレンズ装置に関するものである。

ビデオカメラやスチルカメラなどの撮像装置には、光学系のズーム倍率を変化させるズーム操作や手動で被写体にピントを合わせるためのマニュアルフォーカス操作などを行うための操作部材が通常設けられている。光学系のズーム倍率及びフォーカス状態の変更は、光学系を構成するレンズ群のうち、それぞれバリエータレンズ群及びフォーカシングレンズ群を、光学系の光軸方向に移動させることにより行うことができる。なお、バリエータレンズ群をズームレンズとも記載し、フォーカシングレンズ群をフォーカスレンズとも記載する。

ズーム操作やマニュアルフォーカス操作により上記レンズ群を移動させる操作部材としては、レンズ鏡筒の周囲に具備された操作リングの回転を、機械的なカム機構によりレンズの直動動作に変換する機構を設けることで可能である。しかし近年は、モータを用いて電気的にレンズ駆動を制御する、パワーズーム／パワーフォーカス機構が用いられることが多い。この場合、操作部材としては、電子リング、操作量を計測可能なボリュームキー、もしくはスイッチ等が設けられ、これらの操作量が電気信号に変換される。そして、カメラ本体等に搭載されたマイクロコンピュータでこの信号を検出し、モータを制御することにより、ズーム駆動やマニュアルフォーカス駆動を実現している。このような構成とすれば、複雑なカム機構が不要となり、また操作部材を自由な位置に配置できることから、レンズやカメラの小型、低コストが可能になる。

上記操作部材である電子リングでは該電子リングの回転により、ボリュームキーでは押し圧により、その操作量を検出可能である。したがって、一般に電子リングの方がより細かくユーザーの操作量を検出でき、操作性に優れている。一方、スイッチの場合はオンとオフしか検出できないため、操作性は他の操作部材に比べて劣る。ボリュームキーやスイッチは低価格かつ小型であるため、比較的低価格なカメラで多く用いられている。これに対し、電子リングはコストや大きさでは不利であるが、微妙な操作が容易であることや、従来の機械的なカム機構を具備したものと操作感が近い。よって、電子リングは上級ユーザーのニーズが高く、中級クラス以上のカメラではこの電子リングが用いられている。但し、カメラを手で保持している場合、カメラの保持とリング操作とで両手がふさがれてしまう。このため、電子リングを搭載したカメラにおいても、カメラを保持するグリップ付近に別途ボリュームキーやスイッチを設け、操作性は劣るが、片手でも操作可能なように構成されることが多い。

以下、電子リングによるパワーズーム／パワーフォーカス制御の従来技術について説明する。尚、ズーム操作とマニュアルフォーカス操作はいずれもユーザーによる操作に応じてレンズ位置を制御する点で全く同等であるので、ここではズーム操作を代表例とする。

電子リングによるズーム操作を実現するものとして、電子リングの回転に伴って発生する電気信号を検出し、この検出信号に応じてズームレンズの速度を制御する技術が提案されている（特許文献１）。上記電子リングの回転に伴って発生する電気信号を出力するものとしては、該電子リングの回転位置の絶対角を出力する絶対値型と、相対的な回転角を出力する相対値型とがある。絶対値型としては、可変抵抗により電子リングの回転角度（単に角度とも記載する。）に比例した電圧を出力するタイプなどがある。相対値型としては、リングが所定角度だけ回転される毎にオン、オフのパルスを出力するタイプ、所定角度毎に周期的に変化する電圧を出力するタイプなどがある。前者は、例えばフォトインタラプタ、後者は、例えば磁気抵抗（ＭＲ）素子などにより実現される（詳細は省略）。

絶対値型の電子リングは、絶対角が得られる点で相対値型より優れているが、コストが高い、角度の検出分解能を高くすることが難しいなどの欠点もある。一方、相対値型の電子リングは、絶対角を得ることはできないものの、比較的低コストで高い分解能を得られることから広く用いられている。

従来においては、上記特許文献１のように、単位時間内の電子リング回転量をマイクロコンピュータで検出し、これをズームレンズの移動速度データに変換してズームモータを制御して、電子リングでのズーム操作を実現している。詳しくは、電子リングを速く回転させると速いズーム駆動が行われ、遅く回転させると遅いズーム駆動が行われるようになっている。

以上のようなパワーズーム制御により電子リングでのズーム操作を可能にした構成にすると、複雑なカム機構を用いることなく、低コストで、コンパクトな撮影レンズや撮像装置を実現可能となる。
特開平９−２４３８９９号公報

しかしながら、上記のような従来構成においては、以下のような問題を有している。

まず第１に、電子リング操作によりユーザーが制御することになるのはズーム速度であるため、リングの回転角度と、ズーム位置すなわち光学倍率が一致しない。このため、同じ角度だけ電子リングを回転させても、速く回した場合は光学倍率が例えば５倍になり、遅く回した場合は例えば２倍になる。機械的なカム機構のレンズでは回転角度と光学倍率が１対１に対応するため、直感的な操作が可能であるが、上記の従来構成では直感的な操作ができず、操作性が劣るという問題がある。

第２に、ズームモータに速度制限がある場合、電子リングをいくら速く回しても制限速度以上の速度では駆動できない。例えばズームモータとしてステッピングモータを使用している場合、所定速度以上ではモータが回転できなくなる脱調現象が発生するため、回転速度に上限を設ける必要がある。この場合、広角側（ワイド端）から望遠側（テレ端）までを最大速度で駆動しても例えば２秒かかるレンズでは、少なくとも２秒間は電子リングを回しつづけないとワイド端からテレ端までレンズが移動しない。このため、電子リング操作量が多くなってしまう。カメラ撮影においては一気に倍率を変化させたい場合も多く、機械的なカム機構のレンズでは、所定角度だけリングを回転させればワイド端からテレ端までレンズを移動できる。これに対し上記の従来構成では、電子リング操作量が多くなり、操作性が劣るという問題がある。

以上の２点の問題は、電子リングの操作量に対してズームレンズの移動速度を制御する構成であることに起因している。そこで、これに代えて、電子リングの操作量に対してズームレンズの絶対位置を制御するように構成、すなわち、電子リングの絶対角とズームレンズの絶対位置を１対１に対応させるようにズーム位置を制御する構成にしたとする。そうすると、機械的なカム機構の撮影レンズに近い操作感が実現できると考えられる。

しかしながら、電子リングとして相対値型の電子リングを用いた場合は、相対的な回転角の情報しか得られないために、電子リングの絶対角とズームレンズの絶対位置を１対１に対応させる制御は困難である。一方、絶対値型の電子リングを用いた場合は、電子リングの絶対角の情報が得られることから、上記制御を実現することは容易となる。しかしこの場合でも、絶対値型電子リングのコストや分解能の問題に加えて、以下のような問題がある。

この種の電子リングを搭載したカメラにおいても、上記したように該電子リングに加えて、グリップ付近にもボリュームキー等を設けてどちらでもズーム操作可能とすることが多い。また、リモートコントローラ（リモコン）などによりカメラ本体の操作部材以外の手段でズーム制御を可能にすることも多い。このような手段を併用する場合、これらによってズームレンズの位置を移動させると、電子リングの角度が変わらないままズームレンズの位置のみ変化する。そのため、リングの絶対角とズームレンズの絶対位置との１対１の対応がずれてしまうという問題がある。

上記１対１の対応がずれてしまうという問題を防ぐ従来手法として、電子リングを駆動する駆動手段を設け、電子リング以外の手段でズーム位置が変更された際に該電子リングも自動的に回転させる。そして、両者の位置関係を保持させるというものがある。しかしこのためには電子リングの機構が極めて複雑になり、コストアップや、機構の複雑化に伴う信頼性の低下などの問題が発生する。また別の従来手法として、電子リング操作の有効／無効を切り換えるスイッチを設け、電子リングとそれ以外の手段が排他的に使用されるように制御する。そして、電子リングが有効にされた際には、該電子リングの絶対角に対応した位置に自動的にズームレンズを移動させることで、両者の位置関係を保持させるというものがある。しかしこの場合は、上記スイッチの切り換え操作が煩わしい上、電子リングを有効にすると勝手にズーム位置が変更されてしまい、不自然であるという問題がある。

以上のように従来においては、絶対値型の電子リングを用い、該電子リングの絶対角とズームレンズの絶対位置を１対１に対応させる制御を行っても、必ずしもズーム操作性の向上にはつながらないという問題を有していた。

（発明の目的）
本発明の目的は、レンズの絶対位置と操作部材の操作量との対応関係がずれることによる誤動作を防止し、直感的かつ自然な操作性を実現することのできる光学機器、撮像装置およびレンズ装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、レンズを移動させるための第１の操作部材と、前記レンズを移動させるための、前記第１の操作部材と異なる第２の操作部材と、前記第１の操作部材または前記第２の操作部材の操作に基づいて、前記レンズの位置を制御する制御手段とを有し、前記制御手段が、前記第１の操作部材の第１の位置からの操作量に応じて前記レンズの位置を制御するとともに、前記第２の操作部材の操作が為された後に再び前記第１の操作部材の操作が為された場合、前記第１の位置の情報から更新された第２の位置からの操作量に応じて前記レンズの位置を制御する光学機器とするものである。

同じく上記目的を達成するために、本発明は、レンズを駆動する駆動手段、前記レンズを移動させるための第１の操作部材、および、前記第１の操作部材の操作量を検出する検出手段を備えた撮影レンズが装着可能な撮像装置であって、前記検出手段からの操作量信号を受信する受信手段と、前記レンズを移動するための第２の操作部材と、前記第１の操作部材または前記第２の操作部材の操作に基づいて、前記レンズの位置を制御する制御手段とを有し、前記制御手段が、前記第１の操作部材の第１の位置からの操作量に応じて前記レンズの位置を制御するとともに、前記第２の操作部材の操作が為された後に再び前記第１の操作部材の操作が為された場合、前記第１の位置の情報から更新された第２の位置からの操作量に応じて前記レンズの位置を制御する撮像装置とするものである。

同じく上記目的を達成するために、本発明は、レンズを移動するための第２の操作部材、および、前記第２の操作部材の操作に基づいて前記レンズの位置を制御する制御手段を備えた撮像装置と装着可能なレンズ装置であって、レンズと、前記レンズを駆動する駆動手段と、前記レンズを移動させるための第１の操作部材とを有し、前記レンズが、前記第１の操作部材の第１の位置からの操作量に応じて位置を制御されるとともに、前記第２の操作部材の操作が為された後に再び前記第１の操作部材の操作が為された場合、前記第１の位置の情報から更新された第２の位置からの操作量に応じて位置を制御されるレンズ装置とするものである。

本発明によれば、レンズの絶対位置と操作部材の操作量との対応関係がずれることによる誤動作を防止し、直感的かつ自然な操作性を実現することのできる光学機器、撮像装置またはレンズ装置を提供できるものである。

本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例１ないし３に記載した通りである。

図１は本発明の実施例１に係わる撮像装置の構成を示す図である。１０１は第１固定レンズ群、１０２は変倍を行うバリエータレンズ群であるところのズームレンズである。１０３は絞り、１０４は第２固定レンズ群である。１０５は焦点調節機能と変倍による焦点面の移動を補正するいわゆるコンペ機能を兼ね備えたレンズ群（フォーカスレンズとも記載する）である。ズームレンズ１０２、フォーカスレンズ１０５の駆動は、ズーム駆動部１１０、フォーカス駆動部１１１により行われ、それぞれ光軸方向（図１の左右方向）に移動可能になっている。これら駆動部として、ステッピングモータや直動式のボイスコイルモータなどを用いることができる。ズームレンズ１０２とフォーカスレンズ１０５の光軸方向の各位置は、ズーム位置検出部１１２とフォーカス位置検出部１１３により検出される。上記駆動部がステッピングモータの場合は、位置検出部としては、基準リセット位置からの入力パルスカウントであっても良い。このときには基準位置検出のための位置検出センサとして、例えばフォトインタラプタを用い、移動レンズ枠に一体的に設けられた遮光壁により遮光される境界位置を基準位置として検出する。この他、位置検出センサとして、移動レンズ枠に一体的に設けられたマグネットスケールの磁界変化を磁気抵抗（ＭＲ）素子などで検出する方式を用いることもできる。

被写体からの入射光は、レンズ群１０１〜１０５を通って撮像素子１０６上に結像する。撮像素子１０６はＣＣＤやＣＭＯＳなどの光電変換素子であり、被写体像を電気信号に変換する。この電気信号はＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７により読み出され、増幅されて、カメラ信号処理回路１０８に入力される。カメラ信号処理回路１０８は所定の映像信号処理を行い、入力された信号を記録装置１０９、モニター装置１１５に対応した信号に変換する。記録装置１０９は被写体像を記録媒体（磁気テープ、光学ディスク、半導体メモリなど）に記録するものである。モニター装置１１５は電子ビューファインダや液晶パネルなどに被写体像を表示するものである。

カメラマイコン１１４は撮像装置全体の制御を司るマイコン（マイクロコンピュータ）であり、カメラ信号処理回路１０８や記録装置１０９の制御を行う。また、ズーム位置検出部１１２、フォーカス位置検出部１１３によるレンズ位置の検出信号はカメラマイコン１１４に入力され、後述するレンズ駆動制御の処理に用いられる。レンズ駆動制御の処理結果に応じてカメラマイコン１１４は、ズーム駆動部１１０、フォーカス駆動部１１１を制御し、レンズの位置制御を行う。

リング部材（以下、リングと記載する。）１１７はズーム操作やマニュアルフォーカス操作を行うための操作部材としての電子リングである。リング１１７は、通常、回転中心が光学系の光学中心と略一致するように設けられる。リングについては従来技術において説明したので、ここでの説明は省略するが、本実施例１においては、リングとして、絶対値型のリングを用いる。このリング１１７の操作量としての角度（回転変化量）はリング角度検出部１１８により検出され、その検出結果はカメラマイコン１１４に入力される。以下では、リング操作に伴ってズームレンズ１０２を制御する場合について説明するが、リング操作によりフォーカスレンズ１０５を制御する場合についても同様の制御を行うことができる。尚、リングとして、ズームリングとフォーカスリングをそれぞれ別に設けていても良いし、一つのリングをスイッチによりズーム用とフォーカス用に切り換える構成としても良い。なお、ここではリング１１７の操作量として回転変化量を検出することにした。この点、操作部材としてスライド部材を採用して操作量としてスライド量を検出するようにしてもよい。

ズームキー１１６としては、従来技術で説明したようなボリュームキー、スイッチ等が用いられ、その出力はカメラマイコン１１４に入力される。ボリュームキーの場合は、キーの押し圧に応じた速度でズームレンズ１０２が駆動されるようにカメラマイコン１１４により制御される。また、スイッチの場合は、オンされると所定速度でズームレンズ１０２が駆動されるようにカメラマイコン１１４に制御される。

ここで、リングによるズーム操作が有効なモードとしては、撮像装置が撮影可能となるモード、もしくは、リングの有効・無効の切換手段（不図示）を備えた場合において、該リングを有効とするモードがある。さらには、一つのリングをズームとフォーカスに切り換える切換手段（不図示）を備えた場合において、ズームに切り換えられたモードなどがある。また、本発明をマニュアルフォーカス操作に適用する場合においては、オートフォーカスモードとマニュアルフォーカスモードを切り換える切換手段（不図示）によってマニュアルフォーカスモードに切り換えられた場合もこれに相当する。

本実施例１において、撮像装置に電源が投入されたとき、または、撮像装置が撮影可能モードに切り換えられた場合には、通常はズームレンズ１０２の位置のリセット処理が実行される。これはレンズを一旦所定の基準位置に移動させ、レンズの位置情報を初期化する処理であり、基準位置の検出はフォトインタラプタなどが用いられる。位置のリセット処理の後は、前回電源が遮断されたとき、または、撮影可能モード以外に切り換えられたときにズームレンズ１０２が位置した最後の位置まで、ズームレンズ１０２を移動させる。これは前回の撮影状態に復帰させるためである。以下の初期化処理はこのリセット処理が実行された後に実行される。

撮像装置に電源が投入されたとき、及び、ズームレンズ１０２による操作が有効なモードに切り換えられたときに、カメラマイコン１１４にて行われる初期化処理について説明する。詳しくは、ズーム操作の開始に際して、事前に行われる、リング１１７の角度とズームレンズ１０２の位置（以下、ズーム位置と記載する）との対応関係の初期化処理について、図２のフローチャートを用いて説明する。

図２において、まずステップＳ１０１にて、ズーム位置Ｚ０をズーム位置検出部１１２から読み込む。そして、次のステップＳ１０２にて、回転操作されるリング１１７の回転角度であるリング角度Ｐ０をリング１１７の基準位置情報としてリング角度検出部１１８から読み込む。続くステップＳ１０３では、リング角度Ｐ０を、ズーム位置との対応関係の基準データＰＲＥＦに保存する。次のステップＳ１０４では、ズーム位置Ｚ０を、リング角度Ｐ０との対応関係の基準データＺＲＥＦに保存する。これにより、ズームレンズ１０２の絶対位置とリング１１７の角度の対応関係の初期状態が記憶手段である基準データＰＲＥＦおよびＺＲＥＦに記憶されたことになる。

次に、ユーザーがリング１１７またはズームキー１１６を用いてズーム操作を行う場合の制御処理について、図３及び図４のフローチャートを用いて説明する。尚、以下の説明では、ズームレンズ１０２の位置データは該ズームレンズ１０２が望遠側（テレ側）に行くほど大きくなるものとする。また、リング角度が大きくなる方向にリング１１７を回転させると、ズームレンズ１０２がテレ側に移動するような制御が行われるものとする。

まず、ステップＳ３０１にて、ズーム位置Ｚ１を読み込む。そして、次のステップＳ３０２にて、リング角度Ｐ１を読み込む。続くステップＳ３０３では、ズームキー１１６の操作データ（以下、ズームキーデータと記載する）を読み込む。次のステップＳ３０４では、ズームキーデータから、ズームキー１１６がユーザーに操作されているかどうかを判定する。ズームキー１１６が操作されている場合は後述の図４のステップＳ４０１以降の処理に進む（詳細は後述）。ズームキー１１６が操作されていない場合は、リング操作の処理を行うためにステップＳ３０５に進む。

ズームキー１１６が操作されていないとしてステップＳ３０５に進むと、ここではステップＳ３０２で読み込んだリング角度Ｐ１が、前回読み取ったリング角度Ｐ０と等しいかどうかを判定する。Ｐ１とＰ０が異なっている場合はリング操作が行われたことになるので、ステップＳ３０６へ進む。そして、ステップＳ３０６にて、上記のリング角度の基準データＰＲＥＦと読み込んだリング角度Ｐ１との差分ｄＰを演算する。続くステップＳ３０７では、ｄＰに所定のゲインＧを掛けて、リング角度の差分ｄＰに対応するズーム位置の差分ｄＺを演算する。ここで、ゲインＧは、ズームレンズ１０２の可動範囲のストロークＬＺと、これに対応するリング１１７の回転角度θＷＴから
Ｇ＝ＬＺ／θＷＴ
なる式により決定できる。すなわち、リング１１７をθＷＴだけ回転させると、ズームレンズ１０２はワイド端からテレ端まで移動することになる。

次のステップＳ３０８では、ズーム位置の基準データＺＲＥＦに、ステップＳ３０７で求めたズーム位置の差分ｄＺを加え、リング角度Ｐ１に対応するズーム目標位置ＺＴＧＴを予め決められた対応関係にしたがって演算する。ユーザーによるリング操作に対してズーム目標位置ＺＴＧＴに移動させることで、リング操作量に対してズーム位置を絶対位置制御することになる。このようにして、リング１１７の回転の度合いに対して予め決められた対応関係にて定まる移動量だけズームレンズ１０２を移動させる。

次のステップ３０９では、ズーム目標位置ＺＴＧＴがズームレンズ１０２のテレ端位置ＺＴＥＬＥよりも大きいかを判定する。大きい場合は、ズームレンズ１０２はテレ端位置ＺＴＥＬＥまでしか移動できないためにステップＳ３１０に進み、ズーム目標位置ＺＴＧＴをテレ端位置ＺＴＥＬＥに変更して、ステップＳ３１３に進む。これにより、リング１１７の回転の度合いに対して予め決められた対応関係が一旦解消される。

一方、ズーム目標位置ＺＴＧＴがテレ端位置ＺＴＥＬＥより小さい場合はステップＳ３１１に進み、ズーム目標位置ＺＴＧＴがズームレンズ１０２のワイド端位置ＺＷＩＤＥより小さいかを判定する。小さい場合は、ズームレンズ１０２はワイド端位置ＺＷＩＤＥまでしか移動できないためにステップＳ３１２に進み、ズーム目標位置ＺＴＧＴをワイド端位置ＺＷＩＤＥに変更して、ステップＳ３１３に進む。これにより、リング１１７の回転の度合いに対して予め決められた対応関係が一旦解消される。

ズーム目標位置ＺＴＧＴがワイド端位置ＺＷＩＤＥより大きい場合は、ズーム目標位置ＺＴＧＴはズームの可動範囲内であるため、ズーム目標位置ＺＴＧＴは変更せずにステップＳ３１３に進む。

ステップＳ３１３に進むと、ここではズーム位置Ｚ１がズーム目標位置ＺＴＧＴと一致しているかを判定する。リング操作中はｄＺが０でないため、通常は一致しない。そのため、ステップＳ３１４に進む。ステップＳ３１４では、ズーム位置Ｚ１がズーム目標位置ＺＴＧＴより小さいかどうかを判定し、小さい場合は、ステップＳ３１５に進み、ズームレンズ１０２をテレ方向に駆動する。逆にズーム位置Ｚ１がズーム目標位置ＺＴＧＴより大きい場合は、ステップＳ３１６に進み、ズームレンズ１０２をワイド方向に駆動する。いずれの場合も最後にステップＳ３１７に進んで、次回の処理に備えて現在のリング角度Ｐ１を前回のリング角度Ｐ０に保存し、ステップＳ３０１に戻る。

上記ステップＳ３０５にてリング操作が行われていないと判定した場合は、上記のステップＳ３０６〜Ｓ３１２の処理は行わず、直ちにステップＳ３１３に移行する。本実施例１においては、リング操作が停止されても、ステップＳ３１３にてズーム位置Ｚ１がズーム目標位置ＺＴＧＴと一致していないと判定すると、ステップＳ３１４〜Ｓ３１６の処理を行い、一致するまでズームレンズ１０２の駆動を継続する。これは、ズームレンズ１０２を駆動するモータに速度制限がある場合に、リング１１７を速く回した際にズームレンズ１０２が追従できないことを考慮したものである。このように制御することで、レンズ駆動の遅延はあるものの、リング１１７の角度とズームレンズ１０２の絶対位置との関係を予め決められた１対１の関係に保持することができる。

尚、ステップＳ３０５における、リング操作が行われているかどうかの判定は、前記したようにＰ１とＰ０が等しいかどうかにより行うことができる。しかし、リング１１７の角度の検出信号にノイズなどが含まれる場合、リング１１７が停止していても、Ｐ１とＰ０が異なる場合もある。このような場合の誤判定を防止するため、Ｐ１とＰ０の差分が所定の閾値以下かどうかにより、ズーム操作が行われたかどうかを判定するようにしても良い。この場合の閾値を、リング角度の検出信号に含まれるノイズより大きい値に設定しておけば、前記の誤判定は発生しなくなる。

以上の処理における、ズームレンズ１０２の絶対位置とリング１１７の角度との関係を図５に示す。図５のように、リング角度の基準データＰＲＥＦとズーム位置の基準データＺＲＥＦを基準（丸で示す位置を基準）に、リング１１７をプラス方向に回転させるとする。この場合、ズームレンズ１０２はテレ方向に移動し、マイナス方向に回転させるとズームレンズ１０２はワイド方向に移動するよう、１対１の関係が保持される。但し、ズームレンズ１０２がテレ端位置ＺＴＥＬＥに達すると、それ以上リング１１７をプラス方向に回転させてもズーム位置はテレ端位置ＺＴＥＬＥに保持される。同様に、ズームレンズ１０２がワイド端位置ＺＷＩＤＥに達すると、それ以上リング１１７をマイナス方向に回転させてもズーム位置はワイド端位置ＺＷＩＤＥに保持される。

図３に戻り、ステップＳ３１３にて、ズーム位置Ｚ１が目標位置ＺＴＧＴと一致したと判定した場合はステップＳ３１８に進み、ズームレンズ１０２の駆動を停止する。そして、次のステップＳ３１９にて、ズーム位置Ｚ１がテレ端位置ＺＴＥＬＥと一致しているかどうかを判定する。一致していない場合はステップＳ３２０に進み、ズーム位置Ｚ１がワイド端位置ＺＷＩＤＥと一致しているかどうかを判定する。一致していない場合はステップＳ３１７に進み、以後の処理は前記した通りとなる。

一方、ステップＳ３１９またはステップＳ３２０にて、ズーム位置Ｚ１がテレ端位置ＺＴＥＬＥまたはワイド端位置ＺＷＩＤＥに一致していると判定したとする。この場合はいずれの場合もステップＳ３２１に進み、ズーム位置の基準データＺＲＥＦをＺ１で再初期化する。同様に、ステップＳ３２２にてリング角度の基準データＰＲＥＦをリング角度Ｐ１で再初期化する。これにより、一旦解消され、キャンセルされたリング１１７の回転の度合いに対しての対応関係が更新され、再度保持された状態となる。そしてステップＳ３１７に進み、以後の処理を継続する。また、当該キャンセルと更新とを同時に行うようにしてもよい。

上記のように、ズーム位置Ｚ１がテレ端位置ＺＴＥＬＥもしくはワイド端位置ＺＷＩＤＥと一致して、基準データが再初期化された場合のズームレンズ１０２の絶対位置とリング角度との関係について、図６を用いて説明する。尚、図６は、ズーム位置Ｚ１とテレ端位置ＺＴＥＬＥが一致した場合の例である。

図６において、ＺＲＥＦ，ＰＲＥＦはそれぞれ、再初期化前のズーム位置及びリング角度の基準データである。Ｌ１はＺＲＥＦ，ＰＲＥＦに対応した、ズームレンズ１０２の絶対位置とリング角度との関係を示している。リング１１７がプラス方向に回転され、リング角度がＰ１まで操作された場合、ズーム目標位置がテレ端位置ＺＴＥＬＥを超えるため、ズーム位置はテレ端位置ＺＴＥＬＥで停止する。この際、前記のようにＺＲＥＦとＰＲＥＦがそれぞれキャンセルされ、ＺＴＥＬＥとＰ１で更新することによって再初期化される。

図６のＺＲＥＦ’とＰＲＥＦ’は再初期化された更新された基準データを示している。この後リング１１７が操作される際は、ズームレンズ１０２の絶対位置とリング角度との関係としてはＺＲＥＦ’とＰＲＥＦ’に対応したＬ２が用いられる。このようにすれば、ズームレンズ１０２の絶対位置とリング角度との１対１の関係が保たれる。そして、ズームレンズ１０２がテレ端にある場合にマイナス方向にリング１１７を操作すれば直ぐにズームレンズ１０２が応答することから、軽快な操作感をユーザーに与えることができる。

次に、図３のステップＳ３０４にて、リング１１７の操作後などに、ズームキー１１６がユーザーに操作されていると判定した場合、リング１１７の回転の度合いに対して予め決められた対応関係が一旦解消される。その場合の、それ以降の処理について、図４のフローチャートで説明する。

まず、ステップＳ４０１にて、ズームキー１１６による操作の方向がテレ方向かワイド方向かを判定する。テレ方向であればステップＳ４０２に進み、ズーム位置Ｚ１がテレ端位置ＺＴＥＬＥと一致しているかどうかを判定する。一致していない場合はズームレンズ１０２を移動可能であるのでステップＳ４０３に進み、ズームレンズ１０２をテレ方向に駆動して、ステップＳ４０６に進む。

一方、ステップＳ４０２にて、ズーム位置Ｚ１とテレ端位置ＺＴＥＬＥが一致している場合は、それ以上ズームレンズ１０２を移動できないためにステップＳ４０４に進み、ズームレンズ１０２の駆動を停止して、ステップＳ４０６に進む。

また、ステップＳ４０１にてズームキー１１６がワイド方向に操作されていると判定した場合はステップＳ４０８に進み、ズーム位置Ｚ１とワイド端位置ＺＷＩＤＥが一致しているかを判定する。一致していない場合はステップＳ４０５に進み、ズームレンズ１０２をワイド方向に駆動して、ステップＳ４０６に進む。一致していた場合はテレの場合と同様にステップＳ４０４に進み、ズームレンズ１０２の駆動を停止して、ステップＳ４０６に進む。

次のステップＳ４０６及びステップＳ４０７では、ズーム位置の基準データＺＲＥＦとリング角度の基準データＰＲＥＦを、それぞれズーム位置Ｚ１とリング角度Ｐ１で再初期化する。これは、上述のように、ズームキー１１６の操作にてズーム位置が変更された場合、リング角度とズーム位置の予め決められた対応関係がずれるためである。このようにズームキー操作時には、ズーム位置とリング角度の基準データを一旦解消しキャンセルした後に新たな対応関係に更新する。こうした再初期化をすることにより、リング角度とズーム位置の予め決められた対応関係を再度保持させることができる。ここでの対応関係のキャンセルと更新とは同時に行うようにしても構わない。

尚、再初期化のタイミングは、ズームキー１１６を操作した際に対応関係をキャンセルし、再びリング１１７を操作した際に更新するようにしてもよい。

上記の処理の後は図３のステップＳ３１７に戻り、以後の処理を継続する。

以上のように、ズームキー１１６によってズーム位置が変更された場合の、ズームレンズ１０２の絶対位置とリング角度との関係を図７に示す。

図７において、ＺＲＥＦ，ＰＲＥＦはそれぞれ、再初期化前のズーム位置及びリング角度の基準データであり、Ｌ１はＺＲＥＦ，ＰＲＥＦに対応した、ズームレンズ１０２の絶対位置とリング角度との関係を示している。今、リング角度がＰ１のとき、ズームレンズ１０２がズームキー１１６により、矢印で示したようにＺ１からＺ１’まで移動されたとする。この際、前記のようにＺＲＥＦとＰＲＥＦがそれぞれＺ１’とＰ１で再初期化される。

図７のＺＲＥＦ’とＰＲＥＦ’は再初期化された基準データである。この後リング１１７が操作される際は、ズームレンズ１０２の絶対位置とリング角度との関係としてはＺＲＥＦ’とＰＲＥＦ’に対応したＬ２が用いられる。このようにすれば、ズームキー操作によりズーム位置とリング角度の関係がずれた場合でも、再初期化により１対１の関係が保たれることになる。

尚、以上の説明ではリング以外のズーム操作手段として、ズームキー１１６を使う場合の制御について説明したが、リモコンによるズーム操作を行う場合においても、ズームキー１１６の処理と同様の制御を行えばよい。

以上の実施例１によれば、リング１１７の角度に対してズームレンズ１０２の絶対位置を制御する(図３のステップＳ３０８〜Ｓ３１７)ようにしている。さらには、両者の対応関係を初期化する処理（図３のステップＳ３２１，Ｓ３２２、図４のステップＳ４０６，Ｓ４０７）を行うようにしている。このため、機械的なカム機構のレンズに近い操作感を実現しつつ、ズームレンズ１０２の絶対位置とリング角度との対応関係がずれることによる誤動作を防止することができる。よって、直感的かつ自然なズーム操作性を実現することができる。フォーカス操作に適用した場合も同様に、直感的かつ自然なフォーカス操作性を実現することができる。

次に、本発明の実施例２に係わる撮像装置について説明する。撮像装置の構成については上記実施例１（図１）と同様であるので、その説明は省略する。

上記実施例１においては、リングとして、絶対値型のリングを用いた場合を例にしている。しかし、従来技術にて説明したように、相対値型のリングの方が、コスト及び分解能などの点で有利である。そこで、本発明の実施例２では、リング１１７として、相対値型のリングとした場合について説明する。

図８のフローチャートは、撮像装置の電源が投入されたとき、及び、リング１１７によるズーム操作が有効なモードに切り換えられたときに、カメラマイコン１１４で行われる初期化処理を示すものである。

図８のステップＳ２０１は、実施例１にて説明した、絶対値型リングの初期化処理である図２のステップＳ１０１と同じ処理であり、このときのズーム位置をＺ０とする。相対値型のリング１１７では絶対角度は得られないため、次のステップＳ２０２にて、初期のリング角度Ｐ０として所定の初期値を設定する。この初期値としては、例えば２バイトデータ（０〜６５５３５）の中間である「３２７６８」を用いれば良い。続くステップＳ２０３とステップＳ２０４では、実施例１にて説明した、絶対値型リングの初期化処理である図２のステップＳ１０３，Ｓ１０４と同じである。この処理により、ズームレンズ１０２の絶対位置とリング角度の予め決められた対応関係の初期状態が保存されたことになる。

相対値型のリング１１７を用いた場合でも、撮像装置の電源が投入されたとき、及び、リング１０２による操作が有効なモードに切り換えられたときに、リング角度Ｐ０を初期値で初期化することで、以後は絶対値型のリングと同様に扱うことができる。すなわち、リング角度検出部１１８にて検出される相対的な角度（回転角度）を、回転方向に応じて初期値に逐次加算・減算することで、相対値型のリングの角度データを得ることができる。このため、以後の処理については、実施例１における絶対値型のリングの場合と同様とすることができるため、その説明は省略する。

以上により、実施例１における絶対値型のリングに対して、コスト及び分解能などの点で有利な相対値型のリングを用いることで、撮像装置のコストダウンや性能向上を、さらには図ることができる。

図９は本発明の実施例３に係わる撮像レンズ及び撮像部の構成を示す図であり、図１と同じ部分は同一符号を付してある。

本実施例３においては、撮像部であるカメラ本体５０２と、撮像レンズ５０１とを着脱可能に構成している。撮像レンズ５０１にはレンズ側の制御を司るレンズマイコン５０３が搭載されており、ズーム駆動部１１０、フォーカス駆動部１１１は、レンズマイコン５０３にて制御される。また、ズーム位置検出部１１２、フォーカス位置検出部１１３、及び、リング角度検出部１１８の出力は、レンズマイコン５０３に入力されている。

一方、ズームキー１１６はカメラ本体５０２に搭載されている。これは、ズームキー１１６は操作性の観点からカメラを保持するグリップ付近に設けられることによる。したがって、ズームキー１１６の出力はカメラ本体５０２に搭載されたカメラマイコン１１４に入力されている。

レンズマイコン５０３とカメラマイコン１１４とは、カメラ本体５０２と撮像レンズ５０１とのマウント面に設けられた接点ブロックを介して、それぞれが有する送信手段及び受信手段により互いにデータ通信が可能となるように構成されている。カメラマイコン１１４は、ズームキー１１６の出力を通信によりレンズマイコン５０３に所定の周期（例えば映像信号の垂直同期信号の発生周期）毎に送信する。また、リング１１７の操作量信号をレンズマイコン５０３より受信する。

以上の構成において、実施例１及び実施例２にてカメラマイコン１１４が実行していたリング１１７の操作、ズームキー１１６の操作に伴うズーム制御を、レンズマイコン５０３で実行する。このことにより、実施例１及び実施例２で説明したのと同様のズーム制御を、撮像レンズ５０１側のみにて実現することができる。これにより、カメラ本体５０２と撮像レンズ５０１とを着脱可能とした撮像装置においても、撮影レンズと撮像部が一体の撮像装置と同様、直感的かつ自然なズーム操作性を実現することができる。尚この場合においても、実施例１及び実施例２で説明した通り、リング１１７として、絶対値型と相対値型のいずれであっても適用可能である。

尚、図９において、カメラマイコン１１４が、レンズマイコン５０３から情報を受けとって、ズーム指示制御を行うようにしてもよい。その場合、レンズマイコン１１３はカメラマイコン１１４からの指示によってズーム駆動制御を行う。

以上の実施例１ないし３の効果について、以下にまとめて説明する。

従来技術で説明したように、リングの操作量に対してレンズの位置を制御する手法は、レンズの速度を制御する手法に対して操作性がよくなる一方、リングの絶対角とレンズの絶対位置の１対１の対応がずれてしまう課題があった。そこで、本実施例１〜３では、リングの操作量とレンズの絶対位置の対応関係を初期化する手段（図２、図８の処理を行う手段）を設けている。これにより、リングの操作量とレンズの絶対位置の対応関係がずれることによる誤動作の発生を無くすことが可能となった。尚、上記のレンズは、ズームレンズ１０２及びフォーカスレンズ１０５が含まれる。

また、リング１１７の回転角度範囲に物理的な制約を設けず、無限に回転可能としている。このようにリング１１７が無限に回転可能であれば、上記の対応関係の初期化においてリングの回転角度の物理的制約がないことから、効果はより顕著となる。

また、上記初期化手段は、撮影レンズまたは撮像装置の電源が投入されたとき、及び、リング１１７による操作が有効なモードに切り換えられたときのいずれか、または、両方の場合に、初期化を行う手段である。つまり、ズーム操作もしくはマニュアルフォーカス操作の開始に際して事前に初期化を行う手段である。したがって、リング１１７による操作が有効になると同時に、該リング１１７の角度とズームレンズ１０２もしくはフォーカスレンズ１０５の絶対位置との関係が確定する。よって、リング１１７による操作が有効になった際の該リング１１７の角度とレンズ位置とを対応させれば良いため、絶対値型のリングに限らず、相対値型のリングを用いることも可能であり、コストや分解能の点でより有利となる。

また、リング１１７の回転操作が停止しても、リング角度検出部１１８からの検出信号に対応するレンズの絶対位置まで該レンズが到達するまでは、ズーム駆動やフォーカス駆動が継続するように制御している。これは、ズーム駆動やフォーカス駆動するモータに速度制限がある場合に、リング１１７を速く回した際に該レンズが追従できないことを考慮したものである。これにより、レンズ動作の遅延はあるものの、リング１１７の角度とレンズの絶対位置との関係を１対１に保持することができる。

また、リング角度検出部１１８からの検出信号に対応するレンズの絶対位置が物理的または光学的に定まる該レンズの可動範囲を超えたとする。このような場合には、レンズの駆動を停止すると共に、上記初期化手段が前記検出信号とレンズの絶対位置との対応関係を再度初期化するようにしている。詳しくは、上記のように無限に回転可能なリング１１７を用いる場合、該リング１１７の回転角に対応するレンズの絶対位置が該レンズの可動範囲を超えてしまう場合が発生する。このような場合には、レンズの駆動を可動範囲の端で停止すると共に、リング１１７の角度とレンズの絶対位置の対応関係を再初期化するようにしている。このことで、レンズの絶対位置を可動範囲内に維持しつつ、リング１１７の角度とレンズの絶対位置とが不一致となることを防止することができる。

また、レンズ位置を変更するための操作部材として、リング１１７とは異なるズームキー１１６等を備え、該ズームキー１１６等によりレンズ位置を変更するための操作が行われたとする。この場合には、上記初期化手段が前記検出信号とレンズの絶対位置との対応関係を再度初期化するようにしている。すなわち、リング１１７以外の、レンズ位置制御のためのボリュームキーやリモコン等によってレンズ位置が変更された場合には、リング１１７の角度とレンズの絶対位置との対応関係を再初期化することで、両者が不一致となることを防止可能にしている。なお、ここでいうボリュームキーとは、操作量を計測できる操作部材のことである。

以上の実施例１〜３によれば、リング１１７を用いたズーム操作やマニュアルフォーカス操作などにおいて、機械的なカム機構のレンズに近い操作感を実現しつつ、レンズの絶対位置とリング角度との対応関係がずれることによる誤動作を防止できる。よって、直感的かつ自然な操作性を実現可能となる。

本発明の実施例１に係る撮像装置の構成を示す図である。 図１の撮像装置の電源投入時またはリングによる操作が有効なモードに切り換えられたときに行う初期化処理を示すフローチャートである。 本発明の実施例１においてリング及びズームキーの処理を示すフローチャートである。 本発明の実施例１においてズームキーの処理を示すフローチャートである。 本発明の実施例１においてズームレンズの絶対位置とリング角度との関係を示す図である。 本発明の実施例１においてズーム位置がテレ端と一致して、基準データが再初期化された場合のズームレンズの絶対位置とリング角度との関係を示す図である。 本発明の実施例１において、ズームキーによってズーム位置が操作され、基準データが再初期化された場合のズームレンズの絶対位置とリング角度との関係を示す図である。 本発明の実施例２に係る撮像装置の電源投入時またはリングによる操作が有効なモードに切り換えられたときに行う初期化処理を示すフローチャートである。 本発明の実施例３に係る撮像レンズと撮像部の組み合わせにより成る撮像装置の構成を示す図である。

符号の説明

１０２ ズームレンズ
１０５ フォーカスレンズ
１０６ 撮像素子
１０８ カメラ信号処理回路
１０９ 記録装置
１１０ ズーム駆動部
１１１ フォーカス駆動部
１１２ ズーム角度検出部
１１３ フォーカス位置検出部
１１４ カメラマイコン
１１５ モニター装置
１１６ ズームキー
１１７ リング部材
１１８ リング角度検出部
５０１ 撮像レンズ
５０２ カメラ本体
５０３ レンズマイコン

Claims (7)

1. レンズを移動させるための第１の操作部材と、
   前記レンズを移動させるための、前記第１の操作部材と異なる第２の操作部材と、
   前記第１の操作部材または前記第２の操作部材の操作に基づいて、前記レンズの位置を制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記第１の操作部材の第１の位置からの操作量に応じて前記レンズの位置を制御するとともに、前記第２の操作部材の操作が為された後に再び前記第１の操作部材の操作が為された場合、前記第１の位置の情報から更新された第２の位置からの操作量に応じて前記レンズの位置を制御することを特徴とする光学機器。
2. 前記第１の操作部材は、無限に回転可能であることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記制御手段は、前記第１の操作部材の操作が停止されても、前記第２の位置からの前記第１の操作部材の操作量に対応する前記レンズの目標位置に前記レンズが到達するまでは、前記レンズを移動させ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. 前記レンズは、ズームレンズもしくはフォーカスレンズ、または、両方のレンズであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光学機器。
5. 撮像レンズもしくは撮像装置であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光学機器。
6. レンズを駆動する駆動手段、前記レンズを移動させるための第１の操作部材、および、前記第１の操作部材の操作量を検出する検出手段を備えた撮影レンズが装着可能な撮像装置であって、
   前記検出手段からの操作量信号を受信する受信手段と、
   前記レンズを移動させるための第２の操作部材と、
   前記第１の操作部材または前記第２の操作部材の操作に基づいて、前記レンズの位置を制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記第１の操作部材の第１の位置からの操作量に応じて前記レンズの位置を制御するとともに、前記第２の操作部材の操作が為された後に再び前記第１の操作部材の操作が為された場合、前記第１の位置の情報から更新された第２の位置からの操作量に応じて前記レンズの位置を制御することを特徴とする撮像装置。
7. レンズを移動させるための第２の操作部材、および、前記第２の操作部材の操作に基づいて前記レンズの位置を制御する制御手段を備えた撮像装置と装着可能なレンズ装置であって、
   レンズと、
   前記レンズを駆動する駆動手段と、
   前記レンズを移動させるための第１の操作部材とを有し、
   前記レンズは、前記第１の操作部材の第１の位置からの操作量に応じて位置を制御されるとともに、前記第２の操作部材の操作が為された後に再び前記第１の操作部材の操作が為された場合、前記第１の位置の情報から更新された第２の位置からの操作量に応じて位置を制御されることを特徴とするレンズ装置。

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