JP5223353B2 - カメラ - Google Patents

Description

本発明はレンズ装置とカメラに関する。

目標位置へレンズを設定するときに、温度による設定のズレを補正するようにしたレンズ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
特開２００６−０４７７４９号公報

目標位置へズームレンズを移動するときに温度や湿度などの周囲環境によって目標位置からの設定ズレが生じるため、フォーカスレンズがズームレンズの目標位置に対応する基準位置に設定されても正しくピントが合わないことがある。
上述した従来のレンズ装置では、温度により設定ズレ量を予測して補正しているが、温度による設定ズレ量は常に一定ではないから誤差があり、しかも温度以外の環境変化の影響は排除されないという問題がある。

請求項１の発明によるカメラは、ズームレンズを駆動するズームレンズ駆動手段と、フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動手段と、前記ズームレンズの複数の目標位置の各々に対応する前記フォーカスレンズの基準位置に関する基準位置データを記憶する記憶手段と、前記複数の目標位置のうちの一つの目標位置に関する指令に応じて、前記ズームレンズを前記一つの目標位置に向けて駆動するように前記ズームレンズ駆動手段を制御するズームレンズ駆動制御手段と、前記ズームレンズの駆動中に、前記記憶手段に記憶された基準位置データに基づき、前記フォーカスレンズを前記一つの目標位置に対応する前記基準位置まで駆動するように前記フォーカスレンズ駆動手段を制御するフォーカスレンズ駆動制御手段と、前記ズームレンズ駆動手段によって前記一つの目標位置に向けて駆動された前記ズームレンズの現在位置を検出するズーム位置検出手段と、前記ズームレンズ駆動制御手段による駆動の完了時点における前記ズーム位置検出手段によって検出された現在位置と前記一つの目標位置とのずれ量を検出するずれ量検出手段と、前記記憶手段に記憶された前記基準位置データに基づき、前記一つの目標位置に対応する前記基準位置からの補正量を前記ずれ量検出手段により検出された前記ずれ量に応じて決定する補正量決定手段と、前記フォーカスレンズ駆動手段によって前記フォーカスレンズが前記一つの目標位置に対応する前記基準位置まで駆動された後に、前記補正量決定手段により決定された補正量だけ前記フォーカスレンズ駆動手段により前記フォーカスレンズを駆動する補正手段とを備え、操作手段によりカメラの電源が投入されるか、または前記操作手段により風景撮影モードが設定されると、前記ズームレンズ駆動手段により前記ズームレンズのテレ端を目標位置として前記ズームレンズを駆動するとともに、前記フォーカスレンズ駆動手段によって前記フォーカスレンズを前記ズームレンズの当該目標位置に対応する基準位置まで駆動し、前記ずれ量検出手段により前記ズームレンズの当該目標位置からのずれ量を検出し、当該目標位置に対応する前記基準位置からの補正量を前記ずれ量検出手段により検出された当該ずれ量に応じて決定して、前記補正手段により当該補正量だけ前記フォーカスレンズ駆動手段により前記フォーカスレンズを駆動することを特徴とする。

本発明によれば、ズームレンズをどの位置へ移動しても、フォーカスレンズをズームレンズ位置に応じた最適な基準位置に設定することができる。

図１は一実施の形態のレンズ装置を搭載したカメラの構成を示す図である。図１において、本願発明と直接関係のないカメラの構成機器については図示を省略する。撮像素子１は被写体を撮像して画像信号に変換する素子であり、ＣＣＤやＣＭＯＳなどを用いることができる。画像処理装置２は、撮像素子１からの画像信号をＡ／Ｄ変換して各種の処理を施し、デジタル画像データを生成する。

操作入力装置３は各種の操作部材や入力機器である。これらの操作部材や入力機器には、カメラの電源スイッチ、シャッターボタンの半押しおよび全押しスイッチ、撮影モードスイッチ、ズームスイッチなどが含まれる。メモリ４は各種情報を記憶する不揮発性メモリであり、詳細を後述するピントずれ補正データなどが予め記憶されている。

制御装置５は図示しないマイクロコンピューターや各種メモリ、Ａ／Ｄコンバーターなどを備え、レンズ駆動制御を含むカメラの各種シーケンス制御および演算を行う。

ズームレンズ駆動制御装置６はズームレンズ７を沈胴端からワイド端を通ってテレ端まで駆動制御する装置であり、パルスモーターなどのアクチュエーターを備えている。ズームレンズ駆動制御装置６は、制御装置５からの目標位置指令を受信するとアクチュエーターを駆動制御してズームレンズ７を目標位置まで駆動する。

位置検出器８はズームレンズ７の位置を検出する検出器であり、この実施例ではフォトインタラプターを用い基点からの移動量を計測し、現在位置を検出する。現在位置から別の位置へ移動するときは、現在位置に移動量を加算して新しい位置を検出する。なお、ズームレンズ７の位置を検出する検出器はフォトインタラプターに限らず、例えばエンコーダーを用いて直接、現在位置を検出してもよい。

フォーカスレンズ駆動制御装置９はフォーカスレンズ１０を至近端から無限端まで駆動制御する装置であり、パルスモーターなどのアクチュエーターを備えている。ズームレンズ７の移動にともないフォーカスレンズ１０のピントがずれるため、フォーカスレンズ駆動制御装置９は、フォーカスレンズ１０をズームレンズ７の移動位置に応じた位置まで駆動し、ズームレンズ７の移動にともなうピントずれを補正する。この補正動作については詳細を後述する。

表示装置１１はＬＣＤにより撮像素子１により撮像した画像を表示する。記録装置１２は撮像した画像を記録するメモリカードなどの画像記録媒体である。

図２は、ズームレンズ７の移動にともなうフォーカスレンズ１０のピントずれを補正するためのピントずれ補正データであり、ズームレンズ位置に対するフォーカスレンズの基準位置を示す。この補正データは図１に示すメモリ４に記憶される。図２において、横軸はズームレンズ位置を示し、位置“０”がズームレンズ７のワイド端に相当し、位置“５”がズームレンズ７のテレ端に相当する。

例えば、制御装置５から目標位置“３”の指令信号がズームレンズ駆動制御装置６へ送られると、ズームレンズ駆動制御装置６はズームレンズ７を位置“３”まで駆動する。一方、縦軸はフォーカスレンズ１０の基準位置を示し、この一実施の形態では至近端から無限端までの移動範囲の内の例えば無限端を基準位置とする。

上述したように、ズームレンズ７の移動にともないフォーカスレンズ１０のピントがずれるため、フォーカスレンズ１０をズームレンズ７の目標位置“３”に応じた位置、すなわち図２に示す位置“Ａ”まで駆動し、ズームレンズ７の移動にともなうピントずれを補正する。

しかしながら、目標位置“３”へズームレンズ７を移動させるときに、温度や湿度などの周囲環境によって目標位置“３”からの設定ズレΔＤが生じることがある。このため、フォーカスレンズ１０がズームレンズ７の目標位置“３”に応じた位置“Ａ”に設定されても、実際にはズームレンズ７が“３”に設定されていないので、正しくピントが合わないという問題が発生する。

そこで、この一実施の形態では、ズームレンズ７の実際の設定位置“３＋ΔＤ”を位置検出器８により検出し、設定ズレ量“ΔＤ”に応じてフォーカスレンズ１０の設定位置を補正する。

図２に示すように、ズームレンズ位置“３”に対応するフォーカスレンズ基準位置“Ａ”から、ズームレンズ位置“４”に対応するフォーカスレンズ基準位置“Ｂ”までの間を一次補間し、ズームレンズ位置が目標位置“３”から設定ズレ量ΔＤだけずれた場合の、フォーカスレンズ基準位置“Ａ”からの補正量ΔＬを求め、フォーカスレンズ１０を位置“Ａ＋ΔＬ”に設定する。

なお、図２では、ズームレンズ７を駆動する目標位置として、ワイド端０からテレ端５までの５ポジションとした例を示すが、ズームレンズの目標位置はこの一実施の形態に限定されず、さらに多くのポジションを設定してもよい。あるいは、ズームレンズ７を駆動するパルスモーターのステップごとに細かくポジションを設定し、ズームレンズ移動にともなうピントズレをきめ細かく補正してもよい。

図３は、一実施の形態のズームレンズ駆動制御プログラムを示す示すフローチャートである。制御装置５のマイクロコンピューター（不図示）は、ズームレンズ７を任意の目標位置へ駆動するときにこのプログラムを実行する。

例えば、カメラの電源スイッチをオンして起動した直後には、沈胴位置にあるズームレンズ７はテレ端の目標位置まで駆動される。また、例えば風景撮影モードなどの所定の撮影モードが設定されると、ズームレンズ７はテレ端の目標位置まで駆動される。あるいは、操作入力装置３のズームスイッチにより任意の目標位置が設定されると、ズームレンズ７はその目標位置まで駆動される。つまり、制御装置５からズームレンズ駆動制御装置６に対して目標位置への移動指令が出されるたびに、図３に示すズームレンズ駆動制御プログラムが実行される。なお、ここでは図２に示すズームレンズ位置“３”を目標位置として駆動する場合を例に挙げて説明する。

ステップ１において、ズームレンズ駆動制御装置６を制御してズームレンズ７を目標位置“３”へ駆動するとともに、位置検出器８により移動量の計測を行う。続くステップ２では、フォーカスレンズ駆動制御装置９を制御してズームレンズ７の目標位置“３”に対応する基準位置“Ａ”へフォーカスレンズ１０を駆動する。

ズームレンズ７とフォーカスレンズ１０を駆動した後のステップ３において、ズームレンズ７の現在位置を検出する。ズームレンズ位置は、前回のズームレンズ位置に位置検出器８で検出された今回の移動量を加算した位置である。ステップ４では、ズームレンズ７の現在位置と目標位置“３”とを比較し、ズームレンズ７の設定ずれ量の有無を確認する。ズームレンズ７が目標位置“３”よりもオーバーランしてΔＤだけずれていると、設定ずれ量有りとしてステップ５へ進む。

ステップ５では、メモリ４に記憶されているピントずれ補正データ（図２参照）を参照し、目標位置“３”からの設定ずれ量ΔＤに対するフォーカスレンズ補正量ΔＬを一次補間により求める。そして、ステップ６で、フォーカスレンズ駆動制御装置９によりフォーカスレンズ１０を補正量ΔＬだけ駆動し、ズームレンズ位置“３＋ΔＤ”に応じた正しいピント位置“Ａ＋ΔＬ”に設定する。

このように、一実施の形態では、ズームレンズ７の位置に対するフォーカスレンズ１０の基準位置のデータを予めメモリ４に記憶しておき、ズームレンズがズームレンズ駆動制御装置６により目標位置まで駆動されたときに、ズームレンズ７の目標位置からの設定ずれ量を検出し、メモリに記憶されているデータを参照して、検出された設定ずれ量に応じた基準位置からの補正量を決定する。そして、決定された補正量だけフォーカスレンズ駆動制御装置９によりフォーカスレンズ１０を駆動して補正する。これにより、ズームレンズ７をどの位置へ移動しても、温度や湿度などの周囲環境の変化に関わらずフォーカスレンズ１０をズームレンズ位置に応じた最適な基準位置に設定することができる。

また、一実施の形態によれば、ずれ量に対する補正量をズームレンズ７の位置に応じて決定しているので、ワイド端からテレ端までの間のズームレンズ移動範囲内のどの位置にズームレンズ７を移動しても、ズームレンズ７の設定ずれ量に対しフォーカスレンズ１０を基準位置へ正確に補正することができる。

さらに、一実施の形態では、操作入力装置３によりカメラの電源が投入されるか、または操作入力装置３によりオートフォーカスが無効となる特定の撮影モード（例えば、風景撮影モード）が設定されると、ズームレンズ駆動制御装置６によりテレ端を目標位置としてズームレンズ７を駆動するとともに、ズームレンズ７の目標位置からの設定ずれ量を検出し、この設定ずれ量に応じた基準位置からの補正量を決定して、補正量だけフォーカスレンズ駆動制御装置９によりフォーカスレンズ１０を駆動して補正するようにした。これにより、カメラの電源オン時や上記特定撮影モードの設定時に、常に正確に被写体にピントを合わせることができ、ピントの合った画像を表示装置１１に表示させることができる。

なお、カメラの電源オン時や上記特定撮影モードの設定時以外にも、ズームレンズ駆動制御装置６によりズームレンズ７を目標位置まで駆動制御するときは常に図３に示すズームレンズ駆動制御プログラムを実行し、上記の補正処理を行うことによって、ズームレンズ７の移動位置に応じた最適なピント位置を実現することができる。自動焦点調節（ＡＦ）モード設定時には、ズームレンズ７の移動後にフォーカスレンズ１０の焦点調節が自動的に行われるが、もちろん図３に示すズームレンズ駆動制御プログラムを実行して上記補正処理を行ってもよい。

本願発明は、ズームレンズとフォーカシングレンズを備えたあらゆるスチルカメラおよびビデオカメラ、あるいはレンズ装置に対し適用することができ、上述した効果を得ることができる。

一実施の形態の構成を示す図 一実施の形態のピントずれ補正データを示す図 一実施の形態のズームレンズ駆動制御プログラムを示すフローチャート

符号の説明

３；操作入力装置、４；メモリ、５；制御装置、６；ズームレンズ駆動制御装置、７；ズームレンズ、８；位置検出器、９；フォーカスレンズ駆動制御装置、１０；フォーカスレンズ

Claims (2)

1. ズームレンズを駆動するズームレンズ駆動手段と、
   フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動手段と、
   前記ズームレンズの複数の目標位置の各々に対応する前記フォーカスレンズの基準位置に関する基準位置データを記憶する記憶手段と、
   前記複数の目標位置のうちの一つの目標位置に関する指令に応じて、前記ズームレンズを前記一つの目標位置に向けて駆動するように前記ズームレンズ駆動手段を制御するズームレンズ駆動制御手段と、
   前記ズームレンズの駆動中に、前記記憶手段に記憶された基準位置データに基づき、前記フォーカスレンズを前記一つの目標位置に対応する前記基準位置まで駆動するように前記フォーカスレンズ駆動手段を制御するフォーカスレンズ駆動制御手段と、
   前記ズームレンズ駆動手段によって前記一つの目標位置に向けて駆動された前記ズームレンズの現在位置を検出するズーム位置検出手段と、
   前記ズームレンズ駆動制御手段による駆動の完了時点における前記ズーム位置検出手段によって検出された現在位置と前記一つの目標位置とのずれ量を検出するずれ量検出手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記基準位置データに基づき、前記一つの目標位置に対応する前記基準位置からの補正量を前記ずれ量検出手段により検出された前記ずれ量に応じて決定する補正量決定手段と、
   前記フォーカスレンズ駆動手段によって前記フォーカスレンズが前記一つの目標位置に対応する前記基準位置まで駆動された後に、前記補正量決定手段により決定された補正量だけ前記フォーカスレンズ駆動手段により前記フォーカスレンズを駆動する補正手段とを備え、
   操作手段によりカメラの電源が投入されるか、または前記操作手段により風景撮影モードが設定されると、前記ズームレンズ駆動手段により前記ズームレンズのテレ端を目標位置として前記ズームレンズを駆動するとともに、前記フォーカスレンズ駆動手段によって前記フォーカスレンズを前記ズームレンズの当該目標位置に対応する基準位置まで駆動し、前記ずれ量検出手段により前記ズームレンズの当該目標位置からのずれ量を検出し、当該目標位置に対応する前記基準位置からの補正量を前記ずれ量検出手段により検出された当該ずれ量に応じて決定して、前記補正手段により当該補正量だけ前記フォーカスレンズ駆動手段により前記フォーカスレンズを駆動することを特徴とするカメラ。
2. 請求項１に記載のカメラにおいて、
   前記ずれ量検出手段は、前記ズームレンズ駆動手段によって前記ズームレンズが前記一つの目標位置に向けて駆動されかつ前記フォーカスレンズ駆動手段によって前記フォーカスレンズが前記一つの目標位置に対応する前記基準位置まで駆動された後に、前記ずれ量を検出することを特徴とするカメラ。
   

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