JP6202953B2 - 光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、ズームレンズ群を含む光学系内に絞りを有し、この絞りの開口量を制御する光学機器に関する。

ズームレンズ群を含む光学系においては、焦点距離が変化すると、同じ開口径であっても絞り値が変化する。そこで、第１、２の絞り羽根保持機構の他方をズーム操作に応じて連結機構により回動させて、焦点距離の変化に伴う絞り口径の変化を補正するズームレンズが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００１−２９０１９０号公報

特許文献１に開示のズームレンズにおいては、焦点距離の変化に伴う口径の変化を補正するので、焦点距離が変化しても一定の絞り値を保持することができる。しかし、特許文献１に開示のズームレンズにおいては、ズーム操作環から連結機構を介して絞り機構を機械的に駆動するので、メカニカルな機構が大きなスペースを占有してしまい、装置が大型化してしまう。また、メカニカルな機構により絞り開口を制御するので、高精度に絞り開口を制御することが困難である。

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、ズーム操作による絞り開口の変化や外部からの絞り開口を変化させる指示に対応して、高精度な絞り開口の制御を可能とする小型な光学機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため第１の発明に係る光学機器は、ズームレンズ群を含む光学系と、上記光学系を通過する光束を制限する絞り部と、上記ズームレンズ群の位置を検出するズームレンズ位置検出部と、上記絞り部の開口量を制御する絞り駆動部と、上記ズームレンズ位置検出部によって検出された上記ズームレンズ群の位置に応じて、上記絞り駆動部を制御して上記絞り部の開口量を設定する制御部と、上記ズームレンズ群の位置と上記絞り部の開口量との関係を記憶する記憶部と、を具備し、上記制御部は、外部からの上記絞り部の開口量に関する指示を入力することが可能であって、上記外部からの上記絞り部の開口量に関する指示を入力すると、上記指示の開口量を上記記憶部に記憶させるとともに、上記外部から入力された上記絞り部の開口量に関する指示に基づいて上記絞り部の開口量を設定し、上記指示に基づいて開口量を設定している状態で、上記ズームレンズ群の位置の変化を検出すると、上記ズームレンズ群の位置と上記記憶部に記憶された指示の開口量に応じて上記絞り部の開口量を設定する際の目標位置を更新する。

第２の発明に係る光学機器は、上記第１の発明において、上記制御部は、上記絞り駆動部により上記絞り部の開口量を変化させる速度を、上記ズームレンズ群の移動速度に比例する速度に設定する。

第３の発明に係る光学機器は、上記第１の発明において、上記記憶部は、上記ズームレンズ群の複数の所定位置に対応する上記絞り部の複数の開口量を記憶し、上記制御部は、上記記憶部の出力に基づいて、所定時間間隔での上記ズームレンズ群の位置に応じた上記絞り部の開口量を演算して上記絞り部の開口量を制御する。

本発明によれば、ズーム操作による絞り開口の変化や外部からの絞り開口を変化させる指示に対応して、高精度な絞り開口の制御を可能とする小型な光学機器を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るカメラの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るレンズ鏡筒におけるズーム操作と絞り動作を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係るレンズ鏡筒における絞りトラッキングの動作を示す図である。 本発明の一実施形態に係るカメラ本体の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るカメラ本体の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るレンズ鏡筒の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るレンズ鏡筒の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るレンズ鏡筒のフォーカス駆動処理の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るレンズ鏡筒の絞りトラッキング処理の動作を示すフローチャートである。

以下、図面に従って本発明を適用したカメラを用いて好ましい実施形態について説明する。本発明の好ましい一実施形態に係るカメラは、デジタルカメラであり、レンズ鏡筒１００とカメラ本体２００からなる。本実施形態においては、レンズ鏡筒１００とカメラ本体２００は別体に構成されているが、これに限らず一体に構成されていてもよい。

図１は、本発明の一実施形態に係るカメラの構成を示すブロック図である。レンズ鏡筒１００内には、ズームレンズ群を含む光学系が配置されており、また、光学系を通過する絞り部が配置されている。

すなわち、レンズ鏡筒１００内には、被写体像を形成用の撮影レンズ１０１〜１０５と絞り１０６が鏡枠１０７によって保持されている。このうち、フォーカスレンズ群１０２はピント調節用であり、光軸Ｏ方向に移動可能である。また、ズームレンズ群１０３は、焦点距離調節用であり、光軸Ｏ方向に移動可能である。他のレンズ群１０１、１０４、１０５は鏡枠１０７に固定され、または光軸Ｏ方向に移動可能である。またフォーカスレンズ群１０２とズームレンズ群１０３の間には、開口径（開口量）が可変で、光学系を通過する光束を制限する絞り１０６が配置されている。

フォーカスレンズ群１０２は、ＦＣＳ群用ステッピングモータ１１１によって、光軸Ｏ方向に沿って移動可能である。また、絞り１０６は絞り用ステッピングモータ１１２によって、開口径が開放状態から最小絞り状態の間で制御される。ステッピングモータを使用していることから、絞り値は、基準値を検出してからのステッピングモータのステップ数をカウントすることにより検出することができる。

ドライバ１１３は、ＦＣＳ群用ステッピングモータ１１１および絞り用ステッピングモータ１１２に接続され、それぞれのステッピングモータの駆動制御を行う。なお、本実施形態においては、ステッピングモータを採用しているが、これに限らずボイスコイルモータ等、他のアクチュエータを採用しても勿論かまわない。ボイスコイルモータ等を試用する場合には、フォーカスレンズ群１０２の位置や絞り１０６の絞り値を検知するための検知部を別途設けて検出する。

また、ズームレンズ群１０３は、レンズ鏡筒１００の外周に回動自在に設けられたズーム環（不図示）の回動操作に従って光軸Ｏ方向に移動する。なお、ズームレンズ群１０３を光軸Ｏ方向に駆動する駆動部（例えば、ステッピングモータやボイスコイルモータ等）を設け、レンズ鏡筒１００やカメラ本体２００におけるズーム操作に従ってズーミングを行うようにしてもよい。

ズーム（ＺＭ）位置検出部１１４は、ズームレンズ１０３の位置を検出する。この位置検出は、例えば、ズームレンズ群１０３の位置を検出するエンコーダによって絶対距離を検出しても良く、またズームレンズ１０３の移動に応じて出力するフォトインタラプタＰＩ（相対位置検出用）と基準位置を検出するフォトインタラプタＰＩ（絶対位置検出用）を組み合わせて絶対距離を検出してもよい。

レンズＣＰＵ１２０は、記憶部（不図示）に記憶されているプログラムに従って、カメラ本体２００からのコマンド（レンズ鏡筒１００に対する指令）等に応じて、レンズ鏡筒１００の制御を行う。

レンズＣＰＵ１２０内には、位置検出部１２１、コマンド処理部１２２、絞り制御部１２４、フォーカス制御部１２５を有する。これらの各部は、レンズＣＰＵ１２０内のハードウエアによって処理してもよいが、本実施形態においては、プログラムに従ってソフトウエアによって処理する。

位置検出部１２１は、ズーム位置検出部１１４の検出結果を入力し、ズームレンズ群１０３の位置を検出する。コマンド処理部１２２は、カメラ本体２００から送信されてくるコマンドを受信し、コマンドに応じた処理を実行する。フォーカス制御部１２５は、カメラ本体２００からフォーカスレンズ群１０２を駆動するコマンドをコマンド処理部１２２によって受信した際に、このコマンドに応じて、ドライバ１１３を介して、ＦＣＳ群用ステッピングモータ１１１を駆動してフォーカスレンズ群１０２の駆動制御を行う。

また、レンズＣＰＵ１２０内には、絞り制御データを記憶する絞り制御データ記憶部１２３を有する。この絞り制御データ記憶部１２３は、ズームレンズ群１０３の位置と絞り１０６の開口量との関係を記憶する。

絞り制御部１２４は、カメラ本体２００から絞り１０６を駆動するコマンドをコマンド処理部１２２によって受信した際に、このコマンドに応じて、ドライバ１１３を介して、絞り用ステッピングモータ１１２を駆動して絞り１０６の駆動制御を行う。この駆動制御にあたって、絞り制御データ記憶部１２３に記憶されているズームレンズ群１０３の位置と絞り１０６の開口量の関係と、位置検出部１２１によって検出されたズームレンズ群１０３の位置に応じて、絞り１０６の開口量を設定する。この絞り駆動制御については、図３を用いて後述する。

次に、図２を用いて、本実施形態におけるズーム操作と、ズーム位置の検出について説明する。図２の最上段は、ズーム（ＺＭ）位置の検出間隔を示しており、時間ｔ＿ＺＭｄｅｔ間隔でズーム位置が検出される。また次段には、ズーム（ＺＭ）環によって設定される焦点距離を示しており、本実施形態においては、短焦点（ＷＩＤＥ）側が１０ｍｍ、長焦点（ＴＥＬＥ）側が１００ｍｍである。図２の例では、短焦点側から滑らかに長焦点側に焦点距離が変化している。

また、ズーム環の位置の次段には、ズーム検出値を示す、図２に示すように、ズーム位置検出間隔ｔ＿ＺＭｄｅｔ間隔でズーム値を検出していることから、ズーム検出値は階段状となっている。ズーム検出値の次段には、絞りモータ（絞り用ステッピングモータ１１２）の駆動を示す。絞りモータは、絞りモータの駆動の前のタイミングで検出したズーム値を用いて、絞り駆動を行う。

次に、図３を用いて、本実施形態における絞りトラッキングの駆動について説明する。図３（ａ）は、焦点距離が変化した際に、絞り値を維持するために、絞り開口径を変化させる様子を示す。図３（ａ）において、横軸は絞り１０６の絞り制御パルス位置（単位は、ステッピングモータ１１２の駆動用のステップ数ｐｌｓ）であり、縦軸は絞り値（ＡＶ値またはＦｎｏ）である。

図３（ａ）において、ラインＬ１は焦点距離がＷＩＤＥ（１０ｍｍ）の場合の絞り値ＡＶと絞り制御パルス位置の関係を示し、またラインＬ２は焦点距離が３０ｍｍの場合の絞り値ＡＶと絞り制御パルス位置の関係を示し、ラインＬ１、Ｌ２の絞り値と絞り制御パルス位置の関係は、絞り制御データ記憶部１２３に記憶されている。

図３（ａ）において、Ｐ１は現在の絞り値を示している（焦点距離がＬ１（１０ｍｍ）、絞り値Ｆ＝８.０、絞り制御パル位置が１００ｐｌｓ）。この状態で、ズーム操作を行うことにより、焦点距離がＬ１（１０ｍｍ）からＬ２（３０ｍｍ）に変化すると、焦点距離の変化に係らず絞り値Ｆ＝８．０を維持するために、絞り制御パルス位置を変化させればよい。この絞り制御パルス位置を変化させた目標位置Ｐ２は、図３（ａ）から分かるように、焦点距離Ｌ２（３０ｍｍ）において絞り値Ｆ＝８.０とするために、絞り制御パルス位置は１００ｐｌｓから８０ｐｌｓに変化させればよい。そこで、絞りトラッキング駆動として、目標位置Ｐ２として８０ｐｌｓを設定し、１００−８０＝２０、すなわち２０ｐｌｓ分、絞り用ステッピングモータ１１２を駆動すれば良いことが分かる。

この図３（ａ）における、焦点距離が変化した際に、絞り値を維持するために、絞り制御パルス位置を変化させる処理は、後述する図７のフローチャートのＳ２２８およびＳ２２９において実行される。

図３（ｂ）は、カメラ本体２００から絞り制御指示のコマンドを送信し、このコマンドを処理している際に、ズーム操作がなされた場合、ズーム操作により焦点距離が変化しても絞り値を維持するために、絞り制御パルス位置を変化させる様子を示す。図３（ｂ）においても、図３（ａ）と同様に、横軸は絞り１０６の絞り制御パルス位置であり、縦軸は絞り値である。また、ラインＬ１、Ｌ２も同様である。

図３（ｂ）において、現在位置はＰ１１にあり（焦点距離Ｌ１（１０ｍｍ）、絞り値Ｆ＝４．０、絞り制御パルス位置５０ｐｌｓ）、カメラ本体２００からの絞り制御指示コマンドによって、絞り値Ｆ＝８．０に駆動するように指示されたとする。このときの目標位置Ｐ１２は、焦点距離１２ｍｍ、絞り値Ｆ８．０であるから絞り制御パルス位置は１００ｐｌｓである。従って、目標位置Ｐ１２に到達するために、目標位置として１００ｐｌｓを設定し、１００−５０＝５０ｐｌｓ分、絞り用ステッピングモータ１１２を駆動すればよい。

しかし、現在位置Ｐ１１から目標位置Ｐ１２に向けて駆動中に、ズーム操作がなされ、焦点距離がＬ１（１０ｍｍ）からＬ２（３０ｍｍ）に変化したとすると、指示された絞り値とするためには、目標位置の更新を行い、目標位置Ｐ１３に変更する。すなわち、目標位置として、８０ｐｌｓを設定して、絞り用ステッピングモータ１１２を駆動すれば良い。

この図３（ｂ）における、カメラ本体からの絞り制御指示の実行中に、焦点距離が変化した際に、絞り値を維持するために、絞り制御パルス位置を変化させる処理は、後述する図７のフローチャートのＳ２２１〜Ｓ２２７において実行される。

次に、本実施形態に係るカメラ本体２００の動作について、図４および図５に示すフローチャートを用いて説明する。このフローは、カメラ本体２００内に設けられた本体ＣＰＵ（不図示）が本体内の記憶部（不図示）に記憶されたプログラムに従って実行する。

カメラ本体２００の電源がオンになると、図４および図５に示すフローがスタートする。まず、レンズが装着されているか否かを判定する（Ｓ１０１）。ここでは、カメラ本体２００に設けられた装着検知スイッチ等に基づいて、レンズ鏡筒１００の装着を判定する。なお、スイッチ以外にも、カメラ本体２００内の通信部がレンズ鏡筒１００のレンズＣＰＵ１２０と通信可能かによって判定してもよい。

ステップＳ１０１における判定の結果、レンズが装着されていた場合には、次に、レンズ通信を開始する（Ｓ１０２）。ここでは、公知の方法により、通信部を介して、カメラ本体２００とレンズ鏡筒１００内のレンズＣＰＵ１２０の間で通信を開始する。

次に、スルー画の表示を開始する（Ｓ１０３）。ここでは、カメラ本体２００内に設けられた撮像素子からの画像データに基づいて、表示部にスルー画（ライブビュー画像ともいう）の表示を開始する。

スルー画の表示を開始すると、次に、レンズが取り外されたか否かを判定する（Ｓ１０４）。ここでは、レンズ装着スイッチの状態等に基づいて、レンズ鏡筒１００がカメラ本体２００から取り外されたか否かを判定する。この判定の結果、レンズが取り外された場合には、ステップＳ１０１に戻る。

一方、ステップＳ１０４における判定の結果、レンズが取り外されていない場合（すなわち、装着されたままの場合）には、次に、電源がオフか否かを判定する（Ｓ１０５）。ここでは、カメラ本体２００に設けられた電源スイッチ等の操作部材の操作状態に基づいて判定する。この判定の結果、電源がオフの場合には、終了処理を行い（Ｓ１０６）、このフローを終了する。

一方、ステップＳ１０５における判定の結果、電源がオフでない場合（すなわち、電源がオンのままの場合）には、次に、動画モード中か否かを判定する（Ｓ１０７）。例えば、撮影モードダイヤルを動画モードに切り換える等によって、撮影者が動画モードに設定したか否かを判定する。

ステップＳ１０７における判定の結果、動画モード中でなければ、次に、絞りプレビューがオンか否かを判定する（Ｓ１０８）。通常、スルー画表示中は、絞り１０６は開放状態であるが、この状態では実際に絞りこんだ状態での被写界深度を確認することができない。そこで、本実施形態においては、絞りプレビュー釦等、絞りプレビューを操作するための操作部材を設け、この操作部材が操作された場合には、絞り１０６を手動または自動設定されている絞り値に設定する絞りプレビューを実行する。

ステップＳ１０８における判定の結果、絞りプレビューがオンの場合には、絞り駆動指示を行う（Ｓ１０９）。ここでは、カメラ本体２００内の本体ＣＰＵは、レンズ鏡筒１００内のレンズＣＰＵ１２０に対して、絞り駆動指示のコマンドを出力する。レンズＣＰＵ１２０が、このコマンドを受信すると、ステップＳ２０６〜Ｓ２１０（図７参照）において、プレビューを実行する。絞り駆動指示を実行すると、ステップＳ１０４に戻る。

ステップＳ１０８における判定の結果、絞りプレビューがオンでなかった場合には、次に、１ｓｔレリーズがオフか否かを判定する（Ｓ１１０）。撮影者がスルー画を観察しながら、構図をある程度決めると、撮影準備状態として、レリーズ釦の半押しを行う。レリーズ釦の半押し操作に応じて、１ｓｔレリーズスイッチがオンとなる。このステップでは、１ｓｔレリーズスイッチがオンか否かを判定する。この判定の結果、１ｓｔレリーズがオンでない場合、すなわち、レリーズ釦の半押しがなされていない場合には、ステップＳ１０４に戻る。

ステップＳ１１０における判定の結果、１ｓｔレリーズがオンの場合、すなわち、レリーズ釦の半押しがなされている場合には、ＡＦ処理を行う（Ｓ１１１）。ここでは、カメラ本体２００内の撮像素子からの画像データに基づくコントラストＡＦ等によって、焦点調節を行う。このとき、カメラ本体２００内の本体ＣＰＵは、レンズ鏡筒１００内のレンズＣＰＵ１２０に対して、フォーカスレンズ群１０２の駆動のためのコマンドを出力し、焦点調節を行う。

ＡＦ処理を行うと、次に、１ｓｔレリーズがオフか否かを判定する（Ｓ１１２）。ここでは、ステップＳ１１０において撮影者がレリーズ釦を半押しした後、レリーズ釦から指を離したか否かを判定する。この判定の結果１ｓｔレリーズがオフであれば、ステップＳ１０４に戻る。

一方、ステップＳ１１２における判定の結果、１ｓｔレリーズがオフでなければ、すなわち、レリーズ釦の半押しが継続していれば、次に、２ｎｄレリーズがオンか否かを判定する（Ｓ１１３）。撮影者がスルー画を観察しながら、レリーズ釦の半押しによりピントを合わせ、構図を決定し、撮影を行う場合には、レリーズ釦の全押し（半押しよりもさらに押し込んだ状態）を行う。レリーズ釦の全押し操作に応じて、２ｎｄレリーズスイッチがオンとなる。このステップでは、２ｎｄレリーズスイッチがオンか否かを判定する。この判定の結果、２ｎｄレリーズがオンでない場合、すなわち、レリーズ釦の半押しのままで、全押しされていない場合には、ステップＳ１１２に戻る。

ステップＳ１１３における判定の結果、２ｎｄレリーズがオンとなると、撮影処理を行う（Ｓ１１４）。ここでは、カメラ本体ＣＰＵは、絞り１０６やシャッタを適正露光となるように制御し、撮像素子から静止画の画像データを取得し、これを画像処理する。

撮影処理を行うと、画像データを記憶する（Ｓ１１５）。ここでは、ステップＳ１１４における撮影処理において記録用に画像処理された画像データをカメラ本体内の記録媒体に記録する。画像データの記憶を行うと、ステップＳ１０４に戻る。

ステップＳ１０７における判定の結果、動画モード中であった場合には、次に、動画録画釦がオンか否かを判定する（Ｓ１１６）。撮影者がスルー画を観察し、動画撮影を開始させるには、動画録画釦を操作するので、このステップでは、動画録画釦の操作状態に基づいて判定する。この判定の結果、動画録画釦が操作されていない場合には、ステップＳ１０４に戻る。

一方、ステップＳ１１６における判定の結果、動画録画釦がオンの場合には、ＡＦ処理を行い（Ｓ１１７）、またＡＥ処理を行う（Ｓ１１８）。ＡＦ処理は、カメラ本体２００内の撮像素子からの画像データに基づくコントラストＡＦ等によって、焦点調節を行う。このとき、カメラ本体２００内の本体ＣＰＵは、レンズ鏡筒１００内のレンズＣＰＵ１２０に対して、フォーカスレンズ群１０２の駆動のためのコマンドを出力し、焦点調節を行う。ステップＳ１１１におけるＡＦ処理では、いわゆるシングルＡＦ（１回、合焦すると、焦点調節動作を終了する）でもよいが、ステップＳ１１７においては、いわゆるコンティニュアスＡＦ（合焦後、ピントがずれると再度自動焦点調節を行い、常に合焦状態を維持するような自動焦点調節）によるＡＦ処理を行う。

また、ステップＳ１１８におけるＡＥ処理は、カメラ本体２００内の撮像素子からの画像データに基づいて取得した輝度情報に基づいて、適正露光となるように、絞り１０６、撮像素子の電子シャッタ、ＩＳＯ感度等を制御する。絞り１０６の制御にあたって、本体ＣＰＵは、レンズＣＰＵ１２０に対して絞り制御用のコマンドを出力する。

ＡＦ処理およびＡＥ処理を行うと、動画録画を行い（Ｓ１１９）、録画データの記憶を行う（Ｓ１２０）。ここでは、撮像素子から動画の画像データを取得し、これを動画記録用に画像処理し、この処理された画像データをカメラ本体内の記録媒体に記録する。

録画データ記憶を行うと、次に、動画録画釦がオフか否かを判定する（Ｓ１２１）。ここでは、ステップＳ１１６においてオンとした動画録画釦をオフとしたか、すなわち、動画録画釦の押し込みを解除したか否かを判定する。なお、本実施形態においては、動画録画釦を押し込んでいる間、動画の録画を行うようにしているが、これに限らず、例えば、動画録画釦を押し込むと動画の録画を開始し、以後、動画録画釦から指を離しても動画の録画を続行し、再度、動画録画釦を押し込むと動画の録画を終了するようにしてもよい。

ステップＳ１２１における判定の結果、動画録画釦がオフでなかった場合、すなわち、動画録画釦が操作されたままであった場合には、ステップＳ１１７に戻り、動画の録画を続行する。一方、ステップＳ１２１における判定の結果、動画録画釦がオフであった場合、すなわち、動画録画釦の操作が解除された場合には、動画の録画を終了し、ステップＳ１０４に戻る。

次に、本実施形態に係るレンズ鏡筒１００の動作について、図６および図７に示すフローチャートを用いて説明する。このフローは、レンズ鏡筒１００内に設けられたレンズＣＰＵ１２０が本体内の記憶部に記憶されたプログラムに従って実行する。

レンズ鏡筒１００の電源がオンになると、図６および図７に示すフローがスタートする。まず、レンズの初期化を行う（Ｓ２０１）。ここでは、撮影レンズ１０１〜１０５、絞り１０６等の機械的位置が初期位置となるように機械的初期化を行い、また各種フラグ等、電気的初期化を行う。

レンズ初期化を行うと、次に、待機状態となる（Ｓ２０２）。レンズ鏡筒１００は、カメラ本体２００からの動作を指示するコマンドを受信しないと、またはズーム環や距離環等のレンズ鏡筒１００に設けられた操作部材の操作がないと、動作を開始しない。このステップでは、カメラ本体からのコマンドの受信等を待機し、コマンドを受信または操作部材が操作されると、ステップＳ２０３に進む。

待機状態を脱すると、ＡＦ指示があるか否かを判定する（Ｓ２０３）。カメラ本体１００において、ステップＳ１１１やＳ１１７等において、ＡＦ処理を行うと、本体側の焦点検出に応じて、レンズＣＰＵ１２０に対して、フォーカスレンズ群１０２を駆動するためのコマンドを送信する。このステップでは、このＡＦ指示のためのコマンドを受信したかに基づいて判定する。

ステップＳ２０３における判定の結果、ＡＦ指示があった場合には、ＡＦ状態に遷移し（Ｓ２０４）、フォーカス駆動を実行する（Ｓ２０５）。ここでは、コマンド処理部１２２がＡＦ状態に遷移し、カメラ本体２００からの指示に従ってフォーカス制御部１２５が目標位置に向け、目標速度でＦＣＳ群用ステッピングモータ１１１の駆動制御を行う。ステップＳ２０５におけるフォーカス駆動処理の詳しい動作について、図８を用いて後述する。

ステップＳ２０３における判定の結果、ＡＦ指示がない場合には、次に、ＭＦ開始指示が有るか否かを判定する（Ｓ２０６）。レンズ鏡筒１００のピント合わせは、ＡＦ（自動焦点調節）とＭＦ（手動焦点調節）の２種類があり、カメラ本体２００側でＡＦとＭＦの設定が可能である、このステップでは、カメラ本体２００側でＭＦモードが設定されたか否かをカメラ本体側からのコマンドに基づいて判定する。

ステップＳ２０６における判定の結果、ＭＦ開始時指示が有る場合には、ＭＦ状態に遷移し（Ｓ２０７）、距離環が回転されたか否かを判定する（Ｓ２０８）。ここでは、コマンド処理部１２２がＭＦ状態に遷移し、レンズ鏡筒１００の外周に設けられた回転自在の距離環の回転方向と回転量に応じて、ＭＦ（手動焦点調節）を実行する。ステップＳ２０８における判定の結果、距離環が回転している場合には、ステップＳ２０５に進み、検出した回転方向と回転量に応じて手動焦点調節を行う。

ステップＳ２０８における判定の結果、距離環が回転していない場合には、次に、ＭＦ終了指示が有るか否かを判定する（Ｓ２０９）。ここでは、カメラ本体側において、ＭＦモードの設定が解除されたか否かをカメラ本体側からのコマンドに基づいて判定する。この判定の結果、ＭＦ終了指示が有る場合には、ステップＳ２０８に戻り、ＭＦモードを続行する。

ステップＳ２０９における判定の結果、ＭＦ終了指示が有った場合には、次に、フォーカスレンズ駆動中か否かを判定する（Ｓ２１０）。ステップＳ２０８において距離環が操作されると、ＦＣＳ群用ステッピングモータ１１１がフォーカスレンズ群１０２を駆動するが、距離環の動きに対してフォーカスレンズ群１０２の駆動には遅延がある。このため、ＭＦ終了指示が有った場合でもフォーカスレンズ群１０２の駆動が終了していないことがある。

ステップＳ２１０における判定の結果、フォーカスレンズが駆動中であった場合には、ＦＣＳ群用ステッピングモータ１１１の停止処理を行う（Ｓ２１１）。

ステップＳ２０５においてフォーカス駆動処理を行うと、またはＳ２０６における判定の結果、ＭＦ開始指示が無い場合には、またはステップＳ２１０における判定の結果、フォーカスレンズが駆動中でない場合、またはステップＳ２１１においてＦＣＳモータの停止処理を行うと、次に、絞り制御指示が有るか否かを判定する（Ｓ２２１）。カメラ本体２００は、ステップＳ１０９の絞りプレビュー時の絞り駆動指示時、ステップＳ１１４の撮影処理時、ステップＳ１１８の動画録画時のＡＥ処理時等において、絞り制御指示のためのコマンドを、レンズＣＰＵ１２０に対して出力する。このステップＳ２２１においては、この絞り制御指示のためのコマンドが送信されてきたか否かを判定する。

ステップＳ２２１における判定の結果、絞り制御指示が有る場合には、次に、絞り目標位置を設定し（Ｓ２２２）、絞り目標速度を設定し（Ｓ２２３）し、絞りモータ駆動を開始する（Ｓ２２４）。カメラ本体２００は、絞り制御指示のためのコマンドをレンズＣＰＵ１２０に出力する場合には、設定する絞り値を送信してくるので、この絞り値と、現在の焦点距離と、絞り制御データ記憶部１２３に記憶されているズームレンズ群１０３の位置と絞り１０６の開口量との関係を記憶した絞り制御データ記憶部１２３の記憶値に基づいて、現在の絞り値から受信した絞り値に到達するための駆動ステップ数を演算することにより、絞り目標位置を設定する。そして、この設定された目標位置に向けて駆動する際の絞り目標速度を設定する。絞り目標位置と絞り目標速度を設定すると、絞りモータ（絞り用ステッピングモータ１１２）によって、絞り１０６の絞り駆動制御を開始する（図３（ｂ）参照）。

絞りモータの駆動を開始すると、次に、絞り指示値を記憶する（Ｓ２２５）。ここでは、カメラ本体２００から送信されてきた絞り制御指示用のコマンド中にある絞り指示値を絞り制御データ記憶部１２３に記憶する。これは、絞り制御が終了しないうちに、撮影者がズーム操作を行う場合があり、この場合でも、カメラ本体２００から指示された絞り値となるように、絞り１０６の開口径を制御するためである（ステップＳ２２６、Ｓ２２７参照）。

絞り指示値を記憶すると、次に、ズーム（ＺＭ）位置変更が発生したか否かを判定する（Ｓ２２６）。ここでは、撮影者がズーム環を回動操作し（またはカメラ本体側のズーム操作部材）、焦点距離が変更したか否かを判定する。焦点距離の変更の発生は、たとえば、ズーム位置検出部１１４によって検出された焦点距離の時間的変化に基づいて、判定してもよい。

ステップＳ２２６における判定の結果、ズーム位置変更が発生した場合には、目標位置の更新を行う（Ｓ２２７）。焦点距離が変わると、カメラ本体２００から指示された絞り値とするためには、絞り１０６の開口径を変えなければならない。このステップでは、カメラ本体２００から指示された絞り値となるように、ステップＳ２２２において設定された絞り目標位置を変更する（図３（ｂ）参照）。

ステップＳ２２１における判定の結果、絞り制御指示がない場合には、次に、ズーム（ＺＭ）位置変更が発生したか否かを判定する（Ｓ２２８）。前述したように、レンズ鏡筒１００に設けられたズーム環等を操作すると、光学系の焦点距離が変化する。このステップでは、例えば、ズーム位置検出部１１４によって検出された焦点距離の時間的変化に基づいて、ズーム位置に変更が生じたか否かを判定する。この判定の結果、ズーム位置の変更が発生していない場合には、ステップＳ２０２に戻る。

ステップＳ２２８における判定の結果、ズーム位置の変更が発生している場合には、次に、絞りトラッキング処理を実行する（Ｓ２２９）。ここでは、ズーム操作により焦点距離が変化しても、カメラ本体２００側から指示されている絞り値が維持されるように、絞り１０６の開口量（開口径）の制御を行う（図３（ａ）参照）。この絞りトラッキング処理の詳しい動作については、図９を用いて後述する。

ステップＳ２２９において絞りトラッキング処理をおこなうと、またはステップＳ２２６における判定の結果、ズーム位置変更が発生していない場合、またはステップＳステップＳ２２７において目標位置更新を行うと、次に、通信終了指示があるか否かを判定する（Ｓ２３０）。カメラ本体２００側において、電源がオフする等によって、カメラ本体２００とレンズ鏡筒１００の間で通信を終了する場合には、レンズ鏡筒１００側に電源オフの前に通信終了のコマンドが送信されてくる。そこで、このステップでは、通信終了の指示が有るか否かについて判定する。

ステップＳ２３０における判定の結果、通信終了の指示がない場合には、ステップＳ２０２に戻る。一方、判定の結果、通信終了の指示が有る場合には、通信終了処理を行い（Ｓ２３１）、レンズ通信のフローを終了する。

このように、レンズ通信のフローにおいては、カメラ本体２００から絞り制御のコマンドを受信すると、現在の絞り位置と現在のズーム位置を読み出し、また絞り制御データ記憶部１２３からズーム位置と絞りの開口量の関係を用いて、現在の絞り値から受信した絞り値に到達するための駆動ステップ数を演算し、絞り用ステッピングモータ１１２の駆動を行っている（Ｓ２２１〜Ｓ２２４）。このため、ズーム位置に係らず、正確な絞り値に制御することができる。

また、カメラ本体２００から受信した絞り制御のコマンドに基づいて、絞り制御を行っている最中に、ズーム操作がなされた場合には、このズーム操作に基づく焦点距離に変化に応じて、絞りの目標位置を更新している（Ｓ２２６、Ｓ２２７）。このため、カメラ本体２００の指示した絞り値に正確に制御することができる。

次に、図８を用いて、ステップＳ２０５（図６）のフォーカス駆動処理の動作について説明する。フォーカス駆動処理のフローに入ると、まず、目標位置を設定し（Ｓ３０１）、目標速度を設定する（Ｓ３０２）。カメラ本体２００側からＡＦ処理のためのコマンドが送信されてくる場合には、目標位置が併せて送られてくる。そこで、レンズＣＰＵ１２０内のフォーカス制御部１２５は、目標位置に到達するためのＦＣＳ群用ステッピングモータ１１１の駆動パルス数（目標位置）を設定し、また目標位置に到達するまでのパルスレート（目標速度）を設定する。

ステップＳ３０１およびＳ３０２において目標位置と目標速度を設定すると、ＦＣＳモータの駆動を開始する（Ｓ３０３）。ここでは、ドライバ１１３を介してＦＣＳ群用ステッピングモータ１１１を駆動し、フォーカスレンズ群１０２を目標位置に向けて駆動開始する。

ＦＣＳモータの駆動を開始すると、次に、フォーカスモータ駆動中か否かを判定する（Ｓ３０４）。ＦＣＳ群用ステッピングモータ１１１は、ステップＳ３０１において設定したステップ数分、駆動を行う。

ステップＳ３０４における判定の結果、フォーカスモータの駆動が終わると、フォーカス制御終了処理を行う（Ｓ３０５）。そして、この終了処理が終わると元のフローに戻る。

次に、図９を用いて、ステップＳ２２９（図７）の絞りトラッキング処理の動作について説明する。絞りトラッキング処理のフローに入ると、まず、カメラ本体の最新指示値の読み出しを行う（Ｓ４０１）。カメラ本体２００から絞り制御のためのコマンドを受信すると、ステップＳ２２５において、絞り指示値を絞り制御データ記憶部１２３に記憶している。ここでは、絞り制御データ記憶部１２３に記憶した最新の絞り指示値を読み出す。

最新の指示値を読み出すと、次に、現在絞り値（現在の絞り制御パルス位置）ｐｌｓの読み出しを行う（Ｓ４０２）。本実施形態においては、絞り１０６の駆動用としてステッピングモータを使用していることから、現在の絞り値は、ステッピングモータの駆動ステップ数のカウント値（絞り制御パルス位置）ｐｌｓによって求めることができる。

現在絞り値を読み出すと、次に、現在ズーム（ＺＭ）位置読み出しを行う（Ｓ４０３）。ここでは、ズーム位置検出部１１４の検出出力に基づいて、現在のズーム位置を読み出す。

続いて、最新の指示値は現在ズーム（ＺＭ）位置の開放Ｆｎｏ．未満か否かを判定する（Ｓ４０４）。絞り１０６の開放Ｆｎｏは、焦点距離によって変化し、一般に、焦点距離が長くなると、開放Ｆｎｏ．も大きくなる。ステップＳ４０１によって読み出したカメラ本体２００からの絞り値は、ステップＳ４０３において読み出した現在設定されている焦点距離では、設定不可能な場合がある。そこで、このステップでは、カメラ本体２００側で設定された絞り値に絞り１０６が設定可能か否かを判定する。

ステップＳ４０４における判定の結果、最新の指示値は現在ＺＭ位置の開放Ｆｎｏ．未満の場合には、最新の指示値を現在ＺＭ位置の開放Ｆｎｏ．で丸め込む（Ｓ４０５）。ここでは、カメラ本体２００側で設定された絞り値に設定することができないことから、現在設定されている焦点距離における開放Ｆｎｏとする。

ステップＳ４０５における処理を行うと、またはステップＳ４０４における判定の結果、最新の指示値は現在ＺＭ位置の開放Ｆｎｏ．未満でなかった場合には、次に、最新の指示値は現在ＺＭ位置の最大Ｆｎｏ.より大きいか否かを判定する（Ｓ４０６）。絞り１０６は、一番絞り込んだ状態（最大Ｆｎｏ．）よりも更に絞り込むことができず、また、この最大Ｆｎｏ．は、焦点距離によって変化する。そこで、このステップでは、カメラ本体２００側で設定された絞り値に絞り１０６が設定可能か否かを判定する。

ステップＳ４０６における判定の結果、最新の指示値は現在ＺＭ位置の最大Ｆｎｏ．より大きい場合には、最新の指示値を現在ＺＭ位置の最大Ｆｎｏ．で丸め込む（Ｓ４０７）。ここでは、カメラ本体２００側で設定された絞り値に設定することができないことから、現在設定されている焦点距離における最大Ｆｎｏとする。

ステップＳ４０７における処理を行うと、またはステップＳ４０６における判定の結果、最新の指示値は現在ＺＭ位置の最大Ｆｎｏ．より大きくなかった場合には、次に、目標絞り位置（絞り制御パルス位置）ｐｌｓを演算する（Ｓ４０８）。ここでは、ステップＳ４０１〜Ｓ４０３において読み出した、カメラ本体から指示された絞り値、現在の絞り値、および現在の焦点距離を用いて、絞り制御データ記憶部１２３に記憶されているズームレンズ群の位置と絞り制御パルス位置から、目標絞り値に到達するための駆動ｐｌｓ数（ステッピングモータの駆動ステップ数、目標絞り制御パルス位置と現在の絞り制御パルス位置との差）を演算する。

目標絞り位置（絞り制御パルス位置）ｐｌｓを演算すると、次に絞りモータの駆動を行う（Ｓ４０９）。ここでは、絞り制御部１２４は、ドライバ１１３を介して絞り用ステッピングモータ１１２の駆動制御を行い、絞り１０６の制御を行う。

このように、絞りトラッキング処理においては、ズーム操作により焦点距離が変更されても、この変更前の絞り値が維持されるように、焦点距離の変更に応じて絞り値の開口量（絞り制御パルス位置）を制御している。なお、焦点距離の検出は、図２を用いて説明したように、所定時間間隔で行われており、この時間間隔で絞り１０６の開口径の制御がなされる。なお、動画録画ボタンが押されて動画録画中である場合には、絞りの開口径の制御は静音動作をする。

以上説明したように、本発明の一実施形態においては、ズームレンズ群１０３の位置を検出するズームレンズ位置検出部１１４と、ズームレンズ群１０３の位置と絞り１０６の絞り制御パルス位置との関係を記憶する絞り制御データ記憶部１２３を有しており、絞り制御データ記憶部１２３の出力とズームレンズ群１０３の位置に応じて絞り１０６の開口量（絞り制御パルス位置）を設定している。このため、ズーム操作による絞り開口の変化や外部からの絞り開口の指示に対応して、高精度な絞り開口量の制御を可能とし、しかも小型化を図っている。

また、本発明の一実施形態においては、絞り制御データ記憶部１２３は、ズームレンズ群１０３の複数の所定位置に対応する絞り１０６の複数の開口量に相当する絞り制御パルス位置を記憶し、絞り制御部１２４は、絞り制御データ記憶部１２３の出力に基づいて、所定時間間隔でのズームレンズ群１０３の位置に応じた絞り１０６の絞り制御パルス位置を演算して絞り１０６の開口量を制御している（図２、図９参照）。このため、ズーム操作がなされた場合でも、所定時間間隔で絞り１０６の開口径が制御されるので、一定の絞り値を維持することができ、被写体像の明るさの変動を抑えることができる。

また、本発明の一実施形態においては、外部からの絞り１０６の開口量に関する指示を入力することが可能であって（例えば、Ｓ１０８の絞りプレビューの指示）、絞り制御データ記憶部１２３の出力とズームレンズ群１０３の位置に応じて絞り１０６の開口量を設定する動作を行っている状態で、外部からの指示が入力された場合に、外部からの指示が入力された時のズームレンズ群１０３の位置に応じて、絞り制御データ記憶部１２３の出力に基づき絞り１０６の開口量を設定し、絞り１０６の開口量の設定が完了した時のズームレンズ群１０３の位置に応じて絞り１０６の開口量を設定し直すようにしている。このため、絞りプレビュー等、外部から絞りの開口量に関する指示を行っても、焦点距離に応じて絞り値に対応する開口量とすることができる。

なお、本発明の一実施形態の変形例として、絞り制御データ記憶部１２３は、絞り１０６の開口量（絞り制御パルス位置）の変化の最小量（最小制御パルス数、たとえば１パルス）に対応してズームレンズ群１０３の位置を記憶し、絞り制御部１２４は、絞り制御データ記憶部１２３の出力に基づいて、最小量に対応するズームレンズ群１０３の位置に応じて絞り１０６の開口量を設定するようにしてもよい。このような構成とすることにより、絞り１０６の開口量の位置を補間演算等によって行うことなく、高精度で制御することができる。

また、本発明の一実施形態の変形例として、絞り制御部１２４は、絞り駆動部（絞り用ステッピングモータ１１２）により絞り１０６の開口量を変化させる速度を、ズームレンズ群１０３の移動速度に比例する速度に設定するようにしてもよい。このような構成にすることにより、ズーミングに連動した絞り径の変化とすることができ、ズーム操作によって明るさが変化することを防止することができる。

なお、本発明の一実施形態においては、撮影のための機器として、デジタルカメラを用いて説明したが、カメラとしては、デジタル一眼レフカメラでもコンパクトデジタルカメラでもよく、ビデオカメラ、ムービーカメラのような動画用のカメラでもよく、さらに、携帯電話、スマートフォーンや携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assist）、ゲーム機器等に内蔵されるカメラでも構わない。いずれにしても、焦点距離を可変な光学系と、絞りを有する光学機器であれば、本発明を適用することができる。

また、本明細書において説明した技術のうち、主にフローチャートで説明した制御に関しては、プログラムで設定可能であることが多く、記録媒体や記録部に収められる場合もある。この記録媒体、記録部への記録の仕方は、製品出荷時に記録してもよく、配布された記録媒体を利用してもよく、インターネットを介してダウンロードしたものでもよい。

また、特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず」、「次に」等の順番を表現する言葉を用いて説明したとしても、特に説明していない箇所では、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

本発明は、上記実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１００・・・レンズ鏡筒、１０１・・・撮影レンズ、１０２・・・フォーカスレンズ群、１０３・・・ズームレンズ群、１０４・・・撮影レンズ、１０５・・・撮影レンズ、１０６・・・絞り、１０７・・・鏡枠、１１１・・・ＦＣＳ群用ステッピングモータ、１１２・・・絞り用ステッピングモータ、１１３・・・ドライバ、１１４・・・ズーム（ＺＭ）位置検出部、１２０・・・レンズＣＰＵ、１２１・・・位置検出部、１２２・・・コマンド処理部、１２３・・・絞り制御データ記憶部、１２４・・・絞り制御部、１２５・・・フォーカス制御部、２００・・・カメラ本体

Claims (3)

1. ズームレンズ群を含む光学系と、
   上記光学系を通過する光束を制限する絞り部と、
   上記ズームレンズ群の位置を検出するズームレンズ位置検出部と、
   上記絞り部の開口量を制御する絞り駆動部と、
   上記ズームレンズ位置検出部によって検出された上記ズームレンズ群の位置に応じて、上記絞り駆動部を制御して上記絞り部の開口量を設定する制御部と、
   上記ズームレンズ群の位置と上記絞り部の開口量との関係を記憶する記憶部と、
   を具備し、
   上記制御部は、外部からの上記絞り部の開口量に関する指示を入力することが可能であって、上記外部からの上記絞り部の開口量に関する指示を入力すると、上記指示の開口量を上記記憶部に記憶させるとともに、上記外部から入力された上記絞り部の開口量に関する指示に基づいて上記絞り部の開口量を設定し、
   上記指示に基づいて開口量を設定している状態で、上記ズームレンズ群の位置の変化を検出すると、上記ズームレンズ群の位置と上記記憶部に記憶された指示の開口量に応じて上記絞り部の開口量を設定する際の目標位置を更新することを特徴とする光学機器。
2. 上記制御部は、上記絞り駆動部により上記絞り部の開口量を変化させる速度を、上記ズームレンズ群の移動速度に比例する速度に設定することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 上記記憶部は、上記ズームレンズ群の複数の所定位置に対応する上記絞り部の複数の開口量を記憶し、
   上記制御部は、上記記憶部の出力に基づいて、所定時間間隔での上記ズームレンズ群の位置に応じた上記絞り部の開口量を演算して上記絞り部の開口量を制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学機器。

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