JP7536498B2 - 光学機器。 - Google Patents

Description

本発明は、光学機器等の各種装置において被駆動物を駆動するモータを制御する技術に関する。

カメラや交換レンズ等の光学機器では、ステッピングモータ（パルスモータ）等のモータの駆動力によってレンズや絞り等の光学素子を駆動する。このようなモータを駆動する際に、過負荷、急激な速度変化、さらに駆動方向を反転する反転駆動によって、ステータの励磁信号とロータの回転との同期が失われる脱調と呼ばれる現象が生じる場合がある。反転駆動時の脱調を回避するためには、反転前の駆動後に安定待ち励磁と呼ばれる励磁を所定時間行ってから反転後の駆動を開始する必要がある。ただし、光学機器においては、光学素子の駆動に対して高い応答性が求められており、安定待ち励磁は応答性を低下させる要因となる。

特許文献１には、ステッピングモータの駆動を停止してから、次の駆動を開始するまでの間にギアのバックラッシュ分を事前に駆動しておくことで、次の駆動の応答性を改善する技術が開示されている。

また、ステッピングモータによって絞りを反転駆動する際に、カメラが行う露出制御（ＡＥ制御）の開始に対して絞りによる反転後の露出の変化が安定待ち励磁の時間だけ遅れると、撮像画像の露出が変動する。特に動画撮像ではこのような露出の変動が記録される。

特許文献２には、最新の絞り値から所定時間の経過後の絞り値を交換レンズからカメラに通知し、カメラにおいて所定時間の経過後の絞り値に基づいてＡＥ制御を行うことで、露出の変動を低減する技術が開示されている。

特許第４１９６１２１号公報 特開２０１７－３８３０号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、モータの反転駆動時における応答性を改善することができない。

また特許文献２に開示された技術では、絞りを反転駆動する場合において正しく絞り値を予測することができない。このため、露出のちらつきを低減することが難しい。

本発明は、モータを反転駆動する際に高い応答性を実現可能なモータ制御装置および光学機器を提供する。また本発明は、光学素子の反転駆動時における露出の変動を低減することができるようにした撮像装置およびレンズ装置を提供する。

本発明の一側面としての光学機器は、絞り羽根を駆動して光量を調節する絞りを駆動するステッピングモータを制御する制御手段と、絞りの駆動状態を取得する取得手段と、フォーカスレンズと、を有する。制御手段は、第１の方向への絞りのＡＥ制御中に、絞りを第１の方向から第２の方向に反転するように駆動する際に、絞りの駆動状態が所定条件を満たさない場合は、ステッピングモータを第１の方向への駆動後に所定待ち時間が経過してから第２の方向に駆動し、駆動状態が所定条件を満たす場合は、ステッピングモータを第１の方向への駆動後に所定待ち時間の経過を待たずに第２の方向に駆動することを特徴とする。

また本発明の他の一側面としてのコンピュータプログラムは、絞り羽根を駆動して光量を調節する絞りを駆動するステッピングモータを制御するコンピュータに、絞りの駆動状態を取得するステップと、ステッピングモータを第１の方向への絞りのＡＥ制御中に、絞りを第１の方向から第２の方向に反転するように駆動する際に、絞りの駆動状態が所定条件を満たさない場合は、ステッピングモータを第１の方向への駆動後に所定待ち時間が経過してから第２の方向に駆動し、駆動状態が所定条件を満たす場合は、ステッピングモータを第１の方向への駆動後に所定待ち時間の経過を待たずに第２の方向に駆動するステップとを含む処理を実行させることを特徴とする。

本発明によれば、モータを反転駆動する際に高い応答性を実現することができる。また本発明によれば、光学素子の反転駆動時における露出の変動を低減することができる。

実施例１のカメラシステムの構成を示すブロック図。 実施例１における露出のちらつきを示す図。 実施例１における露出変化と絞りアクチュエータの駆動電圧波形を示す図。 実施例１においてカメラ本体が行うＡＥ制御処理を示すフローチャート。 Ｆ値操作による露出のちらつきを示す図。 実施例１における別のＡＥ制御処理を示すフローチャート。 実施例１におけるＡＥ制御時の露出変化を示す図。 実施例２におけるさらに別のＡＥ制御処理を示すフローチャート。 実施例３におけるＦ値と動摩擦力との関係を示す図。 実施例３におけるレンズユニットが行う処理を示すフローチャート。 実施例３における反転駆動条件のテーブルデータを示す図。 実施例３における露出変化と絞りアクチュエータの駆動電圧波形を示す図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施例１におけるカメラシステムの構成を示している。カメラシステムは、交換レンズ（光学機器およびレンズ装置）としてのレンズユニット１００ と、該レンズユニット１００が着脱可能および通信可能に装着された撮像装置としてのカメラ本体２００とにより構成されている。レンズユニット１００は、カメラ本体２００に設けられたマウント３００に対して機械的および電気的に装着される。カメラ本体２００は、マウント３００に設けられた電源端子部を介してレンズユニット１００に電源を供給する。

レンズユニット１００ は、被写体からの光の入射方向（被写体側）から順に、フィールドレンズ１０１、変倍（ズーム）レンズ１０２、絞り（光量調節）ユニット１１４、アフォーカルレンズ１０３およびフォーカス（焦点調節）レンズ１０４を含む撮像光学系を有する。撮像光学系は、リアフォーカスタイプの光学系である。

ズームレンズ１０２とフォーカスレンズ１０４はそれぞれ、レンズ保持枠１０５、１０６により保持されている。レンズ保持枠１０５、１０６は、不図示のガイド軸によって撮像光学系の光軸が延びる矢印方向（光軸方向）に移動可能に支持されており、ズームモータ１０７およびフォーカスモータ１０８により光軸方向に駆動される。ズームモータ１０７およびフォーカスモータ１０８はステッピングモータであり、ステータコイルに印加される駆動パルス信号に同期してロータを回転させるモータである。ズームモータ１０７およびフォーカスモータ１０８にはそれぞれ、ズーム駆動回路１１１およびフォーカス駆動回路１１３からの駆動パルス信号（駆動電圧）が印加される。

レンズマイコン（レンズ制御手段）１１６は、ＣＰＵ等のマイクロプロセッサにより構成され、カメラ本体２００内のカメラマイコン（カメラ制御手段）２０７から与えられる各種指令に応じてレンズユニット１００の動作全体の制御を司る。ズームレンズ１０２の位置は、可変抵抗やエンコーダ等を用いて構成された不図示のズーム位置検出器により検出され、レンズマイコン１１６内でデジタルデータに変換される。レンズマイコン１１６は、ズームレンズ１０２の位置が変化すると、像面位置の変動を補正するためのフォーカスレンズ１０４の位置を示す電子カムデータに従ってフォーカス駆動回路１１３に駆動信号を出力する。これにより、ステッピングモータ１０８が駆動されてフォーカスレンズ１０４が移動し、撮像光学系の合焦状態が維持される。なお、ズームレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０４を駆動するモータは、ＤＣモータや圧電素子を振動子として用いた振動型モータであってもよい。

また、レンズマイコン１１６は、レンズ通信部（レンズ通信手段）１１０とマウント３００に設けられた通信端子部を介してカメラマイコン２０７との通信を行う。

絞りユニット１１４は、開口径を変化させるための絞り羽根１１４ａ、１１４ｂを備える。レンズマイコン１１６は、カメラマイコン２０７から与えられる駆動指令に含まれるＦ値に応じて絞り駆動回路１１２に駆動信号を出力する。駆動信号を受けた絞り駆動回路１１２は、絞りアクチュエータ１０９を駆動して絞り羽根１１４ａ、１１４ｂを開閉方向に移動させる。絞りアクチュエータ１０９は、ステッピングモータであり、被駆動物（光学素子）としての絞りユニット１１４（絞り羽根１１４ａ、１１４ｂ）を駆動する。なお、以下の説明において、絞りユニット１１４の駆動、駆動方向および駆動速度はそれぞれ、絞りアクチュエータ１０９の駆動、駆動方向および駆動速度に相当する。

絞り羽根１１４ａ、１１４ｂの位置（Ｆ値）は、絞り位置センサ１１５により検出されてレンズマイコン１１６に入力される。絞り位置検出センサ１１５は、絞り羽根１１４ａ、１１４ｂの位置を検出することができればどのようなものでもよく、絶対位置を検出する絶対位置センサ（アブソリュート型エンコーダ）でもよいし、相対位置を検出する相対位置センサ（インクリメント型エンコーダ）でもよいし、発光部と受光部が対向する位置に配置された光学式フォトインタラプタでもよい。

カメラ本体２００は、撮像素子２０１、Ａ／Ｄ変換回路２０２、信号処理回路２０３、記録部２０４、ＡＥ制御部（露出制御手段）２０５、表示部２０６、カメラマイコン２０７、カメラ通信部（カメラ通信手段）２０８およびモード切替部２０９を有する。

撮像素子２０１は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子であり、レンズユニット１００の撮像光学系により形成される被写体像を撮像（光電変換）してアナログ撮像信号を出力する。Ａ／Ｄ変換回路２０２は、アナログ撮像信号をデジタル撮像信号に変換して信号処理回路２０３に出力する。信号処理回路２０３は、デジタル撮像信号に対して各種の画像処理を行って画像データを生成する。また信号処理回路２０３は、画像データのフォーカス状態を示すフォーカス情報や画像データの露出状態を示す輝度情報を生成したり、画像データを記録形式のデータに変換したりする。信号処理回路２０３にて生成された画像データは、記録部２０４にて記録されたり表示部２０６に表示されたりする。

カメラマイコン２０７は、不図示の撮影指示スイッチや設定関連スイッチからの入力に応じたカメラ本体２００の制御を行う。またカメラマイコン２０７は、ズームレンズ１０２、絞りユニット１１４およびフォーカスレンズ１０４の駆動指令や各種レンズデータの送信指令等をカメラ通信部２０８およびマウント３００の通信端子部を介してレンズマイコン１１６に送信したり、各種レンズデータをレンズマイコン１１６から受信したりする。

モード切替部２０９は、ユーザ操作に応じて撮像モード（絞り優先モード、シャッタ優先モード、静止画モード、動画モード等）を切り替える。

ＡＥ制御部２０５は、不図示の測光センサを備えており、撮像素子２０１に入射する光量を測定し、測定された光量（測光値）を用いて画像データの露出が適正になるように露出制御、すなわち絞りユニット１１４のＦ値の設定や撮像素子２０１に対する露出（シャッタスピードおよびＩＳＯ感度）の制御を行う。以下の説明において、撮像素子２０１に対する露出制御をＡＥ制御という。

カメラマイコン２０７は、例えば絞り優先モードが設定されている場合には、ユーザが選択したＦ値を含む駆動指令をカメラ通信部２０８を介してレンズマイコン１１６に送信し、レンズマイコン１１６は絞り駆動回路１１２を介して絞りユニット１１４を選択されたＦ値になるように制御する。ＡＥ制御部２０５は、絞りユニット１１４のＦ値に基づいてシャッタスピードや撮像素子２０１のＩＳＯ感度を設定する。

前述したように、ＡＥ制御部２０５によるＡＥ制御では、絞りユニット１１４のＦ値の変化に対応する光量の変化に応じてシャッタスピードやＩＳＯ感度を制御する。このため、絞りユニット１１４による光量変化のタイミングとシャッタスピードやＩＳＯ感度を制御するタイミングとを合わせることが重要となる。特に動画撮像においてこれらの制御のタイミングがずれると露出の変動（ちらつき）が発生し、撮像動画にそれが記録されることになる。

図２は、露出のちらつきの例を示す。図中の破線はＡＥ制御による露出の変化を、点線は絞りユニット１１４による露出の変化を、実線は実際に記録される露出（以下、実際の露出という）の変化を示す。ＡＥ制御による露出の変化と絞りユニット１１４による露出の変化を足し合わせたものが実際の露出の変化となる。

図２に示すように、時間ｔ０においてＡＥ制御による露出の変化が開始され、それよりも遅れた時間ｔ１において絞りユニット１１４による露出の変化が開始された場合は、時間ｔ０～ｔ１において実際の露出が適正露出からずれる。この後、時間ｔ１～ｔ２では、実際の露出が適正露出からずれた状態に保たれる。そして時間ｔ２においてＡＥ制御による露出の変化が終了されたにもかかわらず、絞りユニット１１４による露出の変化が時間ｔ３まで続けられると、時間ｔ２～ｔ３においても実際の露出が変化する。これらの時間ｔ０～ｔ１および時間ｔ２～ｔ３において実際の露出が一定ではなく変化することを、露出のちらつきという。

ＡＥ制御による露出の変化と絞りユニット１１４による露出の変化の開始タイミングがずれる原因の１つとして、絞りユニット１１４の反転駆動時に絞りアクチュエータ１０９の安定待ち励磁を行うことによる遅延が挙げられる。絞りユニット１１４の反転駆動は、絞りユニット１１４を絞り込み方向およびその逆の開放方向のうち一方に駆動した直後に他方に駆動するというように駆動方向を反転させることである。

図３は、絞りユニット１１４を絞り込み方向への駆動後に開放方向に駆動される場合の絞りアクチュエータ（ステッピングモータ）１０９の駆動電圧の波形を示す。

時間Ｔ０において、カメラマイコン２０７からの絞り込み方向（第１の方向）への駆動指令を受けたレンズマイコン１１６は、絞り駆動回路１１２を介して絞りユニット１１４を同方向に駆動する。絞り込み方向への駆動中の時間Ｔ１において、カメラマイコン２０７からの開放方向への駆動指令を受けたレンズマイコン１１６は、絞りユニット１１４の絞り込み方向への駆動を停止させ、時間Ｔ１から時間Ｔ２までの間、絞りアクチュエータ１０９の安定待ち励磁を行った後、絞りユニット１１４を時間Ｔ３まで開放方向（第２の方向）に駆動する。なお、絞りユニット１１４の駆動方向を開放方向（第１の方向）から絞り込み方向（第２の方向）に反転させる場合も同様である。

このように、絞りユニット１１４を反転駆動する場合には、駆動方向の反転前の駆動を一度停止させて絞りアクチュエータ１０９の安定待ち励磁を行った後に反転後の駆動を行う必要がある。安定待ち励磁は、絞りユニット１１４の駆動を停止させたときに該絞りユニット１１４を安定させるために絞りアクチュエータ１０９をその停止位置に維持させるように行う絞りアクチュエータ１０９の励磁（通電）である。

具体的には、絞り羽根１１４ａ、１１４ｂの駆動停止時のバウンドを抑えるためや、反転後の駆動時の脱調（絞り駆動回路１１２が出力する駆動信号に対して絞り羽根１１４ａ、１１４ｂの駆動が同期できなくなる状態）を生じさせないためや、反転後の駆動時の絞り羽根１１４ａ、１１４ｂの停止精度を担保するために必要な励磁である。安定待ち励磁を行っている間は、絞り羽根１１４ａ、１１４ｂは駆動されないため、光量は変化しない。

一方、カメラマイコン２０７は、絞りユニット１１４（絞りアクチュエータ１０９）が安定待ち励磁を行うことを知らないため、ＡＥ制御を時間Ｔ１から開始する。しかし、前述した通り、絞りユニット１１４の反転後の駆動は安定待ち励磁の時間だけ遅れるため、図２で説明したような露出のちらつきが生じる。

図４のフローチャートは、カメラマイコン２０７が絞りユニット１１４の反転駆動を指示する際に通常行う処理を示す。ここでは、撮像モードが、ユーザがＦ値を設定する絞り優先モードである場合について説明する。コンピュータとしてのカメラマイコン２０７は、コンピュータプログラムに従って本処理を実行する。図５は、図４に示した各ステップ（Ｓ）におけるＡＥ制御による露出の変化（破線）、絞りユニット１１４による露出の変化（点線）および実際の露出の変化（実線）を示す。

（Ｓ１００）カメラマイコン２０７は、レンズマイコン１１６から現在のＦ値の情報を通信により取得する。

（Ｓ１０１）カメラマイコン２０７は、測光を行い、Ｓ１００で取得したＦ値に基づいて測光値を決定する。

（Ｓ１０２）カメラマイコン２０７は、ユーザによるＦ値の変更操作が行われたか否かを確認する。Ｆ値が変更されていない場合は、再度、所定周期ごとにＳ１００およびＳ１０１の処理を繰り返す。Ｆ値が変更された場合はＳ１０３に進む。

（Ｓ１０３）カメラマイコン２０７は、現在の測光値に基づいて撮像素子２０１のＩＳＯ感度とシャッタスピードを決定する。

（Ｓ１０４）カメラマイコン２０７は、Ｓ１０２にて変更されたＦ値と絞りユニット１１４の駆動速度を含む駆動指令をレンズマイコン１１６に送信する。該駆動指令を受けたレンズマイコン１１６は、絞り駆動回路１１２を通じて絞りユニット１１４（絞りアクチュエータ１０９）を変更されたＦ値まで絞り込み方向に駆動する。ＡＥ制御部２０５は、絞りユニット１１４の変更されたＦ値への駆動に要する時間を予めレンズマイコン１１６から通信により取得しておくか自身で計算しておく。以下、Ｓ１０２にてユーザにより絞りユニット１１４の絞り込み方向にＦ値が変更された場合について説明する。

（Ｓ１０５）カメラマイコン２０７は、レンズマイコン１１６に絞りユニット１１４の駆動指令を送信したタイミングからＡＥ制御部２０５にＡＥ制御を開始させる。図５に示すように、このタイミングからＡＥ制御による露出の変化と絞りユニット１１４による露出の変化が開始される。これらの露出の変化の開始タイミングが一致しているため、実際の露出としては適正露出が継続される。

（Ｓ１０６）カメラマイコン２０７は、Ｓ１０４で決定された絞りユニット１１４の駆動に要する時間が未経過か否か、つまりはＡＥ制御を継続するか否かを確認する。ＡＥ制御を継続する場合はＳ１０７に進み、終了する場合は本処理を終了する。

（Ｓ１０７）カメラマイコン２０７は、ＡＥ制御を継続するため、レンズマイコン１１６から現在のＦ値の情報を通信により取得する。

（Ｓ１０８）カメラマイコン２０７は測光を行い、Ｓ１０７にて取得したＦ値に基づいて測光値を決定する。

（Ｓ１０９）カメラマイコン２０７は、ユーザによるＦ値の変更操作が行われたか否かを確認する。Ｆ値が変更されていない場合は、Ｓ１０６に戻って再度、ＡＥ制御を継続するか否かを確認する。一方、Ｆ値が変更された場合はＳ１１０に進む。

（Ｓ１１０）カメラマイコン２０７は、カメラマイコン２０７は、現在の測光値に基づいて撮像素子２０１のＩＳＯ感度とシャッタスピードを決定する。

（Ｓ１１１）カメラマイコン２０７は、Ｓ１０９にて変更されたＦ値と絞りユニット１１４の駆動速度を含む駆動指令をレンズマイコン１１６に送信する。該駆動指令を受けたレンズマイコン１１６は、絞り駆動回路１１２を通じて絞りユニット１１４（絞りアクチュエータ１０９）を変更されたＦ値まで開放方向に駆動する。ＡＥ制御部２０５は、絞りユニット１１４の変更されたＦ値までの駆動に要する時間を予めレンズマイコン１１６から通信により取得しておくか自身で計算しておく。

以下、Ｓ１０９にてユーザにより絞りユニット１１４の開放方向にＦ値が変更された場合について説明する。この場合、図５に示すように、絞りユニット１１４のＳ１０４からの絞り込み方向への駆動が一度停止されて絞りアクチュエータ１０９の安定待ち励磁を行い、その後に変更されたＦ値まで絞りユニット１１４を開放方向に駆動する。

（Ｓ１１２）カメラマイコン２０７は、Ｓ１１１で絞りユニット１１４の駆動指令をレンズマイコン１１６に送信したタイミングからＡＥ制御部２０５にＡＥ制御を開始させる。図５に示すように、ＡＥ制御部２０５はこのタイミングから反転後のＡＥ制御を開始する。この結果、ＡＥ制御による露出変化と絞りユニット１１４による露出変化のタイミングがずれるため、露出のちらつきが生じる。その後、ＡＥ制御の終了タイミングと絞りユニット１１４の駆動終了タイミングもずれるため、再度、露出のちらつきが生じる。

図６のフローチャートは、絞りユニット１１４の反転駆動を指示する際に上述した露出のちらつきを低減させるためにカメラマイコン２０７が行う処理を示している。ここでも、撮像モードが絞り優先モードである場合について説明する。カメラマイコン２０７は、コンピュータプログラムに従って本処理を実行する。図７は、図６に示した各ステップ（Ｓ）におけるＡＥ制御による露出の変化（破線）、絞りユニット１１４による露出の変化（点線）および実際の露出の変化（実線）を示す。

Ｓ２００からＳ２０８の処理は、図４に示したＳ１００からＳ１０８の処理と同じである。

（Ｓ２０９）カメラマイコン２０７は、ユーザによるＦ値の変更操作が行われたか否かを確認する。Ｆ値が変更されていない場合は、Ｓ２０６に戻って再度、ＡＥ制御を継続するか否かを確認する。一方、Ｆ値が変更された場合はＳ２１０に進む。

（Ｓ２１０）カメラマイコン２０７は、レンズマイコン１１６から現在の絞りユニット１１４（絞りアクチュエータ１０９）の駆動ステータスを通信により取得する。駆動ステータスは、絞りユニット１１４の通電状態であり、駆動中、駆動終了および保持通電中等である。

（Ｓ２１１）カメラマイコン２０７は、レンズマイコン１１６に対して所定待ち時間としての安定待ち励磁時間の情報の送信を要求する。該要求を受信したレンズマイコン１１６は、安定待ち励磁時間の情報をカメラマイコン２０７に送信する。安定待ち励磁時間には、安定待ち励磁の時間だけでなく、レンズマイコン１１６とカメラマイコン２０７間での通信による遅延時間や、レンズ通信部１１０が絞りユニット１１４の駆動指令を受信してからレンズマイコン１１６が絞り駆動回路１１２に駆動信号を出力するまでの遅延時間を含んでもよい。また安定待ち励磁時間は、絞りユニット１１４の駆動量や駆動速度に応じた時間としてもよい。安定待ち励磁時間の情報は、安定待ち励磁時間を直接示す情報に限らず、安定待ち励磁時間に変換可能な情報であってもよい。すなわち、レンズマイコン１１６からカメラマイコン２０７に送信される情報は、安定待ち励磁時間に関する情報であればよい。この後、Ｓ２１２に進む。Ｓ２１２およびＳ２１３は、図４に示したＳ１１０およびＳ１１１の処理と同じである。

（Ｓ２１４）カメラマイコン２０７は、絞りユニット１１４が絞り込み方向に駆動中であるか否かを判定する。絞り込み方向に駆動中である場合はＳ２１５に進み、そうでない場合はＳ２１６に進む。

（Ｓ２１５）カメラマイコン２０７は、現在のＦ値がＳ２０９でユーザにより変更されたＦ値である目標Ｆ値より小さい、すなわちまだ絞りユニット１１４を絞り込み方向に駆動するか否かを判定する。現在のＦ値が目標Ｆ値より小さい場合はレンズマイコン１１６に目標Ｆ値を送信（指示）した後にＳ２１９に進む。一方、現在のＦ値が目標Ｆ値より大きい、すなわち絞りユニット１１４の絞り込み方向への駆動を終了して開放方向への駆動を行う場合は、その開放方向の目標Ｆ値をレンズマイコン１１６に指示した後にＳ２１７に進む。

（Ｓ２１７）カメラマイコン２０７は、レンズマイコン１１６に対して開放方向の目標Ｆ値を指示した（つまりは絞りユニット１１４の開放方向への駆動を指示した）後、Ｓ２１１で取得した安定待ち励磁時間だけ待つ。そしてＳ２１９に進む。

（Ｓ２１９）カメラマイコン２０７は、ＡＥ制御部２０５にＡＥ制御を開始させる。図７に示すように絞りユニット１１４を反転駆動する場合は、Ｓ２１７において安定待ち励磁時間だけＡＥ制御の開始が遅れるため、絞りユニット１１４による露出の変化の開始タイミングとＡＥ制御による露出の変化の開始タイミングとが一致する。この結果、露出のちらつきを抑制して実際の露出を適正露出に維持することができる。絞りユニット１１４を反転駆動しない場合は、絞りユニット１１４は停止せずに目標Ｆ値まで駆動されるため、ＡＥ制御の開始タイミングを遅らせる必要はない。

本実施例によれば、レンズマイコン１１６がカメラマイコン２０７に安定待ち励磁時間を通知し、絞りユニット１１４が反転駆動される場合は安定待ち励磁時間だけＡＥ制御の開始を遅らせることで露出のちらつきを低減することができる。

次に、本発明の実施例２について説明する。カメラシステムの構成は実施例１と同じである。本実施例では、絞りユニット１１４が反転駆動される場合に安定待ち励磁を行うことなく反転後の駆動を行っても脱調せず、かつ停止精度を保証する場合について説明する。

図８のフローチャートは、本実施例においてカメラマイコン２０７が行う処理を示している。カメラマイコン２０７は、コンピュータプログラムに従って本処理を実行する。

（Ｓ３００）カメラマイコン２０７は、レンズマイコン１１６から、安定待ち励磁を行わずに絞りユニット１１４を反転駆動しても絞りアクチュエータ１０９が脱調せず、かつ停止精度を保証できる駆動速度の上限値または範囲（所定駆動速度：以下、待ちなし反転可能速度という）の情報を通信により取得する。ここにいう絞りユニット１１４の停止精度は、安定待ち励磁を行って絞りユニット１１４を反転駆動した場合と同等の停止精度である。なお、待ちなし反転可能速度の情報は、待ちなし反転可能速度を直接示す情報に限らず、待ちなし反転可能速度に変換可能な情報であってもよい。すなわち、待ちなし反転可能速度に関する情報であればよい。

（Ｓ３０１）カメラマイコン２０７は、レンズマイコン１１６から現在のＦ値の情報を通信により取得する。

（Ｓ３０２）カメラマイコン２０７は、測光を行い、Ｓ３０１で取得したＦ値に基づいて測光値を決定する。

（Ｓ３０３）カメラマイコン２０７は、ユーザによるＦ値の変更操作が行われたか否かを確認する。Ｆ値が変更されていない場合は、再度、所定周期ごとにＳ３００およびＳ３０１の処理を繰り返す。Ｆ値が変更された場合はＳ３０４に進む。

（Ｓ３０４）カメラマイコン２０７は、現在の測光値に基づいて撮像素子２０１のＩＳＯ感度とシャッタスピードを決定する。
（Ｓ３０５）カメラマイコン２０７は、モード切替部２０９にて撮像モードとしての動画モードが選択されているか否かを判定する。動画モードが選択されている場合はＳ３０６に進み、そうでない（静止画モードが選択されている）場合はＳ３０７に進む。

（Ｓ３０６）カメラマイコン２０７は、Ｓ３００で取得した待ちなし反転可能速度以下の駆動速度での絞りユニット１１４（絞りアクチュエータ１０９）の駆動指令をレンズマイコン１１６に送信する。そしてＳ３０８に進む。

（Ｓ３０７）カメラマイコン２０７は、待ちなし反転可能速度を超える駆動速度を含む任意の駆動速度での絞りユニット１１４の駆動指令をレンズマイコン１１６に送信する。そしてＳ３０８に進む。

（Ｓ３０８）カメラマイコン２０７は、Ｓ３０６またはＳ３０７にてレンズマイコン１１６に絞りユニット１１４の駆動指令を送信したタイミングでＡＥ制御部２０５にＡＥ制御を開始させる。

本実施例では、動画モードにおいて待ちなし反転可能速度以下の駆動速度での絞りユニット１１４の駆動を指令するため、絞りユニット１１４は安定待ち励磁を行うことなく反転駆動される。この結果、反転駆動時にＡＥ制御による露出変化の開始タイミングと絞りユニット１１４による露出変化の開始タイミングが一致し、動画中の露出のちらつきは発生しない。一方、静止画モードにおいては、露出のちらつきよりも連写速度を優先するために、絞りユニット１１４に対して待ちなし反転可能速度を超える駆動速度での駆動を許容する。

次に、本発明の実施例３について説明する。カメラシステムの構成は実施例１と同じである。ただし、実施例１のような交換型のレンズユニットに代えて、撮像光学系がカメラ本体と一体となったカメラ（光学機器または撮像装置）に本実施例を適用してもよい。本実施例では、絞りユニット１１４を反転駆動する場合において、該絞りユニット１１４の駆動状態が所定条件を満たす場合は安定待ち励磁を行わないようにすることで露出のちらつきを低減させる。

上記所定条件、すなわち安定待ち励磁を行わずに反転駆動を行っても脱調が発生せず、駆動後の停止精度も保証できる絞りユニット１１４の駆動状態の条件としては、反転前の駆動速度が所定速度以下であること（以下、第１の条件という）や、反転前のＦ値が所定Ｆ値以下であること（以下、第２の条件という）が挙げられる。

第１の条件について説明する。絞りユニット１１４を反転駆動する際には、反転前の絞りユニット１１４（絞りアクチュエータ１０９）の駆動速度を急激に０まで減じた（絞りアクチュエータ１０９を停止させた）後にそれまでとは反対方向に絞りユニット１１４を駆動する。反転前の駆動速度を０に急減させる際に発生する慣性力が大きいほど、言い換えれば反転前の駆動速度が速いほど、絞りアクチュエータ１０９の励磁相と本来の絞り羽根１１４ａ、１１４ｂの位置とにずれが生じて脱調が発生する可能性が高くなる。逆に言えば、反転前の駆動速度が所定速度以下の場合は、安定待ち励磁を行わずに反転駆動を行っても脱調は発生しない。このため、反転前の駆動速度が所定速度（実施例３にいう待ちなし反転可能速度に相当する）以下であることを所定条件の１つとする。

なお、所定速度は絞りユニット１１４および絞りアクチュエータ１０９の個体ごとに設定してもよいし、絞りアクチュエータ１０９であるステッピングモータの種類や絞りユニット１１４の構造・形状等に応じて設定してもよい。

次に、第２の条件について説明する。図９に示すように、Ｆ値が大きくなるほど、絞り羽根１１４ａ、１１４ｂ同士の接触面積が増加してそれらの間に発生する動摩擦力が増加する。このため、Ｆ値が大きいほど反転後に脱調を回避するための駆動力（トルク）が大きくなる。つまり、反転前のＦ値が大きいほど、安定待ち励磁を行わなければ脱調する可能性が高くなる。逆に言えば、反転前のＦ値が所定Ｆ値以下の場合は、安定待ち励磁を行わずに反転駆動を行っても脱調は発生しない。このため、反転前のＦ値が所定Ｆ値以下であることをもう１つの所定条件とする。なお、この条件は、絞りユニット１１４における反転前の動摩擦力が所定摩擦力以下であることと同義である。

第１および第２の条件における所定速度および所定Ｆ値は、予めレンズマイコン１１６内の不図示のメモリに記憶させておけばよい。また、図１１に示すように所定速度（図では駆動速度）と所定Ｆ値との関係をテーブルデータとしてメモリに記憶させておいてもよい。所定速度および所定Ｆ値が相関を持つ場合にはこのようにテーブルデータとして記憶しておくことで、第１および第２の条件の成立可否を容易に判定することが可能となる。

図１０のフローチャートは、本実施例においてコンピュータとしてのレンズマイコン１１６が行う処理を示している。レンズマイコン１１６は、コンピュータプログラムに従って本処理を実行する。制御手段および取得手段としてのレンズマイコン１１６と駆動手段としての絞り駆動回路１１２によりモータ制御装置が構成される。

（Ｓ４００）レンズマイコン１１６は、カメラマイコン２０７から絞りユニット１１４の駆動指令があったか否かを確認する。絞りユニット１１４の駆動指令がない場合はこの確認を繰り返し、駆動指令があった場合はＳ４０１に進む。

（Ｓ４０１）レンズマイコン１１６は、絞りユニット１１４が現在駆動中か否かを判定する。駆動中である場合はＳ４０３に進み、駆動中でない（停止中である）場合はＳ４０２に進む。

（Ｓ４０２）レンズマイコン１１６は、停止中であった絞りユニット１１４の上記駆動指令により指示されたＦ値への駆動を開始する。

（Ｓ４０３）レンズマイコン１１６は、現在の絞りユニット１１４の駆動方向と上記駆動指令により指示されたＦ値に対応する駆動方向とを比較して、駆動方向を反転するか否かを判定する。駆動方向を反転する場合はＳ４０５に進み、反転しない場合はＳ４０４に進む。

（Ｓ４０４）レンズマイコン１１６は、絞りユニット１１４の目標Ｆ値を上記駆動指令により指示されたＦ値に変更する。これにより、絞りユニット１１４は、現在の駆動方向のまま新たな目標Ｆ値に駆動される。

（Ｓ４０５）レンズマイコン１１６は、現在の絞りユニット１１４の駆動速度が所定速度以下か否か、すなわち第１の条件を満たすか否かを判定する。駆動速度が所定速度以下である場合はＳ４０６に進み、駆動速度が所定速度を超える場合はＳ４０７に進む。

（Ｓ４０６）レンズマイコン１１６は、安定待ち励磁時間の経過を待たずに絞りユニット１１４の目標Ｆ値を上記駆動指令により指示されたＦ値に変更する。これにより、絞りユニット１１４は、安定待ち励磁が行われることなく駆動方向が反転されて新たな目標Ｆ値に駆動される。

（Ｓ４０７）レンズマイコン１１６は、現在のＦ値を計算する。

（Ｓ４０８）レンズマイコン１１６は、現在のＦ値が所定Ｆ値以下か否か、すなわち第２の条件を満たすか否かを判定する。現在のＦ値が所定Ｆ値以下の場合はＳ４０６に進み、所定Ｆ値より大きい場合はＳ４０８に進む。Ｓ４０６では、前述したようにレンズマイコン１１６は安定待ち励磁時間の経過を待たずに絞りユニット１１４の目標Ｆ値を上記駆動指令により指示されたＦ値に変更する。絞りユニット１１４は、安定待ち励磁が行われることなく駆動方向が反転されて新たな目標Ｆ値に駆動される。

Ｓ４０６およびＳ４０８の処理を行った場合の露出の変化と絞りユニット１１４の駆動電圧の波形を図１２に示す。図１２に示すように、絞りユニット１１４の駆動方向を反転させるタイミングにおいて第１または第２の条件を満たしている場合に安定待ち励磁を行わないことにより、絞りユニット１１４による露出変化とＡＥ制御による露出変化とが一致するため、露出のちらつきは生じない。

（Ｓ４０９）レンズマイコン１１６は、絞りアクチュエータ１０９の安定待ち励磁を行う。安定待ち励磁時間が経過するとＳ４１０に進む。

（Ｓ４１０）レンズマイコン１１６は、絞りユニット１１４の駆動方向を反転させて該絞りユニット１１４を上記駆動指令により指示されたＦ値に駆動する。

本実施例によれば、絞りユニット１１４を反転駆動する際に所定条件を満たすか否かによって安定待ち励磁を行う（安定待ち励磁時間の経過を待つ）か否かを切り替える。安定待ち励磁を行わずに反転駆動することで絞りユニット１１４の高い応答性を確保することができ、安定待ち励磁を行うことで露出のちらつきを低減することができる。

なお、所定条件を満たす場合であっても、所定条件を満たさない場合よりも短い時間だけ安定待ち励磁を行ってもよい。

以下、本発明の実施例４について説明する。カメラシステムの構成は実施例１と同じである。

本実施例では、絞りユニット１１４の反転駆動に際して、絞りアクチュエータ１０９に駆動方向の反転後に印加する駆動電圧を反転前に印加する駆動電圧より高くして、反転後の駆動力（トルク）を反転前よりも増加させる。これにより、絞りユニット１１４を反転駆動する際に安定待ち励磁を行わなくても（すなわち、待ち時間を設けることなく）、脱調を発生させず、かつ停止精度を担保することができる。このとき、反転後の駆動電圧を反転前の駆動電圧よりも高くできない条件下では、絞りユニット１１４の反転前の駆動後、安定待ち励磁時間が経過してから反転後の駆動を行えばよい。

また、安定待ち励磁を行うタイミングのみ絞りアクチュエータ１０９に印加する電圧を上げることで、一旦停止中の絞り羽根１１４ａ、１１４ｂのバウンドを素早く収束させることができ、安定待ち励磁時間を短縮することができる。

なお、上記各実施例では、反転駆動を行う被駆動物が光学素子としての絞りユニットである場合について説明したが、被駆動物はズームレンズやフォーカスレンズ等の絞りユニット以外の光学素子であってもよいし、さらに光学素子以外の物であってもよい。
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

１００ レンズユニット
１０９ 絞りアクチュエータ（ステッピングモータ）
１１２ 駆動回路
１１４ 絞りユニット
１１６ レンズマイコン
２００ カメラ本体
２０７ カメラマイコン

Claims (10)

1. 絞り羽根を駆動して光量を調節する絞りを駆動するステッピングモータを制御する制御手段と、
   前記絞りの駆動状態を取得する取得手段と、
   フォーカスレンズと、を有し、
   前記制御手段は、
   第１の方向への前記絞りのＡＥ制御中に、前記絞りを前記第１の方向から第２の方向に反転するように駆動する際に、
   前記絞りの駆動状態が所定条件を満たさない場合は、前記ステッピングモータを前記第１の方向への駆動後に所定待ち時間が経過してから前記第２の方向に駆動し、
   前記駆動状態が前記所定条件を満たす場合は、前記ステッピングモータを前記第１の方向への駆動後に前記所定待ち時間の経過を待たずに前記第２の方向に駆動することを特徴とする光学機器。
2. 前記制御手段は、前記駆動状態が前記所定条件を満たす場合は、前記ステッピングモータを前記第１の方向への駆動後に待ち時間を設けることなく前記第２の方向に駆動することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記駆動状態は、前記絞りの駆動速度であり、
   前記所定条件は、前記駆動速度が所定速度以下であ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. 前記駆動状態は、前記絞りにおいて発生している動摩擦力の大きさであり、
   前記所定条件は、前記動摩擦力が所定摩擦力以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学機器。
5. 前記所定待ち時間は、前記絞りの駆動が停止したときに該絞りの安定を待つために前記ステッピングモータを励磁する時間を少なくとも含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光学機器。
6. 前記所定待ち時間は、前記絞りの駆動量または駆動速度に応じた時間であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の光学機器。
7. 前記絞りの駆動状態は、該絞りのＦ値であり、
   前記所定条件は、前記Ｆ値が所定Ｆ値以下であることを特徴とする請求項６に記載の光学機器。
8. 前記所定待ち時間は、前記絞りによる光量の変化がない時間であることを特徴とする請求項６または７に記載の光学機器。
9. 前記モータは、ステッピングモータであり、
   前記所定条件は、前記ステッピングモータが脱調を生じない条件であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の光学機器。
10. 絞り羽根を駆動して光量を調節する絞りを駆動するステッピングモータを制御するコンピュータに、
    前記絞りの駆動状態を取得するステップと、
    第１の方向への前記絞りのＡＥ制御中に、前記絞りを前記第１の方向から第２の方向に反転するように駆動する際に、
    前記絞りの駆動状態が所定条件を満たさない場合は、前記ステッピングモータを前記第１の方向への駆動後に所定待ち時間が経過してから前記第２の方向に駆動し、
    前記駆動状態が前記所定条件を満たす場合は、前記ステッピングモータを前記第１の方向への駆動後に前記所定待ち時間の経過を待たずに前記第２の方向に駆動するステップとを含む処理を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。