JP6585871B2 - レンズ装置、カメラ、レンズ駆動制御方法及びレンズ駆動制御プログラム - Google Patents
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Description
《レンズ構成》
図1は、レンズ装置のレンズ構成の一実施形態を示す断面図である。図1の(A)は、レンズ装置が最至近距離(M.O.D(Minimum Object Distance)の物体に合焦した場合の断面図であり、図1の(B)は、レンズ装置が無限遠の物体に合焦した場合の断面図である。
図2は、レンズ装置の駆動系の概略構成図である。
〔第1ガイド軸〕
複数本の第1ガイド軸20は、光軸Lを中心とする同一円周上に一定の間隔で配置される。各第1ガイド軸20は、光軸Lと平行に配置され、レンズ鏡胴10内の所定位置に固定される。第1フォーカシングレンズG2を保持する第2レンズ群保持枠LF2には、各第1ガイド軸20が挿通される複数のブッシュ部20aが備えられる。第1フォーカシングレンズG2は、このブッシュ部20aに第1ガイド軸20が挿通されることにより、光軸Lに沿って直動ガイドされる。
第1リニアモータ22は、主レンズ駆動部の一例であり、主レンズである第1フォーカシングレンズG2を駆動する。
第1フォトインタラプタ24は、主レンズ検出部の一例であり、主レンズである第1フォーカシングレンズG2を検出して、第1フォーカシングレンズG2が第1フォーカシングレンズ原点(主レンズ原点)に位置したことを検出する。
第1MRセンサ26は、第1フォーカシングレンズ原点を基準とした第1フォーカシングレンズG2の移動量(=第1フォーカシングレンズ原点からの位置)を検出する。
〔第2ガイド軸〕
複数本の第2ガイド軸30は、光軸Lを中心とする同一円周上に一定の間隔で配置される。各第2ガイド軸30は、光軸Lと平行に配置され、レンズ鏡胴10内の所定位置に固定される。第2フォーカシングレンズG3を保持する第3レンズ群保持枠LF3には、各第2ガイド軸30が挿通される複数のブッシュ部30aが備えられる。第2フォーカシングレンズG3は、このブッシュ部30aに第2ガイド軸30が挿通されることにより、光軸Lに沿って直動ガイドされる。
第2リニアモータ32は、従レンズ駆動部の一例であり、従レンズである第2フォーカシングレンズG3を駆動する。
第2フォトインタラプタ34は、従レンズ検出部の一例であり、従レンズである第2フォーカシングレンズG3を検出して、第2フォーカシングレンズG3が第2フォーカシングレンズ原点(従レンズ原点)に位置したことを検出する。
第2MRセンサ36は、第2フォーカシングレンズ原点を基準とした第2フォーカシングレンズG3の移動量(=第2フォーカシングレンズ原点からの位置)を検出する。
開口絞りStは、たとえば、虹彩絞りで構成される。開口絞りStは、図示しない絞り駆動モータに駆動されて、その絞り羽根が駆動され、開口部の径が拡縮される。
図3は、レンズ装置の制御系のブロック図である。
レンズマイコン40は、第1フォトインタラプタ24によって検出される第1フォーカシングレンズ原点を基準として、第1フォーカシングレンズG2の移動を制御し、第1フォーカシングレンズG2を目標位置に移動させる。レンズマイコン40は、主レンズ制御部の一例である。
レンズマイコン40は、第2フォトインタラプタ34によって検出される第2フォーカシングレンズ原点を基準として、第2フォーカシングレンズG3の移動を制御し、第2フォーカシングレンズG3を目標位置に移動させる。レンズマイコン40は、従レンズ制御部の一例である。
上記のように、第2フォーカシングレンズG3の位置を規定する関数f(x)が1次関数f(x)=ax+bで規定される場合、関数f(x)は、関数F(x)=ax+b+(aM−N)と補正されるが、その補正量(aM−N)は、次のように算出される。
q+N=a(p+M)+b
q=ap+aM+b−N
q=ap+b+(aM−N) …(式6)
式4及び式6から明らかなように、第1フォトインタラプタ24及び第2フォトインタラプタ34に取付誤差がある場合、(aM−N)が、その取付誤差を除去するための補正量となる。
次に、上記のように構成される本実施の形態のレンズ装置1の作用(レンズ駆動制御方法)について説明する。
《関数f(x)の変形例》
上記実施の形態では、第1フォーカシングレンズG2及び第2フォーカシングレンズG3の位置関係が、1次関数f(x)=ax+bで規定される場合を例に説明したが、第1フォーカシングレンズG2及び第2フォーカシングレンズG3の位置関係を規定する関数f(x)は、これに限定されない。更に高次の関数で規定される場合にも本発明を適用できる。
上記実施の形態では、レンズマイコン40のROMに関数f(x)の補正量(aM−N)の情報を記憶し、その情報を読み出して関数f(x)を補正する構成としているが、関数f(x)を補正する方法は、これに限定されない。
上記実施の形態では、1つの主レンズに対して、1つの従レンズの移動を制御する場合を例に説明したが、1つの主レンズに対して、複数の従レンズの移動を制御する場合にも本発明は適用できる。この場合、1つの主レンズとの関係で各従レンズの移動を制御する。
上記実施の形態では、フォーカシングレンズを構成する複数のレンズの駆動に本発明を適用した場合を例に説明したが、本発明の適用は、これに限定されない。。連動する複数のレンズの駆動に適用できる。たとえば、変倍レンズと補正レンズとで構成されるズームレンズでは、変倍レンズの移動に連動して、補正レンズが移動する。したがって、変倍レンズ及び補正レンズが個別に駆動される場合には、本発明を適用して、その駆動を制御できる。
上記実施の形態では、第1MRセンサ26及び第2MRセンサ36によって第1フォーカシングレンズG2及び第2フォーカシングレンズG3の位置を検出し、いわゆるフィードバック制御によって、第1フォーカシングレンズG2及び第2フォーカシングレンズG3の移動を制御しているが、いわゆるオープンループ制御によって、第1フォーカシングレンズG2及び第2フォーカシングレンズG3の移動を制御することもできる。この場合、第1MRセンサ26及び第2MRセンサ36は不要となる。
上記実施の形態では、第1フォーカシングレンズG2を主レンズ、第2フォーカシングレンズG3を従レンズとして、その駆動を制御する構成としたが、第2フォーカシングレンズG3を主レンズ、第1フォーカシングレンズG2を従レンズとして、その駆動を制御する構成とすることもできる。
たとえば、フォーカシングレンズを構成するレンズの場合、無限遠から最至近距離までフォーカシングに要する移動量が最も少ないレンズを主レンズとして選択する。
上記のように、カメラ本体とレンズ装置とが通信し、カメラ本体からの指令に基づいて、レンズ装置を駆動する場合、従レンズについては、通信コマンドの制約を受けずに高精度に位置制御できる。したがって、単位変位量に対する像倍率変動量が大きいレンズを従レンズとすることにより、駆動精度の低下によるフォーカスブリージングの発生を効果的に抑制できる。フォーカスブリージングとは、フォーカシングに伴って画角が変動する現象のことである。
上記実施の形態では、本発明をレンズ交換式カメラの交換レンズに適用した場合を例に説明したが、本発明の適用は、これに限定されない。カメラ本体に一体的に組み込まれたレンズ装置にも同様に適用できる。
図6は、本発明が適用されたレンズ交換式カメラの一例を示す概略構成図である。
上記実施の形態では、主レンズの移動を制御する主レンズ制御部及び従レンズの移動を制御する従レンズ制御部をマイコン(レンズマイコン)で構成しているが、主レンズ制御部及び従レンズ制御部を実現するためのハードウェア的な構成は、これに限定されない。各種のプロセッサーで構成できる。各種のプロセッサーには、ソフトウェア(プログラム)を実行して各種の処理を行う処理部として機能する汎用的なプロセッサーであるCPU、FPGA(FPGA:Field Programmable Gate Array)などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサーであるPLD(PLD:Programmable Logic Device)、ASIC(ASIC:Application Specific Integrated Circuit)などの特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサーである専用電気回路などが含まれる。
10 レンズ鏡胴
12 レンズ側マウント
14 レンズ側接点
20 第1ガイド軸
20a ブッシュ部
22 第1リニアモータ
22a ヨーク
22b マグネット
22c ボイスコイル
24 第1フォトインタラプタ
24a 遮光部
26 第1MRセンサ
26a 磁気スケール
30 第2ガイド軸
30a ブッシュ部
32 第2リニアモータ
32a ヨーク
32b マグネット
32c ボイスコイル
34 第2フォトインタラプタ
34a 遮光部
36 第2MRセンサ
36a 磁気スケール
38 絞り駆動モータ
40 レンズマイコン
100 レンズ交換式カメラ
110 カメラ本体
112 カメラ側マウント
114 カメラ本体側接点
116 イメージセンサ
118 信号処理部
120 画像記録部
122 画像表示部
124 操作部
130 カメラマイコン
G1 第1レンズ群
G2 第1フォーカシングレンズ(第2レンズ群)
G3 第2フォーカシングレンズ(第3レンズ群)
G4 第4レンズ群
St 開口絞り
L 光軸
LF1 第1レンズ群保持枠
LF2 第2レンズ群保持枠
LF3 第3レンズ群保持枠
LF4 第4レンズ群保持枠
P1 第1フォーカシングレンズ検出位置
P2 第2フォーカシングレンズ検出位置δ1 第1フォトインタラプタの取付誤差δ2 第2フォトインタラプタの取付誤差
S1〜S6 フォーカシングする際のレンズ装置の駆動制御の処理手順
Claims (11)
- 主レンズと、
前記主レンズを駆動する主レンズ駆動部と、
主レンズ検出位置に設置され、前記主レンズを検出して、前記主レンズが主レンズ原点に位置したことを検出する主レンズ検出部と、
前記主レンズ原点を基準として前記主レンズの移動を制御し、前記主レンズを目標位置に移動させる主レンズ制御部と、
従レンズと、
前記従レンズを駆動する従レンズ駆動部と、
従レンズ検出位置に設置され、前記従レンズを検出して、前記従レンズが従レンズ原点に位置したことを検出する従レンズ検出部と、
前記従レンズ原点を基準として前記従レンズの移動を制御し、前記従レンズを前記主レンズの位置xに対して関数f(x)で導出される位置に移動させる従レンズ制御部と、
を備え、前記従レンズ制御部は、前記主レンズ検出部及び前記従レンズ検出部に取付誤差が存在する場合、前記取付誤差に基づいて前記関数f(x)を補正し、補正後の関数F(x)に基づいて前記従レンズの移動を制御する、
レンズ装置。 - 前記従レンズを前記主レンズの位置xに対して関数f(x)=ax+b、ここでaおよびbは各々定数を表わす、で導出される位置に移動させる場合において、前記主レンズ検出部の取付誤差に基づくオフセット値をM、前記従レンズ検出部の取付誤差に基づくオフセット値をNとした場合、前記従レンズ制御部は、前記関数f(x)を関数F(x)=ax+b+(aM−N)と補正し、補正後の前記関数F(x)に基づいて、前記従レンズの移動を制御する、
請求項1に記載のレンズ装置。 - 前記従レンズを前記主レンズの位置xに対して関数f(x)=ax2+bx+c、ここでa、bおよびcは各々定数を表わす、で導出される位置に移動させる場合において、前記主レンズ検出部の取付誤差に基づくオフセット値をM、前記従レンズ検出部の取付誤差に基づくオフセット値をNとした場合、前記従レンズ制御部は、前記関数f(x)を関数F(x)=ax2+bx+c+(2aMx+aM2+bM−N)と補正し、補正後の前記関数F(x)に基づいて、前記従レンズの移動を制御する、
請求項1に記載のレンズ装置。 - 前記主レンズの移動範囲が複数のブロックに分割され、前記ブロックごとに前記関数f(x)が設定される、
請求項1から3のいずれか1項に記載のレンズ装置。 - 前記主レンズ及び前記従レンズによってフォーカシングレンズが構成される、
請求項1から4のいずれか1項に記載のレンズ装置。 - カメラ本体に備えられたカメラ本体側マウントに装着されるレンズ側マウントと、
前記レンズ側マウントに備えられる接点と、
を更に備え、前記接点を介して前記カメラ本体から前記主レンズの目標位置が入力される、
請求項1から4のいずれか1項に記載のレンズ装置。 - カメラ本体に備えられたカメラ本体側マウントに装着されるレンズ側マウントと、
前記レンズ側マウントに備えられる接点と、
を更に備え、前記接点を介して前記カメラ本体から前記フォーカシングレンズの目標位置が入力され、前記主レンズの目標位置として設定される、
請求項5に記載のレンズ装置。 - 前記関数f(x)を補正する補正量の情報を記憶する補正情報記憶部を更に備え、
前記従レンズ制御部は、前記補正情報記憶部に記憶された補正量の情報に基づいて、前記関数f(x)を補正し、補正後の関数F(x)に基づいて前記従レンズの移動を制御する、
請求項1から7のいずれか1項に記載のレンズ装置。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載のレンズ装置と、
前記レンズ装置が着脱自在に装着されるカメラ本体と、
を備えたカメラであって、
前記カメラ本体は、
前記主レンズの目標位置を設定する目標位置設定部と、
前記レンズ装置に対して前記主レンズの移動を指示する移動指示部であって、前記目標位置設定部で設定された目標位置への移動を指示する移動指示部と、
を備えるカメラ。 - 主レンズが主レンズ原点に位置したことを主レンズ検出位置に設置された主レンズ検出部で検出するステップと、
前記主レンズ原点を基準として前記主レンズの移動を制御して、前記主レンズを目標位置に移動させるステップと、
従レンズが従レンズ原点に位置したことを従レンズ検出位置に設置された従レンズ検出部で検出するステップと、
前記従レンズ原点を基準として前記従レンズの移動を制御して、前記従レンズを前記主レンズの位置xに対して関数f(x)で導出される位置に移動させるステップと、
を含むレンズ駆動制御方法であって、
前記主レンズ検出部及び前記従レンズ検出部の取付誤差の情報を取得するステップと、
取得した前記取付誤差の情報に基づいて前記関数f(x)を補正するステップと、
を更に含むレンズ駆動制御方法。 - 主レンズ検出位置に設置された主レンズ検出部で検出される主レンズ原点を基準として主レンズの移動を制御し、前記主レンズを目標位置に移動させる機能と、
従レンズ検出位置に設置された従レンズ検出部で検出される従レンズ原点を基準として従レンズの移動を制御し、前記従レンズを前記主レンズの位置xに対して関数f(x)で導出される位置に移動させる機能と、
をコンピュータに実現させるレンズ駆動制御プログラムであって、
前記主レンズ検出部及び前記従レンズ検出部の取付誤差の情報を取得する機能と、
取得した前記取付誤差の情報に基づいて前記関数f(x)を補正する機能と、
を更に備えたレンズ駆動制御プログラム。
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