レンズ装置及び撮像装置
【課題】 合焦動作中にワイパーが駆動されたときに生じるピントずれを防ぐこと。
【解決手段】 ワイパーが撮影範囲に位置するときは、合焦検出手段の検出結果に基づくフォーカスレンズ群の駆動を制限することを特徴とするレンズ装置。
【解決手段】 ワイパーが撮影範囲に位置するときは、合焦検出手段の検出結果に基づくフォーカスレンズ群の駆動を制限することを特徴とするレンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートフォーカス機能を備える放送用レンズ等のレンズ装置に関し、特に、光学面に付着する水滴等を拭き取るためのワイパーを備えるレンズ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のビデオカメラの映像出力は、高精細なＨＤＴＶ方式に移行しており、被写界深度が従来の方式に比べて短いため、フォーカス操作が難しくなっている。
【０００３】
そこで、近年の放送用レンズにおいてはオートフォーカスが導入されており、位相差検出方式や、特許文献１のようなコントラスト検出方式が知られている。また、特許文献２のように、光路長を互いに異ならせて配置した複数の撮像素子を用いて焦点状態を検出する方式が提案されている。
【０００４】
一方、放送用レンズや遠隔操作を行う雲台システムにおいては、雨滴や雪が撮影の妨げとならないように、ワイパーによって撮影光学系の光学面への付着物を除去することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平０８−００３５７９号公報
【特許文献２】特開昭５５−７６３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
放送用レンズ等のレンズ装置においては、撮影光学系の全部または一部を通った光束を利用して合焦状態を検出するＴＴＬ方式が一般的である。このような撮影レンズにおいて、合焦状態の検出時にワイパーが撮影範囲を通過すると、ワイパーにつられて合焦位置が至近側に算出されてしまい、ピントが大きくずれてしまう可能性があった。特に、スポーツなどの動きの速い被写体の動画撮影では、オートフォーカスの応答時間をできるだけ短縮することが求められているが、ワイパーの影響により、被写体に対する追従性能が低下してしまう可能性があった。また、広角側における至近距離の撮影においても、被写体とワイパーが比較的近いため、ピントずれが目立ちやすかった。
【０００７】
本発明は、合焦状態の検出時にワイパーが撮影範囲を通過することによるピントずれを防ぐことができ、適切なオートフォーカス制御を行うことができるレンズ装置および撮像装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のレンズ装置は、フォーカスレンズ群を備える撮影光学系と、該撮影光学系の少なくとも一部を通過した光束を用いて被写体に対する合焦状態を検出する合焦検出手段と、該合焦検出手段の検出結果に基づいて前記フォーカスレンズ群を駆動する信号を出力する制御手段と、前記撮影光学系の物体側に配置された光学面の表面を拭き取るワイパーとを有するレンズ装置であって、前記制御手段は、前記ワイパーが撮影範囲に位置するときは、前記合焦検出手段の検出結果に基づく前記フォーカスレンズ群の駆動を制限することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、合焦状態の検出に際してワイパーが撮影範囲を通過することによるピントずれを防ぐことができ、適切なオートフォーカス制御を行うことができるレンズ装置および撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の撮像装置の概略図
【図２】本発明の撮像装置のブロック図
【図３】本発明の実施例１のレンズ装置の制御内容を説明するフローチャート
【図４】本発明の実施例２のレンズ装置の制御内容を説明するフローチャート
【図５】本発明のレンズ装置のワイパーの位置の説明図
【図６】本発明の実施例３のレンズ装置の制御内容を説明するフローチャート
【図７】本発明の実施例４のレンズ装置の制御内容を説明するフローチャート
【図８】本発明の実施例５のレンズ装置の制御内容を説明するフローチャート
【図９】本発明の撮像装置のモニタの表示パターンの説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の実施例１のレンズ装置を備える撮像装置の概略図である。レンズ装置（撮影レンズ）１００の撮影光学系は、フォーカスレンズ群２、ズームレンズ群３、合焦検出用の光束と撮影用の光束を分割するプリズム４、変倍レンズ群５、リレーレンズ群６を備えている。フォーカスレンズ群２は光軸方向に移動することによって結像位置を移動させるレンズ群であり、ズームレンズ群３は光軸方向に移動することによって焦点距離を変化させるレンズ群である。
【００１３】
撮影光学系の一部であるフォーカスレンズ群２とズームレンズ群３を通過した光束は、プリズム４にて２つの光束に分割される。プリズム４で分割された撮影用の光束は、プリズム４を透過し、変倍レンズ群５とリレーレンズ群６を透過してカメラ本体２００のＣＣＤ（撮像素子）１に到達する。プリズム４で分割された合焦検出用の光束は、プリズム４で反射し、検出レンズ群７を介して合焦状態を検出する検出センサ８に到達する。
【００１４】
本実施例の検出レンズ群７と検出センサ８は位相差検出方式の焦点検出系（合焦検出手段）を構成しており、検出レンズ群７を通過した一対の光束は、それぞれの光束に対応する検出センサ８の光電変換素子に入射する。これらの光電変換素子から得られる光量分布の相関演算によって、ピントずれ量に相当する信号が合焦検出手段の検出結果として生成される。
【００１５】
フォーカスレンズ群２は、モータ９によりヘリコイド等のネジ送り機構（図示せず）を介して光軸方向に駆動される。モータ９には、フォーカスレンズ群２の位置を検出するフォーカス位置センサ１０が設けられている。
【００１６】
ズームレンズ群３は、モータ１１によりカム軸１２を介してバリエーター（図の左側、物体側）とコンペンセーター（図の右側、像面側）のレンズ群が光軸方向に駆動される。モータ１１には、ズームレンズ群３の位置を検出するズーム位置センサ１３が設けられている。
【００１７】
変倍レンズ群５は、回転機構（図示せず）によって標準レンズ群またはエクステンダーレンズ群が選択的に光路に挿入されるレンズ群である。
【００１８】
ズームレンズ群３とプリズム４の間にはＦナンバーを変更する絞り１４が配置されており、レンズ装置１００の物体側には、レンズを保護するための保護ガラス板１５と、保護ガラス板１５の表面の水滴や異物を除去するワイパー１６、ワイパー１６を駆動するモータ１７が設けられている。ワイパー１６は、保護ガラス板１５の光学面の表面を拭き取るために、ゴム等の軟質の素材で構成されており、モータ１７によってリンク機構（図示せず）を介して駆動される。ワイパー１６は、非駆動状態では保護ガラス１５の表面の撮影範囲外に退避しており、後述するワイパースイッチ２１から入力信号が伝わると、ワイパー１６は、撮影範囲の水滴や異物を拭き取るように、保護ガラス板１５の表面を往復移動する。
【００１９】
図２は本発明の実施例１のレンズ装置を含む撮像装置のブロック図である。
【００２０】
合焦状態を検出するための検出センサ８で得られた信号と、フォーカス位置センサ１０で得られたフォーカスレンズ群２の光軸方向の位置に関する信号と、ズーム位置センサ１３で得られたズームレンズ群３の光軸方向の位置に関する信号は、Ａ／Ｄ変換器１８でデジタル信号に変換され、レンズＣＰＵ１９に入力される。
【００２１】
ＡＦＳＷ（ＡＦスイッチ）２０は、オートフォーカス制御を行うためのスイッチであり、常時オートフォーカスを行うモードと、一時的にオートフォーカスを行うモードの２種類を選択可能である。またワイパースイッチ（ワイパーＳＷ）２１は、ワイパー１６を駆動するためのスイッチである。
【００２２】
レンズＣＰＵ１９は、フォーカス制御信号、ズーム制御信号、ワイパー制御信号を生成する。これらの制御信号はＤ／Ａ変換器２２でアナログ信号に変換され、その後フォーカス駆動回路２３、ズーム駆動回路２４、ワイパー駆動回路２５に出力される。そして、モータ９によってフォーカスレンズ群２を駆動する駆動力に変換され、モータ１１によってズームレンズ群３を駆動する駆動力に変換され、モータ１７によってワイパー１６を駆動する駆動力に変換される。
【００２３】
メモリ２６は、検出センサ８から出力された検出値に基づいて算出されたフォーカス位置（目標位置）を記憶しており、レンズＣＰＵ１９によって一時書き込みや読み出し、消去の制御がなされる。
【００２４】
モニタ２７は、ＣＣＤ１の電気信号に基づいてカメラＣＰＵ２８が生成する映像を表示する。レンズＣＰＵ１９は、検出センサ８の検出値とフォーカス位置センサ１０、ズーム位置センサ１３の出力値からフォーカス位置と結像位置の差を算出しており、その差から得られる合焦状態に関する情報を出力している。そして、モニタ２７は、その合焦状態に対応した内容を表示すると共に、レンズＣＰＵ１９から出力される合焦状態の検出エリアに関する情報、Ｆナンバー、ワイパーの駆動状態などを表示する。
【００２５】
図９は、モニタ２７の表示パターンの一例である。モニタ２７の表示部２９には、合焦状態の検出エリアを示すパターン３０と、合焦状態を示すパターン３１と、Ｆナンバーを示すパターン３２と、ワイパーの駆動状態を示すパターン３３が表示されている。３０、３１、３２，３３の各表示パターンの情報は、レンズＣＰＵ１９からカメラＣＰＵ２８に送信されている。合焦状態の検出エリアにおける合焦状態を示すパターン３１は、撮像面に対し、結像位置が前側の場合は下方向に▽印を、結像位置が後側の場合は上方向に△印を表示し、撮像面が焦点深度内にある場合は■印を表示する。３２は、レンズのＦナンバーを数字で表現し、図中では「Ｆ２．８」と表示する。２２はワイパーの状態を文字で表示する。ワイパーが駆動中であるときは、例えば「Ｗ ＯＮ」と表示し、ワイパーが停止しているときは、例えば「Ｗ ＯＦＦ」と表示する。また、後述するように、ワイパーの駆動を無効にする場合は「Ｗ ＣＡＮＣＥＬ」、保留しているときは「Ｗ ＨＯＬＤ」と表示する。
【００２６】
このように、撮影レンズの状態をモニタ２７に表示することにより、撮影者は撮影レンズの状況を把握することができる。ワイパーの状態表示は、特にワイパーの駆動を無効にしたり、保留したりする場合に必要性が高い。
【００２７】
図３は、実施例１のレンズ装置の制御内容を説明するフローチャートである。レンズ装置１００に電源が投入されると、ステップ１０１においてレンズＣＰＵ１９のレジスタやメモリ等が初期化される。次にステップ１０２において、ＡＦスイッチ２０がＯＮであるかを判定し、ＡＦスイッチ２０がＯＮであるときは、フォーカスを制御するときの目標となる目標フォーカス位置Ｆｘを現在のフォーカス位置Ｆに初期化してステップ１０３に進む。ＡＦスイッチ２０がＯＦＦのときは、ステップ１０１の初期化後に戻る。
【００２８】
ＡＦスイッチ２０がＯＮのときは、さらにステップ１０３に進み、検出センサ８で一対の光束に対応する一対の像信号を読み出す。次にステップ１０４に進み、一対の像信号に光学系の収差による補正を施した後、特定周波数成分を取り除くデジタルフィルタ演算処理を実行する。そして、ステップ１０５において、一対の像信号に対して周知の像間隔検出処理を施すことで、合焦時の像間隔と現在の像間隔から位相差量Ｘを算出する。
【００２９】
続いて、ステップ１０６、ステップ１０７に進み、ズーム位置センサ１３、フォーカス位置センサ１０により検出したズーム位置Ｚとフォーカス位置Ｆを取得する。ステップ１０８では、ステップ１０５〜ステップ１０７で取得したデータＸ、Ｚ、Ｆに基づいて合焦に必要なデフォーカス量（ピントずれ量）Ｄを算出する。デフォーカス量Ｄとは、ＣＣＤ１の撮像面と実際の結像面の距離であり、フォーカスレンズ群２の機構的な移動量とは異なる量である。デフォーカス量Ｄは、以下の式により求められる。
Ｄ＝ｋ１ ＊（Ｘ−ｆ１（Ｚ、Ｆ））
ｋ１は位相差量からデフォーカス量に変換する係数であり、固定値として計算する。関数ｆ１は、ズーム位置Ｚとフォーカス位置Ｆによって決まる位相差量のオフセット量であり、テーブルデータとして不図示のメモリに格納されている。ｋ１、ｆ１はいずれもフォーカスレンズ群２、ズームレンズ群３、検出レンズ群７の光学構成によって決定される。
【００３０】
ステップ１０９では、デフォーカス量Ｄを機構的なフォーカスレンズ群２の位置差に相当する量に変換する。フォーカス位置差ΔＦは以下の式を用いて算出される。
ΔＦ＝Ｄ ＊ｆ２（Ｚ、Ｆ）
関数ｆ２（Ｚ、Ｆ）は、ズーム位置Ｚとフォーカス位置Ｆによって決まり、光学的なフォーカス位置差であるデフォーカス量から、それに対応する機構的なフォーカス位置差に変換する係数であって、テーブルデータとして不図示のメモリに格納されている。
【００３１】
ステップ１１０では、ワイパースイッチ（ワイパーＳＷ、Ｗ ＳＷ）２１がＯＮであるかを判定する。ワイパースイッチがＯＮであるときは、ステップ１１１に進み、ステップ１０９で得られたフォーカス位置差ΔＦを消去して、フォーカス駆動回路２３への出力は行わない。そして、ステップ１１２でワイパースイッチ２１がＯＮであることを受けて、ワイパー駆動回路２５へＤ／Ａ変換器２２を介して指令を出し、モータ１７、リンク機構を介してワイパー１６を駆動する。
【００３２】
ワイパー１６は、駆動開始前の初期位置である退避位置から保護ガラス１５の撮影範囲を通過して反対側まで移動し、再び撮影範囲を通過して退避位置に戻る。ステップ１１３では、ワイパー１６が初期位置である退避位置に戻ったことを受けてワイパー駆動を終了し、再びステップ１０２に戻って同様の処理を繰り返す。
【００３３】
ワイパースイッチ２１がＯＦＦであるときは、ステップ１１４に進む。そこでステップ１０９で得られたフォーカス位置差ΔＦより算出された目標フォーカス位置Ｆｘにフォーカスレンズ群２を駆動するための制御信号を生成し、ステップ１１５でＤ／Ａ変換器２２を介してフォーカス駆動回路２３に駆動信号を出力する。次にモータ９、ネジ送り機構を介してフォーカスレンズ群２を目標フォーカス位置Ｆｘに駆動する。そして再びステップ１０１の初期化後に戻り、同様の処理を繰り返す。
【００３４】
以上のように、ワイパースイッチ２１の状態（ワイパー１６の駆動状態）に基づいてオートフォーカスによるフォーカスレンズ群２の駆動の可否が判断されるため、ワイパー１６の駆動時にはオートフォーカスによる合焦動作が禁止される。したがって、ワイパー１６の動作により生じるピントずれを防ぐことができる。
【００３５】
本実施例では、位相差検出方式によって目標フォーカス位置Ｆｘを算出したが、撮影光学系の全部を透過した光束から得られる撮影画像に基づいて、コントラスト方式によって目標フォーカス位置Ｆｘを算出するなど、周知の合焦検出手段を用いることができる。
【００３６】
また、本実施例においては、被写体に対する合焦状態を検出した上で、ワイパースイッチ２１の状態に応じてフォーカスレンズ群２の駆動の可否を判断したが、ワイパースイッチ２１がＯＦＦである場合にのみ合焦状態を検出する構成としても良い。
【実施例２】
【００３７】
図４は、実施例２のレンズ装置の制御内容を説明するフローチャートである。
【００３８】
レンズ装置１００に電源が投入されると、レンズＣＰＵ１９はステップ２０１に進み、実施例１と同様にレンズＣＰＵ１９内部のレジスタやメモリ等を初期化する。次にステップ２０２に進み、ＡＦスイッチ２０がＯＮであるかを判定し、ＡＦスイッチ２０がＯＮであるときはフォーカスを制御するときの目標となる目標フォーカス位置Ｆｘを現在のフォーカス位置Ｆに初期化してステップ２０３に進む。ＡＦスイッチ２０がＯＦＦのときはステップ２０２に戻る。
【００３９】
ステップ２０３〜２０９までは、実施例１のステップ１０３〜１０９と同じである。したがって実施例１と同様にステップ２０９で合焦位置までのデフォーカス量Ｄに相当するフォーカス位置差ΔＦを生成する。
【００４０】
次のステップ２１０では、ワイパー１６が保護ガラス１５の表面の撮影範囲内を移動しているか否かを判定する。ワイパー１６が撮影範囲内を移動しているか否かの判定について、図５を用いて説明する。
【００４１】
図５は、保護ガラス１５をレンズ正面から見たときの概略図である。ワイパー１６は左側の初期位置（退避位置）で停止している。ワイパースイッチ２１がＯＮに切り替わると、ワイパー１６が移動し、撮影範囲を通過して図５の右側の退避位置まで移動する。そして、再び撮影範囲を通過して左側の退避位置まで戻る。ワイパー１６は一定の周期で往復するため、ワイパースイッチ２１がＯＮされた時刻をＴ０とすると、ワイパースイッチ２１がＯＮに切り替わってからワイパー１６が起動するまでの時間をＴ１、それから撮影範囲に到達するまでの時間をＴ２、撮影範囲を通過する時間をＴ３、次に右側の退避位置までの到達時間をＴ４とする。復路についても、同様にＴ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８とし、駆動終了時間Ｔｗで再びワイパー１６が初期位置（退避位置）に戻る。
【００４２】
ステップ２１０において、レンズＣＰＵ１９は、ワイパー１６の駆動中であるかを判定する。ワイパー１６の駆動中であるときは、ワイパースイッチ２１がＯＮされた時刻Ｔ０を算出し、時刻Ｔ０から現在までの時間ΔＴがＴ３、Ｔ６の時間内であると判断された場合は、ステップ２１１に進む。
【００４３】
ワイパー１６の制御中でないとき、またはΔＴがＴ３、Ｔ６の時間外であるときは、ステップ２１３に進む。ステップ２１３は、設定された目標フォーカス位置Ｆｘにフォーカスレンズ群２を駆動するための制御信号を生成し、ステップ２１４でＤ／Ａ変換器２２を介してフォーカス駆動回路２３に指令信号を出力する。次にモータ９、ネジ送り機構を介してフォーカスレンズ群２を目標フォーカス位置Ｆｘに駆動する。そして再びステップ２０２に戻って、同様の処理を繰り返す。
【００４４】
ステップ２１１では、フォーカス位置差ΔＦより算出される目標フォーカス位置Ｆｘが、フォーカスレンズ群２の移動範囲にあるかどうかを判定する。目標フォーカス位置Ｆｘがフォーカスレンズ群２の移動範囲外であると判定された場合は、次のステップ２１２に進む。ステップ２１２では、ステップ２０９で得られたフォーカス位置差ΔＦを消去して合焦動作を無効とし、フォーカス駆動回路２３への指令信号の出力は行わない。目標フォーカス位置Ｆｘがフォーカスレンズ群２の移動範囲内であると判定されたときは、ステップ２１３、２１４へ進み、フォーカスレンズ群２を目標フォーカス位置Ｆｘに駆動し、再びステップ２０１の初期化後に戻って、同様の処理を繰り返す。
【００４５】
なお、本実施例においては、ワイパースイッチ２１がＯＮされた時刻Ｔ０からの経過時間に基づいてワイパー１６の位置を求めたが、ワイパー１６の位置を検出するセンサの出力を利用しても良い。
【００４６】
以上のように、ワイパー１６の位置によって、オートフォーカスによるフォーカスレンズの駆動の可否を判断するため、実施例１よりもフォーカス駆動が制限される時間を短縮することができる。また、ワイパー１６の駆動中に算出された目標フォーカス位置をフォーカスレンズ群２の移動範囲外の異常値と判定したときは、フォーカスレンズ群２の駆動を無効にするため、ワイパー１６の動作やレンズ表面に付着した雨滴や雪により生じるピントずれを確実に防止することができる。なお、実施例２は、実施例１と同様に、周知の合焦検出方式を用いることができるが、コントラスト検出方式は、フォーカスレンズ群の移動範囲外での目標フォーカス位置の算出は、大きくピントずれした像信号で鮮鋭度が低いため、至近側か無限側かを判定することが困難な場合がある。そのときはステップ２１１の判定を至近側に限定することなく、フォーカスレンズ群の移動範囲外と設定するのが良い。
【実施例３】
【００４７】
図６は、実施例３のレンズ装置の制御内容を説明するフローチャートである。
【００４８】
レンズ装置１００に電源が投入されると、ステップ３０１に進み、実施例１と同様にレンズＣＰＵ１９内部のレジスタやメモリ等を初期化する。次にステップ３０２に進み、ＡＦスイッチ２０がＯＮであるかを判定し、ＡＦスイッチ２０がＯＮであるときはフォーカスを制御するための目標となる目標フォーカス位置Ｆｘを現在のフォーカス位置Ｆに初期化してステップ３０３に進む。ＡＦスイッチ２０がＯＦＦのときはステップ３０１の初期化後に戻る。
【００４９】
ステップ３０３〜３０９は、実施例１のステップ１０３〜１０９と同じである。ステップ３１０では、フォーカス位置差ΔＦより算出された目標フォーカス位置のデータをメモリ２６に一時的に保存する。メモリ２６に一定量のデータが保存された場合には、古いデータから順に削除する。メモリ２６には、少なくとも図５のワイパー駆動時間Ｔｗよりも長い時間のデータを保存することができるように構成されている。
【００５０】
ステップ３１１では、実施例２のステップ２１０と同様に、ワイパー１６が保護ガラス１５表面の撮影範囲を移動しているかどうかを判定する。ステップ３１１でワイパー１６が保護ガラス１５の撮影範囲を移動しているときは、ステップ３１２に進む。ワイパーを駆動していないとき、またはワイパー１６が撮影範囲外にあるときは、ステップ３１６に進む。ステップ３１６では、設定された目標フォーカス位置Ｆｘにフォーカスレンズ群２を駆動するための制御信号を生成する。次にステップ３１７で、目標フォーカス位置Ｆｘのデータをメモリ２６に一時保存する。そしてステップ３１８で、Ｄ／Ａ変換器２２を介してフォーカス駆動回路２３に指令信号を出力する。そして、モータ９、ネジ送り機構を介してフォーカスレンズ群２を目標フォーカス位置Ｆｘに駆動する。そして、ステップ３０２に戻って同様の処理を繰り返す。
【００５１】
ステップ３１２では、ステップ３１７で保存された目標フォーカス位置のデータの読み出しを行う。読み出すデータは、図５のワイパースイッチ２１がＯＮされた時（ワイパー駆動開始前）、つまりＴ０における目標フォーカス位置である。ステップ３１３では、このＴ０の時の目標フォーカス位置Ｆ０と、現在の目標フォーカス位置Ｆｘを比較する。次にステップ３１４で、Ｆ０とＦｘの差が許容範囲（所定の範囲）かどうかを判定する。許容範囲の設定基準としては、ピントずれを許容する範囲、例えばフォーカス位置Ｆにおける前方と後方のそれぞれの被写界深度ＨｆとＨｂを合わせた範囲に係数をかけて設定する。被写界深度は、ズーム位置Ｚ、フォーカス位置Ｆ、及びＦナンバーで決まる値であり、これらによってＨｆとＨｂの値が大きく異なる。望遠側でＦｎｏが小さいときは値が小さく、広角側でＦｎｏが大きいときは値が大きくなる。許容範囲Ｌの算出は、以下の式により求める。
Ｌ＝ｋ２（Ｈｆ＋Ｈｂ）
係数ｋ２は、テーブルデータとして不図示のメモリ内に格納される。Ｌの値は、ＨｆとＨｂに比例して、望遠側かＦｎｏが小さくなると小さくなり、広角側かＦｎｏが大きくなると大きくなる。またｋ２の値は、小さく設定すると実際の被写体の動きでもＬを超える可能性があるため、多少のピントずれは許容して大きく設定するのが良い。
【００５２】
Ｆ０とＦｘの差が許容範囲Ｌを超える場合は、ステップ３１５へ進み、ステップ３０９で得られたフォーカス位置差ΔＦを消去して合焦動作のフローを無効とし、フォーカス駆動回路２３への指令は行わない。Ｆ０とＦｘの差が、許容範囲Ｌに収まる場合は、ステップ３１６に進み、上述のステップ３１６〜３１８の処理を行った後に、再びステップ３０１の初期化後に戻って、同様の処理を繰り返す。
【００５３】
以上のように、ワイパーの駆動開始時と現在の目標フォーカス位置の差が許容範囲を超えた場合にのみオートフォーカスのためのフォーカスレンズ群２の駆動を無効にするため、被写体への合焦動作を継続しやすくなる。なお、実施例３は、実施例１や２と同様に、周知の合焦検出方式を用いることができる。
【実施例４】
【００５４】
図７は、実施例４のレンズ装置の制御内容を説明するフローチャートである。
【００５５】
ステップ４０１でワイパースイッチ２１がＯＮにされると、ステップ４０２でＡＦスイッチ２０がＯＮであるかどうかが判定される。ＡＦスイッチ２０がＯＮであるときは、ステップ４０３に進み、ワイパーの駆動を無効にしてステップ４０１に戻る。ＡＦスイッチ２０がＯＦＦであるときは、ステップ４０４に進み、ワイパー駆動回路２５へ駆動信号を出力し、モータ１７、リンク機構を介してワイパー１６を駆動する。そして、ステップ４０５でワイパー駆動を終了し、ステップ４０１に戻る。
【００５６】
以上のように、合焦動作中はワイパー１６を駆動しないため、ワイパー１６によるピントずれを防ぐことが可能となる。なお、オートフォーカスの検出方式は位相差検出方式に限定されるものではなく、コントラスト検出方式など周知の合焦検出方式を用いることができる。
【実施例５】
【００５７】
図８は、実施例５のレンズ装置の制御内容を説明するフローチャートである。
【００５８】
ステップ５０１でワイパースイッチ２１がＯＮにされると、ステップ５０２でＡＦスイッチ２０がＯＮであるかが判定される。ＡＦスイッチ２０がＯＮであるときは、ステップ５０３に進み、ワイパーの駆動を保留し、ステップ５０２に戻る。その後ＡＦスイッチ２０がＯＦＦになると、ステップ５０４に進み、ワイパー駆動回路２５へ駆動信号を出力し、モータ１７、リンク機構を介してワイパー１６を駆動する。そしてステップ５０５でワイパー駆動を終了し、ステップ５０１に戻る。
【００５９】
以上のように、合焦動作中はワイパー１６の駆動を保留し、合焦動作終了後にワイパー１６を駆動するため、ワイパーによるピントずれを防ぐことができる。なお、オートフォーカスの検出方式は位相差検出方式に限定されるものではなく、コントラスト検出方式など周知の合焦検出方式を用いることができる。
【００６０】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 撮像素子
２ フォーカスレンズ群
３ ズームレンズ群
８ 検出センサ
９ モータ
１０ フォーカス位置センサ
１１ モータ
１３ ズーム位置センサ
１５ 保護ガラス板
１６ ワイパー
１７ モータ
１００ レンズ装置
２００ カメラ本体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートフォーカス機能を備える放送用レンズ等のレンズ装置に関し、特に、光学面に付着する水滴等を拭き取るためのワイパーを備えるレンズ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のビデオカメラの映像出力は、高精細なＨＤＴＶ方式に移行しており、被写界深度が従来の方式に比べて短いため、フォーカス操作が難しくなっている。
【０００３】
そこで、近年の放送用レンズにおいてはオートフォーカスが導入されており、位相差検出方式や、特許文献１のようなコントラスト検出方式が知られている。また、特許文献２のように、光路長を互いに異ならせて配置した複数の撮像素子を用いて焦点状態を検出する方式が提案されている。
【０００４】
一方、放送用レンズや遠隔操作を行う雲台システムにおいては、雨滴や雪が撮影の妨げとならないように、ワイパーによって撮影光学系の光学面への付着物を除去することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平０８−００３５７９号公報
【特許文献２】特開昭５５−７６３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
放送用レンズ等のレンズ装置においては、撮影光学系の全部または一部を通った光束を利用して合焦状態を検出するＴＴＬ方式が一般的である。このような撮影レンズにおいて、合焦状態の検出時にワイパーが撮影範囲を通過すると、ワイパーにつられて合焦位置が至近側に算出されてしまい、ピントが大きくずれてしまう可能性があった。特に、スポーツなどの動きの速い被写体の動画撮影では、オートフォーカスの応答時間をできるだけ短縮することが求められているが、ワイパーの影響により、被写体に対する追従性能が低下してしまう可能性があった。また、広角側における至近距離の撮影においても、被写体とワイパーが比較的近いため、ピントずれが目立ちやすかった。
【０００７】
本発明は、合焦状態の検出時にワイパーが撮影範囲を通過することによるピントずれを防ぐことができ、適切なオートフォーカス制御を行うことができるレンズ装置および撮像装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のレンズ装置は、フォーカスレンズ群を備える撮影光学系と、該撮影光学系の少なくとも一部を通過した光束を用いて被写体に対する合焦状態を検出する合焦検出手段と、該合焦検出手段の検出結果に基づいて前記フォーカスレンズ群を駆動する信号を出力する制御手段と、前記撮影光学系の物体側に配置された光学面の表面を拭き取るワイパーとを有するレンズ装置であって、前記制御手段は、前記ワイパーが撮影範囲に位置するときは、前記合焦検出手段の検出結果に基づく前記フォーカスレンズ群の駆動を制限することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、合焦状態の検出に際してワイパーが撮影範囲を通過することによるピントずれを防ぐことができ、適切なオートフォーカス制御を行うことができるレンズ装置および撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の撮像装置の概略図
【図２】本発明の撮像装置のブロック図
【図３】本発明の実施例１のレンズ装置の制御内容を説明するフローチャート
【図４】本発明の実施例２のレンズ装置の制御内容を説明するフローチャート
【図５】本発明のレンズ装置のワイパーの位置の説明図
【図６】本発明の実施例３のレンズ装置の制御内容を説明するフローチャート
【図７】本発明の実施例４のレンズ装置の制御内容を説明するフローチャート
【図８】本発明の実施例５のレンズ装置の制御内容を説明するフローチャート
【図９】本発明の撮像装置のモニタの表示パターンの説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の実施例１のレンズ装置を備える撮像装置の概略図である。レンズ装置（撮影レンズ）１００の撮影光学系は、フォーカスレンズ群２、ズームレンズ群３、合焦検出用の光束と撮影用の光束を分割するプリズム４、変倍レンズ群５、リレーレンズ群６を備えている。フォーカスレンズ群２は光軸方向に移動することによって結像位置を移動させるレンズ群であり、ズームレンズ群３は光軸方向に移動することによって焦点距離を変化させるレンズ群である。
【００１３】
撮影光学系の一部であるフォーカスレンズ群２とズームレンズ群３を通過した光束は、プリズム４にて２つの光束に分割される。プリズム４で分割された撮影用の光束は、プリズム４を透過し、変倍レンズ群５とリレーレンズ群６を透過してカメラ本体２００のＣＣＤ（撮像素子）１に到達する。プリズム４で分割された合焦検出用の光束は、プリズム４で反射し、検出レンズ群７を介して合焦状態を検出する検出センサ８に到達する。
【００１４】
本実施例の検出レンズ群７と検出センサ８は位相差検出方式の焦点検出系（合焦検出手段）を構成しており、検出レンズ群７を通過した一対の光束は、それぞれの光束に対応する検出センサ８の光電変換素子に入射する。これらの光電変換素子から得られる光量分布の相関演算によって、ピントずれ量に相当する信号が合焦検出手段の検出結果として生成される。
【００１５】
フォーカスレンズ群２は、モータ９によりヘリコイド等のネジ送り機構（図示せず）を介して光軸方向に駆動される。モータ９には、フォーカスレンズ群２の位置を検出するフォーカス位置センサ１０が設けられている。
【００１６】
ズームレンズ群３は、モータ１１によりカム軸１２を介してバリエーター（図の左側、物体側）とコンペンセーター（図の右側、像面側）のレンズ群が光軸方向に駆動される。モータ１１には、ズームレンズ群３の位置を検出するズーム位置センサ１３が設けられている。
【００１７】
変倍レンズ群５は、回転機構（図示せず）によって標準レンズ群またはエクステンダーレンズ群が選択的に光路に挿入されるレンズ群である。
【００１８】
ズームレンズ群３とプリズム４の間にはＦナンバーを変更する絞り１４が配置されており、レンズ装置１００の物体側には、レンズを保護するための保護ガラス板１５と、保護ガラス板１５の表面の水滴や異物を除去するワイパー１６、ワイパー１６を駆動するモータ１７が設けられている。ワイパー１６は、保護ガラス板１５の光学面の表面を拭き取るために、ゴム等の軟質の素材で構成されており、モータ１７によってリンク機構（図示せず）を介して駆動される。ワイパー１６は、非駆動状態では保護ガラス１５の表面の撮影範囲外に退避しており、後述するワイパースイッチ２１から入力信号が伝わると、ワイパー１６は、撮影範囲の水滴や異物を拭き取るように、保護ガラス板１５の表面を往復移動する。
【００１９】
図２は本発明の実施例１のレンズ装置を含む撮像装置のブロック図である。
【００２０】
合焦状態を検出するための検出センサ８で得られた信号と、フォーカス位置センサ１０で得られたフォーカスレンズ群２の光軸方向の位置に関する信号と、ズーム位置センサ１３で得られたズームレンズ群３の光軸方向の位置に関する信号は、Ａ／Ｄ変換器１８でデジタル信号に変換され、レンズＣＰＵ１９に入力される。
【００２１】
ＡＦＳＷ（ＡＦスイッチ）２０は、オートフォーカス制御を行うためのスイッチであり、常時オートフォーカスを行うモードと、一時的にオートフォーカスを行うモードの２種類を選択可能である。またワイパースイッチ（ワイパーＳＷ）２１は、ワイパー１６を駆動するためのスイッチである。
【００２２】
レンズＣＰＵ１９は、フォーカス制御信号、ズーム制御信号、ワイパー制御信号を生成する。これらの制御信号はＤ／Ａ変換器２２でアナログ信号に変換され、その後フォーカス駆動回路２３、ズーム駆動回路２４、ワイパー駆動回路２５に出力される。そして、モータ９によってフォーカスレンズ群２を駆動する駆動力に変換され、モータ１１によってズームレンズ群３を駆動する駆動力に変換され、モータ１７によってワイパー１６を駆動する駆動力に変換される。
【００２３】
メモリ２６は、検出センサ８から出力された検出値に基づいて算出されたフォーカス位置（目標位置）を記憶しており、レンズＣＰＵ１９によって一時書き込みや読み出し、消去の制御がなされる。
【００２４】
モニタ２７は、ＣＣＤ１の電気信号に基づいてカメラＣＰＵ２８が生成する映像を表示する。レンズＣＰＵ１９は、検出センサ８の検出値とフォーカス位置センサ１０、ズーム位置センサ１３の出力値からフォーカス位置と結像位置の差を算出しており、その差から得られる合焦状態に関する情報を出力している。そして、モニタ２７は、その合焦状態に対応した内容を表示すると共に、レンズＣＰＵ１９から出力される合焦状態の検出エリアに関する情報、Ｆナンバー、ワイパーの駆動状態などを表示する。
【００２５】
図９は、モニタ２７の表示パターンの一例である。モニタ２７の表示部２９には、合焦状態の検出エリアを示すパターン３０と、合焦状態を示すパターン３１と、Ｆナンバーを示すパターン３２と、ワイパーの駆動状態を示すパターン３３が表示されている。３０、３１、３２，３３の各表示パターンの情報は、レンズＣＰＵ１９からカメラＣＰＵ２８に送信されている。合焦状態の検出エリアにおける合焦状態を示すパターン３１は、撮像面に対し、結像位置が前側の場合は下方向に▽印を、結像位置が後側の場合は上方向に△印を表示し、撮像面が焦点深度内にある場合は■印を表示する。３２は、レンズのＦナンバーを数字で表現し、図中では「Ｆ２．８」と表示する。２２はワイパーの状態を文字で表示する。ワイパーが駆動中であるときは、例えば「Ｗ ＯＮ」と表示し、ワイパーが停止しているときは、例えば「Ｗ ＯＦＦ」と表示する。また、後述するように、ワイパーの駆動を無効にする場合は「Ｗ ＣＡＮＣＥＬ」、保留しているときは「Ｗ ＨＯＬＤ」と表示する。
【００２６】
このように、撮影レンズの状態をモニタ２７に表示することにより、撮影者は撮影レンズの状況を把握することができる。ワイパーの状態表示は、特にワイパーの駆動を無効にしたり、保留したりする場合に必要性が高い。
【００２７】
図３は、実施例１のレンズ装置の制御内容を説明するフローチャートである。レンズ装置１００に電源が投入されると、ステップ１０１においてレンズＣＰＵ１９のレジスタやメモリ等が初期化される。次にステップ１０２において、ＡＦスイッチ２０がＯＮであるかを判定し、ＡＦスイッチ２０がＯＮであるときは、フォーカスを制御するときの目標となる目標フォーカス位置Ｆｘを現在のフォーカス位置Ｆに初期化してステップ１０３に進む。ＡＦスイッチ２０がＯＦＦのときは、ステップ１０１の初期化後に戻る。
【００２８】
ＡＦスイッチ２０がＯＮのときは、さらにステップ１０３に進み、検出センサ８で一対の光束に対応する一対の像信号を読み出す。次にステップ１０４に進み、一対の像信号に光学系の収差による補正を施した後、特定周波数成分を取り除くデジタルフィルタ演算処理を実行する。そして、ステップ１０５において、一対の像信号に対して周知の像間隔検出処理を施すことで、合焦時の像間隔と現在の像間隔から位相差量Ｘを算出する。
【００２９】
続いて、ステップ１０６、ステップ１０７に進み、ズーム位置センサ１３、フォーカス位置センサ１０により検出したズーム位置Ｚとフォーカス位置Ｆを取得する。ステップ１０８では、ステップ１０５〜ステップ１０７で取得したデータＸ、Ｚ、Ｆに基づいて合焦に必要なデフォーカス量（ピントずれ量）Ｄを算出する。デフォーカス量Ｄとは、ＣＣＤ１の撮像面と実際の結像面の距離であり、フォーカスレンズ群２の機構的な移動量とは異なる量である。デフォーカス量Ｄは、以下の式により求められる。
Ｄ＝ｋ１ ＊（Ｘ−ｆ１（Ｚ、Ｆ））
ｋ１は位相差量からデフォーカス量に変換する係数であり、固定値として計算する。関数ｆ１は、ズーム位置Ｚとフォーカス位置Ｆによって決まる位相差量のオフセット量であり、テーブルデータとして不図示のメモリに格納されている。ｋ１、ｆ１はいずれもフォーカスレンズ群２、ズームレンズ群３、検出レンズ群７の光学構成によって決定される。
【００３０】
ステップ１０９では、デフォーカス量Ｄを機構的なフォーカスレンズ群２の位置差に相当する量に変換する。フォーカス位置差ΔＦは以下の式を用いて算出される。
ΔＦ＝Ｄ ＊ｆ２（Ｚ、Ｆ）
関数ｆ２（Ｚ、Ｆ）は、ズーム位置Ｚとフォーカス位置Ｆによって決まり、光学的なフォーカス位置差であるデフォーカス量から、それに対応する機構的なフォーカス位置差に変換する係数であって、テーブルデータとして不図示のメモリに格納されている。
【００３１】
ステップ１１０では、ワイパースイッチ（ワイパーＳＷ、Ｗ ＳＷ）２１がＯＮであるかを判定する。ワイパースイッチがＯＮであるときは、ステップ１１１に進み、ステップ１０９で得られたフォーカス位置差ΔＦを消去して、フォーカス駆動回路２３への出力は行わない。そして、ステップ１１２でワイパースイッチ２１がＯＮであることを受けて、ワイパー駆動回路２５へＤ／Ａ変換器２２を介して指令を出し、モータ１７、リンク機構を介してワイパー１６を駆動する。
【００３２】
ワイパー１６は、駆動開始前の初期位置である退避位置から保護ガラス１５の撮影範囲を通過して反対側まで移動し、再び撮影範囲を通過して退避位置に戻る。ステップ１１３では、ワイパー１６が初期位置である退避位置に戻ったことを受けてワイパー駆動を終了し、再びステップ１０２に戻って同様の処理を繰り返す。
【００３３】
ワイパースイッチ２１がＯＦＦであるときは、ステップ１１４に進む。そこでステップ１０９で得られたフォーカス位置差ΔＦより算出された目標フォーカス位置Ｆｘにフォーカスレンズ群２を駆動するための制御信号を生成し、ステップ１１５でＤ／Ａ変換器２２を介してフォーカス駆動回路２３に駆動信号を出力する。次にモータ９、ネジ送り機構を介してフォーカスレンズ群２を目標フォーカス位置Ｆｘに駆動する。そして再びステップ１０１の初期化後に戻り、同様の処理を繰り返す。
【００３４】
以上のように、ワイパースイッチ２１の状態（ワイパー１６の駆動状態）に基づいてオートフォーカスによるフォーカスレンズ群２の駆動の可否が判断されるため、ワイパー１６の駆動時にはオートフォーカスによる合焦動作が禁止される。したがって、ワイパー１６の動作により生じるピントずれを防ぐことができる。
【００３５】
本実施例では、位相差検出方式によって目標フォーカス位置Ｆｘを算出したが、撮影光学系の全部を透過した光束から得られる撮影画像に基づいて、コントラスト方式によって目標フォーカス位置Ｆｘを算出するなど、周知の合焦検出手段を用いることができる。
【００３６】
また、本実施例においては、被写体に対する合焦状態を検出した上で、ワイパースイッチ２１の状態に応じてフォーカスレンズ群２の駆動の可否を判断したが、ワイパースイッチ２１がＯＦＦである場合にのみ合焦状態を検出する構成としても良い。
【実施例２】
【００３７】
図４は、実施例２のレンズ装置の制御内容を説明するフローチャートである。
【００３８】
レンズ装置１００に電源が投入されると、レンズＣＰＵ１９はステップ２０１に進み、実施例１と同様にレンズＣＰＵ１９内部のレジスタやメモリ等を初期化する。次にステップ２０２に進み、ＡＦスイッチ２０がＯＮであるかを判定し、ＡＦスイッチ２０がＯＮであるときはフォーカスを制御するときの目標となる目標フォーカス位置Ｆｘを現在のフォーカス位置Ｆに初期化してステップ２０３に進む。ＡＦスイッチ２０がＯＦＦのときはステップ２０２に戻る。
【００３９】
ステップ２０３〜２０９までは、実施例１のステップ１０３〜１０９と同じである。したがって実施例１と同様にステップ２０９で合焦位置までのデフォーカス量Ｄに相当するフォーカス位置差ΔＦを生成する。
【００４０】
次のステップ２１０では、ワイパー１６が保護ガラス１５の表面の撮影範囲内を移動しているか否かを判定する。ワイパー１６が撮影範囲内を移動しているか否かの判定について、図５を用いて説明する。
【００４１】
図５は、保護ガラス１５をレンズ正面から見たときの概略図である。ワイパー１６は左側の初期位置（退避位置）で停止している。ワイパースイッチ２１がＯＮに切り替わると、ワイパー１６が移動し、撮影範囲を通過して図５の右側の退避位置まで移動する。そして、再び撮影範囲を通過して左側の退避位置まで戻る。ワイパー１６は一定の周期で往復するため、ワイパースイッチ２１がＯＮされた時刻をＴ０とすると、ワイパースイッチ２１がＯＮに切り替わってからワイパー１６が起動するまでの時間をＴ１、それから撮影範囲に到達するまでの時間をＴ２、撮影範囲を通過する時間をＴ３、次に右側の退避位置までの到達時間をＴ４とする。復路についても、同様にＴ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８とし、駆動終了時間Ｔｗで再びワイパー１６が初期位置（退避位置）に戻る。
【００４２】
ステップ２１０において、レンズＣＰＵ１９は、ワイパー１６の駆動中であるかを判定する。ワイパー１６の駆動中であるときは、ワイパースイッチ２１がＯＮされた時刻Ｔ０を算出し、時刻Ｔ０から現在までの時間ΔＴがＴ３、Ｔ６の時間内であると判断された場合は、ステップ２１１に進む。
【００４３】
ワイパー１６の制御中でないとき、またはΔＴがＴ３、Ｔ６の時間外であるときは、ステップ２１３に進む。ステップ２１３は、設定された目標フォーカス位置Ｆｘにフォーカスレンズ群２を駆動するための制御信号を生成し、ステップ２１４でＤ／Ａ変換器２２を介してフォーカス駆動回路２３に指令信号を出力する。次にモータ９、ネジ送り機構を介してフォーカスレンズ群２を目標フォーカス位置Ｆｘに駆動する。そして再びステップ２０２に戻って、同様の処理を繰り返す。
【００４４】
ステップ２１１では、フォーカス位置差ΔＦより算出される目標フォーカス位置Ｆｘが、フォーカスレンズ群２の移動範囲にあるかどうかを判定する。目標フォーカス位置Ｆｘがフォーカスレンズ群２の移動範囲外であると判定された場合は、次のステップ２１２に進む。ステップ２１２では、ステップ２０９で得られたフォーカス位置差ΔＦを消去して合焦動作を無効とし、フォーカス駆動回路２３への指令信号の出力は行わない。目標フォーカス位置Ｆｘがフォーカスレンズ群２の移動範囲内であると判定されたときは、ステップ２１３、２１４へ進み、フォーカスレンズ群２を目標フォーカス位置Ｆｘに駆動し、再びステップ２０１の初期化後に戻って、同様の処理を繰り返す。
【００４５】
なお、本実施例においては、ワイパースイッチ２１がＯＮされた時刻Ｔ０からの経過時間に基づいてワイパー１６の位置を求めたが、ワイパー１６の位置を検出するセンサの出力を利用しても良い。
【００４６】
以上のように、ワイパー１６の位置によって、オートフォーカスによるフォーカスレンズの駆動の可否を判断するため、実施例１よりもフォーカス駆動が制限される時間を短縮することができる。また、ワイパー１６の駆動中に算出された目標フォーカス位置をフォーカスレンズ群２の移動範囲外の異常値と判定したときは、フォーカスレンズ群２の駆動を無効にするため、ワイパー１６の動作やレンズ表面に付着した雨滴や雪により生じるピントずれを確実に防止することができる。なお、実施例２は、実施例１と同様に、周知の合焦検出方式を用いることができるが、コントラスト検出方式は、フォーカスレンズ群の移動範囲外での目標フォーカス位置の算出は、大きくピントずれした像信号で鮮鋭度が低いため、至近側か無限側かを判定することが困難な場合がある。そのときはステップ２１１の判定を至近側に限定することなく、フォーカスレンズ群の移動範囲外と設定するのが良い。
【実施例３】
【００４７】
図６は、実施例３のレンズ装置の制御内容を説明するフローチャートである。
【００４８】
レンズ装置１００に電源が投入されると、ステップ３０１に進み、実施例１と同様にレンズＣＰＵ１９内部のレジスタやメモリ等を初期化する。次にステップ３０２に進み、ＡＦスイッチ２０がＯＮであるかを判定し、ＡＦスイッチ２０がＯＮであるときはフォーカスを制御するための目標となる目標フォーカス位置Ｆｘを現在のフォーカス位置Ｆに初期化してステップ３０３に進む。ＡＦスイッチ２０がＯＦＦのときはステップ３０１の初期化後に戻る。
【００４９】
ステップ３０３〜３０９は、実施例１のステップ１０３〜１０９と同じである。ステップ３１０では、フォーカス位置差ΔＦより算出された目標フォーカス位置のデータをメモリ２６に一時的に保存する。メモリ２６に一定量のデータが保存された場合には、古いデータから順に削除する。メモリ２６には、少なくとも図５のワイパー駆動時間Ｔｗよりも長い時間のデータを保存することができるように構成されている。
【００５０】
ステップ３１１では、実施例２のステップ２１０と同様に、ワイパー１６が保護ガラス１５表面の撮影範囲を移動しているかどうかを判定する。ステップ３１１でワイパー１６が保護ガラス１５の撮影範囲を移動しているときは、ステップ３１２に進む。ワイパーを駆動していないとき、またはワイパー１６が撮影範囲外にあるときは、ステップ３１６に進む。ステップ３１６では、設定された目標フォーカス位置Ｆｘにフォーカスレンズ群２を駆動するための制御信号を生成する。次にステップ３１７で、目標フォーカス位置Ｆｘのデータをメモリ２６に一時保存する。そしてステップ３１８で、Ｄ／Ａ変換器２２を介してフォーカス駆動回路２３に指令信号を出力する。そして、モータ９、ネジ送り機構を介してフォーカスレンズ群２を目標フォーカス位置Ｆｘに駆動する。そして、ステップ３０２に戻って同様の処理を繰り返す。
【００５１】
ステップ３１２では、ステップ３１７で保存された目標フォーカス位置のデータの読み出しを行う。読み出すデータは、図５のワイパースイッチ２１がＯＮされた時（ワイパー駆動開始前）、つまりＴ０における目標フォーカス位置である。ステップ３１３では、このＴ０の時の目標フォーカス位置Ｆ０と、現在の目標フォーカス位置Ｆｘを比較する。次にステップ３１４で、Ｆ０とＦｘの差が許容範囲（所定の範囲）かどうかを判定する。許容範囲の設定基準としては、ピントずれを許容する範囲、例えばフォーカス位置Ｆにおける前方と後方のそれぞれの被写界深度ＨｆとＨｂを合わせた範囲に係数をかけて設定する。被写界深度は、ズーム位置Ｚ、フォーカス位置Ｆ、及びＦナンバーで決まる値であり、これらによってＨｆとＨｂの値が大きく異なる。望遠側でＦｎｏが小さいときは値が小さく、広角側でＦｎｏが大きいときは値が大きくなる。許容範囲Ｌの算出は、以下の式により求める。
Ｌ＝ｋ２（Ｈｆ＋Ｈｂ）
係数ｋ２は、テーブルデータとして不図示のメモリ内に格納される。Ｌの値は、ＨｆとＨｂに比例して、望遠側かＦｎｏが小さくなると小さくなり、広角側かＦｎｏが大きくなると大きくなる。またｋ２の値は、小さく設定すると実際の被写体の動きでもＬを超える可能性があるため、多少のピントずれは許容して大きく設定するのが良い。
【００５２】
Ｆ０とＦｘの差が許容範囲Ｌを超える場合は、ステップ３１５へ進み、ステップ３０９で得られたフォーカス位置差ΔＦを消去して合焦動作のフローを無効とし、フォーカス駆動回路２３への指令は行わない。Ｆ０とＦｘの差が、許容範囲Ｌに収まる場合は、ステップ３１６に進み、上述のステップ３１６〜３１８の処理を行った後に、再びステップ３０１の初期化後に戻って、同様の処理を繰り返す。
【００５３】
以上のように、ワイパーの駆動開始時と現在の目標フォーカス位置の差が許容範囲を超えた場合にのみオートフォーカスのためのフォーカスレンズ群２の駆動を無効にするため、被写体への合焦動作を継続しやすくなる。なお、実施例３は、実施例１や２と同様に、周知の合焦検出方式を用いることができる。
【実施例４】
【００５４】
図７は、実施例４のレンズ装置の制御内容を説明するフローチャートである。
【００５５】
ステップ４０１でワイパースイッチ２１がＯＮにされると、ステップ４０２でＡＦスイッチ２０がＯＮであるかどうかが判定される。ＡＦスイッチ２０がＯＮであるときは、ステップ４０３に進み、ワイパーの駆動を無効にしてステップ４０１に戻る。ＡＦスイッチ２０がＯＦＦであるときは、ステップ４０４に進み、ワイパー駆動回路２５へ駆動信号を出力し、モータ１７、リンク機構を介してワイパー１６を駆動する。そして、ステップ４０５でワイパー駆動を終了し、ステップ４０１に戻る。
【００５６】
以上のように、合焦動作中はワイパー１６を駆動しないため、ワイパー１６によるピントずれを防ぐことが可能となる。なお、オートフォーカスの検出方式は位相差検出方式に限定されるものではなく、コントラスト検出方式など周知の合焦検出方式を用いることができる。
【実施例５】
【００５７】
図８は、実施例５のレンズ装置の制御内容を説明するフローチャートである。
【００５８】
ステップ５０１でワイパースイッチ２１がＯＮにされると、ステップ５０２でＡＦスイッチ２０がＯＮであるかが判定される。ＡＦスイッチ２０がＯＮであるときは、ステップ５０３に進み、ワイパーの駆動を保留し、ステップ５０２に戻る。その後ＡＦスイッチ２０がＯＦＦになると、ステップ５０４に進み、ワイパー駆動回路２５へ駆動信号を出力し、モータ１７、リンク機構を介してワイパー１６を駆動する。そしてステップ５０５でワイパー駆動を終了し、ステップ５０１に戻る。
【００５９】
以上のように、合焦動作中はワイパー１６の駆動を保留し、合焦動作終了後にワイパー１６を駆動するため、ワイパーによるピントずれを防ぐことができる。なお、オートフォーカスの検出方式は位相差検出方式に限定されるものではなく、コントラスト検出方式など周知の合焦検出方式を用いることができる。
【００６０】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 撮像素子
２ フォーカスレンズ群
３ ズームレンズ群
８ 検出センサ
９ モータ
１０ フォーカス位置センサ
１１ モータ
１３ ズーム位置センサ
１５ 保護ガラス板
１６ ワイパー
１７ モータ
１００ レンズ装置
２００ カメラ本体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズ群を備える撮影光学系と、該撮影光学系の少なくとも一部を通過した光束を用いて被写体に対する合焦状態を検出する合焦検出手段と、該合焦検出手段の検出結果に基づいて前記フォーカスレンズ群を駆動する信号を出力する制御手段と、前記撮影光学系の物体側に配置された光学面の表面を拭き取るワイパーとを有するレンズ装置であって、前記制御手段は、前記ワイパーが撮影範囲に位置するときは、前記合焦検出手段の検出結果に基づく前記フォーカスレンズ群の駆動を制限することを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ワイパーが撮影範囲に位置するときは、前記合焦検出手段の検出結果に基づく前記フォーカスレンズ群の駆動を禁止することを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ワイパーが撮影範囲に位置するときは、前記合焦検出手段の検出結果に基づく前記フォーカスレンズ群の目標位置が前記フォーカスレンズ群の移動範囲であるか否かを判定し、前記目標位置が前記フォーカスレンズ群の移動範囲外であるときは前記フォーカスレンズ群を前記目標位置へ駆動せず、前記目標位置が前記フォーカスレンズ群の移動範囲であるときは前記フォーカスレンズ群を前記目標位置へ駆動することを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記合焦検出手段の検出結果に基づく前記フォーカスレンズ群の目標位置を記憶するメモリを有し、前記制御手段は、前記ワイパーが前記撮影範囲に位置するときは、前記ワイパーの駆動開始前における前記フォーカスレンズ群の目標位置と前記ワイパーが撮影範囲に位置するときの前記フォーカスレンズ群の目標位置の差が所定の範囲であるか否かを判定し、所定の範囲外であるときは前記フォーカスレンズ群を前記ワイパーが撮影範囲内に位置するときの前記フォーカスレンズ群の目標位置へ駆動せず、所定の範囲であるときは前記フォーカスレンズ群を前記ワイパーが撮影範囲内に位置するときの前記フォーカスレンズ群の目標位置へ駆動することを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項５】
フォーカスレンズ群を備える撮影光学系と、該撮影光学系の少なくとも一部を通過した光束を用いて被写体に対する合焦状態を検出する合焦検出手段と、該合焦検出手段の検出結果に基づいて前記フォーカスレンズ群を駆動する信号を出力する制御手段と、前記撮影光学系の物体側に配置された光学面の表面を拭き取るワイパーとを有するレンズ装置であって、前記制御手段は、前記合焦検出手段が被写体に対する合焦状態を検出している間は前記ワイパーを駆動しないことを特徴とするレンズ装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記合焦検出手段が被写体に対する合焦状態を検出している間に、前記ワイパーの駆動信号が入力されたときは、前記合焦検出手段による合焦状態の検出が終了した後に前記ワイパーを駆動することを特徴とする請求項５に記載のレンズ装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレンズ装置と撮像素子を備える撮像装置。
【請求項１】
フォーカスレンズ群を備える撮影光学系と、該撮影光学系の少なくとも一部を通過した光束を用いて被写体に対する合焦状態を検出する合焦検出手段と、該合焦検出手段の検出結果に基づいて前記フォーカスレンズ群を駆動する信号を出力する制御手段と、前記撮影光学系の物体側に配置された光学面の表面を拭き取るワイパーとを有するレンズ装置であって、前記制御手段は、前記ワイパーが撮影範囲に位置するときは、前記合焦検出手段の検出結果に基づく前記フォーカスレンズ群の駆動を制限することを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ワイパーが撮影範囲に位置するときは、前記合焦検出手段の検出結果に基づく前記フォーカスレンズ群の駆動を禁止することを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ワイパーが撮影範囲に位置するときは、前記合焦検出手段の検出結果に基づく前記フォーカスレンズ群の目標位置が前記フォーカスレンズ群の移動範囲であるか否かを判定し、前記目標位置が前記フォーカスレンズ群の移動範囲外であるときは前記フォーカスレンズ群を前記目標位置へ駆動せず、前記目標位置が前記フォーカスレンズ群の移動範囲であるときは前記フォーカスレンズ群を前記目標位置へ駆動することを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記合焦検出手段の検出結果に基づく前記フォーカスレンズ群の目標位置を記憶するメモリを有し、前記制御手段は、前記ワイパーが前記撮影範囲に位置するときは、前記ワイパーの駆動開始前における前記フォーカスレンズ群の目標位置と前記ワイパーが撮影範囲に位置するときの前記フォーカスレンズ群の目標位置の差が所定の範囲であるか否かを判定し、所定の範囲外であるときは前記フォーカスレンズ群を前記ワイパーが撮影範囲内に位置するときの前記フォーカスレンズ群の目標位置へ駆動せず、所定の範囲であるときは前記フォーカスレンズ群を前記ワイパーが撮影範囲内に位置するときの前記フォーカスレンズ群の目標位置へ駆動することを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項５】
フォーカスレンズ群を備える撮影光学系と、該撮影光学系の少なくとも一部を通過した光束を用いて被写体に対する合焦状態を検出する合焦検出手段と、該合焦検出手段の検出結果に基づいて前記フォーカスレンズ群を駆動する信号を出力する制御手段と、前記撮影光学系の物体側に配置された光学面の表面を拭き取るワイパーとを有するレンズ装置であって、前記制御手段は、前記合焦検出手段が被写体に対する合焦状態を検出している間は前記ワイパーを駆動しないことを特徴とするレンズ装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記合焦検出手段が被写体に対する合焦状態を検出している間に、前記ワイパーの駆動信号が入力されたときは、前記合焦検出手段による合焦状態の検出が終了した後に前記ワイパーを駆動することを特徴とする請求項５に記載のレンズ装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレンズ装置と撮像素子を備える撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１１８１８２（Ｐ２０１１−１１８１８２Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７５９１１（Ｐ２００９−２７５９１１）
【出願日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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