特許 7527125 光学制御装置、撮像装置、それらの制御方法、プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-25

(45)【発行日】2024-08-02

(54)【発明の名称】光学制御装置、撮像装置、それらの制御方法、プログラム

(51)【国際特許分類】

   G03B 11/00 20210101AFI20240726BHJP

   G03B 17/12 20210101ALI20240726BHJP

   G03B 17/14 20210101ALI20240726BHJP

   H04N 23/50 20230101ALI20240726BHJP

【ＦＩ】

G03B11/00

G03B17/12 Z

G03B17/14

H04N23/50

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020071198

(22)【出願日】2020-04-10

(65)【公開番号】P2021167901

(43)【公開日】2021-10-21

【審査請求日】2023-04-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】菅谷 知大

【審査官】登丸 久寿

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０６６８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１０７６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２６４６１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０２６４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－００５１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１１９２７７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｂ １１／００

Ｇ０３Ｂ １７／１２

Ｇ０３Ｂ １７／１４

Ｈ０４Ｎ ２３／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光軸に対して交差する同一平面上を移動可能に配置された少なくとも２つの光学部材と、
前記少なくとも２つの光学部材を独立して移動させる駆動手段と、
前記少なくとも２つの光学部材の位置を検出する位置検出手段と、
前記少なくとも２つの光学部材の移動を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記少なくとも２つの光学部材のうち、いずれか一方の光学部材を光路に挿入し、いずれか他方の光学部材を光路から退避させる移動を行う場合、前記光路に挿入する光学部材の移動を、少なくとも前記光路から退避する光学部材の移動開始を検出した時に開始することを特徴とする光学制御装置。

【請求項2】

前記位置検出手段は、前記少なくとも２つの光学部材が前記光路に挿入された状態である挿入位置と、前記光路から退避された状態である退避位置とを検出可能であることを特徴とする請求項１に記載の光学制御装置。

【請求項3】

前記制御手段は、前記少なくとも２つの光学部材のいずれか一方を前記光路上に挿入し、いずれか他方を前記光路から退避させる移動を行う場合、前記光路から退避させる光学部材の移動手段に対し退避位置に移動するために必要な駆動量を与え、所定時間経過後に退避位置への到達が検出できない場合、再度退避位置に移動するために必要な駆動量を前記移動手段に与えるリトライ制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の光学制御装置。

【請求項4】

前記リトライ制御において、前記光路に挿入される光学部材の移動は、少なくとも前記光路から退避する光学部材が退避位置に到達した後に開始することを特徴とする請求項３に記載の光学制御装置。

【請求項5】

前記制御手段は、前記リトライ制御が行われた場合は、少なくとも前記光路から退避する光学部材が退避位置に到達しない間は、前記光路に挿入する光学部材を退避位置に戻す移動を行うことを特徴とする請求項４に記載の光学制御装置。

【請求項6】

前記少なくとも２つの光学部材は、前記同一平面上を移動可能に配置された第１の光学部材および第２の光学部材と、前記第１の光学部材および前記第２の光学部材とは異なる同一平面上を移動可能に配置された第３の光学部材および第４の光学部材とを含み、
前記第１の光学部材および前記第２の光学部材を独立して移動させる第１の駆動手段と、
前記第１の光学部材および前記第２の光学部材の位置を検出する第１の位置検出手段と、
前記第３の光学部材および前記第４の光学部材を独立して移動させる第２の駆動手段と、
前記第３の光学部材および前記第４の光学部材の位置を検出する第２の位置検出手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記第１の光学部材と前記第２の光学部材の切り替え動作における前記光路から退避する移動および前記光路に挿入する移動のタイミングと、前記第３の光学部材と前記第４の光学部材の切り替え動作における前記光路から退避する移動および前記光路に挿入する移動のタイミングを同期させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光学制御装置。

【請求項7】

光軸に対して交差する同一平面上を移動可能に配置された少なくとも２つの光学部材と、
前記少なくとも２つの光学部材を独立して移動させる駆動手段と、
前記少なくとも２つの光学部材の位置を検出する位置検出手段と、を備える光学制御装置の制御方法であって、
前記少なくとも２つの光学部材の移動を制御する制御ステップを備え、
前記制御ステップでは、前記少なくとも２つの光学部材のうち、いずれか一方の光学部材を光路に挿入し、いずれか他方の光学部材を光路から退避させる移動を行う場合、前記光路に挿入する光学部材の移動を、少なくとも前記光路から退避する光学部材の移動開始を検出した時に開始することを特徴とする制御方法。

【請求項8】

請求項１から６のいずれか１項に記載の光学制御装置が内蔵または追加装着され、
撮影条件に基づいて前記光学制御装置が撮像装置の光路上に挿入される光学部材を選択的に切り替える制御を行うことを特徴とする撮像装置。

【請求項9】

請求項１から６のいずれか１項に記載の光学制御装置が内蔵または追加装着される撮像装置の制御方法であって、
撮影条件に基づいて前記光学制御装置が撮像装置の光路上に挿入される光学部材を選択的に切り替えるステップを有することを特徴とする制御方法。

【請求項10】

コンピュータに、請求項７または９に記載された制御方法を実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学部材の動作を制御する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

デジタルカメラなどの撮像装置には、イメージセンサに入射する光学像の特性を変化させる光学部材を制御する光学制御装置として、例えば光学特性が異なる複数の光学フィルタ（ＮＤフィルタやＩＲカットフィルタなど）が個別に移動可能であり、これらの光学フィルタを個別に移動させて光路上に出没させる光学制御装置が存在する。ユーザは光学制御装置を用いて、撮影環境または撮影意図に応じて、適切な光学フィルタを光路上に配置することによって最適な条件で撮影を行うことができる。

【0003】

特許文献１には、複数の光学フィルタを撮像光学系の光軸と直交する平面上に配置し、同一平面上に２つの光学フィルタを配置することによって小型化、薄型化した光学制御装置が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－６６８０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１のように同一平面上に２つの光学フィルタを配置した構成では、光路上の光学フィルタを切り替える場合に一方の光学フィルタが光路上から退避するのを待ってから他方の光学フィルタの移動を開始する排他動作を行うため、１つの光学フィルタを移動させる場合に比べて時間がかかる。この場合、一方の光学フィルタの光路外への移動と、他方の光学フィルタの光路上への移動を同時に実行することで切替時間を削減することは可能であるが、光学フィルタ同士が接触したり衝突したりする可能性がある。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、少なくとも２つの光学部材が光軸と交差する同一平面上を移動する場合に、光学部材の切り替えに要する時間を短縮し、光学部材同士が接触または衝突する可能性を低減できる技術を実現することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の光学制御装置は、光軸に対して交差する同一平面上を移動可能に配置された少なくとも２つの光学部材と、前記少なくとも２つの光学部材を独立して移動させる駆動手段と、前記少なくとも２つの光学部材の位置を検出する位置検出手段と、前記少なくとも２つの光学部材の移動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記少なくとも２つの光学部材のうち、いずれか一方の光学部材を光路に挿入し、いずれか他方の光学部材を光路から退避させる移動を行う場合、前記光路に挿入する光学部材の移動を、少なくとも前記光路から退避する光学部材の移動開始を検出した時に開始する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、少なくとも２つの光学部材が光軸と交差する同一平面上を移動する場合に、光学部材の切り替えに要する時間を短縮し、光学部材同士が接触または衝突する可能性を低減できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態の光学制御装置の外観構成を示す分解斜視図。

【図2】実施形態１の光学制御装置の内部構成を示すブロック図。

【図3】実施形態１の光学フィルタの移動量と検出位置の関係を示す図。

【図4】実施形態１の光学フィルタの切替動作に係る制御処理を示すフローチャート。

【図5】実施形態２の光学制御装置の内部構成を示すブロック図。

【図6】実施形態２の光学フィルタの移動量と検出位置の関係を示す図。

【図7】実施形態２の光学フィルタの切替動作に係る制御処理を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

【0011】

以下に、本発明の光学制御装置として、デジタルカメラなどの撮像装置に内蔵または追加装着される光学フィルタ装置に適用した実施の形態について図面を参照して説明する。

【0012】

本実施形態では、撮像装置の光軸方向に対して被写体側を前方側または正面側、撮影者側を後方側または背面側と呼ぶものとする。また、撮像装置の上下方向および左右方向は正位置にある撮像装置を前方から見たときを基準とする。

【0013】

図１に示すように、光学フィルタ装置１０は、中空枠状の保持部材１０１、第１の駆動ユニット１０２、第２の駆動ユニット１０３、第１の光学フィルタユニット１０４、および第２の光学フィルタユニット１０５を備える。

【0014】

第１の光学フィルタユニット１０４は、独立して移動可能な光学部材である光学フィルタ１０６と光学フィルタ１０８を有し、駆動ユニット１０２は、モータ１０７とモータ１０９を有する。モータ１０７は後述するモータドライバから供給される電力を動力に変換し、ギアなどの動力伝達機構によって光学フィルタ１０６の駆動力として変換され、光学フィルタ１０６は上下方向への移動を可能とする。同様に、光学フィルタ１０８はモータ１０９の動力により上下方向への移動を可能とする。なお、本実施形態では、レンズの光軸中心を光軸Ｒで示す。また、第１の光学フィルタユニット１０４と第２の光学フィルタユニット１０５は同様の構成であるので、以下では、第１の光学フィルタユニット１０４の構成を説明すると共にが、第２の光学フィルタユニット１０５の説明は省略する。

【0015】

図２は光学フィルタ装置１０と、光学フィルタ装置１０が装着される撮像装置２０の機能ブロックを例示している。

【0016】

撮像装置２０がデジタルカメラである場合、被写体像を撮像して画像データを生成し、記憶装置に画像ファイルとして記憶したり、表示装置や外部装置に出力したりする機能を備えているが、これらの構成や機能は既知であるので、本実施形態では詳細は説明しない。

【0017】

撮像装置２０は、撮影環境または撮影意図などに応じて、適切な光学フィルタを光路上に配置することによって最適な撮影条件で撮影を行うことができる。

【0018】

なお、光学フィルタ１０６と光学フィルタ１０８は、後述する切替動作中以外は予め定めた位置に停止しているものとし、光路上（光軸と交差（直交）する位置上）の停止位置を挿入位置、光路外の停止位置を退避位置と定義する。

【0019】

光学フィルタ装置１０は、光学フィルタ１０６、１０８、モータ１０７、１０９に加えて、光学フィルタ１０６の位置を検出する位置検出部１１０と、光学フィルタ１０８の位置を検出する位置検出部１１１を備える。光学フィルタ１０６は、上述したように、上下方向への移動が可能であり、位置検出部１１０は光学フィルタ１０６が退避位置に移動したときにオンする退避位置側スイッチと、挿入位置に移動したときにオンする挿入位置側スイッチを含む。位置検出部１１１も位置検出部１１０と同様の構成を持ち、光学フィルタ１０８の退避位置および挿入位置を検出可能である。なお、位置検出部１１０、１１１を構成する部材はオンまたはオフに切り替わるスイッチに限らず、フォトインタラプタの受光／遮光により位置を検出する形態や、光学フィルタが備える磁石の磁界変化を検出するホール素子などを用いた形態でもよい。

【0020】

撮像装置２０は、光学フィルタ１０６、１０８を光軸上に挿入／退避させることで後述する撮像素子２０１に入射する被写体像の光量を調節する。光学フィルタ１０６、１０８の挿入／退避は、撮影者であるユーザの操作に応じて動作する場合と、撮像装置２０の自動露出制御により動作する場合がある。

【0021】

撮像装置２０は、操作検出部２００を備える。操作検出部２００は、ユーザの操作情報を検出し、露出制御部２０４に出力する。ユーザの操作情報は、例えば、撮像装置２０に設けられた操作部材などの押下や撮像装置２０に接続されたリモコンなどの操作に関する情報である。ユーザ操作により、光学フィルタの挿入／退避、あるいは減光量を直接設定することが可能となる。撮像素子２０１は被写体像を電気信号に変換するＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージセンサを備える。

【0022】

測光部２０２は、撮像素子２０１から出力される撮像信号に基づいて輝度情報を検出し、検出した輝度情報を露出制御部２０４に出力する。露出制御部２０４は、ＣＰＵなどのプロセッサやメモリを含み、測光部２０２から出力される情報と、操作検出部２００から出力される情報のいずれかを用いて光学フィルタの目標減光量を決定する。撮像装置２０は、複数の露出モードが選択可能であり、ユーザがメニュー画面を操作するなどして露出モードを設定できるものとする。撮像装置２０が、自動で露出を適正に制御するモードに設定されている場合は、測光部２０２により検出された輝度値と予め決められた適正値との差分に基づいて、撮像素子２０１に入射する被写体像の輝度値が適正値となるように光学フィルタ１０６、１０８で減光すべき目標減光量を決定する。また、ユーザが操作部材により手動で被写体像の輝度値を決定するモードの場合は、操作検出部２００により検出されたユーザの操作情報に基づいて光学フィルタの目標減光量を決定する。

【0023】

ここで、露出制御部２０４において光学フィルタの目標減光量を決定する方法について説明する。

【0024】

減光量算出部２０７から、現在光路上に挿入されている光学フィルタの減光量を取得する。例えば、光学フィルタ１０６は光量を２段分減光させる可視光透過率が約２５％のＮＤフィルタであり、光学フィルタ１０８は光量を４段分減光させる可視光透過率が約６．３％のＮＤフィルタであるものとする。なお、１段は半減を意味する。光学フィルタ１０６が挿入位置にある場合、露出制御部２０４は減光量算出部２０７から減光量２段という情報が取得できる。ユーザがさらに２段分減光する操作を行った場合、操作検出部２００からプラス２段減光の要求が通知される。露出制御部２０４は、現在の光学フィルタによる減光量２段に対し、ユーザの要求であるプラス２段減光の情報から、目標位置算出部２０５に対して光学フィルタ目標減光量４段を出力する。なお、上述したように、露出制御部２０４は自動露出モードの場合は、減光量算出部２０７から通知される現在の減光量に対し、現在の輝度値と適正輝度値との差分を加算あるいは減算して、光学フィルタの目標減光量を決定する。ただし、撮像素子２０１に入力する被写体像の光量を減光する装置は光学フィルタ以外の機構と併用してよい。例えば、撮像素子２０１に入射する光路を狭めることで減光する絞りなどが挙げられる。

【0025】

目標位置算出部２０５は、露出制御部２０４から取得した目標減光量から、各光学フィルタの挿入情報／退避情報を算出する。上述した例では、光学フィルタによって減光量４段が目標値として入力されるので、２段減光の光学フィルタ１０６を退避、４段減光の光学フィルタ１０８を挿入という目標位置が決定され、光学フィルタ制御部２０８に出力される。光学フィルタ制御部２０８は、ＣＰＵなどのプロセッサやメモリを含み、目標位置算出部２０５から入力された各光学フィルタの目標位置へ光学フィルタを移動させる制御を行う。光学フィルタ制御部２０８は、後述するように、光学フィルタの選択的な移動と、光学フィルタの退避と挿入の移動開始のタイミングを制御する。光学フィルタ制御部２０８は光学フィルタ１０６または光学フィルタ１０８の移動を開始するときに、駆動波形生成部２０９に目標駆動量を出力する。駆動波形生成部２０９は目標駆動量を取得し、モータ駆動波形をモータドライバ２１０に出力する。

【0026】

ここで、光学フィルタ１０６を退避し、光学フィルタ１０８を挿入する場合の各部の動作例について説明する。

【0027】

モータ１０７およびモータ１０９はステッピングモータであるものとする。光学フィルタ制御部２０８は駆動パルス数／駆動速度を出力する。光学フィルタを挿入位置と退避位置との間で移動させるのに必要な駆動パルス数は、光学フィルタ装置１０の構成に基づいて予め定められている。駆動波形生成部２０９は、入力されたパルス数に応じてステッピングモータの回転角度を制御する正弦波を生成する。正弦波Ａと正弦波Ｂの位相を９０°シフトし、正弦波Ａの位相を正弦波Ｂより進めることでステッピングモータを正転、正弦波Ｂの位相を正弦波Ａより進めることで逆転させることができる。モータドライバ２１０およびモータドライバ２１２はＨブリッジ回路を有する。入力される正弦波Ａ、正弦波Ｂと逆位相である正弦波Ｃ、正弦波Ｄを生成し、これら正弦波Ａ～Ｄをモータ１０７、モータ１０９に入力することで、ステッピングモータの固定子コイルに磁力を発生させ、回転子を着磁させることでモータが回転する。

【0028】

Ａ／Ｄ変換器２０３は、位置検出部１１０から出力されるアナログ信号をデジタルデータに変換して光学フィルタ位置算出部２０６に出力する。Ａ／Ｄ変換器２１１も同様に位置検出部１１１から出力されるアナログ信号をデジタルデータに変換して出力する。光学フィルタ位置算出部２０６は、Ａ／Ｄ変換器２０３およびＡ／Ｄ変換器２１１から出力されるデータに基づいて、光学フィルタ１０６、１０８の挿入位置、退避位置、それらのいずれでもない移動途中位置（位置不定）の、少なくとも３パターンの位置情報に変換する。光学フィルタ位置算出部２０６から出力される情報は、目標位置算出部２０５から出力される情報に対し、位置不定情報を含むこと以外は同一種類（挿入位置／退避位置）の情報である。減光量算出部２０７は、光学フィルタ１０６と光学フィルタ１０８の挿入／退避の情報に基づき、現在挿入位置にある光学フィルタの減光量を出力する。例えば、光学フィルタ１０６が挿入位置にあれば現在の減光量を２段、光学フィルタ１０８が挿入位置にあれば現在の減光量を４段、光学フィルタ１０６、１０８のいずれも退避位置であれば現在の減光量０段と出力する。

【0029】

次に、図３および図４を参照して、実施形態１の光学フィルタ切替時の動作について説明する。

【0030】

図３は、実施形態１の光学フィルタ１０６、１０８の切替時の移動量と検出位置の関係を例示している。図４は、実施形態１の光学フィルタ１０６、１０８の切替時の制御処理を例示している。

【0031】

本実施形態では、上述したように、光学フィルタ１０６が２段分減光させるフィルタ、光学フィルタ１０８が４段分減光させるフィルタであるものとする。初期状態として光学フィルタ１０６が挿入位置、光学フィルタ１０８が退避位置にあり、ユーザ操作または撮像装置２０の自動露出制御によって、４段減光のために光学フィルタ１０６を退避し、光学フィルタ１０８を挿入させる動作例を説明する。

【0032】

図３（Ａ）は、縦軸に光学フィルタ１０６と光学フィルタ１０８の移動量、横軸に時刻を示している。点線で示すグラフが光学フィルタ１０６の移動軌跡、実線で示すグラフが光学フィルタ１０８の移動軌跡である。図３（Ｂ）は、縦軸に光学フィルタ位置検出結果、横軸に時刻を示している。点線で示すグラフが光学フィルタ１０６の位置検出結果、実線で示すグラフが光学フィルタ１０８の位置検出結果である。

【0033】

時刻ｔ１において露出制御部２０４から４段減光の目標値が設定され、それに応じて光学フィルタ１０６の退避移動が開始される。なお、露出制御部２０４が目標値を出力してから光学フィルタが移動開始するまでの遅延はないものとする。光学フィルタ１０６の移動が開始してから時刻ｔ２において位置検出スイッチの挿入位置側スイッチがオフされる。これにより光学フィルタ１０６の位置検出結果が移動中、すなわち位置不定となる。ここで、光学フィルタ１０６の移動開始時刻ｔ１と位置検出結果が挿入検出状態から位置不定状態に変化するまでに遅延があるのは、光学フィルタを挿入／退避する場合に光学フィルタ制御部２０８から出力される駆動パルス数は、スイッチオン位置よりも所定量だけ大きい値を与えて余分に駆動させているためである。この処理はスイッチオンして駆動を停止させてしまうと、撮像装置２０に加わる振動などでスイッチオン状態が解除されて、位置不定となることを防ぐために行われる処理である。なお、光学フィルタ制御部２０８が予め決められた駆動パルス数を出力する構成としたが、最初に駆動パルス数を出力して光学フィルタの移動が開始された後、挿入位置または退避位置の検出が確認された場合、上述した余分の駆動パルスを追加で発生させて停止させるような、位置検出結果を基にした駆動パルス数の補正処理を含むものである。

【0034】

時刻ｔ２において光学フィルタ１０６の退避移動が検出されたことで、光学フィルタ１０８の挿入移動を開始する。その後は時刻ｔ３において光学フィルタ１０６の退避移動が完了し、時刻ｔ４にて光学フィルタ１０８の挿入移動が完了する。なお、上述したように、光学フィルタ１０６、１０８は位置検出スイッチのオン後に余分量の移動を行う。このため、図３（Ｂ）の光学フィルタ１０６の退避位置検出時刻は移動完了時刻ｔ３より前の時刻、光学フィルタ１０８の挿入位置検出時刻は移動完了時刻ｔ４より前の時刻となっている。

【0035】

このように光学フィルタ１０６の退避移動が検出された時刻ｔ２で光学フィルタ１０８の移動を開始することにより、２つの光学フィルタの移動による遅延量はｔ２－ｔ１の時間のみとなる。よって、ユーザ操作あるいは撮像装置２０の自動露出制御に応じた光学フィルタの切り替えに要する時間を短縮することが可能となる。これに対して、時刻ｔ１において光学フィルタ１０８の挿入移動を開始した場合は制御応答性はよくなるものの、光学フィルタ１０８が光学フィルタ１０６に接触または衝突する可能性がある。衝突する要因はモータへの駆動波形出力タイミングの誤差や、ギアなどの動力伝達機構のバックラッシュなどによる動き出しの遅延、駆動トルク低下など、様々な要因が考えられる。本実施形態では、光学フィルタ１０６の退避移動が検出された時刻ｔ２で光学フィルタ１０８の移動を開始させることにより、上記のような接触や衝突の可能性を低減することが可能となる。

【0036】

次に、図４を参照して、本実施形態の光学フィルタの切り替え時の動作を実現するための光学フィルタ制御部（以下、制御部）２０８の制御処理について説明する。

【0037】

なお、図４の処理は、光学フィルタ制御部２０８がメモリに格納されたプログラムを実行して各部を制御することにより実現される。

【0038】

ステップＳ１００では、制御部２０８は、光学フィルタ１０６の目標位置を目標位置算出部２０５から、現在位置情報を光学フィルタ位置算出部２０６から取得する。光学フィルタ１０６は目標位置が退避位置であり、現在位置は挿入位置である。

【0039】

ステップＳ１０１では、制御部２０８は、光学フィルタ１０８の目標位置および現在位置を取得する。光学フィルタ１０８は目標位置が挿入位置であり、現在位置は退避位置である。

【0040】

ステップＳ１０２では、制御部２０８は、移動が必要な光学フィルタの有無を判定する。この判定は、移動する光学フィルタがなれば不要な処理を削減するために即座に処理を終了させるために行う。後述するステップＳ１０３とステップＳ１０５で挿入／退避の必要な光学フィルタがあるか否かを判定するため、ステップＳ１０２の処理は必須ではない。今回の処理では光学フィルタ１０６と光学フィルタ１０８がいずれも目標位置と現在位置に乖離があるため、処理をステップＳ１０３に進める。

【0041】

ステップＳ１０３では、制御部２０８は、退避位置への移動が必要な光学フィルタがあるか判定する。退避位置への移動が必要な光学フィルタがあればステップＳ１０４へ処理を進め、退避位置への移動が必要なフィルタがなければステップＳ１０５へ処理を進める。今回の処理では、光学フィルタ１０６の退避移動が必要であるので、ステップＳ１０４へ処理を進める。

【0042】

ステップＳ１０４では、制御部２０８は、退避用の駆動量を駆動波形生成部２０９に出力する。以降は駆動波形生成部２０９から出力される正弦波により、モータドライバ２１０を介してモータ１０７が所定量回転し、光学フィルタ１０６が退避位置に到達するまで移動し続ける。ステップＳ１０４で駆動量を出力した後は処理をステップＳ１０５へ進めす。

【0043】

ステップＳ１０５では、制御部２０８は、挿入位置への移動が必要な光学フィルタがあるか判定する。挿入位置への移動が必要な光学フィルタがあればステップＳ１０６へ処理を進め、挿入位置への移動が必要なフィルタがなければ本処理を終了する。今回の処理では、光学フィルタ１０８の挿入移動が必要であるので、ステップＳ１０６へ処理を進める。

【0044】

ステップＳ１０６では、制御部２０８は、ステップＳ１０４で退避移動させた光学フィルタ１０６の位置情報を再取得する。図３で説明したように、光学フィルタ１０８の移動開始を光学フィルタ１０６の退避移動開始を検出したタイミングに合わせるためにステップＳ１０６のように光学フィルタ１０６の位置情報の取得が必要となる。

【0045】

ステップＳ１０７では、制御部２０８は、ステップＳ１０６で取得した情報に基づいて、光学フィルタ１０６が挿入位置から移動を開始したか判定する。詳しくは、位置検出部１１０の挿入位置側スイッチをオフし、光学フィルタ位置算出部２０６から位置不定という情報が取得できた場合にステップＳ１０７の判定結果が移動開始とみなされる。制御部２０８は、移動開始と判定した場合はステップＳ１０８に処理を進める。位置検出部１１０の挿入位置側スイッチがオン状態であった場合はステップＳ１０６に戻り、再度ステップＳ１０６の処理を行う。

【0046】

なお、本実施形態では、説明の容易化のために、ステップＳ１０７の判定結果が移動開始とならない間はステップＳ１０６の処理を繰り返す処理としている。しかしながら、ステップＳ１０６で移動開始が検出できなかった場合は、光学フィルタ１０６の移動開始後に光学フィルタ１０８の移動が開始されるのであれば異なる処理であってもよい。例えば、ステップＳ１０７の判定で移動開始が検出できなかった場合は本処理を終了し、所定時間経過後に処理が再開されると、ステップＳ１０６から処理が開始されるようにしてもよい。

【0047】

また、ステップＳ１０７の判定で移動開始が検出できなかった場合、一旦処理を中断（スリープ）させて、光学フィルタ位置算出部２０６で検出結果が変化したことをトリガとする割込み処理によって本処理をステップＳ１０６から再開するようにしてもよい。ステップＳ１０８では挿入用の駆動量を駆動波形生成部２０９に出力する。以降は駆動波形生成部２０９から出力される正弦波により、モータドライバ２１２を介して、モータ１０９が所定量回転し、光学フィルタ１０８が挿入位置に到達するまで移動し続ける。ステップＳ１０８で駆動量を出力して本処理を終了する。

【0048】

ここで、光学フィルタ装置１０は第１の光学フィルタユニット１０４および第２の光学フィルタユニット１０５を備え、上述した処理は両フィルタユニットを組み合わせた処理においても適用できる。例えば第１の光学フィルタユニットにおいて退避が必要な光学フィルタがあり、第２の光学フィルタユニットにおいても退避が必要な光学フィルタがあるとする。この場合、ステップＳ１０４では両フィルタの退避移動用の駆動波形を出力し、ステップＳ１０７で両光学フィルタの移動開始が検出されたときに処理をステップＳ１０８に進めるものとする。このように光軸に対して同一平面上ではなく前後に配置する両光学フィルタユニットで退避と挿入の移動開始のタイミングを同期させることで、前後の光学フィルタユニットがバラバラに動くことがなく、ユーザに違和感を与えることがなくなる。

【0049】

実施形態１によれば、少なくとも２つの光学フィルタが同一平面上を移動する場合に、ユーザ操作あるいは自動露出制御により決定される光学フィルタの切り替えに要する時間を短縮しつつ、光学フィルタ同士の接触や衝突の可能性を低減することが可能となる。

【0050】

［実施形態２］次に、実施形態２の光学フィルタの切り替え処理について説明する。

【0051】

実施形態２では、実施形態T１の光学フィルタの切り替え処理に対して、光学フィルタの移動失敗を検出し、再度移動を実施するリトライ制御を追加する。これにより実施形態１の処理よりもさらに光学フィルタ同士の接触や衝突の可能性を低減できるようになる。

【0052】

図５は、実施形態２の装置構成を示すブロック図であり、図３の構成にエラー検出部３００を追加した構成の一例を示している。光学フィルタ位置検出部３０１および駆動波形生成部３０３はエラー検出部３００にも出力を行い、光学フィルタ制御部３０２はエラー検出部３００の出力結果を受けてエラー発生時の処理を追加しているため、実施形態１とは異なる符号を付している。ただし、実施形態１と同じ処理は実施形態２での説明は省略する。

【0053】

エラー検出部３００は、駆動波形生成部３０３において駆動波形を出力したにも関わらす、光学フィルタが目標位置に到達しなかった場合にエラーとみなし、エラー検出結果を光学フィルタ制御部３０２に出力する。エラーが発生する要因として、モータ１０７やモータ１０９の故障によるトルク不足、モータ回転を光学フィルタの上下運動として動力伝達するギアなどの不良、位置検出部１１０、位置検出部１１１のスイッチ不良、保持部材１０１が落下などにより変形することで光学フィルタと接触し移動の妨害となる、など様々である。

【0054】

駆動波形生成部３０３は駆動パルス数に応じた正弦波信号をモータドライバ２１０、モータドライバ２１２に出力するとともに、現在駆動波形として出力済みの駆動パルス数を外部に出力することができる。駆動波形生成部３０３はエラー検出部３００に現在出力したパルス数を出力する。エラー検出部３００は駆動波形生成部３０３から取得する出力済み駆動パルス数が、予め定められた挿入位置から退避位置への移動に必要な駆動パルス数に到達したときに、光学フィルタ位置検出部３０１から通知される光学フィルタ１０６の位置情報が退避位置となっていない場合、エラー発生とみなし、光学フィルタ制御部３０２に出力する。エラー検出部３００からエラー発生の情報が通知されると、光学フィルタ制御部３０２は移動に必要な駆動パルス数を再度駆動波形生成部３０３に出力する。この再度退避位置に移動させる処理をリトライ制御と定義する。リトライ制御を実施してもエラーが発生する場合は、所定回数リトライ制御を繰り返した後、故障をユーザに通知し、モータドライバ２１０、モータドライバ２１２の出力を停止し、モータに電流が流れないようにする。

【0055】

実施形態２では、リトライ制御時の光学フィルタ１０８の移動開始タイミングを正常時と変えている。正常時は光学フィルタ１０８の移動開始は、光学フィルタ１０６の移動開始を検出したタイミングであるが、リトライ制御時は光学フィルタ１０６が退避位置への移動を検出した後に光学フィルタ１０８の移動を開始する。これは光学フィルタ１０６の動作に異常があったため、リトライ制御によって移動開始はできたとしても退避位置まで正常に移動完了できない可能性があるためである。エラー発生時は光学フィルタ１０６が途中位置で止まるなどの可能性が正常時より高いことから、光学フィルタ同士の衝突を回避する措置をより強化する必要がある。

【0056】

ここで、図６を参照して、実施形態２の光学フィルタ１０６と光学フィルタ１０８の切替時の動作について説明する。本実施形態では、最初の駆動処理で光学フィルタ１０６の移動が開始できず、次に行うリトライ制御により動作開始できたものとする。

【0057】

図６は、図３と同様に、実施形態２の光学フィルタ１０６、１０８の切替時の移動軌跡と位置検出波形の関係を示している。図６（Ａ）は、縦軸に光学フィルタ１０６と光学フィルタ１０８の移動量、横軸に時刻を示している。点線で示すグラフが光学フィルタ１０６の移動軌跡、実線で示すグラフが光学フィルタ１０８の移動軌跡である。図６（Ｂ）は、縦軸に光学フィルタ位置検出結果、横軸に時刻を示している。点線で示すグラフが光学フィルタ１０６の位置検出結果、実線で示すグラフが光学フィルタ１０８の位置検出結果である。時刻ｔ１～ｔ４は図３と同じ時刻である。光学フィルタが正常であれば図３で説明したように、時刻ｔ１において駆動波形を出力しているため光学フィルタ１０６は移動開始する。しかしながら、何らかの要因により光学フィルタ１０６が移動開始できなかった場合、図６に示すように時刻ｔ１においても光学フィルタ位置検出部３０１の検出結果が挿入位置から変化しない。この時点ではエラー検出部３００はエラー発生とは検出しない。時刻ｔ４では駆動波形生成部３０３から通知される出力済み駆動パルス数が退避駆動に必要な駆動パルス数に達しながら、光学フィルタが挿入位置から変化しない。このため、この時点でエラー検出部３００はエラー発生と検出し、エラー発生情報を光学フィルタ制御部３０２に通知する。光学フィルタ制御部３０２はエラー発生の情報を受けてリトライ制御処理に移行する。リトライ制御時は、上述したように、光学フィルタ１０８の移動開始を正常時とは異なるタイミングにする。光学フィルタ制御部３０２は時刻ｔ５においてリトライ制御処理において駆動パルス数を駆動波形生成部３０３に出力し、時刻ｔ５において光学フィルタ１０６の移動が開始される。時刻ｔ６において光学フィルタ１０６の挿入位置側スイッチがオフされて、光学フィルタ位置検出部３０１は光学フィルタ１０６の位置情報を位置不定として出力する。正常時であれば時刻ｔ５において光学フィルタ１０８に移動を開始するが、リトライ制御時においては再度光学フィルタ１０６が退避位置に到達するまで光学フィルタ１０８の移動を開始しない。時刻ｔ７において光学フィルタ１０６の退避位置側スイッチがオン、すなわち光学フィルタ位置検出部３０１から光学フィルタ１０６の位置情報が退避位置であると出力される。これにより光学フィルタ制御部３０２は時刻ｔ７において光学フィルタ１０８の挿入位置への移動を開始する。

【0058】

次に、図７を参照して、本実施形態の光学フィルタの切り替え時の動作を実現するための光学フィルタ制御部（以下、制御部）３０２の制御処理について説明する。なお、図７の処理において図４と異なる処理に異なる符号を付しているが、図４で説明した処理と異なる処理の説明を行う。

【0059】

光学フィルタ制御部３０２は、実施形態１の処理と同様に、光学フィルタ１０６、光学フィルタ１０８の目標位置、現在位置から移動が必要な光学フィルタがあるか判定する。そして、退避移動が必要な光学フィルタがある場合はまず退避移動を開始する（ステップＳ２００～ステップＳ２０４）。その後、実施形態１では、光学フィルタ１０６の退避移動が開始されたタイミングで光学フィルタ１０８の挿入移動を開始していたが、実施形態２ではステップＳ２０６でまずリトライ状態が設定されているかを判定する。リトライ状態とは、上述したように、駆動波形生成部３０３から移動に必要な駆動波形を出力しても光学フィルタが目標位置に到達できなかった場合に、再度必要な駆動波形を出力する処理が発生した状態である。光学フィルタ制御部３０２は、リトライ状態を示すフラグ情報で管理し、ステップＳ２０６ではリトライ状態を示すフラグの真偽で判定を行う。なお、ステップＳ２０６で判定されるリトライ状態を示すフラグを設定する、あるいは解除する処理は後述する。

【0060】

ステップＳ２０６でリトライ状態であると判定された場合、光学フィルタ１０８の移動開始タイミングは光学フィルタ１０６が退避位置に移動完了した後とする。ステップＳ２０６でリトライ状態であると判定された場合、制御部３０２は、処理をステップＳ２０７に進め、ステップＳ２０７において光学フィルタ１０６の移動が完了したか否か判定する。光学フィルタ１０６の移動完了が検出された場合、制御部３０２は、処理をステップＳ２０８に進め、光学フィルタ１０８の挿入移動処理を開始し、処理をステップＳ２０９に進める。

【0061】

ステップＳ２０９～ステップＳ２１１では、制御部３０２は、最初の処理と同様に、光学フィルタ１０６、光学フィルタ１０８の目標位置、現在位置から移動が必要な光学フィルタがあるか判定する。ステップＳ２１１の判定は、現在移動対象となっている全ての光学フィルタの移動が完了したことを確認する処理である。ステップＳ２１１の判定で、目標位置と現在位置との乖離がない、すなわち全ての光学フィルタが目標位置に到達している状態であれば、正常に移動完了できたものとみなし、制御部３０２は、ステップＳ２１２でリトライ状態を解除し、本処理を終了する。ステップＳ２１２のように正常移動ができたときにリトライ状態を解除する理由は、一度リトライ状態になってそれを継続してしまうと、常に一方の移動完了を待ってから他方の移動開始という不要な待ち時間が発生してしまうのを回避するためである。正常移動完了できたことで故障の可能性が低減したものとみなし、正常移動の確認ができたタイミングでリトライ状態も解除している。

【0062】

ここで、ステップＳ２１１において目標位置に移動完了するまではステップＳ２１３の処理が行われる。ステップＳ２１３では、制御部３０２は、エラー検出部３００からエラー情報を取得する。ステップＳ２１４では、制御部３０２は、エラー情報の発生があれば処理をステップＳ２１５に進め、エラーがなければ移動完了を待つために処理をステップＳ２０９に戻す。ステップＳ２１４でエラー発生があった場合、制御部３０２は、ステップＳ２１５に処理を進め、リトライ状態を設定し、本処理を終了する。ここで、リトライ状態が設定されている間は、本処理が所定周期ごとに実行されるものとする。すなわち、再度処理が実行されたときは、リトライ状態が設定されたまま処理が進められるため、ステップＳ２０５までで退避駆動処理が実施され、ステップＳ２０６の判定で処理がステップＳ２０７に移行して、以降の処理を実行する。

【0063】

なお、リトライ状態が設定されてない場合は、ステップＳ２０６の判定からステップＳ２１６に処理が進む。ステップＳ２１６の処理以降は実施形態１と同様に光学フィルタ１０６の移動開始タイミングで光学フィルタ１０８の処理を実施する。ただし、実施形態１と異なるのは、光学フィルタ１０６の移動開始が検出されるのを待っている間、エラー判定を実施する。ステップＳ２１７でエラー情報を取得し、ステップＳ２１８のエラー判定を行い、駆動エラーを検出した場合は上述した処理と同様にステップＳ２１５にてリトライ状態を設定する。ただし、実施形態１では特にエラー検出について記述しなかったが、モータ故障などで移動開始できなかった場合、処理が無限にループしてしまうため、エラー検出やタイムアウト処理など、ループを抜ける処理は必要となる。

【0064】

ここで、ステップＳ２１４においてエラー発生が検出された場合、光学フィルタ１０８の移動中に光学フィルタ１０６が移動停止してしまった場合が含まれる。この場合、光学フィルタ１０６と光学フィルタ１０８とが衝突してしまう可能性がある。このような衝突状態からリトライ制御をした場合、光学フィルタ１０８が接触した状態では光学フィルタ１０６が正常移動できない可能性がある。そこで、例えばステップＳ２０４の処理において、光学フィルタ１０６に退避移動のための駆動波形を生成すると同時に光学フィルタ１０８も再び退避位置に移動させるための駆動波形を生成してもよい。これにより、光学フィルタ１０６と光学フィルタ１０８が互いに離れる方向に移動することで、光学フィルタ１０６のリトライ制御の成功率を上げることが可能になる。なお、リトライ制御時に光学フィルタ同士を互いに離れる方向に駆動させる処理は、上述したようにステップＳ２０４にて光学フィルタ１０８に対しても駆動波形生成部３０３に退避用駆動量を出力する処理のみが図７と相違しているため、説明しない。

【0065】

また、実施形態１でも説明したように、光学フィルタ装置１０は第１の光学フィルタユニット１０４と第２の光学フィルタユニット１０５を備え、上述した処理は両フィルタユニットを組み合わせた処理にも適用できる。例えば第１の光学フィルタユニット１０４において退避移動開始時に異常が発生した場合、第２の光学フィルタユニット１０５にもリトライ状態が適用される。つまり、第１の光学フィルタユニットが要因でリトライ状態が設定された場合、ステップＳ２０７で退避移動の完了を待ってから挿入移動を開始する処理が第２の光学フィルタユニット１０５にも適用される。第１の光学フィルタユニット１０４と第２の光学フィルタユニット１０５ともに挿入方向への移動開始タイミングは、退避移動が必要なフィルタが退避位置まで到達した後とする。第１の光学フィルタユニット１０４で退避移動エラーが生じたとしても第２の光学フィルタユニット１０５のフィルタ挿入移動動作には影響を及ぼさない。しかしながら、第２の光学フィルタユニット１０５のみが先に移動完了させてもユーザが望むものは第１の光学フィルタユニット１０４との合計の減光量である。このため、第１の光学フィルタユニット１０４が目標とする位置に移動完了しなければ第２の光学フィルタユニットのみ移動することは減光量調整の機能としては意味をなさず、さらに同一平面上ではなく前後に配置された光学フィルタユニットがバラバラ動くことは統一感をなくしユーザに違和感を与える。このような理由から、第１の光学フィルタユニット１０４と第２の光学フィルタユニット１０５は個別には制御されず、両光学フィルタユニットで退避と挿入の移動開始のタイミングを同期されるものとする。

【0066】

実施形態２の光学フィルタの切り替え処理によれば、光学フィルタ装置で駆動開始、または駆動途中で異常が発生した場合にも、移動制御を正常時から変更することで、フィルタ同士の接触や衝突の可能性を最小限に抑えることができる。

【0067】

［他の実施形態］
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。

【0068】

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

【符号の説明】

【0069】

１００…光学フィルタ装置、１０６、１０８…光学フィルタ、１０７、１０９…モータ
１１０、１１１…位置検出部、２０４…露出制御部、２０５…目標位置算出部、２０６…光学フィルタ位置算出部、２０８…光学フィルタ制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】