JP5241396B2 - 光学部材制御装置および制御方法、レンズ鏡筒、撮像装置および制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えばレンズ群等の光学部材を駆動する光学部材制御装置、レンズ鏡筒、撮像装置に関するものである。

スチルカメラ、ビデオカメラに代表される撮像装置において、例えば、被写体の映像信号より画面の鮮鋭度を検出し、それが最大となるようにフォーカスレンズの位置を制御して、ピントを合わせる自動焦点調節（ＡＦ）装置が知られている。従来、自動焦点調節を行うフォーカスレンズを駆動する手段としては、ＤＣモータやステッピングモータが一般に使用されてきた。しかし、近年、撮像装置の高機能化、高画素化に伴い、高速、かつ、静音なレンズ駆動、及び、高停止精度のレンズ駆動が要求されている。このため、マグネットやヨークからなる磁気回路中にコイルを配設した、いわゆるボイスコイルモータを用い、レンズ群を光軸方向に駆動する機構が提案されている（特許文献１）。
また、自動焦点調節装置の制御方法として、フォーカスレンズの合焦動作後、そのときのＡＦ評価値を記憶し、ＡＦ評価値が所定の割合以上変化した場合は合焦動作を再び行う手法が開示されている（特許文献２）。この手法によれば、フォーカスレンズの合焦動作後にモータ電源を切ることで消費電力を低減することができる。また、ＡＦ評価値の変化を監視し評価値変化が所定以上の場合は、再度モータ電源を起動して合焦動作を行うことで、ピントボケを防ぐことができる。
特開平７−２３９４３７号公報 特開平９−２８４６３２号公報

しかし、特許文献１に開示されているようなボイスコイルモータを用いたフォーカス機構の場合、ボイスコイルモータへの通電を行わないときには、機構上フォーカスレンズの位置が固定されない。したがって、レンズ位置を固定するためボイスコイルモータへ常時通電を行い、レンズ位置を保持する必要があり、消費電力が増加するという問題があった。

本発明の課題は、光学部材の駆動をボイスコイルモータにより行う場合のように、通電を停止した場合に光学部材の位置が固定されない構成において、光学部材を停止位置に保持しながら消費電力を低減できる光学部材制御装置、レンズ鏡筒、撮像装置を提供することである。

本発明の第１の側面としての光学部材制御装置は、撮影光学系の一部を構成し、前記撮影光学系の光軸に沿って移動することにより焦点状態を変化させる光学部材と、前記光学部材を駆動する駆動部と、焦点調節動作にて合焦状態となる前記光学部材の合焦位置を停止位置として記憶し、前記駆動部を制御して前記光学部材を前記停止位置に移動させる制御を行う駆動制御部と、前記光学部材の位置又は移動に関連する状態の変化を検出する状態検出部と、を備え、前記駆動制御部は、焦点調節動作にて前記光学部材の位置が前記合焦位置であると判定された場合に前記駆動部への通電を停止することにより前記光学部材を前記停止位置にて停止させるとともに、前記状態検出部による検出結果を判定して前記駆動部への通電を再開させる場合には前記光学部材を前記停止位置に保持する保持動作を行い、再び焦点調節動作を行うか否かを判定し、該焦点調節動作を行わない場合には引き続き前記光学部材の保持動作を行うか否かを判定することを特徴とする。

本発明の第２の側面としてのレンズ鏡筒は、本発明の第１の側面としての光学部材制御装置を備える。

本発明の第３の側面としての撮像装置は、本発明の第１の側面としての光学部材制御装置と、前記光学部材を介して得られた像を撮像する撮像部とを備える。
本発明の第４の側面としての制御方法は、前記光学部材の駆動制御において、焦点調節動作で前記光学部材の位置が前記合焦位置であると判定された場合に前記駆動制御部が前記駆動部への通電を停止することにより前記光学部材を前記停止位置にて停止させるとともに、前記状態検出部による検出結果を判定して前記駆動部への通電を再開させる場合には前記光学部材を前記停止位置に保持する保持動作を行うステップと、前記保持動作の後で再び焦点調節動作を行うか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップにて焦点調節動作を行わないことが判定された場合に引き続き前記光学部材の保持動作を行うか否かを判定するステップを有する。

本発明によれば、光学部材の駆動をボイスコイルモータにより行う場合のように、通電を停止した場合に光学部材の位置が固定されない構成において、光学部材を停止位置に保持しながら消費電力を低減できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面等を参照して説明する。
なお、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張して示している。
また、以下の説明では、具体的な数値、形状、材料等を示して説明を行うが、これらは、適宜変更することができる。
さらに、以下の説明中で前後等の方向を表す文言は、特に断りがない限り、カメラを正位置としたときを基準とし、被写体側を前としている。
ここで、正位置とは、撮影者が通常の状態でカメラを保持したとき、すなわち、撮影光学系の光軸が水平であり、かつ、撮影画面の長手方向が水平方向となる状態でカメラが保持されたときの位置を指すものとする。

（第１実施形態）
図１は、本発明による光学部材制御装置を用いたカメラの第１実施形態のレンズ鏡筒まわりの分解斜視図である。
第１実施形態のレンズ鏡筒は、２段沈胴型の３群レンズ構成のレンズ鏡筒であり、被写体側（図中の左側）から順に、１群レンズ１０１、２群レンズ１０２、及び３群レンズ１０３がこれらにより構成される撮影光学系の光路中に配置されている。
１群レンズ１０１は、撮影光学系の一部を構成し、第１鏡筒１０５により保持されている。１群レンズ１０１は、光軸方向に沿って移動して位置を変更することにより、倍率変更を行うズームレンズである。
２群レンズ１０２は、撮影光学系の一部を構成し、光軸に垂直な平面内で他のレンズ群に対して相対的に移動可能となるように第２鏡筒１０６に保持されている。２群レンズ１０２は、上述の平面内で移動（シフト）することにより、像ブレを補正するブレ補正動作を行うシフトレンズである。
３群レンズ１０３は、撮影光学系の一部を構成し、第３鏡筒１０７により保持され、第３鏡筒１０７とともに光軸に沿った方向で移動可能となっている。３群レンズ１０３は、光軸に沿った方向に移動することにより焦点状態を変化させて合焦動作（ピント調整）を行うフォーカスレンズである。
これら３つのレンズ群１０１、１０２、１０３により構成される撮影光学系を透過した被写体像は、ローパスフィルタ１１０を介して撮像素子１０４で光電変換されて撮像される。

撮像素子１０４は、撮影光学系により形成された被写体像を光電変換して撮像する撮像部であり、撮像素子地板１０９により保持されている。
撮像素子地板１０９には、カバー鏡筒１１１が固定されている。また、撮像素子地板１０９には、駆動ギア１１３を含む減速機構が設けられている。この減速機構は、ズームモータ１１４が出力する回転駆動力を減速して駆動筒１１２へ伝える。
カバー鏡筒１１１及び撮像素子地板１０９には、駆動筒１１２が回転可能に保持されている。
駆動筒１１２は、円筒形状に形成されており、外周部に設けられているギア部１１２ａに駆動ギア１１３が噛み合い、ズームモータ１１４の回転により回転駆動される。また、駆動筒１１２の内周壁には、光軸方向に延びる直線溝１１２ｂが周方向に等間隔で３箇所形成されている。

駆動筒１１２の内側には、カバー鏡筒１１１と撮像素子地板１０９とに固定された固定筒１１５が配置されている。
固定筒１１５には、貫通溝形状の繰り出しカム１１５ａが周方向に等間隔で３箇所形成されている。また、固定筒１１５の内周壁には、繰り出しテーパカム１１５ｂが周方向に等間隔で３箇所形成されている。これら繰り出しカム１１５ａと繰り出しテーパカム１１５ｂとは、同じカム軌跡を有している。さらに、固定筒１１５の内周側には、光軸方向に延びる直進溝１１５ｃが周方向に等間隔で３箇所形成されている。

固定筒１１５の内側には、移動カム筒１１６が配置されている。
移動カム筒１１６は、円筒形状に形成されており、その外周部には、カムフォロワとなるフォロワピン１１６ａと駆動ピン１１６ｂが設けられている。
駆動ピン１１６ｂは、フォロワピン１１６ａよりも撮像素子１０４寄りの位置に設けられている。
フォロワピン１１６ａの先端には、テーパ部が形成されており、このテーパ部は、固定筒１１５の繰り出しテーパカム１１５ｂに係合している。
また、駆動ピン１１６ｂは、固定筒１１５の繰り出しカム１１５ａに係合するとともに、繰り出しカム１１５ａを貫通して直進溝１１２ｂにも係合している。
さらに、移動カム筒１１６の内周には、テーパカム１１６ｃ及びテーパカム１１６ｄがそれぞれ周方向に等間隔で３箇所形成されている。
駆動筒１１２がズームモータ１１４の駆動力により光軸回りで回転駆動すると、駆動ピン１１６ｂが直進溝１１２ｂに係合しているため、移動カム筒１１６のフォロワピン１１６ａが固定筒１１５の繰り出しテーパカム１１５ｂのリフトにより光軸方向に移動する。

移動カム筒１１６の内側には、直進筒１１７が配置されている。
直進筒１１７は、円筒形状に形成されており、後端側外周部には、突起部１１７ａが周方向に等間隔で３箇所形成されている。この突起部１１７ａは、固定筒１１５の内周側に形成された直進溝１１５ｃに係合している。
このため直進筒１１７は、固定筒１１５に対し、光軸方向には移動可能であるが、光軸回りでの回転は阻止される。
また、直進筒１１７の前端部外周には、突起部１１７ｂが周方向に等間隔で３箇所形成されており、この突起部１１７ｂは、移動カム筒１１６の前端に当接している。このため移動カム筒１１６が光軸方向に移動すると、直進筒１１７は、移動カム筒１１６と一体的に光軸方向に移動するが、光軸回りの回転は行わない。さらに、直進筒１１７には、光軸方向に延びる貫通溝形状の直進溝１１７ｃが周方向に等間隔で３箇所形成されている。

一方、第１鏡筒１０５の外周部には、フォロワピン１０５ａが周方向に等間隔で３箇所形成されている。このフォロワピン１０５ａは、直進筒１１７の直進溝１１７ｃを貫通して、フォロワピン１０５ａの先端に形成されているテーパ部がテーパカム１１６ｃに係合している。このため第１鏡筒１０５は、移動カム筒１１６が回転しながら光軸方向に移動するのに連動して、テーパカム１１６ｃのリフトにより光軸方向に移動する。

また、第２鏡筒１０６の外周部には、フォロワピン１０６ａが周方向に等間隔で３箇所形成されている。このフォロワピン１０６ａは、直進筒１１７の直進溝１１７ｃを貫通して、フォロワピン１０６ａの先端に形成されているテーパ部がテーパカム１１６ｄに係合している。このため第１鏡筒１０５は、移動カム筒１１６が回転しながら光軸方向に移動するのに連動して、テーパカム１１６ｄのリフトにより光軸方向に移動する。
なお、第２鏡筒１０６には、２群レンズ１０２の他にシャッタ・絞りユニット１０８が設けられている。

図２は、本発明による光学部材制御装置を用いたカメラを示すブロック図である。
第１実施形態のカメラは、１群レンズ１０１、２群レンズ１０２、３群レンズ１０３からなる撮影光学系を有するレンズ鏡筒により得られる被写体像を、静止画又は動画として撮像する撮像装置である。
ズーム駆動制御部４０１は、ズームレンズとしての１群レンズ１０１の光軸に沿った方向の移動を駆動制御する。具体的には、ズーム駆動制御部４０１は、ズームモータ１１４への通電を制御することにより、１群レンズ１０１の駆動を制御する。なお、ズーム駆動制御部４０１が１群レンズ１０１の光軸方向の移動を駆動制御することにより、シャッタ・絞りユニット１０８及び２群レンズ１０２の光軸に沿った方向の駆動も制御される。

シャッタ・絞りユニット駆動制御部４０２は、シャッタ・絞りユニット１０８を駆動制御する。ここで、シャッタ・絞りユニット１０８の駆動制御とは、シャッタの開閉、及び、絞り開口径の駆動制御を指す。
シフトレンズ駆動制御部４０３は、シフトレンズとしての２群レンズ１０２の光軸に垂直な平面での移動（シフト）を駆動制御する。
フォーカス駆動制御部４０４は、フォーカスレンズとしての３群レンズ１０３の光軸に沿った方向の移動を制御する駆動制御部である。
撮像信号処理部４０５は、撮像素子１０４から出力された電気信号を映像信号に変換処理する。
映像信号処理部４０６は、撮像信号処理部４０５から出力された映像信号を用途に応じて加工する。
表示部４０７は、映像信号処理部４０６から出力された信号に基づいて、必要に応じて画像表示を行う。
表示制御部４０８は、撮像素子１０４及び表示部４０７の動作・表示を制御する。

姿勢情報制御部４０９は、後述の姿勢判定部４１６から得た情報に基づいて、映像信号処理部４０６及び表示部４０７に対して撮影装置の姿勢に応じた設定を行う。
制御部４１０は、カメラ全体を制御する。
電源部４１１は、カメラ全体に用途に応じて電源を供給する。
外部入出力端子部４１２は、外部との間で通信信号及び映像信号を入出力する。
操作部４１３は、カメラを操作するための各種釦、タッチパネル等の操作入力手段である。この操作部４１３は、押し込み量に応じて第１スイッチ及び第２スイッチが順にオンするように構成された不図示のシャッタレリーズボタンを有している。シャッタレリーズボタンを約半分押し込んだときに第１スイッチがオンし、シャッタレリーズボタンを最後まで押し込んだときに第２スイッチがオンする構造となっている。
記憶部４１４は、映像情報など様々なデータを記憶する。
姿勢センサ４１５は、傾斜センサを用いてカメラの姿勢に応じた信号を姿勢判定部４１６へ出力する。
姿勢判定部４１６は、姿勢センサ４１５から得た信号により、カメラの姿勢がどのような状態にあるのかを判定し、その判定結果を制御部４１０へ出力する。

次に、本実施形態のカメラの動作について説明する。
操作部４１３のシャッタレリーズボタンの第１スイッチがオンされると、フォーカス駆動制御部４０４が３群レンズ１０３を駆動してピント調整を行うとともに、シャッタ・絞りユニット駆動制御部４０２がシャッタ・絞り１０８を駆動して適正な露光量に設定する。さらに、操作部４１３のシャッタレリーズボタンが押し込まれて第２スイッチがオンされると、撮像素子１０４に露光された光像から得られた画像データを記憶部４１４に記憶する。
このとき、撮影者が操作部４１３を操作することなどにより、ブレ補正機能オンの設定がされていれば、制御部４１０は、シフトレンズ駆動制御部４０３にブレ補正動作を指示する。そして、この指示を受けたシフトレンズ駆動制御部４０３は、ブレ補正機能オフの指示がなされるまでブレ補正動作を行う。

本実施形態では、操作部４１３が一定時間操作されなかった場合、制御部４１０は、省電力のために表示部４０７の電源を遮断して表示を行わない指示を出す。
また、本実施形態のカメラでは、静止画撮影モードと動画撮影モードとのうちの一方を操作部４１３より選択可能であり、それぞれのモードにおいて各アクチュエータ制御部の動作条件を変更することができる。
さらに、操作部４１３に対して１群レンズ１０１による変倍を行わせる操作があると、制御部４１０を介して指示を受けたズーム駆動制御部４０１が１群レンズ１０１を駆動して、指示されたズーム位置に１群レンズを移動する。
さらにまた、撮像素子１０４から送られ、撮像信号処理部４０５，映像信号処理部４０６によって処理された画像情報に基づいて、フォーカス駆動制御部４０４が３群レンズ１０３を駆動してピント調整を行う。

図３は、３群レンズ１０３の駆動機構と撮像素子地板１０９とを示す分解斜視図である。
図４は、３群レンズ１０３の駆動機構と撮像素子地板１０９とを組み立てた状態を示す斜視図である。
本実施形態の３群レンズ１０３の駆動機構は、３群レンズ１０３を駆動する駆動部として、ボイスコイルモータを用いている。
本実施形態のボイスコイルモータは、コイル１１８ａ、マグネット１１８ｂ、ヨーク１１８ｃを備えている。
コイル１１８ａは、第３鏡筒１０７に固定されており、フレキシブル基板１１９が電気的に接続されている。
マグネット１１８ｂ、及び、ヨーク１１８ｃは、固定部材１２０を介して撮像素子地板１０９に固定されている。

撮像素子地板１０９には、ガイド軸１２１が光軸に平行となるように支持部材１２２により取り付けられている。なお、支持部材１２２は、撮像素子地板１０９に対してビス止め固定されている。
第３鏡筒１０７は、嵌合部１０７ａがガイド軸１２１に対して移動可能となるように嵌合している。よって、第３鏡筒１０７は、光軸に沿った方向に滑らかに直進移動可能である。

フォーカス駆動制御部４０４に制御されてフレキシブル基板１１９を介してコイル１１８ａに通電すると、マグネット１１８ｂ及びヨーク１１８ｃで形成される磁気回路の作用により、第３鏡筒１０７は、ガイド軸１２１にガイドされて光軸に沿った方向に駆動される。
一方、コイル１１８ａへの通電が行われないときには、第３鏡筒１０７は、ガイド軸１２１にガイドされて光軸に沿った方向に自由に移動可能な状態であり、特定の位置に保持されない。
なお、第３鏡筒１０７の移動可能な範囲は、撮像素子地板１０９と第３鏡筒１０７との突き当て面から撮像素子地板１０９にビス止め固定された支持部材１２２と第３鏡筒１０７との突き当て面までである。

また、本実施形態の３群レンズ１０３の駆動機構は、その位置又は移動に関連する状態の変化を検出する状態検出部として、３群レンズ１０３の位置を検出する位置検出部を有している。本実施形態の位置検出部は、センサ１２３ａ及びスケール１２３ｂを備えている。
スケール１２３ｂは、弾性保持部材１２４により第３鏡筒１０７に弾性保持されている。このスケール１２３ｂには、所定のピッチで溝部が形成されており、センサ１２３ａとともに用いることにより光学式のリニアスケールとして機能する。
また、撮像素子地板１０９には、スケール１２３ｂに対向して、所定の間隔を空けてセンサ１２３ａが固定部材１２０により取り付けられている。センサ１２３ａには、発光素子と受光素子が実装されており、発光素子から発光される光束がスケール１２３ｂの溝部に反射して、その反射光束を受光素子により受光することで出力信号を得る。センサ１２３ａには、例えば、ＳＲセンサ等を用いることができる。

図５は、センサ１２３ａの受光素子から得られる周期波形の出力の例を示す図である。
固定されたセンサ１２３ａに対し、スケール１２３ｂを固定した第３鏡筒１０７が移動すると、センサ１２３ａから図５に示すような９０ｄｅｇの位相差を有する正弦波信号が出力される。これらの２相の出力により、スケール１２３ｂの移動量と移動方向を判定することができる。ここで、第３鏡筒１０７の初期位置は、第３鏡筒１０７と撮像素子地板１０９との突き当てにより決定される。
なお、センサ１２３ａの出力は３相以上でもよい。また、位相角も９０ｄｅｇ以外の角度でもよい。さらに、第３鏡筒１０７の初期位置は、初期位置検出用のセンサを設けて、このセンサからの出力により決めてもよい。

次に、本実施形態のカメラのフォーカス動作について説明する。
図６は、第１実施形態のフォーカス動作を示すフローチャートである。
図７は、第１実施形態のボイスコイルモータの停止及び再起動の変更を示す状態遷移図である。
ステップ（以下、Ｓとする）１で処理が開始されると、まずＳ２でウォブリング動作により３群レンズ１０３を微小駆動させながらＡＦ評価値を演算し、現在合焦しているのか、ボケているのかを判断する。ここで、ＡＦ評価値とは、３群レンズ１０３の移動中に撮像素子１０４から得られる焦点検出領域の画像についての合焦度の評価値（焦点評価値）であり、例えばコントラストの大きさを表す値を用いることができる。本実施形態では、制御部４１０がＡＦ評価値を算出する。また、ウォブリング動作とは、３群レンズ１０３を光軸に沿った方向で微小な範囲で往復駆動を繰り返す動作である。

Ｓ３では、Ｓ２のウォブリング動作の結果により、現在合焦状態にあるかどうか、すなわちＡＦ動作の停止位置である合焦位置に３群レンズ１０３があるか否かを判別する。
非合焦と判断した場合には、Ｓ４へ進み、ウォブリング動作による判定結果の方向へ山登り動作を実行する。
次にＳ５で合焦点、すなわち、ＡＦ評価信号の頂点を越えたかどうかを判定する。ＡＦ評価信号の頂点を越えていなければ山登りを続け、越えていればＳ６、Ｓ７で頂点に３群レンズ１０３を戻す。
しかし、頂点に戻す動作をしている間に、パンニング等により被写体が変化する場合もあるので、Ｓ７で頂点に３群レンズ１０３が辿り着いたならば、今いるところが本当に頂点、即ち合焦点であるのかを判定するため、再びＳ２へ戻り、再びウォブリング動作を行う。このように、Ｓ３で非合焦と判断した場合には、合焦が完了するまでウォブリングを繰り返す。

一方、Ｓ３で合焦であると判定した場合は、フォーカス駆動部４０４がボイスコイルモータのコイル１１８ａへの通電を切り３群レンズ１０３を停止し、Ｓ８からの再起動監視処理ルーチンへ進む。
これは、図７に示すウォブリング状態（８０１）から合焦完了（８０５）し、ＡＦ終了状態（８０２）に遷移した状態に相当する。

再起動監視処理ルーチンでは、まず、Ｓ８で合焦時のＡＦ評価値レベルを記憶する。
Ｓ９では、現在の３群レンズ１０３の停止位置を後述する保持動作における保持位置として記憶する。
Ｓ１０では、ボイスコイルモータのコイル１１８ａへの通電による消費電力低減のために、ボイスコイルモータのコイル１１８ａへの通電を停止し、ボイスコイルモータの動作を停止する（図７：モータ停止状態（８０３））。
ここで、上述したように消費電力低減のためにボイスコイルモータのコイル１１８ａへの通電は停止する。しかし、その後のレンズ位置の移動を検出するため、３群レンズ１０３の位置検出センサ１２３ａの電源及び、カメラの姿勢変化を検出する姿勢センサ４１５、及び、姿勢判定部４１６の電源は切らずに、これらへの通電は継続する。

Ｓ１１では、表示部４０７の表示がオンしているか、表示部４０７の電源が遮断されて表示がオフしているかを判断する。表示がオンしている場合には、Ｓ１４へ進み、表示がオフしている場合には、Ｓ１２へ進む。
Ｓ１２では、３群レンズ１０３をＡＦ開始位置へ移動した後、ボイスコイルモータのコイル１１８ａへの通電を停止し、ボイスコイルモータの動作を停止する。
Ｓ１３では、現在の３群レンズ１０３の停止位置であるＡＦ開始位置を後述する保持動作における保持位置として記憶する。
このように本実施形態では、撮影画像の表示を行う表示部４０７の表示のオン／オフと連動して、表示がオフである場合には、３群レンズ１０３を後述の保持動作により予め設定されたＡＦ開始位置に保持させる。これにより、表示が再開されてＡＦ動作を再開するときに素早くＡＦ動作を開始できる。なお、表示部４０７の表示がオフのときに３群レンズ１０３を保持する位置は、ＡＦ開始位置以外の位置としてもよい。

Ｓ１４では、保持通電判定ルーチンを開始する。保持通電判定ルーチンとは、３群レンズ１０３の位置を保持するために、ボイスコイルモータへの通電が必要であるか否かを判定するルーチンである。
具体的には、Ｓ１５で、３群レンズ１０３の位置を検出するセンサ１２３ａを用いて、フォーカス駆動制御部４０４によってある周期毎に現在の３群レンズ１０３の位置と、Ｓ９又はＳ１３において記憶しておいたボイスコイルモータ停止直前の３群レンズ１０３の位置とを比較する。この比較は、現在の３群レンズ１０３の位置とボイスコイルモータ停止直前の３群レンズ１０３の位置との差の絶対値を求め、これを予め設定した閾値と比較することにより行う。
ここで、上述の閾値は、被写界深度に応じた値とする。したがって、閾値は、その時点における撮影光学系の焦点距離、絞り値によって変化するように設定されている。これは、ＡＦのピントに影響するフォーカス位置のずれは、被写界深度によって異なるからである。
また、位置の差を求めるために用いる値としては、実際の位置をμｍ等の寸法を用いてもよいし、センサ１２３ａから得られるデータを直接用いてもよい。

Ｓ１５において、これら位置の差の絶対値が閾値以内、すなわち、現在の３群レンズ１０３の位置がボイスコイルモータ停止直前の３群レンズ１０３の位置から移動した量が予め設定した量以内であれば、保持通電の必要なしと判定し、Ｓ１６に進む。
Ｓ１６では、モータ停止状態を維持する。

一方、Ｓ１５において、３群レンズ１０３の位置変化が閾値以上であると判定した場合、ボイスコイルモータのコイル１１８ａへの保持通電が必要であると判断して（図７：レンズ位置変化あり８１０）、Ｓ１７へ進む。
Ｓ１７では、ボイスコイルモータの再起動を行う（図７：モータ再起動状態８０４）。
Ｓ１８では、ボイスコイルモータのコイル１１８ａへの保持通電を開始し、３群レンズ１０３を保持位置に保持する駆動制御を行う。

なお、ボイスコイルモータのコイル１１８ａへのモータへの通電開始は、操作部４１３のシャッタレリーズボタンの押下タイミングでも行い、レリーズボタン押下直後は、保持動作によるレンズの位置が安定しないため、保持動作による位置が安定するのに必要な所定の時間経過後に露光を開始する。

その後、Ｓ１９では、ＡＦ評価値による再ＡＦ判定（再度ＡＦ動作を行う必要があるか否かの判定）を行う再ＡＦ判定ルーチンを行う。
この再ＡＦ判定ルーチンでは、現在のＡＦ評価値レベルが、合焦時にＳ８で記憶したレベルに比べ、変動した度合いにより再ＡＦ判定を行う。例えば、記憶したレベルに対して所定％以上変化したら、パンニング等による被写体変化があったとして「再度のＡＦ動作が必要」と判断し、所定％未満の変化量ならば被写体の変化はないとして「再度のＡＦ動作は不要」と判断する。
Ｓ２０では、再ＡＦ条件を満たしたか否かを判定し、満たしていればＳ２に戻り（図７：ＡＦ評価値変化検出（８１２））、再度ウォブリング動作（図７：ウォブリング中（８０１））に移行する。
一方、Ｓ２０において再ＡＦ条件を満たさなければ、再ＡＦの必要はないので再度保持通電判定ルーチンＳ１４に戻り、引き続き保持通電を行う必要があるかを判定する。ここで、３群レンズ１０３の移動量が再び所定範囲内に収まっていれば、再度Ｓ１６においてボイスコイルモータを停止し、保持通電判定ルーチンＳ１４に戻る。
なお、図示しないが、Ｓ１１で表示部４０７の表示がオフしていると判断されている場合には、この再ＡＦ判定ルーチンはスキップされて、Ｓ１４を行う。

以上説明したように、本実施形態では、３群レンズ１０３の位置変化があったときにのみ保持動作を行うので、ボイスコイルモータのコイル１１８ａへの保持通電を行う時間を低減できる。よって、消費電力を低減しながら、３群レンズ１０３の位置を特定の位置に保持することができる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、ボイスコイルモータの停止と再起動との状態変更をモータ停止前に保存した３群レンズ１０３の位置と現在の３群レンズ１０３の位置とをセンサ１２３ａを用いて検出した。そして、この３群レンズ１０３の位置変化が所定値以上かどうかで保持動作を行うか否かの判定を行う例を示した。
第２実施形態では、別の判定方法として、姿勢判定部４１６から得た情報に基づいて、カメラ姿勢の変化により、ボイスコイルモータのコイル１１８ａへの保持通電を停止、及び、再開する方法を示す。
すなわち、第１実施形態の３群レンズ１０３の駆動機構は、その位置又は移動に関連する状態の変化を検出する状態検出部として、３群レンズ１０３の位置を検出する位置検出部を用いていた。これに対して、第２実施形態では、姿勢センサ４１５、及び、姿勢判定部４１６を状態検出部として用い、これらの検出結果に基づいて保持動作を行うか否かの判定を行う。
第２実施形態は、動作の内容が一部異なる他は、第１実施形態と同様な構成をしている。よって、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。

図８は、第２実施形態のフォーカス動作を示すフローチャートである。
第２実施形態の基本的な動作フローは、第１実施形態と重複しているので、ここでは、第１実施形態と異なる部分について説明する。
Ｓ１からＳ８は、第１実施形態と同様である。
Ｓ３１では、姿勢センサ４１５、及び、姿勢判定部４１６を使用してボイスコイルモータ停止直前のカメラ姿勢を保存する。
Ｓ３２は、第１実施形態のＳ１０と同様である。
Ｓ３３では、第１実施形態と同様に保持通電判定ルーチンを開始する。保持通電判定ルーチンとは、３群レンズ１０３の位置を保持するために、ボイスコイルモータへの通電が必要であるか否かを判定するルーチンである。ただし、第２実施形態では、判定の方法が第１実施形態とは異なっている。
具体的には、Ｓ３４において、ボイスコイルモータの駆動方向（ガイド軸１２１の長手方向）へ影響するカメラ姿勢（カメラ上向き、下向き方向）の変化があったと判定すると、ボイスコイルモータへの保持通電を開始する。
Ｓ３５からＳ３９は、第１実施形態のＳ１６からＳ２０と同様である。

以上説明したように、本実施形態では、カメラの姿勢に変化があったときにのみ保持動作を行うので、ボイスコイルモータのコイル１１８ａへの保持通電を行う時間を低減できる。よって、消費電力を低減しながら、３群レンズ１０３の位置を特定の位置に保持することができる。

（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）各実施形態において、保持動作を行う対象としてフォーカスレンズである３群レンズ１０３を例に挙げて説明した。しかし、フォーカスレンズ以外の他のレンズであってもよい。また、屈折作用を与えるレンズの他、他の作用を光に対して及ぼす光学部材であってもよい。例えば、光を反射するミラーであってもよいし、光を遮光するシャッタや絞り等の遮光部材であってもよいし、光を偏向したり、回折したり、一部を透過したりする各種フィルタであってもよい。

（２）各実施形態において、フォーカスレンズである３群レンズ１０３をウォブリング動作させながら合焦位置を求めるいわゆる山登り駆動を行うコントラストＡＦ方式を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、位相差ＡＦ方式等の他のＡＦ方式であってもよい。

（３）第２実施形態では、カメラの姿勢判定に、傾斜センサを使用する例を示した。これに限らず、例えば、３群レンズの制御量（例えば、フォーカス駆動制御部が演算しているカメラ姿勢の重力負荷によって増減する積分制御量）の変化を用いて傾斜を検出して姿勢の変化を検知し、保持動作を行うか否かの判定を行ってもよい。このようにすれば、傾斜センサ等を設置する必要がなくなり、部品配置のスペースが不要となり、より小型な装置とできる。

（４）各実施形態において、レンズ鏡筒がカメラ本体部分に一体的に取り付けられているカメラを例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、カメラ本体に対して着脱自在な交換レンズの形態のレンズ鏡筒であってもよい。

なお、第１実施形態、第２実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。

本発明による光学部材制御装置を用いたカメラの第１実施形態のレンズ鏡筒まわりの分解斜視図である。 本発明による光学部材制御装置を用いたカメラを示すブロック図である。 ３群レンズ１０３の駆動機構と撮像素子地板１０９とを示す分解斜視図である。 ３群レンズ１０３の駆動機構と撮像素子地板１０９とを組み立てた状態を示す斜視図である。 センサ１２３ａの受光素子から得られる周期波形の出力の例を示す図である。 第１実施形態のフォーカス動作を示すフローチャートである。 第１実施形態のボイスコイルモータの停止及び再起動の変更を示す状態遷移図である。 第２実施形態のフォーカス動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０１ １群レンズ
１０２ ２群レンズ
１０３ ３群レンズ
１０４ 撮像素子
１０５ 第１鏡筒
１０５ａ フォロワピン
１０６ 第２鏡筒
１０６ａ フォロワピン
１０７ 第３鏡筒
１０８ シャッタ・絞りユニット
１０９ 撮像素子地板
１１０ ローパスフィルタ
１１１ カバー鏡筒
１１２ 駆動筒
１１２ａ ギア部
１１２ｂ 直進溝
１１３ 駆動ギア
１１４ ズームモータ
１１５ 固定筒
１１５ａ 繰り出しカム
１１５ｂ 繰り出しテーパカム
１１５ｃ 直進溝
１１６ 移動カム筒
１１６ａ フォロワピン
１１６ｂ 駆動ピン
１１６ｃ、１１６ｄ テーパカム
１１７ 直進筒
１１７ａ 突起部
１１７ｂ 突起部
１１７ｃ 直進溝
１１８ａ コイル
１１８ｂ マグネット
１１８ｃ ヨーク
１１９ フレキシブル基板
１２０ 固定部材
１２１ ガイド軸
１２２ 支持部材
１２３ａ センサ
１２３ｂ スケール
１２４ 弾性保持部材
４０１ ズーム駆動制御部
４０２ シャッタ・絞りユニット駆動制御部
４０３ シフトレンズ駆動制御部
４０４ フォーカス駆動制御部
４０５ 撮像信号処理部
４０６ 映像信号処理部
４０７ 表示部
４０８ 表示制御部
４０９ 姿勢情報制御部
４１０ 制御部
４１１ 電源部
４１２ 外部入出力端子部
４１３ 操作部
４１４ 記憶部
４１５ 姿勢センサ
４１６ 姿勢判定部

Claims (13)

1. 撮影光学系の一部を構成し、前記撮影光学系の光軸に沿って移動することにより焦点状態を変化させる光学部材と、
   前記光学部材を駆動する駆動部と、
   焦点調節動作にて合焦状態となる前記光学部材の合焦位置を停止位置として記憶し、前記駆動部を制御して前記光学部材を前記停止位置に移動させる制御を行う駆動制御部と、
   前記光学部材の位置又は移動に関連する状態の変化を検出する状態検出部と、
   を備え、
   前記駆動制御部は、焦点調節動作にて前記光学部材の位置が前記合焦位置であると判定された場合に前記駆動部への通電を停止することにより前記光学部材を前記停止位置にて停止させるとともに、前記状態検出部による検出結果を判定して前記駆動部への通電を再開させる場合には前記光学部材を前記停止位置に保持する保持動作を行い、再び焦点調節動作を行うか否かを判定し、該焦点調節動作を行わない場合には引き続き前記光学部材の保持動作を行うか否かを判定すること、
   を特徴とする光学部材制御装置。
2. 前記状態検出部は、前記光学部材の位置を検出する位置検出部を有し、
   前記駆動制御部は、前記光学部材が停止した前記停止位置と前記位置検出部により検出した前記光学部材の現在の位置との差を、閾値と比較して前記保持動作を行うか否かを判定すること、
   を特徴とする請求項１に記載の光学部材制御装置。
3. 前記状態検出部は、当該光学部材制御装置の姿勢がどのような状態にあるのかを判定する姿勢判定部を有し、
   前記駆動制御部は、前記姿勢判定部の判定結果に基づいて、前記保持動作を行うか否かを判定すること、
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学部材制御装置。
4. 姿勢判定部は、姿勢センサからの出力、又は、前記駆動制御部による制御量の変化に基づいて姿勢を判定すること、
   を特徴とする請求項３に記載の光学部材制御装置。
5. 前記駆動部は、ボイスコイルモータを用いていること、
   を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の光学部材制御装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光学部材制御装置を備えるレンズ鏡筒。
7. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光学部材制御装置と、
   前記光学部材を介して得られた像を撮像する撮像部と、
   を備える撮像装置。
8. 前記駆動制御部は、前記光学部材が停止した前記停止位置と位置検出部により検出した前記光学部材の現在の位置との差を閾値と比較して前記保持動作を行うか否かを判定する場合、前記閾値を被写界深度に応じて変化させること、
   を特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
9. 前記駆動制御部は、前記撮像部が撮像を行うときに前記保持動作を行うこと、
   を特徴とする請求項７または請求項８に記載の撮像装置。
10. 前記撮像部は、前記駆動制御部が前記保持動作を開始してから前記保持動作が安定した後に撮像を行うこと、
    を特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
11. 撮影画像を表示する表示部を備え、
    前記駆動制御部は、前記表示部が前記撮影画像の表示を行わないときには、予め設定した位置を前記停止位置として前記光学部材を停止させるとともに、前記状態検出部による検出結果を判定して前記駆動部への通電を再開させる場合には前記光学部材を前記停止位置に移動させて前記保持動作を行うこと、
    を特徴とする請求項７から請求項１０までのいずれか１項に記載の撮像装置。
12. 撮影光学系の一部を構成し、前記撮影光学系の光軸に沿って移動することにより焦点状態を変化させる光学部材と、
    前記光学部材を駆動する駆動部と、
    焦点調節動作にて合焦状態となる前記光学部材の合焦位置を停止位置として記憶し、前記駆動部を制御して前記光学部材を前記停止位置に移動させる制御を行う駆動制御部と、
    前記光学部材の位置又は移動に関連する状態の変化を検出する状態検出部と、
    を備えた光学部材制御装置にて実行される制御方法であって、
    前記光学部材の駆動制御にて、焦点調節動作で前記光学部材の位置が前記合焦位置であると判定された場合に前記駆動制御部が前記駆動部への通電を停止することにより前記光学部材を前記停止位置にて停止させるとともに、前記状態検出部による検出結果を判定して前記駆動部への通電を再開させる場合には前記光学部材を前記停止位置に保持する保持動作を行うステップと、
    前記保持動作の後で再び焦点調節動作を行うか否かを判定する判定ステップと、
    前記判定ステップにて焦点調節動作を行わないことが判定された場合に引き続き前記光学部材の保持動作を行うか否かを判定するステップを有すること、
    を特徴とする光学部材制御装置の制御方法。
13. 撮影光学系の一部を構成し、前記撮影光学系の光軸に沿って移動することにより焦点状態を変化させる光学部材と、
    前記光学部材を駆動する駆動部と、
    焦点調節動作にて合焦状態となる前記光学部材の合焦位置を停止位置として記憶し、前記駆動部を制御して前記光学部材を前記停止位置に移動させる制御を行う駆動制御部と、
    前記光学部材の位置又は移動に関連する状態の変化を検出する状態検出部と、
    を備えた撮像装置にて実行される制御方法であって、
    前記光学部材の駆動制御にて、焦点調節動作で前記光学部材の位置が前記合焦位置であると判定された場合に前記駆動制御部が前記駆動部への通電を停止することにより前記光学部材を前記停止位置にて停止させるとともに、前記状態検出部による検出結果を判定して前記駆動部への通電を再開させる場合には前記光学部材を前記停止位置に保持する保持動作を行うステップと、
    前記保持動作の後で再び焦点調節動作を行うか否かを判定する判定ステップと、
    前記判定ステップにて焦点調節動作を行わないことが判定された場合に引き続き前記光学部材の保持動作を行うか否かを判定するステップを有すること、
    を特徴とする撮像装置の制御方法。
    

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