(57)【要約】  レンズ鏡筒は、光軸に沿って移動することに伴い、焦点距離及び撮影距離をそれぞれ変更可能な第１及び第２ズームフォーカスレンズ群と、第１ズームフォーカスレンズ群を駆動する第１アクチュエータと、第２ズームフォーカスレンズ群を駆動する第２アクチュエータと、第１及び第２アクチュエータそれぞれを独立制御する駆動制御部と、を備える。駆動制御部は、第１及び第２ズームフォーカスレンズ群のうち第１ズームフォーカスレンズ群のみを光軸方向に往復運動させることによって、第１ズームフォーカスレンズ群にウォブリング動作をさせる。
2012081142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸に沿って移動することに伴い、焦点距離及び撮影距離をそれぞれ変更可能な第１及び第２ズームフォーカスレンズ群と、
前記第１ズームフォーカスレンズ群を駆動する第１アクチュエータと、
前記第２ズームフォーカスレンズ群を駆動する第２アクチュエータと、
前記第１及び第２アクチュエータそれぞれを独立制御する駆動制御部と、
を備え、
前記駆動制御部は、前記第１及び第２ズームフォーカスレンズ群のうち第１ズームフォーカスレンズ群のみを前記光軸方向に往復運動させることによって、前記第１ズームフォーカスレンズ群にウォブリング動作をさせる、
レンズ鏡筒。
【請求項２】
前記駆動制御部は、前記第１及び第２ズームフォーカスレンズ群それぞれについて予め設定された複数のズームフォーカストラッキング曲線を有しており、
前記駆動制御部は、前記第１及び第２ズームフォーカスレンズ群それぞれを前記複数のズームフォーカストラッキング曲線に沿って駆動させながら、前記複数のズームフォーカストラッキング曲線のうちの一のズームトラッキング曲線の軌跡を中心として前記第１ズームフォーカスレンズ群にウォブリング動作をさせるとともに、焦点距離調整時には前記第１及び第２ズームフォーカスレンズ群それぞれを前記複数のズームフォーカストラッキング曲線に基づいて同時に移動させる、
請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
物体の光学的な像を電気的な画像信号として出力可能な撮像装置であって、
請求項１に記載のレンズ鏡筒と、
該レンズ鏡筒により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子と、
を備える撮像装置。
【請求項４】
物体の光学的な像を電気的な画像信号に変換し、変換された画像信号の表示及び記憶の少なくとも一方を行うカメラであって、
請求項１に記載のレンズ鏡筒と、該レンズ鏡筒により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子と、を含む撮像装置を備えるカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示された技術は、静止画または動画の撮影が可能なカメラとそれに用いられる撮像装置、レンズ鏡筒に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、静止画または動画が撮影できる撮像装置は、一つのフォーカスレンズ群を駆動するフォーカスアクチュエータと、一つのズームレンズ群を駆動するズームアクチュエータにより、フォーカス動作、ズーム動作を行う。フォーカスアクチュエータおよびズームアクチュエータは、ＤＣモータやステッピングモータ、超音波モータなどが使われる。動画撮影時の合焦位置検出は、フォーカスレンズ群を、光軸方向に微小範囲で前後させるいわゆるウォブリング動作を行うことで実現している。ズーム時には、フォーカスレンズ群が、ズームレンズ群の移動に合わせて、ズームトラッキング曲線を中心としてウォブリング動作を行うことで、ズームトラッキング動作と合焦位置検出を同時に行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１７２４１０号公報
【発明の概要】
【０００４】
（発明が解決しようとする課題）
しかし、特許文献１では、焦点距離を変更する役割のズームレンズ群と、撮影距離を変更する役割のフォーカスレンズ群というようにレンズ群による役割が分離されているため、レンズ鏡筒が大型化してしまう課題があった。そこで、３つ以上のレンズ群の各々にアクチュエータを搭載し、レンズ群を個別にズーム動作およびフォーカス動作を行うことにより、レンズ鏡筒の小型化が可能となる。その場合には、騒音（動作音）が大きくなり、動画撮影中に記録されたり、また、消費電力が大きくなり、撮影時間が短くなるといった課題が発生する。
本発明の目的は、動画撮影中のオートフォーカス動作において各レンズ群の動作を最小限に抑えることで、騒音の削減と、消費電力の削減を行いながら、正確なオートフォーカス動作を行うことができるレンズ鏡筒、撮像装置およびカメラを提供することである。
（課題を解決するための手段）
本発明に係るレンズ鏡筒は、光軸に沿って移動することに伴い、焦点距離及び撮影距離をそれぞれ変更可能な第１及び第２ズームフォーカスレンズ群と、第１ズームフォーカスレンズ群を駆動する第１アクチュエータと、第２ズームフォーカスレンズ群を駆動する第２アクチュエータと、第１及び第２アクチュエータそれぞれを独立制御する駆動制御部と、を備える。駆動制御部は、第１及び第２ズームフォーカスレンズ群のうち第１ズームフォーカスレンズ群のみを光軸方向に往復運動させることによって、第１ズームフォーカスレンズ群にウォブリング動作をさせる。
（発明の効果）
本発明によれば、動画撮影中のオートフォーカス動作において各レンズ群の動作を最小限に抑えることができるため、騒音の削減と、消費電力の削減を行いながら、正確なオートフォーカス動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】デジタルカメラの概略断面図
【図２】デジタルカメラの斜視図
【図３】本発明の実施の形態におけるズーム動作およびフォーカス動作における各レンズ群の位置を示す図
【図４】従来例のレンズ鏡筒における動画撮影時のズーム動作およびフォーカス動作の各レンズ群の位置を示す図
【図５】本発明の実施の形態におけるズーム動作、フォーカス動作およびウォブリング動作における各レンズ群の位置の一例を示す図
【図６】動画撮影時の各レンズ群の動作の一例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒、撮像装置およびカメラについて説明する。なお、以下の実施形態は本発明の一実施形態であり、本発明はこれらの実施形態に限定されない。
［実施形態］
実施形態に係るデジタルカメラ１（撮像装置の一例）について、図１〜５を用いて説明する。
《１：デジタルカメラの構成》
図１はデジタルカメラ１の概略断面図である。図２はデジタルカメラ１の概略斜視図である。図１に示すように、デジタルカメラ１は、レンズ鏡筒２とカメラ本体３とを備えている。
【０００７】
ここで図１や図２に示すように、本実施形態では、デジタルカメラ１に対して３次元直交座標系を設定する。光学系４（後述）の光軸５はＺ軸方向と一致している。Ｘ軸方向はデジタルカメラ１での横撮り姿勢における水平方向と一致している。Ｙ軸方向はデジタルカメラ１での横撮り姿勢における鉛直方向と一致している。なお、これらの方向はデジタルカメラ１の使用状態を限定するものではない。
図１に示すように、レンズ鏡筒２は、レンズ支持機構６と絞り駆動制御部７とズームフォーカス駆動制御部８と、レンズマイコン４０と、を有している。
レンズ支持機構６は、光学系４と、レンズ群支持枠２０〜２４と、ズームフォーカスモータ２５〜２７と、レンズ群フォトセンサ２９、３１、３３と、を有している。
カメラ本体３は、ボディマイコン１５と画像表示制御部１６と、画像表示部１７とバッテリー１８と、撮像センサ１９と、を有している。
【０００８】
レンズマイコン４０は、ボディマイコン１５とインターフェースを介して接続され、ボディマイコン４０との間で通信を行う。
（１）光学系
光学系４は、第１レンズ群９、第２レンズ群１０、第３レンズ群１１、第４レンズ群１２、第５レンズ群１３および絞り機構１４を有している。これらのレンズ群のうち、第２レンズ群１０、第４レンズ群１２、第５レンズ群１３のそれぞれは、光軸に沿って移動することに伴い、ズーム倍率を可変するとともに被写体像のフォーカス状態を調整するズームフォーカスレンズ群の一例である。具体的には、第２レンズ群１０、第４レンズ群１２および第５レンズ群１３から選択された一つのレンズ群が「第１ズームフォーカスレンズ群」の一例となり、残りの２つのうち一つのレンズ群が「第２ズームフォーカスレンズ群」の一例となる。
【０００９】
ズームフォーカスレンズ群である第２レンズ群１０、第４レンズ群１２、第５レンズ群１３のそれぞれは、光軸５上をＺ軸方向に移動することで焦点距離および撮影距離（物点撮影距離）を変更する。
（２）レンズ支持機構
レンズ支持機構６は、光学系４の各レンズ群９〜１３と絞り機構１４とを固定或いは移動可能に支持するための機構である。レンズ支持機構６は、固定枠（図示せず）と、第１レンズ群支持枠２０と、第２レンズ群支持枠２１と、第３レンズ群支持枠２２と、と第４レンズ群支持枠２３と、第５レンズ群支持枠２４と、を有している。
固定枠（図示せず）は、第１レンズ群支持枠２０と、絞り機構１４と、第２レンズ群ズームフォーカスモータ２５と、第３レンズ群支持枠２２と、第４レンズ群ズームフォーカスモータ２６と、第５レンズ群ズームフォーカスモータ２７とを支持すると共に、Ｚ軸方向に延びる６本のガイドポールを支持している。第２レンズ群ズームフォーカスモータ２５、第４レンズ群ズームフォーカスモータ２６および第５レンズ群ズームフォーカスモータ２７は例えばステッピングモータである。
【００１０】
なお、本実施形態において、第２レンズ群ズームフォーカスモータ２５、第４レンズ群ズームフォーカスモータ２６および第５レンズ群ズームフォーカスモータ２７から選択された一つのズームフォーカスモータが「第１ズームフォーカスモータ」の一例となり、残りの２つのうち一つのズームフォーカスモータが「第２ズームフォーカスモータ」の一例となる。
第１レンズ群支持枠２０は、第１レンズ群９を支持している。
第２レンズ群支持枠２１は、第２レンズ群１０を支持し、第２レンズ群ラック２８と、第２レンズ群ラック突起２８ｂと、を有している。第２レンズ群支持枠２１にはガイドポールが挿入されており、回転しないように、廻り止めが施された状態で、第２レンズ群支持枠２１はＺ軸方向に移動可能に支持されている。第２レンズ群ラック突起２８ｂは第２レンズ群１０の原点を検出するための部分であり、第２レンズ群フォトセンサ２９の検出領域を通過可能な位置に設けられている。
【００１１】
第２レンズ群ズームフォーカスモータ２５は、固定枠（図示せず）に固定されており、第２レンズ群支持枠２１をＺ軸方向に駆動する。第２レンズ群ズームフォーカスモータ２５のリードスクリューは、フォーカスレンズ駆動制御部８から入力された駆動信号に基づいて回転する。第２レンズ群ズームフォーカスモータ２５で発生した回転運動は、リードスクリューおよび第２レンズ群ラック２８により第２レンズ群支持枠２１のＺ軸方向の直進運動に変換される。これによって、第２レンズ群支持枠２１がＺ軸方向に移動可能となっている。
第３レンズ群支持枠２２は、第３レンズ群１１を支持している。
第４レンズ群支持枠２３は、第４レンズ群１２を支持し、第４レンズ群ラック３０と、第４レンズ群ラック突起３０ｂと、を有している。第４レンズ群支持枠２３にはガイドポールが挿入されており、回転しないように、廻り止めが施された状態で、第４レンズ群支持枠２３はＺ軸方向に移動可能に支持されている。第４レンズ群ラック突起３０ｂは第４レンズ群１２の原点を検出するための部分であり、第４レンズ群フォトセンサ３１の検出領域を通過可能な位置に設けられている。
【００１２】
第４レンズ群ズームフォーカスモータ２６は、固定枠（図示せず）に固定されており、第４レンズ群支持枠２３をＺ軸方向に駆動する。第４レンズ群ズームフォーカスモータ２６のリードスクリューは、フォーカスレンズ駆動制御部８から入力された駆動信号に基づいて回転する。第４レンズ群ズームフォーカスモータ２６で発生した回転運動は、リードスクリューおよび第４レンズ群ラック３０により第４レンズ群支持枠２３のＺ軸方向の直進運動に変換される。これによって、第４レンズ群支持枠２３がＺ軸方向に移動可能となっている。
第５レンズ群支持枠２４は、第５レンズ群１３を支持し、第５レンズ群ラック３２と、第５レンズ群ラック突起３２ｂと、を有している。第５レンズ群支持枠２４はガイドポールが挿入されており、回転しないように、廻り止めが施された状態で、第５レンズ群支持枠２４はＺ軸方向に移動可能に支持されている。第５レンズ群ラック突起３２ｂは第５レンズ群１３の原点を検出するための部分であり、第５レンズ群フォトセンサ３３の検出領域を通過可能な位置に設けられている。
【００１３】
第５レンズ群ズームフォーカスモータ２７は、固定枠（図示せず）に固定されており、第５レンズ群支持枠２４をＺ軸方向に駆動する。第５レンズ群ズームフォーカスモータ２７のリードスクリューは、フォーカスレンズ駆動制御部８から入力された駆動信号に基づいて回転する。第５レンズ群ズームフォーカスモータ２７で発生した回転運動は、リードスクリューおよび第５レンズ群ラック３２により第５レンズ群支持枠２４のＺ軸方向の直進運動に変換される。これによって、第５レンズ群支持枠２４がＺ軸方向に移動可能となっている。
（３）ズームフォーカス駆動制御部
ズームフォーカス駆動制御部８は、３個のズームフォーカスモータ２５、２６および２７の全てを同時に同じ或いは異なった駆動速度で制御することが可能である。さらに、ズームフォーカス駆動制御部８は、３個のズームフォーカスモータ２５、２６および２７のうち何れか１個或いは２個のズームフォーカスモータのみを駆動させることも可能である。各ズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３を合焦位置へ駆動する時などは、３個のズームフォーカスモータ２５、２６および２７を同時に駆動することで、ＡＦ動作の高速化が可能となる。
【００１４】
また、ズームフォーカス駆動制御部８は、動画撮影などにおいて合焦位置を確認するために撮影距離を微小範囲内で前後させる、いわゆるウォブリング動作時は、各ズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３のうちの１つ、例えば、最も軽いズームフォーカスレンズ群である第５レンズ群１３のみを駆動させる。これによって、像倍率変化と駆動音と消費電力を小さくすることができる。具体的には、ズームフォーカス駆動制御部８は、ウォブリング動作時、第５レンズ群１３のみを光軸５方向に前後に駆動するように、第５レンズ群ズームフォーカスモータ２７を制御する。
レンズマイコン４０は、レンズ鏡筒２の中枢をつかさどる制御装置である。レンズマイコン４０は、レンズ鏡筒２に搭載された各部に接続されており、レンズ鏡筒２の各種シーケンスの制御を行う。レンズマイコン４０には、ＣＰＵやメモリ４１等が搭載されており、メモリ４０に格納されたプログラムがＣＰＵに読み込まれることで、様々な機能を実現することができる。
【００１５】
ズームフォーカス駆動制御部８は、レンズマイコン４０により制御される。レンズマイコン４０に搭載されたメモリ４１には、レンズ鏡筒２に関する情報（レンズ情報）や被写体距離に応じたズームフォーカスレンズ群の位置情報などが格納されている。
メモリ４０は、例えば不揮発性メモリであり、電力供給が停止している状態でも記憶している情報を保持できる。
レンズマイコン４０は、被写体距離に応じたズームフォーカスレンズ群の位置情報に基づいて、ズームフォーカスモータ２５、２６および２７の制御をズームフォーカス駆動制御部８に指示する。これにより、各ズームフォーカスレンズ群がＺ軸方向に駆動される。レンズマイコン４０は、ズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３の光軸５方向の位置を把握可能である。つまり、レンズマイコン４０は、被写体距離を把握可能である。なお、被写体距離とは、光学系４によって光学像が合焦している被写体までの距離である。具体的には、レンズマイコン４０は、第２レンズ群フォトセンサ２９の検出信号により第２レンズ群支持枠２１が原点位置にあることを認識し、その後、第２レンズ群フォーカスモータ２５の駆動量（たとえば、ステップ数）をカウントすることにより、第２レンズ群１０の光軸５方向の位置を把握する。また、レンズマイコン４０は、第４レンズ群フォトセンサ３１の検出信号により第４レンズ群支持枠２３が原点位置にあることを認識し、その後、第４レンズ群フォーカスモータ２６の駆動量（たとえば、ステップ数）をカウントすることにより、第４レンズ群１２の光軸５方向の位置を把握する。また、レンズマイコン４０は、第５レンズ群フォトセンサ３３の検出信号により第５レンズ群支持枠２４が原点位置にあることを認識し、その後、第５レンズ群フォーカスモータ２７の駆動量（たとえば、ステップ数）をカウントすることにより、第５レンズ群１３の光軸５方向の位置を把握する。
【００１６】
また、レンズマイコン４０は、電源スイッチ３５、シャッターボタン３４、ズームレバー３６の信号を、それぞれ受信可能である。
（４）絞り機構
絞り機構１４は、絞り駆動制御部７により、制御される。絞り機構１４では、絞り羽根（図示せず）が開方向および閉方向に駆動されることによって、開口形状が変化する。絞り羽根を駆動することで光学系４の絞り値を変更することができる。絞り駆動制御部７は、撮影距離に応じて絞り径を変更するように制御する。
（５）カメラ本体
カメラ本体３の背面には、表示部１７が設けられており、カメラ本体３の上面には、シャッターボタン３４と、電源スイッチ３５と、ズームレバー３６が設けられている。
【００１７】
電源スイッチ３５は、デジタルカメラ１の電源の入切を行うためのスイッチである。電源スイッチ３５により電源がオン状態になると、カメラ本体３およびレンズ鏡筒２の各部に電源が供給される。
モード切り換えダイヤル（図示せず）は、静止画撮影モード、動画撮影モードおよび再生モード等の動作モードを切り換えるためのダイヤルであり、ユーザーはモード切り換えダイヤルを回転させて動作モードを切り換えることができる。モード切り換えダイヤルにより静止画撮影モードが選択されると、動作モードは静止画撮影モードへ切り換えられ、モード切り換えダイヤルにより動画撮影モードが選択されると、動作モードは動画撮影モードへ切り換えられる。動画撮影モードでは、基本的に動画撮影が可能となる。さらに、モード切り換えダイヤルにより再生モードが選択されると、動作モードは再生モードへ切り換えられる、表示部１７には撮影画像が表示される。
【００１８】
シャッターボタン３４は、撮影の際にユーザーによって操作される。シャッターボタン３４が操作されると、タイミング信号がボディマイコン１５に出力される。シャッターボタン３４は、半押し操作と全押し操作を実行可能な２段式のスイッチである。ユーザーが半押し操作すると、測光処理および測距処理が開始される。シャッターボタン３４を半押しの状態でユーザーがシャッターボタン３４を全押し操作すると、タイミング信号が出力され、撮像素子１９により画像データが取得される。
ズームレバー３６は、撮影の際にユーザーによって操作される。ズームレバー３６が操作されると、その操作量がボディマイコン１５に出力される。ボディマイコン１５はその操作量に従って、ズームフォーカス駆動制御部８に指令を出力し、所望のズーム位置に移動するようにレンズ群１０、１２および１３を制御する。
【００１９】
（６）撮像センサ
撮像センサ１９は、光学系４により形成される光学的な像を電気的な信号に変換する、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）センサである。撮像センサ１９は、タイミング信号により駆動制御される。なお、撮像センサ１９はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサでもよい。
シャッター制御部（図示せず）は、タイミング信号を受信したボディマイコン１５から出力される制御信号にしたがって、シャッターユニット１９ａ（図示せず）を動作させる。
なお、本実施形態では、オートフォーカス方式として、撮像センサ１９で生成された画像データを利用するコントラスト検出方式が採用されている。コントラスト検出方式を用いることにより、高精度なフォーカス調節が実現されている。
【００２０】
（７）ボディマイコン
ボディマイコン１５は、カメラ本体３の中枢を司る制御装置であり、操作情報に応じて、デジタルカメラ１の各部を制御する。具体的には、ボディマイコン１５にはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭが搭載されており、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵに読み込まれることで、様々な機能を実現することができる。たとえば、ボディマイコン１５は、第２レンズ群フォトセンサ２９の検出信号により第２レンズ群支持枠２１が原点位置にあることを認識することができる。
（８）画像表示部
画像表示部は、表示部１７と、画像表示制御部１６からなる。表示部１７は例えば液晶モニタである。表示部１７は、画像表示制御部１６からの命令に基づいて、撮影画像を表示する。表示部１７での表示形態としては、画像信号のみを可視画像として表示する表示形態や、画像信号と撮影時の情報とを可視画像として表示する表示形態が考えられる。
【００２１】
（９）バッテリー
バッテリー１８は、カメラ本体３の各部に電力を供給し、レンズ鏡筒２に電力を供給する。本実施形態ではバッテリー１８は充電池である。なお、バッテリー１８は、乾電池でもよいし、電源コードにより外部から電力供給が行われる外部電源であってもよい。
《２：デジタルカメラの動作》
デジタルカメラ１の動作について説明する。
（１）静止画撮影
ユーザーによりシャッターボタン３４が全押しされると、撮像センサ１９の測光出力に基づいて計算された絞り値に光学系４の絞り値が設定されるように、レンズマイコン４０により絞り駆動制御部７が制御される。これにより、指示された絞り値まで絞り機構１４が絞り込まれる。絞り値の指示と同時に、ボディマイコン１５は、撮像センサ１９の駆動命令とシャッターユニット１９ａの駆動命令とを送信する。これにより、撮像センサ１９の測光出力に基づいて計算されたシャッタースピードの時間だけ、シャッターユニット１９ａにより撮像センサ１９が露光される。
【００２２】
撮影処理が実行された後、撮影が終了すると、ボディマイコン１５は、画像信号を内部メモリおよび／またはリムーバブルメモリに記録する。さらに、ボディマイコン１５は、画像信号とともに撮影モードの情報（オートフォーカス撮影モードかマニュアルフォーカス撮影モードか）を、内部メモリおよび／またはリムーバブルメモリに記録する。
さらに、露光完了後、ボディマイコン１５は、撮像センサ１９から画像データを読み出し、画像表示制御部１６へ画像データを出力する。これにより、表示部１７へ撮影画像が表示される。
また、露光完了後、ボディマイコン１５により、シャッターユニット１９ａが初期位置にリセットされる。また、レンズマイコン４０から絞り機構１４を開放位置にリセットするよう絞り駆動制御部７に命令が下され、レンズマイコン４０から各ユニットへリセット命令が下される。リセット完了後、ボディマイコン１５は、リセット完了情報を受信した後であって、かつ、露光後の一連の処理が完了した後に、シャッターボタン３４が押されていないことを確認し、撮影シーケンスを終了する。
【００２３】
（２）動画撮影
デジタルカメラ１は、動画を撮影する機能も有している。動画撮影モードでは、一定の周期で撮像センサ１９により画像データが生成され、生成される画像データを利用してコントラスト検出方式によるオートフォーカスが継続的に行われる。動画撮影モードにおいて、シャッターボタン３４が押されると、動画が記録され、シャッターボタン３４が再度押されると、動画の記録が停止する。
《３：ズームポジションとフォーカスポジションによるレンズ位置》
図３は、ズーム動作およびフォーカス動作における第２レンズ群１０、第４レンズ群１２、第５レンズ群１３の位置を示す図である。横軸はレンズ位置を示し、左側が被写体方向、右側が撮像素子１９方向を示す。縦軸は、ズーム位置を示し、上側が広角端側、下側が望遠端側を示す。したがって、例えば第２レンズ群１０が広角端から望遠端に向かってズーム動作をした場合、レンズ位置は被写体側から撮像素子側へ単調に移動する。フォーカス位置は、∞および至近と書かれた曲線または直線で示され、例えば第２レンズ群１０は、望遠端で無限から至近までフォーカス動作をした場合、撮像素子１９側から、被写体側へ移動する。
【００２４】
《４：動画撮影時のズームフォーカスレンズ群の動作》
本発明のレンズ鏡筒においては、ズームフォーカス駆動制御部８によって、３つのズームフォーカスモータ２５、２６および２７をそれぞれ個別に制御を行い、３つのズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３の位置を変更することで、焦点距離および撮影距離の変更を行う。そのため、従来のレンズ鏡筒のように、焦点距離を変更する役割のズームレンズ群と撮影距離を変更する役割のフォーカスレンズ群のような役割分担がされていない。
図４に、従来のレンズ鏡筒における動画撮影時のズーム動作およびフォーカス動作の各レンズ群の位置を示す。ここで、図４中の第２レンズ群はズームレンズ群であり、第４レンズ群はフォーカスレンズ群である。従来の動画撮影時の合焦位置検出は、フォーカスレンズ群である第４レンズ群を、光軸方向であるＺ方向の微小範囲で前後させるいわゆるウォブリング動作を行い、ウォブリング動作中の２点のコントラスト値を比較することで実施している。撮影位置の焦点調整は、ウォブリング動作により、撮影距離を前後させた所で取得したコントラスト値の大きい方にフォーカスレンズをシフトさせることで行われ、前後のコントラスト値の差が決められた閾値以下になるまで繰り返し行われる。またコントラスト値の差が閾値以下であれば、その場でウォブリング動作を行い続ける。
【００２５】
図４（ａ）中の実線は、撮影距離が∞で、焦点距離が広角端から望遠端に変化する場合のズームレンズ群および、フォーカスレンズ群の移動軌跡を示したものである。点線は、撮影距離が∞から至近物点位置の各位置におけるフォーカスレンズ群の合焦位置の軌跡の一例を示したものである。撮影距離が変わらない場合、フォーカスレンズ群である第４レンズ群は現在の撮影距離の位置（∞位置）を中心として、ウォブリング動作を行い続ける。このとき撮影者によって、焦点距離が変更されると、図４（ａ）に示すように、ズームレンズ群である第２レンズ群が焦点距離によって決まるレンズ移動軌跡に沿って移動を行い、フォーカスレンズ群である第４レンズ群は焦点位置によって決まる∞位置のレンズ移動軌跡を中心としながらウォブリング動作を行う。このようにフォーカスレンズ群の焦点距離の変化に対する移動軌跡をフォーカストラッキング曲線と呼び、このフォーカストラッキング曲線は撮影距離ごとに異なった曲線を持つ。
【００２６】
図４（ｂ）は、撮影中に撮影距離が∞から至近に変化すると同時に、焦点距離も広角端から望遠端に変化する場合のズームレンズ群、フォーカスレンズ群の移動軌跡を示したものである。この場合は、焦点距離に加えて撮影距離も変化するため、ウォブリング動作によって撮影距離が変更されたことを検知するとウォブリング動作の振幅中心を変更する。このときフォーカストラッキング曲線も変更されるため、図４（ｂ）に示すようなレンズ移動軌跡となる。
このように従来のレンズ鏡筒においては、ズームレンズ群とフォーカスレンズ群の役割が分離されているため、撮影距離が変化すると、フォーカスレンズ群のフォーカストラッキング曲線のみが変わり、ズームレンズ群の移動軌跡は変化しない。
しかしながら、本発明のレンズ鏡筒は３つのズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３の位置を変更することで、焦点距離および撮影距離の変更が行われる。従って、動画撮影時のオートフォーカス動作においては、焦点距離が変化しない場合においても、３つのズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３を移動させる必要がある。そのため、従来のレンズ鏡筒のようにフォーカスレンズ群のみをウォブリング動作させるだけでは、オートフォーカスを行うことはできない。しかしながら、３つのズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３で同時にウォブリング動作を行うと、レンズ群が動作するときに発生する騒音（動作音）が大きくなり、撮影動画に記録されたり、また、消費電力が大きくなり、撮影時間が短くなるといった課題が発生する。
【００２７】
そこで、本発明においては、動画撮影時のオートフォーカス時の合焦位置検出のためのウォブリング動作を、レンズ群の重量が一番軽いレンズ群で行う。これにより、焦点調整および焦点距離調整時に３つのズームフォーカスレンズ群を移動させることによって発生する騒音及び消費電力を低減させると共に、正確なオートフォーカス動作を可能とした。
図５に本発明の実施の形態における動画撮影時のズーム動作およびフォーカス動作の各レンズ群の位置の一例を示す。図６に、動画撮影時の各レンズ群の動作の一例を示すフローチャートを示す。なお、図５に示される各曲線は、フォーカストラッキング曲線とズームトラッキング曲線とを合成することによって作成されている。図５に示される各曲線は、「ズームフォーカストラッキング曲線」の一例である。
図５（ａ）は撮影中に焦点距離が変化せず、撮影距離（物点撮影距離）のみが∞から至近に変化する場合のズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３の移動を矢印で示したものである。
【００２８】
オートフォーカスが開始されると、図６のフローチャートのＳＴＥＰ１にてマイコン１５からズームフォーカス駆動制御部８にウォブリング量とフォーカスシフト量が指令されＳＴＥＰ２に移行する。ここで、フォーカスシフト量はウォブリング動作後のコントラスト値検出後に設定されるため、オートフォーカス開始直後は、フォーカスシフト量はゼロとなっている。
ＳＴＥＰ２ではズーム指令位置を取得し、ＳＴＥＰ３に移行する。ＳＴＥＰ３ではズームフォーカス駆動制御部８が記録している現在のズーム位置とＳＴＥＰ２で取得したズーム指令位置を比較する。図５（ａ）ではズーム位置が変化しない場合を想定しているため、ＳＴＥＰ４へ移行する。
ＳＴＥＰ４ではＳＴＥＰ１で取得したフォーカスシフト量がゼロかどうかを判断する。オートフォーカス動作開始直後はゼロに設定されているため、ＳＴＥＰ５に移行する。
【００２９】
ＳＴＥＰ５ではＳＴＥＰ１で取得したウォブリング量にて第５レンズ群１３のウォブリング動作を行う。ここではまず現在のレンズ位置を中心として至近方向に第５レンズ群１３を微小駆動し、ＳＴＥＰ１０へ移行する。ＳＴＥＰ１０ではマイコン１５からオートフォーカス動作の終了指令が入るとフローチャートを終了し、入らなければＳＴＥＰ１に戻る。
ＳＴＥＰ１にもどると再度マイコン１５からウォブリング量とフォーカスシフト量の指令を受け、上述のフローを２回繰り返す。フォーカスシフト量は、現在のレンズ位置に対して至近側と∞側のコントラスト値が取得されるまではゼロのままである。数回このフローを繰り返した後、マイコン１５が撮影距離の変化を検知するとフォーカスシフト量がゼロ以外の値が指令される。
【００３０】
ここで例として至近側に移動するフォーカスシフト量ａが指令されたとする。これによりＳＴＥＰ４のフォーカスシフト量がゼロではなくなるため、ＳＴＥＰ４からＳＴＥＰ８へ移行される。ＳＴＥＰ８では、マイコン１５から指令されたフォーカスシフト量ａを３つのズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３のそれぞれのフォーカスシフト量にズームフォーカス駆動制御部８にて変更する。（例えば、第２レンズ群１０のフォーカスシフト量をａ２、第４レンズ群１２のフォーカスシフト量をａ４、第５レンズ群１３のフォーカスシフト量をａ５とする。）変更が終了するとＳＴＥＰ９へ移行する。ＳＴＥＰ９では３つのズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３を設定されたそれぞれのレンズ移動量にて同時に移動させる。ここで、第２レンズ群１０および第４レンズ群１２の移動量はＳＴＥＰ８で設定されたフォーカスシフト量ａ２およびａ４であり、第５レンズ群１３の移動量はＳＴＥＰ１で設定されたウォブリング量とＳＴＥＰ８で設定されたフォーカスシフト量ａ５である。
【００３１】
ＳＴＥＰ９により各レンズが移動することにより、図５（ａ）の各レンズの位置は矢印で示されたように∞から至近側に移動する。
図５（ｂ）は撮影中に撮影距離（物点撮影距離）が∞位置から変化せず、焦点距離のみが広角端から望遠端に変化する場合のズームフォーカスレンズ群の移動軌跡を示したものである。
オートフォーカスが開始されると、図６のフローチャートのＳＴＥＰ１にてマイコン１５からズームフォーカス駆動制御部８にウォブリング量とフォーカスシフト量が指令されＳＴＥＰ２に移行する。ここで、フォーカスシフト量はウォブリング動作後のコントラスト値検出後に設定されるため、オートフォーカス開始直後は、フォーカスシフト量はゼロとなっている。
【００３２】
ＳＴＥＰ２ではズーム指令位置を取得し、ＳＴＥＰ３に移行する。ＳＴＥＰ３ではズームフォーカス駆動制御部８が記録している現在のズーム位置とＳＴＥＰ２で取得したズーム指令位置を比較する。図５（ｂ）ではズーム位置が変化する場合を想定しているため、ＳＴＥＰ６へ移行する。
ＳＴＥＰ６ではズーム指令位置に従って３つのズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３を移動させるため、それぞれのズームトラッキング移動量をズームフォーカス駆動制御部８にて設定してＳＴＥＰ７に移行する。（例えば、第２レンズ群１０のズームトラッキング移動量をｂ２、第４レンズ群１２のズームトラッキング移動量をｂ４、第５レンズ群１３のズームトラッキング移動量をｂ５とする。）
ＳＴＥＰ７ではＳＴＥＰ１で取得したフォーカスシフト量がゼロかどうかを判断する。ここでは撮影距離は変化しないと仮定しているためフォーカスシフト量はゼロとなり、ＳＴＥＰ９に移行する。
【００３３】
ＳＴＥＰ９では３つのズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３を設定されたそれぞれのレンズ移動量にて同時にレンズを移動させＳＴＥＰ１０に移行する。ここで、第２レンズ群１０および第４レンズ群１２の移動量はＳＴＥＰ６で設定されたズームトラッキング移動量ｂ２およびｂ４であり、第５レンズ群１３の移動量はＳＴＥＰ１で設定されたウォブリング量とＳＴＥＰ６で設定されたズームトラッキング移動量ｂ５である。
ＳＴＥＰ１０ではマイコン１５からオートフォーカス動作の終了指令が入るとフローチャートを終了し、入らなければＳＴＥＰ１に戻る。
上記のフローチャートを繰り返し行うことで図５（ｂ）に示したようなレンズ移動軌跡で各レンズ群が駆動を行う。
図５（ｃ）は撮影中に撮影距離（物点撮影距離）が∞から至近に変化すると同時に、焦点距離も広角端から望遠端に変化する場合のズームフォーカスレンズの移動軌跡を示したものである。
【００３４】
図５（ｃ）に示される動作は、上記図５（ａ）と図５（ｂ）を組み合わせた動作である。図５（ｃ）の実線は、オートフォーカス開始から焦点距離を変更しながらウォブリング動作を行い、図中のｔ１、ｔ２、ｔ３のタイミングで焦点距離に加えて撮影距離が変化したときのレンズ移動軌跡である。
このように、動画撮影時のオートフォーカス時の合焦位置検出のためのウォブリング動作を、レンズ群重量が一番軽い第５レンズ群１３で行い、焦点調整および、焦点距離調整時に３つのズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３を移動させることにより、騒音の削減と、消費電力の削減を行うと共に、正確なオートフォーカス動作が可能となる。
なお、本実施の形態では、重量が一番軽いレンズ群にてウォブリング動作を行うように説明したが、これに限られるものではなく、他のズームフォーカスレンズ群にて同様に、ウォブリング動作を行ってもよい。
【００３５】
［他の実施形態］
本発明の実施形態は、前述の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の修正および変更が可能である。また、前述の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
（１）
前述の実施形態では、デジタルカメラは静止画および動画の撮影が可能であるが、静止画撮影のみ、あるいは、動画撮影のみ可能であってもよい。
（２）
前述の実施形態においては、デジタルカメラは、例えばデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラ付き携帯電話またはカメラ付きＰＤＡであってもよい。
【００３６】
（３）
前述のデジタルカメラ１はクイックリターンミラーを有していないが、従来の一眼レフカメラのようにクイックリターンミラーが搭載されていてもよい。
（４）
光学系４の構成は前述の実施形態に限定されない。例えば、第３レンズ群１１が複数のレンズから構成されていてもよいし、さらに、第６レンズ群があってもよく、少なくともズーム動作時、フォーカス動作時に少なくとも３つのレンズ群を含む構成であってもよい。
（５）
前述の実施形態では、シャッターユニット１９ａを動作させることにより撮像センサ１９への露光時間を制御しているが、電子シャッターにより撮像センサ１９の露光時間を制御してもよい。
【００３７】
（６）
第２レンズ群ズームフォーカスモータ２５、第４レンズ群ズームフォーカスモータ２６、および第５レンズ群ズームフォーカスモータ２７は、ステッピングモータでなくても、他のアクチュエータであってもよい。たとえば、アクチュエータは、電磁モータ、ボイスコイルモータ、圧電素子を用いた振動型アクチュエータ等である。
（７）
ズームフォーカス駆動制御部８は、ウォブリング動作時、第２レンズ群１０のみを光軸５方向に前後に駆動するように、第２レンズ群ズームフォーカスモータ２５を制御してもよい。また、ズームフォーカス駆動制御部８は、ウォブリング動作時、第４レンズ群１２のみを光軸５方向に前後に駆動するように、第４レンズ群ズームフォーカスモータ２６を制御してもよい。好ましくは、ズームフォーカス駆動制御部８は、ウォブリング動作時、最も軽いレンズ群である第５レンズ群１３のみを光軸５方向に前後に駆動するように、第５レンズ群ズームフォーカスモータ２７を制御してもよい。
【００３８】
（８）
絞り駆動モータは、ステッピングモータでなくても、他のアクチュエータであってもよい。たとえば、アクチュエータは、電磁モータ、ボイスコイルモータ、圧電素子を用いた振動型アクチュエータ等である。
（９）
レンズ一体型カメラで説明したが、レンズ交換式カメラの場合でも同様の効果が得られる。
（１０）
本実施の形態では、原点検出装置をフォトインタラプタで説明したが、他の位置センサでも良い。具体的には、光学的、電磁的、物理的、磁気的な効果を用いた位置センサでもよい。
【００３９】
（１１）
上記実施形態では、光学系４は、第２レンズ群１０と第４レンズ群１２と第５レンズ群１３との３つのズームフォーカスレンズ群を備えることとしたが、これに限られるものではない。光学系４は、２つのズームフォーカスレンズ群を備えていてもよいし、また、４つ以上のズームフォーカスレンズ群を備えていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、撮像装置等のレンズ鏡筒に好適である。
【符号の説明】
【００４１】
１  デジタルカメラ
２  レンズ鏡筒
３  カメラ本体
４  光学系
５  光軸
６  レンズ支持機構
７  絞り駆動制御部
８  ズームフォーカス駆動制御部
９  第１レンズ群
１０  第２レンズ群
１１  第３レンズ群
１２  第４レンズ群
１３  第５レンズ群
１４  絞り機構（絞りの一例）
１５  マイコン
１６  画像表示制御部
１７  表示部
１８  バッテリー（主電源の一例）
１９  撮像センサ（撮像素子の一例）
２０  第１レンズ群支持枠
２１  第２レンズ群支持枠
２２  第３レンズ群支持枠
２３  第４レンズ群支持枠
２４  第５レンズ群支持枠
２５  第２レンズ群ズームフォーカスモータ
２６  第４レンズ群ズームフォーカスモータ
２７  第５レンズ群ズームフォーカスモータ
２８  第２レンズ群ラック
２９  第２レンズ群フォトセンサ
３０  第４レンズ群ラック
３１  第４レンズ群フォトセンサ
３２  第５レンズ群ラック
３３  第５レンズ群フォトセンサ
【図１】
2012081142.tif 000003
【図２】
2012081142.tif 000004
【図３】
2012081142.tif 000005
【図４】
2012081142.tif 000006
【図５】
2012081142.tif 000007
【図６】
2012081142.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成24年10月31日(2012.10.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸に沿って移動することに伴い、焦点距離及び撮影距離をそれぞれ変更可能な第１及び第２ズームフォーカスレンズ群と、
前記第１ズームフォーカスレンズ群を駆動する第１アクチュエータと、
前記第２ズームフォーカスレンズ群を駆動する第２アクチュエータと、
前記第１及び第２アクチュエータそれぞれを独立制御する駆動制御部と、
を備え、
前記駆動制御部は、前記第１及び第２ズームフォーカスレンズ群のうち第１ズームフォーカスレンズ群のみを前記光軸方向に往復運動させることによって、前記第１ズームフォーカスレンズ群にウォブリング動作をさせる、
レンズ鏡筒。
【請求項２】
前記駆動制御部は、前記第１及び第２ズームフォーカスレンズ群それぞれについて予め設定された複数のズームフォーカストラッキング曲線を有しており、
前記駆動制御部は、前記第１及び第２ズームフォーカスレンズ群それぞれを前記複数のズームフォーカストラッキング曲線に沿って駆動させながら、前記複数のズームフォーカストラッキング曲線のうちの一のズームトラッキング曲線の軌跡を中心として前記第１ズームフォーカスレンズ群にウォブリング動作をさせるとともに、焦点距離調整時には前記第１及び第２ズームフォーカスレンズ群それぞれを前記複数のズームフォーカストラッキング曲線に基づいて同時に移動させる、
請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
物体の光学的な像を電気的な画像信号として出力可能な撮像装置であって、
請求項１に記載のレンズ鏡筒と、
該レンズ鏡筒により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子と、
を備える撮像装置。
【請求項４】
物体の光学的な像を電気的な画像信号に変換し、変換された画像信号の表示及び記憶の少なくとも一方を行うカメラであって、
請求項１に記載のレンズ鏡筒と、該レンズ鏡筒により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子と、を含む撮像装置を備えるカメラ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示された技術は、静止画または動画の撮影が可能なカメラとそれに用いられる撮像装置、レンズ鏡筒に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、静止画または動画が撮影できる撮像装置は、一つのフォーカスレンズ群を駆動するフォーカスアクチュエータと、一つのズームレンズ群を駆動するズームアクチュエータにより、フォーカス動作、ズーム動作を行う。フォーカスアクチュエータおよびズームアクチュエータは、ＤＣモータやステッピングモータ、超音波モータなどが使われる。動画撮影時の合焦位置検出は、フォーカスレンズ群を、光軸方向に微小範囲で前後させるいわゆるウォブリング動作を行うことで実現している。ズーム時には、フォーカスレンズ群が、ズームレンズ群の移動に合わせて、ズームトラッキング曲線を中心としてウォブリング動作を行うことで、ズームトラッキング動作と合焦位置検出を同時に行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１７２４１０号公報
【発明の概要】
【０００４】
（発明が解決しようとする課題）
しかし、特許文献１では、焦点距離を変更する役割のズームレンズ群と、撮影距離を変更する役割のフォーカスレンズ群というようにレンズ群による役割が分離されているため、レンズ鏡筒が大型化してしまう課題があった。そこで、３つ以上のレンズ群の各々にアクチュエータを搭載し、レンズ群を個別にズーム動作およびフォーカス動作を行うことにより、レンズ鏡筒の小型化が可能となる。その場合には、騒音（動作音）が大きくなり、動画撮影中に記録されたり、また、消費電力が大きくなり、撮影時間が短くなるといった課題が発生する。
【０００５】
本発明の目的は、動画撮影中のオートフォーカス動作において各レンズ群の動作を最小限に抑えることで、騒音の削減と、消費電力の削減を行いながら、正確なオートフォーカス動作を行うことができるレンズ鏡筒、撮像装置およびカメラを提供することである。
（課題を解決するための手段）
本発明に係るレンズ鏡筒は、光軸に沿って移動することに伴い、焦点距離及び撮影距離をそれぞれ変更可能な第１及び第２ズームフォーカスレンズ群と、第１ズームフォーカスレンズ群を駆動する第１アクチュエータと、第２ズームフォーカスレンズ群を駆動する第２アクチュエータと、第１及び第２アクチュエータそれぞれを独立制御する駆動制御部と、を備える。駆動制御部は、第１及び第２ズームフォーカスレンズ群のうち第１ズームフォーカスレンズ群のみを光軸方向に往復運動させることによって、第１ズームフォーカスレンズ群にウォブリング動作をさせる。
（発明の効果）
本発明によれば、動画撮影中のオートフォーカス動作において各レンズ群の動作を最小限に抑えることができるため、騒音の削減と、消費電力の削減を行いながら、正確なオートフォーカス動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】デジタルカメラの概略断面図
【図２】デジタルカメラの斜視図
【図３】本発明の実施の形態におけるズーム動作およびフォーカス動作における各レンズ群の位置を示す図
【図４】従来例のレンズ鏡筒における動画撮影時のズーム動作およびフォーカス動作の各レンズ群の位置を示す図
【図５】本発明の実施の形態におけるズーム動作、フォーカス動作およびウォブリング動作における各レンズ群の位置の一例を示す図
【図６】動画撮影時の各レンズ群の動作の一例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒、撮像装置およびカメラについて説明する。なお、以下の実施形態は本発明の一実施形態であり、本発明はこれらの実施形態に限定されない。
［実施形態］
実施形態に係るデジタルカメラ１（撮像装置の一例）について、図１〜５を用いて説明する。
【０００８】
《１：デジタルカメラの構成》
図１はデジタルカメラ１の概略断面図である。図２はデジタルカメラ１の概略斜視図である。図１に示すように、デジタルカメラ１は、レンズ鏡筒２とカメラ本体３とを備えている。
ここで図１や図２に示すように、本実施形態では、デジタルカメラ１に対して３次元直交座標系を設定する。光学系４（後述）の光軸５はＺ軸方向と一致している。Ｘ軸方向はデジタルカメラ１での横撮り姿勢における水平方向と一致している。Ｙ軸方向はデジタルカメラ１での横撮り姿勢における鉛直方向と一致している。なお、これらの方向はデジタルカメラ１の使用状態を限定するものではない。
【０００９】
図１に示すように、レンズ鏡筒２は、レンズ支持機構６と絞り駆動制御部７とズームフォーカス駆動制御部８と、レンズマイコン４０と、を有している。
レンズ支持機構６は、光学系４と、レンズ群支持枠２０〜２４と、ズームフォーカスモータ２５〜２７と、レンズ群フォトセンサ２９、３１、３３と、を有している。
カメラ本体３は、ボディマイコン１５と画像表示制御部１６と、画像表示部１７とバッテリー１８と、撮像センサ１９と、を有している。
【００１０】
レンズマイコン４０は、ボディマイコン１５とインターフェースを介して接続され、ボディマイコン４０との間で通信を行う。
（１）光学系
光学系４は、第１レンズ群９、第２レンズ群１０、第３レンズ群１１、第４レンズ群１２、第５レンズ群１３および絞り機構１４を有している。これらのレンズ群のうち、第２レンズ群１０、第４レンズ群１２、第５レンズ群１３のそれぞれは、光軸に沿って移動することに伴い、ズーム倍率を可変するとともに被写体像のフォーカス状態を調整するズームフォーカスレンズ群の一例である。具体的には、第２レンズ群１０、第４レンズ群１２および第５レンズ群１３から選択された一つのレンズ群が「第１ズームフォーカスレンズ群」の一例となり、残りの２つのうち一つのレンズ群が「第２ズームフォーカスレンズ群」の一例となる。
【００１１】
ズームフォーカスレンズ群である第２レンズ群１０、第４レンズ群１２、第５レンズ群１３のそれぞれは、光軸５上をＺ軸方向に移動することで焦点距離および撮影距離（物点撮影距離）を変更する。
（２）レンズ支持機構
レンズ支持機構６は、光学系４の各レンズ群９〜１３と絞り機構１４とを固定或いは移動可能に支持するための機構である。レンズ支持機構６は、固定枠（図示せず）と、第１レンズ群支持枠２０と、第２レンズ群支持枠２１と、第３レンズ群支持枠２２と、と第４レンズ群支持枠２３と、第５レンズ群支持枠２４と、を有している。
【００１２】
固定枠（図示せず）は、第１レンズ群支持枠２０と、絞り機構１４と、第２レンズ群ズームフォーカスモータ２５と、第３レンズ群支持枠２２と、第４レンズ群ズームフォーカスモータ２６と、第５レンズ群ズームフォーカスモータ２７とを支持すると共に、Ｚ軸方向に延びる６本のガイドポールを支持している。第２レンズ群ズームフォーカスモータ２５、第４レンズ群ズームフォーカスモータ２６および第５レンズ群ズームフォーカスモータ２７は例えばステッピングモータである。
【００１３】
なお、本実施形態において、第２レンズ群ズームフォーカスモータ２５、第４レンズ群ズームフォーカスモータ２６および第５レンズ群ズームフォーカスモータ２７から選択された一つのズームフォーカスモータが「第１ズームフォーカスモータ」の一例となり、残りの２つのうち一つのズームフォーカスモータが「第２ズームフォーカスモータ」の一例となる。
【００１４】
第１レンズ群支持枠２０は、第１レンズ群９を支持している。
第２レンズ群支持枠２１は、第２レンズ群１０を支持し、第２レンズ群ラック２８と、第２レンズ群ラック突起２８ｂと、を有している。第２レンズ群支持枠２１にはガイドポールが挿入されており、回転しないように、廻り止めが施された状態で、第２レンズ群支持枠２１はＺ軸方向に移動可能に支持されている。第２レンズ群ラック突起２８ｂは第２レンズ群１０の原点を検出するための部分であり、第２レンズ群フォトセンサ２９の検出領域を通過可能な位置に設けられている。
【００１５】
第２レンズ群ズームフォーカスモータ２５は、固定枠（図示せず）に固定されており、第２レンズ群支持枠２１をＺ軸方向に駆動する。第２レンズ群ズームフォーカスモータ２５のリードスクリューは、フォーカスレンズ駆動制御部８から入力された駆動信号に基づいて回転する。第２レンズ群ズームフォーカスモータ２５で発生した回転運動は、リードスクリューおよび第２レンズ群ラック２８により第２レンズ群支持枠２１のＺ軸方向の直進運動に変換される。これによって、第２レンズ群支持枠２１がＺ軸方向に移動可能となっている。
【００１６】
第３レンズ群支持枠２２は、第３レンズ群１１を支持している。
第４レンズ群支持枠２３は、第４レンズ群１２を支持し、第４レンズ群ラック３０と、第４レンズ群ラック突起３０ｂと、を有している。第４レンズ群支持枠２３にはガイドポールが挿入されており、回転しないように、廻り止めが施された状態で、第４レンズ群支持枠２３はＺ軸方向に移動可能に支持されている。第４レンズ群ラック突起３０ｂは第４レンズ群１２の原点を検出するための部分であり、第４レンズ群フォトセンサ３１の検出領域を通過可能な位置に設けられている。
【００１７】
第４レンズ群ズームフォーカスモータ２６は、固定枠（図示せず）に固定されており、第４レンズ群支持枠２３をＺ軸方向に駆動する。第４レンズ群ズームフォーカスモータ２６のリードスクリューは、フォーカスレンズ駆動制御部８から入力された駆動信号に基づいて回転する。第４レンズ群ズームフォーカスモータ２６で発生した回転運動は、リードスクリューおよび第４レンズ群ラック３０により第４レンズ群支持枠２３のＺ軸方向の直進運動に変換される。これによって、第４レンズ群支持枠２３がＺ軸方向に移動可能となっている。
【００１８】
第５レンズ群支持枠２４は、第５レンズ群１３を支持し、第５レンズ群ラック３２と、第５レンズ群ラック突起３２ｂと、を有している。第５レンズ群支持枠２４はガイドポールが挿入されており、回転しないように、廻り止めが施された状態で、第５レンズ群支持枠２４はＺ軸方向に移動可能に支持されている。第５レンズ群ラック突起３２ｂは第５レンズ群１３の原点を検出するための部分であり、第５レンズ群フォトセンサ３３の検出領域を通過可能な位置に設けられている。
【００１９】
第５レンズ群ズームフォーカスモータ２７は、固定枠（図示せず）に固定されており、第５レンズ群支持枠２４をＺ軸方向に駆動する。第５レンズ群ズームフォーカスモータ２７のリードスクリューは、フォーカスレンズ駆動制御部８から入力された駆動信号に基づいて回転する。第５レンズ群ズームフォーカスモータ２７で発生した回転運動は、リードスクリューおよび第５レンズ群ラック３２により第５レンズ群支持枠２４のＺ軸方向の直進運動に変換される。これによって、第５レンズ群支持枠２４がＺ軸方向に移動可能となっている。
【００２０】
（３）ズームフォーカス駆動制御部
ズームフォーカス駆動制御部８は、３個のズームフォーカスモータ２５、２６および２７の全てを同時に同じ或いは異なった駆動速度で制御することが可能である。さらに、ズームフォーカス駆動制御部８は、３個のズームフォーカスモータ２５、２６および２７のうち何れか１個或いは２個のズームフォーカスモータのみを駆動させることも可能である。各ズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３を合焦位置へ駆動する時などは、３個のズームフォーカスモータ２５、２６および２７を同時に駆動することで、ＡＦ動作の高速化が可能となる。
【００２１】
また、ズームフォーカス駆動制御部８は、動画撮影などにおいて合焦位置を確認するために撮影距離を微小範囲内で前後させる、いわゆるウォブリング動作時は、各ズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３のうちの１つ、例えば、最も軽いズームフォーカスレンズ群である第５レンズ群１３のみを駆動させる。これによって、像倍率変化と駆動音と消費電力を小さくすることができる。具体的には、ズームフォーカス駆動制御部８は、ウォブリング動作時、第５レンズ群１３のみを光軸５方向に前後に駆動するように、第５レンズ群ズームフォーカスモータ２７を制御する。
【００２２】
レンズマイコン４０は、レンズ鏡筒２の中枢をつかさどる制御装置である。レンズマイコン４０は、レンズ鏡筒２に搭載された各部に接続されており、レンズ鏡筒２の各種シーケンスの制御を行う。レンズマイコン４０には、ＣＰＵやメモリ４１等が搭載されており、メモリ４０に格納されたプログラムがＣＰＵに読み込まれることで、様々な機能を実現することができる。
【００２３】
ズームフォーカス駆動制御部８は、レンズマイコン４０により制御される。レンズマイコン４０に搭載されたメモリ４１には、レンズ鏡筒２に関する情報（レンズ情報）や被写体距離に応じたズームフォーカスレンズ群の位置情報などが格納されている。
メモリ４０は、例えば不揮発性メモリであり、電力供給が停止している状態でも記憶している情報を保持できる。
【００２４】
レンズマイコン４０は、被写体距離に応じたズームフォーカスレンズ群の位置情報に基づいて、ズームフォーカスモータ２５、２６および２７の制御をズームフォーカス駆動制御部８に指示する。これにより、各ズームフォーカスレンズ群がＺ軸方向に駆動される。レンズマイコン４０は、ズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３の光軸５方向の位置を把握可能である。つまり、レンズマイコン４０は、被写体距離を把握可能である。なお、被写体距離とは、光学系４によって光学像が合焦している被写体までの距離である。具体的には、レンズマイコン４０は、第２レンズ群フォトセンサ２９の検出信号により第２レンズ群支持枠２１が原点位置にあることを認識し、その後、第２レンズ群フォーカスモータ２５の駆動量（たとえば、ステップ数）をカウントすることにより、第２レンズ群１０の光軸５方向の位置を把握する。また、レンズマイコン４０は、第４レンズ群フォトセンサ３１の検出信号により第４レンズ群支持枠２３が原点位置にあることを認識し、その後、第４レンズ群フォーカスモータ２６の駆動量（たとえば、ステップ数）をカウントすることにより、第４レンズ群１２の光軸５方向の位置を把握する。また、レンズマイコン４０は、第５レンズ群フォトセンサ３３の検出信号により第５レンズ群支持枠２４が原点位置にあることを認識し、その後、第５レンズ群フォーカスモータ２７の駆動量（たとえば、ステップ数）をカウントすることにより、第５レンズ群１３の光軸５方向の位置を把握する。
【００２５】
また、レンズマイコン４０は、電源スイッチ３５、シャッターボタン３４、ズームレバー３６の信号を、それぞれ受信可能である。
（４）絞り機構
絞り機構１４は、絞り駆動制御部７により、制御される。絞り機構１４では、絞り羽根（図示せず）が開方向および閉方向に駆動されることによって、開口形状が変化する。絞り羽根を駆動することで光学系４の絞り値を変更することができる。絞り駆動制御部７は、撮影距離に応じて絞り径を変更するように制御する。
【００２６】
（５）カメラ本体
カメラ本体３の背面には、表示部１７が設けられており、カメラ本体３の上面には、シャッターボタン３４と、電源スイッチ３５と、ズームレバー３６が設けられている。
電源スイッチ３５は、デジタルカメラ１の電源の入切を行うためのスイッチである。電源スイッチ３５により電源がオン状態になると、カメラ本体３およびレンズ鏡筒２の各部に電源が供給される。
【００２７】
モード切り換えダイヤル（図示せず）は、静止画撮影モード、動画撮影モードおよび再生モード等の動作モードを切り換えるためのダイヤルであり、ユーザーはモード切り換えダイヤルを回転させて動作モードを切り換えることができる。モード切り換えダイヤルにより静止画撮影モードが選択されると、動作モードは静止画撮影モードへ切り換えられ、モード切り換えダイヤルにより動画撮影モードが選択されると、動作モードは動画撮影モードへ切り換えられる。動画撮影モードでは、基本的に動画撮影が可能となる。さらに、モード切り換えダイヤルにより再生モードが選択されると、動作モードは再生モードへ切り換えられる、表示部１７には撮影画像が表示される。
【００２８】
シャッターボタン３４は、撮影の際にユーザーによって操作される。シャッターボタン３４が操作されると、タイミング信号がボディマイコン１５に出力される。シャッターボタン３４は、半押し操作と全押し操作を実行可能な２段式のスイッチである。ユーザーが半押し操作すると、測光処理および測距処理が開始される。シャッターボタン３４を半押しの状態でユーザーがシャッターボタン３４を全押し操作すると、タイミング信号が出力され、撮像素子１９により画像データが取得される。
【００２９】
ズームレバー３６は、撮影の際にユーザーによって操作される。ズームレバー３６が操作されると、その操作量がボディマイコン１５に出力される。ボディマイコン１５はその操作量に従って、ズームフォーカス駆動制御部８に指令を出力し、所望のズーム位置に移動するようにレンズ群１０、１２および１３を制御する。
（６）撮像センサ
撮像センサ１９は、光学系４により形成される光学的な像を電気的な信号に変換する、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）センサである。撮像センサ１９は、タイミング信号により駆動制御される。なお、撮像センサ１９はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサでもよい。
【００３０】
シャッター制御部（図示せず）は、タイミング信号を受信したボディマイコン１５から出力される制御信号にしたがって、シャッターユニット１９ａ（図示せず）を動作させる。
なお、本実施形態では、オートフォーカス方式として、撮像センサ１９で生成された画像データを利用するコントラスト検出方式が採用されている。コントラスト検出方式を用いることにより、高精度なフォーカス調節が実現されている。
【００３１】
（７）ボディマイコン
ボディマイコン１５は、カメラ本体３の中枢を司る制御装置であり、操作情報に応じて、デジタルカメラ１の各部を制御する。具体的には、ボディマイコン１５にはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭが搭載されており、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵに読み込まれることで、様々な機能を実現することができる。たとえば、ボディマイコン１５は、第２レンズ群フォトセンサ２９の検出信号により第２レンズ群支持枠２１が原点位置にあることを認識することができる。
【００３２】
（８）画像表示部
画像表示部は、表示部１７と、画像表示制御部１６からなる。表示部１７は例えば液晶モニタである。表示部１７は、画像表示制御部１６からの命令に基づいて、撮影画像を表示する。表示部１７での表示形態としては、画像信号のみを可視画像として表示する表示形態や、画像信号と撮影時の情報とを可視画像として表示する表示形態が考えられる。
【００３３】
（９）バッテリー
バッテリー１８は、カメラ本体３の各部に電力を供給し、レンズ鏡筒２に電力を供給する。本実施形態ではバッテリー１８は充電池である。なお、バッテリー１８は、乾電池でもよいし、電源コードにより外部から電力供給が行われる外部電源であってもよい。
《２：デジタルカメラの動作》
デジタルカメラ１の動作について説明する。
【００３４】
（１）静止画撮影
ユーザーによりシャッターボタン３４が全押しされると、撮像センサ１９の測光出力に基づいて計算された絞り値に光学系４の絞り値が設定されるように、レンズマイコン４０により絞り駆動制御部７が制御される。これにより、指示された絞り値まで絞り機構１４が絞り込まれる。絞り値の指示と同時に、ボディマイコン１５は、撮像センサ１９の駆動命令とシャッターユニット１９ａの駆動命令とを送信する。これにより、撮像センサ１９の測光出力に基づいて計算されたシャッタースピードの時間だけ、シャッターユニット１９ａにより撮像センサ１９が露光される。
【００３５】
撮影処理が実行された後、撮影が終了すると、ボディマイコン１５は、画像信号を内部メモリおよび／またはリムーバブルメモリに記録する。さらに、ボディマイコン１５は、画像信号とともに撮影モードの情報（オートフォーカス撮影モードかマニュアルフォーカス撮影モードか）を、内部メモリおよび／またはリムーバブルメモリに記録する。
さらに、露光完了後、ボディマイコン１５は、撮像センサ１９から画像データを読み出し、画像表示制御部１６へ画像データを出力する。これにより、表示部１７へ撮影画像が表示される。
【００３６】
また、露光完了後、ボディマイコン１５により、シャッターユニット１９ａが初期位置にリセットされる。また、レンズマイコン４０から絞り機構１４を開放位置にリセットするよう絞り駆動制御部７に命令が下され、レンズマイコン４０から各ユニットへリセット命令が下される。リセット完了後、ボディマイコン１５は、リセット完了情報を受信した後であって、かつ、露光後の一連の処理が完了した後に、シャッターボタン３４が押されていないことを確認し、撮影シーケンスを終了する。
【００３７】
（２）動画撮影
デジタルカメラ１は、動画を撮影する機能も有している。動画撮影モードでは、一定の周期で撮像センサ１９により画像データが生成され、生成される画像データを利用してコントラスト検出方式によるオートフォーカスが継続的に行われる。動画撮影モードにおいて、シャッターボタン３４が押されると、動画が記録され、シャッターボタン３４が再度押されると、動画の記録が停止する。
【００３８】
《３：ズームポジションとフォーカスポジションによるレンズ位置》
図３は、ズーム動作およびフォーカス動作における第２レンズ群１０、第４レンズ群１２、第５レンズ群１３の位置を示す図である。横軸はレンズ位置を示し、左側が被写体方向、右側が撮像素子１９方向を示す。縦軸は、ズーム位置を示し、上側が広角端側、下側が望遠端側を示す。したがって、例えば第２レンズ群１０が広角端から望遠端に向かってズーム動作をした場合、レンズ位置は被写体側から撮像素子側へ単調に移動する。フォーカス位置は、∞および至近と書かれた曲線または直線で示され、例えば第２レンズ群１０は、望遠端で無限から至近までフォーカス動作をした場合、撮像素子１９側から、被写体側へ移動する。
【００３９】
《４：動画撮影時のズームフォーカスレンズ群の動作》
本発明のレンズ鏡筒においては、ズームフォーカス駆動制御部８によって、３つのズームフォーカスモータ２５、２６および２７をそれぞれ個別に制御を行い、３つのズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３の位置を変更することで、焦点距離および撮影距離の変更を行う。そのため、従来のレンズ鏡筒のように、焦点距離を変更する役割のズームレンズ群と撮影距離を変更する役割のフォーカスレンズ群のような役割分担がされていない。
【００４０】
図４に、従来のレンズ鏡筒における動画撮影時のズーム動作およびフォーカス動作の各レンズ群の位置を示す。ここで、図４中の第２レンズ群はズームレンズ群であり、第４レンズ群はフォーカスレンズ群である。従来の動画撮影時の合焦位置検出は、フォーカスレンズ群である第４レンズ群を、光軸方向であるＺ方向の微小範囲で前後させるいわゆるウォブリング動作を行い、ウォブリング動作中の２点のコントラスト値を比較することで実施している。撮影位置の焦点調整は、ウォブリング動作により、撮影距離を前後させた所で取得したコントラスト値の大きい方にフォーカスレンズをシフトさせることで行われ、前後のコントラスト値の差が決められた閾値以下になるまで繰り返し行われる。またコントラスト値の差が閾値以下であれば、その場でウォブリング動作を行い続ける。
【００４１】
図４（ａ）中の実線は、撮影距離が∞で、焦点距離が広角端から望遠端に変化する場合のズームレンズ群および、フォーカスレンズ群の移動軌跡を示したものである。点線は、撮影距離が∞から至近物点位置の各位置におけるフォーカスレンズ群の合焦位置の軌跡の一例を示したものである。撮影距離が変わらない場合、フォーカスレンズ群である第４レンズ群は現在の撮影距離の位置（∞位置）を中心として、ウォブリング動作を行い続ける。このとき撮影者によって、焦点距離が変更されると、図４（ａ）に示すように、ズームレンズ群である第２レンズ群が焦点距離によって決まるレンズ移動軌跡に沿って移動を行い、フォーカスレンズ群である第４レンズ群は焦点位置によって決まる∞位置のレンズ移動軌跡を中心としながらウォブリング動作を行う。このようにフォーカスレンズ群の焦点距離の変化に対する移動軌跡をフォーカストラッキング曲線と呼び、このフォーカストラッキング曲線は撮影距離ごとに異なった曲線を持つ。
【００４２】
図４（ｂ）は、撮影中に撮影距離が∞から至近に変化すると同時に、焦点距離も広角端から望遠端に変化する場合のズームレンズ群、フォーカスレンズ群の移動軌跡を示したものである。この場合は、焦点距離に加えて撮影距離も変化するため、ウォブリング動作によって撮影距離が変更されたことを検知するとウォブリング動作の振幅中心を変更する。このときフォーカストラッキング曲線も変更されるため、図４（ｂ）に示すようなレンズ移動軌跡となる。
【００４３】
このように従来のレンズ鏡筒においては、ズームレンズ群とフォーカスレンズ群の役割が分離されているため、撮影距離が変化すると、フォーカスレンズ群のフォーカストラッキング曲線のみが変わり、ズームレンズ群の移動軌跡は変化しない。
しかしながら、本発明のレンズ鏡筒は３つのズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３の位置を変更することで、焦点距離および撮影距離の変更が行われる。従って、動画撮影時のオートフォーカス動作においては、焦点距離が変化しない場合においても、３つのズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３を移動させる必要がある。そのため、従来のレンズ鏡筒のようにフォーカスレンズ群のみをウォブリング動作させるだけでは、オートフォーカスを行うことはできない。しかしながら、３つのズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３で同時にウォブリング動作を行うと、レンズ群が動作するときに発生する騒音（動作音）が大きくなり、撮影動画に記録されたり、また、消費電力が大きくなり、撮影時間が短くなるといった課題が発生する。
【００４４】
そこで、本発明においては、動画撮影時のオートフォーカス時の合焦位置検出のためのウォブリング動作を、レンズ群の重量が一番軽いレンズ群で行う。これにより、焦点調整および焦点距離調整時に３つのズームフォーカスレンズ群を移動させることによって発生する騒音及び消費電力を低減させると共に、正確なオートフォーカス動作を可能とした。
図５に本発明の実施の形態における動画撮影時のズーム動作およびフォーカス動作の各レンズ群の位置の一例を示す。図６に、動画撮影時の各レンズ群の動作の一例を示すフローチャートを示す。なお、図５に示される各曲線は、フォーカストラッキング曲線とズームトラッキング曲線とを合成することによって作成されている。図５に示される各曲線は、「ズームフォーカストラッキング曲線」の一例である。
【００４５】
図５（ａ）は撮影中に焦点距離が変化せず、撮影距離（物点撮影距離）のみが∞から至近に変化する場合のズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３の移動を矢印で示したものである。
オートフォーカスが開始されると、図６のフローチャートのＳＴＥＰ１にてマイコン１５からズームフォーカス駆動制御部８にウォブリング量とフォーカスシフト量が指令されＳＴＥＰ２に移行する。ここで、フォーカスシフト量はウォブリング動作後のコントラスト値検出後に設定されるため、オートフォーカス開始直後は、フォーカスシフト量はゼロとなっている。
【００４６】
ＳＴＥＰ２ではズーム指令位置を取得し、ＳＴＥＰ３に移行する。ＳＴＥＰ３ではズームフォーカス駆動制御部８が記録している現在のズーム位置とＳＴＥＰ２で取得したズーム指令位置を比較する。図５（ａ）ではズーム位置が変化しない場合を想定しているため、ＳＴＥＰ４へ移行する。
ＳＴＥＰ４ではＳＴＥＰ１で取得したフォーカスシフト量がゼロかどうかを判断する。オートフォーカス動作開始直後はゼロに設定されているため、ＳＴＥＰ５に移行する。
【００４７】
ＳＴＥＰ５ではＳＴＥＰ１で取得したウォブリング量にて第５レンズ群１３のウォブリング動作を行う。ここではまず現在のレンズ位置を中心として至近方向に第５レンズ群１３を微小駆動し、ＳＴＥＰ１０へ移行する。ＳＴＥＰ１０ではマイコン１５からオートフォーカス動作の終了指令が入るとフローチャートを終了し、入らなければＳＴＥＰ１に戻る。
【００４８】
ＳＴＥＰ１にもどると再度マイコン１５からウォブリング量とフォーカスシフト量の指令を受け、上述のフローを２回繰り返す。フォーカスシフト量は、現在のレンズ位置に対して至近側と∞側のコントラスト値が取得されるまではゼロのままである。数回このフローを繰り返した後、マイコン１５が撮影距離の変化を検知するとフォーカスシフト量がゼロ以外の値が指令される。
【００４９】
ここで例として至近側に移動するフォーカスシフト量ａが指令されたとする。これによりＳＴＥＰ４のフォーカスシフト量がゼロではなくなるため、ＳＴＥＰ４からＳＴＥＰ８へ移行される。ＳＴＥＰ８では、マイコン１５から指令されたフォーカスシフト量ａを３つのズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３のそれぞれのフォーカスシフト量にズームフォーカス駆動制御部８にて変更する。（例えば、第２レンズ群１０のフォーカスシフト量をａ２、第４レンズ群１２のフォーカスシフト量をａ４、第５レンズ群１３のフォーカスシフト量をａ５とする。）変更が終了するとＳＴＥＰ９へ移行する。ＳＴＥＰ９では３つのズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３を設定されたそれぞれのレンズ移動量にて同時に移動させる。ここで、第２レンズ群１０および第４レンズ群１２の移動量はＳＴＥＰ８で設定されたフォーカスシフト量ａ２およびａ４であり、第５レンズ群１３の移動量はＳＴＥＰ１で設定されたウォブリング量とＳＴＥＰ８で設定されたフォーカスシフト量ａ５である。
【００５０】
ＳＴＥＰ９により各レンズが移動することにより、図５（ａ）の各レンズの位置は矢印で示されたように∞から至近側に移動する。
図５（ｂ）は撮影中に撮影距離（物点撮影距離）が∞位置から変化せず、焦点距離のみが広角端から望遠端に変化する場合のズームフォーカスレンズ群の移動軌跡を示したものである。
【００５１】
オートフォーカスが開始されると、図６のフローチャートのＳＴＥＰ１にてマイコン１５からズームフォーカス駆動制御部８にウォブリング量とフォーカスシフト量が指令されＳＴＥＰ２に移行する。ここで、フォーカスシフト量はウォブリング動作後のコントラスト値検出後に設定されるため、オートフォーカス開始直後は、フォーカスシフト量はゼロとなっている。
【００５２】
ＳＴＥＰ２ではズーム指令位置を取得し、ＳＴＥＰ３に移行する。ＳＴＥＰ３ではズームフォーカス駆動制御部８が記録している現在のズーム位置とＳＴＥＰ２で取得したズーム指令位置を比較する。図５（ｂ）ではズーム位置が変化する場合を想定しているため、ＳＴＥＰ６へ移行する。
ＳＴＥＰ６ではズーム指令位置に従って３つのズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３を移動させるため、それぞれのズームトラッキング移動量をズームフォーカス駆動制御部８にて設定してＳＴＥＰ７に移行する。（例えば、第２レンズ群１０のズームトラッキング移動量をｂ２、第４レンズ群１２のズームトラッキング移動量をｂ４、第５レンズ群１３のズームトラッキング移動量をｂ５とする。）
ＳＴＥＰ７ではＳＴＥＰ１で取得したフォーカスシフト量がゼロかどうかを判断する。ここでは撮影距離は変化しないと仮定しているためフォーカスシフト量はゼロとなり、ＳＴＥＰ９に移行する。
【００５３】
ＳＴＥＰ９では３つのズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３を設定されたそれぞれのレンズ移動量にて同時にレンズを移動させＳＴＥＰ１０に移行する。ここで、第２レンズ群１０および第４レンズ群１２の移動量はＳＴＥＰ６で設定されたズームトラッキング移動量ｂ２およびｂ４であり、第５レンズ群１３の移動量はＳＴＥＰ１で設定されたウォブリング量とＳＴＥＰ６で設定されたズームトラッキング移動量ｂ５である。
【００５４】
ＳＴＥＰ１０ではマイコン１５からオートフォーカス動作の終了指令が入るとフローチャートを終了し、入らなければＳＴＥＰ１に戻る。
上記のフローチャートを繰り返し行うことで図５（ｂ）に示したようなレンズ移動軌跡で各レンズ群が駆動を行う。
図５（ｃ）は撮影中に撮影距離（物点撮影距離）が∞から至近に変化すると同時に、焦点距離も広角端から望遠端に変化する場合のズームフォーカスレンズの移動軌跡を示したものである。
【００５５】
図５（ｃ）に示される動作は、上記図５（ａ）と図５（ｂ）を組み合わせた動作である。図５（ｃ）の実線は、オートフォーカス開始から焦点距離を変更しながらウォブリング動作を行い、図中のｔ１、ｔ２、ｔ３のタイミングで焦点距離に加えて撮影距離が変化したときのレンズ移動軌跡である。
このように、動画撮影時のオートフォーカス時の合焦位置検出のためのウォブリング動作を、レンズ群重量が一番軽い第５レンズ群１３で行い、焦点調整および、焦点距離調整時に３つのズームフォーカスレンズ群１０、１２および１３を移動させることにより、騒音の削減と、消費電力の削減を行うと共に、正確なオートフォーカス動作が可能となる。
【００５６】
なお、本実施の形態では、重量が一番軽いレンズ群にてウォブリング動作を行うように説明したが、これに限られるものではなく、他のズームフォーカスレンズ群にて同様に、ウォブリング動作を行ってもよい。
［他の実施形態］
本発明の実施形態は、前述の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の修正および変更が可能である。また、前述の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００５７】
（１）
前述の実施形態では、デジタルカメラは静止画および動画の撮影が可能であるが、静止画撮影のみ、あるいは、動画撮影のみ可能であってもよい。
（２）
前述の実施形態においては、デジタルカメラは、例えばデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラ付き携帯電話またはカメラ付きＰＤＡであってもよい。
【００５８】
（３）
前述のデジタルカメラ１はクイックリターンミラーを有していないが、従来の一眼レフカメラのようにクイックリターンミラーが搭載されていてもよい。
（４）
光学系４の構成は前述の実施形態に限定されない。例えば、第３レンズ群１１が複数のレンズから構成されていてもよいし、さらに、第６レンズ群があってもよく、少なくともズーム動作時、フォーカス動作時に少なくとも３つのレンズ群を含む構成であってもよい。
【００５９】
（５）
前述の実施形態では、シャッターユニット１９ａを動作させることにより撮像センサ１９への露光時間を制御しているが、電子シャッターにより撮像センサ１９の露光時間を制御してもよい。
（６）
第２レンズ群ズームフォーカスモータ２５、第４レンズ群ズームフォーカスモータ２６、および第５レンズ群ズームフォーカスモータ２７は、ステッピングモータでなくても、他のアクチュエータであってもよい。たとえば、アクチュエータは、電磁モータ、ボイスコイルモータ、圧電素子を用いた振動型アクチュエータ等である。
【００６０】
（７）
ズームフォーカス駆動制御部８は、ウォブリング動作時、第２レンズ群１０のみを光軸５方向に前後に駆動するように、第２レンズ群ズームフォーカスモータ２５を制御してもよい。また、ズームフォーカス駆動制御部８は、ウォブリング動作時、第４レンズ群１２のみを光軸５方向に前後に駆動するように、第４レンズ群ズームフォーカスモータ２６を制御してもよい。好ましくは、ズームフォーカス駆動制御部８は、ウォブリング動作時、最も軽いレンズ群である第５レンズ群１３のみを光軸５方向に前後に駆動するように、第５レンズ群ズームフォーカスモータ２７を制御してもよい。
【００６１】
（８）
絞り駆動モータは、ステッピングモータでなくても、他のアクチュエータであってもよい。たとえば、アクチュエータは、電磁モータ、ボイスコイルモータ、圧電素子を用いた振動型アクチュエータ等である。
（９）
レンズ一体型カメラで説明したが、レンズ交換式カメラの場合でも同様の効果が得られる。
【００６２】
（１０）
本実施の形態では、原点検出装置をフォトインタラプタで説明したが、他の位置センサでも良い。具体的には、光学的、電磁的、物理的、磁気的な効果を用いた位置センサでもよい。
（１１）
上記実施形態では、光学系４は、第２レンズ群１０と第４レンズ群１２と第５レンズ群１３との３つのズームフォーカスレンズ群を備えることとしたが、これに限られるものではない。光学系４は、２つのズームフォーカスレンズ群を備えていてもよいし、また、４つ以上のズームフォーカスレンズ群を備えていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、撮像装置等のレンズ鏡筒に好適である。
【符号の説明】
【００６４】
１  デジタルカメラ
２  レンズ鏡筒
３  カメラ本体
４  光学系
５  光軸
６  レンズ支持機構
７  絞り駆動制御部
８  ズームフォーカス駆動制御部
９  第１レンズ群
１０  第２レンズ群
１１  第３レンズ群
１２  第４レンズ群
１３  第５レンズ群
１４  絞り機構（絞りの一例）
１５  マイコン
１６  画像表示制御部
１７  表示部
１８  バッテリー（主電源の一例）
１９  撮像センサ（撮像素子の一例）
２０  第１レンズ群支持枠
２１  第２レンズ群支持枠
２２  第３レンズ群支持枠
２３  第４レンズ群支持枠
２４  第５レンズ群支持枠
２５  第２レンズ群ズームフォーカスモータ
２６  第４レンズ群ズームフォーカスモータ
２７  第５レンズ群ズームフォーカスモータ
２８  第２レンズ群ラック
２９  第２レンズ群フォトセンサ
３０  第４レンズ群ラック
３１  第４レンズ群フォトセンサ
３２  第５レンズ群ラック
３３  第５レンズ群フォトセンサ
【国際調査報告】
2012081142.tif 000009
2012081142.tif 000010
2012081142.tif 000011
2012081142.tif 000012