(57)【要約】【課題】防振ユニットに設けられた、ステッピングモータをアクチュエータとして用いたロック機構の動作の信頼性を向上させる。【解決手段】光学機器は、防振用素子２をシフトさせる防振機構と、防振用素子を所定位置に保持するロック位置とロック解除位置との間で移動可能なロック部材１３と、ロック部材をロック位置とロック解除位置との間で移動させるステッピングモータ１２と、ステッピングモータの駆動を制御する制御手段２０３とを有する。制御手段は、ロック部材をロック位置とロック解除位置のうち一方から他方に向かって移動させるようにステッピングモータを第１の励磁方式によって駆動し、該第１の励磁方式による駆動によってロック部材が他方の位置に到達しない場合には、ステッピングモータの励磁方式を第１の励磁方式よりもステッピングモータの出力トルクが増加する第２の励磁方式に切り替える。【選択図】図４
2010175659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像振れを低減するために防振用素子をシフトさせる防振動作部と、
該防振用素子を所定位置に保持するロック位置と該保持を解除するロック解除位置との間で移動可能なロック部材と、
該ロック部材を、前記ロック位置と前記ロック解除位置との間で移動させるステッピングモータと、
該ステッピングモータの駆動を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記ロック部材を前記ロック位置と前記ロック解除位置のうち一方の位置から他方の位置に向かって移動させるように前記ステッピングモータを第１の励磁方式によって駆動し、
該第１の励磁方式による駆動によって前記ロック部材が前記他方の位置に到達しない場合には、前記ステッピングモータの励磁方式を、前記第１の励磁方式よりも前記ステッピングモータの出力トルクが増加する第２の励磁方式に切り替えることを特徴とする光学機器。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ステッピングモータの励磁方式を前記第２の励磁方式に切り替えるとともに、該ステッピングモータに印加するパルス信号の周波数を減少させることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項３】
前記制御手段は、前記パルス信号の周波数を低下させた後は、該周波数を段階的に変化させることを特徴とする請求項２に記載の光学機器。
【請求項４】
前記制御手段は、前記他方の位置が前記ロック位置である場合と前記ロック解除位置である場合とで、前記パルス信号の周波数を段階的に変化させるパターンを異ならせることを特徴とする請求項３に記載の光学機器。
【請求項５】
前記第１の励磁方式がマイクロステップ励磁方式であり、前記第２の励磁方式がフルステップ励磁方式又はハーフステップ励磁方式であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像振れを低減するための防振機構を有する、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ及び交換レンズ等の光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような光学機器には、手振れ等の光学機器の振れに起因する像振れを低減するために、該振れに応じて光学素子や撮像素子等の防振用素子を光軸方向とは異なる方向（例えば、光軸に直交する方向）にシフトさせる防振装置が搭載される。そして、防振装置には、防振用素子のシフト動作を行わせない場合や光学機器の電源が切られている状態で、防振用素子を所定位置（例えば、防振用素子の中心を光学機器の光軸に一致させる位置）に保持するロック機構が備えられる。
ロック機構は、防振用素子を所定位置に保持するロック位置と該保持を解除するロック解除位置との間で移動可能なロック部材と、該ロック部材を移動させるアクチュエータとにより構成される。アクチュエータとしては、ＤＣモータ、電磁プランジャ及びステッピングモータ等が用いられる。
ただし、このようなロック機構においては、温度等の環境の変化に伴う機械部品の変形（膨張や収縮）により駆動抵抗が増加し、アクチュエータの通常駆動によってはロック部材を正常にロック位置やロック解除位置に移動させることができなくなる可能性がある。
特許文献１には、このような場合に、アクチュエータの駆動条件を変えることでロック部材をロック位置やロック解除位置に移動させる光学機器が開示されている。
【特許文献１】特許第３１８８３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１には、ロック機構のアクチュエータとして電磁プランジャを用いた場合の該アクチュエータの駆動方法が開示されているに過ぎない。このため、ロック機構のアクチュエータとしてステッピングモータを用いる場合には、特許文献１にて開示された駆動方法をそのまま採用することができない。
本発明は、防振ユニットに設けられた、ステッピングモータをアクチュエータとして用いたロック機構の動作の信頼性を向上させることができる光学機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一側面としての光学機器は、像振れを低減するために防振用素子をシフトさせる防振動作部と、該防振用素子を所定位置に保持するロック位置と該保持を解除するロック解除位置との間で移動可能なロック部材と、該ロック部材を、ロック位置とロック解除位置との間で移動させるステッピングモータと、該ステッピングモータの駆動を制御する制御手段とを有する。そして、制御手段は、ロック部材をロック位置とロック解除位置のうち一方の位置から他方の位置に向かって移動させるようにステッピングモータを第１の励磁方式によって駆動し、該第１の励磁方式による駆動によってロック部材が他方の位置に到達しない場合には、ステッピングモータの励磁方式を、第１の励磁方式よりもステッピングモータの出力トルクが増加する第２の励磁方式に切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明では、ステッピングモータの第１の励磁方式による駆動によってロック部材を目標位置（他方の位置）に到達させることができない場合には、ステッピングモータの励磁方式を第２の励磁方式に切り替えてステッピングモータの出力トルクを増加させる。これにより、環境（温度等）の変化に伴って機械部品に変形が生じ、駆動抵抗が増加したような場合でも、ロック部材を目標位置に移動させることができる。したがって、ロック部材をステッピングモータによって駆動するロック機構の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【０００７】
図２には、本発明の実施例１である防振ユニット（防振装置）を備えた一眼レフカメラシステムの側面図であり、図３はその上面図である。
図２及び図３において、２０２は一眼レフカメラ本体であり、２０１は該カメラ本体に着脱可能な光学機器としての交換レンズである。
２０３は交換レンズ２０１に設けられたレンズ制御用ＣＰＵ（以下、レンズマイクロコンピュータという）であり、２０４はカメラ本体２０２に設けられたカメラ制御用ＣＰＵ（以下、カメラマイクロコンピュータという）である。これらマイクロコンピュータ２０３，２０４は、マウントに設けられた不図示の通信接点を介して相互に通信を行う。
交換レンズ２０１において、２０５，２０６はヨー方向（左右方向）及びピッチ方向（上下方向）の振れを検出する振れセンサとしての角速度センサである。２０７は像振れを低減（補正）するために光軸に直交する方向にシフト駆動される防振レンズ（防振用素子）を含む防振ユニットである。該防振ユニット２０７の構成については、後述する。
２１５は光軸方向に移動して焦点調節を行うフォーカスレンズであり、２１６は光量を調節する絞りである。これらフォーカスレンズ２１５、絞り２１６、防振レンズ及び不図示の複数のレンズによって、撮影光学系が構成される。
カメラ本体２０２において、２０８はクイックリターンミラーであり、図示のように撮影光学系からの光路内に配置されるダウン位置と、該光路外に退避するアップ位置とに回動が可能である。
２０９はアップ位置においてクイックリターンミラー２０８の回動を停止させるためのストッパーである。２１０はフォーカルプレンシャッターの先幕であり、２１１は後幕である。２１２はＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子である。２１３はクイックリターンミラー２０８にて反射した光により形成される光学像を、光学ファインダ２１４に導くペンタプリズムである。
図３において、２１７はレリーズスイッチであり、２１８はカメラ本体２０２（及び交換レンズ２０１）の電源をＯＮ／ＯＦＦするための電源スイッチである。
本カメラシステムの動作の概略について説明する。電源スイッチ２１８がＯＮされると、カメラマイクロコンピュータ２０４及びレンズマイクロコンピュータ２０３が初期化処理を行い、撮影可能状態へと移行する。
レリーズスイッチ２１７が半押し操作されると、不図示のＡＦセンサにより焦点検出が開始され、その結果に基づいて、カメラマイクロコンピュータ２０４はフォーカスレンズ２１５の合焦位置への駆動量を算出する。カメラマイクロコンピュータ２０４は、該駆動量の情報をレンズマイクロコンピュータ２０３に送信し、レンズマイクロコンピュータ２０３は、該駆動量の情報に基づいて不図示のフォーカスアクチュエータを駆動し、フォーカスレンズ２１５を合焦位置に移動させる。これにより、ＡＦ（オートフォーカス）が行われる。
また、レリーズスイッチ２１７の半押し操作に応じて、不図示の測光センサにより被写体輝度の測定動作が開始され、その結果に基づいて、カメラマイクロコンピュータ２０４はシャッタ速度や絞り値を算出する。これらＡＦやシャッタ速度及び絞り値の算出を行う状態を、撮影準備状態という。
さらに、レンズマイクロコンピュータ２０３は、レリーズスイッチ２１７の半押し操作に応じて、防振ユニット２０７に対する制御を開始する。防振ユニット２０７の制御については後述する。
レリーズスイッチ２１７が全押し操作されると、カメラマイクロコンピュータ２０４は、撮影準備状態において算出した絞り値の情報をレンズマイクロコンピュータ２０３に送信する。レンズマイクロコンピュータ２０３は、該絞り値の情報に基づいて不図示の絞りアクチュエータを駆動し、絞り２１６を該絞り値に応じた開口径に設定する。また、カメラマイクロコンピュータ２０４は、クイックリターンミラー２０８をダウン位置からアップ位置に回動させる。
そして、カメラマイクロコンピュータ２０４は、先幕２１０及び後幕２１１を動作させて、撮像素子２１２の露光を行う。これにより、撮像素子２１２による被写体像の光電変換が行われる。撮像素子２１２からの出力信号は、不図示の画像処理回路に入力され、ここで画像データが生成される。生成された画像データは、半導体メモリ等の不図示の記録媒体に記録されたり、カメラ本体２０２の背面に設けられたディスプレイ２１９に表示されたりする。
図１には、防振ユニット２０７の構成を示している。防振ユニット２０７は、防振レンズ２を光軸に直交する方向であるピッチ方向及びヨー方向にシフトさせる（つまりは光軸に直交する面内でシフトさせる）ことにより、像振れを低減する。なお、図１において、防振レンズ２のピッチ方向のシフト駆動に関する構成要素を示す符号にはｐを付し、ヨー方向のシフト駆動に関する構成要素を示す符号にはｙを付す。ピッチ方向のシフト駆動に関する構成要素とヨー方向のシフト駆動に関する構成要素とは同じであるため、ここでは、ピッチ方向のシフト駆動に関する構成要素についてのみ説明する。
１は補正レンズ２を保持するレンズ保持枠であり、その外周の３箇所にはピン３が固定されている。７はレンズ保持枠１をピッチ方向及びヨー方向にシフト可能に支持するベース部材としてのシフトベースである。上記３つのピン３は、シフトベース７に形成された溝部又は穴部に挿入されている。これにより、レンズ保持枠１の光軸方向への移動や倒れが阻止される。４はレンズ保持枠１の光軸回り（光軸に直交する面内）での回転（ローリング）を阻止するローリング止め板である。
レンズ保持枠１には、ヨーク５ｐと永久磁石６ｐが固定されている。地板７には、コイル８ｐが取り付けられている。ヨーク５ｐ、永久磁石６ｐ及びコイル８ｐにより、レンズ保持枠１をピッチ方向にシフト駆動する防振アクチュエータとしてのボイスコイルモータ（ＶＣＭ）が構成される。コイル８ｐに通電すると、該コイル８ｐと永久磁石６ｐとから発生する磁力線の相互干渉によりローレンツ力が発生し、該ローレンツ力を推力としてレンズ保持枠１がピッチ方向にシフト駆動される。
レンズ保持枠１及びＶＣＭにより、防振ユニット２０７における防振動作部が構成される。
１０はコイル８ｐ及び後述するステッピングモータ１２に電気信号を供給する回路が形成されたシフト基板である。レンズ保持枠１には、ターゲット９ｐが設けられており、シフト基板１０における該ターゲット９ｐに対向する位置には、フォトリフレクタ１１ｐが設けられている。
フォトリフレクタ１１ｐの発光部から射出された近赤外光は、ターゲット９ｐ上に形成されたパターン上に投射される。ターゲット９ｐ上のパターンは、光の入射位置によって反射率が異なるように形成されている。このため、フォトリフレクタ１１ｐの受光部は、ターゲット９ｐからの反射光量に応じた位置検出信号を出力する。この位置検出信号は、レンズ保持枠１のピッチ方向の位置を表す。
フォトリフレクタ１１ｐからの位置検出信号は、不図示の増幅器で増幅され、後述する防振制御部を通してコイル８ｐに入力される。これにより、レンズ保持枠１がシフト駆動されてフォトリフレクタ１１ｐからの位置検出信号が変化する。このような閉じた系が構成されることで、フォトリフレクタ１１ｐからの位置検出信号がゼロになる中立位置（防振レンズ２の中心である光軸位置が、撮影光学系の光軸位置に一致する位置：所定位置）で安定する。
そして、防振制御部において、フォトリフレクタ１１ｐからの位置検出信号に、角速度センサ２０６の出力を積分して得られた目標位置を示す信号が加算されると、レンズ保持枠１は、該目標位置に精度良くシフト駆動される。
このようなレンズ保持枠１のシフト駆動が行われない場合（すなわち、交換レンズ２０１において防振ユニット２０７の動作のＯＦＦが選択されている場合や電源スイッチ２１８がＯＦＦになっている場合）には、レンズ保持枠１を中立位置に保持する必要がある。このため、防振ユニット２０７には、レンズ保持枠１を中立位置に保持するためのロック機構が設けられている。
これは、防振ユニット２０７の動作のＯＦＦが選択されている場合に、撮影光学系の光学性能が低下するのを防止するためである。また、撮影時のクイックリターンミラー２０８やシャッタ（２１０，２１１）の動作によって発生する振動によりレンズ保持枠１が変位しないようにするためである。さらに、電源スイッチ２１８がＯＦＦである状態でカメラシステムを持ち運びする際に、変位したレンズ保持枠１とシフトベース７とが衝突して異音が発生したり防振ユニット２０７が損傷を受けたりするのを防止するためである。
ロック機構について説明する。１３はロック部材としてのロックリングであり、シフトベース７に、光軸回りで回転可能（移動可能）に取り付けられている。１２はロックリング１３を回転させる（移動させる）ステッピングモータであり、シフトベース７に取り付けられている。ステッピングモータ１２は、ロックリング１３を、以下に説明するロック位置とアンロック位置との間で（ロック位置とアンロック位置のうち一方の位置から他方の位置に）回転させる。
ロックリング１３の内周の４箇所には、凹部１５が形成されている。一方、レンズ保持枠１の外周の４箇所には、凸部１４が形成されている。
図１１（ａ）に示すように、ロックリング１３が、その凹部１５内にレンズ保持枠１の凸部１４が入り込む位置に回転した状態では、レンズ保持枠１のシフトが許容される。以下、図１１（ａ）に示すロックリング１３の回転位置を、レンズ保持枠１の中立位置での保持が解除されるロック解除位置としてのアンロック位置といい、ロックリング１３がアンロック位置に回転した状態をアンロック状態という。
また、図１１（ｂ）に示すように、ロックリング１３が、その凹部１５がレンズ保持枠１の凸部１４に対して異なる位相に位置するように回転した状態では、凸部１４がロックリング１３の内周面における凹部１５が設けられた領域以外の領域に係合する。これにより、レンズ保持枠１は中立位置に保持され、そのシフトは阻止される。以下、図１１（ｂ）に示すロックリング１３の回転位置をロック位置といい、ロックリング１３がロック位置に回転した状態をロック状態という。また、ロックリング１３をロック位置及びアンロック位置に回転させるステッピングモータ１２の駆動をロック駆動及びアンロック駆動という。
図４には、図２及び図３に示した交換レンズ２０１内における、防振ユニット２０７の制御系の構成を示す。図１〜図３に示した構成要素には、これらの図中の符号と同じ符号を付している。
防振ユニット２０７において、４０９は前述したＶＣＭ（コイル８ｐ，８ｙ）である。４１１は防振レンズ２（レンズ保持枠１）の位置を検出する位置検出部であり、前述したフォトリフレクタ１１ｐ（及び１１ｙ）に相当する。４０３はステッピングモータ１２によって駆動されるロックリング１３を含むロック機構４０３であり、４０４はロック機構４０３がロック状態かアンロック状態かを検出する状態検出部である。
制御手段としてのレンズマイクロコンピュータ２０３内において、４０１はカメラマイクロコンピュータ２０４と通信を行うための通信制御部である。４０７は角速度センサ２０６からの振れ信号に基づいて、防振レンズ２（レンズ保持枠１）のシフト量（シフト方向を含む）を演算するシフト量演算部である。４０８はシフト量演算部４０７にて演算されたシフト量と、位置検出部４１１からの位置検出信号に基づいて、防振ユニット２０７に設けられたＶＣＭ（コイル８ｐ，８ｙ）への通電を制御する、前述した防振制御部である。
また、４０２はステッピングモータ１２のロック駆動及びアンロック駆動を制御するロック駆動制御部である。４０５は状態検出部４０４からの出力が目標とする状態（ロック状態やアンロック状態）を示すか否かを判別する判別部であり、４０６は判別部４０５の判別結果に応じてステッピングモータ１２の駆動条件を変更する駆動条件変更部である。
次に、図７のフローチャートを用いて、防振ユニット２０７の制御について説明する。この制御は、レンズマイクロコンピュータ２０３が、内部メモリ等に格納されたコンピュータプログラムに従って実行する。なお、以下の説明において、「Ｓ」はステップを意味する。
まず、Ｓ７０１では、レンズマイクロコンピュータ２０３は、レリーズスイッチ２１７が半押し操作された（ＳＷ１  ＯＮ）か否かを判定し、半押し操作された場合はＳ７０２に進む。
Ｓ７０２では、レンズマイクロコンピュータ２０３は、防振ユニット２０７の駆動に用いる電圧をチェックする。そして、Ｓ７０３では、チェックした電圧が防振ユニット２０７の駆動が可能な電圧であるか否かを判定し、そうであればＳ７０４に進み、そうでなければ防振ユニット２０７の駆動を行わずに本フローを終了する。
Ｓ７０４では、レンズマイクロコンピュータ２０３は、ステッピングモータ１２のアンロック駆動の制御を行う。このアンロック駆動の制御については、後述する。そして、Ｓ７０５では、レンズマイクロコンピュータ２０３は、状態検出部４０４からの信号に基づいてロック機構４０３がアンロック状態であるか否かを判別する。アンロック状態であればＳ７０６に進み、アンロック状態でない場合は、何らかの不具合が想定されるため、防振ユニット２０７の駆動を行わずに本フローを終了する。
Ｓ７０６では、レンズマイクロコンピュータ２０３は、角速度センサ２０６からの信号に基づいてシフト量演算部４０７にて演算されたシフト量と、位置検出部４１１からの位置検出信号とに基づいてＶＣＭ４０９への通電を制御する。これにより、防振レンズ２のシフト駆動の制御、すなわち防振駆動を開始する。
その後、レンズマイクロコンピュータ２０３は、Ｓ７０７でレリーズスイッチ２１７の状態を監視する。レリーズスイッチ２１７がＯＦＦになると（ＳＷ１  ＯＦＦ）、Ｓ７０８にて、レンズマイクロコンピュータ２０３は、防振レンズ２を中立位置に移動させる（センタリングを行う）ようにＶＣＭ４０９への通電を制御して、防振駆動を終了する。そして、Ｓ７０９にて、レンズマイクロコンピュータ２０３は、ステッピングモータ１２のロック駆動の制御を行う。このロック駆動の制御については、後述する。
次に、図８のフローチャートを用いて、図７中のＳ７０４にて行われるロック駆動の制御について説明する。
まず、Ｓ８０１では、レンズマイクロコンピュータ２０３は、ＶＣＭ４０９に通電して、防振レンズ２を中立位置に電気的に保持するセンタリングを行う。このセンタリングは、アンロック駆動を行うことで防振レンズ２が重力方向にシフトしたりロックリング１３に衝突したりすることを回避するために行われる。
Ｓ８０２では、レンズマイクロコンピュータ２０３は、ステッピングモータ１２に印加する駆動パルス信号のパルス数（つまりはステッピングモータ１２の駆動量）をカウントするパルスカウンタをリセットする。
次に、Ｓ８０３では、レンズマイクロコンピュータ２０３は、第１の励磁方式としてのマイクロステップ励磁方式によるステッピングモータ１２のアンロック駆動を開始する。
本実施例では、レンズマイクロコンピュータ２０３は、ステッピングモータ１２を、マイクロステップ励磁方式と、第２の励磁方式としてのフルステップ励磁方式又はハーフステップ励磁方式で駆動することができる。
フルステップ励磁方式は、ステッピングモータの基本ステップをステップ角をとして駆動する励磁方法であり、例えば２相励磁方式がある。また、ハーフステップ励磁方式は、基本ステップの１／２をステップ角としてステッピングモータを駆動する励磁方式であり、例えば１−２相励磁方式がある。そして、マイクロステップ励磁方式は、基本ステップの１／Ｎ（Ｎは３以上の整数）をステップ角としてステッピングモータを駆動する励磁方法である。マイクロステップ励磁方式では、フルステップ励磁方式やハーフステップ励磁方式に比べて、ステッピングモータを高分解能かつ低振動で駆動することができる。
Ｓ８０４では、レンズマイクロコンピュータ２０３は、パルスカウンタによるカウント値、すなわちステッピングモータ１２のアンロック駆動量が、ロックリング１３をロック位置からアンロック位置に回転させるのに必要な所定量に達したか否かを判定する。アンロック駆動量が所定量に達した場合はＳ８０５に進む。
Ｓ８０５では、レンズマイクロコンピュータ２０３は、状態検出部４０４にて検出されたロック機構４０３の状態がアンロック状態であるか否かを判定する。アンロック状態である判定した場合はＳ８０９に進み、ステッピングモータ１２への通電を停止してアンロック駆動を終了する。一方、アンロック状態に到達していない場合は、アンロック駆動が失敗であるとしてＳ８０６に進む。
Ｓ８０６では、レンズマイクロコンピュータ２０３は、既にアンロック駆動に失敗してステッピングモータ１２を再駆動したか否か（再駆動をしたことを示すフラグが立っているか否か）を判定する。まだ、再駆動していない場合は、Ｓ８０７に進む。
Ｓ８０７では、レンズマイクロコンピュータ２０３は、ステッピングモータ１２の励磁方式をマイクロステップ励磁方式から２相励磁方式又は１−２相励磁方式に切り替える。このとき、レンズマイクロコンピュータ２０３は、励磁方式の切り替えに加えて、ステッピングモータ１２に印加する駆動パルス信号の周波数を減少させる。本実施例では、例として、該周波数を１／２とする。駆動パルス信号の周波数（以下、駆動周波数という）を減少させることは、ステッピングモータ１２の駆動速度を減少させることに相当する。そして、Ｓ８０２に戻り、ステッピングモータ１２の再駆動（アンロック駆動）を開始する。
ステッピングモータ１２の励磁方式をマイクロステップ励磁方式から２相励磁方式又は１−２相励磁方式に切り替えること、及び駆動周波数を減少させることのそれぞれにより、ステッピングモータ１２の出力トルクを増加させることができる。このことについては、後述する。
その後、Ｓ８０５でアンロック状態が検出された場合は、アンロック駆動に成功したものとしてＳ８０９へ進み、ステッピングモータ１２への通電（アンロック駆動）を停止する。ステッピングモータ１２を再駆動してもアンロック状態が得られない場合は、Ｓ８０６を経てＳ８０８に進む。
Ｓ８０８では、レンズマイクロコンピュータ２０３は、アンロック駆動に失敗したことを示すアンロックエラー情報を、レンズマイクロコンピュータ２０３内の不図示のメモリに記憶し、Ｓ８０９にてステッピングモータ１２への通電を停止する。なお、図７中のＳ７０５では、アンロックエラー情報の有無により、アンロック駆動が失敗したか否か（言い換えれば、アンロック状態であるか否か）を判別する。
次に、図９のフローチャートを用いて、図７中のＳ７０９で行われるロック駆動の制御について説明する。
図７中のＳ７０８にて、防振レンズ２はセンタリングされている。Ｓ９０１では、レンズマイクロコンピュータ２０３は、パルスカウンタをリセットする。Ｓ９０２では、レンズマイクロコンピュータ２０３は、マイクロステップ励磁方式によるステッピングモータ１２のロック駆動を開始する。
Ｓ９０３では、レンズマイクロコンピュータ２０３は、パルスカウンタによるカウント値、つまりはステッピングモータ１２のロック駆動量が、ロックリング１３をアンロック位置からロック位置に回転させるのに必要な所定量に達したか否かを判定する。ロック駆動量が所定量に達した場合はＳ９０４に進む。
Ｓ９０４では、レンズマイクロコンピュータ２０３は、状態検出部４０４にて検出されたロック機構４０３の状態がロック状態であるか否かを判定する。ロック状態である判定した場合はＳ９０８に進み、ステッピングモータ１２への通電を停止してロック駆動を終了する。一方、ロック状態に到達していない場合は、ロック駆動が失敗であるとしてＳ９０５に進む。
Ｓ９０５では、レンズマイクロコンピュータ２０３は、既にロック駆動に失敗してステッピングモータ１２を再駆動したか否か（再駆動をしたことを示すフラグが立っているか否か）を判定する。まだ、再駆動していない場合は、Ｓ９０６に進む。
Ｓ９０６では、レンズマイクロコンピュータ２０３は、ステッピングモータ１２の励磁方式をマイクロステップ励磁方式から２相励磁方式又は１−２相励磁方式に切り替える。このとき、レンズマイクロコンピュータ２０３は、励磁方式の切り替えに加えて、ステッピングモータ１２に印加する駆動パルス信号の周波数を減少させる。本実施例では、例として、該周波数を１／２とする。そして、Ｓ９０１に戻り、ステッピングモータ１２の再駆動（ロック駆動）を開始する。
その後、Ｓ９０４でロック状態が検出された場合は、ロック駆動に成功したものとしてＳ９０８へ進み、ステッピングモータ１２への通電（ロック駆動）を停止する。ステッピングモータ１２を再駆動してもロック状態が得られない場合は、Ｓ９０５を経てＳ９０７に進む。
Ｓ９０７では、レンズマイクロコンピュータ２０３は、ロック駆動に失敗したことを示すロックエラー情報を、レンズマイクロコンピュータ２０３内のメモリに記憶し、Ｓ９０８にてステッピングモータ１２への通電を停止する。
ここで、図１０には、ステッピングモータ１２の励磁方式及び駆動周波数（駆動速度）と出力トルクとの関係を示す。図１０の横軸は駆動周波数（ＰＰＳ）を示し、縦軸はステッピングモータ１２の出力トルク（ｍＮ・ｍ）を示す。また、四角印と実線とで２相励磁方式における駆動周波数と出力トルクとの関係を示し、三角印と点線とで１−２相励磁方式における駆動周波数と出力トルクとの関係を示す。また、丸印と一点鎖線とでマイクロステップ励磁方式における駆動周波数と出力トルクを示す。
この図から分かるように、駆動周波数が同じであれば、マイクロステップ励磁方式、１−２相励磁方式、２相励磁方式の順で出力トルクが増加する。しかし、２相励磁方式、１−２相励磁方式、マイクロステップ励磁方式の順でステッピングモータ１２の回転が滑らかになり、より細かい分解能で、かつ静かな駆動（静音化）が可能である。
また、同じ励磁方式でも、駆動周波数が低いほど、出力トルクが増加する。
図５には、ステッピングモータ１２をマイクロステップ励磁方式で駆動した後、１−２相励磁方式又は２相励磁方式で再駆動する場合における（ａ）アンロック駆動時及び（ｂ）ロック駆動時での駆動周波数の設定例を示している。図５の横軸は時間を示し、縦軸は駆動周波数を示している。ここでは、ステッピングモータ１２をマイクロステップ励磁方式で駆動する際には、アンロック駆動時及びロック駆動時の駆動周波数を互いに等しく、かつ一定（８００ＰＰＳ）に設定している。また、ステッピングモータ１２を１−２相励磁方式又は２相励磁方式で再駆動する際には、アンロック駆動時及びロック駆動時の駆動周波数を互いに等しく、かつ一定（４００ＰＰＳ）に設定している。
図１０に矢印で示すように、ステッピングモータ１２をマイクロステップ励磁方式によって駆動周波数８００ＰＰＳで駆動する場合に比べて、１−２相及び２相励磁方式によって駆動周波数４００ＰＰＳで駆動すると、出力トルクが約３０〜５０％増加する。このため、温度等の環境の変化に伴いロックリング１３やレンズ保持枠１等の機械部品が変形して駆動抵抗が増加した場合でも、ロックリング１３を目標位置であるアンロック位置やロック位置に確実に回転させ、ロック機構４０３を正常動作させることができる。したがって、ロックリング１３をステッピングモータ１２によって駆動するロック機構４０３の信頼性を向上させることができる。
本実施例では、ステッピングモータ１２の再駆動において励磁方式を切り替えるとともに、駆動周波数を減少させる場合について説明したが、励磁方式のみを切り替えてもよい。図１０において、ステッピングモータ１２をマイクロステップ励磁方式によって駆動周波数８００ＰＰＳで駆動する場合に比べて、１−２相及び２相励磁方式によって駆動周波数８００ＰＰＳで駆動すると、出力トルクが約２０〜４０％増加する。このため、マイクロステップ励磁方式のままステッピングモータ１２を駆動する場合に比べて、より確実にロックリング１３をアンロック位置やロック位置に回転させることができる。
ただし、マイクロステップ励磁方式のまま駆動周波数を減少させるのは好ましくない。図１０に示すように、１−２相励磁方式により駆動周波数４００ＰＰＳで駆動する場合と同じ出力トルクをマイクロステップ励磁方式で得ようとすると、駆動周波数を５０ＰＰＳまで減少させる必要がある。しかし、これではステッピングモータ１２の駆動速度として遅すぎ、仮にロックリング１３の駆動に成功したとしても、該駆動が完了するまでに長時間を要してしまう。したがって、本実施例のように、ステッピングモータ１２の励磁方式を切り替えるとともに駆動周波数を減少させるか、励磁方式のみを切り替えることが好ましい。
なお、本実施例では、アンロック駆動及びロック駆動に失敗したときのステッピングモータ１２の再駆動をともに１回しか行わない場合について説明したが、再駆動を複数回行ってもよい。
また、ステッピングモータ１２の再駆動が行われたことは、再駆動が必要な環境下でカメラシステムが使用されている可能性が高い。このため、カメラシステムの電源が切られるまでは、ステッピングモータ１２の再駆動時の駆動条件を保持するようにしてもよい。
【実施例２】
【０００８】
次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例では、実施例１と同様に、ステッピングモータ１２の再駆動において励磁方式を切り替えるとともに、駆動周波数を減少させる。さらに、本実施例では、再駆動中におけるステッピングモータ１２の駆動周波数を段階的に変化させる。
再駆動において、ステッピングモータ１２に常に同じ出力トルクが必要とは限らない。例えば、アンロック駆動の再駆動における初期段階では大きな出力トルクが必要であっても、ロックリング１３がアンロック位置に近づくに従って必要な出力トルクが小さくなる場合がある。また、ロック駆動の再駆動における初期段階ではそれほど大きな出力トルクが必要でなくても、ロックリング１３がロック位置に近づくに従って必要な出力トルクが大きくなる場合がある。
そこで、本実施例では、図６に示すように、アンロック駆動の再駆動においては、ステッピングモータ１２の駆動周波数を段階的に増加させて（３００ＰＰＳ→４５０ＰＰＳ→６００ＰＰＳ）、出力トルクを段階的に減少させる。一方、ロック駆動の再駆動においては、ステッピングモータ１２の駆動周波数を段階的に減少させて（６００ＰＰＳ→４５０ＰＰＳ→３００ＰＰＳ）、出力トルクを段階的に増加させる。すなわち、アンロック駆動の再駆動時とロック駆動の再駆動時とでステッピングモータ１２の駆動周波数を段階的に変化させるパターンを異ならせる。
このように、再駆動中において必要な出力トルクが大きい段階ではステッピングモータ１２を低速で駆動し、必要な出力トルクがそれほど大きくない段階ではステッピングモータ１２を高速で駆動する。これにより、ロックリング１３の駆動に要する時間を大幅に長くすることなく、ロック機構４０３の正常な動作を確保することができる。
なお、上記各実施例では、防振ユニットが交換レンズに搭載されている場合について説明するが、防振ユニットは、レンズ一体型のデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の光学機器に搭載されていてもよい。
また、本実施例では、防振レンズを光軸に直交する方向にシフトさせて像振れを低減する防振ユニットについて説明した。しかし、本発明は、撮像素子を防振用素子として用い、該撮像素子を光軸に直交する方向にシフトさせて像振れを低減する防振ユニットを備えた光学機器（一眼レフカメラ本体やレンズ一体型のデジタルスチルカメラやビデオカメラ）にも適用することができる。
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１である交換レンズに搭載された防振ユニットの構成を示す分解斜視図。
【図２】実施例１の交換レンズとカメラ本体とを含むカメラシステムの概略構成を示す側面図。
【図３】上記カメラシステムの概略構成を示す上面図。
【図４】上記防振ユニットの制御系の構成を示すブロック図。
【図５】実施例１におけるステッピングモータの駆動周波数の設定例を示す図。
【図６】本発明の実施例２におけるステッピングモータの駆動周波数の設定例を示す図。
【図７】実施例１における防振制御を示すフローチャート。
【図８】上記防振制御におけるアンロック駆動の制御を示すフローチャート。
【図９】上記防振制御におけるロック駆動の制御を示すフローチャート。
【図１０】実施例１におけるステッピングモータの励磁方式及び駆動周波数と出力トルクとの関係を示す図。
【図１１】実施例１における防振ユニットに設けられたロック機構の構成を示す模式図。
【符号の説明】
【００１０】
１  レンズ保持枠
２  防振レンズ
５ｐ，５ｙ  ヨーク
６ｐ，６ｙ  永久磁石
７  シフトベース
８ｐ，８ｙ  コイル
１１ｐ，１１ｙ  フォトリフレクタ
１２  ステッピングモータ
１３  ロックリング
２０１  交換レンズ
２０２  一眼レフカメラ本体
２０３  レンズマイクロコンピュータ
２０４  カメラマイクロコンピュータ
２０５，２０６  角速度センサ
２０７  防振ユニット
２１２  撮像素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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