(57)【要約】【課題】ズーム機能とフォーカス機能の両方を有するレンズが複数ある光学系でのズームトラッキングを、被写体像のボケを抑えつつ高速に行うことができるレンズ鏡筒を提供することを目的とする。【解決手段】上記課題を解決するレンズ鏡筒は、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複数のズームフォーカスレンズ群と、複数のズームフォーカスレンズ群をそれぞれ独立して駆動する複数のアクチュエータと、前記複数のアクチュエータを制御する駆動制御部と、を備える。前記駆動制御部は、所定のズーム区間において、前記複数のアクチュエータによりそれぞれ設定されている最大速度で前記複数のズームフォーカスレンズ群をそれぞれ移動させるのに要する駆動時間のうち最も長い駆動時間で前記複数のズームフォーカスレンズ群を駆動するよう制御する。【選択図】図１
2014044223.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、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複数のズームフォーカスレンズ群と、
複数のズームフォーカスレンズ群をそれぞれ独立して駆動する複数のアクチュエータと、
前記複数のアクチュエータを制御する駆動制御部と、を備え、
前記駆動制御部は、所定のズーム区間において、
前記複数のアクチュエータによりそれぞれ設定されている最大速度で前記複数のズームフォーカスレンズ群をそれぞれ移動させるのに要する駆動時間のうち最も長い駆動時間で前記複数のズームフォーカスレンズ群を駆動するよう制御する、
レンズ鏡筒。
【請求項２】
前記所定のズーム区間における前記複数のズームフォーカスレンズ群の移動量を含むズームトラッキング情報を記憶する記憶手段をさらに備え、
前記駆動制御部は、
前記所定のズーム区間における前記複数のズームフォーカスレンズ群の移動量と、前記複数のアクチュエータによりそれぞれ設定されている最大速度とに基づいて、前記駆動時間を算出する、
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、
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、
前記レンズ鏡筒が、請求項１に記載のレンズ鏡筒である、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、
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、
前記レンズ鏡筒が、請求項１に記載のレンズ鏡筒である、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、焦点距離を変更するズームレンズと撮影距離を変更するフォーカスレンズとを備えており、ズームレンズやフォーカスレンズをそれぞれ駆動させることでトラッキング制御を行っている。
【０００３】
例えば特許文献１には、所定期間内のズームレンズあるいはフォーカスレンズの最適な最大駆動量を制御可能にすることによって、所定期間でロスなくズームレンズあるいはフォーカスレンズを駆動させ、高速なトラッキング処理を実現する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１６３６６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、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と、撮影距離を変更する役割のフォーカスレンズというようにレンズ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という課題があった。そこで、ズーム機能とフォーカス機能の両方を有するレンズを用いて光学系を形成することで、レンズ鏡筒の小型化が可能となる。しかし、このような構成では、ズームレンズとフォーカスレンズとをそれぞれを制御する従来のトラッキング制御を行うことができない。
【０００６】
そこで、本発明は、ズーム機能とフォーカス機能の両方を有するレンズが複数ある光学系でのズームトラッキングを、被写体像のボケを抑えつつ高速に行うことができるレンズ鏡筒を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明のレンズ鏡筒は、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複数のズームフォーカスレンズ群と、複数のズームフォーカスレンズ群をそれぞれ独立して駆動する複数のアクチュエータと、前記複数のアクチュエータを制御する駆動制御部と、を備える。前記駆動制御部は、所定のズーム区間において、前記複数のアクチュエータによりそれぞれ設定されている最大速度で前記複数のズームフォーカスレンズ群をそれぞれ移動させるのに要する駆動時間のうち最も長い駆動時間で前記複数のズームフォーカスレンズ群を駆動するよう制御する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ズーム機能とフォーカス機能の両方を有するレンズが複数ある光学系でのズームトラッキングを、被写体像のボケを抑えつつ高速に行うことができるレンズ鏡筒を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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】ズーム動作、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】ズームトラッキング中の各レンズ群の位置を示す図
【図５】（ａ）ズームトラッキング制御のフローチャート（ｂ）第２レンズ群の、あるズーム区間での最短ズームトラッキング時間を求めるフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、ここに開示されるレンズ鏡筒、撮像装置およびカメラの実施形態について、デジタルカメラを例にして説明する。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。
【００１１】
［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。
【００１２】
（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。
【００１３】
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。
【００１４】
図１に示すように、レンズ鏡筒２は、レンズ支持機構６と絞り制御部７とズームフォーカスレンズ駆動制御部８と、レンズマイコン４０と、を有している。
【００１５】
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。
【００１６】
カメラ本体３は、ボディボディマイコン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。
【００１７】
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。
【００１８】
（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複数のズームフォーカスレンズ群の一例である。複数の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は、光軸５上をＺ軸方向にそれぞれ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。
【００１９】
（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り、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。
【００２０】
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、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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、第２レンズ群支持枠２１がＺ軸方向に移動可能となる。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、第４レンズ群支持枠２３がＺ軸方向に移動可能となる。
【００２７】
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。
【００２８】
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、第５レンズ群支持枠２４がＺ軸方向に移動可能となる。
【００２９】
（ズームフォーカスレンズ駆動制御部）
ズームフォーカスレンズ駆動制御部８は、３個のズームフォーカスモータ２５、２６および２７の全てを同時に異なった駆動速度で制御することが可能であり、さらに、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を２５、２６および２７同時に駆動することで、ＡＦ動作の高速化が可能となる。
【００３０】
また、ズームフォーカスレンズ駆動制御部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とで、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、ズームフォーカスレンズ駆動制御部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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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を制御する。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。
【００３５】
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。
【００３６】
（３）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。絞り羽根（図示せず）が開方向および閉方向に駆動され、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。
【００３７】
（４）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。
【００３８】
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。
【００３９】
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、動作モードを静止画撮影モードへ切り換えることができ、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、動作モードを動画撮影モードへ切り換えることができる。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、動作モードを再生モードへ切り換えることができ、表示部１７に撮影画像を表示させることができる。
【００４０】
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が可能な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を開始する。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によりで画像データが取得される。
【００４１】
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なるようにレンズ群１０、１２および１３を制御する。
【００４２】
（５）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。
【００４３】
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。
【００４４】
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を実現することができる。
【００４５】
（６）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。
【００４６】
（７）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。
【００４７】
（８）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。
【００４８】
（（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。
【００４９】
（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、指示された絞り値まで絞り機構１４を絞り込む。絞り値の指示と同時に、撮像センサ１９へ駆動命令が送信され、シャッターユニット１９ａの駆動命令が送信される。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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
（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。
【００５４】
（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、第２レンズ群１０、第４レンズ群１２、第５レンズ群１３の、各ズーム位置、各フォーカス位置による、各々のレンズ群の位置を示す図である。横軸はレンズ位置で、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。
【００５５】
（４：ズームトラッキング動作）
図４は、本実施形態のレンズ鏡筒２におけるズームトラッキング制御について説明する模式図である。ズームトラッキング制御とは、ズーム動作中に、ある特定の被写体距離にフォーカスを合わせ続ける制御である。ズームトラッキング制御を行うことで、例えば動画記録中にズーム動作を行っても、フォーカスが合い続ける動画を撮影することができるなどの効果がある。ここで、ズームトラッキング制御は高速に行われることが望ましい。以下、広角端焦点距離位置（以下Ｗと略す）から望遠端焦点距離（以下Ｔと略す）までのズーム動作におけるズームトラッキング制御について、図４を用いて説明する。
【００５６】
図４は、第２レンズ群１０、第４レンズ群１２、第５レンズ群１３の、各ズーム区間を相対的に示した模式図である。
横軸は、それぞれのレンズ群の所定のズーム区間ごとの移動量を示す。ズーム位置はＷからＴまでを、ＷとＴを含めて５つのズーム位置となるように分割し、Ｗ側からＷ、ＷＮ、Ｎ、ＮＴ、Ｔとする。被写体距離は全てのレンズ群、ズーム位置について、無限遠撮影距離（以下∞と略す）である。
【００５７】
まず、ＷからＷＮに移動する際のズームトラッキング制御について説明する。ＷからＷＮへの移動距離が、２群レンズ群１０はａ、第４レンズ群１２はｂ、第５レンズ群はｃであり、各レンズ群が単位時間当たりに光軸方向に動くことができるレンズ群最高速度はＸであるとする。レンズ群最高速度Ｘは、２群レンズ群１０については第２レンズ群ズームフォーカスモータ２５の最高回転速度ＡＣＴ２ｍａｘと、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のリードピッチＬｐｉｔｃｈ２によって定まる。第４レンズ群１２、第５レンズ群１３のレンズ群最高速度Ｘも同様であり、レンズ群最高速度Ｘは各レンズ群によって異なる場合もある。ＷからＷＮを、レンズ群最高速度Ｘで全てのレンズ群を移動させると、第２レンズ群１０はａ／Ｘ、第４レンズ群１２はｂ／Ｘ、第５レンズ群１３はｃ／Ｘの時間がかかる。ここで、図４より、ｂ＜ａ＜ｃであるので、ＷからＷＮへの移動には第５レンズ群１３が最も時間がかかる。∞位置でのズームトラッキング制御を行うためには、ＷＮにおいて、第２レンズ群１０、第４レンズ群１２、第５レンズ群１３がそれぞれ所定の位置になければならない。よって、第２レンズ群１０、第４レンズ群１２、第５レンズ群１３の全てのレンズ群が、ＷからＷＮへｃ／Ｘの時間をかけて移動することで、ＷからＷＮでのズームトラッキング制御が最短時間で可能となる。このとき、第２レンズ群１２のレンズ群移動速度は（ａ／ｃ）Ｘ、第５レンズ群１３は（ｂ／ｃ）Ｘとなるように制御すれば、全てのレンズ群がＷからＷＮをｃ／Ｘの時間で移動できる、すなわち、ズームトラッキング制御をすることができる。
【００５８】
ＷＮからＮへのズームトラッキング制御も同様であり、移動距離が第２群レンズ群１０はｄ、第４レンズ群１２はｅ、第５レンズ群はｆであり、レンズ群最高速度は全てのレンズ群についてＸであるとすると、図４より、ｆ＜ｄ＜ｅであるので、第４レンズ群１２がＷＮからＮへの移動に最も時間がかかる。よって、ＷＮからＮへのズームトラッキング制御は、全てのレンズ群をｅ／Ｘの時間をかけて動かすことで、最短時間で可能となる。
【００５９】
ＮからＮＴ、ＮＴからＴについても同様の条件で各レンズ群のレンズ群移動速度を制御することで、ＷからＴまでのズームトラッキング制御を、最短時間で行うことが可能となる。また、∞位置とは異なる被写体距離でのズームトラッキングは、ズームトラッキングデータが被写体距離に応じて変更となり、上述の内容と同様の制御によってズームトラッキング制御が可能となる。
【００６０】
図５（ａ）に本発明のレンズ鏡筒におけるズームトラッキング制御の制御フローチャートを示す。ユーザーがズームレバー３６を操作すると、ズーム動作が開始される。ズーム動作が開始されると、レンズマイコン４０は現在のズーム位置Ｚ０とフォーカス位置Ｆ０を取得する（Ｓ１０）。次に、第２レンズ群１０が次のズーム位置Ｚ１に移動する最短の所要時間Ｔ２ｍｉｎを求める（Ｓ２０）。図５（ｂ）にＴ２ｍｉｎを求めるフローを示す。Ｚ０とＦ０に基づいて、第２レンズ群１０のズームトラッキングテーブルから、被写体距離Ｆ０でのＺ０からＺ１までの移動距離Ｌ２を抽出する(Ｓ２１)。また、第２レンズ群フォーカスモータ２５の、単位時間当たりの最高回転速度ＡＣＴ２ｍａｘと、第２レンズ群フォーカスモータ２５のリードスクリューのリードピッチＬｐｉｔｃｈ２から、レンズ群最高速度Ｘを算出する（Ｓ２２）。ここで、Ｘ＝Ｌｐｉｔｃｈ２×ＡＣＴ２ｍａｘである。移動距離Ｌ２とレンズ群最高速度Ｘから、Ｔ２ｍｉｎを算出する(Ｓ２３)。ここで、Ｔ２ｍｉｎ＝Ｌ２／Ｘである。図５（ａ)に示すように、第４レンズ群１２、第５レンズ群１３についても同様に、Ｚ０からＺ１に移動する最短の所要時間Ｔ４ｍｉｎ、Ｔ５ｍｉｎを求める（Ｓ３０、Ｓ４０）。次に、Ｔ２ｍｉｎ、Ｔ４ｍｉｎ、Ｔ５ｍｉｎを比較し（Ｓ５０）、Ｚ０からＺ１に移動するために最も時間がかかるレンズ群Ｇを決定する（Ｓ６０）。レンズ群Ｇ以外のレンズ群については、レンズ群ＧがＺ０からＺ１に移動するためにかかる時間と等しい時間をかけて、Ｚ０からＺ１に移動するように、フォーカスモータの回転速度を決定する（Ｓ７０）。例えば、図４のＷからＷＮへの移動を考えると、前述のとおり、第２レンズ群１０の移動速度は（ａ／ｃ）Ｘ、第４レンズ群１２の移動速度は（ｂ／ｃ）Ｘ、第５レンズ群１３の移動速度はＸである。次に、Ｓ７０において決定したそれぞれフォーカスモータの回転速度で、３つのレンズ群１０、１２、１３をＺ０からＺ１まで駆動する（Ｓ８０）。ユーザーがズームレバー３６の操作を停止した場合、または、ズーム位置がＷまたはＴにある状態でそれぞれさらに広角側、望遠側にズームレバー３６が操作されている場合には、ズーム動作を停止する(Ｓ９０)。
【００６１】
（５：まとめ）
本実施形態に係るレンズ鏡筒２が有する特徴を以下にまとめる。
【００６２】
本実施形態に係るレンズ鏡筒２は、光軸５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複数のズームフォーカスレンズ群の一例である第２レンズ群１０、第４レンズ群１２および第５レンズ群１３と、複数のズームフォーカスレンズ群をそれぞれ独立して駆動する複数のアクチュエータの一例である第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と、複数のアクチュエータを制御する駆動制御部の一例であるズームフォーカスレンズ駆動制御部８と、を備えている。
【００６３】
ズームフォーカスレンズ駆動制御部８は、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によりそれぞれ設定されている最大速度で第２レンズ群１０、第４レンズ群１２および第５レンズ群１３をそれぞれ移動させるのに要する駆動時間のうち最も長い駆動時間で、第２レンズ群１０、第４レンズ群１２および第５レンズ群１３を駆動するように制御する。
【００６４】
このような構成により、本実施形態のレンズ鏡筒２は、ズーム機能とフォーカス機能の両方を有するレンズが複数ある光学系でのズームトラッキングを、被写体像のボケを抑えつつ高速に行うことができる。
【００６５】
［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。
【００６６】
（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。
【００６７】
（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およびカメラ付きＰＤＡであってもよい。
【００６８】
（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。
【００６９】
（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。
【００７０】
（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。
【００７１】
（８）
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。
本願には不要。
【００７２】
（９）
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、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、レンズ鏡筒に好適である。
【符号の説明】
【００７６】
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  ボディマイコン
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
４０  レンズマイコン
４１  メモリ
【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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