(57)【要約】【課題】２つのフォーカスレンズを別々のアクチュエータで移動させて高速かつ高精度な位相差検出方式ＡＦを行う。【解決手段】光学機器１０において、第１のアクチュエータ１７の最小駆動量と第１のフォーカスレンズ１１の単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第１の最小像面移動量が、第２のアクチュエータ２０の最小駆動量と第２のフォーカスレンズ１３の単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第２の最小像面移動量より大きく、第１のアクチュエータの駆動速度と第１のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第１の像面移動速度が、第２のアクチュエータの駆動速度と第２のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第２の像面移動速度より速い。デフォーカス量に応じて、駆動するアクチュエータを選択する。【選択図】図１
2014032334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに独立して移動が可能な第１のフォーカスレンズおよび第２のフォーカスレンズと、
前記第１のフォーカスレンズを移動させる第１のアクチュエータと、
前記第２のフォーカスレンズを移動させる第２のアクチュエータと、
前記第１および第２のアクチュエータの駆動を制御する制御手段とを有し、
前記第１のアクチュエータの最小駆動量と前記第１のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第１の最小像面移動量が、前記第２のアクチュエータの最小駆動量と前記第２のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第２の最小像面移動量より大きく、かつ、
前記第１のアクチュエータの駆動速度と前記第１のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第１の像面移動速度が、前記第２のアクチュエータの駆動速度と前記第２のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第２の像面移動速度より速く、
前記制御手段は、前記第１および第２のフォーカスレンズを含む撮影光学系のデフォーカス量に応じて、前記第１および第２のアクチュエータのうち駆動するアクチュエータを選択することを特徴とする光学機器。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記デフォーカス量が所定デフォーカス量より大きいときは前記第１のアクチュエータを駆動し、
前記デフォーカス量が前記所定デフォーカス量より小さいときは前記第２のアクチュエータを駆動す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、前記第１のアクチュエータの駆動を開始した後、前記第１のフォーカスレンズの合焦状態までの残り移動量が所定残り移動量より小さくなったときは、駆動するアクチュエータを前記第２のアクチュエータに切り替え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】
互いに独立して移動が可能な第１のフォーカスレンズおよび第２のフォーカスレンズと、前記第１のフォーカスレンズを移動させる第１のアクチュエータと、前記第２のフォーカスレンズを移動させる第２のアクチュエータとを有し、
前記第１のアクチュエータの最小駆動量と前記第１のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第１の最小像面移動量が、前記第２のアクチュエータの最小駆動量と前記第２のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第２の最小像面移動量より大きく、かつ、
前記第１のアクチュエータの駆動速度と前記第１のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第１の像面移動速度が、前記第２のアクチュエータの駆動速度と前記第２のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第２の像面移動速度より速くなるように構成された光学機器において、前記第１および第２のアクチュエータの駆動を制御する制御方法であって、
前記第１および第２のフォーカスレンズを含む撮影光学系のデフォーカス量を取得するステップと、
前記デフォーカス量に応じて、前記第１および第２のアクチュエータのうち駆動するアクチュエータを選択するステップとを有することを特徴とする光学機器の制御方法。
【請求項５】
互いに独立して移動が可能な第１のフォーカスレンズおよび第２のフォーカスレンズと、
前記第１のフォーカスレンズを移動させる第１のアクチュエータと、
前記第２のフォーカスレンズを移動させる第２のアクチュエータと、
使用者による操作が可能なフォーカス操作部材と、
該フォーカス操作部材の操作に応じて、前記第１および第２のアクチュエータの駆動を制御する制御手段とを有し、
前記第１のアクチュエータの最小駆動量と前記第１のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第１の最小像面移動量が、前記第２のアクチュエータの最小駆動量と前記第２のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第２の最小像面移動量より大きく、かつ、
前記第１のアクチュエータの駆動速度と前記第１のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第１の像面移動速度が、前記第２のアクチュエータの駆動速度と前記第２のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第２の像面移動速度より速く、
前記制御手段は、前記フォーカス操作部材の操作量および操作速度のうち少なくとも一方に応じて、前記第１および第２のアクチュエータのうち駆動するアクチュエータを選択することを特徴とする光学機器。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記操作量が所定操作量より大きいときは前記第１のアクチュエータを駆動し、
前記操作量が前記所定操作量より小さいときは前記第２のアクチュエータを駆動することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項７】
前記制御手段は、前記第１のアクチュエータの駆動を開始した後、前記第１のフォーカスレンズの残り移動量が所定残り移動量より小さくなったときは、駆動するアクチュエータを前記第２のアクチュエータに切り替えることを特徴とする請求項２に記載の光学機器。
【請求項８】
互いに独立して移動が可能な第１のフォーカスレンズおよび第２のフォーカスレンズと、前記第１のフォーカスレンズを移動させる第１のアクチュエータと、前記第２のフォーカスレンズを移動させる第２のアクチュエータと、使用者による操作が可能なフォーカス操作部材とを有し、
前記第１のアクチュエータの最小駆動量と前記第１のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第１の最小像面移動量が、前記第２のアクチュエータの最小駆動量と前記第２のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第２の最小像面移動量より大きく、かつ、
前記第１のアクチュエータの駆動速度と前記第１のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第１の像面移動速度が、前記第２のアクチュエータの駆動速度と前記第２のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第２の像面移動速度より速くなるように構成された光学機器において、前記第１および第２のアクチュエータの駆動を制御する制御方法であって、
前記フォーカス操作部材の操作を検出するステップと、
前記フォーカス操作部材の操作量および操作速度のうち少なくとも一方に応じて、前記第１および第２のアクチュエータのうち駆動するアクチュエータを選択するステップとを有することを特徴とする光学機器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォーカスレンズをアクチュエータにより移動させて焦点調節を行う光学機器に関し、特に２つのフォーカスレンズを別々のアクチュエータによって移動させる光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置や交換レンズ等の光学機器において、撮影光学系の焦点調節を自動的に行うオートフォーカス（ＡＦ）方式として、位相差検出方式とコントラスト検出方式（ＴＶ−ＡＦ方式）とがある。位相差検出方式では、撮影光学系から入射した光束を２つに分離して、それぞれの光束により形成された一対の像を一対の受光センサにより光電変換し、これら受光センサから出力された一対の像信号の位相差に基づいてデフォーカス量を求める。そして、該デフォーカス量から算出された合焦状態を得るための移動量だけアクチュエータによりフォーカスレンズを移動させる。
【０００３】
一方、コントラスト検出方式では、アクチュエータによりフォーカスレンズを微小往復移動（ウォブリング）させて撮像素子からの出力（映像信号）の高周波成分であるコントラスト評価値の増減を検出する。そして、コントラスト評価値が増加する方向にフォーカスレンズを微小量ずつ移動させる。こうしてコントラスト評価信号が最大となる位置までフォーカスレンズを移動させることで合焦状態を得る。コントラスト検出方式には、フォーカスレンズを至近端と無限遠端のうち一方から他方に移動させながら検出したコントラスト評価値を記憶し、記憶したコントラスト評価値の中で最大のものに対応する位置にフォーカスレンズを戻すことで合焦状態を得る方式もある。
【０００４】
このような位相差検出方式とコントラスト検出方式の２つのＡＦ方式を併用する光学機器が、特許文献１にて開示されている。この光学機器では、以下の位相差検出方式の利点とコントラスト検出方式の利点を併せ持つことで、高速かつ高精度なＡＦを可能とする。位相差検出方式の利点は、フォーカスレンズの移動前に移動方向と移動量を求めることで高速なＡＦが可能であることである。また、コントラスト検出方式の利点は、実際にフォーカスレンズを微小量ずつ移動させて合焦状態（コントラスト評価値の最大値）を確認することで高精度なＡＦが可能であることである。
【０００５】
ただし、最近の撮像装置では、撮像素子の高画素化に伴いその撮像面が大型化する傾向にあり、このような撮像素子に対応する撮影光学系においてフォーカスレンズも大型化（大径化）する傾向にある。大型化により重量が増加したフォーカスレンズを、コントラスト検出方式にて微小量ずつ高精度に、かつできるだけ高速で移動させることが難しくなってきている。
【０００６】
この対策のため、特許文献２には、以下の光学機器が開示されている。この光学機器は、フォーカスレンズとは別にウォブリングレンズを備えている。そして、ウォブリングレンズをアクチュエータで移動させてコントラスト検出方式にてＡＦを行うモードと、フォーカスレンズをアクチュエータを介してマニュアル操作で移動させてマニュアルフォーカシングを行うモードとを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−４３６０５号公報
【特許文献２】特開平０９−１９７２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２にて開示された光学機器では、コントラスト検出方式によるＡＦにおいて軽量のウォブリングレンズを容易に微小量移動させることは可能である。しかしながら、この光学機器は、位相差検出方式によるＡＦには対応していない。また、マニュアルフォーカシング時にはウォブリングレンズは停止され、フォーカスレンズしか移動しない。重いフォーカスレンズを移動させるアクチュエータは微小量駆動が難しいため、マニュアルフォーカシングを精密に行うことができない。
【０００９】
本発明は、２つのフォーカスレンズを別々のアクチュエータで移動させて高速かつ高精度な位相差検出方式ＡＦや操作追従性が良好でかつ精密なマニュアルフォーカシングを行うことができるようにした光学機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面としての光学機器は、互いに独立して移動が可能な第１のフォーカスレンズおよび第２のフォーカスレンズと、第１のフォーカスレンズを移動させる第１のアクチュエータと、第２のフォーカスレンズを移動させる第２のアクチュエータと、第１および第２のアクチュエータの駆動を制御する制御手段とを有する。第１のアクチュエータの最小駆動量と第１のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第１の最小像面移動量が、第２のアクチュエータの最小駆動量と第２のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第２の最小像面移動量より大きく、かつ、第１のアクチュエータの駆動速度と第１のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第１の像面移動速度が、第２のアクチュエータの駆動速度と第２のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第２の像面移動速度より速い。そして、制御手段は、第１および第２のフォーカスレンズを含む撮影光学系のデフォーカス量に応じて、第１および第２のアクチュエータのうち駆動するアクチュエータを選択することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の他の一側面としての光学機器の制御方法は、互いに独立して移動が可能な第１のフォーカスレンズおよび第２のフォーカスレンズと、第１のフォーカスレンズを移動させる第１のアクチュエータと、第２のフォーカスレンズを移動させる第２のアクチュエータとを有する光学機器に適用される。第１のアクチュエータの最小駆動量と第１のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第１の最小像面移動量が、第２のアクチュエータの最小駆動量と第２のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第２の最小像面移動量より大きく、かつ、第１のアクチュエータの駆動速度と第１のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第１の像面移動速度が、第２のアクチュエータの駆動速度と第２のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第２の像面移動速度より速くなるように構成されている。該制御方法は、第１および第２のフォーカスレンズを含む撮影光学系のデフォーカス量を取得するステップと、該デフォーカス量に応じて、第１および第２のアクチュエータのうち駆動するアクチュエータを選択するステップとを有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の他の一側面としての光学機器は、互いに独立して移動が可能な第１のフォーカスレンズおよび第２のフォーカスレンズと、第１のフォーカスレンズを移動させる第１のアクチュエータと、第２のフォーカスレンズを移動させる第２のアクチュエータと、使用者による操作が可能なフォーカス操作部材と、該フォーカス操作部材の操作に応じて、第１および第２のアクチュエータの駆動を制御する制御手段とを有する。第１のアクチュエータの最小駆動量と第１のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第１の最小像面移動量が、第２のアクチュエータの最小駆動量と第２のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第２の最小像面移動量より大きく、かつ、第１のアクチュエータの駆動速度と第１のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第１の像面移動速度が、第２のアクチュエータの駆動速度と第２のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第２の像面移動速度より速い。そして、制御手段は、フォーカス操作部材の操作量および操作速度のうち少なくとも一方に応じて、第１および第２のアクチュエータのうち駆動するアクチュエータを選択することを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の他の一側面としての光学機器の制御方法は、互いに独立して移動が可能な第１のフォーカスレンズおよび第２のフォーカスレンズと、第１のフォーカスレンズを移動させる第１のアクチュエータと、第２のフォーカスレンズを移動させる第２のアクチュエータと、使用者による操作が可能なフォーカス操作部材とを有する光学機器に適用される。第１のアクチュエータの最小駆動量と第１のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第１の最小像面移動量が、第２のアクチュエータの最小駆動量と第２のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第２の最小像面移動量より大きく、かつ、第１のアクチュエータの駆動速度と第１のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第１の像面移動速度が、第２のアクチュエータの駆動速度と第２のフォーカスレンズの単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される第２の像面移動速度より速くなるように構成されている。該制御方法は、フォーカス操作部材の操作を検出するステップと、フォーカス操作部材の操作量および操作速度のうち少なくとも一方に応じて、第１および第２のアクチュエータのうち駆動するアクチュエータを選択するステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、２つのフォーカスレンズを別々のアクチュエータで移動させてフォーカス制御を行う。この際、駆動するアクチュエータを、撮影光学系のデフォーカス量に応じて、各アクチュエータの駆動により得られる最小像面移動量や像面移動速度がより適切な方を選択する。このため、本発明によれば、高速かつ高精度な位相差検出方式でのＡＦを行うことができる。
【００１５】
また、本発明では、２つのフォーカスレンズを別々のアクチュエータで移動させてマニュアルフォーカシングを行う。この際、駆動するアクチュエータを、フォーカス操作部材の操作量または操作速度に応じて、各アクチュエータの駆動により得られる最小像面移動量や像面移動速度がより適切な方を選択する。このため、本発明によれば、操作追従性が良好でかつ精密なマニュアルフォーカシングを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例である交換レンズを含むカメラシステムの構成を示すブロック図。
【図２】上記カメラシステムの動作を示すフローチャート。
【図３】本発明の実施例２である交換レンズを含むカメラシステムの構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１には、本発明の実施例１である光学機器としての交換レンズ１０と該交換レンズ１０が取り外し可能に装着されるカメラボディ（以下、単にカメラという）３０とにより構成されるカメラシステムを示している。
【００１９】
交換レンズ１０において、被写体側（図の左側）から順に、１１は第１のフォーカスレンズとしての第１レンズ群であり、１２は変倍レンズ（バリエータ）としての第２レンズ群である。１４は光量調節を行う絞りである。１３は第２のフォーカスレンズとしての第３レンズ群である。これら第１〜第３レンズ群１１〜１３および絞り１４により撮影光学系が構成される。第１レンズ群１１は、最も被写体側のレンズ群として、第１〜第３レンズ群１１〜１３のうち最も大きな径を有する。一方、第３レンズ群１３は、最も像側のレンズ群として、第１〜第３レンズ群１１〜１３のうち最も小さな径を有する。各レンズ群の光軸が延びる方向を、各レンズ群および撮影光学系の光軸方向という。
【００２０】
１５は第１レンズ群１１を保持する１群鏡筒であり、その外周にはコロ１５ａが設けられている。１群鏡筒１５は、光軸方向に延びる不図示のガイドバーにより光軸方向に移動可能に支持されている。コロ１５ａは、１群鏡筒１５の外周に光軸回りで回転可能に配置されたカム筒１６に形成されたカム溝部に係合している。
【００２１】
１７はカム筒１６を回転させる第１のアクチュエータとしての振動型モータである。振動型モータは、電気−機械エネルギ変換素子（圧電素子）によって振動が励起された弾性体（ステータ）に圧接する回転体（ロータ）が回転するように構成されたモータである。本実施例では、不図示のロータは光軸回り方向に延びるリング状に形成され、カム筒１６の光軸方向端面に取り付けられている。また、ステータも光軸回り方向に延びるリング状に形成され、ロータと光軸方向にて圧接するよう配置されている。
【００２２】
駆動信号としてのパルス信号の入力により振動型モータ１７が駆動され、ロータとともにカム筒１６が回転すると、そのカム溝部のリード（リフト）によってコロ１５ａとともに１群鏡筒１５および第１レンズ群１１が光軸方向に移動する。これにより、第１レンズ群１１によるフォーカシング（焦点調節）が行われる。振動型モータ１７は、高トルクを発生可能なアクチュエータであり、第１〜第３レンズ群１１〜１３の中で最も径が大きく最も重量も大きい第１レンズ群１１を移動させるカム筒１６を直接回転させ、第１レンズ群１１を高速に移動させることができる。以下、振動型モータ１７に入力される駆動信号としてのパルス信号を、第１の駆動パルスという。
【００２３】
振動型モータ１７またはカム筒１６には、その所定の回転量ごとにパルス信号（以下、回転検出パルスという）を発生する不図示の回転センサが設けられている。後述するレンズＣＰＵ２３は、この回転センサからの回転検出パルスのカウント値を用いて振動型モータ１７の駆動を制御する。
【００２４】
１８は第２レンズ群１２を保持する２群鏡筒であり、不図示のマニュアルズーム操作部材が使用者によって手動操作されることで、光軸方向に移動する。これにより、変倍（ズーム）が行われる。
【００２５】
１９は第３レンズ群１３を保持する３群鏡筒であり、ラック部１９ａを有する。ラック部１９ａは、第２のアクチュエータとしてのステッピングモータ２０の出力軸であるリードスクリュー２０ａに噛み合っている。また、３群鏡筒１９は、光軸方向に延びる不図示のガイドバーにより光軸方向に移動可能に支持されている。
【００２６】
ステッピングモータ２０が駆動されてリードスクリュー２０ａが回転すると、その回転がラック部１９ａによって光軸方向の移動に変換される。このため、ラック部１９ａとともに、３群鏡筒１９および第３レンズ群１３が光軸方向に移動する。これにより、第３レンズ群１３によるフォーカシングが行われる。
【００２７】
ステッピングモータ２０は、振動型モータ１７に比べて低トルクしか出力できないが、第１〜第３レンズ群１１〜１３の中で最も径が小さく最も重量も軽い第３レンズ群１３の駆動には十分なトルクを出力できる。また、ステッピングモータ２０は、リードスクリュー２０ａのリードを小さく設定することによって、１ステップ（駆動信号の１パルスに対応する）あたりの第３レンズ群１３の移動量を小さくすることが可能となる。したがって、第３レンズ群１３の微小量移動が可能である。以下、ステッピングモータ２０に入力される駆動信号としてのパルス信号を第２の駆動パルスという。
【００２８】
このように、それぞれ別々のモータ１７，２０を駆動することで移動される第１および第３レンズ群１１，１３は、互いに独立して移動が可能である。
【００２９】
ここで、第１レンズ群１１の最小移動量は、振動型モータ１７の１駆動パルス（第１の駆動パルスの１パルス）あたりの回転量としての最小駆動量とカム筒１６のカム溝部のリードとにより決定される。また、第３レンズ群１３の最小移動量は、ステッピングモータ２０の１駆動パルス（第２の駆動パルスの１パルス）あたりの回転角としての最小駆動量とリードスクリュー２０ａのリードとにより決定される。本実施例では、第１レンズ群１１の最小移動量あたりの像面移動量である第１の最小像面移動量が、第３レンズ群１３の最小移動量あたりの像面移動量である第２の最小像面移動量より大きくなるように構成されている。言い換えれば、第１の最小像面移動量よりも第２の最小像面移動量が小さくなるように構成されている。このことは、ステッピングモータ２０により第３レンズ群１３を移動させる場合の合焦精度を、振動型モータ１７により第１レンズ群１１を移動させる場合よりも高くすることができることを意味する。
【００３０】
また、振動型モータ１７の駆動速度と第１レンズ群１１の単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される像面移動速度を、第１の像面移動速度とする。さらに、ステッピングモータ２０の駆動速度と第３レンズ群１３の単位移動量あたりの像面移動量とにより決定される像面移動速度を、第２の像面移動速度とする。このとき、本実施例では、第１の像面移動速度が第２の像面移動速度の方が速くなるように構成されている。このことは、振動型モータ１７により第１レンズ群１１を移動させる場合の方が、ステッピングモータ２０により第３レンズ群１３を移動させる場合よりも高速でデフォーカス状状態から合焦状態が得られることを意味する。
【００３１】
このように本実施例では、振動型モータ１７およびステッピングモータ２０（第１および第２のアクチュエータ）の駆動により得られる１駆動パルスあたりの像面移動量（最小像面移動量）と像面移動速度とをそれぞれ異ならせている。そして、第１および第２のフォーカスレンズを含む撮影光学系の位相差検出方式による焦点状態の検出結果（デフォーカス量）に基づいて、これらアクチュエータの駆動を適切に選択することで、高速かつ高精度な位相差検出方式ＡＦを行う。
【００３２】
２１はフォーカス操作リング（フォーカス操作部材）であり、使用者により回転操作可能である。このフォーカス操作リング２１が回転操作されることにより、フォーカス操作センサ２２からパルス信号が発生される。
【００３３】
２３は制御手段としてのレンズＣＰＵであり、カメラＣＰＵ３１と通信を行って各種情報のやり取りを行ったり、交換レンズ１０の全体の制御を司ったりする。具体的には、レンズＣＰＵ２３は、カメラＣＰＵ３１からＡＦ情報を受け取って振動型モータ１７およびステッピングモータ２０の駆動を制御する。これにより、ＡＦ（オートフォーカス制御）が行われる。また、レンズＣＰＵ２３は、カメラＣＰＵ３１から露出情報を受け取って絞り１４の駆動を制御する。さらに、レンズＣＰＵ２３は、フォーカス操作センサ２２から発生された互いに位相が異なる２相のパルス信号に基づいて、振動型モータ１７およびステッピングモータ２０の駆動を制御する。これにより、マニュアルフォーカシング（パワーフォーカシング）が行われる。
【００３４】
一方、カメラ３０に搭載されたカメラＣＰＵ３１は、撮像素子３２からの出力に基づいて映像信号の生成・記録を行なったり、後述するようにＡＦセンサ３３からの出力に基づいて位相差検出方式ＡＦの制御を行ったりする。また、カメラＣＰＵ３１は、映像信号の明るさに応じて絞り１４や不図示のシャッタの動作（露出）を制御する。その他、カメラＣＰＵ３１は、カメラ３０の全体の制御を司る。
【００３５】
撮像素子３２は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子により構成され、撮影光学系により形成された被写体像を電気信号に変換する。
【００３６】
３４はクイックリターンミラーであり、撮影光学系からの光束の一部を反射して不図示のファインダ光学系に導くとともに、他の一部を透過してサブミラー３５により反射させ、ＡＦセンサ３３に導く。
【００３７】
ＡＦセンサ３３は、撮影光学系から入射した光束を２つに分離して、それぞれの光束により形成された一対の像を一対の受光素子列（ラインセンサ）により光電変換し、一対の像信号を出力する。カメラＣＰＵ３１は、位相差検出方式でのＡＦを行うために、一対の像信号の位相差を相関演算により求め、該位相差に基づいて撮影光学系の焦点状態を示すデフォーカス量（デフォーカス方向を含む）を算出する。そして、カメラＣＰＵ３１は、算出したデフォーカス量を位相差ＡＦ情報としてレンズＣＰＵ２３に送信する。
【００３８】
レンズＣＰＵ２３は、受信したデフォーカス量（つまりは焦点状態の検出結果）に基づいて、合焦状態を得るための第１レンズ群１１および第３レンズ群１３の移動方向（合焦方向）と移動量を算出する。このとき、詳しくは後述するが、レンズＣＰＵ２３は、デフォーカス量に応じて、第１および第３レンズ群１１，１３のうち移動させるレンズ群を少なくとも１つ選択する。さらに、レンズＣＰＵ２３は、算出した合焦方向に算出した移動量だけ第１レンズ群１１および第３レンズ群１３のうち一方または両方を移動させるよう振動型モータ１７およびステッピングモータ２０のうち一方または両方を駆動する。
【００３９】
次に、図２のフローチャートを用いて、図１に示したカメラシステムの動作（制御方法）を説明する。カメラＣＰＵ３１とレンズＣＰＵ２３は、互いに連携して、コンピュータプログラムである制御プログラムに従ってこの動作を実行する。本実施例では、ＡＦとして位相差検出方式でのＡＦを行う一方、マニュアルフォーカシングも可能としている。
【００４０】
まずステップＳ１００１において、カメラ３０の電源が投入（ＯＮ）されることに応じて、カメラＣＰＵ３１は、ステップＳ１００５にて待機状態に入る。ミラー３４，３５は撮影光路内に配置されている。
【００４１】
次に、ステップＳ１００３において、カメラＣＰＵ３１は、カメラ３０に設けられた不図示のレリーズボタンの半押し（第１ストローク）操作に応じてＳＷ１信号が発生したか否かを判別する。ＳＷ１信号が発生したときはステップＳ１００４に、発生してなければステップＳ１００５に進む。
【００４２】
ステップＳ１００４では、カメラＣＰＵ３１は、前述したようにＡＦセンサ３３の出力に基づいてデフォーカス量を算出し、レンズＣＰＵ２３に送信する。
【００４３】
次に、ステップＳ１００６では、レンズＣＰＵ２３は、受信（取得）したデフォーカス量が閾値としての所定デフォーカス量より大きいか否かを判定する。所定デフォーカス量より大きければステップＳ１００７に、所定デフォーカス量より小さければ（又は以下であれば）ステップＳ１００９に進む。
【００４４】
ステップＳ１００７では、レンズＣＰＵ２３は、精度よりも速度を優先させるため、第１レンズ群１１を高速で移動させることが可能な振動型モータ１７を駆動して、第１レンズ群１１を、デフォーカス量から算出した移動量だけ合焦方向に移動させる。
【００４５】
この際、ステップＳ１００８において、レンズＣＰＵ２３は、第１レンズ群１１の移動によって減少しつつある第１レンズ群１１の合焦状態までの残りの移動量が、閾値としての所定残り移動量よりも大きいか否かを一定の周期で判定する。所定残り移動量よりも大きればステップＳ１００７に戻って振動型モータ１７の駆動を継続し、所定残り移動量より小さければ（又は以下であれば）ステップＳ１００９に進む。
【００４６】
ステップＳ１００９では、レンズＣＰＵ２３は、速度よりも精度を優先させるため、第３レンズ群１３を位置精度良く移動させることが可能なステッピングモータ２０を駆動する。これにより、第３レンズ群１３を合焦方向に移動させる。レンズＣＰＵ２３は、このときの第３レンズ群１３の移動量を、第１レンズ群１１の残り移動量から算出する。
【００４７】
なお、この時点で再度カメラＣＰＵ３１にてＡＦセンサ３３の出力に基づいて算出されたデフォーカス量を受信し、該デフォーカス量から第３レンズ群１３の移動量を算出してもよい。この時点でのデフォーカス量は、当然ながら所定デフォーカス量よりも小さい。
【００４８】
また、ステップＳ１００９において、第３レンズ群１３と第１レンズ群１１の両方を移動させて、より高速に合焦状態が得られるようにしてもよい。
【００４９】
次に、ステップＳ１０１０では、レンズＣＰＵ２３は、第１レンズ群１１および第３レンズ群１３の移動が終了したことを、カメラＣＰＵ３１に送信する。
【００５０】
そして、ステップＳ１０１１では、カメラＣＰＵ３１は、レリーズボタンの全押し（第２ストローク）操作に応じてＳＷ２信号が発生したか否かを判別する。ＳＷ２信号が発生していなければステップＳ１００２に戻り、発生したときはステップＳ１０１２に進む。
【００５１】
ステップＳ１０１２では、カメラＣＰＵ３１は露光動作を開始する。具体的には、レンズＣＰＵ２３を通じて絞り１４を設定された絞り値になるように動作させ、その後、ミラー３４，３５を撮影光路外に退避させ、シャッタを開動作させて撮像素子３２を露光する。
【００５２】
露光動作が終了すると、カメラＣＰＵ３１はステップＳ１０１３にて、撮像素子３２の出力から生成した映像信号を不図示の記録媒体に記録し、ステップＳ１００２に戻る。
【００５３】
一方、ステップＳ１００５では、レンズＣＰＵ２３は、フォーカス操作センサ２２から２相のパルス信号が入力されたか否か、つまりはフォーカス操作リング２１が回転操作されたか否かを判別する。入力されていれば（つまりはフォーカス操作リング２１の回転操作が検出されたときは）ステップＳ１０１４に進み、入力されていなければステップＳ１００２に戻る。
【００５４】
ステップＳ１０１４では、レンズＣＰＵ２３は、フォーカス操作センサ２２からの２相のパルス信号からフォーカス操作リング２１の回転操作量、回転操作方向および回転操作速度を演算する。そして、これらを第１および第３レンズ群１１，１３を含むフォーカスレンズの移動量、移動方向（合焦方向）および移動速度に変換する。
【００５５】
次に、ステップＳ１０１５では、レンズＣＰＵ２３は、ステップＳ１０１４で演算された移動量が閾値としての所定移動量よりも大きいか否かを判別する。また、レンズＣＰＵ２３は、ステップＳ１０１４で演算された移動速度が閾値としての所定移動速度よりも速いか否かを判別する。移動量および移動速度のうち少なくとも一方が閾値より大きい又は速いときはステップＳ１０１６に、小さい又は遅ければ（以下であれば）ステップＳ１０１７に進む。
【００５６】
なお、本ステップでの判別は、フォーカス操作リング２１の回転操作量が所定操作量より大きいか否かの判別および該操作リング２１の回転操作速度が所定操作速度よりも速いか否かの判別と同義であり、本ステップでの判別をこれに置き換えてもよい。
【００５７】
ステップＳ１０１６では、レンズＣＰＵ２３は、精度よりも速度を優先させるために、振動型モータ１７を駆動して、第１レンズ群１１を、演算した移動量だけ合焦方向に移動させる。
【００５８】
この際、ステップＳ１０１７において、レンズＣＰＵ２３は、第１レンズ群１１の移動によって減少しつつある第１レンズ群１１の残りの移動量が閾値としての所定残り移動量よりも大きいか否かを一定の周期で判定する。このステップでの所定移動量は、ステップＳ１００８での所定移動量と同じでもよいし、異なってもよい。所定残り移動量よりも大きればステップＳ１０１６に戻って振動型モータ１７の駆動を継続し、所定残り移動量より小さければ（又は以下であれば）ステップＳ１０１８に進む。
【００５９】
ステップＳ１０１８では、レンズＣＰＵ２３は、速度よりも精度を優先させるため、ステッピングモータ２０を駆動して、第３レンズ群１３を合焦方向に移動させる。すなちわ、振動型モータ１７の駆動を開始した後、第１レンズ群１１の合焦状態までの残り移動量が所定残り移動量より小さくなったときは、駆動するモータをステッピングモータ２０に切り替える。レンズＣＰＵ２３は、このときの第３レンズ群１３の移動量を、第１レンズ群１１の残り移動量から算出する。また、本ステップにおいて、第３レンズ群１３と第１レンズ群１１の両方を移動させて、より高速に合焦状態が得られるようにしてもよい。
【００６０】
次に、ステップＳ１０１９では、レンズＣＰＵ２３は、第１レンズ群１１および第３レンズ群１３の駆動が終了したことを、カメラＣＰＵ３１に送信する。そして、ステップＳ１０１１に進む。以後は、先に説明した通りである。
【００６１】
以上説明したように、本実施例では、第１および第３レンズ群１１，１３を別々の振動型モータ１７およびステッピングモータ２０で駆動して位相差検出方式ＡＦを行う。この際、駆動するモータとしては、デフォーカス量に対して、各モータの駆動により得られる最小像面移動量や像面移動速度がより適切な方が選択される。言い換えれば、デフォーカス量に対してより有利なモータが駆動される。このように、デフォーカス量に応じて、駆動されるモータが適切に選択されることにより、高速かつ高精度な位相差検出方式ＡＦを行うことができる。
【００６２】
また、本実施例では、第１および第３レンズ群１１，１３を別々の振動型モータ１７およびステッピングモータ２０で駆動してマニュアルフォーカシングを行う。この際、駆動するモータとしては、フォーカスレンズの移動量および移動速度（フォーカス操作リング２１の操作量および操作速度）のうち少なくとも一方に対して、各モータの駆動により得られる最小像面移動量や像面移動速度がより適切な方が選択される。このように、フォーカスレンズの移動量や移動速度（フォーカス操作リング２１の操作量や操作速度）に応じて、駆動されるモータが適切に選択されることにより、操作追従性が良好でかつ精密なマニュアルフォーカシングを行うことができる。
【実施例２】
【００６３】
図３には、本発明の実施例２である光学機器としての交換レンズ１０と該交換レンズ１０が取り外し可能に装着されるカメラボディ（以下、単にカメラという）３０とにより構成されるカメラシステムを示している。本実施例において、実施例１と共通する構成要素には実施例１と同じ符号を付すことで説明に代える。
【００６４】
３６は撮像素子であり、実施例１で説明した撮像素子３２と同様に、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子により構成され、撮影光学系により形成された被写体像を電気信号に変換する。ただし、本実施例の撮像素子３６は、その撮像面内に、撮像用画素群と位相差検出用画素群とを配置している。撮像用画素群からの出力により映像信号を生成することができる。一方、位相差検出用画素群からの出力により位相差（つまりはデフォーカス量）の算出を行うことができる。したがって、本実施例におけるカメラ３０には、実施例１で説明したＡＦセンサ３３は設けられていない。
【００６５】
本実施例における第１の最小像面移動量と第２の最小像面移動量との関係および第１の像面移動速度と第２の像面移動速度との関係は、実施例１と同じである。そして、実施例１にて図２に示したフローチャートに従って位相差検出方式ＡＦ、マニュアルフォーカシングおよび露光動作が行われる。
【００６６】
なお、上記各実施例では、２つのフォーカスレンズを移動させる２つのアクチュエータとして振動型モータとステッピングモータを用いる場合について説明した。しかし、アクチュエータとして、ボイスコイルモータ等の他のアクチュエータを用いてもよい。
【００６７】
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。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
高速かつ高精度でＡＦが行えるデジタルカメラや交換レンズ等の光学機器を提供できる。
【符号の説明】
【００６９】
１０  交換レンズ
１１  第１レンズ群（第１のフォーカスレンズ）
１３  第３レンズ群（第２のフォーカスレンズ）
１７  振動型モータ（第１のアクチュエータ）
２０  ステッピングモータ（第２のアクチュエータ）
２３  レンズＣＰＵ
【図１】
2014032334.tif 000003
【図２】
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【図３】
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