(57)【要約】【課題】駆動部材の駆動量を適切に検出することができる変位検知装置を提供する。【解決手段】固定部材３１に対する駆動部材３０２の相対的な位置の変位を検知し、変位に応じた周波数の交流信号を出力する検知部３２１，３６と、駆動部材３０２の駆動を制御する駆動制御部３５１，３５２と、交流信号の周波数が所定値を超える場合には、交流信号の周波数に基づいて、駆動部材３０２の駆動量を算出する算出部３５１とを備え、駆動制御部３５１，３５２は、交流信号の周波数が所定値以下である場合には、駆動部材３０２を所定の速度で駆動させる速度制御を行い、算出部３５１は、交流信号の周波数が所定値以下である場合には、速度制御における所定の速度と駆動時間とに基づいて、駆動部材３０２の駆動量を算出することを特徴とする変位検知装置。【選択図】  図３
2014222176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材に対する駆動部材の相対的な位置の変位を検知し、検知した前記変位に応じた周波数の交流信号を出力する検知部と、
前記駆動部材の駆動を制御する駆動制御部と、
前記交流信号の周波数が所定値を超える場合には、前記交流信号の周波数に基づいて、前記駆動制御部による前記駆動部材の駆動量を算出する算出部と、を備える変位検知装置であって、
前記駆動制御部は、前記交流信号の周波数が前記所定値以下である場合には、前記駆動部材を所定の速度で駆動させる速度制御を実行し、
前記算出部は、前記交流信号の周波数が前記所定値以下である場合には、前記速度制御における前記所定の速度と駆動時間とに基づいて、前記駆動部材の駆動量を算出することを特徴とする変位検知装置。
【請求項２】
請求項１に記載の変位検知装置であって、
前記駆動制御部における前記速度制御は、前記駆動部材の移動を停止させる場合に行うことを特徴とする変位検知装置。
【請求項３】
固定部材に対する駆動部材の相対的な位置の変位を検知し、検知した前記変位に応じた周波数の交流信号を出力する検知部と、
前記駆動部材の駆動を制御する駆動制御部と、
前記交流信号の周波数が所定値を超える場合には、前記交流信号の周波数に基づいて、前記駆動制御部による前記駆動部材の駆動量を算出する算出部と、を備える変位検知装置であって、
前記駆動制御部は、前記交流信号の周波数が前記所定値以下である場合には、前記駆動部材を所定の加速度で駆動する加速度制御を実行し、
前記算出部は、前記交流信号の周波数が前記所定値以下である場合には、前記加速度制御における前記駆動部材の駆動速度と駆動時間とに基づいて、前記駆動部材の駆動量を算出することを特徴とする変位検知装置。
【請求項４】
請求項３に記載の変位検知装置であって、
前記駆動制御部における前記加速度制御は、前記駆動部材の駆動を開始した場合に行うことを特徴とする変位検知装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の変位検知装置を備えたレンズ鏡筒。
【請求項６】
請求項５に記載のレンズ鏡筒であって、
前記駆動部材は焦点調節レンズであることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項７】
請求項５または６に記載のレンズ鏡筒を備えた撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変位検知装置、レンズ鏡筒、および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、磁気スケールと磁気センサとを備え、磁気スケールに対する磁気センサの変位を検知することで、磁気スケールに対する磁気センサの変位に応じた電気信号を出力する変位検知装置が知られている。このような変位検知装置において、磁気スケールと磁気センサとの変位の検知精度を高めるために、磁気スケールと磁気センサとの変位に応じて出力された電気信号から、ノイズなどに由来する低周波成分を除去することで、磁気スケールと磁気センサとの変位に由来する交流信号を抽出する技術が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２７５４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術を、たとえば、フォーカスレンズやズームレンズなどのレンズの位置を検出するためのエンコーダーに用いた場合、レンズの移動に相関させて、磁気センサを磁気スケールに対して変位させることで、レンズの移動量を、磁気スケールと磁気センサとの変位量に基づいて検出することができる。しかしながら、この場合、レンズの移動を開始した直後やレンズを目標位置に停止させる直前など、レンズを移動速度が遅くなる場面では、磁気スケールと磁気センサとの変位速度も遅くなり、その結果、磁気スケールと磁気センサとの変位に応じて出力される電気信号の周波数は低くなる。このような場合に、ノイズを除去するために、磁気スケールと磁気センサとの変位に基づいて出力される電気信号から低周波成分を除去してしまうと、磁気スケールと磁気センサとの変位に応じた低周波の交流信号にも影響が生じてしまい、その結果、磁気スケールと磁気センサとの変位を交流信号として適切に検出することができず、レンズの移動量を適切に検出できない場合があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、フォーカスレンズなどの駆動部材の駆動量を適切に検出することができる変位検知装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、以下においては、本発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。
【０００７】
[１]本発明の第１の観点に係る変位検知装置は、固定部材（３１）に対する駆動部材（３０２）の相対的な位置の変位を検知し、検知した前記変位に応じた周波数の交流信号を出力する検知部（３１１、３６）と、前記駆動部材の駆動を制御する駆動制御部（３５１，３５２）と、前記交流信号の周波数が所定値を超える場合には、前記交流信号の周波数に基づいて、前記駆動制御部による前記駆動部材の駆動量を算出する算出部（３５１）と、を備える変位検知装置であって、前記駆動制御部は、前記交流信号の周波数が前記所定値以下である場合には、前記駆動部材を所定の速度で駆動させる速度制御を実行し、前記算出部は、前記交流信号の周波数が前記所定値以下である場合には、前記速度制御における前記所定の速度と駆動時間とに基づいて、前記駆動部材の駆動量を算出することを特徴とする。
【０００８】
[２]上記変位検出装置に係る発明において、前記駆動制御部（３５１，３５２）における前記速度制御を、前記駆動部材（３０２）の移動を停止させる場合に行うように構成することができる。
【０００９】
[３]本発明の第２の観点に係る変位検知装置は、固定部材（３１）に対する駆動部材（３０２）の相対的な位置の変位を検知し、検知した前記変位に応じた周波数の交流信号を出力する検知部（３１１、３６）と、前記駆動部材の駆動を制御する駆動制御部（３５１，３５２）と、前記交流信号の周波数が所定値を超える場合には、前記交流信号の周波数に基づいて、前記駆動制御部による前記駆動部材の駆動量を算出する算出部（３５１）と、を備える変位検知装置であって、前記駆動制御部は、前記交流信号の周波数が前記所定値以下である場合には、前記駆動部材を所定の加速度で駆動する加速度制御を実行し、前記算出部は、前記交流信号の周波数が前記所定値以下である場合には、前記加速度制御における前記駆動部材の駆動速度と駆動時間とに基づいて、前記駆動部材の駆動量を算出することを特徴とする。
【００１０】
[４] 上記変位検出装置に係る発明において、前記駆動制御部（３５１，３５２）における前記加速度制御は、前記駆動部材（３０２）の駆動を開始した場合に行うように構成することができる。
【００１１】
[５] 本発明に係るレンズ鏡筒は、上記変位検知装置を備えることを特徴とする。
【００１２】
[６]上記レンズ鏡筒に係る発明において、前記駆動部材が焦点調節レンズ（３０２）であるように構成することができる。
【００１３】
[７] 本発明に係る撮像装置は、上記レンズ鏡筒を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、フォーカスレンズなどの駆動部材の駆動量を適切に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本実施形態に係る一眼レフデジタルカメラを示す構成図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るレンズ鏡筒の斜視図である。
【図３】図３は、本実施形態に係るレンズ鏡筒の断面図である。
【図４】図４は、本実施形態に係るレンズ鏡筒のブロック図である。
【図５】図５は、本実施形態に係るバンドパスフィルターのフィルター特性の一例を示す図である。
【図６】図６は、ハイパスフィルターにより出力される交流信号の一例を示す図である。
【図７】図７は、フォーカスレンズの移動を開始する場面におけるレンズ鏡筒の動作を示すフローチャートである。
【図８】図８は、フォーカスレンズの移動を開始する場面における、交流信号とフォーカスレンズの移動速度との関係の一例を示す図である。
【図９】図９は、フォーカスレンズの移動を停止する場面におけるレンズ鏡筒の動作を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、フォーカスレンズの移動を停止する場面における、交流信号とフォーカスレンズの移動速度との関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態に係る一眼レフデジタルカメラを示す構成図である。図１に示すように、本実施形態の一眼レフデジタルカメラ１（以下、単にカメラ１という。）は、カメラ本体２とレンズ鏡筒３とを備え、カメラ本体２とレンズ鏡筒３とは着脱可能に結合される。
【００１８】
カメラ本体２は、レンズ鏡筒３のレンズ３０１，３０２，３０３を通過する光束を受光して、受光した像に対応する画像信号を出力する撮像素子２１と、撮像素子２１により出力され画像信号に基づく画像データの生成や、フォーカスレンズ３０２の駆動による焦点調節など、カメラ１全体の制御を行うカメラ制御部２２とを備える。
【００１９】
撮像素子２１は、カメラ本体２の、被写体からの光束の光軸Ｌ１上であって、レンズ３０１，３０２，３０３を含む撮影光学系の予定焦点面に設けられている。この撮像素子２１は、複数の光電変換素子が二次元に配置されたものであって、二次元ＣＣＤイメージセンサ、ＭＯＳセンサまたはＣＩＤなどのデバイスから構成することができる。撮像素子２１で光電変換された画像信号は、カメラ制御部２２で画像処理されたのち図示しないメモリに保存される。なお、撮影画像を格納するメモリは内蔵型メモリやカード型メモリなどで構成することができる。
【００２０】
カメラ制御部２２は、マイクロプロセッサとメモリなどの周辺部品から構成され、撮像素子２１から画像信号を読み出すとともに、必要に応じて所定の情報処理を施して、画像データを生成し、生成した画像データを、図示しないメモリに記憶させる。この他にも、カメラ制御部２２は、撮影画像情報の補正、レンズ鏡筒３の焦点調節状態の検出、および絞り調節状態の検出など、カメラ１全体の制御を司る。
【００２１】
また、カメラ制御部２２は、図示しない電気信号接点部により、レンズ制御部３３と電気的に接続され、このレンズ制御部３３から、フォーカスレンズ３０２のレンズ位置などのレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部３３へ、フォーカスレンズ３０２の目標位置などの情報を送信する。たとえば、カメラ制御部２２は、撮像素子２１から読み出した画像データに基づいて光学系の焦点状態を検出することで、光学系の焦点状態が合焦状態となるフォーカスレンズ３０２のレンズ位置を、フォーカスレンズ３０２の目標位置として算出し、算出した目標位置をレンズ制御部３３に送信することができる。
【００２２】
図２は、本実施形態に係るレンズ鏡筒の斜視図であり、図３は、本実施形態に係るレンズ鏡筒３の断面図である。図２および図３に示すように、レンズ鏡筒３は、カメラ本体２に固定される固定筒３１と、固定筒３１の周りを回転する回転筒３２とを備え、また、レンズ鏡筒３の内側には、図１に示すように、レンズ３０１，３０２，３０３、および絞り３０４を含む撮影光学系が内蔵されている。
【００２３】
レンズ３０２は、フォーカスレンズであり、光軸Ｌ１方向に移動することで、撮影光学系の焦点距離を調節可能となっている。フォーカスレンズ３０２は、レンズ鏡筒３の光軸Ｌ１に沿って移動可能に設けられ、エンコーダー３３によってその位置が検出されつつ、レンズ駆動モータ３４によってその位置が調節される。
【００２４】
具体的には、図３に示すように、回転筒３２の内周面にヘリコイド溝（螺旋溝）３２１が形成されており、フォーカスレンズ３０２を固定するレンズ枠の端部３０２１が、ヘリコイド溝３２１に嵌合されている。そして、レンズ駆動モータ３４によって回転筒３２を回転させることで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズ３０２が光軸Ｌ１に沿って直進移動し、これにより、撮影光学系の焦点距離が調節可能となっている。
【００２５】
上述したようにレンズ鏡筒３に対して回転筒３２を回転させることによりレンズ枠に固定されたフォーカスレンズ３０２は光軸Ｌ１方向に直進移動するが、その駆動源としてのレンズ駆動モータ３４がレンズ鏡筒３に設けられている。レンズ駆動モータ３４と回転筒３２とは、たとえば複数の歯車からなる変速機で連結され、レンズ駆動モータ３４の駆動軸を何れか一方向へ回転駆動すると所定のギヤ比で回転筒３２に伝達され、そして、回転筒３２が何れか一方向へ回転することで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズ３０２が光軸Ｌ１の何れかの方向へ直進移動することになる。なお、レンズ駆動モータ３４の駆動軸が逆方向に回転駆動すると、変速機を構成する複数の歯車も逆方向に回転し、フォーカスレンズ３０２は光軸Ｌ１の逆方向へ直進移動することになる。
【００２６】
また、図２に示すように、回転筒３２の外周面には、Ｓ極とＮ極とが交互に所定ピッチで配列された磁気スケール３２１が貼り付けられており、一方、固定筒３１には、磁気スケール３２１に直接的または間接的に接触するように、磁気センサ３１１が取り付けられている。
【００２７】
このように、固定筒３１に磁気センサ３１１を設け、回転筒３２に磁気スケール３２１を設けることで、回転筒３２の回転に連動して、磁気スケール３２１と磁気センサ３１１とが相対的に変位する。また、磁気センサ３１１は、磁気抵抗素子（ＭＲ素子）を有しており、磁気スケール３２１に対する磁気センサ３１１の位置が変位した場合の磁界の変化を電気信号として検出することができる。また、上述したように、磁気スケール３２１はＳ極とＮ極とが所定ピッチで交互に配列された磁気パターンを備えているため、磁気センサ３１１により検出される電気信号は、磁気スケール３２１と磁気センサ３１１との変位に応じた交流成分を有することとなる。また、磁気センサ３１１により検出される電気信号には、上記交流成分に加えて、ノイズなどに由来する直流成分が含まれる場合がある。そのため、本実施形態では、このノイズなどに由来する直流成分を除去するために、後述するハイパスフィルター３６を備える。なお、本実施形態に係る磁気スケール３２１と磁気センサ３１１とは、図１に示すエンコーダー３３を構成する。
【００２８】
磁気センサ３１１により検出された電気信号は、図４に示すように、ハイパスフィルター３６に出力される。ハイパスフィルター３６は、図５に示すように、磁気センサ３１１により出力された電気信号に対して、ノイズなどの低周波の直流成分を減衰させるとともに、高周波の交流成分を増幅させることで、電気信号から交流信号を抽出する。そして、図４に示すように、ハイパスフィルター３６により抽出された交流信号は、制御回路３５１に出力される。なお、図４は、本実施形態のレンズ鏡筒３を示すブロック図であり、図５は、ハイパスフィルター３６のフィルター特性の一例を示すグラフである。
【００２９】
また、図６は、ハイパスフィルター３６により出力される交流信号の一例を示す図である。本実施形態では、磁気スケール３２１はＳ極とＮ極とが所定ピッチで交互に配列された磁気パターンを備えるため、ハイパスフィルター３６により出力される交流信号は、Ｓ極とＮ極とが所定ピッチで交互に配列された磁気パターンのうち、１組のＳ極とＮ極とからなる１ピッチ分の変位を１周期とした波形を有する。
【００３０】
このように、本実施形態では、交流信号の周波数と、磁気スケール３２１と磁気センサ３１１との変位とは相関しており、また上述したように、磁気スケール３２１と磁気センサ３１１との変位と、レンズ駆動モータ３４の駆動と、フォーカスレンズ３０２の移動とは相関しているため、交流信号の周波数に基づいて、フォーカスレンズ３０２の移動量を算出することができる。なお、交流信号の周波数に基づく、フォーカスレンズ３０２の移動量の算出は、後述する制御回路３５１により実行される。
【００３１】
制御回路３５１は、ハイパスフィルター３６から出力された交流信号の周波数に基づいて、フォーカスレンズ３０２の移動量の算出することで、フォーカスレンズ３０２のレンズ位置を検出し、検出したフォーカスレンズ３０２のレンズ位置をカメラ制御部２２に出力する。
【００３２】
ここで、フォーカスレンズ３０２の駆動を開始した直後や、フォーカスレンズ３０２を目標位置に停止させる直前などでは、フォーカスレンズ３０２の移動速度は遅くなるため、フォーカスレンズ３０２の移動に連動して回転する回転筒３２の回転速度は遅くなり、その結果、磁気スケール３２１に対する磁気センサ３１１の変位速度も遅くなる。また、交流信号の周波数と、磁気スケール３２１と磁気センサ３１１との変位とは相関しており、磁気スケール３２１に対する磁気センサ３１１の変位速度が遅くなると、交流信号の周波数は低くなる。そして、交流信号の周波数が低くなってしまうと、低周波成分を除去するハイパスフィルター３６により、交流信号が減衰されてしまい、ハイパスフィルター３６から出力される交流信号の信頼性（磁気スケール３２１と磁気センサ３１１との変位と、交流信号との関連性）が低くなる場合がある。一方、フォーカスレンズ３０２の駆動速度が一定速度以上であり、磁気スケール３２１に対する磁気センサ３１１の変位速度が速い場合には、磁気センサ３１１から出力される電気信号の周波数は高くなるため、このような電気信号を、低周波を除去するハイパスフィルター３６で処理した場合、高い信頼性の交流信号を得ることができる。
【００３３】
そこで、制御回路３５１は、交流信号の周波数が所定の判定周波数を超える場合には、交流信号の信頼性が高いものと判断して、交流信号の周波数に基づいて、フォーカスレンズ３０２の駆動量を算出することで、フォーカスレンズ３０２のレンズ位置を検出する。具体的には、制御回路３５１は、交流信号の周波数をカウントすることで、磁気スケール３２１に対する磁気センサ３１１の変位量を演算し、算出した変位量をフォーカスレンズ３０２の移動量に変換することで、フォーカスレンズ３０２のレンズ位置を検出する。
【００３４】
一方、制御回路３５１は、交流信号の周波数が所定の判定周波数以下である場合には、交流信号の信頼性が低いものと判断して、駆動回路３５２を介して、レンズ駆動モータ３４に、フォーカスレンズ３０２を移動させる。そして、制御回路３５１は、フォーカスレンズ３０２を移動させている際のレンズ駆動モータ３４の駆動速度と駆動時間とに基づいて、フォーカスレンズ３０２の移動量を算出することで、フォーカスレンズ３０２のレンズ位置を検出する。
【００３５】
なお、上記判定周波数は、交流信号の信頼性を適切に判断することができるように、ハイパスフィルター３６のフィルター特性に基づいて適宜設定することができる。たとえば、判定周波数を１〜１０Ｈｚの範囲内で設定することができる。また、制御回路３５１は、交流信号の周期が所定の判定周期Ｔよりも短いか否かを判断することで、交流信号の周波数が所定の周波数を越えるか否かを判断する構成としてもよい。この場合、所定の判定周期を０．１〜１秒の範囲内で設定することで、判定周波数を１〜１０Ｈｚの範囲内で設定する場合と同様の判断を行うことができる。
【００３６】
また、制御回路３５１は、駆動回路３５２に、レンズ駆動モータ３４を駆動させることで、レンズ駆動モータ３４により、フォーカスレンズ３０２を移動させることができる。具体的には、制御回路３５１は、レンズ駆動モータ３４の駆動速度と入力電圧との関係を表すテーブルを備えており、駆動回路３５２に、レンズ駆動モータ３４を駆動させたい駆動速度に応じた入力電圧を入力することで、駆動回路３５２を介して、レンズ駆動モータ３４を目標とする駆動速度で駆動させることができ、その結果、フォーカスレンズ３０２を目標とする移動速度で移動させることができる。なお、本実施形態では、図１に示すレンズ制御部３５が、制御回路３５１および駆動回路３５２を備えている。
【００３７】
次いで、フォーカスレンズ３０２の移動を開始する場面におけるレンズ鏡筒３の動作例を説明する。図７は、フォーカスレンズ３０２の移動を開始する場面におけるレンズ鏡筒３の動作例を示すフローチャートである。
【００３８】
まず、ステップＳ１０１では、磁気センサ３１１により、磁気スケール３２１に対する変位が電気信号として検出される。そして、磁気センサ３１１により検出された変位に基づく電気信号は、ハイパスフィルター３６に出力される。
【００３９】
ステップＳ１０２では、ハイパスフィルター３６により、磁気センサ３１１から出力された電気信号から交流信号が抽出される。そして、ハイパスフィルター３６により出力された交流信号が、制御回路３５１に出力される。
【００４０】
ステップＳ１０３では、制御回路３５１により、交流信号の周波数が所定の判定周波数を超えるか否かの判断が行われる。交流信号の周波数が判定周波数を超えていると判定された場合には、交流信号の信頼性は高いものと判断され、交流信号の周波数に基づいて、フォーカスレンズ３０２の移動量を算出するために、ステップＳ１０４に進む。一方、交流信号の周波数が判定周波数以下であると判定された場合には、交流信号の信頼性は低いものと判断され、交流信号を用いずに、フォーカスレンズ３０２の移動量を算出するために、ステップＳ１０５に進む。
【００４１】
たとえば、フォーカスレンズ３０２の駆動を開始した直後は、フォーカスレンズ３０２の移動速度は遅く、交流信号の周波数は判定周波数以下となる。そのため、処理はステップＳ１０５に進むこととなる。一方、フォーカスレンズ３０２の駆動を開始して一定時間が経過すると、フォーカスレンズ３０２は加速され、フォーカスレンズ３０２の移動速度は速くなるため、交流信号の周波数は判定周波数を超え、処理はステップＳ１０４に進むこととなる。
【００４２】
ステップＳ１０４では、交流信号の周波数が判定周波数を超えており、交流信号の信頼性が高いものと判断されているため、制御回路３５１により、交流信号の周波数に基づいて、フォーカスレンズ３０２の移動量が算出される。上述したように、本実施形態では、交流信号の周波数と、磁気スケール３２１に対する磁気センサ３１１の変位量と、フォーカスレンズ３０２の移動量とが互いに相関しているため、交流信号の周波数をカウントすることで、フォーカスレンズ３０２の移動量を演算することができる。
【００４３】
ステップＳ１０４で、フォーカスレンズ３０２の移動量を演算した後は、ステップＳ１０８に進み、制御回路３５１により、算出したフォーカスレンズ３０２の移動量に基づいて、フォーカスレンズ３０２の現在位置の検出が行われる。そして、ステップＳ１０８でフォーカスレンズ３０２の現在位置が検出された後は、ステップＳ１０１に戻り、フォーカスレンズ３０２のレンズ位置の検出が繰り返されることとなる。
【００４４】
一方、ステップＳ１０３で、交流信号の周波数が判定周波数以下であり、交流信号の信頼性は低いものと判断された場合には、ステップＳ１０５に進み、ステップＳ１０５〜Ｓ１０７において、交流信号を用いずに、フォーカスレンズ３０２の移動量を算出する処理が行われる。
【００４５】
具体的には、制御回路３５１は、まず、ステップＳ１０５において、駆動回路３５２を介して、レンズ駆動モータ３４を一定の加速度で駆動させることで、フォーカスレンズ３０２を一定の加速度で加速させる等加速度駆動制御を実行する。
【００４６】
ここで、図８（Ａ）は、フォーカスレンズ３０２の移動を開始する場面における、交流信号の時間推移の一例を示すグラフであり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示す場面例における、フォーカスレンズ３０２の移動速度の時間推移の一例を示すグラフである。
【００４７】
たとえば、図８（Ｂ）に示すように、時刻ｔ０において、フォーカスレンズ３０２の移動が開始された場合、磁気スケール３２１に対する磁気センサ３１１の変位が検出され、検出された変位に応じた電気信号がバンドパスフィルター３６に出力される（ステップＳ１０１）。そして、図８（Ａ）に示すように、バンドパスフィルター３６において、入力された電気信号から交流信号が抽出され、制御装置３５１に出力される（ステップＳ１０２）。
【００４８】
ここで、フォーカスレンズ３０２の駆動を開始した直後は、図８（Ｂ）に示すように、フォーカスレンズ３０２の駆動速度は遅いため、図８（Ａ）に示すように、交流信号の周期は判定周期Ｔよりも長くなり、制御回路３５１により、交流信号の周波数は判定周波数以下であると判定される（ステップＳ１０３＝Ｎｏ）。そのため、制御回路３５１は、図８（Ｂ）に示すように、駆動回路３５２を介して、レンズ駆動モータ３４を一定の加速度で駆動させることで、フォーカスレンズ３０２を一定の加速度で加速させる等加速度駆動制御を実行する（ステップＳ１０５）。
【００４９】
図７に戻り、ステップＳ１０６では、制御回路３５１により、ステップＳ１０５で等加速度駆動制御を実行してからの経過時間の計測が行われる。さらに、続くステップＳ１０７では、制御回路３５１により、ステップＳ１０５で開始した等加速度駆動制御におけるレンズ駆動モータ３４の駆動速度と駆動時間とに基づいて、フォーカスレンズ３０２の移動量の算出が行われる。そして、ステップＳ１０８では、制御回路３５１により、ステップＳ１０７で算出したフォーカスレンズ３０２の移動量に基づいて、フォーカスレンズ３０２の現在位置の検出が行われる。
【００５０】
たとえば、図８に示す場面例では、図８（Ｂ）に示すように、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間では、フォーカスレンズ３０２の移動速度が遅く、図８（Ａ）に示すように、交流信号の周期が判定期間Ｔよりも長く、交流信号の周波数は判定周波数以下となるため、制御回路３５１により、交流信号の周波数は判定周波数以下であると判定される（ステップＳ１０３＝Ｎｏ）。そのため、図８（Ｂ）に示すように、フォーカスレンズ３０２を一定の加速度で駆動させる等加速度駆動制御が実行され（ステップＳ１０５）、等加速度駆動制御を実行してからの経過時間が計測される（ステップＳ１０６）。そして、等加速度駆動制御におけるレンズ駆動モータ３４の駆動速度と駆動時間とに基づいて、フォーカスレンズ３０２の移動量が算出され（ステップＳ１０７）、フォーカスレンズ３０２の現在位置が検出される（ステップＳ１０８）。
【００５１】
また、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間では、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０３、およびステップＳ１０５〜Ｓ１０８の処理が周期的に繰り返され、これにより、図８（Ｂ）に示すように、フォーカスレンズ３０２を一定の加速度で加速させながら、フォーカスレンズ３０２の現在位置が周期的に検出されることとなる。
【００５２】
また、図８（Ａ）に示すように、時刻ｔ１において、フォーカスレンズ３０２を一定の加速度で加速させた結果、フォーカスレンズ３０２の移動速度が速くなり、交流信号の周期が判定周期Ｔ以下となる。これにより、制御回路３５１により、交流信号の周波数が所定の判定周波数を超えたと判断される（ステップＳ１０３＝Ｙｅｓ）。この場合、交流信号の周波数は高いものと判断され、制御回路３５１により、交流信号の周波数に基づいて、フォーカスレンズ３０２の移動量が算出され（ステップＳ１０４）、フォーカスレンズ３０２の現在位置が検出される（ステップＳ１０８）。また、時刻ｔ１以降においては、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０４，Ｓ１０８の処理が周期的に繰り返されることとなり、これにより、フォーカスレンズ３０２の現在位置が周期的に検出されることとなる。なお、ステップＳ１０８で検出されたフォーカスレンズ３０２のレンズ位置は、制御回路３５１により、カメラ制御部２２に送信される。
【００５３】
このように、フォーカスレンズ３０２の駆動を開始した直後など、フォーカスレンズ３０２の駆動速度が遅く、磁気センサ３１１から出力された電気信号の周波数が判定周波数以下となる場合には、磁気センサ３１１から出力された電気信号を、低周波を除去するハイパスフィルター３６で処理して交流信号に変換した場合に、交流信号の信頼性が低くなる可能性が高い。そのため、このような場合には、フォーカスレンズ３０２を一定の加速度で加速させながら移動させるように、レンズ駆動モータ３４の駆動を制御し、フォーカスレンズ３０２の駆動速度と駆動時間とに基づいて、フォーカスレンズ３０２の移動量を算出することで、フォーカスレンズ３０２のレンズ位置を適切に検出することができる。
【００５４】
また、フォーカスレンズ３０２の移動を開始してから、フォーカスレンズ３０２を一定の加速度で加速させていくことで、磁気センサ３１１から出力された電気信号の周波数は高くなる。そして、電気信号の周波数が所定の判定周波数を超えた場合には、ハイパスフィルター３６で磁気センサ３１１から出力された電気信号から交流信号を抽出した場合に、抽出した交流信号の信頼性は高いものと判断されるため、交流信号の周波数をカウントすることで、フォーカスレンズ３０２の移動量を適切に算出することができ、フォーカスレンズ３０２のレンズ位置を適切に検出することができる。
【００５５】
次いで、フォーカスレンズ３０２を目標位置に停止させる場面におけるレンズ鏡筒３の動作例を説明する。図９は、フォーカスレンズ３０２を目標位置に停止させる場面におけるレンズ鏡筒３の動作例を示すフローチャートである。なお、本実施形態では、たとえば、図７に示すレンズ鏡筒３の動作において、交流信号の周波数が判定周波数を超えて、交流信号の周波数に基づいて、フォーカスレンズ３０２の移動量が算出することができるようになった後に、図７に示すレンズ鏡筒３の動作に替えて、図９に示すレンズ鏡筒３の動作を行うことができる。
【００５６】
まず、ステップＳ２０１，Ｓ２０２では、ステップＳ１０１，Ｓ１０２と同様に、磁気センサ３１１により、磁気スケール３２１に対する変位に基づく電気信号が、ハイパスフィルター３６に出力され（ステップＳ２０１）、ハイパスフィルター３６により、磁気センサ３１１から出力された電気信号から直流成分を除去した信号が、交流信号として制御回路３５１に出力される（ステップＳ２０２）。
【００５７】
また、ステップＳ２０３では、ステップＳ１０３と同様に、交流信号の周波数が所定の判定周波数を超えるか否かの判断が行われる。交流信号の周波数が判定周波数を超えていると判定された場合には、交流信号の信頼性が高いものと判断されて、ステップＳ２０４に進み、ステップＳ１０４と同様に、交流信号の周波数に基づいて、フォーカスレンズ３０２の駆動量が算出され、その後、ステップＳ２０８に進み、算出したフォーカスレンズ３０２の駆動量に基づいて、フォーカスレンズ３０２の現在位置の検出が行われる。
【００５８】
一方、ステップＳ２０３において、交流信号の周波数が判定周波数以下であると判定された場合には、交流信号の信頼性は低いものと判断され、交流信号を用いずに、フォーカスレンズ３０２の駆動量を算出するために、ステップＳ２０５に進む。
【００５９】
ステップＳ２０５では、制御回路３５１により、レンズ駆動モータ３４を一定の駆動速度で駆動させることで、フォーカスレンズ３０２を一定の移動速度で移動させる等速駆動制御が実行される。すなわち、ステップＳ２０５では、ステップＳ１０５のように、レンズ駆動モータ３４を一定の加速度で駆動させることでフォーカスレンズ３０２を一定の加速度で加速させるのではなく、レンズ駆動モータ３４を一定の駆動速度で駆動させることで、フォーカスレンズ３０２を一定の移動速度で移動させる。
【００６０】
そして、ステップＳ２０６では、制御回路３５１により、ステップＳ２０５で等速駆動制御を実行してからの経過時間の計測が行われ、続くステップＳ２０７において、等速駆動制御におけるレンズ駆動モータ３４の駆動速度と駆動時間とに基づいて、フォーカスレンズ３０２の移動量の算出が行われる。そして、ステップＳ２０８では、算出したフォーカスレンズ３０２の移動量に基づいて、フォーカスレンズ３０２の現在位置の検出が行われる。
【００６１】
また、フォーカスレンズ３０２を目標位置で停止させるために、ステップＳ２０９では、制御回路３５１により、フォーカスレンズ３０２が目標位置まで移動したか否かの判断が行われ、フォーカスレンズ３０２が目標位置まで移動していないと判断された場合には、ステップＳ２０１に戻り、フォーカスレンズ３０２が目標位置に移動するまで、フォーカスレンズ３０２を一定速度で移動させながら、フォーカスレンズ３０２のレンズ位置を検出する等速駆動制御が繰り返される。一方、フォーカスレンズ３０２が目標位置に移動したと判断された場合には、ステップＳ２１０に進み、フォーカスレンズ３０２の移動を停止する処理が行われる。
【００６２】
ここで、図１０（Ａ）は、フォーカスレンズ３０２を目標位置に停止する場面における、交流信号の時間推移の一例を示すグラフであり、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に示す場面例における、フォーカスレンズ３０２の移動速度の時間推移の一例を示す図である。
【００６３】
図１０に示す場面例では、時刻ｔ１０から、磁気スケール３２１と磁気センサ３１１との変位に応じた交流信号が継続的に出力され（ステップＳ２０１，Ｓ２０２）、交流信号の周波数が判定周波数を超えるか否かの判断が行われる（ステップＳ２０３）。
【００６４】
図１０（Ａ）に示すように、時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までの間は、交流信号の周期が判定周期Ｔよりも短いため、交流信号の周波数は判定周波数を超えていると判断され（ステップＳ２０３＝Ｙｅｓ）、交流信号の周波数に基づいて、フォーカスレンズ３０２の移動量が算出される（ステップＳ２０４）。一方、フォーカスレンズ３０２が目標位置の近傍まで移動した場合、レンズ駆動モータ３４は、カメラ制御部２２の指示などに応じて、フォーカスレンズ３０２を目標位置で停止させるために、フォーカスレンズ３０２の移動速度を遅くする。これにより、図１０（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１１において、交流信号の周期が判定周期Ｔよりも長くなり、交流信号の周波数が判定周波数以下であると判断される（ステップＳ２０３＝Ｎｏ）。
【００６５】
そこで、制御回路３５１は、交流信号の周波数が判定周波数以下となった時刻ｔ１１以降においては、フォーカスレンズ３０２が目標位置まで移動するまで、レンズ駆動モータ３４を一定の駆動速度で駆動させることで、フォーカスレンズ３０２を一定の移動速度で移動させる等速駆動制御を実行する（ステップＳ２０５）。また、制御回路３５１は、等速駆動制御を開始してからの経過時間を計測し（ステップＳ２０６）、等速駆動制御におけるレンズ駆動モータ３４の駆動速度と駆動時間とに基づいて、フォーカスレンズ３０２の移動量を算出し（ステップＳ２０７）、これにより、フォーカスレンズ３０２のレンズ位置を検出する（ステップＳ２０８）。
【００６６】
そして、フォーカスレンズ３０２を一定の移動速度で移動させた結果、時刻ｔ１２において、フォーカスレンズ３０２が目標位置まで移動した場合に（ステップＳ２０９＝Ｙｅｓ）、制御回路３５１は、フォーカスレンズ３０２の移動を停止する（ステップＳ２１０）。
【００６７】
このように、フォーカスレンズ３０２を目標位置に停止させる場面では、フォーカスレンズ３０２が目標位置近傍に移動するまでは、フォーカスレンズ３０２の駆動速度は速く、交流信号の周波数は判定周波数を超えるため、磁気センサ３１１から出力された電気信号から交流信号を抽出した場合に、信頼性の高い交流信号が得られる。そのため、このような場合には、交流信号の周波数をカウントして、フォーカスレンズ３０２の移動量を算出することで、フォーカスレンズ３０２のレンズ位置を適切に検出することができる。
【００６８】
また、フォーカスレンズ３０２が目標位置近傍まで移動し、フォーカスレンズ３０２を目標位置に停止させるために、フォーカスレンズ３０２の駆動速度を遅くした場合には、交流信号の周波数は判定周波数以下となるため、磁気センサ３１１から出力された電気信号から交流信号を抽出した場合に、バンドパスフィルター３６により交流信号も減衰されてしまい、交流信号の信頼性が低くなってしまう場合がある。そのため、このような場合は、フォーカスレンズ３０２を目標位置まで一定の移動速度で移動させ、この際のレンズ駆動モータ３４の駆動速度と駆動時間とに基づいて、フォーカスレンズ３０２の移動量を算出することで、フォーカスレンズ３０２のレンズ位置を適切に検出することができ、その結果、フォーカスレンズ３０２を目標位置まで適切に移動させることができる。
【００６９】
以上のように、本実施形態では、フォーカスレンズ３０２の移動を開始した直後や、フォーカスレンズ３０２を目標位置に停止させる直前など、フォーカスレンズ３０２の移動速度が遅い場合には、フォーカスレンズ３０２を一定の加速度で加速、または、フォーカスレンズ３０２を一定の速度で移動させ、その際のレンズ駆動モータ３４の駆動速度と駆動時間とに基づいて、フォーカスレンズ３０２の移動量を算出し、フォーカスレンズ３０２のレンズ位置を検出する。これにより、本実施形態では、たとえ交流信号の周波数が判定周波数以下となり、交流信号の信頼性が低くなる場合でも、フォーカスレンズ３０２の移動量を適切に算出することができ、フォーカスレンズ３０２の位置を適切に検出することができる。また、フォーカスレンズ３０２の移動速度が速く、信頼性の高い交流信号を取得できる場合には、交流信号の周波数に基づいて、フォーカスレンズ３０２の移動量を算出することで、フォーカスレンズ３０２の移動量を適切に算出することができ、フォーカスレンズ３０２の位置を適切に検出することができる。
【００７０】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００７１】
たとえば、上述した実施形態では、制御回路３５１および駆動回路３５２を、レンズ鏡筒３に備える構成を例示して説明したが、この構成に限定されず、たとえば、制御回路３５１および／または駆動回路３５２を、カメラ本体２に備える構成としてもよい。
【００７２】
なお、上述した実施形態のカメラ１は特に限定されず、例えば、デジタルビデオカメラ、レンズ一体型のデジタルカメラ、携帯電話用のカメラなどのその他の光学機器に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１…デジタルカメラ
２…カメラ本体
２１…カメラ制御部
２２…撮像素子
３…レンズ鏡筒
３０２…フォーカスレンズ
３１…固定筒
３１１…磁気センサ
３２…回転筒
３２１…磁気スケール
３３…エンコーダー
３４…レンズ駆動モータ
３５…レンズ制御部
３５１…制御回路
３５２…駆動回路
３６…ハイパスフィルター
【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】
2014222176.tif 000008
【図７】
2014222176.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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