(57)【要約】【課題】レンズ群を駆動する制御部を改良して、フォーカシングのための時間を短縮可能とし、また、コントラスト方式による焦点評価値の検出精度が高い光学系駆動装置を提供する。【解決手段】ＣＰＵ７がＣＣＤ３の検出に基づいて像面におけるデフォーカス量を算出し、また、駆動停止命令を出力してからレンズ群が完全に停止して、像面におけるデフォーカス量が静止するまでの時間を算出し、さらに、デフォーカス量が静止するまでの時間がより長いレンズ群から順に移動した。【選択図】図５
2006227414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系を形成する複数のレンズ群を、光軸に沿った方向にそれぞれ移動可能な移動部と、
前記移動部を駆動する駆動部と、
前記駆動部に駆動停止命令を出力し、前記駆動停止命令を出力してから像面が収束するまでの前記像面の変動に関するパラメータに基づいて、前記レンズ群の移動順序を判定し、前記駆動部を制御する制御部と、
を備えた光学系駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学系駆動装置において、
前記パラメータは、前記制御部が前記駆動停止命令を出力してから、前記レンズ群が完全に停止して、前記像面におけるデフォーカス量が静止するまでのデフォーカス静止時間であること、
前記デフォーカス量を検出する第１の検出部と、
前記制御部は、前記第１の検出部の検出に基づいて前記デフォーカス静止時間を算出し、前記デフォーカス静止時間がより長い前記レンズ群から順に移動するように移動順序を判定し、前記駆動部を制御すること、
を特徴とする光学系駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光学系駆動装置において、
前記パラメータは、前記制御部が前記駆動停止命令を出力してから、前記像面におけるデフォーカス量を示す減衰振動曲線が所定の範囲内に収束するために必要な収束時間であること、
前記デフォーカス量を検出する第１の検出部と、
前記制御部は、前記第１の検出部の検出に基づいて前記収束時間を算出し、前記収束時間がより長い前記レンズ群から順に移動するように移動順序を判定し、前記駆動部を制御すること、
を特徴とする光学系駆動装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光学系駆動装置において、
前記パラメータは、前記制御部が前記駆動部に逐次駆動停止命令を出力してから、所定の時間経過した状態における、前記レンズ群のそれぞれの前記デフォーカス量を示す減衰振動曲線の振幅の和であること、
前記デフォーカス量を検出する第１の検出部と、
前記制御部は、前記第１の検出部の検出に基づいて前記減衰振動曲線の前記振幅の和の値を算出し、前記振幅の和の値がより小さくなるように、前記レンズ群の移動順序を判定し、前記駆動部を制御すること、
を特徴とする光学系駆動装置。
【請求項５】
請求項１に記載の光学系駆動装置において、
前記パラメータは、前記制御部が前記駆動停止命令を出力してから、前記レンズ群が完全に停止して、前記像面におけるデフォーカス量が静止するまでのデフォーカス静止時間であること、
前記レンズ群の前記光軸に沿った方向における位置を検出する第２の検出部と、
前記レンズ群が所定の位量から所定の量移動したときの、前記デフォーカス静止時間を記憶した記憶部とを備えること、
前記制御部は、前記第２の検出部の検出に基づいて前記デフォーカス静止時間を前記記憶部から読み出し、前記デフォーカス静止時間がより長い前記レンズ群から順に移動するように移動順序を判定し、前記駆動部を制御すること、
を特徴とする光学系駆動装置。
【請求項６】
請求項１に記載の光学系駆動装置において、
前記パラメータは、前記制御部が前記駆動停止命令を出力してから、前記像面におけるデフォーカス量を示す減衰振動曲線が所定の範囲内に収束するために必要な収束時間であること、
前記レンズ群の前記光軸に沿った方向における位置を検出する第２の検出部と、
前記レンズ群が所定の位量から所定の量移動したときの、前記収束時間を記憶した記憶部とを備えること、
前記制御部は、前記第２の検出部の検出に基づいて前記収束時間を前記記憶部から読み出し、前記収束時間がより長い前記レンズ群から順に移動するように移動順序を判定し、前記駆動部を制御すること、
を特徴とする光学系駆動装置。
【請求項７】
請求項１に記載の光学系駆動装置において、
前記パラメータは、前記制御部が前記駆動部に逐次駆動停止命令を出力してから、所定の時間経過した状態における、前記レンズ群のそれぞれの前記デフォーカス量を示す減衰振動曲線の振幅の和であること、
前記レンズ群の前記光軸に沿った方向における位置を検出する第２の検出部と、
前記レンズ群が所定の位量から所定の時間移動したときの、前記減衰振動曲線の振幅を記憶した記憶部とを備えること、
前記制御部は、前記第２の検出部の検出に基づいて前記減衰振動曲線の振幅を前記記憶部から読み出し、前記振幅の和の値を算出し、前記振幅の和の値がより小さくなるように、前記レンズ群の移動順序を判定し、前記駆動部を制御すること、
を特徴とする光学系駆動装置。
【請求項８】
請求項１に記載の光学系駆動装置において、
前記パラメータは、前記レンズ群の単位移動量に対する像面の移動量を示し、前記レンズ群の位置に応じて変化する像面移動係数と、前記レンズ群の質量との積であること、
前記レンズ群の前記光軸に沿った方向における位置を検出する第２の検出部と、
前記像面移動係数と前記質量とを記憶した記憶部とを備えること、
前記制御部は、前記第２の検出部が検出した前記レンズ群の位置情報に基づいて、前記記憶部から前記像面移動係数と前記質量とを読み出し、前記像面移動係数と前記質量との前記積の値を算出し、前記積の値がより大きいレンズ群から順に移動するように移動順序を判定し、前記駆動部を制御すること、
を特徴とする光学系駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ群を移動可能な駆動部とその制御部を備えた光学系駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、オートフォーカスを搭載したカメラには、複数のレンズ群をそれぞれ駆動するステッピングモータ等のアクチュエータと、ガイド軸等を用いて、複数のレンズ群を光軸に沿った方向にそれぞれ移動させてフォーカシングを行うものがあった（例えば、特許文献１）。
また、オートフォーカスの方式の一つとして、コントラスト方式と呼ばれるものがある。コントラスト方式は、被写体をＣＣＤ等の撮像素子で撮像し、フォーカスエリア内の撮像信号を用いて合焦位置を決定する。カメラの制御部は、エリア内の撮像信号をバンドパスフィルタを通すことにより、所定の空間周波数帯域の成分を取り出す。そして、制御部は、それらの絶対値をエリア内で積分することにより、合焦動作を行う際の焦点評価値を求める。コントラスト方式は、合焦位置においてこの焦点評価値がピークになることを利用してフォーカシングを行う。
【０００３】
以上のような従来のコントラスト方式を採用したカメラのレンズ群の駆動、制御について説明する。
図１６は、従来のカメラの動作を示すフローチャートである。
カメラは、被写体側からフォーカスレンズ群である１群と、２群と、それらを駆動する駆動モータと、ＣＰＵ（中央処理装置）等を備え、ＣＰＵは、以下のように、１群、２群の駆動等を行う。
カメラのレリーズ釦（図示せず）が、例えば全押し又は半押しされると、ＣＰＵは、ステップＳ１００１からステップＳ１００３までにおいて、１群、２群を撮影光学系における測距範囲最後部へ移動する。
ステップＳ１００１において、ＣＰＵは、カメラのオートフォーカスの処理をスタートする。ステップＳ１００２において、ＣＰＵは、１群駆動モータ（例えば、ステッピングモータ）に命令して１群を測距範囲最後部へ移動させ、同様に、ステップＳ１００３において、２群駆動モータに命令して２群を測距範囲最後部へ移動させる。
【０００４】
ステップＳ１００４からステップＳ１００７において、ＣＰＵは、ＣＣＤからの画像を取り込み、上述した焦点評価値のサンプリングを行う。
ステップＳ１００４において、ＣＰＵは、１群駆動モータに命令して１群を光軸方向前側の１群目標位置に数μｍ移動させ、次に、ステップＳ１００５において、２群駆動モータに命令して２群を光軸方向前側の２群目標位置に数μｍ移動させる。そしてステップＳ１００６において、ＣＰＵは、撮像素子から撮像信号を読み出し、焦点評価値を算出し、メモリにレンズ位置と対で記憶させる。
ステップＳ１００７において、ＣＰＵは、１群、２群が測距範囲最前部にないと判断した場合（ＳステップＳ１００７；ｎｏ）、ステップＳ１００４からステップＳ１００６までの処理を繰り返し行う。
一方、ステップＳ１００７において、ＣＰＵは、１群、２群が測距範囲最前部にあると判断した場合（ステップＳ１００７；ｙｅｓ）、ステップＳ１００８からステップＳ１０１０において、１群、２群を目標位置へ移動させる処理を行う。
【０００５】
ステップＳ１００８において、ＣＰＵは、ステップＳ１００７までの処理においてサンプリングし、メモリに記憶した焦点評価値からそのピーク値と、ピーク値に対応した１群、２群のレンズ位置とを確認する。ステップＳ１００９において、ＣＰＵは、１群，２群モータを駆動して１群、２群を合焦位置（ピーク位置）に移動させる。そして、ステップＳ１０１０において、被写体にピントが合った状態となり、カメラは、一連のフォーカシングの処理が終了する。
【０００６】
図１７、図１８は、ＣＰＵが、１群、２群を光軸前後方向に移動したときに、光軸方向において１群、２群が移動する状態を示す図である。図１７は、１群を先に移動した場合、図１８は、２群を先に移動した場合の、１群、２群の移動状態をそれぞれ示す。
図１７に示すように、一連の処理において、１群が移動を開始してから時間ｔ１０後に、光軸方向における目標位置に到達する。このとき、ＣＰＵは、１群駆動モータを停止するように信号を出力すると同時に、２群を移動するために、２群駆動モータを駆動するように信号を出力する。しかし、このとき、１群は、慣性によって目標位置を超えてもさらに移動し、目標位置に停止するまでに、目標位置を中心に振動するという問題があった。このため、カメラは、１群、２群が移動を開始して、それぞれ時間ｔ１０、ｔ２０後に目標位置に達してから目標位置に停止するまでに、さらに、それぞれ時間ｔ１１，ｔ２１を必要とするため、フォーカシングに余計な時間を要していた。また、図１７に示すように、ＣＰＵが１群を先に移動した場合、一連の処理に要する時間は時間ｔ３＝ｔ１０＋ｔ２０＋ｔ２１である。一方、図１８に示すように、２群を先に移動した場合、時間ｔ４＝ｔ２０＋ｔ２１となる。すなわち、レンズ群を移動する順序によって、一連の処理に必要な時間が異なるという問題があった。この問題は、カメラが、１群、２群を合焦位置に移動するときにも同様である。
さらに、従来のカメラは、１群、２群が、像面におけるデフォーカス量が一定範囲以内に収束する以前にＣＣＤ等の撮像素子で画像を取り込むと、像ブレの画像が生成され、また、このため焦点評価値の検出の精度が落ちるという問題があった。
【特許文献１】特開２００３−２４１０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、レンズ群を駆動する制御部を改良して、フォーカシングのための時間を短縮可能とし、また、コントラスト方式による焦点評価値の検出精度が高い光学系駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施例に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、光学系を形成する複数のレンズ群（Ｌ１，Ｌ２）を、光軸（Ｏ）に沿った方向にそれぞれ移動可能な移動部（１３，２３）と、前記移動部（１３，２３）を駆動する駆動部（１２，２２）と、前記駆動部（１２，２２）に駆動停止命令を出力し、前記駆動停止命令を出力してから像面が収束するまでの前記像面の変動に関するパラメータに基づいて、前記レンズ群の移動順序を判定し、前記駆動部（１２，２２）を制御する制御部（７）と、を備えた光学系駆動装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の光学系駆動装置において、前記パラメータは、前記制御部（７）が前記駆動停止命令を出力してから、前記レンズ群（Ｌ１，Ｌ２）が完全に停止して、前記像面におけるデフォーカス量の変化が無くなるまでのデフォーカス静止時間（ｔ１１，ｔ２１）であること、前記デフォーカス量を検出する第１の検出部（３）と、前記制御部（７）は、前記第１の検出部（３）の検出に基づいて前記デフォーカス静止時間（ｔ１１，ｔ２１）を算出し、前記デフォーカス静止時間（ｔ１１，ｔ２１）がより長い前記レンズ群（Ｌ１，Ｌ２）から順に移動するように移動順序を判定し、前記駆動部（１２，２２）を制御すること、を特徴とする光学系駆動装置である。
請求項３の発明は、請求項１に記載の光学系駆動装置において、前記パラメータは、前記制御部（７）が前記駆動停止命令を出力してから、前記像面におけるデフォーカス量を示す減衰振動曲線が所定の範囲（Ａ）内に収束するために必要な収束時間（ｔ１２，ｔ２２）であること、前記デフォーカス量を検出する第１の検出部（３）と、前記制御部（７）は、前記第１の検出部（３）の検出に基づいて前記収束時間（ｔ１２，ｔ２２）を算出し、前記収束時間（ｔ１２，ｔ２２）がより長い前記レンズ群（Ｌ１，Ｌ２）から順に移動するように移動順序を判定し、前記駆動部（１２，２２）を制御すること、を特徴とする光学系駆動装置である。
請求項４の発明は、請求項１に記載の光学系駆動装置において、前記パラメータは、前記制御部（７）が前記駆動部（１２，２２）に逐次駆動停止命令を出力してから、所定の時間（ｔ１５，ｔ２５）経過した状態における、前記レンズ群（Ｌ１，Ｌ２）のそれぞれの前記デフォーカス量を示す減衰振動曲線の振幅の和（Ｂ１，Ｃ１）であること、前記デフォーカス量を検出する第１の検出部（３）と、前記制御部（７）は、前記第１の検出部（３）の検出に基づいて前記減衰振動曲線の前記振幅の和（Ｂ１，Ｃ１）の値を算出し、前記振幅の和（Ｂ１，Ｃ１）の値がより小さくなるように、前記レンズ群（Ｌ１，Ｌ２）の移動順序を判定し、前記駆動部（１２，２２）を制御すること、を特徴とする光学系駆動装置である。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１に記載の光学系駆動装置において、前記パラメータは、前記制御部（７）が前記駆動停止命令を出力してから、前記レンズ群（Ｌ１，Ｌ２）が完全に停止して、前記像面におけるデフォーカス量が静止するまでのデフォーカス静止時間であること、前記レンズ群（Ｌ１，Ｌ２）の前記光軸（Ｏ）に沿った方向における位置を検出する第２の検出部（１４，２４）と、前記レンズ群（Ｌ１，Ｌ２）が所定の位量から所定の量移動したときの、前記デフォーカス静止時間を記憶した記憶部（８）とを備えること、前記制御部（７）は、前記第２の検出部（１４，２４）の検出に基づいて前記デフォーカス静止時間を前記記憶部（８）から読み出し、前記デフォーカス静止時間がより長い前記レンズ群（Ｌ１，Ｌ２）から順に移動するように移動順序を判定し、前記駆動部（１２，２２）を制御すること、を特徴とする光学系駆動装置である。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１に記載の光学系駆動装置において、前記パラメータは、前記制御部（７）が前記駆動停止命令を出力してから、前記像面におけるデフォーカス量を示す減衰振動曲線が所定の範囲（Ａ）内に収束するために必要な収束時間であること、前記レンズ群（Ｌ１，Ｌ２）の前記光軸（Ｏ）に沿った方向における位置を検出する第２の検出部（１４，２４）と、前記レンズ群（Ｌ１，Ｌ２）が所定の位量から所定の量移動したときの、前記収束時間を記憶した記憶部（８）とを備えること、前記制御部（７）は、前記第２の検出部（１４，２４）の検出に基づいて前記収束時間を前記記憶部（８）から読み出し、前記収束時間がより長い前記レンズ群（Ｌ１，Ｌ２）から順に移動するように移動順序を判定し、前記駆動部（１２，２２）を制御すること、を特徴とする光学系駆動装置である。
請求項７の発明は、請求項１に記載の光学系駆動装置において、前記パラメータは、前記制御部（７）が前記駆動部（１２，２２）に逐次駆動停止命令を出力してから、所定の時間経過した状態における、前記レンズ群（Ｌ１，Ｌ２）のそれぞれの前記デフォーカス量を示す減衰振動曲線の振幅の和であること、前記レンズ群（Ｌ１，Ｌ２）の前記光軸（Ｏ）に沿った方向における位置を検出する第２の検出部（１４，２４）と、前記レンズ群（Ｌ１，Ｌ２）が所定の位量から所定の時間移動したときの、前記減衰振動曲線の振幅を記憶した記憶部（８）とを備えること、前記制御部（７）は、前記第２の検出部（１４，２４）の検出に基づいて前記減衰振動曲線の前記振幅を読み出し、前記振幅の和の値を算出し、前記振幅の和の値がより小さくなるように、前記レンズ群（Ｌ１，Ｌ２）の移動順序を判定し、前記駆動部（１２，２２）を制御すること、を特徴とする光学系駆動装置である。
請求項８の発明は、請求項１に記載の光学系駆動装置において、前記パラメータは、前記レンズ群（Ｌ１，Ｌ２）の単位移動量に対する像面の移動量を示し、前記レンズ群（Ｌ１，Ｌ２）の位置に応じて変化する像面移動係数（γ１，γ２）と、前記レンズ群（Ｌ１，Ｌ２）の質量（ｍ１，ｍ２）との積（Γ１，Γ２）であること、前記レンズ群（Ｌ１，Ｌ２）の前記光軸（Ｏ）に沿った方向における位置を検出する第２の検出部（１４，２４）と、前記像面移動係数（γ１，γ２）と前記質量（ｍ１，ｍ２）とを記憶した記憶部（８）とを備えること、前記制御部（７）は、前記第２の検出部（１４，２４）が検出した前記レンズ群（Ｌ１，Ｌ２）の位置情報に基づいて、前記記憶部（８）から前記像面移動係数（γ１，γ２）と前記質量（ｍ１，ｍ２）とを読み出し、前記像面移動係数（γ１，γ２）と前記質量（ｍ１，ｍ２）との前記積（Γ１，Γ２）の値を算出し、前記積（Γ１，Γ２）の値がより大きいレンズ群（Ｌ１，Ｌ２）から順に移動するように移動順序を判定し、前記駆動部（１２，２２）を制御すること、を特徴とする光学系駆動装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本発明の光学系駆動装置は、光学系を形成する複数のレンズ群を、光軸に沿った方向にそれぞれ移動可能な移動部と、移動部を駆動する駆動部とを備えている。また、制御部は、駆動部に駆動停止命令を出力してから、像面が収束するまでの像面の変動に関するパラメータに基づいて、レンズ群の移動順序を判定し、駆動部を制御する。
これにより、本発明によれば、コントラスト方式等を用いたオートフォーカスにおいて、効率がよいレンズ群の移動順序を算出できるので、サンプリング時におけるレンズの移動、及び、合焦位置へのレンズの移動に必要な時間を短縮することができる。
【００１３】
（２）本発明の光学系駆動装置は、パラメータが、制御部が駆動停止命令を出力してから、レンズ群が完全に停止して、像面におけるデフォーカス量の変化が無くなるまでのデフォーカス静止時間である。第１の検出部は、デフォーカス量を検出し、そして、制御部は、第１の検出部の検出に基づいてデフォーカス静止時間を算出し、デフォーカス静止時間がより長いレンズ群から順に移動するように移動順序を判定し、駆動部を制御する。
これにより、本発明によれば、第１の検出部（撮像素子等）、制御部等を用いて、撮像面のデフォーカス量から、レンズ群が完全に停止するために必要な時間、レンズ群の効率のよい移動順序を算出し、（１）と同様な効果を得ることができる。さらに、撮像面のデフォーカス量が一定範囲内に収束しているので、サンプリング時において、高精度な撮像データを、また、撮影時において、高精細な画像を取得することができる。
【００１４】
（３）本発明の光学系駆動装置は、パラメータが、制御部が駆動停止命令を出力してから、像面におけるデフォーカス量を示す減衰振動曲線が所定の範囲内に収束するために必要な収束時間である。制御部は、第１の検出部の検出に基づいて収束時間を算出し、収束時間がより長いレンズ群から順に移動するように移動順序を判定し、駆動部を制御する。
これにより、本発明によれば、撮像面のデフォーカス量から、レンズ群の収束時間、効率のよい移動順序を判定し、（２）と同様な効果を得ることができる。
【００１５】
（４）本発明の光学系駆動装置は、パラメータが、制御部が駆動部に逐次駆動停止命令を出力してから、所定の時間経過した状態における、レンズ群のそれぞれのデフォーカス量を示す減衰振動曲線の振幅の和である。制御部は、第１の検出部の検出に基づいて減衰振動曲線の振幅の和の値を算出し、この値がより小さくなるように、レンズ群の移動順序を判定し、駆動部を制御する。
これにより、本発明によれば、レンズ群のデフォーカス量の振幅の和から、効率のよいレンズ群の移動順序を算出し、また、高精度な撮像データ等を取得することができる。
【００１６】
（５）本発明の光学系駆動装置は、パラメータが、制御部が駆動停止命令を出力してから、レンズ群が完全に停止して、像面におけるデフォーカス量が静止するまでのデフォーカス静止時間である。また、第２の検出部は、レンズ群の光軸に沿った方向における位置を検出する。記憶部は、レンズ群が所定の位量から所定の量移動したときの、デフォーカス静止時間を記憶している。そして、制御部は、第２の検出部の検出に基づいてデフォーカス静止時間を記憶部から読み出し、デフォーカス静止時間がより長いレンズ群から順に移動するように移動順序を判定し、駆動部を制御する。
これにより、本発明によれば、記憶部に記憶した像面におけるデフォーカス量の変化が静止するまでのデフォーカス静止時間から、効率のよいレンズ群の移動順序を算出し、また、高精度な撮像データ等を取得することができる。
【００１７】
（６）本発明の光学系駆動装置は、パラメータが、制御部が駆動停止命令を出力してから、像面におけるデフォーカス量を示す減衰振動曲線が所定の範囲内に収束するために必要な収束時間である。また、記憶部は、レンズ群が所定の位量から所定の量移動したときの収束時間を記憶している。そして、制御部は、第２の検出部の検出に基づいて収束時間を記憶部から読み出し、収束時間がより長いレンズ群から順に移動するように移動順序を判定し、駆動部を制御する。
これにより、本発明によれば、記憶部に記憶したレンズ群が所定の位量から所定の量移動したときの収束時間から、効率のよいレンズ群の移動順序を算出し、また、高精度な撮像データ等を取得することができる。
【００１８】
（７）本発明の光学系駆動装置は、パラメータが、制御部が駆動部に逐次駆動停止命令を出力してから、所定の時間経過した状態における、レンズ群のそれぞれのデフォーカス量を示す減衰振動曲線の振幅の和である。記憶部は、レンズ群が所定の位量から所定の時間移動したときの、減衰振動曲線の振幅を記憶している。そして、制御部は、第２の検出部の検出に基づいて減衰振動曲線の振幅の和を読み出し、振幅の和の値を算出し、振幅の和の値がより小さくなるように、レンズ群の移動順序を判定し、駆動部を制御する。
これにより、本発明によれば、記憶部に記憶したレンズ群のそれぞれのデフォーカス量を示す減衰振動曲線の振幅の和から、効率のよいレンズ群の移動順序を算出し、また、高精度な撮像データ等を取得することができる。
【００１９】
（８）本発明の光学系駆動装置は、パラメータが、レンズ群の単位移動量に対する像面の移動量を示し、レンズ群の位置に応じて変化する像面移動係数と、レンズ群の質量との積である。また、記憶部は、像面移動係数と質量とを記憶している。そして、制御部は、第２の検出部が検出したレンズ群の位置情報に基づいて、記憶部から像面移動係数と質量とを読み出し、像面移動係数と質量との積の値を算出し、積の値がより大きいレンズ群から順に移動する。
これにより、本発明によれば、レンズ群の位置情報と像面移動係数とから、効率のよいレンズ群の移動順序を算出し、また、高精度な撮像データ等を取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、レンズ群を駆動する制御部を改良して、フォーカシングのための時間を短縮可能とし、また、コントラスト方式による焦点評価値の検出精度が高い光学系駆動装置を提供するという目的を、ＣＰＵがＣＣＤの検出に基づいて像面におけるデフォーカス量を算出し、また、駆動停止命令を出力してから、レンズ群が完全に停止して像面におけるデフォーカス量が静止するまでの時間を算出し、さらに、デフォーカス量が静止するまでの時間がより長いレンズ群から順に駆動することによって実現した。
【実施例１】
【００２１】
以下、図面等を参照して、本発明の実施例をあげて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明を適用した実施例１の光学系駆動装置を備えたカメラのブロック図を示す。
実施例１の光学系駆動装置は、コントラスト方式を採用したオートフォーカス機能を有し、２つのフォーカスレンズ群を備えたカメラ１に搭載され、また、これらのレンズ群をそれぞれ駆動するモータ等を備えている。
カメラ１は、カメラケース２の内側に、１群Ｌ１，２群Ｌ２（レンズ群）と，ＣＣＤ３（第１の検出部）と、アナログ信号処理回路４と、Ａ／Ｄ変換器５と、デジタル信号処理回路６と、ＣＰＵ７と、メモリ８（記憶部）と、モータ駆動回路１１，２１（駆動部）と、モータ１２，２２と、移動機構１３，２３と、エンコーダ１４，２４とを有している。
１群Ｌ１、２群Ｌ２は、フォーカスレンズ群であり、光軸Ｏ上にこの順に配置されている。カメラ１は、１群Ｌ１、２群Ｌ２の光軸前後方向への移動に応じて、撮影光学系の被写体距離が変更される。
ＣＣＤ３は、撮影光学系により結像された被写体像を、電気信号に変換する光−電子変換素子であり、光軸Ｏ上に、２群Ｌ２よりも光軸方向後側に配置されている。ＣＣＤ３は、撮像データを取得するとともに、像面におけるデフォーカス量を測定する。
【００２２】
ＣＣＤ３からの撮像信号は、アナログ信号処理回路４で相関二重サンプリング処理等がされる。アナログ信号処理回路４で処理された撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器５でアナログ信号からデジタル信号へ変換される。Ａ／Ｄ変換された信号は、デジタル信号処理回路６において輪郭補償やガンマ補正などの種々の画像処理が施される。
ＣＰＵ７は、モータ駆動回路１１，２１等を用いて、１群Ｌ１、２群Ｌ２の移動、制御を行う。また、ＣＰＵ７は、デジタル信号処理回路６からの出力信号に基づいて焦点評価値を算出し、ＣＰＵ７内に設けられたメモリ７ａ内にレンズ位置と対で記憶させる。ＣＰＵ７の制御等については後述する。なお、メモリ７ａは、ＣＰＵ７の外部に設けるタイプのメモリでもよい。
【００２３】
メモリ８は、光学系駆動装置によるオーフォーカスの制御のために必要なデータを記憶した、例えばフラッシュメモリ等の記憶媒体である。メモリ８は、後述するように、ＣＰＵ７の要求に応じて、必要なデータを提供する。なお、メモリ８は、ＣＰＵ７の内部に設けるタイプのメモリでもよい。
【００２４】
モータ駆動回路１１，２１は、ＣＰＵ７からの命令によりモータ１２，２２に信号を出力して、それぞれ駆動させる。
モータ１２，２２は、モータ駆動回路１１，２１からの入力に応じて回転駆動する、例えばステッピングモータである。
移動機構１３，２３は、モータ１２，２２の駆動力を１群Ｌ１，２群Ｌ２に伝達する駆動力伝達部である。移動機構１３，２３は、送りねじ、ガイド軸等（図示せず）を備え、１群Ｌ１，２群Ｌ２をそれぞれ光軸前後方向に移動する。
エンコーダ１４，２４は、モータ１２，２２の回転速度を検出する検出部である。エンコーダ１４，２４で検出された信号は、ＣＰＵ７に出力され処理される。ＣＰＵ７は、エンコーダ１４，２４の出力信号を処理することにより、１群Ｌ１、２群Ｌ２の位置を確認することができる。
【００２５】
図２は、実施例１の光学系駆動装置の動作を示すフローチャートである。
カメラ１のレリーズ釦（図示せず）が押されると、最初に、ステップＳ１からステップＳ３までにおいて、ＣＰＵ７は、１群Ｌ１、２群Ｌ２を撮影光学系における測距範囲最後部（例えば、無限遠位置）へ移動する。
ＣＰＵ７は、ステップＳ１において、オートフォーカスの処理をスタートする。ステップＳ２において、ＣＰＵ７は、１群Ｌ１を駆動させる駆動開始命令をモータ駆動回路１１に出力する（図１参照）。モータ駆動回路１１は、モータ１２に信号を出力し、そして、モータ１２が回転駆動する。モータ１２の駆動力は、移動機構１３を介して１群Ｌ１に伝達され、１群Ｌ１は、測距範囲最後部へ移動する。同様に、ステップＳ３において、ＣＰＵ７は、モータ駆動回路２１、モータ２２、移動機構２３等を用いて、２群Ｌ２を測距範囲最後部へ移動する。
以上により１群Ｌ１、２群Ｌ２の測距範囲最後部への移動が終了する。なお、１群Ｌ１、２群Ｌ２を移動する順序は、逆でもよい。
【００２６】
ステップＳ４からステップＳ１０において、ＣＰＵ７は、ＣＣＤ３からの画像データを取り込み、焦点評価値のサンプリングを行う。
ステップＳ４において、ＣＰＵ７は、１群Ｌ１と２群Ｌ２のどちらを先に移動させるかを判断する。この判定基準については後述する。
ステップＳ４において、ＣＰＵ７は、１群Ｌ１を優先して移動すると判定したときは、ステップＳ５に進み、モータ１２に命令して１群Ｌ１を前方の目標位置に数μｍ（例えば、１０μｍ程度）移動させ、続いてステップＳ６において、モータ２２に命令して２群Ｌ２を前方の目標位置に数μｍ移動させる。そして、ステップＳ９に進む。
【００２７】
一方、ステップＳ４において、ＣＰＵ７が、２群Ｌ２を優先して移動すると判定したときは、ステップＳ７に進む。ＣＰＵ７は、ステップＳ７において、モータ２２に命令して２群Ｌ２を前方の目標位置に数μｍ移動させ、続いてステップＳ８において、モータ１２に命令して１群Ｌ１を前方の目標位置に数μｍ（例えば、１０μｍ程度）移動させる。そして、ステップＳ９に進む。
【００２８】
ステップＳ９において、ＣＰＵ７は、ＣＣＤ３からの撮像信号から、焦点評価値を取得する。そして、ＣＰＵ７は、エンコーダ１４，２４の検出結果に基づいて、１群Ｌ１、２群Ｌ２の位置を算出し、このレンズ位置と焦点評価値とを、メモリ７ａ内に対で記憶する。
ステップＳ１０において、ＣＰＵ７は、１群Ｌ１、２群Ｌ２が測距範囲最前部（例えば、最至近位置）にないときは、ステップＳ４からステップＳ９までの処理を繰り返し行う。
【００２９】
一方、ステップＳ１０において、ＣＰＵ７は、１群Ｌ１、２群Ｌ２が測距範囲の最前部にいると判断したときは、ステップＳ１１からステップＳ１７において、１群Ｌ１、２群Ｌ２を合焦位置へ移動させる処理を行う。
ステップＳ１１において、ＣＰＵ７は、ステップＳ１０までの処理でサンプリングし、メモリ７ａに記憶した焦点評価値からそのピーク値と、そのピーク値に対応したレンズ位置（以下「ピーク位置」という。）を確認する。
ステップＳ１２において、ＣＰＵ７は、１群Ｌ１，２群Ｌ２を移動させる優先順位を判定する。判定基準については、後述する。ステップＳ１２において、１群Ｌ１を優先して移動すると判定したときは、ステップＳ１３に進み、モータ１２に命令して１群Ｌ１をピーク位置に移動させ、続いてステップＳ１４おいて、モータ２２に命令して２群Ｌ２をピーク位置に移動させる。
一方、ステップＳ１２において、２群Ｌ２を優先して移動すると判定したときは、ステップＳ１５に進み、モータ２２に命令して２群Ｌ２を移動させ、続いてステップＳ１６において、モータ１２に命令して１群Ｌ１をピーク位置に移動させる。
ステップＳ１４又はステップＳ１６を経て、ピーク位置への１群Ｌ１、２群Ｌ２の移動が終了することにより、一連のフォーカシングの処理が終了する（ステップＳ１７）。
【００３０】
図１７、図１８を用いて前述したように、１群Ｌ１、２群Ｌ２は、フォーシングの処理において、目標位置を中心に振動するため、必要以上に時間を要する。そして、その振幅が一定範囲内に収まらない状態において、画像を取得すると像ブレの画像が生成され、焦点評価値の検出精度が低下する。これらを解決するために、実施例１の光学系駆動装置は、以下のように１群Ｌ１、２群Ｌ２を移動する。
【００３１】
図３、図４は、ＣＰＵ７が、１群Ｌ１、２群Ｌ２を光軸前後方向に移動したときの、像面におけるデフォーカス量の変位を示す図である。図３は、１群Ｌ１を先に移動した場合、図４は、２群Ｌ２を先に移動した場合の、像面におけるデフォーカス量の変位をそれぞれ示す。
図３に示すように、１群Ｌ１による像面におけるデフォーカス量は、ＣＰＵ７が駆動開始命令を出力してから時間ｔ１０後に、光軸方向における目標位置に到達する。このとき、ＣＰＵ７は、１群Ｌ１を停止するために駆動停止命令を出力すると同時に、２群Ｌ２を移動するために駆動開始命令を出力する。しかし、このとき、１群Ｌ１は、その慣性力により目標位置を超えても光軸方向に移動を続け、像面におけるデフォーカス量の変位は、図３に示すように、目標位置を中心とした減衰振動のような波形となる。そして、ＣＰＵ７が駆動停止命令を出力してから時間ｔ１１（デフォーカス静止時間）後に、１群Ｌ１は、目標位置に停止する。同様に、２群Ｌ２は、ＣＰＵ７が駆動開始命令を出力してから時間ｔ２０後に、目標位置に到達し、ＣＰＵ７が駆動停止命令を出力してから時間ｔ２１（デフォーカス静止時間）後に目標位置に停止する。
【００３２】
以上から、ＣＰＵ７が、１群Ｌ１を先に移動した場合、一連の動作が終了するまでの時間は、ｔ３＝ｔ１０＋ｔ２０＋ｔ２１となる。一方、図４に示すように、ＣＰＵ７が２群Ｌ２を先に移動して、同様な制御を行った場合、一連の動作に必要な時間は、ｔ４＝ｔ２０＋ｔ２１となる。
ここで、これら一連の動作を比較すると、ｔ４＜ｔ３となるため、２群Ｌ２を先に移動した場合（図４参照）の方が、１群Ｌ１、２群Ｌ２の移動に必要な時間が少なく、効率のよい制御を行うことができる。ただし、ＣＰＵ７が駆動開始命令を出力してから駆動停止命令を出力するまでの時間、つまり、１群Ｌ１における時間ｔ１０と２群Ｌ２における時間ｔ２０とは、大きな差はなく、また、時間ｔ１１と時間ｔ２１に比べて大幅に小さい。このため、時間ｔ３と時間ｔ４とを比較する代わりに、時間ｔ１１と時間ｔ２１とを比較してもある程度、精度がよい判定ができる。
【００３３】
そこで、実施例１のＣＰＵ７は、図５に示すフローチャートに従って、１群Ｌ１、２群Ｌ２を移動する。なお、以下の説明において、前述した図２のフローチャートと同様のステップには同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
図５に示すように、ステップＳ４１において、ＣＰＵ７は、時間ｔ１１と時間ｔ２１とを比較する。ステップＳ４１は、ステップＳ３から進んできた場合と、ステップＳ１０（ステップＳ１０：ｎｏ）から進んできた場合がある。
ステップＳ４１において、ステップＳ３から進んできた場合、ＣＰＵ７は、１群Ｌ１、２群Ｌ２による時間ｔ１１，ｔ２１に関するデータを取得していないため、ｙｅｓ、ｎｏの判定をせず、任意にステップＳ５又はステップＳ７を選択する。そして、ステップＳ５〜ステップＳ６、又は、ステップＳ７〜ステップＳ８において１群Ｌ１，２群を数μｍ移動したならば、ステップＳ９１において、時間ｔ１１，ｔ２１のデータを焦点評価値とともにメモリ７ａに書き込み、一時的に記憶する。
【００３４】
一方、ステップＳ４１において、ステップＳ１０（ステップＳ１０：ｎｏ）から進んできた場合、ＣＰＵ７は、前回のステップＳ５〜ステップＳ９１、又は、ステップＳ７〜ステップＳ９１において取得した時間ｔ１１，ｔ２１のデータをメモリ７ａから読み出し、その大きさを判定する。そして、「ｔ１１＜ｔ２１」の場合（ステップＳ４１：ｙｅｓ）、ステップＳ５を選択し、それ以外の場合（ステップＳ４１：ｎｏ）、ステップＳ７を選択する。ステップＳ５又はステップＳ７以降の処理については、前述した処理と同様である。
上記の例として、例えば、図３、図４に示すように、取得した時間ｔ１１，ｔ２１のデータが、時間ｔ１１が時間ｔ２１よりも小さい場合（ステップＳ４１：ｙｅｓ）、ＣＰＵ７は、ステップＳ５を選択する。そして、ステップＳ５において、２群Ｌ２を移動するために駆動開始命令を出力する。そして、２群Ｌ２がデフォーカス目標位置に達したならば、ステップＳ６において、ＣＰＵ７は、１群Ｌ１を移動するために駆動開始命令を出力する。これにより、実施例１の光学系駆動装置は、焦点評価値の取得に必要な時間を短縮することができる。
【００３５】
ステップＳ１２１において、後述するように、ＣＰＵ７は、メモリ８に記憶されている時間ｔ１１１と時間ｔ１２１とを比較する。
図６、図７に示すように、１群Ｌ１、２群Ｌ２は、ピーク位置に移動するときに、前述した焦点評価値のサンプリング時と同様に、ピーク位置に達してから完全に停止するまでに、ピーク位置を中心として振動する。時間ｔ１１１は、１群Ｌ１がピーク位置に達して、ＣＰＵ７が１群Ｌ１を停止するために駆動停止命令を出力してから停止するまでの時間（デフォーカス静止時間）である。同様に、時間ｔ１２１は、２群Ｌ２がピーク位置に達して、ＣＰＵ７が駆動停止命令を出力してから停止するまでの時間（デフォーカス静止時間）である。
図６、図７に示すように、１群Ｌ１、２群Ｌ２のピーク位置への移動においても、ピーク位置に達してからピーク位置に停止するまでの時間が大きいレンズ群から移動した方が、一連の動作に必要な時間が少ない。
【００３６】
そこで、実施例１のＣＰＵ７は、ステップＳ１２１において、以下のように判定し、１群Ｌ１、２群Ｌ２を移動する。
メモリ８は、ピーク位置とピーク位置に対応した時間ｔ１１１、及び、ピーク位置とピーク位置に対応した時間ｔ１２１とを、それぞれ対で予め記憶している。そして、ＣＰＵ７は、ステップＳ１１で算出したピーク位置に対応した時間ｔ１１１，ｔ１２１をそれぞれ読み出し、「ｔ１１１＜ｔ１２１」の場合（ステップＳ１２１：ｙｅｓ）、ステップＳ１３を選択して２群Ｌ２を最初に移動し、それ以外の場合（ステップＳ１２１：ｎｏ）、ステップＳ１５を選択し１群Ｌ１を最初に移動する。
例えば、図６、図７に示すように、時間ｔ１１１が時間ｔ１２１よりも小さい場合（ステップＳ１２１：ｙｅｓ）、ＣＰＵ７は、ステップＳ１３を選択し、２群Ｌ２を最初に移動する。これにより、実施例１の光学系駆動装置は、ピーク位置へのレンズ群の移動時間を短縮することができる。
【００３７】
以上のように、実施例１の光学系駆動装置は、焦点評価値のサンプリング時において、ＣＰＵ７（制御部）が駆動停止命令を出力してから像面が収束するまでの像面の変動に関するパラメータとして、時間ｔ１１，ｔ２１（デフォーカス静止時間）を利用する。時間ｔ１１，ｔ２１は、ＣＰＵ７が駆動停止命令を出力してから、レンズ群が完全に停止して、像面におけるデフォーカス量が静止するまでの時間である。ＣＰＵ７は、ＣＣＤ３（第１の検出部）の検出に基づいて時間ｔ１１，ｔ２１を算出し、この時間がより長いレンズ群から順に移動する。
また、合焦位置（ピーク位置）への移動においては、予め記憶した時間ｔ１１１，ｔ１２１（デフォーカス静止時間）を用いて、サンプリング時と同様にレンズ群を移動する。
これにより、実施例１の光学系駆動装置は、レンズ群の効率のよい移動順序を算出し、サンプリング時におけるレンズの移動時間、及び、合焦位置へのレンズの移動時間を短縮し、フォーカシングに必要な時間を短縮することができる。
【実施例２】
【００３８】
次に、本発明を適用した光学系駆動装置の実施例２について説明する。なお、前述した実施例１と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
図８、図９は、ＣＰＵ７が駆動停止命令を出力してから、１群Ｌ１、２群Ｌ２に対応した像面におけるデフォーカス量の変化を、それぞれ示す図である。
図８に示すように、時間ｔ１２は、１群Ｌ１がデフォーカス目標位置に達してから、デォーカス量の変位を示す減衰振動曲線の振幅が振幅Ａ（所定の範囲）以内に達するまでの時間である。同様に、図９に示すように、時間ｔ２２は、２群Ｌ２がデフォーカス目標位置に達してから、デォーカス量の減衰振動曲線の振幅が振幅Ａ（所定の範囲）以内に達するまでの時間である。
実施例２のＣＰＵ７は、１群Ｌ１、２群Ｌ２の像面におけるデォーカス量の振幅がそれぞれ振幅Ａ以内に収束したときに、それぞれのレンズ群が停止したと認識する。ＣＰＵ７は、振幅Ａ以内においては、十分な精度の焦点評価値を取得することができ、また、十分に精細な画像を取得することができる。
【００３９】
そこで、実施例２のＣＰＵ７は、図１０に示すフローチャートに従って、１群Ｌ１、２群Ｌ２を移動する。
図１０に示すように、ステップＳ４２において、ＣＰＵ７は、時間ｔ１２と時間ｔ２２とを比較する。ステップＳ４２には、ステップＳ３から進んできた場合と、ステップＳ１０（ステップＳ１０：ｎｏ）から進んできた場合とがある。
ステップＳ４２において、ステップＳ３から進んできた場合、ＣＰＵ７は、１群Ｌ１、２群Ｌ２による時間ｔ１２，ｔ２２に関するデータを取得していないため、ｙｅｓ、ｎｏの判定をせず、任意にステップＳ５又はステップＳ７を選択する。そして、ステップＳ５〜ステップＳ６、又は、ステップＳ７〜ステップＳ８において、１群Ｌ１，２群Ｌ２を数μｍ移動して時間ｔ１２，ｔ２２のデータを取得し、ステップＳ９２において、焦点評価値とともにメモリ７ａに書き込み、一時的に記憶する。
【００４０】
一方、ステップＳ４２において、ステップＳ１０（ステップＳ１０：ｎｏ）から進んできた場合、ＣＰＵ７は、前回のステップＳ５〜ステップＳ９２、又は、ステップＳ７〜ステップＳ９２において取得した時間ｔ１２，ｔ２２のデータをメモリ７ａから読み出し、その大きさを判定する。そして、「ｔ１２＜ｔ２２」の場合（ステップＳ４２：ｙｅｓ）、ステップＳ５を選択し、それ以外の場合（ステップＳ４２：ｎｏ）、ステップＳ７を選択する。これにより、実施例２の光学系駆動装置は、ＣＰＵ７等に用いることによって、焦点評価値の取得に必要な時間を短縮することができる。
【００４１】
ステップＳ１２２において、後述するように、ＣＰＵ７は、メモリ８に記憶されている時間ｔ１１２と時間ｔ１２２とを比較する。
時間ｔ１１２，ｔ１２２は、それぞれ１群Ｌ１、２群Ｌ２がピーク位置に達して、ＣＰＵ７が駆動停止命令を出力してから、像面におけるデォーカス量の減衰振動曲線の振幅が振幅Ａ（所定の範囲）以内に達するまでの時間である（図８、図９参照）。
メモリ８は、ピーク位置とピーク位置に対応した時間ｔ１１２、及び、ピーク位置に対応した時間ｔ１２２とを、それぞれ対で記憶している。そして、ＣＰＵ７は、ステップＳ１１で算出したピーク位置に対応した時間ｔ１１２，ｔ１２２をそれぞれメモリ８から読み出し、「ｔ１１２＜ｔ１２２」の場合（ステップＳ１２１：ｙｅｓ）、ステップＳ１３を選択して２群Ｌ２を最初に移動し、それ以外の場合（ステップＳ１２１：ｎｏ）、ステップＳ１５を選択して１群Ｌ１を最初に移動する。これにより、実施例２の光学系駆動装置は、ピーク位置へのレンズ群の移動時間を短縮することができる。
【００４２】
以上説明したように、実施例２の光学系駆動装置は、焦点評価値のサンプリング時に、ＣＰＵ７（制御部）が駆動停止命令を出力してから、像面におけるデフォーカス量を示す減衰振動曲線が振幅Ａ（所定の範囲）内に収束するために必要な収束時間ｔ１２，ｔ２２（パラメータ）がより長いレンズ群から順に移動するように移動順序を判定し、モータ１２，２２（駆動部）を制御する。また、合焦位置（ピーク位置）への移動においては、予め記憶しておいた収束時間ｔ１１２，ｔ１２２（パラメータ）を用いて、サンプリング時と同様にレンズ群を移動する。
これにより、実施例２の光学系駆動装置によれば、十分な精度の焦点評価値を取得することができ、また、十分に精細な画像を得ることができる。
【実施例３】
【００４３】
次に、本発明を適用した光学系駆動装置の実施例３について説明する。
図１１、図１２は、ＣＰＵ７が駆動停止命令を出力してから、１群Ｌ１、２群Ｌ２に対応した像面におけるデフォーカス量の変位を、それぞれ示す図である。
図１１に示すように、振幅ｂ１，ｂ２は、ＣＰＵ７が最初に１群Ｌ１を移動して、２群Ｌ２がデフォーカス目標位置に達してから、時間ｔ１５（所定の時間）経過したときの、１群Ｌ１、２群Ｌ２に対応した像面におけるデフォーカス量の振幅である。時間ｔ１５経過後の、振幅ｂ１，ｂ２の和は、Ｂ１（＝ｂ１＋ｂ２）であり、振幅ｂ１，ｂ２の和がＢ１以内のとき、ＣＰＵ７は、ＣＣＤ３等から十分な精度の焦点評価値と、精細な画像を取得することができる。
同様に、図１２に示すように、振幅ｃ１，ｃ２は、ＣＰＵ７が最初に２群Ｌ２を移動して、１群Ｌ１がデフォーカス目標位置に達してから、時間ｔ２５（所定の時間）経過したときの、１群Ｌ１、２群Ｌ２に対応した像面におけるデフォーカス量の振幅である。振幅ｃ１，ｃ２の和がＣ１（＝ｃ１＋ｃ２）以内のとき、ＣＰＵ７は、ＣＣＤ３から十分な精度の焦点評価値と、精細な画像を取得することができる。
振幅の和Ｂ１，Ｃ１は、それぞれ１群Ｌ１、２群Ｌ２に対応した像面におけるデフォーカス量の振幅の和であるため、これらの数値が小さい程、１群Ｌ１、２群Ｌ２が完全に停止するまでの時間は、小さい傾向がある。
【００４４】
そこで、実施例３のＣＰＵ７は、図１３に示すフローチャートに従って、１群Ｌ１、２群Ｌ２を移動する。
ステップＳ４３において、ステップＳ３から進んできた場合、ＣＰＵ７は、ｙｅｓ、ｎｏの判定をせず、任意にステップＳ５又はステップＳ７を選択する。そして、ステップＳ５〜ステップＳ６、又は、ステップＳ７〜ステップＳ８において、１群Ｌ１、２群Ｌ２を数μｍ移動したならば、ステップＳ９３において、振幅ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２のデータを、焦点評価値ともにメモリ７ａに書き込み、一時的に記憶する。
【００４５】
一方、ステップＳ４３において、ステップＳ１０（ステップＳ１０：ｎｏ）から進んできた場合、ＣＰＵ７は、前回のステップＳ５〜ステップＳ９３、又は、ステップＳ７〜ステップＳ９３において取得した振幅ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２のデータをメモリ７ａから読み出し、振幅の和Ｂ１（＝ｂ１＋ｂ２），Ｃ１（＝ｃ１＋ｃ２）を算出する。そして、「Ｂ１＜Ｃ１」の場合（ステップＳ４３：ｙｅｓ）、ステップＳ５を選択し、１群Ｌ１を最初に移動し、それ以外の場合（ステップＳ４３：ｎｏ）、ステップＳ７を選択し２群Ｌ２を最初に移動する。これにより、実施例３の光学系駆動装置は、焦点評価値の取得に必要な時間を短縮することができる。
【００４６】
ステップＳ１２３において、ＣＰＵ７は、後述する振幅ｂ３，ｂ４，ｃ３，ｃ４から、振幅の和Ｂ２（＝ｂ３＋ｂ４）と振幅の和Ｃ２（＝ｃ３＋ｃ４）とを比較する。
メモリ８は、ピーク位置とピーク位置に対応した振幅ｂ３，ｂ４，ｃ３，ｃ４とを、それぞれ対で記憶している。振幅ｂ３，ｂ４は、ＣＰＵ７が、１群Ｌ１を測距範囲最前部から最初に移動し、ピーク位置に達してから所定の時間（例えば、時間ｔ１５）経過したときの、１群Ｌ１、２群Ｌ２のデフォーカス量を示す減衰振動曲線の振幅である（図１１参照）。同様に、範囲ｃ３，ｃ４は、２群Ｌ２を最初に移動し、ピーク位置に達してから所定の時間（例えば、時間ｔ２５）経過したときの、１群Ｌ１、２群Ｌ２のデフォーカス量を示す減衰振動曲線の振幅である（図１２参照）。
ステップＳ１２３において、ＣＰＵ７は、ステップＳ１１で算出したピーク位置に対応した振幅ｂ３，ｂ４，ｃ３，ｃ４をそれぞれ読み出し、振幅の和Ｂ２，Ｃ２を算出し、「Ｂ２＜Ｃ２」の場合（ステップＳ１２３：ｙｅｓ）、ステップＳ１３を選択して１群Ｌ１を最初に移動し、それ以外の場合（ステップＳ１２３：ｎｏ）、ステップＳ１５を選択して２群Ｌ２を最初に移動する。これにより、実施例３の光学系駆動装置は、ピーク位置へのレンズ群の移動時間を短縮することができる。
【００４７】
以上説明したように、実施例３の光学系駆動装置は、焦点評価値のサンプリング時に、ＣＰＵ７（制御部）がモータ１２，２２（駆動部）に逐次駆動停止命令を出力してから、時間ｔ１５，ｔ２５（所定の時間）経過した状態における、１群Ｌ１、２群Ｌ２（レンズ群）のそれぞれのデフォーカス量を示す減衰振動曲線の振幅の和Ｂ１，Ｃ１がより小さくなるように、１群Ｌ１、２群Ｌ２の移動順序を判定する。また、合焦位置（ピーク位置）への移動においては、予め記憶したデフォーカス量を示す減衰振動曲線の振幅ｂ３，ｂ４，ｃ３，ｃ４を用いて、ＣＰＵ７が振幅の和Ｂ２，Ｃ２を算出し、サンプリング時と同様にレンズ群を移動する。
これにより、実施例３の光学系駆動装置は、レンズ群のデフォーカス量の和から、効率のよいレンズ群の移動順序を算出し、また、高精度な撮像データ等を取得することができる。
【実施例４】
【００４８】
次に、本発明を適用した光学系駆動装置の実施例４について説明する。
実施例４の光学系駆動装置は、像面移動係数とレンズ群の質量との積をパラメータとして、レンズ群を駆動、制御する。像面移動係数とは、レンズ群の単位移動量に対する像面の移動量を示し、レンズ群の位置に応じて変化する係数をいう。一般に、移動する物体は、運動エネルギが大きい程、質量と速度との積が大きくなる傾向がある。ここでは、像面におけるデフォーカス量を問題としており、像面移動係数が大きい程、像面におけるデフォーカス量の変位は大きくなるため、デフォーカス量が一定範囲内に収束するまでに時間が必要である。そこで、実施例４では、レンズ群の移動速度を一定と考え、像面移動係数とレンズ群の質量との積をパラメータとして用いる。
【００４９】
実施例４の光学系駆動装置は、１群Ｌ１、２群Ｌ２に係る像面移動係数γ１，γ２、及び、質量ｍ１，ｍ２を、予めメモリ８（記憶部）に記憶している。
図１４（ａ）、図１４（ｂ）に示すように、像面移動係数γ１，γ２については、メモリ８内に、ズーム位置と１群Ｌ１、２群Ｌ２の位置に対応したテーブルの形式で、それぞれ予め複数記憶している。そして、後述するように、ＣＰＵ７は、必要に応じて、ズーム位置に対応した１群Ｌ１、２群Ｌ２の像面移動係数γ１，γ２と質量ｍ１，ｍ２をそれぞれメモリ８から読み出す。図１４（ｃ）、図１４（ｄ）は、所定のズーム位置（例えば、広角端）における像面移動係数γ１，γ２を、それぞれ示す図である。前述したように、この像面移動係数とレンズ群の質量との積の値が大きくなる程、像面におけるデフォーカス量が一定範囲内に収束するまでの時間がより必要である。そのため、この積の値が大きいレンズ群から移動した方が、フォーカシングにおいて必要な時間が少なくなる。
【００５０】
そこで、実施例４の光学系駆動装置は、ＣＰＵ７が図１５に示すフローチャートに従って、１群Ｌ１、２群Ｌ２を移動する。
ステップＳ４４において、ＣＰＵ７は、最初にズームエンコーダ（図示せず）の出力からズームレンズ（図示せず）位置を検出しズーム位置を確認する。次に、ＣＰＵ７は、エンコーダ１４，２４（第２の検出部、図１参照）の出力から、１群Ｌ１、２群Ｌ２のレンズ位置を確認する。そして、ＣＰＵ７は、そのズーム位置と１群Ｌ１、２群Ｌ２の位置に対応した像面移動係数γ１，γ２（図１４参照）と、１群Ｌ１、２群Ｌ２の質量ｍ１，ｍ２とを、メモリ８から読み出す。その次に、ＣＰＵ７は、像面移動係数とレンズ群の質量の積である、γ１×ｍ１（＝Γ１とする。）と、γ２×ｍ２（＝Γ２とする。）とを算出し、Γ１とΓ２とを比較する。
「Γ１＜Γ２」の場合（ステップＳ４４：ｙｅｓ）、ステップＳ５を選択し、２群Ｌ２を最初に移動し、それ以外の場合（ステップＳ４４：ｎｏ）、ステップＳ７を選択し１群Ｌ１を最初に移動する。これにより、実施例４の光学系駆動装置は、焦点評価値の取得に必要な時間を短縮することができる。
【００５１】
ステップＳ１２４において、ＣＰＵ７は、ステップＳ４４と同様な制御を行う。すなわち、測距範囲最前部における像面移動係数γ１，γ２を、メモリ８から読み出す。そして、ＣＰＵ７は、Γ１，Γ２を算出、比較し、「Γ１＜Γ２」の場合（ステップＳ１２４：ｙｅｓ）、ステップＳ１３を選択し、２群Ｌ２を最初に移動し、それ以外の場合（ステップＳ１２４：ｎｏ）、ステップＳ１５を選択し１群Ｌ１を最初に移動する。これにより、実施例４の光学系駆動装置は、ピーク位置へのレンズ群の移動時間を短縮することができる。
【００５２】
以上説明したように、実施例４の光学系駆動装置は、１群Ｌ１、２群Ｌ２（レンズ群）の像面移動係数γ１，γ２と、質量ｍ１，ｍ２との積Γ１，Γ２を制御のパラメータとして用いる。メモリ８（記憶部）は、像面移動係数γ１，γ２と質量ｍ１，ｍ２とを記憶している。そして、ＣＰＵ７（制御部）は、エンコーダ１４，２４（第２の検出部）が検出した１群Ｌ１，２群Ｌ２の位置情報に基づいて、ＣＰＵ７から像面移動係数γ１，γ２と質量ｍ１，ｍ２とを読み出し、これらの積Γ１，Γ２の値を算出し、この値がより大きいレンズ群から順に移動する。これにより、実施例４の光学系駆動装置は、レンズ群の像面移動係数と質量とから、効率のよいレンズ群の移動順序を算出し、また、高精度な撮像データ等を取得することができる。
【００５３】
（変形例）
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）実施例１において、ＣＣＤ３を用いて像面におけるデフォーカス量を検出して、時間ｔ１１，ｔ２１を算出する例を示したが、これに限定されない。例えば、メモリ８にレンズ群が所定の位量から所定の量移動したときの時間ｔ１１，ｔ２１（デフォーカス静止時間）を予め記憶しておく。そして、ＣＰＵ７（制御部）が、エンコーダ１４，２４（第２の検出部）の検出に基づいてレンズ群の位置（所定の位置）を確認し、メモリ８から時間ｔ１１，ｔ２１を読み出し、レンズ群の移動順序を判定してもよい。また、実施例２における収束時間ｔ１２，ｔ２２、及び、実施例３における振幅ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２についても同様にメモリ８に予め記憶しておいてもよい。
【００５４】
（２）各実施例において、フォーカスレンズである１群Ｌ１、２群Ｌ２を移動する例を示したが、これに限定されない。例えば、ズームレンズを移動するために、同様な制御を行なってもよい。
【００５５】
（３）各実施例において、メモリ８は、予め記憶したデータを読み出す例を示したが、これに限定されない。例えば、メモリ８は、実測したデータを適宜記憶する機能（例えば、学習機能等）を備え、これを必要に応じて読み出してレンズ群の駆動、制御に用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明を適用した実施例１の光学系駆動装置を備えたカメラのブロック図である。
【図２】実施例１の光学系駆動装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】実施例１のレンズ群の像面におけるデフォーカス量を示す図である。
【図４】実施例１のレンズ群の像面におけるデフォーカス量を示す図である。
【図５】実施例１の光学系駆動装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】実施例１のレンズ群がピーク位置へ移動する状態を示す図である。
【図７】実施例１のレンズ群がピーク位置へ移動する状態を示す図である。
【図８】実施例２のレンズ群の像面におけるデフォーカス量を示す図である。
【図９】実施例２のレンズ群の像面におけるデフォーカス量を示す図である。
【図１０】実施例２の光学系駆動装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】実施例３のレンズ群の像面におけるデフォーカス量を示す図である。
【図１２】実施例３のレンズ群の像面におけるデフォーカス量を示す図である。
【図１３】実施例３の光学系駆動装置の動作を示すフローチャートである。
【図１４】実施例４のレンズ群の像面移動係数γ１，γ２を示す図である。
【図１５】実施例４の光学系駆動装置の動作を示すフローチャートである。
【図１６】従来のカメラの動作を示すフローチャートである。
【図１７】従来のカメラのレンズ群が目標位置へ移動する状態を示す図である。
【図１８】従来のカメラのレンズ群が目標位置へ移動する状態を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１    カメラ
２    カメラケース
３    ＣＣＤ
４    アナログ信号処理回路
５    Ａ／Ｄ変換器
６    デジタル信号処理回路
７    ＣＰＵ
７ａ    メモリ
８    メモリ
１１，２１    モータ駆動回路
１２，２２    モータ
１３，２３    移動機構
１４，２４    エンコーダ
Ｌ１    １群
Ｌ２    ２群
Ｏ    光軸
【図１】
2006227414.tif 000003
【図２】
2006227414.tif 000004
【図３】
2006227414.tif 000005
【図４】
2006227414.tif 000006
【図５】
2006227414.tif 000007
【図６】
2006227414.tif 000008
【図７】
2006227414.tif 000009
【図８】
2006227414.tif 000010
【図９】
2006227414.tif 000011
【図１０】
2006227414.tif 000012
【図１１】
2006227414.tif 000013
【図１２】
2006227414.tif 000014
【図１３】
2006227414.tif 000015
【図１４】
2006227414.tif 000016
【図１５】
2006227414.tif 000017
【図１６】
2006227414.tif 000018
【図１７】
2006227414.tif 000019
【図１８】
2006227414.tif 000020