(57)【要約】【課題】撮影光学系を高速且つ正確に駆動することのできる、撮影光学系の駆動方法及び撮像装置を提供する。【解決手段】光学像を結像させる撮影光学系３０１と、撮影光学系３０１を駆動する駆動手段Ｍ２と、駆動手段Ｍ２を制御する制御手段２１１と、撮影光学系の基準位置を検出する基準位置検出手段２４０とを備える撮像装置における撮影光学系３０１の駆動方法であって、任意位置に位置する撮影光学系３０１を基準位置に向けて最速で駆動する第一駆動ステップと、撮影光学系３０１が基準位置を行き過ぎたあと停止するオーバーランステップと、行き過ぎて停止した撮影光学系３０１を基準位置まで正確に駆動する第二駆動ステップと、基準位置に位置する撮影光学系３０１を所定の目標位置まで正確に駆動する第三駆動ステップとを含む。【選択図】  図６
2004219814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学像を結像させる撮影光学系と、
撮影光学系を駆動する駆動手段と、
駆動手段を制御する制御手段と、
撮影光学系の基準位置を検出する基準位置検出手段とを備える撮像装置における撮影光学系の駆動方法であって、
任意位置に位置する撮影光学系を基準位置に向けて最速で駆動する第一駆動ステップと、
撮影光学系が基準位置を行き過ぎたあと停止するオーバーランステップと、
行き過ぎて停止した撮影光学系を基準位置まで正確に駆動する第二駆動ステップと、
基準位置に位置する撮影光学系を所定の目標位置まで正確に駆動する第三駆動ステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
上記駆動手段が、ステッピングモータであることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
上記第一駆動ステップが１−２相励磁駆動であり、
上記第二駆動ステップ及び第三駆動ステップがマイクロステップ駆動であることを特徴とする、請求項２記載の方法。
【請求項４】
上記撮影光学系は、フォーカスレンズであることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項５】
光学像を結像させる撮影光学系と、
撮影光学系を駆動する駆動手段と、
駆動手段を制御する制御手段と、
撮影光学系の基準位置を検出する基準位置検出手段とを備える撮像装置であって、
任意位置に位置する撮影光学系が基準位置に向けて最速で駆動され、
最速駆動された撮影光学系が基準位置を行き過ぎて停止し、
行き過ぎて停止した撮影光学系が基準位置まで正確に駆動され、
基準位置に位置する撮影光学系が所定の目標位置まで正確に駆動されることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影光学系の駆動方法に関し、詳しくは、撮影光学系を高速且つ正確に駆動する撮影光学系の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カメラは、主電源スイッチをオンにすると、撮影光学系が所定の目標位置まで駆動されることによって、撮影準備が完了するように構成されている。
【０００３】
撮影光学系を正確に駆動する駆動方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２０９１０３号公報  （第９頁）
【０００５】
特許文献１に開示されたカメラは、撮影光学系を駆動するための駆動手段と、撮影光学系の基準位置を検出するための基準位置検出手段と、撮影光学系の現在位置を検出するための現在位置検出手段とを備えている。任意の位置にある撮影光学系を駆動する場合、現在位置検出手段で撮影光学系の現在位置が検出されて、撮影光学系が、任意の現在位置から基準位置まで正確に駆動される。撮影光学系は、駆動直後では比較的高速に駆動されるが、基準位置に対する位置決め精度を確保するために、撮影光学系が基準位置近くになると、撮影光学系の駆動が減速されて基準位置に正確に停止される。そして、撮影光学系は基準位置から所定の目標位置までさらに駆動される。
【０００６】
特許文献１に開示された従来の撮影光学系の駆動方法では、第一に、撮影光学系の現在位置を正確に検出するために、現在位置検出手段を必要とするので、現在位置検出手段に関する設置場所やコストの問題がある。
【０００７】
そして、一旦、撮影光学系を基準位置に正確に停止させる必要があるために、高速駆動されていた撮影光学系が基準位置の手前で減速されて、低速駆動で基準位置に位置決めされる。撮影光学系の駆動プロセス中に低速駆動を含むために、トータルの駆動時間が長くなってしまう。したがって、従来の撮影光学系の駆動方法では、第二に、任意の位置から所定の目標位置までの駆動時間が長くなってしまうという問題がある。
【０００８】
従来の撮像装置、例えば、沈胴式のズームレンズ機構を有するカメラにおいては、主電源スイッチをオンにしてから撮影準備完了までの起動時間が長いという問題が顕著である。特に、デジタルカメラにおいては、起動時間を短くして起動の高速化を図ってほしいという要望がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の解決すべき技術的課題は、撮影光学系を高速且つ正確に駆動することのできる、撮影光学系の駆動方法及び撮像装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段・作用・効果】
上記技術的課題を解決するために、本発明の撮影光学系の駆動方法は、光学像を結像させる撮影光学系と、撮影光学系を駆動する駆動手段と、駆動手段を制御する制御手段と、撮影光学系の基準位置を検出する基準位置検出手段とを備える撮像装置における撮影光学系の駆動方法であって、任意位置に位置する撮影光学系を基準位置に向けて最速で駆動する第一駆動ステップと、撮影光学系が基準位置を行き過ぎたあと停止するオーバーランステップと、行き過ぎて停止した撮影光学系を基準位置まで正確に駆動する第二駆動ステップと、基準位置に位置する撮影光学系を所定の目標位置まで正確に駆動する第三駆動ステップとを含むことを特徴としている。
【００１１】
上記の駆動方法によれば、第一駆動ステップで任意位置に位置する撮影光学系が基準位置に向けて最速で駆動され、オーバーランステップで撮影光学系が基準位置を行き過ぎて停止し、第二駆動ステップで行き過ぎて停止した撮影光学系が基準位置まで正確に駆動され、第三駆動ステップで基準位置に位置する撮影光学系を所定の目標位置まで正確に駆動される。任意の位置に位置する撮影光学系は、一旦、基準位置近くで基準位置を超えたオーバーラン位置まで駆動される。しかしながら、撮影光学系が、途中で減速されることなく、最速で駆動されるので、駆動時間が短くなる。オーバーランした撮影光学系は、第二駆動ステップ及び第三駆動ステップで正確に駆動される。したがって、撮影光学系を高速且つ正確に駆動することのできる。また、撮影光学系の現在位置を検出する現在位置検出手段を別途設ける必要がないので、構造が極めて簡単になり大幅なコストダウンも達成することができる。
【００１２】
好ましくは、駆動手段がステッピングモータである。
【００１３】
駆動手段としては、ＤＣやＡＣのサーボモータも使用可能であるが、撮影光学系の現在位置を検出する現在位置検出手段が別途必要となってしまう。ステッピングモータは、現在位置検出手段を必要としないで、パルス信号を与えることでフィードバック無しに決められた角度を回転しその角度を保持することができる。したがって、駆動手段としては、ステッピングモータが好ましい。
【００１４】
ステッピングモータを使用した場合、第一駆動ステップが１−２相励磁駆動であり、第二駆動ステップ及び第三駆動ステップがマイクロステップ駆動であることが好ましい。
【００１５】
ステッピングモータは、ローターとステーターの凸極構造で決まる基本ステップ角ごとに回転・停止するので、位置制御が高精度且つ簡単に行えるという特徴を有している。１−２相励磁駆動は、１相励磁と２相励磁を交互に繰り返していく励磁方式であり、１相励磁の安定平衡点と２相励磁の安定平衡点が基本ステップ角の１／２ずれているので、基本ステップ角の半分ずつを停止させることができる。１−２相励磁駆動によって、発生トルクの変動を小さくでき、騒音を低減させることができる。
【００１６】
また、マイクロステップ駆動は、隣り合う磁極に流す電流値の差を段階的に切換えることによって、基本ステップ角をさらに細分化した微小ステップ角で高精度に駆動することができる。マイクロステップ駆動によって、分解能が大幅に向上することができるとともに、滑らかな回転を得ることができる。
【００１７】
したがって、第一駆動ステップに１−２相励磁駆動を用いるとともに、第二駆動ステップ及び第三駆動ステップにマイクロステップ駆動を用いることによって、撮影光学系が、任意の位置から基準位置まで高速で駆動されたあと、基準位置から目標位置まで非常に正確に駆動される。
【００１８】
好ましくは、撮影光学系は、高精度の位置決め制御を必要とするフォーカスレンズである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
まず、本発明に係るデジタルカメラ１の全体構成について、図１〜４を参照しながら説明する。
【００２０】
図１に示したデジタルカメラ１においては、撮影光学系であるレンズ３０１の後方位置の適所に、ＣＣＤカラーエリアセンサ３０３を備えた撮像回路３０２が設けられている。
【００２１】
一方、カメラのボディ内部には、上記レンズ３０１のズーム比の変更と、収容位置及び撮影位置間のレンズ移動とを行うためのズーム用モータＭ１、及びフォーカシングを行うためのフォーカシング用モータＭ２が設けられている。
【００２２】
カメラ本体部２の前面には、グリップ部Ｇが設けられ、上端部の適所にポップアップ形式の内蔵フラッシュ５が設けられている。また、カメラ本体部２の上面にはシャッタボタン９が設けられている。
【００２３】
一方、図３に示すように、カメラ本体部２の背面には、略中央に撮影画像のモニタ表示及び記録画像の再生表示等を行なうためのＬＣＤ表示部１０とＥＶＦが設けられ、ＥＶＦの下方にはＥＶＦヘの接眼を検出するための接眼センサ１５が設けられている。また、ＬＣＤ表示部１０の右に、デジタルカメラの操作部が設けられている。
【００２４】
更に、カメラ本体部２の背面には、「撮影モード」と「再生モード」とを切換設定する撮影／再生モード切り替えボタン１６が設けられている。撮影モードは、写真撮影を行なうモードであり、再生モードは、メモリカード８に記録された撮影画像をＬＣＤ表示部１０またはＥＶＦに再生表示するモードである。起動時には自動的に撮影モードが選択され、ボタン１６を押すたびに再生モードと撮影モードとが切り替わる。
【００２５】
また、カメラ背面右方には、４連スイッチが設けられており、ボタンのＬ，Ｒを押すことにより、ズーム用モータが駆動されることによってズーミングを行い、その他、Ｕ，Ｄ，Ｌ，Ｒの各ボタンで後述する各種操作を行う。
【００２６】
図１に示すように、メモリカード８が装着されるようになっている。本実施の形態におけるデジタルカメラ１は、４本の単三形乾電池を直列接続してなる電源電池Ｅを駆動源としている。
【００２７】
次に、ブロック図５の撮像部の内部ブロックに関して説明する。
【００２８】
ＣＣＤ３０３は、レンズ３０１により結像された被写体の光像を、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色成分の画像信号（各画素で受光された画素信号の信号列からなる信号）に光電変換して出力する。タイミングジェネレータ３１４は、ＣＣＤ３０３の駆動を制御するための各種のタイミングパルスを生成するものである。
【００２９】
撮像部３における露出制御は、絞りと、ＣＣＤ３０３の露光量、すなわち、シャッタスピードに相当するＣＣＤ３０３の電荷蓄積時間を調節して行なわれる。
被写体輝度が低輝度時に適切なシャッタスピードが設定できない場合は、ＣＣＤ３０３から出力される画像信号のレベル調整を行なうことにより露光不足による不適正露出が補正される。すなわち、低輝度時は、シャッタスピードとゲイン調整とを組み合わせて露出制御が行なわれる。画像信号のレベル調整は、信号処理回路３１３内のＡＧＣ回路のゲイン調整において行なわれる。
【００３０】
タイミングジェネレータ２１４は、タイミング制御回路２０２から送信される基準クロックに基づきＣＣＤ３０３の駆動制御信号を生成するものである。タイミングジェネレータ３１４は、例えば積分開始／終了（露出開始／終了）のタイミング信号、各画素の受光信号の読出制御信号（水平同期信号、垂直同期信号、転送信号等）等のクロック信号を生成し、ＣＣＤ３０３に出力する。
【００３１】
信号処理回路２１３は、ＣＣＤ３０３から出力される画像信号（アナログ信号）に所定のアナログ信号処理を施すものである。信号処理回路２１３は、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路とＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路とを有し、ＣＤＳ回路により画像信号のノイズの低減を行ない、ＡＧＣ回路のゲインを調整することにより画像信号のレベル調整を行なう。
【００３２】
調光回路３０４は、フラッシュ撮影における内臓フラッシュ５の発光量をＣＰＵ２１１により設定された所定の発光環に制御するものである。フラッシュ撮影においては、露出開始と同時に被写体からのフラッシュ光の反射光が調光センサ３０５により受光され、この受光量が所定の発光量に達すると、調光回路から発光停止信号が出力され、この発光停止信号に応答して内蔵フラッシュ５の発光を強制的に停止し、これにより内蔵フラッシュ５の発光量が所定の発光量に制御される。
【００３３】
Ａ／Ｄ変換器２０５は、画像信号の各画素信号を１２ビットのデジタル信号に変換するものである。Ａ／Ｄ変換器２０５は、タイミング発生回路から入力されるＡ／Ｄ変換用のクロックに基づいて各画素信号（アナログ信号）を１２ビットのデジタル信号に変換する。
【００３４】
タイミングジェネレータ２１４、Ａ／Ｄ変換器２０５に対するクロックを生成するタイミング制御回路２０２が設けられている。タイミング制御回路２０２は、全体制御部内の基準クロックにより制御される。
【００３５】
黒レベル補正回路２０６は、Ａ／Ｄ変換された画素信号の黒レベルを基準の黒レベルに補正するものである。また、ＷＢ回路２０７は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分の画索データのレベル変換を行なうものである。ＷＢ回路２０７は、ＣＰＵ２１１から入力される、レベル変換テーブルを用いＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の画素データのレベルを変換する。なお、レベル変換テーブルの各色成分の変換係数（特性の傾き）はＣＰＵ２１１により撮影画像毎に設定される。
【００３６】
γ補正回路２０８は、画素データのγ特性を補正するものである。  画像メモリ２０９は、γ補正回路２０８から出力される画素データを記憶するメモリである。画像メモリ２０９は、１フレーム分の記憶容量を有している。すなわち、画像メモリ２０９は、ＣＣＤ３０３画素数に対応する１６００×１２００画素分の画素データの記憶容量を有し、各画素データが対応する画素位置に記憶されるようになっている。
【００３７】
ＬＣＤＶＲＡＭ２１０は、ＬＣＤ表示部１０に再生表示される画像データのバッファメモリである。ＬＣＤＶＲＡＭは、ＬＣＤ表示部１０の画集数４００×３００に対応した画像データの記憶容量を有している。
【００３８】
ＥＶＦＶＲＡＭは、ＥＶＦ１０に再生表示される画像データのバッファメモリである。ＥＶＦＶＲＡＭは、ＥＶＦの画素数６４０×４８０に対応した画像データの記憶容量を有している。
【００３９】
撮影待機状態においては、撮像部３により１／３０（秒）毎に撮像された画像の各画素データが、Ａ／Ｄ変換器２０５〜γ補正回路２０８により所定の信号処理を施された後、画像メモリ２０９に一時記憶されるとともに、ＣＰＵ２１１を介してＬＣＤＶＲＡＭに転送され、ＬＣＤ表示部１０やＥＶＦに表示される（ライブビュー表示）。
【００４０】
これにより撮影者は被写体像を視認することができる。また、再生モードにおいては、メモリカ―ド８から読み出された画像がＣＰＵ２１１で所定の信号処理が施された後、ＶＲＡＭ２１０に転送され、ＬＣＤ表示部１０に再生表示される。ＥＶＦでも同様の表示を行う。
【００４１】
メモリーカード用Ｉ／Ｆ２１２は、メモリカード８への画像データの書込み及び画像データの読出しを行なうためのインターフィースである。
【００４２】
ＲＴＣ２１９は、撮影日時を管理するための時計回路である。図示しない別の電源で駆動される。手ぶれ補正制御部２１３および手ぶれ駆動部、ジャイロについては後述する。
【００４３】
操作部２５０には、上述した、各種スイッチ、ボタンが設けられている。
【００４４】
シャッタボタン９は、銀塩カメラで採用されているような半押し状態（Ｓ１）と押し込んだ状態（Ｓ２）とが検出可能な２段階スイッチになっている。待機状態でシャッターボタンをＳ１状態にすると、ＡＦのためのレンズ駆動を開始し、全体制御部による画像メモリ内の画像のコントラストを評価しながら、コントラストがもっとも高くなるようにフォーカシング用モータＭ２によりレンズ３０１を駆動し停止させる。Ｓ１時の画像メモリ内の画像データのレベルを判定することで、ＳＳと絞り値を決定する。さらにホワイトバランスの補正値を決定する。
【００４５】
全体制御部であるＣＰＵ２１１は、マイクロコンピュータからなり、上述したカメラの各部材の駆動を有機的に制御してデジタルカメラ１の撮影動作を統括制御するものである。
【００４６】
また、ＣＰＵ２１１は、露出制御値（シャッタスピード（ＳＳ）と絞り値）を設定するための輝度判定部と露光量設定部とを備えている。  また、個々の制御値はダイアルにより変更できる。
【００４７】
さらに、ＣＰＵ２１１は、上記撮影画像の記録処理を行なうために、フィルタリング処理を行なうフィルタ部とサムネイル画像及び圧縮画像を生成する記録画像受戒部とを備え、メモリカード８に記録された画像をＬＣＤ表示部１０やＥＶＦに再生するために、再生画像を生成する再生画像生成部を備えている。
【００４８】
フィルタ部は、デジタルフィルタにより記録すべき画像の高周波成分を補止して輪郭に関する画質の補正を行なうものである。
【００４９】
記録画像生成部は、画像メモリ２０９から画素データを読み出してメモリカード８に記録すべきサムネイル画像と圧縮画像とを生成する。記録画像生成部は、画像メモリ２０９から横方向と縦方向の両方向でそれぞれ８画素毎に画素データを読み出し、順次、メモリカード８に転送することで、サムネイル画像を生成しつつメモリカード８に記録する。
【００５０】
また、記録画像生成部は、画像メモリ２０９から全画素データを読み出し、これらの画素データに２次元ＤＣＴ変換、ハフマン符号化等のＪＰＥＧ方式による所定の圧縮処理を施して圧縮画像の画像データを生成し、この圧縮画像データをメモリカード８の本画像エリアに記録する。
【００５１】
ＣＰＵ２１１は、撮影モードにおいて、シャッタボタン９により撮影が指示されると、撮影指示後に画像メモリ２０９に取り込まれた画像のサムネイル画像と設定された圧縮率によりＪＰＥＧ方式により圧縮された圧縮画像とを生成し、撮影画像に関するタグ情報（コマ番号、露出値、シャッタスピード、圧縮率、撮影日、撮影時のフラッシュのオンオフのデータ、シーン情報、画像の判定結果等等の情報とともに両画像をメモリーカード８に記憶する。ＡＦモードＳＷは撮影時のＡＦモードなどを設定するＳＷである。ここではＡＦモード以外に動画撮影モードのも設定できる。
【００５２】
デジタルカメラによって記録された画像の各コマは、タグの部分とＪＰＥＧ形式で圧縮された高解像度の画像データ（１６００×１２００の画素）とサムネイル表示用の画像データ（８０×６０の画素）が記録されている。
【００５３】
撮影／再生モード切り替えボタン１６で再生モードを選択したときには、メモリカード８内のコマ番号の最も大きな画像データが読み出され、再生画像生成部にて、データ伸張され、これがＶＲＡＭに転送されることにより、ＬＣＤやＥＶＦには、コマ番号の最も大きな画像すなわち直近に撮影された画像が表示される。Ｕのスイッチ６を操作することにより、コマ番号の大きな画像が表示され、押すことによりコマ番号の小さな画像が表示される。
【００５４】
次に、本発明の第一実施形態に係る、撮影光学系の駆動機構及び駆動方法について、図５〜１０を参照しながら説明する。
【００５５】
図５は、撮影光学系であるフォーカスレンズ３０１の駆動機構を説明する図である。レンズ鏡胴２３６内に光軸に沿って移動可能に取り付けられているフォーカスレンズ３０１は、フォーカシング用モータＭ２の駆動軸に連結された駆動ギア２３４の回動を介して、ネジ送り作用により光軸方向に往復駆動される。フォーカスレンズ３０１が基準位置にあるか否かは、基準位置検出素子２４０によって検出される。検出結果は、ＣＰＵ２１１に送られる。基準位置検出素子２４０には、例えば、フォトインタラプタが使用される。なお、フォーカスレンズ３０１は、少なくとも１枚の光学要素から構成されており、複数の光学要素から構成されるレンズ群も含む。
【００５６】
フォーカシング用モータＭ２は、ステッピングモータである。ドライバーＩＣ２３０は、指定されたパルス電圧や電流をモータＭ２のコイルに印加するためのものである。ドライバーＩＣ２３０は、全体制御部であるＣＰＵ２１１によってモータＭ２の回転速度や回転方向や回転量（ステップ数）が制御される。なお、フォーカシング用モータＭ２としてＤＣモータあるいはＡＣモータ及びパルスエンコーダを用いて、フォーカスレンズ３０１を駆動させるように構成することもできる。
【００５７】
ステッピングモータＭ２は、公知の種々のタイプのものが使用可能であり、ロータとステータとを備える。ステータにはコイルが取り付けられており、コイルに流す電流を制御することによってロータの回転速度や回転方向が制御される。
【００５８】
ステッピングモータＭ２は、ローターとステーターの凸極構造で決まる基本ステップ角ごとに回転・停止するので、位置制御が高精度且つ簡単に行えるという特徴を有している。ステッピングモータＭ２は、１相励磁駆動、２相励磁駆動、１−２相励磁駆動、マイクロステップ駆動によって駆動される。
【００５９】
一相励磁駆動は一相のみを励磁するものであり、二相励磁駆動は二相を同時に励磁するものである。二相励磁駆動は、一相励磁駆動より大きなトルクが得られる。
【００６０】
図７に模式的に示すように、１−２相励磁駆動は、１相励磁と２相励磁を交互に繰り返していく励磁方式であり、１相励磁の安定平衡点と２相励磁の安定平衡点が基本ステップ角の１／２ずれているので、基本ステップ角の半分ずつを停止させることができる。１−２相励磁駆動によって、発生トルクの変動を小さくでき、騒音を低減させることができる。なお、図７は、駆動波形を概念的に説明するものであり、横軸が時間で、縦軸が電圧である。
【００６１】
また、図８及び９に模式的に示すように、マイクロステップ駆動は、隣り合う磁極に流す電流値の差を段階的に切換えることによって、基本ステップ角をさらに細分化した微小ステップ角で高精度に駆動することができる。マイクロステップ駆動によって、分解能が大幅に向上することができるとともに、滑らかな回転を得ることができる。なお、図８及び９は、駆動波形を概念的に説明するものであり、横軸が時間で、縦軸が電流である。
【００６２】
図６〜１０を参照して、第一の実施形態に係る、撮影光学系の駆動方法について説明する。
【００６３】
第一の実施形態に係る、撮影光学系の駆動方法は、第一駆動ステップが１−２相励磁駆動するものであり、第二駆動ステップ及び第三駆動ステップがマイクロステップ駆動するものである。
【００６４】
まず、第一駆動ステップについて説明する。フォーカスレンズ３０１は、任意の位置に存する（ステップ＃１００）。フォーカスレンズ３０１は、ステッピングモーターＭ２の性能上の最速で１−２相励磁駆動（第１駆動）され（ステップ＃１１０）、基準位置検出素子２４０及びＣＰＵ２１１によって、フォーカスレンズ３０１が基準位置に到達したか否かが判断される（ステップ＃１２０）。フォーカスレンズ３０１が基準位置に達しているならば、ステッピングモーターＭ２によるフォーカスレンズ３０１の駆動が中止されるが、ステッピングモーターＭ２の脱調によりフォーカスレンズ３０１が、例えば１０〜２０パルス分、オーバーランしながら自然に停止する（ステップ＃１３０）。
【００６５】
第二駆動ステップにおいては、オーバーランして停止したフォーカスレンズ３０１は、上記第一駆動ステップとは逆方向にマイクロステップ駆動（第２駆動）される（ステップ＃１４０）。このとき、位置決め精度を重視したゆっくりとしたマイクロステップ駆動が使用される。基準位置検出素子２４０及びＣＰＵ２１１によって、フォーカスレンズ３０１が基準位置に到達したか否かが判断されながら、１ステップ毎にゆっくりと駆動される（ステップ＃１５０）。フォーカスレンズ３０１が基準位置に達しているならば、ステッピングモーターＭ２によるフォーカスレンズ３０１の駆動が一旦停止されて、フォーカスレンズ３０１が基準位置に正確に位置決めされる（ステップ＃１６０）。
【００６６】
第三駆動ステップにおいては、上記第二駆動ステップと同様にマイクロステップ駆動（第３駆動）される。このとき、静音を重視しつつ第二駆動ステップのマイクロステップ駆動よりも高速なマイクロステップ駆動が使用される。ＣＰＵ２１１によって、フォーカスレンズ３０１が基準位置から所定の目標位置までの駆動量が算出される（ステップ＃１７０）。上記算出量に基づいて、ステッピングモーターＭ２によりフォーカスレンズ３０１がマイクロステップ駆動される（ステップ＃１８０）。ＣＰＵ２１１によって、フォーカスレンズ３０１が算出されて駆動量だけ駆動されて、フォーカスレンズ３０１が目標位置に到達したか否かが判断される（ステップ＃１９０）。フォーカスレンズ３０１が目標位置に達しているならば、ステッピングモーターＭ２によるフォーカスレンズ３０１の駆動が停止されて、フォーカスレンズ３０１が目標位置に正確に位置決めされる（ステップ＃２００）。フォーカスレンズ３０１の一連の位置決めプロセスが終了する（ステップ＃２１０）。
【００６７】
したがって、第一の実施形態に係る駆動方法では、フォーカスレンズ３０１が、任意の位置から基準位置まで最速で駆動されたあと、基準位置から目標位置まで非常に正確に駆動される。
【００６８】
次に、図１１〜１４を参照しながら、本発明の第二実施形態に係る、撮影光学系の駆動方法について、詳細に説明する。
【００６９】
第二の実施形態に係る、撮影光学系の駆動方法は、第一駆動ステップ、第二駆動ステップ及び第三駆動ステップが、いずれも、１−２相励磁駆動するものである。
【００７０】
まず、第一駆動ステップについて説明する。フォーカスレンズ３０１は、任意の位置に存する（ステップ＃３００）。フォーカスレンズ３０１は、ステッピングモーターＭ２の性能上の最速で１−２相励磁駆動（第１駆動）され（ステップ＃３１０）、基準位置検出素子２４０及びＣＰＵ２１１によって、フォーカスレンズ３０１が基準位置に到達したか否かが判断される（ステップ＃３２０）。フォーカスレンズ３０１が基準位置に達しているならば、ステッピングモーターＭ２によるフォーカスレンズ３０１の駆動が中止されるが、ステッピングモーターＭ２の脱調によりフォーカスレンズ３０１が、例えば１０〜２０パルス分、オーバーランしながら自然に停止する（ステップ＃３３０）。
【００７１】
第二駆動ステップにおいては、オーバーランして停止したフォーカスレンズ３０１は、上記第一駆動ステップとは逆方向に１−２相励磁駆動（第２’駆動）される（ステップ＃３４０）。このとき、位置決め精度を重視したゆっくりとした１−２相励磁駆動が使用される。基準位置検出素子２４０及びＣＰＵ２１１によって、フォーカスレンズ３０１が基準位置に到達したか否かが判断されながら、１ステップ毎にゆっくりと駆動される（ステップ＃３５０）。フォーカスレンズ３０１が基準位置に達しているならば、ステッピングモーターＭ２によるフォーカスレンズ３０１の駆動が一旦停止されて、フォーカスレンズ３０１が基準位置に正確に位置決めされる（ステップ＃３６０）。
【００７２】
第三駆動ステップにおいては、上記第二駆動ステップと同様に１−２相励磁駆動（第３’駆動）される。このとき、長周期にしてトルクを重視した比較的ゆっくりとした１−２相励磁駆動が使用される。ＣＰＵ２１１によって、フォーカスレンズ３０１が基準位置から所定の目標位置までの駆動量（例えば、大略３０００パルス）が算出される（ステップ＃３７０）。上記算出量に基づいて、ステッピングモーターＭ２によりフォーカスレンズ３０１が１−２相励磁駆動される（ステップ＃３８０）。ＣＰＵ２１１によって、フォーカスレンズ３０１が算出されて駆動量だけ駆動されて、フォーカスレンズ３０１が目標位置に到達したか否かが判断される（ステップ＃３９０）。フォーカスレンズ３０１が目標位置に達しているならば、ステッピングモーターＭ２によるフォーカスレンズ３０１の駆動が停止されて、フォーカスレンズ３０１が目標位置に正確に位置決めされる（ステップ＃４００）。フォーカスレンズ３０１の一連の位置決めプロセスが終了する（ステップ＃４１０）。
【００７３】
したがって、第二の実施形態に係る駆動方法では、フォーカスレンズ３０１が、任意の位置から基準位置まで最速で駆動されたあと、基準位置から目標位置まで比較的高速且つ正確に駆動される。
【００７４】
なお、上記駆動方法において、一例としては、第一駆動ステップ、第二駆動ステップ及び第三駆動ステップが、それぞれ、４０００ＰＰＳ、１０００ＰＰＳ及び３０００ＰＰＳとすることができる。また、本明細書において、ステッピングモーターＭ２の性能上の最速駆動とは、スペック上問題のない限度内であり且つ脱調するくらい高速で、モーターを回転させることである。他方、第三駆動ステップでは、脱調しない限度内の高速で、回転駆動させることができる。
【００７５】
上記実施形態において、任意の位置とは、例えば、主電源スイッチがオフになっているために、撮影光学系の現在位置情報が失われているために、撮影光学系の位置が特定できない状態である。本発明に係る、撮像装置における撮影光学系の駆動方法及び撮像装置は、上述したデジタル式カメラをはじめ、銀塩式カメラに適用されるものである。
【００７６】
上述したように、本発明に係る撮像装置は、
光学像を結像させる撮影光学系と、
撮影光学系を駆動する駆動手段と、
駆動手段を制御する制御手段と、
撮影光学系の基準位置を検出する基準位置検出手段とを備える撮像装置であって、
任意位置に位置する撮影光学系が基準位置に向けて最速で駆動され、
最速駆動された撮影光学系が基準位置を行き過ぎて停止し、
行き過ぎて停止した撮影光学系が基準位置まで正確に駆動され、
基準位置に位置する撮影光学系が所定の目標位置まで正確に駆動されることを特徴とする。
【００７７】
上記駆動手段が、ステッピングモータであることを特徴とする。
【００７８】
最速駆動が１−２相励磁駆動であり、行き過ぎて停止した撮影光学系が基準位置を経て所定の目標位置までの駆動がマイクロステップ駆動であることを特徴とする。
【００７９】
上記撮影光学系は、フォーカスレンズであることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るデジタルカメラを示す平面図である。
【図２】図１に示したデジタルカメラの側面図である。
【図３】図１に示したデジタルカメラの背面図である。
【図４】図１に示したデジタルカメラ全体のブロック図である。
【図５】図１に示したデジタルカメラのレンズ駆動機構を説明する図である。
【図６】図１に示したデジタルカメラのレンズ駆動方法を説明する図である。
【図７】ステッピングモータに入力される１−２相励磁駆動の波形を示す概念図である。
【図８】ステッピングモータに入力されるマイクロステップ駆動の波形を示す概念図である。
【図９】ステッピングモータに入力されるマイクロステップ駆動の波形を示す概念図である。
【図１０】第一実施形態に係る、デジタルカメラのレンズ駆動方法を説明するフローチャートである。
【図１１】第二実施形態に係る、デジタルカメラのレンズ駆動方法を説明するフローチャートである。
【図１２】ステッピングモータに入力される１−２相励磁駆動の波形を示す概念図である。
【図１３】ステッピングモータに入力される１−２相励磁駆動の波形を示す概念図である。
【図１４】ステッピングモータに入力される１−２相励磁駆動の波形を示す概念図である。
【符号の説明】
１  デジタルカメラ
８  メモリーカード
９  シャッタボタン
１０  ＬＣＤ表示部
１４  主電源スイッチ
１６  モード切換えボタン
２１１  ＣＰＵ
２３０  ドライバーＩＣ
２３４  駆動ギア
２３６  鏡胴
２４０  基準位置検出素子
３０１  レンズ
３０３  ＣＣＤ
Ｍ１  ズーム用モータ
Ｍ２  フォーカシング用モータ
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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