(57)【要約】【課題】正確かつ簡単にフォーカスレンズの駆動量を補正する駆動補正量を取得可能な光学機器およびその制御方法を提供する。【解決手段】光学機器は、フォーカスレンズ１１ａの原点を検出し、出力が連続的に変化する出力変化領域Ｒを有するフォトインタラプタ１４と、出力変化領域においてフォーカスレンズを位置Ｐ２からウォブリングし、ウォブリングにおいて位置Ｐ２に対応するフォトインタラプタの出力値Ｖ２に、位置Ｐ１側の往復駆動の端部であるフォーカスレンズの位置Ｐ４〜Ｐ６に対応するフォトインタラプタの出力値Ｖ４〜Ｖ６が近付くようにステッピングモータ１０に与える駆動量Ｘを補正する駆動補正量Ｙを更新しながらウォブリングを繰り返し、出力値Ｖ２にもっとも近くなったときの駆動補正量Ｙを焦点調節に使用するカメラＣＰＵと、を有する。【選択図】図６
2012103394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学像を形成する撮影光学系を構成するフォーカスレンズを前記撮影光学系の光軸方向にウォブリングすることによって焦点調節を行う光学機器であって、
前記フォーカスレンズを駆動するモータと、
前記フォーカスレンズを駆動する際の原点検出を行うと共に出力が連続的に変化する出力変化領域を有する検出手段と、
前記出力変化領域において前記フォーカスレンズを第１の位置からウォブリングし、前記フォーカスレンズの前記第１の位置に対応する前記検出手段の第１の出力値に、前記第１の位置側の往復駆動の端部である前記フォーカスレンズの第２の位置に対応する前記検出手段の第２の出力値が近付くように前記モータに与える駆動量を補正する駆動補正量を更新しながらウォブリングを繰り返し、前記第２の出力値が前記第１の出力値にもっとも近くなったときの前記駆動補正量を保持し、保持された前記駆動補正量を前記焦点調節に使用する制御手段と、
を有することを特徴とする光学機器。
【請求項２】
前記光学機器は前記撮影光学系を収納する交換レンズが着脱可能に構成され、
前記制御手段は、前記交換レンズが装着されたときに前記駆動補正量を算出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】
前記光学機器は前記フォーカスレンズが配置された環境の温度を検出する温度検出手段を更に有し、
前記制御手段は、前記温度検出手段が検出した前記温度が設定範囲外になったときに前記駆動補正量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の光学機器。
【請求項４】
前記光学機器は計時手段を更に有し、
前記制御手段は、前記計時手段を利用して定期的に前記駆動補正量を算出することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の光学機器。
【請求項５】
前記光学機器は当該光学機器の電源投入手段を更に有し、
前記制御手段は、前記電源投入手段によって主電源が投入されたときに前記駆動補正量を算出することを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の光学機器。
【請求項６】
前記制御手段は、前記モータを駆動する電圧値が設定値以下であるときに前記駆動補正量を算出することを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の光学機器。
【請求項７】
光学像を形成する撮影光学系を構成するフォーカスレンズを前記撮影光学系の光軸方向にモータを介してウォブリングすることによって焦点調節を行う光学機器の制御方法であって、
前記フォーカスレンズを駆動する際の原点検出を行う検出手段の出力が連続的に変化する出力変化領域において前記フォーカスレンズを第１の位置に配置したときの前記検出手段の第１の出力値を保持するステップと、
前記出力変化領域において前記フォーカスレンズを前記第１の位置からウォブリングし、前記第１の位置側の往復駆動の端部である前記フォーカスレンズの第２の位置に対応する前記検出手段の第２の出力値と前記第１の出力値との差の絶対値を保持し、前記絶対値が小さくなるように前記モータに与える駆動量を補正する駆動補正量を更新しながらウォブリングを繰り返すステップと、
繰り返されたウォブリングによって前記絶対値がもっとも小さくなったときの前記駆動補正量を保持するステップと、
保持された前記駆動補正量を前記焦点調節に使用するステップと、
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、焦点調節を行うためのフォーカスレンズを有する光学機器（例えば、交換レンズやデジタルカメラ）およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学機器において、機械的なガタ、慣性力、温度変化、経時変化などによってフォーカスレンズを移動するためにモータに入力された駆動量（駆動パルス数など）とそれに対応する実際のフォーカスレンズの移動量とが異なる場合がある。そこで、この場合には、駆動補正量（駆動パルス数など）を取得して、駆動量を駆動補正量によって補正する必要がある。
【０００３】
そこで、特許文献１はフォーカスレンズの位置を検出するリニアエンコーダの出力の不連続点から所定駆動量でフォーカスレンズを駆動した後で不連続点が検出されるまで反転駆動する。その際の駆動パルス数の差分をバックラッシュ量として記憶している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１７８７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１はリニアエンコーダという新たな位置検出手段を使用するために光学機器が大型になる。また、リニアエンコーダの出力変化は０から１または１から０であるために不連続であり、その不連続変化中のフォーカスレンズの位置を正確に把握することができなかった。この結果、フォーカスレンズの駆動量を補正する駆動補正量を正確に取得することができず、焦点調節（ＡＦ）精度の低下を招いていた。
【０００６】
そこで、本発明は、正確かつ簡単にフォーカスレンズの駆動量を補正する駆動補正量を取得可能な光学機器およびその制御方法を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光学機器は、光学像を形成する撮影光学系を構成するフォーカスレンズを前記撮影光学系の光軸方向にウォブリングすることによって焦点調節を行う光学機器であって、
前記フォーカスレンズを駆動するモータと、前記フォーカスレンズを駆動する際の原点検出を行うと共に出力が連続的に変化する出力変化領域を有する検出手段と、前記出力変化領域において前記フォーカスレンズを第１の位置からウォブリングし、前記フォーカスレンズの前記第１の位置に対応する前記検出手段の第１の出力値に、前記第１の位置側の往復駆動の端部である前記フォーカスレンズの第２の位置に対応する前記検出手段の第２の出力値が近付くように前記モータに与える駆動量を補正する駆動補正量を更新しながらウォブリングを繰り返し、前記第２の出力値が前記第１の出力値にもっとも近くなったときの前記駆動補正量を保持し、保持された前記駆動補正量を前記焦点調節に使用する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、正確かつ簡単にフォーカスレンズの駆動量を補正する駆動補正量を取得可能な光学機器およびその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一眼レフデジタルカメラのブロック図である。（実施例１）
【図２】図１に示す一眼レフデジタルカメラのＴＶ−ＡＦの動作を説明するためのフローチャートである。（実施例１）
【図３】図１に示す一眼レフデジタルカメラのフォーカスレンズの位置とフォトインタラプタの出力の関係を示す図である。（実施例１）
【図４】図１に示すフォーカスレンズの移動量を検査する方法のフローチャートである。（実施例１）
【図５】図４の検査方法におけるフォーカスレンズの位置とフォトインタラプタの出力との関係の一例を示すグラフである。
【図６】図４のＳ２０９の詳細のフローチャートである。（実施例１）
【図７】図４のＳ２１０の詳細のフローチャートである。（実施例１）
【図８】一眼レフデジタルカメラのブロック図である。（実施例２）
【図９】図８に示すフォーカスレンズの移動量を検査する方法のフローチャートである。（実施例２）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、実施例１の一眼レフデジタルカメラ１Ａのブロック図である。一眼レフデジタルカメラ１Ａは、交換レンズ（レンズ鏡筒）２Ａがカメラ本体３に着脱可能に構成されている。交換レンズ２Ａまたは交換レンズ２Ａが装着されたカメラ本体３としての一眼レフデジタルカメラ１は本実施例の光学機器として機能する。もちろん、交換レンズ２Ａはカメラ本体３と一体であってもよい。
【００１２】
カメラ本体３内には、カメラＣＰＵ（制御手段）４、制御系電源５、駆動系電源６、通信ユニット７、レンズ装着検出部８などが設けられている。カメラＣＰＵ４はカメラ全体の動作を制御し、マイクロコンピュータから構成されている。制御系電源５は、不図示の測光部や焦点調節部等の電力消費量が比較的少なく安定した出力電圧を必要とする制御系回路に電力を供給する。駆動系電源６は、制御系電源５の電圧、電力を検出し、交換レンズ２Ａや不図示のシャッタ制御部等の電力消費量が比較的多い駆動系回路に電力を供給する。通信ユニット７は後述のレンズＣＰＵ９と通信を行うための複数の電気接点を有し、焦点調節情報や測光情報を送受信する。レンズ装着検出部８は光検出器等により交換レンズ２Ａが装着されたことを検出する。
【００１３】
カメラ本体３には不図示の撮像素子や不図示の信号処理回路が更に設けられている。不図示の撮像素子は、撮像面に形成された光学像（被写体像）を光電変換して電気信号に変換して画像信号として出力する光電変換素子であり、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤセンサから構成される。信号処理回路は、撮像素子の出力をサンプリングし、ゲイン調整、デジタル化する不図示のＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータやＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータからの全画素の出力信号のうち焦点検出に用いられる領域の信号を通す不図示のＡＦゲートを含む。そして、信号処理回路は、ＡＦゲートを通過した信号から高周波成分などを抽出してＡＦ評価値を生成する。信号処理回路は、フォーカスレンズユニット１１を移動させながら得られた画像信号に基づいて焦点信号を検出する検出手段として機能する。
【００１４】
ＡＦ評価値は、撮像素子からの出力信号を処理して得られる画像の鮮鋭度（ＡＦ評価値）を表し、鮮鋭度は撮像光学系の合焦状態によって変化するので、撮像光学系（フォーカスレンズ）の合焦状態を評価する焦点信号となる。カメラＣＰＵ４は、信号処理回路の出力信号に基づいてフォーカスレンズユニット１１を合焦位置に移動させるコントラスト方式の自動焦点調節（以下、「ＴＶ−ＡＦ」と呼ぶ場合もある）を行う。
【００１５】
交換レンズ２Ａ内には、レンズＣＰＵ（制御手段）９、駆動手段としてのステッピングモータ１０、フォーカスレンズユニット１１、モータドライバ１２、通信ユニット１３が設けられている。
【００１６】
レンズＣＰＵ９は交換レンズ２Ａ内の全ての制御を司っており、マイクロコンピュータから構成され、フォーカスレンズユニット１１の駆動補正量Ｙを記憶する記憶手段としての記憶装置１５を搭載している。
【００１７】
ステッピングモータ１０はフォーカスレンズユニット１１を撮影光学系の光軸方向に駆動する。なお、フォーカスレンズユニット１１を駆動するモータはステッピングモータ１０に限定されず、ＤＣモータ、振動型モータおよびボイスコイルモータなど他の駆動手段を使用してもよい。
【００１８】
フォーカスレンズユニット１１は、交換レンズ２Ａに収納された撮影光学系を構成するフォーカスレンズ１１ａと、フォーカスレンズ１１ａを固定するレンズ固定部材（固定枠）１１ｂと、を有する。また、フォーカスレンズユニット１１は、図１には不図示の遮光板１１ｃを更に有する。撮影光学系は、不図示の撮像素子の撮像面に光学像（被写体像）を形成する。なお、図１では、フォーカスレンズユニット１１は単レンズとして構成されているが、複数のレンズを含むレンズ群として構成されてもよい。
【００１９】
モータドライバ１２はステッピングモータ１０のＯＮ、ＯＦＦを切り替えることでフォーカスレンズ１１ａの駆動を制御する。フォーカスレンズ１１ａの駆動量はレンズＣＰＵ９からの命令によってモータドライバ１２から出力される駆動パルス数で決定される。即ち、本実施例では駆動補正量Ｙは駆動パルス数で表され、これは駆動手段が上述した他のモータに変更されても同様である。
【００２０】
通信ユニット１３はカメラＣＰＵ４と通信を行うための複数の電気接点を有し、焦点調節情報や測光情報を送受信する。
【００２１】
また、交換レンズ２Ａにはフォーカスレンズユニット１１の駆動可能範囲のうち、ある特定の位置を通過したことを検出する検出手段としてのフォトインタラプタ１４が搭載されている。フォトインタラプタ１４はフォーカスレンズユニット１１を駆動する際の原点検出のためのセンサであり、従来から交換レンズ２Ａに設けられており、光学機器の大型化を招かない。
【００２２】
本実施例のフォトインタラプタ１４は、後述する図３に示すように、発光素子１４ａと受光素子１４ｂを有しており、レンズ固定部材（固定枠）１１ｂにはフォトインタラプタ１４の光路に挿脱可能な遮光板１１ｃが固定されている。フォトインタラプタ１４の光路Ｌは撮影光学系の不図示の光軸に垂直であり、フォーカスレンズユニット１１の遮光板１１ｃはフォトインタラプタ１４の光路に垂直に配置されている。
【００２３】
なお、フォーカスレンズユニット１１がレンズ群から構成されている場合にはレンズ群のいずれかのレンズが固定された固定枠に遮光板が取り付けられていればよい。
【００２４】
フォーカスレンズ１１の位置は検出された駆動原点を基準として駆動パルス数をカウントすることで管理されている。従って、フォーカスレンズユニット１１の位置を検出するためのエンコーダやステッピングモータの回転量を検出するためのセンサは用いていない。本実施例ではフォトインタラプタ１４の位置は、フォーカスレンズユニット１１の駆動可能範囲の中心を駆動原点としているが、駆動可能範囲の任意の位置でよい。
【００２５】
また、フォトインタラプタ１４の出力はフォーカスレンズユニット１１が駆動可能範囲の中心よりも無限遠端側に位置していればＨｉレベル、駆動可能範囲の中心よりも至近端側に位置する場合にはＬｏレベルとなるように配置されているが、これは逆でもよい。
【００２６】
ＴＶ−ＡＦでは、合焦方向を判別するためのウォブリングを行ってから合焦方向に山登り駆動を行う。ウォブリングでは、フォーカスレンズユニット１１を光軸方向に一定周期で微小往復移動させながらフォーカスレンズの移動の中心をＡＦ評価値が大きくなる方向に移動させる。
【００２７】
図２は、具体的なＴＶ−ＡＦの動作フローチャートである。図２において、「Ｓ」は「ステップ（Ｓｔｅｐ）」の略、「Ｙ」は「はい（Ｙｅｓ）」の略、「Ｎ」は「いいえ（Ｎｏ）」の略であり、これは図４〜６、８においても同様である。また、図２、４〜６、８に示すフローチャートはカメラＣＰＵ４（またはレンズＣＰＵ９）によって実行され、コンピュータ（プロセッサ）に実行可能なプログラムとして具現化可能である。
【００２８】
ＴＶ−ＡＦを開始すると、通信ユニット７によって伝達されたカメラＣＰＵ４からの駆動命令に従って、レンズＣＰＵ９はステッピングモータ１０を制御してフォーカスレンズ１１ａをウォブリングさせる（Ｓ１０１）。カメラＣＰＵ４は、ＡＦ評価値に基づいてウォブリングの駆動中心を合焦位置が存在するであろう方向に移動する。この時、カメラＣＰＵ４は、ウォブリングのための駆動量と駆動量を補正する駆動補正量を使用する。
【００２９】
カメラＣＰＵ４は、合焦位置が存在するであろうと判別された方向が所定回数連続して一致した場合に該方向を合焦方向であると判断する。また、カメラＣＰＵ４は、ウォブリングの駆動中心が所定回数同一エリアで往復を繰り返したときには該エリアを合焦位置として判定する。
【００３０】
次に、カメラＣＰＵ４は合焦判定されたか否かを判断する（Ｓ１０２）。合焦判定できていない場合には（Ｓ１０２のＮ）カメラＣＰＵ４は合焦方向が判別されたか否かを判断し（Ｓ１０３）、合焦方向が判別されていない場合には（Ｓ１０３のＮ）Ｓ１０１に戻る。
【００３１】
一方、カメラＣＰＵ４は、合焦方向が判別された場合には（Ｓ１０３のＹ）カメラＣＰＵ４からの駆動命令に従ってレンズＣＰＵ９はステッピングモータ１０を制御してフォーカスレンズユニット１１の山登り駆動を開始する（Ｓ１０４）。
【００３２】
次に、カメラＣＰＵ４はＡＦ評価値のピークを越えたか否か、即ち、前回の駆動後に取得したＡＦ評価値よりも今回の駆動後に取得したＡＦ評価値の方が小さいか否かを判定する（Ｓ１０５）。ＡＦ評価値がピークを所定駆動量分越えた場合には（Ｓ１０５のＹ）カメラＣＰＵ４は所定駆動量分フォーカスレンズユニット１１を反対方向に移動する（Ｓ１０６）。ＡＦ評価値のピークを越えていない場合には（Ｓ１０５のＮ）カメラＣＰＵ４は山登り駆動を続行する。
【００３３】
次に、カメラＣＰＵ４はＡＦ評価値がピークに達したか否かを判別する（Ｓ１０７）。ＡＦ評価値のピークに達していない場合は（Ｓ１０７のＮ）Ｓ１０６に戻り、ピークに達した場合は（Ｓ１０７のＹ）現在の位置が合焦位置となり、Ｓ１０１に戻って合焦判定のためのウォブリングを再開する。
【００３４】
一方、合焦判定ができた場合には（Ｓ１０２のＹ）カメラＣＰＵ４はフォーカスレンズユニット１１を停止し（Ｓ１０８）、合焦判定された際のＡＦ評価値を記憶装置１５に記憶する（Ｓ１０９）。
【００３５】
ここまでが合焦状態を得るまでの一連の動作であり、次に再起動判定の処理であるＳ１１０へ進む。「再起動判定」とは、再びウォブリング（方向判別）をするか否かを判定するフローである。
【００３６】
まず、カメラＣＰＵ４は現在のＡＦ評価値を取得する（Ｓ１１０）。カメラＣＰＵ４はＳ１０９で記憶装置１５に記憶した前回のＡＦ評価値と、Ｓ１１０で取得した今回のＡＦ評価値との差分（変動量）を算出し、変動量が所定値（閾値）よりも大きいかどうかを判定する（Ｓ１１１）。大きければ（Ｓ１１１のＹ）Ｓ１０１へ戻り、新たな合焦位置を検索し、所定値以下であれば（Ｓ１１１のＮ）合焦状態が維持されているため、フォーカスレンズユニット１１を停止したままＳ１１０へ戻って新たなＡＦ評価値を取得する。
【００３７】
ウォブリングでは、ウォブリング時の駆動量が撮像レンズの被写界深度に対して比較的大きい場合には、撮像素子によって出力される画像信号に大きなボケが発生することになり、画質劣化に繋がる。一方、ウォブリング時の駆動量が撮像レンズの被写界深度に対して小さすぎる場合は、ＡＦ評価値の変動量がほとんどなく、合焦方向の判別や合焦判定ができなくなるおそれがある。従って、ウォブリングでは、フォーカスレンズユニット１１をカメラＣＰＵ４から命令された駆動量に従い正確に駆動する必要がある。しかしながら、フォーカスレンズユニット１１の移動方向が反転する場合（特に、ウォブリングにおいては）フォーカスレンズユニット１１の入力された移動量が実際の移動量と異なりやすい。このため、上述したように、駆動量を駆動補正量によって補正する必要がある。
【００３８】
図３（ａ）はフォーカスレンズ１１ａの位置とフォトインタラプタ１４の出力の関係を表した図であり、図３（ｂ）はその時のフォーカスレンズユニット１１の遮光板１１ｃがフォトインタラプタ１４の光路Ｌに挿入される状態を示している。
【００３９】
本実施例のフォトインタラプタ１４はフォーカスレンズ１１ａが駆動可能範囲の中心を通過したときに出力が変化するように配置されている。しかし実際には、フォトインタラプタ１４の受光素子１４ｂの出力は駆動可能範囲の中心（例えば、図３（ａ）に示すＡ点）でＬｏレベルからＨｉレベルへステップ状に変化するのではなく、図３（ａ）に示すように、駆動可能範囲の中心前後で勾配をもって変化する。
【００４０】
これは、図３（ｂ）に示すように、遮光板１１ｃが発光素子１４ａから受光素子１４ｂに向かう所定幅の光路Ｌを徐々に遮光するからである。駆動可能範囲の中心付近では、フォーカスレンズ１１ａの位置によって連続的に出力値が変化する出力変化領域が存在する。受光素子１４ｂに接続された不図示のＡ／Ｄ変換器を通してフォトインタラプタ１４の出力値を読み出すことで、出力値の変化量を検出することができる。なお原点検出時は、フォトインタラプタ１４の出力を０、１に変換する素子を介して読み出されるため、出力変化領域中の原点位置が判別される。
【００４１】
図３（ａ）に示すように、フォーカスレンズ１１ａの位置を至近側から無限側に変化させた場合においてフォトインタラプタ１４が連続的に変化し始める位置をＭ点とする。この時、フォーカスレンズユニット１１を駆動量ａ（ａ＞０）で駆動した場合はＡ点にフォーカスレンズ１１ａが位置し、Ｍ点からの変化量はΔＶａとなる。同様に、フォーカスレンズユニット１１を駆動量ｂ（ｂ＞ａ＞０）で駆動した場合はＢ点にフォーカスレンズ１１ａが位置し、Ｍ点からの変化量はΔＶｂとなる。フォーカスレンズユニット１１を駆動量ｃ（ｃ＞ｂ＞ａ＞０）で駆動した場合はＣ点にフォーカスレンズ１１ａが位置し、Ｍ点からの変化量はΔＶｃとなる。ΔＶａ〜ΔＶｃの間にはΔＶｃ＞ΔＶｂ＞ΔＶａの関係がある。フォーカスレンズ１１ａの位置とフォトインタラプタ１４の出力の変化量とが直線関係であれば、フォトインタラプタ１４の出力の変化量の差からＡ点、Ｂ点、Ｃ点の間隔を把握することができる。
【００４２】
なお、フォトインタラプタ１４の出力の変化量とフォーカスレンズ１１ａの位置と関係は、出力変化領域の中心付近がもっとも線形性が高くなる。このため、フォーカスレンズ１１ａの実移動量の検査をフォトインタラプタ１４の出力変化領域の中心付近で行うことが望ましい。
【００４３】
図４は、フォーカスレンズ１１ａの実移動量を検査する方法のフローチャートである。図５は、図４の検査方法におけるフォーカスレンズ１１ａの位置とフォトインタラプタ１４の出力の関係との一例を示すグラフである。
【００４４】
まず、カメラ本体３の主電源が投入されると、カメラＣＰＵ４はレンズ装着検出部８の出力から交換レンズ２Ａが装着されているかどうかを判断する（Ｓ２０１）。カメラＣＰＵ４は装着されるまでＳ２０１の判断を繰り返し、装着されていれば（Ｓ２０１のＹ）カメラＣＰＵ４はフォトインタラプタ１４の出力がＨｉレベルになったかどうか判断する（Ｓ２０２）。
【００４５】
カメラＣＰＵ４は、フォトインタラプタ１４の出力がＨｉレベルであれば（Ｓ２０２のＹ）フォーカスレンズ１１ａの駆動方向を至近方向に設定する（Ｓ２０３）。また、カメラＣＰＵ４は、フォトインタラプタ１４の出力がＬｏレベルであれば（Ｓ２０２のＮ）フォーカスレンズ１１ａの駆動方向を無限遠方向に設定する（Ｓ２０４）。
【００４６】
図５の例においては、フォーカスレンズ１１ａがＳ２０２において位置Ｐ１にあるとするとフォトインタラプタ１４の出力はＬｏレベルであるから、カメラＣＰＵ４はフォーカスレンズ１１ａの駆動方向を無限方向に設定する（Ｓ２０２のＮ、Ｓ２０４）。
【００４７】
次に、カメラＣＰＵ４はフォーカスレンズ１１ａの駆動を開始し（Ｓ２０５）、その後、フォトインタラプタ１４の出力変化領域に到達したかどうかを判定する（Ｓ２０６）。
【００４８】
図５の例においては、出力変化領域はＲで表されている。フォトインタラプタ１４の出力はＡ／Ｄ変換器から出力されるデジタル値で与えられ、出力変化領域Ｒのフォトインタラプタ１４の出力変化量はＮで与えられる。出力変化量Ｎに相当する電圧値をＡ／Ｄ変換器の分解能で割った単位電圧値を使用して、カメラＣＰＵ４はＬｏレベル値を適当な電圧値だけ超えると出力変化領域Ｒに到達したと判断することができる。
【００４９】
カメラＣＰＵ４は出力変化領域に到達していれば（Ｓ２０６のＹ）フォーカスレンズ１１ａの駆動を停止し（Ｓ２０７）、到達していなければ（Ｓ２０６のＮ）Ｓ２０５に戻る。なお、フォーカスレンズ１１ａの停止位置はフォトインタラプタ１４の出力変化領域の中心でもよいし、中心から離れた位置でもよい。図５の例において、このときのフォーカスレンズ１１ａの位置（第１の位置）は位置Ｐ２であるものとする。
【００５０】
Ｓ２０７の後で、カメラＣＰＵ４はＳ２０７で停止する前のフォーカスレンズユニット１１の駆動方向を判別し（Ｓ２０８）、駆動方向が無限遠方向であれば検査駆動Ａを行い（Ｓ２０９）、駆動方向が至近方向であれば場合には検査駆動Ｂを行う（Ｓ２１０）。図５の例においてはＳ２０９に移行する。
【００５１】
図６は、図４のＳ２０９で実行する、フォーカスレンズ１１ａの実移動量を検査するための検査駆動Ａのフローチャートである。
【００５２】
まず、カメラＣＰＵ４は、記憶装置１５に記憶されている駆動補正量Ｙをゼロクリア（０にリセット）し（Ｓ３０１）、現在のフォトインタラプタ１４の出力値Ａを取得して記憶装置１５に記憶する（Ｓ３０２）。図５に示す例では、Ｓ３０２において位置Ｐ２に対応する出力値Ｖ２を出力値Ａ（第１の出力値）として記憶する。
【００５３】
次に、カメラＣＰＵ４は、フォーカスレンズ１１ａを所定の駆動時間で所定の駆動量Ｘでウォブリングさせる（Ｓ３０３）。なお、該ウォブリングは無限遠駆動から開始し、至近駆動で終了するものとする。またウォブリングの回数は任意の回数でよい。
【００５４】
図５に示す例では、フォーカスレンズ１１ａは位置Ｐ２から往復運動の端部である位置Ｐ３へ移動し、位置Ｐ３で反転して往復運動の端部である位置Ｐ４に戻ってきたものとする。上述したように、反転時に目標駆動量は実際の移動量に対応しない場合があり、図５に示す例ではフォーカスレンズ１１ａは位置Ｐ２から位置Ｐ３に移動した後で位置Ｐ２までは戻らず、位置Ｐ４（第２の位置）までしか戻らない。なお、フォーカスレンズ１１ａの往復駆動において位置Ｐ２側の端部（第１の位置側の端部）は位置Ｐ４（そして後述する位置Ｐ５〜Ｐ７）であり、位置Ｐ３ではない。
【００５５】
なお、フォーカスレンズ１１ａが位置Ｐ１から位置Ｐ２を経て位置Ｐ３に向かう際には移動方向が反転していないので、位置Ｐ３は位置Ｐ２から駆動量Ｘでフォーカスレンズ１１ａを移動した場合の位置に一致しやすい。
【００５６】
次に、カメラＣＰＵ４は、現在のフォトインタラプタ１４の出力値とＳ３０２で記憶した出力値Ａとを比較する（Ｓ３０４）。カメラＣＰＵ４は、現在の出力値の方が出力値Ａよりも大きい場合には（Ｓ３０４のＹ）インクリメントフラグを１にセットし（Ｓ３０５）、現在の出力値の方が出力値Ａよりも小さい場合には（Ｓ３０４のＮ）インクリメントフラグをゼロクリアする（Ｓ３０６）。
【００５７】
図５に示す例では、Ｓ３０４において、位置Ｐ４に対応する出力値Ｖ４（第２の出力値）が出力値Ａよりも大きいかどうかが判断され、Ｖ４＞Ｖ２からインクリメントフラグに１が設定される（Ｓ３０４、Ｓ３０５）。
【００５８】
次に、カメラＣＰＵ４は、現在のフォトインタラプタ１４の出力値とＳ３０２で記憶した出力値Ａの差分（変動量ΔＶ）の絶対値を記憶装置１５に記憶（保持）する（Ｓ３０７）。図５に示す例では、Ｓ３０７においてΔＶ１（＝Ｖ４−Ｖ２）がΔＶとして記憶される。
【００５９】
次に、カメラＣＰＵ４は、フォーカスレンズ１１ａを駆動量ＸにＹを加算した駆動量で無限遠方向へ駆動する（Ｓ３０８）。なお、駆動速度はＳ３０３と同じとする。図５に示す例ではＳ３０１でＹをクリアしているので、ここでは駆動量Ｘで駆動する。
【００６０】
次に、カメラＣＰＵ４はインクリメントフラグが１かどうかを判断する（Ｓ３０９）。カメラＣＰＵ４は、インクリメントフラグが１であれば（Ｓ３０９のＹ）Ｙを１だけ増加し（Ｓ３１０）、インクリメントフラグが１でなければ（Ｓ３０９のＮ）Ｙを１だけ減少する（Ｓ３１１）。なお、上述したように、駆動量Ｘや駆動補正量Ｙは駆動パルス数で表されるため、Ｓ３１０やＳ３１１においてはＹを１パルスだけ増減する。
【００６１】
次に、カメラＣＰＵ４は、フォーカスレンズ１１ａを駆動量Ｘに駆動補正量Ｙを加算した駆動量で所定回数ウォブリングさせる（Ｓ３１２）。なお、該ウォブリングは至近駆動から開始し、至近駆動で終了するものとし、駆動速度はＳ３０３と同じとする。
【００６２】
図５に示す例では、位置Ｐ４から位置Ｐ３に移動して戻ってくる際に駆動量が駆動補正用によって補正されているので位置Ｐ４よりも目標位置である位置Ｐ２に近い位置Ｐ５にフォーカスレンズ１１ａは移動する。
【００６３】
次に、カメラＣＰＵ４は、Ｓ３０７で記憶した変動量ΔＶと、現在のフォトインタラプタ１４の出力値とＳ３０２で記憶した出力値Ａの差分の絶対値を比較する（Ｓ３１３）。図５に示す例においては、現在の出力値は位置Ｐ５に対応する出力値Ｖ５であるから｜ΔＶ２｜＝｜Ｖ５−Ｖ２｜と｜ΔＶ（＝ΔＶ１＝Ｖ４−Ｖ２）｜が比較される。
【００６４】
カメラＣＰＵ４は、変動量ΔＶの方が小さい場合には（Ｓ３１３のＹ）前回のＹを駆動補正量として記憶装置１５によって記憶し（Ｓ３１４）、変動量ΔＶの方が大きい場合には（Ｓ３１３のＮ）Ｓ３０７に戻る。図５に示す例では、ΔＶ２＜ΔＶ１であるからＳ３０７に戻ってΔＶ２をΔＶとして記憶する。
【００６５】
このようにして、フォーカスレンズ１１ａのウォブリングの位置Ｐ２側の端部は位置Ｐ４から位置Ｐ５を経て位置Ｐ２に近づき、その後、位置Ｐ６を経て位置Ｐ２を越えて位置Ｐ７に至る。すると、位置Ｐ７では位置Ｐ６に対してＳ３１３の結果がＹとなる。そこで、カメラＣＰＵ４は位置Ｐ６に対応する駆動補正量Ｙ（前回のＹ）を駆動補正量として記憶して終了する。
【００６６】
このように、カメラＣＰＵ４は、ウォブリング中に位置Ｐ２に対応するフォトインタラプタ１４の出力値Ｖ２に、位置Ｐ２側の往復駆動の端部（第２の位置）に対応するフォトインタラプタ１４の第２の出力値が近付くように駆動補正量Ｙを更新している。換言すれば、カメラＣＰＵ４はＳ３０７の絶対値が小さくなるように駆動補正量Ｙを更新しながらウォブリングを繰り返している。一連のステップ（Ｓ３０７〜Ｓ３１３のループ）を繰り返すことによって、カメラＣＰＵ４は、繰り返されたＳ３０７の絶対値がもっとも小さくなったとき（フォトインタラプタ１４の出力値が出力値Ｖ２にもっとも近くなったとき）の駆動補正量Ｙを保持する。その後、カメラＣＰＵ４は、保持された駆動補正量ＹをＴＶ−ＡＦにおいて使用する。
【００６７】
なお、Ｓ３１３でイコールの場合には位置Ｐ６に対応するΔＶと位置Ｐ７に対応するΔＶが等しい場合である。このときは前回のＹを選択しても今回のＹを選択しても同じである。
【００６８】
また、図５の例において、最初の位置Ｐ２から位置Ｐ３に移動して戻ってきたときに位置Ｐ２よりも至近側の位置Ｐ７なる場合もある。この時はインクリメントフラグが０クリアされる（Ｓ３０４のＮ、Ｓ３０６）。そして、ΔＶが記憶され（Ｓ３０８）、Ｙ＝０であるから再び駆動量Ｘで駆動され、インクリメントフラグが１ではないからＹが１パルスだけ減少される（Ｓ３０９のＮ、Ｓ３１１）。そして、Ｓ３１３において戻ってきたときの位置が位置Ｐ２よりも無限側にある位置Ｐ６となったときにその一つ前のＹを駆動量として記憶する（Ｓ３１４）。
【００６９】
図７は、図４のＳ２１０で実行する、フォーカスレンズ１１ａの実移動量を検査するための検査駆動Ｂのフローチャートである。
【００７０】
まず、カメラＣＰＵ４は、記憶装置１５に記憶されている駆動補正量Ｙをゼロクリア（０にリセット）し（Ｓ４０１）、現在のフォトインタラプタ１４の出力値Ａを取得して記憶装置１５に記憶する（Ｓ４０２）。
【００７１】
次に、カメラＣＰＵ４は、フォーカスレンズ１１ａを所定の駆動時間で所定の駆動量Ｘでウォブリングさせる（Ｓ４０３）。なお、該ウォブリングは至近駆動から開始し、無限遠駆動で終了するものとする。またウォブリングの回数は任意の回数でよい。
【００７２】
次に、カメラＣＰＵ４は、現在のフォトインタラプタ１４の出力値とＳ４０２で記憶した出力値Ａとを比較する（Ｓ４０４）。カメラＣＰＵ４は、現在の出力値の方が出力値Ａよりも小さい場合には（Ｓ４０４のＹ）インクリメントフラグを１にセットし（Ｓ４０５）、現在の出力値の方が出力値Ａよりも大きい場合には（Ｓ４０４のＮ）インクリメントフラグをゼロクリアする（Ｓ４０６）。
【００７３】
次に、カメラＣＰＵ４は、現在のフォトインタラプタ１４の出力値とＳ３０２で記憶した出力値Ａの差分（変動量ΔＶ）の絶対値を記憶装置１５に記憶する（Ｓ４０７）。
【００７４】
次に、カメラＣＰＵ４は、フォーカスレンズ１１ａを駆動量ＸにＹを加算した駆動量で至近方向へ駆動する（Ｓ４０８）。なお、駆動速度はＳ４０３と同じとする。
【００７５】
次に、カメラＣＰＵ４はインクリメントフラグが１かどうかを判断する（Ｓ４０９）。カメラＣＰＵ４は、インクリメントフラグが１であれば（Ｓ４０９のＹ）Ｙを１だけ増加し（Ｓ４１０）、インクリメントフラグが１でなければ（Ｓ４０９のＮ）Ｙを１だけ減少する（Ｓ４１１）。なお、上述したように、駆動量Ｘや駆動補正量Ｙは駆動パルス数で表されるため、Ｓ４１０やＳ４１１においてはＹを１パルスだけ増減する。
【００７６】
次に、カメラＣＰＵ４は、フォーカスレンズ１１ａを駆動量Ｘに駆動補正量Ｙを加算した駆動量で所定回数ウォブリングさせる（Ｓ４１２）。なお、該ウォブリングは無限遠駆動から開始し、無限遠駆動で終了するものとし、駆動速度はＳ４０３と同じとする。
【００７７】
次に、カメラＣＰＵ４は、Ｓ４０７で記憶した変動量ΔＶと、現在のフォトインタラプタ１４の出力値とＳ４０２で記憶した出力値Ａの差分の絶対値を比較する（Ｓ４１３）。カメラＣＰＵ４は、変動量ΔＶの方が小さい場合には（Ｓ４１３のＹ）前回のＹを駆動補正量として記憶装置１５によって記憶し（Ｓ４１４）、変動量ΔＶの方が大きい場合には（Ｓ４１３のＮ）Ｓ４０７に戻る。
【００７８】
本実施例は、フォーカスレンズ１１ａの実移動量を測定するためのセンサとして予め備わっているフォーカスレンズ１１ａの駆動原点検出用のフォトインタラプタ１４を使用しているため、新たな位置センサ（エンコーダ等）を必要としない。また、フォトインタラプタ１４の出力はＬｏレベルからＨｉレベルに変化する出力変化領域がエンコーダのように不連続ではなく連続的に変化するため、駆動補正量Ｙを正確に算出することができる。また、駆動補正量Ｙを目標とする駆動量Ｘに加算してウォブリングなどのフォーカスレンズ１１ａの（特に移動方向が反転する移動における）駆動量を補正することによって焦点検出精度を向上することができる。
【実施例２】
【００７９】
図８は、実施例２の一眼レフデジタルカメラ１Ｂのブロック図である。図８において図１と同一の部材には同様の参照符号を付している。本実施例の一眼レフデジタルカメラ１Ｂは交換レンズ２Ａの代わりに交換レンズ２Ｂを備えている点で実施例１と異なり、交換レンズ２Ｂは、温度検出手段（温度センサ）１６を有する点で交換レンズ２Ａと相違する。温度検出手段１６は、交換レンズ２Ｂの内部の温度、即ち、撮影光学系またはフォーカスレンズ１１ａが配置された環境の温度を検出する。温度検出手段１６の出力はレンズＣＰＵ９に接続され、検出結果をレンズＣＰＵ９に提供する。
【００８０】
図９は、実施例２における、フォーカスレンズ１１ａの実移動量を検査するためのフローチャートである。図９は図４にＳ２１１、Ｓ２１２を追加している。その他の動作については実施例１と同一であるため、説明を省略する。
【００８１】
交換レンズ２Ｂが装着されている場合には（Ｓ２０１）、レンズＣＰＵ９は一定時間毎に温度検出手段１６が検出した温度が設定範囲を越えていれば（Ｓ２１１のＹ）Ｓ２０２へ進む。一方、設定範囲内であれば（Ｓ２１１のＮ）レンズＣＰＵ９はカメラ本体３から供給されるステッピングモータ１０を駆動する電圧値が設定値以下（閾値以下）である場合にはＳ２０２へ移行し、設定値より大きい場合にはＳ２１１に戻る。
【００８２】
本実施例では温度検出手段１６の検出した温度が、設定範囲外である場合やカメラ本体３から供給されるステッピングモータ１０を駆動するための電圧値が設定値以下である場合に検査駆動を実行する。従って、温度変化や電圧値変化がある場合にフォーカスレンズ１１ａの実移動量と目標駆動量の差分を自動で精度良く測定し、該差分を補正するための駆動補正量を正確に算出することができる。
【００８３】
温度検出手段１６は、温度を検出して検出された温度に従って焦点距離などの光学情報を補正する目的で従来から交換レンズに設けられている。このため、本実施例も従来から配置されている部材を使用して多機能化を図っており、新たな部材を必要としないため、光学機器の大型化を防止することができる。
【００８４】
なお、フォーカスレンズ１１ａの移動量を校正するための駆動補正量の取得時期は実施例１、２に限定されない。例えば、検査駆動は、定期的（一定時間毎）、交換レンズが装着されている状態でカメラ本体３の主電源が投入された時、フォーカスレンズ１１ａを長時間連続で駆動された後に行ってもよい。定期的に行う場合には光学機器に設けられた不図示の計時手段（タイマなど）を利用し、主電源の投入時に行う場合には不図示の電源投入手段を利用する。
【００８５】
また、実施例１、２では、フォーカスレンズ１１ａの実移動量と目標駆動量の差分を補正するためにステッピングモータ１０の駆動パルス数を変更しているが、駆動速度やパワーレートを基準としてもよい。
【００８６】
なお、駆動補正量Ｙを取得してフォーカスレンズ１１ａの駆動量Ｘを補正する方法（往復運動の中心の移動量を補正する場合も含む）には、既知の方法を適用することができるため、本実施例ではその詳細な説明については省略する。また、駆動補正量Ｙはウォブリングではなくてもフォーカスレンズ１１ａの反転駆動にも適用することができる。
【００８７】
本実施例は、フォーカスレンズ１１ａの原点位置を検出するのにフォトインタラプタ１４を使用している。しかし、フォトインタラプタを使用しなくても連続的に出力が変化してフォーカスレンズ１１ａの位置を検出することが可能な抵抗などを使用してフォーカスレンズ１１ａの原点位置を検出することもできる。このため、そのような検出手段を使用した場合にも本発明は適用可能である。
【００８８】
また、駆動補正量Ｙは駆動量Ｘに応じて変更してもよい。この場合、異なる駆動量Ｘに対して異なる駆動補正量Ｙを保持し、使用される駆動量に対応した駆動補正量を選択したり、駆動補正量を補間によって算出したりすればよい。
【００８９】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
光学機器は焦点調節を必要とする用途に適用することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１Ａ、１Ｂ                一眼レフデジタルカメラ（光学機器）
２Ａ、２Ｂ                交換レンズ（光学機器）
４                        カメラＣＰＵ
９                        レンズＣＰＵ
１１ａ                    フォーカスレンズ
１４                      フォトインタラプタ（検出手段）
１６                      温度検出手段
Ｒ                        出力変化領域
【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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