(57)【要約】【課題】ウォブリングによる不具合を低減したレンズ鏡筒及び光学機器を提供する。【解決手段】光軸方向への移動により焦点調節が可能な第１光学系Ｇ４と、第１光学系Ｇ４とは独立に前記光軸方向へ移動可能に備えられた第２光学系Ｇ５と、第１光学系Ｇ４及び第２光学系Ｇ５を駆動可能な駆動部３０，４０と、第１光学系Ｇ４を前記光軸方向にウォブリングさせ、第１光学系Ｇ４のウォブリングによる振動を低減させるように第２光学系Ｇ５を前記光軸方向に駆動するように駆動部３０，４０を制御する制御部２０とを含むことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸方向への移動により焦点調節が可能な第１光学系と、
前記第１光学系とは独立に前記光軸方向へ移動可能に備えられた第２光学系と、
前記第１光学系及び前記第２光学系を駆動可能な駆動部と、
前記第１光学系を前記光軸方向にウォブリングさせ、前記第１光学系のウォブリングによる振動を低減させるように前記第２光学系を前記光軸方向に駆動するように前記駆動部を制御する制御部とを含むことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
光軸方向への移動により焦点調節が可能な第１光学系と、
前記第１光学系とは独立に前記光軸方向へ移動可能に備えられた第２光学系と、
前記第１光学系及び前記第２光学系を駆動可能な駆動部と、
前記第１光学系を前記光軸方向にウォブリングさせ、前記第１光学系のウォブリングによる焦点状態の変動を低減させるように前記第２光学系を前記光軸方向に駆動するように前記駆動部を制御する制御部とを含むことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１光学系のウォブリングに同期して、前記第２光学系をウォブリングさせるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１光学系のウォブリングの移動方向と逆向きに前記第２光学系をウォブリングさせるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項３に記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
前記第１光学系を保持して前記第１光学系とともに前記光軸方向へ移動する第１機構部品と、
前記第２光学系を保持して前記第２光学系とともに前記光軸方向へ移動する第２機構部品とを有し、
前記第１光学系及び前記第１機構部品の質量と前記第１光学系のウォブリングの振幅値の積が、前記第２光学系及び前記第２機構部品の質量と前記第２光学系のウォブリングの振幅値の積と略等しく、
前記制御部が、前記第１光学系のウォブリングの周期と等しい周期で前記第２光学系をウォブリングさせるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項４に記載のレンズ鏡筒。
【請求項６】
前記第１機構部品と前記第２機構部品を支持して前記光軸方向へ案内する共通の案内部材を有することを特徴とする請求項５に記載のレンズ鏡筒。
【請求項７】
前記駆動部は、前記第１光学系用の第１モータドライバと、前記第２光学系用の第２モータドライバとを有し、
前記第１モータドライバの駆動周波数と前記第２モータドライバの駆動周波数が異なることを特徴とする請求項６に記載のレンズ鏡筒。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒を含むことを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ鏡筒、光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラ等のオートフォーカスシステムにおいては、焦点調節を行うための焦点調節群を略常に光軸方向へ振動的に往復運動させる、即ちウォブリングさせることにより、撮像素子で得られる撮影像のコントラスト等の情報から評価値を算出し、その往復運動の範囲内に評価値の最大値、即ち合焦位置が存在しているか否かを検出する合焦方法が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。斯かる合焦方法は、専用の測距センサを用いる必要がないためシステムが簡素であり、かつハーフミラー等を用いることもなく撮像素子上に形成された像をそのまま電子式ファインダに観察像として表示することが可能であるため、ビデオカメラからコンパクトデジタルスチルカメラ（ＣＤＳＣ）等まで広く普及している。
一方、近年では、最も物体側のレンズよりも像側に配置された焦点調節群が焦点距離を変化させるための変倍群の役割も兼ねる所謂内焦光学系が知られている。内焦光学系は、製品の小型化に有利であること、焦点調節群を軽量化でき駆動しやすいこと、及び最も物体側のレンズが焦点調節の際に回転しないため円偏向フィルタを用いやすいこと等から、様々な光学機器に用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平７−８３４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような従来の合焦方法においては、専用の測距センサが不要であるというハードウェア上の簡便さが利点として挙げられるものの、その反面、略常に焦点調節群をアクチュエータによってウォブリングさせる必要がある。
また、上述のような従来の内焦光学系においては、焦点調節群を移動させた際に光学系全体の焦点距離が変化してしまう。このため、焦点調節群をウォブリングさせた際には、焦点距離が振動的に変化し、結果として画角が変化してしまう、即ち電子式ファインダに表示された観察像の大きさが振動的に変化してしまうため好ましくない。
【０００５】
また現在では、撮影される画像の美しさからＡＰＳ−Ｃサイズや１３５フィルムサイズ相当の大型の撮像素子を搭載したデジタル一眼レフカメラが広く普及している。斯かるデジタル一眼レフカメラにおいては、その発展の経緯から従来のフィルム一眼レフカメラと同様のミラーとペンタプリズムを用いた光学式ファインダが搭載されることが一般的であった。
しかしながらデジタル一眼レフカメラは、ビデオカメラ等で広く認知されているとおり、例えばカメラボディに回転自在に備えられた液晶モニタに観察像を表示することが可能である。このため、デジタル一眼レフカメラは、従来の光学式ファインダでは不可能であった撮影形態が可能となり、かつ観察像と同じ動・静止映像を撮影できること、光学式ファインダを覗く必要がないこと、またＣＤＳＣやビデオカメラでの撮影に慣れた使用者には光学式ファインダを覗かずに撮影を行うことに違和感がないこと等の理由から、電子式ファインダが急速に搭載されつつある。
【０００６】
また、電子式ファインダを搭載したカメラは、ソフトウェア、ハードウェアともに簡便であるため、先に述べた焦点調節群をウォブリングさせて合焦位置を検出する合焦方式が最も広く普及している。しかしながら、画質を優先させる上述のようなデジタル一眼レフカメラにおいては、撮像素子がＣＤＳＣやビデオカメラと比較して大型であるため、必然的に撮影光学系のイメージサークルは撮像素子のサイズに比例して大きくなり、結果として焦点調節群は大型化及び重量化してしまう。このように重量化した焦点調節群をウォブリングさせると、その慣性力は焦点調節群の質量分だけ増加するため、不要な振動が発生して使用者に不快感を与えるだけでなく、カメラの他の機能の性能劣化、或いは撮影不能状態を招いてしまうことになる。また、構造共振を励起させてしまう可能性があり、延いてはカメラそのものが破損してしまうことが容易に想定される。なお、このような場合、焦点調節群のウォブリングの振幅と周波数を低下させて慣性力を抑える方法が考えられるものの、合焦位置の探査範囲の縮小及び探査回数の減少に結び付き、結果としてオートフォーカスの性能を劣化させてしまうため好ましくない。
【０００７】
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、ウォブリングによる不具合を低減したレンズ鏡筒及び光学機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は以下の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形態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に記載の発明は、光軸方向への移動により焦点調節が可能な第１光学系（Ｇ４）と、前記第１光学系（Ｇ４）とは独立に前記光軸方向へ移動可能に備えられた第２光学系（Ｇ５）と、前記第１光学系（Ｇ４）及び前記第２光学系（Ｇ５）を駆動可能な駆動部（３０，４０）と、前記第１光学系（Ｇ４）を前記光軸方向にウォブリングさせ、前記第１光学系（Ｇ４）のウォブリングによる振動を低減させるように前記第２光学系（Ｇ５）を前記光軸方向に駆動するように前記駆動部（３０，４０）を制御する制御部（２０）とを含むことを特徴とするレンズ鏡筒（２）である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、光軸方向への移動により焦点調節が可能な第１光学系（Ｇ４）と、前記第１光学系（Ｇ４）とは独立に前記光軸方向へ移動可能に備えられた第２光学系（Ｇ５）と、前記第１光学系（Ｇ４）及び前記第２光学系（Ｇ５）を駆動可能な駆動部（３０，４０）と、前記第１光学系（Ｇ４）を前記光軸方向にウォブリングさせ、前記第１光学系（Ｇ４）のウォブリングによる焦点状態の変動を低減させるように前記第２光学系（Ｇ５）を前記光軸方向に駆動するように前記駆動部（３０，４０）を制御する制御部（２０）とを含むことを特徴とするレンズ鏡筒（２）である。
請求項３に記載の発明は、前記制御部（２０）は、前記第１光学系（Ｇ４）のウォブリングに同期して、前記第２光学系（Ｇ５）をウォブリングさせるように前記駆動部（３０，４０）を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡筒（２）である。
請求項４に記載の発明は、前記制御部（２０）は、前記第１光学系（Ｇ４）のウォブリングの移動方向と逆向きに前記第２光学系（Ｇ５）をウォブリングさせるように前記駆動部（３０，４０）を制御することを特徴とする請求項３に記載のレンズ鏡筒（２）である。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、前記第１光学系（Ｇ４）を保持して前記第１光学系（Ｇ４）とともに前記光軸方向へ移動する第１機構部品と、前記第２光学系（Ｇ５）を保持して前記第２光学系（Ｇ５）とともに前記光軸方向へ移動する第２機構部品とを有し、前記第１光学系（Ｇ４）及び前記第１機構部品の質量と前記第１光学系（Ｇ４）のウォブリングの振幅値の積が、前記第２光学系（Ｇ５）及び前記第２機構部品の質量と前記第２光学系（Ｇ５）のウォブリングの振幅値の積と略等しく、前記制御部（２０）が、前記第１光学系（Ｇ４）のウォブリングの周期と等しい周期で前記第２光学系（Ｇ５）をウォブリングさせるように前記駆動部（３０，４０）を制御することを特徴とする請求項４に記載のレンズ鏡筒（２）である。
請求項６に記載の発明は、前記第１機構部品と前記第２機構部品を支持して前記光軸方向へ案内する共通の案内部材（２３，２４）を有することを特徴とする請求項５に記載のレンズ鏡筒（２）である。
請求項７に記載の発明は、前記駆動部（３０，４０）は、前記第１光学系（Ｇ４）用の第１モータドライバ（３６）と、前記第２光学系（Ｇ５）用の第２モータドライバ（４２）とを有し、前記第１モータドライバ（３６）の駆動周波数と前記第２モータドライバ（４２）の駆動周波数が異なることを特徴とする請求項６に記載のレンズ鏡筒（２）である。
請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒（２）を含むことを特徴とする光学機器（１）である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ウォブリングによる不具合を低減したレンズ鏡筒及び光学機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係るカメラシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】交換レンズ内の撮影光学系のレンズ構成を示す図である。
【図３】撮影光学系の第４レンズ群の機構部品の構成を示す図である。
【図４】第４レンズ群及び第５レンズ群をウォブリングさせた様子の一例を示すグラフである。
【図５】カメラシステムで実行されるオートフォーカスルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態に係るカメラシステムを添付図面に基づいて説明する。
図１に示すようにカメラシステム１は、交換レンズ２とカメラボディ３とからなる所謂レンズ交換式カメラシステムである。
交換レンズ２は、不図示の被写体（物体）からの光をカメラボディ３内へ導き被写体像を形成する撮影光学系４を不図示の鏡筒部材内に有する。
【００１４】
図２に示すように撮影光学系４は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、開口絞りＳと、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とからなるズームレンズである。
また、撮影光学系４は、第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４、及び第５レンズ群Ｇ５が変倍群として光軸ＡＸに沿って像側へ移動することにより、広角端状態から望遠端状態への変倍を行うように構成されている。
また、撮影光学系４は、第３レンズ群Ｇ３が防振群として光軸ＡＸに対して略垂直な方向へ移動することにより、手ブレ等に起因する像ブレの補正、即ち防振を行うように構成されている。
【００１５】
また、撮影光学系４は、第４レンズ群Ｇ４が焦点調節群として光軸ＡＸに沿って物体側へ移動することにより、遠方の物体（無限遠物体）から至近距離の物体への合焦を行うように構成されている。また、第４レンズ群Ｇ４は、焦点調節時に、予め定められた振幅（全振幅）及び周波数で、略常に光軸方向へ振動的に往復運動する、即ちウォブリングするように構成されている。なお、この時のウォブリングの振幅及び周波数は、システムや撮影光学系４の仕様によって異なり、本実施形態では振幅が５０〜１００μｍ、周波数が３０〜６０Ｈｚに設定されている。
【００１６】
なお、第１レンズ群Ｇ１は、変倍、防振、及び焦点調節のいずれの場合にも移動しない固定群である。第２レンズ群Ｇ２は、不図示のステッピングモータと送りねじを用いた公知の方法によって駆動制御される。開口絞りＳは、撮影光学系４の光量及び被写界深度の調節を行うものであり、第３レンズ群Ｇ３を保持する不図示のレンズ保持枠に備えられている。なお、交換レンズ２の上記以外の構成については後に詳述する。
【００１７】
カメラボディ３は、図１に示すように撮像素子５、フレームレート制御器６、ＡＦＥ回路７、Ａ／Ｄ変換器８、画像処理演算部９、及び画像生成部１１を有する。
撮像素子５は、被写体像を撮像して電気信号（画像データ）を生成するものである。
フレームレート制御器６は、撮像素子５の撮像のタイミングを制御するものである。
ＡＦＥ回路７は、撮像素子５から出力された電気信号のノイズ除去や増幅等を行うものである。
Ａ／Ｄ変換器８は、ＡＦＥ回路７から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するものである。
【００１８】
画像処理演算部９は、Ａ／Ｄ変換器８から出力されたデジタルの画像データに対して各種演算処理を行うものであり、評価値演算部１２と駆動形態演算部１３を有している。
評価値演算部１２は、従来公知のコントラスト比較により、撮像素子５の焦点検出領域で取得された画像のコントラストがどのような状態であるかを示す所謂コントラスト評価値を求めるものである。
駆動形態演算部１３は、評価値演算部１２が求めたコントラスト評価値に基づいて、焦点調節群である第４レンズ群Ｇ４のデフォーカス量等を求めるものである。
【００１９】
なお、画像処理演算部９が画像データを取得する周期は、原理上、撮像素子５のフレームレートｔimgに依存する。このため、画像処理演算部９が画像データを出力する周期は、このフレームレートｔimgとおおよそ同期している場合が多い。なお、一般的な撮像素子５のフレームレートは３０〜６０fps、即ち周期は１／３０〜１／６０secであり、後述する制御器３５，４１の演算・制御周期ｔoptよりも遅い。
また、撮像素子５による画像取得は、撮像素子５がＣＭＯＳである場合、所謂ローリングシャッタにより撮像素子５の走査ライン毎に順次画像を取得し、全画面の画像取得完了時間、即ち露光時間ｔexpで１フレーム分の画像を取得し、斯かる動作がフレームレートｔimg毎に繰り返し実施される。
【００２０】
画像生成部１１は、画像処理演算部９から出力された画像データをバッファメモリ１４ａ，１４ｂを介して取得し、これに基づいて被写体画像を生成するものである。なお、画像生成部１１で生成された被写体画像は、カメラボディ３に備えられた不図示の画像表示部（例えば、ＬＣＤ等）に表示される、或いは不図示の画像記憶部に保存される。
なお、交換レンズ２とカメラボディ３には、双方を機械的に接続するための不図示のマウント部がそれぞれ設けられており、これにより交換レンズ２をカメラボディ３に対して着脱自在に装着することが可能である。また、各マウント部にはそれぞれ電気接点１０ａ，１０ｂが設けられており、これらが電気的に接続することでデータの転送や電力の供給が行われる。
【００２１】
ここで、交換レンズ２内の撮影光学系４において焦点調節のために行われる第４レンズ群Ｇ４のウォブリングについて説明する。
第４レンズ群Ｇ４を正弦波駆動してウォブリングさせる場合について考える。なお、ウォブリングの振幅をａ、周波数をω、時間をｔとする。
第４レンズ群Ｇ４の変位ｘは、次の式（１）で表される。
（１）  ｘ ＝ ａ sin ωｔ
この時の加速度Ｇは、式（１）を２回微分することにより、次の式（２）で表される。
（２）  Ｇ ＝ −ａω２ sin ωｔ
したがって、第４レンズ群Ｇ４がウォブリングすることで交換レンズ２の不図示の鏡筒部材が受ける力Ｆ、即ち当該鏡筒部材からカメラボディ３へ伝わって使用者が受ける力Ｆは、式（２）に第４レンズ群Ｇ４の可動部質量ｍを乗算して符号を反転することにより、次の式（３）で表される。なお、可動部質量ｍとは、第４レンズ群Ｇ４を構成するレンズの質量と、当該レンズと一体的にウォブリングする機構部品の質量とを合計したものである。
（３）  Ｆ ＝ ｍａω２ sin ωｔ
【００２２】
式（３）から明らかなように、力Ｆは可動部質量ｍと振幅に比例する。このため、例えば撮影光学系４が大型の撮像素子に対応するものである場合、撮影光学系４のレンズ直径が大きくなる傾向にあり、結果として第４レンズ群Ｇ４の質量の増加、即ち使用者にとって不快な振動である力Ｆの増加につながってしまう。
また、第４レンズ群Ｇ４は焦点調節群であって変倍群でもあるため、第４レンズ群Ｇ４がウォブリングすることによって撮影光学系４の焦点距離が振動的に変化する。この結果、カメラボディ３の不図示の画像表示部に表示される被写体画像の画角が振動的に変化し、撮影の妨げになってしまう。このことは、利便性の大きな高倍率のズームレンズ等において特に問題となる。
【００２３】
そこで本実施形態に係るカメラシステム１は、第４レンズ群Ｇ４のウォブリングに際して、変倍群である第５レンズ群Ｇ５を以下に詳述するように移動させることで上記不具合を解消する（図４を参照。）。
第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５は、上述のように互いに異なる符号の屈折力を有しており、いずれも広角端状態から望遠端状態への変倍時に像側へ移動するレンズ群である。このため、第４レンズ群Ｇ４のウォブリングにおいて、第４レンズ群Ｇ４が像側へ移動するときに第５レンズ群Ｇ５を物体側へ移動させることで、撮影光学系４の焦点距離の変動を緩和することが可能となる。即ち、第５レンズ群Ｇ５を第４レンズ群Ｇ４の移動方向と逆向きにウォブリングさせることで、撮影光学系４の焦点距離を一定に維持することが可能となる。
また、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の移動方向が逆向きであることから、第４レンズ群Ｇ４の可動部質量ｍと振幅ａに対して、第５レンズ群Ｇ５の可動部質量Ｍと振幅Ａを、次の式（４）を満足するように設計すれば、使用者にとって不快な上述の振動を打ち消すことが可能となる。
（４）  ｍａω２ sin ωｔ − ＭＡω２ sin ωｔ ＝ ０
式（４）は、次の式（５）で表される。
（５）  ｍａ ＝ ＭＡ
【００２４】
なお、式（５）における第４レンズ群Ｇ４の振幅ａは、合焦位置を調べるために必要な、撮影光学系４の仕様によって定まる値である。また、斯かる振幅ａに応じて変化する、撮影光学系４の焦点距離の変動を抑えるための第５レンズ群Ｇ５の振幅Ａ’も、撮影光学系４の仕様、詳細には第５レンズ群Ｇ５の移動に伴う撮影光学系４の焦点距離の変動の感度によって定まる値である。したがって、第４レンズ群Ｇ４の振幅ａは、必ずしも常に上記式（５）を満足する振幅Ａと同じ値になるとは限らない。
斯かる場合には、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５におもりを付加する、或いは可能ならこれらの機構部品を軽量化することにより、上記式（５）を満足するようにすればよい。即ち、次の式（６）を満足するように、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の機構部品を設計すればよい。なお、第４レンズ群Ｇ４のおもりをΔｍ、第５レンズ群Ｇ５のおもりをΔＭとする。
（６）  （ ｍ ＋ Δｍ ）ａ ＝ （ Ｍ ＋ ΔＭ ）Ａ’
このような方法により、様々な仕様の撮影光学系において式（６）を満足することが可能となり、第４レンズ群Ｇ４のウォブリングによる撮影光学系４の焦点距離の変動と振動を効果的に解消することが可能となる。
【００２５】
以下、上述した方法を実現するための本実施形態に係るカメラシステム１の構成について説明する。
交換レンズ２内の撮影光学系４における第４レンズ群Ｇ４は、図３に示すように略平板状のレンズ保持枠１５によって保持されている。レンズ保持枠１５には、正面から見て光軸ＡＸを挟む上下の両端位置にコイル１６ａ，１６ｂが備えられており、光軸ＡＸを挟む左右の両端位置にガイドバー受け部１７，１８が設けられている。
ガイドバー受け部１７は、レンズ保持枠１５の外周方向へ延在した細長い板状部材からなり、光軸ＡＸ方向へ貫通した貫通穴１９が形成されている。なお、貫通穴１９は、後述するガイドバー２３を過剰に拘束することを避けるため、レンズ保持枠１５の外周方向へ延びた略長穴形状をしている。
ガイドバー受け部１８は、光軸ＡＸ方向へ延在し、１つの面が開放された中空の略箱状部材からなり、光軸ＡＸに対して垂直な２つの面には、光軸ＡＸ方向へ貫通した円形の貫通穴２１がそれぞれ形成されている。また、ガイドバー受け部１８には、光軸ＡＸ方向へ延在した磁気スケール２２が備えられている。
【００２６】
一方、交換レンズ２の不図示の鏡筒部材内には、光軸ＡＸを挟み、かつ光軸ＡＸに平行な方向へ延在した丸棒状の２本のガイドバー２３，２４が固設されている。なお、ガイドバー２３はガイドバー受け部１７の貫通穴１９に、またガイドバー２４はガイドバー受け部１８の２つの貫通穴２１に抜き差し自在に嵌合している。即ち、レンズ保持枠１５は２本のガイドバー２３，２４によって光軸ＡＸ方向へのみ移動可能に支持されている。
また、交換レンズ２の不図示の鏡筒部材内には、永久磁石とヨークからなる不図示の磁気回路が固設されている。なお、上述したレンズ保持枠１５のコイル１６ａ，１６ｂは、当該磁気回路の磁界に鎖交するようにレンズ保持枠１５に設けられている。したがって、コイル１６ａ，１６ｂと磁気回路とはボイスコイルモータ（アクチュエータ）２５を構成しており、これによってレンズ保持枠１５を第４レンズ群Ｇ４と一体的に光軸ＡＸ方向へ移動させるための駆動力を発生させることができる。
また、交換レンズ２の不図示の鏡筒部材内には、不図示のＧＭＲセンサが設けられている。このＧＭＲセンサと上述したレンズ保持枠１５のガイドバー受け部１８に備えられた磁気スケール２２とはレンズ位置検出センサ２６を構成しており、レンズ保持枠１５が光軸ＡＸ方向へ移動した時に磁気スケール２２の変位をＧＭＲセンサで検出することで、レンズ保持枠１５の移動量、即ち第４レンズ群Ｇ４の移動量を求めることができる。
【００２７】
なお、撮影光学系４における第５レンズ群Ｇ５も、以上に述べた第４レンズ群Ｇ４のレンズ保持枠１５と同様の構成のレンズ保持枠によって保持されており、ボイスコイルモータやレンズ位置検出センサを備えている。さらに、第５レンズ群Ｇ５のレンズ保持枠は、第４レンズ群Ｇ４と共通の２本のガイドバー２３，２４によって光軸ＡＸ方向へのみ移動可能に支持されている。
【００２８】
また、交換レンズ２の不図示の鏡筒部材内には、図１に示すようにレンズ制御部２０、記憶部２７，２８、第４レンズ群Ｇ４を駆動する駆動装置３０、及び第５レンズ群Ｇ５を駆動する駆動装置４０が備えられている。
レンズ制御部２０は、駆動装置３０，４０を制御するものであり、レンズ移動量演算部３３，３４を備えている。
レンズ移動量演算部３３は、第４レンズ群Ｇ４の合焦位置までの移動方向と移動量（目標移動量）、及び第４レンズ群Ｇ４のウォブリングの振幅値を求めるものである。
レンズ移動量演算部３４は、第４レンズ群Ｇ４の移動に伴う第５レンズ群Ｇ５の移動方向と移動量、及び第５レンズ群Ｇ５のウォブリングの振幅値を求めるものである。
【００２９】
記憶部２７は、撮影光学系４のレンズ特性に基づいて設定された、撮影光学系４の各焦点距離値に対する第４レンズ群Ｇ４のウォブリングの最適な振幅値をテーブルとして記憶しているものである。
記憶部２８は、撮影光学系４のレンズ特性に基づいて上記式（６）を満足するように設定された、第４レンズ群Ｇ４のウォブリングの各振幅値に対する第５レンズ群Ｇ５のウォブリングの最適な振幅値、詳しくは第４レンズ群Ｇ４のウォブリングによって生じる振動と撮影光学系４の焦点距離値の変動とを補正するための第５レンズ群Ｇ５の最適な振幅値をテーブルとして記憶しているものである。
【００３０】
第４レンズ群Ｇ４の駆動装置３０は、図１に示すように制御器３５、モータドライバ３６、アクチュエータ２５、レンズ位置検出センサ２６、Ａ／Ｄ変換器３７、及び減算器３８からなる。
制御器３５は、レンズ制御部２０のレンズ移動量演算部３３が求めた第４レンズ群Ｇ４の目標移動量に基づいて、第４レンズ群Ｇ４を移動させるための制御量を算出し、信号としてモータドライバ３６に出力するものである。なお、制御器３５の演算・制御周期ｔopt（≒１／サンプリング周波数）は、制御器３５がデジタル制御器である場合、これらを実装する演算器（ＭＰＵ）の演算周期に依存し、１〜０．２５msec（＝１〜４kHz）程度が一般的であるが、これに限られない。
モータドライバ３６は、制御器３５から出力された信号を、アクチュエータ２５を駆動するための電流に変換及び増幅するものである。本実施形態ではアクチュエータ２５をＰＷＭ駆動するモータドライバ３６が用いられているが、これに限られない。
【００３１】
アクチュエータ２５は、モータドライバ３６からの出力電流により第４レンズ群Ｇ４を移動させるための駆動力を発生するものである。本実施形態ではアクチュエータ２５として上述のように電磁アクチュエータであるボイスコイルモータが用いられており、モータドライバ３６からの出力電流に比例した駆動力を発生することができる。
レンズ位置検出センサ２６は、上述のように第４レンズ群Ｇ４が移動した時の移動量（変位）を検出するものである。本実施形態では上述のようにレンズ位置検出センサ２６にＧＭＲセンサが用いられており、ＧＭＲセンサは検出した第４レンズ群Ｇ４の移動量をアナログ信号として出力する。なお、これに限られず、レンズ位置検出センサ２６は第４レンズ群Ｇ４の位置を検出できるものであればよい。
Ａ／Ｄ変換器３７は、レンズ位置検出センサ２６から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するものである。
【００３２】
減算器３８は、レンズ移動量演算部３３が求めた第４レンズ群Ｇ４の目標移動量と、レンズ位置検出センサ２６によって検出されてＡ／Ｄ変換器３７からデジタル信号として出力された第４レンズ群Ｇ４の実際の移動量との差、即ち制御偏差を算出するものである。詳細には、減算器３８で算出された制御偏差は制御器３５に入力される。制御器３５はこの制御偏差を小さくするための制御量を算出し、この制御量に基づいてモータドライバ３６はアクチュエータ２５を駆動することとなる。斯かる動作は、制御器３５の演算・制御周期ｔopt毎に繰り返し実施され、これによって第４レンズ群Ｇ４の実際の移動量が、レンズ移動量演算部３３が求めた目標移動量と同値になるように制御することができる。
【００３３】
第５レンズ群Ｇ５の駆動装置４０は、図１に示すように制御器４１、モータドライバ４２、アクチュエータ４３、レンズ位置検出センサ４４、Ａ／Ｄ変換器４５、及び減算器４６からなり、上述した第４レンズ群Ｇ４の駆動装置３０と同様の構成であるため、説明を省略する。
【００３４】
以上の構成の下、本実施形態に係るカメラシステム１は、図５に示し以下に詳述するオートフォーカスルーチンを実行可能に構成されている。なお、当該オートフォーカスルーチンは、使用者がカメラボディ３の電源を入れることによって開始される。
ステップＳ１：カメラボディ３の画像処理演算部９が、交換レンズ２のレンズ制御部２０に第４レンズ群Ｇ４を所定の振幅値で所定時間だけウォブリングさせ、これによって撮像素子５の焦点検出領域で得られた複数の画像について、評価値演算部１２がそれぞれコントラスト評価値を求める。
ステップＳ２：カメラボディ３の駆動形態演算部１３が、ステップＳ１で得られた複数のコントラスト評価値に基づいて、第４レンズ群Ｇ４のデフォーカス量、及び合焦のために第４レンズ群Ｇ４を移動させるべき移動方向を求め、これらの情報を交換レンズ２へ出力する。
【００３５】
ステップＳ３：交換レンズ２のレンズ移動量演算部３３が、撮影光学系４の現在の焦点距離値とステップＳ２で得られた第４レンズ群Ｇ４のデフォーカス量とに基づいて、合焦のために第４レンズ群Ｇ４を移動させる量、即ちデフォーカス量が０になる合焦位置までの第４レンズ群Ｇ４の目標移動量を求める。また、レンズ移動量演算部３３が、撮影光学系４の現在の焦点距離値に基づいて、撮影光学系４の現在の焦点距離値に対する最適な振幅値を記憶部２７から読み出す。
ステップＳ４：交換レンズ２のレンズ移動量演算部３４が、ステップＳ２で得られた第４レンズ群Ｇ４の移動方向とステップＳ３で得られた第４レンズ群Ｇ４の目標移動量に基づいて、第４レンズ群Ｇ４を合焦位置まで移動させた際に生じる撮影光学系４の焦点距離値の変動を補正する補正位置までの第５レンズ群Ｇ５の移動方向と移動量を求める。また、レンズ移動量演算部３４が、ステップＳ３で得られた第４レンズ群Ｇ４の最適な振幅値に基づいて、第５レンズ群Ｇ５が移動後に実施するべきウォブリングの最適な振幅値を記憶部２８から読み出す。
【００３６】
ステップＳ５：交換レンズ２のレンズ制御部２０の指示により、駆動装置３０が第４レンズ群Ｇ４をステップＳ２で得られた移動方向へステップＳ３で得られた目標移動量だけ移動させる。また、これと同時に駆動装置４０が、第５レンズ群Ｇ５をステップＳ４で得られた移動方向へステップＳ４で得られた移動量だけ移動させる。これにより、撮影光学系４は焦点距離値の変動を補正しながら合焦状態となる。
ステップＳ６：交換レンズ２のレンズ制御部２０の指示により、駆動装置３０が第４レンズ群Ｇ４をステップＳ３で得られた最適な振幅値でウォブリングさせ、これに同期して駆動装置４０が第５レンズ群Ｇ５をステップＳ４で得られた最適な振幅値でウォブリングさせる。詳細には、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５のウォブリングは、周期が同じであって、互いの移動方向が逆向きになるように同時に開始される。なお、本実施形態では第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５のウォブリングの１周期は、撮像素子５のフレームレートｔimg×４に設定されている。
【００３７】
ステップＳ７：カメラボディ３の評価値演算部１２が、撮像素子５のフレームレートｔimgに同期して、撮像素子５の焦点検出領域で得られた画像についてコントラスト評価値を求め、当該コントラスト評価値から合焦状態が維持されているか否かを判定する。合焦状態が維持されている場合にはステップＳ８へ進み、合焦状態が維持されていない場合にはステップＳ２へ戻る。
ステップＳ８：カメラボディ３の画像処理演算部９が、使用者によってカメラボディ３の電源が切られたか否かを判定する。カメラボディ３の電源が切られていない場合はステップＳ７へ戻り、カメラボディ３の電源が切られている場合はオートフォーカスルーチンが終了する。
【００３８】
本実施形態に係るカメラシステム１は、上記オートフォーカスルーチンを実行することにより、焦点調節群である第４レンズ群Ｇ４をウォブリングさせた際の振動と焦点距離値の変動とを、第５レンズ群Ｇ５をウォブリングさせることによって効果的に解消しながら合焦を行い、さらに合焦状態を維持することができる。
特に、本実施形態に係るカメラシステム１は、第４レンズ群Ｇ４と隣り合う第５レンズ群Ｇ５をウォブリングさせる構成としたことで、上述のようにガイドバー２３，２４を共通化することができ、これによって機構部品の構造をより簡単にできるという利点を備えている。なお、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５のガイドバー２３，２４を共通化した場合、ガイドバー２３，２４上での第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の共振による振動や騒音を防止するために、モータドライバ３６の駆動周波数とモータドライバ４２の駆動周波数を異なる値に設定することが好ましい。具体的には２０ｋＨｚ，２１ｋＨｚのように共通の約数をもたない値にすることが好ましい。
【００３９】
なお、本実施形態に係るカメラシステム１において、交換レンズ２の記憶部２８は、上述のように第４レンズ群Ｇ４のウォブリングによって生じる振動と撮影光学系４の焦点距離値の変動とを補正するための第５レンズ群Ｇ５の最適な振幅値をテーブルとして記憶している。しかしながらこれに限られず、記憶部２８が、第４レンズ群Ｇ４のウォブリングによって生じる振動を撮影光学系４の焦点距離値の変動よりも優先して補正するための第５レンズ群Ｇ５の振幅値のテーブルと、第４レンズ群Ｇ４のウォブリングによって生じる撮影光学系４の焦点距離値の変動を振動よりも優先して補正するための第５レンズ群Ｇ５の振幅値のテーブルとの両方を記憶している構成としてもよい。これにより、振動補正優先モードと焦点距離値変動補正優先モードの２つの撮影モードを選択的に切替可能な交換レンズ２を実現することができる。
【００４０】
また、本実施形態に係るカメラシステム１では、上述のように第４レンズ群Ｇ４のウォブリングによって生じる振動と撮影光学系４の焦点距離値の変動とを補正するための補正群として第５レンズ群Ｇ５をウォブリングさせているが、これに限られず、第５レンズ群Ｇ５以外のレンズ群をウォブリングさせる構成とすることも勿論可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１            カメラシステム
２            交換レンズ
３            カメラボディ
４            撮影光学系
２０          レンズ制御部
２３，２４    ガイドバー
２７，２８    記憶部
３０，４０    駆動装置
３６，４２    モータドライバ
ＡＸ          光軸
Ｇ４          第４レンズ群
Ｇ５          第５レンズ群
【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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