(57)【要約】【課題】安価であっても必要十分なレンズ位置検出精度を確保し、合焦の為の高精度なレンズ駆動制御が可能な位置検出を実施可能な位置検出方法を提供すること。【解決手段】撮像手段と、前記撮像手段に被写体像を結像させる光学系と、前記光学系を前記撮像手段に対して相対的に駆動する駆動手段と、前記撮像手段に対して移動せず、前記光学系の移動方向に延伸して配設される、軟磁性材料からなるスケール部材と、前記光学系と一体に、前記駆動手段によって駆動される、少なくとも一つのバイアス磁石および、該バイアス磁石表面で、前記スケール部材と対向する側に固定される、少なくとも一つの磁気検出素子とで構成される検出部と、から構成され、前記スケール部材は、前記磁気検出素子との対向位置が、前記光学系の移動方向に関して変化する形状であり、前記スケール部材と前記磁気検出素子との位置関係により、前記光学系と前記撮像手段との相対的な変位を検出することを特徴とする。【選択図】図７
2016020847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像手段と、
前記撮像手段に被写体像を結像させる光学系と、
前記光学系を前記撮像手段に対して相対的に駆動する駆動手段と、
前記撮像手段に対して移動せず、前記光学系の移動方向に延伸して配設される、軟磁性材料からなるスケール部材と、
前記光学系と一体に、前記駆動手段によって駆動される、少なくとも一つのバイアス磁石および、該バイアス磁石表面で、前記スケール部材と対向する側に固定される、少なくとも一つの磁気検出素子とで構成される検出部と
から構成され、
前記スケール部材は、前記磁気検出素子との対向位置が、前記光学系の移動方向に関して変化する形状であり、
前記スケール部材と前記磁気検出素子との位置関係により、前記光学系と前記撮像手段との相対的な変位を検出することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記スケール部材は、前記光学系の移動方向に対して所定の傾きを持った帯形状をなしていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
撮像手段と、
前記撮像手段に被写体像を結像させる光学系と、
前記光学系を前記撮像手段に対して相対的に駆動する駆動手段と、
前記撮像手段に対して移動せず、前記光学系の移動方向に延伸して配設される、軟磁性材料からなるスケール部材と、
前記光学系と一体に、前記駆動手段によって駆動される、少なくとも一つのバイアス磁石および、該バイアス磁石表面で、前記スケール部材と対向する側に固定される、少なくとも一つの磁気検出素子とで構成される検出部と
から構成され、
前記スケール部材は、前記磁気検出素子との対向面積が、前記光学系の移動方向に関して変化する形状であり、
前記スケール部材と前記磁気検出素子との位置関係により、前記光学系と前記撮像手段との相対的な変位を検出することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
前記検出部は、第１の磁気検出素子と第２の磁気検出素子を有しており、ともに前記スケール部材の一面に対向していることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記検出部からの検出結果をもとに前記光学系の位置を前記駆動手段を用いて制御する制御部をさらに有し、該制御部が、前記第１の磁気検出素子から得られる第１の出力と、前記第２の磁気検出素子から得られる第２の出力との関連に基づいて位置制御を実施することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記検出部は、さらに第３の磁気検出素子を有しており、前記スケール部材は、前記第３の磁気検出素子との対向面積が、前記光学系の移動方向に関して不変であることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記検出部からの検出結果をもとに前記光学系の位置を前記駆動手段を用いて制御する制御部をさらに有し、該制御部が、前記第３の磁気検出素子から得られる第３の出力を、前記スケール部材と前記第１および第２の磁気検出素子との離間距離変動の補正に用いることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記検出部と前記スケール部材との間に閉磁路を形成するヨークをさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スチルカメラやビデオカメラ装置などの撮影装置に関し、特に、被写体像の焦点検出を経て、合焦動作を行うレンズ制御を行う撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体のコントラストを評価し、それに基づいて合焦動作を行うコントラストＡＦ（ＴＶ−ＡＦとも称する）は現在のデジタルビデオカメラやデジタルコンパクトカメラでは主流となっている技術である。
【０００３】
その様なカメラにおいて、フォーカスレンズ群の位置を検出する手段として、特許文献１などで開示されている光学的な位置センサを用いることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４９８０２４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のような光学的な位置センサの利用は、特にビデオカメラなどで、フォーカス群が減速比の小さい駆動系（例：ボイスコイルモータ系などのダイレクトドライブ方式）によって駆動される場合に、高精度にフォーカス群の位置を検出することを実現する手段として有効である。
【０００６】
しかしながら、特許文献１のような光学的な位置センサはこの高精度な位置検出実現のため、光学格子や送光部、受光部など構成が非常に複雑となっており、カメラ全体でのコストアップの要因となってしまう。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、安価であっても必要十分なレンズ位置検出精度を確保し、合焦の為の高精度なレンズ駆動制御が可能な位置検出を実施可能な位置検出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の撮影装置は、
撮像手段と、
前記撮像手段に被写体像を結像させる光学系と、
前記光学系を前記撮像手段に対して相対的に駆動する駆動手段と、
前記撮像手段に対して移動せず、前記光学系の移動方向に延伸して配設される、軟磁性材料からなるスケール部材と、
前記光学系と一体に、前記駆動手段によって駆動される、少なくとも一つのバイアス磁石および、該バイアス磁石表面で、前記スケール部材と対向する側に固定される、少なくとも一つの磁気検出素子とで構成される検出部と
から構成され、
前記スケール部材は、前記磁気検出素子との対向位置が、前記光学系の移動方向に関して変化する形状であり、
前記スケール部材と前記磁気検出素子との位置関係により、前記光学系と前記撮像手段との相対的な変位を検出することを特徴とする。
【０００９】
また、上記目的を達成するために本発明の撮像装置は、
撮像手段と、
前記撮像手段に被写体像を結像させる光学系と、
前記光学系を前記撮像手段に対して相対的に駆動する駆動手段と、
前記撮像手段に対して移動せず、前記光学系の移動方向に延伸して配設される、軟磁性材料からなるスケール部材と、
前記光学系と一体に、前記駆動手段によって駆動される、少なくとも一つのバイアス磁石および、該バイアス磁石表面で、前記スケール部材と対向する側に固定される、少なくとも一つの磁気検出素子とで構成される検出部と
から構成され、
前記スケール部材は、前記磁気検出素子との対向面積が、前記光学系の移動方向に関して変化する形状であり、
前記スケール部材と前記磁気検出素子との位置関係により、前記光学系と前記撮像手段との相対的な変位を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の撮像装置の構成によれば、安価であっても必要十分なレンズ位置検出精度を確保し、合焦の為の高精度なレンズ駆動制御が可能な位置検出を実施可能な位置検出方法を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施例断面図
【図２】本発明の第１実施例ブロック図
【図３】本発明の第１実施例のタイミングを説明する図
【図４】本発明の第１実施例ノイズカットを説明する図
【図５】本発明の第１実施例フローチャート
【図６】本発明の第１実施例レンズ駆動制御を説明する図
【図７】本発明の第１実施例位置検出手段構造図
【図８】本発明の第２実施例断面図
【図９】本発明の第２実施例位置検出手段構造図
【図１０】本発明の第３実施例位置検出手段構造図
【図１１】本発明の第３実施例フローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
本実施例の撮像装置は、撮像画像から求めた被写体のコントラスト評価値を用いて合焦駆動を行う撮影機器に好適に利用できる。図１は本発明の第１実施例である撮像装置の断面図であり１０は撮影光軸、１１はカメラ本体、１２は交換レンズ、１３は交換レンズに設けられた撮影光学系、１３ａは撮影光学系１３のなかで合焦動作を行うＡＦレンズ、１４は絞りである。
【００１４】
また、１５は撮影光学系１３の像を撮像手段であるところの撮像素子１６およびプリズム１７に分岐する半透過のクイックリターンミラーである。そして動画撮影時および被写体確認時はミラーダウン（図１の状態）で交換レンズ１２より射出する被写体光束をプリズム１７および撮像素子１６に分岐させ、静止画の撮影を行うときのみミラーをアップさせて交換レンズ１２より射出する光束を直接撮像素子１６に導く。１８はプリズム１７に入射した光束を接眼面に導く観察光学系、１９は撮像素子１６への入射を制御するシャッタ、１１０は撮影光学系１３により撮像素子１６上に結像された画像を再生する背面液晶モニターである。
【００１５】
ここで、撮影光学系１３の焦点調節は請求項中記載の光学系であるところのＡＦレンズ１３ａを矢印１３ｂ方向に駆動する事で行う。焦点状態の検出は撮像素子１６の画像のコントラストを検出し評価値とする。即ちＡＦレンズ１３ａを所定量ずつ移動させながら撮像素子１６で得られる画像の評価値を求め、最も評価値の高い結果が得られるＡＦレンズ１３ａの位置を合焦位置としている。この様な合焦調節処理はコントラストＡＦ、山登りＡＦ、或いはＴＶ−ＡＦなどと称されている。
【００１６】
図２はＡＦレンズ１３ａ周辺の詳細図でありＡＦレンズ１３ａはレンズ枠１３ｂに取り付けられている。レンズ枠１３ｂはガイドバー１３ｃにより光軸１０方向に沿って摺動可能にガイドされている。レンズ枠１３ｂのガイドバー１３ｃ周りの回転は振れ止めバー１３ｄとレンズ枠１３ｂの勘合状態により規制される。
【００１７】
レンズ枠１３ａにはコイル１３ｅが設けられ、それと対向して不図示の鏡筒には永久磁石１３ｆが固定されている。その為コイル１３ｅに通電する事で永久磁石１３ｆとの関連でＡＦレンズ１３ａは光軸方向に駆動される（コイル１３ｅおよび永久磁石１３ｆで駆動手段を構成する。）。
【００１８】
レンズ枠１３ｂに取り付けられた磁気検出素子であるところのホール素子１３ｇは対向して不図示の鏡筒に設けられたスケール部材であるところのインデックススケール１３ｅとの関連でＡＦレンズ１３ａが駆動された時の鏡筒内のレンズ位置をリニアに検出している。
【００１９】
ＡＦレンズ１３ａの駆動に従ってインデックススケールに刻まれているパルスをホール素子１３ｇでカウントし、積算する事でレンズ位置を検出するのが一般的であるが、本発明においてはＡＦレンズ１３ａの位置に従ってリニアに変化するアナログ出力（これをリニア出力と称する）を利用している。ホール素子１３ｇ、バイアス磁石７１で構成される検出部の詳細は後述する。ホール素子１３ｇとコイル１３ｅの間には公知のフィードバック制御が行われている。
【００２０】
次に、図２におけるブロック図の説明を行う。このブロックはすべて交換レンズ１２内に設けられている。
【００２１】
ホール素子１３ｇの信号は増幅手段２１ａおよび差動増幅手段２１ｂに入力される。増幅手段２１ａ、２１ｂの出力は粗スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２ａおよび密スキャン対応ノイズカットフィルタ２２ｂに入力される。これらノイズカットフィルタの役割は後述する。粗スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２ａおよび密スキャン対応ノイズカットフィルタ２２ｂの信号は各々撮像素子１６の画像に対して評価値算出手段２４を用いて求めたコントラスト評価値と対にしてレンズマイコン（ＣＰＵ）に出力される。ここで評価値算出手段２４はカメラ本体１１に設けられており、その出力は交換レンズに対してレンズマウントを介して伝えられる。
【００２２】
図３は図２のブロック図の詳細を説明する図であり、横軸はＡＦレンズ１３ａを光軸１０に沿ってスキャン（走査）している時間、縦軸は評価値算出手段２４のコントラスト評価値および増幅手段２１ａおよび増幅手段２１ｂの出力電圧である。
【００２３】
ここで、ＡＦレンズ１３ａは光軸に沿って例えば鏡筒内の第１の位置（例えば被写体が無限位置にあるときに撮像素子１６の撮像面に焦点が合う位置）から第２の位置（例えば被写体が至近位置にあるときに撮像素子１６の撮像面に焦点が合う位置）に向けて走査（第１の走査モードで第１の走査範囲を駆動）を行い（粗スキャン３１）、その結果に基づいて再度確認走査（密スキャン３２）（第２の走査モードで第２の走査範囲を駆動）を行う。その後ＡＦレンズ１３ａを合焦動作させる（調整駆動モードで駆動）。
【００２４】
先ず、粗スキャンの範囲において走査中に所定のピッチでＡＦ評価値を求める。この「所定のピッチはＡＦレンズ１３ａ走査中にホール素子１３ｇの粗スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２の出力により定められる。
【００２５】
ＡＦレンズ１３ａはホール素子１３ｇの増幅手段利得２１ａの出力で負帰還駆動制御されており、その時に粗スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２ａの信号がポイント３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆになるたびにＡＦ評価値３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆを取得する。
【００２６】
そして、粗スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２ａの各信号３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆとＡＦ評価値３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆを粗スキャンペアリング手段２３ａで関連付けてレンズＣＰＵ２５に記憶する。
【００２７】
粗スキャンの走査はＡＦ評価値が山（ここでは３１ｅ）を越え、再度値が小さくなる（ここでは３１ｆ）まで行われる。
【００２８】
その後、ＡＦレンズ１３ａはホール素子１３ｇの増幅手段利得２１ａの出力で負帰還駆動制御され、所定の範囲（ここでは粗スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２ａの出力３３ｄから３３ｆ迄の範囲）で粗スキャンより細かいピッチで密スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２ｂの信号がポイント３４ｇ、３４ｈ、３４ｉ、３４ｊ、３４ｋ、３４ｌになるたびにＡＦ評価値３１ｇ、３１ｈ、３１ｉ、３１ｊ、３１ｋ、３１ｌを取得する。
【００２９】
そして、密スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２ｂの各信号３４ｇ、３４ｈ、３４ｉ、３４ｊ、３４ｋ、３４ｌとＡＦ評価値３１ｇ、３１ｈ、３１ｉ、３１ｊ、３１ｋ、３１ｌを密スキャンペアリング手段２３ｂで関連付けてレンズＣＰＵ２５に記憶する。
【００３０】
この様に密スキャンを行うときにはホール素子１３ｇの増幅利得を大きくし、その結果をＡＦ評価値に関連づけている（第２の信号処理手段の増幅利得は第１の信号処理手段の増幅利得よりも大きくする。）。
【００３１】
この様に増幅率を大きくした分ノイズなどの外乱に対して安定した信号をＡＦ評価値と関連付けすることが出来る。
【００３２】
この増幅率を大きくした信号を粗スキャン上に破線３５で併記するとＡＦレンズ１３ａの走査量が増えると共にその出力が大きくなり出力飽和レベル３６を超えてしまう。その為粗スキャンの全走査範囲でこの増幅率を用居る事は出来ない。
【００３３】
しかしながら、密スキャン時の走査範囲は狭いので、この範囲で出力飽和を発生させない調整はできる。ここでは、粗スキャン終了時に密スキャンを行うレンズ走査位置が決まると、その間の出力が飽和しない様に全体出力にオフセットをかける。（調整オフセット発生手段２６）より具体的には密スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２ｂの出力３４ｄがゼロ、３４ｆが出力飽和を起こさせないレベルになる様に差動増幅手段利得２１ｂのオフセットや利得（例えばここでは５倍）に調整する。
【００３４】
密スキャンを行った時にＡＦ評価値が最大となるレンズ位置が目標とするレンズ停止位置となるのでＡＦレンズ１３ａはその位置に向けて合焦動作３６を行う。
【００３５】
合焦動作の時にはＡＦレンズ１３ａがホール素子１３ｇの差動増幅手段利得２１ｂの出力で負帰還駆動制御され、所定の位置（ここでは密スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２ｂの出力３１ｉ）３までレンズ駆動されてレンズは停止される。
【００３６】
この様に
・粗スキャン範囲３１ではＡＦレンズ１３ａはホール素子１３ｇの増幅手段利得２１ａの出力で負帰還駆動制御される。
【００３７】
そしてその時の粗スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２ａの出力とＡＦ評価値が関連づけられる。
・密スキャン範囲３２ではＡＦレンズ１３ａもホール素子１３ｇの増幅手段利得２１ａの出力で負帰還駆動制御される。
【００３８】
但し、その時の密スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２ｂの出力とＡＦ評価値が関連づけられる。
・合焦動作３６ではＡＦレンズはホール素子１３ｇの差動増幅手段利得２１ｂの出力で負帰還駆動制御される。
【００３９】
そして、密スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２ｂの出力を合焦目標値とする。
前述した様にノイズカットフィルタは粗スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２ａと密スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２ｂの２つを有している。この理由を説明する。
【００４０】
ノイズカットを行うのは公知のローパスフィルタであり、その時定数が大きいほどノイズカットの効果は高い。図４にでは２種類のローパスフィルタ４１ａ、４１ｂのボード線図を示しており横軸は周波数、縦軸は利得を表している。ここでローパスフィルタ４１ａはカットオフ周波数４１ｂが例えば１００Ｈｚ、利得確保範囲が４１ｃでありローパスフィルタ４２ａはカットオフ周波数４２ｂが例えば５００Ｈｚ、利得確保範囲が４２ｃである。（この時ローパスフィルタ４１ａはローパスフィルタ４１ｂより時定数が大きいと云う。）
ノイズを減衰させる能力としては利得確保範囲４１ｃが狭いローパスフィルタ４１ａの方が優れている事になる。しかしながら、位置検出出力の変化が速い時にはこのローパスフィルタ４１ａではそれに応答する事が出来ない。反対に時定数の小さいローパスフィルタ４２ａは位置検出出力の速い変化にも応答できる能力があるがノイズカットの効果は少ない。今回のレンズ制御においては粗スキャン時には大きな範囲をレンズが速く動くので位置検出出力の変化も大きくなる。その為時定数の小さいローパスフィルタ４２ａを粗スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２ａとする。
【００４１】
それに対して密スキャン時は最終合焦の為の位置信号が必要な為にノイズカットを十分行う必要がある。また走査範囲が狭い為にレンズの動く速度は遅い。そこで応答性は犠牲にしてノイズカット効果の高い時定数の大きなローパスフィルタ４１ａを密スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２ｂとしている。
【００４２】
この様にレンズの動く速度に合わせてノイズカットフィルタを設定しているので精度の高い合焦動作が可能になっている。
【００４３】
図５は本発明のポイントだけを抜き出したフローチャートであり、このフローは例えばレリーズボタンの半押しなど合焦動作を進めるトリガーでスタートする。
【００４４】
ステップ＃１００１では増幅手段２１ａの出力に基づいてＡＦレンズ１３ａを負帰還（以下フィードバック：ＦＢ）駆動制御を行いながら粗スキャンを予め定めた走査範囲で始める。
【００４５】
ステップ＃１００２ではその時の各ポイントでの粗スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２ａ出力とその時のＡＦ評価値を関連付けてＣＰＵに格納する。
【００４６】
ステップ＃１００３ではＡＦ評価値が最大値を超えたか否かを判定しており、越えていない場合にはステップ＃１００２に戻り粗スキャン動作を継続し越えた場合にはステップ＃１００４に進む。
【００４７】
ステップ＃１００４ではレンズ駆動を停止する。また、この時密スキャンを行う走査範囲を算出する。の算出はＡＦ評価値の山前後の評価値と関連付けられて記憶された位置検出手段出力（粗スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２ａ信号）となる。
【００４８】
ステップ＃１００５では差動増幅手段２１ｂの出力が密スキャンを行う走査範囲内で出力飽和範囲内に収まるように調整オフセット発生手段２６のオフセットを調整する。
【００４９】
ステップ＃１００６では増幅手段２１ａの出力に基づいてＡＦレンズ１３ａをＦＢ駆動制御を行いながら密スキャンをステップ＃１００４で求めた走査範囲内で始める。
【００５０】
ステップ＃１００７では密スキャン時の各ポイントでの密スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２ｂ出力とその時のＡＦ評価値を関連付けてＣＰＵに格納する。
【００５１】
ステップ＃１００８ではステップ＃１００４で求めた範囲の走査が終了したか否かを判定しており、終了していない場合はステップ＃１００７に戻り走査を継続し、終了した場合はステップ＃１００９に進む。ステップ＃１００９ではレンズを停止する。
【００５２】
ステップ＃１０１０では密スキャンで求められたＡＦ評価値の最大値と、その時に関連付けられて記憶された位置検出手段信号（密スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２ｂの信号）をレンズ駆動目標値とする。
【００５３】
ステップ＃１０１１では差動増幅手段２１ｂの出力に基づいてＡＦレンズ１３ａをＦＢ駆動制御を行いながら合焦動作を行う。
【００５４】
ステップ＃１００２では目標値に達したか否かを判定しており、達していない場合にはステップ＃１０１２に戻りレンズ駆動を継続し、達した場合にはこのフローを終了する。
【００５５】
これまで説明した中でＡＦレンズ１３ｂのＦＢ駆動は増幅手段２１ａ或いは差動増幅手段２１ｂに基づいて制御されており、粗スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２ａ或いは密スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２ｂの出力でＦＢ駆動制御されているわけではない。
【００５６】
これは粗スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２ａ或いは密スキャン速度対応ノイズカットフィルタ２２ｂの信号は遅れが大きい為にレンズのＦＢ駆動制御が不安定になる為である。
【００５７】
その事を図２のブロック図に加えると図６となる。図６において増幅手段２１ａおよび差動増幅手段２１ｂの信号は制御切り替え手段２９に入力している。制御切り替え手段２９はＣＰＵ２５の指示により増幅手段２１ａ信号或いは差動増幅手段２１ｂの信号を偏差出力手段に出力する。具体的には粗スキャン、および密スキャン時には増幅手段２１ａの信号を偏差出力手段２８に入力し、合焦動作時には差動増幅手段２１ｂの信号を偏差出力手段２８に入力する。
【００５８】
偏差出力手段は増幅手段２１ａ或いは差動増幅手段２１ｂの信号と目標値を比較し、その偏差を増幅して駆動手段２７に出力する。
【００５９】
偏差出力手段に入力されるＣＰＵ２５からの目標値は粗スキャン時には予め設定されている値であり、密スキャン時には粗スキャン時に求めたＡＦ評価値範囲に対応する粗スキャン速度対応ノイズカットフィルタが出力した値、合焦動作時には密スキャン時に求めたＡＦ評価最大値に対応する密スキャン速度対応ノイズカットフィルタの値となる。そしてその時の各目標値と現在のレンズ位置の偏差に基づいてＡＦレンズ１３ｂをＦＢ制御する。
【００６０】
尚、増幅手段２１ａと差動増幅手段２１ｂは位置検出増幅率が異なる為ＦＢのループゲインが変化してシステムが不安定になる場合がある。その様な時には偏差出力手段２８の増幅利得を調整する事でシステムの安定性を保つ。具体的には増幅手段２１ａが偏差出力手段に入力する時よりも差動増幅手段２１ｂが偏差出力手段に入力する時の方が偏差出力手段の増幅率を下げる事でシステムの安定性を保つ。
【００６１】
図７ａ〜ｃは検出部およびスケール部材の構成を示しておりホール素子１３ｇの背面にはホール素子１３ｇを貫く方向に磁束を揃えたバイアス磁石７１が設けられている。ホール素子１３ｇと対向して設けられたスケール部材であるところのインデックススケール１３ｅは軟磁性材料であり図７ａの様にＡＦレンズ１３ｂのスキャン方向７５に対して斜めに配置されている。図７ｂは図７ａのＡ−Ａ断面図であり、インデックススケール１３ｅを挟んでホール素子１３ｇの反対面にも軟磁性体のヨーク７２が設けられ、且つホール素子１３ｇを囲むようにヨーク７３が設けられている。
【００６２】
その為矢印７４ａ、７４ｂに示すように磁束が流れる閉磁気回路になっている。ここでホール素子が１３ｇ‘の位置に来た時を考えると図７ｃに示すＢ−Ｂ断面の様に磁束の偏りが発生するので、それを検出する事で位置検出出力とする。この様にホール素子側にバイアス磁石７１を設け、インデックススケール１３ｅを軟磁性材料にする事で外部に対して磁気外乱の発生を避ける事が出来る。
【００６３】
また、ＡＦレンズ１３ｂのスキャン方向７５に対してインデックススケール１３ｅに角度を持たせ、その傾斜変化を位置検出出力とする事でＡＦレンズ１３ｂのスキャンストロークが大きい場合でもそれをインデックススケール１３ｅの角度で調整できる。
【００６４】
また、ホール素子は閉磁気回路内に収められているので磁気などの外乱ノイズに対して安定な位置検出出力を得る事が出来る。
【００６５】
尚、上述の検出結果をもとに制御をおこなう制御部はＣＰＵ内に格納されているものである。また、磁気検出素子としてホール素子を用いているが、これに限定されるものではなく、ＧＭＲセンサなどを用いて磁束の方向を検出する方式によって実現してもよい。
【実施例２】
【００６６】
図８は本発明の第２の実施例における撮像装置の断面図であり１０は撮影光軸、８１はカメラ本体、１３は撮影光学系、１３ａは撮影光学系１３のなかで合焦動作を行う請求項中記載の光学系であるところのＡＦレンズ、１９は撮像素子１６への入射を制御するシャッタ、１１０は撮影光学系１３により撮像素子１６上に結像された画像を再生する背面液晶モニターである。ここで撮影光学系１３の焦点調節はＡＦレンズ１３ａを矢印１３ｂ方向に駆動する事で行う。
【００６７】
第１の実施例との違いはカメラボディと交換レンズが一体になっており、ＡＦレンズ１３ａの位置検出信号は撮像素子１６の撮像信号から得られるＡＦ評価値と関連付けられてカメラ内の不図示のＣＰＵに取り込まれる（第１の実施例ではＡＦ評価値を交換レンズに送りホール素子１３ｇの出力と関連付けて交換レンズ側のＣＰＵに取り込んでいた。）。
【００６８】
図９ａ、ｂ、ｃは本発明の第２実施例における位置検出の構成即ち請求項中記載の検出部の構成を示している。第１の実施例と同様に磁気検出素子であるところのホール素子１３ｇの背面にはホール素子１３ｇを貫く方向に磁束を揃えたバイアス磁石７１が設けられている。ホール素子１３ｇと対向して設けられたインデックススケール１３ｅは軟磁性材料であり図７ａの様にＡＦレンズ１３ｂのスキャン方向７５に対して斜めに配置されている。
【００６９】
ここで、第１の実施例と異なるのはホール素子が２個（１３ｇ１、１３ｇ２：第１および第２の磁気検出素子）設けられ、スケール部材であるところのインデックススケール１３ｅが三角形状になっている事である。このようにインデックススケール１３ｅを三角形状とすることで、ＡＦレンズ１３ａのスキャン方向７５の動きに関連して、ホール素子１３ｇ１、１３ｇ２との対向面積の変化に伴い、磁束の状態に変化が生じるため、これをＡＦレンズ１３ａの位置検出に用いることが可能となる。
【００７０】
図９ｂは図９ａのＡ−Ａ断面図であり、インデックススケール１３ｅを挟んでホール素子１３ｇの反対面にも軟磁性体のヨーク７２が設けられ、且つホール素子１３ｇを囲むようにヨーク７３が設けられている。その為矢印７４ａ、７４ｂに示すように磁束が流れる閉磁気回路になっている。
【００７１】
ここで、ホール素子が１３ｇ１‘の位置に来た時を考えると図９ｃに示すＢ−Ｂ断面の様に図９ｂとは磁束変化が生ずるので、それを検出する事で位置検出出力とする。
【００７２】
ここで、ホール素子１３ｇ１、１３ｇ２は共に同じバイアス磁石７１の閉磁路（ヨーク７２，７３）内に収められているのでほぼ同相のノイズを受ける事になる。それに対して磁束の変化は図９ｂ、図９ｃに示すように２つのホール素子１３ｇ１、１３ｇ２でＡＦレンズ１３ａの位置に応じて互いに逆になる。その為２つのホール素子１３ｇ１、１３ｇ２の出力差（即ち第１の出力と第２の出力の差）を求める事で同相ノイズは相殺され、信号が倍にできる。
【００７３】
インデックススケール１３ｅは三角形の帯形状であり、精度よく加工できると共に取り扱いも容易にできる。尚、上述の検出結果をもとに制御をおこなう制御部はＣＰＵ内に格納されているものである。また、磁気検出素子としてホール素子を用いているが、これに限定されるものではなく、ＧＭＲセンサなどを用いて磁束の方向を検出する方式によって実現してもよい。
【実施例３】
【００７４】
図１０ａ、ｂ、ｃは本発明の第３実施例における位置検出の構成即ち請求項中に記載の検出部の構成を示している。第２の実施例においてはホール素子に対し、その差を求める事で同相ノイズを低減していたが、第３の実施例では磁気検出素子であるところのホール素子１３ｇとスケール部材であるところのインデックススケール１３ｅのギャップ変化による出力のうねりの対策を行っている。その為第２の実施例に比べてギャップ１０２を設けギャップ変動の検出を行っている。第３の磁気検出素子であるところのホール素子１０２はインデックススケール１３ｇの中央に配置されＡＦレンズ１３ａの動き７５によるインデックススケール１３ｅの傾き辺による磁束変化の影響は受けない。
【００７５】
ホール素子とインデックススケールのギャップ変化は検出感度の変化になる為図１０ｂに示すように第１および第２の磁気検出素子であるところのホール素子１３ｇ１および１３ｇ２の差を求める差動出力１０１の利得調整に用いられる。更にギャップ検出手段そのものにも温湿度や経時機器の姿勢による変動がある為に位置検出（密スキャンに先立って粗スキャン時にその較正）を行っている。
【００７６】
図１１はその較正フローを示しており、基本的には図５のフローと同一であり異なるステップのみ説明する。ステップ＃１１００１では粗スキャン時にホール素子１０２の出力（第３の出力）もホール素子１３ｇ１、１３ｇ２の差動出力と共に関連づけて記憶する。そしてステップ＃１００４で密スキャンの範囲が決まると、ステップ＃１１００２ではその範囲において関連付けられたギャップ検出手段の平均出力が予め定められた値（例えば利得１）になる様に図１０ｂにおける較正手段はギャップ検出手段の出力利得を調整する。密スキャン時には構成したホール素子出力を用いてホール素子１３ｇ１、１３ｇ２の差動利得を調整する。
【００７７】
この様にギャップを検出する専用の検出手段を設けた事、更にその検出手段を使用毎に較正する様にした為に精度の高い位置検出が可能になる。尚、上述の検出結果をもとに制御をおこなう制御部はＣＰＵ内に格納されているものである。また、磁気検出素子としてホール素子を用いているが、これに限定されるものではなく、ＧＭＲセンサなどを用いて磁束の方向を検出する方式によって実現してもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１１  カメラ、１２  交換レンズ、１３ａ  ＡＦレンズ、１３ｇ  ホール素子、
２１ａ  増幅手段、２１ｂ  差動増幅手段、
２２ａ  粗スキャン速度対応ノイズカットフィルタ、
２２ｂ  密スキャン速度対応ノイズカットフィルタ、
２３ａ  粗スキャンペアリング手段、２３ｂ  密スキャンペアリング手段、
２４  評価値算出手段、２５  ＣＰＵ、２６  調整オフセット発生手段、２７駆動手段
【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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