(57)【要約】【課題】可動ミラーやシャッター動作時の衝撃によって生じる光学素子の位置ズレを低減させること。【解決手段】装置の姿勢を検出する姿勢検出手段（５０１）と、第１の光学素子を駆動する駆動手段を制御し、前記第１の光学素子の位置ズレを補正する制御手段（３）と、を有し、前記制御手段は、前記姿勢に応じて、撮影準備動作後の撮影動作時に駆動される第２の光学素子が規制部材と当接する際に生じる衝撃による前記位置ズレを補正することを特徴とする。【選択図】  図５
2017187590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置の姿勢を検出する姿勢検出手段と、
第１の光学素子を駆動する駆動手段を制御し、前記第１の光学素子の位置ズレを補正する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、
前記姿勢に応じて、撮影準備動作後の撮影動作時に駆動される第２の光学素子が規制部材と当接する際に生じる衝撃による前記位置ズレを補正する、
ことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記姿勢が所定の状態から傾いた状態であるとき、前記衝撃による前記位置ズレを補正することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、撮像素子の露光時間が所定時間より短い場合に第１の補正方法を用いて前記衝撃による前記位置ズレを補正し、前記露光時間が前記所定時間より長い場合に第２の補正方法を用いて前記衝撃による前記位置ズレを補正することを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記装置の各姿勢における前記衝撃による前記位置ズレに関する情報を記録した記録手段を有し、
前記第１の補正方法は、前記位置ズレに関する情報に基づいて、前記衝撃による前記位置ズレを補正する方法であることを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記姿勢検出手段から姿勢に関する情報を取得し、前記姿勢に関する情報と前記位置ズレに関する情報とに基づいて、前記衝撃による前記位置ズレを補正することを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
温度および湿度を測定する第１の測定手段を有し、
前記記録手段は、各温度および各湿度における前記衝撃による前記位置ズレに関する情報を記録しており、
前記制御手段は、
前記第１の測定手段から温度および湿度に関する情報を取得し、前記温度および湿度に関する情報と前記位置ズレに関する情報とに基づいて、前記衝撃による前記位置ズレを補正することを特徴とする請求項４または５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記駆動手段の摩耗状況を測定する第２の測定手段を有し、
前記記録手段は、各摩耗状況における前記衝撃による前記位置ズレに関する情報を記録しており、
前記制御手段は、
前記第２の測定手段から摩耗に関する情報を取得し、前記摩耗に関する情報と前記位置ズレに関する情報とに基づいて、前記衝撃による前記位置ズレを補正することを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項８】
前記第２の補正方法は、前記第１の光学素子の位置を検出する位置検出手段から位置に関する情報を取得し、前記位置に関する情報に基づいて、前記衝撃による前記位置ズレを補正する方法であることを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
【請求項９】
前記駆動手段は、圧電素子を備えた振動子と、該振動子と加圧接触する摩擦部材と、を備えた超音波モータであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記第２の光学素子は、撮影光路内に配置される第１の位置と撮影光路外に退避する第２の位置との間で移動可能なミラーユニットであることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記第２の光学素子は、撮像素子を遮光する第１の状態と前記撮像素子を遮光しない第２の状態とに変更可能なシャッターユニットであることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１２】
撮像素子と、
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の制御装置と、を備えた撮像装置。
【請求項１３】
装置の姿勢を検出する姿勢検出ステップと、
第１の光学素子を駆動する駆動手段を制御し、前記第１の光学素子の位置ズレを補正する制御ステップと、
を有し、
前記制御ステップは、
前記姿勢に応じて、撮影準備動作後の撮影動作時に駆動される第２の光学素子が規制部材と当接する際に生じる衝撃による前記位置ズレを補正する、
ことを特徴とする駆動装置の制御方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の制御方法の各ステップが記述されたコンピュータで実行可能なプログラム。
【請求項１５】
コンピュータに、請求項１３に記載の制御方法の各ステップを実行させるためのプログラムが記憶されたコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置に関し、特に撮像レンズ内の移動レンズ群の駆動を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、撮像レンズ内の移動レンズ群の駆動源としてボイスコイルモータや超音波モータ等が広く採用されている。
【０００３】
ズーム動作や合焦動作の完了後に、移動レンズ群の位置ズレが発生すると、撮像画像の画質が劣化してしまうため、移動レンズ群は任意の位置で保持する事が求められる。
【０００４】
例えば、特許文献１では、振動子と摩擦部材が加圧接触する事によって保持力を発生させる構成において、駆動完了後に加圧接触する点を増やす事で移動レンズ群を保持する力を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２５５３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、移動レンズ群を保持する力をある程度向上させる事は出来ても、向上した際の移動レンズ群を保持する力が、可動ミラーやシャッター動作時の衝撃に耐えられるレベルに無ければ、移動レンズ群はずれてしまう。例えば、撮像装置の姿勢によっては、移動レンズ群の可動方向に重力の分力が働いてしまうため、移動レンズ群を保持する力が十分でない場合、可動ミラーやシャッター動作時の衝撃によって、所望の位置からずれてしまうという課題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、可動ミラーやシャッター動作時の衝撃によって生じる光学素子の位置ズレを低減させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての制御装置は、装置の姿勢を検出する姿勢検出手段と、第１の光学素子を駆動する駆動手段を制御し、前記第１の光学素子の位置ズレを補正する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記姿勢に応じて、撮影準備動作後の撮影動作時に駆動される第２の光学素子が規制部材と当接する際に生じる衝撃による前記位置ズレを補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、可動ミラーやシャッター動作時の衝撃によって生じる光学素子の位置ズレを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態にかかる撮像装置の断面図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる超音波モータの構成を表す図である。
【図３】本発明の実施形態にかかる超音波モータに発生する保持力を説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施形態にかかるミラーユニットの構成を表す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態にかかる撮像装置のブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態にかかる位置ズレ補正方法のフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施形態にかかる撮像レンズのＭＴＦと位置ズレ量の関係図である。
【図８】本発明の第２の実施形態にかかるシャッターユニットの構成を表す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態にかかる撮像装置のブロック図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態にかかる位置ズレ補正方法のフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施形態にかかる撮像装置のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の実施形態にかかる制御装置を備えた撮像装置の構成を示している。尚、本実施例では、撮像レンズ部１（レンズ装置）とカメラボディ２（カメラ本体）が一体となっているカメラ（撮像装置）について説明するが、本発明はこれに限定されず、撮像レンズ部１は交換可能なレンズであっても構わない。
【００１３】
図１において、撮像レンズ部１と、カメラボディ２によって撮像装置が形成されている。
【００１４】
撮像レンズ部１の内部には、複数の光学素子を備えた撮像光学系が設けられている。図１では、撮像光学系の一部である移動レンズ群１１９（被駆動体、第１の光学素子）を代表して示している。また、撮像レンズ部１の内部には、移動レンズ群１１９を光軸９に沿って駆動するアクチュエータとしての超音波モータ１０１（駆動手段）が設けられている。超音波モータ１０１は、圧電素子を備えた振動子と、該振動子と加圧接触する摩擦部材と、を備えている。また、撮像レンズ部１の内部には、撮像レンズ部１（すなわち、撮像装置）の姿勢（チルト（上下）方向の姿勢とロール（光軸回転）方向の姿勢の少なくとも一つを含む）を検出するための加速度センサ７が設けられている。さらに、図１では不図示であるが移動レンズ群１１９の位置を検出する位置エンコーダ５０６（位置検出手段）が設けられている。
【００１５】
カメラボディ２の内部には、メイン基盤部３が設けられている。メイン基盤部３はレンズ側の動作及びカメラボディ側の動作を制御する基盤である。メイン基盤部３は、後述するように、移動レンズ群１１９を駆動する超音波モータ１０１を制御し、移動レンズ群１１９の位置ズレを補正する制御手段としての機能を有する。本実施例においては、加速度センサ７からの出力信号を取得し、撮像装置の姿勢を検出する姿勢検出回路５０１（姿勢検出手段）は、メイン基盤部３内に構成されるが、本発明を限定するものではない。また、加速度センサ７は、本実施例では撮像レンズ部１の中に構成されているが、当然カメラボディ側に構成されていても構わない。また、カメラボディ２の内部には、ミラーユニット４とシャッターユニット５と撮像素子６とペンタプリズム８を備えている。さらに、図１では不図示であるが周囲環境の温度および湿度を計測する温湿度計５０７（第１の測定手段）がカメラボディ２の内部に設けられている。ミラーユニット４は不図示のミラーボックス内に係合されており、メインミラー４０１とサブミラー４０２とでミラーユニット４を構成する。ミラーユニット４を構成するメインミラー４０１とサブミラー４０２は、撮像レンズを出射した撮影光束が撮像面に向かうまでの撮影光路内に配置される第１の位置と撮影光路外に退避する第２の位置との間で移動可能に構成される。メインミラー４０１とサブミラー４０２が第１の位置にあるとき、撮像レンズ部１により集光する光束の一部は、メインミラー４０１の中央に配されたハーフミラー部を通過して、サブミラー４０２で反射したのち不図示のＡＦ光学系に導かれる。一方、メインミラー４０１で反射した一部の光束は不図示のファインダ光学系に導かれ、ペンタプリズム８で反射後、撮像者の瞳に導かれる。また、メインミラー４０１とサブミラー４０２が第２の位置にあるとき、すなわち図１の状態からミラーユニット４が駆動してメインミラー４０１とサブミラー４０２が回動し、ミラーアップ状態になったとき、光束は撮像素子６に集光し撮像画像が生成される。シャッターユニット５は不図示のシャッターベースに係合されている。シャッターユニット５は、シャッター羽根を駆動することで撮像素子６を遮光する第１の状態と撮像素子を遮光しない第２の状態とに変更可能に構成される。シャッターユニット５は、シャッター羽根を駆動して光束を遮光することで、光束が撮像素子６で受光されるタイミング及び露光時間を調整する。
【００１６】
カメラボディ２には不図示のレリーズ釦が設けられている。レリーズ釦は２段階の押下が可能であり、１段階目のレリーズ釦押下（以下ＳＷ１状態）と２段階目のレリーズ釦押下（以下ＳＷ２状態）が有る。ＳＷ１状態においては被写体測距、合焦動作等の撮像準備（以下、撮影準備動作）が行われ、ＳＷ２状態においては、ミラーユニット４の退避駆動とシャッターユニット５の駆動、及び撮像（以下、撮影動作）が行われる。このように、ミラーユニット４およびシャッターユニット５（第２の光学素子）は、１段階目のレリーズ釦押下後（撮影準備動作後）の２段階目のレリーズ釦押下時（撮影動作時）に駆動が開始される。なお、ミラーユニット４およびシャッターユニット５（第２の光学素子）は、不図示の駆動手段により駆動が開始された後、駆動終了位置に設けられた規制部材に当接することでその駆動が終了される。
【００１７】
次に、超音波モータの構成について説明する。
【００１８】
尚、以下の説明では、デジタルカメラのレンズ鏡筒などを駆動するアクチュエータとしてユニット化された超音波モータを例に説明する。しかし、本発明の使用用途はこれに限られたものではない。例えば、移動レンズ群を移動させるアクチュエータとして、ボイスコイルモータを用いても構わない。
【００１９】
図２は第一の実施例が適用される超音波モータを示しており、それぞれ分解斜視図（ａ）部分断面拡大図（ｂ）、構成例を表す側面図（ｃ）である。
【００２０】
なお、図２（ａ）においては、説明を簡単にする為、後述の移動レンズ群１１９、連結部材１１７、付勢バネ１１８を不図示としている。
【００２１】
先ず始めに図２（ａ）、（ｂ）を用いて超音波モータの構成について説明する。
【００２２】
本実施例における超音波モータ１０１は、図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、以下に述べる各部材により形成されている。
【００２３】
超音波振動子１１５は、弾性体としての振動板１０４と圧電素子１０５とにより形成されている。振動板１０４と圧電素子１０５は公知の接着材等により固定されており、圧電素子１０５は電圧を印加する事により超音波振動を励振する。
【００２４】
加圧機構保持部材１１０は、バネガイド１０８を受け入れるための保持孔を備えている。バネ１０９の一方の端部はバネガイド１０８と接触している。バネ１０９の他方の端部は加圧機構保持部材１１０と接触している。また、加圧機構保持部材１１０は弾性部材１０７を受け入れるための保持孔を備えている。バネ１０９は加圧機構保持部材１１０とバネガイド１０８によって挟まれている。それにより、バネ１０９はＺ軸方向に加圧力を付与している。弾性部材１０７が圧電素子１０５とバネ１０９（バネガイド１０８）との間に配置されている。弾性部材１０７は、加圧部と圧電素子１０５との直接接触を妨げ、圧電素子１０５の損傷を防止している。
【００２５】
振動板１０４は接触部１１６を備え、接触部１１６は摩擦部材１０２にバネ１０９の加圧力により加圧された状態で接触している。振動板１０４と圧電素子１０５とが接着された状態において、圧電素子１０５に超音波振動を励振させることで、超音波振動子１１５に共振現象が起こる。このとき、超音波振動子１１５には２種の定在波が発生し、振動板１０４の接触部１１６に略楕円運動が発生する。
【００２６】
超音波振動子１１５と振動子保持部材１０６とは、公知の接着剤等により固定されているが、固定されればその方法は限定されない。さらに振動子保持部材１０６は超音波振動に励起された楕円運動を阻害しないよう、加圧機構保持部材１１０に嵌合されている。
【００２７】
加圧機構保持部材１１０には、２つのＶ溝の移動側案内部を備えており、それぞれに球状の３個の転動部材１１１１、１１１２、１１１３が嵌入されている。一方、固定部としてのカバープレート１１２においても、Ｘ軸方向に所定の長さを有する２つのＶ溝の固定側案内部を備えている。加圧機構保持部材１１０が有する移動側案内部と、カバープレート１１２が有する固定側案内部とにより、転動部材１１１１、１１１２、１１１３が挟持されている。なお、移動側案内部および固定側案内部には、転動部材１１１１、１１１２、１１１３の可動範囲を制限するための可動範囲制限部が有るが、本実施例の説明においては省略する。
【００２８】
超音波モータはさらに地板１０３を備える。地板１０３とカバープレート１１２とはＺ軸方向上方側より不図示のネジ等で固定されるが、固定されればその方法は限定されない。また、地板１０３の底面側においては、摩擦部材１０２がＺ軸下方側より不図示のネジ等で固定されているが、固定されればその方法は限定されない。
【００２９】
次に加圧部において発生する加圧力ついて説明する。バネ１０９の加圧力は弾性部材１０７を介し、超音波振動子１１５を摩擦部材１０２に加圧する付勢力となる。そして、振動板１０４の接触部１１６は摩擦部材１０２に対し加圧された状態で接触する。ここで、バネ１０９による加圧付勢方向はＺ方向と略一致している。一方、摩擦部材１０２からの加圧反力は、移動部１２０と転動部材１１１１、１１１２、１１１３とを介し、カバープレート１１２で受けられている。この加圧接触状態において圧電素子１０５に駆動電圧が印加されると、超音波振動子１１５において発生した楕円運動が効率的に摩擦部材１０２へ伝達する。その結果、移動部１２０は、Ｘ軸方向に進退することができる。
【００３０】
本実施例においては、超音波振動子１１５、振動子保持部材１０６、弾性部材１０７、バネガイド１０８、バネ１０９、加圧機構保持部材１１０により移動部１２０が構成されている。また、カバープレート１１２、地板１０３、及び摩擦部材１０２により基礎部が形成されている。
【００３１】
図２（ｃ）の構成において、超音波モータ１０１は、連結部材１１７及び付勢バネ１１８を介して移動レンズ群１１９と連結している。付勢バネ１１８は、連結部材１１７をＸ方向に加圧付勢し、超音波モータが有する不図示の動力取り出し部と、ガタなく連結している。このような構成で連結する事により、超音波モータの駆動力を効率良く移動レンズ群１１９へ伝達することが可能となる。ここで、不図示のレンズ群が移動レンズ群１１９に嵌合されているが、簡単にする為、説明を省略する。
【００３２】
移動部１２０がＸ軸方向に進退する事で、移動レンズ群１１９は不図示のガイドバーに沿ってＸ方向に進退が可能となる。なお、本実施例において、加圧機構保持部材１１０と移動レンズ群１１９は、連結部材１１７及び付勢バネ１１８を介して連結されているが、超音波振動子の駆動力を伝達する事が出来る形態で連結されていれば、これに限らない。
【００３３】
次に移動レンズ群１１９を保持するために必要な力について説明する。
【００３４】
本実施例において、先述の通り、振動板１０４は接触部１１６を備え、接触部１１６は摩擦部材１０２に前述のバネ１０９の加圧力により加圧された状態で接触している。この加圧接触状態において、接触部１１６と摩擦部材１０２との間に摩擦力が生じ、非駆動時において、移動レンズ群１１９を保持する事が可能となる。
【００３５】
図３は、本発明が適用可能な撮像装置における撮像装置の姿勢と重力の関係を表している。図３（ａ）は撮像装置の姿勢と移動レンズ群１１９に加わる負荷の関係を表している。図３（ｂ）は図３（ａ）に示される超音波モータ１０１の内部構造であり、説明を簡単にする為、接触部１１６の一方と摩擦部材１０２が接触している部分のみを表している。本図を用いた説明においては、撮像装置が角度θの俯瞰姿勢となった場合について説明するが、逆に見上げる方向で合った場合には逆方向に重力の分力が作用する事になる。
【００３６】
図３（ａ）において、角度θは撮像装置の姿勢角を表しており、θが略０度の状態が正姿勢状態（所定の状態、水平状態）であり、光軸９が略水平な状態である。ここで、本実施例における正姿勢状態とは、例えば、水平に対し角度θが±５°（所定値）より小さいときのことを指す。−Ｚ方向である２７０度の時が地面に対して撮像装置を向けている状態である。正姿勢の際には移動レンズ群１１９の可動方向と重力方向が略直交しており、衝撃によるズレが生じにくい。しかし、図３（ａ）のように、撮像装置が角度θの俯瞰姿勢（正姿勢状態から傾いた状態、すなわち水平に対し角度θが±５°より大きい状態）の場合、移動レンズ群１１９の可動方向である矢印３１に沿って、重力の分力が矢印３２の方向に働く。このとき、移動レンズ群１１９を保持する力が十分でない場合に、移動レンズ群１１９は矢印３２の方向にずれてしまう。
【００３７】
図３（ｂ）は、図３（ａ）の状態における、超音波モータ１０１を構成する摩擦部材１０２と振動板１０４の接触部１１６を表したものである。尚、説明を簡単にするため、接触部１１６は一方のみを表しており、形状は簡素化しているが、機能及び構成は先に説明した接触部１１６と変わらないものとする。
【００３８】
摩擦部材１０２に平行な矢印３１が移動レンズ群１１９と移動部１２０の可動方向を示している。接触部１１６と摩擦部材１０２の間にはバネ１０９の加圧力ｆｓと、移動レンズ群１１９の自重Ｍｇが作用しており、それぞれが摩擦部材１０２と平行となる方向に分解される。このときの摩擦力と重力の可動方向成分の大小関係により、移動レンズ群１１９を保持可能か否かが決まり、摩擦係数μ、重力加速度ｇを用いると、以下の式で表す事が出来る。
【００３９】
【数１】
2017187590.tif 000003
【００４０】
ここで、摩擦係数μは温度、湿度によって変化し、摩擦部材１０２や接触部１１６の摩耗劣化の程度によっても変化する。
【００４１】
この条件式Ｆ１が成立しなくなる場合、摩擦部材１０２に沿い、移動部１２０及び移動レンズ群１１９は、矢印３２の方向へずれてしまう。
【００４２】
撮影準備動作中においては、撮像者の意図に合わせて移動レンズ群１１９を移動させ、移動完了後はその移動完了後の位置（所望の位置）で移動レンズ群１１９を保持する事が求められる。しかし、図３に示すように、撮像装置の姿勢によっては、移動レンズ群１１９の可動方向に移動レンズ群１１９の重力の分力が働く。そのため、移動レンズ群１１９を保持する力が十分でない場合、ミラーユニット４やシャッターユニット５の動作時の衝撃によって、所望の位置からずれてしまうという課題がある。
【００４３】
次にミラーユニット４の動作について説明する。
【００４４】
図４は撮像時におけるミラーユニット４の状態を表しており、図４（ａ）はミラーダウン状態、図４（ｂ）ミラーアップ状態における、ミラーユニット４の位置を示している。メインミラー４０１は不図示のミラーボックス内において軸部４０３で軸支され、サブミラー４０２はメインミラー４０１の軸部４０４に軸支されている。メインミラー４０１が、第１のミラー位置規制部（規制部材）であるダウンストッパ４０５に当接するミラーダウン状態を第１の位置とする。この時、サブミラー４０２は不図示のサブミラーダボに当接し、位置が規制される。不図示のミラー駆動ユニットによりメインミラー４０１は軸部４０３を中心に矢印４１０の方向に回動可能に構成されている。サブミラー４０２は不図示のサブミラーギア部を有しており、メインミラー４０１の回動動作に連動して回動するように構成されている。そして、メインミラー４０１が第２のミラー位置規制部（規制部材）であるアップストッパ４０６に当接し、メインミラー４０１及びサブミラー４０２が光軸９から退避するミラーアップ状態を第２の位置とする。第２の位置においてサブミラー４０２はメインミラー４０１の背面部に当接し、位置が規制されている。なお、ダウンストッパ４０５、アップストッパ４０６は不図示のミラーボックス内に構成されている。メインミラー４０１が第１の位置にある場合は、メインミラー４０１で反射した光線は先述のペンタプリズム８を介して撮像者の目に導かれる。メインミラー４０１が第２の位置にある場合、撮像レンズ部１を通過した光線はそのまま撮像素子６に結像される。
【００４５】
撮像装置において、ＳＷ１からＳＷ２に移行する際、メインミラー４０１は軸部４０３を中心に回動し、図４（ａ）に示される第１の位置から図４（ｂ）に示される第２の位置へと移動する。また、サブミラー４０２もメインミラー４０１の回動と連動して回動する。このとき、メインミラー４０１が回動してアップストッパ４０６（規制部材）に当接する際に衝撃が発生する。先述の移動レンズ群を保持する力が不十分な場合、その衝撃が原因となり、移動レンズ群１１９の位置がずれてしまうという課題がある。このミラーユニット４の動作の衝撃による移動レンズ群の位置ズレを第１の位置ズレとする。
【００４６】
そのため、本実施例では、撮像装置の姿勢に応じて、撮影準備動作後（ＳＷ１がＯＮされた後）の撮影動作時（ＳＷ２がＯＮされたとき）に駆動されるミラーユニット４（光学素子）が規制部材と当接する際に生じる衝撃による移動レンズ群の位置ズレを補正する。具体的に、撮像装置の姿勢が正姿勢状態から傾いた状態であるとき、衝撃による移動レンズ群の位置ズレを補正する。そうすることで、移動レンズ群の重量や、移動レンズ群を保持する力に依らず、ミラーユニット４の動作時の衝撃による移動レンズ群の第１の位置ズレを低減させることを可能にした撮像方法及び撮像装置を提供することができる。
【００４７】
図５は本実施例が適用可能な位置ズレ補正部のブロック図を示している。位置ズレ補正部（制御装置）は、位置ズレ量予測部５０２ａ、カメラ設定確認部５０３、位置ズレ補正量決定部５０４、姿勢検出回路５０１、温湿度計５０７を備えている。
【００４８】
初めに、ＳＷ１完了状態になると加速度センサ７により検出された加速度信号を元に姿勢検出回路５０１にて撮像装置の姿勢を検出する。位置ズレ量予測部５０２ａ（第１の位置ズレ量予測部）は、不図示の記録手段を有しており、該記録手段には事前に各姿勢におけるミラーユニット４の動作の衝撃による移動レンズ群１１９の第１の位置ズレ量が記録されている。そのため、位置ズレ量予測部５０２ａは、姿勢情報と、事前記録されたその姿勢における第１の位置ズレ量の情報から、ミラーユニット４の動作時の衝撃による移動レンズ群の第１の位置ズレ量を予測する事が出来る。このように、位置ズレ量予測部５０２ａ内に設けられた記録手段には、撮像装置の各姿勢における衝撃による位置ズレに関する情報が記録されている。そのため、位置ズレ量予測部５０２ａは、姿勢検出回路５０１から姿勢に関する情報を取得し、該姿勢に関する情報と記録手段に記録される位置ズレに関する情報とに基づいて、衝撃による移動レンズ群の位置ズレを予測することができる。
【００４９】
ここで、先述の通り、保持条件式Ｆ１に用いられる摩擦係数μは温度、湿度、摩擦部材１０２と接触部１１６の摩耗状況によっても変化してしまう。移動レンズ群１１９を保持する力が変化するため、移動レンズ群の第１の位置ズレ量が変わる事になる。
【００５０】
ここで、位置ズレ量予測部５０２ａの記録手段には、想定される温度下、湿度下における各姿勢での移動レンズ群１１９の第１の位置ズレ量を記録しておくことが出来る。カメラボディ２の内部には、周囲環境の温度および湿度を測定する温湿度計５０７が設けられており、位置ズレ量予測部５０２ａの記録手段は、温湿度計５０７により測定される各温度および各湿度における位置ズレに関する情報を記録している。位置ズレ量予測部５０２ａは、温湿度計５０７から温度および湿度に関する情報を取得し、該温度および湿度に関する情報と記録手段に記録される位置ズレに関する情報とに基づいて、衝撃による移動レンズ群の位置ズレを予測することができる。このように、温湿度計の情報を元に、使用環境の温度下、湿度化における位置ズレ量を予測する事が可能になる。
【００５１】
更に、位置ズレ量予測部５０２ａの記録手段には摩擦部材１０２と接触部１１６の摩耗状況における移動レンズ群１１９の第１の位置ズレ量を記録しておくことができる。ここで、メイン基盤部３に搭載される不図示のＣＰＵは、超音波モータ１０１の総駆動距離と摩擦部材１０２の位置毎の使用頻度の情報をカウントしている。すなわち、メイン基盤部３のＣＰＵは、超音波モータ１０１の摩耗状況を測定する測定手段（第２の測定手段）として機能する。また、位置ズレ量予測部５０２ａの記録手段は、各摩耗状況における衝撃による位置ズレに関する情報を記録している。そのため、位置ズレ量予測部５０２ａは、このＣＰＵから摩耗に関する情報を取得し、該摩耗に関する情報と記録手段に記録される位置ズレに関する情報とに基づいて、衝撃による移動レンズ群の位置ズレを予測することができる。このように、摩耗に関する情報を元に、第１の位置ズレ量予測部５０２ａは摩擦部材１０２と接触部１１６の摩耗状況に応じた位置ズレ量を予測する事が出来る。そのため、摩耗劣化状況に応じた位置ズレ補正が可能となる。
【００５２】
位置ズレ量予測部５０２ａによる予測値は位置ズレ補正量決定部５０４に出力される。カメラ設定確認部５０３は撮像装置本体の撮像設定を位置ズレ補正量決定部５０４に伝達する。ここで伝達される情報は、位置ズレ補正を姿勢に応じて予め設定された所定量を補正するのか、移動レンズ群１１９の位置を確認してフィードバック制御で補正するのかを判断する元となる情報を指す。例えば、シャッタースピード設定の情報が該当する。位置ズレ量予測部５０２ａ、カメラ設定確認部５０３、位置ズレ補正量決定部５０４、モータ制御部５０５はメイン基盤部３に搭載される不図示のＣＰＵで処理されるようにプログラムされている。
【００５３】
次に、位置ズレ補正量決定部５０４は、先述の予測した位置ズレ量及びカメラ設定情報を鑑み、位置ズレ補正の方法と補正量を決定し、メイン基盤部３内に構成されるモータ制御部５０５へ伝達する。例えば、位置ズレ補正量決定部５０４は、撮像素子の露光時間が所定時間より短い場合、第１の補正方法を用いて衝撃による位置ズレを補正するように決定する。また、露光時間が該所定時間より長い場合、第２の補正方法を用いて衝撃による位置ズレを補正するように決定する。第１の補正方法は、先述の記録手段に記録された位置ズレに関する情報に基づいて、衝撃による位置ズレを補正する方法である。第２の補正方法は、位置検出エンコーダ５０６から出力される位置に関する情報を取得し、該位置に関する情報に基づいて、衝撃による位置ズレを補正する方法である。超音波モータ１０１は、位置ズレ補正方法が第１の補正方法であり、予測値を用いて補正すると決定された場合には予測値から算出された量を位置ズレ補正する。また、位置ズレ補正方法が第２の補正方法であり、フィードバック制御で補正すると決定された場合には位置エンコーダ５０６の位置情報を元に位置ズレを補正する。
【００５４】
このような構成にする事で、移動レンズ群の重量や、移動レンズ群を保持する力に依らず、ミラーユニット４の動作時の衝撃による移動レンズ群の第１の位置ズレを低減させることが可能になる。
【００５５】
図６は、ミラーユニット４の動作時の衝撃による位置ズレを補正する際のフローチャートである。
【００５６】
尚、図６においては先述の移動レンズ群１１９がフォーカス群である場合について説明するが、本発明の用途を限定するものではない。例えば、移動レンズ群１１９はズームレンズ群であってもよい。
【００５７】
カメラ電源が入り（Ｓ１０１）、カメラ設定確認部５０３によりカメラの撮像設定の確認がなされ、位置ズレ量予測部５０２ａへと伝達する（Ｓ１０２）。レリーズ釦がＳＷ１の状態になるまでカメラ設定確認を繰り返し行う（Ｓ１０３）。ＳＷ１状態になった事が確認された後、超音波モータ１０１は焦点調節のために移動レンズ群１１９を移動させ合焦させる（Ｓ１０４）。このとき、加速度センサ７の情報を元に、撮像装置の姿勢を姿勢検出回路５０１が検出し、位置ズレ量予測部５０２ａへと伝達する（Ｓ１０５）。その結果から位置ズレ量予測部５０２ａによって、姿勢が正姿勢であるか否かを判断する（Ｓ１０６）。図３（ａ）の角度θが所定値より小さく略０度の正姿勢であると判断された場合、従来の撮像動作の通り、レリーズ釦がＳＷ２状態に移行した事が確認されると（Ｓ１０７）、ミラーユニット４が回動してミラーアップ状態になり（Ｓ１０８）。そして、後述するシャッター動作（Ｓ１０９以降）へと移行する。先述の通り、位置ズレ量予測部５０２ａは、事前に各姿勢におけるミラーユニット４の動作の衝撃による移動レンズ群１１９の第１の位置ズレ量が記録されている。そのため位置ズレ量予測部５０２ａは、姿勢情報と、事前記録されたその姿勢における第１の位置ズレ量の情報から、ミラーユニット４の動作時の衝撃による移動レンズ群の第１の位置ズレ量を予測する事が出来る。Ｓ１０６にて図３（ａ）の角度θが所定値より大きく、姿勢が正姿勢ではない状態であると判断された場合、位置ズレ量予測部５０２ａは移動レンズ群１１９の第１の位置ズレ量を予測する（Ｓ１２０）。位置ズレ補正量決定部５０４は、その予測された第１の位置ズレ量を確認し、位置ズレ補正量を決定する（Ｓ１２１）。その後レリーズ釦がＳＷ２状態に移行した事が確認されると（Ｓ１２２）、ミラーユニット４が回動してミラーアップ状態になり（Ｓ１２３）、超音波モータ１０１を決定された位置ズレ補正量を動かし、位置ズレを補正する（Ｓ１２４）。その後シャッター動作に移行する。後述の先幕シャッター８０５ａの走行が開始され（Ｓ１０９）、露光が開始される。先幕シャッター８０５ａの走行完了（Ｓ１１０）後に、後述の後幕シャッター８０５ｂの走行が開始され（Ｓ１１１）、後幕シャッター８０５ｂの走行完了（Ｓ１１２）により撮像動作が完了となる。このように、メインミラー４０１の動作衝撃の発生から、先幕の走行開始までに移動レンズ群１１９の第１の位置ズレを補正する事で、露光中の光線に影響を与えないため、撮像画像の画質劣化を低減する事が出来る。尚、補正量が大きく、ミラーユニット４の動作衝撃発生から先幕走行開始までの時間で補正が出来ない場合は、ミラーユニット４の動作前や動作中に位置ズレ補正の駆動を行っても良い。
【００５８】
次に図７を用いて本発明の効果を説明する。
【００５９】
図７は撮像レンズ部１の撮像面中心におけるＭＴＦ曲線図を表しており、横軸は離焦距離、縦軸はＭＴＦを表している。離焦距離０の位置が撮像面に焦点位置が有る状態であり、所謂ベストピント位置である。離焦距離が長いほど被写体にピントが合っていない状態となり、画質が低下する。曲線７０１は理想状態のＭＴＦ特性を示しており、合焦しているため、高いＭＴＦ特性が得られる。破線で表される曲線７０２は、ミラーユニット４の動作衝撃により移動レンズ群１１９の位置がずれた状態のＭＴＦ曲線を表しており、ベストピント位置からずれてＭＴＦがΔＲｅ１低下した状態で撮像されてしまう。一点鎖線の曲線７０３は位置ズレが補正された際のＭＴＦ曲線を表している。ずれた状態から位置ズレ補正の駆動がなされているため、ベストピント位置からの位置ズレ量は小さくなる。また、それによりＭＴＦの低下はΔＲｅ２まで低減する事が出来る。本図のように、実際の位置ズレ量と位置ズレ補正量が完全に一致していなくても、位置ズレによる画質の低下は低減する事が出来る。
【００６０】
以上により、本発明によれば、移動レンズ群の重量や、移動レンズ群を保持する力に依らず、ミラーユニット４の動作時の衝撃による移動レンズ群の第１の位置ズレを低減させることを可能にした撮像装置を提供する事が出来る。
【実施例２】
【００６１】
以下に、本発明の第２の実施形態を、添付の図面を基に説明する。
【００６２】
尚、本実施形態の撮像装置の構成について、実施例１と構成を共通する箇所には同一符号を付して説明を省略する。また、説明を簡単にする為、ミラーユニット４を搭載してないカメラについての説明をするが、当然、搭載されている場合においても本発明は適用可能である。
【００６３】
先ず始めにシャッターユニット５の動作について説明する。
【００６４】
図８は本発明が適用可能な撮像装置内に構成されるシャッターユニット５を表している。
【００６５】
図８（ａ）は、先幕シャッター８０５ａが閉状態かつ後幕シャッター８０５ｂが開状態のシャッターユニット５、図８（ｂ）は先幕シャッター８０５ａが開状態かつ後幕シャッター８０５ｂが開状態のシャッターユニット５を表している。
【００６６】
シャッターカム８０１は不図示のギアユニットと係合されており、ギアユニットの回転をシャッターユニットへ伝達している。シャッターカム８０１の回転に連動してチャージレバー８０２ａ、８０２ｂが回転可能なように構成されている。
【００６７】
チャージレバー８０２ａ、８０２ｂは、それぞれ二つのシャッターアーム８０３ａ、８０３ｂを介し、２枚のシャッター羽根８０４ａ、８０４ｂと係合されている。チャージレバー８０２ａ、シャッターアーム８０３ａ、シャッター羽根８０４ａで先幕シャッター８０５ａが形成されている。また同様に、チャージレバー８０２ｂ、シャッターアーム８０３ｂ、シャッター羽根８０４ｂで後幕シャッター８０５ｂが形成されている。
【００６８】
チャージレバー８０２ａは所望の動作量を回動した後、不図示のシャッターベースに係合されたバンパーゴム８０６ａ（規制部材）に当接する。また、同様にチャージレバー８０２ｂも回動動作の後、バンパーゴム８０６ｂ（規制部材）に当接する。チャージレバー８０２ａ、８０２ｂがバンパーゴム８０６及びバンパーゴム８０６ｂに当接する際に衝撃が発生する。先述の移動レンズ群１１９を保持する力が不十分な場合、その衝撃が原因となり、移動レンズ群１１９の位置がずれてしまうという課題がある。ここで、シャッターユニット５の動作の衝撃による移動レンズ群１１９の位置ズレを第２の位置ズレとする。
【００６９】
そのため、本実施例では、撮像装置の姿勢に応じて、撮影準備動作後の撮影動作時に駆動されるシャッターユニット５（光学素子）が規制部材と当接する際に生じる衝撃による移動レンズ群の位置ズレを補正する。具体的に、撮像装置の姿勢が正姿勢状態から傾いた状態であるとき、衝撃による移動レンズ群の位置ズレを補正する。そうすることで、移動レンズ群の重量や、移動レンズ群を保持する力に依らず、シャッターユニット５の動作時の衝撃による移動レンズ群の第２の位置ズレを低減させることを可能にした撮像方法及び撮像装置を提供することができる。
【００７０】
図９は、本実施例が適用可能な撮像装置のブロック図を表している。
【００７１】
加速度センサ７により検出された加速度信号を元に、姿勢検出回路５０１は撮像装置の姿勢を検出する。位置ズレ量予測部５０２ｂ（第２の位置ズレ量予測部）は、不図示の記録手段を有しており、該記録手段には事前に各姿勢におけるシャッターユニット５の動作の衝撃による移動レンズ群１１９の第２の位置ズレ量が記録されている。そのため位置ズレ量予測部５０２ｂは、姿勢情報と、事前記録されたその姿勢における第２の位置ズレ量の情報から、シャッターユニット５の動作時の衝撃による移動レンズ群１１９の第２の位置ズレ量を予測する事が出来る。
【００７２】
位置ズレ量予測部５０２ｂによる予測値は位置ズレ補正量決定部５０４に出力される。カメラ設定確認部５０３は撮像装置本体の撮像設定を位置ズレ補正量決定部５０４に伝達する。ここで伝達される情報は、位置ズレ補正を姿勢に応じて予測された第２の位置ズレ量を補正するのか、予測された第２の位置ズレ量を全て補正するのか否か、移動レンズ群１１９の位置を確認してフィードバック制御で補正するのかを判断する元となる情報を指す。例えば、シャッタースピード設定の情報が該当するが、位置ズレ量予測部５０２ｂに予測される第２の位置ズレ量と、補正駆動に使用可能な時間及びタイミングを参照し、補正量を決定する事で状況に応じた補正を行う事が出来る。ここで、補正に使用可能な時間と、第２の位置ズレ量を補正するのに要する時間を比較し、補正に使用可能な時間で移動可能な分のみを補正しても良い。ここで図７の説明に有るように、予測された第２の位置ズレ量と位置ズレ補正量が完全に一致していなくても、位置ズレによる画質の低下は低減する事が出来る。
【００７３】
また、図１１を用いて露光タイミングと位置ズレ補正方法の関係の詳細については後述するが、露光時間が長く設定されている場合やインターバル撮影の設定がされている場合は、補正駆動に使用可能な時間が長くなる。このとき、位置ズレ量予測部５０２ｂによる位置ズレ予測量を補正するのではなく、移動レンズ群１１９の実際の位置ズレ量をエンコーダ５０６の検出信号から確認し、フィードバック制御で補正する方がより正確な補正が可能となる。尚、位置ズレ量予測部５０２ｂ、カメラ設定確認部５０３、位置ズレ補正量決定部５０４、モータ制御部５０５はメイン基盤部３に搭載される不図示のＣＰＵで処理されるようにプログラムされている。
【００７４】
図１０は先幕シャッター８０５ａの動作の衝撃による位置ズレを補正する際のフローチャートである。
【００７５】
尚、図１０おいては移動レンズ群１１９がフォーカス群である場合について説明するが、本発明の用途を限定するものではない。例えば、移動レンズ群１１９はズームレンズ群であってもよい。
【００７６】
カメラ電源が入り（Ｓ２０１）、カメラ設定確認部５０３によりカメラの撮像設定の確認がなされ、位置ズレ量予測部５０２ｂへと伝達する（Ｓ２０２）。レリーズ釦がＳＷ１の状態になるまでカメラ設定確認を繰り返し行う（Ｓ２０３）。ＳＷ１状態になった事が確認された後、超音波モータ１０１は焦点調節のために移動レンズ群１１９を移動させ合焦させる（Ｓ２０４）。このとき、加速度センサ７の情報を元に、撮像装置の姿勢を姿勢検出回路５０１が検出し、位置ズレ量予測部５０２ｂへと伝達する（Ｓ２０５）。その結果から位置ズレ量予測部５０２ｂによって、姿勢が正姿勢であるか否かが判断される（Ｓ２０６）。図３の角度θが所定値より小さく略０度の正姿勢であると判断された場合、従来の撮像動作の通り、レリーズ釦がＳＷ２状態に移行した事が確認されると（Ｓ２０７）、先幕シャッター８０５ａが走行を開始し（Ｓ２０９）、露光が開始される。先幕シャッター８０５ａの走行完了（Ｓ２１０）の後に後幕シャッター８０５ｂの走行が開始され（Ｓ２１１）、後幕の走行完了（Ｓ２１２）により撮像動作が完了となる。Ｓ２０６にて図３の角度が所定値より大きく、姿勢が正姿勢ではない状態であると判断された場合、位置ズレ量予測部５０２ｂは移動レンズ群１１９の第２の位置ズレ量を予測する（Ｓ２２０）。位置ズレ補正量決定部５０４は、その予測された第２の位置ズレ量を確認し、位置ズレ補正量を決定する（Ｓ２２１）。その後レリーズ釦がＳＷ２状態になった事が確認されると（Ｓ２２２）、シャッターユニット５の先幕シャッター８０５ａが走行を開始し（Ｓ２２３）、先幕シャッター８０５ａの走行完了時（Ｓ２２４）に発生する衝撃による位置ズレを補正する（Ｓ２２５）。露光動作の完了となる、後幕シャッター８０５ｂの走行完了前に位置ズレを補正する事により、移動レンズ群１１９の第２の位置ズレによる画質低下を低減する事が出来る。
【００７７】
図１１は本実施例におけるシャッターユニット５の動作中のタイミングチャートを表している。
【００７８】
先幕シャッター８０５ａはＴ２から動作を開始し、Ｔ８で動作を完了するまでの間、先幕シャッター８０５ａは開状態になる。次に後幕シャッター８０５ｂがＴ５より動作を開始すると閉状態となり、Ｔ８で動作を完了する。ここで、先幕シャッター８０５ａが開いており、かつ後幕シャッター８０５ｂが開いている状態である、Ｔ２からＴ５までの時間が、露光が行われる時間となる。このとき、移動群１１９の第２の位置ズレを補正するために必要な時間よりも、露光時間が短く設定されていると、超音波モータ１０１の駆動が露光時間中に完了できないため、位置ズレ補正の効果が得られない。そのような場合、本図のように先幕シャッター８０５ａが開き始める前や開いている最中に駆動を開始する事で、露光中の位置ズレ補正完了が可能となり、位置ズレ補正の効果が得られるようになる。また、Ｔ２からＴ５までの時間で表される露光時間が長い場合、いわゆる長秒露光設定がなされている場合、位置ズレ補正に使用できる時間は長くなる。超音波モータ欄に表される波線部分が使用可能となる領域である。その場合、超音波モータ１０１は予測された第２の位置ズレ補正量を補正するのではなく、移動レンズ群１１９を検出する位置エンコーダ５０６の検出信号を元に実際の位置ズレ量を確認し、フィードバック制御で位置ズレ補正を行っても良い。その補正動作をＴ５の露光完了までに行う事により、より精度の高い位置ズレ補正が可能となる。このように、撮像素子の露光時間が所定時間より短い場合、第１の補正方法を用いて衝撃による位置ズレを補正するように決定し、露光時間が該所定時間より長い場合、第２の補正方法を用いて衝撃による位置ズレを補正するように決定するようにしてもよい。
【００７９】
また、図１０及び図１１においては静止画一枚撮像の時のフローチャート及びタイミングチャートを示したが、これに限定されるものではない。例えば、連射撮像時においては、走行完了時の衝撃だけではなく、後幕シャッター８０５ｂの走行完了時の衝撃による位置ズレを補正すれば良い。その場合、ＳＷ１前（Ｓ２０２）において、カメラ設定確認部５０３により連射撮像設定情報が位置ズレ補正量決定部５０４に伝達される。フローＳ２２０〜Ｓ２２５までが先述の説明同様に行われ、後幕シャッター８０５ｂの走行完了（Ｓ２１２）から次回撮像動作における先幕シャッター８０５ａの走行開始前までに、後幕シャッター８０５ｂによる位置ズレ量を補正すれば良い。また、先幕シャッター８０５ａ、後幕シャッター８０５ｂの動作衝撃による第２の位置ずれが小さい場合、複数回の動作後にまとめて補正駆動を行っても良い。
【００８０】
以上により、本発明によれば、移動レンズ群の重量や、移動レンズ群を保持する力に依らず、シャッターユニット５の動作時の衝撃による移動レンズ群の第２の位置ズレを低減させることを可能にした撮像装置を提供する事が出来る。
【００８１】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００８２】
なお、上述の実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、記録媒体から直接、或いは有線／無線通信を用いてプログラムを実行可能なコンピュータを有するシステム又は装置に供給し、そのプログラムを実行する場合も本発明に含む。
【００８３】
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給、インストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明の機能処理を実現するための手順が記述されたコンピュータプログラム自体も本発明に含まれる。
【００８４】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記録媒体、光／光磁気記憶媒体、不揮発性の半導体メモリでもよい。
【００８５】
また、プログラムの供給方法としては、コンピュータネットワーク上のサーバに本発明を形成するコンピュータプログラムを記憶し、接続のあったクライアントコンピュータがコンピュータプログラムをダウンロードしてプログラムするような方法も考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、コンパクトデジタルカメラ、一眼レフカメラ、ビデオカメラなどの撮像装置に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００８７】
３  メイン基盤部
５０１  姿勢検出回路
【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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