レンズ鏡筒および光学機器
【課題】好適な撮影をすることが可能なレンズ鏡筒および光学機器を提供すること。
【解決手段】レンズ鏡筒４２に含まれる光学系の少なくとも一部を駆動する駆動部３１と、前記レンズ鏡筒４２の姿勢に対応する第１信号Ｐ１を受信する受信部９と、前記受信部９が前記第１信号Ｐ１を受信したタイミングとは異なるタイミングで、前記レンズ鏡筒４２の振れを検出し前記レンズ鏡筒４２の振れに対応する第２信号Ｐ２を出力する振れ検出部３，３ｘ，３ｙと、前記第２信号Ｐ２を用いて前記第１信号Ｐ１を補正し前記レンズ鏡筒４２の姿勢に対応する補正信号Ｓを出力する補正部９と、前記補正信号Ｓを用いて前記駆動部３１を制御する制御部９とを含む。
【解決手段】レンズ鏡筒４２に含まれる光学系の少なくとも一部を駆動する駆動部３１と、前記レンズ鏡筒４２の姿勢に対応する第１信号Ｐ１を受信する受信部９と、前記受信部９が前記第１信号Ｐ１を受信したタイミングとは異なるタイミングで、前記レンズ鏡筒４２の振れを検出し前記レンズ鏡筒４２の振れに対応する第２信号Ｐ２を出力する振れ検出部３，３ｘ，３ｙと、前記第２信号Ｐ２を用いて前記第１信号Ｐ１を補正し前記レンズ鏡筒４２の姿勢に対応する補正信号Ｓを出力する補正部９と、前記補正信号Ｓを用いて前記駆動部３１を制御する制御部９とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ鏡筒および光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
オートフォーカス（ＡＦ）機能を備えたカメラでは、一般にレンズ鏡筒に備えられたレンズＣＰＵがＡＦレンズの駆動制御を行う。従来では、レンズ鏡筒の姿勢を考慮せずにＡＦを行っていたために、レンズを重力方向に駆動させた場合や、反重力方向に駆動させた場合などに、レンズの自重の影響を受けてしまい、理想的な合焦制御を行うことが困難であった。
【０００３】
なお、カメラボディ側に姿勢センサを設けてレンズＣＰＵに姿勢データを常に送信し続けるか、レンズ鏡筒側に姿勢センサを設けてレンズＣＰＵに姿勢データを送信することで、合焦制御を向上させる技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、ボディ側の姿勢センサからレンズＣＰＵに姿勢データを常に送信し続ける場合には、姿勢データのデータ量が膨大となり、ボディ−レンズ鏡筒間の他のデータ通信に支障を及ぼす虞がある。一方で、レンズ鏡筒側に姿勢センサを設ける場合には、コストが増大してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−５０２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、好適な撮影をすることが可能なレンズ鏡筒および光学機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係るレンズ鏡筒（４２）は、
レンズ鏡筒（４２）に含まれる光学系の少なくとも一部を駆動する駆動部（３１）と、
前記レンズ鏡筒（４２）の姿勢に対応する第１信号（Ｐ１）を受信する受信部（９）と、
前記受信部（９）が前記第１信号（Ｐ１）を受信したタイミングとは異なるタイミングで、前記レンズ鏡筒（４２）の振れを検出し前記レンズ鏡筒（４２）の振れに対応する第２信号（Ｐ２）を出力する振れ検出部（３，３ｘ，３ｙ）と、
前記第２信号（Ｐ２）を用いて前記第１信号（Ｐ１）を補正し前記レンズ鏡筒（４２）の姿勢に対応する補正信号（Ｓ）を出力する補正部（９）と、
前記補正信号（Ｓ）を用いて前記駆動部（３１）を制御する制御部（９）とを含む。
【０００８】
例えば、第１信号（Ｐ１）を受信したタイミングとは異なるタイミングとは、第１信号（Ｐ１）を受信した後である。まず、受信部が、レンズ鏡筒の外部から姿勢に関する第１信号を受信する。その後に、補正部はレンズ鏡筒の振れに対応する第２信号を用いて第１信号を補正し、レンズ鏡筒の姿勢に対応する補正信号を出力する。この補正信号に基づいて光学系が駆動される。制御部は、レンズ鏡筒の外部から受信した第１信号を基に第２信号の相対的な変化を加味することにより仮想の姿勢データを算出し、レンズ鏡筒の姿勢の変化に応じ、光学系の駆動力を変化させることができる。したがって、レンズ鏡筒内に姿勢に関するセンサを別途設けることなく、レンズ鏡筒が有する振れ検出部を用いて、低コストでレンズ鏡筒の姿勢を考慮した正確なＡＦ制御を行うことが可能となる。また、第１信号を常時受けとる必要がなく、通信データ量が膨大になることもない。
【０００９】
レンズ鏡筒（４２）は、光学系を駆動させる駆動部（３１）と、実際の姿勢に関する第１信号（Ｐ１）を受けとることが可能な受信部（９）と、レンズの傾きに関する第２信号（Ｐ２）を出力する振れ検出部（３，３ｘ，３ｙ）と、前記第１信号（Ｐ１）と前記第２信号（Ｐ２）とを用いて、仮想姿勢データを算出し、前記仮想姿勢データに基づき前記駆動部（３１）の駆動力を補正する補正部（９）とを有しても良い。前記振れ検出部（３，３ｘ，３ｙ）が角速度センサであっても良い。前記駆動部（３１）がオートフォーカスを行うためのアクチュエータであっても良い。
【００１０】
前記受信部（９）は、前記レンズ鏡筒（４２）が接続されるカメラボディ（４０）から前記第１信号（Ｐ１）を受信しても良い。前記補正部（９）が、前記駆動部（３１）を制御する前に前記第１信号（Ｐ１）を受信しても良い。前記制御部（９）は、前記駆動部（３１）に前記光学系の合焦動作をさせるための制御が可能であり、前記受信部（９）は、前記制御部（９）が前記駆動部（３１）に合焦動作をさせるための制御をする前に、前記第１信号（Ｐ１）を受信しても良い。
【００１１】
制御部は、駆動部を制御するよりも前に第１信号を受信済みの状態なので、第１信号を基にして、例えばリアルタイムに第２信号の相対的な変化を加味することができ、レンズ鏡筒の姿勢を考慮した正確なＡＦ制御を例えばリアルタイムに行うことができる。
【００１２】
前記カメラボディ（４０）は、前記第１信号（Ｐ１）を前記受信部（９）に出力した後、合焦動作をさせるための制御信号（Ｓ）を前記受信部（９）に出力し、前記制御信号（Ｓ）を出力した後、合焦動作が完了するまで前記第１信号（Ｐ１）を前記受信部（９）に出力しなくても良い。本発明に係るカメラシステムは、上記のレンズ鏡筒（４２）と、ボディ側の制御部（２）とを含み、前記ボディ側の制御部（２）は、前記駆動部（３１）の動作中には前記第１信号（Ｐ１）を送信しなくても良い。
【００１３】
受信部が第１信号を受信してから合焦動作が完了するまでの間は、ボディ側の制御部は第１信号を出力しないので、カメラボディからレンズ鏡筒へ送信する第１信号の通信量が膨大とならず、必要最小限にすることができる。そのため、カメラボディとレンズ鏡筒との間における他のデータ通信に支障を及ぼすこともない。
【００１４】
前記制御部（９）は、前記補正信号に応じて、前記駆動部（３１）が前記光学系を駆動する駆動力が変化するように制御しても良い。
【００１５】
前記第１信号（Ｐ１）は、前記カメラボディ（４０）の姿勢に対応する角度情報であり、前記第２信号（Ｐ２）は、前記レンズ鏡筒（４２）の振れに対応する角速度情報であっても良い。前記第２信号（Ｐ２）を用いて、前記光学系による像の振れを補正する振れ補正部（２１）を有しても良い。すなわち、前記振れ補正部（２１）が前記第２信号（Ｐ２）に応じてブレ補正を行っても良い。
【００１６】
本発明に係る光学機器は、上記のレンズ鏡筒（４２）と、前記レンズ鏡筒（４２）に接続されるカメラボディ（４０）とを含む。
【００１７】
なお、上述の説明では、本発明をわかりやすく説明するために、実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明は、これに限定されるものでない。後述の実施形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させてもよい。更に、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るカメラのブロック回路図である。
【図２】図２は、図１に示す角速度センサを含む振れ補正機構の概念図である。
【図３】図３は、ボディＣＰＵの作動を示すフローチャートである。
【図４】図４は、レンズＣＰＵの作動を示すフローチャートである。
【図５】図５は、信号検出タイミングを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
まず、図１に基づき、本発明の一実施形態に係るレンズ鏡筒を有するカメラの全体構成について説明する。カメラ１００は、レンズ鏡筒４２とカメラボディ４０とを有している。図１に示すように、カメラボディ４０には、レンズ鏡筒４２が着脱自在に装着される。なお、カメラ１００の説明においては、図１および図２等に示すように、光軸Ｚおよびカメラボディ４０の底面４０ａと垂直な方向をＹ軸方向、Ｚ軸およびＹ軸に直交する方向をＸ軸方向として説明を行う。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、相互に垂直になっている。
【００２０】
図１に示すカメラボディ４０には、撮像素子４が固定されている。撮像素子４からＺ軸方向に、ミラー４６、変倍レンズ群２０１、ブレ補正レンズ群２０２、ＡＦレンズ群２０３、焦点距離レンズ群２０４が、この順に配置されている。
【００２１】
カメラボディ４０は、ボディＣＰＵ２を有している。ボディＣＰＵ２は、電気接点５４ｂ〜５４ｄを介してレンズＣＰＵ９と通信可能になっている。ボディＣＰＵ２には、ＡＦセンサ７２、姿勢センサ１などが接続されている。カメラボディ４０は、その内部に着脱自在に内蔵される電池８を有する。この電池８の負極端子は電気接点５４ｆに接続される。電池８の正極端子は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６および電気接点５４ａに接続され、レンズ鏡筒４２に内蔵されるＡＦ駆動回路３０および防振駆動回路２０に電圧を供給可能になっている。ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、ボディＣＰＵ２に電圧を供給可能にすると共に、電気接点５４ｅを介してレンズＣＰＵ９にも電圧を供給可能になっている。
【００２２】
レンズ鏡筒４２は、レンズＣＰＵ９を有している。レンズＣＰＵ９には、ＡＦ駆動回路３０、ＡＦエンコーダ処理回路３２、角速度センサ３、防振駆動回路２０、レンズ位置検出回路２２などが接続されている。レンズ鏡筒４２には、上記の他に、防振アクチュエータ２１、ＡＦアクチュエータ３１、変倍レンズ群２０１、ブレ補正レンズ群２０２、ＡＦレンズ群２０３、焦点距離レンズ群２０４などが具備してある。
【００２３】
カメラボディ４０内に配置してあるミラー４６は、光軸Ｚ方向から入射した光束を反射して不図示のファインダーに像を導くためのもので、サブミラー４６ａは、ミラー４６を透過した光束を反射してＡＦセンサ（たとえばＣＣＤセンサ）７２に導く。ＡＦセンサ７２は、フォーカスが合っているか否かを検出する。ミラー４６およびサブミラー４６ａは、撮像素子４への露光時に不図示のミラー駆動部（たとえばＤＣモータ）により駆動され、露光中は光路から退避する。
【００２４】
ボディＣＰＵ２は、ＡＦセンサ７２におけるデフォーカス量を算出し、さらにレンズ駆動量Ｓｏ（ＡＦレンズ群２０３のＺ軸方向への移動距離および移動速度）に変換する。もし、被写体が動体である場合には、公知の方法でボディＣＰＵ２が像面移動速度を演算し、被写体移動による像面移動を予想してレンズ駆動量Ｓｏを算出する。
【００２５】
レンズ駆動量Ｓｏは、電気接点５４ｂ〜５４ｄを介してレンズＣＰＵ９へ送信され、レンズＣＰＵ９がレンズ駆動量Ｓｏに基づき駆動ゲインＳを算出し、ＡＦアクチュエータ３１を制御する。ＡＦアクチュエータ３１は、レンズＣＰＵ９によって演算された駆動ゲインＳに基づいてＡＦレンズ群２０３の駆動を行い、被写体像を撮像素子４に合焦させる。駆動ゲインＳは、レンズ駆動量Ｓｏと姿勢補正係数Ａｇとによって演算される（図４にて詳述する）。
【００２６】
ＡＦレンズ群２０３の駆動機構にはエンコーダ（不図示）が設けられており、ＡＦレンズ群２０３の位置を検出可能になっている。エンコーダの出力値がＡＦエンコーダ処理回路３２に入力され、ＡＦエンコーダ処理回路３２の出力値を考慮して、レンズＣＰＵ９にてＡＦレンズ群２０３の制御量が演算されるため、ＡＦレンズ群２０３のフィードバック制御が可能になっている。
【００２７】
防振駆動回路２０は防振アクチュエータ２１に接続してあり、角速度センサ３の出力値に基づいてブレ補正レンズ群２０２を駆動制御可能になっている。ブレ補正レンズ群２０２の位置情報は、レンズ位置検出回路２２を介してレンズＣＰＵ９に入力され、フィードバック制御が可能になっている。ブレ補正についての詳細は、以下に述べる。
【００２８】
図２に示すように、本実施形態では、レンズ鏡筒４２にブレ補正機構が備えられている。カメラ１００のブレ補正は、通常、Ｘ軸回りに回転するピッチングと、Ｙ軸回りに回転するヨーイングとの２つの運動に対して行われる。
【００２９】
カメラ１００のブレ運動は、レンズ鏡筒４２に内蔵されるＸ軸角速度センサ３ｘ，Ｙ軸角速度センサ３ｙから構成される角速度センサ３によりモニタされる。Ｘ軸角速度センサ３ｘは、ピッチングブレ検出用の角速度計であり、Ｙ軸角速度センサ３ｙは、ヨーイングブレ検出用の角速度計である。なお、角速度センサ３は、Ｘ軸回りおよびＹ軸回りのブレを検出する一体の２軸角速度センサでもよい。
【００３０】
この角速度センサ３は撮影時のブレを検出し、図１に示すレンズＣＰＵ９に検出信号を出力する。レンズＣＰＵ９は、図１に示す防振駆動回路２０（ＶＣＭ２０２ｘ，２０２ｙ）を駆動するために用いられるブレ補正レンズ群２０２の目標駆動位置の情報を演算する。その演算結果を基に、レンズＣＰＵ９は、図２に示すＶＣＭ（ボイスコイルモータ）２０２ｘ，２０２ｙを制御する。これらのＶＣＭ２０２ｘ，２０２ｙは、ブレを打ち消す方向にブレ補正レンズ群２０２を駆動する。このようにしてブレ補正が行われる。なお、ブレ補正レンズ群２０２の駆動機構はＶＣＭに限定されず、その他のアクチュエータを用いることができる。
【００３１】
次に、図３に示すフローチャートに基づいて、図１に示すボディＣＰＵ２の動作について説明を行う。まず、図３に示すステップＳ１にて、図１に示すボディＣＰＵ２が不図示のレリーズスイッチの半押しを検出することにより、ＡＦ制御が開始される。
【００３２】
ステップＳ２にて、図１に示すボディＣＰＵ２は、姿勢センサ１の出力値に基づきカメラ１００（レンズ鏡筒４２）の姿勢情報Ｐ１を演算し、電気接点５４ｂ〜５４ｄを介して、レンズＣＰＵ９に姿勢情報Ｐ１を送信する。ボディＣＰＵ２は、図５に示すタイミングｔ２ごとに図１に示す姿勢センサ１からカメラ１００（レンズ鏡筒４２）の姿勢に関する情報を読み出している。図５に示すタイミングｔ１は、図１に示すボディＣＰＵ２が、電気接点５４ｂ〜５４ｄを介してボディＣＰＵ２から姿勢情報Ｐ１をレンズＣＰＵ３へ送信するタイミングであり、ボディＣＰＵ２が姿勢センサ１にアクセスするタイミングｔ２の整数倍になっている。すなわち、ボディＣＰＵ２は、レンズＣＰＵ９に対して姿勢情報Ｐ１を間引いて送信している。図５の点線は間引かれた姿勢情報Ｐ１を示している。例えば、図示の実施例では、ボディＣＰＵ２からレンズＣＰＵ９に送信される姿勢情報が１／５に間引かれている。
【００３３】
図１に示すステップＳ３にて、図１に示すボディＣＰＵ２は、ＡＦセンサ７２の出力値を基にＡＦレンズ群２０３のレンズ駆動量Ｓｏを演算する。そして、図３に示すステップＳ４にて、図１に示すボディＣＰＵ２は、レンズＣＰＵ９へレンズ駆動量Ｓｏを送信する。
【００３４】
図３に示すステップＳ５にて、図１に示すボディＣＰＵ２は、ＡＦセンサ７２の出力値を基に、ＡＦレンズ群２０３が駆動され合焦したか否かを判定する。図３に示すステップＳ５にて合焦していると判定された場合には、ステップＳ６に進み、ＡＦ動作を終了する。ステップＳ５にて、合焦していないと判定された場合にはステップＳ３に戻り、レンズ駆動量Ｓｏの演算（ステップＳ３）およびレンズ駆動量Ｓｏの送信（ステップＳ４）を繰り返す。
【００３５】
次に、図４に示すフローチャートに基づいて、図１に示すレンズＣＰＵ９の動作について説明を行う。
【００３６】
まず、図４に示すステップＳ１１にて、図１に示すレンズＣＰＵ９がボディＣＰＵ２から姿勢情報Ｐ１を受信する。次に、図４に示すステップＳ１２にて、図１に示すレンズＣＰＵ９がボディＣＰＵ２からレンズ駆動量Ｓｏを受信する。
【００３７】
図１に示すレンズＣＰＵ９は、図１および図２に示すＸ軸角速度センサ３ｘ，Ｙ軸角速度センサ３ｙの出力信号Ｐ２を図５に示すタイミングｔ３ごとに受信する。図４に示すステップＳ１３にて、図１に示すレンズＣＰＵ９は、図４に示すステップＳ１１にて受信済みの姿勢情報Ｐ１を基に、角度情報である角速度センサ３の出力信号Ｐ２を加味して、現在のレンズ鏡筒４２の仮想姿勢データを演算する。図１に示すレンズＣＰＵ９は、図５に示すタイミングｔ３毎に角速度センサ３から出力信号Ｐ２を読み出し、その出力信号に時間を掛けることにより、タイミングｔ３ごとに図１に示すレンズ鏡筒４２が何度傾いたかを演算する。仮想姿勢データの演算にあたって、Ｘ軸角速度センサ３ｘとＹ軸角速度センサ３ｙに重力方向の重み付けを行う。
【００３８】
すなわち、図２に示すカメラ１００が正位置の時にロール方向の回転角度０°、ピッチ方向の回転角度０°とすると、カメラ１００が例えばロール方向の回転角度０°であることが予め姿勢情報Ｐ１から分かっていれば、Ｘ軸角速度センサ３ｘが重力方向の姿勢検出を１００％負担する。図２に示すカメラ１００が例えばロール方向の回転角度４５°であることが予め姿勢情報Ｐ１から分かっていれば、Ｘ軸角速度センサ３ｘが重力方向の姿勢検出を５０％負担し、Ｙ軸角速度センサ３ｙが重力方向の姿勢検出を５０％負担する。
【００３９】
図４に示すステップＳ１４にて、図１に示すレンズＣＰＵ９は、ステップＳ１３にて得られた仮想姿勢データに基づき姿勢補正係数Ａｇを演算する。姿勢補正係数Ａｇは、図４に示すステップＳ１５でＡＦレンズ群２０３の駆動ゲインＳを求めるために必要なパラメータである。姿勢補正係数Ａｇは、図１に示すカメラ１００が正位置の時にＡｇ＝１とする。例えばレンズ鏡筒４２が重力下向きでＡＦレンズ群２０３を重力下方向に移動させる時に、Ａｇは１以下の値をとり、図１に示すＡＦレンズ群２０３の自重によりＡＦレンズ群２０３の移動が早まるのを防止する。また、例えばレンズ鏡筒４２が重力上向きでＡＦレンズ群２０３を重力上方向に移動させる時に、Ａｇは１以上の値をとり、ＡＦレンズ群２０３の自重によりＡＦレンズ群２０３の移動が遅れるのを防止する。
【００４０】
次に、図４に示すステップ１５に進み、図１に示すレンズＣＰＵ９は、ＡＦレンズ群２０３の駆動ゲインＳを演算する。駆動ゲインＳは、以下の数１にて示すことができる。
【００４１】
（数１） Ｓ＝Ｓｏ×Ａｇ
【００４２】
数１に示すように、ステップＳ１２にて図１に示すレンズＣＰＵ９が受信したレンズ駆動量Ｓｏに対し、図４に示すステップＳ１４にて得られた姿勢補正係数Ａｇを掛けることにより、レンズＣＰＵ９は、駆動ゲインＳを演算する。
【００４３】
ステップＳ１６にて、図１に示すレンズＣＰＵ９は、図４に示すステップＳ１５にて得られた駆動ゲインＳに基づいて、図１に示すＡＦアクチュエータ３１を駆動制御する。
【００４４】
図４に示すステップＳ１７にて、図１に示すレンズＣＰＵ９は、図５に示すタイミングｔ３毎に受信する角速度センサ３の出力値Ｐ２が、前回受信時に比べて変化しているか否かを判定する。出力値Ｐ２が変化したと判定された場合にはステップＳ１３に戻り、図１に示すレンズＣＰＵ９が、ステップＳ１１にて受信済みの姿勢情報Ｐ１を基に、角度情報である角速度センサ３の出力信号Ｐ２を加味して、現在のカメラ１００の仮想姿勢データを演算する。
【００４５】
図４に示すステップＳ１７にて、図１に示す角速度センサ３の出力値Ｐ２が前回受信時に比べて変化していないと判定された場合にはステップＳ１８に進む。ステップＳ１８にて、図１に示すレンズＣＰＵ９は、ＡＦエンコーダ処理回路３２の出力値を受信し、目標パルス数に達したか否かを判定する。
【００４６】
図４に示すステップＳ１８にて、目標パルス数に達したと判定された場合にはステップＳ１９に進み、次回のＡＦ動作命令に備えて待機する。ステップＳ１８にて、目標パルス数に達したと判定されなかった場合にはステップＳ１６に戻り、図１に示すレンズＣＰＵ９は、目標パルス数に達するまでＡＦアクチュエータ３１に駆動信号を出力する。
【００４７】
上述した一連のＡＦ制御動作において、図５に示すタイミングｔ１毎に、図１に示すレンズＣＰＵ９が姿勢情報Ｐ１を更新する。レンズＣＰＵ９は、更新した姿勢情報Ｐ１に基づいて、角度情報である角速度センサ３の出力信号Ｐ２を加味して、現在のカメラ１００の仮想姿勢データを演算する。図５に示すように、第２信号である角速度センサ３の出力信号Ｐ２が更新されるタイミングｔ３は、第１信号である姿勢情報Ｐ１が更新されるタイミングよりも短い。
【００４８】
上述したように、まず、レンズＣＰＵ９が、ボディＣＰＵ２から姿勢情報Ｐ１を受信する。その後に、レンズＣＰＵ９はレンズ鏡筒４２の振れに対応する角速度センサ３の出力信号Ｐ２を用いて姿勢情報Ｐ１を補正し、レンズ鏡筒４２の姿勢に対応する駆動ゲインＳを出力する。この駆動ゲインＳに基づいてＡＦレンズ群２０３が駆動される。レンズＣＰＵ９は、ボディＣＰＵ２から受信した姿勢情報Ｐ１を基に角速度センサ３の出力信号Ｐ２の相対的な変化を加味することにより仮想の姿勢データを算出し、レンズ鏡筒４２の姿勢の変化に応じ、ＡＦレンズ群２０３の駆動力を変化させることができる。したがって、レンズ鏡筒４２内に姿勢に関するセンサを別途設けることなく、レンズ鏡筒４２が有する角速度センサ３を用いて、低コストでレンズ鏡筒４２の姿勢を考慮した正確なＡＦ制御を行うことが可能となる。また、姿勢情報Ｐ１を常時受けとる必要がなく、通信データ量が膨大になることもない。また、間引かれた姿勢情報Ｐ１の分だけ、出力信号Ｐ２を用いた補正（補完）が可能であるため、好適な制御が可能となる。
【００４９】
レンズＣＰＵ９は、ＡＦアクチュエータ３１を制御するよりも前に姿勢情報Ｐ１を受信済みの状態なので、姿勢情報Ｐ１を基にして、リアルタイムに角速度センサ３の出力信号Ｐ２の相対的な変化を加味することができ、レンズ鏡筒４２の姿勢を考慮した正確なＡＦ制御をリアルタイムに行うことができる。
【００５０】
なお、図１に示すボディＣＰＵ２は、ＡＦアクチュエータ３１の動作中には、図５に示すタイミングｔ１に関わらず姿勢情報Ｐ１をレンズＣＰＵ９に送信しなくても良い。レンズＣＰＵ９が姿勢情報Ｐ１を受信してから合焦動作が完了するまでの間は、ボディＣＰＵ２は姿勢情報Ｐ１を出力しないので、カメラボディ４０からレンズ鏡筒４２へ送信する姿勢情報Ｐ１の通信量が膨大とならず、必要最小限にすることができる。そのため、カメラボディ４０とレンズ鏡筒４２との間における他のデータ通信に支障を及ぼすこともない。
【００５１】
なお、本実施形態では、図１に示すＡＦセンサ７２を用いて位相差検出方式のオートフォーカスを行っても良いし、撮像素子４の出力結果を基にオートフォーカスを行っても良い。
【００５２】
また、本実施形態では、図１に示す角速度センサ３の出力値からレンズＣＰＵ９が仮想姿勢データを演算したが、角速度センサ３の出力値以外の信号に基づき姿勢データを演算しても良い。たとえば防振アクチュエータ２１（図２に示すＶＣＭ２０２ｘ，２０２ｙ）の駆動信号波形からレンズＣＰＵ９が仮想姿勢データを演算しても良い。防振アクチュエータ２１の駆動信号波形は、角速度センサ３の出力値に対応しているからである。
【００５３】
本実施形態に係るレンズ鏡筒を有するカメラとしては、図１に示すようなレンズ交換式カメラに限定されず、レンズ鏡筒４２とカメラボディ４０とが一体のカメラであってもよく、カメラの種類は特に限定されない。また、本実施形態に係るレンズ鏡筒は、スチルカメラに限らず、ビデオカメラなどの光学機器にも適用できる。
【符号の説明】
【００５４】
１…姿勢センサ
２…ボディＣＰＵ
３…角速度センサ
３ｘ…Ｘ軸角速度センサ
３ｙ…Ｙ軸角速度センサ
９…レンズＣＰＵ
３０…ＡＦアクチュエータ
３１…ＡＦアクチュエータ
４０…カメラボディ
４２…レンズ鏡筒
２０３…ＡＦレンズ群
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ鏡筒および光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
オートフォーカス（ＡＦ）機能を備えたカメラでは、一般にレンズ鏡筒に備えられたレンズＣＰＵがＡＦレンズの駆動制御を行う。従来では、レンズ鏡筒の姿勢を考慮せずにＡＦを行っていたために、レンズを重力方向に駆動させた場合や、反重力方向に駆動させた場合などに、レンズの自重の影響を受けてしまい、理想的な合焦制御を行うことが困難であった。
【０００３】
なお、カメラボディ側に姿勢センサを設けてレンズＣＰＵに姿勢データを常に送信し続けるか、レンズ鏡筒側に姿勢センサを設けてレンズＣＰＵに姿勢データを送信することで、合焦制御を向上させる技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、ボディ側の姿勢センサからレンズＣＰＵに姿勢データを常に送信し続ける場合には、姿勢データのデータ量が膨大となり、ボディ−レンズ鏡筒間の他のデータ通信に支障を及ぼす虞がある。一方で、レンズ鏡筒側に姿勢センサを設ける場合には、コストが増大してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−５０２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、好適な撮影をすることが可能なレンズ鏡筒および光学機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係るレンズ鏡筒（４２）は、
レンズ鏡筒（４２）に含まれる光学系の少なくとも一部を駆動する駆動部（３１）と、
前記レンズ鏡筒（４２）の姿勢に対応する第１信号（Ｐ１）を受信する受信部（９）と、
前記受信部（９）が前記第１信号（Ｐ１）を受信したタイミングとは異なるタイミングで、前記レンズ鏡筒（４２）の振れを検出し前記レンズ鏡筒（４２）の振れに対応する第２信号（Ｐ２）を出力する振れ検出部（３，３ｘ，３ｙ）と、
前記第２信号（Ｐ２）を用いて前記第１信号（Ｐ１）を補正し前記レンズ鏡筒（４２）の姿勢に対応する補正信号（Ｓ）を出力する補正部（９）と、
前記補正信号（Ｓ）を用いて前記駆動部（３１）を制御する制御部（９）とを含む。
【０００８】
例えば、第１信号（Ｐ１）を受信したタイミングとは異なるタイミングとは、第１信号（Ｐ１）を受信した後である。まず、受信部が、レンズ鏡筒の外部から姿勢に関する第１信号を受信する。その後に、補正部はレンズ鏡筒の振れに対応する第２信号を用いて第１信号を補正し、レンズ鏡筒の姿勢に対応する補正信号を出力する。この補正信号に基づいて光学系が駆動される。制御部は、レンズ鏡筒の外部から受信した第１信号を基に第２信号の相対的な変化を加味することにより仮想の姿勢データを算出し、レンズ鏡筒の姿勢の変化に応じ、光学系の駆動力を変化させることができる。したがって、レンズ鏡筒内に姿勢に関するセンサを別途設けることなく、レンズ鏡筒が有する振れ検出部を用いて、低コストでレンズ鏡筒の姿勢を考慮した正確なＡＦ制御を行うことが可能となる。また、第１信号を常時受けとる必要がなく、通信データ量が膨大になることもない。
【０００９】
レンズ鏡筒（４２）は、光学系を駆動させる駆動部（３１）と、実際の姿勢に関する第１信号（Ｐ１）を受けとることが可能な受信部（９）と、レンズの傾きに関する第２信号（Ｐ２）を出力する振れ検出部（３，３ｘ，３ｙ）と、前記第１信号（Ｐ１）と前記第２信号（Ｐ２）とを用いて、仮想姿勢データを算出し、前記仮想姿勢データに基づき前記駆動部（３１）の駆動力を補正する補正部（９）とを有しても良い。前記振れ検出部（３，３ｘ，３ｙ）が角速度センサであっても良い。前記駆動部（３１）がオートフォーカスを行うためのアクチュエータであっても良い。
【００１０】
前記受信部（９）は、前記レンズ鏡筒（４２）が接続されるカメラボディ（４０）から前記第１信号（Ｐ１）を受信しても良い。前記補正部（９）が、前記駆動部（３１）を制御する前に前記第１信号（Ｐ１）を受信しても良い。前記制御部（９）は、前記駆動部（３１）に前記光学系の合焦動作をさせるための制御が可能であり、前記受信部（９）は、前記制御部（９）が前記駆動部（３１）に合焦動作をさせるための制御をする前に、前記第１信号（Ｐ１）を受信しても良い。
【００１１】
制御部は、駆動部を制御するよりも前に第１信号を受信済みの状態なので、第１信号を基にして、例えばリアルタイムに第２信号の相対的な変化を加味することができ、レンズ鏡筒の姿勢を考慮した正確なＡＦ制御を例えばリアルタイムに行うことができる。
【００１２】
前記カメラボディ（４０）は、前記第１信号（Ｐ１）を前記受信部（９）に出力した後、合焦動作をさせるための制御信号（Ｓ）を前記受信部（９）に出力し、前記制御信号（Ｓ）を出力した後、合焦動作が完了するまで前記第１信号（Ｐ１）を前記受信部（９）に出力しなくても良い。本発明に係るカメラシステムは、上記のレンズ鏡筒（４２）と、ボディ側の制御部（２）とを含み、前記ボディ側の制御部（２）は、前記駆動部（３１）の動作中には前記第１信号（Ｐ１）を送信しなくても良い。
【００１３】
受信部が第１信号を受信してから合焦動作が完了するまでの間は、ボディ側の制御部は第１信号を出力しないので、カメラボディからレンズ鏡筒へ送信する第１信号の通信量が膨大とならず、必要最小限にすることができる。そのため、カメラボディとレンズ鏡筒との間における他のデータ通信に支障を及ぼすこともない。
【００１４】
前記制御部（９）は、前記補正信号に応じて、前記駆動部（３１）が前記光学系を駆動する駆動力が変化するように制御しても良い。
【００１５】
前記第１信号（Ｐ１）は、前記カメラボディ（４０）の姿勢に対応する角度情報であり、前記第２信号（Ｐ２）は、前記レンズ鏡筒（４２）の振れに対応する角速度情報であっても良い。前記第２信号（Ｐ２）を用いて、前記光学系による像の振れを補正する振れ補正部（２１）を有しても良い。すなわち、前記振れ補正部（２１）が前記第２信号（Ｐ２）に応じてブレ補正を行っても良い。
【００１６】
本発明に係る光学機器は、上記のレンズ鏡筒（４２）と、前記レンズ鏡筒（４２）に接続されるカメラボディ（４０）とを含む。
【００１７】
なお、上述の説明では、本発明をわかりやすく説明するために、実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明は、これに限定されるものでない。後述の実施形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させてもよい。更に、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るカメラのブロック回路図である。
【図２】図２は、図１に示す角速度センサを含む振れ補正機構の概念図である。
【図３】図３は、ボディＣＰＵの作動を示すフローチャートである。
【図４】図４は、レンズＣＰＵの作動を示すフローチャートである。
【図５】図５は、信号検出タイミングを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
まず、図１に基づき、本発明の一実施形態に係るレンズ鏡筒を有するカメラの全体構成について説明する。カメラ１００は、レンズ鏡筒４２とカメラボディ４０とを有している。図１に示すように、カメラボディ４０には、レンズ鏡筒４２が着脱自在に装着される。なお、カメラ１００の説明においては、図１および図２等に示すように、光軸Ｚおよびカメラボディ４０の底面４０ａと垂直な方向をＹ軸方向、Ｚ軸およびＹ軸に直交する方向をＸ軸方向として説明を行う。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、相互に垂直になっている。
【００２０】
図１に示すカメラボディ４０には、撮像素子４が固定されている。撮像素子４からＺ軸方向に、ミラー４６、変倍レンズ群２０１、ブレ補正レンズ群２０２、ＡＦレンズ群２０３、焦点距離レンズ群２０４が、この順に配置されている。
【００２１】
カメラボディ４０は、ボディＣＰＵ２を有している。ボディＣＰＵ２は、電気接点５４ｂ〜５４ｄを介してレンズＣＰＵ９と通信可能になっている。ボディＣＰＵ２には、ＡＦセンサ７２、姿勢センサ１などが接続されている。カメラボディ４０は、その内部に着脱自在に内蔵される電池８を有する。この電池８の負極端子は電気接点５４ｆに接続される。電池８の正極端子は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６および電気接点５４ａに接続され、レンズ鏡筒４２に内蔵されるＡＦ駆動回路３０および防振駆動回路２０に電圧を供給可能になっている。ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、ボディＣＰＵ２に電圧を供給可能にすると共に、電気接点５４ｅを介してレンズＣＰＵ９にも電圧を供給可能になっている。
【００２２】
レンズ鏡筒４２は、レンズＣＰＵ９を有している。レンズＣＰＵ９には、ＡＦ駆動回路３０、ＡＦエンコーダ処理回路３２、角速度センサ３、防振駆動回路２０、レンズ位置検出回路２２などが接続されている。レンズ鏡筒４２には、上記の他に、防振アクチュエータ２１、ＡＦアクチュエータ３１、変倍レンズ群２０１、ブレ補正レンズ群２０２、ＡＦレンズ群２０３、焦点距離レンズ群２０４などが具備してある。
【００２３】
カメラボディ４０内に配置してあるミラー４６は、光軸Ｚ方向から入射した光束を反射して不図示のファインダーに像を導くためのもので、サブミラー４６ａは、ミラー４６を透過した光束を反射してＡＦセンサ（たとえばＣＣＤセンサ）７２に導く。ＡＦセンサ７２は、フォーカスが合っているか否かを検出する。ミラー４６およびサブミラー４６ａは、撮像素子４への露光時に不図示のミラー駆動部（たとえばＤＣモータ）により駆動され、露光中は光路から退避する。
【００２４】
ボディＣＰＵ２は、ＡＦセンサ７２におけるデフォーカス量を算出し、さらにレンズ駆動量Ｓｏ（ＡＦレンズ群２０３のＺ軸方向への移動距離および移動速度）に変換する。もし、被写体が動体である場合には、公知の方法でボディＣＰＵ２が像面移動速度を演算し、被写体移動による像面移動を予想してレンズ駆動量Ｓｏを算出する。
【００２５】
レンズ駆動量Ｓｏは、電気接点５４ｂ〜５４ｄを介してレンズＣＰＵ９へ送信され、レンズＣＰＵ９がレンズ駆動量Ｓｏに基づき駆動ゲインＳを算出し、ＡＦアクチュエータ３１を制御する。ＡＦアクチュエータ３１は、レンズＣＰＵ９によって演算された駆動ゲインＳに基づいてＡＦレンズ群２０３の駆動を行い、被写体像を撮像素子４に合焦させる。駆動ゲインＳは、レンズ駆動量Ｓｏと姿勢補正係数Ａｇとによって演算される（図４にて詳述する）。
【００２６】
ＡＦレンズ群２０３の駆動機構にはエンコーダ（不図示）が設けられており、ＡＦレンズ群２０３の位置を検出可能になっている。エンコーダの出力値がＡＦエンコーダ処理回路３２に入力され、ＡＦエンコーダ処理回路３２の出力値を考慮して、レンズＣＰＵ９にてＡＦレンズ群２０３の制御量が演算されるため、ＡＦレンズ群２０３のフィードバック制御が可能になっている。
【００２７】
防振駆動回路２０は防振アクチュエータ２１に接続してあり、角速度センサ３の出力値に基づいてブレ補正レンズ群２０２を駆動制御可能になっている。ブレ補正レンズ群２０２の位置情報は、レンズ位置検出回路２２を介してレンズＣＰＵ９に入力され、フィードバック制御が可能になっている。ブレ補正についての詳細は、以下に述べる。
【００２８】
図２に示すように、本実施形態では、レンズ鏡筒４２にブレ補正機構が備えられている。カメラ１００のブレ補正は、通常、Ｘ軸回りに回転するピッチングと、Ｙ軸回りに回転するヨーイングとの２つの運動に対して行われる。
【００２９】
カメラ１００のブレ運動は、レンズ鏡筒４２に内蔵されるＸ軸角速度センサ３ｘ，Ｙ軸角速度センサ３ｙから構成される角速度センサ３によりモニタされる。Ｘ軸角速度センサ３ｘは、ピッチングブレ検出用の角速度計であり、Ｙ軸角速度センサ３ｙは、ヨーイングブレ検出用の角速度計である。なお、角速度センサ３は、Ｘ軸回りおよびＹ軸回りのブレを検出する一体の２軸角速度センサでもよい。
【００３０】
この角速度センサ３は撮影時のブレを検出し、図１に示すレンズＣＰＵ９に検出信号を出力する。レンズＣＰＵ９は、図１に示す防振駆動回路２０（ＶＣＭ２０２ｘ，２０２ｙ）を駆動するために用いられるブレ補正レンズ群２０２の目標駆動位置の情報を演算する。その演算結果を基に、レンズＣＰＵ９は、図２に示すＶＣＭ（ボイスコイルモータ）２０２ｘ，２０２ｙを制御する。これらのＶＣＭ２０２ｘ，２０２ｙは、ブレを打ち消す方向にブレ補正レンズ群２０２を駆動する。このようにしてブレ補正が行われる。なお、ブレ補正レンズ群２０２の駆動機構はＶＣＭに限定されず、その他のアクチュエータを用いることができる。
【００３１】
次に、図３に示すフローチャートに基づいて、図１に示すボディＣＰＵ２の動作について説明を行う。まず、図３に示すステップＳ１にて、図１に示すボディＣＰＵ２が不図示のレリーズスイッチの半押しを検出することにより、ＡＦ制御が開始される。
【００３２】
ステップＳ２にて、図１に示すボディＣＰＵ２は、姿勢センサ１の出力値に基づきカメラ１００（レンズ鏡筒４２）の姿勢情報Ｐ１を演算し、電気接点５４ｂ〜５４ｄを介して、レンズＣＰＵ９に姿勢情報Ｐ１を送信する。ボディＣＰＵ２は、図５に示すタイミングｔ２ごとに図１に示す姿勢センサ１からカメラ１００（レンズ鏡筒４２）の姿勢に関する情報を読み出している。図５に示すタイミングｔ１は、図１に示すボディＣＰＵ２が、電気接点５４ｂ〜５４ｄを介してボディＣＰＵ２から姿勢情報Ｐ１をレンズＣＰＵ３へ送信するタイミングであり、ボディＣＰＵ２が姿勢センサ１にアクセスするタイミングｔ２の整数倍になっている。すなわち、ボディＣＰＵ２は、レンズＣＰＵ９に対して姿勢情報Ｐ１を間引いて送信している。図５の点線は間引かれた姿勢情報Ｐ１を示している。例えば、図示の実施例では、ボディＣＰＵ２からレンズＣＰＵ９に送信される姿勢情報が１／５に間引かれている。
【００３３】
図１に示すステップＳ３にて、図１に示すボディＣＰＵ２は、ＡＦセンサ７２の出力値を基にＡＦレンズ群２０３のレンズ駆動量Ｓｏを演算する。そして、図３に示すステップＳ４にて、図１に示すボディＣＰＵ２は、レンズＣＰＵ９へレンズ駆動量Ｓｏを送信する。
【００３４】
図３に示すステップＳ５にて、図１に示すボディＣＰＵ２は、ＡＦセンサ７２の出力値を基に、ＡＦレンズ群２０３が駆動され合焦したか否かを判定する。図３に示すステップＳ５にて合焦していると判定された場合には、ステップＳ６に進み、ＡＦ動作を終了する。ステップＳ５にて、合焦していないと判定された場合にはステップＳ３に戻り、レンズ駆動量Ｓｏの演算（ステップＳ３）およびレンズ駆動量Ｓｏの送信（ステップＳ４）を繰り返す。
【００３５】
次に、図４に示すフローチャートに基づいて、図１に示すレンズＣＰＵ９の動作について説明を行う。
【００３６】
まず、図４に示すステップＳ１１にて、図１に示すレンズＣＰＵ９がボディＣＰＵ２から姿勢情報Ｐ１を受信する。次に、図４に示すステップＳ１２にて、図１に示すレンズＣＰＵ９がボディＣＰＵ２からレンズ駆動量Ｓｏを受信する。
【００３７】
図１に示すレンズＣＰＵ９は、図１および図２に示すＸ軸角速度センサ３ｘ，Ｙ軸角速度センサ３ｙの出力信号Ｐ２を図５に示すタイミングｔ３ごとに受信する。図４に示すステップＳ１３にて、図１に示すレンズＣＰＵ９は、図４に示すステップＳ１１にて受信済みの姿勢情報Ｐ１を基に、角度情報である角速度センサ３の出力信号Ｐ２を加味して、現在のレンズ鏡筒４２の仮想姿勢データを演算する。図１に示すレンズＣＰＵ９は、図５に示すタイミングｔ３毎に角速度センサ３から出力信号Ｐ２を読み出し、その出力信号に時間を掛けることにより、タイミングｔ３ごとに図１に示すレンズ鏡筒４２が何度傾いたかを演算する。仮想姿勢データの演算にあたって、Ｘ軸角速度センサ３ｘとＹ軸角速度センサ３ｙに重力方向の重み付けを行う。
【００３８】
すなわち、図２に示すカメラ１００が正位置の時にロール方向の回転角度０°、ピッチ方向の回転角度０°とすると、カメラ１００が例えばロール方向の回転角度０°であることが予め姿勢情報Ｐ１から分かっていれば、Ｘ軸角速度センサ３ｘが重力方向の姿勢検出を１００％負担する。図２に示すカメラ１００が例えばロール方向の回転角度４５°であることが予め姿勢情報Ｐ１から分かっていれば、Ｘ軸角速度センサ３ｘが重力方向の姿勢検出を５０％負担し、Ｙ軸角速度センサ３ｙが重力方向の姿勢検出を５０％負担する。
【００３９】
図４に示すステップＳ１４にて、図１に示すレンズＣＰＵ９は、ステップＳ１３にて得られた仮想姿勢データに基づき姿勢補正係数Ａｇを演算する。姿勢補正係数Ａｇは、図４に示すステップＳ１５でＡＦレンズ群２０３の駆動ゲインＳを求めるために必要なパラメータである。姿勢補正係数Ａｇは、図１に示すカメラ１００が正位置の時にＡｇ＝１とする。例えばレンズ鏡筒４２が重力下向きでＡＦレンズ群２０３を重力下方向に移動させる時に、Ａｇは１以下の値をとり、図１に示すＡＦレンズ群２０３の自重によりＡＦレンズ群２０３の移動が早まるのを防止する。また、例えばレンズ鏡筒４２が重力上向きでＡＦレンズ群２０３を重力上方向に移動させる時に、Ａｇは１以上の値をとり、ＡＦレンズ群２０３の自重によりＡＦレンズ群２０３の移動が遅れるのを防止する。
【００４０】
次に、図４に示すステップ１５に進み、図１に示すレンズＣＰＵ９は、ＡＦレンズ群２０３の駆動ゲインＳを演算する。駆動ゲインＳは、以下の数１にて示すことができる。
【００４１】
（数１） Ｓ＝Ｓｏ×Ａｇ
【００４２】
数１に示すように、ステップＳ１２にて図１に示すレンズＣＰＵ９が受信したレンズ駆動量Ｓｏに対し、図４に示すステップＳ１４にて得られた姿勢補正係数Ａｇを掛けることにより、レンズＣＰＵ９は、駆動ゲインＳを演算する。
【００４３】
ステップＳ１６にて、図１に示すレンズＣＰＵ９は、図４に示すステップＳ１５にて得られた駆動ゲインＳに基づいて、図１に示すＡＦアクチュエータ３１を駆動制御する。
【００４４】
図４に示すステップＳ１７にて、図１に示すレンズＣＰＵ９は、図５に示すタイミングｔ３毎に受信する角速度センサ３の出力値Ｐ２が、前回受信時に比べて変化しているか否かを判定する。出力値Ｐ２が変化したと判定された場合にはステップＳ１３に戻り、図１に示すレンズＣＰＵ９が、ステップＳ１１にて受信済みの姿勢情報Ｐ１を基に、角度情報である角速度センサ３の出力信号Ｐ２を加味して、現在のカメラ１００の仮想姿勢データを演算する。
【００４５】
図４に示すステップＳ１７にて、図１に示す角速度センサ３の出力値Ｐ２が前回受信時に比べて変化していないと判定された場合にはステップＳ１８に進む。ステップＳ１８にて、図１に示すレンズＣＰＵ９は、ＡＦエンコーダ処理回路３２の出力値を受信し、目標パルス数に達したか否かを判定する。
【００４６】
図４に示すステップＳ１８にて、目標パルス数に達したと判定された場合にはステップＳ１９に進み、次回のＡＦ動作命令に備えて待機する。ステップＳ１８にて、目標パルス数に達したと判定されなかった場合にはステップＳ１６に戻り、図１に示すレンズＣＰＵ９は、目標パルス数に達するまでＡＦアクチュエータ３１に駆動信号を出力する。
【００４７】
上述した一連のＡＦ制御動作において、図５に示すタイミングｔ１毎に、図１に示すレンズＣＰＵ９が姿勢情報Ｐ１を更新する。レンズＣＰＵ９は、更新した姿勢情報Ｐ１に基づいて、角度情報である角速度センサ３の出力信号Ｐ２を加味して、現在のカメラ１００の仮想姿勢データを演算する。図５に示すように、第２信号である角速度センサ３の出力信号Ｐ２が更新されるタイミングｔ３は、第１信号である姿勢情報Ｐ１が更新されるタイミングよりも短い。
【００４８】
上述したように、まず、レンズＣＰＵ９が、ボディＣＰＵ２から姿勢情報Ｐ１を受信する。その後に、レンズＣＰＵ９はレンズ鏡筒４２の振れに対応する角速度センサ３の出力信号Ｐ２を用いて姿勢情報Ｐ１を補正し、レンズ鏡筒４２の姿勢に対応する駆動ゲインＳを出力する。この駆動ゲインＳに基づいてＡＦレンズ群２０３が駆動される。レンズＣＰＵ９は、ボディＣＰＵ２から受信した姿勢情報Ｐ１を基に角速度センサ３の出力信号Ｐ２の相対的な変化を加味することにより仮想の姿勢データを算出し、レンズ鏡筒４２の姿勢の変化に応じ、ＡＦレンズ群２０３の駆動力を変化させることができる。したがって、レンズ鏡筒４２内に姿勢に関するセンサを別途設けることなく、レンズ鏡筒４２が有する角速度センサ３を用いて、低コストでレンズ鏡筒４２の姿勢を考慮した正確なＡＦ制御を行うことが可能となる。また、姿勢情報Ｐ１を常時受けとる必要がなく、通信データ量が膨大になることもない。また、間引かれた姿勢情報Ｐ１の分だけ、出力信号Ｐ２を用いた補正（補完）が可能であるため、好適な制御が可能となる。
【００４９】
レンズＣＰＵ９は、ＡＦアクチュエータ３１を制御するよりも前に姿勢情報Ｐ１を受信済みの状態なので、姿勢情報Ｐ１を基にして、リアルタイムに角速度センサ３の出力信号Ｐ２の相対的な変化を加味することができ、レンズ鏡筒４２の姿勢を考慮した正確なＡＦ制御をリアルタイムに行うことができる。
【００５０】
なお、図１に示すボディＣＰＵ２は、ＡＦアクチュエータ３１の動作中には、図５に示すタイミングｔ１に関わらず姿勢情報Ｐ１をレンズＣＰＵ９に送信しなくても良い。レンズＣＰＵ９が姿勢情報Ｐ１を受信してから合焦動作が完了するまでの間は、ボディＣＰＵ２は姿勢情報Ｐ１を出力しないので、カメラボディ４０からレンズ鏡筒４２へ送信する姿勢情報Ｐ１の通信量が膨大とならず、必要最小限にすることができる。そのため、カメラボディ４０とレンズ鏡筒４２との間における他のデータ通信に支障を及ぼすこともない。
【００５１】
なお、本実施形態では、図１に示すＡＦセンサ７２を用いて位相差検出方式のオートフォーカスを行っても良いし、撮像素子４の出力結果を基にオートフォーカスを行っても良い。
【００５２】
また、本実施形態では、図１に示す角速度センサ３の出力値からレンズＣＰＵ９が仮想姿勢データを演算したが、角速度センサ３の出力値以外の信号に基づき姿勢データを演算しても良い。たとえば防振アクチュエータ２１（図２に示すＶＣＭ２０２ｘ，２０２ｙ）の駆動信号波形からレンズＣＰＵ９が仮想姿勢データを演算しても良い。防振アクチュエータ２１の駆動信号波形は、角速度センサ３の出力値に対応しているからである。
【００５３】
本実施形態に係るレンズ鏡筒を有するカメラとしては、図１に示すようなレンズ交換式カメラに限定されず、レンズ鏡筒４２とカメラボディ４０とが一体のカメラであってもよく、カメラの種類は特に限定されない。また、本実施形態に係るレンズ鏡筒は、スチルカメラに限らず、ビデオカメラなどの光学機器にも適用できる。
【符号の説明】
【００５４】
１…姿勢センサ
２…ボディＣＰＵ
３…角速度センサ
３ｘ…Ｘ軸角速度センサ
３ｙ…Ｙ軸角速度センサ
９…レンズＣＰＵ
３０…ＡＦアクチュエータ
３１…ＡＦアクチュエータ
４０…カメラボディ
４２…レンズ鏡筒
２０３…ＡＦレンズ群
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ鏡筒に含まれる光学系の少なくとも一部を駆動する駆動部と、
前記レンズ鏡筒の姿勢に対応する第１信号を受信する受信部と、
前記受信部が前記第１信号を受信したタイミングとは異なるタイミングで、前記レンズ鏡筒の振れを検出し前記レンズ鏡筒の振れに対応する第２信号を出力する振れ検出部と、
前記第２信号を用いて前記第１信号を補正し前記レンズ鏡筒の姿勢に対応する補正信号を出力する補正部と、
前記補正信号を用いて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】
請求項１に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記受信部は、前記レンズ鏡筒が接続されるカメラボディから前記第１信号を受信することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項３】
請求項２に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記第１信号は、前記カメラボディの姿勢に対応する角度情報であり、
前記第２信号は、前記レンズ鏡筒の振れに対応する角速度情報であることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項４】
請求項１から請求項３までの何れか１項に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記第２信号を用いて、前記光学系による像の振れを補正する振れ補正部を有することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項５】
請求項１から請求項４までの何れか１項に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記制御部は、前記駆動部に前記光学系の合焦動作をさせるための制御が可能であり、
前記受信部は、前記制御部が前記駆動部に合焦動作をさせるための制御をする前に、前記第１信号を受信することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項６】
請求項１から請求項５までの何れか１項に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記制御部は、前記補正信号に応じて、前記駆動部が前記光学系を駆動する駆動力が変化するように制御することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項７】
請求項１から請求項６までの何れか１項に記載されたレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒に接続されるカメラボディとを含むことを特徴とする光学機器。
【請求項８】
請求項７に記載された光学機器であって、
前記カメラボディは、前記第１信号を前記受信部に出力した後、合焦動作をさせるための制御信号を前記受信部に出力し、前記制御信号を出力した後、合焦動作が完了するまで前記第１信号を前記受信部に出力しないことを特徴とする光学機器。
【請求項１】
レンズ鏡筒に含まれる光学系の少なくとも一部を駆動する駆動部と、
前記レンズ鏡筒の姿勢に対応する第１信号を受信する受信部と、
前記受信部が前記第１信号を受信したタイミングとは異なるタイミングで、前記レンズ鏡筒の振れを検出し前記レンズ鏡筒の振れに対応する第２信号を出力する振れ検出部と、
前記第２信号を用いて前記第１信号を補正し前記レンズ鏡筒の姿勢に対応する補正信号を出力する補正部と、
前記補正信号を用いて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】
請求項１に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記受信部は、前記レンズ鏡筒が接続されるカメラボディから前記第１信号を受信することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項３】
請求項２に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記第１信号は、前記カメラボディの姿勢に対応する角度情報であり、
前記第２信号は、前記レンズ鏡筒の振れに対応する角速度情報であることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項４】
請求項１から請求項３までの何れか１項に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記第２信号を用いて、前記光学系による像の振れを補正する振れ補正部を有することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項５】
請求項１から請求項４までの何れか１項に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記制御部は、前記駆動部に前記光学系の合焦動作をさせるための制御が可能であり、
前記受信部は、前記制御部が前記駆動部に合焦動作をさせるための制御をする前に、前記第１信号を受信することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項６】
請求項１から請求項５までの何れか１項に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記制御部は、前記補正信号に応じて、前記駆動部が前記光学系を駆動する駆動力が変化するように制御することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項７】
請求項１から請求項６までの何れか１項に記載されたレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒に接続されるカメラボディとを含むことを特徴とする光学機器。
【請求項８】
請求項７に記載された光学機器であって、
前記カメラボディは、前記第１信号を前記受信部に出力した後、合焦動作をさせるための制御信号を前記受信部に出力し、前記制御信号を出力した後、合焦動作が完了するまで前記第１信号を前記受信部に出力しないことを特徴とする光学機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２７７７４（Ｐ２０１１−２７７７４Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７０１８１（Ｐ２００９−１７０１８１）
【出願日】平成２１年７月２１日（２００９．７．２１）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２１日（２００９．７．２１）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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