JP2008020834A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズを現在位置から目標位置へ移動させる際に、高速かつ正確に移動させることができるレンズ駆動装置を提供する。
【解決手段】レンズ２０４を駆動させるモータ２０３と、モータ２０３の駆動量に基づいて又は直接レンズの位置を検出するエンコーダー２０６と、レンズ２０４の目標位置を取得し位置検出部で検出されたレンズ２０４の位置に基づいてレンズ２０４が目標位置に到達するようにモータ２０３を制御するレンズマイコン２０１とを備え、レンズマイコン２０１は、エンコーダー２０６で検出されたレンズ２０４の現在位置から目標位置までの距離が、制御可能な最小の移動量よりも小さい場合、レンズ２０４を、その制御可能な最小の移動量よりも大きい量だけ一旦移動させた後、目標位置への移動制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルスチルカメラなどの撮像装置に搭載されるレンズを駆動制御するレンズ駆動装置に関する。

近年のデジタルスチルカメラのほとんどには、自動制御により被写体に焦点を合わせるオートフォーカス（以下、ＡＦと称する）機能が搭載されている。ＡＦ機能は、レンズ鏡筒内に光軸方向へ移動可能なＡＦレンズを配し、そのＡＦレンズを光軸方向へ所定量移動させて焦点位置を調節し、焦点を合わせる機能である。

ＡＦ機能において、ＡＦレンズを駆動させるには、一般的にステッピングモータが用いられる。ステッピングモータは、入力されるパルス電力に同期して回転子をパルス駆動させることができるため、回転子の回転角を正確に制御することができる。すなわち、ＡＦレンズの移動量を高精度に制御することができる。しかしながらステッピングモータは比較的高価であるため、安価な直流モータ（以下ＤＣモータと称する）でＡＦレンズを駆動させる構成が提案されている（例えば特許文献１参照）。

ＤＣモータは、入力される電流や電圧に比例したトルクや回転速度で回転子を回転させることができるが、回転を停止させる際、モータへの印加電流を遮断しても回転子は慣性により回転を続け、正確な位置（回転角）で停止させることが困難である。よって、ＤＣモータでＡＦレンズを駆動させると、ＡＦレンズを正確な位置で停止させるのが困難で、高精度な合焦を行うことができない。

また、モータによって駆動される駆動系メカニズムには、「バックラッシュ」と呼ばれる方向性を持った機械的ガタツキ（以下、ガタツキと称する）が発生することが多い。ＡＦレンズの駆動系にこのようなガタツキがあると、たとえモータの駆動を高精度に制御しても、ＡＦレンズを正確な位置で停止させるのが困難で、高精度な合焦を行うことができない。

特許文献１には、沈胴式撮像装置の電源投入時にＤＣモータを正転及び逆転させて鏡筒を移動させ、ＤＣモータのガタツキ量を検出し、検出したガタツキ量に基づいてＤＣモータにおけるガタツキを補正しながら、レンズを駆動させる構成が開示されている。
特開２００１−２０８９４８号公報

しかしながら特許文献１に開示された構成は、撮像装置の電源投入時のみ、ガタツキ量を検出し、検出したガタツキ量に応じてレンズの駆動制御を行っているが、レンズの駆動及び停止を繰り返している間に、検出したガタツキ量と実際のガタツキ量との間でズレが生じ、正確なレンズ位置制御を行うことができなくなるという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑み、レンズを目標位置へ正確に移動させることができるレンズ駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成のレンズ駆動装置は、レンズを駆動させる駆動部と、前記駆動部の駆動量に基づいて、又は直接、前記レンズの位置を検出する位置検出部と、前記レンズの目標位置を取得し、前記位置検出部で検出された前記レンズの位置に基づいて前記レンズが前記目標位置に到達するように前記駆動部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記位置検出部で検出された前記レンズの現在位置から前記目標位置までの距離が、制御可能な最小の移動量よりも小さい場合、前記レンズを、その制御可能な最小の移動量よりも大きい量だけ一旦移動させた後、前記目標位置への移動制御を行うものである。

また、本発明の第２の構成のレンズ駆動装置は、レンズを駆動させる駆動部と、前記駆動部の駆動量に基づいて、又は直接、前記レンズの位置を検出する位置検出部と、前記レンズの目標位置を取得し、前記位置検出部で検出された前記レンズの位置に基づいて前記レンズが前記目標位置に到達するように前記駆動部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記レンズが移動後停止した後、その停止位置から前記取得した目標位置へと向かう方向が、前記停止前のレンズ移動方向に対して反対方向である場合、前記レンズを、前記停止位置から前記目標位置までの距離に、前記レンズの移動に伴って生じ得る最大のバックラッシュよりも大きい量を加えた量だけ、一旦前記目標位置に近づく方向に移動させるものである。

本発明のレンズ駆動装置は、レンズを正確に目標位置へ到達させることができる。

本発明の第１の構成のレンズ駆動装置は、前記制御部は、前記レンズが移動後停止した後、その停止位置から前記取得した目標位置へと向かう方向が、前記停止前のレンズ移動方向に対して同一方向であって、その停止位置から前記目標位置までの距離が制御可能な最小の移動量よりも小さい場合、前記レンズを、その制御可能な最小の移動量よりも大きく、かつ、前記レンズの移動に伴って生じ得る最大のバックラッシュよりも小さい量だけ一旦前記目標位置から遠ざかる方向に移動させた後、前記目標位置への移動制御を行うように構成してもよい。この構成によれば、フォーカスレンズを正確に目標位置へ到達させることができるとともに、フォーカスレンズを現在位置から目標位置へ移動させる際に、フォーカスレンズの無駄な移動を抑えているため、合焦動作に伴う画像の変化が少なく、品位を向上させることができる。

また、第２の構成のレンズ駆動装置は、前記制御部は、前記レンズを、前記停止位置から前記目標位置までの距離Ｎｕｍに、前記レンズの移動に伴って生じ得る最大のバックラッシュよりも大きい量ｗを加えた量ｙだけ、前記目標位置に近づく方向である第１の方向に移動させ、前記第１の方向の反対方向である第２の方向へ、前記量ｗだけ移動させる構成とすることができる。これにより、複雑なレンズ駆動制御を伴うことなく、レンズを目標位置へ到達できる可能性を高めることができる。

また、前記制御部は、前記レンズを、前記停止位置から前記目標位置までの距離に第１の量を加えた量だけ、前記目標位置に近づく方向に移動させた後、前記レンズが前記目標位置に位置するかを確認し、前記レンズが前記目標位置になく前記目標位置を超えた位置にある場合、その時の前記レンズの位置から前記目標位置までの距離に前記第１の量より小さい第２の量を加えた量だけ、前記目標位置に近づく方向に移動させる構成とすることができる。これにより、レンズの駆動動作において、長時間ハンチング状態が続くことを回避できる。

（実施の形態１）
〔１．全体構成及び基本動作〕
図１は、本発明の実施の形態１にかかるレンズ駆動装置が搭載されているカメラシステムの構成を示す図である。なお、本実施の形態では、レンズ駆動装置が搭載されているカメラシステムの一例として、デジタル一眼レフカメラシステムを挙げて説明する。

デジタル一眼レフカメラシステムは、ボディユニット１と、ボディユニット１に対して着脱交換可能なレンズユニット２とから構成される。

図１において、ボディユニット１は、ボディユニット制御部１０１、焦点検出部１０２、メインミラー１０３、サブミラー１０４、ペンタプリズム１０５、接眼レンズ１０６、第１の接点１０７、撮像素子１０８、シャッター１０９、信号処理部１１０、表示部１１１、記録部１１２、操作部１１３、撮像素子駆動部１１４、焦点板１１５を備えている。

ボディユニット制御部１０１は、ボディユニット１内の動作シーケンスをコントロールする。また、ボディユニット制御部１０１は、本実施の形態ではマイクロコンピューターで構成されているため、以下の説明では「ボディマイコン」と称する。また、ボディマイコン１０１は、第１の接点１０７及び第２の接点２０７を介してレンズユニット制御部（以下、レンズマイコンと称する）２０１に接続され、レンズマイコン２０１との間で各種データや制御信号の通信を行っており、レンズマイコン２０１から各種レンズデータなどの情報を受信したり、レンズマイコン２０１に対して各種命令を送信したりすることができる。また、ボディマイコン１０１は、焦点検出部１０２で検出された焦点位置情報に基づき、デフォーカス量（合焦位置からのズレ量）を検出する。また、ボディマイコン１０１は、信号処理部１１０との間で各種データや制御信号の通信を行うことができる。また、ボディマイコン１０１は、ユーザーによって操作部１１３に入力された情報が入力され、入力される情報に応じた各種命令や制御を行う。また、ボディマイコン１０１は、操作部１１３によって撮影命令が入力された際に、シャッター１０９の動作制御を行う。また、ボディマイコン１０１は、撮像素子駆動部１１４に対して、露光制御などを行うことができる。

焦点検出部（以下、ＡＦセンサーと称する）１０２は、入射される光学画像を結像し、光電変換する光電変換素子で構成されている。ＡＦセンサー１０２は、例えばラインセンサーやＣＭＯＳセンサーなどで構成されている。ＡＦセンサー１０２は、結像した光学画像の焦点位置を検出し、その検出結果をボディマイコン１へ出力している。

メインミラー１０３は、半透過ミラーで構成され、光軸３上においてレンズユニット２の次段に配されている。また、メインミラー１０３は、入射される光学画像を焦点板１１５側へ反射するとともに。サブミラー１０４側へ透過している。なお、メインミラー１０３は、別途設けられたメカニズム制御部（不図示）によって、例えば上方へ退避可能な構造になっており、撮影時にメインミラー１０３を退避させることで、入射される光学画像を撮像素子１０８に導くことができる。

サブミラー１０４は、光軸３上においてメインミラー１０３の次段に配され、入射される光学画像を焦点検出部１０２側へ反射している。なお、サブミラー１０４は、別途設けられたメカニズム制御部（不図示）によって、例えば上方へ退避可能な構造になっており、撮影時にサブミラー１０４を退避させることで、入射される光学画像を撮像素子１０８に導くことができる。

ペンタプリズム１０５は、光軸３上において焦点板１１５の次段に配され、焦点板１１５に結像された光学画像を内部で反射させ、正立画像を得る。

接眼レンズ１０６は、ボディユニット１の背面（撮影者側の面）に配されているビューファインダー内に配され、撮影時にユーザーが覗き込んで、光学画像を目視確認することができる。

第１の接点１０７は、レンズユニット２の第２の接点２０７と電気的に接続可能であり、第２の接点２０７と接続されている状態で、ボディユニット１とレンズユニット２との間でデータ通信を行うことができる。

撮像素子１０８は、入射される光学画像を撮像し、電気信号に変換して出力する。なお、撮像素子１０８は、ＣＣＤイメージセンサーやＣＭＯＳイメージセンサー等で構成される。

シャッター１０９は、サブミラー１０４と撮像素子１０８との間に配され、ボディマイコン１０１からの制御によって開閉動作するものである。シャッター１０９は、撮影待機時は閉じた状態になっており、撮像素子１０８へ光が入射されないようにしている。そして、撮影動作時は、ボディマイコン１からの制御により所定のシャッター速度に応じた時間開いて、光学画像を撮像素子１０８へ入射させている。

信号処理部１１０は、撮像素子１０８で撮像された画像や、記録部１１２において情報媒体から読み出されたデジタル画像の信号処理を行う。信号処理としては、例えばノイズ除去、ホワイトバランス調整、ＹＣ処理（輝度信号、色差信号の処理）、圧縮伸張処理などである。具体的な信号処理の内容は、周知であるため省略する。また、信号処理部１１０は、撮像素子１０８で撮像された画像を記録部１１２を介して情報媒体に記録させることができる。また、信号処理部１１０は、撮像された画像や情報媒体から読み出された画像などを、表示部１０５に表示させることができる。なお、本実施の形態では、信号処理部１１０は、デジタル信号処理マイクロコンピューターにて構成されている。

表示部１１１は、２〜３インチ程度の液晶ディスプレイで構成され、ボディユニット１の背面（接眼レンズ１０６が配されている面）に配されている。また、表示部１１１は、本カメラシステムで撮影された画像、情報媒体に記録されている画像、ＯＳＤ（オンスクリーンディスプレイ）による撮影日時や撮影枚数などの各種情報を、表示させることができる。なお、表示部１１１は、液晶ディスプレイに限らず、ＥＬ（electro-luminescent）素子など他のディスプレイで構成されていてもよい。

記録部１１２は、信号処理部１１０から出力される画像データなどの各種情報信号を情報媒体に記録したり、情報媒体に記録されている画像データなどの各種情報信号を読み出すことができる。情報媒体は、ボディユニット１に内蔵された半導体メモリーやハードディスクドライブで構成されていてもよいし、ボディユニット１に着脱可能な半導体メモリーカードや光ディスクなどで構成されていてもよい。本実施の形態では、ボディユニット１に着脱可能な半導体メモリーカードとした。

操作部１１３は、レリーズボタン、ズームスイッチ、電源スイッチ、シャッタースピード設定ダイアルなど、本カメラシステムを操作するために必要な操作手段が含まれている。操作部１１３が操作された際、その操作内容の情報はボディマイコン１０１へ出力される。

撮像素子駆動部１１４は、ボディマイコン１０１からの制御により、撮像素子１０８を駆動させることができる。例えば、撮像素子１０８がＣＣＤイメージセンサーで構成されている場合は、撮像素子１０８における露光制御、垂直転送、水平転送、信号増幅など動作制御を行っている。

焦点板１１５は、光軸３上においてメインミラー１０３の次段に配され、レンズユニット２を介して入射される光学画像を結像する。

図１において、レンズユニット２は、ボディユニット１に着脱可能である。レンズユニット２は、レンズマイコン２０１、ドライブ回路２０２、モータ２０３、フォーカスレンズ２０４、位置センサー２０５、エンコーダ２０６、第２の接点２０７、対物レンズ２０８を備えている。なお、レンズユニット２内には、フォーカスレンズ２０４及び対物レンズ２０８の他に、入射される光学画像を変倍させるズームレンズや、いわゆる光学式手振れ補正を行うことができる補正レンズなどのレンズを、光軸３上に備えていてもよいが、本実施の形態では説明を簡単にするためにフォーカスレンズ２０４及び対物レンズ２０８のみ図示した。

レンズマイコン２０１は、ドライブ回路２０２、位置センサー２０５、エンコーダ２０６、第２の接点２０７と接続されている。また、レンズマイコン２０１は、第１の接点１０７及び第２の接点２０７を介して、ボディマイコン１０１との間でデータ通信を行うことができる。また、レンズマイコン２０１は、メモリーが内蔵され、そのメモリーにレンズユニット２のレンズ情報が記録されている。レンズ情報とは、レンズの明るさを示すＦナンバーや、ズーム倍率、設定可能な絞り値など、レンズユニット２のスペックに関する情報である。

ドライブ回路２０２は、レンズマイコン２０１からの指示により、モータ２０３を駆動制御する。本実施の形態では、モータ２０３はＤＣモータで構成されているため、レンズマイコン２０１から送信されるレンズ移動量情報に応じた電圧または電流がモータ２０３に印加されるよう制御している。

モータ２０３は、本実施の形態ではＤＣモータで構成され、印加される電圧または電流の大きさに応じた回転速度で駆動する。モータ２０３が駆動することにより、フォーカスレンズ２０４を矢印ＡまたはＢ方向に移動させることができる。なお、ＤＣモータは、ステッピングモータや超音波モータに比べて安価であるため、コストダウンに貢献することができる。また、ＤＣモータは、印加される電圧の大きさに対して、回転特性が比例する特性を持つ。したがって、ＤＣモータを高速回転させる際は高い電圧を印加させ、低速回転させる際は低い電圧を印加させる。本実施の形態では、５Ｖの電圧を印加した時に、最大回転速度にて駆動するＤＣモータを用いている。なお、本実施の形態では、モータ２０３はＤＣモータで構成されているが、ステッピングモータで構成してもよく、ステッピングモータで構成することで高精度が回転制御を行うことができる。

フォーカスレンズ２０４は、鏡筒内における光軸３上に配置され、矢印ＡまたはＢに示す方向へ移動させることにより、焦点位置を微調整して光学画像を合焦させることができる。フォーカスレンズ２０４の移動制御は、モータ２０３からの駆動力に基づいて行われる。

位置センサー２０５は、フォーカスレンズ２０４の光軸方向における位置を検出することができる。位置センサー２０５は、例えば磁気センサーで構成されている。なお、本実施の形態では、位置センサー２０５における位置検出動作は、フォーカスレンズ２０４が停止している時のみ行われる構成としているが、例えばコンティニアスＡＦ機能（レリーズボタンを連続的に半押し状態にしている時に、連続的に合焦動作を行わせる機能）を動作させている時はフォーカスレンズ２０４の移動中にも検出動作が行われる。検出された位置情報は、レンズマイコン２０１へ出力される。

第２の接点２０７は、ボディユニット１の第１の接点１０７と電気的に接続されている状態で、ボディユニット１とレンズユニット２との間でデータ通信などを行うことができる。なお、第１の接点１０７と第２の接点２０７は、レンズユニット２をボディユニット１に装着させた時に、互いに電気的に接触する状態になるような位置に配されている。

エンコーダ２０６は、モータ２０３の回転子の回転速度などを検出することができる。エンコーダ２０６は、具体的には、図８（ａ）に示すように、モータ２０３の主軸２５１に固定され多数のスリット２５５が形成されているパルス円板２５４と、パルス円板２５４の裏面側に配されている発光ダイオード２５２と、スリット２５５を挟んで発光ダイオード２５２に対向する位置に配されているフォトセンサー２５３と、フォトセンサー２５３における検出信号をアナログ／デジタル変換（以下Ａ／Ｄ変換と称する）してパルスを生成するパルス生成部２５６と、パルス生成部２５６で生成されたパルス数をカウントし回転速度や回転数などを算出する演算部２５７とから構成されている。

図８（ａ）において、モータ２０３を駆動させると、主軸２５１及びパルス円板２５４が矢印Ｃまたはその逆方向に回転される。それとともに、発光ダイオード２５２を発光させると、フォトセンサー２５３はスリット２５５を通った発光ダイオード２５２の光を受光して、光電変換して電気信号を出力する。パルス生成部２５６は、フォトセンサー２５３から出力される電気信号をＡ／Ｄ変換し、図８（ｂ）や図８（ｃ）に示すようなパルスを出力する。なお、スリット２５５はパルス円板２５４において一定間隔おきに形成されているため、パルス生成部２５６においては、フォトセンサー２５３が光を受光した時のみＨｉｇｈとなるパルスが生成される。したがって、パルス生成部２５６で生成されるパルスは、モータ２０３の回転速度が低ければ図８（ｂ）に示すように周期は長くなり、モータ２０３の回転速度が高ければ図８（ｃ）に示すように周期は短くなる。演算部２５７は、パルス生成部２５６で生成されたパルスをカウントしパルス数の情報を出力するとともに、単位時間当たりのパルス数をカウントし、モータ２０３の回転数や回転速度を算出することができる。演算部２５７で算出されたパルス数や回転速度などの情報は、レンズマイコン２０１へ出力される。

以下、動作について説明する。

図１において、被写体側から光軸３に沿って入射される光学画像は、レンズユニット２における対物レンズ２０８や、フォーカスレンズ２０４などのレンズ群を通して、メインミラー１０３で上方へ曲げられ、焦点板１１５で結像される。結像された光学画像は、現時点では反転画像になっており、ペンタプリズム１０５の内部を反射することで正立画像が得られる。撮影者は、接眼レンズ１０６を通して、正立画像を視認することができる。また、被写体側から入射される光学画像の一部は、メインミラー１０３を透過し、サブミラー１０４にて下方へ曲げられ、ＡＦセンサー１０２へ導かれている。

次に、操作部１１３におけるレリーズボタンが、撮影者によって半分だけ押されると、ボディマイコン１０１は第１の接点１０７及び第２の接点２０７を介して、レンズマイコン２０１に対してＡＦ動作を行うよう命令する。レンズマイコン２０１は、各部を制御してフォーカスレンズ２０４を駆動させて、被写体のＡＦ動作を行う。なお、詳しいＡＦ動作については後述する。

次に、操作部１１３におけるレリーズボタンが、撮影者によって完全に押されると、ボディマイコン２０１はメカニズム制御部（不図示）を制御して、メインミラー１０３及びサブミラー１０４を、撮像素子１０８へ入射される光学画像を妨げない位置へ退避させる。次に、ボディマイコン１０１は撮像素子駆動部１１４に対して撮像命令を出力する。撮像素子駆動部１１４は、入力される撮像命令に基づき、撮像素子１０８を撮像動作させる。

次に、ボディマイコン１０１は、操作部１１３におけるシャッタースピード設定ダイアルまたはボディマイコン１０１において設定されているシャッタースピードに対応する時間、シャッター１０９を開閉動作させる。例えば、操作部１１３におけるシャッタースピード設定部において設定されているシャッタースピードが「１／２０００秒」であった場合は、ボディマイコン１０１はシャッター１０９に対して１／２０００秒間だけ開いて、光学画像が撮像素子１０８に入射されるように制御している。

シャッター１０９が所定時間開閉動作を行って、撮像素子１０８に光学画像が入射されると、撮像素子１０８（本実施の形態ではＣＣＤイメージセンサー）における光電変換素子が、入射される光に基づき電荷を出力する。出力される電荷は、撮像素子１０８における垂直転送レジスタ、水平転送レジスタ、増幅器を介して出力される。出力される電気信号は、撮像素子駆動部１１４を介して信号処理部１１０に入力される。

信号処理部１１０は、入力される電気信号に基づき、ホワイトバランス調整やＹＣ処理などを行って画像信号を生成する。生成された画像信号は、表示部１１１へ出力されて、画像信号に基づく画像を表示させることができる。すなわち、撮影された画像を撮影操作直後に表示部１１１へ表示させることができ、撮影者は表示された画像を目視確認することができる。

また、信号処理部１１０は、撮影された画像信号（アナログ信号）をデジタル変換して圧縮符号化し、画像データを生成する。生成された画像データは、記録部１１２に出力される。記録部１１２は、入力される画像データを半導体メモリカードなどの情報媒体へ記録させる。

撮影動作が終われば、ボディマイコン１０１はメカニズム制御部を制御して、メインミラー１０３とサブミラー１０４とを元の位置（図１に示す位置）へ復帰させるとともに、シャッター１０９や撮像素子駆動部１１４などの各部に対してリセット命令を出力する。

以上のように動作させることで、本実施の形態のカメラシステムで被写体画像を撮影することができる。

〔２．ＡＦ動作〕
〔2-1．ＡＦの基本動作〕
まず、ＡＦ動作の概要について説明する。

図２は、ＡＦ動作の一連の流れを示すフローチャートである。まず、操作部１１３におけるレリーズボタンが、撮影者によって半分だけ押されると（ステップＳ１）、ボディマイコン１０１はＡＦセンサー１０２から出力される焦点位置情報に基づき、デフォーカス量を検出する（ステップＳ２）。

次に、ボディマイコン１０１は、検出したデフォーカス量が所定値よりも大きいか小さいかについて判断する（ステップＳ３）。デフォーカス量が所定値よりも小さい場合は、現時点での焦点位置が合焦位置にあると判断し、ＡＦ動作を終了させる。一方、デフォーカス量が所定値よりも大きい場合は、現時点での焦点位置が合焦位置から離れていると判断し、ＡＦ動作を継続させる。

次に、ボディマイコン１０１は、検出したデフォーカス量の情報を、第１の接点１０７及び第２の接点２０７を介してレンズマイコン２０１へ送信する（ステップＳ４）。

次に、レンズマイコン２０１は、ボディマイコン１０１から送信されるデフォーカス量の情報と、位置センサー２０５から送信されるフォーカスレンズ２０４の現在位置情報とに基づき、フォーカスレンズ２０４の移動量、すなわちモータ２０３の回転量の算出を行う。モータの回転量は、パルス数として算出される（ステップＳ５）。

次に、レンズマイコン２０１は算出したパルス数に基づき、ドライブ回路２０２に対してモータ２０３を駆動させるよう命令する。ドライブ回路２０２は、レンズマイコン２０１において算出されたパルス数に基づき、モータ２０３を駆動させる。具体的には、そのパルス数に応じた電圧をモータ２０３に印加させるよう制御する。モータ２０３は、印加される電圧によって回転駆動されて、フォーカスレンズ２０４を矢印ＡまたはＢ方向へ移動させる（ステップＳ６）。

フォーカスレンズ２０４の移動中は、エンコーダ２０６でモータ２０３の回転パルスを検出している。エンコーダ２０６は、検出したパルスの情報をレンズマイコン２０１へ送信するとともに、検出したパルスに基づきモータ２０３の回転速度を算出し、その回転速度情報もレンズマイコン２０１へ送信している。

モータ２０３が、ステップＳ５で算出された回転量だけ回転駆動されると（ステップＳ７）、次にステップＳ２へ戻って、デフォーカス量の算出を行う。算出されたデフォーカス量と所定値とを比較し（ステップＳ３）、デフォーカス量が所定値よりも小さければ、フォーカスレンズ２０４が合焦位置に到達したと判断し、ＡＦ動作を終了させる。一方、デフォーカス量が所定値よりもまだ大きい場合は、デフォーカス量が所定値よりも小さくなるまでステップＳ２〜Ｓ７の処理を繰り返す。

〔2-2．レンズの現在位置と目標位置との距離が小さい場合の動作〕
〔2-2-1．基本動作〕
次に、フォーカスレンズ２０４の現在位置と目標位置との距離が小さい場合の動作について詳しく説明する。現在位置と目標位置とが小さい場合とは、図１のＡＦセンサー１０２で検出されるデフォーカス量の値が小さい場合のことである。

本実施の形態では、前述したように、エンコーダー２０６から出力されるパルスに基づいてモータ２０３の印加電圧を制御することで、フォーカスレンズ２０４の駆動制御を行っている。図４は、モータ２０３に対する印加電圧の変化、及びモータ２０３の回転速度と時間との関係を示している。図４において、タイミングｔ０〜ｔ１は、モータ２０３の印加電圧を少しずつ増加させ、モータ２０３の回転を加速させている期間である。タイミングｔ１〜ｔ２は、モータ２０３を所定の回転速度（本実施の形態では７００Ｈｚ）で安定化させている期間である。タイミングｔ２〜ｔ３は、所定回転速度で定速駆動を行っている期間である。タイミングｔ３〜ｔ４は、モータ２０３への印加電流をオフにしている期間である。各期間におけるモータ２０３の動作状態、移動パルス数、所要時間を（表１）に示す。なお、（表１）における各数値は一例である。

ＡＦ動作を行う際は、図１に示すレンズマイコン２０１は、ボディマイコン１０１からデフォーカス量の情報を取得し、その情報に基づきフォーカスレンズ２０４の現在位置から目標位置までのレンズ移動量（目標移動パルス数）を算出する。

本実施の形態では、デフォーカス量が小さい場合のレンズ移動に関する実施形態であり、例えば目標移動パルス数Ｐ１が、
９≦Ｐ１≦６８ ・・・（式１）
の場合を示している。なお、目標移動パルス数とは、フォーカスレンズ２０４を現在位置から目標位置（合焦位置）まで移動させるのに必要な、モータ２０３の回転パルス数のことである。また、目標移動パルス数Ｐ１を上記関係式に示すように設定されている根拠は、（表１）に示すように、タイミングｔ０〜ｔ１におけるパルス数Ｎ１を「３」に設定し、タイミングｔ１〜ｔ３におけるパルス数Ｎ２を「２」に設定し、タイミングｔ３〜ｔ４におけるパルス数Ｎ３を「０≦Ｎ３≦５９」に設定し、タイミングｔ４〜ｔ５におけるパルス数Ｎ４を「４」に設定し、Ｐ１をパルス数Ｎ１〜Ｎ４の総和としたからである。

このように本実施の形態では、目標移動パルス数が９〜６８のように、現在位置から目標位置までの距離（パルス数）が短い場合のＡＦ制御に関するものである。なお、上記数値は一例である。

次に、モータ２０３の速度制御について説明する。

図４において、まず、モータ２０３の駆動開始時（ｔ０）において、レンズマイコン２０１はドライブ回路２０２を制御して、モータ２０３への印加電圧を徐々に上昇させていく。具体的には、まず最初の印加電圧を１Ｖとし、５ｍｓｅｃ経過毎に０．５Ｖずつ印加電圧を上昇させていく。印加電圧を上昇させていき、モータ２０３が動作を開始したら、その時の印加電圧に所定電圧を加えた電圧を以降維持させる。本実施の形態では、印加電圧を３Ｖとした時にモータ２０３が動作を開始するので、所定電圧０．３Ｖを加えた、３．３Ｖでモータ２０３の印加電圧を維持させる。

モータ２０３が動き出して暫くしてからフォーカスレンズ２０４が動作を開始する。このタイムラグは、モータ２０３の出力軸であるウォームギアに螺合されているナットと、フォーカスレンズ２０４に間接的に固定されている支持部との接合部に生じているガタツキが原因で発生する。

レンズマイコン２０１は、モータ２０３が動き出して以降、エンコーダー２０６から出力される回転パルスをカウントするが、モータ２０３が３パルス回転すると、モータ２０３を速度制御するモードへ移行させる（図４のｔ１）。

図４のｔ１以降、モータ２０３の回転パルスが２パルスに到達するまでは、レンズマイコン２０１はドライブ回路２０２を制御して、モータ２０３の回転速度が７００Ｈｚで安定するように速度制御を行う。なお、モータ２０３の回転速度が低いため、２パルス分の時間で、十分にモータ２０３の回転速度を安定化させることができる。

次に、図４のｔ２以降、レンズマイコン２０１は、モータ２０３の回転パルスをカウントし、Ｎ１パルス（０≦Ｎ１≦５９）が経過するまで、モータ２０３を定速駆動させる。

次に、モータ２０３の回転パルスがＮ１パルス経過すれば（図４のｔ３）、レンズマイコン２０１は、ドライブ回路２０２を制御してモータ２０３への印加電圧をオフにする。これにより、モータ２０３は、慣性により回転を続け、４パルス分回転したタイミングで動作が停止する（図４のｔ４）。

次に、フォーカスレンズ２０４の駆動制御について説明する。

図３は、モータ２０３の駆動制御の流れを示しており、図２におけるステップＳ６及びＳ７の処理内容を詳細に示したものである。

まず、レンズマイコン２０１からドライブ回路２０２に、モータ２０３の回転駆動命令が出力されると、ドライブ回路２０２はモータ２０３に電圧が印加されるよう制御し、モータ２０３を駆動させる。モータ２０３が駆動されるとフォーカスレンズ２０４が、目標位置に向かって移動を開始する。この時のフォーカスレンズ２０４の移動動作を、第１のレンズ移動と称する（図３のステップＳ１１）。

次に、レンズマイコン２０１は、モータ２０３を一旦停止させる（図３のステップＳ１２）。

次に、レンズマイコン２０１は、ボディマイコン１０１から送信されるデフォーカス量と、位置センサー２０５から送信されるフォーカスレンズ２０４の現在位置情報とに基づき、目標位置までのフォーカスレンズ２０４の移動量、すなわちモータ２０３の回転量の算出を行う。モータ２０３の回転量は、パルス数として算出される（図３のステップＳ１３）。

次に、レンズマイコン２０１は、算出したパルス数が極めて小さい場合（本実施の形態ではパルス数が９未満の場合）は、現在位置が目標位置に達していると判断し、ＡＦ動作を終了させる。しかし、レンズマイコン２０１で算出されたパルス数が第１の所定値以上の場合（本実施の形態ではパルス数が９以上の場合）は、ＡＦ動作を継続させる（図３のステップＳ１４）。

また、レンズマイコン２０１で算出されたパルス数が第２の所定値以上の場合（本実施の形態では、パルス数が６９以上）は、現在位置と目標位置とが大きく離れていると判断し、ステップＳ１１に戻ってレンズ駆動を行い、現在位置を目標位置へ近づける。また、レンズマイコン２０１で算出されたパルス数が第２の所定値未満の場合は、本実施の形態の近距離ＡＦ制御を開始させる（図３のステップＳ１５）。なお、この時のフォーカスレンズ２０４の現在位置から、目標位置までのフォーカスレンズの移動量をＮｕｍとする。

次に、レンズマイコン２０１は、フォーカスレンズ２０４を現在位置から目標位置へ移動させる際の移動方向を求める。すなわち、フォーカスレンズ２０４が現在、目標位置よりも対物レンズ２０８側に位置している場合は、矢印Ｂ方向が移動方向となり、フォーカスレンズ２０４が目標位置よりも撮像素子１０８側に位置している場合は、矢印Ａ方向が移動方向となる。この時のフォーカスレンズ２０４の移動動作を、第２のレンズ移動と称する。

また、レンズマイコン２０１は、位置センサー２０５から、第１のレンズ移動時の移動方向の情報を取得する。すなわち、フォーカスレンズ２０４を現在の位置に到達させる際に、フォーカスレンズ２０４を矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向のどちらの方向に向かって移動させたのかを検出する。

次に、レンズマイコン２０１は、第１のレンズ移動における移動方向と第２のレンズ移動における移動方向とを比較し、同一方向であるか反対方向であるかを判断する（図３のステップＳ１６）。第１のレンズ移動における移動方向と第２のレンズ移動における移動方向とが同一方向である場合は、順方向駆動モード（図２のステップＳ１８及びＳ１９）へ移行され、反対方向である場合は、逆方向駆動モード（図２のステップＳ１７）へ移行される。各モードの具体動作については後述する。

なお、第１のレンズ移動における移動方向が矢印Ａ方向であるか矢印Ｂ方向であるかについて、位置センサー２０５で検出された回転方向の情報に基づいて判別される構成としたが、エンコーダー２０６から出力されるモータ２０３の駆動パルスを二相とし、両パルスの位相のズレに基づいて回転方向を検出し、検出された回転方向によってフォーカスレンズ２０４の移動方向を検出することも可能である。また、モータ２０３に印加される電圧の極性を検出して、フォーカスレンズ２０４の移動方向を検出することも可能である。

次に、順方向駆動モードへ移行される場合、レンズユニット２０１は、ドライブ回路２０２に対してフォーカスレンズ２０４を目標位置から遠ざかる方向へ移動させるよう制御する。フォーカスレンズ２０４は、ドライブ回路２０２からの制御により、現在位置から、目標位置に対して遠ざかる方向へ所定量移動される。この時のフォーカスレンズ２０４の移動量をΔｘとする（図３のステップＳ１８）。

次に、レンズユニット２０１は、ドライブ回路２０２に対してフォーカスレンズ２０４を目標位置に近づく方向へ移動させるよう制御する。フォーカスレンズ２０４は、ドライブ回路２０２からの制御により、現在位置から、目標位置に対して近づく方向へ所定量移動される。この時のフォーカスレンズ２０４の移動量は、移動量Δｘと移動量Ｎｕｍとの和である。これにより、フォーカスレンズ２０４を目標位置へ到達させ、合焦させることができる。

一方、ステップＳ１６の判断の結果、逆方向駆動モードへ移行される場合（すなわち、第１のレンズ移動時にフォーカスレンズ２０４が目標位置を一旦通過してしまった場合）は、レンズマイコン２０１は、ドライブ回路２０２に対してフォーカスレンズ２０４を目標位置に向かって移動させる。なお、逆方向駆動モードの詳しい動作については後述する。これにより、フォーカスレンズ２０４を目標位置へ到達させ、合焦させることができる。

〔2-2-2．順方向駆動モードの動作〕
次に、フォーカスレンズ２０４を順方向駆動モード（図３のステップＳ１８及びＳ１９）で駆動させて目標位置へ到達させる際の具体動作について説明する。

図５Ａ〜図５Ｄは、レンズ駆動装置において、フォーカスレンズ２０４を順方向駆動モードにおいて移動させている状態を示す模式図である。図５Ａ〜図５Ｄに示すように、レンズ駆動装置は、モータ２０３、フォーカスレンズ２０４、ウォームギア２２１、シャフト２２２、レンズホルダー２２３、支持部２２４及び２２６、ナット２２５とを備えている。なお、説明をわかりやすくするために、動作説明に不要な構成については図示を省略した。また、符号２０４ａは、フォーカスレンズ２０４の目標位置を示しており、符号２２５ａは、ナット２２５の移動前の位置を示している。

ウォームギア２２１は、モータ２０３の主軸に固定され、モータ２０３が駆動されることで回転駆動する。また、ウォームギア２２１の側面には、長手方向に螺旋状のギアが形成されており、ナット２２５が螺合されて配されている。

フォーカスレンズ２０４は、レンズホルダー２２３に保持されている。レンズホルダー２２３の上下端部には、支持部２２４及び２２６が固定されている。支持部２２４は、ナット２２５に支持され、支持部２２４とナット２２５との間には機械的ガタツキがある。支持部２２６は、シャフト２２２に移動自在に支持されている。

したがって、レンズマイコン２０１からの制御によりモータ２０３を駆動させることで、ウォームギア２２１が回転し、ナット２２５が矢印ＡまたはＢ方向へ移動される。ナット２２５には、支持部２２４を介してレンズホルダー２２３が支持され、支持部２２６がシャフト２２２に支持されているため、ナット２２５の動きに連動してフォーカスレンズ２０４を矢印Ａ方向または矢印Ｂ方向へ移動させることができる。

なお、レンズ駆動装置におけるガタツキは、支持部２２４とナット２２５との間のみに限らず各部に存在するが、説明を簡単にするために支持部２２４とナット２２５とにおけるガタツキのみを挙げて説明する。

以下、動作について説明する。

まず、図５Ａは、モータ２０３を正転駆動させて、フォーカスレンズ２０４を対物レンズ２０８側から矢印Ｂ方向へ移動させて（図３のステップＳ１１）、目標位置２０４ａの手前で停止させた状態を示している（図３のステップＳ１２）。この時の、フォーカスレンズ２０４の現在位置と目標位置２０４ａとの距離をＮｕｍとする。また、フォーカスレンズ２０４は、ナット２２５と支持部２２４との間のガタツキによって、ナット２２５に対して相対的に矢印Ａ方向へずれた位置にある。

次に、図５Ａに示す状態において、レンズマイコン２０１は、モータ２０３を逆転駆動させるよう制御して、ナット２２５を矢印Ａ方向に距離Δｘ分移動させるよう制御する。この制御により、ナット２２５は図５Ｂに示す位置へ移動される。なお、この時のナット２２５の移動量であるΔｘは、ナット２２５と支持部２２４とにおけるガタツキ量以下の値に設定されているため、ナット２２５をΔｘ分移動させてもフォーカスレンズ２０４は移動しない（図３のステップＳ１８）。

次に、図５Ｂに示す状態において、レンズマイコン２０１は、モータ２０３を正転駆動させて、ナット２２５をＮｕｍ＋Δｘ分移動させるよう制御する。すなわち、図５Ｂに示す状態においてモータ２０３を正転駆動させると、ナット２２５は図５Ｂに示す位置から矢印Ｂ方向へ移動を開始する。モータ２０３の駆動が開始され、Δｘに相当する期間は、ナット２２５及び支持部２２４におけるガタツキによって、ナット２２５のみが矢印Ｂ方向へ移動され、フォーカスレンズ２０４は移動されない。ナット２２５がΔｘ分移動され図５Ｃに示す位置に移動されると、フォーカスレンズ２０４は、ナット２２５に対して相対的に矢印Ａ方向の端部へずれた状態になる。この時、ナット２２５と支持部２２４との間には、矢印Ａ方向へのガタツキが無い状態になっている。

図５Ｃに示す状態から、さらにモータ２０３を正転駆動させると、ナット２２５が矢印Ｂ方向へ移動されるとともに、ナット２２５と支持部２２４との間に矢印Ａ方向へのガタツキが無いため、フォーカスレンズ２０４も矢印Ｂ方向へ移動される。移動完了状態を図５Ｄに示す。図５Ｃに示す状態から図５Ｄに示す状態までのナット２２５の移動量はＮｕｍであるため、フォーカスレンズ２０４は図５Ｄに示す状態で目標位置に到達している（図３のステップＳ１９）。

なお、図５Ｂに示す状態から図５Ｄに示す状態へは、モータ２０３は連続的に正転駆動され、その時のナット２２５の移動量は、図５Ｄに示すようにＮｕｍ＋Δｘである。また、図５Ｄにおける符号２２５ａは、図５Ｂにおけるナット２２５の位置を示している。

以上のように、フォーカスレンズ２０４を一旦目標位置２０４ａから遠ざかる方向へ移動させて、ナット２２５における一方向のガタツキをキャンセル（支持部２２４がナット２２５の端部に移動し、一方向のガタツキが無くなっている状態）させてから、フォーカスレンズ２０４を目標位置２０４ａへ移動させているため、フォーカスレンズ２０４を正確に目標位置２０４ａへ到達させることができる。

なお、図５Ａに示す状態において、ナット２２５を矢印Ｂ方向へ移動させることで、フォーカスレンズ２０４を目標位置２０４ａに近づけることが可能であるが、図５Ａに示す状態において支持部２２４がナット２２５に相対的端部に位置しているとは限らないため、図５Ａに示す状態からナット２２５をＮｕｍ分移動させたとしても、フォーカスレンズ２０４が目標位置２０４ａに到達しなかったり、通過してしまう可能性がある。本実施の形態では、支持部２２４とナット２２５との間のガタツキの方向を一方向のみにするために、敢えてナット２２５を矢印Ａ方向（目標位置から遠ざかる方向）へ移動させてから、目標位置へ近づけるよう移動させている。これにより、フォーカスレンズ２０４を目標位置に到達させる際のナット２２５の移動量を確保している。

〔2-2-3．逆方向駆動モードの動作（第１の動作）〕
次に、フォーカスレンズ２０４を逆方向駆動モードで駆動させて目標位置へ到達させる際の具体動作について説明する。

図６Ａ〜図６Ｆは、レンズ駆動装置において、フォーカスレンズ２０４を逆方向駆動モードに基づいて移動させている状態を示す模式図である。なお、図６Ａ〜図６Ｆに示す各構成要素及び駆動方法は、図５Ａ〜図５Ｄに示すものと同様であるため、詳細説明は省略する。

以下、動作について説明する。

まず、図６Ａに示すようにフォーカスレンズ２０４が位置している状態において、レンズマイコン２０１がモータ２０３を逆転駆動させ、フォーカスレンズ２０４が矢印Ｂ方向へ移動させて（図３のステップＳ１１）、図６Ｂに示すように目標位置２０４ａを通過した位置で停止したとする（図３のステップＳ１２）。この時の、フォーカスレンズ２０４の現在位置と目標位置２０４ａとの距離をＮｕｍとする。以降、フォーカスレンズ２０４を目標位置２０４ａへ到達させるために、逆方向駆動シーケンスを開始させる。

図６Ｂに示す状態において、レンズマイコン２０１は、モータ２０３を正転駆動させて、フォーカスレンズ２０４を矢印Ａ方向へ移動させる。この時、ナット２２５の移動量がｙとなるようにモータ２０３の駆動制御を行う。なお、移動量ｙについては後述するが、少なくともナット２２５と支持部２２４とのガタツキ量ｈ１（図６Ｃ等参照）よりも十分に大きな値に設定されている。

移動開始時は、ナット２２５と支持部２２４とにガタツキがあるため、ナット２２５のみが矢印Ａ方向へ移動し、フォーカスレンズ２０４は移動しない。ナット２２５が、ガタツキ量に相当する量（移動量ｈ１）を移動すると、図６Ｃに示す状態になる。

図６Ｃに示す状態では、支持部２２４がナット２２５の端部へ移動されて、一時的にナット２２５と支持部２２４との矢印Ｂ方向へのガタツキが無くなっている。図６Ｃに示す状態から、モータ２０３をさらに正転駆動させると、ナット２２５が矢印Ａ方向へ移動され、それに伴いフォーカスレンズ２０４が矢印Ａ方向へ移動される。

ここで、レンズマイコン２０１は、モータ２０３に対して移動量ｙ分移動するように制御しているため、フォーカスレンズ２０４は、図６Ｄに示すように目標位置２０４ａを通過し、目標位置２０４ａから距離ｗ離れた位置で停止する。この時、フォーカスレンズ２０４は、ナット２２５と支持部２２４との間のガタツキによって、ナット２２５に対して相対的に矢印Ｂ方向へずれて位置し、一時的に矢印Ｂ方向へのガタツキが無くなっている。

なお、図６Ｂにおけるナット２２５の位置（図６Ｄの符号２２５ａ）から、図６Ｄにおけるナット２２５の位置までの移動量ｙは、ナット２２５と支持部２２４との間のガタツキの量をｈ１とし、図６Ｂにおけるフォーカスレンズ２０４の現在位置と目標位置２０４ａとの距離をＮｕｍとし、図６Ｄにおけるフォーカスレンズ２０４の現在位置と目標位置２０４ａとの距離をｗとした時、
ｙ＝ｈ１＋Ｎｕｍ＋ｗ ・・・（式２）
の関係になるように設定されている。

次に、図６Ｄに示す状態において、レンズマイコン２０１は、モータ２０３を逆転駆動させて、フォーカスレンズ２０４を矢印Ｂ方向へ移動させる。この時、ナット２２５の移動量がｘとなるようにモータ２０３の駆動制御を行う。移動開始時は、ナット２２５と支持部２２４との間にガタツキがあるため、ナット２２５のみが矢印Ｂ方向へ移動し、フォーカスレンズ２０４は移動しない。ナット２２５が、ガタツキ量に相当する量ｈ２を移動すると、図６Ｅに示す状態になる。なお、ナット２２５の移動量ｘは、
ｘ＝ｈ２＋ｗ ・・・（式３）
である。なお、通常、ｈ１とｈ２とは等しい。

図６Ｅに示す状態では、支持部２２４がナット２２５の端部へ移動されて、一時的にナット２２５と支持部２２４との矢印Ａ方向へのガタツキが無くなっている。図６Ｅに示す状態から、モータ２０３がさらに逆転駆動されると、ナット２２５が矢印Ｂ方向へ移動され、それに伴いフォーカスレンズ２０４が矢印Ｂ方向へ移動される。

ナット２２５を、図６Ｅに示す位置から距離ｗ分移動させることで、フォーカスレンズ２０４が図６Ｅに示す位置から距離ｗ分移動されて、図６Ｆに示すように、フォーカスレンズ２０４を目標位置２０４ａへ到達させることができる。

以上のように、フォーカスレンズ２０４を一旦目標位置２０４ａを通過させて、ナット２２５における一方向のガタツキをキャンセル（支持部２２４がナット２２５の端部に移動し、一方向のガタツキが無くなっている状態）させてから、フォーカスレンズ２０４を目標位置２０４ａへ移動させているため、フォーカスレンズ２０４を正確に目標位置２０４ａへ到達させることができる。

〔2-2-4．逆方向駆動モードの動作（第２の動作）〕
次に、逆方向駆動モードにおける動作について、前述の第１の動作とは異なる第２の動作について説明する。

図７Ａ〜図７Ｅは、逆方向駆動モードの第２の動作におけるフォーカスレンズを駆動動作を示す模式図である。なお、図７Ａ〜図７Ｅに示す各構成要素及び駆動方法は、図５Ａ〜図５Ｄに示すものと同様であるため、詳細説明は省略する。

以下、動作について説明する。

まず、図７Ａに示すようにフォーカスレンズ２０４が位置している状態において、レンズマイコン２０１は、ボディマイコン１０１から送信されるデフォーカス量の情報と、位置センサー２０５から送信されるフォーカスレンズ２０４の現在位置情報とに基づき、モータ２０３の回転量、すなわちナット２２５の移動量ｙ１を算出する。この時、フォーカスレンズ２０４の現在位置から目標位置までの距離をＮｕｍ１とする。また、レンズマイコン２０１がモータ２０３に与える移動量ｙ１は、Ｎｕｍ１に第１の量ｘ１を加えた、
ｙ１＝Ｎｕｍ１＋ｘ１ ・・・（式４）
（但し、ｘ１＜Ｎｕｍ１）
とする。すなわち、ナット２２５を、フォーカスレンズ２０４の現在位置から目標位置までの距離Ｎｕｍ１よりも大きな距離を移動させるのである。なお、ｘ１は、ナット２２５と支持部２２４とにおけるガタツキ量よりも大きい値である。

レンズマイコン２０１は、式４によって算出した移動量ｙ１に基づきモータ２０３を逆転駆動させ、フォーカスレンズ２０４を矢印Ｂ方向へ移動させる（図３のステップＳ１１）。移動後の状態を図７Ｂに示す。

この時、ナット２２５と支持部２２４との間におけるガタツキによって、ナット２２５が移動量ｙ１を移動するのに対して、フォーカスレンズ２０４の移動量は、ｙ１よりも小さくなることが多い。フォーカスレンズ２０４の移動量が小さいと、フォーカスレンズ２０４が目標位置２０４ａの手前で停止したり、目標位置２０４ａで停止したり、目標位置２０４ａを通過した位置で停止したりすることがある。フォーカスレンズ２０４の停止位置（現在位置）は、位置センサー２０５から送信される現在位置情報に基づいて判断される。

フォーカスレンズ２０４が目標位置２０４ａの手前で停止した場合は、図３に示すレンズ順方向駆動シーケンス（ステップＳ１８、Ｓ１９）に基づいてフォーカスレンズ２０４を移動させる。フォーカスレンズ２０４が目標位置２０４ａで停止した場合は、合焦状態であると判断し、ＡＦ動作を終了させる。フォーカスレンズ２０４が目標位置２０４ａを通過した位置で停止した場合は、フォーカスレンズ２０４を、前述とは逆方向に移動させる。本項における説明では、図７Ｂに示すように目標位置２０４ａを通過した位置で停止したとする（図３のステップＳ１２）。図７Ｂに示す位置におけるフォーカスレンズ２０４の現在位置と目標位置２０４ａとの距離をＮｕｍ２とする。以降、フォーカスレンズ２０４を目標位置２０４ａへ到達させるために、逆方向駆動シーケンスを開始させる。

図７Ｂに示す状態において、レンズマイコン２０１は、ボディマイコン１０１から送信される新たなデフォーカス量の情報と、位置センサー２０５から送信されるフォーカスレンズ２０４の現在位置情報とを取得する。レンズマイコン２０１は、ボディマイコン１０１から取得した新たなデフォーカス量に相当する現在位置と目標位置との距離Ｎｕｍ２に基づき、ナット２２５の移動量ｙ２を演算する。

ｙ２＝Ｎｕｍ２＋ｘ２ ・・・（式５）
（但し、ｘ２＜Ｎｕｍ２）
すなわち、ナット２２５を、距離Ｎｕｍ２に第２の量ｘ２を加えた移動量を移動させる。なお、第２の量ｘ２と第１の量ｘ１とは、
ｘ２＜ｘ１ ・・・（式６）
の関係にある。前述したように、距離Ｎｕｍ１と第１の値ｘ１とは式４に示す関係にあるため、距離Ｎｕｍ１とＮｕｍ２とは、
Ｎｕｍ２＜Ｎｕｍ１ ・・・（式７）
の関係にある。したがって、第１の値ｘ１と第２の値ｘ２とが式６に示す関係にあると、移動量ｙ１とｙ２は、
ｙ２＜ｙ１ ・・・（式８）
の関係にある。すなわち、フォーカスレンズ２０４を、図７Ａに示す位置から図７Ｂに示す位置へ移動させた際の移動量よりも、小さい移動量で移動させるのである。

次に、レンズマイコン２０１は、算出した移動量ｙ２に基づき、モータ２０３を正転駆動してフォーカスレンズ２０４を矢印Ａ方向へ移動させる。

この時、ナット２２５と支持部２２４との間にはガタツキがあるため、モータ２０３の駆動当初はナット２２５のみが矢印Ａ方向へ移動され、実際のガタツキ量を移動した後、フォーカスレンズ２０４が矢印Ａ方向へ移動される。すなわち、前述と同様、ナット２２５と支持部２２４との間におけるガタツキによって、実際のフォーカスレンズ２０４の移動量は、ｙ２よりも小さくなることが多い。フォーカスレンズ２０４が目標位置２０４ａの手前位置２０４ｂで停止したり、目標位置２０４ａで停止したり、目標位置２０４ａを通過した位置で停止したりすることがある。フォーカスレンズ２０４の停止位置（現在位置）は、位置センサー２０５から送信される現在位置情報に基づいて判断される。

フォーカスレンズ２０４が目標位置２０４ａの手前で停止した場合は、図３に示すレンズ順方向駆動シーケンス（ステップＳ１８、Ｓ１９）に基づいてフォーカスレンズ２０４を移動させる。フォーカスレンズ２０４が目標位置２０４ａで停止した場合は、合焦状態であると判断し、ＡＦ動作を終了させる。フォーカスレンズ２０４が目標位置２０４ａを通過した位置で停止した場合は、フォーカスレンズ２０４を、前述とは逆方向に移動させる。本項では、図７Ｃに示すように、フォーカスレンズ２０４が目標位置２０４ａを通過したものとして説明する。

次に、レンズマイコン２０１は、図７Ｃに示す状態において、ボディマイコン２０１から新たなデフォーカス量を取得し、取得した新たなデフォーカス量に相当する現在位置と目標位置２０４ａとの距離をＮｕｍ２に基づき、ナット２２５の移動量ｙ３を演算する。

ｙ３＝Ｎｕｍ３＋ｘ３ ・・・（式９）
（但し、ｘ３＜Ｎｕｍ３）
すなわち、距離Ｎｕｍ３に第３の量ｘ３を加えた移動量ｙ３を移動させる。なお、第１の量ｘ１、第２の量ｘ２、第３の量ｘ３は、
ｘ３＜ｘ２＜ｘ１ ・・・（式１０）
の関係にある。前述したように、距離Ｎｕｍ１と第１の値ｘ１とは式４に示す関係にあり、距離Ｎｕｍ２と第２の値ｘ２とは式５に示す関係にあるため、距離Ｎｕｍ１、Ｎｕｍ２、Ｎｕｍ３は
Ｎｕｍ３＜Ｎｕｍ２＜Ｎｕｍ１ ・・・（式１１）
の関係にある。したがって、第１の値ｘ１、第２の値ｘ２、第３の値ｘ３が式１０に示す関係にあると、移動量ｙ１、ｙ２、ｙ３は、
ｙ３＜ｙ２＜ｙ１ ・・・（式１２）
の関係にある。すなわち、ナット２２５の移動量を徐々に減らしながら、フォーカスレンズ２０４を目標位置２０４ａへ向かって移動させるのである。

前述同様に、レンズマイコン２０１は、算出した移動量ｙ３に基づき、モータ２０３を逆転駆動させてフォーカスレンズ２０４を矢印Ｂ方向へ移動させる。移動後の状態を図７Ｄに示す。図７Ｄは、フォーカスレンズ２０４が、目標位置またはその近傍（合焦範囲内）に到達した状態を示している。フォーカスレンズ２０４が図７Ｄに示す状態になると、逆方向駆動シーケンスは終了する。

上記のように、モータ２０３へ印加する移動量を徐々に小さくすることで、フォーカスレンズ２０４は、現在位置と目標位置２０４ａとの距離を徐々に小さくしながら、目標位置２０４ａへ向かって移動する。なお、図２を参照して前述したように、フォーカスレンズ２０４の移動中は、レンズマイコン２０１はボディマイコン１０１から送信されるデフォーカス量を検出しており、デフォーカス量が所定値よりも小さくなったら、合焦状態であると判断してシーケンスを終了させている（ステップＳ３）。したがって、上記のような逆方向駆動シーケンスに基づいてフォーカスレンズ２０４を移動させている時に、デフォーカス量が所定値よりも小さくなったら、フォーカスレンズ２０４の駆動を停止させる。

以上のように逆方向駆動シーケンスの第２の動作によれば、フォーカスレンズ２０４を目標位置２０４ａへ到達させる際に、ナット２２５を、現在位置から目標位置までの距離に所定量（本実施の形態では、第１の量ｘ１、第２の量ｘ２、第３の量ｘ３）を加えた移動量を移動させるとともに、所定量を徐々に小さくさせながらフォーカスレンズ２０４の駆動制御を行うことにより、フォーカスレンズ２０４を迅速に目標位置（合焦位置）へ到達させることができる。

また、第１の量ｘ１、第２の量ｘ２、第３の量ｘ３を、ｘ３＜ｘ２＜ｘ１の関係にしたことにより、長時間、ハンチング（発振現象）状態が続くことを防止することができる。すなわち、ｘ１〜ｘ３が仮に同じ量であった場合、レンズマイコン２０１において算出される移動量ｙ１〜ｙ３の値が僅かな量づつしか下がらず、ハンチング状態が長時間続いてしまう可能性がある。本実施の形態のようにｘ１〜ｘ３の値を徐々に少なくしていくことで、ｙ１〜ｙ３の値を比較的大きく下げることができ、ハンチング状態が続く時間を短縮、あるいはハンチングの発生を無くすことができる。

なお、本実施の形態では、フォーカスレンズ２０４を３回移動させることで、目標位置２０４ａへ到達させる動作としたが、この移動回数に限定されるものではない。移動回数が少ないほど、フォーカスレンズ２０４の移動時間を短縮できるとともに、目標位置２０４ａの通過回数を減らすことができるので、ハンチング状態が続く時間を短縮、あるいはハンチングの発生を無くすことを防ぐことができる。

〔3．実施の形態の効果、他〕
以上のように本実施の形態によれば、フォーカスレンズ２０４の現在位置と目標位置（合焦位置）とが比較的近い場合、レンズ駆動メカニズムにおけるガタツキを考慮してモータ２０３の回転パルスを制御しているため、正確に目標位置へ到達させることができる。

また、フォーカスレンズ２０４を現在位置から目標位置へ移動させる際に、フォーカスレンズ２０４の無駄な移動を抑えているため、合焦動作に伴う画像の変化が少なく、品位を向上させることができる。

なお、本実施の形態のレンズ駆動装置は、フォーカスレンズを駆動させる構成としたが、ズームレンズを駆動させる構成にも適用可能である。

また、（表１）に示す移動パルス数や所要時間は一例であり、他の値であってもよい。

また、本実施の形態のＡＦ制御は、ズームの広角端から望遠端の全域に渡って実行させることが可能であるが、望遠側におけるＡＦ制御の方がフォーカスレンズの移動量が少ないため、望遠側において効果が大きい。

本発明は、フォーカスレンズやズームレンズなどのように、鏡筒内でレンズを駆動させるレンズ駆動装置に関し、デジタルスチルカメラや銀塩カメラなどの撮像装置に有用である。

実施の形態１におけるレンズ駆動装置を備えたカメラシステムの全体構成を示すブロック図 ＡＦ動作を示すフローチャート ＡＦ動作を示すフローチャート モータの印加電圧と経過時間との関係、およびモータの回転速度と経過時間との関係を示す特性図 順方向駆動シーケンスにおけるフォーカスレンズの移動経過を示す模式図 順方向駆動シーケンスにおけるフォーカスレンズの移動経過を示す模式図 順方向駆動シーケンスにおけるフォーカスレンズの移動経過を示す模式図 順方向駆動シーケンスにおけるフォーカスレンズの移動経過を示す模式図 逆方向駆動シーケンスにおけるフォーカスレンズの移動経過を示す模式図 逆方向駆動シーケンスにおけるフォーカスレンズの移動経過を示す模式図 逆方向駆動シーケンスにおけるフォーカスレンズの移動経過を示す模式図 逆方向駆動シーケンスにおけるフォーカスレンズの移動経過を示す模式図 逆方向駆動シーケンスにおけるフォーカスレンズの移動経過を示す模式図 逆方向駆動シーケンスにおけるフォーカスレンズの移動経過を示す模式図 逆方向駆動シーケンスにおけるフォーカスレンズの移動経過を示す模式図 逆方向駆動シーケンスにおけるフォーカスレンズの移動経過を示す模式図 逆方向駆動シーケンスにおけるフォーカスレンズの移動経過を示す模式図 逆方向駆動シーケンスにおけるフォーカスレンズの移動経過を示す模式図 （ａ）エンコーダの構成を示す模式図（ｂ）エンコーダから出力されるパルスを示すタイミングチャート（ｃ）エンコーダから出力されるパルスを示すタイミングチャート

符号の説明

１ ボディユニット
１０１ ボディマイコン
１０２ 焦点検出センサー
１０３ メインミラー
１０４ サブミラー
１０５ ペンタプリズム
１０６ 接眼レンズ
１０７ 第１の接点
１０８ 撮像素子
１０９ シャッター
１１０ 信号処理部
１１１ 表示部
１１２ 記録部
１１３ 操作部
１１４ 撮像素子駆動部
１１５ 焦点板
２ レンズユニット
２０１ レンズマイコン（制御部）
２０２ ドライブ回路
２０３ モータ（駆動部）
２０４ フォーカスレンズ
２０５ 位置センサー
２０６ エンコーダー（位置検出部）
２０７ 第２の接点

Claims (5)

1. レンズを駆動させる駆動部と、
   前記駆動部の駆動量に基づいて、又は直接、前記レンズの位置を検出する位置検出部と、
   前記レンズの目標位置を取得し、前記位置検出部で検出された前記レンズの位置に基づいて前記レンズが前記目標位置に到達するように前記駆動部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記位置検出部で検出された前記レンズの現在位置から前記目標位置までの距離が、制御可能な最小の移動量よりも小さい場合、
   前記レンズを、その制御可能な最小の移動量よりも大きい量だけ一旦移動させた後、前記目標位置への移動制御を行う、
   レンズ駆動装置。
2. 前記制御部は、
   前記レンズが移動後停止した後、その停止位置から前記取得した目標位置へと向かう方向が、前記停止前のレンズ移動方向に対して同一方向であって、その停止位置から前記目標位置までの距離が制御可能な最小の移動量よりも小さい場合、
   前記レンズを、その制御可能な最小の移動量よりも大きく、かつ、前記レンズの移動に伴って生じ得る最大のバックラッシュよりも小さい量だけ一旦前記目標位置から遠ざかる方向に移動させた後、前記目標位置への移動制御を行う、
   請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. レンズを駆動させる駆動部と、
   前記駆動部の駆動量に基づいて、又は直接、前記レンズの位置を検出する位置検出部と、
   前記レンズの目標位置を取得し、前記位置検出部で検出された前記レンズの位置に基づいて前記レンズが前記目標位置に到達するように前記駆動部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記レンズが移動後停止した後、その停止位置から前記取得した目標位置へと向かう方向が、前記停止前のレンズ移動方向に対して反対方向である場合、
   前記レンズを、前記停止位置から前記目標位置までの距離に、前記レンズの移動に伴って生じ得る最大のバックラッシュよりも大きい量を加えた量だけ、一旦前記目標位置に近づく方向に移動させる、
   レンズ駆動装置。
4. 前記制御部は、
   前記レンズを、
   前記停止位置から前記目標位置までの距離Ｎｕｍに、前記レンズの移動に伴って生じ得る最大のバックラッシュよりも大きい量ｗを加えた量ｙだけ、前記目標位置に近づく方向である第１の方向に移動させ、
   前記第１の方向の反対方向である第２の方向へ、前記量ｗだけ移動させる、
   請求項３に記載のレンズ駆動装置。
5. 前記制御部は、
   前記レンズを、前記停止位置から前記目標位置までの距離に第１の量を加えた量だけ、前記目標位置に近づく方向に移動させた後、
   前記レンズが前記目標位置に位置するかを確認し、
   前記レンズが前記目標位置になく前記目標位置を超えた位置にある場合、その時の前記レンズの位置から前記目標位置までの距離に前記第１の量より小さい第２の量を加えた量だけ、前記目標位置に近づく方向に移動させる、
   請求項３に記載のレンズ駆動装置。

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