JP2013073030A - 撮像装置および撮像装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学系の位置を検出し、かつ、光学系の駆動機構の小型化を図ることが可能な撮像装置を提供する。
【解決手段】圧縮コイルばねで光学系の駆動範囲内に弾性的に釣り合い支持されたＡＦレンズ１２と、駆動手段を制御し、ＡＦレンズ１２を光軸に沿って駆動する駆動制御手段を備える撮像装置を設ける。撮像素子１１０が被写体の像信号を出力し、ＣＰＵ１１１が像信号に基づき被写体像のコントラスト評価値を算出し、光学系の駆動用の駆動信号とコントラスト評価値との対応情報を記憶し、光学系の駆動用の駆動信号と、駆動信号と光学系の位置との対応情報とに基づき光学系の位置を算出する。ＣＰＵ１１１が、算出されたコントラスト評価値と評価値情報とに基づき、コントラスト評価値に対応する駆動信号を決定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置および撮像装置の制御方法に関する。

被写体のコントラストを評価し、コントラストの評価結果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）を行う撮像装置が提案されている。例えば、特許文献１は、撮像素子からの輝度信号に基づいて、第１、第２の焦点評価値を出力し、第１、第２の焦点評価値のうち、真の焦点評価値を選択し、真の焦点評価値に基づいてフォーカスレンズを変位して合焦動作を実行するビデオカメラを開示する。なお、特許文献２は、コイルを複数に分けて配置したリニアモータを開示する。

特開昭６３−２１５２６８号公報 特開２００７−２８７１５号公報

特許文献１が開示するビデオカメラは、ＡＦレンズ等の光学系の位置を検出する専用の位置検出手段を備えない。これにより、光学系の駆動機構を小型にすることができる。しかし、このビデオカメラは、ＡＦレンズの位置を検出することができないので、例えば、至近撮影時の調光制御などの、ＡＦレンズの位置に応じた様々な撮影条件制御を行うことができない。また、特許文献２が開示するリニアモータを撮像装置に適用し、リニアモータで光学系を駆動するようにした場合、以下のような問題がある。すなわち、このリニアモータは、複数のコイルの切り替え制御を行わず、光学系の駆動とは関係のないコイルも使用するので、省電力化を図ることができない。

本発明は、上述した問題の少なくとも一つを解決するためになされたものである。本発明は、光学系の位置を検出し、かつ、光学系の駆動機構の小型化を図ることが可能な撮像装置の提供を目的とする。

本発明の一実施形態の撮像装置は、弾性手段と、前記弾性手段によって、光学系の駆動範囲内に弾性的に釣り合い支持された光学系と、駆動手段を制御して、前記光学系を光軸に沿って駆動する駆動制御手段と、前記光学系を通過した光を光電変換して被写体の像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段が出力した像信号に基づいて、被写体像のコントラスト評価値を算出する評価値算出手段と、前記駆動制御手段が出力する前記光学系の駆動に用いる駆動信号と前記コントラスト評価値とを対応付け、該駆動信号と該コントラスト評価値との対応情報を評価値情報として記憶手段に記憶する対応付け手段と、前記駆動制御手段が出力する前記駆動信号と、予め記憶手段に記憶された前記駆動信号と前記光学系の位置との対応情報とに基づいて、前記光学系の位置を算出する位置算出手段と、前記算出されたコントラスト評価値と、前記記憶手段に記憶された前記評価値情報とに基づいて、該算出されたコントラスト評価値に対応する前記駆動信号を決定する駆動信号決定手段とを備える。

本発明の撮像装置によれば、光学系の位置を検出し、かつ、光学系の駆動機構の小型化を図ることが可能となる。

実施例１の撮像装置の構成例を示す図である。 実施例１の撮像装置の全体構成図である。 コイルへの通電量とＡＦレンズの位置との関係を説明する図である。 撮像装置の合焦動作の例を説明する図である。 撮像装置の合焦動作の例を説明するフローチャートである。 駆動電流とＡＦレンズの位置との対応情報を示す図である。 コイルへの通電制御処理を説明するフローチャートである。 実施例２の撮像装置の構成例を示す図である。 駆動制御部の回路構成例である。 コイルへの通電制御処理の例を説明するフローチャートである。 コイルへの通電制御処理の例を説明するフローチャートである。 実施例３の撮像装置の構成例を示す図である。 コイルへの通電制御処理の例を説明するフローチャートである。

図１は、本発明の実施例１の撮像装置の構成例を示す図である。図１（Ａ）は、撮像装置が備えるＡＦレンズの駆動機構の断面を示す。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ断面矢視図である。ＡＦ（Auto Focus）レンズ１２は、フォーカスレンズであって、光学系の一部を構成する。レンズ保持枠１３は、ＡＦレンズ１２を保持する。ガイド軸１４は、レンズ保持枠１３を光軸（撮影光軸）１１に沿った方向に摺動支持する。支持軸１５ａ、１５ｂは、ガイド軸１４を支持する。支持軸１５ａ、１５ｂは、図２に示す鏡筒２１に設けられる。

圧縮コイルばね１６ａ、１６ｂは、弾性手段であって、支持軸１５ａ、１５ｂとレンズ保持枠１３の間に設けられる。圧縮コイルばね１６ａ、１６ｂは、ガイド軸１４と同軸である。永久磁石１７は、レンズを保持する保持部材であるレンズ保持枠１３に固定され、矢印１７ａ方向に着磁された磁性体（磁石）である。第１のコイルであるコイル１９ａと、第２のコイルであるコイル１９ｂは、永久磁石１７と対向し、コア１８周りに巻かれて固定されたコイルである。コイル１９ｂは、コイル１９ａよりも撮像素子側に配置されている。

永久磁石１７とコイル１９ａとコイル１９ｂとが、駆動モータを構成し、この駆動モータが、ＡＦレンズ１２を駆動する駆動手段として機能する。本実施例の撮像装置は、コイル１９ａ、１９ｂを固定し、永久磁石１７をレンズ保持枠１３と共に移動させる可動磁石方式をとる。すなわち、永久磁石１７は、駆動されるＡＦレンズ１２と一体的に移動する。可動磁石方式によれば、永久磁石の撮影光軸１１に沿った方向の長さを短くすることができる。

撮像素子１１０には、ＡＦレンズ１２を含む不図示の光学系を介して光を受光し、受光した光を光電変換して被写体の像信号を出力する撮像手段である。駆動制御部１１２は、駆動指示部１１１ａが出力した駆動制御信号に従って、駆動モータを制御し、ＡＦレンズ１２を駆動する。具体的には、駆動制御部１１２は、駆動指示部１１１ａが出力した駆動制御信号に基づいて、コイル１９ａ、１９ｂに印加する駆動電圧を決定し、該決定した駆動電圧をコイル１９ａ、１９ｂに印加する。これにより、コイル１９ａ、１９ｂに駆動電流が流れ、駆動力が発生する。姿勢検出部１１３は、撮像装置の姿勢情報を検出する。

ＣＰＵ１１１は、撮像装置全体を制御する。ＣＰＵ１１１は、カメラ本体部に設けられる。ＣＰＵ１１１は、駆動指示部１１１ａ、評価値算出部１１１ｂ、関連付け部１１１ｃ、制御部１１１ｄ、位置算出部１１１ｅ、撮影制御部１１１ｆを備える。駆動指示部１１１ａは、制御部１１１ｄから制御信号の通知を受け、通知された制御信号に従って、駆動制御部１１２に対して、コイル１９ａ、１９ｂに通電するように指示する（駆動制御信号を出力する）。

駆動制御部１１２は、駆動指示部１１１ａからの指示すなわち駆動制御信号に従って、コイルに通電することによって、駆動モータを駆動する。すなわち、制御部１１１ｄ、駆動指示部１１１ａおよび駆動制御部１１２が、駆動モータを制御して、ＡＦレンズ１２を撮影光軸１１に沿って駆動する駆動制御手段として機能する。

また、駆動指示部１１１ａが出力する駆動制御信号または駆動制御部１１２がコイルに印加する駆動電圧が、ＡＦレンズ１２の駆動に用いる駆動信号として機能する。本実施例では、上記駆動制御信号をコイルに通電する駆動電流に換算した場合の当該駆動電流をＡＦレンズ１２の駆動に用いる駆動信号として扱う。

評価値算出部１１１ｂは、撮像素子１１０が出力する像信号に基づいて、被写体像のコントラスト評価値を算出する。関連付け部１１１ｃは、駆動指示部１１１ａが出力する駆動制御信号と評価値算出部１１１ｂが出力するコントラスト評価値とを対応（関連）付ける対応付け手段として機能する。関連付け部１１１ｃは、駆動制御信号とコントラスト評価値との対応情報を評価値情報として記憶手段に記憶する。

制御部１１１ｄは、関連付け部１１１ｃが記憶手段に記憶した評価値情報と、評価値算出部１１１ｂが算出したコントラスト評価値とに基づいて、当該コントラスト評価値に対応する駆動制御信号を決定する（駆動信号決定手段として機能する）。そして、制御部１１１ｄは、決定した駆動制御信号の出力を指示する制御信号を駆動指示部１１１ａに対して通知する。

位置算出部１１１ｅは、ＡＦレンズ１２の位置を算出する。位置算出部１１１ｅは、駆動指示部１１１ａが出力する駆動制御信号から算出される駆動電流と、予め記憶手段に記憶された、駆動電流とＡＦレンズ１２の位置との対応情報とに基づいて、当該算出される駆動電流に対応するＡＦレンズ１２の位置を算出する。撮影制御部１１１ｆは、位置算出部１１１ｅが算出したＡＦレンズ１２の位置に基づいて、被写体の位置を求め、求めた被写体の位置を撮影条件に反映させる。

ＡＦレンズ１２は、圧縮コイルばね１６ａ、１６ｂの弾性力に逆らって駆動されるので、そのレンズ位置に依存して、コイル１９ａ、１９ｂに印加する駆動電流が変化する。従って、コイル１９ａ、１９ｂに印加する駆動電流に基づいて、ＡＦレンズ１２の位置を検出可能になる。

位置算出部１１１ｅが、姿勢検出部１１３から撮像装置の姿勢情報を取得し、取得した姿勢情報を用いて、上記駆動電流とＡＦレンズ１２の位置との対応情報を補正するようにしてもよい。そして、位置算出部１１１ｅが、駆動電流と補正後の対応情報とに基づいて、ＡＦレンズ１２の位置を算出するようにしてもよい。また、位置算出部１１１ｅが、コイル１９ａ、１９ｂに流れる電流を読み取り抵抗などを介して直接検出し、上記姿勢情報を用いて補正された対応情報と、当該検出した電流とに基づいて、ＡＦレンズ１２の位置を算出するようにしてもよい。

図２は、実施例１の撮像装置の全体構成図である。鏡筒２１は、撮影光学系を保持する。撮像光学系は、レンズ２１ａ、２１ｂおよびＡＦレンズ１２、光学ローパスフィルタ２２を備える。鏡筒２１は、カメラ本体２４に支持されており、カメラ本体２４側のＣＰＵ１１１によりズーム制御、シャッタ制御、沈胴制御が行われる。絞り兼用シャッタ２３は、絞り値に応じた可変開口型のシャッタである。カメラ本体２４は、撮像素子１１０、ＣＰＵ１１１、駆動制御部１１２、および背面液晶モニタ２５を有する。

図１に戻って、ＡＦレンズ１２は、圧縮コイルばね１６ａ、１６ｂによって、撮影光軸１１の両方向から付勢されている。これにより、ＡＦレンズ１２は、光学系の駆動範囲内に弾性的に釣り合い支持される。その釣り合い中心は、カメラ本体２４から２ｍの距離にある被写体にピントが合う位置に調整されている。釣り合い中心がこの位置に調整されているのは、最も被写体がいる頻度の高いピント位置にＡＦレンズを釣り合わせておくことによって、合焦速度を速めるようにするためである。

コイル１９ａ、１９ｂに駆動電流を流すと、当該駆動電流と永久磁石１７の磁束との関係から発生する駆動力が発生する。この駆動力によって、ＡＦレンズ１２が、撮影光軸１１に沿って駆動する。しかし、レンズ保持枠１３は、圧縮コイルばね１６ａ、１６ｂに挟まれているので、紙面左右両端方向に駆動されると、圧縮コイルばね１６ａ、１６ｂのバネ力は、その駆動量に比例して大きくなる。

そして、このバネ力に見合う駆動力を与えることによって、ＡＦレンズ１２が所望の位置に駆動される。この駆動力は、コイル１９ａ、１９ｂに流す駆動電流と比例している。従って、コイル１９ａ、１９ｂに流す電流値に基づいて、ＡＦレンズ１２の位置の検出が可能になる。

ガイド軸１４には粘度の高いオイルが塗布されている。圧縮コイルばね１６ａ、１６ｂによる振動は、このオイルにより安定的に制動されている。シリコン製のダンパーなどをＡＦレンズ１２と固定部間に設けることによって、圧縮コイルばね１６ａ、１６ｂによる振動を制動するようにしてもよい。

前述したように、本実施形態の撮像装置は、永久磁石１７をレンズ保持枠１３と共に移動させる可動磁石方式をとる。この可動磁石方式を採用すると、コイルが長くなり駆動に使われないコイル部分の抵抗値が駆動効率を落とす場合がある。そこで、本実施例においては、コイルをコイル１９ａ、１９ｂの二つに分け、適宜使い分けることによって、駆動に使われないコイル部分を少なくする。

図３は、コイルへの通電量とＡＦレンズの位置との関係を説明する図である。図３に示すグラフの横軸は、ＡＦレンズ１２の位置である。縦軸は、コイル１９ａ、１９ｂそれぞれへの通電量である。

１９Ｃは、圧縮コイルばね１６ａ、１６ｂで挟まれ釣り合っているＡＦレンズ１２の位置である。この位置は、最も被写体がいる頻度の高いピント位置である。駆動制御部１１２がＣＰＵ１１１の指示に従ってコイルに通電することによって、圧縮コイルばね１６ａ、１６ｂのバネ力に逆らった駆動力が保持枠１３に加わる。これにより、ＡＦレンズ１２が、図３に示す釣り合い位置１９Ｃを挟んで、至近側（図３紙面左側）と無限側（図３紙面右側）に駆動される。

以下に、コイル１９ａ、１９ｂに与える通電電流について説明する。保持枠１３に加わる駆動力は、コイルへの通電電流と比例する。また、ＡＦレンズ１２の位置と、当該ＡＦレンズ１２の位置に応じて増加する圧縮コイルばね１６ａ、１６ｂのバネ力とは比例する。従って、コイルへの通電電流を制御することによって、ＡＦレンズ１２の位置を定めることができる。

保持枠１３が、圧縮コイルばね１６ａ、１６ｂによって釣り合い状態にある時の永久磁石１７とコイル１９ａ、１９ｂの位置関係を、図１（Ｂ）に示す。図１（Ｂ）に示すように、永久磁石１７は、コイル１９ａと１９ｂの境界１９ｃが永久磁石１７の中央になるように、保持枠１３上に固定されている。従って、永久磁石１７の各々の端部と境界１９ｃとの距離は等しい。具体的には、永久磁石１７の左端部と境界１９ｃとの間の領域３６ａの撮影光軸に沿った方向の長さと、永久磁石１７の右端部と境界１９ｃとの領域３６ｂの撮影光軸方向の長さが等しい。

図３に示す例では、領域３６ａと領域３６ｂとを合わせた、位置３５ａから位置３５ｂまでの領域の範囲が、永久磁石１７のコイル１９ａ、１９ｂへの投影範囲である。すなわち、永久磁石１７は、保持枠１３が釣り合い状態にある場合、永久磁石１７は、２つのコイルを跨ぐ状態にある。

永久磁石が２つのコイルを跨いでいる状態で、例えばコイル１９ａのみに駆動電流を印加してＡＦレンズ１２を矢印３７ａ方向に駆動する場合を想定する。この場合に駆動力が発生するのは、コイル１９ａに対向する永久磁石１７における領域３６ａのみである。

図３中の直線３２ａのように、コイル１９ａの電流を増加させていくと、永久磁石１７が矢印３７ａ方向に移動するにつれて、コイル１９ａに対向する永久磁石１７の領域が増加していく。これにより、コイル１９ａへの通電によるだけでなく、永久磁石１７の移動によっても駆動力が増加する。従って、コイル１９ａの通電量と駆動力とは比例関係にならなくなってしまう。これを防ぐために、ＣＰＵ１１１は、図３のように、ＡＦレンズ１２を矢印３７ａ方向に駆動する時に、コイル１９ｂにもコイル１９ａと同じ電流を直線３３ｂのように印加する。これにより、永久磁石１７の領域３６ｂにおいても駆動力が発生する。このように、ＣＰＵ１１１が、常に永久磁石１７の全領域で駆動力が発生するようにコイルへの通電を制御することにより、コイルへの通電とＡＦレンズ１２の位置との比例関係が保たれる。

但し、永久磁石１７の端が境界１９ｃから抜けた時、すなわち、コイル１９ａ内に永久磁石１７の全領域が入った場合には、コイル１９ｂの通電は無駄になる。従って、その場合には、図３の直線３４ｂに示すように、コイル１９ｂへの通電量を徐々に減らす。コイル１９ｂへの通電量を徐々に減らすのは、急激に通電を切ることで連続性の無いＡＦレンズの挙動や好ましくない電気的ノイズ、音が発生するのを防ぐためである。

ＡＦレンズ１２を矢印３７ｂ方向に移動させる場合のコイルへの通電は、ＡＦレンズ１２を矢印３７ａ方向に移動させる場合のコイルへの通電と同様である。すなわち、ＣＰＵ１１１は、直線３２ｂで示すようにコイル１９ｂに電流を印加して、圧縮バネ１６ａ、１６ｂのバネ力に対抗する駆動力を与える。そして、永久磁石１７が境界１９ｃにかかっている状態の時には，ＣＰＵ１１１は、直線３３ａで示すようにコイル１９ａにも電流を印加して駆動力不足を補う。永久磁石１７の全領域がコイル１９ｂの領域に入った場合には、ＣＰＵ１１１は、直線３４ａのように、コイル１９ａへの通電量を徐々に減らす。

永久磁石１７が境界１９ｃを跨いでいる状態の時には、ＣＰＵ１１１は、コイル１９ａ、１９ｂの双方に通電しなくてはならない。しかし、この状態においては、圧縮コイルばね１６ａ、１６ｂのバネ力は小さく、各々のコイル１９ａ、１９ｂへの通電量は少なくて済むので大きな電力消費にはならない。そして、永久磁石１７の全領域がコイル１９ａ、１９ｂいずれかの領域に入った場合には、その領域における圧縮コイルばねの大きなバネ力と対抗する電流を与える必要がある。しかし、通電するコイルは１９ａ、１９ｂのいずれか一方のみであるので、電力増加を防ぐことができる。

上述した通電制御を行って、コイルへの通電とＡＦレンズ１２の位置との比例関係が保たれるようにした状態における、撮像装置の合焦動作について以下に説明する。

図４は、撮像装置の合焦動作の例を説明する図である。図４に示すグラフの横軸は、ＡＦレンズ１２を光軸１１に沿って駆動している時間である。縦軸は、ＡＦレンズの位置である。直線４２は、ＡＦレンズ初期位置であって、圧縮コイルばね１６ａ、１６ｂでＡＦレンズ１２が釣り合っている位置を示す。例えば、直線４２は、被写体がカメラから２ｍの距離にある時に合焦させるＡＦレンズ位置である。直線４３は、例えば被写体がカメラから５ｍの距離にある時に合焦させるＡＦレンズ位置である。

コイル１９ａ、１９ｂには、高周波の交番信号も重畳させており、これによりＡＦレンズは、図４に示すように、例えば３０Ｈｚで振動駆動させられる。これは、ウォブリングと呼ばれる公知の技術であり、制御部１１１ｄは、この時の評価値算出部１１１ｂのコントラスト評価値の変化に基づいて、現在の被写体に対しＡＦレンズを合焦させるための駆動方向を判別する（波形４１ａ）。制御部１１１ｄは、駆動方向を判別すると、判別された方向にＡＦレンズを駆動させるようにコイル１９ａ、１９ｂに駆動電流を印加してＡＦレンズを駆動する（波形４１ｂ）。

評価値算出部１１１ｂのコントラスト評価値が増加している間は、制御部１１１ｄは、この動作を継続するように駆動指示部１１１ａに駆動指示を行う。ＡＦレンズ１２が被写体に対して合焦位置を通過すると、制御部１１１ｄは、ウォブリング動作によって、合焦のための駆動方向が変化したと判断する。制御部１１１ｄが合焦のための駆動方向が変化したと判断した場合、駆動指示部１１１ａが、コイル１９ａ、１９ｂに逆方向に通電を行い、ＡＦレンズの位置を戻す（波形４１ｃ）。その後は、制御部１１１ｄは、ウォブリング動作に応じた、評価値算出部１１１ｂが出力するコントラスト評価値の変化に基づいて、ＡＦレンズ１２の駆動方向を切り替えるように駆動指示部１１１ａに駆動指示を行う。これにより、被写体に常に合焦するように駆動制御がおこなわれる。

ＣＰＵ１１１が備える関連付け部１１１ｃは、位置算出部１１１ｅが算出するＡＦレンズ１２の現在位置と評価値算出部１１１ｂが算出するコントラスト評価値とを常に関連付けており、その結果を次の駆動に反映する。具体的には、ＣＰＵ１１１は、コントラスト評価値に対するＡＦレンズの位置が一旦定まると、短い期間において次回に同じコントラスト評価値が得られた場合には、一旦関連づけられたＡＦレンズ位置にＡＦレンズ１２を駆動する。これにより、ＣＰＵ１１１は、合焦の修正を早期に行う。

図５は、撮像装置の合焦動作の例を説明するフローチャートである。撮像装置は、例えば、録画が開始されたこと等をトリガとして、合焦動作を開始する。まず、ＣＰＵ１１１が、コイル１９ａ、１９ｂに交番電流を印加して、ＡＦレンズ１２のウォブリング動作を開始する（ステップＳ５０１）。次に、評価値算出部１１１ｂが、ウォブリング動作中のＡＦレンズ位置（ＡＦレンズ１２の光軸方向の異なる２か所の位置）において、撮像素子１１０が出力する像信号に基づいて、コントラスト評価値を算出する（ステップＳ５０２）。

次に、ＣＰＵ１１１（の制御部１１１ｄ）が、ステップＳ５０２で求めた２か所の位置のコントラスト評価値の大小に基づいて、順方向にＡＦレンズを駆動すると合焦に近くなるかを判断する（ステップＳ５０３）。順方向とは、被写体側の方向である。ＣＰＵ１１１が、順方向にＡＦレンズ１２を駆動すると合焦に近くなると判断した場合は、ステップＳ５０４に進む。そして、ＣＰＵ１１１は、順方向にＡＦレンズ１２を駆動する（ステップＳ５０４）。ＣＰＵ１１１が、逆方向にＡＦレンズ１２を駆動すると合焦に近くなると判断した場合は、ステップＳ５０５に進む。そして、ＣＰＵ１１１は、逆方向にＡＦレンズ１２を駆動する（ステップＳ５０５）。逆方向とは、撮像素子側の方向である。

次に、ＣＰＵ１１１が、録画停止など合焦動作の停止指示がされたかを判断する（ステップＳ５０６）。合焦動作の停止指示がされてない場合は、ステップＳ５０２に戻る。合焦動作の停止指示がされた場合は、処理を終了する。

図７は、実施例１におけるコイルへの通電制御処理を説明するフローチャートである。図７を参照して説明する通電制御処理は、例えば、録画開始等をトリガとして開始される。

まず、位置算出部１１１ｅが、駆動指示部１１１ａが出力した駆動制御信号を読み込む（ステップＳ７０１）。この例では、駆動制御信号は、電圧であるものとする。続いて、位置算出部１１１ｅが、ステップＳ７０１において読みこんだ駆動制御信号を、コイル１９ａ、１９ｂのうち、稼働しているコイルの抵抗で割って、コイル１９ａ、１９ｂに流す駆動電流の総量を算出する（ステップＳ７０２）。具体的には、ＣＰＵ１１１がコイル１９ａのみしか稼働させていない場合には、位置算出部１１１ｅは、コイル１９ａの抵抗値を用いて駆動電流を算出する。また、ＣＰＵ１１１が、コイル１９ａ、１９ｂを共に稼働させている場合には、位置算出部１１１ｅは、コイル１９ａとコイル１９ｂの抵抗値の総和を用いて駆動電流を算出する。

次に、位置算出部１１１ｅが、姿勢検出部１１３から撮像装置の姿勢情報を読みこむ（ステップＳ７０３）。続いて、位置算出部１１１ｅが、ステップＳ７０３において読み込んだ姿勢情報を用いて、記憶手段内の駆動電流とＡＦレンズ１２の位置との対応情報を補正する（ステップＳ７０４）。すなわち、位置算出部１１１ｅが、駆動電流とＡＦレンズ１２の位置との関係を補正する。

図６は、駆動電流とＡＦレンズの位置との対応情報を示す図である。図６に示すグラフの縦軸はコイルへの通電量である。横軸はＡＦレンズ１２の位置である。図６中の直線６１が示す一次関数が、駆動電流とＡＦレンズ１２の位置との対応情報である。位置算出部１１１ｅは、姿勢情報を用いて、直線６１を直線６５に補正する。具体的には、直線６１が示す一次関数のＹ切片を姿勢情報で補正する。

図７に戻って、位置算出部１１１ｅが、ステップＳ７０４において補正した対応情報（関数）を用いて、ＡＦレンズ１２の位置を算出する（ステップＳ７０５）。具体的には、位置算出部１１１ｅは、ステップＳ７０２において算出した駆動電流と、ステップＳ７０４において補正した対応情報とに基づいて、ＡＦレンズ１２の位置を算出する。算出されたＡＦレンズ１２の位置は、撮影条件の制御に用いられる。本実施例においては、ＡＦレンズ１２の位置は、以下のようにコイル１９ａ、１９ｂの切り替えにも用いられる。

ステップＳ７０６において、制御部１１１ｄが、ステップＳ７０５において算出したＡＦレンズ１２の位置に基づいて、コイル１９ａ、１９ｂと永久磁石１７の位置関係を計算する。そして、制御部１１１ｄが、計算した位置関係に基づいて、以下の判断処理を実行する。

まず、制御部１１１ｄが、永久磁石１７の、境界１９ｃを基準とした順方向の領域の大きさが所定値（予め決められた値）以上であるかを判断する（ステップＳ７０６）。永久磁石１７の当該順方向の領域の大きさが所定値以上である場合、制御部１１１ｄは、永久磁石１７がコイル１９ａにのみ対向していると判断する。そして、処理がステップＳ７０９に進む。ステップＳ７０９において、制御部１１１ｄは、駆動指示部１１１ａに対して制御信号を通知して、コイル１９ａにのみ通電するように指示し（ステップＳ７０９）、ステップＳ７０１に戻る。

永久磁石１７の当該順方向の領域の大きさが所定値以上でない場合、制御部１１１ｄは、永久磁石１７の、境界１９ｃを基準とした逆方向の領域が、予め決められた範囲以上であるかを判断する（ステップＳ７０７）。

永久磁石１７の当該逆方向の領域が所定値以上である場合、制御部１１１ｄは、永久磁石１７がコイル１９ｂにのみ対向していると判断する。そして、処理がステップＳ７１０に進む。ステップＳ７１０において、制御部１１１ｄは、駆動指示部１１１ａに対して制御信号を通知して、コイル１９ｂにのみ通電するように指示し（ステップＳ７１０）、ステップＳ７０１に戻る。

永久磁石１７の当該逆方向の領域の大きさが所定値以上でない場合、制御部１１１は、永久磁石１７がコイル１９ａとコイル１９ｂの双方に対向している、すなわち、双方を跨ぐ位置であると判断する。そして、処理がステップＳ７０８に進む。ステップＳ７０８において、制御部１１１ｄは、駆動指示部１１１ａに対して制御信号を通知して、コイル１９ａとコイル１９ｂの双方に通電するように指示し（ステップＳ７０８）、ステップＳ７０１に戻る。

実施例１の撮像装置は、ＡＦレンズ１２の位置を検出する専用の位置検出手段を備えない。従って、実施例１の撮像装置によれば、光学系の駆動機構の小型化を図ることができる。また、実施例１の撮像装置によれば、駆動モータを駆動させる駆動制御信号に基づいて検出したＡＦレンズ１２の位置に基づいて、被写体の位置を求め、求めた被写体の位置を撮影条件に反映させることができる。

また、実施例１の撮像装置は、検出したＡＦレンズ１２の位置に基づいて、コイルと永久磁石との位置関係を決定し、決定したコイルと永久磁石との位置関係に基づいて、通電するモータを切り替える。具体的には、永久磁石が、２つのコイルのうち、一方のコイルとのみ対向している場合には、撮像装置は、当該対向しているコイルにのみ通電する。また、永久磁石が、２つのコイルの双方と対向している場合には、撮像装置は、当該対向している双方のコイルに通電する。これにより、省電力化を図ることができる。

図８は、実施例２の撮像装置の構成例を示す図である。図８（Ａ）は、撮像装置が備えるＡＦレンズの駆動機構の断面を示す。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＡ−Ａ断面矢視図である。図８（Ａ）、（Ｂ）中に示す構成部のうち、図１（Ａ）、（Ｂ）中に示す構成部と同一符号のものは、図１（Ａ）、（Ｂ）中に示す構成部と同様である。

実施例２の撮像装置と実施例１の撮像装置とは、以下の点で異なり、その他の点で同じである。すなわち、実施例２の撮像装置では、駆動制御部１１２の出力が直接位置算出部１１１ｅに入力する。また、実施例２の撮像装置では、圧縮コイルばね１６ａ、１６ｂは、ＡＦレンズ１２を、光学系の予め決められたズーム位置であって、コイル１９ａとコイル１９ｂの境界近傍に釣り合い支持する。具体的には、圧縮コイルばね１６ａ、１６ｂは、ＡＦレンズ１２を、光学系のワイド位置におけるピント至近端に釣り合い支持する。

また、実施例２の撮像装置は、駆動制御部１１２が出力する駆動電圧を位置算出部１１１ｅが読みこみ、読み込んだ駆動電圧をコイルの抵抗値で割って、駆動電流を求める。すなわち、本実施例では、駆動制御部１１２が出力する駆動電圧をコイルに通電する駆動電流に換算した場合の当該駆動電流をＡＦレンズ１２の駆動に用いる駆動信号として扱う。実施例２における駆動電流を用いたＡＦレンズ１２の位置の算出方法は、実施例１と同様である。

図９は、実施例２における駆動制御部の回路構成例である。位置算出部１１１ｅが、共通の固定抵抗９１両端に発生する電圧９６よりコイル１９ａ、１９ｂに流れる電流総和を求め、当該電流総和に基づいて、ＡＦレンズ１２の位置を算出するようにしてもよい。図９において、各トランジスタのゲート９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂ、９４ａ、９４ｂ、９５ａ、９５ｂには、駆動指示部１１１ａが出力する駆動制御信号が入力される。

図８に戻って、実施例２においては、釣り合い位置は位置１９ｃである。従って、撮像装置のズームワイド位置におけるピント調整範囲は、図８（Ｂ）中の矢印８１の長さで示される。その結果、ズームワイド状態においては、コイル１９ｂのみ駆動させれば、ピント調整が可能になる。ズームテレ状態においては、ＡＦレンズ１２を全域駆動させるためには、コイル１９ａ、１９ｂ双方を駆動させなくてはならないが、実施例２の撮像装置は、コイルに与える負荷に応じて、通電するコイルの切り替えを行う。

図１０は、実施例２におけるコイルへの通電制御処理の例を説明するフローチャートである。図１０を参照して説明する通電制御処理は、例えば、録画開始等をトリガとして開始される。

まず、ＣＰＵ１１１の駆動指示部１１１ａが、撮像装置のズームがワイドであるかを判断する（ステップＳ１００１）。撮像装置のズームがワイドである場合は、ステップＳ１００６に進む。撮像装置のズームがワイドでない場合は、ステップＳ１００２に進む。

次に、ステップＳ１００２において、駆動指示部１１１ａが、コイル１９ａ、１９ｂへの印加電圧の状態を検出する。駆動指示部１１１ａが、印加電圧が予め決められた値（例えば、２．５Ｖ）以上の正電圧であるかを判断する（ステップＳ１００２）。印加電圧が予め決められた値以上の正電圧である場合は、ステップＳ１００５に進む。そして、駆動指示部１１１ａが、コイル１９ａにのみ通電するように制御して（ステップＳ１００５）、ステップＳ１００１に戻る。

印加電圧が予め決められた値以上の正電圧でない場合は、ステップＳ１００３に進む。そして、駆動指示部１１１ａが、印加電圧が予め決められた値（例えば、２．５Ｖ）以上の負電圧であるかを判断する（ステップＳ１００３）。印加電圧が予め決められた値以上の負電圧である場合は、ステップＳ１００６に進む。そして、駆動指示部１１１ａが、コイル１９ｂにのみ通電するように制御して（ステップＳ１００６）、ステップＳ１００１に戻る。

印加電圧が予め決められた値以上の負電圧でない場合は、ステップＳ１００３に進む。そして、駆動指示部１１１ａが、コイル１９ａとコイル１９ｂの双方に通電するように制御して（ステップＳ１００４）、ステップＳ１００１に戻る。

実施例２の撮像装置によれば、コイル１９ａ、１９ｂに与える電圧に基づいて、稼働させるコイルを容易に決定することができる。また、実施例２の撮像装置は、使用頻度の高いズームワイド状態の時には、コイル１９ｂのみを使用するので、コイル１９ａの抵抗により無駄に電力を消費することを避けることができる。

図１１は、実施例２におけるコイルへの通電制御処理の他の例を説明するフローチャートである。まず、駆動指示部１１１ａが、撮像装置のズームがワイドであるかを判断する（ステップＳ１００１）。撮像装置のズームがワイドである場合は、駆動指示部１１１ａが、コイル１９ｂにのみ通電するように制御して（ステップＳ１００６）、ステップＳ１００１に戻る。撮像装置のズームがワイドでない場合は、駆動指示部１１１ａが、コイル１９ａとコイル１９ｂの双方に通電するように制御して（ステップＳ１００４）、ステップＳ１００１に戻る。

図８乃至１１を参照して説明したことから、実施例２の撮像装置（の駆動制御手段）は、光学系のズーム状態に基づいて、コイル１９ａまたはコイル１９ｂのうち少なくとも一方を、駆動電圧を印加するコイルとして決定し、該決定したコイルに駆動電圧を印加する。これにより、簡単な構成でコイル１９ａ、１９ｂの切り替えが可能となり、使用頻度の高いワイド状態では、電力消費を抑えることができる。

図１２は、実施例３の撮像装置の構成例を示す図である。図１２（Ａ）は、撮像装置が備えるＡＦレンズの駆動機構の断面を示す。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のＡ−Ａ断面矢視図である。図１２（Ａ）、（Ｂ）中に示す構成部のうち、図８（Ａ）、（Ｂ）中に示す構成部と同一符号のものは、図８（Ａ）、（Ｂ）中に示す構成部と同様である。

実施例３の撮像装置は、実施例２の撮像装置と以下の点で異なり、その他の点で同じである。実施例３の撮像装置では、圧縮コイルばね１６ａ、１６ｂは、ＡＦレンズ１２を、至近撮影時におけるＡＦレンズ１２の駆動範囲と通常撮影時のＡＦレンズ１２の駆動範囲との境界であって、コイル１９ａとコイル１９ｂとの境界近傍に釣り合い支持する。従って、撮像装置の撮影モードがマクロモード（接写モード）である場合のピント調整範囲は、図１２（Ｂ）中の矢印１２０１の長さで示される。その結果、撮影モードがマクロモードである場合、コイル１９ａのみ駆動させれば、ピント調整が可能になる。

図１３は、実施例３におけるコイルへの通電制御処理の例を説明するフローチャートである。まず、駆動指示部１１１ａが、撮像装置の撮影モードがマクロモードであるかを判断する（ステップＳ１３０１）。撮像装置の撮影モードがマクロモードでない場合、すなわち、通常被写体撮影モードである場合には、駆動指示部１１１ａが、コイル１９ｂにのみ通電するように制御して（ステップＳ１００６）、ステップＳ１３０１に戻る。撮像装置の撮影モードがマクロモードである場合は、駆動指示部１１１ａが、コイル１９ａとコイル１９ｂの双方に通電するように制御して（ステップＳ１００４）、ステップＳ１３０１に戻る。

図１２および図１３を参照した説明から、実施例３の撮像装置（の駆動制御手段）は、撮像装置の撮影モードに基づいて、コイル１９ａまたはコイル１９ｂのうち少なくとも一方を、駆動電圧を印加するコイルとして決定し、該決定したコイルに駆動電圧を印加する。これにより、簡単な構成でコイル１９ａ、１９ｂの切り替えが可能となり、撮像装置の撮影モードが使用頻度の高い通常被写体撮影モードである場合に、電力消費を抑えることができる。

（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

１２ ＡＦレンズ
１６ａ，１６ｂ 圧縮コイルばね
１９ａ，１９ｂ コイル

Claims (7)

1. 弾性手段と、
   前記弾性手段によって、光学系の駆動範囲内に弾性的に釣り合い支持された光学系と、
   駆動手段を制御して、前記光学系を光軸に沿って駆動する駆動制御手段と、
   前記光学系を通過した光を光電変換して被写体の像信号を出力する撮像手段と、
   前記撮像手段が出力した像信号に基づいて、被写体像のコントラスト評価値を算出する評価値算出手段と、
   前記駆動制御手段が出力する前記光学系の駆動に用いる駆動信号と前記コントラスト評価値とを対応付け、該駆動信号と該コントラスト評価値との対応情報を評価値情報として記憶手段に記憶する対応付け手段と、
   前記駆動制御手段が出力する前記駆動信号と、予め記憶手段に記憶された前記駆動信号と前記光学系の位置との対応情報とに基づいて、前記光学系の位置を算出する位置算出手段と、
   前記算出されたコントラスト評価値と、前記記憶手段に記憶された前記評価値情報とに基づいて、該算出されたコントラスト評価値に対応する前記駆動信号を決定する駆動信号決定手段とを備える
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記光学系の姿勢情報を検出する姿勢検出手段を備え、
   前記位置算出手段は、さらに、前記検出された姿勢情報を用いて、前記記憶手段に記憶された前記駆動信号と前記光学系の位置との対応情報を補正し、補正した前記対応情報に基づいて、前記光学系の位置を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記駆動手段は、前記光学系を保持する保持部材に固定され、駆動される光学系と一体的に移動する磁性体と、第１および第２のコイルとを有する駆動モータを備え、
   前記弾性手段は、前記光学系を、前記光学系の駆動範囲の中心であって、前記第１のコイルと前記第２のコイルとの境界近傍に釣り合い支持し、
   前記駆動制御手段は、前記位置算出手段が算出した前記光学系の位置に基づいて、前記磁性体と前記第１および第２のコイルとの位置関係を判断し、前記磁性体が前記第１および第２のコイルを跨ぐ位置である場合に、前記第１および第２のコイルに対して駆動電圧を印加し、前記光学系の位置が、前記磁性体が前記第１、第２のコイルのうち、該第１のコイルにのみ対向することになる位置である場合に、該第１のコイルにのみ駆動電圧を印加し、前記光学系の位置が、前記磁性体が前記第１、第２のコイルのうち、該第２のコイルにのみ対向することになる位置である場合に、該第２のコイルにのみ駆動電圧を印加する
   ことを特徴する請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記弾性手段は、前記光学系を、前記光学系の予め決められたズーム位置であって、前記第１のコイルと前記第２のコイルとの境界近傍に釣り合い支持し、
   前記駆動制御手段は、前記光学系のズーム状態または前記撮像装置の撮影モードに基づいて、前記第１または第２のコイルのうち少なくとも一方を、駆動電圧を印加するコイルとして決定し、該決定したコイルに駆動電圧を印加する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
5. 前記第２のコイルが、前記第１のコイルよりも撮像素子側に配置されており、
   前記弾性手段は、前記光学系を、前記光学系のワイド位置におけるピント至近端であって、前記第１のコイルと前記第２のコイルとの境界近傍に釣り合い支持し、
   前記駆動制御手段は、
   前記光学系のズーム状態がズームワイド状態である場合は、前記第２のコイルを前記駆動電圧を印加するコイルとして決定し、
   前記光学系のズーム状態がズームワイド状態でない場合は、前記第１および第２のコイルを前記駆動電圧を印加するコイルとして決定する
   ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記第２のコイルが、前記第１のコイルよりも撮像素子側に配置されており、
   前記弾性手段は、前記光学系を、至近撮影時における前記光学系の駆動範囲と通常撮影時の前記光学系の駆動範囲との境界であって、前記第１のコイルと前記第２のコイルとの境界近傍に釣り合い支持し、
   前記駆動制御手段は、前記撮像装置の撮影モードが接写モードであるかを判断し、前記撮像装置の撮影モードが接写モードである場合は、前記第１および第２のコイルに駆動電圧を印加し、前記撮像装置の撮影モードが接写モードでない場合は、前記第２のコイルのみに駆動電圧を印加する
   ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
7. 弾性手段と、前記弾性手段によって、光学系の駆動範囲内に弾性的に釣り合い支持された光学系と、駆動手段を制御して、前記光学系を光軸に沿って駆動する駆動制御手段とを備える撮像装置の制御方法であって、
   前記撮像装置が備える撮像手段が、前記光学系を通過した光を光電変換して被写体の像信号を出力する工程と、
   前記撮像装置が備える駆動制御手段が、前記撮像手段が出力した像信号に基づいて、被写体像のコントラスト評価値を算出する工程と、
   前記撮像装置が備える対応付け手段が、前記駆動制御手段が出力する前記光学系の駆動に用いる駆動信号と前記コントラスト評価値とを対応付け、該駆動信号と該コントラスト評価値との対応情報を評価値情報として記憶手段に記憶する工程と、
   前記撮像装置が備える位置算出手段が、前記駆動制御手段が出力する前記駆動信号と、予め記憶手段に記憶された前記駆動信号と前記光学系の位置との対応情報とに基づいて、前記光学系の位置を算出する工程と、
   前記撮像装置が備える駆動信号決定手段が、前記算出されたコントラスト評価値と、前記記憶手段に記憶された前記評価値情報とに基づいて、該算出されたコントラスト評価値に対応する前記駆動信号を決定する工程とを有する
   ことを特徴とする撮像装置の制御方法。

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