JP2021117415A - 光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】あおり動作を駆動する電動アクチュエータの小型化と消費電力の低減を図る。【解決手段】光学機器２は、光学系の複数のあおり動作が可能であり、該複数のあおり動作の駆動を行う複数の駆動手段１２４，１２７，１３０，１３３と、光学系を駆動前のあおり状態から目標あおり状態に駆動するように複数の駆動手段を制御する制御手段１０９と、光学機器に対する重力方向を検出する検出手段１２０とを有する。制御手段は、検出された重力方向に応じて、複数の駆動手段の駆動順序および駆動方向を設定する。【選択図】図１

Description

本発明は、電動アクチュエータにより駆動されるあおり動作が可能な光学機器に関する。

あおり動作として、レンズを傾けるティルト、レンズを並進させるシフトおよびレンズを回転させるレボルビングが可能な交換レンズ等の光学機器には、各あおり動作を電動アクチュエータにより駆動するものがある。特許文献１には、レンズの光軸を変位させるアクチュエータを、検出した像の情報に応じて制御する光学機器が開示されている。

特開２０１１−５９２８３号公報

しかしながら、電動アクチュエータを用いてレンズを現在のあおり状態から目標あおり位置まで駆動する際に、目標あおり状態でどのように駆動するかによって電動アクチュエータに必要な駆動力や電力が変化する。目標あおり位置までの駆動のし方によっては、電動アクチュエータを大型化する必要が生じたり、消費電力を増加させたりする。

本発明は、あおり動作の駆動を行う電動アクチュエータの小型化と消費電力の低減が可能な光学機器を提供する。

本発明の一側面としての光学機器は、光学系の複数のあおり動作が可能であり、該複数のあおり動作の駆動を行う複数の駆動手段と、光学系を駆動前のあおり状態から目標あおり状態に駆動するように複数の駆動手段を制御する制御手段と、光学機器に対する重力方向を検出する検出手段とを有する。制御手段は、検出された重力方向に応じて、複数の駆動手段の駆動順序および駆動方向を設定することを特徴とする。

また本発明の他の一側面としての制御方法は、光学系の複数のあおり動作が可能であり、複数のあおり動作の駆動を行う複数の駆動手段を有する光学機器において、光学系を駆動前のあおり状態から目標あおり状態に駆動するように複数の駆動手段を制御する方法である。該制御方法は、光学機器に対する重力方向を検出するステップと、検出された重力方向に応じて、複数の駆動手段の駆動順序および駆動方向を設定するステップとを有することを特徴とする。なお、上記光学機器のコンピュータに、上記制御方法に従う処理を実行させるコンピュータプログラムも、本発明の他の一側面を構成する。

本発明によれば、あおり動作の駆動を行う駆動手段を小型化し、消費電力も低減することができる。

本発明の実施例１である撮像装置の構成を示す断面図。 実施例１におけるあおり駆動制御処理を示すフローチャート。 実施例１におけるあおり機構の駆動順序、駆動方向および駆動量を示す図。 実施例１におけるあおり機構の駆動順序、駆動方向および駆動量を示す別の図。 実施例１におけるあおり機構の駆動順序、駆動方向および駆動量を示すさらに別の図。 本発明の実施例２である撮像装置の構成を示す断面図。 実施例２におけるあおり機構の駆動順序、駆動方向および駆動量を示す図。 実施例２におけるあおり機構の駆動順序、駆動方向および駆動量を示す別の図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施例１である交換レンズ（光学機器）２と該交換レンズ２が着脱可能に装着される撮像装置としての一眼レフデジタルカメラ本体（以下、単にカメラという）１の構成を示す。以下の説明では、交換レンズ２の光軸ＯＡに沿った光軸方向をＺ方向とし、光軸ＯＡに対して直交する方向であって撮像面に平行な２方向のうち横方向をＸ方向、縦方向をＹ方向とする。なお、本実施例では、後述するシフト素子およびピント補正素子を有する光学機器が交換レンズである場合について説明するが、レンズと撮像素子を備えたレンズ一体型の撮像装置であってもよい。

まず、カメラ１の構成について説明する。メインミラー３は、図１に示すように交換レンズ２からの光束の光路上に配置された状態で、該光束の一部を反射してファインダ光学系（７，８）に導き、残りの光束を透過させる。メインミラー３の背後（撮像面側）に配置されたサブミラー４は、メインミラー３を透過した光束を反射して焦点検出ユニット５に導く。メインミラー３およびサブミラー４は、不図示の駆動機構により光路上から退避することができる。

焦点検出ユニット５は、位相差検出方式により交換レンズ２の焦点状態の検出（焦点検出）を行う。撮像素子６は、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサにより構成される。撮像素子６の受光面（撮像面）上には交換レンズ２からの光束による物体像（光学像）が形成される。撮像素子６は、物体像を光電変換して撮像信号を出力する。デイスプレイパネル９は、撮像信号から不図示の信号処理部により生成された画像や様々な撮像に関する情報を表示する。

なお、本実施例では、カメラ１として、メインミラー３、サブミラー４および焦点検出ユニット５を有する一眼レフカメラであるが、メインミラー３、サブミラー４および焦点検出ユニット５を持たない、いわゆるミラーレスカメラであってもよい。また、焦点検出ユニット５を設ける代わりに、撮像素子６からの撮像信号を用いて撮像面位相差検出方式での焦点検出を行ってもよい。また、撮像素子６から得られる撮像信号を用いてコントラスト検出方式による焦点検出を行ってもよい。

交換レンズ２は、回転、並進および倒れを含む複数のあおり動作が可能な撮像光学系を有する。撮像光学系は、物体側から撮像面側に順に、第１レンズユニット１０１、第２レンズユニット１０２、第３レンズユニット１０３、絞りユニット１０５および第４レンズユニット１０４を有する。交換レンズ２において、後述する案内筒２０とカム筒２１との光軸ＯＡ回りでの相対回転により、第１、第２および第３レンズユニット１０１〜１０３が光軸方向に移動する。

第１レンズユニット１０１は第１レンズ保持枠１１１により保持され、第２レンズユニット１０２は第２レンズ保持枠１１２により保持されている。第３レンズユニット１０３は第３レンズ保持枠１１３により保持され、第４レンズユニット１０４は第４レンズ保持枠１１４により保持されている。

第２レンズユニット１０２は、後述する振れ補正手段としての防振ユニット１０６からの駆動力を受けて、光軸ＯＡに対して直交する面内でシフトする。なお、第２レンズユニット１０２を光軸ＯＡ上の１点を中心として回動させるようにシフトさせてもよい。

絞りユニット１０５は、カメラ１に入射する光量を調節する。絞りユニット１０５と制御手段１０９とは不図示のフレキシブルプリント基板により電気的に接続されている。

防振ユニット１０６は、マグネットとコイルにより構成されたボイスコイルモータであり、コイルに通電されることによって生じる推力によりシフトレンズとしての第２レンズユニット１０２をシフトさせる。防振ユニット１０６と制御手段としての制御部１０９は、不図示のフレキシブルプリント基板により電気的に接続されている。制御部１０９は、角速度センサ等により構成される振れ検出部１１０を通じて検出されたカメラ振れ量に応じて第２レンズユニット１０２のシフト駆動量を算出する。そして、その算出結果に応じて防振ユニット１０６の駆動を制御する。振れ検出部１１０は、連絡環２２に取り付けられ、制御部１０９と不図示のフレキシブルプリント基板を介して電気的に接続されている。

第１、第２および第３レンズ保持枠１１１，１１２，１１３は連絡環２２に取り付けられており、連絡環２２は直進筒２３に固定されている。

直進筒２３に設けられた第１カムフォロワ２５および第４レンズ保持枠１１４に設けられた第４カムフォロワ２６はそれぞれ、カム筒２１に設けられたフォーカスカム溝部および第４レンズカム溝部に対して係合し、さらにこれら第１および第４カムフォロワ２５、２６は、案内筒２０に設けられた直進溝部と係合している。フォーカス操作環２４は、マニュアルで焦点調節を行うユーザによって回転操作され、カム筒２１に回転操作力を伝達する。

フォーカス操作環２４を介してカム筒２１が回転されると、第１〜第３レンズユニット１０１〜１０３は直進筒２３および連絡環２２とともに光軸方向に一体的に移動する。また、これとともに第４レンズユニット１０４は、第１〜第３レンズユニット１０１〜１０３とは独立して光軸方向に移動する。フォーカス操作環２４、案内筒２０、カム筒２１および直進筒２３等によってマニュアルフォーカス機構が構成される。

なお、第１〜第３レンズユニット１０１〜１０３をモータ等の電動アクチュエータによって駆動するようにしてもよい。また、フォーカス操作環２４の回転量および回転方向を電気的に検出し、その電気信号に基づいてカム筒２１を駆動するアクチュエータを制御するようにしてもよい。

次に、交換レンズ２における上述した複数のあおり動作を可能とするあおり機構について説明する。あおり機構は、全体回転部１２２、シフト機構としてのシフト部１２５、ＴＳ回転部１２８およびティルト機構としてのティルト部１３１により構成されている。

全体回転部１２２は、カメラ１と接続されるマウント２７に固定された固定部材３０に光軸ＯＡ回りで回転可能に連結されている。第２の駆動手段としての全体回転駆動ユニット１２４は、電動アクチュエータであり、固定部材３０に取り付けられている。全体回転駆動ユニット１２４が駆動されると、不図示の連結機構により交換レンズ２のうち全体回転部１２２よりも物体側の部分（第２の部分：以下、全体回転可能部分という）が光軸ＯＡ回りで回転される。全体回転部１２２による全体回転可能部分の回転量（角度）は、全体回転センサ１２３によって検出され、検出された角度は全体回転駆動ユニット１２４の駆動の制御に用いられる。制御部１０９、全体回転センサ１２３および全体回転駆動ユニット１２４は、不図示のフレキシブルプリント基板を介して電気的に接続されている。

シフト部１２５は、全体回転部１２２に対して光軸ＯＡに直交するシフト方向にシフト（並進）可能に連結されている。第１の駆動手段であるシフト駆動ユニット１２７は、電動アクチュエータであり、シフト部１２５に取り付けられている。シフト駆動ユニット１２７が駆動されると、不図示の連結機構により交換レンズ２のうちシフト部１２５よりも物体側の部分（第１の部分：以下、シフト可能部分という）がシフト方向にシフトされる。シフト部１２５によるシフト可能部分のシフト量は、シフトセンサ１２６によってシフト方向とともに検出され、検出されたシフト量はシフト駆動ユニット１２７の駆動の制御に用いられる。制御部１０９、シフトセンサ１２６およびシフト駆動ユニット１２７は不図示のフレキシブルプリント基板を介して電気的に接続されている。

本実施例におけるシフト部１２５は、全体回転部１２２を回転させていない初期状態においてＸ方向に移動可能に保持されている。全体回転部１２２は、−１８０度から＋１８０度の角度範囲で回転することが可能であるため、全体回転部１２２の回転とシフト部１２５のシフトとを組み合わせることにより、シフト可能部分を光軸に直交するＸＹ平面内でシフトさせることが可能である。

ＴＳ回転部１２８は、シフト部１２５に対するティルト部１３１の回転（以下、ＴＳ回転という）が可能となるようにシフト部１２５とティルト部１３１を連結する。第４の駆動手段であるＴＳ回転駆動ユニット１３０は、、電動アクチュエータであり、シフト部１２５に取り付けられている。ＴＳ回転駆動ユニット１３０が駆動されると、不図示の連結機構により交換レンズ２のうちＴＳ回転部１２８とＴＳ回転部１２８よりも物体側の部分（第４の部分：以下、まとめてＴＳ回転可能部分という）が光軸ＯＡ回りで回転される。ＴＳ回転部１２８によるＴＳ回転可能部分の回転量（角度）は、ＴＳ回転センサ１２９によって検出され、検出された角度はＴＳ回転駆動ユニット１３０の駆動の制御に用いられる。制御部１０９、ＴＳ回転センサ１２９およびＴＳ回転駆動ユニット１３０は、不図示のフレキシブルプリント基板を介して電気的に接続されている。

ティルト部１３１は、交換レンズ２のうちティルト部１３１とティルト部１３１よりも物体側の部分（第３の部分：以下、まとめてティルト可能部分という）を、光軸ＯＡに直交する軸回りで傾斜（ティルト）させる。具体的には、ＴＳ回転部１２８に設けられた凹面とティルト部１３１に設けられた凸面とが、同一の中心軸（ティルト中心）と同一の半径を有する半円筒面として形成されて互いに当接している。ティルト部１３１に設けられた凸面がＴＳ回転部１２８に設けられた凹面に対して摺動することでティルト可能部分がティルト方向に回転する。

第３の駆動手段であるティルト駆動ユニット１３３は、、電動アクチュエータであり、ＴＳ回転部１２８に取り付けられている。ティルト駆動ユニット１３３が駆動されると、不図示の連結機構によりティルト可能部分が回転（ティルト）する。ティルト部１３１によるティルト可能部分の回転量（角度）は、ティルトセンサ１３２によって検出され、検出された角度はティルト駆動ユニット１３３の駆動の制御に用いられる。制御部１０９、ティルトセンサ１３２およびティルト駆動ユニット１３３は、不図示のフレキシブルプリント基板を介して電気的に接続されている。

本実施例では、ティルト部１３１は、全体回転部１２２とＴＳ回転部１２８を回転させない初期状態においてＹ軸回りでティルト可能に保持されている。ＴＳ回転部１２８は、−１８０度から＋１８０度の角度範囲で回転可能であるため、ＴＳ回転部１２８の回転とティルト部１３１のティルトとを組み合わせることにより、ティルト可能部分をＺ方向に直交する任意の軸回りでティルトさせることが可能である。

以上説明した全体回転部１２２、シフト部１２５、ＴＳ回転部１２８およびティルト部１３１を含むあおり機構により、交換レンズ２の物体側の部分であるティルト可能部分をあらゆる方向にシフトおよびティルトさせることができる。ティルト可能部分における案内筒２０は、ティルト部１３１に固定されている。全体回転部１２２、シフト部１２５、ＴＳ回転部１２８およびティルト部１３１にはそれぞれ不図示の操作部が取り付けられており、各部の操作部がユーザにより操作されることで各駆動ユニットの駆動が行われる。

重力検出部（検出手段）１２０は、固定部材３０に取り付けられており、交換レンズ２に重力が作用する方向である重力方向を検出する。重力検出部１２０と制御部１０９は、不図示のフレキシブルプリント基板を介して電気的に接続されている。

設定手段としての設定部１２１は、ティルト部１３１に取り付けられている。設定部１２１と制御部１０９は不図示のフレキシブルプリント基板を介して電気的に接続されている。設定部１２１は、そのプリセットボタンがユーザにより長押し操作されることにより、その時点でのあおり状態を記憶（プリセット）する。プリセットボタンがＯＮ操作されることにより、全体回転駆動ユニット１２４、シフト駆動ユニット１２７、ＴＳ回転駆動ユニット１３０およびティルト駆動ユニット１３３の駆動が制御部１０９により制御され、交換レンズ２（全体回転部１２２、シフト部１２５、ＴＳ回転部１２８およびティルト部１３１）がプリセットされたあおり状態に駆動される。またイニシャルボタンがＯＮ操作されることにより各駆動ユニットの駆動が制御部１０９により制御され、交換レンズ２のあおり状態が複数のあおり動作が行われていない初期状態に戻される。さらにオブジェクトボタンがＯＮ操作されることにより各駆動ユニットの駆動が制御部１０９により制御され、交被レンズ２のあおり状態が被写体（例えば、ビル等の建物）に合わせて設定されたあおり状態に駆動される。

このように構成された交換レンズ２が装着されたカメラ１において、不図示のレリーズボタンがユーザにより操作されると、オートフォーカス処理および自動露出処理が行われ、その後も撮像素子６の露光および撮像画像の生成と記録が行われる。

図２のフローチャートは、コンピュータにより構成される制御部１０９がコンピュータプログラムに従って実行するあおり駆動制御処理（制御方法）を示している。ここでは、設定部１２１にてプリセットされた位置にあおり駆動する場合について説明する。

ステップＳ１において、制御部１０９は、プリセットボタンがＯＮ操作されたか否かを確認し、ＯＮ操作された場合はステップＳ２に進み、ＯＮ操作されていない場合は本ステップでの確認を繰り返す。

ステップＳ２では、制御部１０９は、全体回転センサ１２３、シフトセンサ１２６、ＴＳ回転センサ１２９およびティルトセンサ１３２を通じて現在（あおり駆動前）のあおり状態、すなわち全体回転可能部分の回転位置、シフト可能部分のシフト位置、ＴＳ回転可能部分の回転位置およびティルト可能部分のティルト位置により示されるあおり状態（以下、単に現在位置という）Ｐを取得する。また制御部１０９は、設定部１２１にプリセットされた目標となるあおり状態（以下、単に目標位置という）Ｄを読み出す。さらに制御部１０９は、重力検出部１２０を通じて重力方向Ｇを検出する。

次にステップＳ３では、制御部１０９は、現在位置Ｐと目標位置Ｄとの差分から、全体回転可能部分、シフト可能部分、ＴＳ回転可能部分およびティルト可能部分（すなわち全体回転駆動ユニット１２４、シフト駆動ユニット１２７、ＴＳ回転駆動ユニット１３０およびティルト駆動ユニット１３３）のそれぞれの駆動方向Ｗを決定し、該駆動方向Ｗと重力方向Ｇとを比較する。

例えば、シフト可能部分を目標位置Ｄに駆動する場合について説明する。前述したように、シフト部１２５は±Ｘ方向にシフト可能部分をシフトさせることが可能であり、全体回転部１２２は−１８０度から＋１８０度の範囲で全体回転可能部分を回転させることが可能である。このため、シフト可能部分を目標位置に駆動するためのシフト部１２５によるシフトと全体回転部１２２による回転の組み合わせは２つ存在する。例えば、シフト部１２５によりシフト可能部分を＋１０ｍｍシフトさせ、全体回転部１２２により全体回転可能部分を＋９０度回転させたあおり状態と、シフト部１２５によりシフト可能部分を−１０ｍｍシフトさせ、全体回転部１２２により全体回転可能部分を−９０度回転させたあおり状態とでは、シフト可能部分の光軸ＯＡからのシフト位置は同じになる。しかし、撮像光学系は前者のあおり状態と後者のあおり状態とではＸ軸回りで１８０度回転した状態となるため、厳密には同じあおり状態ではない。

これらを区別するために、図３に示すように、現在位置Ｐ（図ではＰ１）と目標位置Ｄ（図ではＤ１）においてシフト部１２５によるシフト可能部分のシフト方向が＋側か−側かを示している。現在位置Ｐは現在のシフト部１２５によるシフト位置と全体回転部１２２による回転位置を示すので＋か−かは一意に決まる。一方、目標位置Ｄは、制御部１０９によって＋か−のうちどちらかが設定される。例えば、設定部１２１にてプリセットされた目標位置でのシフト部１２５によるシフト可能部分のシフト位置が＋側である場合は、次回、目標位置が読み出されたときに制御部１０９が同じシフト位置に対してもう一方（−側）を設定することも可能である。ただし、上述したように厳密には撮像光学系のあおり状態が異なることになるので、部品のばらつきやガタ等による製品性能の再現性を考慮した場合、元と同じあおり状態に戻ることが望ましいが、現在位置に近い側のあおり状態を目標位置に設定してもよい。

次のステップＳ４では、制御部１０９は、駆動方向Ｗと重力方向Ｇとの関係に応じて、後述するアルゴリズムに従って全体回転駆動ユニット１２４、シフト駆動ユニット１２７、ＴＳ回転駆動ユニット１３０およびティルト駆動ユニット１３３の駆動順序、駆動方向および駆動量を決定（設定）する。

そしてステップＳ５では、制御部１０９は、ステップＳ４での決定に従って全体回転駆動ユニット１２４、シフト駆動ユニット１２７、ＴＳ回転駆動ユニット１３０およびティルト駆動ユニット１３３の駆動を制御する。

次に、図３〜図５を用いて、ステップＳ４における全体回転可能部分、シフト可能部分、ＴＳ回転可能部分およびティルト可能部分の駆動順序、駆動方向および駆動量の決定方法について説明する。ここでは、まず図３および図４を用いてシフト可能部分を目標位置に駆動する際の駆動順序、駆動方向および駆動量について説明し、図５を用いてティルト可能部分を目標位置に駆動する際の駆動順序、駆動方向および駆動量について説明する。

図３において、横軸はＸ方向を、縦軸はＹ方向を示している。またシフト可能部分の現在位置をＰ１とし、目標位置をＤ１として示している。各位置において、シフト部１２５によるシフト可能部分のシフト方向は＋側である。さらに図３において、重力検出部１２０により検出した重力方向をＧ１として示している。

前述したように、シフト可能部分の動きは全体回転部１２２による全体回転可能部分の回転とシフト部１２５によるシフト可能部分のシフトとが合成された動きである。シフト可能部分は、図３に破線で示す円の半径方向にはシフト駆動ユニット１２７の駆動によりシフトし、周方向には全体回転駆動ユニット１２４の駆動により回転する。図３には、現在位置Ｐ１と目標位置Ｄ１を結ぶ最短経路をＲ１１で示しているが、経路Ｒ１１で駆動するためにはシフト駆動ユニット１２７と全体回転駆動ユニット１２４とが同時に駆動される必要がある。

ただし、経路Ｒ１１で駆動する場合には、現在位置Ｐ１から目標位置Ｄ１まで重力方向Ｇ１に作用する重力に逆らってシフト駆動ユニット１２７を駆動する必要がある。一方、全体回転駆動ユニット１２４は、光軸回りで全体回転可能部分を回転させるが、この回転する部分の重心が回転の中心軸上にある場合は、重力が回転方向の負荷を生み出さない。このように、重力の影響が大きく現れるのは回転よりもシフトの方である。したがって、シフト可能部分を現在位置Ｐ１から目標位置Ｄ１に駆動する際に、例えば、経路Ｒ１２でシフトを重力に逆らわないように行い（すなわち、重力方向とは反対方向の成分を含まない方向にシフトし）、その後、経路Ｒ１３で回転を行うことで、最も重力に逆らわないようにあおり駆動を行うことができる。これにより、シフト駆動ユニット１２７と全体回転駆動ユニット１２４に必要となる駆動力を少なくすることができ、各駆動ユニットの小型化と消費電力の低減を実現することができる。

図３に示したようにシフト後に回転を行うのは一例に過ぎず、他の駆動順序を用いてもよい。例えば、シフト方向が重力方向と同じになるように回転を行った後に、シフトを行い、さらにその後に回転を行うようにしてもよい。また、重力に逆らわないシフトと経路Ｒ１３と同様の回転とを同時に行って経路Ｒ１４→Ｒ１３で移動させるようにしてもよい。

図４は、現在位置が図３と同じ位置Ｐ２で、目標位置も図３と同じ位置Ｄ２であるが、各位置においてシフト可能部分のシフト方向が−側である場合を示している。この場合、シフト可能部分を目標位置Ｄ２に駆動するまでにシフト可能部分を＋側から−側にシフトさせる必要がある。このシフト時に重力に逆らわないようにするためには、経路Ｒ２１に示すように全体回転可能部分１２２を回転させ、その後、経路２２に示すようにシフト可能部分をシフトさせ、最後に経路Ｒ２３に示すように目標位置Ｄ２まで全体回転可能部分を回転させる。このように、シフト可能部分を＋側から−側にシフトさせる場合においても、重力に逆らわないあおり駆動が可能である。

なお、設定部１２１でプリセットされた目標位置に駆動する場合には、現在位置から目標位置が離れていることが多く、迅速さは要求されにくい。このため、現在位置から目標位置まで、最短距離ではなく重力に逆らわないように駆動することで、消費電力を小さくすることが有効である。一方、迅速にあおり駆動を行う際には、重力に逆らっても最短距離で駆動してもよい。このような場合は、現在位置から目標位置が近いことが多いので、問題になりにくい。

図５に示すティルト部１３１の駆動において、横軸はＹ軸回りのティルトを、縦軸はＸ軸回りのティルトを示している。またティルト可能部分の現在位置をＰ３とし、目標位置をＤ３として示している。各位置において、シフト可能部分のシフト方向は＋側である。さらに図５において、重力検出部１２０により検出された重力方向をＧ３（Ｇ３’）として示している。

前述したようにティルト可能部分の動きは、全体回転部１２２の回転とＴＳ回転部１２８の回転とティルト部１３１のティルトの合成による動きである。ティルト可能部分は、図５における鎖線で示す円の半径方向にはティルト駆動ユニット１３３の駆動によりティルトし、周方向には全体回転駆動ユニット１２４またはＴＳ回転駆動ユニット１３０の駆動により回転する。全体回転駆動ユニット１２４はシフト可能部分を回転させるのに駆動することが好ましいので、本実施例においては周方向の回転はＴＳ回転駆動ユニット１３０の駆動で行う。図５において、重力に逆らわない駆動の例は、経路Ｒ３１で回転し、その後に経路Ｒ３２でシフトする。このように、現在位置と目標位置によっては、回転がシフトより先になる場合もある。

次に、図３と図５を用いて、ティルト駆動とシフト駆動を組み合わせる場合について説明する。設定部１２１にてプリセットされた目標位置に駆動する際には、ティルトとシフトの両方において現在位置と目標位置がある。ＴＳ回転部１２８はティルト部１３１（ティルト可能部分）のみを回転させるが、全体回転部１２２はシフト部１２５とティルト部１３１の両方（シフト可能部分）を回転させる。このため、先にティルト駆動ユニット１３３とＴＳ回転駆動ユニット１３０を駆動し、その後にシフト駆動ユニット１２７と全体回転駆動ユニット１２４を駆動する場合には、ティルト駆動ユニット１３３とＴＳ回転駆動ユニット１３０の駆動前後での重力方向Ｇ３は変わらない。

一方、先にシフト駆動ユニット１２７と全体回転駆動ユニット１２４を駆動する場合には、シフト駆動ユニット１２７と全体回転駆動ユニット１２４の駆動前後での重力方向がＧ３からＧ３’に変わる。先にティルト駆動ユニット１３３とＴＳ回転駆動ユニット１３０を駆動する場合の現在位置Ｐ３から目標位置Ｄ１までの経路は、Ｒ３１→Ｒ３２→Ｒ１２→Ｒ１３である。一方、先にシフト駆動ユニット１２７と全体回転駆動ユニット１２４を駆動する場合は、ティルト駆動ユニット１３３とＴＳ回転駆動ユニット１３０の駆動時には経路Ｒ１３の回転量だけ重力方向が回転してＧ３’に変わるので、現在位置Ｐ１から目標位置Ｄ３までの経路はＲ１２→Ｒ１３→Ｒ３３→Ｒ３４となる。

なお、駆動順序は上述したものに限らず、最も重力に逆らわない経路を決定した後にすべての駆動ユニットが同時に駆動されてもよい。その他、先にＴＳ回転駆動ユニット１３０と全体回転駆動ユニット１２４をまず駆動し、その後にティルト駆動ユニット１３３とシフト駆動ユニット１２７を駆動し、最後にＴＳ回転駆動ユニット１３０と全体回転駆動ユニット１２４を駆動してもよい。いずれの駆動順序でも、各駆動ユニットを小型化でき、消費電力も低減することができる。

なお、回転する際の重心が該回転の中心軸上にある場合はその回転に対する重力の影響（負荷）を受けないと先に説明したが、例えば、ティルト可能部分が大きくティルトし、かつ大きくシフトした状態しているあおり状態では、全体回転部１２２による全体回転可能部分の回転の中心軸と全体回転可能部分の重心とがずれている。これにより、全体回転駆動ユニット１２４の駆動が重力の影響を受ける。一般的にはその場合においてもシフト部１２５の方が重力の影響を大きく受けるが、全体回転駆動ユニット１２４の駆動が重力の影響を極めて大きく受ける場合には、重心と回転の中心軸とのずれ量に応じて、全体回転可能部分が重力に逆らわずに回転するように全体回転駆動ユニット１２４を駆動してもよい。

以上説明したように、本実施例によれば、全体回転駆動ユニット１２４、シフト駆動ユニット１２７、ＴＳ回転駆動ユニット１３０およびティルト駆動ユニット１３３が重力に逆らう駆動を行わないように（特にシフト駆動ユニット１２７とティルト駆動ユニット１３３が重力方向と反対方向の成分を含む方向にシフト駆動とティルト駆動を行わないように）これらの駆動順序を設定する。これにより、あおり動作を駆動する電動アクチュエータの小型化と消費電力の低減を実現することができる。

図６は、本発明の実施例２である交換レンズ２’とカメラ１の構成を示す。実施例１では、ティルト部１３１とシフト部１２５がそれぞれ、回転機構と並進機構として構成されていた。これに対して、本実施例におけるティルト部２３１は、ボールジョイント機構を用いて構成され、並進のみで光軸ОＡに直交する任意の軸回りでのティルトを実現する。

ティルト駆動ユニット２３３はシフト部１２５に取り付けられており、ティルト駆動ユニット２３３が駆動されると不図示の連結機構によりティルト可能部分がティルトする。ティルト部２３１によるティルト可能部分の回転量（角度）は、ティルトセンサ２３２によって検出され、検出された角度はティルト回転駆動ユニット２３３の駆動の制御に用いられる。シフト部１２５の構成は実施例１と同じである。

本実施例において、例えば設定部１２１のプリセットボタンがＯＮ操作されると、制御部１０９は、ティルト部２３１とシフト部１２５によるあおり状態の現在位置、目標位置および重力方向を読み出す。

ここでは、図７および図８を用いて、まず全体回転可能部分を回転させてティルト部２３１によるティルト駆動が重力に逆らわないようにしてからティルト可能部分をティルトさせ、その後にシフト可能部分をシフトさせる場合について説明する。図７はティルト可能部分の現在位置Ｐ４と目標位置Ｄ４を示し、図８はシフト可能部分の現在位置Ｐ５と目標位置Ｄ５を示している。

最初にティルト部２３１によるティルト駆動を行うとそのティルト方向が重力に逆らう方向であるため、図７に示すように、まず全体回転部１２２により全体回転可能部分を角度αだけ回転させる。これにより、図７における重力方向がＧ４からＧ４’に変わる。この状態で、経路Ｒ４１でティルト可能部分を現在位置Ｐ４から目標位置Ｄ４にティルトさせる。ティルト可能部分は１つのティルト駆動ユニット２３３で駆動できるので直線的な駆動ができる。

上述した全体回転部１２２の角度αの回転によってシフト可能部分の現在位置Ｐ５が、図８に示すようにＰ５’に変わるので、ここから全体回転部１２２による全体回転可能部分の回転、シフト部１２５によるシフト駆動部分のシフト、さらに全体回転可能部分の回転によってティルト可能部分を経路Ｒ５１→Ｒ５２→Ｒ５３で目標位置Ｄ５まで駆動する。

このように、あおり機構が回転機構を１つしか持たない場合においても、あおり機構を重力に逆らわずに駆動することができるため、各駆動ユニットを小型し、消費電力を低減することができる。
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

１０９ 制御部
１２０ 重力検出部
１２１ 設定部
１２２ 全体回転部
１２４ 全体回転駆動ユニット
１２５ シフト部
１２７ シフト駆動ユニット
１２８ ＴＳ回転部
１３０ ＴＳ回転駆動ユニット
１３１ ティルト部
１３３ ティルト駆動ユニット

Claims (13)

1. 光学系の複数のあおり動作が可能な光学機器であって、
   前記複数のあおり動作の駆動を行う複数の駆動手段と、
   前記光学系を駆動前のあおり状態から目標あおり状態に駆動するように前記複数の駆動手段を制御する制御手段と、
   前記光学機器に対する重力方向を検出する検出手段とを有し、
   前記制御手段は、検出された前記重力方向に応じて、前記複数の駆動手段の駆動順序および駆動方向を設定することを特徴とする光学機器。
2. 前記複数のあおり動作は、回転、並進および倒れのうち少なくとも２つを含むことを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記制御手段は、検出された前記重力方向に応じて、前記複数の駆動手段が重力に逆らって前記あおり動作の駆動を行わないように前記駆動順序および前記駆動方向を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の光学機器。
4. 前記制御手段は、前記複数のあおり動作のうち並進が前記重力方向とは反対方向の成分を含む方向に駆動されないように前記駆動順序および前記駆動方向を設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学機器。
5. 前記複数のあおり動作は前記並進と回転を含み、
   前記複数の駆動手段は、
   前記光学系の少なくとも一部を含む第１の部分の前記並進を駆動する第１の駆動手段と、
   前記第１の部分と前記第１の駆動手段とを含む第２の部分の前記回転を駆動する第２の駆動手段とを有し、
   前記制御手段は、前記第１の駆動手段により前記並進が前記重力方向とは反対方向の成分を含む方向に駆動されないように前記第１および第２の駆動手段の駆動順序と駆動方向を設定することを特徴とする請求項４に記載の光学機器。
6. 前記制御手段は、前記複数のあおり動作のうち倒れが前記重力方向とは反対方向の成分を含む方向に駆動されないように前記駆動順序および前記駆動方向を設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学機器。
7. 前記複数のあおり動作は前記倒れと回転を含み、
   前記複数の駆動手段は、
   前記光学系の少なくとも一部を含む第３の部分の前記倒れを駆動する第３の駆動手段と、
   前記第３の部分と前記第３の駆動手段とを含む第４の部分の前記回転を駆動する第４の駆動手段とを有し、
   前記制御手段は、前記第３の駆動手段により前記倒れが前記重力方向とは反対方向の成分を含む方向に駆動されないように前記第３および第４の駆動手段の駆動順序および駆動方向を設定することを特徴とする請求項５に記載の光学機器。
8. 前記目標あおり状態をプリセットすることが可能な設定手段を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の光学機器。
9. 前記目標あおり状態が、前記複数のあおり動作が行われていない初期状態または被写体に合わせて設定されたあおり状態であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の光学機器。
10. 撮像装置に対して着脱可能であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の光学機器。
11. 前記光学系からの光を受光する撮像素子を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の光学機器。
12. 光学系の複数のあおり動作が可能であり、前記複数のあおり動作の駆動を行う複数の駆動手段を有する光学機器において、前記光学系を駆動前のあおり状態から目標あおり状態に駆動するように前記複数の駆動手段を制御する制御方法であって、
    前記光学機器に対する重力方向を検出するステップと、
    検出された前記重力方向に応じて、前記複数の駆動手段の駆動順序および駆動方向を設定するステップとを有することを特徴とする光学機器の制御方法。
13. 光学系の複数のあおり動作が可能であり、前記複数のあおり動作の駆動を行う複数の駆動手段を有する光学機器のコンピュータに、請求項１２に記載の制御方法に従う処理を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。

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