JP2022029660A - 制御装置、レンズ装置、および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータへの出力方式を切り換える際に、アクチュエータを高精度に制御することが可能な制御装置を提供する。【解決手段】制御装置（２００）は、光学系に含まれる被駆動部（１０９）を駆動するアクチュエータ（１２９）と、第１の出力方式または第２の出力方式でアクチュエータを駆動する駆動部（１２８）と、駆動部を制御する制御部（１０２）と、第１の出力方式および第２の出力方式の少なくとも一方に関して、目標出力レベルに対する設定値を記憶する記憶部（１４０）とを有し、制御部は、設定値に基づいて駆動部の出力レベルを指示する。【選択図】図２

Description

本発明は、制御装置、レンズ装置、および撮像装置に関する。

従来、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）出力方式で、光学系に含まれる被駆動部を駆動するアクチュエータを制御する制御装置が知られている。ＰＷＭ出力方式は、電力損失が少ないが、ＰＷＭ周期毎のスイッチング動作によりノイズが発生する。特に、所定の撮影条件においては、ＰＷＭ出力方式によるノイズの影響が無視できない場合がある。特許文献１には、所定の撮影条件において、ＰＷＭ出力方式からリニア出力方式（アンプ出力方式）に切り換えてアクチュエータを制御する方法が開示されている。

特開２０１１－２２１５１９号公報

特許文献１に開示されている方法でアクチュエータへの出力方式を切り換えると、出力方式の切り換えの際に生じる出力レベルの差分により、意図せずアクチュエータが駆動してしまう（アクチュエータが誤作動する）。このような誤作動が、撮像装置の絞り、フォーカスレンズ、またはブレ補正レンズ等を駆動するアクチュエータで発生すると、画像の明るさ変化、ピントぼけ、またはブレ補正が正常に行われず余計にぶれた画像が生成されるなど、撮影画像に影響を及ぼす。

そこで本発明は、アクチュエータへの出力方式を切り換える際に、アクチュエータを高精度に制御することが可能な制御装置、レンズ装置、および撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面としての制御装置は、光学系に含まれる被駆動部を駆動するアクチュエータと、第１の出力方式または第２の出力方式で前記アクチュエータを駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、前記第１の出力方式および前記第２の出力方式の少なくとも一方に関して、目標出力レベルに対する設定値を記憶する記憶部とを有し、前記制御部は、前記設定値に基づいて前記駆動部の出力レベルを指示する。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。

本発明によれば、アクチュエータへの出力方式を切り換える際に、アクチュエータを高精度に制御することが可能な制御装置、レンズ装置、および撮像装置を提供することができる。

本実施形態におけるカメラシステムのブロック図である。 本実施形態における制御装置の詳細図である。 本実施形態におけるＰＷＭ出力のタイミングチャートである。 本実施形態におけるアンプ出力のオフセット誤差の説明図である。 本実施形態におけるＰＷＭ出力からアンプ出力への切り換えの際の電圧変化の説明図である。 本実施形態におけるテーブルデータの説明図である。 本実施形態におけるＰＷＭ出力からアンプ出力への切り換えの際の電圧変化の説明図である。 本実施形態におけるテーブルデータの説明図である。 本実施形態におけるテーブルデータの説明図である。 本実施形態におけるテーブルデータの説明図である。 本実施形態におけるテーブルデータの説明図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

まず、図１を参照して、本実施形態におけるカメラシステム（撮像システム）について説明する。図１は、カメラシステム１００のブロック図である。カメラシステム１００は、レンズ交換式一眼デジタルカメラシステムであり、カメラ本体（撮像装置）１５０と、カメラ本体１５０に対して取り外し可能に装着される交換レンズ（レンズ装置）１０１とにより構成される。ただし本実施形態は、これに限定されるものではなく、カメラ本体とレンズ装置とが一体的に構成された撮像装置にも適用可能である。カメラ本体とレンズ装置とが一体的に構成された撮像装置の場合、カメラＣＰＵがレンズＣＰＵの機能を有する。

カメラシステム１００において、カメラ本体１５０と交換レンズ１０１は、カメラ側接点部１５２内の通信端子（通信接点部）１５３とレンズ側接点部１０３内の通信端子（通信接点部）１０４とを介して、情報通信可能に接続される。また、カメラ側接点部１５２内の電源接点部１５４とレンズ側接点部１０３内の電源接点部１０５とを介して、カメラ本体１５０の電源回路部１５５から交換レンズ１０１の電源回路部１０６へ電源が供給される。カメラ本体１５０の電源回路部１５５は、カメラ本体１５０内に装着されたバッテリー１５６から、カメラ本体１５０内で使用する様々な電源、または交換レンズ１０１へ供給する電源を、ＬＤＯ（リニアレギュレータ）やＤＣ／ＤＣ回路を用いて生成する。

交換レンズ１０１内に設けられたレンズコントローラとしてのレンズＣＰＵ（制御部）１０２は、内部メモリ（記憶部）１４０に、交換レンズ１０１に固有の特性情報および光学情報を格納している。またレンズＣＰＵ１０２は、内部メモリ１４０に、フォーカスレンズ駆動回路１１２、ズームレンズ駆動回路１２６、絞り駆動回路１１５、およびＩＳ駆動回路１１６のそれぞれに設けられたドライバＩＣ（駆動部）へ出力される設定値を格納している。ただし本実施形態は、これに限定されるものではなく、レンズＣＰＵ１０２とは別に設けられたメモリ（記憶部）に、前述の設定値を格納してもよい。レンズＣＰＵ１０２は、特性情報および光学情報を、通信端子１０４、１５３を介してカメラ本体１５０内に設けられたカメラコントローラとしてのカメラＣＰＵ１５１に送信する。

特性情報は、交換レンズ１０１の名称（機種を特定するためのＩＤ情報）、最大通信速度、開放Ｆ値、ズームレンズか否か、対応可能なＡＦシステム、および、ＡＦ可能な像高を含む。また特性情報は、後述するように、Ｆ値とＴ値との関係を示すテーブルデータの情報を含む。光学情報は、フォーカスレンズ１０７の位置、ズームレンズ（変倍レンズ）１０８の位置、および、絞り１０９の状態等のマトリクスで得られるフォーカスレンズ１０７の敏感度情報、ピント補正量（設計値）、および、ピント補正製造誤差値の情報等を含む。

また、フォーカスレンズ１０７を交換レンズ１０１に備えられたＭＦ駆動ＵＩ（ＭＦ駆動ユーザインターフェイス）１２２の操作によるフォーカスレンズ１０７の駆動を許可する許可信号等も、カメラＣＰＵ１５１からレンズＣＰＵ１０２へ送信される。また、交換レンズ１０１とカメラ本体１５０は、通信端子１０４、１５３を介して、その他の動作状態、設定状態、各種情報の要求命令（送信要求）、および駆動命令等の情報をやり取りする。

交換レンズ１０１は、合焦動作において自動合焦（ＡＦ）を行うか、またはマニュアル合焦（ＭＦ）を行うかを選択するスイッチ等のレンズＵＩ（ユーザインターフェイス部）１２０を有する。レンズＵＩ１２０の状態も、通信端子１０４、１５３を介してやり取りされる。

交換レンズ１０１は、ズームレンズ１０８、フォーカスレンズ１０７、絞り１０９、およびブレ補正レンズ１１０を含む光学系（撮像光学系）を有する。ズームレンズ１０８およびフォーカスレンズ１０７はそれぞれ、光軸ＯＡに沿った方向（光軸方向）に移動可能である。ブレ補正レンズ１１０は、光軸ＯＡと交差する方向に移動可能である。撮像光学系を介して形成された被写体からの光束は、カメラ本体１５０内に設けられた撮像素子１６２に導かれる。焦点状態を検出する方法として、撮像素子１６２において一つの画素に複数の光電変換部を有する構造を持たせることで、撮像素子１６２で位相差信号と映像信号とを同時に出力することが可能である。

カメラＣＰＵ１５１は、前述したレンズＵＩ１２０のＡＦ／ＭＦ選択スイッチの選択がＡＦであることを確認すると、ＡＦ動作に開始する。カメラＣＰＵ１５１は、撮像素子１６２からの出力を処理して撮像光学系の焦点状態を検出し、前述した交換レンズ１０１の光学情報と合わせて、被写体に対する合焦状態を得るためのフォーカスレンズ１０７の駆動量を算出する。

カメラＣＰＵ１５１は、通信端子１０４、１５３を介して、算出したフォーカスレンズ駆動量をレンズＣＰＵ１０２へ送信する。レンズＣＰＵ１０２は、フォーカスレンズ１０７の位置を検出する位置センサ１１１からのフォーカスレンズ位置情報と受信したフォーカスレンズ駆動量とに応じて、フォーカスレンズ駆動回路１１２を制御する。これにより、フォーカスレンズ１０７を合焦位置に駆動することができる。

ユーザは、交換レンズ１０１の外装に装備された光軸ＯＡを中心に回転する筒型のマニュアルフォーカスリングを含むＭＦ駆動ＵＩ１２２を操作することができる。検出センサ１２３は、ユーザによるＭＦ駆動ＵＩ１２２の操作量を検出する。レンズＣＰＵ１０２は、ＭＦ駆動ＵＩ１２２の操作量に応じてフォーカスレンズ駆動回路１１２を制御し、フォーカスレンズ１０７を所定位置に駆動する。カメラＣＰＵ１５１は、レンズＵＩ１２０のＡＦ／ＭＦ選択スイッチの選択がＭＦであると確認した場合、ＡＦ動作を行うことなく、ユーザによるＭＦ駆動ＵＩ１２２の操作に応じてフォーカスレンズ１０７を所定の位置に駆動することにより焦点調節を行う。

ユーザは、ズーム駆動ＵＩ（ユーザインターフェイス）１２４を操作することができる。ズーム駆動ＵＩは例えば交換レンズ１０１の外装に装備された光軸ＯＡを中心に回転する筒型のマニュアルズームリングである。検出センサ１２５は、ズーム駆動ＵＩ１２４の操作量を検出する。レンズＣＰＵ１０２は、ズーム駆動ＵＩ１２４の操作量と位置検出センサ１２７の検出信号とに基づいてズームレンズ駆動回路１２６を制御し、ズームレンズ１０８を所定位置に駆動する。ズーム駆動ＵＩはカメラ本体１５０に設けられていても良い。

カメラＣＰＵ１５１は、カメラ本体１５０に設けられたカメラＵＩ（カメラユーザインターフェイス部）１６１に含まれるレリーズスイッチの半押し操作に基づいて、不図示の測光センサによる測光結果を決定する。またカメラＣＰＵ１５１は、カメラＵＩ１６１に含まれる操作部の操作により設定されたＦ値（絞り値）を決定する。

カメラＣＰＵ１５１は、通信端子１０４、１５３を介して、絞り１０９に対して設定されるＦ値をレンズＣＰＵ１０２に伝達する。レンズＣＰＵ１０２は、受信したＦ値と位置センサ１１４とに基づく絞り位置情報に応じて絞り駆動回路１１５を制御することにより、絞り１０９を駆動する（絞り１０９の口径を制御する）。

カメラＣＰＵ１５１は、レリーズスイッチの半押し操作に応じて、手ブレ補正開始命令を通信端子１０４、１５３を介してレンズＣＰＵ１０２に伝達する。レンズＣＰＵ１０２は、手ブレ補正開始命令を受信すると、まず、ＩＳ駆動回路（手ブレ補正駆動回路）１１６を制御してブレ補正レンズ１１０を制御中心位置に保持する。続いてレンズＣＰＵ１０２は、ロック駆動回路１１７を制御して、メカロック１１８を駆動させてロック状態を解除する。その後、レンズＣＰＵ１０２は、手ブレ検出回路１１９の検出結果に従ってＩＳ駆動回路１１６を制御してブレ補正レンズ１１０を駆動し、手ブレを補正する。

カメラＣＰＵ１５１は、レリーズスイッチの全押し操作に応じて、メインミラー（不図示）と、撮像素子１６２の前に設置されたシャッター１６３とを駆動し、撮像光学系からの光束を撮像素子１６２に導き、撮影を行う。撮像素子１６２は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子により構成されている。カメラＣＰＵ１５１は、撮像素子１６２からの出力に基づいて画像データを生成し、記録媒体に記録する。ここで、撮影される画像は、表示部１６４とカメラＵＩ（カメラユーザインターフェイス部）１６５とから構成されるカメラＧＵＩ部の設定によって、静止画撮影モードが選択されていれば静止画、動画撮影モードが選択されていれば動画となる。または、動画撮影用の録画開始ボタンを別に設け、録画開始ボタンが押された場合に動画の録画が開始されるように構成してもよい。ユーザは、電子ビューファインダ１６６を介して、撮影画像を確認することができる。

次に、図２を参照して、本実施形態における制御装置について説明する。図２は、制御装置２００の詳細図である。制御装置２００は、レンズＣＰＵ１０２および絞り駆動回路１１５を有する。絞り駆動回路１１５は、ドライバＩＣ（駆動部）１２８およびアクチュエータ１２９を有する。なお本実施形態において、絞り駆動回路１１５のアクチュエータ１２９はステッピングモータであるが、これに限定されるものではない。

アクチュエータ１２９は、光学系（撮像光学系）に含まれる被駆動部（本実施形態では絞り１０９）を駆動する。ただし本実施形態において、被駆動部は絞り１０９に限定されるものではなく、フォーカスレンズ１０７またはブレ補正レンズ１１０等の他の光学素子でもよい。被駆動部がフォーカスレンズ１０７の場合、制御装置はレンズＣＰＵ１０２およびフォーカスレンズ駆動回路１１２を有する。この場合、フォーカスレンズ駆動回路１１２は図２の絞り駆動回路１１５と同等の構成とすれば良い。被駆動部がブレ補正レンズ１１０の場合、制御装置はレンズＣＰＵ１０２およびＩＳ駆動回路１１６を有する。この場合、ＩＳ駆動回路１１６は図２の絞り駆動回路１１５と同等の構成とすれば良い。被駆動部がズームレンズ１０８の場合、制御装置はレンズＣＰＵ１０２およびズームレンズ駆動回路１２６を有する。この場合、ズームレンズ駆動回路１２６は図２の絞り駆動回路１１５と同等の構成とすれば良い。

ドライバＩＣ１２８は、アクチュエータ（ステッピングモータ）１２９へ駆動信号を出力する。図２に示されるように、ドライバＩＣ１２８は、リニア出力生成回路（アンプ出力生成回路）１３１Ａ、１３１ＢおよびＰＷＭ出力生成回路１３２Ａ、１３２Ｂの二つの出力方式の出力生成回路を有する。リニア出力生成回路１３１Ａおよび１３１Ｂを用いた出力方式を第１の出力方式とも称する。ＰＷＭ出力生成回路１３２Ａ、１３２Ｂを用いた出力方式を第２の出力方式とも称する。

リニア出力生成回路１３１Ａ、１３１Ｂはリニア出力（アンプ出力）を生成する。ＰＷＭ出力生成回路１３２Ａ、１３２ＢはＰＷＭ出力を生成する。またドライバＩＣ１２８は、外部装置からのシリアル通信を受信するＳＣＩモジュール１３０を有し、前述した出力方式の選択と出力レベルを通信により指示可能に構成されている。

このような構成により、ドライバＩＣ１２８は、第１の出力方式または第２の出力方式でアクチュエータ１２９を駆動することが可能である。なおドライバＩＣ１２８は、更に、第１の出力方式および第２の出力方式のそれぞれと異なる第３の出力方式でアクチュエータ１２９を駆動可能に構成してもよい。すなわちドライバＩＣ１２８は、少なくとも第１の出力方式および第２の出力方式を含む複数の出力方式から選択された一つの出力方式でアクチュエータ１２９を駆動可能である。ドライバＩＣ１２８からアクチュエータ１２９への出力方式は、例えば撮影条件に基づいて、レンズＣＰＵ１０２の制御により切り換え可能である。

出力方式がリニア出力（第１の出力方式）に設定されている場合、ＳＣＩモジュール１３０で受信した設定電圧をＤＡコンバータ１３３Ａ、１３３Ｂによりアナログ電圧に変換してアンプ１３４Ａ、１３４Ｂに入力し、最終出力段トランジスタ１３５から出力する。一方、出力方式がＰＷＭ出力（第２の出力方式）に設定されている場合、ＳＣＩモジュール１３０で受信したＰＷＭデューティをＰＷＭ出力生成回路１３２Ａ、１３２Ｂに入力する。ＰＷＭ出力生成回路１３２Ａ、１３２Ｂは、三角波に対するスレッシュ電圧を変化させることによりデューティ比を変化させたＰＷＭ出力を生成し、最終出力段トランジスタ（出力部）１３５から出力する。

ドライバＩＣ１２８には、カメラ側接点部１５２内の電源接点部１５４とレンズ側接点部１０３内の電源接点部１０５とを介して、電源（パワー系電源）が供給されている。レンズＣＰＵ１０２は、シリアル通信により、ドライバＩＣ１２８に対して出力方式および出力レベルを指示する。レンズＣＰＵ１０２は、内部メモリ（記憶部）１４０を有する。内部メモリ１４０は、後述のように、第１の出力方式および第２の出力方式のそれぞれに関して、目標出力レベルに対する設定値を記憶している。レンズＣＰＵ１０２は、内部メモリ１４０に記憶された設定値に基づいて、ドライバＩＣ１２８の出力レベルを指示する。

次に、図３乃至図５を参照して、出力部の切り換えシーケンスに関して説明する。例えば、ユーザは、カメラＵＩ１６５を操作して、撮像素子１６２へのノイズの影響が大きくなる撮影条件を設定する。レンズＣＰＵ１０２は、撮影条件に応じて、ドライバＩＣ１２８のリニア出力方式とＰＷＭ出力方式とを切り換える。このような撮影条件は、例えば、アクチュエータに起因するノイズが撮影画像（撮像素子）に与える影響の度合いに応じて定められる。例えば、ＩＳＯ感度が高感度に設定されること、撮影モードがナイト撮影モードに設定されること、長秒撮影に設定されること等を含むが、これらに限定されるものではない。例えば、レンズＣＰＵ１０２は、ＩＳＯ感度が所定値よりも大きい場合にはドライバＩＣ１２８をリニア出力方式に切り換え、ＩＳＯ感度が所定値よりも小さい場合にはドライバＩＣ１２８をＰＷＭ出力方式に切り換える。

このときカメラＣＰＵ１５１は、レンズＣＰＵ１０２に対して、アクチュエータ１２９のノイズ低減指示を通信により送信する。レンズＣＰＵ１０２は、カメラＣＰＵ１５１からノイズ低減指示を受信すると、アクチュエータ駆動回路（フォーカスレンズ駆動回路１１２、ズームレンズ駆動回路１２６、絞り駆動回路１１５、ＩＳ駆動回路１１６）の動作状況を確認して、出力方式を変更する。ここで、ノイズ低減指示の方法として、カメラＵＩ１６５の操作による例を示したが、レンズＵＩ１２０内のスイッチ等でレンズＣＰＵ１０２に指示を出す等の方法を採用してもよい。

出力方式を変更する際に、ＰＷＭ出力とリニア出力とでは、レンズＣＰＵ１０２が同一の目標電圧レベルを設計値に基づいて指示すると、実際の出力電圧には差分が生じてしまう。図３は、ＰＷＭ出力のタイミングチャートである。ＰＷＭ出力では、図３に示されるように、ドライバＩＣ１２８内のＰＷＭ出力生成回路１３２Ａ、１３２Ｂで生成されたＰＷＭ波形と、実際の最終出力段トランジスタ１３５から出力されるデューティ波形には差分が生じる。これは、最終出力段トランジスタ１３５の立ち上がり時間差や出力遅延時間等によるためである。その結果、電源電圧の半分で出力しようとする場合にデューティ５０％と設定すると、実際の出力では４０％程度となり、設定電圧と実際の出力電圧との間に差分が生じる。

図４は、アンプ出力のオフセット誤差の説明図である。アンプ出力に設定されている場合でも、図４に示されるように、負帰還回路を構成しプラス入力とマイナス入力とをイマジナリーショートとしても、プラス端子とマイナス端子との間にオフセット誤差が発生する。これにより、アンプ出力でも、入力電圧と出力電圧との間に差分が生じる。

その結果、それぞれの出力方式に対して、目標とする電圧設定を設計値から算出された値で行うと、それぞれの出力方式による誤差要因から出力電圧にズレが生じる。

次に、図５を参照して、ＰＷＭ出力からアンプ出力への切り換えを例として、出力方式の切り換えによる出力電圧のズレと、その対策について詳述する。図５は、ＰＷＭ出力からアンプ出力への切り換えの際の電圧変化の説明図であり、目標出力電圧４Ｖとした際にＰＷＭ出力からアンプ出力に切り換えた際の、図２に示される各ポイント（制御設定、ドライバＩＣ出力電圧、アクチュエータ電圧）での電圧状況を示す。

ドライバＩＣ１２８から出力されるＰＷＭ出力は、目標としているデューティ比よりもＨｉ側の出力期間が短くなり目標値よりも低い３．９Ｖ出力となり、アンプ出力は目標値よりオフセットの影響で高めの４．１Ｖ出力となっている。このため、アクチュエータ１２９にかかる電圧として、０．２Ｖの出力電圧差が生じている。このような出力電圧差が生じると、出力方式を切り換えただけで絞り１０９の口径が変化する。その結果、精密な駆動を要求されるカメラシステム１００において、画像の明るさが変化してオーバー画像やアンダー画像が撮影されてしまう。

図６は、本実施形態におけるテーブルデータの説明図であり、出力目標値に対して、ＰＷＭ出力値とアンプ出力値の両方の出力設定時の制御設定値を記載したテーブルデータを示す。分かり易いように、図６には制御設定値の他に、理論値（目標電圧を設定する際に、誤差要因がない場合の設定値）を記載している。ただし、図６に示されるテーブルデータは一例に過ぎず、他の様式のテーブルデータであってもよい。なお、出力目標値（目標出力レベル）に対する設定値（制御設定値）は少なくとも一部が設計値（理論値）と異なる。すなわち、設定値の一部が設計値と同等のデータであってもよい。

図６に示されるように、ドライバＩＣ１２８の出力電圧を所望分解能ごとにＰＷＭのデューティ設定値とアンプ出力値を制御設定値として保持しておく。レンズＣＰＵ１０２は、この制御設定値を使用してドライバＩＣ１２８からアクチュエータ１２９への出力電圧を制御することで、出力方式を切り換えた際の出力電圧差を小さくする（好ましくは、出力電圧差を無くす）ことができる。

図７は、図６のテーブルデータの制御設定値を用いた場合に、ＰＷＭ出力からアンプ出力への切り換えの際の電圧変化の説明図である。図７は、目標出力電圧４Ｖとした際にＰＷＭ出力からアンプ出力に切り換えた際の、図２に示される各ポイント（制御設定、ドライバＩＣ出力電圧、アクチュエータ電圧）での電圧状況を示す。

ＰＷＭ出力時の目標出力電圧４Ｖに対するデューティ比は、理論値では８０％であるが、制御設定値は８２％である。この結果、遅延時間等による誤差要因が考慮されているため、ドライバＩＣ１２８の出力におけるデューティ比は８０％となり、アクチュエータ１２９への印加電圧は４Ｖとなる。ＰＷＭ出力からアンプ出力へ切り換える際にも、理論値では目標出力電圧４Ｖを設定すればよいが、オフセット誤差などの要因から、図６のテールブルデータに示されるように制御設定値を３．９Ｖに設定する。その結果、ドライバＩＣ１２８の出力電圧は４Ｖとなり、ＰＷＭ出力からアンプ出力へ切り換えても、出力電位差が発生しない。このように、各出力方式に対して出力目標値（目標出力レベル）ごとに制御設定値を内部メモリ１４０に記憶しておくことにより、出力方式の切り換えの際の電圧差を無くす、または低減することができ、アクチュエータ１２９の誤作動を防止することができる。

図６に示されるテーブルデータに代えて、図８に示されるように所定の出力目標値ごとに制御設定値を記憶しておき、所定の出力目標値の間の出力目標値を補完演算して設定値を算出してもよい。例えば、３．５Ｖの出力目標値に対してＰＷＭ出力のデューティ比は、以下のように算出することができる。すなわち、出力目標値３．０Ｖから４．０Ｖまでを線形とみなして、線形補完する。図８のデータテーブルより、４．０Ｖの設定値が８２％、３．０Ｖの設定値が６１．９％である。このため、出力目標値３．５Ｖに対するＰＷＭ出力のデューティ比は、３．０Ｖから４．０までの傾きを求め、３．０Ｖを基準として３．５Ｖの値を算出することにより、以下のように７１．９５％と算出することができる。

なお、アンプ出力も同様に線形補完で中間電圧を算出可能である。また、ＰＷＭ出力やアンプ出力の誤差の大半がオフセットとみなせる場合、それぞれの設定値ではなく、図９に示されるような理論値からのズレ量に関するデータを内部メモリ１４０に記憶しておき、設定値として、理論値からのズレ量を加算するようにしてもよい。また、ズレ量が出力目標値ごとに変化がないか、変化が許容可能な範囲の変化量の場合には、一律の数値を記憶しておいてもよい。

このように本実施形態において、内部メモリ１４０は、アンプ出力方法およびＰＷＭ出力方式の両方に関して、目標出力レベル（出力目標値）に対する設定値（制御設定値）を記憶する。設定値は、出力方法がＰＷＭ出力時には出力電圧と電源電圧比から計算される設計デューティ比と異なり、入力信号に対する出力信号の遅延等により設定した入力デューティ比と出力デューティ比が変わる誤差要因を考慮して出力が所定の値となる設定値である。また設定値は、出力方法がＡＭＰ出力時には、アンプのオフセット誤差やその他誤差要因による入力電圧と出力電圧の誤差を考慮して出力が所望の値となるような設定値（設計電圧値とは異なる電圧値）である。レンズＣＰＵ１０２からドライバＩＣ１２８への出力レベルの指示はディジタル指示である。また設定値は、出力レベル指示値をドライバＩＣ１２８でＤＡ変換する際に生じる量子化誤差や、その他指示量をドライバＩＣ１２８で出力に変換する際に発生する誤差を考慮して出力が所望の値となるような設定値である。

本実施形態では、図６、図８、および図９に示されるように、内部メモリ１４０は、ＰＷＭ出力方式およびアンプ出力方式の両方に関して、出力目標値に対する設定値（制御設定値またはズレ量）を記憶しているが、これに限定されるものではない。図１０および図１１に示されるように、内部メモリ１４０は、ＰＷＭ出力方式およびアンプ出力方式の一方のみに関して、出力目標値に対する設定値（制御設定値）を記憶していてもよい。すなわち内部メモリ１４０は、ＰＷＭ出力方式またはアンプ出力方式の一方の設定値を基準として、他方の出力方式の設定値を記憶していてもよい。

図１０は、アンプ出力方式の制御設定値を基準としたＰＷＭ出力方式の制御設定値のテーブルデータである。図１０において、アンプ出力値における制御設定値は、アンプ出力方式での目標電圧レベル（目標出力レベル）に相当する。なお図１０において、アンプ出力値における実際の出力値は、説明しやすいように記載しているだけであり、実際のテーブルデータはアンプ出力の設定値に対するＰＷＭ出力のデューティ比だけである。例えば、アンプ出力値の制御設定値を４．１Ｖとした場合、実際にドライバＩＣ１２８から出力される電圧は４．２Ｖとなる。その際のＰＷＭ出力の制御設定値（デューティ比）を８５．８［％］に設定すると、アンプ出力値の制御設定値（実際の出力値）と等電位になる。

図１１は、ＰＷＭ出力方式の制御設定値を基準としたアンプ出力方式の制御設定値のテーブルデータである。図１１において、ＰＷＭ出力値における設定電圧はＰＷＭ出力方式での目標電圧レベル（目標出力レベル）に相当し、制御設定値は目標電圧レベルに対する理論値に相当する。実際の出力値は理論値とは異なるため、その際のデューティ比を実際の出力値として記載している。ただし、実際のテーブルデータは、設定電圧または制御設定値のいずれかの値のみでよい。アンプ出力値として、ＰＷＭ出力方式での実際の出力値と同等になるような制御設定値が記載されている。例えば、ＰＷＭ出力値における設定電圧が４．１Ｖ（デューティ比８２［％］）である場合において、実際のＰＷＭ出力は４．０Ｖ相当となる。その際のアンプ出力値の制御設定値を３．９０［Ｖ］とすれば、ＰＷＭ出力値と等電位となる。

このように本実施形態において、内部メモリ１４０は、アンプ出力方法またはＰＷＭ出力方式の一方に関して、目標出力レベル（出力目標値、他方の出量方式の制御設定値（設定電圧値）に相当）に対する設定値（制御設定値）を記憶する。レンズＣＰＵ１０２は、同一出力レベルをドライバＩＣ１２８に指示している状態で、ドライバＩＣ１２８の一方の出力方式の制御設定値（設定電圧値）を基準とした他方の出力方式との出力差分量を打ち消す設定値を内部メモリ１４０に記憶している。「打ち消す」設定値としては、差分量が０になるような設定値のみならず、差分量が小さくなるような設定値でも良い。出力差分量を打ち消す設定値とは、出力方法がＰＷＭ出力時には出力電圧と電源電圧比から計算される設計デューティ比とは異なる。すなわち設定値は、入力信号に対する出力信号の遅延等により設定した入力デューティ比と出力デューティ比が変わる等の誤差要因により、入力設定値に対して他の出力方式との間で発生する差分量を打ち消す設定値である。また、出力差分量を打ち消す設定値とは、出力方法がアンプ出力時には、アンプのオフセット誤差やその他誤差要因による入力電圧と出力電圧の誤差により発生する入力設定値に対する他の出力方式との間で発生する差分量を打ち消す設定値である。

本実施形態によれば、アクチュエータへの出力方式を切り換えた場合に、撮影画像に及ぼす影響を小さくすることやユーザへの違和感を低減し、撮影状況に応じて適切にアクチュエータを制御することが可能となる。このため本実施形態によれば、アクチュエータへの出力方式を切り換える際に、アクチュエータを高精度に制御することが可能な制御装置、レンズ装置、および撮像装置を提供することができる。

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。

１０２ レンズＣＰＵ（制御部）
１２８ ドライバＩＣ（駆動部）
１２９ アクチュエータ
１４０ 内部メモリ（記憶部）
２００ 制御装置

Claims (17)

1. 光学系に含まれる被駆動部を駆動するアクチュエータと、
   第１の出力方式または第２の出力方式で前記アクチュエータを駆動する駆動部と、
   前記駆動部を制御する制御部と、
   前記第１の出力方式および前記第２の出力方式の少なくとも一方に関して、目標出力レベルに対する設定値を記憶する記憶部と、を有し、
   前記制御部は、前記設定値に基づいて前記駆動部の出力レベルを指示することを特徴とする制御装置。
2. 前記目標出力レベルに対する前記設定値は、設計値と少なくとも一部が異なるデータであることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記第２の出力方式に関する前記設定値は、設計デューティ比とは異なるデューティ比であ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。
4. 前記第１の出力方式に関する前記設定値は、設計電圧値とは異なる電圧値であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の制御装置。
5. 前記出力レベルの指示は、ディジタル指示であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の制御装置。
6. 前記記憶部は、前記第１の出力方式および前記第２の出力方式のそれぞれに関する前記設定値を記憶していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の制御装置。
7. 前記記憶部は、前記第１の出力方式または前記第２の出力方式の一方に関する前記設定値を記憶していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の制御装置。
8. 前記第１の出力方式または前記第２の出力方式の一方に関する前記設定値は、同一出力レベルを前記駆動部に指示している状態で、一方の出力方式と他方の出力方式との出力差分量を打ち消す設定値であることを特徴とする請求項７に記載の制御装置。
9. 前記被駆動部は、絞りであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の制御装置。
10. 前記被駆動部は、前記光学系の光軸方向に移動可能なフォーカスレンズであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の制御装置。
11. 前記被駆動部は、前記光学系の光軸と交差する方向に移動可能なブレ補正レンズであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の制御装置。
12. 前記第１の出力方式は、ＰＷＭ出力方式であり、
    前記第２の出力方式は、リニア出力方式であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の制御装置。
13. 前記駆動部の前記出力レベルは、
    前記第１の出力方式の場合には出力電圧であり、
    前記第２の出力方式の場合にはデューティ比であることを特徴とする請求項１２に記載の制御装置。
14. 前記制御部は、撮影条件に応じて、前記駆動部の前記第１の出力方式と前記第２の出力方式とを切り換えることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の制御装置。
15. 前記制御部は、
    ＩＳＯ感度が所定値よりも大きい場合、前記駆動部を前記リニア出力方式に切り換え、
    前記ＩＳＯ感度が前記所定値よりも小さい場合、前記駆動部を前記ＰＷＭ出力方式に切り換えることを特徴とする請求項１２または１３に記載の制御装置。
16. 光学系と、
    請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の制御装置と、を有することを特徴とするレンズ装置。
17. 撮像素子と、
    請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の制御装置と、を有することを特徴とする撮像装置。

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