JP2022067410A - 制御装置、レンズ装置、撮像装置、制御方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】異常状態からの復帰動作を低騒音で行うことが可能な制御装置を提供する。【解決手段】駆動対象物（１０４）を駆動する駆動手段（１１０）を制御する制御装置であって、駆動対象物の位置情報を検出する位置検出手段（１１１）と、位置情報に基づいて駆動手段の操作量（１１５）を決定する位置制御手段（１１７）と、駆動手段の異常を検出する異常検出手段（１２５）と、異常検出手段が異常を検出した場合に異常復帰動作を行う異常復帰手段（１２６）とを有し、異常復帰手段は、異常検出時の位置情報および操作量に基づいて、異常復帰動作の際の操作量を決定する。【選択図】図２

Description

本発明は、レンズなどの駆動対象物の駆動を制御する制御装置、レンズ装置、撮像装置、制御方法、およびプログラムに関する。

一眼レフカメラやミラーレスカメラなどの撮像装置に装着可能な交換レンズは、様々な環境や姿勢において使用されることが想定されるため、振動や衝撃により交換レンズ内の制御装置に異常が発生する可能性がある。このため制御装置には、異常状態から復帰するための復帰動作を行うことが要求される。

特許文献１には、フォーカスレンズをステッピングモータにより駆動するモータ駆動装置であって、電源投入後の初期化動作または異常が発生した後の復帰動作時に、高トルクでモータに往復動作を所定回数行わせるモータ駆動装置が開示されている。

特開２００７－１４７６８１号公報

特許文献１に開示されたモータ駆動装置は、復帰動作時に高トルクでモータに往復動作を所定回数行わせるため、急な加速および減速を繰り返すことにより復帰動作時の騒音が大きい。このため、例えば動画撮影中にモータ駆動装置に異常が発生して復帰動作を行うと、復帰動作時の騒音が動画に記録されてしまう可能性がある。

そこで本発明は、異常状態からの復帰動作を低騒音で行うことが可能な制御装置、レンズ装置、撮像装置、制御方法、およびプログラム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、駆動対象物を駆動する駆動手段を制御する制御装置であって、前記駆動対象物の位置情報を検出する位置検出手段と、前記位置情報に基づいて前記駆動手段の操作量を決定する位置制御手段と、前記駆動手段の異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段が前記異常を検出した場合に異常復帰動作を行う異常復帰手段とを有し、前記異常復帰手段は、異常検出時の前記位置情報および前記操作量に基づいて、前記異常復帰動作の際の前記操作量を決定する。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、異常状態からの復帰動作を低騒音で行うことが可能な制御装置、レンズ装置、撮像装置、制御方法、およびプログラムを提供することができる。

実施例１における撮像装置のブロック図である。 実施例１におけるモータ制御装置のブロック図である。 実施例１におけるフォーカスレンズ制御部のブロック図である。 実施例１におけるモータ駆動機構の概略図である。 実施例１におけるモータ駆動機構の断面図である。 実施例１におけるモータ駆動機構の下面図である。 実施例１におけるモータ駆動機構の異常状態の説明図である。 実施例１における目標値生成部が生成する目標軌道の例である。 実施例１におけるモータ駆動機構の周波数と速度との関係を示す図である。 実施例１におけるモータ駆動機構の位相差と速度との関係を示す図である。 実施例１における異常検出部の動作を示すフローチャートである。 実施例１におけるフォーカスレンズの目標軌道および実際の状態を示す図である。 実施例１における異常復帰処理部の動作を示すフローチャートである。 実施例１における駆動力ＵＰ処理の一例を示すフローチャートである。 実施例３におけるレンズ装置とカメラ本体との通信のやり取りを示す図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

まず、図１を参照して、本発明の実施例１における撮像装置について説明する。図１は、撮像装置１０のブロック図である。撮像装置１０は、カメラ本体（撮像装置本体）２００と、カメラ本体２００に着脱可能なレンズ装置（交換レンズ）１００とを有するレンズ交換式カメラシステムである。ただし本実施例は、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。

レンズ装置１００とカメラ本体２００は、不図示のマウントを介して機械的および電気的に接続されており、マウントに設けられた端子より、電源供給およびレンズ装置１００とカメラ本体２００との間の相互通信が行われる。

レンズ装置１００は、カメラ本体２００の撮像素子２０１に被写体の光学像を結像させる光学系（撮像光学系）１０１を有する。光学系１０１は、変倍レンズ１０２、絞り１０３、およびフォーカスレンズ１０４を有する。本実施例において、レンズ装置１００はズームレンズである。

変倍レンズ１０２は、ユーザによるズーム操作部１０５の操作に応じて、光軸ＯＡに沿った方向（光軸方向）に移動し、レンズ装置１００の焦点距離を変更することができる。絞り１０３は、不図示の絞り羽根により構成されており、絞り駆動部１０９によりアクチュエータを介して羽根を動かすことで光量調整を行う。フォーカスレンズ１０４は、フォーカス駆動部１１０によりアクチュエータを介して、光軸方向に移動されて合焦状態を調整する。フォーカス位置検出部１１１は、フォーカスレンズ１０４の位置を検出し、レンズ制御部１０６に、フォーカスレンズ１０４の位置を送信する。

レンズ制御部１０６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を有するコンピュータである。レンズ制御部１０６は、絞り駆動部１０９およびフォーカス駆動部１１０に対し、それぞれの駆動指令値を送信し、絞り１０３およびフォーカスレンズ１０４の駆動を制御する。なお、これらの詳細な制御方法および手順については後述する。

メモリ１０７は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などで構成された記憶手段であり、絞り１０３およびフォーカスレンズ１０４を駆動させる際に必要な情報を記憶する。メモリ１０７に記憶されている代表的な情報としては、焦点距離、被写体距離に応じたフォーカスレンズ１０４の位置の情報がある。またメモリ１０７には、フォーカス駆動部１１０および絞り駆動部１０９の駆動に必要な個体調整値が記憶されている。

ズーム操作部１０５は、ズーム環のように手動で変倍レンズ１０２を移動させる機構、またはアクチュエータにより電動で変倍レンズ１０２を移動させる機構を有する。ズーム位置検出部１０８は、変倍レンズ１０２の位置を検出し、レンズ制御部１０６に変倍レンズ１０２の位置を送信する。

カメラ本体２００は、撮像素子２０１、信号処理部２０２、記録処理部２０３、デフォーカス検出部２０６、カメラ制御部２０７、メモリ２０８、電子ファインダ２０４、および表示部２０５を有する。撮像素子２０１は、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサであり、光学系１０１からの光を受光し、光電変換によって電気信号を生成して信号処理部２０２に送信する。撮像素子２０１は、撮像用の画素に加えて、不図示の合焦位置検出用の画素を有する。信号処理部２０２は、撮像素子２０１からの電気信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換する。また信号処理部２０２は、デジタル信号に対して、ノイズ除去や色補正などの各種画像処理を行い、記録処理部２０３に画像データを送信する。記録処理部２０３は、入力された画像データを電子ファインダ２０４や表示部２０５に表示する。

デフォーカス検出部２０６は、瞳分割を行うマイクロレンズを介して、撮像素子２０１の焦点検出用の画素に対して入射された光により得られた一対の被写体像の信号の位相差を検出する。そしてデフォーカス検出部２０６は、検出された位相差に基づいてデフォーカス量を決定し、デフォーカス量をカメラ制御部２０７に出力する。カメラ制御部２０７は、ＣＰＵを有する演算装置であり、記録処理部２０３、デフォーカス検出部２０６、およびメモリ２０８と電気的に接続されている。カメラ制御部２０７は、メモリ２０８に記録されたプログラムを読み出して実行することや、オートフォーカス制御に必要な情報をレンズ制御部１０６との間で通信する。またカメラ制御部２０７は、不図示の撮影スイッチや各種設定スイッチなどのカメラ操作部からの入力に応じて、カメラ本体２００を制御する。

次に、図２および図３を参照して、本実施例の制御装置（モータ制御装置）について説明する。図２は、モータ制御装置のブロック図である。本実施例の制御装置は、駆動対象物であるフォーカスレンズ１０４の駆動を制御するレンズ制御部１０６およびフォーカス駆動部１１０を有する。ただし本実施例は、これに限定されるものではなく、フォーカス駆動部１１０以外の駆動部（絞り駆動部１０９や不図示のＩＳ駆動部など）を制御する場合（すなｗち、絞り１０３や不図示の防振レンズなどを駆動対象物とする場合）にも適用可能である。

レンズ制御部１０６は、フォーカス駆動に関する処理部として、フォーカスレンズ制御部１１７、異常検出部１２５、および異常復帰処理部１２６を有する。フォーカス駆動部１１０は、駆動回路１１２およびモータ駆動機構１１３を有する。フォーカスレンズ１０４は、モータ駆動機構１１３からの推力を受けて駆動する。フォーカス位置検出部１１１は、フォーカスレンズ１０４の位置を検出し、フォーカス位置信号１１４を出力する。

図３は、フォーカスレンズ制御部１１７のブロック図である。図３に示されるように、フォーカスレンズ制御部１１７は、ＦＢ制御器（フィードバック制御部）１１８と、ＦＢ制御器１１８の出力信号をアクチュエータへ加える信号に変換する３つの計算部により構成された位置フィードバック制御系である。なお、図３の詳細については後述する。フォーカスレンズ制御部１１７は、操作量１１５をフォーカス駆動部１１０の駆動回路１１２に出力する。駆動回路１１２は、ＰＷＭドライバおよび昇圧回路などを有し、モータ駆動機構１１３内のモータに対し、操作量１１５に応じて所定の電圧１１６を出力する。モータ駆動機構１１３が移動することにより、モータ駆動機構１１３に連結されたフォーカスレンズ１０４も移動する。

次に、図４乃至図６を参照して、本実施例におけるモータ駆動機構１１３について説明する。図４は、モータ駆動機構１１３の概略図である。モータ駆動機構１１３は、振動板３０１、スライダ３０２、ボール受け３０３、可動プレート３０４、ボール３０５、およびバネ３０６を有する。振動板３０１は、圧電素子が左右に２枚（不図示）貼り付けられており、２枚の圧電素子に対して駆動回路１１２から電圧１１６を印加することにより振動する。モータ駆動機構１１３は、電圧１１６の周波数、左右の位相差、電圧振幅を変えることにより、振動板３０１がスライダ３０２上を振動しながら左右方向に進むことを可能とする振動型アクチュエータである。

図５は、図４中の矢印Ａの方向から見たモータ駆動機構１１３の断面図である。ボール受け３０３にはＶ字状の溝が形成されており、ボール３０５が転がるように支持されている。可動プレート３０４は、バネ３０６により振動板３０１と接続され、スライダ３０２とボール受け３０３を挟むような構造をしている。

図６は、図４中の矢印Ｂの方向から見たモータ駆動機構１１３の下面図である。可動プレート３０４にはスリットが設けられており、ボール３０５をボール受け３０３と挟むような形で保持している。図６（ａ）は、振動板３０１および可動プレート３０４が右側に配置されている状態を示している。図６（ｂ）は、振動板３０１および可動プレート３０４が左側に移動した状態を示している。本実施例におけるモータ駆動機構１１３において、ボール３０５は、ボール受け３０３のＶ字状の溝と、可動プレート３０４のスリットとの間を転がりながら移動する転動機構である。これにより、振動板３０１および可動プレート３０４が駆動する際の摺動負荷を小さくすることができる。

次に、図７を参照して、本実施例におけるモータ駆動機構１１３の異常状態について説明する。図７は、モータ駆動機構１１３（転動機構）の異常状態の説明図であり、ボール３０５ａが可動プレート３０４の左側の端部に接触し、ボール３０５ｂがボール受け３０３のＶ字状の溝の右側の端部に接触している状態を示す。ボール受け３０３のＶ字状の溝と、可動プレート３０４のスリットの長さは、振動板３０１および可動プレート３０４が移動可能な範囲においては、ボール３０５がそれぞれの端に接触しないように設計されている。しかしながら、レンズ装置１００に対して衝撃が加わった際には、図７に示されるようにボール３０５の位置がずれ、Ｖ字状の溝、スリットの端に当たってしまうことがある。

図７の状態から振動板３０１および可動プレート３０４を右側に移動させようとした場合、ボール３０５ａは、スリットの端にぶつかっているため転がることができない。またボール３０５ｂは、Ｖ字状の溝の端にぶつかっているため、ボール３０５ａと同様に転がることができない。ボール３０５が転がることが可能な範囲では、その摺動負荷は、ボール３０５の転がり摩擦による負荷になるため、非常に小さい状態である。しかしながら、図７のような異常状態では、ボール３０５が転がることができず、Ｖ字状の溝、スリットを滑りながら駆動するため、その摺動負荷は、滑り摩擦による負荷となるため、転がり状態と比較すると大きくなる。本実施例のモータ制御装置は、このような状態を異常状態と判定し、異常状態からの復帰動作を行う。

次に、カメラ本体２００からレンズ装置１００に対して、フォーカスレンズ１０４を移動させる命令が送信されたときの、レンズ制御部１０６の動作と、異常状態が発生した際の復帰動作について説明する。カメラ本体２００から駆動命令を受けると、レンズ制御部１０６は、まずフォーカスレンズ１０４の目標軌道を生成する。

図３に示されるように、フォーカスレンズ制御部１１７は、フォーカスレンズ１０４の駆動時の位置、速度、および加速度を設定するための目標値生成部１１９を有する。ここで、図８を参照して、フォーカスレンズ制御部１１７がカメラ本体２００から駆動命令を受け取り、フォーカスレンズ１０４が目標値に到着するまでに生成する目標軌道（位置、速度、および加速度の軌道）について説明する。図８は、目標値生成部１１９が生成する目標軌道の例である。図８において、横軸は時間、縦軸は位置、速度、および加速度をそれぞれ示す。

フォーカスレンズ制御部１１７は、一定の周期で演算を行うことで、図８の位置軌道のようにフォーカスレンズ１０４を動かす。フォーカスレンズ制御部１１７は、フォーカス位置検出部１１１から出力されたフォーカス位置信号１１４を受け、減算器１２４にて、目標値生成部１１９から出力された位置目標値と減算することで得られた位置偏差をＦＢ制御器１１８に入力する。ＦＢ制御器１１８はＰＩＤ制御器であり、位置偏差を小さくするような操作量を出力する。ＦＢ制御器１１８から出力された操作量は、周波数計算部１２１、位相差計算部１２２、および振幅計算部１２３に入力される。

次に、図９を参照して、振動板３０１に印加する電圧の周波数と速度（モータ駆動機構１１３の駆動速度）との関係について説明する。図９は、振動板３０１に印加する電圧の周波数と速度との関係を示す図である。図９において、横軸は周波数（ｋＨｚ）、縦軸は速度（ｍｍ／ｓ）をそれぞれ示す。モータ駆動機構１１３は、周波数を徐々に下げていくことで、速度が大きくなるような特性を有する振動型アクチュエータである。ただしモータ駆動機構１１３は、周波数を下げ過ぎると速度が小さくなっていく特性も有する。このため、レンズ装置１００として組み立てが進む中で、基準周波数１２０が調整値として調整され、メモリ１０７に格納されている。本実施例において、基準周波数１２０は、振動板３０１の２枚の圧電素子にそれぞれ印加する電圧の位相差が９０°で、速度が基準速度になるときの周波数と定義する。基準周波数から一定量周波数が下がった周波数をリミット周波数と定義し、それより周波数が下がらないようにしている。リミット周波数は、基準周波数１２０を調整する際に共に調整される。周波数を下げて行くと消費電力が大きくなるため、フォーカスレンズ１０４が駆動するために割り当てられた電力を超えないようにリミット周波数は調整される。

図９は、振動板３０１の２枚の圧電素子にそれぞれ印加する電圧の位相差が９０°のときの特性を実線で示し、位相差が７５°のときの特性を点線でそれぞれ示している。図９からわかるように、同一の周波数において位相差が小さくなると、速度が下がる。

次に、図１０を参照して、モータ駆動機構１１３の位相差と速度との関係について説明する。図１０は、モータ駆動機構１１３の位相差（ｄｅｇｒｅｅ）と速度（ｍｍ／ｓ）との関係を示している。図１０は、周波数が基準周波数１２０の場合を示す。図９と比較すると、位相差９０°で基準速度になることが確認できる。図１０のような特性により、基準速度よりゆっくりとした速度で動かそうとする場合、周波数を基準周波数１２０に固定し位相差により速度を調整することができる。位相差は９０°を超えて行くと速度が増えにくくなるため、基準速度以上の速度で動かそうとする場合、図９からわかるように、周波数を下げて行くことで速度を増加させることができる。

以上のような特性から、目標値生成部１１９の目標速度が基準速度より遅い場合、周波数計算部１２１は、基準周波数１２０を出力するように振る舞い、位相差計算部１２２は、目標速度に合わせて、位相差が増減し振動板３０１の速度が制御される。また、目標値生成部１１９の速度が基準速度より速い場合、位相差計算部１２２は位相差を９０°に固定され、周波数計算部１２１は、基準周波数１２０を基準に周波数を下げていくことで振動板３０１の速度を制御する。振幅計算部１２３は、振動板３０１に印加する電圧の振幅を計算する。電圧振幅と速度の関係は、電圧振幅が大きいほど、振動板３０１の振動が大きくなり速度が速くなる。

本実施例では、周波数、位相差のような複雑な計算はせずに、カメラ本体２００の動作モードに応じて変化するものとする。例えば、カメラ本体２００の撮影モードが動画モードである場合、アクチュエータの駆動音がカメラ本体２００のマイク（不図示）に録音されてしまうことがある。そのような場合、電圧振幅を小さくすることで振動板３０１の振動が小さくなり、駆動音を小さくすることができる。一方、カメラ本体２００の撮影モードが静止画モードである場合、被写体に素早く合焦させることが望ましいため、より早く動けるように電圧振幅を大きくする必要がある。

本実施例において、振幅計算部１２３は、カメラ本体２００の撮影モードに応じて小振幅と大振幅とを切り替える機能を有するが、これに限定されるものではない。位相差、周波数と同じように、目標速度に応じて、電圧振幅を徐々に増減させる機能を持っていても良い。前述のようにして周波数計算部１２１、位相差計算部１２２、および振幅計算部１２３で計算された操作量１１５（１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃ）は駆動回路１１２に入力され、モータ駆動機構１１３の圧電素子に供給され、フォーカスレンズ１０４が駆動される。駆動状態は、フォーカス位置検出部１１１により位置検出され、フォーカス位置信号１１４がフォーカスレンズ制御部１１７に入力され、また次の周期の演算で操作量１１５が更新される。このような演算が繰り返されることで、フォーカスレンズ１０４は、カメラ本体２００から送信された目標位置まで駆動される。

レンズ制御部１０６は、異常検出部１２５および異常復帰処理部１２６を有する。異常検出部１２５は、フォーカスレンズ制御部１１７から各種状態を取得することで、モータ駆動機構１１３の異常を検出する。異常復帰処理部１２６は、異常検出部１２５がモータ駆動機構１１３の異常を検出した場合、異常状態からの復帰動作を実行する。

次に、図１１を参照して、異常検出部１２５の動作について説明する。図１１は、異常検出部１２５の動作（異常検出の周期処理）を示すフローチャートである。異常検出部１２５は、フォーカスレンズ１０４が駆動している場合、一定周期毎に動作を繰り返している。なお、異常検出部１２５はフォーカスレンズ制御部１１７より早い周期で演算しても、フォーカスレンズ制御部１１７の各種状態量は更新されないため、早い周期の演算は必要ない。このため異常検出部１２５は、フォーカスレンズ制御部１１７の制御演算の周期と同じ、または、それより遅い周期で動作している。

まずステップＳ１１０１において、異常検出部１２５は、フォーカスレンズ制御部１１７の各種状態量に基づいて、異常検出処理を行う。図１２は、カメラ本体２００からの命令を受け、フォーカスレンズ１０４が駆動している際のフォーカスレンズ制御部１１７の状態量である速度、位置、および位相差を示す図である。図１２において、横軸は時間、縦軸は速度、位置、および位相差をそれぞれ示す。また図１２において、実線はフォーカスレンズ１０４の目標軌道、点線は実際のフォーカスレンズ１０４の状態をそれぞれ示す。

時刻ｔ_５において、ボール３０５がＶ字状の溝の端やスリットの端に当たり、急激に摺動負荷が大きくなって、それ以上動けなくなった状態を表している。ボール３０５が動けなくなった場合、位置の状態量が変化しなくなり、速度の状態量は０になる。また位相差の状態量は、目標位置と実際の位置の差が大きくなっていくことで、より大きく動かそうとＦＢ制御器１１８が働くため、時刻ｔ_５以降、徐々に大きくなっていく。

図１２中のＰｍａｘは位相差のリミットを示し、位相差がそれ以上大きくできない状態を表している。図１２のようにフォーカスレンズ１０４の位置が動かなくなる、速度が０になる、位相差がリミットＰｍａｘに貼り付くなど、正常に駆動している状態ではあり得ない状態量を検出した際に、異常検出部１２５は、モータ駆動機構１１３が異常状態であると判定する。異常検出部１２５が異常状態と判定した場合、フォーカスレンズ制御部１１７は、フォーカスレンズ１０４の現在の位置をメモリ１０７に保存し、操作量１１５の出力を止め、停止状態にする。

なお本実施例において、位相差制御状態であって、位相差が最大値Ｐｍａｘに貼り付くことを例に説明したが、周波数制御状態であれば、リミット周波数に掛かったような場合も考えられる。また、振動型アクチュエータ以外のアクチュエータであれば、摺動負荷が大きくなると、より大きな推力を出力しようとＦＢ制御器１１８が働くため、正常な状態よりも消費電力が大きくなるようなことも考えられる。消費電力が正常時より大きければ異常状態と判定することもできる。異常検出については、他の先行例も様々な提案がされているため、異常検出方法については様々な方法で行うことができる。

続いて、図１１のステップＳ１１０２において、異常検出部１２５は、ステップＳ１１０１の異常検出処理の結果、モータ駆動機構１１３が正常状態（正常動作中）か否かを判定する。モータ駆動機構１１３が正常状態である場合、レンズ制御部１０６は異常検出の周期処理を終了し、次の周期まで待つ。一方、モータ駆動機構１１３が異常状態である場合、レンズ制御部１０６の異常復帰処理部１２６は復帰処理を開始する。

次に、図１３を参照して、異常復帰処理部１２６の動作について説明する。図１３は、異常復帰処理部１２６の動作を示すフローチャートである。

まずステップＳ１３０１において、異常復帰処理部１２６は、フォーカスレンズ１０４を逆向きに少し駆動させる（退避駆動）。ボール３０５がスリット端にぶつかっていたことでボール３０５がスリットの角に食いついている可能性があるため、その状態からの復帰のため逆向きの駆動（退避駆動）を行う。退避駆動は、食いつき状態からの脱出のための駆動であるため、ボール３０５の円周の４分の１程度の駆動量であれば良い。なお本実施例では、逆向きの駆動を行うこととしているが、ステップ１３０２以降の処理により、異常状態からの復帰ができるのであれば、必須の処理ではない。

続いてステップＳ１３０２において、異常復帰処理部１２６は、復帰駆動を行うために駆動力を上げるための処理（駆動力ＵＰ処理）を実施する。本実施例においては、位相差制御状態で、摺動負荷が大きくなってボール３０５が動けなくなっているとする。また、カメラ本体２００は動画モードであって、振幅計算部１２３により出力される電圧振幅状態は、小振幅状態であるとする。図９および図１０を参照してモータ駆動機構（振動型アクチュエータ）１１３の説明をしたが、速度を上げる方法としては、電圧振幅を大きくする、周波数を小さくする、位相差を大きくするという３つの方法がある。ここでは、駆動力を上げる処理として、位相差のリミットＰｍａｘを大きくすることを考える。図１２で位相差がＰｍａｘに貼り付いていたが、リミットを広げることで、位相差が更に大きくなるため、振動型アクチュエータの推力が増えることが期待される。

続いて、図１３のステップＳ１３０３において、異常復帰処理部１２６は、復帰駆動を行う。モータ駆動機構１１３を異常検出方向に駆動する。続いてステップＳ１３０４において、異常復帰処理部１２６は、異常状態からの復帰を監視するために異常検出部１２５でフォーカスレンズ制御部１１７の状態量を監視し、復帰完了か否かを判定する。異常検出の際にメモリ１０７に記憶されている位置情報を参照しながら、ボール３０５が端に当たっても、止まることなく動き続けることができていれば、駆動力をＵＰしたことで摺動負荷が大きい状態でも駆動できた（復帰完了した）ことになる。そして、ボール３０５を引きずったままストローク端まで駆動をし続けることで、ボール３０５の位置を正しい位置に戻すことができる。

一方、図１２のように、フォーカスレンズ１０４の位置が動かず、新たに設定したＰｍａｘで位相差が貼り付くようであれば、復帰できないと判定され、ステップＳ１３０１に戻る。復帰駆動のために新たに設定したＰｍａｘは、そのままにしても良いし、元に戻してもよい。複数の駆動力ＵＰ方法を適用すると、駆動音が大きくなることが考えられるため、少しずつ各操作量を速度が上がるように変更していくことが望ましい。

次に、図１４を参照して、駆動力ＵＰ処理（ステップＳ１３０２）について説明する。図１４は、駆動力ＵＰ処理ステップＳ１３０２の一例を示すフローチャートである。

まずステップＳ１４０１において、異常復帰処理部１２６は、位相差のリミットＰｍａｘが現在よりも大きくできるか否かを判定する。図１０のように位相差は９０°を超えると、速度が上がりにくくなるため、位相差のリミットＰｍａｘを大きくする場合には９０°程度に設定することが好ましい。位相差のリミットＰｍａｘを大きくすることができる場合、ステップＳ１４０２に進む。ステップＳ１４０２において、異常復帰処理部１２６は、位相差のリミットＰｍａｘを大きくするように変更する。一方、ステップＳ１４０１にて位相差のリミットＰｍａｘを大きくすることができない場合、ステップＳ１４０３に進む。

ステップＳ１４０３にて、異常復帰処理部１２６は、周波数（基準周波数）を下げることができるか否かを判定する。図９に示されるように、駆動時の周波数を下げると、位相差９０°において出せる速度が大きくなるため、駆動力をＵＰさせることができる。周波数を下げることが可能である場合、ステップＳ１４０４に進み、異常復帰処理部１２６は周波数を下げるように変更する。一方、周波数を下げることができない場合、ステップＳ１４０５に進む。ステップＳ１４０５において、異常復帰処理部１２６は、電圧振幅を大きくすることができるか否かを判定する。電圧振幅を大きくすることが可能である場合、ステップＳ１４０６に進み、異常復帰処理部１２６は電圧振幅を大きくするように変更する。電圧振幅を大きくすることで、振動板３０１の振動が大きくなり速度も大きくなるため、駆動力をＵＰすることができる。

なお、図１４のフローチャートは振動型アクチュエータの駆動力をＵＰする方法の一例である。位相差、周波数、および電圧振幅のそれぞれと駆動騒音との関係は、振動型アクチュエータの構造によって変わるため、図１４の順番に限定されるものではない。また、振動型アクチュエータが異なれば、その駆動力をＵＰする方法は変わるため、本実施例にて具体的に説明した方法に限定されるものではない。駆動音が大きくならないような順に駆動力ＵＰの手段を適用していき、復帰動作が完了するまで、試行を繰り返す。ボール３０５が端に当たったままの摺動負荷状態（滑り摩擦状態のため負荷大）で、ストロークの端まで駆動ができれば、ボール３０５の位置は正しい位置となるため、その時点で復帰動作が完了となる。駆動力ＵＰのために設定した各種操作量は、元の状態に戻しておくことで、駆動音が静かな状態は保たれる。

以上のように、本実施例によれば、ボール３０５が端に当たり異常状態になった場合でも、復帰状態を確認しながら駆動力を徐々に増加させることで、駆動音を静かな状態に保ちつつ復帰動作を行うことができる。

次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例では、レンズ装置１００に設けられた他の駆動部に関する異常復帰処理部１２６の動作について説明する。

図１に示されるように、レンズ装置１００は、絞り駆動部１０９を有する。また不図示ではあるが、レンズ装置１００にＩＳ駆動部（手振れ補正機構）が搭載されている場合もある。レンズ装置１００に供給される電力は、カメラ本体２００から供給される。写真の撮影可能枚数や、動画の記録時間など、カメラ本体２００の動作条件を守るには、予めレンズ装置１００に許容された電力の範囲で、それぞれの駆動を行う必要がある。図９を参照して説明したリミット周波数は、そのような電力制限値に基づいて定められている。実施例１では、ステップＳ１３０２において、異常復帰処理部１２６は、位相差、周波数、および電圧振幅を徐々に変えて駆動力を上げていくことを説明した。しかしながら、フォーカスレンズ制御部１１７に許容された消費電力の範囲内では、復帰動作が完了しない可能性もある。

そのような場合、絞り駆動部１０９やＩＳ駆動部の動作を停止し、それらの駆動部用に許容された電力をフォーカスレンズ制御部１１７に割り当てることができる。消費電力のリミットが大きくなれば、図９のリミット周波数を下げることが可能になるため、周波数制御による駆動力ＵＰが可能になる。フォーカスレンズ１０４の駆動に割り当てられた電力だけでは、復帰できない場合には、他駆動部の電力を利用することで、復帰動作を完了させることができる。

次に、本発明の実施例３について説明する。本実施例では、レンズ装置１００に割り当てられた消費電力の範囲では復帰動作が完了しなかった場合の動作について説明する。

図１５を参照して、レンズ装置１００とカメラ本体２００との通信のやり取りについて説明する。図１５は、レンズ装置１００（レンズ制御部１０６）とカメラ本体２００（カメラ制御部２０７）との通信のやり取りを示す図である。レンズ装置１００に割り当てられた消費電力の範囲で復帰動作が完了しない場合、まずステップＳ１５０１において、レンズ制御部１０６は、レンズ装置１００が異常状態にあることをカメラ制御部２０７へ通知する。

続いてステップＳ１５０２において、レンズ制御部１０６は、復帰動作のために消費電力を上げる必要があることをカメラ制御部２０７へ通知する（電力ＵＰ許可要求）。そしてステップＳ１５０３において、カメラ制御部２０７は、ステップＳ１５０２のレンズ制御部１０６からの電力ＵＰ許可要求に応じて、レンズ装置１００への電力供給量を増加させ、レンズ制御部１０６に電力ＵＰ許可を通知する。そしてステップＳ１５０４において、レンズ制御部１０６は、カメラ制御部２０７からの電力ＵＰ許可を受けて、復帰駆動を実行する。復帰駆動の完了後、ステップＳ１５０５において、レンズ制御部１０６は、カメラ制御部２０７に復帰完了を通知する。そしてステップＳ１５０６において、カメラ制御部２０７は、電力供給状態を電力ＵＰ状態から通常状態に戻して、レンズ制御部１０６に電力ＵＰ禁止を通知し、復帰駆動が完了する。

以上のように、各実施例の制御装置は、駆動対象物（フォーカスレンズ１０４）を駆動する駆動手段（フォーカス駆動部１１０）を制御する制御装置である。制御装置は、位置検出手段（フォーカス位置検出部１１１）、位置制御手段（フォーカスレンズ制御部１１７）、異常検出手段（異常検出部１２５）、および異常復帰手段（異常復帰処理部１２６）を有する。位置検出手段は、駆動対象物の位置情報を検出する。位置制御手段は、位置検出手段により検出された位置情報に基づいて駆動手段の操作量１１５を決定する。異常検出手段は、駆動手段の異常を検出する。異常復帰手段は、異常検出手段が異常を検出した場合に異常復帰動作を行う。異常復帰手段は、異常検出時の位置情報および操作量に基づいて、異常復帰動作の際の操作量を決定する。

好ましくは、異常復帰手段は、異常復帰動作により駆動手段が異常状態から復帰したか否かを判定する。駆動手段が異常状態から復帰しない場合、異常復帰手段は、駆動手段の駆動量が増加するように異常復帰動作の際の操作量を変更する。より好ましくは、操作量１１５は、電圧振幅（１１５ａ）、位相差（１１５ｂ）、または周波数（１１５ｃ）の少なくとも一つである。

好ましくは、異常復帰手段は、駆動手段が異常状態から復帰しない場合、位相差を大きくする（Ｓ１４０２）。また好ましくは、異常復帰手段は、駆動手段が異常状態から復帰しない場合、周波数を下げる（Ｓ１４０４）。また好ましくは、異常復帰手段は、駆動手段が異常状態から復帰しない場合、電圧振幅を大きくする（Ｓ１４０６）。

好ましくは、異常復帰手段は、駆動手段が異常状態から復帰しない場合、フォーカスレンズ１０４とは異なる光学部材を駆動する第２の駆動手段の電力を用いて、駆動手段の駆動量が増加するように操作量を変更する。ここで、光学部材は例えば絞り１０３や防振レンズであり、第２の駆動手段は例えば絞り駆動部１０９やＩＳ駆動部である。

好ましくは、異常復帰手段は、駆動手段が異常状態から復帰しない場合、カメラ本体２００から供給された電力を用いて、駆動手段の駆動量が増加するように操作量を変更する。より好ましくは、異常復帰手段は、駆動手段が異常状態から復帰しない場合、レンズ装置１００とカメラ本体２００との通信によりカメラ本体２００に対して電力の供給を要求し、カメラ本体２００から電力の供給を受ける。

（その他の実施例）
本発明は、上述の実施例の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。

各実施例によれば、異常状態からの復帰動作を低騒音で行うことが可能な制御装置、レンズ装置、撮像装置、制御方法、およびプログラムを提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１０４ フォーカスレンズ（駆動対象物）
１１０ フォーカス駆動部（駆動手段）
１１１ フォーカス位置検出部（位置検出手段）
１１５ 操作量
１１７ フォーカスレンズ制御部（位置制御手段）
１２５ 異常検出部（異常検出手段）
１２６ 異常復帰処理部（異常復帰手段）

Claims (14)

1. 駆動対象物を駆動する駆動手段を制御する制御装置であって、
   前記駆動対象物の位置情報を検出する位置検出手段と、
   前記位置情報に基づいて前記駆動手段の操作量を決定する位置制御手段と、
   前記駆動手段の異常を検出する異常検出手段と、
   前記異常検出手段が前記異常を検出した場合に異常復帰動作を行う異常復帰手段と、を有し、
   前記異常復帰手段は、異常検出時の前記位置情報および前記操作量に基づいて、前記異常復帰動作の際の操作量を決定することを特徴とする制御装置。
2. 前記異常復帰手段は、
   前記異常復帰動作により前記駆動手段が異常状態から復帰したか否かを判定し、
   前記駆動手段が前記異常状態から復帰しない場合、前記駆動手段の駆動量が増加するように前記異常復帰動作の際の前記操作量を変更することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記操作量は、電圧振幅、位相差、または周波数の少なくとも一つであることを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
4. 前記異常復帰手段は、前記駆動手段が前記異常状態から復帰しない場合、前記電圧振幅を大きくすることを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
5. 前記異常復帰手段は、前記駆動手段が前記異常状態から復帰しない場合、前記位相差を大きくすることを特徴とする請求項３または４に記載の制御装置。
6. 前記異常復帰手段は、前記駆動手段が前記異常状態から復帰しない場合、前記周波数を下げることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載の制御装置。
7. 駆動対象物としてのレンズと、
   前記レンズを駆動する駆動手段と、
   請求項１乃至６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。
8. 前記駆動手段は、振動型アクチュエータを有することを特徴とする請求項７に記載のレンズ装置。
9. 前記異常復帰手段は、前記駆動手段が異常状態から復帰しない場合、前記レンズとは異なる光学部材を駆動する第２の駆動手段の電力を用いて、前記駆動手段の駆動量が増加するように前記操作量を変更することを特徴とする請求項７または８に記載のレンズ装置。
10. 前記レンズ装置は、カメラ本体に対して着脱可能であり、
    前記異常復帰手段は、前記駆動手段が異常状態から復帰しない場合、前記カメラ本体から供給された電力を用いて、前記駆動手段の駆動量が増加するように前記操作量を変更することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載のレンズ装置。
11. 前記レンズ装置は、前記カメラ本体と通信を行い、
    前記異常復帰手段は、前記駆動手段が前記異常状態から復帰しない場合、前記通信により前記カメラ本体に対して電力の供給を要求し、前記カメラ本体から前記電力の供給を受けることを特徴とする請求項１０に記載のレンズ装置。
12. 撮像素子と、
    請求項１乃至６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。
13. 駆動対象物を駆動する駆動手段を制御する制御方法であって、
    前記駆動対象物の位置情報を検出する位置検出ステップと、
    前記位置情報に基づいて前記駆動手段の操作量を決定する位置制御ステップと、
    前記駆動手段の異常を検出する異常検出ステップと、
    前記異常検出ステップで前記異常が検出された場合に異常復帰動作を行う異常復帰ステップと、を有し、
    前記異常復帰ステップにおいて、異常検出時の前記位置情報および前記操作量に基づいて、前記異常復帰動作の際の操作量を決定することを特徴とする制御方法。
14. 請求項１３に記載の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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