JP2024010910A - レンズ装置および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低消費電力でシフトレンズの駆動が可能なレンズ装置を提供する。【解決手段】レンズ装置（００１）は、撮像光学系の光軸（００４）と直交する方向に移動可能なシフトレンズ（０２６、０２８）と、光軸と直交する平面内においてシフトレンズを駆動する駆動手段（１０２、１０３、１０５、１０６）と、駆動手段を制御する制御手段（１０００）とを有し、駆動手段は、光軸と直交する平面内における第１方向にシフトレンズを駆動する第１駆動部（１０２、１０５）と、平面内における第２方向にシフトレンズを駆動する第２駆動部（１０３、１０６）とを有し、制御手段は、第１駆動部と第２駆動部とを同時に駆動させることなく、第１方向および第２方向とは異なる第３方向にシフトレンズを駆動するように駆動手段を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ装置および撮像装置に関する。

特許文献１には、撮像光学系を構成する二つの光学素子群を光軸と直交する方向に移動させることで、ティルト効果と構図をシフトさせるシフト効果を得られるレンズ装置が開示されている。特許文献２には、撮像範囲に設定された特定の領域毎にティルト量を決め、所望のピント面によって被写体に合焦するレンズ装置が開示されている。

特開２０１９－０９０９５２号公報 特開２０１９－０９１０２７号公報

特許文献１および特許文献２に開示されたレンズ装置では、光軸と直交する方向に移動可能な二つのレンズ（シフトレンズ）を、光軸と直交する平面内の任意の方向に移動させるため、複数のアクチュエータ（複数の駆動部）が必要である。しかし、複数の駆動部を同時に駆動させるには、大きな電力が必要となる。また、複数の駆動部へ供給可能な電力によっては、各駆動部を駆動させることが困難になる可能性がある。

そこで本発明は、低消費電力でシフトレンズの駆動が可能な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レンズ装置は、撮像光学系の光軸と直交する方向に移動可能なシフトレンズと、前記光軸と直交する平面内において前記シフトレンズを駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、前記駆動手段は、前記光軸と直交する平面内における第１方向に前記シフトレンズを駆動する第１駆動部と、前記平面内における第２方向に前記シフトレンズを駆動する第２駆動部とを有し、前記制御手段は、前記第１駆動部と前記第２駆動部とを同時に駆動させることなく、前記第１方向および前記第２方向とは異なる第３方向に前記シフトレンズを駆動するように前記駆動手段を制御する。

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、低消費電力でシフトレンズの駆動が可能なレンズ装置および撮像装置を提供することができる。

第１実施形態におけるカメラシステムの断面図である。 第１実施形態におけるカメラシステムのブロック図である。 第１実施形態におけるレンズ装置の要部正面図である。 第２実施形態における撮像装置により撮像された画像である。

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。

（第１実施形態）
まず、図１および図２を参照して、本発明の第１の実施形態におけるカメラシステム（撮像システム）０００について説明する。図１は、カメラシステム０００の断面図である。図１において、撮像光学系の光軸００４に沿った方向（光軸方向）をＸ軸方向、ピッチ方向をＹ軸方向、ヨー方向をＺ軸と定める。図２は、カメラシステム０００のブロック図である。カメラシステム０００は、カメラ本体（撮像装置本体）００２と、カメラ本体００２に対して着脱可能なレンズ装置（交換レンズ）００１とを備えて構成される。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００２は、ＣＭＯＳセンサまたはＣＣＤセンサなどの光電変換素子（撮像素子）を含む撮像部１１０６を有する。レンズ装置００１を通して結像した像を、カメラＣＰＵ１１００により不図示のシャッタを制御することで、任意の時間だけ撮像部１１０６に露光し、撮像することができる。またカメラ本体００２は、撮像画像を表示やカメラシステム０００の各種設定の変更が可能なタッチパネル機能を有する表示部１１０８、および、覗き込むことで撮像画像の確認や視線入力が可能なファインダ０１６を有する。

レンズ装置００１は、第１レンズ０２１、第２レンズ０２２、第３レンズ０２３、第４レンズ０２４、第５レンズ０２５、第６レンズ０２６、第７レンズ０２７、第８レンズ０２８、第９レンズ０２９、および第１０レンズ０３０を含む撮像光学系を有する。撮像光学系の光軸方向の各レンズの位置関係を変化させることで、レンズ装置００１の焦点距離が変化する。なお各レンズは、一枚のレンズに限定されるものではなく、複数枚のレンズからなるレンズ群であってもよい。またレンズ装置００１は、レンズＣＰＵ（制御手段）１０００を有する。レンズＣＰＵ１０００は、例えば、第６レンズ０２６および第８レンズ０２８を光軸００４と直交する方向に移動させるための駆動、および絞り機構０１１の開口径を変化させる駆動等を制御する。

各レンズは、カムフォロアを有する鏡筒により保持されており、光軸方向における各レンズの位置関係が変化することで、レンズ装置００１の焦点距離を変化する。カムフォロアは、案内筒００７の光軸００４に平行な直進溝とカム筒００８の光軸００４に対して傾きを持った溝に係合している。このとき、ズーム操作環００６が回転すると、光軸００４に傾きを持った溝を有するカム筒００８が回転する。つまり、ズーム操作環００６を回転させることで、焦点距離を変化させることができる。また、ズーム操作環００６の回転量を検出する不図示のズーム位置検出手段によって、撮像光学系の焦点距離を検出することが可能である。

第２レンズ０２２は、光軸方向に駆動することで、ピント調節が可能なフォーカス群である。第２レンズ０２２は、光軸方向に案内する不図示のガイドバー、振動アクチュエータ０３１、および移動距離を検出する位置検出手段（不図示）により、フォーカスユニット０１０を構成する。フォーカスユニット０１０の駆動は、レンズＣＰＵ１０００により制御される。

第６レンズ（第１シフトレンズ）０２６および第８レンズ（第２シフトレンズ）０２８は、光軸００４と直交する方向に移動可能なシフトレンズである。また第６レンズ０２６および第８レンズ０２８は、光軸００４と直交する方向に移動することで、撮像面（撮像素子の受光面）に対してピント面を傾けるティルト効果、または撮像範囲を移動させるシフト効果を発生させる。具体的には、第６レンズ０２６と第８レンズ０２８が共に正の屈折力または、負の屈折力をもつ場合には、互いに反対方向に移動させると、ティルト効果を発生させることができる。また、第６レンズと第８レンズとを互いに同じ方向に移動させると、シフト効果を発生させることができる。第６レンズ０２６と第８レンズ０２８の一方が正の屈折力をもち、他方が負の屈折力をもつ組み合わせの場合には、互いに反対方向に移動させると、シフト効果を発生させることができる。また、第６レンズと第８レンズとを互いに同じ方向に移動させると、ティルト効果を発生させることができる。

第６レンズ０２６、光軸００４と直交する方向に移動可能に保持する保持手段、駆動手段、および移動距離を検出するシフト位置検出手段により、第１シフトユニット０１２が構成される。同様に、第８レンズ０２８、光軸００４と直交する方向に移動可能に保持する保持手段、駆動手段、および移動距離を検出するシフト位置検出手段により、第２シフトユニット０１３が構成される。第１シフトユニット０１２の駆動および第２シフトユニット０１３の駆動は、レンズＣＰＵ１０００により制御される。

レンズ装置００１は、マウント００５を有し、カメラ本体００２のマウント（不図示）に接続して固定される。また、レンズ装置００１およびカメラ本体００２は、電気的接続を行うため、レンズ電気接点１００９およびカメラ電気接点１０１０をそれぞれ有する。この電気的接続により、カメラ本体００２において設定された内容をレンズ装置００１に反映させることができる。

次に、カメラ本体００２による制御について説明する。カメラＣＰＵ１１００は、マイクロコンピュータを備えて構成され、カメラ本体００２の各部の動作を制御する。またカメラＣＰＵ１１００は、レンズ装置００１をカメラ本体００２に装着した際には、レンズ電気接点１００９およびカメラ電気接点１０１０を介して、レンズ装置００１に設けられたレンズＣＰＵ１０００との通信を行うことができる。

カメラＣＰＵ１１００がレンズＣＰＵ１０００へ送信する情報（信号）は、第２レンズ０２２の駆動量情報およびピントズレ情報を含む。また、この情報は、不図示の加速度センサ（加速度検出手段）等のカメラ姿勢検出部１１１０からの信号に基づくカメラ本体００２の姿勢情報を含む。また、この情報は、ユーザがピントを合わせたい所望の被写体を指示するＴＳ指示部１１０９からの信号に基づく被写体の被写体距離情報、ピントズレ情報、および所望の撮像範囲（画界）を指示する撮像範囲情報等を含む。なお、ＴＳ指示部１１０９の詳細については後述する。レンズＣＰＵ１０００がカメラＣＰＵ１１００へ送信する情報（信号）は、レンズ装置００１の撮像倍率等の光学情報、および、装着したレンズ装置００１に搭載されたズームや防振等のレンズ機能情報を含む。また、この情報は、ジャイロセンサまたは加速度センサ等のレンズ姿勢検出部１００８からの姿勢情報を含む。なお、レンズ電気接点１００９およびカメラ電気接点１０１０はそれぞれ、カメラ本体００２からレンズ装置００１へ電源を供給するための接点を含む。

電源スイッチ１１０１は、ユーザにより操作可能なスイッチであり、カメラＣＰＵ１１００の起動、およびカメラシステム０００内の各アクチュエータやセンサ等への電源供給を開始することができる。レリーズスイッチ１１０２は、ユーザにより操作可能なスイッチであり、第１ストロークスイッチＳＷ１と第２ストロークスイッチＳＷ２とを有する。レリーズスイッチ１１０２からの信号は、カメラＣＰＵ１１００に入力される。カメラＣＰＵ１１００は、第１ストロークスイッチＳＷ１からのＯＮ信号の入力に応じて、撮像準備状態に入る。撮像準備状態では、測光部１１０３による被写体輝度の測定、および焦点検出部１１０４による焦点検出が行われる。

カメラＣＰＵ１１００は、測光部１１０３による測光結果に基づいて、絞り機構０１１の絞り値、および撮像部１１０６の撮像素子の露光量（シャッタ秒時）等を演算する。またカメラＣＰＵ１１００は、焦点検出部１１０４による撮像光学系の焦点状態を検出する。またカメラＣＰＵ１１００は、検出結果である焦点情報（デフォーカス量およびデフォーカス方向）に基づいて、被写体に対する合焦状態を得るためのフォーカスユニット０１０を駆動源とした、第２レンズ０２２の駆動量（駆動方向を含む）に関する情報を決定する。第２レンズ０２２の駆動量に関する情報は、レンズＣＰＵ１０００へ送信される。レンズＣＰＵ１０００は、レンズ装置００１の各部の動作を制御する。

レンズ装置００１は、第６レンズ０２６および第８レンズ０２８のそれぞれを光軸００４と直交する方向に移動させることで、撮像面に対してピント面を傾けるティルト効果、および撮像範囲を移動させるシフト効果を得られるように構成されている。このためカメラＣＰＵ１１００は、ＴＳ指示部１１０９により指示された所望の被写体に対してピントを合わせるためのティルト駆動量を演算する。またカメラＣＰＵ１１００は、現在の撮像範囲から、ＴＳ指示部１１０９により指示された撮像範囲へ変更するシフト駆動量を演算する。これらの駆動量に関する情報は、カメラＣＰＵ１１００からレンズＣＰＵ１０００へ送信され、第６レンズ０２６の駆動および第８レンズ０２８の駆動が制御される。

なお、ＴＳ指示部１１０９により指示される被写体は複数でもよい。仮に距離が異なる被写体であっても、前述のティルト効果により傾いた被写体面上にあれば、ピントを合わせることが可能である。ＴＳ指示部１１０９は、カメラ本体００２に代えて、レンズ装置００１に設けられていてもよい。また、ＴＳ指示部１１０９としての機能を、レンズ装置００１やカメラ本体００２の既存の回転操作部やボタン・スイッチ等に、その機能を割り当てることも可能である。

またカメラＣＰＵ１１００は、所定の撮像モードになると、不図示の防振レンズの偏芯駆動、すなわち手振れ防振動作の制御を開始する。レンズ装置００１が防振レンズ（防振機能）を有しない場合、防振レンズの偏芯駆動制御は不要である。第２ストロークスイッチＳＷ２からのＯＮ信号が入力されると、カメラＣＰＵ１１００は、レンズＣＰＵ１０００に対して絞り駆動命令を送信し、絞り機構０１１を先に演算した絞り値（Ｆ値）に設定する。またカメラＣＰＵ１１００は、露光部１１０５に露光開始命令を送信する。その後、カメラＣＰＵ１１００は、不図示のミラーの退避動作（なお、ミラーレスカメラにこの動作は無い）や不図示のシャッタの開放動作を行わせ、撮像部１１０６の撮像素子において、被写体像の光電変換、すなわち露光動作を行わせる。

撮像部１１０６からの撮像信号は、カメラＣＰＵ１１００内の信号処理部にてデジタル変換され、更に各種補正処理が施されて画像信号として出力される。画像信号（データ）は、画像記録部１１０７において、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク等の記録媒体に記録保存される。また、撮像部１１０６に撮像された画像を、撮像時、液晶や有機ＥＬ技術によるディスプレイである表示部１１０８に表示することができる。また、画像記録部１１０７に記録された画像を表示することができる。近年、ディスプレイにはタッチ操作技術が搭載されており、ライブビュー撮像のディスプレイで被写体を選択し、ピントを合わせることができる。すなわちＴＳ指示部１１０９が表示部１１０８に含まれる構成が一般的である。

次に、レンズ装置００１の制御について説明する。フォーカス操作回転検出部１００２は、フォーカス操作環０１９、およびフォーカス操作環０１９の回転を検出するセンサ（不図示）を含む。絞り操作回転検出部１０１１は、絞り操作環０２０、および絞り操作環０２０の回転を検出するセンサ（不図示）を含む。ズーム操作回転検出部１００３は、ズーム操作環００６、およびズーム操作環００６の回転を検出するセンサ（不図示）を含む。ＴＳ操作検出部１００１は、ティルト／シフト効果を得るためのマニュアル操作部（不図示）、およびマニュアル操作部の操作量を検出するセンサ（不図示）を含む。被写体記憶部１０１２は、ＴＳ指示部１１０９または表示部１１０８を介して指示された被写体の、撮像範囲における空間上の位置を記憶する。この位置は、被写体距離、および撮像面をＸ－Ｙ軸平面とした座標（Ｘ、Ｙ）で定義されるが、その詳細は省略する。

ＩＳ駆動部１００４は、防振動作を行う防振レンズ（不図示）の駆動アクチュエータとその駆動回路とを含む。なお、防振機能が無いレンズ装置には、この構造は不要である。ＡＦ駆動部１００６は、合焦動作を行う第２レンズ０２２、その駆動量に関する情報に応じて第２レンズ２２を光軸方向に移動させるフォーカスユニット（超音波モータユニット）０１０を含む。駆動量に関する情報は、前述のカメラＣＰＵ１１００からの信号に基づいて決定される。または、フォーカス操作回転検出部１００２を操作し、ピント位置を手動で指示したその信号から駆動量に関する情報を決定することもできる。

電磁絞り駆動部１００５は、カメラＣＰＵ１１００からの絞り駆動命令を受けたレンズＣＰＵ１０００によりその駆動源を制御し、絞り機構０１１を指定された絞り値に相当する開口状態に動作させる。また電磁絞り駆動部１００５は、絞り操作環０２０の操作によりユーザが所望の絞り値を指定した際も同様に動作させる。

ＴＳ駆動部１００７は、カメラＣＰＵ１１００からの被写体距離、位置情報、および撮像範囲情報を受信したレンズＣＰＵ１０００がその駆動源を制御する。すなわちレンズＣＰＵ１０００は、所望の被写体面（ピント面）となるようにティルト動作を行い、所望の撮像範囲が得られるようにシフト動作を行うようにＴＳ駆動部１００７を制御する。所望のピントを得るため、レンズＣＰＵ１０００は、ＴＳ駆動部１００７およびＡＦ駆動部１００６がそれぞれ最適に動作するように、ＴＳ駆動部１００７およびＡＦ駆動部１００６を制御する。またレンズ装置００１は、シフト動作により被写体距離が変わらない場合でも、ピントが変化する光学特性を有する。本実施形態において、ＴＳ駆動部１００７およびＡＦ駆動部１００６は、その光学特性に合わせて適切に制御される。

なお、ジャイロセンサ（不図示）は、レンズ装置００１の内部に配置および固定され、レンズＣＰＵ１０００に電気的に接続されている。ジャイロセンサは、カメラシステム０００の角度振れである縦（ピッチ方向）振れと横（ヨー方向）振れのそれぞれの角速度を検出し、検出値を角速度信号としてレンズＣＰＵ１０００へ出力する。レンズＣＰＵ１０００は、ジャイロセンサからのピッチ方向およびヨー方向の角速度信号を電気的または機械的に積分して、それぞれの方向での変位量であるピッチ方向振れ量およびヨー方向振れ量（これらをまとめて角度振れ量という。）を演算する。

レンズＣＰＵ１０００は、前述の角度振れ量と平行振れ量の合成変位量に基づいてＩＳ駆動部１００４を制御して防振レンズ（不図示）をシフト駆動させ、角度振れ補正および平行振れ補正を行う。前述のように、レンズ装置００１が防振機能を有しない場合、この構造および機能は不要である。またレンズＣＰＵ１０００は、ピント振れ量に基づいてＡＦ駆動部１００６を制御して第２レンズ０２２を光軸方向に移動し、ピント振れ補正を行う。

レンズ装置００１において、レンズＣＰＵ１０００は、ジャイロセンサからの出力に基づいて演算されたレンズ装置００１の振れおよび変位量に基づいて、ＴＳ駆動部１００７を制御する。例えば、カメラシステム０００を手で持って撮像を行う際に手振れが発生した場合、被写体に対して被写体面がずれる。しかしながら、本実施形態のカメラシステム０００は、被写体記憶部１０１２に被写体の位置が記憶されているため、手振れを補正して被写体に被写体面を合わせ続けるＴＳ駆動部１００７の制御が可能である。なお、この詳細は後述する。ＴＳ駆動部１００７の制御のため、カメラ本体００２に搭載された加速度センサ（加速度検出手段）の信号が用いられる場合がある。または、レンズ装置００１に加速度センサが搭載されていてもよい。

図３（ａ）、（ｂ）は、レンズ装置００１の要部正面図である。図３（ａ）は、第６レンズ０２６および第６レンズ０２６を駆動する駆動手段の正面図を示す。図３（ｂ）は、第８レンズ０２８および第８レンズ０２８を駆動する駆動手段の正面図を示す。

第６レンズ０２６は、第６レンズ保持枠１０１に保持されている。第６レンズ０２６は、ステッピングモータ１０２の駆動によりＹ軸方向（第１方向）に、ステッピングモータ１０３の駆動によりＺ軸方向（第２方向）にそれぞれ移動可能であるように、支持機構（不図示）により支持されている。第８レンズ０２８は、第８レンズ保持枠１０４に保持されている。第８レンズ０２８は、ステッピングモータ１０５の駆動によりＹ軸方向（第１方向または第４方向）に、ステッピングモータ１０６の駆動によりＺ軸方向（第２方向または第５方向）にそれぞれ移動可能であるように、支持機構（不図示）により支持されている。

このようにステッピングモータ１０２、１０３、１０５、１０６は、光軸００４と直交する平面内において第６レンズ０２６または第８レンズ０８を駆動する駆動手段を構成する。より具体的には、ステッピングモータ１０２、１０５は、光軸００４と直交する平面内における第１方向（または第４方向）に第６レンズ０２６または第８レンズ０２８を駆動する第１駆動部（または第３駆動部）である。またステッピングモータ１０３、１０６は、光軸００４と直交する平面内における第２方向（または第５方向）に第６レンズ０２６または第８レンズ０２８を駆動する第２駆動部（または第４駆動部）である。

したがって、第６レンズ０２６および第８レンズ０２８はそれぞれ、光軸直交平面（Ｙ－Ｚ平面）内の任意の方向に移動可能である。例えば、第６レンズ０２６および第８レンズ０２８を図３（ａ）、（ｂ）中の矢印Ａの方向（第３方向）に移動させる場合、四つのステッピングモータ１０２、１０３、１０５、１０６をそれぞれ駆動させる必要がある。しかし、カメラ本体００２から供給される電力（電源容量）によっては、四つのステッピングモータ１０２、１０３、１０５、１０６を同時に駆動させることができない可能性がある。例えば、各ステッピングモータへ供給可能な電力は、ステッピングモータ１０２（またはステッピングモータ１０５）の駆動に要する電力とステッピングモータ１０３（またはステッピングモータ１０６）の駆動に要する電力との和よりも小さい場合である。また、所望の位置まで到達するまで多大の時間を要する可能性がある。なお、各ステッピングモータのコイルの抵抗を下げることで電力を低減させることが考えられるが、レンズの駆動に必要なトルクを満足できない、またはレンズの駆動速度が低下する可能性がある。また、各ステッピングモータのエンジン部（磁気回路）を大きくすることで対応できる可能性はあるが、部品の配置の制約になりレンズ装置の大型化を招く可能性がある。

そこで本実施形態では、同時に駆動するステッピングモータの数を制限する。すなわちレンズＣＰＵ１０００は、第６レンズ０２６または第８レンズ０２８を第１方向および第２方向と異なる第３方向に駆動する際に、ステッピングモータ１０２、１０３（またはステッピングモータ１０５、１０６）を同時に駆動させない期間を設ける。好ましくは、レンズＣＰＵ１０００は、ステッピングモータ１０２、１０３（またはステッピングモータ１０５、１０６）を同時に駆動させることなく、第６レンズ０２６または第８レンズ０２８を駆動するように各ステッピングモータを制御する。より好ましくは、レンズＣＰＵ１０００は、ステッピングモータ１０２、１０３、１０５、１０６の全てを同時に駆動させない（同時に駆動させるステッピングモータを三つ以下とする）ように各ステッピングモータを制御する。

これにより、ステッピングモータの消費電力を抑制しつつ、第６レンズ０２６および第８レンズ０２８をそれぞれ所望の位置に到達するまでの時間を抑制することが可能となる。例えば、ステッピングモータ１０２とステッピングモータ１０３とを同時に駆動させず、同時に駆動させるステッピングモータの数を三つ以下とする。本実施形態では、第６レンズ０２６と第８レンズ０２８とを同一方向に同一速度で同量を移動させる場合、第６レンズ０２６を移動させる際の電力が大きい。レンズを駆動させるための電力が大きい第６レンズ０２６のステッピングモータ１０２、１０３を同時に駆動させないことで、消費電力を抑制することができる。ただし本実施形態は、これに限定されるものではなく、第８レンズ０２８のステッピングモータ１０５、１０６を同時に駆動させないように制御してもよい。

ステッピングモータ１０２およびステッピングモータ１０３が第６レンズ０２６を移動させるために必要なトルクは、レンズ装置００１の姿勢に応じて変化する。重力方向を－Ｙ軸方向とする場合、ステッピングモータ１０２とステッピングモータ１０３とでは、ステッピングモータ１０２の方が第６レンズ０２６を移動させるために必要なトルクが大きい。ステッピングモータ１０２とステッピングモータ１０３が同一の仕様のモータの場合、第６レンズ０２６の移動に要する消費電力は、ステッピングモータ１０２を駆動した方が大きい。同様に、ステッピングモータ１０５とステッピングモータ１０６が同一の仕様のモータの場合、第８レンズ０２８の移動に要する消費電力は、ステッピングモータ１０５を駆動した方が大きい。このような条件下で、各ステッピングモータを適切に制御することで消費電力を抑制しつつ、第６レンズ０２６および第８レンズ０２８をそれぞれ所望の位置に到達するまでの時間を抑制することを可能となる。

例えば、撮像時の重力方向が－Ｙ軸方向の場合、重力に逆らってレンズを移動させることになるステッピングモータ１０２とステッピングモータ１０５は同時に駆動せずに、ステッピングモータ１０２とステッピングモータ１０６を同時に駆動する。その後、ステッピングモータ１０３およびステッピングモータ１０５を同時に駆動する。このような制御により、消費電力を抑制しつつ、第６レンズ０２６および第８レンズ０２８をそれぞれ所望の位置に到達するまでの時間を抑制することが可能である。本実施形態において、カメラ本体００２に搭載された加速度センサで重力方向を検出することができる。また本実施形態において、重力方向に応じてステッピングモータの制御を変更することも可能である。

本実施形態において、ステッピングモータ１０２およびステッピングモータ１０５によるレンズの移動方向、およびステッピングモータ１０３およびステッピングモータ１０６によるレンズの移動方向をそれぞれ同じ方向であるが、これに限定されるものではない。例えば、ステッピングモータ１０５によるレンズの移動方向を図３（ａ）、（ｂ）中の矢印Ａの方向とし、ステッピングモータ１０６によるレンズの移動方向を図３（ａ）、（ｂ）中の矢印Ａの方向と直交方向としてもよい。

（第２実施形態）
次に、図４（ａ）、（ｂ）を参照して、本発明の第２の実施形態におけるカメラシステム（撮像装置）０００について説明する。図４（ａ）、（ｂ）は、カメラシステム０００により撮像した画像である。図４（ａ）は通常撮像で得られた画像（画像１）、図４（ｂ）は通常撮像後に第６レンズ０２６および第８レンズ０２８をそれぞれ光軸００４と直交する平面内の任意の方向に移動させて撮像した複数の画像（画像２、３、４、５）の合成画像を示す。図４（ａ）に示される画像１は、図４（ｂ）に示される合成画像の中心領域の実線で示される画像と同じ画像である。図４（ｂ）に示されるように、複数の画像（画像２～５）を合成することで画角が広がっている。

合成画像の撮像方法について説明する。カメラ本体００２は、第６レンズ０２６および第８レンズ０２８を光軸００４と直交する平面内の任意の方向にそれぞれ移動させて撮像した複数の画像を合成するモード（合成撮像モード）を有する。合成撮像モードは、第６レンズ０２６および第８レンズ０２８の移動量および移動方向に応じて複数のモードを含む。ユーザは、複数のモードから任意のモードを選択することができる。ユーザはモードの詳細を任意に設定可能であり、カメラ本体００２は複数のモードを記録することが可能である。モードの設定により、例えば、ズーム光学系でなくても複数の画角の撮像が容易に可能となる。

合成撮像モードでは、画像１の撮像を行うと、画像２、画像３、画像４、画像５の順に自動で撮像が行われる。合成撮像モードでは、カメラ本体００２を三脚などで固定して撮像することが好ましい。カメラ本体００２は、撮像素子で得られた複数の画像を画像記録部１１０７において記録媒体に記録し、記録媒体に記録された複数の画像を合成した画像を得る画像処理手段を有する。これにより、合成画像を生成することができる。

次に、合成撮像モードにおけるステッピングモータの駆動方法について説明する。画像１の撮像後に画像２を撮像するには、第６レンズ０２６と第８レンズ０２８を紙面左上方向にそれぞれ移動させる必要がある。前述した通り、カメラ本体００２から供給される電源の制約により四つのステッピングモータを同時に駆動させることができない、または所望の位置まで到達するまで多大の時間を要する可能性がある。そこで本実施形態では、ステッピングモータ１０２とステッピングモータ１０５を同時に駆動させず、同時に駆動させるステッピングモータの数を三つ以下とする。

例えば、ステッピングモータ１０２とステッピングモータ１０６とを同時に駆動させ、第６レンズ０２６を紙面上方向に第８レンズ０２８を紙面左方向にそれぞれ移動させる。その後、ステッピングモータ１０３とステッピングモータ１０５とを同時に駆動させ、第６レンズ０２６を紙面左方向に第８レンズ０２８を紙面上方向にそれぞれ移動させる。これにより、第６レンズ０２６と第８レンズ０２８が画像２を撮像可能な位置まで移動し、画像２の撮像が可能となる。画像２を撮像後、第６レンズ０２６および第８レンズ０２８を紙面右方向に移動させ、画像３を撮像する。このとき駆動させるステッピングモータは、ステッピングモータ１０３とステッピングモータ１０６の二つであり、画像２を撮像する際のステッピングモータに加わる負荷より小さいことから同時に駆動させることは可能である。同様に、画像３の撮像後、第６レンズ０２６および第８レンズ０２８を紙面下方向に移動させ、画像４を撮像する。画像４の撮像後、第６レンズ０２６および第８レンズ０２８を紙面左方向に移動させ、画像５を撮像する。

いずれの場合でも、画像２を撮像する際のステッピングモータに加わる負荷より小さいため、二つのステッピングモータを同時に駆動することは可能である。前述のように、各ステッピングモータを適切に制御することで消費電力を抑制しつつ、第６レンズ０２６および第８レンズ０２８をそれぞれ所望の位置に到達するまでの時間を抑制することが可能である。

本実施形態では、合成画像の中心となる画像１から撮像を行うが、撮像する被写体の位置や順番は問わず、例えば画像５の位置から撮像し、画像４、画像３、画像２、画像１の順に撮像してもよい。また、五枚の画像を用いて合成したが、画像の枚数は五枚に限定されるものではない。また本実施形態において、合成撮像モードでは、ステッピングモータ１０２とステッピングモータ１０３とを同時に駆動させない。ただし、レンズ装置００１に設けられたマニュアル操作部により、マニュアル操作された際にはステッピングモータ１０２とステッピングモータ１０３とを同時に駆動するように制御してもよい。

なお、光軸直交方向に移動可能なレンズとして、手振れ等による像ブレを補正するため、二つの駆動部を用いて光軸直交面内の任意の方向に駆動可能な防振レンズが知られている。しかし、防振レンズは、手振れ等による像ブレを補正する必要があり、このような防振レンズに対して、二つの駆動部のうち一方の駆動部のみを駆動する各実施形態の方法を適用することはできない。

また各実施形態において、レンズＣＰＵ１０００は、ユーザが選択可能な第１モード（複数同時駆動モード）と第２モード（低消費電力モード）とを有していてもよい。第１モードに設定されている場合、レンズＣＰＵ１０００は、ステッピングモータ１０２、１０３（またはステッピングモータ１０５、１０６）を同時に駆動させることで、スピード向上等のユーザの利便性に寄与する。一方、第２モードに設定されている場合、レンズＣＰＵ１０００は、ステッピングモータ１０２、１０３（またはステッピングモータ１０５、１０６）を同時に駆動させないことで、消費電力の低減を図ることができる。

各実施形態によれば、低消費電力でシフトレンズの駆動が可能なレンズ装置および撮像装置を提供することができる。

各実施形態の開示は、以下の構成を含む。

（構成１）
撮像光学系の光軸と直交する方向に移動可能なシフトレンズと、
前記光軸と直交する平面内において前記シフトレンズを駆動する駆動手段と、
前記駆動手段を制御する制御手段と、を有し、
前記駆動手段は、
前記光軸と直交する平面内における第１方向に前記シフトレンズを駆動する第１駆動部と、
前記平面内における第２方向に前記シフトレンズを駆動する第２駆動部と、を有し、
前記制御手段は、前記第１駆動部と前記第２駆動部とを同時に駆動させることなく、前記第１方向および前記第２方向とは異なる第３方向に前記シフトレンズを駆動するように前記駆動手段を制御することを特徴とするレンズ装置。
（構成２）
前記第１駆動部および前記第２駆動部へ供給可能な電力は、前記第１駆動部の駆動に要する電力と前記第２駆動部の駆動に要する電力との和よりも小さいことを特徴とする構成１に記載のレンズ装置。
（構成３）
前記制御手段は、前記第３方向に前記シフトレンズを駆動する際に、前記第１駆動部と前記第２駆動部とを同時に駆動させる第１モードと、前記第１駆動部と前記第２駆動部とを同時に駆動させない第２モードとを有することを特徴とする構成１に記載のレンズ装置。
（構成４）
前記シフトレンズは、第１シフトレンズおよび第２シフトレンズを含み、
前記第１駆動部および前記第２駆動部は、前記第１シフトレンズを駆動し、
前記駆動手段は、
前記平面内における第４方向に前記第２シフトレンズを駆動する第３駆動部と、
前記平面内における第５方向に前記第２シフトレンズを駆動する第４駆動部と、を更に有し、
前記制御手段は、前記第１駆動部、前記第２駆動部、前記第３駆動部、および前記第４駆動部の全てを同時に駆動させないように、前記駆動手段を制御することを特徴とする構成１乃至３のいずれかに記載のレンズ装置。
（構成５）
撮像光学系の光軸と直交する方向に移動することでティルト効果およびシフト効果を発生させる第１シフトレンズおよび第２シフトレンズを含むシフトレンズと、
前記光軸と直交する平面内において前記第１シフトレンズまたは前記第２シフトレンズを駆動する駆動手段と、
前記駆動手段を制御する制御手段と、を有し、
前記駆動手段は、
前記光軸と直交する平面内における第１方向に前記第１シフトレンズまたは前記第２シフトレンズを駆動する第１駆動部と、
前記平面内における第２方向に前記第１シフトレンズまたは前記第２シフトレンズを駆動する第２駆動部と、を有し、
前記制御手段は、前記駆動手段を制御して前記第１方向および前記第２方向とは異なる第３方向に前記第１シフトレンズまたは前記第２シフトレンズを駆動する際に、前記第１駆動部と前記第２駆動部とを同時に駆動させない期間を設けることを特徴とするレンズ装置。
（構成６）
前記制御手段は、前記第１駆動部と前記第２駆動部とを同時に駆動させることなく、前記第３方向に前記第１シフトレンズまたは前記第２シフトレンズを駆動するように前記駆動手段を制御することを特徴とする構成５に記載のレンズ装置。
（構成７）
前記第１駆動部および前記第２駆動部へ供給可能な電力は、前記第１駆動部の駆動に要する電力と前記第２駆動部の駆動に要する電力との和よりも小さいことを特徴とする構成６に記載のレンズ装置。
（構成８）
前記制御手段は、前記第３方向に前記第１シフトレンズまたは前記第２シフトレンズを駆動する際に、前記第１駆動部と前記第２駆動部とを同時に駆動させる第１モードと、前記第１駆動部と前記第２駆動部とを同時に駆動させない第２モードとを有することを特徴とする構成６に記載のレンズ装置。
（構成９）
構成１乃至８のいずれかに記載のレンズ装置と、
撮像素子を有するカメラ本体と、を有することを特徴とする撮像装置。
（構成１０）
前記カメラ本体は、
前記シフトレンズをシフトさせて得られた複数の画像を合成するモードと、
前記シフトレンズのシフト毎に前記撮像素子により得られた複数の画像を記録する記録媒体と、
前記複数の画像の合成画像を生成する画像処理手段と、を有することを特徴とする構成９に記載の撮像装置。
（構成１１）
前記カメラ本体は、前記合成画像を生成するモードとして、前記シフトレンズの移動距離に応じて複数のモードを有することを特徴とする構成１０に記載の撮像装置。
（構成１２）
記録媒体は、前記複数の画像のうち一枚目の画像を記録した後、前記複数のモードに応じて、二枚目以降の画像を自動で記録することを特徴とする構成１１に記載の撮像装置。
（構成１３）
加速度検出手段を更に有することを特徴とする構成９乃至１２のいずれかに記載の撮像装置。
（構成１４）
前記レンズ装置は、前記カメラ本体に対して着脱可能であることを特徴とする構成９乃至１３のいずれか一項に記載の撮像装置。

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。

００１ レンズ装置
０２６ 第６レンズ（シフトレンズ、第１シフトレンズ）
０２８ 第８レンズ（シフトレンズ、第２シフトレンズ）
１０２、１０５ ステッピングモータ（駆動手段、第１駆動部）
１０３、１０６ ステッピングモータ（駆動手段、第２駆動部）
１０００ レンズＣＰＵ（制御手段）

Claims (14)

1. 撮像光学系の光軸と直交する方向に移動可能なシフトレンズと、
   前記光軸と直交する平面内において前記シフトレンズを駆動する駆動手段と、
   前記駆動手段を制御する制御手段と、を有し、
   前記駆動手段は、
   前記光軸と直交する平面内における第１方向に前記シフトレンズを駆動する第１駆動部と、
   前記平面内における第２方向に前記シフトレンズを駆動する第２駆動部と、を有し、
   前記制御手段は、前記第１駆動部と前記第２駆動部とを同時に駆動させることなく、前記第１方向および前記第２方向とは異なる第３方向に前記シフトレンズを駆動するように前記駆動手段を制御することを特徴とするレンズ装置。
2. 前記第１駆動部および前記第２駆動部へ供給可能な電力は、前記第１駆動部の駆動に要する電力と前記第２駆動部の駆動に要する電力との和よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
3. 前記制御手段は、前記第３方向に前記シフトレンズを駆動する際に、前記第１駆動部と前記第２駆動部とを同時に駆動させる第１モードと、前記第１駆動部と前記第２駆動部とを同時に駆動させない第２モードとを有することを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
4. 前記シフトレンズは、第１シフトレンズおよび第２シフトレンズを含み、
   前記第１駆動部および前記第２駆動部は、前記第１レンズを駆動し、
   前記駆動手段は、
   前記平面内における第４方向に前記第２シフトレンズを駆動する第３駆動部と、
   前記平面内における第５方向に前記第２シフトレンズを駆動する第４駆動部と、を更に有し、
   前記制御手段は、前記第１駆動部、前記第２駆動部、前記第３駆動部、および前記第４駆動部の全てを同時に駆動させないように、前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
5. 撮像光学系の光軸と直交する方向に移動することでティルト効果およびシフト効果を発生させる第１シフトレンズおよび第２シフトレンズを含むシフトレンズと、
   前記光軸と直交する平面内において前記第１シフトレンズまたは前記第２シフトレンズを駆動する駆動手段と、
   前記駆動手段を制御する制御手段と、を有し、
   前記駆動手段は、
   前記光軸と直交する平面内における第１方向に前記第１シフトレンズまたは前記第２シフトレンズを駆動する第１駆動部と、
   前記平面内における第２方向に前記第１シフトレンズまたは前記第２シフトレンズを駆動する第２駆動部と、を有し、
   前記制御手段は、前記駆動手段を制御して前記第１方向および前記第２方向とは異なる第３方向に前記第１シフトレンズまたは前記第２シフトレンズを駆動する際に、前記第１駆動部と前記第２駆動部とを同時に駆動させない期間を設けることを特徴とするレンズ装置。
6. 前記制御手段は、前記第１駆動部と前記第２駆動部とを同時に駆動させることなく、前記第３方向に前記第１シフトレンズまたは前記第２シフトレンズを駆動するように前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項５に記載のレンズ装置。
7. 前記第１駆動部および前記第２駆動部へ供給可能な電力は、前記第１駆動部の駆動に要する電力と前記第２駆動部の駆動に要する電力との和よりも小さいことを特徴とする請求項６に記載のレンズ装置。
8. 前記制御手段は、前記第３方向に前記第１シフトレンズまたは前記第２シフトレンズを駆動する際に、前記第１駆動部と前記第２駆動部とを同時に駆動させる第１モードと、前記第１駆動部と前記第２駆動部とを同時に駆動させない第２モードとを有することを特徴とする請求項６に記載のレンズ装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載のレンズ装置と、
   撮像素子を有するカメラ本体と、を有することを特徴とする撮像装置。
10. 前記カメラ本体は、
    前記シフトレンズをシフトさせて得られた複数の画像を合成するモードと、
    前記シフトレンズのシフト毎に前記撮像素子により得られた複数の画像を記録する記録媒体と、
    前記複数の画像の合成画像を生成する画像処理手段と、を有することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
11. 前記カメラ本体は、前記合成画像を生成するモードとして、前記シフトレンズの移動距離に応じて複数のモードを有することを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
12. 記録媒体は、前記複数の画像のうち一枚目の画像を記録した後、前記複数のモードに応じて、二枚目以降の画像を自動で記録することを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
13. 加速度検出手段を更に有することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
14. 前記レンズ装置は、前記カメラ本体に対して着脱可能であることを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。