JP2024073239A - 制御装置、レンズ装置、撮像装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータの制御に関する周波数特性の悪化を抑えつつ、逆起電圧による駆動音の発生を抑制可能な制御装置を提供すること。【解決手段】制御装置は、アクチュエータをリニア制御で駆動することで被駆動部材を移動させる駆動部と、出力電流指示値を用いて駆動部を制御する制御部とを有し、制御部は、出力電流指示値の変化量が所定量より大きくなる場合、駆動部が出力する電流の方向が切り替わる際にアクチュエータの残留電流を低減させるように駆動部を制御する。【選択図】図３

Description

本発明は、制御装置、レンズ装置、撮像装置、制御方法、及びプログラムに関する。

アクチュエータ（駆動対象）の駆動を制御するための方式としてスイッチング制御方式（デジタル制御方式、パルス幅変調制御方式、パルス周波数制御方式）や、リニア制御方式（ＤＣ制御方式、アナログ制御方式）が知られている。リニア制御方式はスイッチング制御方式に比べて放射磁気ノイズが小さいが、駆動回路の出力電流方向が切り替わる際に逆起電圧が生じるため、瞬間的な電流によりアクチュエータが振動し、駆動音が発生してしまう。特許文献１には、逆起電圧の発生を抑制するためにアクチュエータに対してブレーキをかける制御を行う構成が開示されている。

特許第２５５４３７４号公報

特許文献１の構成では、通電を切る際にブレーキをかける制御が行われる。アクチュエータを高速で駆動する場合には電流方向が切り替わるときに高確率で逆起電圧が発生するため特許文献１の制御でも問題ないが、アクチュエータを低速で駆動する場合には特定の条件下でのみ逆起電圧が発生する。逆起電圧が発生しない条件においてもブレーキをかける制御を行ってしまうと、アクチュエータの制御に関する周波数特性を悪化させてしまう。

本発明は、アクチュエータの制御に関する周波数特性の悪化を抑えつつ、逆起電圧に起因する駆動音の発生を抑制可能な制御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、アクチュエータをリニア制御で駆動することで被駆動部材を移動させる駆動部と、出力電流指示値を用いて駆動部を制御する制御部とを有し、制御部は、出力電流指示値の変化量が所定量より大きくなる場合、駆動部が出力する電流の方向が切り替わる際にアクチュエータの残留電流を低減させるように駆動部を制御することを特徴とする。

本発明によれば、アクチュエータの制御に関する周波数特性の悪化を抑えつつ、逆起電圧に起因する駆動音の発生を抑制可能な制御装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るカメラシステムのブロック図である。 駆動回路に含まれるＨブリッジ回路とアクチュエータに流れる電流の説明図である。 実施例１のアクチュエータ制御方法を示すフローチャートである。 実施例２のアクチュエータ制御方法を示すフローチャートである。 実施例３のアクチュエータ制御方法を示すフローチャートである。 実施例４のアクチュエータ制御方法を示すフローチャートである。

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番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に係るカメラシステム１０のブロック図である。カメラシステム１０は、レンズ装置（以下、交換レンズ。光学機器）１００、及び交換レンズ１００が着脱可能かつ通信可能に装着される撮像装置（以下、カメラ本体。光学機器）２００を有する。なお、本発明は、交換レンズ式のカメラシステム１０だけでなく、レンズ一体型の撮像装置（デジタルスチルカメラやビデオカメラ等）にも適用可能である。

交換レンズ１００において、撮影光学系は、物体側から像側へ順に配置された、固定フロントレンズ１０１、変倍レンズ１０２、絞り１０３、手振れ補正レンズ１０４、及びフォーカスレンズ１０５を含む。なお、図１では、それぞれのレンズが１つのレンズ素子により構成されているが、実際には１つ又は複数のレンズ素子からなる。

変倍レンズ１０２は、不図示のズームリングが回転操作され、カム環が回転すると、光軸方向へ移動する。隣り合うレンズ群の間隔が変化することで広角から望遠までの焦点距離での撮影が可能となる。ズームリングの回転操作量は、不図示のセンサによって検出される。変倍レンズ１０２は、ステッピングモータやＤＣモータ等により構成されるズームアクチュエータの駆動に伴い、光軸方向へ移動し、変倍を行ってもよい。また、変倍レンズ１０２は、未使用時の交換レンズ１００の全長を縮小するために、沈胴機構を備えていてもよい。沈胴機構は、ステッピングモータやＤＣモータ等により構成されるアクチュエータの駆動により沈胴を実現させるものであってもよい。

絞り（被駆動部材）１０３は、ステッピングモータやＤＣモータ等により構成される絞りアクチュエータ（アクチュエータ）１０６の駆動に伴い、開口径を変化させることができる。絞り駆動回路（駆動部）１０７は、絞りアクチュエータ１０６に駆動電圧と電流を供給する。光量調整装置１１６は、絞り１０３、絞りアクチュエータ１０６、及び絞り駆動回路１０７からなる。

手振れ補正レンズ（被駆動部材）１０４は、ステッピングモータやボイスコイルモータ等により構成される手振れ補正アクチュエータ（アクチュエータ）１０８の駆動に伴い、シフト方向へ移動し、手振れ補正を行う。手振れ補正駆動回路（駆動部）１０９は、手振れ補正アクチュエータ１０８に駆動電圧と電流を供給する。手振れ補正装置１１７は、手振れ補正レンズ１０４、手振れ補正アクチュエータ１０８、及び手振れ補正駆動回路１０９からなる。

フォーカスレンズ（被駆動部材）１０５は、ステッピングモータ、ボイスコイルモータ、及び超音波モータ等により構成されるフォーカスアクチュエータ（アクチュエータ）１１０の駆動に伴い光軸方向へ移動し、焦点調節を行う。フォーカス駆動回路（駆動部）１１１は、フォーカスアクチュエータ１１０に駆動電圧と電流を供給する。焦点調整装置１１８は、フォーカスレンズ１０５、フォーカスアクチュエータ１１０、及びフォーカス駆動回路１１１からなる。

交換レンズ１００がカメラ本体２００に装着されると、交換レンズ１００に設けられた電気的接点１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃはそれぞれ、カメラ本体２００に設けられた電気的接点２０７ａ，２０７ｂ，２０７ｃに接続される。これにより、交換レンズ１００とカメラ本体２００との間での各種情報の通信を行うことができる。図１では、３線式のシリアル通信を行う場合を示しているが、本発明はこれに限定されない。本実施形態では、レンズ制御ＣＰＵ（制御部）１１２及びカメラ制御ＣＰＵ２０６は、カメラ制御ＣＰＵ２０６をクロックマスターとしてシリアル通信を行う。

また、交換レンズ１００に設けられた不図示の電源接点と、カメラ本体２００に設けられた不図示の電源接点とが互いに接続される。これにより、カメラ本体２００に搭載されたリチウムイオン電池等の不図示の二次電池からの電力がＤＣＤＣコンバータ等の電源回路で所望の電圧に変換され、交換レンズ１００内の各種センサ、レンズ制御ＣＰＵ１１２、及び各種駆動回路に供給される。

カメラ本体２００には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサにより構成される光電変換素子としての撮像素子２０１が設けられている。撮像素子２０１は、撮像面に撮影光学系により形成された光学像（被写体像）を光電変換する。光電変換によって撮像素子２０１に蓄積された電荷は、所定のタイミングで撮像信号（アナログ信号）として出力され、映像信号処理回路２０２に入力される。

映像信号処理回路２０２は、撮像素子２０１からのアナログ信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号に対して増幅やガンマ補正等の各種信号処理を施して映像信号を生成する。映像信号は、カメラ制御ＣＰＵ２０６、液晶ディスプレイパネル等により構成される表示装置２０５、及び光ディスクや半導体メモリ等により構成される記憶装置２０４に出力される。

また、映像信号処理回路２０２内には、焦点情報生成部としてのＡＦ信号処理回路２０３が設けられている。ＡＦ信号処理回路２０３は、撮像素子２０１から出力された撮像信号（又は撮像信号を用いて生成された映像信号）から、焦点検出領域であるＡＦエリア内の画素群により得られた高周波成分や輝度成分を抽出し、焦点情報としての焦点評価値信号を生成する。焦点評価値信号は、映像のコントラスト状態（撮像コントラスト）、つまりは鮮鋭度を示し、フォーカスレンズ１０５の移動に伴って変化する。焦点評価値信号の値、つまりは焦点評価値が最大（ピーク）となるフォーカス位置が、ＡＦエリアでの合焦位置となる。

姿勢検出部１１９は、加速度センサ等で構成され、取得した加速度情報から重力方向を検出し、交換レンズ１００の重力方向に対する姿勢を検出可能である。

電流検出部１２０は、絞りアクチュエータ１０６、手振れ補正アクチュエータ１０８、及びフォーカスアクチュエータ１１０のそれぞれに流れる電流を検出する。例えば、電流検出部１２０は、各電流経路に配置された高精度の抵抗の両端の電圧を増幅器によって増幅し、アナログデジタル変換によってデジタル値を取得することで、各アクチュエータに流れる電流を検出可能である。しかしながら、電流の検出方法は、上記方法に限定されるものではない。検出した電圧値は、レンズ制御ＣＰＵ１１２に送信される。

温度検出部１２１は、温度センサ等で構成され、交換レンズ１００の温度を検出可能である。温度変化が生じると各種回路の抵抗値が変化し、絞り駆動回路１０７、手振れ補正駆動回路１０９、及びフォーカス駆動回路１１１の特性も変化する。温度検出部１２１により検出した温度を利用して、各駆動回路の制御を変更することが可能である。

レンズ制御ＣＰＵ１１２は、出力電流指示値算出部１１４を含む。出力電流指示値算出部１１４は、絞り駆動回路１０７、手振れ補正駆動回路１０９、及びフォーカス駆動回路１１１のそれぞれに対して、出力させる電流量を指示するための出力電流指示値を算出する。算出された出力電流指示値は、レンズ制御ＣＰＵ１１２から絞り駆動回路１０７、手振れ補正駆動回路１０９、及びフォーカス駆動回路１１１のそれぞれに対して送信される。

本実施形態では、レンズ制御ＣＰＵ１１２と、絞り駆動回路１０７、手振れ補正駆動回路１０９、及びフォーカス駆動回路１１１の少なくとも一つとにより制御装置が構成される。なお、カメラ本体２００が制御装置の機能を有してもよいし、制御装置はカメラシステム１０とは異なる装置として構成されてもよい。

以下、図２を参照して、リニア制御方式によるアクチュエータの駆動音について説明する。図２（ａ）乃至図２（ｄ）は、Ｈブリッジ回路の説明図である。Ｈブリッジ回路は、絞り駆動回路１０７、手振れ補正駆動回路１０９、及びフォーカス駆動回路１１１の各駆動回路に共通して含まれる回路である。

Ｈブリッジ回路は、ＭＯＳＦＥＴ１～ＭＯＳＦＥＴ４により構成され、更にアクチュエータが接続される。なお、各ＭＯＳＦＥＴのドレイン・ソース間には保護ダイオードが接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１とＭＯＳＦＥＴ４をオンにすると、アクチュエータにプラス方向の電流が流れる。一方、ＭＯＳＦＥＴ２とＭＯＳＦＥＴ３をオンにすると、アクチュエータにマイナス方向の電流が流れる。

ここで、アクチュエータにマイナス方向の電流が流れる場合について説明する。レンズ制御ＣＰＵ１１２から各駆動回路に対して出力電流指示値が送信される。リニア制御方式では、図２（ａ）に示されるように、ＭＯＳＦＥＴ３がオンに制御され、出力電流指示値に基づいて決定されたＤＣ電圧（直流電圧）がＭＯＳＦＥＴ２のゲートに供給される。ＤＣ電圧の大きさに応じてＭＯＳＦＥＴ２のオン抵抗が変わることで、アクチュエータに流れる電流量が制御される。

図２（ｅ）は、リニア制御方式におけるアクチュエータに流れる電流（アクチュエータ電流）と出力電流指示値との関係を示す図である。図２（ｅ）において、縦軸は電流、横軸は各駆動回路に入力される出力電流指示値である。出力電流指示値が大きくなるほど電流は大きくなる。電流の方向が変わるゼロクロス付近で、リニアリティが失われる。例えば、図２（ｂ）に示されるように、電流の方向がマイナス方向からプラス方向に切り替わる付近では、ＭＯＳＦＥＴ２はオフではないがほとんど電流が流れないハイインピーダンス状態となる。このとき、アクチュエータには、残留電流が流れている。この状態で、図２（ｃ）に示されるように、ＭＯＳＦＥＴ２とＭＯＳＦＥＴ３をオフにし、ＭＯＳＦＥＴ４をオン、ＭＯＳＦＥＴ１をハイインピーダンス状態に切り替える。この場合、アクチュエータのコイルの特性によりマイナス方向に電流を流し続けようとして逆起電力が発生する。これにより、アクチュエータの端子に高電圧（逆起電圧）が発生する。その結果、図２（ｅ）において、ゼロクロス付近の電流のリニアリティが損なわれる。このように、電流のリニアリティが崩れると、アクチュエータが滑らかに駆動しないため駆動音が発生する。

アクチュエータの駆動音を低減するには、アクチュエータのコイルの特性による逆起電圧を小さくする必要がある。図２（ｂ）の状態から図２（ｃ）の状態に切り替えるとき、逆起電圧はアクチュエータの残留電流が大きいほど大きくなる。アクチュエータの駆動速度が速いほど、電圧や電流の変化速度が速く、残留電流も大きくなる。すなわち、アクチュエータの駆動速度が遅くなるほど、逆起電圧は小さくなり、アクチュエータの駆動音を小さくすることができる。

一方、アクチュエータの駆動速度が遅くともゼロクロス付近における出力電流指示値の変化が大きい場合、残留電流が大きくなるため逆起電圧を起因とする駆動音が発生する。一例として、出力電流指示値の変化に対するアクチュエータの駆動量が所定量より大きい場合が挙げられる。

以上説明したように、ゼロクロス付近で逆起電圧を起因とする駆動音が発生しやすい。アクチュエータの駆動速度が遅い場合でも特定の条件下においては出力電流指示値の変化が大きくなり、逆起電圧が発生するため、駆動音が発生する。例えば、出力電流指示値の変化に対するアクチュエータの駆動量が所定量より大きい場合、アクチュエータをわずかな量だけ移動させることが困難になる。そのため、アクチュエータを目標位置に駆動する際の出力電流指示値を制御周期ごとに見ると増減が大きくなる。したがって、ゼロクロス付近において、制御周期ごとの出力電流指示値の差分が大きくなり、結果的に残留電流が大きくなるため、逆起電圧や駆動音が発生しやすくなる。

以下、各実施例の交換レンズ１００の処理動作について説明する。

本実施例では、アクチュエータを駆動する際に周囲の部材から受ける抵抗力が小さく、出力電流指示値の変化に対するアクチュエータの駆動量が所定値（第１所定値）以上である場合に、駆動音の発生を抑制する制御を行う。出力電流指示値の変化に対するアクチュエータの駆動量が所定値以上である場合とは、アクチュエータに作用する重力のうちアクチュエータの駆動平面方向の成分が所定値（第２所定値）以下である場合である。例えば、アクチュエータのメカ構成により、アクチュエータが駆動する際の周囲の摩擦やばねによる抵抗力が小さいと、出力電流指示値の変化に対するアクチュエータの駆動量が所定値より大きくなる。この場合、ゼロクロス付近における出力電流指示値の変化が大きくなり、残留電流による逆起電圧及び駆動音が発生する。

図３は、本実施例のアクチュエータ制御方法を示すフローチャートである。本実施例では、アクチュエータとして手振れ補正アクチュエータ１０８を例に説明する。

ステップＳ１０１では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、出力電流指示値算出部１１４により算出された出力電流指示値を取得する。

ステップＳ１０２では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、取得した出力電流指示値を用いた場合に手振れ補正駆動回路１０９の出力電流方向が反転するか否かを判定する。なお、レンズ制御ＣＰＵ１０２は、出力電流指示値を用いて、出力電流方向が切り替わるタイミングを判定することが可能である。レンズ制御ＣＰＵ１１２は、出力電流方向が反転すると判定した場合、ステップＳ１０３の処理を実行し、出力電流方向が反転しないと判定した場合、ステップＳ１０６の処理を実行する。

ステップＳ１０６では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、取得した出力電流指示値を手振れ補正駆動回路１０９に送信し、手振れ補正アクチュエータ１０８を駆動する。このとき、手振れ補正駆動回路１０９の出力電流方向は反転しないため、逆起電圧に起因する駆動音は発生しない。

ステップＳ１０３では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、手振れ補正駆動回路１０９の出力をＬｏレベルに制御する。具体的には、手振れ補正駆動回路１０９のＨブリッジ回路における二つの出力をＬｏレベルとし（手振れ補正アクチュエータ１０８の両端子への出力を同一の電位とし）、手振れ補正アクチュエータ１０８に流れる残留電流をＧＮＤに流す。なお、同一の電位とは、厳密に同一である場合だけでなく、実質的に同一（略同一）である場合も含むものとする。上記処理を所定の制御周期（所定の期間）だけ実施することによって、残留電流を解消し、逆起電圧の発生を抑制することができる。

ステップＳ１０４では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、所定の制御周期が終了したか否かを判定する。所定の周期は、予め定められた周期とすればよい。しかしながら、温度変化が生じると手振れ補正駆動回路１０９の特性が変化するため、残留電流が解消されるまでにかかる時間も変化する。そのため、所定の周期は、温度検出部１２１により検出された温度に応じて変更されてもよい。レンズ制御ＣＰＵ１１２は、所定の制御周期が終了したと判定した場合、ステップＳ１０５の処理を実行し、所定の制御周期が終了していないと判定した場合、ステップＳ１０３の処理を実行する。

ステップＳ１０５では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、手振れ補正駆動回路１０９の出力のＬｏレベルへの制御を停止し、残留電流をＧＮＤに流す処理を終了する。ステップＳ１０５の処理の終了後、レンズ制御ＣＰＵ１１２は通常の制御を用いて手振れ補正アクチュエータ１０８の駆動を制御する。すなわち、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、出力電流指示値算出部１１４により算出された出力電流指示値を手振れ補正駆動回路１０９に送信し、手振れ補正アクチュエータ１０８を駆動する。

本実施例では、アクチュエータを駆動する際に周囲の部材から受ける抵抗力が小さく、出力電流指示値の変化に対するアクチュエータの駆動量が所定値より大きい場合に、逆起電圧に起因する駆動音の発生を抑制する制御を行う。該制御は、アクチュエータの制御に関する周波数特性を悪化させるが、逆起電圧の発生しやすいアクチュエータのみを対象とするため、周波数特性の悪化を抑えつつ、逆起電圧に起因する駆動音を抑制可能である。

カメラ本体２００及び交換レンズ１００の姿勢に応じてアクチュエータを駆動する際の抵抗力が変化する。例えば、手振れ補正アクチュエータ１０８の駆動により、手振れ補正レンズ１０４は光軸に対して垂直な方向へ移動する。撮影者がカメラ本体２００を正姿勢で保持した場合、交換レンズ１００に作用する重力は、手振れ補正レンズ１０４の移動方向の成分を持つため、手振れ補正アクチュエータ１０８を駆動する際の抵抗力となる。一方、撮影者がカメラ本体２００を鉛直上向きに保持し、光軸が鉛直方向を向いている場合、重力は、手振れ補正レンズ１０４の移動方向の成分を持たないため、手振れ補正アクチュエータ１０８を駆動する際の抵抗力とはならない。このように、カメラ本体２００及び交換レンズ１００の姿勢に応じてアクチュエータを駆動する際の抵抗力が変化する場合、抵抗力が小さくなる姿勢で出力電流指示値の変化に対するアクチュエータの駆動量が所定量より大きくなり、駆動音が発生しやすくなる。そこで、本実施例では、カメラ本体２００及び交換レンズ１００の姿勢が逆起電圧に起因する駆動音が発生しやすい場合に、逆起電圧に起因する駆動音の発生を抑制する制御を行う。カメラ本体２００及び交換レンズ１００の姿勢が逆起電圧に起因する駆動音が発生しやすい場合とは、アクチュエータに作用する外力のうちアクチュエータの駆動平面方向の成分が所定値以下（第３所定値以下）である場合である。

図４は、本実施例のアクチュエータ制御方法を示すフローチャートである。本実施例では、アクチュエータとして手振れ補正アクチュエータ１０８を例に説明する。

ステップＳ２０１では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、出力電流指示値算出部１１４により算出された出力電流指示値を取得する。

ステップＳ２０２では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、取得した出力電流指示値を用いた場合に手振れ補正駆動回路１０９の出力電流方向が反転するか否かを判定する。レンズ制御ＣＰＵ１１２は、出力電流方向が反転すると判定した場合、ステップＳ２０３の処理を実行し、出力電流方向が反転しないと判定した場合、ステップＳ２０７の処理を実行する。

ステップＳ２０７では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、取得した出力電流指示値を手振れ補正駆動回路１０９に送信し、手振れ補正アクチュエータ１０８を駆動する。このとき、手振れ補正駆動回路１０９の出力電流方向は反転しないため、逆起電圧に起因する駆動音は発生しない。

ステップＳ２０３では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、姿勢検出部１１９から交換レンズ１００の姿勢情報を取得し、交換レンズ１００の姿勢が所定の範囲内であるか否かを判定する。所定の範囲とは、逆起電圧に起因する駆動音が発生しやすい姿勢を含む範囲である。
例えば、実施例１で説明したように、手振れ補正アクチュエータ１０８を駆動する際に周囲の部材から受ける抵抗力が小さい場合には、鉛直上向きの姿勢において抵抗力が最も小さくなるため、鉛直上向きの姿勢を含む範囲とすればよい。ただし、例えば手振れ補正レンズ１０４をばね吊りによって支持する構造の場合には、正姿勢のときにばね吊りによる力と重力が釣り合って抵抗力がゼロになることもあり得る。また、ばね吊りによる力の大きさによっては、正姿勢と鉛直上向きの中間位置で抵抗力がゼロになることもあり得る。ばね吊りに限らず周囲の部材から受ける抵抗力の方向と大きさに応じて、抵抗力が最も小さくなる位置は変化する。そのため、抵抗力が最も小さくなる位置に合わせて所定の範囲を設定することが望ましい。レンズ制御ＣＰＵ１１２は、交換レンズ１００の姿勢が所定の範囲内であると判定した場合、ステップＳ２０４の処理を実行し、交換レンズ１００の姿勢が所定の範囲内でないと判定した場合、本フローを終了する。

ステップＳ２０４では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、手振れ補正駆動回路１０９の出力をＬｏレベルに制御する。具体的には、手振れ補正駆動回路１０９のＨブリッジ回路における二つの出力をＬｏレベルとし、手振れ補正アクチュエータ１０８に流れる残留電流をＧＮＤに流す。上記処理を所定の制御周期だけ実施することによって、残留電流を解消し、逆起電圧の発生を抑制することができる。

ステップＳ２０５では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、所定の制御周期が終了したか否かを判定する。レンズ制御ＣＰＵ１１２は、所定の制御周期が終了したと判定した場合、ステップＳ２０６の処理を実行し、所定の制御周期が終了していないと判定した場合、ステップＳ２０４の処理を実行する。

ステップＳ２０６では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、手振れ補正駆動回路１０９の出力のＬｏレベルへの制御を停止し、残留電流をＧＮＤに流す処理を終了する。ステップＳ２０６の処理の終了後、レンズ制御ＣＰＵ１１２は通常の制御を用いて手振れ補正アクチュエータ１０８の駆動を制御する。すなわち、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、出力電流指示値算出部１１４により算出された出力電流指示値を手振れ補正駆動回路１０９に送信し、手振れ補正アクチュエータ１０８を駆動する。

本実施例では、カメラ本体２００及び交換レンズ１００の姿勢がアクチュエータを駆動する際の抵抗力が小さくなる姿勢である場合に、逆起電圧に起因する駆動音の発生を抑制する制御を行う。そのため、カメラ本体２００及び交換レンズ１００の姿勢に応じてアクチュエータを駆動する際の抵抗力が変化する場合に周波数特性の悪化を抑えつつ、逆起電圧に起因する駆動音の発生を抑制可能である。

本実施例では、直接検出された出力電流指示値の変化量が大きい場合に、駆動音の発生を抑制する制御を行う。残留電流により逆起電圧が生じ駆動音が発生する要因は、出力電流指示値の変化が大きいことである。そこで、出力電流指示値の変化を直接検出し、出力電流指示値の変化量が大きい場合に、駆動音の発生を抑制する制御が行われる。

図５は、本実施例のアクチュエータ制御方法を示すフローチャートである。本実施例では、アクチュエータとして手振れ補正アクチュエータ１０８を例に説明する。

ステップＳ３０１では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、出力電流指示値算出部１１４により算出された出力電流指示値を取得する。

ステップＳ３０２では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、取得した出力電流指示値を用いた場合に手振れ補正駆動回路１０９の出力電流方向が反転するか否かを判定する。レンズ制御ＣＰＵ１１２は、出力電流方向が反転すると判定した場合、ステップＳ３０３の処理を実行し、出力電流方向が反転しないと判定した場合、ステップＳ３０７の処理を実行する。

ステップＳ３０７では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、取得した出力電流指示値を手振れ補正駆動回路１０９に送信し、手振れ補正アクチュエータ１０８を駆動する。このとき、手振れ補正駆動回路１０９の出力電流方向は反転しないため、逆起電圧に起因する駆動音は発生しない。

ステップＳ３０３では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、取得した出力電流指示値と直前の出力電流指示値とを用いて、出力電流指示値の変化量が所定値以上であるか否かを判定する。変化量として、ステップＳ３０１で取得した出力電流指示値と直前の出力電流指示値との差分値を用いればよい。ただし、これに限定されるものではなく、出力電流指示値を微分した値を用いてもよいし、出力電流方向が切り替わる前後で複数の制御周期における変化量を用いてもよい。また、レンズ制御ＣＰＵ１１２の処理負荷を軽減するために、参照する出力電流指示値を間引き、それらの値の推移から推測される現在の変化量を用いてもよい。レンズ制御ＣＰＵ１１２は、出力電流指示値の変化量が所定値以上であると判定した場合、ステップＳ３０４の処理を実行し、出力電流指示値の変化量が所定値以上でないと判定した場合、本フローを終了する。

ステップＳ３０４では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、手振れ補正駆動回路１０９の出力をＬｏレベルに制御する。具体的には、手振れ補正駆動回路１０９のＨブリッジ回路における二つの出力をＬｏレベルとし、手振れ補正アクチュエータ１０８に流れる残留電流をＧＮＤに流す。上記処理を所定の制御周期だけ実施することによって、残留電流を解消し、逆起電圧の発生を抑制することができる。

ステップＳ３０５では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、所定の制御周期が終了したか否かを判定する。レンズ制御ＣＰＵ１１２は、所定の制御周期が終了したと判定した場合、ステップＳ３０６の処理を実行し、所定の制御周期が終了していないと判定した場合、ステップＳ３０４の処理を実行する。

ステップＳ３０６では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、手振れ補正駆動回路１０９の出力のＬｏレベルへの制御を停止し、残留電流をＧＮＤに流す処理を終了する。ステップＳ３０６の処理の終了後、レンズ制御ＣＰＵ１１２は通常の制御を用いて手振れ補正アクチュエータ１０８の駆動を制御する。すなわち、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、出力電流指示値算出部１１４により算出された出力電流指示値を手振れ補正駆動回路１０９に送信し、手振れ補正アクチュエータ１０８を駆動する。

本実施例では、出力電流指示値の変化量が所定量より大きい場合に、逆起電圧に起因する駆動音の発生を抑制する制御を行う。逆起電圧の要因となる出力電流指示値の変化を直接検出するため、必要なときのみ駆動音の発生を抑制する制御が行われ、周波数特性の悪化を最低限に抑えることが可能である。

本実施例では、アクチュエータの残留電流を検出することで、Ｈブリッジ回路における二つの出力をＬｏレベルとする期間を適切に設定する制御について説明する。残留電流が解消していないときに出力のＬｏレベルへの制御を停止して出力電流方向を切り替えてしまうと逆起電圧が発生してしまう。また、残留電流が解消した後も出力のＬｏレベルへの制御を実施すると不必要にアクチュエータの制御に関する周波数特性を悪化させてしまう。そのため、Ｈブリッジ回路における二つの出力をＬｏレベルとする期間を残留電流が流れている期間と一致させることが望ましい。そこで、本実施例では、アクチュエータの残留電流を検出し、残留電流が所定値以下になった場合に出力のＬｏレベルへの制御を停止させる。

図６は、本実施例のアクチュエータ制御方法を示すフローチャートである。本実施例では、アクチュエータとして手振れ補正アクチュエータ１０８を例に説明する。

ステップＳ４０１では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、出力電流指示値算出部１１４により算出された出力電流指示値を取得する。

ステップＳ４０２では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、取得した出力電流指示値を用いた場合に手振れ補正駆動回路１０９の出力電流方向が反転するか否かを判定する。レンズ制御ＣＰＵ１１２は、出力電流方向が反転すると判定した場合、ステップＳ４０３の処理を実行し、出力電流方向が反転しないと判定した場合、ステップＳ４０７の処理を実行する。

ステップＳ４０７では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、取得した出力電流指示値を手振れ補正駆動回路１０９に送信し、手振れ補正アクチュエータ１０８を駆動する。このとき、手振れ補正駆動回路１０９の出力電流方向は反転しないため、逆起電圧に起因する駆動音は発生しない。

ステップＳ４０３では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、手振れ補正駆動回路１０９の出力をＬｏレベルに制御する。具体的には、手振れ補正駆動回路１０９のＨブリッジ回路における二つの出力をＬｏレベルとし、手振れ補正アクチュエータ１０８に流れる残留電流をＧＮＤに流す。

ステップＳ４０４では、電流検出部１２０は手振れ補正アクチュエータ１０８に流れる電流を検出し、レンズ制御ＣＰＵ１１２は電流検出部１２０から電流値の情報を取得する。

ステップＳ４０５では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、取得された電流値が所定値（第４所定値）以下であるか否かを判定する。ステップＳ４０４とステップＳ４０５の処理を実行することで、手振れ補正アクチュエータ１０８に残留電流が流れている期間中、過不足なく手振れ補正駆動回路１０９の出力のＬｏレベルの制御を継続させることができる。レンズ制御ＣＰＵ１１２は、電流値が所定値以下であると判定した場合、ステップＳ４０６の処理を実行し、電流値が所定値以下でないと判定した場合、ステップＳ４０３の処理を実行する。

ステップＳ４０６では、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、手振れ補正駆動回路１０９の出力のＬｏレベルへの制御を停止し、残留電流をＧＮＤに流す処理を終了する。ステップＳ４０６の処理の終了後、レンズ制御ＣＰＵ１１２は通常の制御を用いて手振れ補正アクチュエータ１０８の駆動を制御する。すなわち、レンズ制御ＣＰＵ１１２は、出力電流指示値算出部１１４により算出された出力電流指示値を手振れ補正駆動回路１０９に送信し、手振れ補正アクチュエータ１０８を駆動する。

本実施例では、アクチュエータの残留電流を検出することで、Ｈブリッジ回路における二つの出力をＬｏレベルとする期間を残留電流が流れている期間と一致させることができる。これにより、残留電流を解消して逆起電圧の発生を抑え、かつ長期間の出力のＬｏレベルへの制御による周波数特性の悪化を抑制可能である。

なお、各実施例の出力電流指示の方式についてより具体的な例を説明する。リニア制御を行う駆動回路には、出力電流指示値としてＰＷＭ信号を受信する方式がある。該方式の場合、出力電流指示値とはＰＷＭ信号のＤＵＴＹ比であり、出力電流指示値の変化量とはＰＷＭ信号のＤＵＴＹ比の変化量のことである。例えば、実施例３では出力電流指示値の変化量を検出するが、ＰＷＭ信号を受信する方式の駆動回路の場合、ＤＵＴＹ比の変化量を検出することになる。出力電流指示値算出部１１４によってＤＵＴＹ比の算出が行われ、レンズ制御ＣＰＵ１１２は取得したＤＵＴＹ比を参照し、直前のＤＵＴＹ比と比較することでＤＵＴＹ比の変化量を検出可能である。

また、各実施例では、手振れ補正アクチュエータ１０８の駆動を例に説明を行ったが、絞りアクチュエータ１０６やフォーカスアクチュエータ１１０に対しても同様のフローを用いて駆動音の発生を抑制可能である。また、交換レンズ１００の全長を縮小するための沈胴機構をアクチュエータの駆動により実現する場合、沈胴用のアクチュエータに対しても同様のフローを用いて駆動音の発生を抑制可能である。

また、交換レンズ１００に含まれるアクチュエータに限らず、カメラ本体２００に含まれるアクチュエータを対象としてもよい。例えば、カメラ本体２００に含まれるアクチュエータを用いて撮像素子２０１を移動させ、手振れ補正を行う構成において、撮像素子２０１を移動させるアクチュエータに対して同様のフローを用いて、駆動音の発生を抑制可能である。
［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。

本実施形態の開示は、以下の構成及び方法を含む。

（構成１）
アクチュエータをリニア制御で駆動することで被駆動部材を移動させる駆動部と、
出力電流指示値を用いて前記駆動部を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記出力電流指示値の変化量が所定量より大きくなる場合、前記駆動部が出力する電流の方向が切り替わる際に前記アクチュエータの残留電流を低減させるように前記駆動部を制御することを特徴とする制御装置。
（構成２）
前記制御部は、前記出力電流指示値の変化量が前記所定量より大きくなる場合、前記駆動部が出力する電流の方向が切り替わる際に前記アクチュエータの両端子への出力を同一の電位となるように前記駆動部を制御することを特徴とする構成１に記載の制御装置。
（構成３）
前記出力電流指示値の変化に対する前記アクチュエータの駆動量が第１所定値以上である場合、前記出力電流指示値の変化量が前記所定量より大きくなることを特徴とする構成１又は２に記載の制御装置。
（構成４）
前記出力電流指示値の変化に対する前記アクチュエータの駆動量が前記第１所定値以上である場合とは、前記アクチュエータに作用する重力のうち前記アクチュエータの駆動平面方向の成分が第２所定値以下であることを特徴とする構成３に記載の制御装置。
（構成５）
前記制御装置を含む光学機器の姿勢が所定の範囲内である場合、前記出力電流指示値の変化量が前記所定量より大きくなることを特徴とする構成１乃至４の何れか一つの構成に記載の制御装置。
（構成６）
前記制御装置を含む光学機器の姿勢が所定の範囲内である場合とは、前記アクチュエータに作用する外力のうち前記アクチュエータの駆動平面方向の成分が第３所定値以下であることを特徴とする構成５に記載の制御装置。
（構成７）
前記制御部は、前記出力電流指示値の変化量を検出可能に構成されることを特徴とする構成１乃至６の何れか一つの構成に記載の制御装置。
（構成８）
前記制御部は、前記出力電流指示値を用いて、前記電流の方向が切り替わるタイミングを判定することを特徴とする構成１乃至７の何れか一つの構成に記載の制御装置。
（構成９）
前記制御部は、前記出力電流指示値の変化量が所定量より大きくなる場合、前記駆動部が出力する電流の方向が切り替わる際に所定の期間だけ前記アクチュエータの残留電流を低減させるように前記駆動部を制御することを特徴とする構成１乃至８の何れか一つの構成に記載の制御装置。
（構成１０）
前記所定の期間は、前記制御装置を含む光学機器の温度に基づいて変更されることを特徴とする構成９に記載の制御装置。
（構成１１）
前記制御部は、前記出力電流指示値の変化量が所定量より大きくなる場合、前記駆動部が出力する電流の方向が切り替わる際に前記アクチュエータに流れる電流値が第４所定値以下となるまで前記アクチュエータの残留電流を低減させるように前記駆動部を制御することを特徴とする構成１乃至８の何れか一つの構成に記載の制御装置。
（構成１２）
アクチュエータをリニア制御で駆動することで被駆動部材を移動させる駆動部と、
出力電流指示値を用いて前記駆動部を制御する制御部とを有する制御装置であって、
前記制御部は、前記制御装置を含む光学機器の姿勢が所定の範囲内である場合、前記駆動部が出力する電流の方向が切り替わる際に前記アクチュエータの残留電流を低減させるように前記駆動部を制御することを特徴とする制御装置。
（構成１３）
前記制御装置を含む光学機器の姿勢が所定の範囲内である場合とは、前記アクチュエータに作用する外力のうち前記アクチュエータの駆動平面方向の成分が所定値以下であることを特徴とする構成１２に記載の制御装置。
（構成１４）
構成１乃至１３の何れか一つの構成に記載の制御装置と、
撮影光学系とを有することを特徴とするレンズ装置。
（構成１５）
構成１乃至１３の何れか一つの構成に記載の制御装置と、
撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
（方法１）
アクチュエータをリニア制御で駆動することで被駆動部材を移動させる駆動部と、出力電流指示値を用いて前記駆動部を制御する制御部とを有する制御装置の制御方法であって、し、
前記出力電流指示値の変化量が所定量より大きくなる場合、前記駆動部が出力する電流の方向が切り替わる際に前記アクチュエータの残留電流を低減させるように前記駆動部を制御するステップを有することを特徴とする制御方法。
（構成１６）
方法１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。

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。

１０３ 絞り（被駆動部材）
１０４ 手振れ補正レンズ（被駆動部材）
１０５ フォーカスレンズ（被駆動部材）
１０６ 絞りアクチュエータ（アクチュエータ）
１０７ 絞り駆動回路（駆動部）
１０８ 手振れ補正アクチュエータ（アクチュエータ）
１０９ 手振れ補正駆動回路（駆動部）
１１０ フォーカスアクチュエータ（アクチュエータ）
１１１ フォーカス駆動回路（駆動部）
１１２ レンズ制御ＣＰＵ（制御部）

Claims (17)

1. アクチュエータをリニア制御で駆動することで被駆動部材を移動させる駆動部と、
   出力電流指示値を用いて前記駆動部を制御する制御部とを有し、
   前記制御部は、前記出力電流指示値の変化量が所定量より大きくなる場合、前記駆動部が出力する電流の方向が切り替わる際に前記アクチュエータの残留電流を低減させるように前記駆動部を制御することを特徴とする制御装置。
2. 前記制御部は、前記出力電流指示値の変化量が前記所定量より大きくなる場合、前記駆動部が出力する電流の方向が切り替わる際に前記アクチュエータの両端子への出力を同一の電位となるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記出力電流指示値の変化に対する前記アクチュエータの駆動量が第１所定値以上である場合、前記出力電流指示値の変化量が前記所定量より大きくなることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
4. 前記出力電流指示値の変化に対する前記アクチュエータの駆動量が前記第１所定値以上である場合とは、前記アクチュエータに作用する重力のうち前記アクチュエータの駆動平面方向の成分が第２所定値以下であることを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
5. 前記制御装置を含む光学機器の姿勢が所定の範囲内である場合、前記出力電流指示値の変化量が前記所定量より大きくなることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
6. 前記制御装置を含む光学機器の姿勢が所定の範囲内である場合とは、前記アクチュエータに作用する外力のうち前記アクチュエータの駆動平面方向の成分が第３所定値以下であることを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
7. 前記制御部は、前記出力電流指示値の変化量を検出可能に構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
8. 前記制御部は、前記出力電流指示値を用いて、前記電流の方向が切り替わるタイミングを判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
9. 前記制御部は、前記出力電流指示値の変化量が所定量より大きくなる場合、前記駆動部が出力する電流の方向が切り替わる際に、所定の期間だけ前記アクチュエータの残留電流を低減させるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
10. 前記所定の期間は、前記制御装置を含む光学機器の温度に基づいて変更されることを特徴とする請求項９に記載の制御装置。
11. 前記制御部は、前記出力電流指示値の変化量が所定量より大きくなる場合、前記駆動部が出力する電流の方向が切り替わる際に、前記アクチュエータに流れる電流値が第４所定値以下となるまで前記アクチュエータの残留電流を低減させるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
12. アクチュエータをリニア制御で駆動することで被駆動部材を移動させる駆動部と、
    出力電流指示値を用いて前記駆動部を制御する制御部とを有する制御装置であって、
    前記制御部は、前記制御装置を含む光学機器の姿勢が所定の範囲内である場合、前記駆動部が出力する電流の方向が切り替わる際に前記アクチュエータの残留電流を低減させるように前記駆動部を制御することを特徴とする制御装置。
13. 前記制御装置を含む光学機器の姿勢が所定の範囲内である場合とは、前記アクチュエータに作用する外力のうち前記アクチュエータの駆動平面方向の成分が所定値以下であることを特徴とする請求項１２に記載の制御装置。
14. 請求項１又は２に記載の制御装置と、
    撮影光学系とを有することを特徴とするレンズ装置。
15. 請求項１又は２に記載の制御装置と、
    撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
16. アクチュエータをリニア制御で駆動することで被駆動部材を移動させる駆動部と、出力電流指示値を用いて前記駆動部を制御する制御部とを有する制御装置の制御方法であって、し、
    前記出力電流指示値の変化量が所定量より大きくなる場合、前記駆動部が出力する電流の方向が切り替わる際に前記アクチュエータの残留電流を低減させるように前記駆動部を制御するステップを有することを特徴とする制御方法。
17. 請求項１６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。