JP4886234B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、位置制御対象物の制御を行う技術に関するものである。

近年、民生用ビデオカメラ等の撮像装置においては、携帯性を向上させるための小型軽量化が製品の商品性を高める上での重要な要素となっている。そして撮像装置を小型化するためには、撮像装置の構成要素の一つであるレンズユニットの小型化が不可欠である。

レンズユニットには、撮像光学系であるレンズに加えて、例えばオートフォーカスを行うために焦点調節レンズ（以下、フォーカスレンズともいう。）を駆動するアクチュエータなど、いくつかのアクチュエータが備えられている。したがって、これらのアクチュエータやその周辺の駆動機構についても更なる小型化が求められている。

レンズ駆動用アクチュエータとしては、ステッピングモータや、ボイスコイルモータと呼ばれるリニアモータが従来から用いられている。ステッピングモータは回転運動を発生するアクチュエータである。そのため、フォーカスレンズを光軸方向に直線駆動するための駆動ネジやラックなどの駆動機構が必要となる。これに対しボイスコイルモータは直線運動を発生するアクチュエータである。そのため駆動機構を簡素にすることができ、小型化により有利である。このためレンズ駆動用アクチュエータとしてボイスコイルモータを用いることは従来より行われている（例えば、特許文献１参照）。

以下で、ボイスコイルモータを用いたレンズ駆動機構について説明する。図４は従来よりレンズ駆動に用いられているボイスコイルモータの構造を概略で示した図である。コの字型のヨーク１１０ｂの内側に駆動マグネット１０９が配置されている。この駆動マグネット１０９と対向して駆動コイル１１１がヨーク１１０ｂの周囲を取り巻くように配置されている。駆動マグネット１０９は紙面に向かって上下方向に帯磁されている。したがって、コの字型ヨーク１１０ｂの内部では図にむかって上下方向の磁界が生じている。この磁界の向きはヨーク内部でほぼ平行になっている。ヨーク１１０ｂが閉じた構造となっているためである。また、駆動コイル１１１に通電すると、紙面にむかって左右方向の推力がコイルに発生することになる。駆動コイル１１１に通電により電流は紙面に対して垂直の方向に流れるため、上下方向の磁界との相互作用によるものである。

図５は前記のボイスコイルモータを撮像装置のフォーカスレンズの駆動に用いる場合の、レンズ保持構造を示した図である。ここで光学系の光軸およびレンズ駆動方向は紙面に垂直の方向になるように図示している。ヨーク１１０ｂ、駆動マグネット１０９および２本のバー１０６、１０７は図示しないレンズ鏡筒に固定されている。一方フォーカスレンズ１０２はレンズ保持部材１０３に設けられたスリーブ部１０４およびＵ溝１０５を介して、バー１０６、１０７に対して紙面に垂直方向に移動可能となるように保持されている。レンズ保持部材１０３には駆動コイル１１１が固定されており、駆動コイル１１１に通電することでレンズは紙面に垂直方向に駆動される。

以上がボイスコイルモータによるレンズ駆動機構の一例である。近年は、図６に示すような平板のヨークを用いたフラットコイル型のボイスコイルモータもレンズ駆動に用いられるようになってきた。さらなる小型化を狙ったものである。図６はフラットコイル型のボイスコイルモータの構造を概略で示したものである。これは、平板のヨーク１１０ａの上に駆動マグネット１０９が配置されている。そして駆動コイル１１１は駆動マグネット１０９と平行な面に沿ってに巻かれて配置されている。駆動マグネット１０９は図の左右方向に帯磁されており、駆動マグネット１０９周辺では図の上下方向の磁界が生じている。ただし、駆動マグネット１０９の中央付近ではＮ極からＳ極に向かってＵ字型に湾曲した磁界が生じている。また端付近では左右方向に広がってヨークに戻るような磁界が生じている。これらは、ヨーク１１０ａが閉じた構造でないためである。駆動コイル１１１に通電すると、上下方向の磁界との相互作用で図の左右方向の推力がコイルに発生することになる。駆動コイル１１１に通電により電流は紙面に向かって垂直の方向に流れるためである。このフラットコイル型のボイスコイルモータでは、レンズの小型化により有効である。ヨークが平板であるためコの字型ヨークのボイスコイルモータに比べてアクチュエータ部を薄くすることができるからである。

次に、オートフォーカス（ＡＦ）制御における、フォーカスレンズの駆動について説明する。ビデオカメラ、デジタルカメラ等の撮像装置のオートフォーカス制御においては、いわゆるＴＶ−ＡＦ方式を用いることが多い。このＴＶ−ＡＦ方式とは、撮像された映像信号の所定の高周波成分を抽出した信号からＡＦ評価値と呼ばれる信号を生成し、このＡＦ評価値が最大となるように合焦レンズを制御するものである。この方式では、フォーカスレンズを光軸方向に微小移動量の駆動と停止を繰り返すようなレンズ駆動が頻繁に行われる（例えば、特許文献２）。これは、ＡＦ評価値が大きくなる方向を判別するためである。以下に説明する。

図７は、通常の被写体像を撮影した場合の、ＡＦ評価値の例である。図７に示すようにＡＦ評価値はフォーカスレンズが合焦位置に近くなるほど大きくなり、合焦位置で最大となる。ここで、例えばＮＴＳＣ方式の映像信号では１／６０秒（１Ｖｓｙｎｃ）の間隔で生成される１フィールドの画像ごとにＡＦ評価値が得られることになる。ＡＦ評価値は映像信号が１画面分生成されるごとに更新されるためである。一方、ＴＶ−ＡＦ方式では、フォーカスレンズを光軸方向に動かしながらＡＦ評価値の変化を検出し、ＡＦ評価値が最大になるフォーカスレンズ位置（合焦位置）を探索する。ＴＶ−ＡＦ方式ではフォーカスレンズの合焦位置をあらかじめ知ることはできないためである。すなわち、合焦位置の方向がわからないときにはフォーカスレンズを光軸方向に微小距離だけ移動するように駆動（微小駆動動作）し、ＡＦ評価値が大きくなる方向を判別する。微小駆動動作により合焦位置の方向が判別されると、その方向にフォーカスレンズを高速駆動しつつＡＦ評価値の変化の検出を継続する。ＡＦ評価値が増大から減少に転じたフォーカス位置にフォーカスレンズを戻せば、被写体に焦点を合せて、映像を合焦させることができる。ＡＦ評価値が増大から減少に転じたフォーカス位置が合焦位置だからである。特に、動画撮影では、このような合焦制御を繰り返し実行することで映像の合焦を維持している。被写体が時々刻々と変わり、合焦位置もそれに伴って変化するためである。

なお、前記のように合焦位置の方向が判別された後のフォーカスレンズの高速駆動において、レンズの移動速度が速すぎるとＡＦ評価値の減少を検出するまでに合焦位置を大きく通り過ぎてしまうことがある。すなわち、映像が一旦合焦した後にボケて再び合焦するという動作となりきわめて品位が悪くなる。これを防ぐためには、レンズの移動速度が適切な速度となるように移動速度を制御する必要がある。フォーカスレンズのアクチュエータがステッピングモータの場合には、駆動パルスの出力周期を制御することによりレンズの移動速度を直接制御できる。しかし、ボイスコイルモータを用いたレンズ駆動は、速度を直接制御することは困難である。ボイスコイルモータを用いたレンズ駆動は位置フィードバック制御が一般だからである。この点、以下のような技術を用いることにより擬似的に速度制御を行うことは可能である。すなわち、レンズの目標速度を例えば１０ｍｍ／ｓｅｃとしたい場合、位置制御の制御周期が例えば１ｍｓｅｃであれば、１制御周期ごとにレンズが１０［ｍｍ／ｓｅｃ］×１［ｍｓｅｃ］＝１０μｍずつ移動すればよいことになる。そこで１制御周期ごとに１０μｍずつ目標位置を逐次更新し、その都度目標位置にレンズが移動するように位置制御を行えば、レンズの平均的な移動速度は前記目標速度とほぼ一致するので、擬似的に速度制御を行うことができる。

次に以下で、微小駆動動作におけるレンズの動作について図８を用いて詳しく説明する。微小駆動動作では、図８に示すようにフォーカスレンズをある方向に微小移動量だけ駆動し、ＡＦ評価値が増加した場合はそのまま駆動方向を変えず、ＡＦ評価値が減少した場合は駆動方向を反転させる。そして同一方向への駆動が所定の回数だけ連続した場合に、合焦位置がその方向にあるものとして高速駆動に移行する。ここで、図８にあるように、フォーカスレンズを微小移動量だけ移動した後、少なくとも１Ｖｓｙｎｃ間はレンズを停止させる。ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子に電荷を蓄積して、次のフィールドで映像信号からＡＦ評価値を生成している。ＡＦ評価値は前記のように１フィールド間隔（１Ｖｓｙｎｃ）ごとに得られるためである。そしてこのＡＦ評価値を次のフィールドでマイコン処理し、方向を判別して次の駆動方向を決定している。このため、微小駆動動作においては、ＡＦ評価値が得られるごとにフォーカスレンズの移動が発生する。

ここで、レンズの移動は１Ｖｓｙｎｃ内で完了するように駆動と停止を行うことが望ましい。これは以下の理由による。すなわち、前記のようにＡＦ制御では、フォーカスレンズの移動完了後に、少なくとも１Ｖｓｙｎｃレンズを停止してＡＦ評価値を生成し、次回の駆動方向を決定する。ここでフォーカスレンズの移動が複数のＶｓｙｎｃにまたがった場合、レンズの移動完了を待つ間はフォーカスレンズの駆動方向を決定することができないために、ＡＦ制御の周期が伸びてしまう。前記のように微小駆動動作から高速駆動への移行では同一方向への連続駆動回数を用いているため、ＡＦ制御周期が伸びると高速駆動への移行が遅くなり、ボケた状態から合焦に至るまでに要する時間が長くなるなど製品性能が低下するためである。
特開平１０−１６４４１７号公報 特開平１０−０５１６７７号公報（図１３）

上記にレンズを小型化するためのフラットコイル型ボイスコイルモータに関する従来技術、およびビデオカメラやデジタルカメラ等の撮像装置におけるフォーカスレンズの微小駆動動作について説明した。しかしながら、フラットコイル型ボイスコイルモータをフォーカスレンズのアクチュエータとして使用し、オートフォーカス制御でレンズの微小駆動動作を行うと、レンズからカタカタという騒音が発生してしまうという問題があった。この騒音はフォーカスレンズが可動範囲の端付近にある場合に特に顕著に発生する。このような騒音が発生すると、製品の品位を損なうばかりでなく、撮像装置にて記録された映像信号の音声に騒音が重畳して記録されてしまうなど、製品性能が著しく損なわれることとなる。

本発明の目的は、発生する騒音を抑制するとともに、レンズユニットひいては撮像装置の小型化とを両立させることである。

上記目的を達成するため、本発明の技術思想の撮像装置は、フォーカスレンズを通過し撮像素子に結像した被写体からの入射光に基づいて、１フィールド間隔で画像が生成され当該画像ごとにＡＦ評価値を得て合焦状態を検出する撮像装置において、前記フォーカスレンズを駆動する駆動手段と、１フィールド期間内で且つ前記前記撮像素子に電荷を蓄積する時間を除く期間において前記フォーカスレンズを移動開始し第１の移動目標位置に移動停止する際、当該フォーカスレンズの移動開始から移動停止までの間に前記フォーカスレンズの第２の移動目標位置を設定し、さらに前記フォーカスレンズの移動目標位置を逐次更新することによって、前記第１の移動目標位置に前記フォーカスレンズが所定速度制限内で移動するように前記駆動手段を制御する位置制御手段とを有する。

以上説明したように、本発明によれば、位置制御対象物の移動開始の際や移動終了の際に発生する騒音を抑制することができ、レンズユニット、ひいては撮像装置の小型化の実現と、レンズ駆動騒音に係る製品性能・品位の確保を両立することができる。

以下、本発明の位置制御技術を用いた実施例について説明する。

（位置制御装置の構成）
図１は、撮像装置の焦点制御レンズ（フォーカスレンズ）の位置制御の構成を示した図である。

まず、本実施形態における位置制御対象物であるフォーカスレンズ１０２の位置制御に係る構成要素について説明する。なおレンズユニット１０１にはフォーカスレンズ１０２の他、一般には固定レンズ、変倍用の可動レンズ、絞り機構などが設けられるが、ここでは簡単のため図示を省略している。

フォーカスレンズ１０２はレンズ保持部材１０３に保持されており、またレンズ保持部材１０３には中空のスリーブ１０４およびＵ溝１０５が設けられている。スリーブ１０４およびＵ溝１０５はそれぞれスリーブバー１０６、Ｕ溝バー１０７に沿って光軸方向（図の左右方向）に摺動可能となっている。これらスリーブバー１０６とＵ溝バー１０７はレンズ鏡筒１０８に固定されている。以上の機構によりフォーカスレンズ１０２はレンズ鏡筒１０８に対して光軸方向に移動可能な状態に保持されている。

レンズ鏡筒１０８には、駆動マグネット１０９および平板上のヨーク１１０ａが固定されている。一方レンズ保持部材１０３には駆動コイル１１１が固定されている。これらの駆動マグネット１０９、駆動コイル１１１、ヨーク１１０ａは合わせてフラットコイル型ボイスコイルモータを形成されている。これにより、駆動コイル１１１に電流を流すとフォーカスレンズ１０２を光軸方向に直線駆動するように構成されている。

また、レンズ保持部材１０３にはスケール１１２が固定されており、レンズ鏡筒１０８には位置センサ１１３が固定されている。スケール１１２上の所定の磁気パターン、光学パターン等を位置センサ１１３にて検出することにより、フォーカスレンズ１０２の位置を検出することができるように構成されている。位置センサ１１３とスケール１１２とはフォーカスレンズ１０２が光軸方向に移動するのに伴って相対位置が変化するためである。

位置センサ１１３から出力される位置検出信号はカメラ／ＡＦマイコン１１４に入力される。ここでカメラ／ＡＦマイコン１１４はレンズの位置制御、オートフォーカス制御などを行うマイクロコンピュータである。このカメラ／ＡＦマイコン１１４は、後述するＡＦ信号処理回路１１５からの信号に基づいて前記のＴＶ−ＡＦ制御演算を実行し、ＡＦ評価値が得られるごとにフォーカスレンズを移動する目標位置を算出する。そしてカメラ／ＡＦマイコン１１４は、この目標位置と、位置センサ１１３の出力から得られるフォーカスレンズ１０２の位置を一致させるための位置フィードバック制御演算を行う。さらにカメラ／ＡＦマイコン１１４は、ボイスコイルモータ駆動回路１１６に駆動信号を出力する。ボイスコイルモータ駆動回路１１６はカメラ／ＡＦマイコン１１４からの駆動信号に応じ、駆動コイル１１１に電流を流す。これにより、ボイスコイルモータ駆動回路１１６はフォーカスレンズ１０２を駆動して目標位置へ移動させる。

（撮像機能およびＡＦ制御の構成要素）
次に、本実施形態における撮像装置の撮像機能およびオートフォーカス制御に係る構成要素について説明する。

被写体からの入射光はフォーカスレンズ１０２を通って撮像素子１１７上に結像する。撮像素子１１７はＣＣＤやＣＭＯＳなどの光電変換素子であり、被写体像を電気信号に変換する。電気信号はＣＤＳ／ＡＧＣ回路１１８により読み出し・増幅され、カメラ信号処理回路１１９に入力される。カメラ信号処理回路１１９は所定の映像信号処理を行い、入力された信号を記録装置１２０、モニタ装置１２１に対応した信号に変換する。記録装置１２０は被写体像を記録媒体（磁気テープ、光学ディスク、半導体メモリなど）に記録する。モニタ装置１２１は電子ビューファインダーや液晶パネルなどに被写体像を表示する。

一方、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１１７の出力はＡＦ信号処理回路１１５に入力され、合焦検出に用いるＡＦ評価値信号が抽出される。ＡＦ評価値信号は前記のようにカメラ／ＡＦマイコン１１４に入力され、ＴＶ−ＡＦ制御演算に用いられる。この結果に応じて実行されるレンズ位置制御処理については前記のとおりである。

（騒音発生メカニズム）
ここで、前述した騒音の発生メカニズムについて検討する。図９は、フラットコイル型のボイスコイルモータにおいて、駆動コイル１１１が位置制御対象物であるレンズの可動範囲の端付近にある状態を示した図である。このとき駆動コイル１１１の一方の端が駆動マグネット１０９の中央付近に、コイルのもう一方の端が駆動マグネット１０９の端付近に位置している。駆動マグネット１０９の中央および端付近では磁界の方向が上下方向から傾いた方向になっている。前記のようにフラットコイル型のボイスコイルモータではヨーク１１０ａが閉じた構造ではないためである。このときに駆動コイルに電流を流すと、図９に示すように左右方向に対してやや上向きに傾いた推力が発生する。紙面に向かって左向きの推力を生じさせた場合、推力は磁界と垂直方向に生じるためである。すなわち、レンズの可動方向である左右方向への推力成分に加えて、駆動コイルが駆動マグネットから離れる方向の推力成分が生じていることになる。同様に、電流の方向を逆にし、図の右向きの推力を生じさせた場合には、前記とは逆に駆動コイルが駆動マグネットに近づく方向の推力成分が生じる。

図１０はフラットコイル型のボイスコイルモータを撮像装置のフォーカスレンズの駆動に用いる場合の、レンズ保持構造を概略的に示した図である。図１０は、光学系の光軸およびレンズ駆動方向は紙面に垂直の方向になるように図示している。図４、５を用いて説明したコの字型ヨークを用いたボイスコイルモータの場合と同様に、ヨーク１１０ａ、駆動マグネット１０９および２本のバー１０６、１０７は図示しないレンズ鏡筒に固定されている。したがって、レンズはレンズ保持部材１０３に設けられたスリーブ部１０４およびＵ溝１０５を介して、バーに対して紙面に垂直方向に移動可能となるように保持されている。

またレンズ保持部材１０３には駆動コイル１１１が固定されている。ここで、前記のようにレンズが可動範囲の端付近にあって、駆動コイル１１１が駆動マグネット１０９から離れる方向の推力成分が生じた場合、レンズ保持部材のコイル固定部分に図の右向きの力が加わる。この右向きの力によりレンズ保持部材１０３にスリーブ位置を中心とした反時計回りの回転運動が生じる。スリーブ１０４およびＵ溝１０５とバー１０６、１０７との間には摺動可能なように数μｍのガタを持たせてあるためである。このため、例えばレンズが停止している状態（コイルに推力が発生していない状態）から急にレンズを駆動したり、駆動中に急停止したりすると、前記の回転運動によってＵ溝１０５の内壁とバー１０７がぶつかり、たたき音と呼ばれる騒音が発生する。

前記したように、ＡＦ制御の微小駆動動作においては、ＡＦ評価値が得られるごとにフォーカスレンズの移動が発生し、レンズの移動は１Ｖｓｙｎｃ内で完了するように駆動と停止が行われている。図１１は、微小駆動動作時のレンズ位置の制御目標と、実際のレンズの動きの時間変化を示した図である。図１１に示すように、レンズ位置の制御目標はマイコンが移動方向と移動量を決定するとＡ位置からＢ位置に切り替わり、これによりＢ位置にレンズが移動するようにレンズが駆動される。図のＣはレンズの駆動開始時であり、レンズが停止している状態から急激に推力が加えられてレンズが動き出している。また図のＤは微小移動量分の駆動が完了した時点であり、レンズが動いている状態から急激に逆方向の推力が加えられてレンズが停止している。これらＣ、Ｄの時点で前記のたたき音が発生し、カタカタという騒音となる。以上がフラットコイル型のボイスコイルモータにおける騒音発生のメカニズムである。

なお、コの字型ヨークを用いたボイスコイルモータでは、推力の光軸方向以外の成分はほとんど発生せず、たたき音の発生に対して有利な構造となっている。コの字型ヨークを用いたボイスコイルモータでは、前記のようにヨークが閉じた構造であり磁界の向きがヨーク内部でほぼ平行になっているためである。

（微小駆動動作の際のレンズ位置制御）
次に、オートフォーカス制御における微小駆動動作時のレンズ位置制御について説明する。図２は、微小駆動動作時のレンズ位置の制御目標と、実際のレンズの動きの時間変化を示した図である。図２に示すように、本実施例においてはカメラ／ＡＦマイコン１１４が移動方向と移動量を決定すると、Ａ位置からＢ位置まで所定の上限値以下の目標速度にて移動するようにレンズ位置が制御される。ボイスコイルモータを用いた位置制御によるレンズ駆動において、擬似的な速度制御を行う手法については前記したとおりである。図のＣ、Ｄはそれぞれレンズの移動開始の際および移動終了の際である。擬似的な速度制御により目標位置が徐々に変化するために急激に推力が加わることが抑制される。これにより、従来技術の課題であった、フラットコイル型ボイスコイルモータにおいてレンズの移動開始・移動終了の際に急激な推力が加わることによるたたき音を抑制することができる。目標速度を遅くするほど、推力変化は緩やかとなるため、騒音の抑制効果はより顕著となる。ここでは、目標速度の上限値は１０ｍｍ／ｓｅｃに設定すれば良い。目標速度を１０ｍｍ／ｓｅｃ以下に設定すれば微小駆動時の騒音は十分小さくなり、製品性能・品位において問題ないことが確認されているからである。

なお、前記のように目標速度の上限を遅くするほど騒音の抑制効果は高くなる。一方で、遅く設定しすぎてＡ位置からＢ位置への移動に１Ｖｓｙｎｃ以上を要してしまうと、レンズの移動を待つ分だけＡＦ制御の周期が伸びて合焦が遅くなってしまう。この点に関しては、本願で開示する技術においては、オートフォーカス動作における微小駆動の際の移動量は最大で約１００μｍ程度であり、このとき前記の１０ｍｍ／ｓｅｃの移動速度であれば移動に要する時間は１０ｍｓｅｃとなる。移動終了後のレンズ位置の静定時間(目標位置に対するオーバーシュートが収束するまでの時間)を含めても１Ｖｓｙｎｃ間で十分移動が完了でき、この点においても製品性能に問題ないことが確認できている。ＮＴＳＣ方式の映像信号の１Ｖｓｙｎｃは１／６０秒＝１６．７ｍｓｅｃだからである。

以上より、フォーカスレンズの移動開始／移動終了の際に目標速度を所定の上限値（前記の実施例においては１０ｍｍ／ｓｅｃ）以下に制限することにより、オートフォーカス性能に影響を与えることなく騒音を低減でき、製品に必要な性能・品位を実現することができる。

以下、本発明の位置制御装置の第２の実施の形態について説明する。構成については第１の実施の形態と同様であるので、説明は省略する。

前記の実施例１においては、フォーカスレンズの移動開始から移動終了まで目標速度に制限を設けていた。しかしながら微小駆動動作における騒音の発生メカニズムにおいて説明したように、たたき音はフォーカスレンズの移動開始の際および移動終了の際に発生する。したがってフォーカスレンズが移動している間は目標速度に制限を設けなくとも、たたき音はほとんど発生しない。そこで本実施例においては、フォーカスレンズの移動開始時および移動終了時のみ目標速度に制限を設け、移動中は制限を設けないようにすることで、フォーカスレンズの移動に要する時間を短縮するような駆動制御を行う。このような制御を行うことで、移動開始時および移動終了時の移動速度をより遅くして騒音低減効果を高めると共に、移動距離がより長い場合にも１Ｖｓｙｎｃ内で移動を完了するようにすることができる。

前記したように、第１の実施例の制御技術において問題はなかいものであるが、異なる製品においては、騒音の発生のしやすさ、最大の移動距離、製品に要求される騒音レベル等の条件がより厳しい場合も考えられ、このような場合に本実施例のような駆動制御が有効となる。

（微小駆動動作の際のレンズ位置制御）
図３は、本発明の第２の実施の形態における、微小駆動動作時のレンズ位置の制御目標と、実際のレンズの動きの時間変化を示した図である。図３に示すように、本実施例においてはレンズ位置の制御目標はフォーカスレンズの移動開始であるＡ時点から所定時間（例えば３ｍｓｅｃ）経過後のＢ時点まで、および移動終了時より所定時間前のＣ時点から移動終了時であるＤ時点までの間でのみ所定の目標速度上限値（例えば５ｍｍ／ｓｅｃ）にて駆動させる。これに対して、Ｂ時点からＣ時点まではより速い目標速度にて駆動させている。必要な移動距離はカメラ／ＡＦマイコン１１４の演算結果により既知であるので、１Ｖｓｙｎｃ以内に移動を完了するためのＢ時点からＣ時点までの目標速度は以下のようにして求めることができる。すなわち、Ａ時点からＢ時点までの３ｍｓｅｃ間の目標速度は５ｍｍ／ｓｅｃに制限するので、その間の移動量は５［ｍｍ／ｓｅｃ］×３［ｍｓｅｃ］＝１５μｍである。Ｃ時点からＤ時点までの移動量も同様に１５μｍとなる。必要な移動距離が１２０μｍであった場合、レンズの静定時間を考慮して移動開始から移動終了までを１０ｍｓｅｃで完了しようとすれば、Ｂ時点からＣ時点までの時間は１０ｍｓｅｃ−（３ｍｓｅｃ×２）＝４ｍｓｅｃ、移動距離は１２０μｍ−（１５μｍ×２）＝９０μｍであるので、９０［μｍ］／４［ｍｓｅｃ］＝２２．５［ｍｍ／ｓｅｃ］の速度で移動すればよい。すなわち目標速度を、移動開始から３ｍｓｅｃ経過までは５ｍｍ／ｓｅｃに制限し、その後７ｍｓｅｃ経過までは２２．５ｍｍ／ｓｅｃに設定し、さらにその後目標位置到達までは再び５ｍｍ／ｓｅｃに制限すれば図３のようなレンズ動作が実現できる。なお、移動距離が５０μｍ以下であれば、実施例１と同様に移動開始から移動終了まで目標速度を５ｍｍ／ｓｅｃに制限する。移動距離が５０μｍ以下であれば５ｍｍ／ｓｅｃの移動速度で１０ｍｓｅｃ以内に到達できるためである。

以上に説明したとおり、本実施例によれば、移動開始時および移動終了時の移動速度をより遅くして騒音低減効果を高めると共に、移動距離がより長い場合にも１Ｖｓｙｎｃ内で移動を完了するようにすることができ、本発明の適用範囲をより広くすることができる。

以上のように第１、第２の実施例にて説明したように、本願により開示する技術によれば、位置制御対象物の移動に伴い発生する騒音を抑制することができる。

本発明の位置制御装置を、撮像装置の焦点制御レンズ（フォーカスレンズ）の位置制御に適用した場合の構成を示した図である。 本発明の第１の実施の形態における、微小駆動動作時のレンズ位置の制御目標および実際のレンズの動きの時間変化を示した図である。 本発明の第２の実施の形態における、微小駆動動作時のレンズ位置の制御目標および実際のレンズの動きの時間変化を示した図である。 コの字型ヨークを用いたボイスコイルモータの構造を概略で示した図である。 コの字型ヨークを用いたボイスコイルモータを、撮像装置のフォーカスレンズの駆動に適用した場合の、レンズ保持構造を示した図である。 フラットコイル型ボイスコイルモータの構造を概略で示した図である。 通常の被写体像を撮影した場合のＡＦ評価値の例である。 ＴＶ−ＡＦ方式の合焦制御における、微小駆動動作時のレンズ動作を示した図である。 フラットコイル型ボイスコイルモータにおいて、駆動コイルが可動範囲の端付近にある状態を示した図である。 フラットコイル型ボイスコイルモータを、撮像装置のフォーカスレンズの駆動に適用した場合の、レンズ保持構造を示した図である。 従来技術における、微小駆動動作時のレンズ位置の制御目標および実際のレンズの動きの時間変化を示した図である。

符号の説明

１０１ レンズユニット
１０２ フォーカスレンズ
１０３ レンズ保持部材
１０４ スリーブ
１０５ Ｕ溝
１０６ スリーブバー
１０７ Ｕ溝バー
１０８ レンズ鏡筒
１０９ 駆動マグネット
１１０ａ、１１０ｂ ヨーク
１１１ 駆動コイル
１１２ スケール
１１３ 位置センサ
１１４ カメラ／ＡＦマイコン
１１５ ＡＦ信号処理回路
１１６ ボイスコイルモータ駆動回路
１１７ 撮像素子
１１８ ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
１１９ カメラ信号処理回路
１２０ 記録装置
１２１ モニタ装置

Claims (3)

1. フォーカスレンズを通過し撮像素子に結像した被写体からの入射光に基づいて、１フィールド間隔で画像が生成され当該画像ごとにＡＦ評価値を得て合焦状態を検出する撮像装置において、
   前記フォーカスレンズを駆動する駆動手段と、
   １フィールド期間内で且つ前記前記撮像素子に電荷を蓄積する時間を除く期間において前記フォーカスレンズを移動開始し第１の移動目標位置に移動停止する際、当該フォーカスレンズの移動開始から移動停止までの間に前記フォーカスレンズの第２の移動目標位置を設定し、さらに前記フォーカスレンズの移動目標位置を逐次更新することによって、前記第１の移動目標位置に前記フォーカスレンズが所定速度制限内で移動するように前記駆動手段を制御する位置制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記第２の目標位置は、前記フォーカスレンズの移動開始の際および移動終了の際のいずれかまたは両方における前記フォーカスレンズの平均移動速度が所定の値に達しないように算出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記駆動手段は、駆動用マグネット、駆動コイル、および平板のヨークからなるフラットコイル型ボイスコイルモータであることを特徴とする、請求項１または２に記載の撮像装置。

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