まず、本発明の実施例1におけるカメラ(光学制御装置)について説明する。図1は、本実施例におけるカメラ100の構成図である。図1において、101はズーム動作を行うズームレンズ(第1光学系)である。ズームレンズ101は、第1モータ108によって駆動され、撮像素子103の撮像面における像の倍率を変化させる。102は焦点調節動作を行うフォーカスレンズ(第2光学系)である。フォーカスレンズ102は、第2モータ111によって駆動され、撮像素子103の撮像面における像の焦点状態を変化させる。また、ズームレンズ101のズーム動作中において、撮像素子103の撮像面における像の焦点状態の変化を補正する。ズーム動作中の焦点状態の補正に関しては、後述する。
103は撮像素子であり、CCDやCMOSセンサ等の光電変換素子で構成されている。撮像素子103は、ズームレンズ101とフォーカスレンズ102を介して入射した外部の光を、電気信号に変換して出力する。104は信号処理回路である。信号処理回路104は、撮像素子103から出力される電気信号を処理し、映像信号として出力する。より具体的には、信号処理回路104は、撮像素子103から出力されるアナログ電気信号に対し、ゲイン調整及びガンマ処理等を行った後、RGB画像データ等のデジタル映像信号として出力する。
105は制御回路(制御手段)である。制御回路105は、信号処理回路104から出力されるデジタル映像信号を処理し、メモリ106に対して記録用データを出力する。また、制御回路105は、ズームスイッチ113から出力されるズーム指令信号にしたがって、第1ドライバ107に対してズームレンズ駆動信号を出力し、第1モータ108を制御する。また、第2ドライバ109または第3ドライバ110に対してフォーカスレンズ駆動信号を出力し、第2モータ111を制御する。制御回路105の詳細な動作については後述する。106はメモリである。メモリ106は、制御回路105から出力される記録用データを記録する。本実施例において、メモリ106の種類は限定されるものではなく、メモリ106として、メモリーカード、カメラ内蔵メモリ、テープ、又は、ディスク等の各種メモリが使用可能である。
107は第1ドライバ(第1駆動手段)である。第1ドライバ107は、制御回路105から出力される駆動信号に従い、第1モータ108を駆動する。第1ドライバ107は、通常のステップモータドライバによって構成されている。108は第1モータである。第1モータ108は、第1ドライバ107によって駆動され、ズームレンズ101を駆動する。第1モータ108は、通常のステップモータによって構成されている。
109は第2ドライバ(第2駆動手段)である。第2ドライバ109は、制御回路105から出力される駆動信号に従い、オープンループ通電切り替え駆動(OP駆動)によって、第2モータ111を駆動する。OP駆動の詳細については後述する。110は第3ドライバ(第3駆動手段)である。第3ドライバ110は、制御回路105から出力される駆動信号、及び、位置センサ112の検出信号に従い、フィードバック通電切り替え駆動(FB駆動)によって、第2モータ111を駆動する。FB駆動の詳細については後述する。111は第2モータである。第2モータ111は、第2ドライバ109又は第3ドライバ110によって駆動され、フォーカスレンズ102を駆動する。第2モータ111の構成については後述する。112は位置センサ(検出手段)である。位置センサ112は、第2モータ111のロータ位置を検出して検出信号を出力する。113はズームスイッチである。ズームスイッチ113は、ユーザーが操作することによってズーム指令信号を出力する。
以上の各構成要素により、本実施例におけるカメラ100が構成されている。また、制御回路105、第1モータ108、第2モータ111、第1ドライバ107、第2ドライバ109、及び、第3ドライバ110により、第1モータ108及び第2モータ111を駆動するモータ駆動装置が構成される。
本実施例では、第2ドライバ109と第3ドライバ110とを別々に設けてOP駆動又はFB駆動を切り替え可能に構成されているが、単一のドライバに第2ドライバ109及び第3ドライバ110の両方の機能を持たせることもできる。この場合、1つのドライバにおいて、OP駆動とFB駆動とが切り替え可能に構成される。また、本実施例では、各モータによって駆動される対象をズームレンズとフォーカスレンズとした。しかし、本発明は、各モータによって駆動される対象を限定するものではない。例えば、ズームレンズとファインダの変倍レンズや、フォーカスレンズと振れ補正レンズ等、同期して駆動される必要がある他の対象であってもよい。
次に、本実施例における第2モータ111の構成について説明する。図2は、本実施例における第2モータ111と位置センサ112の構成図である。なお、説明のため一部の部品を破断して示している。このモータの構造は、本出願人が特開平09−331666として提案したモータと同じ構造である。
第2モータ111は、マグネット201を有するロータ202、コイル203、コイル204、ヨーク205、ヨーク206、第1位置センサ207、及び、第2位置センサ208によって構成される。このうち、コイル203、コイル204、ヨーク205、ヨーク206、第1位置センサ207、及び、第2位置センサ208でステータが構成される。
マグネット201は、外周が多極着磁された円筒形状の永久磁石である。マグネット201は、角度位置に対し、径方向の磁力の強さが正弦波状に変化する着磁パターンを有する。ロータ202は、ステータに対して回転可能に支持され、マグネット201と一体に固定されている。
ヨーク205は、コイル203に励磁される磁極歯を複数有している。励磁される極を切り替えることで、ロータ202に与えるトルクを変化させることができる。また、ヨーク206は、コイル204に励磁される磁極歯を複数有している。励磁される極を切り替えることで、ロータ202に与えるトルクを変化させることができる。
第1位置センサ207及び第2位置センサ208は、マグネット201の磁束を検出し、検出信号を出力するホール素子である。これらのセンサは、図1における位置センサ112に対応している。なお、本実施例では、ロータマグネットの磁束をホール素子によって検出している。しかしながら、本発明はロータ位置を検出する方式に限定されるものではない。例えば、ロータの回転にともなって変位する検出用マグネットを配置して検出してもよいし、遮光板やパターン面を光学センサによって読み取ってもよい。また、位置センサがモータと一体に固定されていてもよいし、モータとは別部材に固定されていてもよい。
次に、オープンループ通電切り替え駆動(OP駆動)について説明する。第2モータ111は、第2ドライバ109によって、OP駆動を行うことができる。OP駆動とは、通常のステップモータのオープンループ制御と同様のものであり、所定の時間間隔に従ってモータのコイルへの通電状態を切り替える駆動方法である。すなわち、第2ドライバ109は、入力された駆動パルス間隔(駆動周波数)と回転方向に従って、コイル203とコイル204の通電を順次切り替えることで、ロータ202を所望の速度で回転させることが可能である(速度制御)。また、第2ドライバ109は、入力された駆動パルス数に従って、ロータ202を所望の角度だけ回転させることが可能である(位置制御)。
OP駆動では、所定の時間間隔(駆動パルス間隔)に従って、コイルへの通電状態を切り替える。コイルへの通電の切り替えタイミングは、ロータの回転負荷やモータが発生するトルクによらない。このため、複数のモータを容易に同期駆動することができる。
しかしながら、駆動速度を速く(駆動パルス間隔を短く)すると、コイルへの通電の切り替えに対してロータが応答できなくなり、脱調をおこす可能性が高まる。このため、駆動パルス間隔に下限を加える必要があり、高速での駆動が制限される。
図1において、OP駆動を行う第1ドライバ107は、所定の時間間隔で第1モータ108のコイルへの通電状態を切り替えることにより第1モータ108を駆動する。同様に、OP駆動を行う第2ドライバ109は、所定の時間間隔で第2モータ111のコイルへの通電状態を切り替えることにより第2モータ111を駆動する。
次に、フィードバック通電切り替え駆動(FB駆動)について説明する。第2モータ111は、第3ドライバ110を用いて、FB駆動を行うことができる。FB駆動とは、ブラシレスモータのフィードバック制御と同様のものであり、位置センサの出力に応じてモータのコイルへの通電状態を切り替える駆動方法である。すなわち、第3ドライバ110は、入力された駆動パルス数と回転方向、及び、位置センサ112から出力される検出信号に従って、コイル203とコイル204の通電を順次切り替える。このようにして、第3ドライバ110は、ロータ202を所望の角度だけ回転させることが可能である(位置制御)。また、第3ドライバ110は、コイル203とコイル204に流す電流を制御することで、ロータ202を所望のトルクで回転させることが可能である(電流制御)。
FB駆動では、位置センサの出力に応じてコイルへの通電状態を切り替える。コイルの通電切り替えは、ロータの位置に合わせて行われる。このため、ロータの応答遅れによる脱調の発生を低減でき、高速駆動が可能となる。しかしながら、コイルの通電切り替えタイミングは、ロータの回転負荷やモータが発生するトルクによって変動する。このため、FB駆動の場合、複数のモータを同期駆動することは困難である。
図1において、FB駆動を行う第3ドライバ110は、第2モータ111のロータ位置を検出する位置センサ112(検出手段)の出力に応じて、第2モータ111のコイルへの通電状態を切り替える。
次に、第2モータ111におけるヨークと位置センサの位相関係について説明する。図3は、本実施例において、ヨークと位置センサとロータの位相関係を示す軸方向断面図である。図中で時計回りを正の方向とする。205a〜dはヨーク205の磁極歯、206a〜dはヨーク206の磁極歯である。本実施例では、マグネットの極数は8極、着磁角Pは45°である。また、ヨーク205を基準とすると、ヨーク206の位相P/2は、−22.5°、第1位置センサの位相β1は+22.5°、第2位置センサの位相β2は−45°である。
以下の説明では、電気角を用いてモータの動作を説明する。電気角とは、マグネット磁力の1周期を360°として表したものであり、ロータの極数をM、実際の角度をθ0とすると、電気角θは以下の式で表せる。
θ=θ0×M/2 (式1−1)
ヨーク205とヨーク206の位相差、第1位置センサ207と第2位置センサ208の位相差、及び、ヨーク205と第1位置センサ207の位相差は、全て電気角で90°である。なお、図3において、ヨーク205の磁極歯中心とマグネット201のN極中心が対向している。この状態をロータの初期状態とし、電気角0°とする。
次に、第2モータ111におけるロータ位置とモータトルクとの関係、及び、ロータ位置と各信号の出力との関係について説明する。図4は、本実施例において、ロータ位置とモータトルクとの関係、及び、ロータ位置と位置センサの出力との関係を示すグラフである。
図4(1)は、ロータの回転角度とモータトルクとの関係を示すグラフである。横軸は電気角を示し、縦軸はモータトルクを示す。モータトルクは、ロータを時計回りに回転させるトルクを正とする。コイル203に正方向の電流を流すと、ヨーク205がN極に磁化し、マグネット201の磁極との間に電磁気力が発生する。また、コイル204に正方向の電流を流すと、ヨーク206がN極に磁化し、マグネット201の磁極との間に電磁気力が発生する。
2つの電磁気力を合成すると、ロータ202の回転にともなって、略正弦波状のトルクが得られる(図4(1):トルク曲線A+B+)。同様に、他の通電状態においても、略正弦波状のトルクが得られる(図4(1):トルク曲線A+B−、A−B−、A−B+)。また、ヨーク205は、ヨーク206に対して電気角で90°の位相をもって配置される。このため、4つのトルクは、互いに電気角で90°の位相差を有する。
図4(2)は、ロータの回転角度と各信号の出力との関係を示すグラフであり、横軸は電気角を、縦軸は各信号の出力を示す。マグネット201の径方向磁力の強さは、電気角に対して略正弦波状になるように着磁している。そのため、第1位置センサ207からは略正弦波状の信号が得られる(図4(2):センサ信号A)。なお、本実施例では、第1位置センサ207は、マグネット201のN極と対向するときに正の値を出力する。
また、第2位置センサ208は、第1位置センサ207に対して電気角で90°の位相をもって配置される。このため、第2位置センサ208からは略余弦波状の信号が得られる(図4(2):センサ信号B)。なお、本実施例では、第2位置センサ208は、第1位置センサ207に対して極性が反転されている。このため、第2位置センサ208は、マグネット201のS極と対向するときに正の値を出力する。
次に、FB駆動における通電切り替えについて説明する。図4(2)において、2値化信号A、2値化信号Bは、それぞれ、センサ信号A、センサ信号Bに対してコンパレータ等を用いて2値化を行った信号である。
FB駆動では、2値化信号Aに基づいて、コイル203の通電を切り替え、また、2値化信号Bに基づいて、コイル204の通電を切り替える。すなわち、2値化信号Aが正の値を示すときコイル203に正方向の電流を流し、2値化信号Aが負の値を示すときコイル203に逆方向の電流を流す。また、2値化信号Bが正の値を示すときコイル204に正方向の通電を流し、2値化信号Bが負の値を示すときコイル204に逆方向の通電を流す。
図5は、本実施例において、FB駆動の動作を示す軸方向断面図である。図5(a)は、ロータが電気角で135°回転した状態を示している。各進角信号は、図4(2)中の(a)で表される値を示しており、2値化信号Aは正、2値化信号Bは負の値をそれぞれ示している。従って、コイル203には正方向の電流が流れてヨーク205はN極に磁化する。一方、コイル204には逆方向の電流が流れてヨーク206はS極に磁化する。このとき、図4(1)中のトルク曲線A+B−に対応する時計回りのトルクが働き、ロータ202はθ方向の回転力を受けて回転する。
図5(b)は、ロータが電気角で180°回転した状態を示している。第1位置センサ207は、マグネット201のN極とS極の境界に位置する。そのため、電気角180°を境界として、2値化信号Aは、正の値から負の値に切り替わり、コイル203の通電方向が正方向から逆方向へ切り替わる。この電気角は、トルク曲線A+B−とトルク曲線A−B−との交点の電気角と一致する。
図5(b’)は、ロータが電気角で180°回転し、コイル203の通電方向が切り替わった状態を示している。コイル203には逆方向の電流が流れてヨーク205はS極に磁化し、コイル204には逆方向の電流が流れてヨーク206はS極に磁化する。このとき、図4(1)中のトルク曲線A−B−に対応する時計回りのトルクが働き、ロータ202は、θ方向の回転力を受けて回転する。
図5(c)は、ロータが電気角で225°回転した状態を示している。各進角信号は図4(2)中の(c)で表される値を示し、2値化信号A、2値化信号Bは両方とも負の値を示している。従って、コイル203には負方向の電流が流れてヨーク205はS極に磁化し、コイル204には逆方向の電流が流れてヨーク206はS極に磁化する。このとき、図4(1)中のトルク曲線A−B−に対応する時計回りのトルクが働き、ロータ202はθ方向の回転力を受けて回転する。
図5(d)は、ロータが電気角で270°回転した状態を示している。第2位置センサ208は、マグネット201のN極とS極の境界に位置する。そのため、電気角270°を境界として、2値化信号Bは負の値から正の値に切り替わり、コイル204の通電方向は逆方向から正方向へ切り替わる。この電気角は、トルク曲線A−B−とトルク曲線A−B+との交点の電気角と一致する。
図5(b’)は、ロータが電気角で270°回転し、コイル204の通電方向が切り替わった状態を示している。コイル204には正方向の電流が流れてヨーク206はS極に磁化し、コイル203には逆方向の電流が流れてヨーク205はS極に磁化する。このとき、図4(1)中のトルク曲線A−B+に対応する時計回りのトルクが働き、ロータ202はθ方向の回転力を受けて回転する。
以上の動作を繰り返すことで、ロータを連続的に回転させることが可能となる。また、2値化信号A又は2値化信号Bの正負を反転させれば、逆回転も可能である。
次に、焦点状態の補正に関して説明する。図6は、本実施例において、ズームレンズ位置とフォーカスレンズ位置の関係を示すグラフである。横軸はズームレンズ位置であり、縦軸はフォーカスレンズ位置を示している。ズームレンズ位置は、焦点距離に対応している。ズームレンズ位置の変化にともない変化する焦点距離に対して、撮像面上に合焦させるためのフォーカスレンズ位置をプロットすると、被写体距離ごとに図6のような軌跡を示す。
図7は、本実施例において、制御回路105に記憶されている被写体距離に応じた軌跡情報を示す説明図である。横軸はズームレンズ位置であり、縦軸はフォーカスレンズ位置を示している。z0〜z6は、制御回路105に記憶されたズームレンズ位置情報である。ズームレンズ101は第1モータ108によってステップ駆動されるため、ズームレンズ位置情報z0〜z6は離散的な値となっている。軌跡Aは被写体距離Laの場合の合焦軌跡であり、軌跡Bは被写体距離Lbの場合の合焦軌跡である。
a0〜a6は、軌跡Aに沿うように設定されたフォーカスレンズ位置情報(軌跡情報A)であり、ズームレンズ位置z0〜z6に対応して制御回路105に記憶されている。b0〜b6は、軌跡Bに沿うように設定されたフォーカスレンズ位置情報(軌跡情報B)であり、ズームレンズ位置z0〜z6に対応して制御回路105に記憶されている。フォーカスレンズ102は第2モータ111によってステップ駆動されるため、フォーカスレンズ位置情報a0〜a6、b0〜b6は離散的な値となっている。この他にも、被写体距離に応じて多数の軌跡情報が制御回路105に記憶されている。ズーム動作中は、被写体距離に応じて軌跡情報(フォーカスレンズ位置情報)を選択し、フォーカスレンズ102を駆動させることによって、撮像面上の合焦を保ったままズーム動作を行うことが可能となる。
次に、制御回路105により実行されるレンズ駆動処理について説明する。図8は、本実施例における制御回路105のレンズ駆動処理を示すフローチャートである。レンズ駆動処理が開始すると(S101)、制御回路105は、ズームスイッチ113からズーム指令信号が出力されているか否かを判定する(S102)。制御回路105は、ズーム指令信号が出力されていると判定すれば、ズーム指令信号に応じてズームレンズ101の目標位置を算出する(S103)。その後、制御回路105は、制御回路105に記憶された被写体距離に応じた軌跡情報に基づいて、フォーカスレンズ102の目標位置を算出する(S104)。軌跡情報については後述する。
次に、制御回路105は、算出したズームレンズ101の目標位置から、第1ドライバ107に出力するズームレンズ駆動信号を算出する。また、制御回路105は、算出したフォーカスレンズ102の目標位置から、第2ドライバ109又は第3ドライバ110に出力するフォーカスレンズ駆動信号を算出する(S105)。続いて、制御回路105は、フォーカスレンズ駆動信号を第2ドライバ109に出力するように設定する(S106)。また、制御回路105は、算出した各駆動信号を各ドライバに出力し、ズームレンズ101及びフォーカスレンズ102を同期駆動する(S107)。このように、制御回路105は、第1モータ108を駆動するとともに第2モータ111を駆動する際(例えば同期駆動する際)には、第3ドライバ110ではなく第2ドライバ109で第2モータ111を駆動するように制御する。その後、制御回路105はレンズ駆動処理を終了する(S112)。
一方、ステップS102において、制御回路105は、ズーム指令信号が出力されていないと判定した場合、被写体距離に応じてフォーカスレンズ102の目標位置を算出する(S108)。また、算出したフォーカスレンズ102の目標位置から、第2ドライバ109又は第3ドライバ110に出力するフォーカスレンズ駆動信号を算出する(S109)。続いて、制御回路105は、フォーカスレンズ駆動信号を第3ドライバ110に出力するように設定する(S110)。また、制御回路105は、算出したフォーカスレンズ駆動信号を第3ドライバ110に出力して、フォーカスレンズ102のみを駆動する(S111)。そして、制御回路105はレンズ駆動処理を終了する(S112)。
前述のレンズ駆動処理では、ユーザーによってズーム動作が指令された場合、制御回路105に記憶された軌跡情報とズーム指令信号に応じて、ズームレンズ101及びフォーカスレンズ102を同期駆動することになる。ここで、同期駆動とは、第1モータ108への通電の切り替えタイミングと、第2モータ111への通電の切り替えタイミングとを一致させて駆動することである。このとき、フォーカスレンズ102を駆動する第2モータ111は、第2ドライバ109によって駆動される。すなわち、第2モータ111は、第2ドライバ109によるOP駆動が行われることになる。前述のように、OP駆動によれば、複数のモータの同期制御が容易となる。
ここで、現在のズームレンズ位置がz0、現在の被写体距離がLa、現在のフォーカスレンズ位置がa0である場合を考える。このとき、フォーカスレンズ102は図7中の軌跡A上に位置しており、像面上の合焦は保たれている。そして、図8中のステップS102でズーム指令が出力されていると判断され、ステップS103でズーム指令に応じたズームレンズ目標位置がz6と算出されたとする。被写体距離が変わることなくLaである場合、ステップS104で軌跡情報Aに基づいて、フォーカスレンズ102の目標位置がa6と算出される。その後、目標位置に基づいて駆動信号が出力され、第1モータ108とともに第2モータ111が駆動する(同期駆動)する。
第1モータ108の駆動とともに第2モータ11の駆動(同期駆動)が開始されると、第1モータ108への通電の切り替えが順次行われ、ズームレンズ位置がz0→z1→z2→z3→z4→z5→z6と変化する。同時に、第2モータ111への通電の切り替えが順次行われ、フォーカスレンズ位置がa0→a1→a2→a3→a4→a5→a6と変化する。
このとき、第2モータ111はOP駆動を行う。このため、第2モータ11への通電の切り替えタイミングを第1モータ108へのタイミングと一致させることが容易になり、これらのモータの同期駆動が容易に可能となる。したがって、時刻t1においてズームレンズ位置がz1とするとフォーカスレンズ位置はa1であり、時刻t2においてズームレンズ位置がz2であるとするとフォーカスレンズ位置はa2であるというように、各レンズ位置が同期して変化する。したがって、これらのモータの同期駆動中は、フォーカスレンズ位置が軌跡Aから逸脱することなく、合焦精度を確保した状態でズーム動作を行うことが可能となる。
同期駆動中、第2モータ111がFB駆動を行ったと仮定すると、コイルへの通電の切り替えタイミングは、ロータの回転負荷やモータが発生するトルクによって変動する。このため、同期駆動中にフォーカスレンズ位置が軌跡Aから逸脱するおそれがあり、合焦精度が劣化した状態でズーム動作が行われることになる。
また、前述のレンズ駆動処理によれば、ユーザーによってズーム動作が指令されていない場合、被写体距離に応じてフォーカスレンズ102の目標位置を算出し、フォーカスレンズ102のみを駆動することによって、合焦動作が行われる。このとき、フォーカスレンズ102を駆動する第2モータ111は第3ドライバ110によって駆動される。すなわち、第2モータ111はFB駆動により駆動されることになる。FB駆動では、OP駆動に比べて高速駆動が可能である。このため、ユーザーによってズーム動作が指令されていない場合には、高速な合焦動作が可能となる。
なお、本実施例では、第1モータ108は第1ドライバ107によって通常のステップモータと同様に駆動される。しかし、第1モータ108を第2モータ111と同様に構成し、2つのドライバを設けることで、OP駆動及びFB駆動のいずれかを切り替え可能(選択可能)に構成してもよい。この際、第2モータ111がOP駆動によって駆動されている場合、第1モータ108も同様にOP駆動によって駆動されるように構成されることが望ましい。
本実施例におけるカメラ(モータ駆動装置)は、複数のモータを備え、そのうち少なくとも一つのモータは、オープンループ駆動(OP駆動)及びフィードバック駆動(FB駆動)が切り替え可能に構成されている。
本実施例によれば、複数のモータの非同期駆動時における高速駆動が可能であるとともに、複数のモータの同期駆動時における同期精度の劣化を抑制することが可能となる。すなわち、ズーム非動作時は高速な合焦動作が可能であるとともに、ズーム動作時は合焦精度を確保したままズーム動作を行うことが可能となる。
次に、本発明の実施例2におけるカメラ(光学制御装置)について説明する。カメラの構成、モータの構成と駆動方法、及び、焦点状態の補正に関しては、実施例1と重複するためこれらの説明は省略する。
本実施例における制御回路105によるレンズ駆動処理について説明する。図9は、本実施例における制御回路105のレンズ駆動処理を示すフローチャートである。レンズ駆動処理が開始すると(S201)、制御回路105は、ズームスイッチ113からズーム指令信号が出力されているか否かを判定する(S202)。制御回路105は、ズーム指令信号が出力されていると判定した場合、ズーム指令信号に応じてズームレンズ101の目標位置を算出する(S203)。次に、制御回路105は、制御回路105に記憶された被写体距離に応じた軌跡情報に基づいて、フォーカスレンズ102の目標位置を算出する(S204)。
その後、制御回路105は、ステップS203にて算出したズームレンズ101の目標位置から、第1ドライバ107に出力するズームレンズ駆動信号を算出する。また、制御回路105は、ステップS204にて算出したフォーカスレンズ102の目標位置から、第2ドライバ109又は第3ドライバ110に出力するフォーカスレンズ駆動信号を算出する(S205)。
次に、制御回路105は、カメラ100が現在撮影中であるか否かを判定する(S206)。ここで、撮影中とは、信号処理回路104から出力されるデジタル映像信号を処理した記録用データを出力して、メモリ106が記録用データを記録している状態(記録モード)をいう。このように、制御回路105は、ズームレンズ101及びフォーカスレンズ102から得られた像を記録する記録モードと、この像を記録しない非記録モードとのいずれか一つを選択する選択手段として機能する。
制御回路105は、カメラ100が撮影中であると判定した場合、フォーカスレンズ駆動信号を第2ドライバ109に出力する(S207)。一方、制御回路105は、カメラ100が撮影中でないと判定した場合、フォーカスレンズ駆動信号を第3ドライバ110に出力する(S208)。続いて、制御回路105は、算出した各駆動信号を各ドライバに出力し、ズームレンズ101とともにフォーカスレンズ102を駆動(同期駆動)する(S209)。このように、制御回路105は、第1モータ108及び第2モータ111の両方が駆動(同期駆動)され、かつ、記録モードが選択されている場合、第2ドライバ109で第2モータ111を駆動するように制御する。その後、制御回路105はレンズ駆動処理を終了する(S214)。
一方、ステップS202において、ズーム指令信号が出力されていないと判定された場合、制御回路105は、被写体距離に応じてフォーカスレンズ102の目標位置を算出する(S210)。その後、制御回路105は、ステップS210にて算出したフォーカスレンズ102の目標位置から、第2ドライバ109又は第3ドライバ110に出力するフォーカスレンズ駆動信号を算出する(S211)。
その後、制御回路105は、フォーカスレンズ駆動信号を第3ドライバ110に出力するように設定する(S212)。続いて、制御回路105は、算出したフォーカスレンズ駆動信号を第3ドライバ110に出力してフォーカスレンズ102のみを駆動する(S213)。そして、制御回路105はレンズ駆動処理を終了する(S214)。
前述のレンズ駆動処理によれば、ユーザーによってズーム動作が指令された場合、制御回路に記憶された軌跡情報とズーム指令信号に応じて、ズームレンズ及びフォーカスレンズが同期駆動される。同期駆動とは、第1モータへの通電の切り替えタイミングと、第2モータへの通電の切り替えタイミングとを一致させて駆動することである。
さらに本実施例では、カメラが撮影中の場合、第2モータはOP駆動により駆動され、カメラが撮影中でない場合、第2モータはFB駆動により駆動される。実施例1で説明したように、複数のモータの同期駆動中に第2モータをOP駆動で駆動することにより、合焦精度を確保したままズーム動作を行うことが可能となる。また、第2モータをFB駆動で駆動することにより、OP駆動に比べて高速な合焦動作が可能となる。
また、前述のレンズ駆動処理によれば、ユーザーによってズーム動作が指令されていない場合、被写体距離に応じてフォーカスレンズの目標位置を算出し、フォーカスレンズのみを駆動することによって、合焦動作が行われる。その際、フォーカスレンズを駆動する第2モータに対しては、FB駆動が行われる。FB駆動はOP駆動に比べて高速駆動が可能であるため、本実施例によれば、高速な合焦動作が可能となる。
本実施例のカメラによれば、オープンループ駆動及びフィードバック駆動が可能な複数のモータを同時に駆動する場合、非同期駆動時における高速駆動を実現するとともに、同期駆動時における同期精度の劣化を抑制することが可能となる。
すなわち、ズーム非動作時、又は、ズーム動作時であってカメラが非撮影時においては、高速な合焦動作が可能である。また、ズーム動作時であってカメラが撮影時においては、合焦精度を確保したままズーム動作を行うことが可能となる。このため、合焦精度の高い映像を記録することが可能となる。