JP5911216B2 - 光学機器およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ステッピングモータによって移動されるレンズ等の光学素子を有する撮像装置や交換レンズ等の光学機器に関する。

上記のような光学機器を落下させたり周辺物に衝突させたりして該光学機器に強い衝撃や振動が加わると、ステッピングモータを駆動していないにもかかわらず、光学素子がその移動可能方向に変位する。これにより、光学機器に設けられたコントローラ（ＣＰＵ等）が認識している光学素子の位置と実際の光学素子の位置に誤差が生じる。すなわち、ステッピングモータの脱調が発生する。そして、この脱調によって光学素子の高精度な位置制御ができなくなる。

特許文献１には、ステッピングモータを駆動して光学素子を移動させるときの光学機器の姿勢、すなわち重力が作用する方向と光学素子の移動方向との関係に応じて、ステッピングモータの駆動トルクを変更するようにした光学機器が開示されている。

特開２００９−２３７５３０号公報

特許文献１にて開示された光学機器では、その姿勢によらず安定的にステッピングモータにより光学素子を移動させることができる。

しかしながら、ステッピングモータによって光学素子を移動させる際だけでなく、ステッピングモータによって光学素子を移動させない状態でも、上記のような衝撃や振動によるステッピングモータの脱調の発生を回避する必要がある。ある程度大きな衝撃等を受けてもステッピングモータの回転を停止させておくように高い励磁電圧をステッピングモータに印加することもできるが、これでは消費電力が増大する。

本発明は、消費電力の増加を抑えながらも、衝撃や振動を受けた場合の光学素子の変位（ステッピングモータの脱調）を回避できるようにした光学機器を提供する。

本発明の一側面としての光学機器は、移動可能な光学素子と、該光学素子を移動させるステッピングモータと、該ステッピングモータの駆動を制御する制御手段と、該光学機器に対して前記光学素子の移動可能方向に作用する加速度を検出する加速度検出手段とを有する。そして、制御手段は、ステッピングモータが光学素子を移動させていない状態において、加速度検出手段により検出された加速度が第１の所定値より小さい場合は、該加速度に応じて、光学素子の位置を保持するためにステッピングモータに電圧を印加し、加速度が第１の所定値より大きく、かつ第２の所定値より小さい場合は、該加速度の作用方向に光学素子を移動させるようにステッピングモータに電圧を印加することを特徴とする。

本発明の他の側面としての制御方法は、移動可能な光学素子と、該光学素子を移動させるステッピングモータとを有する光学機器に適用される。該制御方法は、該光学機器に対して前記光学素子の移動可能方向に作用する加速度を検出するステップと、ステッピングモータが光学素子を移動させていない状態において、検出された加速度が第１の所定値より小さい場合は、該加速度に応じて、光学素子の位置を保持するためにステッピングモータに電圧を印加するステップと、ステッピングモータが光学素子を移動させていない状態において、加速度が第１の所定値より大きく、かつ第２の所定値より小さい場合は、該加速度の作用方向に光学素子を移動させるようにステッピングモータに電圧を印加するステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、光学機器に作用した加速度（衝撃や振動の強さ）に応じてステッピングモータを停止保持させる励磁電圧を制御したり、ステッピングモータを光学素子が加速度の作用方向に移動するように駆動したり、基準位置へのリセット処理を行ったりする。このため、ステッピングモータに常に高い一定の励磁電圧を印加してこれを停止保持させておく場合に比べて、消費電力の増加を抑えつつ、ステッピングモータの脱調およびこれに伴う光学素子の位置制御精度の低下を回避することができる。

本発明の実施例１であるデジタルカメラの構成を示すブロック図。 実施例１のデジタルカメラにおける加速度センサの加速度検出方向を示す図。 実施例１のデジタルカメラにおいて行われる処理を示すフローチャート。 本発明の実施例２であるデジタルカメラにおいて行われる処理を示すフローチャート。 実施例１，２における加速度とステッピングモータの制御方法との関係を示す図。 本発明の実施例３であるデジタルカメラにおいて行われる処理を示すフローチャート。 本発明の実施例４であるデジタルカメラにおいて行われる処理を示すフローチャート。 実施例３，４においてリセット動作中に撮影禁止を通知するＬＣＤの表示例を示す図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例１である光学機器としてのデジタルカメラ（以下、単にカメラという）の構成を示している。１はカメラのレンズ鏡筒である。レンズ鏡筒１は、変倍を行うための変倍レンズ２と、コンペンセータ機能およびフォーカシング機能を有するフォーカスレンズ３と、不図示の他のレンズや絞りを含む撮影光学系を収容している。レンズ鏡筒１内において、変倍レンズ２およびフォーカスレンズ３は、不図示のガイドバーにより光軸方向に移動可能に保持されている。また、変倍レンズ２およびフォーカスレンズ３は、不図示のラック部材を備えており、該ラック部材がズームモータ８およびフォーカスモータ９によって回転される不図示のリードスクリューに噛み合うことで光軸方向に移動される。

撮影光学系を通過した被写体からの光は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサにより構成される撮像素子４の撮像面上に被写体像を形成する。撮像素子４は、該被写体像を光電変換してアナログ撮像信号を出力する。撮像信号処理部５は、撮像素子４から読み出したアナログ撮像信号に対してＡ／Ｄ変換や増幅を行い、デジタル撮像信号を映像信号処理部６に出力する。映像信号処理部６は、デジタル撮像信号に対して各種信号処理を行い、映像信号を生成する。映像信号は、電子ビューファインダとしてのＬＣＤ（液晶ディスプレイ）７に表示されたり、システムコントローラ１３を介して不図示の半導体メモリ等の記録媒体に記録されたりする。

ＬＣＤ７には、撮像信号から生成された映像信号の他に、各種メニューやユーザに対するメッセージが表示される。

また、システムコントローラ１３は、映像信号の輝度レベルに応じて、撮像信号処理部５を介して撮像素子４における電荷蓄積時間（シャッター速度）を制御し、映像信号の輝度調節を行う。

さらに、システムコントローラ１３には、操作部１４が接続されている。操作部１４にはボタン、レバーおよびダイヤル等の操作部材が設けられており、操作部１４は、これら操作部材のＯＮ／ＯＦＦ操作、レバー操作量およびダイヤル回転量に応じた操作信号をシステムコントローラ１３に出力する。システムコントローラ１３は、該操作信号に応じて、電源のＯＮ／ＯＦＦ、撮影の開始、ズーミングおよび撮影モード切り替え等の動作や処理を行う。

ズーム制御部１０およびフォーカス制御部１１はそれぞれ、システムコントローラ１３からの指令に従ってズームモータ８およびフォーカスモータ９の駆動（停止保持を含む）を制御する。具体的には、システムコントローラ１３は、操作部１４からのズーミングに関する操作信号に応じて、ズームモータ８の駆動／停止指令、駆動方向指令および駆動速度指令をズーム制御部１０に送る。また、システムコントローラ１３は、該システムコントローラ１３内でのＡＦ（オートフォーカス）に関する演算結果に基づいて、フォーカスモータ９の駆動／停止指令、駆動方向指令および駆動速度指令をフォーカス制御部１１に送る。

本実施例では、ズームモータ８としてＤＣモータを用い、フォーカスモータ９としてステッピングモータを用いている。このため、ズーム制御部１０およびフォーカス制御部１１はそれぞれ、ズームモータ８およびフォーカスモータ９に印加する励磁電圧を制御する。システムコントローラ１３、ズーム制御部１０およびフォーカス制御部１１により制御手段が構成される。

ステッピングモータであるフォーカスモータ９は、モータケース内に周方向に配置された複数の電磁石（ステータ）と、該ステータの内側に配置され、Ｎ極とＳ極を周方向に交互に有する永久磁石（ロータ）と、該ロータと一体回転する出力軸とにより構成される。複数のステータのコイルに順次電流を流す（すなわち、励磁電圧を印加する）と、通電されたステータに磁力が発生する。この磁力によってロータが引き付けられ又は磁力に対して反発してロータとともに出力軸が回転する。励磁電圧を印加するステータの位置および個数を変化させることにより、ロータおよび出力軸（以下、まとめてロータという）の回転トルクを増加させたりこれを停止保持したりすることが可能である。また、励磁電圧を変化させることによってステータに発生する磁力を変化させ、回転トルクや停止保持力を増減させることができる。以下の説明においては、ロータを停止保持するために印加する励磁電圧を、保持励磁電圧と称する。

図１に示すように、レンズ鏡筒１内には、フォーカスレンズ３がその位置検出のための基準位置に位置することを検出するためのフォトインタラプタ（ＰＩ）１２が配置されている。フォトインタラプタ１２は、フォトダイオード等の発光素子と、フォトトランジスタ等の受光素子とにより構成されている。発光素子と受光素子との間に、フォーカスレンズ３を保持する保持枠（図示せず）に設けられた遮光部が入り込むことで、発光素子から受光素子への光の入射が遮られ、フォーカスレンズ３が基準位置に位置することが検出される。システムコントローラ１３は、このフォーカスレンズ３の基準位置の検出により内部の位置カウンタをリセットする。この処理をリセット処理といい、電源ＯＮ時等、所定のタイミングで行われる。

そして、システムコントローラ１３は、該リセット処理後にフォーカスレンズ３の所定量の移動ごとに不図示のエンコーダ等の位置検出器から出力される信号をカウントすることで、フォーカスレンズ３の位置検出および位置制御を行う。同様のリセット処理は、変倍レンズ２に対しても行われる。

さらに、システムコントローラ１３には、衝撃や振動によってカメラに作用する加速度を検出するための加速度センサ（加速度検出手段）１５が接続されている。本実施例における加速度センサ１５は、静電容量型の加速度センサであり、図２（ａ）に示すように、３次元空間にて互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸方向での加速度をそれぞれ検出することができる。Ｚ軸は被写体に向かう方向を正として撮影光学系の光軸に平行に延びる軸であり、Ｘ軸はカメラを背面から見たときの右方向を正として水平方向に延びる軸である。また、Ｙ軸は上方向を正として垂直方向に延びる軸である。

なお、カメラを手持ちして撮影を行う際のいわゆる手振れによっても加速度が生ずる。しかし、本実施例における加速度センサ１５は、このような手振れによる長周期で振幅の小さな振れによる加速度ではなく、強い衝撃や振動による短周期で振幅が大きい、ステッピングモータに脱調を生じさせるレベルの振れによる加速度を検出する。

システムコントローラ１３は、加速度センサ１５により検出された加速度を用いて、不図示のメモリに保存されている演算式に基づく演算処理を行い、フォーカス制御部１１に対する指令を決定する。

図２（ｂ）には、レンズ鏡筒１と本実施例において特に問題とする加速度の作用方向との関係を示す。光軸に平行に延びる軸がＺ軸であるため、カメラに加わった衝撃や振動によってフォーカスレンズ３その移動可能方向に変位させるように該フォーカスレンズ３に作用する加速度として、Ｚ軸方向の加速度が問題となる。したがって、以下の説明において、加速度とは、このＺ軸方向の加速度を意味する。

次に、本実施例のカメラにて行われる処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。この処理は、システムコントローラ１３が、コンピュータプログラムに従って実行する。

まずステップＳ３０１では、システムコントローラ１３は、操作部１４にて電源ＯＮ操作がなされたか否かを判定し、電源ＯＮ操作がなされた場合にはステップＳ３０２に進む。電源ＯＮ操作がなされていない場合にはステップＳ３０１を繰り返す。

ステップＳ３０２では、システムコントローラ１３は、制御変数の初期化等を含む起動処理を行う。また、変倍レンズ２およびフォーカスレンズ３の位置のリセット処理を行う。

次に、ステップＳ３０３では、システムコントローラ１３は、フォーカスレンズ３が移動可能方向に変位しないようにフォーカスモータ９のロータを停止保持するために、フォーカス制御部１１を介してフォーカスモータ９に保持励磁電圧を印加する。ここで印加する保持励磁電圧の大きさは、フォーカスレンズ３の重量や移動負荷に基づいて決定されるが、後に詳しく説明する。

次に、ステップＳ３０４では、システムコントローラ１３は、操作部１４にて電源ＯＦＦ操作がなされたか否か判定し、電源ＯＦＦ操作がなされた場合にはステップＳ３０５に進む。電源ＯＦＦ操作がなされていない場合にはステップＳ３０６に進む。

ステップＳ３０５では、システムコントローラ１３は、ズーム制御部１０およびフォーカス制御部１１を介してズームモータ８およびフォーカスモータ９を駆動し、変倍レンズ２およびフォーカスレンズ３を所定の格納位置に移動させる。その後、電源遮断処理を行う。

ステップＳ３０６では、システムコントローラ１３は、加速度センサ１５から現在の加速度（Ｚ軸方向の加速度）を取得する。

そして、ステップＳ３０７では、システムコントローラ１３は、ステップＳ３０６で取得した加速度が所定値より小さいか否かを判定する。所定値より小さい場合はステップＳ３０９に進み、所定値以上である（又は所定値より大きい）場合はステップＳ３０８に進む。ここにいう所定値は、フォーカスレンズ３の重量や移動特性等に基づいてフォーカスモータ９に脱調が生じ得る閾値として決定され、不図示のメモリに予めデータとして格納される。

ステップＳ３０８では、システムコントローラ１３は、所定値以上の加速度によりフォーカスモータ９が脱調してフォーカスレンズ３が変位しないように、フォーカスモータ９に加速度の大きさによって異なる保持励磁電圧を印加する。ステップＳ３０８の処理が終了すると、システムコントローラ１３はステップＳ３０９に進む。

図５（ａ）には、ステップＳ３０３とステップＳ３０８における加速度の大きさと保持励磁電圧との関係を示している。加速度が所定値より小さいときは、ステップＳ３０３にて保持励磁電圧は固定値とされる。すなわち、保持励磁電圧の固定制御が行われる。一方、加速度が所定値以上である（所定値より大きい）ときは、ステップＳ３０８にて、保持励磁電圧は、上記固定値よりも高い電圧範囲で加速度が大きいほど高くなるように（比例して高くなるように）変更される。すなわち、保持励磁電圧の可変制御が行われる。

印加する保持励磁電圧は、図５（ａ）に示す加速度と保持励磁電圧との関係を示す演算式に検出された加速度を代入することで算出することができる。また、複数の加速度のそれぞれに対応する複数の保持励磁電圧をテーブルデータとして予めメモリに格納しておき、該テーブルデータから検出された加速度又はそれに近い加速度に対応する保持励磁電圧を読み出すことで決定してもよい。このとき、検出された加速度に近い２つの加速度に対応する２つの保持励磁電圧を用いた補間演算により、印加する保持励磁電圧を決定してもよい。

このように、本実施例では、フォーカスモータ９がフォーカスレンズ３を移動させていない状態において衝撃や振動による加速度を検出した場合に、フォーカスレンズ３の位置を保持するための保持励磁電圧を該加速度に応じて制御する。特に、加速度が所定値以上である（所定値より大きい）ときは、保持励磁電圧は加速度が大きいほど高くなるように変更される。これにより、加速度の大きさ、つまりは衝撃や振動の大きさにかかわらず、フォーカスモータ９の脱調およびこれに伴うフォーカスレンズ３の変位を防止することができる。しかも、加速度に応じて保持励磁電圧を変更することで、常に大きな加速度に対応する高い保持励磁電圧を印加し続ける場合に比べて、消費電力を低減することができる。

ステップＳ３０９では、システムコントローラ１３は、操作部１４にて撮影開始操作がなされたか否かを判定し、撮影開始操作がなされた場合にはステップＳ３１０に進む。撮影開始操作がなされていない場合にはステップＳ３０４に戻る。

ステップＳ３１０では、システムコントローラ１３は、撮影処理を行う。この撮影処理では、自動露出（ＡＥ）制御およびＡＦ制御を行い、撮像素子４によって被写体像を光電変換して得られた撮像信号から撮影画像を生成する。

以上説明したように、本実施例によれば、消費電力の増加を抑えつつ、フォーカスモータ９の脱調およびこれに伴うフォーカスレンズ３の変位を防止することができる。

図４のフローチャートは、本発明の実施例２であるデジタルカメラにて行われる処理を示している。本実施例のカメラの構成は、実施例１と同じであり、実施例１と共通する構成要素には実施例１と同符号を付す。図４に示す処理は、システムコントローラ１３が、コンピュータプログラムに従って実行する。

まずステップＳ４０１では、システムコントローラ１３は、操作部１４にて電源ＯＮ操作がなされたか否かを判定し、電源ＯＮ操作がなされた場合にはステップＳ４０２に進む。電源ＯＮ操作がなされていない場合にはステップＳ４０１を繰り返す。

ステップＳ４０２では、システムコントローラ１３は、制御変数の初期化等を含む起動処理を行う。また、変倍レンズ２およびフォーカスレンズ３の位置のリセット処理を行う。

次に、ステップＳ４０３では、システムコントローラ１３は、フォーカスレンズ３が移動可能方向に変位しないようにフォーカスモータ９のロータを停止保持するために、フォーカスモータ９に保持励磁電圧を印加する。ここで印加する保持励磁電圧の大きさは、実施例１と同様にフォーカスレンズ３の重量や移動負荷に基づいて決定され、図５（ａ）に示した固定値である。

次に、ステップＳ４０４では、システムコントローラ１３は、操作部１４にて電源ＯＦＦ操作がなされたか否か判定し、電源ＯＦＦ操作がなされた場合にはステップＳ４０５に進む。電源ＯＦＦ操作がなされていない場合にはステップＳ４０６に進む。

ステップＳ４０５では、システムコントローラ１３は、ズームモータ８およびフォーカスモータ９を駆動し、変倍レンズ２およびフォーカスレンズ３を所定の格納位置に移動させる。その後、電源遮断処理を行う。

ステップＳ４０６では、システムコントローラ１３は、加速度センサ１５から現在の加速度（Ｚ軸方向の加速度）を取得する。

そして、ステップＳ４０７では、システムコントローラ１３は、ステップＳ４０６で取得した加速度が所定値より小さいか否かを判定する。所定値より小さい場合はステップＳ４０８に進み、所定値以上である（又は所定値より大きい）場合はステップＳ４１０に進む。ここにいう所定値は、フォーカスレンズ３の重量や移動特性等に基づいてフォーカスモータ９に脱調が生じ得る閾値として決定され、不図示のメモリに予めデータとして格納される。

ステップＳ４０８では、システムコントローラ１３は、フォーカスレンズ３がフォーカスモータ９の駆動によって加速度の作用方向、すなわち光軸方向（Ｚ軸方向）に移動されている状態か否かを判定する。フォーカスレンズ３が加速度の作用方向に移動されている場合にはステップＳ４０９に進み、そうでない場合にはステップＳ４１１に進む。

ステップＳ４０９では、システムコントローラ１３は、フォーカスモータ９の駆動（フォーカスレンズ３の移動）を停止する。このとき、システムコントローラ１３は、移動が中断されたフォーカスレンズ３の位置を保持するために、フォーカスモータ９に、図５（ａ）に示した固定値の保持励磁電圧を印加する。そして、ステップＳ４１１に進む。

一方、ステップＳ４１０では、システムコントローラ１３は、所定値以上の加速度によりフォーカスモータ９が脱調してフォーカスレンズ３が予期せぬ位置に変位しないように、フォーカスモータ９を駆動してフォーカスレンズ３を加速度の作用方向に移動させる。つまり、フォーカスモータ９がフォーカスレンズ３を移動させていない状態において所定値より大きい（以上の）加速度を検出したときは、該加速度の作用方向にフォーカスレンズ３が移動されるようにフォーカスモータ９を駆動する。

図５（ｂ）には、ステップＳ４０９とステップＳ４１０における加速度の大きさとフォーカスモータ９の駆動速度との関係を示している。加速度が所定値より小さいときは、ステップＳ４０９にてフォーカスモータ９の駆動が停止され、フォーカスモータ９には保持励磁電圧が印加される。一方、加速度が所定値以上である（所定値より大きい）ときは、ステップＳ４１０にて、フォーカスモータ９の駆動速度（フォーカスレンズ３の移動速度）が、加速度が大きいほど高速となるように（比例して速くなるように）変更される。

フォーカスモータ９の駆動速度は、図５（ｂ）に示す加速度と駆動速度との関係を示す演算式に検出された加速度を代入することで算出することができる。また、複数の加速度のそれぞれに対応する複数の駆動速度をテーブルデータとして予めメモリに格納しておき、該テーブルデータから検出された加速度又はそれに近い加速度に対応する駆動速度を読み出すことで決定してもよい。このとき、検出された加速度に近い２つの加速度に対応する２つの駆動速度を用いた補間演算により駆動速度を決定してもよい。

このように、本実施例では、フォーカスモータ９がフォーカスレンズ３を移動させていない状態において衝撃や振動による所定値以上の加速度を検出した場合には、フォーカスレンズ３を該加速度の作用方向に移動させるようにフォーカスモータ９を駆動する。特に、加速度が大きいほどフォーカスレンズ３の移動速度が速くなるようにフォーカスモータ９の駆動速度（つまりは励磁電圧）が変更される。これにより、加速度の大きさ、つまりは衝撃や振動の大きさにかかわらず、フォーカスモータ９の脱調およびこれに伴うフォーカスレンズ３の想定外の位置への変位を防止することができる。しかも、加速度に応じて励磁電圧を変更することで、常に大きな加速度に対応する高い励磁電圧を印加し続ける場合に比べて、消費電力を低減することができる。

ステップＳ４１１では、システムコントローラ１３は、操作部１４にて撮影開始操作がなされたか否かを判定し、撮影開始操作がなされた場合にはステップＳ４１２に進む。撮影開始操作がなされていない場合にはステップＳ４０４に戻る。

ステップＳ４１２では、システムコントローラ１３は、撮影処理を行う。この撮影処理では、自動露出（ＡＥ）制御およびＡＦ制御を行い、撮像素子４によって被写体像を光電変換して得られた撮像信号から撮影画像を生成する。

以上説明したように、本実施例によれば、消費電力の増加を抑えつつ、フォーカスモータ９の脱調およびこれに伴うフォーカスレンズ３の予期せぬ位置への変位を防止することができる。

図６のフローチャートは、本発明の実施例３であるデジタルカメラにて行われる処理を示している。本実施例のカメラの構成は、実施例１と同じであり、実施例１と共通する構成要素には実施例１と同符号を付す。図６に示す処理は、システムコントローラ１３が、コンピュータプログラムに従って実行する。

まずステップＳ５０１では、システムコントローラ１３は、操作部１４にて電源ＯＮ操作がなされたか否かを判定し、電源ＯＮ操作がなされた場合にはステップＳ５０２に進む。電源ＯＮ操作がなされていない場合にはステップＳ５０１を繰り返す。

ステップＳ５０２では、システムコントローラ１３は、制御変数の初期化等を含む起動処理を行う。また、変倍レンズ２およびフォーカスレンズ３の位置のリセット処理を行う。

次に、ステップＳ５０３では、システムコントローラ１３は、フォーカスレンズ３が移動可能方向に変位しないようにフォーカスモータ９のロータを停止保持するために、フォーカスモータ９に保持励磁電圧を印加する。ここで印加する保持励磁電圧の大きさは、実施例１と同様にフォーカスレンズ３の重量や移動負荷に基づいて決定され、図５（ａ）に示した固定値である。

次に、ステップＳ５０４では、システムコントローラ１３は、操作部１４にて電源ＯＦＦ操作がなされたか否か判定し、電源ＯＦＦ操作がなされた場合にはステップＳ５０５に進む。電源ＯＦＦ操作がなされていない場合にはステップＳ５０６に進む。

ステップＳ５０５では、システムコントローラ１３は、ズームモータ８およびフォーカスモータ９を駆動し、変倍レンズ２およびフォーカスレンズ３を所定の格納位置に移動させる。その後、電源遮断処理を行う。

ステップＳ５０６では、システムコントローラ１３は、加速度センサ１５から現在の加速度（Ｚ軸方向の加速度）を取得する。

そして、ステップＳ５０７では、システムコントローラ１３は、ステップＳ５０６で取得した加速度が所定値より小さいか否かを判定する。所定値より小さい場合はステップＳ５１３に進み、所定値以上である（又は所定値より大きい）場合はステップＳ５０８に進む。ここにいう所定値は、フォーカスレンズ３の重量や移動特性等に基づいてフォーカスモータ９に脱調が生じ得る閾値として決定され、不図示のメモリに予めデータとして格納される。

ステップＳ５０８では、システムコントローラ１３は、所定値以上の加速度によってフォーカスモータ９が脱調し、フォーカスレンズ３の正確な位置制御ができなくなっている可能性が高いとみなし、撮影を禁止する処理を行う。言い換えれば、カメラの使用を禁止する処理を行う。撮影禁止処理として、具体的には、システムコントローラ１３は、ＬＣＤ７に、図８に例を示すように撮影が行えない旨のメッセージを表示する。また、操作部１４にて撮影を開始するための操作が行われてもこれを無効とする。

次に、ステップＳ５０９では、システムコントローラ１３は、再び加速度センサ１５から現在の加速度（Ｚ軸方向の加速度）を取得する。

そして、ステップＳ５１０では、システムコントローラ１３は、ステップＳ５０９にて取得した加速度の大きさが所定値より小さいか否かを判定する。所定値より小さい場合にはステップＳ５１１に進み、所定値以上（又は所定値より大きい）場合にはステップＳ５０９に戻り、加速度の取得を繰り返す。このステップでの所定値は、基本的にステップＳ５０７での所定値と同じであるが、該所定値より小さい値としてもよい。

ステップＳ５１１では、システムコントローラ１３は、フォーカス制御部１１を介してフォーカスモータ９を駆動し、フォーカスレンズ３のリセット処理を行う。すなわち、ステップＳ５０９で取得した加速度の大きさが所定値以上であった場合には、該加速度が所定値より小さくなるのを待ってフォーカスレンズ３のリセット処理を行う。このリセット処理が完了すると、ステップＳ５１２にて、システムコントローラ１３は撮影禁止を解除する。その後、ステップＳ５０４に戻る。

カメラに加わった衝撃や振動により発生した加速度によってフォーカスモータ９が脱調し、フォーカスレンズ３の正確な位置制御ができなくなった場合でも、リセット処理を行うことで、フォーカスレンズ３の正確な位置制御を再開することが可能になる。

さらに、リセット処理が完了するまでは、正確な位置制御ができなくないフォーカスレンズ３によりピントのぼけが発生するために撮影を禁止することで、ピントがぼけた撮影画像が生成されることを防止できる。

ステップＳ５１３では、システムコントローラ１３は、操作部１４にて撮影開始操作がなされたか否かを判定し、撮影開始操作がなされた場合にはステップＳ５１４に進む。撮影開始操作がなされていない場合にはステップＳ５０４に戻る。

ステップＳ５１４では、システムコントローラ１３は、撮影処理を行う。この撮影処理では、自動露出（ＡＥ）制御およびＡＦ制御を行い、撮像素子４によって被写体像を光電変換して得られた撮像信号から撮影画像を生成する。

以上説明したように、本実施例によれば、カメラが衝撃や振動を受けた場合でも、正常なフォーカスレンズ３の位置制御を行うことができる。

図７のフローチャートは、本発明の実施例４であるデジタルカメラにて行われる処理を示している。本実施例のカメラの構成は、実施例１と同じであり、実施例１と共通する構成要素には実施例１と同符号を付す。図６に示す処理は、システムコントローラ１３が、コンピュータプログラムに従って実行する。

まずステップＳ７０１では、システムコントローラ１３は、操作部１４にて電源ＯＮ操作がなされたか否かを判定し、電源ＯＮ操作がなされた場合にはステップＳ７０２に進む。電源ＯＮ操作がなされていない場合にはステップＳ７０１を繰り返す。

ステップＳ７０２では、システムコントローラ１３は、制御変数の初期化等を含む起動処理を行う。また、変倍レンズ２およびフォーカスレンズ３の位置のリセット処理を行う。

次に、ステップＳ７０３では、システムコントローラ１３は、フォーカスレンズ３が移動可能方向に変位しないようにフォーカスモータ９のロータを停止保持するために、フォーカスモータ９に保持励磁電圧を印加する。ここで印加する保持励磁電圧の大きさは、実施例１と同様にフォーカスレンズ３の重量や移動負荷に基づいて決定され、図５（ａ）に示した固定値である。

次に、ステップＳ７０４では、システムコントローラ１３は、操作部１４にて電源ＯＦＦ操作がなされたか否か判定し、電源ＯＦＦ操作がなされた場合にはステップＳ７０５に進む。電源ＯＦＦ操作がなされていない場合にはステップＳ７０６に進む。

ステップＳ７０５では、システムコントローラ１３は、ズームモータ８およびフォーカスモータ９を駆動し、変倍レンズ２およびフォーカスレンズ３を所定の格納位置に移動させる。その後、電源遮断処理を行う。

ステップＳ７０６では、システムコントローラ１３は、加速度センサ１５から現在の加速度（Ｚ軸方向の加速度）を取得する。

そして、ステップＳ７０７では、システムコントローラ１３は、ステップＳ７０６で取得した加速度が所定値Ａより小さいか否かを判定する。所定値Ａより小さい場合はステップＳ７１９に進み、所定値Ａ以上である（又は所定値Ａより大きい）場合はステップＳ７０８に進む。ここにいう所定値Ａは、フォーカスレンズ３の重量や移動特性等に基づいてフォーカスモータ９に脱調が生じ得る閾値として決定され、不図示のメモリに予めデータとして格納される。

ステップＳ７０８では、システムコントローラ１３は、ステップＳ７０６で取得した所定値Ａ以上の加速度の大きさが、該所定値Ａより大きく設定された所定値Ｂ（第１の所定値）より小さいか否かを判定する。所定値Ｂより小さい場合はステップＳ７０９に進み、所定値Ｂ以上である（又は所定値Ｂより大きい）場合はステップＳ７１２に進む。ここにいう所定値Ｂは、フォーカスレンズ３の重量や移動特性、さらには消費可能な電力量等に基づいて決定され、不図示のメモリに予めデータとして格納される。

ステップＳ７０９では、システムコントローラ１３は、フォーカスレンズ３がフォーカスモータ９の駆動によって加速度の作用方向、すなわち光軸方向（Ｚ軸方向）に移動されている状態か否かを判定する。フォーカスレンズ３が加速度の作用方向に移動されている場合にはステップＳ７１０に進み、そうでない場合にはステップＳ７１１に進む。

ステップＳ７１０では、システムコントローラ１３は、フォーカスモータ９の駆動（フォーカスレンズ３の移動）を停止する。

そして、ステップＳ７１１では、システムコントローラ１３は、フォーカスレンズ３の位置を保持するために、フォーカスモータ９に、ステップＳ７０６で取得した加速度の大きさに応じた保持励磁電圧を印加する。すなわち、図２（ａ）に示したような、保持励磁電圧の可変制御を行う。そして、ステップＳ７１９に進む。

また、ステップＳ７１２では、システムコントローラ１３は、ステップＳ７０６で取得した所定値Ｂ以上の加速度の大きさが、該所定値Ｂより大きく設定された所定値Ｃ（第２の所定値）より小さいか否かを判定する。所定値Ｃより小さい場合はステップＳ７１３に進み、所定値Ｃ以上である（又は所定値Ｃより大きい）場合はステップＳ７１４に進む。ここにいう所定値Ｃは、フォーカスレンズ３の重量や移動特性、さらには消費可能な電力量等に基づいて決定され、不図示のメモリに予めデータとして格納される。ステップＳ７１３では、実施例２のステップＳ４１０の処理と同様の処理を行い、ステップＳ７１９に進む。

ステップＳ７１４では、システムコントローラ１３は、所定値Ｃ以上の加速度によってフォーカスモータ９が脱調し、フォーカスレンズ３の正確な位置制御ができなくなっている可能性が高いとみなし、撮影を禁止する処理を行う。言い換えれば、カメラの使用を禁止する処理を行う。撮影禁止処理は、実施例３にて説明した処理と同じである。

次に、ステップＳ７１５では、システムコントローラ１３は、再び加速度センサ１５から現在の加速度（Ｚ軸方向の加速度）を取得する。

そして、ステップＳ７１６では、システムコントローラ１３は、ステップＳ７１５にて取得した加速度の大きさが所定値Ｃより小さいか否かを判定する。所定値Ｃより小さい場合にはステップＳ７１７に進み、所定値Ｃ以上（又は所定値Ｃより大きい）場合にはステップＳ７１５に戻り、加速度の取得を繰り返す。このステップでの所定値Ｃを、ステップＳ７１２での所定値Ｃより小さい値としてもよい。

ステップＳ７１７では、システムコントローラ１３は、フォーカス制御部１１を介してフォーカスモータ９を駆動し、フォーカスレンズ３のリセット処理を行う。すなわち、ステップＳ７１５で取得した加速度の大きさが所定値Ｃ以上であった場合には、該加速度が所定値Ｃより小さくなるのを待ってフォーカスレンズ３のリセット処理を行う。このリセット処理が完了すると、ステップＳ７１８にて、システムコントローラ１３は撮影禁止を解除する。その後、ステップＳ７０４に戻る。

実施例３と同様に、カメラに加わった衝撃等により発生した加速度によってフォーカスモータ９が脱調し、フォーカスレンズ３の正確な位置制御ができなくなった場合でも、リセット処理によってフォーカスレンズ３の正確な位置制御を再開することが可能になる。さらに、リセット処理が完了するまでは、正確な位置制御ができなくないフォーカスレンズ３によりピントのぼけが発生するために撮影を禁止することで、ピントがぼけた撮影画像が生成されることを防止できる。

ステップＳ７１９では、システムコントローラ１３は、操作部１４にて撮影開始操作がなされたか否かを判定し、撮影開始操作がなされた場合にはステップＳ７２０に進む。撮影開始操作がなされていない場合にはステップＳ７０４に戻る。

ステップＳ７２０では、システムコントローラ１３は、撮影処理を行う。この撮影処理では、自動露出（ＡＥ）制御およびＡＦ制御を行い、撮像素子４によって被写体像を光電変換して得られた撮像信号から撮影画像を生成する。

以上説明したように、本実施例によれば、カメラが衝撃や振動を受けた場合でも、消費電力の増加を抑えつつ、フォーカスモータ９の脱調およびこれに伴うフォーカスレンズ３の予期せぬ位置への変位を防止することができる。また、正常なフォーカスレンズ３の位置制御を行うことができる。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

衝撃や振動を受けた場合でもステッピングモータの脱調に伴う光学素子の変位を防止するカメラ等の光学機器を提供できる。

３ フォーカスレンズ
９ フォーカスモータ
１１ フォーカス制御部
１３ システムコントローラ
１５ 加速度センサ

Claims (7)

1. 移動可能な光学素子を有する光学機器であって、
   前記光学素子を移動させるステッピングモータと、
   該ステッピングモータの駆動を制御する制御手段と、
   該光学機器に対して前記光学素子の移動可能方向に作用する加速度を検出する加速度検出手段とを有し、
   前記制御手段は、前記ステッピングモータが前記光学素子を移動させていない状態において、前記加速度検出手段により検出された前記加速度が第１の所定値より小さい場合は、該加速度に応じて、前記光学素子の位置を保持するために前記ステッピングモータに電圧を印加し、前記加速度が前記第１の所定値より大きく、かつ第２の所定値より小さい場合は、該加速度の作用方向に前記光学素子を移動させるように前記ステッピングモータに電圧を印加することを特徴とする光学機器。
2. 前記制御手段は、前記加速度が前記第１の所定値より大きい場合は、前記加速度が大きいほど前記ステッピングモータによる前記光学素子の移動速度が速くなるように前記ステッピングモータに電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記制御手段は、前記加速度が前記第１の所定値より大きい場合は、該加速度の作用方向に前記光学素子を移動させるように前記ステッピングモータに電圧を印加し、その後、前記加速度が前記第１の所定値より小さくなる場合、前記光学素子の位置を保持するために前記ステッピングモータに電圧を印加することを特徴とする請求項１または２に記載の光学機器。
4. 前記制御手段は、前記加速度が前記第２の所定値より大きい場合は、前記光学素子を該光学素子の位置検出のための基準位置に移動させるように前記ステッピングモータに電圧を印加することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光学機器。
5. 前記制御手段は、前記加速度が前記第２の所定値より大きい場合は、前記ステッピングモータの駆動により前記光学素子が前記基準位置に移動するまで、該光学機器の使用を禁止する処理を行うことを特徴とする請求項４に記載の光学機器。
6. 移動可能な光学素子と、該光学素子を移動させるステッピングモータとを有する光学機器の制御方法であって、
   該光学機器に対して前記光学素子の移動可能方向に作用する加速度を検出するステップと、
   前記ステッピングモータが前記光学素子を移動させていない状態において、検出された前記加速度が第１の所定値より小さい場合は、該加速度に応じて、前記光学素子の位置を保持するために前記ステッピングモータに電圧を印加するステップと、
   前記ステッピングモータが前記光学素子を移動させていない状態において、前記加速度が前記第１の所定値より大きく、かつ第２の所定値より小さい場合は、該加速度の作用方向に前記光学素子を移動させるように前記ステッピングモータに電圧を印加するステップと、を有することを特徴とする光学機器の制御方法。
7. 前記加速度が前記第２の所定値より大きい場合は、前記光学素子を該光学素子の位置検出のための基準位置に移動させるように前記ステッピングモータに電圧を印加するステップと、を有することを特徴とする請求項６に記載の光学機器の制御方法。