JP6653415B2 - 撮像装置及びレンズ鏡筒 - Google Patents

Description

本開示は、光軸方向に沿って複数のレンズが配置されたレンズ鏡筒及び撮像装置に関し、特に各レンズの位置検出を実行するレンズ鏡筒及び撮像装置に関する。

撮像装置においては、フォーカスやズームのため光軸方向を移動する複数のレンズ群の位置管理が必要である。複数のレンズ群の互いの位置関係を管理する場合、複数の位置センサを用いてレンズ群毎に基準位置（原点）を検出する。

特開平６−１０５２１０号公報

しかし、位置センサの取り付け位置のバラツキや、各位置センサの個体差（例えば、個体毎の出力電圧の差）や環境変化による出力変化（例えば、温度による出力変化）により，基準位置が変化して高精度に位置管理をすることが困難となる。

本開示は、複数のレンズについて高精度な位置管理を実行するのに有効な撮像装置及びレンズ鏡筒を提供する。

本開示に係る撮像装置は、初期化位置を基準にして光軸方向にレンズを移動し被写体を撮像する撮像装置である。撮像装置は、第１レンズ、第２レンズ、駆動部、第１位置検出センサ、第２位置検出センサ、第３位置検出センサ、及び制御部、を備える。駆動部は、第１レンズと第２レンズとを光軸方向に移動させる。第１位置検出センサは、第１レンズの位置を検出する。第２位置検出センサは、第２レンズの位置を検出する。第３位置検出センサは、第１レンズの位置と第２レンズの位置とを検出する。制御部は、駆動部を制御し第１位置検出センサと第２位置検出センサと第３位置検出センサとからの出力を処理する。制御部は、具体的には、初期化処理を実行する前に、第１位置検出センサ及び第２位置検出センサの出力を判定し、同判定に応じた順序により、駆動部に第１レンズ及び第２レンズを所定位置に移動させる初期化前処理を実行し、第１レンズ及び第２レンズが所定位置にある場合に、第３位置検出センサからの出力に基づき、第１レンズ及び第２レンズの初期化位置を判定する初期化処理を実行する。

本開示に係る撮像装置及びレンズ鏡筒によれば、複数のレンズについて高精度な位置管理を実行するのに有効である。

本開示の一実施形態に係るレンズ鏡筒の構成を示す全体斜視図 図１のレンズ鏡筒の分解斜視図 図１のレンズ鏡筒の内部構成を示す断面図 ３群レンズ枠ユニットの斜視図 ３群レンズ枠ユニットを側面から見た図 ５群レンズ枠ユニットの斜視図 ５群レンズ枠ユニットを側面から見た図 ３群レンズ枠ユニットと５群レンズ枠ユニットとを組み付けた３群−５群レンズ枠ユニットの斜視図 図６の３群−５群レンズ枠ユニットを一部省略して示す側面図 上記レンズ鏡筒を含む撮像装置の制御ブロック図 上記撮像装置によるレンズの検出位置パターンを説明するための図 上記撮像装置によるレンズ位置の初期化処理を説明するための図 レンズが不定位置にある場合のレンズ位置の初期化前処理を示すフローチャート

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

［１．実施形態１］
本開示の一実施形態に係る撮像装置１について、図１〜図８を用いて説明すれば以下の通りである。撮像装置１は、図８に示すように、カメラ本体１００と、カメラ本体１００に取り付けられるレンズ鏡筒１０とを備える。

レンズ鏡筒１０について、図１〜図８を用いて説明する。

［１−１．レンズ鏡筒１０全体の構成］
本実施形態に係るレンズ鏡筒１０は、図１に示すように、カメラ本体１００（図８）に対して着脱可能に構成されている。そして、レンズ鏡筒１０は、図２及び図３に示すように、６つのレンズ枠（１群レンズ枠ユニット１１〜５群レンズ枠ユニット１５およびレンズ枠１６）と、カム枠１７と、固定枠１８と、絞りユニット１９と、シャッタ１１４（図８）を備えている。６つのレンズ枠（１群レンズ枠ユニット１１〜５群レンズ枠ユニット１５およびレンズ枠１６）は、光軸Ｘ方向に沿って１０枚のレンズＬ１〜Ｌ１０を含む光学系を保持する。

１０枚のレンズＬ１〜Ｌ１０は、図３に示すように、光軸Ｘ方向に沿って、被写体側からこの順に配置されており、カメラ本体１００に搭載された後述する撮像素子１２０（図８）に対して、被写体の光学像を導く。

［１−１−１．１群レンズ枠ユニット１１］
１群レンズ枠ユニット１１は、図３に示すように、最も被写体側に配置されたレンズ枠であって、３枚のレンズＬ１〜Ｌ３を含んでいる。そして、１群レンズ枠ユニット１１は、本体部１１ａ、レンズ保持部１１ｂ、挿入孔１１ｃ、開口部１１ｄを有している。

［１−１−２．２群レンズ枠ユニット１２］
２群レンズ枠ユニット１２は、図３に示すように、１群レンズ枠ユニット１１の本体部１１ａの内周面側に配置されている。１群レンズ枠ユニット１１と２群レンズ枠ユニット１２とは、レンズ枠１６を挟み込むように配置されている。また、２群レンズ枠ユニット１２は、図３に示すように、本体部１２ａ、レンズ保持部１２ｂ、レンズＬ５を有している。

本体部１２ａは、略円板状の部材であって、中央の開口部にレンズ保持部１２ｂが設けられている。

レンズ保持部１２ｂは、略円形の開口部であって、レンズＬ５を保持している。

［１−１−３．３群レンズ枠ユニット１３］
３群レンズ枠ユニット１３は、図３に示すように、円筒状の４群レンズ枠ユニット１４の本体部１４ａの内周側に、光軸Ｘ方向において移動可能な状態で配置されている。そして、３群レンズ枠ユニット１３は、本体部１３ａ、レンズ保持部１３ｂ、レンズＬ６，Ｌ７を有している。なお、３群レンズ枠ユニット１３は、後述するように図８に示すモータ１１１Ｍ（駆動部の一例）によって駆動されることで、光軸Ｘ方向において前後に移動する。

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、３群レンズ枠ユニット１３は、その外周部分から突出し、一定の間隔を空けて形成された遮光部１３０１（第１遮光部の一例）と遮光部１３０２（第２遮光部の一例）とを有する。遮光部１３０１は被写体側、遮光部１３０２は撮像側に設けられている。遮光部１３０１、１３０２は、３群レンズ枠ユニット１３の光軸Ｘ方向の移動と共に移動し、後述するフォトインタラプタ（Ｐｈｏｔｏ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｒ；ＰＩ）２０１、２００の受光及び遮光をそれぞれ行う。なお、３群レンズ枠ユニット１３は、Ｎｅａｒ側及びＦａｒ側の限界位置（Ｎｅａｒ Ｌｉｍｉｔ、Ｆａｒ Ｌｉｍｉｔ）間の範囲を移動可能に設計されている。

本体部１３ａは、図３に示すように、略円板状の部材であって、光軸Ｘ方向における被写体側から見て、絞りユニット１９の撮像側に配置されている。そして、本体部１３ａは、中央の開口部にレンズ保持部１３ｂが設けられている。

レンズ保持部１３ｂは、略円形の開口部であって、レンズＬ６，Ｌ７を保持している。

レンズＬ６、Ｌ７は、後述するように図８に示す３群フォーカスレンズ１１１（第１レンズの一例）を形成する。

［１−１−４．４群レンズ枠ユニット１４］
４群レンズ枠ユニット１４は、略円筒形状を有し、図３に示すように、光軸Ｘ方向における被写体側から見て、３群レンズ枠ユニット１３の撮像側に配置されている。そして、４群レンズ枠ユニット１４は、本体部１４ａ、レンズ保持部１４ｂ、レンズＬ８，Ｌ９を有している。

本体部１４ａは、円筒状の部材である。そして、円筒状の本体部１４ａの内周側には、２つのレンズＬ８，Ｌ９を保持するレンズ保持部１４ｂが設けられている。本体部１４ａには、後述するＰＩ２００、２０１、２０２の取り付け部（図示省略）が設けられ、ＰＩ２００、２０１，２０２が本体部１４ａより内側に突出するように取り付けられる。

［１−１−５．５群レンズ枠ユニット１５］
５群レンズ枠ユニット１５は、図３に示すように、円筒状の４群レンズ枠ユニット１４の本体部１４ａの内周側に、光軸Ｘ方向において移動可能な状態で配置されている。そして、５群レンズ枠ユニット１５は、本体部１５ａ、レンズ保持部１５ｂ、レンズＬ１０を有している。なお、５群レンズ枠ユニット１５は、後述するように図８に示すモータ１１２Ｍ（駆動部の一例）によって駆動されることで、光軸Ｘ方向において前後に移動する。

図５Ａ及び図５Ｂに示すように、５群レンズ枠ユニット１５は、その外周部分から突出し、一定の間隔を空けて形成された遮光部１５０１（第３遮光部の一例）と遮光部１５０２（第４遮光部の一例）とを有する。遮光部１５０２は被写体側、遮光部１５０１は撮像側に設けられている。遮光部１５０１、１５０２は、５群レンズ枠ユニット１５の光軸Ｘ方向の移動と共に移動し、後述するフォトインタラプタ（Ｐｈｏｔｏ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｒ；ＰＩ）２０２、２００の受光及び遮光をそれぞれ行う。なお、５群レンズ枠ユニット１５は、Ｎｅａｒ側及びＦａｒ側の限界位置（Ｎｅａｒ Ｌｉｍｉｔ、Ｆａｒ Ｌｉｍｉｔ）間の範囲を移動可能に設計されている。

本体部１５ａは、略円板状の部材であって、図３に示すように、光軸Ｘ方向における被写体側から見て、４群レンズ枠ユニット１４に含まれるレンズＬ９の撮像側に配置されている。そして、本体部１５ａは、中央の開口部にレンズ保持部１５ｂが設けられている。

レンズ保持部１５ｂは、略円形の開口部であって、レンズＬ１０を保持している。

レンズＬ１０は、後述するように図８に示す５群フォーカスレンズ１１２（第２レンズの一例）を形成する。

［１−１−６．レンズ枠１６］
レンズ枠１６は、図３に示すように、１群レンズ枠ユニット１１の本体部１１ａの内周面側において、光軸Ｘ方向において、１群レンズ枠ユニット１１に含まれるレンズ群と２群レンズ枠ユニット１２との間に挟み込まれるように配置されている。また、レンズ枠１６は、図３に示すように、本体部１６ａ、レンズ保持部１６ｂ、およびレンズＬ４を有している。

本体部１６ａは、図３に示すように、断面視において略台形状を有する略円錐筒形状の部材であって、中央の開口部にレンズ保持部１６ｂが設けられている。

レンズ保持部１６ｂは、略円形の開口部であって、レンズＬ４を保持している。また、レンズ枠１６は、レンズ鏡筒１０が組み付けられた状態では、図２および図３に示すように、レンズ保持部１６ｂが光軸Ｘ方向において撮像側になるように、１群レンズ枠ユニット１１に対して固定される。

［１−１−７．３群−５群レンズ枠ユニットの構成］
以下、図６及び図７を参照して、３群レンズ枠ユニット１３及び５群レンズ枠ユニット１５を組み付けた形態（以下、３群―５群レンズ枠ユニット１３５と呼ぶ）について説明する。３群―５群レンズ枠ユニット１３５は、本実施形態に係るレンズの位置管理を行うユニットである。

図６は、４群レンズ枠ユニット１４（ここでは図示省略）に取り付けられたＰＩ２０１（第１位置検出センサの一例）、ＰＩ２００（第３位置検出センサの一例）、ＰＩ２０２（第２位置検出センサの一例）を含む３群―５群レンズ枠ユニット１３５を示す。ＰＩ２０１、２００、２０２は、図７に示すように、３群レンズ枠ユニット１３上の遮光部１３０１、１３０２と、５群レンズ枠ユニット１５上の遮光部１５０１、１５０２とに対向可能に配置されている。３群レンズ枠ユニット１３上の遮光部１３０１、１３０２、及び５群レンズ枠ユニット１５上の遮光部１５０１、１５０２は、光軸Ｘ方向にそれぞれ移動可能であり、固定されたＰＩ２０１，２００，２０２によりその通過が検出される。

［１−２．撮像装置１の構成］
図８は、撮像装置１の全体の制御ブロック図であり、レンズ鏡筒１０とカメラ本体１００との接続関係を示す。

［１−２−１．レンズ鏡筒１０］
レンズ鏡筒１０は、レンズ制御部１０５（制御部の一例）と、複数のモータ１１１Ｍ、１１２Ｍ、１１３Ｍ、１１４Ｍと、光学系１１０とを備える。

レンズ制御部１０５は、ＣＰＵ等のプロセッサにより構成され、所定のプログラムに従ってレンズ鏡筒１０の各機能を実行する。レンズ制御部１０５は、カメラ本体１００のコントローラ１３０と通信可能であり、レンズの位置を含むデータをコントローラ１３０に送信する。

複数のモータ１１１Ｍ、１１２Ｍ、１１３Ｍ、１１４Ｍは、レンズ制御部１０５により制御され、光学系１１０の各レンズ枠ユニットの光軸Ｘ方向の移動を実行する。具体的には、モータ１１１Ｍは、３群フォーカスレンズ１１１を移動するための駆動源であり、モータ１１２Ｍは、５群フォーカスレンズ１１２を移動するための駆動源である。モータ１１３Ｍは、絞りユニット１９を駆動させ、モータ１１４Ｍはシャッタを駆動させる。

光学系１１０は、３群フォーカスレンズ１１１と、５群フォーカスレンズ１１２と、ＰＩ２００、２０１，２０２と、絞りユニット１９と、シャッタ１１４とを含み、被写体像を形成する。

３群フォーカスレンズ１１１は、上述したように、３群レンズ枠ユニット１３に装着されたレンズＬ６、Ｌ７により形成され、３群レンズ枠ユニット１３の移動と共に光軸Ｘ方向に移動する。５群フォーカスレンズ１１２は、上述したように、５群レンズ枠ユニット１５に装着されたレンズＬ１０により形成され、５群レンズ枠ユニット１５の移動と共に光軸Ｘ方向に移動する。

なお、光学系１１０は、フォーカスレンズ群のほかに、ズームレンズ群を含んでいてもよい。更に、光学式手ブレ補正レンズＯＩＳ（ＯｐｔｉｃａｌＩｍａｇｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ）を含んでいてもよい。また、光学系１１０に含まれるレンズは、何枚のレンズから構成されるものであってもよいし、何群のレンズから構成されるものであってもよい。

ＰＩ２００、２０１，２０２は、発光部と受光部を有し、遮光部１３０１，１３０２、１５０１、１５０２の通過による遮光及び受光を出力する。その出力信号を、レンズ制御部１０５が、受信し、処理する。レンズ制御部１０５は、この出力信号に基づき、遮光部１３０１，１３０２と一体的に移動する３群フォーカスレンズ１１１の位置、及び遮光部１５０１、１５０２と一体的に移動する５群フォーカスレンズ１１２の位置を取得する。

具体的には、ＰＩ２０１は、遮光部１３０１による遮光又は受光を感知し、レンズ制御部１０５により３群フォーカスレンズ１１１の位置を検出する。ＰＩ２０２は、遮光部１５０１による遮光又は受光を感知し、レンズ制御部１０５により５群フォーカスレンズ１１２の位置を検出する。ＰＩ２００は、遮光部１３０２又は遮光部１５０２による遮光又は受光を感知し、制御部１０５により３群フォーカスレンズ１１１及び５群フォーカスレンズ１１２の位置を検出する。すなわち、ＰＩ２０１とＰＩ２０２は、３群／５群フォーカスレンズ１１１、１１２の個別の位置検出部を形成し、ＰＩ２００は、３群／５群フォーカスレンズ１１１、１１２の共用の位置検出部を形成する。

［１−２−２．カメラ本体１００］
図８に示すように、カメラ本体１００は、撮像素子１２０と、Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ（ＡＦＥ）と、画像処理部１２２と、液晶モニタ１２３と、バッファメモリ１２４と、コントローラ１３０と、メモリカード１４０と、カードスロット１４１と、フラッシュメモリ１４２と、操作部１５０とを備える。

撮像素子１２０は、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサ等であり、光学系１１０により形成された被写体像を取得し、光電変換により画像データを生成する。

ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）１２１は、撮像素子１２０により生成された画像データに対して、各種処理を施す。具体的には、ＡＦＥ１２１は、相関二重サンプリングによる雑音抑圧、アナログゲインコントローラによるＡ／Ｄコンバータの入力レンジ幅への増幅、Ａ／ＤコンバータによるＡ／Ｄ変換等の処理を施す。

画像処理部１２２は、ＡＦＥ１２１により各種処理が施された画像データに対して、各種処理を施す。各種の処理には、スミア補正、ホワイトバランス補正、ガンマ補正、ＹＣ変換処理、電子ズーム処理、圧縮処理、縮小処理、及び拡大処理等が、含まれる。画像処理部１２２は、プログラムを実行するマイクロコンピュータにより構成される。しかしながら、他の実施形態では、画像処理部１２２は、ハードワイヤードな電子回路であってもよい。また、画像処理部１２２は、コントローラ１３０等と一体的に構成されるものであってもよい。

コントローラ１３０は、撮像装置１全体の動作を統括制御する。コントローラ１３０は、ＲＯＭ及びＣＰＵ等により構成される。コントローラ１３０は、レンズ制御部１０５に対し、フォーカスやズーム等の指令信号を送信する。コントローラ１３０はまた、画像処理部１２２により各種処理が施された画像データを、静止画データ又は動画データとして、メモリカード１４０及びフラッシュメモリ１４２（以下、メモリカード１４０等）に記録する。コントローラ１３０は、本実施形態では、プログラムを実行するマイクロコンピュータであるが、これに代えて、ハードワイヤードな電子回路であってもよい。

液晶モニタ１２３は、スルー画像（ライブビュー）及び記録画像等の画像を、表示する。なお、液晶モニタ１２３の代わりに、有機ＥＬディスプレイ等のような、画像を表示可能な任意のディスプレイが、使用されてもよい。

バッファメモリ１２４は、画像処理部１２２及びコントローラ１３０のワークメモリとして機能する揮発性の記憶媒体である。

フラッシュメモリ１４２は、カメラ本体１００の内部メモリである。フラッシュメモリ１４２は、不揮発性の記録媒体である。

カードスロット１４１には、メモリカード１４０が着脱可能に挿入される。カードスロット１４１は、メモリカード１４０と電気的及び機械的に接続される。

メモリカード１４０は、カメラ本体１００の外部メモリであり、例えば、不揮発性の記録媒体である。

操作部１５０は、ユーザから操作を受け付ける操作インターフェースである。操作部１５０は、カメラ本体１００の外装に配置される操作釦や操作ダイヤル等の総称である。操作部１５０は、ユーザによる操作を受け付けると、操作の内容に対応する信号を、コントローラ１３０に送信する。

［１−２．撮像装置１による位置管理動作］
一般に、レンズ位置の管理は、ＰＩの出力のＨｉｇｈ／Ｌｏｗの切り替わりを原点位置として取得し、その原点位置に基づきレンズの位置を制する。しかし、複数のレンズ群の互いの位置関係を管理する場合、レンズ群毎に個別の原点を用いると、ＰＩの取り付け位置のバラツキや、各ＰＩの環境変化による出力変化等の個体差により、原点位置が変化して高精度に位置管理をすることが困難となる。

そこで、本実施形態においては、複数のレンズ群の基準位置を同一のＰＩ２００（以下、共用ＰＩ２００と呼ぶ)で管理し、かつＰＩ検出時の検出方向および検出時のレンズの速度をレンズ群間で一致させることにより、高精度な位置管理を可能とする。

図９は、本実施形態に係る撮像装置１において、ＰＩ２０１、ＰＩ２０２、ＰＩ２００に対する、遮光部１３０１、１３０２、１５０１、１５０２の位置のパターンを示す。ＰＩ２０１は、３群フォーカスレンズ１１１の位置を検出するためのＰＩである（以下、３群専用ＰＩ２０１と呼ぶ）。ＰＩ２０２は、５群フォーカスレンズ１１２の位置を検出するためのＰＩである（以下、５群専用ＰＩ２０２）。ＰＩ２００は、３群／５群共用のＰＩである。同図に示すように、限界位置（Ｆａｒ ＬｉｍｉｔとＮｅａｒ Ｌｉｍｉｔ）を除いて、６パターンの位置を一意に検出可能である。

なお、本実施形態においては、ＰＩ２００、２０１、２０２が受光しているときの出力をＨｉｇｈ、遮光されているときの出力をＬｏｗとする。ただし、ＨｉｇｈとＬｏｗの出力は逆であってもよい。

［１−２−１．規準位置検出動作］
＜各レンズ群が正常収納位置にある場合＞
図１０は、正常収納位置（Ｓｌｅｅｐ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）にある３群フォーカスレンズ１１１と５群フォーカスレンズ１１２の基準位置（初期化位置の一例）の検出動作を示す。

Ｓｔｅｐ１：レンズ制御部１０５は、正常収納状態にある３群フォーカスレンズ１１１と５群フォーカスレンズ１１２の位置を検出する。この位置検出は、上述したように、３群専用ＰＩ２０１、５群専用ＰＩ２０２及び共用ＰＩ２００が用いられる。すなわち、３群専用ＰＩ２０１が３群レンズ枠ユニット１３の遮光部１３０１による受光又は遮光を感知する。５群専用ＰＩ２０２が５群レンズ枠ユニット１５の遮光部１５０１による受光又は遮光を感知する。共用ＰＩ２００が３群レンズ枠ユニット１３の遮光部１３０２又は５群レンズ枠ユニット１５の遮光部１５０２による受光又は遮光を感知する。位置検出は、３群専用ＰＩ２０１、５群専用ＰＩ２０２及び共用ＰＩ２００のこのような受光又は遮光の感知に基づいて行われる。

Ｓｔｅｐ２：レンズ制御部１０５は、３群フォーカスレンズ１１１及び５群フォーカスレンズ１１２をＦａｒ方向に同じ速度で移動させる。なお、ここでは、レンズ制御部１０５は、３群フォーカスレンズ１１１と５群フォーカスレンズ１１２が干渉しないように、各レンズ枠ユニット１３，１５を同じ速度で同じ方向に動作させる。ただし、各レンズの移動は、それぞれのＮｅａｒ ＬｉｍｉｔとＦａｒ Ｌｉｍｉｔ間の範囲内に限られ、限界位置に至る場合は停止する。レンズ制御部１０５は、共用ＰＩ２００の出力のＨｉｇｈ→Ｌｏｗの切り替わりを検出する。ここでは、遮光部１３０２が共用ＰＩ２００を遮光することにより、出力の切り替わりが検出される。

Ｓｔｅｐ３：Ｓｔｅｐ２で共用ＰＩ２００の出力がＨｉｇｈ→Ｌｏｗに切り替わった後に、次のＳｔｅｐ４での共用ＰＩ２００の出力のＬｏｗ→Ｈｉｇｈの検出に備えて共用ＰＩ２００の出力がＬｏｗで安定するようにしている。

Ｓｔｅｐ４：レンズ制御部１０５は、３群フォーカスレンズ１１１及び５群フォーカスレンズ１１２をＮｅａｒ方向に同じ速度で駆動して、共用ＰＩ２００の出力のＬｏｗ→Ｈｉｇｈの切り替わりを検出する。これにより、３群フォーカスレンズ１１１の位置が初期化される。ここでは、遮光部１３０２が共用ＰＩ２００を開放することにより、出力の切り替わりが検出される。

Ｓｔｅｐ５：レンズ制御部１０５は、３群フォーカスレンズ１１１及び５群フォーカスレンズ１１２をＮｅａｒ方向に同じ速度で移動させる。レンズ制御部１０５は、共用ＰＩ２００のＨｉｇｈ→Ｌｏｗの切り替わりを検出する。ここでは、遮光部１５０２が共用ＰＩ２００を遮光することにより、出力の切り替わりが検出される。

Ｓｔｅｐ６：Ｓｔｅｐ５で共用ＰＩ２００の出力がＨｉｇｈ→Ｌｏｗに切り替わった後に、次のＳｔｅｐ７での共用ＰＩ２００の出力のＬｏｗ→Ｈｉｇｈの検出に備えて共用ＰＩ２００の出力がＬｏｗで安定するようにしている。

Ｓｔｅｐ７：レンズ制御部１０５は、３群フォーカスレンズ１１１及び５群フォーカスレンズ１１２をＮｅａｒ方向に同じ速度で駆動して、共用ＰＩ２００のＬｏｗ→Ｈｉｇｈの切り替わりを検出する。これにより、５群フォーカスレンズ１１２の位置が初期化される。ここでは、遮光部１５０２が共用ＰＩ２００の遮光を解くことにより、出力の切り替わりが検出される。

Ｓｔｅｐ８：レンズ制御部１０５は、３群フォーカスレンズ１１１及び５群フォーカスレンズ１１２を無限位置に移動させる。

上記の通り、検出された初期化位置は所定のメモリに記憶され、同初期化位置に基づき、カメラ本体１００からのフォーカスやズームの指令に応じて、レンズの移動が実行される。

＜各レンズ群が不定状態にある場合＞
上記初期化処理は、３群フォーカスレンズ１１１と５群フォーカスレンズ１１２が正常収納位置（Ｓｌｅｅｐ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）にある場合は、有効である。しかし、複数のレンズ群が共用ＰＩ２００を用いると、レンズ位置が不定であるとき互いの位置がどの領域にあるのかを一意に識別できず、レンズ間の干渉等の問題が発生する。レンズ位置が不定の場合とは、例えば、撮像装置１の初回起動時や撮影動作中の電池挿抜時等である。

そこで本実施形態においては、共用ＰＩ２００とは別に各レンズ群の位置を検出するＰＩ２０１，２０２（以下、それぞれ３群専用ＰＩ２０１、５群専用ＰＩ２０２と呼ぶ）を設けている。共用ＰＩ２００と専用ＰＩ２０１、２０２の出力の組合せにより、一意に各レンズ群がどの領域にあるかを識別できる。これにより、レンズ位置が不定となった場合もレンズ群が干渉することなく安全にレンズ位置の初期化が可能となる。

以下、図１１を用いて、３群フォーカスレンズ１１１及び５群フォーカスレンズ１１２の位置が不定の場合の処理（初期化前処理の一例）について説明する。

３群フォーカスレンズ１１１のＮｅａｒ／Ｆａｒのリミット間で、３群専用ＰＩ２０１の切り替わるポイントが、１箇所のみである。５群フォーカスレンズ１１２のＮｅａｒ／Ｆａｒのリミット間で、５群専用ＰＩ２０２の切り替わるポイントが、１箇所のみである。このため、３群専用ＰＩ２０１がＨｉｇｈ(つまり、Ｎｅａｒ側にある）であれば、５群専用ＰＩ２０２の検出が可能である。一方５群専用ＰＩ２０２の出力がＨｉｇｈ（つまり、Ｆａｒ側にある）なら、３群専用ＰＩ２０１の検出が可能である。このような検出が可能となるように、意図的にメカ構成を設計している。これに基づき、レンズ制御部１０５は、以下の処理を実行する。

Ｓ１１０１：レンズ制御部１０５は、３群専用ＰＩ２０１の出力を検出する。Ｈｉｇｈである場合はＳ１１０２に進み、Ｌｏｗである場合はＳ１１１５に進む。

Ｓ１１０２：レンズ制御部１０５は、５群専用ＰＩ２０２の出力を検出する。Ｈｉｇｈである場合はＳ１１０３に進み、Ｌｏｗである場合はＳ１１１３に進む。

Ｓ１１０３：レンズ制御部１０５は、５群フォーカスレンズ１１２をＮｅａｒ側に移動させる。

Ｓ１１０４：レンズ制御部１０５は、Ｓ１１０３の移動の結果、遮光部１５０１が５群専用ＰＩ２０２を遮光することにより、５群専用ＰＩ２０２の出力がＬｏｗになったかどうかを検出する。Ｌｏｗでない場合は、Ｓ１１０３に戻る。ＬｏｗになったらＳ１１０５に進む。

Ｓ１１０５：レンズ制御部１０５は、５群専用ＰＩ２０２の出力がＨｉｇｈからＬｏｗに切り替わった位置を、５群フォーカスレンズ１１２の仮の初期化位置として検出し、所定のメモリに記憶する。

Ｓ１１０６：レンズ制御部１０５は、５群フォーカスレンズ１１２をＦａｒ側に移動させる。これは、３群フォーカスレンズの位置検出のための移動時に、レンズ間の干渉を防ぐためである。

Ｓ１１０７：レンズ制御部１０５は、３群フォーカスレンズ１１１をＦａｒ側に移動させる。

Ｓ１１０８：レンズ制御部１０５は、Ｓ１１０７の移動の結果、遮光部１３０１が３群専用ＰＩ２０１を遮光することにより、３群専用ＰＩ２０１の出力がＬｏｗになったかどうかを検出する。Ｌｏｗでない場合は、Ｓ１１０７に戻る。ＬｏｗになったらＳ１１０９に進む。

Ｓ１１０９：レンズ制御部１０５は、３群フォーカスレンズ１１１をＮｅａｒ側に移動させる。

Ｓ１１１０：レンズ制御部１０５は、Ｓ１１０９の移動の結果、遮光部１３０１が３群専用ＰＩ２０１の遮光を解くことにより、３群専用ＰＩ２０１の出力がＨｉｇｈになったかどうかを検出する。Ｈｉｇｈでない場合は、Ｓ１１０９に戻る。ＨｉｇｈになったらＳ１１１１に進む。

Ｓ１１１１：レンズ制御部１０５は、３群専用ＰＩ２０１の出力がＬｏｗからＨｉｇｈに切り替わった位置を、３群フォーカスレンズ１１１の仮の初期化位置として検出し、所定のメモリに記憶する。

Ｓ１１１２：レンズ制御部１０５は、３群フォーカスレンズ１１１及び５群フォーカスレンズを仮の初期化位置に基づき正常収納位置に移動させる。その後、図１０の初期化処理を実行する。

Ｓ１１１３：Ｓ１１０２において、５群専用ＰＩ２０２の出力がＬｏｗであった場合、レンズ制御部１０５は、５群フォーカスレンズ１１２をＦａｒ側に移動させる。

Ｓ１１１４：レンズ制御部１０５は、Ｓ１１１３の移動の結果、遮光部１５０１が５群専用ＰＩ２０２の遮光を解くことにより、５群専用ＰＩ２０２の出力がＨｉｇｈになったかどうかを検出する。Ｈｉｇｈでない場合は、Ｓ１１１３に戻る。Ｈｉｇｈになった場合Ｓ１１０３からＳ１１１２の処理を行う。

Ｓ１１１５：Ｓ１１０１において、３群専用ＰＩ２０１の出力がＬｏｗである場合、制御部１０５は、５群専用ＰＩ２０２の出力を検出する。Ｈｉｇｈである場合はＳ１１１６に進み、Ｌｏｗである場合はＳ１１２２に進む。

Ｓ１１１６：レンズ制御部１０５は、３群フォーカスレンズ１１１をＮｅａｒ側に移動させる。

Ｓ１１１７：レンズ制御部１０５は、Ｓ１１１６の移動の結果、遮光部１３０１が３群専用ＰＩ２０１の遮光を解くことにより、３群専用ＰＩ２０１の出力がＨｉｇｈになったかどうかを検出する。Ｈｉｇｈでない場合は、Ｓ１１１６に戻る。ＨｉｇｈになったらＳ１１１８に進む。

Ｓ１１１８：レンズ制御部１０５は、３群専用ＰＩ２０１の出力がＬｏｗからＨｉｇｈに切り替わった位置を、３群フォーカスレンズ１１１の仮の初期化位置として検出し、所定のメモリに記憶する。

Ｓ１１１９：レンズ制御部１０５は、５群フォーカスレンズ１１２をＮｅａｒ側に移動させる。

Ｓ１１２０：レンズ制御部１０５は、Ｓ１１１９の移動の結果、遮光部１５０１が５群専用ＰＩ２０２を遮光することにより、５群専用ＰＩ２０２の出力がＬｏｗになったかどうかを検出する。Ｌｏｗでない場合は、Ｓ１１１９に戻る。ＬｏｗになったらＳ１１２１に進む。

Ｓ１１２１：レンズ制御部１０５は、５群専用ＰＩ２０２の出力がＨｉｇｈからＬｏｗに切り替わった位置を、５群フォーカスレンズ１１２の仮の初期化位置として検出し、所定のメモリに記憶する。その後、Ｓ１１１２において、レンズ制御部１０５は、３群フォーカスレンズ１１１及び５群フォーカスレンズを仮の初期化位置に基づき正常収納位置に移動させた後、図１０の初期化処理を実行する。

Ｓ１１２２：Ｓ１１１５において、５群専用ＰＩ２０２の出力がＬｏｗであった場合、レンズ制御部１０５は、３群フォーカスレンズ１１１をＮｅａｒ側に移動させる。

Ｓ１１２３：レンズ制御部１０５は、Ｓ１１２２の移動の結果、遮光部１３０１が３群専用ＰＩ２０１の遮光を解くことにより、３群専用ＰＩ２０１の出力がＨｉｇｈになったかどうかを検出する。Ｈｉｇｈでない場合は、Ｓ１１２２に戻る。ＨｉｇｈになったらＳ１１２４に進む。

Ｓ１１２４：レンズ制御部１０５は、３群専用ＰＩ２０１の出力がＬｏｗからＨｉｇｈに切り替わった位置を、３群フォーカスレンズ１１１の仮の初期化位置として検出し、所定のメモリに記憶する。

Ｓ１１２５：レンズ制御部１０５は、５群フォーカスレンズ１１２をＦａｒ側に移動させる。

Ｓ１１２６：レンズ制御部１０５は、Ｓ１１２５の移動の結果、遮光部１５０１が５群専用ＰＩ２０２の遮光を解くことにより、５群専用ＰＩ２０２の出力がＨｉｇｈになったかどうかを検出する。Ｈｉｇｈでない場合は、Ｓ１１２５に戻る。ＨｉｇｈになったらＳ１１２７に進む。

Ｓ１１２７：レンズ制御部１０５は、５群フォーカスレンズ１１２をＮｅａｒ側に移動させる。

Ｓ１１２８：レンズ制御部１０５は、Ｓ１１２７の移動の結果、遮光部１５０１が５群専用ＰＩ２０２を遮光することにより、５群専用ＰＩ２０２の出力がＬｏｗになったかどうかを検出する。Ｌｏｗでない場合は、Ｓ１１２７に戻る。ＬｏｗになったらＳ１１２９に進む。

Ｓ１１２９：レンズ制御部１０５は、５群専用ＰＩ２０２の出力がＨｉｇｈからＬｏｗに切り替わった位置を、５群フォーカスレンズ１１２の仮の初期化位置として検出し、所定のメモリに記憶する。その後、Ｓ１１１２において、レンズ制御部１０５は、３群フォーカスレンズ１１１及び５群フォーカスレンズを仮の初期化位置に基づき正常収納位置に移動させた後、図１０の初期化処理を実行する。

［１−３．特徴等］
本実施形態に係る撮像装置１は、初期化位置を基準にして光軸方向にレンズを移動し被写体を撮像する撮像装置である。撮像装置１は、３群フォーカスレンズ１１１（第１レンズの一例）、５群フォーカスレンズ（第２レンズの一例）、モータ１１１Ｍ、１１２Ｍ（駆動部の一例）、３群専用ＰＩ２０１（第１位置検出センサの一例）、５群専用ＰＩ２０２（第２位置検出センサの一例）、共用ＰＩ２００（第３位置検出センサの一例）、及びレンズ制御部１０５（制御部の一例）を備える。モータ１１１Ｍ、１１２Ｍ（駆動部の一例）は、３群フォーカスレンズ１１１と５群フォーカスレンズ１１２とを光軸方向に移動させる。３群専用ＰＩ２０１（第１位置検出センサの一例）は、３群フォーカスレンズ１１１の位置のみを検出する。すなわち、３群専用ＰＩ２０１（第１位置検出センサの一例）は、３群フォーカスレンズ１１１の位置を検出し、５群フォーカスレンズ１１２の位置を検出しない。５群専用ＰＩ２０２（第２位置検出センサの一例）は、５群フォーカスレンズ１１２の位置のみを検出する。すなわち、５群専用ＰＩ２０２（第２位置検出センサの一例）は、５群フォーカスレンズ１１２の位置を検出し、３群フォーカスレンズ１１１の位置を検出しない。共用ＰＩ２００（第３位置検出センサの一例）は、３群フォーカスレンズ１１１の位置と５群フォーカスレンズ１１２の位置とを検出する。レンズ制御部１０５（制御部の一例）は、モータ１１１Ｍ、１１２Ｍを制御し、ＰＩ２０１，２０２，２００からの出力を処理する。レンズ制御部１０５は、共用ＰＩ２００からの出力に基づき、３群フォーカスレンズ１１１の位置と５群フォーカスレンズ１１２の初期化位置を判定する初期化処理を実行する。

本実施形態の撮像装置１によれば、一つの共用ＰＩ２００からの出力に基づき３群フォーカスレンズ１１１と５群フォーカスレンズ１１２の基準位置を判定する。このため、相対位置精度の高い３群フォーカスレンズ１１１と５群フォーカスレンズ１１２の位置の初期化を実現できる。このため、ＰＩの個体差や環境差（姿勢、温度特性、レンズ速度によるＰＩの出力波形の鈍り方のレンズ群間での差）を吸収でき、高精度の位置管理を実現できる。

また、撮像装置１によれば、レンズ制御部１０５は、上記初期化処理において、３群フォーカスレンズ１１１と５群フォーカスレンズ１１２とを同じ速度で同じ方向で移動させるため、より高精度な位置管理を実現できる。

更に、撮像装置１によれば、レンズ制御部１０５は、上記初期化処理を実行する前に、３群専用ＰＩ２０１と５群専用ＰＩ２０２の出力を判定する。そして、その判定に応じた順序により、３群フォーカスレンズ１１１と５群フォーカスレンズ１１２を正常収納位置（所定位置の一例）に移動させる初期化前処理を実行する。このため、レンズ群の位置が不定になった状態であっても、各レンズ群が干渉することなく、レンズ間の相対位置精度の高い初期化処理が実行できる。これにより、複数のレンズ群を用いた高精度の位置管理と，レンズ位置が不定となった場合の安全なレンズ位置の初期化が両立できる。

［２．他の実施形態］
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（Ａ）
上記実施形態による位置管理動作は、撮像装置１のうちレンズ鏡筒１０のみによっても実現可能である。

（Ｂ）
上記実施形態では、レンズ鏡筒１０はカメラ本体１００に対し着脱可能であるが、これに限定されない。レンズ鏡筒１０はカメラ本体１００に固定された非交換式レンズ鏡筒であってもよい。

（Ｃ）
上記実施形態では、レンズ制御部１０５がレンズ位置の初期化処理及び初期化前処理を実行しているが、カメラ本体１００のコントローラ１０３によってレンズ制御部１０５５を介してこれらの処理を実行してもよい。

（Ｄ）
上記実施形態では、光軸方向に沿って配置された５つのレンズ群を含む１群レンズ枠ユニット１１〜５群レンズ枠ユニット１５とレンズＬ４を含むレンズ枠１６とを含むレンズ鏡筒の構成を例として挙げて説明した。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。

（Ｅ）
上記実施形態では、３群フォーカスレンズ１１１と５群フォーカスレンズ１１２の位置管理について説明したが、他のレンズ群（例えば、ズームレンズ）の位置管理についても適用可能である。二つのレンズ群に対し、３つのＰＩ（専用ＰＩを二つと、共用ＰＩを一つ）を用いる構成であれば、同様の位置管理を行うことができる。また、１つの共用ＰＩと３つ以上の専用ＰＩを用いて、３つ以上のレンズの相対位置管理を行うことができる。

本開示の撮像装置は、複数のレンズを用いた高精度の位置管理が可能であり、デジタルカメラ等の撮像装置に対して広く適用可能である。

１ 撮像装置（撮像装置の一例）
１０ レンズ鏡筒（レンズ鏡筒の一例）
１１ １群レンズ枠ユニット
１１ａ 本体部
１１ｂ レンズ保持部
１１ｃ 挿入孔
１１ｄ 開口部
１２ ２群レンズ枠ユニット
１２ａ 本体部
１２ｂ レンズ保持部
１３ ３群レンズ枠ユニット
１３ａ 本体部
１３ｂ レンズ保持部
１４ ４群レンズ枠ユニット
１４ａ 本体部
１４ｂ レンズ保持部
１５ ５群レンズ枠ユニット
１５ａ 本体部
１５ｂ レンズ保持部
１６ レンズ枠
１６ａ 本体部
１６ｂ レンズ保持部
１７ カム枠
１８ 固定枠
１９ 絞りユニット
１０５ レンズ制御部（制御部の一例）
１２０ 撮像素子
１２１ ＡＦＥ
１２２ 画像処理部
１２３ 液晶モニタ
１２４ バッファメモリ
１３０ コントローラ
１４０ メモリカード
１４１ カードスロット
１４２ フラッシュメモリ
１５０ 操作部
１１１ ３群フォーカスレンズ（第１レンズの一例）
１１２ ５群フォーカスレンズ（第２レンズの一例）
１１１Ｍ モータ（駆動部の一例）
１１２Ｍ モータ（駆動部の一例）
１１４ シャッタ
１３５ ３群―５群レンズ枠ユニット
２００ 共用ＰＩ（第３位置検出センサの一例）
２０１ ３群専用ＰＩ（第１位置検出センサの一例）
２０２ ５群専用ＰＩ（第２位置検出センサの一例）
１３０１ 遮光部（第１遮光部の一例）
１３０２ 遮光部（第２遮光部の一例）
１５０１ 遮光部（第３遮光部の一例）
１５０２ 遮光部（第４遮光部の一例）
Ｌ１〜Ｌ１３ レンズ
Ｘ 光軸

Claims (5)

1. 初期化位置を基準にして光軸方向にレンズを移動し被写体を撮像する撮像装置であって、
   第１レンズ、
   第２レンズ、
   前記第１レンズと前記第２レンズとを光軸方向に移動させる駆動部、
   前記第１レンズの位置を検出する第１位置検出センサ、
   前記第２レンズの位置を検出する第２位置検出センサ、
   前記第１レンズの位置と前記第２レンズの位置とを検出する第３位置検出センサ、及び、
   前記駆動部を制御し、前記第１位置検出センサと前記第２位置検出センサと前記第３位置検出センサとからの出力を処理する制御部、
   を備え、
   前記制御部は、
   初期化処理を実行する前に、前記第１位置検出センサ及び前記第２位置検出センサの出力を判定し、同判定に応じた順序により、前記駆動部に前記第１レンズ及び前記第２レンズを所定位置に移動させる初期化前処理を実行し、
   前記第１レンズ及び前記第２レンズが所定位置にある場合に、前記第３位置検出センサからの出力に基づき、前記第１レンズ及び第２レンズの初期化位置を判定する初期化処理を実行する、
   撮像装置。
2. 前記制御部は、前記初期化処理において、前記駆動部に前記第１レンズ及び前記第２レンズを同じ速度で移動させる、
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御部は、前記初期化処理において、前記駆動部に前記第１レンズ及び前記第２レンズを同じ方向に移動させる、
   請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記制御部は、前記撮像装置の初回起動時又は撮影動作中の電池挿抜時に前記初期化前処理を実行する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記第１位置検出センサ、前記第２位置検出センサ、前記第３位置検出センサは受光と遮光により出力を切り替え可能であり、
   前記第１レンズと共に移動し、前記第１位置検出センサを遮光可能な第１遮光部と、
   前記第１レンズと共に移動し、前記第３位置検出センサを遮光可能な第２遮光部と、
   前記第２レンズと共に移動し、前記第２位置検出センサを遮光可能な第３遮光部と、
   前記第２レンズと共に移動し、前記第３位置検出センサを遮光可能な第４遮光部と、
   を備える、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置。

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