WO2011024473A1 - レンズ鏡筒および撮像装置 - Google Patents
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- H04N23/682—Vibration or motion blur correction
Definitions
- the technology disclosed herein relates to a lens barrel and an imaging device having a plurality of focus lens groups.
- the imaging apparatus includes a lens barrel that forms an optical image of a subject, and an imaging element that converts the optical image of the subject into an electrical image signal.
- JP 2006-154473 A Japanese Patent No. 3047358
- the lens barrel has a focus lens group for adjusting the shooting distance.
- the lens barrel described in Patent Document 1 has a plurality of focus lens groups.
- a plurality of focus lens groups are driven by a single motor using a cam mechanism.
- a driving mechanism such as a cam mechanism
- the lens barrel disclosed herein includes a plurality of focus lens groups, a plurality of focus actuators, and a drive control unit.
- the plurality of focus lens groups have an optical axis, and change the shooting distance by moving in the optical axis direction parallel to the optical axis.
- the plurality of focus actuators drive a plurality of focus lens groups, respectively.
- the drive control unit controls at least one focus actuator among the plurality of focus actuators so that only some of the focus lens groups reciprocate in the optical axis direction during the wobbling operation.
- shooting distance refers to the distance from the main subject in focus to the lens barrel, and is also referred to as subject distance or object distance.
- a plurality of focus lens groups are driven by a plurality of focus actuators, respectively, so that a plurality of focus lens groups are driven by one focus actuator using a drive mechanism such as a cam mechanism.
- the driving sound when driving the focus lens group can be reduced.
- Schematic perspective view of digital camera (A) Top view of camera body, (B) Rear view of camera body Cross section of interchangeable lens unit (focused at infinity) Cross section of interchangeable lens unit (focused at infinity) Exploded perspective view of the first focus adjustment unit Exploded perspective view of the second focus adjustment unit Exploded perspective view of the third focus adjustment unit (A) Configuration diagram of optical system in infinite focus state, (B) Configuration diagram of optical system in latest focused state Tracking table showing the position of each lens group during focusing
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a digital camera 1.
- a digital camera 1 (an example of an imaging device) is an interchangeable lens digital camera, and includes a camera body 3 and an interchangeable lens unit 2 (lens barrel) that is detachably attached to the camera body 3.
- the interchangeable lens unit 2 is attached to a body mount 4 provided on the front surface of the camera body 3 via a lens mount 95.
- FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the camera body 3.
- FIG. 3 is a schematic perspective view of the digital camera 1.
- 4A is a top view of the camera body 3, and FIG.
- FIG. 4B is a rear view of the camera body 3.
- FIG. 5 to 6 are schematic sectional views of the interchangeable lens unit 2 in different planes.
- FIG. 7 is an exploded perspective view of the first focus adjustment unit 72.
- FIG. 8 is an exploded perspective view of the second focus adjustment unit 73.
- FIG. 9 is an exploded perspective view of the third focus adjustment unit 74.
- 10A and 10B are configuration diagrams of the optical system L.
- FIG. 10A shows a focused state at infinity
- FIG. 10B shows a closest focused state.
- FIG. 11 shows a tracking table representing the relationship between the shooting distance and the position of each lens group (distance from the light receiving surface 11a of the image sensor 11) during focusing.
- a three-dimensional orthogonal coordinate system is set for the digital camera 1.
- An optical axis AZ (an example of an optical axis) of the optical system L (described later) coincides with a Z-axis direction (an example of an optical axis direction parallel to the optical axis AZ).
- the X axis direction coincides with the horizontal direction in the vertical shooting posture of the digital camera 1.
- the Y-axis direction coincides with the vertical direction in the horizontal shooting posture of the digital camera 1.
- “front” refers to the subject side (Z axis direction positive side) of the digital camera 1
- “rear” refers to the opposite side of the subject side of the digital camera 1 (user side, Z axis direction). Means negative side).
- the subject side of the digital camera 1 refers to the side on which the subject is arranged when shooting with the digital camera 1. Further, the opposite side to the subject side of the digital camera 1 can also be expressed as an image sensor side (image sensor 11 side).
- ⁇ Interchangeable lens unit> A schematic configuration of the interchangeable lens unit 2 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the interchangeable lens unit 2 includes an optical system L, a lens support mechanism 71 that supports the optical system L, a first focus adjustment unit 72, a second focus adjustment unit 73, and a third focus adjustment. A unit 74, an aperture adjustment unit 75, a shake correction unit 76, and a lens controller 40 are provided.
- the optical system L forms an optical image of a subject.
- the optical system L has six lens groups. Specifically, as shown in FIGS. 10A and 10B, the optical system L includes a first lens group G1 having a positive refractive power and a second lens group G2 having a negative refractive power.
- the third lens group G3 having positive refractive power
- the fourth lens group G4 having positive refractive power
- the fifth lens group G5 having negative refractive power
- the sixth lens group having positive refractive power G6.
- the first lens group G1 includes a first lens L1, a second lens L2, and a third lens L3.
- the second lens group G2 (an example of a focus lens group, an example of a second or third focus lens group) is a focus lens group, and includes a fourth lens L4, a fifth lens L5, and a sixth lens L6.
- the third lens group G3 is a shake correction lens group, and includes a seventh lens L7. In order to suppress the shake of the optical image with respect to the image sensor 11 caused by the movement of the digital camera 1, the seventh lens L7 is driven in two directions orthogonal to the optical axis AZ by the shake correction unit 76.
- the fourth lens group G4 (an example of a focus lens group, an example of a second or third focus lens group) is a focus lens group, and includes an eighth lens L8, a ninth lens L9, and a tenth lens L10.
- the fifth lens group G5 (an example of a focus lens group, an example of a first focus lens group) is a focus lens group and includes an eleventh lens L11.
- the fifth lens group G5 since the fifth lens group G5 is composed of a single lens, the fifth lens group G5 is the lightest of the second lens group G2, the fourth lens group G4, and the fifth lens group G5. .
- the sixth lens group G6 includes a twelfth lens L12 and a thirteenth lens L13.
- the optical system L has a plurality of focus lens groups (second lens group G2, fourth lens group G4, and fifth lens group G5).
- the photographing distance can be changed by moving the second lens group G2, the fourth lens group G4, and the fifth lens group G5 in the Z-axis direction (optical axis direction).
- the shooting distance refers to a distance from the main subject focused on by the optical system L to the digital camera 1, and is also referred to as a subject distance or an object distance.
- the curve indicating the relationship between the Z-axis direction position (distance from the light receiving surface 11a) of the second lens group G2, the fourth lens group G4, and the fifth lens group G5 and the shooting distance is Also has no inflection point.
- the moving directions of the second lens group G2, the fourth lens group G4, and the fifth lens group G5 are constant and do not change.
- the moving directions of the second lens group G2, the fourth lens group G4, and the fifth lens group G5 are constant and do not change.
- the second lens group G2 moves along the optical axis AZ along the Z axis.
- the fourth lens group G4 and the fifth lens group G5 move along the optical axis AZ to the Z axis direction positive side (subject side).
- the second lens group G2 moves along the optical axis AZ to the positive side in the Z-axis direction (subject side)
- the fourth lens group G4 and the fifth lens group G5 moves along the optical axis AZ to the Z axis direction negative side (image sensor 11 side).
- the lens support mechanism 71 is a mechanism for supporting the lens groups G1 to G6 of the optical system L in a fixed or movable manner.
- the lens mount 95 is a portion to be attached to the body mount 4 of the camera body 3 and has a lens side contact 91.
- the fixed frame 50 includes a front frame 61, a first lens group support frame 52, a diaphragm unit 62, a first focus motor 63 (an example of a second or third focus actuator), and a second focus motor 64 (second focus). Or an example of a third focus actuator). Further, the fixed frame 50 supports the front end portions of the four guide poles 63b, 63c, 64b, 64c extending in the Z-axis direction, and is fixed to the guide pole support frame 51.
- the first focus motor 63 and the second focus motor 64 are, for example, stepping motors.
- the guide pole support frame 51 supports a sixth lens group support frame 57, guide poles 65c and 65b, and a third focus motor 65 (an example of a first focus actuator). Further, the guide pole support frame 51 supports the rear end portions of the four guide poles 63 b, 63 c, 64 b, 64 c and is fixed to the lens mount 95.
- the third focus motor 65 is a stepping motor, for example.
- the front frame 61 is fixed to the fixed frame 50. At the front end of the front frame 61, an internal thread 61a for attaching an optical filter such as a polarizing filter or a protective filter and a conversion lens is formed.
- the first lens group support frame 52 is fixed to the fixed frame 50 and supports the first lens group G1.
- the second lens group support frame 53 supports the second lens group G2, and includes a bearing portion 53a, a rotation stop portion 53b, a rack support portion 53c, and a protrusion 53d. is doing.
- a guide pole 63b is inserted into the bearing portion 53a, and a guide pole 63c is inserted into the anti-rotation portion 53b.
- the second lens group support frame 53 is supported by the guide poles 63b and 63c so as to be movable in the Z-axis direction with respect to the fixed frame 50.
- the rack support portion 53c supports the first rack 58 so as to be movable and rotatable integrally in the Z-axis direction.
- the protrusion 53d is a portion for detecting whether or not the second lens group G2 is disposed at the origin position, and is provided at a position where it can pass through the detection region of the first photosensor 66.
- the first rack 58 has a plurality of teeth (not shown). The teeth of the first rack 58 mesh with the lead screw 63 a of the first focus motor 63. When the lead screw 63a rotates, the second lens group support frame 53 and the second lens group G2 move in the Z-axis direction with respect to the fixed frame 50.
- the third lens group support frame 54 supports the third lens group G3.
- the third lens group support frame 54 is supported so as to be movable in two directions orthogonal to the optical axis AZ.
- the fourth lens group support frame 55 supports the fourth lens group G4, and includes a bearing portion 55a, a detent portion 55b, a rack support portion 55c, and a protrusion 55d. is doing.
- a guide pole 64b is inserted into the bearing portion 55a, and a guide pole 64c is inserted into the anti-rotation portion 55b.
- the fourth lens group support frame 55 is supported by the guide poles 64b and 64c so as to be movable in the Z-axis direction.
- the rack support portion 55c supports the second rack 59 so as to be integrally movable and rotatable in the Z-axis direction.
- the protrusion 55d is a portion for detecting whether or not the fourth lens group G4 is disposed at the origin position, and is provided at a position where it can pass through the detection region of the second photosensor 67.
- the second rack 59 has a plurality of teeth (not shown). The teeth of the second rack 59 mesh with the lead screw 64a of the second focus motor 64. When the lead screw 64a rotates, the fourth lens group support frame 55 and the fourth lens group G4 move in the Z-axis direction with respect to the fixed frame 50.
- the fifth lens group support frame 56 supports the fifth lens group G5, and has a bearing portion 56a, a rotation stop portion 56b, a rack support portion 56c, and a protrusion 56d. is doing.
- a guide pole 65b is inserted into the bearing portion 56a, and a guide pole 65c is inserted into the anti-rotation portion 56b.
- the fifth lens group support frame 56 is supported to be movable in the Z-axis direction.
- the rack support portion 56c supports the third rack 60 so as to be integrally movable and rotatable in the Z-axis direction.
- the protrusion 56d is a portion for detecting whether or not the fifth lens group G5 is disposed at the origin position, and is provided at a position where it can pass through the detection region of the third photosensor 68.
- the third rack 60 has a plurality of teeth (not shown). The teeth of the third rack 60 mesh with the lead screw 65a (see FIGS. 6 and 9) of the third focus motor 65. When the lead screw 65a rotates, the fifth lens group support frame 56 and the fifth lens group G5 move in the Z-axis direction with respect to the fixed frame 50.
- the sixth lens group support frame 57 supports the sixth lens group G ⁇ b> 6 and is fixed to the guide pole support frame 51.
- the focus ring unit 88 includes a focus ring 89 and a focus ring angle detection unit 90 that detects the rotation angle of the focus ring 89.
- the focus ring 89 has a cylindrical shape, and is supported by the fixed frame 50 and the front frame 61 so as to be rotatable around the optical axis AZ in a state where movement in the Z-axis direction is restricted.
- the focus ring angle detection unit 90 can detect the rotation angle and the rotation direction of the focus ring 89.
- the focus ring angle detection unit 90 includes two photo sensors (not shown).
- Each photosensor has a light emitting part (not shown) and a light receiving part (not shown).
- the focus ring 89 has a plurality of protrusions 89a arranged at equal intervals in the rotation direction.
- the plurality of protrusions 89a protrude in the Z-axis direction.
- the rotation angle and the rotation direction of the focus ring 89 can be detected by the plurality of protrusions 89a passing between the light emitting unit and the light receiving unit.
- the focus ring 89 may have another structure such as a movable lever.
- the first focus adjustment unit 72 includes a first focus motor 63 (an example of a focus actuator, an example of a second or third focus actuator), a focus lens drive control unit 41, and a first photosensor 66. And have.
- the first focus motor 63 is disposed on the imaging surface side of the diaphragm unit 62 (on the right side of the diaphragm unit 62 in FIGS. 5 and 6) and is fixed to the fixed frame 50.
- the first focus motor 63 drives the second lens group support frame 53 and the second lens group G2 in the Z-axis direction.
- the lead screw 63a of the first focus motor 63 rotates based on a drive signal (more specifically, a drive pulse) input from the focus lens drive control unit 41.
- the rotational movement generated by the first focus motor 63 is converted into a straight movement in the Z-axis direction of the second lens group support frame 53 by the lead screw 63a and the first rack 58.
- the first focus motor 63 drives the second lens group support frame 53 and the second lens group G2 in the Z-axis direction.
- the second focus adjustment unit 73 includes a second focus motor 64 (an example of a focus actuator, an example of a second or third focus actuator), a focus lens drive control unit 41, and a second photosensor 67. Yes.
- the second focus motor 64 is disposed on the imaging surface side of the diaphragm unit 62 (on the right side of the diaphragm unit 62 in FIGS. 5 and 6) and is fixed to the fixed frame 50.
- the second focus motor 64 drives the fourth lens group support frame 55 in the Z-axis direction. Specifically, the lead screw 64a of the second focus motor 64 rotates based on a drive signal (more specifically, a drive pulse) input from the focus lens drive control unit 41.
- the rotational movement generated by the second focus motor 64 is converted into the straight movement of the fourth lens group support frame 55 in the Z-axis direction by the lead screw 64a and the second rack 59. In this way, the fourth lens group support frame 55 and the fourth lens group G4 are driven in the Z-axis direction by the second focus motor 64.
- the third focus adjustment unit 74 includes a third focus motor 65 (an example of a focus actuator, an example of a first focus actuator), a focus lens drive control unit 41, and a third photosensor 68.
- the third focus motor 65 is disposed on the imaging surface side of the diaphragm unit 62 (on the right side of the diaphragm unit 62 in FIGS. 5 and 6) and is fixed to the guide pole support frame 51.
- the third focus motor 65 drives the fifth lens group support frame 56 in the Z-axis direction.
- the lead screw 65a of the third focus motor 65 rotates based on a drive signal (more specifically, a drive pulse) input from the focus lens drive control unit 41.
- the rotational movement generated by the third focus motor 65 is converted into a straight movement in the Z-axis direction of the fifth lens group support frame 56 by the lead screw 65a and the third rack 60.
- the fifth lens group support frame 56 and the fifth lens group G5 are driven in the Z-axis direction by the third focus motor 65.
- the focus lens drive controller 41 can independently control the three focus motors (first focus motor 63, second focus motor 64, and third focus motor 65). In other words, the focus lens drive control unit 41 can independently move the three focus lens groups (second lens group G2, fourth lens group G4, and fifth lens group G5) in the optical axis direction. In addition, the focus lens drive control unit 41 can control the first focus motor 63, the second focus motor 64, and the third focus motor 65 to operate at the same speed or different speeds. For example, at the time of contrast AF operation at the time of still image shooting, the focus lens drive control unit so that each focus lens group (second lens group G2, fourth lens group G4, and fifth lens group G5) moves to the in-focus position. Reference numeral 41 controls the first focus motor 63, the second focus motor 64, and the third focus motor 65.
- the focus lens drive control unit 41 can drive only some of the focus motors (the first focus motor 63, the second focus motor 64, and the third focus motor 65). Specifically, the focus lens drive control unit 41 can drive only one or two of the three focus motors. That is, the focus lens drive control unit 41 uses only one or two focus lens groups among the three focus lens groups (second lens group G2, fourth lens group G4, and fifth lens group G5) as the optical axis. Can be moved in the direction. For example, during the wobbling operation, the focus lens drive control unit 41 reciprocates only one focus lens group among the second lens group G2, the fourth lens group G4, and the fifth lens group G5 in the optical axis direction. In addition, the first focus motor 63, the second focus motor 64, and the third focus motor 65 are controlled. More specifically, the focus lens drive control unit 41 controls the third focus motor 65 so that only the fifth lens group G5 reciprocates in the optical axis direction.
- the focus lens drive control unit 41 controls the first focus motor 63 and the second focus motor 64 according to the tracking table shown in FIG. 11 by the second lens group G2 and the fourth lens group G4. Specifically, by wobbling the fifth lens group G5, the main subject can be kept in focus, and accordingly, the lens controller 40 can grasp the subject distance (focus position). Therefore, the focus lens drive control unit 41 obtains information on the subject distance (focus position) from the lens controller 40 at a predetermined cycle, and the second lens group G2 and the fourth lens group G4 have the current subject distance (focus point). The first focus motor 63 and the second focus motor 64 are controlled so that the position is obtained from the position) and the tracking table shown in FIG.
- the second lens group G2 and the fourth lens group G4 do not repeat reciprocation in the optical axis direction, and are relatively smooth by the first focus motor 63 and the second focus motor 64. Driven in the optical axis direction.
- the focus lens drive control unit 41 controls the third focus motor 65 so that only the fifth lens group G5, which is the lightest focus lens group, is driven back and forth in the Z-axis direction during the wobbling operation. To do. As a result, the driving sound and power consumption can be kept lower than when only the heavy focus lens group is driven.
- the image magnification change can be further reduced by driving only the lightest fifth lens group G5.
- the wobbling operation refers to an operation of moving the focus lens group back and forth within a minute range in order to maintain a focused state in moving image shooting or the like. While the focus lens group is driven back and forth within a minute range, an AF evaluation value (a value obtained by integrating the high frequency component of the spatial frequency of each frame image) is calculated, and a little so that the AF evaluation value is kept high. The reciprocating range of the focus lens group is changed one by one. In this way, the main subject can be kept in focus during moving image shooting.
- the first focus motor 63, the second focus motor 64, and the third focus motor 65 are all arranged closer to the image sensor 11 (Z-axis direction negative side) than the aperture unit 62 and the shake correction unit 76.
- the aperture unit 62 and the shake correction unit 76 are arranged on the subject side (Z-axis direction positive side) relative to the first focus motor 63, the second focus motor 64, and the third focus motor 65. Therefore, the interchangeable lens unit 2 can be reduced in size in the radial direction as compared with the case where the focus motor is disposed on the outer peripheral side of the third lens group support frame 54 and the shake correction unit 76. Further, by providing a cutout for avoiding the focus motor in the third lens group support frame 54 and the shake correction unit 76 (an example of the shake correction device), it is possible to reduce the size of the interchangeable lens unit 2 in the radial direction.
- the aperture adjustment unit 75 includes an aperture unit 62 and an aperture drive motor 43 that drives the aperture unit 62 (see FIG. 1 as an example of an aperture actuator).
- the aperture drive motor 43 is a stepping motor, for example.
- the aperture drive motor 43 is driven based on a drive signal input from the aperture drive control unit 42.
- the driving force generated by the aperture driving motor 43 drives the aperture blades 62a in the opening direction and the closing direction, and the aperture diameter (also referred to as aperture diameter) of the aperture unit 62 changes.
- the aperture value of the optical system L can be changed by driving the aperture blade 62a.
- the aperture drive control unit 42 controls the aperture drive motor 43 so as to change the aperture diameter of the aperture unit 62 in accordance with the shooting distance. Since the aperture drive motor 43 and the aperture drive control unit 42 are independent of the focus adjustment units 72, 73, and 74, the aperture drive motor 43 is stopped when it is not desired to change the aperture diameter, such as during wobbling during movie shooting. It is possible to make it. By stopping the aperture drive motor 43 during the wobbling operation, it is possible to obtain an image having no luminance change due to the change in the aperture diameter of the aperture unit 62 during the wobbling operation, and to improve the autofocus accuracy during moving image shooting. it can.
- the aperture diameter of the aperture unit 62 is not interlocked with the reciprocating motion of the fifth lens group G5 during the wobbling operation, even when the aperture diameter is slightly changed at a longer cycle than the operation of the fifth lens group G5, the moving image is captured.
- the accuracy of autofocus can be increased.
- the shake correction unit 76 is a unit for suppressing the shake of the optical image with respect to the imaging sensor 11 due to the movement of the interchangeable lens unit 2 and the camera body 3, and includes an electromagnetic actuator 46 and a position detection sensor. 47, a shake correction controller 48, and a third lens group support frame 54.
- the third lens group G3 is supported by a third lens group support frame 54 so as to be movable in a direction orthogonal to the optical axis AZ.
- the electromagnetic actuator 46 drives the third lens group support frame 54 in a direction orthogonal to the optical axis AZ. That is, the electromagnetic actuator 46 drives the third lens group G3 (an example of a shake correction lens group) in a direction orthogonal to the optical axis AZ.
- the position detection sensor 47 is a sensor for detecting the position of the third lens group support frame 54 with respect to the aperture unit 62.
- the interchangeable lens unit 2 is equipped with a motion detection sensor (not shown) such as a gyro sensor.
- the shake correction controller 48 controls the electromagnetic actuator 46 based on the detection result of the position detection sensor 47 and the detection result of the motion detection sensor. Thereby, the shake of the subject image due to the movement of the digital camera 1 can be suppressed.
- the lens controller 40 includes a CPU (not shown), a ROM (not shown), and a memory 40a.
- the lens controller 40 can realize various functions by reading the program stored in the ROM into the CPU. For example, the lens controller 40 can recognize that the second lens group support frame 53 is at the origin position based on the detection signal of the first photosensor 66.
- the lens controller 40 can recognize that the fourth lens group support frame 55 is at the origin position based on the detection signal of the second photosensor 67. Further, the lens controller 40 can recognize that the fifth lens group support frame 56 is at the origin position based on the detection signal of the third photosensor 68.
- the lens controller 40 is responsible for part of the control of the first focus motor 63, the second focus motor 64, the third focus motor 65, and the aperture unit 62. That is, the focus lens drive control unit 41, the aperture drive control unit 42, and the lens controller 40 constitute a drive control unit 45.
- the drive control unit 45 includes a part of the focus lens groups (fifth lens group G5) among the plurality of focus lens groups (second lens group G2, fourth lens group G4, and fifth lens group G5) during the wobbling operation. At least some of the focus actuators (third focus motor 63, first focus motor 63, second focus motor 64, and third focus motor 65) so that only the reciprocating movement in the Z-axis direction (optical axis direction) is performed.
- the focus motor 65) is controlled.
- the memory 40a is a non-volatile memory and can hold stored information even when power supply is stopped.
- tracking indicating information (lens information) and shooting distance related to the interchangeable lens unit 2 and the position of the focus lens group (second lens group G2, fourth lens group G4, and fifth lens group G5).
- a table (FIG. 11) and the like are stored.
- the lens controller 40 controls the first focus motor 63, the second focus motor 64, and the third focus motor 65 based on the tracking table stored in the memory 40a.
- the lens controller 40 uses the second lens group G2, the fourth lens group G4, and the fifth lens.
- the driving direction, driving speed, and target position of the group G5 are calculated. Further, the lens controller 40 transmits the calculated drive direction, drive speed, and target position to the focus lens drive control unit 41.
- the focus lens drive control unit 41 performs drive control of the first focus motor 63, the second focus motor 64, and the third focus motor 65 based on these pieces of information.
- the focus lens drive control unit 41 calculates the drive pulse output interval and the number of drive pulses for each of the first focus motor 63, the second focus motor 64, and the third focus motor 65 based on the drive speed and the target position. Then, the drive pulse is transmitted to the first focus motor 63, the second focus motor 64, and the third focus motor 65, respectively, under the calculated conditions.
- the second lens group G2, the fourth lens group G4, and the fifth lens group G5 are each driven in the Z-axis direction, and contrast AF is performed.
- the body controller 10 calculates the driving direction, the driving speed, and the target position, and based on the information, the lens controller 40 passes through the focus lens driving control unit 41 and the first focus motor 63, the second focus motor 64, and the like.
- the third focus motor 65 may be controlled.
- the lens controller 40 shifts to the wobbling mode. In the present embodiment, only the fifth lens group G5 is driven back and forth in the wobbling mode. Therefore, in the wobbling mode, the lens controller 40 calculates the driving range and driving speed of the fifth lens group G5, or reads the preset driving range and driving speed from the memory 40a.
- the focus lens drive control unit 41 performs drive control of the first focus motor 63, the second focus motor 64, and the third focus motor 65 based on these pieces of information. For example, the focus lens drive control unit 41 calculates the output interval and the number of drive pulses of the drive pulse based on the drive range and drive speed calculated by the lens controller 40, and outputs the drive pulse to the third focus motor 65 under the calculated conditions. Send to. Based on the information transmitted from the body controller 10, the lens controller 40 gradually moves the driving range of the fifth lens group G5 toward the infinity side or the closest side.
- the lens controller 40 can grasp the positions of the second lens group G2, the fourth lens group G4, and the fifth lens group G5 in the Z-axis direction.
- the light receiving surface 11a see FIGS. 10A and 10B
- the lens controller 40 recognizes that the second lens group support frame 53 is at the origin position based on the detection signal of the first photosensor 66. By counting the drive amount (for example, the number of steps) of the first focus motor 63 with the origin position as a reference, the lens controller 40 grasps the position of the second lens group G2 in the Z-axis direction.
- the lens controller 40 recognizes that the fourth lens group support frame 55 is at the origin position based on the detection signal of the second photosensor 67. By counting the drive amount (for example, the number of steps) of the second focus motor 64 with reference to the origin position, the lens controller 40 grasps the position of the fourth lens group G4 in the Z-axis direction. Furthermore, the lens controller 40 recognizes that the fifth lens group support frame 56 is at the origin position based on the detection signal of the third photosensor 68. By counting the driving amount (for example, the number of steps) of the third focus motor 65 with reference to the origin position, the lens controller 40 grasps the position of the fifth lens group G5 in the Z-axis direction.
- the lens controller 40 grasps the position (distance from the light receiving surface 11a) of the second lens group G2, the fourth lens group G4, and the fifth lens group G5 in the Z-axis direction, and based on the tracking table shown in FIG. Thus, the shooting distance can be calculated.
- the camera body 3 includes a housing 3 a, a body mount 4, an operation unit 39, an image acquisition unit 35, an image display unit 36, a finder unit 38, and a body controller 10. And a battery 22.
- the case 3 a constitutes the exterior part of the camera body 3.
- a body mount 4 is provided on the front surface of the housing 3a, and an operation unit 39 is provided on the back and top surfaces of the housing 3a. Yes.
- the display unit 20 On the rear surface of the housing 3a, the display unit 20, the power switch 25, the mode switching dial 26, the cross operation key 27, the menu setting button 28, the setting button 29, and the shooting mode switching button. 34 and a moving image shooting operation button 24 are provided.
- a shutter button 30 is provided on the upper surface of the housing 3a.
- the body mount 4 is a portion to which the lens mount 95 of the interchangeable lens unit 2 is attached, and has a body side contact (not shown) that can be electrically connected to the lens side contact 91. .
- the camera body 3 can transmit and receive data to and from the interchangeable lens unit 2 via the body mount 4 and the lens mount 95.
- the body controller 10 (described later) transmits a control signal such as an exposure synchronization signal to the lens controller 40 via the body mount 4 and the lens mount 95.
- the operation unit 39 has various operation members for the user to input operation information.
- the power switch 25 is a switch for turning on / off the power of the digital camera 1 or the camera body 3. When the power is turned on by the power switch 25, power is supplied to each part of the camera body 3 and the interchangeable lens unit 2.
- the mode switching dial 26 is a dial for switching operation modes such as a still image shooting mode, a moving image shooting mode, and a reproduction mode, and the user can switch the operation mode by rotating the mode switching dial 26.
- the operation mode can be switched to the still image shooting mode.
- the operation mode is switched to the moving image shooting mode. be able to.
- movie shooting mode movie shooting is basically possible.
- the playback mode is selected by the mode switching dial 26, the operation mode can be switched to the playback mode, and the captured image can be displayed on the display unit 20.
- the cross operation key 27 is a button that allows the user to select the vertical and horizontal directions. For example, a desired menu can be selected from various menu screens displayed on the display unit 20 by using the cross operation key 27.
- the menu setting button 28 is a button for setting various operations of the digital camera 1.
- the setting button 29 is a button for confirming execution of various menus.
- the moving image shooting operation button 24 is a button for instructing start and stop of moving image shooting. Even if the operation mode selected with the mode switching dial 26 is the still image shooting mode or the playback mode, pressing the moving image shooting operation button 24 forces the operation regardless of the setting content with the mode switching dial 26. The mode shifts to the movie shooting mode, and movie shooting is started. Further, when the moving image shooting operation button 24 is pressed during moving image shooting, the moving image shooting is terminated, and the operation mode selected by the mode switching dial 26, that is, the operation mode before starting moving image shooting is shifted to. For example, when the still image shooting mode is selected by the mode switching dial 26 when the moving image shooting operation button 24 is pressed, the operation mode is automatically set to the still image shooting mode after the moving image shooting operation button 24 is pressed again. Migrate to
- the shutter button 30 is operated by the user during shooting. When the shutter button 30 is operated, a timing signal is output to the body controller 10.
- the shutter button 30 is a two-stage switch that can be pressed halfway and fully. When the user performs a half-press operation, photometry processing and distance measurement processing are started. When the user fully presses the shutter button 30 while the shutter button 30 is half-pressed, a timing signal is output, and the image acquisition unit 35 acquires image data.
- a lens removal button 99 for removing the interchangeable lens unit 2 from the camera body 3 is provided on the front surface of the camera body 3.
- the lens removal button 99 has a contact (not shown). The contact point of the lens removal button 99 is electrically connected to the body controller 10. When the lens removal button 99 is pressed, the built-in contact is turned on, and the body controller 10 can recognize that the lens removal button 99 has been pressed.
- the image acquisition unit 35 mainly includes an image sensor 11 (an example of an image sensor) such as a CCD (Charge Coupled Device) that performs photoelectric conversion, and a shutter unit 33 that adjusts the exposure state of the image sensor 11.
- the shutter control unit 31 controls the drive of the shutter unit 33 based on the control signal from the body controller 10, and the image sensor drive control unit 12 controls the operation of the image sensor 11.
- the imaging sensor 11 is, for example, a CCD (Charge Coupled Device) sensor that converts an optical image formed by the optical system L into an electrical signal.
- the image sensor 11 is driven and controlled by a timing signal generated by the image sensor drive control unit 12.
- the imaging sensor 11 may be a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor.
- the shutter control unit 31 drives the shutter drive actuator 32 and operates the shutter unit 33 according to the control signal output from the body controller 10 that has received the timing signal.
- a contrast detection method using image data generated by the image sensor 11 is employed as the autofocus method.
- highly accurate focus adjustment can be realized.
- the body controller 10 is a control device that controls the center of the camera body 3, and controls each part of the digital camera 1 according to operation information input to the operation unit 39.
- the body controller 10 is equipped with a CPU, a ROM, and a RAM, and the body controller 10 can realize various functions by reading a program stored in the ROM into the CPU.
- the body controller 10 provides a function for detecting that the interchangeable lens unit 2 is attached to the camera body 3 or information necessary for controlling the digital camera 1 such as focal length information and photographing distance information. 2 has a function to acquire from 2.
- the body controller 10 can receive signals from the power switch 25, the shutter button 30, the mode switching dial 26, the cross operation key 27, the menu setting button 28, and the setting button 29, respectively.
- Various information regarding the camera body 3 is stored in the memory 10 a in the body controller 10.
- the memory 10a is a non-volatile memory and can hold stored information even when power supply is stopped.
- the body controller 10 periodically generates a vertical synchronization signal, and generates an exposure synchronization signal based on the vertical synchronization signal in parallel with the generation of the vertical synchronization signal. Since the body controller 10 knows in advance the exposure start timing and the exposure end timing based on the vertical synchronization signal, the body controller 10 can generate the exposure synchronization signal.
- the body controller 10 outputs a vertical synchronization signal to a timing generator (not shown), and outputs an exposure synchronization signal to the lens controller 40 via the body mount 4 and the lens mount 95 at a constant cycle. Further, during still image shooting and moving image shooting, the body controller 10 requires information necessary for controlling the first focus motor 63, the second focus motor 64, and the third focus motor 65 (for example, information related to contrast AF operation or wobbling operation). ) To the lens controller 40.
- the lens controller 40 synchronizes with the exposure synchronization signal, and positional information of the second lens group support frame 53, the fourth lens group support frame 55, and the fifth lens group support frame 56 (that is, the second lens group G2, the fourth lens group G4, Z-axis direction position information of the lens group G4 and the fifth lens group G5) is acquired.
- the image sensor drive control unit 12 generates a read signal of the image sensor 11 and an electronic shutter drive signal at a constant period based on the vertical synchronization signal.
- the image sensor drive control unit 12 drives the image sensor 11 based on the readout signal and the electronic shutter drive signal. That is, the imaging sensor 11 reads out pixel data generated by a large number of photoelectric conversion elements (not shown) in the imaging sensor 11 to a vertical transfer unit (not shown) according to the readout signal.
- the body controller 10 also controls the first focus adjustment unit 72, the second focus adjustment unit 73, and the third focus adjustment unit 74 via the lens controller 40.
- the image signal output from the image sensor 11 is sequentially sent from the analog signal processing unit 13 to the A / D conversion unit 14, the digital signal processing unit 15, the buffer memory 16, and the image compression unit 17 for processing.
- the analog signal processing unit 13 performs analog signal processing such as gamma processing on the image signal output from the imaging sensor 11.
- the A / D conversion unit 14 converts the analog signal output from the analog signal processing unit 13 into a digital signal.
- the digital signal processing unit 15 performs digital signal processing such as noise removal and edge enhancement on the image signal converted into a digital signal by the A / D conversion unit 14.
- the buffer memory 16 is a RAM (Random Access Memory) and temporarily stores an image signal.
- the image signals stored in the buffer memory 16 are sequentially sent from the image compression unit 17 to the image recording unit 18 for processing.
- the image signal stored in the buffer memory 16 is read by an instruction of the image recording control unit 19 and transmitted to the image compression unit 17.
- the image signal data transmitted to the image compression unit 17 is compressed into an image signal in accordance with an instruction from the image recording control unit 19.
- the image signal has a smaller data size than the original data by this compression processing.
- a method for compressing an image signal for example, a JPEG (Joint Photographic Experts Group) method for compressing each frame image signal is used. Thereafter, the compressed image signal is recorded in the image recording unit 18 by the image recording control unit 19.
- a JPEG method in which a plurality of image signals are compressed for each image signal of one frame can be used.
- H.264 / AVC format can also be used.
- the image recording unit 18 creates a still image file or a moving image file by associating an image signal with predetermined information to be recorded based on an instruction from the image recording control unit 19. Then, the image recording unit 18 records a still image file or a moving image file based on a command from the image recording control unit 19.
- the image recording unit 18 is, for example, an internal memory and / or a detachable removable memory.
- the predetermined information to be recorded together with the image signal includes the date and time when the image was captured, focal length information, shutter speed information, aperture value information, and shooting mode information.
- the still image file has a format similar to, for example, the Exif (registered trademark) format or the Exif (registered trademark) format.
- the moving image file is, for example, H.264. H.264 / AVC format and H.264 format. This format is similar to the H.264 / AVC format.
- the image display unit 36 includes a display unit 20 and an image display control unit 21.
- the display unit 20 is a liquid crystal monitor, for example.
- the display unit 20 displays the image signal recorded in the image recording unit 18 or the buffer memory 16 as a visible image based on a command from the image display control unit 21.
- a display form on the display unit 20 a display form in which only an image signal is displayed as a visible image and a display form in which the image signal and information at the time of photographing are displayed as a visible image are conceivable.
- the finder unit 38 includes a liquid crystal finder 8 that displays an image acquired by the imaging sensor 11, and a finder eyepiece window 9 provided on the back surface of the housing 3a. The user can view the image displayed on the liquid crystal finder 8 by looking through the finder eyepiece window 9.
- Battery The battery 22 supplies power to each part of the camera body 3 and further supplies power to the interchangeable lens unit 2 via the lens mount 95.
- the battery 22 is a rechargeable battery.
- the battery 22 may be a dry cell or an external power source that is externally powered by a power cord.
- the digital camera 1 has two shooting modes. Specifically, the digital camera 1 has a finder photographing mode in which the user observes the subject through the finder eyepiece window 9 and a monitor photographing mode in which the user observes the subject through the display unit 20.
- the image display control unit 21 drives the liquid crystal finder 8.
- an image of the subject (so-called through image) acquired by the image sensor 11 is displayed on the liquid crystal finder 8.
- the monitor photographing mode for example, the display unit 20 is driven by the image display control unit 21, and a real-time image of the subject is displayed on the display unit 20. Switching between the two shooting modes can be performed by a shooting mode switching button 34.
- the body controller 10 sets the aperture value of the optical system L to the aperture value calculated based on the photometric output of the image sensor 11.
- a command is transmitted to the lens controller 40.
- the aperture drive control unit 42 is controlled by the lens controller 40 to narrow down the aperture unit 62 to the instructed aperture value.
- a drive command is transmitted from the image sensor drive control unit 12 to the image sensor 11, and a drive command for the shutter unit 33 is transmitted.
- the image sensor 11 is exposed by the shutter unit 33 for the time of the shutter speed calculated based on the photometric output of the image sensor 11.
- the shake correction unit 76 performs a shake correction operation to be described later at least while the imaging sensor 11 is exposed.
- the body controller 10 executes a photographing process and transmits a control signal to the image recording control unit 19 when the photographing is completed.
- the image recording unit 18 records the image signal in the internal memory and / or the removable memory based on a command from the image recording control unit 19.
- the image recording unit 18 records information on the shooting mode (autofocus shooting mode or manual focus shooting mode) in the internal memory and / or the removable memory together with the image signal based on a command from the image recording control unit 19.
- the imaging sensor drive control unit 12 reads out image data from the imaging sensor 11, and after predetermined image processing, the image data is output to the image display control unit 21 via the body controller 10. As a result, the captured image is displayed on the display unit 20.
- the shutter unit 33 is reset to the initial position by the body controller 10. Further, a command is issued from the body controller 10 to the lens controller 40 to the aperture drive control unit 42 to reset the aperture unit 62 to the open position, and a reset command is issued from the lens controller 40 to each unit. After the reset is completed, the lens controller 40 notifies the body controller 10 of the reset completion. The body controller 10 confirms that the shutter button 30 has not been pressed after receiving the reset completion information from the lens controller 40 and completing a series of post-exposure processing, and ends the shooting sequence. To do.
- the digital camera 1 also has a function of shooting a movie.
- image data is generated by the imaging sensor 11 at a constant cycle, and autofocus by a contrast detection method is continuously performed using the generated image data.
- autofocus is performed by a wobbling operation.
- the moving image shooting mode when the shutter button 30 or the moving image shooting operation button 24 is pressed, a moving image is recorded in the image recording unit 18, and when the shutter button 30 or the moving image shooting operation button 24 is pressed again, the image recording unit 18 Movie recording stops.
- the wobbling operation will be described.
- the wobbling operation refers to reciprocating the focus lens group within a minute range in order to maintain a focused state in moving image shooting or the like.
- only the fifth lens group G5 is driven back and forth by the third focus motor 65 during the wobbling operation.
- the AF evaluation value of each frame image is calculated by the body controller 10 while reciprocating the fifth lens group G5 in the Z-axis direction within a minute range.
- the reciprocating range of the fifth lens group G5 is gradually changed so that the AF evaluation value remains high. By doing so, it is possible to maintain a state in which the main subject is in focus during moving image shooting.
- the drive control unit 45 controls the third focus motor 65 so that only the fifth lens group G5 reciprocates in the Z-axis direction. More specifically, in the wobbling mode, for example, a preset driving range and driving speed are read from the memory 40a by the lens controller 40. Based on these pieces of information, the focus lens drive control unit 41 controls the drive of the first focus motor 63, the second focus motor 64, and the third focus motor 65. The focus lens drive control unit 41 calculates the drive pulse output interval and the number of drive pulses based on the drive range and drive speed calculated by the lens controller 40. A drive pulse is transmitted from the focus lens drive control unit 41 to the third focus motor 65 under the calculated conditions. Based on the information transmitted from the body controller 10, the driving range of the fifth lens group G5 is gradually moved toward the infinity side or the closest side by the lens controller 40.
- the shake applied to the digital camera 1 is detected by the shake detection unit.
- the shake detection unit includes a first angular velocity sensor that detects a shake in the pitching direction (Y direction) and a second angular velocity sensor that detects a shake in the yawing direction (X direction).
- the shake correction controller 48 time-integrates the output signals obtained by the first angular velocity sensor and the second angular velocity sensor and converts them into shake angle information of the digital camera 1 in the pitching direction and yawing direction.
- the shake correction controller 48 calculates target position information of the third lens group G3 based on the shake angle information.
- the shake correction controller 48 calculates the difference between the target position information and the current position information of the third lens group G3 detected by the position detection sensor 47. Compute and transmit signals to pitch actuators (not shown) and / or yaw actuators (not shown).
- Embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
- the above-described embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use.
- the imaging apparatus has been described using a digital camera that can shoot still images and moving images as an example. However, even an imaging device that can only shoot still images or only shoot moving images may be used. Good.
- the digital camera may be, for example, a digital still camera, a digital video camera, a camera-equipped mobile phone, and a camera-equipped PDA.
- the above-described digital camera 1 does not have a quick return mirror, a quick return mirror may be mounted like a conventional single-lens reflex camera.
- the configuration of the optical system L is not limited to the above-described embodiment.
- the third lens group G3 and the fifth lens group G5 may be composed of a plurality of lenses, or the first lens group G1, the second lens group G2, the fourth lens group G4, and the sixth lens group G6. It may be composed of a single lens.
- the “lens group” may include a case where the lens group includes a single lens in addition to the case where the lens group includes a plurality of lenses.
- the exposure time to the image sensor 11 is controlled by operating the shutter unit 33.
- the exposure time of the image sensor 11 may be controlled by an electronic shutter.
- the interchangeable lens unit 2 is mounted with three focus adjustment units (the first focus adjustment unit 72, the second focus adjustment unit 73, and the third focus adjustment unit 74).
- the number of focus adjustment units is not limited to the above-described embodiment.
- the interchangeable lens unit 2 may be equipped with a plurality of focus adjustment units (that is, two or more focus adjustment units).
- the interchangeable lens unit 2 described above is a single focus optical system, but may be a zoom optical system in which the focal length can be changed.
- the first focus motor 63, the second focus motor 64, and the third focus motor 65 are not limited to stepping motors, and may be other actuators.
- the focus actuator may be a vibration type actuator using an electromagnetic motor, a voice coil motor, and a piezoelectric element.
- the focus lens drive control unit 41 may control the first focus motor 63 so that only the second lens group G2 is driven back and forth in the Z-axis direction during the wobbling operation. Further, the focus lens drive control unit 41 may control the second focus motor 64 so that only the fourth lens group G4 is driven back and forth in the Z-axis direction during the wobbling operation. Furthermore, during the wobbling operation, two focus lens groups among the second lens group G2, the fourth lens group G4, and the fifth lens group G5 may be driven back and forth.
- the three focus lens groups are independently driven by the three focus actuators.
- a plurality of focus lens groups that is, two or more focus lens groups
- a plurality of focus actuators that is, two or more focus lens groups. Any structure may be used as long as it is independently driven by two or more focus actuators).
- the aperture drive motor is not limited to a stepping motor, and may be another actuator.
- the diaphragm drive motor may be a vibration type actuator using an electromagnetic motor, a voice coil motor, and a piezoelectric element.
- the interchangeable lens unit (2) is: A plurality of focus lens groups (G2, G4, G5) that change the shooting distance by moving in the optical axis direction; A plurality of focus actuators (63, 64, 65) for independently driving each of the plurality of focus lens groups (G2, G4, G5); A plurality of focus actuators (63, 64, G5) such that only a part of the focus lens groups (G2, G4, G5) among the plurality of focus lens groups (G2, G4, G5) reciprocate in the optical axis direction during the wobbling operation. 65), and a drive control unit (45) for controlling at least one focus actuator (63, 64, 65).
- shooting distance refers to the distance from the main subject in focus to the interchangeable lens unit (2).
- each of the plurality of focus lens groups (G2, G4, G5) is independently driven by the plurality of focus actuators (63, 64, 65), so that a drive mechanism such as a cam mechanism is provided.
- a drive mechanism such as a cam mechanism
- the accuracy of autofocus can be increased.
- the interchangeable lens unit (2) according to the second feature is the interchangeable lens unit (2) according to the first feature.
- the plurality of focus lens groups (G2, G4, G5) include a first focus lens group (G5) and a second focus lens group (G2, G4).
- the plurality of focus actuators (63, 64, 65) include a first focus actuator (65) that drives the first focus lens group (G5) in the optical axis direction, and a second focus lens group (G2, G4) that is an optical axis.
- the drive controller (45) controls the first focus actuator (65) so that the first focus lens group (G5) reciprocates in the optical axis direction during the wobbling operation.
- the interchangeable lens unit (2) according to the third feature is the interchangeable lens unit (2) according to the second feature.
- the drive controller (45) controls the first focus actuator (65) so that only the first focus lens group (G5) reciprocates in the optical axis direction during the wobbling operation.
- each of the first focus lens group (G5) and the second focus lens group (G2, G4) is made independent by the first focus actuator (65) and the second focus actuator (63, 64). Therefore, the first focus actuator (65) and the second focus actuator (63, 63) are compared with the case where a plurality of focus lens groups are driven by one focus actuator using a drive mechanism such as a cam mechanism. 64) can be reduced in driving sound.
- the drive controller (45) controls the first focus actuator (65) so that only the first focus lens group (G5) reciprocates in the optical axis direction. Therefore, compared to the case where both the first focus actuator (65) and the second focus actuator (63, 64) are driven during the wobbling operation, the change in the image magnification during the wobbling operation can be suppressed, and the wobbling operation is used. The accuracy of autofocus that has been increased can be increased. As described above, according to the interchangeable lens unit (2), it is possible to improve the accuracy of autofocus using the wobbling operation while reducing the driving sound.
- the interchangeable lens unit (2) according to the fourth feature is the interchangeable lens unit (2) according to the second or third feature.
- the first focus lens group (G5) is lighter than the second focus lens group (G2, G4).
- the interchangeable lens unit (2) according to the fifth feature is the interchangeable lens unit (2) according to any one of the second to fourth features.
- the drive controller (45) is configured to drive the first focus actuator (65) so as to drive the first focus lens group (G5) and the second focus lens group (G2, G4) in the optical axis direction during still image shooting. ) And the second focus actuator (63, 64).
- the drive control unit (G5) and the second focus lens group (G2, G4) are driven in the optical axis direction. 45) controls the first focus actuator (65) and the second focus actuator (63, 64), so that the focusing speed can be increased.
- the interchangeable lens unit (2) according to the sixth feature is the interchangeable lens unit (2) according to any one of the second to fifth features.
- the interchangeable lens unit (2) according to the seventh feature is the interchangeable lens unit (2) according to any one of the second to sixth features.
- An aperture unit (62) having an opening;
- An aperture actuator (43) that drives the aperture unit (62) so that the aperture diameter of the aperture unit (62) changes, and
- the drive controller (45) controls the aperture actuator (43) so that the aperture diameter of the aperture unit (62) is substantially constant during the wobbling operation.
- the aperture diameter is substantially constant means that the aperture diameter of the aperture unit (62) changes within a range that does not affect the accuracy of autofocus, in addition to the case where the aperture diameter of the aperture unit (62) is constant. It is also included when doing.
- the drive control unit (45) controls the aperture actuator (43) so that the aperture diameter of the aperture unit (62) is substantially constant, and thus interlocked with the wobbling operation.
- the luminance change can be suppressed and the accuracy of autofocus can be improved.
- the interchangeable lens unit (2) according to the eighth feature is the interchangeable lens unit (2) according to the seventh feature.
- the aperture unit (62) is disposed on the subject side of the first focus actuator (65) and the second focus actuator (63, 64).
- the interchangeable lens unit (2) according to the ninth feature is the interchangeable lens unit (2) according to any one of the second to eighth features.
- the shake correction unit (76) is disposed on the subject side of the first focus actuator (65) and the second focus actuator (63, 64).
- the interchangeable lens unit (2) can be downsized as compared with the case where the first focus actuator (65) and the second focus actuator (63, 64) are arranged on the outer peripheral side of the shake correction unit (76). Become. ⁇ 10>
- the interchangeable lens unit (2) according to the tenth feature is the interchangeable lens unit (2) according to any one of the second to ninth features.
- a third focus lens group (G2, G4) that changes the shooting distance by moving in the optical axis direction;
- An imaging apparatus (1) is: An image sensor (11) for converting light into an electrical signal; An interchangeable lens unit (2) according to any one of the first to eleventh features for guiding light to the image sensor (11); It has. Since this imaging device (1) includes the interchangeable lens unit (2) according to any one of the first to tenth features, the accuracy of autofocus using a wobbling operation can be improved while reducing driving sound. Can do.
- the technique disclosed here can be applied to a lens barrel and an imaging apparatus.
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Abstract
交換レンズユニット(2)は、複数のフォーカスレンズ群(G2、G4、G5)と、複数のフォーカスアクチュエータ(63、64、65)と、駆動制御部(45)と、を備えている。複数のフォーカスレンズ群(G2、G4、G5)は、光軸(AZ)を有しており、光軸(AZ)に平行なZ軸方向にそれぞれ移動することで撮影距離を変更する。複数のフォーカスアクチュエータ(63、64、65)は複数のフォーカスレンズ群(G2、G4、G5)をそれぞれ駆動する。駆動制御部(45)は、ウォブリング動作時に、複数のフォーカスレンズ群(G2、G4、G5)のうち一部のフォーカスレンズ群(G5)のみが光軸方向に往復運動するように複数のフォーカスアクチュエータ(63、64、65)のうち少なくとも1つのフォーカスアクチュエータ(65)を制御する。
Description
ここに開示される技術は、複数のフォーカスレンズ群を有するレンズ鏡筒および撮像装置に関する。
近年、デジタルカメラなどの撮像装置が普及している。撮像装置は、被写体の光学像を形成するレンズ鏡筒と、被写体の光学像を電気的な画像信号に変換する撮像素子と、を有している。
例えば、レンズ鏡筒は撮影距離を調整するためにフォーカスレンズ群を有している。特許文献1に記載のレンズ鏡筒は、複数のフォーカスレンズ群を有している。このレンズ鏡筒では、カム機構を用いて1個のモータで複数のフォーカスレンズ群を駆動する。
しかしながら、特許文献1に記載のレンズ鏡筒では、例えば動画撮影時にウォブリング動作を行う場合は、カム機構などの駆動機構を介して複数のフォーカスレンズ群が同時に駆動されるため、駆動音が大きくなりやすい。
そこで、複数のフォーカスレンズ群を別々のモータで独立して駆動するレンズ鏡筒が提案されている(例えば、特許文献2を参照)。
しかし、特許文献2に記載のレンズ鏡筒では、複数のモータで全てのフォーカスレンズ群を同時に動かすので、光学像の像倍率の変化(以下、像倍率変化とも言う)が大きくなり、例えば、ウォブリング動作を用いたオートフォーカスの精度が低下する可能性がある。
しかしながら、特許文献1に記載のレンズ鏡筒では、例えば動画撮影時にウォブリング動作を行う場合は、カム機構などの駆動機構を介して複数のフォーカスレンズ群が同時に駆動されるため、駆動音が大きくなりやすい。
そこで、複数のフォーカスレンズ群を別々のモータで独立して駆動するレンズ鏡筒が提案されている(例えば、特許文献2を参照)。
しかし、特許文献2に記載のレンズ鏡筒では、複数のモータで全てのフォーカスレンズ群を同時に動かすので、光学像の像倍率の変化(以下、像倍率変化とも言う)が大きくなり、例えば、ウォブリング動作を用いたオートフォーカスの精度が低下する可能性がある。
ここに開示されるレンズ鏡筒は、複数のフォーカスレンズ群と、複数のフォーカスアクチュエータと、駆動制御部と、を備えている。複数のフォーカスレンズ群は、光軸を有しており、光軸に平行な光軸方向にそれぞれ移動することで撮影距離を変更する。複数のフォーカスアクチュエータは複数のフォーカスレンズ群をそれぞれ駆動する。駆動制御部は、ウォブリング動作時に、複数のフォーカスレンズ群のうち一部のフォーカスレンズ群のみが光軸方向に往復運動するように複数のフォーカスアクチュエータのうち少なくとも1つのフォーカスアクチュエータを制御する。
ここで、「撮影距離」とは、焦点が合っている主被写体からレンズ鏡筒までの距離をいい、被写体距離あるいは物体距離ともいう。
このレンズ鏡筒では、複数のフォーカスアクチュエータにより複数のフォーカスレンズ群がそれぞれ駆動されるので、カム機構などの駆動機構を利用して1つのフォーカスアクチュエータにより複数のフォーカスレンズ群を駆動する場合に比べて、フォーカスレンズ群を駆動する際の駆動音を低減することができる。
ここで、「撮影距離」とは、焦点が合っている主被写体からレンズ鏡筒までの距離をいい、被写体距離あるいは物体距離ともいう。
このレンズ鏡筒では、複数のフォーカスアクチュエータにより複数のフォーカスレンズ群がそれぞれ駆動されるので、カム機構などの駆動機構を利用して1つのフォーカスアクチュエータにより複数のフォーカスレンズ群を駆動する場合に比べて、フォーカスレンズ群を駆動する際の駆動音を低減することができる。
また、ウォブリング動作時において複数のフォーカスレンズ群のうち一部のフォーカスレンズ群のみが光軸方向に往復運動するので、像倍率変化を低く抑えることができ、オートフォーカスの精度を高めることができる。
以上のように、ここに開示された技術によれば、駆動音を低減しつつウォブリング動作を用いたオートフォーカスの精度を高めることができるレンズ鏡筒および撮像装置を提供することが可能である。
[第1実施形態]
<デジタルカメラの概要>
図1~図11を用いて、デジタルカメラ1について説明する。図1はデジタルカメラ1の概略構成図である。図1に示すように、デジタルカメラ1(撮像装置の一例)は、交換レンズ式のデジタルカメラであり、カメラ本体3と、カメラ本体3に取り外し可能に装着された交換レンズユニット2(レンズ鏡筒の一例)と、を備えている。交換レンズユニット2は、レンズマウント95を介して、カメラ本体3の前面に設けられたボディーマウント4に装着されている。
図2はカメラ本体3の構成を示すブロック図である。図3はデジタルカメラ1の概略斜視図である。図4(A)はカメラ本体3の上面図であり、図4(B)はカメラ本体3の背面図である。図5~図6は交換レンズユニット2の異なる平面における概略断面図である。図7は第1フォーカス調節ユニット72の分解斜視図である。図8は第2フォーカス調節ユニット73の分解斜視図である。図9は第3フォーカス調節ユニット74の分解斜視図である。図10(A)および図10(B)は光学系Lの構成図である。図10(A)が無限遠の合焦状態を示しており、図10(B)が最近接の合焦状態を示している。図11は、フォーカシング時における撮影距離と各レンズ群の位置(撮像センサ11の受光面11aからの距離)との関係を表すトラッキングテーブルを示している。
<デジタルカメラの概要>
図1~図11を用いて、デジタルカメラ1について説明する。図1はデジタルカメラ1の概略構成図である。図1に示すように、デジタルカメラ1(撮像装置の一例)は、交換レンズ式のデジタルカメラであり、カメラ本体3と、カメラ本体3に取り外し可能に装着された交換レンズユニット2(レンズ鏡筒の一例)と、を備えている。交換レンズユニット2は、レンズマウント95を介して、カメラ本体3の前面に設けられたボディーマウント4に装着されている。
図2はカメラ本体3の構成を示すブロック図である。図3はデジタルカメラ1の概略斜視図である。図4(A)はカメラ本体3の上面図であり、図4(B)はカメラ本体3の背面図である。図5~図6は交換レンズユニット2の異なる平面における概略断面図である。図7は第1フォーカス調節ユニット72の分解斜視図である。図8は第2フォーカス調節ユニット73の分解斜視図である。図9は第3フォーカス調節ユニット74の分解斜視図である。図10(A)および図10(B)は光学系Lの構成図である。図10(A)が無限遠の合焦状態を示しており、図10(B)が最近接の合焦状態を示している。図11は、フォーカシング時における撮影距離と各レンズ群の位置(撮像センサ11の受光面11aからの距離)との関係を表すトラッキングテーブルを示している。
なお、本実施形態では、デジタルカメラ1に対して3次元直交座標系を設定する。光学系L(後述)の光軸AZ(光軸の一例)はZ軸方向(光軸AZに平行な光軸方向の一例)と一致している。X軸方向はデジタルカメラ1での縦撮り姿勢における水平方向と一致している。Y軸方向はデジタルカメラ1での横撮り姿勢における鉛直方向と一致している。また、以下の説明において、「前」とは、デジタルカメラ1の被写体側(Z軸方向正側)を、「後」とは、デジタルカメラ1の被写体側と反対側(ユーザー側、Z軸方向負側)を意味する。デジタルカメラ1の被写体側とは、デジタルカメラ1で撮影を行う際に被写体が配置されている側をいう。また、デジタルカメラ1の被写体側と反対側とは撮像素子側(撮像センサ11側)と表現することもできる。
<交換レンズユニット>
図1~図11を用いて交換レンズユニット2の概略構成を説明する。図1に示すように、交換レンズユニット2は、光学系Lと、光学系Lを支持するレンズ支持機構71と、第1フォーカス調節ユニット72と、第2フォーカス調節ユニット73と、第3フォーカス調節ユニット74と、絞り調節ユニット75と、振れ補正ユニット76と、レンズコントローラ40と、を有している。
<交換レンズユニット>
図1~図11を用いて交換レンズユニット2の概略構成を説明する。図1に示すように、交換レンズユニット2は、光学系Lと、光学系Lを支持するレンズ支持機構71と、第1フォーカス調節ユニット72と、第2フォーカス調節ユニット73と、第3フォーカス調節ユニット74と、絞り調節ユニット75と、振れ補正ユニット76と、レンズコントローラ40と、を有している。
(1)光学系
光学系Lは被写体の光学像を形成する。光学系Lは6つのレンズ群を有している。具体的には図10(A)および図10(B)に示すように、光学系Lは、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5と、正の屈折力を有する第6レンズ群G6と、を有している。
第1レンズ群G1は、第1レンズL1と、第2レンズL2と、第3レンズL3と、を有している。第2レンズ群G2(フォーカスレンズ群の一例、第2または第3フォーカスレンズ群の一例)は、フォーカスレンズ群であり、第4レンズL4と、第5レンズL5と、第6レンズL6と、を有している。第3レンズ群G3は、振れ補正レンズ群であり、第7レンズL7を有している。デジタルカメラ1の動きに起因する撮像センサ11に対する光学像の振れを抑制するために、振れ補正ユニット76により第7レンズL7は光軸AZと直交する2方向に駆動される。第4レンズ群G4(フォーカスレンズ群の一例、第2または第3フォーカスレンズ群の一例)は、フォーカスレンズ群であり、第8レンズL8と、第9レンズL9と、第10レンズL10と、を有している。第5レンズ群G5(フォーカスレンズ群の一例、第1フォーカスレンズ群の一例)は、フォーカスレンズ群であり、第11レンズL11を有している。本実施形態では、第5レンズ群G5が単一のレンズから構成されているので、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5の中で第5レンズ群G5が最も軽い。第6レンズ群G6は、第12レンズL12と、第13レンズL13と、を有している。
光学系Lは被写体の光学像を形成する。光学系Lは6つのレンズ群を有している。具体的には図10(A)および図10(B)に示すように、光学系Lは、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5と、正の屈折力を有する第6レンズ群G6と、を有している。
第1レンズ群G1は、第1レンズL1と、第2レンズL2と、第3レンズL3と、を有している。第2レンズ群G2(フォーカスレンズ群の一例、第2または第3フォーカスレンズ群の一例)は、フォーカスレンズ群であり、第4レンズL4と、第5レンズL5と、第6レンズL6と、を有している。第3レンズ群G3は、振れ補正レンズ群であり、第7レンズL7を有している。デジタルカメラ1の動きに起因する撮像センサ11に対する光学像の振れを抑制するために、振れ補正ユニット76により第7レンズL7は光軸AZと直交する2方向に駆動される。第4レンズ群G4(フォーカスレンズ群の一例、第2または第3フォーカスレンズ群の一例)は、フォーカスレンズ群であり、第8レンズL8と、第9レンズL9と、第10レンズL10と、を有している。第5レンズ群G5(フォーカスレンズ群の一例、第1フォーカスレンズ群の一例)は、フォーカスレンズ群であり、第11レンズL11を有している。本実施形態では、第5レンズ群G5が単一のレンズから構成されているので、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5の中で第5レンズ群G5が最も軽い。第6レンズ群G6は、第12レンズL12と、第13レンズL13と、を有している。
光学系Lは、複数のフォーカスレンズ群(第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5)を有している。第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5がZ軸方向(光軸方向)にそれぞれ移動することで撮影距離を変更することができる。ここで、撮影距離とは、光学系Lにより焦点が合っている主被写体からデジタルカメラ1までの距離をいい、被写体距離あるいは物体距離ともいう。
図11に示すように、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5のZ軸方向の位置(受光面11aからの距離)と撮影距離との関係を示す曲線は、いずれも変曲点を有していない。したがって、撮影距離が無限遠から最近接に変化する際、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5の移動方向は一定であり変化しない。また、撮影距離が最近接から無限遠に変化する際も同様に、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5の移動方向は一定であり変化しない。
図11に示すように、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5のZ軸方向の位置(受光面11aからの距離)と撮影距離との関係を示す曲線は、いずれも変曲点を有していない。したがって、撮影距離が無限遠から最近接に変化する際、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5の移動方向は一定であり変化しない。また、撮影距離が最近接から無限遠に変化する際も同様に、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5の移動方向は一定であり変化しない。
図10(A)、図10(B)および図11に示すように、本実施形態では、撮影距離が無限遠から最近接に変化する際、第2レンズ群G2は光軸AZに沿ってZ軸方向負側(撮像センサ11側)に移動し、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5は光軸AZに沿ってZ軸方向正側(被写体側)に移動する。また、撮影距離が最近接から無限遠に変化する際、第2レンズ群G2は光軸AZに沿ってZ軸方向正側(被写体側)に移動し、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5は光軸AZに沿ってZ軸方向負側(撮像センサ11側)に移動する。
以上のように、静止画撮影でのオートフォーカス時(より詳細には、コントラストAF動作時)は第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5の移動方向を反転させる必要がない。このため、オートフォーカスの精度がモータや駆動機構のヒステリシスの影響を受けにくくなり、オートフォーカスの精度を高めることができる。
以上のように、静止画撮影でのオートフォーカス時(より詳細には、コントラストAF動作時)は第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5の移動方向を反転させる必要がない。このため、オートフォーカスの精度がモータや駆動機構のヒステリシスの影響を受けにくくなり、オートフォーカスの精度を高めることができる。
(2)レンズ支持機構
図5および図6に示すように、レンズ支持機構71は、光学系Lの各レンズ群G1~G6を固定あるいは移動可能に支持するための機構であり、レンズマウント95と、固定枠50と、ガイドポール支持枠51と、第1レンズ群支持枠52と、第2レンズ群支持枠53と、第3レンズ群支持枠54と、絞りユニット62(絞りユニットの一例)と、第4レンズ群支持枠55と、第5レンズ群支持枠56と、第6レンズ群支持枠57と、フォーカスリングユニット88と、を有している。
レンズマウント95は、カメラ本体3のボディーマウント4に装着される部分であり、レンズ側接点91を有している。
固定枠50は、前枠61と、第1レンズ群支持枠52と、絞りユニット62と、第1フォーカスモータ63(第2または第3フォーカスアクチュエータの一例)と、第2フォーカスモータ64(第2または第3フォーカスアクチュエータの一例)と、を支持している。さらに、固定枠50は、Z軸方向に延びる4本のガイドポール63b、63c、64b、64cの前側端部を支持しており、ガイドポール支持枠51に固定されている。第1フォーカスモータ63および第2フォーカスモータ64は例えばステッピングモータである。
図5および図6に示すように、レンズ支持機構71は、光学系Lの各レンズ群G1~G6を固定あるいは移動可能に支持するための機構であり、レンズマウント95と、固定枠50と、ガイドポール支持枠51と、第1レンズ群支持枠52と、第2レンズ群支持枠53と、第3レンズ群支持枠54と、絞りユニット62(絞りユニットの一例)と、第4レンズ群支持枠55と、第5レンズ群支持枠56と、第6レンズ群支持枠57と、フォーカスリングユニット88と、を有している。
レンズマウント95は、カメラ本体3のボディーマウント4に装着される部分であり、レンズ側接点91を有している。
固定枠50は、前枠61と、第1レンズ群支持枠52と、絞りユニット62と、第1フォーカスモータ63(第2または第3フォーカスアクチュエータの一例)と、第2フォーカスモータ64(第2または第3フォーカスアクチュエータの一例)と、を支持している。さらに、固定枠50は、Z軸方向に延びる4本のガイドポール63b、63c、64b、64cの前側端部を支持しており、ガイドポール支持枠51に固定されている。第1フォーカスモータ63および第2フォーカスモータ64は例えばステッピングモータである。
ガイドポール支持枠51は、第6レンズ群支持枠57と、ガイドポール65c、65bと、第3フォーカスモータ65(第1フォーカスアクチュエータの一例)と、を支持している。さらに、ガイドポール支持枠51は、4本のガイドポール63b、63c、64b、64cの後側端部を支持しており、レンズマウント95に固定されている。第3フォーカスモータ65は例えばステッピングモータである。
前枠61は固定枠50に固定されている。前枠61の先端には、偏光フィルタや保護フィルタのような光学フィルタおよびコンバージョンレンズを取付けるための雌ねじ部61aが形成されている。
第1レンズ群支持枠52は、固定枠50に固定されており、第1レンズ群G1を支持している。
前枠61は固定枠50に固定されている。前枠61の先端には、偏光フィルタや保護フィルタのような光学フィルタおよびコンバージョンレンズを取付けるための雌ねじ部61aが形成されている。
第1レンズ群支持枠52は、固定枠50に固定されており、第1レンズ群G1を支持している。
図7に示すように、第2レンズ群支持枠53は、第2レンズ群G2を支持しており、軸受け部53aと、廻り止め部53bと、ラック支持部53cと、突起53dと、を有している。軸受け部53aにはガイドポール63bが挿入されており、廻り止め部53bにはガイドポール63cが挿入されている。光軸AZ周りの回転が規制された状態で、ガイドポール63bおよび63cにより第2レンズ群支持枠53は固定枠50に対してZ軸方向に移動可能に支持されている。ラック支持部53cは、第1ラック58をZ軸方向に一体で移動可能かつ回転可能に支持している。突起53dは、第2レンズ群G2が原点位置に配置されているか否かを検出するための部分であり、第1フォトセンサ66の検出領域を通過可能な位置に設けられている。第1ラック58は複数の歯(図示せず)を有している。第1ラック58の歯は第1フォーカスモータ63のリードスクリュー63aと噛み合っている。リードスクリュー63aが回転すると第2レンズ群支持枠53および第2レンズ群G2は固定枠50に対してZ軸方向に移動する。
図5および図6に示すように、第3レンズ群支持枠54は第3レンズ群G3を支持している。第3レンズ群支持枠54は光軸AZに直交する2方向に移動可能なように支持されている。
図8に示すように、第4レンズ群支持枠55は、第4レンズ群G4を支持しており、軸受け部55aと、廻り止め部55bと、ラック支持部55cと、突起55dと、を有している。軸受け部55aにはガイドポール64bが挿入されており、廻り止め部55bにはガイドポール64cが挿入されている。光軸AZ周りの回転が規制された状態で、ガイドポール64bおよび64cにより第4レンズ群支持枠55はZ軸方向に移動可能に支持されている。ラック支持部55cは、第2ラック59をZ軸方向に一体で移動可能かつ回転可能に支持している。突起55dは、第4レンズ群G4が原点位置に配置されているか否かを検出するための部分であり、第2フォトセンサ67の検出領域を通過可能な位置に設けられている。第2ラック59は複数の歯(図示せず)を有している。第2ラック59の歯は第2フォーカスモータ64のリードスクリュー64aと噛み合っている。リードスクリュー64aが回転すると第4レンズ群支持枠55および第4レンズ群G4は固定枠50に対してZ軸方向に移動する。
図8に示すように、第4レンズ群支持枠55は、第4レンズ群G4を支持しており、軸受け部55aと、廻り止め部55bと、ラック支持部55cと、突起55dと、を有している。軸受け部55aにはガイドポール64bが挿入されており、廻り止め部55bにはガイドポール64cが挿入されている。光軸AZ周りの回転が規制された状態で、ガイドポール64bおよび64cにより第4レンズ群支持枠55はZ軸方向に移動可能に支持されている。ラック支持部55cは、第2ラック59をZ軸方向に一体で移動可能かつ回転可能に支持している。突起55dは、第4レンズ群G4が原点位置に配置されているか否かを検出するための部分であり、第2フォトセンサ67の検出領域を通過可能な位置に設けられている。第2ラック59は複数の歯(図示せず)を有している。第2ラック59の歯は第2フォーカスモータ64のリードスクリュー64aと噛み合っている。リードスクリュー64aが回転すると第4レンズ群支持枠55および第4レンズ群G4は固定枠50に対してZ軸方向に移動する。
図9に示すように、第5レンズ群支持枠56は、第5レンズ群G5を支持しており、軸受け部56aと、廻り止め部56bと、ラック支持部56cと、突起56dと、を有している。軸受け部56aにはガイドポール65bが挿入されており、廻り止め部56bにはガイドポール65cが挿入されている。光軸AZ周りの回転が規制された状態で、第5レンズ群支持枠56はZ軸方向に移動可能に支持されている。ラック支持部56cは第3ラック60をZ軸方向に一体で移動可能かつ回転可能に支持している。突起56dは、第5レンズ群G5が原点位置に配置されているか否かを検出するための部分であり、第3フォトセンサ68の検出領域を通過可能な位置に設けられている。第3ラック60は複数の歯(図示せず)を有している。第3ラック60の歯は第3フォーカスモータ65のリードスクリュー65a(図6および図9参照)と噛み合っている。リードスクリュー65aが回転すると第5レンズ群支持枠56および第5レンズ群G5は固定枠50に対してZ軸方向に移動する。
図5および図6に示すように、第6レンズ群支持枠57は、第6レンズ群G6を支持しており、ガイドポール支持枠51に固定されている。
フォーカスリングユニット88は、フォーカスリング89と、フォーカスリング89の回転角度を検出するフォーカスリング角度検出部90と、を有している。フォーカスリング89は、円筒形状を有しており、固定枠50および前枠61により、Z軸方向の移動が規制された状態で光軸AZ周りに回転可能に支持されている。フォーカスリング89の回転角度および回転方向は、フォーカスリング角度検出部90により検出可能である。例えば、フォーカスリング角度検出部90は、2つのフォトセンサ(図示せず)を有している。各フォトセンサは発光部(図示せず)および受光部(図示せず)を有している。フォーカスリング89は回転方向に等間隔で配置された複数の突起89aを有している。複数の突起89aはZ軸方向に突出している。発光部および受光部の間を複数の突起89aが通過することで、フォーカスリング89の回転角度および回転方向を検出することができる。なお、フォーカスリング89は、例えば可動式のレバーのような他の構造を有していてもよい。
フォーカスリングユニット88は、フォーカスリング89と、フォーカスリング89の回転角度を検出するフォーカスリング角度検出部90と、を有している。フォーカスリング89は、円筒形状を有しており、固定枠50および前枠61により、Z軸方向の移動が規制された状態で光軸AZ周りに回転可能に支持されている。フォーカスリング89の回転角度および回転方向は、フォーカスリング角度検出部90により検出可能である。例えば、フォーカスリング角度検出部90は、2つのフォトセンサ(図示せず)を有している。各フォトセンサは発光部(図示せず)および受光部(図示せず)を有している。フォーカスリング89は回転方向に等間隔で配置された複数の突起89aを有している。複数の突起89aはZ軸方向に突出している。発光部および受光部の間を複数の突起89aが通過することで、フォーカスリング89の回転角度および回転方向を検出することができる。なお、フォーカスリング89は、例えば可動式のレバーのような他の構造を有していてもよい。
(3)フォーカス調節ユニット
第1フォーカス調節ユニット72は、第1フォーカスモータ63(フォーカスアクチュエータの一例、第2または第3フォーカスアクチュエータの一例)と、フォーカスレンズ駆動制御部41と、第1フォトセンサ66と、を有している。第1フォーカスモータ63は、絞りユニット62よりも撮像面側(図5および図6では、絞りユニット62よりも右側)に配置されており、固定枠50に固定されている。
第1フォーカスモータ63は第2レンズ群支持枠53および第2レンズ群G2をZ軸方向に駆動する。具体的には、フォーカスレンズ駆動制御部41から入力された駆動信号(より詳細には、駆動パルス)に基づいて第1フォーカスモータ63のリードスクリュー63aは回転する。第1フォーカスモータ63で発生した回転運動は、リードスクリュー63aおよび第1ラック58により第2レンズ群支持枠53のZ軸方向の直進運動に変換される。こうして、第1フォーカスモータ63により第2レンズ群支持枠53および第2レンズ群G2がZ軸方向に駆動される。
第1フォーカス調節ユニット72は、第1フォーカスモータ63(フォーカスアクチュエータの一例、第2または第3フォーカスアクチュエータの一例)と、フォーカスレンズ駆動制御部41と、第1フォトセンサ66と、を有している。第1フォーカスモータ63は、絞りユニット62よりも撮像面側(図5および図6では、絞りユニット62よりも右側)に配置されており、固定枠50に固定されている。
第1フォーカスモータ63は第2レンズ群支持枠53および第2レンズ群G2をZ軸方向に駆動する。具体的には、フォーカスレンズ駆動制御部41から入力された駆動信号(より詳細には、駆動パルス)に基づいて第1フォーカスモータ63のリードスクリュー63aは回転する。第1フォーカスモータ63で発生した回転運動は、リードスクリュー63aおよび第1ラック58により第2レンズ群支持枠53のZ軸方向の直進運動に変換される。こうして、第1フォーカスモータ63により第2レンズ群支持枠53および第2レンズ群G2がZ軸方向に駆動される。
第2フォーカス調節ユニット73は、第2フォーカスモータ64(フォーカスアクチュエータの一例、第2または第3フォーカスアクチュエータの一例)と、フォーカスレンズ駆動制御部41と、第2フォトセンサ67と、を有している。第2フォーカスモータ64は、絞りユニット62よりも撮像面側(図5および図6では、絞りユニット62よりも右側)に配置されており、固定枠50に固定されている。
第2フォーカスモータ64は第4レンズ群支持枠55をZ軸方向に駆動する。具体的には、第2フォーカスモータ64のリードスクリュー64aは、フォーカスレンズ駆動制御部41から入力された駆動信号(より詳細には、駆動パルス)に基づいて回転する。第2フォーカスモータ64で発生した回転運動は、リードスクリュー64aおよび第2ラック59により第4レンズ群支持枠55のZ軸方向の直進運動に変換される。こうして、第2フォーカスモータ64により第4レンズ群支持枠55および第4レンズ群G4がZ軸方向に駆動される。
第2フォーカスモータ64は第4レンズ群支持枠55をZ軸方向に駆動する。具体的には、第2フォーカスモータ64のリードスクリュー64aは、フォーカスレンズ駆動制御部41から入力された駆動信号(より詳細には、駆動パルス)に基づいて回転する。第2フォーカスモータ64で発生した回転運動は、リードスクリュー64aおよび第2ラック59により第4レンズ群支持枠55のZ軸方向の直進運動に変換される。こうして、第2フォーカスモータ64により第4レンズ群支持枠55および第4レンズ群G4がZ軸方向に駆動される。
第3フォーカス調節ユニット74は、第3フォーカスモータ65(フォーカスアクチュエータの一例、第1フォーカスアクチュエータの一例)と、フォーカスレンズ駆動制御部41と、第3フォトセンサ68と、を有している。第3フォーカスモータ65は、絞りユニット62よりも撮像面側(図5および図6では、絞りユニット62よりも右側)に配置されており、ガイドポール支持枠51に固定されている。
第3フォーカスモータ65は第5レンズ群支持枠56をZ軸方向に駆動する。具体的には、第3フォーカスモータ65のリードスクリュー65aは、フォーカスレンズ駆動制御部41から入力された駆動信号(より詳細には、駆動パルス)に基づいて回転する。第3フォーカスモータ65で発生した回転運動は、リードスクリュー65aおよび第3ラック60により第5レンズ群支持枠56のZ軸方向の直進運動に変換される。こうして、第3フォーカスモータ65により第5レンズ群支持枠56および第5レンズ群G5がZ軸方向に駆動される。
第3フォーカスモータ65は第5レンズ群支持枠56をZ軸方向に駆動する。具体的には、第3フォーカスモータ65のリードスクリュー65aは、フォーカスレンズ駆動制御部41から入力された駆動信号(より詳細には、駆動パルス)に基づいて回転する。第3フォーカスモータ65で発生した回転運動は、リードスクリュー65aおよび第3ラック60により第5レンズ群支持枠56のZ軸方向の直進運動に変換される。こうして、第3フォーカスモータ65により第5レンズ群支持枠56および第5レンズ群G5がZ軸方向に駆動される。
フォーカスレンズ駆動制御部41は、3個のフォーカスモータ(第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65)をそれぞれ独立して制御することが可能である。つまり、フォーカスレンズ駆動制御部41は、3つのフォーカスレンズ群(第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5)をそれぞれ独立して光軸方向に移動させることができる。また、フォーカスレンズ駆動制御部41は、第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65をそれぞれ同じ速度あるいは異なる速度で動作するように制御することができる。
例えば、静止画撮影時のコントラストAF動作時には、各フォーカスレンズ群(第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5)が合焦位置まで移動するように、フォーカスレンズ駆動制御部41は第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65を制御する。
例えば、静止画撮影時のコントラストAF動作時には、各フォーカスレンズ群(第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5)が合焦位置まで移動するように、フォーカスレンズ駆動制御部41は第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65を制御する。
さらに、フォーカスレンズ駆動制御部41は、3つのフォーカスモータ(第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65)のうち一部のフォーカスモータのみを駆動することもできる。具体的には、フォーカスレンズ駆動制御部41は、3個のうちいずれか1個あるいは2個のフォーカスモータのみを駆動させることも可能である。つまり、フォーカスレンズ駆動制御部41は、3つのフォーカスレンズ群(第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5)のうち、1個または2個のフォーカスレンズ群のみを光軸方向に移動させることができる。
例えば、ウォブリング動作時において、フォーカスレンズ駆動制御部41は、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5のうちの1つのフォーカスレンズ群のみが光軸方向に往復運動するように、第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65を制御する。より詳細には、第5レンズ群G5のみが光軸方向に往復運動するようにフォーカスレンズ駆動制御部41は第3フォーカスモータ65を制御する。
例えば、ウォブリング動作時において、フォーカスレンズ駆動制御部41は、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5のうちの1つのフォーカスレンズ群のみが光軸方向に往復運動するように、第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65を制御する。より詳細には、第5レンズ群G5のみが光軸方向に往復運動するようにフォーカスレンズ駆動制御部41は第3フォーカスモータ65を制御する。
一方、フォーカスレンズ駆動制御部41は、第2レンズ群G2および第4レンズ群G4が図11に示すトラッキングテーブルにしたがって、第1フォーカスモータ63および第2フォーカスモータ64を制御する。具体的には、第5レンズ群G5をウォブリングさせることで主被写体にピントが合った状態を保つことができ、それに伴い、レンズコントローラ40は被写体距離(合焦位置)を把握することができる。したがって、フォーカスレンズ駆動制御部41は、レンズコントローラ40から被写体距離(合焦位置)の情報を所定の周期で取得し、第2レンズ群G2および第4レンズ群G4が現状の被写体距離(合焦位置)と図11に示すトラッキングテーブルとから求められる位置にあるように、第1フォーカスモータ63および第2フォーカスモータ64を制御する。このとき、第2レンズ群G2および第4レンズ群G4は、第5レンズ群G5のように光軸方向に往復運動は繰り返さず、第1フォーカスモータ63および第2フォーカスモータ64により比較的スムーズに光軸方向に駆動される。
このように、ウォブリング動作時に第5レンズ群G5のみが光軸方向に往復駆動されるので、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5を全て駆動する場合に比べて、像倍率変化、駆動音および消費電力を低く抑えることができる。
さらに、本実施形態では、ウォブリング動作時に、最も軽いフォーカスレンズ群である第5レンズ群G5のみをZ軸方向に前後に駆動するように、フォーカスレンズ駆動制御部41は第3フォーカスモータ65を制御する。これにより、重いフォーカスレンズ群のみを駆動させる場合に比べて、駆動音および消費電力をより低く抑えることができる。また、軽いフォーカスレンズ群の方が像倍率変化が小さくなる傾向にあるので、最も軽い第5レンズ群G5のみを駆動することで、像倍率変化もさらに低く抑えることができる。
なお、ウォブリング動作とは、動画撮影などにおいて合焦状態を維持するためにフォーカスレンズ群を微小範囲内で前後させる動作をいう。フォーカスレンズ群を微小範囲内で前後に駆動しながらAF評価値(各フレーム画像の空間周波数の高周波成分を積分して求めた値)を算出し、AF評価値が高い値を保つように、少しずつフォーカスレンズ群の往復範囲を変化させていく。このようにすることで、動画撮影時に主被写体に対してピントが合った状態を保つことができる。
さらに、本実施形態では、ウォブリング動作時に、最も軽いフォーカスレンズ群である第5レンズ群G5のみをZ軸方向に前後に駆動するように、フォーカスレンズ駆動制御部41は第3フォーカスモータ65を制御する。これにより、重いフォーカスレンズ群のみを駆動させる場合に比べて、駆動音および消費電力をより低く抑えることができる。また、軽いフォーカスレンズ群の方が像倍率変化が小さくなる傾向にあるので、最も軽い第5レンズ群G5のみを駆動することで、像倍率変化もさらに低く抑えることができる。
なお、ウォブリング動作とは、動画撮影などにおいて合焦状態を維持するためにフォーカスレンズ群を微小範囲内で前後させる動作をいう。フォーカスレンズ群を微小範囲内で前後に駆動しながらAF評価値(各フレーム画像の空間周波数の高周波成分を積分して求めた値)を算出し、AF評価値が高い値を保つように、少しずつフォーカスレンズ群の往復範囲を変化させていく。このようにすることで、動画撮影時に主被写体に対してピントが合った状態を保つことができる。
さらに、第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65は全て絞りユニット62および振れ補正ユニット76よりも撮像センサ11側(Z軸方向負側)に配置されている。言い換えると、絞りユニット62および振れ補正ユニット76は、第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65よりも被写体側(Z軸方向正側)に配置されている。したがって、第3レンズ群支持枠54および振れ補正ユニット76の外周側にフォーカスモータを配置する場合に比べて、交換レンズユニット2の半径方向の小型化が可能となる。
また、第3レンズ群支持枠54や振れ補正ユニット76(振れ補正装置の一例)にフォーカスモータを避けるための切欠きを設けることで、交換レンズユニット2の半径方向の小型化が可能となる。
また、第3レンズ群支持枠54や振れ補正ユニット76(振れ補正装置の一例)にフォーカスモータを避けるための切欠きを設けることで、交換レンズユニット2の半径方向の小型化が可能となる。
しかし、第3レンズ群支持枠54および振れ補正ユニット76に切欠きを設けることで、不要光が増大するおそれがあり、交換レンズユニット2の光学性能の低下を招く可能性がある。
そこで、絞りユニット62が第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65よりも被写体側に配置されている。したがって、絞りユニット62により不要光をできるだけ前側でカットすることができ、交換レンズユニット2の小型化に加えて、交換レンズユニット2の光学性能の向上も期待できる。
(4)絞り調節ユニット
図1、図5および図6に示すように、絞り調節ユニット75は、絞りユニット62と、絞りユニット62を駆動する絞り駆動モータ43(絞りアクチュエータの一例、図1参照)と、絞り駆動モータ43を制御する絞り駆動制御部42と、を有している。絞り駆動モータ43は、例えばステッピングモータである。絞り駆動モータ43は、絞り駆動制御部42から入力される駆動信号に基づいて駆動される。絞り駆動モータ43で発生した駆動力により、絞り羽根62aが開方向および閉方向に駆動され、絞りユニット62の開口径(絞り径ともいう)が変化する。絞り羽根62aを駆動することで光学系Lの絞り値を変更することができる。
そこで、絞りユニット62が第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65よりも被写体側に配置されている。したがって、絞りユニット62により不要光をできるだけ前側でカットすることができ、交換レンズユニット2の小型化に加えて、交換レンズユニット2の光学性能の向上も期待できる。
(4)絞り調節ユニット
図1、図5および図6に示すように、絞り調節ユニット75は、絞りユニット62と、絞りユニット62を駆動する絞り駆動モータ43(絞りアクチュエータの一例、図1参照)と、絞り駆動モータ43を制御する絞り駆動制御部42と、を有している。絞り駆動モータ43は、例えばステッピングモータである。絞り駆動モータ43は、絞り駆動制御部42から入力される駆動信号に基づいて駆動される。絞り駆動モータ43で発生した駆動力により、絞り羽根62aが開方向および閉方向に駆動され、絞りユニット62の開口径(絞り径ともいう)が変化する。絞り羽根62aを駆動することで光学系Lの絞り値を変更することができる。
通常、撮影距離に応じて絞りユニット62の開口径を変更するように絞り駆動制御部42は絞り駆動モータ43を制御する。絞り駆動モータ43および絞り駆動制御部42がフォーカス調節ユニット72、73および74とは独立しているので、動画撮影時のウォブリング動作時など開口径を変化させたくない時には、絞り駆動モータ43を停止させることが可能である。ウォブリング動作時に絞り駆動モータ43を停止させることで、ウォブリング動作時に絞りユニット62の開口径の変化に起因する輝度変化のない画像を得ることができ、動画撮影時のオートフォーカスの精度を高めることができる。
なお、ウォブリング動作時に絞りユニット62の開口径を第5レンズ群G5の往復運動と連動させないのであれば、第5レンズ群G5の動作よりも長い周期で開口径を多少変化させても動画撮影時にオートフォーカスの精度を高めることができる。
なお、ウォブリング動作時に絞りユニット62の開口径を第5レンズ群G5の往復運動と連動させないのであれば、第5レンズ群G5の動作よりも長い周期で開口径を多少変化させても動画撮影時にオートフォーカスの精度を高めることができる。
(5)振れ補正ユニット
振れ補正ユニット76は、交換レンズユニット2およびカメラ本体3の動きに起因する撮像センサ11に対する光学像の振れを抑制するためのユニットであり、電磁アクチュエータ46と、位置検出センサ47と、振れ補正コントローラ48と、第3レンズ群支持枠54と、を有している。
第3レンズ群G3は第3レンズ群支持枠54により光軸AZに直交する方向に移動可能に支持されている。電磁アクチュエータ46は第3レンズ群支持枠54を光軸AZに直交する方向に駆動する。つまり、電磁アクチュエータ46は、第3レンズ群G3(振れ補正レンズ群の一例)を光軸AZに直交する方向に駆動する。位置検出センサ47は、絞りユニット62に対する第3レンズ群支持枠54の位置を検出するためのセンサである。交換レンズユニット2には、ジャイロセンサなどの動き検出センサ(図示せず)が搭載されている。振れ補正コントローラ48は、位置検出センサ47の検出結果および動き検出センサの検出結果に基づいて、電磁アクチュエータ46を制御する。これにより、デジタルカメラ1の動きに起因する被写体像の振れを抑制することができる。
振れ補正ユニット76は、交換レンズユニット2およびカメラ本体3の動きに起因する撮像センサ11に対する光学像の振れを抑制するためのユニットであり、電磁アクチュエータ46と、位置検出センサ47と、振れ補正コントローラ48と、第3レンズ群支持枠54と、を有している。
第3レンズ群G3は第3レンズ群支持枠54により光軸AZに直交する方向に移動可能に支持されている。電磁アクチュエータ46は第3レンズ群支持枠54を光軸AZに直交する方向に駆動する。つまり、電磁アクチュエータ46は、第3レンズ群G3(振れ補正レンズ群の一例)を光軸AZに直交する方向に駆動する。位置検出センサ47は、絞りユニット62に対する第3レンズ群支持枠54の位置を検出するためのセンサである。交換レンズユニット2には、ジャイロセンサなどの動き検出センサ(図示せず)が搭載されている。振れ補正コントローラ48は、位置検出センサ47の検出結果および動き検出センサの検出結果に基づいて、電磁アクチュエータ46を制御する。これにより、デジタルカメラ1の動きに起因する被写体像の振れを抑制することができる。
なお、被写体像の振れを抑制する方法として、撮像センサ11から出力される画像データに基づいて画像に表れる振れを補正する電子式振れ補正を適用してもよい。また、光学像の振れを抑制する方法として、撮像センサ11を光軸AZと直交する2方向に駆動するセンサシフト方式を適用してもよい。
(6)レンズコントローラ
レンズコントローラ40は、CPU(図示せず)、ROM(図示せず)およびメモリ40aを有している。ROMに格納されているプログラムがCPUに読み込まれることで、レンズコントローラ40は様々な機能を実現し得る。例えば、レンズコントローラ40は、第1フォトセンサ66の検出信号に基づいて第2レンズ群支持枠53が原点位置にあることを認識することができる。また、レンズコントローラ40は、第2フォトセンサ67の検出信号に基づいて第4レンズ群支持枠55が原点位置にあることを認識することができる。さらに、レンズコントローラ40は、第3フォトセンサ68の検出信号に基づいて第5レンズ群支持枠56が原点位置にあることを認識することができる。
(6)レンズコントローラ
レンズコントローラ40は、CPU(図示せず)、ROM(図示せず)およびメモリ40aを有している。ROMに格納されているプログラムがCPUに読み込まれることで、レンズコントローラ40は様々な機能を実現し得る。例えば、レンズコントローラ40は、第1フォトセンサ66の検出信号に基づいて第2レンズ群支持枠53が原点位置にあることを認識することができる。また、レンズコントローラ40は、第2フォトセンサ67の検出信号に基づいて第4レンズ群支持枠55が原点位置にあることを認識することができる。さらに、レンズコントローラ40は、第3フォトセンサ68の検出信号に基づいて第5レンズ群支持枠56が原点位置にあることを認識することができる。
また、レンズコントローラ40は、第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64、第3フォーカスモータ65および絞りユニット62の制御の一部を担っている。つまり、フォーカスレンズ駆動制御部41、絞り駆動制御部42およびレンズコントローラ40により、駆動制御部45が構成されている。例えば、駆動制御部45は、ウォブリング動作時に複数のフォーカスレンズ群(第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5)のうち一部のフォーカスレンズ群(第5レンズ群G5)のみがZ軸方向(光軸方向)に往復運動するように複数のフォーカスアクチュエータ(第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65)のうち少なくとも一部のフォーカスアクチュエータ(第3フォーカスモータ65)を制御する。
メモリ40aは、不揮発性メモリであり、電力供給が停止している状態でも記憶している情報を保持できる。メモリ40aには、例えば交換レンズユニット2に関する情報(レンズ情報)や撮影距離とフォーカスレンズ群(第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5)の位置との関係を表すトラッキングテーブル(図11)などが格納されている。メモリ40aに格納されているトラッキングテーブルに基づいて、レンズコントローラ40は第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65を制御する。
メモリ40aは、不揮発性メモリであり、電力供給が停止している状態でも記憶している情報を保持できる。メモリ40aには、例えば交換レンズユニット2に関する情報(レンズ情報)や撮影距離とフォーカスレンズ群(第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5)の位置との関係を表すトラッキングテーブル(図11)などが格納されている。メモリ40aに格納されているトラッキングテーブルに基づいて、レンズコントローラ40は第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65を制御する。
具体的には、静止画撮影時のコントラストAF動作においては、例えば、ボディコントローラ10からの静止画撮影指令に基づいて、レンズコントローラ40は第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5の駆動方向、駆動速度および目標位置を算出する。さらに、レンズコントローラ40は算出した駆動方向、駆動速度および目標位置をフォーカスレンズ駆動制御部41に送信する。フォーカスレンズ駆動制御部41は、これらの情報に基づいて第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65の駆動制御を行う。例えば、フォーカスレンズ駆動制御部41は、駆動速度および目標位置に基づいて、第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65ごとに、駆動パルスの出力間隔および駆動パルス数を算出し、算出した条件で駆動パルスを第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65にそれぞれ送信する。こうして、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5がそれぞれZ軸方向に駆動され、コントラストAFが行われる。
なお、ボディコントローラ10が駆動方向、駆動速度および目標位置を算出し、それらの情報に基づいて、レンズコントローラ40がフォーカスレンズ駆動制御部41を介して第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65を制御してもよい。
一方、動画撮影時のウォブリング動作においては、例えば、ボディコントローラ10からの動画撮影指令に基づいて、レンズコントローラ40はウォブリングモードに移行する。本実施形態では、ウォブリングモードで第5レンズ群G5のみが前後に往復駆動される。したがって、ウォブリングモードでは、レンズコントローラ40は、第5レンズ群G5の駆動範囲および駆動速度を算出するか、あるいは、予め設定されている駆動範囲および駆動速度をメモリ40aから読み出す。フォーカスレンズ駆動制御部41は、これらの情報に基づいて第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65の駆動制御を行う。例えば、フォーカスレンズ駆動制御部41は、レンズコントローラ40により算出された駆動範囲および駆動速度に基づいて駆動パルスの出力間隔および駆動パルス数を算出し、算出した条件で駆動パルスを第3フォーカスモータ65に送信する。ボディコントローラ10から送信される情報に基づいて、レンズコントローラ40は第5レンズ群G5の駆動範囲を無限遠側または最近接側に少しずつ移動していく。
一方、動画撮影時のウォブリング動作においては、例えば、ボディコントローラ10からの動画撮影指令に基づいて、レンズコントローラ40はウォブリングモードに移行する。本実施形態では、ウォブリングモードで第5レンズ群G5のみが前後に往復駆動される。したがって、ウォブリングモードでは、レンズコントローラ40は、第5レンズ群G5の駆動範囲および駆動速度を算出するか、あるいは、予め設定されている駆動範囲および駆動速度をメモリ40aから読み出す。フォーカスレンズ駆動制御部41は、これらの情報に基づいて第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65の駆動制御を行う。例えば、フォーカスレンズ駆動制御部41は、レンズコントローラ40により算出された駆動範囲および駆動速度に基づいて駆動パルスの出力間隔および駆動パルス数を算出し、算出した条件で駆動パルスを第3フォーカスモータ65に送信する。ボディコントローラ10から送信される情報に基づいて、レンズコントローラ40は第5レンズ群G5の駆動範囲を無限遠側または最近接側に少しずつ移動していく。
こうして、第5レンズ群G5のみがZ軸方向に往復運動を繰り返し、合焦状態を維持するウォブリング動作が行われる。
ここで、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5の駆動方法について、より詳細に説明する。
レンズコントローラ40は、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5のZ軸方向の位置を把握可能である。撮像センサ11の受光面11a(図10(A)および図10(B)参照)を基準とした場合、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5のZ軸方向の位置は、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5の受光面11aからの距離に相当する。
レンズコントローラ40は、第1フォトセンサ66の検出信号により第2レンズ群支持枠53が原点位置にあることを認識する。原点位置を基準として第1フォーカスモータ63の駆動量(たとえば、ステップ数)をカウントすることにより、レンズコントローラ40は第2レンズ群G2のZ軸方向の位置を把握する。
ここで、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5の駆動方法について、より詳細に説明する。
レンズコントローラ40は、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5のZ軸方向の位置を把握可能である。撮像センサ11の受光面11a(図10(A)および図10(B)参照)を基準とした場合、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5のZ軸方向の位置は、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5の受光面11aからの距離に相当する。
レンズコントローラ40は、第1フォトセンサ66の検出信号により第2レンズ群支持枠53が原点位置にあることを認識する。原点位置を基準として第1フォーカスモータ63の駆動量(たとえば、ステップ数)をカウントすることにより、レンズコントローラ40は第2レンズ群G2のZ軸方向の位置を把握する。
また、レンズコントローラ40は、第2フォトセンサ67の検出信号により第4レンズ群支持枠55が原点位置にあることを認識する。原点位置を基準として第2フォーカスモータ64の駆動量(たとえば、ステップ数)をカウントすることにより、レンズコントローラ40は第4レンズ群G4のZ軸方向の位置を把握する。
さらに、レンズコントローラ40は、第3フォトセンサ68の検出信号により第5レンズ群支持枠56が原点位置にあることを認識する。原点位置を基準として第3フォーカスモータ65の駆動量(たとえば、ステップ数)をカウントすることにより、レンズコントローラ40は第5レンズ群G5のZ軸方向の位置を把握する。
レンズコントローラ40は、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5のZ軸方向の位置(受光面11aからの距離)を把握することで、図11に示すトラッキングテーブルに基づいて撮影距離を算出することができる。
さらに、レンズコントローラ40は、第3フォトセンサ68の検出信号により第5レンズ群支持枠56が原点位置にあることを認識する。原点位置を基準として第3フォーカスモータ65の駆動量(たとえば、ステップ数)をカウントすることにより、レンズコントローラ40は第5レンズ群G5のZ軸方向の位置を把握する。
レンズコントローラ40は、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5のZ軸方向の位置(受光面11aからの距離)を把握することで、図11に示すトラッキングテーブルに基づいて撮影距離を算出することができる。
<カメラ本体>
図1~図4を用いてカメラ本体3の概略構成について説明する。図1~図4に示すように、カメラ本体3は、筐体3aと、ボディーマウント4と、操作ユニット39と、画像取得部35と、画像表示部36と、ファインダ部38と、ボディコントローラ10と、バッテリー22と、を有している。
(1)筐体
筐体3aは、カメラ本体3の外装部を構成している。図4(A)および図4(B)に示すように、筐体3aの前面には、ボディーマウント4が設けられており、筐体3aの背面および上面には、操作ユニット39が設けられている。具体的には、筐体3aの背面には、表示部20と、電源スイッチ25と、モード切り換えダイヤル26と、十字操作キー27と、メニュー設定ボタン28と、設定ボタン29と、撮影モード切り換えボタン34と、動画撮影操作ボタン24と、が設けられている。筐体3aの上面には、シャッターボタン30が設けられている。
図1~図4を用いてカメラ本体3の概略構成について説明する。図1~図4に示すように、カメラ本体3は、筐体3aと、ボディーマウント4と、操作ユニット39と、画像取得部35と、画像表示部36と、ファインダ部38と、ボディコントローラ10と、バッテリー22と、を有している。
(1)筐体
筐体3aは、カメラ本体3の外装部を構成している。図4(A)および図4(B)に示すように、筐体3aの前面には、ボディーマウント4が設けられており、筐体3aの背面および上面には、操作ユニット39が設けられている。具体的には、筐体3aの背面には、表示部20と、電源スイッチ25と、モード切り換えダイヤル26と、十字操作キー27と、メニュー設定ボタン28と、設定ボタン29と、撮影モード切り換えボタン34と、動画撮影操作ボタン24と、が設けられている。筐体3aの上面には、シャッターボタン30が設けられている。
(2)ボディーマウント
ボディーマウント4は、交換レンズユニット2のレンズマウント95が装着される部分であり、レンズ側接点91と電気的に接続可能なボディー側接点(図示せず)を有している。ボディーマウント4およびレンズマウント95を介して、カメラ本体3は交換レンズユニット2とデータの送受信が可能である。例えば、ボディコントローラ10(後述)は、ボディーマウント4およびレンズマウント95を介して露光同期信号などの制御信号をレンズコントローラ40に送信する。
(3)操作ユニット
図4(A)および図4(B)に示すように、操作ユニット39は、ユーザーが操作情報を入力するための各種操作部材を有している。例えば、電源スイッチ25は、デジタルカメラ1あるいはカメラ本体3の電源の入切を行うためのスイッチである。電源スイッチ25により電源がオン状態になると、カメラ本体3および交換レンズユニット2の各部に電源が供給される。
ボディーマウント4は、交換レンズユニット2のレンズマウント95が装着される部分であり、レンズ側接点91と電気的に接続可能なボディー側接点(図示せず)を有している。ボディーマウント4およびレンズマウント95を介して、カメラ本体3は交換レンズユニット2とデータの送受信が可能である。例えば、ボディコントローラ10(後述)は、ボディーマウント4およびレンズマウント95を介して露光同期信号などの制御信号をレンズコントローラ40に送信する。
(3)操作ユニット
図4(A)および図4(B)に示すように、操作ユニット39は、ユーザーが操作情報を入力するための各種操作部材を有している。例えば、電源スイッチ25は、デジタルカメラ1あるいはカメラ本体3の電源の入切を行うためのスイッチである。電源スイッチ25により電源がオン状態になると、カメラ本体3および交換レンズユニット2の各部に電源が供給される。
モード切り換えダイヤル26は、静止画撮影モード、動画撮影モードおよび再生モード等の動作モードを切り換えるためのダイヤルであり、ユーザーはモード切り換えダイヤル26を回転させて動作モードを切り換えることができる。モード切り換えダイヤル26により静止画撮影モードが選択されると、動作モードを静止画撮影モードへ切り換えることができ、モード切り換えダイヤル26により動画撮影モードが選択されると、動作モードを動画撮影モードへ切り換えることができる。動画撮影モードでは、基本的に動画撮影が可能となる。さらに、モード切り換えダイヤル26により再生モードが選択されると、動作モードを再生モードへ切り換えることができ、表示部20に撮影画像を表示させることができる。
十字操作キー27は、ユーザーが上下左右の方向を選択できるボタンである。十字操作キー27を用いて、例えば表示部20に表示された各種メニュー画面から所望のメニューを選択することができる。
十字操作キー27は、ユーザーが上下左右の方向を選択できるボタンである。十字操作キー27を用いて、例えば表示部20に表示された各種メニュー画面から所望のメニューを選択することができる。
メニュー設定ボタン28はデジタルカメラ1の各種動作を設定するためのボタンである。設定ボタン29は各種メニューの実行を確定するためのボタンである。
動画撮影操作ボタン24は、動画撮影の開始および停止を指示するためのボタンである。モード切り換えダイヤル26において選択された動作モードが静止画撮影モードまたは再生モードであっても、この動画撮影操作ボタン24を押すことにより、モード切り換えダイヤル26での設定内容に関係なく、強制的に動作モードが動画撮影モードに移行し、動画撮影が開始される。さらに、動画撮影中に、この動画撮影操作ボタン24が押されると、動画撮影が終了し、モード切り換えダイヤル26において選択された動作モード、すなわち動画撮影開始前の動作モードへと移行する。例えば、動画撮影操作ボタン24が押される際にモード切り換えダイヤル26により静止画撮影モードが選択されている場合は、動画撮影操作ボタン24が再度押された後に動作モードが自動的に静止画撮影モードへと移行する。
動画撮影操作ボタン24は、動画撮影の開始および停止を指示するためのボタンである。モード切り換えダイヤル26において選択された動作モードが静止画撮影モードまたは再生モードであっても、この動画撮影操作ボタン24を押すことにより、モード切り換えダイヤル26での設定内容に関係なく、強制的に動作モードが動画撮影モードに移行し、動画撮影が開始される。さらに、動画撮影中に、この動画撮影操作ボタン24が押されると、動画撮影が終了し、モード切り換えダイヤル26において選択された動作モード、すなわち動画撮影開始前の動作モードへと移行する。例えば、動画撮影操作ボタン24が押される際にモード切り換えダイヤル26により静止画撮影モードが選択されている場合は、動画撮影操作ボタン24が再度押された後に動作モードが自動的に静止画撮影モードへと移行する。
シャッターボタン30は、撮影の際にユーザーによって操作される。シャッターボタン30が操作されると、タイミング信号がボディコントローラ10に出力される。シャッターボタン30は、半押し操作と全押し操作が可能な2段式のスイッチである。ユーザーが半押し操作すると測光処理および測距処理を開始する。シャッターボタン30を半押しの状態でユーザーがシャッターボタン30を全押し操作すると、タイミング信号が出力され、画像取得部35で画像データが取得される。
さらに、図2に示すように、カメラ本体3の前面には、交換レンズユニット2をカメラ本体3から取り外すためのレンズ取り外しボタン99が設けられている。レンズ取り外しボタン99は接点(図示せず)を有している。レンズ取り外しボタン99の接点はボディコントローラ10と電気的に接続されている。レンズ取り外しボタン99が押されると、内蔵されている接点がオンになり、ボディコントローラ10はレンズ取り外しボタン99が押されたことを認識することができる。
さらに、図2に示すように、カメラ本体3の前面には、交換レンズユニット2をカメラ本体3から取り外すためのレンズ取り外しボタン99が設けられている。レンズ取り外しボタン99は接点(図示せず)を有している。レンズ取り外しボタン99の接点はボディコントローラ10と電気的に接続されている。レンズ取り外しボタン99が押されると、内蔵されている接点がオンになり、ボディコントローラ10はレンズ取り外しボタン99が押されたことを認識することができる。
(4)画像取得部
画像取得部35は主に、光電変換を行うCCD(Charge Coupled Device)などの撮像センサ11(撮像素子の一例)と、撮像センサ11の露光状態を調節するシャッターユニット33と、ボディコントローラ10からの制御信号に基づいてシャッターユニット33の駆動を制御するシャッター制御部31と、撮像センサ11の動作を制御する撮像センサ駆動制御部12と、を有している。
撮像センサ11は、光学系Lにより形成される光学的な像を電気的な信号に変換する、例えばCCD(Charge Coupled Device)センサである。撮像センサ11は、撮像センサ駆動制御部12により発生されるタイミング信号により駆動制御される。なお、撮像センサ11はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサでもよい。
画像取得部35は主に、光電変換を行うCCD(Charge Coupled Device)などの撮像センサ11(撮像素子の一例)と、撮像センサ11の露光状態を調節するシャッターユニット33と、ボディコントローラ10からの制御信号に基づいてシャッターユニット33の駆動を制御するシャッター制御部31と、撮像センサ11の動作を制御する撮像センサ駆動制御部12と、を有している。
撮像センサ11は、光学系Lにより形成される光学的な像を電気的な信号に変換する、例えばCCD(Charge Coupled Device)センサである。撮像センサ11は、撮像センサ駆動制御部12により発生されるタイミング信号により駆動制御される。なお、撮像センサ11はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサでもよい。
シャッター制御部31は、タイミング信号を受信したボディコントローラ10から出力される制御信号にしたがって、シャッター駆動アクチュエータ32を駆動し、シャッターユニット33を動作させる。
なお、本実施形態では、オートフォーカス方式として、撮像センサ11で生成された画像データを利用するコントラスト検出方式が採用されている。コントラスト検出方式を用いることにより、高精度なフォーカス調節を実現することができる。
(5)ボディコントローラ
ボディコントローラ10は、カメラ本体3の中枢を司る制御装置であり、操作ユニット39に入力された操作情報に応じて、デジタルカメラ1の各部を制御する。具体的には、ボディコントローラ10にはCPU、ROM、RAMが搭載されており、ROMに格納されたプログラムがCPUに読み込まれることで、ボディコントローラ10は様々な機能を実現することができる。例えば、ボディコントローラ10は、交換レンズユニット2がカメラ本体3に装着されたことを検知する機能、あるいは焦点距離情報や撮影距離情報などのデジタルカメラ1を制御する上で必要な情報を交換レンズユニット2から取得する機能を有している。
なお、本実施形態では、オートフォーカス方式として、撮像センサ11で生成された画像データを利用するコントラスト検出方式が採用されている。コントラスト検出方式を用いることにより、高精度なフォーカス調節を実現することができる。
(5)ボディコントローラ
ボディコントローラ10は、カメラ本体3の中枢を司る制御装置であり、操作ユニット39に入力された操作情報に応じて、デジタルカメラ1の各部を制御する。具体的には、ボディコントローラ10にはCPU、ROM、RAMが搭載されており、ROMに格納されたプログラムがCPUに読み込まれることで、ボディコントローラ10は様々な機能を実現することができる。例えば、ボディコントローラ10は、交換レンズユニット2がカメラ本体3に装着されたことを検知する機能、あるいは焦点距離情報や撮影距離情報などのデジタルカメラ1を制御する上で必要な情報を交換レンズユニット2から取得する機能を有している。
ボディコントローラ10は、電源スイッチ25、シャッターボタン30、モード切り換えダイヤル26、十字操作キー27、メニュー設定ボタン28および設定ボタン29の信号を、それぞれ受信可能である。また、ボディコントローラ10内のメモリ10aには、カメラ本体3に関する各種情報が格納されている。メモリ10aは、不揮発性メモリであり、電力供給が停止している状態でも記憶している情報を保持できる。
また、ボディコントローラ10は、垂直同期信号を定期的に生成し、垂直同期信号の生成と並行して、垂直同期信号に基づいて露光同期信号を生成する。ボディコントローラ10が垂直同期信号を基準とした露光開始タイミングおよび露光終了タイミングを予め把握しているので、ボディコントローラ10は露光同期信号を生成できる。ボディコントローラ10は、垂直同期信号をタイミング発生器(図示省略)に出力し、露光同期信号をボディーマウント4およびレンズマウント95を介してレンズコントローラ40に一定の周期で出力する。また、静止画撮影時および動画撮影時に、ボディコントローラ10は第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65の制御に必要な情報(例えば、コントラストAF動作あるいはウォブリング動作に関する情報など)をレンズコントローラ40に送信する。レンズコントローラ40は、露光同期信号に同期して、第2レンズ群支持枠53、第4レンズ群支持枠55および第5レンズ群支持枠56の位置情報(つまり、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5のZ軸方向の位置情報)を取得する。
また、ボディコントローラ10は、垂直同期信号を定期的に生成し、垂直同期信号の生成と並行して、垂直同期信号に基づいて露光同期信号を生成する。ボディコントローラ10が垂直同期信号を基準とした露光開始タイミングおよび露光終了タイミングを予め把握しているので、ボディコントローラ10は露光同期信号を生成できる。ボディコントローラ10は、垂直同期信号をタイミング発生器(図示省略)に出力し、露光同期信号をボディーマウント4およびレンズマウント95を介してレンズコントローラ40に一定の周期で出力する。また、静止画撮影時および動画撮影時に、ボディコントローラ10は第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65の制御に必要な情報(例えば、コントラストAF動作あるいはウォブリング動作に関する情報など)をレンズコントローラ40に送信する。レンズコントローラ40は、露光同期信号に同期して、第2レンズ群支持枠53、第4レンズ群支持枠55および第5レンズ群支持枠56の位置情報(つまり、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5のZ軸方向の位置情報)を取得する。
撮像センサ駆動制御部12は、垂直同期信号に基づいて、撮像センサ11の読み出し信号と電子シャッター駆動信号とを一定の周期で生成する。撮像センサ駆動制御部12は、読み出し信号および電子シャッター駆動信号に基づいて、撮像センサ11を駆動する。すなわち、撮像センサ11は、読み出し信号に応じて、撮像センサ11内に多数存在する光電変換素子(図示せず)で生成された画素データを垂直転送部(図示せず)に読み出す。
また、ボディコントローラ10は、レンズコントローラ40を介して第1フォーカス調節ユニット72、第2フォーカス調節ユニット73および第3フォーカス調節ユニット74を制御する。
撮像センサ11から出力された画像信号は、アナログ信号処理部13から、A/D変換部14、デジタル信号処理部15、バッファメモリ16および画像圧縮部17へと、順次送られて処理される。アナログ信号処理部13は、撮像センサ11から出力される画像信号にガンマ処理等のアナログ信号処理を施す。A/D変換部14は、アナログ信号処理部13から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号処理部15は、A/D変換部14によりデジタル信号に変換された画像信号に対してノイズ除去や輪郭強調等のデジタル信号処理を施す。バッファメモリ16は、RAM(Random Access Memory)であり、画像信号を一旦記憶する。バッファメモリ16に記憶された画像信号は、画像圧縮部17から画像記録部18へと、順次送られて処理される。バッファメモリ16に記憶された画像信号は、画像記録制御部19の命令により読み出されて、画像圧縮部17に送信される。画像圧縮部17に送信された画像信号のデータは、画像記録制御部19の命令に従って画像信号に圧縮処理される。画像信号は、この圧縮処理により、元のデータより小さなデータサイズになる。画像信号の圧縮方法として、例えば1フレームの画像信号毎に圧縮するJPEG(Joint Photographic Experts Group)方式が用いられる。その後、圧縮された画像信号は、画像記録制御部19により画像記録部18に記録される。ここで、動画を記録する場合、複数の画像信号をそれぞれ1フレームの画像信号毎に圧縮するJPEG方式を用いることもでき、また、複数のフレームの画像信号をまとめて圧縮するH.264/AVC方式を用いることもできる。
また、ボディコントローラ10は、レンズコントローラ40を介して第1フォーカス調節ユニット72、第2フォーカス調節ユニット73および第3フォーカス調節ユニット74を制御する。
撮像センサ11から出力された画像信号は、アナログ信号処理部13から、A/D変換部14、デジタル信号処理部15、バッファメモリ16および画像圧縮部17へと、順次送られて処理される。アナログ信号処理部13は、撮像センサ11から出力される画像信号にガンマ処理等のアナログ信号処理を施す。A/D変換部14は、アナログ信号処理部13から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号処理部15は、A/D変換部14によりデジタル信号に変換された画像信号に対してノイズ除去や輪郭強調等のデジタル信号処理を施す。バッファメモリ16は、RAM(Random Access Memory)であり、画像信号を一旦記憶する。バッファメモリ16に記憶された画像信号は、画像圧縮部17から画像記録部18へと、順次送られて処理される。バッファメモリ16に記憶された画像信号は、画像記録制御部19の命令により読み出されて、画像圧縮部17に送信される。画像圧縮部17に送信された画像信号のデータは、画像記録制御部19の命令に従って画像信号に圧縮処理される。画像信号は、この圧縮処理により、元のデータより小さなデータサイズになる。画像信号の圧縮方法として、例えば1フレームの画像信号毎に圧縮するJPEG(Joint Photographic Experts Group)方式が用いられる。その後、圧縮された画像信号は、画像記録制御部19により画像記録部18に記録される。ここで、動画を記録する場合、複数の画像信号をそれぞれ1フレームの画像信号毎に圧縮するJPEG方式を用いることもでき、また、複数のフレームの画像信号をまとめて圧縮するH.264/AVC方式を用いることもできる。
画像記録部18は、画像記録制御部19の命令に基づいて、画像信号と記録すべき所定の情報とを関連付けて静止画ファイルまたは動画ファイルを作成する。そして、画像記録部18は、画像記録制御部19の命令に基づいて、静止画ファイルまたは動画ファイルを記録する。画像記録部18は、例えば内部メモリおよび/または着脱可能なリムーバブルメモリである。なお、画像信号とともに記録すべき所定の情報には、画像を撮影した際の日時と、焦点距離情報と、シャッタースピード情報と、絞り値情報と、撮影モード情報とが含まれる。静止画ファイルは、例えばExif(登録商標)形式やExif(登録商標)形式に類する形式である。また、動画ファイルは、例えばH.264/AVC形式やH.264/AVC形式に類する形式である。
(6)画像表示部
画像表示部36は、表示部20と、画像表示制御部21と、を有している。表示部20は例えば液晶モニタである。表示部20は、画像表示制御部21からの命令に基づいて、画像記録部18あるいはバッファメモリ16に記録された画像信号を可視画像として表示する。表示部20での表示形態としては、画像信号のみを可視画像として表示する表示形態や、画像信号と撮影時の情報とを可視画像として表示する表示形態が考えられる。
(6)画像表示部
画像表示部36は、表示部20と、画像表示制御部21と、を有している。表示部20は例えば液晶モニタである。表示部20は、画像表示制御部21からの命令に基づいて、画像記録部18あるいはバッファメモリ16に記録された画像信号を可視画像として表示する。表示部20での表示形態としては、画像信号のみを可視画像として表示する表示形態や、画像信号と撮影時の情報とを可視画像として表示する表示形態が考えられる。
(7)ファインダ部
ファインダ部38は、撮像センサ11により取得された画像を表示する液晶ファインダ8と、筐体3aの背面に設けられたファインダ接眼窓9と、を有している。ユーザーは、ファインダ接眼窓9を覗くことで液晶ファインダ8に表示された画像を視認することができる。
(8)バッテリー
バッテリー22は、カメラ本体3の各部に電力を供給し、さらにレンズマウント95を介して交換レンズユニット2に電力を供給する。本実施形態ではバッテリー22は充電池である。なお、バッテリー22は、乾電池でもよいし、電源コードにより外部から電力供給が行われる外部電源であってもよい。
ファインダ部38は、撮像センサ11により取得された画像を表示する液晶ファインダ8と、筐体3aの背面に設けられたファインダ接眼窓9と、を有している。ユーザーは、ファインダ接眼窓9を覗くことで液晶ファインダ8に表示された画像を視認することができる。
(8)バッテリー
バッテリー22は、カメラ本体3の各部に電力を供給し、さらにレンズマウント95を介して交換レンズユニット2に電力を供給する。本実施形態ではバッテリー22は充電池である。なお、バッテリー22は、乾電池でもよいし、電源コードにより外部から電力供給が行われる外部電源であってもよい。
<デジタルカメラの動作>
デジタルカメラ1の動作について説明する。
(1)撮影モード
このデジタルカメラ1は、2つの撮影モードを有している。具体的には、デジタルカメラ1は、ユーザーがファインダ接眼窓9で被写体を観察するファインダ撮影モードと、ユーザーが表示部20で被写体を観察するモニタ撮影モードと、を有している。
ファインダ撮影モードでは、例えば画像表示制御部21が液晶ファインダ8を駆動する。この結果、液晶ファインダ8には、撮像センサ11により取得された被写体の画像(いわゆるスルー画像)が表示される。
モニタ撮影モードでは、例えば画像表示制御部21により表示部20が駆動され、表示部20に被写体の実時間画像が表示される。この2つの撮影モードの切り換えは、撮影モード切り換えボタン34にて行うことができる。
デジタルカメラ1の動作について説明する。
(1)撮影モード
このデジタルカメラ1は、2つの撮影モードを有している。具体的には、デジタルカメラ1は、ユーザーがファインダ接眼窓9で被写体を観察するファインダ撮影モードと、ユーザーが表示部20で被写体を観察するモニタ撮影モードと、を有している。
ファインダ撮影モードでは、例えば画像表示制御部21が液晶ファインダ8を駆動する。この結果、液晶ファインダ8には、撮像センサ11により取得された被写体の画像(いわゆるスルー画像)が表示される。
モニタ撮影モードでは、例えば画像表示制御部21により表示部20が駆動され、表示部20に被写体の実時間画像が表示される。この2つの撮影モードの切り換えは、撮影モード切り換えボタン34にて行うことができる。
(2)静止画撮影
ユーザーによりシャッターボタン30が全押しされると、撮像センサ11の測光出力に基づいて計算された絞り値に光学系Lの絞り値が設定されるように、ボディコントローラ10からレンズコントローラ40へ命令が送信される。そして、レンズコントローラ40により絞り駆動制御部42が制御され、指示された絞り値まで絞りユニット62を絞り込む。絞り値の指示と同時に、撮像センサ駆動制御部12から撮像センサ11へ駆動命令が送信され、シャッターユニット33の駆動命令が送信される。撮像センサ11の測光出力に基づいて計算されたシャッタースピードの時間だけ、シャッターユニット33により撮像センサ11が露光される。
振れ補正ユニット76の動作モードがONの場合、少なくとも撮像センサ11が露光される間、振れ補正ユニット76は後述する振れ補正動作を行う。
ユーザーによりシャッターボタン30が全押しされると、撮像センサ11の測光出力に基づいて計算された絞り値に光学系Lの絞り値が設定されるように、ボディコントローラ10からレンズコントローラ40へ命令が送信される。そして、レンズコントローラ40により絞り駆動制御部42が制御され、指示された絞り値まで絞りユニット62を絞り込む。絞り値の指示と同時に、撮像センサ駆動制御部12から撮像センサ11へ駆動命令が送信され、シャッターユニット33の駆動命令が送信される。撮像センサ11の測光出力に基づいて計算されたシャッタースピードの時間だけ、シャッターユニット33により撮像センサ11が露光される。
振れ補正ユニット76の動作モードがONの場合、少なくとも撮像センサ11が露光される間、振れ補正ユニット76は後述する振れ補正動作を行う。
ボディコントローラ10は、撮影処理を実行し、撮影が終了すると、画像記録制御部19に制御信号を送信する。画像記録部18は、画像記録制御部19の命令に基づいて、画像信号を内部メモリおよび/またはリムーバブルメモリに記録する。画像記録部18は、画像記録制御部19の命令に基づいて、画像信号とともに撮影モードの情報(オートフォーカス撮影モードかマニュアルフォーカス撮影モードか)を、内部メモリおよび/またはリムーバブルメモリに記録する。
さらに、露光完了後、撮像センサ駆動制御部12は、撮像センサ11から画像データを読み出し、所定の画像処理後、ボディコントローラ10を介して画像表示制御部21へ画像データが出力される。これにより、表示部20へ撮影画像が表示される。
また、露光終了後、ボディコントローラ10により、シャッターユニット33が初期位置にリセットされる。また、ボディコントローラ10からレンズコントローラ40へ絞りユニット62を開放位置にリセットするよう絞り駆動制御部42に命令が下され、レンズコントローラ40から各ユニットへリセット命令が下される。リセット完了後、レンズコントローラ40は、ボディコントローラ10にリセット完了を伝える。ボディコントローラ10は、レンズコントローラ40からリセット完了情報を受信した後であって、かつ、露光後の一連の処理が完了した後に、シャッターボタン30が押されていないことを確認し、撮影シーケンスを終了する。
さらに、露光完了後、撮像センサ駆動制御部12は、撮像センサ11から画像データを読み出し、所定の画像処理後、ボディコントローラ10を介して画像表示制御部21へ画像データが出力される。これにより、表示部20へ撮影画像が表示される。
また、露光終了後、ボディコントローラ10により、シャッターユニット33が初期位置にリセットされる。また、ボディコントローラ10からレンズコントローラ40へ絞りユニット62を開放位置にリセットするよう絞り駆動制御部42に命令が下され、レンズコントローラ40から各ユニットへリセット命令が下される。リセット完了後、レンズコントローラ40は、ボディコントローラ10にリセット完了を伝える。ボディコントローラ10は、レンズコントローラ40からリセット完了情報を受信した後であって、かつ、露光後の一連の処理が完了した後に、シャッターボタン30が押されていないことを確認し、撮影シーケンスを終了する。
(3)動画撮影
デジタルカメラ1は、動画を撮影する機能も有している。動画撮影モードでは、一定の周期で撮像センサ11により画像データが生成され、生成される画像データを利用してコントラスト検出方式によるオートフォーカスが継続的に行われる。具体的には、動画撮影モードでは、ウォブリング動作によりオートフォーカスが行われる。動画撮影モードにおいて、シャッターボタン30あるいは動画撮影操作ボタン24が押されると、画像記録部18に動画が記録され、シャッターボタン30あるいは動画撮影操作ボタン24が再度押されると、画像記録部18での動画の記録が停止する。
ここで、ウォブリング動作について説明する。前述のように、ウォブリング動作とは、動画撮影などにおいて合焦状態を維持するためにフォーカスレンズ群を微小範囲内で往復運動させることをいう。本実施形態では、ウォブリング動作時に第3フォーカスモータ65により第5レンズ群G5のみが前後に駆動される。動画撮影時において、第5レンズ群G5を微小範囲内でZ軸方向に往復運動させながらボディコントローラ10により各フレーム画像のAF評価値が算出される。AF評価値が高い値を保つように、少しずつ第5レンズ群G5の往復範囲を変化させていく。このようにすることで、動画撮影時に主被写体に対して焦点が合った状態を保つことができる。
デジタルカメラ1は、動画を撮影する機能も有している。動画撮影モードでは、一定の周期で撮像センサ11により画像データが生成され、生成される画像データを利用してコントラスト検出方式によるオートフォーカスが継続的に行われる。具体的には、動画撮影モードでは、ウォブリング動作によりオートフォーカスが行われる。動画撮影モードにおいて、シャッターボタン30あるいは動画撮影操作ボタン24が押されると、画像記録部18に動画が記録され、シャッターボタン30あるいは動画撮影操作ボタン24が再度押されると、画像記録部18での動画の記録が停止する。
ここで、ウォブリング動作について説明する。前述のように、ウォブリング動作とは、動画撮影などにおいて合焦状態を維持するためにフォーカスレンズ群を微小範囲内で往復運動させることをいう。本実施形態では、ウォブリング動作時に第3フォーカスモータ65により第5レンズ群G5のみが前後に駆動される。動画撮影時において、第5レンズ群G5を微小範囲内でZ軸方向に往復運動させながらボディコントローラ10により各フレーム画像のAF評価値が算出される。AF評価値が高い値を保つように、少しずつ第5レンズ群G5の往復範囲を変化させていく。このようにすることで、動画撮影時に主被写体に対して焦点が合った状態を保つことができる。
ウォブリング動作時において、第5レンズ群G5のみがZ軸方向に往復運動するように、駆動制御部45が第3フォーカスモータ65を制御する。
より詳細には、ウォブリングモードでは、レンズコントローラ40により、例えば、予め設定されている駆動範囲および駆動速度をメモリ40aから読み出される。これらの情報に基づいてフォーカスレンズ駆動制御部41により第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65の駆動制御が行われる。
フォーカスレンズ駆動制御部41により、レンズコントローラ40により算出された駆動範囲および駆動速度に基づいて駆動パルスの出力間隔および駆動パルス数が算出される。算出された条件でフォーカスレンズ駆動制御部41から第3フォーカスモータ65に駆動パルスが送信される。ボディコントローラ10から送信される情報に基づいて、レンズコントローラ40により第5レンズ群G5の駆動範囲が無限遠側または最近接側に少しずつ移動していく。
より詳細には、ウォブリングモードでは、レンズコントローラ40により、例えば、予め設定されている駆動範囲および駆動速度をメモリ40aから読み出される。これらの情報に基づいてフォーカスレンズ駆動制御部41により第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65の駆動制御が行われる。
フォーカスレンズ駆動制御部41により、レンズコントローラ40により算出された駆動範囲および駆動速度に基づいて駆動パルスの出力間隔および駆動パルス数が算出される。算出された条件でフォーカスレンズ駆動制御部41から第3フォーカスモータ65に駆動パルスが送信される。ボディコントローラ10から送信される情報に基づいて、レンズコントローラ40により第5レンズ群G5の駆動範囲が無限遠側または最近接側に少しずつ移動していく。
こうして、第5レンズ群G5のみがZ軸方向に往復運動を繰り返し、合焦状態を維持するウォブリング動作が行われる。
なお、振れ補正ユニット76の動作モードがONの場合、少なくとも動画が記録される間、振れ補正ユニット76は後述する振れ補正動作を行う。
(4)振れ補正動作
デジタルカメラ1に加えられた振れは、振れ検出部によって検出される。振れ検出部は、ピッチング方向(Y方向)の振れを検出する第1角速度センサと、ヨーイング方向(X方向)の振れを検出する第2角速度センサと、を有する。振れ補正コントローラ48は、第1角速度センサおよび第2角速度センサによって得られた出力信号を時間積分し、デジタルカメラ1のピッチング方向およびヨーイング方向の振れ角度情報に変換する。デジタルカメラ1の振れによって生じた受光面11a上の光学像の移動を抑制するために、振れ補正コントローラ48は振れ角度情報に基づいて第3レンズ群G3の目標位置情報を算出する。この目標位置情報に応じて第3レンズ群G3を移動させるために、振れ補正コントローラ48は、目標位置情報と位置検出センサ47により検出された現在の第3レンズ群G3の位置情報との差を演算し、ピッチアクチュエータ(図示せず)および/またはヨーアクチュエータ(図示せず)に信号を伝送する。
なお、振れ補正ユニット76の動作モードがONの場合、少なくとも動画が記録される間、振れ補正ユニット76は後述する振れ補正動作を行う。
(4)振れ補正動作
デジタルカメラ1に加えられた振れは、振れ検出部によって検出される。振れ検出部は、ピッチング方向(Y方向)の振れを検出する第1角速度センサと、ヨーイング方向(X方向)の振れを検出する第2角速度センサと、を有する。振れ補正コントローラ48は、第1角速度センサおよび第2角速度センサによって得られた出力信号を時間積分し、デジタルカメラ1のピッチング方向およびヨーイング方向の振れ角度情報に変換する。デジタルカメラ1の振れによって生じた受光面11a上の光学像の移動を抑制するために、振れ補正コントローラ48は振れ角度情報に基づいて第3レンズ群G3の目標位置情報を算出する。この目標位置情報に応じて第3レンズ群G3を移動させるために、振れ補正コントローラ48は、目標位置情報と位置検出センサ47により検出された現在の第3レンズ群G3の位置情報との差を演算し、ピッチアクチュエータ(図示せず)および/またはヨーアクチュエータ(図示せず)に信号を伝送する。
ピッチアクチュエータおよび/またはヨーアクチュエータは、この信号に基づいて第3レンズ群G3を駆動する。こうして、デジタルカメラ1の振れにより発生する被写体像の振れを補正する。
[他の実施形態]
本発明の実施形態は、前述の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の修正および変更が可能である。また、前述の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
(1)前述の実施形態では、静止画および動画の撮影が可能なデジタルカメラを例に撮像装置について説明しているが、静止画撮影のみ、あるいは、動画撮影のみ可能な撮像装置であってもよい。
[他の実施形態]
本発明の実施形態は、前述の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の修正および変更が可能である。また、前述の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
(1)前述の実施形態では、静止画および動画の撮影が可能なデジタルカメラを例に撮像装置について説明しているが、静止画撮影のみ、あるいは、動画撮影のみ可能な撮像装置であってもよい。
(2)前述の実施形態においては、デジタルカメラは、例えばデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラ付き携帯電話およびカメラ付きPDAであってもよい。
(3)前述のデジタルカメラ1はクイックリターンミラーを有していないが、従来の一眼レフカメラのようにクイックリターンミラーが搭載されていてもよい。
(4)光学系Lの構成は前述の実施形態に限定されない。例えば、第3レンズ群G3および第5レンズ群G5が複数のレンズから構成されていてもよいし、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第6レンズ群G6が単一のレンズから構成されていてもよい。つまり、「レンズ群」には、複数のレンズから構成されている場合の他に、単一のレンズから構成されている場合も含まれ得る。
(5)前述の実施形態では、シャッターユニット33を動作させることにより撮像センサ11への露光時間を制御しているが、電子シャッターにより撮像センサ11の露光時間を制御してもよい。
(3)前述のデジタルカメラ1はクイックリターンミラーを有していないが、従来の一眼レフカメラのようにクイックリターンミラーが搭載されていてもよい。
(4)光学系Lの構成は前述の実施形態に限定されない。例えば、第3レンズ群G3および第5レンズ群G5が複数のレンズから構成されていてもよいし、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第6レンズ群G6が単一のレンズから構成されていてもよい。つまり、「レンズ群」には、複数のレンズから構成されている場合の他に、単一のレンズから構成されている場合も含まれ得る。
(5)前述の実施形態では、シャッターユニット33を動作させることにより撮像センサ11への露光時間を制御しているが、電子シャッターにより撮像センサ11の露光時間を制御してもよい。
(6)前述の実施形態では、交換レンズユニット2には、3つのフォーカス調節ユニット(第1フォーカス調節ユニット72、第2フォーカス調節ユニット73および第3フォーカス調節ユニット74)が搭載されているが、フォーカス調整ユニットの数量は前述の実施形態に限定されない。交換レンズユニット2には複数のフォーカス調節ユニット(つまり、2つ以上のフォーカス調節ユニット)が搭載されていればよい。
(7)前述の交換レンズユニット2(レンズ鏡筒の一例)は単焦点の光学系であるが、焦点距離が変更可能なズーム光学系であってもよい。
(8)第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65は、ステッピングモータに限定されず、他のアクチュエータであってもよい。たとえば、フォーカスアクチュエータは、電磁モータ、ボイスコイルモータおよび圧電素子を用いた振動型アクチュエータであってもよい。
(7)前述の交換レンズユニット2(レンズ鏡筒の一例)は単焦点の光学系であるが、焦点距離が変更可能なズーム光学系であってもよい。
(8)第1フォーカスモータ63、第2フォーカスモータ64および第3フォーカスモータ65は、ステッピングモータに限定されず、他のアクチュエータであってもよい。たとえば、フォーカスアクチュエータは、電磁モータ、ボイスコイルモータおよび圧電素子を用いた振動型アクチュエータであってもよい。
(9)前述の実施形態では、ウォブリング動作時に第5レンズ群G5のみが駆動されるが、ウォブリング動作時に駆動するフォーカスレンズ群は第5レンズ群G5に限定されない。例えば、ウォブリング動作時に、第2レンズ群G2のみをZ軸方向に前後に駆動するように、フォーカスレンズ駆動制御部41が第1フォーカスモータ63を制御してもよい。また、ウォブリング動作時に、第4レンズ群G4のみをZ軸方向に前後に駆動するように、フォーカスレンズ駆動制御部41は第2フォーカスモータ64を制御してもよい。さらには、ウォブリング動作時において、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5のうち2つのフォーカスレンズ群が前後に駆動されてもよい。
また、前述の実施形態では、3つのフォーカスレンズ群が3つのフォーカスアクチュエータにより独立して駆動されるが、複数のフォーカスレンズ群(つまり、2つ以上のフォーカスレンズ群)が複数のフォーカスアクチュエータ(つまり、2つ以上のフォーカスアクチュエータ)により独立して駆動される構成であればよい。
また、前述の実施形態では、3つのフォーカスレンズ群が3つのフォーカスアクチュエータにより独立して駆動されるが、複数のフォーカスレンズ群(つまり、2つ以上のフォーカスレンズ群)が複数のフォーカスアクチュエータ(つまり、2つ以上のフォーカスアクチュエータ)により独立して駆動される構成であればよい。
逆に、4つ以上のフォーカスレンズ群が4つ以上のフォーカスアクチュエータにより独立して駆動される構成であっても、前述の技術は適用可能である。
(10)絞り駆動モータは、ステッピングモータに限定されず、他のアクチュエータであってもよい。たとえば、絞り駆動モータは、電磁モータ、ボイスコイルモータおよび圧電素子を用いた振動型アクチュエータであってもよい。
[実施形態の特徴]
実施形態の特徴を以下に列記する。なお、実施形態に含まれる発明は、以下のものに限られない。なお、各構成の後ろに括弧で記載したものは、特徴の理解を助けるために記載した各構成の具体例である。各構成はこれらの具体例に限定されるものではない。また、各特徴について記載された効果を得るため、記載された特徴以外の構成は変形または削除されてもよい。
(10)絞り駆動モータは、ステッピングモータに限定されず、他のアクチュエータであってもよい。たとえば、絞り駆動モータは、電磁モータ、ボイスコイルモータおよび圧電素子を用いた振動型アクチュエータであってもよい。
[実施形態の特徴]
実施形態の特徴を以下に列記する。なお、実施形態に含まれる発明は、以下のものに限られない。なお、各構成の後ろに括弧で記載したものは、特徴の理解を助けるために記載した各構成の具体例である。各構成はこれらの具体例に限定されるものではない。また、各特徴について記載された効果を得るため、記載された特徴以外の構成は変形または削除されてもよい。
<1>第1の特徴に係る交換レンズユニット(2)は、
光軸方向にそれぞれ移動することで撮影距離を変更する複数のフォーカスレンズ群(G2、G4、G5)と、
複数のフォーカスレンズ群(G2、G4、G5)のそれぞれを独立して駆動する複数のフォーカスアクチュエータ(63、64、65)と、
ウォブリング動作時に複数のフォーカスレンズ群(G2、G4、G5)のうち一部のフォーカスレンズ群(G2、G4、G5)のみが光軸方向に往復運動するように複数のフォーカスアクチュエータ(63、64、65)のうち少なくとも1つのフォーカスアクチュエータ(63、64、65)を制御する駆動制御部(45)と、を備えている。
ここで、「撮影距離」とは、焦点が合っている主被写体から交換レンズユニット(2)までの距離をいう。
光軸方向にそれぞれ移動することで撮影距離を変更する複数のフォーカスレンズ群(G2、G4、G5)と、
複数のフォーカスレンズ群(G2、G4、G5)のそれぞれを独立して駆動する複数のフォーカスアクチュエータ(63、64、65)と、
ウォブリング動作時に複数のフォーカスレンズ群(G2、G4、G5)のうち一部のフォーカスレンズ群(G2、G4、G5)のみが光軸方向に往復運動するように複数のフォーカスアクチュエータ(63、64、65)のうち少なくとも1つのフォーカスアクチュエータ(63、64、65)を制御する駆動制御部(45)と、を備えている。
ここで、「撮影距離」とは、焦点が合っている主被写体から交換レンズユニット(2)までの距離をいう。
この交換レンズユニット(2)では、複数のフォーカスアクチュエータ(63、64、65)により複数のフォーカスレンズ群(G2、G4、G5)のそれぞれが独立して駆動されるので、カム機構などの駆動機構を利用して1つのフォーカスアクチュエータにより複数のフォーカスレンズ群を駆動する場合に比べて、フォーカスレンズ群(G2、G4、G5)を駆動する際の駆動音を低減することができる。
また、ウォブリング動作時において複数のフォーカスレンズ群(G2、G4、G5)のうち一部のフォーカスレンズ群(G5)のみが光軸方向に往復運動するので、像倍率変化を低く抑えることができ、オートフォーカスの精度を高めることができる。
以上のように、この交換レンズユニット(2)によれば、駆動音を低減しつつウォブリング動作を用いたオートフォーカスの精度を高めることができる。
また、ウォブリング動作時において複数のフォーカスレンズ群(G2、G4、G5)のうち一部のフォーカスレンズ群(G5)のみが光軸方向に往復運動するので、像倍率変化を低く抑えることができ、オートフォーカスの精度を高めることができる。
以上のように、この交換レンズユニット(2)によれば、駆動音を低減しつつウォブリング動作を用いたオートフォーカスの精度を高めることができる。
<2>第2の特徴の係る交換レンズユニット(2)は、第1の特徴に係る交換レンズユニット(2)において、
複数のフォーカスレンズ群(G2、G4、G5)は、第1フォーカスレンズ群(G5)と、第2フォーカスレンズ群(G2、G4)と、を有しており、
複数のフォーカスアクチュエータ(63、64、65)は、第1フォーカスレンズ群(G5)を光軸方向に駆動する第1フォーカスアクチュエータ(65)と、第2フォーカスレンズ群(G2、G4)を光軸方向に駆動する第2フォーカスアクチュエータ(63、64)と、を有しており、
駆動制御部(45)は、ウォブリング動作時において、第1フォーカスレンズ群(G5)が光軸方向に往復運動するように第1フォーカスアクチュエータ(65)を制御する。
複数のフォーカスレンズ群(G2、G4、G5)は、第1フォーカスレンズ群(G5)と、第2フォーカスレンズ群(G2、G4)と、を有しており、
複数のフォーカスアクチュエータ(63、64、65)は、第1フォーカスレンズ群(G5)を光軸方向に駆動する第1フォーカスアクチュエータ(65)と、第2フォーカスレンズ群(G2、G4)を光軸方向に駆動する第2フォーカスアクチュエータ(63、64)と、を有しており、
駆動制御部(45)は、ウォブリング動作時において、第1フォーカスレンズ群(G5)が光軸方向に往復運動するように第1フォーカスアクチュエータ(65)を制御する。
<3>第3の特徴に係る交換レンズユニット(2)は、第2の特徴に係る交換レンズユニット(2)において、
駆動制御部(45)は、ウォブリング動作時において、第1フォーカスレンズ群(G5)のみが光軸方向に往復運動するように第1フォーカスアクチュエータ(65)を制御する。
この交換レンズユニット(2)では、第1フォーカスアクチュエータ(65)および第2フォーカスアクチュエータ(63、64)により第1フォーカスレンズ群(G5)および第2フォーカスレンズ群(G2、G4)のそれぞれが独立して駆動されるので、カム機構などの駆動機構を利用して1つのフォーカスアクチュエータにより複数のフォーカスレンズ群を駆動する場合に比べて、第1フォーカスアクチュエータ(65)および第2フォーカスアクチュエータ(63、64)を駆動する際の駆動音を低減することができる。
駆動制御部(45)は、ウォブリング動作時において、第1フォーカスレンズ群(G5)のみが光軸方向に往復運動するように第1フォーカスアクチュエータ(65)を制御する。
この交換レンズユニット(2)では、第1フォーカスアクチュエータ(65)および第2フォーカスアクチュエータ(63、64)により第1フォーカスレンズ群(G5)および第2フォーカスレンズ群(G2、G4)のそれぞれが独立して駆動されるので、カム機構などの駆動機構を利用して1つのフォーカスアクチュエータにより複数のフォーカスレンズ群を駆動する場合に比べて、第1フォーカスアクチュエータ(65)および第2フォーカスアクチュエータ(63、64)を駆動する際の駆動音を低減することができる。
また、ウォブリング動作時において、第1フォーカスレンズ群(G5)のみが光軸方向に往復運動するように、駆動制御部(45)が第1フォーカスアクチュエータ(65)を制御する。したがって、ウォブリング動作時に第1フォーカスアクチュエータ(65)および第2フォーカスアクチュエータ(63、64)の両方を駆動する場合に比べて、ウォブリング動作時の像倍率変化を低く抑えることができ、ウォブリング動作を用いたオートフォーカスの精度を高めることができる。
以上のように、この交換レンズユニット(2)によれば、駆動音を低減しつつウォブリング動作を用いたオートフォーカスの精度を高めることができる。
<4>第4の特徴に係る交換レンズユニット(2)は、第2または第3の特徴に係る交換レンズユニット(2)において、
第1フォーカスレンズ群(G5)は、第2フォーカスレンズ群(G2、G4)よりも軽い。
以上のように、この交換レンズユニット(2)によれば、駆動音を低減しつつウォブリング動作を用いたオートフォーカスの精度を高めることができる。
<4>第4の特徴に係る交換レンズユニット(2)は、第2または第3の特徴に係る交換レンズユニット(2)において、
第1フォーカスレンズ群(G5)は、第2フォーカスレンズ群(G2、G4)よりも軽い。
これにより、重いフォーカスレンズ群(G2、G4)のみを駆動させる場合に比べて、駆動音および消費電力をより低く抑えることができる。また、軽いフォーカスレンズ群の方が像倍率変化が小さくなる傾向にあるので、最も軽い第1フォーカスレンズ群(G5)のみを駆動することで、像倍率変化もさらに低く抑えることができる。
ウォブリング動作時に駆動される第1フォーカスレンズ群(G5)が第2フォーカスレンズ群(G2、G4)よりも軽いので、第1フォーカスアクチュエータ(65)の駆動音をさらに低減することができる。
<5>第5の特徴に交換レンズユニット(2)は、第2から第4のいずれかの特徴に係る交換レンズユニット(2)において、
駆動制御部(45)は、静止画撮影時において、第1フォーカスレンズ群(G5)および第2フォーカスレンズ群(G2、G4)のそれぞれを光軸方向に駆動するように第1フォーカスアクチュエータ(65)および第2フォーカスアクチュエータ(63、64)を制御する。
ウォブリング動作時に駆動される第1フォーカスレンズ群(G5)が第2フォーカスレンズ群(G2、G4)よりも軽いので、第1フォーカスアクチュエータ(65)の駆動音をさらに低減することができる。
<5>第5の特徴に交換レンズユニット(2)は、第2から第4のいずれかの特徴に係る交換レンズユニット(2)において、
駆動制御部(45)は、静止画撮影時において、第1フォーカスレンズ群(G5)および第2フォーカスレンズ群(G2、G4)のそれぞれを光軸方向に駆動するように第1フォーカスアクチュエータ(65)および第2フォーカスアクチュエータ(63、64)を制御する。
この交換レンズユニット(2)では、静止画撮影時において、第1フォーカスレンズ群(G5)および第2フォーカスレンズ群(G2、G4)のそれぞれを光軸方向に駆動するように、駆動制御部(45)が第1フォーカスアクチュエータ(65)および第2フォーカスアクチュエータ(63、64)を制御するので、フォーカシングの速度を高めることができる。
<6>第6の特徴に交換レンズユニット(2)は、第2から第5のいずれかの特徴に係る交換レンズユニット(2)において、
撮影距離が無限遠から最近接まで変化する際に、第1フォーカスレンズ群(G5)が移動する方向は一定であり、
撮影距離が無限遠から最近接まで変化する際に、第2フォーカスレンズ群(G2、G4)が移動する方向は一定である。
<6>第6の特徴に交換レンズユニット(2)は、第2から第5のいずれかの特徴に係る交換レンズユニット(2)において、
撮影距離が無限遠から最近接まで変化する際に、第1フォーカスレンズ群(G5)が移動する方向は一定であり、
撮影距離が無限遠から最近接まで変化する際に、第2フォーカスレンズ群(G2、G4)が移動する方向は一定である。
この交換レンズユニット(2)では、合焦位置にフォーカスレンズ群を駆動する際に、フォーカスレンズ群の駆動方向を反転させる必要がなくなり、オートフォーカスの精度がフォーカスアクチュエータのヒステリシスの影響を受けにくくなり、オートフォーカスの精度を高めることができる。
<7>第7の特徴に係る交換レンズユニット(2)は、第2から第6のいずれかの特徴に係る交換レンズユニット(2)において、
開口を有する絞りユニット(62)と、
絞りユニット(62)の開口径が変化するように絞りユニット(62)を駆動する絞りアクチュエータ(43)と、をさらに備え、
駆動制御部(45)は、ウォブリング動作時において、絞りユニット(62)の開口径が概ね一定となるように絞りアクチュエータ(43)を制御する。
<7>第7の特徴に係る交換レンズユニット(2)は、第2から第6のいずれかの特徴に係る交換レンズユニット(2)において、
開口を有する絞りユニット(62)と、
絞りユニット(62)の開口径が変化するように絞りユニット(62)を駆動する絞りアクチュエータ(43)と、をさらに備え、
駆動制御部(45)は、ウォブリング動作時において、絞りユニット(62)の開口径が概ね一定となるように絞りアクチュエータ(43)を制御する。
ここで、「開口径が概ね一定」とは、絞りユニット(62)の開口径が一定である場合の他に、オートフォーカスの精度に影響しない範囲内で絞りユニット(62)の開口径が変化する場合も含まれる。
この交換レンズユニット(2)では、ウォブリング動作時において、絞りユニット(62)の開口径が概ね一定となるように駆動制御部(45)が絞りアクチュエータ(43)を制御するので、ウォブリング動作と連動して絞りユニット(62)の開口径が変化する場合に比べて、輝度変化を抑制することができ、オートフォーカスの精度を高めることができる。
<8>第8の特徴に係る交換レンズユニット(2)は、第7の特徴に係る交換レンズユニット(2)において、
絞りユニット(62)は、第1フォーカスアクチュエータ(65)および第2フォーカスアクチュエータ(63、64)の被写体側に配置されている。
この交換レンズユニット(2)では、ウォブリング動作時において、絞りユニット(62)の開口径が概ね一定となるように駆動制御部(45)が絞りアクチュエータ(43)を制御するので、ウォブリング動作と連動して絞りユニット(62)の開口径が変化する場合に比べて、輝度変化を抑制することができ、オートフォーカスの精度を高めることができる。
<8>第8の特徴に係る交換レンズユニット(2)は、第7の特徴に係る交換レンズユニット(2)において、
絞りユニット(62)は、第1フォーカスアクチュエータ(65)および第2フォーカスアクチュエータ(63、64)の被写体側に配置されている。
これにより、絞りユニット(62)の外周側に第1フォーカスアクチュエータ(65)および第2フォーカスアクチュエータ(63、64)を配置する場合に比べて、交換レンズユニット(2)の小型化が可能となる。
さらに、絞りユニット(62)により不要光をできるだけ前側でカットすることができるので、交換レンズユニット(2)の光学性能の向上を期待できる。
<9>第9の特徴に係る交換レンズユニット(2)は、第2から第8のいずれかの特徴に係る交換レンズユニット(2)において、
振れ補正レンズ群(G3)と、
光軸(AZ)に直交する方向に振れ補正レンズ群(G3)を移動可能に支持する振れ補正ユニット(76)と、をさらに備え、
振れ補正ユニット(76)は、第1フォーカスアクチュエータ(65)および第2フォーカスアクチュエータ(63、64)の被写体側に配置されている。
さらに、絞りユニット(62)により不要光をできるだけ前側でカットすることができるので、交換レンズユニット(2)の光学性能の向上を期待できる。
<9>第9の特徴に係る交換レンズユニット(2)は、第2から第8のいずれかの特徴に係る交換レンズユニット(2)において、
振れ補正レンズ群(G3)と、
光軸(AZ)に直交する方向に振れ補正レンズ群(G3)を移動可能に支持する振れ補正ユニット(76)と、をさらに備え、
振れ補正ユニット(76)は、第1フォーカスアクチュエータ(65)および第2フォーカスアクチュエータ(63、64)の被写体側に配置されている。
これにより、振れ補正ユニット(76)の外周側に第1フォーカスアクチュエータ(65)および第2フォーカスアクチュエータ(63、64)を配置する場合に比べて、交換レンズユニット(2)の小型化が可能となる。
<10>第10の特徴に係る交換レンズユニット(2)は、第2から第9のいずれかの特徴に係る交換レンズユニット(2)において、
光軸方向に移動することで撮影距離を変更する第3フォーカスレンズ群(G2、G4)と、
第3フォーカスレンズ群(G2、G4)を光軸方向に駆動する第3フォーカスアクチュエータ(63、64)と、
をさらに備えている。
<10>第10の特徴に係る交換レンズユニット(2)は、第2から第9のいずれかの特徴に係る交換レンズユニット(2)において、
光軸方向に移動することで撮影距離を変更する第3フォーカスレンズ群(G2、G4)と、
第3フォーカスレンズ群(G2、G4)を光軸方向に駆動する第3フォーカスアクチュエータ(63、64)と、
をさらに備えている。
<11>第12の特徴に係る撮像装置(1)は、
光を電気信号に変換する撮像素子(11)と、
撮像素子(11)に光を導く第1から第11のいずれかの特徴に係る交換レンズユニット(2)と、
を備えている。
この撮像装置(1)では、第1から第10のいずれかの特徴に係る交換レンズユニット(2)を備えているので、駆動音を低減しつつウォブリング動作を用いたオートフォーカスの精度を高めることができる。
光を電気信号に変換する撮像素子(11)と、
撮像素子(11)に光を導く第1から第11のいずれかの特徴に係る交換レンズユニット(2)と、
を備えている。
この撮像装置(1)では、第1から第10のいずれかの特徴に係る交換レンズユニット(2)を備えているので、駆動音を低減しつつウォブリング動作を用いたオートフォーカスの精度を高めることができる。
ここに開示される技術は、レンズ鏡筒および撮像装置に適用可能である。
1 デジタルカメラ(撮像装置の一例)
2 交換レンズユニット(レンズ鏡筒の一例)
3 カメラ本体
3a 筐体
4 ボディーマウント
10 ボディコントローラ
11 撮像センサ(撮像素子の一例)
12 撮像センサ駆動制御部
20 表示部
21 画像表示制御部
22 バッテリー
40 レンズコントローラ
41 フォーカスレンズ駆動制御部
42 絞り駆動制御部
45 駆動制御部(駆動制御部の一例)
46 電磁アクチュエータ
47 位置検出センサ
48 振れ補正コントローラ
50 固定枠
51 ガイドポール支持枠
52 第1レンズ群支持枠
53 第2レンズ群支持枠
54 第3レンズ群支持枠
55 第4レンズ群支持枠
56 第5レンズ群支持枠
57 第6レンズ群支持枠
58 第1ラック
59 第2ラック
60 第3ラック
61 前枠
62 絞りユニット(絞りユニットの一例)
63 第1フォーカスモータ(フォーカスアクチュエータの一例、第2フォーカスアクチュエータの一例)
64 第2フォーカスモータ(フォーカスアクチュエータの一例、第3フォーカスアクチュエータの一例)
65 第3フォーカスモータ(フォーカスアクチュエータの一例、第1フォーカスアクチュエータの一例)
66 第1フォトセンサ
67 第2フォトセンサ
68 第3フォトセンサ
71 レンズ支持機構
72 第1フォーカス調節ユニット
73 第2フォーカス調節ユニット
74 第3フォーカス調節ユニット
75 絞り調節ユニット
76 振れ補正ユニット(振れ補正ユニットの一例)
88 フォーカスリングユニット
89 フォーカスリング
90 フォーカスリング角度検出部
91 レンズ側接点
95 レンズマウント
99 レンズ取り外しボタン
L 光学系
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群(フォーカスレンズ群の一例、第2または第3フォーカスレンズ群の一例)
G3 第3レンズ群(振れ補正レンズ群の一例)
G4 第4レンズ群(フォーカスレンズ群の一例、第2または第3フォーカスレンズ群の一例)
G5 第5レンズ群(フォーカスレンズ群の一例、第1フォーカスレンズ群の一例)
G6 第6レンズ群
2 交換レンズユニット(レンズ鏡筒の一例)
3 カメラ本体
3a 筐体
4 ボディーマウント
10 ボディコントローラ
11 撮像センサ(撮像素子の一例)
12 撮像センサ駆動制御部
20 表示部
21 画像表示制御部
22 バッテリー
40 レンズコントローラ
41 フォーカスレンズ駆動制御部
42 絞り駆動制御部
45 駆動制御部(駆動制御部の一例)
46 電磁アクチュエータ
47 位置検出センサ
48 振れ補正コントローラ
50 固定枠
51 ガイドポール支持枠
52 第1レンズ群支持枠
53 第2レンズ群支持枠
54 第3レンズ群支持枠
55 第4レンズ群支持枠
56 第5レンズ群支持枠
57 第6レンズ群支持枠
58 第1ラック
59 第2ラック
60 第3ラック
61 前枠
62 絞りユニット(絞りユニットの一例)
63 第1フォーカスモータ(フォーカスアクチュエータの一例、第2フォーカスアクチュエータの一例)
64 第2フォーカスモータ(フォーカスアクチュエータの一例、第3フォーカスアクチュエータの一例)
65 第3フォーカスモータ(フォーカスアクチュエータの一例、第1フォーカスアクチュエータの一例)
66 第1フォトセンサ
67 第2フォトセンサ
68 第3フォトセンサ
71 レンズ支持機構
72 第1フォーカス調節ユニット
73 第2フォーカス調節ユニット
74 第3フォーカス調節ユニット
75 絞り調節ユニット
76 振れ補正ユニット(振れ補正ユニットの一例)
88 フォーカスリングユニット
89 フォーカスリング
90 フォーカスリング角度検出部
91 レンズ側接点
95 レンズマウント
99 レンズ取り外しボタン
L 光学系
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群(フォーカスレンズ群の一例、第2または第3フォーカスレンズ群の一例)
G3 第3レンズ群(振れ補正レンズ群の一例)
G4 第4レンズ群(フォーカスレンズ群の一例、第2または第3フォーカスレンズ群の一例)
G5 第5レンズ群(フォーカスレンズ群の一例、第1フォーカスレンズ群の一例)
G6 第6レンズ群
Claims (11)
- 光軸を有し、前記光軸に平行な光軸方向にそれぞれ移動することで撮影距離を変更する複数のフォーカスレンズ群と、
前記複数のフォーカスレンズ群のそれぞれを独立して駆動する複数のフォーカスアクチュエータと、
ウォブリング動作時に前記複数のフォーカスレンズ群のうち一部のフォーカスレンズ群のみが前記光軸方向に往復運動するように前記複数のフォーカスアクチュエータのうち少なくとも一部の前記フォーカスアクチュエータを制御する駆動制御部と、
を備えたレンズ鏡筒。 - 前記複数のフォーカスレンズ群は、第1フォーカスレンズ群と、第2フォーカスレンズ群と、を有しており、
前記複数のフォーカスアクチュエータは、前記第1フォーカスレンズ群を前記光軸方向に駆動する第1フォーカスアクチュエータと、前記第2フォーカスレンズ群を前記光軸方向に駆動する第2フォーカスアクチュエータと、を有しており、
前記駆動制御部は、前記ウォブリング動作時において、前記第1フォーカスレンズ群が前記光軸方向に往復運動するように前記第1フォーカスアクチュエータを制御する、請求項1に記載のレンズ鏡筒。 - 前記駆動制御部は、前記ウォブリング動作時において、前記第1フォーカスレンズ群のみが前記光軸方向に往復運動するように前記第1フォーカスアクチュエータを制御する、
請求項2に記載のレンズ鏡筒。 - 前記第1フォーカスレンズ群は、前記第2フォーカスレンズ群よりも軽い、
請求項2または3に記載のレンズ鏡筒。 - 前記駆動制御部は、静止画撮影時において、前記第1および第2フォーカスレンズ群のそれぞれを前記光軸方向に駆動するように前記第1および第2フォーカスアクチュエータを制御する、
請求項2から4のいずれかに記載のレンズ鏡筒。 - 前記撮影距離が無限遠から最近接まで変化する際に、前記第1フォーカスレンズ群が移動する方向は一定であり、
前記撮影距離が無限遠から最近接まで変化する際に、前記第2フォーカスレンズ群が移動する方向は一定である、
請求項2から5のいずれかに記載のレンズ鏡筒。 - 開口を有する絞りユニットと、
前記絞りユニットの開口径が変化するように前記絞りユニットを駆動する絞りアクチュエータと、をさらに備え、
前記駆動制御部は、前記ウォブリング動作時において、前記絞りユニットの開口径が概ね一定となるように前記絞りアクチュエータを制御する、
請求項2から6のいずれかに記載のレンズ鏡筒。 - 前記絞りユニットは、前記第1および第2フォーカスアクチュエータの被写体側に配置されている、
請求項7に記載のレンズ鏡筒。 - 振れ補正レンズ群と、
前記光軸に直交する方向に前記振れ補正レンズ群を移動可能に支持する振れ補正ユニットと、をさらに備え、
前記振れ補正ユニットは、前記第1および第2フォーカスアクチュエータの被写体側に配置されている、
請求項2から8のいずれかに記載のレンズ鏡筒。 - 前記光軸方向に移動することで前記撮影距離を変更する第3フォーカスレンズ群と、
前記第3フォーカスレンズ群を前記光軸方向に駆動する第3フォーカスアクチュエータと、
をさらに備えた請求項2から9のいずれかに記載のレンズ鏡筒。 - 光を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子に光を導く請求項1から10のいずれかに記載のレンズ鏡筒と、
を備えた撮像装置。
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