JP2014074775A - 光学系制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】正確且つ短時間にレンズの初期位置を設定する。
【解決手段】 光学系制御装置は、光軸上に配置された複数のレンズによって構成される光学系と、上記複数のレンズを相互に独立して上記光軸方向に駆動する駆動部と、上記複数のレンズが各初期位置に到達したことを検出する初期位置検出部と、上記複数のレンズを上記初期位置に移動させて上記複数のレンズの初期位置をリセットする場合に、上記複数のレンズに対する低速駆動制御及び高速駆動制御のうち低速駆動制御を優先的に採用して上記駆動部を制御する制御部とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルカメラ等の撮影機器に好適な光学系制御装置に関する。

近年、デジタルカメラなどの撮影機能付き携帯機器（撮影機器）が普及している。この種の撮影機器においては、至近距離での撮影を可能にしたマクロレンズが採用されることがある。マクロレンズは、光軸方向に配置した複数のレンズ群によって構成されることがある。マクロレンズは、至近の被写体を撮影することから、全レンズの全長は一定の方が良く、例えば光軸方向中央側のレンズを移動させることでフォーカシングを行うものがある。この場合、無限遠から至近まで広い範囲をカバーする必要があるので、フォーカシングのために移動するレンズの駆動量は大きくなる。

また、このようなマクロレンズでは、近距離撮影時の倍率を稼げて、収差等のバランスを良くするために、複数のレンズを夫々比較的大きく動かすようになっている。複数のレンズを連動させるために、相互に機械的に連結する構成も考えられる。しかしこの場合、レンズ鏡筒は大型化し、連結機構部の作動音が大きくなって、動画撮影時等にノイズとなる。

そこで、各レンズ群毎に独立にアクチュエータを設けて駆動すると共に、各レンズ群の位置関係を正確に制御する方法が採用される。例えば、特許文献１においては、光軸方向複数箇所に配置され、第１の光学素子を検出可能な複数の検出手段と、第１の光学素子と第２の光学素子との間隔に応じて前記複数の検出手段のうちの１つに選択的に第１の光学素子を検出することで、高速でレンズ制御可能な撮影光学系の技術が開示されている。

しかしながら、電源オフ時には、各レンズの位置制御は行われず、各レンズの位置は不定となる。そこで、電源投入時においてリセット制御を行い、各レンズを初期位置に移動させた後、レンズの位置制御を行うようになっている。

特開２００１−１２４９７６号公報

ところで、電源投入時等において、レンズの初期位置への移動を短時間に行うためには、レンズを高速に移動させた方がよい。しかしながら、レンズの移動に際して、各レンズを初期位置に正確に移動させるためには、レンズをある程度低速に移動させる必要がある。電源オフ時には重力の影響で各レンズが移動することもあり、各レンズの停止位置は不定であることから、場合によっては各レンズを初期位置に移動させるために長時間が必要となることがあるという問題があった。
このようにレンズに限らず、アクチュエータ駆動されるものの安全、高速、正確な初期位置出しは重要な課題であった。

本発明は、正確且つ短時間に初期位置合わせができる光学系制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る光学系制御装置は、光軸上に配置された複数のレンズによって構成される光学系と、上記複数のレンズを相互に独立して上記光軸方向に駆動する駆動部と、上記複数のレンズが各初期位置に到達したことを検出する初期位置検出部と、上記複数のレンズを上記初期位置に移動させて上記複数のレンズの初期位置をリセットする場合に、上記複数のレンズに対する低速駆動制御及び高速駆動制御のうち低速駆動制御を優先的に採用して上記駆動部を制御する制御部とを具備する。

本発明によれば、正確且つ短時間に初期位置合わせして、次の制御を高速化することができるという効果を有する。

本発明の一実施の形態に係る光学系制御装置が組み込まれた撮影機器の回路構成を示すブロック図。 レンズ鏡筒の外観図。 合焦距離を無限遠とした状態のレンズ鏡筒の断面図。 合焦距離も最短にした状態のレンズ鏡筒１の断面図。 レンズ鏡筒の分解図。 光学系ユニットから駆動機構部を取り外した状態を示す分解図。 第１固定レンズ保持枠が取り外された状態の固定枠を、光軸に沿って物体側から見た図。 図６のVII-VII断面図。 図７のVIII-VIII断面図。 図８のXIV-XIV断面図。 各レンズ群の位置検出の手法を説明するための説明図。 フォトインタラプタ１０ｎ，１０ｋを説明するための説明図。 初期位置及び初期停止位置の位置関係を示す説明図。 リセット動作を説明するための説明図。 本体側のカメラ制御を説明するためのフローチャート。 交換レンズ５０ｂ中の制御部６３によるレンズ制御の動作フローを示すフローチャート。 リセット動作を説明するためのフローチャート。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態に係る光学系制御装置が組み込まれた撮影機器の回路構成を示すブロック図である。本実施の形態における撮影機器５０は、本体部５０ａ及び交換レンズ５０ｂによって構成されている。本体部５０ａは、撮影機器５０の主要な回路部分が収納された筐体であり、前面に交換レンズ５０ｂが着脱自在に取り付けられている。交換レンズ５０ｂのレンズ鏡筒１内には、本体部５０ａの撮像部５２に被写体像を導く光路部６１が設けられている。光路部６１は、フォーカシングのためのレンズ及び絞り等を備えており、これらのレンズ及び絞りを駆動するピント機構部６１ａ及び絞り機構部２６を有する。ピント機構部６１ａ及び絞り機構部２６は駆動部６４及び絞り制御部６５によって夫々駆動制御されるようになっている。

次に、図２乃至図９を参照してレンズ鏡筒１について具体的に説明する。

なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。

レンズ鏡筒１は、後述する複数のレンズを含むレンズ系を保持するように構成されている。図２に示すように、レンズ鏡筒１は、レンズ系の光軸を略中心軸とした筒状の外観を有している。

レンズ鏡筒１は一例として、図示しないカメラ本体に対して着脱可能に構成された、レンズ交換可能なカメラシステムにおけるいわゆる交換レンズの形態を有している。具体的には図２に示すように、レンズ鏡筒１は、基端部にバヨネット機構やねじ機構等によって、カメラ本体に係合可能に構成されたマウント部２を有している。なお、レンズ鏡筒１は、本体部５０ａと分離できない形態であってもよいし、またレンズ鏡筒１は、レンズ系の像側に配設された撮像部５２を含む形態であってもよい。

レンズ鏡筒１は、オートフォーカスに対応した形態を有するものであって、詳しくは後述するが、レンズ系の一部のレンズを光軸に沿って進退移動させる駆動機構であるピント制御部６１ａを有し、該一部のレンズの移動に伴い合焦距離を変化させることが可能に構成されている。

レンズ鏡筒１の外周部には、周方向に回転可能に配設された環状のフォーカスリング３が設けられている。レンズ鏡筒１は、フォーカスリング３の回転方向及び回転速度を検出するエンコーダにより構成される操作検出部６７（図１参照）を有しており、フォーカスリング３の回転方向及び回転速度の検出結果に応じて合焦距離を変化させるマニュアルフォーカス動作も可能である。なお、レンズ鏡筒１は、フォーカスリング３を備えない形態であってもよい。例えば、レンズ鏡筒１又は本体部５０ａに設けられた図示しないレバースイッチ、ダイヤルスイッチ又はタッチセンサ等の他の形態のインターフェースを介した使用者からの入力に応じてマニュアルフォーカス動作を行う形態であってもよい。

次に、レンズ鏡筒１が保持するレンズ系について説明する。図３は、合焦距離を無限遠とした状態（無限遠合焦時、最小倍率時）のレンズ鏡筒１の断面図である。図４は、合焦距離も最短にした状態（最短合焦時、最大倍率時）のレンズ鏡筒１の断面図である。図３及び図４において、図面に正対して左側が物体側であり、右方向が像側である。図中の矢印Ｏは、物体側を示し、矢印Ｉは像側を示している。

レンズ系は、物体側から像側に向かって順に、第１レンズ群２１、第２レンズ群２２、第３レンズ群２３、第４レンズ群２４及び第５レンズ群の５つのレンズ群を有して構成されている。また、第２レンズ群２２と第３レンズ群２３との間には、絞り機構部２６が配設されている。

第１レンズ群２１は、物体側固定レンズ群であり、正の屈折力を有する。第１レンズ群２１は、両凸正レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、両凹負レンズ、及び物体側に凸面を向けた平凸正レンズが物体側から像側に順に配設されて構成されている。

第２レンズ群２２は、第１のフォーカシングレンズ群であり、負の屈折力を有する。第２レンズ群２２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、及び両凹負レンズと物体側に凸面を向けた平凸正レンズとの接合レンズが物体側から像側に順に配設されて構成されている。

第３レンズ群２３は、第２のフォーカシングレンズ群であり、正の屈折力を有する。第３レンズ群２３は、両凸正レンズ、及び両凸正レンズと両凹負レンズとの接合レンズが物体側から像側に順に配設されて構成されている。

第４レンズ群２４は、ウォブリングレンズ群であり、負の屈折力を有する。第４レンズ群２４は、１枚の両凹負レンズによって構成されている。第５レンズ群２５は、像側レンズ群であり、負の屈折力を有する。第５レンズ群２５は、像側固定レンズ群であり、両凹負レンズと両凸正レンズとの接合レンズによって構成されている。

レンズ系は、インナーフォーカス式の形態を有し、最も物体側に配設された第１レンズ群２１の位置が固定されており、フォーカシング動作として第２レンズ群２２及び第３レンズ群２３を光軸方向に移動することによって合焦距離を変化させるように構成されている。第２レンズ群２２及び第３レンズ群２３は、独立して光軸方向に移動可能である。

レンズ系のフォーカシング動作において、光学系が無限遠から最短合焦距離へと合焦距離を変化させる場合には、第２レンズ群２２は、第１レンズ群２１との間隔を広げ、絞り機構部２６との間隔を狭めながら、像側へ移動する。また、光学系が無限遠から最短合焦距離へと合焦距離を変化させる場合には、第３レンズ群２３は、絞り機構部２６との間隔を狭め、第４レンズ群２４との間隔を広げながら、物体側へ移動する。なお、レンズ鏡筒１における、第２レンズ群２２及び第３レンズ群２３を光軸方向に移動させる構成については後述するものとする。

また、レンズ系は、第４レンズ群２４がウォブリング動作として光軸方向に微少の振幅で振動するように構成されている。レンズ系のウォブリング動作において、第４レンズ群２４は、所定の振幅で光軸方向に振動する。第４レンズ群２４の移動の情報と、第４レンズ群２４の移動による結像面上の結像状態の変化の情報とに基づき、レンズ鏡筒１を有するカメラ本体は、いわゆる山登り式のコントラスト検出式オートフォーカス動作における、第２レンズ群２２及び第３レンズ群２３の移動方向及び移動量を算出することが可能となる。なお、レンズ鏡筒１における、第４レンズ群２４を光軸方向に移動させる構成については後述するものとする。

そして、レンズ系は、最も像側に配設された第５レンズ群２５の位置が固定されている。また、絞り機構部２６は、位置が固定されている。

以上のように、本実施形態のレンズ鏡筒１が保持するレンズ系は、ウォブリング動作用のレンズとして小径で軽量な単一のレンズからなる第４レンズ群２４を設け、独立して移動するフローティング状の第２レンズ群２３及び第３レンズ群２４を、第１及び第２のフォーカシングレンズ群とした構成を有している。このような構成により、レンズ鏡筒１による合焦動作時には、まず軽量な第４レンズ群２４によって、ウォブリング動作を行うため、ウォブリング動作を素早くかつ静かに行うことが可能である。この結果ウォブリング動作に基づいて、比較的重い複数のレンズからなる第２レンズ群２５及び第３レンズ群２３を、フォーカスの合う的確な方向に駆動することによって、素早くフォーカシング動作を完了することができる。

次に、前述したレンズ系を保持するレンズ鏡筒１の構成について説明する。

図３及び図４に示すように、レンズ鏡筒１は、第１レンズ群２１、第２レンズ群２２、第３レンズ群２３、第４レンズ群２４及び第５レンズ群２５をそれぞれ保持する、第１固定レンズ保持枠１１、第１移動レンズ保持枠１２、第２移動レンズ保持枠１３、第３移動レンズ保持枠１４及び第２固定レンズ保持枠１５を有して構成されている。また、レンズ鏡筒１は、マウント部２、固定枠１０及び外装部材４を有して構成されている。

固定枠１０は、第１固定レンズ保持枠１１、第１移動レンズ保持枠１２、第２移動レンズ保持枠１３、第３移動レンズ保持枠１４、第２固定レンズ保持枠１５及び絞り機構部２６を支持するように構成された略筒形状の枠部材である。詳しくは後述するが、第１固定レンズ保持枠１１、第２固定レンズ保持枠１５及び絞り機構部２６は、固定枠１０に対して所定の位置に固定されている。また、第１移動レンズ保持枠１２、第２移動レンズ保持枠１３及び第３移動レンズ保持枠１４は、固定枠１０内において、光軸方向に移動可能に支持されている。

また、図５に示すように、固定枠１０は、第１移動レンズ保持枠１２を駆動するための第１駆動機構部３２、第２移動レンズ保持枠１３を駆動するための第２駆動機構部３３及び第３移動レンズ保持枠１４を駆動するための第３駆動機構部３４も支持するように構成されている。なお、これらの第１乃至第３駆動機構部３２〜３４は、図１の駆動部６４に相当する。

このように、レンズ鏡筒１は、全てのレンズ系を保持する第１固定レンズ保持枠１１、第１移動レンズ保持枠１２、第２移動レンズ保持枠１３、第３移動レンズ保持枠１４及び第２固定レンズ保持枠１５と、絞り機構部２６と、レンズを駆動する第１乃至第３駆動機構部３２〜３４が、単一の部材である固定枠１０によって支持されるように構成されている。この、固定枠１０と、固定枠１０によって支持された全てのレンズ系と該レンズ系を駆動するための機構とからなるユニットを光学系ユニット５と称するものとする。

固定枠１０は、一つ又は複数の部材からなる固定枠１０の周囲を囲う略円筒形状の外装部材４内に収容され、マウント部２に対して所定の位置に固定されている。

図３及び図４に示すように、固定枠１０の物体側の端部近傍の外周と外装部材４との間には、両者に密接するシール部材４ａが配設されている。また、図示しないが、外装部材４の像側の端部の内周とマウント部２との間にも両者に密接するシール部材が配設されている。したがって、固定枠１０（光学系ユニット５）の外周部は、第１レンズ群２１及び第５レンズ群２５が露出する光軸方向の両端の開口部を除き、外装部材４、マウント部２及びシール部材によって水密に覆われている。

すなわち、レンズ鏡筒１は、光学系ユニット５内への液体や塵埃の侵入を防止する、いわゆる防滴・防塵構造を有している。また、このように、レンズ系を駆動するための機構を有する光学系ユニット５を、外装部材４、マウント部２及びシール部材によって覆うことによって、光学系ユニット５の作動音がレンズ鏡筒１の外部に漏れることを防止することができる。

そして、図５に示すように、固定枠１０は、全てのレンズ系と該レンズ系を駆動するための機構を支持した光学系ユニット５の状態のままで、外装部材４及びマウント部２から取り外すことが可能である。

レンズ鏡筒１は、このように単一の部材である固定枠１０によって、全てのレンズ系と該レンズ系を駆動するための機構を支持された光学系ユニット５を有することによって、組み立て及び調整の作業を容易に行うことができる。例えば、単一の部材である固定枠１０に、全てのレンズ系と該レンズ系を駆動するための機構の相対的な位置を調整しながら組み付ける作業は、複数の部材からなる枠部材に全てのレンズ系と該レンズ系を駆動するための機構の相対的な位置を調整しながら組み付ける作業よりも、容易である。また、光学系ユニット５は、レンズ鏡筒１の光学的な性能に関する全ての部材を含むものであることから、レンズ鏡筒１全体の組み立て作業とは異なる行程で光学系ユニット５を所定の性能を有するように組み立てておけば、レンズ鏡筒１全体の組み立て作業を簡素化することが可能である。

また、光学系ユニット５は、単一の部材である略筒形状の固定枠１０の光軸方向の両端に、固定枠１０に対して位置が固定された第１レンズ群２１及び第５レンズ群２５を保持している。すなわち、略筒形状の固定枠１０の両端の開口部は、位置が固定された第１レンズ群２１及び第５レンズ群２５によって塞がれている。

このように、固定枠１０の光軸方向の両端に位置が固定された第１レンズ群２１及び第５レンズ群２５を配設することにより、光学系ユニット５の光軸方向の両端部から光学系ユニット５内に液体や塵埃が入り込むことを防止することができる。

また、固定枠１０が単一の部材であることから、光学系ユニット５の全長は変化することがない。このような、光軸方向の両端部が固定されたレンズによって塞がれており、全長に変化のない光学系ユニット５の内部への液体や塵埃の侵入の防止は、前述のように、外周を外装部材４、マウント部２及びシール部材によって囲う単純な構成で容易に実現することが可能である。

次に、光学系ユニット５の詳細な構成について説明する。

図６は、固定枠１０から、第１固定レンズ保持枠１１、第１駆動機構部３２、第２駆動機構部３３及び第３駆動機構部３４を取り外した状態を示している。図７は、第１固定レンズ保持枠１１が取り外された状態の固定枠１０を、光軸に沿って物体側から見た図である。

第１固定レンズ保持枠１１は、第１レンズ群２１を保持する略筒状の枠部材であり、固定枠１０の物体側端部１０ａに、複数のネジ１１ａによって固定される。ネジ１１ａは、固定枠１０に設けられた複数のネジ穴１０ｂに螺合する。

図６に一例として示すように、本実施形態の光学系ユニット５は、第１駆動機構部３２、第２駆動機構部３３及び第３駆動機構部３４を、固定枠１０に対して固定枠１０の外から取り付け可能である。詳しくは後述するが、第１駆動機構部３２、第２駆動機構部３３及び第３駆動機構部３４は、それぞれ回転する出力軸を有する電動モータ３２ａ、３３ａ及び３４ａを具備して構成されている。また、絞り機構部２６は、絞りを駆動するための電動モータである絞り駆動モータ２６ａを具備して構成されている。

すなわち光学系ユニット５には、４つの電動モータが配設されている。そして、図７に示すように、これらの４つの電動モータである、電動モータ３２ａ、３３ａ及び３４ａと絞り駆動モータ２６ａを、光学系ユニット５の外周部において、光軸に沿う方向から見た場合に互いに重ならないように周方向に分散して配置している。光軸に直交する平面への投影面積が比較的大きな電動モータ３２ａ、３３ａ及び３４ａと絞り駆動モータ２６ａを、光軸に沿う方向から見た場合に互いに重ならないように周方向に分散して配置することによって、複数の電動モータを具備して構成されるレンズ鏡筒１の大径化を防止することができる。

図６に示すように、第１駆動機構部３２は、回転する出力軸を有する電動モータ３２ａ、電動モータ３２ａの出力軸とともに回動可能に設けられたスクリュー３２ｂ、スクリュー３２ｂに螺合するナット３２ｃ、及び電動モータ３２ａ及びスクリュー３２ｂを支持する支持部３２ｄを有して構成されている。

固定枠１０の外周部には、第１駆動機構部３２を収容するための貫通孔である開口部１０ｃが形成されている。また、固定枠１０の近傍には、複数のネジ３２ｅが螺合する複数のネジ穴１０ｄが形成されている。第１駆動機構部３２の支持部３２ｄは、複数のネジ３２ｅによって外側から固定枠１０に固定される。支持部３２ｄが固定枠１０に固定された状態において、電動モータ３２ａ、スクリュー３２ｂ及びナット３２ｃは、開口部１０ｃを介して固定枠１０の内側に位置する。また、支持部３２ｄが固定枠１０に固定された状態において、スクリュー３２ｂの回転軸は、光軸と略平行となる。

ナット３２ｃは、支持部３２ｄが固定枠１０に固定された状態において、スクリュー３２ｂの回転軸周りの回転が規制されている。ナット３２ｃは、支持部３２ｄ、固定枠１０又は第１移動レンズ保持枠１２と接することによって、その回転が規制される。ナット３２ｃの回転を規制する構成は特に限定されるものではない。ナット３２ｃは、回転が規制されていることにより、スクリュー３２ｂの回転に伴って光軸に沿う方向に直線的に移動する。すなわち、第１駆動機構部３２は、電動モータ３２ａの回転運動を、ナット３２ｃの直線運動に変換する機構を有している。

ナット３２ｃは、固定枠１０内において光軸方向に移動可能に支持された後述する第１移動レンズ保持枠１２のナット係合部１２ａと係合することにより、第１移動レンズ保持枠１２を光軸に沿って少なくとも物体側に向かって押すことが可能に配設されている。

第２駆動機構部３３は、第１駆動機構部３２と同様に、回転する出力軸を有する電動モータ３３ａ、電動モータ３３ａの出力軸とともに回動可能に設けられたスクリュー３３ｂ、スクリュー３３ｂに螺合するナット３３ｃ、及び電動モータ３３ａ及びスクリュー３３ｂを支持する支持部３３ｄを有して構成されている。

第２駆動機構部３３は、固定枠１０の複数のネジ穴１０ｆに螺合する複数のネジ３３ｅによって外側から固定枠１０に固定され、固定枠１０の外周部に設けられた開口部１０ｅを介して固定枠１０の内側に収容される。ここで、支持部３３ｄが固定枠１０に固定された状態において、スクリュー３３ｂの回転軸は、光軸と略平行である。

第２駆動機構部３３のナット３３ｃは、固定枠１０内において光軸方向に移動可能に支持された後述する第２移動レンズ保持枠１３のナット係合部１３ａと係合することにより、第２移動レンズ保持枠１３を光軸に沿って少なくとも物体側に向かって押すことが可能に配設されている。

また、第３駆動機構部３４も、第１駆動機構部３２と同様に回転する出力軸を有する電動モータ３４ａ、電動モータの出力軸とともに回動可能に設けられたスクリュー３４ｂ、スクリューに螺合するナット３４ｃ、及び電動モータ３４ａ及びスクリューを支持する支持部３４ｄを有して構成されている。そして、第３駆動機構部３４は、支持部３４ｄがネジ３４ｅによって、外側から固定枠１０に固定され、固定枠１０の外周部に設けられた図示しない開口部を介して固定枠１０の内側に収容される。ここで、支持部が固定枠１０に固定された状態において、スクリュー３４ｂの回転軸は、光軸と略平行となる。

第３駆動機構部３４のナット３４ｃは、固定枠１０内において光軸方向に移動可能に支持された後述する第３移動レンズ保持枠１４のナット係合部１４ａと係合することにより、第３移動レンズ保持枠１４を光軸に沿って少なくとも像側に向かって押すことが可能に配設されている。

以上のように、第１駆動機構部３２、第２駆動機構部３３及び第３駆動機構部４４を、それぞれが組み立てられた状態で固定枠１０の外側から、固定枠１０に組み付けることが可能である。このように、複数の部品からなる第１駆動機構部３２、第２駆動機構部３３及び第３駆動機構部４４を、予め組み立てたユニット状態としておき、これらを固定枠１０の外側から固定可能とすることにより、光学系ユニット５の組み立て作業を容易に行うことが可能となる。

次に、固定枠１０内において、光軸方向に移動可能に支持された第１移動レンズ保持枠１２、第２移動レンズ保持枠１３及び第３移動レンズ保持枠１４の構成について説明する。図８は、図７のVII-VII断面図であり、第１移動レンズ保持枠１２及び第３移動レンズ保持枠１４の支持機構について説明する図である。図９は、図７のVIII-VIII断面図であり、第２移動レンズ保持枠１３の支持機構について説明する図である。また、図１０は、図８のXIV-XIV断面図である。

固定枠１０内には、図７に示すように、４本の直線状の丸軸状（円柱形状）の部材である第１案内軸４１、第２案内軸４２、第３案内軸４３及び第４案内軸４４が、固定枠１０の内周面近傍に配設されている。これらの第１案内軸４１、第２案内軸４２、第３案内軸４３及び第４案内軸４４は、それぞれ光軸に対して略平行となるように固定されている。

これらの４本の案内軸のうち、一対の第１案内軸４１及び第２案内軸４２は、光軸に関して略軸対称となる位置に配設されており、また他の一対の第３案内軸４３及び第４案内軸４４も、光軸に関して略軸対称となる位置に配設されている。

具体的には、図８に示すように、一対の第１案内軸４１及び第２案内軸４２は、物体側の端部が固定枠１０の内面に形成された穴１０ｇ及び１０ｈ内に嵌合しており、像側の端部が固定枠１０に固定された第２固定レンズ保持枠１５に形成された穴１５ｇ及び１５ｈ内に嵌合することによって、固定枠１０内に固定されている。

また、図９に示すように、一対の第３案内軸４３及び第４案内軸４４は、物体側の端部が固定枠１０に形成された穴１０ｉ及び１０ｋ内に嵌合しており、像側の端部が固定枠１０に固定された第２固定レンズ保持枠１５に形成された穴１５ｉ及び１５ｋ内に嵌合することによって、固定枠１０内に固定されている。

第１移動レンズ保持枠１２及び第３移動レンズ保持枠１４は、一対の第１案内軸４１及び第２案内軸４２に沿って摺動し、光軸に略平行に案内されるように構成されている。また、第２移動レンズ保持枠１３は、一対の第３案内軸４３及び第４案内軸４４に沿って摺動し、光軸に略平行に案内されるように構成されている。

そして、図６に示すように、フランジ部１２ｃには、上述した第１駆動機構部３２のナット３２ｃと係合するナット係合部１２ａが形成されている。フランジ部１２ｃに形成されたナット係合部１２ａは、ナット３２ｃが当該ナット係合部１２ａを光軸に沿って物体側に向かって押圧可能に構成された部位である。言い換えれば、ナット係合部１２ａは、ナット３２ｃに対して、少なくとも光軸に沿って物体側から当接するように構成されている。

また、第１移動レンズ保持枠１２のナット係合部１２ａには、ナット係合部１２ａをナット３２ｃに向かって付勢する図示しない引っ張りコイルバネが設けられている。この引っ張りコイルバネの付勢力によって、ナット３２ｃとスクリュー３２ｂとの間のバックラッシが除去され、かつ第１移動レンズ保持枠１２がナット３２ｃの移動に追従する。こうして、第１移動レンズ保持枠１２は、第１駆動機構部３２によって、光軸方向に駆動される。

第２移動レンズ保持枠１３は、図９に示すように、一対の第３案内軸４３及び第４案内軸４４に沿って摺動し、光軸に略平行に案内されるように構成されている。そして、図６に示すように、フランジ部１３ｃには、上述した第２駆動機構部３３のナット３３ｃと係合するナット係合部１３ａが形成されている。フランジ部１３ｃに形成されたナット係合部１３ａは、ナット３３ｃが当該ナット係合部１３ａを光軸に沿って物体側に向かって押圧可能に構成された部位である。言い換えれば、ナット係合部１３ａは、ナット３３ｃに対して、少なくとも光軸に沿って物体側から当接するように構成されている。

第２移動レンズ保持枠１３のナット係合部１３ａには、ナット係合部１３ａをナット３３ｃに向かって付勢する図示しない引っ張りコイルバネが設けられている。この引っ張りコイルバネの付勢力によって、ナット３３ｃとスクリュー３３ｂとの間のバックラッシが除去され、かつ第２移動レンズ保持枠１３がナット３３ｃの移動に追従する。こうして、第２移動レンズ保持枠１３は、第２駆動機構部３３によって、光軸方向に駆動される。

また、図１０に示すように、第１移動レンズ保持枠１２の保持部１２ｂの外周部には、径方向外側に向かって突出するドグ１２ｉが形成されている。ドグ１２ｉは、図１４に示すように、固定枠１０に固定されたフォトインタラプタ１０ｎの検出範囲に進退可能に配設されている。レンズ鏡筒１は、フォトインタラプタ１０ｎによるドグ１２ｉの検出結果に基づいて、第１駆動機構部３２の電動モータ３２ａの初期位置を検出することが可能に構成されている。

また、第２移動レンズ保持枠１３の円筒形状部１３ｋの物体側の端部近傍には、突出するドグ（図示省略）が形成されている。このドグは、固定枠１０に固定された図示しないフォトインタラプタの検出範囲に進退可能に配設されている。レンズ鏡筒１は、フォトインタラプタによるドグの検出結果に基づいて、第２駆動機構部３３の電動モータ３３ａの初期位置を検出することが可能に構成されている。

図１１は上述した各レンズ群の位置検出の手法を説明するための説明図である。図１１（ａ）は無限遠合焦時における各レンズ群の位置を示し、図１１（ｂ）は最短（至近）合焦時における各レンズ群の位置を示している。

上述したように、固定枠１０には、第１駆動機構部３２を構成する電動モータ３２ａが取り付けられており、電動モータ３２ａの出力軸はスクリュー３２ｂに連結され、スクリュー３２ｂの回転によって、第１移動レンズ保持枠１２が光軸方向に進退駆動されるようになっている。こうして、第１移動レンズ保持枠１２に取り付けられた第２レンズ群２２は、電動モータ３２ａの回転に応じて光軸方向に移動するようになっている。

また、固定枠１０には、第２駆動機構部３３を構成する電動モータ３３ａが取り付けられており、電動モータ３３ａの出力軸はスクリュー３３ｂに連結され、スクリュー３３ｂの回転によって、第２移動レンズ保持枠１３が光軸方向に進退駆動されるようになっている。こうして、第２移動レンズ保持枠１３に取り付けられた第３レンズ群２３は、電動モータ３３ａの回転に応じて光軸方向に移動するようになっている。

また、固定枠１０には、第３駆動機構部３４を構成する電動モータ３４ａが取り付けられており、電動モータ３４ａの出力軸はスクリュー３４ｂに連結され、スクリュー３４ｂの回転によって、第３移動レンズ保持枠１４が光軸方向に進退駆動されるようになっている。こうして、第３移動レンズ保持枠１４に取り付けられた第４レンズ群２４は、電動モータ３４ａの回転に応じてウォブリング動作するようになっている。

なお、電動モータ３２ａ，３３ａとしては、例えばステッピングモータを採用することができ、これらの電動モータ３２ａ，３３ａに１つの駆動パルスを印加した場合、１つの駆動パルスでレンズ群２２，２３が光軸方向に移動する移動量は、スクリュー３２ｂ，３３ｂのピッチにより決まる。

フォーカス制御を行うためには、各レンズ群２２，２３の光軸方向の位置（以下、群位置という）を把握する必要がある。交換レンズ５０ｂの制御部６３が群位置を把握するために、初期位置検出部６６が設けられている。初期位置検出部６６は各レンズ群２２，２３の初期位置への移動を検出する。各レンズ群が初期位置に到達したことが検出されると、以後、電動モータ３２ａ，３３ａに印加する駆動パルスのパルス数によってレンズ群２２，２３の位置を特定することができる。

図１１の例では、初期位置検出部６６は、フォトインタラプタ１０ｎ，１０ｋによって構成される。なお、図１２はフォトインタラプタ１０ｎ，１０ｋを説明するための説明図である。

図１２に示すように、フォトインタラプタ１０ｎ，１０ｋは、同一構成で有り、いずれも発光部Ｈａ及び受光部Ｈｂを有する。フォトインタラプタ１０ｎ，１０ｋは、発光部Ｈａと受光部Ｈｂとの間の物体による遮光の有無によって、位置を検出する。例えば、フォトインタラプタ１０ｎの発光部Ｈａ及び受光部Ｈｂ相互間に第１移動レンズ保持枠１２が介在した場合には、フォトインタラプタ１０ｎの出力はローレベル（以下、Ｌレベルという）となり、介在しない場合には、ハイレベル（以下、Ｈレベルという）となる。同様に、フォトインタラプタ１０ｋの発光部Ｈａ及び受光部Ｈｂ相互間に第２移動レンズ保持枠１３が介在した場合には、フォトインタラプタ１０ｋの出力はＬレベルとなり、介在しない場合には、Ｈレベルとなる。

従って、フォトインタラプタ１０ｎ，１０ｋの光軸上の位置を規定することで、フォトインタラプタ１０ｎ，１０ｋの出力の変化点によって、第１及び第２移動レンズ保持枠１２，１３の光軸上の位置、即ち、第２レンズ群２２及び第３レンズ群２３の光軸上の位置を判定することができる。

図１において、操作検出部６７は、フォーカスリング３に対するユーザ操作を検出して検出結果を制御部６３に出力する。制御部６３は、マイコン等によって構成されており、操作検出部６７の検出結果及び後述する本体部５０ａの信号処理及び制御部５１からの信号に基づいて、各部を制御する。制御部６３の駆動制御部６３ａは、操作検出部６７の検出結果及び信号処理及び制御部５１の制御に従って各種制御信号を発生する。例えば、駆動制御部６３ａは、フォーカス信号を発生して、駆動部６４を制御すると共に、絞り制御信号を発生して、絞り制御部６５を制御する。なお、駆動制御部６３ａは、合焦動作だけでなく収差補正も加味してレンズ群２２，２３を駆動する。

駆動部６４は、フォーカス信号に基づいてピント機構部６１ａを駆動制御する。なお、ピント機構部６１ａは、第２レンズ群２２及び第３レンズ群２３を光軸方向に進退駆動する第１駆動機構部３２及び第２駆動機構部３３によって構成される。また、絞り制御部６５は、絞り制御信号に基づいて絞り機構部２６を駆動制御する。制御部６３は、初期位置検出部６６の検出結果が与えられ、フォーカスリング３の操作に対応したピント位置、絞り状態となるように駆動部６４及び絞り制御部６５を制御する。

本実施の形態においては、レンズ群２２，２３を初期位置に位置させるために、制御部６３にはリセット部６３ｂが設けられている。リセット部６３ｂは、駆動部６４を制御して、レンズ群２２，２３を初期位置に位置させてレンズ群２２，２３の初期位置を設定するものであり、電源オフ時において、レンズ群２２，２３を初期位置に対応した初期停止位置に停止させると共に、電源オン時等において、レンズ群２２，２３を初期位置に位置させる。なお、リセット動作について後述する。

交換レンズ５０ｂには、通信部６８が設けられている。また、本体部５０ａには通信部５３が設けられている。通信部６８は、所定の伝送路を介して本体部５０ａの通信部５３との間で情報の送受を行う。制御部６３は、本体部５０ａの通信部５３との間の通信が確立すると、図示しないメモリに格納したレンズ情報及びズーム操作に関するズーム情報等を通信部６８，５３によって本体部５０ａに送信させることができる。

レンズ情報により、本体部５０ａは、交換レンズ５０ｂの焦点距離範囲（倍率）、焦点距離、明るさナンバー等を認識することができる。また、制御部６３は、操作検出部６７の検出結果の情報も本体部５０ａに送信することができる。また、制御部６３は、ピント位置、絞り状態等の情報を本体部５０ａに送信することもできる。制御部６３は、通信部５３，６８を介して本体部５０ａの信号処理及び制御部５１から制御信号が供給されて、信号処理及び制御部５１によって制御可能に構成されている。

撮影機器５０を構成する本体部５０ａは、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子によって構成された撮像部５２を有している。撮像部５２は、本体部５０ａの前面に設けられた交換レンズ５０ｂからの被写体像を光電変換して撮影画像を得る。撮像部５２は、信号処理及び制御部５１によって駆動制御されて、撮影画像を出力する。

信号処理及び制御部５１は、ＣＰＵ等によって構成されて撮影機器５０の各部を制御する。信号処理及び制御部５１は、撮像部５２に撮像素子の駆動信号を出力すると共に、撮像部５２からの撮影画像を読み出す。信号処理及び制御部５１は、読み出した撮影画像に対して、所定の信号処理、例えば、色調整処理、マトリックス変換処理、ノイズ除去処理、その他各種の信号処理を行う。

本体部５０ａには、時計部５４及び操作判定部５５も配設されている。時計部５４は信号処理及び制御部５１が用いる時間情報を発生する。操作判定部５５は、本体部５０ａに設けられた図示しないレリーズボタン、ファンクションボタン、撮影モード設定等の各種スイッチ等を含む操作部に対するユーザ操作に基づく操作信号を発生して、信号処理及び制御部５１に出力するようになっている。信号処理及び制御部５１は、操作信号に基づいて、各部を制御する。

信号処理及び制御部５１は、信号処理後の撮影画像を圧縮処理し、圧縮後の画像を記録部５６に与えて記録させることができる。記録部５６としては、例えばカードインターフェースを採用することができ、記録部５６はメモリカード等の記録媒体に画像情報及び音声情報等を記録可能である。

信号処理及び制御部５１の表示制御部５１ａは表示に関する各種処理を実行する。表示制御部５１ａは、信号処理後の撮影画像を表示部７５に与えることができる。表示部７５は、ＬＣＤ等の表示画面を有しており、表示制御部５１ａから与えられた画像を表示する。また、表示制御部５１ａは、各種メニュー表示等をこれらの表示画面に表示させることもできるようになっている。

信号処理及び制御部５１のレンズ状態取得部５１ｂは、制御部６３からのレンズ情報に基づいて、レンズ状態を取得する。操作情報取得部５１ｃは、操作検出部６７の検出結果に基づく操作情報が制御部６３から供給される。

信号処理及び制御部５１は、撮像部５２からの撮像画像のコントラストを判定して判定結果を得る。光学系制御部５１ｄは、コントラストの判定結果に基づくオートフォーカス制御、自動露出制御等が可能であり、また、本体部１０に対するユーザ操作に基づいてフォーカス制御及び絞り制御等の光学系の制御情報を生成して、交換レンズ５０ｂの制御部６３に送信することができる。制御部６３は、本体部５０ａの操作によっても、フォーカス制御、絞り制御等が可能である。

表示部７５の表示画面上には、タッチパネル７６が設けられている。タッチパネル７６は、ユーザが指で指し示した表示画面上の位置に応じた操作信号を発生することができる。この操作信号は、信号処理及び制御部５１に供給される。これにより、信号処理及び制御部５１は、ユーザが表示画面上をタッチしたりスライドさせたりした場合には、ユーザのタッチ位置、指を離間させる操作、スライド操作やスライド操作によって到達した位置、スライド方向、タッチしている期間等の各種操作を検出することができ、ユーザ操作に対応した処理を実行することができるようになっている。

次に、交換レンズ５０ｂの制御部６３内のリセット部６３ｂ及び駆動制御部６３ａによるリセット動作について説明する。

図１３は初期位置及び初期停止位置の位置関係を示す説明図である。図１１に示すように、合焦範囲内では、レンズ群２２は、無限遠合焦時において最も物体側に位置し、最短（至近）合焦時において最も像側に位置する。逆に、レンズ群２３は、合焦範囲内では、無限遠合焦時において最も像側に位置し、最短（至近）合焦時において最も物体側に位置する。即ち、レンズ群２２，２３の合焦時における位置関係は相互に対称的である。

図１３は水平方向に合焦位置を示しており、紙面に向かって左側が無限遠方向であり、右側が至近方向である。レンズ群２２については無限遠方向が物体側、至近方向が像側であり、レンズ群２３については無限遠方向が像側、至近方向が物体側である。

図１３においては、無限遠合焦時におけるレンズ群２２，２３の位置を光学無限位置とし、この光学無限位置よりも無限遠方向に、各レンズ群２２，２３の物理的な移動限界位置が存在する。上述したように、各レンズ群の群位置を把握するために、電源投入時等においては各レンズ群を初期位置に移動させる。また、撮影開始時等においては、比較的高い頻度で各レンズ群２２，２３を光学無限位置に移動させることがある。そこで、初期位置を光学無限位置に近接させることで、電源投入時等において各レンズ群を短時間に光学無限位置に移動させることができる。なお、光学無限位置と物理的な移動限界位置との間の距離は比較的短く、初期位置を光学無限位置と物理的な移動限界位置との間に設定すると、各レンズ群は物理的な移動限界位置において物理的に衝突する可能性が増加するので、初期位置は光学無限位置から至近方向に設ける。

レンズ群２２が初期位置に到達するタイミングで、フォトインタラプタ１０ｎの出力レベルが変化し、レンズ群２３が初期位置に到達するタイミングで、フォトインタラプタ１０ｋの出力レベルが変化するようになっている。レンズ群２２，２３が初期位置よりも無限遠方向に位置する場合には、フォトインタラプタ１０ｎ，１０ｋの出力はＬレベルであり、初期位置よりも至近方向に位置する場合には、フォトインタラプタ１０ｎ，１０ｋの出力はＨレベルである。リセット部６３ｂは、初期位置検出部６６を構成するフォトインタラプタ１０ｎ，１０ｋの出力の変化によって、各レンズ群２２，２３が初期位置に到達したことの検出（以下、初期位置の検出という）を行うことができる。

本実施の形態においては、電源投入時等において各レンズ群２２，２３の位置を初期位置に移動させて各レンズ群２２，２３の位置をリセットする動作（以下、リセット動作という）を短時間で行うために、リセット部６３ｂは、電源オフ時においてレンズ群２２，２３を初期位置近傍の初期停止位置で停止させる。バックラッシを考慮すると、高精度に初期位置の検出を行うためには、レンズ群２２，２３を夫々一方向へ移動させながら初期位置の検出を行った方がよく、本実施の形態においては、リセット部６３ｂは、至近方向から無限遠方向に各レンズ群２２，２３を移動させながら、初期位置の検出を行う。従って、初期停止位置は、初期位置近傍であって、初期位置の至近方向に設定した方がよい。

また、電源オフ時においてレンズ群２２，２３の位置が不定となることを考慮すると、光学無限位置、初期位置及び初期停止位置は、近接しすぎない方がよい。各レンズ群２２，２３の光軸方向の移動量は、夫々電動モータ３２ａ，３３ａに供給される駆動パルスのパルス数に比例するので、光軸方向の距離をパルス数によって表すことができる。例えば、各レンズ群２２，２３の合焦範囲における移動量が数万パルスであるものとすると、物理的な移動限界位置と光学無限位置との間の距離は数十分の１のパルス位置という片側に偏っているので、衝突なども注意しながらの位置合わせが必要である。なお、光学無限位置と初期位置との間の距離も、初期位置と初期停止位置との間の距離も、合焦範囲の全移動パルス量と比べるとはるかに小さく、正確な制御が必要である。

電源投入時において、レンズ群２２，２３が初期停止位置近傍に位置する場合には、比較的少ないパルス数を電動モータ３２ａ，３３ａに供給することで、レンズ群２２，２３を初期位置まで移動させることができる。これにより、本実施の形態においては、レンズ群２２，２３を比較的低速に移動させた場合でも、短時間でリセット動作を行うことができる。

しかし、電源オフ時において、レンズ群２２，２３が比較的大きく移動することも考えられる。そこで、本実施の形態においては、レンズの停止位置に応じてリセット動作におけるレンズ群の移動速度を変化させることで、初期位置の検出を短時間に行うようになっている。

図１４は図１３と同様の表示方法によって、このようなリセット動作を説明するための説明図である。なお、図１４において狭幅の矢印はレンズ群２２，２３を比較的低速で移動させることを示しており、広幅の矢印はレンズ群２２，２３を比較的高速で移動させることを示している。なお、高速移動時には、移動開始及び停止時や向きを反転させる場合には、速度を低速にする制御が行われるが、この制御については無視して説明する。

いま、電源投入時におけるレンズ群２２，２３の実際の停止位置が、リセット動作例Ａに示すように、初期停止位置近傍であるものとする。電源投入時点においては、レンズ群２２，２３の群位置は不明であるが、本実施の形態においては、リセット部６３ｂは、駆動部６４を制御して、レンズ群２２，２３を夫々無限遠方向に低速で移動させる。即ち、低速駆動及び高速駆動のうち低速駆動を優先的に採用する。

フォトインタラプタ１０ｎ，１０ｋの検出周期に対して、レンズ群２２，２３の移動速度を十分に低速にすることによって、リセット部６３ｂは、フォトインタラプタ１０ｎ，１０ｋの出力が反転するタイミング、即ち、レンズ群２２，２３が初期位置に到達するタイミングを正確に検出することができる。リセット部６３ｂはこのタイミングを駆動制御部６３ａに指示する。駆動制御部６３ａは、このタイミングによってレンズ群２２，２３の群位置をリセットし、以降に発生するパルス数によってレンズ群２２，２３の群位置を認識する。

なお、本実施の形態においては、低速とは、フォトインタラプタ１０ｎ，１０ｋの出力の変化時を検出可能な速度のことであり、例えば、合焦範囲の全移動を１０秒程度で行う速度をいう。

リセット部６３ｂは、初期位置と初期停止位置との間の距離を初期ずれ距離として、電源投入後にレンズ群２２，２３を初期ずれ距離よりも大きい距離、例えば、初期ずれ距離の３割程度大きい距離（以下、規定低速距離という）だけ低速で移動させることにより、実際の停止位置が初期停止位置から若干ずれた場合でも、低速でのリセット動作を可能にする。即ち、実際の停止位置が初期位置から規定低速距離以内で至近方向に位置する場合には、低速駆動によって、短時間にリセット動作が可能である。

次に、電源投入時におけるレンズ群２２，２３の実際の停止位置が、リセット動作例Ｂに示すように、初期停止位置から比較的大きくずれているものとする。この場合には、リセット部６３ｂは、レンズ群２２，２３を規定低速距離だけ低速で移動させても初期位置に到達していないことを、フォトインタラプタ１０ｎ，１０ｋの出力によって認識する。リセット部６３ｂは、レンズ群２２，２３を規定低速距離だけ低速で移動させた後、図１４のｂ１の矢印に示すように、レンズ群２２，２３を高速で無限遠方向に移動させる。これにより、実際の停止位置から初期位置までの距離が比較的大きい場合でも、比較的短時間にレンズ群２２，２３を初期位置に到達させることができる。なお、本実施の形態においては、高速として、例えば、低速の数倍程度の速度を採用することができる。

リセット部６３ｂは、フォトインタラプタ１０ｎ，１０ｋの出力によって、レンズ群２２，２３が初期位置に到達したことを検出することができる。この場合には、レンズ群２２，２３は比較的高速に移動していることから、リセット部６３ｂがフォトインタラプタ１０ｎ，１０ｋの出力の反転を検出した時点では、既にレンズ群２２，２３は初期位置を通り越して無限遠方向に進んでいる可能性がある。

そこで、リセット部６３ｂは、フォトインタラプタ１０ｎ，１０ｋの出力の反転を検出すると、レンズ群２２，２３を停止させ、移動方向を至近側に切換えて高速移動させる（図１４のｂ２）。高速移動させる場合であっても、リセット部６３ｂは、レンズ群２２，２３が初期位置を通過するだいたいのタイミングについては認識可能である。リセット部６３ｂは、高速移動によって検出した初期位置を仮の初期位置に設定して、レンズ群２２，２３が初期位置よりも確実に至近側に位置するように、レンズ群２２，２３の駆動を制御する。

こうして、レンズ群２２，２３が例えば初期停止位置近傍に到達すると、リセット部６３ｂは、図１４のｂ３の矢印に示すように、レンズ群２２，２３を再度、無限遠方向に移動させる。この場合には、リセット部６３ｂは、リセット動作例Ａと同様に、レンズ群２２，２３を低速で移動させる。これによりレンズ群２２，２３が初期位置に到達すると、リセット部６３ｂは、レンズ群２２，２３が初期位置に到達するタイミングを正確に検出することができる。

なお、上記説明では、実際の停止位置が初期位置よりも至近側にあるものとして説明した。電源投入時においても、リセット部６３ｂは、フォトインタラプタ１０ｎ，１０ｋの出力から、レンズ群２２，２３が初期位置よりも無限遠方向に位置するか至近方向に位置するかを認識可能である。電源投入時において実際の停止位置が初期位置よりも無限側にある場合には、リセット部６３ｂは、図１４のｂ２，ｂ３のように、リセット動作例Ｂの至近方向への移動制御以降と同様の動作によって、リセット動作を行えばよい。

電源投入時におけるレンズ位置に拘わらず、リセット動作例Ｂのように、高速駆動によって規定の位置まで移動させた後低速駆動によって初期位置を検出することも可能である。しかし、レンズが初期位置近傍に位置する場合には、リセット動作例Ａのように、低速駆動による初期位置の検出を優先させた方が、リセット動作に要する時間をより一層短縮することができる。特に、電源遮断時において、レンズ群を初期位置近傍で停止させており、低速及び高速駆動のうち低速駆動を優先的に採用することによって、効果的にリセット動作に要する時間の短縮が可能である。

また、図１４ではレンズ群２２，２３において、光学無限位置、初期位置、初期停止位置の位置関係及び規定低速距離を共通の設定にする例について説明したが、レンズ群毎に異なる設定にしてもよい。

次に、このように構成された実施の形態の動作について図１５乃至図１７のフローチャートを参照して説明する。図１５は本体側のカメラ制御を説明するためのフローチャートである。

撮影機器５０の電源が投入されると、信号処理及び制御部５１は、図１５のステップＳ２１において、撮影モードが指示されたか否かを判定する。撮影モードが指示されていない場合には、信号処理及び制御部５１は、ステップＳ２２において、再生モードが指示されたか否かを判定する。再生モードが指示されると、信号処理及び制御部５１は、ステップＳ２３において、サムネイルの一覧表示を行う。サムネイル一覧を参照したユーザによる画像の選択が行われると、ステップＳ２４からステップＳ２５に処理を移行して、信号処理及び制御部５１は選択画像の再生を行う。再生が終了すると（ステップＳ２６）、ステップＳ２３に処理を戻してファイル一覧を表示する。ファイル選択が行われない場合には、ステップＳ２７において再生モードの終了を判定する。

一方、撮影モードが指示されると、信号処理及び制御部５１は、ステップＳ３１において、撮像部５２からの画像信号に基づいて、表示部１８に撮像画像（スルー画）をライブビュー表示させる。次のステップＳ３２において、信号処理及び制御部５１は、交換レンズ５０ｂの制御部６３との間でレンズ通信を開始し、レンズ情報、制御情報及び操作情報を取得する。

ここで、ユーザがフォーカスリング３を操作するものとする。この場合には、処理がステップＳ３３からステップＳ３４に移行して、ユーザ操作に基づいてレンズ制御が行われる。即ち、操作検出部６７によってフォーカスリング３の操作が検出され、制御部６３はこのユーザ操作に基づいて、フォーカシング及び絞り等を制御する。

次に、信号処理及び制御部５１は、ステップＳ３５において、本体側の操作スイッチ等により、レンズに対する操作があったか否かを判定する。信号処理及び制御部５１は、ユーザ操作に基づく制御信号を発生して、通信部５３，６８を介して交換レンズ５０ｂの制御部６３に制御信号を送信して、レンズ通信を終了する（ステップＳ３７）。制御部６３は入力された制御信号に基づいて、レンズ制御を行う。

次に、ステップＳ３９において、撮影操作が行われたか否かが判定される。例えばレリーズボタン操作等によって静止画撮影が指示されると、信号処理及び制御部５１は、ステップＳ４０において撮影を行う。即ち、信号処理及び制御部５１は、撮像部５２からの撮像画像に信号処理を施して圧縮した後、記録部５６に与えて記録を行う。また、信号処理及び制御部５１は、ステップＳ４１において、動画撮影操作が行われたか否かを判定する。動画撮影操作が行われると、信号処理及び制御部５１は、動画撮影を開始し、記録部５６において撮像画像の記録を開始する（ステップＳ４２）。動画撮影の終了操作が行われると、信号処理及び制御部５１は、ステップＳ４４において、動画撮影を終了すると共に、記録部５６の記録画像をファイル化する。

また、動画撮影の途中においても、レンズ通信が行われる。信号処理及び制御部５１は、動画撮影中においてレンズ通信を開始し（ステップＳ５２）、レンズ情報、制御情報及び操作情報を取得する。ステップＳ５３〜Ｓ５７の処理はステップＳ３３〜３７と同様であり、レンズ側の操作に応じて制御部６３においてレンズ制御が行われ、レンズに対する本体側の操作に応じた制御信号が信号処理及び制御部５１から制御部６３に与えられる。こうして、動画撮影中においても、制御部６３は、レンズ側の操作及び本体側の操作に応じたレンズ制御を行う。

図１６は交換レンズ５０ｂ中の制御部６３によるレンズ制御の動作フローを示すフローチャートである。

交換レンズ５０ｂの制御部６３は、図１６のステップＳ６１において、本体部５０ａとのレンズ通信中であるか否かを判定する。レンズ通信中においては、制御部６３はステップＳ６２において、フォーカスリング３等のレンズ側の操作部の操作が発生したか否かを判定する。制御部６３は、レンズ操作が行われていない場合には、ステップＳ６３において、本体側から制御信号が送信されたか否かを判定する。本体側６０から制御信号が送信された場合には、制御部６３は、ステップＳ６４において制御信号を取得し、制御信号に基づく制御を行う。

レンズ操作が行われると、制御部６３は、ステップＳ６２からステップＳ６５に処理を移行して、レンズ操作が本体部５０ａに対する制御であるか否かを判定する。本体部５０ａに対するレンズ操作が行われた場合には、制御部６３は本体側にレンズ操作に応じた制御を依頼する（ステップＳ６６）。レンズ操作が本体部５０ａに対する制御でない場合には、制御部６３は、レンズ操作に基づいてレンズ内を制御する。

制御部６３は、ステップＳ６１においてレンズ通信中ではないと判定した場合には、ステップＳ７１において、リセットが必要であるか否かを判定する。制御部６３は、レンズ群の群位置が不明となった場合、例えば、電源投入直後、交換レンズ５０ｂの交換直後において、リセットが必要と判断し、リセット動作を行う（ステップＳ７２）。なお、制御部６３の判断によってリセットを行ってもよく、信号処理及び制御部５１の判断に従って制御部６３がリセットを行ってもよい。

以後、リセットが不要な場合には、制御部６３は、レンズ通信中以外には、ステップＳ７３において、操作検出部６７の操作に基づく制御や、本体部５０ａからの制御信号に基づく制御を行う。

次に、リセット動作について、図１７を参照して説明する。

リセットが必要になると、制御部６３のリセット部６３ｂは、図１７のステップＳ８１において、レンズ群２２，２３の群位置が初期位置よりも無限遠側にあるか至近側にあるかを判定する。リセット部６３ｂは、電源遮断時に、レンズ群２２，２３を初期停止位置で停止させており、電源オフ時におけるレンズ群２２，２３の移動が比較的小さい場合には、電源投入時においてレンズ群２２，２３は初期停止位置近傍に位置する。この場合には、リセット部６３ｂは、ステップＳ８２において無限遠方向に低速移動を開始する。

リセット部６３ｂは、ステップＳ８３において初期位置を検出し、ステップＳ８４において規定低速距離に到達したか否かを判定する。レンズ群２２，２３が規定低速距離移動する前に初期位置に到達すると、リセット部６３ｂは、初期位置検出部６６の出力によって、レンズ群２２，２３が初期位置に到達したタイミングを検出することができる。そうすると、リセット部６３ｂは、処理をステップＳ９３に移行して、レンズ群２２，２３を停止させた後、駆動制御部６３ａに初期位置を設定する（ステップＳ９４）。即ち、駆動制御部６３ａは、レンズ群２２，２３が初期位置に到達したタイミングにおいて駆動パルスをリセットし、以後発生する駆動パルス数によってレンズ群２２，２３の群位置を認識する。

電源遮断時において各レンズ群を初期位置に比較的近い初期停止位置で停止させており、レンズ群を低速移動させた場合でも比較短時間に初期位置に到達させることができる。また、低速移動によりレンズ群が初期位置に到達するタイミングを高精度に検出することができ、短時間で且つ高精度にリセット動作が可能である。

低速移動開始後の初期位置検出前にレンズ群２２，２３の移動距離が規定低速距離に到達すると、リセット部６３ｂは、ステップＳ８５において無限遠方向に高速移動を開始し、ステップＳ８６において初期位置に到達したか否かを判定する。高速移動により、比較的短時間にレンズ群２２，２３は初期位置に到達する。リセット部６３ｂは、初期位置検出部６６の出力によって、レンズ群２２，２３が初期位置に到達したことを検出すると、レンズ群２２，２３の移動方向を反転させて至近方向への高速移動を開始する（ステップＳ８７）。

この移動により、レンズ群２２，２３が初期位置に到達すると（ステップＳ８８）、リセット部６３ｂは、到達した初期位置のタイミングに基づいて仮の初期位置を設定し（ステップＳ８９）、この仮の初期位置を元に規定位置、例えば初期停止位置にレンズ群２２，２３が到達したか否かを判定する（ステップＳ９０）。

レンズ群２２，２３が規定位置に到達すると、リセット部６３ｂは、無限遠方向へのレンズ群２２，２３の低速移動を開始する（ステップＳ９１）。リセット部６３ｂは、ステップＳ９２において初期位置が検出されたか否かを判定する。レンズ群２２，２３が初期位置に到達すると、リセット部６３ｂは、処理をステップＳ９３に移行して、レンズ群２２，２３を停止させた後、駆動制御部６３ａに初期位置を設定する（ステップＳ９４）。

このように、電源投入時においてレンズ群が、初期位置から比較的大きく離間している場合には、レンズ群を高速に移動させて、例えば初期停止位置等の規定位置近傍に短時間に到達させ、以後、低速移動によって、初期位置を検出させている。これにより、レンズ群が初期位置から大きく離間している場合でも、比較短時間に、且つ高精度にリセット動作が可能である。また、レンズ群を一方向から低速で移動させながら初期位置の検出を行っており、バックラッシ等の影響を受けることなく、高精度の初期位置検出が可能である。

なお、電源投入直後において、群位置が初期位置よりも無限遠側に位置する場合には、リセット部６３ｂは、処理をステップＳ８１からステップＳ８７に移行して、初期位置の検出を行う。

このように本実施の形態においては、電源遮断時において、レンズの位置の基準となる初期位置近傍の初期停止位置においてレンズを停止させる。電源投入時において、レンズを低速で駆動した場合でも、レンズを短時間に初期位置に移動させることができる。これにより、正確で且つ短時間にレンズのリセット動作が可能である。また、電源投入時等において、レンズが初期位置から比較的大きく離間している場合でも、レンズを高速駆動して短時間に規定位置まで移動させ、以後低速で初期位置まで移動させることで、正確で且つ短時間にレンズのリセット動作が可能である。

電源投入時にはレンズ位置は不明であるが、低速及び高速駆動のうち低速駆動を優先的に採用している。高速駆動によって規定の位置まで移動させた後低速駆動によって初期位置を検出することも可能であるが、レンズが初期位置近傍に位置する場合を考慮して、低速駆動による初期位置の検出を優先させることで、リセット動作に要する時間をより一層短縮する。特に、電源遮断時において、レンズを初期位置近傍で停止させており、リセット時間を十分に短縮できる可能性が高い。

また、初期位置の検出のためのレンズの移動時には、レンズを一方向から低速に移動させており、バックラッシ等の影響を受けることなく高い検出精度を得ることができる。

さらに、本発明の各実施形態においては、撮影のための機器として、デジタルカメラを用いて説明したが、カメラとしては、デジタル一眼レフカメラでもコンパクトデジタルカメラでもよく、ビデオカメラ、ムービーカメラのような動画用のカメラでもよく、さらに、携帯電話やスマートフォンなど携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assist）等に内蔵されるカメラでも勿論構わない。
もちろん、医療用や産業用の光学機器で、電源やアクチュエータを有し、衝突を防止して高速安全に初期位置合わせするものには利用可能である。正確に初期位置合わせが出来ないと、高速の位置合わせは出来なくなる。特に、オープンループ制御では重要となる。

更に、本実施の形態は撮影機器に限らず、レンズの初期位置を設定する種々の機器に適用可能である。さらに言えば、レンズ以外でも初期位置を制御する技術には適用可能である。

本発明は、上記各実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

なお、特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。また、これらの動作フローを構成する各ステップは、発明の本質に影響しない部分については、適宜省略も可能であることは言うまでもない。

１…レンズ鏡筒、５０…撮影機器、５０ａ…本体部、５０ｂ…交換レンズ、５１…信号処理及び制御部、５１ａ…表示制御部、５１ｂ…レンズ状態取得部、５１ｃ…操作情報取得部、５１ｄ…光学系制御部、５２…撮像部、６１…光路部、６１ａ…ピント機構部、６３…制御部、６３ａ…駆動制御部、６３ｂ…リセット部、６４…駆動部、６６…初期位置検出部。

Claims (5)

1. 光軸上に配置された複数のレンズによって構成される光学系と、
   上記複数のレンズを相互に独立して上記光軸方向に駆動する駆動部と、
   上記複数のレンズが各初期位置に到達したことを検出する初期位置検出部と、
   上記複数のレンズを上記初期位置に移動させて上記複数のレンズの初期位置をリセットする場合に、上記複数のレンズに対する低速駆動制御及び高速駆動制御のうち低速駆動制御を優先的に採用して上記駆動部を制御する制御部と
   を具備したことを特徴する光学系制御装置。
2. 上記制御部は、上記低速駆動制御時における上記初期位置検出部の検出結果に基づいて上記複数のレンズの初期位置をリセットする
   ことを特徴する請求項１に記載の光学系制御装置。
3. 上記制御部は、電源遮断時において、上記複数のレンズを上記各初期位置近傍の初期停止位置に停止させる
   ことを特徴する請求項１又は２に記載の光学系制御装置。
4. 上記制御部は、上記複数のレンズの移動量が所定の距離に到達すると、上記低速駆動制御から上記高速駆動制御に切換えて上記複数のレンズを各規定位置に夫々移動させた後、上記低速駆動制御によって上記複数のレンズを各初期位置に移動させる
   ことを特徴する請求項１乃至３のいずれか１つに記載の光学系制御装置。
5. 上記制御部は、上記低速駆動制御において、上記複数のレンズを規定の方向から上記初期位置に進行させる
   ことを特徴する請求項１乃至４のいずれか１つに記載の光学系制御装置。

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