JP2003029125A - レンズ装置、カメラシステムおよびカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 合焦レンズ駆動において高速型アクチュエー
タを用いると合焦精度が低くなり、高精度型アクチュエ
ータを用いると駆動時間が長くなる。 【解決手段】 フォーカスレンズＬ１〜Ｌ７を光軸方向
に駆動するための駆動源として第１のアクチュエータＡ
と第２のアクチュエータＢとを設け、第１のアクチュエ
ータによるフォーカスレンズの駆動速度が第２のアクチ
ュエータによるフォーカスレンズの駆動速度よりも速
く、かつ第２のアクチュエータによるフォーカスレンズ
の駆動位置分解能が第１のアクチュエータによるフォー
カスレンズの駆動位置分解能よりも高くなるように構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動合焦（ＡＦ）
システムに対応したレンズ装置、カメラおよびカメラシ
ステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カメラシステムにおいては、撮影レンズ
装置の焦点調節状態又は被写体までの距離を検出し、そ
の検出結果に基づいてモータ等のアクタュエータを駆動
し、フォーカスレンズを合焦位置に駆動する自動合焦
（ＡＦ）システムを搭載したものが数多く提案されてい
る。

【０００３】このようなＡＦシステムにおいては、一般
的に、焦点調節状態や被写体距離を検出するセンサの出
力から演算によって導き出されたフォーカスレンズの必
要駆動量（目標駆動量）と、フォーカスレンズを駆動す
るアクチュエータや減速機構およびカム等の動力伝達系
の一部若しくはフォーカスレンズのうちのいずれかの動
作量を検出するエンコーダ等の出力から求めたフォーカ
スレンズの実際の駆動量（実駆動量）とに基づいて上記
アクチュエータの駆動制御を行ない、フォーカスレンズ
を合焦位置まで駆動するように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
デジタルカメラシステムの小型化・高画素化に伴って、
ＡＦ機能の高精度化への要求が高まっている。その一方
で、フォーカスレンズを合焦位置に駆動するための時間
（合焦時間）の短縮も操作感の向上のために必要不可欠
な課題となっている。

【０００５】しかしながら、上記のような従来のＡＦシ
ステムでは、以下のような問題が生じている。

【０００６】例えば、合焦時間を短縮するために高速型
のアクチュエータを使用した場合、フォーカスレンズを
合焦位置近傍まで駆動する時間を短縮することは可能で
あるが、最終的な合焦位置近傍から合焦位置への微小駆
動に際しての制御が間に合わなくなってしまい、フォー
カスレンズを合焦位置に精度良く停止させることが困難
になってしまう。

【０００７】また逆に、高精度化を優先して低速型のア
クチュエータを使用した場合には、合焦位置近傍から合
焦位置への微小駆動に際してはフォーカスレンズを精度
良く停止させることが可能であるが、合焦位置近傍まで
の駆動時間が長くなってしまう。

【０００８】そこで、本発明は、ＡＦシステムによって
フォーカスレンズを短時間で、かつ高精度に合焦位置に
移動させることができるようにしたレンズ装置およびカ
メラシステムを提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のレンズ装置、カメラ又はカメラシステム
では、フォーカスレンズを光軸方向に駆動するための駆
動源として第１のアクチュエータと第２のアクチュエー
タとを設け、第１のアクチュエータによるフォーカスレ
ンズの駆動速度が第２のアクチュエータによるフォーカ
スレンズの駆動速度よりも速く、かつ第２のアクチュエ
ータによるフォーカスレンズの駆動位置分解能が第１の
アクチュエータによるフォーカスレンズの駆動位置分解
能よりも高くなるように構成している。

【００１０】これにより、第１のアクチュエータを用い
たフォーカスレンズの高速駆動と第２のアクチュエータ
を用いたフォーカスの高精度での停止位置制御とを組み
合わせて行うことが可能となる。したがって、例えば、
フォーカスレンズを合焦位置近傍外から合焦位置近傍に
第１のアクチュエータによって高速で駆動し、合焦位置
近傍からは第２のアクチュエータを用いてフォーカスレ
ンズを微小駆動させて合焦位置に精度良く停止させるこ
とが可能となり、自動合焦動作において短時間でかつ高
精度に合焦を得ることが可能となる。

【００１１】具体的なメカ的構成としては、例えば、第
１のアクチュエータによってフォーカスレンズを光軸方
向に移動可能に保持する中間保持部材を装置本体に対し
て光軸方向に駆動させ、第２のアクチュエータによって
フォーカスレンズを中間保持部材に対して光軸方向に駆
動させるようにすることが可能である。

【００１２】なお、第１のアクチュエータとして振動型
アクチュエータを用い、第２のアクチュエータとしてス
テッピングアクチュエータを用いることが可能である。

【００１３】また、第１のアクチュエータによるフォー
カスレンズの光軸方向への駆動可能範囲を、第２のアク
チュエータによるフォーカスレンズの光軸方向への駆動
可能範囲よりも大きくするように構成し、両アクチュエ
ータによる駆動機構を効率良く配置することが可能であ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１には、本発明の実施形態であ
るカメラシステムの構成を示している。同図中、１は一
眼レフタイプのデジタルスチルカメラやフィルムカメラ
およびビデオカメラ等のカメラ本体、２はカメラ本体１
に対して着脱交換が可能なレンズ装置である。また、図
１において、点線はメカ的な連結を表わし、実線は電気
的な接続を示している。

【００１５】まず、レンズ装置２の構成を説明する。７
はレンズ装置２の本体に対して中間保持部材１７を駆動
するための動力源である第１のモータＡであり、５は焦
点調節のために中継機構１７を駆動するための動力伝達
機構を有するフォーカスユニットＡである。

【００１６】６は第１のモータＡ（７）の出力を減速お
よびトルクアップしてフォーカスユニットＡ( ５) に伝
達し、中継機構１７を駆動させる減速器Ａである。１０
はレンズ装置本体２に関する全ての制御を司るレンズマ
イコン（レンズ制御手段）である。

【００１７】１１はレンズマイコン１０との通信によっ
てレンズ装置２に関する各種データを記憶する、電気的
消去が可能な記憶素子（ＥＥＰＲＯＭ）である。８はレ
ンズマイコン１０から第１のモータＡ（７）に駆動電力
を与えるためのドライバ回路Ａ、１２はレンズマイコン
１０がカメラ本体１（後述するカメラマイコン１５）と
の通信を行なうための接点を有するレンズ接点ユニット
である。

【００１８】１８は中継機構１７を構成する部材のうち
光軸方向に移動する部材に一体的に固定され、この部材
に対してフォーカスレンズ３を駆動するための動力源で
ある第２のモータＢである。

【００１９】２０は焦点調節のためにフォーカスレンズ
３を駆動するための動力伝達機構を有するフォーカスユ
ニットＢである。１９は第２のモータＢ（１８）の出力
を減速およびトルクアップしてフォーカスユニットＢ２
０に伝達する減速器Ｂである。

【００２０】４はレンズマイコン１０から第２のモータ
Ｂ（１８）に駆動電力を与えるためのドライバ回路Ｂで
ある。９は中継機構１７を介して第１のモータＡ（７）
および第２のモータＢ（１８）によって駆動されるフォ
ーカスレンズ３のレンズ装置２の本体に対する移動量を
検出するためのエンコーダユニットである。

【００２１】なお、中継機構１７を介した第１モータＡ
（７）および第２のモータＢ（１８）によるフォーカス
レンズ３の駆動特性を比較すると、フォーカスレンズ３
は第１のモータＡ（７）による駆動の場合に第２のモー
タＢ（１８）による駆動よりも高速に駆動され、第２の
モータＢ（１８）による駆動の場合に第１のモータＡ
（７）による駆動の場合に比べて細かい位置分解能で
（すなわち、高精度に）３を移動させることができる。

【００２２】また、第１のモータＡ（７）および第２の
モータＢ（１８）によるフォーカスレンズ３の駆動可能
範囲を比較すると、第１のモータＡ（７）による駆動可
能範囲が第２のモータＢ（１８）による駆動可能範囲よ
りも大きくなるように構成されている。

【００２３】次に、カメラ本体１の構成を説明する。１
５はカメラ本体１に関する全ての制御を司るカメラマイ
コン、１３はカメラマイコン１５からの命令に応じて、
位相差検出方式やコントラスト検出方式（山登り検出方
式）等によってレンズ装置２の被写体に対する焦点調節
状態を検出する焦点検出ユニットである。なお、この焦
点検出ユニット１３に代えて、アクティブ方式等により
被写体までの距離を検出する測距ユニットを用いてもよ
い。

【００２４】１６はカメラマイコン１５がレンズ装置２
（レンズマイコン１０）と通信を行なうための接点を有
するカメラ接点ユニットであり、カメラ本体１にレンズ
装置２を装着した場合、レンズ接点ユニット１２とカメ
ラ接点ユニット１６とが電気的に接触する構成となって
いる。

【００２５】図３には、上記レンズ装置としてのレンズ
鏡筒の具体的構成を示している。２１はレンズ装置の本
体を構成する固定筒であり、この固定筒２１の後端に
は、不図示のカメラ本体と結合するためのバヨネットマ
ウント２２が取り付けられている。

【００２６】２３は固定筒２１に嵌装されて固着された
固定環であり、２４は第４〜第６フォーカスレンズＬ４
〜Ｌ６を保持する第１の移動環である。また、２５は第
７フォーカスレンズＬ７を保持した第２の移動環であ
り、上記第１の移動環２４に対してネジ込みで固定され
ている。

【００２７】２６はマウント２２に固着された後部内装
環である。２７は第１〜第３フォーカスレンズＬ１〜Ｌ
３を保持する第３の移動環であり、第１の移動環２４に
対してビス２８で一体化されている。

【００２８】２９は内周にギヤ部２９ｂを有して固定筒
２１に嵌合する回転カムリング（回転部材）である。３
０は回転カムリング２９にビス３１で固定されたコロで
あり、このコロ３０は固定筒２１に形成された周溝部２
１ａに嵌合している。これにより、回転カムリング２９
は固定筒２１に対して光軸方向の定位置で回転可能とな
っている。

【００２９】５５は回転カムリング２９の内周に嵌合し
た中継筒（中間保持部材）である。なお、回転カムリン
グ２９および中継筒５５により、図１に示した中継機構
１７が構成される。

【００３０】３２は中継筒５５にビス３３で固定された
コロであり、このコロ３２が回転カムリング２９に形成
されたカム溝部２９ａに嵌合している。

【００３１】３４は固定筒３１にビス３５で固定された
直進キーであり、中継筒５５に形成されたキー溝部５５
ａに嵌合している。

【００３２】これにより、回転カムリング２９が回転す
ると、中継筒５５が光軸方向に駆動される。

【００３３】Ａは前述した第１のモータＡ（７）として
の振動型モータであり、後述するステータ部の一部が固
定筒２１に固定されている。この振動型モータＡは、主
に金属材料からなる円柱形状の振動弾性体Ａ１、この振
動弾性体Ａ１に振動を励起する圧電素子板Ａ２、圧電素
子板Ａ２に周波電力を供給するための電極板Ａ３および
押え体Ａ４から構成されるステータ部と、バネ力によっ
てステータ部（振動弾性体Ａ１）の先端部に摩擦接触す
るロータ部Ｒと、このロータ部Ｒと一体に回転する出力
ギヤ部Ｇとから構成されている。

【００３４】この振動型モータＡにおいて、ステータ部
の電極板Ａ３に不図示の電源回路から位相の異なる２相
の周波電圧を印加すると、圧電素子板Ａ２がその電気−
機械エネルギ変換作用によって機械的振動をステータ部
に励起し、これらの振動の合成によってロータ部Ｒおよ
び出力ギヤ部Ｇが回転駆動される。

【００３５】Ｂは前述した第２のモータＢ（１８）とし
てのステッピングモータであり、本体部が中継筒５５に
固定されている。このステッピングモータＢは、不図示
の電源回路からの電力供給を受けると出力ネジ軸５９を
回転させる。出力ネジ軸５９は、第１の移動環２４に形
成されたネジ穴部２４ａと噛み合っており、これにより
第１の移動環２４およびこれと一体化されている第２，
第３の移動環２５，２７（つまりは、第１〜第７フォー
カスレンズＬ１〜Ｌ７）を中継筒５５に対して光軸方向
に駆動することができる。

【００３６】Ｃは固定筒２１に固定された駆動力伝達機
構であり、振動型モータＡを保持するとともに、振動型
モータＡの出力ギヤ部Ｇの回転を、回転カムリング２９
のギヤ部２９ｂと噛み合うギヤ７９に伝達するための不
図示のギヤ列を有している。

【００３７】３６はマニュアルリングであり、内周にギ
ヤ部３６ａを有している。８６はギヤ部３６ａと噛み合
うマニュアル入力ギヤで、マニュアルリング３６の回転
を駆動力伝達機構Ｃ内のギヤ列を介してギヤ７９および
ギヤ２９ｂに伝達することができる。

【００３８】３７は固定筒２１にビス３８で固定された
ネーム環であり、その外周面にはレンズ製品の名称等が
印刷されている。

【００３９】３９は第３の移動環２７に形成されたフィ
ルターネジ部にネジ込まれて固定された化粧環である。

【００４０】Ｄは絞り羽根部と絞り羽根駆動部とで構成
された絞りユニットで、第１の移動環２４に対して位置
決めされるとともに、第１の移動環２４と第３の移動環
２７との間に挟み込まれて保持されている。この絞りユ
ニットは、絞り羽根駆動部に対して不図示の電源回路か
ら電力が供給されることにより絞り径を段階的に変更す
ることができる。

【００４１】４０は鏡筒内部へのゴミ、塵等の侵入を防
ぐための防塵シートである。４１はマウント２２に取り
付けられ、カメラ本体との電気的接点となる接点部材で
あり、フレキシブルプリント板４３を介して、レンズ鏡
筒内の制御を司るレンズマイコンや前述の各アクチュエ
ータへの電力供給を行なう電源回路等を搭載している回
路基板４２と電気的に接続されている。

【００４２】４４はフレキシブルプリント板であり、そ
の一端は回路基板４２に設けられたコネクタ４５に接続
されるとともに、他端は固定筒２１にビス５６によって
固定されたブラシ５７と電気的に接続されている。

【００４３】５８は第１の移動環２４に固定された信号
基板であり、その一部に設けられた信号発生用パターン
に信号読取装置としてのブラシ５７が摺接することで、
第１の移動環２４の位置を検出することが可能な構成と
なっている。

【００４４】以上のように構成されたレンズ鏡筒におい
て、焦点調節動作は第１〜第７フォーカスレンズＬ１〜
Ｌ７の全てを一体的に光軸方向に進退させることで行な
われる。

【００４５】本実施形態では、焦点調節の方法として、
カメラ本体（カメラマイコン１５）からの命令に基づい
てモータＡ，Ｂを制御する自動合焦と、撮影者が自ら手
動で行なう手動合焦の２通りの方法が可能な構成となっ
ており、以下にその動作を説明する。

【００４６】（自動合焦）カメラマイコン１５からレン
ズ駆動命令を受信すると、レンズマイコン１０は後述す
る図２のフローチャートに従い、振動型モータＡおよび
ステッピングモータＢの駆動を制御し、自動合焦動作が
行なわれる。

【００４７】まず、振動型モータＡによる駆動を行なう
際には、電極板Ａ３に位相の異なる２相の周波電圧を印
加し、ロータ部Ｒおよび出力ギヤ部Ｇを所定方向に回転
させる。このときの回転方向は、印加する２相の周波電
圧の位相のずれ方向によって決定される。

【００４８】ロータ部Ｒおよび出力ギヤ部Ｇの回転は駆
動力伝達機構Ｃ内のギヤ列を介してギヤ７９に伝達さ
れ、ギヤ７９と連動している回転カムリング２９に伝達
される。これにより、回転カムリング２９は光軸方向の
定位置で回転する。

【００４９】回転カムリング２９の回転に伴い、直進キ
ー３４によって回転が阻止された中継筒５５は、コロ３
３とカム溝部２９ｂとのカム作用による交点位置の移動
とともに光軸方向に進退する。

【００５０】このとき、中継筒５５に固定されたステッ
ピングモータＢの出力ネジ軸５９と第１の移動環２４の
ネジ部２４ａとが噛み合っているために、第１の移動環
２４およびこれと一体化された第２，第３の移動環２
５，２７も中継筒５５と一体となって移動する。

【００５１】こうしてフォーカスレンズＬ１〜Ｌ７が合
焦位置近傍まで駆動されると、振動型モータＡの駆動を
停止させるとともにステッピングモータＢによる駆動を
開始させる。

【００５２】ステッピングモータＢに電力が供給され、
出力ネジ軸５９が所定方向に回転されると、ネジ部２４
ａが出力ネジ軸５９と噛み合っている第１の移動環２４
およびこれと一体化された第２，第３の移動環２５，２
７が中継筒５５に対して移動する。そしてステッピング
モータＢの駆動を制御することで、フォーカスレンズＬ
１〜Ｌ７の全てを一体的に合焦位置に駆動することがで
きる。

【００５３】フォーカスレンズＬ１〜Ｌ７の駆動に関し
て、振動型モータＡによる中継筒５５を介した駆動の場
合には、振動型モータＡの高トルクの特性を生かした高
速駆動が可能であり、ステッピングモータＢによる駆動
の場合には、ステップ駆動による高精度な（つまりは位
置分解能が細かい）微小駆動が可能である。

【００５４】また、必要とされるフォーカスレンズＬ１
〜Ｌ７の移動範囲の大部分を振動型モータＡによって駆
動するので、フォーカスレンズＬ１〜Ｌ７が駆動前に合
焦位置から遠く離れていても短時間のうちにフォーカス
レンズＬ１〜Ｌ７を合焦位置近傍まで駆動することがで
きる。一方、ステッピングモータＢによる駆動範囲は合
焦位置近傍から合焦位置の狭い範囲となっているので、
高精度を確保しつつ合焦を得るまでに長い時間を必要と
しない。したがって、全体として短時間で高精度に合焦
を得ることができる。

【００５５】（手動合焦）マニュアルリング３６に外部
から手動により回転力が付与されると、マニュアルリン
グ３６のギヤ部３６ａからの出力がマニュアル入力ギヤ
８６および駆動力伝達機構Ｃ内のギヤ列を介してギヤ７
９に伝達されることで、自動合焦時と同じくギヤ７９と
連動している回転リング２９が光軸方向の定位置で回転
する。この回転に伴い、直進キー３４に回転阻止された
中継筒５５がコロ３３とカム溝部２９ｂの交点位置の移
動とともに光軸方向に進退し、中継筒５５に固定された
ステッピングモータＢの出力ネジ軸５９と第１の移動環
２４のネジ部２４ａとが噛み合っていることで、第１の
移動環２４およびこれと一体化された第２，第３の移動
環２５，２７も中継筒５５と一体となって移動し、フォ
ーカスレンズＬ１〜Ｌ７の全てが一体的に光軸方向に進
退する。

【００５６】フォーカスレンズＬ１〜Ｌ７の手動での駆
動機構に関して、駆動可能範囲が大きい振動型モータに
よる中継筒５５の移動機構のみを使用することで、簡単
な構成で必要な駆動範囲を確保することが可能である。

【００５７】次に、図２に示すフローチャートを用い
て、本実施形態におけるカメラマイコン１５およびレン
ズマイコン１０の焦点調節制御動作を説明する。

【００５８】まずステップ１０１において、カメラ本体
１に設けられた不図示のシャッタースイッチが半押し操
作されると、これを検知したカメラマイコン１５はレン
ズマイコン１０にＡＦ制御命令を送信する。

【００５９】ステップ１０２において、ＡＦ制御命令を
受けたレンズマイコン１０はドライバ回路Ｂ（４）を介
してモータＢ（１８）に電力を供給し、中継機構１７を
構成する中継筒５５に対してフォーカスレンズ３（Ｌ１
〜Ｌ７）を予め設定された初期位置まで駆動する。

【００６０】次に、ステップ１０３において、カメラマ
イコン１５は焦点検出ユニット（又は測距ユニット）１
３に動作を開始させるとともに、レンズマイコン１０に
フォーカスレンズ３の敏感度等の光学的なデータ（測距
ユニットの場合はフォーカスレンズ３の位置と物体距離
の関係を示すデータ等）の送信を要求し、レンズマイコ
ン１０から位置データを受信する。

【００６１】そして、カメラマイコン１５は、焦点検出
ユニット（又は測距ユニット）１３の出力結果であるデ
フォーカス量（測距ユニットの場合は物体距離）とレン
ズマイコン１０から受信したフォーカスレンズ３の光学
的なデータとに基づいて、被写体に焦点を合わせる、す
なわち合焦位置に移動させるために必要なフォーカスレ
ンズ３（Ｌ１〜Ｌ７）の移動量（目標駆動量）Ｄを算出
する。なお、被写体に焦点を合わせるために必要なフォ
ーカスレンズ３（Ｌ１〜Ｌ７）の移動方向は、移動量Ｄ
の正負により与えられ、例えば繰出し方向を正、繰入れ
方向を負とする。

【００６２】次にステップ１０４において、カメラマイ
コン１５は、算出した正負の符号を含んだ移動量Ｄをレ
ンズマイコン１０に送信する。

【００６３】レンズマイコン１０は、移動量Ｄを受信す
ると、ステップ１０５において、移動量Ｄの情報に含ま
れる正負の符号からフォーカスレンズ３（Ｌ１〜Ｌ７）
の駆動方向を決定する。そして、ステップ１０６におい
て、レンズマイコン１０は、移動量｜Ｄ｜とモータの加
減速時間に起因してモータＡとＢによる駆動時間とモー
タＢのみによる駆動時間の大小が逆転するデフォーカス
量に対応するよう予め設定された値（第１の所定値）Ｄ
１と比較し、移動量｜Ｄ｜が値Ｄ１より大きい場合には
ステップ１０７へ進み、小さい場合にはステップ１１２
へ進む。

【００６４】次に、ステップ１０７では、レンズマイコ
ン１０は、決定した駆動方向と移動量｜Ｄ｜とに基づい
て、ドライバ回路Ａ（８）を介してモータＡ（７）に電
力を供給し、中継筒５５とともにフォーカスレンズ３
（Ｌ１〜Ｌ７）を光軸方向に移動させる。

【００６５】そしてステップ１０８において、レンズマ
イコン１０は、エンコーダユニット９の出力の変化を常
に監視し、出力の変化を確認した場合にステップ１０９
へ進み、フォーカスレンズ３（Ｌ１〜Ｌ７）の移動量｜
Ｄ｜から１を減算してこの減算した後の値を｜Ｄ｜とす
る。

【００６６】次にステップ１１０において、レンズマイ
コン１０は、移動量｜Ｄ｜（つまりは残り駆動量）を予
め設定した値Ｄ２（＜Ｄ１）と比較し、移動量｜Ｄ｜が
値Ｄ２より大きい場合にはステップ１０８へ進み、値Ｄ
２以下の場合にはステップ１１１に進む。

【００６７】ここで、Ｄ２＝Ｄ１であってもよいが、そ
れぞれの値を決める支配的な要因が異なるため、本実施
形態ではＤ１とＤ２とを異ならせている。すなわち、Ｄ
１は、モータの加減速時間に起因してモータＡとＢによ
る駆動時間とモータＢのみによる駆動時間の大小が逆転
するデフォーカス量から決定し、Ｄ２は合焦位置に対す
る許容（実質的に合焦状態とみなせる）範囲のデフォー
カス量とモータＡの駆動位置分解能から決められる。

【００６８】なお、ここにいう許容範囲とは、レンズ装
置２により決定される開放Ｆナンバーとカメラ本体１内
にて被写体像の撮像を行う撮像素子等により決定される
最小錯乱円とで決定され、一般的には、開放Ｆナンバー
をＦ、最小錯乱円をδとすると、許容範囲のデフォーカ
ス量はは合焦位置に対して約±Ｆδに設定される。

【００６９】ステップ１１１では、レンズマイコン１０
はモータＡ（７）への電力供給を停止させ、フォーカス
レンズ３（Ｌ１〜Ｌ７）の駆動を終了する。

【００７０】続いてステップ１１２において、レンズマ
イコン１０はドライバ回路Ｂ（４）を介してモータＢ
（１８）に電力を供給し、フォーカスレンズ３（Ｌ１〜
Ｌ７）を残り駆動量｜Ｄ｜だけ中継筒５５に対して駆動
した後、フォーカスレンズ３の移動終了をカメラマイコ
ン１５に送信する。

【００７１】ステップ１１３において、フォーカスレン
ズ３（Ｌ１〜Ｌ７）の移動終了をレンズマイコン１０か
ら受け取ったカメラマイコン１５は、焦点検出ユニット
（又は測距ユニット）１３を動作させ、被写体に焦点が
合っているかどうか（測距ユニットの場合は駆動後のフ
ォーカスレンズ位置での物体距離が合っているかどう
か）を確認させ、合っていない場合にはステップ１０３
へ戻り、合っている場合にはステップ１１４へ進んでＡ
Ｆ動作を終了させる。

【００７２】なお、本実施形態では、モータＡとモータ
Ｂによる駆動を順次切り換えて行なっているが、両モー
タによる駆動が時間的に重なるようにしても構わない。

【００７３】また、本実施形態では、モータＡおよびモ
ータＢによる駆動制御をフォーカスレンズ３の実際の移
動量を検出して行なっているが、モータＡおよびモータ
Ｂあるいは減速器Ａおよび減速器Ｂ等の一部の動作量を
検出して駆動制御を行うようにしてもよい。

【００７４】本実施形態によれば、まず第１に、自動合
焦動作におけるフォーカスレンズ３の駆動を、駆動特性
の異なるアクチュエータ（モータＡ，Ｂ）の出力の合成
で行なうようにしているので、駆動命令に合わせてアク
チュエータを使い分けることによって常に適切なフォー
カスレンズ３の駆動制御が可能である。

【００７５】また第２に、第１のアクチュエータ（モー
タＡ）によって駆動される中継機構（中継筒５５）上
に、第２のアクチュエータ（モータＢ）によるフォーカ
スレンズ３の駆動機構を設けているため、両アクチュエ
ータによる駆動が時間的に一部重なるような制御を行な
った場合（例えば、図２におけるモータＡの駆動終了の
ための減速中にモータＢの駆動を開始する場合）におい
てもそれぞれのモータを他方のモータによる駆動の影響
を受けることなく、独立して制御することができ、それ
ぞれのモータの特性を生かしたフォーカスレンズ駆動制
御が可能である。

【００７６】しかも、手動での合焦動作機構を、従来と
同等の機構を用いて第１のアクチュエータによって駆動
される中継機構１７を移動させることで構成できるた
め、第２のアクチュエータの影響を回避するための複雑
な機構を設ける必要がない。

【００７７】さらに第３に、カメラ本体側からの駆動命
令に合わせて、高速型の特性を有する第１のアクチュエ
ータと、高精度型の特性を有する第２のアクチュエータ
とを使い分ける構成となっているため、合焦時間の短縮
と合焦精度の向上を両立して達成することが可能であ
る。

【００７８】特に、高精度型の第２のアクチュエータ
を、可能な限りフォーカスレンズ３の近傍位置に配置
（第２のアクチュエータで直接、フォーカスレンズ３を
駆動する構成と）したことで、簡単な構成で合焦精度の
向上を達成することが可能である。

【００７９】また第４に、カメラ本体側からの駆動命令
による目標駆動量の大きさに応じてアクチュエータを使
い分ける構成としたため、高速型の特性を有する第１の
アクチュエータを用いた合焦位置近傍までの駆動時間の
短縮と、高精度型の第２のアクチュエータを用いた合焦
位置近傍からの合焦精度の向上を確実に達成することが
可能である。

【００８０】また第５に、フォーカスレンズの移動範囲
の大部分を高速型の特性を有する第１のアクチュエータ
によって駆動し、高精度型の特性を有する第２のアクチ
ュエータによる駆動範囲を狭い範囲に限定する構成とな
っているため、合焦時間の短縮と合焦精度の向上を確実
に達成することが可能であるとともに、両アクチュエー
タによる駆動機構を効率良く配置することが可能であ
る。しかも、手動による合焦動作機構についても、高速
型の特性を有する第１のアクチュエータによる駆動機構
の一部を用いることで、フォーカスレンズの移動範囲の
大部分を確保して効率良く配置することが可能である。

【００８１】なお、本実施形態では、高速型の第１のア
クチュエータとして振動型モータを用い、高精度型の第
２のアクチュエータとしてステッピングモータを用いた
場合について説明したが、それぞれ他のモータを用いて
もよい。

【００８２】また、本実施形態では、第１のアクチュエ
ータによってカム部（カム溝部）２９ａが形成された回
転カムリング（回転部材）２９を回転させ、カム部との
係合作用によって中継筒（中間保持部材）５５を駆動す
る場合について説明したが、第１のアクチュエータによ
ってヘリコイドネジ部が形成された回転部材を回転さ
せ、ヘリコイドネジ部との係合作用によって中間保持部
材を駆動するようにしてもよい。

【００８３】さらに、本実施形態では、カメラ本体１に
対して着脱交換可能なレンズ装置２を有するカメラシス
テムであって、カメラ本体１とレンズ装置２の双方にマ
イコンを搭載している場合について説明したが、レンズ
装置側にマイコンを搭載せず、カメラ本体側のマイコン
のみでレンズ装置側の制御を行うようにしてもよい。

【００８４】また、第１のアクチュエータを備えたカメ
ラ本体および第２のアクチュエータを備えたカメラ本体
に対して着脱可能なレンズ装置とから構成されるカメラ
システムや、カメラ本体にレンズ装置が一体化された
（レンズ非交換型の）カメラに本発明を適用してもよ
い。これらの場合、本実施形態のレンズマイコン１０の
機能の少なくとも一部が、カメラマイコン１５の機能と
して含まれることになる。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１のアクチュエータを用いたフォーカスレンズの高速
駆動と第２のアクチュエータを用いたフォーカスの高精
度での停止位置制御とを組み合わせて行うことができる
ため、例えば、フォーカスレンズを合焦位置近傍外から
合焦位置近傍に第１のアクチュエータによって高速で駆
動し、合焦位置近傍からは第２のアクチュエータを用い
てフォーカスレンズを微小駆動させて合焦位置に精度良
く停止させることができるようになり、自動合焦動作に
おいて短時間でかつ高精度に合焦を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態であるカメラシステムの構成
を示すブロック図。

【図２】上記カメラシステムの自動合焦動作のフローチ
ャート。

【図３】上記カメラシステムを構成するレンズ鏡筒の断
面図。

【符号の説明】

１ カメラ本体 ２ レンズ装置 ３（Ｌ１〜Ｌ７） フォーカスレンズ ４ ドライバ回路Ｂ ５ フォーカスユニットＡ ６ 減速器Ａ ７ モータＡ（振動型モータ） ８ ドライバ回路Ａ ９ エンコーダユニット １０ レンズマイコン １１ ＥＥＰＲＯＭ １２ レンズ接点ユニット １３ 焦点検出（測距）ユニット １５ カメラマイコン １６ カメラ接点ユニット １７ 中継機構 １８ モータＢ（ステッピングモータ） １９ 減速器Ｂ ２０ フォーカスユニットＢ ２９ 回転カムリング ５５ 中継筒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 13/36 Ｇ０２Ｂ 7/11 Ｎ Ｈ０４Ｎ 5/232 Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ Ｇ０２Ｂ 7/04 Ｅ Ｆ (72)発明者 鈴木 隆司 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 石川 正哲 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 佐藤 茂樹 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H011 AA01 AA03 CA16 CA19 CA21 CA22 CA29 2H044 BC01 BE03 BE04 BE06 BE18 DA01 DB03 DB04 DB08 DC02 DC06 DC07 DC08 DC10 DD02 DD03 DE06 2H051 AA00 AA06 DD00 EC02 EC04 FA04 FA07 FA15 FA16 FA38 FA43 FA50 FA76 5C022 AA13 AB22 AC54 AC69

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フォーカスレンズを光軸方向に駆動する
   ための駆動源として第１のアクチュエータと第２のアク
   チュエータとを有し、 前記第１のアクチュエータによる前記フォーカスレンズ
   の駆動速度が前記第２のアクチュエータによる前記フォ
   ーカスレンズの駆動速度よりも速く、かつ前記第２のア
   クチュエータによる前記フォーカスレンズの駆動位置分
   解能が前記第１のアクチュエータによる前記フォーカス
   レンズの駆動位置分解能よりも高くなるように構成した
   ことを特徴とするレンズ装置。
2. 【請求項２】 前記第１のアクチュエータは、前記フォ
   ーカスレンズを光軸方向に移動可能に保持する中間保持
   部材を装置本体に対して光軸方向に駆動し、 前記第２のアクチュエータは、前記フォーカスレンズを
   前記中間保持部材に対して光軸方向に駆動することを特
   徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
3. 【請求項３】 前記第１のアクチュエータにより回転駆
   動され、カム部又はヘリコイドネジ部を有する回転部材
   を備えており、 前記中間保持部材は、前記回転部材のカム部又はヘリコ
   イドネジ部との係合作用によって光軸方向に駆動される
   ことを特徴とする請求項２に記載のレンズ装置。
4. 【請求項４】 前記第１のアクチュエータは、前記フォ
   ーカスレンズを合焦位置近傍外から合焦位置近傍まで駆
   動し、 前記第２のアクチュエータは、前記フォーカスレンズを
   合焦位置近傍から合焦位置に微小駆動することを特徴と
   する請求項１から３のいずれかに記載のレンズ装置。
5. 【請求項５】 前記第１のアクチュエータによる前記フ
   ォーカスレンズの光軸方向への駆動可能範囲が、前記第
   ２のアクチュエータによる前記フォーカスレンズの光軸
   方向への駆動可能範囲よりも大きいことを特徴とする請
   求項１から４のいずれかに記載のレンズ装置。
6. 【請求項６】 前記第１のアクチュエータが振動型アク
   チュエータであり、前記第２のアクチュエータがステッ
   ピングアクチュエータであることを特徴とする請求項１
   から５のいずれかに記載のレンズ装置。
7. 【請求項７】 カメラ本体に対して着脱が可能であり、 前記カメラ本体への装着状態において前記カメラ本体か
   ら送信された、合焦を得るための前記フォーカスレンズ
   の目標駆動量を示す情報に基づいて前記第１および第２
   のアクチュエータの駆動を制御するレンズ制御手段を有
   することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載
   のレンズ装置。
8. 【請求項８】 前記レンズ制御手段は、 前記目標駆動量が第１の所定値より大きいときに前記第
   １のアクチュエータを駆動し、前記目標駆動量又は前記
   第１のアクチュエータにより駆動された前記フォーカス
   レンズの目標駆動量に対する残り駆動量が前記第１の所
   定値又は第２の所定値以下であるときに前記第２のアク
   チュエータを駆動することを特徴とする請求項７に記載
   のレンズ装置。
9. 【請求項９】 請求項１から８のいずれかに記載のレン
   ズ装置と、 このレンズ装置が装着可能なカメラ本体とを有して構成
   されることを特徴とするカメラシステム。
10. 【請求項１０】 前記カメラ本体は、 前記レンズ装置の焦点調節状態を検出する焦点検出手段
    と、 この焦点検出手段による検出結果および前記レンズ装置
    から送信された前記フォーカスレンズの敏感度に関する
    情報に基づいて、合焦を得るための前記フォーカスレン
    ズの目標駆動量を演算し、この目標駆動量を示す情報を
    前記レンズ装置に送信するカメラ制御手段とを有するこ
    とを特徴とする請求項９に記載のカメラシステム。
11. 【請求項１１】 前記カメラ本体は、 被写体までの距離を検出する測距手段と、 前記測距手段による検出結果および前記レンズ装置から
    送信された前記フォーカスレンズの位置と物体距離の関
    係に関する情報に基づいて、合焦を得るための前記フォ
    ーカスレンズの目標駆動量を演算し、この目標駆動量を
    示す情報を前記レンズ装置に送信するカメラ制御手段と
    を有することを特徴とする請求項９に記載のカメラシス
    テム。
12. 【請求項１２】 請求項１から６のいずれかに記載レン
    ズ装置を一体的に備えたカメラであって、 前記レンズ装置の焦点調節状態を検出する焦点検出手段
    と、 この焦点検出手段による検出結果および前記フォーカス
    レンズの敏感度ら関する情報に基づいて、合焦を得るた
    めの前記フォーカスレンズの目標駆動量を演算し、この
    目標駆動量に基づいて前記第１および第２のアクチュエ
    ータを制御する制御手段を有することを特徴とするカメ
    ラ。
13. 【請求項１３】 請求項１から６のいずれかに記載レン
    ズ装置を一体的に備えたカメラであって、 被写体までの距離を検出する測距手段と、 この測距手段による検出結果および前記フォーカスレン
    ズの位置と物体距離の関係に関する情報に基づいて、合
    焦を得るための前記フォーカスレンズの目標駆動量を演
    算し、この目標駆動量に基づいて前記第１および第２の
    アクチュエータを制御する制御手段を有することを特徴
    とするカメラ。
14. 【請求項１４】 前記制御手段は、 前記目標駆動量が所定値より大きいときに前記第１のア
    クチュエータを駆動し、前記目標駆動量又は前記第１の
    アクチュエータにより駆動された前記フォーカスレンズ
    の目標駆動量に対する残り駆動量が前記所定値以下であ
    るときに前記第２のアクチュエータを駆動することを特
    徴とする請求項１２又は１３に記載のカメラ。
15. 【請求項１５】 カメラ本体と、カメラ本体に対して着
    脱可能なレンズ装置とを有して構成されるカメラシステ
    ムであって、 前記レンズ装置内のフォーカスレンズを光軸方向に駆動
    するための駆動源として前記カメラ本体内に設けられた
    第１のアクチュエータと、前記レンズ装置内に設けられ
    た第２のアクチュエータとを有し、 前記第１のアクチュエータによる前記フォーカスレンズ
    の駆動速度が前記第２のアクチュエータによる前記フォ
    ーカスレンズの駆動速度よりも速く、かつ前記第２のア
    クチュエータによる前記フォーカスレンズの駆動位置分
    解能が前記第１のアクチュエータによる前記フォーカス
    レンズの駆動位置分解能よりも高くなるように構成した
    ことを特徴とするカメラシステム。
16. 【請求項１６】 前記第１のアクチュエータは、前記フ
    ォーカスレンズを光軸方向に移動可能に保持するレンズ
    装置内の中間保持部材をレンズ装置本体に対して光軸方
    向に駆動し、 前記第２のアクチュエータは、前記フォーカスレンズを
    前記中間保持部材に対して光軸方向に駆動することを特
    徴とする請求項１５に記載のカメラシステム。
17. 【請求項１７】 前記第１のアクチュエータは、前記フ
    ォーカスレンズを合焦位置近傍外から合焦位置近傍まで
    駆動し、 前記第２のアクチュエータは、前記フォーカスレンズを
    合焦位置近傍から合焦位置に微小駆動することを特徴と
    する請求項１５から１６のいずれかに記載のカメラシス
    テム。
18. 【請求項１８】 前記第１のアクチュエータによる前記
    フォーカスレンズの光軸方向への駆動可能範囲が、前記
    第２のアクチュエータによる前記フォーカスレンズの光
    軸方向への駆動可能範囲よりも大きいことを特徴とする
    請求項１５から１７のいずれかに記載のカメラシステ
    ム。
19. 【請求項１９】 請求項１５から１８のいずれかに記載
    のカメラシステムを構成するレンズ装置。