JP4419417B2

JP4419417B2 - 像振れ補正が可能な光学機器およびカメラ用交換レンズ

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Publication number: JP4419417B2
Application number: JP2003098222A
Authority: JP
Inventors: 隆利芦沢
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2003-04-01
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2023-04-01
Also published as: JP2004302376A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動波モータを内蔵しかつ像振れ補正が可能な光学装置およびカメラ用交換レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波モータに代表される振動波モータは、圧電体の伸縮を利用して弾性体の駆動面に進行波を発生させ、この進行波によって移動子を駆動するものである（例えば、特許文献１）。この種の振動波モータは、低回転でも高トルクを発生することから、モータと被駆動部材との間のギアを省略できる。したがって、振動波モータを焦点調節用の駆動源としてカメラの交換レンズに搭載した場合、ギア騒音のない静粛な焦点調節動作を実現できる。また応答性がよいことから合焦レンズの位置決め精度が高いという利点もある。
【０００３】
一方、カメラの像振れ補正装置として、例えば特許文献２に開示されたものが知られている。この装置は、手振れ等に起因して発生するカメラの角速度をジャイロを用いて検出し、この角速度に基づいて補正レンズを光軸と直交する方向に駆動することで、結像面における像振れを補正する。これによれば、被写界が暗いときや絞り込んだときのようにシャッタスピードが低速であっても手振れに起因する像振れを最小限に抑制できる。
【０００４】
【特許文献１】
特公平１−１７３５４公報
【特許文献２】
特開平８−６０８９号公報
【特許文献３】
特開平７−２７０８７９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記像振れ補正装置と振動波モータの双方を搭載した交換レンズを考える。振れ検出用のジャイロは、自身が超音波振動することでコリオリ効果を利用して角速度を得るものである。このジャイロと振動波モータとが同時に駆動されるとき（像振れ補正動作と焦点調節動作を同時に行うとき）には、ジャイロに振動波モータの超音波振動が加わって振動の干渉が起こり得る。つまりジャイロの発振周波数と振動波モータの発振周波数との差の振動がうなりとして発生し、うなりの振動が手振れによる振動として誤検出されるおそれがある。その誤検出の結果に基づいて像振れ補正が行われると、満足な像振れ補正効果が得られないばかりか、逆に像振れを助長することにもなりかねない。
【０００６】
例えば特許文献３には、振動波モータ（超音波モータ）の振動が像振れ補正装置の検出部に伝達されないよう工夫したものが開示されている。これは、レンズの構成部品が振動波モータと共振しないように設計したり、緩衝材を用いて振動を減衰させるものである。しかし、超音波振動は周波数が高いために振幅の割には振動エネルギーが大きく、それをジャイロに誤検出されないレベルまで減衰させるのは困難である。また超音波モータの振動が空気中に放射され、これがジャイロに検出されることもあり、これは緩衝材等では防止できない。
【０００７】
本発明の目的は、振動波モータから像振れ補正装置への振動伝達を防ぐことなく両者の振動干渉による不具合をなくすことが可能な像振れ補正が可能な光学機器およびカメラ用交換レンズを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、像面における像の振れを補正するために駆動される補正光学系と、光学機器の振動に応じた振れ量情報を検出する像振れ検出装置と、振れ量情報に基づいて補正光学系を駆動する補正駆動装置と、振動波モータとを備えた像振れ補正が可能な光学機器に適用される。
そして、振動波モータの駆動速度に関する情報を検出する速度検出装置と、該速度検出装置の検出結果に基づいて補正駆動装置による補正光学系の駆動を許容／禁止する制御手段とを具備し、制御手段は、振動波モータの速度が、該振動波モータの振動と像振れ検出装置が発する振動とが干渉するおそれのない所定速度未満のときに補正駆動装置による補正光学系の駆動を許容し、速度が所定速度以上のときに補正駆動装置による補正光学系の駆動を禁止することを特徴とする。
請求項２の像振れ補正が可能な光学機器は、焦点調節のために駆動される焦点調節光学系、および像面における像の振れを補正するために駆動される補正光学系を含む光学系と、焦点調節光学系を駆動する振動波モータと、自身が振動を発することで光学機器の振動に応じた振れ量情報を検出する像振れ検出装置と、振れ量情報に基づいて補正光学系を駆動する補正駆動装置とを備えた光学機器において、焦点調節光学系が被写体の移動に追従するように焦点調節を繰り返し行う追尾モードが設定されている場合には、振動波モータの駆動時に補正駆動装置による補正光学系の駆動を許容するとともに、振動波モータの駆動速度の上限値を、振動波モータの振動と像振れ検出装置が発する振動とが干渉するおそれのない所定速度に制限し、追尾モードが設定されていない場合には、振動波モータの駆動時に補正駆動装置による補正光学系の駆動を禁止する制御手段を具備することを特徴とする。
請求項６の像振れ補正が可能な光学機器は、焦点調節のために駆動される焦点調節光学系、および像面における像の振れを補正するために駆動される補正光学系を含む光学系と、焦点調節光学系を駆動する振動波モータと、自身が振動を発することで光学機器の振動に応じた振れ量情報を検出する像振れ検出装置と、振れ量情報に基づいて補正光学系を駆動する補正駆動装置とを備えた光学機器において、振動波モータの駆動速度に関する情報を検出する速度検出装置と、焦点調節光学系が被写体の移動に追従するように焦点調節を繰り返し行う追尾モードの設定の有無、および速度検出装置の検出結果に基づいて補正駆動装置による補正光学系の駆動を許容／禁止する制御手段とを具備し、制御手段は、追尾モードが設定されている場合に、振動波モータの駆動速度が、振動波モータの振動と像振れ検出装置が発する振動とが干渉するおそれのない所定速度未満であるときに補正駆動装置による補正光学系の駆動を許容し、振動波モータの駆動速度が所定速度以上であるときに補正駆動装置による補正光学系の駆動を禁止することを特徴とする。
請求項７の像振れ補正が可能なカメラ用交換レンズは、像面における像の振れを補正するために駆動される補正光学系と、交換レンズの振動に応じた振れ量情報を検出する像振れ検出装置と、振れ量情報に基づいて補正光学系を駆動する補正駆動装置と、振動波モータとを備えたカメラ用交換レンズにおいて、振動波モータの駆動速度に関する情報を検出する速度検出装置と、該速度検出装置の検出結果に基づいて補正駆動装置による補正光学系の駆動を許容／禁止する制御手段とを具備し、制御手段は、振動波モータの速度が、該振動波モータの振動と像振れ検出装置が発する振動とが干渉するおそれのない所定速度未満のときに補正駆動装置による補正光学系の駆動を許容することを特徴とする。
請求項８の像振れ補正が可能なカメラ用交換レンズは、焦点調節のために駆動される焦点調節光学系、および像面における像の振れを補正するために駆動される補正光学系を含む撮影光学系と、焦点調節光学系を駆動する振動波モータと、自身が振動を発することで光学機器の振動に応じた振れ量情報を検出する像振れ検出装置と、振れ量情報に基づいて補正光学系を駆動する補正駆動装置とを備えたカメラ用交換レンズにおいて、焦点調節光学系が被写体の移動に追従するように焦点調節を繰り返し行う追尾モードが設定されている場合には、振動波モータの駆動時に補正駆動装置による補正光学系の駆動を許容するとともに、振動波モータの駆動速度の上限値を、振動波モータの振動と像振れ検出装置が発する振動とが干渉するおそれのない所定速度に制限し、追尾モードが設定されていない場合には、振動波モータの駆動時に補正駆動装置による前記補正光学系の駆動を禁止する制御手段を具備することを特徴とする。
請求項９の像振れ補正が可能なカメラ用交換レンズは、焦点調節のために駆動される焦点調節光学系、および像面における像の振れを補正するために駆動される補正光学系を含む撮影光学系と、自身が振動を発することで交換レンズの振動に応じた振れ量情報を検出する像振れ検出装置と、振れ量情報に基づいて補正光学系を駆動する補正駆動装置と、焦点調節光学系を駆動する振動波モータとを備えたカメラ用交換レンズにおいて、振動波モータの駆動速度に関する情報を検出する速度検出装置と、焦点調節光学系が被写体の移動に追従するように焦点調節を繰り返し行う追尾モードの設定の有無、および速度検出装置の検出結果に基づいて補正駆動装置による補正光学系の駆動を許容／禁止する制御手段とを具備し、制御手段は、前記追尾モードが設定されている場合に、振動波モータの駆動速度が、振動波モータの振動と像振れ検出装置が発する振動とが干渉するおそれのない所定速度未満であるときに補正駆動装置による補正光学系の駆動を許容し、振動波モータの駆動速度が所定速度以上であるときに補正駆動装置による補正光学系の駆動を禁止することを特徴とする。
請求項１０の光学機器の使用方法は、像振れ検出装置を用いて光学機器の振動に応じた振れ量情報を検出し、振れ量情報に基づいて、光学機器の像面における像の振れを補正するように光学部品を駆動し、光学機器に用いられる振動波モータの速度に関する情報を検出し、振動波モータの速度が、振動波モータの振動と像振れ検出装置が発する振動とが干渉するおそれのない所定速度未満であるときに光学部品の駆動を許容するように制御し、振動波モータの速度が、所定速度以上であるときに光学部品の駆動を禁止するように制御することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
−第１の実施形態−
図１〜図６により本発明をカメラの交換レンズに適用した場合の第１の実施形態を説明する。
図１は本実施形態における交換レンズの断面図である。外筒１には固定筒２が連結され、固定筒２の内周面側に固定レンズ群３が保持されている。固定レンズ群３の後部には焦点調節のための合焦レンズ群４が配置され、更にその後部に振れ補正のための補正レンズ群５が配置されている。これらのレンズ群３〜５が撮影光学系を構成する。交換レンズはバヨネット爪部６を介して不図示のカメラボディに装着される。
【００１０】
以下、合焦レンズ群４による焦点調節および補正レンズ群５による振れ補正について詳述する。
合焦レンズ群４は、交換レンズ内に設けられた超音波モータ１０を駆動源とする。超音波モータ１０は、図２に示すように振動子１１と移動子１２とを有し、振動子１１は、圧電素子や電歪素子から成る電気−機械変換素子（以下、圧電体と呼ぶ）１１ａと、この圧電体１１ａが接合される弾性体１１ｂとから構成される。弾性体１１ｂは、共振先鋭度が大きな円環状の金属材料から成り、圧電体１１ａが接合される面と反対側の面には複数の径方向の溝が形成されている。そして、溝の間部分（突起部分）の先端面が駆動面として移動子１２に加圧接触される。なお、溝を形成するのは進行波の中立面をできる限り圧電体１１ａ側に近づけることで進行波の振幅を増幅させるためである。
【００１１】
圧電体１１ａは、円周方向に沿って２つの相（Ａ相，Ｂ相）に分かれており、各相には１／２波長ごとに交互に分極された要素が並べられ、Ａ相とＢ相との間には１／４波長分間隔が空くようにしてある。圧電体１１ａの下面には、不織布１３を挟んで加圧板１４が配置され、更にその下に加圧部材１５が配置されている。加圧部材１５は例えば皿ばねから成り、その加圧力が加圧板１４および不織布１３を介して振動子１１を移動子１２に加圧接触させる。不織布１３は振動子１１の振動が加圧板１４や加圧部材１５に伝達されるのを抑えるためのもので、例えばフェルトから成る。なお、加圧部材１５は皿ばねに限定されず、コイルばねやウェーブばねでもよい。
【００１２】
移動子１２は円環状のアルミニウムなどの軽金属から成り、下部摺動面には耐摩耗性向上のための表面処理が施されている。移動子１２の上部には、移動子１２の縦方向の振動を吸収するために振動吸収部材（例えばゴム）１６が配置され、その上部にベアリング回転部材１７が配置される。
【００１３】
図１に示すように、ベアリング回転部材１７はベアリング玉２１を介してベアリング固定部材２２に回転可能に支持されるとともに、ベアリング回転部材１７の周面にははカムリング２３が一体に連結されている。したがって、移動子１２が回転すると、ベアリング回転部材１７およびカムリング２３が一体に回転し、カムリング２３の回転に伴って合焦レンズ群４がフォーカシング駆動される。すなわち、合焦レンズ群４を保持するレンズ保持部材２４にはカムピン２４ａが突設され、このカムピン２４ａが固定筒２の光軸方向の直進溝２ａを貫通してカムリング２３のカム溝２３ａに係合されている。カムリング２３が回転すると、カム溝２３ａがカムピン２４ａを直進溝２ａに沿って駆動し、これによりレンズ保持部材２４、つまり合焦レンズ群４が光軸方向に移動する。
【００１４】
一方、像振れ補正用の補正レンズ群５は像振れ補正機構３０により駆動される。図３に示すように、像振れ補正機構３０は電磁アクチュエータ５３と検出部５４とを有する。電磁アクチュエータ５３は、光軸に対して垂直方向に着磁されたマグネット３１と、上下板３５Ａ，３５Ｂに嵌め込まれた上下ヨーク３２，３３と、マグネット３１と上側ヨーク３２との間に配置されたコイル３４とを有し、補正レンズ群５を保持するレンズ保持部材３６がコイル３４に連結されている。コイル３４に電流が流れると、フレミングの左手の法則に従って電流方向および磁力線方向と垂直な方向に電磁力が生じ、これに伴ってレンズ保持部材３６、つまり補正レンズ群５が光軸と垂直な方向に移動する。
上記補正レンズ群５の駆動は、交換レンズの振れ量を検出するジャイロ５１（図４）の出力に基づいてなされるが、ジャイロ５１については後述する。
【００１５】
一方、検出部５４は、上板３５Ａに固着されたＬＥＤ３７と、レンズ保持部材３６に結合されたスリット板３８と、下板３５Ｂに設けられたＰＳＤ３９とを有する。ＬＥＤ３７からの光はスリット板３８に形成されたスリットを通過することで光線の幅を絞られ、ＰＳＤ３９に受光される。ＰＳＤ３９はその受光面上の受光位置に応じた信号を出力する。スリット板３８は補正レンズ群５と一体のため、補正レンズ群５の動きがスリットの動きとなり、ＰＳＤ３９の受光面上の光の動きとなる。したがって、ＰＳＤ３９の受光面上の光の位置が補正レンズ群５の位置と等価となり、ＰＳＤ３ａの出力から補正レンズ群５の位置が判明する。
なお、図３では電磁アクチュエータ５３および検出部５４をそれぞれ１つのみ示したが、実際にはＸ，Ｙ方向（互いに直交しかつ光軸と直交する方向）のぞれぞれに対して設けられるものとする。
【００１６】
さらに図３には示されていないが、補正レンズ群５を所定の基準位置（通常は補正レンズ群５の光軸が撮影光学系の光軸と一致する位置）に機械的に固定するロック部５５（図４）が設けられている。ロック部５５は、例えばレンズ保持部材３６の所定位置にピン孔を設けておき、このピン孔に固定ピンを挿抜する機構が用いられる。像振れ補正動作を行わないときにはロックピンを挿通して補正レンズ群５を上記基準位置でロックし、像振れ補正動作の開始に伴ってロックピンを抜いてロックを解除する。
【００１７】
図４は交換レンズに設けられた制御回路のブロック図であり、本発明に関わる部分のみ示している。
ＣＰＵ６１は、カメラボディ側からの指令に応じて超音波モータ駆動制御部４０および像振れ補正装置駆動制御部５０の各制御部４１，５２に指示を出す。また必要に応じてカメラボディ側に信号を出力する。超音波モータ駆動制御部４０は、超音波モータ１０によって合焦レンズ群４を目標位置まで駆動制御するものであり、その制御の詳細を以下に説明する。
【００１８】
制御部４１にはＣＰＵ６１から合焦レンズ群４の目標位置が伝達される。これに応じて制御部４１は発振部４２を作動させ、所定周波数の駆動信号を発生せしめる。発生した駆動信号は位相部４３において位相が９０度異なる２つの駆動信号に分けられ、分けられた２つの駆動信号は増幅部４４Ａ，４４Ｂにてそれぞれ所定の電圧に昇圧される。
【００１９】
昇圧された電圧信号は、超音波モータ１０を構成する圧電体１１ａのＡ相およびＢ相にそれぞれ印加される。Ａ相から発生する９次曲げ振動と、Ｂ相から発生する９次曲げ振動とは位置的な位相が１／４波長ずれるようになっており、また、Ａ相駆動信号とＢ相駆動信号は９０度位相がずれているため、２つの曲げ振動は合成されて９次の進行波となる。進行波の波頭には楕円運動が生じており、振動子１１の駆動面に加圧接触された移動子１２は、楕円運動によって摩擦的に駆動される。
【００２０】
検出部４５は光学式リニアエンコーダ等を含み、移動子１２によって駆動される物体（例えば、ベアリング回転部材１７）の回転に応じたパルス信号を出力する。制御部４２は検出部４５からの検出信号に基づいてレンズ位置情報および速度情報を演算する。例えば所定時間におけるエンコーダパルス数を計測することで速度を求めることができる。この速度情報は移動子１２の回転速度、つまり超音波モータ１０の駆動速度に応じた情報である。制御部は４１は上記位置情報や速度情報に基づいて、合焦レンズ群４が目標位置に位置決めされるように発信部４２の周波数をフィードバック制御する。
【００２１】
次に、像振れ補正機構駆動制御部５０について説明する。
ジャイロ５１は振れセンサを構成し、交換レンズ内の所定位置に設けられる。超音波振動しているジャイロ５１に角速度が加わると、その角速度に応じたコリオリ力が発生し、このコリオリ力を検出することで交換レンズの手振れ等に起因する角速度が得られる。この角速度は制御部１２に入力される。
【００２２】
制御部１２は、ＣＰＵ６１から駆動指令が出されると、ジャイロ５１からの振れ検出量と、上述した検出部５４から入力される補正レンズ５の現在位置とに基づいて電磁アクチュエータ５３を駆動制御し、振れを打ち消す方向に補正レンズ群５をシフトさせる。その結果、手振れに起因する像振れを軽減できる。
【００２３】
本実施形態の交換レンズは、ジャイロ５１と超音波モータ１０といういずれも振動を発する機構を内蔵しているため、両者が同時に駆動された場合に超音波モータ１０の振動がジャイロに伝わり、振動の干渉（うなり）が発生するおそれがある。そして、前述したように振動の干渉は像振れ補正に重大な悪影響を及ぼす。
【００２４】
このような振動の干渉に起因する問題を解決する方法として、ジャイロ５１と超音波モータ１０を同時に駆動しない、換言すれば像振れ補正動作と焦点調節動作とを同時に行わないようにすることが考えられる。しかし、例えば焦点調節において追尾制御を行う場合などには、焦点調節動作と同時に像振れ補正動作を行う利点は大きい。追尾制御とは、被写体の移動に合焦レンズ群４が追従するように、つまり動体であっても合焦状態が維持されるように焦点調節を繰り返し行う制御である。この制御モードでは、撮影者が被写体の移動に伴ってカメラを振ることが多いため像振れが発生し易い。加えてレリーズタイミングが少しでも遅れるとピンぼけの写真になるため、焦点調節後に像振れ補正動作を開始していたのでは間に合わない。したがって、ピンぼけと手振れの双方を防止するには、焦点調節と像振れ補正を同時に行い、レリーズ操作で直ぐに撮影が行えるようにしておく必要がある。また追尾制御でなくとも、焦点調節動作の後に像振れ補正動作を開始するようにすると、同時に行った場合と比べてシャッタレリーズのタイミングが遅れる。そこで、でき得る限り焦点調節と像振れ補正を同時に行えるようにしたい。以下、その方法について説明する。
【００２５】
今、２つの振動
【数１】

を考えた場合、これらを合成すると、
【数２】

となる。振動の振幅がほぼ等しい（ａ１≒ａ２）と仮定した場合、
【数３】

となり、低い周波数成分ｃｏｓ（（ω１−ω２）ｔ／２）がうなりとして表れる。このように、うなりは２つの振動の振幅がほぼ等しく周波数が近い場合に発生するものであり、したがって、２つの振動の周波数を大きく離すか、振幅を変えるかすればうなりは生じないということになる。
【００２６】
図５（ａ）は、本実施形態における超音波モータ１０の曲げ９次モードの振動とジャイロ５１の振動とが干渉する（うなりが生ずる）例を示している。曲げ９次モードは駆動に用いる振動モードである。この場合、ジャイロ５１の振動周波数と超音波モータ１０の振動周波数とを大きく離せば上記干渉は避けられる。しかし、超音波モータでは、駆動に用いる振動モードとは次数の異なる振動モードの振動が発生する場合もあり、図５（ｂ）に示すようにその次数の異なる振動モードの振動とジャイロ５１の振動とが干渉してしまうおそれがある。このため振動の周波数を変える方法は得策ではない。
【００２７】
次に振動の振幅であるが、超音波モータ１０が高速で駆動されているときには、超音波モータ１０からジャイロ５１に伝達される振動振幅は大きく、ジャイロ自身の振動振幅と一致する可能性があり、振動の干渉が起こる可能性は高い。しかし、超音波モータ１０が比較的低速で駆動されているときには、ジャイロ５１に伝達される振動振幅はジャイロ５１の振動振幅よりも小さく、振動の干渉は生じない。そして、超音波モータ１０は、焦点調節の際に常に高速で駆動されているわけではない。
【００２８】
そこで本実施形態では、焦点調節時における超音波モータ１０の速度を逐次判定し、所定速度Ｖｕ以上であれば補正レンズ群５の駆動を禁止するが、所定速度Ｖｕ未満であれば補正レンズ群５の駆動を許容するようにした。この場合、閾値である所定速度Ｖｕは、ジャイロ５１の発振周波数や使用する超音波モータ１０の特性、特に超音波モータ１０の速度と振幅の関係や、撮影光学系の特性（焦点距離など）、鏡筒構成部材の材質（振動伝達率）等を加味して決定される。要は上記振動干渉が起こるか起こらないかの境界値に設定すればよいが、大事をとって境界値よりも若干遅い速度としてもよい。これによれば、上記振動の干渉が起こり得る場合は補正レンズ群５の駆動は確実に禁止されるので、干渉に起因する不具合が防止される。また干渉が起こり得ないときには焦点調節途中であっても補正レンズ群５の駆動が並行して行われるので、レリーズタイミングを遅らせることなく像振れのない写真が得られる。
【００２９】
さらに、上述した追尾動作時に像振れ補正動作を同時に行うことを考慮すれば、追尾時における超音波モータ１０の駆動速度の上限値を上記所定速度Ｖｕに制限すればよい。これによれば、追尾動作時には上記振動の干渉は発生しないから、焦点調節途中であっても補正レンズ群５の駆動を並行して行うことができる。
【００３０】
図６のフローチャートも参照して本実施形態の動作をより具体的に説明する。なお、交換レンズは既にカメラボディ（不図示）に装着されているものとする。
例えばカメラボディにてレリーズボタンの半押し操作がなされると、ボディ側のＣＰＵからレンズ側のＣＰＵ６１に合焦指令と防振指令が伝達される。また合焦レンズ群４の現時点の位置と目標位置との差に関する情報も伝達される。この差に関する情報は、ボディ側に設けられた焦点検出装置の出力に基づいてボディ側ＣＰＵが演算したものである。レンズ側ＣＰＵ６１は、超音波モータ１０の制御部４１に上記差の情報を伝え、制御部４１はその差に基づいて超音波モータ１０の駆動制御を開始する。
【００３１】
一方、ＣＰＵ６１は、上記防振指令を受けて像振れ補正機構３０の制御部５２に補正レンズ駆動指令を伝達する。制御部５２は、この補正レンズ駆動指令を受けて図６に示す処理を開始する（ステップＳ１）。
【００３２】
図６において、超音波モータ駆動制御部４０の制御部４１は、検出部４５の検出結果によって演算された超音波モータ１０の駆動速度をＣＰＵ６１に入力し、ＣＰＵ６１はその速度情報を制御部５２に送る。制御部５２は、入力された駆動速度Ｖと予め決められた所定速度Ｖｕとを比較する（ステップＳ２）。ここで、所定速度Ｖｕの決定方法は上述したとおりである。
【００３３】
Ｖ＜Ｖｕ、つまり超音波モータ１０の駆動速度Ｖが所定値Ｖｕ未満であれば、上記振動の干渉は発生しないと判断し、ジャイロ５１にて検出された振れ量情報（角速度）を像振れ補正用の角速度として設定する（ステップＳ３）。一方、Ｖ≧Ｖｕ、つまり駆動速度Ｖが所定値Ｖｕ以上であれば、振動の完了が発生する可能性があると判断し、像振れ補正用の角速度を強制的に０とする（ステップＳ７）。
【００３４】
次いで検出部５４から補正レンズ群５の現在の位置を入力し（ステップＳ４）、上記ステップＳ３あるいはＳ７で設定された角速度およびステップＳ４で入力した位置情報とに基づいて補正レンズ群５の駆動量を演算し、その演算結果に基づいて電磁アクチュエータ５３を作動せしめる（ステップＳ５）。これにより像振れ補正動作が行われる。ただし、補正レンズ群５が実際に駆動されるのは駆動速度Ｖが所定値Ｖｕ未満のときのみである。すなわち、駆動速度Ｖが所定値Ｖｕ以上のときには、ステップＳ７で角速度が強制的に０とされるので、演算される補正レンズ駆動量は０であり、補正レンズ群５は基準位置に留まったままである。また補正レンズ群５が基準位置以外にあった場合には、基準位置に駆動された後にその位置に保持される。つまり補正レンズ５の駆動が実質的に禁止される。
【００３５】
ステップＳ５の後、上述した防振指令が継続してなされているか否かを判定する（ステップＳ６）。例えば撮影完了あるいは撮影中止によって半押し操作が解除された場合には、防振指令が断たれるのでステップＳ６が否定され、像振れ補正動作を停止する（ステップＳ８）。一方、半押し操作が継続しているときにはステップＳ２に戻り、上述の処理を繰り返す。
【００３６】
以上の実施形態において、合焦レンズ群４が焦点調節光学系を、補正レンズ群５が補正光学系を、超音波モータ１０が振動波モータを、ジャイロ５１が像振れ検出装置を、像振れ補正機構３０および像振れ補正機構駆動制御部５０が補正駆動装置を、検出部４５が速度検出装置を、ＣＰＵ６１が制御手段をそれぞれ構成する。
【００３７】
図６の処理では、振れ補正制御に用いる角速度を強制的に０にすることで補正レンズ群５の駆動を禁止したが、例えば図７に示すように、電磁アクチュエータ５３を非作動状態にすることで補正レンズ群５の駆動を禁止するようにしてもよい。すなわち、ステップＳ２で駆動速度Ｖが所定値Ｖｕ以上と判定された場合には、ステップＳ１１で電磁アクチュエータ５３への駆動信号を断って像振れ補正動作を停止し、上記ステップＳ３〜Ｓ５をスキップしてステップＳ６に進む。なおステップＳ１１では、補正レンズ群５が基準位置にない場合に限ってこれを基準位置に駆動する動作を行う。それ以降は補正レンズ群５が基準位置に保持される。
このように電磁アクチュエータ５３を非作動状態にして補正レンズ群５の駆動を禁止するようにすれば、電磁アクチュエータ５３を作動させながら駆動禁止する場合（図６）と比べて省電力が図れる。
【００３８】
また図８に示すように、ロック部５５を用いて補正レンズ群５の駆動を禁止するようにしてもよい。すなわち、ステップＳ２で駆動速度Ｖが所定値Ｖｕ以上と判定された場合には、ステップＳ２１でロック部５５により機械的に補正レンズ群５を基準位置に固定し、上記ステップＳ３〜Ｓ５をスキップしてステップＳ６に進む。ロック後は電磁アクチュエータ５３への駆動信号を解除することが望ましいが、解除しなくてもよい。
【００３９】
−第２の実施形態−
図９により本発明の第２の実施形態を説明する。なお、ハードウェアの構成は実質的に先の実施形態と同一であるものとする。また図９において、図６と同様のステップには同一のステップ番号を付す。
【００４０】
先の実施形態では、超音波モータ１０の駆動速度に応じて補正レンズ群５の駆動を許容／禁止するようにしたが、本実施形態では追尾動作の有無により補正レンズ群５の駆動を許容／禁止する。追尾動作とは、上述したように合焦レンズ群４が被写体の移動に追従するように焦点調節を繰り返し行う動作である。この追尾動作を行う追尾モードは、撮影者が手動で設定するものであってもよいし、被写体が動体と判定したときにカメラが自動設定するものでもよい。一般に追尾モードにおける超音波モータの駆動速度は通常モードと比べて遅いが、本実施形態では、追尾時における超音波モータ１０の速度の上限値が上述した所定速度Ｖｕで制限されるものとする。
【００４１】
図９において、ＣＰＵ６１は、カメラボディから合焦指令，防振指令，レンズ位置情報等に加えて、追尾モードの設定の有無の情報も受け取る。ステップ３１では、超音波モータ１０が駆動されているか否か、つまり焦点調節動作が行われているか否かを判定する。超音波モータ１０が駆動されていなければステップ３〜Ｓ５の像振れ補正動作を行い、駆動されている場合にはステップ３２に進む。ステップ３２では追尾モードが設定されているか否かを判定し、設定されていればステップ３に進む。一方、追尾モードが設定されていなければステップ１１で電磁アクチュエータ５３への駆動信号を断って像振れ補正動作を停止する。
【００４２】
このように追尾動作が行われているときには像振れ補正動作が許容されるので、撮影応答性を犠牲にすることなく像振れおよびピンぼけのない写真が撮影できる。追尾動作時のモータ駆動速度の上限値は上記所定速度Ｖｕ未満であるから、超音波モータ１０とジャイロ５１の振動が干渉せず、補正光学系が誤動作することはない。一方、追尾動作を行っていないときには振動波モータ１０の駆動時に像振れ補正動作が全面的に禁止されるので、振動干渉による補正レンズ群５の誤動作は起こり得ない。
【００４３】
図１０は追尾動作の有無と超音波モータ１０の駆動速度の双方を加味して像振れ補正動作を許容／禁止するようにした例を示す。ここでは追尾動作時のモータ駆動速度の上限値が上記所定速度Ｖｕに一致するものとする。
【００４４】
図１０において、ステップ３２で追尾モードと判定されると、ステップ４１で超音波モータ１０の駆動速度Ｖが上記所定値Ｖｕ以上か否かを判定する。所定値Ｖｕ未満であればステップ３以下の像振れ補正動作を行い、所定値Ｖｕ以上であればステップ１１で電磁アクチュエータ５３への駆動信号を断ち、像振れ補正動作を停止する。
【００４５】
一方、追尾モードでない場合には、ステップ４２で超音波モータ１０の駆動速度Ｖが所定値Ｖａ以上か否かを判定する。ここで、超音波モータ１０が高速で動いているとき、つまり焦点調節が高速で行われているときには、像振れ補正動作が行われているか否かをファインダ画面で確認するのは難しい。Ｖａは、像振れ補正動作の有無を確認できるか否かの境界速度程度であり、上記Ｖｕよりも小さな（低速の）値とされる。駆動速度Ｖが所定値Ｖａ未満であればステップ３以下の像振れ補正動作を行い、所定値Ｖａ以上であれば、つまり像振れ補正動作が行われているか否かをファインダ画面で確認できないようなときには、ステップ１１で電磁アクチュエータ５３への駆動信号を断ち、像振れ補正動作を停止する。
【００４６】
以上では、超音波モータとジャイロ振動の干渉について説明したが、例えば焦点調節と像振れ補正とを別々の超音波モータで行うことが考えられる。この場合も超音波モータの振動同士が干渉して上述と同様の問題が起こり得るので、本発明を適用できる。
【００４７】
なお、超音波モータの速度検出は実施形態に限定されず、例えば発振部の周波数から検出することもできる。また手振れ検出手段としてジャイロを用いたが、振動を発することでその振動を検出できるものであればジャイロ以外のセンサでもよい。さらに上述した実施形態では、９波の進行波が発生する超音波モータを用いたが、他の波数の超音波モータでもよい。また、超音波モータ以外の振動波モータを用いてもよい。例えば第１次モード振動とねじり２次振動を利用したモード縮退型振動子でもよい。
【００４８】
像振れ補正機構の構成も図３のものに限定されず、電磁アクチュエータ以外のアクチュエータ（例えば、ＤＣモータ）を用いて振れ補正レンズを駆動するものでもよい。またカメラの交換レンズにて説明したが、例えばレンズ一体型のスチルカメラやビデオカメラ等、振動波モータと像振れ補正機構を備えた他の光学機器にも本発明を適用できる。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１，９の発明によれば、振動波モータの駆動速度に関する情報に基づいて像振れ補正装置による補正光学系の駆動を許容／禁止するようにしたので、振動の干渉が発生し得る場合に補正光学系の駆動を禁止するようにでき、振動の干渉による補正光学系の誤動作を回避できる。一方、振動の干渉のおそれがないときには、像振れ補正動作を行うことで像振れのない写真が得られる。
請求項４，１１の発明によれば、焦点調節光学系が被写体の移動に追従するように焦点調節を繰り返し行う追尾モードが設定されている場合には、振動波モータの駆動時に補正駆動装置による補正光学系の駆動を許容し、追尾モードが設定されていない場合には、振動波モータの駆動時に補正光学系の駆動を禁止するようにしたので、追尾を行いながら像振れ補正動作をも行え、撮影応答性を犠牲にすることなく像振れおよびピンぼけのない写真が撮影できる。追尾モード時のモータ駆動速度は遅いので、振動波モータおよび像振れ検出装置の振動が干渉せず、補正光学系が誤動作することはない。一方、追尾モードでないときには振動波モータの駆動時に補正光学系の駆動が禁止されるので、補正光学系の誤動作は起こり得ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る交換レンズの断面図。
【図２】超音波モータの構成を示す断面図。
【図３】像振れ補正機構の構成を示す断面図。
【図４】交換レンズの制御系を示すブロック図であり、像振れ補正および超音波モータ駆動に関わる部分を示す。
【図５】超音波モータの振動とジャイロの振動との干渉を説明する図。
【図６】第１の実施形態の動作を説明するフローチャート。
【図７】他の実施形態の動作を説明するフローチャート。
【図８】他の実施形態の動作を説明するフローチャート。
【図９】第２の実施形態の動作を説明するフローチャート。
【図１０】他の実施形態の動作を説明するフローチャート。
【符号の説明】
３固定レンズ群
４合焦レンズ群
５補正レンズ群
１０超音波モータ
３０像振れ補正機構
４０超音波モータ駆動制御部
４１，５２制御部
５０像振れ補正装置駆動制御部
５１ジャイロ
５３電磁アクチュエータ
５４検出部
６１ＣＰＵ

Claims

像面における像の振れを補正するために駆動される補正光学系と、
光学機器の振動に応じた振れ量情報を検出する像振れ検出装置と、
前記振れ量情報に基づいて前記補正光学系を駆動する補正駆動装置と、
振動波モータとを備えた光学機器において、
前記振動波モータの駆動速度に関する情報を検出する速度検出装置と、
該速度検出装置の検出結果に基づいて前記補正駆動装置による前記補正光学系の駆動を許容／禁止する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、前記振動波モータの速度が、該振動波モータの振動と前記像振れ検出装置が発する振動とが干渉するおそれのない所定速度未満のときに前記補正駆動装置による前記補正光学系の駆動を許容し、前記速度が前記所定速度以上のときに前記補正駆動装置による前記補正光学系の駆動を禁止することを特徴とする像振れ補正が可能な光学機器。
焦点調節のために駆動される焦点調節光学系、および像面における像の振れを補正するために駆動される補正光学系を含む光学系と、
前記焦点調節光学系を駆動する振動波モータと、
自身が振動を発することで光学機器の振動に応じた振れ量情報を検出する像振れ検出装置と、
前記振れ量情報に基づいて前記補正光学系を駆動する補正駆動装置とを備えた光学機器において、
前記焦点調節光学系が被写体の移動に追従するように焦点調節を繰り返し行う追尾モードが設定されている場合には、前記振動波モータの駆動時に前記補正駆動装置による前記補正光学系の駆動を許容するとともに、前記振動波モータの駆動速度の上限値を、前記振動波モータの振動と前記像振れ検出装置が発する振動とが干渉するおそれのない所定速度に制限し、前記追尾モードが設定されていない場合には、前記振動波モータの駆動時に前記補正駆動装置による前記補正光学系の駆動を禁止する制御手段を具備することを特徴とする像振れ補正が可能な光学機器。
前記制御手段は、振れがゼロであることを表す振れ量情報を前記補正駆動装置に与えることで前記補正光学系の移動を禁止することを特徴とする請求項１または２に記載の像振れ補正が可能な光学機器。
前記制御手段は、前記補正駆動装置を非作動状態とすることで前記補正光学系の駆動を禁止することを特徴とする請求項１または２に記載の像振れ補正が可能な光学機器。
前記制御手段は、前記補正光学系の移動を機械的に阻止することで該補正光学系の駆動を禁止することを特徴とする請求項１または２に記載の像振れ補正が可能な光学機器。
焦点調節のために駆動される焦点調節光学系、および像面における像の振れを補正するために駆動される補正光学系を含む光学系と、
前記焦点調節光学系を駆動する振動波モータと、
自身が振動を発することで光学機器の振動に応じた振れ量情報を検出する像振れ検出装置と、
前記振れ量情報に基づいて前記補正光学系を駆動する補正駆動装置とを備えた光学機器において、
前記振動波モータの駆動速度に関する情報を検出する速度検出装置と、
前記焦点調節光学系が被写体の移動に追従するように焦点調節を繰り返し行う追尾モードの設定の有無、および前記速度検出装置の検出結果に基づいて前記補正駆動装置による前記補正光学系の駆動を許容／禁止する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、前記追尾モードが設定されている場合に、前記振動波モータの駆動速度が、前記振動波モータの振動と前記像振れ検出装置が発する振動とが干渉するおそれのない所定速度未満であるときに前記補正駆動装置による前記補正光学系の駆動を許容し、前記振動波モータの駆動速度が前記所定速度以上であるときに前記補正駆動装置による前記補正光学系の駆動を禁止することを特徴とする像振れ補正が可能な光学機器。
像面における像の振れを補正するために駆動される補正光学系と、
交換レンズの振動に応じた振れ量情報を検出する像振れ検出装置と、
前記振れ量情報に基づいて前記補正光学系を駆動する補正駆動装置と、
振動波モータとを備えたカメラ用交換レンズにおいて、
前記振動波モータの駆動速度に関する情報を検出する速度検出装置と、
該速度検出装置の検出結果に基づいて前記補正駆動装置による前記補正光学系の駆動を許容／禁止する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、前記振動波モータの速度が、該振動波モータの振動と前記像振れ検出装置が発する振動とが干渉するおそれのない所定速度未満のときに前記補正駆動装置による前記補正光学系の駆動を許容することを特徴とする像振れ補正が可能なカメラ用交換レンズ。
焦点調節のために駆動される焦点調節光学系、および像面における像の振れを補正するために駆動される補正光学系を含む撮影光学系と、
前記焦点調節光学系を駆動する振動波モータと、
自身が振動を発することで光学機器の振動に応じた振れ量情報を検出する像振れ検出装置と、
前記振れ量情報に基づいて前記補正光学系を駆動する補正駆動装置とを備えたカメラ用交換レンズにおいて、
前記焦点調節光学系が被写体の移動に追従するように焦点調節を繰り返し行う追尾モードが設定されている場合には、前記振動波モータの駆動時に前記補正駆動装置による前記補正光学系の駆動を許容するとともに、前記振動波モータの駆動速度の上限値を、前記振動波モータの振動と前記像振れ検出装置が発する振動とが干渉するおそれのない所定速度に制限し、前記追尾モードが設定されていない場合には、前記振動波モータの駆動時に前記補正駆動装置による前記補正光学系の駆動を禁止する制御手段を具備することを特徴とする像振れ補正が可能なカメラ用交換レンズ。
焦点調節のために駆動される焦点調節光学系、および像面における像の振れを補正するために駆動される補正光学系を含む撮影光学系と、
自身が振動を発することで交換レンズの振動に応じた振れ量情報を検出する像振れ検出装置と、
前記振れ量情報に基づいて前記補正光学系を駆動する補正駆動装置と、
前記焦点調節光学系を駆動する振動波モータとを備えたカメラ用交換レンズにおいて、
前記振動波モータの駆動速度に関する情報を検出する速度検出装置と、
前記焦点調節光学系が被写体の移動に追従するように焦点調節を繰り返し行う追尾モードの設定の有無、および前記速度検出装置の検出結果に基づいて前記補正駆動装置による前記補正光学系の駆動を許容／禁止する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、前記追尾モードが設定されている場合に、前記振動波モータの駆動速度が、前記振動波モータの振動と前記像振れ検出装置が発する振動とが干渉するおそれのない所定速度未満であるときに前記補正駆動装置による前記補正光学系の駆動を許容し、前記振動波モータの駆動速度が前記所定速度以上であるときに前記補正駆動装置による前記補正光学系の駆動を禁止することを特徴とする像振れ補正が可能なカメラ用交換レンズ。
像振れ検出装置を用いて光学機器の振動に応じた振れ量情報を検出し、
前記振れ量情報に基づいて、前記光学機器の像面における像の振れを補正するように光学部品を駆動し、
前記光学機器に用いられる振動波モータの速度に関する情報を検出し、
前記振動波モータの速度が、前記振動波モータの振動と前記像振れ検出装置が発する振動とが干渉するおそれのない所定速度未満であるときに前記光学部品の駆動を許容するように制御し、前記振動波モータの速度が、前記所定速度以上であるときに前記光学部品の駆動を禁止するように制御することを特徴とする光学機器の使用方法。