JP6585871B2 - レンズ装置、カメラ、レンズ駆動制御方法及びレンズ駆動制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、レンズ装置、カメラ、レンズ駆動制御方法及びレンズ駆動制御プログラムに係り、特に、光学系を構成する一部のレンズの間隔が規則的に変化するレンズ装置、カメラ、レンズ駆動制御方法及びレンズ駆動制御プログラムに関する。

フォーカシングの際に発生する収差変動を補正する技術として、フローティング機構が知られている。フローティング機構は、撮影距離の変化に従って光学系を構成する一部のレンズの間隔を変化させることにより、フォーカシングの際に発生する収差変動を補正する。フローティング機構は、近距離収差補正機構とも称され、近距離撮影で発生する諸収差を良好に補正できる。

一般にフローティング機構では、各レンズが独立して駆動される。各レンズを独立して駆動する場合、各レンズは、個別に設定された原点を基準にして、その移動が制御される。たとえば、原点を基準として、ステッピングモータのステップ数を制御することにより、その移動が制御される。

レンズの原点の検出は、フォトインタラプタ等の原点検出用のセンサを用いて行われる。たとえば、鏡胴内の所定の位置に原点検出用のセンサを設置し、そのセンサでレンズを検出することにより、レンズが原点に位置したことを検出する。この原点検出用のセンサが、設計上定められた所定の設置位置に正確に取り付けられていないと、レンズを正確に位置制御できないという問題がある。

このような問題を解消する方法として、特許文献１には、あらかじめセンサの取付誤差を測定し、その誤差分をオフセット量として、制御量に加算又は減算する方法が提案されている。

また、特許文献２には、第１のレンズの原点を検出するセンサと第２のレンズの原点を検出するセンサの間隔を測定し、測定した間隔と設計上の間隔との差分を求め、求めた差分で第２のレンズの位置を補正することにより、第１のレンズ及び第２のレンズの間隔を正確に確保する技術が提案されている。

特開2005-234101号公報 特開2009-237265号公報

しかしながら、特許文献１の方法は、各レンズを個別に補正して制御する方式であるため、制御対象のレンズが複数存在する場合に、その制御が複雑になる、という欠点がある。

一方、特許文献２の方法は、２つのセンサの間隔を測定して補正する方式のため、設計上の原点の位置がまったく考慮されずに補正される、という欠点がある。また、特許文献２の方法は、レンズの移動によって、２つのセンサの間隔を測定しているため、適用できるレンズが限定される、という欠点もある。すなわち、特許文献２の方法では、少なくとも一方のレンズが、他方のレンズのセンサの位置まで移動できる構成でなければならず、適用できるレンズが限定される、という欠点がある。また、少なくとも一方のレンズが、他方のレンズのセンサの位置まで移動できる構成とすると、レンズの移動ストロークを確保しなければならず、レンズが大型化する、という欠点もある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、連動する複数のレンズを正確に駆動できるレンズ装置、カメラ、レンズ駆動制御方法及びレンズ駆動制御プログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段は、次のとおりである。

（１）主レンズと、主レンズを駆動する主レンズ駆動部と、主レンズ検出位置に設置され、主レンズを検出して、主レンズが主レンズ原点に位置したことを検出する主レンズ検出部と、主レンズ原点を基準として主レンズの移動を制御し、主レンズを目標位置に移動させる主レンズ制御部と、従レンズと、従レンズを駆動する従レンズ駆動部と、従レンズ検出位置に設置され、従レンズを検出して、従レンズが従レンズ原点に位置したことを検出する従レンズ検出部と、従レンズ原点を基準として従レンズの移動を制御し、従レンズを主レンズの位置ｘに対して関数ｆ（ｘ）で導出される位置に移動させる従レンズ制御部と、を備え、従レンズ制御部は、主レンズ検出部及び従レンズ検出部に取付誤差が存在する場合、取付誤差に基づいて関数ｆ（ｘ）を補正し、補正後の関数Ｆ（ｘ）に基づいて従レンズの移動を制御する、レンズ装置。

本態様によれば、レンズ装置が、主レンズと、従レンズと、を備えて構成される。主レンズ及び従レンズは連動し、その間隔が規則的に変化する。具体的には、主レンズが移動すると、その主レンズの位置ｘに対して、関数ｆ（ｘ）で導出される位置に従レンズが移動し、その間隔が規則的に変化する。

主レンズは、主レンズ原点を基準として、その移動が制御される。主レンズは、主レンズ検出部によって、主レンズ原点に位置したことが検出される。主レンズ検出部は、主レンズ検出位置に設置され、主レンズを検出して、主レンズが主レンズ原点に位置したことを検出する。

従レンズも従レンズ原点を基準として、その移動が制御される。従レンズは、従レンズ検出部によって、従レンズ原点に位置したことが検出される。従レンズ検出部は、従レンズ検出位置に設置され、従レンズを検出して、従レンズが従レンズ原点に位置したことを検出する。

主レンズ検出部が、設計上の主レンズ検出位置に正確に設置されていれば、主レンズ検出部の検出結果に基づいて、主レンズ原点を正確に設定できる。そして、主レンズ原点を正確に設定できれば、主レンズを所望の位置に正確に移動させることができる。

同様に、従レンズ検出部が、設計上の従レンズ検出位置に正確に設置されていれば、従レンズ検出部の検出結果に基づいて、従レンズ原点を正確に設定できる。そして、従レンズ原点を正確に設定できれば、従レンズを所望の位置に正確に移動させることができる。

しかし、主レンズ検出部及び従レンズ検出部を正確に主レンズ検出位置及び従レンズ検出位置に設置することは難しく、取付誤差が発生する。この取付誤差が発生すると、主レンズ及び従レンズを所望の位置に正確に移動させることができなくなる。

そこで、本態様では、主レンズ検出部及び従レンズ検出部に取付誤差が存在する場合、その取付誤差に基づいて関数ｆ（ｘ）を補正し、補正後の関数Ｆ（ｘ）に基づいて、従レンズの移動を制御する。関数ｆ（ｘ）は、取付誤差を打ち消すように補正される。

これにより、主レンズ検出部及び従レンズ検出部に取付誤差が存在する場合であっても、主レンズ及び従レンズを正確に駆動できる。また、レンズ装置に対する指令は、主レンズに対する指令だけで済むので、その制御も容易に行うことができる。また、従レンズの位置だけ補正するので、主レンズについては、余分な移動ストロークを考慮する必要がなくなる。これにより、主レンズの移動方向の小型化が可能になる。更に、従レンズの位置だけ補正するので、制御の際に必要なパラメータの数も削減できる。

（２）従レンズを主レンズの位置ｘに対して関数ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂで導出される位置に移動させる場合において、主レンズ検出部の取付誤差に基づくオフセット値をＭ、従レンズ検出部の取付誤差に基づくオフセット値をＮとした場合、従レンズ制御部は、関数ｆ（ｘ）を関数Ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂ＋（ａＭ−Ｎ）と補正し、補正後の関数Ｆ（ｘ）に基づいて、従レンズの移動を制御する、上記（１）のレンズ装置。

本態様によれば、従レンズを主レンズの位置ｘに対して関数ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂで導出される位置に移動させる場合において、主レンズ検出部及び従レンズ検出部に取付誤差が存在する場合、関数ｆ（ｘ）が、関数Ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂ＋（ａＭ−Ｎ）と補正される。

ここで、ａ、ｂは各々定数である。また、Ｍは主レンズ検出部の取付誤差に基づくオフセット値、Ｎは従レンズ検出部の取付誤差に基づくオフセット値である。

取付誤差は、設計上の設置位置に対する実際の設置位置のズレ量として規定される。したがって、主レンズ検出部の取付誤差は、設計上定められた主レンズ検出位置に対する実際の主レンズ検出部の設置位置のズレ量として規定される。また、従レンズ検出部の取付誤差は、設計上定められた従レンズ検出位置に対する実際に従レンズ検出部の設置位置のズレ量として規定される。設計上定められる主レンズ検出位置及び従レンズ検出位置は、たとえば、鏡胴の先端からの位置として規定される。

オフセット値は、取付誤差を除去するための補正量である。オフセット値は、取付誤差の発生方向に応じて設定される。

関数ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂは、ａが係数、ｂが切片である。補正後の関数Ｆ（ｘ）は、（ａＭ−Ｎ）が補正量として規定され、関数ｆ（ｘ）に対して切片ｂが補正される。

（３）従レンズを主レンズの位置ｘに対して関数ｆ（ｘ）＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃで導出される位置に移動させる場合において、主レンズ検出部の取付誤差に基づくオフセット値をＭ、従レンズ検出部の取付誤差に基づくオフセット値をＮとした場合、従レンズ制御部は、関数ｆ（ｘ）を関数Ｆ（ｘ）＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ＋（２ａＭｘ＋ａＭ^２＋ｂＭ−Ｎ）と補正し、補正後の関数Ｆ（ｘ）に基づいて、従レンズの移動を制御する、上記（１）のレンズ装置。

本態様によれば、従レンズを主レンズの位置ｘに対して関数ｆ（ｘ）＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃで導出される位置に移動させる場合において、主レンズ検出部及び従レンズ検出部に取付誤差が存在する場合、関数ｆ（ｘ）が関数Ｆ（ｘ）＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ＋（２ａＭｘ＋ａＭ^２＋ｂＭ−Ｎ）と補正される。ここで、ａ、ｂ、ｃは各々定数である。また、Ｍは主レンズ検出部の取付誤差に基づく、Ｎは従レンズ検出部の取付誤差に基づくオフセット値である。取付誤差は、設計上の設置位置に対する実際の設置位置との差分として規定される。設計上の設置位置は、たとえば、鏡胴の先端からの位置として規定される。

関数ｆ（ｘ）＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃは、ａ、ｂが係数、ｃが切片である。補正後の関数Ｆ（ｘ）は、（２ａＭｘ＋ａＭ^２＋ｂＭ−Ｎ）が補正量として規定され、関数ｆ（ｘ）に対して切片ｃが補正される。

（４）主レンズの移動範囲が複数のブロックに分割され、ブロックごとに関数ｆ（ｘ）が設定される、上記（１）から（３）のいずれか一のレンズ装置。

本態様によれば、主レンズの移動範囲が複数のブロックに分割され、ブロックごとに関数ｆ（ｘ）が設定される。この場合、主レンズ検出部及び従レンズ検出部に取付誤差が存在する場合は、ブロックごとに関数ｆ（ｘ）が補正される。

（５）主レンズ及び従レンズによってフォーカシングレンズが構成される、上記（１）から（４）のいずれか一のレンズ装置。

本態様によれば、主レンズ及び従レンズによってフォーカシングレンズが構成される。すなわち、主レンズ及び従レンズが連動して移動することで、焦点が調節される（いわゆる、フローティング機構）。これにより、フォーカシングの際に発生する諸収差を良好に補正できる。

（６）カメラ本体に備えられたカメラ本体側マウントに装着されるレンズ側マウントと、レンズ側マウントに備えられる接点と、を更に備え、接点を介してカメラ本体から主レンズの目標位置が入力される、上記（１）から（４）のいずれか一のレンズ装置。

本態様によれば、レンズ装置にレンズ側マウントが備えられ、レンズ装置がカメラ本体に対して着脱可能に構成される。また、本態様によれば、レンズ装置に対する駆動の指示が、カメラ本体側で行われる。カメラ本体は、主レンズの目標位置を設定し、レンズ装置に対して駆動を指示する。これにより、カメラ本体からは、見掛け上、１つのレンズの駆動を制御するだけで済み、レンズの駆動制御を簡素化できる。

（７）カメラ本体に備えられたカメラ本体側マウントに装着されるレンズ側マウントと、レンズ側マウントに備えられる接点と、を更に備え、接点を介してカメラ本体からフォーカシングレンズの目標位置が入力され、主レンズの目標位置として設定される、上記（５）のレンズ装置。

本態様によれば、レンズ側マウントが備えられ、カメラ本体に対して着脱可能に構成される。また、本態様によれば、レンズ装置に対するフォーカスの駆動の指示が、カメラ本体側で行われる。カメラ本体は、フォーカシングレンズの目標位置を設定し、レンズ装置に対して駆動を指示する。レンズ装置は、フォーカシングレンズの目標位置を主レンズの目標位置に設定して、主レンズ及び従レンズの駆動を制御する。これにより、カメラ本体からは、見掛け上、１つのフォーカシングレンズの駆動を制御するだけで済み、フォーカシングの制御を簡素化できる。

（８）関数ｆ（ｘ）を補正する補正量の情報を記憶する補正情報記憶部を更に備え、従レンズ制御部は、補正情報記憶部に記憶された補正量の情報に基づいて、関数ｆ（ｘ）を補正し、補正後の関数Ｆ（ｘ）に基づいて従レンズの移動を制御する、上記（１）から（７）のいずれか一に記載のレンズ装置。

本態様によれば、関数ｆ（ｘ）を補正する補正量の情報を記憶する補正情報記憶部が更に備えられる。従レンズ制御部は、補正情報記憶部に記憶された補正量の情報に基づいて、関数ｆ（ｘ）を補正し、補正後の関数Ｆ（ｘ）に基づいて、従レンズの移動を制御する。これにより、複数のレンズ装置において、個別に発生する取付誤差を適切に補正できる。

（９）上記（１）から（８）のいずれか一のレンズ装置と、レンズ装置が着脱自在に装着されるカメラ本体と、を備えたカメラであって、カメラ本体は、主レンズの目標位置を設定する目標位置設定部と、レンズ装置に対して主レンズの移動を指示する移動指示部であって、目標位置設定部で設定された目標位置への移動を指示する移動指示部と、を備えるカメラ。

本態様によれば、上記（１）から（８）のいずれか一のレンズ装置と、そのレンズ装置が着脱自在に装着されるカメラ本体と、でカメラが構成される。上記（１）から（８）のレンズ装置は、いずれも主レンズに対する移動の指示だけで、主レンズ及び従レンズの双方を所定位置に移動させることができる。このため、カメラ本体は、レンズ装置を駆動する際、主レンズに対する移動を指示するだけで済む。これにより、カメラ本体側で実施するレンズ装置の駆動制御を簡素化できる。

（１０）主レンズが主レンズ原点に位置したことを主レンズ検出位置に設置された主レンズ検出部で検出するステップと、主レンズ原点を基準として主レンズの移動を制御して、主レンズを目標位置に移動させるステップと、従レンズが従レンズ原点に位置したことを従レンズ検出位置に設置された従レンズ検出部で検出するステップと、従レンズ原点を基準として従レンズの移動を制御して、従レンズを主レンズの位置ｘに対して関数ｆ（ｘ）で導出される位置に移動させるステップと、を含むレンズ駆動制御方法であって、主レンズ検出部及び従レンズ検出部の取付誤差の情報を取得するステップと、取得した取付誤差の情報に基づいて関数ｆ（ｘ）を補正するステップと、を更に含むレンズ駆動制御方法。

本態様によれば、主レンズ検出部及び従レンズ検出部に取付誤差が存在する場合、その取付誤差に基づいて関数ｆ（ｘ）が補正され、補正後の関数Ｆ（ｘ）に基づいて、従レンズの移動が制御される。

（１１）主レンズ検出位置に設置された主レンズ検出部で検出される主レンズ原点を基準として主レンズの移動を制御し、主レンズを目標位置に移動させる機能と、従レンズ検出位置に設置された従レンズ検出部で検出される従レンズ原点を基準として従レンズの移動を制御し、従レンズを主レンズの位置ｘに対して関数ｆ（ｘ）で導出される位置に移動させる機能と、をコンピュータに実現させるレンズ駆動制御プログラムであって、主レンズ検出部及び従レンズ検出部の取付誤差の情報を取得する機能と、取得した取付誤差の情報に基づいて関数ｆ（ｘ）を補正する機能と、を更に備えたレンズ駆動制御プログラム。

本態様によれば、主レンズ検出部及び従レンズ検出部に取付誤差が存在する場合、その取付誤差に基づいて関数ｆ（ｘ）が補正され、補正後の関数Ｆ（ｘ）に基づいて、従レンズの移動が制御される。

本発明によれば、連動する複数のレンズを正確に駆動できる。

レンズ装置のレンズ構成の一実施形態を示す断面図 レンズ装置の駆動系の概略構成図 レンズ装置の制御系のブロック図 フォーカシングする際のレンズ装置の駆動制御の処理手順を示すフローチャート 複数の関数を組み合わせて第１フォーカシングレンズ及び第２フォーカシングレンズの位置関係が規定される場合の第１フォーカシングレンズ及び第２フォーカシングレンズの位置関係を示すグラフ 本発明が適用されたレンズ交換式カメラの一例を示す概略構成図

以下、添付図面に従って本発明を実施するための好ましい形態について詳説する。

◆◆レンズ装置◆◆
《レンズ構成》
図１は、レンズ装置のレンズ構成の一実施形態を示す断面図である。図１の（Ａ）は、レンズ装置が最至近距離（Ｍ．Ｏ．Ｄ（Minimum Object Distance）の物体に合焦した場合の断面図であり、図１の（Ｂ）は、レンズ装置が無限遠の物体に合焦した場合の断面図である。

本実施の形態のレンズ装置１は、撮影倍率が等倍程度の近距離物体の撮影（マクロ撮影）が可能な単焦点のマクロレンズであり、レンズ交換式カメラの交換レンズとして構成される。

図１に示すように、レンズ装置１は、物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳｔ、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４を備えて構成される。

最至近距離から無限遠へのフォーカシングに際して、第１レンズ群Ｇ１及び第４レンズ群Ｇ４は固定であり、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は像側へ移動する。すなわち、本実施の形態のレンズ装置１は、２つのレンズ群の間隔を変えてフォーカシングを行うフローティング機構を採用したレンズ装置である。第３レンズ群Ｇ３は、第２レンズ群Ｇ２の位置ｘに対して、関数ｆ（ｘ）で導出される位置に移動する。

《駆動系》
図２は、レンズ装置の駆動系の概略構成図である。

同図に示すように、レンズ装置１は、レンズ側マウント１２を備えたレンズ鏡胴１０を有する。レンズ鏡胴１０は、レンズ側マウント１２を介して、図示しないカメラボディに着脱自在に装着される。

レンズ鏡胴１０内には、物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳｔ、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４が配置される。各レンズ群は、レンズ群保持枠に保持されて、レンズ鏡胴１０内に配置される。すなわち、第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズ群保持枠ＬＦ１に保持されて、レンズ鏡胴１０内に配置され、第２レンズ群Ｇ２は、第２レンズ群保持枠ＬＦ２に保持されて、レンズ鏡胴１０内に配置される。また、第３レンズ群Ｇ３は、第３レンズ群保持枠ＬＦ３に保持されて、レンズ鏡胴１０内に配置され、第４レンズ群Ｇ４は、第４レンズ群保持枠ＬＦ４に保持されて、レンズ鏡胴１０内に配置される。

上記のように、第１レンズ群Ｇ１及び第４レンズ群Ｇ４は、フォーカシングの際に固定である。したがって、第１レンズ群Ｇ１を保持する第１レンズ群保持枠ＬＦ１及び第４レンズ群Ｇ４を保持する第４レンズ群保持枠ＬＦ４は、レンズ鏡胴１０内の所定の位置に固定される。

一方、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３は、フォーカシングレンズを構成し、フォーカシングの際に移動する。以下、第２レンズ群Ｇ２を第１フォーカシングレンズＧ２、第３レンズ群Ｇ３を第２フォーカシングレンズＧ３として、その説明を行う。第１フォーカシングレンズＧ２は主レンズの一例であり、第２フォーカシングレンズＧ３は従レンズの一例である。第１フォーカシングレンズＧ２及び第２フォーカシングレンズＧ３は、各々独立して駆動される。

レンズ鏡胴１０内には、第１フォーカシングレンズＧ２のガイド手段として、複数本の第１ガイド軸２０が備えられる。また、レンズ鏡胴１０内には、第１フォーカシングレンズＧ２を駆動する手段として、第１リニアモータ２２が備えられる。更に、レンズ鏡胴１０内には、第１フォーカシングレンズＧ２の位置を検出する手段として、第１フォトインタラプタ２４及び第１ＭＲセンサ（ＭＲセンサ：Magneto Resistive Sensor／磁気抵抗効果素子）２６が備えられる。

また、レンズ鏡胴１０内には、第２フォーカシングレンズＧ３のガイド手段として、複数本の第２ガイド軸３０が備えられる。また、レンズ鏡胴１０内には、第２フォーカシングレンズＧ３を駆動する手段として、第２リニアモータ３２が備えられる。更に、レンズ鏡胴１０内には、第２フォーカシングレンズＧ３の位置を検出する手段として、第２フォトインタラプタ３４及び第２ＭＲセンサ３６が備えられる。

〈第１フォーカシングレンズの駆動系〉
〔第１ガイド軸〕
複数本の第１ガイド軸２０は、光軸Ｌを中心とする同一円周上に一定の間隔で配置される。各第１ガイド軸２０は、光軸Ｌと平行に配置され、レンズ鏡胴１０内の所定位置に固定される。第１フォーカシングレンズＧ２を保持する第２レンズ群保持枠ＬＦ２には、各第１ガイド軸２０が挿通される複数のブッシュ部２０ａが備えられる。第１フォーカシングレンズＧ２は、このブッシュ部２０ａに第１ガイド軸２０が挿通されることにより、光軸Ｌに沿って直動ガイドされる。

〔第１リニアモータ〕
第１リニアモータ２２は、主レンズ駆動部の一例であり、主レンズである第１フォーカシングレンズＧ２を駆動する。

第１リニアモータ２２は、第１フォーカシングレンズＧ２を光軸Ｌに沿って前後移動させる。第１リニアモータ２２は、リニアボイスコイルモータで構成される。第１リニアモータ２２は、ヨーク２２ａ、マグネット２２ｂ及びボイスコイル２２ｃを備える。ヨーク２２ａは、レンズ鏡胴１０内の所定位置に固定される。マグネット２２ｂは、ヨーク２２ａに固定される。マグネット２２ｂの磁界中に設けられているボイスコイル２２ｃに電流を流すことにより、ボイスコイル２２ｃにローレンツ力が発生し、ボイスコイル２２ｃが光軸Ｌに沿って移動する。ボイスコイル２２ｃは、第１フォーカシングレンズＧ２を保持する第２レンズ群保持枠ＬＦ２に固定される。したがって、ボイスコイル２２ｃに電流を流すと、第１フォーカシングレンズＧ２が光軸Ｌに沿って移動する。

〔第１フォトインタラプタ〕
第１フォトインタラプタ２４は、主レンズ検出部の一例であり、主レンズである第１フォーカシングレンズＧ２を検出して、第１フォーカシングレンズＧ２が第１フォーカシングレンズ原点（主レンズ原点）に位置したことを検出する。

第１フォトインタラプタ２４は、第１フォーカシングレンズＧ２を保持する第２レンズ群保持枠ＬＦ２に備えられた遮光部２４ａを検出して、第１フォーカシングレンズＧ２を検出する。第１フォトインタラプタ２４は、所定の第１フォーカシングレンズ検出位置（主レンズ検出位置）Ｐ１に設置される。

第１フォーカシングレンズ検出位置Ｐ１は、第１フォーカシングレンズＧ２が第１フォーカシングレンズ原点に位置したことを検出する位置に設定される。すなわち、第１フォーカシングレンズＧ２が第１フォーカシングレンズ原点に位置した場合に遮光部２４ａを検出する位置に設定される。第１フォーカシングレンズ原点は、光軸上の所定位置に設定される。

第１フォーカシングレンズ検出位置Ｐ１は、レンズ鏡胴１０の先端を基準に設定される。すなわち、レンズ鏡胴１０の先端から所定距離Ｄ１の点に設定される。レンズ鏡胴１０には、第１フォーカシングレンズ検出位置Ｐ１に第１フォトインタラプタ２４の取付部（不図示）が備えられる。取付部は、たとえば、第１フォトインタラプタ２４を圧入可能な凹部として、レンズ鏡胴１０に備えられる。第１フォトインタラプタ２４は、この取付部に取り付けられることにより、第１フォーカシングレンズ検出位置Ｐ１に設置される。

第１フォトインタラプタ２４が、第１フォーカシングレンズ検出位置Ｐ１に正確に設置されていれば、第１フォトインタラプタ２４によって、第１フォーカシングレンズＧ２が第１フォーカシングレンズ原点に位置したことを正確に検出できる。

しかし、通常、第１フォトインタラプタ２４の設置に誤差が発生する。すなわち、設計上定められた第１フォーカシングレンズ検出位置Ｐ１からずれて設置される。この設計上定められた第１フォーカシングレンズ検出位置Ｐ１からのズレ量が取付誤差である。取付誤差が発生すると、第１フォーカシングレンズ原点の位置が設計上定められた位置から取付誤差分ずれる。

なお、図２には、設計上定められた第１フォーカシングレンズ検出位置Ｐ１からδ１だけずれて第１フォトインタラプタ２４が取り付けられた状態が示されている。ここでは、理解を容易にするため、ズレを誇張して記載している。

第１フォトインタラプタ２４の取付誤差は、第１フォーカシングレンズＧ２の移動方向に基づいて、その正負が定められる。すなわち、設計上定められた第１フォーカシングレンズ検出位置Ｐ１に対して、正の移動方向にズレて設置された場合、正の方向の取付誤差となり、負の移動方向にズレて設置された場合、負の方向の取付誤差となる。

本実施の形態のレンズ装置１では、第２フォーカシングレンズＧ３を駆動する際、その駆動量を補正することにより、第１フォトインタラプタ２４の取付誤差を補正する。この点については、後に詳述する。

〔第１ＭＲセンサ〕
第１ＭＲセンサ２６は、第１フォーカシングレンズ原点を基準とした第１フォーカシングレンズＧ２の移動量（＝第１フォーカシングレンズ原点からの位置）を検出する。

第１ＭＲセンサ２６は、第１フォーカシングレンズＧ２を保持する第２レンズ群保持枠ＬＦ２に設置される。

一方、レンズ鏡胴１０には、磁気スケール２６ａが設置される。磁気スケール２６ａは、光軸Ｌに沿って配置される。磁気スケール２６ａには、光軸Ｌに沿ってＳ極とＮ極とが一定の間隔で交互に配置された磁気パターンが備えられる。

第１フォーカシングレンズＧ２が移動すると、第１ＭＲセンサ２６が磁気スケール２６ａに沿って移動する。第１ＭＲセンサ２６が移動すると、その移動量に応じた数のパルスが、第１ＭＲセンサ２６から出力される。したがって、第１ＭＲセンサ２６から出力されるパルスの数をカウントすることにより、第１フォーカシングレンズＧ２の移動量を検出できる。

〈第２フォーカシングレンズの駆動系〉
〔第２ガイド軸〕
複数本の第２ガイド軸３０は、光軸Ｌを中心とする同一円周上に一定の間隔で配置される。各第２ガイド軸３０は、光軸Ｌと平行に配置され、レンズ鏡胴１０内の所定位置に固定される。第２フォーカシングレンズＧ３を保持する第３レンズ群保持枠ＬＦ３には、各第２ガイド軸３０が挿通される複数のブッシュ部３０ａが備えられる。第２フォーカシングレンズＧ３は、このブッシュ部３０ａに第２ガイド軸３０が挿通されることにより、光軸Ｌに沿って直動ガイドされる。

〔第２リニアモータ〕
第２リニアモータ３２は、従レンズ駆動部の一例であり、従レンズである第２フォーカシングレンズＧ３を駆動する。

第２リニアモータ３２は、第２フォーカシングレンズＧ３を光軸Ｌに沿って前後移動させる。第２リニアモータ３２は、リニアボイスコイルモータで構成される。第２リニアモータ３２は、ヨーク３２ａ、マグネット３２ｂ及びボイスコイル３２ｃを備える。ヨーク３２ａは、レンズ鏡胴１０内の所定位置に固定される。マグネット３２ｂは、ヨーク３２ａに固定される。マグネット３２ｂの磁界中に設けられているボイスコイル３２ｃに電流を流すことにより、ボイスコイル３２ｃにローレンツ力が発生し、ボイスコイル３２ｃが光軸Ｌに沿って移動する。ボイスコイル３２ｃは、第２フォーカシングレンズＧ３を保持する第３レンズ群保持枠ＬＦ３に固定される。したがって、ボイスコイル３２ｃに電流を流すと、第２フォーカシングレンズＧ３が光軸Ｌに沿って移動する。

〔第２フォトインタラプタ〕
第２フォトインタラプタ３４は、従レンズ検出部の一例であり、従レンズである第２フォーカシングレンズＧ３を検出して、第２フォーカシングレンズＧ３が第２フォーカシングレンズ原点（従レンズ原点）に位置したことを検出する。

第２フォトインタラプタ３４は、第２フォーカシングレンズＧ３を保持する第３レンズ群保持枠ＬＦ３に備えられた遮光部３４ａを検出して、第２フォーカシングレンズＧ３を検出する。第２フォトインタラプタ３４は、所定の第２フォーカシングレンズ検出位置（従レンズ検出位置）Ｐ２に設置される。

第２フォーカシングレンズ検出位置Ｐ２は、第２フォーカシングレンズＧ３が第２フォーカシングレンズ原点に位置したことを検出する位置に設定される。すなわち、第２フォーカシングレンズＧ３が第２フォーカシングレンズ原点に位置した場合に遮光部３４ａを検出する位置に設定される。第２フォーカシングレンズ原点は、光軸上の所定位置に設定される。

第２フォーカシングレンズ検出位置Ｐ２は、レンズ鏡胴１０の先端を基準に設定される。すなわち、レンズ鏡胴１０の先端から所定距離Ｄ２の点に設定される。レンズ鏡胴１０には、第２フォーカシングレンズ検出位置Ｐ２に第２フォトインタラプタ３４の取付部（不図示）が備えられる。取付部は、たとえば、第２フォトインタラプタ３４を圧入可能な凹部として、レンズ鏡胴１０に備えられる。第２フォトインタラプタ３４は、この取付部に取り付けられることにより、第２フォーカシングレンズ検出位置Ｐ２に設置される。

第２フォトインタラプタ３４が、第２フォーカシングレンズ検出位置Ｐ２に正確に設置されていれば、第２フォトインタラプタ３４によって、第２フォーカシングレンズＧ３が第２フォーカシングレンズ原点に位置したことを正確に検出できる。

しかし、通常、第２フォトインタラプタ３４の取り付けには誤差が発生する。すなわち、設計上定められた第２フォーカシングレンズ検出位置Ｐ２からずれて取り付けられる。この設計上定められた第２フォーカシングレンズ検出位置Ｐ２からのズレ量が取付誤差である。取付誤差が発生すると、第２フォーカシングレンズ原点の位置が設計上定められた位置から取付誤差分ずれる。

なお、図２には、設計上定められた第２フォーカシングレンズ検出位置Ｐ２からδ２だけずれて第２フォトインタラプタ３４が取り付けられた状態が示されている。ここでは、理解を容易にするため、ズレを誇張して記載している。

第２フォトインタラプタ３４の取付誤差は、第２フォーカシングレンズＧ３の移動方向に基づいて、その正負が定められる。すなわち、設計上定められた第２フォーカシングレンズ検出位置Ｐ２に対して、正の移動方向にズレて設置された場合、正の方向の取付誤差となり、負の移動方向にズレて設置された場合、負の方向の取付誤差となる。

本実施の形態のレンズ装置１では、第２フォーカシングレンズＧ３を駆動する際、その駆動量を補正することにより、第２フォトインタラプタ３４の取付誤差を補正する。この点については、後に詳述する。

〔第２ＭＲセンサ〕
第２ＭＲセンサ３６は、第２フォーカシングレンズ原点を基準とした第２フォーカシングレンズＧ３の移動量（＝第２フォーカシングレンズ原点からの位置）を検出する。

第２ＭＲセンサ３６は、第２フォーカシングレンズＧ３を保持する第３レンズ群保持枠ＬＦ３に設置される。

一方、レンズ鏡胴１０には、磁気スケール３６ａが設置される。磁気スケール３６ａは、光軸Ｌに沿って配置される。磁気スケール３６ａには、光軸Ｌに沿ってＳ極とＮ極とが一定の間隔で交互に配置された磁気パターンが備えられる。

第２フォーカシングレンズＧ３が移動すると、第２ＭＲセンサ３６が磁気スケール３６ａに沿って移動する。第２ＭＲセンサ３６が移動すると、その移動量に応じた数のパルスが、第２ＭＲセンサ３６から出力される。したがって、第２ＭＲセンサ３６から出力されるパルスの数をカウントすることにより、第２フォーカシングレンズＧ３の移動量を検出できる。

〈開口絞りの駆動系〉
開口絞りＳｔは、たとえば、虹彩絞りで構成される。開口絞りＳｔは、図示しない絞り駆動モータに駆動されて、その絞り羽根が駆動され、開口部の径が拡縮される。

《制御系》
図３は、レンズ装置の制御系のブロック図である。

同図に示すように、レンズ装置１は、レンズマイコン４０を備える（マイコンは、マイクロコンピュータの略である）。レンズマイコン４０は、ＣＰＵ（CPU：Central Processing Unit／中央処理装置）、ＲＯＭ（ROM：Read Only Memory）、ＲＡＭ（RAM：Random Access Memory）を備え、所定のプログラム（レンズ駆動制御プログラム等）を実行することにより、各種機能を提供する。

レンズマイコン４０は、レンズ装置１の動作を統括制御する制御部である。レンズマイコン４０は、第１フォトインタラプタ２４及び第１ＭＲセンサ２６から出力に基づいて、第１リニアモータ２２の駆動を制御し、第１フォーカシングレンズＧ２の移動を制御する。また、レンズマイコン４０は、第２フォトインタラプタ３４及び第２ＭＲセンサ３６からの出力に基づいて、第２リニアモータ３２の駆動を制御し、第２フォーカシングレンズＧ３の移動を制御する。更に、絞り駆動モータ３８の駆動を制御して、開口絞りＳｔの開口量（絞り値）を制御する。レンズマイコン４０は、所定の制御プログラムを実行することにより、制御部としての機能を提供する。

また、レンズマイコン４０は、第１フォーカシングレンズＧ２、第２フォーカシングレンズＧ３及び開口絞りＳｔの制御に関連して、各種演算処理を実施する。たとえば、第２フォーカシングレンズＧ３の制御に関連して、その目標位置を算出する処理、必要に応じて算出に使用する関数ｆ（ｘ）を補正する処理等を実施する。レンズマイコン４０は、所定の演算処理プログラムを実行することにより、各種演算処理を実行する。

以下、レンズマイコン４０が、第１フォーカシングレンズＧ２及び第２フォーカシングレンズＧ３の移動を制御する場合の処理について、個別に説明する。

〈第１フォーカシングレンズＧ２の移動制御〉
レンズマイコン４０は、第１フォトインタラプタ２４によって検出される第１フォーカシングレンズ原点を基準として、第１フォーカシングレンズＧ２の移動を制御し、第１フォーカシングレンズＧ２を目標位置に移動させる。レンズマイコン４０は、主レンズ制御部の一例である。

ここで、第１フォーカシングレンズＧ２の目標位置とは、第１フォーカシングレンズＧ２を移動させる位置であり、第１フォーカシングレンズ原点を基準にして設定される。

レンズマイコン４０は、第１フォトインタラプタ２４及び第１ＭＲセンサ２６から出力に基づいて、第１リニアモータ２２の駆動を制御し、第１フォーカシングレンズＧ２を目標位置に移動させる。

なお、第１フォーカシングレンズＧ２の目標位置は、レンズ装置１の装着先であるカメラ本体（不図示）で設定される。カメラ本体は、フォーカシングレンズの目標位置として、第１フォーカシングレンズＧ２の目標位置を設定し、設定した目標位置に第１フォーカシングレンズＧ２を移動させるように、レンズ装置１に駆動を指示する。これにより、カメラ本体からは、見掛け上、１つのフォーカシングレンズの駆動を制御する構成となる。

カメラ本体からレンズ装置１への駆動の指示は、レンズ側マウント１２及びカメラ本体側マウントに備えられた接点を介して行われる。レンズ装置１は、カメラ本体に装着すると、レンズ側マウント１２に備えられたレンズ側接点１４が、カメラ本体側マウントに備えられたカメラ本体側接点１１４に接続される。レンズ装置１及びカメラ本体は、このレンズ側接点１４及びカメラ本体側接点１１４を介して互いに通信可能に接続される。レンズ装置１は、レンズ側接点１４を介してカメラ本体と通信し、カメラ本体から第１フォーカシングレンズＧ２の目標位置の情報を取得する。

なお、図３では、便宜上、１つの接点のみを示しているが、接点は複数備えられる。レンズ装置１は、接点を介してカメラ本体と通信する他、接点を介してカメラ本体から電源の供給を受ける。また、カメラ本体は、接点を介してレンズ装置の装着を検出する。

〈第２フォーカシングレンズＧ３の移動制御〉
レンズマイコン４０は、第２フォトインタラプタ３４によって検出される第２フォーカシングレンズ原点を基準として、第２フォーカシングレンズＧ３の移動を制御し、第２フォーカシングレンズＧ３を目標位置に移動させる。レンズマイコン４０は、従レンズ制御部の一例である。

ここで、第２フォーカシングレンズＧ３の目標位置とは、第２フォーカシングレンズＧ３を移動させる位置であり、第２フォーカシングレンズ原点を基準にして設定される。この第２フォーカシングレンズＧ３の目標位置は、第１フォーカシングレンズＧ２の目標位置に基づいて設定される。具体的には、第１フォーカシングレンズＧ２の位置ｘに対して、関数ｆ（ｘ）で導出される位置に設定される。

なお、第１フォーカシングレンズＧ２の位置ｘとは、第１フォーカシングレンズ原点に対する第１フォーカシングレンズＧ２の位置である。第１フォーカシングレンズ原点から位置ｘまでの距離が、第１フォーカシングレンズＧ２を目標位置まで移動させる移動量となる。

第１フォーカシングレンズＧ２の目標位置が位置ｘに設定された場合、第２フォーカシングレンズＧ３の目標位置は、関数ｆ（ｘ）で導出される位置に設定される。本実施の形態のレンズ装置１では、関数ｆ（ｘ）が１次関数で規定される。すなわち、１次の係数ａ及び切片ｂを持つ関数ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂで規定される。

レンズマイコン４０は、カメラ本体から入力されるフォーカシングレンズの目標位置に基づいて、第１フォーカシングレンズＧ２の目標位置を設定し、設定した第１フォーカシングレンズＧ２の目標位置に基づいて、第２フォーカシングレンズＧ３の目標位置を設定する。すなわち、関数ｆ（ｘ）に基づいて、第２フォーカシングレンズＧ３の目標位置を算出し、第２フォーカシングレンズＧ３の目標位置を設定する。

ところで、上記のように、第２フォーカシングレンズＧ３の目標位置は、第２フォーカシングレンズ原点を基準にして設定される。そして、第２フォーカシングレンズ原点は、第２フォトインタラプタ３４が、第２フォーカシングレンズＧ３を検出することにより検出される。したがって、第２フォトインタラプタ３４に取付誤差が存在していると、その誤差分だけ目標位置がズレた位置に設定される。第１フォーカシングレンズＧ２の目標位置についても同様であり、第１フォトインタラプタ２４に取付誤差が存在していると、その誤差分だけ目標位置がズレた位置に設定される。

そこで、本実施の形態のレンズ装置１では、第１フォトインタラプタ２４及び第２フォトインタラプタ３４の取付誤差の影響を除去するため、第２フォーカシングレンズＧ３の目標位置を導出する関数ｆ（ｘ）を補正する。この補正処理は、レンズマイコン４０によって実施される。

レンズマイコン４０は、あらかじめ求めた補正量で関数ｆ（ｘ）を補正する。具体的には、第２フォーカシングレンズＧ３の位置を規定する関数ｆ（ｘ）が、１次関数ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂで規定される場合（ａは１次係数、ｂは切片）、関数ｆ（ｘ）を関数Ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂ＋（ａＭ−Ｎ）と補正する。（ａＭ−Ｎ）が補正量であり、１次関数ｆ（ｘ）の切片ｂが補正される。

ここで、Ｍは、第１フォトインタラプタ２４の取付誤差δ１に基づくオフセット値であり、Ｎは、第２フォトインタラプタ３４の取付誤差δ２に基づくオフセット値である。オフセット値Ｍは、第１フォトインタラプタ２４の取付誤差δ１を補正する補正量として規定され、取付誤差の発生方向に応じて設定される。オフセット値Ｎは、第２フォトインタラプタ３４の取付誤差δ２を補正する補正量として規定され、取付誤差の発生方向に応じて設定される。

レンズマイコン４０は、関数ｆ（ｘ）を補正した場合、補正後の関数Ｆ（ｘ）に基づいて、第２フォーカシングレンズＧ３の目標位置を算出し、第２フォーカシングレンズＧ３の目標位置を設定する。そして、設定した第２フォーカシングレンズＧ３の目標位置に第２フォーカシングレンズＧ３を移動させる。すなわち、第２フォトインタラプタ３４及び第２ＭＲセンサ３６から出力に基づいて、第２リニアモータ３２の駆動を制御し、第２フォーカシングレンズＧ３を目標位置に移動させる。

第１フォトインタラプタ２４の取付誤差δ１及び第２フォトインタラプタ３４の取付誤差δ２は、たとえば、レンズ装置１の組み立て段階で計測して、取得しておく。そして、その取付誤差δ１、δ２に基づいて、オフセット値Ｍ、Ｎを設定し、補正量（ａＭ−Ｎ）を算出する。算出した補正量（ａＭ−Ｎ）は、関数ｆ（ｘ）を補正する補正量の情報として、レンズマイコン４０のＲＯＭに記憶される。レンズマイコン４０のＲＯＭは、補正情報記憶部の一例である。

レンズマイコン４０は、ＲＯＭから補正量（ａＭ−Ｎ）の情報を取得し、取得した情報に基づいて、関数ｆ（ｘ）を補正する。

〔補正量（ａＭ−Ｎ）の算出の詳細〕
上記のように、第２フォーカシングレンズＧ３の位置を規定する関数ｆ（ｘ）が１次関数ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂで規定される場合、関数ｆ（ｘ）は、関数Ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂ＋（ａＭ−Ｎ）と補正されるが、その補正量（ａＭ−Ｎ）は、次のように算出される。

まず、第１フォーカシングレンズＧ２及び第２フォーカシングレンズＧ３を独立して制御する場合を考える。すなわち、第１フォーカシングレンズＧ２及び第２フォーカシングレンズＧ３の目標位置を各々独立して設定し、両者を独立して制御する場合を考える。この場合、第１フォーカシングレンズＧ２に対する指令と、第２フォーカシングレンズＧ３に対する指令とが独立して出力される。

いま、第１フォーカシングレンズＧ２の目標位置をｐとし、第２フォーカシングレンズＧ３の目標位置をｑとする。

第１フォーカシングレンズＧ２に関して、第１フォトインタラプタ２４に取付誤差がない場合、位置ｐが、そのまま第１フォーカシングレンズＧ２の目標位置に設定される。

一方、第１フォトインタラプタ２４に取付誤差がある場合、その取付誤差の影響を除去するため、第１フォーカシングレンズＧ２の目標位置ｐが補正される。第１フォトインタラプタ２４の取付誤差δ１に基づくオフセット値をＭとし、補正後の目標位置をＰとすると、補正後の目標位置Ｐは、Ｐ＝ｐ＋Ｍ…（式１）で表わされる。すなわち、オフセット値の分だけ加算又は減算されて、目標位置ｐが補正される。補正後の目標位置Ｐに第１フォーカシングレンズＧ２を移動させれば、定められた目標位置に第１フォーカシングレンズＧ２を正確に移動させることができる。

第２フォーカシングレンズＧ３に関して、第２フォトインタラプタ３４に取付誤差がない場合、位置ｑが、そのまま第２フォーカシングレンズＧ３の目標位置に設定される。

一方、第２フォトインタラプタ３４に取付誤差がある場合、その取付誤差の影響を除去するため、第２フォーカシングレンズＧ３の目標位置ｑが補正される。第２フォトインタラプタ３４の取付誤差δ２に基づくオフセット値をＮとし、補正後の目標位置をＱとすると、補正後の目標位置Ｑは、Ｑ＝ｑ＋Ｎ…（式２）で表わされる。すなわち、オフセット値の分だけ加算又は減算されて、目標位置ｑが補正される。補正後の目標位置Ｑに第２フォーカシングレンズＧ３を移動させれば、定められた目標位置に第２フォーカシングレンズＧ３を正確に移動させることができる。

次に、第２フォーカシングレンズＧ３の目標位置ｑを第１フォーカシングレンズＧ２の目標位置ｐに基づいて設定する場合を考える。

第２フォーカシングレンズＧ３が、第１フォーカシングレンズＧ２の位置ｘに対して、ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂ…（式３）で導出される位置に移動する場合、第１フォーカシングレンズＧ２の目標位置ｐと、第２フォーカシングレンズＧ３の目標位置ｑとの間には、ｑ＝ａｐ＋ｂ…（式４）の関係が成立する。

第１フォトインタラプタ２４及び第２フォトインタラプタ３４に取付誤差がある場合、上記式１及び式２から目標位置ｐ、ｑは、それぞれＰ＝ｐ＋Ｍ…（式１）、Ｑ＝ｑ＋Ｎ…（式２）と補正される。

補正後の目標位置Ｐ、Ｑの間には、上記式３からＱ＝ａＰ＋ｂ…（式５）の関係が成立する。

上記式５に上記式１及び式２を代入し、ｑについて解くと、次のように式６が導出される。

Ｑ＝ａＰ＋ｂ …（式５）
ｑ＋Ｎ＝ａ（ｐ＋Ｍ）＋ｂ
ｑ＝ａｐ＋ａＭ＋ｂ−Ｎ
ｑ＝ａｐ＋ｂ＋（ａＭ−Ｎ） …（式６）
式４及び式６から明らかなように、第１フォトインタラプタ２４及び第２フォトインタラプタ３４に取付誤差がある場合、（ａＭ−Ｎ）が、その取付誤差を除去するための補正量となる。

この補正量（ａＭ−Ｎ）で関数ｆ（ｘ）を補正することにより、第１フォトインタラプタ２４及び第２フォトインタラプタ３４に取付誤差がある場合であっても、第２フォーカシングレンズＧ３を第１フォーカシングレンズＧ２に対して規定の位置に移動させることができる。

《作用》
次に、上記のように構成される本実施の形態のレンズ装置１の作用（レンズ駆動制御方法）について説明する。

図４は、フォーカシングする際のレンズ装置の駆動制御の処理手順を示すフローチャートである。

まず、第１フォーカシングレンズＧ２の目標位置が設定される（ステップＳ１）。カメラ本体は、第１フォーカシングレンズＧ２の目標位置を設定し、駆動指令に含めて、その情報をレンズマイコン４０に出力する。カメラ本体から出力された駆動指令は、レンズ側接点１４を介してレンズマイコン４０に入力される。レンズマイコン４０は、入力された駆動指令に基づいて、第１フォーカシングレンズＧ２の目標位置を設定する。

次に、関数ｆ（ｘ）の補正量（ａＭ−Ｎ）の情報が取得される（ステップＳ２）。レンズマイコン４０は、補正量（ａＭ−Ｎ）の情報をＲＯＭから読み出して取得する。

次に、取得した補正量（ａＭ−Ｎ）に基づいて、関数ｆ（ｘ）が補正される（ステップＳ３）。レンズマイコン４０は、取得した補正量（ａＭ−Ｎ）に基づいて、関数ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂをＦ（ｘ）＝ａｘ＋ｂ＋（ａＭ−Ｎ）と補正する。

次に、補正後の関数Ｆ（ｘ）に基づいて、第２フォーカシングレンズＧ３の目標位置が設定される（ステップＳ４）。レンズマイコン４０は、補正後の関数Ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂ＋（ａＭ−Ｎ）に基づいて、第２フォーカシングレンズＧ３の目標位置を算出し、第２フォーカシングレンズＧ３の目標位置を設定する。この場合、たとえば、第１フォーカシングレンズＧ２の目標位置が、位置Ｘに設定されている場合、第２フォーカシングレンズＧ３の目標位置は、ａＸ＋ｂ＋（ａＭ−Ｎ）の位置に設定される。

次に、設定された第１フォーカシングレンズＧ２の目標位置に第１フォーカシングレンズＧ２が移動するように、第１フォーカシングレンズＧ２の移動が制御される（ステップＳ５）。レンズマイコン４０は、第１フォトインタラプタ２４及び第１ＭＲセンサ２６から出力に基づいて、第１リニアモータ２２の駆動を制御し、設定された第１フォーカシングレンズＧ２の目標位置に第１フォーカシングレンズＧ２が移動するように、その移動を制御する。

次に、設定された第２フォーカシングレンズＧ３の目標位置に第２フォーカシングレンズＧ３が移動するように、第２フォーカシングレンズＧ３の移動が制御される（ステップＳ６）。レンズマイコン４０は、第２フォトインタラプタ３４及び第２ＭＲセンサ３６からの出力に基づいて、第２リニアモータ３２の駆動を制御し、設定された第２フォーカシングレンズＧ３の目標位置に第２フォーカシングレンズＧ３が移動するように、その移動を制御する。

このように、本実施の形態のレンズ装置１では、第１フォーカシングレンズ原点及び第２フォーカシングレンズ原点を検出する第１フォトインタラプタ２４及び第２フォトインタラプタ３４に取付誤差が存在する場合であっても、その取付誤差の影響を除去して、第１フォーカシングレンズＧ２及び第２フォーカシングレンズＧ３を高精度に位置制御できる。

フォーカシングに際してカメラ本体側から出力する指令は、第２フォーカシングレンズＧ３に対する目標位置の指令だけで済むので、その制御も容易に行うことができる。

また、取付誤差の影響を除去する際、第２フォーカシングレンズＧ３の位置だけを補正するので、第１フォーカシングレンズＧ２については、余分な移動ストロークを考慮する必要がない。これにより、第１フォーカシングレンズＧ２に関して、移動方向の小型化が可能になる。

更に、第２フォーカシングレンズＧ３の位置だけ補正するので、制御の際に必要なパラメータの数も削減できる。

◆◆レンズ装置の変形例◆◆
《関数ｆ（ｘ）の変形例》
上記実施の形態では、第１フォーカシングレンズＧ２及び第２フォーカシングレンズＧ３の位置関係が、１次関数ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂで規定される場合を例に説明したが、第１フォーカシングレンズＧ２及び第２フォーカシングレンズＧ３の位置関係を規定する関数ｆ（ｘ）は、これに限定されない。更に高次の関数で規定される場合にも本発明を適用できる。

たとえば、第１フォーカシングレンズＧ２及び第２フォーカシングレンズＧ３の位置関係が、２次関数ｆ（ｘ）＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃで規定される場合にも本発明は適用できる。すなわち、主レンズである第１フォーカシングレンズＧ２の位置ｘに対して、関数ｆ（ｘ）＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃで導出される位置に従レンズである第２フォーカシングレンズＧ３を移動させる場合にも本発明は適用できる。この場合、関数ｆ（ｘ）を補正する補正量は、（２ａＭｘ＋ａＭ^２＋ｂＭ−Ｎ）と規定される。すなわち、補正後の関数Ｆ（ｘ）は、Ｆ（ｘ）＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ＋（２ａＭｘ＋ａＭ^２＋ｂＭ−Ｎ）とされる。

また、第１フォーカシングレンズＧ２及び第２フォーカシングレンズＧ３の位置関係を規定する関数は、複数の関数を組み合わせて規定してもよい。この場合、主レンズである第１フォーカシングレンズＧ２の移動範囲を複数のブロックに分割し、ブロックごとに関数ｆｎ（ｘ）が設定される。

図５は、複数の関数を組み合わせて第１フォーカシングレンズ及び第２フォーカシングレンズの位置関係が規定される場合の第１フォーカシングレンズ及び第２フォーカシングレンズの位置関係を示すグラフである。同図において、横軸は第１フォーカシングレンズＧ２の位置、縦軸は第２フォーカシングレンズＧ３の位置を示している。

図５は、２つの関数ｆ１（ｘ）及びｆ２（ｘ）を組み合わせて、第１フォーカシングレンズＧ２及び第２フォーカシングレンズＧ３の位置関係が規定される場合の例を示している。第１フォーカシングレンズＧ２は、その移動範囲が２つのブロックに分割され、ブロックごとに第２フォーカシングレンズＧ３の位置を定める関数が規定されている。第１フォーカシングレンズＧ２が、第１ブロックに位置している場合、第１の関数ｆ１（ｘ）＝ａ１ｘ＋ｂ１によって、第２フォーカシングレンズＧ３の位置が規定される（ａ１が１次係数、ｂ１が切片）。一方、第１フォーカシングレンズＧ２が、第２ブロックに位置している場合、第２の関数ｆ２（ｘ）＝ａ２ｘ＋ｂ２によって、第２フォーカシングレンズＧ３の位置が規定される（ａ２が１次係数、ｂ２が切片）。

第１フォトインタラプタ２４及び第２フォトインタラプタ３４に取付誤差がある場合、関数ごとに補正される。具体的には、第１の関数ｆ１（ｘ）＝ａ１ｘ＋ｂ１は、Ｆ１（ｘ）＝ａ１ｘ＋ｂ１＋（ａ１Ｍ−Ｎ）と補正される。また、第２の関数ｆ２（ｘ）＝ａ２ｘ＋ｂ２は、Ｆ２（ｘ）＝ａ２ｘ＋ｂ２＋（ａ２Ｍ−Ｎ）と補正される。

《関数ｆ（ｘ）の補正方法》
上記実施の形態では、レンズマイコン４０のＲＯＭに関数ｆ（ｘ）の補正量（ａＭ−Ｎ）の情報を記憶し、その情報を読み出して関数ｆ（ｘ）を補正する構成としているが、関数ｆ（ｘ）を補正する方法は、これに限定されない。

たとえば、レンズマイコン４０のＲＯＭにオフセット値Ｍ、Ｎの情報を記憶しておいてもよい。この場合、レンズマイコン４０は、そのオフセット値Ｍ、Ｎの情報をＲＯＭから読み出して、補正量（ａＭ−Ｎ）を設定し、設定した補正量（ａＭ−Ｎ）で関数ｆ（ｘ）を補正する。

また、たとえば、レンズマイコン４０のＲＯＭに取付誤差δ１、δ２の情報を記憶しておいてもよい。この場合、レンズマイコン４０は、その取付誤差δ１、δ２の情報をＲＯＭから読み出して、オフセット値Ｍ、Ｎを設定する。そして、設定したオフセット値Ｍ、Ｎから補正量（ａＭ−Ｎ）を設定し、設定した補正量（ａＭ−Ｎ）で関数ｆ（ｘ）を補正する。

《従レンズが複数存在する場合》
上記実施の形態では、１つの主レンズに対して、１つの従レンズの移動を制御する場合を例に説明したが、１つの主レンズに対して、複数の従レンズの移動を制御する場合にも本発明は適用できる。この場合、１つの主レンズとの関係で各従レンズの移動を制御する。

《フォーカシングレンズ以外のレンズへの適用について》
上記実施の形態では、フォーカシングレンズを構成する複数のレンズの駆動に本発明を適用した場合を例に説明したが、本発明の適用は、これに限定されない。。連動する複数のレンズの駆動に適用できる。たとえば、変倍レンズと補正レンズとで構成されるズームレンズでは、変倍レンズの移動に連動して、補正レンズが移動する。したがって、変倍レンズ及び補正レンズが個別に駆動される場合には、本発明を適用して、その駆動を制御できる。

《オープンループ制御での駆動制御》
上記実施の形態では、第１ＭＲセンサ２６及び第２ＭＲセンサ３６によって第１フォーカシングレンズＧ２及び第２フォーカシングレンズＧ３の位置を検出し、いわゆるフィードバック制御によって、第１フォーカシングレンズＧ２及び第２フォーカシングレンズＧ３の移動を制御しているが、いわゆるオープンループ制御によって、第１フォーカシングレンズＧ２及び第２フォーカシングレンズＧ３の移動を制御することもできる。この場合、第１ＭＲセンサ２６及び第２ＭＲセンサ３６は不要となる。

《主レンズ及び従レンズ》
上記実施の形態では、第１フォーカシングレンズＧ２を主レンズ、第２フォーカシングレンズＧ３を従レンズとして、その駆動を制御する構成としたが、第２フォーカシングレンズＧ３を主レンズ、第１フォーカシングレンズＧ２を従レンズとして、その駆動を制御する構成とすることもできる。

なお、いずれを主レンズとするかは、次の基準で選択することが好ましい。すなわち、（１）移動量が最も少ないレンズを主レンズとする、（２）フォーカシングレンズを構成するレンズの場合、単位変位量に対する像倍率変動量が最も小さいレンズを主レンズとする。

（１）移動量が最も少ないレンズを主レンズとする場合
たとえば、フォーカシングレンズを構成するレンズの場合、無限遠から最至近距離までフォーカシングに要する移動量が最も少ないレンズを主レンズとして選択する。

カメラ本体とレンズ装置とが通信し、カメラ本体からの指令に基づいて、レンズ装置を駆動する場合、通信コマンドのビット長の制限内で位置検出分解能とストローク（移動量）を設定する必要がある。たとえば、フォーカシングレンズが停止可能な位置の数は、フォーカシングレンズの位置を指定するコマンドのビット長によって定まる。よって、分解能が低くてよいレンズの場合は、可動範囲を広く設定できるが、高い分解能が要求されるレンズの場合は、可動範囲が狭くなる。

移動量が最も少ないレンズを主レンズとすることにより、移動量の多いレンズについては、通信コマンドの制約を受けずに駆動でき、高精度に位置調整できる。

（２）フォーカシングレンズを構成するレンズの場合、単位変位量に対する像倍率変動量が最も小さいレンズを主レンズとする場合
上記のように、カメラ本体とレンズ装置とが通信し、カメラ本体からの指令に基づいて、レンズ装置を駆動する場合、従レンズについては、通信コマンドの制約を受けずに高精度に位置制御できる。したがって、単位変位量に対する像倍率変動量が大きいレンズを従レンズとすることにより、駆動精度の低下によるフォーカスブリージングの発生を効果的に抑制できる。フォーカスブリージングとは、フォーカシングに伴って画角が変動する現象のことである。

なお、単位変位量に対する像倍率変動量とは、単位移動量当たりの変位に対して、像面での像倍率の変動量のことである。像面での像倍率が変動することにより、画角が変動する。

《カメラに一体的に組み込まれたレンズ装置》
上記実施の形態では、本発明をレンズ交換式カメラの交換レンズに適用した場合を例に説明したが、本発明の適用は、これに限定されない。カメラ本体に一体的に組み込まれたレンズ装置にも同様に適用できる。

◆◆カメラ◆◆
図６は、本発明が適用されたレンズ交換式カメラの一例を示す概略構成図である。

レンズ交換式カメラ１００は、レンズ装置１と、そのレンズ装置１が着脱自在に装着されるカメラ本体１１０と、を備えて構成される。

レンズ装置１の構成は、上記実施の形態のレンズ装置１の構成と同じである。したがって、その説明は省略する。

カメラ本体１１０は、カメラ側マウント１１２を備え、そのカメラ側マウント１１２にレンズ装置１が着脱自在に装着される。カメラ側マウント１１２には、カメラ本体側接点１１４が備えられ、レンズ装置１が装着されると、レンズ装置１のレンズ側接点１４に接続される。

カメラ本体１１０は、デジタルカメラのカメラ本体である。カメラ本体１１０は、主として、イメージセンサ１１６と、信号処理部１１８と、画像記録部１２０と、画像表示部１２２と、操作部１２４と、カメラマイコン１３０と、を備える。

イメージセンサ１１６は、たとえば、ＣＣＤ（CCD： Charged Coupled Device）、ＣＭＯＳ（CMOS：Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子で構成される。

信号処理部１１８は、イメージセンサ１１６から出力される信号の処理部である。信号処理部１１８は、イメージセンサ１１６から出力される信号を処理して、デジタルの画像データを生成する。

画像記録部１２０は、撮影により得られた画像データの記録部である。画像記録部１２０は、たとえば、メモリーカード等のメディアに画像データを記録する。

画像表示部１２２は、画像の表示部である。画像表示部１２２は、ライブビューの表示、撮影済み画像の表示、メニュー画面の表示等に使用される。

操作部１２４は、カメラ本体１１０の操作部であり、電源ボタン、レリーズボタン等の各種操作ボタン類が含まれる。

カメラマイコン１３０は、カメラ本体１１０の動作を統括制御する制御部である。カメラマイコン１３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備え、所定のプログラムを実行することにより、各種機能を提供する。

上記のように、レンズ装置１における第１フォーカシングレンズＧ２の目標位置は、カメラ本体１１０で設定される。カメラマイコン１３０は、第１フォーカシングレンズＧ２の目標位置を設定する目標位置設定部として機能する。また、レンズ装置１に対して、第１フォーカシングレンズＧ２の移動を指示する移動指示部として機能する。これらの機能は、カメラマイコン１３０が、所定の制御プログラムを実行することにより提供される。

ここで、カメラマイコン１３０は、イメージセンサ１１６から出力される信号に基づいて、合焦位置を検出し、第１フォーカシングレンズＧ２の目標位置を設定する。たとえば、コントラスト方式によるＡＦ処理（AF：Auto Focus／自動焦点調節）を実施して合焦位置を検出し、第１フォーカシングレンズＧ２の目標位置を設定する。

また、カメラマイコン１３０は、カメラ本体側接点１１４を介してレンズマイコン４０と通信し、レンズマイコン４０に対して駆動指令を出力する。

なお、本例では、カメラ本体１１０が、デジタルカメラのカメラ本体で構成される場合を例に説明したが、カメラ本体は、いわゆるフィルムカメラのカメラ本体で構成することもできる。また、デジタルカメラには、放送用のカメラ、シネマ用のカメラ等が含まれる。

また、本例では、イメージセンサ１１６から出力される信号に基づいて、合焦位置を検出する方式を採用しているが、ＡＦセンサによって合焦位置を検出する方式を採用することもできる。

◆◆その他の実施の形態◆◆
上記実施の形態では、主レンズの移動を制御する主レンズ制御部及び従レンズの移動を制御する従レンズ制御部をマイコン（レンズマイコン）で構成しているが、主レンズ制御部及び従レンズ制御部を実現するためのハードウェア的な構成は、これに限定されない。各種のプロセッサーで構成できる。各種のプロセッサーには、ソフトウェア（プログラム）を実行して各種の処理を行う処理部として機能する汎用的なプロセッサーであるＣＰＵ、ＦＰＧＡ（ＦＰＧＡ：Field Programmable Gate Array）などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサーであるＰＬＤ（ＰＬＤ：Programmable Logic Device）、ＡＳＩＣ（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）などの特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサーである専用電気回路などが含まれる。

一つの処理部は、これら各種のプロセッサーのうちの一つで構成されていてもよいし、同種又は異種の二つ以上のプロセッサーで構成されていてもよい。たとえば、複数のＦＰＧＡで構成されてもよいし、ＣＰＵ及びＦＰＧＡの組み合わせで構成されてもよい。

また、複数の処理部を一つのプロセッサーで構成してもよい。複数の処理部を一つのプロセッサーで構成する例としては、第１に、クライアント、サーバなどのコンピュータに代表されるように、一つ以上のＣＰＵとソフトウェアとの組合せで一つのプロセッサーを構成し、このプロセッサーが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（ＳｏＣ：System On Chip）などに代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を一つのＩＣチップ（ＩＣ：Integrated Circuit）で実現するプロセッサーを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサーを一つ以上用いて構成される。

更に、これらの各種のプロセッサーのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路である。

１ レンズ装置
１０ レンズ鏡胴
１２ レンズ側マウント
１４ レンズ側接点
２０ 第１ガイド軸
２０ａ ブッシュ部
２２ 第１リニアモータ
２２ａ ヨーク
２２ｂ マグネット
２２ｃ ボイスコイル
２４ 第１フォトインタラプタ
２４ａ 遮光部
２６ 第１ＭＲセンサ
２６ａ 磁気スケール
３０ 第２ガイド軸
３０ａ ブッシュ部
３２ 第２リニアモータ
３２ａ ヨーク
３２ｂ マグネット
３２ｃ ボイスコイル
３４ 第２フォトインタラプタ
３４ａ 遮光部
３６ 第２ＭＲセンサ
３６ａ 磁気スケール
３８ 絞り駆動モータ
４０ レンズマイコン
１００ レンズ交換式カメラ
１１０ カメラ本体
１１２ カメラ側マウント
１１４ カメラ本体側接点
１１６ イメージセンサ
１１８ 信号処理部
１２０ 画像記録部
１２２ 画像表示部
１２４ 操作部
１３０ カメラマイコン
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第１フォーカシングレンズ（第２レンズ群）
Ｇ３ 第２フォーカシングレンズ（第３レンズ群）
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｓｔ 開口絞り
Ｌ 光軸
ＬＦ１ 第１レンズ群保持枠
ＬＦ２ 第２レンズ群保持枠
ＬＦ３ 第３レンズ群保持枠
ＬＦ４ 第４レンズ群保持枠
Ｐ１ 第１フォーカシングレンズ検出位置
Ｐ２ 第２フォーカシングレンズ検出位置δ１ 第１フォトインタラプタの取付誤差δ２ 第２フォトインタラプタの取付誤差
Ｓ１〜Ｓ６ フォーカシングする際のレンズ装置の駆動制御の処理手順

Claims (11)

1. 主レンズと、
   前記主レンズを駆動する主レンズ駆動部と、
   主レンズ検出位置に設置され、前記主レンズを検出して、前記主レンズが主レンズ原点に位置したことを検出する主レンズ検出部と、
   前記主レンズ原点を基準として前記主レンズの移動を制御し、前記主レンズを目標位置に移動させる主レンズ制御部と、
   従レンズと、
   前記従レンズを駆動する従レンズ駆動部と、
   従レンズ検出位置に設置され、前記従レンズを検出して、前記従レンズが従レンズ原点に位置したことを検出する従レンズ検出部と、
   前記従レンズ原点を基準として前記従レンズの移動を制御し、前記従レンズを前記主レンズの位置ｘに対して関数ｆ（ｘ）で導出される位置に移動させる従レンズ制御部と、
   を備え、前記従レンズ制御部は、前記主レンズ検出部及び前記従レンズ検出部に取付誤差が存在する場合、前記取付誤差に基づいて前記関数ｆ（ｘ）を補正し、補正後の関数Ｆ（ｘ）に基づいて前記従レンズの移動を制御する、
   レンズ装置。
2. 前記従レンズを前記主レンズの位置ｘに対して関数ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂ、ここでａおよびｂは各々定数を表わす、で導出される位置に移動させる場合において、前記主レンズ検出部の取付誤差に基づくオフセット値をＭ、前記従レンズ検出部の取付誤差に基づくオフセット値をＮとした場合、前記従レンズ制御部は、前記関数ｆ（ｘ）を関数Ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂ＋（ａＭ−Ｎ）と補正し、補正後の前記関数Ｆ（ｘ）に基づいて、前記従レンズの移動を制御する、
   請求項１に記載のレンズ装置。
3. 前記従レンズを前記主レンズの位置ｘに対して関数ｆ（ｘ）＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ、ここでａ、ｂおよびｃは各々定数を表わす、で導出される位置に移動させる場合において、前記主レンズ検出部の取付誤差に基づくオフセット値をＭ、前記従レンズ検出部の取付誤差に基づくオフセット値をＮとした場合、前記従レンズ制御部は、前記関数ｆ（ｘ）を関数Ｆ（ｘ）＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ＋（２ａＭｘ＋ａＭ^２＋ｂＭ−Ｎ）と補正し、補正後の前記関数Ｆ（ｘ）に基づいて、前記従レンズの移動を制御する、
   請求項１に記載のレンズ装置。
4. 前記主レンズの移動範囲が複数のブロックに分割され、前記ブロックごとに前記関数ｆ（ｘ）が設定される、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のレンズ装置。
5. 前記主レンズ及び前記従レンズによってフォーカシングレンズが構成される、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のレンズ装置。
6. カメラ本体に備えられたカメラ本体側マウントに装着されるレンズ側マウントと、
   前記レンズ側マウントに備えられる接点と、
   を更に備え、前記接点を介して前記カメラ本体から前記主レンズの目標位置が入力される、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のレンズ装置。
7. カメラ本体に備えられたカメラ本体側マウントに装着されるレンズ側マウントと、
   前記レンズ側マウントに備えられる接点と、
   を更に備え、前記接点を介して前記カメラ本体から前記フォーカシングレンズの目標位置が入力され、前記主レンズの目標位置として設定される、
   請求項５に記載のレンズ装置。
8. 前記関数ｆ（ｘ）を補正する補正量の情報を記憶する補正情報記憶部を更に備え、
   前記従レンズ制御部は、前記補正情報記憶部に記憶された補正量の情報に基づいて、前記関数ｆ（ｘ）を補正し、補正後の関数Ｆ（ｘ）に基づいて前記従レンズの移動を制御する、
   請求項１から７のいずれか１項に記載のレンズ装置。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載のレンズ装置と、
   前記レンズ装置が着脱自在に装着されるカメラ本体と、
   を備えたカメラであって、
   前記カメラ本体は、
   前記主レンズの目標位置を設定する目標位置設定部と、
   前記レンズ装置に対して前記主レンズの移動を指示する移動指示部であって、前記目標位置設定部で設定された目標位置への移動を指示する移動指示部と、
   を備えるカメラ。
10. 主レンズが主レンズ原点に位置したことを主レンズ検出位置に設置された主レンズ検出部で検出するステップと、
    前記主レンズ原点を基準として前記主レンズの移動を制御して、前記主レンズを目標位置に移動させるステップと、
    従レンズが従レンズ原点に位置したことを従レンズ検出位置に設置された従レンズ検出部で検出するステップと、
    前記従レンズ原点を基準として前記従レンズの移動を制御して、前記従レンズを前記主レンズの位置ｘに対して関数ｆ（ｘ）で導出される位置に移動させるステップと、
    を含むレンズ駆動制御方法であって、
    前記主レンズ検出部及び前記従レンズ検出部の取付誤差の情報を取得するステップと、
    取得した前記取付誤差の情報に基づいて前記関数ｆ（ｘ）を補正するステップと、
    を更に含むレンズ駆動制御方法。
11. 主レンズ検出位置に設置された主レンズ検出部で検出される主レンズ原点を基準として主レンズの移動を制御し、前記主レンズを目標位置に移動させる機能と、
    従レンズ検出位置に設置された従レンズ検出部で検出される従レンズ原点を基準として従レンズの移動を制御し、前記従レンズを前記主レンズの位置ｘに対して関数ｆ（ｘ）で導出される位置に移動させる機能と、
    をコンピュータに実現させるレンズ駆動制御プログラムであって、
    前記主レンズ検出部及び前記従レンズ検出部の取付誤差の情報を取得する機能と、
    取得した前記取付誤差の情報に基づいて前記関数ｆ（ｘ）を補正する機能と、
    を更に備えたレンズ駆動制御プログラム。