特許 6182899 レンズ装置、レンズ移動方法、および撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6182899

(24)【登録日】2017年8月4日

(45)【発行日】2017年8月23日

(54)【発明の名称】レンズ装置、レンズ移動方法、および撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/08 20060101AFI20170814BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20170814BHJP

【ＦＩ】

   G02B7/08 Z

   H04N5/225

【請求項の数】10

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-37322(P2013-37322)

(22)【出願日】2013年2月27日

(65)【公開番号】特開2014-164244(P2014-164244A)

(43)【公開日】2014年9月8日

【審査請求日】2016年2月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100077919

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 義雄

(74)【代理人】

【識別番号】100153899

【弁理士】

【氏名又は名称】相原 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100172638

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 隆治

(74)【代理人】

【識別番号】100159363

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 淳子

(72)【発明者】

【氏名】真田 覚

【審査官】 荒井 良子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−００３５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３５６７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第３１７３５３１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００５−０６２３７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ７／０８

Ｈ０４Ｎ ５／２２５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光軸方向に移動可能な焦点調節用のレンズと、
前記レンズを移動させる移動部と、
前記移動部により前記レンズが移動すると、互いに９０度位相のずれた周期的な正弦波状の２相の信号を出力する出力部と、
補正係数を用いて、前記２相の信号を補正する補正部と、
前記補正部で補正された前記２相の信号に基づいて、前記レンズの位置を検出する検出部と、を備え、
前記補正部は、前記レンズの移動範囲を分割した範囲ごとに、前記２相の信号に基づいて前記補正係数を更新するレンズ装置。

【請求項2】

請求項１に記載のレンズ装置であって、
前記補正部は、前記レンズの移動範囲を複数の範囲に分割し、前記複数の範囲のうちの１つのまたはこれと隣り合う範囲について前記補正係数を更新するとともに、前記補正係数を更新した前記１つのまたはこれと隣り合う範囲の前記補正係数と更新前の補正係数とに基づいて、他の範囲の補正係数を更新するレンズ装置。

【請求項3】

請求項２に記載のレンズ装置であって、
分割した前記範囲の長さは、前記２相の信号の１／２の周期に対応する長さであるレンズ装置。

【請求項4】

請求項１から３の何れか一項に記載のレンズ装置であって、
前記移動部は、前記補正部が前記補正係数を更新する間、前記レンズを所定の速度以下で移動させるレンズ装置。

【請求項5】

請求項４に記載のレンズ装置であって、
前記補正部は、前記２相の信号のそれぞれの振幅の最大値および最小値に基づいて、前記補正係数を更新し、
前記移動部は、前記補正部が前記２相の信号のそれぞれの振幅の最大値および最小値を取得可能な速度で前記レンズを移動させるレンズ装置。

【請求項6】

請求項４または５に記載のレンズ装置であって、
前記補正部が前記補正係数を更新すると、前記移動部は前記レンズを前記所定の速度以下で移動させることを解除するレンズ装置。

【請求項7】

請求項１から６の何れか一項に記載のレンズ装置であって、
前記レンズは鏡筒内に配置され、
前記鏡筒内に温度センサを備え、
前記補正部は、前記温度センサの出力が、前記補正係数を更新した時の前記温度センサの出力よりも所定値以上であると、新たに前記補正係数を更新するレンズ装置。

【請求項8】

請求項１から７の何れか一項に記載のレンズ装置であって、
前記補正部は、前記レンズ装置の電源投入後初期化動作中に、補正係数を更新するレンズ装置。

【請求項9】

請求項１から８の何れか一項に記載されたレンズ装置を備える撮像装置。

【請求項10】

光軸方向に移動可能な焦点調節用のレンズの移動方法であって、
前記レンズを移動させる移動部と、
前記移動部により前記レンズが移動すると、互いに９０度位相のずれた周期的な正弦波状の２相の信号を出力する出力部と、
補正係数を用いて、前記２相の信号を補正する補正部と、
前記補正部で補正された前記２相の信号に基づいて、前記レンズの位置を検出する検出部と、を備えたレンズ装置において、
前記補正部は、前記レンズの移動範囲を分割した範囲ごとに、前記２相の信号に基づいて前記補正係数を更新し、
前記移動部は、前記補正部が前記補正係数を更新する間、前記レンズを所定の速度以下で移動させるレンズの移動方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レンズ駆動装置、レンズ駆動方法および撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

光学系のレンズ位置を検出するための位置検出器として、磁気抵抗効果を利用した磁気センサが知られている。

【0003】

磁気センサを用いたレンズ駆動システムでは、磁気センサから出力される互いに９０°位相のずれた２相の正弦波状信号を位置演算部で演算することによりレンズ位置を検出し、レンズの駆動制御を行っている。位置演算部では、正弦波状信号の周期をカウントする周期カウント部のカウント結果と、正弦波状信号の１周期内におけるレンズの位置を演算する内挿処理結果とに基づいて位置演算が行われるが、演算の誤差を少なくするために、内挿処理前に正弦波状信号の振幅およびオフセットを補正する処理（以下「振幅オフセット補正処理」という。）が行われている。

【0004】

ところで、磁気センサから出力される正弦波状信号の振幅やオフセットが温度変化等によって変動すると、位置演算処理で得られるレンズ位置の精度が悪化する。そのため、高い検出精度を維持するためには、振幅オフセット補正処理で使用する補正係数、すなわち振幅補正係数およびオフセット補正係数を適宜最適なものへ更新することが望ましい。

【0005】

例えば特許文献１には、温度変化があってもリアルタイムに補正係数を更新する位置検出装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第３１７３５３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に記載の位置検出装置にあっては、レンズの移動速度が規定速度以上の場合は２相の正弦波状信号の最大値および最小値の更新を中止している。これは、移動速度が規定速度以上の場合にはサンプリング精度が粗くなり、検出される振幅の最大値および最小値が正確でなくなるためである。

【0008】

ところが、位相差方式の焦点検出装置を備えた撮像装置においては、レンズが最短時間で目標位置まで移動するように、通常は速い速度で駆動制御される。このため、通常の使用状態において、正弦波状信号の１周期分以上の距離を規定速度未満の移動速度で移動しながら信号の最大値および最小値を取得する機会はほとんど無いと考えられる。そのため、温度変化があっても振幅オフセット補正処理で使用される補正係数が補正されず、演算された位置精度が悪化するという問題がある。

【0009】

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、高い位置検出精度を維持することが可能なレンズ駆動装置、レンズ駆動方法、および撮像装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。すなわち、請求項１の発明は、光軸方向に移動可能な焦点調節用のレンズと、前記レンズを移動させる移動部と、前記移動部により前記レンズが移動すると、互いに９０度位相のずれた周期的な正弦波状の２相の信号を出力する出力部と、補正係数を用いて、前記２相の信号を補正する補正部と、前記補正部で補正された前記２相の信号に基づいて、前記レンズの位置を検出する検出部と、を備え、前記補正部は、前記レンズの移動範囲を分割した範囲ごとに、前記２相の信号に基づいて前記補正係数を更新するレンズ装置である。

【0011】

請求項２の発明は、請求項１に記載のレンズ装置であって、前記補正部は、前記レンズの移動範囲を複数の範囲に分割し、前記複数の範囲のうちの１つのまたはこれと隣り合う範囲について前記補正係数を更新するとともに、前記補正係数を更新した前記１つのまたはこれと隣り合う範囲の前記補正係数と更新前の補正係数とに基づいて、他の範囲の補正係数を更新するレンズ装置である。

【0012】

請求項３の発明は、請求項２に記載のレンズ装置であって、分割した前記範囲の長さは、前記２相の信号の１／２の周期に対応する長さであるレンズ装置である。

【0013】

請求項４の発明は、請求項１から３の何れか一項に記載のレンズ装置であって、前記移動部は、前記補正部が前記補正係数を更新する間、前記レンズを所定の速度以下で移動させるレンズ装置である。

【0014】

請求項５の発明は、請求項４に記載のレンズ装置であって、前記補正部は、前記２相の信号のそれぞれの振幅の最大値および最小値に基づいて、前記補正係数を更新し、前記移動部は、前記補正部が前記２相の信号のそれぞれの振幅の最大値および最小値を取得可能な速度で前記レンズを移動させるレンズ装置である。

【0015】

請求項６の発明は、請求項４または５に記載のレンズ装置であって、前記補正部が前記補正係数を更新すると、前記移動部は前記レンズを前記所定の速度以下で移動させることを解除するレンズ装置である。

【0016】

請求項７の発明は、請求項１から６の何れか一項に記載のレンズ装置であって、前記レンズは鏡筒内に配置され、前記鏡筒内に温度センサを備え、前記補正部は、前記温度センサの出力が、前記補正係数を更新した時の前記温度センサの出力よりも所定値以上であると、新たに前記補正係数を更新するレンズ装置である。

【0017】

請求項８の発明は、請求項１から７の何れか一項に記載のレンズ装置であって、前記補正部は、前記レンズ装置の電源投入後初期化動作中に、補正係数を更新するレンズ装置である。

【0018】

請求項９の発明は、請求項１から８の何れか一項に記載されたレンズ装置を備える撮像装置である。

【0019】

請求項１０の発明は、光軸方向に移動可能な焦点調節用のレンズの移動方法であって、前記レンズを移動させる移動部と、前記移動部により前記レンズが移動すると、互いに９０度位相のずれた周期的な正弦波状の２相の信号を出力する出力部と、補正係数を用いて、前記２相の信号を補正する補正部と、前記補正部で補正された前記２相の信号に基づいて、前記レンズの位置を検出する検出部と、を備えたレンズ装置において、前記補正部は、前記レンズの移動範囲を分割した範囲ごとに、前記２相の信号に基づいて前記補正係数を更新し、前記移動部は、前記補正部が前記補正係数を更新する間、前記レンズを所定の速度以下で移動させるレンズの移動方法である。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、高い位置検出精度を維持することが可能なレンズ駆動装置、レンズ駆動方法、および撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施形態に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。

【図2】（ａ）は領域ブロックごとの補正係数と各信号との関係を示す図であり、（ｂ）は周期番号、領域ブロック番号、および各領域ブロック番号に対応する補正係数の一覧表である。

【図3】焦点調節レンズの駆動制御のフロー図である。

【図4】焦点調節レンズの移動速度の変化を示すグラフであり、（ａ）は通常時の移動速度の変化を示し、（ｂ）は補正係数更新処理を実行したときの移動速度を示している。

【図5】補正係数更新処理のフロー図である。

【図6】補正係数更新処理前後の補正係数を視覚的に比較した図である。

【図7】補正係数更新要否判定処理のフロー図である。

【図8】レンズ駆動装置の初期化処理のフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施形態について、本発明をデジタルカメラに適用した場合を例にして、図面を参照しつつ説明する。なお、本明細書においては、単に補正係数というときは、振幅補正係数およびオフセット補正係数の両方のことをいうものとする。

【0024】

図１は本実施形態に係るデジタルカメラ１の構成を示すブロック図である。デジタルカメラ１は、ボディ部１ａと、ボディ部１ａに取付けられたレンズ鏡筒１００とから構成されている。

【0025】

レンズ鏡筒１００内には撮像光学系１０１が配置されている。撮像光学系１０１は複数のレンズ群を有し、焦点調節レンズ１０２を含んでいる。焦点調節レンズ１０２は光軸方向に移動可能な保持枠１０３に保持されている。つまり、焦点調節レンズ１０２は保持枠１０３を介して光軸方向に移動可能となっている。保持枠１０３には磁気スケール１０４が設けられている。磁気スケール１０４は、焦点調節レンズ１０２の駆動方向に沿って所定のピッチでＳ極とＮ極とを交互に着磁させることで構成されている。レンズ鏡筒１００の内壁の、磁気スケール１０４と対向する位置には、磁気抵抗効果を利用した磁気センサ１０５が配置されている。磁気スケール１０４と磁気センサ１０５とは適切な距離の空隙を介して対向している。

【0026】

保持枠１０３が光軸方向へ移動すると、磁気センサ１０５からは保持枠１０３の位置変化に対応して相互に９０°の位相差がある２相の正弦波状信号が出力される。これら２つの正弦波状信号をＡ相およびＢ相の正弦波状信号とする。Ａ相およびＢ相の正弦波状信号は、磁気スケール１０４と磁気センサ１０５との光軸方向の位置の変位に対応しており、Ａ相およびＢ相の正弦波状信号の１周期は、保持枠１０３の所定の変位量、すなわち焦点調節レンズ１０２の光軸方向への所定の変位量と対応している。焦点調節レンズ１０２の光軸方向の位置は、この２相の正弦波状信号を位置演算ブロック１２０で演算処理することにより取得される。このように、磁気スケール１０４と磁気センサ１０５とは、焦点調節レンズ１０２の位置検出手段を構成している。なお、以下の説明においては、Ａ相の正弦波状信号をＡ相信号と、Ｂ相の正弦波状信号をＢ相信号とそれぞれ略記する。

【0027】

撮像素子１１０および焦点検出部１１１は、デジタルカメラ１のボディ部１ａ側に配置された要素である。なお、図１中の他の要素は、レンズ鏡筒１００側に配置された要素である。図示しない被写体からの光は撮像光学系１０１を介して撮像素子１１０に結像される。撮像素子１１０は結像した被写体像を電気信号に変換する。電気信号に変換された被写体像はボディ部１ａ側の図示しない画像処理部で、公知の方法によって所定の画像処理が施される。被写体光の一部は焦点検出部１１１へ導かれて焦点検出処理が行われる。焦点検出部１１１で検出された焦点位置はレンズ駆動制御部１１２に入力される。

【0028】

位置演算ブロック１２０は、ＡＤ変換部１２１ａ、１２１ｂと、振幅オフセット補正部１２１と、位置演算部１２２と、補正係数保持部１２３と、補正係数生成部１２４と、不揮発性メモリ１２５とから構成されている。

【0029】

磁気センサ１０５から出力されたＡ相およびＢ相信号は、それぞれＡＤ変換部１２１ａ、１２１ｂに入力される。すなわちＡＤ変換部１２１ａ、１２１ｂによってサンプリングされる。ＡＤ変換部１２１ａ、１２１ｂは図示しないサンプル・ホールド回路をそれぞれ含んでいる。Ａ相およびＢ相信号はＡＤ変換部１２１ａ、１２１ｂでそれぞれデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換されたＡ相およびＢ相信号は振幅オフセット補正部１２１に入力され、後述する所定の計算式に則って振幅およびオフセットが補正され、正規化される。振幅およびオフセットの補正は、補正係数保持部１２３に保持された振幅補正係数およびオフセット補正係数を用いて行われる。振幅およびオフセットが補正されたＡ相およびＢ相信号は、位置演算部１２２に入力される。

【0030】

位置演算部１２２は周期カウント部１２２ａと内挿処理演算部１２２ｂとを含んでいる。周期カウント部１２２ａはＡ相およびＢ相信号の周期をカウントする。内挿処理演算部１２２ｂは１周期内における焦点調節レンズ１０２の位置を演算する。内挿処理方法としては、２相の正弦波状信号の逆正接を演算して位相角を求め、その値を距離に換算している。位置演算部１２２は、周期カウント部１２２ａのカウント結果と内挿処理演算部１２２ｂの演算結果とに基づいて焦点調節レンズ１０２の位置演算を行う。位置演算部１２２での演算結果すなわち焦点調節レンズ１０２の位置は、レンズ駆動制御部１１２に入力される。

【0031】

レンズ駆動制御部１１２では、上記焦点検出部１１１で得られた焦点位置情報と、位置演算部１２２で演算されたレンズ位置情報とに基づいて焦点調節レンズ１０２の駆動制御を行う。具体的には、焦点位置に焦点調節レンズ１０２を移動させる。焦点調節レンズ１０２の駆動制御はモータ駆動部１１３を介して行われる。モータ駆動部１１３はレンズ駆動モータ１１４の駆動回路であり、レンズ駆動制御部１１２からの指示に従ってレンズ駆動モータ１１４を駆動し、焦点調節レンズ１０２を光軸方向に移動させる。こうして、焦点調節レンズ１０２は目標位置である焦点位置まで移動される。

【0032】

補正係数生成部１２４は補正係数の更新処理を行う。不揮発性メモリ１２５は、補正係数の初期値を格納している。これらの要素については、それぞれ後述する補正係数更新処理フローおよびレンズ駆動装置の初期化処理フローの説明において説明する。

【0033】

レンズ鏡筒１００内には、温度センサ１０６が配置されている。温度センサ１０６はレンズ鏡筒１００内部の温度を常に測定している。温度センサ１０６で測定された温度はＡＤ変換部１３１でデジタル信号に変換され、補正係数更新要否判定部１３２に入力される。補正係数更新要否判定部１３２は、温度センサ１０６からの温度情報に基づいて、補正係数保持部１２３に保持されている補正係数を更新する必要があるか否かを判定する。補正係数を更新するか否かは、具体的には、最後に補正係数を更新したときのレンズ鏡筒１００内の温度と現在のレンズ鏡筒１００内の温度との差が所定の値よりも大きいか否かで判定する。補正係数更新要否判定部１３２は、この温度差が所定の値よりも大きければ補正係数を更新する必要があると判定する。判定結果はレンズ駆動制御部１１２に入力され、補正係数生成部１２４が補正係数の更新処理を行う。

【0034】

このように、本実施形態においては、焦点調節レンズ１０２と、レンズ保持枠１０３と、位置演算ブロック１２０と、モータ駆動部１１３と、レンズ駆動モータ１１４と、レンズ駆動制御部１１２と、温度センサ１０６と、補正係数更新要否判定部１３２とで、焦点調節レンズ１０２を駆動制御するためのレンズ駆動装置を構成している。

【0035】

次に、振幅オフセット補正部１２１での補正処理について説明する。振幅オフセット補正部１２１では、以下の式（１）、（２）に従ってＡ相およびＢ相信号の補正処理を行い、これらＡ相およびＢ相信号を正規化している。
（１）Ａ相信号：Ｖa-nrm＝（Ｖa−ＯfsＡ）／ＡmpＡ
ただし、
Ｖa-nrm：振幅およびオフセット補正後のＡ相信号の電圧値
Ｖa：ＡＤ変換されたＡ相信号の電圧値
ＯfsＡ：Ａ相信号のオフセット補正係数
ＡmpＡ：Ａ相信号の振幅補正係数
（２）Ｂ相信号：Ｖb-nrm＝（Ｖb−ＯfsＢ）／ＡmpＢ
ただし、
Ｖb-nrm：振幅およびオフセット補正後のＢ相信号の電圧値
Ｖb：ＡＤ変換されたＢ相信号の電圧値
ＯfsＢ：Ｂ相信号のオフセット補正係数
ＡmpＢ：Ｂ相信号の振幅補正係数

【0036】

また、振幅オフセット補正部１２１での補正処理で必要となる振幅補正係数ＡmpＡ、ＡmpＢ、およびオフセット補正係数ＯfsＡ、ＯfsＢは、Ａ相およびＢ相信号の電圧値の最大値と最小値とを用いてそれぞれ以下の式（３）〜（６）から求められる。
（３）Ａ相信号の振幅補正係数 ＡmpＡ＝（Ｖa-max−Ｖa-min）／２
ただし、
Ｖa-max：Ａ相信号の最大電圧値
Ｖa-min：Ａ相信号の最小電圧値
（４）Ｂ相信号の振幅補正係数 ＡmpＢ＝（Ｖb-max−Ｖb-min）／２
ただし
Ｖb-max：Ｂ相信号の最大電圧値
Ｖb-min：Ｂ相信号の最小電圧値
（５）Ａ相信号のオフセット補正係数 ＯfsＡ＝（Ｖa-max＋Ｖa-min）／２
ただし、
Ｖa-max：Ａ相信号の最大電圧値
Ｖa-min：Ａ相信号の最小電圧値
（６）Ｂ相信号のオフセット補正係数 ＯfsＢ＝（Ｖb-max＋Ｖb-min）／２
ただし、
Ｖb-max：Ｂ相信号の最大電圧値
Ｖb-min：Ｂ相信号の最小電圧値

【0037】

ここで、実際の磁気センサ１０５においては、周期的に出力されるＡ相およびＢ相信号の振幅は、焦点調節レンズ１０２の駆動範囲の全領域において一定となっているわけではない。つまり焦点調節レンズ１０２の位置によって変動がある。例えば焦点調節レンズ１０２の位置によって磁気センサ１０５と磁気スケールとの間の空隙が変化すると、振幅は変動する。そこで、本実施形態では、焦点調節レンズ１０２の駆動領域を複数の領域ブロックに分割し、領域ブロックごとに振幅補正係数およびオフセット補正係数を設定する構成としている。そして領域ブロックごとに設定された振幅補正係数およびオフセット補正係数を補正係数保持部１２３が保持している。本実施形態においては、１つの領域ブロックに対応する焦点調節レンズ１０２の光軸方向の移動距離は、Ａ相およびＢ相信号の１／２の周期に相当する距離としている。つまり、焦点調節レンズ１０２の移動範囲の一方端から他方端までの距離を、当該１／２の周期に相当する距離で分割している。なお、以後の説明において、Ａ相およびＢ相信号について最大値または最小値というときは、各信号の最大電圧値または最小電圧値のことをいう。

【0038】

図２（ａ）は、領域ブロックごとの補正係数と各信号との関係を示す図であり、図２（ｂ）は周期番号、領域ブロック番号、および各領域ブロック番号に対応する補正係数の一覧表である。なお、本実施形態におけるＡ相およびＢ相信号の周期の番号は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ｎ（ｎ＝０、１、２、・・・、ｍ）とする。また、各周期に対応する領域ブロックの番号は、２ｎおよび２ｎ＋１（ｎ＝０、１、２、・・・、ｍ）とする。例えば、周期番号１の周期に対応する領域ブロックは、番号２および３の領域ブロックである。

【0039】

図２（ａ）に示すように、周期番号ｎ（ｎ＝０、１、２、・・・、ｍ）の周期に対応する領域ブロックは、領域ブロック番号２ｎおよび２ｎ＋１の２つであるが、番号２ｎの領域ブロックには、番号ｎの周期におけるＢ相信号の最大値とＡ相信号の最小値とが含まれている。また、番号２ｎ＋１の領域ブロックには、番号ｎの周期におけるＡ相信号の最大値とＢ相信号の最小値とが含まれている。番号ｎの周期の次の周期である番号ｎ＋１の周期についても同様である。このように、各領域ブロックには、当該周期におけるＡ相信号およびＢ相信号の一方の最大値と他方の最小値とが含まれている。そして隣り合う領域ブロックとは、含まれる最大値および最小値の信号の相が異なるものとなっている。

【0040】

各領域ブロックにおいて補正係数を求める際、すなわち式（３）〜（６）を計算する際に、各信号の最大値および最小値は、次のものを用いるようになっている。すなわち、当該領域ブロックに含まれるものはそれを用い、含まれないものは隣接する領域ブロックに含まれるものを用いる。例えば図２（ａ）の番号２ｎ＋１の領域ブロックにおいては、次のようになる。まずＡ相信号に関する補正係数を求める場合は、Ａ相の最大値は当該領域ブロックに含まれるのでこれを用いる。最小値については、当該領域ブロックには含まれていないので、隣接する領域ブロック、本実施形態においては番号２ｎの領域ブロックに含まれる最小値を用いている。ここで、反対側に隣接する番号２ｎ＋２の領域ブロックに含まれる最小値を用いずに番号２ｎの領域ブロックに含まれる最小値を用いているのは、焦点調節レンズ１０２の移動範囲において、番号２ｎ＋２の領域ブロックに含まれるＡ相信号の最小値に対応する位置よりも、番号２ｎの領域ブロックに含まれるＡ相信号の最小値に対応する位置の方が、番号２ｎ＋１の領域ブロックに近いからである。こちらの値を用いて計算することにより、番号２ｎ＋１の領域ブロックの状態に近い状態の値で補正係数を求めることができる。

【0041】

番号２ｎ＋１の領域ブロックにおいてＢ相信号に関する補正係数を求める場合も同様に、Ｂ相の最小値は当該領域ブロックに含まれるのでこれを用いる。また、最大値については、番号２ｎ＋１の領域ブロックには含まれていないので、隣接する領域ブロックのうち、番号２ｎ＋１の領域ブロックに近い位置にある最大値を含んでいる方の領域ブロック、つまり番号２ｎ＋２の領域ブロックに含まれる最大値を用いている。

【0042】

次に、焦点調節レンズ１０２の駆動制御処理について、図３のフロー図を参照して説明する。図３は焦点調節レンズ１０２の駆動制御のフロー図である。

【0043】

デジタルカメラ１に初めて電源を投入した際は、まずレンズ駆動系、すなわちレンズ駆動装置の初期化処理が実行される（ステップ２０１）。レンズ駆動系の初期化処理の詳細については後述するが、初期化処理の実行中に補正係数の最初の更新処理が実行され、その際のレンズ鏡筒１００内の温度が最終更新時の温度Ｔsとして補正係数更新要否判定部１３２に記憶される。

【0044】

初期化処理終了後は、デジタルカメラ１はユーザー操作が可能な状態となり、レンズ駆動制御部１１２はユーザー操作等による合焦駆動指令を待つ(ステップＳ２０２)。このとき補正係数更新要否判定部１３２では、振幅オフセット補正処理に使用する補正係数を更新する必要があるか否かの判定処理が並行して行われる。具体的には、レンズ鏡筒１００の現在の内部温度Ｔcと補正係数の最終更新時におけるレンズ鏡筒１００の内部温度Ｔsとの差が規定の値を超えた場合に更新処理が必要と判定するものとする。補正係数の更新要否判定の詳細については、図８のフロー図を参照して後述する。

【0045】

レンズ駆動制御部１１２は、合焦駆動指令を受信すると、補正係数更新要否判定部１３２での判定結果を確認する（ステップＳ２０３）。補正係数の更新が必要と判定された場合は、レンズ駆動制御部１１２は合焦駆動による焦点調節レンズ１０２の移動量を確認する（ステップＳ２０４）。焦点調節レンズ１０２の移動量がＡ相およびＢ相信号の１周期に対応する距離以上であれば、レンズ駆動制御部１１２は焦点調節レンズ１０２の合焦駆動中に補正係数の更新処理を実行するための準備を行う。すなわち、レンズ駆動制御実行中の焦点調節レンズ１０２の移動速度の上限値を設定する。このときに設定される上限速度をＶlimitＣＰと表す。同時に、レンズ駆動制御部１１２は補正係数の更新処理を補正係数生成部１２４に指示する（ステップＳ２０５）。

【0046】

ここでＶlimitＣＰとは、通常状態の焦点調節レンズ１０２の移動速度であるデフォルト上限速度よりも遅い速度であって、ＡＤ変換部１２１ａ、１２１ｂが磁気センサ１０５からの出力信号の最大値および最小値を正確にサンプリング可能な速度の上限値である。焦点調節レンズ１０２がＶlimitＣＰを越える速度で移動中にサンプリングを行うと、その精度は粗くなり、信号の最大値および最小値を正確に取得することができなくなってしまう。一方、ステップＳ２０３で補正係数の更新処理が不要な場合、またはステップＳ２０４で焦点レンズ１０２の移動距離がＡ相およびＢ相信号の１周期に対応する距離よりも短い場合は、補正係数の更新処理は行わないので、レンズ駆動制御部１１２は焦点調節レンズ１０２の移動速度を通常のデフォルト上限速度に設定する（Ｓ２０６）。

【0047】

上限速度の設定後は、レンズ駆動制御部１１２は通常の制御則に従って焦点調節レンズ１０２の駆動制御処理を行う（ステップＳ２０７）。具体的には、焦点検出部１１１から取得した目標合焦位置情報および位置演算ブロック１２０の位置演算部１２２から取得した現在の焦点調節レンズ１０２の位置情報、さらに、設定された上限速度等のパラメータから焦点調節レンズ１０２の適切な駆動速度を演算し、その演算結果に相当する駆動指令をモータ駆動部１１３に出力する。モータ駆動部１１３はこの駆動指令に従って駆動モータ１１４を駆動する。このステップＳ２０７の焦点調節レンズ１０２の駆動速度演算処理は、焦点調節レンズ１０２が目標位置に到達するまで繰り返し実行される。

【0048】

具体的な焦点調節レンズ１０２の移動は次の通りである。まず、ステップＳ２０５で補正係数の更新処理が指示されていた場合は、焦点調節レンズ１０２はＶlimitＣＰ以下の速度で移動する。そして焦点調節レンズ１０２がＶlimitＣＰ以下の速度で移動している間に、ＡＤ変換部１２１ａ、１２１ｂがＡ相およびＢ相信号の最大値および最小値を精度良くサンプリングする。補正係数生成部１２４は、ＡＤ変換部１２１ａ、１２１ｂが取得したＡ相およびＢ相信号の最大値および最小値を取得し、これら最大値および最小値を用いて補正係数の更新処理を行う。補正係数生成部１２４での補正係数更新処理の詳細については後述する。一方、ステップＳ２０６で焦点調節レンズ１０２の駆動速度がデフォルト上限速度に設定された場合は、補正係数の更新処理は行われず、焦点調節レンズ１０２はデフォルト上限速度を上限とする速い速度で目標位置まで移動される。

【0049】

レンズ駆動制御部１１２は、焦点調節レンズ１０２の駆動中は、焦点調節レンズ１０２が目標位置に到達したか否かを常に確認している（ステップＳ２０８）。また、レンズ駆動制御部１１２は、ステップＳ２０５で補正係数の更新処理を指示していた場合であって、かつステップＳ２０８にて焦点調節レンズ１０２が目標位置に未到達であると判断された場合は、補正係数生成部１２４で実行されている補正係数の更新処理の状態を確認する（ステップＳ２１０）。更新処理が完了していない場合はステップＳ２０７に戻り、焦点調節レンズ１０２の駆動速度の演算を再度実行する。更新処理が完了していた場合は、レンズ駆動制御部１１２は、即座に焦点調節レンズ１０２の移動上限速度のＶlimitＣＰ以下への制限を解除する（ステップＳ２１１）。そしてステップＳ２０７に戻り、焦点調節レンズ１０２の駆動速度の演算を再度実行する。このとき移動上限速度のＶlimitＣＰ以下への制限は解除されているので、補正係数の更新処理完了後以降のステップＳ２０７でのレンズ駆動速度演算では駆動速度を通常の上限速度に設定することが可能となる。ステップＳ２０８にて焦点調節レンズ１０２の目標位置への到達を確認したら焦点調節レンズ１０２の駆動を停止し（ステップＳ２０９）、ステップＳ２０２に戻って次の合焦駆動の指令を待つ。

【0050】

以上のように焦点調節レンズ１０２の駆動制御を行うことで、補正係数の更新が必要なときに精度良くＡ相およびＢ相信号の最大値および最小値を取得し、確実に更新処理を実行することが可能となる。図４（ａ）、（ｂ）は焦点調節レンズ１０２の移動速度の変化を示すグラフであり、図４（ａ）は通常時の移動速度（単位：mm／sec）を表し、図４（ｂ）は補正係数更新処理実行時の移動速度（単位：mm／sec）を示している。図４（ｂ）に示すように、焦点調節レンズ１０２の移動速度は、補正係数の更新処理を実行している間は移動上限速度をＶlimitＣＰとし、それ以外のときはデフォルト上限速度としている。

【0051】

次に、補正係数生成部１２４による補正係数の更新処理を説明する。図５は補正係数生成部１２４による補正係数の更新処理を示すフロー図である。

【0052】

補正係数更新要否判定部１３２が補正係数の更新が必要と判定すると、レンズ駆動制御部１１２は補正係数生成部１２４に補正係数の更新指令を発信する。補正係数生成部１２４は、補正係数の更新指令を受信すると、まずＡ相およびＢ相信号の最大値および最小値を記憶する変数をクリアする（ステップＳ４０１）。これにより補正係数保持部１２３に保持されていた現在の補正係数がクリアされる。

【0053】

次にＡＤ変換部１２１ａ、１２１ｂが取得した各相の信号を取得し、焦点調節レンズ１０２が１周期相当の距離を移動する間での各相の信号の最大値および最小値を検出する処理を開始する（ステップＳ４０２）。このとき、焦点調節レンズ１０２はＶlimitＣＰ以下の速度で移動しているので、各相の信号の最大値および最小値は精度良く検出することができる。各信号の最大値および最小値の検出処理は、焦点調節レンズ１０２がＡ相およびＢ相信号の１周期分の距離を移動するまで行われる。１周期分の距離は、焦点調節レンズ１０２の移動開始位置が隣り合う領域ブロックの境界上であった場合は、移動開始領域を含めて焦点調節レンズ１０２が３領域ブロック目に到達したことをもって１周期分の距離を移動したと判断する。すなわち、更新処理中の焦点調節レンズ１０２は、領域ブロック番号ｉを中心領域ブロックとして、番号（ｉ−１）〜番号ｉ〜番号（ｉ＋１）の領域ブロック間を１周期分の距離だけ順方向または逆方向に移動する。

【0054】

補正係数生成部１２４は、焦点調節レンズ１０２が１周期分の距離を移動したことを確認したら（ステップＳ４０３）、ステップＳ４０２で検出した信号の最大値と最小値とから、式（３）〜式（６）に従って各相の最新の振幅補正係数およびオフセット補正係数を算出する（ステップＳ４０４）。ここで、領域ブロック番号ｉにおける各相の計算後の振幅補正係数およびオフセット補正係数をそれぞれ以下の通り表す。
ＡmpＡi_new ：領域ブロック番号ｉ 最新のＡ相振幅補正係数
ＯfsＡi_new ：領域ブロック番号ｉ 最新のＡ相オフセット補正係数
ＡmpＢi_new ：領域ブロック番号ｉ 最新のＢ相振幅補正係数
ＯfsＢi_new ：領域ブロック番号ｉ 最新のＢ相オフセット補正係数
次に、上記で計算された領域ブロック番号ｉの最新の補正係数を基に、他の全ての領域ブロック番号ｊの補正係数を更新する（ステップＳ４０５）。すなわち、領域ブロック番号ｉの更新前の補正係数を以下の通りとし、
ＡmpＡi ：領域ブロック番号ｉ 更新前のＡ相振幅補正係数
ＯfsＡi ：領域ブロック番号ｉ 更新前のＡ相オフセット補正係数
ＡmpＢi ：領域ブロック番号ｉ 更新前のＢ相振幅補正係数
ＯfsＢi ：領域ブロック番号ｉ 更新前のＢ相オフセット補正係数
領域ブロック番号ｉの最新の補正係数と更新前の補正係数との関係から、領域ブロック番号ｉ以外の、他の領域ブロック番号ｊの最新の補正係数を推定する。具体的には、一般的に振幅の変動割合は全領域でほぼ一定であり、オフセット変動幅は全領域でほぼ一定の傾向があることを利用して、以下の式（７）〜（１０）を用いて全領域ブロックの補正係数を補正する。
（７）ＡmpＡj_new＝（ＡmpＡj）×（Ｋa_ i）
（８）ＯfsＡj_new＝（ＯfsＡj）＋（Ｃa_ i）
（９）ＡmpＢj_new＝（ＡmpＢj）×（Ｋb_ i）
（１０）ＯfsＢj_new＝（ＯfsＢj）＋（Ｃb_ i）
ただし、
Ｋa_ i＝（ＡmpＡi_new）／（ＡmpＡi）
Ｃa_ i＝（ＯfsＡi_new）−（ＯfsＡi）
Ｋb_ i＝（ＡmpＢi_new）／（ＡmpＢi）
Ｃb_ i＝（ＯfsＢi_new）−（ＯfsＢi）
ただし、
ｊ：領域ブロック番号
ｊの範囲：０〜２ｍ＋１

【0055】

図６は、補正係数更新処理前後の補正係数を視覚的に比較した図である。図６および式（７）〜（１０）に示すように、振幅補正係数は全領域に亘って番号ｉの領域と同率で補正を行い、オフセット補正は全領域に亘って番号ｉの領域と同量で補正を行う。

【0056】

なお、補正係数更新処理が開始される際の焦点調節レンズ１０２の位置によっては、Ａ相の補正係数とＢ相の補正係数とが、隣り合う領域ブロックにまたがって求められる場合がある。例えば、図２（ａ）を参照して、焦点調節レンズ１０２が周期番号ｎ−１とｎとの境界上から、周期番号ｎ＋１に達するまでの１周期分の距離を移動した場合、取得できる各相の最大値および最小値から求められる各相の補正係数は次の通りとなる。すなわち、Ａ相の補正係数は領域ブロック番号２ｎ＋１の領域で求められ、Ｂ相の補正係数は領域ブロック番号２ｎの領域で求められる。このような場合であっても、Ａ相については番号２ｎ＋１の領域以外の、他の領域ブロックの補正係数を式（７）、（８）を用いて補正する。また、Ｂ相については番号２ｎの領域以外の、他の領域ブロックの補正係数を（９）、（１０）を用いて補正する。

【0057】

補正係数生成部１２４は、全領域ブロックの補正係数の計算後、計算結果を補正係数保持部１２３に格納する（ステップＳ４０６）。また、レンズ駆動制御部１１２および補正係数更新要否判定部１３２に対して、補正係数の更新が終了したことを通知する（ステップＳ４０７）。こうして、補正係数更新処理が終了する。

【0058】

次に、補正係数更新要否判定処理について説明する。図７は補正係数更新要否判定処理を示すフロー図である。補正係数更新要否判定処理は、デジタルカメラ１に初めて電源を投入したときはレンズ駆動系の初期化処理が終了した直後に開始され、その後デジタルカメラ１の電源が落されるまで繰り返し実行される。また、その後の通常の使用状態にあっては、電源が投入されると実行され、電源が落されるまで繰り返し実行される。言い換えると、デジタルカメラ１の電源が投入されている間は当該処理が繰り返し実行される。

【0059】

デジタルカメラ１の電源が投入されると、補正係数更新要否判定部１３２は温度センサ１０６が検知しているレンズ鏡筒１００内の現在の温度Ｔcを取得する（ステップＳ５０１）。続くステップＳ５０２で、既に補正係数の更新要求フラグがセットされているか、あるいは補正係数の更新処理中であるかを確認する。補正係数の更新要求フラグがセットされている場合、または補正係数の更新処理中である場合はステップＳ５０６に進む。ステップＳ５０２でＮｏの場合は、補正係数更新要否判定部１３２は補正係数の最終更新時の鏡筒１００内の温度Ｔsと現在の温度Ｔcとの差ΔＴを計算する（ステップＳ５０３）。このときの計算式は次の式（１１）である。
（１１）ΔＴ＝｜Ｔc−Ｔs｜

【0060】

ステップＳ５０４でΔＴの値が規定値以下の場合はステップＳ５０１に戻る。一方、ΔＴの値が規定値よりも大きい場合はステップＳ５０５に進み、補正係数の更新処理要求フラグをセットする。すなわち、最終更新時の温度Ｔsと比較して現在の温度Ｔcが高い場合であっても低い場合であっても、その差が規定値よりも大きければ補正係数の更新処理要求フラグをセットする。上述した焦点調節レンズ駆動制御処理のステップＳ２０３（図３参照）では、レンズ駆動制御部１１２は、当該ステップＳ５０５において補正係数更新要否判定部１３２に当該補正係数更新処理要求フラグがセットされているか否かを確認している。補正係数更新処理要求フラグがセットされていると、レンズ駆動制御部１１２は上述したように補正係数更新処理を実行する。

【0061】

補正係数の更新処理要求フラグをセットするか否かの基準となる規定値は、Ａ相およびＢ相信号の振幅やオフセットに変動を与える程度の温度差であり、磁気スケール１０４および磁気センサ１０５の性能や特性、更には、ＡＤ変換部１２１ａ、１２１ｂの性能や特性等を考慮して決定される。

【0062】

ステップＳ５０６に進み、補正係数の更新処理が完了していない場合は、ステップＳ５０１に戻る。一方、補正係数の更新処理が完了したら、ステップＳ５０７に進み、補正係数更新処理要求フラグをリセットする。その後、現在のレンズ鏡筒１００内の温度Ｔcを補正係数最終更新温度Ｔsとして保存する（ステップＳ５０８）。そしてデジタルカメラ１の電源が落されるまで、ステップＳ５０１〜Ｓ５０８を繰り返す。本実施形態はこのような処理を行っているので、常に最適な補正係数を取得することができ、高い位置検出精度を維持することが可能となる。

【0063】

次に、レンズ駆動系の初期化処理について説明する。レンズ駆動系の初期化処理は、図３に示すステップＳ２０１である。本実施形態では、レンズ駆動系の初期化処理のシーケンス中に最初の補正係数更新処理が行われ、その際用いられる補正係数の初期値は不揮発性メモリ１２５に格納されている。補正係数の初期値は、工場出荷時の初期データである。以下、図８に示すレンズ駆動系の初期化処理に係るフロー図に従って説明する。

【0064】

まず、電源投入直後に補正係数生成部１２４によって不揮発性メモリ１２５に格納された補正係数の初期値が読み出され、補正係数保持部１２３に格納される（ステップＳ７０１）。

【0065】

次に、原点位置を検出するため、原点方向に向けて焦点調節レンズ１０２を駆動する（ステップＳ７０２）。ここではおおよその原点位置を検出すること、すなわち粗検出を目的とするため、後述する詳細な原点検出動作より早い速度で駆動する。なお、原点位置が判明するまでは絶対位置が不定となるため正確な補正係数を参照することはできない。従って、ここでの移動中は仮の値、例えば領域ブロック番号０の補正係数を使用して振幅オフセット補正処理を実行し位置演算する。

【0066】

ステップＳ７０３で原点位置を検出した後は、焦点調節レンズ１０２の駆動を停止するとともに位置演算部１２２内の周期カウント部１２２ａをクリアし、絶対位置を確定させる（ステップＳ７０４）。これ以降は領域ブロック番号が正しく取得できるため、振幅オフセット補正処理においては補正係数保持部１２３に保持されている領域ブロック番号ごとの補正係数を使用する。

【0067】

次に、詳細な原点位置検出を行う。そのため、焦点調節レンズ１０２を一旦原点から遠ざける必要があるが、原点位置の詳細な検出と同時に補正係数の更新処理も行うため、少なくとも磁気センサ１０５の出力信号の１周期分以上離れた位置に焦点調節レンズ１０２を位置決めする必要がある。本実施形態においては、１周期分の距離を移動させるものとする（ステップＳ７０５）。

【0068】

次に焦点調節レンズ１０２を再度原点方向に移動させる。このときの移動速度は、信号の最大値と最小値とが正確に取得可能なＶlimitＣＰ以下とする（ステップＳ７０６）。移動開始とともに補正係数生成部１２４では上記した図５に示す補正係数の更新処理が実行される。

【0069】

ステップＳ７０８では、焦点調節レンズ１０２の駆動の終了を判断する。ここでは原点位置の検出完了とともに補正係数の更新処理の完了も確認し、両方とも完了と判断した場合に焦点調節レンズ１０２の駆動の終了と判断する。ステップＳ７０８で焦点調節レンズ１０２の駆動が終了と判断されたら、焦点調節レンズ１０２の駆動を停止する（ステップＳ７０９）。最後に、例えば無限遠合焦位置のように、本装置で決められたＨomeポジションに焦点調節レンズ１０２を移動して初期化処理を終了する（ステップＳ７１０）。初期化処理中に実行される補正係数の更新処理完了通知は、補正係数更新要否判定部１３２にも同時に通知され、更新時の温度がＴsとして保存される。

【0070】

なお、本実施形態では、原点位置の詳細位置検出時に最初の補正係数の更新処理を実行するようにしたが、Ｈomeポジションへの移動時に第１回目の補正係数の更新処理を実行しても良い。

【0071】

以上説明したように、本実施形態によれば、温度変化のような環境変化等があっても確実に高い位置検出精度を維持することが可能なレンズ駆動装置およびレンズ駆動方法、さらに当該レンズ駆動装置を備えた撮像装置を提供することができる。

【0072】

なお、本実施形態では、レンズ鏡筒１００内の温度を検出し、最後の更新時の温度と比較して所定の温度差があるときに補正係数の更新を実行する構成としたが、他の条件によって補正係数の更新を実行するようにしても良い。例えばレリーズボタンを半押しするごとに補正係数の更新を実行するようにしても良い。あるいは、所定の時間が経過したら補正係数の更新を実行するようにしても良い。あるいは鏡筒内の湿度を検出し、湿度が所定の値になったら補正係数の更新を実行するようにしても良い。あるいはこれらの条件の組み合わせとしても良い。何れの条件を採用した場合であっても、補正係数の更新処理の実行中は、焦点調節レンズの移動速度の上限をＶlimitＣＰとする。こうすることで、確実に高い位置検出精度を維持することが可能となる。

【0073】

また、本実施形態においては、補正係数生成手段が新たな補正係数を生成する際にレンズの移動速度が移動上限速度（ＶlimitＣＰ）以下になるように制限する構成を用いて説明したがこれに限定されるものではない。例えば、最後に補正係数を更新した時の温度と現在の温度との差が所定の値を超えた後、レンズの移動速度が移動上限速度（ＶlimitＣＰ）以下になる制御タイミング（例えば、低速駆動モード時、レンズの駆動開始時など）に新たな補正係数を生成してもよい。

【0074】

また、本実施形態に係るデジタルカメラは、連写機能やコンティニュアスオートフォーカス（ＡＦＣ）機能を備えていても良いが、これらの機能がオンになっている状態では、補正係数の更新処理は実行しない。

【0075】

以上で本発明の実施形態の説明を終了するが、本発明の構成は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。

【符号の説明】

【0076】

１ デジタルカメラ
１ａ ボディ部
１００ レンズ鏡筒
１０１ 撮像光学系
１０２ 焦点調節レンズ
１０３ レンズ保持枠
１０４ 磁気スケール
１０５ 磁気センサ
１０６ 温度センサ
１１０ 撮像素子
１１１ 焦点検出部
１１２ レンズ駆動制御部
１１３ モータ駆動部
１１４ レンズ駆動モータ
１２０ 位置演算ブロック
１２１ 振幅オフセット補正部
１２１ａ、ｂ ＡＤ変換部
１２２ 位置演算部
１２２ａ 周期カウント部
１２２ｂ 内挿処理演算部
１２３ 補正係数保持部
１２４ 補正係数生成部
１２５ 不揮発性メモリ
１３１ ＡＤ変換部
１３２ 補正係数更新要否判定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】