[发明专利]镜头驱动设备及其控制方法和摄像设备及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及镜头驱动设备及其控制方法和摄像设备及其控制方法，尤其涉及用于对驱动变焦透镜时像面的偏移进行校正的镜头驱动设备及其控制方法和摄像设备及其控制方法。

背景技术

一些光学设备具有允许进行变焦的变焦光学系统作为摄像光学系统。特别地，摄像机通常使用被称为后聚焦型的变焦光学系统。在后聚焦型变焦光学系统中，在通过移动变焦透镜进行变焦时发生像面偏移(散焦)。因而，进行如下控制：通过移动变焦透镜的像面侧上配置的焦点校正透镜以校正像面偏移，来维持聚焦状态。基于表示与变焦透镜的位置相对应的焦点校正透镜的位置的数字凸轮数据(以下简称为凸轮数据)，针对各被摄体距离预先确定该焦点校正透镜的移动位置。

为了在这种变焦光学系统中在维持聚焦状态的同时实现变焦，变焦透镜的位置和焦点校正透镜的位置必须精确地保持由凸轮数据所指定的关系。可以通过从预定基准位置起对施加至用于移动变焦透镜的步进马达的驱动脉冲信号的脉冲数进行计数来获得变焦透镜的位置。由于该原因，通过根据驱动脉冲信号的脉冲数(以下称为驱动脉冲数)来控制焦点校正透镜的位置，可以在保持由凸轮数据所指定的关系的同时使变焦透镜和焦点校正透镜移动。

一些光学设备具有以下的驱动机构作为镜头驱动设备，其中该驱动机构包括作为驱动源的步进马达、通过该步进马达进行转动的进给螺杆、以及安装至镜头保持构件且与该进给螺杆啮合的齿条。为了实现具有这种驱动机构的光学设备的小型化，通过降低步进马达的转动速度和输出转矩来减少消耗电力，由此缩小电池的大小，这是有效的。然而，当步进马达的输出转矩降低时，如果镜头驱动负荷变重，则该步进马达容易失步。通常基于施加至步进马达的驱动脉冲信号的脉冲数来控制该步进马达的驱动量。因而，当发生失步(stepping-out)时，步进马达的驱动量和透镜位置之间的对应关系遭破坏，并且不再能够精确地控制透镜位置。

此外，可以减少齿条相对于进给螺杆的啮合压力，从而减少镜头驱动负荷。然而，在这种情况下，容易发生所谓的跳齿(jumping)(齿条跳过进给螺杆的螺纹)，并且不再能够精确地控制透镜位置。

日本特开平05-281449公开了包括位置传感器的镜头驱动设备，其中该位置传感器用于检测步进马达所移动的透镜的位置。在该设备中，当步进马达的失步或驱动机构的跳齿已发生时，根据位置传感器检测到的透镜位置来校正步进马达的控制，由此允许进行精确的透镜位置控制。

此外，日本特开平11-110045公开了以下的镜头驱动设备：利用位置传感器检测步进马达所移动的透镜的位置，并且使用检测结果执行步进马达的反馈控制，从而提高透镜位置控制精度。

然而，在将步进马达的驱动力传递至变焦透镜的驱动机构中、进给螺杆与齿条的啮合部以及用于保持变焦透镜的透镜保持构件与齿条的连接部通常存在松动。进给螺杆和齿条包括诸如螺距误差等的制造误差。此外，步进马达还具有实际驱动量相对于驱动脉冲信号的脉冲数的个体差异。这种松动、制造误差和个体差异导致施加至步进马达的驱动脉冲数和实际变焦透镜位置之间失配。结果，变焦透镜的位置和焦点校正透镜的位置之间的关系相对于由凸轮数据所指定的关系存在偏差，由此在变焦时发生散焦。

此外，为了实现紧凑型广角式的后聚焦型变焦光学系统，还可以利用用于沿着光轴方向驱动除了变焦透镜和焦点校正透镜以外的另一校正透镜的透镜类型。对该透镜型进行设计，以使得通过按预定比率移动夹持相对于像面固定的光圈的变焦透镜和该另一校正透镜来进行变焦，并且通过移动焦点校正透镜来校正像面偏移。在这种情况下，除非上述三个或三个以上的透镜被驱动保持预定位置关系，否则无法维持聚焦状态。因此，更加难以在驱动变焦透镜时维持被摄体图像处于聚焦状态。

然而，在日本特开平05-281449和日本特开平11-110045中，通过对步进马达所移动的变焦透镜配置位置传感器，仅提高了变焦透镜自身的位置控制精度。

发明内容

本发明是考虑到以上情况而作出的，并且正确地控制了具有三个以上的驱动系统的透镜型变焦光学系统中变焦透镜和多个校正透镜之间的位置关系，由此防止了诸如散焦等的性能下降。