CN102929073A - 光学设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学设备，该光学设备包括第1及第2透镜组、第1和第2透镜组位置检测部、存储部、控制部。所述控制部根据由所述第1透镜组位置检测部检测出的所述第1透镜组的位置信息和存储在所述存储部中的位置关系信息来对所述第2透镜组进行移动控制，且根据进行该移动控制时的控制位置信息和由所述第2透镜组位置检测部检测出的所述第2透镜组的位置来判定所述第2透镜组的控制状态是否为异常。

Description

光学设备

本申请基于于2011年8月11日在日本提出的在先申请2011-176266并主张优先权，在此以引证的方式并入其全部内容。

技术领域

本发明涉及具有使摄影光学系统的焦距变化的变焦功能的光学设备。

背景技术

作为变焦镜头装置，公知有通过步进电机来移动变焦镜头的装置。作为变焦镜头装置的技术，例如存在日本特开2006-65033号公报。日本特开2006-65033号公报公开了如下所述的内容：使用模拟式位置检测元件来检测变焦镜头的位置，在变焦镜头的移动动作中检测步进电机的失步（step out）。

但是，在日本特开2006-65033号公报中，虽然使用模拟式位置检测元件，但是由于该模拟式位置检测元件一般价格很高且尺寸很大，因此导致变焦镜头装置的高成本、大型化。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种光学设备，该光学设备低成本、小型化，并且在步进电机随着变焦动作而失步时，能够检测出失步而快速地进行恢复动作，具有操作性优秀的变焦功能。

一种光学设备，具有：至少第1透镜组及第2透镜组，其为了进行光学的变焦动作而在光轴方向上移动；操作部件，其用于指示所述光学的所述变焦动作；第1透镜组位置检测部，其检测根据所述操作部件的操作而移动的所述第1透镜组的位置；第2透镜组位置检测部，其输出与所述第2透镜组的位置对应的信号；存储部，其存储表示与进行所述变焦动作时的焦距对应的所述第1透镜组与所述第2透镜组的位置关系的位置关系信息；以及控制部，其根据由所述第1透镜组位置检测部检测出的所述第1透镜组的位置信息和存储在所述存储部中的所述位置关系信息，对所述第2透镜组的移动进行控制，所述控制部根据控制所述第2透镜组的移动时的控制位置信息以及与由所述第2透镜组位置检测部检测出的所述第2透镜组的位置对应的信号，判定所述第2透镜组的控制状态是否异常。

本发明的其他目标和优点将在说明书的后面的内容中阐述，并且其中一部分根据说明书是很显然的，或者能够从本发明的实施中体会到。本发明的目的和优点能够通过下文中特别指出的手段和组合而令人认识到并获得。

附图说明

被包含于说明书并作为其一部分被组合进的附图例示了本发明的实施例，并和下面给出的综合描述以及下面给出的实施例的具体描述一起用于解释本发明的宗旨。

图1是示出本发明的光学设备的一实施方式的结构框图。

图2是示出该光学设备的电气系统的结构框图。

图3是示出该光学设备内的镜头系统的结构图。

图4是示出该光学设备中的第2与第3变焦组的从广角（Wide）到望远（Tele）之间的位置关系的图。

图5是通过脉冲数示出该光学设备中的第2变焦组（2G）与第3变焦组（3G）的变焦位置的图。

图6是示出该光学设备的构造图。

图7是示出该光学设备中的第2组驱动机械机构的电动-手动变焦切换机构的结构图。

图8是示出该光学设备中的第3组驱动机构的结构图。

图9是示出该光学设备中的包含光断续器的检测系统的电路图。

图10是示出该光学设备中的梳齿部体的具体的一例的图。

图11是用于说明该光学设备中的失步的产生的图。

图12是示出该光学设备中的线性编码器的分辨率不足时的对焦（FC）偏离与第2变焦组（2G）的分辨率之间的关系的图。

图13是示出该光学设备中的根据第2变焦组（2G）的变焦（zoom）位置使判定阈值变化时的对焦（FC）偏离与第2变焦组（2G）的分辨率之间的关系的图。

图14是示出该光学设备中的根据第2变焦组（2G）7的变焦（zoom）位置使判定阈值变化时的对焦（FC）偏离与第2变焦组（2G）的分辨率之间的关系的图。

图15是该光学设备中的变焦起动流程图。

图16是该光学设备中的变焦模式检测流程图。

图17是该光学设备中的励磁位置校正流程图。

图18是用于说明该光学设备中的励磁位置的校正的图。

图19是该光学设备中的变焦模式处理流程图。

图20是该光学设备中的机械手动变焦模式处理流程图。

图21是该光学设备中的电动变焦处理流程图。

图22是该光学设备中的超微距处理流程图。

图23是该光学设备中的第2变焦组（2G）的位置检测流程图。

图24是该光学设备中的电动变焦速度检测流程图。

图25是该光学设备中的第3变焦组驱动流程图。

图26是该光学设备中的第2及第3变焦组驱动流程图。

图27是该光学设备中的第3变焦组一定速度驱动流程图。

图28是该光学设备中的判定由第2变焦组与第3变焦组的冲突引起的异常的2G/3G冲突检测异常判定流程图。

图29是该光学设备中的恢复处理流程图。

图30是示出该光学设备中的基于恢复处理的第3变焦组的恢复动作的图。

图31是示出该光学设备中的梳齿部体的其他变型例的结构图。

图32是示出该光学设备中的梳齿部体的其他变型例的结构图。

图33是示出该光学设备中的梳齿部体的其他变型例的结构图。

图34是示出该光学设备中的梳齿部体的其他变型例的结构图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。

图1示出作为光学设备的更换镜头的结构框图。图2示出电气系统的结构框图。更换镜头1能够在照相机主体2上进行装卸。在照相机主体2上设置有摄像元件2a。

在更换镜头1的外装上设置有手动对焦（MF）环3、环状的变焦功能切换操作部件4、变焦锁定开关（变焦锁定SW）5。变焦功能切换操作部件4能够在与光轴P相同的方向（箭头A方向）上移动，并且能够在更换镜头1的圆周方向（箭头B方向）上旋转。

在更换镜头1内设置有第1变焦组6、第2变焦组（2G：第1透镜组）7、第3变焦组（3G：第2透镜组）8、第4变焦组9。

图3示出更换镜头1内的镜头系统的结构图。能够对第1至第4变焦组6～9中的第2变焦组（2G）7和第3变焦组（3G）8进行驱动。第4变焦组9是对焦透镜组（以下，称为对焦透镜组9）。

图4示出第2变焦组（2G）7与第3变焦组（3G）8的从广角（Wide）到望远（Tele）之间的位置关系。该图4在横轴上示出变焦（Zoom）位置，在纵轴上示出变焦组的位置。

图5利用脉冲数来表示图4中的第2变焦组（2G）7与第3变焦组（3G）8的各变焦位置。第2变焦组（2G）7与第3变焦组（3G）8的各变焦位置与从镜头控制部11发出的控制位置信息，具体地讲是用于分别驱动第2变焦组（2G）7和第3变焦组（3G）8的脉冲数（驱动脉冲数）对应。

第2变焦组（2G）7根据移动轨迹W1来移动。第3变焦组（3G）8追踪第2变焦组（2G）7的移动而根据移动轨迹W2移动。第2变焦组（2G）7与第3变焦组（3G）8以保持分别在图4中示出的各移动轨迹W1、W2的位置关系的方式移动。

如果第2变焦组（2G）7和第3变焦组（3G）8以保持如图4所示的位置关系的方式移动，则更换镜头1相对于被摄体的对焦状态被维持，更换镜头1成为被变焦到预定的变焦位置的状态。在图5中，为了简化说明，使第3变焦组（3G）8的轨迹成为直线。根据更换镜头1的特性，有时第2变焦组（2G）7与第3变焦组（3G）8都成为非线形的轨迹。

第2变焦组（2G）7与第3变焦组（3G）8的位置关系信息存储在存储部10中。在存储部10中存储有与变焦动作中的焦距对应的第2变焦组（2G）7与第3变焦组（3G）8的位置关系信息。在存储部10中预先存储有用于初始化第3变焦组（3G）8的位置和由第3组基准位置检测部19检测出的第3变焦组（3G）8的位置的多个初始化位置。

在第2变焦组（2G）7中设置有第2变焦组驱动机械机构（以下，称为第2组驱动机械机构）12、第2组驱动部13。第2组驱动机械机构12在光轴P的方向上移动第2变焦组（2G）7。第2组驱动部13对第2组驱动机械机构12进行驱动。图2所示，第2组驱动机械机构12由2G用变焦用致动器14和变焦镜头用驱动电路15构成。关于2G用变焦用致动器14，例如使用步进电机，通过微步驱动进行精度高的位置控制。第2变焦组（2G）7通过由变焦功能切换操作部件4进行切换的切换操作，而切换为三个模式例如超微距、电动变焦、机械手动变焦这三个模式中的任意一个模式。

在第2变焦组（2G）7中设置有作为第1透镜组位置检测部的第2变焦组绝对位置检测部（以下，称为第2组绝对位置检测部）16。第2组绝对位置检测部16检测绝对位置作为第2变焦组（2G）7的位置信息。关于第2组绝对位置检测部16，例如使用线性编码器16。

在第3变焦组（3G）8中设置有第3变焦组驱动机构（以下，称为第3组驱动机构）17。第3组驱动机构17在光轴P的方向上移动第3变焦组（3G）8。第3组驱动部17使第3变焦组（3G）8进行追踪动作到与第2变焦组（2G）7的移动位置对应的位置。如图2所示，第3组驱动机构17例如由3G变焦用致动器18和变焦镜头用驱动电路15构成。关于3G变焦用致动器18，例如使用步进电机，通过微步驱动而进行精度高的位置控制。变焦镜头用驱动电路15是与第2变焦组（2G）7的驱动器共用的。

在第3变焦组（3G）8中设置有作为第2透镜组位置检测部的第3变焦组基准位置检测部（以下，称为第3组基准位置检测部）19。第3组基准位置检测部19取得基准位置作为第3变焦组（3G）8的位置信息，通过相对的位置检测来管理位置。关于第3组基准位置检测部19，例如使用光断续器（PI）。

在对焦透镜组9中设置有对焦镜头驱动机构20。对焦镜头驱动机构20在光轴P的方向上移动对焦透镜组9。如图2所示，对焦镜头驱动机构20由对焦镜头用致动器21和对焦镜头用驱动电路22构成。对焦镜头用驱动电路22驱动对焦镜头用致动器21。对焦镜头用致动器21在光轴P的方向上移动对焦透镜组9。

在对焦透镜组9中设置有对焦镜头基准位置检测部（对焦镜头位置检测传感器）23。对焦镜头基准位置检测部23检测对焦透镜组9的基准位置。

如图2所示，变焦镜头用驱动电路15、线性编码器16、第3组基准位置检测部19、对焦镜头用驱动电路22以及对焦镜头位置检测传感器23与镜头控制部11连接。在镜头控制部11上连接有存储部10、光圈基准位置检测用传感器24、光圈用驱动电路25、变焦锁定开关检测电路26、MF用位置检测电路27、照相机主体接口（Body-IF）28、电动变焦/手动变焦切换检测机构29和电动变焦速度切换检测机构30。

光圈31设置在第2变焦组（2G）7与第3变焦组（3G）8的光轴P上。光圈31由作为光圈驱动机构的光圈致动器32来驱动。光圈致动器32由光圈用驱动电路25来驱动。关于光圈致动器32，例如使用步进电机，进行微步驱动而进行精度高的控制。

光圈基准位置检测用传感器24检测光圈31的基准位置。光圈基准位置检测用传感器24在基准位置的检测中例如使用光断续器（PI）。通过检测光圈31的基准位置，从而能够进行光圈31的光圈位置的相对位置的管理。

变焦功能切换操作部件4进行超微距与电动变焦与机械手动变焦（以下，称为机械手动）各模式的切换，且电气地进行与各模式的切换连动的切换位置的检测。变焦功能切换操作部件4的切换动作是通过将变焦切换操作部向图1所示的箭头A方向的被摄体侧和照相机主体2侧进行移位移动的操作来进行的。

变焦功能切换操作部件4在处于机械手动状态时，能够在更换镜头1的圆周方向（箭头B方向）上自由地旋转。当在机械手动状态下变焦功能切换操作部件4在箭头B方向上旋转时，第2变焦组（2G）7根据变焦功能切换操作部件4的旋转移动量，不通过电气控制而在光轴P的方向上移动。此时，线性编码器16通过绝对位置检测对第2变焦组（2G）7进行位置检测。

镜头控制部11由CPU、ROM、RAM等构成。镜头控制部11参照存储在存储部10中的第2变焦组（2G）7与第3变焦组（3G）8的位置关系信息，将第3变焦组（3G）8追踪控制到与第2变焦组（2G）7的移动位置对应的位置。

在电动变焦状态时，变焦功能切换操作部件4只能在作为机械机构的更换镜头1的圆周方向（箭头B方向）的旋转范围内进行旋转。通过使变焦功能切换操作部件4在更换镜头1的圆周方向（箭头B方向）旋转，从而通过后述的方法进行用户想要驱动的电动变焦速度的设定。镜头控制部11在电动变焦状态时，通过电动变焦速度切换检测机构30检测通过切换多个变焦速度而设定的电动变焦速度。

在超微距状态时，变焦机构切换操作部件4成为不在更换镜头1的圆周方向（箭头B方向）旋转的机构。

镜头控制部11在超微距状态时，根据预先存储在存储部10中的第2变焦组（2G）7与第3变焦组（3G）8的位置关系信息，电气地对第2变焦组（2G）7和第3变焦组（3G）8进行驱动控制。此时，也可以将对焦透镜组9也驱动到预先确定的位置。

变焦锁定SW5是例如具有按钮的机械式的锁定机构。变焦锁定SW5在通过变焦功能切换操作部件4的切换动作切换到超微距、电动变焦和机械手动中的任意一个模式时，在该变焦锁定SW5的按钮被按下的状态下，起到允许进行超微距与电动变焦与机械手动之间的模式切换的功能。因此，如果变焦锁定SW5的按钮没有被按下，则起到不能进行超微距与电动变焦与机械手动之间的模式切换的功能。

在该更换镜头1中，虽然通过变焦功能切换操作部件4来进行模式的转换，但是也可以通过变焦锁定SW5来进行超微距与电动变焦与机械手动的各模式的切换。

在该更换镜头1中，根据变焦功能切换操作部件4进行的向超微距、电动变焦和机械手动中的任意一个模式的切换，即变焦功能切换操作部件4在箭头A方向的位置的不同，切换用于驱动第2变焦组（2G）7和第3变焦组（3G）8的驱动机构。

例如，在以机械手动变焦来动作时，第2组驱动机械机构12的步进电机的励磁位置发生偏离。由于机械手动变焦是通过基于用户等的操作的外力来驱动的，因此步进电机的脉冲计数数（驱动脉冲的计数数）也发生偏离。然而，在相对位置检测的情况下，为了校正偏离的位置，在每次变焦功能切换时需要通过初始驱动来检测初始位置。

变焦功能切换操作部件4的每次向超微距、电动变焦和机械手动中的任意一个模式切换时的初始驱动都会产生初始驱动时间的等待，对用户而言造成了操作性的劣化。如果第2组驱动机械机构12和第3组驱动机构17都通过绝对位置的检测来驱动，则不需要进行初始驱动。但是，用于检测绝对位置的线性编码器等是尺寸大且昂贵的元件，从而会产生装置的大型化和成本变高的问题。

在本实施方式中，通过使一方为绝对位置检测，另一方为相对位置检测，从而回避初始驱动，消除上述问题。

因此，该更换镜头1通过线性编码器16来检测第2变焦组（2G）7的绝对位置，通过第3组基准位置检测部19来检测第3变焦组（3G）8的基准位置，根据基于该基准位置和驱动第3变焦组（3G）8的3G用致动器18的步数的相对位置检测来获取第3变焦组（3G）8的绝对位置。由此，该更换镜头1不会有损操作性，而实现低成本、节省空间。

接着，对变焦组机构的结构进行说明。

图6示出该更换镜头1的构造图。在该更换镜头1内，如上所述设置有第1变焦组6、第2变焦组（2G）7、第3变焦组（3G）8和第4变焦组9。第2组驱动机械机构12在光轴P的方向上移动第2变焦组（2G）7。第3组驱动机构17在光轴P的方向上移动第3变焦组（3G）8。

第2组驱动机械机构12例如具有步进电机等2G用变焦用致动器14。在2G用变焦用致动器14中设置有2G用螺杆40。在2G用螺杆40上通过由螺母等构成的连结机构41而设置有第2变焦组（2G）7。第2组驱动机械机构12包含电动-手动变焦切换机构。

图7示出第2组驱动机械机构12的电动-手动变焦切换机构的结构图。

第2组驱动机械机构12中的手动机构包括：设置在变焦功能切换操作部件4上的支撑部件42；设置在支撑部件42上的旋转支撑部件43；通过轴44旋转自由地设置在旋转支撑部件43上的增速齿轮45；以及与增速齿轮45啮合的电机轴齿轮46。

在手动机构中，当变焦功能切换操作部件4切换到手动变焦的位置时，如图7所示，增速齿轮45与电机轴齿轮46以离合式连结。当在该状态下变焦功能切换操作部件4通过用户的操作而在更换镜头1的圆周方向（箭头B方向）旋转时，变焦功能切换操作部件4克服2G用变焦用致动器14的定位转矩，使电机轴齿轮46旋转。由此，第2变焦组（2G）7在光轴P的方向上移动。

另一方面，电动机构包含：例如步进电机等2G用变焦用致动器14、2G用变焦用致动器14的电机轴14a、设置在电机轴14a上的2G用螺杆40。

当变焦功能切换操作部件4被切换到电动变焦的位置时，如图7的虚线所示，作为手动机构的支撑部件42、旋转支撑部件43、增速齿轮45退避。通过该对比，增速齿轮45从电机轴齿轮46离开，增速齿轮45与电机轴齿轮46之间的连结被解除。在切换到电动变焦的状态下，当从镜头控制部11向第2组驱动机械机构12发出电动变焦的指令时，2G用螺杆40通过2G用变焦用致动器14的驱动而旋转，第2变焦组（2G）7通过2G用螺杆40的旋转而在光轴P的方向上移动。

线性编码器16检测第2变焦组（2G）7的绝对位置。线性编码器16是例如电阻滑动器式的位移传感器等电气部件。

镜头控制部11不管是超微距、电动变焦和机械手动中的哪个模式，始终取入由线性编码器16检测出的第2变焦组（2G）7的绝对位置。

图8示出第3组驱动机构17的结构图。

第3组驱动机构17包含例如步进电机等3G变焦用致动器18、3G变焦用致动器18的电机轴18a、设置在电机轴18a上的3G用丝杠螺钉50。在3G用丝杠螺钉50上通过由螺母等构成的连结机构51而设置有第3变焦组（3G）8。

第3组驱动机构17通过第3组基准位置检测部19的例如PI等基准位置检测元件的基准位置检测来检测第3变焦组（3G）8的基准位置。

第3组驱动机构17在手动变焦时也通过例如步进电机等3G变焦用致动器18从上述基准位置起对第3变焦组（3G）8进行相对驱动。

第3组驱动机构17不会通过来自外部的输入来驱动第3变焦组（3G）8。

第3组驱动机构17根据镜头控制部11的指示，如上述图4所示，依照存储在存储部10中的第2变焦组（2G）7与第3变焦组（3G）8的位置关系信息来驱动第3变焦组（3G）8，即，追踪第2变焦组（2G）7的位置来驱动第3变焦组（3G）8。

在电动变焦时，第3组驱动机构17通过与在更换镜头1的圆周方向（箭头B方向）旋转了变焦功能切换操作部件4时的速度（速度指示）对应的移动速度来驱动第3变焦组（3G）8。

第3组基准位置检测部19如上所述获取作为第2透镜组的第3变焦组（3G）8的基准位置，例如使用光断续器（PI）。第3组基准位置检测部19与第3变焦组（3G）8一体地在光轴P的方向上移动。如图8所示，第3组基准位置检测部19例如使用光断续器（PI）作为用于获取第3变焦组（3G）8的基准位置的检测元件，其包含发光部191和受光部192。

如图9所示，光断续器（PI）的主体（以下，称为PI主体）193形成为コ字状。在PI主体193中形成有彼此相对的各相对面193a、193b。在PI主体193的一个相对面193a上设置有发光部191。在另一个相对面193b上设置有受光部192。发光部191与受光部192彼此相对配置。发光部191接受来自镜头控制部11的发光控制信号而发出光。镜头控制部11输出例如使发光部191连续地发光的发光控制信号，从而发光部191连续地发出光。受光部192接受从发光部191发出的光，输出表示该受光的高电平的有受光信号（H电平信号）。受光部192如果没有接收到从发光部191发出的光，则输出表示没有光的受光的低电平的无受光信号（L电平信号）。

在第3组基准位置检测部19中的彼此相对的各相对面193a、193b之间的空间内，配置有板状的梳齿部体194。在梳齿部体194中设置有多个遮光区域（以下，称为遮光壁体）194a、多个透过区域（以下，称为开放空间）194b。各遮光壁体194a分别使发光部191与受光部192之间成为遮光状态。各开放空间194b分别使得成为光在发光部191与受光部192之间透过的透过状态。遮光壁体194a和开放空间194b沿着光轴P的方向交替地排列，将梳齿部体194形成为梳齿状。各遮光壁体194a分别在光轴P的方向上以第1宽度Ha来形成。各开放空间194b分别在光轴P的方向上以第2宽度Hb来形成。第1宽度Ha和第2宽度Hb在光轴P的方向上例如以相同长度来形成。

图10示出梳齿部体194的具体的一例。梳齿部体194是交替地排列多个遮光壁体194a和多个开放空间194b而构成的。在梳齿部体194中，在作为用于初始化第3变焦组（3G）8的位置的特定位置，例如光学变焦的广角（Wide）端侧形成有一个广角端梳齿195W，并且在望远端侧形成有一个望远端梳齿195T。广角端梳齿195W和望远端梳齿195T分别以第3宽度Hc来形成。第3宽度Hc形成为各遮光壁体194a的第1宽度Ha的2分之1。

在梳齿部体194中，虽然将多个遮光壁体194a以第1宽度Ha形成，将广角端梳齿195W和望远端梳齿195T以第3宽度Hc（=Ha/2）形成，但是并不限于此，第1宽度Ha与第3宽度Hc的比率也可以是其他的比率。

当多个遮光壁体194a的各第1宽度Ha例如换算成用于驱动第3组驱动机构17中的步进电机等3G变焦用致动器18的驱动脉冲数时，例如相当于4脉冲+α。4脉冲是相当于后述的步进电机的励磁模式的1周的脉冲数的1例，此外也可以例如是8、16、32脉冲等。α是估计了由第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19的响应速度等引起的偏离量的校正系数，例如是1脉冲的驱动量。校正系数α例如是“1”“2”。

如果知道遮光壁体194a的第1宽度Ha、步进电机等3G变焦用致动器18的每1脉冲的驱动量即第3变焦组（3G）8的移动量、施加给该3G变焦用致动器18的驱动脉冲数，则镜头控制部11能够预测从第3组基准位置检测部（例如光断续器（PI））19输出的H电平信号（对应于开放空间194b的位置）和L电平信号（对应于遮光壁体194a的位置）。镜头控制部11通过对上述H电平信号和上述L电平信号进行加减法来判断第3变焦组（3G）8是位于广角端梳齿195W或望远端梳齿195T、还是位于广角端梳齿195W与望远端梳齿195T的中间。

镜头控制部11输入由第3组基准位置检测部19检测出的第3变焦组（3G）8的位置信息，识别通过电源接通时的初始驱动而由第3组驱动机构17驱动的第3变焦组（3G）8的基准位置。例如镜头控制部11通过步进电机等3G变焦用致动器18的驱动来识别第3变焦组（3G）8相对于上述基准位置的相对位置。

镜头控制部11根据由作为第1透镜组位置检测部的第2组绝对位置检测部16检测出的第2变焦组（2G）7的位置信息和存储在存储部10中的位置关系信息来控制第3变焦组（3G）8的移动。另外，镜头控制部11对移动第3变焦组（3G）8的第3组驱动机构17输出驱动脉冲。第3组驱动机构17被输入来自镜头控制部11的驱动脉冲数而驱动步进电机等3G变焦用致动器18，移动第3变焦组（3G）8。镜头控制部11由于将每1脉冲的第3变焦组（3G）8的移动量存储在存储器中，因此能够根据输出到第3组驱动机构17的驱动脉冲数而计算出第3变焦组（3G）8的移动量。

但是，存在第3变焦组（3G）8不能追踪第2变焦组（2G）7的移动来移动的情况。此时，例如存在第2变焦组（2G）7与第3变焦组（3G）8接触或冲突的顾虑。例如，当第2变焦组（2G）7与第3变焦组（3G）8冲突时，有时由于该冲突而使得驱动第2变焦组（2G）7和第3变焦组（3G）8的例如步进电机等2G用变焦用致动器14和3G变焦用致动器18中的任意一方或双方失步，不能检测第2变焦组（2G）7和第3变焦组（3G）8的位置。也就是说，第2变焦组（2G）7或第3变焦组（3G）8的控制状态变得异常。

参照图11对该失步的产生进行说明。在机械手动模式中，第2变焦组（2G）7通过来自外部的用户操作来驱动。第3变焦组（3G）8追踪第2变焦组（2G）7的移动而移动到与第2变焦组（2G）7的位置对应的位置。

例如，假设第2变焦组（2G）7存在于当前位置R1，第3变焦组（3G）8存在于当前位置R2。在第2变焦组（2G）7从该状态而移动到移动位置E1，并且第3变焦组（3G）8移动到移动位置E2时，当第2变焦组（2G）7例如通过用户的机械手动操作的变焦动作而以非常快的速度移动时，第3变焦组（3G）8有时不能追踪第2变焦组（2G）7的非常快的速度的移动。此时，有时第2变焦组（2G）7与第3变焦组（3G）8例如在位置K发生冲突，导致失步。

本装置具有如下所述的结构：在伴随变焦动作，2G用变焦用致动器14或3G变焦用致动器18的步进电机失步而使得控制状态变得异常时，检测出该控制状态变得异常的失步状态而迅速地进行恢复处理的动作。

镜头控制部11根据用于对第3变焦组（3G）8进行移动控制的控制位置信息和与由第3组基准位置检测部19检测出的第3变焦组（3G）8的位置信息对应的信号，判定第3变焦组（3G）8的控制状态是否异常，即是否失步。

具体地讲，镜头控制部11根据用于对第3变焦组（3G）8进行移动控制的控制位置信息来预测第3变焦组（3G）8的预测位置信息，根据该预测位置信息和与由第3组基准位置检测部19检测出的第3变焦组（3G）8的位置信息对应的信号，判定第3变焦组（3G）8的控制状态是否异常，即是否失步。

在判定为第3变焦组（3G）8的位置异常而失步时，镜头控制部11根据由第2组绝对位置检测部16检测出的第2变焦组（2G）7的位置信息和由第3组基准位置检测部19检测出的第3变焦组（3G）8的位置信息，从存储在存储部10中的多个初始化位置中选择一个初始化位置，将第3变焦组（3G）8移动到该所选择的一个初始化位置，将由第3组基准位置检测部19检测出的第3变焦组（3G）8的位置及位置信息初始化。

此时，镜头控制部11将第3变焦组（3G）8移动到多个初始化位置中的、存在于第2变焦组（2G）7和第3变焦组（3G）8不会机械干涉的方向上的初始化位置，对由第3组基准位置检测部19检测出的第3变焦组（3G）8的位置信息进行初始化。

将第3变焦组（3G）8初始化的位置例如与光学变焦的广角（Wide）端、望远（Tele）端、或者这些广角（Wide）端与望远（Tele）端的中间的各位置对应。

镜头控制部11将第3变焦组（3G）8移动到多个初始化位置中的没有机械干涉且相对于由第3组基准位置检测部19检测出的第3变焦组（3G）8的位置最接近的初始化位置，对第3变焦组（3G）8的位置及位置信息进行初始化。

但是，对第2变焦组（2G）7的绝对位置进行检测的线性编码器16的分辨率误差对对焦（FC）偏离产生影响，当线性编码器16的分辨率低、检测分辨率低时，会导致像的模糊。

图12示出线性编码器16的分辨率不足时的对焦（FC）偏离与第2变焦组（2G）7的分辨率之间的关系。该图12示出广角（Wide）与望远（Tele）之间的允许误差（允许深度）E。第2变焦组（2G）7的线性编码器16每隔间隔t1检测第2变焦组（2G）7的绝对位置。在每次检测出由线性编码器16检测出的第2变焦组（2G）7的绝对位置的变化量t1时就在光轴P的方向上移动第3变焦组（3G）8。即，在第2变焦组（2G）7的位置检测中检测到变化之后，第3变焦组（3G）8根据上述图4所示的相对位置关系而移动到与第2变焦组（2G）7的位置对应的位置。在第2变焦组（2G）7移动的间隔t1中，第3变焦组（3G）8停止。因此，虽然在允许深度深的广角（Wide）侧W1不会成为问题，但是在允许深度浅的望远（Tele）侧T1，由于第2变焦组（2G）7的移动量直接成为对焦（FC）偏离并超过允许深度（允许误差），因此产生像的模糊。因此，需要提高线性编码器16的分辨率，提高第3变焦组（3G）8对于第2变焦组（2G）7的追踪性。

图13示出线性编码器16的分辨率充分时的对焦（FC）偏离与第2变焦组（2G）7的分辨率之间的关系。当第2变焦组（2G）7的线性编码器16的输出的变化量成为比间隔t1短的间隔的位置ta、tb、tc（间隔t2）时，对第3变焦组（3G）8的移动进行控制。

图14示出根据第2变焦组（2G）7的变焦（zoom）位置使判定阈值变化时的对焦（FC）偏离与第2变焦组（2G）7的分辨率之间的关系。在允许深度深的广角（Wide）侧，镜头控制部11在由线性编码器16检测出的第2变焦组（2G）7的绝对位置的变化量每次成为间隔t1时使第3变焦组（3G）8在光轴P的方向上移动。在允许深度浅的望远（Tele）侧T1，镜头控制部11在由线性编码器16检测出的第2变焦组（2G）7的绝对位置的变化量每次成为间隔t2时使第3变焦组（3G）8在光轴P的方向上移动。间隔t1设定为比间隔t2还要长（t1>t2）。

接着，对如上所述构成的更换镜头的动作进行说明。

首先，镜头控制部11按照图15所示的变焦起动流程图起动变焦动作。

镜头控制部11在步骤S1中进行变焦模式的检测，在步骤S2中进行变焦模式处理。之后，镜头控制部11在步骤S3中进行待机（Wait）之后，在步骤S4中判定是否为异常状态。如果不是异常状态，则镜头控制部11回到步骤S1，如果是异常状态，则结束变焦起动。

接着，按照图16所示的变焦模式检测流程图对上述步骤S1的变焦模式检测进行说明。

镜头控制部11在步骤S10中从变焦功能切换操作部件4的格雷码式编码器读入编码值，在步骤S11中判定变焦模式是否为机械手动变焦模式。如果该判定的结果是变焦模式为机械手动变焦模式，则镜头控制部11存储机械手动变焦模式而结束变焦模式检测。

如果变焦模式不是机械手动变焦模式，则镜头控制部11在步骤S12中判定是否为电动变焦模式。如果该判定的结果不是电动变焦模式，则镜头控制部11在步骤S13中将变焦模式设定为超微距模式。另一方面，如果是电动变焦模式，则镜头控制部11在步骤S14中判定上一次是否为机械手动变焦模式。如果该判定的结果不是机械手动变焦模式，则镜头控制部11存储电动变焦模式而结束变焦模式检测。如果是机械手动变焦模式，则镜头控制部11在步骤S15中对励磁位置进行校正。

接着，根据图17所示的励磁位置校正流程图对校正上述步骤S15的励磁位置进行说明。

关于2G用变焦用致动器14及3G变焦用致动器18，例如使用步进电机。关于步进电机，使用2-2相步进电机。

如图18所示，在2-2相步进电机中，A相是在+A、-A上存在励磁位置。B相是在+B、-B上存在励磁位置。在2-2相励磁驱动时，当利用（A相，B相）的组合来表现励磁时存在（+A，+B）、（-A，-B）、（+A，-B）、（-A，+B）这4个励磁模式。由于各励磁模式为1脉冲，因此4脉冲成为励磁模式的1周。当在虚线所示的范围的位置上存在步进电机时，通过将励磁模式设定为+A：+B，从而在R点的位置上吸附步进电机。当在实线所示的范围内的位置上存在步进电机时，通过将励磁模式设定为-A：+B，从而在B点的位置上吸附步进电机。

因此，在进行励磁位置的校正时，镜头控制部11在步骤S20中进行+A：+B的励磁，在步骤S21中进行待机（Wait）。之后，镜头控制部11在步骤S22中进行-A：+B的励磁，在步骤S23中进行待机（Wait）。由此，在B点进行励磁位置的校正。各步骤S21、S23中的待机（Wait）的时间被预先设定。在使步进电机的驱动方向相反时，在步骤S22中，进行+A：-B的励磁，也可以在G点而不是B点对励磁位置进行校正。为了缩短恢复时间，不会执行所有的励磁模式。

但是，在1-2相励磁驱动时，除了2-2相励磁位置的（+A，+B）、（-A，-B）、（+A，-B）、（-A，+B）以外，还有1-2相励磁位置的（+A，0）、（-A，0）、（0，+B）、（0，-B）这4个励磁模式。由于各励磁模式为1脉冲，因此8脉冲构成励磁模式的1周。而且，如果增加中间分割位置，则能够使1周为16脉冲、32脉冲…。并且，也可以将上述的梳齿部体194的多个遮光壁体194a的第1宽度Ha按照1周的脉冲数，代替上述的4脉冲+α而设定为8脉冲+α、16脉冲+α等。

接着，根据图19所示的变焦模式处理流程图对上述步骤S2的变焦模式处理进行说明。

镜头控制部11在步骤S30中根据所存储的变焦模式信息，判定是否为机械手动变焦模式。如果该判定的结果是机械手动变焦模式，则镜头控制部11在步骤S31中进行机械手动变焦的处理。

如果不是机械手动变焦模式，则镜头控制部11在步骤S32中判定是否为电动变焦模式。如果该判定的结果是电动变焦模式，则镜头控制部11在步骤S33中进行电动变焦处理。

如果不是电动变焦模式，则镜头控制部11在步骤S34中进行超微距处理。

接着，根据图20所示的机械手动变焦模式处理流程图对机械手动变焦模式处理（上述步骤S31）进行说明。

镜头控制部11在步骤S40中利用线性编码器16来检测第2变焦组（2G）7的绝对位置。

镜头控制部11在该步骤S40中，在后述的图23所示的步骤S74中进行2G/3G冲突检测处理，检测第3变焦组（3G）8的控制状态是否为异常，即是否失步。

镜头控制部11在步骤S41中根据步骤S40的2G位置检测处理的结果判定第3变焦组（3G）8的控制状态是否为异常，即是否失步。

如果该判定的结果是第3变焦组（3G）8的控制状态不是异常，则镜头控制部11在步骤S42中利用线性编码器16检测第2变焦组（2G）7的当前位置，依次更新该第2变焦组（2G）7的当前位置。

镜头控制部11在步骤S43中，例如如图14所示，根据第2变焦组（2G）7的变焦（zoom）位置来更新判定阈值。

镜头控制部11在步骤S44中求出第2变焦组（2G）7的当前位置与第2变焦组（2G）7的过去位置（例如图14所示的隔着间隔t1、t2的以前的位置）的差异的绝对值，判定该差异的绝对值是否比预先设定的判定阈值与滞后量的相加量His_A大。

如果该判定的结果为差异的绝对值比相加量His_A大，则镜头控制部11在步骤S45中读取存储在存储部10中的如图4所示的第2变焦组（2G）7与第3变焦组（3G）8的位置关系信息。镜头控制部11在步骤S46中追踪第2变焦组（2G）7的位置而驱动第3变焦组（3G）8。

镜头控制部11虽然在步骤S46的3G驱动处理中进行后述的图25所示的步骤S93的3G一定速度驱动，但是根据用于对第3变焦组（3G）8进行移动控制的控制位置信息和由第3组基准位置检测部19检测出的第3变焦组（3G）8的位置信息来检测第3变焦组（3G）8的控制状态是否为异常，即是否失步。

镜头控制部11在步骤S47中根据上述步骤S46的检测结果来判定第3变焦组（3G）8的控制状态是否为异常，即是否失步。

在判定为差异的绝对值比相加量His_A大且未检测出异常时，或者在差异的绝对值比相加量His_A小时，镜头控制部11反复执行上述步骤S40～步骤S47。

当上述步骤S41、S47的判定的结果是判定为第3变焦组（3G）8的控制状态为异常而失步时，镜头控制部11转移到步骤S48而进行恢复处理，结束机械手动变焦模式处理。

虽然没有在图20中示出，但是当在机械手动变焦处理中，变焦切换操作部向图1所示的箭头A方向进行了操作时，结束机械手动变焦处理。并且，结束模式处理（图19），经过变焦起动处理（图15）中的步骤S3、S4而执行步骤S1的变焦模式检测。

接着，根据图21所示的电动变焦处理流程图对电动变焦处理（上述步骤S33）进行说明。

镜头控制部11在步骤S50中检测电动变焦中的第2变焦组（2G）7的被设定的速度。

镜头控制部11在步骤S51中利用线性编码器16检测第2变焦组（2G）7的位置。

镜头控制部11在步骤S52中依次更新该第2变焦组（2G）7的当前位置。

镜头控制部11在步骤S53中使第2变焦组（2G）7驱动，并且在步骤S54中读取存储在存储部10中的如图4所示的第2变焦组（2G）7与第3变焦组（3G）8的位置关系信息，追踪第2变焦组（2G）7的位置来驱动第3变焦组（3G）8。

接着，根据图22所示的超微距处理流程图对超微距处理（上述步骤S34）进行说明。

镜头控制部11在步骤S60中将第2变焦组（2G）7驱动到预先设定的超微距位置，在步骤S61中将第3变焦组（3G）8驱动到预先设定的超微距位置。

接着，根据图23所示的第2变焦组（2G）7的位置检测流程图对第2变焦组（2G）7的位置检测（上述步骤S40，S51）进行说明。

镜头控制部11在步骤S70中对检测第2变焦组（2G）7位置的线性编码器16的输出信号进行A/D转换，在步骤S71中对进行了该A/D转换的次数进行计数。镜头控制部11反复进行步骤S70、71，依次对线性编码器16的输出信号进行A/D转换，对进行了A/D转换的次数进行计数，当预定次数的A/D转换结束时，计算所读入的A/D转换值的平均值。

镜头控制部11在步骤S72中参照存储在存储部10中的表示线性编码器16的输出与第2变焦组（2G）7的驱动脉冲之间的关系的调整数据，由线性编码器16的输出值（平均值）计算第2变焦组（2G）7的脉冲位置。

接着，镜头控制部11仅在图20所示的机械手动变焦处理中的步骤S40的2G位置检测处理时执行各步骤S73、74的处理，在图21所示的电动变焦处理中的步骤S51的2G位置检测处理时不执行各步骤S73、74的处理。

镜头控制部11在步骤S73中求出第2变焦组（2G）7的当前位置与第2变焦组（2G）7的过去位置（例如图14所示的隔着间隔t1、t2的以前的位置）的差异的绝对值，通过将该差异的绝对值除以时间来计算第2变焦组（2G）7的速度。

镜头控制部11在步骤S74中判定第2变焦组（2G）7与第3变焦组（3G）8是否在例如图11所示的位置K冲突，并失步。

关于详细内容，根据图28所示的2G/3G冲突检测流程图在后面叙述。以上，结束图23所示的2G位置检测处理流程图的说明。

接着，根据图24所示的电动变焦速度检测流程图对电动变焦速度检测（上述步骤S50）进行说明。

镜头控制部11在步骤S80中检测由变焦功能切换操作部件4设定的变焦速度。镜头控制部11在变焦功能切换操作部件4处于电动变焦状态时，根据电动变焦速度切换检测机构30的输出，检测摄影者通过向B方向旋转变焦功能切换操作部件4而设定的电动变焦的速度。镜头控制部11对电动变焦速度切换检测机构30的输出信号进行A/D转换，在步骤S81中对进行了A/D转换的次数进行计数。镜头控制部11反复进行步骤S80、81，对电动变焦速度切换检测机构30的输出信号进行A/D转换，对进行了A/D转换的次数进行计数。当预定次数的A/D转换结束时，镜头控制部11计算所读入的A/D转换值的平均值。

镜头控制部11在步骤S82中，根据电动变焦速度切换检测机构30的输出值（平均值）判断设定为空挡（不驱动）、向广角（Wide）方向驱动时的分别不同的第1至第3速度，向望远（Tele）方向驱动时的分别不同的第1至第3速度中的哪一个。

接着，根据图25所示的第3变焦组驱动流程图对第3变焦组（3G）8的驱动（上述步骤S46）进行说明。

镜头控制部11在步骤S90中根据第2变焦组（2G）7的移动速度（在通过图20所示的机械手动变焦处理的步骤S40的2G位置检测而执行的图23的步骤S73中计算）来确定第3变焦组（3G）8的分布图（profile），计算第3变焦组（3G）8的速度。

镜头控制部11在步骤S91中对第3变焦组（3G）8进行初始励磁，在步骤S92中根据在步骤S90中确定的分布图来进行加速驱动，在步骤S93中当达到在步骤S90中计算出的速度时，以一定速度驱动预定量，在步骤S94中根据在步骤S90中确定的分布图进行减速驱动，在步骤S95中进行保持励磁。

接着，根据图26所示的第2及第3变焦组驱动流程图对第2变焦组（2G）7和第3变焦组（3G）8的驱动（上述步骤S53、S54）进行说明。

镜头控制部11在步骤S100中根据通过电动变焦速度检测处理（图24）检测出的变焦速度来确定第2变焦组（2G）7的速度。镜头控制部11在步骤S101中对第2变焦组（2G）7进行初始励磁，在步骤S102中进行加速驱动，在步骤S103中以一定速度进行驱动，在步骤S104中进行减速驱动，在步骤S105中进行保持励磁。

并且，镜头控制部11在步骤S106中根据在步骤S100中确定的第2变焦组（2G）7的速度的移动速度来确定第3变焦组（3G）8的分布图。以下，镜头控制部11根据所确定的分布图来进行控制。镜头控制部11在步骤S107中对第3变焦组（3G）8进行初始励磁，在步骤S108中进行加速驱动，在步骤S109中以一定速度来驱动，在步骤S110中进行减速驱动，在步骤S111中进行保持励磁。

接着，根据图27所示的第3变焦组一定速度驱动流程图对第3变焦组（3G）8的一定速度驱动（上述步骤S93，S109）进行说明。

第3变焦组一定速度驱动是在以下的流程中执行。即，虽然通过图20所示的机械手动变焦处理流程图中的步骤S46来执行3G驱动处理，但是如图25的3G驱动处理流程图所示，通过步骤S93来执行3G一定速度驱动处理。

在步骤S93的3G一定速度驱动处理中，如上所述以一定速度来驱动第3变焦组（3G）。此时，如图8所示，第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19与第3变焦组（3G）8一体地在光轴P的方向上移动，获取该第3变焦组（3G）8的基准位置。在第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19移动时，在该第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19中的发光部191与受光部192之间的空间中配置有板状的梳齿部体194。通过该配置，在发光部191与受光部192之间，梳齿部体194的多个遮光壁体194a和多个开放空间194b交替地通过。由此，第3组基准位置检测部19交替地输出表示在受光部192中接收到了来自发光部191的光的有受光信号（H电平信号：与开放空间194b的位置对应）、和表示没有光的受光的无受光信号（L电平信号：与遮光壁体194a的位置对应）。

镜头控制部11交替地输入从第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19输出的H电平信号和L电平信号。

镜头控制部11在图27所示的3G一定速度驱动流程图的步骤S120中，设定对从第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19输出的有受光信号（H电平信号：与开放空间194b的位置对应）和无受光信号（L电平信号：与遮光壁体194a的位置对应）进行计数的PI检测计数器。

镜头控制部11在步骤S121中逐个脉冲地对移动第3变焦组（3G）8的第3组驱动机构17依次输出驱动脉冲信号。并且，镜头控制部11逐个脉冲地对驱动脉冲信号进行计数，求出所计数的驱动脉冲数。即，镜头控制部11对驱动脉冲计数器进行设定，通过该驱动脉冲计数器以驱动脉冲数+1的方式来进行计数。如上所述，通过驱动脉冲计数器计数的驱动脉冲数是第3变焦组（3G）8的控制位置信息。

镜头控制部11在步骤S122中依次检测第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19的输出信号的状态，即H电平信号和L电平信号。

镜头控制部11在步骤S123中判定第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19的输出信号是否在H电平信号与L电平信号之间变化。如果第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19与第3变焦组（3G）8一体地在光轴P的方向上移动，则在该第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19中的发光部191与受光部192之间的空间中梳齿部体194的多个遮光壁体194a和多个开放空间194b交替地通过。由此，第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19的输出信号交替地变化为H电平信号和L电平信号。镜头控制部11对第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19的输出信号进行监测，判定H电平信号与L电平信号之间的变化。

镜头控制部11在步骤S124中根据用于对第3变焦组（3G）8进行移动控制的控制位置信息和由第3组基准位置检测部19检测出的第3变焦组（3G）8的位置信息来判定第3变焦组（3G）8的控制状态是否为异常，即是否失步。

具体地讲，镜头控制部11对从第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19输出的H电平信号和L电平信号进行监测。

第3组驱动机构17是步进电机等3G变焦用致动器18。镜头控制部11存储3G变焦用致动器18的每1步的移动量。镜头控制部11通过将所存储的每1步的移动量与由驱动脉冲计数器计数的驱动脉冲数相乘来求出第3变焦组（3G）8的移动量。

镜头控制部11将第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19中的梳齿部体194的各遮光壁体194a的各第1宽度Ha预先存储在存储器中。镜头控制部11将各第1宽度Ha例如换算为驱动脉冲数而相当于4脉冲+α的内容存储在存储器中。关于各遮光壁体194a的第1宽度Ha，存储了作为设计数据的信息和测量值。

镜头控制部11将在从第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19的输出信号从H电平信号切换到L电平信号的时刻到再次从L电平信号切换到H电平信号的时刻为止的期间，即发光部191和受光部192通过遮光壁体194a的第1宽度Ha的期间，通过驱动脉冲数与每1步的移动量的相乘而求出的第3变焦组（3G）8的移动量（移动距离）、与所存储的数据即第1宽度Ha进行比较。

当具体地说明时，镜头控制部11判定设计数据的第1宽度Ha是否如式（1）所示，落入到在每1步的移动量与驱动脉冲数的相乘值上加减了校正系数α后的各值的范围内。

每1步的移动量与驱动脉冲数的相乘值-α

<设计数据的第1宽度Ha<

每1步的移动量与驱动脉冲数的相乘值+α…（1）

如果该判定的结果为设计数据的第1宽度Ha落入到在每1步的移动量与驱动脉冲数的相乘值上加减了校正系数α后的各值的范围内，则当第3变焦组（3G）8的位置为正常时，镜头控制部11在步骤S125中将驱动脉冲计数器的计数值清除为“0”。

之后，镜头控制部11反复进行上述步骤S121～S125。

另一方面，当步骤S123中的判定结果为，判定为第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19的输出信号不在H电平信号与L电平信号之间变化时，镜头控制部11转移到步骤S126，通过将设计数据的第1宽度Ha除以每1步的移动量，判定对该相除值加上校正系数β后的值是否比由驱动脉冲计数器计数的驱动脉冲数小。即，镜头控制部11判定式（2）

（设计数据的第1宽度Ha/每1步的移动量）+β

<驱动脉冲数…（2）

。β是预估了由第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19的响应速度等引起的偏离量的校正系数，例如是步进电机的1旋转的脉冲数，即4脉冲、8脉冲。

如果该判定的结果为在所存储的数据即第1宽度Ha除以每1步的移动量后的相除值上加上校正系数β后得到的值比驱动脉冲数小，则镜头控制部11在步骤S127中判定为第3变焦组（3G）8的控制状态为异常，即判定为失步。

如果上述步骤S124中的判定结果为设计数据的第1宽度Ha没有落入到对每1步的移动量与驱动脉冲数的相乘值加减了校正系数α后的各值的范围内，则镜头控制部11在步骤S128中判定第3变焦组（3G）8的控制状态为异常，即判定为失步。

以上，结束与图27所示的3G一定速度驱动流程图的处理有关的说明。

接着，图28示出判定由第2变焦组（2G）7与第3变焦组（3G）8的冲突引起的控制状态的异常的2G/3G冲突检测流程图。2G/3G冲突检测处理是在上述图23所示的2G位置检测流程图的步骤S74中执行的。2G位置检测处理是在上述图20所示的机械手动变焦处理流程图的步骤S40中执行的。

镜头控制部11通过2G位置检测处理（图20：步骤S40）来检测在机械手动模式时第2变焦组（2G）伴随用户对变焦功能切换操作部件4的操作的移动。镜头控制部11通过2G/3G冲突检测（图23：步骤S74）来判定第2变焦组（2G）是否与静止的第3变焦组（3G）8在例如图11所示的位置K发生冲突，控制状态是否异常，即判定是否失步。

镜头控制部11在步骤S130中检测第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19的输出信号的状态，即H电平信号或L电平信号的状态。

镜头控制部11在步骤S131中判定第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19的输出信号是否在H电平信号与L电平信号之间变化。

当该判定的结果为检测到第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19的输出信号在H电平信号与L电平信号之间变化时，镜头控制部11在步骤S132中判定为第3变焦组（3G）8的控制状态为异常，即判定为失步。另一方面，当在第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19的输出信号中没有变化时，镜头控制部11作为正常而结束。

如上所述，在机械手动变焦动作中通过变焦功能切换操作部件4的操作而移动了第2变焦组（2G）时，能够检测出其与第3变焦组（3G）冲突而使第3变焦组（3G）失步的情况。

接着，对图29所示的恢复处理流程图进行说明。

当在上述图27所示的第3变焦组一定速度驱动流程图中的各步骤S127、S128，或在上述图28所示的步骤S132中判定为控制状态异常，即判定为失步时，镜头控制部11执行图29所示的恢复处理流程图。

镜头控制部11在步骤S140中设定恢复处理用参数。恢复处理用参数是3G变焦用致动器18的施加电压值、或驱动速度。恢复处理用参数用于提高例如对于第3组驱动机构17的步进电机等3G变焦用致动器18的电压设定而将该电机设定为高转矩、或者使驱动速度变慢而以高转矩来驱动步进电机等3G变焦用致动器18。在不是恢复处理动作而是通常驱动动作时，将上述电压设定设定得更低而实现静音化。

镜头控制部11利用恢复处理用参数来驱动第3组驱动机构17的步进电机等3G变焦用致动器18，使其向对第3变焦组（3G）8进行初始化的位置（复位位置），例如光学变焦的广角（Wide）端或望远（Tele）端移动。图30示出判定控制状态的异常即失步之后的第3变焦组（3G）8向望远（Tele）端的移动f1的示意图。

第3变焦组（3G）8的移动方向是朝向第2变焦组（2G）7与第3变焦组（3G）8不冲突的广角（Wide）端的方向或者朝向望远（Tele）端的方向。关于第3变焦组（3G）8的移动方向，能够通过由镜头控制部11来把握第2变焦组（2G）7和第3变焦组（3G）8的各当前位置来进行判定。

镜头控制部11在步骤S141中判定在第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19的输出信号中是否存在H电平与L电平之间的变化。如果该判定的结果是没有变化，则镜头控制部11反复进行判定直到在第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19的输出信号中存在H电平与L电平之间的变化为止。

此处，第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19的输出将L电平设为相当于梳齿部体194的遮光壁体。

当在第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19的输出信号中存在从L电平向H电平的变化时，镜头控制部11在步骤S142中判定所检测出的L电平的宽度（相当于移动f2）是否与相当于望远端侧中的望远端梳齿195T的第3宽度Hc的期间一致。即，镜头控制部11判定第3变焦组（3G）8是否到达了与望远端梳齿195T的右端（图30）对应的位置。由于望远端梳齿195T形成为比其他的遮光壁体194a的宽度还要短例如2分之1，因此镜头控制部11能够根据从第3组基准位置检测部（例如光断续器（PI））19输出的L电平信号的宽度来进行检测。

而且，镜头控制部11在步骤S143中，为了消除间隙（back lash）而以越过望远端梳齿195T的位置的方式，向第3组驱动机构17的步进电机等3G变焦用致动器18施加过度脉冲（γ脉冲）。由此，第3变焦组（3G）8越过望远端梳齿195T（移动f3）仅过度脉冲（γ脉冲）的量。过度脉冲（γ脉冲）的数量例如根据第3组驱动机构17等的间隙等而不同。

之后，镜头控制部11将第3变焦组（3G）8移动到与望远端梳齿195T对应的复位位置（移动f4）。

镜头控制部11在步骤S144中判定第3组基准位置检测部（光断续器（PI））19的输出信号是否从H电平信号变化到L电平信号。如果从H电平信号变化到L电平信号，则镜头控制部11结束恢复处理。此时，第3变焦组（3G）8到达与望远端梳齿195T的右端（图30）对应的位置，结束恢复处理。

如上所述，根据上述一实施方式，根据用于对第3变焦组（3G）8进行移动控制的控制位置信息和由第3组基准位置检测部19检测出的第3变焦组（3G）8的位置信息，判定第3变焦组（3G）8的控制状态是否为异常，即判定是否为失步。具体地讲，根据用于对第3变焦组（3G）8进行移动控制的控制位置信息来预测第3变焦组（3G）8的预测位置信息，对该预测位置信息与由第3组基准位置检测部19检测出的第3变焦组（3G）8的位置信息进行比较，判定第3变焦组（3G）8的控制状态是否为异常，是否失步。由此，根据该更换镜头，在低成本、小型化的同时，在步进电机随着变焦动作而失步时，能够检测到失步而迅速地进行恢复动作，能够具有操作性优秀的变焦功能。

在判定为第3变焦组（3G）8的控制状态为异常且失步时，由于从多个初始化位置中选择一个初始化位置，将第3变焦组（3G）8移动到该所选择的一个初始化位置，进行对由第3组基准位置检测部19检测出的第3变焦组（3G）8的位置信息进行初始化（复位）的恢复处理，因此能够使第3变焦组（3G）8的控制状态再次恢复到正常。

关于进行初始化（复位）的位置，能够在光学变焦的广角（Wide）端、望远（Tele）端、或者广角（Wide）端与望远（Tele）端中间的位置中的距离产生了失步的第3变焦组（3G）8的位置最近的位置进行初始化（复位），能够缩短恢复处理所需的时间。

在恢复处理中，能够将第3变焦组（3G）8移动到多个初始化位置中的存在于第2变焦组（2G）7和第3变焦组（3G）8不会机械干涉的方向上的初始化位置。

另外，本实施方式的梳齿部体194也可以以如下所述的方式变型。

图31示出梳齿部体194的变型例的结构图。在梳齿部体194中，在广角端梳齿195W与望远端梳齿195T之间的中间位置上形成有复位用的两根梳齿194c。各梳齿194c与广角端梳齿195W及望远端梳齿195T同样，以第3宽度Hc来形成。镜头控制部11能够利用广角端梳齿195W和望远端梳齿195T分别对第3变焦组（3G）8的位置进行初始化（复位），并且也能够在梳齿部体194中的广角端梳齿195W与望远端梳齿195T之间的中间位置对第3变焦组（3G）8的位置进行初始化（复位）。

例如，如上述图11所示，当使第3变焦组（3G）8向望远（望远：Tele）端侧移动时，第2变焦组（2G）7与第3变焦组（3G）8不会冲突。由此，在判定了失步之后，将第3变焦组（3G）8移动到望远（望远：Tele）端侧。由此，检测在广角端梳齿195W与望远端梳齿195T之间的中间位置的两根梳齿194c的宽度Hc，确定初始化位置，能够对第3变焦组（3G）8的位置进行初始化（复位）。根据如上所述的结构，能够以更短的时间来进行初始化。

图32示出梳齿部体194的其他变型例的结构图。在梳齿部体194中，在广角端梳齿195W与望远端梳齿195T之间的中间位置上形成有复位用的三根梳齿194d、194e、194f。各梳齿194d、194e、194f分别以不同的宽度来形成。梳齿194d以第3宽度Hc来形成。梳齿194e以第3宽度Hc的2倍的第1宽度Ha来形成。梳齿194f以第3宽度Hc的3倍的第3宽度Hd来形成。即使是各梳齿194d、194e、194f，也与上述图32所示的梳齿部体194的检测处理同样，检测三根梳齿194d、194e、194f的宽度Hc、Ha、Hd来确定初始化位置，能够在广角端梳齿195W与望远端梳齿195T之间的中间位置上对第3变焦组（3G）8的位置进行初始化（复位）。根据如上所述的结构，能够以更短的时间来进行初始化。

图33示出梳齿部体194的其他变型例的结构图。关于梳齿部体194，例如在望远（望远：Tele）端，例如改变三个望远端梳齿195T的各间隔。使最靠近望远端侧的望远端梳齿195T与第2个望远端梳齿195T的间隔成为与第3宽度Hc相同的间隔。使第2个望远端梳齿195T与第3个望远端梳齿195T的间隔成为与第2宽度Hb相同的间隔。使之后的各望远端梳齿195T的间隔成为与第2宽度Hb相同的间隔。即使在广角（广角：Wide）端侧，只要将各望远端梳齿195T的间隔形成为与望远端侧的各望远端梳齿195T的间隔相同即可。通过检测这些间隔不同的三个望远端梳齿195T的各自的间隔，能够确定初始化位置，利用广角端梳齿195W和望远端梳齿195T对第3变焦组（3G）8的位置进行初始化（复位）。根据如上所述的结构，能够更可靠地进行初始化。

图34示出梳齿部体194的其他变型例的结构图。在梳齿部体194中，将多个遮光壁体194a的宽度分别形成为从广角（广角：Wide）端侧和望远（望远：Tele）侧开始依次变长。例如，从广角（广角：Wide）端侧开始以Hc、2Hc、3Hc、4Hc、···将遮光壁体194a的宽度变长来形成，同样地，从望远（望远：Tele）端侧开始也以Hc，2Hc，3Hc，4Hc，…将遮光壁体194a的宽度变长来形成。

根据如上所述的梳齿部体194，由于遮光壁体194a的宽度与第3变焦组（3G）8的位置对应，因此通过检测遮光壁体194a的宽度能够确定第3变焦组（3G）8的位置。或者，例如，当在检测出了遮光壁体194a的宽度2Hc之后检测出宽度5Hc时，能够判定第3变焦组（3G）8失步。

对于本领域技术人员而言本发明的其他优点和变型是很容易得到的。因此，更宽视角的本发明并不限定于上面所示出并描述的特定细节和代表性实施方式。从而，能够在不脱离权利要求书中所记载的发明及其等同物的总的宗旨或范围的情况下进行各种变型。

Claims (20)

1.一种光学设备，该光学设备具有：

至少第1透镜组及第2透镜组，其为了进行光学的变焦动作而在光轴方向上移动；

操作部件，其用于指示所述光学的所述变焦动作；

第1透镜组位置检测部，其检测根据所述操作部件的操作而移动的所述第1透镜组的位置；

第2透镜组位置检测部，其输出与所述第2透镜组的位置对应的信号；

存储部，其存储与进行所述变焦动作时的焦距对应的表示所述第1透镜组与所述第2透镜组的位置关系的位置关系信息；以及

控制部，其根据由所述第1透镜组位置检测部检测出的所述第1透镜组的位置信息和存储在所述存储部中的所述位置关系信息，对所述第2透镜组的移动进行控制，

所述控制部根据控制所述第2透镜组的移动时的控制位置信息以及与由所述第2透镜组位置检测部检测出的所述第2透镜组的位置对应的信号，判定所述第2透镜组的控制状态是否异常。

2.根据权利要求1所述的光学设备，其特征在于，

所述存储部存储用于对所述第2透镜组的位置和所述第2透镜组的控制位置信息进行初始化的多个初始化位置，

所述控制部在判定为所述第2透镜组的控制状态为异常时，根据由所述第1透镜组位置检测部检测出的所述第1透镜组的所述位置信息和由所述第2透镜组位置检测部检测出的所述第2透镜组的所述控制位置信息，从存储在所述存储部中的所述多个初始化位置中选择一个所述初始化位置，将所述第2透镜组移动到该选择的一个所述初始化位置，并且对所述第2透镜组的控制位置信息进行初始化。

3.根据权利要求2所述的光学设备，其特征在于，

所述控制部将所述第2透镜组移动到所述多个初始化位置中的存在于所述第1透镜组和所述第2透镜组不会机械干涉干涉的移动方向上的所述初始化位置，对所述第2透镜组的控制位置信息进行初始化。

4.根据权利要求2所述的光学设备，其特征在于，

所述控制部将所述第2透镜组移动到所述多个初始化位置中的相对于由所述第2透镜组位置检测部检测出的所述第2透镜组的所述位置信息最近的所述初始化位置，对所述第2透镜组的控制位置信息进行初始化。

5.根据权利要求2所述的光学设备，其特征在于，

所述多个初始化位置至少包含与所述光学的变焦动作的广角端对应的广角端位置。

6.根据权利要求2所述的光学设备，其特征在于，

所述多个初始化位置至少包含与所述光学的变焦动作的望远端对应的望远端位置。

7.根据权利要求2所述的光学设备，其特征在于，

所述多个初始化位置至少包含和所述光学的变焦动作的广角端对应的广角端位置与和望远端对应的望远端位置之间的中间位置。

8.根据权利要求1所述的光学设备，其特征在于，

所述第2透镜组位置检测部包括：

检测元件，其包括发光部和受光部，与所述第2透镜组一体地在所述光轴方向上移动；以及

梳齿体，其包含使所述发光部与所述受光部之间成为遮光状态的多个遮光区域、以及使所述发光部与所述受光部之间成为透过状态的多个透过区域，由各所述遮光区域和各所述透过区域在所述光轴方向上交替地排列而成，

所述控制部在使所述发光部发光的状态下，根据在所述第2透镜组移动了时从所述受光部输出的与所述第2透镜组的位置对应的信号、和对所述第2透镜组的移动进行控制时的所述控制位置信息，判定所述第2透镜组的控制状态是否为异常。

9.根据权利要求8所述的光学设备，其特征在于，

在所述梳齿体中，所述遮光区域以第1宽度形成，

所述控制部在使所述第2透镜组移动了时，根据与所述遮光区域对应而从所述受光部输出所述信号的期间，取得所述第2透镜组的移动量作为所述控制位置信息，对所述移动量和与所述第1宽度对应的移动量进行比较来判定是否为异常。

10.根据权利要求8所述的光学设备，其特征在于，

在所述梳齿体中，所述透过区域以第2宽度形成，

所述控制部在使所述第2透镜组移动了时，根据与所述透过区域对应而从所述受光部输出所述信号的期间，取得作为所述控制位置信息的所述第2透镜组的移动量，对所述移动量和与所述第2宽度对应的移动量进行比较来判定是否为异常。

11.根据权利要求8所述的光学设备，其特征在于，

在所述梳齿体中，所述遮光区域以第1宽度形成，

所述控制部在所述受光部输出与所述第1宽度对应的所述信号的期间，反复取得所述第2透镜组的移动量，反复对取得的所述移动量与预先存储的与所述第1宽度对应的移动量进行比较来判定是否为异常。

12.根据权利要求8所述的光学设备，其特征在于，

在所述梳齿体中，所述透过区域以第2宽度形成，

所述控制部在所述受光部输出与所述第2宽度对应的所述信号的期间，反复取得所述第2透镜组的移动量，反复对取得的所述移动量与预先存储的与所述第2宽度对应的移动量进行比较来判定是否为异常。

13.根据权利要求1所述的光学设备，其特征在于，

所述第2透镜组位置检测部包括：

检测元件，其包括与所述第2透镜组一体地在所述光轴方向上移动的发光部和受光部；以及

梳齿体，其包含使所述发光部与所述受光部之间成为遮光状态的多个遮光区域、和使所述发光部与所述受光部之间成为透过状态的多个透过区域，由各所述遮光区域和各所述透过区域在所述光轴方向上交替地排列而成，

所述控制部在使所述发光部发光的状态下，根据在所述第2透镜组移动了时从所述受光部输出的与所述第2透镜组的位置对应的信号、和对所述第2透镜组的移动进行控制时的所述控制位置信息，判定所述第2透镜组的控制状态是否为异常，在判定为异常时，进行初始化动作。

14.根据权利要求13所述的光学设备，其特征在于，

在所述梳齿体中，所述多个遮光区域以第1宽度形成，所述多个透过区域以第2宽度形成，且与所述第2透镜组的初始化位置对应的所述遮光区域或所述透过区域以与所述第1宽度及所述第2宽度不同的第3宽度形成，

所述控制部在判定为所述第2透镜组的控制状态为异常时，使所述第2透镜组移动到所述初始化位置而进行初始化动作。

15.根据权利要求13所述的光学设备，其特征在于，

所述控制部在将所述第2透镜组移动到所述初始化位置的状态下对所述第2透镜组的所述控制位置信息进行初始化。

16.根据权利要求13所述的光学设备，其特征在于，

所述第2透镜组的所述初始化位置设置在所述梳齿体中的与所述光学的所述变焦动作的广角端对应的广角端位置上。

17.根据权利要求13所述的光学设备，其特征在于，

所述第2透镜组的初始化位置设置在所述梳齿体中的与所述光学的所述变焦动作的望远端对应的望远端位置上。

18.根据权利要求13所述的光学设备，其特征在于，

所述第2透镜组的初始化位置设置在所述梳齿体中的和所述光学的所述变焦动作的广角端对应的广角端位置与和望远端对应的望远端位置之间的中间位置上。

19.根据权利要求1所述的光学设备，其特征在于，

所述控制部根据从所述第1透镜组位置检测部输出的所述信号来检测所述第1透镜组的移动，且在处于没有使所述第2透镜组移动的状态时，根据从所述第2透镜组位置检测部输出的所述信号来判定所述第2透镜组的控制状态是否为异常。

20.根据权利要求19所述的光学设备，其特征在于，

所述控制部在判定为所述第2透镜组的控制状态为异常时，进行所述第2透镜组的初始化动作。

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