CN1890592A - 透镜驱动装置、摄像装置及用于该摄像装置的透镜镜筒和摄像机主体 - Google Patents

透镜驱动装置、摄像装置及用于该摄像装置的透镜镜筒和摄像机主体 Download PDF

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Abstract

具备透镜位置运算机构(13),该透镜位置运算机构(13)将在位置检测传感器(8)的输出值达到阈值时的、驱动机构(9)的驱动信号的相位,作为摄像透镜的基准位置来求出。透镜位置运算机构(13)将对从基准位置存储机构(14)读出的基准位置进行加法运算或减法运算的位置作为判断位置来求出,在与驱动信号同步的定时,且在上述判断位置检测出位置检测传感器(8)的输出值,并判断在判断位置上的位置检测传感器(8)的输出值,从而再次求出上述基准位置。

Description

透镜驱动装置、摄像装置及 用于该摄像装置的透镜镜筒和摄像机主体
技术领域
本发明涉及静像照相机和摄像机等摄像装置,以及用于对它们的透镜进行位置控制的透镜驱动装置、用于摄像装置的透镜镜筒和摄像机主体。
背景技术
以往,提出有如下方法,即,使用安装在透镜单元上的遮蔽构件和光电传感器,用马达驱动透镜单元,在监视遮蔽构件横扫光电传感器时的光电传感器的输出电平的同时,检测透镜单元的原点位置(例如参照专利文献1)。
用图58对现有的透镜驱动装置进行说明。图58是现有透镜驱动装置的一例的概略图和框图。透射被固定在镜筒71上的固定透镜72、变焦透镜73和聚焦透镜74后被拍摄的被摄体的图像,由摄像元件75变换为电信号。信号处理部82根据从摄像元件74输出的电信号,生成图像数据和用于进行聚焦调整的对比度信息。
在接通主体的电源时,从系统控制部81向聚焦马达控制部80输出将聚焦透镜74向摄像元件75侧驱动的指令。在聚焦马达驱动部83,根据来自聚焦马达控制部80的移动方向和移动步信息,向马达79输出驱动信号,以达到所希望的旋转方向和旋转移动量。向聚焦马达控制部80还输入由变焦环位置检测部84检测的变焦环76的旋转位置。
当聚焦透镜74到达用图58的虚线表示的位置时,光电传感器78被遮蔽构件77遮蔽,光电传感器78的输出信号电平发生变化。当该输出信号电平超过某个阈值时(或者根据电路的结构,没有达到阈值时),将聚焦马达控制部80预先具有的计数器复位,检测聚焦透镜74的绝对位置。与此同时,将用于聚焦调整的聚焦透镜74的位置信息输出到系统控制部81。
在通过控制这样检测到的聚焦透镜74的绝对位置和变焦透镜73的位置关系,进行变焦动作的情况下,也考虑如下用途:在维持对焦状态的同时,进行聚焦透镜74的位置控制,或者使自动调焦功能的拉入速度高速化,或者根据聚焦透镜74的绝对位置信息来预测与被摄体的距离。
此外,现有技术中已公开如下的例子,即,在更换透镜式摄像装置中,利用马达驱动聚焦透镜的情况下,在透镜镜筒上搭载有使聚焦透镜移动的马达、驱动马达的驱动电路和控制马达位置的微型计算机。
关于这样的现有摄像装置,参照图59进行说明。图59是现有的摄像装置的一例的概略图和框图。图59的例是透镜镜筒88和摄像机主体89可分离的更换透镜式摄像装置,是可从马达控制部86和系统控制部81的信号线接合部(未图示)分离的例子。
摄像元件75将透射被固定在透镜镜筒88上的固定透镜组72、85和聚焦透镜74后拍摄的被摄体的图像转换为电信号。信号处理部82根据从摄像元件75输出的电信号,生成图像数据和用于进行聚焦调整的对比度信息。
在接通摄像机主体89的电源时,从系统控制部81向马达控制部86输出将聚焦透镜74向摄像元件75侧驱动的指令。马达控制部86读取存储在存储装置85中的表示被摄体距离和聚焦透镜位置之间的关系的信息。在马达驱动部87,根据来自马达控制部86的移动方向和移动步信息,向马达9输出驱动信号,使其达到所希望的旋转方向和旋转移动量。
当聚焦透镜74到达图59中的虚线表示的位置时,光电传感器78被遮蔽构件77遮蔽,光电传感器78的输出信号电平发生变化。当该输出信号电平超过某个阈值(或者根据电路结构,未达到阈值时)时,将马达控制部86预先具有的计数器复位,进行聚焦透镜74的绝对位置检测。
利用这样检测出的聚焦透镜74的绝对位置,可使自动调焦功能的拉入速度高速化,或者根据聚焦透镜74的绝对位置信息预测与被摄体的距离。此外,通过使用从系统控制部81输出的焦点偏移信息和从存储装置85读取的聚焦透镜位置的信息,可在马达控制部86进行聚焦透镜位置的控制。
此外,下述的专利文献2中记载的技术也是与更换透镜式影像设备有关的技术,设在透镜单元127内的控制部119不仅参照预先存储在透镜微机内部的透镜凸轮数据120,还参照由主体微机114传过来的AF评价信号,一边保持AF评价值成为最大的位置,一边进行变倍动作。
此外,专利文献3中记载了透镜单元的原点位置检测机构。图60是现有摄像装置的一例的主要部分概略立体图。在图60中,91是固定在静止构件(未图示)上的基准位置(复位位置)检测机构的复位开关。
如图所示,复位开关91具有“コ”字形主体,主体上方的水平片部91a(下面称作“顶板部”)和下方的水平片部91b(下面称作“底板部”)与后述的光学系统的光轴平行地配置。从透镜保持体突出的被检测板可进入顶板部91a和91b之间的空间。
在顶板部91a的下面安装有发光元件,在底板部91b的上面安装有与发光元件对置的受光元件。受光元件和发光元件构成光断续器,受光元件经电气布线W1与电路板上的控制装置90电连接。
92是保持聚焦透镜组的聚焦透镜保持体。在保持体92的外周上,安装有具有用于螺合进给螺栓98的螺栓孔的进给螺栓螺合片(或者螺母螺旋构件)92b。此外,还设有:在第1导杆96上可沿轴向滑动地嵌合的套筒形滑动部92c,以及在第2导杆97上可沿轴向滑动地嵌合的带U槽突片92d。并且,还设有可进入复位开关91的顶板部91a和底板部91b之间的被检测板92a。
进给螺栓98与镜头的光轴平行地延伸,并固定在聚焦透镜驱动用步进马达94的轴上。第1导杆96及第2导杆97与透镜的光轴平行地延伸,并且被固定在静止构件(未图示)上。
93是保持变焦透镜组的变焦透镜保持体,以规定间隔配置在与聚焦透镜保持体92的轴线相同的轴线上。在变焦透镜保持体93的外周,设有进给螺栓螺合片(或螺母螺旋构件)93b,该进给螺栓螺合片93b具有与进给螺栓99螺合的螺栓孔。
此外,还设有:在第1导杆96上可沿轴向滑动地嵌合的套筒形滑动部93c,以及在第2导杆97上可沿轴向滑动地嵌合的带U槽突片93d。再者,还设有可进入复位开关91的顶板部91a和底板部91b之间的被检测板93a。进给螺栓99与透镜的光轴平行地延伸,并且,被固定在变焦透镜驱动用步进马达95的轴上。
此外,步进马达94通过布线W2与控制装置90连接,步进马达95通过布线W3与控制装置90连接。
如上构成的现有的摄像装置中,当通过电源开关(未图示)供给电源时,首先步进马达95开始旋转,进给螺栓99旋转。由此,变焦透镜保持体93沿着进给螺栓99向螺栓99的前端方向移动。
之后,当被检测板93a进入复位开关91的顶板部91a和底板部91b之间时,反光板的发光元件的光束由被检测板93a遮挡,控制装置90据此在对步数进行计数的同时驱动步进马达95,将变焦透镜支持体93移动至初始设置位置。
接着,步进马达94旋转,聚焦透镜支持体92向进给螺栓98的前端方向移动,被检测板92a进入复位开关91的顶板部91a和底板部91b之间而挡住发光元件的光,这时,控制装置90据此一边对步数进行计数、一边驱动步进马达94,并将聚焦透镜支持体92移动至初始设置位置。
由此,在现有的装置中,利用与设在各透镜支持体上的被检测板共同的一个复位开关,来进行对变焦透镜及聚焦透镜的各复位位置的检测即原点检测。
此外,在专利文献4中,公开了用以1-2相励磁方式驱动的脉冲(步进)马达来驱动透镜组或光圈的摄像机的焦点调节装置。记载在专利文献4上的摄像机的焦点调节装置具有光圈用脉冲马达M1、调焦用马达M2、变焦马达M3的三个脉冲马达。光圈用脉冲马达M1和调焦用马达M2利用与作为被驱动体的透镜组或光圈弹簧分开设置的光电传感器来进行原点检测。再有,变焦马达M3通过体积电阻(可变电阻器)来进行透镜组的绝对位置检测,因此不进行原点检测本身。
此外,专利文献5公开了具有步进马达的透镜驱动装置。专利文献5记载的透镜驱动装置在把作为被驱动体的透镜移动到机械上可限制的极限位置之后,从该极限位置起反向驱动预先设定的预定的动作量,由此进行原点检测。专利文献5通过进行该控制,能够高精度地进行原点检测。
但是,如图58所示,在现有的透镜驱动装置中,安装在透镜单元上的遮蔽构件和光电传感器的位置关系,因透镜单元的驱动方向的间隙、使用环境温度及湿度变化引起的机构及电特性偏差等误差,在每次检测动作中绝对位置都不同,在实现高画质等方面,很难得到充分的性能。
此外,还提出有这样的方法:对遮蔽构件横扫光电传感器时的遮蔽构件的移动量,使用输出电平的偏差灵敏度不同的两个光电传感器,将偏差灵敏度大的光电传感器的输出作为开始信号,根据偏差灵敏度小的光电传感器的输出来检测原点位置。根据该方法,有利于提高绝对位置检测精度,但却不利于简约化和成本方面。
再有,在如图59所示的现有的摄像装置中,需要分别对透镜镜筒侧及摄像机主体侧进行控制的大规模的微型计算机,在更换镜头式摄像装置中,很难实现镜头镜筒的紧凑化和低成本化。此外,由于镜头镜筒的使用环境温度及湿度变化引起的机构及电特性偏差等误差而产生焦点位置偏差,很难得到充分的性能。
此外。在图60所示的现有摄像装置的原点检测方式中,用共同的光电传感器来检测遮蔽构件的移动,进行了原点位置的检测,但是,由于将光电传感器配置在两个透镜单元之间、且其位置在单元的外周部分,因此各透镜单元的外形变大,镜头镜筒成了大型。
再有,在收纳各透镜单元时需要将各透镜单元相互接近,但此时为了使遮蔽构件不相互接触,需要将光电传感器的外形尺寸变大,这成了实现光轴方向和该光轴方向的正交方向的小型化的制约因素,阻碍镜头镜筒的小型化。
此外,在图60所示的原点检测方式中,在不正常的状态下结束时,存在有下述问题。所谓不正常的状态有如下情况:由于例如消耗供给摄像装置的电池容量而电压降低,或在外部电源的动作中该外部电源的连接端子不慎掉落等原因而结束的情况。此时,如果之后接通摄像装置的电源时,通常进行变焦透镜单元的原点位置检测处理。此时,在由于电压降低而被聚焦透镜单元的遮蔽构件遮蔽光电传感器的光的情况下,不能正常进行原点位置检测处理,存在有引起误动作的问题。如上所述,在将光电传感器共用于变焦透镜单元和聚焦透镜单元的原点位置检测中的现有例中,存在有几个问题。
再有,在专利文献4所记载的摄像机的焦点调节装置,为了进行步进马达的原点位置检测,另外需要光电传感器等结构,存在有不能实现摄像装置的小型化的问题。
再有,专利文献5所记载的透镜驱动装置,由于将被驱动体移动至机械上限制的极限位置来检测原点位置,因此,存在有这样的问题:根据施加到步进马达的脉冲数来规定从原点起的移动量时,产生误差。这是由于在将被驱动体抵接到机械上限制的极限位置时,被驱动体相对于极限位置,转子磁铁受到的磁力的方向根据励磁位置而不同,因此根据设置原点位置的时刻,产生两种状态,即,第1种状态是被驱动体被向靠近极限位置的方向驱动,第2种情况是被驱动体被向从极限位置离开的方向驱动。
专利文献1:(日本)特开平6-174999号公报;
专利文献2:(日本)特开平9-23366号公报;
专利文献3:(日本)特开平4-184309号公报;
专利文献4:(日本)特开平10-224680号公报;
专利文献5:(日本)特开平8-76005号公报。
发明内容
本发明是为解决上述的现有技术问题而作出的,其目的在于提供一种透镜驱动装置,不损害紧凑化、且防止产生原点位置的检测误差,在摄像装置中,实现透镜镜筒的紧凑化和低成本化。其目的还在于,提供一种可顺利进行原点检测和高精度定位控制的摄像装置和透镜驱动装置。
为达到上述目的,本发明的第1种透镜驱动装置,具备:摄像透镜,包括对被摄体进行成像的调焦用透镜;摄像器件,对由上述摄像透镜产生的被摄体光进行摄像;透镜位置控制机构,包括使上述摄像透镜相对于透镜镜筒在光轴方向上移动的驱动机构,输出有周期性的驱动信号,从而通过上述驱动机构控制上述摄像透镜的位置;位置检测传感器,输出值根据上述摄像透镜的位置变化;透镜位置运算机构,将上述位置检测传感器的输出值到达阈值时的上述驱动信号的相位,作为上述摄像透镜的基准位置求出;以及基准位置存储机构,存储上述基准位置;上述透镜位置运算机构,将对从上述基准位置存储机构读出的上述基准位置进行了加法运算或减法运算的位置,作为判断位置求出;按与驱动上述驱动机构的驱动信号同步的定时,且在上述判断位置检测上述位置检测传感器的输出值;判断上述判断位置上的上述位置检测传感器的输出值是否到达上述阈值,再次求出上述基准位置。
为达到上述目的,本发明的第2种透镜驱动装置,具备:摄像透镜,包括对被摄体进行成像的调焦用透镜;摄像器件,对由上述摄像透镜产生的被摄体光进行摄像;透镜位置控制机构,包括使上述摄像透镜相对于透镜镜筒在光轴方向上移动的驱动机构,输出有周期性的驱动信号,从而通过上述驱动机构控制上述摄像透镜的位置;位置检测传感器,输出值根据上述摄像透镜的位置变化;透镜位置运算机构,将上述位置检测传感器的输出值到达第一阈值时的上述驱动信号的相位,作为上述摄像透镜的基准位置求出;以及基准位置存储机构,存储上述基准位置;上述透镜位置运算机构,将与从上述基准位置存储机构读出的上述基准位置相同相位的位置作为判断位置;按与驱动上述驱动机构的驱动信号同步的定时,且在上述判断位置检测上述位置检测传感器的输出值;判断上述判断位置上的上述位置检测传感器的输出值是否达到与上述第1阈值不同值的第2阈值,再次求出上述基准位置。
本发明的第1种摄像装置,透镜镜筒和摄像机主体可分离,上述透镜镜筒具备:摄像透镜组,包括聚焦透镜,对被摄体进行成像;马达驱动机构,包括使上述聚焦透镜在光轴方向上移动的马达;存储机构,存储了包含上述聚焦透镜的控制信息的信息表;以及第1数据收发机构,将从上述存储机构输出的信息发送到上述摄像机主体;上述摄像机主体具备:摄像器件,对由上述摄像透镜组产生的被摄体光进行摄像;第2数据收发机构,接收从上述第1数据收发机构发送的信息;以及马达控制机构,根据从上述第2数据收发机构输出的接收信息,控制上述马达;根据上述马达控制机构经上述第2数据收发机构发送到上述第1数据收发机构的信息,控制上述聚焦透镜。
本发明的透镜镜筒,具备:摄像透镜组,包括聚焦透镜,对被摄体进行成像;以及马达驱动机构,包含使上述聚焦透镜在光轴方向上移动的马达;还具备:存储机构,存储包含上述聚焦透镜的控制信息的信息表;以及第1数据收发机构,将从上述存储机构输出的信息发送到上述摄像机主体;上述透镜镜筒用于摄像机主体,该摄像机主体包括将控制上述聚焦透镜的信息经由第2数据收发机构输出的马达控制机构;根据上述马达控制机构经由上述第2数据收发机构发送到上述第1数据收发机构的信息,控制上述聚焦透镜。
本发明的摄像机主体,一种摄像机主体,用于透镜镜筒,该透镜镜筒具备:摄像透镜组,包括聚焦透镜,对被摄体进行成像;马达驱动机构,包括使上述聚焦透镜在光轴方向上移动的马达;存储机构,存储了包含上述聚焦透镜的控制信息的信息表;第1数据收发机构,将从上述存储机构输出的信息发送到上述摄像机主体;上述摄像机主体包括:摄像器件,对由上述摄像透镜组产生的被摄体光进行摄像;第2数据收发机构,接收从上述第1数据收发机构发送的信息;马达控制机构,根据从上述第2数据收发机构输出的接收信息,控制上述马达;上述马达控制机构经由上述第2数据收发机构向上述第1数据收发机构发送控制上述聚焦透镜的信息。
本发明的第2种摄像装置,包括:透镜镜筒,将第1透镜单元和第2透镜单元分别设置为可在光轴方向上移动;第1驱动机构,使上述第1透镜单元在光轴方向上移动;第2驱动机构,使上述第2透镜单元在光轴方向上移动;控制机构,分别对上述第1驱动机构和上述第2驱动机构输出控制信号;位置检测机构,检测上述第2透镜单元的位置,并且,通过上述第1透镜单元与上述第2透镜单元的抵接所引起的移动,检测上述第1透镜单元的位置。
本发明的第3种摄像装置,包括:电源;透镜镜筒,具有第1透镜单元和第2透镜单元,该第1透镜单元和第2透镜单元分别在光轴方向上可移动;第1驱动机构,使上述第1透镜单元在光轴方向上移动;第2驱动机构,使上述第2透镜单元在光轴方向上移动;控制机构,在从上述电源供给电源时和切断电源时,至少由上述第1驱动机构移动上述第1透镜单元,进行预先设定的电源供给时及电源切断时的处理动作;存储机构,根据正常结束状态和异常结束状态存储不同的信息,所述正常结束状态指从上述电源供给状态切断电源供给时,按照预先设定的处理动作使上述第1透镜单元及第2透镜单元移动到收纳位置的状态,所述异常结束状态是指在上述电源供给状态下,以与上述正常结束状态不同的状态结束的状态;通过上述异常结束状态后的电源供给并按照存储在上述存储机构中的信息,使上述第1透镜单元及第2透镜单元恢复到上述正常结束状态。
本发明的驱动装置,驱动被驱动体,其具备:限制端,限制上述被驱动体的移动;步进马达,通过伴随励磁位置变化而进行的转子的旋转,驱动上述被驱动体,上述励磁位置变化对应于励磁电流的模式;驱动器,向上述步进马达供给上述励磁电流;原点位置存储部,预先存储着与上述被驱动体的原点位置对应的励磁位置;计数部,对与上述驱动器供给的上述励磁电流的模式对应地变化的上述励磁位置、和与上述励磁位置对应的上述被驱动体的绝对位置进行计数;以及运算部,将上述原点位置复位;存储在上述原点位置存储部中的上述励磁位置是,在推进上述励磁位置以使上述被驱动体接近上述限制端、且上述被驱动体的移动被上述限制端限制的状态下进一步推进上述励磁位置时,上述转子受到磁力以使上述被驱动体从上述限制端离开的励磁位置。
本发明的第3种透镜驱动装置,具备上述驱动装置,上述被驱动体是保持透镜元件的透镜保持框。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的透镜驱动装置的概略图及框图。
图2是本发明第一实施方式的聚焦马达控制部的详细框图。
图3是本发明第一实施方式的工序调整时的原点检测动作说明图。
图4是本发明第一实施方式的工序调整时的原点检测动作流程图。
图5是本发明第一实施方式的通常使用时的原点检测动作说明图。
图6是本发明第一实施方式的通常使用时的原点检测动作流程图。
图7是表示本发明第一实施方式的变焦位置和焦点位置关系的图表。
图8是表示本发明第二实施方式的通常使用时的原点检测动作说明图。
图9是本发明第二实施方式的通常使用时的原点检测动作流程图。
图10是本发明第三实施方式的工序调整时的原点检测动作说明图。
图11是本发明第三实施方式的通常使用时的原点检测动作说明图。
图12是本发明第四实施方式的通常使用时的原点检测动作说明图。
图13是本发明第四实施方式的电源关闭处理的流程图。
图14是本发明第五实施方式的工序调整时的原点检测动作说明图。
图15是本发明第五实施方式的工序调整时的原点检测动作流程图。
图16是本发明第六实施方式的透镜驱动装置的框图。
图17是本发明第六实施方式的角度检测传感器的动作说明图。
图18是本发明第六实施方式的通常使用时的原点检测动作说明图。
图19是本发明第六实施方式的通常使用时的原点检测动作流程图。
图20是表示本发明第六实施方式的变焦位置和焦点位置关系的图表。
图21是本发明第七实施方式的工序调整时的原点检测动作说明图。
图22是本发明第七实施方式的工序调整时的原点检测动作流程图。
图23是本发明第七实施方式的通常使用时的原点检测动作说明图。
图24是本发明第七实施方式的通常使用时的原点检测动作流程图。
图25是本发明第八实施方式的通常使用时的原点检测动作说明图。
图26是本发明第八实施方式的通常使用时的原点检测动作流程图。
图27是本发明第九实施方式的通常使用时的原点检测动作说明图。
图28是本发明第九实施方式的电源关闭处理的流程图。
图29是本发明第十实施方式的工序调整时的原点检测动作说明图。
图30是本发明第十实施方式的工序调整时的原点检测动作流程图。
图31是本发明第十一实施方式的通常使用时的原点检测动作说明图。
图32是本发明第十一实施方式的通常使用时的原点检测动作流程图。
图33是本发明第十二实施方式的摄像装置的概略图和框图。
图34是本发明第十二实施方式的马达控制部的框图。
图35是本发明第十二实施方式的数据收发部的动作说明图。
图36是本发明第十二实施方式的透镜初始化动作流程图。
图37是本发明第十二实施方式工序调整时的原点检测动作说明图。
图38是本发明第十二实施方式工序调整时的原点检测动作流程图。
图39是表示本发明第十二实施方式的温度和焦点位置校正量关系的图。
图40是表示本发明第十三实施方式的摄像装置的概略框图。
图41是本发明第十三实施方式的各透镜单元的模式迁移说明图。
图42是本发明第十三实施方式的电源供给处理时的动作流程图。
图43是本发明第十三实施方式的通常时的电源供给处理时的动作流程图。
图44是本发明第十三实施方式的异常时的电源供给处理时的动作流程图。
图45是本发明第十三实施方式的电源切断处理时的动作流程图。
图46是本发明第十三实施方式的透镜单元的原点位置检测动作说明图。
图47是本发明第十四实施方式的摄像装置的概略图和框图。
图48是本发明第十四实施方式的摄像装置的控制电路详细框图。
图49是本发明第十四实施方式的摄像装置的马达部和聚焦驱动器的框图。
图50是表示本发明第十四实施方式的摄像装置的施加到马达部的A相线圈和B相线圈上的励磁电流的电流模式的时序图。
图51是表示本发明第十四实施方式的摄像装置中从限制端到远处位置的马达部的励磁位置和驱动位置的关系的模式图。
图52是表示本发明第十四实施方式的摄像装置中在限制端附近的马达部的励磁位置和驱动位置的关系的模式图。
图53是表示本发明第十四实施方式的摄像装置的转子磁铁所受力的方向和励磁位置编号之间的关系的模式图。
图54是用于说明本发明第十四实施方式的摄像装置的转子动作的说明图。
图55是本发明第十四实施方式的摄像装置的原点复位处理的动作流程图。
图56是本发明第十五实施方式的摄像装置的马达部和光圈驱动器的框图和光圈部的模式图。
图57是本发明第十五实施方式的摄像装置的限制端附近的光圈部的模式图。
图58是现有透镜驱动装置的一例的概略图和框图。
图59是现有摄像装置的一例的概略图和框图。
图60是现有的摄像装置的一例的主要部分概略立体图。
具体实施方式
本发明的第1种透镜驱动装置,在通常使用时,不直接检测工序调整时求出的基准位置,而通过在与基准位置不同的判断位置上的判断,检测出基准位置,因此,能够防止透镜单元的机构及电特性等的偏差造成的原点位置的检测误差的产生。
在上述本发明的第1种透镜驱动装置中,最好是,求上述基准位置时的驱动上述驱动机构的驱动信号是大致正弦波信号。。根据该结构,可大幅提高基准位置精度。
此外,在上述本发明的第1种透镜驱动装置中,最好是,求上述基准位置时的驱动上述驱动机构的驱动信号的1周期时间为T;
设N=2n,M为满足2n>M>2的整数时,再次求上述基准位置时的驱动上述驱动机构的驱动信号是1周期的时间成为(M/N)·T的M/N周期驱动信号,其中n是2以上的整数。根据该结构,能够以工序调整时的N/M倍的速度进行通常使用时的原点检测动作。
此外,最好是,上述判断位置是自从上述基准位置存储机构读出的上述基准位置离开上述驱动信号的1/2周期的位置。
此外,最好是,上述判断位置是自从上述基准位置存储机构读出的上述基准位置离开上述M/N周期驱动信号的1/2周期的位置。根据这些结构,判断位置之间的间隔成为驱动信号的1周期,在判断位置之间包含原点位置(基准位置),因此,能可靠地再现原点。
此外,最好是,上述透镜位置运算机构将上述判断位置设为停止位置,上述透镜位置控制机构在切断上述透镜驱动装置的电源之前,将上述摄像透镜移动到上述停止位置。根据该结构,能够减少判断次数,原点再现时间加快。
此外,最好是,上述透镜位置运算机构将对上述基准位置进行了加法运算或减法运算的位置作为停止位置求出,上述透镜控制机构在切断上述透镜驱动装置的电源之前,将上述摄像透镜移动到上述停止位置,上述停止位置是从上述基准位置离开上述驱动信号的1/2周期的位置。
再有,最好是,上述透镜位置运算机构将对上述基准位置进行了加法运算或减法运算的位置作为停止位置求出,上述透镜控制机构在切断上述透镜驱动装置的电源之前,将上述摄像透镜移动到上述停止位置,上述停止位置是从上述基准位置离开上述M/N周期驱动信号的1/2周期的位置。根据这些结构,仅以最初的一次判断就能够可靠进行原点检测。
此外,最还是,还具备检测上述透镜镜筒的倾斜角度的角度传感器,上述透镜位置运算机构根据从上述角度传感器输出的上述透镜镜筒的倾斜角度信息,求出与自基准角度的位移相当的校正距离;上述透镜位置运算机构,将在上述判断位置上加或减上述校正距离的位置,作为新的判断位置;将检测上述位置检测传感器的输出值并进行上述判断的位置,作为上述新的判断位置。根据该结构,在通常使用时和工序调整时,透镜镜筒的倾斜角度不同,即使在光电传感器输出电平的变化位置变动的情况下,也能够防止原点检测的偏差。
此外,最好是,还具备检测上述透镜镜筒的倾斜角度的角度传感器,上述透镜位置控制机构根据校正位置信息,控制上述摄像透镜的位置,上述校正位置信息基于上述基准位置的信息和从上述角度传感器输出的上述透镜镜筒的倾斜角度信息。
此外,最好是,上述透镜位置运算机构在将上述透镜镜筒朝上的状态下,将上述位置检测传感器的输出值到达阈值时的驱动信号的相位,作为摄像透镜的上端位置求出;在上述透镜镜筒朝下的状态下,将上述位置检测传感器的输出值到达阈值时的驱动信号的相位,作为摄像透镜的下端位置求出;根据上述上端位置和上述下端位置来计算上述基准位置。根据该结构,在通常使用时和工序调整时,即使在透镜镜筒的朝向不同的情况下,也能够防止原点检测的偏差。
此外,最好是,上述透镜位置运算机构将上述上端位置和上述下端位置之间的中间位置,作为上述基准位置来计算。
此外,最好是,透镜位置运算机构在透镜镜筒朝上或朝下的状态下,将上述位置检测传感器的输出值到达阈值时的驱动信号的相位,作为摄像透镜的上端或下端位置求出,对上述上端或下端位置加或减规定距离来计算上述基准位置。根据该结构,在通常使用时和工序调整时,即使在透镜镜筒的朝向不同的情况下,也能够防止原点检测的偏差。该结构适合用于按规格规定姿势差引起的原点检测偏差的摄像装置。
此外,最好是,还具备检测上述透镜镜筒的温度的温度传感器,上述透镜位置运算机构根据从上述温度传感器输出的上述透镜镜筒的温度信息,求出与自基准温度的位移相当的校正距离;上述透镜位置运算机构,将在上述判断位置上加或减上述校正距离的位置作为新的判断位置,将检测上述位置检测传感器的输出值并进行上述判断的位置,作为上述新的判断位置。根据该结构,在通常使用时和工序调整时,即使在透镜镜筒的温度不同、光电传感器输出电平的变化位置变动的情况下,也能够防止原点检测的偏差。
此外,最好是,还具备检测上述透镜镜筒的温度的温度传感器,上述透镜位置控制机构根据校正位置信息,控制上述摄像透镜的位置,上述校正位置信息基于上述基准位置信息和从上述温度传感器输出的上述透镜镜筒的温度信息。
此外,最好是,还具备检测上述透镜镜筒的倾斜角度的角度传感器、和检测上述透镜镜筒的温度的温度传感器;上述透镜位置运算机构根据从上述角度传感器输出的上述透镜镜筒的倾斜角度信息,求出与自基准角度的位移相当的角度校正距离,根据从上述温度传感器输出的上述透镜镜筒的温度信息,求出与自基准温度的位移相当的温度校正距离;将在上述判断位置上加或减上述角度校正距离与上述温度校正距离的合计距离的位置,作为新的判断位置;将检测上述位置检测传感器的输出值并进行上述判断的位置,作为上述新的判断位置。根据该结构,在通常使用时和工序调整时,即使在透镜镜筒的温度不同、光电传感器输出电平的变化位置变动的情况下,也能够防止原点检测的偏差。
本发明的第2种透镜驱动装置,通过将作为通常使用时的判断基准的位置检测传感器的输出值的阈值设定为与工序调整时的阈值不同的值,来检测基准位置,因此,能够防止因透镜单元的机构及电特性等的偏差而产生原点位置的检测误差。
上述本发明的第2种透镜驱动装置中,最好是,求上述基准位置时的驱动上述驱动机构的驱动信号的1周期时间为T,再次求上述基准位置时的驱动上述驱动机构的驱动信号是1周期时间成为T/N的1/N周期驱动信号,其中,N是2以上整数。根据该结构,能够以工序调整时的N倍的速度进行通常使用时的原点检测动作。
此外,最好是,上述第2阈值是上述基准位置与从上述基准位置离开上述驱动信号的1周期的位置之间的上述位置检测传感器的输出值范围内的值。此外,最好是,上述第2阈值是从上述基准位置离开上述驱动信号的1/2周期的位置的上述位置检测传感器的输出值。根据这些结构,由于必定存在位置检测传感器的输出值包括第2阈值的判断位置之间的区间,因此可靠实现原点再现。
此外,最好是,上述透镜位置运算机构将上述判断位置设为停止位置,上述透镜位置控制机构在切断上述透镜驱动装置的电源之前,将上述摄像透镜移动到上述停止位置。根据该结构,能够减少判断次数,可靠实现原点再现。
此外,最好是,上述透镜位置运算机构将比与上述再次求出的基准位置对应的判断位置领先的判断位置作为停止位置,上述透镜位置控制机构在切断上述透镜驱动装置的电源之前,将上述摄像透镜移动到上述停止位置。根据该结构,仅以最初的1次判断,就能够可靠进行原点检测。
此外,最好是,还具备检测上述透镜镜筒的倾斜角度的角度传感器,上述透镜位置运算机构根据从上述角度传感器输出的上述透镜镜筒的倾斜角度信息,求出与自基准角度的位移相当的校正距离;上述透镜位置运算机构,将在上述判断位置上加或减上述校正距离的位置,作为新的判断位置,将检测上述位置检测传感器的输出值并进行上述判断的位置,作为上述新的判断位置。根据该结构,在通常使用时和工序调整时,即使在透镜镜筒的温度不同、光电传感器输出电平的变化位置变动的情况下,也能够防止原点检测的偏差。
此外,最好是,还具备检测上述透镜镜筒的倾斜角度的角度传感器,上述透镜位置控制机构根据校正位置信息,控制上述摄像透镜的位置,上述校正位置信息基于上述基准位置的信息和从上述角度传感器输出的上述透镜镜筒的倾斜角度信息。
此外,最好是,上述透镜位置运算机构,在将上述透镜镜筒朝上的状态下,将上述位置检测传感器的输出值到达上述第1阈值时的驱动信号的相位,作为摄像透镜的上端位置求出;在上述透镜镜筒朝下的状态下,将上述位置检测传感器的输出值到达阈值时的驱动信号的相位,作为摄像透镜的下端位置求出;根据上述上端位置和上述下端位置计算上述基准位置。根据该结构,在通常使用时和工序调整时,即使在透镜镜筒朝向不同的情况下,也能够防止原点检测的偏差。
此外,最好是,上述透镜位置运算机构将上述上端位置和上述下端位置之间的中间位置,作为上述基准位置计算。
此外,最好是,透镜位置运算机构在透镜镜筒朝上或朝下的状态下,将上述位置检测传感器的输出值到达上述第1阈值时的驱动信号的相位,作为摄像透镜的上端或下端位置求出,对上述上端或下端位置加或减规定距离来计算上述基准位置。根据该结构,在通常使用时和工序调整时,即使在透镜镜筒的朝向不同的情况下,也能够防止原点检测的偏差。该结构适合用于按规格规定因姿势差引起的原点检测的偏差的摄像装置。
此外,最好是,还具备检测上述透镜镜筒的温度的温度传感器,上述透镜位置运算机构根据从上述温度传感器输出的上述透镜镜筒的温度信息,求出与自基准温度的位移相当的校正距离;上述透镜位置运算机构,将在上述判断位置上加或减上述校正距离的位置,作为新的判断位置;将检测上述位置检测传感器的输出值并进行上述判断的位置,作为上述新的判断位置。根据该结构,在通常使用时和工序调整时,即使在透镜镜筒的温度不同、光电传感器输出电平的变化位置变动的情况下,也能够防止原点检测的偏差。
此外,最好是,还具备检测透镜镜筒的温度的温度传感器,上述透镜位置控制机构根据校正位置信息控制上述摄像透镜的位置,上述校正位置信息基于上述基准位置信息和从上述温度传感器输出的上述透镜镜筒的温度信息。
此外,最好是,还具备检测上述透镜镜筒的倾斜角度的角度传感器、和检测上述透镜镜筒的温度的温度传感器;上述透镜位置运算机构,根据从上述角度传感器输出的上述透镜镜筒的倾斜角度信息,求出与自基准角度的位移相当的角度校正距离,根据从上述温度传感器输出的上述透镜镜筒的温度信息,求出与自基准温度的位移相当的温度校正距离;将在上述判断位置上加或减上述角度校正距离与上述温度校正距离的合计距离的位置,作为新的判断位置;将检测上述位置检测传感器的输出值并进行上述判断的位置,作为上述新的判断位置。根据该结构,在通常使用时和工序调整时,即使在透镜镜筒的倾斜角度及温度不同、光电传感器输出电平的变化位置变动的情况下,也能够防止原点检测的偏差。
根据本发明的摄像装置,由于将马达控制部设在摄像机主体上,因此能够大幅削减透镜镜筒的电路结构,能够实现透镜镜筒的紧凑化及低成本化。此外,由于透镜镜筒内的聚焦透镜的控制信息存储在透镜镜筒内的存储机构中,因此,能够与透镜镜筒的种类无关地高精度的进行聚焦透镜的控制。
本发明的透镜镜筒,以使用具备马达控制部的摄像机主体为其前提,因此,能够大幅削减透镜镜筒的电路结构,能够实现透镜镜筒的紧凑化及低成本化。此外。由于透镜镜筒内的聚焦透镜的控制信息存储在透镜镜筒内的存储机构中,因此,若将该控制信息发送到摄像机主体的马达控制部,则马达控制部能够得到与透镜镜筒的种类对应的控制信息,因此能够高精度地进行聚焦透镜的控制。
根据本发明的摄像机主体,由于具备马达控制部,因此,能够省略马达控制部,能够适用于简化透镜镜筒的电路结构、实现了紧凑化和低成本化的透镜镜筒。
在上述本发明的第1种摄像装置中,最好是,上述马达驱动机构根据从上述马达控制机构输出的接收信息,输出有周期性的驱动信号,上述马达根据上述输出的上述驱动信号,使上述聚焦透镜在光轴方向上移动;上述透镜镜筒还具备输出值根据上述聚焦透镜的位置而变化的位置检测传感器;上述马达控制机构将上述位置检测传感器的输出值达到阈值时的上述驱动信号的相位,作为上述聚焦透镜的基准位置求出,并且,经上述第2及第1数据收发机构传送上述基准位置的信息,作为上述存储机构的上述信息表的信息进行存储。根据该结构,能够将在工序调整时预先存储在上述信息表中的基准位置信息,用作在通常使用时重新设定基准位置时的信息。
此外,最好是,上述马达控制机构将对经上述第1及第2数据收发机构从上述存储机构读出的上述基准位置进行了加法运算或减法运算的位置,作为判断位置求出;在与驱动上述马达驱动机构的驱动信号同步的定时,而且在上述判断位置经上述第1及第2数据收发机构检测上述位置检测传感器的输出值,判断上述判断位置的上述位置检测传感器的输出值是否达到上述阈值,再次求出上述基准位置。根据该结构,在通常使用时,不直接检测工序调整时求出的基准位置,而通过在与基准位置不同的判断位置上的判断,检测出基准位置,因此,能够防止透镜单元的机构及电特性等的偏差造成的原点位置的检测误差的产生。
此外,最好是,上述判断位置是自从上述存储机构读出的上述基准位置离开上述驱动信号的1/2周期的位置。根据该结构,判断位置之间的间隔成为驱动信号的1周期,在判断位置之间包含基准位置,因此可靠实现原点位置的再现。
此外,最好是,上述信息表包括上述马达的磁极数的信息、上述马达的旋转分辨率的信息、上述马达的驱动电压的信息以及上述马达的最大驱动速度的信息中的至少一个。
此外,最好是,上述摄像装置还具备温度传感器,上述信息表包含基于温度的上述聚焦透镜的位置的校正信息,上述马达控制机构基于上述温度传感器的温度信息及上述校正信息,根据温度变化校正上述聚焦透镜的位置。根据该结构,即使在产生了温度变化的情况下,也能够确保对焦位置。
此外,最好是,上述摄像装置还具备角度传感器,上述信息表包含基于姿势角度的上述聚焦透镜的位置的校正信息,上述马达控制机构基于上述角度传感器的角度信息及上述校正信息,根据角度变化校正上述聚焦透镜的位置。根据该结构,即使在产生了姿势角度的情况下,也能够确保对焦位置。
最好是,上述信息表包含上述马达的使用周期的信息,上述使用周期的信息根据从上述摄像装置电源接通起到电源结束期间的上述聚焦透镜的移动距离或移动时间来更新。根据该结构,能够将使用周期信息用作更换马达时期等有关维护的信息。
此外,最好是,上述马达是步进马达、线性马达、超声波马达、由平滑冲击驱动机构构成的马达、静电马达及压电马达中的任一个。
此外,最好是,上述第1收发机构和上述第2收发机构之间的收发数据中附加了奇偶校验位。根据该结构,能够确认收发数据是否被可靠地收发。
在上述透镜镜筒中,最好是,上述透镜镜筒还具备输出值根据上述聚焦透镜的位置而变化的位置检测传感器;在用具有周期性的驱动信号驱动上述马达、并根据上述驱动信号使上述聚焦透镜在光轴方向上移动时,将上述位置检测传感器的输出值达到阈值时的上述驱动信号的相位,作为上述聚焦透镜的基准位置,上述基准位置的信息作为上述存储机构的上述信息表的信息被存储。根据该结构,能够将工序调整时预先存储在信息表中的基准位置信息,用作通常使用时重新设定基准位置时的信息。
此外,最好是,上述信息表包含上述马达的磁极数的信息、上述马达的移动距离分辨率的信息、上述马达的驱动电压的信息以及上述马达的最大驱动速度的信息中的至少一个。
此外,最好是,上述信息表包含基于温度的上述聚焦透镜的位置的校正信息。根据该结构,即使在产生了温度变化的情况下,也能够使用聚焦透镜的位置校正信息来确保对焦位置。
此外,最好是,上述信息表包含基于姿势角度的上述聚焦透镜的位置的校正信息。根据该结构,即使在产生了姿势角度的情况下,也能够使用聚焦透镜的位置校正信息来确保对焦位置。
此外,最好是,上述信息表可存储上述马达的使用周期的信息。根据该结构,能够将使用周期信息用作马达的更换时期等有关维护的信息。
此外,最好是,上述马达是步进马达、线性马达、超声波马达、由平滑冲击驱动机构构成的马达、静电马达及压电马达中的任一个。
此外,最好是,上述第1收发机构和上述第2收发机构之间的收发数据中附加了奇偶校验位。根据该结构,能够确认收发数据是否被可靠收发。
此外,根据本发明的的第2种摄像装置,由于用共同的位置检测机构进行第1透镜单元和第2透镜单元的位置检测,因此部件数减少,能够实现透镜镜筒的光轴方向及外周方向的小型化。
在上述本发明的第2种摄像装置中,最好是,上述位置检测机构具备:与上述第2透镜单元一起在光轴方向上移动的被检测构件;以及,检测上述被检测构件的光轴方向上的位置的传感器。
此外,最好是,通过由上述第1驱动机构驱动的上述第1透镜单元的移动,使上述第1透镜单元与上述第2透镜单元抵接之后,将上述第2透镜单元与上述第1透镜单元一同移动,由位置检测机构检测出与该移动一同移动的被检测构件的位置,从而检测出上述第1透镜单元的位置。
此外,最好是,通过上述第1驱动机构使上述第1透镜单元与上述第2透镜单元一同移动之后,通过上述第2驱动机构移动上述第2透镜单元,由上述位置检测传感器检测出与该移动一同移动的被检测构件的位置,从而检测出上述第2透镜单元的位置。
此外,最好是,上述第2透镜单元可沿支承构件在光轴方向上移动,通过被上述第2驱动机构移动的移动限制部,进行基于上述第2驱动机构驱动的上述第2透镜单元的移动;上述第1驱动单元驱动的上述第2透镜单元的移动,通过与上述第1透镜单元联动的移动传递部来进行,将上述移动限制部和上述移动传递部一同配置在上述支承构件的附近。
此外,最好是,上述位置检测机构是光透射型传感器,上述被检测构件是上述光透射型传感器的光遮蔽构件。
此外,最好是,上述第1透镜单元是变焦透镜单元,上述第2透镜单元是聚焦透镜单元。
根据本发明的第3种摄像装置,即使在从外部供给摄像装置的电源在突然切断等不正常状态下停止的情况下,在下一次接通摄像装置的电源时,能够顺利进行原点位置检测处理,恢复到正常状态。
在上述第3摄像装置中,最好是,通过上述异常结束状态后的电源供给并按照存储在上述存储机构中的信息,使上述第1透镜单元及第2透镜单元恢复到上述正常结束状态,并且,至少通过上述第1驱动机构使上述第1透镜单元移动,进行预先设定的电源供给时的处理动作。
此外,最好是,上述存储机构是非易失性存储器或通过2次电源驱动的易失性存储器。
此外,最好是,上述第1透镜单元是变焦透镜单元,上述第2透镜单元是聚焦透镜单元。
根据本发明的驱动装置,能够在不使用传感器等的情况下高精度地进行转子的定位控制。
在上述本发明的驱动装置中,最好是,上述运算部的原点位置的复位动作如下进行:读取存储在上述原点位置存储部中的上述励磁位置,并且使用上述驱动器驱动上述步进马达,在推进上述励磁位置以使上述被驱动体接近上述限制端、且上述被驱动体的移动被上述限制端限制的状态下,进一步将励磁位置推进到与上述读取的上述励磁位置对应的位置,将与该励磁位置对应的上述绝对位置的值进行复位。
此外,最好是,供给上述步进马达的励磁电流的模式有0到n的n+1种,n+1是4以上的偶数;随着上述励磁电流模式的编号从0进到n,上述被驱动体接近上述限制端,将上述被驱动体的移动限制开始时的上述励磁电流的模式编号设定为n;当将上述励磁位置的编号与上述励磁电流模式的各编号对应地设定为0至n时,与上述原点位置对应的上述励磁位置的编号在(n+1)/2至n-1的范围内。
此外,最好是,还具备偏移量存储部,存储与从存储在上述原点位置存储部中的上述励磁位置起到离开规定距离的特定位置的移动量相当的偏移移动量;上述运算部在上述被驱动体的原点位置的复位之后,控制上述驱动器,使上述被驱动体移动被存储在上述偏移量存储部中的偏移移动量。根据该结构,能够缩短从接通电源起至成为可使用摄像装置的状态为止的时间。
此外,最好是,上述被驱动体是控制被摄体光的光量的光圈部。
此外,上述本发明的第4种透镜驱动装置中,最好是,上述被驱动体是上述透镜保持框和控制被摄体光的光量的光圈部。
下面,参照附图说明本发明的一实施方式。
(第一实施方式)
图1是本发明第一实施方式的透镜驱动装置的概略图及框图。图1中,1是透镜镜筒,2是固定在透镜镜筒1上的固定透镜,3是变焦透镜,变焦透镜3是通过使变焦环6沿着透镜镜筒1的外周旋转,在光轴方向上移动变焦透镜,从而调整变焦倍率的透镜。聚焦透镜4是通过作为驱动机构的马达9的旋转,沿着切有螺纹的引导螺杆在光轴方向上移动,调整焦点的透镜。
马达9是步进马达,在图1的例中,根据从聚焦马达驱动部11输出的马达线圈的驱动信号(励磁信号)的相位进行旋转。5是作为摄像器件的摄像元件,将透射固定透镜2、变焦透镜3及聚焦透镜4后拍摄的被摄体的图像变换为电信号。7是遮蔽构件,被固定在聚焦透镜4的框上。如图1的虚线所示,通过将聚焦透镜4移动到摄像元件5的方向上,用遮蔽构件7遮蔽作为位置检测传感器的光电传感器8,由此进行聚焦透镜4的原点位置(基准位置)的检测。
10是用于检测变焦环6的旋转位置的变焦环位置检测部。在位置检测中使用线性定位传感器等,该线性定位传感器的电阻值根据对应于变焦环6的旋转而产生的脉冲、或向变焦透镜3的光轴方向移动的移动距离而变化。12是根据从摄像元件5输出的电信号生成图像数据或进行焦点调整的对比度信息的信号处理部,。
13是作为透镜位置运算单元的系统控制部,向聚焦马达控制部15输出聚焦透镜4的驱动指令,由用户根据信号处理部12处理的图像来进行聚焦调整,或根据信号处理部12的对比度信息,输出聚焦透镜4的驱动指令并进行聚焦自动调整(自动调焦功能),以使对比度成为最大。
图2是图1所示的聚焦马达控制部15的详细框图。在图2中,聚焦马达控制部15包括励磁位置计数器151、跟踪位置运算部152和绝对位置计数器153。励磁位置计数器151根据从跟踪位置控制部152输出的聚焦移动方向及移动步信息,进行用于控制马达9的驱动信号相位的励磁位置计数器的计数递增或计数递减。
跟踪位置控制部152根据从变焦环位置检测部10输出的变焦位置信息和从绝对位置计数器153输出的焦点位置信息,输出用于按照来自系统控制部13的指令信息进行聚焦透镜4的位置控制的聚焦移动方向和移动步信息。
在上述结构中,通过马达9的旋转,控制聚焦透镜4的位置。此外,利用来自聚焦马达驱动部11的驱动信号,控制马达9的旋转,所述聚焦马达驱动部11接受了来自聚焦马达控制部15的信号。即,由马达9、聚焦马达驱动部11和聚焦马达控制部15形成了透镜位置控制单元。
在聚焦透镜4向摄像元件5的方向被驱动、光电传感器8被遮蔽构件7遮蔽,从而光电传感器的信号电平变化且在规定的条件下超过阈值(或者,根据电路结构比阈值小时)时,系统控制部13进行复位绝对位置计数器153的处理。
此外,在系统控制部13设有对从光电传感器8输出的信号进行模拟一数字变换的AD变换器,在系统控制部13中,将光电传感器8的信号电平作为数字值进行处理。例如,使用3V的输入D范围(Drange)的8位AD变换器。该情况下,在光电传感器的输出电平从0V变化至3V时,可将该输出电平作为数字值用0到255的值表示。
绝对位置计数器153与励磁位置计数器151的计数值同步动作。励磁位置计数器151是以马达9的驱动电角的一周期(360度)作为一回进行计数的计数器,而绝对位置计数器153是表示以规定条件被复位的值作为基准的绝对位置的计数器。14是非易失性存储器,能够进行励磁位置计数器151的写入及读出操作。如后说明,非易失性存储器14起到作为基准位置存储单元的作用。
下面,参照图3,说明如上构成的透镜驱动装置的动作。图3是第一实施方式的工序调整时的原点检测动作说明图。图3表示的“励磁位置”与驱动信号的相位对应,将从聚焦马达驱动部11输出到马达9的马达线圈驱动信号的1周期360度进行8分割,表现为励磁位置计数器151的3位计数值。在此,示出了随着聚焦透镜4向摄像元件5侧移动,励磁位置每次减1的情况。
“A相电流”和“B相电流”是,以从聚焦马达驱动部11输出到马达9的马达线圈的电流波形,来表示马达9具有A相和B相的两相线圈的例子。A相电流和B相电流的电角(将电流波形的1周期设为360时)具有90度相位差,通过对A相和B相的马达线圈施加电流,使马达9旋转。在此,以A相电流相对于B相电流超前90度相位的条件,使聚焦透镜4向摄像元件5侧移动。
“绝对位置计数器”表示绝对位置计数器153的计数值,与励磁位置同步动作,在励磁位置每次减1时,绝对位置计数器也同样每次减1。其中,绝对位置计数器将位宽设定为在聚焦透镜4的移动范围内不存在相同值。
“光电传感器输出电平”表示:通过聚焦透镜4向摄像元件5的方向移动、并用遮蔽构件7遮蔽光电传感器8,使输出电平产生变化的情况。
接着,参照图3和4,具体说明在工序调整中的聚焦透镜4的原点检测动作。图4是本发明的第一实施方式的原点检测动作流程图,表示在被编程在系统控制部13中的动作流程。在接通电源时,从“原点检测调整开始”起进行处理。
在步骤101中,把作为聚焦马达的马达9一步一步地向原点检测方向(摄像元件5方向)移动。该情况下,励磁位置计数151每次减1。更具体而言,根据来自系统控制部13的指令,通过跟踪位置控制部152对励磁位置计数器151进行递减计数。在聚焦马达驱动部11中,通过使马达9随着该递减计数向摄像元件5的方向旋转,使聚焦透镜4移动。
在步骤102中,判断光电传感器输出电平是否超过了阈值。在没有超过阈值的情况下,返回步骤101,使马达9进行下1步动作。在超过阈值的情况下,进入步骤103,将超过时刻的励磁位置代入P值。在此,将励磁位置“4”代入P。在步骤104,将P作为Po存储到非易失性存储器14。在步骤105,对绝对位置计数器进行复位。在图3中,用“0”表示的位置成为被复位的位置。
接着,参照图5和6对通常使用时的聚焦透镜4的原点检测动作进行如下说明。图5是第一实施方式的通常使用时的原点检测动作说明图。图6是第一实施方式的通常使用时的原点检测动作流程图,表示被编程在系统控制部13中的动作流程。此外,对于图5中表示的励磁位置、A相电流、B相电流、绝对位置计数器及光电传感器输出电平,由于与图3中的说明同样,因此省略重复部分的说明。
在图6中,在接通电源时,从“原点检测开始”起进行处理。在步骤201中,从非易失性存储器14读出Po。在步骤202中,根据下式(1),对Pd进行运算。
式1:
Pd=Po-(励磁位置1周期)/2
在此,励磁位置1周期是“8”。此外,在上述工序调整时的聚焦透镜4的原点检测动作中,非易失性存储器14中存储的值为“4”。因此,在该例中成为Pd=4-8/2=0。
在步骤203中,判断Pd是否为负值,在Pd为0或正值时,就直接进入下一步骤204。在Pd为负值时,在步骤203a中,在计算Pd=Pd+(励磁位置1周期)之后,进入下一步骤204。在Pd为负值时,虽然没有该励磁位置的数据,但是通过步骤203a的运算,能够求出从Po偏移半周期的励磁位置Pd。
在步骤204中,使马达9一步一步地向原点检测方向(摄像元件5的方向)移动(使励磁位置计数器每次减少1)。更具体而言,按照来自系统控制部13的指令,通过跟踪位置控制部152,使励磁位置计数器151进行递减计数。在聚焦马达驱动部11中,通过使马达9随着该递减计数向摄像元件5的方向旋转,使聚焦透镜4移动。
在步骤205中,判断当前的励磁位置是否与Pd(在该例中为Pd=0)相同。若不相同,则返回步骤204,使马达9进行下1步动作。若相同,则进入下一步骤206。在图5的例中,在判断(n-2)、判断(n-1)、判断(n)指示的位置,是励磁位置与Pd(Pd=0)相同。在步骤206中,判断在这些各位置光电传感器输出电平是否超过了阈值。
首先在判断(n-2)的位置,判断光电传感器输出电平是否超过了阈值。在图5的例中,由于没有超过阈值,所以返回步骤204,使马达9进行下1步动作。当重复1步动作而成为判断(n-1)的位置时,再次判断光电传感器输出电平是否超过了阈值。在图5的例中,由于没有超过阈值,所以返回步骤204,使聚焦马达进行下1步动作。当重复1步动作而成为判断(n)的位置时,在次判断光电传感器输出电平是否超过了阈值。在图5的例中,超过了阈值。此时,进入步骤207,将绝对位置计算器153预置为-(励磁位置1周期)/2。在此,由于(励磁位置1周期)=8,所以预置为-4(如图5所示,绝对位置计数器的用○包围的数值)。
在此,图5中的用P2表示的光电传感器输出电平表示在与工序调整时相同的使用环境温度及湿度的机构及电特性的条件下的电平变化。但是,在重复进行电源接通的通常使用时,如P1或P3所表示,在马达9的各励磁位置,光电传感器输出电平在从P2变化的位置产生偏差。这是由于,此时的透镜单元驱动方向的间隙、使用环境温度及湿度变化引起的机构及电特性偏差等误差造成的。
在本实施方式中,如上所述,在通常使用时的原点检测动作进行在图5所示的判断(n-2)、判断(n-1)、判断(n)中光电传感器输出电平是否超过了阈值的判断。由此,即使在P1至P3的范围内产生了偏差的情况下,绝对值计数器153也必定预置为“-4”,在绝对位置计数器为“0”时,马达9的励磁位置必定成为“4”,能够再现工序调整时的原点位置。
更具体而言,上述各判断的励磁位置是Pd(Pd=0)的位置。由于Pd是用上述式(1)计算出的值,所以是从原点位置Po(励磁位置“4”的位置)偏移了半周期的位置。因此,在从Pd位置到下一个Pd位置之间,即,从判断位置到下一判断位置之间,励磁位置变化1周期,必定经过励磁位置“4”的位置。
在某个判断位置和下一判断位置之间有励磁位置“4”的位置,但是,如果各光电传感器输出电平均超不过阈值,则该励磁位置“4”不是原点位置。另一方面,若某个判断位置中的光电传感器输出电平不超过阈值,而下一判断位置的光电传感器输出的电平超过阈值,则该两个判断位置之间的励磁位置“4”是原点位置。
如前所述,判断位置中的励磁位置是从原点位置偏移半周期的位置,所以若将光电传感器输出电平超过阈值的判断位置的绝对值计数器153预置为“-4”,则绝对位置计数器为“0“的位置,成为工序调整时的原点位置。
当光电传感器输出电平如图5的P1或P3所示具有偏差时,在原点位置以外的位置,光电传感器输出电平超过阈值。因此,即使将超过阈值的位置判断为原点位置,该位置也不是原点位置。本实施方式不需要直接检测出原点位置,只要能够检测出某个判断位置的光电传感器输出电平不超过阈值且下一判断位置的光电传感器输出电平超过阈值的情况,就能够正确检测原点位置。
但是,透镜单元驱动方向的间隙、使用环境温度及湿度变化引起的机构及电气特性偏差等误差的幅度必须抑制在励磁位置1周期的范围内。
再有,上述步骤202的例子是如上述式(1)所示地从Po中减去(励磁位置1周期)/2的例子,但是,如下式(2)所示,也可以是加上(励磁位置1周期)/2。
式(2):
Pd=Po+(励磁位置1周期)/2
该情况下,如果在步骤203中Pd≥励磁位置1周期,则在步骤203a,用下式(3)计算Pd。由此,能够求出自Po偏移半周期的励磁位置Pd。
式(3):
Pd=Pd-(励磁位置1周期)
例如,在本实施方式中,Po=4,励磁位置1周期为8,所以,上述式(2)的值成为4+4=8,该值满足Pd≥励磁位置1周期。因此,当利用公式(3)求出Pd时,成为8-8=0,得到与使用公式(1)时相同的结果。如上所示,代替公式(1)来使用公式(2)的情况在下面的各实施方式中相同。
图7是表示变焦位置和焦点位置之间的关系的图表。L1表示将从固定透镜前表面至被摄体的距离例如设为2m时,可在维持对焦状态的状态下进行变焦动作的变焦环位置和焦点位置之间的关系。L2表示在将从固定透镜前表面至被摄体的距离例如设为1m时,在维持了对焦状态的状态下可进行变焦动作的变焦环位置和焦点位置之间关系。
横轴的变焦位置T表示望远侧,W表示广角侧。在焦点的没有原点检测偏差的理想状态下,若将固定透镜前表面至被摄体的距离设为1m,则在T侧确定了焦点位置的情况下(图中A点),将变焦位置移动到W侧时,一边沿着L2的曲线维持对焦状态,一边进行调焦动作。
但是,在将固定透镜前表面至被摄体的距离设为2m并在T侧确定了焦点位置的情况下,当假设由于原点检测位置偏差ΔX的影响,焦点位置与理想状态下的固定透镜前表面至被摄体的距离为1m的T侧的点(图中的A点)一致的时候,在将变焦位置向W侧移动时,按照焦点位置相对于L1偏移了ΔX的L10曲线进行调焦动作。因此,在W侧产生焦点位置偏移。在本发明中,不会产生这样的状况,能够实现不受聚焦透镜单元的驱动方向的间隙、使用环境温度及湿度变化引起的机构及电特性偏差等误差影响的原点检测动作,因此,能够较大程度地提高聚焦透镜单元的绝对位置的精度,本发明尤其是在一边维持对焦状态一边进行调焦动作的系统中有效。
(第二实施方式)
下面对本发明的第二实施方式进行说明。在第一实施方式中说明的图1、图2所示的结构、以及用图3、4说明的工序调整时的原点检测动作在第二实施方式中也相同。
参照图8、9,对第二实施方式中的通常使用时的聚焦透镜4的原点检测动作进行说明。图8是第二实施方式的通常使用时的原点检测动作说明图。再有,图8表示的励磁位置、A相电流、B相电流、绝对位置计数器及光电传感器输出电平与图3中说明相同,因此省略重复部分的说明。
在第二实施方式中,与第一实施方式不同,随着聚焦透镜4向摄像元件5侧的移动,励磁位置每次减2。因此,与励磁位置同步动作的绝对位置计数器153的计数值也每次减2。其中,绝对位置计数器将位宽设定成在聚焦透镜4的移动范围内不存在相同的值。
在第一实施方式中,驱动信号1周期的时间如图3、5所示,在工序调整时和通常使用时均为时间T,但是在第二实施方式中,在通常使用时的驱动信号1周期的时间如图8所示为T/2。从而,在第二实施方式中,能够以第一实施方式的2倍的速度进行通常使用时的原点检测动作。
图9是第二实施方式的通常使用时的原点检测动作流程图,表示被编程在系统控制部13中的动作流程。在接通电源时,从“原点检测开始”起进行处理。在步骤301中,从非易失性存储器13读出Po。在步骤301中,计算上述式(1)即Pd=Po-(励磁位置1周期)/2。在此,励磁位置1周期=8。在第二实施方式中,也说明存储在非易失性存储器14中的值是与第一实施方式相同的“4”的例子。
因此,在本实施方式中,Pd=4-8/2=0。在步骤303中,判断Pd是否为负值,在Pd为0或正值的情况下,直接进入下一步骤304。在Pd值为负值的情况下,在步骤303a中,计算Pd=Pd+(励磁位置1周期)之后,进入下一步骤304。在Pd为负值的情况下,经过步骤303a的理由,与在第一实施方式中经过图6的步骤203a的理由相同。
在步骤304中,使马达9在原点检测方向(摄像元件5的方向)每次移动2步(设转动间隔S=2,将励磁位置计数器每次减2)。其中,将励磁位置设定为包含先前求出的Pd(在此为Pd=0)。
更具体而言,根据来自系统控制部13的指令,通过跟踪位置控制部152来对励磁位置计数器151进行递减计数。在聚焦马达驱动部11中,通过使马达9随着该递减计数而旋转,将聚焦透镜4向摄像元件5的方向移动。
在步骤305中,判断当前的励磁位置是否与Pd(在此例中Pd=0)相同。若不同,则返回步骤304,使聚焦马达进行下一个2步动作。若相同,则进入下一步骤306的判断。
判断位置是用图8所示的判断(n-3)、判断(n-2)、判断(n-1)、判断(n)表示的位置,在步骤306判断光电传感器输出电平是否超过了阈值。在没有超过阈值时,返回步骤304,使聚焦马达进行下一个2步动作。在超过阈值时,进入步骤307,并在超过的时刻将绝对位置计数器153预置为-(励磁位置1周期)/2。在此,根据(励磁位置1周期)=8来预置为“-4”(图8所示的绝对位置计数器的用○包围的数值)。
光电传感器输出电平在P1至P3的范围内产生偏差的情况下,能够可靠地再现工序调整时的原点位置,这部分与第一实施方式同样。除此之外,在第二实施方式中,能够以第一实施方式的两倍速度进行通常使用时的原点检测动作。
再有,透镜单元驱动方向的间隙、使用环境温度及湿度变化引起的机构及电特性偏差等的误差幅度需要被抑制在励磁位置1周期的范围内,这与第一实施方式相同。
(第三实施方式)
下面,说明本发明的第三实施方式。对于与在第一实施方式中说明的图1、图2所示的结构重复部分,省略说明。在第三实施方式中,说明聚焦马达驱动部11通过大致正弦波驱动(也称为微步进驱动)对驱动马达9进行旋转驱动的例子。此外,图2中的励磁位置计数器151是将马达9的驱动电角1周期(360度)用计数值32表示的5位计数器,绝对位置计数器153与励磁位置计数器151的计数值同步进行动作,以后述的规定条件进行预置或复位。
下面,参照图10说明其动作。图10是第三实施方式的工序调整时的原点检测动作说明图。图10所表示的“励磁位置”与驱动信号的相位对应,将从聚焦马达驱动部11输出到马达9的马达线圈驱动信号的1周期360进行32分割,以励磁位置计数器151的5位计数值来表现。
在此,示出了随着聚焦透镜4向摄像元件5侧移动,励磁位置每次减1的样子。“A相电流”和“B相电流”是从聚焦马达驱动部11输出到马达9上的马达线圈的大致正弦波形电流波形,示出了马达9具有A相和B相的二相线圈的例子。A相电流和B相电流的电角(将电流波形的1周期设为360度时)相互具有90度相位差,通过在A相和B相的马达线圈上施加电流,来使马达9旋转。在此,以A相电流比B相电流超前90度相位的条件,使聚焦透镜4向摄像元件5侧移动。
再有,聚焦马达驱动部11的结构是,使用预先设定了励磁位置计数器151的计数值和驱动电流值的关系的ROM表等,输出大致正弦波形的电流波形。“绝对位置计数器”表示绝对位置计数器153的计数值,与励磁位置同步地动作。在励磁位置每次减1时,绝对位置计数器同样每次减1。其中,绝对位置计数器将位宽设定为在聚焦透镜4的移动范围内不存在相同的值。
“光电传感器输出电平”表示通过聚焦透镜4向摄像元件5的方向移动、并利用遮蔽构件7遮蔽光电传感器8,使输出电平变化的状态。
接着,参照图4、图10具体说明工序调整中的聚焦透镜4的原点检测动作。图4是第一实施方式的原点检测动作流程图,流程图本身在第三实施方式中也通用。但是,各步骤中的设定条件有不同的部分,因此以不同于第一实施方式的部分为中心进行说明。
在接通电源时,自“原点检测调整开始”起进行处理。在步骤101,将作为聚焦马达的马达9一步一步地向原点检测方向(摄像元件5的方向)移动。在步骤102中,判断光电传感器输出电平是否超过,在没超过的情况下,返回步骤101,使马达9进行下一个1步动作。在超过的情况下,进入步骤103,将超过时刻的励磁位置代入P。在此,将励磁位置“17”代入P。在步骤104中,将P作为Po存储到非易失性存储器14。在步骤105中,使绝对位置计数器复位。在图10中,用“0”表示的位置成为被复位的位置。
接着,参照图9、11,如下说明通常使用时的聚焦透镜4的原点检测动作。图11是第三实施方式的通常使用时的原点检测动作说明图。图9是第二实施方式的原点检测动作流程图,流程本身在本第三实施方式中也通用。但是,各步骤中的设定条件有不同的部分,因此下面以不同于第一实施方式、第二实施方式的部分为中心进行说明。
在图9中,在接通电源时,从“原点检测开始”起进行处理。在步骤301,从非易失性存储器14读取Po。在步骤302,计算上述式(1)即Pd=Po-(励磁位置1周期)/2。在此,励磁位置1周期是“32”。此外,在上述工序调整时的聚焦透镜4的原点检测动作中,存储在非易失性存储器14中的值为“17”。因此,在该例中,pd=17-32/2=1。
在步骤303中,判断Pd是否为负值,在Pd为0或正值的情况下,直接进入步骤304。在Pd为负值的情况下,在步骤303a中,在计算Pd=Pd+(励磁位置1周期)之后,进入下一步骤304。在Pd为负值的情况下,虽然没有相应的励磁位置的数值,但通过步骤303a的计算,能够求出自Po偏移半周期的励磁位置Pd。
在步骤304中,将马达9向原点检测方向(摄像元件5的方向)每次移动8步(设旋转间隔S=8,将励磁位置技术每次减8)。因此,通常使用的原点检测动作的速度成为工序调整时的8倍,相对于工序调整时的驱动周期T,通常使用时的驱动周期成为T/8。此外,与上述第二实施方式同样,将励磁位置设定为包含先前求出的Pd(在此Pd=1)。
在步骤305中,判断当前的励磁位置是否与Pd(在该例中Pd=1)相同。若不相同,则返回步骤304,使马达9进行下一个16步动作。若相同,则进入下一步骤306。在图11的例子中,在判断(n-3)、判断(n-2)、判断(n-1)、判断(n)指示的位置,励磁位置与Pd(Pd=1)相同。在步骤306中,在这些各位置,判断光电传感器输出电平是否超过了阈值。首先,在判断(n-3)的位置,判断光电传感器输出电平是否超过阈值。在图20的例中,由于没超过阈值,所以返回步骤304,使马达9进行下一个16步动作,重复16步动作,当成为判断(n-2)的位置时,再次判断光电传感器输出电平是否超过了阈值。在图11的例中,由于没超过阈值,所以返回步骤304,使聚焦马达进行下一个1步动作。当反复16步动作而成为判断(n)的位置时,再次判断光电传感器输出电平是否超过阈值。
在图11的例中超过了阈值。在该情况下,进入步骤307,将绝对位置计数器153预置为-(励磁位置1周期)/2。在此,由于(励磁位置1周期)=32,所以预置为“-16”(如图1所示,绝对位置计数器的用○包围的数值)。
在此,图11中的用P20表示的光电传感器输出电平,表示在与工序调整时相同的使用环境温度及湿度引起的机构及电特性条件下的电平变化。但是,在有时重复进行电源接通的通常使用时,如用P10或P30所表示,在马达9的各励磁位置,在光电传感器输出电平从P20变化的位置产生偏差。这是由于透镜单元驱动方向的间隙、使用环境温度及湿度变化引起的机构及电特性偏差等误差所造成的。
在本实施方式中,如前所示,通常使用时的原点检测动作在图11所示的判断(n-3)、判断(n-2)、判断(n-1)、判断(n)中,判断光电传感器输出电平是否超过阈值。由此,在从P10至P30的范围内发生了偏差的情况下,绝对值计数器153一定被预置为“-16”,在绝对位置计数器为“0”时,马达9的励磁位置一定成为“17”,能够再现工序调整时的原点位置。
即使光电传感器输出电平在P10至P30的范围内产生了偏差的情况下,也能够可靠地再现工序调整时的原点位置,这一点与第一实施方式相同。
在此以外,在第三实施方式中,通过大致正弦波驱动对马达进行旋转驱动,从而能够使设定计数值时的1周期360度的分割数变大,能够加大计数器的位数。
因此,与第一实施方式相比,高精度地检测出聚焦透镜的工序调整时的原点位置,并且,即使与第二实施方式同样地以高速进行通常使用时的原点检测动作,也能够可靠地再现以高精度检测到的工序调整时的原点位置。此外,由于在工序调整时能够正确地求出通常使用时产生的偏差的中心值,因此能够确保对偏差的设计余量。
再有,透镜单元驱动方向的间隙、使用环境温度及湿度的机构及电特性偏差等误差的幅度需要抑制在励磁位置1周期的范围内,这与第一实施方式及第二实施方式相同。
在此,若将在工序调整时求出基准位置时的驱动马达的驱动信号的周期设定为T,则通常使用时再次求出基准位置时的马达的驱动信号的周期T’用下式(4)表示。
式(4):
T’=(M/N)·T
在公式(4)中,N=2n(n为2以上的整数),M为满足2n>M>2的整数。
在第三实施方式中,说明了相对于工序调整时的原点检测动作中的马达驱动波形的周期,将通常使用时的原点检测动作中的马达驱动波形的周期设为1/8(即,M=1、N=8),但是,也可以将通常使用时的原点检测动作中的马达驱动波形的周期设定为3/32(即,M=3、N=32)。具体而言,在图20中,使励磁位置按1→22→11→1前进也可以,来代替励磁位置按1→25→17→9→1前进。
此外,在第三实施方式中,说明了马达驱动为大致正弦波驱动,但也可以适用于利用PWM进行大致正弦波驱动的驱动方式。
(第四实施方式)
下面,说明本发明的第四实施方式。在第一实施方式中说明的图1、图2所示的结构、以及利用图3、4说明的工序调整时的原点检测动作在第四实施方式中也相同。
参照图12、13,说明第四实施方式中的通常使用时的聚焦透镜4的原点检测动作。图12是第四实施方式的通常使用时的原点检测动作说明图。再有,图12表示的励磁位置、A相电流、B相电流、绝对位置计数器及光电传感器输出电平与图3中说明的内容相同,因此省略重复部分的说明。
图13是第四实施方式的电源关闭处理的流程图,表示被编程在系统控制部13中的动作流程。在该图中,示出在静像照相机、摄像机等摄像装置主体的电源通过主体开关(未图示)被关闭时,进行向电源关闭的转移处理的例子。
在电源被关闭时,系统控制部13从“电源关闭处理开始”起进行处理。在步骤401中,使马达9向原点检测方向(摄像元件5的方向)每次移动2步(将励磁位置计数器每次减2)。其中,将励磁位置设定为包含第二实施方式中说明的Pd(在此为Pd=0)。更具体而言,根据来自系统控制部13的指令,通过跟踪位置控制部152对励磁位置计数器151进行递减计数。在聚焦马达驱动部11中,随着该递减计数使马达9旋转,由此使聚焦透镜4向摄像元件5的方向移动。
在步骤402中,在绝对位置计数器153的计数值与励磁位置1周期/2不一致时,返回到步骤401,使聚焦马达进行下一个2步动作。在一致时,处理进入到步骤403,关闭主体的电源。在此,由于励磁位置1周期=8,因此,在绝对位置计数值=4时,主体的电源被关闭(参照图12)。
接着,如第二实施方式中利用图9说明了电源通过主体开关被接通时的动作那样,在接通电源时,从“原点检测开始”起按照流程图进行处理。由于中途的说明重复,因此省略,但在图9的步骤306中,判断光电传感器输出电平是否超过阈值,绝对位置计数器153的计数值被预置为“-4”(如图12所示,绝对位置计数器的用○包围的数值)。
如图12所示,在电源关闭转移处理中,在原点位置紧前面(光电传感器输出电平超过阈值的紧前面),使聚焦马达停止。因此,在第四实施方式中,接通电源时的原点检测中的光电传感器输出电平的判断,以最初的一次就结束。更具体而言,由于绝对位置计数器的计数值成为“0”的位置是原点位置,因此,在计数值与励磁位置1周期/2一致的停止位置是,夹着原点位置的判断位置中的先行侧的判断位置。即,在本实施方式中,具有这样的特征,即在电源关闭转移处理使聚焦马达停止的位置,是在下一次接通电源时进行光电传感器输出电平的最终判断的位置的1个之前的判断位置。
通过如上进行电源关闭转移处理,在下一次电源接通之前的期间内产生了透镜单元驱动方向的间隙、使用环境温度及湿度变化引起的机构及电特性偏差等误差的情况下,也能够仅通过最初一次的光电传感器输出电平的判断,可靠地进行原点检测。
再有,透镜单元驱动方向的间隙、使用环境温度及湿度变化引起的机构及电特性偏差等的误差幅度需要被抑制在励磁位置1周期的范围内,这与第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式相同。
(第五实施方式)
下面,说明本发明的第五实施方式。在第一实施方式中说明的图1、图2所示的结构,在第五实施方式中也相同。下面,参照图14、15说明第五实施方式中的工序调整时的聚焦透镜4的原点检测动作。
图14是第五实施方式的工序调整时的原点检测动作说明图。对于图14所表示的励磁位置、A相电流、B相电流、绝对位置计数器及光电传感器输出电平,与第一实施方式的图3中的说明相同,因此省略重复部分的说明。此外,随着聚焦透镜4向摄像元件5侧移动,励磁位置每次减1的情况,也与第一实施方式相同。
图15是第五实施方式的工序调整时的原点检测动作流程图,表示被编程在系统控制部13中的动作流程。在接通电源时,自“原点检测调整开始”起进行处理。在步骤501中,例如在工序调整菜单的液晶显示画面(未图示)上显示“主体朝上”。使摄像装置的透镜2朝向上方,进入下一步骤502。
在步骤502中,使马达9向原点检测方向(摄像元件5的方向)每次移动1步(使励磁位置计数器每次减1)。更具体而言,根据来自系统控制部13的指令,通过跟踪位置控制部152使励磁位置计数器151进行递减计数。在聚焦马达驱动部11中,通过使马达9随着该递减计数而旋转,使聚焦透镜4向摄像元件5的方向移动。
在步骤503中,判断光电传感器输出电平是否超过了阈值。在不超过阈值时,返回步骤502,使马达9进行下一个1步动作。在超过阈值时,进入步骤504,将超过时刻的励磁位置代入Pu。在此,将励磁位置“6”代入Pu。
在下一个步骤505中,例如在工序调整菜单的液晶画面显示(未图示)中显示“主体朝下”。使摄像装置的透镜2朝下,进入下一步骤506。在步骤506中,使马达9向原点检测方向(摄像元件5的方向)每次移动1步(将励磁位置计数器每次减1)。
在步骤507中,判断光电传感器输出电平是否超过了阈值。在没有超过阈值的情况下,返回步骤506,使马达9进行下一个1步动作。在超过阈值的情况下,进入步骤508,将超过时刻的励磁位置代入Pd。
在此,将励磁位置“2”代入Pd。在步骤509中,判断Pd和Pu的大小。在此,由于Pu=6,Pd=2,因此进入下一个步骤510。在步骤510中,计算P=INT((Pu+Pd)/2),并求出P=4。再有,INT表示舍弃小数点以下。在步骤511中,判断P是否比0小,在此,由于P=4,进入下一步骤512,将P=4作为Po存储到非易失性存储器中。
在步骤513中,绝对位置计数器153的计数值被预置为-INT((Pu+Pd)/2)。-INT((Pu+Pd)/2)的值成为-INT((6-2)/2)=-2。通过该计算,能够计算出励磁位置在朝下时的原点位置、和朝上时与朝下时的中间的原点位置之间离开多少。如图14所示,若将朝下时的原点位置的绝对位置计数器的数值设为计算值的-2(用○包围的数值),则朝上时与朝下时的中间的原点位置(励磁位置“4”)的绝对位置计数器153的计数值成为“0”。
再有,在图14中,在图14中从“朝上状态”向“朝下状态”改变姿势时,光电传感器输出电平产生阶差,其原因是,聚焦透镜4因自重和偏差(例如用于移动马达9的引导螺杆和聚焦透镜4的齿条之间的间隙)而向从摄像元件5远离的方向移动。
在上述例中,以在朝上状态下的原点检测位置Pu=6、朝下状态下的原点检测位置Pd=2即Pd<Pu的例子进行了说明。在该情况下,如前所述,可通过步骤510的计算式来求出中间位置P。但是,在Pd>Pu的情况下,在步骤510的计算式中也不能求出中间位置P。例如,在Pu=0、Pd=4的情况下,虽然中间位置P是可从图14的励磁位置的图示中也能看出那样为6,但如果用步骤510的计算式运算,就成为P=INT((0+4)/2)=2,成为与P=6不同的值。
在这样的情况下,通过步骤509a、511a,能够计算出正确的中间位置P。在上述的Pu=0、Pd=4的例中,由于Pd>Pu,因此转移到步骤509a,计算Pd=Pd-(励磁位置1周期),由于励磁位置1周期=8,求出Pd=-4。当使用该Pd的值,通过步骤510的计算式求出P时,成为P=INT((0-4)/2)=-2。此时,在步骤511中,由于P<0,因此转移到步骤511,计算P=P+(励磁位置1周期),求出P=6。在P为负值的情况下,经过步骤511a的理由,与在第一实施方式中通过图6的步骤203a的理由相同。
在该例中,在步骤512,将P=6作为Po存储到步挥发性存储器14。接着,在步骤513中,若使用Pu=0、在步骤509a计算出的Pd=-4,则-INT((Pu+Pd)/2)=-2,与绝对位置计数器153的朝下原点位置(Pd=4)对应的部分的计数值被预置为“-2”。
如上所述,在第五实施方式中,非易失性存储器14中存储的原点位置成为在朝上状态和朝下状态下分别检测出的原点位置的中间位置,如在第一实施方式中说明那样不考虑姿势差异的原点调整中,与在调整时例如产生朝上的姿势差、且在通常使用时产生了朝下的姿势差的情况相比,在第四实施方式中,能够将姿势差造成的透镜位置误差改善为1/2。
此外,在第五实施方式中,说明了首先在朝上状态下进行原点检测,接着在朝下状态下进行原点检测的例子,但是,若在考虑偏差的情况下朝上状态的一方比朝下状态相比更远离原点位置,则只要首先进行朝下状态的原点检测,之后在朝上状态下进行原点检测就可以。
此外,在姿势差引起的原点检测位置的偏差以规格(spec)被规定的摄像装置中,在朝上状态或朝下状态中的某一状态下进行原点检测,将从检测到的位置偏移规格一半的位置作为原点,可得到同样的效果。
此外,本实施方式是,以透镜镜筒的姿势差造成在原点检测位置有偏差为其前提的例子,但是,只要能够将透镜镜筒的精度确保在没有因透镜镜筒的姿势差引起的原点检测位置的偏差的程度,则也可以是上述第一至第四实施方式的结构。
(第六实施方式)
下面,说明本发明的第六实施方式。图16是第六实施方式的透镜驱动装置的概略图和框图。在图16中,在与图1相同的结构上标注相同的标记,省略其详细说明。图16所示的透镜驱动装置是,在图1的透镜驱动装置上还具备温度传感器16、角度传感器17。
温度传感器16设在透镜镜筒1内或摄像装置主体(未图示)内,是检测温度的传感器,使用热敏电阻等。角度传感器17设在透镜镜筒1内或摄像装置主体(未图示)内,是检测透镜镜筒或摄像装置主体的倾斜的传感器。
图17示出角度传感器17的角度检测的一例。图17的例中,将透镜镜筒1或摄像装置主体水平时从角度传感器17输出的输出电压设为0,输出电压根据姿势角度而变化。
再有,角度传感器17也可以是检测透镜镜筒1或摄像装置主体的倾斜是朝上、朝下及水平的3个位置的倾斜传感器。此外,本实施方式的聚焦马达控制部15的结构与上述第一实施方式的图2所示的结构相同。
下面,参照图18、19来说明第六实施方式的通常使用时的聚焦透镜4的原点检测动作。图18是第六实施方式的通常使用时的原点检测动作说明图。图18(a)假设了温度比常温高时且透镜镜筒1的透镜2朝上的状态,图18(b)假设了温度比常温低时且透镜镜筒1的透镜2朝下的状态。
在图18表示的励磁位置、A相电流、B相电流、绝对位置计数器及光电传感器输出电平,与第一实施方式的图3中的说明相同,因此省略重复部分的说明。此外,随着聚焦透镜4向摄像元件5侧移动,励磁位置每次减2,这与第二实施方式的图8的例子相同。
图19是第六实施方式的通常使用时的原点检测动作流程图,表示被编程在系统控制部13中的动作流程。在接通电源时,从“原点检测开始”起进行处理。在步骤601,从非易失性存储器14读出Po。在步骤602中,计算Pd=Po-(励磁位置1周期)/2。在此,励磁位置1周期=8。此外,在工序调整时的聚焦透镜4的原点检测动作中,与第一实施方式同样,存储在非易失性存储器14中的值为“4”。因此,成为Pd=4-8/2=0。
在步骤602b中,根据来自温度传感器16及角度传感器17的输出信息,在Pd上加上校正值ΔPd。在将透镜镜筒1的透镜2朝上的情况下,聚焦透镜4因自重和间隙(例如马达9的引导螺杆和用于移动聚焦透镜4的齿条之间的间隙)而向比水平放置时更靠近摄像元件5的方向移动。再者,在温度比常温高时且遮蔽构件7的热膨胀系数比透镜镜筒1及马达9大的情况下,遮蔽构件7位于靠近光电传感器8的位置。
因此,如图18(a)的光电传感器输出电平P4所示,与常温时且水平放置时的光电传感器输出电平P2相比,光电传感器输出电平在原点检测时变化的时刻提早。在此,示出了这样的例子,即,将因从常温的温度上升而产生的误差在马达9的励磁位置作为1步、并且将摄像装置从水平放置朝向上侧时产生的误差在马达9的励磁位置作为1步,来产生共计2步误差。
因此,ΔPd=2,从而在步骤602b计算出Pd2=2。在步骤603判断Pd2是否为负值,在Pd为0或正值的情况下,直接进入下一步骤604。在Pd值为负值的情况下,在步骤603a中,计算Pd=Pd+(励磁位置1周期)之后,进入下一步骤604。在Pd为负值的情况下,经过步骤603a的理由,与在第一实施方式中经过图6的步骤203a的理由相同。
在步骤604中,使马达9向原点检测方向(摄像元件5的方向)每次移动2步(将励磁位置计数器每次减2)。其中,将励磁位置设定为包含先前求出的Pd2(在此为Pd2=2)。更具体而言,根据来自系统控制部13的指令,通过跟踪位置控制部152来对励磁位置计数器151进行递减计数。在聚焦马达驱动部11中,使马达9随着该递减计数而旋转,从而使聚焦透镜4向摄像元件5的方向移动。
在步骤605中,判断当前的励磁位置是否与Pd2(在此例中Pd2=2)相同。若不同,则返回步骤602b,使马达9进行下一个2步动作。若相同,则进入下一步骤606的判断。
Pd2=2的位置是用图18(a)所示的判断(n-2)、判断(n-1)、判断(n)表示的位置。这些各判断位置位于励磁位置成为2的位置,因此是比加算校正值前的励磁位置0的位置先行2步的位置(从摄像元件5远去的位置)。因此,在这些各判断位置的判断,与在励磁位置为0的位置检测常温时且水平放置时的光电传感器输出电平P2的情况实质上相同。
在步骤606,在上述判断位置,判断光电传感器输出电平是否超过了阈值。在没有超过阈值时,返回步骤602b,使聚焦马达进行下一个2步动作。在超过阈值的情况下,进入步骤607,并在超过时刻将绝对位置计数器153预置为-(励磁位置1周期)/2+ΔPd。在此,由于(励磁位置1周期)=8、ΔPd=2,所以被预置为“-2”(图18(a)所示的绝对位置计数器的用○包围的数值)。
再有,在第二实施方式的图9的说明中,示出了在步骤305或步骤306,当不满足条件时返回步骤304的例子,但在第五实施方式中,示出了返回步骤602b的例子。这是因为,在第五实施方式中,当原点检测动作中发生了温度变化或姿势差时,逐次改变判断光电传感器输出电平是否超过阈值的判断位置。
下面,参照图18(b)、图19来说明使透镜镜筒1的透镜2朝下且温度较常温低的情况。在使透镜镜筒1的透镜2朝下的情况下,聚焦透镜4因自重和间隙(例如马达9的引导螺杆和用于移动聚焦镜筒4的齿条的间隙)而向比水平放置更远离摄像元件5的方向移动。再者,在比常温低的低温时且遮蔽构件7的热膨胀系数比透镜镜筒1及马达9大时,遮蔽构件7位于从光电传感器8远去的方向。
因此,如图18(b)的光电传感器输出电平的P5所示,与常温时且水平放置时的光电传感器输出电平P2相比,光电传感器输出电平在原点检测时变化的时刻延迟。在此,示出了这样的例子,即,将由于从常温降温而产生的误差在马达9的励磁位置设为1步,将摄像装置从水平放置朝向下侧时产生的误差在马达9的励磁位置设为1步,产生共计2步误差。
因此,ΔPd=-2,从而在步骤602b计算出Pd2=-2。在步骤603判断Pd2是否为负值,在Pd值为负值的情况下,在步骤603a中,计算Pd=Pd+(励磁位置1周期)之后,进入下一步骤,在Pd为0或正值的情况下,直接进入下一步骤。在此,Pd2为-2+8=6。
在步骤604中,使马达9向原点检测方向(摄像元件5的方向)每次移动2步(将励磁位置计数器每次减2)。其中,将励磁位置设定为包含先前求出的Pd2(在此为Pd2=6)。更具体而言,根据来自系统控制部13的指令,通过跟踪位置控制部152使励磁位置计数器151递减计数。在聚焦马达驱动部11中,通过使马达9随着该递减计数而旋转,使聚焦透镜4向摄像元件5的方向移动。
在步骤605中,判断当前的励磁位置是否与Pd2(在此,Pd2=6)相同。若不同,则返回步骤602b,使聚焦马达进行下一个2步动作。若相同,则进入下一步骤606。Pd2=6的位置是用图18(b)所示的判断(n-3)、判断(n-2)、判断(n-1)、判断(n)表示的位置。这些各判断位置是励磁位置成为6的位置,因此是比加算校正值前的励磁位置0的位置延迟2步的位置(离摄像元件5近的位置)。因此,这些各判断位置的判断,与在励磁位置为0的位置检测常温时且水平放置时的光电传感器输出电平P2的情况实质上相同。
在步骤606,在上述判断位置判断光电传感器输出电平是否超过了阈值。在没有超过时,返回步骤602b,使聚焦马达进行下一个2步动作。在超过时,进入步骤607,在超过时刻将绝对位置计数器153预置为一(励磁位置1周期)/2+ΔPd。
在此,根据(励磁位置1周期)=8、ΔPd=-2,被预置为“-6”(图18(b)所示的绝对位置计数器的用○包围的数值)。再有,在第二实施方式的图9的说明中,示出了在步骤305或步骤306不满足条件时返回步骤304的例子,但在第五实施方式中示出了返回步骤602b的例子。这是因为,在原点检测动作中发生了温度变化或姿势差时,逐次改变判断光电传感器输出电平是否超过阈值的判断位置。
图18中的用“P2”表示的光电传感器输出电平,表示在与工序调整时相同的使用环境温度及湿度引起的机构及电特性的条件下的电平变化,但是,在有时重复电源接通的通常使用时,如“P4”或“P5”所表示,此时的透镜单元驱动方向的间隙、使用环境温度变化引起的机构及电特性偏差等误差,导致在电平相对于马达9的励磁位置而发生变化的位置产生偏差。
但是,在第六实施方式中,通常使用时的原点检测动作是,在如图18所示的各判断位置判断光电传感器输出电平是否超过了阈值,因此,即使在从“P4”至“P5”的范围内产生了偏差的情况下,当绝对值计数器153的计数值为“0”时,马达9的励磁位置必定成为“4”,能够再现第一实施方式中说明的工序调整时的原点位置。
再有,在此示出了使用温度传感器和角度传感器的例子,但是,通过使用湿度传感器来改善因透镜镜筒、透镜等的吸湿系数差异而产生的误差,可以进一步提高精度。再者,在第五实施方式中能够以2倍的速度进行在第一实施方式说明的通常动作时的原点检测动作。
而且,在使用温度传感器和角度传感器等可检测出透镜单元驱动方向的间隙、使用环境温度变化引起的机构及电特性偏差等误差的情况下,即使在其误差超过励磁位置1周期范围的情况下,也能够进行校正。
图20是表示第六实施方式的变焦位置和焦点位置的关系的图表。L1是表示将从固定透镜前表面至被摄体的距离例如设为2m时,在维持对焦状态的状态下进行变焦动作的变焦位置和焦点位置之间关系的曲线。
横轴的变焦位置“T”表示望远侧,“W”表示广角侧。在没有焦点的原点检测偏差的理想状态下,将从固定透镜前表面至被摄体的距离设为2m时,在“T”侧确定了焦点位置的情况下,当将变焦位置移动到“W”侧时,可沿着L1的曲线一边维持对焦状态一边进行调焦动作。
使用图16中的温度传感器16和角度传感器17可检测出透镜单元驱动方向的间隙、使用环境温度变化引起的机构及电特性偏差等误差,因此,在原点位置检测之后,考虑图20所示的原点校正量ΔX来校正焦点位置。
在此,示出了“T”侧的焦点位置在常温及水平放置的状态下位于离原点X0的位置,在高温及朝下状态下进行校正的例子。在高温下,因透镜镜筒1的热膨胀,各透镜间隔比设计值变宽,需要将该聚焦透镜4移动到摄像元件5侧。此外,在朝下的状态下,聚焦透镜4因自重和偏差,同水平放置时相比朝着从摄像元件5远去的方向移动。
因此,将聚焦透镜4在高温及朝下状态下的总的位置校正量设为ΔX,求出X0-ΔX,校正聚焦透镜4离原点的位置,从而能够一边维持从“T”侧至“W”侧的对焦状态,一边进行变焦动作。
再有,在第六实施方式中,说明了在工序调整时和通常使用时考虑了透镜镜筒的角度和温度不同的情况的例子,但是,这些结构不一定是最适合的。例如,在透镜镜筒等的结构自身抑制了因角度和温度变化引起的光电传感器输出电平的变动的情况下,适用第一至第四实施方式的结构。
此外,在第六实施方式中,说明了具备角度传感器和温度传感器的双方的例子,但也可以具备其中一种。例如,在因温度变化引起的光电传感器输出电平的变换位置的变动不成为特殊问题的情况下,可以只进行角度传感器的校正。
此外,在第六实施方式中,示出了在图19的步骤602b加算ΔPd的例子,但是也可以减去ΔPd。
此外,在上述第二、第四、第六实施方式中,示出了在通常使用时的原点检测动作中,以工序调整时的2倍的速度驱动透镜单元的例子,但不限于此,也可以按4倍的速度或其以上的速度进行动作。即,可以是,在工序调整时的驱动信号的1周期时间为T的情况下,将通常使用时的驱动信号1周期时间设为上述公式(4)的T’,输出M/N周期驱动信号。
此外,在第四实施方式、第六实施方式中,也可以使工序调整时和通常使用时的驱动信号的1周期时间相同。
此外,使用将马达的驱动信号的周期8分割及32分割的励磁位置进行了说明,但根据求出的精度可设定为4分割或16分割,不取决于分割数。
此外,在上述各实施方式中说明了作为驱动机构使用步进马达的例子,但是,只要是马达的励磁信号具有周期性的马达就可以,例如可以是线性马达等。
(第七实施方式)
下面,说明本发明的第七实施方式。第七实施方式的驱动装置也具备图1、2所示的结构。下面,参照图21说明其动作。图21是第七实施方式的工序调整时的原点检测动作说明图。图21中表示的“励磁位置”与驱动信号的相位对应,将从聚焦马达驱动部11输出到马达9的马达线圈的驱动信号的1周期360度进行8分割,来作为励磁位置计数器151的3位计数值来表现。在此,示出了随着聚焦透镜4向摄像元件5侧移动,励磁位置每次减1的状态。
“A相电流”和“B相电流”是从聚焦马达驱动部11输出到马达9的马达线圈的电流波形,示出了马达9具有A相和B相的2相线圈的例子。A相电流和B相电流的电角(将电流波形的1周期设为360度时)相互差90度相位,通过在A相和B相的马达线圈上施加电流,使马达9旋转。在此,以A相电流比B相电流超前90度相位的条件,使聚焦透镜4向摄像元件5侧移动。
“绝对位置计数器”表示绝对位置计数器153的计数值,与励磁位置同步地动作。在励磁位置每次减1时,绝对位置计数器同样每次减1。其中,绝对位置计数器将位宽设定为,在聚焦透镜4的移动范围内不存在相同的值。
“光电传感器输出电平”表示通过聚焦透镜4向摄像元件5的方向移动、并利用遮蔽构件7遮蔽光电传感器8,使输出电平变化的状态。设马达9的励磁位置每变化1步,光电传感器输出电平例如变化0.2V。此时,认为在系统控制部13通过内置的AD变换器,数字值变化了17。
如后说明,系统控制部13判断光电传感器输出电平是否超过了阈值。例如,可将第1阈值用AD变换后的数字值设为195(AD变换输入部中大约为2.3V),将第2阈值用数字值设为127(AD变换输入部中大约为1.5V)。第2阈值是相对于第1阈值马达9的励磁位置变化了4步时的值,即马达9旋转励磁周期(电角360度)的一半周期(电角180度)时的光电传感器输出电平的值。
接着,参照图21、图22具体说明工序调整中的聚焦透镜4的原点检测动作。图22是本发明的第七实施方式的原点检测动作流程图,表示被编程在系统控制部13中的动作流程。在接通电源时,从“原点检测调整开始”起进行处理。
在步骤111中,将马达9一步一步地向原点检测方向(摄像元件5的方向)移动。此时,励磁位置计数器151每次减1。更具体而言,根据来自系统控制部13的指令,通过跟踪位置控制部152对励磁位置计数器151进行递减计数。在聚焦马达驱动部11,通过使马达9随着该递减计数而旋转,将聚焦透镜4向摄像元件5的方向移动。
在步骤112,判断光电传感器输出电平是否超过了第1阈值。在没有超过第1阈值的情况下,返回步骤111,使马达9进行下一个1步动作。在超过的情况下,进入步骤113,将超过时刻的励磁位置代入P。在图3中,由于在励磁位置“0”超过第1阈值,所以将励磁位置“0”代入P。
在步骤114,将P作为Po存储到非易失性存储器14。在步骤115,对绝对位置计数器进行复位。在图3中,用“0”表示的位置成为被复位的位置。
接着,参照图23、图24对通常使用时的聚焦透镜4的原点检测动作进行如下说明。图23是第七实施方式的通常使用时的原点检测动作说明图。图24是第七实施方式的通常使用时的原点检测动作流程图,表示被编程在系统控制部13中的动作流程。此外,对于图23中表示的励磁位置、A相电流、B相电流、绝对位置计数器及光电传感器输出电平,与图21中的说明相同,因此省略重复部分的说明。
在图24中,在接通电源时,从“原点检测开始”起进行处理。在步骤211,从非易失性存储器14读出Po。在步骤212,将Po代入Pd。在上述工序调整时的聚焦透镜4的原点检测动作中,存储在非易失性存储器14中的值为“0”。因此,在该例中,Pd=0。
在步骤214,使马达9一步一步地向原点检测方向(摄像元件5方向)移动(使励磁位置计数器每次减1)。更具体而言,根据来自系统控制部13的指令,通过跟踪位置控制部152对励磁位置计数器151进行递减计数。在聚焦马达驱动部11,通过使马达9随着该递减计数而旋转,将聚焦透镜4向摄像元件5的方向移动。
在步骤215,判断当前的励磁位置是否与Pd(在该例中,Pd=0)。若不相同,则返回步骤214,使马达9进行下一个1步动作。若相同,则进入下一步骤206。在图23的例中,用判断(n-2)、判断(n-1)、判断(n)指示的位置,励磁位置与Pd(Pd=0)相同。在步骤216,判断在这些各位置光电传感器输出电平是否超过了阈值。
首先,在判断(n-2)的位置,判断光电传感器输出电平是否超过了第2阈值。在图23的例中,由于没有超过第2阈值,所以返回步骤步骤214,使马达9进行下一个1步动作。当重复1步动作而成为判断(n-1)的位置时,再次判断光电传感器输出电平是否超过了第2阈值。在图23的例中,没有超过第2阈值,所以返回步骤214,使聚焦马达进行下一个1步动作。当重复1步动作而成为判断(n)的位置时,再次判断光电传感器输出电平是否超过了第2阈值。在图23的例中,没超过第2阈值。此时,进入步骤207,将绝对位置计算器153预置为0(如图23所示,绝对位置计数器的用○包围的数值)。
在此,图23中的用P2表示的光电传感器输出电平,表示在与工序调整时相同的使用环境温度及湿度造成的机构及电特性的条件下的电平变化。但是,在有时重复进行电源接通的通常使用时,如P1或P3所示,在马达9的各励磁位置,在光电传感器输出电平从P2变化的位置产生偏差。这是由此时的透镜单元驱动方向的间隙、使用环境温度及湿度变化引起的机构及电特性偏差等误差造成的。
在本实施方式中,如上所述,通常使用时的原点检测动作,是在图23所示的判断(n-2)、判断(n-1)、判断(n)中判断光电传感器输出电平是否超过了第2阈值。该情况下的阈值不是工序调整时的第1阈值,而是第2阈值。
假设将阈值设定为第1阈值,如果光电传感器输出电平的电平变化与工序调整时相同(图23的P2),则能够正确地再现原点位置。但是,如前所述,当电平变化中产生偏差时(图23的P1、P3),检测到的原点位置中也产生偏差。
在本实施方式中,如前所述,第2阈值是相对于工序调整时的第1阈值,使马达9的励磁位置处于领先励磁半周期(电角180度)的位置时光电传感器输出电平的值。因此,如图23所示,即使光电传感器输出电平在P1或P3有偏差,在判断位置n判断为超过了第2阈值的情况不会改变。同样,在判断位置n-1、n-2判断为没超过第2阈值的情况也不会改变。
由此,即使在P1至P3的范围内产生了偏差,在预置的绝对位置计数器为“0”时,马达9的励磁位置必定成为“0”,能够正确再现工序调整时的原点位置。即,若检测到某个判断位置的光电传感器输出电平不超过第2阈值、下一个判断位置的光电传感器输出电平超过第2阈值,则能够正确检测原点位置。
其中,透镜单元驱动方向的间隙、使用环境温度及湿度变化引起的机构及电特性偏差等的误差幅度,需要被抑制在励磁位置1周期的范围内。
在本实施方式中,也能够防止在上述第一实施方式用图7说明那样的、原点检测位置偏移引起的焦点位置偏移。即,根据本实施方式,能够实现不受透镜单元的驱动方向的间隙、使用环境温度及湿度变化引起的机构及电特性偏差等的误差的影响的原点检测动作,所以,能够较大程度提高聚焦透镜单元的绝对位置精度,尤其在一边维持对焦状态一边进行变焦动作的系统中,本实施方式有效。
再有,在本实施方式中,将第1阈值和第2阈值之差作为与马达励磁周期的半周期相当的差进行了说明,但是该差不限于此,只要在不受光电传感器输出电平的偏差影响的范围内即可。
例如,第2阈值可设定为,位于与原点位置对应的励磁位置、和从该励磁位置离开马达励磁周期的1个周期的励磁位置之间时的光电传感器输出电平的范围内的值。
此外,第2阈值还可以是在工序调整前预先设定的值,也可以在工序调整时设定。例如,在工序调整时的原点检测动作中,也可以由系统控制部13将马达9的每1步动作的光电传感器输出电平进行存储,在光电传感器输出电平到达第1阈值时,将4步前的光电传感器输出电平在非易失性存储器14中存储为第2阈值。由此,校正光电传感器的特性偏差,能够求得正确的阈值。
(第八实施方式)
下面,对本发明的第八实施方式进行说明。图1、2所示的结构、以及用图21、图22说明的工序调整时的原点检测动作,在第八实施方式中也相同。
参照图25、26,说明第八实施方式中的通常使用时的聚焦透镜4的原点检测动作。图25是第八实施方式的通常使用时的原点检测动作说明图。对于图25中表示的励磁位置、A相电流、B相电流、绝对位置计数器及光电传感器输出电平,由于与图3中的说明同样,因此省略重复部分的说明。
在第八实施方式中,与第七实施方式不同,随着聚焦透镜4向摄像元件5侧移动,励磁位置每次减2。因此,与励磁位置同步动作的绝对位置计数器153的计数值也每次减2。其中,绝对位置计数器将位宽设定为在聚焦透镜4的移动范围内不存在相同值。
在第七实施方式,如图21、图23所示,在工序调整时和通常使用的任一情况下,驱动信号的1周期时间为T,但在第八实施方式中,如图25所示,通常使用时的驱动信号的1周期时间为T/2。由此,在第八实施方式中,能够以第七实施方式的2倍速度进行通常使用时的原点检测动作。
图26是第八实施方式的通常使用时的原点检测动作流程图,表示被编程在系统控制部13中的动作流程。在接通电源时,从“原点检测开始”起进行处理。在步骤311,从非易失性存储器14读出Po。在步骤312,将Po代入Pd。在第八实施方式中,也说明了存储在非易失性存储器14的值与第一实施方式同样为“0”的例子。因此,在本实施方式中,Pd=0。
在步骤314,使马达9向原点检测方向(摄像元件5的方向)每次移动(使励磁位置计数器每次减少2)2步。其中,将励磁位置设定为包含先在前求出的Pd(在此为Pd=0)。
更具体而言,按照来自系统控制部13的指令,通过跟踪位置控制部152使励磁位置计数器151进行递减计数。在聚焦马达控制部11中,通过使马达9随该递减计数而旋转,将聚焦透镜4向摄像元件5的方向移动。
在步骤315,判断当前的励磁位置是否与Pd(在该例中,Pd=0)相同。若不相同,则返回步骤314,使马达9进行下面的2步动作。若相同,则进入下一步骤316。
判断位置是用图25所示的判断(n-3)、判断(n-2)、判断(n-1)、判断(n)表示的位置,在步骤316判断光电传感器输出电平是否超过了第2阈值。在没有超过时,返回步骤314,使马达9进行下一个2步动作。在超过时,进入步骤317,并在超过时刻将绝对位置计数器153预置为0(图25所示的绝对位置计数器的用○包围的数值)。
这些从步骤314到317期间的动作,与在上述第七实施方式用图24说明的步骤214到217之间的动作相同。此外,光电传感器输出电平在P1至P3的范围内产生了偏差的情况下,能够可靠地再现工序调整时的原点位置,这点也与第七实施方式相同。此外,在第八实施方式中,能够以第七实施方式的2倍速度进行通常使用时的原点检测动作。
此外,透镜单元驱动方向的间隙、使用环境温度及湿度变化引起的机构及电特性偏差等的误差幅度需要被抑制在励磁位置1周期的范围内,这与第七实施方式相同。
(第九实施方式)
下面说明本发明的第九实施方式。图1、2所示的结构、以及用图21、图22说明的工序调整时的原点检测动作,在第九实施方式中也相同。
参照图27、28说明第九实施方式中的通常使用时的聚焦透镜4的原点检测动作。图27是第九实施方式的通常使用时的原点检测动作说明图。对于图27中表示的励磁位置、A相电流、B相电流、绝对位置计数器及光电传感器输出电平,由于与图21中的说明同样,因此省略重复部分的说明。
图28是第九实施方式的电源关闭处理的流程图,表示被编程在系统控制部13中的动作流程。在该图中,示出了在静像照相机或摄像机等摄像装置主体的电源通过主体开关(未图示)被关闭时,进行向电源关闭的转移处理的例子。
在电源被关闭时,系统控制部13从“电源关闭处理开始”起进行处理。在步骤411,使马达9向原点检测方向(摄像元件5的方向)每次移动2步(将励磁位置计数器每次减2)。其中,将励磁位置设定为包含第八实施方式中说明的Pd(在此为Pd=0)。更具体而言,根据来自系统控制部13的指令,通过跟踪位置控制部152对励磁位置计数器151进行递减计数。在聚焦马达驱动部11中,通过随着该递减计数使马达9旋转,将聚焦透镜4向摄像元件5的方向移动。
在步骤412,在绝对位置计数器153的计数值与励磁位置的1周期不一致时,返回到步骤411,使聚焦马达进行下一个2步动作。在一致时,处理进入步骤413,关闭主体的电源。在此,由于(励磁位置1周期)=8,因此,在(绝对位置计数值)=8时,主体电源被关闭(参照图27)。
接着,对于通过主体开关接通电源时的动作,如第八实施方式中用图26说明那样,在接通电源时从“原点检测开始”起按照流程图进行处理。由于中途的说明重复,因此省略,但在图26的步骤316,判断光电传感器输出电平是否超过第2阈值,绝对位置计数器153的计数值被预置为“0”(如图27所示,绝对位置计数器的用○包围的数值)。
如图27所示,在电源关闭转移处理中,在原点位置紧前面(光电传感器输出电平就要超过阈值之前)停止聚焦马达。因此,在第九实施方式中,接通电源时的原点检测中的光电传感器输出电平的判断,以最初的一次就结束。更具体而言,由于绝对位置计数器的计数值成为“0”的位置是原点位置,因此,计数值与励磁位置的1周期一致的停止位置是,比最终判断位置先行一步侧的判断位置。即,在本实施方式中,具有这样的特征,即通过电源关闭转移处理使聚焦马达9停止的位置是,在下一次接通电源时进行光电传感器输出电平的最终判断的位置的1步之前的判断位置。
通过如上所述地进行电源关闭转移处理,即使透镜单元的驱动方向的间隙、使用环境温度及湿度变化引起的机构及电特性偏差等误差,在下一次电源接通之前的期间产生的情况下,也能够通过最初一次的光电传感器输出电平的判断,可靠地进行原点检测。
再有,透镜单元驱动方向的间隙、使用环境温度及湿度变化引起的机构及电特性偏差等的误差幅度,需要被抑制在励磁位置1周期的范围内,这与第七实施方式、第八实施方式相同。
(第十实施方式)
下面,对本发明的第十实施方式进行说明。图1、2所示的结构在第十实施方式中也相同。参照图29、30,说明第十实施方式中的工序调整时的聚焦透镜4的原点检测动作。
图29是第十实施方式的工序调整时的原点检测动作说明图。关于图29表示的励磁位置、A相电流、B相电流、绝对位置计数器及光电传感器输出电平,与第七实施方式的图21中的说明相同,因此省略重复部分的说明。此外,随着聚焦透镜4向摄像元件5侧移动,励磁位置每次减1,这点也与第七实施方式相同。
图30是第十实施方式的工序调整时的原点检测动作流程图,表示被编程在系统控制部13中的动作流程。在接通电源时,从“原点调整开始”起进行处理。在步骤511,例如在工序调整菜单的液晶显示画面(未图示)上显示“主体朝上”。使摄像装置的透镜2朝向上方后,进入下一步骤512。
在步骤512,使马达9向原点检测方向(摄像元件5的方向)每次移动1步(励磁位置计数器每次减1)。更具体而言,根据来自系统控制部13的指令,通过跟踪位置控制部152对励磁位置计数器151进行递减计数。在聚焦马达驱动部11,通过使马达9随着该递减计数而旋转,将聚焦透镜4向摄像元件5的方向移动。
在步骤513,判断光电传感器输出电平是否超过了第1阈值。在没超过阈值时,返回步骤512,使马达9进行下一个1步动作。在超过时,进入步骤514,将超过时刻的励磁位置代入Pu。在此,将励磁位置“2”代入Pu。
接着,在步骤515中,例如在工序调整菜单的液晶画面显示(未图示)中显示“主体朝下”。使摄像装置的透镜2朝下,进入下一步骤516。在步骤516,使马达9向原点检测方向(摄像元件5的方向)每次移动1步(励磁位置计数每次减1)。
在图29中,之所以在从“朝上状态”向“朝下状态”改变姿势时光电传感器输出电平上产生阶差是因为,聚焦透镜4因自重和偏差(例如用于移动马达9的引导螺栓和聚焦透镜4的齿条之间的间隙)而向从摄像元件5远离的方向移动。
在步骤517,判断光电传感器输出电平是否超过了第1阈值。在没有超过的情况下,返回步骤516,使马达9进行下一个1步动作。在超过的情况下,进入步骤518,将超过时刻的励磁位置代入Pd。
在此,将励磁位置“6”代入Pd。在步骤519中,判断Pd和Pu的大小。在此,Pu=2,Pd=6,因此进入下一个步骤519a。在步骡519a,计算Pd=Pd-(励磁位置1周期),由于励磁位置1周期=8,求出Pd=-2。当使用该Pd的值通过步骤520的计算式求出P时,成为P=INT((2-2)/2)=0。再有,INT表示舍去小数点以下。此时,由于在步骤521中不是P<0,所以进入下一步骤522,将P=0作为Po存储到非易失性存储器中。
在步骤523,绝对位置计数器153的计数值被预置为-INT((Pu-Pd)/2)。-INT((Pu-Pd)/2)的值为-INT((2+2)/2)=-2。通过该计算,能够计算出励磁位置在朝下时的原点位置、和朝上时与朝下时的中间的原点位置之间离开多少。如图29所示,若将朝下时的原点位置的绝对位置计数器的数值设为计算值的-2(用○包围的数值),则朝上时与朝下时的中间的原点位置(励磁位置“0”)的绝对位置计数器153的计数值成为“0”。
再有,在步骤521中P<0时,没有相应的励磁位置的数值,但通过步骤521a的计算,能够求出与步骤520的P相当的励磁位置。
此外,在上述的例中,说明了在步骤519中Pd>Pu的例子,若Pd≤Pu,则直接进入步骤520即可。在Pd≤Pu的情况下,即使不通过步骤519a来校正Pd的值,也能够通过步骤520的计算求出Pu和Pd的中间位置。
如前所述,在第十实施方式中,非易失性存储器14中存储的原点位置成为在朝上状态和朝下状态分别检测出的原点位置的中间位置,在如第一实施方式中说明的那样不考虑姿势差的原点调整中,同在调整时例如产生朝上的姿势差且在通常使用时产生了朝下的姿势差的情况相比,在第十实施方式中能够将姿势差造成的透镜位置误差改善为1/2。
此外,在第十实施方式中,说明了首先在朝上状态下进行原点检测,接着在朝下状态进行原点检测的例子,但在考虑间隙的情况下,如果朝上状态的一方比朝下状态相比更远离原点位置,则首先进行朝下状态下的原点检测,接着在朝上状态下进行原点检测就可以。
此外,在姿势差引起的原点检测位置的偏差以规格规定的摄像装置中,在朝上状态或朝下状态中的某一状态下进行原点检测,并通过将从检测到的位置偏移规格的一半的位置作为原点,可得到同样的效果。
此外,本实施方式中的例子是以因透镜镜筒的姿势差而造成在原点检测位置有偏差为前提,但是只要能够将透镜镜筒的精度确保为没有因透镜镜筒的姿势差引起的原点检测位置的偏差的程度,则也可以是上述第七实施方式至第九实施方式的结构。
(第十一实施方式)
下面,对本发明的第十一实施方式进行说明。第十一实施方式的驱动装置具有温度传感器及角度传感器,具有图16、图17所示的结构。
下面,参照图31、32,对第十一实施方式的通常使用时的聚焦透镜4的原点检测动作进行说明。图31是第十一实施方式的通常使用时的原点检测动作说明图。图31(a)假设了温度比常温高时、且透镜镜筒1的透镜2朝上的状态,图31(b)假设了温度比常温低时、且透镜镜筒1的透镜2朝下的状态。
图31表示的励磁位置、A相电流、B相电流、绝对位置计数器及光电传感器输出电平,与第一实施方式的图3中的说明相同,因此省略重复部分的说明。此外,随着聚焦透镜4向摄像元件5侧移动,励磁位置每次减2,这与第八实施方式的图25的例子相同。
图32是第十一实施方式的通常使用时的原点检测动作流程图,表示被编程在系统控制部13中的动作流程。在接通电源时,从“原点检测开始”起进行处理。在步骤611,从非易失性存储器14读出Po。在步骤612a中,设Pd=Po。在工序调整时的聚焦透镜4的原点检测动作中,与第七实施方式同样,将存储在非易失性存储器14中的Po的值设为“4”。因此,成为Pd=0。
在步骤612b,根据来自温度传感器16及角度传感器17的输出信息,在Pd上加校正值ΔPd。在将透镜镜筒1的透镜2朝上的情况下,聚焦透镜4因自重和间隙(例如马达9的引导螺杆和用于移动聚焦透镜4的齿条之间的间隙)而向比水平放置时更靠近摄像元件5方向移动。并且,在温度比常温高时且遮蔽构件7的热膨胀系数比透镜镜筒1及马达9大的情况下,遮蔽构件7位于接近光电传感器8的方向。
因此,如图31(a)的光电传感器输出电平P4所示,与常温且水平放置时的光电传感器输出电平P2相比,在原点检测时光电传感器输出电平变化的时刻提早。在此,示出了这样的例子:将在马达9的励磁位置因从常温上升温度而产生的误差作为1步、并且将在马达9的励磁位置从摄像装置的水平放置朝向上时产生的误差作为1步,产生共计2步误差。
因此,ΔPd=2,从而在步骤602b计算出Pd2=2。在步骤613判断Pd2是否为负值,在Pd为0或正值的情况下,直接进入下一步骤614。在Pd为负值的情况下,在步骤613a,计算Pd2=Pd2+(励磁位置1周期)之后,进入下一步骤614。在Pd2为负值的情况下,经过步骤613a的理由,与在第十实施方式中经过图30的步骤521a的理由相同。
在步骤614,使马达9向原点检测方向(摄像元件5的方向)每次移动2步(励磁位置计数器每次减2)。其中,将励磁位置设定为包含先前求出的Pd2(在此为Pd2=2)。更具体而言,根据来自系统控制部13的指令,通过跟踪位置控制部152对励磁位置计数器151进行递减计数。在聚焦马达驱动部11,通过使马达9随着该递减计数而旋转,将聚焦透镜4向摄像元件5的方向移动。
在步骤615,判断当前的励磁位置是否与Pd2(在此例中Pd2=2)相同。若不同,则返回步骤612b,使聚焦马达进行下一个2步动作。若相同,则进入下一步骤616。
Pd2=2的位置是用图31(a)所示的判断(n-2)、判断(n-1)、判断(n)表示的位置。这些各判断位置是励磁位置成为2的位置,因此是比加校正值前的励磁位置0的位置超前2步的位置(从摄像元件5远去的位置)。所以,这些各判断位置的判断是,与在励磁位置为0的位置检测常温时且水平放置时的光电传感器输出电平P2的情况实质上相同。
在步骤616,判断在上述判断位置光电传感器输出电平是否超过了第2阈值。在没有超过时,返回步骤612b,使聚焦马达进行下一个2步动作。在超过时,进入步骤617,并在超过时刻将绝对位置计数器153预置为ΔPd。在此,由于ΔPd=2,被预置为“2”(图31(a)所示的绝对位置计数器的用○包围的数值)。
再有,在第八实施方式的图26的说明中,示出了在步骤315或步骤316不满足条件时返回步骤314的例子,但在第十一实施方式示出了返回步骤612b的例子。这是因为,在第十一实施方式中,当原点检测动作中发生了温度变化或姿势差时,依次改变判断光电传感器输出电平是否超过阈值的判断位置。
下面,参照图31(b)、图32说明使透镜镜筒1的透镜2朝下且温度较常温低的情况。在透镜镜筒1的透镜2朝下的情况下,聚焦透镜4因自重和间隙(例如马达9的引导螺杆和用于移动聚焦镜筒4的齿条的间隙)而向比水平放置时更远离摄像元件5的方向移动。此外,在较常温低且遮蔽构件7的热膨胀系数比透镜镜筒1及马达9大时,遮蔽构件7位于离光电传感器8远离的方向。
因此,如图31(b)的光电传感器输出电平的P5所示,与常温时且水平放置时的光电传感器输出电平P2相比,在原点检测时光电传感器输出电平变化的时刻延迟。在此,示出了这样的例子:将在马达9的励磁位置因从常温降温而产生的误差作为1步、并且将在马达9的励磁位置从摄像装置的水平放置朝下时产生的误差作为1步,产生共计2步误差。
因此,ΔPd=-2,从而在步骤612b计算出Pd2=-2。在步骤613判断Pd2是否为负值,在是负值的情况下,在步骤613a计算Pd2=Pd2+(励磁位置1周期)之后,进入下一步骤,在是0或正值的情况下,直接进入下一步骤。在此,Pd2成为-2+8=6。
在步骤614,使马达9向原点检测方向(摄像元件5的方向)每次移动2步(励磁位置计数器每次减2)。其中,将励磁位置设定为包含先前求出的Pd2(在此为Pd2=6)。更具体而言,根据来自系统控制部13的指令,通过跟踪位置控制部152对励磁位置计数器151进行递减计数。在聚焦马达驱动部11,通过使马达9随着该递减计数而旋转,使聚焦透镜4向摄像元件5的方向移动。
在步骤615,判断当前的励磁位置是否与Pd2(在此例中Pd2=6)相同。若不同,则返回步骤612b,使聚焦马达进行下一个2步动作。若相同,则进入下一步骤616。Pd2=6的位置是用图31(b)所示的判断(n-3)、判断(n-2)、判断(n-1)、判断(n)表示的位置。这些各判断位置是励磁位置成为6的位置,因此是比加校正值前的励磁位置0的位置延迟2步的位置(离摄像元件5近的位置)。因此,这些各判断位置的判断是,与在励磁位置为0的位置检测常温且水平放置时的光电传感器输出电平P2的情况实质上相同。
在步骤616,判断在上述判断位置光电传感器输出电平是否超过了阈值。在没有超过时,返回步骤612b,使聚焦马达进行下一个2步动作。在超过时,进入步骤617,并在超过时刻将绝对位置计数器153预置为ΔPd。
在此,由于ΔPd=-2,被预置为“-2”(图31(b)所示的绝对位置计数器的用○包围的数值)。再有,在第八实施方式的图26的说明中,示出了在步骤315或步骤316不满足条件时返回步骤314的例子,但在第十一实施方式中示出了返回步骤612b的例子。这是因为,当原点检测动作中发生了温度变化或姿势差时,依次改变判断光电传感器输出电平是否超过阈值的判断位置。
图31中的用“P2”表示的光电传感器输出电平表示在与工序调整时相同的使用环境温度及湿度引起的机构及电特性的条件下的电平变化,但是,在有时重复电源接通的通常使用时,如“P4”、“P5”所示那样,此时的透镜单元驱动方向的间隙、使用环境温度变化引起的机构及电特性偏差等误差,造成相对于马达9的励磁位置,在电平变化的位置产生偏差。
但是,在第十一实施方式中,通常使用时的原点检测动作是,在如图31所示的各判断位置判断光电传感器输出电平是否超过了阈值,因此,即使在“P4”至“P5”的范围内产生了偏差的情况下,当绝对值计数器153的计数值为“0”时,马达9的励磁位置必定成为“0”,能够再现第七实施方式中说明的工序调整时的原点位置。
再有,在此示出了使用温度传感器和角度传感器的例子,但是也能够通过使用湿度传感器来改善因透镜镜筒和透镜等的吸湿系数差异而产生的误差,进一步提高精度。再者,在第十一实施方式中能够以2倍的速度进行在第七实施方式说明的通常动作时的原点检测动作。
而且,在使用温度传感器和角度传感器等检测出透镜单元的驱动方向的间隙、使用环境温度变化引起的机构及电特性偏差等误差的情况下,即使在该误差超过励磁位置的1周期范围的情况下也能够进行校正。
此外,在第六实施方式中用图20说明的变焦动作的说明,在本实施方式中也相同。
再有,在第十一实施方式中,说明了在工序调整时和通常使用时考虑了透镜镜筒的角度和温度不同的情况的例子,但是这些结构不一定是最佳的。例如,在利用透镜镜筒等的结构自身抑制了角度和温度变化引起的光电传感器输出电平的变动的情况下,适用第七实施方式至第九实施方式的结构。
此外,在第十一实施方式中,说明了具备角度传感器和温度传感器两者的例子,但也可以具备其中一种。例如,在温度变化引起的光电传感器输出电平的变化位置的变动不成为特别问题的情况下,可以只进行利用角度传感器的校正。
此外,在第十一实施方式中,示出了在图32的步骤612b加ΔPd的例子,但是也可以减ΔPd。
此外,在上述第八实施方式、第九实施方式、第十一实施方式中,示出了在通常使用时的原点检测动作中以工序调整时的2倍速度驱动透镜单元的例子,但不限于此,也可以以4倍的速度或其以上的速度动作。即,可以是,在工序调整时的驱动信号的1周期时间为T的情况下,将通常使用时的驱动信号的1周期时间设为T/N(N为2以上的整数),输出1/N周期驱动信号。
此外,在第九实施方式、第十一实施方式中,也可以使工序调整时和通常使用时的驱动信号1周期的时间相同。
此外,使用将马达驱动信号的周期8分割的励磁位置进行了说明,但是,根据求出的精度,可设定为4分割或16分割,不依赖于分割数。
此外,在上述各实施方式中说明了作为驱动机构使用步进马达的例子,但是,只要是马达的励磁信号具有周期性的马达就可以,例如可以是线性马达等。
(第十二实施方式)
下面,参照附图说明本发明的第十二实施方式。图33是第十二实施方式的摄像装置的概略图及框图。在图33中,1是透镜镜筒,19是摄像机主体。透镜镜筒1具备摄像透镜组,从被摄体侧依次配置有作为第1组透镜的固定透镜组2、作为第2组透镜的固定透镜组3、作为第3组透镜的聚焦透镜4。固定透镜组2、3固定在透镜镜筒1上。由作为聚焦马达的马达9和马达驱动部11形成马达驱动机构,聚焦透镜4通过马达9的旋转沿着切有螺纹的引导螺杆在光轴方向上移动,能够调整焦点。
在图33的例中,马达9表示根据从马达驱动部11输出的马达线圈的驱动信号(励磁信号)的相位旋转的步进马达。5是作为摄像器件的摄像元件,将透射固定透镜组2、3及聚焦透镜4后被拍摄的被摄体的图像变换为电信号。7是遮蔽构件,被固定在聚焦透镜4的框上。
如图33的虚线所示,将聚焦透镜4向摄像元件5的方向移动,通过用遮蔽构件7遮蔽作为位置检测传感器的光电传感器8,进行聚焦透镜4的原点位置检测。
12是信号处理部,根据从摄像元件5输出的电信号,生成图像数据和用于进行聚焦调整的对比度信息。17是安装在透镜镜筒1上的数据收发部,18是搭载在摄像机主体19上的数据收发部。15是作为马达9的马达控制机构的马达控制部。用户可根据由信号处理部12处理的图像,进行聚焦调整。此外,可根据信号处理部12的对比度信息进行聚焦自动调整(自动调焦功能),以使对比度成为最大。在任一种情况下,马达控制部15都通过数据收发部17及18,向马达驱动部11输出聚焦透镜4的驱动指令。
14是作为存储机构的非易失性存储器,16是电源,根据存储在非易失性存储器14中的马达施加电压的信息,设定应施加到马达驱动部11的电压。其详细内容在后面说明。20是温度传感器,21是根据摄像机主体19的姿势角来改变输出的角度传感器。这些各传感器的输出被输入到马达控制部15,用于进行聚焦透镜4的位置校正。
图34是图33所示的马达控制部15的详细框图。在图34中,马达控制部15具备控制部13、励磁位置计数器151及绝对位置计数器153。励磁位置计数器151根据从控制部13输出的焦点移动方向和移动步信息,控制马达9的驱动信号的相位,并进行用于控制聚焦透镜4位置的励磁位置计数器的递增计算或递减计数。
在上述图33所示的结构中,利用马达9的旋转控制聚焦透镜4的位置。此外,马达9的旋转则由来自马达控制部11的周期性的驱动信号来控制,该马达驱动部11通过数据收发部18及17从马达控制部15接收了信号。
在刚接通电源之后,控制部13(将在后面详细说明)读出搭载于透镜镜筒1上的非易失性存储器14中存储的透镜控制相关信息,然后进行聚焦原点检测处理,这点在后面也说明。在聚焦原点检测处理中,首先,聚焦透镜4向摄像元件5的方向被驱动。当进行该驱动时,通过遮蔽构件7遮蔽光电传感器8。光电传感器8的信号电平对应该遮蔽量而改变,在规定条件下超过阈值时(或者,根据电路结构而未达到阈值时),进行复位或预置绝对位置计数器153的处理。
在该处理结束之后,马达控制部15通过数据收发部18及17向马达驱动部11发送马达9的控制信息。马达驱动部11接收这些控制信息,并根据该接收信息输出具有周期性的驱动信号,并进行聚焦透镜4的位置控制。如图34所示,从马达控制部15发送的信息,有经励磁位置计数器151发送的信息、和从控制部13直接向数据收发部18发送的信息。
经励磁位置计数器151发送的信息是与聚焦透镜4的位置有关的信息。控制部13根据来自信号处理部12的对比度信息、从励磁位置计数器151输出的马达9的旋转位置信息、从绝对位置计数器153输出的聚焦透镜4的位置信息,将马达9的移动方向和移动步信息输出到励磁位置计数器151,从而进行聚焦透镜4的位置控制。从控制部13直接发送到数据收发部18的信息中,例如有与马达9的施加电压信息或最大驱动速度有关的信息。
并且,绝对位置计数器153与励磁位置计数器151的计数值同步动作。励磁位置计数器151是以马达9的驱动电角的一周期(360度)为一回进行计数的计数器,而绝对位置计数器153是表示以在规定条件下被复位的值作为基准的绝对位置的计数器。
透镜镜筒1和摄像机19的信息的收发是在数据收发部17和18之间进行,在分离透镜镜筒1和摄像机主体19时,数据收发部17和18的接合部(未图示)及马达驱动部11和电源16之间的接合部(未图示)也分离。
在本实施方式中,不将控制聚焦透镜4的马达控制部15配置在透镜镜筒1内、或分开配置在透镜镜筒1和摄像机主体19中,而是配置在摄像机主体19内。因此,作为控制存储在非易失性存储器14中的信息的处理,不是在透镜镜筒1内进行,而是在摄像机主体19内的马达控制部15进行。即,非易失性存储器14内的信息经过数据收发部17、18发送到马达控制部15,在摄像机主体19内被处理,再发送到透镜镜筒1中。根据该结构,不需要在透镜镜筒1内设置用于控制的大规模微型计算机,可紧凑地制作透镜镜筒1,还能构谋求低成本化。在透镜镜筒1上设有数据收发部17,但这是以传递透镜镜筒1和摄像机19之间的数据为其主要目的,以简单的结构满足需求。
图35是数据收发部17、18的动作说明图。“CK”是用于检测“DATA”(在此为地址、数据1、数据2及奇偶校验位)的时钟。将该“CK”从摄像机主体19的数据收发部18发送到透镜镜筒1的数据收发部17。数据收发部17从非易失性存储器14读出与各地址对应的数据。
“DE”是从摄像机主体19的数据收发部18输出到透镜镜筒1侧的数据收发部17的数据。在数据收发部17中,将“DE”从“H”(高)电平变化为“L”(低)电平之后紧接的8位数据作为地址来识别。之后,在数据收发部17中,将“L”电平期间的地址之后的8位数据作为数据(在此为数据1、数据2)来识别。
此外,16位数据中,将数据1作为高8位数据、将数据2作为低8位数据进行收发,24位数据中,将数据1作为高8位数据、将数据2作为中8位数据、将数据3作为低8位数据进行收发。
接着,将从“L”电平变化为“H”电平之后紧接的8位数据作为奇偶校验位。奇偶校验位是例如计算[地址]XOR[数据1]XOR[数据2]的值,该计算是在数据收发部17进行,将计算值发送到数据收发部18。马达控制部15接收来自数据收发部18的数据,与数据收发部17同样地计算[地址]XOR[数据1]XOR[数据2],在与所接收的奇偶校验位不一致时,再次发送或再次接收数据。
以下的表1中示出非易失性存储器14中存储的信息中的、仅在摄像装置的通常使用时读出的信息(下面称作“存储器读取信息”)。存储器读取信息是在制造工序中写入到非易失性存储器14中的信息。
表1
  存储器读取信息   地址   数据
  励磁方法   0x00   0x02
  最大响应频率   0x01   0x0DAC
  最大自启动频率   0x03   0x02D0
  马达电流   0x05   0x046
  马达电压   0x06   0x32
  聚焦透镜单位移动量   0x07   0x0F
  磁极数   0x08   0x0A
  旋转分辨率   0x09   0x08
  焦距   0x0A   0x0023
  最大使用周期   0x0C   0x0186A0
  基准励磁位置   0x0F   0x04
  被摄体距离∞-焦点位置   0x10   0x0198
  被摄体距离2m-焦点位置   0x12   0x01BA
  被摄体距1m-焦点位置   0x14   0x01D9
  被摄体距离0.5m-焦点位置   0x16   0x0213
  基于温度的焦点位置校正量   0x18   0x06
  基于姿势角度引起的焦点位置校正量   0x19   0x1F
  …   …   …
如表1所示,非易失性存储器14中存储的信息形成在多个各地址上对应数据的信息表。这在下面的表2、3中也相同。
在表1中,地址0x00的“励磁方法”数据,在步进马达的情况下有1相励磁(0x00)、2相励磁(0x01)、1-2相励磁(0x02)等,表1示出1-2相励磁(0x02)的情况。
地址0x01的“最大响应频率”与马达的最大驱动速度有关,表1的例表示1-2相励磁的情况,将数据0x0DAC变换为10进制数,则表示3500pps。地址0x03的“最大自启动频率”也与马达的最大驱动速度有关,表1的例子表示1-2相励磁的情况,将数据0x2D0变换为10进制数,则表示720pps。
关于地址0x05的“马达电流”,将数据0x46变换为10进制数,则表示70mA。关于地址0x06的“马达电压”,将数据0x32变换为10进制数,则表示50×10-1V。控制部13根据该马达电压的信息,对电源16设定马达驱动部11的施加电压。
关于地址0x07的聚焦透镜单位移动量,将数据0x0F变换为10进制数,则1-2相励磁的情况下表示15μm。关于地址0x08的磁极数,将数据0x0A变换为10进制数,表示10极,若将马达9的驱动信号的1周期换算为旋转角度,则相当于72度。如下所述,马达9的驱动信号1周期的旋转分辨率是8分割,因此,若将上述聚焦透镜单位移动量15μm换算为马达9的旋转角度,则可知相当于72/8=9度。
关于地址0x09的旋转分辨率,将数据0x08变换为10进制数,则表示8分割,这是相当于马达9的驱动信号1周期的旋转分辨率,若换算为马达9的旋转角度,则相当于上述的72/8=9度。
关于地址0x0A的焦距,将数据0x0023变换为10进制数表示35mm。关于地址0x0C的最大使用周期,将数据0x0186A0变换为10进制数,则表示100000周期,例如表示将马达9旋转聚焦透镜4的可动范围的往复距离的情况作为1周期来考虑时的最大使用周期。地址0x0F的基准励磁位置,表示在工序调整时进行的马达9的基准励磁位置,这点在后面也记载。
地址0x10的被摄体距离∞-焦点位置是,将摄像元件5至被摄体的距离为∞时的聚焦透镜4的位置用绝对位置计数器153的值表示的位置。地址0x12、地址0x14、地址0x16是,与到被摄体的距离为∞的情况同样,是从摄像元件5至被摄体的距离为2m、1m、0.5m时的绝对位置计数器153的计数值。
各数据表示将原点位置作为0的绝对值计数器153的值。地址0x10的被摄体距离∞-焦点位置中,将0x0198变换为10进制数成为408。地址0x12的被摄体距离2m-焦点位置中,将0x01BA变换为10进制数成为442。在地址0x14的被摄体距离1m-焦点位置中,将0x01D9变换为10进制数成为473。地址0x16的被摄体距离0.5m-焦点位置中,将0x0213变换为10进制数成为531。
如上所述,本实施方式的透镜镜筒1,在透镜镜筒1内具有明确了马达9的旋转角度和被摄体距离的关系的数据。在作为更换透镜准备了多种透镜镜筒1的情况下,若在各透镜镜筒1的各非易失性存储器14中存储相当于上述各数据的数据,则可与透镜镜筒1的种类无关地、高精度地控制聚焦透镜位置。
地址0x18的基于温度的焦点位置校正量绝对值计数器153的值,表示变化10℃时的校正量,将数据0x06变换为10进制数成为6。地址0x19的基于姿势角度的焦点位置校正量是绝对值计数器153的值,表示变化90°时的校正量,将数据0x1F变换为10进制数成为31。后面将详细说明这些基于温度、姿势角度的校正。
下面的表2表示存储在非易失性存储器14中的信息中的、摄像装置的通常使用时进行读出和写入动作的信息(下面,称作“存储器写入/读取信息”)。虽然与上述表1的各地址对应的数据是在制造工序中写入、在通常使用时读出,但是与表2的各地址对应的数据,是在通常使用时进行读取和写入两者的数据。
在此,将8位地址的最高位为“1”的情况是向非易失性存储器14写入数据的情况,最高位为“0”的情况是从非易失性存储器14读取数据的情况,下面,说明写入地址/读取地址。
表2
  存储器写入/读取信息   地址   数据
  使用周期   0x90/0x10   0x000010
  …   …   …
在表2中,地址0x90/0x10的使用周期,表示例如将马达9旋转了聚焦透镜4的可动范围的往复距离时作为1个周期的使用周期。
在将该1个周期的基准设为焦点位置从原点最远的被摄体距离0.5m时,此时的焦点位置是如前所述地计数值为531的位置,即从原点的距离为531的位置,因此往复距离成为531×2=1062。因此,在计数了1062的情况下,可通过在读出的使用周期上加1周期,来管理马达9的使用周期。
在该情况下,在控制部13管理使用周期,在电源关闭之前,通过数据收发部18和17将使用周期写入到非易失性存储器14中,由此,能够更新最新的使用周期。
下面,表3中示出在数据收发部17和18之间收发的控制信息。
表3
  控制信息   地址   数据
  光电传感器输出电平   0x20   0x00
  马达励磁位置   0xA0   0x04
  …   …   …
在表3中,地址0x20的光电传感器输出电平,是通过聚焦透镜4向摄像元件5的方向被驱动、由遮蔽构件7遮蔽光电传感器8而产生变化的输出电平。光电传感器8的信号电平发生变化,在规定条件下超过阈值时(或根据电路结构未达到阈值时),存储在非易失性存储器14中的数据例如从0x00变化为0x01。
地址0xA0的马达励磁位置表示马达9的励磁位置,例如,当将马达9的驱动信号的1周期作为1-2相励磁进行8分割时,能够用0x00、0x01、...0x07的8个值来表示。在此,表示0x04的励磁位置,是励磁位置计数器151的输出值。
接着,对通常使用模式下接通电源时的透镜初始化动作进行说明。图36是透镜初始化动作流程图。该流程图表示控制部13中的处理程序的动作。在步骤121,清空控制部13的内部存储器。在步骤122,接收在透镜镜筒1上搭载的非易失性存储器14中存储的存储器读取信息。
在步骤123,进行如上所述地接收的奇偶校验位和由控制部13计算的奇偶校验位的比较确认,判断各奇偶校验位是否一致。若一致,则进入下一步骤124,若不一致,则进入步骤123a。在步骤123a,对变量i(初始值为0)加1之后进入步骤1233b,在步骤123b,判断变量i是否在预定次数(例如3)以上。在变量i比预定次数小的情况下,返回步骤2,进行同样的动作。在变量i达到预定次数的情况下,作为透镜初始化失败,结束透镜初始化动作。
在步骤124,接收存储在非易失性存储器14中的存储器写入/读取信息。在步骤125,进行如上所述地接收的奇偶校验位和由控制部13计算的奇偶校验位的比较确认,并判断各奇偶校验位是否一致。如果一致,则进入步骤126,如果不一致,则进入步骤125a。
在步骤125a,对变量k(初始值为0)加1之后进入步骤125b,在步骤125b,判断变量k是否在预定次数(例如3)以上。在变量比预定次数小的情况下,返回步骤124,进行同样的动作。在变量k达到预定次数的情况下,作为透镜初始化失败,结束透镜初始化动作。在步骤126,进行聚焦原点检测处理,结束透镜初始化动作。
透镜初始化动作结束后,根据从非易失性存储器14接收的存储器读取信息进行通常动作,在通常动作结束后,存储器写入/读取信息被更新为新信息。
此外,在将透镜镜筒1更换成新的透镜镜筒1的情况下,经过上述图36所示的步骤,控制部13接收与新的透镜镜筒1对应的信息。
因此,即使在更换了透镜镜筒1的情况下,依照在更换后的透镜镜筒1上搭载的马达9和聚焦透镜4的动作条件,通过摄像机主体19的聚焦控制部15,进行聚焦透镜4的位置控制。关于存储在非易失性存储器14的各信息,与用上述表1-3说明的相同,但下面参照表1~表3做补充说明。
通过使用马达的磁极数信息,可知马达的旋转角度与驱动信号的1周期的关系,可进行各种马达的旋转控制。此外,在搭载有旋转分辨力(移动距离分辨力)高的马达的透镜镜筒中,通过使用旋转分辨率的信息,可结合马达高精度地控制聚焦透镜的驱动间隔。在表1中示出了8分割的例子,但是也可以用于64分割等的微步马达。
此外,通过使用马达的施加电压的信息,可与各种马达及驱动电路对应地设定施加电压。此外,通过采用马达最大响应频率、最大自启动频率等最大驱动速度的信息,来对应各种马达,以最大速度控制聚焦。
此外,如表2所示,作为存储器写入/读取信息而具有使用周期的信息,也可以将其作为与透镜镜筒2的马达9的更换时期等维护有关的信息来使用。例如,通过与表1所示的最大使用周期信息进行比较,可判断马达9的更换时期,因此,也可以显示到了更换时期的情况。此外,关于维护,不限于使用周期信息,也可以采用使用时间的信息。
接着,参照图37说明工序调整时的表1的地址0x0F的基准励磁位置。图37是本发明的一实施方式的工序调整时的原点检测动作说明图。图37中表示的“励磁位置”与驱动信号的相位对应,将从马达驱动部11输出到马达9的马达线圈驱动信号的1周期360度进行8分割,作为励磁位置计数器151的3位计数值来表现。
励磁位置计数器151的计数值经数据收发部18及17发送到马达驱动部11。在此,表示随着聚焦透镜4向摄像元件5侧移动,励磁位置每次减1的情况,通过作为地址0xA0(表3)来传送马达励磁位置,控制马达9的旋转。
“A相电流”和“B相电流”是从马达驱动部11输出到马达9的马达线圈的电流波形,表示马达9具有A相和B相的两相线圈的例子。A相电流和B相电流的电角(将电流波形的1周期设为360度时)相差90度相位,通过对A相和B相的马达线圈施加电流,使马达9旋转。在此,以A相电流比B相电流超前90度相位的条件,使聚焦透镜4向摄像元件5侧移动。
“绝对位置计数器”表示绝对位置计数器153的计数值,与励磁位置同步动作,在励磁位置每次减1时,绝对位置计数器也同样每次减1。其中,绝对位置计数器将位宽设定为,在聚焦透镜4的移动范围内不存在相同值。
“光电传感器输出电平”表示通过聚焦透镜4向摄像元件5的方向移动、且由遮蔽构件7遮蔽光电传感器8,使输出电平变化的情况。在“光电传感器输出电平”是,在阈值以上时为“1”,在未达到阈值时为“0”,在控制部13通过数据收发部17及18识别地址0x20(表3)的数据。
接着,参照图37、图38具体说明工序调整时的聚焦透镜4的原点检测动作。图38是本发明的一实施方式的原点检测动作流程图,表示被编程在控制部13中的动作流程。在工序调整模式中,接通电源时,从“原点检测调整开始”起进行处理。
在步骤221,使马达9一步一步地向原点检测方向(摄像元件5方向)移动。此时,励磁位置计数器151每次减1。更具体而言,根据来自控制部13的指令,使励磁位置计数器151进行递减计数。在马达驱动部11根据该递减计数输出有周期性的驱动信号,通过使马达9向摄像元件5的方向旋转,来移动聚焦透镜4。
在步骤222,判断光电传感器输出电平是否超过阈值。在没超过时,返回步骤221,使马达9进行下一个1步动作。在超过时,进入步骤203,将超过时刻的励磁位置代入P。在此,将励磁位置“4”代入P。
在步骤224,将P作为Po存储到非易失性存储器。在此存储的Po是马达9的基准励磁位置,通过数据收发部18及数据收发部17,作为地址0x0F、数据0x04存储到非易失性存储器14中。在步骤225,将绝对位置计数器复位。在图5中,用“0”表示的位置成为被复位的位置。
当切断电源时,该绝对位置计数器的“0”的位置被消除,因此,在通常使用模式的电源接通时,需要再次检测原点位置。在该原点位置的检测中,使用存储在非易失性存储器14中的基准励磁位置“4”的信息。励磁位置“4”不是绝对位置,而是周期性地再现的位置,因此,若检测出与原点对应的励磁位置“4”,则能够检测出原点位置。
具体而言,在通常使用模式中,通过来自马达控制部15的信号,使马达9向原点检测方向旋转。此时,在已经从非易失性存储器14接收的基准励磁位置“4”离开马达9的电角180度(1/2周期)的励磁位置“0”,判断光电传感器输出电平是否超过了阈值。若检测到某个判断位置“0”的光电传感器输出电平不超过阈值、且1周期后的下一个判断位置“0”的光电传感器输出电平超过阈值,则能够正确再现工序调整时的原点位置。即,在两个判断位置“0”之间的励磁位置“4”成为原点位置。
该原点检测处理不需要直接检测原点位置,如前所述,只要能够检测到某个判断位置“0”的光电传感器输出电平不超过阈值、且1周期后的下一个判断位置“0”的光电传感器输出电平超过阈值就可以。因此,即使产生了透镜单元的驱动方向的间隙、使用环境温度变化引起的机构及电特性偏差等的误差的情况下,也能够正确地再现工序调整时的原点位置。
需要将透镜单元驱动方向的间隙、使用环境温度变化引起的机构及电特性偏差等的误差幅度,限制在励磁位置1周期的范围内。
接着,对使用了存储在非易失性存储器14中的基于温度的焦点位置校正量的聚焦透镜4的控制方法进行说明。图39是表示温度和焦点位置校正量之间的关系的图表。表1中的地址0x18的数据是0x06,温度变化10℃时,绝对位置计数器153的计数值改变6。此例是使聚焦透镜4的位置随着温度上升而向接近摄像元件5的方向(远侧)移动来进行校正的例子,能够用以20℃为基准的具有-0.6计数值/℃的倾角的直线图表来表示。
如图2所示,控制部13接收来自温度传感器20的信息。在控制部13中,根据用温度传感器20检测的温度变化及地址0x18的数据0x16,按照前面的图表,校正聚焦透镜4的位置,由此,即使在产生了温度变化的情况下,也能够保证对焦状态。
例如,在使用时的温度为基准温度的20℃的情况下,聚焦透镜4的焦点位置不被校正。另一方面,当成为比基准温度高10℃的30℃时,焦点位置被校正为计数值向接近摄像元件5的方向变化6的位置。
接着,对采用了存储在非易失性存储器14中的基于姿势角度的焦点位置校正量的聚焦透镜4的控制方法进行说明。姿势角度和角度传感器输出电压的关系如图17所示。表1中的地址0x19的数据是0x1F,在姿势角度变化90度的情况下,绝对位置计数器153的计数值变化31。
在此,在固定透镜2朝上的方向,角度传感器输出电压成为+,在固定透镜2朝下的方向,角度传感器输出电压成为一。例如,在朝上90度时,由于机构系的间隙,聚焦透镜4在接近摄像元件5的方向上使绝对值计数器153的计数值变化31,在朝下90度时,由于机构系的间隙,聚焦透镜4在远离摄像元件5的方向上使绝对值计数器153的计数值变化31。
如图34所示,控制部13接收来自角度传感器21的信息。此时,例如在朝上90度时,控制部13根据由角度传感器21检测出的角度变换和地址0x19的数据0x1F,将聚焦透镜4的位置向远离摄像元件5的方向校正计数值31。另一方面,在朝下90度时,将聚焦透镜4的位置向接近摄像元件5的方向校正计数值31。由此,即使在产生了大的姿势角度变化的情况下,也能够保证对焦状态。
再有,相对于水平时,在朝上方向和朝下方向聚焦透镜位置4的偏差不同的情况下,也可以分别具有作为存储器读取信息存储的区域。
此外,在此示出了使用温度传感器和角度传感器的例子,但是也可以使用湿度传感器。根据该结构,能够改善因透镜镜筒和透镜等的吸湿系数差异而产生的误差,能够提高精度。
此外,在本实施方式中,作为驱动机构说明了步进马达的例子,但是只要是马达的驱动信号具有周期性就可以,例如线性马达等。
此外,通过设置检测马达移动量的电路,根据位置对本实施方式的励磁位置计数器进行递增计数或递减计数,由此对驱动信号模拟地赋予周期性,由此可将本发明适用于超声波马达、由平滑冲击驱动机构构成的马达、静电马达、压电马达等各种马达中。
此外,在本实施方式中,主要说明了驱动聚焦透镜的马达,但也可以将本发明适用于具有驱动变焦透镜的马达的摄像装置及透镜镜筒中。
(第十三实施方式)
图40是第十三实施方式中的摄像装置的方框图。图40中,30是透镜镜筒,38是摄像元件,27是可在透镜镜筒30内移动地设置的第1透镜单元即变焦透镜单元。29是设置在透镜镜筒30内、可通过后述的导向柱移动的第2透镜单元即聚焦透镜单元。
22是通过移动传达部28将变焦透镜单元27在光轴方向上驱动的、例如由步进马达等构成的第1驱动机构。23是用于驱动步进马达35的第1驱动机构,该步进马达35用于将聚焦透镜单元29在光轴方向上驱动。36是与步进马达35的引导螺杆配合而设有螺纹的限制构件(移动限制部),随着步进马达35的旋转而在光轴方向上移动。
34是将聚焦透镜单元29推向变焦透镜单元27侧、即被摄体侧的弹簧,在摄像装置的通常使用时,聚焦透镜单元29的透镜框29a受到弹簧34的作用力而与限制构件36抵接,被限制位置并保持。
32、33是引导聚焦透镜单元29沿着光轴方向移动的导向柱。28是移动传递部,设在变焦透镜单元27上,在将该变焦透镜单元27向摄像面方向移动时,与聚焦透镜单元29的透镜框29a抵接。
31是设在聚焦透镜单元29上的遮蔽构件。通过使聚焦透镜单元29向摄像面方向移动,遮蔽构件31遮蔽透镜镜筒30上安装的光透射型光电传感器37(下面称为光电传感器)的光,由此,检测聚焦透镜单元29的位置。
24是根据光电传感器37的输出信号、摄像装置主体的模式,向第1驱动机构22和第2驱动机构23输出控制信号的控制机构。26是存储控制机构24的模式信息的存储器,25是处理从摄像元件38输出的图像信息信号的信号处理机构。此外,作为存储机构的存储器26由非易失性存储器、或者用2次电源(未图示)驱动的易失性存储器构成。
39是设在摄像装置内的例如内部电源,40是与连接端子41连接的外部电源。通过这些电源,若在摄像动作等开始时接通电源开关42,则对控制机构24、信号处理机构25等供给电源。再有,例如在内部电源39用完时等,代之使用来自外部电源40的电源供给。
43是连接在控制机构24上的结束开关,在摄像动作等结束时断开通电状态。在电源开关42的接通状态下,若操作该结束开关43,则在控制装置24进行了电源供给断开时的预先设定的处理动作之后,通过控制机构24断开电源开关,成为电源关闭状态。
在此,构成上述位置检测机构的光电传感器37具有安装在透镜镜筒30上的“コ”字形主体,在该主体的一侧的片部和另一侧片部的各内侧,安装有发光元件和与其对置的受光元件。当聚焦透镜单元29向摄像元件侧移动时,遮蔽构件31进入发光元件和受光元件之间,遮挡从与各透镜单元的光轴正交的方向的发光元件射向受光元件的光。
图41是上述各透镜单元的模式转移说明图。图40中的变焦透镜单元27和聚焦透镜单元29的各动作模式的位置分成图41(a)~图41(d)来示出。
此外,控制机构24由微型计算机构成,不仅对上述的各动作进行控制,对在此说明的实施方式的所有动作进行控制。
图42是通过电源开关42供给电源(接通)时的控制机构24的处理动作流程图。图42是说明摄像装置结束上一次动作时,正常结束时和异常结束时的动作流程。异常结束的情况是指,在向摄像装置供给电源的状态下,例如从外部电源40供给电源的状态下,连接端子41不慎脱落、其电源突然断开的情况。
在图40所示的存储器26中,在对摄像装置供给电源时的处理时,如后所述,由控制机构24设置异常结束标记。当摄像装置的电源正常断开,两个透镜单元27、29移动,光电传感器37的光被遮蔽构件31遮蔽,并且,两个透镜单元27、29移动到收纳位置,当这些情况被控制机构24检测到时,通过来自该控制机构24的指令,清除异常结束标记。
在摄像装置的动作没正常结束时,例如在供给电源的状态下突然断开其电源等没正常结束的情况下,光电传感器37的光不被遮挡,且两个透镜单元27、28不收纳到收纳位置。该情况下,存储在存储器26中的异常结束标记不被清除。因此,将该异常结束标记作为各透镜单元在透镜镜筒中没有收纳到最终的收纳位置的状态的标记来进行管理。
如图42所示,摄像装置的电源供给时,控制机构24从读取存储器26的异常结束标记的有无的动作开始进行。判断是进行通常时的电源供给时的处理,还是进行异常时的电源供给时(异常结束后的电源供给时)的处理,区分处理之后,进行电源供给时的处理。由此,即使是上次的动作结束时摄像装置以非正常状态结束的情况下,在下一次供给摄像装置的电源时,能够进行透镜单元的原点检测处理来恢复到正常状态。
图43是基于来自控制机构24的指令的通常时的电源供给时处理动作流程图,图44是基于来自控制机构24的指令的异常时的电源供给时处理流程图。在图42中用流程图表示的动作之后,进入这些动作中的某一个处理。此外,在图43和图44中的流程图中,将变焦透镜单元简称为“变焦”,将聚焦透镜单元简称为“聚焦”。此外,该简称在后面的附图中相同。
首先,对在结束前次动作时使摄像装置以通常的正常动作结束、使摄像装置进行这次动作的情况进行说明。在供给电源之前,由于前次是正常地结束动作,因此,如图41(a)所示,变焦透镜单元27及聚焦透镜单元29处于被收纳到摄像面侧的状态(正常结束)。
在该状态下,当电源开关42接通而向控制机构24等供给电源时,从图42的电源供给时的处理开始进行动作。在步骤131,控制机构24读出存储器26内的异常结束标记。在前次正常结束的情况下,为了使得存储器26中的异常结束标记成为清除(N)状态,而进入步骤131a。
在该步骤131a,控制机构24在存储器26中设置异常结束标记之后,开始通常时的电源供给时的处理动作。即,之后继续设置了异常结束标记的状态,在正常结束的情况下异常结束标记被清除,在异常结束的情况下,维持设置了异常结束标记的状态。
另一方面,在供给电源时,异常结束标记被设置在存储器26中的情况下,进入步骤131b,在该步骤131b重新设置异常结束标记之后,开始异常时的电源供给处理动作。
用图43说明在摄像装置的前次动作正常结束时的、从步骤131起的通常电源供给时的处理。在图43的步骤231,通过基于来自控制机构24的指令驱动第1驱动机构22的驱动,使变焦透镜单元27向被摄体侧进行伸出动作。
通过变焦透镜单元27的伸出动作,在步骤232,光电传感器37判断是否透射了从其发光元件向受光元件的光。在不透射光的情况下,再次进入步骤231。之后,如图41(b)所示,追随变焦透镜单元27的伸出移动,聚焦透镜单元29受弹簧24的作用力而移动。随之,遮蔽构件31移动,并从光电传感器37的光的遮蔽状态向透射状态变化(原点位置),进入下一步骤233。在该步骤233,进行变焦原点复位处理。
再有,该变焦透镜单元27的原点复位处理,是通过控制机构24检测出由第1驱动机构22的驱动使光电传感器37的光的遮蔽状态变化为透射状态而进行的。
在此,以第1驱动机构22将1-2相励磁驱动的步进马达(未图示)作为动力源的结构,说明上述原点位置检测处理。此时,步进马达的驱动一般由A相电流和B相电流供给,由此,如图46的励磁位置所示,步进马达以电角45度的间隔使变焦透镜27向伸出方向移动。
控制机构24通过光电传感器37的输出电平,监视由追随该变焦透镜单元27的移动而移动的遮蔽构件31形成的光电传感器37的光透射。在输出电平超过预先设定的阈值的时刻,使绝对位置计数器复位,检测出变焦透镜单元27的原点位置。
在上述步骤233进行变焦原点复位处理之后,在步骤234,通过第1驱动机构22将变焦透镜单元27例如伸出移动至远摄位置。与变焦透镜单元27的伸出移动的同时,通过弹簧34将聚焦透镜单元29向相同方向移动。
之后,两个透镜单元27、29从图41(a)移动到图41(b)所示的位置,在该图41(b)所示的位置,聚焦透镜单元29的透镜框29a与限制构件36抵接。之后,变焦透镜单元27和聚焦透镜单元29分开,如图41(c)所示,变焦透镜单元27被伸出到远摄位置。
之后,如步骤235所示,通过第2驱动机构23驱动步进马达35,通过将限制构件36移动到摄像面侧(远侧),将聚焦透镜单元29移动到远侧。通过聚焦透镜单元29向摄像面侧的移动,在步骤236,控制机构24检测出基于遮蔽构件31的光电传感器37从光透射状态到遮蔽状态的变化。
当成为图41(b)所示的状态时,进入下一步骤237。直到通过聚焦透镜单元29向摄像面侧的移动,光电传感器37的光被遮蔽为止,重复步骤235和步骤236。在进入步骤237之后,通过控制机构24,第2驱动机构23把聚焦透镜单元29向被摄体侧(近侧)移动,进入步骤238。
在步骤238,判断通过聚焦透镜单元29向被摄体侧的移动,光电传感器37是否从光的遮蔽状态变化为透射状态,若成为光透射状态,则进入下一步骤239,在此检测出聚焦原点位置,进行聚焦原点复位。
该聚焦透镜单元29的原点复位,是通过控制机构24检测出由于第2驱动机构23的驱动使光电传感器37的光的遮蔽状态变成透射状态而进行的,这与通过第1驱动机构22的驱动使光电传感器37的光的遮蔽状态变成透射状态的变焦透镜单元27的情况不同。通过聚焦透镜单元29向被摄体侧的移动,直到光电传感器37的光透射为止,重复步骤237和步骤238的处理。
接着,说明聚焦透镜单元29的原点检测处理。图46是透镜单元的原点检测动作说明图。该图示出如下的例子:从驱动机构23向1-2相励磁驱动的步进马达35供给A相电流和B相电流,如励磁位置0-7所示,每一步驱动45度电角,聚焦透镜单元29向被摄体方向被驱动。
由控制机构24监视光电传感器37的输出电平,通过在该输出电平超过预先设定的阈值的时刻复位绝对位置计数器,检测出聚焦透镜单元29的原点位置,并由此结束电源供给时的处理。
在结束上述电源供给时的处理之后,根据摄像装置的使用者的操作来控制控制机构24,从而驱动两个透镜单元27、29进行摄影动作。
接着,说明在前次使用时提供了摄像装置电源的状态下,该电源例如不慎被切断等异常结束时的动作。作为在前次使用时异常结束的情况下的透镜单元的状态,可得到图41(a)至图41(d)所示的状态中的某一状态。
图41(a)表示各透镜单元27、29被正常收纳的状态,但是,在该收纳动作完全结束之前,因电源例如被强制断开等,存储器26的异常结束标记没有被清除而依然处于设置状态的以异常状态结束的情况。图41(d)表示摄像装置的通常使用中(例如摄影中)电源被断开的状态的情况。
图41(a)及图41(d)的状态均是光电传感器37的光被遮蔽构件遮蔽的状态,因此,仅在光电传感器37的状态下供给电源时,不能区别前次使用时的某一状态下是否被异常结束。
此外,图41(b)表示在将变焦透镜单元27伸出过程中或收缩过程中断开电源的状态(移动传递部28与聚焦透镜单元29的透镜框29a抵接的状态)。图41(c)表示在通常使用过程中(例如摄影中)断开电源的状态。图41(b)及图41(c)的状态都是光电传感器37的光透射的状态,因此,在这两种状态下也供给电源时,不能区别在前次使用时的某个状态下是否异常结束了。
因此,在本实施方式中,在供给电源时,读取存储器26的异常结束标记,在存储器26中设有异常结束标记时,首先进行“异常时的电源供给时的处理”,之后进行“通常时的电源供给时的处理”。另一方面,在异常处理标记被清除的情况下,如前所述,进行“通常时的电源供给时的处理”。
通过上述设定,可不通过通常时的处理就可将摄像装置恢复到马上进行摄像的状态,通过在异常结束了的状态下,在通常时的处理之前插入异常时的处理,由此能够从异常状态恢复到稳定状态。
使用图44说明在异常结束的状态下由电源开关42等供给电源时(接通时)的处理。在步骤331,控制装置24判断是否从光电传感器37的发光元件向受光元件透射光。在图41(b)及图41(c)所示的光电传感器37处于透光状态的情况下,进入步骤336。在步骤336,通过第1驱动机构22将变焦透镜单元27移动到摄像面侧(远侧)来进行收缩动作。
图41(a)及图41(d)所示的由遮蔽构件31遮挡光电传感器37的光的情况下,进入步骤332,由第1驱动单机构22进行变焦透镜单元27的伸出动作。当进行变焦透镜单元27的伸出动作时,在步骤333,控制机构24检测光电传感器37是否处于从发光元件向受光元件的光透射状态。在通过变焦透镜单元27的伸出动作使光电传感器37的光不透射的情况下,进入步骤333a,在此判断变焦透镜单元27是否结束了规定量(Y1+α)距离的移动。
在此,说明变焦透镜单元27的收缩状态的收纳位置和原点位置(从光电传感器37的光遮蔽状态转移到透射状态的位置)的关系。在变焦透镜单元27的收缩时的收纳动作中,聚焦透镜单元29也向相同方向移动。随着聚焦透镜单元29的移动,遮蔽构件31也移动,在原点位置,光电传感器37的光从透射状态转移到遮蔽状态。
变焦透镜单元27的收纳位置被设定在进一步缩进的位置,按照步进马达的脉冲数,例如以2个脉冲向收缩方向移动的距离位置为收纳位置。因此,在从收纳位置起的变焦透镜单元27的伸出移动中,第3脉冲时光电传感器37的光到达从遮蔽状态转移到透射状态的原点位置。
通过如上所述构成变焦透镜单元27的收纳位置和原点位置的关系,设上述Y1为(原点位置)-(收纳位置),α为步进马达的脉冲数,例如设定为以1个脉冲移动的距离。由此,在步骤333a中,在变焦透镜单元27通过原点位置之后,控制机构24判断是否完成了步进马达的1个脉冲数的移动。该判断是,判断从变焦透镜单元27的伸出动作的开始位置起是否完成了(Y1+α)的移动。在步骤333a,当控制机构24检测到(Y1+α)的移动已结束时,进入步骤334。
从步骤333a向步骤334的转移,与变焦透镜单元27移动了(Y1+α)无关,依然是光电传感器31处于遮蔽状态的情况。在如图41(d)所示地聚焦透镜单元29的移动被限制构件36限制的情况下,处于上述状态。
在步骤334,通过第2驱动机构23将聚焦透镜单元29向被摄体侧(近侧)移动。由此,当在步骤335检测到遮蔽构件31也移动而光电传感器37处于透射光的状态时,使聚焦透镜单元29的移动停止,进入步骤336。在该步骤336,使第1驱动机构22动作,开始变焦透镜单元27的收缩动作。
在步骤336中的变焦透镜单元27向摄像面侧的收缩动作中,在步骤337判断为光电传感器37处于透光状态的期间,继续收缩动作。当光电传感器37的光被遮蔽构件31遮挡而检测出原点位置时,进入步骤338。
在步骤338,当检测到上述规定量Y1距离的移动结束时,结束异常时的电源供给时处理。在该状态下,变焦透镜单元27到达图41(a)所示的收纳位置。之后,接着转移到图43所示的通常的电源供给时处理,进行可摄像状态的设定。再有,在向该通常的电源供给时处理的转移中,在存储器26中再设置的异常结束标记保持原来的状态。之后,持续设置了异常结束标记的状态,在正常结束的情况下,异常结束标记被清除,在异常结束的情况下,维持异常结束标记被设置的状态。
如上所述,根据本实施方式,即使在摄像装置在前次使用时被异常结束的情况下,也可以恢复其异常结束的状态而转移到正常的通常电源供给时处理。
下面,用图45说明通常的摄像操作等结束,使用者正常地断开电源时的处理。当用结束开关43进行切断通电状态的结束操作时,首先,在步骤431,控制机构24判断光电传感器37是否从该发光元件向受光元件透射光。
在因遮蔽构件而不透射光电传感器37的光时,进入步骤431a。在步骤431a,通过第2驱动机构23将聚焦透镜单元29向被摄体侧移动,进入步骤431b。在步骤431b,通过聚焦透镜单元29向被摄体侧的移动,由控制机构24判断是否透射光电传感器37的光。当检测到由遮蔽构件31的移动而透射光的状态时,停止聚焦透镜单元29的移动,进入下一步骤432。
在步骤432,通过第1驱动机构22的驱动将变焦透镜单元27向摄像面侧移动,进行收缩动作。通过该变焦透镜单元27向摄像面侧的移动,聚焦透镜单元29也向摄像面侧移动。之后,在步骤433判断是否透射光电传感器37的光。当透射光的情况下,返回步骤432继续收缩动作,当检测到光的透射被遮挡时,进入步骤434。
光电传感器37的光被遮挡的时刻为原点位置,通过变焦透镜单元27移动聚焦透镜单元29,从该原点位置起移动上述规定量Y1而到达收纳位置。在步骤434判断是否收缩动作直到该收纳位置并结束。当在步骤434,收缩动作未完成时,返回步骤432继续收缩动作,将变焦透镜单元27可靠地移动至图41(a)所示的收纳位置。
通过步骤434,检测到变焦透镜单元27到达从原点位置移动了规定量Y1的位置即收纳位置并结束了收缩动作时,在步骤435清除存储器26的异常结束标记,并且,控制机构24将断开电源开关34来切断通电状态,即结束电源切断时的处理。
而且,从检测到变焦透镜单元27的原点位置的时刻起向构成第1驱动机构22的步进马达施加2个脉冲,并在移动规定量Y1之后,再向步进马达施加1个脉冲,通过该1个脉冲施加的结束,可检测出变焦透镜单元27移动到收纳位置的收缩动作完成。
以上,说明了本实施方式,概括本实施方式的特征如下。通常时的电源供给时动作是,首先由控制单元24从存储器26读取异常结束标记,并确认该标记已被清除。在该确认时刻,各透镜单元位于图41(a)的状态,由此判断处于收纳结束状态。
接着,通过第1驱动机构22从图41(a)的状态开始进行变焦透镜单元27的伸出动作,通过该变焦透镜单元27被收纳的聚焦透镜单元29,通过弹簧34的回复力与该变焦透镜单元27一起伸出。由此,遮蔽构件31也移动,因此光电传感器37从被遮挡光的状态变化到透射光的状态,检测出从该遮挡光状态到透射光状态的变化点,进行变焦透镜单元27的原点复位。
接着,将变焦透镜单元27进一步移动并伸出到规定位置,在如图41(c)所示地移动传递部28从聚焦透镜单元29的透镜框29a分离的状态下,通过驱动步进马达18,使聚焦透镜单元29向摄像元件38方向移动。
之后,在由遮蔽构件31暂时遮蔽光电传感器37之后,反向驱动步进马达35,通过弹簧34的作用力使聚焦透镜单元29向被摄体方向移动。由此,检测出从遮蔽构件31造成的光电传感器38的遮蔽状态向透射光的状态变化的变化点,通过该检测进行聚焦透镜单元29的原点复位。在通常时的电源供给时,通过进行以上的动作,由1个光电传感器37进行各透镜单元的原点检测。
接着,在前次使用时供给了摄像装置的电源的状态下,从该电源例如被不慎切断等异常结束了的状态(异常结束状态)开始供给电源时的动作如下所述。首先,由控制单元24从存储器26读取异常结束标记,若该异常结束标记已被置位,则判断出是电源切断未正常进行且透镜单元的收纳未结束的状态(异常结束状态)。
然后,在确认了该异常结束标记的时刻,不清楚各透镜单元位于图41中的(a)、(b)、(c)、(d)中的哪个状态。此外,在透镜单元的收纳未完成的状态下,聚焦传感器37的光被遮蔽时,不清楚是通过第1驱动机构22对变焦透镜单元27的驱动,使该光电传感器37被遮蔽构件31遮蔽,还是通过聚焦透镜单元29使该光电传感器37被遮蔽构件31遮蔽。
因此,为了从异常结束状态转移到通常的电源供给时处理,对于各透镜单元位于什么位置,首先判断光电传感器37的光是处于透射的状态还是处于不透射的状态。在透射的状态下,使变焦透镜单元27进行收缩动作,光电传感器37的光被遮蔽构件31遮蔽,由此,通过第1驱动机构22进行的变焦透镜单元27的移动,判明光电传感器37的光被遮蔽,并转移到通常的电源供给时处理。
另一方面,在光电传感器37的光不透射的状态下,通过第1驱动机构22将变焦透镜单元27伸出规定量。若光电传感器37的光通过该动作进行透射,则判明异常结束时,通过由第1驱动机构22进行的变焦透镜单元27的移动,光电传感器37的光被遮挡。因此,此时,在伸出变焦透镜单元27之后,进行收缩动作来遮挡光电传感器37的光,由此,可转移到通常的电源供给时处理。
再有,如果将变焦透镜单元27伸出规定量,光电传感器37的光也不透射,则为了使聚焦透镜单元29不因弹簧34的回复力而移动,推定为光电传感器37的光已被遮蔽构件31遮蔽。因此,利用第2驱动机构23将聚焦透镜单元29向被摄体方向移动,在确认光电传感器37的光透射之后,通过第1驱动机构22使变焦透镜单元27做收缩动作,由此,转移到通常的电源供给时处理。
接着,切断通电状态的电源切断时的动作如下所述。例如,当从由图41(c)所示地光电传感器37的光没有被聚焦透镜单元29的遮蔽构件31遮蔽的状态开始,通过第1驱动机构22的驱动进行变焦透镜单元27的收缩动作时,变焦透镜单元27的移动传递部28与聚焦透镜单元29的透镜框29a抵接。由此,聚焦透镜单元29也成为一体并克服弹簧34移动到摄像面侧,通过遮蔽构件31使光电传感器37从透射光的状态变成遮蔽状态。通过该状态变化的检测完成收缩动作之后,收纳各透镜单元。
此外,如图41(d)所示,在由聚焦透镜单元29的遮蔽构件31遮蔽了光电传感器37的光的状态下进行结束通电的电源切断操作的情况下,首先驱动步进马达35,通过弹簧34的作用力使聚焦透镜单元29向被摄体侧移动。
由此,使光电传感器37暂时处于透射光的状态,根据光电传感器37的状态变化的检测,光电传感器37从透射光的状态开始驱动第1驱动机构22,通过变焦透镜单元27进行收缩动作,由此将各透镜单元收纳到收纳位置。
之后,当这些各透镜单元移动到收纳位置并结束收缩动作时,通电被切断。如上所述,通过在电源切断时进行以上动作,在下一次供给电源时可进行各透镜单元的原点检测。
根据以上所述的本实施方式,可以用1个传感器构成的共同的位置检测机构,进行第1透镜单元(变焦透镜单元)和第2透镜单元(聚焦透镜单元)的原点位置的检测。即,位置检测机构不仅进行第2透镜单元的原点检测检测,通过第1透镜单元与第2透镜单元的抵接移动,还能检测出第1透镜单元的原点位置。由此,能够减少构件数量,并且,能够实现透镜镜筒的光轴方向及外周方向的小型化。
此外,例如,将连接端子从外部连接到摄像装置上向摄像装置供给电源,并通过拔出该连接端子等来突然切断电源等以不正常状态停止的情况下,在下一次接通摄像装置的电源时,能够正常地进行原点位置检测处理,能够恢复到正常状态。
作为以上说明的实施方式的一个例子,例如如下的方法中除下面所述的结构之外其他结构相同,即,该方法具有存储机构,该存储机构根据在从电源供给状态切断电源时按照预先设定的处理动作使第1透镜单元及第2透镜单元移动到收纳位置的正常结束状态、以及在电源供给状态下以与上述正常结束状态不同的状态结束的异常结束状态,存储部同的信息;在异常结束状态下,按照通过电源的供给而存储在存储机构中的信息,使上述第1透镜单元及第2透镜单元恢复到上述正常结束状态。
此外,在从异常结束状态下接通电源时,仅通过恢复到正常结束状态来结束,可以在该状态下停止,此时,通过再次供给电源,进行通常的电源供给时处理。
此外,在作为存储机构用电源使用2次电源时,在其存储机构由挥发性存储器构成的情况下,当2次电源降低时,损失异常结束信息,但在该情况下,可通过检测电源降低来判断为正在异常结束,由此,不会造成误动作,能够正常恢复。
此外,通过将用于移动控制第2透镜单元的移动传递部和移动限制部(本实施方式中为移动传递部28和限制构件36),在该第2透镜单元的透镜框上在相互靠近的位置抵接,使得因它们抵接而有必要加强强度的透镜框的部位成为小面积,并且,确保其对接面的面精度的部分也成为小部位。因此,进行稳定的动作,并且,通过使该透镜框上的抵接部位与将第2透镜单元可移动地支承的支承构件(本实施方式中为导向柱32、33)靠近,从而,即使在第2透镜单元上施加抵接力,也不会对其发生实质性的弯曲,该第2透镜单元的移动圆滑地进行。此外,支承构件不限于两个,也可以设置更多。
此外,在本实施方式中,说明了将步进马达用作驱动第1透镜单元(变焦透镜单元)和第2透镜单元(聚焦透镜单元)的驱动机构的例子,但是这些的驱动机构也可以使用DC马达、超声波马达等,不限制被驱动的机构。此外,也可以是带编码器的马达,也可以是不带编码器的马达。
而且,将透镜单元经过原点位置移动到收纳位置的规定量Y1,例如可以是基于定时器所设定的时间的距离,此外,也可以是基于其他设定的规定量。
此外,在本实施方式中,在透镜单元移动到收纳位置之后,对步进马达施加了1个脉冲,但是也可以施加更多的脉冲,并且,在移动至收纳位置之后也可以不施加脉冲。
再有,在本实施方式中,说明了将透射型光电传感器和遮蔽构件(被检测构件)用作原点位置检测用的位置检测机构的例子,但是,也可以使用反射型光电传感器和反射构件。此外,也可以使用霍尔元件和磁铁。
再者,第1透镜单元的原点位置的检测,不限于如本实施方式那样地,使直接安装到第1透镜单元上或者与第1透镜单元形成一体的移动传递部、即与第1透镜单元一体移动的移动传递部同第2透镜单元抵接来而进行。具体而言,也可以是,以与第1透镜单元联动移动地设置的其他移动传递部,例如可以是通过第1驱动机构移动、设在使第1透镜单元移动的移动机构上的移动传递部。
此外,使第1透镜单元和第2透镜单元联动移动的移动传递部也包括设在第2透镜单元侧的构件。
此外,在本实施方式中,说明了移动传递部以1点接触的例子,但是,也可以是以2点以上接触,此外,也可以是以更大的面接触。
(第十四实施方式)
图47是第十四实施方式的摄像装置的概略图及框图。在图47中,在镜筒1内配置有第1透镜组2、第2透镜组3、第3透镜组4(下面,将第3透镜组称作“聚焦透镜”)。利用光圈部160调整透射第1透镜组2及第2透镜组3的被摄体光的光量。利用摄像元件5拍摄透射各透镜组的被摄体光。
在聚焦透镜4的框152上固定有抵接构件60。由限制构件70限制抵接构件60的位置。通过聚焦马达150的旋转,切有螺纹的引导螺杆151转动,框152向摄像元件5的方向移动时,抵接构件60与限制构件70抵接,限制聚焦透镜4向摄像元件5的方向的移动。
由摄像元件5受光的被摄体图像由信号处理部12处理。在系统控制部100,根据摄像机主体的快门按钮、电源按钮、菜单按钮(均没有图示)等操作按钮101的操作信号、以及从信号处理部12输出的图像信号,向控制电路200发送聚焦透镜4及光圈部160的控制信息。
再有,聚焦马达150是步进马达。此外,在光圈部160,具备用于驱动后述的调节光量的叶片的步进马达(下面称作“光阑马达”。)
聚焦驱动器400及光圈驱动器500是产生用于驱动步进马达的驱动电流脉冲(下面称为“驱动脉冲”)的脉冲发生电路。控制电路200具有将从系统控制部100发送来的控制信息发送到聚焦驱动器400及光圈驱动器500的接口部205。还具有计算用于进行聚焦透镜4及光圈部160的控制的控制信息的运算部201、计数部202、原点位置存储部203、偏移量存储部204。
图48是本实施方式的摄像装置的控制电路200的详细框图。在图48中,计数部202具备:对聚焦马达150的励磁位置进行计数的励磁位置计数器210;通过后述的原点复位处理进行复位或预置、并对聚焦马达150的绝对位置进行计数的绝对位置计数器211。还具备:对光圈马达160a(后述)的励磁位置进行计数的励磁位置计数器212;通过后述的原点复位处理进行复位或预置、并对光圈马达160a的绝对位置进行计数的绝对位置计数器213。
运算部201通过从接口部205发过来的聚焦马达驱动指令及光圈马达驱动指令,根据计数部202和原点位置存储部203、偏移量存储部204的信息,进行励磁位置计数器210、212的递增计数或递减计数,并读出各励磁位置计数器的计数值。此外,进行绝对位置计数器211、213的复位或预置,并读出各绝对位置计数器的计数值。
图49是本实施方式的摄像装置的马达部和聚焦驱动器的框图。在图49中,400是聚焦驱动器,150a是A相线圈,150b是B相线圈、150c是磁化了2极的转子、60是抵接构件、70是限制构件、
在图47中,说明了抵接构件60被固定在聚焦透镜4上、限制构件70被限制在镜筒1上的例子。在此没有变化,但是为了易于理解说明,以在转子150c上安装抵接构件60、在转子150c的附近配置限制构件70的例子进行说明。
在图47的例中,用实线表示的抵接构件60位于从限制构件70的位置向光圈部160方向移位的位置。如前所述,当聚焦透镜4随着聚焦马达150的旋转而向聚焦透镜4的摄像元件5的方向移动时,如虚线所示,抵接构件60与限制构件70抵接。图49的抵接构件60的位置相当于图47的实线所示的抵接构件60的位置。通过转子150c向右旋转,抵接构件60与限制构件70相抵接。该位置相当于图47的虚线所示的抵接构件60的位置。
下面,根据图49的例子,对步进马达的驱动控制进行说明。图50是表示对本实施方式的摄像装置的马达部的A相线圈及B相线圈施加的励磁电流的电流模式的时序图。马达部是通过所谓的1-2相励磁方式驱动的步进马达。
通过对A相线圈150a的正负2极性控制电流的施加和对B相线圈150b的正负2极性控制电流的施加的组合,驱动1-2相励磁方式的步进马达。在此,可考虑对A相线圈150a施加正极性电流的情况(A+)、施加负极性电流的情况(A-)和不施加任何电流的情况(0)等三种情况。
此外,还可以考虑对B相线圈150b施加正极性电流的情况(B+)、施加负极性电流的情况(B-)和不施加任何电流的情况(0)等三种情况。因此,可施加电流的模式成为3种×3种=9种,但需要除去对A相及B相都不施加电流的情况,共有8种模式。
图50的时序图中记载有从励磁位置编号0至7的8种电流模式。各励磁位置编号相当于以下的电流模式。与下述的励磁位置编号0至励磁位置编号7对应的电流模式依次施加到步进马达,来旋转驱动步进马达。
(a)励磁位置编号0:(A相,B相)=(A-,0)
(b)励磁位置编号1:(A相,B相)=(A-,B-)
(c)励磁位置编号2:(A相、B相)=(0,B-)
(d)励磁位置编号3:(A相、B相)=(A+,B-)
(e)励磁位置编号4:(A相、B相)=(A+,0)
(f)励磁位置编号5:(A相、B相)=(A+,B+)
(g)励磁位置编号6:(A相、B相)=(0,B+)
(h)励磁位置编号70:(A相、B相)=(A-,B+)
图51是表示本实施方式的摄像装置中将限制构件60从离开限制位置的位置依次增加励磁位置编号来接近限制位置时的、马达部的励磁位置和驱动位置之间关系的模式图。图51(a)~(h)与上述励磁位置编号0~励磁位置编号7对应。各图相当于从步进马达的转子150c的旋转轴方向看的图,A相线圈150a和B相线圈150b配置于在转子150c的旋转方向上相差90度的位置上。
在与励磁位置编号0对应时,在对B相线圈150b不施加电流的状态下,从A相线圈的A-端子向A+端子施加电流。因此,A相线圈150a被励磁为对转子150c的N极进行吸引的S极,保持在图51(a)的位置。
在与励磁位置编号1对应时,从A相线圈150a的A-端子向A+端子施加电流,并且从B相线圈150b的B-端子向B+端子施加电流。因此,通过双方线圈上励磁的S极,吸引转子150c的N极,保持在各自的吸引力相等的图51(a)的位置。
在与励磁位置编号2对应时,在对A相线圈150a不施加电流的状态下,从B相线圈150b的B-端子向B+端子施加电流。因此,B相线圈上被励磁为对转子150c的N极进行吸引的S极,保持在图51(c)的位置。
在与励磁位置编号3对应时,从A相线圈150a的A+端子向A-端子施加电流,并且从B相线圈150b的B-端子向B+端子施加电流。因此,A相线圈150a被励磁为N极,以吸引转子150c的S极,B相线圈150a被励磁为S极,以吸引转子150c的N极,保持在各自的吸引力相等的图51(d)的位置。
在与励磁位置编号4对应时,在对B相线圈150b不施加电流的状态下,从A相线圈150a的A+端子向A-端子施加电流。因此,A相线圈150被励磁为对转子150c的S极进行吸引的N极,保持在各吸引力相称的图51(e)的位置。
在与励磁位置编号5对应时,从A相线圈150a的A+端子向A-端子施加电流,并且从B相线圈150b的B+端子向B-端子施加电流。因此,通过在双方线圈上被励磁的N极,吸引转子150c的S极,保持在各自的吸引力相等的图51(f)的位置。
在与励磁位置编号6对应时,在对A相线圈150a不施加电流的状态下,从B相线圈150b的B+端子向B-端子施加电流。因此,B相线圈150b被励磁为对转子150c的S极进行吸引的N极,保持在各自的吸引力相等的图51(g)的位置。
在与励磁位置编号7对应时,从A相线圈150a的A-端子向A+端子施加电流,并且从B相线圈150b的B+端子向B-端子施加电流。因此,A相线圈150a被励磁为S极,以吸引转子150c的N极,B相线圈150a被励磁为N极,以吸引转子150c的S极,并保持在各自的吸引力相等的图51(h)的位置。
当从励磁位置编号0的状态转移到励磁位置编号1的状态时,转子150c受到从励磁位置编号0的位置向右向旋转的推力,成为励磁位置编号1的状态。当从励磁位置编号1的状态转移到励磁位置编号2的状态时,转子150c受到从励磁位置编号1的位置向右向旋转的推力,成为励磁位置编号2的状态。之后,同样,在依次增加励磁位置编号时,转子150c向右方转动。此外,励磁位置编号7之后,成为励磁位置编号0。
如上所述,步进马达被旋转驱动。此外,A相线圈150a及B相线圈150b在转子150c的转动方向相差90度来配置,因此,该步进马达具有线圈的90度间距的一半即45度的分辨率。
图52是表示从图51(h)的状态依次增加励磁位置编号时的马达部的励磁位置和驱动位置之间关系的模式图。如前所述,在图51中,当将转子150c从励磁位置编号0到励磁位置编号7位置依次向右方旋转时,在图51(h)表示的位置,抵接构件60被限制构件70限制。因此,该状态是即使对转子150c施加向右向旋转的推进力也不会进一步旋转的状态。
因此,在从励磁位置编号7进到励磁位置编号0时,转子150c不旋转,如图52(a)所示,转子150c的位置维持图51(h)的位置。若抵接构件60被限制构件70限制,则转子150c旋转到图51(a)的位置。
在图52(a)的状态下,对转子150c作用使其向右旋转的推进力。即,抵接构件60向图中箭头所示的方向按压限制构件70。
即使进到励磁位置编号1,如图52(b)所示,转子150c不旋转,转子150c的位置维持在前一位置。若抵接构件60没有被限制构件70限制,则转子150c在图51(b)的位置旋转。在图52(b)的状态下,对转子150c也作用使其向右旋转的推进力。即,抵接构件60向图中箭头所示的方向按压限制构件70。
即使进到励磁位置编号2,如图52(c)所示,转子150c也不旋转,转子150c的位置维持前一位置。若抵接构件60没有被限制构件70限制,则,转子150c在图51(c)的位置旋转。在图52(c)的状态下,对转子150c作用向右旋转的推进力。即,抵接构件60向图中箭头所示的方向按压限制构件70。
在进到励磁位置编号3的情况下,考虑如图52(d)所示维持前一状态的状态和转子150c在图51(d)所示的位置旋转的状态这两种。其理由如下。在励磁位置编号0~2中,磁极被A相线圈150a或B相线圈150b励磁,以作用使转子150c其向右方旋转的推进力。
另一方面,在励磁位置编号3中,A相线圈150a被励磁为N极,B相线圈150b被励磁为S极,在图52(d)的状态下,从各线圈对转子150c均等地作用反作用力。
因此,可能产生如下各种效果:B相线圈150b的磁力多少比A相线圈150a的磁力强,反过来,A相线圈150a的磁力多少比B相线圈150b的磁力强,或者当从外部施加振动时,转子150c向左方向旋转而保持在图51(d)所示的状态。即,该状态假设了转子150c处于图52(d)和图51(d)的两种位置,因此,该状态表示不稳定的状态。
图52(e)表示从转子150c被限制的状态(上图)转移到励磁位置编号4的状态(下图)。在励磁位置编号4,A相线圈150a被励磁为N极,B相线圈150b不被励磁,因此,转子150c从上侧所示的转子位置向左方向旋转,并保持在下侧所示的转子位置。
图52(f)表示从转子150c被限制的状态(上图)转移到励磁位置编号5的状态(下图)。在励磁位置编号5,A相线圈150a及B相线圈150b被励磁为N极,因此,转子150c从上侧所示的转子位置向左方向旋转,并保持在下侧所示的转子位置。
图52(g)表示从转子150c被限制的状态(上图)转移到励磁位置编号6的状态(下图)。在励磁位置编号6,A相线圈150a不被励磁,B相线圈150b被励磁为N极,因此,转子150c从上侧所示的转子位置向左向旋转,并保持在下侧所示的转子位置。
图52(h)所示的励磁位置编号7的状态是,转子150c的保持位置同抵接构件60与限制构件70抵接的位置相一致的状态。即,图52(h)的状态是对转子150c作用在该位置保持的力、且在该保持位置抵接构件60与限制构件70刚好接触的理想状态,不施加抵接构件60按压限制构件70的力。其中,当限制构件70稍微偏向左方向的情况下,抵接构件60向限制构件70的方向按压。该情况下,对转子150c作用使其向右方向旋转的推进力。
如上所述,在转子150c抵接在限制位置的情况下,根据励磁位置编号,作用于转子磁铁的磁力的方向变化。图53是表示本实施方式的摄像装置的转子磁铁所受力的方向和励磁位置编号之间关系的模式图。当转子150c抵接在限制位置的情况下,如前所述,在励磁位置编号7和3的状态下,对转子磁铁不作用磁旋转推进力。
此外,在励磁位置编号0~2,对转子磁铁作用向限制位置方向按压的磁力。相反,在励磁位置编号4-6,对转子磁铁作用使其从限制位置离开的方向的磁力。其结果,如图53所示,转子磁铁所受的磁力根据励磁位置编号的周期模式而变化。
图54是用于说明本实施方式的摄像装置的转子150c的动作的说明图。图54的纵轴表示时间序列,与励磁位置编号对应地记载。此外,
图54的横轴表示限制端附近的位置。再有,在纵轴上,励磁位置编号表示向限制端被驱动的状态。
图55是本实施方式的摄像装置的原点复位处理的动作流程图。表示被编程在图47所示的系统控制部100中的流程,在按下电源按钮而由操作按钮101对系统控制部100指示了电源接通的情况下,从原点复位处理开始起开始处理。
下面,详细说明原点复位处理。在图47中,控制电路200中的接口部205根据运算部201的指示,与聚焦驱动器400和光圈驱动器500连接,可发送信号,并且,连接成可从外部接收聚焦指示信号、光圈调整指示信号等。
此外,聚焦指示信号是,例如从摄像传感器5输出、实施了规定的图像处理的图像信号等,是包含指定摄像光学系统的对焦物体距离的变更的信息的信号。
此外,光圈调整指示信号是,例如根据从摄像传感器5输出的亮度信息来检测曝光状态,在亮的情况下指示收缩光圈部60、在暗的情况下指示打开光圈部160的信号。
计数部202根据运算部201的指示,为了由运算部201驱动聚焦马达150及光圈马达160a,计数对聚焦驱动器400和光圈驱动器500指示产生的驱动脉冲。计数部200以原点位置为基准,在产生了从限制端向远离的方向旋转驱动的驱动脉冲的情况下,将计数值递减,在产生了向限制端靠近的方向旋转驱动的驱动脉冲的情况下,将计数值递增。
原点位置存储部203存储与在出厂时等预先检测的原点位置对应的励磁位置编号。偏移量存储部204存储与广角端焦距状态、有限物体距离对焦状态等预先决定的摄像装置的等待状态对应的励磁位置编号。
对于上述结构,以聚焦马达150的驱动为例说明具体的控制模块的动作。首先,在摄像装置的出厂时,对各摄像装置检测出与限制部抵接的限制端所对应的励磁位置编号,并以该限制端为基准,将转子磁铁受到向从限制端远离的方向的磁力的励磁位置编号,存储到原点位置存储部203。具体而言,当与限制端对应的励磁位置为励磁位置编号7的情况下,存储位于从限制端远离的方向的励磁位置编号4~6中的某个。
在该状态下,当对摄像装置接通电源时,从图55中的流程图的原点复位处理开始起,开始进行处理,使聚焦马达150向步骤501所示的限制位置方向移动1步,从图54所示的励磁位置编号0向励磁位置编号1移动。具体而言,系统控制部100通过接口部205对运算部201发出将聚焦马达150向限制端方向旋转1步的指示,运算部201将励磁位置计数器210进行递增计数而从0进到1,读出计数值。
运算部210通过接口部,对聚焦驱动器400发出将该计数值表示的励磁位置编号的电流模式输出到聚焦马达150的A相线圈及B相线圈的指示,将聚焦马达150向限制端方向驱动1步。
接着,在图55中的步骤502移动N步以上,并且,判断是否到达了参照励磁位置。在此,用步数表示聚焦马达150旋转的范围时,N步表示例如从起始端到终端(限制端)的步数。
此外,参照励磁位置是从原点位置存储部203读出的励磁位置,当与限制端对应的励磁位置为励磁位置编号7的情况下,存储位于从限制端离开的方向的励磁位置编号4~6中某一个,在此将励磁位置编号5作为参照励磁位置进行保存。
当在接通电源的时刻使聚焦马达150从始端起开始旋转时,在没有到达限制端的时刻没移动N步以上,因此,返回步骤501的处理。之后,重复进行步骤501和步骤502,如图54所示,在励磁位置编号7到达限制端(开始限制)。
在成为该励磁位置编号7的条件中,在步骤502,满足移动N步以上的条件,但是另一方面,由于参照励磁位置是励磁位置编号5,所以,再返回步骤501,使聚焦马达150向限制端方向旋转,进到励磁位置0、1、2、3、4。在励磁位置编号7到达限制端之后,被限制端推压直到励磁位置编号0~2,在励磁位置编号3停止在限制端或向被励磁保持的位置。在励磁位置编号4,向图54所示的被励磁保持的位置旋转。
接着,在步骤501,当向限制位置方向移动1步而处于励磁位置编号5时,在步骤502移动N步以上,并且,满足到达参照励磁位置(在此为励磁位置编号5)的条件,进入步骤503。在步骤503,绝对位置计数器211复位。在该时刻,绝对位置编号成为0,确定聚焦马达150的绝对位置,结束原点复位处理。通过以上的处理,确定聚焦马达150的原点位置。
接着,运算部201读出与偏移量存储部204中存储的偏移移动量相当的脉冲数。在此,偏移移动量表示从原点位置离开规定距离的特定位置的移动量。
此外,从原点位置离开规定距离的特定位置是指,例如,在聚焦马达150的情况下,典型地指与摄像装置的焦点无限端或泛焦区域对应的聚焦马达150的旋转位置。该情况下,偏移移动量是具体地说从原点位置用M个(M是1以上的正整数)励磁模式规定的移动量。
此外,将从原点位置离开规定距离的特定位置适当设定为与中间焦点位置或望远端对应的位置、电源切断时刻的焦点、光圈、变焦环位置等,可变更偏移移动量。如上所述,通过设定偏移移动量,能够缩短从接通电源开始直到可使用摄像装置的状态为止的时间。
如上所述,根据本实施方式,能够通过仅追加结构上限制聚焦透镜的移动的抵接构件、限制构件,可不使用传感器就可检测出原点位置。在没有传感器的情况下,考虑预先存储与限制端对应的励磁位置编号,在成为与该励磁位置编号对应的脉冲的位置,进行原点位置检测。
但是,在将与原点位置对应的励磁位置编号设定为任意编号的情况下,有时候根据所选定的励磁位置编号,不能正确检测出原点位置。具体来说,在本实施方式的例中,在与限制端对应的位置为与励磁位置编号3及7对应的位置的情况下,如前所述,转子的位置不稳定,因此,不适合设定为原点位置。
此外,与励磁位置编号0~2对应的位置是转子磁铁向推压限制位置的方向受到磁力的位置,因此,在从原点位置递增计数移动量时产生误差,不适合设定为原点位置。例如,当将原点位置设定为与励磁位置编号2对应的位置时,如图52(c)所示,抵接构件60与限制构件70抵接时,如前所示,抵接构件60推压限制构件70。
该推压状态在图52(b)的励磁位置编号1的位置也不变。该情况下,励磁位置编号从2变成1,判断为聚焦透镜移动了相当于励磁位置编号1的距离。但是,实际上,聚焦透镜被保持在相同的位置,不能正确把握从原点位置起的移动量。
在此,在本实施方式中,将原点位置设定在与励磁位置编号4~6对应的位置。如图54所示,在将励磁位置编号从纵轴的上侧向下侧推进的情况下,在到达限制位置之后,与励磁位置编号4~6对应的位置均为从限制端离开的位置。
这是因为如用图52(e)、(f)、(g)所说明,与励磁位置编号4-6对应的位置是转子磁铁向从限制位置离开的方向受到磁力的位置。因此,当从改为之1个1个地递减励磁位置编号时,如图54地原点复位位置起下侧的图示所示,聚焦透镜可靠地与励磁位置编号对应地移动。
因此,根据本实施方式,将原点设定在与励磁位置编号406对应的位置,通过对原点起的移动按照与励磁位置编号对应的步骤进行位置检测,不使用传感器等就可以高精度地进行转子的位置确定控制。
再有,在上述实施方式中,在1-2相励磁方式的步进马达中,用励磁位置编号0~7的8个励磁模式驱动的例子进行了说明,但不限于此,使用不同的励磁方式的步进马达,能够设定为例如4-16个范围的励磁模式。
此外,虽然说明了将励磁位置编号设定为0-7的例子,励磁位置编号的设定只是为了便于说明,也可以设定为不同。例如,可以把励磁位置编号设定为1~8,此时的原点不是如前所述从励磁位置编号4~6中选择,而从励磁编号位置5~7中选择。
因此,原点位置的表现可以考虑各种,例如,可以是下述的表现。在具有0~n的n+1(其中,n+1是4以上的偶数)的励磁位置的模式的步进马达的情况下,从抵接构件60离开限制构件70的状态起推进励磁位置编号,当将抵接构件60最初与限制构件70抵接的状态的励磁位置编号设定为n时,原点位置的选择范围成为(n+1)/2~n-1的范围。
(第十五实施方式)
图56是第十五实施方式的摄像装置的马达部和光圈驱动器的框图和光圈部的模式图。图57是图56的结构中限制端附近的光圈部的模式图。图56、57与图47的光圈驱动器500、光圈部160相当,表示光圈部160的详细结构。
本实施方式的摄像装置应用了上述聚焦透镜的原点复位动作原理。上述实施方式中,被驱动体与聚焦透镜形成一体框,在本实施方式中,被驱动体为旋转体160e。
光圈马达160a与上述的聚焦马达150同样是步进马达,在此,省略光圈马达160a的详细说明。此外,如图56、57所示,光圈部160具备多个光量调整叶片160d。各光量调整叶片160d具有同样的结构进行同样的动作。因此,为了便于说明,用实线表示一个光量调整叶片160,用其对光量调整叶片160d的动作进行说明。
光圈马达160a按照从光圈驱动器500输出的电流模式向图示的右方向旋转。随之,旋转齿轮160b向右方向旋转,并向圆弧型齿轮160c传递旋转力,使旋转体160e向左方向旋转。该动作中,沿着形成在旋转体160e上的引导槽160f,将光量调整叶片160d以支持点161为中心移动作用点162,如图57所示,光量调整叶片160d被向开放光圈的方向驱动。
在此,160g是将光圈限制在光圈最小的位置的限制构件,160h是将光圈限制在开放的位置的限制构件。限制构件160h相当于图47的限制构件70,圆弧型齿轮160c相当于图1的抵接构件60。上述的聚焦透镜的原点复位是将限制构件70与抵接构件60相抵接,但本实施方式中的光圈的原点复位是通过将圆弧型齿轮160c与限制构件160h抵接来进行。本实施方式与上述实施方式相比,控制对象物不同,但是原点复位的基本动作与上述实施方式相同。
如上所述,根据第十四实施方式、第十五实施方式的摄像装置,在从物理上进行限制的限制端离开的方向上,将转子受磁力的励磁位置设定为原点位置,因此即使不用光电传感器进行定位,也能高精度地确定原点位置。
再有,在第十四实施方式、第十五实施方式的摄像装置中,在摄像装置出厂时,预先对各摄像装置检测出与限制部抵接的限制端所对应的励磁位置编号,并将对应于该励磁位置编号而设定的励磁位置编号作为原点位置,存储到原点位置存储部。代之,也可以在由构件的精度及组装精度所规定的范围内推定与原点位置对应的励磁位置编号。
具体而言,在上述第十四实施方式、第十五实施方式说明的摄像装置中,根据构件的精度及组装精度,将与限制端对应的励磁位置编号设计在励磁位置编号4±1的范围内,将与实际原点位置对应的位置设定为总是从限制端的励磁位置编号退回3个模式。当如上设定时,与原点对应的励磁位置编号总是在励磁位置编号4~6的范围内,能够省略与出厂时的原点位置有关的检查。
此外,不限于第十四实施方式、第十五实施方式,可以进行各种变形。在第十四实施方式、第十五实施方式中,示出了镜筒具备聚焦马达及光圈马达这两个步进马达的例子,但不限于此。即使在摄像装置具备步进功能的变焦马达的情况下,同样能够适用本发明。
此外,在焦点设定在固有的有限摄影距离上的所谓全焦点的情况下,马达可以只有变焦马达。摄像装置包括没有变焦功能的单焦点透镜系统,并且只进行对焦的情况下,马达可以只有聚焦马达。
此外,作为本发明可适用的马达,可以适用于将透镜组在与光轴正交的方向上偏移的像偏移校正马达等。此外,在光圈马达的情况下,进行偏移移动量的设定的规定位置,可以考虑擦使用频率高的中间光圈直径。
此外,在像抖动校正马达的情况下,可以考虑通常使用状态下的透镜组的光轴和全系统的光轴一致的位置。
此外,根据摄像光学系统的变焦时的移动方式,变焦马达驱动的透镜组可以是1组或3组以上。同样,根据透镜聚焦时的移动方式,聚焦马达驱动的透镜组可以是1组或3组以上。
此外,可适用本发明的镜筒的变换机构及移动机构可以是由旋转凸轮筒和凸轮相连结的旋转透镜框构成的结构,也可以是由在旋转筒和旋转框上用螺栓连结的旋转透镜框构成的结构。
此外,第十四实施方式、第十五实施方式的步进马达,定子包括定子线圈,转子包括转子线圈,但不限于此。作为步进马达,也可以是定子包括定制磁铁、转子包括转子线圈、向转子侧供给电流的结构。
通过如上构成步进马达,使转子的惯性力矩变小,能够提高定位等旋转限制特性。但是,与第十四实施方式、第十五实施方式的结构相比,在转子线圈上连接驱动电流的结构复杂。因此,只要根据所希望的特性,选择某一中结构就可以。
此外,通过在电源结束时将马达移动到原点位置后结束电源,接着在接通电源时,在限制端的方向上驱动1励磁周期(例如,从励磁位置编号5起到下一个励磁位置编号5为止)来进行原点复位处理,由此能够缩短知道电源接通时的摄影为止的启动时间。这是因为,在没有接通电源的状态下,通过对摄像装置施加外力,对不容易旋转的光圈马达或轻量的透镜的步进马达游泳。尤其是,最好在移动到步进马达特有的可自己保持的励磁位置之后,切断电源。
产业上的可利用性
本发明尤其对于要求小型化或高功能化的数码相继、数码摄像机等有用。

Claims (67)

1、一种透镜驱动装置,具备:
摄像透镜,包括对被摄体进行成像的调焦用透镜;
摄像器件,对由上述摄像透镜产生的被摄体光进行摄像;
透镜位置控制机构,包括使上述摄像透镜相对于透镜镜筒在光轴方向上移动的驱动机构,输出有周期性的驱动信号,从而通过上述驱动机构控制上述摄像透镜的位置;
位置检测传感器,输出值根据上述摄像透镜的位置变化;
透镜位置运算机构,将上述位置检测传感器的输出值到达阈值时的上述驱动信号的相位,作为上述摄像透镜的基准位置求出;以及
基准位置存储机构,存储上述基准位置;
上述透镜位置运算机构,
将对从上述基准位置存储机构读出的上述基准位置进行了加法运算或减法运算的位置,作为判断位置求出;
按与驱动上述驱动机构的驱动信号同步的定时,且在上述判断位置检测上述位置检测传感器的输出值;
判断上述判断位置上的上述位置检测传感器的输出值是否到达上述阈值,再次求出上述基准位置。
2、如权利要求1所述的透镜驱动装置,其特征在于,
求上述基准位置时的驱动上述驱动机构的驱动信号是大致正弦波信号。
3、如权利要求1所述的透镜驱动装置,其特征在于,
求上述基准位置时的驱动上述驱动机构的驱动信号的1周期时间为T;
设N=2n,M为满足2n>M>2的整数时,再次求上述基准位置时的驱动上述驱动机构的驱动信号是1周期的时间成为(M/N)·T的M/N周期驱动信号,其中n是2以上的整数。
4、如权利要求1所述的透镜驱动装置,其特征在于,
上述判断位置是自从上述基准位置存储机构读出的上述基准位置离开上述驱动信号的1/2周期的位置。
5、如权利要求3所述的透镜驱动装置,其特征在于,
上述判断位置是自从上述基准位置存储机构读出的上述基准位置离开上述M/N周期驱动信号的1/2周期的位置。
6、如权利要求1所述的透镜驱动装置,其特征在于,
上述透镜位置运算机构将上述判断位置设为停止位置,上述透镜位置控制机构在切断上述透镜驱动装置的电源之前,将上述摄像透镜移动到上述停止位置。
7、如权利要求1所述的透镜驱动装置,其特征在于,
上述透镜位置运算机构将对上述基准位置进行了加法运算或减法运算的位置作为停止位置求出,上述透镜控制机构在切断上述透镜驱动装置的电源之前,将上述摄像透镜移动到上述停止位置,上述停止位置是从上述基准位置离开上述驱动信号的1/2周期的位置。
8、如权利要求3所述的透镜驱动装置,其特征在于,
上述透镜位置运算机构将对上述基准位置进行了加法运算或减法运算的位置作为停止位置求出,上述透镜控制机构在切断上述透镜驱动装置的电源之前,将上述摄像透镜移动到上述停止位置,上述停止位置是从上述基准位置离开上述M/N周期驱动信号的1/2周期的位置。
9、如权利要求1所述的透镜驱动装置,其特征在于,
还具备检测上述透镜镜筒的倾斜角度的角度传感器,上述透镜位置运算机构根据从上述角度传感器输出的上述透镜镜筒的倾斜角度信息,求出与自基准角度的位移相当的校正距离;
上述透镜位置运算机构,
将在上述判断位置上加或减上述校正距离的位置,作为新的判断位置;
将检测上述位置检测传感器的输出值并进行上述判断的位置,作为上述新的判断位置。
10、如权利要求1所述的透镜驱动装置,其特征在于,
还具备检测上述透镜镜筒的倾斜角度的角度传感器,上述透镜位置控制机构根据校正位置信息,控制上述摄像透镜的位置,上述校正位置信息基于上述基准位置的信息和从上述角度传感器输出的上述透镜镜筒的倾斜角度信息。
11、如权利要求1所述的透镜驱动装置,其特征在于,
上述透镜位置运算机构在将上述透镜镜筒朝上的状态下,将上述位置检测传感器的输出值到达阈值时的驱动信号的相位,作为摄像透镜的上端位置求出;在上述透镜镜筒朝下的状态下,将上述位置检测传感器的输出值到达阈值时的驱动信号的相位,作为摄像透镜的下端位置求出;
根据上述上端位置和上述下端位置来计算上述基准位置。
12、如权利要求10所述的透镜驱动装置,其特征在于,上述透镜位置运算机构将上述上端位置和上述下端位置之间的中间位置,作为上述基准位置来计算。
13、如权利要求1所述的透镜驱动装置,其特征在于,
透镜位置运算机构在透镜镜筒朝上或朝下的状态下,将上述位置检测传感器的输出值到达阈值时的驱动信号的相位,作为摄像透镜的上端或下端位置求出,对上述上端或下端位置加或减规定距离来计算上述基准位置。
14、如权利要求1所述的透镜驱动装置,其特征在于,
还具备检测上述透镜镜筒的温度的温度传感器,上述透镜位置运算机构根据从上述温度传感器输出的上述透镜镜筒的温度信息,求出与自基准温度的位移相当的校正距离;
上述透镜位置运算机构,
将在上述判断位置上加或减上述校正距离的位置作为新的判断位置,
将检测上述位置检测传感器的输出值并进行上述判断的位置,作为上述新的判断位置。
15、如权利要求1所述的透镜驱动装置,其特征在于,
还具备检测上述透镜镜筒的温度的温度传感器,上述透镜位置控制机构根据校正位置信息,控制上述摄像透镜的位置,上述校正位置信息基于上述基准位置信息和从上述温度传感器输出的上述透镜镜筒的温度信息。
16、如权利要求1所述的透镜驱动装置,其特征在于,
还具备检测上述透镜镜筒的倾斜角度的角度传感器、和检测上述透镜镜筒的温度的温度传感器;
上述透镜位置运算机构根据从上述角度传感器输出的上述透镜镜筒的倾斜角度信息,求出与自基准角度的位移相当的角度校正距离,根据从上述温度传感器输出的上述透镜镜筒的温度信息,求出与自基准温度的位移相当的温度校正距离;
将在上述判断位置上加或减上述角度校正距离与上述温度校正距离的合计距离的位置,作为新的判断位置;
将检测上述位置检测传感器的输出值并进行上述判断的位置,作为上述新的判断位置。
17、一种透镜驱动装置,其特征在于,具备:
摄像透镜,包括对被摄体进行成像的调焦用透镜;
摄像器件,对由上述摄像透镜产生的被摄体光进行摄像;
透镜位置控制机构,包括使上述摄像透镜相对于透镜镜筒在光轴方向上移动的驱动机构,输出有周期性的驱动信号,从而通过上述驱动机构控制上述摄像透镜的位置;
位置检测传感器,输出值根据上述摄像透镜的位置变化;
透镜位置运算机构,将上述位置检测传感器的输出值到达第一阈值时的上述驱动信号的相位,作为上述摄像透镜的基准位置求出;以及
基准位置存储机构,存储上述基准位置;
上述透镜位置运算机构,
将与从上述基准位置存储机构读出的上述基准位置相同相位的位置作为判断位置;
按与驱动上述驱动机构的驱动信号同步的定时,且在上述判断位置检测上述位置检测传感器的输出值;
判断上述判断位置上的上述位置检测传感器的输出值是否达到与上述第1阈值不同值的第2阈值,再次求出上述基准位置。
18、如权利要求17所述的透镜驱动装置,其特征在于,
求上述基准位置时的驱动上述驱动机构的驱动信号的1周期时间为T,再次求上述基准位置时的驱动上述驱动机构的驱动信号是1周期时间成为T/N的1/N周期驱动信号,其中,N是2以上整数。
19、如权利要求17所述的透镜驱动装置,其特征在于,
上述第2阈值是上述基准位置与从上述基准位置离开上述驱动信号的1周期的位置之间的上述位置检测传感器的输出值范围内的值。
20、如权利要求17所述的透镜驱动装置,其特征在于,
上述第2阈值是从上述基准位置离开上述驱动信号的1/2周期的位置的上述位置检测传感器的输出值。
21、如权利要求17所述的透镜驱动装置,其特征在于,
上述透镜位置运算机构将上述判断位置设为停止位置,上述透镜位置控制机构在切断上述透镜驱动装置的电源之前,将上述摄像透镜移动到上述停止位置。
22、如权利要求17所述的透镜驱动装置,其特征在于,
上述透镜位置运算机构将比与上述再次求出的基准位置对应的判断位置领先的判断位置作为停止位置,上述透镜位置控制机构在切断上述透镜驱动装置的电源之前,将上述摄像透镜移动到上述停止位置。
23、如权利要求17所述的透镜驱动装置,其特征在于,
还具备检测上述透镜镜筒的倾斜角度的角度传感器,上述透镜位置运算机构根据从上述角度传感器输出的上述透镜镜筒的倾斜角度信息,求出与自基准角度的位移相当的校正距离;
上述透镜位置运算机构,
将在上述判断位置上加或减上述校正距离的位置,作为新的判断位置,
将检测上述位置检测传感器的输出值并进行上述判断的位置,作为上述新的判断位置。
24、如权利要求17所述的透镜驱动装置,其特征在于,
还具备检测上述透镜镜筒的倾斜角度的角度传感器,上述透镜位置控制机构根据校正位置信息,控制上述摄像透镜的位置,上述校正位置信息基于上述基准位置的信息和从上述角度传感器输出的上述透镜镜筒的倾斜角度信息。
25、如权利要求17所述的透镜驱动装置,其特征在于,
上述透镜位置运算机构,在将上述透镜镜筒朝上的状态下,将上述位置检测传感器的输出值到达上述第1阈值时的驱动信号的相位,作为摄像透镜的上端位置求出;在上述透镜镜筒朝下的状态下,将上述位置检测传感器的输出值到达阈值时的驱动信号的相位,作为摄像透镜的下端位置求出;根据上述上端位置和上述下端位置计算上述基准位置。
26、如权利要求25所述的透镜驱动装置,其特征在于,
上述透镜位置运算机构将上述上端位置和上述下端位置之间的中间位置,作为上述基准位置计算。
27、如权利要求17所述的透镜驱动装置,其特征在于,
透镜位置运算机构在透镜镜筒朝上或朝下的状态下,将上述位置检测传感器的输出值到达上述第1阈值时的驱动信号的相位,作为摄像透镜的上端或下端位置求出,对上述上端或下端位置加或减规定距离来计算上述基准位置。
28、如权利要求17所述的透镜驱动装置,其特征在于,
还具备检测上述透镜镜筒的温度的温度传感器,上述透镜位置运算机构根据从上述温度传感器输出的上述透镜镜筒的温度信息,求出与自基准温度的位移相当的校正距离;
上述透镜位置运算机构,
将在上述判断位置上加或减上述校正距离的位置,作为新的判断位置;
将检测上述位置检测传感器的输出值并进行上述判断的位置,作为上述新的判断位置。
29、如权利要求17所述的透镜驱动装置,其特征在于,
还具备检测透镜镜筒的温度的温度传感器,上述透镜位置控制机构根据校正位置信息控制上述摄像透镜的位置,上述校正位置信息基于上述基准位置信息和从上述温度传感器输出的上述透镜镜筒的温度信息。
30、如权利要求17所述的透镜驱动装置,其特征在于,
还具备检测上述透镜镜筒的倾斜角度的角度传感器、和检测上述透镜镜筒的温度的温度传感器;
上述透镜位置运算机构,
根据从上述角度传感器输出的上述透镜镜筒的倾斜角度信息,求出与自基准角度的位移相当的角度校正距离,根据从上述温度传感器输出的上述透镜镜筒的温度信息,求出与自基准温度的位移相当的温度校正距离;
将在上述判断位置上加或减上述角度校正距离与上述温度校正距离的合计距离的位置,作为新的判断位置;
将检测上述位置检测传感器的输出值并进行上述判断的位置,作为上述新的判断位置。
31、一种摄像装置,透镜镜筒和摄像机主体可分离,其特征在于,
上述透镜镜筒具备:
摄像透镜组,包括聚焦透镜,对被摄体进行成像;
马达驱动机构,包括使上述聚焦透镜在光轴方向上移动的马达;
存储机构,存储了包含上述聚焦透镜的控制信息的信息表;以及
第1数据收发机构,将从上述存储机构输出的信息发送到上述摄像机主体;
上述摄像机主体具备:
摄像器件,对由上述摄像透镜组产生的被摄体光进行摄像;
第2数据收发机构,接收从上述第1数据收发机构发送的信息;以及
马达控制机构,根据从上述第2数据收发机构输出的接收信息,控制上述马达;
根据上述马达控制机构经上述第2数据收发机构发送到上述第1数据收发机构的信息,控制上述聚焦透镜。
32、如权利要求31所述的摄像装置,其特征在于,
上述马达驱动机构根据从上述马达控制机构输出的接收信息,输出有周期性的驱动信号,上述马达根据上述输出的上述驱动信号,使上述聚焦透镜在光轴方向上移动;
上述透镜镜筒还具备输出值根据上述聚焦透镜的位置而变化的位置检测传感器;
上述马达控制机构将上述位置检测传感器的输出值达到阈值时的上述驱动信号的相位,作为上述聚焦透镜的基准位置求出,并且,经上述第2及第1数据收发机构传送上述基准位置的信息,作为上述存储机构的上述信息表的信息进行存储。
33、如权利要求32所述的摄像装置,其特征在于,
上述马达控制机构将对经上述第1及第2数据收发机构从上述存储机构读出的上述基准位置进行了加法运算或减法运算的位置,作为判断位置求出;
在与驱动上述马达驱动机构的驱动信号同步的定时,而且在上述判断位置经上述第1及第2数据收发机构检测上述位置检测传感器的输出值,判断上述判断位置的上述位置检测传感器的输出值是否达到上述阈值,再次求出上述基准位置。
34、如权利要求33所述的摄像装置,其特征在于,
上述判断位置是自从上述存储机构读出的上述基准位置离开上述驱动信号的1/2周期的位置。
35、如权利要求31所述的摄像装置,其特征在于,
上述信息表包括上述马达的磁极数的信息、上述马达的旋转分辨率的信息、上述马达的驱动电压的信息以及上述马达的最大驱动速度的信息中的至少一个。
36、如权利要求31所述的摄像装置,其特征在于,
上述摄像装置还具备温度传感器,上述信息表包含基于温度的上述聚焦透镜的位置的校正信息,上述马达控制机构基于上述温度传感器的温度信息及上述校正信息,根据温度变化校正上述聚焦透镜的位置。
37、如权利要求31所述的摄像装置,其特征在于,
上述摄像装置还具备角度传感器,上述信息表包含基于姿势角度的上述聚焦透镜的位置的校正信息,上述马达控制机构基于上述角度传感器的角度信息及上述校正信息,根据角度变化校正上述聚焦透镜的位置。
38、如权利要求31所述的摄像装置,其特征在于,
上述信息表包含上述马达的使用周期的信息,上述使用周期的信息根据从上述摄像装置电源接通起到电源结束期间的上述聚焦透镜的移动距离或移动时间来更新。
39、如权利要求31所述的摄像装置,其特征在于,
上述马达是步进马达、线性马达、超声波马达、由平滑冲击驱动机构构成的马达、静电马达及压电马达中的任一个。
40、如权利要求31所述的摄像装置,其特征在于,
上述第1收发机构和上述第2收发机构之间的收发数据中附加了奇偶校验位。
41、一种透镜镜筒,其特征在于,具备:
摄像透镜组,包括聚焦透镜,对被摄体进行成像;以及
马达驱动机构,包含使上述聚焦透镜在光轴方向上移动的马达;
还具备:
存储机构,存储包含上述聚焦透镜的控制信息的信息表;以及
第1数据收发机构,将从上述存储机构输出的信息发送到上述摄像机主体;
上述透镜镜筒用于摄像机主体,该摄像机主体包括将控制上述聚焦透镜的信息经由第2数据收发机构输出的马达控制机构;
根据上述马达控制机构经由上述第2数据收发机构发送到上述第1数据收发机构的信息,控制上述聚焦透镜。
42、如权利要求41所述的透镜镜筒,其特征在于,
上述透镜镜筒还具备输出值根据上述聚焦透镜的位置而变化的位置检测传感器;
在用具有周期性的驱动信号驱动上述马达、并根据上述驱动信号使上述聚焦透镜在光轴方向上移动时,将上述位置检测传感器的输出值达到阈值时的上述驱动信号的相位,作为上述聚焦透镜的基准位置,上述基准位置的信息作为上述存储机构的上述信息表的信息被存储。
43、如权利要求41所述的透镜镜筒,其特征在于,
上述信息表包含上述马达的磁极数的信息、上述马达的移动距离分辨率的信息、上述马达的驱动电压的信息以及上述马达的最大驱动速度的信息中的至少一个。
44、如权利要求41所述的透镜镜筒,其特征在于,上述信息表包含基于温度的上述聚焦透镜的位置的校正信息。
45、如权利要求41所述的透镜镜筒,其特征在于,上述信息表包含基于姿势角度的上述聚焦透镜的位置的校正信息。
46、如权利要求41所述的透镜镜筒,其特征在于,上述信息表可存储上述马达的使用周期的信息。
47、如权利要求41所述的透镜镜筒,其特征在于,上述马达是步进马达、线性马达、超声波马达、由平滑冲击驱动机构构成的马达、静电马达及压电马达中的任一个。
48、如权利要求41所述的透镜镜筒,其特征在于,上述第1收发机构和上述第2收发机构之间的收发数据中附加了奇偶校验位。
49、一种摄像机主体,用于透镜镜筒,其特征在于,
该透镜镜筒具备:摄像透镜组,包括聚焦透镜,对被摄体进行成像;马达驱动机构,包括使上述聚焦透镜在光轴方向上移动的马达;存储机构,存储了包含上述聚焦透镜的控制信息的信息表;第1数据收发机构,将从上述存储机构输出的信息发送到上述摄像机主体;
上述摄像机主体包括:摄像器件,对由上述摄像透镜组产生的被摄体光进行摄像;第2数据收发机构,接收从上述第1数据收发机构发送的信息;马达控制机构,根据从上述第2数据收发机构输出的接收信息,控制上述马达;
上述马达控制机构经由上述第2数据收发机构向上述第1数据收发机构发送控制上述聚焦透镜的信息。
50、一种摄像装置,其特征在于,包括:
透镜镜筒,将第1透镜单元和第2透镜单元分别设置为可在光轴方向上移动;
第1驱动机构,使上述第1透镜单元在光轴方向上移动;
第2驱动机构,使上述第2透镜单元在光轴方向上移动;
控制机构,分别对上述第1驱动机构和上述第2驱动机构输出控制信号;
位置检测机构,检测上述第2透镜单元的位置,并且,通过上述第1透镜单元与上述第2透镜单元的抵接所引起的移动,检测上述第1透镜单元的位置。
51、如权利要求50所述的摄像装置,其特征在于,上述位置检测机构具备:与上述第2透镜单元一起在光轴方向上移动的被检测构件;以及,检测上述被检测构件的光轴方向上的位置的传感器。
52、如权利要求50所述的摄像装置,其特征在于,
通过由上述第1驱动机构驱动的上述第1透镜单元的移动,使上述第1透镜单元与上述第2透镜单元抵接之后,将上述第2透镜单元与上述第1透镜单元一同移动,由位置检测机构检测出与该移动一同移动的被检测构件的位置,从而检测出上述第1透镜单元的位置。
53、如权利要求50所述的摄像装置,其特征在于,
通过上述第1驱动机构使上述第1透镜单元与上述第2透镜单元一同移动之后,通过上述第2驱动机构移动上述第2透镜单元,由上述位置检测传感器检测出与该移动一同移动的被检测构件的位置,从而检测出上述第2透镜单元的位置。
54、如权利要求50所述的摄像装置,其特征在于,
上述第2透镜单元可沿支承构件在光轴方向上移动,通过被上述第2驱动机构移动的移动限制部,进行基于上述第2驱动机构驱动的上述第2透镜单元的移动;
上述第1驱动单元驱动的上述第2透镜单元的移动,通过与上述第1透镜单元联动的移动传递部来进行,将上述移动限制部和上述移动传递部一同配置在上述支承构件的附近。
55、如权利要求51所述的摄像装置,其特征在于,
上述位置检测机构是光透射型传感器,上述被检测构件是上述光透射型传感器的光遮蔽构件。
56、如权利要求50所述的摄像装置,其特征在于,上述第1透镜单元是变焦透镜单元,上述第2透镜单元是聚焦透镜单元。
57、一种摄像装置,其特征在于,包括:
电源;
透镜镜筒,具有第1透镜单元和第2透镜单元,该第1透镜单元和第2透镜单元分别在光轴方向上可移动;
第1驱动机构,使上述第1透镜单元在光轴方向上移动;
第2驱动机构,使上述第2透镜单元在光轴方向上移动;
控制机构,在从上述电源供给电源时和切断电源时,至少由上述第1驱动机构移动上述第1透镜单元,进行预先设定的电源供给时及电源切断时的处理动作;
存储机构,根据正常结束状态和异常结束状态存储不同的信息,所述正常结束状态指从上述电源供给状态切断电源供给时,按照预先设定的处理动作使上述第1透镜单元及第2透镜单元移动到收纳位置的状态,所述异常结束状态是指在上述电源供给状态下,以与上述正常结束状态不同的状态结束的状态;
通过上述异常结束状态后的电源供给并按照存储在上述存储机构中的信息,使上述第1透镜单元及第2透镜单元恢复到上述正常结束状态。
58、如权利要求57所述的摄像装置,其特征在于,
通过上述异常结束状态后的电源供给并按照存储在上述存储机构中的信息,使上述第1透镜单元及第2透镜单元恢复到上述正常结束状态,并且,至少通过上述第1驱动机构使上述第1透镜单元移动,进行预先设定的电源供给时的处理动作。
59、如权利要求57所述的摄像装置,其特征在于,上述存储机构是非易失性存储器或通过2次电源驱动的易失性存储器。
60、如权利要求57所述的摄像装置,其特征在于,上述第1透镜单元是变焦透镜单元,上述第2透镜单元是聚焦透镜单元。
61、一种驱动装置,驱动被驱动体,其特征在于,具备:
限制端,限制上述被驱动体的移动;
步进马达,通过伴随励磁位置变化而进行的转子的旋转,驱动上述被驱动体,上述励磁位置变化对应于励磁电流的模式;
驱动器,向上述步进马达供给上述励磁电流;
原点位置存储部,预先存储着与上述被驱动体的原点位置对应的励磁位置;
计数部,对与上述驱动器供给的上述励磁电流的模式对应地变化的上述励磁位置、和与上述励磁位置对应的上述被驱动体的绝对位置进行计数;以及
运算部,将上述原点位置复位;
存储在上述原点位置存储部中的上述励磁位置是,在推进上述励磁位置以使上述被驱动体接近上述限制端、且上述被驱动体的移动被上述限制端限制的状态下进一步推进上述励磁位置时,上述转子受到磁力以使上述被驱动体从上述限制端离开的励磁位置。
62、一种驱动装置,其特征在于,
上述运算部的原点位置的复位动作如下进行:读取存储在上述原点位置存储部中的上述励磁位置,并且使用上述驱动器驱动上述步进马达,在推进上述励磁位置以使上述被驱动体接近上述限制端、且上述被驱动体的移动被上述限制端限制的状态下,进一步将励磁位置推进到与上述读取的上述励磁位置对应的位置,将与该励磁位置对应的上述绝对位置的值进行复位。
63、如权利要求61所述的驱动装置,其特征在于,
供给上述步进马达的励磁电流的模式有0到n的n+1种,n+1是4以上的偶数;
随着上述励磁电流模式的编号从0进到n,上述被驱动体接近上述限制端,将上述被驱动体的移动限制开始时的上述励磁电流的模式编号设定为n;
当将上述励磁位置的编号与上述励磁电流模式的各编号对应地设定为0至n时,与上述原点位置对应的上述励磁位置的编号在(n+1)/2至n-1的范围内。
64、如权利要求61所述的驱动装置,其特征在于,
还具备偏移量存储部,存储与从存储在上述原点位置存储部中的上述励磁位置起到离开规定距离的特定位置的移动量相当的偏移移动量;
上述运算部在上述被驱动体的原点位置的复位之后,控制上述驱动器,使上述被驱动体移动被存储在上述偏移量存储部中的偏移移动量。
65、如权利要求61所述的驱动装置,其特征在于,
上述被驱动体是控制被摄体光的光量的光圈部。
66、一种透镜驱动装置,其特征在于,
具备权利要求61所述的驱动装置,上述被驱动体是用于保持透镜元件的透镜保持框。
67、如权利要求66所述的透镜驱动装置,其特征在于,
上述被驱动体是上述透镜保持框和控制被摄体光的光量的光圈部。
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