JP2001324664A - ズーム位置検出装置 - Google Patents
ズーム位置検出装置Info
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Abstract
ーム位置検出装置を提供するようにする。 【解決手段】 鏡筒を光軸方向に移動して撮影光学系の
焦点距離を変化させる駆動力を提供するズームモータ3
5と、ズームモータ35の駆動力を前記鏡筒へ伝達する
伝達手段と、前記伝達手段の少なくとも一部に設けられ
た被検出部材と、前記被検出部材による同一位置の繰返
し通過に応じてパルス信号を発生するフォトインタラプ
ラパルス54,55と、フォトインタラプラパルス5
4,55が発生したパルス信号を基に、前記鏡筒の光軸
方向の移動位置を検出する制御部60とから成る。
Description
置に関し、特に、焦点距離を連続に変えられるズーム式
の撮像装置に設けられたズーム位置検出装置に関する。
胴式ズームレンズにおける焦点距離(ズーム位置)検出
では、鏡筒を駆動する駆動環に、該駆動環の位置に応じ
た信号を出力するセンサを設け、このセンサの出力する
アナログ信号をA/D変換して得られたデジタル信号に
基づいて、撮影光学系の焦点距離を求めていた。
従来装置では、駆動環の位置を検出する機構が機械的構
成であるため、構成する部品点数が多く、コストの面で
問題があった。
間アナログ電圧をデジタル信号に変換する際に、変換誤
差が含まれることがある。また、デジタル変換に伴う変
換時間を要するため、その時間分の情報が欠落してしま
うことがある。そのため、高精度にA/D変換を行うに
は、複雑な電子回路と高価な変換器とを用いなければな
らず、その面からもコストの点で問題があった。
たものであって、焦点距離検出において高精度で低コス
トなズーム位置検出装置を提供することを目的とする。
に、請求項1記載の発明によれば、焦点距離を連続に変
えられるズーム式の撮像装置に設けられたズーム位置検
出装置において、鏡筒を光軸方向に移動して撮影光学系
の焦点距離を変化させる駆動力を提供する駆動手段と、
前記駆動手段の駆動力を前記鏡筒へ伝達する伝達手段
と、前記伝達手段の少なくとも一部に設けられた被検出
部材と、前記被検出部材による同一位置の繰返し通過に
応じてパルス信号を発生するパルス発生手段と、前記パ
ルス発生手段が発生したパルス信号を基に、前記鏡筒の
光軸方向の移動位置を検出する検出手段とを有したこと
を特徴とする。
検出手段は、前記パルス発生手段が発生するパルス信号
のパルス数をカウントするカウント手段と、前記鏡筒が
光軸方向の基準位置に位置することを検出する基準位置
検出手段と、前記基準位置検出手段によって前記鏡筒が
基準位置に位置することが検出されたとき、前記カウン
ト手段によるカウント値を零にするクリア手段と、前記
カウント手段によるカウント値を基に、前記鏡筒の光軸
方向の移動位置を決定する決定手段とを含む。
駆動手段は両方向に回転可能な回転駆動モータから成
り、前記パルス発生手段は、前記被検出部材による同一
位置の繰返し通過に応じて第1のパルス信号を発生する
第1のパルス発生手段と、前記被検出部材による同一位
置の繰返し通過に応じて、前記第1のパルス信号と異な
る位相の第2のパルス信号を発生する第2のパルス発生
手段とを含み、前記検出手段は、前記第1及び第2のパ
ルス発生手段がそれぞれ発生した第1及び第2のパルス
信号の位相差を基に、前記回転駆動モータの回転方向を
検出することを特徴とする。
面を参照して説明する。
を含むカメラの鏡筒部分の構成を示す分解斜視図であ
る。また、図2〜図4は鏡筒部分の中央断面図であり、
図2は沈胴位置、図3はワイド(広角)位置、図4はテ
レ(望遠)位置における鏡筒部分を示している。以下、
図1〜図4を同時に参照して説明する。
り、その前端部にネジ止めにより固定される固定筒2と
ともに鏡筒ユニットの構造体を形成する。3は1群鏡筒
で、レンズ4、5を保持している。また外周側面には先
端にテーパ部を持つフォロアピン6が3本圧入されてお
り、前面にはキャップ7が接着により固定されている。
0、11、12を保持している。シャッタユニット8の
詳しい構成を、図5を参照して説明する。
ある。
テーパ部を持つ2個のフォロア部13aが一体的に形成
されるとともに軸方向に可動に設けられた1個の可動フ
ォロア81が設けられ、合計3個のフォロアが等分に配
置されている。可動フォロア81は圧縮ばね80(図
3)で付勢されており、これによって機械的な隙間を片
寄せて精度を維持する。
で、これに通電することによって発生する磁束はそれぞ
れ、ヨーク84、85を経由してアーム86、88と一
体的に形成されたマグネット87、89にそれぞれ磁気
的回転力を発生させる。アーム86とアーム88の回転
角度はそれぞれ、絞り地板13に形成された開口部13
b、13cで制限されており、その両端でアーム86、
88のそれぞれの腕部86a、88aに当接し、回転停
止する。その際、マグネット87、89の極性がヨーク
84、85に対して磁石の吸引力として働く位置で止ま
っている。そのため、コイル82、83の通電を停止し
た後にもその状態が保持される。また、回転を反転させ
た場合においても回転角度が、図6で示す範囲であるた
め、同様に吸引力が働いており、コイル82、83に電
流を流さないでも停止状態が保持される。図6は、コイ
ル82、83、ヨーク84、85に対するマグネット8
7、89の回転角度をそれぞれ示した図である。
86の腕部に設けられた軸部86aが羽根90の長穴部
90aに挿入されている。また、羽根90の穴部90b
は絞り地板13の軸部13dに回転自在に嵌まってい
る。絞り羽根90の絞り形状は円形で、更にNDフィル
タ91を貼付することで光量を制限している。このND
フィルタ91は、最近のデジタルカメラの高密度撮像素
子においては絞り径が小さくなると回折の影響を無視で
きなくなり、結像画像の画質が劣化する恐れがあるため
に貼付されるものであり、これによって画質を落とさず
に光量を制限している。
穴部92b、93bは絞り地板13に設けられた軸部1
3e、13fにそれぞれ回転自在に嵌まっている。アー
ム88の腕部に設けられた軸部88aがシャッタ羽根9
2、93の長穴部92a、93aに挿入されている。
前記コイル82、83、ヨーク84、85を挟持して固
定し、アーム86(およびマグネット87)、アーム8
8(およびマグネット89)を回転可能に保持する。9
6は羽根90の脱落を防ぐケース、95は羽根90と羽
根92、93との干渉を防ぐシートである。また、シー
ト95の中央部には開放絞り95aが設けられており、
絞り羽根90が待避している場合は開放絞りを形成して
いる。
保持した3群鏡筒である。3群鏡筒14の詳しい構成
を、図7を参照して説明する。
である。
1(図1)に設けられた案内軸1aに案内されるととも
に、軸方向の位置は、その腕部に挟持された雌ネジを有
するナット17(図3、図4も参照)に規制され、引っ
張りばね18で繰込み方向に片寄せられている。ナット
17に設けられたスリット部17aには3群鏡筒14の
突起14aが嵌合しており、回転が規制されている。
を駆動するためのステップモータである。ステップモー
タ21の詳しい構成を、図8を参照して説明する。
解斜視図である。
られたスクリューで、前記ナット17の雌ネジ部と螺合
する雄ネジ部を有する。
2a、23aとボビンに巻きまわしたコイル24aとで
第1のステータ片を構成し、また一対のヨーク22b、
23bとボビンに巻きまわしたコイル24bとで第2の
ステータ片を構成し、これらの第1及び第2のステータ
片を、マグネット20を挟んで直線状に対向するよう
に、ヨークプレート25とともに配置し、このヨークプ
レート25をベース1(図1)上にネジ止めする。これ
により、ステップモータ21はベース1に固定される。
定されたフォトインタラプタで、3群鏡筒14に一体的
に固定されたスリット板14b(図7)が、前記フォト
インタラプタ26のスリット部に進退可能な位置に配置
されている。28はベース1に固定されるキャップで、
ガイドバー16の先端側を固定し、スクリュー19を回
転可能に保持している。
定される保持板30に接着等により固定保持されてい
る。31はフレキシブル配線基板で、撮像素子29が半
田付けされ、光電変換された画像信号を後述の信号処理
回路に供給する。32は防塵用のゴム、33はLPF
で、共にベース1に接着剤等により固定されている。
2aを有し、このカム溝2aに、移動カム環34に圧入
されている金属製のフォロアピン27が係合し、移動カ
ム環34が回動することで移動カム環34がカム溝2a
に沿って光軸方向に繰出される。図10は、固定筒2と
移動カム環34との係合関係を示す図である。
が形成されており、図11に示すように、ズームモータ
35がギア36〜41により減速されて駆動される。図
11は、ズームモータ35のギアトレインを示す図であ
る。
知するための羽根36a(図12)が3枚設けられてお
り、その羽根が、150度の角度で配置されたフォトイ
ンタラプタ54、55と係合する。これについては、図
12及び図13を参照して後述する。
ギア41等の配置関係を示す断面図である。
である。本体の外装44の裏面にはニッケルメッキを施
したガスケット45を貼付しており、これには弾性を持
たせているため、軸43が外装44にガスケット45を
介して密着している。また、1群鏡筒3及び移動カム環
34は、強度を上げる目的と電気伝導性を持たせる目的
で、炭素繊維が混入した成形樹脂から成る。
ムプレートで、表面にはファインダレンズをズーム駆動
するためのテーパカム溝が設けられている。コンペンセ
ータレンズ(不図示)に一体的に設けられたフォロア部
(不図示)と、バリエータレンズ(不図示)に一体的に
設けられたフォロア部(不図示)とは、それぞれ前記カ
ム溝46b、46cに摺接している。ファインダカムプ
レートの裏面には、固定筒2に設けられた溝部2dに嵌
合するキー部46aがあり、固定筒2の外周部に沿って
回転する。47は引っ張りバネで、片方がファインダカ
ムプレート46、他方が固定筒2に固定されており、フ
ァインダカムプレート46を常にワイド方向に片寄せる
ようになっている。
2が回転自由に嵌まっており、直進ガイド筒42に設け
られた突起42eが固定筒2に設けられた溝2c(図1
0)に嵌まり、固定筒2に対して回転しないようになっ
ている。また、直進ガイド筒42の前面部に設けられた
3つの突起42fは、移動カム環34の内面に設けられ
た溝34e(図9)に嵌まる。このため、直進ガイド筒
42と移動カム環34とは回転自由でありながら光軸方
向には一体となって移動する。図9は直進ガイド筒42
と移動カム環34との係合関係を示す図である。
ピン6は移動カム環34のカム溝34b(図9)に係合
し、直進ガイド筒42の直動溝42aには1群鏡筒3に
設けられた直動ピン3a(図9)が係合している。この
直動溝42aにより1群鏡筒3が回転方向に移動するこ
とが制限されており、移動カム環34が回動すると1群
鏡筒3は光軸方向に繰出される。
カム環34のカム溝34c(図9)と直進ガイド筒42
の直動溝42bとに係合し、直動溝42bで規制されて
いるため、シャッタユニット8は、光軸方向にのみ移動
が可能となっている。そのため、移動カム環34が回動
するとシャッタユニット8はカム溝34cに沿って光軸
方向に繰出される(図9)。
を設けてある。移動カム環34が回転し、沈胴位置から
ワイド位置に移動する間に、つば部34dは、固定筒2
に設けられた受け部2bよりも対物側に配置される(図
10)。そして、ワイド、テレ間では常につば部34d
が受け部2bより対物側に位置する。したがって、撮影
可能状態において衝撃的な外力が1群鏡筒3及び移動カ
ム環34に働いた場合、固定筒2の内周に設けた受け部
2bで外力を受けるため、鏡筒の脱落、破損を防ぐこと
ができる。また、図12に示すように、1群鏡筒3、移
動カム環34、ズームギア41、軸43、さらにガスケ
ット45を介して外装44まで、電気的に接続された状
態になっており、さらに外装部品は電気回路のグランド
と接続されているため、カメラ本体に静電気が印加され
ても直接電気回路に影響が及ばないようになっている。
の鏡筒部分の動作を制御する電気回路を示すブロック図
である。
された画像信号は、画像処理回路61で色変換、ガンマ
処理等の所定の画像処理を行われ、カード媒体等のメモ
リ62に記録される。制御部60はカメラ全体の制御を
行なっており、鏡筒内部のフォトインタラプタ54、5
5、フォトインタラプタ26や、ズームリセット検出用
のフォトインタラプタ48(図1)などからの各出力信
号を監視して、測距制御、露光制御、ズーム制御を司
り、ステップモータ21、シャッタユニット8、ズーム
モータ35を駆動する。また上記出力信号の信号処理お
よびメモリ62の制御も行なっている。
メモリで、例えばEEPROM等が用いられる。63は
電気的に消去・記録可能な揮発性メモリで、カメラ上で
用いる変数の記憶に使われ、例えばSRAM等が用いら
れる。また、電源スイッチ65のオンオフ状態も制御部
60に入力される。
60の処理動作を説明する。
制御部60の処理動作を示すフローチャートである。
沈胴位置にあるか否かを判定する(S002)。鏡筒が
沈胴位置にあるならば、図11に示すように、ズームモ
ータ35を回転させて、ギヤ36〜41を介してギア歯
34aを回動し、移動カム環34を、図11において時
計回り方向に回動する(S003)。1群鏡筒3内に組
み込まれたキャップ7が開き始める。更に移動カム環3
4が回動され、鏡筒が初期位置(ズームリセット位置)
まで駆動されたか否かを判定する(S004)。
定は、直進ガイド筒42の底部に設けられた遮光板42
c(図1)が、ベース1に接着されたフォトインタラプ
タ48を遮断することで行っており、所定時間内にフォ
トインタラプタ48から遮断を示す信号が検出されなけ
れば、鏡筒が初期位置(ズームリセット位置)に駆動さ
れていないと判定して、所定のエラー処理1を行う(S
100)。
られており、この羽根の通過をフォトインタラプタ5
4、55が検知し、その出力信号をパルスに変換し、そ
のパルスをカウントし、これによってズームモータ35
の回転数を検出している。一方、鏡筒のワイド、ミド
ル、テレの各ズーム位置におけるズームモータ35の回
転数が、先に述べた鏡筒の初期位置を基準として、予め
不揮発メモリ64に保存されている。そして、現在のパ
ルスカウント数が、不揮発メモリ64に保存されている
所望のズーム位置における回転数と一致したとき、鏡筒
が所望のズーム位置に到達したと判定するようにしてい
る。こうした鏡筒の位置制御を行っているため、回転数
のカウントを正確に行う必要がある。
ギアの慣性の影響で、ズームモータ35を停止しようと
してもすぐには止まれないため、停止の際に逆回転方向
に電流を流し即座に停止できるように制御しているが、
逆回転方向に余分に回転してしまうこともある。そのた
め、ズームモータ35の回転方向を考慮に入れないとパ
ルスを正確にカウントすることができない。その回転方
向を検知する手段として、2つのフォトインタラプタ5
4、55を用いている。
54、55の各出力信号波形、及び初期位置を判定する
フォトインタラプタ48の出力信号波形を示すタイミン
グチャートである。図12(A)は、ズームモータ35
の回転方向及びズームモータ35に対するフォトインタ
ラプタ54、55の配置を示し、図12(B)は、ズー
ムモータ35の回転方向が時計回り方向(CW)である
場合の各出力波形を示し、図13は、ズームモータ35
の回転方向が反時計回り方向(CCW)である場合の各
出力波形を示す。
に回転している場合には、図12(B)に示すように、
フォトインタラプタ55の出力波形がフォトインタラプ
タ54の出力波形よりも1/4周期進んで出力される。
また、ズームモータ35が反時計回り方向(CCW)に
回転している場合には、図13に示すように、フォトイ
ンタラプタ55の出力波形がフォトインタラプタ54の
出力波形よりも1/4周期遅れて出力される。このよう
に回転方向によってフォトインタラプタ54、55の出
力に違いが生じる。この違いを検出し、こうして得られ
たズームモータ35の回転方向を考慮に入れて、ズーム
モータ35の回転数を正確にカウントしている。
筒が初期位置(ズームリセット位置)まで駆動されてい
ると判定されたならば、ワイド位置まで鏡筒を移動する
(S005)。これを、図15〜図17を参照して説明
する。
ァインダカムプレート46を示す図である。
まで移動する間は、図15に示すように、ファインダカ
ムプレート46が引っ張りばね47によってワイド位置
方向に引っ張られるため、固定筒2の溝端部2fとファ
インダプレートガイド端部46dで接触して停止してい
る。鏡筒がワイド位置の直前に移動すると、図16に示
すように、ファインダカムプレート46の突起46aと
移動カム環34に設けてある突起34eが当接を開始す
る。やがて鏡筒はワイド位置に到達する。ワイド位置直
前からテレ位置にかけては、図17に示すように、移動
カム環34とファインダカムプレート46とは引っ張り
ばね47によって片寄せされて当接し続け、移動カム環
34とファインダカムプレート46とは同期して移動す
る。
した後、待避位置で待避していた3群鏡筒14を初期位
置(リセット位置)へ移動すべくステップモータ21を
駆動する(S006)。ステップモータ21を駆動する
と、図8に示すように、マグネット20を介してスクリ
ュー19が回転する。ナット17は前述の如く3群鏡筒
14の突起14aに規制されているため光軸方向に移動
し、3群鏡筒14もこれに追従して光軸方向に移動し、
焦点調節をおこなう。3群鏡筒14の動作ストロークの
範囲内で、スリット板14b(図7)がフォトインタラ
プタ26のスリット部に侵入またはスリット部から待避
し、その結果、フォトインタラプタ26の出力信号が切
り替わり、この時、ステップモータ21のステップ数を
検出するカウンタのカウント値がリセットされ、3群鏡
筒14の初期位置への移動が完了する。
ト位置)に所定時間内に移動できたか否かを判定する
(S007)。すなわち、フォトインタラプタ26の出
力信号が所定時間内に切り替わったか否かを判定し、切
り替わらない場合には、何らかのトラブルが発生したと
判定し、所定のエラー処理2を行う(S101)。
位置(リセット位置)に所定時間内に移動できたと判定
された場合、ステップモータ21を駆動し、3群鏡筒1
4をワイド時待機位置に移動し、更に被写体の明るさ等
に応じて、絞り、ホワイトバランス等の制御を行い、撮
影準備を完了する(S008)。
操作すると、制御部60は、ズームモータ35を正回転
方向に駆動開始し、ズームモータ35の回転数のカウン
トを行う。制御部60は、カウント値を監視しながら1
群鏡筒3、シャッタユニット8を駆動する。操作者が、
所望するズーム位置においてズーム操作部のレバーを開
放すると、制御部60は、ズーム動作の停止制御を行
い、1群鏡筒3の移動は停止される。
制御部60の処理動作を示すフローチャートである。
(S010)には、ステップモータ21を駆動して、3
群鏡筒14を沈胴待機位置に移動し(S011)、その
後、ズームモータ35を駆動して、鏡筒を沈胴方向に移
動する。この時、ズームリセット位置への移動完了を検
出すべく、フォトインタラプタ48の出力信号の切り替
わりを監視して(S012)、所定時間の間に検出でき
なければステップS015へ進んで、図19のステップ
S100と同様な所定のエラー処理1を行う。
48の出力信号の切り替わりを検出できた場合ステップ
S013へ進んで、ズームモータ35を駆動して、鏡筒
を沈胴位置まで移動する。その後に、電気的な終了処理
を行い、電源を切断する(S014)。
ーム位置検出装置が、鏡筒を光軸方向に移動して撮影光
学系の焦点距離を変化させる駆動力を提供する駆動手段
と、前記駆動手段の駆動力を前記鏡筒へ伝達する伝達手
段と、前記伝達手段の少なくとも一部に設けられた被検
出部材と、前記被検出部材による同一位置の繰返し通過
に応じてパルス信号を発生するパルス発生手段と、前記
パルス発生手段が発生したパルス信号を基に、前記鏡筒
の光軸方向の移動位置を検出する検出手段とを有する。
において、ズーム位置を検出するための装置を、高精度
かつ低コストで提供することができる。
の鏡筒部分の構成を示す分解斜視図である。
ある。
央断面図である。
断面図である。
をそれぞれ示した図である。
る。
図である。
ある。
る。
ムモータに対するフォトインタラプタの配置を示す図で
あり、(B)は、ズームモータの回転方向が時計回り方
向(CW)である場合の各フォトインタラプタの出力信
号波形を示すタイミングチャートである。
(CCW)である場合の各フォトインタラプタの出力信
号波形を示すタイミングチャートである。
示す断面図である。
ートを示す図である。
ートを示す図である。
ートを示す図である。
る電気回路を示すブロック図である。
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
Claims (6)
- 【請求項1】 焦点距離を連続に変えられるズーム式の
撮像装置に設けられたズーム位置検出装置において、 鏡筒を光軸方向に移動して撮影光学系の焦点距離を変化
させる駆動力を提供する駆動手段と、 前記駆動手段の駆動力を前記鏡筒へ伝達する伝達手段
と、 前記伝達手段の少なくとも一部に設けられた被検出部材
と、 前記被検出部材による同一位置の繰返し通過に応じてパ
ルス信号を発生するパルス発生手段と、 前記パルス発生手段が発生したパルス信号を基に、前記
鏡筒の光軸方向の移動位置を検出する検出手段とを有し
たことを特徴とするズーム位置検出装置。 - 【請求項2】 前記検出手段は、 前記パルス発生手段が発生するパルス信号のパルス数を
カウントするカウント手段と、 前記鏡筒が光軸方向の基準位置に位置することを検出す
る基準位置検出手段と、 前記基準位置検出手段によって前記鏡筒が基準位置に位
置することが検出されたとき、前記カウント手段による
カウント値を零にするクリア手段と、 前記カウント手段によるカウント値を基に、前記鏡筒の
光軸方向の移動位置を決定する決定手段とを含むことを
特徴とする請求項1記載のズーム位置検出装置。 - 【請求項3】 前記鏡筒が光軸方向における少なくとも
1つの所定位置に位置するときに前記カウント手段が示
すべきカウント値を予め記憶する記憶手段を、更に有
し、 前記決定手段は、前記カウント手段によるカウント値
を、前記記憶手段によって記憶されたカウント値と比較
し、該比較の結果に応じて前記鏡筒の光軸方向の移動位
置を決定することを特徴とする請求項2記載のズーム位
置検出装置。 - 【請求項4】 前記伝達手段はギア機構から成り、 前記被検出部材は、前記ギア機構を構成する1つの歯車
に設けられたシャッタ羽根であり、 前記パルス発生手段はフォトインタラプタから成ること
を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の
ズーム位置検出装置。 - 【請求項5】 前記駆動手段は両方向に回転可能な回転
駆動モータから成り、 前記パルス発生手段は、 前記被検出部材による同一位置の繰返し通過に応じて第
1のパルス信号を発生する第1のパルス発生手段と、 前記被検出部材による同一位置の繰返し通過に応じて、
前記第1のパルス信号と異なる位相の第2のパルス信号
を発生する第2のパルス発生手段とを含み、 前記検出手段は、前記第1及び第2のパルス発生手段が
それぞれ発生した第1及び第2のパルス信号の位相差を
基に、前記回転駆動モータの回転方向を検出することを
特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のズ
ーム位置検出装置。 - 【請求項6】 前記第1及び第2のパルス信号の位相差
は1/4周期であることを特徴とする特徴とする請求項
5記載のズーム位置検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000144055A JP2001324664A (ja) | 2000-05-16 | 2000-05-16 | ズーム位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000144055A JP2001324664A (ja) | 2000-05-16 | 2000-05-16 | ズーム位置検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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