JP2005084545A - 撮像装置及びその制御方法、並びに制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 バリアの開閉駆動時にステッピングモータが脱調してレンズ位置に誤差が生じても正確に修正することができ、且つバリアの閉駆動時におけるステッピングモータの脱調を防ぐと共に、起動時間の高速化を実現した撮像装置を提供する。
【解決手段】 リセット信号（ＰＩ信号）の２箇所ある切り換り位置の一方を沈胴位置近辺に設定し、もう一方をバリアが開ききる位置近辺に設定する。沈胴状態からの起動時では、通常よりステッピングモータのパルスレートを上げて加速することにより、レンズの繰り出しを速くする。逆に、沈胴時のバリア駆動領域では、通常よりステッピングモータのパルスレートを下げて減速することにより、ステッピングモータの脱調を防ぐ。また、バッテリ残量が充分であるときは、バリア駆動領域でのステッピングモータのパルスレートを上げてレンズの繰り出しを速くする。
【選択図】 図６

Description

本発明は、銀塩カメラや電子カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラなどの撮像装置及びその制御方法、並びに制御方法を実現するための制御プログラムに関する。

従来、レンズが沈胴する沈胴式カメラでは、レンズが繰り出した時にはズーミングやフォーカシングをその繰り出し機構で行うものが一般的である。このようなカメラにおける繰り出し機構はカムを環状の駆動環に掘って、その駆動環の回転によりレンズを移動させるという方式がよく使われており、この駆動環を回転するアクチュエータにはＤＣモータを用いるものが一般的だった。しかし近年、小型でトルクの強いステッピングモータが登場したことにより、沈胴式レンズのカムを回転させる駆動環を、ステッピングモータを用いて駆動させることが可能になってきた。

ＤＣモータでは、パルス発生機構を設けるなど、コンピュータ制御するのにフィードバック系を設ける必要があるのに対して、ステッピングモータは、ＤＣモータのようにパルス発生機構を設ける必要がなく、またパルスを送った分だけ回転するためデジタル的に回転量のコンピュータ制御が簡単に行えるため、ＤＣモータに比べて小型化やコスト面で優れた特長を有している。

しかし、発振するパレスでステッピングモータを制御することは、オープンループで制御することになり、パルスを送ってもモータが回転しない脱調という現象を検出することが困難になる。ステッピングモータが脱調した場合には、レンズのカムの位相がずれるためレンズの位置に誤差が生じ、ピントが合わなかったり、沈胴時に暴走したりする等の異常動作が発生する虞がある。

そこで、このような脱調を検出するために、従来は、駆動環の回転する位相に目印となるリセット位置を設けて、ある回転位相になったらリセットすることで脱調によるカムのずれがないかを検出し、ずれが検出された場合にはパルスのカウントを修正していた（例えば特許文献１，２を参照）。例えば、特許文献１では、異なるズーム仕様に対応するため、ワイド側（広角側）とテレ側（望遠側）の２箇所に銀シールを貼り、レンズの位置検出を銀シール両端のテレ位置２箇所とワイド位置２箇所で行っている。また、特許文献２では、レンズの第１位置（沈胴状態）と第２位置（スタンバイ状態）との間にレンズの基準位置を設けて位置制御を行っている。

一方、かかる沈胴式カメラでは、レンズを保護するためのレンズバリアを開閉可能に鏡筒の先端部に設け、沈胴動作と同時にバリアを閉じるという技術が使われている。バリアの開閉にはバネを用い、沈胴動作の時に、バリアを開けているバネをチャージしながらバリアの閉駆動を行うものが一般的である。また、沈胴式カメラはバッテリで駆動するものが一般的であり、バッテリの残量が少ないと判断された場合にはレンズを沈胴状態にする技術も開示されている（例えば特許文献３を参照）。
特開２００２−２１４５０６号公報 特開平７−２１８８０９号公報 特開平９−２１１５２８号公報

しかしながら、上記従来例では次のような問題点があった。

（１）レンズバリアの開閉時は、レンズに加わる負荷の変動が大きく、特にレンズの沈胴動作時のバリア閉駆動中には、バリアを開くバネをチャージするために、駆動環を回転するアクチュエータには強いトルクが必要となる。このバリア駆動時に例えばレンズに外力が加わると、レンズに大きな負荷が加わり、前記アクチュエータにステッピングモータを用いた場合には脱調し易くなる。この脱調を回避するために、減速比を上げてトルクの足りない分を補うことも考えられるが、この方法ではレンズの繰り出しスピードが遅くなるため起動時間が長くなるという欠点があった。

そこで、レンズの繰り出しスピードに支障を来すことなく、バリア駆動時におけるステッピングモータの脱調を防ぐ手法と、バリア駆動時にステッピングモータが脱調してレンズの位置に誤差が生じても、これを正確に修正することができる手法が望まれるが、従来技術ではこれを実現することができなかった。

例えば、特許文献１の技術では、レンズの位置検出を銀シール両端のテレ位置２箇所とワイド位置２箇所で行っているため、撮影状態やズームによる位置補正は可能であるものの、沈胴動作時のバリア駆動によりステッピングモータが脱調した場合には、沈胴位置付近でレンズの位置を修正できないため、カメラは、レンズが沈胴しきらない状態で沈胴したと誤判断する虞がある。

また、特許文献２の技術では、リセット位置が第１位置（沈胴位置）と第２位置（スタンバイ位置）の間に一箇所あるだけである。このため、この区間でバリア駆動を行う場合には、レンズが繰り出し方向／繰り込み方向のどちらかに移動するとき、第１または第２位置に移動する間において必ずリセット後にバリア駆動区間を通る場合が生ずることになり、バリア駆動区間で脱調が起こった時にはレンズの位置を修正することができない。

（２）バッテリ残量が少なくなった時の処理として、特許文献３の技術は、バッテリの残量が少ない場合にはレンズを沈胴状態にして撮影不可能な状態にするものであるが、この技術では、バッテリ残量がなくなるぎりぎりまで撮影を続けることはできないという欠点がある。そこで、バッテリ残量が少なくなったときでも撮影可能な状態を維持しようとすると、駆動環を回転するステッピングモータが脱調して回転しなくなる虞がある。これは、ステッピングモータでは、電源電圧が低下した時にも駆動速度はパルスレートで決まるため、電圧低下に伴って駆動速度が低下することはないためである。

本発明は上記従来の問題点に鑑み、レンズバリアの開閉駆動時にステッピングモータが脱調してレンズの位置に誤差が生じても、これを正確に修正することができる撮像装置及びその制御方法、並び制御プログラムを提供することを目的とする。また、レンズバリアの閉駆動時におけるステッピングモータの脱調を防ぐと共に、レンズの繰り出しスピードを速くして起動時間を短縮することができる撮像装置を提供することを目的とする。さらに、バッテリ残量がなくなるぎりぎりまで撮影を続けることができる撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、撮像装置本体に沈胴する撮影レンズと、前記撮影レンズを保護するためのバリアとを有し、前記撮影レンズが撮像装置本体に沈胴した沈胴位置と撮影可能な撮影領域との間を移動可能に構成され、且つ前記撮影レンズが前記沈胴位置から前記撮影領域まで移動する間に前記バリアが開き、前記撮影領域から前記沈胴位置まで移動する間に前記バリアが閉じるように構成されたレンズ鏡筒の位置制御を行う位置制御手段を備えた撮像装置であって、前記位置制御手段は、前記撮影レンズの位置を検出する検出手段と、前記レンズ鏡筒に設定された基準位置に基づいて、前記検出手段で検出された前記撮影レンズの位置を補正する補正手段とを有し、前記基準位置は、前記バリアが開閉駆動する区間の両端側に設定されたことを特徴とする。

また、前記基準位置は、前記バリアが開き終わったバリア開位置と前記撮影領域との間の第１の区間と、前記バリアが閉じ終わったバリア閉位置と前記沈胴位置との間の第２の区間に設定されたことを特徴とする。

さらに、前記撮影レンズは、パルスにより駆動制御される駆動手段を用いて移動可能に構成され、前記バリアの閉駆動時には前記駆動手段のパルスレートを低下して前記駆動手段を減速制御し、前記バリアの開駆動時には前記駆動手段のパルスレートを上げて前記駆動手段を加速制御することを特徴とする。

また、バッテリの電圧を検出する電圧検出手段を備え、前記駆動手段は、前記バッテリの電力により動作するように構成され、前記電圧検出手段の検出結果に応じて、前記バリアの開駆動時における前記駆動手段のパルスレートを変更することを特徴とする。

本発明の撮像装置の制御方法は、撮像装置本体に沈胴する撮影レンズと、前記撮影レンズを保護するためのバリアとを有し、前記撮影レンズが撮像装置本体に沈胴した沈胴位置と撮影可能な撮影領域との間を移動可能に構成され、且つ前記撮影レンズが前記沈胴位置から前記撮影領域まで移動する間に前記バリアが開き、前記撮影領域から前記沈胴位置まで移動する間に前記バリアが閉じるように構成されたレンズ鏡筒の位置制御を行う撮像装置の制御方法であって、前記バリアが開閉駆動する区間の両端側に基準位置を予め設定しておき、前記撮影レンズの位置を検出する検出工程と、前記基準位置に基づいて、前記検出工程で検出された前記撮影レンズの位置を補正する補正工程とを順次実行することを特徴とする。

本発明の制御プログラムは、撮像装置本体に沈胴する撮影レンズと、前記撮影レンズを保護するためのバリアとを有し、前記撮影レンズが撮像装置本体に沈胴した沈胴位置から撮影可能な撮影領域まで移動可能に構成され、且つ前記撮影レンズが前記沈胴位置から前記撮影領域まで移動する間に前記バリアが開き、前記撮影領域から前記沈胴位置まで移動する間に前記バリアが閉じるように構成されたレンズ鏡筒の位置制御を行う撮像装置の制御方法を実行するための、コンピュータで読み取り可能な制御プログラムであって、前記撮影レンズの位置を検出する検出ステップと、前記バリアが開閉駆動する区間の両端側に設定された基準位置に基づいて、前記検出ステップで検出された前記撮影レンズの位置を補正する補正ステップとを備えたことを特徴とする。

請求項１，５，６の発明によれば、バリアの開閉駆動時に撮影レンズの位置に誤差が生じても、基準位置に基づいて迅速に補正することが可能になる。

請求項２の発明によれば、撮影レンズは、第１の区間で位置が補正された後、負荷変動の大きい領域を通らずに撮影領域へ移動することができるので、レンズ位置に誤差がない状態で焦点調節を行うことができ、高精度な焦点調節が可能になる。

請求項３の発明によれば、バリアの閉駆動時には駆動手段のパルスレートを低下して駆動手段を減速制御するようにしたので、バリアの閉駆動時における駆動手段の脱調を防ぐことができ、またバリアの開駆動時には駆動手段のパルスレートを上げて駆動手段を加速制御するようにしたので、撮像レンズの繰り出し速度を速くして起動時間を短縮することが可能になる。

請求項４の発明によれば、バッテリ電圧の検出結果に応じて、バリアの開駆動時における駆動手段のパルスレートを変更するようにしたので、例えばバッテリ電圧が充分であるときは、パルスレートを上げて撮像レンズの繰り出し速度を速くし、起動時間を短縮することが可能になる。また、バッテリ電圧が充分でないときでも、パルスレートを下げて撮像レンズの駆動を低速で行うことにより撮影可能な状態にすることができ、バッテリ残量がなくなるぎりぎりまで撮影を続けることが可能になる。

本発明の撮像装置及びその制御方法、並びに制御プログラムの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態の撮像装置は、デジタルカメラに適用される。

＜デジタルカメラの構成＞
図１は、本発明の実施の一形態に係る撮像装置であるデジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。

このデジタルカメラは、カメラ全体の動作を制御するＣＰＵ１１を有し、ＣＰＵ１１には信号処理回路１２が接続されている。信号処理回路１２には、ＣＣＤなどの撮像素子１３、音声を入力するマイク１１０、画像の表示装置であるＬＣＤ１４、外部の機器に画像や音声を出力するための信号出力端子１５、音声を出力するスピーカー１６、及びメモリ１８が接続されている。

撮像素子１３では、レンズ部１７により結像された像を光電変換して映像信号として出力し、信号処理回路１２は、この出力された映像信号に対して、アンプ、Ａ／Ｄ変換、γ処理、圧縮、Ｄ／Ａ変換等の各種の処理を行う。また、マイク１１０は、音声を電気信号に変換して信号処理回路１２へ出力する。そして、信号処理回路１２によって信号処理された信号は、画像音声出力として、ＬＣＤ１４及びスピーカー１６によりそれぞれ画像表示、音声再生がなされると共に、信号出力端子１５からデジタルカメラ外部のモニター等の機器へ出力される。

また、ＣＰＵ１１には、操作部１１８、通信端子１１１、電源制御部１１２、及びストロボ１１７が接続されるほか、レンズ部１７の各種回路（ＡＦリセット回路１１３、ＡＦモータ１１４、絞り駆動回路１１５、及びシャッター駆動回路１１６）が接続されている。

操作部１１８は、各種の操作ボタンやレリーズボタンなどのデジタルカメラを操作する操作スイッチなどで構成される。電源制御部１１２は、デジタルカメラ全体に電源の供給を行うバッテリと、各箇所に供給する電圧を作り出すＤＣ／ＤＣコンバータと、各箇所に供給される電圧電流の制御をする制御回路と、バッテリチェックのための電圧測定を行うバッテリチェック回路などにより構成されている。

動画を撮影する場合には、撮像素子１３から出力された映像信号を信号処理回路１２で信号処理し、その信号処理された信号に対して自動露出（ＡＥ）を行って露出量を決め、絞り駆動回路１１５を動かして絞り値を決定する。

また、静止画を撮影する場合には、操作部１１８に含まれる不図示のレリーズボタンを押すことにより、まずＡＦリセット回路１１３及びＡＦモータ１１４を働かせ、レンズ部１７を通した像のピントが合うように制御する。そして、撮像素子１３の出力から自動露出を行い、適正な露光量となる絞り値とシャッタースピードを決定し、絞り駆動回路１１５を駆動して適性な露光量になるように絞りを制御する。

次に撮像素子１３をリセットして光電変換により電荷の蓄積を開始し、シャッター駆動回路１１６により、自動露出で決定したシャッタースピードになるようにシャッターを閉じる動作をする。また露光量が足りない場合には、電荷蓄積開始からシャッターが開いている時間内にストロボ１１７を発光させる。撮影された映像信号は、信号処理回路１２で処理し、処理された静止画データはメモリ１８にバッファされ、交換可能なメモリメディアなどの記録部１９に記録される。

図２及び図３は、本実施形態に係るデジタルカメラの鏡筒の分解斜視図である。

図中の２０１は、ＣＣＤホルダーユニットである。ＣＣＤホルダーユニット２０１は、ＣＣＤやローパスフィルタなどの光学及び撮像部を保持する枠であり、また直進キー２０１ａ及びバリアカム部２０１ｂが一体化して構成されている。２０２は非導電部材で構成された固定鏡筒であり、２０４は導電部材で構成された駆動環である。固定鏡筒２０２は、駆動環２０４を回転方向に自在に規制する。２０５は金属製の板バネから成る片寄せバネである。

ＣＣＤホルダーユニット２０１と固定鏡筒２０２で駆動環２０４を挟み込み、片寄せバネ２０５によりＣＣＤホルダーユニット２０１方向に片寄せして駆動環２０４の光軸方向の位置を固定する。駆動環２０４と片寄せバネ２０５は直接接触しており、電気的には同電位につながっている。

２０６はバリアユニットであって、２枚のバリア羽根が開閉することにより、沈胴時にレンズを保護するように構成されている。

２０７はレンズ全群ユニット（図１のレンズ部１７に相当）であって、レンズ全群を保持し、また内部に絞り及びシャッターを内蔵しており、鏡筒フレキ２０３を通した電気信号により内部の絞り及びシャッターを駆動する。レンズ全群ユニット２０７にある溝と直進キー２０１ａが嵌合して、レンズ全群ユニット２０７が光軸方向前後に移動可能になっている。

＜バリアユニット２０６の動作＞
図４及び図５は、バリアユニット２０６の動作を説明するための図であり、図４がバリア開状態、図５がバリア閉状態を示している。

図中の４１は、バリアユニット２０６を駆動する部材であるバリア駆動環であり、４２はバリア羽根（１）、４３がバリア羽根（２）である。４４は、開き方向にバリア駆動環４１に負荷をかける開きバネ、４５は閉じバネである。閉じバネ４５は、フック状のバネであり、バリア駆動環４１上に形成された突起部４１ａに係止しており、閉じバネ４５の力によりバリア羽根（１）４２を閉じ方向に引っ張って片寄せしている。バリア羽根（１）４２とバリア羽根（２）４３は、各回転軸の部分に形成されたギアで噛み合っており、バリア羽根（１）４２が回転すれば反対方向にバリア羽根（２）４３が回転するようになっている。

図４に示す開状態では、開きバネ４４によりバリア駆動環４１が右回りに回転することで、バリア羽根（１）４２は突起部４１ａに押されて左回りの回転をする。これによってバリア羽根（２）も反対の右回りに回転し、バリアが開くことになる。

次にバリアを閉じる場合について説明する。バリアユニット２０６内のバリア駆動環４１がバリアカム部２０１ｂのカム面に押し付けられることにより、バリア駆動環４１が開きバネ４４に反して左回りに回転する。この時、突起部４１ａが回転により下がってくるため、閉じバネ４５の働きにより同時にバリア羽根（１）４２が右回りに回転する。そしてギアの噛み合いによりバリア羽根（２）４３も左回りに回転して二つの羽根４２，４３が合わさるところで止まる。図５に示す状態のところまでバリア駆動環４１は回転可能であり、突起部４１ａはバリア羽根（１）４２が止まっても更に回転して閉じバネ４５を引っ張ることにより、バリアの閉じ力を更にチャージする。

以上のようにして、バリアユニット２０６がレンズ全群ユニット２０７と結合して一体に光軸方向前後に動くことにより、バリアカム部２０１ｂのカム面にバリアユニット２０６内のバリア駆動環４１が当たる作用と開きバネ４４のバネ力とによって、バリア駆動環４１を回転させ、その回転と閉じバネ４５により二枚のバリア羽根４２，４３が開閉するような仕組みとなっている。

＜バリア状態、レンズのリセット及び繰り出し状態の関係＞
図６は、駆動環２０４の回転角度に対する、バリアの状態、フォーカスレンズのリセットタイミング及び繰り出し状態の関係を示す図である。

同図の横軸が駆動環２０４の回転角度であり、駆動環２０４の回転角によりフォーカスレンズが繰り出される。その繰り出し量を表すのが図中の３２１である。この時のバリアの状態を示すのが３２２であり、またリセット信号（ＰＩ信号：フォトインタラプタの出力）を示すのが３２３である。

図中の３００及び３１１は、それぞれ沈端突当て３００と至近突当て３１１であり、メカ的に駆動環２０４のストッパーが突き当たることにより、駆動環２０４の回転を止めてフォーカスレンズが移動し過ぎないようになっている。

沈端位置３０１からＡＦモータ１１４が回転を始めると、駆動環２０４の回転角度が位置３０２で示す一定角度まで、フォーカスレンズは停止し、位置３０２を境に繰り出しを始める。繰り出し開始直後の位置３０３でリセット信号３２３が“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルへ切り換わる。

ここで、リセット信号３２３が切り換わる仕組みについて図７（ａ），（ｂ），（ｃ）を用いて説明する。図７（ａ），（ｂ），（ｃ）は、駆動環２０４とリセット部材であるフォトインタラプタ（ＰＩ）６１との関係を示す図である。図６の沈端位置３０１に対応する状態が図７（ａ）に示され、図６のバリア開位置３０５に対応する状態が図７（ｂ）に示され、図６の至近端位置３１０に対応する状態が図７（ｃ）に示されている。同図中の２０４ａは駆動環２０４と一体に形成された衝立部であり、フォトインタラプタ６１内にはＬＥＤとその受光センサーが配置されている。衝立部２０４ａがそのＬＥＤの発光を遮ったら“Ｈ”レベルを出力し、それ以外は“Ｌ”レベルを出力するといった仕組みになっている。

上述したように位置３０３でリセット信号３２３が“Ｈ”レベルへと切り換わり、続いて更に繰り出していくと、バリアユニット２０６は、バリアカム部２０１ｂの働きにより、バリア閉位置３０４からバリア開位置３０５へ駆動環２０４が回転する位相で徐々にバリアを開く。バリア開位置３０５では完全にバリアが開き、またこの位置３０５を境にバリアカム部２０１ｂのカム面とバリア駆動環４１の接触が離れる。

駆動環２０４が逆転する場合も同様に、バリア開位置３０５からバリアカム部２０１ｂとバリア駆動環４１が接し始め、バリア駆動環４１が回転して開きバネ４４のチャージを開始し、バリア駆動環４１がバリア開位置３０５からバリア閉位置３０４に向かって動く時に徐々に閉じ動作を行う。この３０４から３０５の区間は開きバネ４４のチャージ量が変化するため、どちらの方向に動く場合でも駆動環２０４の回転に必要なトルクがこの区間内で変化することになる。そしてこのトルク変化の大きい区間は、リセット信号３２３が“Ｈ”レベルになっている区間内にある。また、バリア開位置３０５から繰り出し側では、開きバネ４４のバネ力は駆動環２０４の回転に影響を与えなくなる。

バリアが開いた位置３０５から更に駆動環２０４をフォーカスレンズが繰り出す方向に回転させると、位置３０６の位相から、衝立部２０４ａが通過してフォトインタラプタ６１を遮らなくなるため、リセット信号３２３が“Ｌ”レベルに切り換わる。この位置３０６をＡＦリセット位置とする。

これより更に駆動環２０４を回転させて繰り出した位置３０７の位相をＡＦスキャン開始点に設定する。通常電源を入れた時や撮影後は、この位置３０７でフォーカスレンズを停止させておく。そこから少し駆動環２０４を回転させてフォーカスレンズを繰り出した位置３０８に無限遠のピント位置がある。さらに繰り出した位置３０９を定点位置としており、定点位置３０９とは、パンフォーカス撮影の時に無限遠からできるだけ長い範囲の近距離までピントが合うようにＦナンバーと最小錯乱円により決められる位置である。パンフォーカス撮影やＡＦにより合焦位置が検出不可能な場合等のとき、この定点位置３０９で撮影を行う。さらに繰り出していくと段々焦点調節が近距離になっていき、至近端位置３１０に達する。

＜鏡筒の動作シーケンス＞
Ｉ．電源オン時のシーケンス
次に、鏡筒を動かす時のシーケンスについて説明する。図８は、バッテリの残量が充分あると判断された場合の電源オン時のシーケンス図であり、図９は、バッテリの残量が少ないと判断された時の電源オン時のシーケンス図である。

電源オン時に電源制御部１１２中のバッテリチェック回路がバッテリの電圧をチェックし、所定の閾値と比較して閾値以上ならばバッテリの残量が充分あると判断して図８のシーケンスを実行し、閾値以下であったら残量が少ないと判断して図９のシーケンスを実行する。

バッテリ残量が充分ある場合（図８のシーケンス）には、ステッピングモータから成るＡＦモータ１１４に供給する電圧を３．０Ｖと高めに設定する。ＡＦモータ１１４に供給するパルスの周波数は、それに使える割り込みの周期で決まっており、割り込みを３００μｓに設定する。

そして、図８に示すように、まず沈端位置３０１から駆動周波数８８３ＰＰＳで８パルス分回転させ、次のパルスからは１１１１ＰＰＳに駆動周波数を変更して８パルス分回転させる。さらに駆動周波数を１６６７ＰＰＳに変更して回転を続ける。ＡＦモータ１１４にステッピングモータを使っているため、このように段階的に加速制御することにより、プルイントルクでは回らない速度まで回転数を上げることができる。またこの場合、ステッピングモータの駆動周波数を上げることでトルクは下がってしまうため、これを補うためにステッピングモータに供給する電圧を３．０Ｖに上げることでトルクアップを図っている。

ＡＦモータ１１４の回転により駆動環２０４を回転させフォーカスレンズを繰り出していき、リセット信号（ＰＩ）３２３が“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに切り換わる位置３０３を過ぎた位置９０１でＰＩ判定シーケンス（リセット信号の判定処理）に入るため、ここで最初の速度である周波数８８３ＰＰＳに減速する。この時点で再びバッテリチェックを行い、電圧が閾値より下がって残量が少ないと判断された場合には、ここから割り込み周波数を切り換えて図９のシーケンスに入る。電圧が充分である場合には再び８８３ＰＰＳから１１１１ＰＰＳへと８パルスずつ同じように２段階加速した後、１６６７ＰＰＳでＡＦモータ１１４を回転させる。そして、ＡＦリセット位置３０６まで駆動させ、リセット後にまた２段階減速させ、１１１１ＰＰＳと８８３ＰＰＳで８パルスずつ駆動させる。

その後、割り込み周波数を８００μｓに、駆動電圧を２．７Ｖに切り換える。８００μｓの割り込み周波数で決まる駆動速度６２５ＰＰＳで４パルス駆動した後、１２５０ＰＰＳでスキャン開始点３０７の手前４パルスまで送り、また６２５ＰＰＳに減速してからスキャン開始点３０７で停止させる。

ＡＦリセット位置３０６までを１６６７ＰＰＳで動かすのは、脱調してパルスのカウントとレンズの位置がずれてしまった場合でも、ＡＦリセット位置３０６でリセットするためにレンズの位置に合わせてパルスのカウントを修正できるからである。また、バリア開の位置３０５まではバリアの開きバネ４４のチャージを開放する力が加わるため、トルクに余裕が生じて高速で駆動することができる。また、位置３０５と位置３０６はできるだけ近い位置に配置している。リセット後は、レンズ位置のずれは許されないので、トルクに余裕がある１２５０ＰＰＳで動かすためにＡＦリセット位置３０６までの速度よりは低速で駆動することになる。

また、バッテリチェックで電圧が閾値以下の時は、図９に示すような駆動シーケンスとなる。

図８と比較すれば分かるように、沈端位置３０１からＡＦリセット位置３０６後に減速するまでのＡＦモータ１１４に加える電圧と割り込み周波数、及び駆動周波数と加減速の段数を変更したものである。電圧は通常の２．７Ｖを加え、割り込み周波数を３７５μｓに設定し、まずこの割り込み周波数で決まる８８９ＰＰＳで８パルス分駆動した後、１３３３ＰＰＳで駆動する。図８と同じ位置９０１でＰＩ判定を行う。

この後の動作は、図８のＰＩ判定時でバッテリ不十分のときと同じものになる。すなわち、１段８８９ＰＰＳで８パルス分駆動した後、ＡＦリセット位置３０６まで１３３３ＰＰＳで駆動し、リセット後に８パルス分だけ８８９ＰＰＳに減速した後、割り込みを８００μｓに設定し、以下は同様に４パルス分だけ６２５ＰＰＳの後で１２５０ＰＰＳとなる。この場合も電圧は下げているが、ＡＦリセットまではカウントの修正ができるのと、バネのチャージ力で負荷が減ることから、駆動周波数は、沈端位置３０１からＡＦリセット位置３０６までに使う１３３３ＰＰＳがリセット後に使う１２５０ＰＰＳより速くなるように設定している。

以上、電源オン時のシーケンスについては、バッテリの残量が充分ある場合でも、少ない場合でも、ＡＦリセット後に使う通常の駆動周波数よりＡＦリセットまでの駆動周波数を高くして速くＡＦモータ１１４を動かしているため、レンズの繰り出しが速くなり、起動時間を縮めることができる。このように高速化が可能なのは、ＡＦモータ１１４に加わる負荷がバリア開位置３０５までは開きバネ４４のバネ力により軽くなっているのでトルクに余裕があることと、リセットした後は通常の低い速度に落とすため、リセットする前までは脱調してレンズ位置がずれる恐れのある速度にしてもリセット時に修正ができるためである。

ＡＦリセット後は、このＡＦリセット位置３０６を基準にして、そこから何パルス分の位置までレンズを駆動させているかをカウントすることで、スキャン開始点や各被写体距離に対応した位置にレンズを繰り出すことができる。

また、バッテリチェックにより残量が充分ある場合には、少ない場合に比べて多段階の加速制御をして高速にＡＦモータ１１４を駆動しているため、レンズの繰り出しを速くすることができ、沈胴時から電源オンして撮影可能となるまでの起動時間がより速くなる。

ＩＩ．電源オフ時のシーケンス
次に、電源オフ時のシーケンスについて説明する。図１０は、電源オフ時のシーケンス図である。

電源オン後または撮影後などのフォーカスレンズが停止している位置は、常にスキャン開始点３０７となるようになっている。このため、電源オフ時のシーケンスは、図１０に示すように、スキャン開始点３０７から始まり、通常の割り込み８００μｓ、電圧２．７Ｖ、６２５ＰＰＳで８パルス分繰り込み方向に駆動した後、１２５０ＰＰＳに加速する。そして、バリアが閉じ始まるバリア開位置３０５の直前の位置９０２で６２５ＰＰＳに減速する。この減速位置９０２は、バリア開位置３０５とＡＦリセット位置３０６の間にある。バリア開位置３０５より繰り込み側は、開きバネ４４をチャージするために強い駆動トルクが必要となり、６２５ＰＰＳに減速したままで沈端位置３０１に停止するまで、この駆動速度で動かす。低速時のステッピングモータは電圧を変えなくてもトルクが強くなり脱調しにくくなる。

バリア閉位置３０４を過ぎた後は、閉じバネ４５のチャージも加わり更にＡＦモータ１１４の負荷は沈端位置３０１に近づくほど高くなる。このため、沈端付近で脱調する可能性が高くなるため、沈端付近にリセット位置３０３を設けている。位置３０３で沈端位置リセットを行った後は、そこから所定パルス分駆動した位置を沈端位置３０１としてそこまで駆動する。

ＡＦモータ１１４は多くのギアを用いて減速させているので、ギアのバックラッシュなどがあり、その結果、レンズの駆動にはモータの回転方向による往復差がある。このため、沈端位置３０１ではそのまま停止せずに、次の起動時の時間を短縮するため、この往復差を除去するのに必要な分のパルス数をＡＦモータ１１４に与えて逆転させて停止させる。

撮影時は、撮影時の機能に割り込みを多く使うことと、前述したようにトルクの余裕があることから、割り込み８００μｓのみを使用し、速度は６２５ＰＰＳと１２５０ＰＰＳで電圧も２．７Ｖで使用する。撮影待機時には、常にフォーカスレンズはスキャン開始点３０７で停止している。ここからＡＦスキャンを開始する。

＜撮影領域でのＡＦシーケンス＞
図１１は、撮影領域におけるＡＦシーケンスを示す図である。

同図において、スキャン開始点３０７でＡＦスキャンが開始され、ＡＦスキャン中は６２５ＰＰＳの低速でフォーカスレンズを駆動する。このＡＦスキャンは、山登り方式のＡＦであり、フォーカスレンズを移動しながら各位置での画像の高周波成分を読み取り、その高周波成分の量を焦点評価値としてサンプリングして、そのピークを求める。そのため、フォーカスレンズは、スキャン開始点３０７から至近端位置３１０まで、またはマクロモードでない場合はその手前の決められた位置までを、画像をサンプリングしながら移動するため、低速で移動する必要がある。

その後、至近端位置３１０でＡＦモータ１１４を反転させ（図１１中の４０１）、ピークのある位置９０３を合焦点として、フォーカスレンズをその位置に向かって移動させる。まずモータ反転後は６２５ＰＰＳで４パルス分駆動し１２５０ＰＰＳに加速する加速制御で、合焦点９０３よりも所定のパルス数先まで行って反転する（４０２）。このとき、反転前の４パルスは６２５ＰＰＳで減速して停止し、反転後再び４パルス６２５ＰＰＳで始めて、１２５０ＰＰＳに加速し、停止直前４パルスを６２５ＰＰＳに減速駆動して、合焦点９０３で停止する。

この後、シャッターを動作させ撮影動作を行う（４０３）。撮影終了後にレリーズボタンを離すとＡＦリセット３０６の動作に入る。レンズは同じ６２５ＰＰＳを４パルス駆動した後１２５０ＰＰＳで繰り込み方向に駆動し、ＡＦリセット位置３０６を過ぎてバリア開位置３０５の手前でＡＦモータ１１４を反転し（４０４）、繰り出し方向に駆動して再リセットした後、スキャン開始点３０７に戻る（４０５）。

このように図１１で説明した撮影領域においては、起動時の駆動周波数（図８：最高１６６７ＰＰＳ、図９：最高１３３３ＰＰＳ）に比べて、低い駆動周波数（最高１２５０ＰＰＳ）で低速にフォーカスレンズを駆動するため、ＡＦモータ１１４が脱調する恐れが少ない。また、ＡＦ動作中のスキャン開始点３０７から後はバリアの駆動領域を通らないので、ＡＦモータ１１４に必要な駆動トルクは一定で低くなり、モータ１１４が脱調する恐れが少ない。また脱調が起こっていた場合でも、再リセットを行っているため、次の撮影ではレンズの位置が正しく修正されるため、レンズがずれた状態で撮影されることを回避することができる。

以上述べてきたように、本実施形態では、リセット信号（ＰＩ信号）の２箇所ある切り換り位置の一方（“Ｌ”から“Ｈ”）を沈胴位置近辺でバリアが完全に閉じきる位相と沈胴位置の間に設定し、もう一方（“Ｈ”から“Ｌ”）をバリアが開ききる位置とスキャン開始点の間に設定したので、バリアの開閉の行われる負荷変動の大きい領域の両端にリセット位置をおくことになり、ステッピングモータが負荷の変動により脱調してレンズの位置がずれた場合でも、直ちにリセットしてレンズの位置を正しい位置に復帰させることができる。さらに、リセットした後は負荷変動の大きい領域を通らないでオートフォーカスを行うことができる。

また、沈胴状態からの起動時では、バリアのバネ力によりレンズの負荷が小さくなるので、通常よりステッピングモータのパルスレートを上げて加速することにより、レンズの繰り出しが速くなり、沈胴時から電源オンして撮影可能となるまでの起動時間を縮めることができる。また逆に、沈胴時のバリア駆動領域では、バリアのバネ力をチャージするためレンズの負荷が大きくなるので、通常よりステッピングモータのパルスレートを下げて減速することにより、駆動トルクが高まり脱調を防止することができる。

さらに、バッテリの残量によってバリア駆動領域でのステッピングモータのパルスレートを変えるようにしたので、例えばバッテリ残量が充分であるときは、パルスレートを上げて撮像レンズの繰り出し速度を速くし起動時間を短縮することが可能になる。また、バッテリ残量が充分でないときでも、パルスレートを下げて撮像レンズの駆動を低速で行うことにより撮影可能な状態にすることができ、バッテリ残量がなくなるぎりぎりまで撮影を続けることが可能になる。

なお、本発明は、上述した実施形態の装置に限定されず、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、一つの機器から成る装置に適用してもよい。前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体をシステムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、完成されることは言うまでもない。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭを用いることができる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、次のプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが処理を行って実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

本発明の実施の一形態に係る撮像装置であるデジタルカメラの構成を示すブロック図である。 実施形態に係るデジタルカメラの鏡筒の分解斜視図である。 図２の続きの図である。 バリアユニットの動作を説明するための図である（バリア開）。 バリアユニットの動作を説明するための図である（バリア閉）。 駆動環の回転角度に対する、バリアの状態、レンズのリセットタイミング及び繰り出し状態の関係を示す図である。 駆動環とフォトインタラプタ（ＰＩ）との関係を示す図である。 バッテリの残量が充分あると判断された場合の電源オン時のシーケンス図である。 バッテリの残量が少ないと判断された時の電源オン時のシーケンス図である。 電源オフ時のシーケンス図である。 ＡＦシーケンスを示す図である。

符号の説明

１１ ＣＰＵ
１２ 信号処理回路
１３ 撮像素子
１７ レンズ部
４１ バリア駆動環
４２ バリア羽根（１）
４３ バリア羽根（２）
４４ 開きバネ
４５ 閉じバネ
１１３ ＡＦリセット回路
１１４ ＡＦモータ
２０４ 駆動環
２０６ バリアユニット
２０７ レンズ全群ユニット

Claims (6)

1. 撮像装置本体に沈胴する撮影レンズと、前記撮影レンズを保護するためのバリアとを有し、前記撮影レンズが撮像装置本体に沈胴した沈胴位置と撮影可能な撮影領域との間を移動可能に構成され、且つ前記撮影レンズが前記沈胴位置から前記撮影領域まで移動する間に前記バリアが開き、前記撮影領域から前記沈胴位置まで移動する間に前記バリアが閉じるように構成されたレンズ鏡筒の位置制御を行う位置制御手段を備えた撮像装置であって、
   前記位置制御手段は、
   前記撮影レンズの位置を検出する検出手段と、
   前記レンズ鏡筒に設定された基準位置に基づいて、前記検出手段で検出された前記撮影レンズの位置を補正する補正手段とを有し、
   前記基準位置は、前記バリアが開閉駆動する区間の両端側に設定されたことを特徴とする撮像装置。
2. 前記基準位置は、
   前記バリアが開き終わったバリア開位置と前記撮影領域との間の第１の区間と、前記バリアが閉じ終わったバリア閉位置と前記沈胴位置との間の第２の区間に設定されたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記撮影レンズは、パルスにより駆動制御される駆動手段を用いて移動可能に構成され、
   前記バリアの閉駆動時には前記駆動手段のパルスレートを低下して前記駆動手段を減速制御し、前記バリアの開駆動時には前記駆動手段のパルスレートを上げて前記駆動手段を加速制御することを特徴とする請求項１または２記載の撮像装置。
4. バッテリの電圧を検出する電圧検出手段を備え、前記駆動手段は、前記バッテリの電力により動作するように構成され、
   前記電圧検出手段の検出結果に応じて、前記バリアの開駆動時における前記駆動手段のパルスレートを変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の撮像装置。
5. 撮像装置本体に沈胴する撮影レンズと、前記撮影レンズを保護するためのバリアとを有し、前記撮影レンズが撮像装置本体に沈胴した沈胴位置と撮影可能な撮影領域との間を移動可能に構成され、且つ前記撮影レンズが前記沈胴位置から前記撮影領域まで移動する間に前記バリアが開き、前記撮影領域から前記沈胴位置まで移動する間に前記バリアが閉じるように構成されたレンズ鏡筒の位置制御を行う撮像装置の制御方法であって、
   前記バリアが開閉駆動する区間の両端側に基準位置を予め設定しておき、
   前記撮影レンズの位置を検出する検出工程と、
   前記基準位置に基づいて、前記検出工程で検出された前記撮影レンズの位置を補正する補正工程とを
   順次実行することを特徴とする撮像装置の制御方法。
6. 撮像装置本体に沈胴する撮影レンズと、前記撮影レンズを保護するためのバリアとを有し、前記撮影レンズが撮像装置本体に沈胴した沈胴位置から撮影可能な撮影領域まで移動可能に構成され、且つ前記撮影レンズが前記沈胴位置から前記撮影領域まで移動する間に前記バリアが開き、前記撮影領域から前記沈胴位置まで移動する間に前記バリアが閉じるように構成されたレンズ鏡筒の位置制御を行う撮像装置の制御方法を実行するための、コンピュータで読み取り可能な制御プログラムであって、
   前記撮影レンズの位置を検出する検出ステップと、
   前記バリアが開閉駆動する区間の両端側に設定された基準位置に基づいて、前記検出ステップで検出された前記撮影レンズの位置を補正する補正ステップとを
   備えたことを特徴とする制御プログラム。

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