JP2012215644A - レンズ鏡筒、カメラおよびカメラボディ - Google Patents

Abstract

【課題】駆動開始時または駆動終了時の騒音の発生が防止されたレンズ鏡筒、カメラおよびカメラボディを提供する。
【解決手段】回転子と電圧の印加により励磁される複数の固定子とを有するアクチュエータと、アクチュエータにより駆動される被駆動部材と、複数の固定子を順次励磁して回転子を所定の停止位置まで駆動させる駆動信号をアクチュエータに供給する駆動信号供給手段と、駆動信号の供給による駆動の直前または駆動信号の供給停止による駆動の終了の直後の少なくとも一方において、回転子を所定の停止位置に保持する保持電圧を、当該停止位置に対応する固定子へ所定時間供給する電圧供給手段とを備え、電圧供給手段は、所定時間において、保持電圧の電圧レベルを目標の電圧レベルまで漸次変化させるレンズ鏡筒。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ鏡筒、カメラおよびカメラボディに関する。

ステッピングモータは、回転子と電圧の印加により励磁される複数の固定子とを有し、これら複数の固定子を順次励磁することにより回転子が駆動されるモータである。ステッピングモータにおいては、回転子の停止保持のためには固定子を励磁し続ける必要がある。例えば特許文献１には、回転子（可動子）の起動時および停止時に、所定の期間に渡って固定子を励磁するステッピングモータの制御装置が記載されている。

特開平１−２４３８９３号公報

特許文献１に記載されたステッピングモータの制御装置は、モータの駆動開始時および駆動終了時に、回転子の急激な移動により騒音が発生するという問題があった。

請求項１に係る発明は、回転子と電圧の印加により励磁される複数の固定子とを有するアクチュエータと、アクチュエータにより駆動される被駆動部材と、複数の固定子を順次励磁して回転子を所定の停止位置まで駆動させる駆動信号をアクチュエータに供給する駆動信号供給手段と、駆動信号の供給による駆動の直前または駆動信号の供給停止による駆動の終了の直後の少なくとも一方において、回転子を所定の停止位置に保持する保持電圧を、当該停止位置に対応する固定子へ所定時間供給する電圧供給手段とを備え、電圧供給手段は、所定時間において、保持電圧の電圧レベルを目標の電圧レベルまで漸次変化させることを特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項８に係る発明は、回転子と電圧の印加により励磁される複数の固定子とを有するアクチュエータと、アクチュエータにより駆動される被駆動部材と、複数の固定子を順次励磁して回転子を所定の停止位置まで駆動させる駆動信号をアクチュエータに供給する駆動信号供給手段と、駆動信号の供給による駆動の直前または駆動信号の供給停止による駆動の終了の直後の少なくとも一方において、回転子を所定の停止位置に保持する保持電圧を、当該停止位置に対応する固定子へ所定時間供給する電圧供給手段とを備え、電圧供給手段は、所定時間において、保持電圧の電圧レベルを目標の電圧レベルまで漸次変化させることを特徴とするカメラである。
請求項９に係る発明は、回転子と電圧の印加により励磁される複数の固定子とを有するアクチュエータと、アクチュエータにより駆動される被駆動部材を有するレンズ鏡筒が着脱可能に取り付けられる取付手段と、複数の固定子を順次励磁して回転子を所定の停止位置まで駆動させる駆動信号をアクチュエータに供給する駆動信号供給手段と、駆動信号の供給による駆動の直前または駆動信号の供給停止による駆動の終了の直後の少なくとも一方において、回転子を所定の停止位置に保持する保持電圧を、当該停止位置に対応する固定子へ所定時間供給する電圧供給手段とを備え、電圧供給手段は、所定時間において、保持電圧の電圧レベルを目標の電圧レベルまで漸次変化させることを特徴とするカメラボディである。

本発明によれば、駆動開始時または駆動終了時の騒音の発生を防止することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るカメラシステムの構成を示すブロック図である。 ステッピングモータ２３を駆動する様子を示すタイミングチャートである。 カメラ１００による自動焦点調節処理のフローチャートである。 図３において呼び出される前励磁処理および後励磁処理のフローチャートである。 第２の実施の形態における保持電圧のタイミングチャートである。 連続的に変化する保持電圧のタイミングチャートである。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るカメラシステムの構成を示すブロック図である。なお図１では、本発明に関係しない各部については図示および説明を省略する。カメラ１００は、カメラボディ１およびカメラボディ１に着脱可能なレンズ鏡筒２から構成される。

カメラボディ１は、カメラボディ１の各部を制御するマイコン１２を備える。同様に、レンズ鏡筒２はレンズ鏡筒２の各部を制御するマイコン２１を備える。マイコン１２とマイコン２１とは、例えばレンズマウント面の付近に設けられた電気接点などを介してデータ通信が可能に構成されている。カメラボディ１はレリーズ釦１１を有しており、レリーズ釦１１が押下されると、マイコン１２には当該押下を表す操作信号が入力される。マイコン１２には更にスピーカ１３が接続されている。スピーカ１３は周囲の音を録音した音声データをマイコン１２に出力する。

レンズ鏡筒２はマイコン２１の他に、フォーカスレンズ２４を含む不図示の結像光学系と、マイコン２１にそれぞれ接続されたモータ駆動回路２２および位置検出回路２５と、フォーカスレンズ２４を光軸方向に駆動するステッピングモータ２３とを備える。ステッピングモータ２３は、回転子と電圧の印加により励磁される複数の固定子とを有する周知のアクチュエータである。

位置検出回路２５は、例えばＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子、エンコーダ等から構成され、フォーカスレンズ２４の位置（移動量）を検出してマイコン２１に出力する。

マイコン２１は、カメラボディ１内のマイコン１２から、フォーカスレンズ２４のデフォーカス量に関するデータを受信すると、所定の演算によりこのデータをフォーカスレンズ２４の駆動量に変換する。そして、位置検出回路２５で検出されたフォーカスレンズ２４の位置等に基づいて、モータ駆動回路２２に駆動制御信号を出力する。モータ駆動回路２２は、マイコン２１からの駆動制御信号に応じてステッピングモータ２３に駆動信号を出力する。この駆動信号により、ステッピングモータ２３が有する複数の固定子が順次励磁され、回転子は所定の停止位置まで駆動される。このとき、回転子の運動が不図示の駆動機構を介してフォーカスレンズ２４に伝達され、フォーカスレンズ２４が光軸方向に駆動される。

本実施形態のカメラ１００はいわゆるデジタルカメラである。すなわち、カメラボディ１内には不図示の撮像素子（例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等）が設けられ、レンズ鏡筒２内の結像光学系により撮像面に結像された被写体像を撮像して画像信号を出力するように構成されている。カメラボディ内のマイコン１２は、このようにして撮像素子から出力された画像信号に種々の画像処理を行って画像データを作成し、不図示の記憶媒体に画像データを記憶する。

カメラ１００は静止画像の撮影機能に加えて、動画の撮影機能を有する。ユーザが不図示の釦等を操作してマイコン１２に動画の撮影開始指示を与えると、マイコン１２は所定間隔ごと（例えば６０分の１秒ごと）に繰り返し撮像素子による撮像を行い、画像データを生成する。そして、これらの画像データを時系列順に関連付けた動画データを不図示の記憶媒体に記憶する。動画データには更に、スピーカ１３から出力された音声データが含まれる。

（保持励磁の説明）
本実施形態のモータ駆動回路２２は、駆動信号の供給による駆動の直前および駆動信号の供給停止による駆動の終了の直後において、回転子を現在の停止位置に保持する保持電圧を、当該停止位置に対応する固定子へ所定時間供給する。以下の説明では、保持電圧による固定子の励磁を保持励磁と呼ぶ。また、駆動信号の供給による駆動の直前に行われる保持励磁を前励磁と、駆動信号の供給停止による駆動の終了の直後に行われる保持励磁を後励磁と呼ぶ。

図２は、ステッピングモータ２３を駆動する様子を示すタイミングチャートである。本実施形態のステッピングモータ２３は１相励磁方式である。つまり、ステッピングモータ２３は４つの入力端子Ｘ、Ｙ、Ｘ￣、およびＹ￣を有しており、図２（ａ）に示すように各入力端子に入力される駆動信号は、複数の入力端子において電圧レベルが同時にＨ（Ｈｉｇｈ）レベルにならないように構成されている。

以下、時刻Ｔ１より前において、回転子が入力端子Ｘに対応する固定子まで駆動されたものとして説明を行う。時刻Ｔ１の時点では、モータ駆動回路２２はステッピングモータ２３に駆動信号を供給していない。従って、時刻Ｔ１において、回転子は外部から加えられた振動等が原因で所定の停止位置からずれている可能性がある。モータ駆動回路２２は、ステッピングモータ２３に駆動信号の供給を開始するに際し、このようなずれを解消するための前励磁を行う。図２（ａ）では時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の期間ＴＡにおいて前励磁が行われている。すなわち、回転子を現在の停止位置に保持する保持電圧が、入力端子Ｘに対応する固定子（現在の停止位置に対応する固定子）に期間ＴＡだけ供給されている。この前励磁により、時刻Ｔ２において回転子が所定の停止位置に確実に保持されるようになる。

本実施形態のモータ駆動回路２２は、前励磁において、保持電圧の電圧レベルを目標の電圧レベルまで徐々に上昇させる。図２（ｂ）は、図２（ａ）の時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間ＴＡを拡大した図である。図２（ｂ）から明らかなように、モータ駆動回路２２は、保持電圧をＬ（Ｌｏｗ）レベルからＨレベルまで段階的に変化させている。具体的には、所定期間ＴＢごとに所定量ＶＡずつ電圧レベルを上昇させている。

前励磁が完了すると（すなわち保持電圧の供給が完了すると）、モータ駆動回路２２は入力端子Ｙ、Ｘ￣、Ｙ￣、Ｘ￣に対し駆動信号を供給する。図２（ａ）に示すように、この駆動信号は、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の間は入力端子Ｙが、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４の間は入力端子Ｘ￣が、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５の間は入力端子Ｙ￣が、時刻Ｔ５から時刻Ｔ６の間は入力端子Ｘが、それぞれＨレベルになるようなパルス信号である。これにより、それぞれの入力端子に対応する固定子が順次励磁され、ステッピングモータ２３が駆動される。

駆動制御信号により指定された移動量だけステッピングモータ２３を駆動し終わると（すなわち駆動信号の供給を停止すると）、モータ駆動回路２２は前励磁と同様に、回転子を現在の停止位置に保持する後励磁を行う。図２（ａ）では時刻Ｔ６に、入力端子Ｘに対応する固定子（現在の停止位置に対応する固定子）に期間ＴＣだけ保持電圧が供給されている。

モータ駆動回路２２は、後励磁においても前励磁と同様に、保持電圧の電圧レベルを目標の電圧レベルまで徐々に下降させる。図２（ｃ）は、図２（ａ）の時刻Ｔ６から時刻Ｔ７までの期間ＴＣを拡大した図である。モータ駆動回路２２は、保持電圧を後励磁の開始時刻Ｔ６のＨレベルからＬレベルまで漸次変化させている。具体的には、所定期間ＴＤごとに所定量ＶＢずつ電圧レベルを下降させている。

図３は、カメラ１００による自動焦点調節処理のフローチャートである。まずステップＳ３００においてマイコン１２が、レリーズ釦１１が半押しされたか否かを判定する。レリーズ釦１１が半押しされていない場合にはステップＳ３００において否定判定がなされ、自動焦点調節は行われない。他方、レリーズ釦１１が半押しされていた場合には、ステップＳ３１０に進む。

ステップＳ３１０では、マイコン１２が周知の焦点検出演算を行い、フォーカスレンズ２４のデフォーカス量を算出する。ステップＳ３２０では、カメラボディ１内のマイコン１２が、レンズ鏡筒２内のマイコン２１に、ステップＳ３１０で算出したデフォーカス量を送信する。このときマイコン２１は、所定の演算により受信したデフォーカス量をフォーカスレンズ２４の駆動量に変換する。ステップＳ３３０ではマイコン２１が、モータ駆動回路２２に駆動制御信号を出力する。この駆動制御信号は、上記の駆動量と、位置検出回路２５で検出されたフォーカスレンズ２４の位置と、に基づくフォーカスレンズ２４の移動量である。

ステップＳ３４０では、モータ駆動回路２２が、後述する前励磁処理を実行する。ステップＳ３５０では、モータ駆動回路２２がステッピングモータ２３に駆動信号を供給し、ステッピングモータ２３を駆動させる。ステップＳ３６０では、モータ駆動回路２２が、後述する後励磁処理を実行する。本実施形態のカメラ１００では、上述のようにして自動焦点調節が行われる。

図４は、図３において呼び出される前励磁処理および後励磁処理のフローチャートである。まずステップＳ４００では、モータ駆動回路２２が、前励磁であれば微少なレベル（Ｌレベル）の保持電圧を、後励磁であればＨレベルの保持電圧を、現在の停止位置に対応する固定子に供給する。ステップＳ４１０では、モータ駆動回路２２が、ステップＳ４００の実行から所定時間が経過したか否かを判定する。この所定時間は、ステップＳ４００で保持電圧を供給したことによる回転子の振動が収まるのに十分な最小の長さであることが望ましい。モータ駆動回路２２は、所定時間が経過するまでステップＳ４１０を繰り返す。

ステップＳ４１０において所定時間が経過したと判定された場合には、処理はステップＳ４２０に進む。ステップＳ４２０ではモータ駆動回路２２が保持電圧の電圧レベルを所定量ＶＡだけ増加（前励磁の場合）、または所定量ＶＢだけ減少（後励磁の場合）させる。ステップＳ４３０ではモータ駆動回路２２が、保持電圧の電圧レベルが目標の電圧レベル（前励磁であればＨレベル、後励磁であればＬレベル）に達したか否かを判定する。保持電圧が目標の電圧レベルであれば肯定判定がなされ、図４の処理は終了する。他方、保持電圧の電圧レベルが目標の電圧レベルに達していなかった場合には、処理はステップＳ４１０に戻る。以上の処理を繰り返すことで、前励磁および後励磁が実行される。

上述した第１の実施の形態によるカメラによれば、次の作用効果が得られる。
（１）カメラ１００は、回転子と電圧の印加により励磁される複数の固定子とを有するステッピングモータ２３と、ステッピングモータ２３により駆動される被駆動部材であるフォーカスレンズ２４とを備える。モータ駆動回路２２は、複数の固定子を順次励磁して回転子を所定の停止位置まで駆動させる駆動信号をステッピングモータ２３に供給すると共に、駆動信号の供給による駆動の直前および駆動信号の供給停止による駆動の終了の直後において、回転子を所定の停止位置に保持する保持電圧を、当該停止位置に対応する固定子へ所定時間供給する。モータ駆動回路２２は更に、保持電圧の電圧レベルを目標の電圧レベルまで漸次変化させる。このようにしたので、ステッピングモータ２３の駆動開始時または駆動終了時の騒音の発生を防止することができる。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係るカメラ１００は、第１の実施の形態に係るカメラ１００と同様の構成を有する。以下、第１の実施の形態に係るカメラ１００と同様の箇所については説明を省略する。

本実施形態のカメラ１００は、静音モードと非静音モードとを切り替え可能に構成されている。例えば不図示の釦等により、ユーザはカメラ１００に対して静音モードの設定および非静音モードの設定を指示することが可能である。マイコン１２はユーザからの指示に応じて、カメラ１００に対し静音モードの設定および非静音モードの設定を行う。

本実施形態における静音モードとは、カメラ１００における騒音の発生を抑止するモードである。マイコン１２は静音モードが設定されている場合には、動作音（騒音）が発生しないことを優先して各部を制御する。例えば各種モータの駆動速度を低下させたり、操作確認のための電子音をオフにしたりする。

他方、非静音モードが設定されている場合、マイコン１２は動作速度などを優先して各部を制御する。このときモータ駆動回路２２は、前励磁および後励磁における保持電圧の電圧レベルを、第１の実施形態のように目標の電圧レベルまで漸次変化させるのではなく、一度に変化させる。

図５は、第２の実施の形態における保持電圧のタイミングチャートである。静音モードが設定されている場合には、図５（ａ）に示すように、保持電圧の電圧レベルが段階的に変化する。他方、非静音モードが設定されている場合には、図５（ｂ）に示すように、保持電圧の電圧レベルを一度に変化させる。なお、保持電圧の電圧レベルを一度に変化させる場合、保持励磁に必要な期間ＴＡは電圧レベルを段階的に変化させる場合に比べて短くできる。

上述した第２の実施の形態によるカメラによれば、次の作用効果が得られる。
（１）マイコン１２によりカメラ１００に非静音モードが設定されている場合、モータ駆動回路２２は、保持電圧の電圧レベルを目標の電圧レベルまで一度に変化させる。このようにしたので、ステッピングモータ２３からの騒音の発生が問題にならない場合には、フォーカスレンズ２４を高速に駆動させることが可能になる。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。

（変形例１）
上述の各実施形態では、フォーカスレンズ２４を駆動するステッピングモータ２３に本発明を適用していたが、本発明はこのような実施形態に限定されない。例えば絞りを駆動するステッピングモータやズームレンズを駆動するステッピングモータに対して本発明を適用することが可能である。つまり、被駆動部材はフォーカスレンズ２４でなくてもよい。

（変形例２）
第１の実施形態では、モータ駆動回路２２は前励磁および後励磁において保持電圧の電圧レベルを漸次変化させていた。これを、スピーカ１３による録音が行われている場合にのみこのような制御が行われるようにしてもよい。すなわち、スピーカ１３により録音が行われていない場合には、保持電圧の電圧レベルを目標の電圧レベルまで一度に変化させるようにしてもよい。このようにすることで、音声データを含まない動画データを作成する場合にフォーカスレンズ２４の高速駆動が可能になる。

（変形例３）
モータ駆動回路２２が、保持電圧の電圧レベルを段階的に変化させるのではなく、連続的に変化させるようにしてもよい。例えば図６（ａ）のように、前励磁を開始する時刻Ｔ１から前励磁が完了する時刻Ｔ２まで、電圧レベルが線型に変化するようにしてもよい。また図６（ｂ）のように、目標の電圧レベルに到達した後、その電圧レベルを一定時間保持するようにしてもよい。つまり、保持電圧の電圧レベルを漸次変化させるものであれば本発明を適用可能であり、その変化の具体的様態についてはどのようなものであってもよい。

（変形例４）
ステッピングモータ２３とステッピングモータ２３により駆動される被駆動部材とが、それぞれカメラボディ１とレンズ鏡筒２とに分散して配置されていてもよい。例えばカメラボディ１がモータ駆動回路２２およびステッピングモータ２３を内蔵し、ステッピングモータ２３の駆動力がレンズマウント面に設けられたカップリング機構を介してレンズ鏡筒２内のフォーカスレンズ２４に伝達されるように構成することができる。また本発明はレンズ交換可能なカメラシステムだけではなく、レンズ一体型のカメラについても適用することが可能である。

（変形例５）
ステッピングモータ２３は回転運動を行うものに限定されない。例えば直線運動を行うリニアステッピングモータに対しても本発明を適用することが可能である。

（変形例６）
モータ駆動回路２２が、前励磁または後励磁のいずれか一方においてのみ、保持電圧を徐々に変化させる制御を行うようにしてもよい。この場合であっても、ステッピングモータ２３の駆動開始時または駆動終了時の騒音の発生を防止することが可能である。

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

１…カメラボディ、２…レンズ鏡筒、１１…レリーズ釦、１２…マイコン、１３…スピーカ、２１…マイコン、２２…モータ駆動回路、２３…ステッピングモータ、２４…フォーカスレンズ、１００…カメラ

Claims (9)

1. 回転子と電圧の印加により励磁される複数の固定子とを有するアクチュエータと、
   前記アクチュエータにより駆動される被駆動部材と、
   前記複数の固定子を順次励磁して前記回転子を所定の停止位置まで駆動させる駆動信号を前記アクチュエータに供給する駆動信号供給手段と、
   前記駆動信号の供給による駆動の直前または前記駆動信号の供給停止による駆動の終了の直後の少なくとも一方において、前記回転子を所定の停止位置に保持する保持電圧を、当該停止位置に対応する前記固定子へ所定時間供給する電圧供給手段とを備え、
   前記電圧供給手段は、前記所定時間において、前記保持電圧の電圧レベルを目標の電圧レベルまで漸次変化させることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 請求項１に記載のレンズ鏡筒において、
   前記電圧供給手段は、前記駆動信号の供給による駆動の直前に前記保持電圧を供給する場合、当該保持電圧の電圧レベルを徐々に上昇させることを特徴とするレンズ鏡筒。
3. 請求項１に記載のレンズ鏡筒において、
   前記電圧供給手段は、前記駆動信号の供給停止による駆動の終了の直後に前記保持電圧を供給する場合、当該保持電圧の電圧レベルを徐々に下降させることを特徴とするレンズ鏡筒。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒において、
   前記電圧供給手段は、前記保持電圧を段階的に変化させることを特徴とするレンズ鏡筒。
5. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒において、
   前記電圧供給手段は、前記保持電圧を連続的に変化させることを特徴とするレンズ鏡筒。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒において、
   周囲の音を録音する録音手段を更に備え、
   前記電圧供給手段は、前記録音手段により録音が行われていない場合には、前記保持電圧の電圧レベルを前記目標の電圧レベルまで一度に変化させることを特徴とするレンズ鏡筒。
7. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒において、
   静音モードと非静音モードとを切り替え可能なカメラボディが取り付けられる取付手段を更に備え、
   前記電圧供給手段は、前記カメラボディに前記非静音モードが設定されている場合には、前記保持電圧の電圧レベルを前記目標の電圧レベルまで一度に変化させることを特徴とするレンズ鏡筒。
8. 回転子と電圧の印加により励磁される複数の固定子とを有するアクチュエータと、
   前記アクチュエータにより駆動される被駆動部材と、
   前記複数の固定子を順次励磁して前記回転子を所定の停止位置まで駆動させる駆動信号を前記アクチュエータに供給する駆動信号供給手段と、
   前記駆動信号の供給による駆動の直前または前記駆動信号の供給停止による駆動の終了の直後の少なくとも一方において、前記回転子を所定の停止位置に保持する保持電圧を、当該停止位置に対応する前記固定子へ所定時間供給する電圧供給手段とを備え、
   前記電圧供給手段は、前記所定時間において、前記保持電圧の電圧レベルを目標の電圧レベルまで漸次変化させることを特徴とするカメラ。
9. 回転子と電圧の印加により励磁される複数の固定子とを有するアクチュエータと、
   前記アクチュエータにより駆動される被駆動部材を有するレンズ鏡筒が着脱可能に取り付けられる取付手段と、
   前記複数の固定子を順次励磁して前記回転子を所定の停止位置まで駆動させる駆動信号を前記アクチュエータに供給する駆動信号供給手段と、
   前記駆動信号の供給による駆動の直前または前記駆動信号の供給停止による駆動の終了の直後の少なくとも一方において、前記回転子を所定の停止位置に保持する保持電圧を、当該停止位置に対応する前記固定子へ所定時間供給する電圧供給手段とを備え、
   前記電圧供給手段は、前記所定時間において、前記保持電圧の電圧レベルを目標の電圧レベルまで漸次変化させることを特徴とするカメラボディ。

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