JP2012247745A

JP2012247745A - レンズ位置検出装置

Info

Publication number: JP2012247745A
Application number: JP2011121733A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Narita; 大助成田
Original assignee: Sigma Corp
Current assignee: Sigma Corp
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2012-12-13

Abstract

【課題】
レンズ位置検出装置における、検出手段の検出信号にチャタリングが発生し、正しくレンズ位置検出ができない場合があった。
【解決手段】
フォーカスレンズ群の可動範囲を、第１の電圧レベル側と第２の電圧レベル側とに分割する基準位置に配置された検出手段を備え、基準位置を検出するレンズ位置検出装置において、まず制御手段は、フォーカスレンズ群の駆動手段の動作を安定させ、更に、電圧値が不安定となる、電圧の切り替わり位置付近からフォーカスレンズ群を移動し、駆動手段の初期励磁が完了してから、検出手段割り込み許可を行うことを特徴とするレンズ位置検出装置とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ光学系の一部を構成するフォーカスレンズ群を光軸方向へ移動させる焦点調整機能を有するカメラ若しくはレンズ等におけるレンズ位置検出装置に関する。

従来のカメラ若しくはレンズ等においては、レンズ光学系の一部を構成するフォーカスレンズ群を、合焦度にしたがってアクチュエータにより光軸方向へ自動で移動させる自動焦点調整機能を有するものが普及している。

また、自動焦点調整機能とともに、フォーカスレンズ群を、撮影者の直接操作により光軸方向へ手動で移動させる手動焦点調整機能を有するカメラ若しくはレンズ等も普及している。

これらのカメラ若しくはレンズ等において、合焦度にしたがってフォーカスレンズ群を自動で目標の位置に移動させるためには、フォーカスレンズ群の位置を把握する手段が必要である。

カメラ若しくはレンズ等の制御手段は、フォーカスレンズ群の位置を把握することで、駆動手段を制御し、合焦度に応じた自動焦点調整機能を行うことが可能となる。

カメラ若しくはレンズ等がフォーカスレンズ群の位置把握を行う方式として、相対的位置により把握する方式がある。

フォーカスレンズ群の位置を相対的位置により把握する方式では、フォーカスレンズ群の可動範囲において「基準位置」を定め、制御手段が駆動手段によりフォーカスレンズ群を基準位置から移動させた移動量分を相対的位置として把握する。

相対的位置によるフォーカスレンズ群の位置把握では、カメラ若しくはレンズ等を起動するたびに基準位置を精度良く検出することが重要である。

引用文献１（特開平０７−０４３５９１号公報）には、フォーカシングレンズの移動範囲の途中で、位置検出装置によりリセット位置を検出し、フォーカシングレンズの初期位置を決定するための基準位置とする光学機器が開示されている。

特開平７−０４３５９１号公報

自動焦点調整機能を有するカメラ若しくはレンズ等において、フォーカスレンズ群の駆動手段として例えばステッピングモータを採用する場合がある。

ステッピングモータは、電気的なパルス信号を与えることにより、固定子側に断続的かつ周期的に変化する励磁パターンを発生させ、この励磁パターンに従って回転子を動作させ、回転出力を得ることが可能な周知の駆動手段である。

上記のステッピングモータでは、励磁開始時において、固定子への励磁パターンと回転子の位相とが常に一致しているとは限らない。

この理由として、カメラ若しくはレンズ等の電源が切れ、ステッピングモータへの電力供給がなくなると、ステッピングモータの固定子は励磁されず、回転子がある程度自由に回転可能となってしまうことが考えられる。

ステッピングモータの回転子が自由に回転可能である時に、出力軸からステッピングモータの回転子へ外力等が加わると、回転子がステッピングモータの停止時位置から回転させられてしまう。

励磁開始時において固定子への励磁パターンと回転子の位相とがずれていると、固定子の励磁パターンと回転子の位相が同期するまで、ステッピングモータの挙動が不安定となる不安定現象が発生する。

上記不安定現象はステッピングモータに限らず、ＤＣモータのコギングトルクによる駆動初期の不安定化によっても生じるおそれがある。

基準位置検出のためのモータ駆動中に不安定現象が発生すると、基準位置検出手段の信号が乱れるチャタリングが発生するおそれがある。

例えば、検出信号を電圧値の変化で検出している検出手段として用いられる、発光部からの光を受光部で受光する構造のフォトインタラプタ（以下、ＰＩと称す）は上記の影響を受ける。ＰＩでは、発光部からの光が構造物により遮光されているか否かを、受光部が検出し、検出信号が電圧値として出力される。

ＰＩからの検出信号にチャタリングが発生すると、判断基準となる基準電圧をまたいで不安定となるため、正確に基準位置を判定することが困難となってしまう。

チャタリングは、上述したように駆動手段の駆動開始時に発生しやすいため、特にＰＩが出力する検出信号が基準電圧に近いポジションで駆動手段が始動すると、制御手段はＰＩからの検出信号を誤検知し、その後のシステムの制御に大きな影響を与えてしまう。

引用文献１に記載された光学機器では、構造部材への突き当てをリセット位置（基準位置）とはせずに、フォーカシングレンズの移動範囲の途中でリセット位置を位置検出装置により検出することで喰い付き等を防止している。これにより、構造部材への突き当てをしないことで、電気的に基準位置を検出するための位置検出装置が必要となる。

位置検出装置からの検出信号は、駆動手段から影響を受けるおそれがあるが、引用文献１に記載の光学機器ではこの問題について考慮されていない。

上記課題を解決するため、第１の発明は、光軸方向に移動可能なフォーカスレンズ群を有する光学系と、前記フォーカスレンズ群を移動させる駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、前記フォーカスレンズ群の可動範囲内で、前記フォーカスレンズ群の可動範囲の第１の電圧レベル側と第２の電圧レベル側とに分割する基準位置に配置された検出手段とを備え、前記検出手段は、前記フォーカスレンズ群が可動範囲の第１の電圧レベル側又は第２の電圧レベル側に位置するかを検出することが可能なレンズ位置検出装置において、まず、前記制御手段は、前記駆動手段の動作が安定するまで駆動し、前記検出手段が、前記フォーカスレンズ群が可動範囲の第１の電圧レベル側又は第２の電圧レベル側に位置するかを検出し、前記検出手段によって検出したフォーカスレンズ群の位置が第２の電圧レベル側であった場合には、前記駆動手段は前記フォーカスレンズ群を第２の電圧レベル側へと所定の距離駆動し、前記検出手段によって検出した前記フォーカスレンズ群の位置が第１の電圧レベル側であった場合には、前記駆動手段が、前記フォーカスレンズ群を、所定の距離第２の電圧レベル側方向へ移動し、移動する度に前記検出手段が電圧レベルを検出し、前記フォーカスレンズ群の位置が第１の電圧レベル側から第２の電圧レベル側に切り替わったことを検出するまで、第２の電圧レベル側方向への移動とフォーカスレンズ群の位置が第１の電圧レベル側か否かの検出を繰りかえし、前記フォーカスレンズ群の位置が第２の電圧レベル側になった時点からさらに前記駆動手段が、前記フォーカスレンズ群を、所定の距離、第２の電圧側へ駆動し、前記フォーカスレンズ群が第２の電圧レベル側に位置して駆動手段の初期励磁が完了してから、検出手段割り込み許可を行うことを特徴とするレンズ位置検出装置とした。

また、第２の発明は、光軸方向に移動可能なフォーカスレンズ群を有する光学系と、前記フォーカスレンズ群を移動させる駆動手段である駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、前記フォーカスレンズ群の可動範囲内で、前記フォーカスレンズ群の可動範囲の第１の電圧レベル側と第２の電圧レベル側とに分割する基準位置に配置された検出手段とを備え、前記検出手段は、前記フォーカスレンズ群が可動範囲の第１の電圧レベル側又は第２の電圧レベル側に位置するかを検出することが可能なレンズ位置検出装置において、まず、前記制御手段は、前記駆動手段の動作が安定するまで駆動し、前記検出手段が、前記フォーカスレンズ群が可動範囲の第１の電圧レベル側又は第２の電圧レベル側に位置するかを検出し、前記検出手段によって検出したフォーカスレンズ群の位置が第１の電圧レベル側であった場合には、前記駆動手段は前記フォーカスレンズ群を所定の距離第１の電圧レベル側に駆動し、前記検出手段によって検出したフォーカスレンズ群の位置が第２の電圧レベル側であった場合には、前記駆動手段は前記フォーカスレンズ群を所定の距離第２の電圧レベル側に駆動し、前記フォーカスレンズ群が第１の電圧レベル側、又は第２の電圧レベル側に所定の距離移動し、駆動手段の初期励磁が完了してから、検出手段割り込み許可を行うことを特徴とするレンズ位置検出装置とした。

また、第３の発明は、前記駆動手段は、ステッピングモータであり、前記制御手段は、前記ステッピングモータの動作を安定させるため、前記検出手段が、前記フォーカスレンズ群が可動範囲の第１の電圧レベル側又は第２の電圧レベル側に位置するかを検出する前に、前記ステッピングモータに、励磁パターンの組み合わせが一回転以上するまで励磁信号を発信し、前記励磁信号と前記駆動手段の回転を同期させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズ位置検出装置とした。

また、第４の発明は、前記検出手段はフォトインタラプタであることを特徴とする
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のレンズ位置検出装置とした。

本発明のレンズ位置検出装置では、駆動手段の駆動開始時において、駆動制御が安定するまで待機時間を確保することとし、さらに、制御手段は、検出手段から検出信号を監視し始める際に、駆動手段の駆動制御が安定化するまで検出手段割り込み許可をしないこととした。

これにより、駆動手段により駆動初期に信号検出手段において発生するおそれのあるチャタリングの影響で、レンズ位置検出装置が誤検出を起こし、正常にフォーカスレンズ群の基準位置が検出できないことを確実に防止することができるレンズ位置検出装置を提供することができる。

本発明を適用して構成された一眼レフカメラの要部構造と制御系の概略図本発明の実施例１におけるフォーカス基準位置検出のフローチャートＰＩの検出信号の波形の模式図チャタリングが発生した場合に信号検出手段が出力する信号波形の模式図本発明の実施例２におけるフォーカス基準位置検出のフローチャート

図１は本発明のレンズ位置検出装置を適用して構成された一眼レフカメラの要部構造と制御系の概略図である。同図において、１は撮像装置、２は該撮像装置１に装着可能なレンズである。

光学系２には以下の装置が搭載されている。

３は光学系、４は絞り装置、５はフォーカス時に移動するフォーカスレンズ群、６はＰＩ、７はフォーカスレンズ群５を駆動するステッピングモータ、８はステッピングモータ７や絞り装置４を制御するレンズＭＣＵである。

ＰＩ６は、第１の電圧レベル側と第２の電圧レベル側のちょうど切り替わり位置に配置されている。かかるＰＩ６は、フォーカスレンズ群５が現在、駆動範囲における第１の電圧レベル側と、第２の電圧レベル側のどちらに位置しているのかを検出する検出手段である。つまり、実施例１における光学系のフォーカスレンズ群５の駆動範囲は、ＰＩ６を境に第１の電圧レベル側と第２の電圧レベル側の２つに分けられ、フォーカスレンズ群５は常に第１、又は第２の電圧レベル側若しくはその切り替わり位置のいずれかに位置する。

一方、撮像装置１には以下の装置が搭載されている。

９は昇降動可能なミラー、１０は前記ミラー９を昇降動させるためのミラー駆動モータ、１１は公知のペンタプリズム、１２はファインダ接眼レンズ、１３はＳＰＣ（シリコンフォトダイオード）等から成る公知の測光素子、１４はＣＣＤラインセンサ等から成る公知の測距素子、１５はシャッター、１６はフィルムカメラにおけるフィルムあるいはデジタルカメラにおける固体撮像素子が位置する撮像面、１７は公知の液晶装置等から成る表示器、１８は撮影者の押し込み動作によって撮影の信号を発信するレリーズボタン、１９はカメラの露出モード等を切り替えるモードダイヤル、２０は電源、２１はカメラ本体１とレンズ鏡筒２とを接続するマウント２２に設けられた電気接点２３及び２４を介してシリアル伝送線でレンズＭＣＵ８に接続されたカメラＭＣＵである。該カメラＭＣＵ２１は焦点検出回路１８から読み出した情報を用いて、フォーカスレンズ群５の移動量を決定し、かかる移動量の情報に基づく焦点調整の指令をレンズＭＣＵ８に発信する。レンズＭＣＵ８はかかる焦点調整の指令を受け、フォーカスレンズ群を移動させる。また、カメラＭＣＵ２１はその他、測光素子１３や表示器１７などの制御も行う。

図２は実施例１の基準位置検出のフローチャートである。

かかる図２を用いて、本発明の第１実施例の基準位置検出の動作について述べる。

まず、ステップ＃１０１において撮影者が撮像装置１の電源２０をＯＮにする。

これにより、撮像装置１に装着されたレンズ２のＰＩ６の電源がＯＮになる。ＰＩ６は電源がＯＮの間、フォーカスレンズ群５が現在、駆動範囲の第１の電圧レベル側と、第２の電圧レベル側のどちらに位置しているのかを検出しつづける。

実施例１において、フォーカスレンズ群５が第１の電圧レベル側に位置する場合の検出信号はＬｏｗとし、フォーカスレンズ群５が第２の電圧レベル側に位置する場合の検出信号はＨｉとする。

次に、ステップ＃１０２において、ステッピングモータ７の同期を行う。詳しくは、レンズＭＣＵ８が、ステッピングモータ７に対して、励磁の組み合わせが１回転以上するまで励磁信号を発信する。

励磁の組み合わせが１回転以上するまで励磁信号を発信するとはつまり、レンズＭＣＵ８がステッピングモータ７の固定子の全てを、回転子を一回転させるように順に励磁するものである。

ただし、必ずしも最初に励磁した固定子の位置に回転子があるとは限らないため、回転子が実際に一回転するとは限らない。ステッピングモータの回転子が自由に回転可能である時に、出力軸からステッピングモータの回転子へ外力等が加わると、回転子がステッピングモータの停止時位置から回転させられてしまう場合があるからである。

しかしながら、実施例１においては、レンズＭＣＵ８がステッピングモータ７の固定子の全てを回転子が一回転するように順に励磁させることによって、固定子の励磁パターンと回転子の位相が、いずれかの位置で同期する。

以上のように、ステップ＃１０２は、励磁の組み合わせが１回転以上するまで励磁信号を発信することにより、ステッピングモータ７の同期を行っている。

次に、かかるステップ＃１０２のステッピングモータの同期を行う必要性について説明する。

ステッピングモータは、励磁開始時において固定子への励磁パターンと回転子の位相とがずれていると、固定子の励磁パターンと回転子の位相が同期するまで、挙動が不安定となることが知られている。このような現象をステッピングモータの不安定現象と呼ぶ。

また、レンズＭＣＵがＰＩの検出信号の電圧レベルの切り替わりを検知して、かかる電圧レベルの切り替わり位置を基準位置として設定するレンズ位置検出装置が知られている。

上記のようなレンズ位置検出装置においては、ステッピングモータの不安定現象により、ＰＩの検出信号にチャタリングが発生し、判断の基準となる基準電圧をまたいで、電圧レベルが切り替わってしまったのを検知し、本来基準位置とするべき位置ではない位置を基準位置として誤検出してしまうことがあった。

そこで、実施例１ではまず、ステッピングモータ７の固定子の励磁パターンと回転子の位相を同期させることとした。

そしてさらに、ステッピングモータ７の同期をステップ＃１０６において後述する、ＰＩ６割り込み許可に設定する前に行うことにより、仮にステッピングモータ７の同期中にステッピングモータの不安定現象が発生し、かかるステッピングモータの不安定現象を検出したＰＩ６の検出信号にチャタリングが発生したとしても、チャタリングの発生したＰＩ６の検出信号によって、基準位置を誤検出してしまうことを防止することができる。

次に、ステップ＃１０３において、レンズＭＣＵ８はＰＩ６の検出信号がＬｏｗか否かを判断する。

かかるステップ＃１０３は、ＰＩ６立ち下り信号の検知を行う後述のステップ＃１０８において、ＰＩ６の検出信号がＨｉからＬｏｗへと切り替わるのを検知し、ＰＩ６の検出信号が切り替わったフォーカスレンズ群５の位置を基準位置として検出するために必要なステップである。

つまり、実施例１においては、基準位置を検出するため、ＰＩ６の検出信号がＨｉからＬｏｗへと切り替わるのをレンズＭＣＵ８が検知する必要がある。したがって、まず、フォーカスレンズ群５を、ＰＩ６がＨｉの信号を発する位置である、第２の電圧レベル側に位置させる必要がある。

そのため、ステップ＃１０３において、ＰＩ６の検出信号がＨｉであった場合にはステップ＃１０４に進む。対して、ＰＩ６の検出信号がＬｏｗであった場合にはステップ＃１１０に進む。

ステップ＃１０４において、レンズＭＣＵ８が、ステッピングモータ７により、フォーカスレンズ群５を第２の電圧レベル側方向へ所定の距離分移動させる。

かかる所定の距離について、図３を用いて説明する。

図３はＰＩの検出信号の波形の模式図である。図３の縦軸は電圧値であり、横軸はフォーカスレンズ群位置である。

実施例１において所定の距離とは図３に示すａの距離である。かかるａの距離分の移動量は検出信号がＨｉからＬｏｗ又はＬｏｗからＨｉへ完全に切り替わる移動量を示している。

図３に示すように、検出信号がＨｉからＬｏｗ又はＬｏｗからＨｉへ切り替わる際、信号の波形は傾斜を描いている。ＰＩ６は受光センサであるため、完全遮光領域と完全受光領域の中間の領域は、図３に示すように受光量に応じて検出信号が連続的に変化する。また、かかる傾斜の角度はＰＩの特性によって異なる。

したがって、ステップ＃１０４における所定の距離はＰＩの特性ごとに設定することが望ましい。

次に、上記ステップ＃１０４の、レンズＭＣＵ８が、ステッピングモータ７により、フォーカスレンズ群５を第２の電圧レベル側方向へ所定の距離分、移動させることの必要性について説明する。

ステップ＃１０４において、レンズＭＣＵ８がフォーカスレンズ群５を第２の電圧レベル側方向へ上記所定の距離分移動させるのは、図３のａで示す、完全遮光領域と完全受光領域の中間の領域にフォーカスレンズ群５を位置させないためである。

図３のａで示す、完全遮光領域と完全受光領域の中間の領域にフォーカスレンズ群５を位置させないのは、かかる領域でステッピングモータの不安定現象が発生し、ＰＩ６の検出信号にチャタリングが発生した場合、チャタリングによるＰＩ６の検出信号の切り替わりを基準位置として誤検知するおそれがあるからである。

かかる誤検知のおそれの差について、図４を用いて、図３のａで示す、完全遮光領域と完全受光領域の中間の領域でステッピングモータの不安定現象が発生し、ＰＩ６の検出信号にチャタリングが発生した場合と、図３のａの領域外でステッピングモータの不安定現象が発生し、ＰＩ６の検出信号にチャタリングが発生した場合を比較し、説明する。

図４はチャタリングが発生した場合に信号検出手段が出力する信号波形の模式図である。図４（Ａ）がａの領域でかかるチャタリングが発生した場合の例であり、図４（Ｂ）がａの領域以外でかかるチャタリングが発生した場合の例である。

図４に示す通り、ａの領域でかかるチャタリングが発生した場合、ａの領域外でチャタリングが発生した場合に比べて、チャタリングによるＰＩ６の検出信号の切り替わりを基準位置として誤検知しやすくなる。

これは、図３のａで示す、完全遮光領域と完全受光領域の中間の領域は、ＰＩ６の検出信号の切り替わり位置に近いことから、本来のＰＩ６の検出信号がＨｉからＬｏｗへ傾いているため、すこしの信号値の乱れでも判断の基準となる基準電圧をまたいで、検出信号が切り替わりやすいためである。

したがって、ステップ＃１０４において、フォーカスレンズ群５を図３のａの領域外へ確実に移動させるため、第２の電圧レベル側方向へ上記所定の距離分移動する必要がある。

次に、ステップ＃１０５において、レンズＭＣＵ８はステッピングモータ７の初期励磁を行う。

かかる初期励磁とは、固定子を励磁して回転子を保持することを指す。

かかる初期励磁を行うことによってステッピングモータ７は安定する。これにより、ステッピングモータの不安定現象は発生しないが、仮に、ステップ＃１０５における初期励磁中にステッピングモータの不安定現象が発生し、かかるステッピングモータの不安定現象により影響されたＰＩ６の検出信号においてチャタリングが発生したとしても、ステップ＃１０５のステッピングモータ７の初期励磁をステップ＃１０６において後述する、ＰＩ６割り込み許可の設定前に行うことにより、ＰＩ６の検出信号にチャタリングが発生し、フォーカスレンズ群の基準位置を誤検出してしまうことを防止することができる。

次に、ステップ＃１０６においてレンズＭＣＵ８はＰＩ６割り込み許可に設定する。

実施例１において、レンズＭＣＵ８がＰＩ６割り込み許可の設定をすると、かかる許可の設定をした以降、レンズＭＣＵ８がＰＩ６の検出信号がＨｉからＬｏｗへ切り替わったことを検知したら、レンズＭＣＵ８はその時点のフォーカスレンズ群５の位置を基準位置として検出する。

つまり、実施例１においては、レンズＭＣＵ８がＰＩ６割り込み許可設定を行わない限り、ＰＩ信号がＨｉからＬｏｗへ切り替わっても基準位置は検出されない。

ここで、仮に、ＰＩの検出信号がＨｉからＬｏｗへと切り替わるのを検知し、ＰＩの検出信号が切り替わったフォーカスレンズ群の位置を基準位置として検出するレンズ位置検出装置において、ＰＩ６割り込み許可の設定は、フォーカスレンズ群が、ＰＩがＨｉの検出信号を発する第２の電圧レベル側に位置すると判断した直後に行われていたとする。

上記のような場合、前述のようにステッピングモータの不安定現象が発生し、これにより、ＰＩの検出信号にチャタリングが発生して、判断の基準となる基準電圧をまたいで、電圧レベルが切り替わってしまったのを検知した場合に、基準位置を誤検出してしまうおそれがある。

そのため、実施例１においては、ステップ＃１０２において、レンズＭＣＵ８がステッピングモータ７の固定子の励磁パターンと回転子の位相を同期させ、更に、ステップ＃１０４において、レンズＭＣＵ８がステッピングモータ７により、フォーカスレンズ群５を、仮にＰＩ６の検出信号にチャタリングが発生しても判断の基準となる基準電圧をまたいで電圧レベルが切り替わってしまうおそれのない位置まで移動させ、更に、ステップ＃１０５において、レンズＭＣＵ８がステッピングモータ７の初期励磁を行い、ステッピングモータ７を安定させてから、ステップ＃１０６において、ＰＩ６割り込み許可に設定するようにしている。

次に、ステップ＃１０７において、レンズＭＣＵ８がステッピングモータ７の駆動を制御し、フォーカスレンズ群５を第１の電圧レベル側へ移動させる。

前述の通り、ステップ＃１０５において、初期励磁を行っているのでステッピングモータ７はすでに安定しており、ステップ＃１０７においてレンズＭＣＵ８がステッピングモータ７により、フォーカスレンズ群５を第１の電圧レベル側へ移動させる際、ステッピングモータ７に不安定現象は発生せず、ＰＩ６の検出信号にチャタリングは発生しない。

ステップ＃１０７でレンズＭＣＵ８がステッピングモータ７により、フォーカスレンズ群５の第１の電圧レベル側への移動を開始すると、かかるフォーカスレンズ群５の移動中、ステップ＃１０８において、レンズＭＣＵ８はＰＩ６立ち下り信号を検出したか否かを判断する。

第１実施例においては、ステップ＃１０７においてフォーカスレンズ群５を第１の電圧レベル側へ移動中、ステップ＃１０８において、常にレンズＭＣＵ８はＰＩ６からの信号を監視し続け、ＰＩ６立ち下り信号を検知したか否かを判断している。

ＰＩ６立ち下り信号とは、ＰＩ６の検出信号がＨｉからＬｏｗへ切り替わった時点でＰＩ６が発する信号である。ＰＩ６の検出信号がＨｉからＬｏｗへ切り替わるということは、フォーカスレンズ群５が第２の電圧レベル側から第１の電圧レベル側に移動したことを示す。

第１実施例においては、かかるステップ＃１０８でＰＩ６立ち下り信号が検出された際のフォーカスレンズ群５の位置を基準位置とする。

ステップ＃１０８でＰＩ６立ち下り信号を検出した場合はステップ＃１０９へ進み、検出しなかった場合にはステップ＃１１４へ進む。

第１実施例においては、レンズＭＣＵ８がＰＩ６立下り信号を検出するまで、レンズＭＣＵ８は、ステップ＃１１４にある通り、第１の電圧領域側方向へＬパルス分の移動量を上限として、ステップ＃１０７の第１の電圧領域側方向へのフォーカスレンズ群５の移動とステップ＃１０８のＰＩ６立下り信号検出のための信号監視を繰り返す。

ステップ＃１０９においては、現在位置調整を行う。かかる現在位置調整とは、レンズＭＣＵ８がステッピングモータ７により、フォーカスレンズ群５をステップ＃１０８で検出した基準位置に移動させることである。

かかる現在位置調整は、撮影のため、フォーカスを行う際の準備として行う。つまり、フォーカスの際、基準位置から第１の電圧レベル側又は第２の電圧レベル側へ何パルス分駆動するという命令がカメラＭＣＵ２１からレンズＭＣＵ８に送られ、その命令通りにフォーカスレンズ群５が駆動されるため、カメラＭＣＵ２１とレンズＭＣＵ８はフォーカスの命令を送る前に、フォーカスレンズ群５を基準位置に位置させる必要がある。このため、第１実施例のレンズ位置検出装置においては、かかる現在位置調整を行う。

かかるステップ＃１０９でステッピングモータ７がレンズＭＣＵ８の制御により、フォーカスレンズ群５を基準位置に移動させ、基準位置検出完了となり、この後、撮影者は撮影を行うことができる。

次に、ステップ＃１０３において、ＰＩ６の検出信号がＬｏｗであった場合について説明する。ＰＩ６の検出信号がＬｏｗであった場合には、ステップ＃１０３からステップ＃１１０に進む。

ステップ＃１１０においては、ループカウントを０とする。かかるループカウントは、ＰＩ６の検出信号がＨｉになるまで後述のステップ＃１１１ステップ＃１１２ステップ＃１１３の処理を繰り返すため、何回ステップ＃１１１ステップ＃１１２ステップ＃１１３の処理を繰り返したかカウントするためのものである。

ステップ＃１１０においてループカウントを０とすると、ステップ＃１１１に進む。ステップ＃１１１においては、フォーカスレンズ群５を第２の電圧レベル側方向に予め決定した所定の距離分移動し、さらにループカウントを１加算する。

次に、ステップ＃１１２においては、制御手段が、ループカウントがＮ以上か否かを判断する。

ループカウントがＮ未満であれば、ステップ＃１１３に進み、ループカウントがＮ以上であれば、ステップ＃１１６に進む。

ステップ＃１１３では、ＰＩ６の検出信号がＬｏｗであるか否かを判断する。ＰＩ６の検出信号がＨｉの場合には、ステップ＃１０４に進む。ＰＩ６の検出信号がＬｏｗの場合には、ステップ＃１１１に戻る。

次に、ステップ＃１１２においてループカウントの閾値となるＮ回というループ回数の設定について説明する。

実施例１においては、フォーカスレンズ群５を第２の電圧レベル側方向に、所定の距離分、Ｎ回駆動させた場合、駆動を行う前のフォーカスレンズ群５がどの位置にあろうとも、必ず第２の電圧レベル側に位置するように構成されている。

つまり、第２の電圧レベル側方向にフォーカスレンズ群５を、所定の距離分、Ｎ回駆動させてもＰＩ６の検出信号がＬｏｗのまま変化がない場合には、レンズＭＣＵ８がフォーカスレンズ群５の駆動に何らかの不具合が発生したものと判断する。

したがって、ステップ＃１１２において、レンズＭＣＵ８が、第２の電圧レベル側方向にフォーカスレンズ群５を所定の距離分、Ｎ回駆動させ、それでも、ＰＩ６の検出信号がＨｉにならず、ループカウントがＮになった場合には、ステップ＃１１６に進み、基準位置検出失敗フラグ＝ＯＮとして、基準位置検出完了となる。

ステップ＃１１６において、基準位置検出失敗フラグ＝ＯＮとすると、撮影者が撮像装置１のレリーズボタン１８を押し、撮影動作を行っても、撮影画像データの取得は行われない。

また、第１実施例においては、ステップ＃１１２において、所定の距離分、Ｎ回以上駆動したか否かを判断し、Ｎ回以上駆動してもＰＩ６立ち下り信号又はＰＩ立ち上り信号を検出しない場合、ＰＩ６が破損しているか、又は検知ができていないものとして、エラーと判断しているが、かかるＮ回は、適宜レンズの特性により、設定すべきものである。詳しくは、フォーカスレンズ群５の可動範囲の端から他方の端までを駆動させるのに必要なパルス数をＬとして、所定回数をＮ回とし、所定の距離分フォーカスレンズ群５を駆動させるのに必要なパルス数をｘとして、（Ｎ×ｘ）＞Ｌ（ただし、Ｎ＞０，Ｌ＞０）を満たす回数を設定する。

次に、ステップ＃１０８において、ＰＩ６立ち下り信号を検知しなかった場合について説明する。ＰＩ６立ち下り信号を検知しなかった場合にはステップ＃１０８からステップ＃１１４に進む。

ステップ＃１１４において、レンズＭＣＵ８は、ステッピングモータ７がフォーカスレンズ群を第１の電圧レベル側方向にＬパルス駆動したか否かを判断する。

レンズＭＣＵ８がステッピングモータ７によりフォーカスレンズ群５を第１の電圧レベル側方向にＬパルス駆動していない場合にはステップ＃１０７に戻り、駆動している場合には、ステップ＃１１５に進む。

次に、ステップ＃１１４でレンズＭＣＵ８がステッピングモータ７により、フォーカスレンズ群５を第１の電圧レベル側方向に駆動する、Ｌパルスという駆動量の設定について説明する。

実施例１においては、レンズＭＣＵ８がステッピングモータ７により、フォーカスレンズ群５を第１の電圧レベル側方向にＬパルス分駆動させた場合、駆動を行う前のフォーカスレンズ群５がどの位置にあろうとも、必ず第１の電圧レベル領域に位置するように構成されている。

したがって、レンズＭＣＵ８がステッピングモータ７により、フォーカスレンズ群５を第１の電圧レベル側方向にＬパルス駆動しているにもかかわらず、ＰＩ６の検出信号がＨｉのままＬｏｗに切り替わらず、ＰＩ６立ち下り信号が検出されない場合には、ＰＩ６の検出が破損しているか、又は検知ができていないものとして、エラーと判断し、ステップ＃１１５に進む。

また、第１実施例においては、レンズＭＣＵ８がステッピングモータ７により、フォーカスレンズ群５をＬパルス駆動したか否かを判断し、Ｌパルス駆動してもＰＩ６立ち下り信号又は立ち上り信号を検出しない場合、ＰＩ６が破損しているか、又は検知ができていないものとして、エラーと判断しているが、かかるＬパルスは、適宜、発明を実施するレンズのフォーカスレンズ群の可動範囲の端から他方の端までを駆動するのに必要なパルス数を設定することが望ましい。

ステップ＃１１５では基準位置検出失敗フラグ＝ＯＮとして、基準位置検出完了となる。

上記からわかる通り、実施例１のレンズ位置検出装置では、ＰＩ６立ち下り信号を検出することによってフォーカスレンズ群の基準位置を決定している。

次に、第２実施例におけるレンズ位置検出装置について説明する。

実施例２のレンズ位置検出装置を適用して構成された一眼レフカメラの要部構造と制御系は、実施例１の検出装置と同様のため、構成に関する説明は省略する。

図５は実施例２のレンズ位置検出のフローチャートである。

かかる図５を用いて、本発明の第２実施例のレンズ位置検出装置の動作について述べる。

まず、ステップ＃２０１において撮影者が撮像装置１の電源２０をＯＮにする。

これにより、撮像装置１に装着された光学系２のＰＩ６の電源がＯＮになる。ＰＩ６は電源がＯＮの間、フォーカスレンズ群５が現在、駆動範囲の第１の電圧レベル側と、第２の電圧レベル側のどちらに位置しているのかを検出しつづける。

第２実施例においてフォーカスレンズ群５が第１の電圧レベル側に位置する場合の検出信号はＬｏｗとし、フォーカスレンズ群５が第２の電圧レベル側の領域に位置する場合の検出信号はＨｉとする。

次に、ステップ＃２０２において、ステッピングモータ７の同期を行う。詳しくは、レンズＭＣＵ８は、ステッピングモータ７に対して、励磁の組み合わせが１回転以上するまで励磁信号を発信する。

これは実施例１のレンズ位置検出装置の説明で述べたとおり、ＰＩ６割り込み許可設定を行う前に、ステッピングモータ７の固定子への励磁パターンと回転子の位相との同期をはかり、ステッピングモータを安定させることで、チャタリングが発生したＰＩ６の検出信号により、基準位置を誤検出することを防止するためである。

次に、ステップ＃２０３においては、レンズＭＣＵ８はＰＩ６の検出信号がＬｏｗか否かを判断する。

ステップ＃２０３においてＰＩ６の検出信号がＬｏｗであった場合にはステップ＃２０４に進み、Ｈｉであった場合にはステップ＃２１０に進む。

次に、ステップ＃２０４においては、レンズＭＣＵ８がステッピングモータ７により、フォーカスレンズ群５を第１の電圧レベル側方向へ所定の距離分、移動させる。

これは実施例１のレンズ位置検出装置の説明で述べたとおり、チャタリングが発生した際に、その影響が大きく出てしまう図３のａで示す完全遮光領域と完全受光領域の中間の領域にフォーカスレンズ群５を位置させないためである。

次に、ステップ＃２０５において、レンズＭＣＵ８はステッピングモータ７の初期励磁を行う。

実施例１のレンズ位置検出装置の説明で述べたとおり、かかる初期励磁を行うことによってステッピングモータ７は安定する。これにより、ステッピングモータの不安定現象は発生しないが、仮に、ステップ＃２０５における初期励磁中にステッピングモータの不安定現象が発生し、かかるステッピングモータの不安定現象により影響されたＰＩ６の検出信号においてチャタリングが発生したとしても、ステップ＃２０５のステッピングモータ７の初期励磁を、ステップ＃２０６において後述する、ＰＩ６割り込み許可に設定する前に行うことにより、ＰＩ６の検出信号にチャタリングが発生し、フォーカスレンズ群の基準位置を誤検出してしまうことを防止することができる。

次に、ステップ＃２０６でＰＩ６割り込み許可の設定をする。

かかるＰＩ６割り込み許可の設定は、実施例１のレンズ位置検出装置の説明で述べたとおり、ステップ＃２０２においてステッピングモータを同期し、ステップ＃２０４において電圧値が不安定となる、電圧の切り替わり位置付近からフォーカスレンズ群５を移動し、更にステップ＃２０５においてステッピングモータ７の初期励磁が完了してから行う。これにより、仮にＰＩ６の検出信号にチャタリングが発生しても、基準位置を誤検出することを防止することができる。

次にステップ＃２０７においては、レンズＭＣＵ８がステッピングモータ７により、フォーカスレンズ群５を第２の電圧レベル側へ移動させる。かかる移動を開始すると、フォーカスレンズ群５の移動中、ステップ＃２０８において、レンズＭＣＵ８はＰＩ６立ち上り信号を検出したか否かを判断する。

ステップ＃２０８において、ＰＩ６立ち上り信号を検出した場合はステップ＃２０９に進み、検出しなかった場合はステップ＃２１６に進む。

第２実施例においては、レンズＭＣＵ８がＰＩ６立下り信号を検出するまで、レンズＭＣＵ８は、ステップ＃２１６にある通り、第１の電圧領域側方向へＬパルス分の移動量を上限として、ステップ＃２０７の第１の電圧領域側方向へのフォーカスレンズ群５の移動とステップ＃２０８のＰＩ６立ち上り信号検出のための信号監視を繰り返す。

ステップ＃２０８でＰＩ６立ち上り信号を検知した際のフォーカスレンズ群５の位置を基準位置とし、ステップ＃２０９でステッピングモータ７がレンズＭＣＵ８の制御により、フォーカスレンズ群５を基準位置に移動して、基準位置検出完了となり、この後、撮影者は撮影を行うことができる。

次に、ステップ＃２０３において、ＰＩ６の検出信号がＨｉであった場合について説明する。かかる場合にはステップ＃２１０に進む。

ステップ＃２１０においては、レンズＭＣＵ８がステッピングモータ７により、フォーカスレンズ群５を第２の電圧レベル側方向へ所定の距離分、移動させる。

これは実施例１のレンズ位置検出装置の説明で述べたとおり、ＰＩ６の検出信号が安定しない、図３に示すａの完全遮光領域と完全受光領域の中間の領域に、フォーカスレンズ群５を位置させないためである。

次に、ステップ＃２１１において、レンズＭＣＵ８が、ステッピングモータ７の初期励磁を行う。

実施例１のレンズ位置検出装置の説明で述べたとおり、かかる初期励磁を行うことによってステッピングモータ７は安定する。これにより、ステッピングモータの不安定現象は発生しないが、仮に、ステップ＃２１１における初期励磁中にステッピングモータの不安定現象が発生し、かかるステッピングモータの不安定現象により影響されたＰＩ６の検出信号においてチャタリングが発生したとしても、ステップ＃２１１のステッピングモータ７の初期励磁をステップ＃２１２において後述する、ＰＩ６割り込み許可に設定する前に行うことにより、ＰＩ６の検出信号にチャタリングが発生し、フォーカスレンズ群の基準位置を誤検出してしまうことを防止することができる。

次に、ステップ＃２１２でＰＩ６割り込み許可の設定をする。

かかるＰＩ６割り込み許可の設定は、実施例１のレンズ位置検出装置の説明で述べたとおり、ステップ＃２０２においてステッピングモータを同期し、ステップ＃２１０において電圧値が不安定となる、電圧の切り替わり位置付近からフォーカスレンズ群５を移動し、更にステップ＃２１１においてステッピングモータ７の初期励磁が完了してから行う。これにより、仮にＰＩ６の検出信号にチャタリングが発生しても、基準位置を誤検出することを防止することができる。

次に、ステップ＃２１３においてレンズＭＣＵ８がステッピングモータ７を駆動して、フォーカスレンズ群５を第１の電圧レベル側へ移動する。かかる移動を開始すると、フォーカスレンズ群５の移動中、ステップ＃２１４において、レンズＭＣＵ８はＰＩ６立ち下り信号を検出したか否かを判断する。

ステップ＃２１４において、ＰＩ６立ち下り信号を検出した場合はステップ＃２１５に進み、検出しなかった場合はステップ＃２１８に進む。

第２実施例においては、レンズＭＣＵ８がＰＩ立下り信号を検出するまで、レンズＭＣＵ８はステップ＃２１８にある通り、第１の電圧領域側方向へＬパルス分の移動量を上限として、ステップ＃２１３の第１の電圧領域側方向へのフォーカスレンズ群５の移動とステップ＃２１４のＰＩ立ち下り信号検出のための信号監視を繰り返す。

ステップ＃２１４でＰＩ６立ち下り信号を検知した位置を基準位置とし、ステップ＃２１５でステッピングモータ７がレンズＭＣＵ８の制御により、フォーカスレンズ群５を基準位置に移動して、基準位置検出完了となり、この後、撮影を行うことができる。

次に、ステップ＃２０８でＰＩ６立ち上り信号を検出しなかった場合について説明する。かかる場合には、ステップ＃２１６に進む。

ステップ＃２１６において、レンズＭＣＵ８は、ステッピングモータ７が第２の電圧レベル側方向にＬパルス駆動したか否かを判断する。

ステッピングモータ７が第２の電圧レベル側方向にＬパルス駆動していない場合にはステップ＃２０７に戻り、駆動している場合には、ステップ＃２１７に進む。

実施例２においては、レンズＭＣＵ８がステッピングモータ７により、フォーカスレンズ群５を第２の電圧レベル側方向にＬパルス駆動させた場合、駆動を行う前のフォーカスレンズ群５がどの位置にあろうとも、必ず第２の電圧レベル領域に位置するように構成されている。

したがって、ステッピングモータ７が第２の電圧レベル側方向にＬパルス駆動しているにもかかわらず、ＰＩ６の検出信号がＬｏｗのままＨｉに切り替わらず、ＰＩ６立ち上り信号が検出されない場合には、ＰＩ６の検出が破損しているか、又は検知ができていないものとして、エラーと判断し、ステップ＃２１７に進む。

また、第２実施例においては、Ｌパルス駆動したか否かを判断し、Ｌパルス駆動してもＰＩ６立ち下り信号又はＰＩ６立ち上り信号を検出しない場合、ＰＩ６が破損しているか、又は検知ができていないものとして、エラーと判断しているが、かかるＬパルスは適宜、発明を実施するレンズのフォーカスレンズ群の可動範囲の端から他方の端までを駆動するのに必要なパルス数を設定することが望ましい。

ステップ＃２１７では基準位置検出失敗フラグ＝ＯＮとし、完了となる。

次に、ステップ＃２１４でＰＩ６立ち下り信号を検出しなかった場合について説明する。かかる場合には、ステップ＃２１８に進む。

ステップ＃２１８において、レンズＭＣＵ８は、ステッピングモータ７がフォーカスレンズ群５を第１の電圧レベル側方向にＬパルス駆動したか否かを判断する。

ステッピングモータ７が第１の電圧レベル側方向にＬパルス駆動していない場合にはステップ＃２１３に戻り、駆動している場合には、ステップ＃２１７に進む。

実施例２においては、レンズＭＣＵ８がステッピングモータ７により、フォーカスレンズ群５を第１の電圧レベル側方向にＬパルス駆動させた場合、駆動を行う前のフォーカスレンズ群５がどの位置にあろうとも、必ず第１の電圧レベル領域に位置するように構成されている。

したがって、レンズＭＣＵ８がステッピングモータ７によりフォーカスレンズ群５を第１の電圧レベル側方向にＬパルス駆動しているにもかかわらず、ＰＩ６の検出信号がＨｉのままＬｏｗに切り替わらず、ＰＩ６立ち下り信号が検出されない場合には、ＰＩ６が破損しているか、又は検知ができていないものとして、エラーと判断し、ステップ＃２１７に進む。

また、前述の通り、ステップ＃２１８においてもＬパルスは適宜、発明を実施するレンズのフォーカスレンズ群の可動範囲の端から他方の端までを駆動するのに必要なパルス数を設定する。

上記からわかるとおり、実施例２のレンズ位置検出装置では、ＰＩ６立ち下り信号またはＰＩ６立ち上がり信号いずれかひとつを検出することによってフォーカスレンズ群の基準位置を決定している。

また、第１実施例及び第２実施例ではレンズ交換可能なデジタルカメラを想定しているが、例えば光学系が一体となったカメラにおいても同様に本発明を実施することができる。

１撮像装置
２レンズ
３光学系
４絞り装置
５フォーカスレンズ群
６ＰＩ
７ステッピングモータ
８レンズＭＣＵ
９ミラー
１０ミラー駆動モータ
１１ペンタプリズム
１２ファインダ接眼レンズ
１３測光素子
１４測距素子
１５シャッター
１６撮像面
１７表示器
１８レリーズボタン
１９モードダイヤル
２０電源
２１カメラＭＣＵ
２２マウント
２３電気接点ａ
２４電気接点ｂ

Claims

光軸方向に移動可能なフォーカスレンズ群を有する光学系と、
前記フォーカスレンズ群を移動させる駆動手段と、
前記駆動手段を制御する制御手段と、
前記フォーカスレンズ群の可動範囲内で、前記フォーカスレンズ群の可動範囲の第１の電圧レベル側と第２の電圧レベル側とに分割する基準位置に配置された検出手段とを備え、
前記検出手段は、前記フォーカスレンズ群が可動範囲の第１の電圧レベル側又は第２の電圧レベル側に位置するかを検出することが可能なレンズ位置検出装置において、
まず、前記制御手段は、前記駆動手段の動作が安定するまで駆動し、
前記検出手段が、前記フォーカスレンズ群が可動範囲の第１の電圧レベル側又は第２の電圧レベル側に位置するかを検出し、
前記検出手段によって検出したフォーカスレンズ群の位置が第２の電圧レベル側であった場合には、前記駆動手段は前記フォーカスレンズ群を第２の電圧レベル側へと所定の距離駆動し、
前記検出手段によって検出した前記フォーカスレンズ群の位置が第１の電圧レベル側であった場合には、前記駆動手段が、前記フォーカスレンズ群を、所定の距離第２の電圧レベル側方向へ移動し、移動する度に前記検出手段が電圧レベルを検出し、前記フォーカスレンズ群の位置が第１の電圧レベル側から第２の電圧レベル側に切り替わったことを検出するまで、第２の電圧レベル側方向への移動とフォーカスレンズ群の位置が第１の電圧レベル側か否かの検出を繰りかえし、前記フォーカスレンズ群の位置が第２の電圧レベル側になった時点からさらに前記駆動手段が、前記フォーカスレンズ群を、所定の距離、第２の電圧側へ駆動し、
前記フォーカスレンズ群が第２の電圧レベル側に位置して駆動手段の初期励磁が完了してから、
検出手段割り込み許可を行う
ことを特徴とするレンズ位置検出装置。
光軸方向に移動可能なフォーカスレンズ群を有する光学系と、
前記フォーカスレンズ群を移動させる駆動手段である駆動手段と、
前記駆動手段を制御する制御手段と、
前記フォーカスレンズ群の可動範囲内で、前記フォーカスレンズ群の可動範囲の第１の電圧レベル側と第２の電圧レベル側とに分割する基準位置に配置された検出手段とを備え、
前記検出手段は、前記フォーカスレンズ群が可動範囲の第１の電圧レベル側又は第２の電圧レベル側に位置するかを検出することが可能なレンズ位置検出装置において、
まず、前記制御手段は、前記駆動手段の動作が安定するまで駆動し、
前記検出手段が、前記フォーカスレンズ群が可動範囲の第１の電圧レベル側又は第２の電圧レベル側に位置するかを検出し、
前記検出手段によって検出したフォーカスレンズ群の位置が第１の電圧レベル側であった場合には、前記駆動手段は前記フォーカスレンズ群を所定の距離第１の電圧レベル側に駆動し、
前記検出手段によって検出したフォーカスレンズ群の位置が第２の電圧レベル側であった場合には、前記駆動手段は前記フォーカスレンズ群を所定の距離第２の電圧レベル側に駆動し、
前記フォーカスレンズ群が第１の電圧レベル側、又は第２の電圧レベル側に所定の距離移動し、駆動手段の初期励磁が完了してから、
検出手段割り込み許可を行う
ことを特徴とするレンズ位置検出装置。
前記駆動手段は、ステッピングモータであり、
前記制御手段は、
前記ステッピングモータの動作を安定させるため、
前記検出手段が、前記フォーカスレンズ群が可動範囲の第１の電圧レベル側又は第２の電圧レベル側に位置するかを検出する前に、
前記ステッピングモータに、励磁パターンの組み合わせが一回転以上するまで励磁信号を発信し、
前記励磁信号と前記駆動手段の回転を同期させることを特徴とする
請求項１又は請求項２に記載のレンズ位置検出装置
前記検出手段はフォトインタラプタであることを特徴とする
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のレンズ位置検出装置。