JP2014089402A - 光学部材位置検出装置及びそれを有するレンズ駆動装置及びレンズ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 レンズ鏡筒にレンズ駆動装置を取り付ける作業を簡単にすることを可能にした光学部材位置検出装置及びそれを有するレンズ駆動装置及びレンズ装置を提供する。
【解決手段】 可動な光学部材と、該光学部材との間で動力を伝達する光学部材駆動機構とを備えるレンズ鏡筒に、着脱可能に接続される、光学部材位置検出装置であって、該光学部材駆動機構と係合して力を伝達する動力伝達手段と、該動力伝達手段の位置を検出する位置検出手段と、該光学部材位置検出装置をレンズ鏡筒に接続するための鏡筒取付モードにおいて、該動力伝達手段の位置が所定の位置にあるか否かを判断する駆動制御手段と、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レンズ鏡筒に着脱可能に取り付けて使用する光学部材位置検出装置及びそれを有するレンズ駆動装置及びレンズ装置に関し、特に、可動の光学部材を有するレンズ鏡筒に取り付けて該可動光学部材の位置を検出する光学部材位置検出装置及びそれを有するレンズ駆動装置及びレンズ装置に関するものである。

可動の光学部材を有するレンズ鏡筒の光学部材を操作しやすくするために、レンズ鏡筒にレンズ駆動装置（レンズグリップやドライブユニットと呼ばれることもある）を取り付け、レンズ駆動装置からの光学部材の駆動や、光学部材の位置の確認を行っている。特に光学部材の位置を確認するためには、光学部材の位置とレンズ駆動装置の位置検出部（ポテンショメータやエンコーダ等）の位置信号とを対応付ける必要があり、そのためレンズ鏡筒にレンズ駆動装置を取り付ける作業が重要となっている。

従来、レンズ鏡筒にレンズ駆動装置を取り付ける作業は製品の製造段階で行われ、作業工具などを利用し行っていた。
例えば、特許文献１では、組立性を損なうことなく、防水、防塵機能を強化したレンズ駆動装置が開示されている。

特開２００９−２５５１５号公報

しかしながら、従来技術では、レンズ鏡筒に光学部材位置検出装置を含むレンズ駆動装置を取り付ける作業には作業工具と専門的な知識が必要となる。そのため、製造現場外で行う際には専門知識を有する人が専用の作業工具を用いて取り付けを行う必要があった。したがって、工具を使用せずにレンズ鏡筒にレンズ駆動装置（光学部材位置検出装置）を付け替えるということは事実上不可能であった。

そこで、本発明の目的は、レンズ鏡筒にレンズ駆動装置を取り付ける作業を簡単にすることを可能にした光学部材位置検出装置及びそれを有するレンズ駆動装置及びレンズ装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の光学部材位置検出装置は、可動な光学部材と、該光学部材との間で動力を伝達する光学部材駆動機構とを備えるレンズ鏡筒に、着脱可能に接続される、光学部材位置検出装置であって、該光学部材駆動機構と係合して力を伝達する動力伝達手段と、該動力伝達手段の位置を検出する位置検出手段と、該光学部材位置検出装置をレンズ鏡筒に接続するための鏡筒取付モードにおいて、該動力伝達手段の位置が所定の位置にあるか否かを判断する駆動制御手段と、を有する、ことを特徴とする。

本発明によればレンズ鏡筒にレンズ装置を取り付ける作業を簡単にすることを可能にしたレンズ装置を提供することができる。

第１実施形態の構成ブロック図 第１実施形態の全体の処理を示すフローチャート 第１実施形態の鏡筒取付モードの処理を示すフローチャート 第１実施形態の鏡筒取付モードにおけるユーザ操作の手順を示すフローチャート ポテンショメータ有効範囲と操作リング駆動範囲の関係を示す図 第１実施形態の取付検査モードの処理を示すフローチャート 第２実施形態の構成ブロック図 第２実施形態の全体の処理を示すフローチャート 第２実施形態の取付検出手段による取付検出判断処理を示すフローチャート 駆動トルクと電圧、回転数、電流の関係を示す図 誤差を考慮した駆動トルクと電圧、回転数、電流の関係を示す図 第２実施形態の鏡筒取付モードの処理を示すフローチャート 第２実施形態の鏡筒取付モードにおけるユーザ操作の手順を示すフローチャート 第２実施形態の取付検査モードの処理を示すフローチャート 第２実施形態の取付検査モードにおけるユーザ操作の手順を示すフローチャート 第２実施形態の派生形を示す構成ブロック図 第２実施形態の派生形を示す構成ブロック図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の（光学部材位置検出装置を含む）レンズ駆動装置を備えるレンズ装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
図１のブロック図に示すように、レンズ装置は、レンズ鏡筒１０とレンズ駆動装置であるドライブユニット１１とを備える。レンズ鏡筒１０は、可動光学部材としてのズームレンズ１０２と、ズームレンズ１０２を駆動するための光学部材駆動機構としてのズーム操作リング１０１を有している。ドライブユニット１１は、レンズ鏡筒１０に取り付けるための取付手段として不図示のビス穴を複数有し、ビス等の固定手段によってレンズ鏡筒１０に着脱可能に固定される。レンズ鏡筒１０のズームレンズ１０２は、ズーム操作リング１０１を介したドライブユニット１１からの駆動力によって駆動される。

ドライブユニット１１は、レンズ鏡筒に接続された時にズーム操作リング１０１に接続（係合）し、駆動力を伝達する動力伝達手段としてのズームギア１１１、ズームギア１１１を駆動する電動駆動手段としてのズームモータ１１１１、ズームギア１１１の位置を検出する位置検出手段としてのズームポテンショメータ１１１２、ズームモータ１１１１の駆動を制御するズーム駆動制御部１１１３（駆動制御手段）、を有する。また、ドライブユニット１１は、後述する鏡筒取付モードへの移行を指示する（スイッチ等で構成される）鏡筒取付モード設定手段１１０４を備える。

本実施例のレンズ装置においては、ドライブユニット１１（レンズ駆動装置）のレンズ鏡筒１０への取り付けは、図２のような処理フローに従って実施される。この処理は、鏡筒取付モード設定手段１１０４をＯＮにすることにより、鏡筒取付モードへの移行が指示されてＳ１００より開始する。

Ｓ１０１では、レンズ鏡筒１０をドライブユニット１１に取り付けるための鏡筒取付モードでの処理を行い、Ｓ１０２へ移行する。鏡筒取付モードでの処理については後述する。Ｓ１０２ではレンズ鏡筒１０がドライブユニット１１に正しく取り付けられているかの検査を行う取付検査モードを行い、Ｓ１０３へ移行する。取付検査モードの処理については後述する。Ｓ１０３では、Ｓ１０２の取付検査モードでの処理によりレンズ鏡筒１０がドライブユニット１１に正しく取り付けられていると判断された場合はＳ１０４進み処理を終了し、正しく取り付けられていないと判断された場合はＳ１０１へ戻る。

次に、図２のＳ１０１の鏡筒取付モードでの処理について説明する。鏡筒取付モードにおいて、ドライブユニット１１は、図３に示した処理フローに従ってＳ１１０から処理される。

Ｓ１１１では、ズーム駆動制御部１１１３が、取付位置である望遠端に対応する位置情報がズームポテンショメータ１１１２から出力される位置までズームギア１１１を駆動させるようにズームモータ１１１１を制御し、Ｓ１１２へ移行する。

Ｓ１１２では、前記鏡筒取付モード設定手段１１０４をＯＦＦにすることにより鏡筒取付モードから抜けることを指示されたかどうかを判断し、抜けることを指示されたらＳ１１３へ進み処理を終了する。抜けることを指示されなかったらＳ１１１へ戻る。すなわち、鏡筒取付モードである間は、ズームポテンショメータ１１１２から取付位置である望遠端に対応する位置情報が出力されるズームギア１１１の位置で停止した状態となるように、ズーム駆動制御部１１１３はズームモータ１１１１を制御する。

続いて、図１の構成において、鏡筒取付モードでのドライブユニット１１における処理が図３であるときの、レンズ鏡筒１０をドライブユニット１１に取り付ける手順を説明する。取り付けの手順は、図４に示したフローに従って行われるものとする。このフローは前記鏡筒取付モード設定手段１１０４をＯＮにすることによって鏡筒取付モードになることでＳ１２０から開始される。

Ｓ１２１では、ドライブユニット１１のズームギア１１１が取付位置で停止した状態で維持されている状態を確認して、Ｓ１２２へ進む。
Ｓ１２２では、ユーザがズーム操作リング１０１を取付位置である望遠端に回し、Ｓ１２３へ移行する。
Ｓ１２３では、ユーザがレンズ鏡筒１０をドライブユニット１１に取り付け、ビス止めを行い、Ｓ１２４へ移行する。
Ｓ１２４では、ユーザが、ドライブユニット１１の鏡筒取付モード設定手段１１０４をＯＦＦにすることで鏡筒取付モードから抜けることを指示し、処理を終了する。

次に、図２のＳ１０２で示す取付検査モードでの処理を説明する。
まず、図５を用いてズームポテンショメータ１１１２の有効範囲とズーム操作リング１０１の駆動範囲との関係を説明する。範囲Ａはズームポテンショメータ１１１２が位置検出する有効範囲である。範囲Ｂはズームポテンショメータ１１１２の有効範囲でない範囲である。範囲Ｒはレンズ鏡筒１０をドライブユニット１１に取り付けた時のズーム操作リング１０１の駆動範囲である。図５では、ズームポテンショメータ１１１２を単回転型のポテンショメータとして例示し、有効範囲が１回転（３６０度）の中の所定の範囲であるように模式的に示したが、これに限定されることはなく、多回転型のポテンショメータを使用し、１回転（３６０度）以上の回転角度で有効範囲を有してもよい。

レンズ鏡筒１０がドライブユニット１１に正しく取り付けられているときは、図５の（ａ）のように、範囲Ｒが範囲Ａの中に含まれるように位置する。レンズ鏡筒１０がドライブユニット１１に正しく取り付けられていないときの例として、図５の（ｂ）は範囲Ｒが範囲Ａに含まれない部分を有し、範囲Ｒの片側の端が範囲Ｂに入ってしまっている。これは取り付けのときに少しずれてしまった場合で発生する。また、図５の（ｃ）も範囲Ｒが範囲Ａの中に納まっていない。これはズーム操作リング１０１を取付位置である望遠端とは逆の至近端に回して取り付けてしまう場合に発生する。取付検査モードでは、図５の（ｂ）や（ｃ）のような、正しく取り付けられていない場合を検出することを目的としている。

次に、取付検査モードにおけるドライブユニット１１の処理は、図６に示した処理フローに従って処理される。この処理フロー（図２のＳ１０２）は鏡筒取付モードから抜けたときにＳ１３０から開始される。すなわち、レンズ鏡筒１０がドライブユニット１１に取付けられた状態で取付検査モードは開始される。

Ｓ１３１では、ズームモータ１１１１は駆動できる範囲全域で往復駆動し、Ｓ１３２へ移行する。すなわち、ズームギア１１１及びズーム操作リングを介してズームレンズ１０２の光軸方向の可動範囲に制約された範囲内で、ズームモータ１１１１は駆動できる範囲全域で往復駆動する。
Ｓ１３２ではＳ１３１で駆動した際のポテンショメータ１１１２の出力値の範囲が、有効範囲（図５の範囲Ａ）内に納まっていたかを判断する。納まっていたらＳ１３３へ移行し、納まっていなかったらＳ１３４へ移行する。
Ｓ１３３では、レンズ鏡筒１０がドライブユニット１１に正しく取り付けられていると判断し、Ｓ１３５へ進み処理を終了する。Ｓ１３４では、レンズ鏡筒１０がドライブユニット１１に正しく取り付けられていないと判断し、Ｓ１３５へ進み処理を終了する。

以上のように取付検査モードでは、ズームモータ１１１１の駆動を制御しポテンショメータ１１１２の出力値の範囲を確認することで、レンズ鏡筒１０がドライブユニット１１に正しく取り付けられたかを検査することができる。

以上のように、鏡筒取付モードに設定することで外部からの駆動指令を入力させることなくズームギア１１１を取付位置である望遠端に駆動させることができる。また、鏡筒取付モードではズームギア１１１を望遠端に固定した状態を維持するようにズームモータ１１１１を制御している。これにより、ユーザがレンズ鏡筒１０をドライブユニット１１に取り付ける作業（Ｓ１２３）を安定して行うことができ、作業効率を大幅に向上させることができる。

また、取付検査モードで正しく取付けが行われたかどうかを確認することにより、取り付けミスの有無を検査することができる。さらに、鏡筒取付モードが終了したら、そのまま取付検査モードに移行することで、取付検査モードへの移行の操作を省略できると共に、取り付けミスを確実に検査することができる。

本実施例では、ポテンショメータ１１１２は、ズームギア１１１を介してモータ１１１１の駆動を検出しているが、ポテンショメータ１１１２とモータ１１１１を直接接続させて駆動を検出するようにしてもよい。

鏡筒取付モード設定手段としてスイッチを例に挙げたが、新たにスイッチを設けるのではなく、複数のスイッチの組み合わせによって実現させることもできる。さらに、鏡筒取付モードから抜ける方法は鏡筒取付モード設定手段とは別に設けてもよい。たとえば電源を落とすことによって鏡筒取付モードから抜ける方法も考えられる。

また、取付検査モードでの判断した結果を通知する判断結果通知手段を設け、正しく取り付けられていないことを明示的にユーザに通知するようにしてもよい。例えば、位置検出装置（ズームポテンショメータ１１１２）によって正しく取付けられていないと判断された場合は、位置検出装置（ズームポテンショメータ１１１２）の有効範囲外に駆動させようとするときに、対応する可動光学部材を駆動する駆動手段（本実施例のズームモータ１１１）を反転駆動させたり、停止させたり、微小範囲で往復動させたりして、位置検出装置の有効範囲外へ駆動させようとしていることを通知するようにしてもよい。所定の出力信号線を介して所定の信号を出力させて、画面表示、ＬＥＤ点灯等で通知するようにしてもよい。

図７は本発明のレンズ駆動装置を備えるレンズ装置の第２の実施例の構成を示すブロック図である。
図７のブロック図に示すように、レンズ装置は、レンズ鏡筒２０と（光学部材位置検出装置を含む）レンズ駆動装置であるドライブユニット２１とを備える。レンズ鏡筒２０は、可動の光学部材として、ズームレンズ２０２、フォーカスレンズ２０４と、それぞれに対する光学部材駆動機構としてのズーム操作リング２０１、フォーカス操作リング２０３を備える。

ドライブユニット２１は、ドライブユニット２１がレンズ鏡筒に接続された時にズーム操作リング２０１に接続（係合）し駆動力を伝達する動力伝達手段としてのズームギア２１１、ズームギア２１１を駆動する電動駆動手段としてのズームモータ２１１１、ズームモータ２１１１の駆動を制御するズーム駆動制御部２１１３（駆動制御手段）を有する。レンズ鏡筒２０の可動光学部材であるズームレンズ２０２は、ズーム操作リング２０１及びズームギア２１１を介したドライブユニット２１のズームモータ２１１１からの駆動力によって駆動される。

また、ドライブユニット２１は、フォーカス操作リング２０３に接続し動力を伝達する動力伝達手段としてのフォーカスギア２１３を有する。フォーカスレンズ２０４の位置は、フォーカス操作リング２０３及びフォーカスギア２１３を介して位置検出手段としてのフォーカスポテンショメータ２１３２によって検出される。

ドライブユニット２１は更に、ズームモータ２１１１の駆動トルクに基づいてドライブユニット２１にレンズ鏡筒２０が取り付けられているか否かを判断する取付検出手段２１０４を備えるが、取付検出手段２１０４を用いての取付検出の判断処理は後述する。
ドライブユニット２１は、レンズ鏡筒２０に取り付けるための取付手段として不図示のビス穴を複数有し、ビス等の固定手段によってレンズ鏡筒２０に着脱可能に固定される。

次に、図８を参照しながら、本実施例における、レンズ鏡筒２０をドライブユニット２１に取り付ける際の全体の処理フローを説明する。この処理フローはドライブユニット２１に電源が投入されたときにＳ２００から開始される。

Ｓ２０１では取付検出手段２１０４により、レンズ鏡筒２０がドライブユニット２１に取り付けられているか否かを検出する取付検出の判断処理を行い、Ｓ２０２へ進む。取付検出の判断処理については後述する。
Ｓ２０２では、Ｓ２０１によりレンズ鏡筒２０がドライブユニット２１に取り付けられていないと判断したらＳ２０３へ移行し、取り付けられていると判断したらＳ２０５へ移行する。
Ｓ２０３では、不図示の不揮発メモリにレンズ鏡筒がレンズ装置に取り付けられていないと記憶し、Ｓ２０４へ移行する。
Ｓ２０４では、レンズ鏡筒２０をドライブユニット２１に取り付けるための鏡筒取付モードでの処理を行い、Ｓ２０１へ戻る。鏡筒取付モードでの処理については後述する。

Ｓ２０５では、Ｓ２０１により判断されたレンズ鏡筒の取り付け状態が、不図示の不揮発メモリに保存されている状態からの変化の有無を判断し、変化していたらＳ２０６へ、変化していなかったら処理を終了する。すなわち、レンズ鏡筒と接続されていない状態から接続された状態に変化していたら、Ｓ２０６へ移行する。
Ｓ２０６では、レンズ鏡筒２０がドライブユニット２１に正しく取り付けられているか否かの検査を行う取付検査モードでの処理を行い、Ｓ２０７へ移行する。取付検査モードでの処理については後述する。
Ｓ２０７では、Ｓ２０６によりレンズ鏡筒２０がドライブユニット２１に正しく取り付けられていると判断されている場合はＳ２０８ヘ移行し、正しく取り付けられていないと判断されている場合は、レンズ鏡筒２０からドライブユニット２１を外し、Ｓ２０４へ移行する。
Ｓ２０８では、不図示の不揮発メモリにレンズ鏡筒がレンズ装置に正しく取り付けられていることを記憶し、Ｓ２０９に進み処理を終了する。

この処理フローにより、鏡筒取付モードにてレンズ鏡筒２０を取り付けた後、取付検出判断処理により再度レンズ鏡筒２０と接続されているかを判断し、接続されていたら取付検査モードへ移行する。

また、接続後に取付検査モードの終了を指示するのを忘れ電源を落としてしまった場合でも、再度取付検査モードに入ることなく取付検査モードの終了を指示した場合と同じ処理をさせることができる。

次に、図８のＳ２０１で示す取付検出の判断処理を、図９を用いて説明する。この処理フローは、ドライブユニット２１への電源投入をもって開始されるが、これに限定されることはなく、スイッチ等の手段（取付検出実行決定手段）のトリガを持って開始されるようにしてもよい。

図９において、Ｓ２１０は手順のスタートであり、Ｓ２１１へ移行する。
Ｓ２１１では、ズーム駆動制御部２１１３は、予め設定された駆動トルク検出電圧をズームモータ２１１１に印加し、Ｓ２１２へ移行する。なお、駆動トルク検出電圧については後述する。
Ｓ２１２では、取付検出手段２１０４により、ズームモータ２１１１に流れた電流と、駆動トルク検出電圧より決定される駆動トルク検出電流とを比較する。ズームモータ２１１１に流れた電流が駆動トルク検出電流と等しいかそれ以上の場合はＳ２１３に、ズームモータ２１１１に流れた電流の方が少ない場合はＳ２１４に移行する。なお、駆動トルク検出電流については後述する。
Ｓ２１３では、取付検出手段２１０４はレンズ鏡筒２０が取り付けられていると判断し、Ｓ２１５に進み処理を終了する。
Ｓ２１４では、取付検出手段２１０４はレンズ鏡筒２０が取り付けられていないと判断し、Ｓ２１５に進み処理を終了する。

続いて、駆動トルク検出電圧について、図１０（ａ）を用いて説明する。
図１０（ａ）は、印加電圧が、Ｖ１、Ｖ２、Ｖｘの時の、ズームモータ２１１１のトルク対回転数を示したグラフである。トルクと回転数は、回転数の増加に対しトルクは直線的に減少する関係を有し、印加電圧によって平行に移動した関係となる。

Ｔ１は、レンズ鏡筒２０がドライブユニット２１に取り付けられているとき、ズームギア２１１を介してズームレンズ２０２を駆動させるために必要となるズームレンズ駆動トルクである。Ｔ２は、レンズ鏡筒２０がドライブユニット２１に取り付けられていないとき、ズームギア２１１を駆動させるために必要となるズームギア駆動トルクである。Ｖ１は、ズームモータ２１１１において、ズームレンズ駆動トルクＴ１を発生させるために最低限必要なズームレンズ駆動最低電圧である。Ｖ２は、ズームモータ２１１１において、ズームギア駆動トルクＴ２を発生させるために最低限必要なズームギア駆動最低電圧である。範囲Ｓは、ズームレンズ駆動最低電圧Ｖ１より低く、ズームギア駆動最低電圧Ｖ２より高い電圧の範囲である。Ｖｘは、取付検出手段２１０４による取付検出の判断処理時にズームモータ２１１１に印加する駆動トルク検出電圧である。Ｔｘは、駆動トルク検出電圧Ｖｘをズームモータ２１１１に印加したときに駆動するか否かの境界となる、駆動トルク検出トルクである。

ここで、駆動トルク検出電圧Ｖｘは、範囲Ｓ内となるような値から設定される。すると、各電圧間の関係、Ｖ２＜Ｖｘ＜Ｖ１、から、各トルク間の関係は、Ｔ２＜Ｔｘ＜Ｔ１、となる。すなわち、駆動トルク検出電圧Ｖｘをズームモータ２１１１に印加した際、レンズ鏡筒２０が取り付けられていないときにはズームギア２１１は駆動し、レンズ鏡筒２０が取り付けられているときにはズームギア２１１及びズームレンズ２０２は駆動しない。

次に、駆動トルク検出電流について、図１０（ｂ）を用いて説明する。
Ｔ１、Ｔ２、Ｔｘ及びＶｘは図１０（ａ）と同様のため説明を省略する。Ｉ１はズームモータ２１１１において、ズームレンズ駆動トルクＴ１を発生させたときに流れるズームレンズ駆動電流である。Ｉ２はズームモータ２１１１において、ズームギア駆動トルクＴ２を発生させたときに流れるズームギア駆動電流である。Ｉｘはズームモータ２１１１において、駆動トルク検出トルクＴｘを発生させたときに流れる駆動トルク検出電流である。

ここで、各トルクの関係Ｔ２＜Ｔｘ＜Ｔ１から、各電流の関係はＩ２＜Ｉｘ＜Ｉ１となる。すなわち、ズームモータ２１１１に駆動トルク検出電圧Ｖｘを印加した際に、レンズ鏡筒２０が取り付けられていないときはズームギア駆動電流Ｉ２が流れる。そして、レンズ鏡筒２０が取り付けられているときはズームモータ２１１１が駆動しないため、駆動トルク検出電圧Ｖｘを印加したときの最大電流である、駆動トルク検出電流Ｉｘが流れる。

以上により、取付検出手段２１０４は印加電圧を制御し電流を測定することで駆動トルクを検出し、レンズ鏡筒２０がドライブユニット２１に取り付けられているかを判断することができる。さらに、取付検出の判断処理内で印加する電圧を上記のように設定することで、レンズ鏡筒２０がドライブユニット２１に取り付けられている際はズームレンズ２０２を駆動させないようにすることができる。なお、ドライブユニット２１やレンズ鏡筒２０の機体ごとのばらつきや、取り付け検出時のドライブユニット２１及びレンズ鏡筒２０の姿勢や温度等の誤差を考慮せずに説明を行ったが、それらを吸収する方法を図１１で説明する。

まず、図１１（ａ）で示すように、ズームレンズ駆動トルクＴ１及びズームギア駆動トルクＴ２の誤差を考慮し、範囲Ｓを、図１０（ａ）に示されたＶ１及びＶ２の線で示される間の範囲の、十分内側に設定する。次に、駆動トルク検出電圧Ｖｘは、範囲Ｓ内で最大の電圧とする。すると、駆動トルク検出電流Ｉｘは誤差を考慮した上での最大の電流となる。さらに、図１１（ｂ）で示すように、電流測定での誤差を吸収するために、駆動トルク検出電流Ｉｘとズームギア駆動電流Ｉ２から誤差分を考慮した範囲内でＩｙを取り付け判断の境界とする取付判断基準電流とする。そして、図９のＳ２１２の判断を駆動トルク検出電流Ｉｘではなく取付判断基準電流Ｉｙを用いて判断を行うことで、より正確に取り付け判断を行うことができる。なお、さらに駆動の方向性により生ずる誤差を軽減させるため、ズームモータ２１１１に印加する駆動トルク検出電圧としてＶｘと−Ｖｘを印加し、双方の駆動方向でそれぞれ取り付け判断を行ってもよい。

また、取付検出の判断処理でズームレンズ２０２が駆動してもよいときは、駆動トルク検出電圧Ｖｘをズームレンズ駆動最低電圧Ｖ１よりも高い電圧としてもよい。その際モータ２１１１に流れる電流は、レンズ鏡筒２０がドライブユニット２１に取り付けられている場合はズームレンズ駆動電流Ｉ１、取り付けられていない場合はズームギア駆動電流Ｉ２となる。

次に、図８のＳ２０４で示す鏡筒取付モードでの処理ついて、図１２および図１３を用いて説明する。図１２は鏡筒取付モードにおけるドライブユニット２１の処理フローである。

Ｓ２２０で処理を開始し、Ｓ２２１で、フォーカスポテンショメータ２１３２での検出位置が、取付位置である無限端からある範囲の、取り付けが許可される範囲内に入っているかを判断する。範囲内に入っていなければＳ２２２へ移行し、範囲内に入っている場合はＳ２２３へ移行する。
Ｓ２２２では取付位置通知手段としてズームモータ２１１１を駆動させ、Ｓ２２１へ移行する。
Ｓ２２３では取付位置通知手段としてズームモータ２１１１を停止させ、Ｓ２２４へ移行する。
Ｓ２２４では、鏡筒取付モードから抜けることを指示されたらＳ２２５へ移行し、指示されなかったらＳ２２１へ移行する。

続いて、図１３を用いて、鏡筒取付モードにおけるドライブユニット２１の処理が図１２であるときの、レンズ鏡筒２０をドライブユニット２１に取り付ける手順を説明する。
取り付けの手順は、図１３に示した手順フローに従って行われるものとする。

Ｓ２３０は手順のスタートであり、Ｓ２３１へ移行する。
Ｓ２３１では、ユーザが取付位置通知手段であるズームギア２１１を見て、駆動していたらＳ２３２へ移行し、停止していたらＳ２３３へ移行する。
Ｓ２３２では、ユーザがフォーカスギア２１３を指で少し動かし、Ｓ２３１へ移行する。
Ｓ２３３では、ユーザがフォーカス操作リング２０１を取付位置である無限端に回し、Ｓ２３４へ移行する。
Ｓ２３４では、ユーザがレンズ鏡筒２０をドライブユニット２１に取り付け、ビス止めを行い、Ｓ２３５へ移行する。
Ｓ２３５では、鏡筒取付モードから抜けることを指示し、処理を終了する。ここで、鏡筒取付モードから抜けることを指示する手段を操作することによって指示しても良いし、電源を一度落とし再度投入することで指示することとしても良い。

以上により、取付位置通知手段としてズームモータ２１１１及びズームギア２１１を利用することで、フォーカスギア２１３の取付位置をユーザに通知することができる。続いて、Ｓ２０６で示す取付検査モードの処理を、図１４及び図１５を用いて説明する。
ユーザが操作する取付検査は、図１４に示す処理フローに従って行う。取付検査とは、ドライブユニット２１のギア２１３が、レンズ鏡筒２０のフォーカス操作リング２０３と互いに正しい位置関係で接続されているか（係合しているか）否かを検査するものである。

Ｓ２４０は処理のスタートであり、Ｓ２４１へ移行する。Ｓ２４１では、ユーザがフォーカス操作リング２０３を至近端に回し、続いて、Ｓ２４２において、フォーカス操作リング２０３を無限端に回し、手順を終了する。
ドライブユニット２１の取付検査の判断処理は、図１５の処理フローに従って処理されるものとする。

ここで、現在位置とはフォーカスポテンショメータ２１３２が検出している位置情報である。位置maxとは、取付検査モード時にフォーカスポテンショメータ２１３２が検出した位置の中で最大のものである。位置minとは、取付検査モード時にフォーカスポテンショメータ２１３２が検出した位置の中で最小のものである。有効範囲とは、フォーカスポテンショメータ２１３２の有効範囲であり、図５における範囲Ａと同等である。操作リング駆動範囲とは、フォーカス操作リング２０３の駆動範囲であり、図５における範囲Ｒと同等である。

Ｓ２５０から処理を開始し、Ｓ２５１では、位置max、位置minの初期値として現在位置を代入し、Ｓ２５２へ移行する。
Ｓ２５２では、現在位置が有効範囲内に入っているかを判断し、入っていたらＳ２５３へ、入っていなかったらＳ２５９へ移行する。
Ｓ２５３では、現在位置が位置maxよりも大きい場合はＳ２５４へ、そうでない場合はＳ２５５へ移行する。
Ｓ２５４では、位置maxに現在位置を代入し、Ｓ２５７へ移行する。
Ｓ２５５では、現在位置が位置minよりも小さい場合はＳ２５６へ、そうでない場合はＳ２５７へ移行する。
Ｓ２５６では、位置minに現在位置を代入し、Ｓ２５７へ移行する。

Ｓ２５７では、位置maxと位置minの間の範囲と操作リング駆動範囲が、ある誤差分を考慮した上で等しくなった場合はＳ２５８へ移行し、そうでない場合はＳ２５２へ移行する。すなわち、取付検査モードで、レンズ鏡筒のフォーカス操作リングを至近端〜無限端の間で回転した時に検出されたポテンショメータの出力値の範囲（位置max〜位置min）が、操作リング駆動範囲に対応する量であるか否かを判断する。

Ｓ２５８では、操作リング駆動範囲全域に対して取付検査（フォーカス操作リングを全操作域に対する回転操作を行い、ポテンショメータの出力値をチェックすること）を行い、ポテンショメータは有効範囲外には駆動されなかったので、レンズ鏡筒２０がドライブユニット２１に正しく取り付けられていると判断し、処理を終了する。Ｓ２５９では、有効範囲外まで駆動されてしまうので、レンズ鏡筒２０がドライブユニット２１に正しく取り付けられていないと判断し、処理を終了する。

以上の処理フローにより、操作リング駆動範囲の全域に対して取付検査が行われたことと、ポテンショメータは有効範囲外には駆動されないことを判断することで、取付検査モードにてフォーカスが駆動範囲の全域において、ポテンショメータが有効範囲内の出力をするか否かを調べることができる。

なお、操作リング駆動範囲（回転範囲）はレンズ鏡筒２０ごとに異なることが考えられる。その場合、あらかじめ取り付けるレンズ鏡筒２０をドライブユニット２１側に設定し、操作リング駆動範囲を設定されたレンズ鏡筒２０ごとに変更して取付検査を行ってもよい。さらに、ドライブユニット２１が、取り付けられる各種レンズ鏡筒２０の操作リング駆動範囲テーブルを有し、終了が通知された際に検査で駆動した範囲が前記操作リング駆動範囲テーブル内にあるかどうかを検査する方法も考えられる。また、取付検査モード終了通知手段を設けて、ユーザの入力により取付検査モードを終了するようにし、操作リング駆動範囲全域に対して取付検査が行われたか否かを制御装置に判断させないようにしてもよい。その場合には、ドライブユニット２１に取り付けられるレンズ鏡筒２０の操作リングの駆動範囲を最初から認識する必要はなく、例えば、ポテンショメータが有効範囲外の出力をすることがないことをもって、レンズ鏡筒２０がドライブユニット２１に正しく取付けられていることを確認することとしてもよい。

以上により、レンズ鏡筒２０がドライブユニット２１に取り付けられているかを自動的に判断し、取り付けられていない場合は鏡筒取付モードへ遷移することができる。さらに、鏡筒取付モードに設定するためのスイッチ等を設ける必要がなくなる。また、ポテンショメータしか持たず駆動手段を有さないマニュアル操作用のフォーカスに対しても、他の光学部材用のモータを取付位置通知手段とすることで、ポテンショメータを正しく取り付けることができる。さらに、取付検査モードにおいても、ポテンショメータしか持たないマニュアル操作用のフォーカスに対してポテンショメータが正しく取り付けられているかを検査することができる。

本実施例では取付検出手段としてモータの駆動トルクを検出し判断したが、取付検出を行うためのセンサを別途設けてもよい。
取付検出の判断処理を開始するタイミングとして電源が入ったときとしたが、取付検出の判断処理の開始を指示する不図示のスイッチ（取付検出実行決定手段）を設けてもよい。また、たとえば電動で駆動が指示されるたびに取付検出の判断を行ってもよい。その場合は電動で駆動したときの駆動トルクから判断が可能である。

さらに、取付位置通知手段としてズームモータ２１１１を利用したが、他にもドライブユニット２１が持つ不図示の情報ディスプレイや不図示のＬＥＤランプを利用することも考えられる。
また、不図示の撮像装置や不図示の操作部材に対して、通常運用時には別の意味に割りつけられている信号を送ることも考えられる。信号の例としては、ＲＥＴ信号、エクステンダーアンサー信号、また操作部材に対しては通信エラー信号や電源供給も考えられる。

そして、本実施例では鏡筒取付モードから抜けることを指示する指示手段は電源を落とし再度電源を投入することとした。しかし、勿論別途指示手段を設けてもよく、たとえば別途通常運用時には別の目的のために割りつけられているスイッチを鏡筒取付モードから抜けることを指示する指示手段としてもよい。

また、本実施例では鏡筒検査モードにてユーザが手動でフォーカス操作リング２０３を駆動させ、自動で検査を行った。しかし、検査を目視でも行えるようにするためにフォーカスポテンショメータ２１３２の有効範囲を通知する位置検出有効範囲通知手段を設け、明示的にユーザに有効範囲を通知するようにしてもよい。位置検出有効範囲通知手段は、取付位置通知手段と同様に、ドライブユニット２１が持つズームモータ２１１１や、不図示の情報ディスプレイやＬＥＤランプを使用してもよい。また、不図示の撮像装置や不図示の操作部材に対して、通常運用時には別の目的のために割りつけられている信号線を介してユーザに有効範囲を通知するための信号を使用してもよい。

本実施例では図７の構成で示すように、ズームモータ２１１１とズームギア２１１、フォーカスポテンショメータ２１３２とフォーカスギア２１３として説明した。それ以外の構成として、たとえば実施例１で示した図１の構成でも、本実施例のような駆動トルクを判断して自動的に取付判断をすることが可能である。その際の取付検出の判断処理は本実施例と同様でも実現できるが、さらにズームポテンショメータ１１１２からの情報も利用するとより精度高く取り付け検出が可能となる。すなわち、ズームポテンショメータ１１１２がズームモータ１１１１の駆動を検出するまで（ズームギア１１１の位置が変化するまで、或いは、ズームポテンショメータ１１１２の出力値が変化するまで）ズームモータ１１１１に電圧を印加し、その際の電流を測定してもよい。

また、図１６のように、ズーム操作リング１０１上に異なるズームギアＡ３１１とズームギアＢ３１２が配置され、それぞれにズームモータ２１１１とズームポテンショメータ３１１２が接続されているような構成も考えられる。その際の取付検出の判断処理と鏡筒取付モードの処理フローは本実施例と同様に実現でき、取付検査モードの処理フローは実施例１と同様の処理フローにて実現できる。また、さらに取付検出の判断処理はズームポテンショメータ３１２２からの情報も利用するとより精度高く取り付け検出が可能となる。

また、このときの鏡筒取付モードではズームポテンショメータ３１１２の位置情報により、取付位置通知手段であるズームモータ２１１１を駆動させる。この構成の場合はズーム操作リング１０１を用いて、ズームポテンショメータ３１１２を取付位置に駆動させることもできる。例えばズームポテンショメータ３１１２が取付位置でない場合に駆動するズームモータ２１１１の駆動方向を望遠方向とする。その上で、ズーム操作リング１０１を広角端に回したのちレンズ鏡筒３０をレンズ装置３１に一度取り付けると、ズームポテンショメータ３１１２が取付位置である望遠端に駆動したところでズームモータ２１１１の駆動が止まる。その位置で再度レンズ鏡筒１０を外し、次はズーム操作リング１０１を取付位置である望遠端まで回して再度取り付けを行うことで、ズームポテンショメータ３１１２を簡単に取付位置まで駆動することができる。

さらに、図１７のように、本実施例のズームギア２１１の駆動位置を検出する駆動位置検出手段としてのズームポテンショメータ４１１２をさらに有するような構成も考えられる。その際、鏡筒取付モードでの処理は、図１２のＳ２２３でズームモータ２１１１を停止させる位置を、ズームにおける取付位置である望遠端にする必要がある。それによって、フォーカスの取付位置は本実施例と同様に、ズームの取付位置は実施例１と同様に、それぞれ合わせることができる。取付検査モードでも、ズームについては実施例１と同様に、フォーカスについては本実施例と同様に取付検査を行うことが可能である。

以上、実施例１及び２にて説明したが、その派生形を示す。
本実施例では可動の光学部材としてズームやフォーカスを例に挙げたが、アイリス、光軸に垂直成分を有して移動する防振レンズ、焦点距離を変更するエクステンダー、マクロレンズ、でも良い。位置検出手段としてポテンショメータを例に挙げたが、他にも取付位置を考慮して取り付ける必要のある位置検出手段でも良い。たとえば、Ｚ相の位置を合わせる必要のあるエンコーダでも良い。また、取付位置としては望遠端以外に広角端やある焦点距離のポイント、また例えばＺ相の位置を合わせる必要のあるエンコーダの場合は、Ｚ相の位置を取付位置としてもよい。

本実施例では取付検査モードでは正しく取り付けられているかの検査のみを行ったが、その他の検査や自動調整を行ってもよい。たとえば、駆動の端等のレンズ位置の調整、駆動速度の調整、駆動ゲインの調整、再現性の検査、また実施例２では前記駆動トルク検出電圧の調整、前記駆動トルク検出電流の調整を行うことも考えられる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１０、２０ レンズ鏡筒
１０１、２０１ ズーム操作リング（光学部材駆動機構）
１０２、２０２ ズームレンズ（光学部材）
２０３ フォーカス操作リング（光学部材駆動機構）
２０４ フォーカスレンズ（光学部材）
１１、２１、３１，４１ ドライブユニット
１１１、２１１、３１１、３１２ ズームギア（動力伝達手段）
１１１２、３１２２、４１１２ ズームポテンショメータ（位置検出手段）
１１１３、２１１３ ズーム駆動制御部（駆動制御手段）
２１３ フォーカスギア（動力伝達手段）
２１３２ フォーカスポテンショメータ（位置検出手段）

Claims (19)

1. 可動な光学部材と、該光学部材との間で動力を伝達する光学部材駆動機構とを備えるレンズ鏡筒に、着脱可能に接続される、光学部材位置検出装置であって、
   該光学部材駆動機構と係合して力を伝達する動力伝達手段と、
   該動力伝達手段の位置を検出する位置検出手段と、
   該光学部材位置検出装置をレンズ鏡筒に接続するための鏡筒取付モードにおいて、該動力伝達手段の位置が所定の位置にあるか否かを判断する駆動制御手段と、
   を有する、ことを特徴とする光学部材位置検出装置。
2. 前記鏡筒取付モードにおいて、前記駆動制御手段によって判断された前記動力伝達手段の位置が、所定の位置にあるか否かを通知する取付位置通知手段を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の光学部材位置検出装置。
3. 請求項１又は２に記載の光学部材位置検出装置と、
   前記動力伝達手段を駆動する駆動手段と、
   を有し、
   前記駆動制御手段は、鏡筒取付モードにおいて、該動力伝達手段の位置が所定の位置となるように前記駆動手段を駆動するよう制御する、
   ことを特徴とするレンズ駆動装置。
4. 請求項２に記載の光学部材位置検出装置と、
   前記レンズ鏡筒に接続された時に前記光学部材駆動機構と係合して駆動する駆動手段と、
   を有し、
   前記駆動制御手段は、鏡筒取付モードにおいて、該動力伝達手段の位置が所定の位置の時は該駆動手段の駆動を停止し、該動力伝達手段の位置が所定の位置でない時は該駆動手段を駆動するよう、制御する、
   ことを特徴とするレンズ駆動装置。
5. 前記光学部材駆動機構と前記動力伝達手段が正しい位置関係で前記レンズ鏡筒に取り付けられているか否かを判断する取付検査モードにおいて、前記駆動制御手段は、前記レンズ鏡筒に接続された状態で、前記光学部材駆動機構から伝達された動力によって移動した前記動力伝達手段の駆動範囲に対応する前記位置検出手段からの出力値の範囲に基づき、該光学部材駆動機構と該動力伝達手段が正しい位置関係で取り付けられているか否かを判断する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学部材位置検出装置。
6. 請求項２に記載の光学部材位置検出装置と、
   前記動力伝達手段を駆動する駆動手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、
   前記鏡筒取付モードにおいては、該動力伝達手段の位置が所定の位置となるように前記駆動手段を駆動するよう制御し、
   前記光学部材駆動機構と前記動力伝達手段が正しい位置関係で前記レンズ鏡筒に取り付けられているか否かを判断する取付検査モードにおいては、該動力伝達手段を所定の範囲で駆動するよう前記駆動手段を制御し、前記位置検出手段で検出された該動力伝達手段の駆動範囲が所定の有効範囲内でない場合、前記光学部材駆動機構と前記動力伝達手段が正しい位置関係で前記レンズ鏡筒に取り付けられていないと判断する、
   ことを特徴とするレンズ駆動装置。
7. 前記取付検査モードにおいて、前記位置検出手段で検出された該動力伝達手段の位置が有効範囲内ではないときに通知する位置検出有効範囲通知手段を有する、ことを特徴とする請求項６に記載のレンズ駆動装置。
8. 前記駆動手段及び前記動力伝達手段を前記位置検出有効範囲通知手段として使用し、前記位置検出手段で検出された該動力伝達手段の位置が有効範囲外のときは前記駆動手段により該動力伝達手段を駆動させる、ことを特徴とする請求項７に記載のレンズ駆動装置。
9. 前記鏡筒取付モードが終了したら自動的に前記取付検査モードへ移行することを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
10. 前記駆動手段の駆動トルクに基づいて、前記レンズ鏡筒が取付けられているか否かを判断する取付検出手段を有する、ことを特徴とする請求項３又は４に記載のレンズ駆動装置。
11. 前記取付検出手段は、前記位置検出手段で検出された前記動力伝達手段の位置の変化と、前記駆動手段の駆動トルクから、前記レンズ鏡筒が取付けられているか否かを判断することを特徴とする請求項１０に記載のレンズ駆動装置。
12. 前記取付検出手段は、所定の電圧である駆動トルク検出電圧を前記駆動手段に印加したときの駆動トルクから、前記レンズ鏡筒が取付けられているか否かを判断することを特徴とする請求項１１に記載のレンズ駆動装置。
13. 前記駆動トルク検出電圧は、前記レンズ鏡筒が取り付けられていないときの前記動力伝達手段を駆動するのに最低限必要となる電圧より高いことを特徴とする請求項１２に記載のレンズ駆動装置。
14. 前記駆動トルク検出電圧は、前記レンズ鏡筒が取り付けられているときの前記動力伝達手段を駆動するのに最低限必要となる電圧より低いことを特徴とする請求項１３に記載のレンズ駆動装置。
15. 前記取付検出手段は、前記位置検出手段により前記動力伝達手段の位置の変化が検出されるまで前記駆動手段を駆動し、駆動が検出されたときの駆動トルクから、前記レンズ鏡筒が取付けられているか否かを判断することを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
16. 前記レンズ駆動装置は、前記レンズ鏡筒が取付けられているか否かの検出を実行するか否かを決定する取付検出実行決定手段を有することを特徴とする請求項１０から請求項１５のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
17. 前記取付検出手段により前記レンズ鏡筒が取り付けられていないと判断されたら、前記鏡筒取付モードに移行することを特徴とする請求項３乃至請求項１６のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
18. 前記取付検出手段による判断が、前記レンズ鏡筒が取り付けられていない状態から該レンズ鏡筒が取り付けられている状態に変化したら、前記取付検査モードに移行することを特徴とする請求項３乃至１７のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
19. 請求項３乃至１８のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置を含む、レンズ装置。

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