JP2015130749A - 交換レンズ、撮像装置および交換レンズの制御方法 - Google Patents

交換レンズ、撮像装置および交換レンズの制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】撮像装置にステッピングモータの脱調に対応した必要な処理を行わせる一方、不要な処理を行わせることを回避する。
【解決手段】交換レンズ2は、撮像装置3に対して取り外し可能に装着される。交換レンズは、該交換レンズ内の被駆動部材21を移動させるステッピングモータ22と、ステッピングモータを駆動するための駆動電圧を検出する電圧検出手段26と、ステッピングモータの脱調を検出する脱調検出手段27と、脱調検出手段により脱調が検出された場合に脱調情報を撮像装置に送信する制御手段20とを有する。制御手段20は、脱調検出手段により脱調が検出された場合において、電圧検出手段による駆動電圧の検出値が所定値より高いときには脱調情報を撮像装置に送信し、該検出値が該所定値より高くないときには脱調情報の撮像装置への送信を制限する。
【選択図】図1

Description

本発明は、撮像装置に対して情報を送信可能な交換レンズに関する。
撮像装置に取り外し可能に装着される交換レンズにおいて、フォーカスレンズをステッピングモータにより移動させてオートフォーカスを行うものがある。ステッピングモータは、その制御方式を選択することによって高速駆動や微細駆動が可能であり、高速で高精度なオートフォーカスを行うために好適である。
ただし、オートフォーカスに際して最も物体側のフォーカスレンズが光軸方向に移動したり、フォーカスレンズの移動に連動してマニュアルフォーカス操作リングが回転したりする交換レンズでは、ユーザが誤ってこれらの可動部分を手で押さえる場合がある。このような場合、駆動信号が印加されたステッピングモータが該駆動信号に対応して回転しない脱調状態となる。このため、交換レンズに、ステッピングモータの脱調(回転異常)を検出するための脱調検出手段が設けられる場合がある。
特許文献1には、ステッピングモータを駆動するための指令パルス信号とステッピングモータの出力軸の回転を検出する回転検出手段からの検出信号との偏差を用いて脱調を検出する方法が開示されている。
特開平04−150796号公報
ところで、交換レンズにおいてステッピングモータの脱調を検出した場合、その情報を撮像装置に送信することで、撮像装置にそのことを示す警告をモニタに表示させたり脱調に対応したエラー処理を行わせたりするシステムが考えられる。このシステムでは、モータ駆動中にユーザにより交換レンズが撮像装置から取り外されそうになって撮像装置から供給中のモータ駆動用電源の電圧が低下等した結果、ステッピングモータが脱調状態になると、撮像装置に脱調情報が送信される。そして、この脱調情報を受けた撮像装置は、上記警告をGUIモニタに表示する等のエラー処理を行う。つまり、ステッピングモータの駆動中に交換レンズが取り外されると、脱調に対応した本来不要な処理が撮像装置で行われてしまう。
本発明は、撮像装置にステッピングモータの脱調に対応した必要な処理を行わせる一方、不要な処理を行わせることを回避することができるようにした交換レンズおよびこれが装着される撮像装置を提供する。
本発明の一側面として交換レンズは、撮像装置に対して取り外し可能に装着される。交換レンズは、該交換レンズに設けられた被駆動部材を移動させるステッピングモータと、ステッピングモータを駆動するための駆動電圧を検出する電圧検出手段と、ステッピングモータの脱調を検出する脱調検出手段と、脱調検出手段により脱調が検出された場合に脱調情報を撮像装置に送信する制御手段とを有する。制御手段は、脱調検出手段により脱調が検出された場合において、電圧検出手段による駆動電圧の検出値が所定値より高いときには脱調情報を撮像装置に送信し、該検出値が該所定値より高くないときには脱調情報の撮像装置への送信を制限することを特徴とする。
なお、上記交換レンズが取り外し可能に装着される撮像装置であって、交換レンズから脱調情報を受信した場合に、脱調に対応した処理を行う撮像装置も、本発明の他の一側面を構成する。
また、本発明の他の一側面としての交換レンズの制御方法は、撮像装置に対して取り外し可能に装着される交換レンズであり、該交換レンズに設けられた被駆動部材を移動させるステッピングモータと、ステッピングモータを駆動するための駆動電圧を検出する電圧検出手段と、ステッピングモータの脱調を検出する脱調検出手段とを有し、脱調検出手段により脱調が検出された場合に脱調情報を撮像装置に送信する交換レンズに適用される。該制御方法は、電圧検出手段による駆動電圧の検出値が所定値より高いか否かを検出し、脱調検出手段により脱調が検出された場合において上記検出値が所定値より高いときには脱調情報を撮像装置に送信し、該検出値が該所定値より高くないときには脱調情報の撮像装置への送信を制限することを特徴とする。
本発明によれば、撮像装置にステッピングモータの脱調に対応した必要な処理を行わせることができるとともに、不要な処理を行わせることを回避することができる交換レンズを実現することができる。
本発明の実施例である交換レンズとカメラとを含むカメラシステムの構成を示すブロック図。 実施例の交換レンズに設けられたステッピングモータの脱調を検出するシステムのブロック図。 実施例におけるステッピングモータの駆動波形と回転センサの出力パルスとの関係を示す図。 上記回転センサの出力パルスのカウント方法を示す図。 実施例における脱調状態でのステッピングモータの駆動波形と回転センサの出力パルスとの関係を示す図。 実施例におけるモータ回転検出処理を示すフローチャート。 実施例におけるモータ駆動量制御処理を示すフローチャート。 実施例における脱調検出処理を示すフローチャート。
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図1には、本発明の実施例である交換レンズ2と、該交換レンズ2が取り外し可能に装着される撮像装置(以下、カメラボディという)3とを含むカメラシステムの主として電気的構成を示している。
カメラボディ3内には、カメラCPU30、制御系電源31、駆動系電源32、通信ユニット33、レンズ装着検出部34および焦点検出ユニット35が設けられている。カメラCPU30は、カメラボディ3内の全ての動作の制御を司っており、その内部にはRAM、ROM、EEPROM等を内蔵している。制御系電源31は、焦点検出ユニット35や不図示の測光部等の電力消費量が比較的少なく安定した出力電圧を必要とする制御系回路に電力を供給する。駆動系電源32は、制御系電源31の電圧または電力を検出し、交換レンズ2や不図示のシャッタ制御部等の電力消費量が比較的多い駆動系回路に電力を供給する。
通信ユニット33は、カメラCPU30が後述するレンズCPU20との通信を行うための複数の通信端子を有し、カメラCPU30からのAF情報や測光情報を交換レンズ2側の通信ユニット25に送信する。また、通信ユニット33は、通信ユニット25からレンズID情報や後述する脱調情報を受け取り、カメラCPU30に転送する。レンズ装着検出部34は、カメラボディ3に交換レンズ2が装着されたことを検出する。焦点検出ユニット35は、交換レンズ2内の撮影光学系を通った光を分割して得られた一対の像の位相差から撮影光学系の焦点状態(デフォーカス量)を検出する位相差検出方式での焦点検出を行う。
交換レンズ2には、レンズCPU20、フォーカスレンズ21を含む撮影光学系、ステッピングモータ22、ステッピングモータ駆動回路23、回転センサ(回転検出部)24、通信ユニット(送信手段)25、電圧検出部26および脱調検出部27が設けられている。
制御手段としてのレンズCPU20は、カメラCPU30とともに交換レンズ2内の全ての動作の制御を司っており、その内部にはRAM、ROM、EEPROM等を内蔵している。また、レンズCPU20は脱調検出部27も内蔵している。脱調検出部27は、ステッピングモータ20が脱調状態であるか否かを検出する。なお、脱調検出の詳細については後述する。
ステッピングモータ駆動回路23は、レンズCPU20からの指令に応じてステッピングモータ22を回転駆動する。ステッピングモータ22の回転駆動力は、リードスクリューとラック等により構成される駆動力伝達機構28を介して、被駆動部材としてのフォーカスレンズ21に光軸方向への駆動力として伝達される。レンズCPU20は、カメラCPU30からのAF情報(デフォーカス量に応じたフォーカスレンズ駆動量等を含む情報)に応じてステッピングモータ駆動回路23を介してステッピングモータ22を回転させる。これによって、フォーカスレンズ21が光軸方向に移動し、オートフォーカス(AF)が行われる。
また、図示はしていないが、交換レンズ2にはマニュアルフォーカス操作部材が設けられている。このマニュアルフォーカス操作部材がユーザによって操作(例えば、回転操作)されると、レンズCPU20はその操作方向や操作量に応じてステッピングモータ22を駆動する。これにより、マニュアルフォーカスが行われる。
回転センサ24は、ステッピングモータ22の回転を検出する。図には、回転センサ24がステッピングモータ22の出力軸に連結された駆動力伝達機構28を介してステッピングモータ22の回転を検出する例を示している。
通信ユニット25は、上述したようにカメラCPU30と通信を行うための複数の通信端子を有する。電圧検出部26は、カメラボディ3の駆動系電源32から供給される駆動電圧の電圧値を検出する。
図2には、ステッピングモータ22の脱調状態を検出するための脱調検出システムの例を示しており、図1に示した回転センサ24と脱調検出部27の詳細を示している。ステッピングモータ22を駆動するための駆動信号の生成は、レンズCPU20内の駆動波形生成部201で行う。生成された駆動信号は、ステッピングモータ駆動回路23で必要な電流・電圧に変換されてステッピングモータ22に供給される。ステッピングモータ22の駆動量は、レンズCPU20内の駆動量カウント部202において、駆動波形生成部201で生成される励磁パターンの変化毎にカウンタをインクリメントまたはデクリメントすることで管理している。
ステッピングモータ22の出力軸(駆動力伝達機構28)には、遮光部と透過部が交互に配置されたパルス板241が該出力軸と一体回転可能に取り付けられている。パルス板241の遮光部が2つのフォトインタラプタ242a,242bのそれぞれの発光部と受光部との間を通過することで各フォトインタラプタからの出力が変化してパルス信号(出力パルス)が生成される。この出力パルスをカウントすることでステッピングモータ22の回転量を検出することが可能である。2つフォトインタラプタ242a,242bからは互いに位相が異なる出力パルスが出力されるため、これらを用いることで回転量の検出精度が上がるとともに、回転方向も検出することができる。
なお、図2では、パルス板241とフォトインタラプタ242a,242bにより構成される回転センサ24を例に挙げて説明したが、ステッピングモータの回転を検出できるものであれば他の回転センサを用いてもよい。
回転センサパルスカウント部271は、回転センサ24(フォトインタラプタ242a,242b)からの出力パルスのパターン変化に応じてカウンタをインクリメントまたはデクリメントし、ステッピングモータ22の回転量を検出する。
パルスカウント比較部272は、駆動量カウント部202から出力される駆動量カウント値と回転センサパルスカウント部271から出力される回転センサパルスカウント値との比較を行う。
脱調判定部273は、パルスカウント比較部272からの出力に基づいてステッピングモータが脱調状態にあるか否かを判定する。具体的には、パルスカウント比較部272の出力結果(駆動量カウント値と回転センサパルスカウント値との偏差量)が所定の閾値以上である(又は該閾値より大きい)とき、ステッピングモータ22は脱調状態であると判定する。また、その出力結果が所定の閾値以上ではないとき(又は該閾値より大きくないとき)は、ステッピングモータ22は正常駆動状態であると判定する。
図3には、ステッピングモータ22の駆動信号の電圧(又は電流)の波形と、回転センサ24からの理想的な出力パルスとを示している。同図では、ステッピングモータ22として2相のステッピングモータを想定し、そのA相とB相に正弦波状の駆動信号を印加してマイクロステップ駆動を行うことを前提としている。
ステッピングモータ22の停止位置(ステップ位置)は、電気角360度内に8点設けられる。駆動量カウント部202によるステッピングモータ22の駆動量のカウントは、図中に黒丸で示した停止位置毎に行われる。同図において、フォトインタラプタ242aの出力をセンサA相とし、フォトインタラプタ242bの出力をセンサB相としている。
ステッピングモータ22が一定速度で回転している状態では、回転センサ24からの出力パルスは、図3に示すように、センサA相、センサB相ともにデューティー比で約50%のHighとLowの繰り返しパルスとなる。なお、ステッピングモータ22の回転方向が分かるように、フォトインタラプタ242bはフォトインタラプタ242aに対して90°だけ位相をずらして配置されている。また、ステッピングモータ22の駆動量における1ステップと、回転センサ24からの1出力パルスとの関係は、パルス板241の遮光部と透過部の幅によって決定される。同図では、ステッピングモータ22の駆動量における8ステップに対して回転センサ24から4つの出力パルスが出力されることをと示している。
次に、回転センサ24からの出力パルスのカウントの方法について、図4を用いて説明する。回転センサパルスカウント部271は、センサA相とセンサB相のHighとLowの切り替わりエッジをトリガとして、パルスカウントのインクリメントとデクリメントを行う。図4では、カウントをインクリメントしているが、ステッピングモータ22の回転方向が逆転した場合には、カウントをデクリメントする。
図5には、正常駆動状態および脱調状態でのステッピングモータ22の駆動波形と回転センサ24からの出力パルスを示している。また、正常駆動状態および脱調状態でのパルスカウント比較部272の出力結果である偏差量も示している。同図において、tsはステッピングモータ22の駆動が開始された時刻を、toは脱調が発生した時刻を示す。時刻toで脱調によりステッピングモータ22の回転が停止した場合、駆動信号をステッピングモータ22に入力しても、回転センサ24の出力が変化しない状態となる。図3にて説明したように、正常駆動状態ではステッピングモータ22の駆動量8ステップに対して回転センサ24の出力パルスは4である。このため、パルスカウント比較部272は、駆動量パルスカウント部202の出力結果を2で除した値と回転センサパルスカウント部271の出力結果とを比較し、その偏差量(差分)を出力する。
脱調判定部273は、上述したようにパルスカウント比較部272の出力結果が所定の閾値以上であるときに脱調状態と判定する。例えば、所定の閾値を2とすると、時刻t1でパルスカウント比較部272の出力が2になるため、その時点で脱調状態であると判定する。なお、所定の閾値は必ずしも2である必要はない。例えば、入力された駆動信号に対するステッピングモータ22の駆動遅延や振動の影響を考慮して、2よりも大きめの値としてもよい。
次に、本実施例におけるレンズCPU20で行われる処理を、図6、図7および図8のフローチャートを用いて説明する。
図6には、回転センサパルスカウント部271で行われるモータ回転検出処理を示している。まず、ステップS201では、回転センサパルスカウント部271は、ステッピングモータ22が停止状態か否かを判定する。ここでの停止状態とは駆動信号の生成が行われず、ステッピングモータ22が停止位置に保持されている状態である。停止状態である場合は、回転センサパルスカウント部271は、ステップS202に進み、駆動量カウント値と回転センサ24の出力パルスカウント値をともに零にクリアする。このステップS202での処理は、ステッピングモータ22が正常駆動状態から正常に停止した場合での初期化処理に相当する処理である。ステッピングモータ22が停止状態ではないと判定した場合は、ステップS203に進む。
ステップS203では、回転センサパルスカウント部271は、回転センサ24からの出力パルスの立ち上りエッジまたは立下りエッジが検出されるまで待機する。この処理は、レンズCPU20の外部入力割り込み機能を利用することで処理負荷を軽減させることが可能である。回転センサパルスカウント部271は、上記立ち上りエッジまたは立下りエッジが検出されるとステップS204に進む。
ステップS204では、回転センサパルスカウント部271は、回転センサ24を構成する2つのフォトインタラプタ242a,242bからの2つの出力パルスを用いてステッピングモータ22の回転方向を判定する。具体的には、該2つの出力パルスの立ち上りエッジと立下りエッジをトリガとして、該2つの出力パルスの前回のHighとLowの組み合わせと今回の組み合わせとの比較によってステッピングモータ22の回転方向を判定する。回転センサパルスカウント部271は、回転方向がプラス方向(順方向)である場合にはステップS205に進み、回転センサ24の出力パルスカウント値を1つインクリメントする。一方、回転方向がマイナス方向(逆方向)である場合には、ステップS206に進み、回転センサ24の出力パルスカウント値を1つデクリメントする。
これらのインクリメントまたはデクリメントの後、回転センサパルスカウント部271は、ステップ201に戻り、ステッピングモータ22が停止状態でなければ一連の動作を繰り返す。以上の処理により、ステッピングモータ22の回転と回転方向を検出することができる。
図7には、駆動波形生成部201および駆動量カウント部202で行われるステッピングモータ22の駆動量制御処理を示している。ステップS301では、駆動波形生成部201は、フォーカス駆動開始指示を受けたか否かを判定する。フォーカス駆動開始指示は、カメラCPU30からのAF情報や、マニュアルフォーカス操作部材が操作されたことを示す信号に相当する。フォーカス駆動開始指示を受けていない場合には、ステップS302で駆動量カウントの値をゼロにクリアする。駆動開始の指示があった場合には、駆動波形生成部201は、ステップS303に進み、ステッピングモータ22のA相とB相に印加する正弦波状の駆動信号(駆動波形)を生成する。
そして、ステップS304では、駆動量カウント部202は、図3に示したステップ位置に対応するA相およびB相の励磁パターン毎に駆動量カウンタ値をインクリメントまたはデクリメントする。
次に、ステップS305では、駆動量カウント部202は、インクリメントまたはデクリメントした駆動量カウント値をRAMに保存する。
最後に、ステップS306では、駆動量カウント部202は、駆動量カウント値がAF情報やマニュアルフォーカス操作部材の操作に応じて指定された駆動量に対応する目標カウント値に達したか否かを判定する。駆動量カウント値が目標カウント値に達したときは、駆動量カウント部202は、次回のステッピングモータ22の駆動時に脱調検出を行えるようにステップS302に進み、駆動量カウント値をクリアする。駆動量カウント値が目標カウント値に達していないときは、駆動量カウント部202は、ステップS303に戻り、駆動波形生成部201に駆動信号の生成を続行させる。
図8には、脱調検出部27(パルスカウント比較部272および脱調判定部273)により行われるステッピングモータ22の脱調検出処理を示している。まず、ステップS401では、パルスカウント比較部272は、駆動量カウント部202から出力された駆動量カウント値と、回転センサパルスカウント部271から出力された出力パルスカウント値とを比較する。この際、前述したように両カウント値の比率が1:1の関係となるように換算して(図5に示す場合は駆動量カウント値を2で除して)比較を行い、その偏差量を出力する。
そして、ステップS402では、脱調判定部273は、ステップS401で得られた偏差量が脱調であると判定するための閾値以上であるか否かを判定する。脱調状態ではないと判定した場合には、脱調判定部273は、ステッピングモータ22は正常駆動状態にあるとして、そのまま処理を終了する。一方、脱調状態であると判定した場合には、脱調判定部273は、ステップS403に進み、カメラボディ3の駆動系電源32から供給されている駆動電源の電圧値を検出する。
ステップS404では、脱調判定部273は、ステップS403で検出した駆動電圧値(検出値)が所定値としての閾値以上である(又は閾値より高い)か否かを判定する。該閾値以上であると判定した場合は、脱調判定部273は、通信ユニット25を介してカメラCPU30に脱調情報を送信する。脱調情報を受信したカメラCPU30は、脱調に対応した処理として、モニタへの警告表示等のエラー処理を行う。
一方、駆動電圧値が閾値以上ではない(又は閾値より高くない)と判定した場合には、脱調判定部273は、脱調情報を送信せずに、つまりは脱調情報の送信を制限して、処理を終了する。
なお、ステップS404で使用する駆動電圧値(検出値)に対する閾値(所定値)は零でもよいし、ステッピングモータ22を脱調させることなく駆動することが可能な駆動電圧の範囲内の値、例えば、該範囲のうち最低の電圧値に設定してもよい。
本実施例によれば、ステッピングモータの脱調状態が検出された場合に、カメラボディ3から供給される駆動電圧の電圧値に応じてカメラボディ3に脱調情報を送信するか否かを切り替える。これにより、ステッピングモータ22の駆動中にユーザにより交換レンズ2がカメラボディ3から取り外されそうになって駆動電圧が低下等した結果、ステッピングモータ22が脱調状態になったような状況では、脱調情報はカメラボディ3に送信されない。したがって、このような想定外の状況で発生したステッピングモータ22の脱調に対応した処理がカメラボディ3で行われることを回避することができる。一方、フォーカスレンズ21やマニュアルフォーカス操作部材が誤ってユーザの手で押さえられることでステッピングモータ22が脱調状態になったような状況では、脱調情報はカメラボディ3に送信される。このため、このような想定内の状況で発生したステッピングモータ22の脱調に対応した処理をカメラボディ3に行わせることができる。
上記実施例では、ステッピングモータ22の脱調状態が検出されたとき駆動電圧値に応じてカメラボディ3に脱調情報を送信するか否かを切り替える場合について説明した。しかし、駆動電圧値に応じて脱調検出部27の動作と不動作を切り替えることで、脱調情報のカメラボディ3への送信を制限するようにしてもよい。具体的には、図8のステップS405において、ステップS404で判定した駆動電圧値が閾値以上であれば脱調検出部27を動作させて脱調情報をカメラボディ3に送信する。一方、駆動電圧値が閾値以上でない場合は、脱調検出部27を不動作として脱調情報がカメラボディ3に送信されないようにする。
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
ステッピングモータの脱調に良好に対応可能な交換レンズおよび撮像装置を提供することができる。
2 交換レンズ
3 カメラボディ
20 レンズCPU
22 ステッピングモータ
26 電圧検出部
27 脱調検出部

Claims (6)

  1. 撮像装置に対して取り外し可能に装着される交換レンズであって、
    該交換レンズに設けられた被駆動部材を移動させるステッピングモータと、
    前記ステッピングモータを駆動するための駆動電圧を検出する電圧検出手段と、
    前記ステッピングモータの脱調を検出する脱調検出手段と、
    前記脱調検出手段により前記脱調が検出された場合に脱調情報を前記撮像装置に送信する制御手段とを有し、
    前記制御手段は、前記脱調検出手段により前記脱調が検出された場合において、前記電圧検出手段による前記駆動電圧の検出値が所定値より高いときには前記脱調情報を前記撮像装置に送信し、前記検出値が前記所定値より高くないときには前記脱調情報の前記撮像装置への送信を制限することを特徴とする交換レンズ。
  2. 前記制御手段は、前記脱調検出手段の動作と不動作の切り替えを行うことが可能であり、前記電圧検出手段による前記検出値が前記所定値より低いときは、前記脱調検出手段を不動作とすることを特徴とする請求項1に記載の交換レンズ。
  3. 前記駆動電圧は、前記撮像装置から供給されることを特徴とする請求項1または2に記載の交換レンズ。
  4. 前記所定値は、前記ステッピングモータを脱調させることなく駆動することが可能な前記駆動電圧の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の交換レンズ。
  5. 請求項1から4のいずれか一項に記載の交換レンズが取り外し可能に装着される撮像装置であって、
    前記交換レンズから前記脱調情報を受信した場合に、前記脱調に対応した処理を行うことを特徴とする撮像装置。
  6. 撮像装置に対して取り外し可能に装着される交換レンズであり、該交換レンズに設けられた被駆動部材を移動させるステッピングモータと、前記ステッピングモータを駆動するための駆動電圧を検出する電圧検出手段と、前記ステッピングモータの脱調を検出する脱調検出手段とを有し、前記脱調検出手段により前記脱調が検出された場合に脱調情報を前記撮像装置に送信する交換レンズの制御方法であって、
    前記電圧検出手段による前記駆動電圧の検出値が所定値より高いか否かを検出し、
    前記脱調検出手段により前記脱調が検出された場合において前記検出値が所定値より高いときには前記脱調情報を前記撮像装置に送信し、前記検出値が前記所定値より高くないときには前記脱調情報の前記撮像装置への送信を制限することを特徴とする交換レンズの制御方法。
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