JP2579414B2 - レンズ駆動装置 - Google Patents

レンズ駆動装置

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JP2579414B2
JP2579414B2 JP5040863A JP4086393A JP2579414B2 JP 2579414 B2 JP2579414 B2 JP 2579414B2 JP 5040863 A JP5040863 A JP 5040863A JP 4086393 A JP4086393 A JP 4086393A JP 2579414 B2 JP2579414 B2 JP 2579414B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、レンズ駆動装置、更
に詳しくは、手動操作部材を操作することにより電動で
撮影レンズの駆動を行うレンズ駆動装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】最近では、撮影レンズの焦点調節や焦点
距離の変更を電動で行うカメラが主流となっている。そ
して、このようなカメラにおいては、撮影レンズの駆動
速度が所定の値に固定されている。即ち、焦点調節を行
う際には、できるだけ早く合焦状態にするために高速で
レンズ駆動が行われるようになっており、また、焦点距
離を変更するときには、操作スイッチを押している間、
一定速度でレンズが駆動されるようになっている。
【0003】一方、操作部材の操作を高い分解能で検出
し、操作者の操作感に一致するように、微調整が可能な
レンズ駆動装置も提案されている。これは操作部材の操
作量あるいは操作速度を検出して、それに応じた駆動量
あるいは駆動速度でレンズを駆動するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、操作部材の
操作を高い分解能で検出するためには、常に操作部材の
操作状態を検出し続ける必要がある。例えば、操作によ
ってパルス信号が出力されるような操作部材の場合、パ
ルス信号を出力させるために操作部材のパルス信号発生
器に給電を続け、また、パルス信号のエッジの検出も頻
繁に行わなければならない。
【0005】このように操作部材の操作を、常に高い分
解能で検出し続けるためには、操作部材に連続的に給電
し、エッジの検出も高い周波数で行うため、消費電力が
大きくなってしまい、カメラのように電池を電源とする
機器においては、電池を短期間に消耗してしまうという
問題があった。
【0006】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、操作部材の操作に応じて撮影レンズを駆動する
装置において、高い分解能で操作部材の操作状態を検出
でき、しかも電力消費量が少ないレンズ駆動装置を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によるレンズ駆動
装置は、手動操作に応じて手動操作信号を発生する手動
操作部材と、モータにより撮影レンズを駆動するレンズ
駆動手段と、第1の所定時間を計時する第1のタイマー
手段と、上記第1の所定時間よりも短い第2の所定時間
を計時する第2のタイマー手段と、測光値の表示動作を
繰り返す第1の動作モードを実行させ、この第1のモー
ドにおいて上記手動操作部材が上記第1の所定時間以上
操作されないとき低消費電力モードに移行させる第1の
制御手段と、上記第1の動作モードにおいて上記手動操
作部材が操作されたとき上記手動操作信号に応じて上記
撮影レンズを駆動する第2の動作モードを上記第1の動
作モードに優先して実行させると共に、この第2の動作
モードにおいて上記手動操作部材が上記第2の所定時間
以上操作されないとき再び上記第1の動作モードに復帰
させる第2の制御手段とを具備したことを特徴とする
【0008】
【作用】操作部材が操作されると、その操作状態を検出
し、それに応じてレンズ駆動を行い、操作部材が最後に
操作された後、所定時間の間、操作がなされないときに
は、低消費電力モードになる。
【0009】
【実施例】以下、図示の実施例によって本発明を説明す
る。本発明によるレンズ駆動装置は、撮影レンズの距離
環を手動で回して焦点調節を行う従来のマニュアルフォ
ーカスに代わるもので、AF機能を持ったカメラや交換
レンズに補助手段として適用してもよいが、ここでは、
AF機能を持たないマニュアルフォーカスカメラに適用
した場合について説明する。
【0010】図1は、本発明のレンズ駆動装置の一実施
例の概略を説明するためのブロック系統図であって、カ
メラボディ上、または、交換レンズの一部に設けられた
回転操作部材7の回転に応じて、パルス発生手段8から
互いに位相の異なった2相のパルスが発生する。
【0011】この2相のパルスは、回転方向検出手段9
と回転速度検出手段10にそれぞれ入力され、これが入
力されると、回転方向検出手段9では2相パルスの位相
から上記回転操作部材7の回転方向が検出され、回転速
度検出手段10では2相パルスの周波数もしくはパルス
幅から上記回転操作部材7の回転速度が検出される。回
転方向検出手段9で検出された回転方向情報と回転速度
検出手段10で検出された回転速度情報は、モータ駆動
制御手段11に入力される。モータ駆動制御手段11は
レンズ駆動用モータ12に上記回転方向情報と回転速度
情報に応じたモータ駆動パルスを出力し、上記レンズ駆
動用モータ12の駆動電流のデューティ比を決定する。
【0012】この駆動電流のデューティ比に応じて撮影
レンズ13の移動速度が決定される。そして、レンズ駆
動用モータ12の回転パルスが、モータ回転周波数検知
手段14に導かれることにより上記モータ12の回転周
波数が検知され、これがフィードバック情報として上記
モータ駆動制御手段11に入力されるようになってい
る。
【0013】この実施例のレンズ駆動装置の電気回路の
概略は、図2に示すブロック図のように構成されてい
る。即ち、パルス発生部15は上記パルス発生手段8に
相当するもので、具体的には図3に示すエンコーダスイ
ッチ16を含んで構成されている。この図3に示すエン
コーダスイッチ16は、カメラボディ、または交換レン
ズ上の不動部材17に多回転可能に設けられた回転操作
部材7に連動して回転する回転板18と、この回転板1
8上に形成された導体パターンの3つの導電部19a,
19b,19cにそれぞれ摺接するように不動部材17
に固定して配置された3個のリード接片20a,20
b,20cとにより構成されている。
【0014】導体パターンの3つの導電部19a,19
b,19cのうち外側の2つの導電部19a,19bは
回転板18の円周方向に沿って等間隔に、しかも互いに
位相がずれた状態で形成されている。残りの内側の導電
部19cは回転板18の円周方向に沿って連続して形成
され、上記2つの導電部19a,19bに電気的に接続
しているコモンの導電部である。
【0015】上記回転操作部材7を手動操作によって回
転させると、回転板18も同様の方向および回転速度で
回転するので、上記導電部19a,19bにそれぞれ接
する第1,第2のリード接片20a,20bと上記コモ
ンの導電部19cに接する第3のリード接片20c間に
定常電気信号を印加することにより、第1のリード接片
20aと第2のリード接片20bから互いに位相のずれ
たパルス信号が取り出される。上記2つの導電部19
a,19bは円周方向に沿うこれら導電部の幅と非導電
部の幅が等しくなるように形成されており、このため上
記回転操作部材7が等速で回転されると上記リード接片
20a,20bからのパルス信号の立上がりエッジから
立下がりエッジまでの“H”レベルの間隔と立下がりエ
ッジから立上がりエッジまでの“L”レベルの間隔とが
等しくなる。この2相のパルス信号は中央演算処理装置
であるCPU21に入力される。
【0016】CPU21は、入力された2相のパルスの
位相差より上記回転操作部材7の回転方向を検出し、ま
た、パルスの周波数、もしくはパルスの幅により上記回
転操作部材7の回転速度を演算する。CPU21は、こ
の演算によって求められた回転速度よりモータ駆動電流
のデューティ比を決定し、上記回転方向より正転または
逆転のモータ制御信号を上記デューティ比でモータ駆動
部24へ出力する。即ち、CPU21は、回転方向検出
手段,回転速度検出手段,演算手段の機能およびモータ
駆動制御手段の一部の機能を有している。
【0017】また、CPU21はデューティ比を決定す
るのと同時に、レンズ駆動用モータ12の回転速度に対
応する回転速度検出手段10の出力のパルス周波数と上
記モータ12の回転量に相当するパルス数も算出する。
なお、図2において、CPU21にはクロック用発振器
22,リセット用コンデンサ23が接続されている。モ
ータ駆動部24は、図4に示すように、CPU21から
のモータ制御信号を受けるプリドライバ部25と、上記
モータ12の駆動を行うモータブリッジ回路26と、モ
ータ12の回転に連動するスリット板を発光部28aと
受光部28bとで挟んでなるフォトインタラプタ28を
駆動し、その出力を処理するためのフォトインタラプタ
回路29と、同回路29の出力を波形整形する回路30
とからなる。
【0018】上記モータブリッジ回路26は、トランジ
スタQ1 〜Q4 およびダイオードD1 ,D2 からなり、
トランジスタQ1 とQ3 がオン、Q2 とQ4 がオフのと
き、レンズ駆動用モータ12は正転をし、トランジスタ
2 とQ4 がオン、Q1 とQ3 がオフのとき、上記モー
タ12は逆転をする。また、トランジスタQ1 とQ4
オフ、Q2 とQ3 がオンのとき、上記モータ12にはブ
レーキがかかり同モータ12は回転を停止する。更に、
トランジスタQ1 〜Q4 の全てがオフのとき、モータブ
リッジ回路26には電流が流れない(以下、この状態を
オープン状態と呼ぶ)。
【0019】フォトインタラプタ回路29はフォトイン
タラプタ28を作動させ、レンズ駆動用モータ12が回
転すると同モータ12の回転速度に応じた周波数のパル
スを波形整形回路30に出力する。この波形整形回路3
0によって波形整形されたモータ回転パルスはCPU2
1へフィードバックされる。
【0020】図5〜図11は、CPU21の動作を示す
フローチャートである。以下、これらのフローチャート
に従って本実施例の装置の動作を説明する。カメラある
いは交換レンズの電源が投入されると、まず、図5に示
す〈POWER ON(パワーオン)〉のルーチンにお
いて、後述するPFフラグのクリア,初期フラグのセッ
ト,メモリのリセット等のイニシャライズが行われる。
そして、測光値等の表示のための〈表示〉のルーチンが
実行され、PFフラグがセットされていないときには、
この〈表示〉のルーチンが30sec間繰り返される。
30secが経過すると、この〈POWER ON〉の
動作が停止する。
【0021】ここで、PFフラグは上記回転操作部材7
により動作する、第1の検出手段であるエンコーダスイ
ッチ16の出力があるとセットされるものである。即
ち、上記〈表示〉のルーチン(同ルーチンの説明は省略
する)中で、エンコーダスイッチ16の出力の割込みが
発生すると、図6に示すように、まず、PFフラグをセ
ットし、エンコーダスイッチ16からの2相のパルスに
より回転操作部材7の回転方向を判定し、その方向に基
づき、モータブリッジ回路26へのモータ制御信号のメ
モリであるKUDOを正転もしくは逆転とする。続いて
MPULSに0を入れたあと初期フラグをクリアする。
【0022】ここでMPULSとは、回転操作部材7の
回転速度を表すメモリで、エンコーダスイッチ16の回
転速度検出用の8ビットカウンタからなり、回転操作部
材7の回転により出力される2相のパルスのうち一方の
パルス幅に対応する時間区間中に後述する〈PF MO
DE〉のサブルーチンの1ループ毎にカウントされるパ
ルス数である。即ち、本実施例では、このMPULSの
カウントに後述する〈PF MODE〉のルーチンに要
する時間を使っている。そして、上記PFフラグがセッ
トされると、図5の〈POWER ON〉のルーチンに
戻り、次のPFフラグのチェック時にCPU21は〈表
示〉のルーチンから〈パワーフォーカス〉のルーチンへ
分岐する。
【0023】このように回転操作部材7の操作でPFモ
ードへ移行し、PFモード中、所定時間(MPULSオ
ーバフロー)の間、操作がないと、表示ループへ戻り、
更に第1の検出手段である所定時間(30sec)内に
操作がないと、動作状態を低消費電力モード(HAL
T)に切り換える。
【0024】〈パワーフォーカス〉のルーチンでは、エ
ンコーダスイッチ16の割込みを禁止し、PFモードの
初期設定をする。この初期設定とは、各メモリに始動時
に必要な値を入力することであり、メモリWAITに前
記モータブリッジ回路26のオープン状態を指示するO
PENを入れ、また、例えば、メモリDUTYに50
を、メモリPPULSに4を、メモリPTIMEに50
をそれぞれ入力する。なお、上記各メモリの役割につい
ては後述する。
【0025】次に、〈PF MODE〉のサブルーチン
を実行し、上記MPULSがオーバーフローするまで、
この〈PF MODE〉を繰返す。そして、MPULS
がオーバーフローすると、そのときには回転操作部材7
は停止していると判断して〈PF MODE〉から抜け
てエンコーダスイッチ16の割込みを許可して〈表示〉
のルーチンへ戻る。
【0026】〈PF MODE〉のサブルーチンでは、
図9に示すように、まず、モータブリッジ回路26へK
UDOが出力される。KUDOは前述したように、レン
ズ駆動用モータ12をパルス駆動する際の制御信号のメ
モリであり、正転,逆転,BREAK(ブレーキ状
態),OPENの4種類がある。そして、MPULSに
1が加算された後、初期フラグのチェックが行われる。
初期フラグは、後述する〈フォトインタラプタの割込
み〉のルーチン(図7参照)の中でモータ停止時にセッ
トされるフラグで、このフラグが立っていれば、〈SH
OKI〉のサブルーチンを実行する。
【0027】〈SHOKI〉のサブルーチンでは、図1
0に示すように、100msec(1ループが2.5m
secとして40ループ)経過するまではKUDOおよ
びWAITをBREAKとし、DUTYを50にする。
そして、100msec経過後にKUDOおよびWAI
TをOPENにし、DUTYに50を、PTIMEに5
0を、PPULSに4をそれぞれ入れる。ここでWAI
Tはモータ12をパルス駆動する際の同モータ12への
非通電信号のメモリであり、BREAK,OPENの2
種類がある。PTIME,PPULSについては後述す
る。
【0028】タイマレジスタにDUTYを入れる。DU
TYはエンコーダスイッチ16の回転速度から演算され
たモータ駆動電流のデューティ比であり、始動時には上
記のように50に設定され、その後は、後述するように
MPULSに対応して演算され決定される。タイマレジ
スタに上記DUTYを入力したあと、タイマをスタート
する。そして、後述する〈HEN〉のサブルーチンを、
タイマF/Fが1になるまで、即ち、上記DUTYに相
当する時間を計測するまで繰返す。そして、タイマF/
Fが1になると、モータブリッジ回路26にWAITを
出力する。WAITは、通常はBREAKであるが、初
期フラグがセットされて100msec経過した後はO
PENとなる(図10参照)。
【0029】次にタイマレジスタに(100−DUT
Y)を入力し、再びタイマをスタートする。そして、同
様に〈HEN〉のサブルーチンを、タイマF/Fが1に
なるまで、即ち、上記(100−DUTY)に相当する
時間を計測するまで繰返す。そして、タイマF/Fが1
になると、PTIMEとPCOUNTを比較する。
【0030】ここで、PTIMEとPCOUNTを比較
する意味について説明する。PTIMEは始動時におい
ては50に設定され、その後は、後述するようにMPU
LSに対応して演算され決定されるものである。即ち、
PTIMEはMPULSに応じてモータをどの位のスピ
ードで回転させるかを示すものである。PCOUNTは
図8に示すように、CPU21内のタイマIの出力毎に
1ずつインクリメントされるCOUNTの値を、後述す
る〈フォトインタラプタの割込み〉のルーチン(図7参
照)で入力されるメモリであり、フォトインタラプタ2
8からのパルス間隔に相応した値となる。交換レンズは
それぞれの駆動負荷が異なっており、また電源電圧の影
響によっても、同じデューティ比でモータを駆動しても
同モータの駆動速度は異なってきてしまう。
【0031】そのため、本実施例では回転操作部材7の
回転速度に対応するMPULSによりモータの駆動され
るべき速度に対応してPTIMEを設定し、このPTI
MEと実際にフォトインタラプタ28からの出力に対応
する上記PCOUNTを比較することでモータが所定の
速度よりも速いか遅いかを検出する。そして、速い場合
(PTIME>PCOUNT)にはDUTYから1を減
算して次回のデューティ比を下げ、速くない場合(PT
IME≦PCOUNT)にはDUTYに1を加算して次
回のデューティ比を上げる。
【0032】〈PF MODE〉はコールされてからリ
ターンするまで約2.5msec(CPU21に内蔵の
タイマ使用)かかり、駆動電流は2.5msecの(D
UTY)%出力され、(100−DUTY)%だけブレ
ーキを出力する。また、エンコーダスイッチ16のカウ
ント方法は、この2.5msecをクロックとして用
い、1回〈PF MODE〉を実行する毎にMPULS
をインクリメントしていく。
【0033】サブルーチン〈HEN〉は、図11に示す
ように、まず、エンコーダスイッチ16の変化があるか
否かを見て、変化の無い場合はリターンし、変化のある
場合は回転操作部材7が前回と異なる方向に回転したか
否かを見る。方向が変化した場合には初期フラグをセッ
トし、MPULSをクリアしたのちリターンする。そし
て、方向が変化していない場合には初期フラグをクリア
したのち、DUTY,PPULS,PTIMEの演算を
行う。このときDUTYはMPULSが大きければ小さ
く、小さければ大きくなるようにMPULSに対し所定
の関係で決まる。ここで、PPULSとは始動時におい
て4に設定され、その後はMPULSに対応して演算に
より決定される。即ち、PPULSはMPULSに応じ
て、モータをどの位回転させるかを示すものであり、フ
ォトインタラプタ28からのパルスの立上がりによりデ
クリメントされる(詳しくは、図7のフローチャートに
より後述する)。
【0034】続いて、回転操作部材7の方向をエンコー
ダスイッチ16からの2相のパルスにより検出し、KU
DOにその情報を入力する。そして、MPULSに0を
入れ、初期フラグをクリアしたのちリターンする。
【0035】図7は、〈フォトインタラプタの割込み〉
のルーチンである。初期フラグをテストし、このフラグ
がセットされていれば、ガタ等の外部の力によりフォト
インタラプタの割込みが発生したとして、そのままリタ
ーンする。初期フラグがセットされていなければ、サブ
ルーチン〈HEN〉(図11参照)で演算されたPPU
LSをデクリメントする。このときボローがでなけれ
ば、COUNTをPCOUNTへ移しCOUNTをクリ
アしてリターンする。ボローがでれば、CPU21は演
算した値だけモータ12を駆動したと判断して初期フラ
グをセットしたのち、モータブリッジ回路26へBRE
AKを出力してリターンする。即ち、フォトインタラプ
タからの割込みがあるたびにPPULSから1をデクリ
メントし、ボローが出るまで、つまり、演算されたPP
ULSでモータ12が駆動されるまで同モータ12を動
作させる。
【0036】以上のように、上記実施例の装置において
は、1つの回転操作部材を操作することにより撮影レン
ズを微調整から粗調整までの任意の速度で駆動すること
ができ、また、電源電圧あるいは負荷トルクが異なって
も微調節はフォトインタラプタの1パルスの分解能、即
ち、撮影レンズの最小の移動量で制御することができ、
更に、レンズ移動速度も電源電圧や撮影レンズの負荷ト
ルクによらず一定にすることができる。
【0037】なお、上記実施例においては、パルス発生
手段として、図3に示すような電気接点式ロータリエン
コーダスイッチを用いたが、この他にも、2相のパルス
を発生する手段として光学式ロータリエンコーダや磁気
式エンコーダを用いてもよい。また、1相のパルス発生
部材と、一方向に回転させたときにオン、他方向に回転
させたときにオフする機械的なスイッチとを用いて回転
速度と回転方向を検出することも可能である。
【0038】また、上記実施例では、フォトインタラプ
タの出力のパルス数と周波数でフィードバックを行った
が、フォトインタラプタの出力のカウント数のみ、また
は周波数のみのフィードバックも可能である。
【0039】更に、上記実施例では、DCモータを使用
した制御を行っているが、ステッピングモータを使用す
るようにすれば、フォトインタラプタのフィードバック
が不必要になる。
【0040】
【発明の効果】以上述べたように本発明によるレンズ駆
動装置によれば、手動操作部材が操作されている間は、
測光表示のみを繰り返して行うモードから高い分解能で
手動操作部材の操作状態を検出しつつ撮影レンズを駆動
するモードに移行し、第2の所定時間以上手動操作部材
が操作されないときは、まず、測光表示モードに復帰し
て、第1の所定時間以上手動操作部材が操作されない
は、測光表示動作をも停止して低消費電力状態となる
ため、手動操作部材が操作されているときは、その操作
感覚に忠実に撮影レンズが駆動され、さらには手動操作
部材の操作が終了して、所定時間が経過すれば、無駄な
電力消費を抑えることができるという顕著な効果を発揮
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すレンズ駆動装置の概略
を説明するブロック系統図。
【図2】上記実施例のレンズ駆動装置の電気回路の概略
のブロック図。
【図3】上記図2中のパルス発生部におけるエンコーダ
スイッチの構成を示す斜視図。
【図4】上記図2中のモータ駆動部の構成を示す概略の
電気回路図。
【図5】パワーオンのサブルーチンを示すフローチャー
ト。
【図6】エンコーダスイッチの割込みのサブルーチンを
示すフローチャート。
【図7】フォトインタラプタの割込みのサブルーチンを
示すフローチャート。
【図8】タイマIの割込みのサブルーチンを示すフロー
チャート。
【図9】PF MODEのサブルーチンを示すフローチ
ャート。
【図10】SHOKIのサブルーチンを示すフローチャ
ート。
【図11】HENのサブルーチンを示すフローチャー
ト。
【符号の説明】
7…………………回転操作部材(手動操作部材) 11………………モータ駆動手段 12………………レンズ駆動用モータ 13………………撮影レンズ 21………………CPU(演算手段) PFフラグ………第1の検出手段 HALT…………切換手段

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 手動操作に応じて手動操作信号を発生す
    手動操作部材と、モータにより撮影レンズを駆動するレンズ駆動手段 と、第1の所定時間を計時する第1のタイマー手段と上記第1の所定時間よりも短い第2の所定時間を計時す
    る第2のタイマー手段と測光値の表示動作を繰り返す第1の動作モードを実行さ
    せ、この第1のモードにおいて上記手動操作部材が上記
    第1の所定時間以上操作されないとき、低消費電力モー
    ドに移行させる第1の制御手段と上記第1の動作モードにおいて上記手動操作部材が操作
    されたとき、上記手動操作信号に応じて上記撮影レンズ
    を駆動する第2の動作モードを上記第1の動作モードに
    優先して実行させると共に、この第2の動作モードにお
    いて上記手動操作部材が上記第2の所定時間以上操作さ
    れないとき、再び上記第1の動作モードに復帰させる第
    2の制御手段と 、 を具備したことを特徴とするレンズ駆動装置。
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