JP3042175B2

JP3042175B2 - レンズ駆動装置

Info

Publication number: JP3042175B2
Application number: JP4148258A
Authority: JP
Inventors: 宏之和田; 光央新井田; 村上　　順一; 盛也太田; 秀景佐藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-05-14
Filing date: 1992-05-14
Publication date: 2000-05-15
Anticipated expiration: 2015-05-15
Also published as: JPH05323175A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスチルカメラ・ビデオカ
メラにおける撮影レンズあるいはビデオプロジェクター
における投影レンズ等のレンズ群を駆動するレンズ駆動
制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のレンズ駆動制御装置に
は、レンズ駆動用アクチュエーターとしてＤＣモータや
ステッピングモータといったモータがよく用いられてい
る。

【０００３】図９は従来のビデオカメラ用ズームレンズ
のレンズ鏡筒を示す縦断面図、図１０は図９のＡ−Ａ線
に沿う縦断面図である。図９、図１０において、１０１
ａ〜１０１ｄは固定筒１０２内に収納した撮影レンズ、
１０３，１０４ａ，１０４ｂは固定筒１０２内に光軸１
０５と平行に配設した案内棒、１０６は駆動源としての
直流モータであり、画角変化を行わせるためのバリエー
ターレンズである上記撮影レンズ１０１ｂを保持するレ
ンズ保持枠１１１を、上記直流モータ１０６の出力軸１
０６ａ、ギア列１０７、スクリュー溝１０８ａを有する
スクリュー棒１０８、押圧ばね１０９の押圧力でスクリ
ュー溝１０８ａに押圧係合させたボール１１０を介し
て、上記案内棒１０３に沿って光軸方向に移動させる。
１１２は駆動源としてのステッピングモータであり、画
角変化に伴うピント位置変化と合焦のための上記撮影レ
ンズ１０１ｄを保持し、スリーブ部１１４ａにねじ部材
１１３を一体的に組付けたレンズ保持枠１１４を、上記
ステッピングモータ１１２の出力軸１１２ａに螺合する
上記ネジ部材１１３を介して、案内棒１０４ａ，１０４
ｂに沿って光軸方向に移動させる。１１８は絞りユニッ
トを駆動するＩＧメータである。

【０００４】近年スチルカメラ・ビデオカメラにおいて
は、小型化が進み、従来並あるいはそれ以上の機能を保
ちつつ、体積・重量を低減させる必要が生じている。こ
のための一手段として、レンズを保持するレンズ保持枠
の外周部にマグネットを配設し、そのマグネットの外周
にコイルとヨークを配設してボイスコイルモータを形成
し、このボイスコイルモータでレンズ保持枠を光軸方向
に駆動するシステムが例えば特開平２−２０６５９号公
報に記載されている。この公報に記載されたシステムで
は、ボイスコイル中心軸と光軸を略一致させることによ
り、コンパクトなレンズ駆動アクチュエータとしてのボ
イスコイルモータを実現している。

【０００５】図１１はボイスコイルモータの適用例を示
すもので、図１２は図１１のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図で
ある。図１１、図１２において、前記図１０と同一部分
には同一符号を付して重複説明を省略する。レンズ１０
１ｂ１〜１０１ｂ３を保持したレンズ保持枠１１１の外
周にヨーク１１７ａとボビン１１９に巻付けたコイル１
１６を配設し、ヨーク１１７ａに対向してコイル１１６
の外側にヨーク１１７ｂとこれに接着したマグネット１
１５を配設し、このヨーク１１７ａ，１１７ｂ、マグネ
ット１１５を固定筒１０２に取付けている。上記レンズ
保持枠１１１は光軸１０５と平行な２本の案内棒１０３
ａ，１０３ｂによって光軸方向に移動可能に保持されて
いる。

【０００６】マグネット１１５は図示のように着磁され
ているので、ヨーク１１７ａ，１１７ｂの間には半径方
向に磁場が形成されている。コイル１１６はヨーク１１
７ａ・１１７ｂの間に存在し、かつ円周方向に巻かれて
いるので、このコイル１１６に電流を流すと、光軸方向
への駆動力が発生し、ボビン１１９を一体に構成してい
るレンズ保持枠１１１及びレンズ群１０１ｂ１〜１０１
ｂ３が光軸方向に駆動する。

【０００７】上記図１１、図１２はマグネット１１５が
固定され、コイル１１６が移動するタイプであるのに対
し、図１３はコイルが固定され、マグネットが移動する
タイプである。この図１３のマグネット移動タイプは、
レンズ１０１ｂ１〜１０１ｂ３を保持するレンズ保持枠
１１１の外周部に、２分割され半径方向に着磁された半
円状のマグネット１１５ａ，１１５ｂが接着され、その
外周にマグネット１１５ａ，１１５ｂと適当な空隙を設
けてヨーク１１７ａ，１１７ｂを配設し、このヨーク１
１７ａ，１１７ｂの内周に円周方向に巻かれたコイル１
１６が設けられている。そして、上記レンズ保持枠１１
１は２本の案内棒１０３ａ，１０３ｂで光軸方向に移動
可能に保持されているので、コイル１１６に電流を流す
と、レンズ保持枠１１１は光軸方向に移動する。

【０００８】図１４はボイスコイルモータ（Ｖ．Ｃ．
Ｍ）の駆動システムに関するブロック線図である。レン
ズが位置するべき目標値（センサー電圧値）が与えられ
ると、そのセンサー電圧値は位相補償フィルタ２１を通
り、ボイスコイルモータのコイルによって定まる抵抗値
（１／Ｒ）による変換器２２で電流ｉに変換される。こ
の電流ｉにより、演算部２３でレンズを駆動する推力ｆ
が演算され、この推力ｆが供給されたボイスコイルモー
タ２４でレンズを駆動し、そのレンズ位置があるサンプ
リング周期（Ｔｓｅｃ）ごとにエンコーダー（センサ
ー）２５により測定されて電圧出力される。この電圧出
力にループゲインＫを演算部２６で乗じた量の電圧を、
減算部２０で目標値から減算することにより、レンズ位
置が目標値に近ずることができる。

【０００９】今、ここではボイスコイルモータを駆動す
るのに目標値からのずれ量に応じた電圧を用いる例を示
したが、電圧を一定として、そのＯＮ−ＯＦＦ時間を切
り換えるいわゆるＰＷＭ制御による方法を用いてもよ
い。図１５は現在値と目標値が遠い場合と近い場合につ
き、ＰＷＭ制御によりボイスコイルモータを駆動した際
の例を摸式図に示したものである。

【００１０】図１６は以上説明したボイスコイルモータ
を用いて、ビデオレンズシステムを形成した例を示すも
ので、本図では変倍用バリエーターレンズのレンズ群１
０１ｂとフォーカスレンズのレンズ群１０１ｄをボイス
コイルモータを用いて駆動する構成であり、マグネット
が移動するタイプである。

【００１１】図１６に示したビデオレンズはバリエータ
ーレンズ群よりも像面側のレンズ群によりフォーカスを
行なう、いわゆるリアフォーカスレンズであるために、
被写体距離によって、バリエーターレンズ群とフォーカ
スレンズ群のとるべき位置関係が変化する。その様子を
示したのが図１７である。

【００１２】図１７において、縦軸がフォーカスレンズ
位置、横軸がバリエーターレンズ位置であり、被写体距
離をパラメータとし、それぞれのレンズ群がたどるべき
カム軌跡が示してある。従って、各ボイスコイルモータ
ーはシステムに設けられた諸々な情報を基にレンズ群の
動くべき速度・方向を決め、合焦状態を保つ必要があ
る。以下に、これらのシステムにつき詳述する。

【００１３】図１６において、バリエーターレンズ群１
０１ｂとフォーカスレンズ群１０１ｄに対向して、それ
ぞれ、絶体位置を検出するエンコーダー１２１，１２２
が取り付けられている。このエンコーダー１２１，１２
２はリニアタイプのボリュームやグレーコードパターン
が形成された電極をブラシでなぞるタイプあるいはレン
ズ保持枠と共に動くｉＲＥＤ等の発光素子とＰＳＤ等の
光電変換素子を用いて位置検出を行なうタイプのもの等
が考えられる。

【００１４】このエンコーダー１２１，１２２からの出
力は、それぞれの読み取り回路１２３，１２４で読み取
られ、ＣＰＵ１２５に送られる。また、ＣＣＤ１２６か
らのビデオ信号はピーク検波回路１２７内で処理され、
輝度信号のピーク値が抽出され、現在のピント状態に関
する情報としてＣＰＵ１２５に送られる。

【００１５】図１８（ａ）はピーク検波回路１２７の出
力値Ｓｏを縦軸にとり、横軸にフォーカスレンズ位置を
とった合焦検知信号図である。図に示すように、輝度信
号のピーク値Ｓｏにより、およそのデフォーカス量が検
知されることになる。これらの情報と図１７に示したカ
ム軌跡に関する情報をデータとして持つＲＯＭ１２８か
らの情報を基に、ＣＰＵ１２５内でレンズ駆動手段とし
ての各ボイスコイルモータのコイル１２９，１３０に流
すべき電流値あるいはその波形が決定され、各々のドラ
イバー１３１，１３２を経て、コイル１２９，１３０に
通電する。以上のシステムによってバリエーターレンズ
群１０１ｂとフォーカスレンズ群１０１ｄは、常に合焦
状態となるような位置関係を保持できる。

【００１６】次にバリエーターレンズ群１０１ｂが固定
され、ピントが合っていない状態から合焦に至らせるま
でのシステムすなわちオートフォーカス（ＡＦ）システ
ムにつき説明する。

【００１７】図１６において、発振器１３３により一定
周期の駆動信号がフォーカスモータードライバー１３２
に与えられると、フォーカスレンズは光軸方向に微小振
動するようにドライブされる。すると、ピーク検波回路
１２７からの出力もそれと同期して振動する。図１８に
示すように、合焦位置よりも近距離側にフォーカスレン
ズが位置していたら、レンズの振動とビデオ信号の位相
は合致し、遠距離側に位置していたら位相は１８０°ず
れることになる。

【００１８】従って、図１６において、ピーク検波回路
１２７からの出力を周波数検出器１３４を介して位相比
較器１３５に入れ、発振器１３３の位相と比較すること
により、前ピン・後ピンの判断を下すことができる。ま
た、前ピン側・後ピン側にフォーカスレンズが位置して
いる際の出力の振幅はそれぞれＡ_N ・Ａ_F となり、合焦
時にはＡ_M 〜０となる。

【００１９】これらの信号を発振器１３３の出力を基準
タイミングとして同期検波すると、図１８（ｂ）で示す
信号Ｓ₁ となる。つまり、近距離時の信号は基準タイミ
ングと同相であるので、同期検波の信号Ｓ₁ は正の信号
が出力され、遠距離時の信号は基準タイミングと逆相で
あるので、同期検波の信号Ｓ₁ は負の信号が出力され
る。

【００２０】これらの振幅は先に述べたように合焦時に
０となり、デフォーカス量が大きくなるに従って振幅も
大きくなるので、信号Ｓ₁ の絶体値もこれと共に変化す
る。従って、この信号Ｓ₁ に比例した電流をボイスコイ
ルモータに流すと、レンズを合焦に至らせることができ
る。

【００２１】ところが、信号Ｓ₁ は大ボケになると小さ
くなるために、ボイスコイルモータに加える電流も小さ
くなる。従ってピーク値Ｓｏが基準レベルＶ_H よりも小
さい時は信号Ｓ₁ を用いず、図１８（ｃ）に示したＶ_H
前のピーク値Ｓｏと現在のピーク値Ｓｏを比較した信号
Ｓ₂ を用いる。この信号Ｓ₂ は比較器出力なので、一定
の値で、かつ、レンズを駆動すべき符号のみを持った信
号である。すなわち、大ボケ時にはこの信号Ｓ₂ によっ
てボイスコイルモータに電流を流すことにより、高速で
合焦方向にレンズを駆動させ、合焦点に近ずくと、信号
Ｓ₁ の速度で該出力Ｓ₁ がゼロになる合焦点に収束する
動作を行なうことで、自動焦点調節動作が行なわれる。
また、この信号Ｓ₁ に基くモーター速度は、大きすぎる
と、合焦位置の行き過ぎ量が大きくなりハンチングの原
因となるし、小さすぎると合焦に至るまでに時間がかか
ってしまうという問題が生じるため、ある適正なゲイン
を持たせる必要がある。

【００２２】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら上記
従来例では、ボイスコイルモータを駆動するためのルー
プゲインや位置補償回路の各定数はある限られた値しか
持たないため、ボイスコイルモータは限られた応答特性
しか持つことができなかった。

【００２３】例えば、図１９（ａ）は速度フィードバッ
クゲインＫ₁ をＫ₁ ＝４と大きくとって、ボイスコイル
モータの周波数特性を示したものであり、また、図１９
（ｂ）は同じく速度フィードバックゲインＫ₁ をＫ₁ ＝
２と小さくとって、ボイスコイルモータの周波数特性を
示したものである。

【００２４】先に述べたように、速度フィードバックゲ
インＫ₁ が大きい程、外乱に対する保持特性は増すもの
の、図１９に示すように周波数特性は劣化し、目標に対
する追従が悪くなることがわかる。

【００２５】このように、各ゲインやフィルターの定数
をある限られた値に設定することは、１つの性能（例え
ば外乱に対する保持特性）は向上させるものの、他の性
能（例えば周波数特性）は劣化させてしまうといった問
題点が生じ、満足な特性が得られない。

【００２６】また、図１３に示すように、２分割された
半円状のマグネット１１５ａ，１１５ｂをレンズ保持枠
１１１に接着する構成とすると、スペース効率を上げ、
コンパクトにはまとまるものの、ヨークとマグネットの
吸引力により、ボイスコイルモータの推力損失が生じ、
又ヨークを廃止した磁気回路とすると図２０に示すよう
に、２つのマグネット１１５ａ，１１５ｂの近傍で磁気
回路が不安定となり、コイル１１６を逆に（外側から内
側に向って）横切る磁界が発生し、ボイスコイルモータ
の発生推力が著しく低下するという問題点があった。

【００２７】本発明は上記のような問題点を解消したレ
ンズ駆動制御装置を得ることを目的とする。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明のレンズ駆動装置
は、光軸方向に移動可能なレンズと、このレンズの光軸
方向の位置を検出する位置検出手段と、前記レンズを光
軸方向に駆動するボイスコイルモータを駆動源とした駆
動手段と、前記レンズの移動速度を検出する速度検出手
段と、前記ボイスコイルモータに印加する実効電圧を前
記位置検出手段からの検出出力と前記速度検出手段から
の検出出力とから演算する演算手段とを備え、前記演算
手段には前記位置検出手段からの検出出力及び速度検出
手段からの検出出力に各々重み付けするフィードバック
のループゲインが設定され、前記レンズの移動による位
置の変化に応じて前記少なくとも一方のフィードバック
のループゲインを適宜変化させることを特徴としてい
る。

【００２９】

【実施例】実施例１図１は本発明の特徴を最もよく表わす図面であり、ボイ
スコイルモータを用いてレンズ群を駆動する例を示す図
である。図１において、１ａ〜１ｄはズームレンズ群で
あり、１ｂは変倍用のバリエータレンズ群、１ｄはフォ
ーカスレンズ群である。２ａ，２ｂは前記ズームレンズ
群１ｂ、フォーカスレンズ群１ｄを保持するレンズ保持
枠、３ａ，３ｂはマグネットであり、レンズ保持枠２
ａ，２ｂの外周部に半径方向に着磁されたものが接着さ
れている。４ａ，４ｂは周方向に巻回したレンズ群駆動
用のコイルであり、マグネット３ａ，３ｂの外周に適当
な空隙を設けてレンズ鏡筒５に接着されている。

【００３０】上記レンズ保持枠２ａ，２ｂはそれぞれ光
軸１０５と平行に配設された２本の案内棒６ａ〜６ｄに
より光軸方向に移動可能に保持されている。７，８はバ
リエータレンズ群１ｂ、フォーカスレンズ群１ｄの絶対
位置を検出するエンコーダであり、このエンコーダ７，
８からの出力はそれぞれの読み取り回路９，１０で読み
取られてレンズ制御手段としてのＣＰＵ１１に送られ
る。ＣＣＤ１２からのビデオ信号はピーク検波回路１３
内で処理され、輝度信号のピーク値が抽出され、現在の
合焦状態に関する情報としてＣＰＵ１１に送られる。

【００３１】１４，１５はドライバーであり、ＣＰＵ１
１内で合焦状態信号、絶対位置信号等をもとに決定され
た印加電圧レベルあるいは電圧波形が加えられ、コイル
４ａ，４ｂに電流を流す。また、オートフォーカスシス
テムのための合焦信号を得るため、周波数検出器１６、
位相比較器１７、基準周波数発振器１８を備えている。

【００３２】１９はカム軌跡に関する情報をデータとし
て有するＲＯＭである。２０はコイル４ｂと重ね合わせ
て配設したフォーカスレンズ群速度検出用のコイル、２
１はコイル２０に生じた逆起電圧を検出してＣＰＵ１１
に供給する逆起電圧検出器である。

【００３３】図２は本実施例における制御システムを示
すブロック図であり、図中の点線で囲った部分の演算を
ＣＰＵ１１により行う。すなわち、ＣＰＵ１１内では、
ある演算周期（サンプリングタイム）ごとに、センサ２
５からの出力が電圧値として入力され、それぞれの情報
を基にディジタル演算を施し、ボイスコイルモータ２４
に加えるべき電圧値を出力する。この時、速度フィード
バックのループゲインＫ₁ と位置フィードバックのルー
プゲインＫ₂ 及びフィルターの各係数がボイスコイルモ
ータ２４の制御特性を左右することとなる。

【００３４】以下に各定数を適宜可変として設定する手
段につき説明する。図３は速度フィードバックのループ
ゲインＫ₁ の決定手順を示すフローチャート図である。
まず、ＳＴ３−１でデフォルトとしてＫ₁ ＝２を設定す
る。次に、ＳＴ３−２で現在のフォーカスレンズ群の位
置ｘ₀ と、全体のシステムの中で決定される目標値ｘと
の差の絶体値、すなわち、制御偏差量がある設定値Δ
（デルタ）よりも大きいか否かを判断する。

【００３５】制御偏差値が設定値Δよりも大きければ、
つまり、ＹＥＳであれば、まだレンズは目標値に達して
いないので、周波数特性を重視し、ループゲインＫ₁ は
「２」のままとする（ＳＴ３−４）。逆に小さければ、
つまり、ＮＯであればレンズが目標位置に達していると
して、今度は外乱に対するレンズの保持特性を向上させ
る為に、ループゲインＫ₁ を「４」とする（ＳＴ３−
３）。

【００３６】しかる後、ＳＴ３−５で、逆起電圧検出器
２１で検出されたコイル２０に発生する逆起電圧Ｖ_Sが
ある設定値Ｖ₀よりも大きいか否かを判断し、ＹＥＳ、
すなわち、レンズが目標位置に達して保持されていなく
てはならないのに、大きな速度で動いてしまう程の外乱
が生じていれば、より保持特性を向上させるべく、ルー
プゲインＫ₁に１．２の定数をかけ（ＳＴ３−６）、さ
らに大きなループゲインＫ₁を設定する（ＳＴ３−
７）。

【００３７】このように本実施例ではフォーカスレンズ
群を光軸上移動させるとき、その位置の変化によって少
なくとも１つのループゲインＫ₁,Ｋ₂ を適宜変化させ
ている。

【００３８】以上の手順により目標位置までのレンズ位
置の収束時間を劣化させることなく、大きな外乱に対し
てもレンズ位置が保持され得るシステムを構成すること
が可能になった。

【００３９】尚、図３中のＳＴ３−３の（Ｋ₁ ＝４）、
ＳＴ３−４の（Ｋ₁ ＝２）、ＳＴ３−６の（Ｋ₁ ＝１．
２Ｋ₁ ）といった定数は一例であり、ＳＴ３−３の定数
（この実施例では４）をａ、ＳＴ３−４の定数（同２）
をｂとすると、ａ＞ｂ、またＳＴ３−６の定数（同１．
２）ｃがｃ＞１の範囲でａ〜ｃを適宜設定すればよい。

【００４０】実施例２図４は実施例２を示すフローチャート図であり、前記実
施例１における逆起電圧Ｖ_S のかわりに、位置の差分を
用いたものであり、システムのブロック図は図１の中で
フォーカスレンズ群速度検出用のコイル２０、このコイ
ル２０に生じた逆起電圧を検出する逆起電圧検出器２１
を除いた構成、つまり、図１６に示す従来装置と同等に
なるので省略する。

【００４１】本実施例はＳＴ４−５において、外乱の強
弱を判断する為、現在位置ｘ₀ と１サンプリング周期
（Ｔ秒）前のレンズ位置ｘ₀ ’との差をサンプリング周
期Ｔで割った差分式により、現在の速度を類推して電圧
換算し、しきい値電圧Ｖ₀ と比較し、外乱が大きいもの
か否かを判断しているもので、他の手順は前記図３に示
すフローチャートの手順と全く同じであるから説明を省
略する。

【００４２】本実施例における速度の類推の仕方は、Ｔ
秒前の差分式でなくとも、Ｔ秒前と、２Ｔ秒前の値を２
次の差分式で近似しても、また、もっと高い次数の式で
近似してもよい。

【００４３】実施例３図５は速度情報をアナログの微分回路を用いて得る構成
を示すもので、フォーカスレンズ位置エンコーダ５１か
らの出力を、コンデンサや抵抗等より成る微分回路５２
で微分して速度情報を得ている。その他は、前述の実施
例と同様にしきい値電圧と比較することにより、速度フ
ィードバックのループゲインＫ₁ を決定することにな
る。

【００４４】実施例４前記実施例では、まず、目標位置と現在位置との差より
速度のループゲインを変更していたが、その代りにオー
トフォーカス信号、すなわち、図１８に示した輝度信号
のピーク値を基に、図６のフローチャートに示す処理工
程によって速度のループゲインを決定してもよい。この
図６の処理工程で前記図３、図４の処理工程との相違
は、ＳＴ６−２で輝度信号のピーク値Ｓ₀により速度の
ループゲインＫを判断することで、他の処理工程は同じ
である。

【００４５】即ち、本実施例は図２１に示すように、ピ
ーク値Ｓ₀が制御偏差値の設定値Δ′よりも大きいか否
かでループゲインＫを変えている。テレビ信号に基づく
自動合焦でピーク値Ｓ₀を基に設定値Δを測る際に、そ
のときのしきい値を図２１に示す設定値Δ′におきかえ
ている。

【００４６】従ってピーク値Ｓ₀が設定値Δ′よりも小
さければ合焦から遠いのでループゲインＫ₁＝２とし、
ピーク値Ｓ₀が大きければ合焦に近いのでループゲイン
Ｋ₁＝４としている。

【００４７】実施例５図７はボイスコイルモータ装着部の斜視図を示すもの
で、コイル７１は円周方向に適当な回数に巻かれてい
る。レンズ保持枠７５は不図示のレンズ群を一体的に保
持しており、そのスリーブ部７５ａが光軸と平行なガイ
ドバー７３と嵌合し、Ｕ型形状をした溝部７５ｂがガイ
ドバー７４と嵌合されて光軸方向に移動可能に支持され
ている。このレンズ保持枠７５と一体に形成された円筒
部７５ｃには、完全円環状のマグネット７２が接着材等
によって結合固定されている。

【００４８】マグネット７２はラジアル方向に着磁され
ているので、コイル７１に電流を流すと、電流の流れる
方向と垂直な方向に磁界が発生して、この磁界の発生方
向と垂直な方向、すなわち、光軸方向にレンズの駆動力
が発生することになる。

【００４９】図８はマグネット７２を光軸と垂直な方向
に横断して磁界の様子を示したものである。図２０に示
す従来のように２分割した半円状のマグネット１１５
ａ，１１５ｂの近接した部分では、コイル１１６を外側
から内側に横切る磁束φＡが発生するために、所望の発
生推力の方向とは反対方向にも推力が発生し、この推力
同志が打ち消し合うことで全体の推力低下となっている
が、本実施例ではマグネット７２を円環状としたことに
より、図８のようなコイル７１の全周に渡り全て放射状
に磁束が発生し、上記のような外側から内側に向う戻り
磁束はなくなり、推力低下が生じないものである。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光軸方向に移動可能なレンズの光軸方向の位置及び該レ
ンズの移動速度により、レンズ駆動手段へ印加する実効
電圧を演算により求めたので、目標位置へレンズを移動
させるときレンズの収束時間を劣化させることなく、ス
ムーズな速度変化によるレンズ駆動が得られる。

【００５１】特に本発明では光軸方向に移動可能なレン
ズを駆動する為のボイスコイルモータを駆動源とする駆
動手段に印加する実効電圧を演算手段で求めるとき、該
演算手段は該レンズの光軸方向の位置を検出する位置検
出手段からの検出出力と、該レンズの移動速度を検出す
る速度検出手段からの検出出力から求めており、このと
き演算手段には速度検出手段からの検出出力に重み付け
するループゲインＫ₁と位置検出手段からの検出出力に
重み付けするループゲインＫ₂ が設定されており、該レ
ンズの移動による位置の変化に応じて、該２つのループ
ゲインＫ₁,Ｋ₂のうち少なくとも一方のループゲインを
適宜変化させている。

【００５２】これによって、目標位置に対するレンズの
駆動追従を良好にすることと、又外乱に対する保持特性
を良好にすることの双方を両立させることができるレン
ズ駆動装置を達成している。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施例を示す構成図。

【図２】図２は制御システムを示すブロック図。

【図３】図３は速度フィードバックのループゲインの決
定手順を示すフローチャート図。

【図４】図４は速度フィードバックのループゲインの決
定手順を示すフローチャート図。

【図５】図５は速度情報を得る構成のブロック図。

【図６】図６は速度フィードバックのループゲインの決
定手順を示すフローチャート図。

【図７】図７はボイスコイルモータ装着部の斜視図。

【図８】図８はマグネットの横断面図。

【図９】図９は従来のレンズ駆動制御装置を示す構成
図。

【図１０】図１０は図９のＡ−Ａ線に沿う縦断面図。

【図１１】図１１はボイスコイルモータを適用したレン
ズ鏡筒の正面図。

【図１２】図１２は図１１のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図。

【図１３】図１３はボイスコイルモータを示す分解斜視
図。

【図１４】図１４はボイスコイルモータの駆動システム
を示すブロック図。

【図１５】図１５はボイスコイルモータを駆動した際の
摸式図。

【図１６】図１６はボイスコイルモータを用いた従来の
レンズ駆動装置の構成図。

【図１７】図１７はリアフォーカスズームのカム軌跡
図。

【図１８】図１８は合焦検知信号図。

【図１９】図１９はボイスコイルモータの周波数特性
図。

【図２０】図２０はマグネットの横断面図。

【図２１】本発明の実施例４の説明図

【符号の説明】

１ａ〜１ｄレンズ群７，８エンコーダ（位置検出手段）１１ＣＰＵ（演算手段）２０速度検出用のコイル（速度検出手段）２４ボイスコイルモータ（駆動手段）

フロントページの続き (72)発明者太田盛也東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者佐藤秀景東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開平４−44104（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−108806（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−163310（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/04 - 7/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光軸方向に移動可能なレンズと、このレ
ンズの光軸方向の位置を検出する位置検出手段と、前記
レンズを光軸方向に駆動するボイスコイルモータを駆動
源とした駆動手段と、前記レンズの移動速度を検出する
速度検出手段と、前記ボイスコイルモータに印加する実
効電圧を前記位置検出手段からの検出出力と前記速度検
出手段からの検出出力とから演算する演算手段とを備
え、前記演算手段には前記位置検出手段からの検出出力
及び速度検出手段からの検出出力に各々重み付けするフ
ィードバックのループゲインが設定され、前記レンズの
移動による位置の変化に応じて前記少なくとも一方のフ
ィードバックのループゲインを適宜変化させることを特
徴とするレンズ駆動装置。