JP3129549B2 - レンズ駆動制御装置における初期化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は駆動パルスに従ってレン
ズを駆動制御するレンズ駆動制御装置における初期化装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】制御システムの初期化については、どう
いう初期化を行うのかによってその方法や初期化条件が
異なってくる。

【０００３】メカトロニクスの分野に於いては、例えば
電源投入後、先ず制御する側（例えばマイクロコンピュ
ータ）と制御される側（例えば機構）の互いの条件（例
えば制御を開始する位置等）についてマッチングをとる
という初期化動作を行ってから本格的な制御に移行する
ことがしばしば行われている。

【０００４】図１０はレンズ制御システムの一例を示し
たものであるが、このシステムに於いては、上記電源投
入後、本格的な制御動作に入る前に、上述の様な初期化
を行う必要がある。

【０００５】図１０に於いて１０１は固定の第１のレン
ズ群、１０２は変倍動作を行うために光軸と平行に移動
する第２のレンズ群、１０３は絞り、１０４は固定の第
３のレンズ群、１０５は焦点調節機能とコンペンセータ
機能を有し、光軸と平行に移動する第４のレンズ群、１
０６は撮像素子、１０７はレンズ群１０２と一体に移動
する連続片、１０８は該連動片１０７の検出を行うセン
サ、１０９はレンズ群１０５と一体に移動する連動片、
１１０は該連動片１０９の検出を行うセンサ、１１１は
レンズ群１０２の駆動用ステッピングモータ、１１２は
ラック、１１３は１１２に挟まれるステッピングモータ
１１１の出力軸、１１４はレンズ群１０５の駆動用ステ
ッピングモータ、１１５はラック、１１６は１１５に挟
まれるステッピングモータ１１４の出力軸、１１７はス
テッピングモータ１１１のドライバ、１１８はステッピ
ングモータ１１４のドライバ、１１９及び１２０はドラ
イバ１１７への駆動命令伝達ライン、１２１及び１２２
はドライバ１１８への駆動命令伝達ライン、１２３はア
ンプ、１２４はゲインコントロール、１２５はハイパス
フィルタ、１２６は信号処理回路、１２７はレンズ制御
を行うためのマイコン、１２８は絞り制御回路、１２９
は絞り駆動用ドライバ、１３０は絞り駆動用アクチュエ
ータ、１３１と１３２は絞りエンコーダ、１３３、１３
４、１３５、１３６はレンズ駆動方向選択スイッチ、１
３７はプルアップ抵抗、１３８は電源、１３９は接地部
である。

【０００６】図１０に於いて、１０２のレンズ群と１０
５のレンズ群のアクチュエータとしてステッピングモー
タが用いられており、この駆動命令はマイコン１２７か
ら出力される。図１０のような構成では、マイコン１２
７からドライバ１１７、１１８のそれぞれに対して直接
に駆動パルスを出力するのが一般的になってきており、
この場合、マイクロ１２７で出力したパルス数に比例し
た量だけモータ１１１と１１４は回転する事になる。従
って、マイコン１２７では出力したパルス数をカウント
しておくことにより、１０２及び１０５のレンズ群の位
置を把握する事ができる。但し、上記位置検出手段では
マイコン内のインクリメント型カウンタを利用しなけれ
ばならないので、通常のレンズ制御の前に、マイコンが
認識しているレンズ位置と実際のレンズ位置を一致させ
る初期化動作が必要となる。

【０００７】図１１は上記レンズの初期化手順を示すフ
ローチャートである。ステップ２０１で処理が開始され
ると、ステップ２０２で電源が投入されるまで待機す
る。ステップ２０２で電源の投入が行われると、ステッ
プ２０８で後に説明する「モード」を０に定義する。こ
こで、この「モード」はレンズ群１０２及びレンズ群１
０５のそれぞれの初期化プログラムに別々に必要である
が、図１１では一括して一つに表現する。ステップ２０
３でレンズ群１０２の初期化動作が完了したかどうかを
確認し、完了していればステップ２０５へ、していなけ
ればステップ２０４へ処理を移す。ステップ２０４はレ
ンズ群１０２の初期化動作を行うプログラムである。ス
テップ２０５はレンズ群１０５の初期化動作が完了した
どうかを確認するプログラムであって、ステップ２０５
で動作完了と判断されればステップ２０７へ、動作が完
了していないとみなされればステップ２０６の処理へ移
行する。ステップ２０７でレンズ群１０２とレンズ群１
０５の両方のレンズの初期化が完了したと判断されれ
ば、モードに０を代入して、通常のレンズ制御プログラ
ムの実行に移行する。

【０００８】以下に上記レンズの初期化動作を更に詳し
く述べる。

【０００９】図１０に於いて、レンズ群１０２と１０５
の保持枠にはそれぞれ前述の連動片１０７及び１０９が
設けられている。この連動片１０７及び１０９は、例え
ば１０８と１１０がそれぞれ光センサである場合、該光
センサの投光部と受光部との間を移動するように設けら
れている。

【００１０】連動片１０７と光センサ１０８及び連動片
１０９と光センサ１１０の組合せから成るリセットスイ
ッチの構成の一例を図１２に示す。図１２に於いて、３
０１は該光センサ１０８もしくは１１０の投光部、３０
２は該センサの受光部であって、受光部３０２は投光部
３０１からの光を受光したときにｈｉｇｈレベルの電圧
を、受光しないときにｌｏｗレベルの電圧を出力する。
投光部３０１と受光部３０２の間を前述の連動片１０７
又は１０９が３０３の方向、即ち光軸と平行に移動して
おり、レンズ群１０２又はレンズ群１０５の位置によっ
て連動片１０７又は１０９が投光部３０１からの光を遮
ったり遮らなかったりする。連動片１０７及び１０９を
レンズ群１０２の保持枠及びレンズ群１０５の保持枠に
それぞれ固定しておけば、受光部３０２の出力レベルが
変化する時のレンズ群１０２及びレンズ群１０５の光軸
上の位置は一意的に定まる。そこで受光部３０２の出力
信号が変化した時点でレンズを停止させ、該位置に対応
する絶対的なカウンタ初期値を前記インクリメントカウ
ンタに代入して、そこからカウントを開始すれば、マイ
コンの認識している位置と実際のレンズ位置とが一致す
る事になる。

【００１１】図１３は図１１に示したステップ２０４の
内容を詳しく説明するためのフローチャートである。図
１３においては連動片１０７が光を遮っている時に変倍
レンズ１０２が移動可能領域の中点付近よりもテレ側に
あるとする。また、図１３においては「モード」という
ものを用いている。この「モード」とは、一連の初期化
動作の中でプログラムがどの処理を行っているかを示す
もので、この「モード」を用いる事によって、一連の初
期化処理の途中でステップ２０４を一旦抜けても、もう
一度ステップ２０４を呼び出せばその後から処理を続け
る事が出来るので、初期化動作中ずっとステップ２０４
内にとどまっていなければならないという不都合がなく
なり、ステップ２０４とステップ２０６の並行処理が可
能になる。

【００１２】ステップ４０１で処理の実行が開始される
と、モードによってプログラムの飛び先を選択する。ス
テップ４０２、ステップ４０３、ステップ４０４はモー
ドの内容を判別し、それぞれ該当するプログラムにジャ
ンプさせる為のブロックであって、最初は図１１で説明
した通りモードを０としているので、処理はステップ４
０５に移行する。ステップ４０５では連動片１０７が投
光部３０１からの光を遮光しているかどうかを受光部３
０２の出力レベルで判断する。受光部３０２の出力レベ
ルがｌｏｗであれば、遮光されているのでレンズはテレ
側にあると判断し、ステップ４０６で変倍レンズをワイ
ド方向に駆動する。又、受光部３０２の出力レベルがｈ
ｉｇｈであれば、レンズがワイド側にあると判断して、
ステップ４０７でテレ側に駆動する。次にステップ４０
８でモードを１とし、ステップ２０４のプログラムを一
旦抜け、図１１のステップ２０５、ステップ２０６、ス
テップ２０７、ステップ２０３の処理を経て、再びステ
ップ２０４のプログラム、即ち図１３のプログラム処理
を実行する。この時、「モード」は１になっているの
で、ステップ４０２、ステップ４０３、ステップ４０４
を経て、プログラムの処理はステップ４０９に移る。ス
テップ４０９で変倍レンズ１０２がテレ側に移動中と判
断されればステップ４１０でリセットスイッチの状態が
透光から遮光に変化したかどうかを判断する。又、変倍
レンズ１０２がワイド側に移動している場合には、ステ
ップ４１１で遮光から透光に変化したかどうかを判断す
る。ステップ４１０及びステップ４１１それぞれで、状
態に変化が認められない場合、そのままのレンズ駆動を
継続させたままステップ２０４の処理を一旦抜ける。ス
テップ４１０、ステップ４１１でリセットスイッチの状
態に変化が認められた場合、ステップ４１２でレンズを
停止させる。この時点で変倍レンズ１０２はリセットス
イッチ位置に停止した事になる。更にステップ４１３で
前記インクリメント型カウンタに絶対的なリセットスイ
ッチ位置に対応する値を代入する。

【００１３】これまで説明を行わなかったが、例えばス
テップ４０６やステップ４０７でレンズを移動させ始め
る時点からリセットスイッチが動作して停止するまで駆
動パルス数をカウントし、このカウント値とステップ４
１３で代入した絶対的な値を用いれば、初期化動作を開
始する前のレンズ位置を逆算する事が出来る。そこでス
テップ４１４では、該逆算位置にレンズを移動させるべ
く、これまで移動した向きとは逆向きに変倍レンズを駆
動させる。次にステップ４１５でモードを２とし、ステ
ップ２０４のプログラムを一旦抜ける。

【００１４】ステップ２０４のプログラム処理を再び実
行すると、モードは２となっているので、ステップ４０
３からステップ４１６の処理にジャンプする。ステップ
４１６ではマイコン１２７内のカウンタが前記逆算した
戻り先の値になったかどうかを確認し、未だ至っていな
ければそのままプログラムを抜け、至っていると判断さ
れたときにはステップ４１７でレンズを停止させ、ステ
ップ４１８でモード３としてステップ２０４を抜ける。
この時点でレンズの初期化処理は全て終了しているの
で、次にステップ２０４が呼び出されても、モードが３
である事からステップ４１９の通常のレンズ制御を実行
でき、かつレンズ初期化処理を再び行う事はない。

【００１５】レンズ群１０５についての初期化動作のス
テップ２０６も図１３に示したフローチャートの処理と
同等であるので割愛する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例においては、連動片１０７または１０９の遮光と投光
の境界点が１点であるので、該境界点から遠い位置にレ
ンズがある場合、初期化を行おうとするとレンズが境界
点に到達するまでに長い距離を移動する必要があり、結
果として初期化が完了するまでにレンズ移動量に相当し
た長い時間を要してしまうという欠点がある。

【００１７】上記欠点を補うために、前記境界点を前記
ストロークの中間付近に設定し、初期化を開始する時点
のレンズ位置による、初期化完了までの時間の片寄りを
軽減する手段を設ける場合があるが、ストロークが長く
なると著しい効果を挙げにくい。また、図１２に示され
るセンサを複数個設けて実質的なレンズ移動量を縮める
手段をとる場合もあるが、コストアップ、装置の大型化
に直接つながるというデメリットが生じてしまう。

【００１８】従って、本発明の目的は、前述の問題点を
解決し、コストアップや装置の大型化といった欠点を伴
うことなく、初期化位置が１点である場合に比べて初期
化に要する時間を大幅に短縮することができるレンズ駆
動制御装置における初期化装置を提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、光軸に沿
って移動可能なレンズと、供給されるパルスに従って前
記レンズを光軸方向に駆動するステッピングモータと、
前記ステッピングモータにパルスを供給するパルス供給
手段と、前記供給されるパルス数をカウントするカウン
ターと、を備え、前記カウンターによるパルスカウント
値に応じて前記レンズを所望の位置に移動させるレンズ
制御動作に先立って、前記カウンターのカウント値を現
実のレンズ位置に対応させるための初期化動作を実行す
るレンズ駆動制御装置における初期化装置において、発
光素子からの光を受光素子により受光することによって
受光状態を出力する一対の投受光センサと、前記発光素
子と前記受光素子の光路中であって、前記レンズ移動に
伴って光軸方向に移動すると共に、前記光軸方向に長さ
の異なる複数の光透光部と長さの異なる複数の光遮光部
とを有する一枚の遮光板と、前記初期化動作に伴い前記
ステッピングモータによって前記レンズが移動する際
に、前記一対の投受光センサに対して、前記遮光板のい
ずれかの光遮光部から光透光部を経て他の光遮光部に至
る間、あるいは、前記遮光板のいずれかの光透光部から
光遮光部を経て他の光透光部に至る間における前記レン
ズの移動パルス数に基づいて前記レンズの位置を判別す
る判別手段と、該判別されたレンズ位置に一意的に対応
するカウント値を前記カウンターに設定する設定手段、
とを有することを特徴とする。第２の発明は、光軸に沿
って移動可能なレンズと、供給されるパルス数に従って
前記レンズを光軸方向に駆動するステッピングモータ
と、前記ステッピングモータにパルスを供給するパルス
供給手段と、前記供給されるパルス数をカウントするカ
ウンターと、を備え、前記カウンターによるパルスカウ
ント値に応じて前記レンズを所望の位置に移動させるレ
ンズ制御動作に先立って、前記カウンターのカウント値
を現実のレンズ位置に対応させるための初期化動作を実
行するレンズ駆動制御装置における初期化装置におい
て、発光素子からの光を受光素子により受光することに
よって受光状態を出力する一対の投受光センサと、前記
発光素子と前記受光素子の光路中であって、前記レンズ
移動に伴って光軸方向に移動すると共に、前記光軸方向
に長さの異なる複数の光透光部と長さの異なる複数の光
遮光部とを有する一枚の遮光板と、前記初期化動作に伴
い前記ステッピングモータによって前記レンズ前記レン
ズが一定の速度で移動する際に、前記一対の投受光セン
サに対して、前記遮光板のいずれかの光遮光部から光透
光部を経て他の光遮光部に至る間、あるいは、前記遮光
板のいずれかの光透光部から光遮光部を経て他の光透光
部に至る間における前記レンズの移動時間を検出し、該
検出された移動時間に基づいて前記レンズの位置を判別
する判別手段と、該判別されたレンズ位置に一意的に対
応するカウント値を前記カウンターに設定する設定手
段、とを有することを特徴とする。

【００２０】

【実施例】図１は本発明の実施例を示すレンズ駆動制御
装置における初期化装置で使用する遮光板（前述の連動
片１０７及び１０９に相当するもの）５０１の形状図で
ある。図１において、５０１は前記遮光板、５０２は説
明のための目盛りであってレンズの移動可能ストローク
を１２等分したところに目盛りを打ってある。５０３は
これまでも説明しているところのフォトセンサ１０８及
び１１０の設置位置であって、前記ストロークの中間に
設定してある。

【００２１】遮光板５０１は光軸と平行に移動すること
によって、フォトセンサの受光部に対して遮光と透光を
繰り返すような形状になっており、領域Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄ、Ｅ、Ｆの順に透光、遮光、透光、遮光、透光、遮光
という機能を果たす。また、前記Ａ〜Ｆの６つの領域
は、全ストローク量を１２に等分割した長さを３：２：
１：１：２：３の割合で占める様になっている。

【００２２】更に、ＡとＢ、ＢとＣ、ＣとＤ、ＤとＥ、
ＥとＦそれぞれの境界がフォトセンサの位置５０３を通
過するときの、レンズの絶対的な位置をそれぞれＲ_AB、
Ｒ_BC、Ｒ_CD、Ｒ_DE、Ｒ_EFとする。

【００２３】本実施例では、便宜上前記全ストロークの
１／１２の長さがステッピングモータ１１１又は１１４
の歩進パルス数にして１００パルス分に相当すると仮定
する。

【００２４】ここで遮光板５０１を用いたレンズ初期化
の考え方について、簡単に説明する。

【００２５】図１から明らかなように、遮光板５０１の
Ａ、Ｃ、Ｅ３つの透光部分の長さとＢ、Ｄ、Ｆ３つの遮
光部分の長さはそれぞれ等しくない。本実施例で説明す
るレンズ位置の初期化は、これら透光部又は遮光部の固
有の長さを測定することによってレンズの絶対位置を検
出しようとするものである。

【００２６】レンズ位置の初期化を実行する前、レンズ
の位置は任意であると考えると、遮光板５０１のＡ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの領域及び各領域間の境界上のどこ
にレンズが存在するか特定出来ない。そこで、透光状態
の時にはテレ側に、遮光状態の時にはワイド側に先ず移
動することにする。

【００２７】例えば領域Ｃにレンズがあるとき、先ずテ
レ側Ｔにレンズを一定の速さで移動すると、やがてレン
ズは領域Ｄの部分、即ち遮光部に移動する。透光部（領
域Ｃ）から遮光部（領域Ｄ）に状態変化したときに時間
計測を開始し、遮光部（領域Ｄ）から透光部（領域Ｅ）
に状態変化したときに時間計測を終了すると、結果とし
て領域Ｄにおけるレンズ通過時間を得ることが出来る。
前述のようにレンズの移動速さを一定にしておけば、時
間の計測結果と遮光板５０１の領域長さの対応は正確に
行われることになる。従って、テレ方向に移動してい
て、且つ遮光状態で、領域Ｄの長さ（１００パル
ス）分だけ移動したときに再び透光になったということ
は、「１００パルス分の長さを持つ遮光部分をテレ方向
に通過した」ということになるので、その時点でレンズ
はＲ_DEの位置にあるということが出来る。そこでレンズ
が領域Ｄから領域Ｅに移動したところでレンズを停止さ
せ、位置検出用カウンタにＲ_DEを代入することによって
カウンタの初期化が完了する。

【００２８】上記のレンズ位置の初期化の考え方は、透
光と遮光で動作が逆にはなるものの、領域Ａ、Ｃ、Ｄ、
Ｆについて共通である。

【００２９】初期化を開始する前にレンズが領域Ｅにあ
る場合、レンズがテレ側に移動して領域Ｆの部分に入る
と、再び透光状態にはならないでテレ端に突き当たって
しまう。

【００３０】このような場合、以下の判断により、レン
ズが領域Ａ又はＦに存在することを検出できる。即ち、
領域Ａ又はＦの部分以外は透光又は遮光の状態が継続す
るのは最大で２００パルス分の長さである。従って遮光
状態のまま例えば２５０パルス以上レンズが移動したの
であれば、確実にレンズは領域Ｆに存在し、又透光状態
のまま２５０パルス以上レンズが移動したのであれば
（この場合、始めにレンズは領域Ｂにいたことになるの
でレンズはワイド側に移動している）、領域Ａにレンズ
が存在することになる。そこで、フォトセンサの出力の
状態が変化しないまま２５０パルス以上レンズが一方向
に移動した場合には、レンズを逆転させ、状態が変化し
たところでレンズを停止する。その時点で透光から遮光
に変化していたのであれば、レンズはＲ_ABにあり、遮光
から透光に変化していたのであればレンズはＲ_EFにある
ことになる。この検出方法を実施する具体的な処理とし
て図２及び図３のフローチャートに示した動作をマイコ
ン１２７（図１０）に行わせる。

【００３１】図２及び図３は遮光板５０１を用いたとき
のズームレンズの初期化処理のプログラムの流れを示し
たものである。尚、本来であれば図２及び図３のプログ
ラムの流れも、図１３の「モード」を用いて並行処理可
能となるように記されるべきであるが、説明が複雑にな
ることと、図２及び図３の説明において「モード」を用
いなくても、本発明の主旨を損ねることなく説明を行う
ことが可能であることから、敢えて「モード」を用いな
い流れ図を使って説明する。

【００３２】図２のステップ６００においてプログラム
の実行が開始されると、ステップ６０５でカウンタをク
リアする。このカウンタとは、マイコン１２７内に極く
一般的に設置可能なものであって、本実施例においては
ステッピングモータの１歩進ステップパルスを発生する
たびにインクリメント又はデクリメントするカウンタで
ある。以後、このカウンタのことを「サブカウンタ」と
称することにする。

【００３３】次に、ステップ６０１でフォトセンサの受
光部が透光状態にあるかどうかが判断される。透光状態
にある場合には、ステップ６０２でレンズをテレ側に移
動させ、それと共にサブカウンタをインクリメントさせ
る。そして、ステップ６０３で遮光が確認されるまで、
レンズのテレ方向駆動を継続する。ステップ６０３にお
いて遮光が確認されると、ステップ６０４で先ずレンズ
を停止させ、ステップ６１８でサブカウンタの値をメモ
リに蓄えてから、ステップ６０５でサブカウンタをクリ
アする。

【００３４】次にステップ６０２でレンズをテレ方向に
駆動させ、ステップ６０６でテレ方向への駆動パルスが
出力されるたびに前記サブカウンタを１ずつインクリメ
ントする。

【００３５】レンズ位置の初期化が開始される前、レン
ズが遮光板５０１のＥの領域にあったとすると、ステッ
プ６０１からステップ６０３を経て更にレンズをテレ方
向に駆動し続けても、そのままレンズはテレ端に突き当
たってしまうので、再びフォトセンサが透光となること
はない。ステップ６０７はこの状態を回避するために設
けられている判別ブロックであって、レンズが遮光板５
０１のＥの領域にある時から初期化を開始した場合、Ｒ
ＥＦが５０３を通過した時点でサブカウンタがクリアさ
れ、更にテレ方向、即ちＦの領域内をテレ端に向けて移
動する。この時、サブカウンタはインクリメントを続け
ている。領域Ｆは図に示した通り３００パルス分の長さ
を有していて、かつ、遮光部分として３００パルスの長
さを有しているのはＦのみである。つまり、Ｆの部分を
テレ端に向けて駆動しつづけると、やがてサブカウンタ
のカウント数が２００を越え、３００に近い値となって
くる。従って、図２の判別ステップ６０７で、例えばサ
ブカウンタの値が２５０を越えた場合、明らかに領域Ｆ
の部分をテレ端に向かっていると判断し、ステップ６１
２の処理でレンズの駆動の向きをワイド側に転ずる。

【００３６】レンズの向きが逆転したということで、ス
テップ６１３においてサブカウンタをモータの１歩進に
ついて１つづつデクリメントし、ステップ６０３で透光
であることを検出するまでワイド方向駆動を繰り返す。
ステップ６０３で透光を検出したら、ステップ６０４で
レンズを停止させ、ステップ６１４でＲ_EFを位置検出用
カウンタに代入する。この様に、レンズをある位置に移
動させ、位置検出用カウンタに該レンズ位置に相当する
値を代入することによって、レンズの初期化は完了す
る。この位置検出用カウンタは、これまでの説明でイン
クリメント又はデクリメントしているサブカウンタとは
別のものであって、この位置検出用カウンタにステップ
６１４の様にレンズ位置を代入することがレンズの初期
化の目的である。以後、「位置検出用カウンタ」と「サ
ブカウンタ」を区別して記載する。

【００３７】さて、ステップ６０７でサブカウンタの値
が２５０に至らず、ステップ６０１で透光を検出するま
でテレ方向駆動を繰り返した後、ステップ６０１で透光
を検出すると、ステップ６０４でレンズを一旦停止す
る。この時点でサブカウンタの値も停止している。

【００３８】ステップ６０８、ステップ６０９ではサブ
カウンタの値をそれぞれ比較し、８０より大きく１２０
より小さければ、領域Ｄから領域Ｅに移ったところであ
ると判断し、位置検出用カウンタにＲ_DEを代入する。
又、サブカウンタの値が１８０より大きく２２０より小
さい場合には、レンズが領域Ｂから領域Ｃに移ったと判
断し、位置検出用カウンタにＲ_BCを代入する。サブカウ
ンタの値がステップ６０８とステップ６０９の両条件と
も満足しなかった場合には、初期化を失敗したものとし
てステップ６０１から初期化動作をやり直す。

【００３９】この後、レンズを初期化前の位置に正確に
戻すための動作に移行する。

【００４０】サブカウンタの値は最初は０にクリアさ
れ、その後レンズがテレ方向に駆動している間インクリ
メントされている。そしてフォトセンサの出力が変化し
たところで一旦０にクリアされるが、その前に、そこに
至るまでのサブカウンタの値はステップ６１８でメモリ
に蓄えられている。ステップ６１９に至ったときのサブ
カウンタの値は、フォトセンサ出力が変化し、一旦０に
クリアされた後のレンズ位置から現在の位置までの隔た
りを歩進パルス数で表している。即ち、領域Ｃ又はＥの
区間を通過するときの歩進パルス数を示しているから、
これに前記メモリの値を加えれば、初期化を開始する前
と現在とのレンズ位置の隔たりを歩進パルス数で得るこ
とが出来る。そこで和をサブカウンタにステップ６１９
で代入する。この様にすることにより、初めに移動を開
始した向きとは逆向きにレンズを移動させながらサブカ
ウンタをデクリメントすれば、サブカウンタが０となっ
たところが元の位置であるということができる。

【００４１】最初にステップ６０１で透光と判断し、レ
ンズをテレ側に移動した場合、先ず、ステップ６１２で
レンズをワイド方向駆動させる。そしてサブカウンタを
デクリメントさせながら、ステップ６１６でサブカウン
タが０又は負の値となるまでワイド方向駆動を繰り返
す。ステップ６１６でサブカウンタが０又は負となった
ことを確認したら、ステップ６０４で直ちにレンズを停
止させる。これでレンズは元の位置に戻ったことになる
ので、ステップ６１７で処理を終える。

【００４２】最初にステップ６０１で遮光と判断された
場合も、これまでの説明と同様の考え方で初期化動作が
実行される。以下、簡単に説明する。

【００４３】この場合には、処理がステップ６１２に移
行する。ステップ６１２でレンズをワイド側に移動させ
ながら、サブカウンタをインクリメントし、ステップ６
０１で遮光から透光に変化を認めたところで一旦レンズ
を停止し、ステップ６１８でサブカウンタの値をメモリ
に蓄えてからステップ６０５でサブカウンタをクリアす
る。以後、先に説明した場合と透光・遮光の判断及びレ
ンズの移動方向は逆になるが、考え方としては全く先と
同様にして、ステップ６０８でサブカウンタの値が１０
０程度と判断された場合には、レンズが領域Ｃから領域
Ｂに移動したと判断し、位置検出用カウンタにはＲ_BCを
代入する。又サブカウンタの値が２００程度であれば、
位置検出用カウンタＲ_DEを代入し、初期化の途中で領域
Ａにレンズが存在すると判断した場合には、レンズをテ
レ方向駆動に切り換えて、領域ＡとＢの境界でレンズを
停止させ、位置検出用カウンタにＲ_ABを代入する。その
後、ステップ６１９でサブカウンタの値にメモリの値を
加えてサブカウンタに代入し、サブカウンタをデクリメ
ントさせながらテレ方向駆動を実行し、サブカウンタ値
が０又は負の値を示したところでレンズを停止させて、
一連の初期化動作を完了する。

【００４４】第２の実施例 図４は本発明の第２の実施例における、マイコン１２７
内で行われる処理のフローチャートであって、装置の構
成は第１の実施例と同様である。

【００４５】尚、本実施例においても、第１の実施例と
同様にズームレンズの位置検出を例にとって説明を行
う。

【００４６】第１の実施例では、システムの初期化に対
して本発明を適用した場合について説明したが、本実施
例では通常のレンズ位置検出を行う方法について説明す
る。

【００４７】図４において、ステップ７０１で処理の実
行が開始されると、ステップ７０２でズーム駆動判断と
いう処理を行う。このステップ７０２の処理については
図５に詳しい流れ図を示す。

【００４８】図５において、ステップ８０１で処理の実
行が開始されると、ステップ８０２でワイドスイッチ１
３３（図１０）が押されているかどうかを判断する。ワ
イドスイッチ１３３が押されていない場合、ステップ８
０３でテレスイッチ１３４（図１０）が押されているか
どうかを判断し、テレスイッチ１３４も押されていなけ
れば、ステップ８０５でレンズを停止させる。ステップ
８０２でワイドスイッチ１３３が押されている場合、ス
テップ７０６で、直前のレンズ駆動方向がテレ方向であ
ったかどうかを判別する。テレ方向である場合には、ス
テップ８０５で一旦レンズを停止させ、そうでない場合
にはスイッチの指示通りステップ６１２でレンズをワイ
ド方向に駆動する。

【００４９】ステップ８０３でテレスイッチ１３４が押
されていると判断した場合には、ステップ８０４で、直
前のレンズ駆動方向がワイド方向であったかどうかを判
別する。ワイド方向に駆動しているのであれば、ステッ
プ８０５で一旦レンズを停止し、そうでない場合にはス
テップ６０２でスイッチの指示通り、テレ方向駆動を実
行する。上述の様にステップ７０２の処理は、ズームス
イッチの指示が切り換わったときに一旦停止動作を挿入
することにより、後述する処理で検出器出力切り換わり
ポイント間の長さを測定するときに誤りがないようにす
るものである。

【００５０】ステップ７０２の処理を終えたらステップ
７０３の処理に移行する。ステップ７０３ではステップ
７０２の処理の結果、レンズ停止命令が出力されたかど
うかを判別しており、レンズが停止する場合、ステップ
６０５で前記サブカウンタの値を０クリアした後、ステ
ップ７０２の処理に戻る。ステップ７０２でスイッチの
駆動方向命令が変更になった際、一旦停止状態を挿入し
たが、この様にすることにより、向きが変更になった場
合には必ずステップ７０３、ステップ６０５でサブカウ
ンタの値が０となる。こうすることによって、検出器の
出力状態が、１から０になったのか、又は０から１にな
ったのかをいちいち判断する必要がなくなる。例えば図
１の領域Ｂの中で、レンズがテレ方向からワイド方向に
反転した場合を考える。後で説明するように、本実施例
では、領域Ａからレンズがテレ側に移動を開始した場
合、Ｒ_ABでサブカウンタのインクリメントを開始し、次
の検出器出力の切り換わり点、即ちテレ方向駆動を継続
していればＲ_BCでサブカウンタのインクリメントが停止
する。レンズが反転した場合にサブカウンタを０クリア
する処理が抜けていると、領域Ｂ内で反転した場合に
は、Ｒ_ABでインクリメントを開始し、再びＲ_ABの切り換
わりを検出してインクリメントを停止する。この結果得
られたサブカウンタの値は、Ｒ_ABとＲ_BC間の長さとは全
く異なった性質のものであるにも関わらず、その値で位
置検出を行ってしまうといった不具合を生じる。

【００５１】この不具合を解消するには、０から１の変
化でサブカウンタのインクリメントを開始したのであれ
ば、１から０の変化でしかサブカウンタのインクリメン
トを停止しないといった条件が必要になる。本実施例で
は、レンズの駆動方向が逆転したときには、サブカウン
タの値を一旦０クリアすることにより、上記煩わしさを
解消している。

【００５２】さて、ステップ７０３でレンズが駆動して
いると判断した場合には、ステップ７０４で検出器の出
力状態が切り換わったかどうかを判断する。切り換わっ
ていない場合、ステップ７０５Ｂでサブカウンタがイン
クリメント中か（即ち０でないか）どうかを判断し、０
であれば、移動を開始してから一度も切り換わりは行わ
れておらず、従ってサブカウンタのインクリメントは未
だ行われていないと判断してステップ７０２の処理に戻
る。

【００５３】ここまでの処理で、レンズの移動が同一方
向に継続して行われると、やがて検出器の出力状態が切
り換わる。そしてステップ７０４からステップ７０５Ａ
の処理に移行する。

【００５４】ステップ７０５Ａではサブカウンタの値が
０であるかどうかを判断し、０である場合には、レンズ
が移動を開始して始めての切り換わり点であるというこ
とで、ステップ６０６でサブカウンタをモータの歩進パ
ルス数に合わせてインクリメントさせ、ステップ７０２
の処理に戻る。

【００５５】次にステップ７０２、ステップ７０３を経
てステップ７０４の処理を再び行う。現在の状態は、一
回切り換わり点を迎えてサブカウンタのインクリメント
が開始された状態である。従って２度目の切り換え点に
はまだ到達していないということで、ステップ７０５Ｂ
の処理に移行する。ステップ７０５Ｂでは、サブカウン
タの値が０ではなくなっているので、ステップ６０６で
カウンタをインクリメントしながらステップ７０２に戻
り、レンズの駆動を継続する。

【００５６】やがて２度目の切り換わり点に到達する
と、ステップ７０４からステップ７０５Ａの処理に移行
し、今度はステップ７０５Ａでサブカウンタの値が０で
はないから、ステップ６０８の処理に移る。

【００５７】ステップ６０８でサブカウンタの値が１０
０に近い値であると判断できる場合、ステップ６０１で
現在の検出器出力の状態が透光であるかどうかの判断を
行う。その後、ステップ７０６でテレ側駆動かどうかの
判断をする。結局、サブカウンタの値が１００に近
く、透光状態で、テレ側駆動している、ということ
は、図１から明らかなように、レンズはＲ_DE付近に存在
するということが判る。

【００５８】以下、同様にして、Ｒ_AB、Ｒ_BC、Ｒ_CD、Ｒ
_DE及びＲ_EF付近に存在することと、領域Ａ及び領域Ｆ内
に存在することの判断をフローチャートで示してある
が、説明を行うとかえって煩雑になるので、図６に判断
条件と判断結果としての位置を示した。

【００５９】以上のようにしてレンズの位置判断を行う
と、ステップ６０５でサブカウンタを０クリアしてステ
ップ７０２の処理に戻る。

【００６０】第３の実施例 図７はサブカウンタのカウント手段について説明するた
めのブロック図である。

【００６１】第１及び第２の実施例においては、サブカ
ウンタのインクリメントをモータの歩進パルスに合わせ
て行うとして説明を行ってきた。しかしながらモータの
駆動速さは任意に選択される可能性が高く、位置検出プ
ログラムの中の一部分がインクリメントのためのブロッ
クを設けても、一連の処理サイクルが歩進パルスの周期
と必ずしも同期するとは限らない。

【００６２】例えば歩進パルスの数を別の素子でカウン
トしておき、これまで説明を行ってきたプログラムの流
れの中のサブカウンタをインクリメントする部分で歩進
パルス出力回数を読みとる方法も考えられるが、ここで
はもっと簡単に、レンズの移動量を時間として計測する
方法を説明する。レンズの移動量を時間に置き換えるた
めには、レンズが一定の速さで移動することが条件とな
り、このことについては、これまでの説明で簡単に触れ
た。図１０で示したように、レンズのアクチュエータと
してステッピングモータを用いており、このステッピン
グモータが速度制御性、位置制御性に優れたアクチュエ
ータであることは周知の通りである。従って第３の実施
例でも、図１０に示される構成のカメラシステムである
ことを前提として説明を行う。

【００６３】図７において１００１はマイコン１２７の
クロック発生器、１００２は分周器、１００３は分周器
１００２の出力信号の立ち上がり部分をカウントするカ
ウンタであって、以後１００３を「タイマ」と称するこ
とにする。タイマ１００３にはカウント許可信号とリセ
ット信号が入力されており、それぞれこれまで説明して
きたサブカウンタのインクリメント開始命令とサブカウ
ンタの０クリア命令に同期して出力される信号である。

【００６４】図８のステップ１１０１には、通常水晶振
動子やセラミック振動子を用い、定められた値に対して
正確な同期のクロック信号を発生するように構成するの
で、この信号を分周してステップ１１０３で立ち上がり
回数をカウントすれば、そのカウント数が正確な時間を
示すことになる。

【００６５】これまで、レンズの移動領域を１２等分割
した長さを、１００歩進パルスで移動するとして説明を
行ってきた。本実施例においては、タイマ１００３の値
が１００増加する毎に、前記１２等分割した長さ分移動
するようなレンズ移動速度を設定する。即ち、前記速度
でレンズを移動させた場合、タイマ１００３の値が１０
０増加すると、レンズが前記１２等分割した長さだけ移
動したことになる。

【００６６】図８に図２と同等の処理をタイマ１００３
を用いて行った場合の、マイコン１２７内の処理の流れ
図を示す。

【００６７】図８のステップ１１０１においてプログラ
ムの実行が開始されると、ステップ１１０２でタイマ１
００３のカウントを予め停止させ、ステップ１１０３で
タイマ１００３をクリアする。

【００６８】次にステップ６０１で透光状態にあるかど
うかが判断される。透光状態にある場合には、ステップ
６０２でレンズをテレ側に移動させ、それと共にタイマ
のカウントを開始する。そしてステップ６０３で遮光が
確認されるまで、タイマで時間をカウントしながらテレ
方向駆動を継続する。ステップ６０３において遮光が確
認されると、ステップ１１０２でタイマ１００３を停止
させ、その後直ちにステップ６０４でレンズを停止させ
る。更にステップ１１０５でタイマ１００３の値をメモ
リに蓄えてから、ステップ１１０３でタイマ１００３を
クリアする。

【００６９】次にステップ６０２でレンズをテレ方向に
駆動させ、ステップ１１０４でタイマ１００３のカウン
トを再開する。

【００７０】前述の通り、判別ステップ６０７で、タイ
マの値が２５０を越えた場合、明らかに領域Ｆの部分を
テレ端に向かっていると判断し、ステップ１１０２でタ
イマを停止させ、ステップ１１０３でタイマをクリアす
る。そしてステップ６１２でワイド方向駆動に切り換
え、ステップ６０３で透光が確認されるまでここに留ま
る。ステップ６０３で透光が確認されると、ステップ６
１４でＲ_EFを位置検出カウンタに代入し、レンズを初期
化前の位置に戻す処理に移行する。即ち、ステップ６０
７でタイマ値が２５０を越えてしまった場合には、時間
計測結果によってレンズ位置を把握することは中止して
しまう。

【００７１】さて、ステップ６０７でサブカウンタの値
が２５０に至らず、ステップ６０１で透光を検出するま
でテレ方向駆動を繰り返した後、ステップ６０１で透光
を検出すると、ステップ１１０２でタイマカウントを停
止し、続いて直ちにステップ６０４でレンズを停止させ
る。

【００７２】ステップ６０８、ステップ６０９ではタイ
マの値をそれぞれ比較し、８０より大きく１２０より小
さければ、領域Ｄから領域Ｅに移ったところであると判
断し、位置検出用カウンタにＲ_DEを代入する。又、タイ
マの値が１８０より大きく２２０より小さい場合には、
レンズが領域Ｂから領域Ｃに移ったと判断し、位置検出
用カウンタにＲ_BCを代入する。サブカウンタの値がステ
ップ６０８とステップ６０９の両条件とも満足しなかっ
た場合には、初期化を失敗したものとしてステップ６０
１から初期化動作をやり直す。

【００７３】この後、レンズを初期化前の位置に正確に
戻すための動作に移行する。

【００７４】タイマの値は、最初０クリアされ、その後
レンズがテレ方向に駆動している間の時間を計測する。
そしてフォトセンサ出力が変化したところで一旦０クリ
アされるが、その前に、そこに至るまでのタイマの値は
ステップ１１０５でメモリに蓄えられている。ステップ
１１０６に至ったときのタイマ値は、前記光検出結果が
変化し、一旦０クリアされた後のレンズ位置から現在の
位置までの隔たりを歩進パルス数で表している。即ち、
領域Ｃ又はＥの区間を５０３が通過するときの所要時間
を表しているから、これに前記メモリの値を加えれば、
現在のレンズ位置から初期化を開始する前のレンズ位置
まで、これまでと等しい速さでレンズを移動するときの
所要時間を得ることが出来る。そこで和をＴ_L としてス
テップ１１０６で計算する。そしてステップ１１０３で
タイマを０クリアし、ステップ６１２で初めに移動を開
始した向きとは逆向き即ちワイド方向にレンズを移動さ
せながらステップ１１０４でタイマカウントを再開すれ
ば、ステップ１１０７でタイマの値がＴ_L と等しいか又
はＴ_L より大きくなったと判断したときに、レンズが元
の位置に戻ることになる。従って、ステップ６０４とス
テップ１１０２でタイマを停止させ、更にステップ１１
０３でタイマをクリアして、ステップ１１０８で一連の
初期化動作を終了する。

【００７５】最初にステップ６０１で遮光と判断された
場合も、これまでの説明と同様の考え方で初期化動作が
実行される。図２及び図３でも簡単に触れているので、
ここでは説明を割愛する。

【００７６】上述のように、レンズの移動速さを一定に
しておいて、領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ又はＦを通過する
時間を計測することにより、プログラムの処理サイクル
周期等を考慮しなくても、正確に前記領域の長さに計測
時間を置き換えることが出来るようになる。

【００７７】尚、上述の３つの実施例は、全てズームレ
ンズの位置検出方法について説明を行った。図１０の構
成のように、フォーカスレンズ制御系もズームレンズ制
御系と同等の構成になっている場合、そのまま本発明を
フォーカスレンズにも応用できる。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一つの投受光センサと一枚の遮光板により、パルスカウ
ント値に応じてレンズを所望の位置に移動させるレンズ
制御動作に先立って、カウンターのカウント値を現実の
レンズ位置に対応させる初期化動作を短時間に行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のレンズ駆動制御装置における
初期化装置に使用される遮光板の平面図とステップモー
タの歩進数及び光センサの設置位置の図。

【図２】本発明の実施例のレンズ駆動制御装置における
初期化装置を具備したズームレンズの制御装置の動作を
示すフローチャート。

【図３】本発明の実施例のレンズ駆動制御装置における
初期化装置を具備したズームレンズの制御装置の動作を
示すフローチャート。

【図４】本発明の第２実施例の制御動作を示すフローチ
ャート。

【図５】本発明の第２実施例の制御動作を示すフローチ
ャート。

【図６】第２実施例における判断条件と判断結果を示し
た図。

【図７】本発明の第３実施例におけるカウント手段を説
明するためのブロック図。

【図８】第３実施例の装置を有したズームレンズの制御
動作のフローチャート。

【図９】第３実施例の装置を有したズームレンズの制御
動作のフローチャート。

【図１０】従来のレンズ鏡筒の概略図。

【図１１】図１０のレンズ鏡筒におけるレンズ制御動作
のフローチャート。

【図１２】レンズ位置検出部の構成を示した図。

【図１３】図１０のレンズ鏡筒における制御動作を示す
フローチャート。

【符号の説明】

１０１，１０２，１０４，１０５…レンズ群 １０３…絞り １０６…撮像素
子 １０７…連動片 １０８…センサ １０９…連動片 １１０…センサ １１１，１１４…ステッピングモータ １１３，１１６
…モータ出力軸 １１７，１１８…ドライバ １１９，１２０，１２１，１２２…駆動命令伝達ライン １２３…アンプ １２４…ゲイン
コントロール １２５…インパスフィルタ １２６…信号処
理回路 １２７…マイコン １２８…絞り制
御回路 １２９…絞り駆動用ドライバ １３０…絞り駆
動用アクチュエータ １３１，１３２…絞りエンコーダ １３３〜１３６…レンズ駆動方向選択スイッチ １３７…プルアップ抵抗 １３８…電源 １３９…接地部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光軸に沿って移動可能なレンズと、供給
   されるパルスに従って前記レンズを光軸方向に駆動する
   ステッピングモータと、前記ステッピングモータにパル
   スを供給するパルス供給手段と、前記供給されるパルス
   数をカウントするカウンターと、を備え、前記カウンタ
   ーによるパルスカウント値に応じて前記レンズを所望の
   位置に移動させるレンズ制御動作に先立って、前記カウ
   ンターのカウント値を現実のレンズ位置に対応させるた
   めの初期化動作を実行するレンズ駆動制御装置における
   初期化装置において、 発光素子からの光を受光素子により受光することによっ
   て受光状態を出力する一対の投受光センサと、前記発光
   素子と前記受光素子の光路中であって、前記レンズ移動
   に伴って光軸方向に移動すると共に、前記光軸方向に長
   さの異なる複数の光透光部と長さの異なる複数の光遮光
   部とを有する一枚の遮光板と、前記初期化動作に伴い前
   記ステッピングモータによって前記レンズが移動する際
   に、前記一対の投受光センサに対して、前記遮光板のい
   ずれかの光遮光部から光透光部を経て他の光遮光部に至
   る間、あるいは、前記遮光板のいずれかの光透光部から
   光遮光部を経て他の光透光部に至る間における前記レン
   ズの移動パルス数に基づいて前記レンズの位置を判別す
   る判別手段と、該判別されたレンズ位置に一意的に対応
   するカウント値を前記カウンターに設定する設定手段、
   とを有することを特徴とするレンズ駆動制御装置におけ
   る初期化装置。
2. 【請求項２】 光軸に沿って移動可能なレンズと、供給
   されるパルス数に従って前記レンズを光軸方向に駆動す
   るステッピングモータと、前記ステッピングモータにパ
   ルスを供給するパルス供給手段と、前記供給されるパル
   ス数をカウントするカウンターと、を備え、前記カウン
   ターによるパルスカウント値に応じて前記レンズを所望
   の位置に移動させるレンズ制御動作に先立って、前記カ
   ウンターのカウント値を現実のレンズ位置に対応させる
   ための初期化動作を実行するレンズ駆動制御装置におけ
   る初期化装置において、 発光素子からの光を受光素子により受光することによっ
   て受光状態を出力する一対の投受光センサと、前記発光
   素子と前記受光素子の光路中であって、前記レンズ移動
   に伴って光軸方向に移動すると共に、前記光軸方向に長
   さの異なる複数 の光透光部と長さの異なる複数の光遮光
   部とを有する一枚の遮光板と、前記初期化動作に伴い前
   記ステッピングモータによって前記レンズ前記レンズが
   一定の速度で移動する際に、前記一対の投受光センサに
   対して、前記遮光板のいずれかの光遮光部から光透光部
   を経て他の光遮光部に至る間、あるいは、前記遮光板の
   いずれかの光透光部から光遮光部を経て他の光透光部に
   至る間における前記レンズの移動時間を検出し、該検出
   された移動時間に基づいて前記レンズの位置を判別する
   判別手段と、該判別されたレンズ位置に一意的に対応す
   るカウント値を前記カウンターに設定する設定手段、と
   を有することを特徴とするレンズ駆動制御装置における
   初期化装置 。