JP3412984B2 - レンズ制御装置および光学機器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は被写体にピントを合
わせるためのフォーカスレンズあるいは被写体に対する
変倍を可能とするズームレンズ等の移動を制御するレン
ズ移動装置および光学機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、写真撮影において被写体へのピン
ト合わせは手動によるものが一般的であったが、近年に
なってＤＣモーターや超音波モーター等のアクチュエー
ターをカメラまたはレンズに搭載し、フォーカスレンズ
を直接移動させることによって、ピント合せを自動的に
行なう製品（オートフォーカスカメラまたはレンズ）が
主流となり、そのピント合わせの精度の向上やピント合
わせまでの時間が大幅に短縮され、誰もがシャッターチ
ャンスを逃がすことなく奇麗な写真を簡単に撮影できる
ようになった。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】このような従来の
光学機器は、レンズの停止位置を安定させるためにレン
ズの移動速度を制御する機構を搭載しているが、１種類
の制御パターンのみで全ての条件における速度制御を試
みているため、機器本体の姿勢差とレンズの移動方向に
よって機械的な負荷変動差が発生したり、長期間の使用
または、厳しい環境下での連続使用等による損失の増減
や各種部品の劣化等により、撮影された写真のピントの
精度の悪化や、撮影時のピントが合うまでの時間が長く
なるなどの条件によってレンズの停止位置が変動した
り、無闇に駆動回数だけが増加し、合焦スピードが思う
ように改善できないなどの問題があった。

【０００４】また、レンズの駆動回数が増えたことによ
って可動部の摩擦等による損失が増大し、機械的な耐久
性の悪化を招き、それによって製品自体も初期の頃の性
能が徐々に失われ、最悪の場合はハンチング現象が起こ
り、オートフォーカスカメラではピントが合わないなど
の状態に陥ってしまうという問題があった。

【０００５】本発明は上記のような従来の課題を解決す
るためになされたもので、レンズの移動制御を正確に行
ない、性能低下を防止したレンズ制御装置および光学機
器を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明のレンズ
制御装置は、レンズを移動させるための移動手段と、該
レンズの移動速度を検知するための移動速度検知手段
と、該レンズの移動を制御するための制御手段と、該レ
ンズの複数の移動制御パターン情報を記憶している制御
パターン記憶手段と該レンズの移動開始から該レンズの
移動制御における最大移動速度に達するまでの時間を計
測するための計時手段とを備え、前記制御手段は、該計
時手段からの出力値と予め設定された時間幅とを比較
し、該出力値が該時間幅以内のときは第１の減速領域を
有する移動制御パターン情報を選択し、該出力値が該時
間幅より小さいときは前記第１の減速領域より長い減速
領域の移動制御パターン情報を選択し、該出力値が該時
間幅より大きいときは前記第１の減速領域より短い減速
領域の移動制御パターン情報を選択して、 前記選択した
移動制御パターン情報を基に該レンズの移動を制御する
ことを特徴としている。

【０００７】請求項２の発明のレンズ制御装置はレンズ
を移動させるための移動手段と、該レンズの移動速度を
検知するための移動速度検知手段と、該レンズの移動を
制御するための制御手段と、該レンズの複数の移動制御
パターン情報を記憶している制御パターン記憶手段と該
レンズの移動開始から該レンズの移動制御における最大
移動速度に達するまでの該レンズの移動量を計測するた
めの移動量計測手段とを備え、前記制御手段は、該移動
量計測手段からの出力値と予め設定された移動量幅とを
比較し、該出力値が該移動量幅以内のときは第１の減速
領域を有する移動制御パターン情報を選択し、該出力値
が該移動量幅より小さいときは前記第１の減速領域より
長い減速領域の移動制御パターン情報を選択し、該出力
値が該移動量幅より大きいときは前記第１の減速領域よ
り短い減速領域の移動制御パターン情報を選択して、 前
記選択した移動制御パターン情報を基に該レンズの移動
を制御することを特徴とするレンズ制御装置。

【０００８】請求項３の発明の光学機器は、移動するレ
ンズを備え、該レンズの移動制御に請求項１または２の
いずれか１項に記載のレンズ制御装置を用いたことを特
徴としている。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【発明の実施の形態】参考例１ 以下、この発明の参考例１をオートフォーカスカメラに
ついて説明する。図１において、１はレンズ本体であ
り、このレンズ本体１はピントを合わせるためのフォー
カスレンズとそれを移動させるためのメカ機構を有する
フォーカスユニット２、フォーカスユニット２を移動さ
せる場合の減速とトルクアップを行なうためのメカ機構
である減速器３、フォーカスユニット２を移動させるた
めの動力源であるモーター４、モーター４に電力を与え
るためのドライバー回路５、フォーカスユニット２の移
動量と移動速度を検知するための移動速度検知手段とし
てのエンコーダーユニット６、レンズ本体１に関するす
べての制御を司るマイクロコンピュータであるレンズマ
イクロ７、カメラとの通信を行なうためのメカ的な接点
を有するレンズ接点ユニット８を備えている。そして、
上記レンズマイクロ７は制御手段、移動速度記憶手段、
計時手段等を備えている。

【００１７】９は機器本体としてのカメラ本体であり、
このカメラ本体９はレンズ本体１を通して被写体までの
距離を検知するための測距手段としての測距ユニット１
０、カメラ本体９或はレンズ本体１の姿勢を検知するた
めの姿勢検知手段としての姿勢検知器１１、カメラ本体
９に関するすべての制御を司る制御手段としてのマイク
ロコンピュータであるカメラマイコン１２、レンズマイ
コン７と通信を行なうためのメカ的な接点を有するカメ
ラ接点ユニット１３を備えており、カメラ本体９にレン
ズ本体１を取り付けた場合、レンズ接点ユニット８とカ
メラ接点ユニット１３は電気的に接触する。

【００１８】なお、図１において、点線はメカ的な接触
或はつながりを表し、実線は電気的つながりを表す。

【００１９】また、図１ではレンズ本体１側にモーター
４が存在する場合を示しているが、モーター４、ドライ
バー回路５及び制御を司るレンズマイコン７をカメラ本
体９側に配置してもよい。

【００２０】次の動作について説明する。カメラ本体９
がレンズ本体１に取付けられると、カメラマイコン１２
はカメラ接点ユニット１３とレンズ接点ユニット８を通
してレンズマイコン７と通信を開始し、レンズ本体１に
関するデータを保持する。

【００２１】外部からオートフォーカス開始の支持があ
った場合、カメラマイコン１２は測距ユニット１０に測
距を開始させる。測距が終了したら先のレンズ本体１の
データより被写体ピントを合わせるためのフォーカスユ
ニット２の移動量を計算する。計算が終了したらレンズ
マイコン７にフォーカスユニット２の移動命令を移動量
と共に送信する。レンズマイコン７は受信した移動量の
正負から駆動方向を確認し、現在のカメラ本体９の姿勢
の状態を送信するようにカメラマイコン１２に要求す
る。カメラマイコン１２は姿勢検知器１１の出力を検知
し、姿勢の状態をレンズマイコン７に送信する。

【００２２】レンズマイコン７は受信したカメラ本体９
の姿勢の状態と先に導き出した駆動方向から最適な制御
パターンを割りだす。この制御パターンはあらかじめレ
ンズマイコン７の記憶素子に設定した中から選択する場
合と、ある関数式を用いて計算する場合のどちらでも構
わない。この制御パターンが決定すると、レンズマイコ
ン７はドライバー回路５を介してモーター４を駆動さ
せ、減速器３を経てフォーカスユニット２を移動させ
る。

【００２３】レンズマイコン７は減速器３に取り付けら
れたエンコーダユニット６からの出力を常に監視し、フ
ォーカスユニット２の移動量とカメラマイコン１２から
送信された移動量とを比較し、同量になったらモーター
４の駆動を停止する。またエンコーダユニット６の出力
はフォーカスユニット２の移動量を表すと同時に、移動
スピードを検出でき、先に設定した制御パターンとの制
御スピードの差を常に計算し、ドライバー回路５を介し
てモーター４の速度制御を行っている。

【００２４】本参考例ではこの一連の動作を繰り返すこ
とでフォーカスユニット２の移動時間の短縮と停止位置
の精度を向上させることが可能となる。

【００２５】図２は本参考例のカメラ本体９の姿勢差に
よるフォーカスユニット２の制御パターンの例である。
縦軸はフォーカスユニット２を制御する制御スピードを
表し、横軸はフォーカスユニット２の移動量（駆動量と
も言う）を表し、図２の制御パターンをＡ制御パターン
とする。このＡ制御パターンの特徴はフォーカスユニッ
ト２を移動制御した場合、加速領域、減速領域が平均的
な値で構成されているため、通常時の制御はこのパター
ンを使用する。

【００２６】図３は本参考例のカメラ本体９の姿勢差に
よるフォーカスユニット２の制御パターンの例である。
縦軸はフォーカスユニット２を制御する制御スピードを
表し、横軸はフォーカスユニット２の移動量（駆動量と
も言う）を表し、図３の制御パターンをＢ制御パターン
とする。このＢ制御パターンの特徴はＡ制御パターンと
比較した場合、加速領域、減速領域が急激に変化してい
ることが分かる。つまり、より早い加減速でフォーカス
ユニット２を移動させた場合でも停止精度には影響がな
いという状態を示している。これはフォーカスユニット
２の機械的な負荷が増した場合を想定した制御パターン
で、Ａ制御パターンよりもフォーカスユニット２の移動
速度を早くすることが可能となる。

【００２７】図４は本参考例のカメラ本体９の姿勢差に
よるフォーカスユニット２の制御パターンの例である。
縦軸はフォーカスユニット２を制御する制御スピードを
表し、横軸はフォーカスユニット２の移動量（駆動量と
も言う）を表し、図４の制御パターンをＣ制御パターン
とする。このＣ制御パターンの特徴はＡ制御パターンと
比較した場合、加速領域、減速領域がなだらかに変化し
ていることが分かる。つまり、加減速を早くするとフォ
ーカスユニット２を移動させた場合に停止精度に悪影響
があるという状態を示している。これはフォーカスユニ
ット２の機械的な負荷が減少した場合を想定した制御パ
ターンで、Ａ制御パターンを使用した場合よりもフォー
カスユニット２の停止精度を良くすることが可能とな
る。

【００２８】図５はカメラ本体９の姿勢角度とフォーカ
スユニット２の駆動方向によって、フォーカスユニット
２の制御パターンＡ，Ｂ，Ｃを決定している表の例であ
る。

【００２９】同図より、カメラ本体９の傾斜角が−４５
°〜＋４５°の間はフォーカスユニット２の機械的な負
荷の変動が少ないと仮定し、通常の使用状態と変わらな
いＡ制御パターンを選択する様にしている。カメラ本体
９が上方を向いている＋４５°〜＋９０°の場合はフォ
ーカスユニット２を繰り出し方向に移動させると機械的
な負荷が増加するため、制御の早いＢ制御パターンで制
御することが望ましいと考えられＢ制御パターンを選択
する。フォーカスユニット２を繰り入れ方向に移動させ
る場合はフォーカスユニット２の機械的負荷が最も少な
い状態であるため、Ｃ制御パターンを選択し加減速をな
だらかに行うことが必要となり、これによってフォーカ
スユニット２のオーバーランを確実に防止し、所定位置
に精度良く停止させることができる。

【００３０】またカメラ本体９が下方を向いている−４
５°〜−９０°の場合はフォーカスユニット２を繰り入
れ方向に移動させると機械的な負荷が増加するため、制
御の早いＢ制御パターンで制御することが望ましいと考
えられＢ制御パターンを選択する。フォーカスユニット
２を繰り出し方向に移動させる場合はフォーカスユニッ
ト２の機械的負荷が最も少ない状態であるため、Ｃ制御
パターンを選択し加減速をなだらかに行うことが必要と
なり、上記と同様にフォーカスユニット２のオーバーラ
ンを正確に防止し、所定位置に精度良く停止させること
ができる。

【００３１】この表では±４５°を区切りとしているが
あくまでも一例であり、姿勢検知器１１の種類やフォー
カスユニット２の機械的負荷、重量などで微妙に変わる
ことがある。また姿勢検知器１１によっては更に検知範
囲が広くできるため、区切りの数や制御パターンの種類
を増やすことも可能である。従って各設定項目はこの限
りではない。

【００３２】図６は先に説明したカメラ本体９の傾き
角、フォーカスユニット２の駆動方向を表した簡単な断
面図である。図６において、２２はフォーカスレンズ、
２３はフォーカスレンズ２２の中心線である光軸を表
す。

【００３３】カメラ本体９の傾き角は光軸２３が水平の
場合０°となり、フォーカスユニット２を中心に光軸２
３が右上がりの状態は＋（プラス）を意味し、右下がり
の状態は−（マイナス）を意味する。フォーカスユニッ
ト２の移動方向はカメラ本体９に対して遠ざかる方向に
移動させる場合を繰り出し方向とし、近ずく方向に移動
させる場合を繰り入れ方向とする。

【００３４】図７は参考例１の動作を説明するフローチ
ャート図である。カメラ本体９のカメラマイコン１２が
外部寄りＡＦ動作開始の命令を受けると、測距ユニット
１０に被写体までの測距を開始させる（ステップ１０
１）。測距が終了したら、接点８，１３を介してレンズ
マイコン７に光学的なデータの送信を要求し、レンズマ
イコン７から光学的なデータを受信する。

【００３５】カメラマイコン１２は測距ユニット１０の
出力と受信した光学的なデータより、被写体にピントを
合わせるためのフォーカスユニット２の移動量Ｄと移動
方向を計算する（ステップ１０２）。カメラマイコン１
２は算出した移動方向を含んだ移動量Ｄをレンズマイコ
ン７に送信し、レンズマイコン７は受信した移動量から
フォーカスユニット２の移動方向を計算する（ステップ
１０３）。

【００３６】次にレンズマイコン７は現在のカメラ本体
９の姿勢の状態を送信するようにカメラマイコン１２に
要求する。カメラマイコン１２は姿勢検知器の出力を確
認し、レンズマイコン７に送信する（ステップ１０
４）。レンズマイコン７は受信した姿勢状態を傾き角度
に換算し、傾き角度が＋４５°〜−４５°かを判断し
（ステップ１０５）、ＹＥＳの場合はフォーカスユニッ
ト２の制御パターンを図２のＡ制御パターンにセットす
る（ステップ１０６）。

【００３７】また、上記判断結果がＮＯの場合はカメラ
本体９の傾き角度が＋４５°〜＋９０°かを判断し（ス
テップ１０７）、ＹＥＳの場合はフォーカスレンズ２の
移動方向が繰り出し方向かを判断し（ステップ１０
８）、ＹＥＳの場合は図３のＢ制御パターンにセットし
（ステップ１０９）、上記ステップ１０８の判断結果が
ＮＯの場合、つまり繰り入れ方向の時は図４のＣ制御パ
ターンにセットする（ステップ１１０）。

【００３８】また、上記ステップ１０７の判断結果がＮ
Ｏであって、カメラ本体９の傾き角が−４５°〜−９０
°の場合は（ステップ１１１）、フォーカスユニット２
の移動方向が繰り出し方向かを判断し（ステップ１１
２）、ＹＥＳの時は図４のＣ制御パターンにセットし
（ステップ１１０）、ＮＯつまり繰り入れ方向の時は図
３のＢ制御パターンにセットする（ステップ１０９）。

【００３９】各制御パターンが決定したら、レンズマイ
コン７はドライバー回路５に通電しモーター４を駆動し
て減速器３を経てフォーカスユニット２の移動を開始す
る（ステップ１１３）。レンズマイコン７はエンコーダ
ユニット６の出力を常に監視し、出力の変化を確認する
（ステップ１１４）。エンコーダユニット６の出力の変
化を確認した場合は、フォーカスユニット２の移動量Ｄ
から１を減算し（ステップ１１５）、移動量Ｄが０より
大きい値かを判断し（ステップ１１６）、ＮＯの場合は
ステップ１１４に戻り、再びエンコーダユニット６の出
力変化を待つ。また、ステップ１１６の判断結果がＹＥ
Ｓでフォーカスユニット２の移動量が０以下になった
ら、ドライバー回路５の通電を停止させ、フォーカスユ
ニット２の移動を中止させる（ステップ１１７）。

【００４０】またステップ１１４において、エンコーダ
ユニット６に出力の変化があった場合は、レンズマイコ
ン７のプログラムの割り込み処理が入る（ステップ１２
０）。レンズマイコン７はステップ１１３においてドラ
イバー回路５の通電開始と同時に内部のタイマーをスタ
ートさせていてそのタイマーを読み込み、フォーカスユ
ニット２の移動スピードを計算する（ステップ１２
１）。

【００４１】次に計算したフォーカスユニット２の移動
スピードと先にセットした制御パターンの移動量に対す
る設定スピードとを比較し（ステップ１２２）、設定ス
ピードよりもフォーカスユニット２の移動スピードの方
が早いと認識した場合はドライバー回路５の通電を低く
してフォーカスユニット２の移動スピードを遅くする
（ステップ１２３）。また設定スピードよりもフォーカ
スユニット２の移動スピードの方が遅いと認識した場合
は、ドライバー回路５の通電を高くしてフォーカスユニ
ット２の移動スピードを早くする（ステップ１２４）。
次にレンズマイコン７の内部のタイマーをリセットし、
再びスタートさせてからプログラムの割り込み処理を終
了する（ステップ１２５）。

【００４２】参考例２ 参考例１ ではフォーカスユニット２を移動させる場合の
加減速を変更しているが、移動量に応じた数種の制御パ
ターンをレンズマイコン７で記憶しておかなければなら
ない。そこで本参考例２では加減速領域を変えず、一定
速領域つまりフォーカスユニット２を最も早く移動させ
るためのスピード（最大移動スピード）を変えることで
同様な制御を可能としたもので、ハード構成および機能
は実施の形態例１と同じであるので説明は省略する。

【００４３】図８は本参考例２におけるカメラ本体９の
姿勢差によるフォーカスユニット２の最大移動スピード
の例である。縦軸はフォーカスユニット２を制御するス
ピードを表し、横軸はフォーカスユニット２の移動量
（駆動量とも言う）を表す。

【００４４】図８に示すように、フォーカスユニット２
の最大移動スピードを３種類の設定スピードに分け、そ
れぞれスピードの早い順番にＢ設定スピード、Ａ設定ス
ピード、Ｃ設定スピードとしている。加減速領域はどの
設定スピードを選択しても変わらないものとする。

【００４５】図９はカメラ本体９の姿勢角度のフォーカ
スユニット２の駆動方向によって、フォーカスユニット
２の設定スピードＡ，Ｂ，Ｃを決定している表の例であ
る。図９により、カメラ本体９の傾斜角が−４５°〜＋
４５°の間はフォーカスユニット２の機械的な負荷の変
動が少ないと仮定し、通常の使用状態と変わらないＡ設
定スピードを選択する様にしている。カメラ本体９が上
方を向いている＋４５°〜＋９０°の場合はフォーカス
ユニット２を繰り出し方向に移動させると機械的な負荷
が増幅するため、スピードの早いＢ設定スピードで制御
することが望ましいと考えられ、Ｂ設定スピードを選択
する。フォーカスユニット２を繰り入れ方向に移動させ
る場合はフォーカスユニット２の機械的負荷が最も少な
い状態であるため、Ｃ設定スピードを選択しフォーカス
ユニット２の移動スピードを遅くすることが必要とな
り、これによってよりフォーカスユニット２のオーバー
ランを確実に防止し、所定位置に精度良く停止させるこ
とができる。

【００４６】またカメラ本体９が下方を向いている−４
５°〜−９０°の場合はフォーカスユニット２を繰り入
れ方向に移動させると機械的な負荷が増加するため、ス
ピードの早いＢ設定スピードで制御することが望ましい
と考えられ、Ｂ設定スピードを選択する。フォーカスユ
ニット２を繰り出し方向に移動させる場合はフォーカス
ユニット２の機械的負荷が最も少ない状態であるためＣ
設定スピードを選択しフォーカスユニット２の移動スピ
ードを遅くすることが必要となり、これによってよりフ
ォーカスユニット２のオーバーランを確実に防止し、所
定位置に精度良く停止させることができる。

【００４７】この表では±４５°を区切りとしているが
あくまでも例であり、姿勢検知器１１の種類やフォーカ
スユニット２の機械的負荷、重量などで微妙に変わるこ
とがある。また姿勢検知器１１によっては更に検知範囲
が広くできるため、区切りの数や設定スピードの種類を
増やすことも可能である。従って各設定項目はこの限り
ではない。

【００４８】図１０は参考例２の動作を説明するフロー
チャート図である。カメラ本体９のカメラマイコン１２
は外部よりＡＦ動作開始の命令を受けると、測距ユニッ
ト１０に被写体までの測距を開始させる（ステップ２０
１）。測距が終了したら、接点８，１３を介してレンズ
マイコン７に光学的なデータの送信を要求し、レンズマ
イコン７から光学的なデータを受信する。

【００４９】カメラマイコン１２は測距ユニット１０の
出力と受信した光学的なデータより、被写体にピントを
合わせるためのフォーカスユニット２の移動量Ｄと移動
方向を計算する（ステップ２０２）。カメラマイコン１
２は算出した移動方向を含んだ移動量Ｄをレンズマイコ
ン７に送信し、レンズマイコン７は受信した移動量から
フォーカスユニット２の移動方向を計算する（ステップ
２０３）。

【００５０】次にレンズマイコン７は現在のカメラ本体
９の姿勢の状態を送信するようにカメラマイコン１２に
要求する。カメラマイコン１２は姿勢検知器の出力を確
認し、レンズマイコン７に送信する（ステップ２０
４）。レンズマイコン７は受信した姿勢状態を傾き角度
に換算し、傾き角度が＋４５°〜−４５°かを判断し
（ステップ２０５）、ＹＥＳの場合はフォーカスユニッ
ト２の制御パターンを図２のＡ設定スピードにセットす
る（ステップ２０６）。

【００５１】また、上記判断結果がＮＯの場合はカメラ
本体９の傾き角度が＋４５°〜＋９０°から判断し（ス
テップ２０７）、ＹＥＳの場合はフォーカスレンズ２の
移動方向が繰り出し方向かを判断し（ステップ２０
８）、ＹＥＳの場合は図８のＢ設定スピードにセットし
（ステップ２０９）、上記ステップ１０８の判断結果が
ＮＯの場合、つまり繰り入れ方向の時は図８のＣ設定ス
ピードにセットする（ステップ２１０）。

【００５２】また、上記ステップ２０７の判断結果がＮ
Ｏであって、カメラ本体９の傾き角が−４５°〜−９０
°の場合は（ステップ２１１）、フォーカスユニット２
の移動方向が繰り出し方向かを判断し（ステップ２１
２）、ＹＥＳの時は図８のＣ設定スピードにセットし
（ステップ２１０）、ＮＯつまり繰り入れ方向の時は図
８のＢ設定スピードにセットする（ステップ２０９）。

【００５３】各設定スピードが決定したら、レンズマイ
コン７はドライバー回路５に通電しモーター４を駆動し
て減速器３を経てフォーカスユニット２の移動を開始す
る（ステップ２１３）。レンズマイコン７はエンコーダ
ユニット６の出力を常に監視し、出力の変化を確認する
（ステップ２１４）。エンコーダユニット６の出力の変
化を確認した場合は、フォーカスユニット２の移動量Ｄ
から１を減算し（ステップ２１５）、移動量Ｄが０より
大きい値かを判断し（ステップ２１６）、ＮＯの場合は
ステップ１１４に戻り、再びエンコーダユニット６の出
力変化を待つ。また、ステップ２１６の判断結果がＹＥ
Ｓでフォーカスユニット２の移動量が０以下になった
ら、ドライバー回路５の通電を停止させ、フォーカスユ
ニット２の移動を中止させる（ステップ２１７）。

【００５４】またステップ２１４において、エンコーダ
ユニット６に出力の変化があった場合は、レンズマイコ
ン７のプログラムの割り込み処理が入る（ステップ２２
０）。レンズマイコン７はステップ２１３においてドラ
イバー回路５の通電開始と同時に内部のタイマーをスタ
ートさせていてそのタイマーを読み込み、フォーカスユ
ニット２の移動スピードを計算する（ステップ２２
１）。

【００５５】次に計算したフォーカスユニット２の移動
スピードと先にセットした制御パターンの移動量に対す
る設定スピードとを比較し（ステップ２２２）、設定ス
ピードよりもフォーカスユニット２の移動スピードの方
が早いと認識した場合はドライバー回路５の通電を低く
してフォーカスユニット２の移動スピードを遅くする
（ステップ２２３）。また設定スピードよりもフォーカ
スユニット２の移動スピードの方が遅いと認識した場合
は、ドライバー回路５の通電を高くしてフォーカスユニ
ット２の移動スピードを早くする（ステップ２２４）。
次にレンズマイコン７の内部のタイマーをリセットし、
再びスタートさせてからプログラムの割り込み処理を終
了する（ステップ２２５）。

【００５６】図１０ではレンズマイコン７が各設定スピ
ードを決定しているが、カメラマイコン１２が決定して
レンズマイコン７に対して要求することでも同様な制御
が可能となる。この場合、レンズマイコン７のプログラ
ムの容量を減らすことができ、カメラマイコン１２の残
容量との兼ね合いで決定することが必要となる。

【００５７】実施の形態例１ 前記参考例１、２では姿勢検知器１１を使用して制御パ
ターンを変える場合と最大移動スピードを変える場合を
述べてきたが、コスト的に高くなる。そこで、本実施の
形態例１では姿勢検知器１１を使用せず、フォーカスユ
ニット２の移動開始から最大移動スピードに達するまで
の時間を計測し、その時間値によって減速領域を可変す
るもので、ハード構成および機能は参考例１と同じであ
るので説明は省略する。

【００５８】図１１は本実施の形態例１を用いた場合の
実際の制御を表した制御パターンの例であり、縦軸はフ
ォーカスユニット２を実際に制御した制御スピードを表
し、横軸はフォーカスユニット（フォーカスレンズ）２
の移動量（駆動量とも言う）を表す。尚，横軸はフォー
カスユニット２の移動時間としても取り扱ってもまった
く同様である．

【００５９】図１１において、点線で書かれている実際
の制御パターンはフォーカスユニット２の移動開始から
最大移動スピードＤに達するまでの時間Ｃが３種類の制
御パターンの中でも最も早いため、フォーカスユニット
２の機械的負荷が最も軽量であることが推測される。従
って、フォーカスユニット２を停止させるためには減速
領域を長く取る必要があり、他の実際の制御パターンよ
りも早めに減速を開始している。

【００６０】また実線で書かれている実際の制御パター
ンはフォーカスユニット２の移動開始から最大移動スピ
ードＤに達するまでの時間Ａが３種類の制御パターンの
中では中間値にあるため、フォーカスユニット２の機械
的負荷も通常値あることが推測される。従って、フォー
カスユニット２を停止させるためには減速領域も中間値
を取る必要があり、他の実際の制御パターンのほぼ中間
で減速を開始している。

【００６１】一点鎖線で書かれている実際の制御パター
ンはフォーカスユニット２の移動開始から最大移動スピ
ードＤに達するまでの時間Ｂが３種類の制御パターンの
中では最も遅いため、フォーカスユニット２の機械的負
荷が最も重量であることが推測される。従って、フォー
カスユニット２を停止させるためには減速領域を短く取
ることでよりスピードの早い制御が可能となる。そのた
め他の実際の制御パターンよりも遅目に減速を開始して
いる。

【００６２】図１２は前記実施の形態１で説明したフォ
ーカスユニット２の移動開始から最大移動スピードに達
するまでの時間と減速領域の関係の例を示した表であ
り、この振り分け表によって減速領域を決定する。

【００６３】図１２において、通常時の時間Ａは７０ｍ
Ｓ〜１００ｍＳの間（所謂，時間幅）とし、減速領域も
中間値（第１の減速領域）にセットする。最も早く加速
する時間Ｃは７０ｍＳ以下とし、減速領域もＡに対して
長目にセットする。最も遅く加速する時間Ｂは１００ｍ
Ｓ以上とし、減速領域もＡに対して短めにセットする。

【００６４】なお、図１２に示すカッコ内の数値はフォ
ーカスユニット２の移動量を検知しているエンコーダユ
ニット６の出力値を表し、タイマーなどの計時手段が無
い場合はこのエンコーダユニット２の出力値を代用する
ことも可能であるため以下に説明する。

【００６５】フォーカスユニット２の通常の移動量であ
る時間Ａでの移動量は３０パルス〜５０パルスの間（移
動量幅）とし、減速領域も中間値（第１の減速領域）に
セットする。最も加速するまでの移動量が少ない時間Ｃ
は３０パルス以下とし、減速領域も時間Ａに対して長目
にセットする。最も加速するまでの移動量が多い時間Ｂ
は５０パルス以上とし、減速領域も時間Ａに対して短め
セットする。

【００６６】図１３は実施の形態１の動作を説明するフ
ローチャート図である。カメラ本体９のカメラマイコン
１２は外部よりＡＦ動作開始の命令を受けると、測距ユ
ニット１０に被写体までの測距を開始させる（ステップ
３０１）。測距が終了したら、接点８，１３を介してレ
ンズマイコン７に光学的なデータの送信を要求し、レン
ズマイコン７から光学的なデータを受信する。

【００６７】カメラマイコン１２は測距ユニット１０の
出力と受信した光学的なデータより、被写体にピントを
合わせるためのフォーカスユニット２の移動量Ｄと移動
方向を計算する（ステップ３０２）。カメラマイコン１
２は算出した移動方向を含んだ移動量Ｄをレンズマイコ
ン７に送信し、レンズマイコン７は受信した移動量から
フォーカスユニット２の移動方向を計算する（ステップ
３０３）。

【００６８】次にレンズマイコン７は内部のタイマー１
をリセットしスタートさせて（ステップ３０４）、ドラ
イバー回路５に通電しモーター４を駆動して減速器３を
経てフォーカスユニット２の移動を開始する（ステップ
３０５）。レンズマイコン７はエンコーダユニット６の
出力を常に監視し、出力の変化を確認する（ステップ３
０６）。エンコーダユニット６の出力の変化を確認した
場合は、フォーカスユニット２の移動量Ｄから１を減算
し（ステップ３０７）、移動量Ｄが０より大きい値かを
判断し（ステップ３０８）、ＮＯであればステップ３０
６に戻り、再びエンコーダユニット６の出力変化を待つ
（ステップ３０８）。上記判断結果がＹＥＳ、つまりフ
ォーカスユニット２の移動量が０以下の場合は、ドライ
バー回路５の通電を停止させ、フォーカスユニット２の
移動を中止させる（ステップ３０９）。

【００６９】また、ステップ３０６においてエンコーダ
ユニット６に出力の変化があった場合は、レンズマイコ
ン７にプログラムの割り込み処理が入る（ステップ３２
０）。レンズマイコン７はステップ３０５においてドラ
イバー回路５の通電開始と同時に内部のタイマーをスタ
ートさせていて、そのタイマー値を読み込み、フォーカ
スユニット２の移動スピードを計算する（ステップ３２
１）。

【００７０】次に計算したフォーカスユニット２の移動
スピードと予めセットした制御パターンの移動量に対す
る設定スピードとを比較し（ステップ３２２）、設定ス
ピードよりもフォーカスユニット２の移動スピードの方
が遅いと認識した場合は、ドライバー回路５の通電を高
くしてフォーカスユニット２の移動スピードを早くする
（ステップ３２４）。また設定スピードよりもフォーカ
スユニット２の移動スピードの方が早いと認識した場合
は、ドライバー回路５の通電を低くしてフォーカスユニ
ット２の移動スピードを遅くする（ステップ３２３）。

【００７１】次にステップ３２２で比較した結果、フォ
ーカスユニット２の移動スピードが早いと認識したのが
今回はじめてかどうかを確認し（ステップ３２６）、初
めてでは無い場合は割り込み処理の終了ルーチンへジャ
ンプする（ステップ３２５）。また、初めての場合はフ
ォーカスユニット２が最大移動時間に達したものと認識
し、先にスタートさせているタイマーの値を取り込み
（ステップ３２７）、図１２の表よりタイマーの値を比
較する（ステップ３２８）。

【００７２】比較した結果、図１１のＡ領域内の場合は
通常の減速領域（第１の減速領域）をセットし（ステッ
プ３３０）、Ｂ領域内の場合は短い減速領域にセットし
（ステップ３２９）、Ｃ領域内の場合は長い減速領域に
セットする（ステップ３３１）。それぞれセットした内
容に応じてレンズマイコン７は減速時の設定スピードを
切り換える。次にレンズマイコン７の内部のタイマーを
リセットし、再びスタートさせてからプログラムの割り
込み処理を終了し、ステップ３２５に移行する。

【００７３】図１２で説明したエンコーダユニット６の
出力値を使用した場合については、ステップ３２８の比
較においてタイマー１の値をエンコーダユニット６の出
力値に置き換えるだけで良いため、フローチャート図と
説明は省略する。

【００７４】以上の参考例と実施形態１では、被写体に
ピントを合わせるためのフォーカスレンズの制御につい
て説明したが、例えば図１におけるフォーカスユニット
２を被写体に対する変倍を可能とするズーム手段とする
ことにより、ズーム手段の制御をフォーカスレンズの制
御と同様に円滑に行うことができる。

【００７５】また、図８、図１１におけるフォーカスユ
ニットの機械的な負荷を予測することと同様に、ズーム
手段の機械的な負荷を予測することにより、ズーム手段
の移動制御を円滑に、かつ変倍制御を正確に行うことが
できる。

【００７６】そこで、光学機器の移動レンズの移動制御
に前記の各実施の形態例のレンズ制御装置を適用するこ
とにより、レンズの移動を円滑、かつ正確に行うことが
できる。

【００７７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、レンズ
を駆動する場合、レンズを移動させる移動手段としての
アクチュエータに加える電圧または電圧比や周波数、通
電開始から設定速度に達するまでの時間値、通電開始か
ら設定速度に達した時のフォーカスレンズの移動量など
によって機械的な負荷トルクを予測し、複数ある制御パ
ターンの中からひとつを決定し制御するように構成した
ので、より安価で安定したレンズ移動制御を可能とする
という効果がある。

【００７８】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明における参考例１を示すブロック
図。

【図２】図２は本発明の参考例１におけるＡ制御パター
ン図。

【図３】図３は本発明の参考例１におけるＢ制御パター
ン図。

【図４】図４は本発明の参考例１におけるＣ制御パター
ン図。

【図５】図５は本発明の参考例１におけるカメラの姿勢
状態とフォーカスレンズの移動方向によって制御パター
ンを切り換えるための表を例示する図。

【図６】図６は本発明の参考例１におけるカメラの姿勢
に対する符号の意味とフォーカスレンズの移動方向に対
する言葉の意味を表した図。

【図７】図７は本発明の参考例１におけるフローチャー
ト図。

【図８】図８は本発明の参考例２における設定スピード
図。

【図９】図９は本発明の参考例２におけるカメラの姿勢
状態とフォーカスレンズの移動方向によって設定スピー
ドを切り換えるための表を例示する図。

【図１０】図１０は本発明の参考例２におけるフローチ
ャート図。

【図１１】図１１は本発明の実施の形態例１における実
際の制御パターン図。

【図１２】図１２は本発明の実施の形態例１におけるフ
ォーカスレンズの加速に要した時間または加速に要した
移動量によって減速領域を切り換えるための表を例示す
る図。

【図１３】図１３は本発明の実施の形態例１におけるフ
ローチャート図。

【符号の説明】

１ レンズ本体 ２ フォーカスユニット（ズーム手段） ４ モーター（移動手段） ５ ドライバー回路（移動手段） ６ エンコーダユニット（移動速度検知手段） ７ レンズマイコン（制御手段、移動速度記憶手段、計
時手段） ９ カメラ本体（機器本体） １０ 測距ユニット（測距手段） １１ 姿勢検知器（姿勢検知手段） １２ カメラマイコン（制御手段）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−333257（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−201975（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−225334（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−300962（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/02 - 7/105

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レンズを移動させるための移動手段と、 該レンズの移動速度を検知するための移動速度検知手段
   と、 該レンズの移動を制御するための制御手段と、 該レンズの複数の移動制御パターン情報を記憶している
   制御パターン記憶手段と該レンズの移動開始から該レン
   ズの移動制御における最大移動速度に達するまでの時間
   を計測するための計時手段とを備え、 前記制御手段は、該計時手段からの出力値と予め設定さ
   れた時間幅とを比較し、 該出力値が該時間幅以内のときは第１の減速領域を有す
   る移動制御パターン情報を選択し、 該出力値が該時間幅より小さいときは前記第１の減速領
   域より長い減速領域の移動制御パターン情報を選択し、 該出力値が該時間幅より大きいときは前記第１の減速領
   域より短い減速領域の移動制御パターン情報を選択し
   て、 前記選択した 移動制御パターン情報を基に該レンズの移
   動を制御することを特徴とするレンズ制御装置。
2. 【請求項２】レンズを移動させるための移動手段と、 該レンズの移動速度を検知するための移動速度検知手段
   と、 該レンズの移動を制御するための制御手段と、 該レンズの複数の移動制御パターン情報を記憶している
   制御パターン記憶手段と該レンズの移動開始から該レン
   ズの移動制御における最大移動速度に達するまでの該レ
   ンズの移動量を計測するための移動量計測手段とを備
   え、 前記制御手段は、該移動量計測手段からの出力値と予め
   設定された移動量幅とを比較し、 該出力値が該移動量幅以内のときは第１の減速領域を有
   する移動制御パターン情報を選択し、 該出力値が該移動量幅より小さいときは前記第１の減速
   領域より長い減速領域の移動制御パターン情報を選択
   し、 該出力値が該移動量幅より大きいときは前記第１の減速
   領域より短い減速領域の移動制御パターン情報を選択し
   て、 前記選択した 移動制御パターン情報を基に該レンズの移
   動を制御することを特徴とするレンズ制御装置。
3. 【請求項３】 移動するレンズを備え、該レンズの移動
   制御に請求項１または２のいずれか１項に記載のレンズ
   制御装置を用いたことを特徴とする光学機器。