JP3515674B2

JP3515674B2 - カメラの焦点調節装置

Info

Publication number: JP3515674B2
Application number: JP02795297A
Authority: JP
Inventors: 政博大野; 久男岩撫; 登齊藤; 孝司佐藤; 祐紀芝; 達也吉田; 伸幸永井
Original assignee: ペンタックス株式会社
Priority date: 1997-02-12
Filing date: 1997-02-12
Publication date: 2004-04-05
Anticipated expiration: 2017-02-12
Also published as: US6055378A; JPH10224680A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、パルスモータを備えた焦点調節
装置、特にデジタルスチルカメラに適したカメラの焦点
調節装置に関する。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】カメラにおける自動焦点調
節機構には、モータが使用されている。ＤＣモータの場
合には、焦点調節レンズの位置を検出する手段として、
基準位置からの相対位置をエンコーダ等によって検出す
る相対位置検出手段などが知られている。このエンコー
ダを使用する場合は、エンコーダを収納するスペースが
必要であり、エンコーダの出力を検知する手段も必要で
ある。

【０００３】そこで、撮影レンズの自動焦点調節機構
に、回転角のステップ制御が可能なパルス（ステッピン
グ）モータの使用が考えられる。回転トルクが大きく、
制御回路が簡単な１−２相励磁方式のパルスモータは、
１相励磁して停止したとき、つまり無励磁状態ではロー
タがディテント位置で停止するが、２相励磁して停止す
るときは、ロータがディテント位置とディテント位置と
の間の安定点に位置する。したがって、１相励磁位置で
励磁を切ると、ロータがその１相励磁位置に隣接するど
ちらかのディテント位置（２相励磁位置）まで回転して
停止してしまい、停止位置に誤差を生じてしまう。常に
励磁状態で停止させればこの誤差は生じないが、消費電
力が多くなってしまう。これは、消費電力の多いデジタ
ルスチルカメラでは好ましくない。

【０００４】

【発明の目的】本発明は、上記パルスモータの問題点に
鑑みてなされたもので、焦点深度に応じた焦点調節が可
能なカメラの焦点調節装置を提供するものである。

【０００５】

【発明の概要】デジタルスチルカメラに使用される一般
的なＣＣＤ撮像素子は銀塩フィルムに比して受光面積が
狭く、撮影レンズの有効径も小型化しているので、焦点
深度が深いという特性がある。本発明は、上記従来のパ
ルスモータの問題およびデジタルカメラの特性に鑑みて
なされたもので、撮影レンズの焦点調節用レンズを合焦
位置まで移動させる、１相励磁および２相励磁の繰り返
しにより回転し、１相励磁位置がディテント位置となる
パルスモータと；該パルスモータを駆動制御する駆動制
御手段と；を備え、該駆動制御手段は、このパルスモー
タを、前記撮影レンズの焦点深度が所定値よりも深い条
件下では、１相励磁位置で停止するように駆動して１相
励磁位置で励磁を切って停止させ、前記撮影レンズの焦
点深度が所定値よりも浅い条件下では１相励磁位置また
は２相励磁位置で停止するように駆動して、２相励磁位
置で停止させるときは励磁状態を維持して停止させ、１
相励磁位置で停止させるときは励磁を切って停止させる
こと、に特徴を有する。

【０００６】また本発明は、撮影レンズの焦点調節用レ
ンズを合焦位置まで移動させる、１相励磁および２相励
磁の繰り返しにより回転し、１相励磁位置がディテント
位置となるパルスモータと；該パルスモータの駆動量を
１相励磁の初期位置から１ステップ角で設定して駆動す
る駆動制御手段と；を備え、該駆動制御手段は、前記焦
点深度が所定値よりも深い場合は、前記パルスモータを
停止させる位置が２相励磁位置であったときには、その
２相励磁位置に隣接する１相励磁位置のうちさらに回転
させる方向となる１相励磁位置、または前ピンとなる１
相励磁位置で励磁を切って停止させることに特徴を有す
る。前記パルスモータの駆動量を１相励磁の初期位置か
ら１ステップ角単位のステップ数で設定する駆動制御手
段の場合は、前記焦点深度が所定値よりも深く、前記設
定したパルスモータの駆動量が奇数の場合は、該駆動量
を切り上げまたは切り下げて、または該駆動量を前ピン
トなるように切り上げまたは切り下げて偶数に変更する
ことに特徴を有する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明を説明
する。図は、本発明を、パワーズームレンズを備えたデ
ジタルカメラに適用した一実施の形態を示している。こ
のデジタルカメラは、詳細は図示しないが、パワーズー
ムレンズ、ＣＣＤ撮像素子などを備えたズームレンズ部
と、フラッシュメモリーなどの画像記憶装置、カラー液
晶ディスプレイなどを備えたカメラ部とにより構成され
ている。

【０００８】ズームレンズ部のレンズ制御系の構成につ
いて、図１を参照して説明する。ズームレンズ部は、レ
ンズ系として固定の第１レンズ群Ｌ１、可動の第２レン
ズ群Ｌ３および第３レンズ群Ｌ３を備え、ズームレンズ
部全体を制御するレンズ側制御回路（ＣＰＵ）７０を備
えている。このレンズ側制御回路７０には、１−２相駆
動パルスモータとして、絞りを駆動する絞り用パルスモ
ータＭ１、ズームレンズの第２レンズ群Ｌ２駆動する２
群パルスモータＭ２、および第３レンズ群Ｌ３を駆動す
る３群パルスモータＭ３がそれぞれ、モータドライバ２
６、２７、２８を介して接続されている。本実施例のパ
ルスモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３は、１−２相励磁（半ステ
ップ駆動）方式のパルスモータである。

【０００９】レンズ側制御回路７０にはさらに、第２レ
ンズ群Ｌ２が原点位置にあることを検知する２群原点セ
ンサー２２、第３レンズ群Ｌ３の絶対位置を検出する３
群用ボリューム４０、絞りの原点位置（開放位置）を検
出する絞り原点センサー５５、カラー撮像素子（ＣＣＤ
撮像素子）１８や、テレスイッチおよびワイドスイッチ
を備えたズームスイッチ７１、レリーズスイッチ７２、
被写体輝度を測定する測光装置７３、測距装置７４が接
続されている。測光装置７３は、ＣＣＤ撮像素子１８で
兼用するのが一般的であるが、表記上、別に表示してあ
る。測距装置７４は、パッシブタイプ、アクティブタイ
プを問うものではないが、本実施の形態はパッシブタイ
プであり、被写体距離（撮影距離）を検出するものとす
る。

【００１０】ＣＣＤ撮像素子１８は、ＣＣＤドライバ７
７によって駆動され、ＣＣＤ撮像素子１８上に結像され
た光学的な画像情報を電気的な画像信号に変換して信号
処理回路７５に出力する。信号処理回路７５は、入力し
た画像信号をデジタルの画像データに変換して画像デー
タ記憶装置７６に記録する。画像データ記憶装置７６の
記憶メディアとしては、内蔵のフラッシュメモリ、着脱
自在なメモリカードなど各種の記録メディアが使用され
る。

【００１１】これらの電子デバイスに電力を供給するバ
ッテリ９１は、カメラ部に装着し、電源スイッチ９３が
オンしたときに、レギュレータ９２を介して、あるいは
直接ズームレンズ部の各電子デバイスに電力供給する構
成にもできるが、説明を簡単にするために、これらはズ
ームレンズ部に搭載されているものとする。電源スイッ
チ９３はレンズ側制御回路７０に接続され、レンズ側制
御回路７０は、電源スイッチ９３がオンしたときに、レ
ギュレータ９２を介して各電子デバイスに電力供給す
る。また、本実施例の電源スイッチ９３は、レリーズス
イッチ７２がオンしたときに撮像し、デジタル画像信号
を記憶装置７６にメモリする撮像モードスイッチも兼ね
ている。

【００１２】この実施形態のズームレンズ部のレンズ構
成は、図２〜図５に示すように、固定の正の第１レンズ
群Ｌ１と、可動の負の第２レンズ群Ｌ２及び正の第３レ
ンズ群Ｌ３との３群構成である。このレンズ系は、ズー
ミング（変倍）は、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ
３を移動させて行ない、フォーカシングは、第２レンズ
群Ｌ２を移動させて行なうバリフォーカルタイプである
が、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の相対位置制
御は、カム溝によるものではない。設定焦点距離情報
（第２レンズ群Ｌ２の位置情報）と被写体距離（撮影距
離）情報に基づいて、第２レンズ群Ｌ２の位置はオープ
ン制御し、第３レンズ群Ｌ３の位置はクローズド制御す
るタイプである。なお、本実施の形態では、説明を容易
にするために、第２レンズ群Ｌ２を焦点調節用レンズ
群、２群パルスモータＭ２を焦点調節用モータとし、第
３レンズ群を変倍レンズ群、３群モータＭ３をパワーズ
ーム用のズームモータとして説明する。

【００１３】本実施例のパルスモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３
は、１−２相励磁パルスモータである。したがって、励
磁が切られた状態では、何れかのディテント位置（１相
励磁位置）で停止している。つまり、１相励磁状態で励
磁を切ると、回転軸（ロータ）はその位置で停止し、２
相励磁状態で励磁を切ると、その位置で停止することも
あるが、ロータは左右いずれかの１相励磁位置まで回転
してディテント位置で停止する傾向がある。そのため、
２相励磁位置でパルスモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３を停止さ
せるときには、その２相励磁を維持する必要があり、消
費電力が増大する。

【００１４】一方、撮影レンズには、焦点深度が存在す
る。焦点深度は、絞りが絞り込まれれば絞り込まれるほ
ど、被写体距離が遠ければ遠いほど、焦点距離が短けれ
ば短いほど深くなる性質がある。焦点深度が深いという
ことは、焦点調節用レンズ群が合焦位置から多少移動し
ても、その焦点深度がＣＣＤ撮像素子１８の受光面から
外れないこと、つまりピンぼけになり難いことを意味す
る。

【００１５】そこで本実施の形態では、絞り値、被写体
距離および焦点距離によって定まる焦点深度が所定値よ
りも深いときには、２群パルスモータＭ２を偶数ステッ
プ角で駆動し、所定値よりも浅いときには２群パルスモ
ータＭ２を１ステップ角単位で駆動することとした。な
お、本明細書において１ステップ角は、パルスモータＭ
２のロータが、１相励磁位置から２相励磁位置に、また
は２相励磁位置から１相励磁位置に回転するステップ角
である。焦点深度の所定値は、２群パルスモータＭ２を
２ステップ角駆動したときに生じうる最大誤差をカバー
できる値を設定する。つまり、正確な合焦位置にある第
２レンズ群Ｌ２を、２群パルスモータＭ２が１ステップ
角回転したときに移動する距離だけ移動しても、焦点深
度内にＣＣＤ撮像素子１８の受光面が位置する量であ
る。

【００１６】ズームレンズ部の全体構成について図２〜
図５を参照して説明する。レンズ側ケーシング１１内に
位置する鏡筒ボディ１０は、図２〜図５に明らかなよう
に、大きく分けて、前方プラスチックボディ１２、後方
プラスチックボディ１３、及びこの前方ボディ１２と後
方ボディ１３の間に挟着した絞りブロック１４からなっ
ている。前方ボディ１２と後方ボディ１３の間には、光
軸と平行な方向の複数のガイドロッド１５（図５に１本
のみ図示）が固定されており、このガイドロッド１５
に、第２レンズ群Ｌ２を保持した２群枠１６と、第３レ
ンズ群Ｌ３を保持した３群枠１７とがそれぞれ移動自在
に案内されている。この３群枠１７の後方には、ＣＣＤ
撮像素子１８が位置し、このＣＣＤ撮像素子１８は、そ
の基板２０を介して後方ボディ１３に固定されている。
符号１９は、水晶フィルターである。ケーシング１１に
は、第１レンズ群Ｌ１の前方に位置するカバーガラス
（平行平面板）２５（図２、図３）が固定されている。

【００１７】２群枠１６と３群枠１７にはそれぞれ、上
方に突出する２群ピン１６ａと３群ピン１７ａが一体に
設けられている。また、この２群枠１６と３群枠１７は
それぞれ、バックラッシュ除去用の引張ばね１６ｂ、１
７ｂにより、後方（ＣＣＤ撮像素子１８側）に移動付勢
されている。

【００１８】前方ボディ１２には、２群枠１６（第２レ
ンズ群Ｌ２）の原点位置を検出するフォトセンサー（原
点センサー）２２が固定されており、２群枠１６には、
このフォトセンサー２２と協働するドッグプレート２３
が固定されている。この実施の形態では、第２レンズ群
Ｌ２の原点位置は、広角端の無限遠撮影位置として設定
されており、第２レンズ群Ｌ２がこの原点位置にあると
き、ドッグプレート２３がフォトセンサー２２を遮光し
て原点位置を検出する。この原点位置からの移動量は、
第２レンズ群Ｌ２を移動させる２群パルスモータＭ２の
パルス数によって、レンズ側制御回路７０が管理する。
なお、この原点からの移動量は、２群パルスモータＭ２
に連動するパルサーを用いてそのパルサーの出力に基づ
いて同様に管理することもできる。

【００１９】図５は、望遠端の状態を示している。望遠
端から広角端に向けて焦点距離が変化するとき、２群枠
１６（第２レンズ群Ｌ２）は前方に移動し、３群枠１７
（第３レンズ群Ｌ３）は後方に移動する。つまり、焦点
距離を変化させるとき、２群枠１６（第２レンズ群Ｌ
２）と３群枠１７（第３レンズ群Ｌ３）は常に反対方向
に移動する。

【００２０】以上の鏡筒ボディ１０内の２群枠１６と３
群枠１７を駆動する駆動機構は、レンズ駆動ユニット３
０として、別に組み立てられ、前方ボディ１２と後方ボ
ディ１３上に跨らせて装着される。下方の第２親板３２
には、その下面に、それぞれの出力軸を該第２親板３２
に直交させた状態で、２群パルスモータＭ２と３群モー
タＭ３が固定されている。第１親板３１には、２群枠１
６の２群ピン１６ａを嵌入させるカム溝（リード溝）を
有する２群駆動板３５と、３群枠１７の３群ピン１７ａ
を嵌入させるカム溝（リード溝）を有する３群駆動板３
６とが、共通軸３７で同軸に枢着されている。２群ピン
１６ａと３群ピン１７ａは、それぞれの引張ばね１６ｂ
と１７ｂにより、カム溝の後側（ＣＣＤ撮像素子１８
側）の面に常時当接し、バックラッシュが除去される。

【００２１】第１親板３１と第２親板３２の間には、２
群パルスモータＭ２の回転を２群駆動板３５に伝達する
ギヤ機構３８と、３群パルスモータＭ３の回転を３群駆
動板３６に伝達するギヤ機構３９及び３群駆動板３６に
連動する図示しないボリューム機構（可変抵抗器）とが
支持されている。レンズ側制御回路７０は、このボリュ
ーム機構の抵抗値を取り込んで、第３レンズ群Ｌ３の位
置情報に変換する。

【００２２】図３において、符号６０は、前方ボディ１
２と後方ボディ１３の間に挟まれた絞りブロック１４を
駆動する絞り駆動ユニットである。絞りブロック１４
は、基板５０によって、前方ボディ１２と後方ボディ１
３との間に固定されている。絞りブロック１４は、基板
５０に固定されたリテイナ５２と、絞り羽根５３と、こ
の絞り羽根５３を開閉駆動する開閉環５４と、絞り羽根
５３の原点位置（最大開放位置）を検出する絞り原点セ
ンサー５５としてフォトセンサー（図示せず）を備えて
いる。レンズ側制御回路７０は、このフォトセンサーを
介して絞りブロック１４（絞り羽根５３）の絞り原点位
置を検出する。

【００２３】絞り駆動ユニット６０は、絞りブロック１
４とは光軸方向及び径方向位置を異ならせて、後方ボデ
ィ１３に固定される別ユニット部材である。駆動ユニッ
ト６０の基板６１には絞り用パルスモータＭ１が固定さ
れており、その出力軸の第１ギヤ６２ａは、第２ギヤ６
２ｂを介して、セクタギヤ６２ｃに噛み合っている。セ
クタギヤ６２ｃには一体に、半径アーム６２ｄが設けら
れており、この半径アーム６２ｄに、開閉環５４の径方
向連動溝に嵌まる連動ピン６３が突出形成されている。
つまり、絞り用パルスモータＭ１が回転し、半径アーム
６２ｄが回転すると、開閉環５４が回動して絞り羽根５
３を開閉駆動する。絞り用パルスモータＭ１は、ディテ
ント位置で停止する。

【００２４】レンズ側ケーシング１１は、略中心部の筒
状ボス８１（図２、図３）を介して、図示しないボディ
側ケーシングと、３６０゜未満の回転角範囲で回転可能
に接続される。ボディ側ケーシングには、ズームスイッ
チ、レリーズスイッチ、信号処理回路、画像データメモ
リ手段の他、ＣＣＤ撮像素子１８上に結像した被写体像
を表示する、ファインダ機能を持つ液晶ディスプレイ、
ボディ側制御手段、各種機能スイッチ等の搭載が可能で
ある。ボディ側ケーシング内の電気回路と、レンズ側ケ
ーシング１１内の電気回路とは、筒状ボス８１を通るボ
ディ−レンズ接続ＦＰＣ基板８２を介して接続されてい
る。すなわち、ボディ側ケーシング内のＣＰＵと接続さ
れたボディ−レンズ接続ＦＰＣ基板８２は、筒状ボス８
１を通って、基板２０上に設けたコネクタ８３と、レン
ズ側ＦＰＣ基板８４に設けたコネクタ８５に接続されて
おり、このレンズ側ＦＰＣ基板８４上に、ケーシング１
１内のすべての電気要素を接続するプリント回路と、レ
ンズ側制御回路７０等の電子デバイスが装着されてい
る。

【００２５】このズームレンズの合焦位置、つまり第２
レンズ群Ｌ２の位置は、第３レンズ群Ｌ３の位置（設定
焦点距離）と、測距装置７４によって測定された被写体
距離情報とによって一義的に定まる。

【００２６】そこで、焦点距離および被写体距離によっ
て定まる第２レンズ群Ｌ２の位置（原点位置からの駆動
パルス数）を、予め計算によって、あるいは実測によっ
て求め、テーブルデータ化して、たとえばEEPROMに書き
込んでおく。そして、撮影時にはEEPROMからこのテーブ
ルを読み込み込んで第２レンズ群Ｌ２の位置、つまり原
点位置からの駆動パルス数を設定する構成とする。

【００２７】そして実施例の一つでは、このテーブル
を、浅焦点深度用の１ステップ角駆動用（撮影時用）と
深焦点深度用の２ステップ角駆動用（撮影時以外用）
と、２つ用意する。つまり、浅焦点深度用の１ステップ
駆動用テーブルは、第２群パルスモータＭ２の駆動パル
ス数を整数（１個単位）で作成し、深焦点深度の偶数ス
テップ駆動用テーブルは、第２群パルスモータＭ２の駆
動パルス数を偶数（２個単位）で作成し、EEPROMに書き
込んでおく。

【００２８】２群パルスモータＭ２を偶数ステップ角で
駆動する場合、駆動パルス数の設定値を整数で求め、奇
数の場合には切り捨てまたは切り上げなどによってまる
めることが可能である。一般に撮影レンズの場合、焦点
深度は近距離側よりも遠距離側に深い。そこで本実施例
の場合、第２群パルスモータＭ２は第２レンズ群Ｌ２を
無限遠側の合焦位置（２群原点位置）から近距離合焦位
置側に移動させるので、偶数駆動用テーブルの駆動パル
ス数は切り上げ処理を行う。

【００２９】測光装置７３によって測光した測定値に基
づいた適正絞り値と、絞り用パルスモータＭ１の駆動パ
ルス数との関係をテーブルデータ化し、絞り用パルスモ
ータＭ１を駆動する際に、その駆動パルス数をこのテー
ブルから読み込んで設定する。

【００３０】焦点深度は、設定焦点距離および被写体距
離と、測光装置７３によって測定され、設定された適正
絞り値（Ｆナンバーあるいはアペックス換算の絞り値Ａ
v ）とによって定まる。本発明では、焦点深度の具体的
数値は必要でない。つまり、現在の条件下における焦点
深度が所定値以上であるかどうかが分かればよい。そこ
で、例えば、設定焦点距離および被写体距離を行、列と
し、設定焦点距離および被写体距離とで特定される交点
（升目）に、その設定焦点距離および被写体距離におい
て焦点深度が所定位置以上になる絞り値（例えば境界値
となるＦナンバー）を入れたテーブルデータを作り、こ
のテーブルデータをたとえばEEPROMに書き込んでおく。

【００３１】撮影時には、EEPROMからこのテーブルデー
タを読み込み込み、このテーブルデータから特定された
Ｆナンバーと適正Ｆナンバー（絞り値）とを比較して、
以上の条件下で焦点深度が所定値以上かどうか（適正Ｆ
ナンバーの方が大きいかどうか）を判定する構成とす
る。そして、その判定結果が所定値以上（深焦点深度）
であれば深焦点深度用テーブルを使用し、所定値未満
（浅焦点深度）であれば浅焦点深度用テーブルを使用し
て、２群パルスモータＭ２の駆動パルス数を求める。

【００３２】深焦点深度用テーブルを使用して求める駆
動パル数は偶数なので、２群パルスモータＭ２を停止さ
せるときには常に１相励磁のディテント位置になるの
で、励磁を切って停止させることができる。よって、合
焦とみなせる範囲内での焦点調節が可能になり、かつ電
力消費を減少させることができる。一方、浅焦点深度用
テーブルを使用するときは、駆動パルス数を１ステップ
角単位で求めることできるので、高精度の焦点調節が可
能になる。

【００３３】本実施例では、焦点深度の浅深を、まず、
焦点距離および被写体距離で特定される境界絞り値と適
正絞りとを比較して判定したが、この３個のパラメータ
をどの組合せで使用するかは任意である。たとば、焦点
距離と適正絞り値とによって特定される境界被写体距離
と実測した被写体距離とを比較して判定してもよいし、
適正絞り値と被写体距離とで特定される境界焦点距離を
設定焦点距離と比較して判定してもよい。

【００３４】次に、このレンズ側制御回路７０の制御動
作について説明する。図６には、電源スイッチ９３がオ
ンの間、常時測光処理および焦点調節処理を繰り返し実
行する実施例のフローチャートを示してある。なお、本
実施例では、この処理を実行している間に、タイマー割
込みによってモータＭ１、Ｍ２を駆動し、ズームスイッ
チ７１による割込みによってモータＭ２、Ｍ３を駆動す
る。そして、レリーズスイッチ７２がオンされたとき
に、画像データを画像データ記録装置７６に書き込む構
成である。

【００３５】電源スイッチがオン（撮影モードが設定）
され、スタート処理に入ると、まず、レンズ側制御回路
７０は、内部ＲＡＭなどをイニシャライズし、モータＭ
１、Ｍ２、Ｍ３を駆動して絞り羽根５３を原点位置（開
放位置）まで開放し、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群
Ｌ３を原点位置まで移動させて、モータＭ１、Ｍ２、Ｍ
３をディテント位置（１相励磁位置）で停止させる（Ｓ
１０１）。次に、ＣＣＤドライバ７７を起動してＣＣＤ
撮像素子１８による撮像動作を開始させる（Ｓ１０
３）。本実施例のＣＣＤドライバ７７は、一度起動する
と、停止処理を受けるか、電源が遮断されるなどの処理
がなされるまでは、撮像処理を繰り返す構成である。

【００３６】３群用ボリューム４０を介して第３レンズ
群Ｌ３の絶対位置を検出し、焦点距離を設定する（Ｓ１
０５）。次に、測光装置７３を作動させて測光し、測定
値と設定焦点距離に基づいて適正絞り値（Ｆナンバー）
を設定する（Ｓ１０７）。さらに、その適正絞り値に基
づいて、適正な露光量が得られる絞り値を、絞り原点位
置から絞り用パルスモータＭ１を駆動する駆動パルス数
（偶数）として設定する（Ｓ１０９）。そして、測距装
置７４を作動させて測距し、被写体距離を設定する（Ｓ
１１１）。

【００３７】以上の処理によって、焦点距離、適正Ｆナ
ンバーおよび被写体距離が求まるので、まず、焦点距離
および被写体距離に基づいて、先のテーブルから、境界
Ｆナンバーを選択する（Ｓ１１３）。そして、適正Ｆナ
ンバーをこの境界Ｆナンバーととを比較して、適正Ｆナ
ンバーの方が大きければ焦点深度が所定値よりも深いの
で、深焦点深度用テーブルによって２群パルスモータＭ
２の駆動パルス数を設定する（Ｓ１１５：YES 、Ｓ１１
７）。これにより、２群パルスモータＭ２は偶数ステッ
プ角駆動される。一方、適正Ｆナンバーの方が小さけれ
ば焦点深度が所定値よりも浅いので、浅焦点深度用テー
ブルによって２群パルスモータＭ２の駆動パルス数を設
定する（Ｓ１１５：NO、Ｓ１１９）。これにより、２群
パルスモータＭ２は、１ステップ角単位で高精度に駆動
される。

【００３８】以上の処理を、電源がオフされるまで、Ｓ
１０５〜Ｓ１２１の処理を繰り返す（Ｓ１２１：NO、Ｓ
１０５〜Ｓ１２１）。電源がオフされると、終了処理を
実行して停止する（Ｓ１２５：YES 、Ｓ１２７）。終了
処理には、少なくとも電源オフ処理、ＣＣＤドライバ７
７の停止処理が含まれるが、モータＭ１、Ｍ２、Ｍ３の
原点移動処理を含めてもよい。

【００３９】以上の処理を繰り返している間に、タイマ
ー割込みによって、モータＭ１、Ｍ２を駆動する。その
処理の概要を、図７および図８に示したフローチャート
を参照して説明する。Ｍ１、Ｍ２設定値とは、Ｓ１０
９、Ｓ１１７またはＳ１１９で設定された、パルスモー
タＭ１、Ｍ２の駆動パルス数であり、Ｍ１、Ｍ２現在値
とは、パルスモータＭ１、Ｍ２を原点位置から駆動した
パルス数を意味する。

【００４０】タイマー割込み処理に入ると、Ｍ１現在値
（絞り用パルスモータＭ１を駆動したパルス数）がＭ１
設定値と等しいかどうかをチェックする（Ｓ２０１）。
等しくないく、小さければ絞り用パルスモータＭ１を＋
１ステップ分励磁（順方向に１ステップ駆動）してＭ１
現在値を１インクリメントし（Ｓ２０１：NO、Ｓ２０
３：YES 、Ｓ２０５、Ｓ２０７）、大きければ絞り用パ
ルスモータＭ１を−１ステップ分励磁（逆方向に１ステ
ップ分駆動）してＭ１現在値を１デクリメントする（Ｓ
２０１：NO、Ｓ２０３：NO、Ｓ２０９：YES 、Ｓ２１
１、Ｓ２１３）。そして、Ｍ１現在値が偶数かどうかを
チェックし、偶数のときにはディテント位置なので絞り
用パルスモータＭ１の励磁を切り、奇数のときには２相
励磁位置なので励磁を切らずにモータＭ２処理に進む
（Ｓ２１５、Ｓ２１７）。つまり、絞り用パルスモータ
Ｍ１がＭ１現在値が偶数となるディテント位置にあると
きは励磁を切るのである。

【００４１】Ｍ１現在値がＭ１設定値と等しいときに
は、駆動の必要がないので、Ｍ１現在値が偶数かどうか
をチェックし、偶数であれば、絞りパルスモータＭ１は
１相励磁のディテント位置にあるので励磁を切る（Ｓ２
０１：YES 、Ｓ２１５：YES 、Ｓ２１７）。Ｍ１現在値
が奇数の場合はディテント位置ではないので（２相励磁
位置）、そのままにしてモータＭ２処理に進む（Ｓ２１
５：NO）。

【００４２】モータＭ２処理に入ると、Ｍ２現在値（２
群パルスモータＭ２を駆動したパルス数）がＭ２設定値
と等しいかどうかをチェックする（Ｓ３０１）。等しく
ないく、小さければ２群パルスモータＭ２を＋１ステッ
プ分励磁（順方向に１ステップ駆動）してＭ２現在値を
１インクリメントし（Ｓ３０１：NO、Ｓ３０３：YES、
Ｓ３０５、Ｓ３０７）、大きければ２群パルスモータＭ
２を−１ステップ分励磁（逆方向に１ステップ分駆動）
してＭ２現在値を１デクリメントする（Ｓ３０１：NO、
Ｓ３０３：NO、Ｓ３０９：YES 、Ｓ３１１、Ｓ３１
３）。そして、Ｍ２現在値が偶数かどうかをチェック
し、偶数のときにはディテント位置なので２群パルスモ
ータＭ２の励磁を切り、奇数のときには２相励磁位置な
ので励磁を切らずにリターンする（Ｓ３１５、Ｓ３１
７）。つまり、２群パルスモータＭ２がＭ２現在値が偶
数となるディテント位置にあるときは励磁を切るのであ
る。

【００４３】Ｍ２現在値がＭ２設定値と等しいときに
は、駆動の必要がないので、Ｍ２現在値が偶数かどうか
をチェックし、偶数であれば、２群パルスモータＭ２は
１相励磁のディテント位置にあるので励磁を切る（Ｓ３
０１：YES 、Ｓ３１５：YES 、Ｓ３１７）。Ｍ２現在値
が奇数の場合、２群パルスモータＭ２はディテント位置
では停止していないので（２相励磁位置）、そのままに
してリターンする（Ｓ３１５：NO）。

【００４４】以上の実施の形態では、２群パルスモータ
Ｍ２の駆動パルス数を、深焦点深度か浅焦点深度によっ
て駆動する前に別個に設定したが、別の実施例では、駆
動パルス数は、深焦点深度か浅焦点深度にかかわらず浅
焦点深度として設定する。そして、Ｍ２現在値がＭ２設
定値と等しくなったときに、深焦点深度のときは異なる
処理を行う。つまり、深焦点深度でＭ１現在値が奇数の
場合は、１ステップ角分前ピンとなるように、２群パル
スモータＭ２を＋１ステップ角分励磁して隣接する１相
励磁位置に回転させ、Ｍ１現在値を１インクリメント
し、励磁を切る。この処理は、Ｓ３０５、Ｓ３０７、Ｓ
３１５、Ｓ３１７の処理と同様である。あるいは、２群
パルスモータＭ２をこれまでと同方向に１ステップ角分
励磁して隣接する１相励磁位置に回転させ、Ｍ１現在値
のアップダウン処理を行って励磁を切る。

【００４５】また、レンズ側制御回路７０は、以上の処
理を繰り返している間に、ズームスイッチ７１がオンさ
れたときには割込み処理を実行し、モータＭ２、Ｍ３を
２ステップ角駆動する。そのズーミング時のモータ駆動
動作を説明する。図５の望遠端の状態において、ズーム
スイッチ７１がワイド方向にオン操作されると、レンズ
側制御回路７０は割込みによって、２群パルスモータＭ
２を２ステップ角単位で駆動して２群枠１６（第２レン
ズ群Ｌ２）は後方に、３群モータＭ３を２ステップ角単
位（偶数ステップ）で駆動して３群枠１７（第３レンズ
群Ｌ３）は前方に移動させる。レンズ側制御回路７０
は、モータＭ２、Ｍ３を２ステップ角駆動する毎に、Ｍ
２現在値、Ｍ３現在値を２デクリメントする。そしてレ
ンズ側制御回路７０は、ズームスイッチ７１がオフされ
ると、つまり停止信号を受けるとモータＭ２、Ｍ３を停
止させるが、Ｍ２、Ｍ３現在値は偶数、つまり１相励磁
のディテント位置なので励磁を切って停止させる。

【００４６】一方、ズームスイッチ７１がテレ方向にオ
ン操作されると、レンズ側制御回路７０は割込みによっ
て、２群パルスモータＭ２を１ステップ角単位で駆動し
て、２群枠１６（第２レンズ群Ｌ２）は前方に移動さ
せ、３群モータＭ３を２ステップ角単位で駆動して３群
枠１７（第３レンズ群Ｌ３）は後方に移動させる。レン
ズ側制御回路７０は、モータＭ２、Ｍ３を２ステップ角
駆動する毎に、Ｍ２現在値、Ｍ３現在値を２インクリメ
ントする。そしてレンズ側制御回路７０は、望遠端に行
き着くか、ズームスイッチ７１がオフされると、つまり
停止信号を受けるとモータＭ２、Ｍ３を、Ｍ２、Ｍ３現
在値が偶数のとき、つまり１相励磁のディテント位置で
励磁を切って停止させる。

【００４７】なお、第３レンズ群Ｌ３の位置は３群用ボ
リューム４０によって検出できるので、３群パルスモー
タＭ３の駆動パルス数はカウントしなくてもよい。

【００４８】以上のズーミング処理によって設定された
焦点距離に基づいて、レンズ側制御回路７０は、絞り用
パルスモータＭ１および２群パルスモータＭ２を駆動す
る。測光装置７３による被写体輝度情報に基づいて絞り
用パルスモータＭ１の駆動パルス数が設定され、この駆
動パルス数に基づいて、絞り原点位置（絞り原点センサ
ー５５による検出位置）から駆動される絞り用パルスモ
ータＭ１により、設定された絞り値に絞り羽根５３が設
定される。さらに、上記の設定焦点距離情報と測距装置
７４による被写体距離情報に基づいて、前述のように２
群パルスモータＭ２の駆動パルス数が設定され、この駆
動パルス数に基づいて、２群レンズ原点位置（２群原点
センサー２２による検出位置）から駆動される２群パル
スモータＭ２により位置制御されながら、第２レンズ群
Ｌ２が光軸に沿って移動して、ピントが合う。すなわ
ち、ズームスイッチ７１によって第３レンズ群Ｌ３の位
置（焦点距離）を定めると、第２レンズ群Ｌ２の位置
は、この設定焦点距離と測距装置７４による被写体距離
情報により一義的に定まるから、以上の動作により、ピ
ントの合った被写体像がＣＣＤ撮像素子１８上に結像す
る。

【００４９】以上、本実施例では、電源がオンされてい
ることを条件にスタート処理、タイマー割込み処理を実
行する構成としたが、本発明はこの構成に限定されな
い。例えば、電源がオンされたときにはＳ１０１の処理
だけを実行する。そして、ズームスイッチ７１がオンさ
れたら、パルスモータＭ２、Ｍ３を駆動してズーミング
させるが、タイマー割込み処理は実行しない。電源がオ
ンされている状態で、レリーズスイッチ７２がオンされ
たら、例えば、いわゆる半押しされたら、Ｓ１０３から
以降の処理を実行し、タイマー割込み処理を実行し、Ｓ
１２１の電源オフかのチェックを、レリーズスイッチ７
２オフかの処理に代えることで、実現できる。この構成
によれば、さらに消費電力を少なくできる。

【００５０】以上の通り本実施の形態では、焦点深度が
深いときには、１−２相励磁の２群パルスモータＭ２を
偶数ステップ駆動し、停止するときは必ずディテント位
置で励磁を切るので、バッテリの消耗を減少させること
ができる。

【００５１】以上、本発明について３個の１−２相励磁
パルスモータを備えたデジタルカメラに適用した実施の
形態について説明したが、本発明はこの実施の形態に限
定されず１−２相励磁パルスモータによって焦点調節レ
ンズ群を駆動するカメラであれば適用できる。また、図
示実施の形態では撮影レンズを備えたズームレンズ部と
画像データ記憶手段を備えたカメラボディ部とを別体と
して形成していたが、本発明は、これらが一体のデジタ
ルスチルカメラに適用することもできる。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り本発明によ
れば、撮影レンズの焦点調節用レンズを駆動する１−２
相励磁のパルスモータと、このパルスモータを、前記撮
影レンズの焦点深度が、所定値よりも深い条件下では、
ディテント位置を基準とした偶数ステップ単位で駆動し
てディテント位置で励磁を切って停止させるので、合焦
状態を維持しつつ、電力消費を減らすことが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したデジタルスチルカメラの一実
施の形態の概要をブロックで示す図である。

【図２】本発明によるズームレンズ部の一実施形態を示
すケースを断面とした左側面図である。

【図３】同右側面図である。

【図４】同正面図である。

【図５】レンズ駆動ユニットを組み込む前のレンズユニ
ットの望遠端を示す、一部縦断左側面図である。

【図６】本発明を適用したデジタルスチルカメラの基本
動作の一実施例の概要をフローチャートで示す図であ
る。

【図７】同デジタルスチルカメラにおけるパルスモータ
駆動処理の一実施例をフローチャートで示す図である。

【図８】同デジタルスチルカメラにおけるパルスモータ
駆動処理の一実施例をフローチャートで示す図である。

【符号の説明】

Ｌ１第１レンズ群Ｌ２第２レンズ群Ｌ３第３レンズ群Ｍ１絞り用パルスモータＭ２２群パルスモータＭ３３群パルスモータ１０鏡筒ボディ１１ケーシング１２前方プラスチックボディ１３後方プラスチックボディ１４絞りブロック１６２群枠１７３群枠１８ＣＣＤ撮像素子２２２群原点センサー（レンズ初期位置検出手段）２６２７２８パルスモータドライバ３０レンズ駆動ユニット４０３群用ボリューム（可変抵抗器）５３絞り羽根５５絞り原点センサー（絞り初期位置検出手段）７０レンズ側制御回路（駆動制御手段、演算手段）７１ズームスイッチ７２レリーズスイッチ７３測光装置７４測距装置７５信号処理回路７６画像データ記憶装置７７ＣＣＤドライバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤孝司東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内 (72)発明者芝祐紀東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内 (72)発明者吉田達也東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内 (72)発明者永井伸幸東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内 (56)参考文献特開昭64−24573（ＪＰ，Ａ) 特開平６−98252（ＪＰ，Ａ) 特開平４−132374（ＪＰ，Ａ) 特開平３−238979（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−148898（ＪＰ，Ａ) 特開平１−155778（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−73214（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−244023（ＪＰ，Ａ) 特開平６−339298（ＪＰ，Ａ) 特開平４−183300（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−244300（ＪＰ，Ａ) 実開平１−180900（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/232 G02B 7/08 G02B 7/09 G03B 13/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】撮影レンズの焦点調節用レンズを合焦位
置まで移動させる、１相励磁および２相励磁の繰り返し
により回転し、１相励磁位置がディテント位置となるパ
ルスモータと；該パルスモータを駆動制御する駆動制御手段と；を備
え、該駆動制御手段は、このパルスモータを、前記撮影レン
ズの焦点深度が所定値よりも深い条件下では、１相励磁
位置で停止するように駆動して１相励磁位置で励磁を切
って停止させ、前記撮影レンズの焦点深度が所定値より
も浅い条件下では１相励磁位置または２相励磁位置で停
止するように駆動して、２相励磁位置で停止させるとき
は励磁状態を維持して停止させ、１相励磁位置で停止さ
せるときは励磁を切って停止させること、を特徴とする
カメラの焦点調節装置。
【請求項２】撮影レンズの焦点調節用レンズを合焦位
置まで移動させる、１相励磁および２相励磁の繰り返し
により回転し、１相励磁位置がディテント位置となるパ
ルスモータと；該パルスモータの駆動量を１相励磁の初期位置から１ス
テップ角で設定して駆動する駆動制御手段と；を備え、該駆動制御手段は、前記焦点深度が所定値よりも深い場
合は、前記パルスモータを停止させる位置が２相励磁位
置であったときには、その２相励磁位置に隣接する１相
励磁位置のうちさらに回転させる方向となる１相励磁位
置で励磁を切って停止させることを特徴とするカメラの
焦点調節装置。
【請求項３】撮影レンズの焦点調節用レンズを合焦位
置まで移動させる、１相励磁および２相励磁の繰り返し
により回転し、１相励磁位置がディテント位置となるパ
ルスモータと；該パルスモータの駆動量を１相励磁の初期位置から１ス
テップ角で設定して駆動する駆動制御手段と；を備え、該駆動制御手段は、前記撮影レンズの焦点深度が所定値
よりも浅い場合は、前記パルスモータを、１ステップ角
で設定したステップ角数だけ駆動し、１相励磁位置で停
止させるときは励磁を切って停止させ、２相励磁位置で
停止させるときは励磁状態で停止させ、前記焦点深度が所定値よりも深い場合は、前記パルスモ
ータを停止させる位置が２相励磁位置であったときに
は、その２相励磁位置に隣接する１相励磁位置のうち前
ピンとなる１相励磁位置で励磁を切って停止させるこ
と、を特徴とするカメラの焦点調節装置。
【請求項４】撮影レンズの焦点調節用レンズを合焦位
置まで移動させる、１相励磁および２相励磁の繰り返し
により回転し、１相励磁位置がディテント位置となるパ
ルスモータと；該パルスモータの駆動量を１相励磁の初期位置から１ス
テップ角単位のステップ数で設定する駆動制御手段と；
を備え、該駆動制御手段は、前記焦点深度が所定値よりも深く、
前記設定したパルスモータの駆動量が奇数の場合は、該
駆動量を切り上げまたは切り下げて偶数に変更するこ
と、を特徴とするカメラの焦点調節装置。
【請求項５】撮影レンズの焦点調節用レンズを合焦位
置まで移動させる、１相励磁および２相励磁の繰り返し
により回転し、１相励磁位置がディテント位置となるパ
ルスモータと；該パルスモータの駆動量を１相励磁の初期位置から１ス
テップ角単位のステップ角数で設定する制御手段と；を
備え、該制御手段は、前記焦点深度が所定値よりも深く、前記
設定したパルスモータの駆動量が奇数の場合は、該駆動
量を前ピントなるように切り上げまたは切り下げて偶数
に変更すること、を特徴とするカメラの焦点調節装置。
【請求項６】前記撮影レンズはズームレンズであっ
て、被写体輝度を測定して撮影レンズの絞り機構の絞り
値を設定する絞り値設定手段と、被写体距離を測定する
測距手段と、前記ズームレンズの焦点距離を検出する焦
点距離検出手段と、前記測定された被写体距離および前
記検出された焦点距離と、前記設定された絞り値に基づ
いて、前記焦点深度が所定値よりも深いかどうかを判定
する設定手段とを備えたことを特徴とする請求項１から
５のいずれか一項記載のカメラの焦点調節装置。
【請求項７】前記焦点距離および被写体距離の組合せ
と、各組合せにおいて前記ズームレンズの焦点深度が所
定値よりも深くなる絞り値の境界値のテーブルデータを
メモリしたメモリ手段を備え、前記判定手段は、前記検
出焦点距離および測定被写体距離に基づいて前記のテー
ブルデータから選択した絞り値と、前記設定された絞り
値とを比較して前記焦点深度が所定値よりも深いかどう
かを判定することを特徴とする請求項６記載のカメラの
焦点調節装置。