JP4115211B2 - Lens device, camera system and camera - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学機器における光学部材の駆動制御装置に関するものであり、特にオートフォーカス機能を有する光学機器に好適なものに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、AF(オートフォーカス)一眼レフカメラにおいては、被写体へのピント調整スピードが高速化し、特に動きのある被写体(動体)に対するピントの追従性が大幅に改善され、誰もが簡単に奇麗な写真が撮影できるようになっている。このピント調整スピードの高速化は、フォーカスレンズユニットを高回転・高トルク型の強力なモータで駆動することで実現することができるが、これによりコストアップや消費電力アップが伴う。
【0003】
図7を用いて、動体にピントを追従させることが可能なサーボAF制御方式について説明する。
【0004】
同図はフォーカスレンズユニットの移動開始〜停止までの様子を示しており、縦軸はフォーカスレンズユニットの移動速度を、横軸は時間を表している。物体を移動させる場合、慣性により加速域⇒一定速域⇒減速域という順番で速度が推移して行くのが一般的であり、同図の斜線部は加速域と減速域を表している。
【0005】
サーボAF制御方式では、フォーカスレンズユニットの移動前に、位相差検出方式等によって被写体に対するデフォーカス量(ピントのずれ量)を検出し、そのデフォーカス量に応じてフォーカスレンズユニットの駆動量を演算して、演算された駆動量分のフォーカスレンズユニット駆動を行うことによりピントを合わせる。
【0006】
被写体が動体である場合、フォーカスレンズユニットの移動中でも被写体が移動していると考えられる。このため、フォーカスレンズユニットの移動中でもデフォーカス量の検出およびフォーカスレンズユニットの駆動量演算を行う必要がある。これを一般に、「オーバーラップ制御」と称している(特許文献1参照)。
【0007】
このオーバーラップ制御は、動体である被写体が移動した量に応じてフォーカスレンズユニットの移動量の補正を行うことで、動体に対してピントの追従性を良くする方法であり、主に一定速域で複数回にわたって行われる。これは加減速域でオーバーラップ制御を行うと、フォーカスレンズユニットの移動速度が不安定であるため、オーバーラップ制御時のデフォーカス量検出過程やレンズ駆動量の演算過程においてフォーカスレンズユニットの移動量補正に微妙なずれが生じ、結果的に被写体へのピントの追従性が悪くなるからである。
【0008】
また、オーバーラップ制御を複数回行うのは、被写体へのピントずれをより少なくしてピント精度を向上させるためである。また、オーバーラップ制御は、動体に限らず、静止被写体に対してもピント精度の粗さを安定させるために行われる。
【0009】
図8には、オーバーラップ制御の具体的内容を時間の経過と共に記載している。フォーカスレンズユニットが、オーバーラップ制御が可能となる一定速域に到達すると、▲1▼現在のフォーカスレンズユニットの位置を検出する。次に、デフォーカス量を検出する。ここでは、位相差検出方式における複数のCCDラインセンサでの電荷蓄積時間を表す。電荷蓄積時間は、被写体からの反射光の照度によって変化する。
【0010】
デフォーカス量を検出が終了すると、再び▲2▼現在のフォーカスレンズユニットの位置を検出する。これらの▲1▼▲2▼の動作によって、フォーカスレンズユニットの、どの位置でデフォーカス量検出が行われたかを知ることができ、その後の演算によってフォーカスレンズユニットの位置による光学的な比率を補正することができる。
【0011】
次に、デフォーカス量の検出結果に基づいてピント調整のためのフォーカスレンズユニットの駆動量演算を行い、先ほどの▲1▼▲2▼におけるフォーカスレンズユニットの位置の検出結果を用いて演算された駆動量を補正し、フォーカスレンズユニットの実際の駆動量を導き出す。
【0012】
最後に、再度▲3▼現在のフォーカスレンズユニットの位置を検出する。これは、フォーカスレンズユニットの移動中にデフォーカス量検出(▲1▼▲2▼)を行ったことから、これらデフォーカス量検出時点からのフォーカスレンズユニットの移動量を導き出すためのもので、フォーカスレンズユニットの駆動量の演算結果から▲3▼までの移動量を減算して、フォーカスレンズユニットの最終的な到達位置の補正を行う。
【0013】
さらに詳しく説明すると、図9における▲1▼及び▲2▼では、フォーカスレンズユニットの位置を検出しているが、これはデフォーカス量検出を行ったときのフォーカスレンズユニットの位置を導き出すためのものであり、一定速の場合、(▲2▼でのレンズ位置−▲1▼でのレンズ位置)/2+▲1▼でのレンズ位置をデフォーカス量検出を行ったときのフォーカスレンズユニットの位置の中心とみなすことができる。
【0014】
2回レンズ位置検出を行うのは、CCDラインセンサの電荷蓄積時間が被写体からの反射光の量によって変化するため、蓄積前後のフォーカスレンズユニットの位置を検出し、その平均値を、デフォーカス量検出時のフォーカスレンズユニットの位置の中心(つまりはCCDラインセンサの電荷蓄積時間の中心)とするためである。
【0015】
仮に、▲1▼でのレンズ位置=10mm、▲2▼でのレンズ位置=30mmとすると、フォーカスレンズユニットの20mmの位置がデフォーカス量検出時の位置の中心である。
【0016】
これに対し、加速中にデフォーカス量検出を行う場合、電荷蓄積時間は一定である一方、2回のレンズ位置検出時のフォーカスレンズユニットの移動速度が異なるので(▲1▼と▲2▼では移動量に対する時間が▲1▼>▲2▼となる)、上記と同じ演算を行うと、演算するための電荷蓄積時間の中心が実際の蓄積時間中心位置よりも▲1▼側に寄ってしまう(加速中の場合、電荷蓄積時間の中心は▲2▼側の位置になる)。そこで、正確なレンズ位置検出を行うためには、フォーカスレンズユニットの加速度を検出する必要がある。以上の説明から分かるように、オーバーラップ制御等のサーボAF制御を行う上で、フォーカスレンズユニットの位置検出は重要となる。
【0017】
【特許文献1】
特開2002−023046号公報(段落0003,図7等)
【0018】
【発明が解決しようとしている課題】
このように、オーバーラップ制御等のサーボAF制御におけるデフォーカス量検出時でのフォーカスレンズユニットの位置は正確に検出する必要があり、フォーカスレンズユニットの移動制御方法には更なる速度の安定性が求められている。
【0019】
これに相反して、近年ではオートフォーカスの高速化に伴い、フォーカスレンズユニットを高速移動させる必要が出てきたことで、より強力なモータを使用したり、フォーカス駆動機構(減速機構や鏡筒のカム機構等の動力伝達機構)を軽量化したりしている。そして、強力なモータを使用するとともにフォーカス駆動機構を軽量化することにより、使用する部品の機械的強度が相対的に減少し、当然ながら負荷トルクも低減する。
【0020】
これらによって、フォーカスレンズユニットの速度制御方法が複雑化し、安定した速度が得られない機器が増えてきている。更に、これらの要因によって、フォーカス駆動機構を含むレンズ鏡筒の全体的な強度が従来よりも弱くなり、特にモータの起動時はフォーカス駆動機構にたわみ、倒れ、捩れ等の変形が発生し、フォーカスレンズユニットの速度の安定性は益々得られなくなってきている。
【0021】
ここで、図9には、鏡筒や減速機構等のフォーカス駆動機構の機械的強度不足による変形によって、フォーカスレンズユニットの移動速度や位置検出が悪影響を受けていることを表している。
【0022】
同図において、縦軸は実際のフォーカスレンズ移動量(点線)および検出されたフォーカスレンズのパルス換算移動量(実線)で、横軸は時間を表している。
【0023】
ここで実際のフォーカス駆動機構の構成を説明すると、モータは減速機構に直結され、ここでモータ出力の減速およびトルクアップが行われる。この減速機構は複数の歯車が幾重にも重なって構成されているのが一般的である。この減速機構の最終段の歯車とフォーカスレンズ鏡筒を駆動するカム筒のギヤとが連結されている。
【0024】
さらに、前述したように、フォーカスレンズの位置検出と速度検出とを行うためのエンコーダを構成するために、減速機構内の1つの歯車に、円周方向に等間隔でスリットを形成したパルス板を固定し、このパルス板を挟むようにフォトインタラプタの投光部と受光部とを配置する。フォトインタラプタは、パルス板によるスリットでの光の通過と光の遮断とを電気的に検出してパルス信号を出力する。
【0025】
このように構成されるエンコーダは、減速機構内のモータに近い箇所に配置されている。これは、減速機構内のフォーカスレンズに近い位置に配置すると、所要の移動量検出の分解能を得るためには、パルス板のスリットをきわめて細かく形成する必要があり、パルス板の製造上の困難が伴うことによる。つまり、製造が容易な範囲で可能な限りスリット数を多くしたパルス板をモータ側に配置した方が、エンコーダとしての分解能が向上するため、このような配置が一般的となっている。
【0026】
ところが、エンコーダがモータ側に配置されることにより、エンコーダが取り付けられた歯車〜最終段の歯車、および最終段の歯車とフォーカスレンズ鏡筒を駆動するカム筒のギヤとを接続する歯車(ギヤ)間での変形、さらにはフォーカスレンズ鏡筒とカム筒との係合部分での変形に起因して、図4に示すように、実際のフォーカスレンズの移動量とエンコーダによる検出移動量(換算値)とがずれてしまう。
【0027】
図4について更に説明を加えると、モータが起動されるとフォーカスレンズの移動も開始されるが、エンコーダによる検出移動量は、エンコーダがモータに近い位置に配置されているため、ほぼモータの回転に対応して増加していくが、フォーカスレンズの移動量は、上述したフォーカス駆動機構(歯車の接続部分、鏡筒の係合部分)の変形によって多少遅れて増加していく。
【0028】
以上のことをまとめると、オートフォーカス制御では、フォーカスレンズの移動速度および移動量制御を行うことで被写体にピントを合わせているが、その制御は駆動源であるモータの回転速度および回転量制御で行うのが一般的である。しかしながら、フォーカス駆動機構の変形に起因して、モータの回転速度および回転量の検出結果に対し、実際のフォーカスレンズの移動速度および移動量には遅れが発生している。このため、その遅れがAF制御に悪影響を及ぼすことが考えられる。
【0029】
ここで、フォーカス駆動機構における変形の原因となるものを例としてあげると、減速機構の筐体の剛性や歯車の強度が弱い場合や、歯車を支えるギヤ軸の倒れや、フォーカスレンズを支持する部品(鏡筒、鏡筒とカム筒の係合部分)の捩れや倒れといった、主に機械的な剛性の弱さが考えられる。また、この剛性は、フォーカスレンズの位置やズームレンズの位置の違いで部品同士の関わり具合が異なることで変化することも知られている。
【0030】
図10には、図9で説明したフォーカスレンズの移動の遅れがサーボAF制御(オーバーラップ制御)に与える影響を示している。
【0031】
同図において、縦軸はフォーカスレンズの速度(B)およびエンコーダによる検出速度(パルス速度:A)で、横軸は時間を表している。図9の移動量グラフで説明したように、速度に関してもパルス速度Aに対してレンズ速度Bは遅れて増加する。パルス速度Aに対しては目標速度幅Cが設定されている。目標速度に幅を持たせているのは。制御上の発振を抑えるためである。
【0032】
パルス速度Aが目標速度幅Cの範囲に入ると(図中のD時間)、制御上はフォーカスレンズも目標速度に達した(図7および図8で説明した一定速域に達した)とみなされ、オーバーラップ制御が行われる(図10中のE時間)。
【0033】
しかしながら、E時間では実際にはフォーカスレンズはまだ加速中である。このため、前述した加速時でオーバーラップ制御が行われた場合の説明のように、サーボAF制御においてピントのずれが生じ、結果としてピントが外れた写真が撮影されてしまう。
【0034】
本発明では、動力伝達機構の変形に起因して、エンコーダ等によって検出される駆動源の作動量や作動速度に対して実際のレンズユニットの移動量や移動速度に遅れがあっても、実際のレンズユニットの移動量等にほぼ合致した制御を行うことができるようにしたレンズ装置、カメラシステムおよびレンズ装置を提供することを目的としている。
【0035】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のレンズ装置又はカメラは、移動可能なレンズユニットと、駆動源と、駆動源の動力をレンズユニットに伝達してこのレンズユニットを移動させる動力伝達機構と、駆動源が所定量作動するごとに信号を出力する信号出力手段と、駆動源の動力が動力伝達機構に入力されているときの動力伝達機構の変形量に対応する補正情報を記憶した記憶手段と、信号出力手段から出力された信号と記憶手段に記憶された補正情報とに基づいて、レンズユニットの移動量又は移動速度を表すレンズ移動情報を演算する演算手段とを有する。
【0036】
これにより、動力伝達機構の変形に起因して、信号出力手段の出力信号から得られる駆動源の作動量や作動速度に対して実際のレンズユニットの移動量や移動速度に差(遅れ)があっても、実際のレンズユニットの移動量等にほぼ合致した制御を行うことが可能となる。
【0037】
例えば、自動焦点調節のためのオーバーラップ制御において、演算手段により演算された移動速度を表すレンズ移動情報に基づいてフォーカスレンズユニットが定速駆動中か否かを判別し、定速駆動中であるときに撮影光学系の焦点調節状態の検出を行い、さらに、移動量を表すレンズ移動情報を用いて、フォーカスレンズユニットを駆動して合焦を得るための演算を行うようにする。
【0038】
これにより、動力伝達機構の変形に起因して、信号出力手段の出力信号から得られる駆動源の作動量や作動速度に対して実際のフォーカスレンズユニットの移動量や移動速度に差(遅れ)があっても、フォーカスレンズユニットが確実に一定速駆動状態となってからオーバーラップ制御を開始することができるとともに、オーバーラップ制御中において正確なレンズ位置検出を行うことが可能となる。
【0039】
なお、動力伝達機構の変形量は、装置温度、駆動源の駆動方向、駆動源の起動からの駆動量、駆動源の起動からの経過時間、駆動源の加速度、装置姿勢、レンズユニットの駆動位置および駆動源への印加電圧等の駆動条件によって異なる場合が多いため、これら駆動条件に応じた補正情報を用いることにより、駆動条件にかかわらず実際のレンズユニットの移動量等にほぼ合致した制御(例えば、オーバーラップ制御における適正なタイミングでの焦点検出と高いピント精度でのフォーカスレンズ駆動)を行うことが可能となる。
【0040】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
図1には、本発明の第1実施形態であるオートフォーカス一眼レフカメラのシステム構を成示している。
【0041】
同図において、1はレンズ装置、13はレンズ装置1が着脱可能に装着される一眼レフカメラである。
【0042】
レンズ装置1において、2は被写体像の焦点を合わせるためのフォーカスレンズとこのフォーカスレンズを保持するための鏡筒を含むフォーカスレンズユニットであり、レンズ装置1にはこのフォーカスレンズユニット2や不図示の変倍レンズユニット等を含んで構成される撮影光学系が設けられている。
【0043】
2aは光軸回りで回転駆動されることにより、フォーカスレンズユニット2を光軸と略平行に移動させるカムを備えたカム環である。3はモータであり、3aはモータ3の動力をカム環2aに減速して伝達しカム環2aを光軸回りで回転させる減速機構である。減速機構3aは、複数の歯車を用いて構成されている。減速機構3aおよびカム環2aにより、動力伝達機構が構成されている。
【0044】
4はモータ3の所定回転角度ごとにパルス信号を出力するエンコーダであり、前述したパルス板とフォトインタラプタとで構成されている。パルス板は、モータ3の出力軸又は減速機構3aのうちモータ3に近い歯車と一体回転可能に設けられている。このため、エンコーダ4から出力されるパルス信号によってモータ3の回転(回転量や回転速度)を検出することができる。
【0045】
5はフォーカスレンズユニット2の絶対位置(ゾーン)を検出するための絶対位置センサであり、カム環2aの外周に形成された導電パターンと、この導電パターンが摺動する検出接点とから構成されている。この絶対位置センサ5によりフォーカスレンズユニット2が位置する所定幅のゾーンが検出され、ゾーンの切り換わりの情報とエンコーダ4からのパルス信号のカウント値とからフォーカスレンズユニット2の絶対位置を検出することができる。
【0046】
6は不揮発性メモリーであるEEPROMである。このEEPROM6には、モータ3の動力を入力している際の減速機構3a、フォーカスレンズユニット2およびカム環2aにより構成される動力伝達機構の変形(たわみ、捻れ、倒れ)量に相当する補正値が、設計段階におけるシミュレーション結果等をもとにして記憶されている。上記補正値は、個々のレンズ装置の製造誤差や部品のばらつき等によって、レンズ装置ごとに異なる値をとり得る。また、上記補正値として、フォーカスレンズユニット2の機械的強度に関する経時変化を考慮し、使用時間に応じて異なる値を記憶させるようにしてもよい。また、EEPROM6には、フォーカスレンズユニット2の位置に応じた光学的情報(敏感度やピント誤差情報等)も記憶されている。
【0047】
7はレンズ装置1の全体の制御を司るレンズマイクロコンピュータ(以下、レンズマイコンという)であり、演算回路7a、通信回路7bおよび内部メモリ7cのほか、不図示のタイマー回路やA/D回路などが備わっている。
【0048】
8はカメラ13側に搭載されたカメラマイクロコンピュータ(以下、カメラマイコンという)12とのシリアル通信を行うための複数の接点を有する接点ユニットである。
【0049】
9はレンズ装置1の周囲温度又はレンズ装置1の内部温度を検出するための温度センサであり、10はレンズ装置1の傾き角(姿勢)を検出するための姿勢センサである。温度センサ9と姿勢センサ10はカメラ13内に搭載されていてもよい。この場合、温度情報や姿勢情報は接点ユニット8を通じてカメラマイコン12からレンズマイコン7に通信されることになる。
【0050】
カメラ13において、11は不図示の一対のCCDラインセンサと撮影光学系から入射した光を上記一対のCCDラインセンサ上に結像させる焦点検出光学系とを含む焦点検出ユニットであり、上記一対のCCDラインセンサ上に結像した2つの像の位相のずれから撮影光学系のデフォーカス量を検出する位相差検出方式による焦点検出を行うためのものである。
【0051】
カメラマイコン12はカメラ13の全体の制御を司る。カメラ3内にはその他多くの制御系が存在するが、ここでは説明を省略する。
【0052】
なお、図1において、実線は電気的な接続を意味し、点線は機械的な接続を意味する。さらに、矢印は電気的な入出力の方向を意味している。
【0053】
以下、本カメラシステムの動作について説明する。カメラマイコン12はレンズ装置1が装着されたことを不図示の装着センサによって検出すると、接点ユニット8を通じてレンズマイコン7との通信を試みる。この通信によって、カメラマイコン12はレンズ装置1が正常に装着されたことを確認し、レンズマイコン7およびカメラマイコン12はそれぞれ所定の初期化動作を行う。
【0054】
次に、使用者のスイッチ操作によってオートフォーカス開始の指示がカメラマイコン12に入力されると、カメラマイコン12は焦点検出ユニット11を動作させ、撮影光学系のデフォーカス量の検出を行う。カメラマイコン12は、検出されたデフォーカス量に基づいて合焦を得るために必要なフォーカスレンズユニット2の目標駆動量(駆動方向を含む)を演算し、接点ユニット8を通してレンズマイコン7に該目標駆動量の情報を送信する。
【0055】
レンズマイコン7は、カメラマイコン12から目標駆動量の情報の送信があると、モータ3を起動し、フォーカスレンズユニット2の移動を開始させる。カメラマイコン12からの目標駆動量の情報は、レンズマイコン7の内部メモリ7cに記憶される。
【0056】
モータ3の回転とともにエンコーダ4からパルス信号が出力され、このパルス信号はレンズマイコン7に入力される。レンズマイコン7は、パルス信号のカウント値からモータ3の回転量を導き出し、パルス信号の入力間隔時間からモータ3の回転速度を導き出す。
【0057】
また、レンズマイコン7はモータ3の起動と同時にタイマー回路をスタートさせる。さらに、レンズマイコン7はモータ3の起動と同時にカメラマイコン12に対してフォーカスレンズユニット2が加速制御中であることを表す情報を接点ユニット8を通じて送信する。
【0058】
その後、レンズマイコン7はエンコーダ4の出力であるパルス信号を常に読み取る。ここで、レンズマイコン7(演算回路7a)は、エンコーダ4からのパルス信号と、EEPROM6に記憶された補正値と、温度センサ9および姿勢センサ10による検出値とを用いて、フォーカスレンズユニット2の移動量と移動速度を表す情報を演算する。この演算方法については後述する。
【0059】
そして、演算したフォーカスレンズユニット2の移動量および移動速度をそれぞれ、内部メモリ7cに記憶された目標駆動量と目標速度(予め設定されている)と比較する。
【0060】
レンズマイコン7(演算回路7a)は、フォーカスレンズユニット2の移動速度が目標速度に達したと判断した場合は、カメラマイコン12に対してフォーカスレンズユニット2が一定速駆動中であることを表す情報を接点ユニット8を通じ送信する。カメラマイコン12は、レンズマイコン7から一定速駆動中を表す情報を受信すると、前述したオーバーラップ制御を開始する。
【0061】
また、カメラマイコン12は、現在のフォーカスレンズユニット2の現在位置を知るためにレンズマイコン7に対して現在までの移動量を表す情報の通信要求を送信する。レンズマイコン7はその通信要求に応じて、現在までの移動量情報を送信する(図7における▲1▼)。
【0062】
カメラマイコン12は上記移動量情報が送信されてきたことを確認すると、焦点検出ユニット11を動作させ、撮影光学系のデフォーカス量を検出する。カメラマイコン12はデフォーカス量検出が終了すると、再び現在のフォーカスレンズユニット2の現在位置を知るためにレンズマイコン7に対し現在までの移動量情報の通信要求を送信する。レンズマイコン7はその通信要求に応じて、現在までの移動量情報をカメラマイコン12に送信する(図7における▲2▼)。
【0063】
カメラマイコン12は移動量情報が送信されてきたことを確認すると、合焦を得るためのフォーカスレンズユニット2の停止位置Aを演算する。この停止位置Aは、図7の▲1▼▲2▼で得たフォーカスレンズユニット2の駆動量情報を用いて算出したフォーカスレンズユニット2の焦点検出時点での平均位置B
(▲2▼でのレンズ位置−▲1▼でのレンズ位置)/2+▲1▼でのレンズ位置
の情報と、レンズマイコン7から送信させた、EEPROM6に記憶された該平均位置Aでの光学的情報(敏感度やピント誤差情報等)とを用いて演算される。この演算の詳しい内容は後述する。
【0064】
カメラマイコン12は上記停止位置Aの演算が終了すると、再びフォーカスレンズユニット2の現在位置を知るためにレンズマイコン7に対して現在までの移動量情報の通信要求を送信する。レンズマイコン7はその通信要求に応じて現在までの移動量情報をカメラマイコン12に送信する(図7における▲3▼)。
【0065】
カメラマイコン12は、移動量情報が送信されてきたことを確認すると、上述した停止位置Aと、焦点検出時点でのフォーカスレンズユニット2の平均位置Bと、▲3▼でのフォーカスレンズ2の位置とを用いて、被写体にピントを合わせるためのフォーカスレンズユニット2の新たな目標駆動量を設定する。それは以下の式で導き出せる。
【0066】
新たな目標駆動量
=演算結果の停止位置A−(現在位置▲3▼−焦点検出時の平均位置B)
これは、演算結果の停止位置Aは、フォーカスレンズユニット2が平均位置Bの時の演算結果であり、その後の演算等でフォーカスレンズユニット2が図7の▲3▼の位置まで移動しているためにその移動分を差し引かなければならないことによる。
【0067】
こうして図7の▲3▼で得られた現在位置からの新たな目標駆動量を演算すると、カメラマイコン12はレンズマイコン7に該新たな目標駆動量をオーバーラップによる駆動量として送信する。レンズマイコン7は受信した新たな目標駆動量に対してフォーカスレンズユニット2の駆動制御を続ける。
【0068】
ここで、前述したオーバーラップ制御時の停止位置の演算方法について説明する。レンズ装置1のEEPROM6にはフォーカスレンズユニット2の移動量に対するピントの移動量情報が記憶されている。これを敏感度情報と呼び、フォーカスレンズユニット2の位置や焦点距離によって変化する。一方、焦点検出ユニット11は被写体に対するデフォーカス量、すなわちピントのずれ量(ピント面でのずれ量)を出力する。このピント面でのずれ量を補正することによってピント合わせを行うために、ピント面でのずれ量をフォーカスレンズユニット2の駆動量に換算する必要がある。
【0069】
そこで、上記敏感度情報をレンズマイコン7に送信させ、演算係数の1つとして使用する。レンズマイコン7には、この他にレンズ装置ごとの製造上のピント誤差情報が記憶されていて、カメラマイコン12はこれらの敏感度情報とピント誤差情報とを焦点検出中にレンズマイコン7から送信させる。
【0070】
これらの操作によって、フォーカスレンズユニット2の焦点検出時点の位置での各情報を用いて演算することにより、より精度の高いピント合わせ制御を行うことができる。
【0071】
また、前述した一連の操作において、フォーカスレンズユニット2の位置情報に誤差があるとオーバーラップ制御によるピント補正に悪影響を起こすことが予想される。このため、本実施形態では、その誤差要因を解消するために以下の方法を採用している。
【0072】
前述したフォーカスレンズユニット2の移動量情報は、エンコーダ4からのパルス信号をもとにカメラマイコン12に送信されているが、近年のAFの高速化によって動力伝達機構(3a,2a,2)内でのたわみ、倒れ、捩れ等の変形の影響が無視できない。そこで、本実施形態では、レンズマイコン7がカメラマイコン12に送信するフォーカスレンズユニット2の移動量情報には様々なレンズ装置1の状況(モータ3の駆動条件)に応じた補正を加える。図2および図3を用いてその補正内容を説明する。
【0073】
まず、図2には、モータ3の起動時から、カメラマイコン12からのフォーカスレンズユニット2の移動量情報の送信要求をレンズマイコン7が受信した時点までの経過時間(内部タイマー回路によるカウント時間)に応じた動力伝達機構内の変形量に対応する補正値を、移動量情報の範囲ごとに示している。この補正値はEEPROM6にデータテーブルとして記憶されており、移動量情報と経過時間とに応じてデータテーブルから読み出した補正値を、エンコーダ4からのパルス信号をもとに得られたフォーカスレンズユニット2の移動量情報から差し引く。
【0074】
これは、図10でも説明したように、モータを起動した後、その経過時間に応じて動力伝達機構の変形量が変化するためである。この補正によって、エンコーダ4からのパルス信号のカウント値(すなわち、モータ3の回転量)とフォーカスレンズユニット2の移動量との対応がとれることになる。
【0075】
なお、エンコーダ4からのパルス信号の現在までのカウント値に応じた動力伝達機構の変形量に対応する補正値をEEPROM6にデータテーブルとして記憶させておき、このデータテーブルからそのときのパルスカウント値に応じて読み出した補正値を、エンコーダ4からのパルス信号のカウント値から差し引いてもよい。これにより、レンズマイコン7が、タイマー機能を持たない安価なものであっても、モータ3の起動からの経過時間に応じた移動量情報の補正を行う場合と等価な移動量情報の補正を行うことができる。
【0076】
また、図2には、レンズ装置1内に設けられたサーミスタ等の温度センサ9による検出温度に応じた動力伝達機構内の変形量に対応する補正値を示している。この補正値もEEPROM6にデータテーブルとして記憶されている。そして検出温度に応じてデータテーブルから読み出した補正値を、エンコーダ4からのパルス信号のカウント値から差し引く。これは、温度によって動力伝達機構に生ずる負荷トルクが変化し、図10に示した特性に変化があった場合に有効であり、より移動量情報の精度(つまりはピント合わせ精度)の向上を図ることが可能となる。
【0077】
さらに、図2には、重力加速度センサ等の姿勢センサ10により検出されたレンズ装置1(又はカメラ13)の傾き情報と現在のフォーカスレンズユニット2の移動方向とに応じた動力伝達機構内の変形量に対応する補正値を示している。この補正値も、EEPROM6にデータテーブルとして記憶されており、傾き情報とフォーカスレンズユニット2の移動方向情報とに応じてデータテーブルから読み出した補正値を、エンコーダ4からのパルス信号のカウント値から差し引く。
【0078】
例えばフォーカスレンズユニット2が被写体側に移動しているときにレンズ装置1の姿勢が上向きである場合、姿勢が水平の場合に比べてフォーカスレンズユニット2を駆動するために必要なトルクが増大する。一方、レンズ装置1の姿勢が下向きである場合には姿勢が水平の場合に比べてフォーカスレンズユニット2を駆動するために必要なトルクが軽減される。
【0079】
このように、レンズ装置1の姿勢とフォーカスレンズユニット2の移動方向とによって図10に示した特性に変化があった場合に有効であり、より移動量情報の精度(つまりはピント合わせ精度)の向上を図ることが可能となる。
【0080】
また、図2には、不図示の電圧センサによって検出したモータ3への印加電圧に応じた動力伝達機構内の変形量に対応する補正値を示している。この補正値もEEPROM6にデータテーブルとして記憶されており、印加電圧の検出情報に応じてデータテーブルから読み出した補正値を、エンコーダ4からのパルス信号のカウント値から差し引く。これは、モータ3の駆動トルクが印加電圧によって変化するためで、消耗した電池を使用したこと等によって図10に示す特性に変化があった場合に有効であり、より移動量情報の精度(つまりはピント合わせ精度)の向上を図ることが可能となる。
【0081】
また、エンコーダ4からのパルス信号の出力間隔時間が変化(つまりはモータ3の加速度が変化)するときの加速度をレンズマイコン7により演算できる場合には、図2に示すように、その加速度に応じた動力伝達機構内の変形量に対応する補正値をEEPROM6にデータテーブルとして記憶させておくこともできる。そして、演算された加速度に応じてデータテーブルから読み出した補正値を、エンコーダ4からのパルス信号のカウント値から差し引く。これは、動力伝達機構において何らかの負荷トルクの変化やモータ3の起動トルクの変化を上記加速度の変化に置換し、その加速度に応じた移動量情報の補正を行うものである。この加速度に応じた移動量情報の補正を行うことにより、前述した温度、姿勢、印加電圧による補正が不要となり、安価なシステムとして構成することが可能となる。
【0082】
図3には、動力伝達機構の変形量がフォーカスレンズユニット2の位置やレンズ装置1の焦点距離(ズーム位置)によって変化する場合に、絶対位置センサ5により検出された位置情報や不図示の変倍レンズユニットの位置情報に応じた動力伝達機構内の変形量に対応する補正値を示している。この補正値をEEPROM6に記憶されたデータテーブルから読み出し、この読み出した補正値を、エンコーダ4からのパルス信号のカウント値から差し引く。
【0083】
ここで、上記補正値を用いた移動量情報の補正方法について説明する。
【0084】
まず、フォーカスレンズユニット2の移動開始からの経過時間又は移動量(エンコーダ4のパルスカウント値)に応じて図2に示す絶対補正量を導き出す。例えば、エンコーダ4からのパルス信号のカウント値が25パルスの場合、絶対補正量は30+Δpとなる。
【0085】
ここで、Δpは温度、姿勢/移動方向、印加電圧、加速度、フォーカス位置、ズーム位置に応じてさらに移動量情報を補正するための補正量である。
例えばモータ3への印加電圧が3.5Vの場合、Δpは3パルスとなり、エンコーダ4からのパルス信号のカウント値は25パルスであるが、フォーカスレンズユニット2の移動量は25−(30+3)=−8パルスとなる。したがって、30+3=33パルス分の遅れが生じている。ここで、演算結果がマイナス8となっているが、この結果をそのまま反映するとフォーカスユニット2を逆方向に駆動させなければならないことになる。しかしこの図2のデータテーブルは30パルス駆動されるまではフォーカスユニット2を移動させない様にするためのデータ構成になっている(30パルスまではレンズが動いていないことを示すデータ構成)ため、マイナス結果の場合は、フォーカスレンズユニット2の実際の移動量は0パルスとなる。
【0086】
つまり、カメラマイコン12に対してこの0パルスという補正後の移動量情報を送信することで、カメラマイコン12はフォーカスレンズユニット2の正確な位置を知ることができる。すなわち、エンコーダ4のパルス検出では25パルス分、モータ3が回転したことになっているが、実際には動力伝達機構の変形によってフォーカスレンズユニット2は移動していない(あるいはほとんど移動していない)ことになる。
【0087】
一方、レンズマイコン7においても、補正後の移動量情報に基づいてフォーカスレンズユニット2の実際の移動速度を算出することで、フォーカスレンズユニット2が加速中であるのか一定速駆動中なのかを正確に判断することができる。
【0088】
これらの結果、前述した一連のオートフォーカス制御において、フォーカスレンズユニット2が確実に一定速駆動状態に入った後にオーバーラップ制御が開始され、またオーバーラップ制御においても正確なフォーカスレンズユニット2の位置情報を用いた演算を行うことができ、高精度のピント合わせを行うことができる。
【0089】
なお、以上説明した補正値の種類は、システムに要求されるモータ駆動条件に応じて、1つだけを選択してもよいし、全て又は複数を組み合わせて選択してもよい。
【0090】
また、図2および図3に示した各補正量は、機械的強度計算によるシミュレーションで求めてもよいが、例えば実機による事前の試験によって最適値を導き出し、製造工程においてEEPROM6に記憶させるようにすることで、最良なシステムを構築できる。
【0091】
図4には、本実施形態におけるレンズマイコン7のプログラムフローチャートを示している。図4と図1とを用いてレンズマイコン7(主として演算回路7a)の動作を更に詳しく説明する。
【0092】
同図より
「ステップ(図ではSと略す)100,101」
カメラ13にレンズ装置1が装着されると、レンズマイコン7にカメラ13側から電源が供給され、レンズマイコン7は所定の初期化処理を行う。初期化処理が終了すると、レンズ装置1に設けられた不図示の各種スイッチ類の状態を検出し、検出結果を内部メモリ7cに記憶する。
【0093】
「ステップ102」
レンズマイコン7は、カメラマイコン12からフォーカスレンズユニット2の駆動命令および目標駆動量の情報が送信されたかを否かを確認する。駆動命令が送信されていない場合はステップ101に戻り、再びスイッチ類の状態を検出する。なお、カメラマイコン12からの通信はレンズマイコン7の割り込み処理(これについては後述する)で処理される構成となっていて、必要な情報(例えば、上記駆動命令)は割り込み処理内でレンズマイコン7の内部メモリ7cに記憶される。
【0094】
「ステップ103」
ステップ102でカメラマイコン12からフォーカスレンズユニット2の駆動命令が送信された場合、レンズマイコン7は、モータ3を起動して、駆動命令に含まれる目標駆動量に向けてのフォーカスレンズユニット2の駆動を開始する。また、このとき、レンズマイコン7は、カメラマイコン12に対して、フォーカスレンズユニット2が移動中であることを示す移動中フラグおよび加減速中であることを示す加減速中フラグをそれぞれセットし(移動中フラグ=1、加減速中フラグ=1)、これらのフラグ情報をカメラマイコン12に送信する。カメラマイコン12は加減速中フラグ=1の情報の受信によって、フォーカスレンズユニット2が移動中であってもオーバーラップ制御を行わない。また、レンズマイコン7はモータ3の起動と同時に内部タイマーをスタートさせる。
【0095】
そして、レンズマイコン7は、エンコーダ4から出力されるパルス信号を内部カウンタでカウントし、同時にフォーカスユニット2の移動速度を導き出す。ここで、パルス信号の周期から導き出されるのはモータ3の回転速度であり、図10で説明したように、動力伝達機構の変形に起因して、実際のフォーカスユニット2の移動速度とは異なっている可能性がある。
【0096】
そこで、本実施形態では、フォーカスユニット2の移動量を示すレンズマイコン7の内部カウンタ値に、図2および図3に示した現在までの移動量、駆動時間、温度、姿勢、加速度、印加電圧、レンズ位置情報など様々なモータ駆動条件に応じた補正量を用いて補正をかけ、その補正した実際の移動量が変化した時間間隔をフォーカスユニット2の移動速度として導き出す。
【0097】
さらに、検出した移動速度(導き出した移動速度)が目標移動速度に到達し、目標移動速度での一定速駆動が行われるように、モータ3に対する印加電圧を制御する。
【0098】
「ステップ104」
この後、レンズマイコン7は、上述の導き出した移動速度(実際のフォーカスユニット2の移動速度)が、予め設定された目標移動速度に到達し、一定速駆動が開始されているか否かを確認する。検出した移動速度が目標移動速度の一定速駆動であると判断した場合は、ステップ105へ移行する。一方、検出した移動速度が目標移動速度と異なる速度(一定速駆動でない加速中あるいは減速中)であると判断した場合はステップ106へ移行する。
【0099】
「ステップ105」
レンズマイコン7は、ステップ104で検出した移動速度が目標移動速度に達したので、ステップ103でセットした加減速中フラグをクリアして(つまり、一定速駆動中であることを示す情報としての加減速中フラグを0として)、このフラグ情報をカメラマイコン12に送信する。カメラマイコン12はこのフラグ情報を受信することにより、オーバーラップ制御を開始する。
【0100】
「ステップ106」
レンズマイコン7は、カメラマイコン12から送信されたフォーカスレンズユニット2の目標駆動量と現在までの移動量とを比較し、目標駆動量に達しているか否かを確認する。ここで、現在までの移動量が目標駆動量に達していない場合はステップ103に戻り、また現在までの移動量が目標駆動量に達した場合はステップ107に移行する。
【0101】
「ステップ107」
レンズマイコン7は、フォーカスレンズユニット2の移動量が目標駆動量に達したので、モータ3を停止させ、さらにカメラマイコン12に対してフォーカスレンズユニット2が停止中であることを知らせるため移動中フラグをクリア(移動中フラグ=0)して、そのフラグ情報をカメラマイコン12に送信する。
【0102】
カメラマイコン12はこのフラグ情報を受信することにより、フォーカスレンズユニット2が目標駆動位置に達したと判断し、次の動作に移行する。
【0103】
図5には、レンズマイコン7における通信割り込み処理に関するフローチャートを示している。この通信割り込み処理は、カメラマイコン12からの通信を受信することによって実行される。
【0104】
「ステップ200,201」
初めにカメラマイコン12からの通信を受信すると、レンズマイコン7はカメラマイコン12から送信されたコマンドデータを確認する。コマンドデータとは、カメラマイコン12からレンズマイコン7への要求内容を表すコードデータであり、レンズマイコン7はこのコードデータを解析してカメラからの要求を判別する。
【0105】
コマンドデータとしては、フォーカスレンズユニット2の駆動命令、フォーカスレンズユニット2の目標駆動量の受信要求、光学的情報(敏感度、ピント誤差情報等)の送信要求、フォーカスレンズユニット2の移動量情報の送信要求等がある。
【0106】
「ステップ202」
レンズマイコン7は、コマンドデータに対応したカメラマイコン12への送信情報をセットし、カメラマイコン12に該情報を送信する。このとき、カメラマイコン12から受信したコマンドデータがフォーカスレンズユニット2の移動量情報の送信要求であった場合には、レンズマイコン7は現在、フォーカスレンズユニット2が移動中であるか否かを判断し(移動中フラグを判別し)、停止中であれば、ステップ203に移行し、移動中であればステップ204に移行する。
【0107】
「ステップ203」
フォーカスレンズユニット2が停止中である場合、モータ3の動力の入力による動力伝達機構の変形は生じていないので、レンズマイコン7は、現在のエンコーダ4からのパルス信号のカウント値をそのままフォーカスレンズユニット2の移動量情報としてカメラマイコン12に送信する。
【0108】
「ステップ204」
フォーカスレンズユニット2が移動中である場合には、図2および図3に示した動力伝達機構の変形に対応した補正量を用いてフォーカスレンズユニット2の移動量情報を補正するために、図4のステップ103でスタートさせた内部タイマーで計測した移動開始時からの経過時間に応じて、EEPROM6内のデータテーブルから補正量を読み出す。さらに、図2および図3に示した、経過時間以外のモータ駆動条件(温度、姿勢、加速度、印加電圧、レンズ位置情報)に応じた補正量をも読み出し、すべての補正量を用いて現在のエンコーダ4からのパルス信号のカウント値を補正し、この補正後のカウント値(移動量情報)をカメラマイコン12に送信する。
【0109】
「ステップ205」
レンズマイコン7は、上記送信処理が終了すると、割り込み処理を終了する。
【0110】
図6には、カメラマイコン12におけるオートフォーカス制御に関係する処理のフローチャートを示している。
【0111】
「ステップ300,301」
カメラには通常、レリーズボタンが装備されていて、このレリーズボタンの操作によってカメラ13の動作を開始させる仕様となっているのが一般的である。レリーズボタンは2段のストロークスイッチとなっていて、1段目(第1ストロークスイッチ)だけがONしている場合はAF動作や測光動作が、2段目(第2ストロークスイッチ)までONしている場合はレリーズ動作が行われる。
【0112】
初めに、カメラマイコン12は、第1ストロークスイッチS1のみがONになっているか否かを判断する。第1ストロークスイッチS1がOFFの場合はステップ300へ移行し、第1ストロークスイッチS1のみがONの場合はステップ302へ移行する。
【0113】
「ステップ302」
第1ストロークスイッチのみがONであるため、カメラマイコン12は焦点検出ユニット11に動作開始の指令を出力し、現在の被写体に対する撮影光学系の焦点調節状態(デフォーカス量)を検出する。
【0114】
「ステップ303」
カメラマイコン12は、デフォーカス量が所定の合焦範囲内にあるか否かを判断し、合焦範囲内にある場合にはAF動作を終了させるためにステップ308へ移行する。合焦範囲内にない場合には、ステップ304へ移行する。
【0115】
「ステップ304」
合焦が得られていないので、カメラマイコン12は、フォーカスレンズユニット2を移動させてピントを合わせるため、フォーカスレンズユニット2の駆動命令をレンズマイコン7に送信する。このとき、カメラマイコン12は、デフォーカス量に基づいてフォーカスレンズユニット2の目標駆動量を演算するため、レンズマイコン7に対してAFに関する光学的情報の送信要求を送信する。これにより、レンズマイコン7から光学的情報が送信されてくるので、これを受信し、カメラマイコン12内の不図示のメモリに記憶する。
【0116】
カメラマイコン12は、デフォーカス量とレンズ装置1の光学的情報とに基づいてフォーカスレンズユニット2の目標駆動量を演算し、この目標駆動量の情報を駆動方向を表す情報とともにレンズマイコン7に送信する。
【0117】
「ステップ305」
カメラマイコン12は、レンズ装置1の状態を確認する。これはレンズマイコン7はフォーカスレンズユニット2の現在の状態が変化した場合にその変化後の状態をカメラマイコン12に通信するシステムとなっているため、その状態を確認する。本実施形態に関係するレンズ装置1の状態とは、フォーカスレンズユニット2が加減速中か一定速駆動中かを示す。フォーカスレンズユニット2が加減速中の場合(移動中フラグ=1、かつ加減速フラグ=1)はステップ307へ移行し、一定速駆動中(移動中フラグ=1、かつ加減速フラグ=0)の場合はステップ306に移行する。
【0118】
「ステップ306」
カメラマイコン12は、フォーカスレンズユニット2が一定速駆動しているものとして、オーバーラップ制御を開始する。このときの処理内容は、ステップ302と同様の焦点検出動作、ステップ303と同様の合焦判断およびステップ304と同様のフォーカスレンズユニット2の目標駆動量の演算および送信というステップで行われる。オーバーラップ制御の詳しい内容については前述した通りである。
【0119】
「ステップ307」
図4のステップ107で説明したように、レンズマイコン7において、フォーカスレンズユニット2の移動量がカメラマイコン12から受信した目標駆動量に達していない場合は移動中フラグ=1の情報を、目標駆動量に達した場合は移動中フラグ=0の情報をカメラマイコン12に送信する。カメラマイコン12はそのフラグ情報を受信することにより、フォーカスレンズユニット2の駆動が停止したか否かを診断し、駆動中であればステップ305に戻り、停止中であればステップ308に移行する。
【0120】
「ステップ308」
カメラマイコン12はAF制御を終了する。
【0121】
(第2実施形態)
上記第1実施形態では、エンコーダ4からのパルス信号のカウント値から、EEPROM6に記憶した動力伝達機構の変形量に対応した補正量を差し引いてフォーカスレンズユニット2の実際の移動量に相当する情報を算出する方法について説明したが、上記補正量を、図9および図10に示したフォーカスレンズユニットの移動遅れを近似する関数に置き換え、各モータ駆動条件での動力伝達機構の変形量に対応した、補正情報としての近似関数をEEPROMに記憶させておき、これら近似関数を用いてフォーカスレンズユニットの実際の移動量に相当する情報を近似演算によって算出することも可能である。
【0122】
図2および図3を利用して本実施形態におけるフォーカスレンズユニット2の実際の移動量に相当する情報の近似演算方法について説明する。なお、本実施形態を適用するカメラシステムの構成は第1実施形態のものと同じであるので、カメラシステムの構成要素については第1実施形態と同符号を付して説明を行う。
【0123】
レンズマイコン7は、カメラマイコン12からのフォーカスレンズユニット2の移動量情報の送信要求を受信した場合、モータ3の起動から現在までの経過時間に応じた動力伝達機構の変形量に近似した関数を、EEPROM6から読み出すとともに、その時点での経過時間を該関数に代入してそのときの経過時間での関数値(補正量)を算出する。そして、エンコーダ4からのパルス信号のカウント値から該関数値を差し引いて、フォーカスレンズユニット2の実際の移動量情報の近似演算を行う。
【0124】
これは、第1実施形態でも説明したように、モータ3を起動した後の経過時間に応じて動力伝達機構の変形量が変化するためであり、この補正によってエンコーダ4からのパルス信号のカウント値(モータ3の回転量)とフォーカスレンズユニット2の移動量との対応がとれることになる。
【0125】
なお、エンコーダ4からのパルス信号の現在までのカウント値に応じた動力伝達機構の変形量に対応する近似関数をEEPROM6に記憶させておき、該関数から得られたそのときのカウント値に応じた補正値を、エンコーダ4からのパルス信号のカウント値から差し引いてもよい。これにより、レンズマイコン7が、タイマー機能を持たない安価なものであっても、モータ3の起動からの経過時間に応じた移動量情報の補正を行う場合と等価な移動量情報の補正を行うことができる。
【0126】
また、レンズ装置1内に設けられたサーミスタ等の温度センサ9による検出温度に応じた動力伝達機構内の変形量に対応する近似関数をEEPROM6に記憶させておき、該関数から得られたそのときの検出温度に応じた補正値を、エンコーダ4からのパルス信号のカウント値から差し引くようにしてもよい。これは、温度によって動力伝達機構に生ずる負荷トルクが変化し、図10に示した特性に変化があった場合に有効であり、より移動量情報の精度(つまりはピント合わせ精度)の向上を図ることが可能となる。
【0127】
さらに、重力加速度センサ等の姿勢センサ10により検出されたレンズ装置1(又はカメラ13)の傾き情報と現在のフォーカスレンズユニット2の移動方向とに応じた動力伝達機構内の変形量に対応する近似関数をEEPROM6に記憶させておき、該関数から得られたそのときの傾き情報とフォーカスレンズユニット2の移動方向情報とに応じた補正値を、エンコーダ4からのパルス信号のカウント値から差し引いてもよい。
【0128】
例えばフォーカスレンズユニット2が被写体側に移動しているときにレンズ装置1の姿勢が上向きである場合、姿勢が水平の場合に比べてフォーカスレンズユニット2を駆動するために必要なトルクが増大する。一方、レンズ装置1の姿勢が下向きである場合には姿勢が水平の場合に比べてフォーカスレンズユニット2を駆動するために必要なトルクが軽減される。
【0129】
このように、レンズ装置1の姿勢とフォーカスレンズユニット2の移動方向とによって図10に示した特性に変化があった場合に有効であり、より移動量情報の精度(つまりはピント合わせ精度)の向上を図ることが可能となる。
【0130】
また、不図示の電圧センサによって検出したモータ3への印加電圧に応じた動力伝達機構内の変形量に対応する近似関数をEEPROM6に記憶させておき、該関数から得られたそのときの印加電圧に応じた補正値を、エンコーダ4からのパルス信号のカウント値から差し引いてもよい。これは、モータ3の駆動トルクが印加電圧によって変化するためで、消耗した電池を使用したこと等によって図10に示す特性に変化があった場合に有効であり、より移動量情報の精度(つまりはピント合わせ精度)の向上を図ることが可能となる。
【0131】
また、エンコーダ4からのパルス信号の出力間隔時間が変化(つまりはモータ3の加速度が変化)するときの加速度をレンズマイコン7により演算できる場合には、図2に示すように、その加速度に応じた動力伝達機構内の変形量に対応する近似関数をEEPROM6に記憶させておき、該関数から得られたそのときの加速度に応じた補正値を、エンコーダ4からのパルス信号のカウント値から差し引いてもよい。これは、動力伝達機構において何らかの負荷トルクの変化やモータ3の起動トルクの変化を上記加速度の変化に置換し、その加速度に応じた移動量情報の補正を行うものである。この加速度に応じた移動量情報の補正を行うことにより、前述した温度、姿勢、印加電圧による補正が不要となり、安価なシステムとして構成することが可能となる。
【0132】
さらに、動力伝達機構の変形量がフォーカスレンズユニット2の位置やレンズ装置1の焦点距離(ズーム位置)によって変化する場合には、絶対位置センサ5により検出された位置情報や不図示の変倍レンズユニットの位置情報に応じた動力伝達機構内の変形量に対応する近似関数をEEPROM6に記憶させておき、該関数から得られたそのときのレンズ位置に応じた補正値を、エンコーダ4からのパルス信号のカウント値から差し引いてもよい。
【0133】
ここで、上記近似関数を用いた移動量情報の補正方法について説明する。ここにいう近似関数は、図2に「関数」として示されているように、
f(x)+Δp
で表されるものである。但し、xはエンコーダ4からのパルス信号のカウント値であり、f(x)の値は概ね図2に「絶対補正量」として示したうちの左側の値(経過時間又は移動量に応じた10,20,30,20,10の値)となる。また、Δpは温度、姿勢/移動方向、印加電圧、加速度、フォーカス位置、ズーム位置に応じてさらに移動量情報を補正するための補正量である。
【0134】
まず、フォーカスレンズユニット2の移動開始からの経過時間又は移動量(エンコーダ4のパルスカウント値)に応じて、上記近似関数によりフォーカスレンズユニット2の絶対位置を導く。例えば、エンコーダ4からのパルス信号のカウント値が25パルスの場合、
f(25)=約30+Δpとなる。
【0135】
また、例えば、モータ3への印加電圧が3Vの場合、Δpは3パルスとなる。そして、これらを用いて演算すると、エンコーダ4の張るステップカウント値は25パルスであるが、フォーカスレンズユニット2の実際の移動量は、25−(30+3)=−8パルスとなり、30+3=33パルス分の遅れが生じていることになる。
【0136】
なお、演算結果がマイナス8となっているが、この結果をそのまま反映するとフォーカスユニット2を逆方向に駆動させなければならないことになる。しかしこの図2の近似関数は30パルス駆動されるまではフォーカスユニット2を移動させない様にするためのデータ構成になっているためマイナス結果の場合は、フォーカスレンズユニット2の実際の移動量は0パルスとなる。
【0137】
つまり、カメラマイコン12に対してこの0パルスという補正後の移動量情報を送信することで、カメラマイコン12はフォーカスレンズユニット2の正確な位置を知ることができる。すなわち、エンコーダ4のパルス検出では25パルス分、モータ3が回転したことになっているが、実際には動力伝達機構の変形によってほとんどフォーカスレンズユニット2は移動していないことになる。
【0138】
一方、レンズマイコン7においても、補正後の移動量情報に基づいてフォーカスレンズユニット2の実際の移動速度を算出することで、フォーカスレンズユニット2が加速中であるのか一定速駆動中なのかを正確に判断することができる。
【0139】
これらの結果、前述した一連のオートフォーカス制御において、フォーカスレンズユニット2が確実に一定速駆動状態に入った後にオーバーラップ制御が開始され、またオーバーラップ制御においても正確なフォーカスレンズユニット2の位置情報を用いた演算を行うことができ、高精度のピント合わせを行うことができる。
【0140】
以上説明した近似関数の種類は、システムに要求されるモータ駆動条件に応じて、1つだけを選択してもよいし、全て又は複数を組み合わせて選択してもよい。
【0141】
また、各近似関数は、機械的強度計算によるシミュレーションで求めてもよいが、例えば実機による事前の試験によって最適関数を導き出し、製造工程においてEEPROM6に記憶させるようにすることで、最良なシステムを構築できる。
【0142】
なお、上記各実施形態では、レンズ交換タイプの一眼レフカメラシステムについて説明したが、本発明は、レンズ一体型カメラ、デジタルカメラ、スチルカメラ、監視カメラなどオートフォーカス機能を有したすべてのカメラに適用することができる。
【0143】
例えば、レンズ一体型カメラに本発明を適用する場合は、上記各実施形態におけるレンズマイコン7の機能をカメラマイコン12に併せ持たせる。この場合、上記各実施形態において両マイコン間で行われた通信は不要となる。
【0144】
また、上記各実施形態では、オートフォーカス制御におけるフォーカスレンズユニットの移動量検出について説明したが、本発明は、オートフォーカス制御やフォーカスレンズユニットに限らず、モータ等の駆動源からの動力が動力伝達機構を介して伝達されて駆動されるレンズユニットの実際の移動量や移動速度に基づいて様々な制御を行う場合に適用することができる。
【0145】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、動力伝達機構の変形に起因して、信号出力手段の出力信号から得られる駆動源の作動量や作動速度に対して実際のレンズユニットの移動量や移動速度に差(遅れ)があっても、実際のレンズユニットの移動量等にほぼ合致した制御を行うことができる。
【0146】
特に、自動焦点調節のためのオーバーラップ制御において、演算手段により演算された移動速度を表すレンズ移動情報に基づいてフォーカスレンズユニットが定速駆動中か否かを判別し、定速駆動中であるときに撮影光学系の焦点調節状態の検出を行い、さらに、移動量を表すレンズ移動情報を用いて、フォーカスレンズユニットを駆動して合焦を得るための演算を行うようにすれば、動力伝達機構の変形に起因して、信号出力手段の出力信号から得られる駆動源の作動量や作動速度に対して実際のフォーカスレンズユニットの移動量や移動速度に差(遅れ)があっても、フォーカスレンズユニットが確実に一定速駆動状態となってからオーバーラップ制御を開始することができるとともに、オーバーラップ制御中において正確なレンズ位置検出を行うことができる。したがって、きわめて高いピント精度が得られるオーバーラップ制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態であるカメラシステムの構成を示すブロック図。
【図2】上記カメラシステムを構成するレンズ装置に記憶された各モータ駆動条件に応じた補正量のデータテーブル例を示す表図。
【図3】上記カメラシステムを構成するレンズ装置に記憶された、フォーカス位置およびズーム位置に応じた補正量のデータテーブル例を示す表図。
【図4】上記レンズ装置に搭載されたレンズマイコンの動作を示すフローチャート。
【図5】上記レンズマイコンの割り込み処理を示すフローチャート図。
【図6】上記カメラシステムを構成するカメラに搭載されたカメラマイコンの動作を示すフローチャート。
【図7】カメラにおいて行われるオートフォーカス制御の説明図。
【図8】上記オートフォーカス制御におけるオーバーラップ制御の内容を示す説明図。
【図9】カメラにおける実際のレンズ移動量とエンコーダからのパルス信号に基づいて得られる移動量(パルス換算移動量)との関係を示す図。
【図10】カメラにおけるレンズ速度とエンコーダからのパルス信号に基づいて得られる速度(パルス速度)との関係を示す図。
【符号の説明】
1 レンズ装置
2 フォーカスレンズユニット
3 モーターユニット
4 エンコーダ
5 絶対位置センサ
6 EEPROM
7 レンズマイコン
8 接点ユニット
9 温度センサ
10 姿勢センサ
11 焦点検出ユニット
12 カメラマイコン
13 カメラ本体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a drive control device for an optical member in an optical apparatus, and more particularly to an apparatus suitable for an optical apparatus having an autofocus function.
[0002]
[Prior art]
In recent years, AF (autofocus) single-lens reflex cameras have increased the speed of adjusting the focus on the subject, and have significantly improved the ability to focus on a moving subject (moving object). Can be taken. This increase in focus adjustment speed can be realized by driving the focus lens unit with a powerful motor of a high rotation and high torque type, which increases costs and power consumption.
[0003]
A servo AF control method capable of causing the moving object to follow the focus will be described with reference to FIG.
[0004]
This figure shows the state from the start to the stop of the movement of the focus lens unit, the vertical axis represents the movement speed of the focus lens unit, and the horizontal axis represents time. When moving an object, the speed generally changes in the order of acceleration range → constant speed range → deceleration range due to inertia, and the hatched portions in the figure represent the acceleration range and the deceleration range.
[0005]
In the servo AF control method, before the focus lens unit moves, the defocus amount (focus shift amount) with respect to the subject is detected by a phase difference detection method or the like, and the drive amount of the focus lens unit is calculated according to the defocus amount. Then, focusing is performed by driving the focus lens unit for the calculated driving amount.
[0006]
When the subject is a moving object, it is considered that the subject is moving even while the focus lens unit is moving. For this reason, it is necessary to detect the defocus amount and calculate the drive amount of the focus lens unit even while the focus lens unit is moving. This is generally referred to as “overlap control” (see Patent Document 1).
[0007]
This overlap control is a method that improves the focus followability with respect to moving objects by correcting the amount of movement of the focus lens unit according to the amount of movement of the moving object. It is performed multiple times. This is because when the overlap control is performed in the acceleration / deceleration range, the movement speed of the focus lens unit is unstable, so the amount of movement of the focus lens unit during the defocus amount detection process and the lens drive amount calculation process during overlap control This is because a slight shift occurs in the correction, and as a result, the followability of focusing on the subject is deteriorated.
[0008]
The reason why overlap control is performed a plurality of times is to improve focus accuracy by reducing the focus shift to the subject. In addition, the overlap control is performed not only for moving objects but also for stabilizing the roughness of focus accuracy for a stationary subject.
[0009]
FIG. 8 shows the specific contents of the overlap control with the passage of time. When the focus lens unit reaches a constant speed range where overlap control is possible, (1) the current position of the focus lens unit is detected. Next, the defocus amount is detected. Here, the charge accumulation time in a plurality of CCD line sensors in the phase difference detection method is shown. The charge accumulation time varies depending on the illuminance of reflected light from the subject.
[0010]
When the detection of the defocus amount is completed, (2) the current position of the focus lens unit is detected again. By these operations (1) and (2), it is possible to know at which position of the focus lens unit the defocus amount is detected, and the optical ratio according to the position of the focus lens unit is corrected by the subsequent calculation. can do.
[0011]
Next, the focus lens unit drive amount for focus adjustment is calculated based on the defocus amount detection result, and the focus lens unit position detection result in (1) (2) above is calculated. The drive amount is corrected, and the actual drive amount of the focus lens unit is derived.
[0012]
Finally, (3) the current position of the focus lens unit is detected again. This is because defocus amount detection ((1) (2)) is performed while the focus lens unit is moving, and is used to derive the amount of movement of the focus lens unit from the point of defocus amount detection. The movement amount up to (3) is subtracted from the calculation result of the driving amount of the lens unit to correct the final arrival position of the focus lens unit.
[0013]
More specifically, in (1) and (2) in FIG. 9, the position of the focus lens unit is detected. This is for deriving the position of the focus lens unit when the defocus amount is detected. In the case of a constant speed, the position of the focus lens unit when the defocus amount is detected from the lens position at (2)-the lens position at (1) / 2 + (1). It can be regarded as the center.
[0014]
The lens position is detected twice because the charge accumulation time of the CCD line sensor changes depending on the amount of reflected light from the subject. Therefore, the position of the focus lens unit before and after accumulation is detected, and the average value is calculated as the defocus amount. This is because the center of the position of the focus lens unit at the time of detection (that is, the center of the charge accumulation time of the CCD line sensor) is used.
[0015]
If the lens position at (1) = 10 mm and the lens position at (2) = 30 mm, the position of 20 mm of the focus lens unit is the center of the position when the defocus amount is detected.
[0016]
On the other hand, when the defocus amount is detected during acceleration, the charge accumulation time is constant, but the moving speed of the focus lens unit at the time of detecting the lens position twice is different ((1) and (2)). If the same calculation as described above is performed, the center of the charge accumulation time for the calculation is closer to the (1) side than the actual accumulation time center position. (In the case of acceleration, the center of the charge accumulation time is the position on the (2) side). Therefore, in order to accurately detect the lens position, it is necessary to detect the acceleration of the focus lens unit. As can be seen from the above description, the position detection of the focus lens unit is important in performing servo AF control such as overlap control.
[0017]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-023046 (paragraph 0003, FIG. 7, etc.)
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, it is necessary to accurately detect the position of the focus lens unit when detecting the defocus amount in servo AF control such as overlap control, and the movement control method of the focus lens unit has further speed stability. It has been demanded.
[0019]
Contrary to this, with the recent increase in autofocus speed, the focus lens unit has to be moved at a high speed, so that a more powerful motor can be used or a focus drive mechanism (such as a deceleration mechanism or a lens barrel) can be used. The power transmission mechanism such as a cam mechanism is reduced in weight. By using a powerful motor and reducing the weight of the focus drive mechanism, the mechanical strength of the components used is relatively reduced, and naturally the load torque is also reduced.
[0020]
As a result, the speed control method of the focus lens unit is complicated, and the number of devices that cannot obtain a stable speed is increasing. Furthermore, due to these factors, the overall strength of the lens barrel including the focus drive mechanism becomes weaker than before, and in particular, when the motor is started, deformation of the focus drive mechanism such as bending, tilting, and twisting occurs. The stability of the speed of the lens unit is becoming increasingly difficult to obtain.
[0021]
Here, FIG. 9 shows that the movement speed and position detection of the focus lens unit are adversely affected by deformation due to insufficient mechanical strength of the focus drive mechanism such as the lens barrel and the speed reduction mechanism.
[0022]
In the figure, the vertical axis represents the actual focus lens movement (dotted line) and the detected pulse conversion movement (solid line) of the focus lens, and the horizontal axis represents time.
[0023]
Here, the configuration of the actual focus drive mechanism will be described. The motor is directly connected to the speed reduction mechanism, where the motor output is decelerated and the torque is increased. In general, this speed reduction mechanism is configured by overlapping a plurality of gears. The gear of the final stage of the speed reduction mechanism is connected to the gear of the cam barrel that drives the focus lens barrel.
[0024]
Further, as described above, in order to configure an encoder for detecting the position and speed of the focus lens, a pulse plate having slits formed at equal intervals in the circumferential direction on one gear in the speed reduction mechanism. The light interrupting part and the light receiving part of the photo interrupter are arranged so as to sandwich the pulse plate. The photo interrupter electrically detects passage of light through the slit by the pulse plate and blocking of the light and outputs a pulse signal.
[0025]
The encoder configured in this manner is disposed at a location near the motor in the speed reduction mechanism. This is because, when placed close to the focus lens in the speed reduction mechanism, it is necessary to form the slits of the pulse plate very finely in order to obtain the required moving amount detection resolution, which makes it difficult to manufacture the pulse plate. By accompanying. In other words, since the resolution as an encoder is improved when a pulse plate having as many slits as possible is arranged on the motor side within an easy manufacturing range, such an arrangement is common.
[0026]
However, when the encoder is arranged on the motor side, the gear to which the encoder is attached to the gear of the final stage, and the gear of the cam cylinder that drives the focus lens barrel, and the gear of the final stage (gear). As shown in FIG. 4, the actual amount of movement of the focus lens and the amount of movement detected by the encoder (converted value) are caused by the deformation between the lenses and the deformation at the engagement portion between the focus lens barrel and the cam tube. ) Will shift.
[0027]
4 will be further described. When the motor is started, the movement of the focus lens is started. However, the detected movement amount by the encoder is approximately the rotation of the motor because the encoder is disposed near the motor. The amount of movement of the focus lens increases correspondingly, but increases with a slight delay due to the deformation of the focus drive mechanism (the gear connecting portion and the lens barrel engaging portion) described above.
[0028]
To summarize the above, in autofocus control, the focus lens is focused by controlling the movement speed and movement amount of the focus lens, but this control is performed by controlling the rotation speed and rotation amount of the motor that is the drive source. It is common to do it. However, due to the deformation of the focus drive mechanism, there is a delay in the actual movement speed and movement amount of the focus lens with respect to the detection result of the rotation speed and rotation amount of the motor. For this reason, the delay may have an adverse effect on the AF control.
[0029]
Here, as an example of what causes deformation in the focus drive mechanism, the case where the rigidity of the housing of the reduction mechanism and the strength of the gear are weak, the tilt of the gear shaft that supports the gear, and the component that supports the focus lens Mainly weak mechanical rigidity, such as twisting or tilting of the lens barrel (the engaging portion of the lens barrel and the cam barrel), can be considered. It is also known that this rigidity changes due to the difference in the relationship between components depending on the position of the focus lens and the position of the zoom lens.
[0030]
FIG. 10 shows the influence of the delay in movement of the focus lens described in FIG. 9 on the servo AF control (overlap control).
[0031]
In the figure, the vertical axis represents the speed (B) of the focus lens and the detection speed (pulse speed: A) by the encoder, and the horizontal axis represents time. As described with reference to the movement amount graph in FIG. 9, the lens speed B increases with respect to the pulse speed A with respect to the speed. For the pulse speed A, a target speed width C is set. What makes the target speed wider? This is to suppress control oscillation.
[0032]
When the pulse speed A enters the range of the target speed width C (D time in the figure), it is considered that the focus lens has reached the target speed (the constant speed range described in FIGS. 7 and 8 has been reached) for control purposes. And overlap control is performed (time E in FIG. 10).
[0033]
However, in E time, the focus lens is actually still accelerating. For this reason, as described above when the overlap control is performed at the time of acceleration, a focus shift occurs in the servo AF control, and as a result, a photograph out of focus is taken.
[0034]
In the present invention, due to the deformation of the power transmission mechanism, even if there is a delay in the actual moving amount or moving speed of the lens unit with respect to the operating amount or operating speed of the drive source detected by the encoder or the like, It is an object of the present invention to provide a lens device, a camera system, and a lens device that can perform control substantially matching the movement amount of the lens unit.
[0035]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a lens device or a camera according to the present invention includes a movable lens unit, a drive source, a power transmission mechanism that transmits the power of the drive source to the lens unit, and moves the lens unit. A signal output means for outputting a signal each time the drive source is operated by a predetermined amount; and a storage means for storing correction information corresponding to the deformation amount of the power transmission mechanism when the power of the drive source is input to the power transmission mechanism And calculation means for calculating lens movement information representing the movement amount or movement speed of the lens unit based on the signal output from the signal output means and the correction information stored in the storage means.
[0036]
As a result, due to the deformation of the power transmission mechanism, there is a difference (delay) in the actual moving amount and moving speed of the lens unit with respect to the operating amount and operating speed of the drive source obtained from the output signal of the signal output means. However, it is possible to perform control that substantially matches the actual movement amount of the lens unit.
[0037]
For example, in overlap control for automatic focus adjustment, it is determined whether or not the focus lens unit is being driven at a constant speed based on lens movement information representing the movement speed calculated by the calculation means, and is being driven at a constant speed. Sometimes, the focus adjustment state of the photographing optical system is detected, and further, using the lens movement information indicating the movement amount, the focus lens unit is driven to perform the calculation for obtaining the focus.
[0038]
Thereby, due to the deformation of the power transmission mechanism, there is a difference (delay) in the actual moving amount and moving speed of the focus lens unit with respect to the operating amount and operating speed of the drive source obtained from the output signal of the signal output means. Even in such a case, the overlap control can be started after the focus lens unit is reliably driven at a constant speed, and accurate lens position detection can be performed during the overlap control.
[0039]
The amount of deformation of the power transmission mechanism is the device temperature, the drive direction of the drive source, the drive amount from the start of the drive source, the elapsed time from the start of the drive source, the acceleration of the drive source, the device attitude, and the drive position of the lens unit. In many cases, it varies depending on the driving conditions such as the voltage applied to the driving source. By using correction information corresponding to these driving conditions, control that substantially matches the actual movement amount of the lens unit regardless of the driving conditions ( For example, it is possible to perform focus detection at an appropriate timing in overlap control and focus lens drive with high focus accuracy.
[0040]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 1 shows a system configuration of an autofocus single-lens reflex camera according to the first embodiment of the present invention.
[0041]
In the figure,
[0042]
In the
[0043]
[0044]
[0045]
[0046]
[0047]
[0048]
[0049]
[0050]
In the
[0051]
The
[0052]
In FIG. 1, a solid line means an electrical connection, and a dotted line means a mechanical connection. Furthermore, the arrow means the direction of electrical input / output.
[0053]
The operation of this camera system will be described below. When the
[0054]
Next, when an instruction to start autofocus is input to the
[0055]
The
[0056]
A pulse signal is output from the
[0057]
The
[0058]
Thereafter, the
[0059]
Then, the calculated movement amount and movement speed of the
[0060]
When the lens microcomputer 7 (the
[0061]
Further, the
[0062]
When confirming that the movement amount information has been transmitted, the
[0063]
When the
(Lens position at (2) -Lens position at (1)) / 2 + Lens position at (1)
And the optical information (sensitivity, focus error information, etc.) at the average position A transmitted from the
[0064]
When the calculation of the stop position A is completed, the
[0065]
When the
[0066]
New target drive amount
= Stop position A of the calculation result-(current position (3)-average position B at the time of focus detection)
This is the calculation result stop position A when the
[0067]
When the new target drive amount from the current position obtained in (3) of FIG. 7 is calculated in this way, the
[0068]
Here, a method for calculating the stop position during the above-described overlap control will be described. The
[0069]
Therefore, the sensitivity information is transmitted to the
[0070]
Through these operations, it is possible to perform focusing control with higher accuracy by calculating using each information at the position of the
[0071]
In the series of operations described above, if there is an error in the position information of the
[0072]
The above-described movement amount information of the
[0073]
First, FIG. 2 shows an elapsed time from when the
[0074]
This is because, as described with reference to FIG. 10, after the motor is started, the deformation amount of the power transmission mechanism changes according to the elapsed time. By this correction, the correspondence between the count value of the pulse signal from the encoder 4 (that is, the rotation amount of the motor 3) and the movement amount of the
[0075]
A correction value corresponding to the deformation amount of the power transmission mechanism corresponding to the count value of the pulse signal from the
[0076]
FIG. 2 shows correction values corresponding to the deformation amount in the power transmission mechanism according to the temperature detected by the
[0077]
Further, FIG. 2 shows deformation in the power transmission mechanism in accordance with the tilt information of the lens apparatus 1 (or camera 13) detected by the
[0078]
For example, when the attitude of the
[0079]
Thus, it is effective when there is a change in the characteristics shown in FIG. 10 depending on the attitude of the
[0080]
FIG. 2 shows a correction value corresponding to the amount of deformation in the power transmission mechanism according to the voltage applied to the
[0081]
Further, when the acceleration when the output interval time of the pulse signal from the
[0082]
FIG. 3 shows position information detected by the
[0083]
Here, a method of correcting the movement amount information using the correction value will be described.
[0084]
First, the absolute correction amount shown in FIG. 2 is derived according to the elapsed time from the start of movement of the
[0085]
Here, Δp is a correction amount for further correcting the movement amount information in accordance with the temperature, posture / movement direction, applied voltage, acceleration, focus position, and zoom position.
For example, when the applied voltage to the
[0086]
In other words, the
[0087]
On the other hand, the
[0088]
As a result, in the series of autofocus control described above, the overlap control is started after the
[0089]
In addition, the kind of correction value demonstrated above may be selected only according to the motor drive conditions requested | required of a system, and may be selected combining all or some.
[0090]
The correction amounts shown in FIGS. 2 and 3 may be obtained by simulation based on mechanical strength calculation. For example, an optimum value is derived by a preliminary test using an actual machine and stored in the
[0091]
FIG. 4 shows a program flowchart of the
[0092]
From the figure
"Steps (abbreviated as S) 100, 101"
When the
[0093]
"Step 102"
The
[0094]
"Step 103"
When a drive command for the
[0095]
The
[0096]
Therefore, in the present embodiment, the internal counter value of the
[0097]
Further, the voltage applied to the
[0098]
"Step 104"
Thereafter, the
[0099]
"Step 105"
Since the moving speed detected in
[0100]
"Step 106"
The
[0101]
"Step 107"
Since the movement amount of the
[0102]
By receiving this flag information, the
[0103]
FIG. 5 shows a flowchart regarding communication interruption processing in the
[0104]
"
When the communication from the
[0105]
The command data includes a drive command for the
[0106]
"Step 202"
The
[0107]
"Step 203"
When the
[0108]
"Step 204"
When the
[0109]
"Step 205"
The
[0110]
FIG. 6 shows a flowchart of processing related to autofocus control in the
[0111]
"
In general, a camera is equipped with a release button, and the operation of the
[0112]
First, the
[0113]
"Step 302"
Since only the first stroke switch is ON, the
[0114]
"Step 303"
The
[0115]
"Step 304"
Since the in-focus state has not been obtained, the
[0116]
The
[0117]
"Step 305"
The
[0118]
"Step 306"
The
[0119]
“Step 307”
As described in
[0120]
"Step 308"
The
[0121]
(Second Embodiment)
In the first embodiment, information corresponding to the actual movement amount of the
[0122]
An approximate calculation method of information corresponding to the actual movement amount of the
[0123]
When the
[0124]
This is because, as described in the first embodiment, the amount of deformation of the power transmission mechanism changes according to the elapsed time after starting the
[0125]
An approximate function corresponding to the deformation amount of the power transmission mechanism corresponding to the count value of the pulse signal from the
[0126]
In addition, an approximate function corresponding to the deformation amount in the power transmission mechanism corresponding to the temperature detected by the
[0127]
Furthermore, the approximation corresponding to the deformation amount in the power transmission mechanism according to the tilt information of the lens device 1 (or the camera 13) detected by the
[0128]
For example, when the attitude of the
[0129]
Thus, it is effective when there is a change in the characteristics shown in FIG. 10 depending on the attitude of the
[0130]
Further, an approximate function corresponding to the deformation amount in the power transmission mechanism corresponding to the voltage applied to the
[0131]
Further, when the acceleration when the output interval time of the pulse signal from the
[0132]
Further, when the amount of deformation of the power transmission mechanism changes depending on the position of the
[0133]
Here, a method of correcting the movement amount information using the approximate function will be described. The approximate function here is shown as “function” in FIG.
f (x) + Δp
It is represented by However, x is the count value of the pulse signal from the
[0134]
First, the absolute position of the
f (25) = about 30 + Δp.
[0135]
For example, when the voltage applied to the
[0136]
Although the calculation result is minus 8, if this result is reflected as it is, the
[0137]
In other words, the
[0138]
On the other hand, the
[0139]
As a result, in the series of autofocus control described above, the overlap control is started after the
[0140]
As for the types of approximate functions described above, only one may be selected or a combination of all or a plurality may be selected according to the motor driving conditions required for the system.
[0141]
Each approximate function may be obtained by simulation by mechanical strength calculation. For example, an optimum function is derived by a preliminary test using a real machine and stored in the
[0142]
In each of the above embodiments, the lens interchangeable single-lens reflex camera system has been described. However, the present invention is applicable to all cameras having an autofocus function, such as a lens-integrated camera, a digital camera, a still camera, and a surveillance camera. can do.
[0143]
For example, when the present invention is applied to a lens-integrated camera, the
[0144]
In each of the above embodiments, the movement amount detection of the focus lens unit in the autofocus control has been described. However, the present invention is not limited to the autofocus control and the focus lens unit, and power from a drive source such as a motor is used for power transmission. The present invention can be applied when various controls are performed based on the actual moving amount and moving speed of the lens unit transmitted and driven via the mechanism.
[0145]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, due to the deformation of the power transmission mechanism, the actual movement amount of the lens unit with respect to the operation amount and the operation speed of the drive source obtained from the output signal of the signal output means Even if there is a difference (delay) in the moving speed, it is possible to perform control that substantially matches the actual moving amount of the lens unit.
[0146]
In particular, in overlap control for automatic focus adjustment, it is determined whether the focus lens unit is being driven at a constant speed based on lens movement information representing the movement speed calculated by the calculation means, and is being driven at a constant speed. Sometimes it is possible to detect the focus adjustment state of the photographic optical system, and further use the lens movement information representing the amount of movement to drive the focus lens unit and perform calculations to obtain focus. Even if there is a difference (delay) in the actual moving amount or moving speed of the focus lens unit with respect to the operating amount or operating speed of the drive source obtained from the output signal of the signal output means due to the deformation of the mechanism, the focus The overlap control can be started after the lens unit is reliably driven at a constant speed, and the exact lens position can be determined during the overlap control. Out it can be carried out. Therefore, it is possible to perform overlap control that can obtain extremely high focus accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a camera system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a table showing an example of a data table of correction amounts corresponding to each motor driving condition stored in a lens apparatus constituting the camera system.
FIG. 3 is a table showing an example of a data table of correction amounts corresponding to a focus position and a zoom position stored in a lens apparatus that constitutes the camera system.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of a lens microcomputer mounted on the lens device.
FIG. 5 is a flowchart showing interrupt processing of the lens microcomputer.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of a camera microcomputer mounted on a camera constituting the camera system.
FIG. 7 is an explanatory diagram of autofocus control performed in the camera.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the contents of overlap control in the autofocus control.
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between an actual lens movement amount in a camera and a movement amount (pulse conversion movement amount) obtained based on a pulse signal from an encoder.
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between a lens speed in a camera and a speed (pulse speed) obtained based on a pulse signal from an encoder.
[Explanation of symbols]
1 Lens device
2 Focus lens unit
3 Motor unit
4 Encoder
5 Absolute position sensor
6 EEPROM
7 Lens microcomputer
8 Contact unit
9 Temperature sensor
10 Attitude sensor
11 Focus detection unit
12 Camera microcomputer
13 Camera body
Claims (16)
駆動源と、
前記駆動源の動力を前記レンズユニットに伝達してこのレンズユニットを移動させる動力伝達機構と、
前記駆動源が所定量作動するごとに信号を出力する信号出力手段と、
前記駆動源の動力が前記動力伝達機構に入力されているときの前記動力伝達機構の変形量に対応する補正情報を記憶した記憶手段と、
前記信号出力手段から出力された信号と前記記憶手段に記憶された補正情報とに基づいて、前記レンズユニットの移動量又は移動速度を表すレンズ移動情報を演算する演算手段とを有することを特徴とするレンズ装置。A movable lens unit;
A driving source;
A power transmission mechanism for transmitting the power of the drive source to the lens unit and moving the lens unit;
A signal output means for outputting a signal each time the drive source operates a predetermined amount;
Storage means for storing correction information corresponding to a deformation amount of the power transmission mechanism when power of the drive source is input to the power transmission mechanism;
Computation means for computing lens movement information representing the movement amount or movement speed of the lens unit based on the signal output from the signal output means and the correction information stored in the storage means, Lens device to do.
前記演算手段は、前記信号出力手段から出力された信号と、前記記憶手段に記憶された補正情報と、前記駆動条件検出手段により検出された駆動条件とに基づいて前記レンズ移動情報を演算することを特徴とする請求項1に記載のレンズ装置。Drive condition detection means for detecting the drive condition of the drive source;
The calculation means calculates the lens movement information based on the signal output from the signal output means, the correction information stored in the storage means, and the drive condition detected by the drive condition detection means. The lens device according to claim 1.
前記演算手段は、演算したレンズ移動情報に基づいて前記レンズユニットが定速駆動中か否かを判別し、定速駆動中であるときは前記レンズユニットが定速駆動中であることを表す情報を前記カメラに前記通信手段を介して送信することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のレンズ装置。It can be attached to and detached from the camera, and has a communication means for communicating with the camera,
The calculation means determines whether or not the lens unit is being driven at a constant speed based on the calculated lens movement information, and information indicating that the lens unit is being driven at a constant speed when being driven at a constant speed. The lens apparatus according to claim 1, wherein the lens device is transmitted to the camera via the communication unit.
前記カメラは、前記レンズ装置から前記フォーカスレンズユニットが定速駆動中であることを表す情報を受信したことに応じて、前記フォーカスレンズユニットを含む撮影光学系の焦点調節状態の検出を行うことを特徴とするカメラシステム。The lens apparatus according to claim 6 and a camera in which the lens apparatus can be attached and detached.
The camera detects a focus adjustment state of a photographing optical system including the focus lens unit in response to receiving information indicating that the focus lens unit is being driven at a constant speed from the lens device. A featured camera system.
前記演算手段は、演算したレンズ移動情報を前記通信手段を介して前記カメラに送信することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のレンズ装置。It can be attached to and detached from the camera, and has communication means for communicating with the camera,
5. The lens apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit transmits the calculated lens movement information to the camera via the communication unit. 6.
前記カメラは、前記レンズ装置から受信したレンズ移動情報を用いて、前記フォーカスレンズユニットを駆動して合焦を得るための演算を行うことを特徴とするカメラシステム。The lens apparatus according to claim 9 and a camera in which the lens apparatus can be attached and detached.
The camera system uses the lens movement information received from the lens device to perform calculations for driving the focus lens unit to obtain focus.
駆動源と、
前記駆動源の動力を前記レンズユニットに伝達してこのレンズユニットを移動させる動力伝達機構と、
前記駆動源が所定量作動するごとに信号を出力する信号出力手段と、
前記駆動源の動力が前記動力伝達機構に入力されているときの前記動力伝達機構の変形量に対応する補正情報を記憶した記憶手段と、
前記信号出力手段から出力された信号と前記記憶手段に記憶された補正情報とに基づいて、前記レンズユニットの移動量又は移動速度を表すレンズ移動情報を演算する演算手段とを有することを特徴とするカメラ。A movable lens unit;
A driving source;
A power transmission mechanism for transmitting the power of the drive source to the lens unit and moving the lens unit;
A signal output means for outputting a signal each time the drive source operates a predetermined amount;
Storage means for storing correction information corresponding to a deformation amount of the power transmission mechanism when power of the drive source is input to the power transmission mechanism;
Computation means for computing lens movement information representing the movement amount or movement speed of the lens unit based on the signal output from the signal output means and the correction information stored in the storage means, Camera.
前記演算手段は、前記信号出力手段から出力された信号と、前記記憶手段に記憶された補正情報と、前記駆動条件検出手段により検出された駆動条件とに基づいて前記レンズ移動情報を演算することを特徴とする請求項11に記載のカメラ。Drive condition detection means for detecting the drive condition of the drive source;
The calculation means calculates the lens movement information based on the signal output from the signal output means, the correction information stored in the storage means, and the drive condition detected by the drive condition detection means. The camera according to claim 11.
前記演算手段は、演算したレンズ移動情報に基づいて前記フォーカスレンズユニットが定速駆動中か否かを判別し、定速駆動中であるときに、前記フォーカスレンズユニットを含む撮影光学系の焦点調節状態の検出を行うことを特徴とする請求項11から14のいずれか1項に記載のカメラ。The lens unit is a focus lens unit that performs focus adjustment by movement;
The calculation means determines whether the focus lens unit is driven at a constant speed based on the calculated lens movement information, and adjusts the focus of a photographing optical system including the focus lens unit when the focus lens unit is driven at a constant speed. The camera according to claim 11, wherein a state is detected.
前記演算手段は、演算したレンズ移動情報を用いて、前記フォーカスレンズユニットを駆動して合焦を得るための演算を行うことを特徴とする請求項11から14のいずれか1項に記載のカメラ。The lens unit is a focus lens unit that performs focus adjustment by movement;
The camera according to any one of claims 11 to 14, wherein the calculation means performs calculation for driving the focus lens unit to obtain focus using the calculated lens movement information. .
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