JP4136074B2 - レンズ駆動制御装置及び方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステッピングモータにより移動レンズ群を駆動するレンズ駆動制御装置及び方法及びそれを用いた光学機器に関し、ビデオカメラなどの撮像装置に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カムコーダや監視用カメラなどの撮像装置においては、パルスモータによってズームレンズやフォーカスレンズの駆動を行うレンズシステムが一般的に用いられている。
【０００３】
この種のレンズシステムとして広く用いられているインナーフォーカスレンズでは、任意の被写体距離の対象をズーミングしながら撮像する場合、ズームレンズの移動に伴う焦点面の変化を補正する為のフォーカスレンズの合焦軌跡が被写体距離によって異なるため、ズームレンズ位置及びフォーカスレンズ位置を正確に制御する必要がある。
【０００４】
そこで、ズームレンズ若しくはフォーカスレンズなどのレンズ駆動用のモータとしてパルスモータを使用すれば、歩進パルス数に対する回転角度が一定なため、上記レンズの初期位置を決めれば、その後は歩進パルスをそのままインクリメントあるいはデクリメントしてパルス数をカウントすることでレンズの位置検出を正確に行うことができる。従って、エンコーダを用いる必要がなく、又、レンズ制御が容易である。なお、パルスモータの駆動は、モータに電圧（または電流）を印加することによって行うが、低騒音で駆動を行うために正弦波形を用いる場合が多い。
【０００５】
次に、パルスモータの駆動方法の一例を説明する。
【０００６】
図２はパルスモータの構成図である。１及び２はモータドライバ回路、３及び４は２相パルスモータ５のモータ巻線、６は２相パルスモータのマグネット、７はモータ制御を行うマイクロコンピュータ（以下マイコンと称す）であり、周波数とデューティ比を設定可能なパルス信号（Ｅ，Ｆ）を出力するＰＷＭユニットと、プログラム可能なタイマユニットと、Ｈｉｇｈ（”Ｈ”）及びＬｏｗ（”Ｌ”）の信号出力可能なポート（Ａ，Ｂ）と、モータの駆動速度やＰＷＭデューティ比などのデータを格納するＲＯＭを内蔵している。
【０００７】
図３は前記のモータドライバ回路１，２の内部構成図である。８及び９はＰＮＰトランジスタ、１０及び１１はＮＰＮトランジスタ、１２，１３，１４及び１５はダイオード、１６，１７，１８及び１９は抵抗、２０及び２１はＡＮＤゲート、２２はＮＯＴゲートである。
【０００８】
図３において、入力ＥＮ１が”Ｈ”レベルで入力ＩＮ１が”Ｈ”レベルのとき、トランジスタ（Ｔｒ）８及びＴｒ１１はＯＮ状態となり、Ｔｒ９及びＴｒ１０はＯＦＦ状態となる。従って、モータ巻線３にはＯＵＴ１からＯＵＴ２の方向に電流が流れる。入力ＥＮ１が”Ｈ”レベルで入力ＩＮ１が”Ｌ”レベルのときは、Ｔｒ９及びＴｒ１０がＯＮ状態となり、Ｔｒ８及びＴｒ１１がＯＦＦ状態となる。従って、モータ巻線３にはＯＵＴ２からＯＵＴ１の方向に電流が流れる。又、入力ＥＮ１が”Ｌ”レベルとのときは入力ＩＮ１の入力レベルに関わらずＴｒ８，Ｔｒ９，Ｔｒ１０及びＴｒ１１はＯＦＦ状態となり出力ＯＵＴ１からＯＵＴ２はハイインピーダンス状態となる。図４に、これらの場合の入力と出力との関係を示す。なお、ＩＮ２、ＥＮ２、ＯＵＴ３及びＯＵＴ４についても同様である。また、マイコン７からモータドライバ回路１及び２に対して、ＰＷＭ出力ＥがＩＮ１に、ＰＷＭ出力ＦがＩＮ２に入力される。また、ＥＮ１，ＥＮ２は図２に示すようにマイコン出力ポートに接続して”Ｈ”，”Ｌ”をコントロールしてもよいが、マイコンに接続せずに”Ｈ”レベルに固定しても良い。
【０００９】
次に、ＰＷＭによるモータ巻線電流の制御方法を説明する。マイコン７はＰＷＭ出力（Ｅ，Ｆ）を一定の周波数ｆｐでモータドライバ回路１，２に入力する（図５の（ａ）参照）。このＰＷＭの”Ｈ”，”Ｌ”により上述した論理でモータ巻線３，４に電流が流れるが、周波数ｆｐが高いためモータの巻線のインダクタンスの影響でモータ巻線には図５の（ｂ）に示すようなデューティ比に応じた電流が流れる。従って、振動や騒音が小さくなるように正弦波駆動を行うためには、このＰＷＭデューティ比を略正弦波的に変化させればよい。またさらに効率よくモータ駆動を行うためには、前記正弦波の振幅を回転速度に応じて変化するようにＰＷＭデューティ比の変化を調整すればよい。
【００１０】
このデューティ比の操作方法を次に述べる。まず、図６に示すような最大値ＦＦｈ、最小値００ｈ（ここで、ｈは１６進数を意味する）とした基本デューティ比データ（Ｄｎ）をＲＯＭに格納しておく。このデューティ比データは、例えば一周期の正弦波信号を６４分割したものである。上列の０から６３は便宜的に付けたＲＯＭのアドレスを意味する。
【００１１】
図７は図６に基づいて正弦波形を示したグラフで、縦軸がデューティ比（Ｄｎ）、横軸ＡがＲＯＭのアドレスで、ここではパルスモータを駆動する駆動電流の正弦波形の位相位置を決定する。Ｄはパルス位相位置であり、エンコーダの代わりに、このパルス位相位置すなわちパルス数をカウントすることによって、モータの位置検出を行うことができる。ここでは、正弦波駆動電流の一周期を８パルス駆動している状態を示している。図６のデューティ比データ（Ｄｎ）をマイコン７のタイマ割込みによって順次読み出しＰＷＭのデューティ比とする。このタイマ割込みの時間を操作することにより、モータの回転速度を制御することができる。なお、ＰＷＭ（Ｅ）とＰＷＭ（Ｆ）は、読み出しＲＯＭアドレスを１６ずらして９０度位相のずれた関係とする。
【００１２】
次に、インナーフォーカスタイプのレンズシステムについて説明する。図８はインナーフォーカスタイプのレンズシステムの簡単な構成図である。図８において１０１は固定されている第１のレンズ群、１０２は変倍を行う第２のレンズ群（以下ズームレンズと称す）、１０３は絞り、１０４は固定されている第３のレンズ群、１０５は焦点調節機能及び変倍による焦点面の移動を補正するコンペンセータレンズの機能とを兼ね備えた第４のレンズ群（以下フォーカスレンズと称す）、１０６はＣＣＤ等の撮像素子の撮像面である。公知のとおり、図８のように構成されたレンズシステムでは、フォーカスレンズ１０５がコンペンセータレンズの機能と焦点調節機能を兼ね備えているため、被写体距離が等しくても、撮像面１０６に合焦させるためのフォーカスレンズ１０５の位置は焦点距離によって異なってしまう。
【００１３】
焦点距離を変化させたとき、すなわちズームレンズ１０２を変化させたときに、任意の被写体距離において合焦させるためのフォーカスレンズ１０５の位置は、図９に示すような曲線で表わされる。図９に示す曲線は、一番下の曲線が無限の被写体距離に合焦する位置に対応するもので、上に行くにしたがって、撮像面に近い被写体距離に合焦する位置に対応するものである。従って、任意の被写体距離の対象を撮像しながらズームを行う場合、図９に示した被写体距離に対応する曲線の軌跡にしたがってフォーカスレンズ１０５を駆動させれば合焦させた状態でズーミングを行うことができる。
【００１４】
そこで、インナーフォーカスレンズを備えた撮像システムにおいては一般的に、図９に示す複数の軌跡情報（カム軌跡データ）を何らかの形でレンズ制御用のマイクロコンピュータなどに記憶させておき、ズームレンズ１０２の駆動に対してその軌跡情報に従ってフォーカスレンズ１０５を駆動するような制御方法が行われている。
【００１５】
なお、図９において、フォーカスレンズ１０５の移動軌跡の傾斜が急峻になっているのは速度変化境界Ａよりテレ側で、この部分ではズームレンズ１０２の移動量に対してフォーカスレンズ１０５の移動量が大きくなっている。従って、ズームレンズ１０２の移動速度が一定の場合、速度変化境界Ａよりテレ側ではフォーカスレンズのパルスモータを高速で駆動しなければならない。逆に説明すれば、この移動軌跡をトレースするフォーカスレンズ１０５の駆動速度は、ズームレンズ１０２の移動速度に依存しているので、速度変化境界Ａよりテレ側ではズームレンズ１０２の駆動速度を低減することによって、フォーカスレンズ１０５の移動速度を低く抑えることができるということになる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パルスモータに正弦波を入力し、パルスモータのネジ部と該ネジ部に噛合する鏡枠のラック部とで構成される駆動伝達機構を介して、レンズ駆動を行う場合、低温状態において駆動伝達機構のネジ部と鏡枠のラック部との摺擦抵抗が大きくなってパルスモータのトルクが低下し、パルスモータを高速駆動したときに駆動伝達機構が脱調（歯飛びなど）してしまうことがある。このように駆動伝達機構が脱調してしまうと、レンズ位置をリセットしなければレンズ位置制御を正確に行うことができなくなる。
【００１７】
監視用カメラなどは、温度変化の激しい場所に設置されたり、暖房の切られた夜間なども稼動することが多く、低温時にパルスモータの出力トルクの低下が原因となって駆動伝達機構が脱調する場合がある。また、監視用カメラなどが備えているプリセット機能においては、予め記憶させた位置にズームレンズ及びフォーカスレンズを駆動して目標とする被写体に合焦させるが、駆動伝達機構が脱調していると、目標レンズ位置までの移動パルス数をカウントしてもレンズ位置がずれてしまうために合焦できない。
【００１８】
また、レンズ駆動の際にパルスモータに正弦波を入力しているが、低温時に高速駆動を行う場合に、正弦波によるモータ駆動ではレンズ駆動に必要なトルクを得られないことがある。これは正弦波によるモータ駆動では急速な変化に応答し難いことによる。
【００１９】
本発明は、上述の事情に鑑みて為されたものであり、移動レンズ群を駆動するレンズ駆動手段の出力トルクが低下する低温時においても移動レンズ群の駆動に必要となるトルクを出力することのできるレンズ駆動制御装置及び方法及びそれを用いた光学機器を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のレンズ駆動制御装置は、
光軸方向に移動可能な移動レンズ群と、
該移動レンズ群を駆動するレンズ駆動手段と、
少なくともズーム情報又はフォーカス駆動命令情報のいずれか一方に基づいた速度であり、前記移動レンズ群を駆動する際の速度が前記移動レンズ群の駆動可能な限界の速度である制限速度を超えないように前記レンズ駆動手段を制御する駆動制御手段と、
環境温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記駆動制御手段は前記温度検出手段から得られる温度データが予め設定されている設定温度よりも低温であるときであり所定の速度より高速に前記移動レンズを駆動するときに、前記移動レンズ群を駆動する際の前記制限速度を下げて再設定することを特徴としている。
【００２１】
請求項２の発明のレンズ駆動制御装置は、
光軸方向に移動可能な移動レンズ群と、
該移動レンズ群を駆動するレンズ駆動手段であるステッピングモータと、
少なくともズーム情報又はフォーカス駆動命令情報のいずれか一方に基づいた速度で前記移動レンズ群を駆動するよう前記ステッピングモータを制御する駆動制御手段と、
環境温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記駆動制御手段は前記温度検出手段から得られる温度データが予め設定されている設定温度よりも低温であるときに、前記移動レンズ群を駆動するための前記ステッピングモータへの駆動波形を正弦波から矩形波に変更することを特徴としている。
【００２２】
請求項３の発明は請求項１又は２の発明において、
前記レンズ駆動手段として、ステッピングモータを用いていることを特徴としている。
【００２３】
請求項４の発明は請求項１乃至３のいずれか１項の発明において、
前記温度検出手段は、前記レンズ駆動手段の周囲温度を検出していることを特徴としている。
【００２４】
請求項５の発明の光学機器は、
請求項１乃至４の何れか一項に記載のレンズ駆動制御装置を用いていることを特徴としている。
【００２５】
請求項６の発明のレンズ駆動制御装置は、
移動レンズ群を光軸方向に少なくともズーム情報又はフォーカス駆動命令情報のいずれか一方に基づいた速度であり、前記移動レンズ群を駆動する際の速度が前記移動レンズ群の駆動可能な限界の速度である制限速度を超えないようにレンズ駆動手段を駆動制御するレンズ駆動制御方法であって、環境温度を検出する温度検出ステップと、
該温度検出ステップで得られる温度データが予め設定されている温度データよりも低温であるときであり所定の速度より高速に前記移動レンズを駆動するときに少なくとも前記移動レンズ群を駆動するために設定されている前記制限速度を下げて再設定すること、もしくは、前記移動レンズ群を駆動するための前記レンズ駆動手段への駆動波形を正弦波から矩形波に変更することのいずれか一方を実施する駆動制御ステップとを有することを特徴としている。
【００２６】
請求項７の発明の光学機器は、請求項６のレンズ駆動制御方法を用いていることを特徴としている。
【００２８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態例）
図１はテレビカメラなどの撮像装置に用いられる第１の実施形態例のレンズシステムの概略構成図である。なお図１は、本実施形態例に限るものではなく、本発明のすべての実施形態例に関わるものである。
【００２９】
図１において、１０１，１０２，１０３，１０４，１０５はそれぞれインナーフォーカスタイプのレンズシステムを構成する要素であり、１０１は固定の前玉レンズ群、１０２は変倍を行うための移動レンズ群としての第２のレンズ群（以下ズームレンズと称す）、１０３は絞り、１０４は固定の第３のレンズ群、１０５はコンペ機能とフォーカシングの機能を兼ね備えた移動レンズ群としての第４のレンズ群（以下フォーカスレンズと称す）である。
【００３０】
ズームレンズ１０２とフォーカスレンズ１０５はそれぞれ鏡枠（図示せず）に保持され、不図示のガイド軸で光軸方向に沿って移動可能にガイドされている。そして、上記鏡枠に設けられたラック部と後述するレンズ駆動用のモータ１１８，１２０の出力軸（図示せず）のネジ部とが付勢手段によりガタなく噛み合わされており、モータ１１８，１２０が正逆転することにより、ズームレンズ１０２とフォーカスレンズ１０５は光軸に沿って進退作動する。即ち、ズームレンズ１０２及びフォーカスレンズ１０５の鏡枠のラック部とモータ１１８，１２０のネジ部とで駆動伝達機構を構成し、鏡枠のラック部がモータ１１８，１２０のネジ部の回転運動をズームレンズ１０２とフォーカスレンズ１０５を夫々光軸方向へ移動させる直線運動に変換する。
【００３１】
１２３と１２５はそれぞれズームレンズ１０２及びフォーカスレンズ１０５が基準位置にあることを検出するためのスイッチである。１２４と１２６はフォトセンサである。スイッチ１２３と１２５及びフォトセンサ１２４と１２６は、それぞれズームレンズ１０２とフォーカスレンズ１０５に組み込まれている。
【００３２】
なお、ここではインナーフォーカスタイプのレンズシステムを用いた説明を行うが、これに限らず、ズームレンズより前方に位置する前玉レンズを駆動して焦点調整を行う前玉フォーカスレンズのレンズシステムを用いても良い。
【００３３】
このレンズシステムを透過した映像光はＣＣＤなどの撮像素子１０６面上で結像され、光電変換により映像信号に変換される。１０７は増幅器またはインピーダンス変換器、１０８はカメラ信号処理回路であり、ここで処理された映像信号は増幅器１０９で規定レベルまで増幅され、ＬＣＤ表示回路１１０で処理された後、ＬＣＤなどの表示装置１３１で撮影画像を表示する。一方、増幅器またはインピーダンス変換器１０７で増幅された映像信号は、絞り制御回路１１２、ＡＦ評価値処理回路１１１に送られる。絞り制御回路１１２では、映像信号入力レベルに応じて、ＩＧドライバ１１３、ＩＧメータ１１４を駆動して、絞り１０３を制御し、光量調節を行う。ＡＦ評価値処理回路１１１では測距枠生成回路１１６からのゲート信号に応じて、測距枠内の映像信号の高周波成分のみを抽出し、処理を行っている。
【００３４】
１１５は後述のシステムコントロール用マイクロコンピュータ（以下シスコンと称す）１２１と共に駆動制御手段を構成するＡＦ用マイクロコンピュータ（ＡＦマイコンと称す）であり、ＡＦ評価信号強度に応じて、レンズの駆動制御、及び測距エリアを変更するための測距枠制御を行う。また、ＡＦマイコン１１５はシステムコントロール用マイクロコンピュータ（以下シスコンと称す）１２１と通信をしており、シスコン１２１がＡ／Ｄ変換等により読み込むズームスイッチ１２２（ユニット化されたズームＳＷで、操作部材の回転角度に応じた電圧が出力される。この出力電圧に応じて可変速ズームが為される）の情報や、ＡＦマイコン１１５内のＲＯＭに記憶されている図９に示すカム軌跡データを基に該ＡＦマイコン１１５が制御するズーム時のズーム方向や焦点距離などの変倍動作情報等を互いにやりとりしている。
【００３５】
１１７と１１９はそれぞれＡＦマイコン１１５から出力されるズームレンズ１０２及びフォーカスレンズ１０５の駆動命令に従って駆動エネルギーをレンズ駆動用モータに出力するための電流波形変更可能なドライバ、１１８と１２０はそれぞれズームレンズ１０２及びフォーカスレンズ１０５を駆動するためのレンズ駆動手段としてのモータである。
【００３６】
１３０は温度検出手段としての温度検出器であり、検出した温度情報（温度データ）をＡＦマイコン１１５に送る。ＡＦマイコン１１５では、温度検出器１３０から得た温度情報に基づいて低温状態と判断した場合には、レンズ駆動における最高速度を常温時よりも低い値に設定する。
【００３７】
ここで、レンズ駆動用のモータ１１８，１２０がステッピングモータであるとして、該モータの駆動方法を次に説明する。これらのステッピングモータ１１８，１２０は図２乃至図７に示すパルスモータの動作原理を用いて構成してある。ＡＦマイコン１１５は、前記ズームスイッチ１２２からの情報や、ズーム時のズーム方向や焦点距離などの変倍動作情報のプログラム処理によりズームモータ１１８及びフォーカスモータ１２０の駆動速度を決定し、各ステッピングモータの回転周波数信号として、ズームモータ１１８の駆動用ドライバ１１７及びフォーカスモータ１２０の駆動用ドライバ１１９に送る。また上記モータ１１８，１２０の駆動／停止命令、及び各モータ１１８，１２０の回転方向命令をドライバ１１７，１１９に送っている。その駆動／停止信号、及び回転方向信号は、ズームモータ１１８に関しては主として、ズームスイッチ１２２の状態に応じて、フォーカスモータ１２０に関しては、ＡＦ時及びズーム時にＡＦマイコン１１５内の処理で決定する駆動命令に応じている。モータ１１７，１１８の駆動用ドライバ１１７及び１１９は、回転方向信号に応じて、４相のモータ励磁相の位相を順回転及び逆回転の位相に設定し、且つ受信した回転周波数信号に応じて、４つのモータ励磁相の印加電圧（または電流）を変化させながら、出力することにより、モータの回転方向と回転周波数とを制御しつつ、駆動／停止命令に応じて、モータへの出力をＯＮ／ＯＦＦしている。
【００３８】
図１０は、上記のレンズシステムを用いて処理されるズームレンズのズームモータの制御方法を示すフローチャートである。
【００３９】
図１０において、ステップＳ１００１でまずＡＦマイコン１１５はシスコン１２１が読み込んだズームスイッチ１２２の情報を受信して、ズーム駆動命令が発せられていればステップＳ１００２に進む。
【００４０】
次にステップＳ１００２において、温度検出器１３０がモータ１１８，１２０周辺の温度を検知し、その情報（温度データ）をＡＦマイコン１１５に送る。
【００４１】
ステップＳ１００３では、ＡＦマイコン１１５が温度検出器１３０から得た情報をもとに、低温状態であるかどうかを判定する。低温状態と判定されたならばステップＳ１００４に進み、低温状態ではないと判定されたならばステップＳ１００５に進む。
【００４２】
ステップＳ１００４においては、ステップＳ１００１で読み出したズーム駆動命令が高速駆動命令であるかどうかを判断する。高速駆動命令であればステップＳ１００６に進み、高速駆動命令でなければステップＳ１００５に進む。
【００４３】
ステップＳ１００５では、ＡＦマイコン１１５がステップＳ１００１で受信したズームスイッチ１２２の情報に基づいた駆動速度に従ってズームモータ駆動用ドライバ１１７にＰＷＭを入力してズームモータ１１８の駆動を行う。
【００４４】
ステップＳ１００６においては、ＡＦマイコン１１５のメモリ内に予め設定して記憶されている速度レベルのテーブルの中から、中位の速度レベルをモータ駆動可能な最高速度として設定する。
【００４５】
次に、ステップＳ１００７において、ステップＳ１００５と同様に、ＡＦマイコン１１５がＳ１００１で受信したズームスイッチ１２２の情報に基づいた駆動速度に従ってズームモータ駆動用ドライバ１１７にＰＷＭを入力してズームモータ１１８の駆動を行う。なおこのときは、ステップＳ１００６で設定した最高速度を限界とする。
【００４６】
ここで、ステップＳ１００３における低温状態の判定方法について説明する。予めズームモータ１１８の駆動特性、すなわち速度及び温度に対するモータの出力トルクの関係がわかっているものとし、またレンズ駆動に必要となるトルクもわかっているものとする。そして、これらの情報に基づいて、低温時にレンズ駆動のために必要となるトルクを出せるモータ速度のデータを所定の設定温度に対応させて予めＡＦマイコン１１５内のＲＯＭに記憶させておく。ステップＳ１００３においては、温度検出器１３０から得られた温度状態において、温度検出器１３０からの温度情報が所定の設定温度よりも低い場合に、すなわち常温時に設定されている最高速度でズームモータ１１８を駆動した場合に、レンズ駆動に必要なトルクが得られないと判断したとき低温状態と判断する。
【００４７】
なお、ステップＳ１００５は従来通りのモータ駆動動作であり、図６に示すデューティ比データをもとに図５のような正弦波電流をモータ巻線に流してモータ駆動を行う。
【００４８】
このように本実施形態例では、ＡＦマイコン１１５が温度検出器１３０から得られる温度情報に基づいて低温状態と判断したときに、ズームレンズ１０２の駆動速度を可変とする速度レベルのテーブルの中から例えば中位の速度レベルをズームモータ１１８の最高速度として設定することで、ズームモータ１１８によるズームレンズ１０２の駆動条件を変更している。これによりズームモータ１１８は変更後の速度レベルを最高速度としてこの限界の速度である制限速度を超えないようにＡＦマイコン１１５により駆動制御されるので、低温状態における駆動伝達機構のネジ部と鏡枠のラック部との摺擦抵抗を低減できて、駆動伝達機構が脱調（歯飛びなど）するような事態を回避でき、よって、ズームモータ１１８の出力トルクが低下する低温時においてもズームレンズ１０２のレンズ駆動に必要となるトルクを出力することができる。
【００４９】
（第２の実施形態例）
本実施形態例は、温度情報に基づいてズームモータの駆動波形を変えるモータ制御方法の例である。図１１は、本実施形態例におけるモータ制御方法を示すフローチャートである。なお、本実施形態例においても、図１に示したレンズシステムを用いて実行される。
【００５０】
図１１において、ステップＳ１１０１でまずＡＦマイコン１１５はシスコン１２１が読み込んだズームスイッチ１２２の情報を受信して、ズーム駆動命令が発せられていればステップＳ１１０２に進む。
【００５１】
次にステップＳ１１０２において、温度検出器１３０がモータ１１８，１２０周辺の温度を検知し、その情報（温度データ）をＡＦマイコン１１５に送る。
【００５２】
ステップＳ１１０３では、ＡＦマイコン１１５が温度検出器１３０から得た情報をもとに、低温状態であるかどうかを判定する。低温状態と判定されたならばステップＳ１１０４に進み、低温状態ではないと判定されたならばステップＳ１１０５に進む。
【００５３】
ステップＳ１１０４においては、ステップＳ１１０１で読み出したズームスイッチ１２２の情報が高速駆動命令であるかどうかを判断する。高速駆動命令であればステップＳ１１０６に進み、高速駆動命令でなければステップＳ１１０５に進む。
【００５４】
ステップＳ１１０５では、ＡＦマイコン１１５がステップＳ１１０１で受信したズームスイッチ１２２の情報に基づいた駆動速度に従ってズームモータ駆動用ドライバ１１７にＰＷＭを入力してズームモータ１１８の駆動を行う。
【００５５】
ステップＳ１１０６では、ＡＦマイコン１１５は、ＰＷＭの出力波形を正弦波形から矩形波形に切り替えて、ステップＳ１１０１で受信したズームスイッチ１２２の情報に基づいた駆動速度に従ってズームモータ駆動用ドライバ１１７にＰＷＭを入力してズームモータ１１８の駆動を行う。
【００５６】
なお、ステップＳ１１０３における低温状態の判定方法については、前述第１の実施形態例におけるステップＳ１００３と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５７】
ここで、ステップＳ１１０６における処理について説明する。通常のモータ駆動すなわちステップＳ１１０５では、図６に示すデューティ比データをもとに図５のような正弦波電流をモータ巻線に流してズームモータ１１８の駆動を行う。これに対して、低温時に高速駆動を行う場合には、従来通りの正弦波によるモータ駆動ではレンズ駆動に必要なトルクを得られないことがある。そこで、モータ駆動のための出力波形を矩形波にする。矩形波を出力するには、デューティ比をＦＦｈあるいは００ｈに設定すれば良い。また、駆動速度を変化させるには従来のモータと同様にタイマ割込みにより読み出し速度を変化させれば良い。
【００５８】
このように本実施形態例では、ＡＦマイコン１１５が温度検出器１３０から得られる温度情報に基づいて低温状態と判断したときに、ズームモータ１１８への駆動波形を正弦波から矩形波に変更することで、ズームモータ１１８によるズームレンズ１０２の駆動条件を変更している。これによりズームモータ１１８はＡＦマイコン１１５で矩形波により駆動制御されるので、高速駆動などの急速な変化に十分に応答できて、ズームモータ１１８の出力トルクが低下する低温時においてもズームレンズ１０２のレンズ駆動、特に高速駆動に必要となるトルクを出力することができる。
【００５９】
（第３の実施形態例）
前述第１の実施形態例では、ズームレンズのモータ制御において低温時に最高速度を下げる方法について説明したが、これはズームレンズ１０２に限らずフォーカスレンズ１０５の駆動に対しても同様に行うことができる。
【００６０】
図１２は、本実施形態例におけるフォーカスレンズモータの制御方法を示すフローチャートである。なお、本実施形態例においても、図１に示したレンズシステムを用いて実行される。
【００６１】
図１２において、ステップＳ１２０１でまずＡＦマイコン１１５はフォーカス駆動命令が発せられていればステップＳ１２０２に進む。
【００６２】
次にステップＳ１２０２において、温度検出器１３０がモータ１１８，１２０周辺の温度を検知し、その情報（温度データ）をＡＦマイコン１１５に送る。
【００６３】
ステップＳ１２０３では、ＡＦマイコン１１５が温度検出器１３０から得た情報をもとに、低温状態であるかどうかを判定する。低温状態と判定されたならばステップＳ１２０４に進み、低温状態ではないと判定されたならばステップＳ１２０５に進む。
【００６４】
ステップＳ１２０４においては、ステップＳ１２０１で読み出したフォーカス駆動命令が高速駆動命令であるかどうかを判断する。高速駆動命令であればステップＳ１２０６に進み、高速駆動命令でなければステップＳ１２０５に進む。
【００６５】
ステップＳ１２０５では、ＡＦマイコン１１５がステップＳ１２０１におけるフォーカスレンズ駆動命令に基づいた駆動速度に従ってフォーカスモータ駆動用ドライバ１１９にＰＷＭを入力してフォーカスモータ１２０の駆動を行う。
【００６６】
ステップＳ１２０６においては、ＡＦマイコン１１５のメモリ内に予め設定して記憶されている速度レベルのテーブルの中から、中位の速度レベルをモータ駆動可能な最高速度として設定する。
【００６７】
次に、ステップＳ１２０７において、ステップＳ１２０５と同様に、ＡＦマイコン１１５がステップＳ１２０１におけるフォーカスレンズ駆動命令に基づいた駆動速度に従ってフォーカスモータ駆動用ドライバ１１９にＰＷＭを入力してフォーカスモータ１２０の駆動を行う。なおこのときは、ステップＳ１２０６で設定した最高速度を限界とする。
【００６８】
ここで、ステップＳ１２０１における処理について説明する。まず、ＡＦマイコン１１５はシスコン１２１からフォーカスのモード状態がＡＦ（オートフォーカス）モードであるかＭＦ（マニュアルフォーカス）モードであるかを受信する。ＡＦモードであれば、ＡＦ評価値処理回路１１１から出力される映像信号の高周波成分の値をもとに合焦状態であるかどうかを判断する。合焦状態でなければ合焦するようにフォーカスレンズ１０５を駆動する必要があるのでステップＳ１２０２に進む。ＭＦモードであれば、手動によるフォーカスレンズ駆動を示す命令が発せられているかどうかを判断する。駆動命令が発せられていればステップＳ１２０２に進む。
【００６９】
このように本実施形態例では、ＡＦマイコン１１５が温度検出器１３０から得られる温度情報に基づいて低温状態と判断したときに、フォーカスレンズ１０５の駆動速度を可変とする速度レベルのテーブルの中から例えば中位の速度レベルをフォーカスレンズ１０５の最高速度として設定することで、フォーカスモータ１２０によるフォーカスレンズ１０５の駆動条件を変更している。これによりフォーカスモータ１２０は変更後の速度レベルを最高速度としてＡＦマイコン１１５により駆動制御されるので、低温状態における駆動伝達機構のネジ部と鏡枠のラック部との摺擦抵抗を低減できて、駆動伝達機構が脱調（歯飛びなど）するような事態を回避でき、よって、フォーカスモータ１２０の出力トルクが低下する低温時においてもフォーカスレンズ１０５のレンズ駆動に必要となるトルクを出力することができる。
【００７０】
（第４の実施形態例）
前述第２の実施形態例では、ズームレンズのモータ制御において低温時に駆動波形を矩形波にしてズームモータを駆動する方法について説明したが、これはズームレンズ１０２に限らずフォーカスレンズ１０５の駆動に対しても同様に行うことができる。
【００７１】
図１３は、本実施形態におけるフォーカスレンズモータの制御方法を示すフローチャートである。なお、本実施形態例においても、図１に示したレンズシステムを用いて実行される。
【００７２】
図１３において、ステップＳ１３０１でまずＡＦマイコン１１５はフォーカス駆動命令が発せられていればステップＳ１３０２に進む。
【００７３】
次にステップＳ１３０２において、温度検出器１３０がモータ１１８，１２０周辺の温度を検知し、その情報（温度データ）をＡＦマイコン１１５に送る。
【００７４】
ステップＳ１３０３では、ＡＦマイコン１１５が温度検出器１３０から得た情報をもとに、低温状態であるかどうかを判定する。低温状態と判定されたならばステップＳ１３０４に進み、低温状態ではないと判定されたならばステップＳ１３０５に進む。
【００７５】
ステップＳ１３０４においては、ステップＳ１３０１で読み出したフォーカス駆動命令の情報が高速駆動命令であるかどうかを判断する。高速駆動命令であればステップＳ１３０６に進み、高速駆動命令でなければステップＳ１３０５に進む。
【００７６】
ステップＳ１３０５では、ＡＦマイコン１１５がステップＳ１３０１におけるフォーカスレンズ駆動命令に基づいた駆動速度に従ってフォーカスモータ駆動用ドライバ１１９にＰＷＭを入力してフォーカスモータ１２０の駆動を行う。
【００７７】
ステップＳ１３０６では、ＡＦマイコン１１５は、ＰＷＭの出力波形を正弦波形から矩形波形に切り替えて、ステップＳ１３０１におけるフォーカスレンズ駆動命令に基づいた駆動速度に従ってフォーカスモータ駆動用ドライバ１１９にＰＷＭを入力してフォーカスモータ１２０の駆動を行う。なお、ステップＳ１３０６における矩形波によるモータ駆動処理については前述第２の実施形態例のステップＳ１１０６と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００７８】
このように本実施形態例では、ＡＦマイコン１１５が温度検出器１３０から得られる温度情報に基づいて低温状態と判断したときに、フォーカスモータ１２０への駆動波形を正弦波から矩形波に変更することで、フォーカスモータ１２０によるフォーカスレンズ１０５の駆動条件を変更している。これによりフォーカスモータ１２０はＡＦマイコン１１５で矩形波により駆動制御されるので、高速駆動などの急速な変化に十分に応答できて、フォーカスモータ１２０の出力トルクが低下する低温時においてもフォーカスレンズ１０５のレンズ駆動、特に高速駆動に必要となるトルクを出力することができる。
【００７９】
なお、前述各実施形態例において、温度検出器１３０はモータ１１８，１２０周辺の温度を検知しているが、撮影装置の環境温度を検知してもよい。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のレンズ駆動制御装置によれば、光軸方向に移動可能な移動レンズ群と、該移動レンズ群を所定の速度で駆動するレンズ駆動手段と、環境温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段から得られる温度データに基づいて該レンズ駆動手段を駆動制御する駆動制御手段とを備え、該駆動制御手段は該温度検出手段から得られる温度データに基づいて該レンズ駆動手段による該移動レンズ群の駆動条件を変更するので、レンズ駆動手段の出力トルクが低下する低温時においても移動レンズ群の駆動に必要となるトルクを出力することができ、駆動伝達機構の脱調を未然に防止できる他、移動レンズ群の高速駆動に必要となるトルクを得ることができる。
【００８１】
また、本発明のレンズ駆動制御方法によれば、移動レンズ群を光軸方向に所定の速度で駆動するレンズ駆動手段を駆動制御するレンズ駆動制御方法であって、環境温度を検出する温度検出ステップと、該温度検出ステップで得られる温度データに基づいて該レンズ駆動手段による該移動レンズ群の駆動条件を変更する駆動制御ステップとを有するので、レンズ駆動手段の出力トルクが低下する低温時においても移動レンズ群の駆動に必要となるトルクを出力することができ、駆動伝達機構の脱調を未然に防止できる他、移動レンズ群の高速駆動に必要となるトルクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るレンズ駆動制御装置の概略構成図
【図２】 パルスモータの構成図
【図３】 モータドライバ回路の内部構成図
【図４】 モータドライバ回路の入出力関係を示す図
【図５】 ＰＷＭデューティ比と電流の関係を示す図
【図６】 デューティ比データを示す図
【図７】 図６のデューティ比データの正弦波形を示す図
【図８】 インナーフォーカスタイプのレンズシステムの構成図
【図９】 カム軌跡データの概念図
【図１０】 第１の実施形態例の処理を示すフローチャート
【図１１】 第２の実施形態例の処理を示すフローチャート
【図１２】 第３の実施形態例の処理を示すフローチャート
【図１３】 第４の実施形態例の処理を示すフローチャート
【符号の説明】
１０２ ズームレンズ（移動レンズ群）
１０５ フォーカスレンズ（移動レンズ群）
１１８ ズームレンズモータ（レンズ駆動手段）
１２０ フォーカスレンズモータ（レンズ駆動手段）
１１５ ＡＦマイクロコンピュータ（駆動制御手段）
１２１ システムコントロール用マイクロコンピュータ（駆動制御手段）
１３０ 温度検知器（温度検出手段）

Claims (7)

1. 光軸方向に移動可能な移動レンズ群と、
   該移動レンズ群を駆動するレンズ駆動手段と、
   少なくともズーム情報又はフォーカス駆動命令情報のいずれか一方に基づいた速度であり、前記移動レンズ群を駆動する際の速度が前記移動レンズ群の駆動可能な限界の速度である制限速度を超えないように前記レンズ駆動手段を制御する駆動制御手段と、
   環境温度を検出する温度検出手段とを備え、
   前記駆動制御手段は前記温度検出手段から得られる温度データが予め設定されている設定温度よりも低温であるときであり所定の速度より高速に前記移動レンズを駆動するときに、前記移動レンズ群を駆動する際の前記制限速度を下げて再設定することを特徴とするレンズ駆動制御装置。
2. 光軸方向に移動可能な移動レンズ群と、
   該移動レンズ群を駆動するレンズ駆動手段であるステッピングモータと、
   少なくともズーム情報又はフォーカス駆動命令情報のいずれか一方に基づいた速度で前記移動レンズ群を駆動するよう前記ステッピングモータを制御する駆動制御手段と、
   環境温度を検出する温度検出手段とを備え、
   前記駆動制御手段は前記温度検出手段から得られる温度データが予め設定されている設定温度よりも低温であるときに、前記移動レンズ群を駆動するための前記ステッピングモータへの駆動波形を正弦波から矩形波に変更することを特徴とするレンズ駆動制御装置。
3. 前記レンズ駆動手段として、ステッピングモータを用いていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動制御装置。
4. 前記温度検出手段は、前記レンズ駆動手段の周囲温度を検出していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のレンズ駆動制御装置。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載のレンズ駆動制御装置を用いていることを特徴とする光学機器。
6. 移動レンズ群を光軸方向に少なくともズーム情報又はフォーカス駆動命令情報のいずれか一方に基づいた速度であり、前記移動レンズ群を駆動する際の速度が前記移動レンズ群の駆動可能な限界の速度である制限速度を超えないようにレンズ駆動手段を駆動制御するレンズ駆動制御方法であって、環境温度を検出する温度検出ステップと、
   該温度検出ステップで得られる温度データが予め設定されている温度データよりも低温であるときであり所定の速度より高速に前記移動レンズを駆動するときに少なくとも前記移動レンズ群を駆動するために設定されている前記制限速度を下げて再設定すること、もしくは、前記移動レンズ群を駆動するための前記レンズ駆動手段への駆動波形を正弦波から矩形波に変更することのいずれか一方を実施する駆動制御ステップとを有することを特徴とするレンズ駆動制御方法。
7. 請求項６のレンズ駆動制御方法を用いていることを特徴とする光学機器。

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