JP4386405B2

JP4386405B2 - 光学機器のレンズ駆動装置

Info

Publication number: JP4386405B2
Application number: JP2002315633A
Authority: JP
Inventors: 充史三沢
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2022-10-30
Also published as: JP2004151300A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの駆動を利用して送りネジ（リードスクリュー）を回転し、送りネジのリードに従ってレンズを移動する光学機器のレンズ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
送りネジを用いてレンズを移動するレンズ駆動装置には、送り台とレンズ保持部材とを備えている。送り台には、送りネジのネジ部に噛合するネジ穴が形成されている。レンズ保持部材は、送り台と一緒に移動する。モータの駆動は送りネジに伝達される。送りネジが回転すると、ネジ部のリードに従って送り台とともにレンズ保持部材が移動する。
【０００３】
モータの駆動は、送り台がネジ部のうちの所定の範囲内で移動するように、カメラのマイコン（制御部）によって制御されている。しかし、マイコンの暴走によりモータの駆動を制御することができない場合がある。このような不都合が生じたときには、送り台が送りネジの端まで移動して送りネジを支持する支持部材に当接する。送り台が支持部材に当接すると、それ以上送りが行えないため、ネジ部のネジ山がネジ穴のネジ溝に食い付いてしまい、その後、送りネジを逆方向に回転しても送り台を移動することができない状態となる。
【０００４】
そこで、送り台が所定の範囲を超えて移動したときに、送り台に設けた凸部を支持部材に設けた凸部に当接して前述した食い付きを解除する発明が提案されている（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２１４２８２号公報
【０００６】
【発明が解決するための課題】
しかしながら、前述した食い付き現象は、送り台が所定の範囲を超えたときだけでなく、例えばカメラを落としたときなどの強い衝撃がレンズ保持枠にかかった場合など、送り台が所定の範囲内に位置しているときにも生じるおそれがある。送り台が所定の範囲内に位置しているときに食い付き現象が生じた場合、送り台が所定の範囲を超えて移動しないため、特許文献１記載の発明でもその食い付きを自動的に解除することができない欠点があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を考慮してなされたもので、送り台が所定の範囲内に位置しているときに生じる食い付き現象を自動的に解除することができるレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のレンズ駆動装置では、通常駆動用の駆動信号の振幅を決めるための波形データを記憶した通常駆動用のメモリと、通常駆動用の駆動信号とは互いに異なる複数種類の振幅を決めるための波形データをそれぞれ記憶した複数のリセット駆動用のメモリとからなる波形データ記憶手段と；合焦動作時の原点出し動作中に、通常動作用の駆動信号に基づいてステッピングモータを駆動して、予め決めた所定時間内に前記検知手段から検知信号が得られない場合に前記送り台に設けたネジ溝に前記送りネジのネジ山が食い付く食い付き現象が生じていると判断する判断手段と；合焦動作時の原点出し動作中に、前記食い付き現象が生じていることを前記判断手段が判断した回数に応じて、リセット駆動用の複数のメモリから異なった波形データを読み出して、読み出された波形データを駆動信号発生回路に入力し、駆動信号の振幅を段階的に切り替える制御手段と；を備えたものである。駆動信号としては、モータのトルクを高くする駆動信号と、回転速度を可変して送りネジを振動させる駆動信号とがある。
【０００９】
また、レンズの移動を検知する検知手段を設け、判断手段が前記検知手段を用いて、例えば変倍動作や合焦動作時に前記レンズを移動する通常動作時に前記レンズが移動しているか否かを判断し、前記レンズが移動していないことを前記判断手段が判断した場合に制御手段が前記駆動信号を発生するのが好適である。
【００１０】
一般的にモータを高トルクにするためには定格電圧での動作時又はレンズを移動させる通常動作時よりも低速にすればよい。また、ステッピングモータを用いる場合、高トルクにするためには、パルス信号の振幅又は周波数並びにこれら両方を変えるようにするのが望ましい。振幅を変える場合には、パルス信号の振幅を定格電圧での動作時又は通常動作時よりも高くして高い駆動電圧で駆動する。周波数を変える場合にはパルス信号の周波数を通常動作時よりも短くして低速で駆動する。なお、振幅と周波数との両方を変えても良い。
【００１１】
この場合、モータをサイン波によって駆動する。サイン波は、予めＲＯＭに記憶したデータに基づいて生成する。ＲＯＭには、適当な間隔でサンプリングしたサイン波に対応した矩形波のデューティ比を指示するデータを記憶する。異なる振幅のサイン波のデータを複数のメモリに記憶し、通常動作とレンズが移動していないことを判断手段が判断したときとでデータ（メモリ）を選択することによって駆動電圧又は駆動電流を制御する。周波数を変える場合には、周期の異なるサイン波のデータを複数のメモリに記憶しておけばよい。振幅及び周波数の両方を変える場合には、振幅と周波数との組み合わせを変えたサイン波のデータを複数のメモリにそれぞれ記憶しておけばよい。なお、サイン波のデータを振幅制御手段によって制御することで駆動電圧又は駆動電流を制御してもよい。
【００１２】
送りネジを振動させる駆動信号としては、モータをステッピングモータとした場合、周波数を連続的に可変するパルス信号を発生させる。これによれば、モータの駆動速度が連続的に可変し、これに送りネジが共振する。この共振によって生じる振動により食い付き現象を解除する。また、送りネジに振動を与えるための駆動信号としては、周波数をランダムに可変するパルス信号や、周波数と駆動電圧又は駆動電流とをランダムに可変するパルス信号を発生させてもよい。
【００１３】
レンズを、例えばカメラの撮影レンズの一部として用いる場合には、合焦時又は変倍時さらに両方のときに移動するレンズとする。移動筒としては、変倍時に移動する筒とする。
【００１４】
送りネジを回転する機構としては、モータの軸を送りネジとする機構と、ギヤ列やベルトなどの駆動伝達機構を介してモータの駆動を送りネジに伝達する機構とがあり、何れかを用いることができる。
【００１５】
レンズ駆動装置には、レンズの移動を検知する検知手段を備えている。電子カメラやビデオカメラ等には、検知手段として、接触又は非接触でメカ的にレンズの位置を検知する位置検知手段と、ＣＣＤ等の撮像素子でレンズを通した被写体画像を撮像し、レンズ（フォーカスレンズ）を前後に駆動させ、ＣＣＤ各セルの相互間の起電力の差の最大点をジャストフォーカスとするコントラスト検出方式のオートフォーカス手段とがある。どちらを利用しても移動筒に対するレンズの移動を検知することができる。なお、位置検知手段としては、移動する前の原点位置（ホームポジション）に位置することを検知する原点出し機構と、パターンとブラシとを、又は可変抵抗とブラシとを用いてレンズの移動位置を検知する機構とがあり、何れかを用いることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３に示すように、電子カメラ１０は、撮影レンズ１１の結像面に配したＣＣＤ撮像素子（以下、ＣＣＤ）１２で被写体画像を撮像する。撮影レンズ１１は移動筒１３に組み込まれており、移動筒１３は固定筒１４に撮影光軸１１ａの方向に移動自在に取り付けられている。固定筒１４はベース部材１５に固定され、ベース部材１５はカメラボディに固定されている。そのベース部材１５には、ＣＣＤ１２が固定されている。移動筒１３の移動は、変倍移動手段１６によって行われる。変倍移動手段１６は、変倍用モータ１７と、その駆動を利用して移動筒１３を移動するラック１８とピニオン１９とからなる。
【００１７】
移動筒１３は、カメラ１０の不使用状態のときに、図１に示すように、固定筒１４の内部に収納される収納位置に移動し、またカメラ１０の使用状態のときには、固定筒１４から被写体側に向けて繰り出した撮影位置に移動する。この移動筒１３は、撮影位置とこれから被写体側に向けて移動したテレ位置（図２に示した位置）との間で変倍移動する。なお、撮影位置はワイド位置となっている。
【００１８】
撮影レンズ１１は、被写体側から順に前レンズ２０と後レンズ２１との２枚構成となっている。後レンズ２１はレンズ保持部材２２に保持されており、また前レンズ２０は移動筒１３に固定されている。変倍時には、移動筒１３の移動により前・後レンズ２０，２１が一緒に撮影光軸１１ａの方向に移動する。
【００１９】
レンズ保持部材２２は、レンズ駆動手段２３の駆動を利用して前レンズ２０との間の間隔が変わるように撮影光軸１１ａの方向に移動する。この移動により被写体距離に応じて撮影レンズ１１のピント調節が行える。レンズ駆動手段２３は、ガイド手段、送りネジ２５、送り台２６、及びフォーカス用のモータ２７などで構成されており、これらは移動筒１３に組み込まれている。
【００２０】
ガイド手段は、一対のガイド棒２８，２９、スライド軸受け３０、及び回転止め部材３１とから構成されている。一対のガイド棒２８，２９は、撮影光軸１１ａと平行に固定されている。スライド軸受け３０は、レンズ保持部材２２に一体に設けられており、一方のガイド棒２８にスライド自在に係合している。回転止め部材３１もレンズ保持部材２２に一体に設けられている。この回転止め部材３１は、他方のガイド棒２９を両側から挟み込むフォーク形状となっており、レンズ保持部材２２がガイド棒２８を軸として回転するのを阻止する。
【００２１】
レンズ保持部材２２には、送り台２６に係合する係合部３４が一体に形成されている。係合部３４は、送り台２６を撮影光軸１１ａの方向の前後で挟む一対のフォーク部３５，３６を有しており、送りネジ２５を軸とする周方向に遊びをもった状態で撮影光軸１１ａの前後方向でのみ送り台２６に係合する。なお、係合部３４は、フォーク部３５，３６の底面が送り台２６の底面に当接して、送りネジ２５の回転と一緒に送り台２６が回転するのを阻止している。
【００２２】
送り台２６には、送りネジ２５のネジ部３７に係合するネジ穴３８が形成されている。送りネジ２５は、一端部３９がモータ２７に支持され、他端部４０が移動筒１３に設けた支持部材４１に支持されている。ネジ部３７はモータ２７と支持部材４１との間に形成され、送り台２６はそのネジ部３７の範囲のうちの一部の範囲でフォーカス時に移動する。モータ２７は、周知のステッピングモータとなっており、移動筒１３の内部に固定され、移動筒１３と一緒に移動する。
【００２３】
カメラの制御部４２は、ドライバ（駆動信号発生回路）４３を介して駆動信号（パルス信号）を送ることで、トルク、回転方向、回転速度、及び回転角からなるモータ２７の駆動を制御する。ここで、モータ２７を正転したときのレンズ保持部材２２の移動方向を順方向、また逆転したときの移動方向を逆方向とする。順方向はレンズ保持部材２２が被写体側に向けて移動する方向である。
【００２４】
移動筒１３には、レンズ保持部材２２の原点位置を検知する位置検知手段が設けられている。位置検知手段は、遮蔽板６０と馬蹄形の透過型フォトセンサ６１とで構成されている。遮蔽板６０はレンズ保持部材２２に設けられており、またフォトセンサ６１は遮蔽板６０の移動路のうちの結像面寄りに配されている。
【００２５】
制御部４２は、カメラ１０を統括的に制御する。制御部４２にはメモリ６５が接続されている。メモリ６５には各種プログラムが記憶されている。プログラムは、図４に示すように、初期動作、ＡＦ・ＡＥ動作、フォーカス異常動作、リセット動作、及び撮影動作などで構成されている。初期動作は、カメラ１０の電源ＯＮに応答して移動筒１３を収納位置から撮影位置に移動させる。
【００２６】
ＡＥ動作は、測光機構６６から得られる被写体輝度に応じて露出を制御する。ＡＦ動作は、後レンズ２１を原点位置に移動する原点出し動作を行った後に、測距機構６７から得られる被写体距離に応じて後レンズ２１を原点位置から順方向に向けて移動してピント調節を行う。撮影動作は、シャッタレリーズに応答してＣＣＤ１２で撮像した画像信号をＡ／Ｄ変換器６８、及び画像処理回路６９を通して画像データとして取り込み、記録部７０に送って画像データを記録部７０にセットされる例えばメモリーカードなどの記録媒体に記録する。
【００２７】
原点出し動作は、被写体距離に応じたレンズ移動の開始位置を常に一定の位置にするための動作である。この原点出し動作を説明すると、まず、モータ２７を逆転してレンズ保持部材２２を逆方向に移動し、フォトセンサ６１が遮蔽板６０を検知するのを監視する。そして、遮蔽板６０の検知を確認してから遮蔽板６０の検知がＯＦＦするまでモータ２７の逆転駆動を継続し、遮蔽板６０の検知がＯＦＦした時点から一定時間経過後にモータ２７の逆転駆動を停止する。次にモータ２７を正転駆動してレンズ保持部材２２を順方向に移動し、再びフォトセンサ６１が遮蔽板６０を検知するのを監視する。そして、遮蔽板６０の検知を確認してから遮蔽板６０の検知がＯＦＦした時点でモータ２７の正転駆動を停止する。これにより、レンズ保持部材２２の原点位置は、遮蔽板６０がフォトセンサ６１から順方向に向けて僅かに抜け出た位置となる。
【００２８】
フォーカス異常動作は、ＡＦ動作中の原点出し動作を行っている間に、フォトセンサ６１が遮蔽板６０を検知するのを監視し、予め決められた一定の時間内に遮蔽板６０の検知が得られない場合にフォーカス異常と判断し、リセット動作を行う。ネジ部３７とネジ穴３８との食い付き現象は、このフォーカス異常動作によって判断される。
【００２９】
リセット動作は、ＡＦ動作時よりも高いトルクとなるパルス信号（駆動信号）を発生させるようにドライバ４３を制御してモータ２７を所定時間又は所定パルスだけ逆転駆動する。そして、その駆動中にセンサ６１を監視し、遮蔽板６０を検知したか否かを判断する。本実施形態では、高トルクでモータ２７を駆動する動作からセンサ６１を監視して遮蔽板６０の検知を判断する動作までの１サイクルを所定回数、本実施形態では３回行い、３回トライして遮蔽板６０の検知が行えない場合には、カメラ１０の外部に異常警告を表示してカメラ１０の動作を強制停止する。
【００３０】
図５は、本実施例におけるステッピングモータのドライバ４３（駆動回路）の構成の一例を示す。ドライバ４３は、アドレスカウンタ４４、第１ＲＯＭ４５、第２ＲＯＭ４６、セレクタ４７、及びモータドライバ４８などで構成される。アドレスカウンタ４４、第１ＲＯＭ４５、第２ＲＯＭ４６、及びセレクタ４７は、制御部４２から供給されるパルス数に基づいて、ＡＦ動作時又はリセット動作時に応じた振幅及び周波数のパルス波形のデータを生成してモータドライバ４８に供給する。
【００３１】
セレクタ４７には、制御部４２からＡＦ動作時又はリセット動作時に応じた選択信号が供給される。セレクタ４７は、選択信号に基づいて第１又は第２ＲＯＭ４５，４６に繋がる信号経路を選択し、選択した信号経路にあるＲＯＭから入力されるサイン／コサイン波に応じた矩形波データをモータドライバ４８に送る。なお、モータ２７は２相励磁方式となっており、モータドライバ４８は正負二電源でハーフブリッジを用いるバイポーラ駆動方式となっている。
【００３２】
第１及び第２ＲＯＭ４５，４６には、サイン／コサイン波の１／４周期分、すなわち、０〜π／２までのデータが記憶される。ここで、第１ＲＯＭ４５には、ＡＦ動作時に使用するデータが、また第２ＲＯＭ４６には、ＡＦ動作時に対して振幅を大きくしたサイン／コサイン波のデータ、すなわちリセット動作時に使用するデータが記憶されている。例えば、第１ＲＯＭ４５には、振幅５０％のサイン／コサイン波のデータが記憶され、また第２ＲＯＭ４６には、第１ＲＯＭ４５に記憶されているデータに対し、振幅が１００％となっているデータが記憶されている。
【００３３】
アドレスカウンタ４４からの読み出しアドレスによって第１又は第２ＲＯＭ４５，４６からデータが読み出される。このアドレスカウンタ４４は、制御部４２から供給されるＵＰ／ＤＯＷＮ信号及び読み出しクロック信号によって制御される。
【００３４】
ここで、読み出しクロックは、第１又は第２ＲＯＭ４５，４６から読み出すサイン／コサイン波のデータの周波数を決めるものである。したがって、読み出しクロックの間隔が短ければサイン／コサイン波の周波数が高くなり高速駆動となり、また、読み出しクロックの間隔が長ければサイン／コサイン波の周波数が低くなって低速駆動となる。制御部４２は、ＡＦ動作の場合にはサイン／コサイン波の周波数が高くなるように読み出しクロックを、またリセット動作のときには周波数が低くなるように読み出しクロックを送る。ＵＰ／ＤＯＷＮ信号は、第１又は第２ＲＯＭ４５，４６から読み出すサイン／コサイン波データの正負の符号を逆転し、ステッピングモータ２７の回転方向を制御するためのものである。
【００３５】
前述したように、第１及び第２ＲＯＭには、１／４周期の範囲のサイン／コサイン波に対応した矩形波のデューティ（Ｄｕｔｙ）比のデータが記憶されている。したがって、第１又は第２ＲＯＭからデータが読み出される際に、アドレスカウンタによって、所定の周期範囲におけるデータの読み出し順の制御および正負の符号の付加がなされ、１周期分、すなわち、０〜２πのデータが生成されて出力される。
【００３６】
図６には、通常動作であるＡＦ動作とリセット動作とでのサイン波のデータの周期及び振幅の違いを示している。リセット動作ではＡＦ動作時に比べて周期の長い周波数となり低速駆動となる。また、サイン波の振幅は、ＡＦ動作に対してリセット動作の方が大きくなっている。これにより、ＡＦ動作時よりもリセット動作時の方が高い駆動電圧でかつ低速で制御される。ＡＦ動作時にはモータ２７の定格電圧又はそれよりも低い駆動電圧で、またリセット動作時には定格電圧を超える駆動電圧でモータ２７が駆動される。
【００３７】
一般的にモータは、低速にするだけでトルクが上がる。スッテピングモータの場合には、図７に示す定格電圧又はそれよりも低い電圧で駆動したときの周波数に対するトルクを表した線Ａと、定格電圧を超える高い電圧で駆動したときの周波数に対するトルクを表した線Ｂとで示したように、駆動電圧を高く制御することでトルクが上がり、また、サイン波のデータの周波数を短くすることでさらにトルクを上げることができる。なお、周波数としては、ＡＦ動作時のときには７００〜１０００ｐｐｓを、またリセット動作時には１０〜１００ｐｐｓの範囲を用いるのが望ましい。
【００３８】
次に、上記構成の作用を説明する。カメラ１０の電源をＯＮすると、移動筒１３を収納位置から撮影位置に移動する。制御部は、ズームスイッチ８０の操作に応答してドライバ８１を介して変倍用のモータ１７を駆動する。なお、レンズ保持部材２２は、遮蔽板６０がフォトセンサ６１から順方向側に抜け出した原点位置に位置している。
【００３９】
ズーミング後に構図を決めてシャッタボタン８２を半押し操作する。これにより、ＡＥ・ＡＦ動作が行われる。ＡＥ動作が実行されると、測光機構６６から得られる被写体輝度に応じて露出が制御され、また、ＡＦ動作が実行されると、まず原点出し動作を行った後に、測距機構６７から得られる被写体距離に応じたパルス数のパルス信号がドライバ４３に送られてモータ２７が駆動される。
【００４０】
原点出し動作を含むＡＦ動作を詳しく説明すると、遮蔽板６０がフォトセンサ６１を通過するまでいったんモータ２７を逆転し、フォトセンサ６１を遮蔽板６０が通過してから一定時間経過後にモータ２７の逆転駆動を停止する。次にモータ２７を正転駆動して再び遮蔽板６０がフォトセンサ６１を通過するのを確認し、遮蔽板６０がフォトセンサ６１を通過した時点から被写体距離に応じたパルス信号を送ってモータ２７を正転駆動してレンズ保持部材２２を被写体距離に応じた分だけ繰り出す。
【００４１】
ＡＦ動作時のモータ２７の駆動制御を詳しく説明すると、制御部４２は、ＡＦ動作に応じた選択信号をセレクタ４７に送る。セレクタ４７は、選択信号に基づき第１ＲＯＭ４５までの信号経路を選択する。それと同時に制御部４２が、ＡＦ動作に応じた周波数となるように読み出しクロック信号を供給し、また、回転方向に対してはＵＰ又はＤＯＷＮ信号をアドレスカウンタに供給する。アドレスカウンタ４４は、これらクロック読み出し信号及びＵＰ又はＤＯＷＮ信号の供給に応じて、選択された信号経路の第１ＲＯＭ４５に予め記憶されているサイン波／コサイン波とに対応した矩形波のデータを読み出し、セレクタ４７は読み出された矩形波のデータをモータドライバ４８にそれぞれ供給する。
【００４２】
なお、図示していないが、モータをＰＭ（パーマネント・マグネット）型２相励磁バイポーラ駆動とする場合、モータ２７及びモータドライバ４８は、ＰＷＭ発生回路、ハーフブリッジ回路及びコイルを一対設けた構成となる。サイン波データは一方のＰＷＭ発生回路、及びハーフブリッジ回路を通してコイルに、コサイン波は他方のＰＷＭ発生回路及びハーフブリッジ回路を通してコイルにそれぞれ供給される。これらハーフブリッジ回路及びコイルによって矩形波データが平滑されてサイン波又はコサイン波となる。
【００４３】
モータ２７が被写体距離に応じた分だけ駆動することで、レンズ保持部材２２が原点位置から順方向に向けて繰り出されてピント調節が行われる。なお、被写体距離に応じたモータ２７の駆動量は変倍位置ごとで異なっており、これらは予めメモリ６５にテーブルとして記憶されている。
【００４４】
その後、シャッタボタン８２の全押し操作が行われると、撮影動作が実行され、ＣＣＤ１２を駆動して得られた画像信号をＡ／Ｄ変換器６８、及び画像処理回路６９を通して画像データとして記録部７０に取り込み、その画像データを記録部７０にセットした例えばメモリーカードなどの記録媒体に記録する。記録後には、再び原点出し動作が行われ、レンズ保持部材２２を原点位置に戻す。
【００４５】
ここで、例えばカメラ１０を落としたり、カメラ１０に強い衝撃を加えたりすると、このときに加わる衝撃や振動によって送り台２６のネジ穴３８が送りネジ２５のネジ部３７に食い付く現象が生じる。この場合、原点出し動作やピント調節時に移動する所定の範囲内に位置していても食い付き現象が生じ、その後のＡＦ動作でレンズ保持部材２２が移動しなくなる。
【００４６】
このような食い付き現象が生じているか否かは、ＡＦ動作中の原点だし動作中に制御部４２が判断する。原点出し動作では、モータ２７が逆回転・正回転の順で駆動する。制御部４２は、これら各駆動を行う毎にフォトセンサ６１から得られる信号を監視し、予め決められた時間内に遮蔽板６０を検知した信号がこない場合にフォーカス異常と判断する。フォーカス異常と判断した場合には直ちにモータ２７の駆動を停止し、その後にリセット動作を行う。
【００４７】
リセット動作が実行されると、高トルクで駆動させるパルス信号をドライバ４３で発生させてモータ２７を駆動する。すなわち、制御部４２は、リセット動作に応じた選択信号をセレクタ４７に送る。セレクタ４７は、選択信号に基づき第２ＲＯＭ４６までの信号経路を選択する。これと同時に、制御部４２が、リセット動作に応じた周波数となるように読み出しクロック信号をアドレスカウンタ４４に供給し、また、回転方向に対しては逆転駆動に対応したＤＯＷＮ信号をアドレスカウンタ４４に供給する。これらクロック読み出し信号及びＤＯＷＮ信号を供給したアドレスカウンタ４４によって、第２ＲＯＭ４６に予め記憶されている、サイン／コサイン波に対応した矩形波データが読み出されてセレクタ４７にそれぞれ供給され、セレクタ４７はサイン／コサイン波に対応した矩形波データをモータドライバ４８に供給する。
【００４８】
モータドライバ４８は、矩形波データに基づいてＡＦ動作時よりも高い駆動電圧でかつ低速でモータ２７を駆動する。このときの駆動は、レンズ２１を逆方向に向けて移動する逆回転で、かつ所定の供給パルス数の分だけ行われる。
【００４９】
そのモータ２７の駆動中に制御部４２はセンサ６１を監視し、遮蔽板６０を検知した場合には、撮影準備状態に戻る。検知しない場合には、エラーをカウントし、再び高トルクでモータ２７を駆動する。このようにした高トルクでモータ２７を駆動する動作からセンサ６１を監視して遮蔽板６０の検知を判断する動作までの１サイクルを例えば３回トライし、それでも遮蔽板６０の検知が行えない場合には、カメラ１０の外部に異常警告を表示してカメラの動作を強制停止する。検知できる場合には、撮影準備の状態に戻る。
【００５０】
このように、ＡＦ動作時の原点出し動作中に食い付き現象が生じているか否かを判断し、生じている場合には高トルクでモータ２７を駆動するリセット動作を行うようにしたから、ピント調節が狂ったまま撮影を行う失敗撮影を未然に防ぐことができる。
【００５１】
なお、上記実施形態では、モータ２７の駆動を定電圧駆動としているが、これに限らず、ハーフブリッジにモータコイルを流れる電流検出抵抗を設け、ＰＷＭ発生器に帰還する構成にすることで定電流駆動にしてもよい。また、２相励磁方式としているが、１−２相励磁方式を採用してもよい。
【００５２】
さらに、ＲＯＭ４５、４６を２種類に限らず、さらにＲＯＭを増やし、リセット動作時のエラー回数に応じて振幅が６０％、７０％、・・・、というように段階的に変えたサイン波のデータをそれぞれ記憶させて利用してもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、リセット動作時にモータ２７を高電圧又は電流駆動で、かつ低速で制御するために、パルスの振幅と周波数とを変更しているが、これに限らず、高電圧又は電流駆動するためにパルスの振幅のみを変更してＡＦ動作時よりも低速でモータ２７を駆動するようにしてもよし、周波数のみを変えて駆動するようにしてもよい。
【００５４】
食い付き現象を解除する別の例としては、送りネジに振動を与える駆動信号を発生させてもよい。この場合、図８に示すように、リセット動作時に周波数を連続的に可変するパルス信号を発生させる。この場合、リセット動作用のＲＯＭに、周波数を連続的に可変するプログラムを組んだデータを記憶すればよい。これによれば、通常動作時にはモータの回転速度が一定となるのに対し、リセット動作時にはモータの回転速度が連続的に可変する。連続的に可変する方法としては、モータの速度を徐々に早くする又は遅くする並びにこれらを交互に繰り返すようにすればよい。このようにすることで、リセット動作時には送りネジが振動し、この振動により食い付き現象を解除することができる。
【００５５】
また、周波数を連続的に可変するパルス信号を発生する代わりに、図９に示すように、周波数をランダムに可変するパルス信号を発生させてもよい。さらに、図１０に示すように、周波数と振幅とをランダムに可変するパルス信号を発生させてもよい。また、モータ２７の駆動速度と駆動電圧又は駆動電流をランダムに制御してもよい。いずれの場合も送りネジが共振し、それに伴う振動により食い付き現象を解除することができる。
【００５６】
上記各実施形態では、スッテピングモータを用いているが、ＤＣモータを用いても良い。この場合には、駆動電圧を下げて回転数を遅くすることで高トルクが得られる。また、ＤＣモータを用いる場合、一定の駆動電圧をスイッチ手段によりＯＮ−ＯＦＦ操作して間欠的なパルス信号を作り、このパルス信号を駆動信号としてＤＣモータに与えることでＤＣモータの回転速度を制御するパルス深度調整によって制御してもよい。この場合、ＯＮ−ＯＦＦの間隔、すなわちパルスの周期をランダムに又は連続的に可変することでＤＣモータの回転速度が可変され、よって送りネジに振動が与えられる。
【００５７】
また、上記各実施形態では、原点出し動作をＡＦ動作の中で行ってフォーカス異常を判断するようにしているが、フォーカス異常を判断するタイミングとしては、カメラ１０の撮影準備中に一定のサイクルでフォーカス異常を自動的に判断するようにしてもよい。フォーカス異常の判断をＡＦ動作中に行うようにするとフォーカス異常を判断したときに撮影が行えないが、撮影準備中に自動的に行うようにすれば、シャッタレリーズのときに必ず撮影を行うことができる。
【００５８】
また、カメラ１０の外部にフォーカスリセットボタンを設け、撮影者がフォーカスリセットボタンを操作したときに原点出し動作を行ってフォーカス異常の判断を行うようにしてもよい。さらに、フォーカスリセットボタンの操作に応答してリセット動作を行うようにしてもよい。
【００５９】
上記各実施形態では、検出手段を、遮蔽板６０とフォトセンサ６１などで構成しているが、これらの代わりに、例えばレンズ保持部材２２に設けた摺動子と、その摺動子が摺動することで出力抵抗値が可変する抵抗板とを用いてレンズの位置を検出する構成を採用してもよい。また、モータ２７の軸にロータリエンコーダを取り付け、そのエンコーダから得られるパルスをフィードバックしてレンズの位置を検知する構成を採用してもよい。
【００６０】
また、検知手段として、ＣＣＤ等の撮像素子でレンズを通した被写体画像を撮像し、フォーカス時にレンズ（フォーカスレンズ）を前後に駆動させ、ＣＣＤ各セルの相互間の起電力の差の最大点をジャストフォーカスとするコントラスト検出方式のオートフォーカス手段を用いてもよい。この場合には、判断手段が、レンズを前後に駆動させたときに、ＣＣＤ各セルの相互間の起電力の差がない又は予め決めた値より少ない場合にレンズが移動していないことを判断するように構成する。
【００６１】
上記各実記形態では、送り台のネジ溝と送りネジのネジ山とが食い付いて送り台が動かなくなる食い付き現象が生じているか否かを、レンズの移動を検知する検知手段を用いて判断しているが、本発明はその検知手段に限ることはない。
【００６２】
さらに、上記各実施形態では、２群ズームレンズとしているが、２群ズームレンズに限らず、３群以上のズームレンズとし、このうち隣り合う２つのレンズ群を移動筒に内蔵する構成としてもよし、１つのレンズ群を移動筒に内蔵する構成としてもよい。また、本発明のレンズ駆動装置は、撮影レンズ以外に、ファインダ光学系にも採用することができ、さらにデジタルビデオカメラ、写真用カメラなどのカメラや、顕微鏡、双眼鏡、及び天体望遠鏡などあらゆる光学機器にも採用することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように、本発明のレンズ駆動装置では、合焦動作時の原点出し動作中に、前記食い付き現象が生じていることを前記判断手段が判断した回数に応じて、リセット駆動用の複数のメモリから異なった波形データを読み出して、読み出された波形データを駆動信号発生回路に入力し、駆動信号の振幅を段階的に切り替えるため、レンズが移動範囲のうちのどこにいても食い付き現象を確実に解除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】移動筒を収納位置に移動した状態のカメラの鏡筒を示す断面図である。
【図２】移動筒をテレ位置に移動した状態のカメラの鏡筒を示す断面図である。
【図３】本発明のレンズ移動装置の概略を示す説明図である。
【図４】カメラの制御部の動作を示すフローチャート図である。
【図５】ステッピングモータを駆動するドライバの電気的概略を示すブロック図である。
【図６】通常動作時とリセット動作時とでのパルス信号の波形の違いを示す説明図である。
【図７】パルス周波数に対するトルクの変化を示したグラフである。
【図８】周波数を連続的に可変するパルス信号を示す説明図である。
【図９】周波数をランダムに可変するパルス信号を示す説明図である。
【図１０】周波数と振幅とをランダムに可変するパルス信号を示す説明図である。
【符号の説明】
１０電子カメラ
１４固定筒
１３移動筒
２２レンズ保持部材
２５送りネジ
２６送り台
２７モータ
４３ドライバ

Claims

合焦動作時に通常駆動されるステッピングモータと、波形データの入力を受けて前記ステッピングモータを駆動する駆動信号を発生する駆動信号発生回路と、合焦動作時に移動するレンズの光軸と平行に配されており、前記ステッピングモータに連動して回転する送りネジと、前記レンズを保持するとともに、前記送りネジに噛合するネジ穴が設けられ、前記送りネジが回転することで前記送りネジのリードに従って前記レンズを光軸方向に移動する送り台と、前記レンズが原点位置に移動したことを検知する検知手段と、を備えた光学機器のレンズ駆動装置において、
前記通常駆動用の駆動信号の振幅を決めるための波形データを記憶した通常駆動用のメモリと、通常駆動用の駆動信号とは互いに異なる複数種類の振幅を決めるための波形データをそれぞれ記憶した複数のリセット駆動用のメモリとからなる波形データ記憶手段と、
合焦動作時の原点出し動作中に、前記通常動作用の駆動信号に基づいて前記ステッピングモータを駆動して、予め決めた所定時間内に前記検知手段から検知信号が得られない場合に前記送り台に設けたネジ溝に前記送りネジのネジ山が食い付く食い付き現象が生じていると判断する判断手段と、
合焦動作時の原点出し動作中に、前記食い付き現象が生じていることを前記判断手段が判断した回数に応じて、前記リセット駆動用の複数のメモリから異なった波形データを読み出して、読み出された波形データを前記駆動信号発生回路に入力し、前記駆動信号の振幅を段階的に切り替える制御手段と、
を備えたことを特徴とする光学機器のレンズ駆動装置。