JP4642168B2 - 撮影レンズの駆動制御装置、焦点調節装置及びカメラ - Google Patents
撮影レンズの駆動制御装置、焦点調節装置及びカメラ Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一方から他方へ移動する移動部材の位置を制御する位置制御装置、焦点調節装置及びカメラの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レンズ鏡筒の位置制御方法として、特開平８−１２２６１７号に開示されている様に、一カ所の基準位置を判別する判別手段によりレンズ鏡筒の光軸方向の基準位置を決定し、その後モータ軸上に設けられたパルス板の回転をフォトインタラプタにより読み取ることで、レンズ鏡筒の繰り出し量を制御する機構が知られている。
【０００３】
また、少なくとも二つのレンズ群の光軸位置を変化させて撮影倍率を変化させるズームレンズを備えたカメラにおいて、第１のレンズ群と一体に設けられたステッピングモータ等の駆動源により第２のレンズ群を光軸方向に沿って駆動する事が可能なように構成され、撮影レンズの焦点距離情報と被写体距離情報とから前記第２のレンズ群の光軸位置を計算し、その位置に第２のレンズ群を前記駆動源により駆動制御する事により、従来のカム筒に形成されたカム溝と直進案内筒に設けられた直進案内溝によりその光軸方向位置を制御する、いわゆるメカニカルなカム機構を不要にした撮影レンズ鏡筒が知られている。
【０００４】
この構造は一般的に電子ズーム機構と呼ばれており、その簡単な構成を以下に説明する。
【０００５】
撮影レンズの変倍動作により変化した焦点距離情報を公知の位置検出手段により検出し、又被写体距離を公知の距離検出手段により検出する事で、被写体に合焦させるための前記第１のレンズ群に対する前記第２のレンズ群の位置が決定される。前記第１のレンズ群には第２のレンズ群に設けられた被検出部の位置を判別する検出器が備えられており、撮影者がレリーズ操作を行うと、該検出器による検出信号を基にして前述のように決定された前記第１のレンズ群に対する第２のレンズ群の位置へ第２のレンズ群を駆動制御するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記それぞれの従来例においては以下の様な問題点を有していた。
【０００７】
前者の従来例においては、レンズ鏡筒の基準位置を判別する判別手段からの検出信号が温度変化などの要因によりずれたとしてもそのずれ量を検出する事は出来ないため、その誤差がそのままレンズ鏡筒の送り量のずれとして発生する。これは撮影時のピントずれとなるので、カメラの品質に著しい悪影響を及ぼす事となる。
【０００８】
後者の従来例においては、ステッピングモータにより前記第２のレンズ群を駆動制御する場合、ステッピングモータの性質上、前述の第１のレンズ群に取り付けられ前記第２のレンズ群の基準位置を検出器により検出したときのモータ通電位相が、レンズ群の温度変化などの要因により製造時のものと異なっていた場合には、その通電位相の違いから送り量を補正する事が可能である。しかしながら後に詳述する様に、その補正可能範囲はきわめて微少範囲であるために実際には補正が出来ないと言う問題が発生し、結果的には前者の従来例と同様にピントずれとなり、カメラの品質に著しい悪影響を及ぼす事となる。
【００１０】
（発明の目的）
本発明の第１の目的は、外的要因による、フォトインタラプタによるレンズホルダーの基準位置検出のずれ分を、検出手段の検出出力を用いて補正することのできる撮影レンズの駆動制御装置を提供しようとするものである。
【００１２】
本発明の第２の目的は、レンズを目標位置まで正確に移動させることのできる焦点調節装置を提供しようとするものである。
【００１３】
本発明の第３の目的は、レンズを目標位置まで正確に移動させることのできるカメラを提供しようとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、本発明は、光学部材を保持する支持部材に移動可能に保持されるレンズホルダーと、前記レンズホルダーを一方から他方へ移動させるために回転駆動する４極以上のロータを有する２相ステッピングモータと、前記レンズホルダーに設けられる被検出部又は検出部と、それに対応する、前記光学部材を保持する支持部材に設けられる検出部又は被検出部とから成り、前記レンズホルダーが基準位置を通過したことを検出するフォトインタラプタと、前記４極以上のロータを有する２相ステッピングモータの回転駆動に連動する被検出部又は検出部と、それに対応する、前記光学部材を保持する支持部材に設けられる検出部又は被検出部とから成り、前記４極以上のロータを有する２相ステッピングモータに連動する前記被検出部又は検出部に形成され、該４極以上のロータを有する２相ステッピングモータの回転駆動に連動して回転移動する目印部が予め定められた位置まで回転移動したことを検出する検出手段と、駆動基準情報を記憶した記憶手段と、前記フォトインタラプタにて前記基準位置が検出された時点から前記検出手段にて前記目印部が前記予め定められた位置に達したことが検出されるまでの、前記４極以上のロータを有する２相ステッピングモータの駆動情報を求め、該駆動情報と前記駆動基準情報との比較により、前記フォトインタラプタにて検出される前記基準位置が外的要因により設計目標値として定められた基準位置からどれだけずれたかのずれ量を求めるずれ量算出手段と、前記ずれ量算出手段により算出されたずれ量により、前記レンズホルダーの目標とされる位置までの前記４極以上のロータを有する２相ステッピングモータの駆動量に補正を加える駆動量補正手段とを有し、前記目印部は、前記ずれ量が零の状態では前記予め定められた位置から半回転分離れた位置に設定され、前記駆動基準情報は、前記ずれ量が零の状態で前記フォトインタラプタにて前記基準位置が検出された時点から前記検出手段にて前記目印部が前記予め定められた位置に達したことが検出されるまでの、前記４極以上のロータを有する２相ステッピングモータの駆動情報である撮影レンズの駆動制御装置とするものである。
【００１７】
また、上記第２の目的を達成するために、本発明は、本発明の上記位置制御装置を有する焦点調節装置とするものである。
【００１８】
また、上記第３の目的を達成するために、本発明は、本発明の上記焦点調節装置を有するカメラとするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１は本発明の実施の第１の形態に係るカメラの要部を示す断面図であり、同図において、１０１はシャッタ羽根１０５，１０６を含む公知のシャッタ機構を有するシャッタ地板である。１０２は前記シャッタ地板１０１に固定される後地板であり、該後地板１０２には、レンズ保持部材１２４に保持された第１のレンズ群１２３が固定され、さらに公知のカムピン１０３がその外周面に固定されている。
【００２１】
前記カムピン１０３は、公知のカム筒と直進案内筒の作用により光軸方向に沿ってあらかじめ決められた位置に駆動される。この結果、後述の合焦レンズ群を保持し、前述のシャッタ地板１０１と後地板１０２で構成された光学ユニット１０４が光軸方向に沿って駆動制御される。
【００２２】
１０７は合焦レンズ群である。１０８は前記合焦レンズ群１０７を保持する合焦レンズ群ホルダーであり、前記シャッタ地板１０１と後地板１０２の間に固定された公知の支持手段により光軸方向に移動自在に支持されている。１０９はネジ棒であり、その後地板１０２側にはステッピングモータのローターであるところの永久磁石１１０が固定されている。
【００２３】
前記永久磁石１１０の外周部には二つの駆動コイル１１１，１１２が設けられ、該駆動コイル１１１，１１２とステータヨーク１１３，１１４及び１１５，１１６とで磁気回路を形成し、公知のステッピングモータを形成している。軸受けメタル１１７は、後地板１０２に圧入などの手段により固定されて、該ネジ棒１０９の後地板側端部１０９ａを回転可能に保持している。また、ネジ棒１０９のネジ部１０９ｂには雄ねじが形成され、これに雌ねじを備えたナット１１８が螺合している。
【００２４】
前記ナット１１８は前記合焦レンズ群ホルダー１０８に形成されたナット保持部１０８ａに保持され、前述のステッピングモータを介してネジ棒１０９が回転する事で、合焦レンズ群１０７を保持する合焦レンズ群ホルダー１０８を光軸に沿って駆動する。この時、合焦レンズ群ホルダー１０８は公知のバネなどにより矢印Ａ方向に片寄せ付勢されているので、前記ナット１１８とナット保持部１０８ａに存在するガタ１１８ａの影響による合焦レンズ群１０７の光軸方向のずれはない。
【００２５】
前記合焦レンズ群ホルダー１０８にはさらに、位置検出のための位置検出部材１１９が固定されている。この位置検出部材１１９の光軸方向の移動軌跡上にはこの位置検出部材１１９が通過したことを検出する公知の第１のフォトインタラプタ１２０（以下、第１のＰＩ１２０と記す）がシャッタ地板１０１に固定されている。この位置検出部材１１９と第１のＰＩ１２０により合焦レンズ群１０７の光軸方向の位置を判別し、目的とする位置まで前述のステッピングモータにより合焦レンズ群１０７は駆動制御される。
【００２６】
上述までの構成が、従来のレンズ位置検出方法である。このような構成において、例えば第１のＰＩ１２０の位置が温度変化などにより変わったときには、次に説明する範囲内であれば、そのずれ量を検知し補正することが可能である。以下にその内容を詳述する。
【００２７】
図２は、二相コイル，１０極マグネットにより構成されたステッピングモータの動作説明図である。
【００２８】
図中（ａ）は、二つのコイルに常時電流を流しながらその通電位相を切り換えて回転駆動する、いわゆる二相駆動（フルステップ駆動）の動作を表している。
この二相駆動における送り角度は１ステップあたり１８度であり、図に示すように順次、図中▲１▼→▲２▼→▲３▼→▲４▼の通電を１サイクルとして通電を繰り返すことで、ローターマグネットは反時計方向（図中、矢印方向）に順次ステップ応答を繰り返して回転を行う。この時通電順序を逆にすると、上述とは逆にマグネットローターは時計方向に回転する。
【００２９】
図中（ｂ）は、上述の二相駆動における各相の通電パターンの間で片側のコイルの通電を取り止めることで、前述の二相駆動による送り角度の半分の送り角度でマグネットローターを回転駆動する、いわゆる１−２相駆動（ハーフステップ駆動）の動作説明図である。この１−２相駆動における送り角度は、前述のフルステップによる送り角度の半分、つまり９度である。通電パターンは図に示すように、前述の２相駆動における通電パターン、▲１▼，▲２▼，▲３▼，▲４▼の間に、片側のコイルへの通電を取り止めた通電パターン、▲１▼’，▲２▼’，▲３▼’，▲４▼’（▲３▼’，▲４▼’は不図示）の通電を行うものである。
【００３０】
上記の様に図２（ｂ）には示していないが、３’は、図中（ａ）の３の通電パターンの左側コイルへの通電を取り止めたものであり、又４’は、図中（ａ）の４の通電パターンの右側コイルへの通電を取り止めたものである。
【００３１】
上述と同様、▲１▼→▲１▼’→▲２▼ →▲２▼’→▲３▼ →▲３▼’→▲４▼ →▲４▼’の通電サイクルを１サイクルとし、これを繰り返すことで、マグネットローターは図中反時計方向に回転する。また、この通電の順序を逆にすると、前述とは逆に時計方向に回転を行う。
【００３２】
今、前述の合焦レンズ群ホルダー１０８を光軸に沿って駆動するステッピングモータの永久磁石１１０が上述の１０極着磁のマグネットローターで構成されているとする。そして、各コイル１１１，１１２へ上述の１−２相駆動による通電パターンが印加されるとする。この時、１ステップの送り角度は９度であるから、マグネットローターの１回転は４０ステップとなる。
【００３３】
近年のズームコンパクトカメラは、その小型化，高倍率化等の影響により、合焦レンズ群のフォーカス敏感度がますます増加傾向にある。そのため、合焦レンズ群をステッピングモータ等により送り制御する際、必要とされる１ステップ当たりの送り量の精細化が要求されている。今、１ステップ当たりの送り量が５μｍを要求されている時、前述のネジ棒１０９に形成された雄ねじ１０９ｂ、およびナット１１８の雌ねじ１１８ａのネジピッチは
５μｍ×４０ステップ＝ 0.2mm
となる。
【００３４】
上述の様な具体的な構成において、位置検出部材１１９が前記第１のＰＩ１２０を通過するときのタイミングが、可変な温度環境下における使用などにより変化したときの送り補正について説明する。
【００３５】
図３は、上述の１−２相駆動による通電パターンを示した図である。
【００３６】
今、図中アで示した通電位相において、前記位置検出部材１１９がＰＩを通過するように設定されていたとする。これが例えば可変な温度環境下においてシャッタ地板１０１の熱膨張または収縮により前記第１のＰＩ１２０の位置が変化したときには、位置検出部材１１９が第１のＰＩ１２０を通過するときの通電パターンが変化する。この時の変化が図中ウ及びイで表した▲３▼の通電位相より内側に収まっていれば、そのずれは補正する事が可能である。このずれ量は前述の様に１ステップ当たりの送り量が５μｍであるから、それぞれ前後方向に±３ステップ、つまり±１５μｍ以内の範囲であればそのずれを補正して送りを制御する事が可能である（▲１▼→▲１▼’→▲２▼ →▲２▼’や▲１▼→▲４▼’→▲４▼ →▲３▼’のように、通電位相が異なるので）。
【００３７】
しかしながら、±４ステップ、つまり±２０μｍの変化になるとこの時の通電位相は▲３▼で同じであるので、図中イなのか、ウなのか判別出来なくなる。さらに５ステップ、つまり±５ステップ以上になると、今度は本来行うべき補正とは逆の補正がかかる恐れがある。つまり、例えば温度変化により実際には図中エの通電位相である▲３▼’で位置検出部材１１９が第１のＰＩ１２０を通過したとき、補正システムはこれを図中オの通電位相▲３▼’であると判別し、本来補正すべき−５ステップの補正（図３に示す様に左方向への送りを＋、右方向への送りを−とすると）ではなく、＋３ステップの間違った補正を行ってしまい、結果的には＋８ステップの送りミスとなってしまう。
【００３８】
つまりこの様なシステムでは、温度などの影響によるずれを±１５μｍ以下に抑える必要がある。しかしながら、実際のカメラにおいて室温２０℃から低温のマイナス１０℃に環境が変わるだけで、前記第１のＰＩ１２０の位置は１０μｍ以上変化する事が本出願人らの実験により確かめられている。これは、カメラの構成部品材料であるポリカーボネード樹脂の線膨張係数αを
α＝ 2.8〜 5.6×１０-5 cm/cm・℃
より計算した場合、長さ１cmあたり、約８μｍ〜１７μｍの温度変化が起こる事からも計算できる。
【００３９】
従って、カメラが晒される可変な温度環境下において、上述の補正可能なＰＩ位置変化の許容量である１５μｍ近く、または、それ以上の変化を起こしてしまうため、実質的には合焦レンズ群１０７の送り補正を行うことは不可能である。
【００４０】
以上の点に鑑み、以下に本実施の形態の要旨をなす第２の検出器を併用した送り制御について説明する。
【００４１】
図１中、前記ネジ棒１０９のシャッタ地板側端部はシャッタ地板１０１の嵌合穴１０１ａに回転可能に保持されると共に、その先端部にはネジ棒１０９と一体に回転するパルス板１２１が圧入などにより固定されている。このパルス板の回転を第２のフォトインタラプタ１２２（以下、第２のＰＩ１２２と記す）により検出する。
【００４２】
図４は、前述の位置検出部材１１９が第１のＰＩ１２０を通過した瞬間における、第２のＰＩ１２２とパルス板１２１を正面（図１の矢印Ｂ方向）から見た図である。
【００４３】
パルス板１２１に設けられた切欠き１２１ａは、この時第２のＰＩ１２２から見て１８０度の対称位置に来るように設定されている。この時のステッピングモータへのコイル通電パターンが例えば１であったとする。パルス板１２１はネジ棒１０９と一体で回転するから、前述のステッピングモータの１−２相駆動による１ステップ当たりの回転角度は９度である。図４中のパルス板１２１にはこの９度毎に区切られた領域にステッピングモータの通電パターンが記入されている。つまり、前述の位置検出部材１１９の通過が第１のＰＩ１２０により検出された瞬間の通電パターンを仮に１としたときのＰＩ１２２の検出部１２２ａにおける通電パターンをパルス板１２１上に記してある。この後、ステッピングモータへの通電が前述のように１’，２ ，２’，３ ，３’，…と進んでいくと、パルス板は図４中のパルス板上に記された通電位相が第２のＰＩ１２２の検出部１２２ａに位置するように回転する。つまり、反時計方向に順次回転を続ける。そして前記通電パターン１を検出してから２０ステップ目に、パルス板１２１の切欠き１２１ａが第２のＰＩ１２２の検出部１２２ａに位置するところまで回転し、該ＰＩ１２２によるパルス板１２１の切欠き位置検出が行われる。
【００４４】
前述の位置検出部材１１９及び第１のＰＩ１２０の温度変化等における位置ずれを補正する事が出来る範囲は、図４中ハッチングを施した範囲１２１ｂで表した±３ステップの範囲である。この範囲を超えると合焦レンズ群１０７の送り量を補正することが出来ないと言うことは前述の通りである。しかしながら、このパルス板１２１と第２のＰＩ１２２を用いることで、その補正可能範囲を前述以上に広げることが可能である。
【００４５】
例えば本来通電パターン▲１▼の位置で、前述の位置検出部材１１９の通過を第１のＰＩ１２０が検出する筈であるが、温度などの影響により６ステップずれた位置、図４中、１２１ｃの通電パターン▲４▼で位置検出部材１１９の通過をＰＩ１２０が検出したとする。前述の位置検出部材１１９と第１のＰＩ１２０だけの構成ではこのずれはもはや補正することは不可能である。
【００４６】
しかしながら、パルス板１２１と第２のＰＩ１２２を備えた本実施の形態の構成によれば、次の様にしてそのずれ量を補正する事が出来る。
【００４７】
すなわち、図４中１２１ｃの通電パターン▲４▼で位置検出部材１１９の通過を第１のＰＩ１２０が検出した後、さらにステッピングモータを前述の通り反時計方向に回転させると１４ステップ後に該パルス板１２２の切欠き１２１ａを第２のＰＩ１２２が検出する。
【００４８】
この時、本来ならば２０ステップ後に検出が行われる筈なのに、１４ステップしか送っていない時点でこの検出が行われたことを判別することが出来る。つまり、本来よりも６ステップ少ない送り量で検出が起こった事をカメラ側は知ることが出来る。従って、このずれ分に相当する６ステップを補正して合焦レンズ群１０７を送り制御する事で、正確なレンズ位置制御が可能となる。この時の補正可能なステップ数は±１９ステップであり、この範囲内のずれであれば補正を行うことが可能である。
【００４９】
上記１９ステップは、ネジ棒１０９、つまり合焦レンズ群１０７の送り量に換算すると±９５μｍとなる。これは前述の位置検出部材１１９と第１のＰＩ１２０だけにより構成されたシステムの補正可能範囲±１５μｍに比べて著しく広範囲なものとなっており、実際のシステムでも十分に機能を果たすことが可能なものである。
【００５０】
さらにネジ棒１０９の可変な温度環境下における伸縮については、あらかじめ各温度下における補正量を設定しておいて外気温度を温度センサにより検出し、その温度における補正を行う様にすることでさらに正確な送り制御を行うことが出来る。
【００５１】
また図１中、軸受けメタル１１７とネジ棒１０９の後地板側端部１０９ａの接触部に摩耗が生じた際、摩耗が起きるとネジ棒全体がその削れ量分だけ図１中右側に移動する。これは前述の様に合焦レンズ群ホルダー１０８が公知のバネなどにより、図中右方向に片寄せ付勢されているので、結果としてナット１１８を介してネジ棒１０９も図中右側に片寄せ付勢されるからである。そうなると前記位置検出部材１１９，第１のＰＩ１２０の位置変化は無いが、その検出時におけるステッピングモータへの通電パターンが変化し、カメラは例えばＰＩ位置が変化したものと勘違いしてしまう。
【００５２】
このような摩耗による通電パターンの変化は、そのずれを補正すると逆に間違った送り制御をする事になる。このような場合には前述と同様にカメラに設けられた温度センサを併用し、常温状態であるにも拘らず上記通電パターンに変化が起きたときは摩耗によるものと判定して、補正を行わないようにすることで、間違った制御をしないシステムを構築する事が出来る。
【００５３】
これとは別に、カメラの組立時にあらかじめ慣らし運転の様な工程を設定し、前記接触部にそれ以上進まない程度の摩耗を起こさせることで、この影響を無視する事が出来るようにシステムを組む事も可能である。
【００５４】
図５は上記構成のカメラの主要部分の回路構成を示すブロック図であり、既に説明に出てきた部材については同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００５５】
図５において、６０１はカメラの各種の動作を制御するマイクロコンピュータ（以下、マイコンと記す）、６０２は前述の第１のＰＩ１２０を駆動すると共にその出力を前記マイコン６０１へ出力する第１の検出回路、６０３は前述の第２のＰＩ１２２を駆動すると共にその出力を前記マイコン６０１へ出力する第２の検出回路、６０４は記憶回路であるところのＥＥＰＲＯＭ、６０５はステッピングモータ駆動回路である。
【００５６】
次に、図６のフローチャートを用いて、上述の合焦レンズ群１０７の位置検出及びその送り補正量を決める際の動作について説明する。
【００５７】
マイコン６０１は、ステップ＃７０１より合焦レンズ群１０７の位置検出及び補正量を決めるためのサブルーチンをスタートさせる。まず、ステップ＃７０２において、ステッピングモータ駆動回路６０５を介してステッピングモータを駆動して１ステップ分、合焦レンズ群１０７を送る。そして、次のステップ＃７０３において、前記第１の検出回路６０２を介して前記第１のＰＩ１２０の出力信号の変化、つまり前記第１のＰＩ１２０の出力が明→暗に変化したか否かを判定する。前記第１のＰＩ１２０の出力が明→暗に変化しなければステップ＃７０２へ戻り、前記ステッピングモータの送りを続ける。その後、前記第１のＰＩ１２０の出力が明→暗信号に切り換わった事を第１の検出回路６０２からの出力信号により判定すると、つまり、合焦レンズ群１０７が第１のＰＩ１２０の位置に達した（合焦レンズ群１０７が基準位置に達した）事を判定すると、ステップ＃７０３からステップ＃７０４へ進み、ここではマイコン６０１内のカウンタＮをリセットし、次のステップ＃７０５において、カウンタＮの値を１つ進める。
【００５８】
次のステップ＃７０６においては、ステッピングモータを１ステップ送り、続くステップ＃７０７において、今度は第２のＰＩ１２２の出力信号の変化を第２の検出回路６０３を介して判定する。ここで第２のＰＩ１２２の出力信号に変化がなければステップ＃７０５へ戻り、前記カンタＮの値を順次進めながら、ステッピングモータによる送りを続ける（＃７０６）。そして、前記第２のＰＩ１２２の出力信号が変化した事、つまり切欠き部１２１ａに達した事を判定すると、直ちにステップ＃７０８へ進み、このサブルーチンを抜ける。
【００５９】
そして、カメラの製造時において、第１のＰＩ１２０の出力信号変化の検出が行われてから第２のＰＩ１２２の出力信号変化の検出が行われるまでの値をＥＥＰＲＯＭ６０４（設計目標値は２０）に記憶させておき、上記カウンタＮの値との差（２０−Ｎ）を補正ステップ数として、合焦レンズ群１０７の送り量に反映させる。
【００６０】
以上の実施の第１の形態によれば、これまでは実質的に不可能であった可変な環境下や経時変化による合焦レンズ群の送り量の補正を正確に行うことが可能となる。
【００６１】
（実施の第２の形態）
図７は本発明の実施の第２の形態に係るカメラの要部構成を示す断面図であり、これは上述の実施の第１の形態におけるパルス板１２１と第２のＰＩ１２２に相当する部分である。
【００６２】
この図７において、ネジ棒５０１の先端は、シャッタ地板５０２の嵌合穴５０２ａに回転可能に支持されている。そして、シャッタ地板５０２を貫通した先端部には磁石５０３が一体に固定されている。５０４はこの磁石５０３がその前面を通過したことを判別する為の磁気センサである。
【００６３】
これら磁石５０３と磁気センサ５０４により、前述のパルス板１２１と第２のＰＩ１２２の作用と同じ機能を果たすことが可能となっている。またこの時、前記磁石５０３はネジ棒５０１の一部を着磁して同じ機能を持たせてもよい。
【００６４】
以上の実施の第２の形態によれば、上記検出部の構成を違った方法で構成することが出来るので、より実現の可能性を高める事が出来る。
【００６５】
（発明と実施の形態の対応）
上記実施の形態において、シャッタ地板１０１が本発明の光学部材を保持する支持部材に、合焦レンズ群１０７，合焦レンズ群ホルダー１０８が本発明のレンズホルダーに、位置検出部材１１９，第１のＰＩ１２０が本発明のフォトインタラプタに、パルス板１２１及び第２のＰＩ１２２、磁石５０３及び磁気センサ５０４が本発明の検出手段に、ＥＥＰＲＯＭ６０４が本発明の記憶手段に、マイコン６０１が本発明のずれ量算出手段に、それぞれ相当する。
【００６６】
また、ＥＥＰＲＯＭ６０４に記憶された目標値が本発明の駆動基準情報に相当し、切欠き１２１ａや磁石５０３が本発明の目印部に相当する。
【００６７】
以上が実施の形態の各構成と本発明の各構成の対応関係であるが、本発明は、これら実施の形態の構成に限定されるものではなく、請求項で示した機能、又は実施の形態がもつ機能が達成できる構成であればどのようなものであってもよいことは言うまでもない。
【００６８】
（変形例）
本発明は、上述の実施の形態に限定されたものではなく、本発明の技術範囲を逸脱するものでなければどのような構成であってもかまわない。例えば上述の実施の形態の発想を変えて、前記位置検出部材１１９が合焦レンズ群ホルダー１０８に接着などにより固定された例えばプレス板等で構成されることを考えると、繰り返し温度変化やカメラを落としたときのショック等により接着剥がれや、プレス板の変形により検出位置がずれることも考えられる。
【００６９】
これに対して、パルス板１２１の検出ずれは前述の通り軸受けメタル部分の削れ及びネジ棒１０９の温度変化による伸縮のみである。軸受けメタル部分の削れに関しては前述の通り慣らし運転を行って、それ以上の削れが生じないように構成し、また温度変化に対しては線膨張係数から求められる伸縮量分を、外気温度に応じて補正する様に構成しておく。
【００７０】
このように構成した状態で、合焦レンズ群の送り制御を前記第１のＰＩ１２０による検出が行われた後、第２のＰＩ１２２によりパルス板１２１の位置検出が行われた時を基準位置として、前述の実施の形態の様な補正を行わず、ネジ棒の温度変化による伸縮分のみを補正してその後の送り制御を行うようにすることも可能である。
【００７１】
また、上記実施の形態では、温度変化等によるずれ分をステッピングモータのステップ数をカウントし、これとＥＥＰＲＯＭに記憶された目標値との比較で補正する様にしていたが、もちろん時間により制御する様にしても良い（１ステップ駆動に要する時間はわかっているので）。
【００７２】
また、第１のＰＩ１２０による基準位置出しを物理的な突き当て位置で行っても良い。
【００７３】
また、合焦レンズ群を駆動する駆動源としてステッピングモータを使用した例を示したが、通常のＤＣモータ等であっても良い。
【００７４】
また、カメラに適用した例を述べているが、レンズ等の移動部材を有する焦点調節装置やその他の位置制御装置であっても良い。
【００７５】
また、以上の実施の形態のソフト構成とハード構成は、適宜置き換えることができるものである。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外的要因によるフォトインタプラタの検出情報のずれ量を、検出手段の検出出力を用いて補正することができる撮影レンズの駆動制御装置を提供できるものである。
【００７８】
さらに、移動部材を目標位置まで正確に移動させることができる位置制御装置を提供できるものである。
【００７９】
また、本発明によれば、レンズを目標位置まで正確に移動させることができる焦点調節装置を提供できるものである。
【００８０】
また、本発明によれば、レンズを目標位置まで正確に移動させることができるカメラを提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１の形態に係るカメラの要部断面図である。
【図２】二相コイル、１０極マグネットにより構成された本発明の実施の第１の形態に係るステッピングモータの動作説明図である。
【図３】本発明の実施の第１の形態に係るステッピングモータの１−２相駆動による通電パターンを示した図である。
【図４】本発明の実施の第１の形態において位置検出部材が第１のＰＩを通過した瞬間における第２のＰＩとパルス板を正面から見た図である。
【図５】本発明の実施の第１の形態にカメラの主要部分の電気的構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の第１の形態にカメラにおいて合焦レンズ群の位置検出及びその送り補正量を決めるための動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の第１の形態にカメラの主要部分の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０１ シャッタ地板
１０７ 合焦レンズ群
１０８ 合焦レンズ群ホルダー
１０９，５０１ ネジ棒
１１９ 位置検出部材
１２０ 第１のＰＩ
１２０ａ 切欠き部
１２１ パルス板
１２２ 第２のＰＩ
５０３ 磁石
５０４ 磁気センサ
６０１ マイコン
６０２ 第１の検出回路
６０３ 第２の検出回路
６０４ ＥＥＰＲＯＭ
【発明の属する技術分野】
本発明は、一方から他方へ移動する移動部材の位置を制御する位置制御装置、焦点調節装置及びカメラの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レンズ鏡筒の位置制御方法として、特開平８−１２２６１７号に開示されている様に、一カ所の基準位置を判別する判別手段によりレンズ鏡筒の光軸方向の基準位置を決定し、その後モータ軸上に設けられたパルス板の回転をフォトインタラプタにより読み取ることで、レンズ鏡筒の繰り出し量を制御する機構が知られている。
【０００３】
また、少なくとも二つのレンズ群の光軸位置を変化させて撮影倍率を変化させるズームレンズを備えたカメラにおいて、第１のレンズ群と一体に設けられたステッピングモータ等の駆動源により第２のレンズ群を光軸方向に沿って駆動する事が可能なように構成され、撮影レンズの焦点距離情報と被写体距離情報とから前記第２のレンズ群の光軸位置を計算し、その位置に第２のレンズ群を前記駆動源により駆動制御する事により、従来のカム筒に形成されたカム溝と直進案内筒に設けられた直進案内溝によりその光軸方向位置を制御する、いわゆるメカニカルなカム機構を不要にした撮影レンズ鏡筒が知られている。
【０００４】
この構造は一般的に電子ズーム機構と呼ばれており、その簡単な構成を以下に説明する。
【０００５】
撮影レンズの変倍動作により変化した焦点距離情報を公知の位置検出手段により検出し、又被写体距離を公知の距離検出手段により検出する事で、被写体に合焦させるための前記第１のレンズ群に対する前記第２のレンズ群の位置が決定される。前記第１のレンズ群には第２のレンズ群に設けられた被検出部の位置を判別する検出器が備えられており、撮影者がレリーズ操作を行うと、該検出器による検出信号を基にして前述のように決定された前記第１のレンズ群に対する第２のレンズ群の位置へ第２のレンズ群を駆動制御するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記それぞれの従来例においては以下の様な問題点を有していた。
【０００７】
前者の従来例においては、レンズ鏡筒の基準位置を判別する判別手段からの検出信号が温度変化などの要因によりずれたとしてもそのずれ量を検出する事は出来ないため、その誤差がそのままレンズ鏡筒の送り量のずれとして発生する。これは撮影時のピントずれとなるので、カメラの品質に著しい悪影響を及ぼす事となる。
【０００８】
後者の従来例においては、ステッピングモータにより前記第２のレンズ群を駆動制御する場合、ステッピングモータの性質上、前述の第１のレンズ群に取り付けられ前記第２のレンズ群の基準位置を検出器により検出したときのモータ通電位相が、レンズ群の温度変化などの要因により製造時のものと異なっていた場合には、その通電位相の違いから送り量を補正する事が可能である。しかしながら後に詳述する様に、その補正可能範囲はきわめて微少範囲であるために実際には補正が出来ないと言う問題が発生し、結果的には前者の従来例と同様にピントずれとなり、カメラの品質に著しい悪影響を及ぼす事となる。
【００１０】
（発明の目的）
本発明の第１の目的は、外的要因による、フォトインタラプタによるレンズホルダーの基準位置検出のずれ分を、検出手段の検出出力を用いて補正することのできる撮影レンズの駆動制御装置を提供しようとするものである。
【００１２】
本発明の第２の目的は、レンズを目標位置まで正確に移動させることのできる焦点調節装置を提供しようとするものである。
【００１３】
本発明の第３の目的は、レンズを目標位置まで正確に移動させることのできるカメラを提供しようとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、本発明は、光学部材を保持する支持部材に移動可能に保持されるレンズホルダーと、前記レンズホルダーを一方から他方へ移動させるために回転駆動する４極以上のロータを有する２相ステッピングモータと、前記レンズホルダーに設けられる被検出部又は検出部と、それに対応する、前記光学部材を保持する支持部材に設けられる検出部又は被検出部とから成り、前記レンズホルダーが基準位置を通過したことを検出するフォトインタラプタと、前記４極以上のロータを有する２相ステッピングモータの回転駆動に連動する被検出部又は検出部と、それに対応する、前記光学部材を保持する支持部材に設けられる検出部又は被検出部とから成り、前記４極以上のロータを有する２相ステッピングモータに連動する前記被検出部又は検出部に形成され、該４極以上のロータを有する２相ステッピングモータの回転駆動に連動して回転移動する目印部が予め定められた位置まで回転移動したことを検出する検出手段と、駆動基準情報を記憶した記憶手段と、前記フォトインタラプタにて前記基準位置が検出された時点から前記検出手段にて前記目印部が前記予め定められた位置に達したことが検出されるまでの、前記４極以上のロータを有する２相ステッピングモータの駆動情報を求め、該駆動情報と前記駆動基準情報との比較により、前記フォトインタラプタにて検出される前記基準位置が外的要因により設計目標値として定められた基準位置からどれだけずれたかのずれ量を求めるずれ量算出手段と、前記ずれ量算出手段により算出されたずれ量により、前記レンズホルダーの目標とされる位置までの前記４極以上のロータを有する２相ステッピングモータの駆動量に補正を加える駆動量補正手段とを有し、前記目印部は、前記ずれ量が零の状態では前記予め定められた位置から半回転分離れた位置に設定され、前記駆動基準情報は、前記ずれ量が零の状態で前記フォトインタラプタにて前記基準位置が検出された時点から前記検出手段にて前記目印部が前記予め定められた位置に達したことが検出されるまでの、前記４極以上のロータを有する２相ステッピングモータの駆動情報である撮影レンズの駆動制御装置とするものである。
【００１７】
また、上記第２の目的を達成するために、本発明は、本発明の上記位置制御装置を有する焦点調節装置とするものである。
【００１８】
また、上記第３の目的を達成するために、本発明は、本発明の上記焦点調節装置を有するカメラとするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１は本発明の実施の第１の形態に係るカメラの要部を示す断面図であり、同図において、１０１はシャッタ羽根１０５，１０６を含む公知のシャッタ機構を有するシャッタ地板である。１０２は前記シャッタ地板１０１に固定される後地板であり、該後地板１０２には、レンズ保持部材１２４に保持された第１のレンズ群１２３が固定され、さらに公知のカムピン１０３がその外周面に固定されている。
【００２１】
前記カムピン１０３は、公知のカム筒と直進案内筒の作用により光軸方向に沿ってあらかじめ決められた位置に駆動される。この結果、後述の合焦レンズ群を保持し、前述のシャッタ地板１０１と後地板１０２で構成された光学ユニット１０４が光軸方向に沿って駆動制御される。
【００２２】
１０７は合焦レンズ群である。１０８は前記合焦レンズ群１０７を保持する合焦レンズ群ホルダーであり、前記シャッタ地板１０１と後地板１０２の間に固定された公知の支持手段により光軸方向に移動自在に支持されている。１０９はネジ棒であり、その後地板１０２側にはステッピングモータのローターであるところの永久磁石１１０が固定されている。
【００２３】
前記永久磁石１１０の外周部には二つの駆動コイル１１１，１１２が設けられ、該駆動コイル１１１，１１２とステータヨーク１１３，１１４及び１１５，１１６とで磁気回路を形成し、公知のステッピングモータを形成している。軸受けメタル１１７は、後地板１０２に圧入などの手段により固定されて、該ネジ棒１０９の後地板側端部１０９ａを回転可能に保持している。また、ネジ棒１０９のネジ部１０９ｂには雄ねじが形成され、これに雌ねじを備えたナット１１８が螺合している。
【００２４】
前記ナット１１８は前記合焦レンズ群ホルダー１０８に形成されたナット保持部１０８ａに保持され、前述のステッピングモータを介してネジ棒１０９が回転する事で、合焦レンズ群１０７を保持する合焦レンズ群ホルダー１０８を光軸に沿って駆動する。この時、合焦レンズ群ホルダー１０８は公知のバネなどにより矢印Ａ方向に片寄せ付勢されているので、前記ナット１１８とナット保持部１０８ａに存在するガタ１１８ａの影響による合焦レンズ群１０７の光軸方向のずれはない。
【００２５】
前記合焦レンズ群ホルダー１０８にはさらに、位置検出のための位置検出部材１１９が固定されている。この位置検出部材１１９の光軸方向の移動軌跡上にはこの位置検出部材１１９が通過したことを検出する公知の第１のフォトインタラプタ１２０（以下、第１のＰＩ１２０と記す）がシャッタ地板１０１に固定されている。この位置検出部材１１９と第１のＰＩ１２０により合焦レンズ群１０７の光軸方向の位置を判別し、目的とする位置まで前述のステッピングモータにより合焦レンズ群１０７は駆動制御される。
【００２６】
上述までの構成が、従来のレンズ位置検出方法である。このような構成において、例えば第１のＰＩ１２０の位置が温度変化などにより変わったときには、次に説明する範囲内であれば、そのずれ量を検知し補正することが可能である。以下にその内容を詳述する。
【００２７】
図２は、二相コイル，１０極マグネットにより構成されたステッピングモータの動作説明図である。
【００２８】
図中（ａ）は、二つのコイルに常時電流を流しながらその通電位相を切り換えて回転駆動する、いわゆる二相駆動（フルステップ駆動）の動作を表している。
この二相駆動における送り角度は１ステップあたり１８度であり、図に示すように順次、図中▲１▼→▲２▼→▲３▼→▲４▼の通電を１サイクルとして通電を繰り返すことで、ローターマグネットは反時計方向（図中、矢印方向）に順次ステップ応答を繰り返して回転を行う。この時通電順序を逆にすると、上述とは逆にマグネットローターは時計方向に回転する。
【００２９】
図中（ｂ）は、上述の二相駆動における各相の通電パターンの間で片側のコイルの通電を取り止めることで、前述の二相駆動による送り角度の半分の送り角度でマグネットローターを回転駆動する、いわゆる１−２相駆動（ハーフステップ駆動）の動作説明図である。この１−２相駆動における送り角度は、前述のフルステップによる送り角度の半分、つまり９度である。通電パターンは図に示すように、前述の２相駆動における通電パターン、▲１▼，▲２▼，▲３▼，▲４▼の間に、片側のコイルへの通電を取り止めた通電パターン、▲１▼’，▲２▼’，▲３▼’，▲４▼’（▲３▼’，▲４▼’は不図示）の通電を行うものである。
【００３０】
上記の様に図２（ｂ）には示していないが、３’は、図中（ａ）の３の通電パターンの左側コイルへの通電を取り止めたものであり、又４’は、図中（ａ）の４の通電パターンの右側コイルへの通電を取り止めたものである。
【００３１】
上述と同様、▲１▼→▲１▼’→▲２▼ →▲２▼’→▲３▼ →▲３▼’→▲４▼ →▲４▼’の通電サイクルを１サイクルとし、これを繰り返すことで、マグネットローターは図中反時計方向に回転する。また、この通電の順序を逆にすると、前述とは逆に時計方向に回転を行う。
【００３２】
今、前述の合焦レンズ群ホルダー１０８を光軸に沿って駆動するステッピングモータの永久磁石１１０が上述の１０極着磁のマグネットローターで構成されているとする。そして、各コイル１１１，１１２へ上述の１−２相駆動による通電パターンが印加されるとする。この時、１ステップの送り角度は９度であるから、マグネットローターの１回転は４０ステップとなる。
【００３３】
近年のズームコンパクトカメラは、その小型化，高倍率化等の影響により、合焦レンズ群のフォーカス敏感度がますます増加傾向にある。そのため、合焦レンズ群をステッピングモータ等により送り制御する際、必要とされる１ステップ当たりの送り量の精細化が要求されている。今、１ステップ当たりの送り量が５μｍを要求されている時、前述のネジ棒１０９に形成された雄ねじ１０９ｂ、およびナット１１８の雌ねじ１１８ａのネジピッチは
５μｍ×４０ステップ＝ 0.2mm
となる。
【００３４】
上述の様な具体的な構成において、位置検出部材１１９が前記第１のＰＩ１２０を通過するときのタイミングが、可変な温度環境下における使用などにより変化したときの送り補正について説明する。
【００３５】
図３は、上述の１−２相駆動による通電パターンを示した図である。
【００３６】
今、図中アで示した通電位相において、前記位置検出部材１１９がＰＩを通過するように設定されていたとする。これが例えば可変な温度環境下においてシャッタ地板１０１の熱膨張または収縮により前記第１のＰＩ１２０の位置が変化したときには、位置検出部材１１９が第１のＰＩ１２０を通過するときの通電パターンが変化する。この時の変化が図中ウ及びイで表した▲３▼の通電位相より内側に収まっていれば、そのずれは補正する事が可能である。このずれ量は前述の様に１ステップ当たりの送り量が５μｍであるから、それぞれ前後方向に±３ステップ、つまり±１５μｍ以内の範囲であればそのずれを補正して送りを制御する事が可能である（▲１▼→▲１▼’→▲２▼ →▲２▼’や▲１▼→▲４▼’→▲４▼ →▲３▼’のように、通電位相が異なるので）。
【００３７】
しかしながら、±４ステップ、つまり±２０μｍの変化になるとこの時の通電位相は▲３▼で同じであるので、図中イなのか、ウなのか判別出来なくなる。さらに５ステップ、つまり±５ステップ以上になると、今度は本来行うべき補正とは逆の補正がかかる恐れがある。つまり、例えば温度変化により実際には図中エの通電位相である▲３▼’で位置検出部材１１９が第１のＰＩ１２０を通過したとき、補正システムはこれを図中オの通電位相▲３▼’であると判別し、本来補正すべき−５ステップの補正（図３に示す様に左方向への送りを＋、右方向への送りを−とすると）ではなく、＋３ステップの間違った補正を行ってしまい、結果的には＋８ステップの送りミスとなってしまう。
【００３８】
つまりこの様なシステムでは、温度などの影響によるずれを±１５μｍ以下に抑える必要がある。しかしながら、実際のカメラにおいて室温２０℃から低温のマイナス１０℃に環境が変わるだけで、前記第１のＰＩ１２０の位置は１０μｍ以上変化する事が本出願人らの実験により確かめられている。これは、カメラの構成部品材料であるポリカーボネード樹脂の線膨張係数αを
α＝ 2.8〜 5.6×１０-5 cm/cm・℃
より計算した場合、長さ１cmあたり、約８μｍ〜１７μｍの温度変化が起こる事からも計算できる。
【００３９】
従って、カメラが晒される可変な温度環境下において、上述の補正可能なＰＩ位置変化の許容量である１５μｍ近く、または、それ以上の変化を起こしてしまうため、実質的には合焦レンズ群１０７の送り補正を行うことは不可能である。
【００４０】
以上の点に鑑み、以下に本実施の形態の要旨をなす第２の検出器を併用した送り制御について説明する。
【００４１】
図１中、前記ネジ棒１０９のシャッタ地板側端部はシャッタ地板１０１の嵌合穴１０１ａに回転可能に保持されると共に、その先端部にはネジ棒１０９と一体に回転するパルス板１２１が圧入などにより固定されている。このパルス板の回転を第２のフォトインタラプタ１２２（以下、第２のＰＩ１２２と記す）により検出する。
【００４２】
図４は、前述の位置検出部材１１９が第１のＰＩ１２０を通過した瞬間における、第２のＰＩ１２２とパルス板１２１を正面（図１の矢印Ｂ方向）から見た図である。
【００４３】
パルス板１２１に設けられた切欠き１２１ａは、この時第２のＰＩ１２２から見て１８０度の対称位置に来るように設定されている。この時のステッピングモータへのコイル通電パターンが例えば１であったとする。パルス板１２１はネジ棒１０９と一体で回転するから、前述のステッピングモータの１−２相駆動による１ステップ当たりの回転角度は９度である。図４中のパルス板１２１にはこの９度毎に区切られた領域にステッピングモータの通電パターンが記入されている。つまり、前述の位置検出部材１１９の通過が第１のＰＩ１２０により検出された瞬間の通電パターンを仮に１としたときのＰＩ１２２の検出部１２２ａにおける通電パターンをパルス板１２１上に記してある。この後、ステッピングモータへの通電が前述のように１’，２ ，２’，３ ，３’，…と進んでいくと、パルス板は図４中のパルス板上に記された通電位相が第２のＰＩ１２２の検出部１２２ａに位置するように回転する。つまり、反時計方向に順次回転を続ける。そして前記通電パターン１を検出してから２０ステップ目に、パルス板１２１の切欠き１２１ａが第２のＰＩ１２２の検出部１２２ａに位置するところまで回転し、該ＰＩ１２２によるパルス板１２１の切欠き位置検出が行われる。
【００４４】
前述の位置検出部材１１９及び第１のＰＩ１２０の温度変化等における位置ずれを補正する事が出来る範囲は、図４中ハッチングを施した範囲１２１ｂで表した±３ステップの範囲である。この範囲を超えると合焦レンズ群１０７の送り量を補正することが出来ないと言うことは前述の通りである。しかしながら、このパルス板１２１と第２のＰＩ１２２を用いることで、その補正可能範囲を前述以上に広げることが可能である。
【００４５】
例えば本来通電パターン▲１▼の位置で、前述の位置検出部材１１９の通過を第１のＰＩ１２０が検出する筈であるが、温度などの影響により６ステップずれた位置、図４中、１２１ｃの通電パターン▲４▼で位置検出部材１１９の通過をＰＩ１２０が検出したとする。前述の位置検出部材１１９と第１のＰＩ１２０だけの構成ではこのずれはもはや補正することは不可能である。
【００４６】
しかしながら、パルス板１２１と第２のＰＩ１２２を備えた本実施の形態の構成によれば、次の様にしてそのずれ量を補正する事が出来る。
【００４７】
すなわち、図４中１２１ｃの通電パターン▲４▼で位置検出部材１１９の通過を第１のＰＩ１２０が検出した後、さらにステッピングモータを前述の通り反時計方向に回転させると１４ステップ後に該パルス板１２２の切欠き１２１ａを第２のＰＩ１２２が検出する。
【００４８】
この時、本来ならば２０ステップ後に検出が行われる筈なのに、１４ステップしか送っていない時点でこの検出が行われたことを判別することが出来る。つまり、本来よりも６ステップ少ない送り量で検出が起こった事をカメラ側は知ることが出来る。従って、このずれ分に相当する６ステップを補正して合焦レンズ群１０７を送り制御する事で、正確なレンズ位置制御が可能となる。この時の補正可能なステップ数は±１９ステップであり、この範囲内のずれであれば補正を行うことが可能である。
【００４９】
上記１９ステップは、ネジ棒１０９、つまり合焦レンズ群１０７の送り量に換算すると±９５μｍとなる。これは前述の位置検出部材１１９と第１のＰＩ１２０だけにより構成されたシステムの補正可能範囲±１５μｍに比べて著しく広範囲なものとなっており、実際のシステムでも十分に機能を果たすことが可能なものである。
【００５０】
さらにネジ棒１０９の可変な温度環境下における伸縮については、あらかじめ各温度下における補正量を設定しておいて外気温度を温度センサにより検出し、その温度における補正を行う様にすることでさらに正確な送り制御を行うことが出来る。
【００５１】
また図１中、軸受けメタル１１７とネジ棒１０９の後地板側端部１０９ａの接触部に摩耗が生じた際、摩耗が起きるとネジ棒全体がその削れ量分だけ図１中右側に移動する。これは前述の様に合焦レンズ群ホルダー１０８が公知のバネなどにより、図中右方向に片寄せ付勢されているので、結果としてナット１１８を介してネジ棒１０９も図中右側に片寄せ付勢されるからである。そうなると前記位置検出部材１１９，第１のＰＩ１２０の位置変化は無いが、その検出時におけるステッピングモータへの通電パターンが変化し、カメラは例えばＰＩ位置が変化したものと勘違いしてしまう。
【００５２】
このような摩耗による通電パターンの変化は、そのずれを補正すると逆に間違った送り制御をする事になる。このような場合には前述と同様にカメラに設けられた温度センサを併用し、常温状態であるにも拘らず上記通電パターンに変化が起きたときは摩耗によるものと判定して、補正を行わないようにすることで、間違った制御をしないシステムを構築する事が出来る。
【００５３】
これとは別に、カメラの組立時にあらかじめ慣らし運転の様な工程を設定し、前記接触部にそれ以上進まない程度の摩耗を起こさせることで、この影響を無視する事が出来るようにシステムを組む事も可能である。
【００５４】
図５は上記構成のカメラの主要部分の回路構成を示すブロック図であり、既に説明に出てきた部材については同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００５５】
図５において、６０１はカメラの各種の動作を制御するマイクロコンピュータ（以下、マイコンと記す）、６０２は前述の第１のＰＩ１２０を駆動すると共にその出力を前記マイコン６０１へ出力する第１の検出回路、６０３は前述の第２のＰＩ１２２を駆動すると共にその出力を前記マイコン６０１へ出力する第２の検出回路、６０４は記憶回路であるところのＥＥＰＲＯＭ、６０５はステッピングモータ駆動回路である。
【００５６】
次に、図６のフローチャートを用いて、上述の合焦レンズ群１０７の位置検出及びその送り補正量を決める際の動作について説明する。
【００５７】
マイコン６０１は、ステップ＃７０１より合焦レンズ群１０７の位置検出及び補正量を決めるためのサブルーチンをスタートさせる。まず、ステップ＃７０２において、ステッピングモータ駆動回路６０５を介してステッピングモータを駆動して１ステップ分、合焦レンズ群１０７を送る。そして、次のステップ＃７０３において、前記第１の検出回路６０２を介して前記第１のＰＩ１２０の出力信号の変化、つまり前記第１のＰＩ１２０の出力が明→暗に変化したか否かを判定する。前記第１のＰＩ１２０の出力が明→暗に変化しなければステップ＃７０２へ戻り、前記ステッピングモータの送りを続ける。その後、前記第１のＰＩ１２０の出力が明→暗信号に切り換わった事を第１の検出回路６０２からの出力信号により判定すると、つまり、合焦レンズ群１０７が第１のＰＩ１２０の位置に達した（合焦レンズ群１０７が基準位置に達した）事を判定すると、ステップ＃７０３からステップ＃７０４へ進み、ここではマイコン６０１内のカウンタＮをリセットし、次のステップ＃７０５において、カウンタＮの値を１つ進める。
【００５８】
次のステップ＃７０６においては、ステッピングモータを１ステップ送り、続くステップ＃７０７において、今度は第２のＰＩ１２２の出力信号の変化を第２の検出回路６０３を介して判定する。ここで第２のＰＩ１２２の出力信号に変化がなければステップ＃７０５へ戻り、前記カンタＮの値を順次進めながら、ステッピングモータによる送りを続ける（＃７０６）。そして、前記第２のＰＩ１２２の出力信号が変化した事、つまり切欠き部１２１ａに達した事を判定すると、直ちにステップ＃７０８へ進み、このサブルーチンを抜ける。
【００５９】
そして、カメラの製造時において、第１のＰＩ１２０の出力信号変化の検出が行われてから第２のＰＩ１２２の出力信号変化の検出が行われるまでの値をＥＥＰＲＯＭ６０４（設計目標値は２０）に記憶させておき、上記カウンタＮの値との差（２０−Ｎ）を補正ステップ数として、合焦レンズ群１０７の送り量に反映させる。
【００６０】
以上の実施の第１の形態によれば、これまでは実質的に不可能であった可変な環境下や経時変化による合焦レンズ群の送り量の補正を正確に行うことが可能となる。
【００６１】
（実施の第２の形態）
図７は本発明の実施の第２の形態に係るカメラの要部構成を示す断面図であり、これは上述の実施の第１の形態におけるパルス板１２１と第２のＰＩ１２２に相当する部分である。
【００６２】
この図７において、ネジ棒５０１の先端は、シャッタ地板５０２の嵌合穴５０２ａに回転可能に支持されている。そして、シャッタ地板５０２を貫通した先端部には磁石５０３が一体に固定されている。５０４はこの磁石５０３がその前面を通過したことを判別する為の磁気センサである。
【００６３】
これら磁石５０３と磁気センサ５０４により、前述のパルス板１２１と第２のＰＩ１２２の作用と同じ機能を果たすことが可能となっている。またこの時、前記磁石５０３はネジ棒５０１の一部を着磁して同じ機能を持たせてもよい。
【００６４】
以上の実施の第２の形態によれば、上記検出部の構成を違った方法で構成することが出来るので、より実現の可能性を高める事が出来る。
【００６５】
（発明と実施の形態の対応）
上記実施の形態において、シャッタ地板１０１が本発明の光学部材を保持する支持部材に、合焦レンズ群１０７，合焦レンズ群ホルダー１０８が本発明のレンズホルダーに、位置検出部材１１９，第１のＰＩ１２０が本発明のフォトインタラプタに、パルス板１２１及び第２のＰＩ１２２、磁石５０３及び磁気センサ５０４が本発明の検出手段に、ＥＥＰＲＯＭ６０４が本発明の記憶手段に、マイコン６０１が本発明のずれ量算出手段に、それぞれ相当する。
【００６６】
また、ＥＥＰＲＯＭ６０４に記憶された目標値が本発明の駆動基準情報に相当し、切欠き１２１ａや磁石５０３が本発明の目印部に相当する。
【００６７】
以上が実施の形態の各構成と本発明の各構成の対応関係であるが、本発明は、これら実施の形態の構成に限定されるものではなく、請求項で示した機能、又は実施の形態がもつ機能が達成できる構成であればどのようなものであってもよいことは言うまでもない。
【００６８】
（変形例）
本発明は、上述の実施の形態に限定されたものではなく、本発明の技術範囲を逸脱するものでなければどのような構成であってもかまわない。例えば上述の実施の形態の発想を変えて、前記位置検出部材１１９が合焦レンズ群ホルダー１０８に接着などにより固定された例えばプレス板等で構成されることを考えると、繰り返し温度変化やカメラを落としたときのショック等により接着剥がれや、プレス板の変形により検出位置がずれることも考えられる。
【００６９】
これに対して、パルス板１２１の検出ずれは前述の通り軸受けメタル部分の削れ及びネジ棒１０９の温度変化による伸縮のみである。軸受けメタル部分の削れに関しては前述の通り慣らし運転を行って、それ以上の削れが生じないように構成し、また温度変化に対しては線膨張係数から求められる伸縮量分を、外気温度に応じて補正する様に構成しておく。
【００７０】
このように構成した状態で、合焦レンズ群の送り制御を前記第１のＰＩ１２０による検出が行われた後、第２のＰＩ１２２によりパルス板１２１の位置検出が行われた時を基準位置として、前述の実施の形態の様な補正を行わず、ネジ棒の温度変化による伸縮分のみを補正してその後の送り制御を行うようにすることも可能である。
【００７１】
また、上記実施の形態では、温度変化等によるずれ分をステッピングモータのステップ数をカウントし、これとＥＥＰＲＯＭに記憶された目標値との比較で補正する様にしていたが、もちろん時間により制御する様にしても良い（１ステップ駆動に要する時間はわかっているので）。
【００７２】
また、第１のＰＩ１２０による基準位置出しを物理的な突き当て位置で行っても良い。
【００７３】
また、合焦レンズ群を駆動する駆動源としてステッピングモータを使用した例を示したが、通常のＤＣモータ等であっても良い。
【００７４】
また、カメラに適用した例を述べているが、レンズ等の移動部材を有する焦点調節装置やその他の位置制御装置であっても良い。
【００７５】
また、以上の実施の形態のソフト構成とハード構成は、適宜置き換えることができるものである。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外的要因によるフォトインタプラタの検出情報のずれ量を、検出手段の検出出力を用いて補正することができる撮影レンズの駆動制御装置を提供できるものである。
【００７８】
さらに、移動部材を目標位置まで正確に移動させることができる位置制御装置を提供できるものである。
【００７９】
また、本発明によれば、レンズを目標位置まで正確に移動させることができる焦点調節装置を提供できるものである。
【００８０】
また、本発明によれば、レンズを目標位置まで正確に移動させることができるカメラを提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１の形態に係るカメラの要部断面図である。
【図２】二相コイル、１０極マグネットにより構成された本発明の実施の第１の形態に係るステッピングモータの動作説明図である。
【図３】本発明の実施の第１の形態に係るステッピングモータの１−２相駆動による通電パターンを示した図である。
【図４】本発明の実施の第１の形態において位置検出部材が第１のＰＩを通過した瞬間における第２のＰＩとパルス板を正面から見た図である。
【図５】本発明の実施の第１の形態にカメラの主要部分の電気的構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の第１の形態にカメラにおいて合焦レンズ群の位置検出及びその送り補正量を決めるための動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の第１の形態にカメラの主要部分の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０１ シャッタ地板
１０７ 合焦レンズ群
１０８ 合焦レンズ群ホルダー
１０９，５０１ ネジ棒
１１９ 位置検出部材
１２０ 第１のＰＩ
１２０ａ 切欠き部
１２１ パルス板
１２２ 第２のＰＩ
５０３ 磁石
５０４ 磁気センサ
６０１ マイコン
６０２ 第１の検出回路
６０３ 第２の検出回路
６０４ ＥＥＰＲＯＭ
Claims (9)
- 光学部材を保持する支持部材に移動可能に保持されるレンズホルダーと、
前記レンズホルダーを一方から他方へ移動させるために回転駆動する４極以上のロータを有する２相ステッピングモータと、前記レンズホルダーに設けられる被検出部又は検出部と、それに対応する、前記光学部材を保持する支持部材に設けられる検出部又は被検出部とから成り、前記レンズホルダーが基準位置を通過したことを検出するフォトインタラプタと、
前記４極以上のロータを有する２相ステッピングモータの回転駆動に連動する被検出部又は検出部と、それに対応する、前記光学部材を保持する支持部材に設けられる検出部又は被検出部とから成り、前記４極以上のロータを有する２相ステッピングモータに連動する前記被検出部又は検出部に形成され、該４極以上のロータを有する２相ステッピングモータの回転駆動に連動して回転移動する目印部が予め定められた位置まで回転移動したことを検出する検出手段と、
駆動基準情報を記憶した記憶手段と、
前記フォトインタラプタにて前記基準位置が検出された時点から前記検出手段にて前記目印部が前記予め定められた位置に達したことが検出されるまでの、前記４極以上のロータを有する２相ステッピングモータの駆動情報を求め、該駆動情報と前記駆動基準情報との比較により、前記フォトインタラプタにて検出される前記基準位置が外的要因により設計目標値として定められた基準位置からどれだけずれたかのずれ量を求めるずれ量算出手段と、
前記ずれ量算出手段により算出されたずれ量により、前記レンズホルダーの目標とされる位置までの前記４極以上のロータを有する２相ステッピングモータの駆動量に補正を加える駆動量補正手段とを有し、前記目印部は、前記ずれ量が零の状態では前記予め定められた位置から半回転分離れた位置に設定され、
前記駆動基準情報は、前記ずれ量が零の状態で前記フォトインタラプタにて前記基準位置が検出された時点から前記検出手段にて前記目印部が前記予め定められた位置に達したことが検出されるまでの、前記４極以上のロータを有する２相ステッピングモータの駆動情報であることを特徴とする撮影レンズの駆動制御装置。 - 前記検出手段は、前記４極以上のロータを有する２相ステッピングモータの回転駆動に連動する、前記目印部が形成された円板と、前記光学部材を保持する支持部材に設けられるフォトセンサとより成り、前記フォトセンサが前記目印部を検出することにより、前記目印部が前記予め定められた位置まで回転移動したことを示す信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の撮影レンズの駆動制御装置。
- 前記検出手段は、前記４極以上のロータを有する２相ステッピングモータの駆動に連動する、磁石を前記目印部として持つ部材と、前記光学部材を保持する支持部材に設けられる磁気センサとより成り、前記磁気センサが前記磁石に生じる磁界を検出することにより、前記目印部が前記予め定められた位置まで回転移動したことを示す信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の撮影レンズの駆動制御装置。
- 前記ずれ量算出手段は、前記フォトインタラプタにて前記基準位置が検出された時点から前記検出手段にて前記目印部が前記予め定められた位置まで回転移動したことが検出されるまでの、前記４極以上のロータを有する２相ステッピングモータの駆動ステップ数を計数し、該駆動ステップ数を前記駆動情報として前記駆動基準情報との比較を行い、前記ずれ量を算出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の撮影レンズの駆動制御装置。
- 前記記憶手段に記憶される駆動基準情報は、前記レンズホルダーが前記設計目標値として定められた基準位置にある際に、前記フォトインタラプタにて前記基準位置が検出された時点から前記検出手段にて前記目印部が前記予め定められた位置に達したことが検出されるまでの、前記４極以上のロータを有する２相ステッピングモータの駆動情報であることを特徴とする請求項１に記載の撮影レンズの駆動制御装置。
- 前記外的要因は、使用環境下における温度変化であり、前記フォトインタラプタにて検出される前記基準位置のずれ量は、前記温度変化によって前記レンズホルダーを保持する光学部材を保持する支持部材の伸長又は伸縮により発生することを特徴とする請求項１に記載の撮影レンズの駆動制御装置。
- 前記レンズホルダーは、光軸方向に移動し、焦点距離又は焦点状態を変更する為のレンズを保持することを特徴とする請求項１に記載の撮影レンズの駆動制御装置。
- 請求項７に記載の撮影レンズの駆動制御装置を有することを特徴とする焦点調節装置。
- 請求項８に記載の焦点調節装置を有することを特徴とするカメラ。
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