JP4833561B2 - 撮影レンズ駆動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮影レンズ駆動制御装置に関するものである

一般に、写真撮影を行うカメラにおいては、必要に応じて撮影の倍率を変化させることが可能ないわゆるズームレンズを備えたものが普及している。

このようなズームレンズでは、カメラに備えられた操作スイッチにより、遠方を拡大して撮影することが可能な望遠の状態と、より広い範囲を撮影することが可能な広角の状態との間で撮影倍率を変化させることが可能である。

ここで撮影倍率を変化させるためには、１枚以上のレンズを備えるレンズ群を複数組み合わせ、それぞれのレンズ群を光軸方向に駆動させることで実現が可能である。

このようなレンズ群を駆動する場合、各レンズ群の位置を連動させて変更することが可能な機械的な機構を設け、その機構を手動またはモータにより駆動制御する撮影レンズ駆動制御装置が一般に用いられている（例えば、特許文献１）。しかしながら、このような撮影レンズ駆動制御装置の場合、機械的な機構を備えることにより構造が複雑になってしまう、という問題点があった。

上記のような撮影レンズ駆動制御装置に対し、各レンズ群をそれぞれモータにより直接駆動することで、機械的な機構に比べて構造が容易な撮影レンズ駆動制御装置が検討されている。
特開平０６−１６０６９９号公報

ここで各レンズ群は同一の光軸上にあるため、各レンズ群をその光軸にそって独立して前後に駆動した場合は、各レンズ群同士が干渉してしまう可能性がある。

また、各レンズ群を時間をずらして順次駆動した場合は、目標の光学系が成立するまでに時間がかかってしまう。したがって、このような撮影レンズ駆動制御装置を、液晶ディスプレイを備えたデジタルカメラに適用した場合、液晶ディスプレイには通常レンズを通じた映像が表示されているため、焦点が合っていない状態での映像が長く表示されることになり、見栄えが悪いという問題も発生する。

本発明の課題は、複数のレンズ群で構成された撮影レンズにおいて、各レンズ群の間の干渉を起こすことなく各レンズ群をそれぞれモータで同時に駆動し、目標の光学系を短時間で成立させる撮影レンズ駆動制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、変倍機能を担う複数のレンズ群と、前記複数のレンズ群を駆動する複数のレンズ駆動装置と、前記複数のレンズ駆動装置を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記複数のレンズ群のうち対物側に位置するレンズ群を駆動する際に、該対物側に位置するレンズ群の位置に対する他のレンズ群の位置に応じて、該対物側に位置するレンズ群と該他のレンズ群との距離が所定の範囲内となるように、該他のレンズ群の駆動速度を調整し、前記所定の範囲は、前記対物側に位置するレンズ群に対して前記他のレンズ群の位置が接近した位置である第一の所定位置と、該第一の所定位置より前記対物側に位置するレンズ群よりも離れた位置にある第二の所定位置とで規定され、前記第一の所定位置は、前記対物側に位置するレンズ群の位置と、予め設定された他のレンズ群の複数の駆動位置のうち、他のレンズ群の現在の駆動位置と、現在の駆動位置に対して対物側にある一つ先の駆動位置とに基づいて規定される第一の所定距離とに基づき算出され、前記第二の所定位置は、前記対物側に位置するレンズ群の位置と、予め設定された他のレンズ群の複数の駆動位置のうち、他のレンズ群の現在の駆動位置に対して対物側とは反対側にある一つ手前の駆動位置と二つ手前の駆動位置とに基づいて規定される第二の所定距離とに基づき算出され、前記第一の所定位置及び前記第二の所定位置は、前記対物側に位置するレンズ群の位置が変更されるたびに更新され、前記調整が、前記他のレンズ群の位置が前記第一の所定位置を越えて前記対物側に位置するレンズ群に接近した場合に、前記他のレンズ群が前記対物側に位置するレンズ群にさらに接近しないように前記他のレンズ群の駆動速度を調整し、前記他のレンズ群の位置が前記第二の所定位置を越えて前記対物側に位置するレンズ群より離れた場合に、前記他のレンズ群が前記対物側に位置するレンズ群からさらに離れないように前記他のレンズ群の駆動速度を調整することを特徴としている。

また請求項２の発明は、請求項１において、さらに、前記制御装置が、前記複数のレンズ群のうち対物側に位置するレンズ群を駆動する際に、該対物側に位置するレンズ群の駆動速度に応じて、該対物側に位置するレンズ群と該他のレンズ群との距離が所定の範囲内となるように、該他のレンズ群の駆動速度を調整することを特徴としている。

また請求項３の発明は、請求項１において、さらに、前記制御装置が、前記複数のレンズ群のうち対物側に位置するレンズ群を駆動する際に、該対物側に位置するレンズ群の移動距離に応じて、該対物側に位置するレンズ群と該他のレンズ群との距離が所定の範囲内となるように、該他のレンズ群の駆動量を調整することを特徴としている。

上記構成によれば、対物側に位置するレンズ群を駆動する際に、対物側に位置するレンズ群の位置に対する他のレンズ群の位置に応じて他のレンズ群の駆動速度が調整され、対物側に位置するレンズ群と他のレンズ群が干渉しないように他のレンズ群が駆動される。

また対物側に位置するレンズ群を駆動する際に、対物側に位置するレンズ群の駆動速度に応じて他のレンズ群の駆動速度が調整され、対物側に位置するレンズ群と他のレンズ群が干渉しないように他のレンズ群が駆動される。

また対物側に位置するレンズ群を駆動する際に、対物側に位置するレンズ群の移動距離に応じて他のレンズ群の駆動量が調整され、対物側に位置するレンズ群と他のレンズ群が干渉しないように他のレンズ群が駆動される。

また対物側に位置するレンズ群と他のレンズ群が同時に駆動されるため、目標の光学系が成立するまでの所用時間を短くすることができる。

また各レンズ群をそれぞれのレンズ駆動装置で駆動するため、複数のレンズ群を一つの駆動装置で駆動する場合に要する複雑な駆動機構を必要とせず、構造が簡単である。

また、対物側に位置するレンズ群と他のレンズ群が所定の間隔を保って駆動されるため、対物側に位置するレンズ群と他のレンズ群の干渉、必要以上の乖離が発生しない。

また請求項４の発明は、請求項２において、前記調整が、前記対物側に位置するレンズ群の駆動速度が増加した場合に前記他のレンズ群の駆動速度を加速し、前記対物側に位置するレンズ群の駆動速度が減少した場合に前記他のレンズ群の駆動速度を減速することを特徴としている。

上記構成によれば、対物側に位置するレンズ群の駆動速度の増減に合わせて他のレンズ群の駆動速度を増減するため、対物側に位置するレンズ群と他のレンズ群とが干渉しない。

また請求項５の発明は、請求項３において、前記調整が、前記対物側に位置するレンズ群の移動距離が増加した場合に前記他のレンズ群の駆動量を増加し、前記対物側に位置するレンズ群の移動距離が減少した場合に前記他のレンズ群の駆動量を減少することを特徴としている。

上記構成によれば、対物側に位置するレンズ群の移動距離の増減に合わせて他のレンズ群の駆動量を増減するため、対物側に位置するレンズ群と他のレンズ群とが干渉しない。

また請求項６の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項において、前記対物側に位置するレンズ群の前記レンズ駆動装置が直流モータであり、前記他のレンズ群の前記レンズ駆動装置がパルスモータであることを特徴としている。

上記構成によれば、対物側に位置するレンズ群は滑らかに駆動され、他のレンズ群は対物側に位置するレンズ群の移動に合わせてより正確に駆動される。

本発明によれば、複数のレンズ群で構成された撮影レンズにおいて、各レンズ群の間の干渉を起こすことなく各レンズ群をそれぞれモータで同時に駆動し、目標の光学系を短時間で成立させる撮影レンズ駆動制御装置を実現することができる。

以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

図１は本発明の実施例のブロック図を示した図である。

撮影レンズ１は、それぞれ複数のレンズを有するレンズ群である１−２群１Ａ、３群１Ｂ、４群１Ｃを備えている。これらレンズ群１Ａ〜１Ｃは、中心軸が同一の光軸上にあるように鏡胴１Ｄ内に配置されている。ここで、１−２群１Ａと３群１Ｂとの間には、撮影対象物から撮影レンズ１内に入射する光量を制御するための第１絞り２Ａ、第２絞り２Ｂ、および撮影時の露光時間を制御するシャッタ３が設置されている。

ここで、１−２群１Ａおよび３群１Ｂは撮影倍率を可変するためのレンズ群であり、４群１Ｃは４群１Ｃの後方に位置する露光面（図示省略）へ映像を合焦させるためのレンズ群である。

１−２群１Ａ、３群１Ｂ、４群１Ｃはそれぞれモータで駆動され、光軸に平行に移動して目標の光学系が成立する。

また１−２群１Ａを構成する１群および２群は、その間隔がカム機構により機械的に調整されるカム筒（図示省略）に取り付けられており、１−２群用モータ４Ａにより１−２群１Ａが駆動される際に１群と２群との間隔が所定の間隔となるように機械的に駆動される。

ここで、１−２群用モータ４Ａは直流モータであり、３群用モータ４Ｂ、４群用モータ４Ｃはパルスモータである（駆動機構は図示省略）。
一般的に直流モータは、供給電力が同じであればパルスモータに比べて回転速度を高速にすることが可能である。また負荷の変化に応じて駆動電流が変化するという特性により、負荷が増えると駆動電流が増加してその結果駆動トルクが増すため、負荷変動に強いという特徴がある。この特徴により、ズームポジションによりカムの傾斜が変化してモータの負荷が変化するカム筒の駆動に適している。反面、直流モータには慣性があるため、停止制御を行ってから実際に停止するまでのずれ、いわゆるオーバーランが起こり、希望した位置に停止させることが難しいという特徴がある。
一方パルスモータは、外部から入力したパルスにより駆動され、任意の位置で停止させることは容易であるが、トルク変動に対しては強くないために、トルク変動が少ない場合の制御に適している。
以上のような各モータの特徴を踏まえ、１−２群用モータ４Ａに直流モータを、３群用モータ４Ｂ、４群用モータ４Ｃにパルスモータを利用する。

第１絞り２Ａ、第２絞り２Ｂ、およびシャッタ３はそれぞれ第１絞り用モータ４Ｄ、第２絞り用モータ４Ｅ、シャッタ用モータ４Ｆで駆動される（駆動機構は図示省略）。

これらの各モータ４Ａ〜４Ｆは、モータドライバ５Ａに電気的に接続されている。

モータドライバ５Ａは、電気的に接続されたＣＰＵ５Ｂから各モータ４Ａ〜４Ｆを駆動制御するのに必要な情報、例えば駆動タイミング、駆動量、駆動方向等の情報を得て、各モータ４Ａ〜４Ｆの駆動制御を行う。

ここでモータ４Ａには、その回転に伴い回転数に応じた数のパルスを発生する１−２群移動量検出装置７が備えられている。この１−２群移動量検出装置７は、電気的に接続された１−２群移動量検出装置駆動回路８によって駆動される。また、１−２群移動量検出装置７が出力したパルスは、ＣＰＵ５Ｂに取り込まれる。

１−２群移動量検出装置７は、撮影レンズ１が最も望遠状態になったときと最も広角状態になったときの間に所定のパルス数、例えば１２８０個のパルスを出力する。この区間が所定の数、例えば１６等分（８０パルス毎）に区切られ、１７個の位置指標、いわゆるズームポジションＺｐ１、Ｚｐ２、・・・、Ｚｐ１７が設定されている。ここで、１−２群移動量検出装置７の出力パルスとズームポジションの関係を図２に示す。また、パルスのカウントを開始する基準位置、ズームポジション、撮影レンズ収納位置の位置関係を図２に示す。図２に示したパルス数は、図２の基準位置を０としてカウントを始めており、基準位置から撮影レンズ収納位置側は、負の値でカウントする。

一方３群１Ｂ、４群１Ｃを駆動する３群用モータ４Ｂ、４群用モータ４Ｃは各々パルスモータであり、ＣＰＵ５Ｂからの指示に従いモータドライバ５Ａから印加されるパルス数に応じて駆動される。

ここで、各ズームポジションＺｐ１〜ＺＰ１７に３群１Ｂを配置させるのに必要な３群用モータ４Ｂへの入力パルス数は図２に示すように設定されている。なお４群１Ｃは合焦用レンズ群のため、位置の説明は省略する。

また１−２群１Ａ、３群１Ｂ、４群１Ｃにはそれぞれの基準位置を検出する１−２群基準位置検出装置９Ａ、３群基準位置検出装置９Ｂ、４群基準位置検出装置９Ｃが備えられており、各レンズ群が基準位置にあるかどうかが検出される。この１−２群基準位置検出装置９Ａ、３群基準位置検出装置９Ｂ、４群基準位置検出装置９Ｃは、それぞれ１−２群基準位置検出装置駆動回路１０Ａ、３群基準位置検出装置駆動回路１０Ｂ、４群基準位置検出装置駆動回路１０Ｃによって駆動される。またその位置はＣＰＵ５Ｂに取り込まれる。

ＣＰＵ５Ｂには、望遠撮影を行う場合に撮影レンズ１の倍率をアップするために操作する望遠スイッチ６Ａ（図１では望遠ＳＷと記載）、および広角撮影を行う場合に撮影レンズ１の倍率をダウンするために操作する広角スイッチ６Ｂ（図１では広角ＳＷと記載）が電気的に接続されており、ＣＰＵ５Ｂはこの望遠スイッチ６Ａおよび広角スイッチ６Ｂの操作に応じて各モータ４Ａ、４Ｂ、４Ｃを制御する。

上記モータドライバ５ＡとＣＰＵ５Ｂが制御装置５を構成する。

次に、本発明の第１の実施例の基本作用を図３のフローチャートおよび図４〜図７のタイミングチャート、図８の動作説明図を用いて説明する。

本実施例は、１−２群１Ａの位置に対する３群１Ｂの位置に応じて３群１Ｂの駆動速度を変化させ、１−２群１Ａと３群１Ｂが干渉しないように１−２群１Ａと３群１Ｂを同時に駆動する駆動制御方法の実施例である。

ここで駆動制御方法は、撮影レンズ１の駆動方向が望遠から広角に駆動される状態であるか、あるいは広角から望遠に駆動される状態であるかで制御のフローが異なるため、以下撮影レンズ１の駆動方向が望遠から広角に駆動される場合と、広角から望遠に駆動される場合に分けて説明を行う。

まず、撮影レンズ１の駆動方向が広角から望遠に駆動される場合の駆動制御方法の説明を行う。

ステップＳ１０１では、４群１Ｃの退避駆動制御（後述）の必要性を判断するため、撮影レンズ１の駆動方向が、望遠から広角に駆動される状態であるか、広角から望遠に駆動される状態であるか、が判定される。

使用者が撮影レンズ１を広角から望遠に駆動する望遠スイッチ６Ａを押して撮影レンズ１が広角から望遠（図３中、Ｗ→Ｔと記載）に駆動される状態の場合は、各レンズ群間の距離が離れる方向へ各レンズ群が駆動されるため、４群１Ｃの退避駆動制御は不要であり、フローはステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０３では、３群１Ｂの退避駆動制御（後述）の必要性を判断するため、撮影レンズ１の駆動方向が、望遠から広角に駆動される状態であるか、広角から望遠に駆動される状態であるか、が判定される。

使用者が撮影レンズ１を広角から望遠に駆動する望遠スイッチ６Ａを押して撮影レンズ１が広角から望遠（図３中、Ｗ→Ｔと記載）に駆動される状態の場合は、各レンズ群間の距離が離れる方向へ各レンズ群が駆動されるため、３群１Ｂの退避駆動制御は不要であり、フローはステップＳ１０５へ進む。

ステップＳ１０５では、望遠スイッチ６Ａが押されたことによって１−２群用モータ４Ａにより１−２群１Ａの駆動が開始される。

ここで１−２群用モータ４Ａは直流モータであるため、駆動開始直後は突入電流が発生し、制御が不安定となる。これを避けるため、１−２群１Ａの駆動開始直後は、１−２群用モータ４Ａの駆動電圧を定常時の駆動電圧より低い値に設定し、所定時間経過後に電圧を定常時の電圧に引き上げる起動制御を行う（図４、図５の望遠スイッチ６Ａおよび１−２群用モータ４Ａのタイミングチャート参照）。

なお、望遠〜広角間での駆動電圧は、広角〜撮影レンズ収納間での駆動電圧よりも低めに設定している。これは、広角〜撮影レンズ収納間は、駆動の高速性が要求されるために電圧を高く設定しているためである。一方望遠〜広角間は、望遠スイッチ６Ａまたは広角スイッチ６Ｂの操作により、目標の位置ですばやく駆動が停止するように適度な電圧設定としている。

ステップＳ１０５で１−２群１Ａの駆動を開始後、フローはステップＳ１０６へ移行する。

ステップＳ１０６では、１−２群１Ａが停止する必要があるかどうかの判定が行われる。ここで、１−２群１Ａを停止する必要がある場合、すなわち、望遠スイッチ６Ａが押されなくなった場合（図５で望遠スイッチ６ＡがＯｆｆになった時点）、または１−２群１Ａが最望遠側の位置に対し所定距離手前まで駆動された場合（図４で１−２群用モータ４Ａの停止制御が開始された時点）は、フローはステップＳ１１２へ移行する。

一方、１−２群１Ａを停止する必要がない場合は、フローはステップＳ１０７へ移行する。

ステップＳ１０７では、３群１Ｂが停止中であるか、駆動中であるかが判定される。ここで３群１Ｂが停止中である場合は、フローはステップＳ１０８へ移行する。一方３群１Ｂが駆動中である場合は、フローはステップＳ１１０へ移行する。

ステップＳ１０８では、１−２群１Ａの駆動開始タイミングと３群１Ｂの駆動開始タイミングに時間差を持たせるために、１−２群１Ａの駆動開始後、所定時間が経過しているかどうかが判定される。１−２群１Ａの駆動開始タイミングと３群１Ｂの駆動開始タイミングに時間差を持たせることで、１−２群用モータ４Ａの駆動開始時に発生する突入電流タイミングに３群用モータ４Ｂの駆動電流が重ならないため、電源が短時間に大きな消費電流を供給する必要がなくなる。このようにすることで、電池の寿命を長くすることが可能となる。所定時間の経過の判定は、１−２群移動量検出装置７からの出力パルスが所定の個数カウントされることで行われる。

ステップＳ１０８で、１−２群１Ａの駆動開始後、所定時間が経過している場合は、フローはステップＳ１０９へ移行する。一方１−２群１Ａの駆動開始後、所定時間が経過していない場合は、フローはステップＳ１０６へ戻り、上記フローを繰り返す。

ステップＳ１０９では、３群用モータ４Ｂにより３群１Ｂの駆動が開始される。このとき、３群１Ｂの駆動速度は所定の速度、例えば３群用モータ４Ｂの入力パルスレートが６００ｐｐｓ（1秒当たりパルス数）となるように行われる。その後、フローはステップＳ１０６へ戻る。

ステップＳ１０７で３群１Ｂが駆動中である場合は、フローはステップＳ１１０へ移行する。ステップＳ１１０では、１−２群１Ａに対する３群１Ｂの位置を調べ、１−２群１Ａと３群１Ｂとの干渉、必要以上の乖離を避けるために３群１Ｂの駆動速度の変更が必要であるかどうかが判定される。

ここで、図８に示すように、１−２群１Ａの位置に対し３群１Ｂの位置が所定の位置Ｐ１を越えて１−２群１Ａに近づいている状態であるか（図８の点線部Ａ）、所定の位置Ｐ２を越えて１−２群１Ａよりも遠ざかっている状態であれば（図８の点線部Ｂ）、３群１Ｂの駆動速度の変更が必要な状態であり、フローはステップＳ１１１へ移行する。一方、１−２群１Ａの位置に対し３群１Ｂの位置がＰ１とＰ２の間にある場合は、３群１Ｂの駆動速度の変更は不必要な状態であり、フローはステップＳ１０６へ戻る。以下、Ｐ１とＰ２の間隔を群間保持区間と呼ぶ。

ステップＳ１１１では、１−２群１Ａの位置に対し３群１Ｂの位置が所定の位置Ｐ１を越えて１−２群１Ａに近づいている状態の場合は（図８の点線部Ａ）、１−２群１Ａと３群１Ｂの干渉が発生する可能性があるため、３群１Ｂの速度を所定量減速し、１−２群１Ａと３群１Ｂとの干渉を回避する。

また１−２群１Ａの位置に対し３群１Ｂの位置が所定の位置Ｐ２を越えて１−２群１Ａよりも遠ざかっている状態であれば（図８の点線部Ｂ）、１−２群１Ａと３群１Ｂとの距離が必要以上に離れてしまう可能性があるため、３群１Ｂの速度を所定量加速し、１−２群１Ａと３群１Ｂとの必要以上の乖離を回避する。

加減速量は、１−２群１Ａの駆動速度、１−２群移動量検出装置７によって検出される１−２群１Ａの位置、３群用モータ４Ｂの入力パルスによって算出される３群１Ｂの位置に基づき、適切な値がＣＰＵ５Ｂによって算出される。

ここで、図２を用いて、具体的な距離の値について、一例を説明する。

３群１Ｂの駆動速度、すなわち３群用モータ４Ｂの入力パルスレートは、通常６００ｐｐｓとし、加減速する場合は１００ｐｐｓ刻みで増減を行う。また最高速度は１０００ｐｐｓ、最低速度は０ｐｐｓ、すなわち停止状態とする。

図８に１−２群１Ａと３群１Ｂの位置関係の略図を示す。１−２群１ＡのズームポジションＺｐ１２（Ｎ）に対し、所定の倍率を成立させる３群１Ｂのズームポジション位置Ｚｐ３（Ｎ）があらかじめ設定されている（図２参照）。

ここで、３群１Ｂの減速を開始する３群１Ｂの位置Ｐ１は、３群１ＢのズームポジションＺｐ３（Ｎ）と３群１Ｂの次のズームポジションＺｐ３（Ｎ＋１）との間の１／３分（第一の所定距離）だけ、３群１ＢのズームポジションＺｐ３（Ｎ）から３群１Ｂの次のズームポジションＺｐ３（Ｎ＋１）に近づいた位置としている。すなわち、
Ｐ１＝Ｚｐ３（Ｎ）＋（Ｚｐ３（Ｎ＋１）−Ｚｐ３（Ｎ））／３
としている。

また、３群１Ｂの加速を開始する３群１Ｂの位置Ｐ２は、３群１Ｂの１つ手前のズームポジションＺｐ３（Ｎ−１）とさらに一つ手前のズームポジションＺｐ３（Ｎ−２）との間の１／３分（第二の所定距離）だけ、３群１Ｂのひとつ手前のズームポジションＺｐ３（Ｎ−１）から３群１Ｂのさらにひとつ手前のズームポジションＺｐ３（Ｎ−２）に近づいた位置としている。すなわち、
Ｐ２＝Ｚｐ３（Ｎ−１）−（Ｚｐ３（Ｎ−１）−Ｚｐ３（Ｎ−２））／３
としている。

図２に示す３群用モータ４Ｂへの出力パルスでＰ１、Ｐ２を表すと、３群１ＢのズームポジションがＺｐ３（４）（Ｎ＝４）の場合、
Ｐ１＝３６０＋（３８０−３６０）／３＝３６６
Ｐ２＝３４０−（３４０−３２０）／３＝３３４
となる。

すなわち３群１ＢのズームポジションがＺｐ３（４）（Ｎ＝４）の場合、３群用モータ４Ｂへの出力パルスが３６６以上になった場合は３群１Ｂの駆動速度を減速し、３群用モータ４Ｂへの出力パルスが３３４以下になった場合は３群１Ｂの駆動速度を加速する。

以上のように、３群１Ｂの位置が群間保持区間を外れた場合に３群１Ｂの速度を制御することで、１−２群１Ａと３群１Ｂとの干渉および必要以上の乖離を避けながら１−２群１Ａと３群１Ｂを同時に駆動することが可能となる。

ステップＳ１０６で１−２群１Ａの停止が必要であると判定された後、フローはステップＳ１１２へ移行する。

ステップＳ１１２では，３群１Ｂの駆動状態が判定される。ここで３群１Ｂが停止している場合は、フローはステップＳ１１４へ移行する。一方３群１Ｂが駆動中の場合は、フローはステップＳ１１３へ移行して３群１Ｂの駆動を停止した後、フローはステップＳ１１４へ移行する。

ステップＳ１１４では、１−２群１Ａの停止制御が行われる。１−２群１Ａは直流モータである１−２群用モータ４Ａによって駆動されており、駆動電圧の印加を停止しても１−２群用モータ４Ａの回転は急に止まらず、オーバーランが発生する。このオーバーラン量を減らすために、１−２群１Ａの停止動作が開始された時点で、１−２群用モータ４Ａの駆動電圧を下げる停止制御を行う（図４、図５の１−２群用モータ４Ａのタイミングチャート参照）。停止制御後、フローはステップＳ１１５へ移行する。

ステップＳ１１５では、１−２群移動量検出装置７が出力するパルス数が１−２群１Ａの停止制御が開始された時点から所定数に達した時点で、１−２群１Ａを停止させるために１−２群用モータ４Ａのブレーキ制御（一般的な電磁ブレーキ等）が行われ、１−２群１Ａが停止する（図４、図５の１−２群用モータ４Ａのタイミングチャート参照）。なお、１−２群１Ａの停止位置はこのブレーキ制御中のオーバーランも含まれる。この後に、フローはステップＳ１１６へ移行する。

ステップＳ１１６では、駆動機構が備える歯車（図示省略）の遊びによるレンズ群の位置ずれを防ぐためのバックラッシュ制御（後述）を行うために、撮影レンズ１の駆動方向が判定される。撮影レンズ１の駆動方向が広角から望遠（図３中、Ｗ→Ｔと記載）の場合は、本実施例ではバックラッシュ制御は不要と判定されてフローはステップＳ１１８へ移行する。撮影レンズ１の駆動方向が望遠から広角（図３中、Ｔ→Ｗと記載）の場合は、本実施例ではバックラッシュ制御が必要と判定されてフローはステップＳ１１７へ移行し、バックラッシュ制御が実行される。

ステップＳ１１８では、３群１Ｂの位置補正駆動制御が行われる（図４、図５の３群用モータ４Ｂのタイミングチャート参照）。これは、１−２群１Ａの最終的な位置に対応した３群１Ｂの適正な停止位置をＣＰＵ５Ｂが算出し、その位置に３群１Ｂを駆動するものである。この位置の算出は、図２に示した１−２群１Ａおよび３群１Ｂの位置情報に基づいて行われる。この後に、フローはステップＳ１１９へ移行する。

ステップＳ１１９では、停止したレンズ群の位置に対応した絞り値に第１絞り２Ａ、第２絞り２Ｂを設定するための絞り駆動制御が行われる（図４、図５の第１絞り用モータ４Ｄおよび第２絞り用モータ４Ｅのタイミングチャート参照）。この後に、フローはステップＳ１２０へ移行し、撮影レンズ１の駆動制御が終了する。

次に、撮影レンズ１の駆動方向が望遠から広角に駆動される場合の説明を行う。

使用者が撮影レンズ１を望遠から広角に駆動する広角スイッチ６Ｂを押して撮影レンズ１が望遠から広角（図３中、Ｔ→Ｗと記載）に駆動される状態の場合は、フローはステップＳ１０１からステップＳ１０２へ進む。

ステップＳ１０２では、４群１Ｃを３群１Ｂから遠ざける４群１Ｃの退避駆動制御が行われる（図６、図７の４群用モータ４Ｃのタイミングチャート参照）。撮影レンズ１が望遠から広角に駆動される場合は、各レンズ群間の距離が接近する状態となり、場合によって３群１Ｂと４群１Ｃが干渉を起こす可能性がある。このため、４群１Ｃの位置が３群１Ｂとの干渉を起こさない所定の位置よりも３群１Ｂに接近する位置にある場合は、３群１Ｂが駆動された際に干渉を起こさない所定の位置まで４群１Ｃを３群１Ｂから遠ざける４群１Ｃの退避駆動制御が行われる。この後に、フローはステップＳ１０３へ移行する。

ステップＳ１０３では、３群１Ｂの退避駆動制御の必要性を判断するため、撮影レンズ１の駆動方向が、望遠から広角に駆動される状態であるか、広角から望遠に駆動される状態であるか、が判定される。

使用者が撮影レンズ１を望遠から広角に駆動する広角スイッチ６Ｂを押して撮影レンズ１が望遠から広角（図３中、Ｔ→Ｗと記載）に駆動される状態の場合は、フローはステップＳ１０４へ進む。

ステップＳ１０４では、３群１Ｂを１−２群１Ａから遠ざける３群１Ｂの退避駆動制御が行われる（図６、図７の３群用モータ４Ｂのタイミングチャート参照）。撮影レンズ１が望遠から広角に駆動される場合は、各レンズ群間の距離が接近する状態となり、場合によって３群１Ｂと１−２群１Ａが干渉を起こす可能性がある。このため、１−２群１Ａを駆動する前にあらかじめ所定距離分、例えば３群１Ｂが位置するズームポジションＺｐ３（Ｎ）と一つ手前のズームポジションＺｐ３（Ｎ−１）との間の半分の距離分、３群１Ｂを１−２群１Ａから遠ざける３群１Ｂの退避駆動制御を行う。この後に、フローはステップＳ１０５へ移行する。

ステップＳ１０５では、広角スイッチ６Ｂが押されたことによって１−２群用モータ４Ａにより１−２群１Ａの駆動が開始される。ここで１−２群用モータ４Ａは直流モータであるため、駆動開始直後は突入電流が発生し、制御が不安定となる。これを避けるため、１−２群１Ａの駆動開始直後は、１−２群用モータ４Ａの駆動電圧を定常時の駆動電圧より低い値に設定し、所定時間経過後に電圧を定常時の電圧に引き上げる起動制御を行う（図６、図７の１−２群用モータ４Ａのタイミングチャート参照）。

ステップＳ１０５で１−２群１Ａの駆動を開始後、フローはステップＳ１０６へ移行する。

ステップＳ１０６では、１−２群１Ａを停止する必要があるかどうかの判定が行われる。ここで、１−２群１Ａを停止する必要がある場合、すなわち、広角スイッチ６Ｂが押されなくなった場合（図７で広角スイッチ６ＢがＯｆｆになった時点）、または１−２群１Ａが最広角側の位置に対し所定距離手前まで駆動された場合（図６で１−２群用モータ４Ａの停止制御が開始された時点）は、フローはステップＳ１１２へ移行する。

一方、１−２群１Ａを停止する必要がない場合は、フローはステップＳ１０７へ移行する。

ステップＳ１０７では、３群１Ｂが停止中であるか、駆動中であるかが判定される。ここで３群１Ｂが停止中である場合は、フローはステップＳ１０８へ移行する。一方３群１Ｂが駆動中である場合は、フローはステップＳ１１０へ移行する。

ステップＳ１０８では、１−２群１Ａの駆動開始タイミングと３群１Ｂの駆動開始タイミングに時間差を持たせるために、１−２群１Ａの駆動開始後、所定時間が経過しているかどうかが判定される。１−２群１Ａの駆動開始タイミングと３群１Ｂの駆動開始タイミングに時間差を持たせることで、１−２群用モータ４Ａおよび３群用モータ４Ｂを同時に駆動する必要がなくなり、電源が短時間に大きな消費電流を供給する必要がなくなる。このようにすることで、電池の寿命を長くすることが可能となる。所定時間の経過の判定は、１−２群移動量検出装置７からの出力パルスが所定の個数カウントされることで行われる。

ステップＳ１０８で、１−２群１Ａの駆動開始後、所定時間が経過している場合は、フローはステップＳ１０９へ移行する。一方１−２群１Ａの駆動開始後、所定時間が経過していない場合は、フローはステップＳ１０６へ戻り、上記フローを繰り返す。

ステップＳ１０９では、３群用モータ４Ｂにより３群１Ｂの駆動が開始される。このとき、３群１Ｂの駆動速度は所定の速度、例えば３群用モータ４Ｂの入力パルスレートが６００ｐｐｓとなるように行われる。その後、フローはステップＳ１０６へ戻る。

ステップＳ１０７で３群１Ｂが駆動中である場合は、フローはステップＳ１１０へ移行する。このステップＳ１１０では、１−２群１Ａに対する３群１Ｂの位置を調べ、１−２群１Ａと３群１Ｂとの干渉、必要以上の乖離を避けるために３群１Ｂの駆動速度の変更が必要であるかどうかが判定される。

ここで、図８に示すように、１−２群１Ａの位置に対し３群１Ｂの位置が所定の位置Ｐ１を越えて１−２群１Ａに近づいている状態であるか（図８の点線部Ａ）、所定の位置Ｐ２を越えて１−２群１Ａよりも遠ざかっている状態であれば（図８の点線部Ｂ）、フローはステップＳ１１１へ移行する。一方、１−２群１Ａの位置に対し３群１Ｂの位置がＰ１とＰ２の間、すなわち群間保持区間内にある場合は、フローはステップＳ１０６へ戻る。

ステップＳ１１１では、１−２群１Ａの位置に対し３群１Ｂの位置が所定の位置Ｐ１を越えて１−２群１Ａに近づいている状態の場合は（図８の点線部Ａ）、１−２群１Ａと３群１Ｂの干渉が発生する可能性があるため、３群１Ｂの速度を所定量加速し、１−２群１Ａと３群１Ｂとの干渉を回避する。

また１−２群１Ａの位置に対し３群１Ｂの位置が所定の位置Ｐ２を越えて１−２群１Ａよりも遠ざかっている状態であれば（図８の点線部Ｂ）、１−２群１Ａと３群１Ｂとの距離が必要以上に離れてしまう可能性があるため、３群１Ｂの速度を所定量減速し、１−２群１Ａと３群１Ｂとの必要以上の乖離を回避する。

加減速量は、１−２群１Ａの駆動速度、１−２群移動量検出装置７によって検出される１−２群１Ａの位置、３群用モータ４Ｂの入力パルスによって算出される３群１Ｂの位置に基づき、適切な値がＣＰＵ５Ｂによって算出される。

ここで、図２を用いて、具体的な距離の値について、一例を説明する。

３群１Ｂの駆動速度、すなわち３群用モータ４Ｂの入力パルスレートは、通常６００ｐｐｓとし、加減速する場合は１００ｐｐｓ刻みで増減を行う。また最高速度は１０００ｐｐｓ、最低速度は０ｐｐｓ、すなわち停止状態とする。

図８に１−２群１Ａと３群１Ｂの位置関係の略図を示す。１−２群１ＡのズームポジションＺｐ１２（Ｎ）に対し、所定の倍率を成立させる３群１Ｂのズームポジション位置Ｚｐ３（Ｎ）があらかじめ設定されている（図２参照）。

ここで、３群１Ｂの加速を開始する３群１Ｂの位置Ｐ１は、３群１ＢのズームポジションＺｐ３（Ｎ）と３群１Ｂの次のズームポジションＺｐ３（Ｎ＋１）との間の１／３分だけ、３群１ＢのズームポジションＺｐ３（Ｎ）から３群１Ｂの次のズームポジションＺｐ３（Ｎ＋１）に近づいた位置としている。すなわち、
Ｐ１＝Ｚｐ３（Ｎ）＋（Ｚｐ３（Ｎ＋１）−Ｚｐ３（Ｎ））／３
としている。

また、３群１Ｂの減速を開始する３群１Ｂの位置Ｐ２は、３群１Ｂの１つ手前のズームポジションＺｐ３（Ｎ−１）とさらに一つ手前のズームポジションＺｐ３（Ｎ−２）との間の１／３分だけ、３群１Ｂのひとつ手前のズームポジションＺｐ３（Ｎ−１）から３群１Ｂのさらにひとつ手前のズームポジションＺｐ３（Ｎ−２）に近づいた位置としている。すなわち、
Ｐ２＝Ｚｐ３（Ｎ−１）−（Ｚｐ３（Ｎ−１）−Ｚｐ３（Ｎ−２））／３
としている。

図２に示す３群用モータ４Ｂへの出力パルスでＰ１、Ｐ２を表すと、３群１ＢのズームポジションがＺｐ３（４）（Ｎ＝４）の場合、
Ｐ１＝３６０＋（３８０−３６０）／３＝３６６
Ｐ２＝３４０−（３４０−３２０）／３＝３３４
となる。

すなわち３群１ＢのズームポジションがＺｐ３（４）（Ｎ＝４）の場合、３群用モータ４Ｂへの出力パルスが３６６以上になった場合は３群１Ｂの駆動速度を加速し、３群用モータ４Ｂへの出力パルスが３３４以下になった場合は３群１Ｂの駆動速度を減速する。

以上のように、３群１Ｂの位置が群間保持区間を外れた場合に３群１Ｂの速度を制御することで、１−２群１Ａと３群１Ｂとの干渉を避けながら１−２群１Ａと３群１Ｂを同時に駆動することが可能となる。

ステップＳ１０６で１−２群１Ａの停止が必要であると判定された後、フローはステップＳ１１２へ移行する。

ステップＳ１１２では，３群１Ｂの駆動状態が判定される。ここで３群１Ｂが停止している場合は、フローはステップＳ１１４へ移行する。一方３群１Ｂが駆動中の場合は、フローはステップＳ１１３へ移行して３群１Ｂの駆動を停止した後、フローはステップＳ１１４へ移行する。

ステップＳ１１４では、１−２群１Ａの停止制御が行われる。１−２群１Ａは直流モータである１−２群用モータ４Ａによって駆動されており、１−２群用モータ４Ａへの駆動電圧の印加を停止しても１−２群用モータ４Ａの回転は急に止まらず、オーバーランが発生する。このオーバーラン量を減らすために、１−２群１Ａの停止動作が開始された時点で、１−２群用モータ４Ａの駆動電圧を下げる停止制御を行う（図６、図７の１−２群用モータ４Ａのタイミングチャート参照）。停止制御後、フローはステップＳ１１５へ移行する。

ステップＳ１１５では、１−２群移動量検出装置７が出力するパルス数が１−２群１Ａの停止制御が開始された時点から所定数に達した時点で、１−２群１Ａを停止させるために１−２群用モータ４Ａのブレーキ制御（一般的な電磁ブレーキ等）が行われ、１−２群１Ａを停止させる（図６、図７の１−２群用モータ４Ａのタイミングチャート参照）。なお、１−２群１Ａの停止位置はこのブレーキ制御中のオーバーランも含まれる。この後に、フローはステップＳ１１６へ移行する。

ステップＳ１１６では、駆動機構が備える歯車（図示省略）の遊びによるレンズ群の位置ずれを防ぐためのバックラッシュ制御（後述）を行うために、撮影レンズ１の駆動方向が判定される。撮影レンズ１の駆動方向が望遠から広角（図３中、Ｔ→Ｗと記載）の場合は、本実施例ではバックラッシュ制御を行うため、フローはステップＳ１１７へ移行する。

ステップＳ１１７では、１−２群１Ａのバックラッシュ制御が行われる（図６、図７の１−２群用モータ４Ａのタイミングチャート参照）。バックラッシュ制御は、所定の停止位置を越えるまで１−２群１Ａを駆動した後に、逆方向、すなわち広角から望遠方向に１−２群１Ａを再度駆動して１−２群１Ａを所定位置に戻すことで行われる。通常駆動機構の歯車は遊びを有しており、そのままでは正確な位置が定まらないため、駆動部分の駆動方向が常に一方向になるように駆動を行うことで、この遊びの影響を回避する。バックラッシュ制御が実行された後にフローはステップＳ１１８へ移行する。

ステップＳ１１８では、３群１Ｂの位置補正駆動制御が行われる（図６、図７の３群用モータ４Ｂのタイミングチャート参照）。これは、１−２群１Ａの最終的な位置に対応した３群１Ｂの適正な停止位置をＣＰＵ５Ｂが算出し、その位置に３群１Ｂを駆動するものである。この位置の算出は、図２に示した１−２群１Ａおよび３群１Ｂの位置情報に基づいて行われる。この後に、フローはステップＳ１１９移行する。

ステップＳ１１９では、停止したレンズ群の位置に対応した絞り値に第１絞り２Ａ、第２絞り２Ｂを設定するための絞り駆動制御が行われる（図６、図７の第１絞り用モータ４Ｄおよび第２絞り用２モータ４Ｅのタイミングチャート参照）。この後に、フローはステップＳ１２０へ移行し、撮影レンズ１の駆動制御が終了する。

なお、前述した群間保持区間は、広角から望遠への駆動の場合と、望遠から広角への駆動の場合とで異なる範囲としても良い。また各ズームポジション毎に変更しても良い。

また本実施例では、バックラッシュ制御は望遠から広角への駆動の場合に行ったが、望遠から広角への駆動の場合に行っても良い。

次に、本発明の第２の実施例の基本作用を図３のフローチャートおよび図９のタイミングチャートを用いて説明する。

本実施例は、１−２群１Ａの駆動速度に基づいて３群１Ｂの駆動速度を変更し、１−２群１Ａと３群１Ｂが干渉しないように１−２群１Ａと３群１Ｂを同時に駆動する駆動制御方法の実施例である。

ここで、本実施例と第１の実施例の相違点は、図３のフローチャートのＳ１１０およびステップＳ１１１の内容のみであるため、以下、本実施例におけるステップＳ１１０およびステップＳ１１１の内容について説明を行う。

ステップＳ１１０では、１−２群１Ａの駆動速度を調べ、１−２群１Ａと３群１Ｂの干渉を避けるために３群１Ｂの駆動速度の変更が必要であるかどうかが判定される。１−２群１Ａの駆動速度に所定値以上の変化があった場合は、フローはステップＳ１１１へ移行する。一方１−２群１Ａの駆動速度に所定値以上の変化がない場合は、フローはステップＳ１０６へ戻る。

ステップＳ１１１では、１−２群１Ａの駆動速度の変化に対して３群１Ｂの駆動速度を変更する。１−２群１Ａは基本的には設計速度で一定に駆動されるが、機構的な抵抗値の増減や、外部からの荷重の印加があった際等に変化する。このため、この速度変化に応じて３群１Ｂの駆動速度を変更する。本実施例では１−２群１Ａの駆動速度に対し、３群１Ｂの駆動速度が低速、中速、高速の３段階に可変するように設定されている。

１−２群１Ａの駆動速度は、１−２群移動量検出装置７の出力パルス１周期分のパルス時間を計測することで把握できる。このパルス時間に応じて３群１Ｂの駆動速度を決定する。基本的には定常状態におけるパルス時間（以下、定常パルス時間と呼ぶ）を元に、３群１Ｂの駆動速度基準が算出される。この定常パルス時間は設計値と同一になるため、設計値を用いることも可能である。この定常パルス時間が所定値（第一の切替閾値）を超えた場合、または他の所定値（第二の切替閾値）を下回った場合に、ステップＳ１１０で１−２群１Ａの駆動速度に変化があると判断して、ステップＳ１１１で３群１Ｂの駆動速度を変更する。

ここで、３群１Ｂの駆動速度は、例えば下記のように設定することができる。

中速＝１／（定常パルス時間×１−２群１Ａズームポジション間パルス数／３群１Ｂズームポジション間パルス数）
高速＝中速×定常パルス時間／第一の切替閾値
低速＝中速×定常パルス時間／第二の切替閾値
以上のような設定により、１−２群１Ａの駆動速度が速くなって出力パルス１周期分のパルス時間が第一の切替閾値を越えた（第一の切替閾値より小さくなった）場合、３群１Ｂの駆動速度を中速から高速に切替え、１−２群１Ａの駆動速度が遅くなって出力パルス１周期分のパルス時間が第二の切替閾値を下回った（第二の切替閾値より大きくなった）場合、３群１Ｂの駆動速度を中速から低速に切替える。

図９に１−２群移動量検出装置７の出力パルスと３群用モータ４Ｂへ入力する駆動パルスのタイミングチャートを示す。３群用モータ４Ｂは一般的な２相励磁式パルスモータであり、位相差を有する駆動信号１、２を入力して駆動を行う。

図９に示すように、１−２群１Ａの駆動速度が変化して１−２群用モータ４Ａの出力パルスレートが上がり、１−２群移動量検出装置７の出力パルス１周期分のパルス時間が第一の切替閾値を越えた（第一の切替閾値より小さくなった）場合は、３群用モータ４Ｂへ与える駆動信号１、２のパルスレートを上げて３群１Ｂの駆動速度を中速から高速に切り替える。また１−２群１Ａの駆動速度が変化して１−２群用モータ４Ａの出力パルスレートが下がり、１−２群移動量検出装置７の出力パルス１周期分のパルス時間が第一の切替閾値を下回った（第一の切替閾値より大きくなった）場合は、３群用モータ４Ｂへ与える駆動信号１、２のパルスレートを下げて３群１Ｂの駆動速度を高速から中速に切り替える。さらに１−２群１Ａの駆動速度が変化して１−２群用モータ４Ａの出力パルスレートが下がり、１−２群移動量検出装置７の出力パルス１周期分のパルス時間が第二の切替閾値を下回った（第二の切替閾値より大きくなった）場合は、３群用モータ４Ｂへ与える駆動信号１、２のパルスレートをさらに下げて３群１Ｂの駆動速度を中速から低速に切り替える。

このように１−２群１Ａの駆動速度変化に対応して３群１Ｂの駆動速度を変化させることで、１−２群１Ａと３群１Ｂとの干渉を回避することが可能となる。３群１Ｂの駆動速度の加減速量は、１−２群１Ａの駆動速度および１−２群移動量検出装置７によって検出される１−２群１Ａの位置と、３群用モータ４Ｂの入力パルスによって算出される３群１Ｂの位置に基づき、１−２群１Ａと３群１Ｂが干渉しないようにＣＰＵ５Ｂによって算出される。

以上のように、１−２群１Ａの駆動速度に基づいて３群１Ｂの駆動速度を制御することで、１−２群１Ａと３群１Ｂとの干渉を避けながら１−２群１Ａと３群１Ｂを同時に駆動することが可能となる。

ここで、３群１Ｂの駆動速度をより速い速度に切り替える場合と、より遅い速度に切り替える場合とで、１−２群１Ａの第一の切替閾値および第二の切替閾値の値を異なる値とし、制御にヒステリシスを持たせる手法を用いれば、制御を円滑に行わせることができる。

例えば、
中速から高速に切り替える際の第一の切替閾値＝定常パルス時間×０．７
高速から中速に切り替える際の第一の切替閾値＝定常パルス時間×０．９
中速から低速に切り替える際の第二の切替閾値＝定常パルス時間×１．３
低速から中速に切り替える際の第二の切替閾値＝定常パルス時間×１．１
とすることで、制御にヒステリシスを持たせることができる。

なお、上記の第一の切替閾値および第二の切替閾値は、ズーム駆動方向、ズームポジション毎に異なる値を設定しても良い。

また本実施例では３群１Ｂの駆動速度を３段階としているが、より細かい段階に設定しても良い。

さらに、第１の実施例と本実施例を組み合わせても良い。すなわち、１−２群１Ａの駆動速度に応じて３群１Ｂの駆動速度を制御し、同時に１−２群１Ａと３群１Ｂの位置関係によっても３群１Ｂの駆動速度を制御すれば、より安定した３群１Ｂの制御を行うことができる。

次に、本発明の第３の実施例の基本作用を図３のフローチャートおよび図１０のタイミングチャートを用いて説明する。

本実施例は、１−２群１Ａの駆動速度に基づいて３群１Ｂの駆動速度を変更し、１−２群１Ａと３群１Ｂが干渉しないように１−２群１Ａと３群１Ｂを同時に駆動する駆動制御方法の実施例である。

ここで、本実施例と第１の実施例の相違点は、図３のフローチャートのＳ１１０およびステップＳ１１１の内容のみであるため、以下、本実施例におけるステップＳ１１０およびステップＳ１１１の内容について説明を行う。

ステップＳ１１０では、１−２群１Ａの駆動速度を調べ、１−２群１Ａと３群１Ｂの干渉を避けるために３群１Ｂの駆動速度の変更が必要であるかどうかが判定される。１−２群１Ａの駆動速度に所定値以上の変化があった場合は、フローはステップＳ１１１へ移行する。一方１−２群１Ａの駆動速度に所定値以上の変化がない場合は、フローはステップＳ１０６へ戻る。

ステップＳ１１１では、１−２群１Ａの駆動速度の変化に対して３群１Ｂの駆動速度を変更する。１−２群１Ａは基本的には設計速度で一定に駆動されるが、機構的な抵抗値の増減や、外部からの荷重の印加があった際等に変化する。このため、この速度変化に応じて３群１Ｂの駆動速度を変更する。本実施例では１−２群１Ａの駆動速度に対し、３群１Ｂの駆動速度が低速、中速、高速の３段階に可変するように設定されている。

１−２群１Ａの駆動速度は、１−２群１Ａが１ズームポジション間を移動する際に要する時間を計測することで把握できる。この時間に応じて３群１Ｂの駆動速度を決定する。基本的には定常状態における前記時間（以下、定常時間と呼ぶ）を元に、３群１Ｂの駆動速度基準が算出される。この定常時間は設計値と同一になるため、設計値を用いることも可能である。この定常時間が所定値（第一の切替閾値）を超えた場合、または他の所定値（第二の切替閾値）を下回った場合に、ステップＳ１１０で１−２群１Ａの駆動速度に変化があると判断して、ステップＳ１１１で３群１Ｂの駆動速度を変更する。

ここで、３群１Ｂの駆動速度は、例えば下記のように設定することができる。

中速＝１／（定常時間／３群１Ｂズームポジション間パルス数）
高速＝中速×定常時間／第一の切替閾値
低速＝中速×定常時間／第二の切替閾値
以上のような設定により、１−２群１Ａの駆動速度が速くなって１−２群１Ａが１ズームポジション間を移動する際に要する時間が第一の切替閾値を越えた（第一の切替閾値より小さくなった）場合、３群１Ｂの駆動速度を中速から高速に切替え、１−２群１Ａの駆動速度が遅くなって１−２群１Ａが１ズームポジション間を移動する際に要する時間が第二の切替閾値を下回った（第二の切替閾値より大きくなった）場合、３群１Ｂの駆動速度を中速から低速に切替える。

図１０に１−２群移動量検出装置７の出力パルスと３群用モータ４Ｂへ入力する駆動パルスのタイミングチャートを示す。

図１０に示すように、１−２群１Ａの駆動速度が変化して１−２群用モータ４Ａの出力パルスレートが上がり、１−２群１Ａが１ズームポジション間を移動する際に要する時間が第一の切替閾値を越えた（第一の切替閾値より小さくなった）場合は、３群用モータ４Ｂへ与えるパルスレートを上げて３群１Ｂの駆動速度を中速から高速に切り替える。また１−２群１Ａの駆動速度が変化して１−２群用モータ４Ａの出力パルスレートが下がり、１−２群１Ａが１ズームポジション間を移動する際に要する時間が第一の切替閾値を下回った（第一の切替閾値より大きくなった）場合は、３群用モータ４Ｂへ与えるパルスレートを下げて３群１Ｂの駆動速度を高速から中速に切り替える。さらに１−２群１Ａの駆動速度が変化して１−２群用モータ４Ａの出力パルスレートが下がり、１−２群１Ａが１ズームポジション間を移動する際に要する時間が第二の切替閾値を下回った（第二の切替閾値より大きくなった）場合は、３群用モータ４Ｂへ与えるパルスレートをさらに下げて３群１Ｂの駆動速度を中速から低速に切り替える。

このように１−２群１Ａの駆動速度変化に対応して３群１Ｂの駆動速度を変化させることで、１−２群１Ａと３群１Ｂとの干渉を回避することが可能となる。 ３群１Ｂの駆動速度の加減速量は、１−２群１Ａの駆動速度および１−２群移動量検出装置７によって検出される１−２群１Ａの位置と、３群用モータ４Ｂの入力パルスによって算出される３群１Ｂの位置に基づき、１−２群１Ａと３群１Ｂが干渉しないようにＣＰＵ５Ｂによって算出される。

以上のように、１−２群１Ａの駆動速度に基づいて３群１Ｂの駆動速度を制御することで、１−２群１Ａと３群１Ｂとの干渉を避けながら１−２群１Ａと３群１Ｂを同時に駆動することが可能となる。

ここで、３群１Ｂの駆動速度をより速い速度に切り替える場合と、より遅い速度に切り替える場合とで、１−２群１Ａの第一の切替閾値および第二の切替閾値の値を異なる値とし、制御にヒステリシスを持たせる手法を用いれば、制御を円滑に行わせることができる。

例えば、
中速から高速に切り替える際の第一の切替閾値＝定常時間×０．７
高速から中速に切り替える際の第一の切替閾値＝定常時間×０．９
中速から低速に切り替える際の第二の切替閾値＝定常時間×１．３
低速から中速に切り替える際の第二の切替閾値＝定常時間×１．１
とすることで、制御にヒステリシスを持たせることができる。

なお、上記の第一の切替閾値および第二の切替閾値は、ズーム駆動方向、ズームポジション毎に異なる値を設定しても良い。

また本実施例では３群１Ｂの駆動速度を３段階としているが、より細かい段階に設定しても良い。

また、本実施例では、１ズームポジション毎に１−２群の速度計測を実施しているが、１ズームポジションを更に細かいズームステップに分割し、１ズームステップ毎に速度計測をすることで、１−２群に対する３群の追従性をさらに高めることができる。

さらに、第１の実施例と本実施例を組み合わせても良い。すなわち、１−２群１Ａの駆動速度に応じて３群１Ｂの駆動速度を制御し、同時に１−２群１Ａと３群１Ｂの位置関係によっても３群１Ｂの駆動速度を制御すれば、より安定した３群１Ｂの制御を行うことができる。

次に、本発明の第４の実施例の基本作用を図１１のフローチャートおよび図１２〜図１６のタイミングチャートを用いて説明する。

本実施例は、１−２群１Ａの移動距離に基づいて３群１Ｂの駆動量を変更し、１−２群１Ａと３群１Ｂが干渉しないように１−２群１Ａと３群１Ｂを同時に駆動する駆動制御方法の実施例である。

ここで、本実施例と第１の実施例の相違点は、図１１のフローチャートのＳ２１０およびステップＳ２１１の内容のみであるため、以下、本実施例におけるステップＳ２１０およびステップＳ２１１の内容について説明する。

ステップＳ２１０では、１−２群１Ａの移動距離を調べ、１−２群１Ａと３群１Ｂの干渉を避けるために３群１Ｂを１−２群１Ａに同期させて一定量駆動させる必要があるかどうかが判定される。１−２群１Ａが規定量駆動された場合は、フローはステップＳ２１１へ移行する。一方１−２群１Ａが規定量駆動されていない場合は、フローはステップＳ２０６へ戻る。

ステップＳ２１１では、３群１Ｂを一定量駆動する。

図１２に１−２群移動量検出装置７の出力パルスと３群用モータ４Ｂへ入力する駆動信号１、２のタイミングチャートを、図１３〜図１６に動作全体のタイミングチャートを示す。ここで、図１３〜図１６のタイミングチャートは、第１の実施例のタイミングチャート図４〜図７と同等であるため、説明は省略する。

図１２に示すように、本実施例では１−２群移動量検出装置７の出力パルスの４個毎に、３群用モータ４Ｂに入力する駆動パルスの位相を切り替え、３群１Ｂを１パルス分駆動する。このような駆動制御とすることで、１−２群１Ａの駆動速度に依存せず、１−２群１Ａが規定量駆動された場合に常に３群１Ｂも一定量駆動されるため、１−２群１Ａと３群１Ｂとの距離を所定量に保つことができる。

ここで図２に示すように、１ズームポジション間の１−２群移動量検出装置７の出力パルス数が８０個であり、３群１Ｂを１ズームポジション間移動させるのに要する３群用モータ４Ｂの入力パルス数が２０に設定されており、１−２群１Ａと３群１Ｂが１ズームポジション間移動する際のパルスの比は４対１になっている。したがって、１−２群移動量検出装置７の出力するパルス数の４個毎に３群用モータ４Ｂに入力する駆動パルスの位相を切り替えて、３群１Ｂを１パルス分駆動することで、１−２群１Ａと３群１Ｂを所定の間隔を保持して駆動することが可能となる。

以上のように、１−２群１Ａの移動距離に基づいて３群１Ｂの駆動量を制御することで、１−２群１Ａと３群１Ｂとの干渉を避けながら１−２群１Ａと３群１Ｂを同時に同期駆動することが可能となる。

なお、３群１Ｂの駆動信号１、２のパルスレートに上限値を設けておくことで、過回転による３群用モータ４Ｂの脱調（空回り）を防ぐことが可能である。

また本実施例では１−２群移動量検出装置７の出力パルスの４個毎に３群１Ｂを１パルス分同期駆動しているが、３群１Ｂが同期駆動する際の１−２群移動量検出装置７の出力パルスの個数はズーム駆動方向やズームポジション間で可変しても良い。また、図１２では３群１Ｂの同期駆動量が３群用モータ４Ｂへの駆動信号１パルス分となっているが、同期駆動量はズーム駆動方向やズームポジション間で可変しても良い。例えば、１−２群移動量検出装置７の出力パルスの８個毎に３群１Ｂを２パルス分駆動しても良い。

以上、第１〜第４の実施例で示したように、複数のレンズ群で構成された撮影レンズにおいて、対物側のレンズ群の位置、速度に基づいてそれ以外のレンズ群の駆動速度または駆動量を変更し、対物側のレンズ群とそれ以外のレンズ群を同時に駆動することで、各レンズ群が互いに干渉しないように、目標の光学系を成立させることができる。

また各レンズ群を同時に駆動しているため、目標の光学系を短時間で成立させることができる。したがって、液晶ディスプレイを備えたデジタルカメラに本発明を適用した場合、焦点が合っていない状態の映像が液晶ディスプレイに長く表示されることがなくなり、商品性の向上を図ることができる。

また、各レンズ群をモータで駆動するため、複数のレンズ群を１つのモータで駆動する際に必要な複雑な駆動機構が不要であり、必要な光学系を簡単な構造で実現することが可能である。

以上、この発明の実施例を図面により詳述したが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることはもちろんである。

例えば、第１〜第４の実施例においては３つのレンズ群を３つのモータで駆動する駆動制御について説明を行ったが、駆動制御するレンズ群およびモータ数はこの数に限られず、より多数のレンズ群に対しても本発明を適用することが可能である。

また、１−２群移動量検出装置７の出力パルスの値、および３群用モータ４Ｂへの入力パルスの値は、図２で示されたものに限定されるものではなく、本発明の動作に適した値であれば、それぞれ他の値に設定されていても良い。

本発明の第１の実施例のブロック図である。 本発明の第１の実施例のレンズ群の位置情報を表す表である。 本発明の第１の実施例の動作を表すフローチャートである。 本発明の第１の実施例のタイミングチャートである。 本発明の第１の実施例の他のタイミングチャートである。 本発明の第１の実施例の他のタイミングチャートである。 本発明の第１の実施例の他のタイミングチャートである。 本発明の第１の実施例の動作説明図である 本発明の第２の実施例のタイミングチャートである。 本発明の第３の実施例のタイミングチャートである。 本発明の第４の実施例の動作を表すフローチャートである。 本発明の第４の実施例のタイミングチャートである。 本発明の第４の実施例の他のタイミングチャートである。 本発明の第４の実施例の他のタイミングチャートである。 本発明の第４の実施例の他のタイミングチャートである。 本発明の第４の実施例の他のタイミングチャートである。

符号の説明

１ 撮影レンズ
１Ａ １−２群
１Ｂ ３群
１Ｃ ４群
１Ｄ 鏡胴
２Ａ 第１絞り
２Ｂ 第２絞り
３ シャッタ
４Ａ １−２群用モータ
４Ｂ ３群用モータ
４Ｃ ４群用モータ
４Ｄ 第１絞り用モータ
４Ｅ 第２絞り用モータ
４Ｆ シャッタ用モータ
５ 制御装置
５Ａ モータドライバ
５Ｂ ＣＰＵ
６Ａ 望遠スイッチ
６Ｂ 広角スイッチ
７ １−２群移動量検出装置
８ １−２群移動量検出装置駆動回路
９Ａ １−２群基準位置検出装置
９Ｂ ３群基準位置検出装置
９Ｃ ４群基準位置検出装置
１０Ａ １−２群基準位置検出装置駆動回路
１０Ｂ ３群基準位置検出装置駆動回路
１０Ｃ ４群基準位置検出装置駆動回路

Claims (6)

1. 変倍機能を担う複数のレンズ群と、
   前記複数のレンズ群を駆動する複数のレンズ駆動装置と、
   前記複数のレンズ駆動装置を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記複数のレンズ群のうち対物側に位置するレンズ群を駆動する際に、該対物側に位置するレンズ群の位置に対する他のレンズ群の位置に応じて、該対物側に位置するレンズ群と該他のレンズ群との距離が所定の範囲内となるように、該他のレンズ群の駆動速度を調整し、
   前記所定の範囲は、前記対物側に位置するレンズ群に対して前記他のレンズ群の位置が接近した位置である第一の所定位置と、該第一の所定位置より前記対物側に位置するレンズ群よりも離れた位置にある第二の所定位置とで規定され、
   前記第一の所定位置は、前記対物側に位置するレンズ群の位置と、予め設定された他のレンズ群の複数の駆動位置のうち、他のレンズ群の現在の駆動位置と、現在の駆動位置に対して対物側にある一つ先の駆動位置とに基づいて規定される第一の所定距離とに基づき算出され、前記第二の所定位置は、前記対物側に位置するレンズ群の位置と、予め設定された他のレンズ群の複数の駆動位置のうち、他のレンズ群の現在の駆動位置に対して対物側とは反対側にある一つ手前の駆動位置と二つ手前の駆動位置とに基づいて規定される第二の所定距離とに基づき算出され、前記第一の所定位置及び前記第二の所定位置は、前記対物側に位置するレンズ群の位置が変更されるたびに更新され、
   前記調整が、前記他のレンズ群の位置が前記第一の所定位置を越えて前記対物側に位置するレンズ群に接近した場合に、前記他のレンズ群が前記対物側に位置するレンズ群にさらに接近しないように前記他のレンズ群の駆動速度を調整し、前記他のレンズ群の位置が前記第二の所定位置を越えて前記対物側に位置するレンズ群より離れた場合に、前記他のレンズ群が前記対物側に位置するレンズ群からさらに離れないように前記他のレンズ群の駆動速度を調整することを特徴とする撮影レンズ駆動制御装置。
2. さらに、前記制御装置が、前記複数のレンズ群のうち対物側に位置するレンズ群を駆動する際に、該対物側に位置するレンズ群の駆動速度に応じて、該対物側に位置するレンズ群と該他のレンズ群との距離が所定の範囲内となるように、該他のレンズ群の駆動速度を調整することを特徴とする請求項１に記載の撮影レンズ駆動制御装置。
3. さらに、前記制御装置が、前記複数のレンズ群のうち対物側に位置するレンズ群を駆動する際に、該対物側に位置するレンズ群の移動距離に応じて、該対物側に位置するレンズ群と該他のレンズ群との距離が所定の範囲内となるように、該他のレンズ群の駆動量を調整することを特徴とする請求項１に記載の撮影レンズ駆動制御装置。
4. 前記調整が、前記対物側に位置するレンズ群の駆動速度が増加した場合に前記他のレンズ群の駆動速度を加速し、前記対物側に位置するレンズ群の駆動速度が減少した場合に前記他のレンズ群の駆動速度を減速することを特徴とする請求項２に記載の撮影レンズ駆動制御装置。
5. 前記調整が、前記対物側に位置するレンズ群の移動距離が増加した場合に前記他のレンズ群の駆動量を増加し、前記対物側に位置するレンズ群の移動距離が減少した場合に前記他のレンズ群の駆動量を減少することを特徴とする請求項３に記載の撮影レンズ駆動制御装置。
6. 前記対物側に位置するレンズ群の前記レンズ駆動装置が直流モータであり、前記他のレンズ群の前記レンズ駆動装置がパルスモータであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の撮影レンズ駆動制御装置。

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