JP6014489B2 - 駆動装置およびそれを有するレンズ装置及び撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ装置を駆動するための駆動装置に関し、特に撮影用レンズに装着され、ロータリー式の絶対位置検出装置を有する駆動装置、およびそれを有するレンズ装置及び撮影装置に関するものである。

ENG（Electronic News Gathering）レンズに代表されるポータブルタイプのレンズ装置は、ズームレンズやフォーカスレンズを駆動するための操作リングを有するレンズ鏡筒と、その操作リングの位置を検出したり、駆動させたりする駆動装置と、から構成されている。また、映画撮影の現場で使われるレンズ装置においては、繊細な操作が要求されるため、マニュアル操作専用、すなわち駆動装置が付いていない、操作リングをマニュアル操作のみで操作するものも存在する。しかしながら、一定速度で広角側から望遠側へズーム操作したいときなどは、駆動装置が持つサーボ機構により駆動させた方が望ましい。また、撮影現場で、駆動装置の付いていないレンズ装置に駆動装置を装着して撮影するなど、ユーザー自身での駆動装置の着脱作業を実施するといった使い方も考えられる。

ところで、従来、駆動装置に用いられる位置検出センサとして、ポテンシオメータ（以後、ＰＯＴとも記載する）や相対値エンコーダが使用されている。ＰＯＴは、制御対象の位置を検出し、検出位置に相当する電圧を出力するセンサであり、絶対位置の検出が可能である。

また、相対値エンコーダは、制御対象の位置の相対的な変化を検出するセンサである。この相対値エンコーダは、ＰＯＴに比べ高精度な相対位置の検出が可能であるが、絶対位置の検出の為には、電源投入後やリセット動作後に、初期化処理が必要である。具体的には、絶対位置検出の基準となるＺ相から出力される原点パルスを取得することで、初期化処理とするものがある。

ＰＯＴは、一般的に、１回転する間に、出力電圧が最小値から最大値まで変化する。しかしながら、実際に位置検出できる範囲は、１回転（３６０°）の内３４０°程度の範囲に限られ、残りの２０°程度は不感帯となり、位置検出出来ないため、制御対象の可動範囲と、ＰＯＴが位置検出できる範囲とを対応づけるための調整を実施する必要があった。

そのため、位置検出センサとしてＰＯＴを用いた駆動装置の中には、スリップ機構を用いることにより、レンズ鏡筒に駆動装置を装着した後に、ＰＯＴの不感帯が制御対象である操作リングの可動域と重ならないように調整するものもあった。ただし、この場合は、スリップ機構を新たに設ける必要がある。

特許文献１では相対値エンコーダと絶対位置検出手段（ＰＯＴなど）を用いた位置検出装置において、位置検出手段の分解能を上げるため、相対値エンコーダを多回転させる技術が開示されている。多回転させることによって、Ｚ相が複数現れることになるため、Ｚ相の位置とＰＯＴの出力値と関連付けて記憶しておき、電源投入時にＰＯＴの出力値を手掛かりとして、駆動対象を最寄りのＺ相位置へ駆動することで、絶対位置検出を可能とするものである。

特許文献２では、相対値エンコーダとＰＯＴを用いた位置検出装置において、レンズ駆動域内で、ＰＯＴの出力値に基づき、駆動範囲を予め分割し、相対値エンコーダのＺ相が、分割した各エリアで唯一１個のＺ相が存在するよう予め調整を行っている。そして、初期化時に一方の端点から各原点信号（Ｚ相）までのエンコーダパルスと全域の総パルスを記憶しておくことで、電源投入後、原点パルスとＰＯＴの出力値によるエリア検出と、記憶したエンコーダパルス数に基づいて、絶対位置の特定を可能としている。

特開２００５−２８３２７４号公報 特開２００９−２７６１２８号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、レンズ駆動域にＰＯＴの出力値の不感帯が存在していないことが前提となっている。また、特許文献２に開示された従来技術では、ＰＯＴの出力値に基づいて分割した各エリアに唯一１個の相対値エンコーダのＺ相が存在するよう予め調整を行っている。レンズ鏡筒と駆動装置と接続する際、上記のような、位置検出センサが所望の位置にくるように調整する作業は、一般のユーザーにとっては、非常に煩雑であり、実施するには手間である。

そこで、本発明の目的は、スリップ機構など特別な機構や、レンズ鏡筒への接続時の位置検出手段の初期調整を必要とせずに、絶対位置の検出を可能とした駆動装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の駆動装置は、レンズ鏡筒に着脱可能な、可動光学部材を駆動するための駆動装置であって、１回転ごとに出力値が不連続となる不連続点を有し該１回転の範囲内の回転角に対し一意の値を出力する、前記可動光学部材の駆動位置を検出するロータリー型の絶対位置検出手段と、前記可動光学部材の駆動範囲に対応する、該不連続点を含む該絶対位置検出手段の出力値を、連続する値として扱う境界処理を行う制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、スリップ機構など特別な機構や、レンズ鏡筒への接続時の位置検出手段の初期調整を必要とせずに、絶対位置の検出を可能とした駆動装置およびそれを有するレンズ装置及び撮影装置を提供することができる。

第１の実施例における駆動装置の構成を示すブロック図。 第１の実施例におけるアブソリュートエンコーダの出力値について説明する図。 第１の実施例における操作リングの位置とアブソリュートエンコーダの出力値の関係を示す図。 第１の実施例における絶対位置を特定する処理を説明するフローチャート。 第１の実施例における絶対位置を特定する処理を説明するフローチャート。 第１の実施例における絶対位置を特定する処理を説明するフローチャート。 第１の実施例における絶対位置を特定する処理を説明するフローチャート。 第１の実施例における絶対位置を特定する処理を説明するフローチャート。 第１の実施例における絶対位置を特定する処理を説明するフローチャート。 第１の実施例における操作リングの位置とアブソリュートエンコーダの出力値の関係を示す図。 第１の実施例における操作リングの位置とアブソリュートエンコーダの出力値の関係を示す図。 第２の実施例における駆動装置の構成を示すブロック図。 第２の実施例における操作リングの位置とアブソリュートエンコーダおよびＰＯＴの出力値の関係を示す図。 第２の実施例における絶対位置を特定するためのゾーンを決定する処理を説明するフローチャート。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

以下、図１から図１１を参照して、本発明の第１の実施例による、ズームレンズやフォーカスレンズを駆動するための操作リングを有するレンズ鏡筒との接続時のズームレンズやフォーカスレンズ等の可動光学部材の位置検出手段の調整や、特別な機構を必要とすることなく、絶対位置の検出が可能なレンズ鏡筒の駆動装置について説明する。ここで、絶対位置とは、ズームレンズやフォーカスレンズ等の駆動範囲内の位置を指すものであり、所定の基準点（例えば、駆動範囲の一端部）に対する位置とする。

本実施例においては、絶対位置検出手段として、ロータリー型のアブソリュートエンコーダを用いた例について説明する。
このアブソリュートエンコーダの回転位置が任意の位置において駆動装置とレンズ鏡筒とが接続された場合でも、絶対位置の検出が可能であることを示す。さらに、駆動装置の駆動対象である操作リングの可動域に対するアブソリュートエンコーダの回転量に依らず、本発明が適用可能であることを示す。

図１は、本発明の実施形態に係る駆動装置の構成を示すブロック図である。本発明の駆動装置はレンズ装置と着脱可能であり、図１は本発明の駆動装置とレンズ鏡筒との接続後の状態を示している。

駆動装置１００は、主として、アブソリュートエンコーダ１１０と、モーター１２０と、ドライバ回路１３０と、制御手段であるＣＰＵ１４０と、記憶部１５０とから構成されている。アブソリュートエンコーダ１１０は、不図示のギヤを介して、レンズ鏡筒２００の操作リング２１０と接続されている。アブソリュートエンコーダ１１０は、操作リング２１０の回転に応じて、自身も回転し、自身の回転位置に応じた出力値をＣＰＵ１４０に出力する。

ＣＰＵ１４０は、アブソリュートエンコーダ１１０からの出力値に基づき、操作リング２１０の位置を検出する。また、ＣＰＵ１４０は、操作リング２１０を駆動させるための指令値を演算し、ドライバ回路１３０へ出力する。さらに、ＣＰＵ１４０は、操作リング２１０の端位置を記憶部１５０に記憶する。

操作リング２１０は、操作範囲を制限する機械的な端を有し、ＣＰＵ１４０からの駆動指令に基づき、ドライバ回路１３０を介して駆動されるモーター１２０によって、回転する。
ここで、アブソリュートエンコーダ１１０について詳しく説明する。

図２は、本実施例における、アブソリュートエンコーダ１１０の回転位置に対する出力値の関係を示した図である。アブソリュートエンコーダ１１０は、０から最大値ｐａＭａｘの値を出力する。また、アブソリュートエンコーダ１１０を、順方向へ回転させると出力値は増加し、逆方向に回転させると出力値は減少する。例えば、図２で示すように、アブソリュートエンコーダ１１０の出力値が０となる位置を０°としたとき、順方向へ回転させた場合、１回転する直前で最大値ｐａＭａｘを出力し、直後のちょうど１回転した位置で０を出力する。その後、さらに順方向へ回転させると出力値は増加し、１回転するごとに０を出力するということを繰り返す。一方、アブソリュートエンコーダ１１０を逆方向に回転させた場合、出力値は最大値ｐａＭａｘから０へ向けて減少する。０を出力した直後に最大値ｐａＭａｘを出力し、さらに逆方向に回転させると出力値が減少する。

次に、アブソリュートエンコーダ１１０を用いた操作リング２１０の位置検出方法についてＣＰＵ１４０の処理とともに説明する。
図３に、操作リング２１０の可動範囲（広角端から望遠端まで）に対応するアブソリュートエンコーダ１１０の駆動範囲と、出力値との関係を示す。操作リング２１０の可動範囲に対応するアブソリュートエンコーダ１１０の駆動範囲を３００°とする。広角端および望遠端の設定の仕方については後で詳しく述べるが、今、図３に示すように、操作リング２１０が広角端に位置している時のアブソリュートエンコーダ１１０の出力値ＰａＷ＝ｐａ２、望遠端に位置している時の出力値ＰａＴ＝ｐａ１（ｐａ１＜ｐａ２）とする。

図３に示すように、操作リング２１０が広角端から望遠端へ駆動する際に、アブソリュートエンコーダ１１０の出力値は、ｐａ２から最大値ｐａＭａｘ、直後に０となり、０からｐａ１へと変化する。

一方、ＣＰＵ１４０は、アブソリュートエンコーダ１１０の出力値をそのまま操作リング２１０の位置として認識するのではなく、上記最大値ｐａＭａｘから０へ変化する不連続な箇所（図３のＡの範囲の左端）を、連続した値として扱う。具体的には、連続した値としての広角端ＰｃＷを
ＰｃＷ ＝ ＰａＷ （１）
とする。すなわち、不連続点に対する一方の側である広角側においては、アブソリュートエンコーダ１１０の出力値をそのまま操作リング２１０の位置を示す値として認識する。 また、連続した値としての望遠端ＰｃＴを、
ＰｃＴ ＝ ＰａＴ＋ｐａＭａｘ （２）
とする。すなわち、図３のＡの範囲（不連続点に対する他方の側である望遠側）をアブソリュートエンコーダ１１０の出力値の最大値ｐａＭａｘを加算してオフセットすることとなる。

従って、この境界処理を行うことによって、ＣＰＵ１４０が扱う連続した値としての操作リング２１０の全域は、
ＰｃＴ−ＰｃＷ ＝ ｐａＭａｘ ＋ ＰａＴ − ＰａＷ （３）
となる。

ＣＰＵ１４０は、操作リング２１０の端位置として、アブソリュートエンコーダ１１０の出力値であるところの、広角端ＰａＷおよび望遠端ＰａＴを記憶部１５０に記憶する。さらに、ＣＰＵ１４０は、上述した連続した値としての広角端ＰｃＷおよび望遠端ＰｃＴを記憶部１５０に記憶する。

次に、駆動装置１００をレンズ鏡筒２００に接続してから実際に絶対位置を特定するまでの処理について、図４から図１１を用いて説明する。まず、図４のフローチャートを用いて、駆動装置１００とレンズ鏡筒２００を接続した後に、１回だけ行う端位置の決定処理、について説明する。

図４のステップＳ１１０において、ＣＰＵ１４０は、ドライバ１３０およびモーター１２０を介して、操作リング２１０を広角端方向へ駆動する。
ステップＳ１２０において、操作リング２１０が広角端へ到達したか否かを判断し、到達していたらステップＳ１３０に進み、アブソリュートエンコーダ１１０で取得する操作リング２１０の位置を広角端位置ＰａＷとして記憶部１５０に記憶する。

ステップＳ１２０にて、操作リング２１０が広角端へ到達していないときは、ステップＳ１１０およびステップＳ１２０を到達するまで繰り返す。広角端へ到達したか否かの判断方法については、特に限定はしないが、例えば、モーター１２０が広角端方向へ駆動中に、アブソリュートエンコーダ１１０で取得する値に一定以上の時間で変化がなかった場合に、広角端へ到達したと判断するようにしても良い。

続いて、ステップＳ１４０に進み、ＣＰＵ１４０は、ドライバ１３０およびモーター１２０を介して、操作リング２１０を望遠端方向へ駆動し、ステップＳ１５０に進む。
ステップＳ１５０は、操作リング２１０が望遠端方向へ駆動中に、上述したアブソリュートエンコーダ１１０の出力値が最大値ｐａＭａｘから０へ切替る不連続点を通過したか否かを判断するステップであり、通過したらステップＳ１６０に進み、不連続点数を１つカウントし、ステップＳ１７０に進む。

ステップＳ１７０は、操作リング２１０が望遠端方向へ駆動中に、ステップＳ１３０にて記憶した広角端の位置ＰａＷと同じ位置を通過したか否かを判断するステップであり、通過したらステップＳ１８０に進み、エンコーダ回転数Ｎｃを１つカウントする。

ステップＳ１９０において、操作リング２１０が望遠端へ到達したか否かを判断し、到達していたらステップＳ２００に進み、アブソリュートエンコーダ１１０で取得する操作リング２１０の位置を望遠端位置ＰａＴとして記憶部１５０に記憶する。ステップＳ１９０にて、操作リング２１０が望遠端へ到達していないときは、ステップＳ１４０からステップＳ１９０を望遠端に到達するまで繰り返す。すなわち、操作リング２１０が、広角端から望遠端に駆動する間に、アブソリュートエンコーダ１１０が何回不連続点を通過するのか、またアブソリュートエンコーダ１１０が何回転するのかを、カウントするのである。

以上の処理を行った後に、ＣＰＵ１４０は、記憶した広角端位置ＰａＷと望遠端位置ＰａＴおよびｐａＭａｘに基づき、不連続点をオフセット処理し、連続的な値としたときの、広角端であるＰｃＷ、望遠端であるＰｃＴを記憶する。

次に、電源投入またはリセット動作後の、絶対位置確定までの流れを、図５から図１１を用いて説明する。以後の説明は、上述の端位置決定の処理が実施されていることを前提としている。

図５のフローチャートにおいて、電源が投入されると、ステップＳ２１０において、図４のＳ１８０で記憶した回転数Ｎｃが０のとき、すなわち回転数が１回転未満のときは、ステップＳ２２０に進む。ステップＳ２１０において、図４のＳ１８０で記憶した回転数Ｎｃが１以上のとき、ステップＳ２３０に進む。
ステップＳ２３０において、図４のＳ１８０で記憶した回転数Ｎｃが１のときステップＳ２４０に進み、回転数Ｎｃが２以上のときステップＳ２５０に進む。

ここで、再び図３と図６のフローチャートを用いて、図５のステップＳ２２０の処理について説明する。

図６のステップＳ２２１０において、現在の位置の出力値ｐａＸが望遠端位置の出力値ＰａＴより小さいとき、すなわち図３のＡの領域（不連続点に対し望遠側）にいる場合、ステップＳ２２２０に進む。ステップＳ２２２０において、ＣＰＵ１４０は、上述したｐａＸにｐａＭａｘを加算するオフセット処理することで、ＰｃＷからＰｃＴの連続的な値を取る連続値ｐｃＸへの変換をする。

一方、現在の位置の出力値ｐａＸが望遠端位置の出力値ＰａＴより小さくないとき、すなわち、図３のＰａＷからｐａＭａｘの間（不連続点に対し広角側）にいるときは、ステップＳ２２３０に進む。ステップＳ２２３０では、現在の位置の出力値ｐａＸをそのままＰｃＷからＰｃＴの間の位置との対応付けをし、絶対位置を特定する。

次に図５のフローチャートにおける、回転数Ｎｃが１（回転数が１回転以上２回転未満）の場合のステップＳ２４０について、図７のフローチャートと図１０を用いて説明する。回転数が１のときの状況としては、図１０（ａ）に示すように２つの不連続点があるときと、図１０（ｂ）に示すように１つの不連続点があるときの２通りの場合があるが、ここでは（ａ）の２つの不連続点がある場合について説明する。

図７のステップＳ２４１０において、現在の位置の出力値ｐａＸが望遠端位置の出力値ＰａＴより大きく、広角端位置の出力値ＰａＷより小さいとき、すなわち図１０（ａ）の網かけの範囲に位置している場合、ステップＳ２４２０に進む。操作リング２１０が広角端から望遠端へ駆動する際、アブソリュートエンコーダ１１０の出力値は、ＰａＷからｐａＭａｘ、ｐａＭａｘから０、０からｐａＭａｘ、再びｐａＭａｘから０、０からＰａＴのように変化する。

このとき、網かけの範囲のＰａＴからＰａＷの値は一度しか通過しない。すなわち出力値が重複しないＰａＴからＰａＷまでの範囲（可動光学部材の駆動位置と絶対位置検出手段の出力値が一対一に対応する範囲）に位置しているときは、図１０（ａ）のｐａＸａにおけるＰｃＸａの関係のように、連続的な値のＰｃＷからＰｃＴの間の位置と対応付けが可能となる。

またこの図１０（ａ）の網かけの範囲は広角端位置の出力値ＰａＷから不連続点を経ているので、ステップＳ２４２０において、ｐａＭａｘをオフセットすることにより、連続的な値と対応付けし、絶対位置を特定する。

一方、ステップＳ２４１０において、図１０（ａ）の網かけの範囲外のとき、ステップＳ２４３０に進む。操作リング２１０が広角端から望遠端へ駆動する際、アブソリュートエンコーダ１１０の出力値は、網かけの範囲外のＰａＷからｐａＭａｘ、および０からＰａＴの値は２度ずつ通過する。すなわちこのような出力値が重複する範囲に位置しているときは、連続的な値のＰｃＷからＰｃＴの間の位置と対応付けが出来ない。このような場合、ステップＳ２４３０において、上述した対応付けが可能な位置、または同じく対応付けが可能な望遠端位置または広角端位置まで操作リング２１０を駆動する。

ここで、図８のフローチャートを用いて、図７のステップＳ２４３０の処理について、説明する。
図８のステップＳ２４３１において、現在の位置の出力値ｐａＸから、操作リング２１０を望遠端方向へ駆動するときの望遠端位置の出力値ＰａＴまでの変化量Ｄｔと、広角方向へ駆動するときの広角端位置の出力値ＰａＷまでの変化量Ｄｗを比較する。ここで、変化量ＤｔとＤｗについて説明する。

現在の位置の出力値ｐａＸが図１０（ａ）のＰａＷからｐａＭａｘの間に位置しているとき、変化量ＤｔとＤｗは
Ｄｔ ＝ ｐａＭａｘ
−ｐａＸ ＋ ＰａＴ（ＰａＷ ＜ ｐａＸ ＜ ｐａＭａｘ） （４）
Ｄｗ ＝ ｐａＸ−ＰａＷ（ＰａＷ ＜ ｐａＸ ＜ ｐａＭａｘ） （５）
と表すことができる。また、現在の位置の出力値ｐａＸが図１０（ａ）の０からＰａＴの間に位置しているとき、変化量ＤｔとＤｗは
Ｄｔ ＝ ＰａＴ−ｐａＸ（０ ＜ ｐａＸ ＜ ＰａＴ） （６）
Ｄｗ ＝ ｐａＸ − ＰａＷ＋ｐａＭａｘ（０ ＜ ｐａＸ ＜ ＰａＴ） （７）
と表すことができる。

図８のステップＳ２４３１において、ＣＰＵ１４０は、上述した条件のもとＤｔとＤｗを比較し、変化量Ｄｔの方が小さいとき、ステップＳ２４３２に進み、操作リング２１０を望遠端方向へ駆動し、ステップＳ２４３３へ進む。

ステップＳ２４３３において、現在の位置の出力値ｐａＸがＰａＴより大きいとき、すなわち図１０（ａ）の網かけの範囲に望遠側へ向けて入ったとき、ステップＳ２４３４へ進み、連続的な値のＰｃＷからＰｃＴの間の位置と対応付けを行う。図７のステップＳ２４２０と全く同様の処理となり、図１０（ａ）の網かけの範囲は広角端位置の出力値ＰａＷから不連続点を経ているので、ステップＳ２４３４において、ｐａＭａｘをオフセットすることにより、連続的な値と対応付けし、絶対位置を特定する。

一方、ステップＳ２４３３において、現在の位置の出力値ｐａＸがＰａＴ以下のとき、ステップＳ２４３５へ進み、操作リング２１０が望遠端へ到達したか否かを判別する。望遠端へ到達したとき、ステップＳ２４３６へ進み、連続的な値のＰｃＷからＰｃＴの間の位置と対応付けを行う。

このとき、現在位置の出力値ｐａＸ＝ＰａＴであり、広角端位置の出力値ＰａＷから不連続点を２回経ているので、２倍のｐａＭａｘをオフセットすることにより、連続的な値と対応付けし、絶対位置を特定する。したがって、連続的な値ＰｃＸは、
ＰｃＸ ＝ ｐａＸ ＋ ２ × ｐａＭａｘ
＝ ＰａＴ ＋ ２ × ｐａＭａｘ ＝ ＰｃＴ （８）
と対応付けされ、絶対位置の検出が可能となる。

一方、ステップＳ２４３５において、操作リング２１０が望遠端へ到達していないと判断されたときは、ステップＳ２４３２に戻り、ステップＳ２４３４または、ステップＳ２４３６で絶対位置が特定されるまで、上述の処理を繰り返す。

ステップＳ２４３１において、ＣＰＵ１４０は、上述した条件のもとＤｔとＤｗを比較し、変化量Ｄｗの方が小さいとき、または、ＤｔとＤｗが等しいとき、ステップＳ２４３７に進み、操作リング２１０を広角方向へ駆動し、ステップＳ２４３８へ進む。

ステップＳ２４３８において、現在の位置の出力値ｐａＸがＰａＷより小さいとき、すなわち図１０（ａ）の網かけの範囲に広角側へ向けて入ったとき、ステップＳ２４３９へ進み、連続的な値のＰｃＷからＰｃＴの間の位置と対応付けを行う。ステップＳ２４３４と全く同様の処理となり、図１０（ａ）の網かけの範囲は広角端位置の出力値ＰａＷから不連続点を経ているので、ステップＳ２４２０において、ｐａＭａｘをオフセットすることにより、連続的な値と対応付けし、絶対位置を特定する。

一方、ステップＳ２４３８において、現在の位置の出力値ｐａＸがＰａＷ以上のとき、ステップＳ２４４０へ進み、操作リング２１０が広角端へ到達したか否かを判別する。広角端へ到達したとき、ステップＳ２４４１へ進み、連続的な値のＰｃＷからＰｃＴの間の位置と対応付けを行う。

このとき、現在位置の出力値ｐａＸ＝ＰａＷであり、まさに広角端位置の出力値ＰａＷに位置しているので、オフセットせず、連続的な値と対応付けし、絶対位置を特定する。したがって、連続的な値ＰｃＸは、
ＰｃＸ ＝ ｐａＷ ＝ ＰｃＷ （９）
と対応付けされ、絶対位置の検出が可能となる。

一方、ステップＳ２４４０において、操作リング２１０が広角端へ到達していないと判断されたときは、ステップＳ２４３７に戻り、ステップＳ２４３９または、ステップＳ２４４１で絶対位置が特定されるまで、上述の処理を繰り返す。

以上、ステップＳ２４０についての説明では、図１０（ａ）に示す不連続点の数が２つの場合について説明したが、図１０（ｂ）に示す不連続点の数が１つの場合も同様に本発明が適用できる。すなわち、電源投入後またはリセット動作後の現在の位置の出力値ｐａＸが、図１０（ｂ）の網かけの範囲に位置している場合は、絶対位置の特定が可能である。また、網かけの範囲外に位置している場合は、上述した対応付けが可能な位置、または同じく対応付けが可能な望遠端位置または広角端位置まで操作リング２１０を駆動することにより、連続的な値のＰｃＷからＰｃＴの間の位置と対応付けを行うのである。

次に、図５のステップＳ２３０において、回転数Ｎｃが２以上のときに進むステップＳ２５０について、図９のフローチャートと図１１を用いて説明する。
図１１は、操作リング２１０が可動範囲を駆動する際、アブソリュートエンコーダ１１０の駆動範囲が２回転以上３回転未満となるときの、出力値との関係を表したものであり、同図に示すように、広角端位置の出力値ＰａＷと望遠端位置の出力値ＰａＴが夫々決められている。

また、アブソリュートエンコーダ１１０の駆動範囲が２回転以上３回転未満のため、ＰａＷおよびＰａＴと同じ出力値を示す位置が、端の他に夫々２回ずつ存在しており、夫々を広角端候補および望遠端候補と呼ぶ。
さらに、回転数が２以上のため、回転数が２未満のときと異なり、全ての領域で、アブソリュートエンコーダ１１０の出力値が重複する。

すなわちこのような出力値が重複する範囲に位置しているときは、連続的な値のＰｃＷからＰｃＴの間の位置と対応付けが出来ない。そのため、図５のステップＳ２５０において、対応付けが可能な位置、または同じく対応付けが可能な望遠端位置または広角端位置まで操作リング２１０を駆動する。

図９のステップＳ２５１０において、現在の位置の出力値ｐａＸから、操作リング２１０を望遠端方向へ駆動するときの最も近い望遠端位置の出力値ＰａＴまでの変化量Ｄｔと、広角方向へ駆動するときの最も近い広角端位置の出力値ＰａＷまでの変化量Ｄｗを比較する。ＣＰＵ１４０は、ＤｔとＤｗを比較し、変化量Ｄｔの方が小さいとき、ステップＳ２５２０へ進み、操作リング２１０を望遠端方向へ駆動し、ステップＳ２５３０へ進む。

ステップＳ２５３０において、現在の位置の出力値ｐａＸがＰａＴより大きいとき、ステップＳ２５４０に進み、ＰａＴを通過した数Ｎｔをカウントアップし、ステップＳ２５５０へ進む。
一方ステップＳ２５３０において、現在の位置の出力値ｐａＸがＰａＴより大きいと判断されないときは、ステップＳ２５５０へ進む。

ステップＳ２５５０において、ＣＰＵ１４０は、ＰａＴを通過した数Ｎｔが、アブソリュートエンコーダ１１０の駆動範囲である回転数と一致したか否かを判断し、一致した場合は、ステップＳ２５６０に進む。ステップＳ２５６０において、連続的な値のＰｃＷからＰｃＴの間の位置と対応付けを行う。すなわち、図１１において、操作リング２１０が望遠端方向へ駆動中に、ＰａＴを通過した数が回転数と一致した場合は、望遠端位置よりひとつ広角側の望遠端候補であると判断することが可能となる。図１１の同位置で、広角端位置の出力値ＰａＷから不連続点を経ているので、ステップＳ２５６０において、ｐａＭａｘをオフセットすることにより、連続的な値と対応付けし、絶対位置を特定する。

一方、ステップＳ２５５０において、ＰａＴを通過した数が回転数と一致しない場合は、ステップＳ２５７０へ進み、操作リング２１０が望遠端へ到達したか否かを判別する。望遠端へ到達したとき、ステップＳ２５８０へ進み、連続的な値の望遠端位置ＰｃＴとの対応付けが可能となる。このとき、現在位置の出力値ｐａＸ＝ＰａＴであり、広角端位置の出力値ＰａＷから不連続点を２回経ているので、２倍のｐａＭａｘをオフセットすることにより、連続的な値と対応付けし、絶対位置を特定する。

次に、ステップＳ２５１０において、ＣＰＵ１４０が、ＤｔとＤｗを比較し、変化量Ｄｗの方が小さいとき、または、ＤｔとＤｗが等しいとき、ステップＳ２５９０へ進む。ステップＳ２５９０では、操作リング２１０を広角方向へ駆動し、ステップＳ２６００以降へ進み、上述のステップＳ２５２０からステップＳ２５８０までの手順と同様の処理を行うことによって、連続的な値と対応付けし、絶対位置を特定する。

以上、説明したように、本実施例においては、駆動装置１００とレンズ鏡筒２００を接続してから、端位置を決定している。そして電源投入後やリセット動作後に、端位置を記憶した際に、検出した、アブソリュートエンコーダ１１０の回転数や、出力値の不連続点の数に基づいて、絶対位置の特定処理を行っている。そのため、レンズ鏡筒２００の種類によって、操作リング２１０の可動範囲が異なる場合でも、操作リング２１０の可動範囲に対応するアブソリュートエンコーダ１１０の回転量に依らず、絶対位置の検出が可能である。

操作リング２１０が広角端から望遠端まで駆動する間に、アブソリュートエンコーダ１２０の出力値に、最大値ｐａＭａｘから０へ変化する箇所が無い場合には、上記で説明したオフセット処理は必要なく、ＰｃＷ＝ＰａＷ、ＰｃＴ＝ＰａＴとしてもよい。

また、図８のステップＳ２４３２およびＳ２４３３、ステップＳ２４３７およびＳ２４３８において、絶対位置を特定するために操作リング２１０を駆動する際に、操作範囲を制限する機械的な端に勢いよく当たるのを防ぐために、次のようにしても良い。操作リング２１０が端位置付近を通過する際に、ＣＰＵ１４０は、操作リング２１０の駆動速度を減速させるようにしても良い。同様に、図９のステップＳ２５２０およびＳ２５３０、ステップＳ２５９０およびＳ２６００において、操作リング２１０が端位置の出力値を出力する位置付近を通過する際に、ＣＰＵ１４０は、操作リング２１０の駆動速度を減速させるようにしても良い。

以下、図１２および図１４を参照して、本発明の第２の実施例による、レンズ鏡筒への接続時の位置検出手段の調整や、特別な機構を必要とすることなく、絶対位置の検出が可能な駆動装置について説明する。

第１の実施例では、駆動装置１００が有する位置検出手段としてのロータリー型のアブソリュートエンコーダ１１０のみを用いて、操作リング２１０の位置検出を行っていた。
本実施例においては、絶対位置検出手段として、アブソリュートエンコーダの他に、さらにＰＯＴ（第２の絶対位置検出手段）を用いた例について説明する。
さらに、第１の実施例と同様に、レンズの可動域に対するアブソリュートエンコーダの回転量に依らず、本発明が適用可能であることを示す。

また、ＰＯＴに関しては、従来例では、ＰＯＴの不感帯がレンズの駆動域に含まれると、位置検出が不可能であるため、必ず不感帯が操作リングの可動域に含まれないように調整する必要があった。本実施例では、ＰＯＴに関してもレンズ鏡筒への接続時の調整が不要であり、不感帯が操作リングの可動域に含まれても良い。

第１の実施例では、アブソリュートエンコーダ１１０の回転数が、１回転以上のときに、電源投入時のアブソリュートエンコーダ１１０の出力値が、重複する値である場合、ＰｃＷからＰｃＴまでの連続した値との対応付けが出来なかった。そのため、図５のステップＳ２５０において、連続した値との対応付けが可能な位置（望遠端位置、広角端位置を含む）まで操作リング２１０を駆動していた。

本実施例においては、ＰＯＴ１６０を併用することにより、電源投入時のアブソリュートエンコーダ１１０の出力値が、重複する値である場合であっても、操作リング２１０を駆動せずに、絶対位置を特定する例について説明する。

図１２は、本発明の実施形態に係る駆動装置１００の構成を示すブロック図であり、レンズ鏡筒２００と接続後の状態を示している。図１で示すブロック図と同じ符号のものについては、第１の実施例と異なる点について説明する。

駆動装置１００は、第１の実施例で示した構成の他に、ＰＯＴ１６０がさらに構成されている。ＰＯＴ１６０は、アブソリュートエンコーダ１１０と同様に、不図示のギヤを介して操作リング２１０と接続されている。また、ＰＯＴ１６０は、操作リング２１０の回転に応じて、自身も回転し、自身の回転位置に応じた電圧値を不図示のＡ／Ｄ変換器を介して、Ａ／Ｄ変換後の出力値をＣＰＵ１４０へと出力する。以下、ＰＯＴ１６０の出力値と記載した場合には、Ａ／Ｄ変換後の出力値のことを意味する。
ＣＰＵ１４０は、アブソリュートエンコーダ１１０とＰＯＴ１６０とからの出力値に基づき、操作リング２１０の位置を検出する。

ここで、ＰＯＴ１６０について、図１３を用いて説明する。図１３は、本実施例における、アブソリュートエンコーダ１１０とＰＯＴ１６０の回転位置に対する出力値の関係および、操作リング２１０の位置との関係を示した図である。上段にアブソリュートエンコーダ１１０の出力値を示し、下段にＰＯＴ１６０の出力値を示している。アブソリュートエンコーダ１１０の出力値については、第１の実施例と同様であるので、詳しい説明を省略する。

図１３の下段に示すように、ＰＯＴ１６０は、０から最大値ｐｐＭａｘの値を出力する。また、ＰＯＴ１６０を順方向へ回転させると出力値は増加し、逆方向へ回転させると出力値は減少する。例えば、同図に示すように、ＰＯＴ１６０の出力値が０となる位置を０°としたとき、順方向へ回転させた場合、１回転する直前で出力値は最大値ｐｐＭａｘとなり、その後不感帯をはさみ、ちょうど１回転した位置で出力値は０となる。その後さらに順方向へ回転させると出力値は増加して不感帯をはさみ、１回転する毎に０を出力するということを繰り返す。一方、ＰＯＴ１６０を逆方向へ回転させた場合、出力値は最大値ｐｐＭａｘから０へ向けて減少する。０を出力した後に不感帯をはさみ、最大値ｐｐＭａｘを出力し、さらに逆方向へ回転させると出力値は減少する。ここで、ＰＯＴ１６０における不感帯は、出力値によって回転角を一意に特定できる出力値が出力されない回転角の領域であるが、不感帯の回転角範囲にあることは特定できる出力があるものとする。例えば、０又はｐｐＭａｘ一定の出力値があるものとする。本実施例においては、不感帯において、０一定の出力があるものとする。

操作リング２１０が駆動すると、アブソリュートエンコーダ１１０とＰＯＴ１６０は、それぞれの回転位置に応じた出力値をＣＰＵ１４０へ出力する。このとき、アブソリュートエンコーダ１１０とＰＯＴ１６０の回転数は一致する必要はない。

ただし、ＰＯＴ１６０については、操作リング２１０の可動域が大きいレンズ鏡筒と接続した場合にも、ＰＯＴ１６０の回転数が１回転未満となるように、組み付けられていることが望ましい。図１３では、操作リング２１０が全域駆動するときの回転数を、アブソリュートエンコーダ１１０は、約２回転半とし、ＰＯＴ１６０は１回転未満としている。

次に、本実施例における、駆動装置１００をレンズ鏡筒２００に接続してから実際に絶対位置を特定するまでの処理について、図１３から図１４を用いて説明する。

まず、アブソリュートエンコーダ１１０の端位置を決定する。この端位置を決定する処理については、第１の実施例で説明した図４のフローチャートと全く同じ処理であるので、ここでは説明を省略する。
次に、上述の端位置を決定する処理の後に得られる連続的な値と、ＰＯＴ１６０の出力値との対応付けを行うために、連続的な値を複数のエリアに分割する。

図１４のフローチャートを用いて、連続的な値を複数のエリアに分割する方法について説明する。このエリアを分割する処理は、図４で説明した端位置の決定の処理と同様、駆動装置１００とレンズ鏡筒２００を接続した後１回だけ行う処理である。説明を簡単にするために、既に図４の端位置の決定の処理が実施されたことを前提としている。

図１４のステップＳ３１０において、ＣＰＵ１４０は、ドライバ１３０およびモーター１２０を介して、操作リング２１０を広角端方向へ駆動し、ステップＳ３２０に進む。
ステップＳ３２０において、操作リング２１０が広角端へ到達したか否かを判断し、到達していたらステップＳ３３０に進み、ＰＯＴ１６０で取得する操作リング２１０の位置を広角端位置ＰｐＷとして記憶部１５０に記憶する。
ステップＳ３２０にて、操作リング２１０が広角端へ到達していないときは、ステップＳ３１０およびステップＳ３２０を、操作リング２１０が広角端へ到達するまで繰り返す。

続いて、ステップＳ３４０に進み、ＣＰＵ１４０は、ドライバ１３０およびモーター１２０を介して、操作リング２１０を望遠端方向へ駆動し、ステップＳ３５０に進む。
ステップＳ３５０は、操作リング２１０が望遠端方向へ駆動中に、アブソリュートエンコーダ１１０の出力値が最大値ｐａＭａｘから０へ切替る不連続点を通過したか否かを判断するステップであり、通過したらステップＳ３６０に進み、エリア設定を行う。
具体的には、図１３の連続した値のＰｃＢ１と、ＰＯＴ出力値のＰｐＢ１を対応づけて記憶部１５０に記憶する。

続いてステップＳ３７０に進む。ステップＳ３７０は、操作リング２１０が望遠端方向へ駆動中に、ＰＯＴ１６０が不感帯を通過したか否かを判断するステップであり、通過したらステップＳ３８０に進み、不感帯の区間に相当する連続した値に対してエリア設定を行う。
具体的には、図１３の連続した値において、不感帯区間の両端に対応する位置であるＰｃＢ３およびＰｃＢ４の値を記憶部１５０に記憶する。

続いて、ステップＳ３９０に進む。ステップＳ３９０において、操作リング２１０が望遠端へ到達したか否かを判断し、到達していたらステップＳ４００に進み、直前に設定したエリアから望遠端までのエリアを設定し、この処理を終了する。ステップＳ３９０にて、操作リング２１０が望遠端へ到達していないときは、ステップＳ３４０からステップＳ３９０を望遠端に到達するまで繰り返す。
以上の処理を行うことにより設定されたエリアの例が図１３に示すａからｄのエリアである。

電源投入後に、アブソリュートエンコーダ１１０から出力される出力値が図１３に示すｐａＡであるとする。このｐａＡに対応付けされている連続した値は、図１３に示す通りＰｃＡ１とＰｃＡ２とＰｃＡ３の３か所存在する。
このとき、ＰＯＴ１６０の出力値がｐｐＡであるので、現在操作リング２１０が位置しているエリアは、エリアａであることが分かる。ＣＰＵ１４０は、エリアａの範囲であるＰｃＷ（＝ＰｃＢ１）からＰｃＢ２の範囲の中における、ｐａＡに対応付けされている値は、ＰｃＡ１であると特定することができる。このように、現在の位置の出力値ｐａＡに対応する絶対位置を特定することができる。

以上、説明したように、本実施例では、ＰＯＴ１６０を併用することにより、電源投入時のアブソリュートエンコーダ１１０の出力値が、重複する値である場合であっても、操作リング２１０を駆動せずに、絶対位置を特定できるようにした。

さらに、上述のように連続した値に対して、複数のエリアに分割しており、特にＰＯＴ１６０の出力値の不感帯区間に基づいて、エリアを分割している。これにより、従来例ではなし得なかった、操作リング２１０の駆動域に含まれていても、含まれない場合と同様に、操作リング２１０の位置に依らず、絶対位置の特定が可能となる。

また、連続した値に対して、複数のエリアに分割する方法について説明したが、エリアの分割の方法は、これらに限定されない。図１３で示すように、操作リング２１０の駆動域に対して、アブソリュートエンコーダ１１０の出力値における同じ値が、複数存在する場合に、絶対位置を特定できる分割の方法であれば良い。

本発明の駆動装置を備えるレンズ装置、及び、該レンズ装置を備え、被写体像を撮像する撮像装置を含む撮影装置を構成することによって、スリップ機構など特別な機構や、レンズ鏡筒との接続時の位置検出手段の初期調整を必要とせずに、可動光学素子の絶対位置の検出を可能ならしめるという本発明の作用効果を享受することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１００ 駆動装置
１１０ アブソリュートエンコーダ（絶対位置検出手段）
１４０ ＣＰＵ（制御手段）
２００ レンズ鏡筒

Claims (8)

1. レンズ鏡筒に着脱可能な、可動光学部材を駆動するための駆動装置であって、
   １回転ごとに出力値が不連続となる不連続点を有し該１回転の範囲内の回転角に対し一意の値を出力する、前記可動光学部材の駆動位置を検出するロータリー型の絶対位置検出手段と、
   前記可動光学部材の駆動範囲に対応する、該不連続点を含む該絶対位置検出手段の出力値を、連続する値として扱う境界処理を行う制御手段と、
   を有することを特徴とする駆動装置。
2. 前記駆動範囲に対応する前記絶対位置検出手段の回転数が１回転未満であるとき、該絶対位置検出手段による前記境界処理は、前記不連続点に対して該絶対位置検出手段の位置が一方の側にある場合は該絶対位置検出手段の出力値に対して所定の値を加算して該可動光学部材の絶対位置に対応する値とし、該不連続点に対して該絶対位置検出手段の位置が他方の側にある場合は該絶対位置検出手段の出力値を該可動光学部材の絶対位置に対応する値とする、ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記駆動範囲に対応する前記絶対位置検出手段の回転数が１回転以上２回転未満であるとき、前記絶対位置検出手段の出力値が該可動光学部材の駆動範囲内の複数の箇所においては出力されない出力値である場合は、前記制御手段は該出力値に基づいて該可動光学部材の絶対位置を特定し、該絶対位置検出手段の出力値が該可動光学部材の駆動範囲の複数の箇所において存在する出力値である場合は、該可動光学部材の駆動位置と該絶対位置検出手段の出力値が一対一に対応する最も近くの位置に該可動光学部材を駆動する、ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
4. 前記駆動範囲に対応する前記絶対位置検出手段の回転数が２回転以上であるとき、前記制御手段は、該絶対位置検出手段のからの出力値が該可動光学部材の駆動範囲内の複数の箇所で出力され得る出力値である場合は、該可動光学部材の駆動位置と該絶対位置検出手段の出力値が一対一に対応する最も近くの位置に該可動光学部材を駆動する、ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
5. 前記可動光学部材の駆動範囲の両端における前記絶対位置検出手段の出力値と、該駆動範囲に対応する該絶対位置検出手段の回転数と、該駆動範囲内での該出力値の不連続となる箇所の数と、を記憶する記憶手段を有し、
   該可動光学部材の駆動域に対応する該絶対位置検出手段の回転数に基づき、
   該可動光学部材の絶対位置を特定することを特徴とする、
   請求項２乃至４のいずれか１項に記載の駆動装置。
6. 前記絶対位置検出手段とは別に、前記可動光学部材の絶対位置を検出する、第２の絶対位置検出手段を有し、
   前記可動光学部材の駆動範囲に対応する該第２の絶対位置検出手段の回転数は１回転未満であり、
   該絶対位置検出手段と、該第２の絶対位置検出手段とからの出力値に基づき、
   該可動光学部材の絶対位置を検出する、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の駆動装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の駆動装置を備えたレンズ装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載のレンズ装置と、該レンズ装置に接続し被写体像を撮像する撮像装置を備える、撮影装置。

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