JPH05210033A - カメラシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】低コスト、高安定性、低消費電力、最小限の信
号接点、出力信号の位相のオフセットに対応可能なモニ
タ電極処理系を備えたカメラシステムを提供する。 【構成】カメラ本体１に設けられ、ＢＣＰＵ１３からの
パルスを変形し、超音波モータ２４に印加する交流電圧
の約４倍の周波数で該交流電圧のパルス幅に対応するパ
ルス幅を有するパルス信号を発生するボディＩ／Ｆ回路
１１と、レンズユニット２に設けられ、上記ボディＩ／
Ｆ回路１１からのパルスを受けＬＣＰＵ２３で制御され
て４相パルスを発生すると共に超音波モータ２４のモニ
タ電極２７からの出力を処理してＬＣＰＵ２３へ伝達す
るレンズＩ／Ｆ回路２１、該レンズＩ／Ｆ回路２１から
出力される４相パルスに基づき２相の交流電圧を発生す
る交流電圧発生手段２２、この２相の交流電圧で駆動さ
れる超音波モータ２４、位相比較タイミングに対応する
データを記憶した記憶手段２８とで主要部が構成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラシステム、詳し
くはカメラ本体と、同カメラ本体に選択的に装着して使
用され超音波モータによって駆動されるユニットとが、
マイクロコンピュータによって協働してカメラ動作を行
なうカメラシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】先に本出願人は、特願平３−１３４４３
１号において、調整が容易で安定した駆動が可能な、か
つ、消費電力も少ない超音波モータ用駆動回路を具備し
たカメラシステムを提案している。この中で、上記超音
波モータの速度制御は駆動パルスの周波数または同駆動
パルスのパルス幅を用いることで可能である旨が述べら
れている。

【０００３】一方、特開昭６１−２５１４９０号公報，
特開昭６２−１６６７８７号公報には、超音波モータの
好ましい駆動周波数が、温度、負荷その他の要因で変化
するため、該超音波モータ上にモニター電極を設け、そ
の出力信号の駆動パルスに対する位相を検出し、該駆動
周波数を変化させて、その位相を一定に保つようなフィ
ードバック系を設けて超音波モータの駆動を安定的に行
う方法が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図２０は、上記特願平
３−１３４４３１号のカメラシステムにおける、超音波
モータ用駆動回路のモニター信号処理系の１例を示した
ブロック図である。

【０００５】図に示すように、超音波モータ１０２用の
駆動回路１０１は、カメラ本体内の駆動回路１０７と、
この駆動回路１０７より出力される基本パルス信号φＵ
ＳＲを受けて動作するレンズユニット内の回路１０８と
で構成されている。該レンズユニット内駆動回路１０８
におけるモニター信号Ｓｉｇ１０１の処理系は、モニタ
ー出力位相判定手段であるフェイズコンパレータ１０６
が、基本パルス信号φＵＳＲからレンズＩ／Ｆ回路１０
３で選択される第１ないし第４のパルス信号のいずれか
を比較タイミングパルス信号Ｓｉｇ１０２として処理し
ているため、位相比較のタイミングが限られ、上記超音
波モータ１０２上に設けるモニター電極１０２ａに位置
を精度よく適当な箇所にしないと、最適な周波数フィー
ドバックがかからなくなる。上記モニター電極１０２ａ
の位置がばらつく場合は、フェイズコンパレータ１０６
の信号入力系、すなわち、図中の＊１または＊２の箇所
にディレイ発生回路を設けて位相比較のタイミングを微
調することが考えられるが、このディレイ発生回路をコ
ンデンサ等でアナログ的に構成すると、温度等の影響に
よる動作変化が考えられ安定性を欠く上、可変抵抗や可
変容量を用いる必要があり、調整にも手間がかかりコス
トアップを招き好ましくない。

【０００６】また、レンズユニット内駆動回路１０８内
で高周波パルスを分周してディレイ発生回路を構成する
方法も考えられるが、この場合は目的とする消費電力の
低減がそこなわれてしまう。さらに、別の方法として、
カメラ本体内駆動回路１０７内で上記基本パルス信号φ
ＵＳＲと同様に位相比較タイミング信号を発生させ、上
記レンズユニット内回路１０８側に伝達する方法も考え
られるが、これでは信号接点を増設する必要が生じ、コ
ストアップや信頼性向上のため増設ピンを一本のみにお
さえた有効性がうすれてしまう。

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、調整によるコストアップや温度によって生じ
る制御不安定性を防ぎ、消費電力を抑え、かつ、信号接
点を最小限に抑えた上で、レンズユニット内の超音波モ
ータのモニタ電極の設置場所等による出力信号の位相の
オフセットに対応可能なモニタ電極処理系を備えたカメ
ラシステム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】上記の目的を達成するた
めに本発明によるカメラシステムは、カメラ本体と、こ
のカメラ本体に対し着脱自在に装着されるユニットと、
このユニットに設けられ、交流電圧を印加されることに
より駆動され、かつ、振動状態検出用のモニタ電極を有
する超音波モータと、上記ユニットに設けられ、位相比
較タイミングにおけるモニタ電極の出力電圧に基づいて
モニタ電極の出力信号の位相を判定する位相判定手段
と、上記カメラ本体に設けられ、上記交流電圧の約４倍
の周波数で、上記位相比較タイミングに対応するパルス
幅を有する基本パルス信号を発生する基本パルス信号発
生手段と、上記ユニットに設けられ、上記カメラ本体か
ら伝達される上記パルス信号の、連続する第１ないし第
４のパルス信号から発生する４相の、ディジタルパルス
から、上記超音波モータに印加する交流電圧を発生する
交流電圧発生手段と、上記ユニットに設けられ、位相比
較タイミングが属するのは第１ないし第４のパルスのい
ずれかの識別データ、およびその属するパルスのエッジ
からのずれ時間に対応するデータを記憶した記憶手段
と、上記記憶手段に記憶されたデータおよび上記基本パ
ルス信号に基づいて位相比較タイミング信号を発生させ
る位相比較信号発生手段とを具備しており、上記基本パ
ルス信号発生手段は、上記記憶手段のデータに基づいて
パルス幅を決定することを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明においては、ユニットに最適な位相比較
のタイミング情報を記憶手段で記憶しておき、この記憶
された情報により、基本パルス信号発生手段で基本パル
ス信号のパルス幅を決定する。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１１】図２は、本発明のカメラシステムを適用さ
れた一眼レフレックスカメラにおけるカメラ本体および
レンズユニットの外観図である。

【００１２】図に示すように、符号１はカメラ本体で、
３１はレリーズ釦、３２はペンタプリズムを用いたファ
インダ、３３はレンズを透過した光線をファインダ３２
へ送るメインミラーで、中央部がハーフミラーになって
いる。３４はメインミラー３３のハーフミラー部を透過
した光線を反射するサブミラー、３５はサブミラー３４
で反射された光に基づき公知の位相差検出方式で測距す
るＡＦモジュール、３６はボディ側レンズ装着用カメラ
マウント、３７はバヨネット爪、１ａ〜１ｇは電気接点
である。

【００１３】符号２はレンズユニットで４０は固定枠、
４１はレンズ枠、４４はフォーカス枠である。このフォ
ーカス枠４４の内周面には、レンズ枠４１の外周面に植
設された駆動ピン４９を螺旋状に案内する内径カム溝４
８が設けられていて、フォーカス枠４４が回転すると、
レンズ枠４１は、上記フォーカス枠４４の内径カム溝４
８に案内されて光軸方向に移動することになる。

【００１４】符号４２は超音波モータのステータ、４３
は超音波モータのロータであり、ステータ４２の電極に
Ａ相・Ｂ相の交流電圧を印加することにより、ロータが
回転する所謂進行波型の円環型超音波モータを形成して
いる。ロータ４３は上記フォーカス枠４４と一体に形成
されているので、ロータ４３が回転するとフォーカス枠
４４も一体的に回転する。４６はレンズ側マウント、４
７はバヨネット爪、２ａ〜２ｇは電気接点である。

【００１５】上記レンズユニット２はカメラ本体１に上
記バヨネット爪３７と４７によって着脱自在に結合さ
れ、電気接点１ａと２ａ、１ｂと２ｂ、以下同様に１ｇ
と２ｇまでが接触し、電気的に接続されるようになって
いる。

【００１６】符号５１はフォーカス枠４４上に円周方向
に設置された磁気スケール、符号５２は固定枠４０の内
面に固定されたＭＲセンサーで、磁気スケールの磁気変
化を検知して電気信号を出力する磁電変換素子により構
成されている。

【００１７】図１は、上記図２の一眼レフレックスカメ
ラのカメラシステムにおける電気回路の主要構成を示す
ブロック図である。

【００１８】図に示すように、カメラ本体１は、上述の
電気接点１ａ〜１ｇの他、通信機能、カウンタ機能、お
よび演算制御機能を有するボディマイクロコンピュータ
ユニット（以下、ＢＣＰＵと略記する）１３、同ＢＣＰ
Ｕ１３の動作クロックを供給する高周波発振器１２、Ｂ
ＣＰＵ１３からのパルスを変形し、超音波モータ２４に
印加する交流電圧の約４倍の周波数で、上記交流電圧の
パルス幅に対応するパルス幅を有するパルス信号φＵＳ
Ｒを発生する基本パルス信号発生手段であるボディＩ／
Ｆ回路１１、これら各部に給電する電池１５、ならびに
同電池１５から、ＩＣ系の駆動に必要な安定した電圧を
発生するＤＣ／ＤＣコンバータ１４が格納されている。

【００１９】一方、レンズユニット２側には、上述の電
気接点２ａ〜２ｇの他、比較的低周波で動作する通信機
能および演算制御機能を有するレンズマイクロコンピュ
ータユニット（以下、ＬＣＰＵと略記する）２３、上記
ボディＩ／Ｆ回路１１から電気接点１ａ，２ａを介して
供給されるφＵＳＲパルスを受け、ＬＣＰＵ２３で制御
されて４個のデジタルパルスφ1 〜φ4 （図６参照）を
発生すると共に、超音波モータ２４のモニタ電極２７か
らの出力を処理（位相判定）してＬＣＰＵ２３へ伝達す
るレンズＩ／Ｆ回路２１、同レンズＩ／Ｆ回路２１から
出力される４個のデジタルパルスφ1 〜φ4 に基づき２
相の交流電圧を発生する交流電圧発生手段２２、この２
相の交流電圧で駆動される超音波モータ２４、上記図２
で説明した磁気スケール５１とＭＲセンサ５２よりなる
エンコーダ２５、同エンコーダ２５の出力を処理してＬ
ＣＰＵ１３に伝えるエンコーダ処理回路２６、および位
相比較タイミングに対応するデータを記憶した記憶手段
２８とで構成されている。

【００２０】上記エンコーダ２５は、たとえば、特公昭
５４−４１１３４号公報、特公昭５４−４１１３５号公
報等にそれぞれ開示されているもので、これを位相をず
らして２組ならべている。エンコーダ処理回路２６は、
上記エンコーダ２５からの出力を増幅・波形整形して２
組のデジタルパルスとし、そのパルスを公知の方法で４
逓倍し、並びに方向信号を作成し、ＬＣＰＵ２３に出力
する。ＬＣＰＵ２３は上記パルスを、方向信号に従って
アップ／ダウンカウントして位置を検出し、一方上記パ
ルスの間隔を測定して速度を検出する。

【００２１】なお、カメラ本体１内のＢＣＰＵ１３およ
びレンズユニット２内のＬＣＰＵ２３は、信号ラインｎ
2 ，ｎ3 ，ｎ4 をそれぞれ双方向データライン、クロッ
クライン、入出力ラインとして公知のクロック同期シリ
アル通信を行うように構成されている。なお、信号ライ
ンｎ1 はφＵＳＲパルスの伝送用、信号ラインｎ5 ，ｎ
6 はＩＣ駆動用定電圧と電池電圧との給電用、また信号
ラインｎ7 は接地ラインである。

【００２２】次に、カメラ本体１の内部の上記電気回路
の詳細について説明する。図３，図４は基本パルス信号
発生手段の詳細を示す論理回路図と各部動作波形のタイ
ミングチャートで、例えばＰ０１は、点Ｐ０１における
信号Ｐ０１というように、測定点とその点における信号
名との両方に用いるものとする。

【００２３】図３において、Ｃ０１は不図示のＢＣＰＵ
１３の演算制御部より値を書き込み可能なリロードレジ
スタ、Ｃ０２はダウンカウンタ、Ｃ０３はトグルフリッ
プフロップである。これらＣ０１，Ｃ０２，Ｃ０３をま
とめて第０カウンタブロックと呼称する。

【００２４】Ｃ１１はリロードレジスタ、Ｃ１２はダウ
ンカウンタ、Ｃ１３およびＣ１６はＲＳラッチ、Ｃ１４
はデコーダ、Ｃ１５はアンドゲート、Ｃ１７は立上りを
検出してパルスを発するワンショット回路である。これ
らＣ１１〜Ｃ１７をまとめて第１カウンタブロックと呼
称する。

【００２５】以下、Ｃ２１〜Ｃ２７，Ｃ３１〜Ｃ３７も
上記Ｃ１１〜Ｃ１７と同様に第２カウンタブロック、第
３カウンタブロックを構成している。これらは、上記Ｂ
ＣＰＵ１３に内蔵され、ソフトウェアによって値の書き
込み、読み出し、制御が行われる。

【００２６】一方Ｉ０１，Ｉ１１，Ｉ２１はＤフリップ
フロップ、Ｉ０２，Ｉ１２，Ｉ２２はエクスクルーシブ
オアゲート、Ｉ３３はバッファで、これらは上記ボディ
Ｉ／Ｆ回路１１に内蔵されている。

【００２７】第０カウンタブロックは、高周波発振器１
２の出力するパルスｆを１／２分周したクロックパルス
ｆ2 を、リロードレジスタＣ０１に書き込まれた値だけ
ダウンカウンタＣ０２でダウンカウントし、値が０にな
るとトグルフリップフロップＣ０３の出力を反転させ、
ダウンカウンタＣ０２に再度リロードレジスタＣ０１の
値をロードする。即ち、リロードレジスタの数をＬ0 と
すると、図４のＰ０１に示すように、ｆ／２×Ｌ0 （ｆ
は高周波発振器１２の発振周波数）の周波数でデューテ
ィ比５０％のパルスＰ０１を出力する。その出力波形か
ら、図４のＰ０２に示すように、ＤフリップフロップＩ
０１およびエクスクルーシブオアゲートＩ０２でそのエ
ッジに対応するパルスＰ０２をつくる。

【００２８】次に、第１カウンタブロックでは、点Ｐ０
２に出力されたパルス立上りによってリロードレジスタ
Ｃ１１からロードした値を、ｆ2 をクロックとしてダウ
ンカウンタＣ１２でダウンカウントを開始すると同時
に、ＲＳフリップフロップＣ１３をセットして点Ｐ１１
に“Ｈ”を出力する。デコーダＣ１４の出力端Ｄ１１は
カウンタ値が１に、また出力端Ｄ１２は０になると
“Ｈ”が出力されるので、カウンタ値が１になるとＲＳ
フリップフロップＣ１３をリセットし、Ｐ１１に“Ｌ”
を出力する。更に、ダウンカウンタＣ１２にリロードレ
ジスタＣ１１から再度値をロードして、カウントを禁止
する。つまり、第１カウンタブロックは、入力パルスの
立上りに同期してリロードレジスタに書き込まれた値だ
けｆ2 をカウントし、その長さに相当するワンショット
パルスを出力する（図４Ｐ１１）。また、Ｄフリップフ
ロップＩ１１およびエクスクルーシブオアゲート（１２
は、Ｐ１１のエッジに対応するパルスを出力する（図４
Ｐ１２）。

【００２９】以下第２，第３カウンタブロックも同様に
ワンショットパルスを出力し、Ｐ２１およびＰ３１（Ｐ
３２）の波形（図４参照）が得られる。つまり、リロー
ドレジスタＣ０１，Ｃ１１，Ｃ２１，Ｃ３１に書き込ま
れた値はそれぞれ図４のパルス幅ｔ0 ，ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ
3 を決定する。Ｐ３１はバッファＩ３３を介してＰ３２
に出力され、φＵＳＲとなるが、ｔ0 ，ｔ1 ，ｔ2 の組
合わせでφＵＳＲの周波数が、またｔ3 によってパルス
幅がそれぞれ決定される。

【００３０】次に、図５を用いて、上記基本パルス信号
発生手段から発生されるパルス信号φＵＳＲの周波数の
変化のさせ方を説明する。後に示すように、φＵＳＲの
連続する４パルスが、後記図８に示すφ1'〜φ4'のパル
スとなり、後記図７に示すプッシュプル回路を介して超
音波モータを駆動する交流電圧Ａ相およびＢ相をつく
る。この周波数はｔ0 により決まるが、φＵＳＲの個々
のパルスの周期が異なると、Ａ相およびＢ相の交流電圧
波形が歪んで駆動に悪影響を与える。このため、ｔ2 の
ばらつきが小さい方がよい。以上の理由により、周波数
の変化の手順は図５に示すように行う。

【００３１】すなわち、上記図３におけるエクスクルー
シブオアゲートＩ２２の出力つまり第３カウンタブロッ
クの入力信号Ｐ２２が図５（Ｅ）に示すような場合、周
波数を低下させようとすると先づＢＣＰＵ１３の演算制
御部からのリロードレジスタＣ０１への書き込み値を＋
１にする。つまり上記図４におけるｔ0 が＋１パルスさ
れるので、パルス５３が図５（Ｄ）に示すように右側に
１パルスシフトしてパルス５４になる。以下同様にして
図５（Ｃ）に示すようにｔ0 ，ｔ1 をそれぞれ＋１パル
スし、更に図５（Ｂ）に示すようにｔ0 ，ｔ2 をそれぞ
れ＋１パルスし、最後に図５（Ａ）に示すようにｔ0 ，
ｔ1 をそれぞれ＋１パルスすれば、交流電圧波形をさし
て歪ませることなく周波数ｆを低下させることができ
る。

【００３２】一方、周波数ｆを上昇させる場合には、図
５（Ｆ）に示すようにｔ0 ，ｔ1 をそれぞれ−１パルス
し、次いで図５（Ｇ）に示すようにｔ0 ，ｔ2 をそれぞ
れ−１パルスし、更に図５（Ｈ）に示すようにｔ0 ，ｔ
1 をそれぞれ−１パルスして、最後に図５（Ｉ）に示す
ようにｔ0 を−１パルスする。このような変化手順によ
ればｔ2 の差はｆ2 周期分以下におさまり、安定した駆
動が可能になる。

【００３３】次に、レンズユニット２（図１参照）の内
部の上記電気回路の詳細について説明する。

【００３４】図６はレンズＩ／Ｆ回路２１（図１参照）
の一部を示す図である。このブロックでは第１デジタル
パルスφＵＳＲから、４相のデジタルパルスφ1 〜φ4
をつくる。φＵＳＲは４個のＤフリップフロップ６１〜
６４からなるシフトレジスタ等によって、４相の駆動パ
ルスφ1'〜φ4'に変換される（図８参照）。これらは、
φＵＳＲの連続する４パルスの立下がりから次の立下り
までの区間を“Ｈ”としている。また、出力パルスφ1
〜φ4 はＬＣＰＵ２３からの駆動許可信号ＵＳＲＣＴに
より発生・禁止が可能であり、同じくＬＣＰＵ２３から
の正転、逆転指定信号ＵＳＲＤＩＲによってφ2 とφ4
の選択順を変更できる。これにより、後にのべる交流電
圧発生回路でのＡ相とＢ相との位相関係を反転し、回転
方向を切換えることができる。

【００３５】一方、超音波モータ２４のモニタ電極２７
で発生する信号ＶMO（図８参照）は、不図示の波形整形
回路を経て信号ＶFBO （図８参照）となり、図６に示す
ように、Ｄフリップフロップ６５により、比較タイミン
グ信号ＴＶＦＢの立上りのタイミングで“Ｈ”か“Ｌ”
かが判定、ラッチされる。図８に示すようにここで
“Ｈ”がラッチされれば上記信号ＶMOの位相は比較タイ
ミングの位相に対しておくれており、“Ｌ”であれば進
んでいることになる。

【００３６】公知の事実として、上記信号ＶFBO の位相
が、印加する交流電圧の位相に対してある一定のズレに
なるように周波数をフィードバックすれば、温度の変化
等に左右されずに最適な超音波モータの駆動周波数が得
られることが知られており、かつ周波数を速度制御の目
的で上記最適な駆動周波数からずらす場合は、上記周波
数よりも高周波側にずらすほうが安定性が高く好ましい
事も知られている。この実施例で周波数が上がると位相
が進む構造であれば、信号ＶFBO の位相が印加する交流
電圧の位相に対してある一定値よりも進まない範囲で周
波数の増減をＬＣＰＵ２３が決定する。

【００３７】図７は交流電圧発生回路２２である。上記
デジタルパルスφ1 〜φ4 は、図示のパワーＭＯＳＦＥ
Ｔ８１〜８４のゲート電極に入力されており、φ1 〜φ
4 が“Ｈ”のときパワーＭＯＳＦＥＴがＯＮし、トラン
ス８５，８６から電流を引く。いわゆるプッシュ・プル
回路である。また、トランス８５，８６の２次側には、
波形整形のための直列にインダクタンス８７，８８が挿
入されており、その先が超音波モータ２４の各電極に接
続されている。この回路により、超音波モータ２４の電
極には、図８，図９に示されるＡ相およびＢ相の交流電
圧が印加されることになる。

【００３８】ここで、モニタ信号の位相比較タイミング
パルスＴＶＦＢについて詳しく述べる。上記位相比較タ
イミングは、モータ製作上のバラツキ等の理由から各モ
ータ、および正転／逆転それぞれについて最適な値を選
ぶのが好ましい。このため、本実施例では、ユニット内
の超音波モータを実動作させ、最適な位相比較タイミン
グデータを、メモリ内に書き込んでおく。

【００３９】図１０は、上記位相比較タイミングに関す
るデータの流れを示している。本実施例では、φ1 〜φ
4 のいずれかのタイミングでのφＵＳＲの立上りを上記
タイミングに当てている。したがって、〈１〉上記タイ
ミングがφ1 〜φ4 のいずれに含まれるか、および
〈２〉上記タイミングは選択された範囲内のどのタイミ
ングかを決めればよい。〈１〉に関しては、図６に示す
ＵＳＤＴ１．ＵＳＤＴ２のデータの組合せで選択する。
つまり図１１に示すように、ＵＳＤＴ＝１．ＵＳＤＴ２
＝１のときφ1 のタイミング（１周期３６０°中 ０〜
９０°）であり、同様にＵＳＤＴ＝１．ＵＳＤＴ２＝０
のときφ3 （９０°〜１８０°），ＵＳＤＴ１＝０，Ｕ
ＳＤＴ２＝１のときφ2 （１８０°〜２７０°），ＵＳ
ＤＴ１＝ＵＳＤＴ２＝０のときφ4 （２７０°〜３６０
°）の範囲が選択される。これはＢＣＰＵ１３から送ら
れる正／逆転情報にもとづき、ＬＣＰＵ２３がメモリ内
のデータを読出して該当の回転方向に関するＵＳＤＴ
１，ＵＳＤＴ２のデータをレンズＩ／Ｆ回路２１に伝達
し、図６に示す回路により上記範囲を決定する。一方、
〈２〉に関しては、φＵＳＲのパルス幅で決まる。この
ため、ＬＣＰＵを介して送られたメモリ内のデータをも
とに、ＢＣＰＵ１３およびボディＩ／Ｆ回路１１でφＵ
ＳＲのパルス幅を決定し、φＵＳＲ信号をレンズＩ／Ｆ
回路に伝達する。以上により、φＵＳＲのパルス幅を利
用して、分解能の高い位相比較タイミングを決定するこ
とができる。

【００４０】このように構成された本実施例のカメラシ
ステムのＡＦ動作を図１２，図１３のフローチャートを
参照しながら説明する。

【００４１】図１２は、上記ＢＣＰＵ１３のオートフォ
ーカスモードにおける動作のフローチャートである。本
モードに入る以前に、先に説明した正転／逆転時の位相
比較データは、あらかじめＬＣＰＵ２３（図１０参照）
によりメモリから読み出され、ＢＣＰＵ１３（図１０参
照）内にストアされている。

【００４２】前記図２に示すレリーズ釦３１が半押しさ
れると、オートフォーカスモードに入る（ステップＳ１
０１）。次に、ＡＦモジュール３５が焦点検出を行い
（ステップＳ１０２）、その出力に基づきデフォーカス
量がＢＣＰＵ１３内の演算制御部によって算出される
（ステップＳ１０３）。

【００４３】次に、同じくＢＣＰＵ１３内でレンズ移動
量および移動方向が算出される（ステップＳ１０４）。
その結果を、電気接点１ｂ〜１ｄを介してシリアル通信
によりレンズ側に伝達し（ステップＳ１０５）、上記し
たように予めストアされている位相比較タイミングデー
タに対応したパルス幅でφＵＳＲを出力する（ステップ
Ｓ１０６）。続いてレンズ駆動開始の命令コードを同様
にシリアル通信によりレンズユニット２に出力する（ス
テップＳ１０７）。

【００４４】この後はレンズユニット２からの情報待ち
状態となる。まず駆動終了コードが出力されたか否かを
調べ（ステップＳ１０８）、出力されていれば再焦点検
出動作を行って（ステップＳ１０９）、合焦ならばオー
トフォーカスモードを終了し（ステップＳ１１０，ステ
ップＳ１１１）、非合焦ならば上記ステップＳ１０３へ
戻る。

【００４５】一方上記ステップＳ１０８でＮＯなら周波
数変更指示コード出力されているか否かを調べ（ステッ
プＳ１１２）、出力されていればそれが周波数の上昇指
示か、下降指示かをみる（ステップＳ１１３）。上昇指
示ならば、先に述べたように、前記図３のリロードレジ
スタＣ０１，Ｃ１１，Ｃ２１の値を図５に従って書換
え、ｔ0 〜ｔ2 の値を変化させることにより、φＵＳＲ
の４パルス分の周波数を変更する（ステップＳ１１
４）。同様に下降指示ならば、前記図５に従ってリロー
ドレジスタＣ０１，Ｃ１１，Ｃ２１の値を書換える（ス
テップＳ１１５）。その後再度上記ステップＳ１０８へ
戻り、これを繰返す。

【００４６】図１３は、上記ＬＣＰＵ２３のレンズ駆動
モードにおける動作のフローチャートである。ＢＣＰＵ
１３からシリアル通信により送られる駆動方向、駆動量
の情報、および駆動開始指令コードを受信することによ
り、レンズ駆動モードに入る（ステップＳ２０１）。次
にレンズ駆動方向が繰出方向か否かを調べ（ステップＳ
２０２）、繰出方向であれば、ＵＳＲＤＩＲに“Ｌ”を
出力し（ステップＳ２０５）、逆転時の位相比較データ
をメモリから読み出す（ステップＳ２０６）。繰出方向
でない時は、ＵＳＲＤＩＲに“Ｈ”を出力し（ステップ
Ｓ２０３）、正転時の位相比較データを読み出す（ステ
ップＳ２０４）、そして、そのデータをもとに、ＵＳＤ
Ｔ１およびＵＳＤＴ２をセットする（ステップＳ２０
７）。

【００４７】次に、駆動許可信号であるＵＳＲＣＴ信号
を“Ｈ”として出力する（ステップＳ２０８）。次に、
エンコーダ処理回路２６からのエンコーダパルスが出力
されたか否かを調べ（ステップＳ２０９）、出力されて
いれば繰出方向か否かを検出する（ステップＳ２１
０）。そして、繰出方向ならば位置メモリ（位置を示す
値を記憶するメモリのアドレス）の値をカウントアップ
して（ステップＳ２１１）、一方繰込み方向ならカウン
トダウンして（ステップＳ２１２）、それぞれ再度メモ
リする。

【００４８】次に、その値がＢＣＰＵ１３から先に送信
された駆動量を満足したか否かを調べ（ステップＳ２１
３）、所定量駆動して目的位置に達していれば駆動許可
信号ＵＳＲＣＴを“Ｌ”にしてφ1 〜φ4 の出力を禁止
し（ステップＳ２１６）、超音波モータの駆動を停止さ
せる。そしてＢＣＰＵ１３に対して電気接点２ｂ〜２ｄ
を介してシリアル通信により駆動終了コードを出力し
（ステップＳ２１７）、駆動モードを終了する（ステッ
プＳ２１８）。

【００４９】一方、上記ステップＳ２１０にて目的位置
に達していなければ、一定のクロックでフリーランして
いるＬＣＰＵ２３内の速度カウンタのカウンタ値を読み
出し（ステップＳ２１４）、同カウンタをふたたび０に
リセットする（ステップＳ２１５）。そして、読出した
速度（パルス間隔）からスピードが目的とする値に対
し、オーバか否かを調べ（ステップＳ２１９）、オーバ
ならばシリアル通信によりＢＣＰＵ１３に周波数上昇指
示コードを出力し（ステップＳ２２０）、オーバでなけ
れば周波数下降指示コードを出力する（ステップＳ２２
１）。

【００５０】ここで、目的速度とはレンズの停止精度を
上げるため、駆動残パルスと速度の対応をＬＣＰＵ２３
内のＲＯＭに記憶したもので、例えば残り１００パルス
までは８０rpm 、残り１００パルス以下では１０rpm に
相当する値である。

【００５１】次に、ＶＦＢ出力が“Ｌ”か否かを調べ
（ステップＳ２２２）、“Ｌ”ならばモニタ電極の出力
の位相が、駆動周波数の低すぎを示す方向にずれている
のでＢＣＰＵ１３に対し、シリアル通信で周波数上昇指
示コードを出力し（ステップＳ２２３）、その後再び上
記ステップＳ２０９へ戻る。

【００５２】以上説明したように、本第１実施例によれ
ば、高周波発振器をカメラ本体１内のみに設け、高速動
作するＢＣＰＵ１３のみに供給し、該ＢＣＰＵ１３内で
比較的低周波のφＵＳＲにしてからレンズユニット側に
供給するという、レンズユニットの装着による高周波動
作の要因での消費電力の増大を抑え、かつ信号ピンの増
設も１つで済む構成のカメラシステムで、上記φＵＳＲ
のパルス幅を用いて位相判定タイミングを設定している
ため、何らの専用ハードウェアを付加することなく、位
相比較タイミングを高分解能で、かつ３６０°任意の位
相に設定することが可能である。

【００５３】次に、第２実施例について説明する。

【００５４】本第２実施例は、φＵＳＲの伝送経路が長
く、容量の大きい場合にも特に強力な出力バッファを用
いることなく確実にφＵＳＲを伝送しようとするもので
ある。

【００５５】本第２実施例の構成は上記第１実施例とほ
ぼ同じであるが、レンズＩ／Ｆ回路と、動作時のフロー
が異なっている。

【００５６】図１４は、本第２実施例のレンズＩ／Ｆ回
路を示している。これは、第１実施例のレンズＩ／Ｆ回
路（図６参照）と比べて、入力信号ＵＳＲＵＤが付加さ
れ、φＵＳＲの立下りエッヂと立下りエッヂを選択する
回路が設けられている。

【００５７】ここで、デジタルパルスの立上り特性と立
下り特性の相違について説明する。図１５，図１６は、
パルス幅の短いデジタルパルスを立上りパルスで送る場
合（図１５）と立下りパルスで送る場合（図１６）をそ
れぞれ示した図である。

【００５８】一般的にＣ−ＭＯＳＩＣ等の出力は、Ｐ−
ＭＯＳトランジスタとＮ−ＭＯＳトランジスタとで構成
されるが、Ｐ−ＭＯＳトランジスタのドライブ能力がＮ
−ＭＯＳのそれと比較して低いために立下りの方が短時
間に行われる。たとえば、ドライブ能力の異なるＩ，I
I，III の３タイプのバッファで出力した場合、タイプ
Ｉでは立上りも立下りも正しく伝達されるが、タイプII
I のような場合、立上りパルスでは、“Ｈ”として伝達
される時間が０となりユニット側が動作できなくなる。
つまり、配線の寄生容量が大きい場合は、立下りパルス
を用いた方が通常のドライブ能力のバッファでも安全、
かつ確実にパルスを伝達できることになる。

【００５９】本第２実施例は、〈１〉信号ピンを介して
容量が大きくなりやすい経路でφＵＳＲを伝達する場合
で、〈２〉かつφＵＳＲが立上り区間の極めて短くな
る、９０°，１８０°，２７０°，３６０°よりもやや
小さい位相角の位相比較タイミングを必要とする可能性
があり、〈３〉出力バッファの能力がさほど大きくない
場合に、安全・確実にφＵＳＲをユニット側に伝達する
ものである。

【００６０】図１７，図１８は、ＵＳＲＵＤが“Ｌ”の
場合（図１７）と、“Ｈ”の場合（図１８）のタイムチ
ャートそれぞれ示した図である。

【００６１】１周期を３６０°とし、位相タイミングを
位相角として表すと、図１９に示すようにＵＳＤＴ１，
ＵＳＤＴ２，ＵＳＲＵＤの各々を設定する。こうすれ
ば、φＵＳＲの“Ｈ”区間のパルス幅は５０％以上に保
たれ、立上りと立下りを切り換えてレンズＩ／Ｆ回路内
で利用するため、第１実施例と同様の位相判定が可能で
ある。また、上記ＵＳＲＵＤのデータはユニット内のメ
モリに記憶されており、動作時ＵＳＤＴ１，ＵＳＤＴ２
と同様に読み出される。ＵＳＲＵＤか“Ｈ”の場合、Ｂ
ＣＰＵはパルス幅の“Ｌ”の区間と見なして出力するφ
ＵＳＲの波形を決定すればよい。

【００６２】本第２実施例によれば、第１実施例の場合
よりも出力能力の低いバッファや容量の大きなφＵＳＲ
の伝達経路であっても安全・確実にユニットの動作を可
能にする。

【００６３】なお、第１、第２実施例共にレンズユニッ
トを例に挙げたが、モータードライブや雲台等他のユニ
ットにも全く同様に応用可能である事は言うまでもな
い。

【００６４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のカメラシス
テムは、カメラ本体側から、超音波モーターを備えたユ
ニットに伝達する超音波モーター駆動用交流電圧の約４
倍の周波数のパルス信号のパルス幅と、ユニット内のメ
モリに記憶されたデータをもとにモニタ信号の位相判定
タイミングを決定しているため、調整によるコストアッ
プや温度によって生じる制御不安定性を防ぎ、消費電力
を抑え、かつ、信号接点を最小限に抑えた上で、レンズ
ユニット内の超音波モータのモニタ電極の設置場所等に
よる出力信号の位相のオフセットに対応可能なモニタ電
極処理系を備えたカメラシステムを提供することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すカメラシステムの電
気回路の主要構成を示すブロック図。

【図２】上記第１実施例のカメラシステムが適用される
一眼レフレックスカメラにおけるカメラ本体およびレン
ズユニットを示す外観斜視図。

【図３】上記第１実施例における基本パルス信号発生手
段を示す論理回路図。

【図４】上記第１実施例における基本パルス信号発生手
段の動作波形のタイミングチャート。

【図５】上記第１実施例における基本パルス信号発生手
段において発生するパルス信号の周波数変化を示すタイ
ミングチャート。

【図６】上記第１実施例におけるレンズＩ／Ｆ回路の１
部を示す論理回路図。

【図７】上記第１実施例における交流電圧発生回路の構
成を示す電気回路図。

【図８】上記第１実施例における、超音波モータの電極
に印加される交流電圧の１例を示すタイミングチャー
ト。

【図９】上記第１実施例における、超音波モータの電極
に印加される交流電圧の他の例を示すタイミングチャー
ト。

【図１０】上記第１実施例における位相比較タイミング
信号のデータの流れを示したブロック図。

【図１１】上記第１実施例における位相比較タイミング
信号と位相タイミング選択信号との関係を示したタイミ
ングチャート。

【図１２】上記第１実施例におけるカメラ本体内ＣＰＵ
の、オートフォーカス時の動作を示すフローチャート。

【図１３】上記第１実施例におけるレンズユニット内Ｃ
ＰＵの、オートフォーカス時の動作を示すフローチャー
ト。

【図１４】本発明の第２実施例を示すカメラシステムに
おけるレンズＩ／Ｆ回路の１部を示す論理回路図。

【図１５】上記第２実施例における基本パルス信号を立
上がりパルスで選択する場合の該パルス波形を示した線
図。

【図１６】上記第２実施例における基本パルス信号を立
下がりパルスで選択する場合の該パルス波形を示した線
図。

【図１７】上記第２実施例における基本パルス信号を立
下がりパルスで選択する場合の、該基本パルス信号の４
相パルス信号の様子を示したタイミングチャート。

【図１８】上記第２実施例における基本パルス信号を立
上がりパルスで選択する場合の、該基本パルス信号の４
相パルス信号の様子を示したタイミングチャート。

【図１９】上記第２実施例における位相タイミング選択
信号および基本パルス信号選択信号と位相角との関係を
示した表。

【図２０】従来のカメラシステムの超音波モータ用駆動
回路のモニター信号処理系の１例を示すブロック図。

【符号の説明】

１…カメラ本体 ２…レンズユニット １１…ボディＩ／Ｆ回路 １２…高周波発振器 １３…ボディＣＰＵ １４…ＤＣ／ＤＣコンバータ １５…電池 ２１…レンズＩ／Ｆ回路 ２２…交流電圧発生手段 ２３…レンズＣＰＵ ２４…超音波モータ ２５…エンコーダ ２６…エンコーダ処理回路 ２７…モニター電極 ２８…記憶手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カメラ本体と、 このカメラ本体に対し着脱自在に装着されるユニット
   と、 このユニットに設けられ、交流電圧を印加されることに
   より駆動され、かつ、振動状態検出用のモニタ電極を有
   する超音波モータと、 上記ユニットに設けられ、位相比較タイミングにおける
   モニタ電極の出力電圧に基づいてモニタ電極の出力信号
   の位相を判定する位相判定手段と、 上記カメラ本体に設けられ、上記交流電圧の約４倍の周
   波数で、上記位相比較タイミングに対応するパルス幅を
   有する基本パルス信号を発生する基本パルス信号発生手
   段と、 上記ユニットに設けられ、上記カメラ本体から伝達され
   る上記パルス信号の、連続する第１ないし第４のパルス
   信号から発生する４相の、ディジタルパルスから、上記
   超音波モータに印加する交流電圧を発生する交流電圧発
   生手段と、 上記ユニットに設けられ、位相比較タイミングが属する
   のは第１ないし第４のパルスのいずれかの識別データ、
   およびその属するパルスのエッジからのずれ時間に対応
   するデータを記憶した記憶手段と、 この記憶手段に記憶されたデータおよび上記基本パルス
   信号に基づいて位相比較タイミング信号を発生させる位
   相比較タイミング信号発生手段と、 を具備しており、上記基本パルス信号発生手段は、上記
   記憶手段のデータに基づいてパルス幅を決定することを
   特徴とするカメラシステム。