JPH06174999A - レンズ初期位置検出装置 - Google Patents
レンズ初期位置検出装置Info
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- JPH06174999A JPH06174999A JP32950292A JP32950292A JPH06174999A JP H06174999 A JPH06174999 A JP H06174999A JP 32950292 A JP32950292 A JP 32950292A JP 32950292 A JP32950292 A JP 32950292A JP H06174999 A JPH06174999 A JP H06174999A
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Abstract
を正確に検出することのできる、フォトインタラプタを
用いたレンズ初期位置検出装置を提供することを目的と
する。 【構成】 本発明は、レンズ鏡胴に取り付けられるフォ
トインタラプタ(6)の他に、ステッピングモータ
(5)の回転軸(9)にロータリエンコーダ(13)を
設けたことを特徴とする。レンズ(1)の初期位置は誤
差の小さなロータリエンコーダ(13)の出力から検出
するが、その検出の基準としてフォトインタラプタ
(6)の出力変化時を用いている。その結果、フォトイ
ンタラプタ(6)の出力の温度変化等による誤差を無視
することができる。また、更に高精度の初期位置検出手
段として、ステッピングモータ(5)を駆動するための
励磁相電流を用いることもできる。この場合は、ロータ
リエンコーダ(13)の所定の出力変化が基準となる。
Description
ス式のズームレンズ装置において、レンズ鏡胴内で移動
可能に配置されたレンズ若しくはレンズ群の初期位置を
検出するためのレンズ初期位置検出装置に関するもので
ある。
は、ズームレンズ装置としてインナフォーカス式のもの
が一般的に用いられている。このインナフォーカス式ズ
ームレンズ装置は、レンズ鏡胴内に配置されたズームレ
ンズ群やフォーカスレンズ群等をそれぞれ独立に光軸に
沿って移動させ、ピント等を合わせる構造となってい
る。
り行われるが、レンズ群を所要位置に移動させるために
は、当該レンズ群の初期位置を正確に検出する必要があ
る。そこで、従来においては、フォトインタラプタを用
い、レンズ群側に取り付けられた遮光板がレンズ鏡胴側
のフォトインタラプタを横切った際の出力信号レベル変
化から初期位置を定めていた。
般のレンズ初期位置検出装置の一例を示している。図3
において、符号1はインナフォーカス式ズームレンズ装
置のフォーカスレンズ群であり、これはレンズ枠2によ
り保持されている。レンズ枠2は、レンズ鏡胴(図示し
ない)内に光軸Pと平行に設けられた1対のガイドバー
3,4に摺動可能に支持されている。レンズ枠2はステ
ッピングモータ5によりガイドバー3,4に沿って移動
される。
プタ6は、レンズ鏡胴の内壁面の適所に取り付けられて
いる。このフォトインタラプタ6は、レンズ鏡胴に固定
されるコの字状の支持部材6aと、この支持部材6aの
一端に取り付けられた発光素子6bと、発光素子6bか
らの光を受光するよう支持部材6aの他端に取り付けら
れた受光素子6cとを備えている。
固定されている。この遮光板7は、レンズ枠2を光軸P
に沿って移動させた場合に、フォトインタラプタ6の発
光素子6bと受光素子6cとの間に入り、発光素子6b
からの光を遮断するようになっている。
受光素子6cに照射されている光が遮光板7により遮断
されると、図4に示すように、受光素子6cからの出力
電圧が急激に下がる。従って、受光素子6cの出力電圧
レベルが変化する時のレンズ枠2、即ちフォーカスレン
ズ群1の位置を予め初期位置と設定しておくことで、受
光素子6cの出力電圧からレンズ群1の初期位置を検出
することができる。
初期位置検出装置は、1個のフォトインタラプタの出力
電圧からレンズ初期位置を検出するものであるが、フォ
トインタラプタは、温度変化によってその出力電圧特性
が変動し、検出精度が悪いという問題点がある。
20℃である時の、また、点線は−5℃である時のフォ
トインタラプタの出力電圧を示し、共に同じタイミング
で遮光板がフォトインタラプタの発光素子からの光を遮
断した場合を示している。この図から理解されるよう
に、温度が変化すると電圧変化が現れる位置にずれ(図
示の例では0.05〜0.10mmのずれ)が生じる。
等の固体撮像素子の露光ラチチュードが狭い場合、フラ
ッシュマチックストロボを使用すると、合焦時のレンズ
位置から被写体距離を逆算出する必要が生じるが、検出
されたレンズ初期位置に0.05〜0.10mmもの誤
差があると、露光オーバーやアンダーの原因となる。
のであり、その目的は、フォトインタラプタを用いた高
精度のレンズ初期位置検出装置を提供することにある。
に、請求項1に記載の発明によれば、レンズ若しくはレ
ンズ群を保持したレンズ枠が駆動モータによりねじ式送
り機構を介してレンズ鏡胴内で光軸に沿って移動される
レンズ装置において、レンズ鏡胴又はレンズ枠の一方に
に取り付けられたフォトインタラプタと、レンズ枠の移
動時にフォトインタラプタの発光素子及び受光素子の間
を通過するようレンズ鏡胴又はレンズ枠の他方に取り付
けられた遮光板と、ねじ式送り機構の回転軸に設けられ
たロータリエンコーダと、遮光板がフォトインタラプタ
の発光素子及び受光素子の間を通過した際におけるこの
フォトインタラプタの出力変化を検出した後、所定回数
目に現れるロータリエンコーダの出力変化をレンズ若し
くはレンズ群の初期位置として検出する第1の検出手段
とを備えるレンズ初期位置検出装置を特徴としている。
初期位置検出装置は、レンズ枠を移動させる駆動モータ
がステッピングモータである場合において、前記の第1
の検出手段がロータリエンコーダの出力変化を検出した
後、所定回数目に現れるステッピングモータ駆動用のパ
ルス状励磁相電流をレンズ若しくはレンズ群の初期位置
として検出する第2の検出手段を更に備えることを特徴
としている。
出装置においては、レンズ枠の移動に伴う遮光板の接近
によりフォトインタラプタからの出力に変化が生じた場
合に、この変化検出時を基準としてロータリエンコーダ
の出力変化をカウントする。そして、所定回数目の出力
変化をレンズ初期位置として検出することとしている。
誤差が生じたとしても、その検出時はロータリエンコー
ダの出力変化のカウントを開始するための基準時にすぎ
ず、しかも、ロータリエンコーダは温度変化により生ず
る誤差が極めて小さいため、正確な初期位置検出が可能
となる。
枠を移動させる駆動モータがステッピングモータの場合
に、ステッピングモータ駆動用のパルス状励磁相電流の
オンオフからレンズの初期位置を割り出すこととしてい
る。即ち、上記の検出手段により検出されたロータリエ
ンコーダの出力変化を基準にして励磁相電流のカウント
を行う。そして、所定回数目の励磁相電流をレンズ初期
位置として検出するのである。
れるため、ロータリエンコーダの出力から初期位置を検
出する場合よりも、更に検出精度が向上する。
いて詳細に説明する。尚、図中、先に説明した従来構成
と同一又は相当部分には同一符号を付することとする。
置をインナフォーカス式ズームレンズのフォーカスレン
ズ群に適用した例を示している。図1において、符号1
はフォーカスレンズ群、符号2はフォーカスレンズ群1
を保持するレンズ枠、符号3,4はレンズ枠2を摺動可
能に支持する1対のガイドバーである。ガイドバー3,
4はレンズ鏡胴(図示しない)内で光軸Pに平行に配置
されている。
ガイドバー3,4に沿って移動できるようになってい
る。より詳細に説明すると、ステッピングモータ5は、
レンズ鏡胴の適宜位置に固定されたモータブラケット8
により支持されている。モータブラケット8は、両端が
同方向に折り曲げられた樹脂板若しくは鋼板から成り、
その中央部分8aがレンズ鏡胴に固定される。ステッピ
ングモータ5は、このモータブラケット8の一方の折曲
げ部分8bの外側面に固定されている。また、ステッピ
ングモータ5の回転軸9はモータブラケット8の折曲げ
部分8b,8c間で回転可能に支承され、光軸Pと平行
に延びている。モータブラケット8の折曲げ部分8b,
8c間に位置する回転軸9には、おねじ部9aが形成さ
れている。このおねじ部9aには連結アーム10の一端
のめねじ部10aが螺合され、連結アーム10の他端は
レンズ枠2にシャフト10を介して連結されている。従
って、ステッピングモータ5の回転軸9を回転させる
と、回転軸9のおねじ部9aに螺合している連結アーム
10のめねじ部10aが回転軸9の軸線方向に移動し、
その動きに伴ってレンズ枠2がガイドバー3,4に沿っ
て移動する。ステッピングモータ5はモータ駆動回路1
2からのパルス状励磁相電流のオンオフによって駆動さ
れる。
従来と同様に、レンズ鏡胴の内壁面に固定された第1の
フォトインタラプタ6と、この第1のフォトインタラプ
タ6の発光素子6b及び受光素子6cの間隙を通過する
よう、レンズ枠2の側壁面に固定された遮光板7とを備
えている。
は、ステッピングモータ5の回転軸9の先端部に設けら
れた光学式ロータリエンコーダ13を備えている。光学
式ロータリエンコーダ13は、回転軸9の先端部に同軸
に取り付けられた回転遮光板14と、この回転遮光板1
4に隣接してモータブラケット8に固定された第2のフ
ォトインタラプタ15とから構成されている。第2のフ
ォトインタラプタ15は発光素子15bと受光素子15
cを有し、それぞれ、コの字状支持部材15aの端部に
対向配置されている。回転遮光板14には径方向に延び
るスリット14aが1本形成されており、回転軸9を回
転させた場合にスリット14aが第2のフォトインタラ
プタ15の発光素子15bから受光素子15cへの光路
を横切るよう、回転遮光板14とフォトインタラプタ1
5の位置が定められている。
素子6c、第2のフォトインタラプタ15の受光素子1
5c及びモータ駆動回路12は適当な信号処理回路16
に接続されており、この信号処理回路16で各出力信号
が処理され、フォーカスレンズ群1の初期位置が検出さ
れるようになっている。
よるレンズ初期位置検出装置における信号処理回路16
での処理について、図2のタイミングチャートに沿って
説明する。
与えられるパルス状の励磁相電流のオンオフ状態を示し
ている。ステッピングモータ5に励磁相電流を流すと、
励磁相電流のパルス数及びパルスパターンに応じて、回
転軸9が所定方向に所定ステップ角で回転する。これに
よって、回転軸9のおねじ部9aに螺合している連結ア
ーム10を介してレンズ枠2がガイドバー3,4に沿っ
て移動する。
光板14は回転軸9と共に回転し、スリット9aが周期
的に第2のフォトインタラプタ15の光路を横切る。こ
れにより、図2の(b)に示すように、第2のフォトイ
ンタラプタ15の受光素子15cからの出力電圧が周期
的に変化する。
た第1のフォトインタラプタ6に向かって移動している
場合、レンズ枠2上の遮光板7がフォトインタラプタ6
の発光素子6bと受光素子6cとの間に入ると、図2の
(c)に示すように受光素子6cからの出力電圧が低下
する。
光素子6cからの出力電圧が低下したことを信号処理回
路16が検出したならば、この検出時を基準時として
(図2のラインA参照)、ロータリエンコーダ13の第
2のフォトインタラプタ15からの出力電圧が最初に上
昇する時点(図2のラインB参照)を検出するようにす
る。この時点でのレンズ枠2の位置、即ちフォーカスレ
ンズ群1の位置を初期位置としておけば、第1及び第2
のフォトインタラプタ6,15からの出力電圧に基づい
てレンズ初期位置を検出することができる。
フォトインタラプタ6の出力電圧の検出信号を単に第2
のフォトインタラプタ15の出力電圧信号のカウントの
ためのスタート信号としているにすぎないので、第1の
フォトインタラプタ6の出力電圧の変化位置が温度変化
により変動したとしても(図2の(c)の点線参照)、
レンズ初期位置の検出精度には影響を与えない。勿論、
ロータリエンコーダ13における第2のフォトインタラ
プタ15も温度変化により出力電圧の変化位置がずれる
が、そのずれ量をレンズ枠2の移動量に換算すると極め
て小さく、それによる検出位置の誤差は現在の電子スチ
ルカメラ等が要求する検出精度を十分に満足するもので
ある。
たい場合には、第2のフォトインタラプタ15の出力電
圧の検出信号をスタート信号として、所定回(本実施例
では2回目)に現れるステッピングモータ駆動用の励磁
相電流のオン状態を検出することとする。即ち、第1の
フォトインタラプタ6を遮光板7が遮断し、受光素子6
cからの出力電圧が低下したならば、その時点を基準に
して、ロータリエンコーダ13のフォトインタラプタ1
5からの出力信号が最初に上昇変化する時を検出する。
そして、この検出時を、ステッピングモータ5に流す励
磁相電流のオンオフをカウントする基準時として用い、
本実施例では2回目にオン状態となった時のレンズ位置
を初期位置とするのである(図2のラインC参照)。こ
の場合、第1のフォトインタラプタ6のみならず、第2
のフォトインタラプタ15の温度変化による誤差の影響
も排除でき、しかも励磁相電流は一定間隔でオンオフさ
れるので、極めて正確に初期位置を検出することができ
る。
タ6がレンズ鏡胴に取り付けられ、遮光板7がレンズ枠
2に取り付けられる構造となっているが、フォトインタ
ラプタ6及びレンズ枠2の取付位置を逆にしても良い。
ーカス式ズームレンズ装置のフォーカスレンズ群に適用
することとしているが、本発明は他の型式のレンズ装置
における移動可能なレンズないしはレンズ群にも適用可
能である。
移動させるための送り機構のおねじがステッピングモー
タの回転軸に形成されているが、送り機構がステッピン
グモータとは別個独立に設けられているものがある。か
かる場合、ロータリエンコーダを送り機構の中の回転軸
に設けることとしても良い。
位置検出装置は、レンズ(レンズ群)とレンズ鏡胴間に
設けられたフォトインタラプタの出力をスタート信号に
用い、温度変化等による誤差の影響が少ないロータリエ
ンコーダの出力からレンズの初期位置を求めることとし
ているので、レンズの初期位置の検出精度が向上し、ひ
いてはレンズ装置自体の性能の向上も図ることができ
る。
タート信号とし、ステッピングモータ駆動用の励磁相電
流のオンオフからレンズ初期位置を検出することもでき
る。この場合は、ロータリエンコーダの温度変化による
微小な誤差をも排除することができるので、検出精度は
更に向上する。
機構中の回転軸に設けるので、レンズ装置の小型化を妨
げるものとはならない。
例を示す部分斜視図である。
信号処理回路での処理を示すためのタイミングチャート
である。
斜視図である。
ドバー、5…ステッピングモータ、6…第1のフォトイ
ンタラプタ、7…遮光板、9…回転軸、9a…おねじ
部、10…連結アーム、10a…めねじ部、12…モー
タ駆動回路、13…ロータリエンコーダ、14…回転遮
光板、15…第2のフォトインタラプタ、16…信号処
理回路。
Claims (2)
- 【請求項1】 レンズ若しくはレンズ群を保持したレン
ズ枠が駆動モータによりねじ式送り機構を介してレンズ
鏡胴内で光軸に沿って移動されるレンズ装置において、
前記レンズ若しくはレンズ群の初期位置を検出するレン
ズ初期位置検出装置であって、 前記レンズ鏡胴又は前記レンズ枠の一方に取り付けられ
たフォトインタラプタと、 前記レンズ枠の移動時に前記フォトインタラプタの発光
素子及び受光素子の間を通過するよう、前記レンズ鏡胴
又は前記レンズ枠の他方に取り付けられた遮光板と、 前記ねじ式送り機構の回転軸に設けられたロータリエン
コーダと、 前記遮光板が前記フォトインタラプタの発光素子及び受
光素子の間を通過した際における該フォトインタラプタ
の出力変化を検出した後、所定回数目に現れる前記ロー
タリエンコーダの出力変化を前記レンズ若しくはレンズ
群の初期位置として検出する第1の検出手段と、を備え
ることを特徴とするレンズ初期位置検出装置。 - 【請求項2】 前記駆動モータがステッピングモータで
ある場合において、前記第1の検出手段が前記ロータリ
エンコーダの出力変化を検出した後、所定回数目に現れ
るステッピングモータ駆動用のパルス状励磁相電流を前
記レンズ若しくはレンズ群の初期位置として検出する第
2の検出手段を備えることを特徴とする請求項1記載の
レンズ初期位置検出装置。
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