JPH09281380A - 停止位置制御装置および光学機器 - Google Patents
停止位置制御装置および光学機器Info
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- JPH09281380A JPH09281380A JP8114153A JP11415396A JPH09281380A JP H09281380 A JPH09281380 A JP H09281380A JP 8114153 A JP8114153 A JP 8114153A JP 11415396 A JP11415396 A JP 11415396A JP H09281380 A JPH09281380 A JP H09281380A
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- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
- G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
- G02B7/10—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens
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Abstract
シュやガタ量も様々に変化し、補正すべきガタ量が固定
された従来装置では、被駆動部の停止位置を高精度化す
ることが困難であった。 【解決手段】 被駆動部2の位置を検出する位置検出手
段7と、この位置検出手段7で検出した前記被駆動部2
の現在の位置に応じて該被駆動部の駆動量を可変する制
御手段6とを備えたこと。
Description
オ、レンズ、ストロボなどにアクチュエータを搭載し、
そのアクチュエータを使用してフィルムの給送や磁気テ
ープの巻き上げ/戻し、光学的なフォーカスやズーム等
の駆動制御を行わせる様に構成された光学機器におい
て、上記アクチュエータとメカ的に結合された被駆動部
を、ある決められた停止位置に高精度に停止させるため
の停止位置制御装置および光学機器に関するものであ
る。
フカメラやビデオカメラなどの撮影機器はもとよりレン
ズ、ストロボなどの光学機器、撮影付属機器においても
DCモーター、ステッピングモーター、振動波モーター
等のアクチュエータが搭載されるようになり多機能化、
高性能化が進んでいる。
器/カム等のメカ的機構が複雑に絡み合って構成されて
いるのが一般的である。このメカ的機構が複雑になるほ
どギア列で発生するバックラッシュや嵌合ガタ等が増加
し、例えばオートフォーカス機構を有するカメラの場合
はピントのズレを生じ、フィルム給送においてはフィル
ムの位置ズレを起こすなどの課題が発生していた。
とで、ある程度緩和されるがコストが高くなり、可動す
るメカ機構のガタを完全に取り去ることは不可能と考え
られる。また、ギア列の途中にメカ的なキャンセル機構
を持たせることでガタによる影響を少なくすることもで
きるが、やはりコスト面、部品精度のバラツキなど課題
が残る。
らガタの影響を緩和するために、例えばオートフォーカ
スレンズの場合は、フォーカスユニットを駆動するとき
に、その駆動方向がメカ的なガタの影響を受ける可能性
を含んでいる場合、駆動量を可変してガタをキャンセル
する様なシステムを構築していた。
置制御装置を構築した従来のオートフォーカスレンズの
動作機構図であり、フォーカシングを行うためのレンズ
を保持したフォーカスユニット100の移動方向は光軸
X−Xに対して水平方向であり、またその移動の軌跡は
フォーカスユニット100に固定されたコロ101と光
軸を中心に回転するカム102によって決定される。図
7でカム102の上方にコロ101がある場合はフォー
カスユニット100の位置が至近にあり、カム102が
実線矢印の右方向に回転すると、フォーカスユニット1
00はカム102の形状通りに点線矢印の方向に移動す
る。
係を表した簡略図である。図8(a)において、カム1
02とコロ101は移動部材であるため、必ずメカ的な
ガタを生じている。カム102が回転することによっ
て、コロ101はカム102上の片側の面に寄せられ移
動する。カム102が前回の移動方向と反対方向に移動
する場合、図8(b)の拡大図に示すようにカム102
が移動を開始しても、コロ101はカム102とのガタ
が詰まるまで移動できないことになる。
量gはメカ的な嵌合ガタdとカム102の傾きsinθ
によって計算される。その計算式は、ガタ量g=嵌合ガ
タd/傾きsinθである。この式より、カム102の
傾きsinθによってガタ量gが変化し、またsinθ
が90度に近ずくほどガタ量g≒嵌合ガタdとなる。つ
まり図9(a)、(b)の様になる。
0がある場合のカム102とコロ101の関係は図8で
表した状態になり、また至近位置にフォーカスユニット
100がある場合のカム102とコロ101の関係は図
9で表した状態になる。つまり、フォーカスユニット1
00の位置によってカム102とコロ101のガタ量g
が変化することなる。
置は、以上のように構成されているので、今後、この停
止位置制御装置を用いた機器の小型化/高性能化が進
み、機器内部の部品も益々複雑なメカ機構が必要となる
と、バックラッシュやガタなどによるガタ量も機器の仕
様/形態などによって様々に変化することが予想され
る。この様な中でそれらの機器が従来と変わらない精度
の保証や更なる精度の向上が要求された場合、ガタ量を
固定した今までのシステムだけでは十分とは言えないと
の課題があった。
めになされたもので、被駆動部の停止位置精度の向上を
図ることを目的とする。
る停止位置制御装置は、被駆動部の位置を検出する位置
検出手段と、この位置検出手段で検出した前記被駆動部
の現在の位置に応じて該被駆動部の駆動量を可変する制
御手段とを備えたものである。
置は、被駆動部の位置を検出する位置検出手段と、前記
被駆動部の前回の駆動方向を記憶する駆動方向記憶手段
と、前記位置検出手段で検出した前記現在の位置と前記
駆動方向記憶手段の記憶内容に応じて被駆動部の駆動量
を可変する制御手段とを備えたものである。
置は、被駆動部を駆動する駆動手段と、前記被駆動部の
前回の駆動方向を記憶する駆動方向記憶手段と、前記被
駆動部の現在の位置を検出する絶体位置検出手段と、前
記被駆動部の絶対位置に対応した定数を記憶している定
数記憶手段と、前記被駆動部の駆動方向が前記駆動方向
記憶手段の内容と異なる場合、前記定数記憶手段の内容
を加算した位置に該被駆動部を駆動させる制御手段とを
備えたものである。
置は、操作部材を操作することによって絶対位置が変化
する被駆動部と、この被駆動部を駆動するための駆動手
段と、該被駆動部の前回の駆動方向を記憶する駆動方向
記憶手段と、前記被駆動部の現在の位置を検出する絶対
位置検出手段と、前記被駆動部の絶対位置に対応した定
数を記憶している定数記憶手段と、前記被駆動部の駆動
方向が前記駆動方向記憶手段の内容と異なる場合、前記
定数記憶手段の内容を加算した位置に該被駆動部を駆動
させる制御手段とを備えたものである。
軸方向に移動させるレンズを所定位置に停止させるため
に、請求項1から請求項4のうちのいずれか1項記載の
停止位置制御装置を用いたものである。
いて説明する。
態1をAF一眼レフカメラの交換レンズに応用した電気
系統のブロック図であり、図において、1はアクチュエ
ータ内蔵タイプの交換レンズ、2はフォーカシング用の
光学系である被駆動部としてのフォーカスユニット、3
はフォーカスユニット2を駆動させフォーカシングを行
う駆動手段としてのモーター、4はモーター3のON、
OFFあるいは該モーターへの入力を可変し、フォーカ
スユニット2の駆動速度を切り換えているドライバー回
路、5はモーター3或いはフォーカスユニット2の駆動
速度や駆動量を読みとるエンコーダ回路、6は交換レン
ズ1のすべての制御を司る制御手段としてのレンズ側マ
イコンであり、内部に駆動方向記憶手段、定数記憶手段
を備えている。7はフォーカスユニット2の位置を検出
する絶対位置検出手段としての位置検出回路、8は変倍
用レンズを移動させたときのズーム位置検出回路、9は
交換レンズ1をカメラ本体側に取り付けるためのメカ的
なレンズ側マウント、aはカメラ本体側マイコンとの通
信を行うための複数の電気接点を有するレンズ側通信ユ
ニット、bは光学機器としてのカメラ本体、cはレンズ
側マウント9と連結するためのメカ的なカメラ本体側マ
ウント、dはレンズ側マイコン6と通信を行うための複
数の接点を有するカメラ本体側通信ユニット、eはカメ
ラ本体bのすべての制御を司るカメラ本体側マイコン、
fは被写体までの距離を測距するための測距ユニットで
ある。
1がレンズ側マウント9−カメラ本体側マウントcを介
して取り付けられると、カメラ本体側マイコンeはレン
ズ側マイコン6に対して光学に関するデータの送信を要
求する通信をカメラ本体側通信ユニットd−レンズ側通
信ユニットaを介して行う。レンズ側マイコン6はカメ
ラ本体側マイコンeの要求するデータを該カメラ本体側
マイコンに送信する。カメラ本体側マイコンeは各種光
学データを内部メモリーに記憶させ、その中からフォー
カス敏感度のデータと測距ユニットfからの出力をもと
に、交換レンズ1のフォーカスユニット2の駆動量を算
出する。カメラ本体側マイコンeは算出したフォーカス
ユニット2の駆動量をカメラ本体側通信ユニットd−レ
ンズ側通信ユニットaを介してレンズ側マイコン6に送
信する。
負を判断し駆動方向を判断する。前回の駆動方向と反対
方向に駆動する場合は、位置検出回路7の出力からフォ
ーカスユニット2の絶対位置を割り出し、その絶対位置
でのガタ量g(バックラッシュ量)を算出或いは内部の
メモリーより導き出す。導き出したガタ量gとカメラ本
体側マイコンeから送信された駆動量を加算して新たな
駆動量とし、この駆動駆動量でドライバー回路4−モー
ター3を介してフォーカスユニット2の駆動を開始す
る。
路5はモーター3の回転数に同期したパルス波形を出力
し、レンズ側マイコン6はその出力からフォーカスユニ
ット2の駆動速度と実際の駆動量を導き出す。
新たに算出された駆動量とを比較し、等しいかまたは実
際の駆動量の方が大きいと判断できた場合は、即座にド
ライバー回路4を介してモーター3を停止させ、フォー
カスユニット2の駆動を停止させる。
表わした図であり、本図では図1に示した電気系統に関
する説明は省略する。図2において、201は固定筒、
202は外筒、203はカム筒、205はカム筒203
の内径部に嵌合されたレンズホルダー、206はカム筒
203のカム溝203aに嵌入し、レンズホルダー20
5上に固定されるカムビス(カムフォロア)、Lはレン
ズホルダー205に固定されたレンズである。
くは地板となっている筒状体であり、この外筒202の
内向きフランジ202aが筒状体207の外向きフラン
ジ207bにビス208により締結されている。また、
筒状体207の内向きフランジ207aには、固定筒2
01の内向きフランジ201aがビス209により締結
され、固定筒201を固定する構造になっている。21
0は固定筒201の外周面に形成された周方向溝と後述
するマニュアルカラー225の外周とに嵌合してレンズ
Lの中心軸線Z(すなわち光軸)を中心として回転可能
な操作部材としてのマニュアル操作環である。筒状体2
07の外周面上には、振動波モータ装置の全構成部品が
搭載されている。
する。振動波モータは、断面形状が台形を成した環状の
振動部材(ステータとしての弾性体)211と、この振
動部材211の一端面に物理的に接合された電歪素子2
12と、この電歪素子212の表面に圧接されたフェル
ト等から成る環状の振動吸収体213と、この振動吸収
体213を振動部材211の方へ押圧する環状の皿バネ
214と、この皿バネ214による押力を筒状体207
とこの筒状体207によって締結された固定部材207
cとの間で保持する環状の保持部材215と、振動波モ
ータのロータである環状の周方向移動部材216と、こ
の周方向移動部材216と一体的に回転可能な回転筒2
17と、この回転筒217と周方向移動部材216との
間に密着してはさまれ周方向移動部材216の軸方向移
動(即ち、ヒビリ振動)を回転筒217に伝達させない
ようにするゴム環218と、固定部材207cに設けら
れ、振動部材211の溝211a内に挿入され、振動部
材211自体の回転を阻止する振動部材回転止め233
aとを有して構成されている。
−機械変換作用により振動部材211に発生する周方向
進行波振動によって、周方向移動部材216、回転筒2
17およびゴム環218を一体的に光軸Zを中心として
回転させるよう構成されている。
安定部材として用いられる環状のマニュアルカラーであ
る。このマニュアルカラー225にマニュアル操作環2
10が回転可能に嵌合することにより、マニュアル操作
環の良い構造にしている。一方、マニュアル操作入力リ
ング224は一端面においてローラー(図示せず)の外
周面に接触し、他方の端面においてマニュアルカラー2
25の端面に接触している。
外周縁部は、マニュアル操作環210の内周面の凹部に
係合しており、マニュアル操作入力リング224は、マ
ニュアル操作環210と一体に回転するようになってい
る。マニュアル操作入力リング224はマニュアルカラ
ー225との間の摩擦抵抗よりも大きな駆動トルクがマ
ニュアル操作環210から伝達された時のみ回転するこ
とができ、それ以外の時は回転しない。従って、レンズ
鏡筒の使用者がマニュアル操作入力リング224とマニ
ュアルカラー225との間の摩擦抵抗に打ち勝った回転
トルクでマニュアル操作環210を回動操作しない限
り、マニュアル操作入力リング224は回転しない。
ために、出力部材219の軸線Z方向端面に形成された
増速ギヤである。
る。レンズ鏡筒使用者がレンズホルダー205をマニュ
アルで駆動させようとする時には、マニュアル操作環2
10を光軸Zを中心として指で回動操作する。するとマ
ニュアル操作入力リング224がマニュアルカラー22
5との摩擦抵抗に打ち勝って光軸Zを中心として回動さ
れる。この時には振動波モータが駆動されていないの
で、振動波モータの回転筒217は振動部材211と周
方向移動部材216との摩擦力により静止している。従
って、ローラー(図示せず)はマニュアル操作入力リン
グ224によってローラ支持軸219aを中心に回転さ
れつつ回転筒217の端面に沿って転動する。
てリング219は光軸Zを中心として回転される。この
ため、レンズホルダー205はレンズホルダー駆動部材
222とカムビス206との係合によって光軸Zを中心
に回転されながらカム筒203のカム溝203aに沿っ
て軸方向に移動する。こうして、マニュアルフォーカシ
ングが行なわれる。
対応した反転時のガタ量gを予め算出して、このガタ量
gに対応した定数をマイコン内部のメモリーにデータテ
ーブルとして記憶させるための表の1例を示す図であ
る。
10m以上の場合、反転時に加算するガタ量gは10パ
ルス、5m以上10m未満の場合9パルス、3m以上5
m未満の場合8パルス、2m以上3m未満の場合7パル
ス、2m未満の場合は6パルスとそれぞれ記憶されてい
る。
ローチャートである。レンズ側マイコン6は通信ユニッ
トaを介してカメラ本体側マイコンeからの通信入力有
りかを判断する(100)。カメラ本体側マイコンeか
ら通信入力があったYESの場合は、送信されたデータ
を解析してフォーカスユニット2の駆動命令なのか光学
データの送信命令なのかを判別する(101)。光学デ
ータの送信命令であったNOの場合は、カメラ本体側マ
イコンeが要求しているデータをレンズ側マイコン6に
内蔵された送信用の記憶バッファに転送し、再び通信入
力待ちに戻る(102)。記憶バッファに転送された光
学データは次の通信と同時にカメラ本体側マイコンeに
取り込まれる。
体側マイコンeからの通信データの解析結果がフォーカ
スユニット2の駆動命令の場合、レンズ側マイコン6は
位置検出回路7の出力を取り込みメモリーに転送し、現
在のフォーカスユニット2の絶対位置を検出して(10
3)、次の通信入力を待つ。そして、次の通信入力で送
信されるデータはフォーカスユニット2の駆動量と駆動
方向を表しているので、そのデータを取り込み、絶対駆
動量と駆動方向を解析メモリーに転送する(104)。
比較し(105)、逆方向に駆動するNOの場合は予め
メモリーに転送しておいたフォーカスユニット2の現在
位置からデータテーブル上のガタ量gを読み取り(10
6)、カメラ側マイコンeから送信された駆動量にガタ
量gを加算する。
2の駆動量が補正され、内部メモリーの駆動量の値を更
新する(107)。ここでは予めフォーカスユニット2
の絶対位置でのガタ量gを算出し、データテーブルとし
てレンズ側マイコン6に記憶させているが、メモリーの
容量に制限がある場合は、先に述べた計算式を活用する
ことも可能である。次にレンズ側マイコン6はドライバ
ー回路4に対してモーター3の駆動開始を指示する(1
08)。
期したパルス出力がエンコーダ回路5からレンズ側マイ
コン6に内蔵されたカウンターに入力される。つまり、
このカウンターの値は実際のフォーカスユニット2の駆
動量に等しいことになる。
めメモリーに記憶している駆動量を比較し(109)、
実際の駆動量の方が大きい或いは等しいYESの場合
は、ドライバー回路4を介してモーター3を停止させ
(110)、フォーカスユニット2の今回の駆動方向を
レンズ側マイコン6の内部メモリーに記憶し(11
1)、カメラ本体側マイコンeからの通信入力待ちに戻
る。
ーム位置検出回路8の機能について全く触れていない
が、本実施の形態2では変倍機能を加味することでより
繊細なシステムを構築できることを説明する。
倍機能によって変化することを表した本実施の形態2を
説明する図である。すなわち、フォーカス敏感度がフォ
ーカスユニット10の位置によって微妙に変化し、その
変化量をメカ的に補正し、フォーカス敏感度を一定に保
つ様に構成されたレンズの動作機構図であり、変倍によ
ってフォーカス敏感度が変化する場合とフォーカシング
によって変化する場合とを1つのカム12で補正できる
タイプとなっている。このカム12上を移動するコロ1
1の周動面は変倍(ズーム)位置によって切り換わり、
それに伴ってフォーカシングを行うためのコロ11の周
動面が変化する。
ォーカスユニット10のフォーカシング範囲も規定され
る。図5よりTELE(望遠)側でのカム12の傾きと
WIDE(広角)側での該カムの傾きに差がある。つま
り変倍機能によってもガタ量gが変化することが分か
る。
(焦点距離)位置によって変化するガタ量gを算出し、
このガタ量gに対応する定数をマイコン内部のメモリー
にデータテーブルとして記憶させるための表の1例を示
す図である。
ーカスユニット10の位置が10m以上の場合、反転時
に加算するガタ量gは10パルス、5m以上10m未満
の場合9パルス、3m以上5m未満の場合8パルス、2
m以上3m未満の場合7パルス、2m未満の場合は6パ
ルスとそれぞれ記憶されている。
の位置が10m以上の場合、反転時に加算するガタ量g
は11パルス、5m以上10m未満の場合10パルス、
3m以上5m未満の場合9パルス、2m以上3m未満の
場合8パルス、2m未満の場合は7パルスとそれぞれ記
憶されている。
の位置が10m以上の場合、反転時に加算するガタ量g
は12パルス、5m以上10m未満の場合11パルス、
3m以上5m未満の場合10パルス、2m以上3m未満
の場合9パルス、2m未満の場合は8パルスとそれぞれ
記憶されている。
量gが3分割されているが、分割数の多い方がより繊細
な制御を行うことが可能である。またデータテーブルに
記憶させる他に、カムの傾きを関数として認識させるこ
とでレンズ側マイコンにガタ量gを計算させ、膨大なデ
ータ量を減らすようにすることを可とする。
の交換レンズの構成は、前記図1に示す実施の形態1と
同じである。そして、その動作も、ズーム位置を検出
し、このズーム位置でのガタ量gを算出してデータテー
ブルに記憶させる点を除けば前記図4に示す実施の形態
1の動作と同じであるから、重複説明を省略する。
ば、被駆動部の駆動方向が駆動方向記憶手段の内容と異
なる場合は、被駆動部に関する絶対位置を検出によっ
て、反転駆動時のガタ量を変化させて駆動量を補正する
ように構成したので、簡単な構成によって、被駆動部の
停止位置精度の向上を図ることができる。
メラの交換レンズの電気系統のブロック図。
を示す縦断面図
ル図。
ーチャート。
作機構図。
ル図。
造図。
造図。
数記憶手段) 7 位置検出回路(位置検出手段) 110 マニュアル操作環(操作部材)
Claims (5)
- 【請求項1】 被駆動部の位置を検出する位置検出手段
と、この位置検出手段で検出した前記被駆動部の現在の
位置に応じて該被駆動部の駆動量を可変する制御手段と
を備えたことを特徴とする停止位置制御装置。 - 【請求項2】 被駆動部の位置を検出する位置検出手段
と、前記被駆動部の前回の駆動方向を記憶する駆動方向
記憶手段と、前記位置検出手段で検出した前記現在の位
置と前記駆動方向記憶手段の記憶内容に応じて被駆動部
の駆動量を可変する制御手段とを備えたことを特徴とす
る停止位置制御装置。 - 【請求項3】 被駆動部を駆動する駆動手段と、前記被
駆動部の前回の駆動方向を記憶する駆動方向記憶手段
と、前記被駆動部の現在の位置を検出する絶体位置検出
手段と、前記被駆動部の絶対位置に対応した定数を記憶
している定数記憶手段と、前記被駆動部の駆動方向が前
記駆動方向記憶手段の内容と異なる場合、前記定数記憶
手段の内容を加算した位置に該被駆動部を駆動させる制
御手段とを備えたことを特徴とする停止位置制御装置。 - 【請求項4】 操作部材を操作することによって絶対位
置が変化する被駆動部と、この被駆動部を駆動するため
の駆動手段と、該被駆動部の前回の駆動方向を記憶する
駆動方向記憶手段と、前記被駆動部の現在の位置を検出
する絶対位置検出手段と、前記被駆動部の絶対位置に対
応した定数を記憶している定数記憶手段と、前記被駆動
部の駆動方向が前記駆動方向記憶手段の内容と異なる場
合、前記定数記憶手段の内容を加算した位置に該被駆動
部を駆動させる制御手段とを備えたことを特徴とする停
止位置制御装置。 - 【請求項5】 光軸方向に移動させるレンズを所定位置
に停止させるために、請求項1から請求項4のうちのい
ずれか1項記載の停止位置制御装置を用いることを特徴
とする光学機器。
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