JPH0973030A - レンズ制御装置および光学機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機器本体の姿勢とレンズの移動方向によっ
て、レンズを移動させるための機械的な負荷が変動し、
レンズを円滑に移動させることが困難であって、被写体
のピント合わせ、あるいは変倍を正確にできないという
課題があった。 【解決手段】 機器本体９またはレンズの姿勢を検知す
る姿勢検知手段１１と、この姿勢検知手段１１からの検
知情報とレンズの移動方向から移動速度記憶手段の中の
複数の速度情報の中からひとつを決定し、その速度情報
を基にレンズを制御する制御手段７を備えたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は被写体にピントを合
わせるためのフォーカスレンズあるいは被写体に対する
変倍を可能とするズームレンズ等の移動を制御するレン
ズ移動装置および光学機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、写真撮影において被写体へのピン
ト合わせは手動によるものが一般的であったが、近年に
なってＤＣモーターや超音波モーター等のアクチュエー
ターをカメラまたはレンズに搭載し、フォーカスレンズ
を直接移動させることによって、ピント合せを自動的に
行なう製品（オートフォーカスカメラまたはレンズ）が
主流となり、そのピント合わせの精度の向上やピント合
わせまでの時間が大幅に短縮され、誰もがシャッターチ
ャンスを逃がすことなく奇麗な写真を簡単に撮影できる
ようになった。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】このような従来の
光学機器は、レンズの停止位置を安定させるためにレン
ズの移動速度を制御する機構を搭載しているが、１種類
の制御パターンのみで全ての条件における速度制御を試
みているため、機器本体の姿勢差とレンズの移動方向に
よって機械的な負荷変動差が発生したり、長期間の使用
または、厳しい環境下での連続使用等による損失の増減
や各種部品の劣化等により、撮影された写真のピントの
精度の悪化や、撮影時のピントが合うまでの時間が長く
なるなどの条件によってレンズの停止位置が変動した
り、無闇に駆動回数だけが増加し、合焦スピードが思う
ように改善できないなどの問題があった。

【０００４】また、レンズの駆動回数が増えたことによ
って可動部の摩擦等による損失が増大し、機械的な耐久
性の悪化を招き、それによって製品自体も初期の頃の性
能が徐々に失われ、最悪の場合はハンチング現象が起こ
り、オートフォーカスカメラではピントが合わないなど
の状態に陥ってしまうという問題があった。

【０００５】本発明は上記のような従来の課題を解決す
るためになされたもので、レンズの移動制御を正確に行
ない、性能低下を防止したレンズ制御装置および光学機
器を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
るレンズ制御装置は、被写体までの距離を測距できる測
距手段と、レンズを移動させるための移動手段と、該レ
ンズの移動速度を検知するための移動速度検知手段と、
該レンズの複数の移動速度情報を記憶している移動速度
記憶手段と、機器本体またはレンズの姿勢を検知するた
めの姿勢検知手段と、該測距手段によって該スレンズの
移動方向が決定され、その移動方向と該姿勢検知手段の
検知情報から該移動速度記憶手段の中の複数の速度情報
の中からひとつを決定し、その決定した速度情報を基に
レンズを制御する制御手段を備えたことにより、レンズ
の移動制御を正確に行うことができる。

【０００７】請求項２記載の発明に係るレンズ制御装置
は、被写体までの距離を測距できる測距手段と、被写体
にピントを合わせるためのフォーカスレンズと、該フォ
ーカスレンズを移動させるための移動手段と、該フォー
カスレンズの移動速度を検知するための移動速度検知手
段と、該フォーカスレンズの移動速度を制御するための
制御手段と、該フォーカスレンズの複数の移動速度情報
を記憶している移動速度記憶手段と、機器本体またはレ
ンズの姿勢を検知するための姿勢検知手段とを備え、該
測距手段によって該フォーカスレンズの移動方向が決定
され、その移動方向と該姿勢検知手段の検知情報から該
移動速度記憶手段の中の複数の速度情報の中からひとつ
を決定し、その決定した速度情報を基に該フォーカスレ
ンズを制御することにより、ピント合せを正確に行なう
ことができる。

【０００８】請求項３記載の発明に係るレンズ制御装置
は、該測距手段によって決定された該フォーカスレンズ
の移動方向と、該姿勢検知手段の検知情報と、該フォー
カスレンズを移動させた時の該制御手段の出力値を基
に、該移動速度記憶手段の中の複数の速度情報の中のひ
とつを決定し、その速度情報を基に該フォーカスレンズ
を制御することによりピント合せを正確に行うことがで
きる。

【０００９】請求項４記載の発明に係るレンズ制御装置
は、被写体にピントを合わせるためのフォーカスレンズ
と、該フォーカスレンズを移動させるための移動手段
と、該フォーカスレンズの移動速度を検知するための移
動速度検知手段と、該フォーカスレンズの移動速度を制
御するための制御手段と、該フォーカスレンズの複数の
移動速度情報を記憶している移動速度記憶手段とを備
え、該フォーカスレンズを移動させた時の該制御手段の
出力値を基に、該フォーカスレンズの機械的な負荷を予
測し、該移動速度記憶手段の中の複数の速度情報の中か
らひとつを決定し、その速度情報を基に該フォーカスレ
ンズを制御することにより、フォーカスレンズの移動制
御を円滑に、かつ正確に行うことができる。

【００１０】請求項５記載の発明に係るレンズ制御装置
は、該フォーカスレンズの移動開始から設定速度に達す
るまでの時間を計測するための計時手段を備え、該計時
手段の出力値を基に、該フォーカスレンズの機械的な負
荷を予測し、該移動速度記憶手段の中の複数の速度情報
の中からひとつを決定し、その速度情報を基に該フォー
カスレンズを制御することにより、フォーカスレンズの
移動制御を円滑に、かつピント合せを正確に行うことが
できる。

【００１１】請求項６記載の発明に係るレンズ制御装置
は、該フォーカスレンズの移動量を計測するための移動
量計測手段を備え、移動開始から設定速度に達したとき
の該移動量計測手段の出力値を基に、該フォーカスレン
ズの機械的な負荷を予測し、該移動速度記憶手段の中の
複数の速度情報の中からひとつを決定し、その速度情報
を基に該フォーカスレンズを制御することにより、フォ
ーカスレンズの移動制御を円滑に、かつピント合せを正
確に行うことができる。

【００１２】請求項７記載の発明に係るレンズ制御装置
は、フォーカスレンズを移動させるための移動手段に加
える電圧または電圧比や周波数、通電開始から設定速度
に達するまでの時間値によって機械的な負荷を予測し、
複数の減速パターンの中から１つを決定して該フォーカ
スレンズを制御することにより、安定したフォーカスレ
ンズ制御を行うことができる。

【００１３】請求項８記載の発明に係るレンズ制御装置
は、被写体に対する変倍を可能とするズーム手段と、該
ズーム手段を移動させるための移動手段と、該ズーム手
段の移動速度を検知するための移動速度検知手段と、該
ズーム手段の移動速度を制御するための制御手段と、該
ズーム手段の複数の移動速度情報を記憶している移動速
度記憶手段と、機器本体またはレンズの姿勢を検知する
ための姿勢検知手段とを備え、ズーム手段の移動方向と
該姿勢検知手段の情報から該移動速度記憶手段の中の複
数の速度情報の中からひとつを決定し、その速度情報を
基に該ズーム手段を制御することにより、変倍制御を正
確に行うことができる。

【００１４】請求項９記載の発明に係るレンズ制御装置
は、被写体に対する変倍を可能とするズーム手段と、該
ズーム手段を移動させるための移動手段と、該ズーム手
段の移動速度を検知するための移動速度検知手段と、該
ズーム手段の移動速度を制御するための制御手段と、該
ズーム手段の複数の移動速度情報を記憶している移動速
度記憶手段を備え、該ズーム手段を移動させた時の該制
御手段の出力値を基に、該ズーム手段の機械的な負荷を
予測し、該移動速度記憶手段の中の複数の速度情報の中
からひとつを決定し、その速度情報を基に該ズーム手段
を制御することにより、ズーム手段の移動制御を円滑
に、かつ変倍制御を正確に行うことができる。

【００１５】請求項１０記載の発明に係る光学機器は、
移動するレンズを備え、該レンズの移動制御に請求項
１、２、４、７、８のいずれか１項に記載のレンズ制御
装置を用いることにより、レンズの移動を円滑、かつ正
確に行うことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】

実施の形態例１ 以下、この発明の実施の形態例１をオートフォーカスカ
メラについて説明する。図１において、１はレンズ本体
であり、このレンズ本体１はピントを合わせるためのフ
ォーカスレンズとそれを移動させるためのメカ機構を有
するフォーカスユニット２、フォーカスユニット２を移
動させる場合の減速とトルクアップを行なうためのメカ
機構である減速器３、フォーカスユニット２を移動させ
るための動力源であるモーター４、モーター４に電力を
与えるためのドライバー回路５、フォーカスユニット２
の移動量と移動速度を検知するための移動速度検知手段
としてのエンコーダーユニット６、レンズ本体１に関す
るすべての制御を司るマイクロコンピュータであるレン
ズマイクロ７、カメラとの通信を行なうためのメカ的な
接点を有するレンズ接点ユニット８を備えている。そし
て、上記レンズマイクロ７は制御手段、移動速度記憶手
段、計時手段等を備えている。

【００１７】９は機器本体としてのカメラ本体であり、
このカメラ本体９はレンズ本体１を通して被写体までの
距離を検知するための測距手段としての測距ユニット１
０、カメラ本体９或はレンズ本体１の姿勢を検知するた
めの姿勢検知手段としての姿勢検知器１１、カメラ本体
９に関するすべての制御を司る制御手段としてのマイク
ロコンピュータであるカメラマイコン１２、レンズマイ
コン７と通信を行なうためのメカ的な接点を有するカメ
ラ接点ユニット１３を備えており、カメラ本体９にレン
ズ本体１を取り付けた場合、レンズ接点ユニット８とカ
メラ接点ユニット１３は電気的に接触する。

【００１８】なお、図１において、点線はメカ的な接触
或はつながりを表し、実線は電気的つながりを表す。

【００１９】また、図１ではレンズ本体１側にモーター
４が存在する場合を示しているが、モーター４、ドライ
バー回路５及び制御を司るレンズマイコン７をカメラ本
体９側に配置してもよい。

【００２０】次の動作について説明する。カメラ本体９
がレンズ本体１に取付けられると、カメラマイコン１２
はカメラ接点ユニット１３とレンズ接点ユニット８を通
してレンズマイコン７と通信を開始し、レンズ本体１に
関するデータを保持する。

【００２１】外部からオートフォーカス開始の支持があ
った場合、カメラマイコン１２は測距ユニット１０に測
距を開始させる。測距が終了したら先のレンズ本体１の
データより被写体ピントを合わせるためのフォーカスユ
ニット２の移動量を計算する。計算が終了したらレンズ
マイコン７にフォーカスユニット２の移動命令を移動量
と共に送信する。レンズマイコン７は受信した移動量の
正負から駆動方向を確認し、現在のカメラ本体９の姿勢
の状態を送信するようにカメラマイコン１２に要求す
る。カメラマイコン１２は姿勢検知器１１の出力を検知
し、姿勢の状態をレンズマイコン７に送信する。

【００２２】レンズマイコン７は受信したカメラ本体９
の姿勢の状態と先に導き出した駆動方向から最適な制御
パターンを割りだす。この制御パターンはあらかじめレ
ンズマイコン７の記憶素子に設定した中から選択する場
合と、ある関数式を用いて計算する場合のどちらでも構
わない。この制御パターンが決定すると、レンズマイコ
ン７はドライバー回路５を介してモーター４を駆動さ
せ、減速器３を経てフォーカスユニット２を移動させ
る。

【００２３】レンズマイコン７は減速器３に取り付けら
れたエンコーダユニット６からの出力を常に監視し、フ
ォーカスユニット２の移動量とカメラマイコン１２から
送信された移動量とを比較し、同量になったらモーター
４の駆動を停止する。またエンコーダユニット６の出力
はフォーカスユニット２の移動量を表すと同時に、移動
スピードを検出でき、先に設定した制御パターンとの制
御スピードの差を常に計算し、ドライバー回路５を介し
てモーター４の速度制御を行っている。

【００２４】本発明ではこの一連の動作を繰り返すこと
でフォーカスユニット２の移動時間の短縮と停止位置の
精度を向上させることが可能となる。

【００２５】図２は本発明のカメラ本体９の姿勢差によ
るフォーカスユニット２の制御パターンの例である。縦
軸はフォーカスユニット２を制御する制御スピードを表
し、横軸はフォーカスユニット２の移動量（駆動量とも
言う）を表し、図２の制御パターンをＡ制御パターンと
する。このＡ制御パターンの特徴はフォーカスユニット
２を移動制御した場合、加速領域、減速領域が平均的な
値で構成されているため、通常時の制御はこのパターン
を使用する。

【００２６】図３は本発明のカメラ本体９の姿勢差によ
るフォーカスユニット２の制御パターンの例である。縦
軸はフォーカスユニット２を制御する制御スピードを表
し、横軸はフォーカスユニット２の移動量（駆動量とも
言う）を表し、図３の制御パターンをＢ制御パターンと
する。このＢ制御パターンの特徴はＡ制御パターンと比
較した場合、加速領域、減速領域が急激に変化している
ことが分かる。つまり、より早い加減速でフォーカスユ
ニット２を移動させた場合でも停止精度には影響がない
という状態を示している。これはフォーカスユニット２
の機械的な負荷が増した場合を想定した制御パターン
で、Ａ制御パターンよりもフォーカスユニット２の移動
速度を早くすることが可能となる。

【００２７】図４は本発明のカメラ本体９の姿勢差によ
るフォーカスユニット２の制御パターンの例である。縦
軸はフォーカスユニット２を制御する制御スピードを表
し、横軸はフォーカスユニット２の移動量（駆動量とも
言う）を表し、図４の制御パターンをＣ制御パターンと
する。このＣ制御パターンの特徴はＡ制御パターンと比
較した場合、加速領域、減速領域がなだらかに変化して
いることが分かる。つまり、加減速を早くするとフォー
カスユニット２を移動させた場合に停止精度に悪影響が
あるという状態を示している。これはフォーカスユニッ
ト２の機械的な負荷が減少した場合を想定した制御パタ
ーンで、Ａ制御パターンを使用した場合よりもフォーカ
スユニット２の停止精度を良くすることが可能となる。

【００２８】図５はカメラ本体９の姿勢角度とフォーカ
スユニット２の駆動方向によって、フォーカスユニット
２の制御パターンＡ，Ｂ，Ｃを決定している表の例であ
る。

【００２９】同図より、カメラ本体９の傾斜角が−４５
°〜＋４５°の間はフォーカスユニット２の機械的な負
荷の変動が少ないと仮定し、通常の使用状態と変わらな
いＡ制御パターンを選択する様にしている。カメラ本体
９が上方を向いている＋４５°〜＋９０°の場合はフォ
ーカスユニット２を繰り出し方向に移動させると機械的
な負荷が増加するため、制御の早いＢ制御パターンで制
御することが望ましいと考えられＢ制御パターンを選択
する。フォーカスユニット２を繰り入れ方向に移動させ
る場合はフォーカスユニット２の機械的負荷が最も少な
い状態であるため、Ｃ制御パターンを選択し加減速をな
だらかに行うことが必要となり、これによってフォーカ
スユニット２のオーバーランを確実に防止し、所定位置
に精度良く停止させることができる。

【００３０】またカメラ本体９が下方を向いている−４
５°〜−９０°の場合はフォーカスユニット２を繰り入
れ方向に移動させると機械的な負荷が増加するため、制
御の早いＢ制御パターンで制御することが望ましいと考
えられＢ制御パターンを選択する。フォーカスユニット
２を繰り出し方向に移動させる場合はフォーカスユニッ
ト２の機械的負荷が最も少ない状態であるため、Ｃ制御
パターンを選択し加減速をなだらかに行うことが必要と
なり、上記と同様にフォーカスユニット２のオーバーラ
ンを正確に防止し、所定位置に精度良く停止させること
ができる。

【００３１】この表では±４５°を区切りとしているが
あくまでも一例であり、姿勢検知器１１の種類やフォー
カスユニット２の機械的負荷、重量などで微妙に変わる
ことがある。また姿勢検知器１１によっては更に検知範
囲が広くできるため、区切りの数や制御パターンの種類
を増やすことも可能である。従って各設定項目はこの限
りではない。

【００３２】図６は先に説明したカメラ本体９の傾き
角、フォーカスユニット２の駆動方向を表した簡単な断
面図である。図６において、２２はフォーカスレンズ、
２３はフォーカスレンズ２２の中心線である光軸を表
す。

【００３３】カメラ本体９の傾き角は光軸２３が水平の
場合０°となり、フォーカスユニット２を中心に光軸２
３が右上がりの状態は＋（プラス）を意味し、右下がり
の状態は−（マイナス）を意味する。フォーカスユニッ
ト２の移動方向はカメラ本体９に対して遠ざかる方向に
移動させる場合を繰り出し方向とし、近ずく方向に移動
させる場合を繰り入れ方向とする。

【００３４】図７は実施の形態例１の動作を説明するフ
ローチャート図である。カメラ本体９のカメラマイコン
１２が外部寄りＡＦ動作開始の命令を受けると、測距ユ
ニット１０に被写体までの測距を開始させる（ステップ
１０１）。測距が終了したら、接点８，１３を介してレ
ンズマイコン７に光学的なデータの送信を要求し、レン
ズマイコン７から光学的なデータを受信する。

【００３５】カメラマイコン１２は測距ユニット１０の
出力と受信した光学的なデータより、被写体にピントを
合わせるためのフォーカスユニット２の移動量Ｄと移動
方向を計算する（ステップ１０２）。カメラマイコン１
２は算出した移動方向を含んだ移動量Ｄをレンズマイコ
ン７に送信し、レンズマイコン７は受信した移動量から
フォーカスユニット２の移動方向を計算する（ステップ
１０３）。

【００３６】次にレンズマイコン７は現在のカメラ本体
９の姿勢の状態を送信するようにカメラマイコン１２に
要求する。カメラマイコン１２は姿勢検知器の出力を確
認し、レンズマイコン７に送信する（ステップ１０
４）。レンズマイコン７は受信した姿勢状態を傾き角度
に換算し、傾き角度が＋４５°〜−４５°かを判断し
（ステップ１０５）、ＹＥＳの場合はフォーカスユニッ
ト２の制御パターンを図２のＡ制御パターンにセットす
る（ステップ１０６）。

【００３７】また、上記判断結果がＮＯの場合はカメラ
本体９の傾き角度が＋４５°〜＋９０°かを判断し（ス
テップ１０７）、ＹＥＳの場合はフォーカスレンズ２の
移動方向が繰り出し方向かを判断し（ステップ１０
８）、ＹＥＳの場合は図３のＢ制御パターンにセットし
（ステップ１０９）、上記ステップ１０８の判断結果が
ＮＯの場合、つまり繰り入れ方向の時は図４のＣ制御パ
ターンにセットする（ステップ１１０）。

【００３８】また、上記ステップ１０７の判断結果がＮ
Ｏであって、カメラ本体９の傾き角が−４５°〜−９０
°の場合は（ステップ１１１）、フォーカスユニット２
の移動方向が繰り出し方向かを判断し（ステップ１１
２）、ＹＥＳの時は図４のＣ制御パターンにセットし
（ステップ１１０）、ＮＯつまり繰り入れ方向の時は図
３のＢ制御パターンにセットする（ステップ１０９）。

【００３９】各制御パターンが決定したら、レンズマイ
コン７はドライバー回路５に通電しモーター４を駆動し
て減速器３を経てフォーカスユニット２の移動を開始す
る（ステップ１１３）。レンズマイコン７はエンコーダ
ユニット６の出力を常に監視し、出力の変化を確認する
（ステップ１１４）。エンコーダユニット６の出力の変
化を確認した場合は、フォーカスユニット２の移動量Ｄ
から１を減算し（ステップ１１５）、移動量Ｄが０より
大きい値かを判断し（ステップ１１６）、ＮＯの場合は
ステップ１１４に戻り、再びエンコーダユニット６の出
力変化を待つ。また、ステップ１１６の判断結果がＹＥ
Ｓでフォーカスユニット２の移動量が０以下になった
ら、ドライバー回路５の通電を停止させ、フォーカスユ
ニット２の移動を中止させる（ステップ１１７）。

【００４０】またステップ１１４において、エンコーダ
ユニット６に出力の変化があった場合は、レンズマイコ
ン７のプログラムの割り込み処理が入る（ステップ１２
０）。レンズマイコン７はステップ１１３においてドラ
イバー回路５の通電開始と同時に内部のタイマーをスタ
ートさせていてそのタイマーを読み込み、フォーカスユ
ニット２の移動スピードを計算する（ステップ１２
１）。

【００４１】次に計算したフォーカスユニット２の移動
スピードと先にセットした制御パターンの移動量に対す
る設定スピードとを比較し（ステップ１２２）、設定ス
ピードよりもフォーカスユニット２の移動スピードの方
が早いと認識した場合はドライバー回路５の通電を低く
してフォーカスユニット２の移動スピードを遅くする
（ステップ１２３）。また設定スピードよりもフォーカ
スユニット２の移動スピードの方が遅いと認識した場合
は、ドライバー回路５の通電を高くしてフォーカスユニ
ット２の移動スピードを早くする（ステップ１２４）。
次にレンズマイコン７の内部のタイマーをリセットし、
再びスタートさせてからプログラムの割り込み処理を終
了する（ステップ１２５）。

【００４２】実施の形態例２ 実施の形態例１ではフォーカスユニット２を移動させる
場合の加減速を変更しているが、移動量に応じた数種の
制御パターンをレンズマイコン７で記憶しておかなけれ
ばならない。そこで本実施の形態例２では加減速領域を
変えず、一定速領域つまりフォーカスユニット２を最も
早く移動させるためのスピード（最大移動スピード）を
変えることで同様な制御を可能としたもので、ハード構
成および機能は実施の形態例１と同じであるので説明は
省略する。

【００４３】図８は本実施の形態２におけるカメラ本体
９の姿勢差によるフォーカスユニット２の最大移動スピ
ードの例である。縦軸はフォーカスユニット２を制御す
るスピードを表し、横軸はフォーカスユニット２の移動
量（駆動量とも言う）を表す。

【００４４】図８に示すように、フォーカスユニット２
の最大移動スピードを３種類の設定スピードに分け、そ
れぞれスピードの早い順番にＢ設定スピード、Ａ設定ス
ピード、Ｃ設定スピードとしている。加減速領域はどの
設定スピードを選択しても変わらないものとする。

【００４５】図９はカメラ本体９の姿勢角度のフォーカ
スユニット２の駆動方向によって、フォーカスユニット
２の設定スピードＡ，Ｂ，Ｃを決定している表の例であ
る。図９により、カメラ本体９の傾斜角が−４５°〜＋
４５°の間はフォーカスユニット２の機械的な負荷の変
動が少ないと仮定し、通常の使用状態と変わらないＡ設
定スピードを選択する様にしている。カメラ本体９が上
方を向いている＋４５°〜＋９０°の場合はフォーカス
ユニット２を繰り出し方向に移動させると機械的な負荷
が増幅するため、スピードの早いＢ設定スピードで制御
することが望ましいと考えられ、Ｂ設定スピードを選択
する。フォーカスユニット２を繰り入れ方向に移動させ
る場合はフォーカスユニット２の機械的負荷が最も少な
い状態であるため、Ｃ設定スピードを選択しフォーカス
ユニット２の移動スピードを遅くすることが必要とな
り、これによってよりフォーカスユニット２のオーバー
ランを確実に防止し、所定位置に精度良く停止させるこ
とができる。

【００４６】またカメラ本体９が下方を向いている−４
５°〜−９０°の場合はフォーカスユニット２を繰り入
れ方向に移動させると機械的な負荷が増加するため、ス
ピードの早いＢ設定スピードで制御することが望ましい
と考えられ、Ｂ設定スピードを選択する。フォーカスユ
ニット２を繰り出し方向に移動させる場合はフォーカス
ユニット２の機械的負荷が最も少ない状態であるためＣ
設定スピードを選択しフォーカスユニット２の移動スピ
ードを遅くすることが必要となり、これによってよりフ
ォーカスユニット２のオーバーランを確実に防止し、所
定位置に精度良く停止させることができる。

【００４７】この表では±４５°を区切りとしているが
あくまでも例であり、姿勢検知器１１の種類やフォーカ
スユニット２の機械的負荷、重量などで微妙に変わるこ
とがある。また姿勢検知器１１によっては更に検知範囲
が広くできるため、区切りの数や設定スピードの種類を
増やすことも可能である。従って各設定項目はこの限り
ではない。

【００４８】図１０は実施の形態例２の動作を説明する
フローチャート図である。カメラ本体９のカメラマイコ
ン１２は外部よりＡＦ動作開始の命令を受けると、測距
ユニット１０に被写体までの測距を開始させる（ステッ
プ２０１）。測距が終了したら、接点８，１３を介して
レンズマイコン７に光学的なデータの送信を要求し、レ
ンズマイコン７から光学的なデータを受信する。

【００４９】カメラマイコン１２は測距ユニット１０の
出力と受信した光学的なデータより、被写体にピントを
合わせるためのフォーカスユニット２の移動量Ｄと移動
方向を計算する（ステップ２０２）。カメラマイコン１
２は算出した移動方向を含んだ移動量Ｄをレンズマイコ
ン７に送信し、レンズマイコン７は受信した移動量から
フォーカスユニット２の移動方向を計算する（ステップ
２０３）。

【００５０】次にレンズマイコン７は現在のカメラ本体
９の姿勢の状態を送信するようにカメラマイコン１２に
要求する。カメラマイコン１２は姿勢検知器の出力を確
認し、レンズマイコン７に送信する（ステップ２０
４）。レンズマイコン７は受信した姿勢状態を傾き角度
に換算し、傾き角度が＋４５°〜−４５°かを判断し
（ステップ２０５）、ＹＥＳの場合はフォーカスユニッ
ト２の制御パターンを図２のＡ設定スピードにセットす
る（ステップ２０６）。

【００５１】また、上記判断結果がＮＯの場合はカメラ
本体９の傾き角度が＋４５°〜＋９０°から判断し（ス
テップ２０７）、ＹＥＳの場合はフォーカスレンズ２の
移動方向が繰り出し方向かを判断し（ステップ２０
８）、ＹＥＳの場合は図８のＢ設定スピードにセットし
（ステップ２０９）、上記ステップ１０８の判断結果が
ＮＯの場合、つまり繰り入れ方向の時は図８のＣ設定ス
ピードにセットする（ステップ２１０）。

【００５２】また、上記ステップ２０７の判断結果がＮ
Ｏであって、カメラ本体９の傾き角が−４５°〜−９０
°の場合は（ステップ２１１）、フォーカスユニット２
の移動方向が繰り出し方向かを判断し（ステップ２１
２）、ＹＥＳの時は図８のＣ設定スピードにセットし
（ステップ２１０）、ＮＯつまり繰り入れ方向の時は図
８のＢ設定スピードにセットする（ステップ２０９）。

【００５３】各設定スピードが決定したら、レンズマイ
コン７はドライバー回路５に通電しモーター４を駆動し
て減速器３を経てフォーカスユニット２の移動を開始す
る（ステップ２１３）。レンズマイコン７はエンコーダ
ユニット６の出力を常に監視し、出力の変化を確認する
（ステップ２１４）。エンコーダユニット６の出力の変
化を確認した場合は、フォーカスユニット２の移動量Ｄ
から１を減算し（ステップ２１５）、移動量Ｄが０より
大きい値かを判断し（ステップ２１６）、ＮＯの場合は
ステップ１１４に戻り、再びエンコーダユニット６の出
力変化を待つ。また、ステップ２１６の判断結果がＹＥ
Ｓでフォーカスユニット２の移動量が０以下になった
ら、ドライバー回路５の通電を停止させ、フォーカスユ
ニット２の移動を中止させる（ステップ２１７）。

【００５４】またステップ２１４において、エンコーダ
ユニット６に出力の変化があった場合は、レンズマイコ
ン７のプログラムの割り込み処理が入る（ステップ２２
０）。レンズマイコン７はステップ２１３においてドラ
イバー回路５の通電開始と同時に内部のタイマーをスタ
ートさせていてそのタイマーを読み込み、フォーカスユ
ニット２の移動スピードを計算する（ステップ２２
１）。

【００５５】次に計算したフォーカスユニット２の移動
スピードと先にセットした制御パターンの移動量に対す
る設定スピードとを比較し（ステップ２２２）、設定ス
ピードよりもフォーカスユニット２の移動スピードの方
が早いと認識した場合はドライバー回路５の通電を低く
してフォーカスユニット２の移動スピードを遅くする
（ステップ２２３）。また設定スピードよりもフォーカ
スユニット２の移動スピードの方が遅いと認識した場合
は、ドライバー回路５の通電を高くしてフォーカスユニ
ット２の移動スピードを早くする（ステップ２２４）。
次にレンズマイコン７の内部のタイマーをリセットし、
再びスタートさせてからプログラムの割り込み処理を終
了する（ステップ２２５）。

【００５６】図１０ではレンズマイコン７が各設定スピ
ードを決定しているが、カメラマイコン１２が決定して
レンズマイコン７に対して要求することでも同様な制御
が可能となる。この場合、レンズマイコン７のプログラ
ムの容量を減らすことができ、カメラマイコン１２の残
容量との兼ね合いで決定することが必要となる。

【００５７】実施の形態例３ 前記実施の形態例１、２では姿勢検知器１１を使用して
制御パターンを変える場合と最大移動スピードを変える
場合を述べてきたが、コスト的に高くなる。そこで、本
実施の形態例３では姿勢検知器１１を使用せず、フォー
カスユニット２の移動開始から最大移動スピードに達す
るまでの時間を計測し、その時間値によって減速領域を
可変するもので、ハード構成および機能は実施の形態例
１と同じであるので説明は省略する。

【００５８】図１１は本実施の形態例３を用いた場合の
実際の制御を表した制御パターンの例であり、縦軸はフ
ォーカスユニット２を実際に制御した制御スピードを表
し、横軸はフォーカスユニット（フォーカスレンズ）２
の移動量（駆動量とも言う）を表す。

【００５９】図１１において、点線で書かれている実際
の制御パターンはフォーカスユニット２の移動開始から
最大移動スピードＤに達するまでの時間Ｃが３種類の制
御パターンの中でも最も早いため、フォーカスユニット
２の機械的負荷が最も軽量であることが推測される。従
って、フォーカスユニット２を停止させるためには減速
領域を長く取る必要があり、他の実際の制御パターンよ
りも早めに減速を開始している。

【００６０】また実線で書かれている実際の制御パター
ンはフォーカスユニット２の移動開始から最大移動スピ
ードＤに達するまでの時間Ａが３種類の制御パターンの
中では中間値にあるため、フォーカスユニット２の機械
的負荷も通常値あることが推測される。従って、フォー
カスユニット２を停止させるためには減速領域も中間値
を取る必要があり、他の実際の制御パターンのほぼ中間
で減速を開始している。

【００６１】一点鎖線で書かれている実際の制御パター
ンはフォーカスユニット２の移動開始から最大移動スピ
ードＤに達するまでの時間Ｂが３種類の制御パターンの
中では最も遅いため、フォーカスユニット２の機械的負
荷が最も重量であることが推測される。従って、フォー
カスユニット２を停止させるためには減速領域を短く取
ることでよりスピードの早い制御が可能となる。そのた
め他の実際の制御パターンよりも遅目に減速を開始して
いる。

【００６２】図１２は前記実施の形態３で説明したフォ
ーカスユニット２の移動開始から最大移動スピードに達
するまでの時間と減速領域の関係の例を示した表であ
り、この振り分け表によって減速領域を決定する。

【００６３】図１２において、通常時の時間Ａは７０ｍ
Ｓ〜１００ｍＳの間とし、減速領域も中間値にセットす
る。最も早く加速する時間Ｃは７０ｍＳ以下とし、減速
領域もＡに対して長目にセットする。最も遅く加速する
時間Ｂは１００ｍＳ以上とし、減速領域もＡに対して短
めにセットする。

【００６４】なお、図１２に示すカッコ内の数値はフォ
ーカスユニット２の移動量を検知しているエンコーダユ
ニット６の出力値を表し、タイマーなどの計時手段が無
い場合はこのエンコーダユニット２の出力値を代用する
ことも可能であるため以下に説明する。

【００６５】フォーカスユニット２の通常の移動量であ
る時間Ａは３０パルス〜５０パルスの間とし、減速領域
も中間値にセットする。最も加速するまでの移動量が少
ない時間Ｃは３０パルス以下とし、減速領域も時間Ａに
対して長目にセットする。最も加速するまでの移動量が
多い時間Ｂは５０パルス以上とし、減速領域も時間Ａに
対して短めセットする。

【００６６】図１３は実施の形態３の動作を説明するフ
ローチャート図である。カメラ本体９のカメラマイコン
１２は外部よりＡＦ動作開始の命令を受けると、測距ユ
ニット１０に被写体までの測距を開始させる（ステップ
３０１）。測距が終了したら、接点８，１３を介してレ
ンズマイコン７に光学的なデータの送信を要求し、レン
ズマイコン７から光学的なデータを受信する。

【００６７】カメラマイコン１２は測距ユニット１０の
出力と受信した光学的なデータより、被写体にピントを
合わせるためのフォーカスユニット２の移動量Ｄと移動
方向を計算する（ステップ３０２）。カメラマイコン１
２は算出した移動方向を含んだ移動量Ｄをレンズマイコ
ン７に送信し、レンズマイコン７は受信した移動量から
フォーカスユニット２の移動方向を計算する（ステップ
３０３）。

【００６８】次にレンズマイコン７は内部のタイマー１
をリセットしスタートさせて（ステップ３０４）、ドラ
イバー回路５に通電しモーター４を駆動して減速器３を
経てフォーカスユニット２の移動を開始する（ステップ
３０５）。レンズマイコン７はエンコーダユニット６の
出力を常に監視し、出力の変化を確認する（ステップ３
０６）。エンコーダユニット６の出力の変化を確認した
場合は、フォーカスユニット２の移動量Ｄから１を減算
し（ステップ３０７）、移動量Ｄが０より大きい値かを
判断し（ステップ３０８）、ＮＯであればステップ３０
６に戻り、再びエンコーダユニット６の出力変化を待つ
（ステップ３０８）。上記判断結果がＹＥＳ、つまりフ
ォーカスユニット２の移動量が０以下の場合は、ドライ
バー回路５の通電を停止させ、フォーカスユニット２の
移動を中止させる（ステップ３０９）。

【００６９】また、ステップ３０６においてエンコーダ
ユニット６に出力の変化があった場合は、レンズマイコ
ン７にプログラムの割り込み処理が入る（ステップ３２
０）。レンズマイコン７はステップ３０５においてドラ
イバー回路５の通電開始と同時に内部のタイマーをスタ
ートさせていて、そのタイマー値を読み込み、フォーカ
スユニット２の移動スピードを計算する（ステップ３２
１）。

【００７０】次に計算したフォーカスユニット２の移動
スピードと予めセットした制御パターンの移動量に対す
る設定スピードとを比較し（ステップ３２２）、設定ス
ピードよりもフォーカスユニット２の移動スピードの方
が遅いと認識した場合は、ドライバー回路５の通電を高
くしてフォーカスユニット２の移動スピードを早くする
（ステップ３２４）。また設定スピードよりもフォーカ
スユニット２の移動スピードの方が早いと認識した場合
は、ドライバー回路５の通電を低くしてフォーカスユニ
ット２の移動スピードを遅くする（ステップ３２３）。

【００７１】次にステップ３２２で比較した結果、フォ
ーカスユニット２の移動スピードが早いと認識したのが
今回はじめてかどうかを確認し（ステップ３２６）、初
めてでは無い場合は割り込み処理の終了ルーチンへジャ
ンプする（ステップ３２５）。また、初めての場合はフ
ォーカスユニット２が最大移動時間に達したものと認識
し、先にスタートさせているタイマーの値を取り込み
（ステップ３２７）、図１２の表よりタイマーの値を比
較する（ステップ３２８）。

【００７２】比較した結果、図１１のＡ領域内の場合は
通常の減速領域をセットし（ステップ３３０）、Ｂ領域
内の場合は短い減速領域にセットし（ステップ３２
９）、Ｃ領域内の場合は長い減速領域にセットする（ス
テップ３３１）。それぞれセットした内容に応じてレン
ズマイコン７は減速時の設定スピードを切り換える。次
にレンズマイコン７の内部のタイマーをリセットし、再
びスタートさせてからプログラムの割り込み処理を終了
し、ステップ３２５に移行する。

【００７３】図１２で説明したエンコーダユニット６の
出力値を使用した場合については、ステップ３２８の比
較においてタイマー１の値をエンコーダユニット６の出
力値に置き換えるだけで良いため、フローチャート図と
説明は省略する。

【００７４】以上の各実施の形態例では、被写体にピン
トを合わせるためのフォーカスレンズの制御について説
明したが、例えば図１におけるフォーカスユニット２を
被写体に対する変倍を可能とするズーム手段とすること
により、ズーム手段の制御をフォーカスレンズの制御と
同様に円滑に行うことができる。

【００７５】また、図８、図１１におけるフォーカスユ
ニットの機械的な負荷を予測することと同様に、ズーム
手段の機械的な負荷を予測することにより、ズーム手段
の移動制御を円滑に、かつ変倍制御を正確に行うことが
できる。

【００７６】そこで、光学機器の移動レンズの移動制御
に前記の各実施の形態例のレンズ制御装置を適用するこ
とにより、レンズの移動を円滑、かつ正確に行うことが
できる。

【００７７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、機器本
体またはレンズの姿勢を検知する姿勢検知手段の出力
と、レンズを移動するべき方向とによってレンズの制御
パターンを変化させたり、レンズの移動速度そのものを
可変させるように構成したので、より安定したレンズ移
動制御を可能とするという効果がある。

【００７８】また、レンズを駆動する場合、レンズを移
動させる移動手段としてのアクチュエータに加える電圧
または電圧比や周波数、通電開始から設定速度に達する
までの時間値、通電開始から設定速度に達した時のフォ
ーカスレンズの移動量などによって機械的な負荷トルク
を予測し、複数ある減速パターンの中からひとつを決定
し制御するように構成したので、より安価で安定したレ
ンズ移動制御を可能とするという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明における実施の形態例１を示すブ
ロック図。

【図２】図２は本発明の実施の形態例１におけるＡ制御
パターン図。

【図３】図３は本発明の実施の形態例１におけるＢ制御
パターン図。

【図４】図４は本発明の実施の形態例１におけるＣ制御
パターン図。

【図５】図５は本発明の実施の形態例１におけるカメラ
の姿勢状態とフォーカスレンズの移動方向によって制御
パターンを切り換えるための表を例示する図。

【図６】図６は本発明の実施の形態例１におけるカメラ
の姿勢に対する符号の意味とフォーカスレンズの移動方
向に対する言葉の意味を表した図。

【図７】図７は本発明の実施の形態例１におけるフロー
チャート図。

【図８】図８は本発明の実施の形態例２における設定ス
ピード図。

【図９】図９は本発明の実施の形態例２におけるカメラ
の姿勢状態とフォーカスレンズの移動方向によって設定
スピードを切り換えるための表を例示する図。

【図１０】図１０は本発明の実施の形態例２におけるフ
ローチャート図。

【図１１】図１１は本発明の実施の形態例３における実
際の制御パターン図。

【図１２】図１２は本発明の実施の形態例３におけるフ
ォーカスレンズの加速に要した時間または加速に要した
移動量によって減速領域を切り換えるための表を例示す
る図。

【図１３】図１３は本発明の実施の形態例３におけるフ
ローチャート図。

【符号の説明】

１ レンズ本体 ２ フォーカスユニット（ズーム手段） ４ モーター（移動手段） ５ ドライバー回路（移動手段） ６ エンコーダユニット（移動速度検知手段） ７ レンズマイコン（制御手段、移動速度記憶手段、計
時手段） ９ カメラ本体（機器本体） １０ 測距ユニット（測距手段） １１ 姿勢検知器（姿勢検知手段） １２ カメラマイコン（制御手段）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体までの距離を測距できる測距手段
   と、レンズを移動させるための移動手段と、該レンズの
   移動速度を検知するための移動速度検知手段と、該レン
   ズの複数の移動速度情報を記憶している移動速度記憶手
   段と、機器本体またはレンズの姿勢を検知するための姿
   勢検知手段と、該測距手段によって該レンズの移動方向
   が決定され、その移動方向と該姿勢検知手段の検知情報
   から該移動速度記憶手段の中の複数の速度情報の中から
   ひとつを決定し、その決定した速度情報を基にレンズを
   制御する制御手段とを備えたことを特徴とするレンズ制
   御装置。
2. 【請求項２】 被写体までの距離を測距できる測距手段
   と、被写体にピントを合わせるためのフォーカスレンズ
   と、該フォーカスレンズを移動させるための移動手段
   と、該フォーカスレンズの移動速度を検知するための移
   動速度検知手段と、該フォーカスレンズの移動速度を制
   御するための制御手段と、該フォーカスレンズの複数の
   移動速度情報を記憶している移動速度記憶手段と、機器
   本体またはレンズの姿勢を検知するための姿勢検知手段
   とを備え、該測距手段によって該フォーカスレンズの移
   動方向が決定され、その移動方向と該姿勢検知手段の検
   知情報から該移動速度記憶手段の中の複数の速度情報の
   中からひとつを決定し、その決定した速度情報を基に該
   フォーカスレンズを制御することを特徴とするレンズ制
   御装置。
3. 【請求項３】 該測距手段によって決定された該フォー
   カスレンズの移動方向と、該姿勢検知手段の検知情報
   と、該フォーカスレンズを移動させた時の該制御手段の
   出力値を基に、該移動速度記憶手段の中の複数の速度情
   報の中のひとつを決定し、その速度情報を基に該フォー
   カスレンズを制御することを特徴とする請求項２記載の
   レンズ制御装置。
4. 【請求項４】 被写体にピントを合わせるためのフォー
   カスレンズと、該フォーカスレンズを移動させるための
   移動手段と、該フォーカスレンズの移動速度を検知する
   ための移動速度検知手段と、該フォーカスレンズの移動
   速度を制御するための制御手段と、該フォーカスレンズ
   の複数の移動速度情報を記憶している移動速度記憶手段
   とを備え、該フォーカスレンズを移動させた時の該制御
   手段の出力値を基に、該フォーカスレンズの機械的な負
   荷を予測し、該移動速度記憶手段の中の複数の速度情報
   の中からひとつを決定し、その速度情報を基に該フォー
   カスレンズを制御することを特徴とするレンズ制御装
   置。
5. 【請求項５】 該フォーカスレンズの移動開始から設定
   速度に達するまでの時間を計測するための計時手段を備
   え、該計時手段の出力値を基に、該フォーカスレンズの
   機械的な負荷を予測し、該移動速度記憶手段の中の複数
   の速度情報の中からひとつを決定し、その速度情報を基
   に該フォーカスレンズを制御することを特徴とする請求
   項４記載のレンズ制御装置。
6. 【請求項６】 該フォーカスレンズの移動量を計測する
   ための移動量計測手段を備え、移動開始から設定速度に
   達したときの該移動量計測手段の出力値を基に、該フォ
   ーカスレンズの機械的な負荷を予測し、該移動速度記憶
   手段の中の複数の速度情報の中からひとつを決定し、そ
   の速度情報を基に該フォーカスレンズを制御することを
   特徴とする請求項４記載のレンズ制御装置。
7. 【請求項７】 フォーカスレンズを移動させるための移
   動手段に加える電圧または電圧比や周波数、通電開始か
   ら設定速度に達するまでの時間値によって機械的な負荷
   を予測し、複数の減速パターンの中から１つを決定して
   該フォーカスレンズを制御することを特徴とする請求項
   ４記載のレンズ制御装置。
8. 【請求項８】 被写体に対する変倍を可能とするズーム
   手段と、該ズーム手段を移動させるための移動手段と、
   該ズーム手段の移動速度を検知するための移動速度検知
   手段と、該ズーム手段の移動速度を制御するための制御
   手段と、該ズーム手段の複数の移動速度情報を記憶して
   いる移動速度記憶手段と、機器本体またはレンズの姿勢
   を検知するための姿勢検知手段とを備え、ズーム手段の
   移動方向と該姿勢検知手段の情報から該移動速度記憶手
   段の中の複数の速度情報の中からひとつを決定し、その
   速度情報を基に該ズーム手段を制御することを特徴とす
   るレンズ制御装置。
9. 【請求項９】 被写体に対する変倍を可能とするズーム
   手段と、該ズーム手段を移動させるための移動手段と、
   該ズーム手段の移動速度を検知するための移動速度検知
   手段と、該ズーム手段の移動速度を制御するための制御
   手段と、該ズーム手段の複数の移動速度情報を記憶して
   いる移動速度記憶手段を備え、該ズーム手段を移動させ
   た時の該制御手段の出力値を基に、該ズーム手段の機械
   的な負荷を予測し、該移動速度記憶手段の中の複数の速
   度情報の中からひとつを決定し、その速度情報を基に該
   ズーム手段を制御することを特徴とするレンズ制御装
   置。
10. 【請求項１０】 移動するレンズを備え、該レンズの移
    動制御に請求項１、２、４、７、８のいずれか１項に記
    載のレンズ制御装置を用いたことを特徴とする光学機
    器。