JPH1062679A

JPH1062679A - 光学装置及びカメラ

Info

Publication number: JPH1062679A
Application number: JP23125096A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Aoshima; 力青島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-08-14
Filing date: 1996-08-14
Publication date: 1998-03-06

Abstract

(57)【要約】【課題】焦点距離変更と焦点調節とを適正に行えるよ
うにする。【解決手段】光学系１，３の焦点距離変更と焦点調節
に共通に用いられる駆動源８と、前記焦点距離変更時と
前記焦点調節時とで、前記駆動源の駆動の仕方を異なら
せる制御手段９，１０とを有し、焦点距離の変更時にお
けるレンズの停止位置に関してはそれ程精度は要求され
ず、一方焦点調節時におけるレンズの停止位置に関して
は精度の高さが要求されることに鑑み、焦点距離変更時
と焦点調節時とで、駆動源の駆動の仕方を異ならせるよ
うにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学系の焦点距離
変更、焦点調節等に用いられる駆動源と、該駆動源の駆
動を制御する制御手段とを備えた光学装置及びカメラの
改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本願出願人により特公平６−１００７０
７号にて、２つのレンズ群より成る２群ズームレンズを
具備し、ズームリングの回動操作によりズーム位置の選
択と焦点調節を可能とするカメラが提案されている。

【０００３】図１０はその要部概略や各レンズ群の移動
軌跡を、それぞれ示す図である。

【０００４】図１０において、１０１は凸レンズユニッ
ト、１０２は絞り兼用のシャッタ羽根、１０３は凹レン
ズユニット、１０４は撮影画面であり、同図の上側に、
短焦点距離（以下、ＷＩＤＥという）状態でレンズピン
トが∞に合っている状態を示し、同図の下側に、長焦点
距離（以下、ＴＥＬＥという）状態でレンズピントが最
至近に合っている状態を示している。また、その中間に
示されている矢印Ｃ，Ｍ１〜Ｍ４，Ｎ１〜Ｎ３は右側に
記したズームリングの各回転角に対する各レンズユニッ
ト１０１，１０３の光軸上の位置を示している。即ち、
矢印Ｃ，Ｍ１〜Ｍ４，Ｎ１〜Ｎ３は横軸をレンズの移動
量、縦軸をズームリングの回転角としたときの各レンズ
群の移動経過（軌跡）を示すものである。

【０００５】図１０のＷＩＤＥのズーム位置でレンズピ
ントが∞に合っている状態からズームリングを３０°回
転させると、凸レンズユニット１０１，シャッタ１０２
及び凹レンズユニット１０３が図のように一体的に移動
する。この為、矢印Ｍ１の間は撮影レンズ系の倍率に変
化はなく、ズームリングの回転によりＷＩＤＥ状態のま
まピントの調節が行われ、３０°の位置でレンズピント
が最至近距離に合う状態となる。

【０００６】撮影者がもう少し倍率を上げたいという事
でノーマルモードに切り換えると、ズームリングは１２
０°から１５０°までの間で測距情報に基づいた位置に
停止する。

【０００７】即ち既に明らかなように、ズームリングの
回転が１２０°の所に来るとノーマル状態（ＴＥＬＥと
ＷＩＤＥの中間倍率の状態）で∞にピントが合ったレン
ズ位置となる。この状態から更にズームリングを回転さ
せると、ＷＩＤＥのときと同様に、３０°の間はレンズ
系が全体繰出しとなってノーマル状態のままピント調節
が行われる。ＴＥＬＥのときも同様に、ズームリングを
１８０°回転させると、ＴＥＬＥでレンズピントが∞に
合う位置まで来て、更に３０°ズームリングを回動させ
るとＴＥＬＥ状態のまま近距離にピントが合うようなレ
ンズ位置となる。

【０００８】このような構成により、単一のズームリン
グを回転させるのみで、倍率調節とピント調節を可能に
している。

【０００９】また、撮影レンズをモータで駆動するもの
として、米国再発行特許第３１３６２号で以下のものが
提案されている。

【００１０】撮影レンズを合焦位置まで駆動する前のあ
る位置まで一定の駆動力が発揮できる様にモータを駆動
し、それ以後合焦位置に到るまではモータへの通電をパ
ルス幅変調等により駆動力を序々に減らして合焦位置に
停止させるものである。

【００１１】またさらに、本願出願人より特開平１−５
９２１１号にて、モータの出力軸の回転を検出し、それ
に応じてモータ内の通電方向を切り換えることにより駆
動制御可能ないわゆるブラシレスモータを用いて、撮影
レンズの駆動を行うようにしたものが提案されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
特公平６−１００７０７号にて提案されたカメラにおい
ては、モータとして通常の直流モータを用いた場合、モ
ータのコキングにより該モータの停止位置が回転位置に
おいて限定されてしまい、細かい位置での撮影レンズの
位置出しができないといった問題点があった。

【００１３】さらに、図１０及び図１１に示す様に、一
般に合焦動作（焦点調節の為の動作）を行うカム部は焦
点距離を変化させるカム部に比べて角度が緩く、ズーム
リングの駆動負荷は小さくて済む。この場合、駆動源で
あるモータを常に同一の出力となるように駆動すること
はエネルギーを無駄に消費してしまうばかりか、ズーム
リングの焦点調節時の停止位置精度も悪くしてしまうと
いった問題点があった。

【００１４】また、上記の米国再発行特許第３１３６２
号や特開平１−５９２１１で提案されている従来例にお
いては、撮影レンズの合焦動作の際、何らかの原因によ
り合焦位置よりも僅かに誤差を生じて撮影レンズが停止
した場合、その僅かの誤差分だけ再び撮影レンズを精度
良く駆動する為にはその駆動時間を正確に制御する必要
がるため、困難である。

【００１５】上記の点に鑑み、撮影レンズをステップモ
ータで駆動するようにし、ギヤ比を大きくしてステップ
モータの１ステップの割り出しで撮影レンズの微小な移
動を可能にして位置出し精度を良好なものにすることが
考えられるが、この場合は撮影レンズを初期位置から合
焦位置まで駆動するのに多くのステップ数を要してしま
い、合焦位置に移動させるまでに時間がかかってしまう
といった問題点が生じてしまう。

【００１６】（発明の目的）本発明の第１の目的は、焦
点距離変更と焦点調節を適正に行うことのできる光学装
置及びカメラを提供することにある。

【００１７】本発明の第２の目的は、焦点調節時におけ
るレンズの位置出しを細かく行うと共に、焦点距離の変
更を素早く行うことのできる光学装置及びカメラを提供
することにある。

【００１８】本発明の第３の目的は、焦点調節時におけ
るレンズの位置出しを細かく行うことができ、しかも焦
点調節時の省電化を図ると共に、焦点距離の変更を素早
く行うことのできる光学装置及びカメラを提供すること
にある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１〜４，１５記載の本発明は、光学系
又はレンズユニットの焦点距離変更と焦点調節に共通に
用いられる駆動源と、前記焦点距離変更時と前記焦点調
節時とで、前記駆動源の駆動の仕方を異ならせる制御手
段とを有した構成にしている。

【００２０】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項５〜８，１５記載の本発明は、駆動源としてステ
ップモータを用い、制御手段は、例えば、焦点距離変更
時には、フルステップ駆動にて前記ステップモータを制
御し、焦点調節時には、マイクロステップ駆動にて前記
ステップモータを制御する構成にしている。

【００２１】また、上記第３の目的を達成するために、
請求項９〜１５記載の本発明は、光学系又はレンズユニ
ットを光軸方向に移動させるステップモータと、該ステ
ップモータの出力軸の回転位置を検出する回転位置検出
手段と、前記ステップモータへの通電を所定の周波数で
切り換える第１の通電モードと前記回転位置検出手段の
検出結果に基づいて前記ステップモータへの通電を切り
換える第２の通電モードの、何れかにより前記ステップ
モータの駆動を制御する制御手段とを有した構成にして
いる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。

【００２３】図１〜図８は本発明の実施の第１の形態に
係る図であり、まず図１を用いてカメラのレンズ鏡筒部
の断面と主な回路構成について説明する。

【００２４】図１において、１は凸レンズから成る第１
レンズ群、２は第１レンズ群１を保持する為の第１レン
ズホルダ、３は凹レンズから成る第２レンズ群、４は第
２レンズ群３を保持する為の第２レンズホルダであり、
前記第１レンズ群１と第２レンズ群３により公知のズー
ム撮影レンズを構成する。５は不図示のカメラ本体に固
定された直進溝筒であり、前記第１レンズホルダ２のピ
ン２ａ及び前記第２レンズホルダ４のピン４ａが摺動可
能に嵌合する溝５ａが形成されており、該溝５ａの働き
により前記第１レンズホルダ２と第２レンズホルダ４は
光軸方向に案内されることになる。６は撮影レンズの光
軸まわりに回転可能に不図示のカメラ本体に取り付けら
れたカム筒であり、前記第１レンズホルダ２のピン２ａ
と摺動可能に嵌合する第１カム溝６ａ、及び、前記第２
レンズホルダ４のピン４ａと摺動可能に嵌合する第２カ
ム溝６ｂが形成されている。

【００２５】７は軸部７ａ，７ｂにより不図示のカメラ
本体に回転可能に保持された駆動ギヤであり、ギヤ部７
ｃが前記カム筒６の外周部に形成されたギヤ部６ｃと噛
み合い、該カム筒６を光軸まわりに回転させる働きを持
つ。８は公知のステップモータであり、その出力軸と駆
動ギヤ７は連結されていることから該モータの出力が駆
動ギヤ７に伝達される。このステップモータ８はその例
として図３に示すものを用いている。これについては後
述する。

【００２６】９はカム筒６の回転位置を検出する公知の
例えばポテンショメータ等から成るカム位置検出器であ
り、該カム位置検出器９としてポテンショメータを用い
ればカム筒６の回転位置に応じた抵抗値を出力すること
ができる。つまり、この抵抗値を検出することで、第１
レンズ群１及び第２レンズ群３がどの位置にあるかを知
ることができる。１０は前記ステップモータ８を駆動す
るモータ駆動回路であり、前記ステップモータ８の駆動
の際、後述する第１の駆動モードと第２の駆動モードを
選択的に使用することができる。１１はマイコン等から
成るカメラの全体のシーケンスを司る制御回路である。

【００２７】１２は公知のシャッタ機構及び露出制御回
路を含む露出制御装置、１３は被写体までの距離を測定
する公知の測距装置である。１４は撮影レンズの焦点距
離を選択する為のズームスイッチであり、これは特に公
知のものであって良く、図２に示す条件を満たすもので
あれば、本発明を何ら限定するものではない。この実施
の形態ではポテンショメータを想定しており、該ポテン
ショメータから成るズームスイッチ１４の出力する抵抗
値に応じ、前記制御回路１０は前記ステップモータ８を
駆動して、カム筒６を所望の位置まで回転させる。１５
は撮影開始操作部材により操作されるレリーズスイッチ
であり、該スイッチがＯＮすることでカメラのレリーズ
動作が実行される。

【００２８】次に、カム筒６に形成された第１カム溝６
ａと第２カム溝６ｂについての説明を、図２を用いて行
う。

【００２９】図２は、カム筒６の回転位置における第１
カム溝６ａと第２カム溝６ｂとの軌跡を示した図であ
る。

【００３０】カム筒６が０°の位置にある時、第１レン
ズ群１と第２レンズ群３から成る撮影レンズはＷＩＤＥ
のズーム位置にあり、かつ、無限距離に合焦している状
態にある。そして、カム筒６が０°の位置から３０°ま
で回転していくと、３０°に達するまでは、つまりＡ１
の領域では撮影レンズの倍率に変化はなく、ＷＩＤＥ状
態のままピント位置のみが変化し、その後３０°の位置
に達するとレンズピントが最至近距離に合う状態にな
る。

【００３１】また、カム筒６が３０°の位置から６０°
まで回転していくと、このＢ１の領域では焦点距離及び
ピント位置が変化し、その後６０°の位置に達すると、
上記のＷＩＤＥ位置よりやや長い焦点距離のズーム位置
となり、かつ、無限距離に合焦している状態になる。

【００３２】カム筒６が６０°の位置から９０°まで回
転していくと、上記Ａ１の領域と同様、９０°に達する
までは、つまりＡ２の領域では撮影レンズの倍率に変化
はなく、この時のズーム状態のままピント位置のみが変
更し、その後９０°の位置に達するとレンズピントが最
至近距離に合う状態になる。

【００３３】さらにカム筒６が９０°の位置から１２０
°まで回転していくと、上記Ｂ１の領域と同様、このＢ
２の領域では焦点距離及びピント位置が変化し、その後
１２０°の位置に達すると、上記のズーム位置より更に
長い焦点距離のズーム位置となり、かつ、無限距離に合
焦している状態になる。

【００３４】カム筒６が１２０°の位置から１５０°ま
で回転していくと、上記Ａ１，Ａ２の領域と同様、１５
０°に達するまでは、つまりＡ３の領域では撮影レンズ
の倍率に変化はなく、この時のズーム状態のままピント
位置のみが変化し、その後１５０°の位置に達するとレ
ンズピントが最至近距離に合う状態になる。

【００３５】更にカム筒６が１５０°の位置から１８０
°まで回転していくと、上記Ｂ１，Ｂ２の領域と同様、
このＢ３の領域では焦点距離及びピント位置が変化し、
その後１８０°の位置に達すると、上記のズーム位置は
最もＴＥＬＥ側のズーム位置となり、かつ、無限距離に
合焦している状態になる。

【００３６】そして、カム筒６が１８０°の位置から２
１０°まで回転していくと、上記Ａ１，Ａ２，Ａ３の領
域と同様、２１０°に達するまでは、つまりＡ４の領域
では撮影レンズの倍率に変化はなく、この時のＴＥＬＥ
状態のままピント位置のみが変化し、その後２１０°の
位置に達するとレンズピントが最至近距離に合う状態に
なる。

【００３７】即ち、カム筒６に形成された第１カム溝６
ａと第２カム溝６ｂは、第１レンズ群１と第２レンズ群
３から成る撮影レンズの合焦動作を行わせるカム領域Ａ
１，Ａ２，Ａ３，Ａ４と、焦点距離を変化させるカム領
域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３とが交互に連続してなる。

【００３８】次に、ステップモータ８について、図３を
用いて詳述する。尚、図３に示すステップモータは、特
開平５−３３６７２９号にて開示されているものであ
る。

【００３９】このステップモータ８は、図３に示す様
に、半径方向に着磁された永久磁石から成る円筒形状の
ロータ８２と、該ロータ８２の外周に対向して配置され
た複数の磁極部を持つ複数のステータ８３，８４と、該
ステータ８３，８４の各々を励磁するように配置された
コイル８５，８６とを有しており、前記ロータ８２はそ
の軸方向に複数の着磁層が形成されており、各着磁層は
少なくとも２つの着磁部を具備し、隣り合った各着磁層
の磁極部は反対極性に着磁されており、前記ステータ８
３，８４の各々の複数の磁極部は前記ロータ８２の軸方
向に異なる着磁層の着磁部に対向するように配置されて
いることを特徴としている。

【００４０】図３において、ロータ８２は、８２ｅ部を
回転中心として回転可能に地板８１に取り付けられてお
り、半径方向に着磁されている。この実施の形態では、
円周方向を２分割するように着磁されている。さらにロ
ータ８２には軸方向に２層に分かれて着磁層がある。各
着磁部は、円周方向に隣り合う部分、例えば８２ａと８
２ｂは互いに反対極性に着磁されており、また、上下の
層に関しても隣り合う部分、例えば８２ａと８２ｃは互
いに反対極性に着磁されている。即ち、例えば８２ａ部
はＮ極に、８２ｂ部はＳ極に、８２ｃ部はＳ極に、８２
ｄ部はＮ極に、それぞれ着磁されている。

【００４１】第１ステータ８３は磁極部８３ａ，８３ｂ
を持ち、これらの磁極部８３ａ，８３ｂが前記ロータ８
２に隣接するように地板８１に固定されている。また、
第２ステータ８４は磁極部８４ａ，８４ｂを持ち、これ
らの磁極部８４ａ，８４ｂが前記ロータ８２に隣接する
ように、かつ、前記第１ステータ８３とは反対側位置で
地板８１に固定されている。

【００４２】前記第１ステータ８３及び第２ステータ８
４は、それらの磁極部８３ａ，８３ｂ及び８４ａ，８４
ｂが前記ロータ８２の軸方向にそれぞれ重なるように構
成されている。そして、第１ステータ８３の磁極部８３
ａと第２ステータ８４の磁極部８４ａは、前記ロータ８
２の上側の着磁部８２ａ，８２ｂを含む円筒部に対向す
るようになっており、又第１ステータ８３の磁極部８３
ｂと第２ステータ８４の磁極部８４ｂは前記ロータ８２
の下側の着磁部８２ｃ，８２ｄを含む円筒部に対向する
ようになっている。

【００４３】８５は第１ステータ８３を励磁するコイ
ル、８６は第２ステータ８４を励磁するコイルであり、
該ステップモータ８はコイル８５とコイル８６への通電
を順次正逆切り換えることで、ステップ回転していくも
のである。

【００４４】次に、駆動モードについて、図４及び図５
を用いて説明する。

【００４５】図４（ａ），（ｂ）はそれぞれコイル８５
及びコイル８６への通電時の印加電圧を示す図であり、
この図に示す様に、段階的に印加電圧を変化させていく
方法をマイクロステップ駆動と一般に呼ぶが、この利点
として、コイルに加える印加電圧によってロータを任意
の位置に停止保持することができることが挙げられる。
もちろん、段階的に変化させる段数を細かくすることで
ロータの停止位置を細かなステップにすることができ
る。このマイクロステップ駆動によりステップモータ８
を制御する駆動モードを“第２の駆動モード”と呼ぶこ
とにする。

【００４６】図５（ａ），（ｂ）は同じくそれぞれコイ
ル８５及びコイル８６への通電時の印加電圧を示す図で
あり、この図に示す様に、一気に最大の印加電圧を加え
る方法をフルステップ駆動と一般に呼ぶが、この利点と
して、大きな駆動力が得られることが挙げられる。この
フルステップ駆動によりステップモータ８を制御する駆
動モードを“第１の駆動モード”と呼ぶことにする。

【００４７】ところで、カム筒６の駆動負荷は図２に示
すカム溝の形状からも明らかであるが、一般には焦点距
離を変化させるカム領域の方が合焦動作を行わせるカム
領域よりも大きい。そのため本実施の形態では、焦点距
離を変化させる場合には、ステップモータ８をフルステ
ップ駆動方式（“第１の駆動モード”）にて駆動し、合
焦動作をする場合にはマイクロステップ駆動方式（“第
２の駆動モード”）にて細かな位置出しを可能にするよ
うにしている。

【００４８】次に、上記構成のカメラの合焦動作と焦点
距離変更時の動作について、図６に示す制御回路１１の
フローチャートに沿って説明する。

【００４９】ステップ＃１においては、ズームスイッチ
１４の設定値の検出、つまりポテンショメータから成る
ズームスイッチ１４の抵抗値を検出し、どのズーム位置
（例えば、図２のテレ端）にすべきか入力された値を検
出する。そして、次のステップ＃２において、同じくポ
テンショメータから成るカム位置検出器９の値を検出
し、現在のカム筒６の位置、すなわち撮影レンズがどの
ズーム位置になっているかを検出する。

【００５０】次のステップ＃３においては、上記ステッ
プ＃１で検出されたズーム位置の設定値と上記ステップ
＃２で検出された現在撮影レンズが構成しているズーム
位置とが同一（例えば、テレ端）か否かを判別する。異
なる場合はステップ＃４へ進み、モータ駆動回路１０を
介してステップモータ８を駆動する。その際、ステップ
モータ８は“第１の駆動モード”である前述のフルステ
ップ駆動方式にて駆動する。尚、ステップモータ８の駆
動方向は撮影レンズが現在構成しているズーム位置か
ら、上記ステップ＃１で検出された設定されたズーム位
置へ向かう方向である。その後は先のステップ＃２へ戻
り、同様の動作を繰り返す。

【００５１】これにより、十分な駆動力により、素早く
所望のズーム位置への焦点距離変更を行うことが可能と
なる。

【００５２】また、前述のステップ＃３にて、上記ステ
ップ＃１で検出されたズーム位置の設定値と上記ステッ
プ＃２で検出された現在撮影レンズが構成しているズー
ム位置とが同一であること、あるいは、同一となったこ
とを判別した場合には、ステップ＃５へ移行し、モータ
駆動回路１０を介してステップモータ８の駆動を停止さ
せる。尚、上記ステップ＃３にてズームスイッチ１４に
より設定されたズーム位置と現在位置しているズーム位
置とが同一であると判別して直ちにこのステップへ移行
してきた場合には、もちろんステップ＃５は単に通過す
るのみとなることは云うまでもない。

【００５３】次のステップ＃６においては、レリーズス
イッチ１５がＯＮしたか否かを検出し、ＯＮしていなけ
ればステップ＃１へ戻り、上記と同様の動作を繰り返
す。また、ＯＮしていればステップ＃７へ進み、測距装
置１３を駆動して被写体までの距離を測定し、合焦位置
までのレンズ駆動量を算出する。そして、次のステップ
＃８において、上記ステップ＃７にて得られたレンズ駆
動量に基づいてモータ駆動回路１０を介してステップモ
ータ８を駆動し、カム筒６を回転させて撮影レンズの合
焦動作を行う（上記の様に、ズーム位置として例えばテ
レ端が選択されている場合は、図２のＡ４の領域内にて
合焦動作を行うことになる）。この時のステップモータ
８の駆動は、“第２の駆動モード”である前述したマイ
クロステップ駆動方式で行う。

【００５４】これにより、ステップモータ８の細かなス
テップでの位置出しが可能となり、精度の良い合焦動作
が可能となる。

【００５５】次のステップ＃９においては、ポテンショ
メータから成るカム位置検出器９の値を検出する。そし
て、次のステップ＃１０において、上記ステップ＃７で
算出したレンズ駆動量に相当する位置にカム筒６が来た
か否かを判別し、未だ来ていない、つまり合焦動作にお
ける撮影レンズの位置出しが為されていない場合はステ
ップ＃８へ戻り、同様の動作を繰り返す。

【００５６】その後、撮影レンズが合焦位置に位置出し
されたことを判別するとステップ＃１０からステップ＃
１１へ進み、前記モータ駆動回路１０を介してステップ
モータ８の回転を停止する。この時、ステップモータ８
のコイル８５，８６への通電は断たず、ロータ８２がそ
の位置に保持されるようにマイクロステップ駆動の印加
電圧を保持したままコイル８５，８６へ通電を続ける。
続くステップ＃１２においては、露出制御装置１２を用
いて不図示のシャッタを作動させ、不図示フィルムへの
露出動作を行う。この後、ステップモータ８への通電は
完全に断っても良い。そして、ステップ＃１３へ進み、
通常のカメラの動作、例えばフィルムの１駒送り等を行
う。

【００５７】（実施の第２の形態）図７は本発明の実施
の第２の形態に係るカメラに具備されたステップモータ
のコイルへの印加電圧を示す図である。尚、カメラの電
気的及び機械的構成は実施の第１の形態と同様であるの
で、その説明は省略する。

【００５８】図７はデューティー駆動方式の例を示すも
のであり、フル駆動（非デューティー駆動）に比べてス
テップモータの出力は小さくなる。

【００５９】この駆動方式の利点は、ステップモータ８
の消費電流を少なくする事と、該モータ８の出力が小さ
いことから停止が容易に行える事にある。

【００６０】この駆動方式は、上記の実施の第１の形態
における図６のステップ＃８における駆動方式として用
いた場合、すなわちカム筒６の駆動負荷の小さい合焦領
域、具体的には図２のＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の領域に
おいて、ステップモータ８の駆動に用いた場合は、省エ
ネルギー及び停止制御のスピードに関して向上が図られ
る。もちろん、カム筒６がズーム位置を変化させる領域
（図２のＢ１，Ｂ２，Ｂ３の領域）内においてその位置
によって駆動負荷が変化する場合にも応用は可能であ
り、駆動負荷が小さいカム領域の時にはデューティー駆
動方式を用いたり、またそのデューティー比を低出力と
なるデューティー比に変えたりすることで、常に一定の
スピードで焦点距離の変更が行われ、使用感の良いもの
とすることができる事や、無駄な電力を使わず省エネ化
を図れる事などの利点がある。

【００６１】（実施の第３の形態）図８及び図９は本発
明の実施の第３の形態に係る図で、図８はステップモー
タの構成を示す斜視図であり、上記実施の第１の形態に
おけるステップモータ８（図３参照）との違いは、ステ
ップモータ８の出力軸であるロータ８２の回転位置を検
出するホール素子９０，９１から成る回転位置検出手段
を新たに備えている点である。

【００６２】図９は本発明の実施の第３の形態に係るカ
メラのレンズ鏡筒部の断面と主な回路構成を示す図であ
り、１６は前述のホール素子９０，９１より成る回転位
置検出手段である。その他は実施の第１の形態と同様で
ある。

【００６３】制御回路１１はホール素子９０，９１によ
り検出したロータ８２の回転位置に応じてコイル８５，
８６への通電方向の切り換える通電モードを有してお
り、この通電モードを“第２の通電モード”と以後呼ぶ
ことにする。

【００６４】この通電方式はブラシレスモータの通電方
法と同じであり、この通電方式によれば、ステップモー
タ８は効率よく、高い駆動力を出力することができる
が、仮りに通電を断った後、再度微少量回転させるのは
困難である。更に詳述すると、モータはローターとステ
ーターの磁気的な極性を切り換える時の位置関係により
駆動力が変化するので、ローターの位置を検出している
ブラシレスモータは、最も適するローター位置において
通電を切り換えることができ、効率よく高い駆動力が出
力されるが、回転量は通電時間で制御され、ローターを
ある所定の位置に強制的に位置出しするような通電はで
きない為、再度微少量だけ回転させるには静止摩擦のバ
ラツキにより困難であった。

【００６５】そこで、この実施の第３の形態では、上記
実施の第１の形態における図６のステップ＃４におい
て、この“第２の通電モード”にてステップモータ８を
駆動するようにする。ステップ＃４は撮影レンズの焦点
距離変更を行う動作であるから、細かな位置出し精度よ
りも大きな駆動力を必要とする領域であり、この“第２
の通電モード”が適する。

【００６６】そして、ステップ＃８においては、実施の
第１の形態と同様に、予め決められた周波数にて通電を
切り換える通常のステップ駆動を行うようにする。この
通電モードを“第１の通電モード”と以後呼ぶことにす
る。この“第１の通電モード”によれば、仮りにステッ
プモータ８が目標値からずれてしまっても、再度微少量
動かすのも容易である。また、合焦動作を行うカム領域
はその駆動負荷も焦点距離変更領域に比べて小さいの
で、この“第１の通電モード”にて駆動するのが十分可
能である。

【００６７】また、ステップ＃８において、カム筒６の
駆動開始時は「静止摩擦＞動作摩擦」の一般的関係から
駆動負荷が増大するために、前記“第２の通電モード”
で駆動し、停止時に“第１の通電モード”にて減速し、
停止させる方法も有効であり、これによれば、素早くか
つ安定した撮影レンズの合焦動作と細かいステップで、
かつ、精度の良い合焦動作とを図ることができる。

【００６８】（発明と実施の形態の対応）上記実施の各
形態において、ステップモータ８が本発明の駆動源に相
当し、カム筒６が本発明の案内手段に相当し、制御回路
１１及びカム位置検出器９が本発明の制御手段に相当
し、ホール素子９０，９１、回転位置検出手段１６が本
発明の回転位置検出手段に相当する。

【００６９】また、第１レンズ群１，第２のレンズ群３
が本発明の光学系に相当し、第１レンズ群１，第１レン
ズホルダ２又は第２のレンズ群３，第２レンズホルダ４
が本発明のレンズユニットに相当する。

【００７０】以上が実施の形態の各構成と本発明の各構
成の対応関係であるが、本発明は、これら実施の形態の
構成に限定されるものではなく、請求項で示した機能、
又は実施の形態がもつ機能が達成できる構成であればど
のようなものであってもよいことは言うまでもない。

【００７１】（変形例）上記の実施の各形態では、焦点
距離変更と焦点調節を交互に行う例を述べているが、必
ずしもこれに限定されるものではない。又、カム溝の焦
点距離変更領域と焦点調節領域の間に接続区間を設ける
様にしても良い。

【００７２】又、上記の実施の形態では、カム通６を駆
動するようにしているが、これは直進溝筒５を駆動する
ようにしてもよい。

【００７３】また、カム筒６に、焦点距離の変更を行う
カム溝と焦点調節を行うカム溝と交互に形成し、該カム
筒６を回転させる事で、焦点距離の変更と焦点の調節が
交互に行われるような構成にしているが、これに限定さ
れるものではなく、例えば送りねじを用い、該送りねじ
の回転を制御する事で、上記の様に焦点距離の変更と焦
点の調節が交互に行われるような構成としてもよい。換
言すれば、カム筒６等の機械的部材に特徴を持たせる事
で、焦点距離の変更と焦点の調節が交互に行われるよう
にするのではなく、電気的な制御によって焦点距離の変
更と焦点の調節が交互に行えるような構成であっても、
同様の効果（焦点調節時における精度の良い位置出し
等）を得ることができる。

【００７４】また、ステップモータの動力をレンズホル
ダに伝達し、焦点距離の変更と焦点の調節を可能にする
為の部材としてカム筒６を用いているが、例えば傾きに
応じたギア比を具備した遊星ギア機構等を用いた構成に
しても、同様の効果（焦点調節時における精度の良い位
置出し等）を得ることができる。

【００７５】また、図２に示す様にワイド端とテレ端の
間を４点の換えにしたが、この点数は多くしても、ある
いは、少なくしても同様に実施できるものである。

【００７６】また、駆動源としてステップモータを用い
ているが、その他のモータであっても良い。

【００７７】また、ピント調整を全体繰出で行わず、前
群あるいは後群の動きのみで行うことも容易である。

【００７８】また、焦点調節のタイミングを焦点距離変
更動作の終了時に行うようにしたり、撮影準備動作開始
用スイッチのオンに応答させて行っても良いし、更に別
のスイッチのオンに応答させるようにしても良い。

【００７９】また、カム部材として、回転部材であるカ
ム筒を用いているが、摺動する部材であっても良い。但
し、カメラのような精密機械への適用を考えた場合、さ
らには既存のレンズを保持する部材は円筒形状をしてい
る事を考えた場合、実施の形態で示した形状を持つ部材
の方が有利であることは言うまでもない。

【００８０】また、本発明は、カメラに適用した例を述
べているが、焦点距離変更と焦点調節の両方を行うこと
のできる光学装置であれば、同様に適用できるものであ
る。

【００８１】更に、本発明は、以上の実施の各形態、又
はそれらの技術を適当に組み合わせた構成にしてもよ
い。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
焦点距離変更と焦点調節を適正に行うことができるもの
である。

【００８３】また、本発明によれば、焦点調節時におけ
るレンズの位置出しを細かく行うと共に、焦点距離の変
更を素早く行うことができるものである。

【００８４】また、本発明によれば、焦点調節時におけ
るレンズの位置出しを細かく行うことができ、しかも焦
点調節時の省電化を図ると共に、焦点距離の変更を素早
く行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１の形態に係るカメラのレン
ズ鏡筒部の断面と主な回路構成を示す図である。

【図２】図１のカム筒の回転位置における第１カム溝と
第２カム溝との軌跡を示した図である。

【図３】図１のステップモータの構成を示す斜視図であ
る。

【図４】図３のマイクロステップ駆動時における各コイ
ルへの通電時の印加電圧を示す図である。

【図５】図３のフルステップ駆動時における各コイルへ
の通電時の印加電圧を示す図である。

【図６】図１のカメラの主要部分の動作を示すフローチ
ャートである。

【図７】本発明の実施の第２の形態におけるステップモ
ータのコイルへの印加電圧を示す図である。

【図８】本発明の実施の第３の形態に係るカメラに具備
されたステップモータの構成を示す斜視図である。

【図９】本発明の実施の第３の形態に係るカメラのレン
ズ鏡筒部の断面と主な回路構成を示す図である。

【図１０】従来の２群ズームレンズを具備したカメラに
おいてズームリングの回動操作によりズーム位置の選択
と焦点調節を行う場合について説明する為の図である。

【符号の説明】

１第１レンズ群２第１レンズホルダ３第２レンズ群４第２レンズホルダ６カム筒６ａ第１カム溝６ｂ第２カム溝８ステップモータ９カム位置検出器１１制御回路１４ズームスイッチ１６回転位置検出手段９０，９１ホール素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｂ 13/34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学系の焦点距離変更と焦点調節に共通
に用いられる駆動源と、前記焦点距離変更時と前記焦点
調節時とで、前記駆動源の駆動の仕方を異ならせる制御
手段とを有することを特徴とする光学装置。
【請求項２】レンズユニットの焦点距離変更と焦点調
節に共通に用いられる駆動源と、前記焦点距離変更時と
前記焦点調節時とで、前記駆動源の駆動の仕方を異なら
せる制御手段とを有することを特徴とする光学装置。
【請求項３】光学系の焦点距離の変更を行うための焦
点距離変更用カム領域と焦点調節を行うための焦点調節
用カム領域とが交互に形成された案内手段と、該案内手
段に沿って前記光学系を移動させることにより前記光学
系の焦点距離変更と焦点調節を行わせる駆動手段と、前
記光学系の前記焦点距離変更時と前記焦点調節時とで、
前記駆動源の駆動の仕方を異ならせる制御手段とを有す
ることを特徴とする光学装置。
【請求項４】焦点距離の変更を行うためのレンズユニ
ットを案内する焦点距離変更用カム領域と焦点調節を行
うための前記レンズユニットを案内する焦点調節用カム
領域とが交互に形成された案内手段と、該案内手段に沿
って前記光学系を移動させることにより前記光学系の焦
点距離変更と焦点調節を行わせる駆動手段と、前記レン
ズユニットの前記焦点距離変更時と前記焦点調節時と
で、前記駆動源の駆動の仕方を異ならせる制御手段とを
有することを特徴とする光学装置。
【請求項５】前記駆動源はステップモータであり、前
記制御手段は、前記焦点距離変更時には、フルステップ
駆動にて前記ステップモータを制御し、前記焦点調節時
には、マイクロステップ駆動にて前記ステップモータを
制御することを特徴とする請求項１，２，３又は４記載
の光学装置。
【請求項６】前記駆動源は、ステップモータであり、
前記制御手段は、前記焦点距離変更時には、フルステッ
プ駆動にて前記ステップモータを制御し、前記焦点調節
時には、デューティー駆動にて前記ステップモータを制
御することを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の
光学装置。
【請求項７】前記駆動源はステップモータであり、前
記制御手段は、前記焦点距離変更時には、第１のデュー
ティー駆動にて前記ステップモータを制御し、前記焦点
調節時には、前記第１のデューティー駆動時によりも低
出力となる第２のデューティー駆動にて前記ステップモ
ータを制御することを特徴とする請求項１，２，３又は
４記載の光学装置。
【請求項８】前記案内手段は、前記駆動源より動力が
伝達されることにより回転する部材であることを特徴と
する請求項３，４，５，６又は７記載の光学装置。
【請求項９】光学系を光軸方向に移動させるステップ
モータと、該ステップモータの出力軸の回転位置を検出
する回転位置検出手段と、前記ステップモータへの通電
を所定の周波数で切り換える第１の通電モードと前記回
転位置検出手段の検出結果に基づいて前記ステップモー
タへの通電を切り換える第２の通電モードの、何れかに
より前記ステップモータの駆動を制御する制御手段とを
有することを特徴とする光学装置。
【請求項１０】レンズユニットを光軸方向に移動させ
るステップモータと、該ステップモータの出力軸の回転
位置を検出する回転位置検出手段と、前記ステップモー
タへの通電を所定の周波数で切り換える第１の通電モー
ドと前記回転位置検出手段の検出結果に基づいて前記ス
テップモータへの通電を切り換える第２の通電モード
の、何れかにより前記ステップモータの駆動を制御する
制御手段とを有することを特徴とする光学装置。
【請求項１１】前記制御手段は、少なくとも前記光学
系の停止時は、前記ステップモータを第１の通電モード
で駆動することを特徴とする請求項９記載の光学装置。
【請求項１２】前記制御手段は、少なくとも前記光学
系の移動開始時は、前記ステップモータを第２の通電モ
ードで駆動することを特徴とする請求項９又は１１記載
の光学装置。
【請求項１３】前記ステップモータは、前記光学系の
焦点距離変更動作と焦点調節動作に共通に用いられるも
のであることを特徴とする請求項９，１１又は１２記載
の光学装置。
【請求項１４】光学系の焦点距離変更動作を行うため
の焦点距離変更用カム領域と焦点調節動作を行うための
焦点調節用カム領域とが交互に形成された案内手段を有
し、前記ステップモータにより前記案内手段に沿って前
記光学系を案内動作させることにより、前記光学系の焦
点距離変更動作と焦点調節動作を交互に行えるようにす
ることを特徴とする請求項９，１１，１２又は１３記載
の光学装置。
【請求項１５】請求項１，２，３，４，５，６，７，
８，９，１０，１１，１２，１３又は１４記載の光学装
置を具備したことを特徴とするカメラ。