KR101088244B1 - 렌즈 구동 제어 장치, 및 렌즈 구동 제어 장치를 포함하는 촬상 장치 - Google Patents

렌즈 구동 제어 장치, 및 렌즈 구동 제어 장치를 포함하는 촬상 장치 Download PDF

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Abstract

렌즈 구동 제어 장치는, 변배 기능을 갖는 복수의 렌즈 군과, 복수의 렌즈 군의 각각의 구동 속도를 조정 가능하게 구동하도록 각각 구성되는 복수의 렌즈 구동 장치와, 복수의 렌즈 구동 장치의 각각을 제어하여 복수의 렌즈 군의 각각의 구동 속도를 조정하도록 구성되는 제어 장치와, 복수의 렌즈 군의 각각의 위치를 검출하도록 각각 구성되는 복수의 렌즈 위치 검출 장치를 포함하고, 복수의 렌즈 구동 장치가 복수의 렌즈 군을 동시에 구동하는 경우, 제어 장치는, 렌즈 구동 장치를 제어하여, 렌즈 위치 검출 장치에 의해 검출되는 복수의 렌즈 군 사이의 위치 관계에 따라, 복수의 렌즈 군의 구동 속도를 조정 대상인 렌즈 군의 구동 속도로 전환하도록 구성된다.

Description

렌즈 구동 제어 장치, 및 렌즈 구동 제어 장치를 포함하는 촬상 장치{LENS DRIVING-CONTROL DEVICE AND IMAGING APPARATUS INCLUDING THE LENS DRIVING-CONTROL DEVICE}
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2006년 5월 26일자로 출원된 일본 특허출원 제2006-146121호 및 2006년 8월 9일자로 출원된 일본 특허출원 제2006-217069호의 각각에 기초하여 그 우선권을 주장하고 있으며, 그 개시 내용은 전체적으로 참조로서 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 렌즈 구동 제어 장치 및 이 렌즈 구동 제어 장치를 포함하는 촬상 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로, 줌 렌즈를 구성하는 복수의 렌즈 군을 구동 및 제어하기 위한 렌즈 구동 제어 장치와, 이 렌즈 구동 제어 장치가 설치되는 촬상 장치에 있어서의 개량에 관한 것이다.
피사체를 촬영할 경우, 필요에 따라 촬영의 배율을 변화시키는 변배 기능(variable magnification function)을 갖는 촬영 렌즈 또는 소위 줌 렌즈를 포함하는 카메라가 널리 이용되고 있다. 줌 렌즈는 카메라에 구비된 조작 스위치를 동작시킴으로써, 멀리 떨어진 피사체를 확대 상태에서 촬영할 수 있는 망원 상태(telescopic state)와, 피사체를 더 넓은 화각(field angle)으로 촬영할 수 있는 광각 상태(wide angle state) 사이에서 배율을 변화시키도록 구성되어 있다.
줌 렌즈는 복수의 렌즈 군의 조합으로 구성되고, 각각의 렌즈 군은 하나 이상의 렌즈에 의해 형성된다. 줌 렌즈의 배율은 복수의 렌즈 군의 각각을 광축을 따라 이동시킴으로써 변화된다.
여기서, 기계적인 장치, 예를 들어, 복수의 렌즈 군을 동시에 구동시키기 위한 캠 기구(cam mechanism)를 포함하고, 이 캠 기구를 수동 및 모터에 의해 구동하기 위한 렌즈 구동 제어 장치가 알려져 있다(참조로서, 일본 특허출원공개 제06-160699호 참조).
그러나, 일본 특허출원공개 제06-160699호에 개시된 바와 같은 렌즈 구동 제어 장치는 기계적인 구동 기구가 구비되기 때문에 복잡한 구조를 가진다고 하는 문제점이 있다.
한편, 각각의 렌즈 군마다 구비된 모터를 포함하고, 대응하는 모터에 의해 렌즈 군을 독립적으로 구동하도록 구성되는 간단한 구조를 갖는 렌즈 구동 제어 장치를 달성하는 것이 가능하다.
그러나, 줌 렌즈 군을 구성하는 복수의 렌즈 군은 동일한 광축 상에 배치되고, 광축을 따라 인접한 렌즈 군 중 하나의 이동가능 범위의 일부가 다른 렌즈 군의 이동가능 범위의 일부와 중복되므로, 렌즈 군이 동시에 구동되면, 광축을 따르는 렌즈 군의 배열 또는 구동 속도에 따라 렌즈 군이 간섭할 가능성이 있다.
이에 비해, 복수의 렌즈 군이 피사체측 또는 이미지측으로부터 순차적으로 구동 또는 정지되는 순차적인 구동 방식에서는, 렌즈 군이 간섭할 염려는 없지만, 복수의 렌즈 군이 동시에 구동되는 경우에 비해, 구동 시작 및 구동 완료 사이에 오랜 시간이 걸린다.
또한, 이미지 면 상에 이미지의 포커스 기능을 수행하기 위한 포커스 렌즈 군이 줌 렌즈에 통상 포함되므로, 포커스 렌즈 군의 구동이 완료될 때까지, 포커싱된 이미지는 이미지 면 상에 투영되지 않는다.
그 결과, 순차적인 구동 시스템의 렌즈 구동 제어 장치가, CCD, CMOS 등에 투영된 이미지를 액정 모니터 상에 표시하기 위한 구조를 갖는 스틸 카메라 또는 비디오 카메라에 적용되면, 포커싱되지 않은 이미지가 표시되는 것에 오랜 시간이 걸리고, 카메라 등은 사용성 및 매력도가 양호하지 않다는 문제점이 있다.
본 발명의 제1목적은, 촬영 렌즈계를 구성하는 복수의 렌즈 군을 구동 장치에 의해 동시에 구동할 수 있고, 렌즈 군 사이의 간섭 및 과도한 이격을 방지할 수 있는 렌즈 구동 제어 장치와, 이 렌즈 구동 제어 장치가 설치되는 촬상 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제2목적은, 주변 온도가 낮더라도, 촬영 렌즈계를 구성하는 복수의 렌즈 군을 개별적인 구동 장치에 의해 동시에 구동할 수 있고, 렌즈 군 사이의 간섭을 방지할 수 있는 렌즈 구동 제어 장치와, 이 렌즈 구동 제어 장치가 설치되는 촬상 장치를 제공하는 것이다.
전술한 제1목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 구동 제어 장치는, 변배 기능을 갖는 복수의 렌즈 군, 복수의 렌즈 군의 각각의 구동 속도를 조정 가능하게 구동하도록 각각 구성되는 복수의 렌즈 구동 장치, 복수의 렌즈 구동 장치의 각각을 제어하여 복수의 렌즈 군의 각각의 구동 속도를 조정하도록 구성되는 제어 장치, 및 복수의 렌즈군 각각의 위치를 검출하도록 각각 구성되는 복수의 렌즈 위치 검출 장치를 포함한다.
복수의 렌즈 구동 장치가 복수의 렌즈 군을 동시에 구동하면, 제어 장치는, 렌즈 구동 장치를 제어하여, 렌즈 위치 검출 장치에 의해 검출되는 복수의 렌즈 군 사이의 위치 관계에 따라, 복수의 렌즈 군의 구동 속도를 조정 대상인 렌즈 군의 구동 속도로 전환하도록 구성된다.
전술한 제2목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 렌즈 구동 제어 장치는, 변배 기능을 갖는 복수의 렌즈 군, 복수의 렌즈 군의 각각을 구동하도록 각각 구성되는 복수의 렌즈 구동 장치, 복수의 렌즈 구동 장치를 제어하여 복수의 렌즈 군 중 적어도 하나의 구동 속도를 조정하도록 구성되는 제어 장치, 복수의 렌즈 군의 각각의 위치를 검출하도록 각각 구성되는 복수의 렌즈 위치 검출 장치, 및 주변 온도를 측정하도록 구성되는 온도 검출 장치를 포함한다.
복수의 렌즈 구동 장치가 복수의 렌즈 군을 동시에 구동하면, 제어 장치는, 렌즈 위치 검출 장치에 의해 검출되는 복수의 렌즈 군 사이의 위치 관계에 따라, 구동 속도를 조정할 때, 온도 검출 장치의 검출 결과에 기초하여 구동 속도 조정 임계값을 변동시키도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 촬영 렌즈계를 구성하는 복수의 렌즈 군을 구동 장치에 의해 동시에 구동할 수 있고, 렌즈 군 사이의 간섭 및 과도한 이격을 방지할 수 있는 렌즈 구동 제어 장치와, 이 렌즈 구동 제어 장치가 설치되는 촬상 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 주변 온도가 낮더라도, 촬영 렌즈계를 구성하는 복수의 렌즈 군을 개별적인 구동 장치에 의해 동시에 구동할 수 있고, 렌즈 군 사이의 간섭을 방지할 수 있는 렌즈 구동 제어 장치와, 이 렌즈 구동 제어 장치가 설치되는 촬상 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예의 각각에 따른 렌즈 구동 제어 장치를 도시하는 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 렌즈 구동 제어 장치의 렌즈의 위치 정보를 도시하는 표이다.
도 3은 도 1에 도시된 렌즈 구동 제어 장치의 처리 내용을 도시하는 플로우차트이다.
도 4는 도 1에 도시된 렌즈 구동 제어 장치의 또 다른 처리 내용을 도시하는 플로우차트이다.
도 5는 촬영 렌즈계가 광각으로부터 망원으로 줌인 되는 경우를 도시하는 타이밍차트이다.
도 6은 촬영 렌즈계가 광각으로부터 망원으로 줌인 될 때, 망원 스위치의 동작이 일시적으로 중단되는 경우를 도시하는 타이밍차트이다.
도 7은 촬영 렌즈계가 망원으로부터 광각으로 줌아웃 되는 경우를 도시하는 타이밍차트이다.
도 8은 촬영 렌즈계가 망원으로부터 광각으로 줌아웃 될 때, 광각 스위치의 동작이 일시적으로 중단되는 경우를 도시하는 타이밍차트이다.
도 9는 제1 및 제2렌즈 군 유닛과 제3렌즈 군의 광 방향의 위치 관계를 도시하는 개략도이다.
도 10은 제3렌즈 군을 구동하기 위한 제2모터의 제어로서, 하이 및 로우 구동 펄스 레이트로의 제어를 도시하는 타이밍차트이다.
도 11은 제1실시예에서 제1 및 제2렌즈 군 유닛을 구동하기 위한 제1모터의 제어로서, 인가되는 하이 및 로우 구동 전압으로의 제어를 도시하는 타이밍차트이다.
도 12는 제2실시예에서 제1 및 제2렌즈 군 유닛을 구동하기 위한 제1모터의 또 다른 제어로서, 듀티 구동으로의 제어를 도시하는 타이밍차트이다.
도 13은 기준 위치 및 줌 위치 사이의 관계를 도시하는 설명도이다.
도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 디지털 스틸 카메라 또는 촬상 장치를 도시하는 개략도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 최선의 형태를 실시하기 위한 바람직한 실시예를 상세하게 설명할 것이다.
[제1실시예]
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 렌즈 구동 제어 장치(100)의 구성을 예시한 것이다.
렌즈 구동 제어 장치(100)는 촬영 렌즈계(1)를 구동하도록 구성된 구동 유닛을 포함한다. 촬영 렌즈계(1)는 복수의 렌즈 군, 예를 들어, 피사체(도시하지 않음)로부터 차례로 배치된 제1렌즈 군(1A-1), 제2렌즈 군(1A-2), 제3렌즈 군(1B) 및 제4렌즈 군(1C)의 4개의 렌즈 군을 포함한다. 제1 및 제2렌즈 군(1A-1 및 1A-2)은 일체화되어, 대물 렌즈로서 작용하는 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)을 형성한다. 여기서, 복수의 렌즈 군의 각각은 복수의 렌즈를 포함한다.
제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A), 제3렌즈 군(1B) 및 제4렌즈 군(1C)은 공통의 광축을 가지며, 배럴(1D) 내에 배치되어 있다.
또한, 촬영 렌즈계(1)는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)과 제3렌즈 군(1B) 사이에 배치되는, 제1구경 조리개(aperture stop)(2A) 및 제2구경 조리개(2B)와, 셔터(3)를 포함한다(도 1 참조). 제1 및 제2구경 조리개(2A 및 2B)는 피사체로부터 촬영 렌즈(1)를 통과하는 광량을 제어하도록 구성되고, 셔터(3)는 피사체를 촬영할 때의 노출 시간을 제어한다.
이 실시예에서, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)과 제3렌즈 군(1B)은 줌 렌즈 군을 구성하여 촬영 배율이 변화하도록 하고, 제4렌즈 군(1C)은 포커스 렌즈 군을 구성하여 제4렌즈 군(1C)의 후방에 위치된 노출면(도시하지 않음) 상에 피사체의 이미지를 포커싱한다.
촬영 렌즈계(1)를 구동하도록 구성된 구동 유닛은 복수의 렌즈 구동 장치, 예를 들어, 복수의 모터를 포함한다. 모터는 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)을 구동하기 위한 제1모터(4A), 제3렌즈 군(1B)을 구동하기 위한 제2모터(4B), 제4렌즈 군(1C)을 구동하기 위한 제3모터(4C), 제1구경 조리개(2A)를 구동하기 위한 제4모터(4D), 제2구경 조리개(2B)를 구동하기 위한 제5모터(4E), 및 셔터(3)를 구동하기 위한 제6모터(4F)를 포함한다(도 1 참조). 이와 관련하여, 제1모터는 예를 들어, 직류(DC) 모터이고, 제3렌즈 군(1B)을 구동하기 위한 제2모터(4B)와, 제4렌즈 군(1C)을 구동하기 위한 제3모터(4C)는 예를 들어, 펄스 모터이다.
한편, 공지된 이송 기구가 이용될 수 있으므로, 촬영 렌즈계(1)와 제1 내지 제6모터(4A 내지 4F)를 연결하기 위한 이송 기구는 생략한다.
DC 모터(4A)의 구동 속도는 인가되는 구동 전압에 따라 변화될 수 있다. 그러므로, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도는 인가되는 전압을 변화시키는 것에 불과한 간단한 동작에 의해 조정될 수 있다.
한편, 일반적으로, 모터가 동일한 공급 전력을 가지면, DC 모터의 회전이 펄스 모터의 회전보다 높다. DC 모터는 구동 전류가 부하의 변동에 따라 변화하는 특징을 가지므로, 부하가 증가할수록 구동 전류가 증가한다. 그러므로, DC 모터는 높은 구동 토크를 가져, 부하 변동에 대해 저항성을 갖는 유연한 구동을 획득한다.
촬영 렌즈계(1) 및 제1 내지 제6모터(4A 내지 4F)를 연결하기 위한 전술한 이송 기구가 예를 들어, 캠과, 이 캠과 연동되는 캠 실린더를 포함하는 캠 장치를 포함하며, 이 캠 장치에서는, 캠의 경사 또는 부하 토크가 촬영 렌즈계(1)의 줌 위치에 따라 변화하는 경우, DC 모터는 전술한 바와 같이 높은 구동 토크를 가지므로, DC 모터를 이용하여 캠 장치를 구동하는 것이 적합하다.
또한, DC 모터의 구동 속도는 듀티비(duty ratio), 또는 주기에서 ON 상태가 차지하는 시간 비율에 따라 변화하며, DC 모터에 입력되는 통전 구동 시간(power applying-driving time)의 비율을 변화시키는 것에 불과한 간단한 동작에 의해, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도를 조정할 수 있다.
한편, DC 모터를 정지시킬 경우, DC 모터를 정지시키기 위한 제어가 행해지는 시간으로부터 DC 모터가 실제로 정지되는 시간까지, 관성(inertia)에 의해 시간 지연 또는 오버런(overrun)이 발생하며, 그러므로, DC 모터를 희망하는 위치에 정지시키는 것이 곤란하다. 이와 관련하여, 펄스 모터는 펄스를 공급하여 구동되도록 구성되므로, 펄스 모터는 임의의 목표 위치에 정지하기가 용이하지만, 토크 변동에 대한 저항성을 가지고 있지 않으므로, 적은 토크 변동을 갖는 장치를 제어하기 위하여 펄스 모터를 이용하는 것이 적합하다.
제1 내지 제6모터(4A 내지 4F)는 CPU(Central Processing Unit)(5B)에 연결되는 모터 구동기(5A)에 전기적으로 연결되어 있고, 모터 구동기(5A) 및 CPU(5B)에 의해 집중적으로 제어되도록 구성되어 있다(도 1 참조).
모터 구동기(5A)는 제1 내지 제6모터(4A 내지 4F)를 구동 및 제어하기 위해 필요한 정보, 예를 들어, 구동 전압, 구동 타이밍, 구동량, 구동 방향 등을 CPU(5B)로부터 입력하고, 입력 정보에 기초하여 모터(4A 내지 4F)를 구동 및 제어한다.
여기서, 제1모터(4A)는 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 이동량을 검출하기 위한 렌즈 변위 검출 장치(7)에 연결되어 있다.
렌즈 변위 검출 장치(7)는 제1모터(4A)의 회전수에 기초하여 펄스수를 생성한다.
렌즈 변위 검출 장치용 구동 회로(8)는 렌즈 변위 검출 장치(7)에 전기적으로 연결되어 있고, 렌즈 구동 검출 장치(7)를 구동하도록 구성되어 있다(도 1 참조).
렌즈 변위 검출 장치(7)로부터 출력되는 펄스는 CPU(5B)에 입력된다.
렌즈 변위 검출 장치(7)는 촬영 렌즈계(1)의 최대 망원 상태 및 최대 광각 상태 사이에서 예를 들어, 1280개와 같은 미리 결정된 수의 펄스를 출력하도록 설정되어 있다.
촬영 렌즈계(1)의 최대 망원 상태 및 최대 광각 상태 사이의 모든 구간은 미리 결정된 수, 예를 들어, 16으로 균등하게 분할되어 있고(80 펄스 당 하나의 균등한 분할), 위치 지표(positional mark), 즉, 줌 위치 Zp1, Zp2, …, Zp17은 16개의 구간의 17개의 이격지점에 부착되어 있다.
여기서, 도 2는 렌즈 변위 검출 장치(7)의 출력 펄스와, 줌 위치 Zp1, Zp2, …, Zp17의 각각의 관계를 예시한 것이다. 도 13은 촬영 렌즈계(1)의 기준 위치, 줌 위치 및 수납 위치(collapsed position) 사이의 위치 관계를 예시한 것이다.
도 2에 도시된 펄스 수는 기준 위치가 제로(0)인 것으로 하여 카운트된다. 기준 위치로부터 수납 위치로 갈 때, 펄스 수는 음의 값으로 카운트된다.
한편, 제1 내지 제3모터(4B 및 4C)는 CPU(5B)의 명령에 따라 모터 구동기(5A)에 의해 입력된 펄스 수에 기초한 구동 속도에 의해 구동된다.
여기서, 각각의 줌 위치 Zp1 내지 Zp17에 제3렌즈 군(1B)을 배치하기 위해 필요한 제2모터(4B)로의 입력 펄스 수는 도 2에 도시된 바와 같이 설정된다.
한편, 제4렌즈 군(1C)은 포커스 렌즈 군이므로, 제4렌즈 군(1C)의 위치는 생략된다.
제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A), 제3렌즈 군(1B) 및 제4렌즈 군(1C)은, 그 기준 위치를 검출하도록 구성되어 있는 제1렌즈 위치 검출 장치(9A), 제2렌즈 위치 검출 장치(9B) 및 제3렌즈 위치 검출 장치(9C)에 각각 연결되어 있다(도 1 참조). 제1렌즈 위치 검출 장치(9A), 제2렌즈 위치 검출 장치(9B) 및 제3렌즈 위치 검출 장치(9C)는 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A), 제3렌즈 군(1B) 및 제4렌즈 군(1C)이 그 기준 위치에 있는지의 여부를 검출한다.
제1렌즈 위치 검출 장치(9A), 제2렌즈 위치 검출 장치(9B) 및 제3렌즈 위치 검출 장치(9C)는 제1렌즈 위치 검출 장치(9A)를 구동하기 위한 제1구동 회로(10A), 제2렌즈 위치 검출 장치(9B)를 구동하기 위한 제2구동 회로(10B), 및 제3렌즈 위치 검출 장치(9C)를 구동하기 위한 제3구동 회로(10C)에 각각 연결되어 있다.
제1구동 회로(10A), 제2구동 회로(10B) 및 제3구동 회로(10C)는 CPU(5B)에 연결되어 있다(도 1 참조). CPU(5B)는 제1구동 회로(10A), 제2구동 회로(10B) 및 제3구동 회로(10C)를 제어하여 제1렌즈 위치 검출 장치(9A), 제2렌즈 위치 검출 장치(9B) 및 제3렌즈 위치 검출 장치(9C)를 구동하고, 제1렌즈 위치 검출 장치(9A), 제2렌즈 위치 검출 장치(9B) 및 제3렌즈 위치 검출 장치(9C)에 의해 검출된 위치를 입력하도록 구성되어 있다.
망원 촬영을 수행하는 경우에 촬영 렌즈계(1)의 높은 배율을 동작시키기 위한 망원 스위치(6A)와, 광각 촬영을 수행하는 경우에 촬영 렌즈계(1)의 낮은 배율을 동작시키기 위한 광각 스위치(6B)는 CPU(5B)에 전기적으로 연결되어 있다(도 1 참조). CPU(5B)는 망원 스위치(6A) 및 광각 스위치(6B)의 동작에 따라 제1모터(4A), 제2모터(4B) 및 제3모터(4C)를 제어한다.
모터 구동기(5A) 및 CPU(5B)는 제어 장치(5)를 구성한다는 점을 주목해야 한다(도 1 참조).
제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)을 구성하는 제1렌즈 군(1A-1) 및 제2렌즈 군(1A-2)은, 제1렌즈 군(1A-1) 및 제2렌즈 군(1A-2) 사이의 간격이 기계적으로 조정되도록, 전술한 캠 장치의 캠 실린더에 부착되어 있다. 더욱 구체적으로, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)이 제1모터(4A)에 의해 구동될 때, 제1렌즈 군(1A-1) 및 제2렌즈 군(1A-2)은 그 사이에 미리 결정된 간격을 가지도록 구동된다.
온도 센서(6C)를 포함하는 온도 측정 장치가 CPU(5B)에 연결되어 있다(도 1 참조). 온도 센서(6C)는 온도마다 상이한 전압값을 출력하고, CPU(5B)는 전압값을 아날로그-디지털(A/D)로 변환한다. 이 실시예의 온도 센서(6C)는 1℃ 당 10mV의 전압이 변동하는 특징을 가지므로, 임의의 온도에서 전압값을 기억함으로써 현재 온도를 파악하는 것이 가능하다.
즉, 제1 내지 제3모터(4A, 4B 및 4C)가 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A), 제3렌즈 군(1B) 및 제4렌즈 군(1C)을 동시에 구동하면, 제1 내지 제3렌즈 위치 검출 장치(9A, 9B 및 9C)에 의해 검출된, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A), 제3렌즈 군(1B) 및 제4렌즈 군(1C) 사이의 위치 관계에 따라, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A), 제3렌즈 군(1B) 및 제4렌즈 군(1C)의 각각의 구동 속도를 조정할 때, 제어 장치(5)는 온도 센서(6C)의 측정 결과에 따라 구동 속도를 조정하기 위한 한계값이 상이해지도록 한다. 여기서, "렌즈 군을 동시에 구동한다"라는 의미는 각각의 렌즈 군의 구동 시작부터 구동 완료까지의 모든 기간이 일치한다는 것이 아니다. 이것은 렌즈 군이 구동되는 기간 중의 적어도 하나의 일부 기간(모든 기간일 수도 있음)이 중복된다는 것을 의미한다.
다음으로, 도 3의 플로우차트, 도 5 내지 도 8의 타이밍차트, 그리고 도 9의 동작 설명도를 참조하여 본 발명의 제1실시예의 기본적인 동작을 설명한다.
제1실시예의 구동 제어 방법은, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 위치에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치에 따라 제1모터(4A)에 인가되는 전압을 증가 및 감소시킴으로써 제1모터(4A)의 구동 속도를 변동시키고, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 간섭하지 않도록, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)과 제3렌즈 군(1B)을 동시에 구동하도록 구성되어 있다.
여기서, 구동 제어 방법은, 촬영 렌즈계(1)가 망원 상태로부터 광각 상태로 구동되는지, 또는 촬영 렌즈계(1)가 광각 상태로부터 망원 상태로 구동되는지의 여부에 따라 상이한 처리 흐름을 가지므로, 촬영 렌즈계(1)가 망원 상태로부터 광각 상태로 구동되는 경우와, 촬영 렌즈계(1)가 광각 상태로부터 망원 상태로 구동되는 경우에 대해 다음과 같이 설명한다.
(광각 상태로부터 망원 상태로)
촬영 렌즈계(1)가 광각 상태로부터 망원 상태로 구동되는 경우의 구동 제어 방법을 설명한다.
도 3 및 도 4는 구동 제어 동작이 행해질 때의 줌 동작을 예시한 것이다.
단계(S101)에서는, 제4렌즈 군(4C)의 구동 필요성을 판단하기 위하여, 촬영 렌즈계(1)가 망원 상태로부터 광각 상태로 구동되는지, 또는 촬영 렌즈계(1)가 광각 상태로부터 망원 상태(망원 촬영)로 구동되는지의 여부가 판단된다.
사용자가 촬영 렌즈계(1)를 광각 상태로부터 망원 상태로 구동시키는 망원 스위치(6A)를 누르고, 촬영 렌즈계(1)가 광각 상태로부터 망원 상태로 구동되면(도 3 및 도 4에서는 "W→T"라고 함), 제1 내지 제4렌즈 군은 서로 이격되는 방향으로 구동되므로, 제4렌즈 군(1C)을 광축으로부터 후퇴시키기 위한 구동 제어를 수행하는 것이 요구되지 않는다. 다음으로, 처리 흐름은 단계(S103)로 진행한다.
단계(S103)에서는, 제3렌즈 군(4B)을 후퇴시키기 위한 구동 제어의 필요성을 판단하기 위하여, 촬영 렌즈계(1)가 망원 상태로부터 광각 상태로 구동되는지, 또는 촬영 렌즈계(1)가 광각 상태로부터 망원 상태로 구동되는지의 여부가 판단된다.
사용자가 촬영 렌즈계(1)를 광각 상태로부터 망원 상태로 구동시키는 망원 스위치(6A)를 누르고, 촬영 렌즈계(1)가 광각 상태로부터 망원 상태로 구동되면, 전술한 바와 같이, 제1 내지 제4렌즈 군은 서로 이격되는 방향으로 구동되므로, 제3렌즈 군(1B)을 광축으로부터 후퇴시키기 위한 구동 제어를 수행하는 것이 요구되지 않으며, 그 다음으로, 처리 흐름은 단계(S105)로 진행한다.
단계(S105)에서는, 망원 스위치(6A)가 눌러짐으로써, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동이 제1모터(4A)에 의해 시작된다.
여기서, 제1모터(4A)는 DC 모터이므로, 그 구동이 시작된 직후에 모터에서 돌입 전류(incoming current)가 발생하여, 전원의 전압을 감소시킴으로써, 배터리의 동작 수명에 영향을 준다. 이것을 회피하기 위하여, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동이 시작된 직후에, 제1모터(4A)의 구동 전압을 정상(steady) 구동 전압보다 더 낮은 값이 되도록 설정하고, 미리 결정된 시간이 경과한 후에 더 낮은 전압을 정상 구동 전압으로 상승하도록 제어하는 것이 바람직하다(망원 스위치(6A) 및 제1모터(4A)의 동작을 도시하는 도 5 및 도 6의 타이밍차트 참조).
한편, 망원 위치 및 광각 위치 사이의 구동 전압은 광각 위치 및 촬영 렌즈계(1)의 수납 위치 사이의 구동 전압보다 더 낮도록 설정된다.
이것은, 광각 위치 및 수납 위치 사이에서 촬영 렌즈계의 고속 구동이 요구되므로, 촬영 렌즈계에 높은 전압이 설정되고, 망원 위치 및 광각 위치 사이에서는, 망원 스위치(6A) 및 광각 스위치(6B)의 동작에 의해 목표 위치에서 촬영 렌즈계의 구동이 신속하게 정지되므로, 촬영 렌즈계에 적절한 전압이 설정되기 때문이다.
단계(S105)에서는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동이 시작된 후, 처리 흐름이 단계(S106)로 진행하여, 단계(S106)에서, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)이 정지하도록 요구되는지의 여부의 판단이 행해진다.
여기서, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)을 정지하는 것이 필요한 경우, 즉, 망원 스위치(6A)가 눌러지지 않은 경우(도 6에서, 망원 스위치(6A)가 OFF인 시점), 또는 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)이 최대 망원 위치 이전의 미리 결정된 거리의 위치까지 이동하게 되는 경우(도 5에서, 제1모터(4A)의 정지 제어가 시작되는 시점)에는, 처리 흐름은 단계(S114)로 진행한다. 한편, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)을 정지할 필요가 없을 경우에는, 처리 흐름은 단계(S107)로 진행한다.
단계(S107)에서는, 제3렌즈 군(1B)이 정지 또는 구동 중인지의 여부가 판단된다. 여기서, 제3렌즈 군이 정지 중인 경우, 처리 흐름은 단계(S108)로 진행한다. 한편, 제3렌즈 군이 구동 중인 경우, 처리 흐름은 단계(S110)로 진행한다.
단계(S108)에서는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 시작 타이밍과, 제3렌즈 군(1B)의 구동 시작 타이밍 사이에 시간차를 제공하기 위하여, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동이 시작된 후, 미리 결정된 시간이 경과한 것인지의 여부가 판단된다.
제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 시작 타이밍과, 제3렌즈 군(1B)의 구동 시작 타이밍 사이에 시간차를 제공함으로써, 제3렌즈 군(1B)의 구동 전류는 제1모터(4A)의 구동을 시작할 때에 발생하는 돌입 전류 타이밍 상에서 중복되지 않으므로, 전원이 단시간에 다량의 소비 전류를 공급할 필요가 없다. 이러한 구성에 의하여, 전원인 배터리의 긴 수명을 달성하는 것이 가능하다. 미리 결정된 펄스 수가 얻어질 때까지 렌즈 변위 검출 장치(7)로부터 출력된 펄스 수를 카운트함으로써, 미리 결정된 시간의 경과가 판단된다.
단계(S108)에서는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동이 시작된 후에 미리 결정된 시간이 경과하면, 처리 흐름은 단계(S109)로 진행한다. 한편, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동이 시작된 후에 미리 결정된 시간이 경과하지 않은 경우에는, 처리 흐름은 단계(S106)로 복귀하여 전술한 처리 흐름이 반복된다.
단계(S109)에서는, 제3렌즈 군(1B)의 구동이 제2모터(4B)에 의해 시작된다. 이 때, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도는 예를 들어, 제3렌즈 군(1B)의 입력 펄스 레이트가 600pps(1초 당 펄스 수)인 미리 결정된 속도로 설정되어 있다. 그 다음, 처리 흐름은 단계(S106)로 복귀한다.
단계(S107)에서는, 제3렌즈 군(1B)이 구동 중인 경우, 처리 흐름은 단계(S110)로 진행한다.
단계(S110)에서는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 간섭과, 과도한 괴리(divergence) 또는 이격(separation)을 회피하기 위하여, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치가 검사되고, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도가 변화되는지의 여부가 판단된다.
또한, 온도에 대한 판단이 행해지고, 저온(0℃ 이하)이라고 판단이 행해지는 경우, 제3렌즈 군의 구동 속도 한계값은 저온에 대해 이용된다. 이 실시예에서는, 구동 속도가 구동 펄스 레이트에 의해 조정되고, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도 한계값은 최대 구동 펄스 레이트 값에 대응한다. 이 실시예에서, 정상 온도에서의 최대 구동 펄스 레이트는 1200pps이고, 더 저온에서의 최대 구동 펄스 레이트는 1000pps이다.
여기서, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치가 제1 미리 결정된 위치(P1)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 근접하거나(도 9의 점선 부분(A1)), 제3 미리 결정된 위치(P2)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로부터 멀리 떨어지면(도 9의 점선 부분(B1)), 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도의 변경이 요구되고, 처리 흐름은 단계(S111)로 진행한다.
한편, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치가 P1 및 P2 사이에 존재하면, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도의 변경이 요구되지 않으며, 처리 흐름은 단계(S106)로 복귀한다. 이하, P1 및 P2 사이의 간격은 군간 유지 구간(group-between-holding section)이라고 한다.
단계(S111)에서는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치가 제1 미리 결정된 위치(P1)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 근접하면(도 9의 점선 부분(A1)), 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 간섭이 발생할 가능성이 있으므로, 제3렌즈 군의 구동 속도는 미리 결정된 양만큼 감소되어 간섭을 회피한다.
또한, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치가 제3 미리 결정된 미리 결정된 위치(P2)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로부터 멀리 떨어지면(도 9의 점선 부분(B1)), 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B) 사이의 거리가 과도하게 증가될 가능성이 있으므로, 제3렌즈 군(1B)의 속도는 미리 결정된 양만큼 증가되어, 제1 및 제2렌즈 군 유닛 및 제3렌즈 군의 과도한 괴리 또는 이격을 회피한다.
촬영 렌즈계(1)의 가속 및 감속의 각각에 대한 적절한 양은 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도, 렌즈 변위 검출 장치(7)에 의해 검출된 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 위치, 및 제2모터(4B)의 입력 펄스에 의해 계산되는 제3렌즈 군(1B)의 위치에 기초하여 CPU(5)에 의해 계산된다.
도 2 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 줌 위치 Zp12(N)에 대하여, 미리 결정된 배율을 형성하도록 구성된 제3렌즈 군(1B)의 줌 위치 Zp3(N)는 미리 설정되어 있다.
여기서, 제3렌즈 군(1B)의 감속을 시작시키는 제3렌즈 군(1B)의 위치(P1)는 제3렌즈 군(1B)의 줌 위치 Zp3(N) 및 제3렌즈 군(1B)의 다음 줌 위치 Zp3(N+1) 사이의 1/3만큼, 제3렌즈 군(1B)의 줌 위치 Zp3(N)로부터 제3렌즈 군(1B)의 다음 줌 위치 Zp3(N+1)에 근접한 위치가 되도록 설정되어 있다.
즉, 다음의 수학식이 만족된다.
P1 = Zp3(N) + (Zp3(N+1)-Zp3(N))/3
한편, 제3렌즈 군(1B)의 가속을 시작시키는 제3렌즈 군(1B)의 위치(P2)는 제3렌즈 군(1B)의 줌 위치 Zp3(N)의 1 스텝(step) 짧은 줌 위치 Zp3(N-1)에 근접한 위치가 되도록 설정되어 있다.
즉, 다음의 수학식이 만족된다.
P2 = Zp3(N-1)
도 2에 도시된 바와 같이, 제2모터(4B)에 대한 출력 펄스에 의해 위치(P1 및 P2)를 표현하면, 제3렌즈 군(1B)의 줌 위치가 Zp3(4)(N=4)일 경우, 다음의 수학식이 만족된다.
P1 = 360 + (380-360)/3 = 366
P2 = 340
즉, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 줌 위치가 Zp4(4)(N=4)인 경우, 제2모터(4B)로의 출력 펄스가 366 이상이면, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도는 감속되고, 반대로, 제2모터(4B)로의 출력 펄스가 334 이하이면, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도는 가속된다.
여기서, 도 10을 참조하여, 제2모터(1B)로의 구동 펄스 레이트에 의해 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도를 변동시키기 위한 방법을 설명한다.
제2모터(4B)는 800pps의 정상 구동 펄스 레이트에서 구동되고, Zp(줌 위치)의 단위로 제3렌즈 군(1B)의 위치를 확인하도록 구성되어 있다. 제3렌즈 군(1B)의 위치가 P2 이하이고 군간 거리가 확대되면, 제2모터(4B)로의 구동 펄스 레이트는 1000pps로 증가되어 구동 속도를 가속시킨다.
그 다음, 제3렌즈 군(1B)이 군간 유지 구간에 위치되어 있으면, 제2모터(4B)의 구동 펄스 레이트는 800pps의 정상 펄스 레이트로 복귀한다. 또한, 제3렌즈 군(1B)의 위치가 P1 이상이고 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 근접하면, 제2모터(4B)로의 구동 펄스 레이트는 500pps로 감소되어 구동 속도를 감속시킨다.
전술한 바와 같이, 제3렌즈 군(1B)의 위치가 군간 유지 구간을 벗어나면, 제3렌즈 군(1B)의 속도를 제어함으로써, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 간섭 및 과도한 이격을 회피하면서, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)은 동시에 구동될 수 있다.
단계(S112)에서는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치가 검사되고, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 간섭 및 과도한 이격을 회피하기 위하여, 제1 및 제2렌즈 군 유닛의 구동 속도의 변화가 요구되는지의 여부가 판단된다.
또한, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 과도하게 이격되는 것을 방지하기 위하여, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도를 낮추는 것이 필요하다고 판단되면, 온도가 판단되고, 저온(0℃ 이하)이면, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)을 위한 구동 속도 조정은 금지된다. 그러므로, 변화가 요구되지 않는다고 판단된다. 이것은 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 오류를 방지하는 것을 우선시하기 위해서이다.
여기서, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치가, 제1 미리 결정된 위치(P1)보다 제1 및 제2렌즈 군 유닛에 근접한 제2 미리 결정된 위치(L1)를 초과하여, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 접근하는 경우(도 9의 점선 부분(A2)), 또는 제3 미리 결정된 위치보다 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로부터 떨어진 제4 미리 결정된 위치(L2)를 초과하여, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로부터 떨어지는 경우(도 9의 실선 부분(B))에는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도의 변경이 요구되고, 처리 흐름은 단계(S113)로 진행한다.
한편, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치가 제2 및 제4 미리 결정된 위치(L1 및 L2) 사이에 존재하면, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도의 변경이 요구되지 않으며, 처리 흐름은 단계(S106)로 복귀한다. 이하, 제2 및 제4 미리 결정된 위치(L1 및 L2) 사이의 간격은 군간 유지 한계 구간이라고 한다.
단계(S113)에서는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치가 제2 미리 결정된 위치(L1)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 접근하면(도 9의 점선 부분(A2)), 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 간섭이 발생할 가능성이 있으므로, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 속도는 미리 결정된 양만큼 가속되어 간섭을 회피한다.
또한, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치가 제4 미리 결정된 위치(L2)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로부터 떨어지면(도 9의 점선 부분(B2)), 제1 및 제2렌즈 군(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 과도하게 이격될 가능성이 있으므로, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 속도는 미리 결정된 양만큼 증가되어, 제1 및 제2렌즈 군 유닛 및 제3렌즈 군의 과도한 이격을 회피한다.
촬영 렌즈계(1)의 가속 및 감속의 각각에 대한 적절한 양은 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도, 렌즈 변위 검출 장치(7)에 의해 검출된 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 위치, 및 제2모터(4B)의 입력 펄스에 의해 계산된 제3렌즈 군(1B)의 위치에 기초하여 CPU(5)에 의해 계산된다.
도 2 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 줌 위치 Zp12(N)에 대하여, 미리 결정된 배율을 형성하도록 구성된 제3렌즈 군(1B)의 줌 위치 Zp3(N)는 미리 설정되어 있다.
여기서, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 감속을 시작시키는 제3렌즈 군(1B)의 위치(L1)는, 제3렌즈 군(1B)의 줌 위치 Zp3(N) 및 제3렌즈 군(1B)의 다음 줌 위치 Zp3(N+1) 사이의 1/2만큼, 제3렌즈 군(1B)의 줌 위치 Zp3(N)로부터 제3렌즈 군(1B)의 다음 줌 위치 Zp3(N+1)에 근접한 위치가 되도록 설정되어 있다.
즉, 다음의 수학식이 만족된다.
L1 = Zp3(N) + (Zp3(N+1) - Zp3(N))1/2
한편, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 가속을 시작시키는 제3렌즈 군(1B)의 위치(L2)는, 줌 위치 Zp3(N-1) 및 줌 위치 Zp3(N-2) 사이의 1/3만큼, 제3렌즈 군(1B)의 줌 위치의 1 스텝 짧은 줌 위치 Zp3(N-1)로부터, 제3렌즈 군(1B)의 줌 위치 Zp3(N)의 2 스텝 짧은 줌 위치 Zp3(N-2)에 근접한 위치가 되도록 설정되어 있다.
즉, 다음의 수학식이 만족된다.
L2 = Zp3(N-1) - (Zp3(N-1) - Zp3(N-2))/3
도 2에 도시된 바와 같이, 제2모터(4B)로의 출력 펄스에 의해 위치(L1 및 L2)를 표현하면, 제3렌즈 군(1B)의 줌 위치가 Zp3(4)(N=4)인 경우, 다음의 수학식이 만족된다.
L1 = 360 + (380-360)/2 = 370
L2 = 340 - (340-320)/3 = 334
즉, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 줌 위치가 Zp(4)(N=4)인 경우, 제2모터(4B)로의 출력 펄스가 370 이상이면, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도는 가속되고, 반대로, 제2모터(4B)로의 출력 펄스가 334 이하이면, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도는 감속된다.
여기서, 도 11을 참조하여, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 전압에 의해 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도를 변동시키기 위한 방법을 설명한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 제1모터(4A)는 2.0V의 정상 구동 전압에서 구동되고, Zp(줌 위치)의 단위로 제3렌즈 군(1B)의 위치를 확인하도록 구성되어 있다. 제3렌즈 군(1B)의 위치가 L1 이하인 경우와, 제1 및 제2렌즈 군 유닛 및 제3렌즈 군 사이의 군간 거리가 결정되는 경우에는, 제1모터(4A)로의 구동 전압이 2.2V로 증가되어 구동 속도를 가속시킨다.
그 다음, 제3렌즈 군(1B)이 정상 위치에 도달하면, 제1모터(4A)의 구동 전압은 2.0V의 정상 전압으로 복귀한다. 또한, 제3렌즈 군의 위치가 L2 이하이고 군간 거리가 증가되면, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(4A)의 구동 전압이 1.8V로 감소되어 구동 속도를 감속시킨다.
전술한 바와 같이, 제3렌즈 군(1B)의 위치가 군간 유지 한계 구간을 벗어나면, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 속도를 제어함으로써, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 간섭 및 과도한 이격을 회피하면서, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 동시에 구동될 수 있다.
단계(S106)에서는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 정지가 요구되는 것으로 판단된 후, 처리 흐름은 단계(S114)로 진행한다.
단계(S114)에서는, 제3렌즈 군(1B)의 구동 상태가 판단된다. 여기서, 제3렌즈 군(1B)이 정지한 경우에는, 처리 흐름이 단계(S116)로 진행한다. 한편, 제3렌즈 군(1B)이 구동 중인 경우에는, 처리 흐름이 단계(S115)로 진행하여 제3렌즈 군(1B)의 구동을 정지시키고, 그 다음, 처리 흐름은 단계(S116)로 진행한다.
단계(S116)에서는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)을 정지시키기 위한 제어가 행해진다. 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)은 DC 모터인 제1모터(4A)에 의해 구동되고, 구동 전압의 인가가 정지되더라도, 제1모터(4A)는 즉시 정지되지 않아서 오버런을 발생시킨다.
오버런의 양을 감소시키기 위하여, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 정지 동작이 시작될 때, 제1모터(4A)의 구동 전압을 낮추는 정지 제어가 수행된다(도 5 및 도 6의 각각에서 제1모터(4A)의 타이밍차트 참조). 정지 제어 후에, 처리 흐름은 단계(S117)로 진행한다.
단계(S117)에서는, 렌즈 변위 검출 장치(7)가 출력하는 펄스가 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 정지 제어가 시작된 시간으로부터 미리 결정된 수에 도달하면, 제1모터(4A)의 제동 제어(일반적인 전자기 제동)가 수행되어 제1 및 제2렌즈 군 유닛을 정지시킨다(도 5 및 도 6의 각각에서 제1모터(4A)의 타이밍차트 참조).
한편, 제동 제어 도중의 오버런도 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 정지 위치에 포함된다. 그 다음, 처리 흐름은 단계(S118)로 진행한다.
단계(S118)에서는, 전술한 이송 기구에 구비된 기어(도시하지 않음)의 백러쉬(backrush)로 인해 렌즈 군이 위치 이탈하는 것을 방지하는 백러쉬 제어(후술함)를 수행하기 위하여, 촬영 렌즈계(1)의 구동 방향이 판단된다. 촬영 렌즈계(1)의 구동 방향이 광각으로부터 망원인 경우(도 3 및 도 4에서 W→T), 백러쉬 제어가 요구되지 않는다고 판단되고, 처리 흐름은 단계(S120)로 진행한다.
촬영 렌즈계(1)의 구동 방향이 망원으로부터 광각인 경우(도 3 및 도 4에서 T→W), 백러쉬 제어가 요구된다고 판단되고, 처리 흐름은 단계(S119)로 진행하여 백러쉬 제어를 실행한다.
단계(S120)에서는, 제3렌즈 군(1B)을 위한 위치 보정 구동 제어가 수행된다(도 5 및 도 6의 각각에서 제3렌즈 군(1B))의 타이밍차트 참조). 이 제어는, CPU(5B)에 의해 계산되며 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 최종 위치에 대응하는 제3렌즈 군(1B)의 적절한 정지 위치로 제3렌즈 군을 구동하는 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 정지 위치는 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 위치 정보에 기초하여 계산된다. 그 다음, 처리 흐름은 단계(S121)로 진행한다.
단계(S121)에서는, 제1 및 제2구경 조리개(2A 및 2B)에 의한 조리개 값을 정지된 렌즈 군의 위치에 대응하는 조리개 값으로 설정하기 위한 조리개 구동 제어가 실행된다(도 5 및 도 6에서 제4 및 제5모터(4D 및 4E)에 대한 타이밍차트 참조). 그 다음, 처리 흐름은 단계(S122)로 진행하고, 촬영 렌즈계(1)를 위한 구동 제어가 완료된다.
(망원으로부터 광각으로의 구동 제어)
다음으로, 촬영 렌즈계(1)의 구동 방향이 망원으로부터 광각인 경우에 대해 설명한다.
도 3 및 도 4는 구동 제어가 실행될 때의 줌 동작을 예시한 것이다.
망원으로부터 광각으로 구동하기 위한 광각 스위치(6B)가 사용자에 의해 눌러짐으로써, 촬영 렌즈계(1)가 망원으로부터 광각으로 구동되는 경우(도 3 및 도 4에서 T→W), 처리 흐름은 단계(S101)로부터 단계(S102)로 진행한다.
단계(S102)에서는, 제4렌즈 군(1C)을 제3렌즈 군(1B)으로부터 떨어지도록 이동시키기 위한 후퇴 구동 제어가 실행된다(도 7 및 도 8의 각각에서 제3모터(4C)의 타이밍차트 참조). 촬영 렌즈계(1)가 망원으로부터 광각으로 구동되는 경우, 렌즈 군(1A, 1B 및 1C)은 접근하는 상태이며, 제3 및 제4렌즈 군(1B 및 1C)은 간섭할 가능성이 있다.
그러므로, 제4렌즈 군(1C)의 위치가, 제4렌즈 군(1C)이 제3렌즈 군(1B)과 간섭하지 않는 미리 결정된 위치보다 제3렌즈 군(1B)에 접근하는 위치에 있을 경우, 제3렌즈 군(1B)이 구동될 때, 제4렌즈 군(1C)이 제3렌즈 군(1B)과 간섭하지 않는 미리 결정된 위치로, 제3렌즈 군(1B)으로부터 멀어지도록 제4렌즈 군(1C)을 이동시키는 제4렌즈 군(1C)의 후퇴 구동 제어가 실행된다. 그 다음, 처리 흐름은 단계(S103)로 진행한다.
단계(S103)에서는, 제3렌즈 군(1B)의 후퇴 구동 제어의 필요성을 판단하기 위하여, 촬영 렌즈계(1)의 구동 방향이 망원으로부터 광각인 상태인지, 또는 광각으로부터 망원인 상태인지의 여부가 판단된다.
망원으로부터 광각으로 구동하기 위한 광각 스위치(6B)가 사용자에 의해 눌러짐으로써, 촬영 렌즈계(1)가 망원으로부터 광각으로 구동되는 경우(도 3 및 도 4에서 T→W), 처리 흐름은 단계(S104)로 진행한다.
단계(S104)에서는, 제3렌즈 군(1B)을 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로부터 멀어지게 이동시키기 위한 후퇴 구동 제어가 실행된다(도 7 및 도 8의 각각에서 제2모터(4B)의 타이밍차트 참조). 촬영 렌즈계(1)가 망원으로부터 광각으로 구동되는 경우, 렌즈 군(1A, 1B 및 1C)은 접근하는 상태이며, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)은 간섭할 가능성이 있다.
그러므로, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)이 구동되기 전에, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로부터 미리 결정된 거리만큼 미리 멀어지도록 제3렌즈 군(1B)을 이동시키는 제3렌즈 군(1B)의 후퇴 구동 제어가 실행된다. 예를 들어, 미리 결정된 거리는 제3렌즈 군(1B)이 위치되어 있는 줌 위치 Zp3(N)와, 줌 위치 Zp3(N)의 1 스텝 짧은 줌 위치 Zp3(N-1) 사이의 절반 거리이다. 그 다음, 처리 흐름은 단계(S105)로 진행한다.
단계(S105)에서는, 광각 스위치(6B)가 눌러짐으로써, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동이 제1모터(4A)에 의해 시작된다. 여기서, 제1모터는 DC 모터이므로, 구동의 시작 직후에 전원의 전압을 감소시키기 위한 돌입 전류가 발생하여 배터리의 수명에 영향을 미친다. 이것을 회피하기 위하여, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 전압은 정상 구동 전압보다 낮은 전압으로 설정되어 있고, 미리 결정된 시간이 경과한 후에 설정 전압을 정상 전압으로 증가시키는 기동 제어(actuation control)가 실행된다(도 7 및 도 8의 각각에서 제1모터(4A)의 타이밍차트 참조).
단계(S105)에서는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동이 시작된 후에, 처리 흐름이 단계(S106)로 진행한다.
단계(S106)에서는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)을 정지시키는 것이 필요한지의 여부가 판단된다. 여기서, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)을 정지시키는 것이 필요한 경우, 즉, 광각 스위치(6B)가 눌러지지 않은 경우(도 8에 도시된 바와 같이, 광각 스위치(6B)가 OFF로 되는 시점), 또는 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)이 최대 광각측에 대해 미리 결정된 거리 이전의 위치로 구동되는 경우(도 7에서, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 정지 제어가 시작되는 시점)에는, 처리 흐름이 단계(S114)로 진행한다.
한편, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)을 정지시키는 것이 필요하지 않은 경우에는, 처리 흐름은 단계(S107)로 진행한다.
단계(S107)에서는, 제3렌즈 군(1B)이 정지 중인지 또는 구동 중인지의 여부가 판단된다. 여기서, 제3렌즈 군(1B)이 정지 중인 경우, 처리 흐름은 단계(S108)로 진행한다. 한편, 제3렌즈 군(1B)이 구동 중인 경우에는, 처리 흐름이 단계(S110)로 진행한다.
단계(S108)에서는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동이 시작된 후, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 시작 타이밍과, 제3렌즈 군(1B)의 구동 시작 타이밍 사이에 시간차를 가지기 위하여 미리 결정된 시간이 경과한 것인지의 여부가 판단된다.
제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 시작 타이밍과, 제3렌즈 군(1B)의 구동 시작 타이밍 사이에 시간차를 가짐으로써, 제1 및 제2모터(4A 및 4B)를 동시에 구동하는 것이 필요하지 않고, 전원이 대량의 소비 전류를 단시간에 공급하는 것이 필요하지 않다. 그 결과, 배터리의 수명을 연장하는 것이 가능하다.
미리 결정된 시간의 경과에 대한 판단은, 렌즈 변위 검출 장치(7)로부터 출력된 출력 펄스의 수를 미리 결정된 수에 도달할 때까지 카운트함으로써 수행된다.
단계(S108)에서는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동이 시작된 후에, 미리 결정된 시간이 경과한 경우, 처리 흐름은 단계(S109)로 진행한다. 한편, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동이 시작된 후에, 미리 결정된 시간이 경과하지 않은 경우에는, 처리 흐름은 단계(S106)로 복귀하여, 전술한 단계가 반복된다.
단계(S109)에서는, 제3렌즈 군(1B)의 구동이 제2모터(4B)에 의해 시작된다. 이 때, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도는 미리 결정된 속도이며, 예를 들어, 제2모터(4B)의 입력 펄스 레이트는 600pps로 설정되어 있다. 그 다음, 처리 흐름은 단계(S106)로 복귀한다.
단계(S107)에서는, 제3렌즈 군(1B)이 구동 중인 경우, 처리 흐름이 단계(S110)로 진행한다. 단계(S110)에서는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군의 위치가 검사되고, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 간섭 및 과도한 이격을 회피하기 위하여, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도의 변경이 요구되는지의 여부가 판단된다.
전술한 바와 같이, 온도에 대한 판단이 행해지고, 저온(0℃ 이하)에 대한 판단이 행해지는 경우, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도 한계값은 저온에 대해 이용된다. 이 실시예에서, 구동 속도는 구동 펄스 레이트에 의해 조정되고, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도 한계값은 최대 구동 펄스 레이트 값에 대응한다. 전술한 바와 같이, 정상 온도에서의 최대 구동 펄스 레이트는 1200pps이며, 더 저온에서의 최대 구동 펄스 레이트는 1000pps이다.
여기서, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치가, 제1 미리 결정된 위치(P1)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 접근하거나(도 9에서 점선 부분(A1)), 제3 미리 결정된 위치(P2)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로부터 떨어지면(도 9에서 점선 부분(B1)), 처리 흐름은 단계(S111)로 진행한다. 한편, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치가 P1 및 P2 사이, 즉, 군간 유지 구간에 존재하면, 처리 흐름은 단계(S106)로 복귀한다.
단계(S111)에서는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치가 제1 미리 결정된 위치(P1)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 접근하면(도 9에서 점선 부분(A1)), 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 간섭이 발생할 가능성이 있으므로, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도가 미리 결정된 양만큼 가속되어 간섭을 회피한다.
또한, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치가 제3 미리 결정된 위치(P2)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로부터 떨어지면(도 9에서 점선 부분(B1)), 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 과도하게 이격될 가능성이 있으므로, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도는 미리 결정된 양만큼 감속되어, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 과도한 이격을 회피한다.
촬영 렌즈계(1)의 가속 및 감속의 각각에 대한 적절한 양은, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도, 렌즈 변위 검출 장치(7)에 의해 검출된 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 위치, 및 제2모터(4B)의 입력 펄스에 의해 계산된 제3렌즈 군(1B)의 위치에 기초하여 CPU(5)에 의해 계산된다.
도 2 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 줌 위치 Zp12(N)에 대하여, 미리 결정된 배율을 형성하도록 구성된 제3렌즈 군(1B)의 줌 위치 Zp3(N)는 미리 설정되어 있다.
여기서, 제3렌즈 군(1B)의 가속을 시작시키는 제3렌즈 군(1B)의 위치(P1)는, 제3렌즈 군(1B)의 줌 위치 Zp3(N) 및 제3렌즈 군(1B)의 다음 줌 위치 Zp3(N+1) 사이의 1/3만큼, 제3렌즈 군(1B)의 줌 위치 Zp3(N)로부터 제3렌즈 군(1B)의 다음 줌 위치 Zp3(N+1)에 근접한 위치가 되도록 설정되어 있다.
즉, 다음의 수학식이 만족된다.
P1 = Zp3(N) + (Zp3(N+1) - Zp3(N))/3
한편, 제3렌즈 군(1B)의 감속을 시작시키는 제3렌즈 군(1B)의 위치(P2)는, 제3렌즈 군(1B)의 줌 위치 Zp3(N)의 1 스텝 짧은 줌 위치 Zp3(N-1)에 근접한 위치로 설정되어 있다.
즉, 다음의 수학식이 만족된다.
P2 = Zp3(N-1)
도 2에 도시된 바와 같이, 제2모터(4B)로의 출력 펄스에 의해 위치(P1 및 P2)를 표현하면, 제3렌즈 군(1B)의 줌 위치가 Zp3(4)(N=4)인 경우, 다음의 수학식이 만족된다.
P1 = 360 + (380-360)/3 = 366
P2 = 340
즉, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 줌 위치가 Zp(4)(N=4)인 경우, 제2모터(4B)로의 출력 펄스가 366 이상이면, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도는 가속되고, 반대로, 제2모터(4B)로의 출력 펄스가 340 이하이면, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도는 감속된다.
여기서, 도 10을 참조하여, 제2모터(4B)로의 구동 펄스 레이트에 의해 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도를 변동시키기 위한 방법을 설명한다.
제2모터(4B)는 800pps의 정상 구동 펄스 레이트에서 구동되고, Zp(줌 위치)의 단위로 제3렌즈 군(1B)의 위치를 확인하도록 구성되어 있다. 제3렌즈 군(1B)의 위치가 P1 이상이고 군간 거리가 감소되는 경우, 제2모터(4B)의 구동 펄스 레이트는 1200pps로 증가되어 구동 속도를 가속시킨다(저온에서는 1000pps).
그 다음으로, 제3렌즈 군(1B)이 군간 유지 구간에 위치되어 있는 경우, 제2모터(4B)의 구동 펄스 레이트는 800pps의 정상 펄스 레이트로 복귀한다. 또한, 제3렌즈 군(1B)의 위치가 P2 이하이고 군간 거리가 확대되면, 제2모터(4B)로의 구동 펄스 레이트는 500pps로 감소되어 구동 속도를 감속시킨다.
전술한 바와 같이, 제3렌즈 군(1B)의 위치가 군간 유지 구간에서 벗어나면, 제3렌즈 군(1B)의 속도를 제어함으로써, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 간섭을 회피하면서, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 동시에 구동될 수 있다.
단계(S112)에서는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치가 검사되고, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 간섭 및 과도한 이격을 회피하기 위하여, 제1 및 제2렌즈 군 유닛의 구동 속도의 변경이 요구되는지의 여부가 판단된다.
또한, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 과도하게 접근하는 것을 방지하기 위하여, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도를 낮추는 것이 필요한지의 여부가 판단되는 경우, 온도가 판단되고, 저온인 경우에는(0℃ 이하), 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도 한계값이 저온에 대해 이용된다. 이 실시예에서, 구동 속도는 구동 전압에 의해 조정되고, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도 한계값은 최소 구동 전압값이다. 정상 온도에서의 최소 구동 전압은 1.8V이고, 저온에서의 최소 구동 전압은 1.9V이다.
여기서, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치가, 제1 미리 결정된 위치(P1)보다 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 근접한 제2 미리 결정된 위치(L1)를 초과하여, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 접근하는 경우(도 9에서 점선 부분(A2)), 또는 제3 미리 결정된 위치보다 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로부터 떨어진 제4 미리 결정된 위치(L2)를 초과하여, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로부터 떨어지는 경우에는(도 9에서 실선 부분(B)), 처리 흐름이 단계(S113)로 진행한다.
한편, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치가 제2 및 제4 미리 결정된 위치(L1 및 L2) 사이, 즉, 군간 유지 한계 구간에 존재하면, 처리 흐름은 단계(S106)로 복귀한다.
단계(S113)에서는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치가 제2 미리 결정된 위치(L1)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 접근하는 경우(도 9에서 점선 부분(A2)), 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 간섭이 발생할 가능성이 있으므로, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 속도가 미리 결정된 양만큼 가속되어 간섭을 회피한다.
또한, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치가 제4 미리 결정된 위치(L2)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로부터 떨어지는 경우(도 9에서 점선 부분(B2)), 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 과도하게 이격될 가능성이 있으므로, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 속도는 미리 결정된 양만큼 가속되어, 제1 및 제2렌즈 군 유닛 및 제3렌즈 군의 과도한 이격을 회피한다.
촬영 렌즈계(1)의 가속 및 감속의 각각에 대한 적절한 양은, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도, 렌즈 변위 검출 장치(7)에 의해 검출된 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 위치, 및 제2모터(4B)의 입력 펄스에 의해 계산된 제3렌즈 군(1B)의 위치에 기초하여 CPU(5)에 의해 계산된다.
도 2 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 줌 위치 Zp12(N)에 대하여, 미리 결정된 배율을 형성하도록 구성된 제3렌즈 군(1B)의 줌 위치 Zp3(N)는 미리 설정되어 있다.
여기서, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 감속을 시작시키는 제3렌즈 군(1B)의 위치(L1)는, 제3렌즈 군(1B)의 줌 위치 Zp3(N)와, 제3렌즈 군(1B)의 다음 줌 위치 Zp3(N+1) 사이의 1/2만큼, 제3렌즈 군(1B)의 줌 위치 Zp3(N)로부터 제3렌즈 군(1B)의 다음 줌 위치 Zp3(N+1)에 근접한 위치가 되도록 설정되어 있다.
즉, 다음의 수학식이 만족된다.
L1 = Zp3(N) + (Zp3(N+1) - Zp3(N))/2
한편, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 가속을 시작시키는 제3렌즈 군(1B)의 위치(L2)는, 줌 위치 Zp3(N-1) 및 줌 위치 Zp3(N-2) 사이의 1/3만큼, 제3렌즈 군(1B)의 줌 위치의 1 스텝 짧은 줌 위치 Zp3(N-1)로부터, 제3렌즈 군(1B)의 줌 위치 Zp3(N)의 2 스텝 짧은 줌 위치 Zp3(N-2)에 근접한 위치가 되도록 설정되어 있다.
즉, 다음의 수학식이 만족된다.
L2 = Zp3(N-1)
도 2에 도시된 바와 같이, 제2모터(4B)로의 출력 펄스에 의해 위치(L1 및 L2)를 표현하면, 제3렌즈 군(1B)의 줌 위치가 Zp3(4)(N=4)인 경우, 다음의 수학식이 만족된다.
L1 = 360 + (380-360)/2 = 370
L2 = 340 - (340-320)/3 = 334
즉, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 줌 위치가 Zp(4)(N=4)인 경우, 제2모터(4B)로의 출력 펄스가 370 이상이면, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도는 감속되고, 반대로, 제2모터(4B)로의 출력 펄스가 334 이하이면, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도는 가속된다.
여기서, 도 11을 참조하여, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 전압에 의해 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도를 변동시키기 위한 방법을 설명한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 제1모터(4A)는 2.0V의 정상 구동 전압에서 구동되고, Zp(줌 위치)의 단위로 제3렌즈 군(1B)의 위치를 확인하도록 구성되어 있다. 제3렌즈 군(1B)의 위치가 L2 이하인 경우와, 제1 및 제2렌즈 군 유닛 및 제3렌즈 군 사이의 군간 거리가 확대되는 경우에는, 제1모터(4A)로의 구동 전압은 2.2V로 증가되어 구동 속도를 가속시킨다.
그 다음으로, 제3렌즈 군(1B)이 정상 위치에 도달하면, 제1모터(4A)의 구동 전압이 2.0V의 정상 전압으로 복귀한다. 또한, 제3렌즈 군(1B)의 위치가 L1 이상이고 군간 거리가 감소되는 경우에는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(4A)의 구동 전압이 1.8V로 감소되어 구동 속도를 감속시킨다(저온에서는 1.9V).
전술한 바와 같이, 제3렌즈 군(1B)의 위치가 군간 유지 한계 구간에서 벗어나면, 제3렌즈 군(1B)의 속도를 제어함으로써, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 간섭을 회피하면서, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 동시에 구동될 수 있다.
단계(S106)에서는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 정지가 요구되는지의 여부가 판단된 후에, 처리 흐름이 단계(S114)로 진행한다.
단계(S114)에서는, 제3렌즈 군(1B)의 구동 상태가 판단된다. 여기서, 제3렌즈 군(1B)이 정지하는 경우, 처리 흐름은 단계(S116)로 진행한다. 한편, 제3렌즈 군(1B)이 구동 중인 경우에는, 처리 흐름이 단계(S115)로 진행하여, 제3렌즈 군(1B)의 구동을 정지시키고, 그 다음, 처리 흐름은 단계(S116)로 진행한다.
단계(S116)에서는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)을 정지시키기 위한 제어가 행해진다. 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)은 DC 모터인 제1모터(4A)에 의해 구동되고, 구동 전압의 인가가 정지되더라도, 제1모터(4A)는 즉시 정지되지 않아서 오버런을 발생시킨다.
오버런의 양을 감소시키기 위하여, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 정지 동작이 시작될 때, 제1모터(4A)의 구동 전압을 낮추는 정지 제어가 수행된다(도 7 및 도 8의 각각에서 제1모터(4A)의 타이밍차트 참조). 정지 제어 후에, 처리 흐름은 단계(S117)로 진행한다.
단계(S117)에서는, 렌즈 변위 검출 장치(7)가 출력하는 펄스가, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 정지 제어가 시작된 때로부터 미리 결정된 수에 도달하면, 제1모터(4A)의 제동 제어(일반적인 전자기 제동)가 수행되어 제1 및 제2렌즈 군 유닛을 정지시킨다(도 7 및 도 8의 각각에서 제1모터(4A)의 타이밍차트 참조).
한편, 제동 제어 도중의 오버런도 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 정지 위치에 포함된다. 그 다음으로, 처리 흐름은 단계(S118)로 진행한다.
단계(S118)에서는, 전술한 이송 기구에 구비된 기어(도시하지 않음)의 백러쉬로 인해 렌즈 군이 위치 이탈하는 것을 방지하는 백러쉬 제어(후술함)를 수행하기 위하여, 촬영 렌즈계(1)의 구동 방향이 판단된다. 이 실시예에서, 촬영 렌즈계(1)의 구동 방향이 망원으로부터 광각인 상태인 경우(도 3 및 도 4에서 T→W), 처리 흐름은 단계(S119)로 진행하여 백러쉬 제어를 수행한다.
단계(S119)에서는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 백러쉬 제어가 수행된다(도 7 및 도 8의 각각에서 제1모터(4A)의 타이밍차트 참조).
제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)이 미리 결정된 정지 위치를 초과할 때까지 구동된 후, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)을 다시 반대 방향, 즉, 광각으로부터 망원 방향으로 구동하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)을 미리 결정된 위치로 복귀시킴으로써, 백러쉬 제어가 수행된다. 통상적인 구동 기구의 기어는 백러쉬를 가지며, 정확한 위치는 정해져 있지 않다. 구동부의 구동 방향을 하나의 방향으로 일정하게 설정함으로써 백러쉬가 회피된다. 백러쉬 제어가 실행된 후에, 처리 흐름은 단계(S120)로 진행한다.
단계(S120)에서는, 제3렌즈 군(1B)을 위한 위치 보정 구동 제어가 실행된다(도 7 및 도 8의 각각에서 제3렌즈 군(4B)의 타이밍차트 참조). 이 제어는, CPU(5B)에 의해 계산되며 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 최종 위치에 대응하는 제3렌즈 군(1B)의 적절한 정지 위치로 제3렌즈 군을 구동하는 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 정지 위치는 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 위치 정보에 기초하여 계산된다. 그 다음, 처리 흐름은 단계(S121)로 진행한다.
단계(S121)에서는, 제1 및 제2구경 조리개(2A 및 2B)에 의한 조리개 값을 정지된 렌즈 군의 위치에 대응하는 조리개 값으로 설정하기 위한 조리개 구동 제어가 실행된다(도 7 및 도 8에서 제4 및 제5모터(4D 및 4E)에 대한 타이밍차트 참조). 그 다음, 처리 흐름은 단계(S122)로 진행하고, 촬영 렌즈계(1)를 위한 구동 제어가 완료된다.
한편, 전술한 군간 유지 구간 및 군간 유지 한계 구간은 광각으로부터 망원인 경우 및 망원으로부터 광각인 경우에 상이한 범위일 수 있고, 줌 위치마다 변경될 수 있다.
또한, 전술한 실시예에서는, 망원으로부터 광각으로 구동하는 경우에 백러쉬 제어가 실행되었지만, 광각으로부터 망원으로 구동하는 경우에 백러쉬 제어가 실행될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 렌즈 구동 제어 장치(100)는, 변배 기능을 갖는 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)과, 그 구동 속도를 조정할 수 있도록, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)을 각각 구동하기 위한 제1모터(4A) 및 제2모터(4B)와, 제1모터(4A) 및 제2모터(4B)를 제어하여 구동 속도를 조정하기 위한 CPU(5B)와, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 위치를 각각 검출하기 위한 제1렌즈 위치 검출 장치(9A) 및 제2렌즈 위치 검출 장치(9B)를 포함한다. 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 제1모터(4A) 및 제2모터(4B)에 의해 동시에 구동되면, CPU(5B)는 제1모터(4A) 및 제2모터(4B)를 제어하여, 제1렌즈 위치 검출 장치(9A) 및 제2렌즈 위치 검출 장치(9B)에 의해 검출되는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B) 사이의 위치 관계에 기초하여, 구동 속도가 조정되어야 하는 렌즈 군을 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)으로 전환한다.
이에 따라, 제1모터(4A) 및 제2모터(4B)를 CPU(5A)에 의해 동시에 그리고 병렬로 구동함으로써, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 동시에 병렬로 구동되므로, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 순차적으로 구동되는 종래의 렌즈 구동 제어 장치에 비해, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 구동 시작으로부터 구동 완료까지의 요구되는 시간이 연장되는 것을 방지할 수 있다.
CPU(5B)에 의해 제1모터(4A) 및 제2모터(4B)를 제어하여, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 간섭하도록, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도를 조정함으로써, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)은 간섭하는 것이 방지된다.
CPU(5B)는, 제1렌즈 위치 검출 장치(9A) 및 제2렌즈 위치 검출 장치(9B)에 의해 검출되는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B) 사이의 위치 관계에 기초하여, 구동 속도가 조정되어야 하는 렌즈 군을 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)으로 전환하며, 이에 따라, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 접근 정도 또는 이격 정도에 따라, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B) 사이의 과도한 접근 및 과도한 이격을 해결하는 것이 가능하다.
제1실시예의 렌즈 구동 제어 장치(100)에서, CPU(5B)에 의해 렌즈 군으로부터 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)으로 전환하는 것은, 제3렌즈 군(1B)이 제1 미리 결정된 위치(P1)를 초과하여 대물 렌즈인 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 접근할 때, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 더 이상 접근하지 않도록, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도를 조정하는 것이고, 제3렌즈 군(1B)이 제1 미리 결정된 위치(P1)보다 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 근접한 제2 미리 결정된 위치를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 접근할 때, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 더 이상 접근하지 않도록, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도를 조정하는 것이다.
이에 따라, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대하여 제3렌즈 군(1B)이 제1 미리 결정된 위치(P1)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 접근하는 경우(제1접근 단계), 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도를 조정함으로써, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 더 이상 접근하는 것이 방지되는 반면, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대하여 제3렌즈 군(1B)이 제1 미리 결정된 위치(P1)보다 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 근접한 제2 미리 결정된 위치(P2)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 접근하는 경우에는(제2접근 단계), 구동 속도의 조정이 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로 전환된다. 이와 같은 방식으로, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도를 조정함으로써, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도가 조정된다. 이 경우, 제1접근 단계에서는, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도가 조정되고, 제2접근 단계에서는, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도가 조정 후의 속도로 유지되고, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도가 조정된다.
이에 따라, 접근 정도가 증가할수록, 접근하는 것을 감소시키는 정도를 확대하는 것이 가능하다.
제1실시예의 렌즈 구동 제어 장치(100)에서, CPU(5B)에 의해 렌즈 군으로부터 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)으로 전환하는 것은, 제3렌즈 군(1B)이 제3 미리 결정된 위치(P2)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로부터 이격될 때, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 더 이상 이격되지 않도록, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도를 조정하는 것이고, 제3렌즈 군(1B)이 제3 미리 결정된 위치(P2)보다 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로부터 떨어진 제4 미리 결정된 위치(L2)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로부터 이격될 때, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 더 이상 이격되지 않도록, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도를 조정하는 것이다.
이에 따라, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대하여 제3렌즈 군(1B)이 제3 미리 결정된 위치(P2)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로부터 이격되는 경우(제1이격 단계), 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도를 조정함으로써, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 더 이상 이격되는 것이 방지되는 반면, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대하여 제3렌즈 군(1B)이 제3 미리 결정된 위치(P2)보다 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 근접한 제4 미리 결정된 위치(L2)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로부터 이격되는 경우에는(제2이격 단계), 구동 속도의 조정이 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로 전환된다. 이와 같은 방식으로, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도를 조정함으로써, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도가 조정된다. 이 경우, 제1이격 단계에서는, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도가 조정되고, 제2이격 단계에서는, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도가 조정 후의 속도로 유지되고, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도가 조정된다. 이에 따라, 이격 정도가 증가할수록, 이격되는 것을 감소시키는 정도를 확대하는 것이 가능하다.
본 발명의 제1실시예에 따른 렌즈 구동 제어 장치(100)에서는, 제2모터(4B)의 구동 속도가 입력 펄스 레이트에 따라 변동되므로, 제2모터(4B)에 입력되는 구동 펄스 레이트를 변동시키는 것에 불과한 간단한 동작에 의해 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도가 조정될 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 렌즈 구동 제어 장치(100)에서는, 제1모터(4A)의 구동 속도가 인가되는 구동 전압에 따라 변동하므로, 제1모터(4A)에 인가되는 구동 전압을 변동시키는 것에 불과한 간단한 동작에 의해 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도가 조정될 수 있다.
한편, 모터가 동일한 공급 전력을 가질 경우, 인가되는 구동 전압에 따라 구동 속도를 변동시키기 위한 제1모터(4A)로서의 직류 모터는 펄스 모터보다 높은 속도를 얻을 수 있고, 구동 전류가 부하의 변동에 따라 변동한다는 특징을 가진다. 그러므로, 구동 전류가 부하의 증분만큼 증가하여 모터의 구동 토크가 증가하게 되므로, 부하 변동을 견디고 유연한 동작을 얻는 것이 가능하다.
결과적으로, 이러한 모터는 예를 들어, 줌 위치에 따라 캠의 경사(부하 토크)가 변동하는 캠 실린더를 구동하기에 적합하다.
본 발명의 제1실시예에 따른 렌즈 구동 제어 장치(100)에서는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)을 구동하기 위한 제1모터(4A)가 직류 모터이고, 제3렌즈 군(4B)을 구동하기 위한 제2모터(4B)가 펄스 모터이므로, 제3렌즈 군(1B)은 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 이동에 응답하여 정확하게 구동될 수 있다.
[제2실시예]
다음으로, 본 발명의 제2실시예에 따른 렌즈 구동 제어 장치(100)를 설명한다.
(듀티 구동 제어에 의한 구동 속도 제어)
제2실시예는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치에 따라 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 비율(듀티비)을 증가 및 감소시킴으로써, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도가 조정되고, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 간섭하지 않도록, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 동시에 구동되는 구동 제어 방법을 보여주는 것이다.
제2실시예의 구동 비율은 일정한 간격에 의한 구동 출력 비율을 의미하는 것으로, 100%는 모두 출력이고, 50%는 절반 출력 및 절반 off이고, 0%는 모두 off이다.
여기서, 제1실시예 및 제2실시예 사이의 차이는 도 3에 도시된 바와 같은 플로우차트의 단계(S113)의 내용에 불과하므로, 이하, 도 12를 참조하여 제2실시예의 단계(S113)의 내용에 대해 설명한다.
(광각으로부터 망원으로의 제어)
먼저, 촬영 렌즈계(1)의 구동 방향이 광각으로부터 망원인 경우에 대해 설명한다.
제1모터(4A)는 80%의 통상적인 구동 비율(10[msec]의 간격, 8[msec] ON, 2[msec] OFF)에서 구동되고, 제3렌즈 군(1B)의 위치는 Zp 단위로 확인된다.
단계(S113)에서는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치가 제2 미리 결정된 위치(L1)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 접근하는 경우(도 9의 점선 부분(A2)), 군간 거리가 감소되고 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 간섭이 발생할 가능성이 있으므로, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 속도는 미리 결정된 양만큼 가속되어 간섭을 회피한다.
즉, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 비율이 100%(10[msec]의 간격, 10[msec] ON, 0[msec] OFF)로 증가되어 구동 속도를 가속시킨다. 그 다음으로, 제3렌즈 군(1B)의 위치가 정상 위치에 도달하면, 제1모터(4A)의 구동 비율이 80%의 정상 비율로 복귀한다.
또한, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치가 제4 미리 결정된 위치(L2)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로부터 떨어지는 경우(도 9에서 점선 부분(B2)), 군간 거리가 증가되고 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 과도하게 이격될 가능성이 있으므로, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 속도가 미리 결정된 양만큼 감속되어, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 과도한 이격을 회피한다.
즉, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 비율이 60%(10[msec]의 간격, 10[msec] ON, 0[msec] OFF)로 감소되어 구동속도를 감속시킨다.
또한, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 과도하게 이격되는 것을 방지하기 위하여, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도를 낮추는 것이 필요하다고 판단되는 경우, 온도가 판단되고, 저온(0℃ 이하)인 경우, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)을 위한 구동 속도 조정은 금지된다. 그러므로, 변경이 요구되지 않는다고 판단된다. 이것은 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 오류를 방지하는 것을 우선시하기 위해서이다.
한편, L1 및 L2의 위치 관계의 조건 또는 다른 처리 내용은 제1실시예와 동일하여, 더 이상의 설명은 생략한다.
(망원으로부터 광각으로의 제어)
다음으로, 촬영 렌즈계(1)의 구동 방향이 망원으로부터 광각인 경우에 대해 설명한다.
제1모터(4A)는 80%의 통상적인 구동 비율(10[msec]의 간격, 8[msec] ON, 2[msec] OFF)에서 구동되고, 제3렌즈 군(1B)의 위치는 Zp 단위로 확인된다.
단계(S113)에서는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치가 제2 미리 결정된 위치(L1)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 접근하는 경우(도 9의 점선 부분(A2)), 군간 거리가 감소되고 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 간섭이 발생할 가능성이 있으므로, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 속도는 미리 결정된 양만큼 감속되어 간섭을 회피한다.
즉, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 비율이 60%(10[msec]의 간격, 10[msec] ON, 0[msec] OFF)로 감소되어 구동 속도를 감속시킨다. 그 다음으로, 제3렌즈 군(1B)이 정상 위치에 도달하면, 제1모터(4A)의 구동 비율이 80%의 정상 비율로 복귀한다.
또한, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)의 위치가 제4 미리 결정된 위치(L2)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로부터 떨어지는 경우(도 9에서 점선 부분(B2)), 군간 거리가 증가되고 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 과도하게 이격될 가능성이 있으므로, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 속도가 미리 결정된 양만큼 가속되어, 제1 및 제2렌즈 군 유닛 및 제3렌즈 군의 과도한 이격을 회피한다.
즉, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 비율이 100%(10[msec]의 간격, 10[msec] ON, 0[msec] OFF)로 증가되어 구동속도를 가속시킨다.
또한, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 과도하게 접근하는 것을 방지하기 위하여, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도를 낮추는 것이 필요하다고 판단되는 경우, 온도가 판단되고, 저온(0℃ 이하)인 경우, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도 한계값이 저온에 대해 이용된다. 즉, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 비율은 70%(10[msec]의 간격, 7[msec] ON, 3[msec] OFF)로 감소되어 구동 속도를 감속시킨다.
한편, L1 및 L2의 위치 관계의 조건 또는 다른 처리 내용은 제1실시예와 동일하여, 더 이상의 설명은 생략한다.
제3렌즈 군(1B)의 위치가 군간 유지 구간에서 벗어나면, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 속도를 제어함으로써, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 간섭을 회피하면서, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 동시에 구동될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 렌즈 구동 제어 장치(100)는, 변배 기능을 갖는 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)과, 그 구동 속도를 조정할 수 있도록, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)을 각각 구동하기 위한 제1모터(4A) 및 제2모터(4B)와, 제1모터(4A) 및 제2모터(4B)를 제어하여 구동 속도를 조정하기 위한 CPU(5B)와, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 위치를 각각 검출하기 위한 제1렌즈 위치 검출 장치(9A) 및 제2렌즈 위치 검출 장치(9B)를 포함한다. 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 제1모터(4A) 및 제2모터(4B)에 의해 동시에 구동되면, CPU(5B)는 제1모터(4A) 및 제2모터(4B)를 제어하여, 제1렌즈 위치 검출 장치(9A) 및 제2렌즈 위치 검출 장치(9B)에 의해 검출되는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B) 사이의 위치 관계에 기초하여, 구동 속도가 조정되어야 하는 렌즈 군을 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)으로 전환한다.
이에 따라, 제1모터(4A) 및 제2모터(4B)를 CPU(5A)에 의해 동시에 그리고 병렬로 구동함으로써, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 동시에 병렬로 구동되므로, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 순차적으로 구동되는 종래의 렌즈 구동 제어 장치에 비해, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 구동 시작으로부터 구동 완료까지의 요구되는 시간이 연장되는 것을 방지할 수 있다.
CPU(5B)에 의해 제1모터(4A) 및 제2모터(4B)를 제어하여, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 간섭하지 않도록, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도를 조정함으로써, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)은 간섭하는 것이 방지된다.
CPU(5B)는, 제1렌즈 위치 검출 장치(9A) 및 제2렌즈 위치 검출 장치(9B)에 의해 검출되는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B) 사이의 위치 관계에 기초하여, 구동 속도가 조정되어야 하는 렌즈 군을 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)으로 전환하도록 구성되며, 이에 따라, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 접근 정도 또는 이격 정도에 따라, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B) 사이의 과도한 접근 및 과도한 이격을 해결하는 것이 가능하다.
제2실시예의 렌즈 구동 제어 장치(100)에서, CPU(5B)에 의해 렌즈 군으로부터 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)으로 전환하는 것은, 제3렌즈 군(1B)이 제1 미리 결정된 위치(P1)를 초과하여 대물 렌즈인 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 접근할 때, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 더 이상 접근하지 않도록, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도를 조정하는 것이고, 제3렌즈 군(1B)이 제1 미리 결정된 위치(P1)보다 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 근접한 제2 미리 결정된 위치를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 접근할 때, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 더 이상 근접하지 않도록, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도를 조정하는 것이다.
이에 따라, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)이 제1 미리 결정된 위치(P1)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 접근하는 경우(제1접근 단계), 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도를 조정함으로써, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 더 이상 접근하는 것이 방지되는 반면, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)이 제1 미리 결정된 위치(P1)보다 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 근접한 제2 미리 결정된 위치(P2)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 접근하는 경우에는(제2접근 단계), 구동 속도의 조정이 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로 전환된다. 이와 같은 방식으로, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도를 조정함으로써, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도가 조정된다. 이 경우, 제1접근 단계에서는, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도가 조정되고, 제2접근 단계에서는, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도가 조정 후의 속도로 유지되고, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도가 조정된다.
이에 따라, 접근 정도가 증가할수록, 접근하는 것을 감소시키는 정도를 확대하는 것이 가능하다.
제2실시예의 렌즈 구동 제어 장치(100)에서, CPU(5B)에 의해 렌즈 군으로부터 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)으로 전환하는 것은, 제3렌즈 군(1B)이 제3 미리 결정된 위치(P2)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로부터 이격될 때, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 더 이상 이격되지 않도록, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도를 조정하는 것이고, 제3렌즈 군(1B)이 제3 미리 결정된 위치(P2)보다 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로부터 떨어진 제4 미리 결정된 위치(L2)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로부터 이격될 때, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 더 이상 이격되지 않도록, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도를 조정하는 것이다.
이에 따라, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)이 제3 미리 결정된 위치(P2)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로부터 이격되는 경우(제1이격 단계), 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도를 조정함으로써, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 더 이상 이격되는 것이 방지되는 반면, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 대한 제3렌즈 군(1B)이 제3 미리 결정된 위치(P2)보다 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)에 근접한 제4 미리 결정된 위치(L2)를 초과하여 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로부터 이격되는 경우에는(제2이격 단계), 구동 속도의 조정이 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)으로 전환된다. 이와 같은 방식으로, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도를 조정함으로써, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도가 조정된다. 이 경우, 제1이격 단계에서는, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도가 조정되고, 제2이격 단계에서는, 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도가 조정 후의 속도로 유지되고, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도가 조정된다. 이에 따라, 이격 정도가 증가할수록, 이격되는 것을 감소시키는 정도를 확대하는 것이 가능하다.
본 발명의 제2실시예에 따른 렌즈 구동 제어 장치(100)에서는, 제2모터(4B)의 구동 속도가 입력 펄스 레이트에 따라 변동되므로, 제2모터(4B)에 입력되는 구동 펄스 레이트를 변동시키는 것에 불과한 간단한 동작에 의해 제3렌즈 군(1B)의 구동 속도가 조정될 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 렌즈 구동 제어 장치(100)에서는, 제1모터(4A)의 구동 속도가 인가되는 구동 전압에 따라 변동하므로, 제1모터(4A)에 인가되는 구동 전압을 변동시키는 것에 불과한 간단한 동작에 의해 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 구동 속도가 조정될 수 있다.
한편, 모터가 동일한 공급 전력을 가질 경우, 인가되는 구동 전압에 따라 구동 속도를 변동시키기 위한 제1모터(4A)로서의 직류 모터는 펄스 모터보다 높은 속도를 얻을 수 있고, 구동 전류가 부하의 변동에 따라 변동한다는 특징을 가진다. 그러므로, 구동 전류가 부하의 증분만큼 증가하여 모터의 구동 토크가 증가하게 되므로, 부하 변동을 견디고 유연한 동작을 얻는 것이 가능하다.
결과적으로, 이러한 모터는 예를 들어, 줌 위치에 따라 캠의 경사(부하 토크)가 변동하는 캠 실린더를 구동하기에 적합하다.
본 발명의 제2실시예에 따른 렌즈 구동 제어 장치(100)에서는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)을 구동하기 위한 제1모터(4A)가 직류 모터이고, 제3렌즈 군(4B)을 구동하기 위한 제2모터(4B)가 펄스 모터이므로, 제3렌즈 군(1B)은 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A)의 이동에 응답하여 정확하게 구동될 수 있다.
[제3실시예]
도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 렌즈 구동 제어 장치(100)가 설치되는 디지털 스틸 카메라 또는 촬상 장치(200)를 예시한 것이다.
예시된 디지털 스틸 카메라(200)는, 하우징(110)에 배치되는 촬상 기구로서의 2차원 CCD(2차원 CMOS일 수도 있음)(120)와, 촬영 렌즈계(1)를 가지며, 촬영 렌즈계(1)에 의해 CCD(120) 상에 촬상되는 이미지를 투영하도록 구성되는 렌즈 구동 제어 장치(100)를 포함한다.
또한, CCD는 촬영 렌즈계(1)로부터 투영된 이미지를 전기 신호로 변환하여 전기 신호를 출력하도록 구성되어 있다.
디지털 스틸 카메라(200)는 제1 및 제2실시예에 따른 렌즈 구동 제어 장치(100)를 포함하므로, 렌즈 구동 제어 장치(100)의 CPU(5B)(도 1의 제어 장치 참조)는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A), 제3렌즈 군(1B) 및 제4렌즈 군(1C)이 동시에 구동되도록 제1모터(4A), 제2모터(4B) 및 제3모터(4C)를 제어한다. 따라서, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)이 순차적으로 구동되는 종래의 렌즈 구동 제어 장치에 비해, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 구동 시작부터 구동 완료까지의 요구되는 시간이 연장되는 것을 방지할 수 있다.
제1모터(4A), 제2모터(4B) 및 제3모터(4C)를 CPU(5B)에 의해 제어하여, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A), 제3렌즈 군(1B) 및 제4렌즈 군(1C)이 간섭하지 않도록, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A), 제3렌즈 군(1B) 및 제4렌즈 군(1C)의 구동 속도를 조정함으로써, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A), 제3렌즈 군(1B) 및 제4렌즈 군(1C)이 간섭하는 것이 방지된다.
CPU(5B)는, 제1렌즈 위치 검출 장치(9A) 및 제2렌즈 위치 검출 장치(9B)에 의해 검출되는, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B) 사이의 위치 관계에 기초하여, 구동 속도가 조정되어야 하는 렌즈 군을 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)으로 전환하며, 이에 따라, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B)의 접근 정도 또는 이격 정도에 따라, 제1 및 제2렌즈 군 유닛(1A) 및 제3렌즈 군(1B) 사이의 과도한 접근 및 과도한 이격을 해결하는 것이 가능하다.
제3실시예의 렌즈 구동 제어 장치는 제1 및 제2실시예의 각각의 것과 동일한 유리한 효과를 가진다.
본 발명에 따른 렌즈 구동 제어 장치는 복수의 렌즈 군과, 이 렌즈 군을 구동하기 위한 구동 장치를 포함하는 촬상 장치에 적용되었지만, 렌즈 구동 제어 장치는 렌즈 군을 제외한 다른 이동체를 구동 및 제어하기 위하여 적용될 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 실시예에 대하여 다양한 수정 및 변경을 행할 수 있다.

Claims (10)

  1. 변배 기능을 갖는 복수의 렌즈 군;
    상기 복수의 렌즈 군의 각각을 구동하도록 각각 구성되는 복수의 렌즈 구동 장치;
    상기 복수의 렌즈 구동 장치를 제어하여 상기 복수의 렌즈 군 중에서 적어도 하나의 구동 속도를 조정하도록 구성되는 제어 장치;
    상기 복수의 렌즈 군의 각각의 위치를 검출하도록 각각 구성되는 복수의 렌즈 위치 검출 장치; 및
    주변 온도를 측정하도록 구성되는 온도 검출 장치를 포함하고,
    상기 복수의 렌즈 구동 장치가 상기 복수의 렌즈 군을 동시에 구동하는 경우, 상기 제어 장치는, 상기 렌즈 위치 검출 장치에 의해 검출되는 상기 복수의 렌즈 군 사이의 위치 관계에 따라 상기 구동 속도를 조정할 때, 상기 온도 검출 장치의 측정 결과에 기초하여 구동 속도 조정 한계값을 변동시키도록 구성되며,
    상기 복수의 렌즈 군 사이의 간격이 미리 결정된 값 이하로 감소하면, 상기 온도 검출 장치의 측정 결과에 관계없이, 상기 적어도 하나의 렌즈 군의 구동 속도 조정이 실행되고,
    상기 복수의 렌즈 군 사이의 간격이 미리 결정된 값 이상으로 이격되면, 상기 온도 검출 장치의 측정 결과가 저온 판단용 임계값 이하일 경우, 상기 적어도 하나의 렌즈 군의 구동 속도 조정이 금지되는 것인 렌즈 구동 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 렌즈 구동 장치의 각각의 구동 속도가 입력 펄스 레이트에 따라 변화되는 경우, 상기 구동 속도 조정 한계값은 최대 펄스 레이트인 것인 렌즈 구동 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 렌즈 구동 장치의 각각의 구동 속도가 인가되는 구동 전압에 따라 변화되는 경우, 상기 구동 속도 조정 한계값은 최소 구동 전압인 것인 렌즈 구동 제어 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 렌즈 구동 장치의 각각의 구동 속도가 듀티비에 따라 변화되는 경우, 상기 구동 속도 조정 한계값은 최소 듀티비인 것인 렌즈 구동 제어 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 렌즈군 중에서 피사체측 렌즈 군을 위한 렌즈 구동 장치는 직류 모터이고, 상기 다른 렌즈 군을 위한 렌즈 구동 장치는 펄스 모터인 것인 렌즈 구동 제어 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 직류 모터의 구동 속도는 상기 직류 모터에 인가되는 구동 전압에 따라 변화되고, 상기 펄스 모터 각각의 구동 속도는 상기 펄스 모터의 각각에 입력되는 펄스 레이트에 따라 변화되는 것인 렌즈 구동 제어 장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 직류 모터의 구동 속도는 상기 직류 모터에 대한 듀티비에 따라 변화되고, 상기 펄스 모터의 각각의 구동 속도는 상기 펄스 모터의 각각에 입력되는 펄스 레이트에 따라 변화되는 것인 렌즈 구동 제어 장치.
  10. 케이스;
    상기 케이스에 구비된 촬영 기구; 및
    상기 케이스에 구비되는, 제 1 항에 기재된 렌즈 구동 제어 장치
    를 포함하는 촬상 장치.
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