(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学鏡胴の駆動系に設けた停止部材と、
該停止部材に当接する所定位置に設けられた当接部材を有し、該当接部材が上記停止部材との当接により受ける負荷を検出して、その負荷情報を出力する負荷検出手段と、
該負荷情報に応じた上記停止部材の位置を算出し、その位置情報を基に、上記駆動系を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする、光学鏡胴の位置補正機構。
【請求項２】
上記負荷検出手段は、上記停止部材との当接による上記当接部材の変形に応じて変形する圧電素子を含むことを特徴とする、請求項１記載の光学鏡胴の位置補正機構。
【請求項３】
上記負荷検出手段は、板状の上記当接部材と、該当接部材に沿って固着された圧電素子とを含み、上記停止部材との当接により上記当接部材がたわみ、該たわみに応じて上記圧電素子に生じる電圧変化により上記負荷を検出することを特徴とする、請求項２記載の光学鏡胴の位置補正機構。
【請求項４】
上記負荷検出手段は、上記停止部材との当接による上記当接部材の変形に応じて変形するストレインゲージを含むことを特徴とする、請求項１記載の光学鏡胴の位置補正機構。
【請求項５】
上記位置情報は、上記光学鏡胴の基準位置からのずれ量であることを特徴とする、請求項１記載の光学鏡胴の位置補正機構。
【請求項６】
上記負荷検出手段は、上記停止部材と上記当接部材との当接の有無を検出する開閉スイッチを含むことを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の光学鏡胴の位置補正機構。
【請求項７】
上記負荷検出手段は、上記停止部材に当接しているときには上記負荷情報を出力し、上記停止部材に当接していないときには上記負荷情報を出力しないことを特徴とする、請求項１記載の光学鏡胴の位置補正機構。
【請求項８】
電池の着脱時、および／または、外圧により光学鏡胴が移動してその位置が不明になった時に、上記当接部材が上記停止部材との当接するように上記駆動系を制御する、リセット制御手段を含むことを特徴とする、請求項１記載の光学鏡胴の位置補正機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学鏡胴の位置補正機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
従来、カメラのＡＦ（オートフォーカス）調整は、光学鏡胴の基準位置からの駆動量により制御している。たとえば、終端スイッチで検出するまで光学鏡胴を繰り込み、検出後に繰り込みを停止することによって、光学鏡胴を基準位置に一旦停止させ、この基準位置からの駆動量をステッピングモータやパルスエンコーダで検出して、フィードバック制御している。
【０００４】
ところが、光学鏡胴が停止する位置は、製品ごとにばらつきが生じる。たとえば板ばねを用いた終端スイッチでは、板ばねのたわみにより、ＯＮ／ＯＦＦの遊びによる時間差が生じ、位置検出自体に誤差が含まれる。そのため、焦点の精度にも誤差がでる。
【０００５】
このような誤差は、コンパクトカメラの高倍率ズーム化や、デジタルカメラの撮像素子の画素数の増加により、今まで以上に高精度なフォーカスが必要になってきているため、今後、無視できなくなると予想される。
【０００６】
さらに、より軽く、より小さいカメラが求められ、製品としての構造は簡単にするとともに、部品点数を減らし、かつ精度を上げることが要求されている。
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、構成を複雑化することなく、より精度よく光学鏡胴を駆動することができる光学鏡胴の位置補正機構を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の光学鏡胴の位置補正機構を提供する。
【０００８】
光学鏡胴の位置補正機構は、停止部材と、負荷検出手段と、制御手段とを備える。上記停止部材は、光学鏡胴の駆動系に設ける。上記負荷検出手段は、上記停止部材に当接する所定位置に設けられた当接部材を有し、該当接部材が上記停止部材との当接により受ける負荷を検出して、その負荷情報を出力する。制御手段は、該負荷情報に応じた上記停止部材の位置を算出し、その位置情報を基に、上記駆動系を制御する。
【０００９】
上記構成において、負荷検出手段は、当接部材が停止部材との当接により受ける負荷を検出する。この負荷の大きさと停止部材の位置とは一定の対応関係があるので、負荷の大きさに基づいて停止部材の位置が分かる。停止部材の位置と光学鏡胴の位置とは一定の対応関係があるので、停止部材の位置から光学鏡胴の位置が分かる。したがって、当接部材が停止部材との当接により受ける負荷から、光学鏡胴の位置が分かる。
【００１０】
停止部材が当接部材にガタや遊びなしに当接し、駆動系にガタがないように構成すれば、光学鏡胴の位置を時間的な遅れなしに検出できる。また、負荷検出の分解能を高くすれば、位置検出精度を高くすることができる。したがって、制御手段は、当接部材が停止部材との当接により受ける負荷から求めた位置を、その後の駆動のスタート地点とすることによって、スタート地点を高精度に検出し、その後の光学鏡胴の位置を高精度に制御することができる。また、停止部材や負荷検出手段の停止部材は、従来の検出スイッチ等の代わりに設ければよく、従来の検出スイッチ等と同程度、あるいはさらに小型かつ簡単な構成とすることも可能である。
【００１１】
したがって、構成を複雑化することなく、より精度よく光学鏡胴を駆動することができる。
【００１２】
好ましくは、上記負荷検出手段は、上記停止部材との当接による上記当接部材の変形に応じて変形する圧電素子を含む。
【００１３】
圧電素子は、その変形により出力電圧が変化するので、圧電素子の出力電圧から、当接による負荷を精度よく検出することができる。したがって、その後の駆動のスタート地点を高精度に検出することができる。また、当接部材の変形が微小でも負荷が検出できるので、構成を小型化する上で好都合である。なお、圧電素子は、当接部材の変形部分に固着するのが一般的ではあるが、これに限定するものではなく、たとえば、当接部材の変形を拡大する構成要素に固着するようにしてもよい。
【００１４】
具体的には、上記負荷検出手段は、板状の上記当接部材と、該当接部材に沿って固着された圧電素子とを含み、上記停止部材との当接により上記当接部材がたわみ、該たわみに応じて上記圧電素子に生じる電圧変化により上記負荷を検出する。
【００１５】
別の構成としは、上記負荷検出手段は、上記停止部材との当接による上記当接部材の変形に応じて変形するストレインゲージを含む。
【００１６】
ストレインゲージは、その変形により電気抵抗が変化するので、これを利用して、当接による負荷を高精度に検出することができる。したがって、その後の駆動のスタート地点を高精度に検出することができる。また、当接部材の変形が微小でも負荷が検出できるので、構成を小型化する上で好都合である。なお、ストレインゲージは、当接部材の変形部分に固着するのが一般的ではあるが、これに限定するものではなく、たとえば、当接部材の変形を拡大する構成要素に固着するようにしてもよい。
【００１７】
好ましくは、上記位置情報は、上記光学鏡胴の基準位置からのずれ量である。
【００１８】
基準位置は、製品のばらつきを吸収するためのものであり、光学鏡胴は、基準位置からの駆動量が同じであれば、同じ焦点距離とすることができる。従来の光学鏡胴では、基準位置に停止するように個別に調整することが必要であったが、基準位置からのずれ量を精度良く求めることができるので、基準位置に停止するように調整することが不要となる。したがって、製造工程の簡略化を図ることができる。また、製造後の部品交換時などにも、個別に停止位置を再調整する作業が不要となる。
【００１９】
好ましくは、上記負荷検出手段は、上記停止部材と上記当接部材との当接の有無を検出する開閉スイッチを含む。
【００２０】
上記構成によれば、制御手段は、開閉スイッチにより上記停止部材と上記当接部材との当接を検知したら駆動系を停止させる。これにより、所定位置からのずれ量や負荷が大きくならないうちに、光学鏡胴を所定位置またはその近傍に停止させることができるので、負荷検出手段の検出容量は小さくてすみ、構成を簡単にすることができる。圧電素子やストレインゲージを利用して微小な変形により負荷を検出する場合に、特に好都合である。
【００２１】
好ましくは、上記負荷検出手段は、上記停止部材に当接しているときには上記負荷情報を出力し、上記停止部材に当接していないときには上記負荷情報を出力しない。
【００２２】
上記構成によれば、停止部材が負荷検出手段に当接する位置にあるか、それ以外の位置にあるかは、負荷情報の出力の有無のみにより分かるので、停止部材と負荷検出手段との当接の有無についての検出信号がなくても、制御可能である。したがって、制御手段の構成を簡単にすることが可能である。
【００２３】
ところで、停止部材が負荷検出手段に当接して位置を基準とし、その位置からの移動距離を検出しながら光学鏡胴を駆動する場合などにおいて、電源供給が中断したり、光学鏡胴が外圧で動くと、正確な現在位置が分からなくなり、制御が困難となる。
【００２４】
好ましくは、電池の着脱時、および／または、外圧により光学鏡胴が移動してその位置が不明になった時に、上記当接部材が上記停止部材との当接するように上記駆動系を制御する、リセット制御手段を含む。
【００２５】
上記構成によれば、電池の着脱や外圧によって光学鏡胴の正確な現在位置が分からなくなったときには、光学鏡胴をスタート地点まで戻すことによって、再び、光学鏡胴の位置を精度よく駆動することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る光学鏡胴の位置補正機構について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１の要部構成図は、本発明の光学鏡胴の位置補正機構をカメラに適用した実施形態を示す。カメラのボディ１には、可動鏡胴２が配置され、ＡＦのフォーカス量に合わせて、ボディ１から突出、後退するようになっている。ボディ１には、鏡胴２が後端まで後退したことを検出するための終端スイッチ３を備えている。なお、１１はフィルムカートリッジ、１２はスプール、１４はフィルムである。
【００２８】
鏡胴２を駆動するときには、まず、鏡胴２を終端までボディ１内に一旦後退させる。この終端位置を始点に、不図示のＡＦ素子で測距した値を駆動信号に変換して、鏡胴２を合焦する位置まで移動させる。終端位置は、終端スイッチ３の出力により検出する。鏡胴２の移動量は、モーターエンコーダを使用することにより、正確にフィードバック制御することができる。
【００２９】
可動鏡胴２が回転方向に駆動されるタイプの場合には、たとえば図２に示すように、鏡胴２を回転駆動する部材２’に突起４を設け、終端位置で、この突起４が終端スイッチ３に当接するようにする。鏡胴２の移動量は、エンコーダ１５とフォトカプラ１６で構成されるモーターエンコーダにより検出する。
【００３０】
次に、終端スイッチ３の構成を説明する。
【００３１】
図５に示すように、終端スイッチ３は、スイッチ接片を兼ねた金属板３ａをバイモルフ型の圧電素子３ｂで挟み込んでなる。金属板３ａが、突起４の導電部４’と接触することにより停止信号が回路に送られるようになっている。その後、金属板３ａが突起４により押圧され、圧電素子３ｂが湾曲し、これによる圧電現象で圧電素子３ｂから出力電圧を発生する。この出力電圧を距離情報に変換することによって、圧電レベルに応じた移動量を求めることができる。
【００３２】
終端スイッチ３からの信号は、図６に示した回路で処理される。
【００３３】
すなわち、終端スイッチ３の金属板３ａからの停止信号は、ＣＰＵ２０に直接入力される。終端スイッチ３の圧電素子３ｂによる出力信号（電圧信号）は、入力保護も兼ねた増幅変換回路２２に入力され、信号変換された後、ＣＰＵ２０のＡ／Ｄ入力部に入力され、距離情報に演算変換された後、Ｉ／ＯのＩＣ２４に入る。ＣＰＵ２０は、Ｉ／ＯのＩＣ２４を介して入力されるエンコーダー等の各センサー部からの情報と、各スイッチ部からの直接入力される情報とにより、Ｉ／ＯのＩＣ２４を介してモーター等の駆動部を制御する。ＣＰＵ２０には、電源回路２６から電源が供給される。電源回路２６は、電池からの電源を発光部への供給する。
【００３４】
次に、カメラの動作について、図７のフローチャートを参照しながら説明する。
【００３５】
まず、メインフローについて、説明する。
【００３６】
パワースイッチがオンになると（＃１６）、沈胴スイッチ（すなわち、終端スイッチ３）がＯＮ（沈胴位置）であるか否かを判別する（＃１８）。
【００３７】
沈胴スイッチがＯＮ（すなわち、鏡胴が沈胴位置）であれば、鏡胴基準位置の補正量をＥ２ＰＲＯＭから読み込み、初期位置（すなわち、鏡胴の実際の位置）を補正する（＃２０）。そして、鏡胴を駆動し、沈胴位置から少し繰り出された基準位置に一旦停止させる（＃２２）。次に、ズーム駆動と測光・測距を行い（＃２４）、測距結果に応じて合焦させてレリーズを行い（＃２６）、撮影後にフィルムを巻き上げる（＃２８）。そして、パワースイッチがＯＦＦになれば（＃３０）、後述するステップ＃４０に進み、鏡胴を沈胴させる。
【００３８】
一方、沈胴スイッチがＯＦＦ（すなわち、鏡胴が繰り出し位置）であれば、まず鏡胴を沈胴位置まで移動させ（＃４０）、沈胴スイッチがＯＮになれば鏡胴の駆動を停止し（＃４２）、終端スイッチ３の圧電素子３ｂによる出力信号（電圧信号）から、鏡胴の変位量を検知し（＃４４）、その変位量を距離に換算し補正量を決定し（＃４６）、その鏡胴基準位置の補正量をＥ２ＥＰＲＯＭに記録する（＃４８）。そして、パワースイッチの状態を確認する（＃５０）。パワースイッチがＯＮ状態であれば、ステップ＃２０に進む。ＯＦＦであれば、動作を停止し、表示を消灯する（＃５２）。
【００３９】
次に、電池を途中で抜き出した場合の動作について説明する。
【００４０】
カメラの動作途中に電池を抜き出すと、カメラは動作を停止する（＃１０）。電池が挿入されると（＃１２）、回路リセット信号がＣＰＵ２０に送られ（＃１４）、カメラは、ステップ＃１６から動作を再開する。
【００４１】
次に、外圧により鏡胴の移動がある場合の動作について説明する。
【００４２】
外圧による鏡胴の移動があると（＃６０）、鏡胴位置検知センサ（すなわち、モーターエンコーダ）により鏡胴の移動量を検知し（＃６２）、移動量が許容値内か否かを演算する（＃６４）。許容値内であれば、状態を維持し（＃６６）、許容値外であれば、ステップ＃４０に進み、鏡胴を沈胴させる。
【００４３】
圧電素子３ｂを用いた終端スイッチ３を使用することにより、可動鏡胴２への外圧や鏡胴２の駆動速度に関係なく、鏡胴位置を高精度に検出することができるので、光学系の基準位置を正確に設定することができる。光学系の駆動スタート地点の誤差が小さくなるので、駆動位置の誤差も小さくなる。
【００４４】
従来のカメラでは、終端スイッチは、現物合わせで１台ずつ調整し、そのデータをＥＥＰＲＯＭに記憶させて制御に用いていた。このため、完全な補正もできず、またくり返しバラツキを吸収することはできなかった。これに対し、本発明のカメラでは、圧電素子を終端スイッチ３に使用することにより、停止信号から鏡胴２が停止するまでの移動距離を圧電素子の変位量から換算できるので、鏡胴位置を正確に求めることができる。したがって、現物合わせによる調整作業や、ＥＥＰＲＯＭへのデータの書き込みは、不要となる。
【００４５】
終端スイッチ３は、鏡胴２の駆動形態に応じて構成できる。
【００４６】
可動鏡胴２が前後方向に駆動されるタイプの場合には、図３の要部正面図や、図４の要部断面図に示すように、終端スイッチ３と当接する突起４を、径方向外側（図４）または光軸方向フィルム側（図５）に設け、鏡胴沈胴時に突起４が終端スイッチ３に接触するようにする。
【００４７】
この直進タイプの鏡胴２は、駆動系が簡単で駆動スピードを上げやすいという特徴があるが、従来は正確な駆動および停止が難しかった。終端スイッチ３に圧電素子を用いることにより、鏡胴２の駆動スピードに関係なく正確な鏡胴位置が分かるので、モーターに直接エンコーダーを配置して高周波数のパルス信号による高分解能の駆動を行うことが可能である。
【００４８】
なお、鏡胴２の駆動に超音波モーターや圧電アクチュエーターなどを使用し、鏡胴２を直接駆動すれば、さらに高速かつ精度の高い駆動が可能である。
【００４９】
以上説明したように、本発明によれば、構成を複雑化することなく、より精度よく光学鏡胴を駆動することができる。
【００５０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。
【００５１】
たとえば、終端スイッチの金属板に圧電素子を固着する代わりにストレインゲージを貼り付けて、金属板の撓みを検出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る光学鏡胴の位置補正機構を用いたカメラの要部構成図である。
【図２】図１のカメラの要部正面図である。
【図３】変形例のカメラの要部正面図である。
【図４】他の変形例のカメラの要部断面図である。
【図５】終端スイッチの構成図である。
【図６】図１のカメラのブロック回路図である。
【図７】図１のカメラの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  ボディ
２  鏡胴
２’  駆動部材（駆動系）
３  終端スイッチ（負荷検出手段）
３ａ  金属板（当接部材）
３ｂ  圧電素子
４  突起（停止部材）
４’  導電部
１１  フィルムカートリッジ
１２  スプール
１４  フィルム
１５  エンコーダ
１６  フォトカプラ
２０  ＣＰＵ（制御手段）
２２  増幅変更回路（負荷検出手段）
２４  Ｉ／ＯのＩＣ
２６  電源回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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