(57)【要約】【課題】  フィルターディスク装置などで、経年変化に伴う位置ずれの発生を防止すると共に、専用の位置センサーやクリック検出用センサーを不要とする。【解決手段】  指令信号に基づき、撮影光軸上に駆動手段で光学部材を駆動し位置決めする光学装置であって、前記駆動手段の駆動電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段からの電流波形を波形整形と増幅とをおこなう波形整形手段と、前記波形整形手段からの電流波形を評価し、前記駆動手段を停止し位置決めをおこなう位置決め制御手段とを設けたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指令信号に基づき、撮影光軸上に駆動手段で光学部材を駆動し位置決めする光学装置であって、前記駆動手段の駆動電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段からの電流波形を波形整形と増幅とをおこなう波形整形手段と、前記波形整形手段からの電流波形を評価し、前記駆動手段を停止し位置決めをおこなう位置決め制御手段とを設けたことを、特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記位置決め制御手段は、前記整形手段から電流波形を評価し、現在駆動位置を判断するとを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記光学装置は1枚の円盤体の中心を軸に回転する機構と前記駆動手段を持ち、該円盤体には複数の光学部材が配置されており、更に、前記円盤体には光学部材を撮影光軸に合致させるための落し込み機構を有しており、駆動手段により前記円盤体が回転し前記落し込み機構が作動に応じて前記駆動手段の駆動電流値に変化が生じることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記位置決め制御手段は、波形整形手段からの電流波形を評価し、前記落し込み機構が働いた事を認識し、前記駆動手段を停止し位置決めを行なうことを特徴とする請求項３に記載の光学装置。
【請求項５】
前記位置決め制御手段は、波形整形手段からの電流波形を評価し、前記円盤体の位置を判断することを特徴とする請求項４に記載の光学装置。
【請求項６】
前記円盤体には、前記落し込み機構が作用するクリック溝が前記光学部材の数ぶん設けられおり、前記クリック溝の形状を夫々異なるものとすることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の光学装置。
【請求項７】
前記円盤体には、前記落し込み機構が作用するクリック溝が前記光学部材の数ぶん設けられおり、前記クリック溝間の前記円盤体の外周半径を夫々異なるものとすることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学部材を光軸上に設定する光学駆動装置に関するものであり、特には撮像装置内あるフィルターディスク装置や、レンズ装置内あるターレット光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の光学部材を１枚の円盤体に配置し、この円盤体の中心に回転軸を設け回転させ、特定の光学部材を選択し撮影光軸上に配置する装置として、撮影装置内に設けたフィルターディスク装置や、レンズ装置内の設けたターレット光学装置が知られている。
【０００３】
例えばフィルターディスク装置として、特許文献１ではノイズに強いフィルターディスク装置が開示されている。この中で、光学部材を取り付けたフィルター円盤の位置検出は、フィルター円盤とキアで連結したセンターユニットにより行うことが示されている。また、特許文献2ではフィルターディスクの概略回転位置を検出する第１の位置検出手段を有している。更に、フィルターディスクをマニュアル操作時に光学部材の中心と撮像光学中心が合致したことが認識出来るようフィルターディスク円盤円周上に設けた落し込み機構（クリック機構と称す）に連動した第２の位置検出手段を有している。これら２つの位置検出手段と制御手段とを使って、電動で光学部材を確実に光軸上に位置決めすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平05-292365号公報
【特許文献２】特登録03453439号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、次のような問題がある。経年変化に伴いフィルタ円盤と連結するギア間と、ギアとセンサーユニット間とのバックラッシュが拡大する。これにより、フィルタ円盤を電動制御により停止した際に光学部材と撮像光学系の光軸中心からズレてしまう可能性がある。このズレにより、正しい映像が撮れないことになる。
【０００６】
また、特許文献２のように、クリック機構に連動した位置検出手段を構成することで、経年変化による位置ズレを防止することが出来るが、２つの位置検出手段が必要になり、装置のが大型化する問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、装置の大型化することなく、かつ、経年変化による位置ズレが起きないフィルターディスク装置や、ターレット光学装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、
複数の光学部材を１枚の円盤体に配置し、この円盤体の中心に回転軸を設け回転させ、特定の光学部材を選択し撮影光軸上に配置する光学装置であって、
前記円盤体円周上の光学部材の中心と撮像光学中心とを合わせるための落し込み機構と、
前記円盤体を回転させる駆動モータと、
前記駆動モータの電流値を検知する電流検出手段と、
前記電流検出手段からの電流値より、前記落とし込み機構により光学部材が撮像光学中心に設定されたかを判断する判断手段と、
前記判断手段からの判断により前記駆動モータを制御する制御手段とを設けたことを、
特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、装置を大型化することなく、かつ、経年変化による位置ズレが起きないフィルターディスク装置や、ターレット光学装置等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施例の構成ブロック図
【図２】第１実施例の制御フロー図
【図３】Ｓ３０９での具体例（テーブルデータ）
【図４】状態遷移説明図
【図５】モータ電流波形ＣＲ＿Ａの実測波形
【図６】第２実施例の構成ブロック図
【図７】円盤体４００の説明図
【図８】第２実施例の制御フロー図
【図９】Ｓ５０３での具体例（テーブルデータ）
【図１０】Ｓ５０６での具体例（テーブルデータ）
【図１１】状態遷移説明図
【図１２】第３実施例の円盤体６００の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
以下、図１〜図５を参照して、本発明の第1の実施例による、フィルターディスク装置について説明する。
【００１３】
図1は本発明の構成ブロック図である。図１において、１００はフィルターディスク装置の円盤体である。円盤体１００には、４枚の光学部材であるフィルタ１、１０１、フィルタ２、１０２、フィルタ３、１０３、フィルタ４、１０４が実装されている。フィルタ１、１０１〜フィルタ４、１０４には、光量を調整するＮＤフィルタや、色温度を調整するＣＣフィルタや、特殊な映像効果を得るクロスフィルターなどが使用される。２０４は後述するＤＣモータ。１０５はＤＣモータ２０４の回転力を伝えるモータギアである。１０６はモータギア１０５の回転力を伝えるアイドラギアである。１０７はアイドラギア１０５の回転力を伝え円盤体１００の中心に取り付き、円盤体１００を回転させる中心ギアである。２０４はＤＣモータであり、ＤＣモータ２０４の回転は、モータギア１０５〜アイドラギア１０６〜中心ギア１０７を伝わり、円盤体１００と円盤体１００に搭載されたフィルタ１、１０１〜フィルタ４、１０４を回転させる。１０８はクリックバネであり、一方の端は不図示の基台部分に固定され、他方の端にクリックコロ１０９が取り付けられている。更に、クリックバネ１０８は固定された端から見て、円盤体１００の方向に付勢力を持っている。また、クリックコロ１０９は、クリックバネ１０８の付勢力により、円盤体１００の外周を押し当てながら滑る。１１０ａ〜１１０ｄは円盤体１００に設けられたクリック溝であり、クリックバネ１０８に付勢されたクリックコロ１０９が落ち込むことで、フィルタ１、１０１〜フィルタ４、１０４の概略中心が不図示の撮像装置の光軸中心となる様位置決めされる。１１１はアイドラギア１０４に連結したＰＯＴギアである。２０７はＰＯＴギア１１１に連結したポテンショメータであり、円盤体１００の回転に連動したフィルタ位置をアナログ電圧値として出力する位置検出手段である。
【００１４】
続いて制御部分について説明する。
【００１５】
ＦＣは不図示の撮像装置からのフィルタ位置指令であり、フィルタ１、１０１〜フィルタ４、１０４のどれを撮像光軸の位置に選択設定する信号である。フィルタ位置指令、ＦＣはデジタル値でも、アナログ値でも良い。２００はＣＰＵであり、後述する制御プログラムにより全体の駆動制御を行う。ＣＰＵ２００の中にはメモリ、２０１があり、各種設定情報等の記憶と読出しが可能となっている。ＣＰＵ、２００はフィルタ位置指令、ＦＣと、後述説明するモータデジタル電流値、ＣＲ＿Ｄと、デジタル位置信号、ＰＯＳＩ＿Ｄを取り込み、プログラムソフトの処理結果として、駆動指令ＭＣ（ＯＮ／ＯＦＦ）と回転方向指令ＤＩＲとを出力する。２０２はモータ駆動回路であり、ＣＰＵ，２００からの駆動指令ＭＣと回転方向指令ＤＩＲとを受け、ＤＣモータ２０４を駆動する電力を発生する。２０３は、モータ駆動回路２０２からＤＣモータ、２０４に流れる電流値を検知するモータ電流検知部であり、モータ電流波形、ＣＲ＿Ａが出力される。２０５はモータ電流波形ＣＲ＿Ａのノイズ削減と増幅を行う波形整形回路であり、具体的にはフィルター回路と増幅回路、オフセット回路等からなる。波形整形回路２０５にて整形されたモータ電流波形ＣＲ＿Ｂが出力される。２０６はＡＤコンバータで、波形整形回路２０５からのモータ電流波形ＣＲ＿Ｂと、ポテンショメータ２０７からのアナログ位置ＰＯＳＩをデジタル化して、夫々、モータデジタル電流値ＣＲ＿Ｄ、デジタル位置ＰＯＳＩ＿Ｄとして、ＣＰＵ２００に取り込む。
【００１６】
図２にＣＰＵ２００で処理される制御プログラムのフロー図を示し、説明する。
【００１７】
Ｓ３０１は電源ＯＮにて処理の開始されＳ３０２へ移行する。電源投入時にフィルタ位置指令、ＦＣで選択されたフィルタの中心が撮像光軸と合っているか（クリックコロ１０９がクリック溝に落込んでいるか）不明である。このため電源投入後、Ｓ３０２にてモータ２０４を強制的に回転させるため駆動指令ＭＣにＯＮ指令を出し、Ｓ３０３へ移行する。
【００１８】
Ｓ３０３では円盤体１００のデジタル位置を読出し、Ｓ３０４ではフィルタ指令ＦＣを読込み、Ｓ３０５ではモータデジタル電流値ＣＲ＿Ｄを読み込み、Ｓ３０６へ移行する。Ｓ３０６では、読み込んだＣＲ＿Ｄ値からクリック検出フラグＣ＿ＦＬＧを作り出し、Ｓ３０７へ移行する。Ｓ３０７ではフィルタ指令ＦＣとデジタル位置ＰＯＳＩ＿Ｄとを比較し、等しければＳ３１１へ、等しくなければＳ３０８へ移行する。Ｓ３０８では、駆動指令ＭＣの状態を見て、ＯＮ状態ならＳ３０３へ戻り、ＯＦＦ状態ならＳ３０９へ移行する。Ｓ３０９ではフィルタ位置指令ＦＣとデジタル位置ＰＯＳＩ＿Ｄとの値よりモータ回転方向指令ＤＩＲを決定する。具体的には図３に示した表に従って回転方向指令ＤＩＲ（ＣＷ，ＣＣＷ）を決定する。これにより、現在のいるフィルタ位置からフィルタ位置指令ＦＣが示すフィルタ位置へ移動する際、最短距離とすることが出来る。次にＳ３１０に移行し、駆動指令ＭＣをＯＮとすることで、指定された回転方向でモータの回転が開始される。Ｓ３１０の処理の後、Ｓ３０３へ戻る。
【００１９】
一方、Ｓ３１１では駆動指令ＭＣの状態を見て、ＯＦＦ状態ならＳ３０３へ戻り、ＯＮ状態ならＳ３１２へ移行する。Ｓ３１２ではクリック検出フラグＣ＿ＦＬＧの状態を見て、Ｌ（Ｌｏｗ）ならＳ３０３は戻り、Ｈ（Ｈｉｇｈ）ならＳ３１３へ移行する。Ｓ３１３では、駆動指令ＭＣをＯＦＦにしてモータを停止させる。ここでＳ３１３では、フィルタ位置指令ＦＣが示すフィルタが撮像光軸の位置に来ると共に、クリックコロ１０９が円盤体のクリック溝１１０に落込んだことを検知し、モータ駆動を停止させた状態である。
【００２０】
Ｓ３１３の処理後、Ｓ３０３へ戻る。
【００２１】
次に、図４の遷移図を元に、Ｓ３０６と、Ｓ３１３へ至る処理とを説明する。
【００２２】
図４は図２のフローに従ってフィルタ１からフィルタ２へ回転した場合を示しており、時間は右から左へ（t1〜t2〜t3〜t4へ）経過してゆく。クリックイメージはモータ回転時に、クリックコロ１０９を基準に見た、円盤体１００上のクリック１１０ａ〜１１０ｄの動きである。図４のＣＲ＿Ｂはモータ波形ＣＲ＿Ａを波形整形回路２０５に通した後の波形である。一方、図５は図１の構成時にモータ２０４を回転させた際のモータ電流波形ＣＲ＿Ａの実測波形である。図５の示す通り、円盤体１００のクリック溝１１０ａ〜１１０ｄにクリックコロ１０９が落込む毎に、モータ回転負荷トルクが変化をすることで、モータ電流値ＣＲ＿Ａもこの負荷トルク変化に同期して変化することになる。図５のモータ電流値ＣＲ＿Ａを波形整形回路２０５に通すことで、図４のＣＲ＿Ｂの波形になる。Ｓ３０６では図４のＣＲ＿Ｂの波形をデジタル化してＣＲ＿Ｄとして読み込む。次にＳ３０６でのモータデジタル電流値ＣＲ＿Ｄからクリック検出フラグＣ＿ＦＬＧへの変換について説明する。ＣＲ＿Ｄ値に対し、２つのスライスレベル、ＴＬ＿１とＴＬ＿２とを設ける。ＴＬ＿１はクリックコロ１０９がクリック溝１１０に落込んだ瞬間を検知するもので、ＣＲ＿Ｄの値がＴＬ＿１以下になった場合、クリック検出フラグＣ＿ＦＬＧをＬからＨへ変化させる処理をする（図４の(a)の処理）。ＴＬ＿２はクリックコロ１０９がクリック溝１１０から脱出する瞬間を検知するもので、ＣＲ＿Ｄの値がＴＬ＿２以上になった場合、クリック検出フラグＣ＿ＦＬＧをＨからＬへ変化させる処理をする（図４の(b)の処理）。次にＳ３１３へ至る処理を図４のタイミングt3として説明する。モータ駆動指令ＭＣがＯＮで、フィルタ位置指令ＦＣの値とデジタル位置ＰＯＳＩ＿Ｄとが等しくなり、かつ、Ｃ＿ＦＬＧがＨとなったタイミング(t3)でモータ駆動指令ＭＣはＯＦＦとされる。
【００２３】
以上の様に、図１の構成と図２のフローにより、モータ電流値を検知してクリック検出手段とし、モータ駆動制御を行う様にする。この様にすることで、専用のクリック検出手段が不要になる。そして、経年変化により駆動系のガタが生じても、円盤体に設けられた各フィルタ中心を撮像光軸中心に確実に合わせることが可能となる。
【実施例２】
【００２４】
以下、図６〜図１１を参照して、本発明の第２の実施例による、フィルターディスク装置について説明する。
【００２５】
図６は本発明の構成ブロック図である。図６において図１と同一の構成部材については同一の番号がつけらている。図１と同一の番号の構成部材については説明を省略する。図６の構成ブロック図は、図1の構成ブロック図に対して、POTギア１１１と、ポテンショメータ２０７が削除されていることと、円盤体１００が円盤体４００に変更されている。円盤体４００の詳細を図７に示す。図７に示すように円盤体４００には大きさの異なるクリック溝４１０ａ〜４１０ｄが設けられており、クリック溝の大きさは４１０ａ＜４１０ｂ＜４１０ｃ＜４１０ｄという関係になっている。
【００２６】
また図８は、図６の構成ブロック図において、ＣＰＵ２００で実行されるプログラム処理のフローである。図８において図２のフローと同一処理について同一の番号が付けられている。図２と同一の番号の処理については説明を省略する。図８のフローは、図２のフローに対して、Ｓ２０３の処理に代わってＳ５０３が入り、Ｓ３０６とＳ３０７の処理の間にＳ４０６が新たに加わっている。Ｓ５０３では、モータ回転方向（ＣＷかＣＣＷかのどちらか）の状態と、確定位置ＣＯＭ＿ＰＯＳＩより、現在位置ＰＯＳＩ＿Ｄを求める処理である。具体的には図９に示すテーブルにより、ＰＯＳＩ＿Ｄを求める。またＳ５０６ではＣ＿ＦＬＧがＨの期間twを測定し、確定位置ＣＯＭ＿ＰＯＳＩを求め更新する処理である。ｔｗはクリックコロ１０９が落込んでいる時間を、モータ電流値から測定するものである。ｔｗは大きさの違う各クリック溝４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、４１０ｄに溝幅に応じて、ｔｗ１、ｔｗ２、ｔｗ３、ｔｗ４の値を示し、ｔｗ１＜ｔｗ２＜ｔｗ３＜ｔｗ４の関係となる。そして、図１０に示すテーブルにより、各ｔｗの値（ｔｗ１〜ｔｗ４）に対応したＣＯＭ＿ＰＯＳＩを求める。
【００２７】
図１１には、円盤体４００にを一方向に回転させた際、図８のフローで決定される、確定位置ＣＯＭ＿ＰＯＳＩと、現在位置ＰＯＳＩ＿Ｄが決まる手順を簡略的に表している。図１１において、クリック溝４１０ａ〜４１０ｂの溝幅に対応した、電流波形ＣＲ＿ＢとＣＲ＿ＤをＣＰＵ２００が読込み、クリック検出フラグＣ＿ＦＬＧを作り出す。クリック検出フラグＣ＿ＦＬＧのＨ期間の時間を測定することで、確定位置ＣＯＭＰ＿ＰＯＳＩと現在位置ＰＯＳＩ＿Ｄが決定される。更に、フィルタ位置指令ＦＣと、現在位置ＰＯＳＩ＿Ｄとが等しく、かつ、Ｃ＿ＦＬがＬからＨへ切替わったこ時にモータを停止する。これにより、指示されたフィルタの中心が、撮像光学系の中心に重なり停止することになる。
以上述べた様に、図６、図７のブロック構成と図８の処理フローとにより、モータ電流値を検知して位置検出手段とクリック検出手段とし、モータ駆動制御を行なう。これにより、専用の位置検出手段と、クリック検出手段とが不要となる。更に、経年変化により駆動系のガタが生じても、円盤体に設けられた各フィルタ中心を撮像光軸中心に確実に合わせることが可能となる。
【実施例３】
【００２８】
以下、図６と図１２を参照して、本発明の第３の実施例による、フィルターディスク装置について説明する。図６の構成を流用し、円盤体４００を図１２の円盤体６００に変更して構成とする。円盤体６００には同じ形状のクリック溝６１０ａ〜６１０ｄが設けられている。そして円盤体６００の各クリック間の外周半径はＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄと異なっており、Ｒａ＜Ｒｂ＜Ｒｃ＜Ｒｄの関係となっている。このような構成により、外周半径のＲａ〜Ｒｄに応じて、クリックコロ１０９の押し込み力が変わることで、モータ負荷が変化し、モータ電流値が変化する。つまり、外周半径Ｒａ〜Ｒｄに応じた、モータ電流値がＣＰＵ２００に読み込まれることで、円盤体４００の位置が分ることになる。
【００２９】
これにより、実施例２と同じで、モータ電流値を検知して位置検出手段とクリック検出手段とし、モータ駆動制御をおこなう。これにより専用の位置検出手段と、クリック検出手段が不要になる。更に、経年変化により駆動系のガタが生じても、円盤体に設けられた各フィルタ中心を撮像光軸中心に確実に合わせることが可能となる。
【実施例４】
【００３０】
第２実施例、第３実施例の位置検知を更に確実にする手法について説明する。予め円盤体４００、６００を１周回転させた時の電流波形をメモリ２０１に記憶しておき、この記憶データを基準位置データとして使用することで、製造誤差等の影響で円盤体４００、６００が歪んでも、正確な位置検出が可能となる。
【００３１】
更に、一定期間毎にこの基準データを更新する動作を行なうことで、経年変化に伴うモータ電流値の変化に対処することが可能となる。
【００３２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１００、４００、６００    円盤体
１０１〜１０４            フィルタ１〜４
２００                    ＣＰＵ（制御部）
２０３                    モータ電流検出部
２０４                    モータ
２０５                    波形整形回路
２０６                    ＡＤコンバータ
【図１】
2014013287.tif 000003
【図２】
2014013287.tif 000004
【図３】
2014013287.tif 000005
【図４】
2014013287.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2014013287.tif 000009
【図８】
2014013287.tif 000010
【図９】
2014013287.tif 000011
【図１０】
2014013287.tif 000012
【図１１】
2014013287.tif 000013
【図１２】
2014013287.tif 000014