(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変倍用レンズ駆動手段により変倍用レンズを移動させる第１のレンズ駆動制御手段と、前記変倍用レンズの移動とは独立に、合焦用レンズ駆動手段により合焦用レンズを移動させる第２のレンズ駆動制御手段とを有し、前記第２のレンズ駆動制御手段は、前記合焦用レンズの現在位置が、前記第１のレンズ駆動制御手段による前記変倍用レンズの移動位置に対応し焦点距離ごとに区切られた複数ある所定位置に対して所定量離れている場合、前記合焦用レンズを合焦動作の前に当該所定位置に移動させる一方、前記合焦用レンズの現在位置が前記所定位置に対して所定量離れていない場合、前記合焦用レンズを移動させないように制御することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
変倍用レンズ駆動手段により変倍用レンズを移動させる第１のレンズ駆動制御手段と、前記変倍用レンズの移動とは独立に、合焦用レンズ駆動手段により合焦用レンズを移動させる第２のレンズ駆動制御手段とを有し、前記第２のレンズ駆動制御手段は、前記変倍用レンズが移動する領域を複数に分けた分割領域のうち一の分割領域から他の分割領域に前記変倍用レンズが移動した場合、当該他の分割領域であって前記分割領域ごとにそれぞれ予め設けられている所定位置に、前記合焦用レンズを合焦動作の前に移動させる一方、前記変倍用レンズが一の分割領域内で移動した場合、前記合焦用レンズを移動させないように制御することを特徴とすることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記合焦用レンズ駆動手段は、ステッピングモータであることを特徴とするレンズ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ等の小型の光学機器に組み込まれたズームレンズ等のレンズ駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ほとんどのパワーズーム機構は、１つのモータとカムリング機構によって行われてきたが、ズームレンズを構成するすべてのレンズ群を１つのモータとこれに連動するカムリング機構によって駆動しようとすると、ズームの小型化、及び、高倍率化の点から限界が生じる。そこで、特開平４−１７１４０９号公報において、ズームレンズを構成する複数のレンズ群を、複数の駆動源を用いて独立に制御する方式が開示されている。この方式では、それまで困難であったリアフォーカス方式のレンズを制御することが容易になる。
【０００３】
図７は駆動源を用いたズームレンズ機構を用いてリアフォーカス方式のレンズ制御を行うためのブロック構成を示す。１はズーム光学系を構成するレンズＺ、２はレンズＺを駆動するためのモータ、３はフォーカス光学系のレンズＬ、４はレンズＬを駆動するためのモータ、５は、モータ２，４を駆動するためのモータドライバ回路、６はレンズＺの絶対位置を電気信号に変換するためのエンコーダ、７はレンズＬの位置を電気信号に変換するためのエンコーダ、８はエンコーダ６の出力信号を入力としてデジタルデータに変換するためのＡ／Ｄ変換器、９は撮影距離情報を出力する測距装置で構成されており、１０，１１はズーム操作を行うための操作スイッチで、１０は望遠側、１１は広角側への操作を行うためのものである。１２は撮影釦の第一ストロークでＯＮするスイッチ、１３は撮影釦を更に深く押し込むことでＯＮするスイッチである。２０はこれらを集中管理しているＣＰＵである。
【０００４】
この例において、撮影者が不図示のカメラのズーム操作スイッチ１０、又は１１を操作するとＣＰＵ２０はこれを検出し、モータドライバ回路５を制御することでモータ２を駆動し、レンズＺ４を望遠側、又は広角側に移動させ、操作スイッチが離されたことを検出すると駆動を停止する。
【０００５】
また、エンコーダ６とＡ／Ｄ変換器８により、レンズＺが望遠端か広角端に到達したことが検出された場合にも駆動を停止する。撮影釦が第一ストロークまで押されてＯＮすると、スイッチ１２（ＳＷ１）がＯＮになり、これを検出すると、ＣＰＵ２０は測距装置９から撮影距離情報ｘを得て、このｘとＡ／Ｄ変換器８の出力情報ｆとを合わせてレンズＬの位置を決定し、モータ４とモータドライバ回路５を駆動して、レンズＬを所定の位置に駆動する。
【０００６】
このような複数の駆動源を用いたズームレンズ機構を用いてリアフォーカス方式のレンズ制御を行う際、フォーカスレンズ（以下、レンズＬと略す）の絶対位置を検出するために基準位置検出手段を設け、この基準位置検出手段の出力する信号に基づいて制御することが考えられる。例えば、図６に示すように、レンズＬの駆動時の制御範囲は、望遠側においてはＴの領域になり、広角側では、Ｗの領域になる。
【０００７】
図中において、Ｏ点がレンズＬの待機位置、Ｃ点が基準位置であり、公知のステッピングモータ等を用いて制御するものとして簡単に説明する。不図示のズームレンズ系の位置検出手段より焦点距離情報ｆを得て望遠側であることを検出すると、不図示の撮影距離情報ｘに基づいて領域Ｔ内の所定の位置情報Ｓｔ＝Ｐ（ｆ，ｘ）を求め、撮影時にＳｔまでレンズＬを駆動する。
【０００８】
撮影動作が終了すると、待機位置であるＯ点を目標位置としてリセット駆動する。また、不図示のズームレンズ系の位置検出手段より焦点距離情報ｆを得て広角側であることを検出すると、不図示の撮影距離情報ｘに基づいて領域Ｗ内の所定の位置情報Ｓｗを求め、同様のフォーカスレンズ駆動を行う。
【０００９】
ここで、一つの焦点距離に対して基準位置は一つだけ存在し、待機位置から基準位置の間において、エンコーダ信号（ＰＲｓｉｇｎａｌ）はハイレベルを出力し、基準位置から目標位置への移動の間はローレベルを出力する。
【００１０】
一方、図５に示すように、レンズＬの待機位置として例えば有限の撮影距離Ｘｏに対応する位置Ｐ（ｆ，Ｘｏ）を採用し、不図示のズームレンズの焦点距離ｆに応じて、常に駆動範囲内にある位置Ｐ（ｆ，Ｘｏ）にレンズ駆動を行うことも考えられる。ここで、レンズＬの位置Ｐを検出するためのエンコーダは、図６に示したような１つの基準位置を発生するものではなく、レンズＬの位置に対応して連続的に変化するものである。
【００１１】
この場合、不図示のズーム操作釦が操作されて焦点距離ｆが変更された場合を考えると、変更された焦点距離に応じてレンズＬの待機位置を変更する必要がある。図５では、広角と望遠の例を示しているが、広角端から望遠端に変更された場合にはレンズＬを待機位置Ｏ１に、或いは逆に望遠端から広角端に変更された場合にはレンズＬを待機位置Ｏ２に駆動する。実際には焦点距離ｆはこの二つの間で変化するため、待機位置Ｏ１，Ｏ２のみではなく、同図中、一点鎖線で示した曲線に沿って待機位置Ｐ（ｆ，Ｘｏ）が変化する。従って、焦点距離ｆが変更されると、これに応じたレンズ待機位置Ｐ（ｆ，Ｘｏ）が定まり、レンズＬを移動させる。このように駆動範囲の近傍に待機位置を設ける理由は、撮影時のレンズ駆動時間をできる限り短くするためである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図６に示した例では、基準位置信号がＣ点の１箇所で発生するために焦点距離ｆの変化に応じてレンズＬ駆動する必要がなく、レンズＬの位置を検出するためのエンコーダが簡単になる反面、望遠側で撮影した場合のレンズＬの駆動量に比べ、広角側で撮影した場合のレンズ駆動量が非常に大きくなる。このためレンズ駆動に要する時間も長くなり、撮影者にとって、操作上、違和感のあるものになってしまう欠点がある。
【００１３】
一方、図５に示した例では、レンズＬの待機位置が駆動範囲の近傍にあるため、撮影時のレンズ駆動時間が短くなり操作性が向上するものの、不図示のズーム操作釦が操作されて焦点距離ｆが変更される度にレンズＬをレンズ待機位置Ｐ（ｆ，Ｘｏ）に駆動するため、ズーミング時の操作性を悪くしてしまう。また、ズーム操作によるズーム駆動とレンズＬの駆動を同時進行で行おうとすると、制御方法が複雑になる。
【００１４】
本出願に係る発明の目的は、複雑な制御を行うことなく操作性の良好なレンズ駆動装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本出願に係る第１の発明の目的を実現する構成は、変倍用レンズ駆動手段により変倍用レンズを移動させる第１のレンズ駆動制御手段と、前記変倍用レンズの移動とは独立に、合焦用レンズ駆動手段により合焦用レンズを移動させる第２のレンズ駆動制御手段とを有し、前記第２のレンズ駆動制御手段は、前記合焦用レンズの現在位置が、前記第１のレンズ駆動制御手段による前記変倍用レンズの移動位置に対応し焦点距離ごとに区切られた複数ある所定位置に対して所定量離れている場合、前記合焦用レンズを合焦動作の前に当該所定位置に移動させる一方、前記合焦用レンズの現在位置が前記所定位置に対して所定量離れていない場合、前記合焦用レンズを移動させないように制御することを特徴とするレンズ駆動装置にある。
【００１６】
本出願に係る第２の発明の目的を実現する構成は、変倍用レンズ駆動手段により変倍用レンズを移動させる第１のレンズ駆動制御手段と、前記変倍用レンズの移動とは独立に、合焦用レンズ駆動手段により合焦用レンズを移動させる第２のレンズ駆動制御手段とを有し、前記第２のレンズ駆動制御手段は、前記変倍用レンズが移動する領域を複数に分けた分割領域のうち一の分割領域から他の分割領域に前記変倍用レンズが移動した場合、当該他の分割領域であって前記分割領域ごとにそれぞれ予め設けられている所定位置に、前記合焦用レンズを合焦動作の前に移動させる一方、前記変倍用レンズが一の分割領域内で移動した場合、前記合焦用レンズを移動させないように制御することを特徴とすることを特徴とするレンズ駆動装置にある。
【００１７】
本出願に係る第３の発明の目的を実現する構成は、上記の各構成において、前記焦用レンズ駆動手段は、ステッピングモータであることを特徴とするレンズ駆動装置にある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態を示すレンズ駆動装置の動作を示すフローチャートである。なお、レンズ駆動装置の構成は、図７の構成と同様とする。
【００１９】
図１において、まず、不図示のズーム操作釦の状態を調べる。望遠操作釦（以下、ＴＥＬＥ−ＳＷという）が操作されてＯＮになっているかどうか判定し（Ｓ１０１）、ＯＮであればＳ１０２に進み、不図示のズーム鏡筒が望遠端以外であることを確認する（Ｓ１０３）。望遠端であればＳ１０６に進み、ＴＥＬＥ−ＳＷがＯＦＦになるまで待ってＳ１０７に進む。望遠端以外であればＳ１０３に進み、ズーム鏡筒を望遠方向に駆動する。続いて、Ｓ１０４に進みＴＥＬＥ−ＳＷがＯＮであれば、Ｓ１０２に戻る。Ｓ１０２〜Ｓ１０４を繰り返すことで、ＴＥＬＥ−ＳＷがＯＦＦになるか、望遠端を検出するまで、ズーム鏡筒は望遠側に移動する。Ｓ１０４でＴＥＬＥ−ＳＷがＯＦＦであることを確認すると、Ｓ１０５に進んでズーム鏡筒の駆動を停止し、Ｓ１０７に進む。
【００２０】
Ｓ１０７〜Ｓ１１２は、広角操作釦（以下、ＷＩＤＥ−ＳＷという）の操作に応じてズーム鏡筒を広角側に移動する処理で、上述の望遠側の駆動処理と同様なので説明を省略する。ＷＩＤＥ−ＳＷがＯＦＦの状態で、実行は１１３に移る。さて、Ｓ１０１〜Ｓ１１２において、ＴＥＬＥ・ＷＩＤＥ−ＳＷの操作に応じてズーム鏡筒を移動したのち、Ｓ１１３では最終的に停止しているズーム鏡筒の焦点距離ｆ情報を取得する。この焦点距離ｆ情報とは、公知のズーム鏡筒に連動したブラシスイッチやアナログ信号などから得られるものでよい。続いてＳ１１４に進み、Ｓ１１３で得られた焦点距離ｆに基づいてレンズ待機位置Ｐ（ｆ，Ｘｏ）を取得する。そして、現在のレンズ位置とＰ（ｆ，Ｘｏ）の差分の絶対値を所定量ΔＰと比較する（１１５）。ΔＰよりも小さい場合は何もしないでＳ１１７に進み、ΔＰよりも大きい場合にはレンズＬをＰ（ｆ，Ｘｏ）に駆動して（Ｓ１１６）、Ｓ１１７に進む。
【００２１】
Ｓ１１７では、撮影釦の第一ストロークでＯＮするスイッチ（以下、ＳＷ１という）の状態を判定し、ＯＦＦであればＳ１０１に戻る。
【００２２】
このように、ズーム操作釦の操作に応じてズーム鏡筒を望遠端から広角端の間で駆動し、焦点距離ｆが変更されると、レンズＬの現在停止位置と、待機位置であるＰ（ｆ，Ｘｏ）とを比較して所定量ΔＰ以上の場合のみレンズＬの駆動を行い、所定量以下の場合は何もしないので、ズーム操作時に常にレンズＬの駆動を伴わない分、操作性が向上する。
【００２３】
さらに、Ｓ１１７において、スイッチＳＷ１がＯＮであればＳ１１８に進み、不図示の測距手段などから撮影距離情報ｘ１を得て、フォーカス目標位置Ｐ（ｆ，Ｘ１）を取得する。そして、レンズＬをフォーカス目標位置Ｐ（ｆ，Ｘ１）に駆動する（Ｓ１１９）。この状態で撮影動作の準備が完了したことになる。
【００２４】
続いて、Ｓ１２０では、スイッチＳＷ１がＯＮであることを確認して、Ｓ１２１に進み、撮影釦の第二ストロークでＯＮするスイッチ（以下、ＳＷ２という）の状態を判定し、ＯＮであればＳ１２２に進み、不図示のシャッタ制御などを行って露光動作を行う。続いて、Ｓ１２３においてレンズＬを待機位置Ｐ（ｆ，Ｘｏ）に駆動してから、不図示のフィルム処理を行い（Ｓ１２４）、終了する。
【００２５】
このように、スイッチＳＷ２までＯＮになって撮影動作が終わると、レンズＬは常に待機位置Ｐ（ｆ，Ｘｏ）に復帰動作をすることになるので、同じ焦点距離ｆにおいて撮影を続ける場合には、レンズＬの駆動量を常に小さく、最適に保つことが可能である。
【００２６】
（第２の実施形態）
図２、図３は第２の実施形態を示す。
【００２７】
図１に示した例では、焦点距離ｆが変更される毎に待機位置Ｐ（ｆ，Ｘｏ）を求めて、レンズＬの現在位置と比較しているが、本実施形態では図２に示すように、レンズＬの待機位置Ｏｉを複数設け、焦点距離ｆを待機位置Ｏｉに対応させて複数の領域ｆｉに分割するようにしている。
【００２８】
本実施形態の特徴は、第１の実施形態においては焦点距離情報ｆに応じて連続的に変化する待機位置Ｐ（ｆ，Ｘｏ）と、レンズＬの現在位置との差分を判別していたのに対し、焦点距離ｆの属する領域が変化したかどうかを判別することで、同様の効果を得ている。
【００２９】
すなわち、同じ領域に属する焦点距離範囲でのｆの変化ではレンズＬの駆動を伴わず、異なる領域にズーム駆動された場合のみ、レンズＬの待機位置を変更する。従って、ズーム駆動量の小さい場合にはレンズＬは駆動しないので、ズーム操作時に常にレンズＬの駆動を伴わない分操作性が向上する。
【００３０】
図３は、図２に示した構成での実行フローチャート例を示したものである。このフローチャートにおいてＳ２０１〜Ｓ２１３までは、図１の第１の実施形態のフローチャートと全く同様なので説明を省略する。
【００３１】
Ｓ２１３において焦点距離ｆを取得すると、この焦点距離ｆの属する領域が変更されたかどうかを判別する（Ｓ２１４）。変更されていれば、レンズＬを変更された焦点距離に対応する待機位置Ｏｉに駆動し（Ｓ２１５）、変更されていなければ、そのまま何もせずにＳ２１６に進む。Ｓ２１６〜Ｓ２２３については、図１と同様なので説明を省略する。
【００３２】
（第３の実施形態）
図４は第３の実施形態を示す。
【００３３】
上記した第２の実施形態におけるレンズＬのエンコーダ信号は、アナログ的に出力され、待機位置Ｏｉに対応した出力（例えば電圧値）を検出することによりレンズＬの駆動を停止するが、本実施形態におけるレンズＬのエンコーダ信号は、デジタル的に出力されるハイレベルの信号とローレベルの信号との境界である立ち上がり部、立ち下がり部に待機位置を設定している。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、変倍レンズの移動位置に対応した所定位置から合焦レンズが余り離れていなければ、合焦動作の前に合焦レンズを移動させないので、頻繁な合焦レンズの移動がなくなり、制御の簡素化が図れる。
【００３５】
請求項２に係る発明によれば、焦点距離を複数の領域に分割するだけで済むので、請求項１の発明よりもより制御の簡素化が図れる。
【００３６】
請求項３に係る発明によれば、ステッピングモータへの入力パルスをカウントすることにより、合焦レンズの位置制御が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を表すフローチャート
【図２】本発明の第２の実施形態を表す構成図
【図３】本発明の第２の実施形態を表すフローチャート
【図４】本発明の第３の実施形態を表すフローチャート
【図５】従来のレンズ駆動装置の構成図
【図６】従来の他のレンズ駆動装置の構成図
【図７】従来のレンズ駆動装置のブロック図
【符号の説明】
１  ズームレンズ
２  ズーム駆動モータ
３  フォーカスレンズ
４  フォーカス駆動モータ
５  モータドライバ回路
６  ズームエンコーダ
７  フォーカスエンコーダ
８  Ａ／Ｄ変換器
９  測距装置
１０〜１３  スイッチ
２０  ＣＰＵ
【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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