(57)【要約】【課題】  位置検出に係るマイコンの処理時間を大幅に削減する。【解決手段】  被駆動部材の移動量を第１の目盛で計測する第１の検出手段と、該被駆動部材の移動量を該第１の目盛より間隔の細かい第２の目盛で計測する第２の検出手段とを設け、該被駆動部材を所望の目標位置へ向けて駆動するとともに、該目標位置までの移動残量に応じて該第１の検出手段と該第２の検出手段とを切り換えて用い、該被駆動部材が前記目標位置に到達したことを検出したとき該被駆動部材を停止させる。【選択図】  図１
2006118863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被駆動部材の移動量を第１の目盛で計測する第１の検出手段と、
該被駆動部材の移動量を該第１の目盛より間隔の細かい第２の目盛で計測する第２の検出手段と、
該被駆動部材を所望の目標位置へ向けて駆動するとともに、該目標位置までの移動残量に応じて該第１の検出手段と該第２の検出手段とを切り換えて用い、該被駆動部材が前記目標位置に到達したことを検出したとき該被駆動部材を停止させる駆動制御手段と
を備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記駆動制御手段は、前記移動残量が所定値より大きい場合は前記第１の検出手段を用い、該所定値より小さくなった場合は前記第２の検出手段を用いることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
被駆動部材の移動に応じて発生する周期信号であって各周期内で該被駆動部材の位置に応じた電圧量を有する位置信号を発生する位置信号発生手段と、
該位置信号より前記被駆動部材の移動量を第１の目盛で検出する第１の検出手段と、
該第１の目盛よりも間隔の細かい第２の目盛の数で表される該被駆動部材の目標移動量を該第１の目盛の数と該第１の目盛間隔未満の残存移動量とに分けて算出する演算手段と、
算出された該残存移動量を電圧量に変換する変換手段と、
該変換手段が出力する電圧量と前記位置信号発生手段が出力する電圧量とを比較する比較手段と、
前記被駆動部材が移動して前記第１の検出手段が前記演算手段の算出した第１の目盛の数を計数し、かつ前記比較手段の出力が反転したとき前記被駆動部材が前記目標移動量を移動したことを検出する第２の検出手段と
を具備することを特徴とする位置検出装置。
【請求項４】
前記変換手段は、前記第１の検出手段が前記演算手段の算出した第１の目盛の数を計数したとき、前記比較手段に前記電圧量を出力することを特徴とする請求項３に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記第１の検出手段は、前記位置信号の所定周期または所定位相ごとにパルスを発生する位置パルス発生手段を有し、該位置パルスを前記第１の目盛として前記被駆動部材の移動量を検出することを特徴とする請求項３または４に記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記位置信号発生手段は、前記位置信号として第１の位置信号と、該第１の位置信号と位相が９０°ずれた第２の位置信号と、該第１の位置信号の極性を反転した第３の位置信号とを出力し、
前記位置パルス発生手段は、該第１の位置信号と該第２の位置信号とを比較する第２の比較手段と、該第１の位置信号と該第３の位置信号とを比較する第３の比較手段とを有し、第２または第３の比較手段のいずれかの出力が反転するたびに前記位置パルスを発生することを特徴とする請求項５に記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被駆動部材を所望の移動量または回転量だけ移動または回転させたり、所望の位置へ移動または回転させるための位置検出装置に関する。本発明の装置は、特に、被駆動部を移動または回転させるためのモーターを駆動源とし、速度検出および位置検出を備えた制御機器において、位置検出を行なうためのデジタル処理回路とアナログ処理回路の双方を効果的に活用し、モーターによって駆動される被駆動部を所定位置で精度良く停止させるように制御するための制御方式を改良するために好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明をカメラのオートフォーカス機能に応用した場合について説明すると、現在、カメラはオートフォーカス機能付きが一般的となり、オートフォーカスにおけるピントの高精度化と、被写体にピントが合うまでの時間短縮が求められている。この課題を解決するための方法として、ピントの高精度化に関してはフォーカスレンズの位置検出に使用しているエンコーダー素子の高精度化が必要と考えられている。
この高精度化のために現在使用されている従来方式としてフォトインタラプタ素子、フォトリフレクタ素子等の光の通過や反射を利用した光学式素子や、ＭＲ素子、ホール素子等の磁気検出素子の使用が一般的となっている。しかしこれらの検出方式はいずれも検出するための測定物に特定パターンを加工することが必要であり、またそのパターンの加工には様々な制約がある。
【０００３】
例えばフォトインタラプタを使用した光の通過方式では、回転部材に取り付けられた円板状の板にスリットと言われる細長い穴を空け、穴の部分は光が通過し、穴以外は遮光させることでその光量差を電気信号に変換して回転部材の回転量を検出させるものがある。この方式で回転部材の回転量をさらに細かく検出することは、円板に空けられた穴の幅を短くかつ１回転当たりの穴の数を多くすることで可能となる。しかし、それを実現するためには円板に高精度な加工技術が必要となり、大変高価な物となってしまう。
また、フォトインタラプタ素子は光信号を電気信号に変換するのにある程度の遅延時間が掛かることが知られている。つまり光電変換の応答性が悪い素子であるため、同じ回転数であっても円板上のスリットが細かくなったことで電気信号に変換した時のＳ／Ｎ比が悪化し、電気的な検出回路も複雑かつ高価な構成にする必要が出て来る。
【０００４】
これらの検出系の不具合を解消するための方法を紹介すると、特許文献１（特開平６−３１３７１８号公報）では、ＭＲ素子を使用した位置検出回路において、素子の出力をＡ／Ｄ変換器で検出し、また素子の出力レンジを最適化するためのオフセット調整をＤ／Ａ変換器を使用した場合について記載されている。
また、複数の検出手段を具備し、それらを切り換える制御を行なう光学機器として、例えば特許文献２（特開２００１−８３３９７号公報）に記載のオートフォーカス（以下ＡＦと記す）レンズでは、フォーカスレンズの駆動速度および駆動量を検出するパルスエンコーダーと、ＡＦ用アクチュエータの駆動速度を検出するパルスエンコーダーの２種類の速度検出手段を具備し、ＡＦ用アクチュエータの起動・加速時にはＡＦ用アクチュエータに近接した速度検出手段からの速度情報で速度制御を行ない、ＡＦ用アクチュエータの減速・停止時はフォーカスレンズに近接した速度検出手段からの速度情報で速度制御を行なうことが記載されている。
【特許文献１】特開平６−３１３７１８号公報
【特許文献２】特開２００１−８３３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献２はフォーカスレンズの停止位置を安定化させるためにメカ的なフリクションをキャンセルさせるための方法であり、特許文献１では電気的な不安定要素を排除するための回路構成となっていて、目的はどちらも安定した位置検出精度を求めたものである。
しかしながら、特許文献１のような方式ではＡ／Ｄ変換器の状態を常に検出しなければならず、移動量制御と速度制御を伴う機器に使用した場合、各制御部の負荷が増大する。その対策としては、各々の制御を独立させるか、または制御部自体を高速化することが考えられるがいずれも制御部が高価な物となってしまう。
また、特許文献２に記載されている方式では検出系に使用するパターンの分解能が製造上制限されたままであり、フォーカスレンズの移動量を細かく設定出来ない。また微小なフォーカスレンズの移動を行なった場合には効果が低い等の問題が発生する。
【０００６】
図２は特許文献１に記載された回路を分かり易くするために簡略化した検出系の回路を表している。
同図の回路ＡはＭＲ素子の出力を抵抗で分圧して取り出す方式である。ＶＲ１は出力のオフセット電圧を調整している。分圧された出力はマイコンのアナログ入力端子に接続され、マイコンのＡ／Ｄ変換機能で細かい電圧に分割され、その電圧値が移動量として検出される。例えばアナログ信号の振幅が１Ｖであった場合でＡ／Ｄ変換器の電源電圧が３Ｖ、１０ビット分解能の場合、１Ｖ／３Ｖ×１０２４＝約３４１となり、ＭＲ素子の１Ｖの振幅出力は３４１個に分割され、かなりの高精度化が出来ることになる。
但し、ＭＲ素子からの振幅信号をマイコンは常に監視する必要があり、同じマイコンで他の制御（例えば速度制御）を行なうことはかなり困難である。したがって、もう一つの別マイコンを用意するか或いは高速なマイコンを使用することが必要となり、高価でかつ消費電力が増えることが考えられる。
【０００７】
また、特許文献１で説明されている方法を簡易化するための方式として同図回路Ｂを説明するとＶＲ２は出力のオフセット電圧を調整している。分圧された出力はコンパレータＩＣ（ＣＯＭＰ）の入力に接続され、ＣＯＭＰのもう一方の入力端子にはＲ１とＲ２で抵抗分圧された固定電圧が入力されている。その固定電圧を基準電圧とし、ＭＲ素子からの検出電圧と基準電圧に対する高低差が方形波としてＣＯＭＰから出力される。この方形波をマイコンでカウントすることで測定物の移動量として検知させることができる。
この方式で高精度な検出を行なうためには上記背景技術の欄で説明したようにＭＲ素子の測定対象物自体の高精度な加工技術が必要となり、高価な構成となってしまう。
本発明は、上述の従来例における問題点を解消することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明に係る第１の位置検出装置は、被駆動部材の移動量を第１の目盛で計測する第１の検出手段と、該被駆動部材の移動量を該第１の目盛より間隔の細かい第２の目盛で計測する第２の検出手段と、該被駆動部材を所望の目標位置へ向けて駆動するとともに、該目標位置までの移動残量に応じて該第１の検出手段と該第２の検出手段とを切り換えて用い、該被駆動部材が前記目標位置に到達したことを検出したとき該被駆動部材を停止させる駆動制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明において、移動とは、直線移動および曲線移動は言うに及ばず、被駆動部材が回転体である場合その回転をも含むものである。
前記駆動制御手段は、前記移動残量が所定値より大きい場合は前記第１の検出手段を用い、該所定値より小さくなった場合は前記第２の検出手段を用いることが好ましい。
計測は、被駆動部材が各目盛を通過する近傍でのみ行えば足りる。したがって、間隔の広い第１の目盛で計測した部分については、被駆動部材の移動量計測のための処理時間を減少させることができる。また、残りの部分を第２の目盛で計測することにより、第１の目盛でのみ計測した場合に比べて位置検出精度を大幅に向上させることができる。
前記第１の位置検出装置において、第２の検出手段は、被駆動部材の移動に応じて発生する周期信号であって各周期内で該被駆動部材の位置に応じた電圧量を有する位置信号を発生する位置信号発生手段と、該電圧量をＡ／Ｄ変換する手段とで構成することもできる。このＡ／Ｄ変換手段は、第２の目盛のそれぞれに対応するディジタル値を発生する手段と、このディジタル値を電圧量に変換する変換手段と、該変換手段が出力する電圧量と前記位置信号発生手段が出力する電圧量とを比較する比較手段と、この比較手段の出力が反転したときの前記ディジタル値を位置計測値として出力する手段とで構成してもよい。
【００１０】
本発明に係る第２の位置検出装置は、被駆動部材の移動に応じて発生する周期信号であって各周期内で該被駆動部材の位置に応じた電圧量を有する位置信号を発生する位置信号発生手段と、該位置信号より前記被駆動部材の移動量を第１の目盛で検出する第１の検出手段と、該第１の目盛よりも間隔の細かい第２の目盛の数で表される該被駆動部材の目標移動量を該第１の目盛の数と該第１の目盛間隔未満の残存移動量とに分けて算出する演算手段と、算出された前記残存移動量を電圧量に変換する変換手段と、該変換手段が出力する電圧量と前記位置信号発生手段が出力する電圧量とを比較する比較手段と、前記被駆動部材が移動して前記第１の検出手段が前記演算手段の算出した第１の目盛の数を計数し、かつ前記比較手段の出力が反転したとき前記被駆動部材が前記目標移動量を移動したことを検出する第２の検出手段とを具備することを特徴とする。
この第２の位置検出装置によれば、位置検出に係る処理時間のうち、全移動量を第１の検出手段により計測する場合に比べても、増加する時間は、残存移動量の算出時間と、残存移動量を電圧量に変換する時間と、比較手段の出力反転を判断するための時間程度のものであり、第２の検出手段による計測処理の時間も、前記位置信号をＡ／Ｄ変換する場合のように、被駆動部材が移動する時間間隔ごとに位置計測処理を行う場合に比べてさらに処理時間を短縮することができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態において、前記変換手段は、前記第１の検出手段が前記演算手段の算出した第１の目盛の数を計数したとき、前記比較手段に前記電圧量を出力する。また、前記第１の検出手段は、前記位置信号の所定周期または所定位相ごとにパルスを発生する位置パルス発生手段を有し、該位置パルスを前記第１の目盛として前記被駆動部材の移動量を検出する。より具体的な例として、前記位置信号発生手段は、前記位置信号として第１の位置信号と、該第１の位置信号と位相が９０度ずれた第２の位置信号と、該第１の位置信号の極性を反転した第３の位置信号とを出力し、前記位置パルス発生手段は、該第１の位置信号と該第２の位置信号とを比較する第２の比較手段と、該第１の位置信号と該第３の位置信号とを比較する第３の比較手段とを有し、第２または第３の比較手段のいずれかの出力が反転するたびに前記位置パルスを発生する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、マイコンの処理時間を大幅に削減することができ、より安価なマイコンを選択することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施の形態を実施例に基づき図面を用いて説明する。
図１は本発明の一実施例に係るオートフォーカス式一眼レフカメラの構成を示す。
同図において、１はオートフォーカス式交換レンズ、２は被写体にピントを合わせるための光学レンズとその光学レンズを保持して光軸方向に移動するメカ機構を含むフォーカスユニット、３はフォーカスユニット２を光軸方向に移動させるための駆動源であるモーターとそのモーターの駆動力を伝達するための複数のギア列を含むモーターユニット、４はフォーカスユニット３内の１部のギアに、パルス板と呼ばれる周囲が着磁された円形の板を接続し、そのモーターの回転に合わせてパルス板が回転して、それをＭＲ素子と呼ばれる素子で磁界の強弱を読み取って出力し、増幅器や比較器などからなる電気回路を経てレンズマイコン７で読み取るように構成されている検出器である。この検出器は、ＭＲ素子やホール素子等の磁束を検出するもの以外に、フォトインタラプタやフォトリフレクタ等の光線の透過や反射を検出するタイプであってもよい。
【００１４】
６は予め交換レンズに関する各種情報を記憶したＥＥＰＲＯＭである。本実施例においては、例えば検出器４からの速度に関する出力値と比較するためのデータを記憶させている。７はレンズ１の全ての制御を司るレンズマイコンである。レンズマイコン７の機能として、汎用Ｉ／Ｏポート、シリアル通信機能、タイマーカウンタ機能、Ａ／Ｄ機能、Ｄ／Ａ機能、外部端子による複数の割り込み入力機能等がある。８はカメラ−レンズ間で通信するための接点ユニットである。カメラ側には複数の金属の突起が出ていて、レンズ側はその突起に接触するように金属切片が埋め込まれている。カメラ側の突起には電源端子、ＧＮＤ端子、入力端子、出力端子、同期クロック端子等が接続されていて、レンズをカメラに装着するとレンズ側の突起と接触させるように構成され、レンズマイコン７はその接点を通じて同期式シリアル通信によるカメラ−レンズ間通信と電源供給を受けている。
【００１５】
１１はカメラのオートフォーカス用の測距ユニットである。この測距ユニット１１によって被写体までの距離を測定するように構成されている。測距ユニット１１は赤外光や音波等がカメラと被写体の間を往復する時間によって測距を行なうタイプの他に、現在のオートフォーカスの主流である、いわゆる位相差方式でもなんら問題はない。１２はカメラの全ての制御を司るカメラマイコンである。カメラマイコン１２はレンズマイコン７との通信や、測距ユニット１１からの出力値からフォーカスユニット２の移動すべき量を割り出すように構成されている。１３はカメラ本体である。カメラ１３にはこの他に様々な機能が備わっているが、これらの機能は本発明とは無関係のため、説明を省略する。また、図１の実線矢印は電気的接続を意味し、点線はメカ的接続を意味する。一点差線は光軸を表す。
【００１６】
上記構成をもとにカメラ１３とレンズ１の動作を説明する。
カメラ１３には不図示のスイッチがあり、使用者によってそのスイッチが操作されると、カメラマイコン１２は測距ユニット１１を動作させる。測距ユニット１１は被写体までの距離を測距して結果をカメラマイコン１２に出力する。カメラマイコン１２はレンズマイコン７にその測距結果を、接点ユニット８を通じて送信し、レンズマイコン７は受信した測距結果に基づいてフォーカスユニット２の現在位置とのズレ量および移動方向を演算し、そのズレ量分だけフォーカスユニット２を移動させるように動作する。レンズマイコン７はフォーカスユニット２を設定した方向に移動させるべく、モーターユニット内のモーターに電圧を印加する。モーターが起動するとモーターユニット３内のギアが回転し、ギア間のバックラッシュが詰まった時点でフォーカスユニット２に駆動力が伝達し、フォーカスレンズが移動を開始する。モーターユニット内の１部のギアに接続された前記パルス板はギアの回転と同期回転し、検出器４内のＭＲ素子がパルス板の回転に伴う出力変化を検知してレンズマイコン７に回転量および回転速度として伝達する。
【００１７】
図３は検出器４内に取り付けられているＭＲ素子からの出力をレンズマイコン７で検出するための電気回路図である。また、図４は図３の各要素の出力波形を表している。図３および図４をもとに図１のカメラの動作を説明する。
検出器４内には２つのＭＲ素子が取り付けられていて、着磁されたパルス板からの磁界強度周期に対し、９０°位相がずれた位置にそれぞれ配置されている。一方のＭＲ素子をＡとし、他方をＢとした時の波形が図４のＡａｎｌ波形とＢａｎｌ波形である。この波形からモーターが所定方向に回転中は位相が９０°ずれていてＢａｎｌ信号の方が位相が進んでいることが分かる。モーターが逆方向に回転すると、Ｂａｎｌ信号の方が位相が９０°遅れることになる。
図３のＶＲ３とＶＲ４はＭＲ素子ＡとＭＲ素子Ｂのオフセット調整用のボリューム抵抗である。通常、ＭＲ素子自体のオフセット量は微小であるため省くことも可能である。ＶｒｅｆはＲ３とＲ４の各抵抗で分圧された基準電圧である。通常、Ｒ３＝Ｒ４とし、Ｖｒｅｆ＝１／２ＶＣＣとしている。
【００１８】
ＡＭＰ１はＶｒｅｆを基準電圧としたＢａｎｌ出力の反転増幅器であり、増幅率は抵抗Ｒ６とＲ５で決定される。本実施例ではＲ６＝Ｒ５としてＢａｎｌの反転出力である／Ｂａｎｌを出力している。図４からＢａｎｌに対して／Ｂａｎｌが反転していることが確認できる。ＣＯＭＰ１は基準電圧ＶｒｅｆとＡａｎｌ波形を比較している比較器である。これはＡａｎｌのアナログ信号波形をＡｐｌｓというデジタル信号波形に変換している。このＡｐｌｓ信号はレンズマイコン７のデジタル入力端子に接続されている。ＣＯＭＰ２は基準電圧ＶｒｅｆとＢａｎｌ波形を比較している比較器である。これはＢａｎｌのアナログ信号波形をＢｐｌｓというデジタル信号波形に変換している。このＢｐｌｓ信号はレンズマイコン７のデジタル入力端子に接続されている。
【００１９】
ＣＯＭＰ３はＡａｎｌ信号とＢａｎｌ信号波形を比較している比較器である。これはＡａｎｌ信号とＢａｎｌ信号の電圧値の大小を比較し、結果をＡｖｓＢというデジタル信号波形に変換している。ＡｖｓＢ信号はＢａｎｌ信号の電圧値に対し、Ａａｎｌ信号の電圧の方が高い電圧の場合はＨｉレベル信号を出力する構成となっている。ＣＯＭＰ４はＡａｎｌ信号と／Ｂａｎｌ信号波形を比較している比較器である。これはＡａｎｌ信号と／Ｂａｎｌ信号の電圧値の大小を比較し、結果をＡｖｓ／Ｂというデジタル信号波形に変換している。Ａｖｓ／Ｂ信号は／Ｂａｎｌ信号の電圧値に対し、Ａａｎｌ信号の電圧の方が高い電圧の場合はＨｉレベル信号を出力する構成となっている。
【００２０】
ＣＯＭＰ５はＡａｎｌ信号とレンズマイコン７に内蔵されているＤ／Ａ機能からのアナログ信号出力Ｖｓｔｏｐ電圧とを比較している比較器である。これはＡａｎｌ信号とＶｓｔｏｐ信号の電圧値の大小を比較し、結果をＡｓｔｐというデジタル信号に変換している。Ａｓｔｐ信号はＶｓｔｏｐ信号の電圧値に対し、Ａａｎｌ信号の電圧の方が高い電圧の場合はＬｏレベル信号を出力する構成となっている。ＣＯＭＰ６はＢａｎｌ信号とレンズマイコン７に内蔵されているＤ／Ａ機能からのアナログ信号出力Ｖｓｔｏｐ電圧とを比較している比較器である。これはＢａｎｌ信号とＶｓｔｏｐ信号の電圧値の大小を比較し、結果をＢｓｔｐというデジタル信号に変換している。Ｂｓｔｐ信号はＶｓｔｏｐ信号の電圧値に対し、Ｂａｎｌ信号の電圧の方が高い電圧の場合はＬｏレベル信号を出力する構成となっている。ＶＣＣはカメラ１３から供給されている電源である。
【００２１】
図５は図３での動作を簡略化した動作信号図である。図３と図５を用いてモーターの回転量検出の方法を詳しく説明する。
ＭＲ素子Ａからの信号（Ａａｎｌ信号）をＡ信号、ＭＲ素子Ｂからの信号（Ｂａｎｌ信号）をＢ信号と表現した場合、それぞれＡ信号とＢ信号はレンズマイコン７内のＡ／Ｄ変換器を使用して検出している。
【００２２】
始めに図５からＡ信号とＢ信号のピーク点はほとんど電圧が変動しないことが分かる。そのため、そのままＡ信号、Ｂ信号の電圧を検出してもピーク点と変化点とでは信号変化の傾きが異なることで検出電圧値を同じ移動量として認識させることは出来ない。
そこで図５のようにＡとＢ、Ａと／Ｂの信号をそれぞれ比較すると、Ａ＞ＢかつＡ＜／Ｂの領域ではＡ信号の立ち上がり、Ａ＞ＢかつＡ＞／Ｂの領域ではＢ信号の立ち上がり、Ａ＜ＢかつＡ＞／Ｂの領域ではＡ信号の立ち下がり、Ａ＜ＢかつＡ＜／Ｂの領域ではＡ信号の立ち下がりとなっていることが分かる。つまりそれぞれの信号電圧の大小を比較し、上記した状態の時にＡ信号とＢ信号をＡ／Ｄ変換器で読み取り、立ち上がり状態なら加算し、立ち下りなら前回の検出電圧に対する現在の検出電圧の差分を加算させることで停止位置からの積算された移動量として読み取ることが可能となる。図３のＡｖｓＢ信号とＡｖｓ／Ｂ信号はこのＡａｎｌ信号とＢａｎｌ信号のどちらを読み取るか決定する場合の論理信号として使用している。
【００２３】
但し、前述したようにＡａｎｌ信号とＢａｎｌ信号をＡｖｓＢ信号とＡｖｓ／Ｂ信号の切換りに応じて常に読み取る構成にした場合、レンズマイコン７の処理が膨大なものとなってしまい、モーター駆動中は他の処理がほとんど出来なくなってしまう。その点に関して更に説明を続ける。
図６は本実施例の停止位置検出を説明するための図である。前述したようにＭＲセンサ出力信号を常に読み取る方法ではレンズマイコン７は他の処理が出来ない。そこで本実施例では、図６に示すように、比較器ＣＯＭＰとレンズマイコン７に内蔵されているＤ／Ａ変換器とを使用した構成としている。ＣＯＭＰのマイナス入力端子にはＭＲセンサ信号が入力されていて、プラス端子にはＤ／Ａ変換器信号が入力されている。
【００２４】
モーターが回転中はＭＲセンサから正弦波信号が出力されているが、目標の位置で精度良くフォーカスユニット２を停止させれば良い訳であるから、常にこの正弦波信号を読み取る必要は無く、目標位置となる電圧値をあらかじめ演算で求めておき、その電圧値になる直前でＤ／Ａ変換器で、演算で求めた電圧を出力させ、同時にレンズマイコン７の外部割り込み端子に接続されたＣＯＭＰ出力の立ち上がり信号でマイコンに割り込みを掛けるような処理を行なう。つまり、停止させたい位置に到達したらレンズマイコン７に割り込みが発生し、その割り込み処理でモーター駆動を禁止させることで精度良くフォーカスユニット２を停止させることが可能となる。図６において、例えばあらかじめ演算で目標停止位置電圧Ｖ１を求め、停止位置直前でＤ／Ａ変換器でＶ１を発生させ、目標停止位置電圧がＶ２なら停止位置直前でＤ／Ａ変換器でＶ２を発生させることで良いことになる。実際の流れはモーター駆動前に停止電圧を演算しておき、停止直前で演算した電圧を出力するだけであるため、レンズマイコン７の処理に関わる負荷は前述したＡ／Ｄ変換器で直接電圧を読むタイプに比べると限りなくゼロに等しいことが判断できる。
【００２５】
また、前述した停止直前の位置は図３のＡａｎｌ信号とＢａｎｌ信号をデジタル信号に変換したＡｐｌｓ信号とＢｐｌｓ信号またはＡｖｓＢ信号とＡｖｓ／Ｂ信号を使用することで簡単に判別出来る。例えば図５のＭＲセンサ信号であるＡ信号の１周期内は同図のように４つのエリアに分割することが出来、常にこの４つが繰り返し出力されていることが判別できる。Ａ信号の１周期がＤ／Ａ変換の分解能で１０００パルスとした場合、目標位置が９００パルスなら９００／（１０００／４）＝３．６となり３分割を過ぎた４番目のエリアの０．６×（１０００／４）＝１５０パルス目と計算する。分かり易くするためスタート位置が図５のＡ信号の立ち上がり内の位置でかつ最も低い電圧Ｃ位置であった場合、４番目のエリアの信号であるＢ信号の立下り信号を読み取り、かつ１５０パルス目の電圧が発生している位置となる。スタート位置がずれている場合はこのずれた電圧値を１５０パルス目の電圧値に加算すれば良い（加算した結果が４分割目となる場合もあるがこの場合はＡ信号の立ち上がり位置内、すなわち次の周期の第１エリア内と判別出来る）。つまり図５のＡ＜ＢかつＡ＜／Ｂとなる境界（図３ではＡｖｓＢ信号がＬｏでＡｖｓ／Ｂ信号がＬｏの時）を検出し、そのタイミングで１５０パルス位置相当の電圧をＤ／Ａ変換器で出力させ、比較器の出力変化点を検出したらモーターを停止させることで停止位置精度を向上させることができる。また、分割位置検出用の信号としてＡｐｌｓ信号とＢｐｌｓ信号を使用しても初期位置が前述した値と異なるだけなので同様な制御が可能である。
【００２６】
さらにモーターユニット３の回転量が微小駆動の場合、ＡｖｓＢ信号やＡｖｓ／Ｂ信号の切換りが発生する前に停止位置に到達する可能性があり、その場合はモーター駆動と同時にＤ／Ａ変換器に所定の電圧を印加させることで、同様な制御が可能となる。
【００２７】
以上のことを踏まえて図１および図３を使用してレンズマイコン７の動作について説明を続ける。
レンズマイコン７は、カメラマイコン１２が送信した測距結果を接点ユニット８を通じて受信し、その受信した測距結果に基づいてフォーカスユニット２の現在位置とのズレ量および移動方向を演算し、そのズレ量分だけフォーカスユニット２を移動させるように動作する。演算で求めたズレ量とはフォーカスユニット２を移動させる場合のパルス数である。実際にこの演算を行なう前提条件としてレンズマイコン７のＡ／Ｄ変換器は電源電圧５Ｖを印加され、１０ビットの精度を持っているものとし、Ａａｎｌ信号またはＢａｎｌ信号は２．５Ｖ±２．５Ｖの振幅電圧を出力するものとする。初めにＡ／Ｄ機能を使った場合、Ａａｎｌ振幅が±２．５ＶでＢａｎｌとの位相差が９０°とするとｓｉｎとｃｏｓの関係にあることから、その交点は√２／２×２．５×２＝約３．５３となり約３．５３Ｖの振幅をＡ／Ｄ変換した場合、３．５３Ｖ／５Ｖ×１０２４ビット＝約７２３となる。また、Ａａｎｌ信号とＢａｎｌ信号の交点は低い電圧が５Ｖ／３．５３Ｖ／２＝約０．７０８Ｖで、高い電圧では３．５３Ｖ＋０．７０８Ｖで４．２４Ｖとなる。これらのことからＡ／Ｄ変換における移動量の分解能は振幅のピーク−ピークで７２３分割（パルス）となり、これを最小分解能とした前記ズレ量を演算した結果、１００００パルス分の移動が必要とした場合、１００００／７２３パルス＝１３回の変化点通過＋６０１パルスが目標位置となる。
【００２８】
ここでスタート位置がＡｖｓＢ信号とＡｖｓ／Ｂ信号の状態からＢａｎｌの立ち下り位置内であった場合、１３分割目は信号の読み取りが４周期で繰り返されていることを加味すると１３分割／４周期で＝３＋０．２５で０．２５とは現在の位置から１つ先の分割位置であり、Ａ信号の立ち上がり分割内であることが判別出来る。そこでＡａｎｌ信号の現在の電圧値をＡ／Ｄ変換器で読み取った結果、（分かり易くするために）０．７０８Ｖと最も低い電圧値であった場合（中間電圧の場合はその電圧を加算した結果で分割位置と目標パルス、目標電圧を割り出し修正する）、６０１パルスの電圧は６０１／７２３×３．５３Ｖ＋０．７０８Ｖ＝約３．６４Ｖとなる。つまりこの電圧がＤ／Ａ変換器で出力する電圧となる。
【００２９】
まとめると、レンズマイコン７は上記演算をモーター駆動前に終了させ、モーターを駆動する。ＡｖｓＢ信号とＡｖｓ／Ｂ信号を読み飛ばさない程度の周期で検出し、１３周期目をカウントする。１３周期目の切換りを検出したらＤ／Ａ変換器でＶｓｔｏｐ信号に３．６４Ｖを出力し、Ａａｎｌ信号の立ち上がり信号検出であることからＡｓｔｐ信号の立下りで割り込みを掛けられるように設定する。レンズマイコン７は割り込み信号が入力されるまで他の処理を続け、割り込み信号が入力された場合はモーターの駆動を停止させる。レンズマイコン７はモーターを停止させたことで、フォーカスユニット２が所定の位置で停止したと判断し、カメラマイコン１２にモーター停止の情報を送る。
【００３０】
図７はカメラマイコン１２のオートフォーカスに関する処理を表すフローチャート図である。同図に基づいて図１のカメラのオートフォーカス動作を説明する。
図１のカメラ１３は、不図示のレリーズボタンが装備されていてこのレリーズボタンで使用者がカメラ１３に対して動作を促す仕様となっている。レリーズボタンは２段のストロークスイッチとなっていて、１段目（１ストローク）だけＯＮしている場合はＡＦ動作、２段目までＯＮしている場合はレリーズ動作になるように設定されている。以下この１ストロークでのＯＮをＳ１、２ストロークまでのＯＮをＳ２と呼ぶ。
【００３１】
［ステップ１００、１０１］
初めにカメラマイコン１２は使用者がＳ１だけＯＮさせているかを判断する。何も押されていない場合はステップ１００へ移行し、押されている場合はステップ１０２へ移行する。
［ステップ１０２］
Ｓ１が押されているため、カメラマイコン１２は測距ユニット１１に測距開始の指令を出し、現在の被写体までの距離を測距する（位相差方式の場合は焦点状態を検出する）。
【００３２】
［ステップ１０３］
測距したデータをレンズマイコン７に送信し、レンズマイコン７は受信した測距データとフォーカスユニット２の現在位置を比較し、その結果をカメラマイコン１２に送信する（図８ステップ２００〜２０３）。カメラマイコン１２は受信したピント状態を判断し、被写体にピントが合っている場合は何もせず、ＡＦ動作を終了させるためにステップ１０６へ移行する。
［ステップ１０４］
ステップ１０３で判断した結果、被写体にピントが合っていない場合はフォーカスユニット２を移動させてピントを合わせるための通信をレンズマイコン７に送信する。この時通信されるデータは前記した測距情報とレンズ補正許可をレンズマイコン７に指示するためのステータスデータである。
【００３３】
［ステップ１０５］
レンズマイコン７はフォーカスユニット２の移動が終了する（図９のステップ３０８）と、その旨をカメラマイコン１２にステータス情報として送信する（図８ステップ２００〜２０３）。カメラマイコン１２はレンズのステータス情報を確認し、補正が終了するまで待つ。
［ステップ１０６］
ステップ１０５でカメラマイコン１２がレンズの補正が終了したと判断した場合はレンズの補正を禁止するステータス情報をレンズマイコン７に送信し、ピントの補正処理を終了する。
【００３４】
図８はレンズマイコン７の通信割り込み処理に関するフローチャート図である。同図と図１をもとに本実施例の動作を説明する。
［ステップ２００、２０１］
初めにカメラマイコン１２から通信が送信されると、カメラマイコン１２から送信されたコマンドデータを確認する。コマンドデータとはカメラマイコン１２からレンズマイコン７への要求内容を表すコードデータで、レンズマイコン７はこのコードデータを解析してカメラからの要求を判別する。コマンドデータの内容としてフォーカスユニット２の移動許可命令、フォーカスユニット２の移動停止命令、光学に関する情報（焦点距離、ＦＮｏ、レンズステータス情報等）の送信要求、測距情報の受信要求などがあり、レンズマイコン７はこれらのコマンドデータを解析する。
【００３５】
［ステップ２０２］
レンズマイコン７はコマンドデータを解析してカメラマイコン１２に必要なデータを送信する。この時、カメラマイコン１２から受信したコマンドデータがレンズのステータス情報であった場合、レンズマイコン７は現在フォーカスユニット２が移動中か停止中かを判断し、カメラマイコン１２へのステータス情報送信データとして結果を記録する。このステータス情報はカメラマイコン１２からの次の通信を受信した時に、カメラマイコン１２に送信される。また、カメラマイコン１２から受信したコマンドデータが測距情報受信要求であった場合、レンズマイコン７は次の通信で測距情報をカメラマイコン１２から受信し、データを内部メモリーに記憶しておく。
［ステップ２０３］
カメラマイコン１２からの通信によるコマンド解析、データのセット、および送信処理が終了したら割り込み処理を終了する。
【００３６】
図９はレンズマイコン７のフォーカスユニット２の移動に関するプログラムのフローチャート図である。同図と図１をもとに説明を続ける。
［ステップ３００、３０１］
カメラ１３にレンズ１が取り付けられることで、レンズマイコン７には接点ユニット８を通じて電源が供給され、レンズマイコン７はリセット処理を実行する。処理が終了すると不図示のレンズ１に取り付けられたスイッチ類の状態を検出し、内部メモリーに記憶する。このスイッチ類とは例えばオートフォーカスとマニュアルフォーカスの２つの動作モードを切り換えるスイッチや、手ぶれ補正の動作・非動作を選択するスイッチ類がある。
【００３７】
［ステップ３０２］
レンズマイコン７とカメラマイコン１２は接点ユニット８を通してお互いの通信を行なう構成となっていて、レンズマイコン７はカメラマイコン１２からフォーカスユニット２の補正許可が送信されたかを確認する。補正許可が送信されていない場合はステップ３０１に戻り、再びスイッチ類の状態検出を行なう。なお、カメラからの通信はレンズマイコン７の割り込み処理（図８）で処理される構成となっていて必要な情報（例えば上記、補正許可など）は割り込み処理内でレンズマイコン７の内部メモリーに記憶される。
【００３８】
［ステップ３０３］
ステップ３０２でカメラマイコン１２からフォーカスユニット２の補正許可が送信されていた場合、電圧による現在の位置情報と停止させるべき位置情報および電圧値を演算し、内部メモリーに記憶させておく。レンズマイコン７は各演算が終了したら即座にモーターユニット３を駆動してフォーカスユニット２の移動を開始する。この時カメラマイコン１２に対し、フォーカスユニット２が移動中であることを知らせるためのフラグをセットし、カメラマイコン１２に通信する。カメラマイコン１２はこの通信によってフォーカスユニット２が移動中であることを認識する。
【００３９】
［ステップ３０４］
レンズマイコン７は検出器４から出力されるそれぞれの粗い移動量であるＡｖｓＢ信号とＡｖｓ／Ｂ信号の切換りをカウントし、予め定められた所定量とを比較して所定量に達するまで待機する。ここで言っている所定量とはＡｖｓＢ信号とＡｖｓ／Ｂ信号による停止分割位置を検出するためのカウント数である。
［ステップ３０５］
ステップ３０４で、所定量に達した場合は、モーターユニット３の駆動前に演算した結果をメモリーから読み出し、Ｄ／Ａ変換器で所定の電圧を出力する。またメモリーの値から２つの外部割り込みの内、どちらか一方の割り込みを許可する。
【００４０】
［ステップ３０６］
レンズマイコン７はあらかじめ設定してあった目標速度情報Ｖｍと現在のフォーカスユニット２の速度を判別し、目標の速度になるようにモーターユニット３に印加する電圧を変更する。なお、現在の速度は単位時間当たりのＡｐｌｓ信号またはＢｐｌｓ信号の変化数から算出可能である。
［ステップ３０７］
レンズマイコン７はモーターユニット３への電圧が供給されているかを判別し供給されている場合はステップ３０５へ移行する。
【００４１】
［ステップ３０８］
レンズマイコン７はカメラマイコン１２から送信された測距情報に基づいた所定移動量だけフォーカスユニット２が移動したと判断し、カメラマイコン１２に対しフォーカスユニット２が停止中であることを知らせるため移動中フラグをクリアしてカメラマイコン１２に通信する。カメラマイコン１２はこの通信を受信したらフォーカスユニット２が所定位置に達したと判断し、次の動作に移行する。
【００４２】
図１０はレンズマイコン７の外部割り込みによる割り込み処理に関するプログラムのフローチャート図である。同図をもとに説明を続ける。
レンズマイコン７は、図３のＣＯＭ５もしくは６または図６のＣＯＭの出力（図３のＡｓｔｐまたはＢｓｔｐ）が反転したとき、これを割り込み信号として図１０の割り込み処理を開始する。
［ステップ４００、４０１、４０２］
レンズマイコン７は即座にモーターユニット３への電圧供給を停止し、割り込み処理を終了する。
このモーターユニット３への電圧供給が停止したことはレンズマイコン７により判別されてレンズ駆動処理が終了し（図９のステップ３０７および３０８）、それがカメラマイコン１２に通信され（図８）、ピント補正が終了する（図７のステップ１０５および１０６）。
【００４３】
以上が本発明に関する実施例の説明であり、本実施例ではレンズ交換タイプの一眼レフカメラを想定して記述してあるが、回転量や移動量を検出する手段が装備している制御機器であれば、それら全てに対応するものである。特に検出精度をより向上させることを目的とし、本発明を適用することによって極簡単な制御方式となることは言うまでも無い。
本発明を用いることでマイコンの処理時間を大幅に削減でき、より安価なマイコンを使用することができる。
【００４４】
なお、上述において、第２の検出手段は、目標移動量をＭＲ素子Ａの出力の１周期を４分割した第１の目盛の範囲内での位置（残存移動量）を電圧量に変換し、これとＭＲ素子Ａの出力する電圧量とを比較して、それらの一致する点をフォーカスレンズの目標位置として検出しているが、ＭＲ素子Ａ等の位置センサの出力を直接Ａ／Ｄ変換して、これをフォーカスレンズ等の被駆動部材の現在位置としてもよい。このＡ／Ｄ変換手段は、レンズマイコン７のＤ／Ａ変換機能を利用して構成することができる。すなわち、このＤ／Ａ変換機能に順次のディジタル値を入力してそれぞれ電圧量に変換し、この電圧量と前記位置センサの出力とが一致する点を被駆動部材の現在位置として検出する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施例に係るオートフォーカス式カメラと交換レンズの内部ブロック図である。
【図２】従来の移動量検出方式の説明図である。
【図３】移動量検出系の回路図である。
【図４】図３の回路図における各端子のタイムチャート図である。
【図５】移動量検出の原理図である。
【図６】停止位置精度向上に関する説明図である。
【図７】カメラマイコンのフローチャート図である。
【図８】レンズマイコンのフローチャート図である。
【図９】レンズマイコンのフローチャート図である。
【図１０】レンズマイコンのフローチャート図である。
【符号の説明】
【００４６】
１：オートフォーカス式交換レンズ
２：フォーカスユニット
３：モーターユニット
４：検出器
６：ＥＥＰＲＯＭ
７：レンズマイコン
８：接点ユニット
１１：測距ユニット
１２：カメラマイコン
１３：カメラ本体
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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