(57)【要約】【課題】レンズ駆動機構のバックラッシュ量を検出し、バックラッシュ除去動作を最適に行い、レンズを高速に精度良く駆動させることである。【解決手段】駆動モータと、フォーカスレンズの移動量を検出するためのフォーカスレンズ位置検出手段と、前記フォーカスレンズ駆動モータの回転量を検出するモータ回転量検出手段を有し、前記フォーカスレンズが駆動状態から停止状態になったときの、前記フォーカスレンズ位置検出手段の検出結果と前記モータ回転量検出手段の検出結果の差を算出し、フォーカスレンズ駆動モータに印加する電圧を変更する。【選択図】        図１
2006126329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点調節用のフォーカスレンズと前記フォーカスレンズを駆動させるためのフォーカスレンズ駆動モータと、前記フォーカスレンズの移動量を検出するためのフォーカスレンズ位置検出手段と、前記フォーカスレンズ駆動モータの回転量を検出するモータ回転量検出手段を有し、
前記フォーカスレンズが駆動状態から停止状態になったときの、前記フォーカスレンズ位置検出手段の検出結果と前記モータ回転量検出手段の検出結果の差を算出する演算手段と、再度前記フォーカスレンズを駆動する場合、前記演算手段の演算結果に基づいて、前記フォーカスレンズ駆動モータに印加する電圧を変更するモータ制御手段を設けたことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
焦点調節用のフォーカスレンズと前記フォーカスレンズを駆動させるためのフォーカスレンズ駆動モータと、前記フォーカスレンズの移動量を検出するためのフォーカスレンズ位置検出手段と、前記フォーカスレンズ駆動モータの回転量を検出するモータ回転量検出手段を有し、
前記フォーカスレンズが所定量駆動され、前記フォーカスレンズが駆動状態から停止状態になったときの、前記フォーカスレンズ位置検出手段の検出結果と前記モータ回転量検出手段の検出結果の差を算出する演算手段と、前記所定量駆動を複数回行ったときの前記演算手段の結果を平均化する平均化手段を有し、再度前記フォーカスレンズを所定量駆動する場合、前記平均化手段の結果に基づいて、前記フォーカスレンズ駆動モータの減速制御を変更するモータ制御手段を設けたことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項３】
前記モータ回転量検出手段は、モータ回転量を前記フォーカスレンズの移動量に正規化する手段を含むことを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ駆動装置。
【請求項４】
焦点調節用のフォーカスレンズと前記フォーカスレンズを駆動させるためのフォーカスレンズ駆動モータと、前記フォーカスレンズの移動量を検出するためのフォーカスレンズ位置検出手段と、前記フォーカスレンズ駆動モータの回転量を検出するモータ回転量検出手段を有するカメラ、レンズ及びカメラシステムにおいて、
前記フォーカスレンズが駆動状態から停止状態になったときの、前記フォーカスレンズ位置検出手段の検出結果と前記モータ回転量検出手段の検出結果の差を算出する演算手段と、再度前記フォーカスレンズを駆動する場合、前記演算手段の演算結果に基づいて、前記フォーカスレンズ駆動モータに印加する電圧を変更するモータ制御手段を設けたことを特徴とするカメラ、レンズ及びカメラシステム。
【請求項５】
焦点調節用のフォーカスレンズと前記フォーカスレンズを駆動させるためのフォーカスレンズ駆動モータと、前記フォーカスレンズの移動量を検出するためのフォーカスレンズ位置検出手段と、前記フォーカスレンズ駆動モータの回転量を検出するモータ回転量検出手段を有するカメラ、レンズ及びカメラシステムにおいて、
前記フォーカスレンズが所定量駆動され、前記フォーカスレンズが駆動状態から停止状態になったときの、前記フォーカスレンズ位置検出手段の検出結果と前記モータ回転量検出手段の検出結果の差を算出する演算手段と、前記所定量駆動を複数回行ったときの前記演算手段の結果を平均化する平均化手段を有し、再度前記フォーカスレンズを所定量駆動する場合、前記平均化手段の結果に基づいて、前記フォーカスレンズ駆動モータの減速制御を変更するモータ制御手段を設けたことを特徴とするカメラ、レンズ及びカメラシステム。
【請求項６】
前記モータ回転量検出手段は、モータ回転量を前記フォーカスレンズの移動量に正規化する手段を含むことを特徴とする請求項４又は５記載のカメラ、レンズ及びカメラシステム。
【請求項７】
焦点調節用のフォーカスレンズと前記フォーカスレンズを駆動させるためのフォーカスレンズ駆動モータと、前記フォーカスレンズの移動量を検出するためのフォーカスレンズ位置検出手段と、前記フォーカスレンズ駆動モータの回転量を検出するモータ回転量検出手段を有し、
前記フォーカスレンズを所定量駆動する前に、前記フォーカスレンズ位置検出手段の出力が最小分解能だけ変化するまで前記フォーカスレンズ駆動モータを駆動し、前記フォーカスレンズ位置検出手段の出力が最小分解能変化後、前記フォーカスレンズ駆動モータを再度前記フォーカスレンズ位置検出手段の出力が最小分解能だけ変化するまで逆方向に駆動し、逆方向に駆動する前の前記モータ回転量検出手段の検出結果と、逆方向に駆動終了後の前記モータ回転量検出手段の検出結果の差を算出する演算手段を設けたことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項８】
前記フォーカスレンズ位置検出手段、もしくは前記モータ回転量検出手段は、出力信号がパルス信号として出力されるパルスエンコーダであることを特徴とする請求項７記載のレンズ駆動装置。
【請求項９】
焦点調節用のフォーカスレンズと前記フォーカスレンズを駆動させるためのフォーカスレンズ駆動モータと、前記フォーカスレンズの移動量を検出するためのフォーカスレンズ位置検出手段と、前記フォーカスレンズ駆動モータの回転量を検出するモータ回転量検出手段を有有するカメラ、レンズ及びカメラシステムにおいて、
前記フォーカスレンズを所定量駆動する前に、前記フォーカスレンズ位置検出手段の出力が最小分解能だけ変化するまで前記フォーカスレンズ駆動モータを駆動し、前記フォーカスレンズ位置検出手段の出力が最小分解能変化後、前記フォーカスレンズ駆動モータを再度前記フォーカスレンズ位置検出手段の出力が最小分解能だけ変化するまで逆方向に駆動し、逆方向に駆動する前の前記モータ回転量検出手段の検出結果と、逆方向に駆動終了後の前記モータ回転量検出手段の検出結果の差を算出する演算手段を設けたことを特徴とするカメラ、レンズ及びカメラシステム。
【請求項１０】
前記フォーカスレンズ位置検出手段、もしくは前記モータ回転量検出手段は、出力信号がパルス信号として出力されるパルスエンコーダであることを特徴とする請求項９記載のカメラ、レンズ及びカメラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にフォーカス駆動機構を搭載したカメラ、レンズ、ビデオなど光学機器に係るレンズ駆動装置及びレンズ駆動装置を有するカメラ、レンズ、カメラシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、オートフォーカス機能を搭載した一眼レフカメラ、交換レンズ、ビデオカメラなどの光学機器において、フォーカスの高速化、高精度化が進んできている。
【０００３】
フォーカス機構は、一般的にアクチュエータと減速ギアやカム等のメカ的な部品が結合されることによって構成されている。このようなフォーカス機構の一例を図９に示す。図９において、６１はフォーカス機構の駆動源であるＤＣモータであり、ＤＣモータ６１に負荷トルク以上に相当する電流を供給すると、ＤＣモータ６１が回転し、ギア６２〜６４を介して出力ギア６５にトルクが伝達される。出力ギア６５にはパルス板６６が結合されており、フォトインタラプタ６７によってパルス板６６の回転量が検出される。また、出力ギア６５はフォーカスリング６８の内径に設けられたギアと噛み合い、フォーカスリング６８を回転させ、不図示のヘリコイドによりフォーカスレンズが光軸方向に移動する。フォーカスレンズの移動量は、フォトインタラプタ６７のパルス出力をカウントすることで得られる。ここで、ピントのズレを補正する場合は、そのズレ量からフォーカスレンズを駆動すべき量（目標パルスカウント値）を算出し、フォーカスレンズを駆動させる。
【特許文献１】特開平０５−０６０９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、パルス板６６と出力ギア６５、出力ギア６５とフォーカスリング６８の間にはバックラッシュが発生するので、例えばフォーカスレンズを駆動し急減速を行った場合、イナーシャでフォーカスレンズが行き過ぎてしまう。つまり、目標パルスカウント値どおりフォーカスレンズを駆動しても、実際のフォーカスレンズの位置は異なっている場合が考えられる。このため、フォーカスレンズを停止させるときはゆっくり減速していかなければならず、オートフォーカスの高速化の障害となっている。
【０００５】
また、摩擦などの負荷や姿勢差によって、最適な減速カーブも違ってくるので、ゆっくり減速してもパルスカウント値とフォーカスレンズ位置に差が出てしまい、多発合焦やピントのズレが発生してしまうという問題があった。
【０００６】
バックラッシュは、各部品の精度を良くすることである程度緩和されるが、コストが高くなってしまうし、ギア列などのメカ機構のバックラッシュを完全に取り去ることは不可能と考えられる。また、ギア列の途中にメカ的なキャンセル機構を持たせることでバックラッシュによる影響を少なくすることができるが、やはりコスト面、部品精度のバラツキなど課題が残る。
【０００７】
このような問題の対策として、フォーカスレンズ近傍にパルス板などのエンコーダを配置し、フォーカスレンズ位置とエンコーダ信号に差が出ないようにすることも考えられるが、モータの制御が困難になる。例えば、モータに電圧を印加しても、バックラッシュによりエンコーダ出力がしばらく変化しないので、モータが動いていないので電圧を上げなければならないのか、実際は動き出しているのかわからない。特に小駆動時のフォーカスレンズの動き出しが遅くなったり、制御性が悪くなったりする。
【０００８】
本出願に係る発明の目的は、レンズ駆動機構のバックラッシュ量を検出し、バックラッシュ除去動作を最適に行い、レンズを高速に精度良く駆動させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本出願に係る発明は、
焦点調節用のフォーカスレンズと前記フォーカスレンズを駆動させるためのフォーカスレンズ駆動モータと、前記フォーカスレンズの移動量を検出するためのフォーカスレンズ位置検出手段と、前記フォーカスレンズ駆動モータの回転量を検出するモータ回転量検出手段を有し、
前記フォーカスレンズが駆動状態から停止状態になったときの、前記フォーカスレンズ位置検出手段の検出結果と前記モータ回転量検出手段の検出結果の差を算出する演算手段と、再度前記フォーカスレンズを駆動する場合、前記演算手段の演算結果に基づいて、前記フォーカスレンズ駆動モータに印加する電圧を変更するモータ制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、上記の目的を達成するため、本出願に係る発明は、
焦点調節用のフォーカスレンズと前記フォーカスレンズを駆動させるためのフォーカスレンズ駆動モータと、前記フォーカスレンズの移動量を検出するためのフォーカスレンズ位置検出手段と、前記フォーカスレンズ駆動モータの回転量を検出するモータ回転量検出手段を有し、
前記フォーカスレンズが所定量駆動され、前記フォーカスレンズが駆動状態から停止状態になったときの、前記フォーカスレンズ位置検出手段の検出結果と前記モータ回転量検出手段の検出結果の差を算出する演算手段と、前記所定量駆動を複数回行ったときの前記演算手段の結果を平均化する平均化手段を有し、再度前記フォーカスレンズを所定量駆動する場合、前記平均化手段の結果に基づいて、前記フォーカスレンズ駆動モータの減速制御を変更するモータ制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
また、上記の目的を達成するため、本出願に係る発明は、
焦点調節用のフォーカスレンズと前記フォーカスレンズを駆動させるためのフォーカスレンズ駆動モータと、前記フォーカスレンズの移動量を検出するためのフォーカスレンズ位置検出手段と、前記フォーカスレンズ駆動モータの回転量を検出するモータ回転量検出手段を有し、
前記フォーカスレンズを所定量駆動する前に、前記フォーカスレンズ位置検出手段の出力が最小分解能だけ変化するまで前記フォーカスレンズ駆動モータを駆動し、前記フォーカスレンズ位置検出手段の出力が最小分解能変化後、前記フォーカスレンズ駆動モータを再度前記フォーカスレンズ位置検出手段の出力が最小分解能だけ変化するまで逆方向に駆動し、逆方向に駆動する前の前記モータ回転量検出手段の検出結果と、逆方向に駆動終了後の前記モータ回転量検出手段の検出結果の差を算出する演算手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、フォーカスレンズが停止したときのフォーカスエンコーダとモータエンコーダの出力信号の差からバックラッシュ量を求め、再駆動時に最適なバックラッシュ除去を行うことができるので、フォーカス駆動の高速化及び高精度化を達成することができる。
【００１３】
また、フォーカスレンズが停止したときのフォーカスエンコーダとモータエンコーダの出力信号の差から、イナーシャによるフォーカスレンズの行き過ぎ量を駆動量ごとに記憶し、過去のデータと平均化することで、最適な減速開始位置を得ることができるので、フォーカス駆動の高速化を達成できる。
【００１４】
また、フォーカスレンズ駆動前に、モータエンコーダとフォーカスエンコーダの出力信号を利用してバックラッシュ量を測定し、駆動時に最適なバックラッシュ除去を行うことができ、フォーカス駆動の高速化及び高精度化を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００１６】
（第１の実施例）
図１には、相互に通信可能なカメラ本体１と交換レンズ２とからなるカメラ装置を示している。カメラ本体１内にはカメラ電気回路部３があり、電気回路部３にはカメラ内の制御を行うカメラＭＰＵ４があり、内部にＣＰＵ５、ＲＯＭ６、ＲＡＭ７、ＥＥＰＲＯＭ８及び入出力ポート（不図示）などが配置されている。前記ＲＡＭ７並びにＥＥＰＲＯＭ８には自動焦点調節（ＡＦ）制御を含む一連のカメラの制御ファームウェア及びパラメータが格納されている。また、カメラＭＰＵ４には交換レンズ２の光学系を通ってきた光の量を測定するための測光部９と、フィルム面から被写体までの距離を測定しＡＦを行うための測距部１０と、フィルムを適当な時間露光するためのシャッター部１１、交換レンズ２とのシリアル通信を行うための通信手段１２と、電源１３とを有している。
【００１７】
また、交換レンズ２内において、１４は焦点調節用フォーカスレンズ、１５はズームレンズ、１６は絞り、１７はズームレンズ１５の位置を検出するズーム位置検出用ブラシ、１８はフォーカスレンズ１４のゾーン位置を検出するフォーカスゾーン位置検出用ブラシ、１９はフォーカスレンズの移動に応じたパルス信号を出力するフォーカスエンコーダ、２０はオートフォーカスとマニュアルフォーカスを切換えるためのＡ／Ｍ切換えスイッチ、２１は交換レンズ２内のレンズ電気回路部である。電気回路部２１内には、フォーカスエンコーダ１９と、カメラ本体１との間でシリアル通信を行うための通信手段２２と、交換レンズ２内の制御を行うレンズＭＰＵ２３と、フォーカスレンズ１４の駆動制御を行うためのフォーカスレンズ駆動制御部２４と、フォーカスレンズ１４を駆動するためのフォーカスレンズ駆動モータ２５と、フォーカスレンズ駆動モータ２５の回転量を検出するモータエンコーダ２６、絞り１６の駆動制御を行う絞り駆動制御部２７と、絞り１６を駆動するための絞り駆動用モータ２８とを有する。レンズＭＰＵ２３の内部には、ＣＰＵ２９、ＲＯＭ３０、ＲＡＭ３１、ＥＥＰＲＯＭ３２及び入出力ポート（不図示）などが配置されている。
【００１８】
ＡＦ動作は、カメラ本体１の測距部１０で測距した結果からピントのズレを算出し、ピントのズレを補正するため、交換レンズ２内のフォーカスレンズ１４をどれだけ駆動させたらよいか（目標駆動量）を算出し、通信手段１２、２２を介してレンズＭＰＵ２３へ送信し、レンズＭＰＵは受信した目標駆動量に基づいて、フォーカスレンズ１４を駆動させることで行われる。
【００１９】
次に、図２を用いて、フォーカスレンズ１４の駆動機構を説明する。
【００２０】
図２において、４１はフォーカスレンズ駆動機構の駆動源であるＤＣモータであり、ＤＣモータ４１に負荷トルク以上に相当する電流を供給すると、ＤＣモータ４１が回転し、ギア４２〜４４を介して出力ギア４５にトルクが伝達される。出力ギア４５はフォーカスリング５０の内径に設けられたギアと噛み合い、フォーカスリング５０を回転させ、不図示のカム、ヘリコイドによりフォーカスレンズが光軸方向に移動する。フォーカスリング５０にはレンズパルス板４６が結合されており、フォトインタラプタ４７によってパルス信号が出力され（図１のフォーカスエンコーダ１９に相当）、パルス信号をカウントすることでフォーカスリング５０の回転量を検出することができる。また、ＤＣモータ４１にもモータパルス板４８が結合されており、フォトインタラプタ４９によってパルス信号が出力され（図１のモータエンコーダ２６に相当）、パルス信号をカウントすることでＤＣモータ４１の回転量を検出することができる。
【００２１】
次に図３に示したフローチャートに従ってカメラ側の動作から説明する。
【００２２】
カメラ側で撮影準備動作開始（測光測距開始）に相当するスイッチＳＷ１（不図示）がＯＮされると、ステップ１００から動作を開始する。
【００２３】
（ステップ１００）ＩＤコード通信を行う。これは、交換レンズ２に対して取り付けられているカメラ本体１の種類を送信したり、交換レンズ２側からは交換レンズ２の種類や焦点距離などの情報が送信されてくる。
【００２４】
（ステップ１０１）測距部１０にある測距素子（不図示）へ投影された被写体像をもとに公知の測距演算を行う。測距素子は像信号蓄積型センサが使用され、そのセンサ蓄積信号が所定レベルとなるように蓄積時間制御がなされるものとする。この際に、被写体像のコントラストが低過ぎる、あるいは被写体像がボケすぎていた場合などで、測距出来ない場合はフォーカスレンズ１４を駆動させサーチ動作を行い、測距出来るポイントを探すのであるが、ここでの説明は省略する。測距できたらステップ１０２へ進む。
【００２５】
（ステップ１０２）測距した結果をもとに、現在のフォーカスレンズ位置からフォーカスエンコーダ１９の何パルス分フォーカスレンズ１４を駆動すれば合焦するかを演算する（目標駆動パルス数Ｐ）。ここでの演算は符号付きで行われる。
【００２６】
（ステップ１０３）交換レンズ２へフォーカス駆動命令及び目標駆動パルスデータ「Ｐ」を送信する。
【００２７】
（ステップ１０４）フォーカスレンズ駆動用モータの駆動状態をモニターし、駆動が終了するまでステップ１０４をループする。具体的には、交換レンズ２に対し、レンズ駆動状態送信命令を送信し、交換レンズ２から送られてくるデータをモニターする。このモニターにて駆動終了データが検知されることでステップ１０５へ進む。
【００２８】
（ステップ１０５）レンズの駆動が終了したら再測距を行う。
【００２９】
（ステップ１０６）測距結果がレンズの合焦深度内であれば、ステップ１０９へ進み、深度外であれば、ステップ１０７へ進む。
【００３０】
（ステップ１０７）測距結果がレンズの深度外の場合は、無限端あるいは至近端突き当たりであるかをチェックし、端突き当たりであればステップ１０８へ進み、端突き当たりでなければステップ１０２へ戻り、フォーカス駆動を繰り返す。
【００３１】
（ステップ１０８）端突き当たりの場合は、合焦することが不可能なので、測距不能表示を行う。これはカメラ本体１のファインダー（不図示）内にＬＥＤを点滅させることで行う。
【００３２】
（ステップ１０９）合焦深度内であるので、合焦表示を行う。これはカメラ本体１のファインダー（不図示）内にＬＥＤを点灯させることで行う。
【００３３】
（ステップ１１０）カメラ本体１のレリーズスイッチＳＷ２（不図示）が押されていれば、ステップ１１６へ進む。
【００３４】
（ステップ１１１）測光部９の測光結果より露光量を演算する。ここで、絞り値やシャッター速度が決定される。
【００３５】
（ステップ１１２）ステップ１１１で求めた絞り駆動量を交換レンズ２へ送信し、絞り１６の駆動を行わせる。
【００３６】
（ステップ１１３）ステップ１１１で求めたシャッター速度に応じて、所定の時間シャッターを開き、被写体像をフィルムやＣＣＤに露光し、撮影は終了する。
【００３７】
以上が、カメラ側のＳＷ１ＯＮから撮影までの動作である。
【００３８】
次に、カメラ本体側からフォーカス駆動命令及び目標駆動パルスデータＰを送信（図３のステップ１０３）されてきたときの交換レンズ２の動作を図４のフローチャートを用いて説明する。
【００３９】
カメラからフォーカス駆動命令及び目標駆動パルスデータを受信するとステップ２００から動作を開始する。
【００４０】
（ステップ２００）フォーカスレンズ駆動用モータ２５に通電しフォーカスレンズ１４の駆動を開始する。ここでは、カメラから送信されてきた目標駆動パルスデータＰに基づいて、加速目標速度を設定し、フォーカスレンズ駆動用モータ２５に最初に印加する起動電圧を設定する。
【００４１】
（ステップ２０１）フォーカスエンコーダのパルスカウント値（ＦＣＳ＿ＰＬＳ）が目標駆動パルスＰに達したかどうかを判定する。ここで、フォーカスエンコーダパルスのカウント動作について説明する。パルスカウントはパルス出力がＨ→ＬもしくはＬ→Ｈに変化したときに、レンズＭＰＵ２３に割り込みが発生することで行われる。フォーカスパルス割り込みが発生すると、ステップ２１４でパルスカウント値（ＦＣＳ＿ＰＬＳ）を更新する。
【００４２】
（ステップ２０２）モータの速度制御を行う。ここで、モータエンコーダによるパルスカウントとモータ速度検出について説明する。パルスカウントはステップ２０１で説明したフォーカスパルスカウントと同様に、パルス出力がＨ→ＬもしくはＬ→Ｈに変化したときに、レンズＭＰＵ２３に割り込みが発生することで行われる。モータパルス割り込みが発生すると、ステップ２１５でパルスカウント値（ＭＴＲ＿ＰＬＳ）を更新する。ステップ２１６では、前回の割り込み発生から今回の割り込み発生までの時間を計測することで、モータ速度を検出する。モータの速度制御は、モータが目標速度になるようにモータに印加する電圧を変化させることで行う。加速時であればステップ２００で設定した加速目標速度になるようにモータに電圧を印加し、目標速度に達したらその速度を維持するようにモータ電圧を変更する。減速時であれば、後述のステップ２０４で設定した減速目標速度になるようにモータに電圧を制御したりブレーキをかけたりする。
【００４３】
（ステップ２０３）目標駆動パルスＰとフォーカスパルスカウント値（ＦＣＳ＿ＰＬＳ）の差、つまり残り駆動パルスが減速開始パルスより小さくなったか（減速域にに入ったか）を判定する。減速域に入っていなければ、ステップ２０１へ戻り速度制御を継続し、減速域に入っていれば、ステップ２０４へ進み、減速制御を行う。
【００４４】
（ステップ２０４）残り駆動パルス数に応じた目標速度を設定する。残りパルス数が少なくなるにしたがい、目標速度を下げる減速制御を行う。
【００４５】
（ステップ２０５）フォーカスレンズが途中で停止したかどうかの判定を行う。これは、フォーカスパルス割り込みが所定時間以上発生しなかったら停止と判定する。停止であればステップ２０６へ進み、停止していなければステップ２０１へ進む。
【００４６】
（ステップ２０６）フォーカスパルスカウント値（ＦＣＳ＿ＰＬＳ）とモータパルスカウント値（ＭＴＲ＿ＰＬＳ）の差（ΔＰ）を算出する。
【００４７】
ここで、モータ加速してから減速停止するまでのフォーカスエンコーダ及びモータエンコーダの動作を、図５を用いて説明する。図５（ａ）において、横軸は時間、縦軸はパルスカウント値を示し、正規化して示す。モータに電圧を印加し、フォーカスレンズを駆動させると、加速から一定速度になり減速する前までは（パルスカウントＰ１、時間Ｔ１までは）バックラッシュが詰まった状態なので、モータエンコーダカウント値とフォーカスエンコーダカウント値は一致する。モータを減速するとフォーカスレンズがイナーシャにより減速が遅くなり、モータエンコーダカウント値とフォーカスエンコーダカウント値がずれてくる（ΔＰ）。これは特に急減速した場合にずれ量ΔＰが大きくなる。このため、従来は図５（ｂ）の点線Ａに示すように、減速域を広くしてゆっくり減速することでバックラッシュを発生させず、上記のような誤差が発生しないように駆動しており、より高速なフォーカス駆動を行うことができなかった。本発明では図５（ｂ）のように、急減速を行いフォーカスレンズがイナーシャで行き過ぎて停止したときのフォーカスエンコーダとモータエンコーダの差（ΔＰ）を算出してバックラッシュ量を求め、バックラッシュ量に応じてモータ電圧を制御し、最適なバックラッシュ除去を行うことで、フォーカスレンズを目標位置に高速に駆動することができる。この動作をステップ２０７から説明する。
【００４８】
（ステップ２０７）ΔＰに応じてバックラッシュを詰めるための最適なモータ目標速度を設定する。
【００４９】
（ステップ２０８）目標速度になるようにモータ電圧制御を行う。
【００５０】
（ステップ２０９）ΔＰが０になったか、つまりバックラッシュが除去されたかどうかを判定する。まだ除去されていなければステップ２０６へ進み、除去されていればステップ２１０へ進む。
【００５１】
（ステップ２１０）フォーカスレンズがイナーシャで行き過ぎないようにモータ減速目標速度を設定する。
【００５２】
（ステップ２１１）フォーカスエンコーダが駆動目標パルスＰに達したかどうかを判定する。達していればステップ２１３へ進み。達していなければステップ２１２へ進む。
【００５３】
（ステップ２１２）電圧制御やブレーキを行い、モータを制御する。
【００５４】
（ステップ２１３）駆動目標パルス値に達したので、フォーカスレンズの駆動を停止し、フォーカス駆動の動作を終了する。
【００５５】
以上が交換レンズ２側のフォーカス駆動時の動作である。
【００５６】
これまで説明してきたように、モータを減速していったときに、フォーカスレンズが停止したかどうかを判定し、停止したらモータパルスカウント値とフォーカスパルスカウント値の差を検出することでバックラッシュ量を算出し、バックラッシュ量に応じた最適なバックラッシュ除去を行ってから、フォーカスレンズを目標位置に駆動することで、ＡＦの高速化、高精度化を行うことができる。
また、図５（ｃ）のように、カメラから送信される目標駆動パルスがＰ０で、イナーシャによってフォーカスレンズが行き過ぎた位置が丁度Ｐ０であった場合は、次回駆動時に前述のバックラッシュ除去を行えばよい。図５（ｃ）において、時間Ｔ２に次回駆動命令が送信され、目標駆動パルスがＰ１であった場合、ΔＰに応じて時間Ｔ３までバックラッシュ除去を行い、その後目標億動パルスＰ１までフォーカスレンズを駆動する。特にＰ１が小駆動の場合は、従来はバックラッシュ量がわからなかったのでゆっくり駆動していたが、本発明ではすばやくバックラッシュを除去することができ、ＡＦの高速化を行うことができる。
【００５７】
本実施例において、請求項１、４の演算手段、モータ制御手段はレンズＭＰＵ２３であり、その動作は図４のステップ２０６〜ステップ２０９である。
【００５８】
（第２の実施例）
本発明の第２の実施例について詳細に説明する。
【００５９】
本実施例は、フォーカスレンズがイナーシャにより行き過ぎる量を、目標駆動パルスごとに記憶しておき、同じ目標駆動パルスの駆動が複数回行われた場合、今回の行き過ぎ量と記憶している行き過ぎ量を平均化し、次回同じ目標駆動パルスの駆動命令を受信したら、平均化した行き過ぎ量に応じて減速開始位置を変更する例を示す。
【００６０】
構成は第１の実施例と同様とし、フォーカス駆動の制御はレンズＭＰＵ２３で行う。
【００６１】
カメラから目標駆動パルスＰの駆動命令を受信すると、図６（ａ）のように（第１の実施例の動作と同様）フォーカスエンコーダ及びモータエンコーダのパルスカウント値が変化するよう駆動される。このとき、減速を開始したときのパルスカウント値はＰ０である。また、このときにフォーカスレンズがイナーシャにより行き過ぎた量（ΔＰ０）をＲＡＭに記憶しておく。
【００６２】
再度カメラから目標駆動パルスＰの駆動命令を受信すると、図６（ｂ）のようにフォーカスエンコーダ及びモータエンコーダのパルスカウント値が変化するよう駆動される。このときも減速を開始したときのパルスカウント値はＰ０である。また、このときフォーカスレンズがイナーシャにより行き過ぎた量（ΔＰ１）をＲＡＭに記憶しておく。そして、前回のデータΔＰ０と今回のデータΔＰ１と平均を取る（ΔＰＡ）。
【００６３】
再度カメラから目標駆動パルスＰの駆動命令を受信すると、ΔＰＡの値から減速を開始するパルスカウント値をＰ１とし、フォーカスレンズがイナーシャで行き過ぎる量を予測することで、図６（ｃ）のようにフォーカスレンズが行き過ぎた位置（パルスカウント値）が丁度目標駆動パルスとなる確率が高くなるので、フォーカスの駆動時間が短縮される。
【００６４】
以上のようにイナーシャによるフォーカスレンズの行き過ぎ量を予測し、減速開始位置を変更することで、フォーカス駆動時間が短縮され、ＡＦの高速化を行うことができる。
【００６５】
また、ΔＰＡは目標駆動パルスごとにデータが存在するのが最適であるが、ＲＡＭの容量を考え、１０パルスごとや２０パルスごと等のデータでも良い。
【００６６】
また本実施例では、減速開始位置を変更した例を示したが、減速カーブを変更しても良い。
【００６７】
本実施例において、請求項２、５の演算手段、平均化手段、モータ制御手段はレンズＭＰＵ２３である。
【００６８】
（第３の実施例）
本発明の第３の実施例について詳細に説明する。
【００６９】
第１及び第２の実施例では、フォーカスレンズを前回の駆動方向と逆方向に駆動する場合に難点があるため、本実施例ではそれに対処するため、フォーカスレンズ駆動前にバックラッシュ量を測定し、その結果に応じて駆動開始時のバックラッシュ除去制御を変更するものである。
【００７０】
構成は第１の実施例と同様であり、フォーカスエンコーダ及びモータエンコーダはパルスエンコーダである。
【００７１】
本実施例でのフォーカスエンコーダ及びモータエンコーダの信号波形を図７に示す。
【００７２】
まず、フォーカスレンズが停止した状態から、フォーカスエンコーダのパルス信号が変化するまでモータを一方向にゆっくり駆動する（図７のＡ）。フォーカスエンコーダのパルス信号が変化したら、モータを逆方向に再びフォーカスエンコーダのパルス信号が変化するまでゆっくり駆動する（図７のＢ）。このとき、モータを逆方向に駆動した量は、モータパルスカウント値から得られるので、これがバックラッシュ量となる（図７の場合１４パルス）。
【００７３】
本実施例のレンズＭＰＵ２３での動作を図８のフローチャートに示す。
【００７４】
フォーカスレンズはカメラからの駆動命令を受信する前の停止状態であり、ステップ３００から動作を開始する。モータエンコーダのパルスカウントは割り込みで行うが、第１の実施例と同様なので説明は省略する。
【００７５】
（ステップ３００）まずモータをＣＷ方向に駆動する。
【００７６】
（ステップ３０１）フォーカスパルス信号が変化したか（Ｈ→Ｌ）どうかを判定する。
【００７７】
（ステップ３０２）フォーカスパルス信号が変化したので、モータ駆動を停止する。
【００７８】
（ステップ３０３）モータエンコーダパルスカウント値（ＭＴＲ＿ＰＬＳ）をＰＬＳ＿Ａとして保持する。
【００７９】
（ステップ３０４）モータをＣＣＷ方向に駆動する。
【００８０】
（ステップ３０５）フォーカスパルス信号が変化したかどうか（Ｌ→Ｈ）を判定する。
【００８１】
（ステップ３０６）フォーカスパルス信号が変化したので、モータ駆動を停止する。
【００８２】
（ステップ３０７）モータエンコーダパルスカウント値（ＭＴＲ＿ＰＬＳ）をＰＬＳ＿Ｂとして保持する。
（ステップ３０８）ＰＬＳ＿ＡとＰＬＳ＿Ｂの差をとりバックラッシュ量ΔＰとする。
【００８３】
以上がバックラッシュ量の測定動作となる。
【００８４】
この後、カメラからフォーカス駆動命令が送信されてきたら、バックラッシュが詰まっている方向（ＣＣＷ方向）に駆動する場合は、バックラッシュ除去動作を行わずにフォーカスレンズを目標駆動パルス駆動し、バックラッシュが存在する方向（ＣＷ方向）に駆動する場合は、第１の実施例で説明したようなバックラッシュ除去動作を行ってから、フォーカスレンズを目標駆動パルス駆動する。
【００８５】
以上のように動作することで、バックラッシュ除去を確実に行うことができ、精度の良いフォーカス駆動を行うことができる。また、バックラッシュ測定中はフォーカスレンズは最小分解能以下しか動かないので、ＡＦのための被写体像の蓄積も可能である。
【００８６】
本実施例において、バックラッシュ量を測定してからバックラッシュを一方向に詰めた状態を保持しているが、バックラッシュの中間にモータを駆動させておいても良い。この場合は、カメラからの駆動命令による駆動方向がどちらの方向でも同じバックラッシュ除去動作を行えばよい。
【００８７】
本実施例において、請求項７及び９に記載されているフォーカスレンズ駆動モータの制御はレンズＭＰＵ２３が行っている。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施例のカメラシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例のフォーカス駆動機構を示す図である。
【図３】本発明の実施例のカメラ本体の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例の交換レンズの動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例のエンコーダ出力を示す図である。
【図６】本発明の実施例のエンコーダ出力を示す図である。
【図７】本発明の実施例のエンコーダの信号波形を示す図である。
【図８】本発明の実施例の交換レンズの動作を示すフローチャートである。
【図９】従来のフォーカス駆動機構を示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
１  カメラ本体
２  交換レンズ
４  カメラＭＰＵ、
１４  フォーカスレンズ
１５  ズームレンズ
１６  絞り
１９  フォーカスエンコーダ
２３  レンズＭＰＵ、
２４  フォーカスレンズ制御部
２５  フォーカスレンズ駆動用モータ
２６  モータエンコーダ
【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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