(57)【要約】【課題】レンズの好適な制御が可能なレンズ鏡筒を提供すること。【解決手段】レンズが原点位置に存在することを検出する原点センサと、レンズの変位に応じて相互に９０°位相差のある２つの正弦波状信号を出力する変位検出部と、１周期内におけるレンズの位置を正弦波状信号の位相角から演算する内挿処理演算部と、正弦波状信号の周期をカウントするカウント部と、内挿処理演算部の演算結果と周期カウント数とを用いてレンズの絶対位置を検出する絶対位置演算部と、レンズの原点復帰動作終了位置に関する情報を所定の基準位置からの相対位置として記憶している記憶部と、周期カウント数と正弦波状信号の位相角とから演算される値から、記憶部に記憶された所定の基準位置からの相対位置の値を引いた値よってレンズの位置を制御する制御部とを備えたことを特徴とするレンズ鏡筒。【選択図】図３
2013019925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鏡筒内に移動可能に配置されたレンズと、
前記レンズを駆動するレンズ駆動部と、
前記レンズが原点位置に存在することを検出する原点センサと、
前記レンズの変位に応じて、相互に９０°位相差のある２つの正弦波状信号を出力する変位検出部と、
前記２つの正弦波状信号の周期をカウントするための基準位置となる所定の位相角を検出し、該所定の位相角から１周期内における前記レンズの位置を前記２つの正弦波状信号の位相角から演算する内挿処理演算部と、
前記２つの正弦波状信号の周期をカウントし、そのカウント数を出力するカウント部と、
前記内挿処理演算部の演算結果と前記カウント数とを用いて前記レンズの絶対位置を検出する絶対位置演算部と、
前記レンズの原点復帰動作の終了位置に関する情報を前記所定の基準位置からの相対位置として記憶している第１の記憶部と、
前記カウント部から出力されるカウント数と前記２つの正弦波状信号の位相角とから演算される値から、前記第１の記憶部に記憶された前記所定の基準位置からの前記相対位置の値を引いた値よって、前記レンズ駆動部を介して前記レンズの位置を制御する制御部と、を備えたことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
請求項１に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記第１の記憶部は不揮発性のメモリであり、該第１の記憶部に記憶されている情報は、前記レンズ鏡筒の組み立て時に前記原点センサの出力変化位置に応じて決定され、前記第１の記憶部に記憶されることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項３】
請求項１または２に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記原点復帰動作の終了位置は、前記原点センサによって検出された原点位置から前記正弦波状信号の周期の略１／４〜３／４の位置であることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記カウント部は、前記周期の境界を跨ぐ場合に前記周期のカウント数をカウントアップまたはカウントダウンするアップダウンカウンタであることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記原点復帰動作の終了位置では、前記カウント部のカウント数のみがクリアされ、前記内挿処理演算部で求められた前記レンズの１周期内での位置は保持されることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記原点復帰動作の終了位置は、前記内挿処理演算部で検出される前記周期の境界と重複しない位置とすることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項７】
請求項１から６の何れか一項に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記変位検出部から出力され、前記内挿処理演算部の演算で用いられる前記２つの正弦波状信号を補正するための補正データを記憶している第２の記憶部と、
前記原点復帰動作中に新たな補正データを生成するためのデータを収集するデータ収集手段と、
前記原点復帰動作の完了後に前記データ収集手段で収集された前記データを用いて前記新たな補正データを生成する補正データ生成手段とを備え、
前記原点復帰動作の完了後は前記新たな補正データを前記内挿処理演算部の演算で用いることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項８】
請求項１から７の何れか一項に記載されたレンズ鏡筒に用いられている前記レンズの原点復帰方法。   
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ鏡筒に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ鏡筒内に移動可能に配置されたレンズの位置決め制御を行うために、磁気式または光学式のインクリメンタル型エンコーダによってレンズの位置の検出が行われている。
【０００３】
インクリメンタル型エンコーダは、電源投入時には基準となる原点位置が不定であるため、移動体であるレンズの原点復帰動作を必ず行い、原点位置を確定させる必要がある。原点復帰動作には、レンズが原点位置または原点位置付近にあることを検知するための原点センサを使用する。原点センサとしては近接センサやフォトインタラプタ等が用いられ、その出力がオフ状態からオン状態（もしくはオン状態からオフ状態）に変化した位置をレンズの原点位置としている。ところが、原点センサとしてこれらのセンサの何れを用いた場合であっても、原点センサの出力変化点すなわち原点位置として検出されるレンズの位置には、ばらつきが生じる。そのため当該原点センサのみでレンズの原点位置を設定するとレンズの基準位置にばらつきが生じてしまい、絶対位置精度が悪化する。従って、一般的には原点センサ出力と併せて、エンコーダの基準信号であるゼロ点（Ｚ相）出力を用いてレンズの原点位置を決定している。
【０００４】
一般的な原点復帰の動作は次の通りである。まず移動体であるレンズを低速で移動させながら原点センサの出力変化点（エッジ）を監視する。出力が変化したらレンズが原点位置付近に到達したと判断する。
【０００５】
エンコーダにゼロ点（Ｚ相）出力がある場合は、その後インクリメンタルエンコーダから出力される最初のゼロ点（Ｚ相）出力を検出し、その位置を原点として決定する。
【０００６】
一方、リニアエンコーダ等エンコーダにゼロ点（Ｚ相）出力が無い場合は、内挿処理の基準位置をゼロ点（Ｚ相）とみなしてその位置を原点として決定する。
【０００７】
上述したように原点センサの出力変化点にはばらつきが生じるため、原点センサの出力変化点とゼロ点（Ｚ相）とが近接していると、１周期分ずれて原点を設定してしまう可能性がある。これを避けるため、特許文献１のように原点センサの出力変化点がエンコーダのＺ相出力周期のほぼ半分の位置となるような調整が行われたり、特許文献２のように原点センサの調整が不要となる方法がとられたりしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２５９１０９号公報
【特許文献２】特開平９−１９０２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１のように効率よく原点センサの調整を行うとしても、原点センサの調整を行うということには変わりがなく、調整工程自体がコストアップの要因となる。また特許文献２のように原点センサの調整を不要としても、原点センサの出力変化点からエンコーダのＺ相検出までの距離が最も長い場合にあってはエンコーダのＺ相出力周期の１周期分以上の距離となるため、原点復帰時にそれだけの移動を許容する設計をしておかなければならない。また、原点復帰時間も長くなってしまう。
【００１０】
本発明は、レンズの好適な制御が可能なレンズ鏡筒を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施の形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。すなわち、請求項１の発明は、鏡筒（４）内に移動可能に配置されたレンズ（１０）と、前記レンズを駆動するレンズ駆動部（１９）と、前記レンズが原点位置に存在することを検出する原点センサ（２５）と、前記レンズの変位に応じて、相互に９０°位相差のある２つの正弦波状信号を出力する変位検出部（２２）と、前記２つの正弦波状信号の周期をカウントするための基準位置となる所定の位相角を検出し、該所定の位相角から１周期内における前記レンズの位置を前記２つの正弦波状信号の位相角から演算する内挿処理演算部（３７）と、前記２つの正弦波状信号の周期をカウントし、そのカウント数を出力するカウント部（４０）と、前記内挿処理演算部の演算結果と前記カウント数とを用いて前記レンズの絶対位置を検出する絶対位置演算部（４３）と、前記レンズの原点復帰動作の終了位置に関する情報を前記所定の基準位置からの相対位置として記憶している第１の記憶部（４９）と、前記カウント部から出力されるカウント数と前記２つの正弦波状信号の位相角とから演算される値から、前記第１の記憶部に記憶された前記所定の基準位置からの前記相対位置の値を引いた値よって、前記レンズ駆動部を介して前記レンズの位置を制御する制御部（３１）と、を備えたことを特徴とするレンズ鏡筒（１）である。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載されたレンズ鏡筒であって、前記第１の記憶部は不揮発性のメモリであり、該第１の記憶部に記憶されている情報は、前記レンズ鏡筒の組み立て時に前記原点センサの出力変化位置に応じて決定され、前記第１の記憶部に記憶されることを特徴とするレンズ鏡筒である。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載されたレンズ鏡筒であって、前記原点復帰動作の終了位置は、前記原点センサによって検出された原点位置から前記正弦波状信号の周期の略１／４〜３／４の位置であることを特徴とするレンズ鏡筒である。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１から３の何れか一項に記載されたレンズ鏡筒であって、前記カウント部は、前記周期の境界を跨ぐ場合に前記周期のカウント数をカウントアップまたはカウントダウンするアップダウンカウンタであることを特徴とするレンズ鏡筒である。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１から４の何れか一項に記載されたレンズ鏡筒であって、前記原点復帰動作の終了位置では、前記カウント部のカウント数のみがクリアされ、前記内挿処理演算部で求められた前記レンズの１周期内での位置は保持されることを特徴とするレンズ鏡筒である。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１から５の何れか一項に記載されたレンズ鏡筒であって、前記原点復帰動作の終了位置は、前記内挿処理演算部で検出される前記周期の境界と重複しない位置とすることを特徴とするレンズ鏡筒である。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項１から６の何れか一項に記載されたレンズ鏡筒であって、前記変位検出部から出力され、前記内挿処理演算部の演算で用いられる前記２つの正弦波状信号を補正するための補正データを記憶している第２の記憶部（４６）と、前記原点復帰動作中に新たな補正データを生成するためのデータを収集するデータ収集手段（５２）と、前記原点復帰動作の完了後に前記データ収集手段で収集された前記データを用いて前記新たな補正データを生成する補正データ生成手段（５５）とを備え、前記原点復帰動作の完了後は前記新たな補正データを前記内挿処理演算部の演算で用いることを特徴とするレンズ鏡筒である。
【００１８】
請求項８の発明は、請求項１から７の何れか一項に記載されたレンズ鏡筒に用いられている前記レンズの原点復帰方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、レンズの好適な制御が可能なレンズ鏡筒を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係るレンズ鏡筒の構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態に係る位置決め装置の構成を示すブロック図である。
【図３】位置決め装置の出力信号と内挿処理基準位置と原点復帰完了位置との関係を示す図である。
【図４】第１実施形態における原点復帰動作のフロー図である。
【図５】第２実施形態に係る位置決め装置の構成を示すブロック図である。
【図６】第２実施形態における原点復帰動作のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るレンズ鏡筒の構成を示す模式図である。
【００２２】
図１に示すように、第１実施形態に係るレンズ鏡筒１は筒部４の内側に光学系７が備えられている。光学系７は複数のレンズで構成され、光軸方向へ移動が可能な可動レンズ群１０を含んでいる。筒部４には、可動レンズ群１０（以下、単に「レンズ１０」という。）を移動させ、位置決めするための位置決め装置１３が備えられている。レンズ鏡筒１はカメラ等の撮像装置（図示省略）に装着されて用いられる。
【００２３】
図２は、位置決め装置１３の構成を示すブロック図である。また、図３は位置決め装置１３の出力信号（後述）と内挿処理基準位置（後述）と原点復帰完了位置（後述）との関係を示す図である。
【００２４】
位置決め装置１３は、図２に示すように、移動体であるレンズ１０と、レンズ１０を光軸方向に駆動するためのモータ１６およびモータ駆動制御部１９と、レンズ１０の光軸方向の変位を検出する変位検出器２２と、レンズ１０の原点位置を検出する原点センサ２５と、レンズ１０の現在位置を演算する位置演算部２８と、これら各部を制御するシーケンス制御部３１（以下、「制御部３１」と略記する。）とを備えている。原点センサ２５としては近接センサまたはフォトインタラプタ（ＰＩ）を用いることができるが、本実施形態ではフォトインタラプタを用いている。
【００２５】
図３に示すように、原点センサ２５はレンズ１０の位置によってオン状態もしくはオフ状態の電圧を出力する。レンズ１０を一方向に移動させたとき、原点センサ２５の出力がオフ状態からオン状態（もしくはオン状態からオフ状態）に変化する位置（以下、当該位置を原点センサの「出力変化点」という。）をレンズ１０の原点位置とする。ただし、原点センサ２５としてフォトインタラプタを用いているので、実際の出力変化点は常に同じ位置ではなく不定位置となる。つまり出力変化点には、ばらつきが生じる。さらに詳しく説明すると、原点センサ２５の出力は、レンズ１０が原点センサ２５近傍の所定範囲内に位置すると、当該所定範囲内のどこかの位置でオフ状態からオン状態に変化する。レンズ１０を一方向に移動させたときに原点センサ２５の出力が変化する不定位置が含まれる当該所定範囲のことを出力変化点のばらつきの範囲という。
【００２６】
変位検出器２２はレンズ１０の光軸方向の変位を検出するためのインクリメンタル型リニアエンコーダである。（以後、変位検出器２２のことを「エンコーダ２２」ともいう。）本実施形態で用いられているエンコーダ２２は、レンズ１０の光軸方向の変位に伴い、互いに９０°位相差のある２つの正弦波状の波形信号を出力する。これら２つの波形信号をＡ相およびＢ相の波形信号とする。横軸を波形信号の位相変位（以後、位相角という。）とし、縦軸を波形信号の振幅値すなわち電圧値として、例えばＢ相の電圧値が０から立ち上がる位置の位相角を０°として２つの波形信号を図示すると、図３に示すようにＢ相がサインカーブでＡ相がコサインカーブとなる。Ａ相およびＢ相の波形信号はレンズ１０の光軸方向の位置変位に対応しており、規定の変位量を１周期として信号が出力される。以下、Ａ相およびＢ相の２つの波形信号の位相は図３に示す状態であるとして説明する。すなわち、Ｂ相の振幅値が０から立ち上がる位置の位相角を０°とし、ここを位相角の基準としてエンコーダ２２の回転を位相角の変位とする。そしてレンズ１０の一方向への変位に伴い位相角は０°から３６０°への変位（他方向への変位では３６０°から０°への変位）を繰り返すとする。つまり位相角が３６０°の位置は次の周期における位相角が０°の位置となる。なお、本実施形態で用いられているエンコーダ２２は、リニアエンコーダであるためゼロ点（Ｚ相）の信号は出力しない。位置決め装置１３は、エンコーダ２２から出力されるこれら２つの波形信号を用いてレンズ１０の移動方向および移動距離を検出している。
【００２７】
変位検出器２２から出力されるＡ相およびＢ相の２つの波形信号は、それぞれＡＤコンバータ３４に入力されてデジタルデータに変換され、位置演算部２８に取り込まれる。位置演算部２８はこれら２つの波形信号のデータを用いてレンズ１０の現在の位置を演算するブロックであり、内挿処理演算部３７と周期累積カウント部４０と絶対位置演算部４３とから構成されている。
【００２８】
位置演算部２８に取り込まれたＡ相、Ｂ相の２つの波形信号は、まず内挿処理演算部３７に入力される。内挿処理演算部３７は、波形信号の所定の位相角を起点として当該起点から１周期内におけるレンズ１０の相対位置を内挿処理によって求めるブロックである。言い換えると、所定の位相角から１周期内、すなわち３６０°のうちの、何度のところにレンズ１０が位置しているのかを求めている。ここで内挿処理とは、入力されたＡ相およびＢ相の波形信号に対して振幅補正やオフセット補正を施して正規化した後、逆正接（arctan）を計算して位相角を求め、その値を距離に換算する演算処理のことである。内挿処理演算部３７はこの演算処理を行うための基準位置すなわち上記起点となる所定の位相角（以下、当該基準位置を「内挿処理基準位置ＺＩ」という。）を検出する。内挿処理基準位置ＺＩは任意の位置とすることができるが、本実施形態では図３に示すように、Ａ相の波形とＢ相の波形とが交差する位置の一つである位相角が４５°の位置に設定している。つまり、位相角が４５°の位置から、次の周期における位相角が４５°の位置までの１周期内でのレンズ１０の位置を求めている。レンズ１０の位置は、図３における位相角０°を基準とした角度で求めても良いし、起点とする位相角（本実施形態の場合４５°）からの相対的な角度として求めても良い。内挿処理基準位置ＺＩは波形信号の周期数をカウントする基準位置でもある。なお、振幅補正およびオフセット補正をするための各補正値は個々のエンコーダの特性によって異なるので、予めレンズ鏡筒１の組み立て時にエンコーダ２２ごとに測定および設定されて内挿補正データ保持部４６（図２参照）に記録される。
【００２９】
以下に内挿処理の演算内容を具体的に示す。ＡＤコンバータ３４から内挿処理演算部３７に入力されるＡ相およびＢ相の波形信号の振幅値、すなわち電圧値をそれぞれＤa、Ｄbとし、Ａ相およびＢ相の振幅補正値をそれぞれＫaa、Ｋabとし、オフセット補正値をそれぞれＫoa、Ｋobとし、補正後の電圧値をそれぞれＤa´、Ｄb´とする。そうすると、補正後の電圧値Ｄa´およびＤb´は、それぞれ次の式（１）、（２）で表される。
（１）Ｄa´＝（Ｄa−Koa）／Ｋaa
（２）Ｄb´＝（Ｄb−Ｋob）／Ｋab
さらに、波形信号の１周期に対応するレンズ１０の移動距離をＬとし、波形信号の１周期内におけるレンズ１０の位置をlpとすると、lpは次の式（３）で表される。なおlpは、各周期内において３６０°のうちのどの位置にあるのかを示す相対位置である。また、Ｌは、レンズ鏡筒１の組み立て時に予め測定されている値（例えば「１００」）である。
（３）lp＝［｛arctan（Ｄa´／Ｄb´）｝／360］＊Ｌ
ただし、arctan（Ｄa´／Ｄb´）は逆正接を求める関数であって、返す値は０°以上360°未満とする。
【００３０】
この場合、lpは、内挿処理基準位置ＺＩである位相角４５°に対応する位置からの距離である。つまり、内挿処理基準位置ＺＩからの１周期の距離Ｌが例えば１００としたとき、lpは内挿処理基準位置ＺＩから例えば６０の距離というように求められる。
【００３１】
波形信号の周期をカウントする周期累積カウント部４０は、内挿処理演算部３７で検出された周期オーバーフロー（ＯＦ）または周期アンダーフロー（ＵＦ）によって増減するアップダウンカウンタである。そのカウント数の出力値をＮとする。
【００３２】
絶対位置演算部４３は、内挿処理演算部３７の演算結果（lp）と周期累積カウント部４０の出力値Ｎとからレンズ１０の絶対位置Ａpを演算する。絶対位置Ａpは次の式（４）で表される。
（４）Ａp＝Ｎ×Ｌ＋lp
モータ駆動制御部１９は、モータ１６のドライバ回路（図示省略）を含み、制御部３１から指示された目標位置にレンズ１０を移動し、位置決めする。
【００３３】
本実施形態は、このような構成および演算によってレンズ１０の絶対位置Ａpを検出し、位置決めしている。具体的な位置決めの制御については後述する。
【００３４】
本実施形態では変位検出器２２としてインクリメンタル型リニアエンコーダを用いているので、レンズ１０の絶対位置Ａpを演算するためにはレンズ１０の位置の原点となる基準位置を確定させる必要がある。以下、本実施形態におけるレンズ１０の基準位置を確定させるための原点復帰動作を説明する。原点復帰動作はレンズ１０が取り付けられる撮像装置（図示省略）の電源が投入される毎に実行される動作である。
【００３５】
本実施形態の位置決め装置１３には、レンズ１０の原点復帰動作に際し、当該原点復帰動作を完了させる位置に関する情報を記憶するための原点復帰完了位置記憶保持部４９（以下、「位置記憶保持部４９」と略記する。）が備えられている。位置記憶保持部４９は不揮発性のメモリである。原点復帰完了位置に関する情報はレンズ鏡筒１の組み立て時に予め設定され、位置記憶保持部４９に記録される。原点復帰完了位置に関する情報は、波形信号の位相角から次のように決定される。
【００３６】
まず、原点センサ２５の出力変化点が波形信号の周期内（本実施形態では位相角４５°から次の周期における位相角４５°までの範囲内）のどの位置に対応しているのかを測定する。出力変化点の位置は対応する波形信号の位相角として求められる。出力変化点の位置は、図３における位相角０°を基準とした角度で求めても良いし、内挿処理基準位置ＺＩ（本実施形態の場合４５°）からの相対的な角度として求めても良い。原点センサ２５の出力変化点のばらつき範囲が大きければ複数回の測定値の平均値から求めても良い。測定の結果求められた出力変化点に対応する位相角から１周期以内の所定の位置を原点復帰完了位置ＺＶとする。このとき原点復帰完了位置ＺＶは、出力変化点のばらつき範囲に対応する位相角の範囲から外れる位置とする。本実施形態では、図３に示すように、出力変化点から約１／２周期離れた位相角を原点復帰完了位置ＺＶとしている。これをレンズ１０の位置として言い換えると、出力変化点に対応するレンズ１０の位置から、出力変化点のばらつき範囲を超えて波形信号の約１／２周期に対応する距離だけ離れた位置がレンズ１０の原点復帰完了位置ＺＶとなる。原点復帰完了位置ＺＶは原点センサ２５で検出される原点位置とは異なる位置であり、以後、仮想原点位置ＺＶとも言う。
【００３７】
このようにして求められた原点復帰完了位置ＺＶ、すなわち仮想原点位置ＺＶは、位置記憶保持部４９に記憶されるが、このとき内挿処理基準位置ＺＩからの相対位置が原点復帰完了位置ＺＶに関する情報として記憶される。詳しく言うと、位置記憶保持部４９には内挿処理基準位置ＺＩに対応する位相角（本実施形態の場合４５°）から原点復帰完了位置ＺＶまでの相対角度および当該相対角度に対応する距離が記憶される。当該内挿処理基準位置ＺＩからの相対角度および当該相対角度に対応する距離を原点復帰完了位置ＺＶに関する情報ＺＡとする。内挿処理基準位置ＺＩと、原点復帰完了位置ＺＶに関する情報ＺＡと、出力変化点のばらつき範囲と、波形信号の周期との関係をレンズ１０の位置あるいは移動距離の関係で言うと、次のようになる。すなわち、内挿処理基準位置ＺＩに対応する位置から原点復帰完了位置ＺＶに関する情報ＺＡに対応する距離だけ移動した位置までの距離は、原点センサ２５の出力変化点のばらつき範囲に対応するレンズ１０の移動距離よりも大きく、波形信号の１周期に対応するレンズ１０の移動距離よりも小さい。
【００３８】
制御部３１は、レンズ１０の原点復帰動作において、内挿処理基準位置ＺＩと原点復帰完了位置ＺＶに関する情報ＺＡとを用いてレンズ１０の原点復帰完了位置ＺＶを演算する。図４は、本実施形態における原点復帰動作のフロー図であり、以下、図３および図４を参照してレンズ１０の原点復帰動作を説明する。
【００３９】
制御部３１は、まず位置記憶保持部４９から原点復帰完了位置ＺＶに関する情報ＺＡを読み出し、その情報ＺＡと内挿処理基準位置ＺＩとから波形信号の１周期内の仮想原点位置ＺＶを求める（ステップＳ１０１）。仮想原点位置ＺＶは内挿処理基準位置ＺＩからの相対角度あるいは内挿処理基準位置ＺＩに対応する位置からの距離として求められる。その後移動体であるレンズ１０の原点復帰動作を開始する。制御部３１は原点センサ２５の出力が現在オフ状態であるか確認する（ステップＳ１０２）。既に原点センサ２５の出力がオン状態になっている場合はレンズ１０を原点復帰方向とは反対方向に移動させ（ステップＳ１０８）、原点センサ２５の出力がオフ状態となる位置まで退避させる。このとき制御部３１はレンズ１０が正常駆動範囲内を移動しているかどうかを確認している（ステップＳ１０９）。原点センサ２５の出力がオフ状態とならずにレンズ１０の正常駆動範囲を超えてしまった場合はエラーとなり、停止処理をする（ステップＳ１１０）。また、ステップＳ１０２とステップＳ１０８とステップＳ１０９とを所定回数繰り返してしまった場合はタイムアウトとなり、エラー停止処理をする（ステップＳ１１０）。
【００４０】
ステップＳ１０２で原点センサ２５の出力がオフ状態である場合、またはステップＳ１０９でレンズ１０の正常駆動範囲内で原点センサ２５の出力がオフ状態となった場合は、レンズ１０を低速にて原点方向に移動させながら原点センサ２５の出力がオン状態になるタイミングを待つ（ステップＳ１０３）。原点センサ２５の出力がオン状態になったことを検知したら（ステップＳ１０４）直ちにレンズ１０の移動速度をさらに低速に設定し（ステップＳ１０５）、仮想原点位置ＺＶまで移動させる（ステップＳ１０６）。すなわち、レンズ１０の変位に応じて内挿処理演算部３７で演算される１周期内におけるレンズ１０の相対位置lpが、ステップＳ１０１で求めた仮想原点位置ＺＶに一致するまで移動させ、一致したら原点復帰動作を停止する。具体的な制御としては、制御部３１は、１周期内におけるレンズ１０の相対位置lpと原点復帰完了位置ＺＶに関する情報ＺＡとを比較し、lp＝ＺＡとなった時点で原点復帰動作を停止する。
【００４１】
レンズ１０が仮想原点位置ＺＶに達したら、周期累積カウント部４０のカウント値Nを０（零）にクリアする（ステップＳ１０７）。このとき１周期内におけるレンズ１０の相対位置lpはクリアされない。周期累積カウント部４０のカウント値Nのみを０（零）にすることにより、この時点より以降に位置演算部２８で演算される絶対位置Ａpの演算結果は正確なものとなる。
【００４２】
このように、本実施形態の原点復帰動作は、レンズ１０が内挿処理基準位置ＺＩから約１／２周期離れた仮想原点位置ＺＶを目指して移動することとなる。仮想原点位置ＺＶは、原点センサ２５の出力変化点のばらつき範囲から外れているので、その結果、従来のエンコーダで行っていたような原点センサの位置調整は不要となり、且つ原点センサの位置調整を行ったのと同様の効果を発揮する。
【００４３】
このようにしてレンズ１０の原点復帰動作が完了した後の撮影状態におけるレンズ１０の位置決め制御は、次のように行なわれる。制御部３１は原点復帰完了位置ＺＶをレンズ１０の移動の基準位置すなわち原点とみなすために、仮想原点位置ＺＶに対応する値を０（零）とみなす。例えば、内挿処理基準位置ＺＩからの１周期、すなわち位相角４５°に対応する位置から次の周期の位相角４５°に対応する距離が１００であり、内挿処理基準位置ＺＩから仮想原点位置ＺＶまでの距離が６０であるとすると、当該仮想原点位置ＺＶの値を０（零）とみなす。つまり６０を引く。これを内挿処理演算部３７で求められるレンズ１０の相対位置lpの値で考えると、レンズ１０の相対位置lpの値から、仮想原点位置ＺＶまでの距離である６０の値を引くと、仮想原点位置ＺＶを基準位置すなわち０（零）とみなした場合の、仮想原点位置ＺＶからのレンズ１０の相対位置の値が求められる。さらに周期累積カウント部４０のカウント数出力値Ｎも考慮すると、周期数Ｎと内挿処理演算部３７で求められるレンズ１０の位置lpとから求められる値から、仮想原点位置ＺＶまでの距離である６０を引くと、仮想原点位置ＺＶの値を０（零）とみなした場合の、仮想原点位置ＺＶからのレンズ１０の絶対位置Ａｐが求められる。
【００４４】
このように、制御部３１は、仮想原点位置ＺＶの値を０（零）とみなしてレンズ１０の位置を制御している。すなわち制御部３１は、周期累積カウント部４０の出力値Ｎと位相から求められる値lpとから演算される値から、内挿処理基準位置ＺＩから仮想原点位置ＺＶまでの相対位置に対応する距離の値を引いた値によって、モータ駆動制御部１９を介してレンズ１０の位置を制御している。
【００４５】
なお、本実施形態では、位置記憶保持部４９に記憶している原点復帰完了位置ＺＶは、原点センサ２５の出力変化点から波形信号の周期の約１／２周期離れた位置としたが、原点復帰完了位置ＺＶに関する情報ＺＡに対応する距離が１周期に対応する距離よりも小さく、かつ原点復帰完了位置ＺＶが原点センサ２５の出力変化点のばらつき範囲から外れていれば１／２周期でなくても良い。例えば出力変化点から約１／４〜３／４周期の範囲であれば同様の効果が得られるので、原点センサ２５の出力変化点の位置に応じて最適な位置とすることができる。なお、内挿処理基準位置ＺＩと仮想原点位置ＺＶとが非常に近接している場合は、内挿処理基準位置ＺＩは周期カウントの基準位置、つまり周期の境界でもあるので、周期累積カウント部４０のカウント値Ｎを０（零）にクリアするタイミングでレンズ１０の位置が変位すると絶対位置Ａpがずれる可能性がある。このような場合は、仮想原点位置ＺＶを内挿処理基準位置ＺＩから少し離れた位置に設定すれば良い。このように内挿処理基準位置ＺＩと仮想原点位置ＺＶとは重ならないように設定することが好ましい。
【００４６】
また、本実施形態では、位置記憶保持部４９に記憶する情報として内挿処理基準位置ＺＩからの相対位置を直接記録したが、例えば波形信号の１周期を複数の領域に分割し、分割された各領域に番号を付し、その領域番号を記憶するようにしても同様の効果が得られる。
（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係るレンズ鏡筒２０１は第１実施形態の構成と略同様であり（図１参照）、異なるところを中心に説明し、同様の構成については同じ符号を用いて説明する。
【００４７】
図５は第２実施形態に係るレンズ鏡筒２０１の位置決め装置２１３（図１参照）の構成を示すブロック図である。本実施形態では、内挿補正データ保持部２４６に記録された振幅補正およびオフセット補正を行うための補正値を更新することができるようになっている。具体的には、第１実施形態の構成に加えて、制御部２３１には波形信号の振幅値を取得するための振幅記録回路５２と、補正値を計算するための補正値計算回路５５とが組み込まれている。他の構成は第１実施形態と同様である。
【００４８】
位置演算部２８の内挿処理演算部３７では、第１実施形態で説明したように、レンズ鏡筒２０１の組み立て時に内挿補正データ保持部２４６に記録された振幅補正およびオフセット補正を行うための補正値を用いてＡ相、Ｂ相の波形信号の補正処理が行われる。レンズ鏡筒２０１の組み立て当初に記録されるこれらの補正値は、組み立て時点のレンズ鏡筒２０１の状態における初期値である。しかし、その後のレンズ鏡筒２０１を使用する環境すなわち温度や湿度、経年変化などの影響で、波形信号の振幅やオフセット量がずれてくることが考えられる。そうすると、当初の補正値を用いて補正をすると、適正な補正が行われないこととなる。したがって、初期の補正値をそのまま使用し続けるよりも最新の補正値を反映させたほうが、レンズ１０の位置検出誤差は小さくなる。
【００４９】
そこで本実施形態では、レンズ１０の原点復帰動作の際に補正値を更新するために必要なデータを取得することができる構成となっている。具体的には、移動体であるレンズ１０を波形信号の１周期に対応する距離以上に亘って駆動させ、制御部２３１の振幅記録回路５２でレンズ１０の駆動中における波形信号の振幅値すなわち電圧値の最大値および最小値を取得する。そしてこれら電圧値の最大値と最小値とを用いて、制御部２３１の補正値計算回路５５が新たな補正値を計算する。電圧値の最大値をＶmaxとし、最小値をＶminとし、振幅補正値をＫaとし、オフセット補正値をＫofsとすると、ＫaおよびＫofsは、次の式（５）および（６）で求めることができる。
（５）Ｋa＝（Ｖmax−Ｖmin）／２
（６）Ｋofs＝（Ｖmax＋Ｖmin）／２
したがって、式（５）および（６）で求められた補正値を内挿補正データ保持部２４６に記憶すれば、レンズ鏡筒２０１の最新の状態に適した補正値に更新することができる。
【００５０】
このように、Ａ相、Ｂ相それぞれの波形信号について電圧値の最大値および最小値のデータを原点復帰動作中に取得すれば、当該データの取得を別途実施するよりも効率的であり、常に最新かつ最適な補正値を得ることができる。その結果、レンズ１０の位置検出誤差を小さくすることができ、さらに原点復帰時間を含むイニシャライズ時間を短縮することができる。
【００５１】
次に、本実施形態の原点復帰動作を説明する。図６は、本実施形態における原点復帰動作のフロー図である。なお、以下の原点復帰動作の説明は、レンズ鏡筒２０１の組み立て当初の補正値を用いた原点復帰動作を説明するものである。
【００５２】
制御部２３１は、位置記憶保持部４９からレンズ鏡筒２０１の組み立て調整時に記録された原点復帰完了位置に関する情報ＺＡを読み出し、その情報ＺＡと内挿基準位置ＺＩとから信号周期の１周期内の仮想原点位置ＺＶを演算する（ステップＳ２０１）。仮想原点位置ＺＶは内挿処理基準位置ＺＩからの相対角度あるいは内挿処理基準位置ＺＩに対応する位置からの距離として求められる。その後移動体であるレンズ１０の原点復帰動作を開始する。制御部２３１は原点センサ２５の出力が現在オフ状態であるか確認する（ステップＳ２０２）。既に原点センサ２５の出力がオン状態になっている場合はレンズ１０を原点復帰方向とは反対方向に移動させ（ステップＳ２１０）、原点センサ２５の出力がオフ状態となる位置まで退避させる。このとき制御部２３１はレンズ１０が正常駆動範囲内を移動しているかどうかを確認している（ステップＳ２１１）。原点センサ２５の出力がオフ状態とならずにレンズ１０の正常駆動範囲を超えた場合はエラーとなり、停止処理をする（ステップＳ２１２）。また、ステップＳ２０２とステップＳ２１０とステップＳ２１１とを所定回数繰り返してしまった場合はタイムアウトとなり、エラー停止処理をする（ステップＳ２１２）。
【００５３】
ステップＳ２０２で原点センサ２５の出力がオフ状態である場合、またはステップＳ２１１においてレンズ１０の正常駆動範囲内で原点センサ２５の出力がオフ状態となった場合は、Ａ相、Ｂ相それぞれの波形信号について振幅記録回路５２で最大電圧値、最小電圧値の取得を開始し（ステップＳ２０３）、レンズ１０を低速にて原点方向に移動させながら原点センサ２５の出力がオン状態になるタイミングを待つ（ステップＳ２０４）。原点センサ２５の出力がオン状態になったことを検知したら（ステップＳ２０５）、制御部２３１は直ちにレンズ１０の移動速度をさらに低速に設定し（ステップＳ２０６）、仮想原点位置ＺＶまで移動させる（ステップＳ２０７）。すなわち、レンズ１０の変位に応じて内挿処理演算部３７で計算される１周期内の相対位置lpが、ステップＳ２０１で求めた仮想原点位置ＺＶに一致するまで移動させ、一致したら原点復帰動作を停止する。具体的には、制御部２３１は、１周期内におけるレンズ１０の相対位置lpと原点復帰完了位置ＺＶに関する情報ＺＡとを比較し、lp＝ＺＡとなった時点で原点復帰動作を停止する。
【００５４】
レンズ１０が仮想原点位置ＺＶに達したら、Ａ相、Ｂ相の最大電圧値、最小電圧値の取得処理は終了する（ステップＳ２０８）。制御部２３１は周期累積カウント部４０のカウント値Ｎを０（零）にクリアし（ステップＳ２０９）、取得したＡ相、Ｂ相の最大電圧値、最小電圧値を用いて補正値計算回路５５で式（５）および（６）より新たな振幅補正値およびオフセット補正値を求め、内挿補正データ保持部２４６に記憶する（ステップＳ２０９）。このとき、これら新たな補正値は元の補正値に上書きされ、元の補正値は新たな補正値に更新される。また、カウント値Ｎを０（零）にすることにより、この時点より以降に位置演算部２８で演算される絶対位置演算結果は正しいものとなる。以後、本実施形態においては、原点復帰動作を行うごとに上記動作が繰り返され、補正値が最新のものに更新されることとなる。その結果、レンズ１０の位置検出誤差を小さくすることができ、かつ位置決め装置２１３のイニシャライズ動作をより短縮することができる。
【００５５】
このように、本実施形態の原点復帰動作は、第１実施形態と同様に、レンズ１０が内挿処理基準位置ＺＩから約１／２周期離れた仮想原点位置ＺＶを目指して移動することとなる。仮想原点位置ＺＶは原点センサ２５の出力変化点のばらつき範囲から外れているので、その結果、従来のエンコーダで行っていたような原点センサの位置調整は不要となり、かつ原点センサの位置調整を行ったのと同様の効果を発揮する。さらに本実施形態においては、原点復帰動作を行うごとに補正値が最新のものに更新され、レンズ位置の検出誤差を小さくすることができ、かつイニシャライズ動作をより短縮することができる。なお、原点復帰動作完了後のレンズ１０の位置決め制御は、第１実施形態と同様に行なわれる。
【００５６】
以上で本発明の各実施形態の説明を終了するが、本発明の構成は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１、２０１  レンズ鏡筒
４  筒部
７  光学系
１０  可動レンズ群（レンズ）
１３、２１３  位置決め装置
１６  モータ
１９  モータ駆動制御部
２２  変位検出器（エンコーダ）
２５  原点センサ
２８  位置演算部
３１、２３１  シーケンス制御部
３４  ＡＤコンバータ
３７  内挿処理演算部
４０  周期累積カウント部
４３  絶対位置演算部
４６、２４６  内挿補正データ保持部
４９  原点復帰完了位置記憶保持部
５２  振幅記録回路
５５  補正値計算回路
【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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