(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動レンズと、
該可動レンズを光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、
前記可動レンズの絶対位置に対応する距離コードパターンが形成された距離コード板と、
該距離コード板上に設けられ、前記可動レンズの移動限界位置直前の所定位置を仮想端点として検出する端点検出パターンと、
前記可動レンズの移動に連動して前記距離コードパターンを読み取り、前記可動レンズの絶対位置及び前記仮想端点を検出するコード検出手段と、
前記レンズ駆動手段により前記可動レンズを移動限界位置方向に移動させているときに前記コード検出手段が前記仮想端点を検出したときは、前記レンズ駆動手段によるレンズ駆動を停止させる制御手段とを備え、
前記端点検出パターンは、前記仮想端点から前記移動限界位置まで同一の導電パターンとして形成され、この端点検出パターンの切換点を前記コード検出手段が仮想端点として検出することを特徴とするレンズ駆動制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のレンズ駆動制御装置において、前記距離コードパターンは前記可動レンズの移動可能範囲内における絶対位置を複数の領域として検出可能に形成され、前記端点検出パターンは前記距離コードパターンの一部として形成され、前記仮想端点は前記端点検出パターンの切換点であるレンズ駆動制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のレンズ駆動制御装置において、前記制御手段は、前記コード検出手段が検出した前記可動レンズの位置に応じて、該可動レンズの駆動速度を制御するレンズ駆動制御装置。
【請求項４】
請求項３記載のレンズ駆動制御装置において、前記制御手段は、前記レンズ駆動手段を介して前記可動レンズを移動させるときに、該移動方向の仮想端点の近傍の距離コードパターンを前記コード検出手段が検出したときには前記可動レンズの駆動速度を減速させ、前記仮想端点を検出したときに前記レンズ駆動手段を停止させるレンズ駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、カメラなどの光学機器に使用するレンズ駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
従来のＡＦカメラでは、合焦動作において被写体の焦点状態が検出できなかった場合に、合焦位置を検出すべく、モータを駆動してレンズを至近端から無限遠端へ、または無限遠端から至近端へ移動させるサーチ駆動を実行するものが知られている。このサーチ駆動では、レンズを一定速度で駆動するため、レンズが至近端または無限遠端点に到達してストッパに衝突すると、不快な衝撃や騒音が発生し、使用者に不快感を与えてしまう。また、いわゆる超音波モータのような、ローター・ステータ間の摩擦力により駆動力を得るアクチュエータをレンズの駆動手段として使用している場合には、レンズが至近端または無限遠端に到達してストッパに当接すると、レンズが移動できないためローターが回転せずステータのみが振動している状態となり、アクチュエータ自体から騒音が発生するだけでなく、アクチュエータの寿命を早めてしまう可能性がある。
【０００３】
【発明の目的】
本発明は、コスト増大や装置の大型化を招かずに、使用者にとって不快な衝撃や騒音を取り除くこと及びレンズ駆動機構を保護することができるレンズ駆動制御装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【発明の概要】
本発明は、可動レンズと、該可動レンズを光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、前記可動レンズの絶対位置に対応する距離コードパターンが形成された距離コード板と、該距離コード板上に設けられ、前記可動レンズの移動限界位置直前の所定位置を仮想端点として検出する端点検出パターンと、前記可動レンズの移動に連動して前記距離コードパターンを読み取り、前記可動レンズの絶対位置及び前記仮想端点を検出するコード検出手段と、前記レンズ駆動手段により前記可動レンズを移動限界位置方向に移動させているときに前記コード検出手段が前記仮想端点を検出したときは、前記レンズ駆動手段によるレンズ駆動を停止させる制御手段とを備え、前記端点検出パターンは、前記仮想端点から前記移動限界位置まで同一の導電パターンとして形成され、この端点検出パターンの切換点を前記コード検出手段が仮想端点として検出することに特徴を有している。
この構成によれば、可動レンズを機械的端点に到達する前に停止させることができるので、コストアップやスペース増とならずに、使用者にとって不快な衝撃や騒音の発生を防止することができる。
【０００５】
前記距離コードパターンは前記可動レンズの移動可能範囲内における絶対位置を複数の領域として検出可能に形成され、前記端点検出パターンは前記距離コードパターンの一部として形成され、前記仮想端点は前記端点検出パターンの切換点であると好ましい。
前記制御手段は、前記コード検出手段が検出した前記可動レンズの位置に応じて、該可動レンズの駆動速度を制御することが好ましい。特に、前記レンズ駆動手段を介して前記可動レンズを移動させるときに、該移動方向の仮想端点の近傍の距離コードパターンを前記コード検出手段が検出した場合には、前記可動レンズの駆動速度を減速させ、前記仮想端点を検出したときに前記レンズ駆動手段を停止させるのが好ましい。この構成によれば、仮想端点を検出した時点ですぐに可動レンズを停止させることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明を説明する。図１は本発明を適用したレンズ駆動制御装置の主要構成をブロックで示す図である。
ＣＰＵ１１は、本レンズ駆動制御装置の動作を総括的に制御する制御手段であって、バッテリ（不図示）から供給された定電圧Ｖｃｃを受けて動作する。ＣＰＵ１１には、制御プログラム等をメモリしたＲＯＭ、演算用または制御用の所定データを一時的にメモリするＲＡＭのほか、ダウンカウンタ１１ａが内蔵されている。
【０００７】
ＣＰＵ１１は、例えば可動レンズＬを合焦位置まで移動させるＡＦ（自動焦点調節）動作に際し、不図示の焦点検出回路から被写体像のビデオ信号を入力してデフォーカス量を求め、さらに、求めたデフォーカス量に基づいて可動レンズＬのレンズ駆動量を求め、モータドライバ１３を介してレンズ駆動モータ１５を作動させる。可動レンズＬのレンズ駆動量は、パルスエンコーダ１７が発生するパルス数（駆動パルス数）として算出してダウンカウンタ１１ａにセットされる。レンズ駆動モータ１５が作動すると、例えばカム環２４が回転してカム環２４と固定鏡筒２５とに拘束された可動レンズＬがレンズ駆動モータ１５の回転方向に対応する方向へ光軸に沿って移動するとともに、レンズ駆動モータ１５の回転に連動してパルスエンコーダ１７からパルスが発生される。この発生されたパルスは、パルス検出装置１９によって検出されてＣＰＵ１１に出力される。ＣＰＵ１１は、パルスエンコーダ１７から発生されたパルスを入力する毎に、ダウンカウンタ値を１ダウンカウントする。そしてダウンカウンタ値（残パルス数）が０となったときに、モータドライバ１３を介してレンズ駆動モータ１５を停止させ、レンズ駆動を停止する。
【０００８】
可動レンズＬのカム環２４にはブラシ２１が装着され、可動レンズＬの移動に連動してブラシ２１が摺動する距離コード板２３が固定鏡筒２５に装着されている。図示実施例でブラシ２１は５つの接片端子を備えている。距離コード板２３には、ブラシ２１と摺接する面に、グランドに接続されたＣＯＭＭＯＮコード２３ａ、可動レンズＬの絶対位置を識別するＤＶ０コード２３ｂ、ＤＶ１コード２３ｃ、及びＤＶ２コード２３ｄのほか、可動レンズＬの移動限界位置となる機械的端点（至近端、無限遠端）直前の位置を電気的に検出する端点検出コード２３ｅが形成されている（図２参照）。端点検出コード２３ｅは、上記各コード２３ａ〜２３ｄと同様にコードパターンとして形成されていて、可動レンズＬの移動限界位置の直前の位置でオンし、可動レンズＬが端点に到達したことを検出する。図２では、端点検出コード２３ｅのオン／オフが切換わる境界位置、即ち電気的端点（仮想端点）を一点鎖線で示し、機械的端点を点線で示してある。
【０００９】
上記のＣＯＭＭＯＮコード２３ａを除く各コード２３ｂ〜２３ｅは、それぞれＣＰＵ１１の入力ポートＩＮＰ０、ＩＮＰ１、ＩＮＰ２、ＩＮＰ３に接続されている。詳細は図示しないが、各コード２３ｂ〜２３ｅと各入力ポートＩＮＰ０〜ＩＮＰ３の間には、バッテリの電源ライン（定電圧Ｖｃｃ）に接続された所定のプルアップ抵抗がそれぞれ設けられている。各コード２３ｂ〜２３ｅのランド（導通部）にブラシ２１が摺接すると、電源ライン（定電圧Ｖｃｃ）から各負荷抵抗を介してグランドに電流が流れ、各入力ポートＩＮＰ０〜ＩＮＰ３の入力電圧が定電圧Ｖｃｃから降下する構成となっている。この各入力ポートＩＮＰ０〜ＩＮＰ３の電圧変化の組合せにより、ＣＰＵ１１はレンズ位置（可動レンズＬが位置する領域）を検出する。
【００１０】
本実施形態では、ＤＶ０コード２３ｂ、ＤＶ１コード２３ｃ、ＤＶ２コード２３ｄを組合せて可動レンズＬの移動可能領域を至近端から無限遠端までの８個の領域Ａ〜Ｈに区分してある。これら８個の領域のうち至近端に最も近い領域Ａと無限遠端に最も近い領域Ｈは、可動レンズＬを電気的端点で停止できるように、レンズ駆動モータ１５の回転速度を低減させる減速域である。即ち、ＣＰＵ１１は、可動レンズＬが至近端側の減速域（領域Ａ）にあって至近端方向へ移動する場合、または可動レンズＬが無限遠端側の減速域（領域Ｈ）にあって無限遠端方向へ移動する場合には、可動レンズＬの駆動速度を減速する。
なお減速域は、無限遠端、至近端を含む領域として設定してもよい。
【００１１】
以上の構成に基づき、ＣＰＵ１１のレンズ駆動制御処理について図３に示されるフローチャートを参照して詳細に説明する。
ＣＰＵ１１は先ず、レンズ駆動量及び駆動方向（レンズ駆動モータ１５の回転方向）を設定する（Ｓ１１）。レンズ駆動量は、レンズ駆動モータ１５の回転に連動してパルスエンコーダ１７から出力されるパルス数（駆動パルス数）として算出し、ダウンカウンタ１１ａにセットする。次に、ブラシ２１を介して全コード情報を読み込み（Ｓ１３）、端点検出コード２３ｅにより可動レンズＬが電気的端点に達しているか否かをチェックする（Ｓ１５）。可動レンズＬが電気的端点に達していたときは（Ｓ１５；Ｙ）、レンズ駆動方向が不正か否かをチェックする（Ｓ１７）。Ｓ１７では、可動レンズＬが無限遠端に達していてレンズ駆動方向に無限遠端方向が設定されている場合、可動レンズＬが至近端に達していてレンズ駆動方向に至近端方向が設定されている場合は、可動レンズＬが機械的端点に達してしまうので、不正と判断する。
【００１２】
レンズ駆動方向が不正であれば、レンズ駆動モータ１５を保護するため、レンズ駆動モータ１５を駆動せずにこの処理から抜ける（Ｓ１７；Ｙ）。可動レンズＬが電気的端点に達していないとき（Ｓ１５；Ｎ）、または可動レンズＬが電気的端点に達していても駆動方向が正しいときは（Ｓ１５；Ｙ、Ｓ１７；Ｎ）、読み込んだコード情報から可動レンズＬが減速域にあるか否かをチェックする（Ｓ１９）。
可動レンズＬが減速域にあるときは（Ｓ１９；Ｙ）、無限遠端側の減速域Ｈか否かをチェックし（Ｓ２１）、無限遠端側の減速域Ｈであればレンズ駆動方向が無限遠端方向か否かをチェックし（Ｓ２１；Ｙ、Ｓ２３）、至近端側の減速域Ａであればレンズ駆動方向が至近端方向か否かをチェックする（Ｓ２１；Ｎ、Ｓ２５）。可動レンズＬが無限遠端側の減速域Ｈにあってレンズ駆動方向に無限遠端方向が設定されているとき（Ｓ２３；Ｙ）、または、可動レンズＬが至近端側の減速域Ａにあってレンズ駆動方向が至近端方向に設定されているときは（Ｓ２５；Ｙ）、電気的端点に達した時点で即座に可動レンズＬを停止させるため、Ｓ２７〜Ｓ４１の処理を実行する。
一方、可動レンズＬが減速域にないとき（Ｓ１９；Ｎ）、可動レンズＬが無限遠端側の減速域Ｈにあっても至近端方向に可動レンズＬを移動させるとき（Ｓ２１；Ｙ、Ｓ２３；Ｎ）、または、可動レンズＬが至近端側の減速域Ａにあっても無限遠端方向に可動レンズＬを移動させるときは（Ｓ２１；Ｎ、Ｓ２５；Ｎ）、レンズ駆動モータ１５を減速させる必要がないので、Ｓ４３に進む。
【００１３】
以下では、先ず、無限遠端側の減速域Ｈから無限遠端方向へレンズ駆動を開始する場合、または至近端側の減速域Ａから至近端方向へレンズ駆動を開始する場合の処理について説明する。
先ず、レンズ駆動最高速度（レンズ駆動モータ１５を駆動する際の最高回転速度）を低速にセットし（Ｓ２７）、モータドライバ１３を介してレンズ駆動モータ１５を低速駆動させる（Ｓ２９）。ここでいう低速駆動とは、例えばレンズ駆動モータ１５をＰＷＭ駆動制御し、レンズ駆動モータ１５の回転を急停止可能な程度の低速で駆動させることを意味する。
レンズ駆動モータ１５が作動すると、レンズ駆動が開始され、レンズ駆動モータ１５が所定量回転する毎にパルスエンコーダ１７からパルスが出力される。出力されたパルスは、パルス検出装置１９を介してＣＰＵ１１へ出力される。
【００１４】
レンズ駆動を開始したら、パルス検出装置１９からパルスを入力したか否かをチェックし（Ｓ３１）、パルスを入力したときはダウンカウンタ１１ａの残パルス数を１デクリメントし（Ｓ３１；Ｙ、Ｓ３３）、パルスを入力していないときはＳ３３をスキップする（Ｓ３１；Ｎ）。そして、ブラシ２１を介し全コード情報を読み込み（Ｓ３５）、端点検出コード２３ｅから可動レンズＬが電気的端点に達したか否かをチェックする（Ｓ３７）。可動レンズＬが電気的端点に達して端点検出コード２３ｅがオフからオンに切換わっていたときは（Ｓ３７；Ｙ）、モータドライバ１３を介してレンズ駆動モータ１５を停止させ、レンズ駆動を停止する（Ｓ４１）。可動レンズＬが電気的端点に達していなかったときは（Ｓ３７；Ｎ）、ダウンカウンタ１１ａの残パルス数が０以下か否かをチェックし（Ｓ３９）、残パルス数が０以下でないときはＳ３１へ戻る（Ｓ３９；Ｎ）。残パルス数が０以下、即ち０であったときは（Ｓ３９；Ｙ）、Ｓ１１で設定したレンズ駆動量分だけ可動レンズＬを駆動したので、レンズ駆動を停止する（Ｓ４１）。このレンズ駆動を停止する処理は、例えばショートブレーキをかけるか、または一時的にレンズ駆動モータ１５の駆動方向を反転させてその駆動力を相殺することにより、レンズ駆動モータ１５の回転を停止させる処理である。なお、減速域Ａ、Ｈの長さ及び低速駆動時の駆動速度は、上述した停止処理により直ちにレンズ駆動モータ１５が停止可能に設定されていることは言うまでもない。
【００１５】
以上は、無限遠端側の減速域Ｈまたは至近端側の減速域Ａから無限遠端方向または至近端方向へのレンズ駆動を開始する場合の説明であるが、以下では、減速域以外からレンズ駆動を開始する場合、無限遠端側の減速域Ｈまたは至近端側の減速域Ａから至近端側または無限遠端側にレンズ駆動を開始する場合の処理について説明する。
先ず、レンズ駆動最高速度を高速（レンズ駆動モータ１５の最高回転速度）に設定し（Ｓ４３）、駆動パルス数に応じた減速パルス数（減速を開始する残パルス数）を算出する（Ｓ４５）。なお、ここでいうレンズ駆動最高速度を高速に設定する処理は、例えばレンズ駆動モータ１５をＤＣ駆動させるということである。
減速パルス数を求めたら、モータドライバ１３を介してレンズ駆動モータ１５を作動させてレンズ駆動を開始し（Ｓ４７）、パルス検出装置１９からパルスを入力したか否かをチェックする（Ｓ４９）。パルスを入力したときはダウンカウンタ１１ａの残パルス数を１デクリメントし（Ｓ４９；Ｙ、Ｓ５１）、パルスを入力していないときはＳ５１をスキップして（Ｓ４９；Ｎ）、残パルス数が０以下か否かをチェックする（Ｓ５３）。残パルス数が０以下、即ち０に達したときは（Ｓ５３；Ｙ）、Ｓ１１で設定したレンズ駆動パルス数分可動レンズＬを駆動させたので、モータドライバ１３を介してレンズ駆動モータ１５を停止させ、レンズ駆動を終了する（Ｓ５５）。
【００１６】
残パルス数が０以下でなかったときは（Ｓ５３；Ｎ）、ブラシ２１を介して全コード情報を読み込み（Ｓ５７）、コード情報から可動レンズＬが減速域Ａ、Ｈに達したか否かをチェックする（Ｓ５９）。可動レンズＬが減速域Ａ、Ｈに達していないときは（Ｓ５９；Ｎ）、残パルス数が減速パルス数未満であるか否かをチェックし（Ｓ６１）、残パルス数が減速パルス数未満でなかったときはＳ４９へ戻る（Ｓ６１；Ｎ）。残パルス数が減速パルス数未満であったときは（Ｓ６１；Ｙ）、レンズ駆動速度の減速を開始し（Ｓ７３）、Ｓ３１〜Ｓ４１の処理を実行する。
【００１７】
可動レンズＬが減速域に達したときは（Ｓ５９；Ｙ）、可動レンズＬを減速域開始端から電気的端点まで移動させるのに必要なパルス数（駆動限界パルス数）と残パルス数とを比較し（Ｓ６３）、駆動限界パルス数が残パルス数未満でないときはＳ６５をスキップし（Ｓ６３；Ｎ）、駆動限界パルス数が残パルス数未満のときは、駆動限界パルス数を残パルス数とし、ダウンカウンタ１１ａにセットしなおす（Ｓ６３；Ｙ、Ｓ６５）。そして、パルス検出装置１９からパルスを入力したか否かをチェックし（Ｓ６７）、パルスを入力したときは残パルス数（ダウンカウンタ値）を１デクリメントし（Ｓ６７；Ｙ、Ｓ６９）、パルスを入力していないときはＳ６９をスキップして（Ｓ６７；Ｎ）、残パルス数が減速パルス数未満か否かをチェックする（Ｓ７１）。残パルス数が減速パルス数未満でなかったときは（Ｓ７１；Ｎ）、Ｓ６７に戻り、残パルス数が減速パルス数未満となるまで、Ｓ６７〜Ｓ７１の処理を繰り返す。そして残パルス数が減速パルス数未満となったときに（Ｓ７１；Ｙ）、レンズ駆動速度の減速を開始し（Ｓ７３）、Ｓ３１〜Ｓ４１の処理を実行する。なお、減速処理（Ｓ７３）は、レンズ駆動モータ１５の駆動をＤＣ駆動からＰＷＭ駆動に切り換え、残パルス数の減少に伴って、ＰＷＭ駆動時のデューティ比（ＰＷＭ駆動時に入力するパルスのデューティ比）を最高速度を低速にセットする処理（Ｓ２７）におけるＰＷＭ駆動時のデューティ比まで下げていく処理である。
【００１８】
以上のように本実施形態では、可動レンズＬの移動限界位置（機械的端点）の直前の位置を電気的に検出する端点検出コード２３ｅを距離コード板２３上にコードパターンの一部として設け、端点検出コード２３ｅがオンしたら可動レンズＬを停止させるので、コストアップやスペース増とならずに、使用者にとって不快な衝撃や騒音の発生を防止することができる。またレンズ駆動モータとして、いわゆる超音波モータのような、ローター・ステータ間の摩擦力により駆動力を得る駆動機構を使用した場合には、その駆動機構自体からの騒音発生を防止できるともに、駆動機構を保護することができる。
【００１９】
また本実施形態では、距離コード（ＤＶ０〜ＤＶ２コード２３ｂ〜２３ｄ）によって区分された８個の領域のうち各電気的端点に最も近い領域を減速域とし、無限遠端または至近端方向へ可動レンズＬを駆動する場合に無限遠端側または至近端側の減速域へ入ると、可動レンズＬの駆動速度を減速するので、電気的端点を検出した時点ですぐに可動レンズＬを停止させることができる。さらに本実施形態では、距離コード情報から可動レンズＬが減速域にあることを検出するので、従来のような、可動レンズＬが減速域にあるか否かを検出する減速スイッチを新たに設けなくて済み、コスト削減につながる。
なお、本実施形態では、予め、レンズの機種毎に至近側および無限遠側の減速域における駆動パルス数をそれぞれ測定し、その測定値をそのレンズの各減速域の駆動限界パルス数として例えば不揮発性メモリに書き込み、Ｓ６３、Ｓ６５において利用している。この構成によれば、減速域の幅の広狭に拘わらず、高速駆動している可動レンズＬを移動限界位置の直前の仮想端点で確実に停止させることができる。
【００２０】
本発明のレンズ駆動制御装置は、オートフォーカス（ＡＦ）レンズの駆動制御に限らず、ズームレンズのパワーズーム制御にも適用可能である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、コスト増大や装置の大型化を招かずに、使用者にとって不快な衝撃や騒音を取り除き、且つモータなどのレンズ駆動機構を保護することができるレンズ駆動制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用したレンズ駆動制御装置の一実施の形態をブロックで示す図である。
【図２】  端点検出コードを設けた距離コード板を示す図である。
【図３】  同レンズ駆動制御装置のレンズ駆動制御処理に関するフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１１  ＣＰＵ
１３  モータドライバ
１５  レンズ駆動モータ
１７  パルスエンコーダ
１９  パルス検出装置
２１  ブラシ
２３  コード板
２３ａ  ＣＯＭＭＯＮコード
２３ｂ  ＤＶ０コード
２３ｃ  ＤＶ１コード
２３ｄ  ＤＶ２コード
２３ｅ  端点検出コード
２４  カム環
２５  固定鏡筒
【図１】
0004160717.tif 000002
【図２】
0004160717.tif 000003
【図３】
0004160717.tif 000004