JP2000329996A - 光学装置及び振動型モーター駆動制御方法 - Google Patents
光学装置及び振動型モーター駆動制御方法Info
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Abstract
を抑えて、光学装置上の電池を使用する他の装置に及ぼ
す影響を減らすようにする。 【解決手段】 振動型モーターを内蔵したレンズの焦点
ずれ量を検出し(S02)、検出された焦点ずれ量に応
じてレンズの駆動量を演算し、得られた駆動量を基に小
駆動となるか否かを判別する(S03)。この判別の結
果に基づき、電源部が出力する異なる複数の電源電圧の
中から1つを選択し、振動型モーターの駆動回路に、こ
の選択された電源電圧を送る。駆動回路は、電源電圧に
応じた振幅で、位相が互いに異なる複数の交番駆動電圧
を発生し、振動型モーターに供給する。
Description
型モーター駆動制御方法に関し、特に、焦点調整動作を
行う振動型モーターを内蔵したレンズと、該レンズが装
着され、前記振動型モーターへ電力を供給するとともに
焦点検出情報を提供する装置本体とから成る光学装置、
及び当該光学装置に適用される振動型モーター駆動制御
方法に関する。
ーを交換レンズに内蔵した一眼レフカメラである。
でも、特に一眼レフカメラはレンズが交換でき、その交
換レンズとしては種々の焦点距離のものが生産されてい
る。
内蔵のモーターにより駆動して自動的に調整することの
できるフォーカス自動制御レンズがあり、カメラ本体で
作成される焦点検出情報に基づいて該モーターが駆動さ
れる。このモーターとしてDCモーターが使用されてい
たが、近年、これに代わって振動型モーターが広く用い
られるようになってきている。
いトルクを維持することができるので、減速ギアが不要
であり、小型化が可能になることや、また清音化が図れ
る等、多くの特徴を持っている。
エネルギー変換素子に、位相の異なる複数の周波信号を
基に生成された駆動電圧を印加して進行波を発生させ、
これによって回転体を回転させることが行われる。周波
信号の周波数(これを「駆動周波数」という)を、振動
型モーターの共振周波数よりも高い周波数から、該共振
周波数へ向けて掃引させることによって振動型モーター
の加速が行われる。
上の超望遠交換レンズにおいて、フォーカス調整用モー
ターの駆動速度の高速化が強く要求されている。これ
は、このような超望遠レンズが陸上競技等のスポーツ撮
影に多く用いられているが、競技者の速い動きにも忠実
に追従することができるフォーカス制御が強く求められ
ている為である。
に前記駆動周波数の掃引速度を早くする方法もあるが、
この場合は駆動周波数の掃引速度に振動型モーター自体
の特性がついていけないでギクシャクした動きになって
しまう問題がある。
加する駆動電圧を高くする方法もある。振動型モーター
に印加する駆動電圧を2倍にした時の回転数N及び振動
型モーターの消費電力Pを、駆動周波数fを横軸にとっ
て示したグラフを図1に示す。
における回転数及び消費電力を示す曲線であり、Ny及
びPyは駆動電圧を2倍にした場合の回転数及び消費電
力を示す曲線である。
に、駆動電圧を2倍にすると、同じ駆動周波数でも回転
数が2倍近くになっていることがわかる。
力を示す図1(A)から分かるように、駆動電圧を2倍
にすると、振動型モーターの消費電力も2倍近くになっ
てしまう。
メラ本体の電池から電力が供給されるので(交換レンズ
に電池は別設されていない)交換レンズ自身で使用でき
る電力にはおのずと制限がある。
電圧を上げ、更に駆動周波数をf1まで下げて振動型モ
ーターの回転数をN3まで上げると、その消費電力はP
3となり、その結果、カメラ本体側の電池の電圧が低下
し、その為にカメラ本体側の種々のアクチュエーターが
適切に動作しなくなり、カメラの誤動作を生じさせる可
能性がある。
動するために、単に振動型モーターの駆動電圧を上げて
回転数を上げるのでは、カメラシステムとして大きな問
題を発生させてしまうという問題点があった。
たものであって、高速なフォーカス動作ができ、且つ電
力消費を抑えて、光学装置上の電池を使用する他の装置
に及ぼす影響を減らすようにした光学装置及び振動型モ
ーター駆動制御方法を提供することを目的とする。
に、請求項1記載の発明によれば、焦点調整動作を行う
振動型モーターを内蔵したレンズと、該レンズが装着さ
れ、前記振動型モーターへ電力を供給するとともに焦点
検出情報を提供する装置本体とから成る光学装置におい
て、電源電圧に応じた振幅を持ち、位相が互いに異なる
複数の交番駆動電圧を発生し、前記振動型モーターに供
給する駆動回路と、異なる複数の電源電圧を出力する電
源部と、前記レンズの焦点ずれ量を検出する焦点検出手
段と、前記焦点検出手段で検出された焦点ずれ量に応じ
て前記レンズの駆動量を演算する演算手段と、前記演算
手段で得られた駆動量に応じて、前記電源部が出力する
複数の電源電圧の中から1つを選択し、前記駆動回路に
送る電源電圧選択手段とを有することを特徴とする。
調整動作を行う振動型モーターと、電源電圧に応じた振
幅を持ち、位相が互いに異なる複数の交番駆動電圧を発
生し、前記振動型モーターに供給する駆動回路と、異な
る複数の電源電圧を出力する電源部とを内蔵したレンズ
と、該レンズが装着され、前記振動型モーターへ電力を
供給するとともに焦点検出情報を提供する装置本体とか
ら成る光学装置に適用される振動型モーター駆動制御方
法において、前記レンズの焦点ずれ量を検出する焦点検
出ステップと、前記焦点検出ステップで検出された焦点
ずれ量に応じて前記レンズの駆動量を演算する演算ステ
ップと、前記演算ステップで得られた駆動量に応じて、
前記電源部が出力する複数の電源電圧の中から1つを選
択し、前記駆動回路に送る電源電圧選択ステップとを有
することを特徴とする。
面を参照して説明する。
1の実施形態に係るカメラ本体及び交換レンズに設けら
れた制御回路の構成を示す回路図である。
池、9はカメラ本体側のマイクロコンピュータ(以下
「マイコン」と呼ぶ)、21はシャッター釦(2段スト
ロークになっている)の第1ストロークでオンするスイ
ッチ、8はマイコン9により制御される電力供給用のト
ランジスタである。
マイクロコンピュータ(以下「マイコン」と呼ぶ)であ
る。
端子aは電池10のプラス端子、端子bは電力供給端
子、端子cはカメラ本体のマイコン9から交換レンズの
マイコン11へのデータ転送用の端子、端子dは交換レ
ンズのマイコン11からカメラ本体のマイコン9へのデ
ータ転送用の端子、端子eはデータ転送時の同期用クロ
ックの転送用端子、端子fは電池10のマイナス端子で
ある。
換レンズ側の端子であり、交換レンズをカメラ本体に装
着すると、対応する各端子が互いに接続される。
ントロール回路であり、マイコン11のI/O出力によ
り制御される。
り、コイル13、スイッチング用のFETトランジスタ
ー14、フィードバック用の抵抗15、電流逆流防止用
のダイオード16、整流用のコンデンサー17及び分圧
用の抵抗18,19,20で構成される。
2より制御される。また、FET14とフィードバック
用の抵抗15の接続点はコントロール回路12に接続さ
れており、所謂電流フィードバック型のDC/DCコン
バーターを構成している。ダイオード16は整流用のコ
ンデンサ17から電池10への電流の逆流を防止するた
めのダイオードである。
は、後述の駆動回路24へ送られるとともに、分圧用抵
抗18,19,20で分圧されて、分圧抵抗18と分圧
抵抗19の接続点(x点)、または分圧抵抗19と分圧
抵抗20の接続点(y点)からコントロール回路12へ
フィードバックされる。コントロール回路12は、マイ
コン11の指令により、x点の電圧及びy点の電圧のう
ち1つを選択し、選択した電圧に応じて、DC/DCコ
ンバーターの出力電圧値Voutを制御する。
ン11の出力ポートから出力される駆動周波数を示すデ
ジタルデータをアナログ電圧に変換する。23はこのD
/Aコンバーターに接続されたVCO(電圧−周波数変
換器)であり、入力アナログ電圧に応じた周波数を持っ
た矩形波を発生する。
動回路であり、DC/DCコンバーターの出力電圧Vou
tを電源とし、VCO23の出力端子及びマイコン11
の出力ポートが接続される。25は振動型モーターであ
り、駆動回路24から送られれる位相差90度のA相及
びB相の駆動電圧により駆動される。
ター自体の駆動状況を示すS相信号が出力され、そのS
相信号が位相判別回路29を介してマイコン11の入力
ポートに入力される。
動されるが、振動型モーター25の駆動メカニズムは、
よく知られたものであるので説明を省略する。
して回転するパルス板であり、このパルス板26の回転
運動はフォトインターラプター27により検出される。
フォトインターラプター27の検出出力は波形整形回路
28を介してレンズ側のマイコン11の入力ポートに入
力される。
を、図3を参照して説明する。
ートである。以下、ステップ番号(S)に沿って説明す
る。
1ストローク分だけ押されると、スイッチ21がオン
し、カメラ本体側の不図示の焦点検出回路が動作を開始
する。更に、スイッチ21のオンにより、カメラ本体側
のマイコン9が電力供給用のトランジスタ8をオンにす
るので、端子b及び端子b'を介してレンズ側のマイコ
ン11及びコントロール回路12への電力供給が開始さ
れる。
動作により得られた撮影レンズのデフォーカス情報は、
カメラ本体のマイコン9より端子cと端子c'を介して
レンズ側のマイコン11へ転送される。デフォーカス情
報は、焦点のずれ度合を示す情報である。
フォーカス情報を基に、交換レンズの駆動量を算出す
る。そして、算出された駆動量を基に小駆動となるか否
かの判断を行う。小駆動になると判断された場合は、ス
テップS04へ進み、小駆動にはならないと判断された
場合は、ステップS07へ進む。なお、小駆動とは、交
換レンズの駆動量が所定値より小さい駆動をいう。
ン11はDC/DCコンバーターのコントロール回路1
2に、前記y点の分圧電圧をフィードバック電圧として
選択させる。この結果、振動型モーターの駆動電圧が高
い電圧に設定される。これについては、後に詳しく説明
する。
型モーター25の駆動周波数を示すデジタルデータを最
初大きな値に設定し、D/Aコンバーター22に送る。
その後、マイコン11はそのデジタルデータを徐々に小
さな値に変化させる。するとVCO23の入力アナログ
電圧は高い値から除々に低下していくので、VCO23
から出力する矩形波の周波数(駆動周波数)fは高い周
波数から低い周波数側に掃引されていく。この矩形波を
基に振動型モーターの駆動回路24が位相差90度のA
相及びB相の駆動電圧を生成する。かくして、図1から
分かるように、駆動周波数の低下に伴って、振動型モー
ターの回転数は徐々に上昇していく。なお図3におい
て、振動型モーターを「USM」と略記する。
周波数fが所定周波数f2(図1参照)より大きい間
は、上記のデジタルデータを小さな値に変化させ続け、
駆動周波数fが所定周波数f2以下になるとステップS
10へ進む。
11は、交換レンズの駆動が小駆動ではないと判断した
場合、DC/DCコンバーターのコントロール回路12
に、前記x点の分圧電圧をフィードバック電圧として選
択させる。この結果、振動型モーターの駆動電圧が低い
電圧に設定される。これについては、後に詳しく説明す
る。
動型モーターの加速動作が行われる。
周波数fが所定周波数f1(f1<f2、図1参照)よ
り大きい間は、上記のデジタルデータを小さな値に変化
させ続け、駆動周波数fが所定周波数f1以下になると
ステップS10へ進む。
Aコンバーター22へ出力するデジタルデータをその時
の値に固定して駆動周波数の掃引を停止し、振動型モー
ター25を定速運動させる。
て発生したパルス信号が波形整形回路28からマイコン
11の入力ポートに入力される。このパルス信号の入力
数がマイコン11でカウントされ、カウント値が第1の
所定値に達するまで、マイコン11は振動型モーター2
5に定速運動をさせるが、第1の所定値に達すると、ス
テップS12へ進む。
近づいたとして、マイコン11は振動型モーター25に
減速運動を始めさせる。つまり、マイコン11はD/A
コンバーター22へ送るデジタルデータが表す駆動周波
数を徐々に増加させる。これにより、VCO23への入
力アナログ電圧が上昇するので、VCO出力の矩形波の
周波数が高い周波数側に掃引されていき、振動型モータ
ー25に印加される駆動電圧の周波数も高い周波数側に
掃引されていく。よって、図1に示すように振動型モー
ター25の回転数が低下し、減速運動が行われる。
ルス数が第2の所定値(第2の所定値>第1の所定値)
に達するまで、マイコン11は振動型モーター25に減
速運動をさせるが、第2の所定値に達すると、ステップ
S14へ進む。
達したとして、マイコン11は振動型モーター25の駆
動を停止させる。つまり、マイコン11はD/Aコンバ
ーター22へ送るデジタルデータが表す駆動周波数を急
激に上昇させて、振動型モーター25に印加される駆動
電圧の周波数を、振動型モーター25が回転停止になる
高い周波数に急激に変える。
値を各々、R18,R19,R20とする。また、DC
/DCコンバーターのコントロール回路12内の基準電
圧値をVr(不図示)とすると、コントロール回路12
でフィードバック電圧としてx点の分圧電圧が選択され
ている場合は、DC/DCコンバーターの出力電圧Vou
tは次の式で表される。
0)/(R19+R20) また、フィードバック電圧としてy点の分圧電圧が選択
されている場合は、DC/DCコンバーターの出力電圧
Voutは次の式で表される。
た場合の方が、x点が選択された場合より、出力電圧V
outが高くなり、したがって振動型モーター25の駆動
電圧が高くなる。
にx点選択時の2倍の駆動電圧が得られる。
に、交換レンズの小駆動時はy点が選択されるのである
から、駆動電圧が高く設定され、図1(B)に示す曲線
Nyが適用される。したがって、交換レンズの小駆動時
には、高い回転数が得られる。また、交換レンズの小駆
動時以外のときには、低い回転数により、交換レンズで
の電力消費が抑制される。
25を余り回転数を上げずに短時間だけ駆動するので、
駆動電圧の周波数は高い領域でのみ使用されることにな
る。よって、図1(A)において駆動周波数を、例えば
f2までしか下げない駆動になるので、駆動電圧を例え
ば2倍にしても振動型モーター25の消費電力はP2ま
でしか上がらないことになる。但し駆動電圧を2倍にし
ているので、図1(B)に示すように、回転数はN2ま
で達する。これは、通常の駆動電圧で駆動周波数をf1
まで下げた時と略同じ回転数となる。
外の駆動時のいずれの場合でも、消費電力はP2を超え
ることがなく、従来のような消費電力オーバーによるカ
メラシステム内の他装置の誤動作の問題を発生させず
に、しかも、交換レンズの小駆動時には高速駆動が可能
になるものである。
シーンでは、交換レンズの小駆動動作を頻繁に用いるの
で、本発明のように、小駆動時にフォーカス速度が上げ
られることは、追随性に対してより大きな効果をもたら
す。また、本発明のように、小駆動時のみ振動型モータ
ー25の駆動電圧を上げる特徴は、カメラ全体システム
に悪影響を与えることなく、カメラシステムの信頼性を
高めることが可能となる。
態を説明する。
実施形態の構成と同じであるので、第2の実施形態の説
明においては、第1の実施形態の構成を流用し、異なる
構成部分だけを説明する。
に設けられた制御回路の構成を示す回路図である。図4
では、図2に示す制御回路と異なる部分を主に示し、同
一構成部分には同一の符号を付すとともに、参照符号2
2〜28の構成部分及びカメラ本体側の構成部分の図示
を省略している。
動電圧値を切り替える部分が第1の実施形態と異なって
いる。
路12には2つの基準電圧Vr1,Vr2(Vr1>V
r2)が入力される。DC/DCコンバーターの出力電
圧Voutは、抵抗30と抵抗31とで分圧され、コント
ロール回路12にフィードバックされている。ここで抵
抗30,31の抵抗値を各々、R30,R31とする。
ル回路12はレンズ側のマイコン11が演算する交換レ
ンズの駆動量に応じて基準電圧Vr1又は基準電圧Vr
2を選択する。つまり、交換レンズの駆動量が所定値よ
り小さい小駆動時には、基準電圧としてVr1を選択
し、よってDC/DCコンバータの出力電圧Voutは Vout=Vr1*(R30+R31)/R31 となる。交換レンズの駆動量が所定値以上である大駆動
時には、基準電圧としてVr2を選択し、DC/DCコ
ンバーターの出力電圧Voutは Vout=Vr2*(R30+R31)/R31 となり、出力電圧Voutは小駆動時よりも低くなる。
じである。
ォーカス動作ができ、且つ電力消費を抑えることが可能
となる。
るシステムに適用しても、あるいは1つの機器からなる
装置に適用してもよい。
換レンズの小駆動時のみ振動型モーターの駆動電圧を上
げるようにしたので、消費電力のオーバーによるカメラ
システム上の問題を発生させることなく、フォーカス動
作の高速化が実現し、特にスポーツ撮影時の連写追随性
に大きな効果をもたらすものである。
た時の回転数N及び振動型モーターの消費電力Pを、駆
動周波数fを横軸にとって示したグラフを示す図であ
る。
交換レンズに設けられた制御回路の構成を示す回路図で
ある。
制御回路の構成を示す回路図である。
ン、演算手段、電源電圧選択手段) 12 コントロール回路(電源電圧選択手段) 13〜20 DC/DCコンバーター(電源部) 18,19,20 分圧用抵抗 22 D/Aコンバーター 23 VCO(電圧−周波数変換器) 24 駆動回路 25 振動型モーター 26 パルス板 27 フォトインターラプター 28 波形整形回路 29 位相判別回路 a〜f カメラ本体側の端子 a'〜f' 交換レンズ側の端子 Vout DC/DCコンバーター出力電圧
Claims (11)
- 【請求項1】 焦点調整動作を行う振動型モーターを内
蔵したレンズと、該レンズが装着され、前記振動型モー
ターへ電力を供給するとともに焦点検出情報を提供する
装置本体とから成る光学装置において、 電源電圧に応じた振幅を持ち、位相が互いに異なる複数
の交番駆動電圧を発生し、前記振動型モーターに供給す
る駆動回路と、 異なる複数の電源電圧を出力する電源部と、 前記レンズの焦点ずれ量を検出する焦点検出手段と、 前記焦点検出手段で検出された焦点ずれ量に応じて前記
レンズの駆動量を演算する演算手段と、 前記演算手段で得られた駆動量に応じて、前記電源部が
出力する複数の電源電圧の中から1つを選択し、前記駆
動回路に送る電源電圧選択手段とを有することを特徴と
する光学装置。 - 【請求項2】 前記演算手段はマイクロコンピューター
であることを特徴とする請求項1記載の光学装置。 - 【請求項3】 前記電源部は、該電源部の出力端に直列
に接続された複数の分圧抵抗を含むフィードバック型の
DC/DCコンバーターであり、 前記電源電圧選択手段は、前記演算手段で得られた駆動
量に応じて、前記複数の分圧抵抗が出力電圧を分圧する
ことによって得られた複数の電圧の1つを選択して、前
記DC/DCコンバーターにフィードバックさせること
を特徴とする請求項1または請求項2記載の光学装置。 - 【請求項4】 前記電源部は、異なる2つの基準電圧を
有するとともに、入力される電圧に応じて出力電圧を変
化させるDC/DCコンバーターであり、 前記電源電圧選択手段は、前記演算手段で得られた駆動
量に応じて、前記2つの基準電圧の1つを選択して、前
記DC/DCコンバーターに入力させることを特徴とす
る請求項1または請求項2記載の光学装置。 - 【請求項5】 前記電源電圧選択手段は、前記演算手段
で得られた駆動量が所定値よりも小さい場合、前記電源
部が出力する複数の電源電圧の中から高い電圧を選択
し、前記駆動回路に送ることを特徴とする請求項1乃至
請求項4のいずれかに記載の光学装置。 - 【請求項6】 前記光学装置はカメラ本体と交換レンズ
とから構成され、前記焦点検出手段はカメラ本体側に設
置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項5の
いずれかに記載の光学装置。 - 【請求項7】 前記カメラ本体及び交換レンズには、カ
メラ用マイクロコンピューター及びレンズ用マイクロコ
ンピューターがそれぞれ設置され、前記焦点検出手段で
検出された焦点ずれ量は前記カメラ用マイクロコンピュ
ーターから前記レンズ用マイクロコンピューターに転送
されることを特徴とする請求項6記載の光学装置。 - 【請求項8】 焦点調整動作を行う振動型モーターと、
電源電圧に応じた振幅を持ち、位相が互いに異なる複数
の交番駆動電圧を発生し、前記振動型モーターに供給す
る駆動回路と、異なる複数の電源電圧を出力する電源部
とを内蔵したレンズと、該レンズが装着され、前記振動
型モーターへ電力を供給するとともに焦点検出情報を提
供する装置本体とから成る光学装置に適用される振動型
モーター駆動制御方法において、 前記レンズの焦点ずれ量を検出する焦点検出ステップ
と、 前記焦点検出ステップで検出された焦点ずれ量に応じて
前記レンズの駆動量を演算する演算ステップと、 前記演算ステップで得られた駆動量に応じて、前記電源
部が出力する複数の電源電圧の中から1つを選択し、前
記駆動回路に送る電源電圧選択ステップとを有すること
を特徴とする振動型モーター駆動制御方法。 - 【請求項9】 前記電源部は、該電源部の出力端に直列
に接続された複数の分圧抵抗を含むフィードバック型の
DC/DCコンバーターであり、 前記電源電圧選択ステップは、前記演算ステップで得ら
れた駆動量に応じて、前記複数の分圧抵抗が出力電圧を
分圧することによって得られた複数の電圧の1つを選択
して、前記DC/DCコンバーターにフィードバックさ
せることを特徴とする請求項8記載の振動型モーター駆
動制御方法。 - 【請求項10】 前記電源部は、異なる2つの基準電圧
を有するとともに、入力される電圧に応じて出力電圧を
変化させるDC/DCコンバーターであり、前記電源電
圧選択ステップは、前記演算ステップで得られた駆動量
に応じて、前記2つの基準電圧の1つを選択して、前記
DC/DCコンバーターに入力させることを特徴とする
請求項8記載の振動型モーター駆動制御方法。 - 【請求項11】 前記電源電圧選択ステップは、前記演
算ステップで得られた駆動量が所定値よりも小さい場
合、前記電源部が出力する複数の電源電圧の中から高い
電圧を選択し、前記駆動回路に送ることを特徴とする請
求項8乃至請求項10のいずれかに記載の振動型モータ
ー駆動制御方法。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP13709499A JP4756722B2 (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 光学装置 |
| US09/569,254 US6608455B2 (en) | 1999-05-18 | 2000-05-11 | Driving apparatus for vibration type motor and vibration type motor driving control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13709499A JP4756722B2 (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 光学装置 |
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|---|---|
| JP2000329996A true JP2000329996A (ja) | 2000-11-30 |
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| JP13709499A Expired - Fee Related JP4756722B2 (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 光学装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6608455B2 (ja) |
| JP (1) | JP4756722B2 (ja) |
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