JPH07168073A - レンズ駆動装置を有する光学機器 - Google Patents

レンズ駆動装置を有する光学機器

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JPH07168073A
JPH07168073A JP5316837A JP31683793A JPH07168073A JP H07168073 A JPH07168073 A JP H07168073A JP 5316837 A JP5316837 A JP 5316837A JP 31683793 A JP31683793 A JP 31683793A JP H07168073 A JPH07168073 A JP H07168073A
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JP
Japan
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lens group
driving
port
focus
focus adjustment
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Withdrawn
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JP5316837A
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English (en)
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Mitsuhiro Katsuragawa
光広 桂川
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/10Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens
    • G02B7/102Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens controlled by a microcomputer
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/14Drive circuits; Control arrangements or methods
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/14Drive circuits; Control arrangements or methods
    • H02N2/145Large signal circuits, e.g. final stages
    • H02N2/147Multi-phase circuits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Focusing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ズーミング中のピント補正用モータの駆動・
停止の繰り返しによる不快感や、再起動によるピント補
正の遅れを解消することを目的とする。 【構成】 変倍用レンズと、変倍時での焦点変化を補正
する焦点調節用レンズと、前記変倍用レンズを移動させ
る第1の駆動源と、前記焦点調節用レンズを移動させる
第2の駆動源と、前記第1および第2の駆動源の駆動を
制御する制御手段を備えたレンズ駆動装置を有する光学
機器において、前記制御手段は前記変倍用レンズが移動
している際には、少なくとも前記変倍用レンズの移動の
結果および移動方向から前記第2の駆動源の駆動方向と
駆動速度を決定し、前記変倍用レンズが停止した際に
は、少なくとも前記変倍用および焦点調節用レンズの位
置から前記第2の駆動源の駆動方向と駆動量および駆動
速度を決定することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレンズ駆動装置を有する
光学機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ズームレンズにおいて、ズーミングによ
るピントずれを補償にする為には、以前よりカムを用い
た方法等の機械的な連動によるピント補正方式がある
が、このような機械的連動による方法ではズームレンズ
の高倍率化に対しコンパクト化出来ないなどの弊害があ
った。このような問題を解決するためにピント補正をア
クチュエータにより直接駆動する方式を採用すること
で、機械的な連結を排除しコンパクト化を達成できる。
たとえば、ピント補正の駆動にステップモータを用い、
演算によって求められた位置まで光学系を駆動するもの
がビデオレンズ等に見られる。
【0003】一方、近年振動波モータが実用化され、中
空モータである、あるいは静音である、といった従来の
モータに無い特徴からレンズ駆動用アクチュエータとし
て用いられるようになってきた。
【0004】
【発明が解決しようとしている課題】ピント補正の駆動
に例えば振動波モータを用いた場合に、ズーミング中の
ピント補正の駆動・停止の繰り返しによる不快感や、停
止後の再起動によるピント補正の遅れが生じてしまうこ
とが予想される。
【0005】
【課題を解決するための手段(及び作用)】変倍用レン
ズと、変倍時での焦点変化を補正する焦点調節用レンズ
と、前記変倍用レンズを移動させる第1の駆動源と、前
記焦点調節用レンズを移動させる第2の駆動源と、前記
第1及び第2の駆動源の駆動を制御する制御手段を備え
たレンズ駆動装置を有する光学機器において、前記制御
手段は前記変倍用レンズが移動している際には、少なく
とも前記変倍用レンズの移動の結果及び移動方向から前
記第2の駆動源の駆動方向と駆動速度を決定し、前記変
倍用レンズが停止した際には、少なくとも前記変倍用及
び焦点調節用レンズの位置から前記第2の駆動源の駆動
方向と駆動量及び駆動速度を決定することを特徴とす
る。
【0006】
【実施例】図1は第1実施例を説明するための構成図で
ある。
【0007】図1において1は変倍調節用レンズ群、2
は焦点調節用及び変倍時の補正を兼用する(以下、焦点
調節用と略す)レンズ群、3はマクロコンピュータ(以
下マイコンと称す)である。4は変倍調節用レンズ群1
を駆動させる為の振動波モータ、5はドライバ回路、6
はモータ4の回転に対応してパルス信号を発生する回転
検出装置、7は回転検出装置6の出力パルス信号をクロ
ック入力としたアップダウンカウンタである。8は焦点
調節用レンズ群2を駆動させる為の振動波モータ、9は
ドライバ回路、10はモータ8の回転に対応してパルス
信号を発生する回転検出装置、11は回転検出装置10
の出力パルス信号をクロック入力としたアップダウンカ
ウンタである。12は変倍調節用レンズ群1の望遠側限
界信号及び広角側限界信号を出力する端検出装置、13
は焦点調節用レンズ群2の無限側限界信号および至近側
限界信号を出力する端検出装置である。14、15は共
にマイコン3によって制御されるタイマー、16はパワ
ーズームスイッチで、16−a側にオンの時望遠側に、
16−b側にオンの時広角側になるようにモータ4を駆
動する。
【0008】次にマイコン3の入出力ポートについて説
明する。P1aおよびP1bはそれぞれ端検出装置12
からの望遠側限界信号、広角側限界信号を入力する入力
ポート、P2aおよびP2bはそれぞれ端検出装置13
からの無限側限界信号、至近側限界信号を入力する入力
ポート、P3・P4・P5はそれぞれドライバ5への駆
動オン/オフ信号、駆動方向信号、速度制御信号を出力
する出力ポート、P6はカウンタ7のカウント値を入力
する入力ポート、P7・P8・P9はそれぞれドライバ
9への駆動オン/オフ信号、駆動方向信号、速度制御信
号を出力する出力ポート、P10はカウンタ11のカウ
ント値を入力する入力ポートである。P11、P13は
それぞれタイマ14、15を制御する出力ポート、P1
2、P14はそれぞれタイマ14、15のタイマ値を取
り込む入力ポート、またP15a、P15bはパワーズ
ームスイッチ16の状態をモニタするための入力ポート
である。INT1は回転検出装置6が発生したパルス信
号を入力する入力ポート、INT2は回転検出装置10
が発生したパルス信号を入力する入力ポートで、INT
1、INT2は入力信号がロウレベルからハイレベルに
変化した時、割り込み機能を生ずる。
【0009】図2、図3は回転検出装置6を詳細に説明
するための図である。20はモータ4の回転部材に取り
付けられた円盤状のパルス板、21はインタラプタ、2
1−a、21−bはインタラプタ21を構成している発
光ダイオードとフォトトランジスタ、22と23はプル
アップ抵抗、24はコンパレータである。パルス板20
は円周状に所定間隔ごとにスリット20aが切られてお
り、パルス板20が回転するとフォトトランジスタ21
−bがオン・オフし、抵抗23とコンパレータ24によ
りパルス信号を発生する。なお、図2、図3を用いて回
転検出装置6を詳細に説明したが、回転検出装置10に
ついても同様であるのでここでは省略する。
【0010】図4は端検出装置12を詳細に説明するた
めの図である。25−a、25−b、25−cは固定部
に取り付けられた導電パターン、26はレンズ群1の移
動に伴い導電パターン25上を摺動するブラシ、27・
28はプルアップ抵抗で、導電パターン25−aはプル
アップ抵抗27に接続されるとともにマイコン3のポー
トP1aに、また導電パターン25−bはプルアップ抵
抗28に接続されるとともにマイコン3のポートP1b
とカウンタ7のリセット端子に、導電パターン25−a
はグランドに接続されている。レンズ群1の移動により
ブラシ26が図4のの場所に移動すると導電パターン
25−aはブラシ26を通して導電パターン25−cと
接触しマイコン3のポートP1aにはロウレベルの信号
が入力され、以外の場所では導電パターン25−aは
導電パターン25−cと導通しないのでマイコン3のポ
ートP1aにはハイレベルの信号が入力される。同様に
レンズ群1の移動によりブラシ26が図4のの場所に
移動すると導電パターン25−bはブラシ26を通して
導電パターン25−cと接触し、マイコン3のポートP
1bとカウンタ7のリセット入力にはロウレベルの信号
が入力され、以外の場所では導電パターン25−bは
導電パターン25−cと接触しないのでマイコン3のポ
ートP1aとカウンタ7のリセット入力にはハイレベル
の信号が入力される。図4での領域を望遠側限界位
置、の領域を広角側限界位置としておくことで望遠側
限界信号および広角側限界信号を検出することができ
る。また広角側限界信号はカウンタ7のリセット入力に
接続されているので広角限界位置でカウンタ7がリセッ
トされる。
【0011】図5は端検出装置13を詳細に説明するた
めの図である。30−a、30−b、30−cは固定部
に取りつけられた導電パターン、31はレンズ群2の移
動に伴い導電パターン30上を摺動するブラシ、32・
33はプルアップ抵抗で、導電パターン30−aはプル
アップ抵抗32に接続されるとともにマイコン3のポー
トP2aに、また導電パターン30−bはプルアップ抵
抗33に接続されるとともにマイコン3のポートP2b
とカウンタ11のリセット端子に、導電パターン30−
aはグランドに接続されている。レンズ群2の移動によ
りブラシ31が図5のの場所に移動すると導電パター
ン30−aはブラシ31を通して導電パターン30−c
と接触しマイコン3のポートP2aにはロウレベルの信
号が入力され、以外の場所では導電パターン30−a
は導通しないのでマイコン3のポートP2aにはハイレ
ベルの信号が入力される。同様にレンズ群2の移動によ
りブラシ31が図5のの場所に移動すると導電パター
ン30−bはブラシ31を通して導電パターン30−c
と接触しマイコン3のポートP2とカウンタ11のリセ
ット入力にはロウレベルの信号が入力され、以外の場
所では導電パターン30−bは導電パターン30−cと
接触しないのでマイコン3のポートP2aとカウンタ1
1のリセット入力にはハイレベルの信号が入力される。
図5での領域を至近側限界位置、の領域を無限側限
界位置としておくことで至近側限界信号および無限側限
界信号を検出することができる。また無限側限界信号は
カウンタ11のリセット入力に接続されているので無限
限界位置でカウンタ11がリセットされる。
【0012】図6は振動波モータ4ならびにドライバ5
の詳細図である。
【0013】図6において34は振動波モータの固定子
(振動子)で、該固定子表面には分極処理がなされた2
群の電歪素子が配され、34−aおよび34−bは前記
各群の電歪素子上に互いに90°位相が異なる周波信号
を印加するための駆動電極、34−cは電極34−a、
34−bに対する共通電極である。振動波モータは一般
に印加周波数に対して図7のような回転速度特性を示
す。したがって振動波モータの回転速度制御は印加する
周波数を変えてやればよいのでマイコン3のポートP5
からの速度制御信号は周波数制御信号に置き換えられ
る。35はマイコン3のポートP5からの周波数制御信
号をアナログ電圧に変換するD/Aコンバータ、36は
アナログ電圧化された周波数制御信号を周波信号に変換
する電圧制御発振器(以下VCOと称す)、37はVC
O36の周波信号を1/4の周波数に分周する分周器で
ある。38は分周器37の出力信号をデータ入力し、V
CO36の出力をクロック入力とするシフトレジスタで
あり、シフトレジスタ38の出力は分周器37から出力
される周波信号に対し位相が90°遅れた周波信号が出
力される。39はエクスルーシブオアゲート、エクスク
リーシブオアゲート39の入力端の一方は分周器37の
出力に、入力端の他方はマイコン3のポートP4に接続
されている。これによりマイコン3のポートP4の論理
がロウレベルならばエクスクルーシブオアゲート39の
出力は分周器37の出力と同じ信号が、逆にマイコン3
のポートP4の論理がハイレベルならばエクスクルーシ
ブオアゲート39の出力は分周器37の出力の論理を反
転した信号が出力される。言い替えればポートP4の論
理がロウレベルならばシフトレジスタ38の出力はエク
スクリーシブオアゲート39から出力される周波信号に
対し位相が90°遅れた周波信号が出力され、P4の論
理がハイレベルならばシフトレジスタ38の出力はエク
スクルージブオアゲート39から出力される周波信号に
対し位相が90°進んだ周波信号が出力される。これに
より振動波モータ34の回転方向を変えることが出来、
本実施例ではマイコン3のポートP4がハイレベルの時
に望遠方向へ、P4がロウレベルの時に広角方向へ変倍
調節用レンズ群1が移動するような回転方向とする。4
0、41は共にアンドゲートで、入力端の一方はそれぞ
れシフトレジスタ38の出力、エクスクルーシブオアゲ
ート39の出力に接続されている。また入力端の他方は
共にマイコン3のポートP3に接続されており、ポート
P3がハイレベルの時に、一方の入力端に入力されてい
る周波信号がアンドゲート40、41に出力される。4
2・43は増幅回路、44・45は昇圧用のコイルであ
る。アンドゲート40の出力は増幅回路42とコイル4
4を経て電極34−aに、アンドゲート41の出力は増
幅回路43とコイル45を経て電極34−bに印加され
る。以上述べてきたようにマイコン3のポートP5の出
力により振動波モータ34への印加周波数が、ポートP
P4によって回転方向が設定され、またポートP3によ
って振動波モータ4へのオン/オフが制御される。
【0014】振動波モータの8の場合もモータ4と同様
なのでここでは省略する。
【0015】図8は本実施例に係わるマイコン3内のメ
モリ内容を表にしたものである、メモリにはカウンタ7
からのカウント値を記憶するZ ENC、カウンタ11
からのカウント値を記憶するF ENC、変倍調節用レ
ンズ群1と焦点調節用レンズ群2が共に停止状態にある
時のカウンタ7からのカウント値を記憶するZ ENC
1、変倍調節用レンズ群1と焦点調節用レンズ群2が共
に停止状態にある時のカウンタ11からのカウント値を
記憶するF ENC1、変倍調節レンズ群1が駆動中か
停止中かを示すZ FLAG、変倍調節用レンズ群1の
移動によるピントずれを補正するための焦点調節用レン
ズ群2の目標位置情報をT ENC、変倍調節用レンズ
群1の駆動速度を回転検出装置6の出力パルス周期とし
て表した情報をZ SPD、焦点調節用レンズ群2の駆
動速度を回転検出装置10の出力パルス周期として表し
た情報をF SPD、変倍調節用レンズ群1の移動によ
るピントずれを補正中であるか否かを示すF FLA
G、タイマー14のタイマー値を記憶するTIM A、
タイマー15のタイマ値を記憶するTIM Bがある。
カウンタ7は回転検出装置6の出力パルス信号をクロッ
ク入力としてカウントするが、カウンタ7のカウントア
ップ/ダウン選択入力は図1で示したようにマイコン3
のポートP4、すなわちモータ4の方向制御信号の接続
されているので、モータ4の駆動方向に応じてカウント
アップまたはカウントダウンする。モータ4によってレ
ンズ群1が望遠側に駆動される方向でカウントアップ、
広角側に駆動される方向でカウントダウンし、さらに広
角限界位置でカウンタ7がリセットされるので、カウン
タ7のカウント値はレンズ群1の位置(絶対位置)情報
と見なせる。同様にカウンタ11もモータ8によってレ
ンズ群2が至近側に駆動される方向でカウントアップ、
無限側に駆動される方向でカウントダウン、さらに無限
限界位置でリセットされるので、カウンタ11のカウン
ト値もレンズ群2の位置(絶対位置)情報と見なせる。
したがってメモリF ENC・F ENC1はともにレ
ンズ群1の位置情報、メモリF ENC・F ENC1
は共にレンズ群2の位置情報を表す。
【0016】メモリには図9に示すような各被写体距離
における変倍調節用レンズ群1の位置に対する焦点調節
用レンズ群2の位置データがあり、このデータを用いて
変倍調節用レンズ群1の移動によるピントずれを補正す
るための焦点調節用レンズ群2の位置を求めるものとす
る。
【0017】図10はマイクロコンピュータ3の動作を
示したフローチャートである。以下図10に沿って本実
施例を説明する。
【0018】STEP1:不図示の電源スイッチが投入
されるとマイクロコンピュータ3は図8に示したように
メモリの初期化を行う。また、同時にカウンタ7、11
のカウント値もリセットされる。
【0019】STEP2:カウンタ7はSTEP1にて
リセットされるが、この変倍調節用レンズ群1の位置は
不定である。従って変倍調節用レンズ群1を広角側限界
位置(図4のの位置)で、リセットを行う必要がある
ので、メモリZ SPDには一定値Z SPD0を格納
して変倍調節用レンズ群1を広角側に駆動するようにポ
ートP3、P4、P5に出力する。
【0020】STEP3:ポートINT1から割り込み
を許可する。
【0021】STEP4:ポートP1bより広角側限界
信号を取り込み、変倍調節用レンズ群1が広角側限界位
置(図4のの位置)でなければSTEP4を繰り返
す。
【0022】STEP5:STEP4にて変倍調節用レ
ンズ群1が広角側限界位置に達したので、変倍調節用レ
ンズ群1の駆動を停止させる。この時、カウンタ7はリ
セットされる。
【0023】STEP6:ポートINT1から割り込み
を禁止する。
【0024】STEP7:カウンタ11はSTEP1に
てリセットされるが、この焦点調節用レンズ群2の位置
は不定である。従って焦点調節用レンズ群2を無限側限
界位置(図5のの位置)で、リセットを行う必要があ
るので、メモリF SPDには一定値F SPD0を格
納して焦点調節用レンズ群2を無限側に駆動するように
ポートP7、P8、P9に出力する。
【0025】STEP8:ポートINT2から割り込み
を許可する。
【0026】STEP9:ポートP2bより無限側限界
信号を取り込み、焦点調節用レンズ群2が無限側限界位
置(図5のの位置)でなければSTEP9を繰り返
す。
【0027】STEP10:STEP6にて焦点調節用
レンズ群2が無限側限界位置に達したので、焦点調節用
レンズ群2の駆動を停止させる。この時、カウンタ11
はリセットされる。
【0028】STEP11:ポートINT2から割り込
みを禁止する。
【0029】STEP12:カウンタ7からのカウント
値、すなわち変倍調節用レンズ群1の位置情報をポート
P6から入力しメモリZ ENCに格納する。
【0030】STEP13:カウンタ11からのカウン
ト値、すなわち焦点調節用レンズ群2の位置情報をポー
トP10から入力しメモリF ENCに格納する。
【0031】STEP14:Z FLAGがセット状
態、すなわち変倍調節用レンズ群1が駆動中ならばST
EP17に進み、リセット状態すなわち変倍調節用レン
ズ群1が停止中ならばSTEP15へ進む。
【0032】STEP15:F FLAGがセット状
態、すなわち焦点調節用レンズ群2が駆動中ならばST
EP17に進み、リセット状態すなわち焦点調節用レン
ズ群2が停止中ならばSTEP16へ進む。
【0033】STEP16:本ステップでは変倍調節用
レンズ群1と焦点調節用レンズ群2が共に停止中である
のでSTEP12・STEP13にて記憶したメモリZ
ENC、およびF ENCの内容をそれぞれメモリZ
ENC1、F ENC1へコピーする。
【0034】STEP17:パワーズームスイッチ16
が16−a側にオンしていたらSTEP22へ進む。
【0035】STEP18:パワーズームスイッチ16
が16−b側にオンしていたらSTEP24へ進む。
【0036】STEP19:パワーズームスイッチ16
が16−a側、16−b側のどちらにもオンしていない
ので、変倍調節用レンズ群1を停止させる。
【0037】STEP20:ポートINT1から割り込
みを禁止する。
【0038】STEP21:STEP19にて変倍調節
用レンズ群1を停止させたので、Z FLAGをリセット
し、STEP28へ進む。
【0039】STEP22:ポートP1aより望遠側限
界信号を取り込み、変倍調節用レンズ群1が望遠側限界
位置(図5のの位置)ならばこれ以上望遠側には駆動
できないのでSTEP19へ進み停止させる。
【0040】STEP23:パワーズームスイッチ16
が16−a側にオンしており、望遠側限界に達していな
いので、メモリZ SPDには一定値Z SPD0を格
納して変倍調節用レンズ群1を望遠方向に駆動するよう
にポートP3、P4、P5を出力しSTEP26へ進
む。
【0041】STEP24:ポートP1bより広角側限
界信号を取り込み、変倍調節用レンズ群1が広角側限界
位置(図5の位置)ならばこれ以上広角側には駆動で
きないのでSTEP19へすすみ停止させる。
【0042】STEP25:パワーズームスイッチ16
が16−b側にオンしており、広角側限界に達していな
いので、メモリZ SPDには一定値Z SPD0を格
納して変倍調節用レンズ群1を広角方向に駆動するよう
にポートP3、P4、P5を出力しSTEP26へ進
む。
【0043】STEP26:ポートINT1から割り込
みを許可する。
【0044】STEP27:STEP23またはSTE
P25にて変倍調節用レンズ群1を駆動させたたので、
FLAGをセットし、STEP28へ進む。 STEP28:メモリZ ENC1およびF ENC1
の内容と図9の各被写体距離における変倍調節用レンズ
群1の位置に対する焦点調節用レンズ群2の位置データ
より、変倍調節用レンズ群1と焦点調節用レンズ群2が
共に停止中の時の被写体距離(以下Lとする)を求め、
さらに被写体距離Lおよび現在の変倍調節用レンズ群1
の位置を表すZ ENCより、ピントずれしない焦点調
節用レンズ群2の位置を求め、メモリT ENCに格納
する。
【0045】STEP29:現在の焦点調節用レンズ群
2の位置を表すF ENCとSTEP28で取得したメ
モリT ENCの内容の偏差および一定時間TIMを用
い、次式より焦点調節用レンズ群2の駆動速度から回転
検出装置10の発生するパルス周期(フォーカス速度情
報)F SPDを算出する。
【0046】 F SPD=TIM/(T ENC−F ENC)…(1式) ここで一定時間TIMは繰り返し実行される本STEP
の周期である。
【0047】STEP30:Z FLAGがセット状態
すなわち変倍調節用レンズ群1が駆動中ならばSTEP
32に進み、リセット状態すなわち変倍調節用レンズ群
1が停止中ならばSTEP31へ進む。
【0048】STEP31:現在の焦点調節用レンズ群
2の位置を表すF ENCとSTEP28で取得したメ
モリT ENCの内容の偏差が零ならばSTEP35へ
進み、零でなければSTEP32へ進む。
【0049】STEP32:焦点調節用レンズ群2をS
TEP29で求めた速度F SPDでT ENC位置方
向へ駆動するようにポートP7、P8、P9を出力す
る。
【0050】STEP33:ポートINT2から割り込
みを許可する。
【0051】STEP34:STEP32にて焦点調節
用レンズ群2を駆動させたので、F FLAGをセット
し、STEP12へ戻る。
【0052】STEP35:変倍調節用レンズ群1が停
止しており、またメモリF ENCとT ENCの内容
が等しいので、焦点調節用レンズ群2を停止させる。
【0053】STEP36:ポートINT2から割り込
みを禁止する。
【0054】STEP37:STEP35にて焦点調節
用レンズ群2を停止させたので、F FLAGをリセット
し、STEP12へ戻る。
【0055】続いて、ポートINT1から割り込みルー
チンを図11にて説明する。
【0056】STEP41:タイマー14からタイマー
値をポートP12から入力し、メモリTIM Aに格納
する。
【0057】STEP42:タイマー14をリセット
し、再度タイマーをスタートするようにポートP11に
出力する。
【0058】STEP43:実際の変倍調節用レンズ群
1の速度を表すメモリTIM Aと、目標とする速度を
表すメモリZ SPDを比較し、実際の速度が遅ければ
STEP45へ進む。
【0059】STEP44:実際の変倍調節用レンズ群
1の速度を表すメモリTIM Aと、目標とする速度を
表すメモリZ SPDを比較し、実際の速度が速ければ
STEP46へ進む。
【0060】STEP45:実際の速度が遅いのでモー
タ4に印加する周波数を下げ、速度を上げる。
【0061】STEP46:実際の速度が速いのでモー
タ4に印加する周波数を上げ、速度を下げる。
【0062】ポートINT2から割り込みルーチンを図
12にて説明する。
【0063】STEP51:Z FLAGがセット、す
なわち変倍調節用レンズ群1を駆動していたらSTEP
52へ進み、Z FLAGがリセットされていたらST
EP58へ進む。
【0064】STEP52:タイマー15からタイマー
値をポートP14から入力し、メモリTIM Bに格納
する。
【0065】STEP53:タイマー15をリセット
し、再度タイマーをスタートするようにポートP13に
出力する。
【0066】STEP54:実際の焦点調節用レンズ群
2の速度を表すメモリTIM Bと、目標とする速度を
表すメモリF SPDを比較し、実際の速度が遅ければ
STEP56へ進む。
【0067】STEP55:実際の焦点調節用レンズ群
2の速度を表すメモリTIM Bと、目標とする速度を
表すメモリF SPDを比較し、実際の速度が速ければ
STEP57へ進む。
【0068】STEP56:実際の速度が遅いのでモー
タ8に印加する周波数を下げ、速度を上げる。
【0069】STEP57:実際の速度が速いのでモー
タ8に印加する周波数を上げ、速度を下げる。
【0070】STEP58:実際の焦点調節用レンズ群
2の位置F ENCと目標位置T ENCが等しければS
TEP59へ進み、焦点調節用レンズ群2を停止させ、
等しくなればSTEP52へ進む。
【0071】STEP59:焦点調節用レンズ群2を停
止させ、割り込みルーチンを終了する。
【0072】以上述べてきたように、変倍調節用レンズ
群1が駆動されていたら焦点調節用レンズ群2は速度を
表すメモリF SPDの内容とT ENC位置の方向の
みで駆動の制御を行い、変倍調節用レンズ群1が停止し
ていたら焦点調節用レンズ群2は速度を表すメモリF
SPDの内容とT ENC位置にて停止させる制御を行
う。
【0073】図13は第2実施例を説明するための構成
図である。
【0074】図13において1は変倍調節用レンズ群、
2は焦点調節用レンズ群、51はマイクロコンピュータ
(以下マイコンと称す)である。52は変倍調節用レン
ズ群1を駆動させる為のステップモータ、53はドライ
バ回路、54は焦点調節用レンズ群2を駆動させる為の
ステップモータ、55はドライバ回路である。12は変
倍調節用レンズ群1の望遠側限界信号および広角側限界
信号を出力する端検出装置、13は焦点調節用レンズ群
2の無限側限界信号および至近側限界信号を出力する端
検出装置で、56、57は共にマイコン51によって制
御されるタイマー、16はパワーズームスイッチで、1
6−a側にオンの時望遠側に、16−b側にオンの時広
角側になるようにモータ52を駆動する。
【0075】次にマイコン51の入出力ポートについて
説明する。P1aおよびP1bはそれぞれ端検出装置1
2からの望遠側限界信号、広角側限界信号を入力する入
力ポート、P2aおよびP2bはそれぞれ端検出装置1
3からの無限側限界信号、至近側限界信号を入力する入
力ポート、P3、P4、P16はそれぞれドライバ53
への駆動オン/オフ信号、駆動方向信号、速度制御用パ
ルス信号を出力する出力ポート、P7・P8・P17は
それぞれドライバ55への駆動オン/オフ信号、駆動方
向信号、速度制御用パルス信号を出力する出力ポート、
P15a、P15bはパワーズームスイッチ16の状態
をモニタするための入力ポートである。P18はタイマ
ー56のプリセットデータを出力する出力ポート、P1
9はタイマー56を制御する出力ポート、INT3はタ
イマー56のタイマー値がポートP18で設定されたプ
リセット値に達した時発生する信号を入力する入力ポー
トである。P20はタイマー57のプリセットデータを
出力する出力ポート、P21はタイマー57を制御する
出力ポート、INT4はタイマー57のタイマー値がポ
ートP20で設定されたプリセット値に達した時の発生
する信号を入力する入力ポートである。なお、INT3
・INT4は割り込み機能を持っている。
【0076】図14はステップモータ52ならびにドラ
イバ53の詳細図である。図14において、61はイン
バーター、62・63はノアゲートで、マイコン51の
ポートP16より出力される速度制御用パルス信号はマ
イコン51のポートP4より出力される駆動方向信号に
応じてノアゲート62またはノアゲート63から出力さ
れる。本実施例ではポートP4よりロウレベルが出力さ
れた時広角側に、ハイレベルが出力された時望遠側に変
倍調節用レンズ群1が駆動されるものとする。64・6
5・66はバイナリカウンタを構成するD型フリップフ
ロップである。67・68・69・70はアンドゲー
ト、71・72・73はノアゲートで、これらのゲート
は望遠側駆動時にノアゲート63からのパルス信号に同
期して、上記バイナリカウンタへのクロックパルスを供
給し、バイナリカウンタをカウントアップさせる。ま
た、広角側駆動時にはノアゲート62からのパルス信号
に同期して、上記バイナリカウンタをカウントダウンさ
せるための切り換えゲートを構成している。74〜81
はデコーダーを構成するアンドゲートで、上記バイナリ
カウンタのカウント値が0〜7まで変化するごとにアン
ドゲート74から順次アンドゲート81に向けてハイレ
ベル信号を選択的に出力する。82〜85はオアゲート
82はバイナリカウンタのカウント値が5〜7の時にハ
イレベルを出力し、オアゲート83はバイナリカウンタ
のカウント値が1〜3の時にハイレベルを出力し、オア
ゲート84はバイナリカウンタのカウント値が3〜5の
時にハイレベルを出力し、オアゲート85はバイナリカ
ウンタのカウント値が0、1、7の時にハイレベルを出
力する。86〜89は一方の入力をマイコン51のポー
トP3と接続し、他方の入力をそれぞれオアゲート82
〜85の出力と接続するアンドゲートである。上記バイ
ナリカウンタのカウンタ値と各オアゲート82〜85の
出力状態は図15のとうりである。90〜93はインバ
ータ、94・95はステップモータ52を構成するコイ
ル、96〜99はコイル94用のドライブトランジス
タ、100〜103はコイル95用のドライブトランジ
スタである。
【0077】ステップモータ54の場合もモータ52と
同様なのでここでは省略する。
【0078】図16は本実施例に係わるマイコン51内
のメモリを表にしたものである。メモリにはポートP1
6より出力したパルス信号のパルス数を記憶するZ
LS、ポートP17より出力したパルス信号のパルス数
を記憶するF PLSがあり、Z PLSおよびF
LSは駆動方向に応じて加算または減算されることで、
変倍調節用レンズ群1と焦点調節用レンズ群2の位置を
表す。また、メモリには変倍調節用レンズ群1と焦点調
節用レンズ群2が共に停止状態にある時のZ PLSの内
容を記憶するZ PLS1、変倍調節用レンズ群1と焦
点調節用レンズ群2が共に停止状態にある時のF PL
Sの内容を記憶するF PLS1、変倍調節レンズ群1
が駆動中か停止中かを示すZ FLAG、変倍調節用レ
ンズ群1の移動によるピントずれを補正するための焦点
調節用レンズ群2の目標位置情報をT PLS、変倍調
節用レンズ群1の駆動速度を出力ポートP16から出力
されるパルス周期として表した情報をZ SPED、焦
点調節用レンズ群2の駆動速度を出力ポートP17から
出力されるパルス周期として表した情報をF SPE
D、変倍調節用レンズ群1の移動によるピントずれを補
正中であるか否かを示すF FLAGがある。
【0079】メモリには図9に示すような各被写体距離
における変倍調節用レンズ群1の位置に対する焦点調節
用レンズ群2の位置データがあり、このデータを用いて
変倍調節用レンズ群1の移動によるピントずれを補正す
るための焦点調節用レンズ群2の位置を求めるものとす
る。
【0080】図17はマイクロコンピュータ51の動作
を示したフローチャートである。以下、図17に沿って
第2実施例を説明する。
【0081】STEP61:不図示の電源スイッチが投
入されるとマイクロコンピュータ51は図16に示した
ようにメモリの初期化を行なう。
【0082】STEP62:変倍調節用レンズ群1の位
置は不定である。従って変倍調節用レンズ群1を広角側
限界位置(図4のの位置)で、リセットを行う必要が
あるので、メモリZ SPEDには一定値Z SPED
0を格納して変倍調節用レンズ群1を広角側に駆動する
ようにポートP3、P4、P16に出力する。
【0083】STEP63:ポートINIT3から割り
込みを許可する。
【0084】STEP64:ポートP1bより広角側限
界信号を取り込み、変倍調節用レンズ群1が広角側限界
位置(図5のの位置)でなければSTEP64を繰り
返す。
【0085】STEP65:ポートINIT3から割り
込みを禁止する。
【0086】STEP66:STEP63にて変倍調節
用レンズ群1が広角側限界位置に達したので、変倍調節
用レンズ群1の駆動を停止させる。
【0087】STEP67:変倍調節用レンズ群1の位
置を表すメモリZ PLSに零を格納する。これにて変
倍調節用レンズ群1の位置は初期化される。
【0088】STEP68:焦点調節用レンズ群1の位
置は不定である。従って焦点調節用レンズ群2を無限側
限界位置(図5のの位置)で、リセットを行う必要が
あるので、メモリF SPEDには一定値F SPED
0を格納して焦点調節用レンズ群2を無限側に駆動する
ようにポートP7、P8、P17に出力する。
【0089】STEP69:ポートINIT4から割り
込みを許可する。
【0090】STEP70:ポートP2bより無限側限
界信号を取り込み、焦点調節用レンズ群2が無限側限界
位置(図5のの位置)でなければSTEP70を繰り
返す。
【0091】STEP71:ポートINIT4から割り
込みを禁止する。
【0092】STEP72:STEP70にて焦点調節
用レンズ群2が無限側限界位置に達したので、焦点調節
用レンズ群2の駆動を停止させる。
【0093】STEP73:焦点調節用レンズ群2の位
置を表すメモリF PLSに零を格納する。これにて焦
点調節用レンズ群2の位置は初期化される。
【0094】STEP74:Z FLAGがセット状態
すなわち変倍調節用レンズ群1が駆動中ならばSTEP
77に進み、リセット状態すなわち変倍調節用レンズ群
1が停止中ならばSTEP75へ進む。
【0095】STEP75:F FLAGがセット状態
すなわち焦点調節用レンズ群2が駆動中ならばSTEP
77に進み、リセット状態すなわち焦点調節用レンズ群
2が停止中ならばSTEP76へ進む。
【0096】STEP76:本ステップでは変倍調節用
レンズ群1と焦点調節用レンズ群2が共に停止中である
のでメモリZ PLS、およびF PLSの内容をそれ
ぞれメモリZ PLS1、F PLS1へコピーする。
【0097】STEP77:パワーズームスイッチ16
が16−a側にオンしていたらSTEP82へ進む。
【0098】STEP78:パワーズームスイッチ16
が16−b側にオンしていたらSTEP84へ進む。
【0099】STEP79:ポートINIT3から割り
込みを禁止する。
【0100】STEP80:パワーズームスイッチ16
が16−a側、16−b側のどちらにもオンしていない
ので、変倍調節用レンズ群1を停止させる。
【0101】STEP81:STEP80にて変倍調節
用レンズ群1を停止させたので、Z FLAGをリセット
し、STEP88へ進む。
【0102】STEP82:ポートP1aより望遠側限
界信号を取り込み、変倍調節用レンズ群1が望遠側限界
位置(図5の位置)ならばこれ以上望遠側には駆動で
きないのでSTEP79へ進み停止させる。
【0103】STEP83:パワーズームスイッチ16
が16−a側にオンしており、望遠側限界に達していな
いので、メモリZ SPEDには一定値Z SPED0
を格納して変倍調節用レンズ群1を望遠方向に駆動する
ようにポートP3、P4、P16を出力しSTEP86
へ進む。
【0104】STEP84:ポートP1bより広角側限
界信号を取り込み、変倍調節用レンズ群1が広角側限界
位置(図5の位置)ならばこれ以上広角側には駆動で
きないのでSTEP79へ進み停止させる。
【0105】STEP85:パワーズームスイッチ16
が16−b側にオンしており、広角側限界に達していな
いので、メモリZ SPEDには一定値Z SPED0
を格納して変倍調節用レンズ群1を広角方向に駆動する
ようにポートP3、P4、P16を出力しSTEP86
へ進む。
【0106】STEP86:ポートINIT3から割り
込みを許可する。
【0107】STEP87:STEP83またはSTE
P85にて変倍調節用レンズ群1を駆動させたので、Z
FLAGをセットし、STEP88へ進む。
【0108】STEP88:メモリZ PLS1および
PLS1の内容と図9の各被写体距離における変倍
調節用レンズ群1の位置に対する焦点調節用レンズ群2
の位置データより、変倍調節用レンズ群1と焦点調節用
レンズ群2が共に停止中の時の被写体距離を求め、さら
に被写体距離Lおよび現在の変倍調節用レンズ群1の位
置を表すZ PLSより、ピントずれしない焦点調節用
レンズ群2の位置を求め、メモリT PLSに格納す
る。
【0109】STEP89:現在の焦点調節用レンズ群
2の位置を表すF PLSとメモリT PLSの内容の
偏差および一定時間TIMを用いて次式より焦点調節用
レンズ群2の駆動速度を表すステップモータ54の駆動
パルス周期F SPEDを算出する。
【0110】 F SPED=TIM1/(T PLS−F PLS)…(2式) ここで一定時間TIM1は繰り返し実行される本STE
Pの周期である。
【0111】STEP90:Z FLAGがセット状態
すなわち変倍調節用レンズ群1が駆動中ならばSTEP
92に進み、リセット状態すなわち変倍調節用レンズ群
1が停止中ならばSTEP91へ進む。
【0112】STEP91:現在の焦点調節用レンズ群
2の位置を表すF PLSとSTEP88で取得したメ
モリT PLSの内容の偏差が零ならばSTEP95へ
進み、零でなければSTEP92へ進む。
【0113】STEP92:焦点調節用レンズ群2をS
TEP89で求めた速度F SPEDでT PLS位置
方向へ駆動するようにポートP7、P8、P17を出力
する。
【0114】STEP93:ポートINT4から割り込
みを許可する。
【0115】STEP94:STEP92にて焦点調節
用レンズ群2を駆動させたので、F FLAGをセット
し、STEP74へ戻る。
【0116】STEP95:ポートINT4から割り込
みを禁止する。
【0117】STEP96:変倍調節用レンズ群1が停
止しており、またメモリF PLSとT PLSの内容
が等しいので、焦点調節用レンズ群2を停止させる。
【0118】STEP97:STEP96にて焦点調節
用レンズ群2を停止させたので、F FLAGをリセット
し、STEP74へ戻る。
【0119】続いて、ポートINT3から割り込み、す
なわちタイマー56がプリセット値に達した時の発生す
る割り込みルーチンを図18にて説明する。
【0120】STEP101:メモリZ SPEDの内
容をポートP18に出力し、タイマー56をプリセット
して、タイマー56をスタートさせる。
【0121】STEP102:現在のモータ52の駆動
方向が望遠方向ならばSTEP103へ、広角方向なら
ばSTEP104へ進む。
【0122】STEP103:変倍調節用レンズ群1を
望遠方向へ1パルス分駆動するので位置を表すメモリZ
PLSの内容を+1する。
【0123】STEP104:変倍調節用レンズ群1を
広角方向へ1パルス分駆動するので位置を表すメモリZ
PLSの内容を−1する。
【0124】STEP105:ポートP16にクロック
を1パルス出力し、モータ53を駆動して割り込みルー
チンを終了する。
【0125】続いて、ポートINIT4から割り込み、
すなわちタイマー57がプリセット値に達した時の発生
する割り込みルーチンを図19にて説明する。
【0126】STEP111:メモリF SPEDの内
容をポートP20に出力し、タイマー57をプリセット
してスタートさせる。
【0127】STEP112:現在のモータ55の駆動
方向が無限方向ならばSTEP114へ、至近方向なら
ばSTEP113へ進む。
【0128】STEP113:焦点調節用レンズ群2を
至近方向へ1パルス分駆動するので位置を表すメモリF
PLSの内容を+1する。
【0129】STEP114:焦点調節用レンズ群2を
無限方向へ1パルス分駆動するので位置を表すメモリF
PLSの内容を−1する。
【0130】STEP115:ポートP17にクロック
を1パルス出力し、モータ55を駆動する。
【0131】STEP116:Z FLAGがリセッ
ト、すなわち変倍調節用レンズ群1が停止中ならSTE
P117へ進み、Z FLAGがセットされていたら割
り込みルーチンを終了する。
【0132】STEP117:実際の焦点調節用レンズ
群2の位置F PLSと目標位置T PLSが等しければ
STEP118へ進み、焦点調節用レンズ群2を停止さ
せ、等しくなければ割り込みルーチンを終了する。
【0133】STEP118:焦点調節用レンズ群2の
駆動を停止し、割り込みルーチンを終了する。
【0134】以上述べてきたように変倍調節用レンズ群
1が駆動されていたら焦点調節用レンズ群2は速度を表
すメモリF SPEDの内容とT PLS位置の方向の
みで駆動の制御を行い、変倍調節用レンズ群1が停止し
ていたら焦点調節用レンズ群2は速度を表すメモリF
SPEDの内容とT PLS位置にて停止させる制御を
行う。
【0135】
【発明の効果】本発明によれば変倍用レンズが移動して
いる際には、変倍用レンズの移動の結果および移動方向
から焦点調節用レンズの為の駆動源の駆動方向と駆動速
度を決定してこの駆動源を制御したので、途中での停止
動作がなくなり滑らかな焦点調節用レンズの移動を行わ
すことができ、更に変倍用レンズが停止した際には、変
倍用および焦点調節用レンズの位置から焦点調節用レン
ズの為の駆動源の駆動方向、駆動量および駆動速度を決
定して駆動制御したので、正確で且つ速やかに合焦状態
を得ることができる光学機器を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例としての光学機器の回路構成図。
【図2】図1の回転検出装置の斜視図。
【図3】図1の回転検出装置の回路図。
【図4】図1の端検出装置の説明図。
【図5】図1の端検出装置の説明図。
【図6】図1のモータおよびドライバの詳細回路図。
【図7】モータの周波数−回転数特性を表す特性図。
【図8】図1のマイコンのメモリ内容を説明する図。
【図9】各被写体距離における変倍用レンズの位置と焦
点調節用レンズの位置の関係を示す図。
【図10】図1の回路の動作を示すフローチャート。
【図11】図1の回路の動作を示すフローチャート。
【図12】図1の回路の動作を示すフローチャート。
【図13】第2実施例としての光学機器の回路構成図。
【図14】図13のモータおよびドライバの詳細回路
図。
【図15】図14のバイナリカウンタのカウント値とオ
アゲートの出力の関係を示した図。
【図16】図13のマイコンのメモリ内容を説明する
図。
【図17】図13の回路の動作を示すフローチャート。
【図18】図13の回路の動作を示すフローチャート。
【図19】図13の回路の動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
1 変倍用レンズ 2 焦点調節用レンズ 3 マイクロコンピュータ 4 モータ 8 モータ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03B 3/10 13/34 G03B 3/10

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 変倍用レンズと、変倍時での焦点変化を
    補正する焦点調節用レンズと、前記変倍用レンズを移動
    させる第1の駆動源と、前記焦点調節用レンズを移動さ
    せる第2の駆動源と、前記第1及び第2の駆動源の駆動
    を制御する制御手段を備えたレンズ駆動装置を有する光
    学機器において、 前記制御手段は前記変倍用レンズが移動している際に
    は、少なくとも前記変倍用レンズの移動の結果及び移動
    方向から前記第2の駆動源の駆動方向と駆動速度を決定
    し、前記変倍用レンズが停止した際には、少なくとも前
    記変倍用及び焦点調節用レンズの位置から前記第2の駆
    動源の駆動方向と駆動量及び駆動速度を決定することを
    特徴とするレンズ駆動装置を有する光学機器。
  2. 【請求項2】 前記第2の駆動源として振動波モータを
    用いたことを特徴とする請求項1記載のレンズ駆動装置
    を有する光学機器。
JP5316837A 1993-12-16 1993-12-16 レンズ駆動装置を有する光学機器 Withdrawn JPH07168073A (ja)

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JP3171968B2 (ja) * 1992-12-24 2001-06-04 キヤノン株式会社 振動波モータの制御装置

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