JPH01201634A - カメラの焦点調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ズームレンズカメラの焦点調節装置、さらに
詳しくは、非ＴＴＬ測距手段を有するズームレンズカメ
ラにおいて、ズーミングに応じて合焦レンズの焦点調節
動作を自動的に行う焦点調節装置に関する。

［従来の技術］ 焦点調節をインナーフォーカス方式で行うズームレンズ
カメラにおいては、同一被写体距離であっても焦点距離
が異なると、後群レンズの繰出し位置が異なるので、ズ
ーミングに応じてレンズ繰出し量を変化させなければな
らない。そこで、本出願人は、各焦点距離に対する無限
遠（ｃｘ３）時。

最至近時のレンズ繰出し量の各カーブをそれぞれ記憶さ
せておき、また閃〜最至近までを６４分割して焦点距離
および被写体距離の各データよりレンズ繰出し量を算出
するようにした焦点調節装置を提案した（特願昭６１−
１２８７４５号）。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記焦点調節装置はビデオカメラの場合に適用
されるものであって、銀塩フィルムカメラに適用しよう
とすると距離分割数が足りず、このため精度の高い焦点
調節を行うことができなかった。また上記装置では複数
の焦点距離についてそれぞれレンズ繰出し量のカーブを
記ｔαさせていることから記憶容量の大きなマイクロコ
ンピュータを用いる必要がありコストが高くなる。

本発明は、比較的少ないカーブデータで、しかも距離デ
ータの分割数が多い場合にも十分に対応できるようにし
たズームレンズカメラの焦点調節装置を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段および作用］本発明のズー
ムレンズカメラの焦点調節装置は、同一距離の被写体像
に対する合焦レンズの基準位置からの移動量が設定焦点
距離によって変化するズームレンズカメラにおいて、第
１図に示すように、少なくとも１つの基準焦点距離にお
いて被写体までの距離に対する合焦レンズの移動量が第
１の記憶手段３に記憶されていて、非ＴＴＬ測距手段１
により被写体距離を測定すると、この測定された被写体
距離に基づいて上記記憶されたレンズ移動量が演算手段
５にて求められる。また、上記基準焦点距離でのレンズ
移動量を各焦点距離におけるレンズ移動量に変換するた
めの変換係数か第２の記憶手段４に記憶されていて、検
出手段２により上記設定焦点距離が検出されると、この
検出された設定焦点距離に基づいて上記記憶された変換
係数が演算手段５にて求められる。そして、さらに演算
手段５にて上記レンズ移動量と上記変換係数とから当該
焦点距離におけるレンズ移動量を求める演算がなされ、
この演算値に基づいて駆動手段６により上記合焦レンズ
の駆動かなされる。

［実　施　例］ まず、本発明を適用したズームレンズカメラの基本シス
テムについて第２図に基づき説明する。

ＣＰＵ　（中央演算処理装置）１１はカメラの全体の制
御を行う１チツプマイクロコンピユータにより構成され
ていて、発振回路１２より基本クロックが入力され、リ
セット回路１３のリセットにより動作がスタートする。

リセット回路１３は電池挿入時および図示されないパワ
ースイッチのオン。

オフによって動作する。

Ｅ２−ＰＲＯＭ１４はカメラ状態（駒数１巻上げ中等）
と、調整データ（シャッタ制御、レンズ駆動）を記憶し
て（りる不揮発性メモリである。このため電池が抜かれ
てもカメラは前の状態に戻ることができる。また、Ｅ２
−ＰＲＯＭ１４は、後述するように、各レンズ毎のバラ
ツキによって生ずるレンズ繰出し量のズレ量を記憶する
。Ｅ２−ＰＲＯＭ１４にデータを書き込んでいる間はリ
セット回路１３のリセット動作が禁止される。Ｅ２−Ｐ
ＲＯＭ１４を読み込みモードにすると、まずＤＸコード
がＤＸ端子１５よ、すＥ２−ＰＲＯＭ１４に入力され、
続いてシリアルラインを通じてＣＰＵ１ｌに入力される
。このあと、Ｅ２−ＰＲＯＭ１４に入力され、続いてシ
リアルラインを通じてＣＰＵＩＩに人力される。このあ
と、Ｅ”　−ＰＲＯＭ１４のデータがＣＰＵＩＩに入力
される。

ＡＦＩＣ１６は非ＴＴＬ測距位置に設けられた位相差方
式のＡＦ（オートフォーカス）センサで、その距離デー
タはＣＰＵＩＩに送られる。ＣＰＵ１１は、測光値が一
定値以下（暗い）場合にＡＰＩＣ１６の動作に合わせて
補助光ランプ１７を点灯する。ＥＸＴ端子１８は外部装
置との接続端子で、オプション自動調整機などが接続さ
れる。

Ｅ２−ＰＲＯＭ１４．ＡＦ　Ｉ　Ｃ１６およびＥＸＴ端
子１８は、ＣＰＵＩＩのボートをＨ効に利用するため、
同一のシリアルラインに接続され、ＣＰＵ１ｌとデータ
のやりとりをシリアル通信で行っている。

５−Ｗ１９はカメラの操作スイッチで、レリーズスイッ
チ、モード切換スイッチ等が含まれる。ＬＥＤ２０はフ
ァインダ内にある発光ダイオードで、ストロボ発光予告
用９含焦表示用等の発光ダイオードが含まれる。ＬＣＤ
２１は駒数やカメラモードなどを表示するための液晶表
示板である。ＩＦＩＣ２２は、測光ユニット２３で測光
を行ったり、ＣＰＵＩＩの命令によりカメラ内のモータ
を選択するデコード機能等を有したインターフェースＩ
Ｃである。

Ｍ　　２４．Ｍ　　２５．Ｍ　　２６は、それぞれシＳ
　　　　　　　　　ν　　　　　　　　　２ヤツタモ一
タ９巻上／巻戻モータ、ズームモータで、ＩＦＩＣ２２
のデコード信号によりモータドライバＩＣ２７を介して
駆動される。Ｍ　　２４は正転時にレンズ駆動を行い、
逆転時にシャッタ駆動を行う。レンズ駆動時において、
レンズのリセット位置はスイッチ２８のオン（開成）状
態で確認され、制御位置はフォトインタラプタ２９のパ
ルス数で確認される。シャッタ駆動時では、リセット位
置はスイッチ３０のオン状態で確認され、開口制御はＭ
　　２４のパルス幅を調整することにより行われる。こ
の調整値は、Ｒ２−ＦＲＯＭ１４に記憶されている。Ｍ
　　２５は正転でフィル■ ム巻上げ、逆転でフィルム巻戻を行う。フィルムの一駒
送り制御はフォトインタラプタ３１のパルス数をカウン
トすることにより行われる。フォトインタラプタ２９．
３１はそれぞれＭ　２４゜Ｍ　　２５か選択されたとき
のみオンとなり、ＩＦＩ　Ｃ２２を介してＣＰＵＩＩに
フォトインタラプタ出力が入力される。Ｍ　　２６のズ
ーム位置はズ−ムエンコーダ３２によって検出すること
が曝できる。

ＤＡＴＥＭ３３は日付１時間などのデータをフィルムに
写し込むデートモジュール、５ＴＲＢ３４はストロボで
ある。

ここで、ズームエンコーダ３２について説明する。第３
薗に示すように、ズームエンコーダ３２はズーム環４０
の外周面に貼り付は等により一体的に設けられた薄膜状
の導電体パターンとこの導電体パターンに摺接する導電
接片および抵抗群などによって構成されている。Ｍ　２
６（第２図参照）が回転すると、ズーム環４０が回転し
、同ズーム環内の図示しないカムによってズームレンズ
が前後して焦点距離が変化する。焦点距離はズーム環４
０上のズームエンコーダ３２の位置を検出することによ
り得られる。

ズームエンコーダ３２の位置を検出するための８個の接
片Ｔ。−Ｔ７は固定枠４１に取り付けられていて、それ
ぞれＣＰＵＩＩのアース端子ＡＤ　　　および抵抗Ｒ１
，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４゜ＮＤ Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７の各一端に接続されている。なお、上
記抵抗の値は、（Ｒ／Ｒ）　−（Ｒ３／Ｒ）−（Ｒ５／
Ｒ６）−１，６７となるよう設定されている。上記抵抗
Ｒ１とＲ２の他端は互いに結線されてＣＰＵＩＩのＡ／
Ｄ変換用端子ＡＤ　　　に接続されている。抵抗Ｒ３と
Ｒ４の他ＭＡ 端も互いに結線されてＣＰＵＩＩのＡ／Ｄ変換用端子Ａ
Ｄ　　　に接続され、抵抗Ｒ５とＲ６の他端ＭＢ も同様にしてＡ／Ｄ変換用端子ＡＤ、１Ｍｏに接続され
ている。抵抗Ｒ７の他端はＣＰＵＩＩの基準電圧Ｖｒｅ
ｆ’が印加されている端子ＡＤＶｒｅｆ’に接続されて
いる。この抵抗Ｒ７は万が一基準電圧Ｖ　ｒｃｆ’がア
ース端子ＧＮＤにショートした場合の保護抵抗である。

上記ズームエンコーダ３２の導電体のパターンを第４図
（Ａ）に展開して示す。上記８個の接片Ｔ　　−Ｔ　　
のうち両端の接片Ｔ。とＴ７がそれぞれ摺接する導電パ
ターンＰｏとＰ７は、ズーム環４０の周方向に沿って全
ズーム領域に回り連続した導電体で形成され、それぞれ
アース電位ＧＮＤと基準電圧Ｖ　ｒｅｒが与えられるよ
うになっている。

その間の接片Ｔｌ−Ｔ６が接触する各列のパターンＰ１
〜Ｐ６は、それぞれ図示のようにズーム環４０の周方向
に不連続な形状に形成された等電体からなる。各列のパ
ターンＰ１〜Ｐ６は電気的には図示のように、部分的に
上記導電パターンＰ。

に接続されてアース電位ＧＮＤを印加されている電極パ
ターンＰＧ　（右上りの細かい斜線を施して示す）と、
上記導電パターンＰ７に接続されて基準電圧Ｖｒｅｒを
印加されている電極パターンＰｖ（右下りの粗い斜線を
施して示す）と、いずれの電極パターンも存在しない無
電極部とからなる。

したがって、ズーム環４０が回転することによって、ズ
ームエンコーダ３２のパターンＰ１〜Ｐ６上をそれぞれ
上記接片Ｔ１〜Ｔ８が摺動すると、上記各パターンＰ１
〜Ｐ６の形状により、上記接片Ｔ１〜Ｔ６はズーム環４
０の回転位置に応じてズームエンコーダ位置の始点０か
ら終点６３まて６４通りの組み合わせのコード信号を検
出する。

なお、上記第４図（Ａ）において、電極パターンＰ　ｃ
　、　　Ｐ　ｖ上、ドツトを施した部分は誤動作防止用
の補助パターンであるので、基本的にはこの部分の電極
パターンを除去して無電極部としてもよい。

上記接片Ｔ１〜Ｔ６によって読み取られる上記パターン
Ｐｌ−Ｐ６の６４通りのコード信号を第４図（Ｂ）に示
す。このコード信号表において、上記接片Ｔ１〜Ｔ６が
基準電圧Ｖｒｅｒを与えられるときは“１”、アース電
位ＧＮＤを与えられるときは′０”である。

ここで、パターンＰｌとＲ２のみに注目すると、この２
つのパターンを接片Ｔ１とＴ２が読み取ることにより４
つの状態（０，０）、　　（０，１）。

（１，１）、　　（１，０）を判定できるので、上記抵
抗Ｒ１，Ｒ２によりＣＰＵＩＩのＡ／Ｄ変換用端子ＡＤ
ＺＭＡでは、下記の表に示すように、４つのレベルを判
定することができる。

表 すなわち、抵抗Ｒ１とＲ２との合成抵抗によるＡ／Ｄ変
換用端子Ａ　Ｄ　ＺＭいへの入力は、基準電圧Ｖｒｅｆ
を１とした場合には、Ｒ，＋　Ｒ２−１，６７であるの
で、上記表に示すように、０〜０．２２．０．２７〜０
．４７．０．５２〜０．７２．０．７７〜ｌの４つのレ
ベルに分けられる。ＣＰＵＩＩのＡ／Ｄ変換用端子ＡＤ
ｚＭＡはインピーダンスが高いので、上記パターンＰｌ
、Ｐ２のうちの片方のパターンがオフの場合はもう片方
のパターンのレベルになる。

ＣＰＵＩ　１の他の２つのＡ／Ｄ変換用端子ＡＤ　　　
　ＡＤ　　　に関する構成も同様になってＺＭＢ’　　
　ＺＭＣ いる。

上記ズームエンコーダ３２は６列のパターンを有してい
るので、全部で６４（０〜６３）のエンコーダ位置の検
出を行うことができる。エンコーダ位置１がワイド（広
角）端位置、エンコーダ位置６０かテレ（望遠）端位置
、エンコーダ位置６３がマクロ位置である。エンコーダ
位置６１゜６２は写真の撮れない中間域であり、エンコ
ーダ位置０はワイド外れ位置である。

上述のようにして各Ａ／Ｄ変換用端子ＡＤＺＭＡ’ＡＤ
　　　　ＡＤ　　　への入力を４レベルに分割すＺＭＢ
’　　　ＺＭＣ ると、後処理が非常に簡単になる。すなわち、Ａ／Ｄ変
換の結果は全部で６ビツトの信号になるが、このうち上
位２ビツトが“００”、　“０１”。

“１０”、　“１１″　（２進数）に対応して既に４レ
ベルに分割されており、新たにＡ／Ｄ変換入力をレベル
分けする必要がないわけである。またバラツキ範囲が非
常に大きいので、抵抗のバラツキ。

基準電圧Ｖ　ｒｅｆ’のバラツキがあっても常に安定し
た結果が得られる。

また、第３図に示すように、抵抗Ｒ１とＲ２の、互いに
結線されてＣＰＵＩ　１のＡ／Ｄ変換用端子Ａ　Ｄ　Ｚ
Ｍいに接続されている他端を、高抵抗値の抵抗Ｒ８を介
して基準電圧Ｖ　ｒｃｒに吊ることにより、上記接片Ｔ
１．Ｔ２がともに無電極部（ＯＦ、Ｆ）に接している場
合でも“１１”　（２進数）と判断させることかできる
。このような構成は、２つのパターンＰ１．Ｐ２の間隔
が狭い場合において誤動作防止に役立つとともに、電極
パターンの構成か簡略化することになる。

次に、オートフォーカスのためのレンズ繰出し量の演算
について説明する。被写体距離Ωの逆数の距離データ１
／ΩはＡＦＩＣ２２より整数６ビツト、小数６ビツトの
データとしてＣＰＵＩ　１に与えられる。このカメラは
インナーフォーカス方式であるため、第６図に示すよう
に、同じ距離でも、ズーム位置（焦点距離）によってレ
ンズ繰出し量（レンズ繰出しパルス）Ｓか異なる。すな
わち、第６図では、テレ端、スタンダード（標準）。

ワイド端の各状態におけるカーブを代表して描いである
が、ワイド端位置１からテレ端位置６０までのカーブが
それぞれ異なる６０本のレンズ繰出しカーブにしたかっ
てレンズ繰出しか行われるようになっている。たたし、
ＣＰＵＩＩはすべてのカーブを記憶するには容量が足り
ないので、テレ端のカーブ４５についてのみ、距離デー
タ１／Ｎが整数となる０〜２０までの２０ポイントのレ
ンズ繰出しｆｆ１ｓをＲＯＭに記憶している。このテレ
端におけるレンズ繰出し量ＳのデータをＳＴ。

（Ｊ＝０〜２０）とする。テレ端以外の各焦点距離のカ
ーブは、テレ端のカーブ４５に対して、どの距離データ
１／Ｒにおいてもある比で内分する線上にあるため、テ
レ端のカーブ４５にあるズーム係数を掛けることにより
テレ端以外の各焦点距離のカーブを略求めることができ
る。したがって、ＣＰＵＩ　Ｉ内のＲＯＭには、各焦点
距離毎のズーム係数をＣｆ、とすると、６０本のカーブ
に対応したズーム係数Ｃｆ　１　（ｉ−１〜６０）が２
億されている。つまり、ズームエンコーダ３２のエンコ
ーダ値ｉに対応したズーム係数Ｃｆ、がＣＰＵ１１内の
ＲＯＭに記憶されている。

したがって、今、ズーム環４０を操作してズームエンコ
ーダ値ｉを設定すると、この設定されたエンコーダ値ｉ
に応じたズーム係数Ｃｆ、かＲＯＭより読み出されるこ
とになる。一方、ＡＰＩＣ１６で測距された被写体距離
に対応してテレ端におけるレンズ繰出し量がＲＯＭより
読み出される。

そして、このテレ端におけるレンズ繰出し量をもとにし
て上記ズーム係数Ｃｆ、を用いてＣＰＵＩＩにて演算か
行われ、上記設定されたズームエンコーダ値ｉにおける
レンズ繰出し量が求められる。

ここで、ＡＦＩＣ２２のデータの整数部をａ。

小数部をｂとすると、ズームエンコーダ値ｉでのレンズ
繰出し量（繰出しパルス）Ｓは、次のような簡単な式に
より求められる。

Ｓ婁（ｂ（ＳＴａ＋１−８Ｔａ） ＋ＳＴ　　ｌ　・Ｃｆ１・・・・・・・・・（１）この
ような計算式なら演算命令の少ない４ビツトマイクロコ
ンピユータでも十分に計算することができる。なお、マ
クロ時はカーブは第６図に示したものとは全く異なるの
で、マクロカーブは特別にＣＰＵＩＩに記憶されている
。計算式は上記（１）式からズーム係数Ｃｆ、を除いた
のみで他は同様である。

上述した事柄はズームレンズが設計どおりの場合の話で
あるが、実際には各レンズ毎にバラツキがあるため、こ
のバラツキ分たけ、第６図に示すカーブが上または下に
平行移動するような結果となる。この平行移動分は、レ
ンズによって異なることは勿論であるが、テレ端位置、
ワイド端位置でズレ量を０に調整したとしても、その間
のズーム位置てはズレ量が０にはならず、例えば、第７
図に示すようになる。第７図から分かるように、ワイド
端位置１およびテレ端位置６０では調整されているので
、ズレ量はＯである。

そこで、このカメラでは上記ズレデータを５つのデータ
Ｄｋ　（ｋ＝０〜４）としてＥ２−ＰＲ０Ｍ１４に記憶
しておく。この記憶データとしては少な（ともＡ／Ｄ変
換された値の下位４ビツトがいずれも“００００“とな
るズームエンコーダ値０（１６進数でＯＨ，以下同様）
、１６　（ＩＯＨ）、３２　（２０Ｈ）、４８　（３’
ＯＨ）、６４　（４０Ｈ）の５データであり、それぞれ
り。、Ｄｌ。

Ｄ２．Ｄ３．Ｄ４として記憶する。しかし、ズームエン
コーダ位置が０と６４のポイントは測定できナイノテ、
ａｌｌｌ定に際シテハ、１　（ＩＨ）、１６（ＩＯＨ）
、３２　Ｃ２０Ｈ）、４８　（３０Ｈ）。

６０　（３ＣＨ）の各ポイントでのズレパルス数を求め
、このうちズームエンコーダ位置がワイド端位置１にお
ける測定データＤ　′、テレ端位置６０における測定デ
ータＤ４′から、それぞれズームエンコーダ位置Ｏと６
４のポイントにおけるデータＤ。−Ｄ４を求める。すな
わち、Ｄｏ、Ｄ４は次式（２）　、　　（３）式により
求められる。

Ｄｏ−Ｄｏ’　−（Ｄｌ−Ｄ。’　）／１５・・・（２
）Ｄ４−Ｄ３＋（Ｄ４′−Ｄ３）／１２・・・・・・（
３）そして、上記ズームエンコーダ位置ｉの５つのポイ
ントのＪ己億されたズレデータをもとにして、他の記憶
されていないズームエンコーダ位置ｉにおけるズレパル
ス数が補間演算により求められる。

ここで、ズームエンコーダ１ｊＩｉの場合の繰出しパル
ス移動ＱＺＳは次のようにして求められる。

Ｚｓ　−Ｄ、＋　（Ｄ（、＋１）−Ｄ、）・ｉｂ・・・
（４）この（４）式において、ｉａはズームエンコーダ
値１を２進数で表わした場合の上位２ビツトの整数値で
あり、ｉｂは下位４ビツトの小数値である。

上記（４）式の繰出しパルス移動ＱＺｓも４ビツトマイ
クロコンピユータで十分に計算することができる。

以上の計算結果により、実際の繰出し量は、Ｓ＋Ｚｓ となる。なお、上記式（２）　、　（３）から明らかな
ように、テレ端位置、ワイド端位置での調整がズしてい
る場合でも（０でなくても）、これをＥ２−ＦＲＯＭ１
４に記憶させておくことにより補正を行うことができる
。

上述したように、この実施例では、まず、ＡＰＩＣ１６
より距離情報を得て、そのデータよりＣＦＵＬＬに記憶
されているテレ時のレンズ繰出し量のデータを捜し、次
いでズームエンコーダ値ｉよりズーム係数Ｃｆ、を得て
ＣＦＵＬＬ内で演算を行って現在の焦点距離におけるレ
ンズ繰出し量を求める。さらに、ここで、ズームエンコ
ーダ値ｉより各カメラ毎のバラツキデータＤ　をＥ２−
ＦＲＯＭ１４より読み出し、これによって上記繰出し量
を補正して実際のレンズ繰出し量を求める。

［発明の効果コ 以上述べたように本発明によれば、比較的少ない記憶デ
ータで、殆ど無限の距離分割数における繰出しデータも
正確に演算することができる。また計算式も非常に簡単
である。特にメカニカルなカムを必要としないので構造
か簡単でコストも大幅に節減できる等の優れた効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のズームレンズカメラの焦点調節装置
の概要を説明するためのブロック図、第２図は、本発明
を適用したズームレンズカメラの基本システムを示すブ
ロック図、 第３図は、上記第２図中のズームエンコーダの構成を示
した電気回路図、 第４図（Ａ）および（Ｂ）は、上記第３図中のズーム環
上のエンコーダパターンの展開図およびそのエンコーダ
位置に対するコードを表式化した図、 第５図は、ＡＦセンサー出力に対するレンズ繰出し量を
説明するための線図、 第６図は、ズームエンコーダ位置に対するレンズ繰出し
量の補正移動を説明するための線図である。 １・・・・・・・・・非Ｔ　Ｔ　Ｌ　１３距手段２・・
・・・・・・・検出手段 ３・・・・・・・・・第１の記憶手段 ４・・・・・・・・・第２の記憶手段 ５・・・・・・・・・演算手段 ６・・・・・・・・・駆動手段 １１・・・・・・ＣＰＵ　（第１の記憶手段。 第２の記憶手段、演算手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）同一距離の被写体像に対する合焦レンズの基準位
   置からの移動量が設定焦点距離によって変化するズーム
   レンズカメラにおいて、 被写体距離を測定する非ＴＴＬ測距手段と、上記設定焦
   点距離を検出する検出手段と、 少なくとも１つの基準焦点距離において被写体までの距
   離に対する合焦レンズの移動量を記憶する第１の記憶手
   段と、 上記基準焦点距離でのレンズ移動量を各焦点距離におけ
   るレンズ移動量に変換する変換係数を記憶する第２の記
   憶手段と、 上記検出された設定焦点距離に基づいて上記第２の記憶
   手段より変換係数を求め、上記測定された被写体距離に
   基づいて上記第１の記憶手段よりレンズ移動量を求め、
   このレンズ移動量と上記変換係数とから演算を行う演算
   手段と、 この演算手段の演算値に基づいて上記合焦レンズを駆動
   する駆動手段と、 を具備したことを特徴とするズームレンズカメラの焦点
   調節装置。