JPH06300963A - 自動焦点調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カメラの姿勢によるレンズの駆動位置変化を
補正して正確なレンズ制御を可能とする。 【構成】 フォーカスレンズの移動を制御することによ
りピントを合せるフォーカスレンズ制御手段と、撮影装
置の姿勢を検知する姿勢検知手段とを有する撮影装置に
おいて、前記姿勢検知手段の出力情報に基づいて前記フ
ォーカスレンズの制御を変更することを特徴とする自動
焦点調節装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラ，ビデオカメ
ラ，電子スチルカメラ等の撮影装置における自動焦点調
節装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりカメラ，ビデオカメラ，電子ス
チルカメラ等、撮影装置の分野においては、種々の点で
自動化が図られており、特に近年では自動焦点調節装置
の搭載が必須となっている。これら自動焦点調節装置の
方式においては種々提案がなされているが、オートフォ
ーカスセンサ、あるいは画像取り込み用のＣＣＤ等の撮
像素子等を用いて焦点状態を検出し、その検出結果にも
とづいて、フォーカスレンズを駆動するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
では、撮影装置の姿勢に関係なく、第３レンズ鏡筒５を
所定のパルス数Ｐだけ駆動させるのに、前記同じ駆動制
御方法を行っているため次のような欠点があった。

【０００４】第３レンズ鏡筒５の質量により、撮像装置
が正位置、上向き、下向きそれぞれの場合、第３レンズ
鏡筒５の駆動時のメカニズムの慣性力が異なる。すなわ
ち、正位置の時の慣性力と比較して、上向きの場合は慣
性力は小さく、又、下向きの場合は大きくなる。そこで
撮影装置の姿勢に関係なく、同じ駆動制御を行うと、上
記、姿勢による第３レンズ鏡筒５のメカニズムの慣性力
の違いより、上向きの場合、第３レンズ鏡筒５は所定の
パルス数Ｐまで行き足らづ、又下向きの場合所定のパル
ス数Ｐを行き過ぎてしまう。

【０００５】この所定パルス数Ｐに対する、行き過ぎ・
行き足らづは、たとえ微少であっても、現在撮影装置の
小型化が進み、撮影レンズも小型化しており、撮影レン
ズの位置ズレに対する像のピントズレの度合が大きい。
よって結果として撮影装置の姿勢により発生する第３レ
ンズ鏡筒５の微少な行き過ぎ・行き足らづにより、ピン
トのズレた画が撮影されてしまうという欠点があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、撮影装
置の姿勢を検知する検知手段を設け、その情報に基づき
フォーカスレンズの制御を変更する。

【０００７】

【作用】撮影装置の姿勢によらず、フォーカスレンズを
所定位置まで正確に駆動でき、結果としてピントの合っ
た画を撮影可能としたものである。

【０００８】

【実施例】以下、本発明における撮影装置を各図を用い
て詳細に説明する。

【０００９】図１はこの撮影装置におけるレンズ駆動の
機構を最もよく表わす斜視図であり、図２はこの撮影装
置の全体構成を示す分解斜視図である。

【００１０】図１、図２において、１は各部材を固定す
るための地板、１ａはレンズ鏡筒を保持しつつ光軸方向
に移動させるガイドバー、２は外部式観察光学系である
ファインダ８（後記）の移動レンズ群を変位させるカム
板であり、穴２ａ、ギア部２ｂ、カム溝２ｃ，２ｄを有
する。

【００１１】３は地板１に固定された第１レンズ鏡筒、
４はガイドバー１ａに移動可能に支持されたズーム機能
を有する第２レンズ鏡筒で、ダボ４ａを有している。５
はフォーカス機能を有する第３レンズ鏡筒で、ガイドバ
ー１ａとの嵌合部５ａ，５ｂ，５ｃを有している。

【００１２】６は地板１に保持された第３レンズ鏡筒５
の駆動部であり、ガイドバー１ａを挿入する穴６ａ、ス
クリュー３６をフォーク状にはさみこみながらリードギ
ア３５の突きあて面となる受け面６ｂ、スクリュー３６
に設けられたキー３６ｂを嵌挿するキー溝６ｃ、ギア軸
６ｄ、モータ取り付け部６ｅを有している。３１は透過
率の異なるパターンを交互に有するパルスシート、３２
はパルスシート３１の回転によりパルス信号を出力する
検出器としてのフォトインターラプタ、３３は駆動源で
ある正逆回転可能なＤＣモータよりなるＡＦモータで、
上記モータ取り付け部６ｅに取り付けられている。３４
はＡＦモータ３３の駆動力をギア軸６ｄに伝達する動力
伝達のためのギア列、３５は外周に歯車と回転ストッパ
３５ａを、また内周にネジ部を有するリードギア、３６
は第３レンズ鏡筒５のガイドバーとの嵌合部５ａ，５ｂ
の間に位置し、ガイドバーと内径で嵌合しているスクリ
ューで、外周にもうけられたネジ部でリードギア３５の
内径と螺合しており、リードギア３５の回転を規制する
ストッパー部３６ａと固定部６のキー溝６ｃに嵌合して
スクリュー３６の回転を防止し光軸方向への移動を可能
にするキー３６ｂを有している。３８は第３レンズ鏡筒
５を矢印Ａ方向に付勢するための押えバネである。この
押えバネのバネ力は第３レンズ鏡筒５のガイドバーとの
嵌合部５ａを介してスクリュー３６を、またスクリュー
３６のネジ山を介してリードギア３５を矢印Ａ方向に付
勢しており、結果として、リードギア３５は受け面６ｂ
に押し付けられている。

【００１３】この状態でＡＦモータ３３が正方向に駆動
されると、その出力はギア列３４により減速され、リー
ドギア３５に伝達される。

【００１４】リードギア３５が受け面６ｂに付勢され、
かつ、スクリュー３６はキー３６ｂにより回転を防げら
れているため、リードギア３５が回転すると、内径に設
けられたネジによりスクリュー３６は第３レンズ鏡筒と
一体で押しバネ３８に抗して矢印Ａと逆方向に送られる
ようになっている。

【００１５】７は第１，２，３レンズ鏡筒３，４，５に
より結像される像を記録するためのフィルムや撮像素子
が配置された撮像部である。８はファインダー部であ
り、バリエータユニット８ａ、コンペンセータユニット
８ｃ、カム板のカム溝２ｃ，２ｄに嵌挿され、カム板２
の移動により、光軸方向の位置を変移させてファインダ
ー倍率を変化させるためのバリエータダボ８ｂ、コンペ
ンセータダボ８ｄを有している。

【００１６】９は第２レンズ鏡筒４の位置を変位させる
ためのズーム駆動部材であり、ズーム駆動ギア９ａ、第
２レンズ鏡筒４の位置を決定するズーム駆動カム９ｂ、
カム板２を駆動するためのカム板駆動ギア９ｃを一体的
に構成している。

【００１７】１０は上記ズーム駆動部材９を回転可能に
地板１に保持する固定軸、１１は上記ズーム駆動部材９
に駆動力を与えるズーム駆動ユニットで、ズーム駆動モ
ータ１１ａ、ズーム駆動用伝達ギア１１ｂを有してい
る。

【００１８】１２は第２レンズ鏡筒４をダボ４ａを介し
てズーム駆動カム９ｂに付勢するための押えバネであ
る。１３は第１レンズ鏡筒３とガイドバー１ａを保持し
た前板に固定され、カム板２に保持されたブラシ接片１
５の位置に応じた電気信号を出力するためのコード板で
ある。このコード板１３にはブラシ接片１５とコード板
１３上のパターンによって作られる電気信号（コード信
号）を取り出し、図３の制御系ＣＰＵ４０に伝達するた
めの信号線１３ｂが接続されている。このＣＰＵ４０に
はズームボタン４１、フォトインターラプタ３２、測光
装置４３からの各情報および被写体距離情報が供給さ
れ、絞り兼用シャッタ３７、ＡＦモータ駆動回路４４を
介してＡＦモータ３３、ズームモータ制御回路４２を介
してズームモータ１１ａへそれぞれ制御信号を供給す
る。

【００１９】図３は本発明における撮影装置の制御系の
ブロック図である。

【００２０】同図において、４０はシステム全体を制御
するシステムコントローラとしてのマイクロコンピュー
タ（ＣＰＵ）、４１はズーム操作の指令を行うズームボ
タン、４２はマイクロコンピュータ４０の指令により、
ズームボタン操作にしたがってズームモータ１１ａを駆
動するためのズームモータ制御回路である。４３は被写
界の明るさを検出するための測光装置で、マイクロコン
ピュータは測光装置によって検出された明るさ情報にも
とづいて露出演算を行い、図１，図２にて示した絞り兼
用シャッター３７を制御するものである。

【００２１】４５は焦点状態を検出するＡＦ（オートフ
ォーカス）センサ、４４はたとえば赤外線投射型のＡＦ
センサ４５の出力にもとづいてマイクロコンピュータ４
０にて演算されたＡＦ制御信号すなわちフォーカスレン
ズ制御信号にもとづいてＡＦモータ３３を駆動制御する
ＡＦモータ駆動回路である。

【００２２】またマイクロコンピュータはＡＦセンサよ
り被写体距離情報を取り込み、ズームレンズ位置より焦
点距離を検出して取り込む。

【００２３】またコード板１３は、ズームレンズ，フォ
ーカスレンズの相対移動に応じてファインダ光学系を追
従させるカム板２の位置をズーム位置として検出し、マ
イクロコンピュータ４０へと出力する。

【００２４】またフォトインタラプタ３２はＡＦモータ
３３の回転量すなわちフォーカスレンズ移動量（移動位
置）をＡＦモータ３３とともに回転するパルスシート３
１の回転から検出し、マイクロコンピュータ４０へと出
力するものである。

【００２５】上記構成において、図３に示すズームボタ
ン４１が操作されると、ＣＰＵ４０はそれに従ってズー
ムモータ駆動回路４２に信号を出力し、ズーム駆動モー
タ１１ａが駆動され、ズーム駆動伝達ギア１１ｂにより
ズーム駆動部材９が回転する。このとき第２レンズ鏡筒
４は押えバネ１２によりズーム駆動カム９ｂのカム面に
付勢されているので、ズーム駆動カム９ｂのカム形状に
従って、光軸方向に位置を変え、撮影光学系のズーミン
グを行う。同時にカム板２もカム板駆動ギア９ｃにより
ギア部２ｂを介してズーム駆動カム９ｂに対応して移動
する。

【００２６】よって、ファインダユニット８のバリエー
ターユニット８ａ、コンペンセータユニット８ｃがカム
溝２ｃ，２ｄによって変倍がなされ撮影光学系の撮影範
囲に対応してファインダー視野が切り替えられる。また
この時、カム板２に保持されたブラシ接片１５がコード
板１３上を当接しながら移動するので、コード板１３に
つけられた信号線１３ａには撮影系のズーム位置に対応
したコードが生じている。なお、図３に示すズームモー
タ制御回路４２及びＡＦモータ駆動回路４４はＣＰＵ４
０により正逆の回転方向とモータへの印加電圧を指令さ
れると、それを各モータに印加するように構成されてい
る。

【００２７】

【実施例】図４は、撮影装置の姿勢を検知する為に使用
される、水銀スイッチ６０を表わす図である。この水銀
スイッチ６０は、円筒容器６１の一端面に一対の金属片
６２，６３を貫通し、それぞれの金属片の一端を円筒容
器６１の外側へ突出させ、円筒容器６１内に水銀６４を
封入して構成されている。

【００２８】この水銀スイッチが撮影装置の姿勢を検知
する為に、撮影装置に組み込まれた状態を示したのが図
５である。光軸に対して、α度傾いて水銀スイッチ６０
ａが、β度（β度＝α度＋９０度）傾いて、水銀スイッ
チ６０ｂが設けられている。撮像装置が正位置の時は、
水銀スイッチ６０ａ，６０ｂの金属片は両方ともオフで
あり、正位置に対してα度以上撮像装置が下を向くと、
水銀スイッチ６０ａの金属片はオン、６０ｂの金属片は
オフである。又撮像装置が正位置に対してα度以上上を
向くと、水銀スイッチ６０ａの金属片はオフ、６０ｂの
金属片はオンとなる。以上の様に、水銀スイッチ６０
ａ，６０ｂの金属片のオン・オフをモニターする事で、
撮像装置の姿勢が検知できる。

【００２９】上記構成において、図６に本発明の撮影時
におけるフローチャートを示し、以下説明する。

【００３０】まずレリーズボタンの第１ストロークがオ
ンになると（Ｓ₁ ）、第２レンズ鏡筒４の位置、すなわ
ちコード板１４の出力値により、撮影レンズの設定され
ている焦点距離を求め（Ｓ₂ ）、不図示の公知である赤
外線測距装置等により測定された被写体までの距離に応
じて（Ｓ₃ ）、第３レンズ鏡筒５の繰り出し量をＣＰＵ
４０が演算により求める。

【００３１】レンズの繰り出し量が決ると、ＡＦモータ
３３を含む駆動系の減速比とパルスシート駆動系の減速
比から決まる１パルスあたりの第３レンズ鏡筒５の移動
量により、レンズ繰り出しのパルス数Ｐが求まる（Ｓ
₄ ）。

【００３２】次に撮影装置の姿勢を前述した、水銀スイ
ッチ６０ａ，６０ｂの出力により求める（Ｓ₅）。これ
によって求まる各姿勢−正位置，上向き，下向き−に対
する補正パルス定数Ｎを決定する（Ｓ₆）。この補正パ
ルス定数Ｎは、各姿勢に対する第３レンズ鏡筒５のメカ
の慣性を実験的に評価した値であり、駆動パルス数Ｐの
Ｎパルス手前でＡＦモーター３３の端子間をショートす
れば慣性により、Ｎパルス分ＡＦモーターが回転して、
パルス数ＰでＡＦモーターが停止するという値である。

【００３３】当然の事ながら、上記メカの慣性は撮影装
置の姿勢により異なる。すなわち、上向きの場合の慣性
力は正位置のそれに対して小さく、下向きの場合は大き
くなる。よって上記補正パルス定数Ｎも姿勢により異な
り、上向きの場合のＮは正位置の場合のＮより小さい値
であり、下向きの場合は大きい値である。

【００３４】次に、ＣＰＵ４０はＡＦモータ駆動回路４
４を制御し、第３レンズ鏡筒５を待機位置から所定のパ
ルス数Ｐだけ移動させる。

【００３５】この時、ＡＦモータ３３をパルス数Ｐだけ
駆動するのに以下のような方法がとられている。

【００３６】まず、ＡＦモータ３３を逆転させ（Ｓ
₇ ）、確実に待機位置に戻している。図７（ａ）に示す
ように待機位置ではリードギア３５の回転ストッパ３５
ａはスクリュー３６のストッパー部３６ａに係止してお
り、これ以上ＡＦモータ３３は逆転できない状態とな
る。この時パルスシートも回転していないため、フォト
インターラプタ３２からのパルスの出力はない。このよ
うにＡＦモータ３３を逆転駆動しているにもかかわらず
パルス信号が検出されない場合、第３レンズ鏡筒５は待
機位置に戻されたと判断し（Ｓ₈ ）、ＡＦモータ３３へ
の通電が切られる（Ｓ₉ ）。

【００３７】次に、第３レンズ鏡筒５を繰り出すため
に、ＡＦモータ３３が正転するように通電され（Ｓ
₁₀ ）、ギア列３４の回転によりリードギア３５が回転
する。この時リードギア３５の回転に伴ない上述のよう
に第３レンズ鏡筒５が繰り出され、図７（ｂ）に示すよ
うにリードギア３５が１回転した時にはスクリューのス
トッパ部３６ａは第３レンズ鏡筒とともに繰り出され、
リードギアの回転ストッパ３５ａは、スクリューのスト
ッパ部３６ａから離れ、回転は制限されない。

【００３８】ＡＦモータの正転開始に伴い、再びパルス
シート３１が回転し、フォトインターラプタ３２により
待機位置から回転に応じたパルス信号が出力される。こ
のパルス信号をＣＰＵ４０によりカウントし（Ｓ
₁₁ ）、所定のパルス数Ｐで該第３レンズ鏡筒５が停止
するようにモータ３３を駆動する。

【００３９】この時、ＡＦモータ３３の制御は図２０に
示すように所定のパルス数Ｐの手前Ｎパルスまで一定電
圧で駆動し（Ｓ₁₂）、その後ＡＦモータ端子間をショー
トし、ブレーキをかけ、ＡＦモータ３３を停止させてい
る（Ｓ₁₃）。上記補正パルス定数Ｎの値は前述した撮影
装置の姿勢により決定された値である。

【００４０】上記のように、第３レンズ鏡筒５が繰り出
された後、レリーズボタンの第２ストロークがオンにな
ると、絞り兼用シャッター３７が測光装置４３の出力に
応じて適正な露光が行われるよう駆動され、撮像部７に
結像することにより、撮像が行われる（Ｓ₁₄）。

【００４１】この後、モータ３３を定電圧にて逆転する
ことにより（Ｓ₁₅）、第３レンズ鏡筒５は回転ストッパ
３５ａとストッパ部３６ａが当接する待機位置まで戻
り、パルスシートからのパルス出力が出なくなれば（Ｓ
₁₆）、モータ３３を停止して撮影の動作が終了する（Ｓ
₁₇）。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、撮影装置の姿勢を
検知する検知手段を設け、その情報に基づきフォーカス
レンズの制御を変更する事で、撮影装置の姿勢によら
づ、フォーカスレンズを所定位置まで正確に駆動でき、
結果として撮影装置の姿勢による事なくピントの合った
画が撮影可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における撮影装置のレンズ駆動機構の部
分的な斜視図である。

【図２】図１に示すレンズ駆動機構全体を示す分解斜視
図。

【図３】本発明における撮影装置の制御系のブロック図
である。

【図４】撮影装置の姿勢を検出するための水銀スイッチ
の説明図。

【図５】水銀スイッチが撮影装置に配置された時の機能
説明図。

【図６】本発明の撮影装置の制御を示すフローチャー
ト。

【図７】本発明の撮影装置の制御を説明するための説明
図。

【図８】本発明の撮影装置の動作を説明するための駆動
モータの印加電圧を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｂ 17/02 7513−2Ｋ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フォーカスレンズの移動を制御すること
   によりピントを合せるフォーカスレンズ制御手段と、撮
   影装置の姿勢を検知する姿勢検知手段とを有する撮影装
   置において、 前記姿勢検知手段の出力情報に基づいて前記フォーカス
   レンズの制御を変更することを特徴とする自動焦点調節
   装置。
2. 【請求項２】 レンズを移動して撮影状態を制御するレ
   ンズ制御手段と、 撮影装置の姿勢を検知する姿勢検知手段とを備えるカメ
   ラにおいて、 前記姿勢検知手段の出力情報に基づいて前記レンズの駆
   動制御特性を変更することを特徴とするカメラ。