JPH06347684A - レンズ交換可能なカメラの自動焦点調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】レンズの負荷や状態に応じて駆動特性の異なる
レンズを最適に駆動させると共に、レンズを小型化する
ために、ＡＦモータをカメラ本体内に設け、回転検出部
材を交換レンズ側に設けて、ＡＦモータの状態を交換レ
ンズ側からカメラ本体側にリアルタイムで送信して該モ
ータを駆動制御することを特徴とする。 【構成】カメラ本体１内に、焦点検出回路４、モータド
ライバ５及びＡＦモータ６が設けられている。そして、
焦点検出回路４で被写体の焦点状態が検出され、ＡＦモ
ータ６により、交換レンズ２内の撮影レンズ１１が伝達
機構１３、１４、１５を介して駆動される。ＡＦモータ
６の駆動量は、スリット板７及びフォトインタラプタ８
で構成されるエンコーダにより検出される。上記交換レ
ンズ２内にはＬＣＰＵ１２が設けられており、上記焦点
検出回路４の出力とＬＣＰＵ１２の出力に基いて、上記
カメラ本体１に設けられたＡＦモータ６の駆動が制御さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動合焦機能を有し
てレンズ交換可能なカメラの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、レンズ交換可能なカメラに於
いて、自動合焦機能を有したものが種々開発されてい
る。図９は、このようなカメラの一例を示したもので、
カメラ本体１と交換可能な交換レンズ２とで構成されて
いる。上記カメラ本体１には、本体制御用ＣＰＵ（以下
ＢＣＰＵと記す）３が内蔵されている。このＢＣＰＵ３
は、焦点検出回路４からの情報を得て、モータドライバ
５を介してＡＦモータ６を駆動する。また、ＢＣＰＵ３
には、スリット板７及びフォトインタラプタ８で構成さ
れるエンコーダと、交換レンズ２内のＲＯＭ１６から、
それぞれの情報が入力される。上記ＡＦモータ６は、カ
プラ９及び１０等を介して撮影レンズ１１を駆動させる
ようになっている。

【０００３】このように構成することにより、カメラ本
体１内のＢＣＰＵ３が、ＡＦモータ６を駆動させること
により、カプラ９及び１０を介して交換レンズ２内の撮
影レンズ１１を駆動する。一方、交換レンズ２からは、
ＲＯＭ１６に格納されたレンズ固有の演算データが、Ｂ
ＣＰＵ３に出力される。

【０００４】図１０は、別の構成例を示したもので、Ｂ
ＣＰＵ３及び焦点検出回路４がカメラ本体１内に設けら
れ、レンズ制御用ＣＰＵ（以下ＬＣＰＵと記す）１２、
モータドライバ５、ＡＦモータ６、スリット板７、フォ
トインタラプタ８、撮影レンズ１１等は交換レンズ２内
に設けられている。

【０００５】図１０のような構成によれば、カメラ本体
１から交換レンズ２へデフォーカス量、またはレンズ駆
動量が送られる。そして、その値に応じて交換レンズ２
内でＡＦモータ６の駆動制御を行うものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９の
ような構成のカメラでは、全てのレンズの駆動特性（ス
トローク、負荷、慣性等）を、カメラ本体１内の制御回
路（ＢＣＰＵ３）で制御できる範囲内におさえる必要が
あり、設計上に制約が生じる。また、レンズの駆動特性
の多様化に対応するため、レンズの識別信号によって駆
動ソフトを切換えることも考えられるが、多種の制御ソ
フトをカメラ本体１内に記憶させると、ＲＯＭ容量が膨
大となる。更に、将来設計される全てのレンズ特性を予
測することは、困難である。

【０００７】一方、図１０の構成のカメラでは、レンズ
負荷に最適な制御をすることができるが、ＡＦモータ６
が交換レンズ２内に実装されるため、レンズの大型化を
招いてしまう。特に、レンズ径が大となってしまうとい
う課題を有している。

【０００８】この発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、レンズの負荷や状態に応じて駆動特性の異なるレン
ズを最適に駆動させると共に、レンズ径を小さくするこ
とのできるレンズ交換可能なカメラの自動焦点調節装置
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、被
写体の焦点状態を検出する焦点検出手段と、交換レンズ
鏡筒内の撮影レンズを伝達機構を介して駆動する駆動用
モータを有するカメラ本体と、上記駆動用モータの駆動
量を検出する駆動量検出手段と、上記交換レンズ鏡筒内
に設けられ、上記焦点検出手段の出力と上記駆動量検出
手段の出力に基いて上記カメラ本体に設けられた駆動用
モータの駆動を制御する駆動制御手段とを具備すること
を特徴とする。

【００１０】

【作用】この発明のレンズ交換可能なカメラの自動焦点
調節装置にあっては、カメラ本体内に焦点検出手段及び
駆動用モータが設けられている。そして、上記焦点検出
手段で被写体の焦点状態が検出され、上記駆動用モータ
により、交換レンズ鏡筒内の撮影レンズが、伝達機構を
介して駆動される。また、上記駆動用モータの駆動量
は、駆動量検出手段により検出される。更に、上記交換
レンズ鏡筒内に駆動制御手段が設けられており、上記焦
点検出手段の出力と上記駆動量検出手段の出力に基い
て、上記カメラ本体に設けられた駆動用モータの駆動が
制御される。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。図１は、この発明のレンズ交換可能なカメラの
自動焦点調節装置が適用された第１の実施例で、カメラ
の概略的な構成を示すブロック図である。

【００１２】同図に於いて、カメラ本体１には、交換可
能な交換レンズ２が取付けられている。上記カメラ本体
１内には、本体用の制御ＣＰＵであるＢＣＰＵ３と、交
換レンズ２の焦点を検出する焦点検出回路４と、ＡＦモ
ータ６及びこのＡＦモータ６を駆動するモータドライバ
５と、カメラ本体１からＡＦモータ６の駆動力を交換レ
ンズ２側へ伝達するカプラ９が設けられている。

【００１３】一方、交換レンズ２内には、撮影レンズ１
１及びこのレンズ固有のデータを記録しているＬＣＰＵ
１２が内蔵されている。更に、この交換レンズ２には、
上記カプラ９と係合するカプラ１０と、このカプラ１０
からの伝達力を撮影レンズ１１に伝える伝達機構１３、
１４、１５と、一定回転毎に光を通すスリット板７及び
フォトインタラプタ８で構成する回転エンコーダが設け
られている。

【００１４】また、上記ＬＣＰＵ１２とＢＣＰＵ３の間
には通信ラインが設けられており、ＢＣＰＵ３からＬＣ
ＰＵ１２へレンズ駆動量Ａが送られる。一方、ＬＣＰＵ
１２からＢＣＰＵ３へは、モータ制御信号Ｂがコマンド
コードにより伝達される。更に、ＬＣＰＵ１２からは、
レンズ固有データＣもＢＣＰＵ３に伝達される。

【００１５】次に、図２（ａ）及び（ｂ）のフローチャ
ートを参照して、同実施例のＬＣＰＵ１２とＢＣＰＵ３
の動作について説明する。先ず、カメラ本体１上の図示
されないレリーズ釦が半押しされると、焦点検出動作が
焦点検出回路４で行われ、その出力がＢＣＰＵ３へ送ら
れる（ステップＳ１ｂ）。ここで、焦点検出回路４は、
例えば公知のＴＴＬ位相差検出方式を用いている。次
に、そのデータからデフォーカス量を、ＢＣＰＵ３内で
算出する（ステップＳ２ｂ）。一方、駆動量演算のた
め、レンズ固有のデータであるＡＦの変換係数を、ＬＣ
ＰＵ１２へ要求する（ステップＳ３ｂ）。すると、それ
に対応した値が、ＬＣＰＵ１２からＢＣＰＵ３へ送られ
る（ステップＳ１ａ）。

【００１６】ＢＣＰＵ３では、これを受信して（ステッ
プＳ４ｂ）、撮影レンズ１１の駆動量を演算する（ステ
ップＳ５ｂ）。次いで、ＬＣＰＵ１２へ駆動開始信号及
び駆動量を送信し（ステップＳ６ｂ）、交換レンズ２側
でこれを受信する（ステップＳ２ａ）。

【００１７】ＢＣＰＵ３は、この後モータ制御モードに
入り、レンズのコマンドによるスレーブ動作をする。す
なわち、コマンドがあるか否かを判断して（ステップＳ
７ｂ）、コマンドが送られてきた時のみ判断動作に入
る。そして、先ずモータＯＮのコマンドか否かを判断す
る（ステップＳ８ｂ）。ここで、モータＯＮコマンドな
らば、モータドライバ５にＡＦモータ６がＯＮ状態にな
るよう指示し、ＡＦモータ６をＯＮする（ステップＳ９
ｂ）。その後、ステップＳ７ｂに戻って、コマンド待ち
となる。同様に、モータＯＦＦコマンドであれば（ステ
ップＳ１０ｂ）、ＡＦモータ６をＯＦＦさせ（ステップ
Ｓ１１ｂ）、その後、コマンド待ちになる。

【００１８】最後に、駆動完了コマンドか否かを判断し
て（ステップＳ１２ｂ）、駆動完了でなければコマンド
待ちとなる。ここで、駆動完了であれば、モータをＯＦ
Ｆして（ステップＳ１３ｂ）、モータ制御モードを終了
し、且つＡＦ動作を終える。

【００１９】一方、交換レンズ２側は、ＬＣＰＵ１２か
らモータＯＮコマンドをＢＣＰＵ３へ送信し（ステップ
Ｓ３ａ）、次いで、エンコーダパルスを待つ（ステップ
Ｓ４ａ）。ここで、パルスが有れば駆動パルス数をカウ
ントダウンして（ステップＳ５ａ）、残パルス数が０か
否かを判断する（ステップＳ６ａ）。残パルスが０であ
れば、モータＯＦＦコマンドをＢＣＰＵ３へ送信し（ス
テップＳ１１ａ）、駆動を終了する。

【００２０】一方、ステップＳ６ａに於いて、残パルス
数が０でなければ速度を読出す（ステップＳ７ａ）。次
に、残パルスに対応した目的速度をＢＣＰＵ３内にある
ＲＯＭ（図示せず）から読出して、これを検出速度と比
較する（ステップＳ８ａ）。ここで、目的速度より大で
あればモータＯＦＦコマンドを、また小であればモータ
ＯＮコマンドを、ＢＣＰＵ３へ送信する（ステップＳ９
ａ、Ｓ１０ａ）。

【００２１】速度検出は、エンコーダパルスが来る毎に
カウンタをリセットし、次のパルスが来ると、そのカウ
ント値を読出してＲＡＭへ蓄えると共に、再びカウンタ
をリセットすることにより行う。

【００２２】図３は、上記目的速度と実際の駆動速度と
の関係を示す概念図である。図３（ａ）は、単焦点の通
常タイプレンズであり、レンズ質量、ひいては慣性が小
のものである。このため、モータのＯＮ／ＯＦＦ等に対
して応答性がよく、Ｃ₁ のラインに示される目的速度が
ＲＯＭ内に記憶されている。

【００２３】一方、図３（ｂ）は、大口径の全体繰出し
レンズやマクロレンズであり、慣性大のものである。し
たがって、Ｃ₂ に示される目的速度が、ＲＯＭに記憶さ
れている。

【００２４】この第１の実施例によれば、レンズに必要
且つ十分な駆動制御を行うことができる。例えば、Ｃ₁
ラインによって、図３（ａ）、（ｂ）共に駆動すると、
同図（ａ）は短時間で高精度の駆動ができる（Ｄ₁₁）
が、同図（ｂ）はオーバーランしてしまい（Ｄ₂₁）、所
望の精度でＡＦをすることができない。一方、Ｃ₂ ライ
ンの制御では、同図（ｂ）は精度よく、且つ最も短時間
で駆動できる（Ｄ₂₂）が、同図（ａ）では精度はよいが
時間がかかってしまう（Ｄ₁₂）。

【００２５】カメラ本体１内で駆動制御を行うと、上記
Ｃ₂ のような低速ラインを１本設けるか、或いは多様な
ラインＣ₁ 、Ｃ₂ 、…、Ｃ_n を多数記憶する必要があ
る。このため、この第１の実施例によれば、レンズ最適
制御をカメラ本体１内のＢＣＰＵ３のＲＯＭ容量に負担
をかけずに可能としている。加えて、ＡＦモータ６がカ
メラ本体１内に実装されているので、交換レンズ２をコ
ンパクトにすることができ、コストも小さくすることが
できる。

【００２６】また、駆動量演算をＢＣＰＵ３内で行うの
で、ＬＣＰＵ１２は演算能力の弱い安価なマイクロコン
ピュータでも使用可能である。更に、ＡＦモータ６とカ
プラ９は直結、フォトインタラプタ８もカプラ１０を直
結であるため、フォトインタラプタ８が、ＡＦモータ６
からギア等の伝達機構を少なく介在させ、且つ交換レン
ズ２内に設置されている。このため、ＡＦモータ６の回
転検出がバックラッシュにより遅延される等の速度制御
が困難になることがない。

【００２７】次に、この発明の第２の実施例について説
明する。図４は、この発明の第２の実施例のカメラの概
略的な構成を示すブロック図である。この第２の実施例
による構成は、上述した第１の実施例とほぼ同様である
が、カメラ本体１内のＡＦモータ６がディスク型の超音
波モータ（ＵＳＭ）６′であること、交換レンズ２内の
回転エンコーダがマグネットロータ１７とＭＲセンサ１
８で構成されていることが異なる。また、ＢＣＰＵ３か
らＬＣＰＵ１２へは、レンズ駆動量Ａではなくデフォー
カス量Ｄが送られ、ＬＣＰＵ１２内でレンズ駆動量を算
出する点が異なっている。その他の部分の構成は、図１
のカメラと同じであるので、同一の参照番号を付して説
明を省略する。

【００２８】このような構成のカメラに於いて、ＡＦモ
ータ６′がＵＳＭであるため、速度制御は、例えば駆動
周波数の変更によって行われる。駆動周波数と回転数の
関係は、図５（ａ）に示されるようになる。よって、図
中に黒点で示される周波数が離散的に設定可能となって
おり、ｆ_r を下限、ｆ_max を上限として、ＬＣＰＵ１２
からの周波数アップ／ダウンコマンドにより、１ステッ
プずつ周波数がＢＣＰＵ３により変化する。

【００２９】次に、図６（ａ）及び（ｂ）のフローチャ
ートを参照して、第２の実施例のＬＣＰＵ１２及びＢＣ
ＰＵ３の動作を説明する。ステップＳ２１ｂ、Ｓ２２ｂ
は、上述した第１の実施例に於けるステップＳ１ｂ、Ｓ
２ｂと同様である。次に、ＬＣＰＵ１２に駆動開始信号
とデフォーカス量を送信する（ステップＳ２３ｂ）。こ
れを交換レンズ２側が受信し、駆動量を演算する（ステ
ップＳ２１ａ）。一方、カメラ本体１側は、ステップＳ
２３ｂの後、コマンド待ち状態となる。

【００３０】ＢＣＰＵ３のコマンド待ちの動作について
説明する。先ず、コマンドが有ると（ステップＳ２４
ｂ）、続いてモータＯＮコマンドかどうかを判断し（ス
テップＳ２５ｂ）、そのコマンドであれば、ＡＦモータ
６′に２相の交流電圧を印加して駆動を開始させる（ス
テップＳ２６ｂ）。また、イニシャライズコマンドがあ
れば（ステップＳ２７ｂ）、駆動周波数を一定値にセッ
トさせる（ステップＳ２８ｂ）。

【００３１】次に、周波数ＵＰコマンドがあれば（ステ
ップＳ２９ｂ）、ｆ_max を越えない範囲で周波数をアッ
プさせる（ステップＳ３０ｂ、Ｓ３１ｂ）。一方、周波
数ＤＯＷＮコマンドがあれば（ステップＳ３２ｂ）、ｆ
_r を下回らない範囲内で周波数をダウンさせる（ステッ
プＳ３３ｂ、Ｓ３４ｂ）。また、モータＯＦＦコマンド
であれば（ステップＳ３５ｂ）、印加していた交流電圧
発生を停止し、モータをオフさせる（ステップＳ３６
ｂ）。

【００３２】これに対し、交換レンズ２側では、先ず、
発振イニシャライズコマンドで、例えばｆ_initの値に設
定する（ステップＳ２２ａ）。このｆ_initは、システム
である一定の値に決めておく。次に、レンズの負荷等に
応じて最適な初期周波数ｆ_start1まで、アップまたはダ
ウンのコマンドを送り（ステップＳ２４ａ）、モータＯ
Ｎコマンドを送って駆動を開始する（ステップＳ２５
ａ）。

【００３３】その後のステップＳ２５ａ〜Ｓ３２ａは、
上述した第１の実施例のステップＳ４ａ〜Ｓ１１ａと同
様であるが、速度のアップ／ダウンをさせるため、ステ
ップＳ３０ａでは周波数ＤＯＷＮコマンドでＵＳＭ６′
の回転数を上げ、ステップＳ３１ａでは周波数ＵＰコマ
ンドで回転数を下げる。その周波数と速度の変化は、図
５（ｂ）及び（ｃ）に示される。

【００３４】この第２の実施例によれば、上述した第１
の実施例に比して、デフォーカス量を交換レンズ２内で
駆動量に変換するため、ＢＣＰＵ３の負担を軽くするこ
とができる。また、ＡＦモータをＵＳＭで構成するた
め、静かで高速な駆動が可能である。

【００３５】次に、この発明の第３の実施例について説
明する。図７は、この発明の第３の実施例のカメラの概
略的な構成を示すブロック図である。この第３の実施例
による構成は、上述した第１の実施例とほぼ同様である
が、回転エンコーダを構成するスリット板７とフォトイ
ンタラプタ８が、交換レンズ２側でなくカメラ本体１内
に設置され、その出力がＢＣＰＵ３を介さず直接ＬＣＰ
Ｕ１２に伝達されること、及びＬＣＰＵ１２から直接モ
ータドライバ５に駆動信号が供給されることが異なって
いる。その他の部分の構成は、図１のカメラと同じであ
るので、同一の参照番号を付して説明を省略する。

【００３６】次に、図８（ａ）及び（ｂ）のフローチャ
ートを参照して、第３の実施例の動作を説明する。図８
（ｂ）に示されるＢＣＰＵ３のフローチャートのステッ
プＳ４１ｂ〜Ｓ４６ｂは、図２（ｂ）に示される第１の
実施例のステップＳ１ｂ〜Ｓ６ｂまでと同様で、その後
はコマンド待ちはしない。

【００３７】一方、ＬＣＰＵ１２は、ほぼ上述した第１
の実施例と同様である。すなわち、ステップＳ９ａ及び
Ｓ１０ａに代えて、ステップＳ４９ａ及びＳ５０ａに
て、直接モータのＯＦＦ／ＯＮを行っている点が異な
る。その他のステップＳ４１ａ〜Ｓ５１ａは、図２
（ａ）のステップＳ１ａ〜Ｓ１１ａと同じである。

【００３８】この第３の実施例によれば、カメラ本体１
内のＢＣＰＵ３の負担を、より小さくすることができ
る。以上述べた第１乃至第３の実施例に於いて、焦点検
出手段は外光式位相差方式や、赤外線アクティブ方式
等、他の方法を用いたものであってもよい。

【００３９】また、第１及び第３の実施例に於けるモー
タ制御は、ＯＮ、ＯＦＦ、ショートブレーキ、逆転ブレ
ーキ等を組合わせてもよく、第２の実施例では高回転と
低回転の２段のみの周波数切換えや、電圧等他のパラメ
ータの変更を指示してもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、レンズ
の駆動特性によってその駆動構造等が制約されにくくな
り、レンズ内にモータを入れないので、レンズ径の小さ
なレンズを作成可能で、小型で速く正確なオートフォー
カス可能な、レンズ交換可能なカメラの自動焦点調節装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のレンズ交換可能なカメラの自動焦点
調節装置が適用された第１の実施例で、カメラの概略的
な構成を示すブロック図である。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は第１の実施例のＬＣＰＵ１
２とＢＣＰＵ３の動作について説明するフローチャート
である。

【図３】目的速度と実際の駆動速度との関係を示す概念
図である。

【図４】この発明の第２の実施例のカメラの概略的な構
成を示すブロック図である。

【図５】（ａ）は回転数と周波数との関係を示した図、
（ｂ）は速度と時間の関係を示した図、（ｃ）は周波数
と時間との関係を示した図である。

【図６】（ａ）及び（ｂ）は第２の実施例のＬＣＰＵ１
２とＢＣＰＵ３の動作について説明するフローチャート
である。

【図７】この発明の第３の実施例のカメラの概略的な構
成を示すブロック図である。

【図８】（ａ）及び（ｂ）は第３の実施例のＬＣＰＵ１
２とＢＣＰＵ３の動作について説明するフローチャート
である。

【図９】従来のレンズ交換可能なカメラの一例で、概略
的な構成を示すブロック図である。

【図１０】従来のレンズ交換可能なカメラの他の例で、
概略的な構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１…カメラ本体、２…交換レンズ、３…本体制御用ＣＰ
Ｕ（ＢＣＰＵ）、４…焦点検出回路、５…モータドライ
バ、６…ＡＦモータ。６′…超音波モータ（ＵＳＭ）、
７…スリット板、８…フォトインタラプタ、９、１０…
カプラ、１１…撮影レンズ、１２…レンズ制御用ＣＰＵ
（ＬＣＰＵ）、１６…ＲＯＭ、１３、１４、１５…伝達
機構。

【手続補正書】

【提出日】平成５年１１月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】一方、ステップＳ６ａに於いて、残パルス
数が０でなければ速度を読出す（ステップＳ７ａ）。次
に、残パルスに対応した目的速度をＬＣＰＵ１２内にあ
るＲＯＭ（図示せず）から読出して、これを検出速度と
比較する（ステップＳ８ａ）。ここで、目的速度より大
であればモータＯＦＦコマンドを、また小であればモー
タＯＮコマンドを、ＢＣＰＵ３へ送信する（ステップＳ
９ａ、Ｓ１０ａ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体の焦点状態を検出する焦点検出手
   段と、交換レンズ鏡筒内の撮影レンズを伝達機構を介し
   て駆動する駆動用モータを有するカメラ本体と、 上記駆動用モータの駆動量を検出する駆動量検出手段
   と、 上記交換レンズ鏡筒内に設けられ、上記焦点検出手段の
   出力と上記駆動量検出手段の出力に基いて上記カメラ本
   体に設けられた駆動用モータの駆動を制御する駆動制御
   手段とを具備することを特徴とするレンズ交換可能なカ
   メラの自動焦点調節装置。