JP2503518Y2 - オ―トフォ―カスカメラのレンズ駆動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は、オートフォーカスカメラのレンズ駆動装置
に関する。

B.従来の技術 従来から、駆動力伝達機構に介在するバックラッシュ
の影響を補正して撮影レンズを駆動するオートフォーカ
スカメラのレンズ駆動装置が知られている。

この種のレンズ駆動装置を第３図により説明する。

１は焦点検出部であり、焦点検出演算部1bによりイメ
ージセンサ1a上に形成された一対の被写体像の相対的ズ
レ量に基づいてデフォーカス量が算出される。２は補正
部2aを有する制御部であり、焦点検出部１により算出さ
れたデフォーカス量に基づいて撮影レンズ３の駆動量を
算出する。さらに、補正部2aは、後述する伝達機構４に
介在するバックラッシュにより生ずる撮影レンズ３の駆
動誤差をなくすように撮影レンズ駆動量を補正する。５
はモータ駆動回路であり、制御回路２により算出された
レンズ駆動量に従ってモータＭを駆動する。

伝達機構４は、モータＭの駆動力をレンズ保持筒６の
外側と鏡筒７の内側とに設けられたヘリコイド部6a,7a
に伝達して撮影レンズ３を光軸に沿って前後に駆動す
る。この伝達機構４は、モータ軸に固設されたピニオン
ギア41、ギア42、ギア43、カメラボディー側のカップリ
ング44、このカップリング44に嵌合するレンズ側のカッ
プリング45、ギア46、鏡筒７の外周上に形成された鏡筒
ギア7bから構成される。

次に、この従来装置の動作を説明する。

制御部２は、焦点検出部１で検出されたデフォーカス
量に基づいて撮影レンズ３の駆動量を算出する。そし
て、補正部2aは、伝達機構４に含まれるバックラッシュ
による撮影レンズ３の駆動誤差をなくすように駆動量を
補正する。なお、この補正方法については後述する。モ
ータ駆動回路５は、補正された撮影レンズ駆動量に従っ
てモータＭを駆動する。

モータＭの回転は伝達機構４を介してギア46に伝達さ
れ、ギア46と歯合する鏡筒ギア7bが回転する。これによ
って鏡筒７が回転し、その回転はヘリコイド6a,7aによ
ってレンズ保持筒６に伝達され、レンズ保持筒６が光軸
方向に移動する。

第４図は、モータ軸のピニオンギア41から鏡筒ギア7b
までを第３図の矢印方向から見た図である。さらに、第
５図は、撮影レンズ３を駆動したときの撮影レンズ３の
像面移動速度と像面移動量を示す図である。

第４図，第５図により伝達機構４のバックラッシュに
よるレンズ駆動誤差の補正方法を説明する。

今、カメラボディ８は、レンズ９が地平面に対して水
平になるように構えられているものとする。モータ駆動
回路５は、制御部２で算出されたレンズ駆動量Ａ〜Ｄに
従って撮影レンズ３を駆動するために、第５図のＡ点に
おいてモータＭを起動すると、撮影レンズ３の被写体像
面は、定常速度で移動するＢ点〜Ｃ点を経てＣ点で減速
され合焦点Ｄに至る。

撮影レンズ３をこのように駆動するときに、焦点検出
部１で検出されたデフォーカス量に何らかの誤差があっ
たり、あるいはレンズ駆動中に被写体が移動したりする
と、１回のレンズ駆動で合焦できない。

例えば、レンズ駆動前に焦点検出部１においてデフォ
ーカス量を検出したところ、正しい合焦点Ｄに対して合
焦点Ｆが求められたとする。この結果、撮影レンズ３は
レンズ駆動量Ａ〜Ｆに従って駆動され、その像面はＡ点
→Ｂ点→Ｃ点→Ｅ点を経てＦ点に至る。その後、このＦ
点において再びデフォーカス量を算出すると、焦点検出
部１は、レンズ駆動量Ｆ〜Ｄに相当するデフォーカス量
を算出する。すなわち、撮影レンズ３は、正しい合焦点
Ｄよりも移動量Dfだけ余分に駆動されたのであるから、
撮影レンズ３を逆転駆動してその像面を正しい合焦点Ｄ
に戻す必要がある。

ここで、鏡筒ギア7bとギア46との噛み合い状態を示す
第６図により、ギアのバックラッシュについて考察す
る。

撮影レンズ３を第５図に示すようにＡ点→Ｄ点方向に
駆動しているときのギア46の回転方向を実線で示す矢印
方向とすると、鏡筒ギア7bはギア46によって駆動されて
おり、鏡筒ギア7bとギア46との間にはバックラッシュCn
が存在する。次に、ギア46を逆転して実線の矢印と反対
の方向に駆動すると、ギア間のバックラッシュはCn′で
示す位置に現われる。すなわち、ギア46の駆動方向を逆
転すると、鏡筒ギア7bは、バックラッシュが図示Cn位置
からCn′位置へ移動する分だけ駆動されないことにな
る。このようなギアのバックラッシュは、ピニオンギア
41とギア42との間、およびギア42とギア43との間にも存
在し、さらに、カップリング44とカップリング45との間
には、ギアのバックラッシュに相当する遊びが存在す
る。これらの伝達機構４に介在するバックラッシュおよ
び遊び量の総和をΣCnとすると、撮影レンズ３の駆動方
向を逆転する度にΣCnに相当する量のレンズ駆動誤差を
生ずることになる。

従って、第５図において、撮影レンズ３を逆転駆動し
て駆動量DfだけモータＭを駆動しても、上述したΣCnの
レンズ駆動誤差量Df′を生じる。

補正部2aは、このような伝達機構４に介在するギアの
バックラッシュによるレンズ駆動誤差が生じないよう
に、制御部２において算出されるレンズ駆動量を補正す
る。すなわち、撮影レンズ３の駆動方向が前回と異なる
ときは、算出されたレンズ駆動量に上述したバックラッ
シュによるレンズ駆動誤差量Df′を加算し、モータ駆動
回路５へ出力する。これによって、モータ駆動回路５
は、撮影レンズ３をバックラッシュによるレンズ駆動誤
差量Df′だけ余分に駆動するので、撮影レンズ３の像面
位置は、Ｄ点に移動して正確に合焦する。

C.考案が解決しようとする課題 しかしながら、このようなオートフォーカスカメラの
レンズ駆動装置では、カメラを正位置、すなわち、カメ
ラの撮影レンズの光軸が地平面とほぼ平行になるように
構えた状態を前提としてバックラッシュによる駆動誤差
の補正を行なっているので、カメラを上向き、あるいは
下向きに構えたとき、すなわち、撮影レンズの光軸が地
平面に対して傾いたときは、撮影レンズの自重により伝
達機構に介在するバックラッシュの影響がキャンセルさ
れてしまい、バックラッシュによる駆動誤差が発生しな
いにも関わらず誤差の補正を行ってしまうという問題が
ある。

今、カメラを下向きに構えたとし、第５図および第６
図の実線矢印の方向を撮影レンズ３の繰り出し方向に対
応するとすれば、鏡筒ギア7bは、撮影レンズ３の自重に
よりヘリコイド6a,7aを介して第６図の破線矢印方向に
付勢される。従って、バックラッシュは、モータＭを逆
転して撮影レンズ３を格納側に駆動したときと同一のC
n′側に現われる。このような付勢力は、撮影レンズ３
の自重、ヘイコイド6a,7aのリード角、ヘリコイド部の
グリースの粘度などにより影響を受ける。この付勢力が
大きいと、上述した伝達機構４の各部に介在するすべて
のバックラッシュおよび遊びの発生する位置は、絶えず
撮影レンズ３を格納側に駆動したときと同一方向に現わ
れ、モータＭを逆転してもこれらのバックラッシュおよ
び遊び位置が反転することはない。

一方、カメラを上向きに構えたときは、撮影レンズ３
の自重により伝達機構４の各部に介在するバックラッシ
ュおよび遊びの発生する位置は、絶えず撮影レンズ３を
繰り出し側に駆動したときと同一方向に現われ、モータ
Ｍを逆転してもこれらのバックラッシュおよび遊び位置
は反転しない。

このように、カメラを下向きあるいは上向きに構えた
ときは、伝達機構４に介在するバックラッシュおよび遊
びの発生する位置は、レンズ駆動方向を逆転しても移動
しないので、バックラッシュによるレンズ駆動誤差を生
じない。従って、上述した第５図において撮影レンズ３
をＦ点からＤ点に逆転して駆動するときに、駆動誤差量
Df′を加算補正すると、第７図に示すように撮影レンズ
３は合焦点ＤからDf′だけ余分に駆動されてしまう。

本考案の目的は、カメラをどのような姿勢で構えても
正確に撮影レンズを合焦駆動できるオートフォーカスカ
メラのレンズ駆動装置を提供することにある。

D.課題を解決するための手段 一実施例を示す第１図に対応づけて本考案を説明する
と、本考案は、撮影光学系３を合焦駆動する駆動手段5,
Mと、この駆動手段5,Mと撮影光学系３との間にあって駆
動手段5,Mの駆動力を撮影光学系３に伝達する伝達機構
４と、この伝達機構４のバックラッシュにより生ずる撮
影光学系３の駆動誤差をなくすように撮影光学系３の駆
動量を補正する補正手段2aとを備えたオートフォーカス
カメラのレンズ駆動装置に適用される。

そして、撮影光学系３の光軸と地平面との傾きを検出
する傾き検出手段10と、この傾き検出手段10によって検
出された撮影光学系３の傾きが大きいときは、傾きが小
さいときよりも補正手段2aの補正量が小さくなるように
補正量を低減する低減手段2bとを備えることにより、上
記目的が達成される。

E.作用 低減手段2bは、傾き検出手段10が撮影光学系３の大き
な傾きを検出したときは、小さな傾きを検出したときよ
りも補正手段2aの補正量が小さくなるように補正量を低
減する。

なお、本考案の構成を説明する上記Ｄ項およびＥ項で
は、本考案を分かり易くするために実施例の図を用いた
が、これにより本考案が実施例に限定されるものではな
い。

F.実施例 第１図は、本考案の一実施例を示すブロック図であ
る。前述した従来装置を示す第３図と同様な要素に対し
ては同符号を付して説明を省略する。

傾斜センサ10は、例えば実開昭64−9229号公報に開示
されたカメラの姿勢を検出するセンサであり、撮影レン
ズ３が地平面に対して所定値以上の傾いたことが検出さ
れると制御部２へ信号を出力する。補正低減部2bは、傾
斜センサ10によって撮影レンズ３の所定値以上の傾きが
検出されると、補正部2aによって算出されるバックラッ
シュによるレンズ駆動誤差の補正量を０とする。

また、SW1は、シャッターレリーズ半押し時にオンす
るスイッチ、SW2は、シャッターレリーズ全押し時にオ
ンするスイッチである。

第２図は、制御部２で実行されるレンズ駆動制御プロ
グラム例を示すフローチャートである。同図により、オ
ートフォーカスカメラのレンズ駆動装置の動作を説明す
る。

ステップS1において、SW1によりシャッターレリーズ
が半押しされたかどうかを判別し、押されるまで同ステ
ップを繰り返し、押されるとステップS2へ進む。ステッ
プS2で、イメージセンサ1aの電荷蓄積を開始させ、さら
にステップS3へ進んで、傾斜センサ10によりカメラの姿
勢、すなわち撮影レンズ３の地平面に対する傾きを検出
する。続くステップS4では、イメージセンサ1aによって
検出された一対の被写体像の相対的ズレ量に基づいてデ
フォーカス量を算出する。

ステップS5で、上記ステップにおいて算出されたデフ
ォーカス量に基づいて求められた今回の撮影レンズ３の
駆動方向が、前回の駆動方向と逆方向かどうかを判別
し、逆方向であればステップS6へ進み、そうでなければ
ステップS11へ進む。ステップS6では、上記ステップで
検出された撮影レンズ３の傾きが所定値以上かどうかを
判別し、所定値以上傾いていればステップS7へ進み、そ
うでなければステップS10へ進む。

ステップS7では、前回と今回のレンズ駆動方向が逆方
向であり、かつ撮影レンズ３が所定値以上傾いているの
で、前述したように、伝達機構４に介在するバックラッ
シュの総和ΣCnによるレンズ駆動誤差の補正を行なわ
ず、ステップS4で求められたデフォーカス量に相当する
レンズ駆動量に従って撮影レンズ３を駆動する。

ステップS8で、SW2によってシャッターレリーズが全
押しされたかどうかを判別し、全押しされていればステ
ップS9へ進み、そうでなければステップS1へ戻る。ステ
ップS9では、不図示の露出制御装置を制御して撮影を行
ない、プログラムの実行を終了する。

ステップS5が否定されたとき、すなわち、前回と今回
の撮影レンズ３の駆動方向が同一のときはステップS11
へ進み、前述したように伝達機構４に介在するバックラ
ッシュによってレンズ駆動誤差を生じないので、ステッ
プS4で求めたデフォーカス量に対して駆動量の補正を行
なわずに撮影レンズ３を駆動する。

さらに、ステップS6が否定されたとき、すなわち、撮
影レンズ３の傾きが所定値よりも小さいときはステップ
S10へ進み、前述したように撮影レンズ３の自重によっ
てバックラッシュの影響がキャンセルされないため、ス
テップS4で求められたデフォーカス量に対して伝達機構
４に介在するバックラッシュの総和ΣCn分のレンズ駆動
誤差の補正を行い、これによって撮影レンズ３を駆動す
る。

このように、撮影レンズ３が地平面から所定値以上傾
いているときは、レンズ駆動方向の逆転にともなうバッ
クラッシュのレンズ駆動誤差を補正せずに撮影レンズ３
の合焦駆動を行なうので、撮影レンズ３が過剰補正され
ることがなく、正確に合焦点まで駆動される。

以上の実施例では、撮影レンズ３が所定値以上傾いて
いるときは補正量を０としたが、撮影レンズ３の傾きに
応じて補正量を低減してもよい。すなわち、傾きが大き
いときは補正量を少なくし、傾きが小さいときは補正量
を多くする。

また、上記実施例では、撮影レンズ３を通過した被写
体からの光束をイメージセンサ1a上に導き、一対の被写
体像信号の位相差に基づいて撮影レンズ３の焦点検出状
態を検出するオートフォーカスカメラを例に上げて説明
したが、本考案はこのようなカメラに限定されず、焦点
検出法および測距法を用いるすべてのオートフォーカス
カメラに適用できる。

以上の実施例の構成において、モータ駆動回路５およ
びモータＭが駆動手段を、補正部2aが補正手段を、傾斜
センサ10が傾き検出手段を、補正低減部2bが低減手段を
それぞれ構成する。

なお、撮影レンズの中には撮影レンズ鏡筒部の質量の
小さいものもある。これらの撮影レンズでは、カメラの
姿勢が水平から垂直に傾いた場合でも質量が小さいた
め、ギア間などに生ずるバックラッシュは水平時の発生
状態と変わらないものもある。このような撮影レンズに
対しては、補正部2aによって算出されるバックラッシュ
によるレンズ駆動誤差の補正量を姿勢の違いにかかわら
ずそのまま用いる必要がある。そのため、撮影レンズ９
に設けられた不図示の公知なレンズ情報を記憶している
CPUあるいはROMなどに姿勢の違いにかかわらず補正量を
用いるメッセージを入れておき、ボディがこれらのレン
ズ情報を不図示の公知な手段で読み取ることによって姿
勢の違いにかかわらず補正を実行するようにする。

G.考案の効果 以上説明したように本考案によれば、伝達機構のバッ
クラッシュによる撮影光学系の駆動誤差を補正する際、
撮影光学系の地平面からの傾きが大きいときは、傾きが
小さいときよりも補正量が小さくなるので、撮影レンズ
を正確に合焦駆動できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例を示すブロック図、第２図はレンズ駆
動制御プログラム例を示すフローチャート、第３図は従
来のオートフォーカスカメラのレンズ駆動装置を示すブ
ロック図、第４図は伝達機構部を第３図の矢印方向から
見た図、第５図はカメラを正位置に構えた場合に従来の
レンズ駆動装置により撮影レンズを駆動したときの像面
移動速度と像面移動量を示す図、第６図はギアのバック
ラッシュを説明する図、第７図はカメラを傾けて構えた
場合に従来のレンズ駆動装置により撮影レンズを駆動し
たときの像面移動速度と像面移動量を示す図である。 1:焦点検出部、2:制御部 2a:補正部、2b:補正低減部 3:撮影レンズ、4:伝達機構 5:モータ駆動回路、M:モータ 6:レンズ保持筒、6a,7a:ヘイコイド 7:鏡筒、8:カメラボディ 9:レンズ、10:傾斜センサ

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】撮影光学系を合焦駆動する駆動手段と、 この駆動手段と前記撮影光学系との間にあって前記駆動
   手段の駆動力を前記撮影光学系に伝達する伝達機構と、 この伝達機構のバックラッシュにより生ずる前記撮影光
   学系の駆動誤差をなくすように前記撮影光学系の駆動量
   を補正する補正手段とを備えたオートフォーカスカメラ
   のレンズ駆動装置において、 前記撮影光学系の光軸と地平面との傾きを検出する傾き
   検出手段と、 この傾き検出手段によって検出された前記撮影光学系の
   傾きが大きいときは、傾きが小さいときよりも前記補正
   手段の前記補正量が小さくなるように補正量を低減する
   低減手段とを備えることを特徴とするオートフォーカス
   カメラのレンズ駆動装置。