JP3352143B2 - 自動焦点式カメラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンズを自動的に合焦
位置に配置することのできる自動焦点式カメラに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、カメラ、特にコンパクトカメラに
おいては、自動焦点調節機構を組み込んだものが増えつ
つある。自動焦点調節機構には種々の方式があるが、そ
の代表的なものとしては、被写体までの距離を測定した
後、この測距データに基づいてレンズの合焦位置を演算
処理により求め、その合焦位置にレンズを駆動させる方
式（測距方式）が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したような測距方
式の自動焦点調節機構を有する従来のカメラにおいて、
レンズの合焦位置を求めるための合焦位置演算処理は、
カメラに搭載されているマイクロコンピュータにより行
われる。

【０００４】しかしながら、この演算処理には比較的時
間がかかるという問題点があった。特に、カメラのレン
ズが可変焦点レンズ、即ちズーム装置の場合、演算式に
代入する数値データが多くなるため、マイクロコンピュ
ータによる処理であっても処理に相当な時間がかかって
いた。

【０００５】例えば、前群レンズ及び後群レンズから成
る２群式ズーム装置の場合、前群レンズを静止した状態
で後群レンズを駆動することによりピント合わせ（合
焦）を行う方式においては、測距データの他に、前群レ
ンズの位置データが必要であり、そのために処理時間が
長くなっていた。合焦位置演算処理はシャッタボタンを
押した際に行われるため、処理時間が長くなると、シャ
ッタボタンを押し始めてから露出処理までに時間がかか
り、シャッタチャンスを逃したり手振れを起こす等の不
具合を生じる。

【０００６】かかる処理時間の問題に対しては、処理速
度の速いマイクロコンピュータを用いて対処することが
考えられる。しかし、処理速度の速いマイクロコンピュ
ータは電力消費量も多いのが一般的であり、特に、カメ
ラの小型化に伴って容量の少ない小型電池を用いる近年
の傾向にあっては、このような電力消費量の多いマイク
ロコンピュータの使用は好ましいものではない。一方、
バッテリチェック処理等の他の処理については、マイク
ロコンピュータの処理速度を上げることは殆ど意味をな
さない。

【０００７】そこで、本発明の目的は、電力を無用に消
費することなく、レンズの合焦位置を求めるための合焦
位置演算処理を短時間で行うことのできる自動焦点式カ
メラを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、測距データに基づきレン
ズの合焦位置を求めるための合焦位置演算処理をマイク
ロコンピュータにより行う自動焦点式カメラにおいて、
前記合焦位置演算処理を行う直前に前記マイクロコンピ
ュータのクロック周波数を低周波数から高周波数に切り
替え、合焦位置演算処理の終了直後にクロック周波数を
高周波数から低周波数に切り替える手段を備えることを
特徴としている。

【０００９】また、請求項２に記載の発明は、測距デー
タに基づきレンズの合焦位置を求めるための合焦位置演
算処理をマイクロコンピュータにより行う自動焦点式カ
メラにおいて、前記マイクロコンピュータの駆動電圧を
測定する電圧測定手段と、前記電圧測定手段により測定
された電圧が所定値以上である場合には、前記合焦位置
演算処理を行っている間、前記マイクロコンピュータの
クロック周波数を低周波数から高周波数に切り替えてお
く手段と、前記電圧測定手段により測定された電圧が所
定値を下回っている場合には、前記合焦位置演算処理を
行っている間においても、前記クロック周波数を低周波
数に維持する手段とを備えることを特徴としている。

【００１０】尚、本発明はカメラのレンズがズーム装置
である場合に特に有効となる。

【００１１】

【作用】カメラに搭載されているマイクロコンピュータ
は、通常、そのクロック周波数をソフトウェアにより低
周波数と高周波数との間で切り替えることが可能となっ
ている。従って、合焦位置演算処理を行っている間に限
ってクロック周波数を高周波数とすることで、マイクロ
コンピュータの処理速度が上がり、短時間で合焦位置が
求められる。

【００１２】また、このようにクロック周波数を高周波
数とした場合、マイクロコンピュータを動作させるのに
必要な駆動電圧の最低値が上昇し、電池の電圧が低下し
た場合等には正常に動作しなくなる虞れがある。かかる
場合、請求項２に記載の発明によれば、クロック周波数
の高周波数への切替えが行われず、マイクロコンピュー
タの動作が保証される。

【００１３】

【実施例】以下、図面と共に本発明の好適な実施例につ
いて詳細に説明する。

【００１４】図１は本発明が適用され得る自動焦点式カ
メラの２群式ズーム装置２を示している。このズーム装
置２のレンズ鏡胴４は、カメラボディ（図示しない）に
固定されたの一部をなす固定筒６と、この固定筒６内に
入れ子式に収納された中間筒８と、更に中間筒８内に入
れ子式に収納された移動筒１０とから構成されている。

【００１５】移動筒１０の前端部内には前群レンズ１２
が固定されている。中間筒８及び移動筒１０は直流モー
タ（図示しない）により固定筒６に対して伸縮するの
で、この直流モータが前群レンズ１２の駆動用モータと
なっている。

【００１６】また、移動筒１０内には、前群レンズ１２
の後方（カメラボディ側）に後群レンズ１４が前後動可
能に配置されている。この後群レンズ１４はステッピン
グモータ（図示しない）により前後に駆動される。

【００１７】このようなズーム装置２において、前群レ
ンズ１２の位置は摺動抵抗器等から成るポジションセン
サ１６により常時検出できるようになっている。一方、
後群レンズ１４の位置は、後群レンズ１４が前群レンズ
１２に最も接近する位置を基準位置（本明細書におい
て、この位置を「ホームポジション」と称する）とし、
ステッピングモータに出力されたパルス信号の総計（累
積パルス数）から求めることとしている。そして、ホー
ムポジションに後群レンズ１４が配置されたことを、リ
ミットスイッチ或いは光電センサ等から成るホームポジ
ションセンサ（図示しない）を用いて検出することとし
ている。

【００１８】尚、図１の（ａ）は焦点距離が最も長い最
望遠状態であり、（ｂ）は焦点距離が最も短い最広角状
態である。また、このズーム装置２は、シャッタボタン
を押して露出を行う場合、前群レンズ１２を静止した状
態で後群レンズ１４を駆動することでピントを合わせる
ようになっている。

【００１９】図２は、このようなズーム装置２を有する
カメラに搭載されているマイクロコンピュータのＣＰＵ
２０を示している。このＣＰＵ２０には、前群レンズ１
２ないしはレンズ鏡胴４の駆動用の直流モータ２２及び
後群レンズ１４の駆動用のステッピングモータ２４がロ
ジック・ドライバ回路２６を介して接続されている。ロ
ジック・ドライバ回路２６は、ＣＰＵ２０からの信号に
応じて、直流モータ２２に高電圧と低電圧を適宜印加
し、モータ２２の回転及びブレーキ等を制御することが
できる。また、ステッピングモータ２４に対してはＣＰ
Ｕ２０からパルス信号が発せられ、そのパルス信号に従
ってステッピングモータ２４は駆動されるようになって
いる。

【００２０】また、ＣＰＵ２０にはスイッチ部２８が接
続されている。スイッチ部２８には、メインスイッチ
（ＳＭ）、裏蓋スイッチ（ＳＢ）、ダブルアクション型
シャッタボタンに連動する第１及び第２のレリーズスイ
ッチ（ＳＰ１、ＳＰ２）、セルフタイマスイッチ（ＳＳ
ＥＬＦ）、ストロボモードスイッチ（ＳＭＯＤＥ）、強
制巻戻しスイッチ（ＳＭＲ）、遠景撮影を行うためのＩ
ＮＦスイッチ（ＳＩＮＦ）、望遠側にズーム動作を行う
ためのズームスイッチ（ＳＴＥＬＥ）、広角側にズーム
動作を行うためのズームスイッチ（ＳＷＩＤＥ）等が含
まれており、これらのスイッチのＯＮ・ＯＦＦ信号がＣ
ＰＵ２０に入力される。

【００２１】更に、前群レンズ１２の位置を検出するポ
ジションセンサ１６及び後群レンズ１４のホームポジシ
ョンを検出するホームポジションセンサ３０がＣＰＵ２
０に接続されている。

【００２２】更にまた、ＣＰＵ２０には電池３２がレギ
ュレータ回路（ＲＥＧ回路）３４を介して接続されてい
る。この電池３２はＣＰＵ２０及びズーム装置２の駆動
電源としても機能するものであり、電池３２の電圧がＣ
ＰＵ２０の駆動電圧と等価的な関係となっている。この
電池３２にはバッテリチェック回路（ＢＣ回路）３６が
接続されており、ＣＰＵ２０からの制御信号により電池
３２の電圧等のバッテリチェックを行い、その情報をＣ
ＰＵ２０に入力するようになっている。

【００２３】尚、図２において、符号３８はＣＰＵ２０
を初期状態に戻すリセット回路、符号４０は日付・時間
等をフィルムに写し込むためのデート回路、符号４２は
カメラ状態を表示する液晶表示装置（ＬＣＤ）、符号４
４は測距等を行うためのオートフォーカス回路（ＡＦ回
路）、符号４６はセルフタイマ撮影状態にあること等を
表示する発光ダイオード（ＬＥＤ）、符号４８はフィル
ムパトローネに記されたＤＸコードを検出するためのＤ
Ｘコード検出部、符号５０は自動露出回路（ＡＥ回
路）、符号５２はストロボを制御するストロボ回路、符
号５４はフィルムの送り量をパルス数としてＣＰＵ２０
に入力するフィルム送りパルス回路、符号５６はフィル
ムの給送等を行うためのフィルム給送用モータ、符号５
８は露出時にシャッタの開閉を行うためのシャッタ装置
である。

【００２４】次に、上記構成のＣＰＵ２０を有するマイ
クロコンピュータの処理について図３〜図５に沿って説
明する。

【００２５】まず、図３はフィルムをカメラに装填して
からスタンバイ状態に至るまでのフローチャートであ
る。即ち、メインスイッチ（ＳＭ）がＯＮとなっている
こと（ステップ１０１）、裏蓋が閉じられており裏蓋ス
イッチ（ＳＢ）がＯＮとなっていること（ステップ１０
２）、強制巻戻しスイッチ（ＳＭＲ）がＯＦＦとなって
いること（ステップ１０３）、シャッタボタンが押され
ておらず第１のレリーズスイッチ（ＳＰ１）がＯＦＦと
なっていること（ステップ１０４）、望遠用ズームスイ
ッチ（ＳＴＥＬＥ）がＯＦＦとなっていること（ステッ
プ１０５）、広角用ズームスイッチ（ＳＷＩＤＥ）がＯ
ＦＦとなっていること（ステップ１０６）、セルフタイ
マスイッチ（ＳＳＥＬＦ）がＯＦＦとなっていること
（ステップ１０７）、ストロボモードスイッチ（ＳＭＯ
ＤＥ）がＯＦＦとなっていること（ステップ１０８）、
ＩＮＦスイッチ（ＳＩＮＦ）がＯＦＦとなっていること
（ステップ１０９）を順次判断し、上記条件が全て満た
されている場合、カメラをスタンバイ状態とする。一旦
スタンバイ状態となった後は、ステップ１０１〜ステッ
プ１０９を繰り返す。

【００２６】次に、シャッタボタンが押されて、少なく
とも第１のレリーズスイッチ（ＳＰ１）がＯＮとされ、
レリーズ処理（ステップ１１０）に移行すると、図４に
示すように、電池３２の電圧をチェックするバッテリチ
ェック（ＢＣ）処理（ステップ２０１）、前群レンズ１
２の位置をポジションセンサ１６により検出する前群位
置検出処理（ステップ２０２）、ＤＸコードを検出して
ＩＳＯ感度等を検出するＤＸ処理（ステップ２０３）、
被写体の輝度を測定する測光処理（ステップ２０４）、
被写体までの距離を測定する測距処理（ステップ２０
５）を行う。

【００２７】次に、前群位置検出処理（ステップ２０
２）及び測距処理（ステップ２０５）により得られた前
群レンズ１２の位置データ及び測距データから、ズーム
装置２のレンズ群１２，１４の合焦位置を求める合焦位
置演算処理を実行する（ステップ２０６）。この実施例
のズーム装置２においては、ピント合わせの際には前群
レンズ１２を静止させた状態で後群レンズ１４を駆動さ
せるので、合焦位置演算処理では前群レンズ１２の位置
に対応して定まる後群レンズ１４の位置を求めることに
なる。

【００２８】この合焦位置演算処理は図５に示すような
流れで行われる。本発明によれば、実際の演算処理（ス
テップ３０４〜３１０）に先立ち、マイクロコンピュー
タ、即ちＣＰＵ２０の処理速度を上げるための高速モー
ド切替処理が実行される（ステップ３０３）。

【００２９】図示実施例におけるＣＰＵ２０において
は、ソフトウェアの命令によりクロック周波数を低周波
数と高周波数との間で適宜切り替えることができ、低周
波数とした場合には、その処理速度は従来と同様とな
り、高周波数とした場合には、処理速度は上がる。尚、
本明細書では、クロック周波数が低周波数の場合のＣＰ
Ｕ２０の動作モードを通常モード、高周波数の場合を高
速モードという。

【００３０】ところで、通常モードにおいては、ＣＰＵ
２０の駆動電圧が例えば２．５Ｖから５．５Ｖの範囲内
であれば、ＣＰＵ２０は正常に動作する。しかし、高速
モードでは、ＣＰＵ２０が正常に動作できる駆動電圧の
最低値は通常モードの場合よりも高く、例えば４．５Ｖ
から５．５Ｖの範囲内であることが要求される。このた
め、電池３２が消耗する等の原因によりＣＰＵ２０の駆
動電圧が下がると、高速モードに切り替えても、ＣＰＵ
２０は正常に動作しない虞れがある。

【００３１】そこで、この実施例では、高速モード切替
処理を実行する前に、バッテリチェック回路３４に働き
かけることでＣＰＵ２０の駆動電圧を測定し（ステップ
３０１）、その測定した駆動電圧が所定値（例えば４．
５Ｖ）以上であるか否かの判定を行うこととしている
（ステップ３０２）。駆動電圧が所定値を下回っている
場合には、高速モードへの切替えは行わず、ステップ３
０２からステップ３０４に直接移行し、通常モードで演
算処理を実行する。

【００３２】ＣＰＵ２０の駆動電圧が所定値以上である
場合には、高速モード切替処理を行い、ＣＰＵ２０のク
ロック周波数を低周波数から高周波数に切り替えて処理
速度を上げる（ステップ３０３）。

【００３３】この後、ステップ３０４〜３１０に示すよ
うに、後群レンズ１４を配置すべき位置を求めるための
演算処理が実行される。尚、図５に示す演算式は一例で
あって、他の演算式により当該位置を求めることとして
も良い。

【００３４】ここで、各ステップ３０４〜３１０の演算
式において、ｆ１は前群レンズ１２の焦点距離、ｆ２は
後群レンズ１４の焦点位置、Ａ１はフィルム面と前群レ
ンズ１２の後側主点との間の間隔、Ａ２は前群レンズ１
２の後側主点と後群レンズ１４の前側主点との間の間
隔、Ｂ１は前群レンズ１２の軸ずれ（オフセット）によ
り定まる係数、Ｂ２は後群レンズ１４のホームポジショ
ンに相当する値、Ｅ１は図４のステップ２０２で検出さ
れた前群レンズ１２の位置に相当する変換値、Ｅ２は後
群レンズ１４の求めるべき位置の演算結果、Ｈ１は前群
レンズ１２の主点間隔、Ｈ２は後群レンズ１４の主点間
隔、Ｋ１は前群レンズ１２のカム傾き及びＡ／Ｄ変換の
傾きにより定まる係数、Ｋ２はステッピングモータ２４
に１パルスを加えた時の後群レンズ１４の移動量、Ｌは
被写体までの距離である。測距処理で得られた測距デー
タ及び前群位置検出処理で得られた位置データはそれぞ
れＬ及びＥ１としてＣＰＵ２０に入力され、その他はＲ
ＯＭデータ若しくは演算結果から算出されたデータであ
る。

【００３５】ステップ３０４〜３１０の処理を終了し、
後群レンズ１４を配置すべき位置が求められたならば、
通常モード切替処理を行い、クロック周波数を高周波数
から低周波数に切り替えて、ＣＰＵ２０の処理速度を通
常の速度に戻す（ステップ３１１）。勿論、ステップ３
０３を迂回して高速モードへの切替えを行わなかった場
合には、この通常モード切替処理ではクロック周波数を
低周波数のまま維持する処理を行う。

【００３６】以上の合焦位置演算処理を実験により通常
モードで実施すると、約１２０ｍｓの処理時間がかかっ
たが、高速モードに切り替えた場合には、約６０ｍｓで
処理が完了した。

【００３７】この合焦位置演算処理が終了したならば、
図４のステップ２０７に移行し、前記測光処理及び測距
処理で得られたデータに基づいて絞り値及びシャッタ速
度を決定する自動露出（ＡＥ）演算処理を行い、続い
て、ストロボモードが低輝度自動発光モード、強制発光
モード、発光禁止モードであるか等の判断を行うストロ
ボ処理を実行する（ステップ２０８）。そして、ストロ
ボが発光する場合には、フラッシュマチック（ＦＭ）演
算処理を実行し（ステップ２０９，２１０）、ストロボ
光と被写体輝度に基づく適正な絞り値及びシャッタ速度
を決定する。勿論、ストロボが発光しない場合には、こ
のフラッシュマチック演算処理は行わない。

【００３８】次に、ステップ２１１に移行して、シャッ
タボタンが完全に押し込まれた場合にＯＮとなる第２の
レリーズスイッチ（ＳＰ２）のＯＮ・ＯＦＦを検出す
る。第２のレリーズスイッチ（ＳＰ２）及び第１のレリ
ーズスイッチ（ＳＰ１）がＯＦＦである場合には、シャ
ッタボタンから指が離れたものと判断し（ステップ２１
２）、スタンバイ状態に戻る。また、第２のレリーズス
イッチ（ＳＰ２）がＯＮである場合、露出制御処理を実
行する（ステップ２１３）。即ち、ステップ２０６の合
焦位置演算処理で求められた後群レンズ位置に後群レン
ズ１４を駆動し、ステップ２０７又はステップ２１０で
決定された絞り値に絞りを調整した後、同ステップで決
定されたシャッタ速度でシャッタ装置５８を作動させ
る。

【００３９】この後、フィルムを次の駒に送るべく１駒
送り処理を実行してフィルム給送用モータ２６を駆動し
た後（ステップ２１４）、ストロボに充電を行い（ステ
ップ２１５）、最後に第１のレリーズスイッチ（ＳＰ
１）がＯＦＦとなったことを検出して（ステップ２１
６）、スタンバイ状態に戻る。

【００４０】上述したように、合焦位置演算処理におい
てはＣＰＵ２０の処理速度が上がるので、レリーズ処理
全体の処理時間が短縮化される。一方、合焦位置演算処
理以外の処理については通常モードでＣＰＵ２０が動作
されるので、電力消費量が無用に増大することもない。

【００４１】上記実施例は２群式ズーム装置２を有する
カメラについてであるが、ズーム装置の型式は２群式に
限らず、また、焦点距離一定のレンズを有するカメラで
あっても本発明を適用することは可能である。

【００４２】また、合焦位置演算処理はレリーズ処理の
みならず、その他の処理ルーチン内で実行されることも
ある。例えば、ズーム動作終了後に後群レンズ１４を遠
景撮影のためのＩＮＦ位置近傍に待機させておく機種が
あるが、そのズーム処理において合焦位置演算処理が実
行される。かかる場合にも、演算処理の前に処理速度を
高速モードに切り替えるようにするのが好ましい。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、レ
ンズの合焦位置を求める演算処理を行う際、マイクロコ
ンピュータの処理速度が高速化されるので、シャッタボ
タンを押してから露出までの時間が短縮化される。従っ
て、シャッタチャンスに強く、また手振れの発生も低減
される。これは、合焦位置演算処理に時間のかかるズー
ム装置を有するカメラにおいて特に顕著な効果となる。

【００４４】また、マイクロコンピュータの処理速度の
高速化は合焦位置演算処理の際に限っているので、電力
を無用に消費することもない。

【００４５】更に、マイクロコンピュータの駆動電圧を
測定できるようにした場合には、この駆動電圧が低下し
たときには、通常モードでマイクロコンピュータを動作
させることができる。従って、電圧低下によるマイクロ
コンピュータの誤動作が防止され、演算エラーによるピ
ンボケ等の不具合の発生が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用され得る自動焦点式カメラの２群
式ズーム装置の構成を示す断面図であり、（ａ）は最望
遠状態、（ｂ）は最広角状態を示した図である。

【図２】本発明による自動焦点式カメラに搭載されたマ
イクロコンピュータのＣＰＵを示すブロック図である。

【図３】カメラがスタンバイ状態に至るまでの処理の一
実施例を示すフローチャートである。

【図４】本発明に従って実行されるレリーズ処理の一実
施例を示すフローチャートである。

【図５】図４のレリーズ処理において実行される合焦位
置演算処理の一実施例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

２…ズーム装置、４…レンズ鏡胴、１２…前群レンズ、
１４…後群レンズ、１６…ポジションセンサ、２０…Ｃ
ＰＵ、２２…直流モータ、２４…ステッピングモータ、
２６…ロジック・ドライバ回路、２８…スイッチ部、３
０…ホームポジションセンサ、３２…電池、３６…バッ
テリチェック回路、４４…オートフォーカス回路、５０
…自動露出回路、５８…シャッタ装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小澤 勝司 埼玉県大宮市植竹町一丁目324番地 富 士写真光機株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−93938（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測距データに基づきレンズの合焦位置を
   求めるための合焦位置演算処理をマイクロコンピュータ
   により行う自動焦点式カメラにおいて、前記合焦位置演
   算処理を行う直前に前記マイクロコンピュータのクロッ
   ク周波数を低周波数から高周波数に切り替え、合焦位置
   演算処理の終了直後にクロック周波数を高周波数から低
   周波数に切り替える手段を備えることを特徴とする自動
   焦点式カメラ。
2. 【請求項２】 測距データに基づきレンズの合焦位置を
   求めるための合焦位置演算処理をマイクロコンピュータ
   により行う自動焦点式カメラにおいて、前記マイクロコンピュータの駆動電圧を測定する電圧測
   定手段と、 前記電圧測定手段により測定された電圧が所定値以上で
   ある場合には、 前記合焦位置演算処理を行っている間、
   前記マイクロコンピュータのクロック周波数を低周波数
   から高周波数に切り替えておく手段と、 前記電圧測定手段により測定された電圧が所定値を下回
   っている場合には、前記合焦位置演算処理を行っている
   間においても、前記クロック周波数を低周波数に維持す
   る手段とを備えることを特徴とする自動焦点式カメラ。
3. 【請求項３】 前記レンズは焦点距離が可変であるズー
   ム装置であることを特徴とする請求項１又は２に記載の
   自動焦点式カメラ。