JPH08304693A - フィルム面移動式オートフォーカスカメラの合焦駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フォーカスのマニュアル調整とオート調整の
同時作動とこれらの切り替えを迅速にしかも容易に行
え、特にマニュアルフォーカス調整を主体にし、オート
フォーカスは補助手段に使う場合に適したフィルム面移
動式オートフォーカスカメラの合焦駆動機構を提供す
る。 【構成】 光軸ユニットＢは、スプリング２８の付勢力
によって基準距離（定位置）にもたらされている。ＡＦ
撮影モードで合焦機構が作動すると、ムービングコイル
２７，センタヨーク２５，マグネット２３および外周ヨ
ーク２４よりなるボイスコイル形リニアモータにより光
軸ユニットは上記付勢力に抗して移動し合焦点に達す
る。撮影が終了し合焦動作が終わると、付勢力によって
元の位置に戻る。ＭＦ撮影は、切換スイッチを切換えて
リニアモータを不作動するだけで可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撮影レンズ交換式カメ
ラ、さらに詳しくいえば、バックフォーカス制御方式オ
ートフォーカスカメラの焦点調整時における駆動機構に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に一眼レフカメラをＡＦ化する場
合、レンズの距離環を調整することにより被写体の焦点
を合わせる動作を自動化する方式が採用されている。こ
の駆動方法として、ボディ内モータによるものと、レン
ズ内モータによるものとがあり実用化されている。いず
れもＡＦ専用レンズであり、従来レンズをＡＦ化するこ
とは不可能であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来レンズが装着、交
換可能なレンズマウントを基準に、従来のＭＦ用レンズ
でＡＦ作動を可能とするためには、本体を前後部に分割
し、後部フィルム面の位置制御による、いわゆるバック
フォーカス制御方式を本件発明者は既に提案している。
この方式は、従来のオートフォーカスと区別するために
ＡＢＦ（Ａｕｔｏｍ−ａｔｉｃ Ｂａｃｋ Ｆｏｃｕｓ
ｉｎｇ）システムと呼ぶこととしている。このバックフ
ォーカス制御において、可動部である後部ユニットはフ
ィルム室を含む撮影機能を有し、カメラの各機能の多く
を含んでいるため、相当の重量と容積になっている。一
方、ＡＦを行うためにはこの可動部を高速、かつ精密に
制御しなければならない。この可動部を高速、かつ精密
に制御するためには容積縮小化と軽量化が必要である。

【０００４】そこで、上記ＡＢＦの思想を損なわない範
囲において、カメラ全体の小形軽量を優先した普及機形
を考慮した場合、レンズのフランジバックの可動範囲を
５ミリ以下にしても、本思想を貫く商品コンセプトとし
てなんら変わることがないことをさらに他の提案（特願
平６−２４３４４８）で明確にしている。よって可動範
囲を余り大きくしない機種に限定して考えた場合、カメ
ラ本体の左右に配置するパトローネとスプール室を本体
の固定側に配置し、可動側としてＡＦセンサモジュー
ル，ファインダ機構を有するミラーボックス機構とシャ
ッタとフィルム開口部およびフィルム圧板を含む光軸の
撮影機能を有する光軸ユニットにフィルムを保持したま
ま、光軸に平行に移動せしめバックフォーカスを調整す
る方式を提案した。

【０００５】この方式により、可動部の一層の軽量化が
達成でき、従来に比較し、さらに高速制御が可能になっ
た。さらに高速駆動を実現するために、回転モータの回
転を直進駆動に変換する方式ではなくボイスコイル形リ
ニアモータで直進駆動する方式を採用したフィルム面移
動式オートフォーカスカメラ（特願平６−２６１９３
０）を提案している。このリニアモータを用いた駆動方
式は、人間の眼球の焦点動作に匹敵する、従来にない高
速動作であるが、焦点位置制御のためにＣＰＵによる複
雑な制御プログラムを実行させる必要があった。また、
カメラの不作動時、カメラの姿勢によって可動部の重力
によりフォーカス距離が移動してしまう不都合があっ
た。この改善手段として、本件発明者は電磁を応用した
制動機構（特願平６−３３５６８８）および可動部を固
定するためのロック機構（特願平６−３３５６８７）を
提案しているが、さらにシンプルにすることが要求され
ている。

【０００６】最近の傾向として、一般のＡＦカメラで言
われているようにカメラ任せの撮影から被写体状況に合
わせた撮影者の情感描写する作品作りが求められてい
る。したがってカメラについてもこのような作品ができ
る機能が備わっていることが要請されている。本発明
は、上記要請に応えるもので、その目的はフォーカスの
マニュアル調整とオート調整の同時作動とこれらの切り
替えを迅速にしかも容易に行え、特にマニュアルフォー
カス調整を主体にし、オートフォーカスは補助手段に使
う場合に適したフィルム面移動式オートフォーカスカメ
ラの合焦駆動機構を提供することにある。

【０００７】前記目的を達成するために本発明はカメラ
の可動部である光軸ユニットの定位置、すなわちカメラ
のレンズ装着面から光軸ユニットの焦点面に当たるフィ
ルム開口部位置までの距離を従来レンズのフランジバッ
ク距離に定め、カメラ外観固定部と光軸ユニットの間に
バネ等の弾性部材を設け、光軸ユニットがバックフォー
カス調整時以外は常に定位置にするように習性を与え
る。そして、直線移動に対して抵抗のないボイスコイル
形リニアモータを用い、ボイスコイルの一方向駆動力に
よってバックフォーカス制御を可能にする。すなわち、
本発明によるフィルム面移動式オートフォーカスカメラ
の合焦駆動機構は、撮影用のレンズマウントおよびフィ
ルムの出し入れのための裏蓋を有するカメラ外観を主と
する固定部と、レンズを通過する光軸中心に配置された
ファインダ機構，測距機構，露出機構およびフィルム開
口部を有し、前記カメラ外観固定部に対し光軸方向に所
定の距離だけ移動可能な光軸ユニットを備え、前記カメ
ラ外観固定部に前記フィルム開口部の左右に配置される
フィルム巻き取り側と巻き戻し側のフィルム室および前
記フィルムを給送するフィルム給送機構を配置したフィ
ルム面移動式オートフォーカスカメラであって、前記マ
ウントからフィルム開口部までの基準距離を定位置と定
め、リニアモータによって駆動される前記光軸ユニット
は、弾性部材によって前記定位置にもたらされるように
付勢され、前記定位置に移動したときは、その位置に停
止する手段を有し、合焦のための光軸方向の直線移動は
前記弾性部材の付勢力に抗して移動せしめるように構成
してある。また、ＡＦ撮影モード時、合焦動作のための
前記リニアモータ作動時以外は、常に前記定位置にもた
らされ、前記リニアモータを不作動にすることによりマ
ニュアルによる撮影を可能に構成してある。

【０００８】

【作用】上記構成から明らかなようにバックフォーカス
が定位置（基準位置）にあるように移動習性が与えられ
ているので、ＡＦの作動以外は従来のマニュアルフォー
カスカメラの基準位置にくるようになっている。ＡＦ撮
影モードに設定すると、ボイスコイル形リニアモータの
動作は従来の回転式モータを直線駆動に変換する方式に
比較し格段に速度が速いことから、カメラのレリーズ操
作の初段の信号で、ＡＦ動作を行い、フィルム開口部を
有する光軸ユニットを合焦位置に駆動制御して焦点の位
置決めを行う。そして、その状態を維持し、つぎのレリ
ーズ信号でシャッタが切れ、撮影が終了するという一連
の動作が行われる。撮影が終了すると、バックフォーカ
スは即座に基準位置に戻り、従来のＭＦカメラに戻る。
このようにＡＦ撮影モードにある場合は撮影の都度、フ
ランジバック面が基準位置（始点）から移動を開始し、
焦点調整後、撮影を完了すると、即刻光軸ユニットは始
点位置に戻る習性が与えられている。このため、この機
構のＡＦ撮影モードではＡＦ動作を補助手段に用いる撮
影方法が採れる特徴がある。すなわち、従来のＭＦカメ
ラの撮影方法でＭＦレンズの距離環を調整しておおよそ
のピント合わせを行った後、精度の高い最適ピントをバ
ックフォーカスの可変で合わせることができ、現行のカ
メラ任せのピント合わせのＡＦ機構に対してより高速
で、かつ撮影者の意思を反映させる撮影が可能となる、
従来にない撮影モードとなる。また、純粋のＭＦ撮影モ
ードではカメラの初期状態のままであればよいから、Ａ
Ｆを不作動にするだけで良い。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく
説明する。図１は、本発明によるフィルム面移動式オー
トフォーカスカメラの基本構造を説明するための平面断
面図で、可動部である光軸ユニットとフィルム面移動の
状態を示してある。本図は撮影機能を有する光軸ユニッ
トＢを移動するだけで焦点調整を可能にする状態を示し
たもので、フランジバックの可動量を少なくしてアパー
チャーの両側に配置されるパトローネ１７とスプール１
８を収容するフィルム室１５，１６をカメラ外観固定部
Ａに設けている。光軸ユニットＢは２点鎖線で囲まれた
部分であり、撮影機能としてミラー１３，ミラーボック
ス機構２１，シッャタユニット２２，フィルム開口部
５，圧板保持板１９等を含んで構成されている。

【００１０】この例では光軸ユニットＢの側面に１４
ａ，１４ｂ，１４ｃを取り付け、カメラ外観固定部Ａに
端部を固定したスライド棒１１，１２で案内することに
より光軸ユニットＢは光軸方向に平行にフィルムを保持
した状態で移動できる。図１（ａ）は最大可動位置に光
軸ユニットＢが移動した状態を示し、図１（ｂ）は合焦
のため光軸ユニットＢが最小可動位置にもたらされてい
る状態を示している。このように構成することにより、
可動部分がさらに軽量化され合焦制御がしやすくなっ
た。

【００１１】図２は、本発明によるフィルム面移動式オ
ートフォーカスカメラの合焦駆動機構の実施例を示す側
面断面図である。スプリング２８は一端がカメラ外観固
定部Ａに固定され、他端が光軸ユニットＢに固定されて
いる。スプリング２８によって光軸ユニットＢは矢印ｃ
方向に付勢力が与えられ、その端部がカメラ外観固定部
Ａの内壁に突き当たって図２（ａ）に示すようにＦＢ基
準距離の位置、すなわち定位置に止まっている。カメラ
外観固定部Ａには外周ヨーク２４が固定され、この外周
ヨーク２４の中心にマグネット２３が設置されている。
マグネット２３は中心軸方向にＮ−Ｓ極が配置されてい
る。マグネット２３の上端（Ｎ極の上）にはさらにセン
タヨーク２５が設けられている。

【００１２】一方、上記のセンタヨーク２５と同軸で、
センタヨーク２５と外周ヨーク２４の間隙にムービング
コイル２７が配置され、このムービングコイル２７の一
端は光軸ユニットＢに固定されている。センタヨーク２
５，外周ヨーク２４，マグネット２３およびムービング
コイル２７によりボイスコイル形リニアモータが形成さ
れる。図３は、本発明による合焦駆動機構の他の実施例
を示す斜視図である。本図は、スプリング３１を掛け渡
している位置が図２とは異なっている点を除けば、ムー
ビングコイル３２，センタヨーク３３，マグネット（図
示してない）および外周ヨーク３４よりなるボイスコイ
ル形リニアモータ３５は、図２のリニアモータと同じで
ある。

【００１３】今、ムービングコイル２７（３２）に電流
を流すと、マグネットのセンタヨーク２５（３３）と外
周ヨーク２４（３４）の間隙に生じている磁界に作用
し、中心軸と同じ方向（光軸方向）に駆動力が発生す
る。コイルに作用する力がヨークに対し引き込む方向で
ある場合、光軸ユニットＢはフランジバックが基準位置
に常にくるように習性を与えているスプリング２８（３
１）に逆らって右方向すなわちフランジバックを増加す
る方向に移動する。ムービングコイルに流れる電流を
ｉ，間隙に発生している磁界の強さをφ，光軸と同じ方
向に働く直線の力をＦ，この力がスプリングの復元力に
逆らってバランスがとれる位置まで移動する距離をＸと
すると、電磁方程式によって次式が得られる。 Ｘ＝ｆ（Ｆ）＝η・φ・ｆ（ｉ）……

【００１４】この中でヨークの間隙の磁界の強さφは一
定であるから移動距離Ｘはコイルに流す電流量ｉに比例
することが分かる。したがって式はつぎのように置く
ことができる。 Ｘ＝ξ・ｆ（ｉ）…… しかしながら、光軸ユニットＢに自重があるため、カメ
ラのどんな状態であっても上記式が成り立つとは限ら
ない。カメラの姿勢によって同じ電流値であっても移動
量が異なっている。ここで 下向き姿勢の場合の移動関数を Ｘ＝ξ１・ｆ（ｉ）…… 上向き姿勢の場合の移動関数を Ｘ＝ξ２・ｆ（ｉ）…… とする。このように自重を考慮すると、同じ電流ｉでも
移動量は、 ξ１・ｆ（ｉ）＞ξ２・ｆ（ｉ） となり、上向きの姿勢の場合移動量が最も少なくなるこ
とが理解できる。

【００１５】図４は、本発明による合焦駆動機構の回路
の実施例を示す回路図である。本実施例の制御回路は、
上記カメラの姿勢を考慮した回路構成となっている。Ａ
Ｆ制御回路３８はＡＦセンサ１０からの測距信号を受
け、レリーズ釦４１によりオンさせられるスイッチ４１
ａからのＡＦチェック信号によりＡＦ動作を行い、可変
電流回路３７を制御する。可変電流回路３７はＡＦ制御
回路３８からの指示によりボイスコイル駆動電流を変化
させる。ＡＦとＭＦとを切り換えるためのＡＦ／ＭＦ切
換スイッチ４２の切換信号はＡＦ制御回路３８に入力さ
れる。カメラ作動回路３９は、レリーズ釦４１によって
つぎにオンさせられるスイッチ４１ｂからのカメラ作動
信号によりドライブ回路４０を駆動し、ミラー作動モー
タでミラーをアップし、シャッタ動作完了で撮影を終了
し、再び、ミラー作動およびフィルム巻き上げモータを
作動させる。

【００１６】図５は、本発明による合焦駆動機構の制御
回路の動作を説明するためのフローチャートである。カ
メラの電源スイッチをオンすると、ＡＦ撮影モードにあ
る場合、ＡＦ制御回路３８は測距を開始し（ステップ
（以下、「Ｓ」という）５０１）、ＢＦ基準位置からの
ずれ量Ｘ１を算出する（Ｓ５０２）。撮影者がレリーズ
釦４１を押し下げる操作をすると、最初にスイッチ４１
ａがオンしてＡＦチェック信号（第１のレリーズ信号）
が入る。ＡＦ制御回路３８は、当初カメラの姿勢がどの
方向であるか分からないので、まずボイスコイルの移動
関数が下向き姿勢ξ１の場合の式を用いて電流値を算
出する（Ｓ５０３）。下向きならばＸ１を移動するため
の電流はＩｄでよく、この電流で移動した後（Ｓ５０
４）、測距を行い合焦しているか否かの判定を行う（Ｓ
５０５，Ｓ５０６）。この状態で合焦位置に光軸ユニッ
トＢが達していなければ、カメラの姿勢が少なくとも下
向きでないことが分かることから、ＡＦ制御回路３８は
可変電流回路３７を制御してムービンクコイルに流すボ
イスコイル駆動電流を徐々に増加させて測距と合焦判定
を繰り返し行なう（Ｓ５０７，Ｓ５０４〜５０６）。

【００１７】そして、合焦点に達したとき、その電流値
に固定する（Ｓ５０８）。つぎに、さらにレリーズ釦４
１を押し下げることによってカメラ作動信号（第２のレ
リーズ信号）が発生する。カメラ作動回路３９は、ドラ
イブ回路４０を制御し、ミラーを上昇させ（Ｓ５０
９）、シャッタを走行させ（Ｓ５１０）、撮影が終了す
る。これによってＡＦ動作が終了するためＡＦ制御回路
３８はボイスコイル駆動電流を遮断する（Ｓ５１１）。
ボイルコイルの保持力は消失し、スプリング３１の復元
力によって光軸ユニットＢはバックフォーカスの基準位
置に復帰する。この後、カメラ作動回路３９は、ミラー
を下降させるとともにフィルムの巻き上げをし（Ｓ５１
３，Ｓ５１４）、撮影一作動が完了する。以上の説明は
撮影の１ショット毎に基準位置に戻るモードを示した
が、連続撮影モードではコイル電流をいちいち遮断しな
い方法も採用することができる。ＭＦ撮影モードは、単
にコイルに電流を流さない不作動状態にすれば良い。

【００１８】

【発明の効果】以上、説明したように本発明による合焦
駆動機構は、カメラ外観固定部にフィルムの巻き取りと
巻き戻しのフィルム室を有し、カメラ外観固定部に対し
可動部である光軸ユニットを移動することにより合焦す
るフィルム面移動式オートフォーカスカメラであって、
マウントからフィルム開口部までの基準距離を定位置と
定め、ボイスコイル形リニアモータによって駆動される
光軸ユニットは、弾性部材によって定位置にもたらされ
るように付勢され、定位置に移動したとき、その位置に
停止する手段を有し、合焦のための光軸方向の直線移動
は前記弾性部材の付勢力に抗して移動せしめるように構
成したものである。したがって、光軸ユニットは撮影の
度に基準距離である定位置に戻るので、つぎの撮影は手
動，さらにつぎはＡＦ撮影というように撮影モードを種
々に使い分ける場合の即応性に優れ、被写体状況に合わ
せた撮影者の情感描写する作品作りに適したカメラを提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるフィルム面移動式オートフォーカ
スカメラの基本構造を説明するための平面断面図で、可
動部である光軸ユニットとフィルム面移動の状態を示し
てある。

【図２】本発明によるフィルム面移動式オートフォーカ
スカメラの合焦駆動機構の実施例を示す側面断面図であ
る。

【図３】本発明による合焦駆動機構の他の実施例を示す
斜視図である。

【図４】本発明による合焦駆動機構の回路の実施例を示
す回路図である。

【図５】本発明による合焦駆動機構の動作を説明するた
めのフローチャートである。

【符号の説明】

１…レンズマウント ２…ペンタプリズム ３…接眼レンズ ４…圧板 ５…アパーチャー（フィルム開口部） ６…フィルム面 ７…ＡＦミラー ８…ＡＦレンズ ９…交換レンズ １０…ＡＦセンサ １１，１２，３６…スライド棒 １３…ミラー １４…ミラーボックス １５，１６…フィルム室 １７…パトローネ １８…スプール １９…圧板保持板 ２０…フィルム ２１…ミラーボックス機構 ２２…シャッタユニット ２４，３４…外周ヨーク ２５，３３…センタヨーク ２６…裏蓋 ２７，３２…ムービングコイル ２８，３１…スプリング ３５…ボイスコイル形リニアモータ ３７…可変電流回路 ３８…ＡＦ制御回路 ３９…カメラ作動回路 ４０…ドライブ回路 ４１…レリーズ釦 ４２…ＡＦ／ＭＦ切換スイッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮影用のレンズマウントおよびフィルム
   の出し入れのための裏蓋を有するカメラ外観を主とする
   固定部と、レンズを通過する光軸中心に配置されたファ
   インダ機構，測距機構，露出機構およびフィルム開口部
   を有し、前記カメラ外観固定部に対し光軸方向に所定の
   距離だけ移動可能な光軸ユニットを備え、前記カメラ外
   観固定部に前記フィルム開口部の左右に配置されるフィ
   ルム巻き取り側と巻き戻し側のフィルム室および前記フ
   ィルムを給送するフィルム給送機構を配置したフィルム
   面移動式オートフォーカスカメラであって、 前記マウントからフィルム開口部までの基準距離を定位
   置と定め、リニアモータによって駆動される前記光軸ユ
   ニットは、弾性部材によって前記定位置にもたらされる
   ように付勢され、前記定位置に移動したときは、その位
   置に停止する手段を有し、 合焦のための光軸方向の直線移動は前記弾性部材の付勢
   力に抗して移動せしめるように構成したことを特徴とす
   るフィルム面移動式オートフォーカスカメラの合焦駆動
   機構。
2. 【請求項２】 ＡＦ撮影モード時、合焦動作のための前
   記リニアモータ作動時以外は、常に前記定位置にもたら
   され、 前記リニアモータを不作動にすることによりマニュアル
   による撮影を可能にしたことを特徴とする請求項１記載
   のフィルム面移動式オートフォーカスカメラの合焦駆動
   機構。