JPH09292564A

JPH09292564A - 焦点調節装置

Info

Publication number: JPH09292564A
Application number: JP8102782A
Authority: JP
Inventors: Shozo Yamano; 省三山野
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-04-24
Filing date: 1996-04-24
Publication date: 1997-11-11

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、撮影光学系の一部もしくは全部を
繰り出すことにより、光学機器の焦点調節を行う焦点調
節装置に関し、焦点調節の応答性を保ちつつ、撮影光学
系が繰り出し端に衝突した際の衝撃を大幅に軽減するこ
とができる焦点調節装置を提供することを目的とする。【解決手段】撮影光学系Ｚの焦点調節状態に対応する
焦点情報を検出する焦点検出手段１と、焦点検出手段１
により検出された焦点情報に基づいて、撮影光学系Ｚを
合焦位置まで繰り出す焦点調節手段２と、撮影光学系Ｚ
が繰り出し端の近傍に位置するか否かを判定する端点判
定手段３と、端点判定手段３による判定結果が真である
ときは、撮影光学系Ｚの繰り出し速度を制限する速度制
限手段４とを備えて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮影光学系の一部
もしくは全部を繰り出すことにより、光学機器の焦点調
節を行う焦点調節装置に関し、特に、撮影光学系が繰り
出し範囲の限界に近づいたことを判断し、繰り出し速度
を前もって制限する焦点調節装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カメラなどの光学機器には、焦点
の自動調節を行うために、焦点調節装置が搭載されてい
る。この種の焦点調節装置では、公知の焦点検出方式
（位相差検出方式や外光パッシブ方式など）を用いて、
焦点情報（デフォーカス量や測距値など）の検出が行わ
れる。

【０００３】通常、焦点調節装置は、この焦点情報に応
じて撮影光学系を可動範囲内で繰り出し、撮影光学系を
合焦位置に到達させる。しかしながら、撮影対象である
被写体が最短撮影距離よりも至近に位置するようなケー
スでは、撮影光学系は可動範囲内で停止せず、可動範囲
外に向けて駆動される。

【０００４】このような場合、撮影光学系は、可動範囲
の両端（以下「繰り出し端」という）まで通常の速度で
駆動され、繰り出し端に突然衝突して急停止する。この
衝突状態で、焦点調節装置は、撮影光学系の移動停止を
所定時間にわたって確認した後、「繰り出し端に到達し
た」と判断して撮影光学系の駆動を停止する。

【０００５】また、上述の焦点調節装置の一種として、
撮影光学系を至近側と無限側との間で強制的に移動しつ
つ（以下、このような動作を「走査駆動」という）、焦
点情報の検出を繰り返し実行するものが知られている。
この種の焦点調節装置では、被写体のコントラストが極
度に低かったり、焦点検出部の検出範囲外に被写体像面
が形成されているような状況下において、焦点情報を確
実に検出する目的から、走査駆動を実行する。

【０００６】通常、このような走査駆動は、焦点情報が
正確に検出された時点で中断され、焦点調節装置は、上
述した焦点調節の動作に移行する。しかしながら、白壁
などのように均一輝度の被写体については、焦点検出が
極めて困難となるために走査駆動が中断されず、撮影光
学系は、繰り出し端に突然衝突して急停止する。

【０００７】この衝突状態で、焦点調節装置は、撮影光
学系の移動停止を所定時間にわたって確認した後、撮影
光学系の走査駆動を停止する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の焦点調節装置で
は、上述のように、撮影光学系が繰り出し端に通常速度
で衝突するため、撮影光学系および繰り出し機構に与え
る衝撃が大きいという問題点があった。

【０００９】そのため、撮影光学系および繰り出し機構
の耐久性を損なうおそれがあるという問題点があった。
また、撮影光学系に衝撃が継続的に加わることにより、
レンズ位置などに僅かなズレを生じるおそれがあり、光
学性能の低下を招くおそれがあるという問題点があっ
た。

【００１０】さらに、焦点調節装置は、撮影光学系の衝
突後も、所定時間にわたって撮影光学系を全速駆動す
る。この期間中は、繰り出し機構の機械的な負荷が極端
に重くなるため、繰り出し機構の消費電力は極度に急増
する。そのため、内蔵バッテリーの使用可能時間が無効
に短縮されたり、内蔵バッテリの特性低下を早めるとい
う問題点があった。

【００１１】また、撮影光学系が繰り出し端に通常速度
で衝突するため、大きな衝突音を生じるという問題点が
あった。このような衝突音は、音楽会のように静寂さを
要求される環境下の撮影においては、非常に問題となる
ものであった。一般的には、このような問題点を解決す
るために、焦点調節時および走査駆動時の繰り出し速度
を一律に遅くするという方策が考えられる。

【００１２】しかしながら、このような方策に従って焦
点調節時の繰り出し速度を遅くすると、撮影光学系が合
焦位置に到達するまでの所要時間が長くなるため、焦点
調節の応答性低下が甚だしく、貴重なシャッタチャンス
を逃してしまうという問題点があった。さらに、走査駆
動時の繰り出し速度を遅くすると、焦点を検出するまで
の所要時間が長くなるため、焦点調節の開始が遅くなる
という問題点があった。

【００１３】そこで、請求項１に記載の発明では、これ
らの問題点を解決するために、焦点調節の応答性を保ち
つつ、撮影光学系および繰り出し機構にかかる衝撃を大
幅に軽減することができる焦点調節装置を提供すること
を目的とする。請求項２に記載の発明では、走査駆動時
においても、撮影光学系および繰り出し機構にかかる衝
撃を大幅に軽減することができる焦点調節装置を提供す
ることを目的とする。

【００１４】請求項３に記載の発明では、請求項１の目
的と併せて、焦点調節または走査駆動の応答性を一層早
めることができる焦点調節装置を提供することを目的と
する。請求項４に記載の発明では、請求項１の目的と併
せて、撮影光学系の繰り出し速度をより有効に制限する
ことにより、焦点調節の応答性を一層早めることができ
る焦点調節装置を提供することを目的とする。

【００１５】請求項５に記載の発明では、請求項１の目
的と併せて、繰り出し端の位置が異なる撮影光学系が交
換装着される場合においても、撮影光学系を的確に速度
制限することができる焦点調節装置を提供することを目
的とする。請求項６に記載の発明では、請求項１の目的
と併せて、撮影光学系内部に絶対位置センサの類を一切
配置することなく、繰り出し端の近傍を簡便かつ確実に
検出することができる焦点調節装置を提供することを目
的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】図１は、請求項１に記載
の発明を説明する原理ブロック図である。請求項１に記
載の発明は、撮影光学系Ｚの焦点調節状態に対応する焦
点情報を検出する焦点検出手段１と、焦点検出手段１に
より検出された焦点情報に基づいて、撮影光学系Ｚを合
焦状態まで繰り出す焦点調節手段２と、撮影光学系Ｚが
繰り出し端の近傍に位置するか否かを判定する端点判定
手段３と、端点判定手段３による判定結果が真であると
きは、撮影光学系Ｚの繰り出し速度を制限する速度制限
手段４とを備えて構成する。

【００１７】図２は、請求項２に記載の発明を説明する
原理ブロック図である。請求項２に記載の発明は、請求
項１に記載の焦点調節装置において、上述の焦点検出手
段１は、撮影光学系Ｚを強制的に繰り出す走査駆動手段
５と、走査駆動手段５により繰り出される撮影光学系Ｚ
について焦点情報を順次検出する走査検出手段６とを備
えて構成する。

【００１８】図３は、請求項３に記載の発明を説明する
原理ブロック図である。請求項３に記載の発明は、請求
項１または請求項２に記載の焦点調節装置において、撮
影光学系Ｚの繰り出し方向を判断する方向判断手段７を
備え、上述の端点判定手段３においては、繰り出し方向
の先に位置する繰り出し端について、その繰り出し端の
近傍に撮影光学系Ｚが位置するか否かを判定する。

【００１９】図４は、請求項４に記載の発明を説明する
原理ブロック図である。請求項４に記載の発明は、請求
項１乃至３のいずれか１項に記載の焦点調節装置におい
て、撮影光学系Ｚが減速中か否かを判断する減速判断手
段８を備え、速度制限手段４においては、減速判断手段
８により減速中と判断されたときに、撮影光学系Ｚの繰
り出し速度を制限しない。

【００２０】図５は、請求項５に記載の発明を説明する
原理ブロック図である。請求項５に記載の発明は、請求
項１乃至４のいずれか１項に記載の焦点調節装置におい
て、上述の端点判定手段３を、撮影光学系Ｚごとに個別
配置されかつ撮影光学系Ｚが繰り出し端の近傍に位置す
るか否かを検出する絶対位置センサ３ａと、その絶対位
置センサ３ａの出力情報を、撮影光学系Ｚのマウント部
を介して、速度制限手段４側に伝達する伝達機構３ｂと
から構成する。

【００２１】図６は、請求項６に記載の発明を説明する
原理ブロック図である。請求項６に記載の発明は、請求
項１乃至４のいずれか１項に記載の焦点調節装置におい
て、上述の端点判定手段３を、撮影光学系Ｚが繰り出し
端に到達した際に、繰り出し位置を記憶する端点記憶手
段３ｃと、端点記憶手段３ｃに記憶された繰り出し位置
の近傍に、撮影光学系Ｚが位置するか否かを判定する相
対位置判定手段３ｄとから構成する。

【００２２】（作用）請求項１にかかわる焦点調節装置
では、焦点検出手段１が、公知の焦点検出方式（例え
ば、位相差検出方式，外光パッシブ方式，外光アクティ
ブ方式など）に基づいて、撮影光学系Ｚの焦点状態と相
関する焦点情報（例えば、デフォーカス量や測距値な
ど）を検出する。

【００２３】焦点調節手段２は、この焦点情報に基づい
て、撮影光学系Ｚを合焦位置まで繰り出す。このような
焦点調節中に、端点判定手段３により、撮影光学系Ｚが
繰り出し端の近傍に移動したと判定されると、速度制限
手段４は、撮影光学系Ｚの繰り出し速度を強制的に制限
する。

【００２４】以上説明した動作により、繰り出し端の近
傍では、撮影光学系Ｚが繰り出し端に衝突する際の速度
が制限される。そのため、衝突時に、撮影光学系Ｚおよ
び繰り出し機構に生じる衝撃が格段に軽減される。その
一方、繰り出し端の近傍以外では、撮影光学系Ｚの繰り
出し速度は一切制限されない。そのため、この繰り出し
端の近傍以外では、焦点調節の応答性が損なわれること
がない。

【００２５】また、撮影光学系Ｚおよび繰り出し機構に
かかる衝撃が従来と同じ程度でよい場合は、繰り出し端
の近傍で撮影光学系Ｚが減速される分だけ、通常の繰り
出し速度を増速することが可能となる。その結果、焦点
調節の応答性を向上させることができる。請求項２にか
かわる焦点調節装置では、走査駆動手段５が、撮影光学
系Ｚに対し走査駆動を実行する。この走査駆動と並行し
て、走査検出手段６は、焦点情報の繰り返し検出を行
う。

【００２６】この走査駆動中に、端点判定手段３におい
て「撮影光学系Ｚが繰り出し端の近傍に移動した」と判
定されると、速度制限手段４は、撮影光学系Ｚの繰り出
し速度を強制的に制限する。このような動作により、走
査駆動によって撮影光学系Ｚが繰り出し端に衝突する際
の衝突速度が制限される。そのため、衝突時に、撮影光
学系Ｚおよび繰り出し機構に生じる衝撃が格段に軽減さ
れる。

【００２７】その一方、繰り出し端の近傍以外では、撮
影光学系Ｚの走査駆動時の繰り出し速度は一切制限され
ない。そのため、撮影光学系Ｚの走査駆動を迅速に行う
ことができる。また、撮影光学系Ｚおよび繰り出し機構
にかかる衝撃が従来と同じ程度でよい場合は、繰り出し
端の近傍で撮影光学系Ｚが減速される分だけ、通常の走
査駆動時の繰り出し速度を増速することが可能となる。
その結果、走査駆動に所要する時間を短縮することがで
きる。

【００２８】請求項３にかかわる焦点調節装置では、方
向判断手段７が、撮影光学系Ｚの繰り出し方向を判断す
る。端点判定手段３は、この繰り出し方向の先に位置す
る繰り出し端について、その繰り出し端の近傍に撮影光
学系Ｚが位置するか否かを判定する。この判定結果が真
の場合、速度制限手段４は、撮影光学系Ｚの繰り出し速
度を制限する。

【００２９】以上のように、繰り出し方向の先に位置す
る繰り出し端について、その繰り出し端に撮影光学系Ｚ
が近づいたか否かの判定が行われるので、繰り出し端に
衝突するか否かを的確に予測することができる。このよ
うな予測に従って、撮影光学系Ｚの減速が行われるの
で、撮影光学系Ｚおよび繰り出し機構にかかる衝撃が、
確実に軽減される。

【００３０】また、撮影光学系Ｚが、繰り出し端の近傍
にたとえ位置していても、その繰り出し端から離れる方
向に繰り出される場合には、撮影光学系Ｚの速度制限は
行われない。その結果、焦点調節または走査駆動時の応
答性が高められる。特に、撮影光学系Ｚが繰り出し端に
衝突して停止した後、逆方向に始動される際に速度制限
がなされないので、素早く加速を行うことができる。し
たがって、焦点調節または走査駆動が格段に高速化さ
れ、その応答性を顕著に高めることができる。

【００３１】請求項４にかかわる焦点調節装置では、減
速判断手段８が、撮影光学系Ｚが減速中か否かを判断す
る。速度制限手段４は、減速判断手段８により減速中と
判断されたときは、撮影光学系Ｚの繰り出し速度を制限
しない。一般的に、撮影光学系Ｚは、合焦位置に近づく
に従って減速される。このような減速状態においては、
特段の速度制限を行わなくとも、繰り出し端に衝突した
際に生じる衝撃は小さい。

【００３２】そこで、上述のように、減速状態における
速度制限を省くことにより、必要以上の減速を防ぎ、撮
影光学系Ｚを迅速に合焦位置まで到達させることができ
る。請求項５にかかわる焦点調節装置では、絶対位置セ
ンサ３ａを、撮影光学系Ｚごとに個別配置する。伝達機
構３ｂは、この絶対位置センサ３ａの出力情報を、撮影
光学系Ｚのマウント部を介して速度制限手段４側に伝達
する。

【００３３】このような構成により、撮影光学系個別に
端点判定が行われる。したがって、構造の異なる複数の
撮影光学系が交換使用されるような場合においても、使
用される撮影光学系ごとに端点判定が適切に行われる。
請求項６にかかわる焦点調節装置では、端点記憶手段３
ｃが、撮影光学系Ｚが繰り出し端に到達した際に、その
繰り出し位置を記憶する。

【００３４】相対位置判定手段３ｄは、撮影光学系Ｚの
相対位置（この相対位置は、例えば繰り出し量の累積に
より算出される）が、「端点記憶手段３ｃに記憶された
繰り出し位置」に、再び近づくか否かを判定するこのような判定により、撮影光学系Ｚが繰り出し端に一
旦到達した後は、その繰り出し端の位置を確実に捕捉
し、撮影光学系Ｚが繰り出し端の近傍に位置したか否か
を的確に判定することができる。

【００３５】また、撮影光学系Ｚごとに新規の構成部品
を搭載する必要がないので、撮影光学系Ｚ個々の構成が
複雑にならず、その上、従来の撮影光学系Ｚをそのまま
使用して、本発明を構成することができる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明にお
ける実施の形態を説明する。

【００３７】図７は、第１の実施形態（請求項１〜５に
対応する）を示す図である。図において、カメラボディ
１１にはボディマイコン１２が搭載され、ボディマイコ
ン１２の第１の入力端子には、Ａ／Ｄ変換回路１３を介
して、位相差検出方式の焦点検出部１４が接続される。
ボディマイコン１２の第１の出力端子（パルス幅変調出
力）には、ドライブ回路１５を介してモータ１６が接続
され、モータ１６の駆動力は、連結部材１７，１８を介
して、レンズ鏡胴１９側の繰り出し機構２０に伝達され
る。

【００３８】また、モータ１６の駆動軸には回転量と回
転方向とに応じて２系統のパルスを発生するパルス発生
器２１が取り付けられる。このパルス発生器２１のパル
ス出力は、ボディマイコン１２の第２の入力端子に入力
される。また、ボディマイコン１２の電源端子には、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ２２を介して電池２３が接続され、
ボディマイコン１２のリセット端子には、電源電圧の立
ち上がりから所定の時間遅れて信号を出力するリセット
ＩＣ２４が接続される。

【００３９】ボディマイコン１２の第３の入力端子に
は、レリーズ釦の半押しスイッチ２５が接続され、ボデ
ィマイコン１２の通信端子群２６は、レンズマウント部
を介して、レンズ鏡胴１９側のレンズマイコン３０に接
続される。レンズ鏡胴１９内部には、撮影光学系３２が
可動自在に配置され、レンズマイコン３０の入力端子に
は、撮影光学系３２の繰り出し位置を検出する繰り出し
位置エンコーダ３１が接続される。

【００４０】この繰り出し位置エンコーダ３１は、撮影
光学系３２の回転筒部分にパターン配線された接地パタ
ーンと、その接地パターンと摺接する接片とから構成さ
れる。また、レンズマイコン３０の電源端子は、レンズ
マウント部を介してＤＣ−ＤＣコンバータ２２に接続さ
れ、レンズマイコン３０のリセット端子は、電源端子の
電圧立ち上がりに所定の時間遅れて信号を出力するリセ
ットＩＣ３４が接続される。

【００４１】なお、請求項１に記載の発明と第１の実施
形態との対応関係については、焦点検出手段１は焦点検
出部１４およびボディマイコン１２内の「デフォーカス
量の演算機能」に対応し、焦点調節手段２は、ドライブ
回路１５，モータ１６，繰り出し機構２０，パルス発生
器２１およびボディマイコン１２内の「モータ駆動量の
演算機能」に対応し、端点判定手段３は、繰り出し位置
エンコーダ３１およびレンズマイコン３０内の「撮影距
離の換算機能」に対応し、速度制限手段４は、ボディマ
イコン１２内の速度制限機能に対応する。

【００４２】請求項２に記載の発明と第１の実施形態と
の対応関係については、走査駆動手段５はドライブ回路
１５，モータ１６，繰り出し機構２０およびボディマイ
コン１２内の「モータ駆動量の出力機能」に対応し、走
査検出手段６は焦点検出部１４およびボディマイコン１
２内の「デフォーカス量の演算機能」に対応する。請求
項３に記載の発明と第１の実施形態との対応関係につい
ては、方向判断手段７が、ボディマイコン１２内の「モ
ータ駆動方向の判断機能」に対応する。

【００４３】請求項４に記載の発明と第１の実施形態と
の対応関係については、減速判断手段８が、ボディマイ
コン１２内の「モータ駆動速度の判断機能」に対応す
る。請求項５に記載の発明と第１の実施形態との対応関
係については、絶対位置センサ３ａが繰り出し位置エン
コーダ３１に対応し、伝達機構３ｂがレンズマイコン３
０内のデータ通信機能に対応する。

【００４４】図８〜１１は、第１の実施形態の動作を示
す流れ図である。以下、これらの図を用いて、第１の実
施形態の動作を説明する。まず、レリーズ釦に連動する
半押しスイッチ２５が押されると（ステップＳ１）、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ２２が動作を開始し、電源ラインに
電源電圧を供給する。電源電圧の立ち上がりに僅かに遅
れて、ボディマイコン１２およびレンズマイコン３０に
リセット入力が印加され、それぞれの内蔵ＲＯＭに記憶
されたプログラムの実行を開始する。

【００４５】まず、ボディマイコン１２は、フラグ類や
データ領域などの初期化処理を行った後、レンズマイコ
ン３０側とのデータ通信を開始し、撮影光学系３２に固
有のレンズ情報を順次取得する（ステップＳ２）。これ
らのレンズ情報には、開放Ｆ値，焦点距離，射出瞳位置
情報，最大絞り値，連結部材１７の回転数とレンズの繰
り出し量との変換係数，レンズ識別信号，収差補正量，
距離信号情報などが含まれる。

【００４６】このようなデータ通信に並行して、焦点検
出部１４の内部では、焦点検出用ＣＣＤに対する光電荷
の蓄積が実行される（ステップＳ３）。焦点検出用ＣＣ
Ｄの受光面には、撮影光束を分割結像した一組の光像が
形成される。これらの光像は画像信号に順次変換され、
ボディマイコン１２に取り込まれる。

【００４７】ボディマイコン１２では、これらの画像信
号について相関演算を行い、一組の光像について位相差
を算出する。この位相差に基づいて、ボディマイコン１
２は、被写体像面と撮像面とのズレ量に相当するデフォ
ーカス量を算出する（ステップＳ４）。次に、レンズ駆
動処理ルーチンが実行される。以下、図９を用いて、レ
ンズ駆動処理ルーチンを説明する。

【００４８】まず、ボディマイコン１２は、上述の画像
信号について相関演算を行った際に、デフォーカス量を
検出できる程度に、十分な相関があったか否かを判定す
る（ステップＳ１１）。デフォーカス量を検出できる程
度の相関が得られた場合、ボディマイコン１２は、デフ
ォーカス量の大きさが所定の合焦認定値より小さいか否
かを判定する（ステップＳ１２）。

【００４９】合焦認定値より小さなデフォーカス量が得
られた場合、ボディマイコン１２は、撮影光学系３２が
合焦状態にあると判断して合焦表示を行い（ステップＳ
１３）、モータ１６のハンチング動作を防止するために
サーボ駆動の目標値を更新せずに、レンズ駆動処理ルー
チンを終了する。また、合焦認定値を超えるデフォーカ
ス量が得られた場合、ボディマイコン１２は、後述する
最大駆動速度判定を実施する（ステップＳ１４）。

【００５０】ここでの最大駆動速度判定により、焦点調
節時における速度制限の当否が決定される。続いて、ボ
ディマイコン１２は、最新のデフォーカス量に基づい
て、モータ１６のサーボ駆動に対する目標値の更新を行
い（ステップＳ１５）、レンズ駆動処理ルーチンを終了
する。

【００５１】一方、ステップＳ１１において、デフォー
カス量を検出できないと判定されたときは、ボディマイ
コン１２は、今回の被写体について「撮影光学系３２の
走査駆動」が既に実施されているか否かを判断する（ス
テップＳ１６）。

【００５２】走査駆動が既に実施されている場合は、デ
フォーカス量の検出不可能な被写体であると判断できる
ので、ボディマイコン１２は、走査駆動を行わずに、レ
ンズ駆動処理ルーチンを終了する。また、走査駆動が実
施されていない場合、ボディマイコン１２は、後述する
最大駆動速度判定を実施する（ステップＳ１７）。

【００５３】ここでの最大駆動速度判定により、走査駆
動時における速度制限の当否が決定される。続いて、ボ
ディマイコン１２は、走査駆動の開始に伴う処理、もし
くは継続に伴う処理を行い（ステップＳ１８〜１９）、
レンズ駆動処理ルーチンを終了する。以上述べた動作
（図８，図９）により、レリーズが半押しされている期
間に、「デフォーカス量の検出」，「サーボ駆動の目標
値更新」，「走査駆動の開始処理」などが適時に実行さ
れる。

【００５４】以下、図１０を用いて、上述した最大駆動
速度判定を説明する。レンズマイコン３０側では、繰り
出し位置エンコーダ３１の出力パターンを取り込む。レ
ンズマイコン３０は、この出力パターンを、図１２に示
すような変換テーブルを用いて、撮影光学系３２の絶対
位置に相当する撮影距離に換算する。この撮影距離は、
カメラマウント部の通信端子群２６を介して、ボディマ
イコン１２側に順次伝達される（ステップＳ２１）。

【００５５】ボディマイコン１２は、モータ１６の駆動
方向に基づいて、撮影光学系３２の繰り出し方向の先が
無限端側か否かを判定する（ステップＳ２２）。撮影光
学系３２が無限端側に繰り出されていると、ボディマイ
コン１２は、撮影距離が「10.6ｍ」以上か否かを判定す
る（ステップＳ２３）。ここで、撮影距離が「10.6ｍ」
以上ならば、ボディマイコン１２は、撮影光学系３２が
無限端に衝突すると予測して、速度制限フラグをセット
する（ステップＳ２４）。

【００５６】また、撮影距離が「10.6ｍ」未満ならば、
ボディマイコン１２は、撮影光学系３２が無限端に衝突
しないと予測して、速度制限フラグをリセットする（ス
テップＳ２５）。一方、ステップＳ２２において、撮影
光学系３２が至近端側に繰り出されていると、ボディマ
イコン１２は、撮影距離が「0.50ｍ」以下か否かを判定
する（ステップＳ２６）。

【００５７】ここで、撮影距離が「0.50ｍ」以下なら
ば、ボディマイコン１２は、撮影光学系３２が至近端に
衝突すると予測して、速度制限フラグをセットする（ス
テップＳ２４）。また、撮影距離が「0.50ｍ」より上な
らば、ボディマイコン１２は、撮影光学系３２が至近端
に衝突しないと予測して、速度制限フラグをリセットす
る（ステップＳ２５）。

【００５８】なお、これらの閾値は、レンズ鏡胴１９の
レンズ識別情報などに応じて適宜に変更される。これら
一連の動作（ステップＳ２１〜２６）により、最大駆動
速度判定が行われる。次に、図１１を用いて、インター
バル割り込み処理を説明する。これは、一定時間ごとに
生じる割り込み処理であり、撮影光学系３２を実際に繰
り出す動作に該当する。

【００５９】まず、ボディマイコン１２は、撮影光学系
３２が繰り出し中であるか否かを判定する（ステップＳ
３１）。ここで、繰り出し中でなければ、そのまま割り
込み処理を終了する。一方、繰り出し中であれば、ボデ
ィマイコン１２は、走査駆動中あるいは焦点調節中のど
ちらかを判定する（ステップＳ３２）。

【００６０】焦点調節中であれば、ボディマイコン１２
は、デフォーカス量からモータ１６の残駆動量などを算
出し、残駆動量などの値に応じて、モータ１６に対する
ＰＷＭ出力のデューティ比を算出する（ステップＳ３
３）。次に、ボディマイコン１２は、撮影光学系３２が
合焦位置に近づいたために、モータ１６が減速中か否か
を判定する（ステップＳ３４）。

【００６１】ここで、モータ１６が減速中でない場合、
ボディマイコン１２は、速度制限フラグがセット状態な
らば（ステップＳ３５）、衝突寸前であると予測される
ので、ＰＷＭ出力のデューティ比を６０％程度に制限す
る（ステップＳ３６）。一方、速度制限フラグがリセッ
ト状態ならば、衝突のおそれがないと予測されるので、
ＰＷＭ出力のデューティ比をそのままで出力する（ステ
ップＳ３７）。

【００６２】一方、モータ１６が減速中の場合、ボディ
マイコン１２は、衝突時の衝撃が十分に小さいと予測さ
れるので、焦点調節の応答性の方を優先して、ＰＷＭ出
力のデューティ比をそのまま出力する（ステップＳ３
７）。また、ステップＳ３２において走査駆動中と判定
された場合、ボディマイコン１２は、速度制限フラグが
セット状態ならば（ステップＳ３５）、衝突寸前である
と予測されるので、走査駆動時における所定のＰＷＭ出
力のデューティ比を６０％程度に制限する（ステップＳ
３６）。一方、速度制限フラグがリセット状態ならば、
衝突のおそれがないと予測されるので、走査駆動時にお
ける所定のＰＷＭ出力のデューティ比をそのままで出力
する（ステップＳ３７）。

【００６３】ここで、ボディマイコン１２は、パルス発
生器２１の出力を計数し、３０回以上のルーチン実行に
わたって、レンズパルスの計数値に変化がない場合は
（ステップＳ３８，Ｓ３９）、撮影光学系３２が繰り出
し端に到達したと判断して、ＰＷＭ出力を停止する（ス
テップＳ４０）。以上説明した動作により、第１の実施
形態では、無限端もしくは至近端の近傍で、撮影光学系
３２の繰り出し速度が確実に減速されるので、撮影光学
系３２における衝突時の衝撃が大幅に軽減される。

【００６４】そのため、撮影光学系３２およびモータ１
６などの耐久性を一層高めることができる。さらに、撮
影光学系３２は、衝突状態において減速駆動されるの
で、モータ１６にかかる機械的な負荷が小さく、内蔵の
電池２３の消耗を大幅に軽減することができる。そのた
め、内蔵の電池２３の使用可能時間を延長することがで
きる。

【００６５】また、撮影光学系３２は、速度制限された
状態で衝突するため、衝突音を小さく抑えることができ
る。その一方、無限端および至近端以外では、撮影光学
系３２の速度は一切制限されないので、焦点調節の応答
性を損なうことがないという利点がある。また、撮影光
学系３２およびモータ１６などにかかる衝撃が従来と同
じ程度でよい場合は、無限端および至近端で撮影光学系
３２が減速される分だけ、通常の繰り出し速度を増速す
ることが可能となる。その結果、走査駆動時および焦点
調節時の応答性を一段と向上させることもできる。

【００６６】さらに、繰り出し方向と繰り出し端との組
み合わせ条件に基づいて、撮影光学系３２が繰り出し端
に衝突するか否かを的確に予測している。そのため、繰
り出し端から離れる方向については、速度制限が無駄に
なされない。また、撮影光学系３２が繰り出し端の近傍
にたとえ位置していても、減速中には速度制限が行われ
ない。そのため、合焦位置まで撮影光学系３２を迅速に
到達させることができる。

【００６７】さらに、繰り出し位置エンコーダ３１その
他の絶対位置センサを、レンズ鏡胴１９ごとに個別配置
するので、レンズ鏡胴１９内で繰り出し位置（絶対位
置）を求め、繰り出し端の近傍に位置するか否かを的確
に検出することができる。特に、図１３，図１４に示す
ように、構造が異なるレンズ鏡胴１９についても、レン
ズ鏡胴個別に絶対位置センサ４１，４４を内蔵すること
により、撮影光学系４０，４３が繰り出し端の近傍に位
置するか否かを的確に検出することができる。

【００６８】次に、別の実施形態について説明する。図
１５は、第２の実施形態（請求項６に対応する）を示す
図である。第２の実施形態における構成上の特徴は、レ
ンズ鏡胴１９内に絶対位置センサに該当するものがな
く、ボディマイコン１２の代わりにボディマイコン１２
ａが配置された点である。

【００６９】また、第１の実施形態と同じ構成要素につ
いては、同一の参照番号を付与して図１５に示し、ここ
での説明を省略する。なお、請求項６に記載の発明と第
２の実施形態との対応関係については、端点記憶手段３
ｃが、ボディマイコン１２ａにおける「繰り出し端の記
憶機能」に対応し、相対位置判定手段３ｄが、ボディマ
イコン１２ａにおける「繰り出し端の判定機能」に対応
する。

【００７０】図１６は、第２の実施形態における割り込
み処理を示す流れ図である。図１７は、第２の実施形態
における最大駆動速度の判定ルーチンを示す流れ図であ
る。以下、これらの図を用いて、第２の実施形態におけ
る動作上の特徴点を説明する。

【００７１】まず、ボディマイコン１２ａは、撮影光学
系３２が繰り出し中であるか否かを判定する（ステップ
Ｓ４１）。ここで、繰り出し中でなければ、そのまま割
り込み処理を終了する。一方、繰り出し中であれば、ボ
ディマイコン１２ａは、走査駆動中あるいは焦点調節中
のどちらかを判定する（ステップＳ４２）。

【００７２】焦点調節中であれば、ボディマイコン１２
ａは、デフォーカス量からモータ１６の残駆動量などを
算出し、残駆動量などの値に応じて、モータ１６に対す
るＰＷＭ出力のデューティ比を算出する（ステップＳ４
３）。

【００７３】次に、ボディマイコン１２ａは、撮影光学
系３２が合焦位置に近づいたために、モータ１６が減速
中か否かを判定する（ステップＳ４４）。ここで、モー
タ１６が減速中でない場合、ボディマイコン１２ａは、
速度制限フラグがセット状態ならば（ステップＳ４
５）、衝突寸前であると予測されるので、ＰＷＭ出力の
デューティ比を６０％程度に制限する（ステップＳ４
６）。一方、速度制限フラグがリセット状態ならば、衝
突のおそれがないと予測されるので、ＰＷＭ出力のデュ
ーティ比をそのままで出力する（ステップＳ４７）。

【００７４】一方、モータ１６が減速中の場合、ボディ
マイコン１２ａは、衝突時の衝撃が十分に小さいと予測
されるので合焦応答性の方を優先して、ＰＷＭ出力のデ
ューティ比をそのまま出力する（ステップＳ４７）。ま
た、ステップＳ４２において走査駆動中と判定された場
合、ボディマイコン１２ａは、速度制限フラグがセット
状態ならば（ステップＳ４５）、衝突寸前であると予測
されるので、走査駆動時における所定のＰＷＭ出力のデ
ューティ比を６０％程度に制限する（ステップＳ４
６）。一方、速度制限フラグがリセット状態ならば、衝
突のおそれがないと予測されるので、走査駆動時におけ
る所定のＰＷＭ出力のデューティ比をそのままで出力す
る（ステップＳ４７）。

【００７５】ここで、ボディマイコン１２ａは、パルス
発生器２１の出力を累積して計数し、３０回以上のルー
チン実行にわたって、レンズパルスの計数値に変化がな
い場合は（ステップＳ４８，Ｓ４９）、撮影光学系３２
が繰り出し端に到達したと判断して、ＰＷＭ出力を停止
する（ステップＳ５０）。次に、ボディマイコン１２ａ
は、撮影光学系３２が無限端側に繰り出されていた場合
（ステップＳ５１）、現在の計数値を無限端を示すレン
ズ位置として記憶する（ステップＳ５２）。また、撮影
光学系３２が至近端側に繰り出されていた場合、現在の
計数値を至近端を示すレンズ位置として記憶する（ステ
ップＳ５３）。

【００７６】このように記憶された無限端もしくは至近
端について、図１７に示すような最大駆動速度判定が行
われる。すなわち、ボディマイコン１２は、電源投入時
のレンズ位置を原点とした相対的なレンズ位置として、
パルス発生器２１の計数値を取得する（ステップＳ６
１）。次に、モータ１６の駆動方向に基づいて、撮影光
学系３２の繰り出し方向の先が無限端側か否かを判定す
る（ステップＳ６２）。

【００７７】撮影光学系３２が無限端側に繰り出されて
いるときは、ボディマイコン１２は、計数値が「無限端
を示す記憶値」に近いか否かを判定する（ステップＳ６
３）。ここで、計数値が「無限端を示す記憶値」に近い
場合、ボディマイコン１２は、撮影光学系３２が無限端
の近傍に位置すると判断して、速度制限フラグをセット
する（ステップＳ６４）。

【００７８】また、計数値が「無限端を示す記憶値」か
ら離れている場合、ボディマイコン１２は、撮影光学系
３２が無限端の近傍に位置しないと判断して、速度制限
フラグをリセットする（ステップＳ６５）。一方、ステ
ップＳ６２において、撮影光学系３２が至近端側に繰り
出されているときは、ボディマイコン１２は、計数値が
「至近端を示す記憶値」に近いか否かを判定する（ステ
ップＳ６６）。

【００７９】ここで、計数値が「至近端を示す記憶値」
に近い場合、ボディマイコン１２は、撮影光学系３２が
至近端の近傍に位置すると判断して、速度制限フラグを
セットする（ステップＳ６４）。また、計数値が「至近
端を示す記憶値」から離れている場合、ボディマイコン
１２は、撮影光学系３２が至近端の近傍に位置しないと
判断して、速度制限フラグをリセットする（ステップＳ
６５）。

【００８０】これら一連の動作（ステップＳ６１〜６
６）により、最大駆動速度判定が行われる。以上説明し
た動作により、第２の実施形態では、第１の実施形態と
ほぼ同様の効果を得ることができる。

【００８１】さらに、第２の実施形態に特有な効果とし
ては、レンズ鏡胴１９に絶対位置センサその他を一切配
置せずに、撮影光学系３２が繰り出し端に衝突するか否
かを予測できる点である。したがって、レンズ鏡胴１９
ごとに絶対位置センサその他を搭載する必要がないの
で、交換レンズの構成が複雑にならず、その上、従来の
交換レンズと組み合わせて、本発明を構成することがで
きる。

【００８２】なお、上述した実施形態では、焦点情報と
してデフォーカス量を使用しているが、それに限定され
るものではなく、焦点状態を表す検出値もしくは算出値
であれば、焦点情報として使用することができる。例え
ば、被写体までの測距値，被写体像面の位置，外光パッ
シブ式の像間隔，レンズ合焦位置，外光アクティブ式の
受光角度または受光位置，被写体像のコントラスト量な
どを焦点情報として使用してもよい。

【００８３】また、上述した実施形態では、焦点繰り出
し用のモータ１６をカメラボディ１１側に搭載している
が、それに限定されるものではなく、レンズ鏡胴１９側
に搭載してもよい。さらに、上述した実施形態では、撮
影光学系３２の繰り出し速度を制限するために、モータ
１６に与えるＰＷＭ出力のデューティ比を低減している
が、それに限定されるものではない。例えば、モータ１
６に対し逆方向の操作量を加えることにより、繰り出し
速度を制限してもよい。また、モータ１６の端子に負荷
抵抗を接続して発電作用を起こさせることにより、繰り
出し速度を制限してもよい。さらに、撮影光学系３２ま
たは繰り出し機構などに機械的なブレーキなどを設ける
ことにより、繰り出し速度を制限してもよい。

【００８４】また、第１の実施形態では、撮影光学系３
２の撮影距離に基づいて端点判定を行っているが、撮影
距離による端点判定に限定されるものではなく、「撮影
光学系３２の絶対位置」もしくは「その絶対位置に換算
可能な値」に基づいて端点判定を行えばよい。

【００８５】さらに、第１の実施形態では、ボディマイ
コン１２のソフトウェアを用いて端点判定を行っている
が、それに限定されるものではなく、図１３または図１
４に示すようなスイッチ回路を用いて端点判定を行って
もよい。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１にかかわ
る焦点調節装置では、繰り出し端の近傍において撮影光
学系の繰り出し速度が制限されるので、繰り出し端に衝
突する際の衝撃を大幅に軽減することができる。その結
果、撮影光学系および繰り出し機構の耐久性を一層高め
ることができる。

【００８７】また、撮影光学系に強い衝撃が継続的に加
わることがなくなるので、レンズの位置精度が高く保た
れ、光学性能を極めて高い状態に長期間保つことができ
る。さらに、撮影光学系は、衝突状態において（駆動停
止されるまで）減速駆動される。したがって、従来のよ
うに衝突状態において全速駆動が行われていた場合に比
べ、この期間中に繰り出し機構にかかる機械的な負荷を
軽くすることができる。その結果、衝突状態における消
費電力が顕著に軽減され、内蔵バッテリーの使用可能時
間を大幅に延長することができる。

【００８８】また、撮影光学系は、速度制限されて繰り
出し端に衝突するため、衝突音を小さくすることができ
る。したがって、音楽会などのように静寂さを要求され
る環境下においても、使用可能な焦点調節装置を実現す
ることができる。さらに、繰り出し端の近傍以外では、
撮影光学系の繰り出し速度は一切減速されない。そのた
め、繰り出し端の近傍以外では、焦点調節の応答性を損
なうことがない。

【００８９】また、撮影光学系および繰り出し機構にか
かる衝撃が従来と同じ程度でよい場合には、繰り出し端
の近傍で撮影光学系が減速される分だけ、通常の繰り出
し速度を増速することが可能となる。その結果、焦点調
節の応答性を一段と向上させることができる。請求項２
にかかわる焦点調節装置では、走査駆動時においても、
請求項１と同様の速度制限が行われるので、走査駆動時
の衝突について衝撃を大幅に軽減することができる。

【００９０】また、繰り出し端の近傍以外では、撮影光
学系の走査駆動時の繰り出し速度は一切減速されない。
そのため、繰り出し端の近傍以外では、高速な走査駆動
を実現することができる。また、撮影光学系および繰り
出し機構にかかる衝撃が従来と同じ程度でよい場合は、
繰り出し端の近傍で撮影光学系が減速される分だけ、通
常の走査駆動時の繰り出し速度を増速することが可能と
なる。その結果、走査駆動に所要する時間を一層短縮す
ることができる。

【００９１】請求項３にかかわる焦点調節装置では、繰
り出し方向と繰り出し端との組み合わせ条件に基づい
て、撮影光学系の衝突を的確に予測する。このような予
測に従って撮影光学系を減速することにより、撮影光学
系および繰り出し機構にかかる衝撃を有効に軽減するこ
とができる。また、撮影光学系が、繰り出し端の近傍に
たとえ位置していても、その繰り出し端から離れる方向
に繰り出される場合には、撮影光学系の速度制限は行わ
れない。したがって、繰り出し端から離れる方向につい
ては、速度制限が無駄になされることがなく、撮影光学
系の繰り出しを迅速に行うことができる。

【００９２】特に、撮影光学系が繰り出し端に衝突して
停止した後、逆方向に始動されるような際には、上述の
構成により素早い加速を行うことができる。したがっ
て、焦点調節または走査駆動を効率的に高速化し、応答
性を一層高めることができる。請求項４にかかわる焦点
調節装置では、撮影光学系が合焦位置に近づいて減速状
態に入ると、繰り出し端の近傍にたとえ位置していて
も、速度制限手段による速度制限は一切行われない。

【００９３】したがって、撮影光学系が合焦位置に近づ
いて減速されているような場合に、焦点調節装置は、撮
影光学系を合焦位置まで迅速に到達させることができ
る。また、撮影光学系が減速中ならば、特段の速度制限
を行わなくとも、繰り出し端に衝突した際に生じる衝撃
は小さい。したがって、上述の構成により、必要以上の
速度制限を効率的に省くことができる。

【００９４】請求項５にかかわる焦点調節装置では、絶
対位置センサ３ａを撮影光学系ごとに配置するので、複
数の撮影光学系において、繰り出し端の位置が個々に異
なっている場合にも、一つ一つの撮影光学系について、
繰り出し端の近傍を個別に検出することができる。した
がって、複数の撮影光学系が随時に交換装着される光学
機器に対して、好適な焦点調節装置を実現することがで
きる。

【００９５】請求項６にかかわる焦点調節装置では、撮
影光学系が繰り出し端に一旦到達することにより繰り出
し端の位置を記憶し、撮影光学系が、その繰り出し端に
再び近づくか否かを判定するこのような判定により、撮
影光学系に絶対位置センサその他を配置せずに、撮影光
学系が繰り出し端に近づいていることを検出することが
できる。

【００９６】また、撮影光学系ごとに絶対位置センサそ
の他を配置する必要がないので、撮影光学系個々の構成
が複雑になることがない。その上、絶対位置センサその
他が配置されていない「従来の撮影光学系」と組み合わ
せて、本発明を構成することができる。以上述べたよう
に、本発明を適用した焦点調節装置においては、焦点調
節の応答性を十分に保ちつつ、撮影光学系および繰り出
し機構にかかる衝撃を大幅に軽減することができる。

【００９７】特に、高い光学精度が要求される光学機器
にあっては、撮影光学系の極めて高い光学性能を長期間
にわたって維持するために、不可欠な焦点調節装置が実
現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の発明を説明する原理ブロック
図である。

【図２】請求項２に記載の発明を説明する原理ブロック
図である。

【図３】請求項３に記載の発明を説明する原理ブロック
図である。

【図４】請求項４に記載の発明を説明する原理ブロック
図である。

【図５】請求項５に記載の発明を説明する原理ブロック
図である。

【図６】請求項６に記載の発明を説明する原理ブロック
図である。

【図７】第１の実施形態（請求項１〜５に対応する）を
示す図である。

【図８】第１の実施形態のメインフローチャートを示す
図である。

【図９】第１の実施形態におけるレンズ駆動処理ルーチ
ンを示す流れ図である。

【図１０】第１の実施形態における最大駆動速度の判定
ルーチンを示す流れ図である。

【図１１】第１の実施形態における割り込み処理を示す
流れ図である。

【図１２】繰り出し位置エンコーダの出力パターンの一
例を示す図である。

【図１３】絶対位置センサの一例を示す図である。

【図１４】絶対位置センサの一例を示す図である。

【図１５】第２の実施形態（請求項６に対応する）を示
す図である。

【図１６】第２の実施形態における割り込み処理を示す
流れ図である。

【図１７】第２の実施形態における最大駆動速度の判定
ルーチンを示す流れ図である。

【符号の説明】

１焦点検出手段２焦点調節手段３端点判定手段３ａ絶対位置センサ３ｂ伝達機構３ｃ端点記憶手段３ｄ相対位置判定手段４速度制限手段５走査駆動手段６走査検出手段７方向判断手段８減速判断手段１１カメラボディ１２ボディマイコン１２ａボディマイコン１３Ａ／Ｄ変換回路１４焦点検出部１５ドライブ回路１６モータ１７連結部材１８連結部材１９レンズ鏡胴２０繰り出し機構２１パルス発生器２２ＤＣ−ＤＣコンバータ２３電池２４リセットＩＣ２５半押しスイッチ２６通信端子群３０レンズマイコン３１繰り出し位置エンコーダ３２撮影光学系

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮影光学系の焦点調節状態に対応する焦
点情報を検出する焦点検出手段と、前記焦点検出手段により検出された焦点情報に基づい
て、前記撮影光学系を合焦位置まで繰り出す焦点調節手
段と、前記撮影光学系が繰り出し端の近傍に位置するか否かを
判定する端点判定手段と、前記端点判定手段による判定結果が真であるときは、前
記撮影光学系の繰り出し速度を制限する速度制限手段と
を備えたことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】請求項１に記載の焦点調節装置におい
て、前記焦点検出手段は、前記撮影光学系を強制的に繰り出す走査駆動手段と、前記走査駆動手段により繰り出される前記撮影光学系に
ついて焦点情報を順次検出する走査検出手段とを備えた
ことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の焦点調
節装置において、前記撮影光学系の繰り出し方向を判断する方向判断手段
を備え、前記端点判定手段は、前記繰り出し方向の先に位置する繰り出し端について、
その繰り出し端の近傍に前記撮影光学系が位置するか否
かを判定することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
焦点調節装置において、前記撮影光学系が減速中か否かを判断する減速判断手段
を備え、前記速度制限手段は、前記減速判断手段により減速中と判断されたときは、前
記撮影光学系の繰り出し速度を制限しないことを特徴と
する焦点調節装置。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれか１項に記載の
焦点調節装置において、前記端点判定手段は、前記撮影光学系ごとに個別配置され、かつ前記撮影光学
系が繰り出し端の近傍に位置するか否かを検出する絶対
位置センサと、前記絶対位置センサの出力情報を、前記撮影光学系のマ
ウント部を介して、前記速度制限手段側に伝達する伝達
機構とを備えてなることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項６】請求項１乃至４のいずれか１項に記載の
焦点調節装置において、前記端点判定手段は、前記撮影光学系が繰り出し端に到達した際に、繰り出し
位置を記憶する端点記憶手段と、前記端点記憶手段に記憶された繰り出し位置の近傍に、
前記撮影光学系が位置するか否かを判定する相対位置判
定手段とを備えてなることを特徴とする焦点調節装置。