JPH0980296A - 自動合焦装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境条件の影響を抑制して撮影レンズを目標
地点まで所定時間内に正確に移動する。 【解決手段】 撮影レンズ４を合焦駆動するレンズ駆動
手段１２と、撮影レンズ４の焦点はずれ量を検出する焦
点はずれ量検出手段５と、焦点はずれ量検出手段５によ
り検出された焦点はずれ量に基づいて撮影レンズ４の目
標地点までの最適な移動軌跡を設定する移動軌跡設定手
段７と、移動軌跡設定手段７により設定された移動軌跡
に沿ってレンズ駆動手段１２により撮影レンズ４を移動
する制御手段７とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮影レンズを駆動
して被写体に合焦させる自動合焦装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】撮影レンズを駆動して被写体に合焦させ
る自動合焦装置が知られている。この種の装置では、撮
影レンズを目標地点へ移動する際に、目標までの残駆動
量に対してモーターの可変電圧駆動における駆動電圧を
段階的に変えたり、パルス電圧駆動におけるデューティ
比を変え、目標地点の近傍で十分に減速させた上で停止
している。あるいはまた、数式１に示すように、現在の
速度、目標地点までの残駆動量および残駆動量の積算値
を線形結合してパルス電圧駆動におけるデューティ比ま
たは可変電圧駆動における駆動電圧を決定する、いわゆ
るＰＩＤ法により撮影レンズを合焦駆動している。

【数１】ｐ＝αＶ＋β・ΔＸ＋γ・∫ΔＸｄｔ ここで、Ｖは測定された現在速度、ΔＸは目標までの残
駆動量、α，β，γは定数である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
自動合焦装置における上述した撮影レンズの駆動制御方
法には、カメラならびに撮影レンズの一般的性質からい
くつかの解決すべき問題点がある。つまり、カメラは夏
の炎天下における高い温度から氷点下よりもはるかに低
い温度までの広い周囲温度範囲で使用され、また使用さ
れる姿勢も被写体によって変化し全く一定することがな
いため、一様な駆動方法では環境の影響を受けやすく、
望ましい合焦駆動を実現するのが困難である。たとえ
ば、モーターに同一デューティ比や同一駆動電圧の駆動
電源を供給していても、周囲温度が変化すると潤滑油の
粘性抵抗や駆動系に用いられるギアの噛み合わせ状態が
膨張収縮により変化するため、伝達効率が変化して駆動
力が変わってしまう。また、駆動される合焦レンズ群が
カメラの姿勢により上向きの駆動や下向きの駆動となっ
て駆動部の加重が変わるため、必要な駆動力が変化す
る。さらに、電源電池の端子電圧の変化や温度低下に伴
う電池の内部抵抗値の増大などにより、実質的な駆動力
が変化する。このように、レンズの駆動系は種々の環境
条件に対して敏感であり、実際の駆動が設計時に想定し
た駆動と異なった条件で行われることを前提としなけれ
ばならないので、定常的な駆動性能もしくは駆動能力を
決定することは極めて困難なことである。

【０００４】従来の自動合焦装置における撮影レンズの
駆動制御方法は、上述したような環境条件の実際の駆動
力に与える影響を基本的に無視しており、環境変化に起
因した駆動力の変動が排除されていないために、一定距
離だけ撮影レンズを合焦駆動する時の所要時間は大きく
ばらつく。このような駆動能力のばらつきは時間的な問
題にとどまらず、それ以外にも大きな問題を含んでい
る。つまり、条件によっては目標地点で停止することが
できずに通り過ぎてしまうというオーバーラン現象を引
き起こすことがある。また、駆動伝達系はギアなどの機
械部品で構成されているから、それらの有するガタによ
りオーバーラン後の逆転駆動時には目標地点で正確に停
止することができない。その結果、正確に駆動を収束す
ることができなくなる。また、所要移動時間がばらつく
ことはカメラにとってはかなり不都合な条件となる。通
常、カメラは合焦駆動後に露光が行なわれるが、所要移
動時間がばらつくと、最適なタイミングでシャッターが
レリーズされても実際の露光タイミングがばらつく。こ
のレリーズタイムラグの揺らぎはカメラの使用者に不快
感を与え、シャッターチャンスを逃す原因ともなる。ま
た、連写においても、撮影速度が環境により変化して一
定にならない。

【０００５】本発明の目的は、環境条件の影響を抑制し
て撮影レンズを目標地点まで所定時間内に正確に移動す
る自動合焦装置を提供することにある。

【０００６】

【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の発明は、撮影レンズを合焦駆動するレン
ズ駆動手段と、前記撮影レンズの焦点はずれ量を検出す
る焦点はずれ量検出手段と、前記焦点はずれ量検出手段
により検出された焦点はずれ量に基づいて、前記撮影レ
ンズの目標地点までの最適な移動軌跡を設定する移動軌
跡設定手段と、前記移動軌跡設定手段により設定された
移動軌跡に沿って前記レンズ駆動手段により前記撮影レ
ンズを移動する制御手段とを備える。請求項２の自動合
焦装置は、前記移動軌跡設定手段によって、前記目標地
点で前記撮影レンズの移動速度および移動加速度が０と
なるような移動軌跡を設定するようにしたものである。
請求項３の自動合焦装置は、前記移動軌跡設定手段によ
って、前記焦点はずれ量と前記目標地点までの所要移動
時間と最大移動速度とに基づいて移動軌跡を設定するよ
うにしたものである。請求項４の自動合焦装置は、前記
焦点はずれ量検出手段により検出された焦点はずれ量に
基づいて、前記撮影レンズを前記目標地点まで移動する
ためのレンズ駆動量を演算するレンズ駆動量演算手段
と、前記撮影レンズの実際の移動量を検出するレンズ移
動量検出手段と、前記レンズ駆動量演算手段により演算
されたレンズ駆動量と前記レンズ移動量検出手段により
検出された実際のレンズ移動量とに基づいて、前記撮影
レンズの残駆動量を演算する残駆動量演算手段と、前記
残駆動量演算手段により演算された残駆動量に基づい
て、所定時間後の前記移動軌跡上の目標位置とその目標
位置における目標速度を決定する目標値決定手段とを備
え、前記制御手段によって、前記所定時間後に前記撮影
レンズが前記目標位置を前記目標速度で移動するように
制御するようにしたものである。請求項５の自動合焦装
置は、前記レンズ移動量検出手段により検出された移動
量に基づいて前記撮影レンズの現在位置および現在の移
動速度を演算する現在値演算手段を備え、前記制御手段
によって、前記目標値決定手段により決定された目標位
置および目標速度と前記現在値演算手段により演算され
た現在位置および現在の移動速度とに基づいて、前記レ
ンズ駆動手段の駆動力を決定するようにしたものであ
る。請求項６の自動合焦装置は、前記レンズ駆動手段に
よって、前記制御手段により決定された駆動力に応じた
パルス電圧駆動におけるデューティー比または可変電圧
駆動における駆動電圧で前記撮影レンズを駆動するよう
にしたものである。請求項７の自動合焦装置は、前記移
動軌跡設定手段によって、移動軌跡から移動時間に対す
る位置とその位置における移動速度のテーブルを作成
し、前記制御手段によって、前記テーブルを参照しなが
ら前記レンズ駆動手段により前記撮影レンズを移動する
ようにしたものである。

【０００７】請求項１の自動合焦装置では、撮影レンズ
の焦点はずれ量に基づいて撮影レンズの目標地点までの
最適な移動軌跡を設定し、その移動軌跡に沿って撮影レ
ンズを移動する。請求項２の自動合焦装置では、撮影レ
ンズの焦点はずれ量に基づいて目標地点で撮影レンズの
移動速度および移動加速度が０となるような移動軌跡を
設定し、その移動軌跡に沿って撮影レンズを移動する。
請求項３の自動合焦装置では、撮影レンズの焦点はずれ
量と目標地点までの所要移動時間と最大移動速度とに基
づいて移動軌跡を設定し、その移動軌跡に沿って撮影レ
ンズを移動する。請求項４の自動合焦装置では、撮影レ
ンズの残駆動量に基づいて所定時間後の移動軌跡上の目
標位置とその目標位置における目標速度を決定し、所定
時間後に撮影レンズが目標位置を目標速度で移動するよ
うに撮影レンズを駆動制御する。請求項５の自動合焦装
置では、撮影レンズの現在位置および現在の移動速度
と、所定時間後の移動軌跡上の目標位置およびその目標
位置における目標速度とに基づいてレンズ駆動手段の駆
動力を決定し、その駆動力で撮影レンズを駆動する。請
求項６の自動合焦装置では、撮影レンズの現在位置およ
び現在の移動速度と、所定時間後の移動軌跡上の目標位
置およびその目標位置における目標速度とに基づいて駆
動力を決定し、その駆動力に応じたパルス電圧駆動にお
けるデューティー比または可変電圧駆動における駆動電
圧で撮影レンズを駆動する。請求項７の自動合焦装置で
は、移動軌跡から移動時間に対する位置とその位置にお
ける移動速度のテーブルを作成し、そのテーブルを参照
しながら撮影レンズを移動する。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は一発明の実施の形態の構成
を示す機能ブロック図である。図において、レンズ部１
はカメラボディ２に着脱され交換可能である。ミラー３
は、撮影レンズ４を通過した光束の一部を不図示のファ
インダーへ導くとともに、他の一部を焦点はずれ量検出
部５へ導く。焦点はずれ量検出部５は、撮影レンズ４の
焦点面と予定結像面（フィルム面）６との間の焦点はず
れ量、すなわちデフォーカス量を検出し、検出したデフ
ォーカス量を演算部７へ送る。ところで、撮影レンズ４
の移動量はモーター軸エンコーダ８により１パルス当た
り所定の移動量を示すパルス数として検出されるので、
焦点はずれ量検出部５で検出したデフォーカス量をエン
コーダー８と同一単位のパルス数に変換すれば制御上都
合がよい。そこで、駆動量／焦点はずれ量変換部９によ
ってデフォーカス量をパルス数で表されるレンズ駆動量
に変換する。なお、モーター軸の回転量に変換してもよ
い。変換されたレンズ駆動量はメモリ１０に格納され、
レンズ駆動制御に用いられる。なお、演算部７はマイク
ロコンピューターにより構成され、後述する制御プログ
ラムを実行して合焦制御を行なう。

【０００９】この発明の実施の形態では、環境条件の影
響を抑制して撮影レンズ４を目標地点まで所定の移動時
間内に正確に移動するために、目標地点に近づくにつれ
て位置や速度が急激に変化しないように、目標地点で速
度のみならず加速度も０となるような撮影レンズ４の移
動軌跡を設定し、この移動軌跡に沿って撮影レンズ４を
移動する。なお、この移動軌跡の算出方法については後
述する。デフォーカス量に基づいて撮影レンズ４の駆動
量が決定されると、レンズ駆動制御が開始されるととも
に、撮影レンズ４の実際の移動量がモーター軸エンコー
ダ８によりモニターされる。モータ軸エンコーダ８によ
り検出されたレンズ移動量の読み込みから、ＰＷＭモー
タドライバー１１によるモータ駆動力の出力までを一連
のレンズ駆動制御サイクルとした場合、レンズ駆動制御
サイクルごとの撮影レンズ４の駆動すべき量である残駆
動量を求める。残駆動量の初期値は最初にメモリ１０に
格納したレンズ駆動量であり、レンズ駆動開始後はレン
ズ駆動制御サイクルごとに残駆動量からエンコーダ８に
より検出された実際のレンズ移動量が差し引かれ、残駆
動量が更新される。次に、残駆動量に基づいて上記移動
軌跡上の所定時間後の目標位置とその位置における目標
速度を決定する。これは、予め定めたテーブルを参照し
て決定するか、あるいは演算により算出する。なお、目
標位置と目標速度の決定方法については後述する。上述
したレンズ駆動制御サイクルを例えば２ｍｓとすると、
移動軌跡上の２ｍｓ後の位置とその位置における速度を
駆動の目標値として設定する。なお、この発明の実施の
形態では目標位置と目標速度を定める時点を１駆動制御
サイクル後としたが、１駆動制御サイクル以外の所定時
間後としてもよい。

【００１０】目標位置と目標速度が決定されたら、演算
部７で、目標位置および目標速度とモニターされた現在
位置および現在の移動速度との誤差量を求め、この誤差
量を例えば数式２に示すようなＰＤ型の誤差式に代入し
て駆動力ｐを求める。

【数２】ｐ＝α（Ｖｐ−Ｖ）＋β（Ｘｐ−Ｘ） ここで、Ｖｐは目標速度、Ｖは現在速度、Ｘｐは目標位
置、Ｘは現在位置、α，βは係数である。また、駆動力
ｐはモータに印加されるデューティ比または駆動電圧を
表わす量である。デューティ比および駆動電圧はそれぞ
れ上限と下限が存在するので、モータおよびギア１２の
駆動制御ではそれらを越えないようにしなければならな
い。

【００１１】なお、数式２による駆動力ｐの算出方法で
は、誤差項を一次式の結合としたが、駆動力ｐの算出方
法は上記数式２にる方法に限定されず、数式３に示すよ
うに誤差項のｎ次や１／ｎ次の結合としてもよい。

【数３】

【００１２】このようにして駆動力ｐが算出されたら、
駆動力ｐをＰＷＭモータドライバー１１へ出力する。Ｐ
ＷＭモータドライバー１１は、駆動力ｐに応じたパルス
電圧駆動におけるデューティ比のＰＷＭ信号を発生して
モータおよびギア１２に供給するか、あるいは駆動力ｐ
に応じた可変電圧駆動における駆動電圧を発生してモー
タおよびギア１２に供給する。モータおよびギア１２は
駆動力ｐを発生し、その駆動力ｐはカメラボディ２とレ
ンズ部１との間のギアおよびジョイント１３を介してレ
ンズ部１へ伝達され、駆動力ｐによりギア系を介して撮
影レンズ４が合焦駆動される。以上説明したレンズ駆動
制御を撮影レンズ４が目標地点に至るまで行ない、最初
に設定された移動軌跡に沿って予め定めた時間内に移動
を終了させる。

【００１３】次に、移動軌跡の設定方法と、目標位置お
よび目標速度の決定方法を説明する。まず、環境条件の
影響を抑制して撮影レンズ４を目標地点まで所定の移動
時間内に正確に駆動するために、目標地点に近づくにつ
れて位置や速度が急激に変化しないように、目標地点で
速度のみならず加速度も０となるような撮影レンズ４の
移動軌跡を設定する。撮影レンズ４を、例えば最大移動
速度１２０μｍ／ｍｓ以下で、移動量３０００μｍを所
要移動時間６０ｍｓで移動する軌跡を考えると、その軌
跡は数式４により算出できる。なお、移動距離は実際に
はパルス数で表わされるが、ここでは理解しやすくする
ために距離で表わす。

【数４】 ここで、ｙは残駆動量、ｔはその位置から目標地点に到
達するのに要する時間である。数式４による残駆動量の
演算結果を図２のグラフで示す。さらに、数式４を微分
して移動速度を求める。

【数５】 数式５による移動速度の演算結果を図３のグラフで示
す。また、同一条件における移動加速度を図４のグラフ
で示す。図２〜図４から明らかなように、目標地点に近
づくにつれて残駆動量、移動速度および移動加速度が０
に近づく。なお、この明細書では単に「撮影レンズ４の
残駆動量、移動速度および移動加速度」という表現を用
るが、これは正確には撮影レンズ４に含まれる焦点整合
用レンズの残駆動量、移動速度および移動加速度のこと
である。また、静止被写体の場合には撮影レンズ４の焦
点整合用レンズの移動速度および移動加速度を撮影レン
ズ４の像面移動速度および像面移動加速度と考えてもよ
いが、移動被写体の場合には像面移動速度および像面移
動加速度の中に被写体自身の移動速度および移動加速度
が含まれるので、それらの取り扱いに注意しなければな
らない。

【００１４】上述した数式２〜５により駆動力ｐを算出
しながらレンズ駆動を行なうことが可能であるが、この
発明の実施の形態では撮影レンズ４の移動量、所要移動
時間および最大移動速度に基づいて撮影レンズ４の目標
地点までの最適な移動軌跡を設定し、その移動軌跡から
残駆動量、移動速度および移動加速度のテーブルを予め
作成し、それらのテーブルを参照しながらレンズ駆動制
御を行なう。これにより、デフォーカス量が検出される
たびに数式４，５により移動軌跡を設定する必要がな
く、テーブルを参照するだけで目標位置と目標速度が決
定できるので、マイクロコンピューターの負担が軽減さ
れる上に、レンズ駆動制御の応答性を向上させることが
できる。位置テーブル１４は図５に示す残駆動量テーブ
ル２を格納するメモリであり、速度テーブル１５は図５
に示す移動速度テーブル３を格納するメモリである。テ
ーブル２およびテーブル３の各数値は、テーブル１に示
される現在位置から目標地点までの所要移動時間にそれ
ぞれ対応している。例えば残駆動量が２０００μｍの場
合には、その位置から目標地点までの所要移動時間は５
１ｍｓが期待され、その時点での速度は９９．７１μｍ
／ｍｓでなければならない。

【００１５】今、１駆動制御サイクルを例えば２ｍｓと
した場合のテーブルの使用法を説明する。まず、レンズ
駆動量からモータ軸エンコーダ８により検出された撮影
レンズ４の移動量を差し引いて残駆動量を求める。この
残駆動量をテーブル２に示す残駆動量テーブルと比較
し、残駆動量に対応するテーブル１の所要移動時間を求
める。上述した２０００μｍの残駆動量の場合には、２
００８．１９μｍの残駆動量に対応する所要移動時間５
１ｍｓを選択する。この所要移動時間に対してさらに次
回の駆動制御サイクルまたは系の時定数を考慮し、所要
移動時間から所定時間を差し引いた時間に対応する位置
とその位置における速度を目標位置および目標速度とし
て設定する。ここでは１駆動制御サイクルを２ｍｓとし
ているので、４９（＝５１−２）ｍｓに対応する目標位
置１８１３．７６μｍと、目標速度９４．７１μｍ／ｍ
ｓを設定する。このようにして目標位置および目標速度
を決定したら、数式２および数式３にこれらの目標値を
代入して現在位置および現在の移動速度との差分から駆
動に必要なデューティ比または駆動電圧を算出する。こ
れをＰＷＭモータードライバー１１に出力すれば、１回
のモーター駆動制御サイクルが終了する。

【００１６】図６は、演算部７のマイクロコンピュータ
ーの合焦制御プログラムを示すフローチャートである。
このフローチャートにより、発明の実施の形態の合焦制
御を説明する。演算部７のマイクロコンピューターは、
焦点はずれ量検出部５によりデフォーカス量が検出さ
れ、不図示のシーケンス制御部から検出されたデフォー
カス量に基づく撮影レンズ４の焦点調節指令が出される
と、図６に示すプログラムの実行を開始する。ステップ
１において、焦点はずれ量検出部５により検出された焦
点はずれ量すなわちデフォーカス量を読み込み、モータ
軸エンコーダ８と同一のパルス数単位のレンズ駆動量に
変換し、メモリ１０に格納する。ステップ２で、モータ
軸エンコーダ８により検出されたパルス数に基づいて、
撮影レンズ４の現在位置と現在の移動速度を求める。ス
テップ３において、レンズ駆動量からモータ軸エンコー
ダ８により検出された実際のレンズ移動量を差し引いて
残駆動量を算出する。なお、レンズ駆動を開始する前は
実際のレンズ移動量が０であるから、残駆動量の初期値
はステップ１でメモリ１０に格納したレンズ駆動量であ
る。ステップ４で、図５に示す時間テーブル１と残駆動
量テーブル２を参照して残駆動量に対応する目標地点ま
での所要移動時間を求め、その所要移動時間から１駆動
制御サイクルを差し引いた時間を決定する。さらに、残
駆動量テーブル２を参照して決定した時間に対応する残
駆動量すなわち目標位置を決定するとともに、移動速度
テーブル３を参照して上記決定時間に対応する目標速度
を決定する。ステップ５において、ステップ２で検出さ
れた現在位置および現在速度と、ステップ４で決定され
た目標位置および目標速度とを数式２または数式３へ代
入し、駆動力ｐを算出する。次にステップ６で、ＰＷＭ
モータドライバー１１を制御して駆動力ｐに応じたデュ
ーティー比または駆動電圧を発生させ、モータおよびギ
ア１２を駆動制御する。ステップ７において、目標地点
に到達したか否かを判断し、目標地点に到達したら処理
を終了し、そうでなければステップ２へ戻って目標地点
に到達するまで上記処理を繰り返す。

【００１７】−発明の実施の形態の変形例− 上述した発明の実施の形態では、撮影レンズ４の駆動制
御に必要な回路と機器をほとんどカメラボディ２に設置
する例を示したが、レンズ駆動制御に必要な回路と機器
をレンズ部に設置する上記発明の実施の形態の変形例を
説明する。図７は発明の実施の形態の変形例を示す機能
ブロック図である。なお、図１に示す発明の実施の形態
の構成要素と同一の要素に対しては同一の符号を付し、
同様な機能を有する要素に対しては図１示す符号の後に
Ａを付して説明を省略する。この変形例では、レンズ駆
動制御に必要な焦点はずれ量検出部５以外の回路と機器
をレンズ部１Ａに設置する。焦点はずれ量検出部５で検
出されたデフォーカス量は、通信用インタフェース１
６，１７を介してレンズ部１Ａの演算部７Ａに送られ
る。また、エンコーダ８Ａは撮影レンズ４Ａの移動量を
直接検出する。なお、上述した発明の実施の形態ではカ
メラボディ２からレンズ部１へ機械的にレンズ駆動力を
伝達したが、この変形例ではモータおよびギア１２Ａを
レンズ部１Ａに内蔵しているので、レンズ部１Ａとカメ
ラボディ２Ａは通信用インタフェース１６，１７を介し
て電気的に接続される。この変形例は上記発明の実施の
形態と回路および機器の配置が異なるだけで、合焦制御
は図６に示す上記発明の実施の形態と同様であり、説明
を省略する。この変形例では、レンズ駆動系のほとんど
がレンズ部１Ａに設置されるので、本発明のレンズ駆動
制御機能を付加すれば従来の自動合焦装置よりもかなり
速いＡＦ動作を期待することができる。

【００１８】このように、撮影レンズ４，４Ａの焦点は
ずれ量に基づいて撮影レンズ４，４Ａの目標地点までの
最適な移動軌跡を設定し、その移動軌跡に沿って撮影レ
ンズ４，４Ａを移動するようにしたので、環境条件が変
化しても撮影レンズ４，４Ａを目標地点まで所定時間内
に正確に移動することができる。また、連写を行なう場
合でも、環境条件が変化しても撮影速度が一定になる。
さらに、環境条件が変化した時のレリーズタイムラグの
揺らぎが低減されて正確な露光タイミングが得られ、シ
ャッターチャンスを逃すようなことがなくなる。また、
撮影レンズ４，４Ａの焦点はずれ量に基づいて目標地点
で撮影レンズ４，４Ａの移動速度および移動加速度が０
となるような移動軌跡を設定し、その移動軌跡に沿って
撮影レンズ４，４Ａを移動するようにしたので、目標地
点に近づくにつれて位置や速度が急激に変化するような
ことがなく、環境条件が変化しても単調減少の移動軌跡
に沿って撮影レンズ４，４Ａを目標地点まで所定時間内
に正確に移動することができる。さらに、撮影レンズ
４，４Ａの焦点はずれ量と目標地点までの所要移動時間
と最大移動速度とに基づいて移動軌跡を設定し、その移
動軌跡に沿って撮影レンズ４，４Ａを移動するようにし
たので、目標地点までの最適な移動軌跡が設定され、環
境条件が変化してもその移動軌跡に沿って撮影レンズ
４，４Ａを目標地点まで所定時間内に正確に移動するこ
とができる。撮影レンズ４，４Ａの残駆動量に基づいて
所定時間後の移動軌跡上の目標位置とその目標位置にお
ける目標速度を決定し、所定時間後に撮影レンズ４，４
Ａが目標位置を目標速度で移動するように撮影レンズ
４，４Ａを駆動制御するようにしたので、移動軌跡上の
所定時間ごとの位置とその位置における速度が木目細か
く制御され、撮影レンズ４，４Ａを正確に移動軌跡に沿
って移動することができ、環境条件が変化しても撮影レ
ンズ４，４Ａを目標地点まで所定時間内に正確に移動す
ることができる。さらにまた、撮影レンズ４，４Ａの現
在位置および現在の移動速度と、所定時間後の移動軌跡
上の目標位置およびその目標位置における目標速度とに
基づいてモータ１２の駆動力を決定し、その駆動力で撮
影レンズ４，４Ａを駆動するようにした。具体的には、
駆動力に応じたパルス電圧駆動におけるデューティー比
または可変電圧駆動における駆動電圧でモータ１２を駆
動するようにした。これにより、移動軌跡上の所定時間
ごとの駆動力、すなわちデューティー比または駆動電圧
が木目細かく制御され、撮影レンズ４，４Ａを正確に移
動軌跡に沿って移動することができ、環境条件が変化し
ても撮影レンズ４，４Ａを目標地点まで所定時間内に正
確に移動することができる。移動軌跡から移動時間に対
する位置とその位置における移動速度のテーブルを作成
し、そのテーブルを参照しながら撮影レンズ４，４Ａを
移動するようにしたので、デフォーカス量が検出される
たびに移動軌跡を算出する必要がなく、テーブルを参照
するだけで目標位置と目標速度が決定でき、演算部７の
マイクロコンピューターの負担が軽減されてレンズ駆動
制御の応答性を向上させることができる。なお、図２〜
図４に示す移動軌跡と図５に示す所要時間、残駆動量、
移動速度および移動加速度のテーブルはこれらに限定さ
れない。

【００１９】以上の発明の実施の形態の構成において、
モータおよびギア１２がレンズ駆動手段を、焦点はずれ
量検出部５が焦点はずれ量検出手段を、演算部７が移動
軌跡設定手段、制御手段、レンズ駆動量演算手段、残駆
動量演算手段、目標値決定手段および現在値演算手段
を、モーター軸エンコーダ８がレンズ移動量検出手段を
それぞれ構成する。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、撮影レンズの焦点はずれ量に基づいて撮影レンズ
の目標地点までの最適な移動軌跡を設定し、その移動軌
跡に沿って撮影レンズを移動するようにしたので、環境
条件が変化しても撮影レンズを目標地点まで所定時間内
に正確に移動することができる。また、連写を行なう場
合でも、環境条件が変化しても撮影速度が一定になる。
さらに、環境条件が変化した時のレリーズタイムラグの
揺らぎが低減されて正確な露光タイミングが得られ、シ
ャッターチャンスを逃すようなことがなくなる。請求項
２の発明によれば、撮影レンズの焦点はずれ量に基づい
て目標地点で撮影レンズの移動速度および移動加速度が
０となるような移動軌跡を設定し、その移動軌跡に沿っ
て撮影レンズを移動するようにしたので、目標地点に近
づくにつれて位置や速度が急激に変化するようなことが
なく、環境条件が変化しても単調減少の移動軌跡に沿っ
て撮影レンズを目標地点まで所定時間内に正確に移動す
ることができる。請求項３の発明によれば、撮影レンズ
の焦点はずれ量と目標地点までの所要移動時間と最大移
動速度とに基づいて移動軌跡を設定し、その移動軌跡に
沿って撮影レンズを移動するようにしたので、目標地点
までの最適な移動軌跡が設定され、環境条件が変化して
もその移動軌跡に沿って撮影レンズを目標地点まで所定
時間内に正確に移動することができる。請求項４の発明
によれば、撮影レンズの残駆動量に基づいて所定時間後
の移動軌跡上の目標位置とその目標位置における目標速
度を決定し、所定時間後に撮影レンズが目標位置を目標
速度で移動するように撮影レンズを駆動制御するように
したので、移動軌跡上の所定時間ごとの位置とその位置
における速度が木目細かく制御され、撮影レンズを正確
に移動軌跡に沿って移動することができ、環境条件が変
化しても撮影レンズを目標地点まで所定時間内に正確に
移動することができる。請求項５および請求項６の発明
によれば、撮影レンズの現在位置および現在の移動速度
と、所定時間後の移動軌跡上の目標位置およびその目標
位置における目標速度とに基づいてレンズ駆動手段の駆
動力を決定し、その駆動力で撮影レンズを駆動するよう
にした。具体的には、駆動力に応じたパルス電圧駆動に
おけるデューティー比または可変電圧駆動における駆動
電圧で撮影レンズを駆動するようにした。これにより、
移動軌跡上の所定時間ごとの駆動力、すなわちデューテ
ィー比または駆動電圧が木目細かく制御され、撮影レン
ズを正確に移動軌跡に沿って移動することができ、環境
条件が変化しても撮影レンズを目標地点まで所定時間内
に正確に移動することができる。請求項７の発明によれ
ば、移動軌跡から移動時間に対する位置とその位置にお
ける移動速度のテーブルを作成し、そのテーブルを参照
しながら撮影レンズを移動するようにしたので、デフォ
ーカス量が検出されるたびに移動軌跡を算出する必要が
なく、テーブルを参照するだけで目標位置と目標速度が
決定でき、マイクロコンピューターの負担が軽減されて
レンズ駆動制御の応答性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一発明の実施の形態の構成を示す機能ブロック
図。

【図２】目標地点までの所要時間に対する撮影レンズの
残駆動量を示す図。

【図３】目標地点までの所要時間に対する撮影レンズの
移動速度を示す図。

【図４】目標地点までの所要時間に対する撮影レンズの
移動加速度を示す図。

【図５】所要時間、残駆動量、移動速度および移動加速
度のテーブルを示す図。

【図６】合焦制御プログラムを示すフローチャート。

【図７】発明の実施の形態の変形例の構成を示す機能ブ
ロック図。

【符号の説明】

１，１Ａ レンズ部 ２，２Ａ カメラボディ ３ ミラー ４，４Ａ 撮影レンズ ５ 焦点はずれ量検出部 ６ 予定焦点面（フィルム面） ７，７Ａ 演算部 ８ モーター軸エンコーダ ８Ａ レンズ位置エンコーダ ９，９Ａ 駆動量／焦点はずれ量変換部 １０，１０Ａ メモリ １１，１１Ａ ＰＷＭモータードライバー １２，１２Ａ モータ＆ギア １３ ギア＆ジョイント １４，１４Ａ 位置テーブル １５，１５Ａ 速度テーブル １６，１７ 通信用インタフェース

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮影レンズを合焦駆動するレンズ駆動手
   段と、 前記撮影レンズの焦点はずれ量を検出する焦点はずれ量
   検出手段と、 前記焦点はずれ量検出手段により検出された焦点はずれ
   量に基づいて、前記撮影レンズの目標地点までの最適な
   移動軌跡を設定する移動軌跡設定手段と、 前記移動軌跡設定手段により設定された移動軌跡に沿っ
   て前記レンズ駆動手段により前記撮影レンズを移動する
   制御手段とを備えることを特徴とする自動合焦装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の自動合焦装置におい
   て、 前記移動軌跡設定手段は、前記目標地点で前記撮影レン
   ズの移動速度および移動加速度が０となるような移動軌
   跡を設定することを特徴とする自動合焦装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の自動合
   焦装置において、 前記移動軌跡設定手段は、前記焦点はずれ量と前記目標
   地点までの所要移動時間と最大移動速度とに基づいて移
   動軌跡を設定することを特徴とする自動合焦装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかの項に記載の自
   動合焦装置において、 前記焦点はずれ量検出手段により検出された焦点はずれ
   量に基づいて、前記撮影レンズを前記目標地点まで移動
   するためのレンズ駆動量を演算するレンズ駆動量演算手
   段と、 前記撮影レンズの実際の移動量を検出するレンズ移動量
   検出手段と、 前記レンズ駆動量演算手段により演算されたレンズ駆動
   量と前記レンズ移動量検出手段により検出された実際の
   レンズ移動量とに基づいて、前記撮影レンズの残駆動量
   を演算する残駆動量演算手段と、 前記残駆動量演算手段により演算された残駆動量に基づ
   いて、所定時間後の前記移動軌跡上の目標位置とその目
   標位置における目標速度を決定する目標値決定手段とを
   備え、 前記制御手段は、前記所定時間後に前記撮影レンズが前
   記目標位置を前記目標速度で移動するように制御するこ
   とを特徴とする自動合焦装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の自動合焦装置におい
   て、 前記レンズ移動量検出手段により検出された移動量に基
   づいて前記撮影レンズの現在位置および現在の移動速度
   を演算する現在値演算手段を備え、 前記制御手段は、前記目標値決定手段により決定された
   目標位置および目標速度と前記現在値演算手段により演
   算された現在位置および現在の移動速度とに基づいて、
   前記レンズ駆動手段の駆動力を決定することを特徴とす
   る自動合焦装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の自動合焦装置におい
   て、 前記レンズ駆動手段は、前記制御手段により決定された
   駆動力に応じたパルス電圧駆動におけるデューティー比
   または可変電圧駆動における駆動電圧で前記撮影レンズ
   を駆動することを特徴とする自動合焦装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかの項に記載の自
   動合焦装置において、 前記移動軌跡設定手段は、移動軌跡から移動時間に対す
   る位置とその位置における移動速度のテーブルを作成
   し、 前記制御手段は、前記テーブルを参照しながら前記レン
   ズ駆動手段により前記撮影レンズを移動することを特徴
   とする自動合焦装置。