JPS5926709A - 自動焦点調節式カメラのレンズ駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動焦点調節式カメラのレンズを目的位置に停
止させるためのレンズ駆動制御装置に関する。

移動体制御には移動体の現位置と目的位置との差を常時
検出しながらこの差がＯになるようにフィードバック制
御を行う方式と、移動体の初期位置と目的位置とから移
動体の必要な移動距離を予め算出し、移動体の移動量を
検出して、その移動は後者の方式に属するもので、自動
焦点調節式力である。即ち目的の位置になるべく正確に
なるべく速く移動体を移動させると云う能力である。高
速と云う要求は移動体を高速で移動させればよいが、そ
うすると運動部分の慣性力が犬となυ、移動体を目的位
置に停止させようとしてもオーバーランを生じ正確と云
う要求が満たされなくなる。

強大なブレーキ力を作用させれば良いがこのようにする
と装置全体に非常に無理な力が作用することになって実
際問題として実現困難である。適当なブレーキ力の作用
の下でのオーバーランの量を見込Ｘ７で早めに移動停止
の動作を行わせると、高速と、成る程度の正確さと、無
理のない作用力が実現できる筈であるが、オーバーラン
のｔ　は色々な因子の影響を受けて変動するので実際問
題として正確は期し難いのである。従って本発明は高速
に向 次にまず自動焦点調節式カメラ１！＠ｉｅ　して本発明
の背景及び目的を更に詳細具体的に説明する。

近年半導体技術の進歩により、イメージセンサ等のカメ
ラに内蔵できるほど小さく合焦検出に使用できる安価な
素子が現われてきた。それにともなって自動焦点調節式
１眼レフカメラも考えられ実用化もされてきた。しかし
１眼レフカメラではカメラ使用者の技術レベルの高さか
ら考えてもかなり精度のよい自動焦点調節システムが要
求され、合焦検出の出力に応じて精度よく撮影レンズを
動かすモーター制御技術が必要になって来た。

ととるが現在の自動焦点システムに使われているような
電荷蓄積型素子を用いたものでは１回の測光・演算に比
較的長い時間を要し、合焦位置信号は連続ではない。一
般のモーターの閉ループ制御技術のように位置センサー
等の出力が移動体の移動に応じて連続して得られるよう
なものであれば、比較的制御は行いやすいが、前述のよ
うな電荷蓄積型素子を用いたシステムでは、出力が連続
でないのと、モーター回転中の出力は検出に比較的時間
を要するためにレンズのどの位置での合焦力＼ 位置信号Ｎ不明で信頼性に欠けるということもあって、
モーターの閉ループ制御等の従来のモーター制御技術は
適用しにくい部分が多い。

第］に電荷蓄積型素子を用いるため合焦までのレンズ移
動量に相当する出力が連続ではなく測定に要する数十μ
ｓ〜数百ｍＳと処理時間数十ｍｓを経過してはじめて１
回の出力が得られ、特に測定に要する時間は明るさに関
係し暗ければ暗いほど時期は長くなる。従ってレンズの
合焦よりの距離に応じてモーターの速度を変えれる（合
焦点よりの距離とモーター速度を比例させる）ような制
御はいつも合焦点からのレンズ位置を知ることが前述の
理由よシできないので困難である。第２にモーターの制
御性の問題がある。

レンズがモーターの回転によυ合焦点まで移動シソコで
モーターの通電を断ってもレンズはモーター、伝達系の
慣性によシすぐには止まらずオーバーランをする。この
オーバーランの量は合焦点からのレンズのずれとなり目
的の被写体にとって正確なピントが得られない。これは
オーバーラン量だけ合焦点から手前でモーターの通電を
断てばちょうど合焦点に停まる計算になるわけだが、こ
れはオーバーラン量が一定している場合に限られ自動焦
点のコ眼レフシステムでは、レンズ駆動トルクが変動し
やすく、そのだめオーバーラン量も一定とはならない。

特にカメラボディ内部のモーター１）回転ヲマウントを
通して交換レンズのレンズ駆動部に伝達するシステムで
は交換レンズによってモーターにかかるトルクが異るし
、レンズ１駆動部のトルクが温度によって大きく変わる
。さらに一定の温度下でも、レンズの位置によってトル
クが変動する。このようにモーターにががるトルクが変
わるとオーバーラン量は一定せず変化する。

又電源電圧か変動してもオーバーラン量が変動する０カ
メラでは電池駆動になるので安定した電源は望めない。

以上のような問題があり、特に前者の問題より測距シス
テムよりの出力を受けと沙ながらレンズを除々に合焦点
へ移動させたのでは暗い時に非常に多くの時間を合焦点
までに要してしまい自動焦点システムの応答性が問題に
なる。従って測距システムの１回の出力で正確に合焦点
にレンズを移動させることが必要でありそのようなシス
テムでは今度は上記のモーターの停止時のオーバーラン
量の問題の解決が必要となってくる。とのオーパテラン
計は、モーター通電停止時のモーター速度が速ければ多
くなる。又オーバーラン量のバラツキは、上記速度の変
動分と、負荷トルクの変動分とがある。従ってオーバー
ラン量をできるだけ小さくバラツキを少なくするにはモ
ーターの通電停止時のモーター速度を負荷、電圧変動に
関係なく一定にしかもプきるだけ低くすることが良い。

しかしながらモーターをレンズ移動範囲すべてで低速に
制御するのは合焦脣でに時間がか＼りすぎこれも問題な
ので最初は高速でモータを回転させ、モータ停止のでき
るだけ直前に低速で切り替えたい。そしてさらにこのモ
ータ速度切替時点をできるだけ直前にするため、高速回
転から低速回転への移動もすみやかに行われるようにす
るのがよい。

上記のような要求を満足し、精度のよい制御を実現する
だめに本発明は１回の測距システムからの出力信号で移
動体駆動モーターを負荷、電源の変動に影響されない２
つの速度で制御する移動体制御装置を提供するもので、
その特徴はモーターと負荷、電源の変動に影響されない
速度制御を用いモーターを２つの又はそれ以上の速度に
制御しなおかつ各速度の変更はできるだけすみやかに行
い、目的位置へ高速にしかも高精度に移動させる点にあ
る０ 次に本発明の概要を述べる。本発明の特徴の一つは移動
体を選択された一定速度で駆動する所にある。モーター
の回転速度を基準値と比較しながら一定になるように制
御するので、電源電圧及び負荷の変動があっても移動体
の速度は定っており、電源電圧の変動によって移動速度
が変化し、それに伴ってオーバーランの値が変化すると
云った問題が緩和されている。本発明のもう一つの特徴
は目的位置から一定距離を設定し、移動体がこの距離内
に近づいたら移動体の速度を一段低い基準速度に切換え
る。好ましくは、この際適当にブレーキを作用させる。

この構成により移動体は目的位置から遠い間は高速で、
駆動され、適当な距離まで近づくと低速に切換えられる
ので、無理なブレーキ力を作用させなくても極めて小さ
い許容範囲内のオーバーランで移動体を目的位置に停止
させることができ所要の正確さを充すことができること
になる。モータの速度制御の方式は任意であるが、例え
ばモータの回転速度を基準速度と比較し、基準速度を超
えたら給電を停止し、基準速度以下になったら給電する
と云うオンオフ制御方式等が用いられる。以下実施例に
よって本発明を説明する。

第１１図は本発明を適用した］、眼レフカメラにおける
オートフォーカス（以下ＡＦとする）システノ・のブロ
ック図、第２図はそのモーター、駆動部関係の回路図、
第３図は、モーターの速度制御をしない場合のモーター
の負荷変動、電源変動とオーバーラン量とを示す特性図
、第４図はモーターに速度制御をかけた場合の負荷変動
、電源変動とオーバーラン量とを示す特性図、第５図は
本発明の制御によるモーターとレンズの動き、合焦位置
よりのオーバーラン量を示す図である。

第１図においてｌは撮影レンズ、２はレンズを前後に動
かすだめのギヤ一部、３はペンタプリズム・、４はレン
ズｌよりの光をペンタプリズム３を含むファインダーに
導くだめのミラー、５は補助ミラーでミラー４のハーフ
ミラ−になっている部分を通過してくる光を合焦検出素
子７へ導くだめのミラー、７は電荷蓄積型の合焦検出素
子、８は処理制御回路で合焦検出素子７よりの出力から
レンズ１を合焦まで動かす量を計算しモーター駆動回路
を制御する。９は処理、制御回路８よりの出力信号でモ
ータ１０を動かす、駆動回路、モータ工Ｏはレンズマウ
ント部の伝達機構（図示なし）とギヤー２を通してレン
ズ］を動かす。１１はモーターの回転量、速度を検出す
るだめモーターに取付けられたエンコーダ、１２はエン
コーダの検出回路で、エンコーダー１１の放射状の縞模
様を光電的に検出し、エンコーダー信号として波形整形
して処理制御回路８及び速度制御回路１２へ送る。

速度制御回路１３はエンコーダ信号を受けてモーターの
速度を検出し検出した速度と基準速度とを比較して駆動
回路９を制御する。第２図に鎖線１３で示す速度制御回
路内において、１５は発振器で基準速度信号となる２つ
の発振周波数を有し、処理制御回路８からの信号によっ
て発振周波数を切り換える。１４は速度検出回路でエン
コーダー検出回路１２の周波数と発振器器よりの基準速
度信号の周波数を比較してモーターの速度が基準速度よ
り速いときにはフリップフロップ回路Ｆ’　Ｆ　１をリ
セソｌ−Ｌ、遅いときには’ＦＦＩをセットする。

次に第５図に従って本発明のモータ制御の動きを説明す
る。令弟５図においてレンズが位置イにあったとする。

前述のようにレンズ１を通過してきた光を合焦検出素子
７で受光しその出力を処理制御回路８で演算処理し、レ
ンズを合焦位置迄動かすだめの方向と距離りを計算する
。このとき回路８は交換レンズ１よシマラントからの信
号でレンズとモーター間の伝達定数βが与えられレンズ
の必要移動距離に対するモーターの回転量即ちエンコー
ダーのパルス数Ｎを計算する。と＼でＮばＮ−β＠Ｌで
求まる。従って位置イよりレンズを合焦位置Ｆｏに移動
させるにはエンコーダパルスがＮ回出るようにモーター
を回転させればよいことになる。そして処理制御回路８
はＮの大きさによって現在のレンズ位置が合焦近傍領域
Ｆｎ−Ｆｎｌかどうかを下記の計算でチェックする。

Ｎ’＝Ｎ−α　　α＝β・ｌ （ｚは合焦近傍領域幅） Ｎ“が正の値であればレンズは合焦近傍外にあり、負の
値であれば合焦近傍内である。そして１′Ｊ°が正の値
のときＮＩは合焦近傍までのエンコーダーのパルス数と
なる。第５図かられかるようにレンズ位置イでは明らか
にＮ”：）Ｏであシレンズは合焦近傍外であると処理制
御回路８は認識する。

次に制御回路８はレンズを合焦位置Ｆｏに移動させるた
め前記で算出した方向にょシ第２図に示す端子ＭＦ、Ｍ
Ｂの何れかに信号を出す。ＭＦがＨのときはレンズは前
進しＭＢがＨになるとレンズは後退するように第２図に
示す、駆動回路９け構成されている。

ここで第２図に示す駆動回路９の動作を説明すると、Ｍ
ＦがＨ，ＭＢがＬになるとＡ　Ｎ　Ｄ　］−を通してＴ
ｒ５がＯＮ　ｌ、これによりＴｒｌ、Ｔ’ｒ３がＯＮし
てモータ駆動電流工Ｆが流れ、モーターはレンズを前進
させる向きに回転する。又、ＭＢがＨ，ＭＦがＬになる
とＡＮＤ２を通してＴｒ６がＯＮしこれによりＴｒ２．
Ｔｒ４がＯＮしてモーター、駆動電流よりが流れモータ
ーはレンズを後退させる向きに回転する。又、ＭＦ、Ｍ
Ｂ共にＬ又１ｄＡＮＤｌ、ＡＮＤ２の共通側入力がＬの
ときはＮ０Ｒ１の出力がＨ［なりＡＮＤ３の工ＮＶｌｊ
り接続された入口がＨのときＡＮＤ３の出力がＨになっ
てＴｒ４．Ｔｒ３をＯＮさぜモータ一端子間は短絡しモ
ーターのブレーキとなる。Ｔｒ３゜Ｔ　ｒ　４　ハフレ
ーキ時どちらか一方のエミッターコレクターが逆方向に
電流が流れることになるのでコレクタ方向に流れるベー
ス電流に対する電流増幅率に配慮がなされている。さて
、第５図にもどりレンズが位置イよｐＭＦ、ＭＢ倍信号
より合焦方向に動きはじめるとする。このとき前述の１
．Ｉ’−Ｎ−αよりＮｌが正であるので処理制御回路８
は端子ｖｃより発振器］５に第１速度（高速）に対応す
るＨレベル信号を送る。これを受けて発振器１５は速度
検出回路１４に第１−速度（高速）に対応する基準速度
信号を出す。速度検出回路］４はこの基準速度信号とエ
ンコーダー回路］−２よりの信号と比較しエンコーダー
のパルス間隔が狭い（モーターの速度が速い）とＦＦＩ
をセットシ出カＱをＬにしてＡＮＤＩ、ＡＮＤ２の出方
をＬにしてモーターへの通電を断ちこのときｖｃはＨレ
ベルで工１．Ｉ　Ｖ　］−の出力はＬとなり、ＡＮＤ３
の出力は速度を落とすように働き、エンコーダーのパル
ス間隔が広い（モーターの速度が遅い）とＦＦ７をリセ
ットし出力ＱをＨ，ＡＮＤＩ、Ａ、ＮＤ２の出力をＨに
してモーターに、駆動電流を流して速度を上けるように
働く。従ってモーターは第１速度（第５図のＶ］−）に
負荷及び電源の変動に影響されず一定に保たれる。

そしてモーターが動き出すと処理制御回路８はエンコー
ダ回路］２よりのエンコーダパルスをカウント１〜、そ
のカウント数がＮｌに達する（合焦近傍領域になる）と
、処理制御回路８は端子ＶＣより発振器］−３に出して
いる信号ｖｃを第２速度に対応したもの（Ｌレベル）に
切替える。発振器はその信号をうけてただちに出力周波
数を第２速度（低速）に対応した値にする。従って速度
検出回路１．４はエンコーダーのパルス間隔と比較し、
モーター速度が速すぎることを検出してＦＦＩをリセッ
ｌ、し、ＡＮＤＩ、ＡＮＤ２の共通側端子をＬにする。

このときＶＣがＬなのでＡＮＤ３の出力に１、Ｈになり
Ｔ　ｒ　３．　　Ｔ　ｒ　４をＯＮさせモーターにブレ
ーキをかけ第２速度（低速）捷でモーター速度を落す。

この速度と第］速度から第２速度まで落す１でにレンズ
が移動する距離は第５図のＰ〜Ｒで示す線上となる。後
で詳しく述べるがモーターの負荷ｌ・ルクＴが太きいと
速く減速するためＲの近くを負荷トルクＴが小さいとゆ
つくシ減速するだめＰに近い線上を通ってｒ、ｐへ移動
し第２速度で一定となる。又第１速度のとき述べたよう
に第２速度でも速度制御回路１３により負荷、電源変動
に影響されず一定に保たれる。なお第２速度のときはモ
ーター速度が速くなるとモーター通電を断つだけでなく
、ＡＮＤ３がＨとなりＴｒ３、Ｔｒ４がＯＮしてモータ
ーにブレーキをかけ速度を落す。そして第２速度で合焦
近傍を進み、処理制御回路８のカウント数がＮになる。

即ちレンズが合焦点にくると処理制御回路８はモーター
駆動信号ＭＦ又はＭＢをＬにし、Ｔｒ３．Ｔｒ４をＯＮ
にしてモーターにブレーキをかけてレンズを停止させる
。これでモーターの１回の動作は終りである。ここで第
１速度での走行時のみＶＣをＨにし、ＡＮＤ３の出力を
Ｌにしてブレーキ機能を使用していない。これは第２速
度のようなブレーキの機能も含めた速度制御ではモータ
での消費電力が増加し好ましくないだめで従って第］速
度のように走行距離の長い場合はブレーキをかけない速
度制御（この場合図４のように機械的負荷により速度は
落ちようとする）にして、むだな消費電流の増大を防い
でいる。

前記の動作は第５図の口、ハ、二、ホにレンズがあって
も同様の過程を通ってレンズが合焦点に移動するわけで
口はイよりもさらに合焦点側にあった場合ハは第１速度
に達する前に合焦近傍に入って減速した場合、二はＮ’
　（−Ｎ−α）が負のときで最初からモータ速度は第２
速度（低速）になるＪ＝うにｖｃか出力されカランＩ・
パルス数がＮになったどころでモーターは停止する。ホ
は今寸での場合とｄ：逆の合焦点側にレンズがあった場
合である。従ってイ〜ホいずれの位置にレンズがあって
も合焦近傍に入って一度速度を落としてから合焦点に移
動する。前述のようにモーターの１回の動作が終ると、
処理制御回路８は再び合焦検出素子７からの出力を得て
レンズ移動量を計算する。

通常はこの時レンズは合焦点に入っておりレンズ移動量
ば０となりモーターは回転せず合焦点となる。

しかし１回目のモーター１駆動中に被写体が動いたり手
ぶれなどで素子７の測定する対称が変った時は再び素子
７からの出力でレンズ移動量が処理制御回路８で計算さ
れ再び前述した過程でモーターが回転し合焦域に移動す
る。これは素子７の出力で処理制御回路８が合焦域に入
ったと判断するまで続けられる。又、２回以上上記のよ
うにモーターが動くとき、２回目以降は１度モーターが
停止したのちそれから素子７より出てくる２回目の信号
を処理制御回路８は計算しモーターを駆動する。これは
素子７が電荷蓄積型であり、一定時間積分測光した値な
のでモーター回転中（レンズ移ど゛ 動中）の信号ではレンズが７の位置にあったときのもの
なのかがわからないので信頼性に欠けるためで、停止後
１回目はまだ素子７の信号にレンズ移動中の要素が含寸
れる可能性があシ従ってモーター（レンズ）停止中のみ
に測光された信号である２回目のものを使うのである。

又ズーノ・レンズのように焦点距離によって伝達定数β
が一定しない場合、βはそのズームレンズの最小値に設
定する。こうすれば上記のようなくり返し動作により１
回で合焦しなくとも合焦点にくり返し動作によって収束
する（βを最大にするとレンズが前後に振動しながら収
束するので好ましくない）。

第６図は処理制御回路８の構成を示しだもので演算制御
部２０は合焦検出素子７からの信号と上記定数βの信号
とを受け、レンズ駆動方向を指定する信号ＭＦｏ、ＭＢ
ｏと、上記Ｎ、Ｎ’の信号を出力する。カウンター回路
２１はエンコーダ検出回路］２からのパルス数がＮ１に
等しくなったとき出力ＶｃをＬに反転させる。又、カウ
ンター回路２２はエンコーダ検出回路１２からのパルス
数がＮに等しくなったとき出力をＬに反転させる。レン
ズを前進させるべきで、かつ回路１２からのパルス数が
Ｎに達しないうちは、Ａ　Ｎ　Ｄ　８．１がＭＦ’をＨ
に１〜、レンズを後退させるべきで回路］−２からのパ
ルス数がＮに達しないうちはＡＮＤ８２がＭＢをＨにす
る。なお、回路１２からのパルスはこの処理制御回路８
を通過して速度制御回路１３にも入力される。

第７図は速度制御回路１３の構成を示したもの回転速度
との関係は第８図に示しである。エンコーダ検出回路１
２からのパルス（イ）はＡ　Ｎ　Ｄ　］、　３１、微分
回路２３に入力されると共に、インバータ■Ｎ１３１に
より反転されて微分回路２４に入力される。エンコーダ
検出回路１２から一つの正のパルス（イ）が出たとき、
その立上りで微分回路２３が８進カウンター２５をリセ
ットシ、又その立下りで微分回路２４が出力（へ）をＡ
ＮＤ１３２．ＡＮＤ１３３に入力させる。処理制御回路
８の出力を受ける発振器１５は、低速駆動用の低周波パ
ルス（ロ）を発生する発振器１５Ｌ、高速駆動用の高周
波パルス（ハ）を発生する発振器１５Ｈ，ＡＮＤ１５１
゜ＡＮＤ１５２，０Ｒ１５１，インバータｌＮ１５１か
ら成る。ＶｃがＨのとき即ちカウンタ２１の計数が未だ
Ｎ１に達しない間は、ＡＮＤ１５２が高速用の発振器１
５Ｈからのパルス（ハ）を出力し、このパルス（ハ）が
０Ｒ１５１を介してＡＮＤ１３１に入力される。又、Ｖ
ｃがＬのときＡ　Ｎ　Ｄ　］、　５１が発振器１５Ｌか
らのパルス（ロ）を出力し、このパルス（ロ）が０Ｒ１
５’ｌを介してＡＮＤ１３１に入力される。今、回路上
２から一つの正のパルスがＡＮＤ工３１に入力されると
、ＶＣがＨであるかＬであるかに応じて（ハ）又は（ロ
）のパルスが８進カウンタ２５のクロック入力端子に入
力される。８進カウンク２５は８個のパルスをカラン）
・すると、その出力（ト）がＨになる。すなわち、モー
タの回転が基準速度より遅い場合、回路１２からの一つ
の正のパルスが立下るまでの間にカウンタ２５が８個の
パルスをカウントし、その出力（ト）がＨになって、Ａ
ＮＤ１３２を通して微分回路２４の出力（へ）によｐＡ
ＮＤ１３２が出力（す）を出し、フリップフロップＦＦ
Ｉがセットされ、ＦＦＩのセット出力によりモータ１０
に通電される。これに対し、モータの回転が基準速度よ
り速いときは、回路１２からの一つの正のパルスが立下
るまでの間にカウンタ２５が８個のパルスをカウントで
きなくて、その出力（ト）はＬであるので、インバータ
１３２の出力がＨとなり、微分回路２４の出力（へ）に
よりＡＮＤ１３３が出力（ヌ）を出し、フリップフロッ
プＦＦＩがリセットされ、そのＱ出力（７ｇがＬになっ
てモータ１０への通電が断たれる。そしてこれによりモ
ーターは基準速度に制御される。

第９図は速度制御回路１３の別の実施例を示す。

この実施例は上述実施例におけるオンオフ制御による低
速駆動をステップ状駆動の繰返にしだものである。回路
上は第７図における回路１３から低速駆動のだめの回路
構成を除いた残りの第１速（高速）用速度制御回路と同
じで、エンコーダ回路１２からの出力と基準発振器（高
速用）１５Ｈからの出力とを比較して制御出力をフリッ
プフロツカ プＦＦＩの出ｊ端子四に出力する。この回路■には第７
図における低速制御用の発振器１５Ｌが無く低速制御機
能もなくて、この代シをするのが回ＭＴＩであり、その
制御出力はフリップフロップＦＦ２の出力端子Ｅに出力
される。回路■の動作は次のようになる。回路■によシ
制御された時の各端子出力のタイムチャートを第１０図
に示す。

換されＯＲゲート１５５により合成出力Ａとなる。

発振器（ＳＴＥＰ用）　１５　Ｓよシの短い幅のパルス
出力ＢはＡＮＤゲート１５６よりＣに出力されＦＦ２の
セットＳ入力に入る。タイマー回路ＴＩＤがＬレベルに
なり発振器１５８の出力ＢがＡ　Ｎ１３により定まる一
定時間Ｔｔを経過すると出力りば■（になり発振器１．
５３の出力ＢをＡ　Ｎ　Ｄゲート１５６の出力に出す。

上記のような構成であると、タイマーＴ１３にり倉′ｌ
Ｆ− 一定時間Ｔｔ以上経過しても＋→吋倍信号入らないとき
その出力りはＨレベルになり発振器１５Ｓの出力によシ
、ＦＦ２がセットされ、ＦＦ２の出力ＥがＨレベルにな
り、モーターを駆動する。

力され、この信号によりＦＦ２はリセットされ、その出
力ＥはＬレベルになりモーターの駆動信号はなくなる。

しかし駆動信号がなくなっても、モーターはその慣性に
より減速しながらしばらくは回転を続ける。ぞしてその
回転中は、エンコーダの立上り立下り信号が、タイマー
ＴＩ３をリセットし続はタイマーＴ１３の出力１ｌｉＬ
のままなので発振器１５Ｓからの出力がＦＦ２をセット
することはない。モーターの回転が非常に遅くなると、
エンコーダ１２からのパルス間隔も長くなシやがてパル
ス間隔が前述一定時間Ｔｔより長くなる（このときモー
ターはほとんど停止状態）と、タイマーＴ］−３の出力
はＨになシ、発振器］、　５　Ｓの出力で再びＦＦ２が
セットされモーターが動き出す。

そしてまた上記と同じ動作がくり返される。このような
制御を行うとモーターはステップ状に近い動きをする。

モータ駆動回路９によりレンズを移動させるときの動作
を説明すると既述のようにまず処理演算回路８が合焦点
までの距離を計算し、それが合焦近傍外のときは、まず
端子ＶｃをＨレベルにし、同時にＭＦ又はＭＢをＨにす
る。すると、Ｖｃの出力（ツ）によりアントゲ−）１５
７，１５８の出力Ｇ、ＦのうちＧが選択され高速制御出
力によってモータが駆動される。レンズが合焦近傍に来
ると、ＶｃはＬレベルになり今度はアンドゲート１５８
の出力Ｆが選択され、前述した発振器］、５Ｓによる低
速（ＳＴＥＰ）制御出力により、モーターが駆動される
ようになる。ＶｃがＬレベルになった直後はそれ寸でモ
ータが高速で回転していただめ、エンコーダ回路により
タイマー回路Ｔ］−３はその出力をＬレベルにしておシ
、モータ駆動信号は出す、しばらくはブレーキがかかる
。

そＬ□イー−Ｔ−３，７）出力がＨｌなり得るような速
度までモーターが減速されると、はじめて前述の低速（
ＳＴＥＰ）制御が始まる。そして合焦点に来ると、ＭＦ
又はＭＢがＬレベルに々るので、モーター駆動信号は無
くなりモータが停止する。

第１１図はこの場合のモータ速度と距離との関係を示し
、５ＴＥＰと記入された鋸歯状波の部分が上述した低速
（ＳＴＥＰ）制御の部分である。

第９図の回路は第７図の回路に比し、タイマー回路Ｔ１
３及びフリップフロップＦＦ２が余分となっているが、
機能上次のような特徴を有する。

第７図の回路方式の場合、低速制御時には最低でもエン
コーダ検出回路１２のパルス２個分の開駆動信号が続く
ので、低速制御には下方限界があり、低速にする程速度
変化の波の振幅が大きくなる。

これに対して第９図の回路方式であると低速制御の場合
、エンコーダ検出回路出力パルスの任意の点から、駆動
が始まり次の立上り又は立下りで通電がオフとなるので
駆動期間が第７図の方式よシ短かくなり、平均速度を低
くすることができ、オーバーランも統計的に減少する。

従ってモーターを停止するタイミングを合焦点よシ予め
一定量手前にしてもよく、精度よく停止させることがで
きる。

次にどうしてこのように一度合焦近傍で速度を一定速に
保つように落とす必要があるかを第３図第４図、第５図
を用いて説明する。

第４図はモーターに前述第５図のような速度制御をかけ
た場合の起動から停止までのモーター速度とレンズ位置
の関係を示しだものでモーター速度（モーター制御速度
）Ｖｌ、　　Ｖ２．　　Ｖ３．　　ｖ４のいずれの場合
もＣ３でモーター駆動電流を断ってモーターにブレーキ
をかけて停止させている。

前述のようにモーターは速度制御をされているので駆動
中ばモーターの負荷トルりＴや電源電圧ＶＣＣの変動を
うけても速度は一定である。ブレーキをかけてからのレ
ンズ移動量（即ちオーツ（−ラン量）とモーター速度と
の関係は図のように速度が大きいほどオーバーラン量が
多くなる。又負荷トルク変動については負荷トルクＴが
大きいほど、オーバーラン量が少なくその幅も／１→１
２→１３→１４となるに従って即ち速度が小さいほど小
さくなっている。Ｃ３を第５図での合焦点Ｆ○と考える
と上記ｌｌ、　　１２．　１３・　１４は第５図の合焦
点よりのずれ１）ｏｖθｒとなり従ってβ０ｖｅｒは小
さいほどよいからこのオーツく−ラン量を小さくするに
は速度をできるだけ低く保つのが良い。まだオーバーラ
ンのバラツキを小さくすることも大切でかりに比較的大
きなバラツキがあってもそれが小さい幅内で一定してい
ればモーターの通電をその分子前で断つでオーバーラン
を含メチちょうど合焦位置にすることができるからであ
る。

第３図は速度制御をせずに行った場合てａは電源電圧Ｖ
ｃｃが高いときｂはＶｃｃが低いどきである。この場合
Ｃ］−（−〇　２）でモーターの通電を断った場合オー
バーラン量ばＶｃｃ、負荷ｌ・ルクＴの変動を総合する
と図のＣ１〜ｄ−ｉでのｊの幅の範囲になる。これは第
４図の負荷の変動によるで示しだよう手前でモーターの
駆動を断っても精度は上がらず従ってこのようにｏｖｅ
ｒｒａｎ量の変動をｌ」・さな範囲に納めるのに速度制
御が非常に役立っていることがわかる。従って本発明の
ように合焦手前で一度低い速度制御をかけるのは精度よ
く合焦点あるいは合焦域（第５図の／Ｆ）内にレンズを
正めるのは非常に有効である。又合焦検出素子マがＣＣ
Ｄ等の電荷蓄積型の素子のように連続してその出力が得
られないものでは特に１回の出力でできるだけ精度よく
レンズを合焦点にもってくることは非常に重要なものに
なる０次に何故第１速度から第２速度に移るときにブレ
ーキをかけるかということを説明すると、もしブレーキ
をかけずに第１速度から第２速度に移ると第４図の破線
を示す特性となり、第２速度に収束する間にレンズが長
距離を移動してしまうことになる。従って前述の合焦近
傍の範囲を広げ合焦点のかなり手前から減速に移らなけ
ればならずそうすることでレンズの移動する時間が長く
なるという問題が生じる。ここでブレーキをかけて減速
すれば減速に要するレンズ移動距離は負荷Ｉ・ルクＴが
一番小さいときのものでよく第５図のように第１速度を
ｖ１第２速度をｖ２とすれば最大でも第５図の１１→４
ｍａｘとすればよくレンズ移動に要する時間も短かくて
すむ。又このとき第１速度をｖｌで制御しそれ以上の速
度が負荷電源が変動しても出ないようにすることでＡ’
ｌ−→４ｍａｘがある値丑でにおさえられ７ｎｅａｒを
狭くすることにも役だっている。

このように本発明ではモーター速度を高速、低速の２つ
の速度に負荷電源の変動に影響されずに制御することで
非常に精度よくレンズを移動し合焦内に入れることがで
きる。

本発明のように速度制御をかけずに行って最初うまく合
焦域に入ることができなくとも、その停止した位置より
再び合焦検出素子７の出力を得てレンズを動かしレンズ
を合焦域に収束させるようにしても最終的にレンズを合
焦域に入れることも可能であるが、前述のように電荷蓄
積型素子等のような連続してその出力が得られないもの
では、レンズ移動中の出力は、どの位置での測距信号か
がわからないので使用できず従ってモーターが止まって
からの出力が出るのをまだなければならず出力が出ても
処理制御回路での計算も必要となるので上述のようにレ
ンズを稠度もくり返し移動させてレンズを収束させるの
は非常に多くの時間を要することになり特に暗い所等で
合焦検出素子７の出力の間かくが非常に長くなるので実
用上問題となる。又合焦域／Ｆを狭くした場合収束しな
いような場合も生じる可能性がある。

しかし本発明では一回の合焦検出素子の信号でほとんど
合焦域内に入ってしまい従ってそれに要する時間も短か
くてすむ。さらに合焦域／Ｆを狭くしてより精度の良い
ものにしだいときでも第２速度を下げるだけで済む。こ
の場合第２速度を下げることによって第２速度の走行時
間が増すが第２速度での走行距離が短いので問題ではな
いっ又第２速度を下げたくなればオーバーラン量に相当
すルエンコーダーパルスｉを（＝β・ｚｏｖｅｒ　）だ
け手前でモーターの通電を断つようにすればオーバーラ
ン量も含めてちょうど合焦点にくるようになる。

このように本発明は電荷蓄積型素子を用いた自動焦点調
節カメラのレンズ駆動システムに、精度、レンズ駆動に
要する時間に対して非常に有効なものである。さらにモ
ーター停止中の合焦検出素子の信号のみを使うのでレン
ズ移動量（モーター回転量）も正確な信頼性のある計算
値となり、電荷蓄積形の素子の欠点をうまくカバーして
いるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用ｊ〜た１眼ｌ／フカメラにおける
自動焦点調節システムのブロック図、第２図は上記にお
けるモーターの１駆動制御部の詳細を示す回路図、第３
図はモーターの速度制御をしない場合のモーターの負荷
変動及び電源変動とオーバーラン量との関係を示す速度
距離ダイヤグラム、第４図はモーターに速度制御を行っ
た場合の上記関係を示す速度距離ダイヤグラム、第５図
は本発明の制御によるモーターとレンズの動き及び合焦
位置よりのオーバーラン量を示す速度距離ダイヤグラム
、第６図は第１図における処理制御回路８の構成を示す
回路図、第７図は第１図、第２図における速度制御回路
１３の一実施例の構成を示す回路図、第８図は第７図の
回路の各部の出力端子イ〜ルの出力信号とモーターの回
転速度との関係を示すタイムチャート、第９図は第１図
における速度制御回路１３の他の実施例の構成を示す回
路図、第１０図は第９図の回路の要部の出力端子の出力
信号とモーターの回転速度との関係を示すタイムチャー
ト、第１１図は第９図の回路により速度制御されるモー
ターの速度距離ダイヤグラム、第１２図は第９図の回路
におけるタイマーＴＩ３の構成を示すブロック図である
。 ］・・撮影レンズ、７・・・合焦検出素子、８・・・処
理制御回路、９・・・モータ１駆動回路、１０・・・モ
ータ、１１、・エンコーダ、１２・・・エンコータ検出
回Ｋ、１３・・・速度制御回路。 代理人　弁理士　　縣　　　浩　　介

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レンズが焦点整合状態となる位置までの移動距離を検出
   する第１検出手段と、レンズを駆動するモークーと、モ
   ーターの回転速度に対応した信号を出力するモニタ一手
   段と、モーターの回転速度の基準となる第１の基準信号
   と第コ−の基準信号とｄ：異なる第２の基準信号を出力
   する基準信号出力手段と、］二１第１検出手段及びモニ
   タ一手段からの信号を入力して、レンズが焦点整合状態
   となる位置までの移動距離が所定値以下となったことを
   検出する第２検出手段と、上記第１検出手段及びモニタ
   一手段からの信号を入力してレンズが焦点整合状態とな
   る位置に達したことを検出する第３検出手段と上記第２
   検出手段から検出信号が出力されるまでは、上記モニタ
   一手段からの信号と上記基準信号出力手段からの第１基
   準信号とを比較した第１の比較信号を出力し、上記第２
   検出手段から検出信号が出力されると上記モニタ一手段
   からの信号と上記基準信号出力手段からの第２基準信号
   とを比較した第２の比較信号を出力する比較手段と、こ
   の比較手段からの第１の比較信号に基づいて、高速でレ
   ンズを移動させるよう、モーターを、駆動し、第２の比
   較信号に基づいて、低速レンズを移動させるよう、モー
   ターを駆動し、−上記第３の検出手段からの信号でモー
   ターの１駆動を停止するモーター制御手段とよりなるこ
   とを特徴とする自動焦点調節式カメラのレンズ駆動制御
   装置。