JPS62182727A - 自動焦点調節装置 - 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】 イ、発明のＬ１的 〔産業上の利用分野〕 本発明はビデオカメラ番３５ｍｍカメラ等のカメラ装置
用の自動焦点調節装置のレンズ位置の制御に関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来ビデオカメラ等の撮影レンズには種々の方式の自動
焦点調節の方法が採用され、その結果撮１杉者はＩＭ影
レンズのうちでブ、に点調箇に関与するレンズ群（多く
の場合は前玉）を前後方向に調節する（多くの場合はへ
リコイドのよる）ことなく、被写体に正しくピントの合
った像を得ることかできるようになった。

しかしながら、比較的広角で過焦点距離も短くてすむ３
５■のレンズシャッタカメラに比べて１例えばビデオカ
メラや一眼レフカメラの交換レンズにおいては、焦点距
離も長く又開放の絞り値も小さいために深度が浅く又過
焦点距離も遠距離となる。これは即ちそれらのレンズに
採用されるべき自動焦点調節装置δは精度が高く、又ど
のような条件でも距離検出が必要なことになる。

これに対し現在の１゛ＩＩ動焦節装置では、例えばアク
ティブ式と呼ばれる光線や超音波を発射して距離を知る
ものに於ては被写体の距離が反射率によっては測距でき
ないＢ２．合が生じる。又パッシング方式と呼ばれる被
写体の有するコントラストをもとにして被写体の距はを
知るものにおいては、低輝度下や低コントラスト状態に
おいて測距できない場合が生しる。これらに対しては改
良が加えられているが、現段階では自動焦点調節装置を
備えていても、多くのビデオカメラ用や一眼レフ川のレ
ンズでは手動焦点！ｇ節部を有している。

第４図はアクティブ差動型方式の原理図である。投光素
子１より発した光線はレンズ２により被写界に投射され
る。６は合焦している被写体を示し、光路１０を通った
投光光線は被写体６で撮影レンズ５の光軸と交わり乱反
射し、そのうち光路１１の光線が受光レンズ４により２
領域３Ａと３Ｂから独自に出力を取り出せるように構成
されたＳＰＣなどの受光素子３上に結像する。

合焦状７ｐでは受光素子３Ａと３Ｂに出力差は略ゼロで
、この時撮影レンズのうちで焦点調節に関グーするレン
ズ群５は、被写体６に正しくピントの合う位置に置かれ
ている。このような状態から被写体６が７の位置まで移
動したとすると受光光線は１２となり、受光素子３Ｂの
出力が同３Ａの出力より大きくなり出力にアンバランス
を生じ、出力が３Ｂ＞３Ａのときは、後ピンであると、
マイコン等よりなる自動焦点（ＡＦ）回路８はｌ′６断
し。

モータ９がレンズ５を前方にくり出す。これに伴い素子
ｌ・３も移動し、新たな安定状ｙＥでは撮影光軸と投光
光路は被写体７上で一致し、その反射光によるスポフト
の出力差は受光素子３Ａと３Ｂで略ゼロとなっている。

このような構成に於て、若し無限孔型に被写体があると
すると、受光素子３Ａ及び３Ｂからは出力がノイズ成分
以外には得られず、積分により交流ノイズ成分が取り除
かれると３Ａ；３Ｂ＋０となり、結果として３Ａ−３８
＝Ｏとなるので単純なロジック回路ではその状態を合焦
と判断してしまうことになる。

そこで、一般には（資）被写体と合焦状態を見極める為
に３Ａ＋３Ｂをあるしきい値にと比較し、ｋを越えてい
る時は合焦、ｋ以下の時は（イ）被写体と判断し　Ｏｗ
ｌ被写体と判断した際にはレンズをくり込ませる。しか
しながらレンズが■端につき当たった後もスリップ状態
でモータ駆動が！ｌ統すると、エネルギーの大幅なロス
となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこでレンズ５の最〈りこみ端（以下記号（１）で表わ
すこともある）位置に（１）端検出スイッチ３６（第８
図）を設けるものであるが、近年の小型化・軽１１１化
φローコスＩ・化のためにａｌｌ）端検出スイフチ３６
を廃止し、尚かつ省エネを実現できればそのメリットは
多大である。

本発明はこの問題を解決し、メカ的な（１）−スイフチ
を廃１［シ、尚かつメカ（１）−スイッチを有する場合
と回等の機能を右する自動焦点調節装置を提供するもの
である。

口１発明の構成 〔問題点を解決するだめの手段〕 未発１すＩは、撮影レンズと、被写体までの距離を検出
する測距装置と、測距装置の測距結果にノ＾いて、撮影
レンズの位置を制御する装置とを有し、更に、モータの
電流値を定められたしきい値と比較する比較器を有し、
該電流値がしきい値を越えている場合、前記測距装置の
出力との組合わせで前記レンズが、最くり込み位置にあ
ると判断する様構成されるとともに、この判断後側孔装
置のΔＩＩＩ距結果に変化がなくとも一定時間ごとにモ
ータに通電することを特徴とする自動焦点調節装置であ
る。

〔作　用〕

撮影レンズと、被写体までの距離を検出する１Ｍ１ｌＩ
距装置と、＾１１距装置の測距結果に基いて、撮影レン
ズの位置を制御する装置とを有する自動焦点調節装置に
於て、モータの電流値を定められたしきい値と比較する
比較器を有し、電屹値がしきい値を越えている場合前記
測距装置の出力との組合わせで前記レンズが、最〈り込
み位置にあると判断する様構成することによって１従来
の最〈り込み位置にスイッチを設けずにその位置がＩ’
ｌｌ断される。更にその判断後側孔装置の測距結果に変
化がなくとも一定時間ごとにモータに通′屯することに
よって撮影者が若し焦点調節レンズホルダを押えている
ことによるＺｔ　操作のチェックが出来る。

〔実施例〕

先ず未発１．！ＩＩの前提となる従来の自動焦点調節装
置について説明する。

第５図はＡＦＨ路部８のシステムの流れを示すフローチ
ャートのもっとも基本的な考えを示すもので、特に省エ
ネのため合焦後には一定の測距の停止サイクルを入れて
いることと、又無限端（レンズ５が鼓〈り込み状態）で
のモータの停止をちり込んでいる。

１！μちスタート１３によりステップ１４で投光素子１
の１ＲＥＤが点灯し、まず差信号をステップ１５で調へ
、差があるときは前述の動きとなる。

被写体が国にあるのか合焦にあるのかの判断は２も子出
力３Ａ＋３Ｂが定められた一定の出力ｋを越えているか
否かによりステップ１６により区別する。合焦の時はス
テップ２１・２２と続き、ステ、プ２２で省エネのため
一定期間次の測距の開始まで時間をおく、又ステップ１
６で（１）（Ａ＋Ｂ＞ｋ）とされた時はレンズをくり込
んでいき、ステ、ブ１７で第１図レンズ５が最くり込み
（（１）合；１，１，１、状Ｆ、）になったかを随時チ
ェフクしていき、後記第８図のスイッチ３６がＯＮした
時はモータは停止ｌ−する。

第６図及び同図をＡからみた第７図に於て、合焦用レン
ズ５のホルダ２６は、固定の鏡筒２８にヘリコイド２７
によりねし結合し、ホルタ２６の回転によりレンズ５は
前後に移動する。３４は鏡筒２８にとりつけられた固定
のブロックでこれに地板３５を介してモータ９を取付け
る。モータ９の出力ギヤ３０はホルタ２６の外周のギヤ
２９とかみ合い、ギヤ２９はバネ３１とワッシャ３２に
よりホルダ２６の段部端面と接触し、モータ９が回転し
た際にはホルタ２６はギヤ２９と一体に回転するが、逆
にホルダ２６を強制的に［Ｏ１シた場合にはスリップす
る。

ホルダ２６には凸部３３があり、第７図に示すようブロ
ック３４の１ｒＩ端部ストッパ部材３４でその回転角は
Ｏにおさえられており、この間で（１）から至近までの
合焦を達成するものである。第８図はこのストッパ部３
４に設けた最〈り込みの■端を検知するためのスイッチ
（第５図ステップ１７）の−例で、スイッチ３６の２枚
の接片３７と３８は凸部３３により（１）端近傍でＯＮ
する。尚このスイフチがない場合はモータ９・ギヤ３９
・２０は回転し続けるが、ホルダ２６はギヤ２９とスリ
ップして回転しない。

本発明は、前記のように上記のスイッチ３６を廃Ｉ」ニ
するもので、その第１の手段は、モータ９の電流値が、
ギヤ２９とホルダ２６の間でスリップを生じている時に
は、そうでない時に比較して高いことを利用するもので
ある。

また第２の手段は、モータ９に同一の回転方向の指示が
連続して出ている時間をカウントし、少なくとも角度０
の移動がなされる時間を越えたか否かを判断基準とし、
これに直前のモータ回転方向の４４吋がどちら向きであ
ったかを考慮して、（１）端を検知するものである。

第３図はモータの゛電流を示し、スリップしていない時
はＩＲ、スリップしている時はＩｓｔ、Ｘｐの′電流値
で、しきい値ＩＫを判断基準とする。この様にした場合
の唯一の欠点としては、前述の様にマニュアルフォーカ
ス時を考慮して、ホルダ２６が外部操作が可能なことか
らｌＪ！影渚が強制的にホルダ２６をおさえていると、
（１）端部でないにもかかわらすモータの′電流値がＩ
にを越え、結果としてその位置を最〈り込みと判断して
モータが停止ヒしてしまうことにある。

第１図は本発明の第１実施例（第１の手段）を示すフロ
ーチャー１・である。この実施例の考え方は、（１）端
と判断した後も一定周期ごとにモータ９に通電を行い、
この時の電流値がしきい値■にを越えているかどうかを
みるものである。

ステップ３９でしきいイ１（ｉ　’＋’ｆｉ流イ１！Ｉ
ＩＫとモータ電流イ１ｒ１が比較され、それを越えてい
ないＩＲであればまだ端までいっていないので、ステッ
プ４０で更にくり込まれるが、越えている時はとりあえ
ず端であるとしてステ・ンフ゛４１にてモータ９はＪｒ
２’　Ｉｔ二する。しかしながら前述のような撮影者の
誤操作の場合を考えステップ４２で定時間おいた後、ス
テンプ４３でモータ９をくり込み方向への駆動を行い、
起動時の電流を除いた後の値がステップ４４で比較され
るものである。これによって誤操作後に長時間にわたっ
てピンボケ状態が持続することは防ＩＬでき、メカ的な
（至）−スイッチを廃ｎ：　してもこれと全く回等の機
能を有する。

第２図は他の実施例（第２の手段）を示す。この実施例
の考え方はホルダ２６を撮影者がロックした場合は、ど
ちら方向の回転に対してもスリ。

プ電流Ｉｓｔ、ｒｐが発生するのに対して閃端に於ては
くり出し方向の回転に対してはＩＲとなる。

よく知られる様に、レンズをある距ｆｉＲに合焦する様
な位置に停止させておくと実際にはＲ−ΔＲ１〜Ｒ＋Δ
Ｒ２のある範囲の像は合焦しているとＦ１１断できる。

これはレンズのＦ値・焦点距＃ｆａｍと錯乱内径によっ
て決まる。Ｒに対してＲ−ΔＲ１の距離を近点、Ｒ＋Δ
Ｒ７の距離を遠点と呼ぶ。ところで、Ｒを（１）とした
際にはＲ−Ｒ＋ΔＲ２は■より遠方となり意味がなくこ
の時の合焦範囲は（１）−ΔＲ３〜（１）となる、これ
に対して（１）を遠点とする様な距離Ｒｏｐｎを合；、
４＋、′Ａｉ港とすると１合焦範囲はＲＨＦＤ／２〜（
１）となる、したがって合；、ｌｉ、範囲としてはＲＨ
ＦＤに合イ、ｌｊさせた力か広くてイ１利となる。特に
Ａ’Ｆの様にＡ１１１距距凄に限界がある様な場合は真
のωでなくＲＨＦＤにとめた力がよい場合が多い。

即ちステ、プ５１では国端（と思われる）位１δから、
逆により近距離に合焦するようにモータ９をくり出し方
向に一定時間回転するにの−・定時間はレンズ特性によ
りあらかじめ決められており、この駆動終了後には撮影
レンズ５は過焦点距離を合焦距離とした位置に停止上し
ている（ステップ５３）、一方この逆方向駆動に於ても
工がＩＫを越えている時には、前’ｙｌの誤操作のｉｆ
ｆ能性があるのでステップ４０へ導かれるよう構成され
ている。

ハ、発明の効果 以−Ｌの構成により作用の項に説明したように。

従来必要不可決であった最〈り込み端検知スイッチを廃
しても、ロジーノ、Ｔにより同等の効果を実現でき、小
型・軽＋よφローコスト化に貢献するものである。又焦
点調節レンズホルダを押えている場合の誤操作が防ＩＪ
：される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を説明するフローチェート、第２図は他
の実施例のフローチェート、第３図はモータ電流値とし
きい値との関係説明図、第４図は従来のアクティブ差動
型自動焦点調節方式の原理図，第５図はそのフローチェ
ート，第６図は撮影レンズの構成説明図，第７図は焦点
調節用レンズのくり込み角０の説門図，第８図は最くり
込み位置検知スイッチの説１′！１図。 ２８・・・１７−Ｊ定しンズ，５・・・合焦用レンズ、
６・７・・・被写体、９・・・モータ、ＩＲΦＩＳＬ（
１）・・・モータ上流、ＩＫ・・・しきい値。 第１図 第２図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮影レンズと、被写体までの距離を検出する測距
   装置と、測距装置の測距結果に基いて、撮影レンズの位
   置を制御する装置とを有し、更に、モータの電流値を定
   められたしきい値と比較する比較器を有し、該電流値が
   しきい値を越えている場合、前記測距装置の出力との組
   合わせで前記レンズが、最くり込み位置にあると判断す
   る様構成されるとともに、この判断後測距装置の測距結
   果に変化がなくとも一定時間ごとにモータに通電するこ
   とを特徴とする自動焦点調節装置。