JPS62226114A - 自動合焦装置 - 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】 （発明の技術分野） 本発明は、自動合焦装置による撮影レンズの駆動制御に
関する。

（発明の背景） 従来の自動合焦装置は、楊影レンズの合焦位置までの移
動量に対応するデフォーカス量に基づいて、撮影レンズ
の駆動トルクを変化される為に、撮影レンズ駆動用のモ
ータへの通電をパルス的に行い、撮影レンズが合焦位置
に近づくにつれて通電時間を徐々にあるいは段階的に短
くして行っているものが知られている。

しかしながら、自動合焦装置を有するカメラに装着され
る撮影レンズは、各種あり、この中には焦点距離が数Ｉ
Ｑｍｍのものから数１００ｍｍのものまであり、焦点距
離の長い撮影レンズは一般的にレンズを駆動するための
トルクは焦点距離の短い楊影レンズに比べて大きい為に
、すべての撮影レンズに対して同一の駆動制御方法を用
いることはできない。例えば、一番駆動トルクの小さい
レンズに対して、サーボ目標（合焦位置）からオーバラ
ンしないようにモータへの通電を制御すると、駆動トル
クの大きいレンズに対して必要以上に早くから駆動速度
の減衰が行われる為にサーボ目標までの駆動時間がかか
り過ぎ、応答性の悪くなると言う欠点があった。

（発明の目的） 本発明は、この欠点を解決し、各種駆動特性の異なる撮
影レンズに対して、合焦位置までの駆動時間を最適にし
て応答性の優れた自動合焦装置を提供することを目的と
する。

（実施例） 第１図〜第３図は本発明の実施例である。第１図は撮影
レンズをモータにより駆動して合焦状態に自動サーボす
る自動合焦装置の一般的なブロック図である。自動合焦
装置に応答する撮影レンズ１を通過した光束は、カメラ
本体内の自動合焦装置の受光部２に結像し、この光像の
信号はインターフェイス３を介して中央制御部ＣＰＵ４
に送信される。この光像のパターンは、インターフェイ
ス３でＡＤ変換されてＣＰＵ４に送信されるが、ＣＰＵ
４に内蔵されたＡＤ変換器により註接ＡＤ変換される。

このＡＤ変換された光像バゾーンは所定のＡＦアルゴリ
ズムにより、ＣＰＵ４でデータ処理され合焦状態にする
ために必要な撮影レンズの移動量予測値（以下、デフォ
ーカス量と呼ぶ）が算出される。具体的な光学的検出系
やアルゴリズムについては既に公知であるので説明を省
略する。

このように、ｃｐｕａにより算出されたデフォーカス量
（パルス数として算出）に基づき撮影レンズは駆動され
、この撮影レンズ１の移動量は駆動サーボ系に設けられ
たエンコーダ６（サーボモータフの出力軸に設けられた
フォトインクラブター）によりフィードバックパルスに
よってモニターされ、そしてＣＰｔＪ４は撮影レンズ１
の実際の移動量をモニターしながらＡＦ駆動回路５によ
ってサーボモータ７を駆動させて撮影レンズ１を合焦位
置まで駆動する。

第２図は、第１図のＡＦ駆動回路５の具体的な回路例で
あり、以下にこれを説明する。

第２図において、２つの制御端子Ｔ２とＴ３にＨレベル
信号とＬレベル信号のデジタル信号が制御信号として印
加され、モータ７への通電電流を流すブリッチ構成のト
ランジスタＱ３〜Ｑ６の各々を選択的にオン／オフして
いる。制御信号のＬレベル信号はグランド端子ＧＮＤの
電圧、Ｈレベル信号は電源端子ＶＣＣの電圧以上の電圧
に対応するものとする。

第２図の回路の制御モードを制御端子Ｔ２．Ｔ３に印加
される制御信号の各種状態について説明する。

（１１端子Ｔ２．Ｔ３に共にＨレベル信号が印加された
場合（待機状態） ＰＮＰ　ｌ−ランジスタＱ１．Ｑ２とＱ７．ＱＢは、そ
れらのベースに抵抗Ｒ１〜抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ６〜抵抗Ｒ
８を介してＨレベル電圧が印加されるので、全てオフ状
態となる。従って、ブリッナを構成するＰＮＰ　）ラン
ジスタＱ３．Ｑ５そこ、てＮＰＮトランジスタＱ４．Ｑ
６もオフとなり、モータ７には給電されず静止している
。この場合、回路のトランジスタの全てはオフであり、
回路の消費電流はＯであり、サーボ待機状態である。

（２）端子Ｔ２にＬレベル信号そして端子Ｔ３にＨレベ
ル信号の制御信号が印加された場合（正方向回転駆動状
態） 抵抗Ｒ３を介してトランジスタＱ２のベースに電流が供
給され、トランジスタＱ２はオンになる。

それによりトランジスタＱ３と０６はオンになるので矢
印Ａの方向に電流がモータ７に流れ、モータ７を駆動す
る。一方、トランジスタＱ７はオフであるのでトランジ
スタＱ４、Ｑ５及びＱＢはオフしている。また、このと
きトランジスタＱ１はオンするがトランジスタＱ５とＱ
７がオフしているので回路動作上の影響はない。

（３）端子Ｔ２に■（レベル信号そして端子Ｔ３にＬレ
ベル信号の制御信号が印加された場合（逆方向回転駆動
状態） 回路動作は（２）の場合と逆であり、矢印Ｂの方向即ち
（２）の場合とは逆方向にモータ駆動電流が流れ、モー
タ７が（２）の場合と逆回転に駆動される。

（４）端子Ｔ２とＴ３に共にＬレベル信号の制御信号が
印加された場合（ブレーキ動作状態）トランジスタＱ２
とＱ７はオンするが、同時にトランジスタＱ１とＱＢも
オンするので、トランジスタＱ７のエミッタ電流はトラ
ンジスタＱ１からそしてトランジスタＱ２のエミッタ電
流はトランジスタＱ８から全て供給される。また、トラ
ンジスタＱ１とＱ８のＶ　ｃｔ９ｊｌ！和電圧はトラン
ジスタＱ５とＱ３をオンさせるのに必要な■、より小さ
いのでトランジスタＱ３とＱ５はオフし、トランジスタ
Ｑ４とＱ６のみオンする。トランジスタＱ４とＱ６そし
てモータ７とからなるループは駆動中のモータ７にブレ
ーキをかけ制動する作用をなす。これはモータ駆動電流
が遮断された後に慣性で回転しているモータ７が一次的
に発電機となって短絡ループに電流を流し、回転エネル
ギーが熱エネルギーとして放出されモータ７の回転にブ
レーキがかかるのである。このとき、モータ７の回転に
よってトランジスタＱ４、Ｑ６のうちの一方は逆トラン
ジスタ・モード（エミッタとコレクタの役割が逆になり
、ＮＰＮ　ｌ−ランジスタならエミッタからコレクタに
電流が流れる状態をいう）で作動している。

また、第１図のエンコーダ６は、発光ダイオードＬＥＤ
　１とフォトトランジスタＱＩＯとからなるフォトイン
クラブタから構成され、このエンコーダ６により撮影レ
ンズ１の実際の移動量がモニターされ、フィードバック
パルスとしてＣＰＵ４に端子Ｔ１から出力される。この
エンコーダ６により、撮影レンズ１の移動量（回転量）
はパルス信号に変換され、端子Ｔ１から出力されている
。

以上は静的な制御モードの説明であるが、サーボ目標（
合焦位置）の近傍ではモータの回転速度を落としサーボ
目標に達したときの制動をよくするため、次のように動
的に制御される。

第３図（Ａ）〜（Ｃ）はサーボ目標へ達するまでの制御
信号の様子を表すタイムチャートの一例である。第３図
（Ａ）は制御端子Ｔ２に入力される制御信号を示すチャ
ート図であり、第３回（Ｂ）は制御端子Ｔ３に入力され
る制御信号を示すチャート図であり、第３１Ｕ　（Ｃ）
は端子ＴＩから出力されるフィードバックパルスを示す
チャート図である。

第３図（Ａ）及び（Ｂ）において、駆動回路５がＣＰＵ
４により作動させられると、制御端子Ｔ２には駆動用の
制御信号が入力され、制御端子Ｔ３にはモータ７の駆動
中、Ｌレベル信号が入力されていることが分かる。この
駆動回路５は、時点ｔＱから撮影レンズ１をサーボモー
タフによりサーボ目標へ駆動するにつれ、サーボモータ
７への通電時間のデユーティを段階的に落として制御し
、制動特性を向上させている。駆動回路５では間欠駆動
時には、駆動とブレーキとを交よ・−に行って駆動トル
クを制御しているが、ブレーキの代わりに通電オフとす
る方法もある。この駆動回路５では、駆動時間のデユー
ティを１００％（時点ｔｏからｔｌ）、５０％（時点ｔ
１からｔ２）、２５％（時点ｔ２からｔ３）　、１２．
５％（時点ｔ３からｔ４）の４段階で変化させ、サーボ
目標位置までの減速を滑らかに行うと共にサーボ時間を
できるだけ短くしている。

駆動回路５により撮影レンズ１が駆動制御されると、そ
の際の撮影レンズ１の実際の移動量がエンコーダ６によ
りモニターされており、第３図（Ｃ）において、このエ
ンコーダ６により検出されるモニター信号が表されてい
る。第３図（Ｃ）から分かるように、駆動回路５の制御
端子Ｔ２に入力される制御信号のデユーティが下がるに
つれて撮影レンズ１の駆動速度も低下して、端子Ｔ１よ
り出力されるパルス信号の出力間隔が長くなる。

第３図（Ａ）で示すデユーティの切換え時点は、カメラ
に装着される撮影レンズ毎に異なるために、撮影レンズ
の識別信号により切換え時点を変化させている。その制
御方法を次に説明する。

カメラに装着される撮影レンズはそれぞれ駆動特性（レ
ンズの駆動トルク等）が異なるために、その駆動特性に
応じた駆動制御を行わなければならない。その為に、カ
メラ側では、撮影レンズの駆動特性をレンズ内に内蔵さ
れた記憶手段（例えば、１チツプＣＰＵ内のＲＯＭ）か
らレンズ識別信号として読み取り、この識別信号により
カメラ側の駆動回路５のデユーティの切換え時点を決定
している。このデユーティの切換え時点は、サーボ目標
までの撮影レンズの移動量は予めパルス数としてＣＰＵ
４により算出されているので、このパルス数からエンコ
ーダ６によりモニターされたパルス数を減算することで
、その残量パルス数が所定のパルス数に達する毎に最適
な駆動デユーティとなるように制御されている。

別表１はＣＰＵ４による駆動回路５の具体的な制御を示
すフローチャートである。

別表１において、ステップＳ１からストップＳ４までは
、一般的な電荷蓄積型素子を用いたデフォーカス量（フ
ィルム面での像面移動量）の算出までのフローである。

ステップＳ５では、撮影レンズ内の記憶手段から、撮影
レンズからのフィードバックパルスをカメラ側のフィル
ム面での像面移動量に換算するための像面移動係数と、
撮影レンズの駆動特性を示す指標（以後、トルク指標と
呼ぶ）とをデータとして、カメラ内の制御回路ＣＰｔＪ
４が読み取る。ステップＳ６では、ステップＳ５で読み
取った像面移動係数と、ステップＳ４で算出されたデフ
ォーカス量とからサーボ目標位置までのレンズ移動量に
相当するパルス数を算出し、カウンタにセットする。こ
のカウンタは、ＣＰＵ４に内蔵された減算カウンタとす
る。

ステップＳ７では、撮影レンズの駆動開始させ、撮影レ
ンズの移動に応じてフィードバックパルスがカウンタに
入力され、ステップＳ６でプリセントされたカウンタ値
と減算比較される。ＣＰｔＪ４はこの間、常時、カウン
タの値を監視していて、ステップＳ５で読み取ったトル
ク指標に基づき、レンズの駆動特性に応じて各々、デユ
ーティの切換え時点に相当するカウンタの残量カウント
値（パルス数）により切換えを行い段階的にレンズを駆
動する。すなわち、ステップＳ８では、残量カウント値
が０に成ったか否か判別し、またステップ８９〜ステツ
プＳ１４では、残量カウント値がトルク指標により一決
められた所定量（パルス数）に達したか否か判別して、
デユーティを１００％（時点ｔｏからｔｌ）、５０％（
時点ｔ１からｔ２）、２５％（時点ｔ２からｔ３）、１
２゜５％（時点ｔ３からｔ４）の４段階で変化させ、サ
ーボ目標位置までの減速を滑らかに行い、それと共にサ
ーボ時間をできるだけ短くするように駆動制御している
。そして、ステップＳ８にて、残量カウント値がＯにほ
ぼ達したら、撮影レンズへ制動ブレーキを一定時間かけ
、再び測距に入る（ステップ３１６）。

撮影レンズ毎にデユーティを切換え鴫点を決定するトル
ク指標及びパルス数を具体的に示したのが別表２及び別
表３である。別表１に示すソフトウェアで扱い易いよう
に、トルク指標は整数としている。別表２は撮影レンズ
のトルク指標０〜ｎに対応する各デユーティの切換え時
点を表にして表しており、このデータがカメラ内のＣＰ
ｔＪ４のＲＯＭに格納される時には別表３のメモリーマ
ツプに基づき格納されることになる。各種撮影レンズの
デユーティ切換え時点に対応するパルス数が、パラメー
タにより別表２に示すようにそれぞれ異なることになる
。別表２の見かたとしては、例えば、撮影レンズ１の記
憶手段からトルク指標−２がレンズ識別信号として、カ
メラ側のＣＰＵ４に入力されたとすると、別表２の表に
沿って見るとｐ２．ｓｏがデユーティ１００％から５０
％への切換え時点ｔ１に相当するパルス数を示し、Ｐ　
ｚ、　ｔｓがデユーティ５０％から２５％への切換え時
点ｔ２に相当するパルス数を示し、そしてＰ　２．ｌ　
ｚ、ｓがデユーティ２５％から１２．５％への切換え時
点ｔ３に相当するパルス数を示し、これがカメラのＣＰ
ＵＡ内にあるＲＯＭ上では別表３に示すようにＰ２．５
いＰｉ＋ｚｓｓ　Ｐｌ＋ｌＺ、Ｓに対応する所に格納さ
れており、それらの格納位置からパルス数を読み出すこ
とになる。このように、各デユーティ毎にグループ化し
ておけば、トルク指標をオフセットとしてデユーティ切
換え時点のパルス数を参照することができる。従って、
この撮影レンズ１は、上記のデユーティ切換え時点に応
じて４段階で駆動制御されることになる。このように、
トルク指標を整数化すれば、これをオフセットとして各
デユーティ切損え時点のパルス数をテーブルで参照する
ことができる。

尚、本発明の実施例に限定されることはなく、トルク指
標の他にレンズ移動電源をパラメータとすることが出来
る。つまり、レンズ駆動トルクが高い場合にはより高い
電源電圧が必要で、、ちる為に、撮影レンズにより駆動
電源電圧が異なり　この電源電圧の違いを利用すること
ができる。電源電圧が低い場合と高い場合とでは、同じ
デユーティにより駆動していてもレンズの移動速度が電
ａ電圧の高い場合の方が早い為に、サーボ目標（合焦予
測位置）までのデユーティ切換え時点を、電源電圧の高
い場合に比べて低い場合にはパルス数の少ない位置に設
定し、そうすることで応答性を良くできる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、撮影レンズの毎に駆動特
性に応じて合焦位置までのレンズの駆動速度の減速が適
切に行われるので、各種撮影レンズの応答性が撮影レン
ズの違いにより低下することがない。

別表１ 別表２ 別表３

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の実施例であり、第１図は撮影
レンズをモータにより駆動して合焦状態に自動サーボす
る自動合焦装置のブロック図、第２図は撮影レンズの駆
動回路図、第３図は端子Ｔ１〜Ｔ３の信号のタイミング
チャート図である。 （主要部分の符号の説明）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 撮影レンズの合焦位置までの移動量に対応するデフォー
   カス量を算出するデフォーカス算出手段と、該デフォー
   カス量に基づいて、該撮影レンズを駆動する際に該合焦
   位置に近づくにつれて駆動トルクを変化させる駆動速度
   制御手段とを有する自動合焦装置において、 前記撮影レンズの駆動特性を検出することにより、前記
   駆動速度制御手段の駆動トルクを変化させる割合を、前
   記駆動特性に応じて制御することを特徴とする自動合焦
   装置。