JPS63172240A - カメラの自動焦点調整装置 - 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】 〔発明の属する分野〕 本発明は、焦点検出装置によるディフォーカス量の出力
に基いて、モータを駆動して撮影レンズを合焦位置まで
移動させるようにしたカメラの自動焦点調整装置に関す
る。

〔従来の技術〕

撮影レンズを合焦位置にまで駆動するのに必要な撮影レ
ンズのディフォーカス量に対応する所要移動量をモータ
停止時に検出し、この所要移動量が大きい（即ち、撮影
レンズが合焦位置から遠く離れている）場合にはモータ
を高速駆動して撮影レンズを合焦位置に移動させ、合焦
位置近傍に来たとき、或いは上記撮影レンズが当初がら
合焦位置近傍の所定領域内にあって上記所要移動量が小
さい場合には、モータを低速駆動して合焦位置に移動さ
せることにより、撮影レンズを短い時間に精度良く合焦
位置に停止させるようにした自動焦点調整装置が既に特
開昭５６−９４３３４号又は特開昭５８−１８６１１号
等により提案されている。

これらの装置により、撮影レンズが合焦位置に停止する
までの様子を第４図に基いて説明する。

第４図において、縦軸はモータの駆動速度を、横軸は上
記所要移動量を示し、点（ｐｏ　）が合焦位置に相当す
る。

ここで、モータはその特性上、駆動が開始されても所定
量（図の移動量Ａに対応）移動しないと安定な高速駆動
状態に達せず、また急停止信号が勾えられても直ちには
停止できず、所定量（図の移動ｍＢに対応）移動した後
に停止する。

そこで、所要移動量が大きい大ディフォーカス量の場合
、即ち図で撮影レンズが（Ｐｌ）の位置にあるとき、ま
ずモータを高速駆動速度（Ｎ、、）で駆動し、合イ１人
位置（Ｐｏ）の所要量だけ手前位置（Ｐｌ）から減速し
、低速駆動速度（Ｎ１）となった時点からは合焦位置（
Ｐｏ）から低速駆動速度（Ｎ、、）でブレーキをかけた
場合、停止するまでに撮影レンズが制動に要する所定量
（図の移動量Ｃに対応）手前位置の（Ｐ８）までは低速
駆動速度（Ｎ１）で駆動し続け、点（ｐｓ　）に達した
ときブレーキをかけて、合焦位置（Ｐｏ）に止める。

つぎに所要移動量が、小さい小ディフォーカス量で点（
Ｐｌ）よりも合焦位置（Ｐ、）側の点（Ｐ２）にあると
きは、最初から低速駆動速度（Ｎ１）でモータ駆動する
。

ところが所要移動量が中程度で点（Ｐ、）よりやや大き
い点（Ｐ３）にある場合は、モータ駆動系の立ち」ニリ
特性に従って、モータの駆動速度が上っていくが、高速
駆動速度（Ｎ、、）に達する途中で点Ｐ１に到達し、こ
こで減速に反転する為、加速度の変化が非常に大きく、
大きな衝撃を発生し、撮影者に不快感を与えるという問
題があった。

〔発明の目的〕

本発明は、上述従来例の問題点を除去し、ディフォーカ
ス量の如何にかかわらず撮影レンズが駆動中に大きな衝
撃を発生しない、カメラの自動焦点調整装置を提供する
ことを目的とする。

〔発明の概要〕

上述の目的を達成する為の本発明の要旨は高速駆動後す
ぐに低速駆動に切換えとなるような中程度のディフォー
カス量の時には更に２つの場合に分け、高速駆動する区
間が成る程度あり、そのため減速状態に切り換えても衝
撃をあまり感じないような場合はディフォーカス量が大
のときと同じように駆動させ、高速駆動速度まで加速す
る途中、或は高速駆動の状態からすぐに減速状態となっ
て強い衝撃を感じるような場合はディフォーカス毒が小
のときと同じように、初めから低速駆動速度で駆動させ
るようにしたものである。

〔実施例〕

本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は、本発明に係るモータの駆動状態を示す。図に
おいて、第４図と同じく縦軸はモータの駆動速度を、横
軸は撮影レンズの所要移動量を示し、点（Ｐｏ）は合焦
位置に相当する。

又、点（Ｐ、）、（Ｐ２）、（Ｐｓ）、（ＰＬ）は第４
図の同一符号点に対応するものであるから、その説明は
省略する。

撮影レンズの所要移動量が大きい点（Ｐｌ）及び前記所
要移動量が小さい点（Ｐ２）にある時は、第４図に示す
従来例と同じである。

しかし、所要移動量が点（ＰＬ）より僅かだけ大きい場
合、従来例においては点（ＰＬ）より少しでも大きいと
、ひたすら高速駆動速度（Ｎ′Ｉ＋　）となるよう駆動
していたが、本発明においては点（Ｐｌ）より遠方寄り
の位置に点（Ｐ、、）を新たに設置し、点（Ｐ、、）と
点（Ｐ、、）の間の点（Ｐ４）にあるときは最初から低
速駆動速度（Ｎ１）で駆動し、点（Ｐ、、）を越えた位
置（Ｐ、）となったときにはじめて高速駆動速度（Ｎ、
、）で駆動するようにしたものである。

従って点（Ｐ５）にある時は、しばらく高速駆動速度（
Ｎｉ＋）での駆動状態が続いて点（Ｐｌ）に到達してか
ら減速するので、従来のように加速状態からすぐに減速
状態に切りかわることにより生じる大きな衝撃の発生を
防止することができる。

但し、点（Ｐ、、）の設定に際しては衝撃防止効果を重
視してあまり大きく設定すると点（Ｐ４）にある時低速
駆動速度（Ｎ、、）で駆動する距離が大きくなり、合焦
位置（Ｐ、　）までに要する駆動時間が長くなってしま
うので、点（Ｐ、、）の設定に際しては、駆動系の立ち
上り、立ち下がり特性を加味してバランスの良い位置に
設定する必要がある。

第２図は第１図に示した動作を具体化するにあたって、
マイクロコンピュータを使用した電器回路例を示すもの
である。

１はマイクロコンピュータ（以下マイコンという）、２
はマルチプレクサ、３はレンズの距離環（不図示）を駆
動するためのモータである。４は該モータ３と連動して
回転し、たとえば白黒等光の反射率の異なる２種類のパ
ターン部を有するパルス板、５は発光ダイオード（以下
ＬＥＤという）、６は該Ｌ　Ｅ　Ｄ　５を定電流駆動す
るための電流源、７はＩ、　Ｅ　Ｄ　５のパルス板４に
よる反射光を受光し、その強弱を電気信号に変換するた
めのフオｌ−トランジスタである。８はコンパレータで
あり、前記パルス板４、ＬＥＤ５、電流源６、フォトト
ランジスタ７及びコンパレータ８によりモータ３の回転
量を検出し、前記マイコン１にその信号を与える。９〜
１２はモータ３を駆動するためにブリッジ回路を構成す
るトランジスタであり、該トランジスタ９〜１２には各
々逆流防止用のダイオード９０，１．００，１１０，１
２０が接続されている。１３〜１６はバッフアゲ−１−
１１７゜１８及び２２は抵抗、１９〜２１及び２３はバ
ッファアンプである。

前記トランジスタ９〜１２はマイコン］により各々バッ
ファゲート１３〜１６を介してオン・オフを制御される
。トランジスタ９，１ｏはオープンコレクタ出力のバッ
フアゲ−１−１３，１，４によってオン・オフ制御がな
されるが、オンの時（バッファゲート１３．１４の出方
が開放状態）にモータ３１に与える電圧はバッファアン
プ２１の出力に依存する。該バッファアンプ２１の出力
電圧はバッファゲート１３，１４の出力が各々開放状態
の時に抵抗１７，１．８を介して各々バッファアンプ１
９．２０に与えられ、トランジスタ９．１０は各々バッ
ファアンプ１９．２０の出力電圧に従い、モータ３に電
圧を供給する。前記マルチプレクサ２は、８つの入力と
１つの出力を有し、３ビツトの制御信号に応じて８つの
入力のうち１つを選択し、出力端子と接続されるアナロ
グマルチプレクサであり、その３ビツトの制御信号はマ
イコン１より与えられ、８つの各入力端子は各々抵抗２
６〜３３を介してグランドに接続されている。

２４はツェナーダイオードであり、抵抗２５を介して電
源を供給され定電圧をバッファアンプ２３に与えている
。該バッファアンプ２３はツェナーダイオード２４によ
り決められた電圧に等しい電圧を出力する。バッファア
ンプ２１は、バッファアンプ２３より与えられる定電圧
を抵抗２２とマルチプレクサ２て選択された抵抗２６〜
３３のいずれか］つとの抵抗分割で決定される電圧を入
力とし、これに等しい電圧を出力する。３４は測距演算
装置であり、レンズの距離環（不図示）を制御するため
のマイコン１は、測距演算装置３４の指示に従いコンパ
レータ８を介して与えられるパルスによりモータ３の駆
動量２．駆動速度を監視しながら、バッファゲート１３
〜１６を介してトランジスタ９〜１２のオン・オフを制
御することによりモータ３の回転方向、オン・オフブレ
ーキを３ヒツトの制御信号によって前記マルチプレクサ
２により抵抗２６〜３３のうちいずれが１つを選択し制
御する。３５は計時開始、停止。

リセットの制御が可能で計時値をマイコン】に出力する
プログラマブルタイマであり、マイコン１には制御用の
プログラムと各種定数を記憶したＲＯＭ３６と、各種変
数を記憶することのできるＲＡＭ３７を内蔵している。

前記コンパレータ８の＋側入力端子は可変抵抗４０を介
して電源に接続され、−個入力端子は抵抗４１を介して
電源に接続されている。

又、４２．４３は各々前記トランジスタ１」。

１２に接続される抵抗である。

次に第２図の回路動作を第３図（ａ）、（ｂ）に示すフ
ローチャートに従って説明する。

電源が投入されることによりマイコン１は第３図のフロ
ーチャートに従って第３図（ａ）のスタートから動作を
開始する。

〔ステップ１〕 まず、バッファゲート］３〜１６すべてに“ロー”を与
え、トランジスタ９〜Ｊ２すべてをオフ状態とし、モー
タ３の両端子を開放状態にする。

〔ステップ２〕 この状態で、測距・演算装置３４よりの駆動命令を待つ
。測距・演算装置３４は測距を行い、ディフォーカス量
を算出すると、その量を不図示の距離環を駆動する為の
モータ３の駆動量を表わすパルス板４のパルス数に換算
し、合焦を得るために、その量を“駆動すべき量″′と
して駆動すべき方向（至近あるいは無限の方向）ととも
に制御用撮影レンズの駆動を制御するマイコン１に与え
る。

〔ステップ３〕 駆動命令と駆動すべき方向と量を与えられると、まず“
駆動すべき量″から低速駆動時に制動に要する所定量Ｃ
（ブレーキ開始時より停止するまでの制動予定ｆｆｉ　
（ＲＯＭ３６に記憶しである）を差し引き、それを“駆
動すべき量′”とする。これにより“駆動すべき量″を
駆動した時点でブレーキをかけて停止させると、ブレー
キ直前の速度、モータ、鏡筒の機械的特性が設計値に等
しくありさえすれば、測距・演算装置３４が算出した“
駆動量″まて進んだところで停止する。

〔ステップ４〕 制動に要する所定量Ｃを差し引いた゛′駆動ずべき量″
がＯまたは負の数であった場合そのような量は駆動出来
ないため、これを無視し、新たな駆動命令を待つ。

〔ステップ５〕 つぎに駆動すべき量を第１図に於ける（ｐ、、−ｐｓ）
と比較する。

（Ｐ、、−ＰＳ）より大きい場合はステップ（６）へ、
（Ｐｌｌ−Ｐ、）より小さい場合はステップ（７）へ進
む。

〔ステップ６〕 ＲＡＭ３７の駆動速度を記憶すべきところに高速駆動速
度（Ｎ、、）を格納する。

〔ステップ７〕 ＲＡＭ３７の駆動速度を記憶すべきところに低速駆動速
度（ＮＬ）を格納する。

すなわち、測距・演算装置３４が出力した本来の“駆動
すべき量″が点（Ｐ、□）より太き（遠）ければ高速の
、小さく近）ければ低速駆動速度を設定する。

〔ステップ８〕 パルスの以前の状態を記憶する為のＲＡＭ３７にあるパ
ルスフラグにその初期値として“１″を与える。

〔ステップ９〕 駆動電圧は最低値（“０″）を選択する。具体的にはマ
ルチプレクサ２により抵抗２６〜３３のうちのひとつを
選択し、ツェナーダイオード２４にて決定されるバッフ
ァアンプ２３の出力電圧を抵抗２２と分割し、バッファ
アンプ２１に与える。抵抗２６〜３３のうち最も小さな
抵抗値の抵抗を選択すると、最低電圧（“０”）が、逆
に最も大きな抵抗値の抵抗を選択すれば最高電圧（“７
″）が、と云うように選択する抵抗の抵抗値の大小に応
じてバッファアンプ２１の入力の大小も決まり、これに
応じた電圧がトランジスタ９あるいはトランジスタ１０
を介してモータ３に与えられる。

〔ステップ１０〕 電圧変更要求の初期値として“０゛′を設定する。

〔ステップ１１〕 モータ３、および距離環（不図示）と連動して回転する
パルス板４でＬＥＤ５の反射するが、パルス板の回転角
に応じてパルス板上の黒白模様に依り、強弱を繰り返す
のをフォトトランジスタ７にて電気信号に変換し、これ
をコンパレータ８にて“１”、”０”のパルスとするが
、そのパルスの“１”→“０”１周期の間隔にて距離環
あるいはモータ３の回転／停止あるいは回転速度を得る
ために、タイマ３５をリセットし、起動させる。

〔ステップ１２〕 回転させるべき方向に応じて（トランジスタ９．１２）
あるいは（トランジスタ１０．１１）のいずれかをオン
状態とし他方をオフ状態しすることによりモータ３に回
転方向に応じた通電を行う。

〔ステップ１３〕 パルスの状態を読込む、パルスの状態が“０°′のとき
はステップ（１７）へ、パルスの状態が“１゛′のとき
はステップ（１４）へ進む。

〔ステップ１４〕 前回のパルスの状態を示すパルスフラッグが”　１　”
であればステップ（１８）へ、パルスフラッグが“′０
゛′であればステップ（１５）へ進む。

〔ステップ１５〕 前回のパルスフラッグ０″を“１゛′としてステップ（
１６）へ進む。

〔ステップ１７〕 ステップ（１３）において、パルスの状態が“０”のと
き前回のパスルの状態を示すパルスフラグを′０”にす
る。

即ち、パルスの状態を読み込み、前回の読み込んだ状態
と比較して、パルスの立ち上りを検出し、立上っていた
場合はステップ（１６）へ、そうでなければステップ（
１８）へ進むとともに、今回のパルスの状態をパルスフ
ラッグに記憶させる。

〔ステップ１８〕 パルスが立上っていなかった場合、タイマ３５の計時値
“時間″が最大パルス幅を越えていないかチェックする
。ここで云う最大パルス幅とは指定された“駆動速度″
′から速度ばらつきの許容幅αだけ遅い速度“駆動速度
”ｘ（１−α）のときのパルス幅（パルス周期）即ち（
“駆動速度″×（１−α））−１である。まだ“時間パ
が最大パルス幅に達していない場合はステップ（１３）
に戻り、再びパルスの状態の検出を行う。“時間“が最
大パルス幅に達してしまっていた場合ステップ（１９）
へ進む。

〔ステップ１９〕 タイマー３５をリセットし再スタートさせる。

〔ステップ２０〕 ゛　速度を上げる必要があり、モータ駆動電圧を上げな
ければならないと何回認識したかと云うことを記憶する
ためにＲＡＭ３７に“電圧変更要求′”の値に１を加え
る。

〔ステップ２１〕 ゛′電圧変更要求“がｍ回に達したか否かの判別を行い
、未だｍ回に達していない場合はステップ（２６）へ、
ｍ回に達していた場合、即ち少なくともｍ回は前回の電
圧変更速度が′″駆動速度”×（１−α）より遅いと認
識した場合はステップ（２２）へ進む。

〔ステップ２２〕 駆動電圧が最大の“７”を選択しているか否かの判別を
行い“７″を選択していればステップ（２５）へ、未だ
“７パに達していなければステップ（２３）へ進む。

〔ステップ２３〕 マルチプレクサ−２により現在選択している抵抗の次に
抵抗値が大きいものを抵抗２６〜３３の中より選択し、
現在までの駆動電圧より１段高い駆動電圧をモータ３に
与える。

〔ステップ２４〕 “電圧変更要求”を０に戻す。

〔ステップ２５〕 ステップ（２２）において駆動電圧が最大の“７′′を
選択した場合、それ以上の駆動電圧をモータ３に与えら
れない為駆動不能な状態であると判断し、〔ルーチン２
〕よりプログラムの“スタート”に戻る。

〔ステップ２６〕 タイマー３５をリセットし再スタートさせ、ステップ（
１３）のパルス状態の検出に戻る。

〔ステップ１６〕 ステップ（１３）からのパルス状態の検出にてパルスが
立上っていた場合、パルスが１発あったとしてカウント
しているが、この場合“駆動すべき量”の値を１減する
。

〔ステップ２７〕 “駆動すべき量”の値がＯか否かの判別を行い、Ｏの場
合ステップ（２８）へ、未だＯになっていない場合はス
テップ（３２）へ進む。

〔ステップ２８〕 “駆動すべき量”の値が０になった場合、駆動ずべき量
を駆動し終えたとし、タイマ３５をリセツｌ−Ｌ再スタ
ートさせる。

〔ステップ２９〕 モータ３にブレーキをかける。つまりトランジスタ９．
１０をオフ状態に、トランジスタ１１゜１２をオン状態
とし、モータ３の両端子をトランジスタ１．１．１２グ
ランドを介して短絡させ、モータ３を距離環回転の負荷
とし、ブレーキをかける。

〔ステップ３０〕 ステップ（２８）で再スタートしたタイマ３５が計時す
る“時間パが所定の時間Ｔを越えるまで待ち続ける。

〔ステップ３１〕 モータ３に対するブレーキ時間がＴを越えたとき“駆動
終了”とし、それを測距・演算装置３４に伝えるととも
に〔ルーチン２〕よりプログラムの“スタート″に戻る
。

〔ステップ３２〕 ステップ（２７）において、パルス立上検出後の“駆動
すべき量″が、朱だＯにならなかった場合、タイマ３５
の計時した“時間″を見て、最小パルス幅を越えている
か否かをチェックする。この最小パルス幅とは指定され
た“駆動速度″より速度のばらつきの許容幅αだけ速い
速度″′駆動速度”Ｘ（１＋α）のときのパルス周期（
“駆動速度”Ｘ（１＋α））−１である。これよりパル
ス幅が大きいとき、すなわち遅いときはステップ（３８
）へ進む。最小パルス幅よりパルス幅が小さかったとき
はステップ（３３）へ進む。

〔ステップ３３〕 駆動電圧が最小の値“Ｏ″を選択しているか否かの判別
を行い、“０″であった場合はステップ（３８）へ、最
小の値”　ｏ　”でなかった場合はステップ（３４）へ
進む。

〔ステップ３４〕 モータ３の駆動電圧が最小の値“Ｏ″でない為速度が速
すぎて駆動電圧を下げなければならないとの判断を何回
行ったかを記憶する為、“電圧変更要求”の値を１減じ
る。

〔ステップ３５〕 ゛電圧変更要求″の値が“−〇”に達したか否かの判別
を行い、“−ｎ　”に達しない場合はステップ（３８）
へ、“−ｎ”に達した場合はステップ（３６）へ進む。

〔ステップ３６〕 ″電圧変更要求″の値が“−ｎ′に達した場合、駆動電
圧を１段下げる。

〔ステップ３７〕 パ電圧変更要求°′の値を０にリセットする。

〔ステップ３８〕 ここて“駆動すべき量”が所定の値（Ｐ、、）より小さ
いか否かの判別を行う。（ＰＬ）より小さければステッ
プ（３９）へ、（ＰＬ）より小さくなければステップ（
２６）へ進む。

〔ステップ３９〕 “駆動すべき量”が所定値（ＰＬ）より小さいときは合
焦点に近（なったと判断し、駆動速度を低速駆動速度（
Ｎ１）とした後ステップ（２６）へ進む。

以上のようにして、“駆動すべき量″がＰｌｌより大き
いとき高速駆動速度（Ｎ、、）にて駆動を開始し、ｐＨ
以下の場合低速駆動速度Ｎ１にて駆動を開始する。そし
て“駆動すべき量″がＰ（１より大きく高速駆動速度（
Ｎ、、）にて駆動を行う場合も駆動すべき残量がＰｌ、
より小さくなると低速駆動速度（Ｎ１）にて、そこより
駆動するものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に、係るカメラの自動焦点調
整装置は、高速駆動後すぐに低速駆動に切換えとなるよ
うな中程度のディフォーカス量の時には高速駆動する区
間が成る程度あり、そのため減速状態に切り換えても衝
撃をあまり感じないような場合と、高速駆動速度まで加
速する途中、或は高速駆動の状態からすぐに減速状態と
なって強い衝撃を感じるような場合とに分け、前者の場
合にはディフォーカス量が大のときと同じように駆動さ
せ、後者の場合にはディフォーカス量が小のときと同じ
ように初めから低速駆動速度で駆動させるようにしたも
のであるので、ディフォーカス量の如何にかかわらず、
撮影者に大きな衝撃を感じさせない滑らかな駆動が可能
であり、且つ中程度のディフォーカス量の場合にも駆動
時間の増加も必要最小限にとどめることができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るモータの駆動状態を示す図、 第２図は第１図の駆動を行う為の回路図、第３図（ａ）
（ｂ）は第２図の回路動作を示すフローチャート、 第４図は従来の自動焦点調整装置におけるモータの駆動
状態を示す図である。 １−一一−−−マイクロコンピュータ ２−−−−−−マルチプレクサ ３−−−一−−レンズの距離環を駆動するモータ３４−
−一−−−測距演算装置 ３５−−−−−−プログラマブルタイマ３　６−−−−
−−ＲＯＭ ３　７−−−−−−ＲＡ　Ｍ 特許出願人　　キャノン株式会社 特開口ＵＧ３−１７２２４０　（８） 尾３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 撮影光学系が合焦位置から大きく外れている場合には、
   上記撮影光学系を合焦位置へ高速で駆動すると共に撮影
   光学系が合焦位置に近い場合には低速で合焦位置へ駆動
   する自動焦点調節装置に於て、上記撮影光学系を高速で
   駆動した場合に、該高速となってから一定区間以上該高
   速で駆動できる場合のみ高速駆動を許容する制御手段を
   有することを特徴とするカメラの自動焦点調節装置。