JPS63177118A - パワ−フオ−カス装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、パワーフォーカス装置、さらに詳しくは、撮
影レンズの焦点調節のための移動を、操作部材の操作に
よりモータの駆動力を用いて行なうパワーフォーカス装
置に関する。

［従来の技術］ 最近のオートフォーカス（以下、ＡＦと略記する）−眼
レフレックスカメラや、ＡＦ機能を有する交換レンズに
、ＡＦの補助機能として、パワーフォーカス装置が採用
されている。この場合のパワーフォーカス操作部材は、
２個の押釦式スイッチが使用されていて、それぞれのス
イッチに対応して、撮影レンズの駆動方向と駆動速度が
一義的に決っている（例えば、特開昭５９−６４８１６
号公報参照）。あるいは、パワーフォーカス操作部材を
環状に構成して、撮影レンズの駆動速度も２種類にした
パワーフォーカス装置も本出願人により提案されている
（特願昭６０−２７１７４７号）。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来のパワーフォーカス装置は、上記スイッチの１つの
状態に対し、レンズ駆動用モータの駆動速度が１種類に
設定されるため、焦点調節の微調節に重点をおいた駆動
速度の設定にすると、撮影レンズを無限遠から至近まで
駆動するのに時間がかかってしまう。逆に焦点、２ＶＲ
の粗調節にｍ点をおいた駆動速度の設定にすると、微調
節が行ないにくくなるという不具合が存在する。また、
微調節と粗調節の両方を満足させるためには、レンズ駆
動用モータの駆動速度を多種類に設定する必要があり、
そのために撮影レンズの繰出ノｊ向、繰込み方向の、そ
れぞれの駆動速度に対応した多くのスイッチが必要にな
り、スペース的にもコスト的にも問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、パワー
フォーカスの操作部材を多回転ｉｊＪ能な回転操作部材
とし、この回転操作部材を用いて撮影レンズの微調節の
駆動から高速での駆動までを行なうことにより、操作者
の操作に対して感覚的に遅れのない駆動ができるととも
に、距離環回動式のフォーカシングと同様の感覚で正確
かつ迅速なフォーカシングを行なうことのできるパワー
フォーカス装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段および作用］本発明のパ
ワーフォーカス装置は、第１図に基本的な概念をブロッ
ク図によって示すように、手動操作により多回転可能な
回転操作部材１と、この回転操作部材１の回転に伴いパ
ルスを発生するパルス発生手段２と、このパルス発生手
段２からのパルスに基づき上記回転操作部材１の回転速
度を検出する回転速度検出手段３と、上記検出された回
転速度からモータ駆動のための制御信号を演算する演算
子段４と、この演算手段４からの制御信号に応じてモー
タ駆動電流を出力するモータ制御手段５と、この制御手
段５により駆動され、撮影レンズの焦点調節を行なうレ
ンズ駆動用モータ６とを具備してなるもので、上記回転
操作部材１を手動操作によって回転させると、この回転
操作部材１の回転速度に応じた上記演算手段４からの制
御信号が上記モータ制御手段５に与えられ、回転操作部
材１の回転速度に応じた速度でト記モータ６が回転して
車影レンズが駆動される。

［実　施　例］ 本発明のパワーフォーカス装置は、撮影レンズの距離環
を手動で回して焦点調節を行なう従来のマニュアルフォ
ーカスに代るもので、ＡＦ機能を持ったカメラや交換レ
ンズに補助手段として適用してもよいが、ここでは、Ａ
Ｆ機能を持たないマニュルフォーカスカメラに適用した
場合について説明する。

第２図は、本発明のパワーフォーカス装置の一実施例の
概略を説明するためのブロック系統図である。

カメラボディ上、または、交換レンズの一部に設けられ
た回転操作部材７の回転に応じて、パルス発生手段８か
ら互いに位相の異なった２相のパルスが発生する。この
２相パルスは回転方向検出手段９と回転速度検出手段１
０に人力されると、回転方向検出手段９では、２相パル
スの位相から上記回転操作部材７の回転方向が検出され
、回転速度検出手段１０では、２相パルスの周波数若し
くはパルス幅から上記回転操作部材７の回転速度が検出
される。回転方向検出手段９で検出された回転方向情報
と回転速度検出手段１０で検出された回転速度情報は、
モータ駆動制御手段１１に人力される。モータ駆動制御
手段１１はレンズ駆動用モータ１２に上記回転方向情報
と回転速度情報に応じたモータ駆動パルスを出力し、上
記モータ１２の駆動電流のデユーティ比を決定するよう
にしている。この駆動電流のデユーティ比に応じて撮影
レンズ１３の移動速度が決定される。レンズ駆動用モー
タ１２の回転パルスはモータ回転周波数検知手段１４に
導かれることにより上記モータ１２の回転周波数が検知
され、これがフィードバック情報として上記モータ駆動
制御手段１１に人力される。

この実施例装置の電気回路の概略は、第３図に示すブロ
ック図のように構成されている。第３図において、パル
ス発生部１５は上記パルス発生手段８に相当するもので
、具体的には第４図に示すエンコーダスイッチ１６を含
んで構成される。すなわち、第４図に示すエンコーダス
イッチ１６は、カメラボディ、または、交換レンズ１；
の不動部材１７に多回転可能に設けられた回転操作部材
７に連動して回転する回転板１８と、この回転板１８上
に形成された導体パターンの３つの導電部１９ａ。

１９ｂ、１９Ｃにそれぞれ摺接するように不動部材１７
に固定して配置された３個のリード接片２０ａ、２０ｂ
、２０ｃとにより構成されている。

導体パターンの３つの導電部１９ａ、１９ｂ。

１９Ｃのうち外側の２つの導電部１９ａ、１９ｂは回転
板１８の円周方向に沿って等間隔に、しかも互いに位相
がずれた状態で形成されている。残りの内側の導電部１
９ｃは回転板１８の円周方向に沿って連続して形成され
上記２つの導電部１９ａ。

１９ｂに電気的に接続しているコモンの導電部である。

回転操作部材７を手動操作によって回転させると、回転
板１８も同様の回転方向および回転速度で回転するので
、上Ｊピ導電部１９ａ、１９ｂにそれぞれ接する第１．
第２のリード接Ｊ’＋２０　ａ　。

２０ｂと上記コモンの導電部１９ｃに接する第３のリー
ド接片２０ｃ間に定常電気信号を印加することにより、
第１のリード接片２０ａと第２のリード接片２０ｂから
互いに位相のずれたパルス信号が取出される。上記２つ
の導電部１９ａ、１９ｂは円周方向に沿うこれら導電部
の幅と非導電部の幅が等しくなるよう形成されており、
このため上記回転操作部材７が等速で回転されると上記
り一ド接片２０ａ、２０ｂからのパルスｆｖｊ号の立上
りエツジから立下りエツジまでの“Ｈ”レベルの間隔と
立下りエツジから立上りエツジまでの“Ｌ“レベルの間
隔とが等しくなる。この２相のパルス信号は中央演算処
理装置であるＣＰＵ２１に人力される。

ＣＰＵ２１は入力された２相のパルスの位相差より上記
回転操作部材７の回転方向を検出し、また、パルスの周
波数、若しくはパルスの幅により上記回転操作部材７の
回転速度を演算する。ＣＰＵ２１は演算によって求めた
同転速度よりモータ駆動電流のデユーティ比を決定し、
Ｉ−足回転方向より正転または逆転のモータ制御信号を
１−記デューティ比でモータ駆動部２４へ出力する。す
なわち、ＣＰＵ２１は上記第１図に示した回転速度検出
手段３および演算手段４であり、また、上記第２図に示
した回転方向検出手段９１回転速度検出手段１０および
モータ駆動制御手段１１の一部の機能を有している。Ｃ
ＰＵ２１はデユーティ比を決定するのと同時に、レンズ
駆動用モータ１２の回転速度に対応する回転速度検出手
段１０の出力のパルス周波数と上記モータ１２の回転計
に相当するパルス数も算出する。なお、第３図において
、ＣＰＵ２１にはクロック用発振器２２．リセット用コ
ンデンサ２３が接続されている。

モータ駆動部２４は、第５図に示すように、ＣＰＵ２１
からのモータ制御信号を受けるブリトライバ部２５と、
上記モータ１２の駆動を行なうモータブリッジ回路２６
と、モータ１２の回転に連動するスリット板を発光部２
８ａと受光部２８ｂとで挟んでなるフォトインクラブタ
２８を駆動しその出力を処理するためのフォトインクラ
ブタ回路２９と、同回路２９の出力を波形整形する回路
３０とからなる。

上記モータブリッジ回路２６は、トランジスタＱ　　−
Ｑ　　およびダイオードＤ１．Ｄ２からなり、トランジ
スタＱ　とＱ　がオン、Ｑ２とＱ４がオフのときレンズ
駆動用モータ１２は正転をし、トランジスタＱ２とＱ４
がオン、ＱｌとＱ３がオフのとき上記モータ１２は逆転
をする。また、トランジスタＱ　とＱ　がオフ、Ｑ２と
Ｑ３がオンのとき上記モータ１２にはブレーキがかかり
同モータ１２は回転を停止する。さらに、トランジスタ
Ｑ１〜Ｑ４の全てがオフのときモータブリッジ回路２６
には電流が流れない（以下、この状態をオーブン状態と
呼ぶ）。フォトインタラプタ回路２９はフォトインタラ
プタ２８を作動させ、レンズ駆動用モータ１２が回転す
ると同モータ１２の回転速度に応じた周波数のパルスを
波形整形回路２９に出力する。波形整形回路２９によっ
て波形整形されたモータ回転パルスはＣＰＵ２１へフィ
ードバックされる。

第６図〜第１２図はＣＰＵ２１の動作を示すフローチャ
ートである。以下、これらのフローチャートにしたがっ
て本実施例装置の動作を説明する。

カメラあるいは交換レンズの電源が投入されると、まず
、第６図に示す〈ＰＯＷＥＲＯＮ（パワーオン）〉のル
ーチンにおいて、後述するＰＦフラグのクリア、初期フ
ラグのセット、メモリのリセット等のイニシャライズが
行なわれる。そして、測光値等の表示のためのく表示〉
のルーチンが実行され、ＰＦフラグがセットされていな
いときには、このく表示〉のルーチンが３０ｓｃｅ繰返
されるｏ３０ｓｅｃ経過すると、この＜ＰＯＷＥＲＯＮ
〉の動作が停止する。

ここで、ＰＦフラグは上記回転操作部材７により動作す
るエンコーダスイッチ１６の出力があるとセットされる
ものである。すなわち、−１−記〈表示〉のルーチン（
同ルーチンの説明は省略する）中で、エンコーダスイッ
チ１６の出力の割込みが発生すると、第７図に示すよう
に、まず、ＰＦフラグをセットし、エンコーダスイッチ
１６からの２相のパルスにより回転操作部材７の回転方
向を判定し、その方向に基づき、モータブリッジ回路２
６へのモータ制御信号のメモリであるＫＵＤＯを正転若
しくは逆転とする。続いてＭＰＵＬＳに０を入れたあと
初期フラグをクリアする。ここでＭＰＵＬＳとは、回転
操作部材７の回転速瓜を表すメモリで、エンコーダスイ
ッチ１６の回転速度検出用の８ビツトカウシタからなり
、回転操作部材７の回転により出力される２相のパルス
のうち一方のパルス幅に対応する時間区間中に後述する
＜ＰＦＭＯＤＥ＞のサブルーチンの１ループ毎にカウン
トされるパルス数である。すなわち、本実施例では、こ
のＭＰＵＬＳのカウントに後述する＜ＰＦＭＯＤＥ＞の
ルーチンに要する時間を使っている。そして、上記ＰＦ
フラグがセットされると、第６図の＜ＰＯＶＥＲＯＮ＞
のルーチンに戻り、次のＰＦフラグのチェック時にＣＰ
Ｕ２１はく表示〉のルーチンからくパワーフォーカス〉
のルーチンへ分岐する。

くパワーフォーカス〉のルーチンでは、エンコーダスイ
ッチ１６の割込みを禁止し、ＰＦモードの初期設定をす
る。この初期設定とは、各メモリに始動時に必要な値を
人力することであり、メモリＷＡＩＴに前記モータブリ
ッジ回路２６のオーブン状態を指示する０ＰＥＮを入れ
、また、例えば、メモリＤＵＴＹに５０を、メモリＰＰ
ＵＬＳに４を、メモリＰＴＩＭＥに５０をそれぞれ人力
する。なお、」二足各メモリの役割については後述する
。

次に、＜ＰＦＭＯＤＥ＞のサブルーチンを実行し、−１
二足ＭＰＵＬＳがオーバーフローするまでこの＜ＰＦＭ
ＯＤＥ＞を繰返す。そして、Ｍ　Ｐ　Ｕ　ＬＳがオーバ
ーフローすると、そのときには回転操作部材７は停止し
ていると判断して＜ＰＦＭＯＤＥ〉から抜けてエンコー
ダスイッチ１６の割込みをニ′「可してく表示〉のルー
チンへ戻る。

＜ＰＦＭＯＤＥ＞のサブルーチンでは、第１０図に示す
ように、まず、モータブリッジ回路２６へＫＵＤＯが出
力される。ＫＵＤＯは前述したように、レンズ駆動用モ
ータ１２をパルス駆動する際の制御信号のメモリであり
、正転、逆転、　　ＢＲＥＡＫ　（ブレーキ状態）、０
ＰＥＮの４種類がある。そして、ＭＰＵＬＳに１が加算
された後、初期フラグのチェック・が行なわれる。初期
フラグは、後述するくフォトインタラプタの割込み〉の
ルーチン（第８図参照）の中でモータ停止１：、時にセ
ットされるフラグで、このフラグが立っていれば、＜５
ＨＯＫＩ＞のサブルーチンを実行する。

＜５ＨＯＫＩ＞のサブルーチンでは、第１１図に示すよ
うに、１００ｍ５ｅｃ　（１ループが２．５ｍ５ｅｃと
して４０ループ）経過するまではＫＵＤＯおよびＷＡ　
Ｉ　ＴをＢＲＥＡＫとし、ＤＵＴＹを５０にする。そし
て、１００ｍ５ｅｃ経過後にＫＵＤＯおよびＷＡ　Ｉ　
Ｔを０ＰＥＮにし、ＤＵＴＹに５０を、ＰＴＩＭＥに５
０を、ＰＰＵＬＳに４をそれぞれ入れる。ここでＷＡ　
Ｉ　Ｔはモータ１２をパルス駆動する際の同モータ１２
への非通電信号のメモリであり、ＢＲＥＡＫ、０ＰＥＮ
の２種類がある。

ＰＴＩＭＥ、ＰＰＵＬＳについては後述する。

このあと、タイマレジスタにＤＵＴＹを入れる。

ＤＵＴＹはエンコーダスイッチ１６の回転速塵から演算
されたモータ駆動電流のデユーティ比であり、始動時に
は上記のように５０に設定され、その後は、後述するよ
うにＭＰＵＬＳに対応して演算され決定される。タイマ
レジスタに上記ＤＵＴＹを人力したあと、タイマをスタ
ートする。そして、後述する＜ＨＥＮ＞のサブルーチン
を、タイマＦ／Ｆが１になるまで、すなわち、１−記Ｄ
ＵＴＹに相当する時間を計／ｌ１１１するまで繰返す。

そして、タイマＦ／Ｆが１になると、モータブリッジ回
路２６にＷＡ　Ｉ　Ｔを出力する。ＷＡ　Ｉ　Ｔは、通
常はＢＲＥＡＫであるが、初期フラグがセットされて１
００　ｍ５ｅｃ経過した後は０ＰＥＮとなる（第１１図
参照）。

次にタイマレジスタに（１００−ＤＵＴＹ）を人力し、
再びタイマをスタートする。そして、同様に、＜ＨＥＮ
＞のサブルーチンを、タイマＦ／Ｆが１になるまで、す
なわち、−に記（１００−ＤＵＴＹ）に相当する時間を
計測するまで繰返す。

そして、タイマＦ／Ｆが１になると、ＰＴＩＭＥとＰＣ
ＯＵＮＴを比較する。

ここで、ＰＴＩＭＥとＰＣＯＵＮＴを比較する意味につ
いて説明する。ＰＴＩＭＥは始動時においては５０に設
定され、その後は、後述するようにＭＰＵＬＳに対応し
て演算され決定されるものである。すなわち、ＰＴＩＭ
ＥはＭＰＵＬＳに応じてモータをどの位のスピードで回
転させるかを示すものである。ＰＣＯＵＮＴは第９図に
示すように、ＣＰＵ２１内のタイマＩの出力毎に１ずつ
インクリメントされるＣ０ＵＮＴの値を、後述するくフ
ォトインクラブタの割込み〉のルーチン（第８図参照）
で入力されるメモリであり、フォトインクラブタ２８か
らのパルス間隔に相応した値となる。交換レンズはそれ
ぞれの駆動負荷が異なっており、また電源電圧の影響に
よっても、同じデユーティ比でモータを駆動しても同モ
ータの駆動速度は異なってきてしまう。そのため、本実
施例においては、回転操作部材７０回転速度に対応する
ＭＰＵＬＳによりモータの駆動されるべき速度に対応し
てＰＴ　ＩＭＥを設定し、このＰＴＩＭＥと実際にフォ
トインクラブタ２８からの出力に対応する上記ＰＣＯＵ
ＮＴを比較することでモータが所定の速度よりも速いか
遅いかを検出する。

そして、速い場合（ＰＴＩＭＥ＞ＰＣＯＵＮＴ）にはＤ
ＵＴＹから１を減算して次回のデユーティ比を下げ、速
くない場合（ＰＴＩＭＥ：５ＰＣＯＵＮＴ）にはＤＵＴ
Ｙに１を加算し次回のデユーティ比を上げる。

＜ＰＦＭＯＤＥ＞はコールされてからリターンするまで
約２．５ｍ５ｅｃ　（ＣＰ　Ｕ　２１に内蔵のタイマ使
用）かかり、駆動電流は２．５ｍ５ｅｃの（ＤＵＴＹ）
％出力され、（１００ＤＵＴＹ）９６たけブレーキを出
力する。また、エンコーダスイッチ１６０カウント方法
は、この２　、　５　ｍ５ｅｃをクロックとして用い、
１回＜ＰＦＭＯＤＥ＞を実行する毎にＭＰＵＬＳをイン
クリメントしていく。

サブルーチン＜ＨＥＮ＞は、第１２図に示すように、ま
ず、エンコーダスイッチ１６の変化があるか否かを見て
、変化のない場合はリターンし、変化のある場合は回転
操作部材７が前回と異なる方向に回転したか否かを見る
。方向が変化した場合には初期フラグをセットし、ＭＰ
ＵＬＳをクリアしたのちリターンする。そして、方向が
変化していない場合には初期フラグをクリアしたのち、
ＤＵＴＹ、ＰＰＵＬＳ、ＰＴＩＭＥの演算を行なう。こ
のときＤＵＴＹはＭＰＵＬＳが大きければ小さく、小さ
ければ大きくなるようにＭ　Ｐ　Ｕ　Ｌ　Ｓに対し所定
の関係で決まる。ここで、ＰＰＵＬＳとは始動時におい
て４に設定され、その後はＭＰＵＬＳに対応して演算に
より決定される。すなわち、ＰＰＵＬＳはＭＰＵＬＳに
応じて、モータをどの位回転させるかを示すものであり
、フォトインタラプタ２８からのパルスの立上がりによ
りデクリメントされる（詳しくは、第８図のフローチャ
ートにより後述する）。

続いて、回転操作部材７の方向をエンコーダスイッチ１
６からの２相パルスにより検出し、ＫＵＤＯにその情報
を人力する。そして、ＭＰＵＬＳにＯを入れ、初期フラ
グをクリアしたのちリターンする。

第８図は、くフォトインクラブタの割込み〉のルーチン
である。初期フラグをテストしこのフラグがセットされ
ていれば、ガタ等外部の力によりフォトインタラプタの
割込みが発−生したとしてそのままリターンする。初期
フラグがセットされていなければ、サブルーチン＜ＨＥ
Ｎ＞　（第１２図参照）で演算されたＰＰＵＬＳをデク
リメントする。このときボローがでなければＣ０ＵＮＴ
をＰＣＯＵＮＴへ移しＣ０ＵＮＴをクリアしてリターン
する。ボローがでれば、ＣＰＵ２１は演算した値だけモ
ータ１２を駆動したと判断して初期フラグをセットした
のち、モータブリッジ回路２６へＢＲＥＡＫを出力して
リターンする。すなわち、フォトインタラプタからの割
込みがあるたびにＰＰＵＬＳから１をデクリメントし、
ボローが出るまで、つまり、演算されたＰＰＵＬＳでモ
ータ１２が駆動されるまで同モータ１２を動作させる。

以上のように、上記実施例装置においては、１つの回転
操作部材を操作することにより撮影レンズを微調整から
粗調整までの任意の速度で駆動することができ、また、
電源電圧または負荷トルクが異なっても微調節はフォト
インクラブタの１パルスの分解能、すなわち、撮影レン
ズの最小の移動量で制御することができ、さらに、レン
ズ移動速度も電源電圧や撮影レンズの負荷トルクによら
ず一定にすることができる。

なお、］二２実施例においては、パルス発生手段として
第４図に示すような電気接点式ロークリエンコーダスイ
ッチを用いたが、この他にも、２Ｆｎのパルスを発生す
る手段として光学式ロータリエンコーダや磁気式エンコ
ーダを用いてもよい。また、１相のパルス発生部材と、
一方向に回転させたときにオン、他方向に回転させたと
きにオフする機械的なスイッチとを用いて回転速度と回
転方向を検出することも可能である。

また、上記実施例では、フォトインクラブタの出力のパ
ルス数と周波数でフィードバックを行なったが、フォト
インタラプタの出力のカウント数のみ、または周波数の
みのフィードバックも可能である。

さらに、上記実施例では、ＤＣモータを使用した制御を
行なっているが、ステッピングモータを使用するように
すれば、フォトインクラブタのフィードバックが不必要
になる。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、パワーフォーカス
の操作部材を多回転可能な回転操作部材とし、この回転
操作部材を用いて撮影レンズの微調節の駆動から高速で
の駆動までを行なっているので、操作者の操作に対して
感覚的に遅れのない駆動ができ、しかも距離環回動式の
調節操作と同様の感覚で正確かつ迅速な焦点調節を行な
うことができる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のパワーフォーカス装置の基本的概念
を示すブロック図、 第２図は、本発明装置の一実施例の概略を説明するブロ
ック系統図、 第３図は、上記第２図に示した実施例装置の電気回路の
概略のブロック図、 第４図は、上記第３図中のパルス発生部におけるエンコ
ーダスイッチの構成を示す斜視図、第５図は、上記第３
図中のモータ駆動部の構成を示す概略の電気回路図、 第６図〜第１２図は、上記第３図中のＣＰＵのプログラ
ム動作を説明するためのフローチャートである。 １．７・・・・・・回転操作部材 ２．８・・・・・・パルス発生手段 ３．１０・・・・・・回転速度検出手段４・・・・・・
・・・演算手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）手動操作により多回転可能な回転操作部材と、こ
   の回転操作部材の回転に伴いパルスを発生するパルス発
   生手段と、 このパルス発生手段からのパルスに基づき上記回転操作
   部材の回転速度を検出する回転速度検出手段と、 上記検出された回転速度からモータ駆動のための制御信
   号を演算する演算手段と、 この演算手段からの制御信号に応じてモータ駆動電流を
   出力するモータ制御手段と、 この制御手段により駆動され、撮影レンズの焦点調節を
   行なうレンズ駆動用モータと、 を具備したことを特徴とするパワーフォーカス装置。
2. （２）上記演算手段は、モータ駆動電流のデューティ比
   を演算して上記制御信号として出力することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のパワーフォーカス装置。
3. （３）上記演算手段は、上記検出された回転速度からモ
   ータの駆動量を演算することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のパワーフォーカス装置。
4. （４）上記パルス発生手段は、２相のパルスを出力し、
   上記検出手段は、この２相パルスより上記回転操作部材
   の回転方向を検出し、上記モータ制御手段に駆動方向を
   出力することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   パワーフォーカス装置。