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JP3228825B2 - オートフォーカス一眼レフカメラの制御方式 - Google Patents

オートフォーカス一眼レフカメラの制御方式

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JP3228825B2
JP3228825B2 JP17607493A JP17607493A JP3228825B2 JP 3228825 B2 JP3228825 B2 JP 3228825B2 JP 17607493 A JP17607493 A JP 17607493A JP 17607493 A JP17607493 A JP 17607493A JP 3228825 B2 JP3228825 B2 JP 3228825B2
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Japan
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lens
rear block
focus
motor
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勝 山本
利一 熱田
淑憲 輿水
信雄 北村
忠明 石川
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、撮影レンズ交換式一眼
レフカメラ、さらに詳しくいえばバックフォーカス制御
方式の一眼レフカメラの位置制御方式に関する
【0002】
【従来の技術】一般に一眼レフをAF化する場合、レン
ズの距離環を調整することにより被写体の焦点を合わせ
る動作を自動化する方式が採用されている。この駆動方
式として、ボディ内のモータによるものとレンズ内モー
タによるものとが実用化されている。いずれもAF専用
レンズとなり、従来レンズを用いてAF化することは不
可能だった。しかも、合焦動作において、モータに連結
する駆動機構の中間に回転エンコーダを設置し、このエ
ンコーダ信号により、レンズの繰り出し量換算で、合焦
制御を行う方式を採用している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本件発明者等
は、従来レンズが装着、交換可能なレンズマウントを基
準に従来のMF用レンズでAF作動を可能とするバック
フォ−カス制御方式の一眼レフカメラを提案した。この
バックフォ−カス制御方式の一眼レフカメラに従来の技
術である駆動機構に連動するエンコーダ制御を採用した
場合、エンコーダとこれに連なる駆動機構やレンズと連
結するカプラなどの間接部材が多く介在することとな
り、カプラ信号とレンズ駆動量に誤差が生じ、測距信号
による予測値と実動値が一致せず測距で繰り返し合焦点
をみつけていくような動作となっていた。そのため、合
焦精度およびその動作時間で問題があった。本発明の目
的は、上記問題を解決するもので、装着されるレンズに
関する情報を全く必要とせず、高速にしかも精度よくバ
ックフォ−カス制御の合焦を行うことができるオートフ
ォーカス一眼レフカメラの制御方式を提供することにあ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明によるオートフォーカス一眼レフカメラの制御
方式は、少なくとも撮影レンズ用のレンズマウントを含
むカメラ本体前部ブロックと、少なくともフィルム開口
部を含むカメラ本体後部ブロックと、前記カメラ本体前
部ブロックとカメラ本体後部ブロックとの間を、その距
離を調整可能に結合する前後部ブロック間連結部と、A
F情報に基づき前記カメラ本体前部ブロックのレンズマ
ウントと後部ブロックの開口部の距離を調整するAF駆
動機構とから構成され、前記撮影レンズのフランジバッ
クを調整することにより合焦を行うオートフォーカス一
眼レフカメラであって、前記カメラ本体後部ブロックの
光軸平行可動範囲内において実際に移動した距離を検出
するセンサを配設することにより、前記カメラ本体後部
ブロックの基準位置からの現在位置を計測し、測距セン
サ信号によって得られる合焦点までの予測演算値を、変
位量換算によって加減し、移動量を制御するようにし、
前記センサは、コ−ド基板に接片を摺動させることによ
り位置検出するものであり、前記カメラ本体後部ブロッ
クを駆動するモ−タの回転数を検出するエンコ−ダと併
用することにより、合焦位置の付近までは前記コ−ド基
板による位置信号を参照しながら高速に前記モ−タを駆
動し、前記合焦位置の付近からは前記エンコ−ダからの
パルス数によって合焦位置にもたらすように構成されて
いる。
【0005】なお、本発明は、測距センサ信号によって
得られる合焦点までの予測演算値の変位量換算で、移動
量が可動範囲を越える量であるとき、カメラ本体後部ブ
ロックの駆動を禁止し、警告表示を出すようにすること
ができる。
【0006】また、本発明におけるカメラ本体前部ブロ
ックは、AF駆動機構およびレリースボタンを有するカ
メラ保持用のグリップを備え、カメラ本体後部ブロック
は、測距機構,ファインダ機構,露光機構及びフィルム
給送機構を備えて構成することができる。
【0007】
【作用】上記制御方式によれば、装着したレンズのRO
Mデータ等のレンズに関する情報は不要で、測距信号に
基づくデフォーカス量(ピントのずれ量)を算出して合
焦位置に直接位置検出量に従って駆動制御することがで
きる。駆動機構の構造によって合焦の予測値と実際の移
動量に誤差が生じるとか、装着レンズのROMデータか
ら駆動量換算が必要になるという時間と誤差要因が極小
に抑えられることになる。
【0008】
【実施例】以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく
説明する。図1は本発明によるオートフォーカス一眼レ
フカメラの実施例を示す概略断面図である。カメラ本体
前部ブロックAは、交換レンズ9,レンズマンウト1,
AF駆動機構7およびレリーズボタンを有するグリップ
(図示してない)を含んで構成されている。 カメラ本
体後部ブロックBはアップダウンミラー13,ファイン
ダ機構5,アパーチャー10,露出機構(図示してな
い),フィルム給送機構(図示してない)および測距機
構3を含んで構成されている。図示しない被写体からの
光は、交換レンズ9を通り、アップダウンミラー13に
より光路が上部に90度曲げられ、ファインダ機構5に
入射し、ペンタプリズム5aで主光軸に対し平行光にな
るように曲げられ,接眼レンズ5bに達する。交換レン
ズ9を通った被写体光の一部は、測距機構3のAFミラ
ー3aにも入射し、下部に光路が曲げられAFレンズ3
bを介してAFセンサ3cに達する。
【0009】AF駆動機構7は、フランジバック駆動モ
ータ7a,ピニオン7b,ギャ7c,リードスクリュー
7dおよび雌ネジ7eより構成されている。フランジバ
ック駆動モータ7aの回転出力はピニオン7b,ギャ7
cを介してリードスクリュー7dに減速伝達される。リ
ードスクリュー7dはカメラ本体後部ブロックBの基部
に設けられた雌ネジ7eに螺合しており、リードスクリ
ュー7dの回転によりカメラ本体前部ブロックAと後部
ブロックBとの光軸方向の距離が変化する。これによ
り、レンズマウント1とアパーチャー部(開口部)10
の距離すなわちフランジバックを調整することができ
る。カメラ本体前部ブロックAと後部ブロックBとの距
離が最も短縮した位置は、レンズの焦点が無限遠位置と
なる基準位置であり、その位置から最大xmmの距離ま
で調整することが可能である。
【0010】カメラ本体の前後ブロック部の間の位置関
係および後部ブロック移動変位量は、位置センサ(変位
センサ)8で検出することができる。図2および図3に
位置センサの実施例を示す。図2は、光学式半導体PS
D(Position Sensitive Diod
e)を用いた例である。カメラ本体前部ブロックA側に
光学式半導体(以下「PSD」という)14およびPS
D14に入射する光をスリットを介して導くマスク15
が設けられている。一方、後部ブロックB側には赤外発
光ダイオ−ド(以下「LED」という)16が設けられ
ている。フランジバック駆動モ−タ7aの駆動によりリ
−ドスクリュ−7dが回転してLED16がPSD14
に対し平行に移動するように構成されている。
【0011】図2の下図において、LED16がa点の
位置では、PSD14が発生する電流IA , IB によっ
て次の式でXの位置を求めることができる。 IA =I0(L−X) /L IB =I0 X/L ただし、L;PSDの受光範囲 X;PSD上での入射位置移動量 となり、今、LED16がa点からb点に移動したとす
ると、PSD14上では光入射位置はQだけ移動し、電
流はIA ’,IB ’となるため、 IA ’=I0 {L−( X+Q)}/L IB ’=I0 (X+Q)/L m/n=Q/P が成り立つ。ただし、m/n;マスク15からPSD1
4上までの距離とLED16の受光面までの距離の比率
である。上記式よりLED16の移動量すなわち後部ブ
ロックの移動量を求めることができる。
【0012】図3は、抵抗線歪ゲ−ジを用いた例であ
る。カメラ本体前部ブロックA側に抵抗線歪ゲ−ジ17
の一端が固定され、後部ブロックB側にスプリング18
の一端が固定されている。抵抗線歪ゲ−ジ17の他端は
スプリング18の他端に固定されている。後部ブロック
の移動によりスプリング18の全体の長さlの先端がx
だけ動いたとすると、抵抗線歪ゲ−ジ17の抵抗値Rが
ΔR変化し、次の式で表すことができる。 ΔR/R=kx/l 移動量xはx=ΔR/R・l/k で求めることができ
る。ただし、kは歪ゲ−ジ率として予め知られている係
数である。また、抵抗値Rはlの関数であるので、前後
ブロックの関係位置で正確に算出することができる。
【0013】カメラ本体前部ブロックAと後部ブロック
Bとの間は、例えばカメラ本体前部ブロックAの上部と
下部にそれぞれ上側レールおよび下側レールを、後部ブ
ロックBの上下にそれぞれローラを設け、上記レ−ルの
上面にロ−ラを乗せることによりブロック間を連結し、
後部ブロックBの駆動機構による移動を円滑化してい
る。また、図示しない案内棒をカメラ本体前部ブロック
A側に設け、カメラ本体後部ブロックBの案内孔に螺合
させることにより両ブロック間の光軸がずれないよう
に、しかもアパーチャー面とレンズマウント面とが平行
を保持した状態で移動させるようにしている。位置関係
の変動により隙間が生ずる両ブロック端部間には蛇腹4
が設けられ、漏光を防止している。
【0014】図4は、本発明によるオートフォーカス一
眼レフカメラの制御回路の実施例を示す図である。増幅
器20は位置センサ8からの位置センサ信号を得て、位
置検出信号および変位信号を出力する。演算回路22は
測距信号を得て合焦位置の予測値を演算する。AF制御
CPU19は、演算回路22からの合焦位置の予測値お
よび増幅器20からの位置検出信号および変位信号に基
づき、移動量を換算し、換算したデ−タに基づきモ−タ
ドライブ回路21を制御する。予測値が後部可動範囲内
にあると判断した場合は、モ−タドライブ回路21は直
接合焦位置まで後部ブロックBを駆動し、合焦判定を行
う。もし、換算したデ−タが後部ブロックBの可動範囲
外であるならば、モ−タドライブ回路21は駆動させず
警告表示部23にその旨を表示する。
【0015】図5は、本発明の合焦動作を説明するため
のフロ−チャ−ト、図6は交換レンズと被写体に対する
焦点および後部ブロックの可動範囲等の関係を説明する
ための図である。以下、図6で定義した記号を用いて図
5の動作を詳細に説明する。先ず、カメラの電源をオン
し(ステップ(以下「S」という)501)、カメラの
回路をスタンバイ状態にする。AF制御CPU19は、
増幅器20よりBF位置検出信号を得てカメラ本体後部
ブロックBの現在位置の検出を行なう。すなわち、カメ
ラ本体後部ブロックBの基準位置からの距離mを算出す
る(S502)。次に、レリーズ操作してチェックオン
し(S503)、AF回路を起動する(S504)。こ
れにより、演算回路22はAFセンサより測距信号を受
けて予測値を演算し、その演算値を基にAF制御CPU
19は合焦判定を行う(S505)。現在位置で合焦し
ていれば、シャッタ動作に移るべき撮影の指令を待つた
め待機しAF動作を完了する。合焦していなければ、合
焦までのずれ量(s)を算出し(S506)、現在位置
に対し合焦点が至近側と無限側のいずれかにあるかを判
断する(S507)。
【0016】後部ブロックBの可動距離をHとし、ピン
トのずれが至近側にある場合は、そのずれ量が現在位置
から算出して、可動範囲Hを超えているか否かを判断す
る(S508)。(m+s)がHより小さければ、合焦
点が可動範囲内にあるため、モ−タドライブ回路21を
制御して後部ブロックBをsだけ増幅器20からの距離
変位信号を得ながら合焦点まで一気に移動する(S50
9)。そして合焦位置へきたかどうかの判断を行う(S
510)。合焦位置にきていると判断すれば、最後の確
認のために測距信号による合焦判定を行い(S50
5)、終了する。一方、ピントのずれ量が現在位置から
加えて可動範囲Hを超えた場合には、AF応動が不能の
ため不能警告を出してモータ駆動を禁止する(S51
4)。
【0017】ピントのずれが遠方側にある場合、今、基
準位置を0とすると、現在、既にmだけBFが後方に移
動しているため、ずれ量sがmより大きいか否かを判断
することにより可動範囲Hに入っているか否かを判断す
る(S511)。mより小さい場合は可動範囲Hに入っ
ているため、モータ駆動により後部ブロックBをsだけ
距離変位検出信号を得ながら至近側の駆動と同様、合焦
点まで一気に移動する(S512)。そして合焦位置に
達すると、合焦位置(m−s)か否かの判断を行う(S
513)。合焦位置にきていると判断すれば、これも至
近側の制御と同様、最後に念のために、合焦判定ルーチ
ンに戻し、測距信号による合焦判定をして終了する。他
方、ずれ量sがmより大きい場合、基準位置をさらにに
超えるため、可動できず不能警告を出してモータ駆動を
禁止する(S514)。以上、位置センサとして光学式
半導体PSDまたは抵抗線歪ゲ−ジを用いた例について
合焦動作を説明したが、この他に差動変圧器式,可変リ
ラクタンス式,静電容量式などの位置センサを用いても
可能である。また、位置センサに回転エンコ−ダを併用
して合焦動作を行うことも可能である。
【0018】図7は、位置センサにコ−ド基板を用い、
これにエンコ−ダを併用したバックフォ−カス方式AF
一眼レフカメラの実施例を示す概略図である。AFモ−
タ25の回転軸の一方にはリ−ドスクリュ−30が結合
され、リ−ドスクリュ−30の回転によりフィルム面
(アパ−チャ面)31を備える後部ブロックBが移動可
能に構成されている。AFモ−タ25の回転軸の他方に
はエンコ−ダ26が取り付けられ、エンコ−ダ26の回
転によりホトインタラプタ27の光を断続させるパルス
発生部が構成されている。図8(b)にパルス発生部の
詳細を示す。前部ブロックA側にはコ−ド基板28が設
けられ、後部ブロックB側に設けられたコ−ド接片29
がコ−ド基板28の上面を摺動するようになっている。
図8(a)にコ−ド基板のパタ−ンの一例を示す。
(イ)がコ−ド接片の可動範囲で、4ビットのグレ−コ
−ドよりなっている。可動範囲を16分割で読み取るこ
とが可能である。予めAFモ−タ25で後部ブロックB
を駆動し、エンコ−ダ26のパルス数をカウントするこ
とによりコ−ド基板28の信号位置を調べデ−タとして
保持してある。これにより、コ−ド基板28の信号とエ
ンコ−ダ26のパスル数でフィルム面の絶対位置を知る
ことができる。
【0019】図9は、図7の合焦動作を説明するための
フロ−チャ−トである。カメラの電源をオンし(S90
1)、カメラの回路をスタンバイ状態にしてコ−ド基板
信号を入力し後部ブロックBの現在位置を確認する(S
902)。次に、AF回路を起動してAFセンサを制御
する(S903)。これにより、演算回路22はAFセ
ンサより測距信号を受けて予測値を演算し、ピントずれ
量sを算出する(S904)。そして、レリ−ズ操作が
なされてチェックスイッチがオンであるか否か判断し
(S905)、オフであるならば算出されたピントずれ
量sはカメラを被写体に向けてレリ−ズ操作(半押し)
状態で算出されたピントずれ量でないとして再度ピント
ずれ量を算出するためにS903に戻る。オンであるな
らば、希望する被写体に対するピントずれ量sであると
してAF制御CPU19は合焦判定を行う(S90
6)。合焦幅D内に入っているならば、合焦位置にある
として合焦処理を行い(S908)、AF動作を完了す
る。一方、合焦幅D内に入っておらず合焦していないと
判断した場合には、そのピントずれ量sが至近側と無限
側のいずれ側にずれているかを判断する(S907)。
【0020】至近側にずれている場合は、ピントずれ量
sが後部ブロックBの至近方向駆動範囲Ai より大きい
か否かを判断し(S911)、大きければ駆動範囲外と
して警告を表示し(S910)、S903に戻る。小さ
ければ駆動範囲内としてAF制御CPU19はモ−タド
ライブ回路を制御してAFモ−タ駆動を開始する(S9
12)。それとともに位置センサからの位置コ−ドを読
み取りながら合焦する位置コ−ド信号の手前の信号まで
高速にモ−タを駆動し(S913)、合焦する位置コ−
ド信号内に入るとエンコ−ダパルスを読み込める速度ま
で減速する(S914)。合焦する位置信号内に入ると
同時にパルス発生器より送られてくるエンコ−ダパルス
数のカウントを行う(S915)。そして合焦位置まで
のカウントを行うと、AFモ−タを停止し(S91
6)、S903に戻る。
【0021】一方、無限側にずれている場合は、ピント
ずれ量sが後部ブロックBの無限方向駆動範囲Bi より
大きいか否かを判断し(S909)、大きければ駆動範
囲外として警告を表示し(S910)、S903に戻
る。小さければ駆動範囲内としてAF制御CPU19は
無限側に対し上記至近側と同様の動作をし(S913〜
S916)、S903に戻る。以上のように位置センサ
として基板コ−ドを用いエンコ−ダを併用すれば、合焦
動作は大まかにはコ−ド基板からの信号をみてエンコ−
ダパルスの検出限界速度以上でAFモ−タを駆動し、合
焦位置となるコ−ド信号の手前の信号で減速してエンコ
−ダのパルスの読み込みを可能にしこのパルス数をカウ
ントすることにより合焦位置にもたらすことができる。
【0022】
【発明の効果】以上、説明したように本発明は、カメラ
本体を2ブロックに分け、レンズのフランジバックを調
整することによりAF動作を行うバックフォ−カス方式
AF一眼カメラにおいて、カメラ本体後部ブロックの光
軸平行可動範囲内において実際に移動した距離を検出す
位置センサを設け、フィルム面の現在位置およびその
変位量を検出することにより、AFの駆動制御を行うよ
うに構成したものである たがって、専用AFレン
ズ,MFレンズ等いずれのレンズが装着されても装着さ
れたレンズの情報は不要で、位置センサにより現在位置
を検出し合焦位置まで一気に駆動し、しかも予め合焦位
置がフィルム面の可動範囲を越えている場合にはAFモ
−タ駆動しないので、合焦速度が大幅に向上するととも
に合焦予測値と実際の移動量に誤差が生じ、レンズのR
OMデ−タから駆動量換算を行う必要があるという従来
の問題は解決でき、演算時間および誤差要因が極小に抑
えられるという利点がある。また、位置センサとは別に
エンコ−ダを設けることにより、位置検出と駆動量検出
を併用し、合焦位置付近まではエンコ−ダパルスの検出
限界以上の高速でモ−タを駆動し、合焦位置付近で減速
してエンコ−ダパルスをカウントすることにより合焦位
置にもたらすことができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるオートフォーカス一眼レフカメラ
の実施例を示す概略断面図である。
【図2】位置センサの実施例で、光学式半導体PSDを
用いた例を示す部分概略図である。
【図3】位置センサの他の実施例で、抵抗線歪ゲ−ジを
用いた例を示す部分概略図である。
【図4】本発明によるオートフォーカス一眼レフカメラ
の制御回路の実施例を示す図である。
【図5】図2または図3の位置センサを用いた場合の合
焦動作を説明するためのフロ−チャ−トである。
【図6】交換レンズと被写体に対する焦点および後部ブ
ロックの可動範囲等の関係を説明するための図である。
【図7】位置センサのさらに他の実施例としてコ−ド基
板とエンコ−ダを併用した例を示す図である。
【図8】コ−ド基板およびエンコ−ダ部分の詳細を示す
図である。
【図9】コ−ド基板およびエンコ−ダを用いた場合の合
焦動作を説明するためのフロ−チャ−トである。
【符号の説明】
1…レンズマウント 2…フィルム面 3…測距機構 4…蛇腹 5…ファインダ機構 7…AF駆動機構 8…位置センサ(変位センサ) 9…交換レンズ 10…アパ−チャ− 11…圧板 13…アップダウンミラ− 14…光半導体(PSD) 15…マスク 16…LED 17…抵抗線歪ゲ−ジ 18…スプリング 19…AF制御CPU 20…増幅器 21…モ−タドライブ回路 22…演算回路 23…警告表示部 25…AFモ−タ 26…エンコ−ダ 27…ホトインタラプタ 28…コ−ド基板 29…コ−ド接片 30…リ−ドスクリュ− 31…フィルム面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 輿水 淑憲 東京都世田谷区玉川台2丁目14番9号 京セラ株式会社 東京用賀事業所内 (72)発明者 北村 信雄 東京都世田谷区玉川台2丁目14番9号 京セラ株式会社 東京用賀事業所内 (72)発明者 石川 忠明 東京都世田谷区玉川台2丁目14番9号 京セラ株式会社 東京用賀事業所内 (56)参考文献 特開 昭56−135828(JP,A) 特開 昭56−138710(JP,A) 特開 昭58−224317(JP,A) 特開 昭60−53913(JP,A) 特開 昭60−59314(JP,A) 特開 昭63−301929(JP,A) 特開 昭62−34115(JP,A) 特開 昭60−43620(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも撮影レンズ用のレンズマウント
    を含むカメラ本体前部ブロックと、少なくともフィルム
    開口部を含むカメラ本体後部ブロックと、前記カメラ本
    体前部ブロックとカメラ本体後部ブロックとの間を、そ
    の距離を調整可能に結合する前後部ブロック間連結部
    と、AF情報に基づき前記カメラ本体前部ブロックのレ
    ンズマウントと後部ブロックの開口部の距離を調整する
    AF駆動機構とから構成され、前記撮影レンズのフラン
    ジバックを調整することにより合焦を行うオートフォー
    カス一眼レフカメラであって、 前記カメラ本体後部ブロックの光軸平行可動範囲内にお
    いて実際に移動した距離を検出するセンサを配設するこ
    とにより、前記カメラ本体後部ブロックの基準位置から
    の現在位置を計測し、 測距センサ信号によって得られる合焦点までの予測演算
    値を、変位量換算によって加減し、移動量を制御するよ
    にし、 前記センサは、コ−ド基板に接片を摺動させることによ
    り位置検出するものであり、前記カメラ本体後部ブロッ
    クを駆動するモ−タの回転数を検出するエンコ−ダと併
    用することにより、合焦位置の付近までは前記コ−ド基
    板による位置信号を参照しながら高速に前記モ−タを駆
    動し、前記合焦位置の付近からは前記エンコ−ダからの
    パルス数によって合焦位置にもたらすように構成した
    とを特徴とするオートフォーカス一眼レフカメラの制御
    方式。
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