JPH0868933A

JPH0868933A - 自動合焦装置

Info

Publication number: JPH0868933A
Application number: JP6206980A
Authority: JP
Inventors: Toru Iwane; 透岩根; Shozo Yamano; 省三山野
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-08-31
Filing date: 1994-08-31
Publication date: 1996-03-12
Also published as: US5614983A

Abstract

(57)【要約】【目的】温度や電源電圧等の環境因子を考慮に入れて
焦点調節を行なう。【構成】撮影レンズ１側では、カメラの温度、カメラ
内部の電池の電源電圧およびカメラの姿勢を検出する。
そして、レンズ駆動距離の代表６点についてのレンズ駆
動時間を（４）式に基づいて演算する。そして、その演
算結果をコードに変換してカメラボディ２に送信する。
カメラボディ２側では、焦点はずれ量を検出した後、撮
影レンズ１からコードを受け取って駆動時間テーブルを
再構成する。そして、この駆動時間テーブルに基づい
て、現在の焦点はずれ量に対応するレンズ駆動時間を演
算する。次に、レリーズされてから露光を開始するまで
の各シーケンス処理のタイミングを決定する。このよう
に、温度、電源電圧および姿勢を考慮に入れてレンズ駆
動時間を演算するため、従来よりもはるかに正確に合焦
レンズの駆動時間を予測できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撮影レンズに組み込ま
れた合焦レンズを移動被写体に対して遅れなく追従させ
る自動合焦装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】撮影レンズに組み込まれた合焦レンズを
移動被写体に対して遅れなく追従させる自動合焦装置が
知られている。この種の装置では、焦点はずれ量の検出
結果に基づいて合焦レンズを合焦位置まで駆動するのに
要する時間（以下、レンズ駆動時間と呼ぶ）を予測し、
その予測結果に基づいてレリーズされてから露光完了ま
での各シーケンス処理のタイミングを決定している。な
お、レンズ駆動時間を予測する際は、温度や電源電圧等
の環境因子による影響を無視した状態で演算している。

【０００３】例えば、検出された焦点はずれ量が３ｍｍ
ならレンズ駆動時間を１００ｍｓというように、各焦点
はずれ量に対応するレンズ駆動時間を予め定めておき、
そのレンズ駆動時間以内に露光が完了するように、ミラ
ーアップやミラーダウン等の各シーケンス処理のタイミ
ングを制御する。あるいは、検出された焦点はずれ量に
関係なくレンズ駆動時間を常に一定として各シーケンス
処理のタイミングを定めることもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の自動合
焦装置は、温度や電源電圧等の環境因子を全く考慮して
いないため、予測したレンズ駆動時間が以下の理由によ
って実際のレンズ駆動時間と大きく異なることがある。

【０００５】合焦レンズを駆動する合焦レンズ駆動部
は、モータ、ギヤ、カム等の多数の機械部品から構成さ
れており、潤滑油によって各部品の運動の滑らかさや要
求される精度を保証している。ところが、潤滑油は温度
によって粘性が変化し、一般に、温度が高くなるほど潤
滑油の粘性は低下し、逆に温度が低くなるほど粘性は増
大する。したがって、一般的には、温度が低いほど各機
械部品は駆動しにくくなり、温度が高いほど駆動しやす
くなる。

【０００６】また、ギヤ類の多くは合成樹脂で形成され
ているが、合成樹脂は温度によって膨張収縮する割合が
金属部品よりも大きいという特徴を有する。このため、
温度が高くなると合成樹脂で形成されたギヤ類は熱膨張
して駆動しにくくなり、逆に温度が低くなると熱収縮す
るため、場合によってはギヤ類がうまく噛み合わなくな
る。このように、温度変化によってギヤ等の機械部品の
駆動効率や摩擦力等は変動するため、温度を無視した状
態で合焦レンズのレンズ駆動時間を予測しても、実測値
とかなりのずれが生じる。

【０００７】また、自動合焦装置の姿勢も合焦レンズ駆
動部の駆動能力に大きな影響を与える。すなわち、撮影
レンズの光軸を地面に平行にする場合と地面に垂直にす
る場合では、重力による影響が異なるため、合焦レンズ
を同じ量だけ駆動するのに要する駆動力も大きく異な
る。さらに、合焦レンズ駆動部内部のモータは電池等の
バッテリから電源電圧の供給を受けているが、バッテリ
の内部抵抗は温度によって変化し、この内部抵抗が変化
するとバッテリから出力される電源電圧も変化する。例
えば、バッテリは一般的に温度が低いほど内部抵抗が増
大して電源電圧が低下し、またバッテリの継続使用時間
が長いほど電源電圧は低下する。そして、電源電圧が低
下すると、当然のことながら合焦レンズ駆動部の駆動能
力も低下する。

【０００８】このように、温度、姿勢および電源電圧等
の環境因子の変化によって合焦レンズ駆動部の駆動能力
は変化するにもかかわらず、従来の自動合焦装置はこれ
ら環境因子による影響を検出・評価する有効な手段を備
えていない。したがって、従来の自動合焦装置は、あら
ゆる条件を勘案して最悪の条件を想定し、その最悪の条
件の下でレリーズから露光完了までの各シーケンス処理
時間を決定している。すなわち、どのような環境条件で
も、例えば温度が高くても低くても、最悪の条件に合わ
せて合焦レンズの駆動を行うため、環境条件が良好な場
合（例えば温度が２０度の場合等）には、想定した時間
よりもはるかに短い時間で各シーケンス処理を実行で
き、各シーケンス処理ごとに不要かつ冗長な待ち時間が
発生することが多く、自動合焦装置の本来の機能を発揮
できなかった。

【０００９】一方、この種の自動合焦装置をカメラに適
用する場合、最近のカメラでは連写性能、すなわち１秒
間に何駒撮影できるかを問われることが多い。したがっ
て、ミラーアップから露光までの各シーケンス処理時間
をなるべく切り詰めることが望まれる。ところが、従来
の自動合焦装置は、前述したように、最悪の条件を想定
して各シーケンス処理時間を決定するため、連写速度を
十分に上げることができなかった。

【００１０】本発明の目的は、温度や電源電圧等の環境
因子を考慮に入れて焦点調節を行なうことで、温度や電
源電圧に関係なく迅速かつ精度よくピント調整ができる
ようにした自動合焦装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】実施例を示す図１に対応
づけて本発明を説明すると、本発明は、被写体に対する
撮影レンズの焦点はずれ量を検出する焦点はずれ量検出
手段２２を備え、検出された焦点はずれ量に基づいて駆
動手段１２によって合焦レンズ１１を合焦位置まで駆動
する自動合焦装置に適用され、合焦レンズ１１の駆動速
度または駆動時間に影響を与える環境因子を測定する環
境因子測定手段１４，１５，１６と、測定された環境因
子に基づいて、合焦レンズ１１を駆動する際の駆動手段
１２の駆動能力を推定する駆動能力推定手段１７，２３
とを備えることにより、上記目的は達成される。

【００１２】請求項２に記載された発明は、被写体に対
する撮影レンズの焦点はずれ量を検出する焦点はずれ量
検出手段２２を備え、検出された焦点はずれ量に基づい
て駆動手段１２によって合焦レンズ１１を合焦位置まで
駆動する自動合焦装置に適用され、該自動合焦装置の電
源電圧、温度および姿勢のうち少なくとも一つを測定す
る環境因子測定手段１４，１５，１６と、測定された電
源電圧、温度および姿勢のうち少なくとも一つと、検出
された焦点はずれ量とに基づいて、合焦レンズ１１を合
焦位置まで駆動するのに要する駆動時間を推定する駆動
時間推定手段と、推定された駆動時間に基づいて、合焦
レンズ１１の駆動開始時間、ミラーアップ開始時間、露
光開始時間、フィルム給送開始時間、およびミラーダウ
ン開始時間等の撮影に関する各種タイミングを決定する
タイミング決定手段とを備えることにより、上記目的は
達成される。請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
された自動合焦装置において、測定された電源電圧、温
度および姿勢のうち少なくとも一つに基づいて、予め定
めた複数の焦点はずれ量に対応する駆動時間をそれぞれ
演算する基準駆動時間演算手段１７を備え、基準駆動時
間演算手段１７による演算結果に基づいて、焦点はずれ
量検出手段２２によって検出された焦点はずれ量に対応
する駆動時間を推定するように駆動時間推定手段を構成
するものである。請求項４に記載の発明は、請求項３に
記載された自動合焦装置において、測定された電源電
圧、温度および姿勢のうち少なくとも一つをパラメータ
とする線形関数に基づいて、予め定めた複数の焦点はず
れ量に対応する駆動時間をそれぞれ演算するように基準
駆動時間演算手段１７を構成するものである。請求項５
に記載の発明は、請求項３または４のいずれかに記載さ
れた自動合焦装置において、基準駆動時間演算手段１７
をレンズ側またはカメラボディ側のいずれか一方に設
け、駆動時間推定手段を基準駆動時間演算手段１７と異
なる側に設け、基準駆動時間演算手段１７によって演算
された駆動時間に関するデータ、または駆動時間推定手
段によって推定された駆動時間に関するデータをレンズ
側およびカメラボディ側の間で通信できるように、レン
ズ側およびカメラボディ側の双方に通信手段１８，２４
を備えるものである。

【００１３】請求項６に記載の発明は、被写体に対する
撮影レンズの焦点はずれ量を検出する焦点はずれ量検出
手段２２を備え、検出された焦点はずれ量に基づいて駆
動手段１２によって合焦レンズ１１を合焦位置まで駆動
する自動合焦装置に適用され、フィルムを１駒巻き上げ
るのに要する給送時間を測定する給送時間測定手段１０
２と、測定された給送時間と検出された焦点はずれ量と
に基づいて、合焦レンズ１１を合焦位置まで駆動するの
に要する駆動時間を推定する駆動時間推定手段と、推定
された駆動時間に基づいて、合焦レンズ１１の駆動開始
時間、ミラーアップ開始時間、露光開始時間、フィルム
給送開始時間、およびミラーダウン開始時間等の撮影に
関する各種タイミングを決定するタイミング決定手段と
を備えることにより、上記目的は達成される。

【００１４】

【作用】請求項１に記載の発明では、合焦レンズ１１の
駆動速度または駆動時間に影響を与える環境因子、例え
ば温度や電源電圧等の変化を環境因子測定手段１４，１
５，１６によって測定する。この測定結果に基づいて、
駆動能力推定手段１７，２３は合焦レンズ１１を駆動す
る際の駆動手段１２の駆動能力を推定する。請求項２に
記載の発明では、環境因子測定手段１４，１５，１６に
よって、自動合焦装置の電源電圧、温度および姿勢のう
ち少なくとも一つを測定する。この測定結果と検出され
た焦点はずれ量とに基づいて、駆動時間推定手段は合焦
レンズ１１を合焦位置まで駆動するのに要する駆動時間
を推定する。この推定結果に基づいて、タイミング決定
手段は合焦レンズ１１の駆動開始時間、ミラーアップ開
始時間、露光開始時間、フィルム給送開始時間、および
ミラーダウン開始時間等の撮影に関する各種タイミング
を決定する。請求項３に記載の発明では、測定された電
源電圧、温度および姿勢のうち少なくとも一つに基づい
て、予め定めた複数の焦点はずれ量に対応する駆動時間
を基準駆動時間演算手段１７によって演算する。駆動時
間推定手段は、基準駆動時間演算手段１７による演算結
果に基づいて、焦点はずれ量検出手段２２によって検出
された焦点はずれ量に対応する駆動時間を推定する。請
求項４に記載の発明の基準駆動時間演算手段１７は、測
定された電源電圧、温度および姿勢のうち少なくとも一
つをパラメータとする線形関数に基づいて、予め定めた
複数の焦点はずれ量に対応する駆動時間をそれぞれ演算
する。請求項５に記載の発明では、基準駆動時間演算手
段１７をレンズ側またはカメラボディ側のいずれか一方
に設け、駆動時間推定手段を基準駆動時間演算手段１７
と異なる側に設け、基準駆動時間演算手段１７によって
演算された駆動時間に関するデータ、または駆動時間推
定手段によって推定された駆動時間に関するデータをレ
ンズ側およびカメラボディ側の間で通信できるように、
レンズ側およびカメラボディ側の双方に通信手段１８，
２４を備える。請求項６に記載の発明では、フィルムを
１駒巻き上げるのに要する給送時間を給送時間測定手段
１０２によって測定し、この測定結果と検出された焦点
はずれ量とに基づいて、駆動時間推定手段は合焦レンズ
１１を合焦位置まで駆動するのに要する駆動時間を推定
する。そして、この推定結果に基づいて、タイミング決
定手段は合焦レンズ１１の駆動開始時間、ミラーアップ
開始時間、露光開始時間、フィルム給送開始時間、およ
びミラーダウン開始時間等の撮影に関する各種タイミン
グを決定する。

【００１５】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。

【００１６】

【実施例】

−第１の実施例− 以下、図１〜７を用いて本発明による焦点合焦装置の第
１の実施例を説明する。なお、第１の実施例では、焦点
合焦装置をカメラに適用した例について説明する。図１
は焦点合焦装置の第１の実施例の概略構成図である。図
１の１は撮影レンズであり、その内部には、合焦レンズ
１１、合焦レンズ駆動部１２、記憶部１３、姿勢検出部
１４、温度検出部１５、電圧検出部１６、制御部１７、
通信部１８が設けられている。このうち、合焦レンズ１
１は撮影レンズ１の光軸上を移動可能とされており、制
御部１７の指示によって光軸上を移動して撮影レンズ１
の焦点調節を行う。合焦レンズ駆動部１２は不図示のモ
ータ等から構成され、合焦レンズ１の駆動方向、駆動速
度および駆動量を制御する。記憶部１３は撮影レンズ１
に固有の情報、例えば撮影レンズ１の駆動特性データ等
を記憶する。姿勢検出部１４は水銀スイッチやジャイロ
等から構成され、カメラの姿勢すなわちカメラの傾きを
検出する。温度検出部１５は例えば図２のようにサーミ
スタ５１とＡ／Ｄ変換器５２とにより構成され、カメラ
の温度を検出する。電圧検出部１６はカメラ内部の不図
示の電池の電源電圧を検出する。制御部１７は後述する
図５の処理を行う。通信部１８はカメラボディ２とのデ
ータ通信を行う。

【００１７】カメラボディ２の内部には、被写体光束を
反射または透過するクイックリターンミラー２１と、焦
点はずれ量を検出する焦点はずれ量検出部２２と、後述
する図６の処理を行う制御部２３と、撮影レンズ１との
通信を行う通信部２４と、制御部２３による演算結果等
を格納する記憶部２５とが設けられている。ここで、焦
点はずれ量とは、撮影レンズ１を透過した焦点検出光束
が結像する面と、フィルム面に等価な予定焦点面２６と
の相対的な像面ズレ量をいう。

【００１８】このように構成された焦点合焦装置におい
て、撮影レンズ１内部の制御部１７は、カメラの温度、
電池の電源電圧およびカメラの姿勢と、実際の焦点はず
れ量とに基づいて、合焦レンズ１１を合焦位置まで駆動
するのに要する時間（レンズ駆動時間）を演算する。そ
して、その演算されたレンズ駆動時間に基づいて合焦レ
ンズ駆動部１２は合焦レンズ１１を駆動する。その際あ
まりに勢いよく合焦レンズ１１を駆動すると、合焦レン
ズ１１を合焦位置に精度よく停止させることができなく
なるため、合焦位置付近では合焦レンズ１１をかなり減
速させる必要がある。すなわち、合焦レンズ１１を駆動
する時間の大半は減速駆動しなければならない。

【００１９】このように、合焦レンズ１１の現在位置か
ら本来の合焦位置までの距離（以下、レンズ駆動距離と
呼ぶ）と、レンズ駆動時間との関係は比例関係にはなら
ず、（１）式に示すように、指数関数で表現される。

【数１】（１）式において、ｋ１，ｋ２は撮影レンズの種類等に
よって定まる定数、ｔは時間、ｘはレンズ駆動距離を示
す。

【００２０】図３は（１）式の関係をグラフに表したも
のである。図３に示すように、時間ｔ₀の時点での焦点
はずれ量に対応するレンズ駆動距離をｋ１とすると、時
間ｔ₀以後しばらくは急速にレンズ駆動距離が変化す
る。これは、合焦レンズ１１を合焦位置に向けて高速度
で移動させることを示す。そして、合焦レンズ１１が合
焦位置付近に近づく（レンズ駆動距離が０に近づく）
と、合焦レンズ１１を減速駆動するため、図示のよう
に、レンズ駆動距離が０に近づくまでかなりの時間を要
する。（１）式を変形すると（２）式のようになる。な
お、（２）式のｌ₀，ｌ₁，ｌ₂は定数である。

【数２】この（２）式によれば、レンズ駆動距離ｘを予め与えた
ときに、その距離だけ合焦レンズ１１を駆動するのにど
の程度の時間を要するかを知ることができる。

【００２１】（３）式は、（２）式に具体的な数値を代
入したものである。

【数３】この（３）式では、焦点はずれ量検出部２２によって検
出された焦点はずれ量が３ｍｍのときに、温度等の環境
因子に関係なく、最短８０ｍｓで合焦レンズ１１を駆動
する場合の例を示す。

【００２２】この（３）式において、カメラの温度、電
池の電源電圧およびカメラの姿勢がレンズ駆動時間に線
形に影響すると仮定すると、この場合の関係式は（４）
式で示される。

【数４】（４）式のＥは電池の電源電圧、Ｔはカメラの温度、Ｉ
はカメラの姿勢である。なお、（４）式では、電池の理
想電圧を６．５Ｖ、理想温度を２０℃としている。

【００２３】図４は（４）式の関係をグラフにしたもの
である。図示の四角プロットが（４）式をプロットした
ものである。一方、焦点はずれ量が３ｍｍのときにレン
ズ駆動時間が１００ｍｓだった場合は、図示の三角プロ
ットのようなグラフを描く。

【００２４】図５は撮影レンズ１内部の制御部１７の動
作を示すフローチャート、図６はカメラボディ２内部の
制御部２３の動作を示すフローチャートであり、これら
のフローチャートに基づいて第１の実施例の動作を説明
する。図５のステップＳ１では、温度検出部１５による
検出結果に基づいてカメラの温度Ｔを測定する。温度検
出部１５が図２のように構成される場合、温度に応じて
サーミスタ５１の抵抗値が変化し、Ａ／Ｄ変換器５２に
入力される電圧値が変化する。そして、制御部１７に
は、温度に応じて変化するデジタル値が入力される。な
お、温度は急速に変化することは少ないため、積分型の
Ａ／Ｄ変換器等を用いるなどして、長時間継続して温度
検出した結果に基づいて、カメラの温度を決定するのが
望ましい。Ａ／Ｄ変換器５２の出力は温度をパラメータ
とする指数（ｅｘｐ）関数で表現されるため、これを制
御部１７で摂氏度数Ｔに換算した結果をカメラの温度Ｔ
とする。

【００２５】ステップＳ２では、電圧検出部１６の検出
結果に基づいて電池の電源電圧Ｅを測定する。電圧検出
部１６はアナログ電圧値を出力するため、図２と同様に
いったん不図示のＡ／Ｄ変換器でデジタル値に変換して
から読み込む。ただし、電池の電源電圧はフィルム給送
や測光等のカメラ内部の処理内容によってかなり頻繁に
変動するため、温度検出よりも短い期間で検出するのが
望ましい。すなわち、カメラの各処理ごとに電源電圧を
検出するのが望ましい。

【００２６】一方、電池の電源電圧はノイズの影響を受
けやすく、また各種スイッチの切り換え等によってスパ
イク的な高周波パルスが発生して一時的に電源電圧が大
きく変動するおそれがある。このため、電源電圧の検出
期間をあまりに短くすると正確な電圧値を検出できな
い。そこで、例えば所定期間継続して電源電圧を検出
し、その検出結果を平均化するのが望ましい。また、Ａ
／Ｄ変換器によってデジタル変換したデータを直接読み
込むのではなく、約１００Ｈｚのローパスフィルタを通
して高周波パルス等を除去してから読み込むのが望まし
い。

【００２７】ステップＳ３では、姿勢検出部１４の検出
結果に基づいてカメラの姿勢Ｉを検出する。撮影者はカ
メラをさまざまな角度に傾けて撮影するが、そのすべて
の姿勢を検出するのは困難である。そこで、図７（ａ）
に示すように撮影レンズ１の光軸を地面に水平な方向か
ら傾けた角度と、図７（ｂ）に示すように光軸を中心と
してカメラを回転させた角度の２方向の角度によって、
カメラの姿勢を検出する。

【００２８】図７（ａ）の方向に角度θだけカメラを傾
けると、合焦レンズ駆動部１２は（１−ｃｏｓθ）に比
例する量の重力の影響を受け、駆動トルクが変化する。
どの程度重力の影響を受けるかは使用する撮影レンズ１
の種類によって異なるため、重力の影響を示す基準量ｐ
を記憶部内部に予め格納しておき、（１−ｃｏｓθ）と
基準量ｐとの積を図７（ａ）の方向の姿勢変化による影
響Ｉ１とする。

【００２９】一方、図７（ｂ）の方向に角度θだけカメ
ラを回転させると、合焦レンズ駆動部１２はレンズ環の
トルクむらの影響を受け、駆動トルクが変化する。すな
わち、レンズ環の外周面の負荷は一様ではなく、等価的
に外周面の一部に錘りをつけたものと同じであるため、
カメラを図７（ｂ）の方向に回転させると、その回転角
度によって駆動トルクが変化する。

【００３０】ここで、現在のレンズ環の回転位置（レン
ズ環が示す被写体距離）をｄ、この被写体距離ｄをレン
ズ環の回転角度に変換するレンズ固有の関数をｓ、図７
（ｂ）の方向へのカメラの回転角度をφ、回転角度に応
じたトルクむらの影響を示す関数をＲとすると、図７
（ｂ）の方向への姿勢変化による影響Ｉ２は、（５）式
のようになる。

【数５】Ｉ２＝Ｒ｛ｓ（ｄ）＋φ｝×ｃｏｓθ ・・・（５）（５）式において、関数Ｒは計算によって求めてもよ
く、あるいは予め実測した結果に基づいて関数Ｒのテー
ブルを作成し、このテーブルを予め記憶部１３に格納し
ておいてもよい。図７（ａ），７（ｂ）の２方向の姿勢
変化による影響Ｉ１とＩ２をそれぞれ加算した結果を、
最終的なカメラの姿勢による影響Ｉとする。

【００３１】図５のステップＳ３の処理が終了するとス
テップＳ４に進み、ステップＳ１で検出したカメラの温
度Ｔ、ステップＳ２で検出した電源電圧Ｅおよびステッ
プＳ３で検出したカメラの姿勢Ｉをそれぞれ（４）式に
代入し、予め定めた代表点についてレンズ駆動時間を演
算する。例えば、レンズ駆動距離を１００ミクロン、２
００ミクロン、４００ミクロン、８００ミクロン、１６
００ミクロン、３２００ミクロンのように等比的な間隔
で６点選択し、これらを代表点として、（４）式に基づ
いてそれぞれレンズ駆動時間を演算する。もちろん、レ
ンズ駆動距離の代表点は上記に限定されず、例えば１６
００ミクロンを１５００ミクロンに、３２００ミクロン
を３０００ミクロンに変更してもよい。

【００３２】ステップＳ５では、ステップＳ４で演算し
た各レンズ駆動時間をコード化して冗長度をなくすこと
によってデータ量を圧縮する。コード化の方法として
は、例えばレンズ駆動距離が８００ミクロン以下ならレ
ンズ駆動時間に５ｍｓを掛け、レンズ駆動距離が１６０
０ミクロン以上ならレンズ駆動時間に１０ｍｓを掛ける
ことによってデータを量子化し、各レンズ駆動時間を４
ビットの２進コードに変換する。このようにすれば、６
種類のレンズ駆動時間をカメラボディ２に送出するの
に、４ビット×６＝２４ビット（３バイト）のデータ量
で済み、データ通信に要する時間および通信時の負荷を
少なくできる。ステップＳ６では、ステップＳ５で変換
したコードをカメラボディ２に送信する。

【００３３】なお、ステップＳ５，Ｓ６のように、レン
ズ駆動距離の代表値に対応するレンズ駆動時間データを
カメラボディ２に送る代わりに、カメラボディ２から焦
点はずれ量の実測値を受け取って（４）式に基づいてレ
ンズ駆動時間を演算し、その演算結果をカメラボディ２
に送信するようにしてもよい。この場合は、ステップＳ
５のコード変換を行う必要は特にないが、カメラボディ
２と撮影レンズ１の間で双方向のデータ通信を行う必要
があり、データ通信の負荷の増加例えば通信線の数が増
加したりタイミング制御が難しくなる等の問題が生じ
る。

【００３４】一方、カメラボディ２内部の制御部２３の
処理を示す図６のステップＳ１０１では、焦点はずれ量
検出部２２によって焦点はずれ量を検出する。なお、焦
点はずれ量の検出は周知の位相差検出法等を用いて行う
が、その詳細については省略する。

【００３５】撮影レンズ１から代表６点についてのレン
ズ駆動時間を示すコードが送信されてくるとステップＳ
１０２に進み、撮影レンズ１から送信されたコードを通
信部１８を介して受信する。ステップＳ１０３では、受
信したコードをもとのレンズ駆動時間データに変換し、
駆動時間テーブル（代表６点についてのレンズ駆動距離
に対するレンズ駆動時間の関係）を再構成する。すなわ
ち、このステップＳ１０３の処理を行なうたびに、駆動
時間テーブルのデータを更新する。なお、駆動時間テー
ブルは記憶部２５に格納される。

【００３６】ステップＳ１０４では、駆動時間テーブル
に基づいて、ステップＳ１０１で検出した現在の焦点は
ずれ量に対応するレンズ駆動時間を演算する。この演算
は、駆動時間テーブルのデータを用いて、いわゆる内挿
法または外挿法等による比例補間によって行う。例え
ば、現在の焦点はずれ量に対応するレンズ駆動距離が２
５０ミクロンの場合には、駆動時間テーブルの２００ミ
クロンと４００ミクロンの各レンズ駆動距離のデータを
比例補間して２５０ミクロンに対応するレンズ駆動時間
を求める。

【００３７】なお、上述した線形な比例補間の代わり
に、駆動時間テーブルのレンズ駆動時間データを対数変
換してレンズ駆動距離とレンズ駆動距離との関係を非線
形にしてから、内挿法または外挿法等を用いてレンズ駆
動時間を算出してもよい。

【００３８】ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４
で演算したレンズ駆動時間に基づいて、レリーズされて
から露光までの各シーケンス処理のタイミングを決定す
る。すなわち、レリーズされた後に合焦レンズ１１の駆
動を開始する時間、クイックリターンミラー２１のミラ
ーアップを開始する時間、ミラーダウンする時間および
露光を開始する時間等をそれぞれ定める。

【００３９】以上、第１の実施例の動作をまとめると、
撮影レンズ１側では、カメラの温度、カメラ内部の電池
の電源電圧およびカメラの姿勢を検出する。そして、レ
ンズ駆動距離の代表６点にそれぞれ対応するレンズ駆動
時間を（４）式に基づいて演算する。そして、その演算
結果をそれぞれ４ビットのコードに変換してカメラボデ
ィ２に送信する。一方、カメラボディ２側では、焦点は
ずれ量を検出した後、撮影レンズ１から送信されたコー
ドを受信して駆動時間テーブルを再構成する。そして、
この駆動時間テーブルに基づいて、現在の焦点はずれ量
に対応するレンズ駆動時間を演算する。次に、レリーズ
されてから露光を開始するまでの各シーケンス処理のタ
イミングを決定する。

【００４０】このように、第１の実施例では、カメラの
温度、カメラ内部の電池の電源電圧およびカメラの姿勢
を考慮に入れて、実際の焦点はずれ量に対応するレンズ
駆動時間を演算するようにしたため、従来よりもはるか
に正確にレンズ駆動時間を予測できる。すなわち、温度
変化によって潤滑油の粘性が変化したり、電池の電源電
圧の低下によって合焦レンズ駆動部１２の駆動能力が低
下しても、それらを考慮に入れてレンズ駆動時間を予測
するため、環境条件がどのように変化しても常に精度よ
くレンズ駆動時間を予測できる。

【００４１】−第２の実施例− 第２の実施例は、フィルム給送時間を検出することによ
って、カメラの温度変化と電池の電源電圧変化を間接的
に検出するようにしたものである。図８は第２の実施例
の概略構成図であり、図１と共通する構成部分には同一
符号を付しており、以下では相違点を中心に説明する。

【００４２】図８に示すように、第２の実施例の撮影レ
ンズ１の内部には、温度検出部、電圧検出部および姿勢
検出部は設けられていない。一方、カメラボディ２内部
には、フィルムの巻き上げを制御するフィルム給送部１
０１と、フィルムを１駒巻き上げるのに要する時間を検
出する給送時間検出部１０２が設けられている。この給
送時間検出部１０２では、フィルム装填後最初に撮影を
行うときは、前駒位置から第１駒位置にフィルムを給送
するまでの時間を検出し、その後の撮影では直前の駒位
置から次の駒位置までのフィルム給送時間を検出する。

【００４３】次に、フィルム給送時間とレンズ駆動時間
との関係について説明する。フィルム給送部１０１の内
部には不図示の直流モータが設けられており、この直流
モータには電池からの電源電圧が直接供給されている。
すなわち、フィルム給送部１０１は直流モータをいわゆ
るオープン駆動方式によって駆動する。電池の電源電圧
が低下すると、直流モータの特性により直流モータの回
転数はほぼ線形に減少し、これに対してフィルム給送時
間はほぼ線形に長くなる。すなわち、電源電圧、直流モ
ータの回転数およびフィルム給送時間の逆数は互いに比
例関係を有する。したがって、直流モータの回転数を検
出すれば、電池の電源電圧に関する情報を知ることがで
きる。

【００４４】一方、温度が低下すると、電池の内部抵
抗の増大と、潤滑油の粘性の増大が生じるが、に関
しては前述した電源電圧の低下に含めて考えられるた
め、ここで新たに考慮する必要はない。はフィルム給
送部１０１内部の直流モータの駆動トルクの増大を招
く。駆動トルクの変化と直流モータの回転数はほぼ比例
関係にあるため、結局、直流モータの回転数を検出する
ことによりカメラの温度に関する情報を知ることができ
る。

【００４５】このように、給送時間検出部１０２によっ
てフィルム給送時間を検出すれば、フィルム給送部１０
１内部の直流モータの回転数を検出でき、これはすなわ
ち電池の電源電圧とカメラの温度を検出することと等価
である。結局、フィルム給送時間を検出することによ
り、（４）式の第２項と第３項の線形項に対応する値を
求めることができる。

【００４６】（６）式は、（４）式に代わる第２の実施
例のレンズ駆動時間の演算式である。

【数６】（６）式のｔ₀は標準的または良好な環境下でのフィル
ム給送時間、ｔｘはフィルム給送時間の実測値である。
また、（６）式中のａは定数であり、時間単位をｍｓと
すると経験的にはａ＝２．５×１０^-3程度が望ましい。
なお、（６）式では、カメラの姿勢変化による影響は考
慮していない。

【００４７】図９は第２の実施例の撮影レンズ１内部の
制御部１７の動作を示すフローチャート、図１０はカメ
ラボディ２内部の制御部２３の動作を示すフローチャー
トであり、これらフローチャートに基づいて第２の実施
例の動作を説明する。図９のステップＳ２０１では、カ
メラボディ２から送信されたフィルム給送時間データを
通信部１８を介して受信する。ステップＳ２０２では、
レンズ駆動距離の代表６点にそれぞれ対応するレンズ駆
動時間を、（６）式に基づいて演算する。ステップＳ２
０３，Ｓ２０４では、図５のステップＳ５，Ｓ６と同様
に、演算したレンズ駆動時間をコードに変換してカメラ
ボディ２に送信する。

【００４８】一方、カメラボディ２内部の制御部２３の
処理を示す図１０のステップＳ３０１では、図６のステ
ップＳ１０１と同様に焦点はずれ量を検出する。ステッ
プＳ３０２では、給送速度検出部１０２による検出結果
に基づいて、フィルム給送時間を演算する。ステップＳ
３０３では、フィルム給送時間データを通信部２４を介
して撮影レンズ１に送信する。

【００４９】撮影レンズ１から代表点についてのレンズ
駆動時間を示すコードが送信されてくると、ステップＳ
３０４によってそのコードを受信する。ステップＳ３０
５〜Ｓ３０７では、図６のステップＳ１０３〜Ｓ１０５
と同様に、コードをもとのレンズ駆動時間データに変換
した後、駆動時間テーブルを再構成する。そして、ステ
ップＳ３０７によって、レリーズされてから露光が完了
するまでの各シーケンス処理のタイミングを決定して処
理を終了する。

【００５０】以上、第２の実施例の動作をまとめると、
まずカメラボディ２でフィルム給送時間を測定し、その
結果を撮影レンズ１に送信する。撮影レンズ１では、
（６）式に基づいて代表６点についてレンズ駆動時間を
計測し、コード変換してカメラボディ２に送信する。カ
メラボディ２側は、受信したレンズ駆動時間データに基
づいて代表６点についての駆動時間テーブルを作成し、
レリーズされてから露光完了までの各シーケンス処理の
タイミングを決定する。

【００５１】このように、第２の実施例では、フィルム
給送時間の標準値と実測値とのずれに基づいてレンズ駆
動時間を演算するようにしたため、カメラの電源電圧や
電池の電源電圧を直接測定することなく、温度変化およ
び電源電圧の変化による影響を考慮に入れたレンズ駆動
時間を演算できる。したがって、温度や電源電圧を検出
する手間が省ける分、処理が簡易化し、第１の実施例よ
りも簡易かつ迅速にレンズ駆動時間を演算できる。

【００５２】第２の実施例は第１の実施例に比べて簡易
にレンズ駆動時間を演算できるが、第１の実施例と第２
の実施例の両方を組み合わせて実施してもよい。すなわ
ち、第１の実施例による処理を基本とし、第１の実施例
によって求めたレンズ駆動時間を補強および充実させる
ために第２の実施例による処理を行なってもよい。ま
た、撮影条件等によっていずれかを任意に切り換えて実
施できるようにしてもよい。

【００５３】上記第１の実施例では、温度検出部１５、
電圧検出部１６および姿勢検出部１４を撮影レンズ１の
内部に設けたが、カメラボディ２の内部に設けてもよ
い。その場合は、代表点についてレンズ駆動時間を演算
する前に、カメラボディ２から撮影レンズ１に温度検出
結果等を送信すればよい。なお、温度検出、電圧検出お
よび姿勢検出を行なう順番およびその検出方法は実施例
に限定されない。また、カメラボディ２の制御部２３に
よって代表点のレンズ駆動時間を演算してもよい。

【００５４】上記各実施例は（４）式または（６）式に
基づいてレンズ駆動時間を演算したが、レンズ駆動時間
の演算式は上式に限定されない。例えば、カメラの温
度、電池の電源電圧およびカメラの姿勢による影響と、
レンズ駆動時間との関係を非線形にした式によってレン
ズ駆動時間を演算してもよい。また、図１の温度検出部
１５、電圧検出部１６および姿勢検出部１４を含めたカ
メラ内部の構成は上記実施例に限定されない。

【００５５】このように構成した実施例にあっては、焦
点はずれ量検出部２２が焦点はずれ量検出手段に、合焦
レンズ駆動部１２が駆動手段に、姿勢検出部１４、温度
検出部１５および電圧検出部１６が環境因子測定手段
に、制御部１７，２３が駆動能力推定手段に、図６のス
テップＳ１０４が駆動時間推定手段に、図６のステップ
Ｓ１０５がタイミング決定手段に、図５のステップＳ４
が基準駆動時間演算手段に、通信部１８，２３が通信手
段に、給送時間検出部１０２が給送時間測定手段に、そ
れぞれ対応する。

【００５６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、合焦レンズの駆動速度および駆動時間に影響を与
える環境因子の測定結果に基づいて、合焦レンズを駆動
する際の駆動手段の駆動能力を推定するようにしたた
め、温度や電源電圧の変化に影響されずに正確に駆動能
力を推定できる。請求項２に記載の発明によれば、自動
合焦装置の電源電圧、温度および姿勢を考慮に入れて合
焦レンズの駆動時間を予測し、その予測した駆動時間に
基づいて撮影に関する各種タイミングを決定するように
したため、温度や電源電圧が変化しても、各種タイミン
グを精度よく演算できる。請求項３に記載の発明によれ
ば、予め定めた複数の焦点はずれ量に対応する駆動時間
の演算結果に基づいて、実際の焦点はずれ量に対応する
駆動時間を推定するようにしたため、合焦レンズの駆動
時間を簡易、迅速かつ精度よく推定できる。請求項４に
記載の発明によれば、電源電圧、温度および姿勢をパラ
メータとする線形関数に基づいて基準となる駆動時間を
演算するようにしたため、演算時間を短縮できる。請求
項５に記載の発明によれば、レンズ側とカメラボディ側
にそれぞれ通信手段を設け、演算または推定した駆動時
間のデータを通信できるようにしたため、カメラ側また
はレンズ側のどちら側で駆動時間を演算または推定して
もよい。請求項６に記載の発明によれば、フィルム給送
時間の測定結果に基づいて駆動時間を推定するようにし
たため、温度変化や電源電圧の変化による影響を検出す
るのと等価になり、駆動時間をより簡易かつ迅速に推定
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による自動合焦装置の第１の実施例のブ
ロック図。

【図２】温度検出部内部の構成を示す一実施例の回路
図。

【図３】レンズ駆動時間とレンズ駆動距離との関係を示
す図。

【図４】レンズ駆動距離とレンズ駆動時間との関係を示
す図。

【図５】撮影レンズ内部の制御部の第１の実施例の動作
を示すフローチャート。

【図６】カメラボディ内部の制御部の第１の実施例の動
作を示すフローチャート。

【図７】カメラの姿勢変化を示す図。

【図８】本発明による自動合焦装置の第２の実施例のブ
ロック図。

【図９】撮影レンズ内部の制御部の第２の実施例の動作
を示すフローチャート。

【図１０】カメラボディ内部の制御部の第２の実施例の
動作を示すフローチャート。

【符号の説明】

１撮影レンズ２カメラボディ１１合焦レンズ１２合焦レンズ駆動部１３記憶部１４姿勢検出部１５温度検出部１６電圧検出部１７制御部１８通信部２１クイックリターンミラー２２焦点はずれ量検出部２３制御部２４通信部２５記憶部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｂ 13/34 17/00 Ｑ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体に対する撮影レンズの焦点はずれ
量を検出する焦点はずれ量検出手段を備え、前記検出さ
れた焦点はずれ量に基づいて駆動手段によって合焦レン
ズを合焦位置まで駆動する自動合焦装置において、前記合焦レンズの駆動速度または駆動時間に影響を与え
る環境因子を測定する環境因子測定手段と、前記測定された環境因子に基づいて、前記合焦レンズを
駆動する際の前記駆動手段の駆動能力を推定する駆動能
力推定手段とを備えることを特徴とする自動合焦装置。
【請求項２】被写体に対する撮影レンズの焦点はずれ
量を検出する焦点はずれ量検出手段を備え、前記検出さ
れた焦点はずれ量に基づいて駆動手段によって合焦レン
ズを合焦位置まで駆動する自動合焦装置において、該自動合焦装置の電源電圧、温度および姿勢のうち少な
くとも一つを測定する環境因子測定手段と、前記測定された電源電圧、温度および姿勢と、前記検出
された焦点はずれ量とに基づいて、前記合焦レンズを前
記合焦位置まで駆動するのに要する駆動時間を推定する
駆動時間推定手段と、前記推定された駆動時間に基づいて、前記合焦レンズの
駆動開始時間、ミラーアップ開始時間、露光開始時間、
フィルム給送開始時間、およびミラーダウン開始時間等
の撮影に関する各種タイミングを決定するタイミング決
定手段とを備えることを特徴とする自動合焦装置。
【請求項３】請求項２に記載された自動合焦装置にお
いて、前記測定された電源電圧、温度および姿勢のうち少なく
とも一つに基づいて、予め定めた複数の前記焦点はずれ
量に対応する前記駆動時間をそれぞれ演算する基準駆動
時間演算手段を備え、前記駆動時間推定手段は、前記基準駆動時間演算手段に
よる演算結果に基づいて、前記焦点はずれ量検出手段に
よって検出された焦点はずれ量に対応する前記駆動時間
を推定することを特徴とする自動合焦装置。
【請求項４】請求項３に記載された自動合焦装置にお
いて、前記基準駆動時間演算手段は、前記測定された電源電
圧、温度および姿勢のうち少なくとも一つをパラメータ
とする線形関数に基づいて、予め定めた複数の前記焦点
はずれ量に対応する前記駆動時間をそれぞれ演算するこ
とを特徴とする自動合焦装置。
【請求項５】請求項３または４のいずれかに記載され
た自動合焦装置において、前記基準駆動時間演算手段はレンズ側またはカメラボデ
ィ側のいずれか一方に設けられ、前記駆動時間推定手段は前記基準駆動時間演算手段と異
なる側に設けられ、前記基準駆動時間演算手段によって演算された前記駆動
時間に関するデータ、または前記駆動時間推定手段によ
って推定された前記駆動時間に関するデータを前記レン
ズ側および前記カメラボディ側の間で通信できるよう
に、前記レンズ側および前記カメラボディ側の双方に通
信手段を備えることを特徴とする自動合焦装置。
【請求項６】被写体に対する撮影レンズの焦点はずれ
量を検出する焦点はずれ量検出手段を備え、前記検出さ
れた焦点はずれ量に基づいて駆動手段によって合焦レン
ズを合焦位置まで駆動する自動合焦装置において、フィルムを１駒巻き上げるのに要する給送時間を測定す
る給送時間測定手段と、前記測定された給送時間と前記検出された焦点はずれ量
とに基づいて、前記合焦レンズを前記合焦位置まで駆動
するのに要する駆動時間を推定する駆動時間推定手段
と、前記推定された駆動時間に基づいて、前記合焦レンズの
駆動開始時間、ミラーアップ開始時間、露光開始時間、
フィルム給送開始時間、およびミラーダウン開始時間等
の撮影に関する各種タイミングを決定するタイミング決
定手段とを備えることを特徴とする自動合焦装置。