JP2644836B2 - 自動合焦装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、VTR一体形カメラ用ズームレンズなどに用
いて好適な自動合焦装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の自動合焦装置は、例えば特開昭60−42723号公
報に記載されているように、レンズ系のうち少なくとも
１枚のレンズを圧電素子によって振動させることによ
り、レンズ系の光軸方向の光路長を微小量変化させ、レ
ンズ系を通過した光を受光する撮像素子の出力信号をピ
ークにするように他のレンズをモータ等の駆動装置で移
動させて合焦させるようになっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術においては、レンズを保持し、これを光
軸方向に振動させるために圧電素子を用いていたため、
圧電素子の形状は中空円板状となり、ズームレンズの円
筒状の鏡筒形状のうち振動させるレンズ部の形状が他に
くらべて極端に突出し、鏡筒が大形化するという問題が
あった。

また、圧電素子は印加電圧に対する歪量が非常に小さ
いため、レンズを振動させる印加電圧は数10V以上にも
なってしまう。このため、VTR一体形カメラ等の低電圧
のバッテリで動作させる機器に使用する場合、比較的高
い電圧を発生させる手段を余分に設ける必要があり、高
価になっていた。

さらに、振動させるレンズと合焦のために移動するレ
ンズが異なっていたため、振動のための機構と移動のた
めの機構を設ける必要があり、部品点数が多く構造も複
雑になっていた。

本発明は、構造が簡単で、かつ軽量、小形化可能な自
動合焦装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、合焦のために移動するフオーカスレンズ
群を振動させることにより達成される。

合焦のために移動するフオーカスレンズ群は、モータ
等の駆動手段によって、光軸方向に前後に移動する。

このモータを正逆微小回転させフオーカスレンズ群を
振動させ、合焦のための移動方向の判定を行い、レンズ
群を移動させ、再びフオーカスレンズ群を振動し移動方
向の判定し、再び移動し、これを繰り返すことによっ
て、合焦点に到達することができる。

これらの制御を円滑に行なうために、モータをパルス
モータとし、制御回路は例えばマイコンによって、入力
パルスを制御し、振動および移動を行なう。また、パル
スモータの駆動軸には、オネジ部を設け、オネジ部とか
み合うメネジ部を振動および移動するフオーカスレンズ
群と結合させ、パルスモータの回転によってフオーカス
レンズ群を前後に移動，振動させる構造とした。さら
に、パルスモータの回転によってオネジ部がまわると摩
擦力によって、メネジ部にも回転力が生じ、駆動軸を中
心に回転しようとする。これを防ぐために、パルスモー
タの駆動軸の近傍に振れ止めを設けた。

〔作用〕

第２図を用いて本発明の作用を説明する。

第２図はフオーカスレンズ位置に対する映像信号の高
域成分信号を示す図である。

フオーカスレンズを微小振動させると、映像信号の高
周波成分のレベルも振動を行なう。

ところが、第２図に示すように合焦点の前と後では位
相は180度ずれて出力信号が得られる。

また、合焦点では、フオーカスレンズ群を微小振動さ
せても出力信号は得られない。

このように、フオーカスレンズ群を振動させることに
より、常時合焦点にむかう方向が判定でき、かつ合焦点
を判定できる。

フオーカスレンズを移動および振動させるためにパル
スモータを用い、パルスモータの駆動軸にオネジ部を設
け、フオーカスレンズと一体化している移動枠にメネジ
部を設け、オネジ部にメネジ部をかみ合わせ、パルスモ
ータの駆動軸が回転することによって、フオーカスレン
ズが前後に移動および振動するようにした。このとき、
メネジ部の振れ（メネジ部とオネジ部の摩擦力によって
生じる）を止めるための制止手段をパルスモータの駆動
軸の近傍に設けた。これにより、部品点数の低減、高精
度なフオーカスレンズの位置決めを可能にした。また、
パルスモータの駆動軸と制止手段の組立を同時に行なう
ことができ、組立が容易になる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す全体構成図である。
１はズームレンズ,2は前玉レンズ群,3はバリエータ,4は
コンペンセータ,5は合焦動作と微少振動するフオーカス
レンズ群,6は絞り、７は撮像素子,8はフオーカスレンズ
群５を支持する内マスター筒,9は外マスター筒,10は、
フオーカスレンズ群５の回転振れを制止するためのガイ
ドシヤフト,11は遮光板,12はメネジを有し、ガイドシヤ
フト10を貫通させている移動枠,13は駆動軸にオネジ部
を有するパルスモータ,13aはパルスモータの駆動軸13と
ガイドシヤフト10を支持するモータフレーム,14はオネ
ジ部を有するパルスモータの駆動軸,15は第１のホトイ
ンタラプタ、16は、一部切欠きを有する円板状の遮光
板、17は第２のホトインタラプタ,18は、制御回路,19は
モータ駆動回路,20は、撮像素子７からの出力信号を増
幅するための前置増幅回路,21はカメラ回路,22は高域成
分抽出回路、23は検出回路、24は同期検波回路、25は基
準信号発生回路、26は焦点距離を検出するための焦点距
離検出器例えばポテンションメータ、27は絞り値を検出
するための絞り検出器、例えばホール素子、28は移動枠
12と内マスタツツ８を結合するための連結棒である。

電源を投入するとパルスモータ13は回転し、フオーカ
スレンズ５は、初期位置設向方向（例えば∞位置方向）
へ移動する。遮光板11がホトインタラプタ15に達すると
ホトインタラプタ15からの信号が制御回路18に至る。ホ
トインタラプタ17からの信号は、駆動軸14が１回転する
と１回出力するように遮光板16に切欠きが設けてある。
ホトインタラプ15の信号が制御回路18に達した後、ホト
インタラプタ17の最初の信号が制御回路に達したときパ
ルスモータ13を停止させ、この位置を基準点とする。こ
れにより、入力パルス数とフオーカスレンズの位置の対
応がいつもとれるようになっている。

パルスモータ13の駆動軸14が回転すると、駆動軸14に
設けたオネジ部と移動枠12に設けたメネジ部がかみ合っ
ているので、フオーカスレンズ５は移動する。このと
き、移動枠12は、ガイドシヤフト10に案内されており、
ガイドシヤフト10は移動枠12の振れを制止しながら、円
滑に移動枠12を案内する。

また、第３図に第１図の一部詳細図を示す。12a,12b
は移動枠12に設けたメネジ部、12cはオネジ部とメネジ
部の摺動を円滑にするためのグリースをためておくグリ
ースだめ、12dは移動枠12と連結棒28を結合するための
止メネジである。また、グリースだめ12cのグリース
は、移動枠12とガイドシヤフト10の摺動を円滑にさせる
ための役割を果している。このためグリースだめ12cに
は、ガイドシヤフト10と移動枠12の摺動部にグリースを
供給するための供給穴12eが設けてある。

本実施例によれば、ガイドシヤフト10を駆動軸14の近
傍に平行に設けたため、高精度に移動枠12を移動できる
ので、フオーカスレンズ５を高精度に移動することがで
きる。また、駆動軸14とガイドシヤフト10を同時に組立
てることができ、組立てが容易である。また、ガイドシ
ヤフト10を駆動軸14の近傍に平行に設けたため、移動枠
12に設けたグリースだめ12cにより、駆動軸14の摺動部
とガイドシヤフト10の摺動部の２ケ所に同時にグリース
が供給でき、信頼性が向上する。

別の実施例を第４図を用いて説明する。29は振れ止め
ピン,13bは、振れ止めピン29を案内する案内溝である。
振れ止めピン29は、移動枠12と係合している。振れ止め
ピン29と案内溝13bは線接触で接触し、ガタなく円滑に
振れ止めピン29は案内溝28を摺動する。振れ止めピン29
の材質は、摩擦係数の小さな材料が適しており、金属で
もプラスチック材料でもよい。振れ止めピン29と案内溝
13bのクリアランスは、大きすぎるとガタが生じフオー
カスレンズ５が偏心してしまう。また、小さすぎると摩
擦力が大きくなり、パルスモータ13に対する負荷が大き
くなる。しかし、振れ止めピン29の形状は円筒状で加工
しやすく、高精度に寸法を調整することができ、最小の
ガタにすることができる。

別の実施例を第５図を用いて説明する。

29aはシヤフトであり、29bの軸受の内輪に固定されて
いる。29bはボール軸受であり、シヤフト29aが摺動する
ときに、シヤフト29aと案内溝13bとの間をころがり摩擦
で移動できるようにしている。

本実施例によれば、移動枠12の振れ止めをボール軸受
で行なうために、高精度にかつ負荷を小さくすることが
できる。

また別の実施例を第６図を用いて説明する。連接棒28
と案内溝13cによって振れ止めを行なった場合である。
第４図の振れ止めピンの役割を連接棒がはたしているた
め、部品点数の低減の効果がある。また、図面は省略す
るが第５図に用いたボール軸受を連接棒の途中に設け、
コロガリ摩擦で振れ止めを行なうことも可能であること
は言うまでもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、フオーカスレンズの移動と振動を１
個のパルスモータで行なうので、部品点数を低減でき
る。

また、パルスモータの駆動軸にオネジ部を設けフオー
カスレンズを移動させる移動枠にメネジ部を設け、さら
にモータフレームにメネジ部の振れを止める制止手段を
設けたので、高精度にフオーカスレンズを移動、振動す
ることができる。また、駆動軸と制止手段を同時に組立
てることができるので、組立性を向上させる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図である。第２図は、
原理説明図である。第３図〜第６図は本発明の一実施例
の説明図である。 １……ズームレンズ,2……前玉レンズ,3……バリエータ
レンズ,4……コンペンセータレンズ,5……フオーカスレ
ンズ,6……絞り,7……撮像素子,8……内マスタ筒,9……
外マスタ筒,10……ガイドシヤフト,11……遮光板,12…
…移動枠,13……モータフレーム,14……駆動軸,15,17…
…ホトインタラプタ,16……遮光板，

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複写体像を撮像素子上に結像させるズーム
   レンズと、該撮像素子より得た映像信号から高域周波数
   成分を抽出する抽出回路と、該抽出回路の高域周波数成
   分信号が最大となるようにズームレンズのフォーカスレ
   ンズを光軸方向に移動させる移動機構と、該移動機構を
   制御する制御回路と、該被写体像を基準周波数で光軸方
   向に振動させる振動手段により被写体にオートフォーカ
   スする装置において、前記移動機構および前記振動手段
   として、 光軸と平行に設けられオネジ部を有する駆動軸と、 該駆動軸を回転させる駆動モータと、 該駆動軸のオネジ部と係合するメネジ部、該駆動軸と平
   行に設けられたガイドシャフト案内孔、および該メネジ
   部と該ガイドシャフト案内孔の間を貫通するグリース供
   給穴を有し、前記フォーカスレンズと連結され、該駆動
   軸の回転にともない該駆動軸上を光軸方向に移動および
   振動することによって、前記フォーカスレンズを移動お
   よび振動させる移動枠と、 該駆動軸と平行に設けられ、該ガイドシャフト案内孔を
   貫通摺動することによって、該駆動軸の回転に伴なって
   該移動枠および前記フォーカスレンズが回転することを
   制止するガイドシャフトと、 を設けたことを特徴とする自動合焦装置。