JP2669972B2 - レンズ位置検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンズ位置検知装置、
特に変倍作用の機能を持ち、焦点距離に応じて結像位置
が変化するレンズ系におけるレンズ位置検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラ等で用いられる合焦方式
は、移動させるレンズの種類によって、最前部（撮像素
子から最も離れた位置）のレンズ群を用いる前玉方式
と、それ以外の後段のレンズ群を用いる所謂インナー方
式とがある。これら２方式の大きな相違点として、焦点
距離を変化させる変倍（ズーム）動作における振舞いが
ある。

【０００３】前玉方式では、一般にカム等の機構を用い
ることで、合焦レンズ群を固定させたままでもズーム動
作によるピントのずれは生じない。これに対して、イン
ナー方式では、例えば特公昭５２−１５２２６号公報
（Ｇ０２Ｂ７／１４）に示す様に、合焦を維持するのに
ズーム動作に伴って合焦レンズ群を移動させることが必
要となる。

【０００４】このインナー方式に於て、ズーム時に合焦
を維持するためには図４の曲線に沿って合焦レンズを移
動させることになる。この図４は各焦点距離（縦軸）に
於て、被写体距離（カメラと被写体間の距離）が無限遠
と１ｍの被写体に対して合焦するための合焦レンズ位置
（横軸）を示した例であり、被写体距離が無限遠で望遠
側にて合焦状態にある被写体を撮影中にズームを広角側
に移行させると、曲線Ｌ１に沿って合焦レンズも追従し
て変位させる必要がある。同様に被写体距離が１ｍの被
写体については曲線Ｌ２に沿って変位させなければなら
ないことを示している。

【０００５】上述のインナー方式では、合焦を維持する
に際して合焦レンズを図４の曲線に沿わせる為にズーム
開始時点での焦点距離、合焦レンズ位置を知る必要があ
る。そこで、一般には、焦点距離については焦点距離に
連動したポテンショメータを使い、電圧値によってその
絶対位置を知る機構が用いられる。また、合焦レンズ位
置に対しては、レンズの移動に伴ってパルスを発生さ
せ、これをカウンタでカウントすることでレンズの位置
を知ることができる。更に、ステッピングモータを使用
して開ループでカウントすることも可能である。

【０００６】ところで、上述のパルスをカウントする際
に、カウンタをリセットする基準位置の設定が不可欠で
あり、通常は、基準位置検出用のスイッチを使用し、レ
ンズが所定の位置にきたときに信号を発し、カウンタを
リセットすればよい。

【０００７】一方、合焦動作に伴う合焦レンズの移動
で、機構上の限界を越えてレンズを駆動されることを防
ぐため、基準位置検出スイッチは、合焦レンズの可動限
界を示す端点スイッチと兼用されることが多い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、合焦
レンズの位置とカウンタの値は、基準位置検出用スイッ
チからの信号に応じてリセットされ、一対一の対応が確
保されている。しかしながら、基準位置検知用スイッチ
がある位置に、合焦レンズが移動せず合焦動作が行われ
る状態が長く続くと、機構的ガタにより、合焦レンズの
位置とカウンタの値とが一対一対応にならないという問
題点がある。

【０００９】本発明は、レンズ位置と該レンズ位置を位
置データとして保持するレンズ位置保持手段との対応関
係をより確かにすることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、レンズ位置検知装置として、レンズ群の第
１基準位置に対するレンズ位置を位置データとして保持
するレンズ位置保持手段と、前記レンズ群が前記第１基
準位置に達したことを検知して第１検知信号を発する第
１検知スイッチと、前記レンズ群が第２基準位置に達し
たことを検知して第２検知信号を発する第２検知スイッ
チと、前記第１検知信号が発せられた時点で、前記レン
ズ位置保持手段に保持された位置データを前記第１基準
位置であることを示す第１基準位置データにて更新する
第１更新手段と、前記第２検知信号が発せられた時点
で、前記レンズ位置保持手段に保持された位置データと
前記第２基準位置であることを示す第２基準位置データ
とを比較し、所定の値以上差がある場合は前記レンズ位
置保持手段に保持された位置データを前記第２基準位置
であることを示す第２基準位置データにて更新する第２
更新手段と、を設けた。

【００１１】特に、前記レンズ群は、変倍作用の機能を
持ち、焦点距離に応じて結像位置が変化するレンズ系に
おける合焦制御を成すものであるとした。

【００１２】

【作用】本発明は上述のように構成したので、第１基準
位置だけでなく第２基準位置にレンズ群が位置した場合
にも、必要に応じてレンズ位置保持手段に保持された位
置データが更新される。

【００１３】

【実施例】以下図面に従い本発明の実施例について説明
する。

【００１４】図１は本発明によるレンズ位置検知装置の
機能ブロック図である。図において、１は焦点距離の制
御を司り、ズーム機能を有するレンズ群、２は合焦機能
を有する合焦レンズ、３はレンズ群２を光軸方向に変位
させるズームモータ、４は合焦レンズ２を光軸方向に変
位させるフォーカスモータ、５は合焦レンズが第１基準
位置に達したことを検知する第１位置検知スイッチ、６
は合焦レンズが第２基準位置に達したことを検知する第
２位置検知スイッチである。

【００１５】また、７は各レンズ群を経て結像される入
射光を、電気信号に変換する固体撮像素子、８は固体撮
像素子７より得られた電気信号を映像信号を作成する信
号処理回路、９は映像信号を用いて合焦度合いの判断基
準となる焦点評価値を出力する焦点評価値発生回路であ
る。この焦点評価値発生回路９は、具体的には図３に示
されているように、信号処理回路８から出力される映像
信号を入力し、撮像画面の中央に配されたフォーカスエ
リア内の輝度信号のみを時分割的に抜き取るフォーカス
エリア抽出回路９０と、この出力の高域成分のみを取り
出すＨＰＦ９１と、このＨＰＦ９１の出力の１フィール
ド分を積分して焦点評価値として出力する積分器９２に
より構成され、合焦動作時にこの積分器９２より１フィ
ールド毎に順次出力される焦点評価値が最大値をとる位
置に合焦レンズ２を移動させて停止させるようにマイコ
ン１０よりフォーカスモータ４に駆動制御信号が供給さ
れる。なお、合焦状態にて輝度信号の高域成分が最大と
なるという原理を用いた上述の合焦動作は、所謂山登り
オートフォーカス方式として周知の技術である。

【００１６】１１はレンズ群１の光軸方向の位置から焦
点距離、即ちズーム領域を検出するポテンショメータで
あり、具体的にはレンズ群１に連動する導電性接片１１
ａと電源電圧＋Ｂとアース間に挿入された抵抗１１ｂよ
り構成され、レンズ群１に連動して接片１１ａが変位
し、この接片での電圧が変化し、この電圧がマイコン１
０に印加されて、この電圧値により望遠〜広角のズーム
領域の検出が為される。

【００１７】カウンタ１２は、フォーカスモータ４の回
転状態を検出し、モータの１回転にＮ個の回転検出パル
スと、その回転方向（近点方向あるいは遠点方向）を指
示する信号を発するようにフォーカスモータ４に取りつ
けられた回転検出器１３からの出力を受けて、回転方向
が合焦レンズ２を近点方向に移動させる方向のときには
回転検出パルスをカウントアップし、逆に遠点方向に移
動させる方向のときには回転検出パルスをカウントダウ
ンし、このカウント値を現在の合焦レンズ２のレンズ位
置としてマイコン１０に供給する。なお、比較器１４に
ついては後で説明する。

【００１８】第１位置検知スイッチ５と第２位置検知ス
イッチ６及び合焦レンズ２との関係は、図２に示す様に
構成されている。即ち、合焦レンズ２はリング１５に取
り付けられ、該リング１５の上側に光軸方向に延在する
ラック部１６が固着され、フォーカスモータ４にて正逆
回転可能に駆動されるピニオンギア１７がラック部１６
と噛合しており、フォーカスモータ４にてピニオンギア
１７を回転させることにより、合焦レンズ２はラック部
１６及びリング１５と一体に光軸方向に進退して合焦動
作が実行される。また、リング１５の下側には接片１８
が固着されており、この接片１８の移動系路中に第１位
置検知スイッチ５と第２位置検知スイッチ６が設けられ
ている。

【００１９】第１位置検知スイッチ５は導電性接触片５
ａ、５ｂを対向するように配置し、このスイッチ位置に
合焦レンズ２が到達すると、接片１８が接触片５ｂに当
接してこれを弾性変形させ、両接触片５ａ、５ｂが接触
して導通し、この接触と同時に第１位置検知スイッチ５
よりカウンタ１２にパルスが発せられる。ここで、第１
位置検知スイッチ５は、一体形成された取付部１９に形
成された透孔１９ａ、及びシャーシ２０に光軸方向に延
在する様に設けられた溝２１にネジ２２を挿入すること
によりシャーシ２０に螺着固定されているが、ネジ２２
を外せば合焦レンズ２の光軸方向に平行に移動させるこ
とが可能である。すなわち、第１位置検知スイッチ５の
位置である第１基準位置は、合焦レンズ２の可動限界位
置であり、光学機構製造上の誤差を吸収する目的から移
動可能としている。

【００２０】第２位置検知スイッチ６は合焦レンズ２の
可動範囲のほぼ中央に位置し、接片１８が可動部６ａの
上を通過すると、接片１８が可動部６ａを矢印Ａ方向に
押し、スイッチがオンとなり、図１に示した比較器１４
にパルスが発せられる。なお、第１位置検知スイッチ５
と第２位置検知スイッチ６は連結手段２３によって結合
されているため、第１基準位置を調整することにより第
２基準位置も調整される。

【００２１】次に、図１を用いて第１位置検知スイッチ
５と第２位置検知スイッチ６によるカウンタ１２の値の
補正動作について説明する。

【００２２】合焦レンズ２が第１基準位置に達すると、
第１位置検知スイッチ５からパルスが発生し、該パルス
はカウンタ１２のリセット端子１２ａに入力され、カウ
ンタ１２はリセットされる。第１基準位置値は合焦レン
ズ２の可動限界位置であり、合焦レンズ２の位置を示す
カウンタ１２がカウントを開始する基準位置である。通
常、装置全体の電源がオンされると、合焦レンズ２を一
旦第１基準位置、すなわち可動限界位置まで移動し、第
１位置検知スイッチ５にてパルスを発生させ、カウンタ
１２をリセットする。続いて合焦レンズ２を第２基準位
置まで移動し、第２位置検知スイッチ６にてパルスを発
生させ、その時点でのカウンタ１２の値を第２基準位置
でカウンタ１２が本来示すべき値Ｍとして比較器１４に
て保持する。よって装置の使用開始時は、合焦レンズ２
の位置とカウンタ１２の値が一対一対応になる。

【００２３】また、合焦レンズ２が第２基準位置に達す
ると、第２位置検知スイッチ６からパルスが発生し、該
パルスは比較器１４に入力される。比較器１４では該パ
ルスが入力された時点のカウンタ１２の値Ｘと、第２基
準位置にてカウンタ１２が本来示すべき値Ｍとを比較
し、その差が所定の値、例えば値Ｍの数％以上ある場合
は、カウンタ１２を値Ｍにプリセットする。すなわち、
第１位置検知スイッチ５による動作とは異なり、必要に
応じてカウンタ１２のプリセットが行われる。よって、
例えば、輝度信号の高域成分が最大となる位置、すなわ
ち合焦位置を検出した後合焦レンズ２をその位置に移動
させる際、プリセットによリ検出した合焦位置が変化
し、正確に合焦しないというような問題の発生をより少
なくしている。

【００２４】

【発明の効果】よって本発明によれば、第１基準位置だ
けではなく第２基準位置においても必要に応じてレンズ
の位置データが修正されるので、レンズ位置と該レンズ
位置を位置データとして保持するレンズ位置保持手段と
の対応関係をより確かにすることができ、その効果は大
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回路ブロック図である。

【図２】基準位置検知スイッチとレンズの位置関係を説
明する図である。

【図３】図１の要部回路ブロック図である。

【図４】レンズ位置とズーム領域の関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

２ 合焦レンズ ４ フォーカスモータ ５ 第１位置検知スイッチ ６ 第２位置検知スイッチ １２ カウンタ １３ 回転検出器 １４ 比較器

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズ群の第１基準位置に対するレンズ
   位置を位置データとして保持するレンズ位置保持手段
   と、前記レンズ群が前記第１基準位置に達したことを検
   知して第１検知信号を発する第１検知スイッチと、前記
   レンズ群が第２基準位置に達したことを検知して第２検
   知信号を発する第２検知スイッチと、前記第１検知信号
   が発せられた時点で、前記レンズ位置保持手段に保持さ
   れた位置データを前記第１基準位置であることを示す第
   １基準位置データにて更新する第１更新手段と、前記第
   ２検知信号が発せられた時点で、前記レンズ位置保持手
   段に保持された位置データと前記第２基準位置であるこ
   とを示す第２基準位置データとを比較し、所定の値以上
   差がある場合は前記レンズ位置保持手段に保持された位
   置データを前記第２基準位置であることを示す第２基準
   位置データにて更新する第２更新手段と、を有すること
   を特徴とするレンズ位置検知装置。
2. 【請求項２】 前記レンズ群は、変倍作用の機能を持
   ち、焦点距離に応じて結像位置が変化するレンズ系にお
   ける合焦制御を成すものであることを特徴とする請求項
   １に記載したレンズ位置検知装置。