JPH01265214A - 自動合焦装置 - 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、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〕

ヒテオムービー用のオートフォーカス装置は、ズームレ
ンズの前玉レンズを繰り出し合焦動作を行なう方式が多
数考案され、製品化されている。

これに対して、特開昭４９−１１５５２２号公報記載の
ように、バリエータレンズ群以降のレンズ群を用いて、
合焦動作を行なう方式が考案されている。

この方式は、撮影距離と焦点距離とフォーカスレンズの
移動量に関数関係があシ、撮影距離を固定し、焦点距離
を変化させた場合即ちズーミングしたとき、フォーカス
レンズを所定の位置に設定する必要がある。従って、か
かる方式のズームレンズでは、焦点距離に対応するズー
ム位置検出器とフォーカスレンズ位置検出器が必要であ
る。このとき、フォーカスレンズを駆動させる方法とし
て、パルスモータを用いる方法がある、パルスモータは
、入力パルス数に対し、移動量が定まるので、位置検出
器は必要としない。しかし、−電源投入時に、フォーカ
スレンズの初期位置設定を行ないパルスモータの基醜を
設定する必要がある。

〔発明が解決しようとする課題〕 上記従来技術は、フォーカスレンズの初期設定の点につ
いて配慮がされておらず、パルスモータを用いた場合に
おいても、フォーカスレンズ位置を逐次検出するための
検出器を必要と」７てぃた。

本発明の目的は、フォーカスレンズの初期位置設定に好
適な機械的または電気的手段を用いた初期位置設定機構
を有する自動合焦装＃を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、電源投入時、フォーカスレンズを一方向に
移動させ、２個の検出信号によりフォーカスレンズを停
止させ、基準位置にフォーカスレンズを設定することに
より、達成される。

〔作用〕

電源投入時、モータ駆動用マイコンから、フォーカスレ
ンズの最大移動量をこえるパルス数が、ハルスモータニ
与えられ、フォーカスレンズは、所期の方向に移動する
。フォーカスレンズが第１の検出器を通過すると、第１
の検出器から制（財）回路にＯＮ信号が入力される。第
２の検出器は、フォーカスレンズを移動させる駆動モー
タの駆動軸が１回転するごとに信号が１回ずつ出力され
、所期時間ＯＮ信号になるように配置する。第１の検出
器がＯＮ信号を出力し第２の検出器がＯＮ信号を出力し
、たときに、制御回路は、フォーカスレンズの移動を停
止させて、初期位置設定を行なう。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。第１
図は本発明によるオートフォーカス装置の一実施例を示
す構成図である。図において１は、ズームレンズ、２は
前玉レンズ群、３はバリエータレンズ群、４はフンペン
セータ群、５は合焦のためのフォーカスレンズ、６は絞
り装置、７は撮像素子である。８はフォーカスレンズを
保持する内筒、９は外筒であシ、１０は内筒８と外筒９
の間に介在する複数のボールであシフオーカスレンズの
振れを押え、フォーカスレンズの円滑な移動を行なって
いる。、１１は、ボール１０の間隔を保つためのリテー
ナである。１２は移動枠であり、１３はパルスモータで
あり、パルスモータ１３の駆動軸１４にはオネジが設け
てあり、移動枠１２のメネジとかみ合っており駆動軸１
４の回転により、移動枠１２が移動し、フォーカスレン
ズ５が移動する。１５は第１の検出器で、例えば、磁気
抵抗素子を用いる。このとき、移動枠１２には、磁性体
の小片（図示せず）が取りつけてあり、磁気抵抗素子１
５に磁性体が接近すると磁気抵抗素子１５は信号を出力
する。所期のレベル以上の信号が磁気抵抗素子１５から
出力されたとき、ＯＮ信号とするように、制御回路１８
は構成されている。１６は円板であり、駆動軸１４と一
体に回転する。円板１６には小穴ま九はスリ噌ト（図示
せず）が設けてあり、１７は第２の検出器であり、例え
ばホトインタラプタであシ、小穴を通過するホトインタ
ラプタ１７０発光器の光線が受光器に到達し、ホトイン
タラプタ１７から、ＯＮ信号が出力される。円板１６は
駆動軸１４と一体に回転するので、ホトインタラプタ１
７からの信号は、１回転に１回出力される。

撮像素子７の出力信号は前置増幅回路２０にて増幅し、
カメラ回路２１にて増幅し、カメラ回路２１にてカメラ
信号が生成される。２２は、映像信号から高域周波数成
分を抽出する高域成分抽出口路である。高域成分抽出回
路２２の出力信号は、フォーカスを微小変化させている
のでその変化成分を含む。

２５はその変化成分すなわち微変動基鵡周波数成分を検
出する検出回路であり、検出信号を同期検波回路２４に
入力し、基準信号発生回路２５の信号を用いて同期検波
する。これにより検出した基準周波数成分信号の極性と
振動を検出し、制御回路１８に加え、撮像素子７の高域
成分のレベルが最大になるよう、すなわちピント合わせ
をするようにパルスモータ１５を駆動回路１９を介して
動かす。

２６は、ズーム位置検出器（例えばポテンショメータ）
であり、ズームレンズの焦点距離に対応する値を検出し
ている。２７は、絞り装置６に設けたＦ値を測定する丸
めの絞シ検出器（例えばホール素子）である。

絞り検出器２７により、フォーカスレンズ５の振動量を
制御し、被写体が明るく絞シが絞られた状態でも、変化
成分の信号が充分得られる回路システムにしている。

ズーム位置検出器２６の出力は、ズーミング（テレ端→
ワイド端）のときに用い、テレ端で合焦状態になったあ
とズーミングすると、ズーム位置検出器２６の出力によ
り、制御回路１８からの信号が、モータ駆動回路１９に
至シ、パルスモータ１３を駆動し、フォーカスレンズ５
を所期の位置に設定している。即ち、本実施例で用いた
ズームレンズは、撮影距離と焦点距離とフォーカスレン
ズ位置とは関数関係があシ、テレ端で合焦し撮影距離が
定まったとき、ワイド側へズーミングすると光学設計で
求められた所期の位置にフォーカスレンズを設定する必
要がある。フォーカスレンズ５の位置は、パルスモータ
１５に加えるパルス数に比例して、設定される。このと
き、フォーカスレンズ５の初期位置は、あらかじめ設定
する必要がある。

フォーカスレンズ５の初期設定方法を説明すると、カメ
ラに電源が投入されると、制御回路１８はフォーカスレ
ンズ５の最大移動ｔ’ｔこえるパルス数をモータ駆動回
路１９に与え、パルスモータ１５は第１の検出器１５の
設けである方向にフォーカスレンズ５を移動する。第１
の検出器１５を移動枠１２が′通過するとＯＮ信号が制
御回路１８に与えられる。

このとき、第２の検出器１７からは、駆動軸１４が１回
転するごとに所期の時間ＯＮ信号・がくりかえして制御
回路１８に与えられている。第１の検出器１５のＯＮ信
号が出てから、最初の第２の検出器１７からのＯＮ信号
が出力されたとき、制御回路１８はパルスモータ１５を
停止させる。ここが基準点であり。

例えば撮影距離至近位置である。ここより、制御回路１
８はパルスモータ１５を逆回転させて、パルス数のカウ
ントを開始する。パルス数に比例して、フォーカスレン
ズ５の位置が定まる。

本実施例では、第１の検出器１５と第２の検出器１７を
、フォーカスレンズ５に対して被写体側に設けたが、撮
像素子７側に設けても同じであることは言うまでもない
。このときの基準点は、例えば撮影距離■のフォーカス
レンズ位置である。基準点は、必らずしも至近や■のよ
うにフォーカスレンズの移動端にする必要はなく、途中
であっても、また、至近伺をこえたところでも、■側を
こえたところに定めてもよい◎ 本実施例によれば、２個の検出器の出力を組み合わせて
、初期設定を行なうため、高精度に基準位置を見い出す
ことができる。

別の実施例を第２図を用いて説明する。第１図と共通の
箇所は省略する。

１５αはモータホルダであ、９．２８．２９は発光ダイ
オードと受光素子が組み込まれた第１および第２の反射
形ホトセンサである。１４αは、駆動軸１４の一端であ
り、反射率の低い物質で塗装（ツヤ消し黒色）されてお
り、１４Ａは駆動軸１４の一部を平面にし反射率が高（
鏡面のようになっている。駆動軸１４が回転すると第２
の反射形ホトセンサには、鏡面１４Ａと第２の反射形ホ
トセンサが正対したときだけ信号が得られ、この信号は
１回転で１回の周期で、制御回路に入力されている。移
動枠１２がモータ１３と反対方向に移動し、第２の反射
形ホトセンサの下までくると、第２の反射形ホトセンサ
から信号が、制御回路に入力される。第２の反射形ホト
センサの信号が制御回路１８に入力されｔ後、第１の反
射形ホトセンサからの最初の信号が制御回路１８に入力
したとき、制御回路１８は、モータ駆動回路１９に、モ
ータ停止の信号を入力し、ノくルスモータ１３を停止さ
せ、フォーカスレンズの初期設定を行なう。

本実施例によれば、２個の反射形ホトセ／すを用いるの
で、検出器に用いる回路を共通にすることができ、部品
点数を低減できる効果がある。

別の実施例を第３図に示す。第２図と同じ箇所は、同じ
番号を付けである。第５図は、反射形ホトセンサ２８の
位置調整機構の一実施例である。反射形ホトセンサ２８
の信号は、駆動軸１４が１回転すると１回信号が出力さ
れる。また、駆動軸１４が１回転することによ勺、移動
枠１２はオネジの１ピッチ分移動する。従って、移動枠
１２が１ピッチ進むごとに、反射形ホトセンサ２日から
信号が出力されることになる。移動枠１２の移動量は、
フォーカスレンズの移動量と一致しているので、フォー
カスレンズがネジの１ビ、）弁移動するごとにしか反射
形ホトセンサ２Ｂの出力信号は得られないことにナル。

ところが、フォーカスレンズの所期の位置（例えば、■
撮影距離に対応する位置）を基準点としたい場合、１ピ
ッチ分ごとでしか反射形ホトセンサ２８からの出力信号
が得られないとき、フォーカスレンズの基準点と出力信
号が得られる位置が一致しない場合が生じる。そこで、
中空円筒状の調整環３０に、反射形ホトセンサ２８を第
３図に示すように取りつけ、駆動軸１４に対し、反射形
ホトセンサ２８を円周方向に移動できるようにした。こ
れにより、反射形ホトセンサ２８の出力信号の位置を、
連続的に１ピヴチ以下でも可能にした。

反射形ホトセンサ２８の位置決め方法は、フォーカスレ
ンズを基準位置に設定し、このとき反射形ホトセンサ２
８を駆動軸１４に対し回転させ、信号出力の得られると
ころで固定する。例えば、ネジ３０σで固定する。その
後、もう１つの反射形ホトセンサ２９の位置決めは、基
準位置の手前（基準位置が（１）位置の場合は、至近側
の方向）１ピッチ以内のところに設定すればよい。実用
上は、′／２ビタチ手的のところに設定するとよい。こ
のように設定することにより、電源投入時、制御回路１
８からの信号により、モータ駆動回路１９からパルスモ
ータ１５に信号が与えられる。このパルス数は、全移動
量をこえる数であり、さらに、フォーカスレンズの移動
方向は、■設定位置方向である。フォーカスレンズが移
動し移動枠１２が■設定位置方向に移動し、反射形ホト
センサ２９の感知範囲に入ると反射形ホトセンサ２９か
らの出力信号が、制御回路に与えられる。このときの移
動枠１２の位置は■設定位置の手酌、１／２ビ噌チのと
ころである。反射形ホトセンサ２９の信号が出力されて
後、反射形ホトセンサ２日の最初の信号が出力されたと
き、制御回路１８よシ、停止信号が出力され、パルスモ
ータ１３は、停止する。ここが基準点となる。これによ
り合焦動作を行なうと、制御回路１８は、基準点かラノ
ハルス数と方向を記憶し、フォーカスレンズの位置を設
定する。

本実施例によれば、駆動軸１回転ごとに１回出力信号を
発生する検出器の位置決めを連続にするコトができ、フ
ォーカスレンズの基準位置に対応する位置に検出器を設
定できる。尚、本実施例は、他の実施例と組み合わせる
ことができることは言うまでもない。

別の実施例を第４図に示す。第４図は、フォーカスレン
ズの基準点を、全移動量の両端ではなく内側に設けた場
合の実施例である◎第２図と同じところは、同じ番号が
付けである。反射形ホトセンサ２８は、第２図の場合と
同様の働きをなす。反射形ホトセンサ２９ａは、基準点
から１／２ピッチ手前に設けである。ここで基準点を例
えば、撮影距離５Ｆ７！（ズーム位装置Ｅ端）に対応す
るフォーカスレンズの位置とする。第４図において、移
動枠１２がパルスモータ１３のある方向に移動する場合
が、撮影距離至近側に対応するフォーカスレンズ位置と
し、反対側が■側に対応する位置とする。

従って、反射形ホトセンサ２９ａは、基準点より、１／
２ピツチ至近側に設定する。第４図に示すように、移動
枠１２が基準点より、至近側にあるときは、“もう１つ
の反射形ホトセンサ２９ｂは、信号を出力し、移動枠１
２が基準点よりも至近側にあることを示している。反射
形ホトセンサ２９αと２９ｂの間隔は、移動枠１２の上
面にある反射面の長さｔよυも太きくする。電源投入時
反射形ホトセンサ２９ｂの出力信号があるときは、制御
回路１８は、移動枠１２を閃方向に移動させる。また、
電源投入時に、全く信号がない場合と、反射形ホトセン
サ２９αからの出力信号がある場合は、移動枠１２を、
反射形ホトセンサ２９４の信号が出力されるまで至近方
向に移動し、２９ｈの信号が得られ次後、■方向に移動
させる。このようにすることで、基準点に到達させる方
向を１方向にし、ネジ部で発生するバ噌りラヴシーの影
響を取シのぞくことができる。反射形ホトセンサ２９α
の出力信号が得られた後の動作は、第２図の場合と同様
である。

本実施例によれば、撮影距離■や至近に対応するフォー
カスレンズ位置以外の撮影距離に対応する位置に高精度
に基準点を設定することができる。

第５図は、別の実施例である。検出器に磁気センサーを
用いた例である。３１α、５２ｈは、磁気抵抗素子やホ
ール素子などで形成される磁気センサである。５５は、
非磁性体例えばプラスチック製の中空円柱であり、駆動
軸１４と一体的に回転するように、駆動軸に固定されて
いる。５１αは磁性体、例えば磁石であシ、中空円柱３
５に埋めこまれている５１αは必ずしも埋め込む必要な
く、磁性粉末を塗布してもよい。１２αは移動枠である
が、非磁性体でできている。移動枠１２ａは、非磁性体
でメネジ部を形成して、駆動軸１４とネズ結合してもよ
いが、メネジ部を他の物質、例えば黄銅で形成し、これ
を非磁性体で形成した移動枠１２に組み合わせてもよい
。５１．６は、磁性体、例えば永久磁石であり、移動枠
１２αに埋め込まれている。５１ｂは必ずしも埋め込む
必要はなく、磁気粉末を塗布してもよい。第１の磁気セ
ンサ５１αは、駆動軸１４が回転し、第１の磁性体５１
αが接近すると信号を出力し、最接近時に最大値を出力
する。所期のレベル以上の出力を制御回路１Ｂは、出力
信号として受けとめる。従って、駆動軸１４が１回転す
るごとに１つの出力信号が得られる。また、移動枠１２
αが、第２の磁気センサ５２ｂに接近すると、第２の磁
性体３１ｂにより、信号が出力される。基準位置の設定
手順は、第２図の実施例と同様である。　　　　　　　
−本実施例によねば、初期設定を行なうために、磁気セ
ンサを用いるので、ホコリやゴミの影響ヲ受けることな
く、確実な動作を得ることができる。

第６図、第７図は、別の実施例である。検出器にホトイ
ンタラプタを用いた例である。１４Ｃは、駆動軸１４に
直角に設けた貫通穴である。また、５６は、移動枠１２
に設けた遮光板である。第７図は、貫通穴１４Ｃの代わ
りに切りかき１４ｄｆ設けた例である。

本実施例によれば、発光素子からの光線が直接受光素子
に到達するため、高出力の信号が得らね動作が確実にな
り、高い信頼性が得られる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、パルスモータでフォーカスレンズを駆
動するオートフォーカス装置において、２つの検出器を
甲いて、電源投入時に初期設定を行なうため、高精度の
初期設定が行なわれ、ズーミングによるフォーカスレン
ズの位置を高精度に設定できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は、本発明の一実施例を示す部分断面図
である。 １・・・ズームレンズ、２・・・前玉レンズ群、５・・
・バリエータレンズ群、４・・・コンペンセータレンズ
、５・・・フォーカスレンズ、６・・・絞り装置、７・
・・撮像素子、８・・・内筒、９・・・外筒、１０・・
・ボール、１１・・・リテーナ、１２・・・移動枠、１
５・・・パルスモータ、１４・・・駆動軸、１５・・・
第１の検出器、１６・・・円板、１７・・・第２の検出
器、１８・・・制御回路。 ゛、ジ 寸 ミ　　）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被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信号
   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
   る制御回路からなり、被写体にオートフォーカスする装
   置において、前記移動機構として、光軸と平行に設けら
   れた駆動軸と、駆動軸を回転させる駆動モータと、該フ
   ォーカスレンズに接続され、駆動軸の回転にともない駆
   動軸上を光軸方向に移動して、フォーカスレンズを移動
   させる可動手段と、フォーカスレンズが駆動軸の回転に
   伴なって回転することを制止する制止手段とフォーカス
   レンズが電源投入時第１の所期位置に達すると第１の信
   号を発生する第１の検出器と該駆動軸１回転につき、信
   号出力を１回行なう第２の検出器と駆動モータを駆動す
   るモータ駆動回路と、第１と第２の検出器からの信号に
   より駆動モータを停止させる制御回路からなり、第１の
   信号出力後第２の検出器からの最初の出力信号で駆動モ
   ータを停止させることを特徴とする自動合焦装置。 ２、前記第１の検出器と前記第２の検出器を非接触式セ
   ンサーを用いたことを特徴とする請求項１記載の自動合
   焦装置。 ３、前記駆動軸に対する第２の検出器の回転方向の位置
   を連続に調整する機構を設けたことを特徴とする請求項
   １記載の自動合焦装置。