JPH04253014A - フォーカス駆動装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビデオムービーにおける
ズームレンズのフォーカス駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオムービーの普及に伴い、小
型軽量でレンズ直前から無限大距離までオートフォーカ
ス可能なインナーフォーカス方式のズームレンズを採用
して高機能化が図られている。

【０００３】インナーフォーカス方式のズームレンズで
は、変倍レンズの位置に対応してフォーカシングレンズ
を瞬時に所定位置に移動させないとピントずれが発生し
、非常に見づらい画面となる。したがって、ピントずれ
がなく、高いズームトラッキング精度を備え、小型軽量
なズーム駆動装置が要求される。

【０００４】以下、従来のズーム駆動装置について図面
を参照しながら説明する。図２に従来のズーム駆動装置
の構成をブロック図で示す。図において、レンズ群が１
群レンズ１、２群レンズ２、３群レンズ３および４群レ
ンズ４で構成される。以下、２群レンズ２を変倍レンズ
、４群レンズ４をフォーカシングレンズと称す。変倍レ
ンズ２はズームモータ８の回転で光学軸方向前後に移動
する。また、変倍レンズ２の位置がズームエンコーダ７
とズーム位置検出部１０により検出される。３群レンズ
３の被写体側前方に絞り５が位置している。フォーカシ
ングレンズ４はフォーカスモータ駆動部１２で駆動され
るフォーカスモータ９の回転で光学軸前後方向に移動す
る。また、ズームスイッチ１１はズームモータ駆動部１
４に駆動の指示を与え、ズーム端検出部１３は変倍レン
ズ２が移動端にあることを検出し、ズームスイッチ１１
がＯＮであってもそれ以上に変倍レンズが移動しないよ
うにズーム駆動部１４を制御する。

【０００５】上記構成において動作を説明する。電動ズ
ームのズームスイッチ１１を押すとズームモータ駆動部
１４がズームモータ８を回転し、変倍レンズ２をワイド
方向（Ｗ方向）または望遠方向（Ｔ方向）に移動させる
。その刻々変化する位置は連動するズームエンコーダ７
の情報をもとにズーム位置検出部１０で検出される。 その位置情報をもとに変倍レンズの移動に追従してフォ
ーカシングレンズ４をフォーカスモータ９の回転で移動
させ、常に撮像素子６の面位置に合焦させる。図３はフ
ォーカシングレンズの位置と変倍レンズ位置との関係を
グラフで示す。グラフに示す関係で変倍レンズの移動に
追従してフォーカスレンズが移動することでズーミング
中の合焦状態が確保される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のズー
ム駆動装置では、変倍レンズの移動に対し、変倍レンズ
の位置検出用ズームエンコーダ７にスライドボリューム
などを用いたときの機械的な遊びによる応答遅れ、電気
回路のヒステリシスによる応答遅れなどの静的遅れが発
生する。図４にその一例をグラフで示す。図において、
変倍レンズ位置がワイド端ｖＷから望遠端ｖＴまで移動
するとき、ズームエンコーダに静的遅れｖ０があるため
、変倍レンズが実線のように移動しているにも拘らず、
位置検出情報は下側破線のように出力される。したがっ
て、ズームエンコーダ出力がｅに対して変倍レンズ（２
群レンズ）位置ｖ１がｖ２として検出され、誤差Δｖが
発生する。

【０００７】また、ズームエンコーダ７が変倍レンズの
位置検出データを出力してからズーム位置検出部１０が
演算してフォーカス駆動部１２に駆動指令を発し、フォ
ーカスモータ９が回転を開始するまでに時間を要し、動
的な遅れを発生する。たとえば、演算時間を８ｍｓｅｃ
、フォーカスモータの回転開始応答遅れを８ｍｓｅｃ、
変倍レンズのストロークを１４ｍｍとすると、ズーム時
間（変倍レンズの移動時間）を６ｓｅｃに対して約０．
０３７ｍｍ，ズーム時間１０ｓｅｃに対して約０．０２
２ｍｍのズレが発生する。このずれはピントずれであり
、このずれはズーム速度に依存したずれ量となる。

【０００８】本発明は上記の課題を解決するもので、ズ
ームエンコーダの機械的遊びやズーム速度に依存するフ
ォーカシングレンズの動作遅れなどの影響を受けず、ズ
ームトラッキング精度の高いフォーカス駆動装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために、変倍レンズと、撮像面上に合焦させるフ
ォーカシングレンズと、前記変倍レンズを鏡胴内で前後
に移動させる手段と、前記変倍レンズの位置に対応する
検知データを出力する位置検知手段と、前記検知データ
をもとに前記変倍レンズの位置を検出する手段と、前記
変倍レンズ位置に対応して前記フォーカシングレンズを
所定の合焦位置に移動させる手段を備えたインナーフォ
ーカス方式ズームレンズにおいて、前記位置検知手段か
ら前記変倍レンズの移動速度を検出する手段と、前記検
知手段の検知遅れ期間における前記変倍レンズの移動量
を静的補正値として前記検知データに加算して補正する
とともに、前記検知手段が前記検知データを出力してか
ら前記フォーカシングレンズが移動を開始するまでの期
間における前記変倍レンズの移動量を変倍レンズの移動
速度に対応して動的補正値として前記検知データに加算
して補正する補正手段を備えたフォーカス駆動装置とす
る。

【００１０】

【作用】本発明は上記の構成において、補正手段が検知
手段の機械的遊びなどによる検知遅れ期間における変倍
レンズの移動量を検知データに対して補正し、また、検
知手段が検知データを出力してから前記フォーカシング
レンズが移動を開始するまでの期間における変倍レンズ
の移動量を変倍レンズの移動速度に対応して補正するこ
とで、検知手段の機械的遊びなどとフォーカシングレン
ズの移動動作開始遅れが検知データに対して等価的に補
正される。

【００１１】

【実施例】（実施例１）以下、本発明の一実施例のフォ
ーカス駆動装置について図面を参照しながら説明する。 図１に本発明の一実施例のズーム駆動装置の構成を断面
図で示す。図に示すように、レンズ群が１群レンズ２１
、２群レンズ２２、３群レンズ２３および４群レンズ２
４で構成され、前記２群レンズ２２はズーミングのため
の変倍レンズ、４群レンズ２４は撮像素子２６の面上に
結像させるためのフォーカシングレンズである。変倍レ
ンズ２２はズームモータ２８の回転で光学軸方向前後に
移動する。また、変倍レンズ２２の位置がズームエンコ
ーダ２７とズーム速度検出部３０と補正部３１とズーム
位置検出部３２により検出される。前記補正部３１はズ
ームエンコーダ２７のデータの静的遅れおよび動的遅れ
を補正するもので、そのうちの動的補正量はエンコーダ
のデータ出力時点からフォーカシングレンズが駆動され
るまでの間に変倍レンズが移動する量とし、その移動速
度に対応して補正量を設定したものである。３群レンズ
２３の被写体側前方に絞り２５が位置している。フォー
カシングレンズ２４はフォーカスモータ駆動部３４で駆
動されるフォーカスモータ２９の回転で光学軸前後方向
に移動する。また、ズームスイッチ３３はズームモータ
駆動部３６に駆動の指示を与え、ズーム端検出部３５は
変倍レンズ２２が移動端にあることを検出し、ズームス
イッチ３３がＯＮであってもそれ以上に変倍レンズが移
動しないようにズームモータ駆動部３６を制御する。

【００１２】上記構成において動作を説明する。電動ズ
ームのズームスイッチ３３を押すとズームモータ駆動部
３６がズームモータ２８を回転し、変倍レンズ２２をワ
イド方向（Ｗ方向）または望遠方向（Ｔ方向）に移動さ
せる。その刻々変化する位置は連動するズームエンコー
ダ２７の情報をもとにズーム位置検出部３２で検出され
る。このとき、ズーム速度検出部３０はズームエンコー
ダ２７の出力を微分してズーム速度、すなわち、変倍レ
ンズの移動速度を検出する。また、補正部３１はエンコ
ーダや回路で発生する静的遅れと、演算時間や駆動開始
遅れなどで発生するフォーカシングレンズの動的遅れを
ズーム速度に対応して補正する。上記動的補正量はズー
ムエンコーダ２７が信号出力してからフォーカシングレ
ンズが駆動されるまでの間に変倍レンズが移動する量で
決めた値とする。上記の静的および動的補正によりズー
ムエンコーダ出力値に対応する変倍レンズ位置が図３の
Ａ点であるのに対して補正した位置はＡ′となり、フォ
ーカシングレンズ２４は変倍レンズがＡ′点の位置にあ
るとして移動され、設計した所定のフォーカス調整が実
行される。上記の補正量はズームモータ単品の回転数の
ばらつきとズーム機構の負荷のばらつきなどで装置ごと
に異なるが、補正値を装置ごとに設定することにより、
それらのばらつきを吸収して補正できる。また、補正を
ズーム速度に対応して行なうので、ズーム速度が２段速
や可変速な装置などのようなズーム速度が変化する装置
に有効な手段となる。このように補正された位置データ
をもとにズーム位置検出部３２が変倍レンズの位置を検
出し、その位置に対応して従来例と同様にフォーカシン
グレンズが駆動される。

【００１３】なお、実用的な補正量の設定は、設計した
ズームトラッキングカーブに対するフォーカシングレン
ズ位置のずれが焦点深度内になるように設定する。また
、静的補正はズームスイッチ３３のＯＮ，ＯＦＦに関係
なく実行し、動的補正はズームスイッチのＯＮ時に動作
するように設定する。さらに、変倍レンズとフォーカシ
ングレンズの鏡胴内における移動の遊びも静的補正に含
めて補正できることは言うまでもない。

【００１４】以上のように本発明の一実施例のズーム駆
動装置によれば、変倍レンズの位置検出用エンコーダの
出力データを装置の機械的な遊びに対する静的補正を行
なうとともに、動的遅れに対応する動的補正をズーム速
度に対応して補正することにより、機械的な遊びとズー
ム速度が反映する動作遅れが補正され、変倍レンズのズ
ーム動作に対してフォーカシングレンズを高いトラッキ
ング精度でフォーカス動作を追従させることができる。

【００１５】なお、ズーム速度のばらつきが比較的小さ
い場合は、ズーム速度をズームスイッチ３３とズームモ
ータ駆動部３６による駆動源の情報だけで２段速，可変
速のズーム速度を検出してもよい。また、ズーム速度の
ばらつきの影響を避けるためにズーム速度を所定の値に
なるように駆動装置を制御すれば補正が簡単になること
は言うまでもない。

【００１６】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明は変倍レンズと、撮像面上に合焦させるフォーカシン
グレンズと、前記変倍レンズを鏡胴内で前後に移動させ
る手段と、前記変倍レンズの位置に対応する検知データ
を出力する位置検知手段と、前記検知データをもとに前
記変倍レンズの位置を検出する手段と、前記変倍レンズ
位置に対応して前記フォーカシングレンズを所定の合焦
位置に移動させる手段を備えたインナーフォーカス方式
ズームレンズにおいて、前記位置検知手段から前記変倍
レンズの移動速度を検出する手段と、前記検知手段の検
知遅れ期間における前記変倍レンズの移動量を静的補正
値として前記検知データに加算して補正するとともに、
前記検知手段が前記検知データを出力してから前記フォ
ーカシングレンズが移動を開始するまでの期間における
前記変倍レンズの移動量を変倍レンズの移動速度に対応
して動的補正値として前記検知データに加算して補正す
る補正手段を備えたフォーカス駆動装置とすることによ
り、機械的な遊びとズーム速度が反映する動作遅れが補
正され、変倍レンズのズーム動作に対してフォーカシン
グレンズを高いトラッキング精度でフォーカス動作を追
従させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のフォーカス駆動装置の構成
を示すブロック図

【図２】従来のフォーカス駆動装置の構成を示すブロッ
ク図

【図３】合焦状態における変倍レンズとフォーカスレン
ズの位置関係を被写体距離をパラメータとして示すグラ
フ

【図４】変倍レンズの位置に対応してフォーカスレンズ
が移動遅れを示すグラフ

【符号の説明】

２２　　２群レンズ（変倍レンズ） ２４　　４群レンズ（フォーカシングレンズ）２６　　
撮像素子 ２７　　ズームエンコーダ（位置検知手段）２８　　ズ
ームモータ（変倍レンズ移動手段）２９　　フォーカス
モータ（フォーカシングレンズ移動手段） ３１　　補正部（補正手段） ３２　　ズーム位置検出部（変倍レンズ位置検出手段）
３４　　フォーカスモータ駆動部（フォーカシングレン
ズ移動手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】変倍レンズと、撮像面上に合焦させるフォ
   ーカシングレンズと、前記変倍レンズを鏡胴内で前後に
   移動させる手段と、前記変倍レンズの位置に対応する検
   知データを出力する位置検知手段と、前記検知データを
   もとに前記変倍レンズの位置を検出する手段と、前記変
   倍レンズ位置に対応して前記フォーカシングレンズを所
   定の合焦位置に移動させる手段を備えたインナーフォー
   カス方式ズームレンズにおいて、前記位置検知手段から
   前記変倍レンズの移動速度を検出する手段と、前記検知
   手段の検知遅れ期間における前記変倍レンズの移動量を
   静的補正値として前記検知データに加算して補正すると
   ともに、前記検知手段が前記検知データを出力してから
   前記フォーカシングレンズが移動を開始するまでの期間
   における前記変倍レンズの移動量を変倍レンズの移動速
   度に対応して動的補正値として前記検知データに加算し
   て補正する補正手段を備えたフォーカス駆動装置。