JPH0545565A - レンズ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鏡筒やフォーカスレンズ用のアクチュエータ
を小型化、軽量化して騒音を防止することができるレン
ズ装置を提供する。 【構成】 ズームレンズ群１０２とフォーカスレンズ群
１０５はそれぞれ、アクチュエータ１０７、１０９によ
り光軸方向に移動し、また、各移動速度はそれぞれ、エ
ンコーダ１１３、１１５により検出されて各検出信号が
マイクロコンピュータ１１９に取り込まれる。マイクロ
コンピュータ１１９は、ズームレンズ群１０２の移動速
度に応じてアクチュエータ１０９を制御することにより
フォーカスレンズ群１０５の移動速度を制御し、アクチ
ュエータ１０９の騒音が大きいフォーカスレンズ群１０
５の速度の領域では、ズームレンズ群１０２の移動速度
を低減することによりフォーカスレンズ群１０５の移動
速度を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、変倍レンズと焦点調節
レンズを有するレンズ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオ一体型カメラの小型化、軽
量化に伴い、レンズ部や自動焦点調節装置が占める体積
や重量が急速に減少している。この場合、自動焦点調節
装置は、赤外線の投受光装置を有するアクティブ方式か
ら、この投受光装置を廃止して撮像素子を介した映像信
号により合焦点を演算するパッシブ方式に移行してい
る。

【０００３】他方、レンズ部では、変倍による焦点面の
移動を補正するレンズが焦点調節機能を兼用し、また、
前面のレンズを固定して小型化を図ったいわゆるインナ
フォーカス方式のものが多く導入されている。図６は、
このインナフォーカス方式のレンズ部を示し、図示左側
の被写体の方向から順次光軸に沿って、固定のレンズ群
１０１と、変倍を行うためのズームレンズ群１０２と、
絞り１０３と、固定のレンズ群１０４と、変倍に伴う焦
点面の移動を補正する機能とピント合わせ機能を兼用す
るフォーカスレンズ群１０５と、撮像素子の撮像面１０
６が配置されている。

【０００４】ここで、図２に示す曲線は、焦点距離の変
化、すなわち変倍を行うズームレンズ群１０２の位置
（横軸）に対して各被写体距離に合焦するためのフォー
カスレンズ群１０５の位置（縦軸）を示す。焦点距離が
変化しない場合すなわちズームレンズ群１０２が停止し
ている場合には、フォーカスレンズ群１０５は、図２に
示す縦軸の方向に移動することにより焦点を調節する。
他方、ズーム中の場合には、各被写体距離に応じて図２
に示すフォーカスレンズ群１０５の軌跡を選択し、焦点
距離の変化に応じてフォーカスレンズ群１０５を駆動制
御することにより、変倍による焦点面の補正と焦点調節
の両方を行うことができる。

【０００５】図３は、ズーム中におけるフォーカスレン
ズ群１０５の駆動制御方法を示す。座標軸は、図２に示
す曲線の場合と同一であり、図示矢印は、フォーカスレ
ンズ群１０５の速度を示す。また、ズームレンズ群１０
２の位置（横軸）は１６等分のズームゾーンに分割され
ている。ここで、図２に示す曲線を上記ズームゾーンに
より区切った場合、ズームゾーンにおいて傾きがほぼ等
しい領域に分割することができ、ズーム速度が一定の場
合、傾きが等しければ被写体距離が異なっていてもフォ
ーカスレンズ群１０５の移動速度を等しくすることがで
きる。

【０００６】したがって、図３に示す縦軸を各ズームゾ
ーン毎に傾きが等しい領域に分割してそれぞれ代表速度
を与え、ズームの開始時に合焦させ、ズームレンズ群１
０２とフォーカスレンズ群１０５の各位置を検出しなが
らズーミングを行うことにより、フォーカスレンズ群１
０５が常に最適な移動速度で図２に示す曲線の軌跡に追
従することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２及
び図３に示すように、テレ端近傍では軌跡の傾斜が横軸
に対して急激に大きくなり、ズーム中のフォーカスレン
ズ群１０５の速度がテレ端近傍では急速に大きくなる。
尚、この傾向は、焦点距離が長くなるにつれて顕著とな
ることが知られている。したがって、ズーム倍率が増加
するにつれて、テレ端近傍において所望の速度を実現す
るとともに、十分な回転トルクを得ることができるアク
チュエータを用意しなければならない。

【０００８】ここで、アクチュエータは一般に、高回転
で高トルクを得ようとすると、大型であって騒音も大き
く、消費電力も増加するので、ズーム倍率が増加すると
アクチュエータが大型化するばかりでなく、騒音や消費
電力が増加する。したがって、ビデオ一体型カメラに用
いた場合、マイクロホン等の取り付け位置や特性が制限
され、ビデオ一体型カメラ全体の小型化、軽量化に反す
ることになる。

【０００９】本発明は上記従来の問題点に鑑み、鏡筒や
フォーカスレンズ用のアクチュエータを小型化、軽量化
して騒音を防止することができるレンズ装置を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、変倍を行う第１のレンズ群と、焦点調節を
行う第２のレンズ群と、前記第１のレンズ群の移動速度
を検出する第１の検出手段と、前記第２のレンズ群を駆
動する駆動手段と、検出された前記第１のレンズ群の移
動速度に応じて前記駆動手段をして前記第２のレンズ群
を移動させる制御手段とを備えたレンズ装置において、
前記駆動手段が発生する騒音又は振動を表わすパラメー
タに応じて前記第１のレンズ群の移動速度を変更する速
度制御手段を有することを特徴とするレンズ装置。

【００１１】

【作用】本発明は上記構成により、駆動手段の騒音又は
振動が高い第２のレンズ群の移動速度の領域において第
１のレンズ群の移動速度が変更されるので、鏡筒やフォ
ーカスレンズ用のアクチュエータを小型化、軽量化して
騒音を防止することができる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、本発明に係るレンズ装置の一実施例を示
す構成図、図２は、図１のズームレンズ群の位置に対す
るフォーカスレンズ群の位置を示すグラフ、図３は、ズ
ーム中におけるフォーカスレンズ群の駆動制御方法を示
す説明図、図４は、図１のレンズ装置の動作を説明する
ためのフローチャートである。尚、これらの図面におい
て、従来例と同一の構成部材には同一の参照符号を付
す。

【００１３】図１において、レンズ部は、従来例と同様
に、図示左側の被写体の方向から順次光軸に沿って、固
定のレンズ群１０１と、変倍を行うためのズームレンズ
群１０２と、絞り１０３と、固定のレンズ群１０４と、
変倍に伴う焦点面の移動を補正する機能とピント合わせ
機能を兼用するフォーカスレンズ群１０５と撮像素子の
撮像面１０６により構成されている。ズームレンズ群１
０２と、絞り１０３とフォーカスレンズ群１０５はそれ
ぞれ、アクチュエータ（図示モータＭ）１０７、１０
８、１０９により光軸方向に移動等し、アクチュエータ
１０７、１０８、１０９はそれぞれ、マイクロコンピュ
ータ１１９の駆動命令によりドライバ（図示Ｄ）１１
０、１１１、１１２により駆動される。また、ズームレ
ンズ群１０２と、絞り１０３とフォーカスレンズ群１０
５の移動速度等の状態はそれぞれ、エンコーダ１１３、
１１４、１１５により検出され、各検出信号はマイクロ
コンピュータ１１９に取り込まれる。

【００１４】撮像素子の撮像面１０６において撮像され
た映像信号は、増幅器１１６により増幅され、合焦点を
演算するためにハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１１７を介
してマイクロコンピュータ１１９に取り込まれる。した
がって、本実施例は、変倍による焦点面の移動を補正す
るフォーカスレンズ群１０５が焦点調節機能を兼用し、
また、前面のレンズを固定して小型化を図ったいわゆる
インナフォーカス方式のレンズ装置を構成している。増
幅器１１６により増幅された映像信号はまた、撮像素子
の撮像面１０６における光量が適切になるように絞り制
御装置１１８に取り込まれる。

【００１５】また、本実施例では、従来例と同様に、マ
イクロコンピュータ１１９が図２に示すように、ズーム
レンズ群１０２の位置に対してフォーカスレンズ群１０
５の位置を制御する。マイクロコンピュータ１１９は、
この制御のために図３に示すようなズームゾーンのテー
ブルを有し、ズームレンズ群１０２とフォーカスレンズ
群１０５の各位置によりこのテーブルを参照し、フォー
カスレンズ群１０５の駆動速度を決定する。

【００１６】すなわち、前述したように、レンズ鏡筒を
小型化してズーム倍率を増加しようとすると、図２に示
すようにテレ端近傍では軌跡の傾斜が横軸に対して急激
に大きくなり、ズーム中のフォーカスレンズ群１０５の
速度がテレ端近傍では急速に大きくなるので、十分な回
転トルクを得ることができる大型のアクチュエータを用
いると、ビデオ一体型カメラ全体の小型化、軽量化に反
すると共にカメラの高騒音化をもたらすことになる。

【００１７】次に、図４を参照して本実施例の動作、特
にマイクロコンピュータ１１９の動作を説明する。ステ
ップ２０１においてこのプログラムの実行を開始し、先
ず、図示省略のズームスイッチが押されたか否かを判別
する（ステップ２０２）。ズームスイッチが押されると
ステップ２０３以下に進み、エンコーダ１１３の検出信
号によりズームレンズ群１０２の位置を検出して、ズー
ムレンズ群１０２が図３に示すどのズームゾーンに位置
するかを検出する。

【００１８】続くステップ２０４では、ズームレンズ群
１０２が減速領域（後述）に位置するか否かを判別す
る。ズームレンズ群１０２が減速領域に位置する場合に
はズームレンズ群１０２の移動速度を減速させ（ステッ
プ２０５）、他方、減速領域に位置しない場合にはズー
ムレンズ群１０２を通常の速度で移動させる（ステップ
２０６）。尚、ステップ２０２において、ズームスイッ
チが押されていない場合にはステップ２０７に分岐し、
通常のＡＦ（オートフォーカス）制御を行う。

【００１９】すなわち、図２に示すように、軌跡の傾斜
が急峻な領域は、境界Ａよりテレ側であり、この領域で
は、ズームレンズ群１０２の移動量に対してフォーカス
レンズ群１０５の移動量が大きい。したがって、ズーム
レンズ群１０２の移動速度が一定の場合、境界Ａよりテ
レ側の領域においてフォーカスレンズ群１０５のアクチ
ュエータ１０９を高速で駆動しなければならない。換言
すれば、図２に示す軌跡をトレースするフォーカスレン
ズ群１０５の駆動速度は、ズームレンズ群１０２の移動
速度に依存するので、境界Ａよりテレ側の領域における
ズームレンズ群１０２の移動速度を低くすることによ
り、フォーカスレンズ群１０５の移動速度を低くするこ
とができる。

【００２０】次に、第２の実施例を説明する。図５は、
本発明に係るレンズ装置の第２の実施例の動作を説明す
るためのフローチャートであり、図４に示すステップと
同一の動作には同一のステップ番号を付す。先ず、ステ
ップ３０１においてこのプログラムの実行を開始し、ズ
ームスイッチが押されるとステップ２０２からステップ
２０３以下に進む。他方、ズームスイッチが押されてい
ない場合にはステップ２０７に分岐し、通常のＡＦ（オ
ートフォーカス）制御を行う。

【００２１】ステップ２０３では、エンコーダ１１３の
検出信号によりズームレンズ群１０２の位置を検出し
て、ズームレンズ群１０２が図３に示すテーブルのどの
ズームゾーンに位置するかを検出する。次いで、ステッ
プ３０２においてフォーカスレンズ群１０５の位置を検
出し、続くステップ３０３において、この検出した位置
に基いて、図３に示すテーブルによりフォーカスレンズ
群１０５の移動速度を選択する。

【００２２】そして、ステップ３０４において、この選
択したフォーカスレンズ群１０５の移動速度がアクチュ
エータ１１５にとって高騒音を発する程高速か否かを例
えば１つの基準値または予め設定された判別情報等を基
にして判定し、高速である場合にはズームレンズ群１０
２の移動速度を減速させ（ステップ２０５）、他方、高
速でない場合にはズームレンズ群１０２を通常の速度で
移動させる（ステップ２０６）。

【００２３】したがって、本実施例によれば、ステップ
２０５において判定するズームレンズ群１０２の減速領
域を図３に示す領域＊のように、フォーカスレンズ群１
０５のアクチュエータ１１５にとって大きな騒音を発生
する領域を設計段階で予め設定してフラグをセットし、
このフラグがセットされた領域を選択した場合に減速す
ることにより、鏡筒やフォーカスレンズ用のアクチュエ
ータを小型化、軽量化して騒音を防止することができ
る。

【００２４】次に、第３の実施例を説明する。図７は図
１のズームレンズ群１０２のエンコーダ１１３の内部構
造を示す概略図である。基板７００上に略Ｕ字状の導体
７０１、及び長手状の導体７０２，７０３が装着されて
いる。導体７０１の基端は接地され、導体７０２はプル
アップ抵抗７０４を介して電源７０５にプルアップされ
ている。導体７０３はズームレンズ群１０２の位置検出
結果を出力端子（図示せず）に導くためのものである。
基準位置検出用摺動子７０６が導体７０１，７０２上を
摺動自在に配される一方、レンズ位置検出用摺動子７０
７が導体７０３とボリュームを構成する抵抗体７０８上
を摺動自在に配されている。これら摺動子７０６，７０
７はズームレンズ群１０２に固定されていて、レンズの
移動により並行して移動するようにされている。ズーム
レンズ群は抵抗体７０８の長手方向（図７において上下
方向）に沿って移動するようになっており、このレンズ
群の移動に伴って摺動子７０７が抵抗体７０８上を摺動
すると、導体７０３には摺動子７０７の位置に応じた電
圧が発生し、この電圧はズームレンズ群位置検出出力と
して図１のマイクロコンピュータ１１９に供給される。

【００２５】一方、導体７０１，７０２と摺動子７０６
は電気的基準位置決定手段を構成するもので、ズームレ
ンズ群１０２の移動に伴って摺動子７０６が図７の上下
方向に移動すると、導体７０２には導体７０１の一端７
０９を境界としてテレ側（該一端７０９より上側）で
１、ワイド側（該一端７０９より下側）で０の信号が発
生する。この信号は基準位置信号として図１のマイクロ
コンピュータ１１９に供給される。上記導体７０１の一
端７０９は図２の境界Ａに相当し、前述したように境界
Ａよりテレ側ではズームレンズ群１０２の移動量に対し
てフォーカスレンズ群１０５の移動量が大きい。従っ
て、マイクロコンピュータ１１９は前記信号が１（テレ
側）のときはズームレンズ群１０２の移動速度を減少さ
せる。

【００２６】図８は第４の実施例に係る電気的基準位置
決定手段の構成を示す概略図である。図１のズームレン
ズ群１０２の一側に近接してＬＥＤを内蔵した発光部８
０１とフォトトランジスタを内蔵した受光部８０２とが
一体のＵ字状構造を成して配置されている。発光部８０
１と受光部８０２は図１のマイクロコンピュータ１１９
に接続されている。ズームレンズ群１０２には遮光板８
０３が一体に移動可能に固設され、前記発光部８０１と
受光部８０２間を通過するように配されている。この発
光部８０１と受光部８０２は図２の境界Ａに相当する位
置に配置されており、遮光板８０３が発光部８０１と受
光部８０２間に存在せず、発光部８０１が発光し、受光
部８０２がこの光を受光する場合に受光部８０２の出力
信号が１であるとする。ズームレンズ群１０２が移動し
て遮光板１０２が発光部８０１の光を遮断すると、受光
部８０２の出力が０となる。この受光部８０２からの出
力信号は基準位置信号としてマイクロコンピュータ１１
９に供給される。

【００２７】図９は図５の実施例を示し、この実施例は
ズームレンズ群１０２の基準位置を機械的手段により検
出するように構成したものである。ズームレンズ群１０
２の一側でリードスクリュー９０１がズームレンズ群１
０２に固設されたラック９０２に螺合されている一方、
ズームレンズ群１０２の他側で固定用部材９０３がズー
ムレンズ群１０２に固設され、この部材９０３を図示し
ない鏡筒に固定された案内棒９０４が貫通している。こ
れらの部材９０１−９０４はズームレンズ群１０２の公
知の送り装置を構成し、リードスクリュー９０１は図１
のアクチュエータ１０７に駆動可能に連結されている。

【００２８】この実施例では、リードスクリュー９０１
に切られた送りネジピッチは該リードスクリュー０９０
１の所定位置Ａ（図２の境界Ａに相当する位置）を境と
して異なっており、具体的には、該所定位置Ａの一側
（図９で右側）では大に、他側（左側）では小に切られ
ている。

【００２９】リードスクリュー９０１がアクチュエータ
１０７により時計方向又は反時計方向に回転されると、
ズームレンズ群１０２は案内棒９０４に案内されながら
光軸と平行に移動する。このときリードスクリュー９０
１の前記所定位置Ａから送りネジピッチが小の部分がラ
ック９０２を通過するとズームレンズ群１０２の移動速
度は遅くなり、又前記所定位置Ａから送りネジピックが
大の部分がラック９０２を通過するときは移動速度は速
くなる。

【００３０】従って、ズームレンズ群１０２の移動速度
を変更するための基準位置を機械的手段により決定する
ことができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、変倍を
行う第１のレンズ群と、焦点調節を行う第２のレンズ群
と、前記第１のレンズ群の移動速度を検出する第１の検
出手段と、前記第２のレンズ群を駆動する駆動手段と、
検出された前記第１のレンズ群の移動速度に応じて前記
駆動手段をして前記第２のレンズ群を移動させる制御手
段とを備えたレンズ装置において、前記駆動手段が発生
する騒音又は振動を表わすパラメータに応じて前記第１
のレンズ群の移動速度を変更する速度制御手段を有する
ので、駆動手段の騒音が高い第２のレンズ群の速度の領
域において第１のレンズ群の移動速度が変更され、した
がって、鏡筒やフォーカスレンズ用のアクチュエータを
小型化、軽量化して騒音を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレンズ装置の一実施例を示す構成
図である。

【図２】図１のズームレンズ群の位置に対するフォーカ
スレンズ群の位置を示すグラフである。

【図３】ズーム中におけるフォーカスレンズ群の駆動制
御方法を示す説明図である。

【図４】図１のレンズ装置の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図５】本発明に係るレンズ装置の第２の実施例の動作
を説明するためのフローチャートである。

【図６】一般的なインナフォーカス方式のレンズ部を示
す構成図である。

【図７】本発明に係るレンズ装置の第３の実施例の構成
を示す概略図である。

【図８】同上第４の実施例を示す概略図である。

【図９】同上第５の実施例を示す概略図である。

【符号の説明】

１０２ ズームレンズ群 １０５ フォーカスレンズ群 １０７〜１０９ アクチュエータ １１３〜１１５ エンコーダ １１９ マイクロコンピュータ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変倍を行う第１のレンズ群と、 焦点調節を行う第２のレンズ群と、 前記第１のレンズ群の移動速度を検出する第１の検出手
   段と、 前記第２のレンズ群を駆動する駆動手段と、 検出された前記第１のレンズ群の移動速度に応じて前記
   駆動手段をして前記第２のレンズ群を移動させる制御手
   段とを備えたレンズ装置において、 前記駆動手段が発生する騒音又は振動を表わすパラメー
   タに応じて前記第１のレンズ群の移動速度を変更する速
   度制御手段を有することを特徴とするレンズ装置。
2. 【請求項２】 前記速度制御手段は前記第１のレンズ群
   の位置が所定の基準位置を横切ったときに該第１のレン
   ズ群の移動速度を変更し、前記所定の基準位置を決定す
   る手段を前記制御手段内に設けたことを特徴とする請求
   項１記載のレンズ装置。
3. 【請求項３】 前記速度制御手段は前記第１のレンズ群
   の位置が所定の基準位置を横切ったときに該第１のレン
   ズ群の移動速度を変更し、前記所定の基準位置を決定す
   る手段を前記第１及び第２のレンズ群を含むレンズ系内
   に設けたことを特徴とする請求項１記載のレンズ装置。
4. 【請求項４】 前記レンズ系内に設けた前記所定の基準
   位置を決定する手段は電気的手段であることを特徴とす
   る請求項３記載のレンズ装置。
5. 【請求項５】 前記レンズ系内に設けた前記所定の基準
   位置を決定する手段は機械的手段であることを特徴とす
   る請求項３記載のレンズ装置。