JPH0822027B2 - Camera with autofocus device - Google Patents

Camera with autofocus device

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Publication number
JPH0822027B2
JPH0822027B2 JP6086164A JP8616494A JPH0822027B2 JP H0822027 B2 JPH0822027 B2 JP H0822027B2 JP 6086164 A JP6086164 A JP 6086164A JP 8616494 A JP8616494 A JP 8616494A JP H0822027 B2 JPH0822027 B2 JP H0822027B2
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JP
Japan
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lens group
pulse motor
drive
frequency component
master
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JP6086164A
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俊一 田口
裕信 佐藤
隆史 安積
賢治 佐野
竹介 丸山
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、オートフォーカス装置
を具備したビデオカメラや電子スチルカメラ等に係り、
特に撮影信号の高域周波数成分を抽出し、そのレベルが
最大となるようにレンズ位置を制御するのに好適なオー
トフォーカス装置を備えたカメラに関する。 【0002】 【従来の技術】従来のビデオカメラ等のオートフォーカ
ス装置において、ズームレンズのマスタ群を構成するレ
ンズを光軸方向に基準周波数の信号で微小振動させるこ
とにより、結像面での被写体像の状態を変化、つまりズ
ームレンズにより撮像素子受光面に結像する被写体像の
位置を変化させるものがある。斯るオートフォーカス装
置は、この変化に応じ被写体のフォーカス状態も変化す
る。従って撮像素子による映像信号より得られる高域周
波数成分信号のレベルが変化する。この高域周波数成分
信号を抽出し、被写体に対しフォーカス用レンズ群であ
る前玉レンズ群の位置を光軸方向でどちらに動かせばよ
いか、判定回路により判断する。この結果を基にし、前
玉レンズ群を被写体にフォーカスするように動かしてい
る。すなわち前記高域周波数成分信号が最大となるよう
に帰還回路を構成している。このような従来例として
は、例えば特開昭60−40723号公報に記載されて
いるようにマスタレンズ群の中に振動レンズを配置し、
該レンズを圧電素子で保持し、圧電素子に所定の周波数
の電気信号を入力することにより、該レンズ振動させ、
これによりフォーカス状態を判定し前玉レンズ群を光軸
方向に移動し、被写体に合焦させていた。 【0003】またナショナルテクニカルレポート、31
巻、6号、1985年12月、65〜67頁に記載のよ
うに、マスタレンズ群の一部を前記同様圧電素子にて保
持し、振動させる方法が提案されている。 【0004】又図1に示すようにビデオカメラ等におけ
るズームレンズ系は、一般にフォーカングレンズ(前玉
レンズ)群、バリエータレンズ群、コンペンセータレン
ズ群、絞り装置、マスタレンズ(結像レンズ)群によっ
て基本構成をなしている。周知のようにこの基本構成の
うち、フォーカシングレンズ群は任意の距離にある撮影
被写体に対して合焦するよう働く作用を有し、バリエー
タレンズ群はズーミングのための変倍作用、コンペンセ
ータレンズ群はズーミングと共に可動し、被写体に対す
るズーミング中に焦点ずれを防止する補正作用、マスタ
レンズは撮像素子上に光学像を結像させる作用を有す
る。 【0005】前記文献等に記載された例は、このような
基本構成をなすレンズ系において、ピント合わせ用レン
ズ群とは別に、撮像素子の前に別途配置したプリズムあ
るいはマスタレンズを圧電素子により振動させる光路長
微小振動機構を設けることによって達成している。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、レン
ズの焦点整合装置が、帰還ループに入っているので焦点
整合装置の組み立て精度など機械的精度がラフであって
も合焦精度の良好なオートフォーカス装置が実現できる
メリットがある。しかしながら上記したように従来技術
は、圧電素子を用いた光路長微小振動機構を必要とする
ので、その取付け支持方法などに長期的な安定性を考慮
した構造的な工夫が必要となる。 【0007】また、圧電素子を駆動するには数10V以
上の駆動電圧を必要とし、消費電力も大きい。ビデオカ
メラ等の低電圧のバッテリで動作させる機器の場合、こ
のような比較的高い電圧を発生させる手段を余分に設け
る必要がある。 【0008】このような点を考慮して前記文献等におけ
るフォーカシングレンズ群をモータで微小振動させなが
ら移動させることができれば、上記した光路長微小振動
機構を別途設置する必要がないので、構成が簡単になる
と考えられる。しかし一般に合焦のための駆動にはDC
モータが用いられており、このようなモータでフォーカ
シングレンズ群を微小振動させることはモータの寿命の
観点からも実用化は困難である。 【0009】本発明の目的は、圧電素子による光路長微
小振動装置を設置することなく、レンズを微動しながら
移動させてフォーカシングする、すなわち光路長微小振
動とフォーカシングを兼用可能とする装置を実現し、省
電力の効果を得、低コスト、簡易なオートフォーカス装
置を備えたビデオカメラを提供するものである。 【0010】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、被写体像を撮像素子上に結像させ、固定した前玉レ
ンズ群、マスタレンズ群及び前玉レンズ群とマスタレン
ズ群との間に設けられたバリエータレンズ群で構成され
たズームレンズと、ステップ駆動されるパルスモータ
と、前記パルスモータの軸をリードスクリューねじと
し、前記マスタレンズ群の一部あるいは全てと前記パル
スモータのリードスクリューねじとを連結した駆動機構
と、前記撮像素子より得られ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、前記パルスモータをス
テップ駆動して前記駆動機構を介して前記マスタレンズ
群の一部あるいは全てを光軸方向に変位させ、前記抽出
回路で抽出された高域周波数成分信号が最大になるよう
に前記マスタレンズ群の一部あるいは全てを移動する制
御回路とを備え、前記パルスモータには1ステップ駆動
期間中、所定時間駆動電流を供給し、次のステップ駆動
までは駆動電流を供給停止するようにしたことを特徴と
し、パルスモータの駆動方法で省電力化が図れる。 【0011】 【作用】一般のズームレンズ系において、フォーカシン
グレンズである前玉レンズ群を固定し、マスタレンズ群
の一部あるいは全部を動かすことによって至近から無限
遠に至る任意の被写体にピント調整することは原理的に
可能である。この場合バリエータレンズ群以降にフォー
カシング機能を持たせることになるのでズーミングを行
い、ズーム位置が変化すれば同一距離の被写体に対して
もピントずれを生じ、従ってズーミングと共に最適マス
タレンズ位置が変化する。 【0012】しかしながら上記のように構成したオート
フォーカス装置は、映像信号の高域周波数成分が最大と
なるように、換言すれば撮影画像のボケを検知し、ボケ
が最小となるように帰還回路を構成してなるオートフォ
ーカス装置であるので、ズーミング操作を行ってもオー
トフォーカス動作させることができるので適正な撮影画
像を得ることができる。又マスタレンズ群は、前玉レン
ズ群に比べ十分小さく軽量であるため、小形低トルクの
パルスモータで駆動が可能である。パルスモータは、ス
テップ角の精度が良いためレンズを高精度に制御でき、
パルス数をカウントすることによりレンズ位置を検出で
きるためポテンショメータ等を必要としない利点があ
る。 【0013】またパルスモータをステップ駆動して前記
マスタレンズ群の一部あるいは全てを光軸方向にステッ
プ駆動してフォーカシングし、該パルスモータのステッ
プ駆動直後電流を流さないように構成した制御回路を備
えたため大幅な小電力化が可能となる。 【0014】 【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図1は本発明によるオートフォーカス装置の一実
施例を示す概略構成図である。図において、1はズーム
レンズ系で、2はレンズ3枚で構成された前玉レンズ
群、3は変倍作用をさせるバリエータレンズ群、4は変
倍作用により生じる収差を補正するコンペンセータレン
ズ群、5はマスタレンズ群、6は絞り装置、7は撮像素
子である。 【0015】8はマスタレンズ群を保持した内筒で、外
筒20を固定し、内筒8を光軸方向に前後移動可能とな
るように内筒8と外筒20の間にボール9を設ける。 【0016】10はボール9が外れないようにしたリテ
ーナである。内筒8を移動する方法は、パルスモータ1
1に設けたリードスクリュウタイプのシャフト21に枠
22を設け、この枠22と内筒8を支持棒で連結し、パ
ルスモータ11の回転により枠22が直線運動を行い、
内筒8が連動するものである。 【0017】撮像素子7の出力信号は、前置増幅器12
にて増幅し、カメラ回路13にてカメラ信号が生成され
る。14は、映像信号から高域周波数成分を抽出する高
域成分抽出回路14である。高域成分抽出回路14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。15はその変化成分すなわち微変動基準
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16に入力し、基準信号発生回路17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、制御信号発生回路18に
加え、撮像素子7の高域成分のレベルが最大となるよ
う、すなわちピント合わせを行うようにパルスモータ1
1を駆動回路19を介して動かす。 【0018】次に撮像素子7の高域成分の出力電圧とモ
ータの駆動回路の制御方法について図2を用いて説明す
る。マスタレンズ群5を至近合焦距離から無限遠合焦距
離まで移動し、例えば距離P0に被写体があるとすると
高域成分信号のレベルは図2に示すように位置P0で最
大となる山の形を示す。24は、マスタレンズ群の微小
振動を示し、被写体に対して近距離側に位置する場合
は、25の極性の信号が、遠距離側に位置する場合は2
6の極性の信号が検出回路15の出力に検出される。2
5の信号を同期検波した信号でモータを無限遠方向に、
26の信号を同期検波した信号でモータを至近方向に向
かうように駆動するので高域周波数成分信号のレベルの
最大値すなわち図2の山の頂上で安定する。 【0019】次にパルスモータ11を使用した場合につ
いて図3により説明する。 【0020】パルスモータを使用した時、微小振動はC
W(時計方向)へ1ステップ、CCW方向(反時計方
向)へ1ステップ駆動することにより得られる。振動の
振幅が小さい場合はステップ数を増加することで容易に
大きくすることができる。パルスモータの振動と同相パ
ターンを前ピン状態とすると後ピン状態は逆相として検
出され、同相かどうかで前ピンか後ピンかを判定でき、
マスタレンズ群の移動方向が分かる。また振動により得
られる高域周波数成分のレベルv27が0近傍になるま
でマスタレンズ群を、すなわちパルスモータを回転させ
る。 【0021】高域周波数成分のレベルv27が0近傍に
なったら合焦状態と判断し、微小振動をより間欠的にす
なわち長い周期で行う。 【0022】次にマスタレンズ群を微小振動させながら
移動させる様子を図4に示す。至近距離から無限遠∞ま
での移動量をnステップにすなわち1パルスで1/n移
動する場合である。ここでは1ステップの微小振動後8
ステップ無限大方向に移動するパターンを示しており、
図3において前ピンの状態である。後ピン状態では、移
動領域の立上り状態が逆に立下がり状態となる。この微
小振動と移動パターンは、図4に示したように所定の周
期Tfで繰り返す。図では8ステップ移動の場合を示し
ているが、条件によっては、例えば合焦点に近づくとス
テップ数を少なくすなわちゆっくりと移動することも容
易にできる。 【0023】次にステッピングモータを用いて図4のパ
ターンを実現する方法について述べる。 【0024】図5はステッピングモータのバイポーラド
ライブ用のリード結線図で、図6は一般的なバイポーラ
ドライバ回路図である。図7は、CW回転時の1−2相
励磁パターンを示す。 【0025】ここでバイポーラの1−2相励磁を掲げた
理由は、1相及び2相励磁が (1)1相励磁は、ステップ角がフルステップで、電源
が小さいもので良いがコイルの利用率が悪い。 【0026】(2)2相励磁は、(1)と同様ステップ
角がフルステップで、コイルのすべてが励磁されるため
ダンピング特性が良く、又コイルの利用効率も良い。 【0027】という特徴を持ち、1−2相励磁は、上記
(1)、(2)の中間の特徴でステップ角がハーフステ
ップである点である。すなわち同一のパルスモータで1
ステップの移動量を1/2すなわち2倍の分解能で移動
量を制御できる点である。 【0028】次に1−2相励磁で図4に示した微小振動
+移動パターンを駆動するパルス波形について述べる。 【0029】図8は、一般に微小振動+移動パターン
を、1−2相励磁で駆動する時のパルスモータ11の各
相のタイムチャートである。振動部は、CW方向にハー
フステップ、CCW方向にハーフステップ駆動し、CW
方向に4(8ステップ×1/2)ステップ移動する。こ
のタイムチャートをプログラム化し、マイクロコンピュ
ータより図6のドライバ回路に出力すると振動+移動パ
ターンの動きを行うが、図8の斜線の部分(ホールド状
態)で電流が流れ、(以下、これをホールド電流と呼
ぶ)、消費電力が大きいことが分かった。 【0030】従って本発明は、図8のホールド電流を除
去し、消費電力を低減するために図9に示したようなタ
イムチャートとした。図9において、励磁モードが8H
(16進数表示)から9Hとハーフステップ回転(移
動)し、振動パターン領域に入る。時間t1内でハーフ
ステップ動作する最小時間t10経過後4相とも0とし、
モータのコイルに電流は流さない。このときパルスモー
タの回転子は、9Hの励磁状態と同じ状態で動くことは
ない。従って次に振動する場合励磁モード1Hを与える
とハーフステップCW方向に回転し、時間t2間コイル
に電流を流す。時間t2経過後回転子を振動前の状態に
戻すため、励磁モード9Hを与え、CCW方向へハーフ
ステップ回転させる。9Hの励磁時間はt10とし、時間
10後4相とも0とし、電流を流さない。 【0031】次にまた逆方向に振動させるため励磁モー
ド8Hを与える。時間t4経過後は、励磁モード9Hを
与え、振動前の状態に戻し移動パターンに入る。移動パ
ターンは、従来から行われている方法であり、図9はC
W方向へ回転させた場合で、CCW方向へ回転する場合
は励磁モードを、 9⇒8⇒C⇒4⇒6⇒2⇒3⇒1⇒9 とすれば良い。 【0032】また図9のタイムチャートで振動部分すな
わち時間t2及びt4が、t4>t10の関係でホールドす
る必要がなければ時間t2及びt4の領域でt2の立上り
からt10後及びt4の立下がりからt10後、4相とも0
とすると振動パターン領域におけるコイル電流は更に小
さくなり、省電力は低減できる。 【0033】上記したホールド電流を除去する方式は、
図10に示すように振動部を1ステップ(ハーフステッ
プ×2)回転させた場合も、又数パルスの振動パターン
においても適用できる。 【0034】また図9においては、1−2相励磁の場合
について述べてきたが、1及び2相励磁においても適用
できる。 【0035】以上述べた方式は、ソフト的にホールド電
流を除去し、消費電力を低減するものであったが、次に
ホールド時に駆動時より少ない電流を流し、省電力化を
図る方法について述べる。 【0036】図11は、図6の駆動回路の電流を制御す
る回路である。すなわちトランジスタTrと抵抗Rをパ
ラレルに接続し、駆動回路の電源供給線に接続する。ト
ランジスタTrと抵抗Rの他方は電源電圧Vccとし、
パルスモータを回転させている場合はトランジスタTr
をONし、ホールド状態においては、TrをOFFし、
抵抗Rを介して駆動回路に電流を供給する。 【0037】図8に示した駆動パターンにおいて、1−
2相励磁とトランジスタTrを制御するタイムチャート
を図12に示す。図12において、斜線で示すホールド
電流が流れる時間は、トランジスタTrを制御する信号
φcc=0とし、モータを回転させるときはφcc=1
とする。 【0038】Trを制御するパルス波形φccは、モー
タの駆動と同様にソフトで作成できる。 【0039】 【発明の効果】本発明によれば、パルスモータをステッ
プ駆動して前記マスタレンズ群の一部あるいは全てをリ
ードスクリュウねじを介して光軸方向にステップ駆動し
てフォーカシングし、該パルスモータのステップ駆動直
後電流を流さないように構成した制御回路を備えたた
め、オートフォーカス装置の省電力化が図れ、バッテリ
ー等を電源とするポータブルのカメラでは長時間録画等
メリットを生み出す効果を奏する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a video camera, an electronic still camera or the like equipped with an autofocus device,
In particular, the present invention relates to a camera equipped with an autofocus device suitable for extracting a high frequency component of an image pickup signal and controlling the lens position so that the level thereof becomes maximum. 2. Description of the Related Art In a conventional autofocus device such as a video camera, a lens forming a master group of a zoom lens is slightly vibrated in the optical axis direction by a signal of a reference frequency, so that an object on an image plane is formed. There is one that changes the state of an image, that is, changes the position of a subject image formed on a light receiving surface of an image pickup element by a zoom lens. In such an autofocus device, the focus state of the subject also changes according to this change. Therefore, the level of the high frequency component signal obtained from the video signal from the image sensor changes. This high-frequency component signal is extracted, and the determination circuit determines to which direction in the optical axis direction the position of the front lens group, which is the focusing lens group, should be moved with respect to the subject. Based on this result, the front lens group is moved so as to focus on the subject. That is, the feedback circuit is configured so that the high frequency component signal is maximized. As such a conventional example, for example, a vibrating lens is arranged in a master lens group as described in JP-A-60-40723,
The lens is held by a piezoelectric element and the lens is vibrated by inputting an electric signal of a predetermined frequency to the piezoelectric element,
Thereby, the focus state is determined and the front lens group is moved in the optical axis direction to focus on the subject. National Technical Report, 31
Vol. 6, No. 6, December 1985, pp. 65-67, a method has been proposed in which a part of the master lens group is held by a piezoelectric element as described above and vibrated. Further, as shown in FIG. 1, a zoom lens system in a video camera or the like generally includes a focusing lens (front lens) group, a variator lens group, a compensator lens group, a diaphragm device, and a master lens (imaging lens) group. It has a basic structure. As is well known, among these basic configurations, the focusing lens group has a function of focusing on a subject to be photographed at an arbitrary distance, the variator lens group has a zooming function for zooming, and the compensator lens group has The master lens has a function of moving together with zooming, a function of correcting defocus during zooming of an object, and a function of forming an optical image on the image sensor. In the examples described in the above-mentioned documents, in a lens system having such a basic structure, a prism or a master lens separately arranged in front of the image pickup element is vibrated by a piezoelectric element in addition to the focusing lens group. This is achieved by providing an optical path length microvibration mechanism. In the above-mentioned prior art, since the focus adjusting device of the lens is in the feedback loop, the focusing accuracy is low even if the mechanical accuracy such as the assembly accuracy of the focus adjusting device is rough. There is an advantage that a good autofocus device can be realized. However, as described above, the conventional technique requires an optical path length micro-vibration mechanism using a piezoelectric element, and therefore a structural devise in consideration of long-term stability is required in its attachment support method and the like. In addition, a driving voltage of several tens of volts or more is required to drive the piezoelectric element, and power consumption is large. In the case of a device operated by a low voltage battery such as a video camera, it is necessary to additionally provide means for generating such a relatively high voltage. In consideration of such a point, if the focusing lens group in the above-mentioned document can be moved while being slightly vibrated by a motor, it is not necessary to separately install the above-mentioned optical path length minute vibrating mechanism, so that the structure is simple. It is believed that However, DC is generally used for driving for focusing.
A motor is used, and it is difficult to practically vibrate the focusing lens group with such a motor from the viewpoint of the life of the motor. An object of the present invention is to realize a device for moving a lens while performing a fine movement for focusing without installing a device for vibrating the optical path length by a piezoelectric element, that is, a device which can perform both the optical path length minute vibration and focusing. The present invention provides a video camera equipped with a low-cost, simple autofocus device, which has the effect of saving power. In order to achieve the above object, a front lens group, a master lens group, and a front lens group and a master lens group in which a subject image is formed on an image pickup element and fixed A zoom lens configured by a variator lens group provided between the pulse motor and the pulse motor, the pulse motor being step-driven, a shaft of the pulse motor being a lead screw, and a part or all of the master lens group and the pulse motor. Drive mechanism that is connected to the lead screw screw, an extraction circuit that extracts a high frequency component signal from a video signal obtained from the image pickup device, the pulse motor is step-driven, and the master is driven via the drive mechanism. A part or all of the lens group is displaced in the optical axis direction so that the high frequency component signal extracted by the extraction circuit becomes maximum. A control circuit for moving a part or all of the star lens group is provided, and a drive current is supplied to the pulse motor for a predetermined time during one step drive period, and the drive current is stopped until the next step drive. The feature is that power consumption can be reduced by the driving method of the pulse motor. In a general zoom lens system, the front lens group, which is a focusing lens, is fixed, and a part or all of the master lens group is moved to adjust the focus on an arbitrary subject from a close range to infinity. It is possible in principle. In this case, since a focusing function is provided after the variator lens group, zooming is performed, and if the zoom position changes, a focus shift occurs even for a subject at the same distance, and therefore the optimum master lens position changes with zooming. However, the autofocus device configured as described above is provided with a feedback circuit so that the high frequency component of the video signal is maximized, in other words, the blur of the photographed image is detected, and the blur is minimized. Since the autofocus device is configured, the autofocus operation can be performed even when the zooming operation is performed, so that an appropriate captured image can be obtained. Since the master lens group is sufficiently smaller and lighter than the front lens group, it can be driven by a small, low-torque pulse motor. Since the pulse motor has high step angle accuracy, the lens can be controlled with high accuracy.
Since the lens position can be detected by counting the number of pulses, there is an advantage that a potentiometer or the like is not required. Further, there is provided a control circuit configured so that the pulse motor is step-driven to step-drive part or all of the master lens group in the direction of the optical axis for focusing, and a current is not passed immediately after step driving the pulse motor. As a result, it is possible to significantly reduce the power consumption. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an autofocus device according to the present invention. In the figure, 1 is a zoom lens system, 2 is a front lens group consisting of three lenses, 3 is a variator lens group for performing a zooming action, 4 is a compensator lens group for correcting aberrations caused by the zooming action, Reference numeral 5 is a master lens group, 6 is a diaphragm device, and 7 is an image sensor. Reference numeral 8 denotes an inner cylinder holding the master lens group, which fixes the outer cylinder 20 and mounts a ball 9 between the inner cylinder 8 and the outer cylinder 20 so that the inner cylinder 8 can be moved back and forth in the optical axis direction. Set up. Reference numeral 10 is a retainer which prevents the balls 9 from coming off. The method of moving the inner cylinder 8 is the pulse motor 1
The lead screw type shaft 21 provided in 1 is provided with a frame 22, the frame 22 and the inner cylinder 8 are connected by a support rod, and the frame 22 makes a linear motion by the rotation of the pulse motor 11,
The inner cylinder 8 is interlocked. The output signal of the image pickup device 7 is the preamplifier 12
And the camera circuit 13 generates a camera signal. Reference numeral 14 is a high frequency component extraction circuit 14 that extracts high frequency components from the video signal. The output signal of the high frequency component extraction circuit 14 includes the change component because the focus is slightly changed. Reference numeral 15 is a detection circuit for detecting the change component, that is, the fine fluctuation reference frequency component, which inputs the detection signal to the synchronous detection circuit 16 and performs synchronous detection using the signal of the reference signal generation circuit 17. Thus, the polarity and vibration of the detected reference frequency component signal are detected, and in addition to the control signal generation circuit 18, the pulse motor 1 is controlled so that the level of the high frequency component of the image sensor 7 is maximized, that is, focusing is performed.
1 is moved via the drive circuit 19. Next, the output voltage of the high frequency component of the image pickup device 7 and the control method of the motor drive circuit will be described with reference to FIG. When the master lens group 5 is moved from the closest focusing distance to the infinity focusing distance, and there is a subject at a distance P 0 , for example, the level of the high frequency component signal becomes the maximum at the position P 0 as shown in FIG. Shows the shape of. Reference numeral 24 indicates a minute vibration of the master lens group. When the signal is located on the short distance side with respect to the subject, the signal having the polarity of 25 is 2 when it is located on the far distance side.
A signal of 6 polarity is detected at the output of the detection circuit 15. Two
The signal of 5 is synchronously detected and the motor is moved toward infinity.
The signal of 26 is synchronously detected to drive the motor toward the closest direction, so that it is stable at the maximum value of the level of the high frequency component signal, that is, at the peak of FIG. Next, the case where the pulse motor 11 is used will be described with reference to FIG. When a pulse motor is used, the minute vibration is C
It is obtained by driving one step in the W (clockwise direction) and one step in the CCW direction (counterclockwise direction). When the vibration amplitude is small, it can be easily increased by increasing the number of steps. When the vibration of the pulse motor and the in-phase pattern are set to the front pin state, the rear pin state is detected as a reverse phase, and it can be determined whether it is the front pin or the rear pin depending on whether it is in phase
The moving direction of the master lens group can be known. Further, the master lens group, that is, the pulse motor is rotated until the level v27 of the high frequency component obtained by the vibration is close to zero. When the level v27 of the high frequency component becomes close to 0, it is determined that the object is in focus, and the minute vibration is more intermittently performed, that is, in a long cycle. Next, FIG. 4 shows how the master lens group is moved while being slightly vibrated. This is a case where the amount of movement from the closest distance to infinity ∞ is moved in n steps, that is, 1 pulse is moved in 1 pulse. Here, after one step of small vibration, 8
It shows the pattern of moving toward step infinity,
This is the state of the front pin in FIG. In the rear pin state, the rising state of the moving area is the falling state. The minute vibration and the movement pattern are repeated at a predetermined cycle Tf as shown in FIG. Although the figure shows the case of 8-step movement, depending on the conditions, for example, when the focus is approached, the number of steps can be reduced, that is, the movement can be made slowly. Next, a method of realizing the pattern of FIG. 4 by using a stepping motor will be described. FIG. 5 is a lead wiring diagram for a bipolar drive of a stepping motor, and FIG. 6 is a general bipolar driver circuit diagram. FIG. 7 shows a 1-2 phase excitation pattern during CW rotation. The reason why bipolar 1-2 phase excitation is mentioned here is that (1) 1 phase excitation and 2 phase excitation are full-step step angles and small power source, but use of coil The rate is bad. (2) In the two-phase excitation, the step angle is a full step as in the case of (1) and all the coils are excited, so that the damping characteristics are good and the utilization efficiency of the coils is also good. The 1-2 phase excitation is characterized by an intermediate feature between the above (1) and (2) and a step angle of half step. That is, with the same pulse motor, 1
This is that the movement amount of the step can be controlled with a resolution of 1/2, that is, twice the resolution. Next, pulse waveforms for driving the microvibration + movement pattern shown in FIG. 4 by 1-2 phase excitation will be described. FIG. 8 is a time chart of each phase of the pulse motor 11 when the micro vibration + movement pattern is generally driven by the 1-2 phase excitation. The vibrating section is driven by half step in the CW direction and half step in the CCW direction,
Move 4 (8 steps x 1/2) steps in the direction. When this time chart is programmed and output from the microcomputer to the driver circuit of FIG. 6, the movement of the vibration + movement pattern is performed, but a current flows in the shaded portion (hold state) of FIG. 8 (hereinafter, this is the hold current. It was found that the power consumption is large. Therefore, the present invention uses the time chart as shown in FIG. 9 in order to remove the hold current of FIG. 8 and reduce the power consumption. In FIG. 9, the excitation mode is 8H
Half step rotation (movement) from (hexadecimal number display) to 9H enters the vibration pattern area. After the minimum time t 10 of half-step operation within the time t 1 , the four phases are set to 0,
No current is passed through the motor coil. At this time, the rotor of the pulse motor does not move in the same state as the excited state of 9H. Therefore, when the next vibration occurs, when the excitation mode 1H is applied, the coil rotates in the half step CW direction, and the current is passed through the coil for the time t 2 . In order to return the rotor to the state before vibration after the lapse of time t 2 , the excitation mode 9H is applied and the rotor is rotated in the CCW direction by half step. The excitation time of 9H is t 10, and after the time t 10 , all four phases are set to 0, and no current flows. Next, the excitation mode 8H is applied to vibrate in the opposite direction. Time t 4 after gives the excitation mode 9H, enters the movement pattern back to the state before the vibration. The movement pattern is a conventional method, and FIG.
When rotating in the W direction and rotating in the CCW direction, the excitation mode may be set to 9⇒8⇒C⇒4⇒6⇒2⇒3⇒1⇒9. Further vibration portion or time in the time chart t 2 and t 4 in FIG. 9, t 4> If you do not need to hold the relationship of t 10 time t 2 and t 4 of the area t from the rise of t 2 After 10 and t 10 from the fall of t4, all four phases are 0
Then, the coil current in the vibration pattern region is further reduced, and power saving can be reduced. The method of removing the hold current described above is as follows.
It can be applied to the case where the vibrating section is rotated by one step (half step × 2) as shown in FIG. Although the case of 1-2 phase excitation has been described with reference to FIG. 9, it is also applicable to 1 and 2 phase excitation. The above-mentioned method was to softly remove the hold current and reduce the power consumption. Next, a method for supplying a smaller current than the driving time to hold the power to save power will be described. FIG. 11 shows a circuit for controlling the current of the drive circuit shown in FIG. That is, the transistor Tr and the resistor R are connected in parallel and connected to the power supply line of the drive circuit. The other of the transistor Tr and the resistor R is the power supply voltage Vcc,
Transistor Tr when rotating the pulse motor
Is turned on, and Tr is turned off in the hold state,
A current is supplied to the drive circuit via the resistor R. In the drive pattern shown in FIG. 8, 1-
FIG. 12 shows a time chart for controlling the two-phase excitation and the transistor Tr. In FIG. 12, the time during which the shaded hold current flows is the signal φcc = 0 for controlling the transistor Tr, and φcc = 1 when the motor is rotated.
And The pulse waveform φcc for controlling Tr can be created by software as in the case of driving the motor. According to the present invention, the pulse motor is step-driven to step-drive part or all of the master lens group in the optical axis direction through the lead screw to focus the pulse. Since the control circuit configured so that the current does not flow immediately after the step driving of the motor is provided, the power consumption of the autofocus device can be reduced, and a portable camera using a battery or the like as a power source can bring advantages such as long-time recording.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施例を示すシステム構成図であ
る。 【図2】撮像素子から得られる高域周波数成分のフォー
カスレンズ位置に対するレベル特性図である。 【図3】高域周波数成分のレンズ位置に対するレベル特
性図である。 【図4】マスタレンズの振動と移動パターン図である。 【図5】パルスモータのリード結線図である。 【図6】バイポーラドライブ回路図である。 【図7】CW回転時の1−2相励磁パターンのタイムチ
ャートを示す。 【図8】図4のパターンを1−2相励磁で駆動した時の
タイムチャートである。 【図9】図8でのホールド電流を除去したモータのタイ
ムチャートである。 【図10】振動時のステップ角を増加した場合のタイム
チャートである。 【図11】モータのドライバの電源を制御する回路図で
ある。 【図12】図11の電源制御のタイムチャートである。 【符号の説明】 1…ズームレンズ系、2…前玉レンズ系、3…バリエー
タレンズ群、4…コンペンセータレンズ群、5…マスタ
レンズ群、7…撮像素子、8…内筒、 9…ボ
ール、11…パルスモータ、14…高域成分抽出回路、
20…外筒、 21…リードスクリュー、
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a level characteristic diagram of a high frequency component obtained from an image sensor with respect to a focus lens position. FIG. 3 is a level characteristic diagram with respect to a lens position of a high frequency component. FIG. 4 is a vibration and movement pattern diagram of a master lens. FIG. 5 is a lead wiring diagram of a pulse motor. FIG. 6 is a bipolar drive circuit diagram. FIG. 7 shows a time chart of a 1-2 phase excitation pattern during CW rotation. FIG. 8 is a time chart when the pattern of FIG. 4 is driven by 1-2 phase excitation. 9 is a time chart of the motor from which the hold current in FIG. 8 is removed. FIG. 10 is a time chart when the step angle during vibration is increased. FIG. 11 is a circuit diagram for controlling the power supply of a motor driver. 12 is a time chart of the power supply control of FIG. [Explanation of Codes] 1 ... Zoom lens system, 2 ... Front lens system, 3 ... Variator lens group, 4 ... Compensator lens group, 5 ... Master lens group, 7 ... Image sensor, 8 ... Inner cylinder, 9 ... Ball, 11 ... Pulse motor, 14 ... High frequency component extraction circuit,
20 ... Outer cylinder, 21 ... Lead screw,

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐野 賢治 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社 日立製作所家電研究所内 (72)発明者 丸山 竹介 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社 日立製作所家電研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−186872(JP,A) 特開 昭56−147131(JP,A)   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Kenji Sano             Stock, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa             Company Home Appliance Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Takesuke Maruyama             Stock, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa             Company Home Appliance Research Laboratory, Hitachi, Ltd.              (56) Reference JP-A-57-186872 (JP, A)               JP-A-56-147131 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.被写体像を撮像素子上に結像させ、固定した前玉レ
ンズ群、マスタレンズ群及び前玉レンズ群とマスタレン
ズ群との間に設けられたバリエータレンズ群で構成され
たズームレンズと、 ステップ駆動されるパルスモータと、前記パルスモータの軸をリードスクリューねじとし、前
記マスタレンズ群の一部あるいは全てと前記パルスモー
タのリードスクリューねじとを連結した 駆動機構と、 前記撮像素子より得られ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、 前記パルスモータをステップ駆動して前記駆動機構を介
して前記マスタレンズ群の一部あるいは全てを光軸方向
に変位させ、前記抽出回路で抽出された高域周波数成分
信号が最大になるように前記マスタレンズ群の一部ある
いは全てを移動する制御回路とを備え、前記パルスモータには1ステップ駆動期間中、所定時間
駆動電流を供給し、次のステップ駆動までは駆動電流を
供給停止するように したことを特徴とするオートフォー
カス装置を備えたカメラ。
[Claims] 1. A zoom lens composed of a fixed front lens group, a master lens group, and a variator lens group provided between the front lens group and the master lens group, and a step drive Pulse motor, and the shaft of the pulse motor is a lead screw screw,
A part or all of the master lens group and the pulse mode
Drive mechanism that is connected to the lead screw of the input device, an extraction circuit that extracts a high frequency component signal from the video signal obtained from the image sensor, step drive the pulse motor, and the drive mechanism through the drive mechanism. A control circuit for displacing part or all of the master lens group in the optical axis direction and moving part or all of the master lens group so that the high frequency component signal extracted by the extraction circuit becomes maximum. The pulse motor has a predetermined time during one step driving period.
Supply the drive current, and drive current until the next step drive
A camera equipped with an autofocus device, which is characterized by stopping supply .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS57186872A (en) * 1981-05-13 1982-11-17 Hitachi Ltd Auto-focusing device of video camera
JPS62165484A (en) * 1986-01-16 1987-07-22 Tamuron:Kk Automatic focusing device for video camera

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