JPH09230203A - レンズ駆動装置 - Google Patents

レンズ駆動装置

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JPH09230203A
JPH09230203A JP8031875A JP3187596A JPH09230203A JP H09230203 A JPH09230203 A JP H09230203A JP 8031875 A JP8031875 A JP 8031875A JP 3187596 A JP3187596 A JP 3187596A JP H09230203 A JPH09230203 A JP H09230203A
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JP
Japan
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lens
point
signal
driving device
region
Prior art date
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Pending
Application number
JP8031875A
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English (en)
Inventor
Hidetoshi Masuda
英歳 増田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Priority to US08/800,204 priority patent/US5844726A/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/282Autofocusing of zoom lenses

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成の複雑化を招くことなくレンズの絶対位
置を高精度に検出できるレンズ駆動装置を提供すること
にある。 【解決手段】 レンズの移動位置を検出するレンズ位置
検出手段と、該レンズ位置検出手段からのレンズ位置情
報をレンズ駆動制御情報として用いるレンズ制御手段と
を有するレンズ駆動装置において、該レンズ位置検出手
段は、位置検出対象のレンズの移動範囲内に検出信号レ
ベルのピーク値を設定したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンパクトカメラ
等の小型機器に組み込まれたズーム等のレンズ駆動装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、ほとんどのパワーズーム機構
は、1つのモータとカムリング機構によって行われてき
たが、ズームレンズを構成するすべてのレンズ群を1つ
のモータとこれに連動するカムリング機構によって駆動
しようとすると、ズームの小型化、及び、高倍率化の点
から限界が生じる。そこで、特開平4−171409号
公報において、ズームレンズを構成する複数のレンズ群
を、複数の駆動源を用いて独立に制御する方式が開示さ
れている。この方式では、それまで困難であったリアフ
ォーカス方式のレンズを制御することが容易になる。
【0003】このような複数の駆動源を用いたズームレ
ンズ機構を用いてリアフォーカス方式のレンズ制御を行
う際、ズームレンズ(以下、レンズZと略す)の絶対位
置を高精度に検出して制御し、かつ、これと独立して駆
動可能なフォーカス光学系の制御も精度良く行うことが
必須である。
【0004】図5に、駆動源を用いたズームレンズ機構
を用いてリアフォーカス方式のレンズ制御を行うための
ブロック構成を示す。
【0005】1はズーム光学系を構成するレンズZ、2
はレンズZを駆動するためのモータ、3はフォーカス光
学系のレンズL、4はレンズLを駆動するためのモー
タ、5は、モータ2,4を駆動するためのモータドライ
バ回路、6はレンズZの絶対位置を電気信号に変換する
ためのエンコーダ、7はレンズLの位置を電気信号に変
換するためのエンコーダ、8はエンコーダ6の出力信号
を入力としてデジタルデータに変換するためのA/D変
換器である。
【0006】9は撮影距離情報を出力する測距装置で構
成されており、10,11はズーム操作を行うための操
作スイッチで、10は望遠側、11は広角側への操作を
行うためのものである。12は撮影釦の第一ストローク
でONするスイッチ、13は撮影釦を更に深く押し込む
ことでONするスイッチである。20はこれらを集中管
理しているCPUである。
【0007】この従来例において、撮影者が不図示のカ
メラのズーム操作スイッチ10、又は11を操作する
と、CPU20はこれを検出し、5のモータドライバ回
路を制御することでモータ2を駆動し、レンズZ4を望
遠側、又は広角側に移動させ、操作スイッチが離された
ことを検出すると駆動を停止する。また、エンコーダ6
とA/D変換器8により、レンズZが望遠端か広角端に
到達したことが検出された場合にも駆動を停止する。
【0008】撮影釦が第一ストロークまで押されてON
すると、スイッチ12がONになり、これを検出する
と、CPU20は測距装置9から撮影距離情報xを得
て、このxとA/D変換器8の出力情報fとを合わせて
レンズLの位置を決定し、モータ4とモータドライバ回
路5を駆動して、レンズLを所定の位置に駆動する。
【0009】さて、従来、レンズZの位置を検出するた
めのエンコーダ6として、図6(a)に示すような構成
が知られている。ここで、100−aは、単位長さあた
りの抵抗が均一な抵抗パターン、100−bは抵抗成分
の無い導通パターン、100−cは、レンズZの機械的
な移動に伴ってパターン100−a,100−b上を移
動する抵抗成分の無い導通部材である。
【0010】抵抗パターン100−aの一端は接地点
(以下、GNDという)に接続され、他方の端は上述の
CPU20から供給される基準電源KVCに接続されて
いる。導通パターン100−bの一端は電極fとして取
り出され、この電極fが、上述のA/D変換器8の入力
信号となる。この図において、レンズZが広角端から望
遠端に移動すると、導通部材100−cもA点からB点
までパターン上を移動する。
【0011】この構成において、電極fに出力される信
号は、図6(b)に示すようになる。例えばC点がパタ
ーン上でA点からL1、B点からL2の距離にあるとす
ると、レンズZがC点にある場合はKVC×L1/(L
1+L2)となり、A点ではf=GND、B点ではf=
KVCとなる。この信号fを公知のA/D変換器に入力
し、その出力データによってCPU20はレンズZの位
置を判定する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来例では、
レンズZの全移動範囲に対して1対1対応で変化する信
号fをA/D変換器8に入力しているため、レンズZの
検出量子化単位は、A/D変換器の分解能、および変換
誤差で規定される。従って、レンズZの検出精度を向上
させるには、A/D変換器の分解能、および変換精度を
向上させなければならない。
【0013】しかしながら、高精度なA/D変換器を採
用するとコストが高くなってしまう欠点がある。また、
実際には、A/D変換器の検出精度を上げても、図6
(b)に示した信号fには電源ライン等からの外来ノイ
ズが混入するため、このノイズの振幅が無視できなくな
る。
【0014】このノイズの低減を図るためにはフィルタ
回路等が必要になり、構成規模が大きくなってしまう。
このように、上述した従来例では、コスト上の問題や構
成の複雑化を回避しながらレンズZの位置検出精度を向
上させるには限界がある。
【0015】本出願に係る発明の目的は、構成の複雑化
を招くことなくレンズの絶対位置を高精度に検出できる
レンズ駆動装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本出願に係る発明の目的
を実現する第1の構成は、レンズの移動位置を検出する
レンズ位置検出手段と、該レンズ位置検出手段からのレ
ンズ位置情報をレンズ駆動制御情報として用いるレンズ
制御手段とを有するレンズ駆動装置において、該レンズ
位置検出手段は、位置検出対象のレンズの移動範囲内に
検出信号レベルのピーク値を設定したことを特徴とする
レンズ駆動装置にある。
【0017】本出願に係る発明の目的を実現する第2の
構成は、レンズの移動位置を検出するレンズ位置検出手
段と、該レンズ位置検出手段からのレンズ位置情報をレ
ンズ駆動制御情報として用いるレンズ制御手段とを有す
るレンズ駆動装置において、該レンズ位置検出手段は、
位置検出対象のレンズの移動範囲を複数の領域に分割
し、該分割した各領域内に検出信号レベルのピーク値を
設定したことを特徴とするレンズ駆動装置にある。
【0018】この構成において、位置検出対象のレンズ
の位置を粗検出する粗検出手段を有することを特徴とす
る。
【0019】これらの構成において、位置検出対象のレ
ンズは変倍用レンズであることを特徴とする。
【0020】これらの構成において、位置検出対象のレ
ンズは合焦用レンズであることを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)図1は本発明の第1の実施形態を示
す。なお、本実施形態のレンズ駆動装置の構成は、図5
に示す構成と同様なので、その図示は省略する。
【0022】図1の(a)は、ズームエンコーダを示
す。
【0023】1−aは単位長さあたりの抵抗が均一な抵
抗パターン、1−bは抵抗成分の無い導通パターン、1
cは、レンズZの機械的な移動に伴ってパターン1−
a,1−b上を移動する、抵抗成分の無い導通部材であ
る。抵抗パターン1−aの両端はGNDに接続され、両
側のA点−B点の間にあるO点は、基準電源KVCに接
続されている。
【0024】導通パターン1−bの一端は電極fとして
取り出され、この電極fが、図5に示したA/D変換器
8の入力信号となる。この図において、レンズZが広角
端から望遠端に移動すると、導通部材1−cもA点から
B点までパターン上を移動する。このような構成におい
て、電極fに出力される信号は、図1(b)に示すよう
になる。つまり、A点とB点では同じGNDレベルとな
り、O点において基準電圧KVCとなる。
【0025】このように構成すると、A点からB点まで
の駆動範囲のうち、A点からO点(領域W)、およびO
点からB点(領域T)のそれぞれ範囲における出力信号
fがKVCレベルからGNDレベルに変化するため、A
/D変換器8に同じ精度のものを使用した場合、図6
(b)に示した従来例に対して、2倍の分解能を有する
エンコーダになる。
【0026】例えば、A/D変換器として8bit精度
のものを使用すると、図6(b)に示した従来例では、
広角端から望遠端までを256段階に区別可能であるの
に対し、この実施形態では2倍の512段階に区別可能
である。即ち、検出電圧の量子化単位は全く同じままな
ので、上述したような外来ノイズによる信頼性の低下は
発生しない。
【0027】この実施形態においては、検出分解能が2
倍になった反面、レンズZの位置と信号fが1対2対応
になったため、信号fのみでは領域Wと領域Tの区別が
できず、レンズZの位置を特定できない。従って、レン
ズZの駆動中に信号fの変化勾配を判別する必要があ
る。即ち、望遠方向(図中で右方向)にレンズZを駆動
中に信号fの勾配が正であれば領域Wにあり、逆に負で
あれば領域Tにあることが判る。
【0028】(第2の実施形態)図2は本発明の第2の
実施形態を示す。なお、本実施形態のレンズ駆動装置の
構成は、図5に示す構成と同様なので、その図示は省略
する。また、図1と同じ部材には同じ符号を付してその
説明は省略する図2の(a)は、ズームエンコーダを示
す。本実施形態は、第1の実施形態の構成に加えて、領
域Wと領域Tを区別するため、抵抗成分のない導電パタ
ーン2−aと2−bとを導電パターン1−bと並列に設
け、信号f’を出力するようにしている。
【0029】導電パターン2−aは領域Wに対応してA
点とO点との間に設けられ、導電パターン2−bはA点
とB点との間に設けられていて、信号f’は、部材1−
cと一体に移動する部材2−cが領域Wを移動している
間はグランドレベル(ローレベル)信号を出力し、領域
Tを移動している間は電源電圧Vccにプルアップされ
てVccレベル(ハイレベル)信号を出力する。
【0030】本実施形態の構成では、第1の実施形態と
異なり、レンズ1が停止していても、信号fとf’から
ズームレンズ1の絶対位置の判別が行える。
【0031】(第3の実施形態)図3は第3の実施形態
を示す。
【0032】本発明の第3の実施形態を表わすエンコー
ダ6の構成を図3(a)に示す。ここで、図1と同じも
のには同じ符号を付して説明を省略する。第1および第
2の実施形態が検出精度を2倍にした例であったのに対
し、この実施形態は、検出精度をN倍に一般化して拡張
する場合を示している。
【0033】すなわち、ズームレンズの駆動領域を複数
Nの領域Li(i=1,2,…,N)に分割し、領域の
境界に設けた電極pj(j=0,1,2,…,N)にG
NDとKVCを交互に接続する。図3(b)に示すよう
に、複数の領域Liそれぞれについて信号fがGNDレ
ベルから基準電圧KVCレベルまで変化するので、図5
に示した従来例に対してN倍の検出精度の向上が得られ
ることになる。
【0034】(第4の実施形態)図4は第4の実施形態
を示す。
【0035】本実施形態は、図3に示した第3の実施形
態の構成に、さらに図5に示したパターンを併設して、
その出力信号f″を粗いレンズ位置検出信号として利用
するものである。即ち、レンズZの絶対位置は、信号
f″によって概略位置(領域Li)が判別され、精密な
位置検出には更に信号fが使用される。
【0036】なお、上述の説明では、ズーム光学系を構
成するレンズ1の位置を検出するエンコーダ6に関して
のみ説明してきたが、フォーカス光学系を構成するレン
ズLの位置検出に使用するエンコーダ7についても全く
同様に本発明を適用することができる。
【0037】
【発明の効果】請求項1、4、5に係る発明によれば、
レンズ位置検出手段が位置検出対象のレンズの移動範囲
の両端に最大値と最小値を設定している場合、この検出
信号を例えばA/D変換すると、A/D変換器の分解能
を該移動範囲の全領域に対して設定するのに対し、この
A/D変換器の分解能を該移動範囲の途中の領域に対し
て適用できるので、レンズの位置検出精度を簡単な構成
で向上させることができる。
【0038】請求項2、4、5に係る発明によれば、請
求項1に係る発明に比べて、分割した領域の数の倍数だ
け位置検出精度を向上できる。
【0039】請求項3、4、5に係る発明によれば、被
検出対象のレンズの絶対位置を判別することができる。
【0040】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示すレンズ駆動装置
のエンコーダを示し、(a)はエンコーダの構成を示
し、(b)は出力波形を示す。
【図2】本発明の第2の実施形態を示すレンズ駆動装置
のエンコーダを示し、(a)はエンコーダの構成を示
し、(b)は出力波形を示す。
【図3】本発明の第3の実施形態を示すレンズ駆動装置
のエンコーダを示し、(a)はエンコーダの構成を示
し、(b)は出力波形を示す。
【図4】本発明の第4の実施形態を示すレンズ駆動装置
のエンコーダを示し、(a)はエンコーダの構成を示
し、(b)は出力波形を示す。
【図5】レンズ駆動装置のブロック図。
【図6】従来のレンズ駆動装置のエンコーダを示し、
(a)はエンコーダの構成を示し、(b)は出力波形を
示す。
【符号の説明】
1 ズームレンズ 2 ズーム駆動モータ 3 フォーカスレンズ 4 フォーカス駆動モータ 5 モータドライバ回路 6 ズームエンコーダ 7 フォーカスエンコーダ 8 A/D変換器 9 測距装置 10〜13 スイッチ 20 CPU

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レンズの移動位置を検出するレンズ位置
    検出手段と、該レンズ位置検出手段からのレンズ位置情
    報をレンズ駆動制御情報として用いるレンズ制御手段と
    を有するレンズ駆動装置において、 該レンズ位置検出手段は、位置検出対象のレンズの移動
    範囲内に検出信号レベルのピーク値を設定したことを特
    徴とするレンズ駆動装置。
  2. 【請求項2】 レンズの移動位置を検出するレンズ位置
    検出手段と、該レンズ位置検出手段からのレンズ位置情
    報をレンズ駆動制御情報として用いるレンズ制御手段と
    を有するレンズ駆動装置において、 該レンズ位置検出手段は、位置検出対象のレンズの移動
    範囲を複数の領域に分割し、該分割した各領域内に検出
    信号レベルのピーク値を設定したことを特徴とするレン
    ズ駆動装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2において、位置検出対
    象のレンズの位置を粗検出する粗検出手段を有すること
    を特徴とするレンズ駆動装置。
  4. 【請求項4】 請求項1、2、3または4において、位
    置検出対象のレンズは変倍用レンズであることを特徴と
    するレンズ駆動装置。
  5. 【請求項5】 請求項1、2、3または4において、位
    置検出対象のレンズは合焦用レンズであることを特徴と
    するレンズ駆動装置。
JP8031875A 1996-02-20 1996-02-20 レンズ駆動装置 Pending JPH09230203A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8031875A JPH09230203A (ja) 1996-02-20 1996-02-20 レンズ駆動装置
US08/800,204 US5844726A (en) 1996-02-20 1997-02-12 Position detecting device

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US5844726A (en) 1998-12-01

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