JPH0943486A - レンズ移動機構 - Google Patents

レンズ移動機構

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JPH0943486A
JPH0943486A JP19499095A JP19499095A JPH0943486A JP H0943486 A JPH0943486 A JP H0943486A JP 19499095 A JP19499095 A JP 19499095A JP 19499095 A JP19499095 A JP 19499095A JP H0943486 A JPH0943486 A JP H0943486A
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JP
Japan
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lens
cam
motor
light
focus
Prior art date
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Withdrawn
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JP19499095A
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English (en)
Inventor
Masashi Natsume
夏目  賢史
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動レンズを振動させて焦点検出信号を得る
ためのレンズ移動機構において、移動レンズを正確に初
期位置に戻すこと。 【解決手段】 撮影レンズの一部のレンズを光軸方向に
微小移動させて焦点検出を行うためのレンズ移動機構に
於いて、カム面を有し所定の軸を中心として回動する円
板カムの前記カム面に従って前記一部のレンズを微小移
動させる前記円板カムに回動動作の基準を決定させるた
めの検出部を設けたこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学レンズ群を光
軸方向に微小移動させて合焦状態の検出を行うオートフ
ォーカス機能付き撮影レンズに好適な、レンズ移動機構
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
〔従来例1〕従来、ビデオカメラのオートフォーカス装
置として、映像信号中の高域周波数成分から撮影画面の
精細度を検出し、精細度が最大となるようにレンズの位
置を制御する山登り方式が知られている。この方式は、
特開昭56−51164号公報などに詳細に述べられて
いるが、以下、図6を用いてこの方式を簡単に説明す
る。同図で100はレンズ、101は信号処理部、10
2はモータである。
【0003】レンズ100に入射する被写体の光は信号
処理部101で電気信号に変換される。この電気信号の
高域周波数成分は、レンズのピント状態が甘ければ少な
く、ピントがあっているほど多いことを利用して、信号
処理部101は、変換された撮像素子の電気信号を高域
フィルタを通過させた後に画面1枚を形成する期間、す
なわち1フィールド期間(テレビジョン方式の場合1/
60秒)にわたって検波積分し焦点具合を検出すること
になる。
【0004】そして、高周波信号が得られるようにモー
タにてフォーカスレンズを移動させて、合焦状態を得
る。
【0005】ところで、ピントのボケ方向を検出するに
あたり撮影レンズ100の一部のレンズを光軸に沿った
前後方向に微小移動(ウォブリング)させることが通常
行なわれている。
【0006】従来、このようなズームレンズ装置におい
て、レンズ群を微小移動させるレンズ移動機構は、図7
に示すような方式が一般的に用いられている。同図にお
いて、103は微小移動するレンズ群、103aはレン
ズ103を保持する保持部材、104はレンズ装置本体
の固定部(固定鏡筒)である。レンズ保持部材103a
は、固定部に設けられた不図示の穴に嵌合し、光軸方向
に直進移動可能に支持されている。105aはモータに
直結された送りネジの雄ネジであり、光軸と平行に配置
され、レンズ保持部材103aに設けられた雌ネジ10
5bと係合している。
【0007】こうした構成のもとでモータ105の回動
動作によってレンズ103が微小移動され信号処理部に
よって合焦方向が検出されることになる。
【0008】
【発明が解決しようとしている課題】上記従来例におい
て、オートフォーカス動作を移動レンズを光軸方向に前
後微小振動させて行ってはいたが、電源投入後の初期位
置設定について述べられていない。
【0009】本発明の目的は、移動レンズの好適な電源
投入後の初期位置設定手段を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】そして、この目的のもと
で本発明は撮影レンズの一部のレンズを光軸方向に微小
移動させて焦点検出を行うためのレンズ移動機構に於い
て、カム面を有し所定の軸を中心として回動する円板カ
ムの前記カム面に従って前記一部のレンズを微小移動さ
せる前記円板カムに回動動作の基準を決定させるための
検出部を設けたことにある。
【0011】
【発明の実施の形態】まず、図4に本発明のレンズ移動
機構の全体図を示す。同図において、51はピントを合
わせるためのフォーカスレンズ群、52は変倍を行うズ
ームレンズ群、53は露出を調整するための絞り部、5
4は焦点検出のために光軸方向に微小移動するレンズ群
56はレンズを駆動する駆動部、57は結像作用を担う
リレーレンズ群であり、58はフォーカスレンズ群51
を駆動する駆動部である。そして、59は撮像デバイ
ス、60は駆動部56、58を制御し自動焦点調節機能
を作動する制御部、61はカメラ全体の制御を実行させ
る回路である。
【0012】このような構成において、焦点検出のため
のレンズ群54は、光軸方向に微小に移動させても、像
倍率がほとんど変化することなくピントのみボケるよう
になっている。従って、駆動部56によりレンズ群54
を光軸方向に微小移動することにより、撮像デバイス5
9の撮像面での焦点位置が微小に変化し、映像信号の変
化として検出できる。この信号変化をカメラ側の回路6
1に送って信号処理し、ピントのボケ量と方向を演算
し、制御部60に出力することになる。制御部60は、
ピントのボケ量と方向に応じた駆動信号を出し、駆動部
58でフォーカスレンズ51を駆動することによって、
オートフォーカスを行うことができる。
【0013】次に図1に具体的なレンズ移動機構を示
す。1は微小移動するレンズ部、2はレンズ部1を保持
する保持部材であり、固定部3(固定鏡筒)と嵌合して
光軸方向に移動可能となっている。4は外周にカム面が
加工された円板カムであり、固定部3に取り付けられた
ステッピングモータ5の出力軸に連結されると共に、そ
のカム面がレンズ保持部材2の端面に接する様に配置さ
れている。尚、このモータ5は正転、逆転を繰り返すよ
うに制御される。又、同図では、円板カム4はモータ5
の出力軸に直結されているが、適当な減速機構を介して
連結してもよい。6はリング状のバネ性を有する部材で
あり、レンズ保持部材2と固定部3の間に組み込まれ
て、保持部材2を円板カム4のカム面に常時接するよう
に、圧付勢している。10は、フォトセンサーで、カム
4に設けた光反射部4aから反射された光を検出するこ
とで、カム4の回転位置を検出している。
【0014】また、図2は円板カム4のカム形状、及
び、回転角にとカム変位の関係をグラフを示したもので
ある。図2において、円板カム4の回転中心をz軸と
し、ウォブリングが行われてないとき、つまり、レンズ
部1が基準位置にあるときのレンズ保持部材2が接する
カム面の位置あるいは、正転、逆転されるカム面の作用
中心を基準とした時の角度をθ=0として、円柱座標系
r−θzをとると、カム形状は、その特性図から明らか
なように、θ=0を中心としてある範囲(−θ1 〜θ
1 )までは僅かにレンズ部4を前後に移動させ、その範
囲を超えたところで急激にレンズ部4を大きく移動させ
る形状にしている。そしてカムの使用範囲において、角
度θに対するカム面の位置(距離)rの変化量が具体的
にはこの円板状のカム形状は、カム面の使用範囲の比較
的離れた範囲の角度−θa 〜θa において、−θa 〜0
の範囲では
【0015】
【外1】 0〜θa の範囲では
【0016】
【外2】 を満足させるような形状をしており、回動中心から遠ざ
かるに従いレンズ部の移動距離が長くなるように加工さ
れている。
【0017】上記のような構成において、モータ5を正
逆を繰り返して回転させると、その出力軸と連結された
円板カム4も同様に回転する。このとき、レンズ保持部
材2は、バネ6によって、円板カム4へ押しつけられて
いるので、円板4が回転してレンズ保持部材2と接する
カム面の変位が変化すると、レンズ保持部材2はそれに
習って光軸方向に進退しながら移動し、レンズ部1が光
軸方向前後に移動する。このようにして、ウォブリング
が達成される。
【0018】さて、本実施例では、前述した形状の円板
カムを用い焦点深度が深い時にはカムの1回転以下の最
大角度θ2 まで回転制御するようになり高速にウォブリ
ングを行うことを可能としている。一方、図2のよう
に、焦点深度が浅い時にはカムの変位量が小さいところ
(−θ1 〜θ1 )のカム面を使用するようにしているの
でレンズ群の移動量が少ない時でも、モータの回転数が
それ程小さくなり過ぎず、精度良くレンズ群をウォブリ
ングすることができる。
【0019】以上のように、本実施例のレンズ移動機構
により、焦点深度が深くレンズ移動量が大きい場合で
も、高速にウォブリングすることができ、しかも、焦点
深度の浅くレンズ移動量が小さい時でも、高精度でウォ
ブリングすることが可能となる。もちろんこれらの回動
角制御は焦点深度を決定するズーム位置情報そして絞り
値にもとづいて行われることになる。
【0020】図3は、本発明の第2の実施例の円板カム
のカム形状を示したものである。但し、円板カム以外の
部分については、第1実施例と同様の構成とする。
【0021】図3において、図2と同様な円柱座標系r
θzをとると、本実施例の円板カムでは、ウォブリング
レンズ群が基準位置にあるときに相当するθ=0の位置
の近傍の、微小の角度Δθの範囲内で、z軸とカム面の
距離rを一定とし、Δθ′の範囲内では、
【0022】
【外3】 それ以外の範囲で
【0023】
【外4】 の関係を満たすように、カムの形状を設定したことを特
徴としている。
【0024】本実施例によると、ウォブリング処理を行
っていない時に、モータの停止精度等によって円板カム
の停止位置がθ=0の位置からずれると、ウォブリング
レンズ群が基準位置から移動してしまい、ピントがボケ
てしまうという問題点が解消される。尚、本実施例で
も、ウォブリングの際に、Δθの範囲外に円板カムを回
転させるようにモータを回転させることにより、第1実
施例と同じ効果が得られる。
【0025】次にカムの初期位置設定について説明す
る。
【0026】先に述べたように、モータ5を駆動する
と、非線形状のカム4が回転し、カム4の回転に応じて
レンズ5が移動する。一方、カム4の一部に図1(B)
のように光を反射する反射部4aを設けてあり、フォト
センサ10は、フォトセンサの発光部から発光された光
が反射部4aに反射され、フォトセンサの受光部に光が
はいるように固定されている。そしてレンズ制御を起動
させる電源投入時のレンズ1の初期位置設定が必要な時
は、モータ5を駆動し、カム4を回転させ、フォトセン
サ10の光が反射部4aによって反射され、フォトセン
サ10に達したとき、制御回路60がその信号を感知
し、モータ4を停止させるようになっている。このよう
に、非線形状のカムを用い、かつカムの一部分に位置設
定用のセンサを設けることによって、フォーカス調整に
必要なウォブリングレンズの微小振動、ならびに確実な
初期位置設定を行っている。
【0027】以上ではカムによって直接レンズ保持部を
移動制御する実施例を示した。
【0028】次の図5では別形態の実施例を示す。同図
において、1は移動レンズ群、2は移動レンズを保持す
るレンズ保持部材、3はレンズ鏡筒本体の固定部(固定
鏡筒)である。20は銅を主成分とする金属性の薄い弾
性円板であり、その内径にレンズ保持部材2を保持し、
外径は固定部3に固定されている。但し、レンズ保持部
材2と弾性円板20は、固定部3に対して回転はしない
ようになっている。4は先に述べたと同様のカムであ
り、固定部3に対して回転可能である。11はリング状
の板であり、その片面には、先端の尖ったピン部材11
a,11bが2ケ所、光軸中心に関して対称の位置に取
り付けられ、逆の面には、12の位置と90°ずれた位
置に、円錐状の穴13とV形溝14が加工されている。
但し、円錐穴13とV形溝14の位置は、180°ずれ
ているものとする。また、ピン部材11a,11bの先
端はレンズ保持部材2の端面に当接している。尚、図5
(A)は、レンズを上方から見た、図5(B)は側方か
ら見た要部を各々示す。
【0029】円錐穴13と対向する固定部3の壁面に
は、円錐穴15が加工されており、13と15の間に、
球部材16が挟み込まれている。さらに、V形溝14に
対向した固定部3の壁面には、貫通穴17が設けられて
いる。貫通穴17には、球部材18が17の両側に突出
するように嵌合し、18の片側がV形溝14にはまり込
み、逆側がカム部材4のカム面に当接している。そし
て、カム部材4は固定部3に対して回転可能なように支
持されおり、これをモータ等による電動で回転できるよ
うになっている。
【0030】また、4bはスリットを有する円板で、カ
ム部材4と同期して回転するように取り付けられてい
る。21はフォトインタラプタであり、円板4bを挟み
込むように配置され、カム部材4及び円板4bが回転し
たときに、4bのスリットが21の間を通過するのを検
出する。これは前述した通りカムの初期設定、つまり基
準位置にカムを戻すために使用される。つまりレンズ制
御を起動させる電源投入時に初期設定を行うべくこの検
出部を通じてカムを基準状態に戻す。
【0031】このような構成において、電動でカム部材
4を回転させると、カム面によって球部材18が押さ
れ、貫通穴17中をリング状板11の側へ移動し、リン
グ状の板11を押す。板11は、相対する溝13と15
の円錐穴に挟まれた球部材16と、V形溝14と貫通穴
17に嵌合する球部材16の効果によって、光軸に垂直
な方向への移動を規制されるので、16を支点としてレ
ンズ保持部材2側へ傾く。すると、ピン部材12がレン
ズ保持部材2を押し、保持部材2は光軸方向に移動す
る。
【0032】他方、カム部材4を逆転させることによっ
て、球部材18に当接するカム面の変位が減少したと
き、弾性円板20の弾性力によってレンズ保持部材2が
上記とは逆方向に移動する。
【0033】特に、この実施例においては、レンズ保持
部材2を押すリング状板20が球部材16を支点にして
傾くので、てこの原理により、ピン部材12の位置で保
持部材2を押す変位量と、円板カム部材4から球部材1
8を介してリング状板11に与えられる変位量の比は、
支点となる球部材16からピン部材12の距離と球部材
18の距離の比に等しい。即ち、カムの変位量は、レン
ズ移動量の上記距離比倍だけ大きくなる。これにより、
微小量だけレンズ群を移動したいときに、カムの変位と
レンズ群の移動量が等しい場合に比べて、カムの加工誤
差の影響が少なくなり、カムの加工が容易でレンズ位置
の精度も良くなるという効果が得られる。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、非線形状のカムにウォ
ブリングレンズの初期位置を決めるためのセンサを設
け、カムを回転駆動させ、センサによって初期位置を検
知させることによって、ウォブリングレンズの初期位置
を設定することができる。以上により、オートフォーカ
ス装置の初期動作時にウォブリングレンズがどの位置に
あっても、ウォブリングレンズを所定の原点位置に設定
することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に関するレンズ移動機構を示す図。
【図2】本発明に関し、円板状カムの形状を示す図。
【図3】本発明に関し、円板状カムの形状を示す図。
【図4】本発明に関しレンズ移動機構を搭載したカメラ
全体のブロック図。
【図5】本発明に関するレンズ移動機構の第2の実施例
を示す図。
【図6】従来のズームレンズの制御ブロック図。
【図7】従来のレンズ移動機構を示す図。
【符号の説明】
1 移動レンズ群 2 レンズ保持部材 4 円板状のカム部材 5 モータ 6 バネ部材

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮影レンズの一部のレンズを光軸方向に
    微小移動させて焦点検出を行うためのレンズ移動機構に
    於いて、カム面を有し所定の軸を中心として回動する円
    板カムの前記カム面に従って前記一部のレンズを微小移
    動させる前記円板カムに回動動作の基準を決定させるた
    めの検出部を設けたことを特徴とするレンズ移動機構。
JP19499095A 1995-07-28 1995-07-31 レンズ移動機構 Withdrawn JPH0943486A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19499095A JPH0943486A (ja) 1995-07-31 1995-07-31 レンズ移動機構
DE69633879T DE69633879T2 (de) 1995-07-28 1996-07-25 Vorrichtung zum Verschieben einer Linse entlang der optischen Achse
EP96112031A EP0756187B1 (en) 1995-07-28 1996-07-25 Mechanism for oscillating a lens in an automatic focus detection objective
EP02012920A EP1258765B1 (en) 1995-07-28 1996-07-25 Mechanism for moving a lens along the optical axis
US08/684,849 US5912774A (en) 1995-07-28 1996-07-25 Lens moving mechanism for finely moving a portion of an objective lens by rotating a holding member
DE69630341T DE69630341T2 (de) 1995-07-28 1996-07-25 Vorrichtung zur Erzeugung einer oszillierenden Bewegung einer Linse in einem Objektiv mit automatischer Fokuseinstellung.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19499095A JPH0943486A (ja) 1995-07-31 1995-07-31 レンズ移動機構

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0943486A true JPH0943486A (ja) 1997-02-14

Family

ID=16333711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19499095A Withdrawn JPH0943486A (ja) 1995-07-28 1995-07-31 レンズ移動機構

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JP (1) JPH0943486A (ja)

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Legal Events

Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20021001