JPH1114888A - Lens driving mechanism - Google Patents

Lens driving mechanism

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Publication number
JPH1114888A
JPH1114888A JP17892397A JP17892397A JPH1114888A JP H1114888 A JPH1114888 A JP H1114888A JP 17892397 A JP17892397 A JP 17892397A JP 17892397 A JP17892397 A JP 17892397A JP H1114888 A JPH1114888 A JP H1114888A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit
fine movement
reference position
lens
stepping motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP17892397A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masashi Natsume
夏目  賢史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Publication of JPH1114888A publication Critical patent/JPH1114888A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a lens driving mechanism correcting the reference position of a fine adjustment optical means. SOLUTION: This mechanism provided with a lens group 22 finely moving so as to detect a focusing state, a stepping motor 26 driving the lens group 22, a photosensor 27 detecting the reference position of the lens group 22 and a control circuit 28 controlling the stepping motor 26; and the control circuit 28 controls the stepping motor 26 based on the origin signal of a disk cam 25 detected by the photosensor 27 while finely moving the lens group 22.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動合焦装置を備
えた撮影レンズ等に使用され、合焦状態を検出するため
にレンズ群を光軸方向に微動させるレンズ駆動機構に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lens drive mechanism used for a photographing lens or the like having an automatic focusing device and for finely moving a lens group in an optical axis direction to detect a focused state.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、撮影レンズの自動合焦装置には
山登り方式と称される合焦方式が採用されており、この
山登り方式では撮像手段が被写体からの光像を電気信号
に変換し、信号処理手段は電気信号を高域フィルタに通
過させた後に1フィールドに渡って検波積分し、高域周
波数成分から撮像画面の合焦状態つまり精細度を検出す
る。そして、制御手段が信号処理手段からの信号に基づ
いて撮像画面の精細度を最大にするように、例えば合焦
用のレンズ群の位置を制御する。この際に、高域周波数
成分が少ないほど精細度が低く、高域周波数成分が多い
ほど精細度が高いことが利用される。
2. Description of the Related Art In general, a focusing system called a hill-climbing system is employed in an automatic focusing device for a photographing lens. In this hill-climbing system, an imaging means converts a light image from a subject into an electric signal, After passing the electric signal through the high-pass filter, the signal processing means performs detection integration over one field, and detects the in-focus state of the imaging screen, that is, the definition, from the high-frequency components. Then, the control means controls, for example, the position of the focusing lens group so as to maximize the definition of the imaging screen based on the signal from the signal processing means. At this time, the fact that the higher the frequency component is, the lower the definition is, and the higher the frequency component is, the higher the definition is used.

【0003】このような自動合焦装置を備えた撮影レン
ズでは、合焦の際に一部のレンズ群を光軸方向に微動さ
せるための、例えば特願平7−194990号公報に開
示されているようなレンズ駆動機構が必要とされる。こ
のレンズ駆動機構では、図6に示すように撮影レンズの
外筒1に入射した被写体からの光像は、合焦用光学手段
2、変倍用光学手段3、露出調整用絞り4、微動光学手
段5、結像用光学手段6を通過して、撮像手段7に入射
し、電気信号となって信号処理手段8に入力する。
A photographing lens provided with such an automatic focusing device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application No. 7-194990 for finely moving some lens groups in the optical axis direction during focusing. Such a lens driving mechanism is required. In this lens driving mechanism, as shown in FIG. 6, a light image from a subject incident on an outer cylinder 1 of a taking lens is converted into a focusing optical unit 2, a variable magnification optical unit 3, an exposure adjusting aperture 4, a fine movement optical system. The light passes through the means 5 and the image forming optical means 6, enters the image pickup means 7, becomes an electric signal, and is input to the signal processing means 8.

【0004】自動合焦に際しては、制御手段9が駆動手
段10を介して図示しない円板カムを回転駆動し、この
円板カムが微動光学手段5を光軸方向に微動させる。こ
れにより、撮像手段7に入射する光像の増倍率は殆ど変
化することなく焦点位置だけが微量に変化し、信号処理
手段8に入力する信号が変化する。信号処理手段8は焦
点の移動方向とぼけ量を算出し、それらの信号を制御手
段9に出力する。そして、制御手段9は焦点の移動方向
とぼけ量に応じた信号を駆動手段11に出力し、駆動手
段11は合焦用光学手段2を駆動し、焦点を自動的に合
わせる。
At the time of automatic focusing, a control means 9 rotationally drives a disc cam (not shown) via a driving means 10, and the disc cam finely moves the fine movement optical means 5 in the optical axis direction. As a result, the multiplication factor of the light image incident on the imaging means 7 changes little with only a slight change in the focal position, and the signal input to the signal processing means 8 changes. The signal processing means 8 calculates the moving direction of the focal point and the amount of blur, and outputs these signals to the control means 9. Then, the control unit 9 outputs a signal corresponding to the moving direction and the amount of blur of the focal point to the driving unit 11, and the driving unit 11 drives the focusing optical unit 2 to automatically focus.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来例では、円板カムの質量や回転速度の大小によって
その慣性力が異なるため、円板カムが基準位置を過ぎて
停止したり基準位置の手前で停止したりすることがあ
る。このため、円板カムの脱調や微動光学手段5の位置
ずれが発生し、自動合焦装置の機能が損われるという問
題点がある。
However, in the above-mentioned prior art, the inertia force varies depending on the mass of the disk cam and the magnitude of the rotation speed, so that the disk cam stops after passing the reference position or is located just before the reference position. And may stop. For this reason, a step out of the disc cam and a displacement of the fine movement optical unit 5 occur, and there is a problem that the function of the automatic focusing device is impaired.

【0006】本発明の目的は、上述した問題点を解消
し、微動光学手段の基準位置を修正し得るレンズ駆動機
構を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a lens driving mechanism capable of correcting the reference position of the fine movement optical means.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るレンズ駆動機構は、合焦のために移動す
る合焦用光学手段と、合焦状態を検出するために微動す
る微動光学手段と、該微動光学手段の基準位置を検出す
る位置検出手段と、前記微動光学手段を駆動する駆動手
段と、該駆動手段を制御する制御手段とを備えたレンズ
駆動機構において、前記制御手段は合焦状態を検出する
ために前記微動光学手段を微動させている間に、前記位
置検出手段が検出した前記微動光学手段の基準位置信号
に基づいて前記駆動手段を制御することを特徴とする。
To achieve the above object, a lens driving mechanism according to the present invention comprises a focusing optical unit which moves for focusing and a fine movement which finely moves to detect a focused state. A lens drive mechanism comprising: an optical unit; a position detection unit that detects a reference position of the fine movement optical unit; a drive unit that drives the fine movement optical unit; and a control unit that controls the drive unit. Controlling the driving means based on a reference position signal of the fine movement optical means detected by the position detection means while finely moving the fine movement optical means to detect a focus state. .

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明を図1〜図5に図示の実施
例に基づいて詳細に説明する。図1は実施例に係るレン
ズ駆動機構を使用した撮影レンズの部分断面図であり、
撮影レンズの外筒21内の大径部21aには、レンズ群
22を保持した内筒23が、圧縮ばね24を介して光軸
方向に移動自在に嵌合されている。内筒23の端面には
円板カム25が当接され、円板カム25は外筒21の外
面に固定された正逆可回転のステッピングモータ26の
出力軸26aに、外筒21の孔21bを介して支持され
ている。これにより、内筒23と円板カム25は圧縮ば
ね24の付勢力により常時圧接されることになる。円板
カム25の近傍の外筒21の内面には、円板カム25の
回転位置を検出する反射型のフォトセンサ27が取り付
けられている。そして、ステッピングモータ26は制御
回路28により制御され、フォトセンサ27の出力は制
御回路28に接続されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in FIGS. FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a photographing lens using a lens driving mechanism according to an embodiment,
An inner cylinder 23 holding a lens group 22 is fitted via a compression spring 24 movably in the optical axis direction to a large diameter portion 21a in the outer cylinder 21 of the taking lens. A disc cam 25 is in contact with the end surface of the inner cylinder 23, and the disc cam 25 is connected to an output shaft 26 a of a forward / reverse rotatable stepping motor 26 fixed to the outer surface of the outer cylinder 21 and a hole 21 b of the outer cylinder 21. Is supported through. Thus, the inner cylinder 23 and the disc cam 25 are constantly pressed against each other by the urging force of the compression spring 24. On the inner surface of the outer cylinder 21 near the disk cam 25, a reflection type photo sensor 27 for detecting the rotational position of the disk cam 25 is attached. The stepping motor 26 is controlled by a control circuit 28, and the output of the photo sensor 27 is connected to the control circuit 28.

【0009】図2の部分斜視図に示すように、円板カム
25にはステッピングモータ26の出力軸26aに嵌合
固定される中心孔25aと、内筒23に当接するカム面
25bとが設けられ、カム面25bの一部には円板カム
25の初期位置つまり原点の基準となる反射部25cが
形成されている。また、フォトセンサ27は円板カム2
5のカム面25bに向けて光を出射すると共に、反射部
25cで反射した光を受け入れ、反射部25cを検出す
るようになっている。
As shown in the partial perspective view of FIG. 2, the disc cam 25 has a center hole 25a fitted and fixed to an output shaft 26a of a stepping motor 26, and a cam surface 25b abutting on the inner cylinder 23. A reflection part 25c is formed on a part of the cam surface 25b as a reference for the initial position of the disk cam 25, that is, the origin. The photo sensor 27 is a disc cam 2
5, the light is emitted toward the cam surface 25b, and the light reflected by the reflector 25c is received to detect the reflector 25c.

【0010】図3の部分平面図に示すように、円板カム
25の原点は回転角θが0のときの位置とされている。
また、図4のグラフ図に示すように、回転カム25は回
転角θが正方向に増加したときに中心孔25aとカム面
25bの半径rが増加し、回転角θが負方向に増加した
ときに半径rが減少するように形成されている。従っ
て、ステッピングモータ26が正逆に繰り返して回転し
た際には、円板カム25の回転角θは正方向に増加した
後に減少して0に戻り、負方向に増加した後に減少して
再び0に戻る。これにより、円板カム25に圧接した内
筒23が、円板カム25のカム面25bに倣って光軸方
向にウォブルつまり微動し、レンズ群22が光軸方向に
微動することになる。
As shown in the partial plan view of FIG. 3, the origin of the disk cam 25 is a position when the rotation angle θ is zero.
Further, as shown in the graph of FIG. 4, when the rotation angle θ of the rotating cam 25 increases in the positive direction, the radius r of the center hole 25a and the cam surface 25b increases, and the rotation angle θ increases in the negative direction. It is formed so that the radius r sometimes decreases. Accordingly, when the stepping motor 26 repeatedly rotates in the forward and reverse directions, the rotation angle θ of the disk cam 25 decreases after returning to 0 after increasing in the forward direction, and decreases again after increasing in the negative direction. Return to Thus, the inner cylinder 23 pressed against the disk cam 25 wobbles or finely moves in the optical axis direction following the cam surface 25b of the disk cam 25, and the lens group 22 finely moves in the optical axis direction.

【0011】ここで、図5のフローチャート図に示すよ
うに、制御回路28は次のように作用する。
Here, as shown in the flowchart of FIG. 5, the control circuit 28 operates as follows.

【0012】(1) ステップS1において、被写体からレン
ズ群22を透過して入射した光像を電気信号に変換し、
この信号の高域周波数成分に応じてステッピングモータ
26の回転方向と回転量を決定する。
(1) In step S1, a light image transmitted from a subject through the lens group 22 and incident is converted into an electric signal,
The direction and amount of rotation of the stepping motor 26 are determined according to the high frequency component of this signal.

【0013】(2) ステップS2において、ステップS1の決
定値に基づいてステッピングモータ26を作動させる。
この際に、円板カム25が原点を出発して原点を通過す
るとき、フォトセンサ27から1度目の原点信号が入力
し、円板カム25が原点を通過して再び原点に戻ったと
き、フォトセンサ27から2度目の原点信号が入力す
る。
(2) In step S2, the stepping motor 26 is operated based on the value determined in step S1.
At this time, when the disc cam 25 departs from the origin and passes through the origin, a first origin signal is input from the photo sensor 27, and when the disc cam 25 passes through the origin and returns to the origin again, A second origin signal is input from the photo sensor 27.

【0014】(3) ステップS3において、フォトセンサ2
7から1度目の原点信号が入力したかどうかを判断す
る。そして、1度目の原点信号が入力しない場合はステ
ップS3を繰り返し、1度目の原点信号が入力した場合は
ステップS4に進む。
(3) In step S3, the photo sensor 2
It is determined whether the first origin signal has been input from step 7. If the first origin signal has not been input, step S3 is repeated. If the first origin signal has been input, the process proceeds to step S4.

【0015】(4) ステップS4において、ステッピングモ
ータ26を作動させたときから原点までの理論上の回転
量を計算すると共に、ステッピングモータ26つまり円
板カム25の実質上の回転量を計測し、理論上の回転量
と実質上の回転量が等しいかどうかを判断する。そし
て、それらの回転量が等しくない場合にはステップS5に
進み、それらの回転量が等しい場合にはステップS6に進
む。
(4) In step S4, the theoretical rotation amount from the time when the stepping motor 26 is operated to the origin is calculated, and the substantial rotation amount of the stepping motor 26, that is, the disk cam 25 is measured. It is determined whether the theoretical rotation amount is substantially equal to the actual rotation amount. When the rotation amounts are not equal, the process proceeds to step S5, and when the rotation amounts are equal, the process proceeds to step S6.

【0016】(5) ステップS5において、原点からの回転
量を計算し、再設定してステップS6に進む。
(5) In step S5, the amount of rotation from the origin is calculated and reset, and the flow advances to step S6.

【0017】(6) ステップS6において、フォトセンサ2
7から2度目の原点信号が入力したかどうかを判断す
る。そして、2度目の原点信号が入力しない場合はステ
ップS6を繰り返し、2度目の原点信号が入力した場合は
ステップS7に進む。
(6) In step S6, the photo sensor 2
It is determined whether the origin signal has been input for the second time since the seventh time. If the second origin signal is not input, step S6 is repeated, and if the second origin signal is input, the process proceeds to step S7.

【0018】(7) ステップS7において、ステッピングモ
ータ26の作動を停止する。このように実施例では、自
動合焦に際して制御回路28はレンズ群22を微動させ
ている間に、フォトセンサ27が検出した円板カム25
の2度の原点信号に基づいてステッピングモータ26を
制御するので、円板カム25が脱調してレンズ群22が
位置ずれした場合でも、円板カム25が原点を通過する
ごとに円板カム25の原点を修正でき、円板カム25の
脱調やレンズ群22の位置ずれを修正できる。
(7) In step S7, the operation of the stepping motor 26 is stopped. As described above, in the embodiment, at the time of automatic focusing, the control circuit 28 moves the disc cam 25 detected by the photo sensor 27 while the lens group 22 is finely moved.
Since the stepping motor 26 is controlled based on the two origin signals, even if the disk cam 25 loses synchronism and the lens group 22 is displaced, each time the disk cam 25 passes through the origin, the disk cam 25 The origin of 25 can be corrected, and the step-out of the disk cam 25 and the displacement of the lens group 22 can be corrected.

【0019】なお、実施例では反射型のフォトセンサ2
7を使用したが、透過型のフォトセンサや、他の位置決
めセンサを使用することもできる。また、信号の高域周
波数成分に応じてステッピングモータ26の回転方向と
回転量を決定する手段、ステッピングモータ26を作動
させたときから原点までの理論上の回転量を計算する手
段、理論上の回転量と実質上の回転量が等しいかどうか
を判断する手段等は、制御手段28と別個に設けてもよ
い。
In the embodiment, the reflection type photo sensor 2 is used.
Although 7 is used, a transmission type photo sensor or another positioning sensor can be used. A means for determining the direction and amount of rotation of the stepping motor 26 in accordance with the high frequency component of the signal; a means for calculating the theoretical amount of rotation from the time the stepping motor 26 is operated to the origin; Means for determining whether the rotation amount is substantially equal to the rotation amount may be provided separately from the control unit 28.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るレンズ
駆動機構では、制御手段は合焦状態を検出するために微
動光学手段を微動させている間に、位置検出手段が検出
した微動光学手段の基準位置信号に基づいて駆動手段を
制御するので、微動光学手段の基準位置がずれた場合で
も、微動光学手段の基準位置を修正できる。
As described above, in the lens driving mechanism according to the present invention, while the control means finely moves the fine movement optical means for detecting the in-focus state, the fine movement optical means detected by the position detection means is controlled. Since the driving means is controlled based on the reference position signal, the reference position of the fine movement optical means can be corrected even if the reference position of the fine movement optical means is shifted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例に係るレンズ駆動機構を使用した撮影レ
ンズの部分断面図である。
FIG. 1 is a partial sectional view of a taking lens using a lens driving mechanism according to an embodiment.

【図2】円板カムとフォトセンサの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a disc cam and a photo sensor.

【図3】内筒と円板カムの部分平面図である。FIG. 3 is a partial plan view of an inner cylinder and a disk cam.

【図4】円板カムの回転角と半径のグラフ図である。FIG. 4 is a graph showing a rotation angle and a radius of a disk cam;

【図5】制御回路のフローチャート図である。FIG. 5 is a flowchart of a control circuit.

【図6】従来例の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

22 レンズ群 25 円板カム 26 ステッピングモータ 27 フォトセンサ 28 制御回路 22 lens group 25 disk cam 26 stepping motor 27 photo sensor 28 control circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 合焦のために移動する合焦用光学手段
と、合焦状態を検出するために微動する微動光学手段
と、該微動光学手段の基準位置を検出する位置検出手段
と、前記微動光学手段を駆動する駆動手段と、該駆動手
段を制御する制御手段とを備えたレンズ駆動機構におい
て、前記制御手段は合焦状態を検出するために前記微動
光学手段を微動させている間に、前記位置検出手段が検
出した前記微動光学手段の基準位置信号に基づいて前記
駆動手段を制御することを特徴とするレンズ駆動機構。
A focusing optical unit that moves for focusing; a fine movement optical unit that finely moves to detect a focus state; a position detection unit that detects a reference position of the fine movement optical unit; In a lens driving mechanism including a driving unit for driving the fine movement optical unit and a control unit for controlling the driving unit, the control unit finely moves the fine movement optical unit to detect a focus state. A lens drive mechanism for controlling the drive unit based on a reference position signal of the fine movement optical unit detected by the position detection unit.
【請求項2】 前記制御手段は前記基準位置信号を得た
ときに、前記微動光学手段の現在あるべき基準位置と実
質の基準位置とを比較し、この比較値に基づいて前記駆
動手段を制御する請求項1に記載のレンズ駆動機構。
2. The control means, when obtaining the reference position signal, compares the reference position of the fine movement optical means which should be present with the actual reference position, and controls the drive means based on the comparison value. The lens driving mechanism according to claim 1.
JP17892397A 1997-06-19 1997-06-19 Lens driving mechanism Pending JPH1114888A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003262776A (en) * 2002-03-08 2003-09-19 Sony Corp Image forming lens device and imaging device

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