JPH1114899A - レンズ位置設定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源投入時の微動光学手段の基準位置を高精
度に設定する。 【解決手段】 合焦用のフォーカスレンズ２２と、基準
位置設定時と自動合焦動作時に微動するウォブルレンズ
群２５と、回動してウォブルレンズ群２５を微動させる
円板カム３０と、円板カム３０の基準位置を検出するフ
ォトセンサ３２と、フォーカスレンズ２２を駆動する駆
動部３３と、円板カム３０を駆動する駆動部３４と、フ
ォトセンサ３２、駆動部３３、３４に接続した制御部３
５と、撮像デバイス２７と制御部３５に接続した信号処
理部３６とを備え、ウォブルレンズ群２５の基準位置を
設定する際の駆動部３４の作動速度が、ウォブルレンズ
群２５を基準位置から微動させる際の駆動部３４の作動
速度よりも低くなるように、制御部３５は駆動部３４を
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微動光学手段を光
軸方向に微動させて合焦状態を検出する撮影レンズ等の
自動合焦装置に使用され、微動させる前の微動光学手段
の基準位置を設定するレンズ位置設定装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばビデオカメラに装着される
撮影レンズの自動合焦装置では、山登り方式と称される
合焦方式が採用されている。この山登り方式では、合焦
光学手段、微動光学手段等を通過して入射した被写体か
らの光を撮像デバイスが検出し、検出した電気信号の中
の高域周波数成分から信号処理手段が撮影画面の精細度
を検出し、この精細度を最大にするように制御手段が駆
動手段を介して合焦光学手段を駆動するようになってい
る。

【０００３】この際に、信号処理手段は信号の高域周波
数成分を高域フィルタに通過させ、１フィールドの時
間、例えばテレビカメラ用撮影レンズでは１／６０秒に
渡って検波積分する。そして、撮影画面の精細度が高い
ほど高域周波数成分が多く、精細度が低いほど高域周波
数成分が少ないことを利用して、制御手段は信号処理手
段が最大の高域周波数成分を得ることができるように、
駆動手段を介して合焦用光学手段を駆動する。

【０００４】例えば、図５に示すように外部鏡筒１に入
射した被写体からの光像は、フォーカスレンズ群２、ズ
ームレンズ群３、絞り４、ウォブルレンズ群５、リレー
レンズ群６を通過して撮像デバイス７に入射し、電気信
号となって信号処理部８に入力する。制御部９は駆動部
１０を介して円板カム１１を回動させ、円板カム１１は
半球状体１２を介してウォブルレンズ群５を保持した内
部鏡筒１３を押圧する。

【０００５】これにより、内部鏡筒１３と共にウォブル
レンズ群５が基準位置から光軸方向にウォブルつまり微
動する。ウォブルレンズ群５が微動すると、像倍率は殆
ど変化せずに焦点のみが変化するため、撮像素子７の撮
像面での焦点位置が前後に微動し、信号処理部８に入力
する信号が変化する。信号処理部８はこの信号の変化か
ら焦点の移動方向とぼけ量を演算し制御部９に出力す
る。そして、制御部９は焦点の移動方向とぼけ量に応じ
た駆動信号を駆動部１４に出力し、駆動部１４はフォー
カスレンズ群２を駆動して合焦する。

【０００６】円板カム１１とフォトセンサ１５は図６に
示すように配置されており、フォトセンサ１５から出射
した光が円板カム１１の反射部１１ａで反射し、フォト
センサ１５に入射するようになっている。そして、電源
を投入したときのウォブルレンズ群５の基準位置を設定
する際には、制御部９は駆動部１０を介して円板カム１
１を回動させ、フォトセンサ１５が円板カム１１の反射
部１１ａからの光を検出して制御部９に出力する。

【０００７】このときのフォトセンサ１５が検出する信
号波形は、図７に示すように円板カム１１の反射部１１
ａで反射した幅t1のローレベル部を有し、制御部９はロ
ーレベル部の信号に基づいて駆動部１０を制御し、円板
カム１１の回動を停止させ、ウォブルレンズ群５の基準
位置を設定する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、テレビ
カメラ用撮影レンズの自動合焦装置では、信号を迅速に
処理する必要上から、ウォブルレンズ群５を高速度で駆
動するようになっている。また、ウォブルレンズ群５の
基準位置を確実に設定するために、円板カム１１の反射
部１１ａの幅を広くしてフォトセンサ１５が検出した信
号波形のローレベル部の幅t1を広くしている。このた
め、円板カム１１の停止範囲が広くなって、ウォブルレ
ンズ群５の基準位置を高精度に設定できないという問題
点がある。

【０００９】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高精度に設定し得るレン
ズ位置設定装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るレンズ位置設定装置は、合焦のために移
動する合焦光学手段と、合焦状態を検出するために光軸
方向に微動する微動光学手段と、所定形状のカムを回動
させることにより前記微動光学手段を基準位置から微動
させる駆動手段と、該駆動手段を制御する制御手段と、
前記微動光学手段の基準位置を検出する検出手段とを備
え、前記制御手段は前記駆動手段を介して前記微動光学
手段の基準位置を設定すると共に前記微動光学手段を前
記基準位置から微動させるレンズ位置設定装置におい
て、前記微動光学手段の前記基準位置を設定する際の前
記駆動手段の作動速度と、前記微動光学手段を前記基準
位置から微動させる際の前記駆動手段の作動速度とが異
なるように前記制御手段は前記駆動手段を制御すること
を特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明を図１〜図４に図示の実施
例に基づいて詳細に説明する。図１は実施例の概略構成
図であり、例えばビデオカメラに装着される撮影レンズ
の外部鏡筒２１には、合焦用のフォーカスレンズ群２
２、変倍用のズームレンズ群２３、露出設定用の絞り２
４、合焦状態検出用のウォブルレンズ群２５、結像用の
リレーレンズ群２６が順次に配列され、外部鏡筒２１の
外部には光を電気信号に変換する撮像デバイス２７がリ
レーレンズ群２６の後方に配置されている。ウォブルレ
ンズ群２５は内部鏡筒２８に保持され、内部鏡筒２８の
端面には半球状体２９が配置され、半球状体２９には非
線形の円板カム３０が当接されている。そして、円板カ
ム３０の近傍には、フレーム３１により支持されたフォ
トセンサ３２が配置されている。

【００１２】フォーカスレンズ群２２は駆動部３３によ
って駆動され、円板カム３０は駆動部３４によって回動
されるようになっている。フォトセンサ３２、駆動部３
３及び駆動部３４は制御部３５に接続され、撮像デバイ
ス２７及び制御部３５は信号処理部３６に接続されてい
る。

【００１３】図２の部分斜視図に示すように、円板カム
３０には駆動部３４の図示しない駆動軸が嵌合固定され
る軸孔３０ａと、この軸孔３０ａに対して半径の異なる
非線形の外周面３０ｂとが設けられ、外周面３０ｂの一
部にはフォトセンサ３２からの光を反射する反射部３０
ｃが形成されている。この円板カム３０の反射部３０ｃ
は、ウォブルレンズ群２５の基準位置を設定するための
基準とされ、制御部３５はフォトセンサ３２が円板カム
３０の反射部３０ｃからの光を受光したとき、駆動部３
４の作動を停止させ、ウォブルレンズ群２５の原点つま
り基準位置を設定するようになっている。

【００１４】そして、信号処理部３６は撮像デバイス２
７からの信号を高域フィルタを通過させ、高域周波数成
分を画面１枚を形成する時間つまり１フィールドの時間
（テレビカメラでは１／６０秒）に渡って検波積分し、
撮像面の合焦状態つまり精細度を検出する。また、信号
処理部３６は画面形成と信号処理を極めて迅速に行う必
要があるため、自動合焦動作時に制御部３５は駆動部３
４を高速度で作動させ、ウォブルレンズ群２５を高速度
で微動させる。更に、撮像面の精細度が高いほど高域周
波数成分が多く、精細度が低いほど高域周波数成分が少
ないことを利用することにより、制御部３５は精細度を
最大とするように駆動部３３を介してフォーカスレンズ
群２２を駆動する。

【００１５】ここで、制御部３５はウォブルレンズ群２
５の基準位置を設定する際には、自動合焦動作時よりも
低速度で駆動部３３を作動させる。また、円板カム３０
の反射部３０ｃの幅は従来例よりも狭くされ、ウォブル
レンズ群２５の基準位置が正確に設定される。この理由
は次によっている。

【００１６】即ち、基準位置設定時には円板カム３０を
自動合焦動作時のように高速度で作動させる必要がない
ので、円板カム３０の回動速度を低下させることが可能
になる。円板カム３０の反射部３０ｃの幅が従来例と同
一である場合には、円板カム３０の回動速度を低下させ
ることにより、図３に示すように円板カム３０の回動を
停止させるために、フォトセンサ３２が検出した信号波
形のローレベル部の幅t2が広くなる。

【００１７】従って、制御部３５が駆動部３４を自動合
焦動作時と同じ高速度で作動させた際の図示しない信号
波形のローレベル部の幅が、基準位置設定に必要な最小
の幅とすると、駆動部３４の作動速度を低速にすること
によりローレベル部の幅t2を狭くすることが可能にな
る。従って、図３に示したローレベル部の幅t2を図４に
示すように従来例と同様な狭い幅t3にすることができ、
円板カム３０の反射部３０ｃの幅を従来と同様に狭くす
ることが可能となる。

【００１８】このような構成により、ウォブルレンズ群
２５の電源投入時の基準位置を設定する際には、制御部
３５が駆動部３４を介して円板カム３０を低速度で作動
させ、フォトセンサ３２からの信号波形のローレベル部
を検知したときに駆動部３４の作動を停止させる。この
状態で、外部鏡筒２１に入射した被写体からの光像は、
フォーカスレンズ群２２、ズームレンズ群２３、絞り２
４、ウォブルレンズ群２５、リレーレンズ群２６を通過
して撮像デバイス２７に入射し、電気信号となって信号
処理部３６に入力する。信号処理部３６は信号を図示し
ない高域フィルタを通過させ、高域周波数成分を検波積
分する。

【００１９】自動合焦動作に際しては、制御部３５は駆
動部３４を介して円板カム３０を高速度で回動させる。
円板カム３０は半球状体２９を介してウォブルレンズ群
２５の内部鏡筒２８を押圧し、内部鏡筒２８と共にウォ
ブルレンズ群２５を光軸方向に微動させる。このとき、
ウォブルレンズ群２５の像倍率が殆ど変化せずに焦点の
みが変化するため、撮像デバイス２７の撮像面での焦点
位置が前後に微動し、信号処理部３６に入力する信号が
変化する。この信号の変化から、信号処理部３６は焦点
の移動方向とぼけ量を演算して制御部３５に出力する。
制御部３５は焦点の移動方向とぼけ量に応じた駆動信号
を駆動部３３に出力し、駆動部３３はフォーカスレンズ
群２２を駆動して焦点を合わせる。

【００２０】このように、実施例ではウォブルレンズ群
２５の基準位置を設定する際の駆動部３４の作動速度
が、ウォブルレンズ群２５を基準位置から微動させる際
の駆動部３４の作動速度よりも低くなるように、制御部
３５が駆動部３４を制御するので、ウォブルレンズ群２
５の基準位置を設定するために必要な信号波形のローレ
ベル部の狭い幅t3を維持した状態、つまり円板カム３０
の反射部３０ｃの幅を狭くできる。このため、電源投入
時のウォブルレンズ群２５の原点つまり基準位置を高精
度に設定できる。

【００２１】

【発明の効果】上述したように本発明に係るレンズ位置
設定装置は、微動光学手段の基準位置を設定する際の駆
動手段の作動速度と、微動光学手段を基準位置から微動
させる際の駆動手段の作動速度とが異なるように、制御
手段が駆動手段を制御するようにしたので、制御手段は
微動光学部材の基準位置を設定する際の駆動手段の作動
速度を低く制御することができる。従って、微動光学部
材の基準位置の停止範囲を狭くして検出手段が検出する
微動光学部材の基準位置を示す信号の幅を従来と同様に
保持することができ、電源投入時の微動光学手段の基準
位置を高精度に設定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の概略構成図である。

【図２】円板カムとフォトセンサの斜視図である。

【図３】円板カムが低速度で回動した際にフォトセンサ
が検出する信号の波形図である。

【図４】円板カムの反射部を狭くした際にフォトセンサ
が検出する信号の波形図である。

【図５】従来例の概略構成図である。

【図６】従来例の円板カムとフォトセンサの斜視図であ
る。

【図７】従来例の円板カムが高速度で回動した際にフォ
トセンサが検出する信号の波形図である。

【符号の説明】

２２ フォーカスレンズ群 ２５ ウォブルレンズ群 ２７ 撮像デバイス ３０ 円板カム ３２ フォトセンサ ３３、３４ 駆動部 ３５ 制御部 ３６ 信号処理部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合焦のために移動する合焦光学手段と、
   合焦状態を検出するために光軸方向に微動する微動光学
   手段と、所定形状のカムを回動させることにより前記微
   動光学手段を基準位置から微動させる駆動手段と、該駆
   動手段を制御する制御手段と、前記微動光学手段の基準
   位置を検出する検出手段とを備え、前記制御手段は前記
   駆動手段を介して前記微動光学手段の基準位置を設定す
   ると共に前記微動光学手段を前記基準位置から微動させ
   るレンズ位置設定装置において、前記微動光学手段の前
   記基準位置を設定する際の前記駆動手段の作動速度と、
   前記微動光学手段を前記基準位置から微動させる際の前
   記駆動手段の作動速度とが異なるように前記制御手段は
   前記駆動手段を制御することを特徴とするレンズ位置設
   定装置。
2. 【請求項２】 前記微動光学手段の前記基準位置を設定
   する際の前記駆動手段の作動速度を、前記微動光学手段
   を前記基準位置から微動させる際の前記駆動手段の作動
   速度よりも遅くした請求項１に記載のレンズ位置設定装
   置。