JPS60244911A - 自動焦点調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ビデオカメラの光学系々どに利用できる自動
焦点調整装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 近年、ビデオカメラ等において考案されている自動焦点
調整装置の原理を第１図、第２図に示して説明する。

第１図において、撮像素子１の前に振動プリズム２が設
けられ圧電素子の一端に接着等で取り付けられており、
その圧電素子３の他端は固定されている。この圧電素子
３を発振器４からの電気信号により振動させることによ
シ、プリズム２は上下方向に振動する。そのプリズム２
の前方に固定プリズム５、レンズ系６が配置されている
。

レンズ系６および固定プリズム５を通過した光Ｃ２Ｄ、
Ｅは、振動プリズム２の振動によシ光路長Ｆが微少量変
化し、撮像素子１の出力電圧が変化する。

撮像素子１に得られた出力信号をアンプ８により増幅し
、周波数検出器９により圧電素子３の振動周波数の信号
を検出する。その検出された信号の位相と発振器４の発
振出力との位相を位相比較器１０により比較して焦点の
ずれ方向を検出し、撮像素子１の出力電圧がピークにな
るように駆動装置制御器１１によシモーター等の駆動装
置１２を制御してレンズ系６を構成している少くとも１
枚の合焦点レンズ７を光軸方向に移動させることにより
焦点を合わせる。

次に、撮像素子１の出力電圧とモーター等の駆動装置１
２の制御法について第２図により説明する。撮像素子１
の出力電圧１３がピークになる点Ｘがレンズ系の最適合
焦位置である。プリズム２を振動させて光路長を微少変
化させるときの発振器４の発振出力の波形を１５とし、
そのときの撮像素子１の出力電圧１３の波形を１４とす
る。第２図において、最適位置Ｘよりも左側のＡ点にレ
ンズ系の焦点がある場合には、発振器４の発振波形１５
と撮像素子１の出力電圧波形１４が同相になる。逆に、
右側のＢ点に焦点があるときは１０００位相がずれて逆
相の関係になる。そこで、位相が同相か逆相かを位相比
較器１０で検出することにより焦点のずれ方向を検出す
ることができ、モーター等の駆動装置１２の動作を制御
してレンズ系の最適合焦位置Ｘに向かうようにレンズ７
を移動させる。即ち、Ａ点にあるときはイ方向ではなく
口方向に、Ｂ点にあるときはへ方向ではなく二方゛向に
出力電圧が変化するようにレンズ７を移動させることに
よシ、自動的に最適合焦状態に調整をすることができる
。

ところが、このような従来の方式においては、第３図に
示すように、光学系の光軸（Ｚ軸方向）に対して２個の
プリズム２ｊ５の直角面を”　ｐ　７両軸に対して直角
に取り付ける必要があり、組立て難く、父、そのように
取り付けられたとしても振動プリズム２は圧電素子３に
よる片持ち状態であるために第３図のｙ方向に平行状態
を維持したままで上下に振動させることが困難であると
いう問題がある。しかしながらそのようにしないと光学
系による結像が片ぼけ（全面に鮮かに映らず、一部がぼ
けて見える）になるという欠点があった。

発咀の目的 本発明は上記のような従来例の欠点を除去し、組立て易
く、シかも片ぼけのない安定した結像状態が得られる自
動焦点調整装置を提供することを目的とするものである
。

発明の構成 本発明においては、撮像素子の前方に設けたレンズ系の
うちの少くとも１枚のレンズを振動装置により光軸方向
に微少距離だけ振動させるようにし、このレンズを振動
させたときの撮像素子の出力信号を検出してその出力信
号がピークになるようにレンズ系のうち少なくとも１枚
のレンズを移動させるようにしている。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例の自動焦点調整装置を第４図、
第５図を用いて説明する。なお、従来と同様の部分には
第１図中と同一符号を付して説明を省略する。図中、１
６は光路長微少変動用のレンズで、レンズ系６を構成し
ているレンズの中の少くとも１枚であり、レンズ系６の
光軸方向に矢印ホ、へのように微少距離振動させるよう
に振動装置１７が設けられている。

その他の動作原理、撮像素子１の出力電圧とモーター等
の駆動装置１２の制御法については、前述と同様なので
省略する。

振動装置１７として電磁装置を用いた一例について第６
図に示して説明する。光路長微少変動用のレンズ１６は
、押工リング１８によりレンズホルダー１９に固定され
ている。レンズホルダー１９は上下２枚の振動板２０．
２１の各々の内内部で、リング２２．２３を介して接着
等にて固定されている。振動板２０．２１の外内部はス
ペーサー２４゜磁性鉄板２６、永久磁石２６、磁性鉄板
２７、スペーサー２８を介してビスにて鏡筒２９に固定
されている。またコイル３０はレンズホルダー１９に巻
きつけられ接着等にて固定されている。

コイル３０に発振器４より周期的に変化する信号電圧を
加えることによシ、コイル３ｏにより、振動板２０．２
１に力が周期的に加わるので、振動板２０．２１が振動
する。振動板２０．２１の振動によシレンズ１６が光軸
方向に矢印ホ、へのように微少距離だけ振動する。そこ
で、この振動による撮像素子１の出力信号の変化を位相
比較器１ｏで比較しピーク値を検出することにより、第
２図の場合と同様にして、駆動装置１２によりレンズ７
を最適合焦位置に調整することができる。

発明の効果 以上のように、本発明によれば、レンズ系を構成してい
るレンズの一部を光路長の微少量変化用に使用し、これ
を光軸方向に微少距離だけ振動させるようにしているの
で、従来のプリズムのような本来のレンズ系以外のもの
が不要となり、バックフォーカス量の小さなレンズ系で
も自動焦点調整が可能となる。

また、プリズムを用いる場合にはレンズ系の光軸に対し
てプリズムを所定角度で組立てることが困難であるが、
本発明によると、間隔を持たせた前後２枚の振動板でレ
ンズホルダーおよびレンズを支持するために、光軸に対
して直角なレンズの取付けを精度高くかつ容易なものと
することができる。

さらに、プリズムを用いる場合には光軸に対して直角な
方向に振動させる必要があったのに対して、本発明では
光軸方向にレンズを振動させるので、結像の片ぼけが生
じにくいという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例における自動焦点調整装置の原理ブロッ
ク図、第２図はその制御法を説明する波形図、第３図は
そのプリズムの光軸に対する配置図、第４図は本発明の
一実施例における自動焦点調整装置の原理ブロック図、
第５図は同自動焦点調整装置の実施例を示す断面図であ
る。 １・・・・・・撮像素子、４・・・・・・発振器、６・
・・・・レンズ系、７・・・・・・合焦点レンズ、８・
・・・・・アンプ、９・・・・・・周波数検出器、１ｏ
・・・・・・位相比較器、１１・・・・・・駆動装置制
御器、１２・・・・・・駆動装置、１６・・・・・・光
路長変動用のレンズ、１７・・・・・・振動装置、１８
・・・・・・押工リング、１９・・・・・・レンズホル
ダー、２ｏ・・・・・振動板、２１・・・・・・振動板
、２２・・・・・・リング、２３・・・・・・リング、
２４・・・・・・スペーサー、２５・・・・・・磁性鉄
板、２６・・・・・・永久磁石、２７・・・・・・磁性
鉄板、２８・・・・・・スペーサー、２９・・・・・・
鏡筒、３ｏ・・・・・・コイル。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名第１
図 第２図 Ｘ　しダ葦の、覧やａ宜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レンズ系のうち少くとも１枚のレンズを振動装置
   を介して保持し、上記振動装置に電気信号を与えて振動
   させることによシレ／ズ系の光軸方向の光路長を微少量
   変化させ、上記レンズ系を通過した光を受光する撮像素
   子の出力信号をピークにするように他のレンズをモータ
   ー等の駆動装置で移動させて焦点を合わせることを特徴
   とする自動焦点調整装置。
2. （２）撮動装置として、上記レンズおよびそのレンズを
   装着したレンズホルダーを光軸方向に振動しうるように
   前後２枚の振動板で支持する支持装置と、上記レンズホ
   ルダーに巻いたコイルと永久磁石で上記レンズ系を振動
   させる電磁装置とを備えた特許請求の範囲第１項記載の
   自動焦点調整装置。