JPS63163310A

JPS63163310A - オ−トフオ−カス装置とそのレンズ駆動機構

Info

Publication number: JPS63163310A
Application number: JP31154286A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Kobayashi; 小林　宏通; Naoki Miyagi; 直樹宮城
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Audio Video Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Priority date: 1986-12-25
Filing date: 1986-12-25
Publication date: 1988-07-06

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は例えばビデオカメラや一眼レフカメラ等に用
いられるオートフォーカス装置とそのレンズ機構に関す
る。

（従来の技術）一般に、ビデオカメラのオートフォーカス装置としては
第９図に示すようにレンズ本体１内の赤外線発光素子２
からの赤外線を全反射鏡３を介して被写体４（第１０図
参照）に照射して、その反射した赤外線を赤外線受光素
子５で検出することにより測距するいわゆる赤外線測距
方式を採用したものが知られている。この場合、レンズ
本体１の外部にはフォーカス調整用の駆動モータ６を含
むレンズ駆動機構Ｌ、赤外線受光素子５及び受光レンズ
８を配置し、赤外線発光索子２及び全反射鏡３がレンズ
本体１内に配設される。すなわち、赤外線発光素子２よ
り投光された赤外線は第１０図に示すように全反射鏡３
及びダイナミックミラー９で一定の波長の赤外線のみが
反射された後、レンズ群１０及びフォーカスレンズ１１
を介して被写体４に照射される。ここで、この赤外線は
被写体４の遠近により赤外線受光素子５に入射する入射
角がことなる。これにより、この赤外線受光素子５はそ
の中心に入射光が照射するように移動され、この移動量
に応じて上記駆動モータ６が図示しない制御部により制
御されてフォーカスレンズ１１を光軸方向に移動して焦
点を調整する。

また、近時では、第１１図に示すようにオートフォーカ
ス検出部をＣＯＤ等の搬像素子１２をレンズ部１３の背
面部にピエゾセラミック振動板１４を有するマスクレン
ズ１５を介して配置し、この撮像素子１２に入力される
映像信号から被写体との位置を検知して焦点調整を行な
うように構成したオートフォーカス装置も実現されてい
る。

すなわち、レンズ部１３を通過した図示しない被写体か
らの入射光はフォーカスレンズ１６を介して撮像素子１
２に入射されて、その撮像面に被写体像が結像され、映
像信号に変換される。同時に、この映像信号はピエゾセ
ラミック振動板１４を有したマスクレンズ１５により光
路長で微小振動をうけ、被写界深度に応じて画像に影響
を与えず、しかも信号として充分検知可能な量に制御さ
れて変調される。そして、このＩｔ！ｌｉ像信号はその
変調成分がバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１７、ＢＰＦ
切換え部１８を介してＡＦ信号処理部１９に導かれて基
準周波数発生部２０の基準周波数により同期検波された
後、合焦信号が形成され、制御部２１に導かれる。する
と、この制御部２１はその合焦信号に応じてレンズ情報
検出部・レンズ駆動部２２を介してフォーカス調整用駆
動モータ２３を駆動制御してフォーカスレンズ１６を光
軸方向に移動して焦点を調整せしめる。

ところが、上記オートフォーカス装置では、いずれの構
成のものにあっても駆動モータ６．２３の回転運動を減
速して直進運動に変換する構成上、減速機構等が必要と
なるために、その構成が非常に複雑で、しかも、その応
答速度が遅いという問題を有していた。また、これらに
よれば、いずれも駆動モータ６．２３を含むレンズ駆動
機構、２−をレンズ本体１（第９図参照）の外部に配設
しなければならないために、大形化され、しかも重置が
嵩むという問題を有している。特に、第９図に示すオー
トフォーカス装置は、レンズ駆動機構りとともに赤外線
受光素子５及び受光レンズ８を配設しなければならない
ために、第１１図のオートフォーカス装置より大形にな
るとともにｍ閤が嵩むものであった。

〈発明が解決しようとする問題点）この発明は上記の応答速度の点と大形及び重旦化する点
を解決するためになされたもので、簡易な構成で、小形
化の向上を図り得、かつ、可及的に応答速度の向上を図
り１ｑるようにしたオートフォーカス装置とそのレンズ
駆動機構を提供することを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）この発明はレンズ本体に収容され、いずれか一方に対し
て他方が光軸方向に移動自在に挿着されるソレノイド及
び磁石を有したリニアモータと、前記ソレノイド及び磁
石の他方に支持されるフォーカスレンズと、前記リニア
モータを駆動制御して前記フォーカスレンズを光軸方向
に移動制御する駆動手段とを有したレンズ駆動機構を備
え、このレンズ駆動機構を前記レンズ本体に設けた＠像
素子の入力画像情報に応じてｆｌｉｌＪ　ＩＩＩするよ
うにしたものである。

（作用）上記構成により、フォーカスレンズを直接的に光軸方向
に移動制御するように構成したレンズ駆動機構を含む構
成部品をレンズ本体内に収容して、応答速度の向上を図
ると共に、小形化の向上を実現したものである。

（実施例）以下、この発明の実施例について、図面を参照して詳細
に説明する。

第１図はこの発明の一実施例に係るオートフォーカス装
置とそのレンズ駆ＩＪＩ　ＩＩ構の要部を示すもので、
図中３０はレンズ本体である。このレンズ本体３０には
第１乃至第３のレンズ群３１，３２゜３３（σｌし、図
中では図の都合上、１枚の凸レンズで示′９）が所定の
間隔を有して配設され、このうちフォーカシング用の第
３のレンズ群３３に対応す、−内周部には例えば均一に
巻線されたソレノイド３４が取着される。このソレノイ
ド３４内には磁石例えば永久磁石で形成されたスライダ
部材３５が光軸方向く矢印Ａ、Ｂ方向）に移動自在に挿
着されてリニアモータが形成される。このスライダ部材
３５はその略中央部に上記第３のレンズ群３３が取着さ
れ、その両端部には上記レンズ本体３０に支持されたば
ね部材３６が係着される。

また、上記レンズ本体３０には第１乃至第３のレンズ群
３１．３２．３３に対応してＣＯＤ等の撮像素子３７が
配設される。この撮像素子３７は第２図に示すようにそ
の出力端がカメラ回路３８及びバンドパスフィルタ＜Ｂ
ＰＦ）３９に接続される。この８ＰＦ３９はＡＦ！＠処
理部４０、制御部４１及び基準周波数発生部４２に接続
された加算器４３を介してリニアモータ駆動部４４に接
続されている。

上記構成において、第１乃至第３のレンズ群３１〜３３
で捕えた被写体４５は映像信号として該第１乃至第３の
レンズ群３１〜３３を介して搬像素子３７に入力される
。同時に、第３のレンズ群３３がリニアモータ駆動部４
４を介して基準周波数で微小振動され、上記１１１１ｍ
素子３７に結像される映像信号は変調される。この映像
信号は第３図に示すようにその高周波成分が増加すると
、昭像素子３７に対して被写体像の輪郭がはっきりと結
像され、上記第３のレンズ群３３の微小振動により、そ
の光路長が高周波成分に対応して、焦点が矢印へ方向に
ずれたいわゆる前ビン状態１合焦状態、焦点が矢印Ｂ方
向にずれたいわゆる後ピン状態で図中ａ、ｂ、ｃ部の如
き変化をする。同時に、高周波成分のレベル変動は前ピ
ン状態及び後ピン状態で図中ａ　ｌ　、　ｃ　１部の如
き互いに１８０°の位相差が生じ、合焦状態で図中ｂ′
の如き撮幅が最小となる。そして、この変調された映像
信号はＢＰＦ３９で変調成分が取出されてＡＦ信号処理
部４０に導かれて基準周波数発生部４２の基準周波数で
同期検波され、合焦信号が形成されて制御部４１に導か
れる。この制御部４１は合焦信号に応動してリニアモー
タ駆動部４４を介してソレノイド３４に所定量の電流を
供給する。

これにより、ソレノイド３４は第４図に示すようにその
軸方向における磁界強度の差によりスライダ部材３５の
両端部に付与する斥力（吸引力）ｆｌ、ｆ２に差を発生
せしめて、該スライダ部材３５を光軸方向に移動して第
３のレンズ群３３を合焦位置に制御する。

このように、上記オートフォーカス装置は第３のレンズ
群３３の取着されたスライダ部材３５がソレノイド３４
に挿着されてなるリニアモータをレンズ本体３０内に配
設したレンズ駆動機構を備え、このレンズ駆動機構をレ
ンズ本体３０に設けた搬像素子３７の画像情報に応じて
駆動制御するように構成したことにより、従来の減速機
構等の構成部品が省かれるため、小形軽量化の向上が図
れ、しかも動作の迅速化が図れて応答速度の向上が実現
する。

なお、上記実施例では、合焦信号を検出するのに第３の
レンズ群３２を常に微小振動するように構成したが、こ
れに限ることなく、例えば第５図に示すようにゲート回
路４６及びゲート制御信号発生部４７を設けて焦点のず
れ検出及びフォーカシング動作を時系列に分けるように
構成することも可能である。すなわち、第６図に示すよ
うにゲート制御信号発生部４７がロウ（Ｌ）の時に基準
周波数発生部４２の基準周波数が駆動部入力信号として
リニアモータ駆動部４４に印加されて第３のレンズ群３
３が微小振動され、＠像素子３７の映像信号を変調する
。この変調された映像信号はＢＰＦ３９で変調成分が取
出されてＡＦ信号処理部４０に導かれて基準周波数発生
部４２の基準周波数で同期検波され、合焦信号が形成さ
れて制御部４１に導かれる。そして、この制御部４１は
ゲ−ト制御信号発生部４７がハイ（Ｈ）の時、基準周波
数がゲート回路４６でオフされて、リニアモータ駆動部
４４を作動してソレノイド３４に所定口の電流を供給す
る。

また、上記実施例では、スライダ部材３５を永久磁石を
用いて構成した場合で説明したが、この発明はこれに限
ることなく、第７図に示すように磁石として例えば電磁
石を用いたスライダ部材３５ａを構成することも可能な
もので、同様の効果を期待できる。

ざらに、上記実施例ではソレノイド３４として均一に巻
線を施したものを用いたが、この発明はこれに限ること
なく、例えば第８図に示すようにソレノイド３４ａとし
て両端部の巻線を密に巻いて、中央部の巻線を疎に巻い
たもの等の巻線を疎密に施したソレノイドを用いること
により、さらに良好な効果を期待できる。

また、さらに永久磁石及び電磁石等の磁石を筒状に形成
してレンズ本体３０の内周部に配設し、この磁石に対し
て第３のレンズ群３３を支持してなるソレノイドをスラ
イダ部材として挿着するように構成することも可能なも
ので、同様の効果を期待できる。

よって、この発明は上記各実施例に限ることなく、その
他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実
施し得ることはいうまでもないことである。

［発明の効果］以上詳述したように、この発明によれば、簡易な構成で
、小形化の向上を図り得、かつ、可及的に応答速度の向
上を図り得るようにしたオートフォーカス装置とそのレ
ンズ駆動機構を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るオートフォーカス装
置とそのレンズ駆動機構の要部を示す断面図、第２図は
第１図の制御系を示す回路構成図、第３図は第１図の動
作原理を説明するために示した図、第４図は第１図の動
作を説明するために示した図、第５図はこの発明の他の
実施例に係る制御系を示す回路構成図、第６図は第５図
の動作状態を示すタイミングチャート、第７図及び第８
図はそれぞれこの発明の他の実施例を示す断面図、第９
図乃至第１１図はそれぞれ従来のオートフォーカス装置
を説明するために示した図である。３０・・・レンズ本体、３１乃至３３・・・第１乃至第
３のレンズ群、３４・・・ソレノイド、３５．．３５ａ
・・・スライダ部材、３６・・・ばね部材、３７・・・
撮像素子、３８・・・カメラ回路、３９・・・ＢＰＦ、
４０・・・ＡＦ信号処理部、４１・・・制御部、４２・
・・基準周波数発生部、４３・・・加算器、４４・・・
リニアモータ駆動部、４５・・・被写体、４６・・・ゲ
ート回路、４７・・・ゲート制御信号発生部。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図第２図フォーカス位置第３図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レンズ本体に収容され、いずれか一方に対して他
方が光軸方向に移動自在に挿着されるソレノイド及び磁
石を有したリニアモータと、前記ソレノイド及び磁石の
他方に支持されたフォーカスレンズと、このフォーカス
レンズに対応して前記レンズ本体に設けられた撮像素子
と、この撮像素子に前記フォーカスレンズを介して入力
される画像情報に応じて前記リニアモータを駆動制御し
、該フォーカスレンズを光軸方向に移動して焦点調整を
行ないせしめる制御手段とを具備したことを特徴とする
オートフォーカス装置。
（２）レンズ本体に収容され、いずれか一方に対して他
方が光軸方向に移動自在に挿着されるソレノイド及び磁
石を有したリニアモータと、前記ソレノイド及び磁石の
他方に支持されたフォーカスレンズと、前記リニアモー
タを駆動制御して前記フォーカスレンズを光軸方向に移
動制御する駆動手段とを具備したことを特徴とするオー
トフォーカス装置のレンズ駆動機構。