JPS63163312A - オ−トフオ−カス装置とそのレンズ駆動機構 - 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】 ［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８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ＤＡ鏡３を介して被写体４（第９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、赤外線受光索子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９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に黒用される。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に入射する入用角
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覆るように移動され、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
を調整づる。

また、近時では、第１０図に示すようにオートフォーカ
ス検出部をＣＯＤ等の’ａｍ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を右するマスタレ
ンズ１５を介して配置し、この１ｉＩｓ　＠索子１２に
入力される映像信号から被写体どの位置を検知して焦点
調整を行なうように構成したＡ−トフォーカス装置も実
現されている。

プなわら、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を介して画像素子１
２に入射されて、その撤像面に被写体像が結像され、映
像信号に変換される。同詩に、この映像信号はピエゾセ
ラミック振動板１４を有したマスタレンズ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、この映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開明検波されｌζ後、金
魚信号が形成され、制υυ部２１に導かれる。すると、
この制御部２１はその金魚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
向に移動され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
Ｒ構７をレンズ本体１（第８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、しかも重量が嵩む
という問題を有している。特に、第８図に示づオートフ
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１０図のオー１−フォーカス装置より大形になる
とともに重量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量化する点
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
り得るようにしたオートフォーカス装置とそのレンズ駆
ｖＪ機構を提供することを目的とづ−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複数の連設さ
れた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Ｖ３横を協え、このレンズ駆動機構を前記レン
ズ本体に設けた＠＠水素子入力画像情報に応じて制御す
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ｖＪｍｌ　ｉｌｌするように構成したレンズ駆動ｄ
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！ｌＩ機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（但し、図中では
図の都合上、１枚の凸レンズで示す）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に対応する内周部には複数例えば第１及び第２
のソレノイド３４．３５が取着される。この第１及び第
２のソレノイド３４．３５は同心円状に連設され、その
内部には磁゛石例えば永久磁石で形成されたスライダ部
材３６が光軸方向（矢印Ａ、Ｂ７ｊ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３６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３
０に支持されたばね部材３７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１！１ｉ像素子
３８が配設される。この撮像索子３８は第２図に示すよ
うにその出力端がカメラ回路３９及びバンドパスフィル
タ（ＢＰＦ）４０に接続される。このＢＰＦ４０はＡＦ
信号処理部４１、制御部４２及び基準周波数発生部４３
に接続された加算器４４を介してリニアモータ駆動部４
５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４６は映像信号として該第１乃至第３の
レンズ群３１〜３３を介して撮像素子３８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
５を介して基準周波数で微小振動され、上記撮像索子３
８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、撮像
素子３８に対して被写体像の輪郭がはっぎりと結像され
、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９合焦状態、焦点が矢印Ｂ方向にず
れたいわゆる後ビン状態で図中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ビン状態
及び後ビン状態で図中ａ　ｌ　、　ｃ　７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
振幅が最小となる。そして、この変調された映像信号は
ＢＰＦ４０で変調成分が取出されてＡ［信号処理部４２
に導かれて基準周波数発生部４３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４２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４５を介して第１及び第２のソレノイド３４．３５に
対して選択的に所定量の電流を供給する。これにより、
第１及び第２のソレノイド３４．３５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３６の両端部に付与する斥力（吸引力）ｆ’１．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
の斥力ｆｌ。

ｆ２は第１のソレノイドに電流が供給されると、ｆｌが
発生し、第２のソレノイドに対して電流が供給されると
、ｆ２が発生するものである。

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３６が第１及び第２の
ソレノイド３４．３５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に設けた撮像素子３
８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３３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４７及びゲート制御信号発生部４８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。すなわら、第６図に示すよ
うにゲート制御信号発生部４８がロウ（シ）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！！
￥３３が微小振動され、撮像素子３８の映像信号を変調
する。この変調された映像信号はＢＰＦ４０で変調成分
が取出されてＡＦ信号処理部４１に導かれて基準周波数
発生部４３の基準周波数で同期検波され、金魚信号が形
成されて制御部４２に導かれる。そして、この制御部４
２はゲート制御（言号発生部４８がハイ（Ｈ）の時、基
準周波数、がゲート回路４７でオフされて、リニアモー
タ駆動部４５を作動して第１及び第２のソレノイド３４
．３５に対して選択的に所定回の電流を供給する。

また、上記実施例では、スライダ部材３６を永久磁Ｇ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
石を用いてスライダ部材３６ａ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、第１及び第２のソレノイド３
４．３５に対してスライダ部材３６゜３６ａを挿着する
ように構成したが、これに限ることなく、例えば永久磁
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３
３を支持してなる複数の連設したソレノイドをスライダ
部材として挿着するように構成づることも可能で、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
池、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。

［発明の効果コ 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１ｎ、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１−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Ｒ横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図はこの発
明の他の実施例を示す断面図、第８図乃至第１０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、３４．３５・・・第１及び第２のソレノ
イド、３６，３６ａ・・・スライダ部材、３７・・・ば
ね部材、３８・・・陽像索子、３９・・・カメラ回路、
４０・・・ＢＰＦ、４１・・・ＡＦ信号処理部、４２・
・・制御部、４３・・・基準周波数発生部、４４・・・
加算器、４５・・・リニアモータ駆動部、４６・・・被
写体、４７・・・ゲート回路、４８・・・ゲート制御信
号発生部。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 フォーカス位置 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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複数の連設された
   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. （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複数の連設された
   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。