JPH01142610A - ズームレンズの位置設定装置 - 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、ＶＴＲ一体形カメラなどく用いて好適な山勘
合焦装置の初期設定機構に関する。

〔従来の技術〕

ビデオムービー用のオート７オーカス装置は、ズームレ
ンズの前二群を繰シ出し合焦動作を行なう方式が多数考
案され、製品化されている。これに対して、特開昭４９
−１１５５２２号公報記載のように、バリエータレンズ
群以降のレンズ装置用いて、合焦動作を行なう方式が考
案されている。

この方式は、被写体距離及び焦点距離（バリエータレン
ズ群位置）から、フォーカスレンズの位置が定まる。か
かる方式のズームレンズで自動合焦動作を行なう時は、
バリエータ位置検出器およびフォーカスレンズ位置検出
器が必要である。また。

フォーカスレンズの駆動源として、ステッピングモータ
を用いることもできる。ステッピングモータを使用した
場合は１位置検出器は必要ないが人力パルス数に対応し
て、フォーカスレンズの位置が設定されるが、このため
には、電源投入時にフォーカスレンズの初期位置設定操
作が必要である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、合焦レンズの初期設定の点について配
慮がされておらず、ステッピングモータを用いた場合に
おいても、合焦レンズ位置を逐次検出するための検出器
を必要としていた。

本発明の目的は、フォーカスレンズの初期位置設定に好
適な機械的または電気的手段を用いた初期位置設定機構
を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、電源投入時、フォーカスレンズを所期の位
置に移動させ、機械的または電気的にフォーカスレンズ
の移動を停止させることにより、達成される。

〔作用〕

電源投入時、モータ駆動用マイコンから、フォーカスレ
ンズの最大移動量をこれるパルス数が、ステッピングモ
ータに与えられ、フォーカスレンズは、初期設定機構が
設けである方向に移動する。

移動してきたフォーカスレンズは、初期設定機構に達す
ると１機械的に移動をさまたげられるか、フォーカスレ
ンズを駆動させる力を機械的または電気的に遮断され、
停止することにより、フォーカスレンズの初期位置が設
定される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によシ説明する。

第１図は、本発明を用いた実施例の全体構成図である。

図において、１は固定された前二レンズ群、２はバＩＪ
エータレンズ群、３はコンペンセータレンズ群、４はフ
ォーカスレンズ群、５はフォーカスレンズ群４を保持す
る内筒であり、元軸に沿って移動可能な様に、ボールベ
アリング７を介して、固定された外筒６に保持されてい
る。また、２８は絞り装置である。第１図の例では、絞
夛装置２８の像側のフォーカスレンズ群４全体を保持。

移動する様になっているが、レンズ群の一部であっても
良い。

８は、ステッピングモータ１３の回転軸に設けられおね
じ部であう、９はおねじ部８と係合し、該モータ１３の
回転により元軸と平行方向に移動可能な移動枠である。

前記内筒５と移動枠９とは。

連接棒９′を介して、結合されている。このため、ステ
ッピングモータ１３が所定の角度回転することにより、
フォーカスレンズ群４は、元軸方向へ所定の微／Ｊ％量
だけ移動する。

１４は、制御回路１４′からの信号でステッピングモー
タ１３を駆動するための駆動回路である。

また、移動枠９には１円筒状の突起１０が設けてある。

突起１０の長さは、おねじ部８のピッチの長さの１〜２
倍がのぞましい。１２は、おねじ部８と一体に結合され
て回転する回転板である。回転板１２は、おねじ部８の
適当な位置に固定できるように、止メネジ（９示せず）
を有している。

回転板１２には、突起１０と対向して突起１１が設けで
ある。突起１１の形状は、突起１０と同等でよい。突起
１０．１１の形状は、必らずしも円筒形である必要はな
く、第２図に示すように、突起を扇形にし、面接触させ
てもよい。

電源投入時、制御回路１４′から所定のパルス数を駆動
回路１３に与えると、ステッピングモータ１３は、所定
の角度回転し、移動枠９は、回転板１２に向って移動す
る。このとき、回転板１２は。

おねじ部８と一体となって回転する。移動枠９は、次第
に回転板１２に接近し、移動枠９上の突起１０は、回転
板１２上の突起１１に衝突し、移動枠９は停止し、回転
板１２の回転も停止する。このとき、所定のパルス数は
、移動枠９の最大移動量以上与えられているため、移動
枠９が停止すると、ステッピングモータ１３は、ミスパ
ルスを化シル。

しかし、移動枠９の位置は、２個の突起で規定される。

所定パルス数が、制御回路１４′によって与えられた後
、移動枠９は、再び制御回路１４′によってパルスを与
えられ、反対方向に移動し、与えられたパルス数によっ
て、７オーカスレンズ４の位置を知ることができる。

尚、突起１０は、おねじ部８に平行に移動し、突起１１
は、おねじ部８と一体化された回転板１２に設けられ、
おねじ部８の所定の位置でおねじ部８が回転すると回転
板１２と共に回転している。

従って、突起１０と突起１１は、衝突したとき。

円周方向にカが加わシ、移動枠９を停止させている。一
方、突起１０．１１がない場合Ｋ、移動枠９をおねじ部
８と平行方向く衝突させて停止すると、移動枠９とおね
じ部８には締付はトルクが発生し、移動枠９を反対方向
く移動させようとすると、締付はトルク以上のトルクを
ステッピングモータ１３が発生しなければ、移動枠９は
動くことができない。しかし、突起１０と突起１１を設
けると円周方向に力が加わり、移動枠９を停止させるた
め、移動枠９とおねじ部８には締付はトルクが発生しな
い。従って、移動枠９を初期設定後、反対方向く移動さ
せるとき、ステッピングモータ１３には、移動枠９を他
の位置で移動させるに必要なトルクと同等のトルクが必
要になるだけである。

また、フォーカスレンズ４の初期位置の設定精度は、ズ
ームレンズの光学的な性能を維持するために、１０μｍ
以下にする必要がある。おねじ部のピッチを１１５ｍｍ
にしたとき、円周方向に突起を設けた場合、１０μｍの
初期設定をするためには、２個の突起の回転方向の精度
は７．２度になる。

さらに、突起を設ける位置を直径８＋ｎ＋ｎのところに
すると、突起の位置精度は０．５ｍｍでよい。即ち、突
起を設は円周方向に衝突させると、高精度にフォーカス
レンズ４を初期設定することができる。

また１回転板および突起の材質は、金属、プラスチック
、ゴム等の材料を組み合わせ用いることによυ、衝突時
の振動をやわらげることができる。

−例として、１個の突起を金属にして、他の突起および
回転板をプラスチックまたはゴムのような柔らかい材料
を用いることにより、２個の突起が衝突したときの衝撃
をやわらげることができる。

本実施例によれば、初期位置設定機構として、２個の突
起と回転板を設ければよく、構造が簡単である。また、
円周方向に突起を衝突させて、初期設定するので、高精
度ＶＣ７オーカスレンズの初期位置を設定することがで
きる。さらに、円周方向で移動枠の突起と回転板の突起
が衝突するため、移動枠とおねじ部に締付はトルクが発
生しないので、移動枠がおねじ部にくいついて反対方向
に動かなくなるということが生じない。

第３図は、別の実施例である。おねじ部８の一端に中空
円筒部１５を設け、モータシャフト１５ａが中空円筒部
１５に挿入され、円滑に摺動し。

中空円筒部１５の底部とモータシャツ）１３ａの間に弾
性部材１６を設け、ネジカン１７をしめ込むことによっ
て、中空円筒部１５とモータシャフト１３ａの間に働く
摩擦力を調整できるようになっている。ステッピングモ
ータ１３からの駆動力は、モータシャツ）１５ａ、弾性
部材１６．中空円［１５の底部に伝達され、おねじ部８
を回転させる。移動枠９には、突起１０が設けられ、中
空円筒部１５にも、突起１０に対向して、突起１１が設
けである。突起１０．突起１１の形状は１円筒または扇
形状である。電源投入時、制御回路から所定のパルス数
が駆動回路を経て、ステッピングモータ１３に与えられ
る。ステッピングモータ１３が回転すると移動枠９が中
空円筒部１５に接近し、突起１０が突起１１に衝突し、
移動枠９の。

移動が停止し、初期位置が設定される。このとき、おね
じ部８と中空円筒部１５も停止する。このとき、ステッ
ピングモータ１３からの駆動力は、モタシャフト１５ａ
とネジカン１７との間でし中断され、所定数のパルスの
供給が終了するまでシャフト１５ａは回転し続ける。初
期位置設定後、ステッピングモータ１６が逆回転すると
、駆動力は、モータシャフト１５ａかも、ネジカン１７
と弾性部材１６と中空円筒部１５の底部で働く摩擦力に
よって、おねじ部８を回転し、移動枠９が、移動する。

本発明によれば、２個の突起が衝突し初期設定を行なう
とき、ステッピングモータからの駆動力が遮断されるの
で、ステッピングモータにミスパルスを生じることがな
く、ミスパルスによる振動が発生しない。従って、高精
度にまた低騒音に初期設定ができる。また、２個の突起
を使って円周方向の力を作用させ、移動枠とおねじ部を
停止させたため、移動枠とおねじ部の間に締付トルクが
発生しないので、移動枠が停止端でくいつくということ
がない。さらに１円周方向で位置決めを行なうので、高
精度にフォーカスレンズの初期設定を行々うことかでき
る。

また、別の実施例の要部を第４図に示す。１８はマイク
ロスイッチであり、移動枠９に固定さｎている。マイク
ロスイッチ１８の接点部１８ａは。

移動枠９から、ステッピングモータ１３の方へ突出して
設けである。１９は、おねじ部８に固定され、おねじ部
の回転と一体となって回転する回転板である。回転板１
９には、突起１９ａが設けてあり、移動枠９に固定され
たマイクロスイッチ１８の接点部１８ａと対向しておシ
、移動枠９が回転板２５に接近したとき、マイクロスイ
ッチ１８の接点部１８ａと回転板１９の突起１９ａが衝
突するように配置しである。マイクロスイッチ１８と駆
動回路１４は、結線されており、マイクロスイッチ１８
の信号で、ステッピングモータ１５が停止するようにな
っている。電源投入時、制御回路からの所定数のパルス
は、駆動回路１４を経て、ステッピングモータ１３を回
転させ、移動枠９とマイクロスイッチ１８は、回転板Ｉ
ＮＣ接近する。

回転板１９の突起１９ａが、マイクロスイッチ１８の接
点部１８ａと衝突すると、マイクロスイッチ１８からの
信号が、駆動回路１４に達し、ステッピングモータ１３
を停止し、フォーカスレンズの初期位置設定を行なう。

フォーカスレンズの初期位置設定精度は、１０μｍ以下
にする必要がある。おねじ部のピッチをＱ、５ｍｍＫす
ると、マイクロスイッチは回転角で１２度以下の精度で
作動させればよく、回転板１９の突起１９ａをおねじ部
８の軸中心より４ｍｍのところに設定すると、マイクロ
スイッチ１８の接点部１８ａの精度は。

［１５ｍｍ以下でよい。

本発明によれば、マイクロスイッチを回転方向で動作さ
せるので、通常のマイクロスイッチを使用しても、高精
度にフォーカスレンズの初期設定を行なうことができる
。また、初期設定位置で、ステッピングモータの駆動を
停止させるので、不要なミスパルスを発生させることも
ない。

別の実施例を第５図に示す。２０はフォトセンサーであ
り、発光素子２０ａと受光素子２０ｂから構成されてい
る。２Ｎ″！：、遮光板である。電源投入時、７オーカ
スレンズの最大移動量をこえる所定数のパルスが制御回
路から駆動回路１４を経て、ステッピングモータ１６に
与えられ、ステッピングモータ１３は回転し、同時にお
ねじ部８が回転し、移動枠９はステッピングモータ１３
の方へ移動する。フォトセンサ２０の発元素子２０ａか
ら投射した光線は、受光素子２０ｂに到達しておシ、Ｏ
Ｎの信号が制御回路１４′に入っている。

移動枠９がステッピングモータ１３の方向へ移動し、移
動枠９に設けた遮光板２１が、発光素子２０ａと受光素
子２０ｂの間に入ってくると、発光素子２０ａからの光
線がさえぎられて、受光素子２０ｂの出力信号レベルが
低下してくる。出力信号が、所期のレベル以下になった
ところで、フォトセンサ２０からＯＦＦ信号が制御回路
１４′に与えられる。制御回路１４′ではＯＦＦ信号を
受けて、ステッピングモータ１３の速度を低速に切りか
えて、所定数のパルスをあらためて設定し、駆動回路１
４を経て、ステッピングモータ１３に与える。

但し、制御回路１４′は、電源投入後１回しかＯＦＦ信
号を受けつけない。移動枠９はさらに、移動し回転板１
２に接近して、移動枠９の突起１０と回転板１２の突起
１１が衝突したところで、停止し、初期位置設定が行な
われる。フォトセンナ２０が、ＯＦＦの信号を出す位置
誤差をｃＬ３ｍｍとし、１パルスあた９の移動枠９の移
動量をα０１ｍｍとするとき、フォトセンサ２ｏがＯＦ
Ｆ信号を出した後の所定のパルス数は、フォトセンサ２
０がＯＦＦ’信号を出すところから、突起１ｏと突起１
１が衝突するまでの距離を移動枠９が移動するのに必要
なパルス数に位置誤差のためのパルス数３０パルスを加
えたパルス数でよい。フォーカスレンズの移動量は、光
学設計によって異なるが、３〜５ｍｍ位である。ここで
フォーカスレンズの移動量を５ｒｎｒｎｋＣすると、初
期設定のためのパルス数は６００パルス以上必要であり
、ここで３１０パルスとする。移動枠９の位置が、おね
じ部８の最先端にいるとき、初期設定を行なうとｓｕｍ
ｍ移動し、即ち、３００パルス移動し、残シの１０パル
スはミスパルスをすることＫなる。また。

逆に、移動枠９がステッピングモータ１３に最４近い位
置にいるときに、初期設定を行なうと、３１０パルスミ
スパルスをすることＫなる。しかし。

本実施例によれば、フォトセンサ２０の位置で、初期設
定のためのパルス数５１０は、リセットされる。従って
、３１０パルスものミスパルスが生しることがなく、最
大３０パルスのミスパルスですむ。また、フォトセンサ
２０を初期設定位置の近傍に設け、フォトセンサ２０か
ら、初期設定位置まで、移動枠９は、低速で移動するの
で、高精度な初期位置設定ができる。

第６図に別の実施例を示す。２２は永久磁石であシ、例
えばプラスチックマグネットで形成されておシ、移動枠
９と共に移動する。２３は磁気センサーであり、例えば
ホール素子または、磁気抵抗素子である。磁気センサ２
５は１回転板１２の近傍に固定し取９つけられている。

移動枠９が移動し、移動枠９に固定した永久磁石２２が
磁気センサー２５に接近すると、磁気センサ２３から信
号が出力される。永久磁石２２が接近して、あるレベル
以上の出力になったとき、ＯＮ信号が、制御回路１４′
に与えられる。但し、制御回路１４′は。

電源投入時１回しかＯＮ信号を受けつけない。

電源投入時、フォーカスレンズの最大移動量をこえるパ
ルス数が制御回路１４′から、駆動回路１４を経てステ
ッピングモータ１１に与えられ、おねじ部８が回転し、
移動枠９がステッピングモータ１５側へ移動する。移動
枠９に固定された永久磁石２２が磁気センサ２３に接近
し、ある位置でＯＮ信号が制御回路１４′に出され、制
御回路１４′では、ステッピングモータの速度を低速に
すると共に、最初に設定したフォーカスレンズの最大移
動量をこえるパルス数をリセットし、あらためてパルス
数を設定する。このパルス数は、磁気センサ２３が永久
磁石２２によって、ＯＮ信号を出す位置から、突起１０
と突起１１が衝突するまでの距離に必要なパルス数Ｋ、
磁気センサーがＯＮ信号を出す位置誤差に必要なパルス
数を加えたものである。磁気センサーがＯＮ信号を出す
位置誤差をｃＬ５ｍｃｏとし、１ステツプあたりのフォ
ーカスレンズの移動量をＣＬｏ、１ｍｍにすると１位置
誤差に必要なパルス数は、５０パルスになる。従って、
突起１０と突起１１が衝突した時に生じるミスパルス数
は最大５０パルスになる。本発明によれば、初期設定位
置で２個の突起が衝突する前に、磁気センサーにて、移
動枠の接近を検知し、移動枠の速度を低速にすると共に
、初期設定位置まで達するに必要なパルス数をセットし
なおすので、ミスパルスを少なくし、高精度の位置決め
ができる。

また、永久磁石をプラスチックマグネットで形成できる
ので、移動枠との一体化が可能であり、ＷＩ造が簡単に
なる。

別の実施例を第７図に示す。２４は、モータ電流検出回
路である。電源投入時、モータ電流検出回路２４は、ス
テッピングモータ１３の電流の時間変化を検出している
。ステッピングモータ１３が連続して移動場合の電流値
は、はぼ一定であるが、移動枠９が回転板１２に接近し
、突起１０と突起１１が衝突すると、電流値は、大巾に
増大する。電流値が増大したとき、モータ電流検出回路
２４から、制御回路１４′に信号が出され、ステッピン
グモータ１３を停止し、初期設定を行なう。

モータ電流検出回路２４は、電流投入時から、初期設定
終了まで、動作するが、それ以外の時は、動作しないよ
うに、制御回路１４′で制御されている。ステッピング
モータは、速度が速くなると電流値が低下するので、モ
ータがロックしたときとの電流値差を大きくするために
、パルスレートは５００〜１０００ｐｐｓがのぞましい
。

本実施例によれば、モータ電流を検知し、判定する回路
でフォーカスレンズの初期設定を行なうことができるの
で、構成が簡単になる。

上記実施例の初期設定装置は、ステッピングモータに近
い側に設けたが、反対におねじ部の先端側に設けても同
様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、フォーカスレンズの初期位置を設定で
きるので、フォーカスレンズ位置を逐次検出する検出器
が不要になり、構造を簡単にできる効果がある。

また、円周方向で停止させるために、フォーカスレンズ
を高精度に位置設定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例を示す構成図、第２図は、
２つの突起が衝突した状態を示す図、第３図〜第７図は
、本発明の他の実施例を示す構成図である。 符号の説明 １・・・・・・前玉、２・・・・・・バリエータ、３・
・・・・・コンペンセータ、４・・・・・・合焦レンズ
、５・・・・・・内筒、６・・・・・・外筒、７・・・
・・・ボール、８・・・・・・リードスクリュ。 ９・・・・・・移動枠、１０．１１・・・・・・突起、
１２・・・・・・回転板、１３・・・・・・ステッピン
グモータ、１４・・・・・・制御回路。 ■つ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レンズ系のレンズ軸方向に移動可能なフォーカスレ
   ンズと、レンズ軸と平行に設けられた駆動軸と、駆動軸
   を回転させる駆動モータと、フォーカスレンズに接続さ
   れ、駆動軸の回転にともない駆動軸上をレンズ軸方向に
   移動して、フォーカスレンズを移動させる可動手段と、
   可動手段が所定位置に到来したとき到来方向への移動を
   停止させる停止手段とからなることを特徴とするズーム
   レンズの位置設定装置。 ２、前記停止手段として、前記駆動軸に設けたおねじ部
   と一体的に回転する回転板に設けた第１の突起と、該お
   ねじ部とかみ合い前記フォーカスレンズを該おねじ部の
   回転に伴って光軸方向に移動させるメネジ部に設けた第
   ２の突起からなることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のズームレンズの位置設定装置。 ３、前記第１の突起と前記第２の突起が衝突したときに
   、前記駆動モータからの駆動力を遮断し初期設定を行な
   うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のズーム
   レンズの位置設定装置。 ４、前記第２の突起の代わりにマイクロスイッチの接点
   部にし、初期設定位置にて、前記第１の突起が該接点部
   に接し、該接点部からの信号によって、前記駆動モータ
   を停止させ、初期位置設定を行なうことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のズームレンズの位置設定装置
   。 ５、前記駆動モータをステッピングモータとし前記メネ
   ジ部に遮光板を設け、設定位置直前にフォトセンサーを
   設け、該遮光板が該フォトセンサの光線を遮光すること
   により信号を出力し、該信号によって、所期のパルス数
   を該ステッピングモータに与え、位置設定を行なうこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のズームレンズ
   の位置設定装置。 ６、前記駆動モータをステッピングモータとし前記メネ
   ジ部に永久磁石を設け、設定位置直前に磁気センサーを
   設け、該永久磁石が該磁気センサーに接近することによ
   り信号を出力し、該信号によって、所期のパルス数を該
   ステッピングモータに与え、位置設定を行なうことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のリアフォーカスレ
   ンズの位置設定装置。 ７、前記駆動モータの電流値を検出し、電流値の変化を
   検知する回路を設け、該駆動モータの電流値変化によっ
   て位置設定を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のリアフォーカスレンズの位置設定装置。