JPS63163311A

JPS63163311A - オ−トフオ−カス装置とそのレンズ駆動機構

Info

Publication number: JPS63163311A
Application number: JP31154386A
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Ｂｔｌ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１４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１５
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Ｌ１赤外線受光素子５及び受光レン
ズ８を配置し、赤外線発光素子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１５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１
１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
酒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１６図に示すようにオートフォーカ
ス検出部をＣＯＤ等の画像素子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、その殿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
路長で微小撮動をうけ、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同期検波された後、合焦
信号が形成され、制怜口部２）に導かれる。すると、こ
の制御部２）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を含むし、ンズ駆
動機構、ヱーをレンズ本体１（第１４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＠澁が嵩むという問題を有している。特に、第１４図
に示すオートフォーカス装置は、レンズ駆動機構７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１６図のオートフォーカスｖ：ｔ
＠より大形になるとともに重騒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社化する点
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１．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対設される電磁石及び永
久磁石を有したリニアモータと、前記電磁石及び永久磁
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８機構を漸
え、このレンズ駆動ｍ構を前記レンズ本体に設けたＲ像
素子の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
置とそのレンズ駆動機構の要部を示すもので、図中３０
．３１．３２はレンズ本体３３に所定の間隔を有して配
設された撮像レンズを構成部る第１乃至第３のレンズ群
（但し、図中では図の都合上、１枚の凸レンズで示ず）
である。このうち第３のレンズ群３２はフォーカスレン
ズを構成するもので、例えば永久磁石で形成されたスラ
イダ部材３４を介して光軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に移
動自在に配設される。そして、この第３のレンズ群３２
を挟装するように上記レンズ本体３３には例えば永久磁
石で形成された固定子３５及び磁気コアに巻線を施して
なる電磁石３６が対設されていわゆるリニアモータが構
成される。

また、上記レンズ本体３３には第１乃至第３のレンズ群
３０．３１．３２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ＢＰＦ３９はＡＦ信号処
理部４０、制御部４１及び基準周波数発生部４２に接続
された加鈴器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３０〜３２
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３０〜３２を介して層数索子３７に入力される
。同時に、第３のレンズ群３２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、上記撮像素子３
７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８周波成分が増加Ｊると、撮像
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３２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
いわゆる匍ビン状態２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航ビン状態
及び後ビン状態で図中ａ’　、ｃ’部の如き互いに１８
０°の位相差が生じ、合焦状態で図中ｂ′の姐ぎ振幅が
最小となる。そして、この変調された映像信号はＢＰＦ
３９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は合焦信号に応仙してリニアモータ駆動部４４
を介して電磁石３６に所定社の電流を供給する。これに
より、電磁石３６は第４図に示すように固定子３５及び
スライダ部材３４の相互間に斥力ｆｌ。

ｒ２を発生せしめて、該スライダ部材３４を光軸方向に
移動して第３のレンズ群３２を合焦位置に制′ｍする。

なお、上記スライダ部材３４は電磁石３６に電流が供給
されていない初期位置として、例えば第５図に示すよう
にスライダ部材３４と固定部月のＮ、ＳＩｎ極を対向さ
せると、電磁石３６により位置決めされ、第６図に示す
ようにＮｆａ極にＳ磁極を対応させると、固定子３５に
位置決めされることとなる。そして、上記スライダ部材
３４の初期位置において、電磁石３６に所定階の電流が
供給されると、スライダ部材３４は電磁石３６と固定子
３５との相互間がｆｌ−ｆ２となる位置まで光軸方向に
移動される。

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３２が取着されたスライド部材３４を電磁石３６に対
設してなるリニアモータをレンズ本体３３内に配設した
レンズｐｉｉｉｌＪｍ横を備え、このレンズ駆動機構を
レンズ本体３３に設けた１像素子３７の画像情報に応じ
て駆動制御１１″ｔｊるように構成したことにより、従
来の減速機＠専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、合焦信号を検出づるのに第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７図に示すようにゲート回
路４６及びゲート制ｔ２′ｌＩ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８図
に示すようにゲート制御信号発生部４７がＯつ（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３２が微小振動され、ｖａＳＳ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はゲート制御信号発生部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を作動して電磁石３６に所定はの電流を
供給する。・また、上記実施例では、永久磁石で形成した固定子３５
．永久磁石で形成したスライダ部材３４及び電磁石３６
を用いてリニアモータを構成した場合で説明したが、そ
の他、例えば第９図乃至第１３図に示すように構成する
ことも可能で、同様の効果を期待できる。

第９図は金属材料あるいは樹脂材料製の固定子３５ａに
対して永久磁石で形成したスライダ部材３４ａをばね部
材４８ａを介して取着し、このスライダ部材３４ａに対
応して磁気コアに巻線を施した電磁石３６ａを配置した
ものである。

第１０図は永久磁石で形成した固定子３５ｂに対応して
電磁石で形成したスライダ部材３４ｂを光軸方向に移動
自在に配置し、このスライダ部材３４ｂをレンズ本体３
３に固定された保持部材４９にばね部材４８ｂを介して
支持させたものである。

第１１図は永久磁石で形成したスライダ部材３４ｃを挟
装するようにレンズ本体３３に固定される電磁石３６ｂ
、３６ｃを配置し、相互間をばね部材４８Ｃを介して連
結させたものである。

第１２図は第２及び第３のレンズ群３１．３２を永久ｍ
Ｅで形成したスライダ部０３４ｄ。

３４ｅを介して光軸方向に移動自在に配置し、このスラ
イダ部材３４ｄ、３４６間に永久磁石で形成した固定子
３５ｃｌＲける。そして、レンズ本体３３には上記スラ
イダ部材３４ｄ、３４ｅの両方を挟装するように磁気コ
アに巻線を施した゛心磁石３６ｄ、３６ｅを配置したも
ので、第２及び第３のレンズ群３１．３２の双方を光軸
方向に移動自在に配置したものである。

第１３図は第１及び第３のレンズ群３０．３２を永久磁
石で形成したスライダ部材３４ｆ。

３４Ｑを介して光軸方向に移動自在に配置し、これらス
ライダ部材３４ｆ、３４Ｑと第２のレンズ群３１との間
に永久磁石で形成した固定子３５ｄ。

３５ｅをそれぞれ設ける。そして、レンズ本体３３には
上記スライダ部材３４ｆ、３４Ｑの両方を挟装するよう
に磁気コアに巻線を論じた電磁石３６ｆ、３０ｇを配置
したもので、第１及び第３のレンズ群３０．３２の双方
を光軸方向に移動自在に配置したものである。

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］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
置とそのレンズ駆仙機構の要部を示づ断面図、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図乃至第６図は
第１図の＃ＪＪ作を説明するために示した断面図、第７
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８図は第７図の動作状態を示１タイミングチャー
ト、第９図乃至第１３図はそれぞれこの発明の他の実施
例を示す断面図、第１４図乃至第１６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乃至３２・・・第１乃至第３のレンズ群、３３・・
・レンズ本体、３４・・・スライダ部材、３５゜３５ａ
、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ−・・固定子、３６
．３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ。３６ｅ、３６ｆ、３６Ｇ・・・電磁石、３７−１１１素
子、３８・・・カメラ回路、３９・・・ＢＰＦ、４０・
・・ＡＦ（Ａ号処理部、４１・・・制ｍ＋部、４２・・
・基準周波数発生部、４３・・・加篩器、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、４８ａ、４
８ｂ、４８ｃ・・・ばね部４′Ａ、４９・・・保持部材
。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図ヘー一旦第５図第６図ＡＢ第９図ＡＢ第１０図第１１図第１２図第１３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対設される電磁石及び永久磁
石を有したリニアモータと、前記電磁石及び永久磁石の
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対設される電磁石及び永久磁
石を有したリニアモータと、前記電磁石及び永久磁石の
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。