JPH01248145A

JPH01248145A - マイクロフィルムリーダの投影レンズ駆動方法

Info

Publication number: JPH01248145A
Application number: JP63074783A
Authority: JP
Inventors: Hiromasa Suzuki; 宏昌鈴木
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1988-03-30
Filing date: 1988-03-30
Publication date: 1989-10-03
Anticipated expiration: 2012-10-29
Also published as: JP2671003B2

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、マイクロフィルムリーダ等の光学装置の投影
レンズをモータによって移動させるようにしたレンズ駆
動装置に関するものである。

（発明の技術的背景）マイクロフィルリーダ等の光学装置で投影レンズをモー
タにより移動させるものがある。例えばラインセンサな
どのイメージセンサで読取った画像から画像のコントラ
ストを求め、このコントラストが最大となるレンズ位置
を検出し、この位置（合焦位置）にレンズをモータによ
り移動させるようにしたオートフォーカス装置が公知で
ある。

この場合レンズの駆動系には遊びがあるため、モータの
位置が目標位置に正確に一致しても、レンズ位置は必ず
しも目標位置に一致しない。このため位置の再現性が悪
くなり、レンズ位置の高精度な制御が出来ないという問
題が生じる。

ここに駆動系の遊びは、レンズの光軸方向の誤差と非光
軸方向（傾き方向）の誤差とに大別できる。前者の誤差
は直接オートフォーカス精度に影響することは明らかで
ある。また後者の誤差はオートフォーカス動作中に画像
の移動を発生させる。すなわちオートフォーカス動作は
、先ずオートフォーカスに適する画像がイメージセンサ
に投影されていることを確認してから、次にレンズを移
動させてコントラスト信号を得るものであるが、レンズ
に傾きがあるとレンズ移動中に画像が移動することにな
り、レンズの移動中には異なる画像に対してコントラス
ト信号を求めていることになったり、画像が無くなった
りする。このためレンズの傾き誤差はオートフォーカス
精度を著しく低下させたりオートフォーカス操作を不可
能にする。

一方、レンズの位置を、リニヤエンコーダなどの位置検
出器を用いて高精度に検出してモータにフィードバック
させなからモータを制御することも考えられるが、この
場合には高価な位置検出器が必要となり部品点数が増え
るという問題もある。

（発明の目的）本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、高
価な位置検出器を用いてレンズ位置を検出することなく
、レンズ位置を目標位置に高精度に一致させることがで
きる光学装置のレンズ駆動装置を提供することを目的と
する。

（発明の構成）本発明によればこの目的は、投影レンズを目標位置にモ
ータにより移動させるようにした光学装置の投影レンズ
駆動装置において、前記目標位置に停止する直前のレン
ズ移動方向が予め決めた一定方向になるようにしたこと
を特徴とする光学装置のレンズ駆動装置により達成され
る。

（実施例）第１図は本発明の一実施例を用いるマイクロフィルムリ
ーグの全体図、第２図はその各部出力波形図、第３図は
レンズ位置に対するコントラスト信号の変化とレンズの
移動過程とを示す図、第４図は動作を示す流れ図である
。

第１図において符号１０は光源であり、この光源１０の
光はコンデンサレンズ１２、防熱ガラス１４、コールド
ミラー１６、マイクロフィルム１８、投影レンズ２０、
ミラー２２，２４．２６を介して透過型スクリーン２８
に導かれ、このスクリーン２８にマイクロフィルム１８
の拡大画像を結像する。

投影レンズ２０を通った投影画像の一部はハーフミラ−
３０に、よって分岐され、レンズ３２を介してラインセ
ンサ３４に導かれる。このレンズ３２はスクリーン２８
に画像が合焦する時にラインセンサ３４上に画像を結像
させるように、その焦点距離が決められている。このラ
インセンサ３４の出力である画像信号ａは、その各画素
のばらつきに対する補正などの信号処理を経てバンドパ
スフィルタ３６に入力され、さらに整流回路３８．積分
回路４０、Ａ／Ｄ変換機４２および入力インターフェー
ス４４を介してＣＰＵ４６に入力される。投影レンズ２
０の種類はセンサ４８により検出され、その信号はＣＰ
Ｕ４６に入力される。５０はＲＯＭであり、ここにはＣ
ＰＵ４６のプログラムや、レンズ２０の種類毎のデータ
例えば焦点深度などのデータが予め記憶されている。５
２はＲＡＭ、５４は出力インターフェースである。

５８は投影レンズ２０を光軸上で移動させるモータ、６
０はラインセンサ３４を光軸に直交する方向に移動させ
るモータであり、これらはステッピングモータやサーボ
モータ等で構成される。

次にこの実施例の動作を第４図に基づいて説明する。

ＣＰＵ４６はレンズ２０の現在位置χをモータ５８から
検出しておき、この位置χから距１ｉｌａだけ下の位置
（χ−ａ）を目標位置としてモータ５８を駆動する（第
４図、ステップＺｏｏ）、この実施例ではレンズ２０を
上方に移動させて停止するようにしたものであるが、こ
のようにすれば、レンズ２０の重量によりレンズ２０が
レンズ駆動系の遊びにより下降してその位置が変化する
ことを防止できる。また距離ａは駆動系の遊びによるレ
ンズ２０の移動距離よりも十分に大きく設定される。こ
のレンズ２０の下降動作は第３図のＡの部分に対応する
。ＣＰＵ４６は次に目標位置をａだけ上方に設定し、レ
ンズ２０を上昇させる（ステップ１０２）。この動作は
第３図Ｂ部分に対応する。

このように目標位置を下にａだけ下げたのち、上にａだ
け戻すステップ１ＯＯ１１０２の動作を行なうことによ
り、レンズ２０を駆動系の遊びによる可動範囲の下限位
置に置くことができ、この位置をレンズ２０の動作開始
位置←としてメモリする。これによりこのオートフォー
カス動作に入る直前においてレンズ位置が駆動系の遊び
による可動範囲内のどこに有っても誤差が生じなくなる
。また前記したレンズの傾き誤差もこの一連の動作によ
り吸収できるので、オートフォーカス動作中の画像の移
動もなくなる。この結果例えば人手によって逆方向にレ
ンズを動かしてから止めてあった場合にも駆動系の遊び
による画像の移動を修正できる。

このようにステップ１００，１０２によってレンズ２０
位置を初期化した後、ＣＰＵ４６はラインセンサ３４を
移動して（ステップ１０４）、予め決めたフォーカスゾ
ーン内に位置させる（ステップ１０６）、フォーカスゾ
ーンは例えば画像の中央、他の位置というように順次移
動されて、オートフォーカス動作に適した画像の有るフ
ォーカスゾーンに入るまで移動される（ステップ１０８
）。画像の有無は、例えば画像の白黒反転回数が一定以
上であるか否かにより判断できる。　なおこのフォーカ
スゾーンの決定動作に入る前にラインセンサ３４の受光
量が適切か以下を判断し、光源１０の光量を変えたり、
ラインセンサ３４の駆動パルス周期を変えてその蓄積時
間を変えることにより受光量を調節するのは勿論である
。　適切な画像が有れば、ＣＰＵ４６はレンズ２０の目
標位置をｌ＋ａ）だけ下げる（ステップ１１０）。ここ
に文はコントラスト信号Ｃ５を得るのに必要なレンズ２
０の移動距離であり、第３図に示すように２ｆＬの範囲
内には必ずコントラスト信号Ｃ３が最大となるレンズ位
置χ０　（合焦位置）が入るように設定される。この距
離又は、レンズ２０の焦点距離や種類により異るから、
センサ４８で検出したレンズ２０の種類に応じて予めＲ
ＯＭ５０に記憶したデータから対応するデータを読出し
て決定される。このレンズ下降動作は第３図のＣ部分に
対応する。

ＣＰＵ４６は次にレンズ２０の目標位置を２（ｆＬ＋ａ
）に変更し、上昇させる（ステップ１１２）。この間ＣＰ
Ｕ４６はコントラスト信号Ｃ５を逐次求め続け、第３図
の上部に示すようにレンズ位置χに対するコントラスト
信号Ｃ５を示す曲線を求める。この動作範囲は第３図の
Ｄ部分に対応する。

ラインセンサ３４の画像信号ａはバンドパスフィルタ３
６を通って所定の空間周波数成分が抽出されて出力すと
なり（第２図参照）、この出力すはさらに整流回路３８
において全波整流されて波形Ｃとなる。この出力波形Ｃ
は積分され、この積分値がコントラスト信号Ｃ３となる
。

このコントラスト信号Ｃ５はＲＡＭ５２にメモリし、こ
の動作をレンズ２０を移動させつつ繰返す（ステップ１
１２）。

２（ｊｌ＋ａ）の全範囲について以上の動作が行なわれ
ると、ＣＰＵ４６はＲＡＭにメモリしたコントラスト信
号Ｃ８が最大となるレンズ位置χ０を求める（ステップ
１１４）。

ＣＰＵ４６はこの求めた合焦位置χＧにレンズ２０を一
致させれば良い訳であるが、この時ＣＰＵ４６はレンズ
２０が合焦位置χ０に停止する直前にはレンズ２０が上
昇方向に移動するように制御する。すなわちＣＰＵ４６
は、この時のレンズ位置から合焦位置χＯまでの距１！
ｌ１ｍを求め、（ｍ＋ａ）下降した位置を目標位置とす
る（ステップ１１６）。この時の動作は第３図のＥ部分
に対応する。モしてＣＰＵ４６は再び目標位置をａ上方
に設定し移動させる（ステップ１１８、第３図のＦ部分
）、この結果レンズ２０は下から上方へ移動しながら目
標位置χＯに到達できることになる。すなわち動作開始
時のレンズ位置χｌ、コントラスト信号Ｃ５を求める間
でのレンズ位置は共に、レンズ２０が駆動系の遊びによ
る下限位置にある状態で求めた位置であり、このため求
めた目標位置χ０もレンズ２０がこの遊びの下限位置に
有る時のものである。従ってレンズ２０を上昇させなが
ら換言すればレンズ２０を遊びの下限位置に保ちつつ目
標位置χ０に到達させれば、高精度な位置制御ができる
ことになる。この動作は前記したレンズ駆動系の２種類
の誤差のうち、主として光軸方向の誤差を吸収すること
になる。

この動作が終ると、ＣＰＵ４６はラインセンサ３４を基
準位置に復帰させ全ての動作が終了する（ステップ１２
０）。

このように制御全体のシーケンスとしてはａだけレンズ
が余分に動くことになり、その分だけ動作に要する時間
が増加するが、動作全体の時間に比べればこの時間増加
はほんの僅かであり、機械加工精度を上げて駆動系の遊
びを減らすなど他の方法を採用する場合に比べ、大幅な
コストの低減が期待できる。なおステップ１００．１０
２の動作はセンサを移動し始めるのと同時に進行しても
よく、ステップ１２０はステップ１１４．１１６．１１
８と並列に実行すれば動作に要する時間は一層短縮可能
である。

以上の実施例は目標位置を合焦位置χ０にするオートフ
ォカス装置に適用したものであるが、本発明は目標位置
を手動などの他の手段により設定するものにも適用でき
るのは勿論であり、このようなものを包含する。

またこの実施例では目標位置である合焦位置χ０を、ラ
インセンサ３４の一走査によるコントラスト最大の位置
として求めているが、合焦位置χ０は他の方法で求めて
もよいのは勿論であり、例えば−走査区間を複数に分け
、各区間毎のコントラスト信号を別々に求め、夫々のコ
ントラスト信号が最大となるレンズ位置に基き、例えば
これらの平均値として合焦位置χ０を決定してもよい。

この実施例ではレンズは下から上に移動させて止めるが
、本発明は逆にレンズを上から下に移動させて停止する
ようにしてもよいのは勿論である。但し一般的にはレン
ズの自重に逆らう方向を基準にするほうが精度が向上す
ることが多く、また電源のオン／オフでレンズが動くこ
ともなくなり、都合が良い。

光軸方向は本実施例では鉛直方向であったが、本発明は
光軸を水平方向やその他の方向にしてもよく、この場合
にはばね等でレンズを一方に押し付けるようにして駆動
系の遊びを吸収するようにし、本発明を適用しても同様
の効果が得られるのは勿論である。

さらに本発明はマイクロフルムリーダだけでなく、複写
装置、カメラ等の種々の光学装置に適用できるものであ
り、これらを包含する。

（発明の効果）本発明は以上のように、レンズを目標位置に停止する直
前では必ず予め決めた一定方向に移動させるようにした
ものであるから、レンズ駆動系の遊び（ガタ）による影
響を受けることなく、レンズを目標位置に制御すること
ができ、またレンズ位置を検出する位置検出器を用いる
ことなくモータ回転位置のみの検出により制御できるの
で構成が簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を用いるマイクロフィルムリ
ーダの全体図、第２図はその各部出力波形図、第３図は
レンズ位置に対するコントラスト信号の変化とレンズの
移動過程とを示す図、第４図は動作を示す流れ図である
。２０・・・投影レンズ、３４・・・ラインセンサ、４６・・・ＣＰＵ、χ０・・
・目標位置としての合焦位置。特許出願人　富士写真フィルム株式会社代　理　人　弁
理士　山　１）文　雄（他１名）第１図第２図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）投影レンズを目標位置にモータにより移動させる
ようにした光学装置の投影レンズ駆動装置において、前記目標位置に停止する直前のレンズ移動方向が予め決
めた一定方向になるようにしたことを特徴とする光学装
置のレンズ駆動装置。
（２）投影レンズは上下方向に移動され、レンズが停止
する直前のレンズ移動方向を上向きに設定したことを特
徴とする請求項（１）に記載の光学装置のレンズ駆動装
置。