JPH062319U - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】フォーカシングレンズの基準位置設定機能を有
する撮像装置において、基準位置検出のためのセンサ等
を不要とし、スペ−ス的に不利とならず、省電力上でも
有利となる撮像装置を提供する。 【構成】本撮像装置は、ズーム光学系を構成する変倍レ
ンズ３，フォーカシングレンズ６等と、ＣＣＤ８と、上
記光学系の前面に配設されるレンズバリア９と、合焦の
度合いを示すコントラスト情報を取り込み、上記フォー
カシングレンズ６を合焦位置まで駆動を制御するマイコ
ン１０とで主に構成されている。フォーカシングレンズ
９のズームトラッキング動作の為に必要な基準位置の設
定を行う場合、上記バリア９上に設けられたパターンを
基準位置の被写体として合焦処理を行う。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、撮像装置、詳しくは、フォーカシングレンズを移動させて合焦調節 を行う撮像装置において、フォーカシングレンズの基準位置を設定する装置に関 するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の合焦方式として、本来フォーカシング動作自体には必ずしもフォーカシ ングレンズの絶対位置情報を必要としない合焦方式、例えば、イメ−ジャを用い た合焦方式であるイメ−ジャＡＦ等がある。ところが、そのような合焦方式を採 用する撮像装置であっても、撮像機能上からフォーカシングレンズの撮像面から の絶対位置を装置自体が認識する必要があるものもある。

【０００３】 例えば、ズーミング用の変倍レンズ群とフォーカシングレンズ群を用いる多群 レンズ構成のリアフォーカスタイプのズームレンズを用いた近年の高倍率のズー ム式ビデオカメラの場合について説明すると、まず、該カメラにおいてズーミン グを行うには、変倍レンズを駆動すると同時に、合焦状態を維持する必要がある ためにフォーカシングレンズも上記変倍レンズの各ズーミング位置に対応する合 焦位置に駆動する、所謂、ズームトラッキング制御動作をさせる必要がある。そ の合焦位置へのフォーカシングレンズの駆動は、ズーミングの高速化のため、ズ ーミング毎に合焦処理を行うのではなく、所定の基準位置からの各ズーム位置に 対応する合焦位置への移動量情報に基づいて駆動される。即ち、該移動量情報を 予めシステムコントローラのメモリに書き込んでおき、ズームトラッキング動作 時に該移動量情報を読み出す。そして、レンズ駆動用ステッピングモータを該移 動量だけ駆動し、上記フォーカシングレンズの移動が行われる。従って、上記基 準位置を常に装置自体が認識する必要があることになる。

【０００４】 また、別の目的として、ズーム倍率と被写体距離の情報とを合わせて露光条件 を決定する撮像装置の場合、該被写体距離を求めるにはフォーカシングレンズの 合焦時の絶対位置データが必要であり、該絶対位置は上記フォーカシングレンズ の基準位置からの移動量として与えられることから、上記基準位置が必要になっ てくる。 ところが、実際の撮像装置においては、外部からの振動やモータの脱調現象等 により制御部で認識している位置と実際のフォーカシングレンズ位置とがずれて くることがある。そこで、常に、正しいフォーカシングレンズの位置を認識して いるためには、例えば、電源スイッチの操作毎にフォーカシングレンズを基準位 置にリセット駆動させる必要があった。

【０００５】 従来の撮像装置では、フォーカシングレンズ位置検出用のフォトセンサ等をレ ンズ駆動周辺部に配設し、フォーカシングレンズ保持枠の駆動位置を直接検出し て上記リセット動作が行えるような機構を採用していた。 図８は、フォトセンサを用いた上記従来例のフォーカシングレンズ保持枠の駆 動位置検出機構部の斜視図である。この機構部においては、フォトセンサとして フォトインタラプタ５３を用いる。そして、フォーカシングレンズ５１を保持し ているレンズ保持枠５２は、そのホルダ部５２ａを介してガイド軸５４により進 退自在に支持されている。該レンズ保持枠５２には一体的に遮蔽突起５２ｂが設 けられており、レンズ保持枠５２の移動に伴い該遮蔽突起５２ｂが上記フォトイ ンタラプタ５３の検出部に進入する。フォーカシングレンズ５１が所定の基準位 置に位置したとき、フォトインタラプタ５３から基準位置検出信号が出力される ように構成されている。

【０００６】 また、図９は、フォトセンサを用いた別の従来例のフォーカシングレンズ保持 枠の基準位置検出機構部の斜視図である。この機構部においても、フォトセンサ としてフォトインタラプタ６３を用いる。そして、フォーカシングレンズ６１を 保持するレンズ保持枠６２がガイド軸６４によりホルダ部６２ａを介して進退自 在に支持されている。該レンズ保持枠６２の移動により、該レンズ保持枠６２の ホルダ部６２ａに固着された遮蔽板６５が上記フォトインタラプタ６３の検出部 に進入する。そして、フォーカシングレンズ６１が所定の基準位置に位置したと き、フォトインタラプタ６３から基準位置検出信号が出力されるように構成され ている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上述のようにフォーカシングレンズ保持枠５２，６２のリセット位 置検出用のフォトインタラプタ５３，６３等を用いる従来の機構においては、該 フォトインタラプタを配設するスペ−スを必要としたことから、装置の小型化の 支障となっていた。また、フォーカシングレンズ保持枠に遮蔽用の羽根部材を設 ける必要があり、可動部材が大型化するので好ましくなかった。また、該フォト センサにより消費電力も増大し、更には、コスト上も不利となるなどの不具合も あった。

【０００８】 本考案は、上述の不具合を解決するためになされたものであり、フォーカシン グレンズの基準位置設定手段を有するものであって、基準位置設定用のフォトセ ンサやレンズ枠に設けられる遮蔽部材を配設することなく、従って、スペ−ス的 に不利とならず、省電力上、更に、コスト上でも有利となる撮像装置を提供する ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案の撮像装置は、撮像光学系のフォーカシングレンズを移動させて合焦調 節を行う合焦手段と、上記撮像光学系の前端部に設けられた所定の被写体と、上 記所定の被写体に合焦させるべく上記フォーカシングレンズを基準位置に移動さ せる基準位置設定手段とを具備したことを特徴とする。

【００１０】

【作用】

フォーカシングレンズを合焦動作に関する基準位置に移動せしめる際に、撮像 光学系の前端部に設けられた所定の被写体に対してフォーカシングレンズを合焦 駆動し、その合焦位置を基準位置として設定する。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図に基づいて説明する。 図１は、本考案の一実施例を示す撮像装置のブロック構成図である。本撮像装 置は、図１に示すように、撮像素子により撮像を行う撮像装置であって、撮像光 学系として４群構成のズームレンズを適用する。そして、ズームトラッキング情 報等の各種撮像処理に必要な情報を記憶するメモリであるＥＥＰＲＯＭ、また、 後述する基準位置情報等を記憶するメモリや撮像光学系の合焦手段およびフォー カシングレンズの基準位置設定手段等を内蔵するマイクロコンピュータ（以下、 マイコンと記載する）１０により撮像装置の各制御要素のコントロールを行う。 そして、本装置の電源スイッチであるメインスイッチ２０は、マイコン１０に制 御動作の起動停止を指示すると同時に、各レンズ群の位置の記憶や再駆動、また 、基準位置設定や記憶等の指示をマイコン１０に与えるものとする。

【００１２】 本撮像装置において、被写体光は、外装体１に内蔵されるズーム式撮像光学系 である固定系の第１群レンズ２，レンズ保持枠３ａに支持される変倍レンズの第 ２群レンズ３，絞り４，固定系の第３群レンズ５，レンズ保持枠６ａに支持され るフォーカシングレンズの第４群レンズ６を透過し、更に、光学フィルタ７を介 して撮像素子のＣＣＤ８の結像面上で結像する。そして、その被写体像の撮像信 号は、撮像信号増幅器１１を介してビデオ回路１２に入力され、ビデオ信号とし てモニタ、または、記録系に出力される。一方、該増幅器１１からの撮像信号は 、マイコン１０にも入力される。そして、この撮像信号の高周波数成分を抽出し て、所謂、イメージャＡＦにおける合焦の度合いを示すコントラスト情報が求め られる。

【００１３】 上記撮像装置のズーミング動作は、ズーミング指示に基づき、マイコン１０が 駆動回路１３を介してズームモータ１４を回動させ、レンズ保持枠３ａを介して 第２群レンズ３を進退駆動して行われる。その移動位置はズーム位置としてズー ムエンコ−ダ１９を介してマイコン１０に取り込まれる。そのとき、フォーカシ ングレンズの第４群レンズ６もズームトラッキング動作を行うために、上記ズー ム位置に対応した合焦位置とされる位置に駆動される。但し、該フォーカシング レンズの駆動量は、後述する基準位置設定手段により別途に設定されている基準 位置からの変位量として、マイコン１０中のＥＥＰＲＯＭに記憶されている移動 量情報に基づいて駆動される。この第４群レンズ６の駆動は、駆動回路１５を介 してフォーカシングモータ１６を駆動し、レンズ保持枠６ａを進退させて行う。

【００１４】 一方、フォーカシング動作は、第４群レンズ６を合焦手段である駆動回路１５ ，フォーカシングモータ１６を介して進退させ、そのとき得られる前記コントラ スト情報により合焦位置を検出し、該第４群レンズ６をその合焦位置に駆動して 行われる。

【００１５】 上記撮像光学系の第１群〜第４群レンズ２〜６の前端部には、該光学系を遮蔽 可能とする基準位置設定手段であるレンズバリア９が設けられている。そして、 本実施例の装置におけるフォーカシングレンズの基準位置設定は、後述するよう に該レンズバリア９が閉鎖状態にあるとき、レンズバリア９に設けられたスリッ ト９ａ，９ｂ（図３参照）を被写体とし、フォーカシングレンズが該スリット９ ａ，９ｂに合焦する位置を検出することによって行われる。なお、レンズバリア ９は、マイコン１０により駆動回路１６を介してバリア駆動モータ１７により開 閉駆動される。

【００１６】 図２は、上記レンズバリア機構部の斜視図である。本図に示すように、該レン ズバリア９は、外装体１にネジ止めされるフレ−ム２１に軸支されている。上記 フレ−ム２１にはバリア駆動モータ１７が固着されており、ギヤ−２２，２３を 介してレンズバリア９は、外装体１に設けられた該光学系のための開口部１ａを 閉鎖する位置と開放する位置とに開閉駆動される。更に、上記レンズバリア９に は、基準位置設定用の被写体パターンとなる縦方向の複数のスリット９ａ，９ｂ 等が設けられており、また、そのスリット９ａ，９ｂ等を照明するためのＬＥＤ １８が配設されている。なお、上記スリット９ａ，９ｂ等は、撮像光学系のレン ズ開口エリア２ａの範囲内に配されている。

【００１７】 上記スリット９ａ，９ｂ部の詳細を図３，４により説明する。 図３は、該レンズバリア９の光学系側から見た背面図であり、その図３のＢ− Ｂ断面である図４に示すように、ＬＥＤ１８はスリット９ａ，９ｂのある方向に 光を照射するように取り付けられ、押え部材９ｆで固着されている。上記ＬＥＤ １８からの光は、バリア９の内部に２色成形により形成された白色半透明の拡散 透過部材９ｅを透過してスリット９ａ，９ｂの傾斜した反射面９ａ′，９ｂ′等 で反射し、基準位置設定用の被写体光として前記第１群レンズ２以下の光学系に 導入される。

【００１８】 なお、外部が明るいときには、節電のためにＬＥＤ１８を消灯し、対向するス リット９ｃ，９ｄを介して外光を取り込み、同様に、基準位置設定用の被写体光 として前記第１群レンズ２以下の光学系に導入される。この外部の明るさの検出 、および、消灯の判断は、別途に設けられる測光装置の測光情報により行われる 。また、上述のようにＬＥＤ１８を使用することにより暗黒の環境にあっても基 準位置の設定はできることになるが、このように暗黒の環境で使用する場合、上 記スリット９ｃ，９ｄが発光することにより撮影の待機状態をバリア９の外から も確認できることになる。

【００１９】 また、上記スリット９ａ，９ｂのスリット方向は、ＣＣＤ８の走査方向が水平 方向であるために上述のように縦方向とする必要がある。そして、スリット９ａ ，９ｂの幅ｂとピッチｐは、前記光学系およびＣＣＤ８の限界解像度を上回らな い範囲で設定する必要がある。また、バリア９の光透過部を白色半透明の拡散透 過部材９ｅで埋めるように形成したのは、該スリット部が隙間のある状態とする と、基準位置検出設定時に外部の景色が透過され、それを被写体として扱う危険 性があるからである。

【００２０】 次に、以上のように構成された本実施例の撮像装置における、フォーカシング レンズの基準位置の設定動作、即ち、リセット動作について説明する。 該基準位置を設定する場合、レンズバリア９を閉鎖状態とし、まず、変倍レン ズの第２群レンズ３をワイド端位置まで駆動した状態にする。但し、このワイド 端位置への移動は、所定のワイド端近傍の位置でもよい。そして、上記レンズバ リア９のスリット９ａ，９ｂ部をこの基準位置検出時の被写体とし、その被写体 光は上記光学系を透過し、ＣＣＤ８上に結像する。そこで、フォーカシングレン ズである第４群レンズ６を駆動させながら、該被写体の撮像信号をマイコン１０ に取り込み、撮像信号から得られるコントラスト情報の値のピークを示す位置を 合焦位置とする。その合焦位置を基準位置としてマイコン１０のメモリに格納し 、基準位置の設定を終了する。

【００２１】 なお、本実施例においては、基準位置の設定をズーミングのワイド端位置で実 施するようにしているが、これは、上述のように光学系の直前に配されるレンズ バリア９の被写体に合焦可能とするためには、ズーミングをワイド端近傍の状態 とする必要があるからである。即ち、ワイド，テレ全域でレンズ直前まで合焦可 能な光学系とすると、フォーカシングレンズの可動範囲が大きくなってしまい実 用的な光学系ではなくなるからである。

【００２２】 上記リセット動作を行う時期としては、前記メインスイッチ２０をオンしたと きに行うか、オフしたときに行うか選択する必要がある。この選択は当該する製 品の優先する機能が何であるかによって決めるのが妥当である。但し、メインス イッチ２０のオン時に上記第４群レンズ６のリセットを行った場合、前回のメイ ンスイッチオフ時のズーム状態によってはリセットに時間を要するという問題が ある。即ち、前回のメインスイッチ２０のオフ時に、変倍レンズである第２群レ ンズ３がテレ位置にあった場合、次のメインスイッチ２０のオンでリセット動作 を行うときに、準備動作として変倍レンズをワイド端に移動しなければならなず 、そのための移動時間が待ち時間となってしまう。

【００２３】 そこで本実施例のものでは、メインスイッチ２０をオフしたとき、変倍レンズ である第２群レンズ３をワイド端に移動しておくようにする。このようにしてリ セットを行えば、メインスイッチ２０をオンしたときに、変倍レンズの移動を行 うことなく、直ちに、第４群レンズ６のリセットを実行することができる。この 場合、第４群レンズ６の基準位置の合焦動作中バリア９が閉じたままになってい るが、この時間は、合焦処理中のみであるからそれほど長くない。また、上記メ インスイッチ２０のオフ時、第２群レンズ３をワイド端に移動する前に、ズーム 位置を記憶しておき、メインスイッチ２０のオン時直後のリセット動作後に、再 び上記記憶位置まで第２群レンズ３を駆動するようにして使い勝手をよくしてい る。。

【００２４】 次に、上記フォーカシングレンズのリセット処理動作を図６のフローチャート を用いて説明する。 まず、ステップＳ１において、メインスイッチ２０がオフ状態になると、バリ ア９を閉状態にする（ステップＳ２）。そして、現在のズーム位置を検出し、マ イコン１０のメモリに記憶して（ステップＳ３）、ズーム駆動を行ってワイド端 まで移動させた状態にして（ステップＳ４）、電源オフ状態とする。

【００２５】 次に、メインスイッチ２０がオン状態になると（ステップＳ５）、全撮像系の 機能を動作状態にする（ステップＳ６）。そして、レンズバリア９の閉状態のま までパターン用ＬＥＤ１８を点灯させ（ステップＳ７）、リセット動作を実行す るため、第４群レンズ６をリセット駆動する（ステップＳ８）。そして、上記レ ンズバリア９のスリット９ａ，９ｂ等のパターンを被写体としたときの前記コン トラスト情報に基づいて合焦判断を行う（ステップＳ９）。なお、このとき第２ 群レンズ３は、メインスイッチ２０オフの時点にワイド端に位置させたままの状 態とする。

【００２６】 フォーカシングレンズである第２群レンズ３の合焦位置が検出されたならば、 その位置情報を基準位置情報としてマイコン１０のメモリに記憶し（ステップＳ １０）、パターン用ＬＥＤ１８を消灯する（ステップＳ１１）。そして、前記メ インスイッチ２０のオフ前のズーム位置に第２群レンズ３を駆動し、同時に、第 ４群レンズ６を上記基準位置を基準とし該ズーム位置に対応したズームトラッキ ング位置に駆動する（ステップＳ１２）。そこで、レンズバリア９を開状態にし て撮像可能状態とし（ステップＳ１３）、本ルーチンを終了する。

【００２７】 次に、本実施例の撮像装置のフォーカシングレンズのリセット処理の変形例と して、メインスイッチ２０のオフ時に上記リセット処理を行うものについて説明 する。なお、この変形例の装置の構成は前記の実施例のものと同一とする。

【００２８】 本変形例のフォーカシングレンズのリセット処理動作は、図７のフローチャー トに示すが、ステップＳ２１からステップＳ２４までのズームをワイド端まで駆 動する動作は、前記図６のステップＳ１からステップＳ４までの処理と同一であ る。続いて、ステップＳ２５以降ステップＳ３０間の処理動作として、レンズバ リア９の閉状態のままでパターン用ＬＥＤ１８を点灯させ、フォーカシングレン ズのリセット動作を実行する。そして、基準位置情報をマイコン１０のメモリに 記憶した後、メインスイッチ２０のオフ前のズーム位置にズーム駆動する。これ ら一連の動作は、前記図６のステップＳ７からステップＳ１２までの処理と同一 である。その後、ステップＳ３１において、撮像系の機能をオフ状態とし本ルー チンを終了する。

【００２９】 本変形例のものによると、常に、メインスイッチ２０のオフ時にリセット処理 を行ってしまうので、メインスイッチ２０のオン時に改めてフォーカシングレン ズのリセット動作が不要となり、待ち時間を要することなく、直ちに撮影動作に 入ることができる。なお、更に別の変形例としてメインスイッチオン，オフいず れのときにも上記リセット処理を実行させ、より確実なフォーカシングレンズの リセット動作を行わせてもよい。

【００３０】 なお、前記実施例の撮像装置のレンズバリア９のスリット９ａ，９ｂの代わり にデザインされたパターンを用いることもできる。例えば、図５のようなロゴマ ーク等でもよい。 また、前記実施例のＬＥＤ１８の代用光として、撮影中であることを表示する タリーランプの光を用いるようにして、構成部品点数の削減を図ってもよい。更 には、レンズバリアを複数枚構成のバリアとし、リセット処理時に、上記複数の バリアを半開きの状態に保持するようにして、該半開きの状態のバリアをリセッ ト処理時の被写体として用いるような変形例を提案することも可能である。 また、レンズバリアとして、液晶板を用いる撮像装置にあっては、上記リセッ ト処理時に該液晶に縦のラインを表示させ、それをフォーカシングレンズのリセ ット用の被写体として用いることも可能である。 また、本考案のフォーカシングレンズの基準位置設定手段、即ち、リセット装 置を適用した撮像装置は、銀塩フィルムを使用する合焦機能付きの撮像装置、あ るいは、ズームカム，フォーカシングカムで駆動される撮像光学系を有する撮像 装置等にも適用することが可能である。

【００３１】

【考案の効果】

上述のように本考案の撮像装置は、撮像光学系の前端部に設けられた所定の被 写体に合焦させて、フォーカシングレンズの基準位置設定を行うようにしたので 、従来の撮像装置において必要とされた基準位置設定用のフォトセンサやレンズ 枠に設けられる遮蔽部材を不要とし、スペ−ス的に不利とならず、省電力上、更 に、コスト上でも有利となるなど数多くの顕著な効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す撮像装置のブロック構
成図。

【図２】上記図１の撮像装置に組み込まれるレンズバリ
ア機構部の斜視図。

【図３】上記図２のレンズバリアの撮像光学系側から見
た背面図。

【図４】上記図３のＢ−Ｂ断面図。

【図５】上記図２のレンズバリアのパターンの変形例を
示すロゴマークのパターン。

【図６】上記図１の撮像装置のフォーカシングレンズリ
セット処理のフローチャート。

【図７】上記図６の撮像装置のフォーカシングレンズリ
セット処理の変形例を示すリセット処理のフローチャー
ト。

【図８】従来例の撮像装置におけるフォーカシングレン
ズの基準位置検出機構部の斜視図。

【図９】別の従来例の撮像装置におけるフォーカシング
レンズの基準位置検出機構部の斜視図。

【符号の説明】

２ …………………第１群レンズ（撮像光学系） ３ …………………第２群レンズ（撮像光学系） ４ …………………絞り（撮像光学系） ５ …………………第３群レンズ（撮像光学系） ６ …………………第４群レンズ（フォーカシングレン
ズ，撮像光学系） ８ …………………ＣＣＤ（合焦手段） ９ａ，９ｂ ………バリアのスリット（被写体） １０…………………マイコン（基準位置設定手段，合焦
手段） １５…………………駆動回路（合焦手段） １６…………………フォーカシングモータ（合焦手段） ２９ａ，２９ｂ………………ロゴマーク（被写体）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】撮像光学系のフォーカシングレンズを移動
   させて合焦調節を行う合焦手段と、 上記撮像光学系の前端部に設けられた所定の被写体と、 上記所定の被写体に合焦させるべく上記フォーカシング
   レンズを基準位置に移動させる基準位置設定手段と、 を具備したことを特徴とする撮像装置。