JPH0812314B2

JPH0812314B2 - 焦点調節装置

Info

Publication number: JPH0812314B2
Application number: JP61063384A
Authority: JP
Inventors: 充弘浦野; 貫市丸山; 修渡辺
Original assignee: チノン株式会社
Priority date: 1986-03-20
Filing date: 1986-03-20
Publication date: 1996-02-07
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: JPS62220938A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、精度の高いパワーフォーカスを行なえるス
チールカメラレンズ系あるいはズームレンズ系を用いる
焦点調節装置に関する。

（従来の技術）従来、焦点調節装置とては、たとえば特開昭54−1619
29号公報に記載の構成が知られている。この特開昭54−
161929号公報には、カメラのレンズをリニアモータを用
いてレンズの軸方向に沿って移動させる機構である。

ところが、この特開昭54−161929号公報に記載の構成
の場合、単にレンズを移動させるものであるとともに、
リニアモータの移動距離がレンズの移動距離と等しいた
め、精度の高いレンズ移動は難しい。

また、パワーフォーカスおよびオートフォーカスを行
なうことができる機構として、たとえば特開昭59−6481
6号公報に記載の構成が知られている。この特開昭59−6
4816号公報に記載の構成は、被写体の焦点合わせをする
機構としては、前部レンズを電気的に駆動するパワーフ
ォーカス機構がある。このパワーフォーカス機構は、モ
ータにより距離環を回動し、この距離環をレンズ鏡銅の
固定部に対してヘリコイドねじにより繰り出すものであ
る。

ここで、シネカメラのズームレンズやスチールカメラ
の撮影レンズにおいて、固定筒の指標に対して距離環上
の所望の距離目盛りを合わせて撮影距離を設定するが距
離環の回動量は、一般に至近から無限大までヘリコイド
ねじで50mmから60mm程度に拡大されている。

そして、可動レンズの繰り出し量と撮影距離表示値と
は拡大されて極めて正確な対応関係にあるので、距離環
上に表示されている距離目盛を指標に一致させるように
パワーフォーカスすることにより、撮影者は自分が意図
する設定距離を容易に設定することができるとともに、
この設定距離を確認できる。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上述の前部レンズ以外の光学レンズ、
たとえばズームレンズ系の中のマスターレンズ、あるい
は、スチールカメラレンズ系の後部レンズを移動するタ
イプのパワーフォーカスは実現されていない。すなわ
ち、ズームレンズの結像系のマスターレンズの移動量
は、レンズの口径あるいはズームの倍率によって異なる
が３〜5mm程度であり、さらに、コンパクトカメラの後
部レンズに至っては1.5〜2mm程度であり、その精度が高
く要求されヘリコイドねじによるによる設定距離値の確
認が困難なためである。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、移動寸
法を正確に計尺しながら可動レンズの位置制御をするこ
とにより、正確にレンズを駆動するパワーフォーカス機
能を有する焦点調節装置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）本発明は、固定円筒内に進退自在に設けられた可動レ
ンズ筒を駆動部で駆動する焦点調節装置であって、前記
固定円筒および前記可動レンズ筒のいずれか一方に軸方
向に沿って配設された１対の円環状の一方の第１および
第２の電極円筒、および、前記固定円筒および前記可動
レンズ筒のいずれか他方に前記電居円筒に対向して間隙
を介して同軸上に設けられた円環状の他方の電極円筒か
らなり、一方の第１の電極円筒および他方の電極円筒間
に形成される第１のコンデンサおよび一方の第２の電極
円筒および他方の電極円筒間に形成される第２のコンデ
ンサを有する静電容量センサを備えた位置センサ部と、
この位置センサ部に接続された第１のコンデンサおよび
第２のコンデンサの静電容量を比較して前記可動レンズ
筒の位置を判別し、電気的に可動レンズ筒の位置を示す
位置判別部と、前記可動レンズ筒の進退すべき位置を電
気的に出力する位置設定部と、この位置設定部および前
記位置判別部に接続され、前記位置設定部および位置判
別部の出力の比較する比較演算器を有し、かつ、前記駆
動部に可動レンズ筒が進退すべき位置を指示する位置指
示部とを具備したものである。

（作用）本発明は、固定円筒内の可動レンズ筒の位置により、
位置センサ部の第１のコンデンサおよび第２のコンデン
サの静電容量が変化し、位置判別部で静電容量センサの
静電容量を検知し、可動レンズ筒の位置に対応した出力
を位置指示部の比較演算器に出力する。また、第１およ
び第２のコンデンサの一方が静電容量が増加すると第１
および第２のコンデンサの他方の静電容量が低下するた
め、第１のコンデンサおよび第２のコンデンサの静電容
量が相対的に大きく変化するので、第１のコンデンサお
よび第２のコンデンサの静電容量に基づき正確に位置検
出できる。さらに、これら第１および第２のコンデンサ
は固定円筒および可動レンズ筒に対応した円環状に形成
されているので、装置が大型化することもない。また、
位置設定部では、可動レンズ筒の位置に対応する出力を
設定し、可動レンズ筒の所望の位置に対応する出力を位
置指示部の比較演算器に出力し、位置指示部で、位置判
別部からの出力と位置設定部からの出力を比較し、可動
レンズ筒の現在の位置と所望の位置とを比較演算器で比
較し、可動レンズ筒を移動すべき量および方向を判断
し、駆動部に信号を出力し、駆動部ではこの信号によ
り、モータを駆動して可動レンズ筒を所望の位置に移動
させることにより、所望の撮影距離に対応した可動レン
ズ筒の位置を精度高く正確に設定することができるた
め、移動量の小さいレンズも移動できるので、レンズ鏡
胴の小型化および移動時間が短縮する。

（実施例）以下、本発明の焦点調節装置の一実施例を図面を参照
して説明する。

第１図において、１はカメラの撮影レンズの固定円筒
で、この固定円筒１は中間部に支持孔２を有する仕切壁
３が設けられているとともに、後部に支持孔２と内径が
等しい支持円筒４が取り付けられている。

また、支持壁３の支持孔および支持円等４内には、図
示しないレンズ系を内部に有する可動レンズ筒５が進退
自在に嵌合支持されている。

そして、仕切壁３と支持円筒４間の固定円筒１の内壁
に永久磁石６が取り付けられているとともに、この永久
磁石６に対向して可動レンズ筒５の外周に電磁コイル７
が巻装されており、これら永久磁石６および電磁コイル
７でリニアモータを構成している。

また、仕切壁３の前方の固定円筒１の内壁に合成樹脂
からなる絶縁円筒９が装着され、この絶縁円筒９の内面
には同径の金属円筒からなる前方の第１の外電極円筒10
および後方の第２の外電極円筒11が並列に装着されてい
る。さらに、可動レンズ筒５の外周部に金属円筒からな
る内電極円筒12が可動レンズ筒５と同心状に設けられ、
第１の外電極円筒10および第２の外電極円筒11と極微の
間隙をもって対向している。

そして、第１の外電極円筒10と、内電極円筒12により
第１の可変コンデンサ13を、第２の外電極円筒11と内電
極円筒12により第２の可変コンデンサ14を構成し、第１
の可変コンデンサ13と第２の可変コンデンサ14の一対の
可変コンデンサで静電容量センサ15を構成している。

そうして、リニアモータ８の電極コイル７に電流を流
すと、フレミングの左手の法則により可動レンズが固定
円筒１の長手方向に直線的に進退し、電流の方向を反対
にすると移動方向も反対となる。

すなわち、近距離に焦点を調節する場合には可動レン
ズ筒５は前方に移動し、無限遠に焦点を調節する場合に
は可動レンズ筒５を後方に移動する。そして、近距離に
焦点を合わせる場合に可動レンズ筒５を前方に移動する
と、第１の可変コンデンサ13の対向面積が大きくなって
静電容量が増加し、第２の可変コンデンサ14は、逆に対
向面積が小さくなって静電容量が減少する。反対に、無
限遠に焦点を合わせる場合に可動レンズ筒５を後方に移
動すると、第１の可変コンデンサ13の対向面積が小さく
なって静電容量が減少し、第２の可変コンデンサ14は逆
に対向面積が大きくなって静電容量が増加する。

次に、第２図を用いて回路を説明する。

第２図において、21は位置判別部で、この位置判別部
21は、パルス電圧発生器23の一端にダイオード24、抵抗
25、一端が接地され帰還用コンデンサ26を有するオペア
ンプ27からなる積分器28、抵抗29が直列に接続された第
１の変換回路31と、パルス電圧発生器23の他端に同様に
ダイオード31、抵抗32、一端が接地され帰還用コンデン
サ33を有するオペアンプ34からなる積分器35、抵抗36が
直列に接続された第２の変換回路37と並列に接続され、
第１の変換回路30はオペアンプからなる比較演算器38の
マイナス側に、第２の変換回路37はプラス側にそれぞれ
接続され、この比較演算器38の出力端と、マイナス側に
抵抗39が接続され負帰還回路を構成している。

また、41は位置センサ部で、この位置センサ部41は、
一端を接地した第１の可変コンダンサ13および第２の可
変コンデンサ14が並列に接続された静電容量センサ15か
らなり、第１の可変コンデンサ13の他端は位置判別部21
の第１の変換回路30のダイオード24と抵抗25の間に接続
され、第２の可変コンデンサ14の他端は、同様に第２の
変換回路37のダイオード31と抵抗32との間に接続されて
いる。

45は位置設定部で、この位置設定部45は、図示しない
ダイヤルに連動し一端が接地された可変抵抗46およびオ
ートフォーカス検出回路47を有し、これらがオート・マ
ニュアル切替スイッチ48に接続されている。

また、50は位置指示部で、この位置指示部50は、位置
判別部21の比較演算器38の出力端に接続された抵抗51と
オペアンプよりなる比較演算器52に、一端を出力側、他
端をマイナス側に接続して負帰還回路を構成する抵抗53
を有してなり、この比較演算器52のマイナス側には抵抗
51が、プラス側には位置設定部45のオート・マニュアル
切替スイッチ48がそれぞれ接続され、さらに、出力側に
は駆動部61が接続されている。また、この駆動部61は駆
動回路62に直列にリニアモータ８の電磁コイル７に接続
されている。

さらに、表示装置65を有する表示部66が、位置判別部
21の比較演算器38の出力端に接続されている。

次に、本実施例の動作について説明する。

まず、位置センサ部41では、第１の可変コンデンサ13
と、第２の可変コンデンサ14の面積の等しい基準位置に
可動レンズ筒５があるときは、直径、距離および面積が
等しいため、第１の可変コンデンサ13と、第２の可変コ
ンデンサ14との静電容量が等しく電圧も等しくなる。ま
た、可動レンズ筒５が基準位置より前方、すなわち近距
離の焦点が合っているとき、可動レンズ筒５に設けられ
た内電極円筒12も同様に前方に移動するので、第１の可
変コンデンサ13の面積が第２の可変コンデンサ14の面積
より広くなるため、静電容量も第２の可変コンデンサ14
より第１の可変コンデンサ13の方が多くなる。

逆に、可動レンズ筒５が基準位置より後方、すなわち
遠距離の焦点に合っているときは内電極円筒12も後方に
移動するので、第１の可変コンデンサ13の面積は第２の
可変コンデンサ14の面積より狭くなるため、静電容量も
第２の可変コンデンサ14より第１の可変コンデンサ13の
方が少なくなる。

位置判別部21では、パルス電圧発生器23が発生した第
３図V₁に示す駆動パルスとしての方形波パルスを、第１
の交換回路30と、第２の変換回路37とのそれぞれに出力
し、それぞれダイオード24,31および抵抗25,32の間で第
１および第２の可変コンデンサ13,14の電圧が出力され
る。すなわち、パルス電圧発生器23により方形波が発生
しているときは、第１および第２の可変コンデンサ13,1
4を充電するとともに抵抗25,32側にも電圧が加えられ
る。そして、方形波パルスがなくなると第１および第２
の可変コンデンサ13,14で充電された電荷が放電され、
放電される時間は静電容量が多い場合は長く、少ない場
合は短くなり、この放電電圧と方形波パルスが合成さ
れ、第３図V₂に示す充放電波形の合成波となる。

なお、ダイオード24,31が逆阻止状態であることによ
り、放電電荷は、パルス電圧発生器23方向には流れな
い。そして、この合成波は抵抗25,32を通り、積分器28,
35で第３図V₃に示す積分波形となり、第１または第２の
可変コンデンサ13,14の静電容量が多くなればなる程高
い電圧、少なくなる程低くなり、抵抗29,36を介してそ
れぞれ比較演算器38のマイナス側、プラス側に接続され
る。

そして、第１の変換回路30の電圧が高いとき、すなわ
ち、可動レンズ筒５が前方にあり近距離に焦点があると
きは、マイナス出力、反対に、第２の変換回路37の電圧
が高いとき、すなわち、可動レンズ筒５が後方にあり遠
距離に焦点があるときはプラス出力が出力される。そし
て、第１の可変コンデンサ13と第２の可変コンデンサ14
の静電容量が等しい可動レンズ筒５が基準位置にあると
きは、比較演算器38の出力は零、この可動レンズ筒５が
基準位置から前方または後方に進退すればする程比較演
算器38から出力される電圧の絶対値は高くなり、抵抗39
を介して、可動レンズ筒５が現在ある位置に対応した電
圧を出力する。

位置設定部45では図示しないダイヤルに記された距離
に対応した電圧が出力されるように可変抵抗46の抵抗値
が変化でき、所望の距離を設定することにより可動レン
ズ筒５が所望の位置に対応した電圧を出力する。また、
オートフォーカス検出回路47では赤外線、超音波などに
より測定した被写体との距離を測定し、この距離におけ
る可動レンズ筒５の位置に対応した電圧を出力する。

そして、オート・マニュアル切替スイッチ48で、可変
抵抗46と、オートフォーカス検出回路47との切替を行な
い、いずれか一方により可動レンズ筒５の設定すべき位
置に対応した電圧で、また、焦点距離が遠距離で可動レ
ンズ筒５を後方にする場合はプラスの電圧、基準の位置
の場合はプラス・マイナス零、焦点距離が近距離で可動
レンズ筒５を前方にする場合にマイナスの電圧とする。

また、位置指示部50では、位置判別部21の出力を比較
演算器52のマイナス側、位置設定部45の出力をプラス側
に入力する。そして、位置判別部21の電圧が位置設定部
45の電圧より高いときすなわち所望の位置より可動レン
ズ筒５が後方にあり、前方に移動する必要があるときは
プラス電圧、反対に可動レンズ筒５を後方に移動する必
要があるときはマイナスの電圧を出力する。さらに、可
動レンズ筒５の移動すべき距離が長い程電圧の絶対値が
高くなり出力され、可動レンズ筒５の現在の位置と、所
望の位置とが等しいときは、出力されない。

一方、駆動部61では位置指示部50からの出力がプラス
のときは、可動レンズ筒５を前方に移動するようにリニ
アモータ８を駆動させ、出力がマイナスのときは可動レ
ンズ筒５を後方に移動するように移動する。そして、位
置指示部50からの出力の電圧の絶対値が大きいときは、
可動レンズ筒５の移動すべき距離が長いことであり駆動
装置62によりリニアモータ８を速くまたは長い時間駆動
させ、位置指示部50の出力が零となったときすなわちサ
ーボ系を構成し位置判別部21と位置設定部45との出力電
圧が等しい、現在の可動レンズ筒５の位置と所望の位置
が等しいときリニアモータ８が停止する。なお、表示部
57は比較演算器38の出力を受け表示装置56により現在の
可動レンズ筒５の位置に対応する撮影距離を表示する。

上記実施例によれば、撮影距離に対応した可動レンズ
筒５の位置を電気的に正確に把持することができ、精度
が要求されるズームレンズ系の中のマスターレンズ、ス
チールカメラ系の後部レンズを移動するタイプのパワー
フォーカスに使用できる。

なお、モータはリニアモータ８に限らず可動レンズ筒
５にヘリコイドを設け、回転モータにより可動レンズ筒
５を移動してもよい。

また、比較演算器52や可変抵抗46の機能をデジタル化
処理してもよい。

〔発明の効果〕

本発明の焦点調節装置によれば、可動レンズ筒の位置
に対応して、第１および第２のコンデンサの一方の静電
容量が増加すると第１および第２のコンデンサの他方の
静電容量が低下するため、第１のコンデンサおよび第２
のコンデンサの静電容量が相対的に大きく変化するの
で、第１のコンデンサおよび第２のコンデンタの静電容
量に基づき正確に位置検出でき、可動レンズ筒の現在の
位置と所望の位置とを比較演算器で比較し、可動レンズ
筒を移動すべき量および方向を判断し、所望の撮影距離
に対応した可動レンズ筒の位置を程度高く正確に設定す
ることができるため、移動量の小さいレンズも移動でき
るので、レンズ鏡胴の小型化および移動時間が短縮でき
るとともに、オートフォーカスおよび精度の高いパワー
フォーカスを実現でき、第１および第２のコンデンサは
固定円筒および可動レンズ筒に対応した円環状に形成さ
れているので、小型化を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一実施例の縦断面図、第２図は
同上回路図、第３図は可動レンズの位置と電圧の関係の
グラフである。１……固定円筒、５……可動レンズ筒、10……一方の電
極円筒としての第１の外電極円筒、11……一方の電極円
筒としての第２の外電極円筒、12……他方の電極円筒と
しての内電極円筒、13……第１の可変コンデンサ、14…
…第２の可変コンデンサ、15……静電容量センサ、21…
…位置判別部、41……位置センサ部、45……位置設定
部、50……位置指示部、52……比較演算器、61……駆動
部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定円筒内に進退自在に設けられた可動レ
ンズ筒を駆動部で駆動する焦点調節装置であって、前記固定円筒および前記可動レンズ筒のいずれか一方に
軸方向に沿って配設された１対の円環状の一方の第１お
よび第２の電極円筒、および、前記固定円筒および前記
可動レンズ筒のいずれか他方に前記電極円筒に対向して
間隙を介して同軸上に設けられた円環状の他方の電極円
筒からなり、一方の第１の電極円筒および他方の電極円
筒間に形成される第１のコンデンサおよび一方の第２の
電極円筒および他方の電極円筒間に形成される第２のコ
ンデンサを有する静電容量センサを備えた位置センサ部
と、この位置センサ部に接続された第１のコンデンサおよび
第２のコンデンサの静電容量を比較して前記可動レンズ
筒の位置を判別し、電気的に可動レンズ筒の位置を示す
位置判別部と、前記可動レンズ筒の進退すべき位置を電気的に出力する
位置設定部と、この位置設定部および前記位置判別部に接続され、前記
位置設定部および位置判別部の出力の比較する比較演算
器を有し、かつ、前記駆動部に可動レンズ筒が進退すべ
き位置を指示する位置指示部とを具備したことを特徴とする焦点調節装置。