JPH08334677A - カメラの自動焦点検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧電素子を用いて、フォーカスレンズを該フ
ォーカスレンズを駆動させる駆動モータと共にウォブリ
ングさせることによって応答性の良好なカメラの自動焦
点検出装置を提供する。 【構成】 鏡胴10の一部に形成した凹部10a にレンズ駆
動モータ21と駆動ネジ23等からなるレンズ駆動ユニット
20を収容させる。レンズ駆動ユニット20の駆動ネジ23を
支持したブラケット22に圧電素子24を取り付け、レンズ
駆動モータ21と凹部10aの壁部10dとの間、圧電素子24と
壁部10e との間及び蓋体27と駆動ユニット20との間に、
それぞれ押えバネ25、26、28を介在させる。駆動ネジ23
には、レンズ枠31の一部に形成した駆動腕31a の先端部
の駆動ナット部32を螺合させて駆動ネジ23の回動でレン
ズ枠31を光軸方向に進退させる。合焦動作の初期動作時
では圧電素子24によってレンズ駆動ユニット20を振動さ
せてウォブリングを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、撮影レンズの焦点を
被写体に自動的に合焦させる自動焦点装置を備えた電子
スチルカメラやビデオカメラなどにおいて、合焦のため
の初期動作の応答性を良好にしたカメラの自動焦点検出
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラや電子スチルカメラ、特に
家庭用ビデオカメラの普及は、誰にでも操作することが
できるよう、ファインダ内に被写体を捉らえることによ
り撮影レンズのピントを確実に被写体に合せる自動焦点
整合装置、いわゆるオートフォーカス装置の応答性の向
上を要求するようになった。

【０００３】ビデオカメラや電子スチルカメラなどに搭
載されているオートフォーカス装置は、被写体に対する
合焦動作過程において映像信号の高周波成分が増減する
原理を利用したいわゆる山登りコントラスト検出により
合焦動作を行うオートフォーカス手段であり、デフォー
カスしている場合にフォーカス光学系を光軸方向に移動
させフォーカス点を探索することによって合焦させる形
式のものである。このオートフォーカス手段では初期動
作時において、フォーカスレンズの移動方向を認識させ
るために、フォーカスレンズを光軸方向に微少範囲で往
復動させるいわゆるウォブリングが行われる。

【０００４】図４は従来のフォーカスレンズの駆動装置
を示す概略図である。鏡胴１の一部に形成されている凹
部1aにレンズ駆動モータ２が収容され、このレンズ駆動
モータ２の出力軸に、フォーカスレンズの光軸と平行な
方向を長手方向とした駆動ネジ３が接続されており、レ
ンズ駆動モータ２が作動するとこの駆動ネジ３が回動す
るようにしてある。フォーカスレンズを保持したレンズ
枠４の一部には駆動腕4aが設けられ、この駆動腕4aの先
端部に上記駆動ネジ３と螺合する駆動ナット部５が形成
されている。また、レンズ枠４には案内腕4bが設けら
れ、鏡胴１にフォーカスレンズの光軸と平行に支持され
たガイドロッド６にこの案内腕4bの先端部が遊挿されて
いる。すなわち、レンズ駆動モータ２が作動して上記駆
動ネジ３を回動させると、この駆動ネジ３と螺合してい
る駆動ナット部５が設けられているレンズ枠４が光軸方
向に移動してフォーカスレンズを駆動することになる。

【０００５】そして、ウォブリングを行う場合には、上
記レンズ駆動モータ２を正逆回転させてレンズ枠４を光
軸方向に往復動させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のフォーカスレンズの駆動装置によってウォブリ
ングを行う場合は、レンズ駆動モータ２の機械的精度や
駆動ネジ３と駆動ナット部５との加工精度の誤差などに
よって、レンズ枠４の往復動の振幅が設計上の距離に達
しない場合が生じる。すなわち、レンズ駆動モータ２に
入力される駆動信号に対してフォーカスレンズのウォブ
リング動作の応答性が悪くなってしまうおそれがある。

【０００７】ウォブリング動作の応答性が悪い場合に
は、合焦までの時間を要することになり、動的な被写体
では合焦しない場合が生じてしまう。特に、ビデオカメ
ラでは通常は動的な被写体を捉えるため、不利となって
しまう。

【０００８】そこで、この発明は、初期動作時の応答性
を良好にして、極力短時間で被写体に合焦させることが
できるようにしたカメラの自動焦点検出装置を提供する
ことを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの技術的手段として、この発明に係るカメラの自動焦
点検出装置は、フォーカスレンズを光軸方向に進退させ
て被写体に合焦させる自動焦点整合装置の初期動作時
に、該フォーカスレンズを光軸方向に微小距離で往復動
させて該フォーカスレンズの移動方向を認識する自動焦
点整合装置を備えたカメラの自動焦点検出装置におい
て、フォーカスレンズのレンズ駆動モータを含むレンズ
駆動ユニットに圧電素子を具備させ、該圧電素子の振動
によって上記レンズ駆動ユニットを振動させてウォブリ
ングを行うことを特徴としている。

【００１０】また、フォーカスレンズを光軸方向に進退
させて被写体に合焦させる自動焦点整合装置の初期動作
時に、該フォーカスレンズを光軸方向に微小距離で往復
動させて該フォーカスレンズの移動方向を認識する自動
焦点整合装置を備えたカメラの自動焦点検出装置におい
て、フォーカスレンズのレンズ駆動モータを含むレンズ
駆動ユニットに圧電素子を具備させると共に、該レンズ
駆動ユニットを弾性手段によって支持させ、上記圧電素
子の振動と上記弾性手段の復元力とによって上記レンズ
駆動ユニットを振動させてウォブリングを行うことを特
徴としている。

【００１１】

【作用】このカメラのファインダに被写体を捉え、例え
ばレリーズボタンを僅かに押し込んで半押しの状態にす
ると、上記自動焦点整合装置が作動して焦点を被写体に
合わせるようフォーカスレンズを光軸方向に駆動するこ
とになる。この駆動の初期動作時においては、フォーカ
スレンズを前進させるのか後退させるのかいずれの方向
に移動すべきかを判断するため、ウォブリングが行われ
ることになる。すなわち、上記圧電素子を電界中に置い
てこれを振動させると、この圧電素子が取り付けられた
上記レンズ駆動ユニットが振動する。このレンズ駆動ユ
ニットにはフォーカスレンズが連繋しているから、該フ
ォーカスレンズが光軸方向に微小距離で往復動してウォ
ブリングが行われる。

【００１２】また、上記レンズ駆動ユニットにはフォー
カスレンズのレンズ駆動モータが取り付けられているか
ら、圧電素子の振動はこのレンズ駆動モータも振動させ
ることになる。したがって、駆動ネジと駆動ナット部と
の螺合のように、レンズ駆動モータによってフォーカス
レンズを駆動する機構の加工精度の誤差等の影響を受け
ることなくフォーカスレンズを往復動させることがで
き、また所定の振幅でウォブリングさせることができ
る。このため、フォーカスレンズの移動すべき方向の認
識が迅速に行われる。

【００１３】

【実施例】以下、図示した実施例に基づいて、この発明
に係るカメラの自動焦点検出装置を具体的に説明する。

【００１４】図１は鏡胴10をフォーカスレンズの光軸を
含む面で切断した断面図で、図２は鏡胴10の概略の斜視
図である。鏡胴10の一部にはレンズ駆動ユニット20を収
容する凹部10a が形成されており、この凹部10a の底板
10b には、後述する駆動腕が挿通すると共に該駆動腕の
移動を許容する範囲で透孔10c が形成されている。

【００１５】前記レンズ駆動ユニット20は、フォーカス
レンズのレンズ駆動モータ21が支持された断面ほぼコ字
形をしたブラケット22に、フォーカスレンズの光軸方向
を長手方向とした駆動ネジ23の両端を回動自在に支持さ
せ、この駆動ネジ23とレンズ駆動モータ21の出力軸とを
接続して一体的に構成されている。そして、レンズ駆動
ユニット20のブラケット22の一方の壁部22a に圧電素子
24が取り付けられている。なお、ブラケット22の他方の
壁部22b に前記レンズ駆動モータ21が支持されている。

【００１６】上記レンズ駆動ユニット20の両側には弾性
手段としての押えバネ25、26が配されている。すなわ
ち、上記レンズ駆動モータ21の背面と前記凹部10a の一
方の側壁10d との間に押えバネ25を、上記圧電素子24と
凹部10a の他方の側壁10e との間に押えバネ26を、それ
ぞれ介在させてレンズ駆動ユニット20を凹部10a 内の所
定位置に位置付けるようにしてある。また、この凹部10
a は蓋体27によって塞がれ、この蓋体27とレンズ駆動ユ
ニット20との間に弾性手段としての押えバネ28を介在さ
せてある。なお、弾性手段としての押えバネ25、26、28
は、板バネやコイルバネなどのバネによって構成して
も、あるいはゴム等の弾性体等、緩衝性を備えた部材に
よって構成しても構わない。

【００１７】フォーカスレンズはレンズ枠31に保持され
ており、このレンズ枠31の外周の一部には駆動腕31a と
案内腕31b とが伸長して設けられている。この駆動腕31
a の先端部には駆動ナット部32が設けられ、この駆動ナ
ット部32が前記駆動ネジ23と螺合している。また、案内
腕31b は上記駆動腕31a とは反対の方向を指向して伸長
している。そして、鏡胴10の端部に形成した支持突部10
f 、10g に光軸方向を長手方向として支持されたガイド
ロッド33にこの案内腕31b の先端部が遊挿されている。

【００１８】図３はこのカメラの自動焦点検出装置の制
御回路のブロック図で、このカメラのレリーズボタンは
２段スイッチを備えており、レリーズボタンを半分ほど
押下することによって第１段スイッチＳ₁ がオンし、最
後まで押下すると第２段スイッチがオンするようにして
ある。そして、この第１段スイッチのオンでオートフォ
ーカス手段が作動し、第２段スイッチのオンで露光が開
始されるようにしてある。上記第１段スイッチＳ₁ には
スイッチ検出回路41が接続され、第１段スイッチＳ₁ の
オンを該スイッチ検出回路41が検出するようにしてあ
る。このスイッチ検出回路41の検出信号が交流電圧発生
回路42に出力されている。この交流電圧発生回路42はス
イッチ検出回路41の検出信号によって駆動し、交流電圧
が前記圧電素子24と駆動方向演算回路43とに加えられ
る。このため、圧電素子24が振動することになる。

【００１９】他方、前記レンズ枠31に保持されているフ
ォーカスレンズ44を透過した被写体光は光電変換素子45
に入射して光電変換され、被写体光の高周波成分の成分
検出と振幅検出とを行う周波数検出回路46に出力され
る。この周波数検出回路46の検出信号が、前記駆動方向
演算回路43に出力されている。この駆動方向演算回路43
では、上記周波数検出回路46の検出信号と前記交流電圧
発生回路42の交流信号とを比較してフォーカスレンズ44
の駆動方向を演算し、モータ駆動回路47に駆動方向信号
を送出する。そして、このモータ駆動回路47から出力さ
れた駆動信号を受けて前記レンズ駆動モータ21が駆動さ
れ、フォーカスレンズ44がフォーカス駆動されるように
してある。

【００２０】なお、前記駆動方向演算回路43から出力さ
れた駆動方向信号は前記交流電圧発生回路42にも送出さ
れ、交流電圧発生回路42はこの駆動方向信号を受けて圧
電素子24への交流電圧の印加を停止するようにしてあ
る。

【００２１】以上により構成したこの発明に係るカメラ
の自動焦点検出装置の実施例について、以下にその作用
を説明する。

【００２２】このオートフォーカス手段は、いわゆる山
登りコントラスト検出により合焦動作を行うもので、被
写体から得られる映像信号の高周波成分が増加すること
になる方向にフォーカスレンズ即ちレンズ枠31を駆動す
るものである。カメラを被写体に向けてレリーズボタン
を半押しにして前記第１段スイッチＳ₁ をオンさせると
合焦動作を行うことになり、この合焦動作の初期動作と
してレンズ枠31の駆動方向を認識するためにウォブリン
グが行われる。

【００２３】第１段スイッチＳ₁ のオンがスイッチ検出
回路41により検出されると、その検出信号を受けて前記
交流電圧発生回路42が駆動し、前記圧電素子24と駆動方
向演算回路43に交流電圧を印加することになる。このた
め、前記圧電素子24が電界中に置かれて振動し、この振
動によってレンズ駆動ユニット20が振動することにな
る。レンズ駆動ユニット20の前記駆動ネジ23には前記駆
動ナット部32が螺合し、この駆動ナット部32はレンズ枠
31の一部に形成されているから、レンズ駆動ユニット20
が振動することによってレンズ枠31が、即ちフォーカス
レンズ44が振動することになる。このため、フォーカス
レンズ44が光軸方向に所定の振幅で往復動することにな
り、ウォブリングが行われる。

【００２４】フォーカスレンズ44が往復動しながら、該
フォーカスレンズ44を透過した被写体光が前記光電変換
素子45に入射されその出力信号が前記周波数検出回路46
に入力されると、被写体光に含まれる高周波成分が検出
され、その振幅が検出されてその検出信号が前記駆動方
向演算回路43に出力される。駆動方向演算回路43には前
記交流電圧発生回路42により、圧電素子24へ印加されて
いる交流電圧と同期した交流電圧が加えられているか
ら、この交流信号と周波数検出回路46の検出信号とが比
較されて、被写体に合焦するためにフォーカスレンズ44
の移動すべき方向が演算される。

【００２５】そして、駆動方向演算回路43によって演算
された駆動方向信号が前記モータ駆動回路47と交流電圧
発生回路42とに出力される。交流電圧発生回路42はこの
駆動方向信号を受けて圧電素子24への交流電圧の出力を
停止する。このため、該圧電素子24は振動を停止してウ
ォブリングが停止する。また、モータ駆動回路47ではこ
の駆動方向信号を受けてフォーカスレンズ44を合焦すべ
き方向に移動させるようレンズ駆動モータ21を駆動す
る。このため、フォーカスレンズ44が一定の方向に光軸
に沿って移動することになり、自動焦点整合装置の初期
動作が完了することになる。

【００２６】すなわち、レンズ駆動モータ21が作動する
と、出力軸に接続された前記駆動ネジ23が回動すること
になる。この駆動ネジ23にはレンズ枠31に連繋した駆動
ナット部32が螺合し、該レンズ枠31は光軸を中心として
回動することが阻止されているから、駆動ネジ23の回動
によってレンズ枠31が駆動ネジ23に沿って、即ち光軸方
向に移動することになる。そして、適宜位置まで移動し
た状態で被写体に合焦することになる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係るカ
メラの自動焦点検出装置によれば、フォーカスレンズを
合焦させる際の初期動作時のウォブリングを、圧電素子
によってレンズ駆動モータを含むレンズ駆動ユニットを
振動させて行うようにしたから、レンズ駆動モータによ
って回動する駆動ネジと該駆動ネジに螺合させた駆動ナ
ット部のような駆動機構における加工精度の誤差等の影
響を受けることなく、所望の振幅でフォーカスレンズを
ウォブリングさせることができる。このため、フォーカ
スレンズが合焦するために移動すべき方向を迅速に確定
できると共に、確実に認識することができる。したがっ
て、応答性の良好な自動焦点整合装置を提供できる。

【００２８】しかも、圧電素子を用いているため、フォ
ーカスレンズを所望の振幅で往復動させることができる
ので、オートフォーカスのための光学設計上や回路設計
上の自由度を大きくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る自動焦点検出装置を備えたカメ
ラの鏡胴を、レンズの光軸を含む面で切断した概略断面
図である。

【図２】この発明に係る自動焦点検出装置を具備させる
のに適した鏡胴の概略の斜視図である。

【図３】この発明に係る自動焦点検出装置の制御回路を
説明するブロック図である。

【図４】従来の自動焦点検出装置を備えたカメラの鏡胴
の概略断面図で、図１に相当する図である。

【符号の説明】

10 鏡胴 10a 凹部 20 レンズ駆動ユニット 21 レンズ駆動モータ 23 駆動ネジ 24 圧電素子 25、26 押えバネ（弾性手段） 27 蓋体 28 押えネジ（弾性手段） 31 レンズ枠 32 駆動ナット部 Ｓ₁ 第１段スイッチ 41 スイッチ検出回路 42 交流電圧発生回路 43 駆動方向演算回路 44 フォーカスレンズ 45 光電変換素子 46 周波数検出回路 47 モータ駆動回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フォーカスレンズを光軸方向に進退させ
   て被写体に合焦させる自動焦点整合装置の初期動作時
   に、該フォーカスレンズを光軸方向に微小距離で往復動
   させて該フォーカスレンズの移動方向を認識する自動焦
   点整合装置を備えたカメラの自動焦点検出装置におい
   て、 フォーカスレンズのレンズ駆動モータを含むレンズ駆動
   ユニットに圧電素子を具備させ、該圧電素子の振動によ
   って上記レンズ駆動ユニットを振動させてウォブリング
   を行うことを特徴とするカメラの自動焦点検出装置。
2. 【請求項２】 フォーカスレンズを光軸方向に進退させ
   て被写体に合焦させる自動焦点整合装置の初期動作時
   に、該フォーカスレンズを光軸方向に微小距離で往復動
   させて該フォーカスレンズの移動方向を認識する自動焦
   点整合装置を備えたカメラの自動焦点検出装置におい
   て、 フォーカスレンズのレンズ駆動モータを含むレンズ駆動
   ユニットに圧電素子を具備させると共に、該レンズ駆動
   ユニットを弾性手段によって支持させ、上記圧電素子の
   振動と上記弾性手段の復元力とによって上記レンズ駆動
   ユニットを振動させてウォブリングを行うことを特徴と
   するカメラの自動焦点検出装置。