JPS6040008B2

JPS6040008B2 - レンズ駆動装置

Info

Publication number: JPS6040008B2
Application number: JP52111384A
Authority: JP
Inventors: 国皓金沢; 正浩宮坂
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1977-09-16
Filing date: 1977-09-16
Publication date: 1985-09-09
Also published as: JPS5445126A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はズームレンズを有する自動．焦点調節カメラの
レンズ移動装置に関する。

種々の自動焦点調節方式が開発されすでに実用化される
に至っている。

電波、超音波、赤外線、レーザ等を投射することにより
被写体距離を測定する方式、基線長を有する距離計の原
理に従って、被写体像を光電的に比較する方式などがあ
るが、いずれの場合も測定結果にしたがって対物レンズ
を移動させて焦Ｖ点調節を行なうようにして自動一馬真
調節カメラを実現するようにしてある。そして多くの場
合、対物レンズをモータで駆動するサ−ボ系を用いてあ
る。このようなシステムをズームレンズ系を有するシネ
カメラに応用すると、合篤レンズの移動にともなう撮影
倍率の変動、以下ズーム現象という、が生じる。

そのためきわめて不自然な撮影結果が得られることがし
‘よいまある。第１図Ａは合篤レンズの移動により生ず
るズーム現象を補正するために変倍しンズを移動しなく
てはならない量を略図的に示した説明図である。

変倍しンズがテレとワイドの中間の位置Ｐにあったとす
る。この状態において、合篤レンズを遠距離方向に移動
する、すなわちフィルム両側に移動すると、像の倍率は
縮小することになるので、図示のように変倍しンズをＴ
側、△ｂの示す方向に移動させれば不自然な像の縮小は
防止できる。合篤レンズを近距離方向に移動させると、
すなわち合焦レンズを物体側に移動させると像の倍率が
増大する。この不自然な増大は、変倍しンズを−△ｂ方
向、すなわちＷ側に移動させることにより防止できる。
変倍しンズがＴ側、Ｗ側にあるときも同様にして、いわ
ゆるズーム現象を防止することができるのであるが、変
倍しンズの移動量は変倍しンズの位置によって異なる。
一般的にいって変倍しンズがＴ側にある場合の方が、Ｗ
側にある場合に比較して、移動量を多くしないとズーム
現象を防止することができない。Ｔ側の限界にあるとき
の補正量を△ａ、前述した中間にあるときの補正量を△
ｂ、Ｗ例の限界にあるときの補正量を△ｃとすれば、そ
れらの間には△ａ＞△ｂ＞△ｃの関係が成立する。

特開昭５２−７９９２６号に示されている発明は前述し
た問題を解決するためになされたものである。

そしてこの発明は、「焦点レンズを有する合焦りングと
、ズームレンズを光軸方向に移動させるためのズームレ
ンズ移動部材と、それらの間に設けられる伝達機構より
なり、該伝達機構は合篤のための焦点レンズの光軸方向
への移動により生ずる被写体の拡大ズーム現象の時は前
記ズームレンズをワイド側に、又被写体の縮小のズーム
現象のときは前記ズームレンズをテレ側にかつズーム現
象の被写体の変化量だけ該レンズを移動させて焦点レン
ズの移動により生ずるズーム現象をなくすと共に、ズー
ムレンズ移動部材の移動では合焦りングを移動させない
ようにしたことを特徴とする映画撮影機のレンズ移動装
置。」を要旨としている。上記発明はズーム現象を打ち
消すことができるので常に自動的焦点を調節しながら撮
影を続ける映画撮影機に適している。

しかし機械的な連結であること、およびズームレンズを
遠望側（以下Ｔ側という）およびワイド側（以下Ｗ側）
にしたときのズーム現象の補正がや）不満足であるとい
う問題がある。

本発明の主目的はズーム現象の補正を焦点調節用のサー
ボ系と関連させて、電気的にさらにさめの細い補正をす
ることができるレンズの移動装置を提供することにある
。

本発明のさらに他の目的は、Ｔ側とＷ側の限界領域にお
けるズーム現象の補正をより確実にすることができるレ
ンズ移動装置を提供することにある。

前記主たる目的を達成するために、本発明によるレンズ
移動装置は、合篤レンズ、変倍しンズを含み、前記合焦
レンズを支持する合焦りングを焦点信号に従って合篤モ
ータにより駆動し焦点調節を行い、前記変倍しンズを支
持する変借りングをズームモ−夕により駆動する、ズー
ムレンズの自動焦点レンズ移動装置において、前記合焦
レンズ駆動中は、前記ズームモータを変倍しンズ位置に
より選択される電流調整素子を介して、前記合焦レンズ
駆動系に鞍続し、合篤レンズの移動方向、移動量、およ
び変倍しンズ位置に対応して移動させることにより、焦
点調節により生じるズーム効果を防止するように構成し
てある。

また前記第２の目的を達成するためには、変倍しンズ移
動域の両端または一端に、後のズーム現象補正のための
移動量を見込んだ制限部村を配置し、端部でもズーム現
像を十分に防止できるようにしてある。

以下図面等を参照して、本発明によるレンズ駆動装置を
さらに詳しく説明する。

本発明によるレンズ駆動装置は、合篤レンズ駆動モータ
を含む焦点調節カメラにすべて適用可能であるが、良く
知られている米国のハネウエル社の開発にかかる自動焦
点調節装置に応用した場合について説明する。第２図は
上記形式の自動焦点調節装置において用いられる光学距
離走査系と、焦点位置検出モジュール、制御信号発生モ
ジュールを示す略図である。

図において固定ミラー２は光麹方向からの物体光を焦点
検出モジュール３に送り込むミラーであり、一定の基線
長だけ離れた位置で走査ミラーがＱｏだけ往復揺動して
、被写体方向を無限から至近まで走査する。この走査ミ
ラーからの像と、固定ミラーからの像はモジュール３内
の光電変換素子で光電変換され、両像の相関性が比較さ
れ、走査期間中の物体位置に対応する時点に．焦点信号
Ｆが発生させられる。

第３図は焦点信号Ｆの波形を示す図である。

第２図の距離Ｘに物体が存在していることを示す信号が
現われている。一方このシステムでは対物レンズの現在
位置と示す信号Ｗを前記走査と同期して発生している。
現在対物レンズが距離Ｙに対応する位置にあると、第４
図に示すようにＹに対応する位置で立ち下る信号が現わ
れる。さらにこのシステムは走査期間を示す同期信号Ｓ
を発生させている。これらの信号Ｆ，Ｗ，Ｓは制御モジ
ュール４に入力される。制御モジュール４はこれらの信
号から対物レンズ、この実施例においては合焦レンズを
どの方向にどれだけ回転させるかを決定し、出力信号Ａ
，Ａ，Ｂ，Ｂの内容を決定する。

第３図、第４図に示すような信号が入力されたときは、
合焦レンズをＹの位置から至近方向に向って×の位置に
対応する方向に合焦レンズを駆動する信号を発生する。
第５図は本発明による装置を実装したシネカメラのレイ
アウトを示す略図、第７図は同カメラの内部構造を示す
斜視図である。

第６図は本発明による装置に用いる回路の実施例を示す
回路図である。

まず第６図を中心にして他の図を参照しながらさらに説
明する。

スイッチＳＷ，は本発明による装置を用いたシネカメラ
のフィルム駆動モー夕Ｍを起動するための主スイッチで
ある。この主スイッチＳＷ，は、第５，６図に示されて
いるようにトリガ金０によって制御される。

スイッチＳＷ２は合焦モータＭＦ駆動回路に電源を接続
するためのスイッチであって、第５図に示すようにこの
スイッチＳＷ２により焦点調節の自動Ａあるいはマニュ
アルＭの選択がなされる。ベースが前述した制御モジュ
ール４の出力に接続されているパワートランジスタ６，
７，８，９は、合鷺モータＭＦを駆動するブリッジ回路
を形成している。制御モジュール４の出力により、トラ
ンジスタ６と９（ＡがＬ、Ａが日、Ｂが日、ＢがＬ）が
導適すると合濠モータＭＦには図中左から右に電流が流
れ、第７図において、モータ出力軸を反時計方向に回転
させ、歯車１３，１４，１５を回転させ合焦りング１１
を至近方向に向って回転させる。トランジスタ７，８が
導速させられたときは逆転し、合焦りング１１を合鷺レ
ンズが無限方向に焦点調節されるように合焦りング１１
を回転させる。スイッチＳＷ３およびスイッチＳＷ３は
ズームモータＭＺを前記合篤サーボ系に接続するための
スイッチである。

スイッチＳＷ４およびＳＷ５は変倍しンズを独立して駆
動するためのスイッチであって、Ｔ端子にそれぞれ接続
されたときはズームモータＭＺを変倍しンズをＴ側に移
動させる方向に、Ｗ端子に接続されたときはＷ側に移動
させるように回転する。

これらのスイッチＳＷ４，ＳＷ５と、前記スイッチＳＷ
３，ＳＷ３′は連動させられており、第５図に示すよう
に、ズーム選択釘２４のＴの釘を押したときは、ＳＷ４
，ＳＷ５はスイッチのＴ端子を選択し、ＳＷ３，ＳＷ３
′はオフの状態、Ｗの鋤を押したときはＷ端子を選択し
、ＳＷ３，ＳＷ３′はオフの状態を保つ。Ｔの金ロおよ
びＷの釦のいずれも押されなかったときはＳＷ３，ＳＷ
３′はオンとなり、ズームモータＭ区を合篤レンズ制御
回路に接続するとともにＳＷ４，ＳＷ５はオフの状態と
なる。

第７図に詳しく示されているようにズームモータＭＺの
出力歯車１７はズームリング、または変借りング１２に
設けられている変倍歯車１８に結合されている。

カメラ内の固定位置には可変抵抗板２８が固定されてお
り、変借りング１２の回転により回転するスイッチ２９
が可変抵抗板２８上を摺動して変倍しンズ位置に対応す
る抵抗値を選定する。３０はスイッチ２９の取付座であ
る。

抵抗板２８により形成される抵抗はズームモータＭＺの
端子と前述したスイッチＳＷ３′との間に接続され、ス
イッチＳＷ３およびＳＷ３′がオンのときに、前記ズー
ムモ−タＭＺとともに、前記合篤モータＭＦに並列に接
続される。前記抵抗値は変借りングがＴ側にあるときに
は小さく、Ｗ側に近づくにしたがって次第に大きくなり
、Ｔ側にあるときはズームモータＭＺに比較的大きな電
流を供給できるようにしてある。なお、第７図において
は理解を容易にするために段階的な抵抗を使用する例を
示したが、連続的であっても良く、他の電流制限素子を
用いて連続的な電流制限をしても良し、。さらにズーム
リング１２は突起３１が設けられており、ズームリング
１２がＴ側に近づいたときに固定位置に設けられている
ばね３２に接触しその移動が妨げられるようになってい
る。

図示されていないがＷ側にも同様な機構が設けられてお
り、同様にＷ側の限界位置に達する前にズームリング１
２の回動が制御されるようになっている。

第１図Ｂはズームリング１２の回動すなわち変倍しンズ
の位置と前記制限機構との関連を説明するための図であ
る。第１図Ａに関連して説明したように、合篤レンズの
移動によるズーム現象を防止するためには変倍しソズを
合焦レンズの移動に対応して移動させなければならない
。

そしてその移動の量は変倍しンズがＴ側にあるときは大
きく、Ｗ側にあるときは小であり、図において△ａ＞△
ｂ＞△ｃの関係が成立している。本発明では、変倍しン
ズがＴ側、Ｗ側に近接している領域において、十分ズー
ム現象を補正できるように、ズームリング１２をズーム
のために駆動するときは、Ｔ側では第１図Ｂに示すＱの
位置で、Ｗ側ではＲの位置で前述した制御機構が働き、
変倍しンズの設定位置をＱＲ間に制限してある。

そして、変倍範囲は（Ｔ−Ｗ）間から△ａと△Ｃだけ内
側にはいりこんだｒ，Ｗ′間にしてある。これは変倍し
ンズがＱの位置にあるときに合篤レンズを無限方向に合
焦するように駆動するときは変倍しンズを△ａだけ移動
させないとズーム現象を防止できず、変倍しンズがＲの
位置にあるときに、合焦レンズを近距離方向、つまり合
篤レンズを物体側に駆動するときは、変倍しンズを−△
ｃ方向に移動させなければならないので、変倍しンズの
当初位置をその分だけ見こんで制限してあるのである。
この制限は第６図の実施例において次のように実現され
る。ズームモータＭ区は抵抗Ｒ２を介してスイッチＳＷ
４に接続されている。

この抵抗は前述した抵抗基板２８により決定される抵抗
値Ｒ，に対して充分大きくとってあり常にＲ２＞Ｒ，の
関係が成立するようにしてある。したがってズームモー
タＭＺが抵抗Ｒ２、スイッチＳＷ４，ＳＷ５を介して電
源１０に接続されたときにモータＭＺに流れる電流は、
モータＭＺが抵抗Ｒ，スイッチＳＷ３，ＳＷ３′を介し
て合篤モー夕ＭＦに並列に接続され、いずれかのトラン
ジスタを介して電源１０に接続されたときの電流よりは
小さい。そのためモータＭＺがＭＦ側に接続されている
とき、つまり合篤時には、前述した制限に打ち勝って限
界まで合焦りングを駆動できるが、Ｒ２を介して電源に
接続されるズーム時には、前記制限によりＱＲを越えて
変倍しンズを移動させることができないのである。上記
構成による装置の動作は次のとおりである。

第６図に示すスイッチＳＷ４，ＳＷ５をＴまたはＷにし
て今変借りング１２を駆動して任意の倍率、例えば変倍
しンズを第１図Ｂに示すＰ点にもたらしたとする。この
ときの変借りング１２の移動により、スイッチ２９がＰ
点に対応する抵抗値を選定する。このときＳＷ３，ＳＷ
４はオフであるがズームを終了してズーム釦２４から手
を離すと、ＳＷ４，ＳＷ５はＯＦＦ位置になるとともに
スイッチＳＷ３，ＳＷ３′はオンとなり、ズームモータ
Ｍ■ま抵抗Ｒ，を介して、合篤モータＭＦに並列に接続
される。

スイッチＳＷ２をＡ側にし、トリガ２３を押して（第５
，６図参照）ＳＷ，をオンにするとモータＭの回転によ
り、フィルムマガジン２５に収容されているフィルム２
６が駆動されるとともに、前述した自動焦点調節が開始
される。．制御モジュール４からの出力によりトランジ
スタ６，９がオンになると、合魚モータＭＦは合鷲レン
ズを近距離方向に駆動する。

このとき先に選定された抵抗Ｒ，を介して合焦モータＭ
Ｆに並列に接続されているズームモータＭＺにも電流が
供給され、変倍しンズを△ｂ方向に駆動する。この駆動
量は抵抗Ｒ，の制限下にある。この自動合篤の状態は半
透明プリズム２０全反射ミラー２１を介してファインダ
系に送られた光により、目２２により確認可能である。
次にズーム釦２４を操作しＴ釦により変倍しンズをＴ側
に駆動したとする。

このときＳＷ３，ＳＷ３′はオフであり、合焦系と切り
離され、合篤系は合篤系で独自の合篤を続けている。ズ
ームモータＭＺはテレ側への回転を続けて、変倍しンズ
が第１図に示すＱ点（第７図はその状態に対応する。

）に達すると、変倍リング１２の突起３１がばね３２に
接触する。ズームモータＭは‘ま前述したように抵抗Ｒ
２を介して電流が供給されているので、このばね３２に
打ち勝って変借りング１２をさらに回転させることがで
きず結局、変倍しンズはＱ点でとまる。この状態におい
てＴ釦をはなしズ−ムモータＭＺを合篤モータに接続し
、被写体の変化または、他の被写体を選定したために、
合篤レンズが、近距離方向に駆動されると、ズームモー
タＭは‘ま、第１図Ｂに示すＴ′の位置を越えて△ａ方
向に変倍しンズを駆動すべ〈回動させられ、ばね３２に
打ち勝って変借りング１２を押し回し、ズーム現象の発
生を防止する。

Ｗ側限界におけるズーム現象の補正も同様に行なわれる
。

以上の説明から明らかなように本発明によれば、変倍し
ンズ位置に対応して合篤レンズによるズーム現象を電気
的に補正することができるので、機構が簡単になる。

また電流制限素子例えば可変抵抗値をどのようにでも選
定することができるので機械的なカムによらない、さめ
のこまかし、任意の補正が可能となる。次に変倍率を設
定するときに、後の補正量を見込んだ位置制限をしてあ
るから、後の合篤レンズの駆動により生ずるズーム現像
を両端でも十分に補正することができる。

以上シネカメラに応用した場合の実施例を示し詳しく説
明したが、この実施例につき種々の変形、他のカメラへ
の応用等が可能である。

連続して映像を撮像するテレビジョンカメラに用いられ
るズームレンズにも同様に応用が可能である。

また上記実施例ではいわゆるハネウエル方式の自動焦点
調節について述べたが、合篤レンズの自動焦点信号に基
づく制御をする場合のみではなく、マニュアル設定によ
り擬似的な焦点信号を形成し、合篤モータＭＦを駆動す
る場合にも同様に適用できるものである。

さらにまたハネウエル方式のモジュールを使用しない場
合においても合篤モータを何等かの信号で正逆転させる
焦点調節方式には同様に適用できるものである。

本発明の範囲はそのような変形応用を含めて特許請求の
範囲記載のすべてにおよぶものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はズーム現象とその補正の原理を説明するための
説明図、第２図は自動焦点検出システムの一例を示す略
図、第３図および第４図は前記システムにおける信号波
形を示す波形図、第５図は本発明による装置を実装した
シネカメラのレイアウトを示す略図、第６図は本発明に
よる装置に用いる回路の実施例を示す回路図、第７図は
同シネカメラの斜視図である。１・・・・・・走査ミラー、２・・・・・・固定ミラー
、３…・・・焦点検出モジュール、４…・・・制御モジ
ュール、６，７，８，９・・・・・・合篤モータのブリ
ッジを形成するパワートランジスタ、１０・・・・・・
電池、１１・・・…合焦りング、１２・・・・・・変借
りング、１３，１４，１５，１６，１７，１８・・・・
・・歯車、１９・・・・・・ＳＷ２、２０・・・・・・
半透明プリズム、２１・・・・・・全反射鏡、２２……
目、２３……トリガ、２４……ズーム金０、２５・・・
・・・フイルムマガジン、２６……フイルム、２８・・
・・・・可変抵抗器、２９・・・・・・摺動スイッチ、
ＳＷ．・・・・・・フィルム駆動モータスィッチ、ＳＷ
２…・・・合焦回路スイッチ、ＳＷ３，ＳＷ３′……接
続スイッチ、ＳＷ４，ＳＷ５・・・・・・ズームスイッ
チ、ｈ４・・・・・・フィルム駆動モータ、ＭＦ・・・
・・・合焦モータ、ＭＺ”““ズームモ−夕。第３図第４図第１図第２図第５図第６図第７図

Claims

【特許請求の範囲】１合焦レンズ、変倍レンズを含み、前記合焦レンズを
支持する合焦リングを焦点信号に従つて合焦モータによ
り駆動し焦点調節を行い、前記変倍レンズを支持する変
倍リングをズームモータにより駆動する、ズームレンズ
の自動焦点レンズ移動装置において、前記合焦レンズ駆
動中は、前記ズームモータを変倍レンズ位置により選択
される電流調整素子を介して、前記合焦レンズ駆動系に
接続し、合焦レンズの移動方向、移動量、および変倍レ
ンズ位置に対応して移動させることにより、焦点調節に
より生じるズーム現象を防止するように構成したことを
特徴とするレンズ駆動装置。２前記電流調節素子はカメラ内の固定位置に設けられ
ている抵抗板と、前記変倍リングに設けられている摺動
スイツチにより決定される前記変倍リング位置に対応す
る抵抗である第１項記載のレンズ駆動装置。３合焦レンズ、変倍レンズを含み、前記合焦レンズを
支持する合焦リングを焦点信号に従つて合焦モータによ
り駆動し焦点調節を行い、前記変倍レンズを支持する変
倍リングをズームモータにより駆動する、ズームレンズ
の自動焦点レンズ移動装置において、前記変倍リングの
移動域のすくなくとも一端側にリングの移動を制限する
制限部材を配置し、前記ズームモータによる変倍レンズ
の移動を一部制限し、前記合焦レンズ駆動中は、前記ズ
ームモータを変倍レンズ位置により選択される電流調整
素子を介して、前記合焦レンズ駆動系に接続し、合焦レ
ンズの移動方向、移動量、および変倍レンズ位置に対応
し、前記制限にも打ち勝ち得る力で移動し、変倍レンズ
移動域の端側でも焦点調節により生じるズーム現象を防
止するように構成したことを特徴とするレンズ駆動装置
。