JPS6042723A - 自動焦点調整装置 - Google Patents

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、ビデオカメラの光学系などに利用できる自動
焦点調整装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 近年、ビデオカメラ等において考案されている自動焦点
調整装置の原理を第１図、第２図に示して説明する。

第１図において、撮像素子１の前に振動プリズム２が設
けられ、圧電素子３の一端に接着等で取り付けられてお
り、その圧電素子３の他端は固定されている。この圧電
素子３を発振器４からの電気信号により振動させること
により、プリズム２は上下方向に振動する。そのプリズ
ム２の前方に固定プリズム５、レンズ系６が配置されて
いる。

レンズ系６および固定プリズム５を通過した光Ｃ２Ｄ、
、Ｅは、振動プリズム２の振動に゛よシ光路長Ｆが微少
量変化し、撮像素子１の出力電圧が変化する。

撮像素子１に得られた出力信号をアンプ８により増幅し
、周波数検出器９により圧電素子３の振動周波数の信号
を検出する。その検出された信号の位相と発振器４０発
振出力との位相を位相比較器１０により比較して焦点の
ずれ方向を検出し、撮像素子１の出力電圧がピークにな
るように駆動装置制御器１１によりモーター等の駆動装
置１２を制御してレンズ系６を構成している少々くとも
１枚の合焦点レンズ７を光軸方向に移動させることによ
り焦点を合わせる。

次に、撮像素子１の出力電圧とモーター等の駆動装置１
２の制御法について第２図によシ説明する。撮像素子１
の出力電圧１３がピークになる点Ｘがレンズ系の最適合
焦位置である。プリズム２を振動させて光路長を微少変
化させるときの発振器４の発振出力の波形を１５とし、
そのときの撮像素子１の出゛力電圧１３の波形を１４、
とする。第２図において、最適位置Ｘよシも左側のＡ点
にレンズ系の焦点がある場合には、発振器４の発振波形
１６と撮像素子１の出力電圧波形１４が同相になる。逆
に、右側のＢ点に焦点があるときは１８００位相がずれ
て逆相の関係になる。そこで、位相が同相か逆相かを位
相比較器１０で検出することによシ焦点のずれ方向を検
出することができ、モーター等の駆動装置１２の動作を
制御してレンズ系の最適合焦位置Ｘに向かうようにレン
ズ７を移動させる。即ち、Ａ点にあるときはイ方向では
なく口方向に、Ｂ点にあるときは凸方向ではなく二方向
に出力電圧が変化するようにレンズ７を移動させること
により、自動的に最適合焦状態に調整をすることができ
る。

ところが、このような従来の方式においては、第３図に
示すように、光学系の光軸（Ｚ軸方向）に対して２個の
プリズム２，５の直角面ヲｘ、ｙ両軸に対して直角に取
シ付ける必要カ鳴り、組立て雌く、又、そのように取シ
付けられたとしても振動プリズム２Ｖｉ圧電素子３によ
る片持ち状態であるために第３図のｙ方向に平行状態を
維持したままで上下に振動させること妙Ｓ困難であると
いう問題がある。しかしながらそのようにしないと光学
系による結像が片ぼけ（全面に鮮かに映らず、一部がぼ
けて見える）になるという欠点があった。

発明の目的 本発明は上記のような従来例の欠点を除去し、組立て易
く、しかも片ぼけのない安定した結像状態が得られ乞自
動焦点調整装置を提供することを目的とするものである
。

発明の構成 本発明においては、撮像素子の前方に設けたレンズ系の
うちの少なくとも１枚のレンズを圧電素子を介して保持
し、この圧電素子を電気信号によって振動させることに
よりレンズを光軸方向に微少距離振動させるようにし、
このレンズを振動させたときの撮像素子の出力信号を検
出してその出力信号がピークになるようにレンズ系のう
ちの少なくとも１枚のレンズを移動させるようにしてい
る。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例の自動焦点調整装置を第４図、
第６図を用いて説明する。なお、従来と同様の部分には
第１図中と同一符号を付して説明を省略する。図中、１
６は光路長微少変動用のレンズで、レンズ系６を構成し
ているレンズの中の少くとも１枚であシ、レンズ系６の
光軸方向に矢印ホ、へのように微少距離振動するように
圧電素子を用いた振動装置１７を介してレンズ系６に組
み込まれている。

その他の動作原理、撮像素子１の出力電圧とモーター等
の駆動装置１２の制御法については前述と同様なの℃省
略する。

振動装置１７の一例について第５図に示して説明する。

光路長微少変動用のレンズ１６は、押えリング１８によ
シレンズホルダー１９に固定されている。２０は円輪板
の圧電素子でその内端はレンズホルダー１９にリング２
１を介してビス等にて固定され、外端はスペーサー２２
．を介してビスにて鏡筒２３に固定されている。かかる
構成によ）、圧電素子２ｏの表面に付した電極に発振器
４よシ周期的に変化する信号電圧を加えることにより、
円輪板の圧電素子２０を周期的に振動させ、この円輪板
の圧電素子２０の振動によりレンズ１６を光軸方向に矢
印ホ、へのように微少量振動させることができる。

そこで、圧電素子２ｏに印加する電気信号の極性とレン
ズ１６の移動方向との関係を予め設定しておき、この電
気信号により圧電素子２ｏを振動させレンズ１６を移動
させたときの撮像素子１の出力信号の変化の位相と電気
信号の位相とを位相比較器１ｏで比較しピーク値を検出
することによ７−７−、Ｈ，１ す、第２図の場合と同様にして、駆動装置１２によりレ
ンズ７を最適合焦位置に調整することができる。

発明の効果 以上のように、本発明によれば、レンズ系を構成してい
るレンズの一部を光路長の微少量変化用に使用し圧電素
子で光軸方向に移動させるようにしているので、従来の
プリズムのような本来のレンズ系以外のものが不要とな
り、バックフォーカス量の小さ々レンズ系でも自動焦点
調整が可能となる。

まだ、プリズムを用いる場合にはレンズ系の光軸に対し
てプリズムを所定角度で組立てることが困難であるが、
本発明によると、円輪状の圧電素子をレンズ系に組み込
むだけでよく組立てを容易なものとすることができる。

さらに、プリズムを用いる場合には光軸に対して直角な
方向に振動させる必要があったのに対して、本発明では
光軸方向にレンズを振動させるので、結像の片ぽけが生
じにくいという利点がある。

特開昭ＧＯ−４２７２３（３）

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例における自動焦点調整装置の原理ブロッ
ク図、第２図はその制御法を説明する波形図、第３図は
そのプリズムの光軸に対する配置図、第４図は本発明の
一実施例における自動焦点調整装置の原理ブロック図、
第５図はその圧電素子によるレンズ振動装置の実施例を
示す断面図である。 １・・・・・・撮像素子、４・・・・・・発振器、６・
・・・・・レンズ系、了・・・・・・レンズ、８・・・
・・・アンプ、９・・・・・・周波数検出器、１０・・
・・・・位相比較器、１１・・・・・・駆動装置制御器
、１２・・・・・・駆動装置、１６・・・・・・光路長
変動用のレンズ、１７・・・・振動装置、１８・・・・
・・押えリング、１９・・・・・レンズホルダー、２０
・・・・・円輪＆の圧電素子、２１・・・・・リング、
２２・・・・・・スペーサー、２３・・・・・鏡筒。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レンズ系のうちの少なくとも１枚のレンズを圧電素子を
   介して保持し、上記圧電素子を電気信号によって振動さ
   せることによりレンズ系の光軸方向の光路長を微少量変
   化させ、上記レンズ系を通過した光を受光する撮像素子
   の出力信号をピークにするように他のレンズをモーター
   等の駆動装置で移動させて焦点を合わせることを特徴と
   する自動焦点調整装置。