JPS6388515A

JPS6388515A - オ−トフオ−カス装置

Info

Publication number: JPS6388515A
Application number: JP61233552A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Makino; 博牧野; Akira Takashima; 明高嶋
Original assignee: West Electric Co Ltd
Current assignee: West Electric Co Ltd
Priority date: 1986-10-01
Filing date: 1986-10-01
Publication date: 1988-04-19
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: JP2644736B2

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、例えばビデオカメラに用いられる映像信号に
基づくオートフォーカス装置に関し、特に撮影レンズ系
に光路長を変化させる手段を設け、この光路長変化手段
を介して得られる映像信号の位相と上記変化手段の位相
とから映像の合焦状態。

合焦方向を判定Ｉ７、撮影レンズ系の合焦用レンズを合
焦位置に移動させる方式のオートフォーカス装置に関す
るものである。

従来の技術従来より、ビデオカメラ等にて得られる映像信号の高周
波成分は、結像が合焦状態に近ずく程大きくなり合焦状
態時最大となることが周知である。

また、撮影レンズ系の光路長を可変できるレンズを所定
位置を基準に光軸の前後方向へ微動させた時、高周波成
分が増大すればその時の移動方向に合焦位置があり、逆
に減少すればその時の移動方向とは反対の方向に合焦位
置があり、いわゆる合焦方向が検知できることも周知で
ある。尚、上記レンズを光軸に対していずれの方向へ微
動しても高周波成分が減少すればすてに合焦位置にある
ことを検知できることはいうまでもない。

従って、撮影レンズ系の光路長を変化させる手段を設け
、この光路長変化手段を介して得られる映像信号の高周
波成分）−画面毎にピークホールドし、このピークホー
ルドされた信号を上記変化手段と同一周波数のバンドパ
スフィルターを通して制御信号全形成し、この制御信号
の位相によって合焦方向全判定し、その振幅がなくなる
と合焦状、態時であると判定することにより撮影レンズ
系の合焦用レンズを合焦位置に移動させるように構成で
きることになる。

例えば、特開昭５６−１１６００７号公報には、直流可
逆モータと発振回路とによって合焦用レンズを振動させ
て光路長を可変し、上記振動する合焦用レンズを介し２
て得られた映像信号によって合焦状６ｆ−判定し、上記
合焦用レンズを合焦位置まで移動させる自動焦点制御装
置が開示されている。

また、特開昭５９−２０１２３７号公報には、撮影レン
ズ系内に光路長全可変できるレンズを設け、このレンズ
を圧電素子を用いて微動する光学系レンズ微動装置が開
示され、例えば上述した公報と同様、自動焦点装置に使
用できることが示されている。

発明が解決しようとする問題点上述したように撮影レンズ系の光路長を可変し、その時
の映像信号の状態によって合焦状態を判定するオートフ
ォーカス装置は、光路長の可変手段も含めて種々提案さ
れているが、その実用化に際しては、以下に述べるよう
な点を考慮しなければならない。

まず、ビデオカメラ等においては撮像中に画像を乱すこ
とは出来ず、合焦操作のために光路長の可変を行なう場
合、その振幅は、画像ＶＣ影響を与えず、かつ合焦状態
の判定に必要な信号が得られるような振幅でなければな
らず、従って、その最大振幅は撮影レンズ系の許容錯乱
円によって制限されることになる。一方、上記許容錯乱
円は撮影レンズ系の絞り、焦点距離によって変化し、こ
の結果、撮影レンズ系の光路長の可変振幅は、極めて大
きな範囲で、かつきめ細かく制御しなければならないこ
とを考慮する必要がある。

また、現在のビデオカメラ等の重要な性能として軽量お
よび小型が強く要望されており、かかる点についても考
慮する必要がある。換言すれば、光路長の可変を利用し
たオートフォーカス装置を構成するために重量が重くな
りまた形状が大型化すると、オートフォーカス性能が向
上したとしても実用化は困難となってしまうわけである
。

以上の諸点を考慮して先の従来装置をみてみると、特開
昭５６−１１６００７号公報に開示された装置は、モー
タとして直流可逆モータを使用していることから、モー
タのトルク伝達特性９凹転慣性あるいはレンズ系の負荷
の大きさを考えると、光路長の可変振幅、即ちレンズ系
の移動量を幅広い範囲にわたりきめ細かく制御すること
は非常に困難となる問題点を有している。

また、特開昭５９−２０１２３７号公報に示された光学
系レンズ微動装置については、使用することにより撮影
レンズ系の光路長の可変振幅をきめ細かく制御できるが
、上記光学系レンズ微動装置を撮影レンズ系に付加する
ことを前提としており、重量１寸法等の点に依然として
実用化に対しての問題点を有している。

本発明は、上記のような問題点を解決できる撮影レンズ
系の光路長可変を利用したオートフォーカス装置を提供
することを目的とする。

問題点を解決するための手段本発明によるオートフォーカス装置は、撮影レンズ系の
合焦用レンズと連結され、この合焦用レンズを光軸方向
に駆動する駆動源となるパルスモータと、上記撮影レン
ズ系を介して得られる映像信号から高周波成分を抽出、
ピークホールドし、高周波成分量として出力する高周波
成分検出部この検出部の出力を受け上記高周波成分の変
動を検知して合焦状態のずれを検出し振動制御信号、停
止制御信号あるいは振動移動制御信号を夫々独立して出
力すると共に合焦方向信号を出力する制御信号出力部か
らなる合焦状態判定手段と、上記振動制御信号を受け上
記撮影レンズ系の絞り値を考慮した同一のステップ数で
上記パルスモータを正逆転させる振動信号を、上記振動
移動制御信号を受けて上記合焦方向信号を考慮した異な
る数のステップ数で上記パルスモータを正逆転させる振
動移動信号を出力し、さらに上記停止制御信号を受けて
上記振動信号、振動移動信号の出力を停止するパルスモ
ータの駆動制御回路および上記振動信号あるいは振動移
動信号に基づき上記パルスモータを駆動するパルスモー
タの駆動回路からなるパルスモータ駆動制御手段とを備
えることを基本として構成される。

作用本発明によるオートフォーカス装置は上述のような構成
を基本とすることから、撮影レンズ系の合焦用レンズは
、駆動制御回路が出力する同数の正逆転パルス信号であ
る振動信号によるパルスモータの正逆回転により上記振
動信号にて決定される振幅２周期で光軸方向に振動し合
焦状態判定のための光路長可変全行なうことになると共
に、駆動制御回路が出力する異なる数の正逆転パルスか
らなる振動移動信号によるパルスモータと正逆回転によ
り上記振動移動信号の正逆転パルス数の差に基づき光軸
方向に振動しながら移動し、合焦状６．１４Ｊ定のため
の光路長可変を行ないつつ合焦位置への移動を行なうこ
とになる。

実施例第１図は本発明によるオートフォーカス装置の一実施例
を示す一部略断面図を含む略構成図であり、以下その動
作について説明する。

今、合焦が得られている状態で被写体が移動するなどし
て撮影レンズ系１を介して得られる結像が変化する、即
ちボケると、かかる変化は撮像部８における映像信号の
高周波成分の変動として検知でき、よって合焦状態判定
手段９は撮動制御信号を出力し、パルスモータ駆動制御
手段１０に供給する。

上記手段１０は上記振動制御信号を受け、パルスモータ
５を同数の正逆転パルスにて正逆回転させるよう動作し
、パルスモータ６の正逆転駆動力は、その出力軸６ａに
設けら冶、たベルトプーリ６゜ベルト７、ベルト受部３
ｂを介して合焦用レンズ２を支持すると共に固定レンズ
枠４の輝部４ａと螺合する輝部３Δを有し光軸方向に移
動可能な合焦用レンズ枠３に伝達されることになる。従
って、合焦用レンズ２は光軸方向に前後移動、即ち振動
する。

合焦用レンズ２が振動すると、撮像部８から出力される
映像信号も変動し、上記手段９にて映像信号の高周波成
分の増減全検知することにより先の結像の変化に対する
合焦方向を検出できることになり、上２手段９は合焦方
向を考慮した振動移動制御信号を出力し、手段１０に供
給することになる。

上記手段１０は上記振動移動制御信号を受け、パルスモ
ータ５を異なる数の正逆転パルスにて正逆回転させるよ
う動作し、この結果、合焦用レンズ２は数の多い方のパ
ルスによって決定される方向に振動しながら移動してゆ
くことになる。尚、上記移動方向が先の結像の変化に対
する合焦方向であることはいうまでもない。

合焦用レンズ２が移動し、先の結像の変化に対する合焦
位置に達すると、先の手段９は合焦用レンズ２の振動に
基づく高周波成分の状態から上記状態を検知し、停止制
御信号を出力１７次段の手段１０に供給する。

上記手段１０は上記停止制御信号を受け、パルスモータ
６を駆動するための正逆転パルスの発生を停止するよう
動作し、この結果、合焦用レンズ２は移動を停止し、上
述の合焦位置に位置することになる。

以上、簡単に本発明によるオートフォーカス装置の一実
施例について述べたが、次に、第１図において図番９，
１ｏで示した両手段の具体例について説明する。

第２図は上記両手段９，１００−具体例を示すブロック
図であり、図中、第１図と同符号のものは同一構成を示
し、また第３図は第２図中の任意部分の信号波形図であ
る。

以下、動作について説明するが、その前に第２図におい
て符号２３．２４で示した振動振幅設定手段と振動周期
設定手段における振幅および周期の設定内容について述
べておく。

まず、手段２３における振動振幅の設定であるが、この
振動動作は撮影レンズ系の光路長を可変し合焦状態全検
知するために行なわれるが、かかる動作時、肉眼で映像
のボケが確認できないことが望まれる。

従って、上記振動動作の振幅は必らず撮影レンズ系の焦
点深度以内に設定されなければならない。

即ち、上記振動動作を焦点深度以上の振幅で行なった場
合、結像状態の変化が肉眼で確認でき、これは画面の乱
れに他ならないためである。

一方、撮影レンズ系の焦点深度Ａはそのレンズ系の絞り
値をＦ、許容錯乱円径をｄとすると、Ａ＝２・Ｆ−ｄ　
、ｊ：示される。

即ち、上記焦点深度人は絞り値ｙに比例し、よって一定
のボケ状態を生じる合焦用レンズの合焦位置からの移動
量も絞り値Ｆに応じて変動することになる。

従って、撮影レンズ系の光路長可変を行ない、合焦状態
を常時一定のボケ状態で安定し２て判定するためには、
合焦用レンズの移動量、即ち振動振幅を絞り値ｙに応じ
て可変する必要があるわけである１゜換言すれば、任意の絞り値Ｆに対する振動振幅Ｗは、Ｗ
＝に−Ｆ（ｋ　：定数）と示すことができ、例えば、今
、開放絞り値Ｆ。ヲ１．２とし、この時の被写界深度以
内の任意の振動振幅”、２を基準ということで１とする
と、上式のｋはに＝Ｗ／Ｆ＝Ｗ７．．　／　Ｆｏ＝　１
／　１．２　となり、従−）で、絞り値Ｆが５．６の時
同様なボケ状態が得らする振動振幅Ｗ　は、Ｗ５６＝に
−Ｆ−１／１．２Ｘ（５，６＝４．５、同様に絞り値Ｆ
が２２の時、振幅Ｗ２２は、Ｗ２２　＝　ｋＦ＝１　／
１．２Ｘ２２＝１８となるわけである。

即ち、任意の絞り値Ｆに対する合焦用レンズの振動振幅
Ｗは、開放絞り値Ｆ。におけるデータ全基準として記憶
しておけば、Ｗ＝Ｆ／Ｆｏなる演算で設定できることに
なり、本実施例における手段２３も上記演算を行なって
いる。

尚、振動振幅Ｗは本実施例の場合、合焦用レンズをパル
スモータで駆動することから駆動ステップ数に該当する
ことになり、よって整数を設定しなければならないため
、上記手段２３は先の演算の結果を小数点以下を切捨て
て振動振幅信号として出力するよう構成しである。

次に手段２４における振動周期の設定について述べる。

今、合焦用レンズの振動周期をｔ。、映像信号のフレー
ム周期ｔ”ｔ、、合焦用レンズをミスステップなく安定
して動作させるために必要なパルスモータ駆動用の駆動
パルスの最短周期をｔ２とし、２画面に１回の振動動作
を行なうとすると、即ちｔｏ＝２・ｔ、であると仮定す
ると、前述した振動振幅Ｗは、Ｗ≦１．／１２に限定さ
れることになる。

例えば、周知のＮＴＳＣ方式の場合映像信号の。

１フレ一ム周期ｔ、は、ｔ、＝１／３０（秒）となり、
上記ｔ２　を３ミリ秒とするとｔ１／１２舛１１となり
、２画面の中には最大２２個の駆動パルスしか供給でき
ず、従ってこの場合の振動振幅ｗＦｉ、駆動パルスで考
えると最大１１個分、即ちＷ≦１１に限定されるわけで
ある。

この結果、前述した開放絞り値Ｆ。ヲ１．２とした撮影
レンズ系において上記振動振幅Ｗの限定から設定可能な
絞り値Ｆを逆算すると、Ｗ＝Ｆ／Ｆ。

なる式より、Ｆ　＝Ｗ　Ｘ　７ｏ＝１１　Ｘ　１．２弓
１３となり、上述した２画面に１回の振動動作に限定す
ると、Ｆ＝１３より犬なる絞り値Ｆに対応できないこと
になる。

そこで、第２図に示した実施例においては、上記手段２
４が先の撮動周期ｔ。を長くするよう下記の演算を行な
い、上記ｔ。を可変設定するよう構成している。

即ち、手段２４はまず、（ａ−１）　ｔ、　＜ｗｔ２≦
ａ−ｔ、なる条件式を満足する正の整数ａを選択し、次
いで振動周期ｔ。を、ｔ、＝２・ａ−ｔ、　　として設
定するよう動作する。

従って、前述した撮影レンズ系の一例で考えた場合、振
動周期ｔ。は、振動振幅Ｗおよび上記整数ａとの関係に
より下表に示すように設定されることになる。

以上のようにして、第２図に示した実施例においては振
動振幅Ｗおよび振動周期ｔ。を設定している。

さて、第２図に示した実施例の動作であるが、合焦時に
おいて、今、被写体が変化すると、映像信号から高周波
成分を抽出する高周波成分抽出回路１１２画面中の所望
範囲の高周波成分のみを垂直ゲート信号発生回路１３お
よび水平ゲート信号発生回路１４の出力により通過させ
るゲート回路１２、供給される高周波成分を例えば１画
面に１度ピークホールドするピークホールド回路１６か
らなる高周波成分検出部１６における上記回路１５の出
力が変化し、まず制御信号出力部２２の被写体変化検知
手段２ｏが動作する。

制御信号出力部２２は、上記回路１５の出力間の差を検
出する差分回路１７．先の振動周期に対応した上記回路
１７の出力のみを検出する光路長可変周波数成分検出回
路１８．上記回路１６の出力と上記回路１８を介しての
上記回路１７の出力とにより合焦状態を判定し、合焦で
あるか否かを示す合焦状態信号および高周波成分の変化
が増大となる合焦用レンズの移動方向を検出し合焦方向
信号として出力する合焦判定手段１９５合焦であると判
定した時の回路１５の出力を記憶すると共にその記憶値
と現在の回路１５の出力とを比較し不一致時合焦動作の
必要ありを示す信号を出力する被写体変化検知手段２０
．上記手段１９　、２０が出力する信号を受け、その信
号に基づき前述した振動制御信号等の制御信号を出力す
る動作状態制御手段２１から構成される装置従って、先の被写体変化検知手段２０の動作により動作
状態制御手段２１は上記被写体変化に対する合焦状態の
判定全撮影レンズ系の光路長を可変させて行なうために
振動制御信号を出力し２、パルスモータ駆動制御手段１
０に供給する。

」二記手段１ｏは、先に述べた手段２３．２４の他に、
手段２４からの出力と後述する比較回路３１からの前回
の振動方向への駆動の終了を示す終了信号とを受けて次
回の振動方向の駆動を開始させるための起動信号を出力
する振動起動手段２６、上記起動信号を受け所定周期の
パルスモータ駆動用の駆動パルス信号を上記終了信号を
受けるまで発生するパルス発生回路２６．上記起動信号
を受ける毎に反転するパルスモータの回転方向信号、即
ち合焦用レンズの駆動方向信号を出力する振動方向設定
手段２７を備えている。

さらに上記パルスモータ駆動制御手段１ｏは、上記手段
２７からの方向信号と先の動作状態制御手段２１が合焦
判定手段１９からの出力を受けることにより出力する合
焦方向を示す方向信号とを比較する比較回路２８．先の
振動振幅設定手段２３の出力および比較回路２８の比較
結果を考慮してパルスモータを駆動するための具体的な
パルス数ｎを設定するパルス数設定手段２９．先のパル
ス発生回路２６が出力する駆動パルス信号の数を計数す
るパルス数カウンタ３０．先の手段２９が設定したパル
ス数ｎと上記カウンタ３０の計数値とを比較し一致した
時今回のパルスモータの駆動を停止するための終了信号
を出力し前述したように振動起動手段２６およびパルス
発生回路２６に供給する比較回路３１．上記回路２６か
らのパルス信号および上記手段２７からの方向信号を受
け、この両信号に基づきパルスモータ６を駆動する駆動
回路３２を備えている。

尚、上述したパルス数設定手段２９におけるパルス数ｎ
の設定は１例えば前述した振動制御信号に基づき合焦用
レンズを単に振動でせる場合、振動振幅設定手段２３に
よって設定された振幅を実現するために必要なパルスモ
ータの駆動パルス数ｘｌ上記手段２３からの振幅信号に
基づき設定。

出力し、振動移動制御信号に基づき合焦用レンズを合焦
方向して移動させる場合には、上記比較回路２８の比較
結果を考慮し、即ち先の振動方向設定手段２７の設定し
た方向が合焦方向ならば上述した数Ｘに所定数ｍ２加え
た数音上記ｎとして設定。

出力し、逆に非合焦方向なら上述した数Ｘから所定数ｍ
を減じた数を上記ｎとして設定、出力するよう動作する
。

従って、動作状態制御手段２１からの振動制御信号によ
り上記手段１０は任意時点Ｔ、より動作を開始し、上述
した手段２３，２４．２９にて夫夫振動撮幅、系動周期
およびその振幅を実現するための駆動パルス数ｎが設定
される。

振動周期を２画面に１回振動するようになすと、周期信
号は第３図ｆａ）　、　（１））に示した垂直同期信号
およびフィールド信号に対して第図（Ｃ）■ようになる
。

一方、上記設定と同時に振動起動手段２６が上記周期を
考慮したフィールド信号に応答して第３図（ｄ３に示し
たような２フイールドに１個の起動信号全出力する。尚
、第３図（（１１においては、起動信号位相をフィール
ド信号位相と一致させているが、かかる起動信号は上述
の設定周期を考慮した周期で出力されれば上記位相の一
致は必要としない。

従って、パルス発生回路２６．振動方向設定手段２７が
時点Ｔ、から動作を開始し、夫々、第３図（６）　、　
（ｆ）に示したような駆動パルス信号および任意の方向
信号を出力し駆動回路３２に供給する。

上記回路３２は上記第３図（ｅｌｌ　、　（ｆ）の信号
に基づきパルスモータ６を駆動し、従って合焦用レンズ
は第３図（ｇ）に示したように手段２７の出力する方向
信号によって決定される方向に移動して行く。

ここで、先の手段２３による設定振幅全実現できるパル
ス数Ｘが５個であったとすると、振動制御信号が供給さ
れているかかる場合、回路２９はｎ＝６を設定、出力す
ることになり、上記パルス数ｎとカウンタ３ｏの計数値
とを比較する回路３１は、上記計数値が５となった時点
で第３図（ｈ）に示した終了信号を出力する。

終了信号は振動起動手段２５およびパルス発生回路２６
に供給され、夫々の動作を停止せしめ、従−〕で、第３
図（＋５）に示したように上記回路２６から出力される
駆動パルスは５個目以降出力されず、かかる時点で合焦
用レンズの移動は停止し、同時に手段２６は今回の合焦
用レンズの移動が終了したことを検知した状態に設定さ
れる。

合焦用レンズが上記のように移動すると結像状態が変化
することはいう゛までもなく、かかる変化はゲート回路
１２によ−）で例えば１画面に１回形成される第３図（
ｉ）のようなゲート信号に基づきピークホールド回路１
６にて高周波成分を第３図（ｊ）に示したようにピーク
ホールドすることによって検知これることになる。

かかる状態で第３図（ｄ）に示した起動信号が時点Ｔ、
においで再度手段２６から出力されると、パルス発生回
路２６はパルス信号を、振動方向設定手段２了は先の場
合とは逆方向の方向信号を、夫夫第３図（６１、（ｆ’
）に示すように出力する。

尚、この時上記起動信号はカウンタ３０のリセソ［ｒ行
なうことから比較回路３１の比較結果は不一致となり、
従って上記回路３１からの終了信号は」−記時点Ｔ２　
においてその出力が停止されることになる。

従って、パルスモータ６は時点Ｔ２以降逆方向に駆動さ
れ、合焦用レンズも第３図（ｇＪの時点Ｔ２以降に示す
ように先の場合とは逆方向に回路２６から６個の駆動パ
ルス信号が出力され回路３１から次回の終了信号が出力
爆れる寸で移動し２、ま／こ回路１６による上記逆方向
移動時における高周波成分のピークホールドも第３図（
ｊ）に示したように行なわれる。

」二記のように合焦用レンズの異なる方向への移動、即
ち振動が行なわれると、合焦判定手段１９は差分回路１
７等の出力により合焦状態を判定することになる。尚、
上記合焦用レンズの振動回数は、合焦判定精度等全考慮
して適宜設定できることはいうまでもない。また、以上
の動作を考えると駆動回路３２に供給をれるパルス発生
回路２６からの同一個数の駆動パルス信号および振動方
向設定回路２７からの方向信号は合焦用レンズを振動で
せる振動信号とみなすことができる。

合焦判定手段１９における判定の結果、合焦用レンズの
移動が必要となった場合、上記手段１９は合焦用レンズ
の必要移動方向を示す信号を出力。

次段の手段２１に供給する。

動作状態制御手段２１は合焦判定手段１９からの信号を
受け今度は振動移動制御信号を出力し振動振幅設定手段
２３に供給すると共に、先の必要移動方向を合焦方向と
して比較回路２８に出力する。

従って、手段２３，２４，２５．２７および回路２６は
前述した場合と同様の動作を時点Ｔ、より開始する。即
ち、第３図（Ｃ１〜（ｆ）で示した信号が出力されパル
スモータ６が駆動せしめられ合焦用レンズは第３図（ｇ
５のように移動を開始する。

一方、パルス数設定手段２９は、今回は動作状態制御手
段２１が振動移動制御信号を出力しているため、その動
作であるパルス数ｎの設定動作が比較回路２８における
手段２１および２７からの合焦方向信号と駆動方向信号
との比較結果に基づき制御される。

即ち、上記両信号の一致、不一致に基づき設定振動振幅
に該当するパルス数Ｘに対し所定数ｍの加減を行ない上
記ｎの設定を行なうことになる。

尚、上記加減は、上記両信号が一致している時、合焦用
レンズの駆動方向は合焦方向となるため加算、不一致の
時、減算されることになる。

今、時点ｔ、で移動を開始する方向が合焦方向と一致し
、前述の場合同様、設定振幅に該当する数Ｘおよび所定
数ｍｉ夫々６，１とすると、パルス数設定手段２９が設
定するパルス数ｎは、ｎ＝Ｘ→ｍ＝５＋１＝８となり、
比較回路３１は第３図（ｈｌに示すように６個の駆動パ
ルスがパルス発生回路２６より出力された時点で終了信
号全出力し、合焦用レンズの移動を停止する。

次いで、時点Ｔ４において振動周期設定手段２４から振
動起動手段２６に方向を反転させるための信号が出力さ
れると、上記手段２６は起動信号を出力し、上記時点Ｔ
４　より上述した各手段。

回路は動作全再開し、合焦用レンズは第３図（Ｃ＆′こ
示したように上述の場合とは逆方向に移動を開始する１
゜１−７かし７こ）−・二）Ｌ！：Ｊ合比較回路２８によ
るｆｔ較結果は■；一致となり、パルス数設定手段２９
ｉ゛ζよって設定されるパルスｎは、ｎ　＝Ｘ−ｍ　＝
６−１　＝ａとなり、パルス発生回路２６より４個の、
駆動パルスが発生すると回路３１は終了信号を出力し２
、この時点で合焦用レンズの移動は停止する。

一方、上記のような動作時におい゛〔も先の検出部＋６
は動作し、夫々の方向への動作（・テ対応して高周波成
分は第３図Ｏ）のようにピークホールドζｉ１、先の出
力部２２０手段１９も継続しで動作する。

この結果、」−記合焦刊定手段１９にて合焦と判定され
るまで手段２１は振動移動信号を出力し、上述の動作は
継続される。

この時、合焦用レンズは先の設定振動周期内において合
焦方向に上記パルス信号数の差ずつ合焦方向に移動する
ことになり、換言すれば上記差は本実施例における合焦
用レンズの移動速度に該当するこ々［でなる。また、上
記場合に駆動回路３２に供給きれるパルス発生回路２６
からの異なる数の１を動パルスｊｒＢ号および振動］ｈ
向設定手段２γからの方向６４号は合焦用レンズ−と撮
動移動さゼる振動移動信号とみなすことができる。

尚、上述の例では上記差を形成するｍを所定数として１
と設定しているが、例えば合焦判定手段１９にてピーク
ホールドされた高周波成分の変化特性等に基づき合焦用
レンズの合焦方向への移動が大幅に必要であるか否かを
もｉ′１１定し、その判定結果に応じた信号を第２図中
に破線で示し７たように動作状態制御手段２１がら出力
しパルス数設定手段２９ＶＣ供給することしでより、■
Φ々ｔｑ変するようＶこ、即ち合焦用レンズの合焦方向
−＼の移動速度を適宜制御するようになしでも良いこと
はいうまでもない。

以上述べたような動作により合焦用１メンズが移動して
行き合焦位置に達すると、パルス数設定手段１９はピー
クホールド回路１５等の田方によ（２上記状ａを検知し
２、動作状態制御手段２１に停止制御信号を出力をせる
べく動作する。

振動振幅設定手段２３は上記停止１川御信号全受け、パ
ルス数設定手段２９にお・ける設定パルス数ｒｌ全ｎ　
＝　Ｑ　ｉｃすべく動作し、よって比較回路２８は起動
信号ケ受けると同時にカウンタ３０がリセットされるた
め終了信号？出力し、パルス数発生回路２６の動作を停
止し、この結果、合焦用レンズは移動することなく合焦
位置に位置せしめらねる、。

尚、前述の第２図中に破線で示したような合焦用レンズ
の移動速度を可変する構成の場合、動作状軸制御−Ｌ段
２１が停止制御信号出力時、同時（・を二ｍ　＝Ｏを示
ず信号を出力するようになせば、同様に合焦用レンズを
合焦位置に停止できることになる。

以上で本発明によるオートフォーカバ装置の一実施例１
’ｉＴおけ乙一連の合焦動作が終了することになり、か
かる実施例においては、合焦用レンズの振動にて光路長
可変が、撮動移動にて合焦方向への移動が行なわれ、か
つその振動動作シ、・↓び０焦方向−゛・、の移動動（
ｉ：は、拒−のパルスモータ：ｆ、駆動源として行なわ
ハること（ｌこなる。

第４図は本発明によるオートノ号−カス装置の他の実施
例を示し、特に先の実施例における合焦状９　ｆｉｌ定
手段９およびパルスモータ駆動制御手段１０の他の実施
例を示したブ０ツク図である。

かかる実施例は、先に述べたＦ／Ｆ。なる演算に基づき
設定される振動振幅Ｗが、映像信号のフレーム周期をｊ
、、パルスモータを正確に駆動できる駆動パルスの最短
周期を１２とした場合、Ｗ）ｔ、。

２′ｔ２とな−・た時、先の実施例が振動周期ｔ。を長
くするよう、即ち、常に振動移動動作にて合焦用レンズ
ゲ合焦位置に移動せ（７め乙よ″）動作したのに対し、
振動および振動移動動作を中止１．、周知の山のぼりオ
ートフォーカス動作を行なわせるものである。

以下、第４し１の実施ＰＩＫついて説明す、乙。

図中、第２図と同符号のものは同一機能構成要素を示し
、２１′は、第２図で述べた動作状態制御手段２１と同
等の機能に加え、後述する振動振幅設定手段−段２３’
　からの振動系、１；；マがＷ、・ｔ、／”ｔ２Ｑつ時
金示Ｔ信号全受けて移動制御信号を出力するイ↑・１１
仰動作を行、つ、う動作状、転制御手段？示し１いるθ
２３′は第２図で述べた振動振幅設定手段２３と同等の
機能（（加え、演算設定した振動振幅Ｗが、Ｗ−一１．
／１２の時、合焦用レンズの振動を停止するため上記状
態を示すＷ＝Ｏの信号を出力し、上記手段２１′、後段
のパルス数設定手段２９．後述する切換スイッチ３４に
供給する振動振幅設定手段である。

２４′は本実施例の場合上記のようにＷ＞　ｔ。

５／１２の場合を区別している、即ち先の例とは異なり
振動動作の周期は２画面Ｖ？：、１回に限定しているわ
けであり、従って単Ｖこフィールド信号を受けて１画面
に１度振動起動手段２６に起動信号全出力てせるタイミ
ング手段となる振動周期設定手段を示１．でいる。尚、
振動起動手段２５による起動信号の出力時点はフィール
ド信号が出力される時点と同期している必要はなく、即
ちフィールド信号（・て１己答し７て適宜設定できるこ
とはいうまでもない。

３４は振動方向設定手段２７からの駆動方向信号あるい
は」１記手段２１′からの合焦方向信号を比較回路２８
に伝達するだめの切換スイッチを示し７、上記手段２３
′からＷ＝Ｏ％−示す信号が供給マΣ１また時」−記舎
焦方向信号を比較回路２８に伝達するように切換えられ
る。即ち、Ｗ・・０の時、比較回路２８は合焦方向信号
同士全比較することになり、常に一致を示す信号全出力
することになる３、尚、光路長可変周波数成分検出回路
１８は、上記Ｗ＞ｔ、、・ｔ２ｆｆｉ示す信号を受けて
その動作を停止し、即ち、差分回路１７の出力音そのま
ま合焦判定手段１９に供給するよう制御される。

以下、第４図に示した例の動作について説明するう合焦時において被写体が変化し動作状態制御手段２１′
が振動制御信号全出力し次段の振動振幅設定手段２３′
が振動振幅Ｗの設定動作全行なうことは第２図の例と同
一である。

今、上記振動振幅設定手段２３′　によって設定さｔま
た振動振幅Ｗが、Ｗ≦１．／１２とな−）だ場合、切換
スイッチ３４は振動方向設定手段２７が出力するネ動力
向信号金比較回路２８お・よびパルスモータの駆動回路
３２に伝達するよう切換えられる１゜ｃｒｔ−）で、第
４図に示した構成は第２図に示した構成と振動周期設定
手段２４′　が異なるだけで、他；は実質的に同じであ
る１）シかし、上記手段２４′は先にも述べたように１
画面に１度起動信号を出力させるべく動作することから
、かかるＷ≦ｔ。

／１２　の場合における第４図に示した実施例の装置の
動作は、第２図に示した例と同一の動作、即ち合焦用レ
ンズを振動させ、さらＣ合焦位置まで渠動移動させる動
作となる。

−７Ｊ、振動振幅設定手段２３′によって設定さｔまた
振動振幅Ｗが、Ｗ＞ｔ、／１２とな−）た場合、上記手
段２３’４−ｊＷ−Ｑを示す信号を出力し、従−・て動
作状態制御手段２１′は先の振動制御信号に代えて移動
１制御信号を出力するよう動作し、また切喚スイＨ’ｌ
　ｆ　３４は上記手段２１′が出力する合焦方向イ１旨
比較回路２８およびパルスモータの“下動回路３２に伝
達するよう切換らねる１、同時（ζペルス数、設定手段
２９は、先にも述べたよう）τＸ金基に決定される駆動
パルス数！１金、Ｗ−０であり上記Ｘ＝Ｏであることか
ら、ｎ＝ｍとして設定する。

従って、振動周期設定手段２４′がフィールド信号に応
答して動作し、振動起動手段２６から起動信号が出力さ
れると、パルス発生回路２６が駆動パルス信号全発生し
、パルスモータ６の駆動回路３２には上記駆動パルスお
よび動作状態制御手段２１′からの合焦方向信号が入力
されることＶζなり、上記パルスモータ５は駆動され、
合焦用レンズは上記手段２１′が出力する合焦方向信号
に移動を開始する。

同時にカウンタ３０！ａ上記駆動パルス数を計数し、第
２図の例同様、比較回路３１はカウンタ３０の計数値と
パルス数設定手段２９による設定・；ルス数ｎを比較し
、一致した時点で終了信号を出力し、この時点でパルス
数発生回路２６の動作；は停止し、合焦用レンズの移動
も停止する１、以降、動作状態制御手段２１′よりの合
焦方向信号−う；正確であるなら（・ず、振動周期設定
手段２４′の動作により振動起動手段２６から起動信号
が出力される毎に上述の動作が繰り返てれる、即ち合焦
用レンズは上記合焦方向信号に基づく方向シてのみ移動
してゆくことになる。

ここで、上記手段２１′からの合焦方向信号について考
えてみると、移動開始時の場合、合焦時から被写体が変
化したことを検知しただけの状態であり正確ではなく、
当然逆転されなければならない状態が生じる。

この逆転については、先の例でも述べたが、合焦用レン
ズが移動すればピークホールド回路１６の出力が変化し
その変動等に基づき合焦状態が手段１９にて判定される
ことになるため、任意回の前述した合焦用レンズの移動
動作がなされれば正確な合焦方向信号を得ることができ
、即ち上述の移動動作で高周波成分が増大して行けばそ
のままの方向を、逆に減少してゆけば逆方向を示す信号
を合焦方向信号として動作状態制御手段２１′が合焦判
定手段１９の動作によって出力できることになるため、
自動的に行なわれることになる。換言すれば、動作状態
制御手段２１′の出力する合焦方向信号は切換スイッチ
３４を介してパルスモータの、駆動回路３２に供給され
ており、上記合焦方向信号が逆方向に変化すれば、当然
、合焦用レンズも逆方向に移動することになるわけであ
る。

尚、移動方向が逆にな−）でも比較回路２８の出力状１
ルが変化することはなく、パルス数設定手段２９におけ
る設定パルス数ｎは何ら変化しない。

上記のようにして合焦用レンズが正確な合焦方向へ移動
して行き、合焦位置に達すると、合焦判定手段１９はそ
の状ｉｋピークホールド回路１５等の出力により検知し
、動作状態制御手段２１′に停止制御信号を出力させる
。

従って、振動振幅設定手段２３′は先の何回様パルス数
設定手段２９の動作を制御し、即ち上記手段２９は先の
Ｘ　＝ｏに加え所定数ｍもｍ＝ｏとして設定し２、この
結果、設定パルス数ｎは、ｎ−ｘ＋ｍ＝ｏ＋ｏ＝ｏとな
り比較回路３１が即座に終了信号を出力しパルスモータ
６が駆動されることはなく、合焦用レンズは合焦位置に
停止をれることになる。

第４図に示した例は以上述べたように動作し、即ち、手
段２３′　における振動振幅Ｗの設定が、Ｗ≦１．／１
２の場合、第２図の例と同様の動作を、Ｗ＞ｔ、／１２
の場合、周知の山のぼりオートフォーカス動作を行なう
わけである。

尚、パルス数設定手段２９においてパルス数ｎを設定す
るために手段２３′による設定振動振幅Ｗが、Ｗ≦１　
、　／１２の時、上記ｗｌ実現するパルス数Ｘに加減算
され、Ｗ＞ｔ、／１２°の時、上記設定パルス数ｎその
ものとなる数ｍは、上述した例では所定数ｍとし、従っ
て合焦用レンズの移動速度は一定に制御されるが、例え
ば合焦判定手段１９にて合焦時であるか否かと共に合焦
用レンズの合焦方向への移動が大幅に必要であるか否か
をも判定し、その判定結果に応じた信号を破線で示した
ように動作状態制御手段２１′から出力しパルス数設定
手段２９に供給することにより種々の数に可変設定でき
る、即ち合焦用レンズの移動速度全適宜制御できること
もいうまでもない○尚、この場合、動作制御手段２１′
は停止制御信号出力時には同時にｍ　−Ｑを示す信号を
パルス数設定手段２９に出力することはいうまでもない
。

また、第４図の例ではＩ　Ｗ　＞　ｔｓ　／１２の時１
山のぼりオートフォーカス動作を行なうとしたが、振動
振幅設定手段２３′による設定振動振幅を第４図中に破
線で示したように第２図に示した実施例同様振動周期設
定手段２４′に供給し、この手段２４′を第２図に示し
た例と同様の機能を行なえるようになすと共に、制御手
段３６が動作状態制御手段２１に移動制御信号を出力さ
せる条件をＷン２ｔ／′ｔ　　あるいはＷ＞３ｔ、／１
２とすることにより、周知の山のぼりオートフォーカス
動作が行なわれる振動振幅条件を適宜設定できることも
いうまでもない。

最後に、上述した実施例においてベルトプーリ６、ベル
ト７等からなりパルスモータ６の駆動力を合焦用レンズ
１に伝える伝達手段について詳述する。

本発明において１合焦用レンズ１とパルスモータ５との
関係は、パルスモータ５が１ステツプ叱動ずれば必ず合
焦用レンズ１も１ステップ分の移動量、移動」る関係が
必要、即ち１パルスモータ６の駆動力は正確に合焦用レ
ンズ１に供給される必要がある。

一方２本発明によるオートフォーカス装置は１装置形状
の小型化を目的としており、パルスモータ６は合焦用レ
ンズ１の光軸方向への振動動作および合焦位置への移動
動作に兼用の駆動源として使用され、かつその形状は小
型のものを採用することが望ましい。

さらに、合焦状態の判定精度を向上させるために例えば
２両面に１回の合焦用レンズの振動動作を実現するため
には、パルスモータ５は高速度テ駆動されることになる
。即ち１小型のパルスモータにおいて１ステツプ駆動す
るために供給される駆動パルスの周期は、通常数十ｍ　
ｓｅｃが定格であり、先に述べたように例えば３　ｍ　
Ｓａｃの駆動パルス周期で駆動することはかなりの高速
駆動となる。

一般に・くルスモータから得られる駆動力は形状を小型
化すればする程、また、を動パルス周期を短かくする程
小さな力となり１周知のギヤ構成にょる１駆動力伝達構
成では負荷（でもよるが駆動パルスが供給されてもパル
スモータが正確に駆動しないいわゆるミスステップを生
じてしまうおそれがある。

かかる点について第５図。第５図を参照して説明する。

第５図は１それ自体は周知のパルスモータの略図を示し
、コイルＬ、。Ｌ２への給電制御によってロータＲの回
転が制御されることはいうまでもない３、第５図体、）−（ｅｌ）は周知のギヤ構成を介して第５
図に示したようなパルスモータの駆動力を合焦用レンズ
に伝達した場合の動作状態図であり、同図（ａ、）は先
の第３図（ｆ）に対応する駆動パルスの波形図、同図中
１　、　（ｃ）は上記駆動パルスに応答してコイルＬ、
、Ｌ２に供給される駆動電圧の波形図を示している。

寸た、第５図（ｄ）はパルスモータのロータＲより合焦
用レンズに供給される駆動力の特性図、同図（６）は上
記駆動力に基づき移動する合焦用レンズの移動特性図で
ちる。

第５図（ＩＬ）に示すように１時点Ｓ、において駆動パ
ルスが発生するとコイルＬ、、Ｌ２に対して同図（ｂ）
　、　（Ｃ）に示した駆動電圧が供給されることになり
、ロータＲは上記時点Ｓ、よりコイルＬ、、Ｌ２のイン
ピーダンスによって決まる立上り特性の駆動力を発生す
る。この駆動力は周知のギヤ構成を使用しているため遅
れなく直接合焦用レンズに伝達されることになり１図示
すると第５図（ｄ）に示したような駆動力となる。

］−かしながら１　この駆動力は先にも述べたように装
置形状を小型化しようとすると小さくなり。

従って合焦用レンズは駆動力を受けると同時に移動を開
始することはなく、即ち、ロータＲは駆動力を発生する
ものの回転を開始することはなく、合焦用レンズに駆動
力が伝達された直後を微視的にみてみると１合焦用レン
ズは非常に遅い速度範囲内でさらに〃くなった９速くな
ったりしながら微動し始め、徐々に速い速度となりこの
速度がある値以上になった時点Ｓ２にて実質的な移動を
開始し、換言すれば合焦用レンズは自身の非常に僅かな
移動にともなって生じる摩擦負荷の変動のために負荷状
態が静止摩擦と動摩擦の中間的状態となり、かかる状態
を経て完全な動摩擦に移行するよう動作し１以降は第５
図（６）に示したように慣性負荷と摩擦負荷とによって
決まる関数で滑かに移動を行なうことになる。尚、上記
時点ｔ２にてロータＲの回転が立ち上がることはいうま
でもない。

時点Ｓ、でロータＲが１ステップ分の正規の停止位置に
達すると磁力によって生じる上記ロータＲの駆動力は極
性が反転し１この反転駆動力は合焦用レンズを制動する
ことになる。

一方、合焦用レンズは上記制動が加えられるものの上記
時点Ｓ、以降も慣性による駆動力供給を第５図（ｄ）時
点Ｓ３以降に示すように継続して受け、この慣性による
駆動力がなくなった時点Ｓ４にて上記ロータＲの反転駆
動力によ秒制御されることになり、第５図（６）に示し
たように上記時点Ｓ４にてその移動方向が初めて反転し
、時点Ｓ、で１ステップ分の正規の移動量Ｎを移動した
停止位置に停止することになる。

時点Ｓ、で再びパルスモータを１ステップ回転させるべ
く駆動パルスが発生するとフィルＬ１・Ｌ２に供給され
る駆動電圧は第Ｃ図（ｂ）　、　（０）に示しだように
極性が反転されるが、ロータＲの生じる駆動力の方向は
所望の方向と同一となり、従って合焦用レンズは第５図
（６）に示したように先の時点Ｓ１から８５までと同様
の動作を行ない１ステップ分の移動量Ｎだけ移動するこ
とになり、以降１駆動パルスが出力される毎に同様の動
作が繰り返されることになる。− ここで問題となるのけ、時点Ｓ、からＳ２までの一〕で
あり３前述したようにパルスモータは駆動力を発生して
いるのに合焦用レンズが実質的な移動を行なわない、即
ちロータＲがほとんど静止した状態にある時間が存在す
ることである。この時間は先にも述べたが、摩擦力によ
って左右される時間であり、偶然的要素に影響され、そ
のバラツキが非常に大きくなるーとは詳述する斗でもな
い。

従って、例えば合焦用レンズの実質的な移動の立子７つ
；り時点がＳ７で生じたとすると、パルスモータが発生
しこの合焦用レンズに伝達される駆動力は第５図（ｄ）
に破線で示ｌ〜だようになり、また合焦用し／ズは同図
（６）に破線で示したように移動して行くことになり、
次回の駆動パルス発生時点Ｓ６において図中にＬで示し
た遅れを前述した場合に比Ｌ５て生じることになる。

上記時点Ｓ６での遅れＬが捧ステップ分程度でちれば、
ロータＲが上記Ｓ６におけるコイルＬ、。

Ｌ２への駆動電圧の反転時に発生する駆動力は方向は同
一であるものの正常時の約半分となり、合焦用レンズに
伝達される駆動力も第５図（ｄ）の時点Ｓ６以降に破線
で示したようにもちろん約半分となってしまい、上記時
点Ｓ６以降上記遅れＬはさらに犬きくなる。

この結果、さらに次回の駆動パルス発生時点Ｓ８での遅
れＬが、例えば１ステップ分程度に達−すると、駆動電
圧の反転によりロータＲが発生し合焦用レンズに伝達さ
れる駆動力は第５図（（ｉ）の時点Ｓ８以降に破線で示
１〜だようにその方向が反転して＋、１い１合焦用レン
ズは所望方向に移動できなくなり、いわゆるミスステッ
プが発生することになる。

上記のようなミスステップをなくすには１パルスモータ
の発生駆動力を大きくすることが考えられるが、そのた
めには、形状が大型化し、また時点Ｓ、〜Ｓ２間を長く
１即ち駆動パルス周期を長くする必要があり１本発明の
目的が十分に達成できなくなるおそれがある。

他に慣性負荷、摩擦負荷を低減！−相対的な駆動力を大
きくすることもできるが現状では技術的に■難である。

従１て、本完１明では伝達構成として第１図に示したよ
うなベルトプーリ６、ベルト７等からなる手段、即ちパ
ルスモータの駆動力を蓄積、かつ遅延し千合焦用レンズ
に伝達できる伝達手段を適用１−２２ている。尚、上記
実施例におけるベルト７とし２では、例えば円形を有し
１、その周方向への伸びが押さ、ぐ７られた弾性力を有
する合成樹脂等からなり、かつ第７図にその略図を示し
たようにその周長がベルトプーリ６とベルト受部３ｂと
の図中に破線で示した周長より長くなるベルトが採用で
きる。

従って、ベルト７は常に円形に戻ろうとする復元力が働
き、この復元力によ均パルスモータの駆動力をバラクラ
ラン、を生じることなく合焦用レンズに伝達できること
になる。尚、べ／＋７ト７として（１例えば硬質のゴム
等で形成することもできる。

以下、上述の第７図に示ｌ〜だ伝達手段を介してパルス
モータの駆動力を合焦用レンズに伝達した場合の動作状
態について、第８図（ａ）−（ｆ’）を参照して説明す
る。

第８［”Ｊ　（ａ）〜（ｊ）（７）内、（ａ）〜（ｅ）
ノ波形の対象は第５図（ａ）〜（ｅ）の対象と対応して
おり、また同図（ｆ）ｉ４０−タＲの位置を示している
。

第８図（２Ｌ）〜（Ｃ）に示したように時点Ｓ１にて手
動パルスが供給されるとパルスモ・−夕のコイルＬ、。

Ｌ２に夫々駆動電圧が供給されることは先の例と同様で
あり、ロータＲももちろん同様の駆動力を発生する。

しかし、なから、上記時点Ｓ、でのパルスモータの負荷
はロータＲ自体とベルト７の弾性力による円形への復元
力だけであり、ロータＲの回転の立上がりは第８図（ｆ
）に示したように先のギヤ構成を介する場合における時
点Ｓ２とは異なり時点Ｓ。

で行なわれ早くなる。

上記時点Ｓ９から例えば第８図（ｆ′）にＳ、。で示し
た時点までのしばらくの間、ロータＲはペルドアの一方
のたわみをなくし他方のたわみをさらに大きくするよう
に働きながら、かつ速度を増して行く回転動作を行ない
、即ち移動してゆくことになる。

まだ、上記時点Ｓ、〜Ｓ、。間において合焦用レンズに
供給される駆動力は上述し、たベルト７の復元力が中心
でちゃ、第８図（ｄ）に示したように小さく、同図（ｅ
ｌ）に示したように合焦用レンズは実質的な移動動作は
行なわない。

上記時点Ｓ、。にてベルト７の一方のたわみが殆んどな
くなり合焦用レンズがパルスモータの負荷としてロータ
Ｒに作用し始めると、ロータＲにはＩＱ動がかかり、ロ
ータＲは第８図（０に示すように減速されることになる
。

この時、合焦用レンズには十記城速の加速度とロータＲ
の回転質量との積に応じた犬きな、駆動力が加わること
になり、かかる駆動力を図示すると第８図（ｄ）に示し
７大ように急峻な立上が１特性が形成されることになる
。

この結果１合焦用レンズは上記供給される駆動力の増大
の途中で静止摩擦状態から動摩擦状態に移行し、第８図
（ｅ）の時点Ｓ１．以降に示１−だように移動を開始す
る。

合焦用レンズが移動を開始すると、ロータＲの速度は第
８図（ｆ′）時点Ｓ４１以降のように上昇し、よって合
焦用レンズに供給される駆動力は同図（ｄ）の時点Ｓ＋
＋以降のように磁力によってロータＲに生じる正規の駆
動力まで減少する。

時点Ｓ、２でロータＲが１ステップ分の正規の停止位置
に達すると、それ以降磁力によって生じる駆動力は反転
し、よってロータＲには上記反転駆動力とペルドアの復
元力によって制動がかかり、ロータＲは第８図（ｆ′）
に示し７たように時点Ｓ＋ｓで逆転し１時点Ｓｊ４で正
規の停止位置に停止する。

一方、上記時点Ｓ１２以降において合焦用レンズに供給
される駆動力は、上述したロータＲの反転駆動力の影響
を受け減少し、ロータＲが停止した’４　点Ｓ＋　ａ以
降、ペルドアの復元力のみによる駆動力となることは第
８図（ｄ）に示したとうりである。

従って１合焦用レンズは速度を落としながら移動し、ま
たベルト７のたわみ状態が第７図に示しだような均等々
状態に戻りてゆき１時点Ｓ１５で合焦用レンズは１ステ
ップ分の移動量Ｎを移動し停止ｌ二することになる。

以降１．駆動パルスの発生毎にコイルＬ、、Ｌ２に供給
される駆動電圧の極性が制御されることにより、上述の
動作が繰り返され５合焦用レンズは第８図（６）に示Ｌ
７たように移動してゆくことになる。

ここで、　　Ｊ：記のような動作における駆動パルス発
生時点Ｓ、から合焦用レンズが実質的な移動を開始する
時点Ｓ＋　＋までの時間は、合焦用レンズに供給される
第８図（ｄ）の時点Ｓ１以降に示した急峻な立上がり特
性を有し、かつ先のギヤ構成で伝達する場合よりも大き
な駆動力によって決定されるため、先の場合のような偶
然性はなくな沙、パルスモータに対する合焦用レンズの
負荷状態が多少変動しても上記時間のばらつきはわずか
となり。

従って１駆動パルス周期の設定において極めて有利とな
る。

即ち、ベルトプーリ６等を使用することによりギヤ構成
の伝達手段とは異なり、合焦用レンズに急峻な立上がり
特性の大きな駆動力を、駆動パルス発生時点Ｓ１より安
定した遅延時間後供給できることになり、この結果、先
のギヤ構成の場合には合焦用し・ンズの移動開始時点の
ばらつきによりミスステップを生じるおそれがあり駆動
パルス周期の設定に大きな注意を払う必要があったわけ
であるが、このばらつきによるミスステップについで、
ベルトプーリ６等の伝達手段の場合、考えることなく駆
動パルス周期を設定できることになり、もちろんその周
期はギヤ構成の伝達手段使用時に比して短い周期とでき
る。

尚１見方を変えて、同一の駆動力供給という観点から考
えると、パルスモータをギヤ構成の伝達手段使用時に比
して１より小型化できることになる。

第９図（２Ｌ）　、　（ｂ＞は１パルスモータ５の駆動
力を合焦用レンズ２に伝える伝達手段の他の実施例を示
す略構成図であり５図中１第１図と同符号のものは同一
機能構成要素を示す。

第９図（ａ）は負荷である合焦用レンズ２等の慣性負荷
を小さくしてパルスモータ５をさらに高速テ駆動できる
ようになした例である。

合焦用レンズ２を支持している合焦用レンズ枠３は、撮
影レンズ系１の本体１ａに設けられた移動軸３５および
３６が嵌挿される端部３０，３（１゜３ｅおよび上記移
動軸３６を中心軸として図示位置で回転でき、かつベル
トプーリ３８が一体に設けられたドライブネジ３アと螺
合する端部３ｆを備え、上記本体１ａに対して摺動する
ようなされている。

また移動軸３６には合焦用レンズ枠３の摺動を制御する
だめの係止部材３９も設けられている。

ト５己ベルトフ゛−リ３８はパルスモータ６とその出力
軸６ａに設けられたベルトプーリ６とベルト７により連
結されており、従って１パルスモータ６が駆動されると
ベルト７を介してその駆動力が伝達され回転し、もちろ
んドライブネジ３７が回転することになる。

この結果１　ドライブネジ３Ｔの回転力が上記ネジ３γ
と螺合する端部３ｆを介して合焦用レンズ枠３に供給さ
れ、合焦用レンズ枠３、即ち合焦用レンズ２は本体１ｍ
に対してその光軸方向に摺動することになる。

以上のように構成することにより、慣性負荷はパルスモ
ータ６のロータ、ベル）７’−ＩＪ６，３８゜ベルト７
、ドライブネジ３７が形成された移動軸３６だけとなり
、即ち５合焦用レンズ２および合焦用レンズ枠３は移動
速度が遅いことから慣性力に殆んど影響を与えなくなり
、従フてその分合無用レンズの立上り特性が急峻となる
ため、結果としてパルスモータ５をさらに高速で回転で
きることになる。

第９図（ｂ）は伝達手段のさらに他の実施例を示す部分
構成図であり１図中１第１図および第９図（ａ）と同符
号のものは同一機能構成要素を示す。

かかる実施例は１図面からも明らかなように合焦用レン
ズ枠３が上述の実施例と同様、本体１′に設けられた移
動軸３６が嵌挿される端部３０゜３ｇを備えている。上
記端部３ｇはさらに、合成ゴム製のパイプあるいはコイ
ルスプリング等からなる弾性力を有した継手４１を介し
てパルスモータ５の出力軸６ａと連結されるドライブネ
ジ４゜と螺合されている。

従って、パルスモータ６が駆動されると、その駆動力は
まず継手４１に伝達され、継手４１がねじられてゆく。

この時、継手４１のねじれに対する復元力はドライブネ
ジ３７およびパルスモータ５に伝達されるが、ドライブ
ネジ３７は合焦用レンズ２等の負荷のだめ即座に回転す
ることはなく１またパルスモータ６も磁力による回転力
がなくなるまで回転を維持する。

この結果、上記継手４１の復元力は著しく増大してゆき
１その途中の上記負荷以上に達した時点でドライブネジ
３アが回転を開始し１合焦用レンズ枠３等が移動を開始
することになる。

以上伝達手段の他の実施例について述べたが。

その動作態様は、第７図、第８図で説明した実施例と同
様のパルスモータ６の駆動力を蓄積、遅延して合焦用レ
ンズに伝達する動作態様となることはいうまでもない。

発明の効果本発明によるオートフォーカス装置は、上述してきたよ
うに、合焦用レンズにおける光路長可変動作と合焦位置
への移動動作とを１単一のパルスモータにより」１記合
焦用レンズを振動および振動移動させることにより行な
うことがら、従来装置のように２個の駆動源を用いる必
要はなく、装置形状を小型化できると共に、合焦用レン
ズの上記２種の移動動作をきめ細かく制御できることに
なる効果を有している。

さらに１本発明によるオートフォーカス装置は、パルス
モータの駆動力を合焦用レンズに伝達する伝達手段とし
て、上記駆動力を蓄積かつ芹延して合焦用レンズに伝達
できる例えばベルト、ベルトプーリ等からなる伝達手段
を採用することにより、上述した合焦用レンズの振動あ
るいは振動移動動作をミスステップすることなく、より
小型のパルスモータで、かつより短かい駆動パルス周期
で実現できることになる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるオートフォーカス装置の一実施例
を示す一部略断面図を含む略構成図、第２図は第１図に
おける手段９．１０の一例を示すブロック図、第３図は
第２図中の任意部分の信号を示す信号波形図を示してい
る。第４（８）は本発明によるオートフォーカス装置の
他の実施例を示し。先の実施例における手段９．１０部分に該当する部分の
ブロック図でちる。第５図はパルスモータの略図、第５
図は周知のギヤ構成を介してパルスモータの駆動力を合
焦用レンズに伝達した場合の動作状態を説明するだめの
図１第７図は第１図に示した装置における伝達手段の略
図、第８図は第７図に示しだ伝達手段を介してパルスモ
ータの駆動力を合焦用レンズに伝達した場合の動作状態
を説明するだめの図である。第９図は本発明によるオー
トフォーカス装置に使用される伝達手段の他の実施例を
示す略構成図である。１・・・・・・撮影レンズ系、２・・・・・合焦用レン
ズ、３・・・・・・合焦用レンズ枠１４・・・・・・レ
ンズ枠、５・・・・・・パルスモータ、６．３８・・・
・・・ベル）７’−リ、７・・・・・ベルト、８・・・
・・撮像部、９・・・・・・合焦状態判定手段、１０・
・・・・・パルスモータ駆動制御手段、１１・・・・・
・高周波成分抽出回路、１２・・・・・・ゲート回路、
１３・−・・・垂直ゲート信号発生回路、１４・・・・
・・水平ゲート信号発生回路、１６・・・・・ピークホ
ールド回路、１６・・・・・高周波成分検出部、１７・
・・・・・差分回路、１８・・・・・光路長可変周波数
成分検出回路、１９・・−・・・合焦判定手段、２０・
・・・・・被写体変化検知手段、２１．２１’・・・・
・動作状態制御手段、２３．２３’・・・・・・振動振
幅設定手段、２４．２４’・・・・・振動周期設定手段
、２６・・・・・・振動起動手段、２６・・・・・パル
ス発生回路１２７・・・・・・振動方向設定手段、２８
゜３１・・・・・−比較回路、２９・・・・・・パルス
数設定手段。３ｏ・・・・・・パルス数カウンタ、３２・・す・・駆
動回路、３３・・・・・・駆動制御回路、３４・・・・
・・切換スイッチ。３５．３６・・・・・・移動軸、３７，４Ｑ・山・・ド
ライブネジ、３９・・・・・・係止部材１４１・・・・
・・継手。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１＼
ｔミ・１１−ぺ」・導−しン又Ｊ午５−−ハ゛ルズ七−ゲ１１’−−−へ−１＋−”−’１７−　へ−７．卜第２図ＩＣ−壜ｉ汲へな代士静第４図　　　　　ｊＧ−４，’５）ざ名分−七や２２−
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イ、・オじ３８−　　ノ、”Ｌ　Ｌデー１′・４０−〜冒１フ′王・

Claims

【特許請求の範囲】

（１）撮影レンズ系の合焦用レンズと連結され前記合焦
用レンズを光軸方向に駆動する駆動源となるパルスモー
タと、前記撮影レンズ系を介して得られる映像信号から
高周波成分を抽出、ピークホールドし高周波成分量とし
て出力する高周波成分検出部および前記検出部の出力を
受けて動作し前記高周波成分の変動および変動状態を検
出し振動制御信号、停止制御信号あるいは振動移動制御
信号を夫々独立して出力すると共に合焦方向信号を出力
する制御信号出力部とからなる合焦状態判定手段と、前
記振動制御信号を受けて前記撮影レンズ系の現在絞り値
を考慮した同一のステップ数で前記パルスモータを正逆
転させる振動信号を、前記振動移動制御信号を受けて前
記合焦方向信号を考慮した異なる数のステップ数で前記
パルスモータを正逆転させる振動移動信号を出力し、か
つ前記停止制御信号を受けて前記振動信号、振動移動信
号の出力を停止する前記パルスモータの駆動制御回路お
よび前記振動信号あるいは前記振動移動信号に基づき前
記パルスモータを駆動し、前記合焦用レンズを振動ある
いは合焦方向に振動移動させる前記パルスモータの駆動
回路とからなるパルスモータ駆動制御手段とを備えたオ
ートフォーカス装置。
（２）制御信号出力部は、ピークホールドされた高周波
成分量と該高周波成分量間の差を検出する差分回路の出
力とにより合焦状態を判定する合焦判定手段を備えると
共に、パルスモータによる合焦用レンズの振動周波数を
考慮するために前記周波数に応じた前記差分回路の出力
のみを前記合焦判定手段に供給する光路長可変周波数成
分検出回路を含む特許請求の範囲第１項に記載のオート
フォーカス装置。
（３）駆動制御回路は、振動制御あるいは振動移動制御
信号と撮影レンズ系の現在絞り値情報を受けて所定のボ
ケ状態となる合焦用レンズの振動振幅を設定する振動振
幅設定手段と、前記設定された振動振幅信号とフィール
ド信号とを受け画面単位の振動周期を設定する振動周期
設定手段と、前記設定振動周期を考慮したフィールド信
号に応答して起動信号を発生する振動起動手段と、前記
起動信号を受けて駆動パルス信号の出力を開始するパル
ス発生回路と、前記起動信号を受けて振動方向を反転設
定する振動方向設定手段と、前記設定振動方向と合焦判
定手段から出力される合焦方向とを比較する第１比較回
路と、前記設定振動振幅信号を受けこの振動振幅を実現
する第１パルス数および任意の第２パルス数を設定し、
前記振幅設定手段が前記振動制御信号を受けている時前
記第１パルス数を、前記振動移動制御信号を受けている
時前記第１比較回路の結果に基づき前記第１パルス数に
前記第２パルス数を加減算したパルス数を駆動パルス数
として設定するパルス数設定手段と、前記パルス発生回
路が出力する駆動パルス信号の数を計数するパルス数カ
ウンタと、前記カウンタの計数値と前記パルス数設定手
段による設定駆動パルス数を比較し、一致した時動作終
了信号を出力して、前記パルス発生回路、振動起動手段
に供給する第２比較回路とからなる特許請求の範囲第１
項に記載のオートフォーカス装置。
（４）合焦状態判定手段は、合焦状態のずれ度合から好
ましい合焦用レンズの移動速度信号を出力し、パルス数
設定手段は第２パルス数を前記移動速度信号に基づき適
宜設定する特許請求の範囲第３項に記載のオートフォー
カス装置。
（５）撮影レンズ系の合焦用レンズと連結され前記合焦
用レンズを光軸方向に駆動する駆動源となるパルスモー
タと、前記撮影レンズ系を介して得られる映像信号から
高周波成分を抽出、ピークホールドし高周波成分量とし
て出力する高周波成分検出部および前記検出部の出力を
受けて動作することにより前記高周波成分の変動および
変動状態を検出し、振動制御信号、停止制御信号、振動
移動制御信号を夫々独立して出力すると共に合焦方向信
号を出力し、かつ前記パルスモータを所定方向に単に駆
動する移動制御信号を独立して出力する制御信号出力部
とからなる合焦状態判定手段と、前記振動制御信号を受
けて前記撮影レンズ系の現在絞り値を考慮した同一のス
テップ数で前記パルスモータを正逆転させる振動信号を
、前記振動移動制御信号を受けて前記合焦方向信号を考
慮した異なる数のステップ数で前記パルスモータを正逆
転させる振動移動信号を夫々出力すると共に前記同一の
ステップ数に基づく振動周期が所定数の画面周期以上の
時、前記合焦状態判定手段に前記移動制御信号を出力さ
せる制御信号を供給すると共に前記移動制御信号を受け
て前記パルスモータを前記合焦方向信号に基づき正転あ
るいは逆転のどちらか一方に駆動する移動信号を出力し
、かつ前記停止制御信号を受けて前記パルスモータの駆
動を停止する前記パルスモータの駆動制御回路と、前記
振動信号、振動移動信号あるいは移動信号を受け前記パ
ルスモータを駆動し前記合焦用レンズを振動あるいは合
焦方向に振動移動もしくは移動させる前記パルスモータ
の駆動回路とからなるパルスモータ駆動制御手段とを備
えたオートフォーカス装置。
（６）制御信号出力部は、ピークホールドされた高周波
成分量と該高周波成分量間の差を検出する差分回路の出
力とにより合焦状態を判定する合焦判定手段を備えると
共に、パルスモータが振動あるいは振動移動信号により
駆動されている時には前記差分回路の合焦用レンズの振
動周波数に応じた出力のみを、移動信号により駆動され
ている時には前記差分回路の出力をそのまま前記合焦判
定手段に供給する光路長可変周波数成分検出回路を含む
ことを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載のオート
フォーカス装置。
（７）駆動制御回路は、振動制御あるいは振動移動制御
信号と撮影レンズ系の現在絞り値情報を受けて所定のボ
ケ状態となる合焦用レンズの振動振幅を設定すると共に
その設定振幅が所定数の画面周期以上の時合焦状態判定
手段に移動制御信号を出力させる制御信号を出力し、か
つ前記移動制御信号を受けてパルスモータの移動速度を
設定する信号を出力する振動振幅設定手段と、前記設定
振幅信号とフィールド信号とを受け画面単位の振動周期
を設定する振動周期設定手段と、前記設定振動周期を考
慮したフィールド信号に応答して起動信号を発生する振
動起動手段と、前記起動信号を受けて駆動パルス信号の
出力を開始するパルス発生回路と、前記起動信号を受け
て振動方向を反転設定する振動方向設定手段と、前記制
御信号が供給されることにより合焦状態設定手段が出力
する合焦方向を出力する第１状態と前記振動方向設定手
段による設定振動方向を出力する第２状態に切換えられ
る切換スイッチと、前記切換スイッチより出力される方
向と前記合焦方向とを比較する第１比較回路と、前記振
幅設定手段の出力を受けて前記設定振幅を実現する第１
パルス数および任意の第２、第３パルス数を設定し、前
記振幅設定手段が前記振動制御信号を受けている時前記
第１パルス数を、前記振動移動制御信号を受けている時
前記第１比較回路の結果に基づき前記第１パルス数に前
記第２パルス数を加減算したパルス数を、前記制御信号
を出力し移動制御信号を受けている時前記第３パルス数
を駆動パルス数として設定するパルス数設定手段と、前
記パルス発生回路が出力する駆動パルス信号の数を計数
するパルス数カウンタと、前記カウンタの計数値と前記
パルス数設定手段による設定駆動パルス数とを比較し、
一致した時動作終了を示す終了信号を出力して前記パル
ス発生回路、振動起動手段に供給する第２比較回路とか
らなる特許請求の範囲第５項に記載のオートフォーカス
装置。
（８）合焦状態判定手段は、合焦状態のずれ度合から好
ましい合焦用レンズの移動速度信号を出力し、パルス数
設定手段は第２、第３パルス数を前記移動速度信号に基
づき適宜設定する特許請求の範囲第７項に記載のオート
フォーカス装置。
（９）撮影レンズ系の合焦用レンズを光軸方向に駆動す
る駆動源となるパルスモータと、前記パルスモータの駆
動力を蓄積かつ遅延して前記合焦用レンズに伝達する伝
達手段と、前記撮影レンズ系を介して得られる映像信号
から高周波成分を抽出しその変動状態から前記撮影レン
ズ系の合焦状態を判定する合焦状態判定手段と、前記合
焦状態判定手段からの出力に基づき前記パルスモータの
駆動を制御するパルスモータの駆動制御手段とからなる
オートフォーカス装置。
（１０）合焦状態判定手段は、高周波成分を抽出、ピー
クホールドし高周波成分量として出力する高周波成分検
出部と、前記高周波成分量の変動および変動状態を検出
し振動制御信号、停止制御信号、振動移動制御信号を夫
々独立して出力すると共に合焦方向信号を出力する制御
信号出力部とからなり、駆動制御手段は、前記振動制御
信号を受けて撮影レンズ系の現在絞り値を考慮した同一
のステップ数でパルスモータを正逆転させる振動信号を
、前記振動移動制御信号を受けて前記合焦方向信号を考
慮した異なる数のステップ数で前記パルスモータを正逆
転させる振動移動信号を夫々出力すると共に前記停止制
御信号を受けて前記パルスモータの駆動を停止する駆動
制御回路と、前記振動信号あるいは振動移動信号を受け
前記パルスモータを駆動し、合焦用レンズを振動あるい
は合焦方向に振動移動させる前記パルスモータの駆動回
路とからなる特許請求の範囲第９項に記載のオートフォ
ーカス装置。
（１１）合焦状態判定手段は、高周波成分を抽出、ピー
クホールドし高周波成分量として出力する高周波成分検
出部と、前記高周波成分量の変動および変動状態を検出
し振動制御信号、停止制御信号、振動移動制御信号を夫
々独立して出力すると共に合焦方向信号を出力し、かつ
パルスモータを所定方向に単に駆動する移動制御信号を
独立して出力する制御信号出力部とからなり、駆動制御
手段は、前記振動制御信号を受けて撮影レンズ系の現在
絞り値を考慮した同一のステップ数で前記パルスモータ
を正逆転させる振動信号を、前記振動移動制御信号を受
けて前記合焦方向信号を考慮した異なる数のステップ数
で前記パルスモータを正逆転させる振動移動信号を夫々
出力すると共に前記同一のステップ数に基づく振動周期
が所定数の画面周期以上の時前記合焦状態判定手段に前
記移動制御信号を出力させる制御信号を供給すると共に
前記移動制御信号を受けて前記パルスモータを前記合焦
方向信号に基づき正転あるいは逆転のどちらか一方に駆
動する移動信号を出力し、かつ前記停止制御信号を受け
て前記パルスモータの駆動を停止する前記パルスモータ
の駆動制御回路と、前記振動信号、振動移動信号あるい
は移動信号を受け前記パルスモータを駆動し、合焦用レ
ンズを振動あるいは合焦方向に振動移動もしくは移動さ
せる前記パルスモータの駆動回路とからなる特許請求の
範囲第９項に記載のオートフォーカス装置。
（１２）伝達手段は、パルスモータの出力軸に設けられ
たベルトプーリと、前記ベルトプーリと組み合わされ前
記パルスモータの駆動力を出力できる復元力を備えた環
形状のベルトを含む特許請求の範囲第９項に記載のオー
トフォーカス装置。