JPH0627892B2 - 自動焦点調節装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は撮像素子を用いたビデオカメラ等に利用できる
自動焦点調節装置に関するものである。

従来の技術 近年、ビデオカメラの普及にともない、容易な焦点合せ
が可能になる自動焦点調節装置が実用化されている。以
下、図面を参照しながら、上述した従来の自動焦点調節
装置について説明する。

第３図は従来の自動焦点調節装置の要部構成図であり第
４図は第３図の背面図である。

第３図において、フォーカスレンズ１はフォーカスモー
タ２によって駆動可能に構成され、バイモルフ３の中央
には固体撮像素子４が取り付けられている。バイモルフ
３は第４図に示すように外形が長方形であり、バイモル
フ３の両端部は、フレーム５とバイモルフ押え６によっ
てはさまれており、バイモルフ押えネジ７によって取り
付けられている。またバイモルフ３はバイモルフ駆動回
路８からの交流電圧によって駆動され、固体撮像素子４
を光軸９の方向へ振動させる。固体撮像素子４の出力信
号はボケ検出回路１０へ接続されており、ボケ検出回路
１０は、振動によって前ピン状態（前方にピントが合っ
ている状態）か後ピン状態（後方にピントが合っている
状態）かを検出し、ボケが少なくなる方向へフォーカス
モータ２を回転させ、フォーカムレンズ１を駆動するよ
うになっている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、固体撮像素子の後
（レンズと反対側）にバイモルフが位置しており、固体
撮像素子の出力信号を引き出す電気接続線を、レンズと
固体撮像素子の間から引き出す必要がありこの間の防塵
に課題があるとともにレンズ先端からバイモルフ後端ま
での全長が長くなり、装置の小型化を阻害していた。ま
た、長方形のバイモルフの両端のみを支持しているた
め、バイモルフが反りやすく、バイモルフの中央に取り
付けた固体撮像素子がレンズの光軸に対して傾き、片ボ
ケが発生するというおそれがあった。さらに、バイモル
フの両端部以外の端面は露出しているため外からの衝撃
に弱いという問題もあった。

本発明は上記問題点に鑑み、レンズと撮像素子との間の
防塵を容易にし、光学系の全長を短かくして装置の小型
化を可能とすると共に、性能，信頼性の高い自動焦点調
節装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の自動焦点調節装置
は、被写体を撮影する撮影レンズと、前記撮影レンズに
よる光学像を電気信号に変換する撮像手段と、外周部を
固定し中央部が前記撮影レンズの光軸方向に振動する円
板状の振動手段と、前記振動手段の略中央部に設け前記
撮影レンズからの光線が通過可能な開口部と、前記円板
状の振動手段の前記撮影レンズに近い面と前記撮影レン
ズとの間を覆う覆い部材と、前記開口部の縁に固定され
前記円板状の振動手段の前記撮影レンズから遠い側から
前記撮像手段を取り付けることにより前記開口部が閉口
されるように構成した撮像手段保持部材と、前記撮像手
段からの出力信号を検出して前記撮影レンズを合焦制御
する制御手段と、前記撮像手段と前記制御手段との間を
電気的に接続するための柔軟性を有した導電部材とを備
えたものである。

作 用 本発明は上記した構成によって、撮像手段よりレンズ側
に振動手段を設けることが可能になり、撮像手段とレン
ズの間から撮像手段のリード線を引き出す必要がないた
め、この間の防塵が容易になるとともに、光学系自体の
全長を短かくすることができる。また、リング状の振動
手段となし、その外周部を固定したため、衝撃に強く、
さらに撮像手段を光軸方向のみに確実に振動させること
ができる。

実施例 以下、本発明の実施例に係る自動焦点調節装置につい
て、図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例の要部構成図、第２図は第１
図の矢印Ａ方向から見た後面図である。

第１図において、被写体を撮影する撮影レンズ１１の前
部にはフォーカスリング１２が設けられており、歯車１
３，１４を介してフォーカスモータ１５に結合されてい
る。撮影レンズ１１の結像面には、光学像を電気信号に
変換するための電荷転送素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素
子１６が配設されている。撮像レンズ１１の後部には、
略中央部に開口部１７ａを設けた円板状の金属薄板１７
の両面にリング状の圧電素子１８ａ，１８ｂを接着した
バイモルフ１９が設けられており、バイモルフ１９の金
属薄板１７の外周部は撮影レンズ１１に固定されたリン
グ状の外枠２０（覆い部材）と外枠押えネジ２１によっ
て固持されている。また、金属薄板１７の開口部の縁に
は内枠２２（撮像手段保持部材）が内枠押えネジ２３に
よって固定されており、内枠２２には固体撮像素子１６
を接着した撮像素子保持板２４が、２本の固定ネジ２５
によって固定されている。固体撮像素子１６の信号端子
２６にはポリイミド等の薄板で構成され、柔軟性を有し
たフレキシブルプリント板２７（導電部材）が半田付け
されており、フレキシブルプリント板２７の他端は合焦
制御回路２８へ接続されている。

バイモルフ駆動回路２９は、１５Hzの交流電圧を発生す
るもので、バイモルフ１９を微少振動させ撮影レンズ１
１の光軸３０の方向へ固体撮像素子１６を微少駆動させ
る。

合焦制御回路２８は、固体撮像素子１６によって得られ
る映像信号の中から高域周波数成分のみを検出するため
のバンドパスフィルター（例えば中心周波数１ＭHz）を
有しており、固体撮像素子１６の振動位相と高域周波数
成分が変化する位相を比較して、前ピンか後ピンかを検
出し、フォーカスモータ１５の回転方向を決定する。よ
ってフォーカスモータ１５の回転によりフォーカスリン
グ１２が駆動され、高域周波数成分が最大になった点で
フォーカスモータ１５を停止し、合焦が完了する。

バイモルフ駆動回路２９は、撮影レンズ１１の絞り値に
応じてバイモルフ１９の振動振幅を制御しており、絞り
が開いた時は振幅を小さく、絞りが閉じた時は接幅を大
きくすることにより画面上は振動によるボケが目立た
ず、高域周波数成分の変化は検出可能に構成されてい
る。

以上のように本実施例によれば、レンズの結像面に配置
した固体撮像素子の前（レンズ側）にリング状に形成し
たバイモルフを配設したため、振動手段の厚さ分だけ装
置の全長を短かくすることができる。また、バイモルフ
の外周部全体を固定することにより、衝撃にも強くする
ことができる。さらにリング状であるから中心部が光軸
に沿ってのみ振動し、したがって固体撮像素子を光軸方
向のみに振動でき、片ボケを防止することができる。

発明の効果 以上のように本発明は被写体を撮影する撮影レンズと、
前記撮影レンズによる光学像を電気信号に変換する撮像
手段と、外周部を固定し中央部が前記撮像レンズの光軸
方向に振動する円板状の振動手段と、前記振動手段の略
中央部に設け前記撮影レンズからの光線が通過可能な開
口部と、前記円板状の振動手段の前記撮影レンズに近い
面と前記撮影レンズとの間を覆う覆い部材と、前記開口
部の縁に固定され前記円板状の振動手段の前記撮影レン
ズから遠い側から前記撮像手段を取り付けることにより
前記開口部が閉口されるように構成した撮像手段保持部
材と、前記撮像手段からの出力信号を検出して前記撮影
レンズを合焦制御する制御手段と、前記撮像手段と前記
制御手段との間を電気的に接続するための柔軟性を有し
た導電部材とを設けたことにより、レンズと撮像手段と
の間の防塵が可能となり、全長も短かくすることがで
き、撮像手段の傾きによる片ボケが防止でき、耐衝撃性
も向上させることが可能である。そして、このことか
ら、ボケ検出精度が高く、信頼性の高い自動焦点調節装
置を提供することがきるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る自動焦点調節装置の要
部構成図、第２図は第１図の背面図、第３図は従来の自
動焦点調節装置の構成図、第４図は第３図の背面図であ
る。 １１……撮影レンズ、１６……固体撮像素子、１９……
バイモルフ、２２……内枠、２８……合焦制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体を撮影する撮影レンズと、前記撮影
   レンズによる光学像を電気信号に変換する撮像手段と、
   外周部を固定し中央部が前記撮影レンズの光軸方向に振
   動する円板状の振動手段と、前記振動手段の略中央部に
   設け前記撮影レンズからの光線が通過可能な開口部と、
   前記円板状の振動手段の前記撮影レンズに近い面と前記
   撮影レンズとの間を覆う覆い部材と、前記開口部の縁に
   固定され前記円板状の振動手段の前記撮影レンズから遠
   い側から前記撮像手段を取り付けることにより前記開口
   部が閉口されるように構成した撮像手段保持部材と、前
   記撮像手段からの出力信号を検出して前記撮影レンズを
   合焦制御する制御手段と、前記撮像手段と前記制御手段
   との間を電気的に接続するための柔軟性を有した導電部
   材とを備えた自動焦点調節装置。