JPH0918771A - オートフォーカスビデオカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＣＣＤ２が固定された可動部６０に光軸方向
の外力が加わって、可動部が移動端に達して他の部材と
衝突する際に、この衝突時の衝撃が十分に軽減され、衝
突時の衝撃によりＣＣＤ２に損傷が発生することを防止
する。 【構成】 可動部６０の両移動端にスポンジ１００、１
０１を配置して、外力の影響により可動部がこれらの移
動端に達して他の部材と衝突する際に、この衝突前に可
動部をスポンジに当接させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動焦点調節機能を有
するビデオカメラや電子スチルカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばビデオカメラなどの撮像装
置に用いられる自動焦点調節装置においては、撮像素子
から得られる映像信号自体を焦点制御状態の評価に用い
る方法が賞用されている。このような方法は、本質的に
パララックスが存在せず、また、被写界深度の浅い場合
や被写体が遠方に位置する場合においても正確に焦点を
合わせられる等の多くの優れた特徴を有している。しか
も、この方法によれば、オートフォーカス用の特別なセ
ンサを別途設ける必要もなく、機構的にも極めて簡単で
ある。

【０００３】このような映像信号を用いた焦点制御方法
の一例として、従来から、所謂山登りサーボ方式と呼ば
れる制御方法が知られている。この山登りサーボ方式を
用いたオートフォーカス装置については、たとえば特開
昭６３−２１５２６８（Ｈ０４Ｎ５／２３２）において
説明されているが、簡単に説明すると、撮像映像信号の
高域成分の１画面、即ち１フィールド期間の積分値を１
フィールド毎に焦点評価値として検出し、この焦点評価
値を１フィールド前のものと常時比較し、焦点評価値が
常に最大値を取るようにフォーカスレンズ位置を微小変
位させ続けることにより、合焦位置を検出及び保持しよ
うとするものである。

【０００４】前記従来技術では、レンズの撮像素子に対
する光軸方向の相対位置を変化させる手段として、ステ
ッピングモータやＤＣモータのようなモータと、このモ
ータの駆動により得られる回転力をレンズあるいは撮像
素子の直線移動用の駆動力に変換する駆動力伝達機構と
で構成されているため、機構の小型化や軽量化が困難と
なり、また消費電力が問題となる。

【０００５】そこで、レンズあるいは撮像素子をリニア
モータで変位させることにより、機構の小型化や軽量化
が図れ、さらに消費電力の低減が可能になる。図２はこ
のように駆動源としてリニアモータを用いた一例を図示
したものである。

【０００６】図２では、ビデオカメラの焦点調節装置
は、撮像素子をボイスコイルモータによって、光軸方向
に移動させ焦点調節を行なう構成となっており、以下の
説明では、ＣＣＤ２及びこのＣＣＤと一体に変位する部
材を可動部とする。

【０００７】更に具体的に動作を説明すると、レンズ１
によって結像された画像は、ＣＣＤ２で光電変換され、
この撮像出力は撮像回路３にて映像信号に変換され、増
幅回路４で所定レベルまで増幅された後に、ＶＴＲの記
録系に供給されると共に焦点評価値発生回路５に入力さ
れる。

【０００８】焦点評価値発生回路５は、図３に示すよう
に映像信号の高域成分を抽出するハイパスフィルタ（Ｈ
ＰＦ）５ａと、このＨＰＦ５ａ出力をディジタル値に変
換するＡ／Ｄ変換器５ｂと、Ａ／Ｄ変換出力の中の画面
の中央に設定されたフォーカスエリアでの値のみを通過
させるゲート回路５ｃと、該ゲート出力を１フィールド
期間にわたってディジタル積分するディジタル積分器５
ｄからなり、この焦点評価値発生回路５の出力が、映像
信号の高域成分の１フィールド期間にわたるディジタル
積分値となり、これが焦点評価値として後段の演算器６
及びメモリ５０に出力される。

【０００９】演算器６では、初期状態として電圧レベル
ｍの駆動信号を発してＣＣＤ２を光軸上の一方向に変位
させつつ、焦点評価値発生回路５からの最新の焦点評価
値とメモリ５０に記憶されている１フィールド前の焦点
評価値とを比較して、撮像画面の合焦状態を判断し、最
新の焦点評価値の方が大きい場合には現行の移動方向に
合焦位置があるとして電圧レベルｍの駆動信号を継続し
て出力し、逆に１フィールド前の焦点評価値の方が大き
い場合には、合焦位置から遠ざかる方向に移動している
として駆動信号の電圧レベルをｍからｎに替えて、ＣＣ
Ｄ２の移行方向を逆転させて焦点評価値が最大となる合
焦位置にＣＣＤ２を至らしめる。

【００１０】尚、焦点評価値が増加する方向にＣＣＤ２
が移動し、焦点評価値が最大となる合焦位置を行き過ぎ
て焦点評価値が減少すると、ＣＣＤ２の移動方向を逆転
し、最大値をとる位置まで戻って停止するように演算器
６は駆動信号を発する。

【００１１】メモリ５０には、最新のフィールドの１フ
ィールド前の焦点評価値が記憶され、演算器６での比較
動作が完了すると、焦点評価値発生回路５から得られる
最新の焦点評価値にて記憶内容が更新される。

【００１２】ＣＣＤ２を含む可動部の駆動源となるボイ
スコイルモータ５３は、リニアモータの一種で図５及び
図６（図５のＣ−Ｃ’断面図）に示す様な構造を持って
おり、基本的にはラウンドスピーカと構造原理が同じあ
る。即ち、ビデオカメラのカメラユニットの固定ベース
９０のヨ−ク固定部９０ａには、断面コ字状の４個のセ
ンタ−ヨ−ク２３の夫々が正方形の４辺に沿って固着さ
れ、各センターヨ−ク２３の内面に一方の磁極を向けた
永久磁石２４が固着されている。また、カメラユニット
にはヨ−ク固定部９０ａに平行にシャフト取り付け板９
１が固定され、この取り付け板９１に光軸方向に延在す
る２本のガイドシャフト５１ａ、５１ｂの一端が結合さ
れ、他端はヨ−ク固定部９０ａに結合されている。

【００１３】また、センタ−ヨ−ク２３間及び固定ベー
ス９０の開口部９０ｅにレンズ８１、８２が固定されて
いる。

【００１４】一方、永久磁石２４の夫々に対向するよう
に、導線が駆動コイル（ボイスコイル）２０として巻か
れた４角筒状のボビン２２が光軸に沿って突出するよう
に固着された可動ベース５２がユニット内に配され、こ
の可動ベース５２の対角線上には嵌合孔５２ａ、５２ｂ
が形成され、ガイドシャフト５１ａ、５１ｂの夫々を嵌
合孔５２ａ、５２ｂに嵌合させることにより可動ベース
５２はカメラユニット内で光軸方向に進退可能に支持さ
れることになる。また、可動ベース５２の前部（レンズ
に近い側）には入射光を通過させるための開口部５２ｃ
が形成され、後部（レンズに遠い側）にはＣＣＤ２が固
着されている。尚、８３、８４、８５は夫々赤外カット
フィルタや光学ＬＰＦのように通常のビデオカメラにお
いてＣＣＤの前段に配設された光学フィルタであり、レ
ンズ８１、８２を経た入射光は開口部５２ｃを通過して
光学フィルタ８３、８４、８５を経てＣＣＤ２に到達
し、ＣＣＤ上に結像され、ここで光電変換された信号は
フレキシブルケーブル７１を介してカメラユニット外に
出力されて信号処理部に供給される。９０ｄはこのケー
ブル７１を外部に導出させるために固定ベース９０に形
成された切欠き部である。また、９７は可動ベース５２
に固定されたＬＥＤ、９８はこのＬＥＤに対向するよう
に固定ベース９０に固定された受光部であり、両者が対
になって可動部６０の光軸方向の位置を検出する位置検
出部を構成している。

【００１５】駆動コイル２０に電流が流れると、駆動コ
イル２０、ボビン２２、可動ベース５２、及びＣＣＤ２
が可動部６０として、ガイドシャフト５１ａ、５１ｂに
案内されて一体に矢印で示す光軸方向に移動する。

【００１６】ここで、ボイスコイルモータ５３への駆動
信号とは以下のような特性を有する。すなわち、ボイス
コイルモータ５３は駆動コイル２０に流す電流の方向に
よってボビン２２の駆動方向が、また電流の大きさに応
じて駆動速度が変化する。従って、演算器６出力によっ
てボイスコイルモータ５３を駆動制御するためには、図
２のように駆動コイル２０の一方に一定の基準電圧ＶＲ
ＥＦを印加し、他方に演算器６からの駆動信号の電圧で
ある駆動電圧ＶＤを印加し、ＶＤのＶＲＥＦに対する大
小関係により電流の方向および電流の大きさを変化させ
ればよい。

【００１７】ところで、図２に示す例においては、簡略
化のためコイル２０のみを示し、ボイスコイルモータ５
３のその他の部分は図示省略するものとする。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術の駆動方
式では、駆動源としてリニアモータを使用しているため
に、例えば、ギア群により可動部が常時連結されてギア
停止時にも、ギアの歯合等により可動部が変位し難い構
成ではない。従って、ビデオカメラの電源をＯＦＦした
状態では次の様な問題が生じる。即ち、電源ＯＦＦ状態
ではボイスコイルモータの駆動コイルには電流が流れ
ず、電磁力による可動部の変位及び特定の位置での位置
規制は不可能となり、可動部はガイドシャフト５１ａ、
５１ｂにて支持されつつ、光軸方向にフリ−な状態とな
り、この電源ＯＦＦ状態で、可動部に光軸方向の外力が
加わった場合、駆動コイルに電流を流してこの外力を打
ち消す方向に意識的に電磁力を発生できないために、可
動部は外力が加わる限り移動を続けることになる。

【００１９】従って、撮影を終了してビデオカメラの電
源をＯＦＦした状態でこれを運搬する場合などには、可
動部は重力や遠心力など外力の影響によって光軸方向に
動き出し、シャフト取り付け板やセンタ−ヨ−ク、固定
ベース等に衝突する事態が発生する。この衝突により可
動部には大きな衝撃力が加わり、繰り返してこの衝撃を
与え続けると、可動部に搭載されたＣＣＤ及びその他の
電子部品が破損する可能性がある他、ボイスコイルモー
タを含む駆動部の構造にも損傷を与えかねない。

【００２０】この問題点を解決するために電源をＯＦＦ
した時には、可動部を定位置に保持する機構を設けるこ
とも考えられるが、装置の大型化や生産コストアップを
招くことになる。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、駆動手段によ
りＣＣＤをレンズに対して光軸方向に変位させる方式の
オートフォーカスビデオカメラであって、固定部材が配
置されたＣＣＤの移動端点に緩衝部材を備えることを特
徴とし、更に駆動手段はリニアモータであることを特徴
とする。

【００２２】

【作用】本発明は上述のように構成したので、駆動手段
への電源を遮断した状態で外力を加えて、撮像素子を光
軸方向に強制的に移動させた場合に、移動端への到達直
前に緩衝部材に当接して、移動端での固定部材と撮像素
子の衝突時の衝撃が緩衝部材にて緩和される。

【００２３】

【実施例】以下、図面に従い本発明の一実施例について
説明する。図１は、本実施例によるビデオカメラのカメ
ラユニットの構造図、図４はＣ−Ｃ’線断面図であり、
図５及び図６に示す従来技術と同一部分には同一の符号
を付して説明を割愛する。

【００２４】図５の従来のカメラユニットとの相違点
は、シャフト取り付け板９１の可動部側にスポンジ１０
０が接着され、センタ−ヨ−ク２３にも光軸に直交する
ようにスポンジ１０１が接着されている点のみである。
これらのスポンジ１００、１０１は十分な弾性を有し、
ビデオカメラの電源ＯＦＦ状態での運搬時に、レンズ側
を上向きにすることで加わる重力や、カメラを振ること
により加わる遠心力により、ＣＣＤ２が固定された可動
ベース５２がガイドシャフト５１ａ、５１ｂにより支持
されつつ光軸方向に移動し、可動ベース５２がレンズ８
２から離間する方向（矢印Ａ方向）に移動して可動ベー
ス５２がシャフト取り付け板９１に当接する一方の移動
端の直前位置に達すると、可動ベース５２はスポンジ１
００に当接してこのスポンジ１００を変形させ、シャフ
ト取り付け板１００との間の衝突時の衝撃力が十分に緩
和される。

【００２５】逆に、レンズ側を下向きにすることで加わ
る重力や、遠心力により可動ベース５２がレンズ８２に
接近する方向（矢印Ｂ方向）に移動して可動ベース５２
に一体的に配されたボビン２２がセンタ−ヨ−ク２３に
当接する他方の移動端の直前位置に達すると、ボビン２
２の先端がスポンジ１０１に当接してこのスポンジ１０
１を変形させ、センターヨ−ク２３との間の衝突時の衝
撃力が十分に緩和される。

【００２６】このように、可動部６０が外力により移動
して両移動端にて他の固定部材と衝突する際に、スポン
ジ１００、１０１によりその衝撃力が十分に緩和される
ことにより、ＣＣＤ２やこのＣＣＤ２を駆動する電子部
品、ボイスコイルモータ５３に加わる衝撃を十分に抑え
て損傷の発生が防止できることになる。

【００２７】尚、前記実施例では、緩衝部材としてスポ
ンジ１００、１０１を用いたが、これに限定されるもの
ではなく、軟質のゴム等、衝撃を吸収できるものであれ
ば代用可能である。

【００２８】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、駆動手段が
非作動の状態で撮像手段に光軸方向の外力が加わって、
撮像手段が移動し、移動端に達して他の部材と衝突する
際に、衝突前に撮像手段が緩衝部材に当接して衝突時の
衝撃が十分に軽減され、衝突時の衝撃により撮像素子に
損傷が発生することが防止できる。また、駆動手段とし
て撮像手段と一体に移動するリニアモータを使用してい
る場合には、衝突時の衝撃によりリニアモータの損傷も
防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のカメラユニットの構造説明
図である。

【図２】ＣＣＤ駆動方式のオートフォーカスビデオカメ
ラのブロック図である。

【図３】図２の要部ブロック図である。

【図４】本発明の一実施例のＣ−Ｃ’線断面図である。

【図５】従来例のカメラユニットの構造説明図である。

【図６】従来例のカメラユニットの断面図である。

【符号の説明】

８１ レンズ ２ ＣＣＤ ５３ ボイスコイルモータ ５２ 可動ベース ９１ シャフト取り付け板 ２３ センターヨ−ク １００ スポンジ １０１ スポンジ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズを経て入射される光を光電変換す
   る撮像素子を有する撮像手段と、 該撮像手段を該レンズに対して光軸方向に変位させる駆
   動手段と、 前記撮像手段の移動端点に配置された固定部材と、 該移動端点近傍に配置され、前記撮像手段が該固定部材
   に衝突する前に前記撮像手段が当接する緩衝部材を備え
   るオートフォーカスビデオカメラ。
2. 【請求項２】 前記駆動手段はリニアモータであること
   を特徴とする請求項１記載のオートフォーカスビデオカ
   メラ。