JPH01307710A - 光学機器 - 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］ 本発明はカメラや観測機器等の光学機器におけるレンズ
位置制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、ビデオカメラに搭載されているズームレンズは第
９図に示されるように４群のレンズ群から構成されてい
るものが一般的であった。

第９図において、１はレンズ鏡胴の先端に配置された焦
点合わせの為の１群レンズＦ、２は変倍を行うためのバ
リエータレンズである２群レンズＶ、３は変倍動作後に
焦点を正しく結ばせるためのコンベンセータレンズであ
る３群レンズＣ，４は結像させるためのリレーレンズで
ある４群レンズＲ１である。なお、第寧図は該ズームレ
ンズの焦点距離がワイド端（最短）状態であり、且つ（
１）距離の被写体に合焦している図であり、以下、各レ
ンズ群の動き方の説明の為に、ここではこの状態の１群
レンズＦ、２群レンズＶ及び３群レンズＣの位置をそれ
ぞれ零（０）位置と考えることとする。

第１０図乃至第１２図は該ズームレンズにおいて、各レ
ンズ群Ｆ−Ｒの位置変化と該ズームレンズの焦点距離も
しくは被写体距離との関係を示したものである。以下に
は、これらの図を参照して該ズームレンズの特性を説明
する。

第１０図（ａ）は第２群レンズＶを光軸に沿って移動さ
せた位置を横軸にとり、該ズームレンズの焦点距離ｆを
縦軸にとって第２群レンズＶを移動させた時に焦点圧＠
ｆがどのように変化するかを示したグラフである。なお
、Ｗは該ズームレンズの焦点距離が最も短くなったワイ
ド状態を表わし、Ｔは該ズームレンズの焦点距離が最も
長くなったテレ状態を表わす。

第１０図（ｂ）は３群レンズＣの光軸方向の位置を横軸
にとり、縦軸に該ズームレンズの焦点圧！Ｉｆをとって
第３群レンズＣの位置の変化に対する焦点圧１１ｆの変
化を表わしたグラフである。

第１１図は被写体までの距Ｉｌ！（メートル）の逆数を
横軸にとり、縦軸には第１群レンズＦを光軸方向に沿っ
て前方移動させた時の位置をとって第１群レンズＦの位
置の変化に対する被写体距離の変化を示した図である。

第１２図は第１群レンズＦを光軸方向に沿って前方移動
させた時の位置を縦軸にとり、横軸に該ズームレンズの
焦点圧＠ｆをとって第ルンズ群の位置と焦点圧１！Ｉｌ
ｆとの関係を示すとともに被写体までの距離がｉｎ、２
ｍ１３ｍ％■の各場合について第ルンズ群Ｆの位置を例
示したグラフである。

以上の各図から、公知のズームレンズには次のような特
性のあることがわかる。すなわち、第１１図及び第１２
図から明らかであるように、被写体距離が変らない場合
にはズーミングを行って焦点距離を変化させた時にも第
１群レンズＦを移動させる必要がないため第２群レンズ
Ｖと第３群レンズＣとを第１０図の特性に従って連動さ
せればよいので各レンズの位置制御が比較的簡単であり
、その位置制御をカム等の機械的制御機構で行うことが
できるという長所がある。

第１３図は公知のズームレンズの２群レンズ２（バリエ
ータレンズ）と３群レンズ３（コンベンセータレンズ）
との連動機構を示した図である。同図において、５は２
群レンズ２を保持している２群レンズ保持枠、６は３群
レンズ３を保持している３群レンズ保持枠、７及び８は
該レンズ保持枠５及び６を光軸に沿って案内するガイド
バー、９は該レンズ保持枠５及び６に突設されたピン５
ａ及び６ａを挿入するカム溝９ａ及び９ｂが周面に穿設
されているカム筒、１０はカム筒の外周に嵌装されると
ともにレンズ鏡胴などの静止部材に固定された固定筒、
１１はカム筒９に連結部１１ａで固定されるとともに固
定筒１０の外周面に対して相対回転のみ可能に嵌装され
たズーム操作環である。ズーミング時にズーム操作環１
１が回転されるとカム筒９も回転され、その結果、カム
溝９ａ内でのビン５ａの相対位置とカム溝９ｂ内でのピ
ン６ａの相対位置とが変化するため２群レンズ保持枠５
と３群レンズ保持枠６がそれぞれ光軸方向に沿って相対
移動されることになる。

しかしながらカム筒を用いる従来公知の制御機構は該カ
ム筒の底金精度やカム溝の加工精度等を極めて高精度に
しなければならないので製造コストが高価であるという
短所もあった。

しかも、第１１図及び第１２図から明らかなように、従
来のズームレンズでは至近距＊＜たとえば１ｍ以下の）
の被写体にピントを合せるためには１群レンズ１の繰り
出し量を距離の逆数に比例して大きくしなければならず
、レンズ直前にピントを合わせるには無限に近い量だけ
繰り出さなけばならないので至近距離での撮影が不可能
であるという重大な欠点があった。

それ故、最近では、１群レンズ１を移動させないでピン
ト合せを行うことができる所謂インナーフォーカスタイ
プのズームレンズが提案されている。

このズームレンズの一例は第１４図に示すように、１群
レンズ１と２群レンズ２を有しているが、従来のコンベ
ンセータに相当する３群レンズがない。このズームレン
ズでは、１群レンズ１と４群レンズの前方レンズ４Ａ　
（Ｒ）とが非移動レンズとして構成される一方、２群レ
ンズ２のバリエータは第９図の公知のズームレンズと同
様に焦点距離変更の際に移動されるように構成されてい
る。また、リレーレンズ群４の後方レンズ４Ｂ　（ＲＲ
）は従来のズームレンズのコンベンセータレンズと同様
に焦点調節と補正とを行う機能を有しており、該レンズ
４Ｂが従来のコンベンセータレンズと同様に光軸に沿っ
て移動されることによって焦点調節と補正とが行われる
。

また、インナーフォーカスタイプのズームレンズの別の
構成例としては第１７図の様な例が挙げられる。この場
合には４群構成で第２群レンズ２が変倍機能を有するこ
とは第９図の従来の４群ズームと同様である。しかしな
がら第９図と比べて異なっているのは第１群１が固定の
鏡胴１０１に取付き固定されていることである。

この為、従来補正の働きのみをしていた第３群レンズ３
が焦点合せの機能をも兼用することとなる。

この様なレンズ構成を有するズームレンズでは１群レン
ズ１を８勤させない構造であるため、極めて至近距離の
被写体にもピントを合わせることができるが、移動レン
ズである２群レンズ２と第１４図のリレー後方レンズ４
Ｂ又は１７図の場合の３群レンズ３との相対位置関係が
極めて複雑であるため、第１３図の如きカム機構等の簡
単な制御機構では２群レンズ２と第１４図のリレー後方
レンズ４Ｂ又は第１７図の３群レンズ３とを制御するこ
とができず、従って、第１４図又は第１７図に示したレ
ンズ構成のズームレンズを実用化することは機械的機構
のみではきわめて困難であった。

第１５図は第１４図のズームレンズにおける２群レンズ
（Ｖ）の位置を横軸にとり、縦軸にリレー後方レンズ４
Ｂ（ＲＲ）の位置をとって被写体距離毎に両レンズの相
対位置関係を表したグラフであり、第１５図から明らか
なように、両レンズの相対的位置関係は被写体の距離が
■、３　ｍ、　　１　ｍ、　　０．５ｍ、　　０．２ｍ
、　０．０１ｍのように変化するにつれて変化するため
、両レンズをカム等の簡単な制御機構によって制御する
ことは不可能であることがわかる。

しかるに最近では焦点面に正しく像が結ばれているか否
かの検出結果に応じてリレー後方レンズ４Ｂのみを２群
レンズ２に対して制御するという制御方法を採用するこ
とにより第１４図のズームレンズを実用化しようとする
提案が行われ、また、この提案に基いて開発された商品
も発表されている。

第１６図（Ａ）は該提案乃至商品において採用されてい
るレンズ位置制御方法及びレンズ構成を図示した概略図
であり、１は１群レンズ、２は２群レンズ、４Ａはリレ
ーレンズの前方レンズ、４Ｂはリレーレンズの後方レン
ズ、１２は焦点面における結像検出手段、１３は合焦検
出及び合焦制御のための合焦制御（Ａ　Ｆ）回路、１４
はＡＦ回路１３により制御されてリレー後方レンズ４Ｂ
の位置決め及び駆動を行う駆動手段である。

第１６図（Ｂ）〜第１６図（Ｄ）は自動焦点調節装置の
一例を示すものである。第１６図（Ｂ）において、１７
はビデオカメラの全画面領域を示し、１８はその中で測
距の為に信号を取り出す範囲を示し、又１９は実際に被
写体が有するコントラストであるとする。第１６図（Ｃ
）において、（ａ）がこのコントラスト部分であるとす
ると、（ｂ）はＹ信号出力であり、（ｃ）はＹ信号の微
分値を示し、（ｄ）はその絶対値、（ｅ）はピークホー
ルドを行なった信号であり、ここで、高さＡがピントの
合っている度合（以下ボケ評価値と称す）を示している
。第１６図（Ｄ）は縦軸に第９図の１群レンズ１又は第
１４図のレンズ４Ｂのレンズ位置をとり縦軸にボケ評価
値Ａをとったもので、ピークの位置Ｂで合焦が実現する
。

なお、別の改善した方式として、特開昭６２−２９６１
１０号、特開昭６２−２８４３１６号等が提案されてい
る。これは、バリエータレンズと、コンペンセータ及び
フォーカス機能を兼用するレンズの位置情報もしくは、
バリエータレンズと距離操作部材（距離環）の位置情報
に応じて、バリエータレンズの所定移動量に対応するコ
ンペンセータ及びフォーカス機能を兼用するレンズ（以
下、兼用レンズと称す）の単位移動量をメモリーしてお
き、バリエータレンズの所定量８動の度にメモリーされ
た該単位移動量に基づき兼用レンズの移動を制御するよ
うにしたものである。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、第１６図（＾）に示した公知のズームレンズ
及びレンズ位置制御方式では、結像検出手段１２からＡ
Ｆ回路１３への入力信号の精度及び速度が高ければ結像
面に生じる映像にボケや歪みが生じることはないが、実
際には測距サイクル等の応答遅れ等によってリレー後方
レンズ４Ｂの制御精度が低くなる可能性が非常に高いの
で、大きなボケを生じやすいという重大な欠点があった
。

また、上述改善した方式においては、バリエータレンズ
の所定量の移動を検出することが前提となる為、高精度
な上記兼用レンズの移動を得るためにはバリエータレン
ズの移動量を極めて細くしていく必要があり、更にほこ
の兼用レンズの移動速度を高速にしないこと、発生した
ボケを補正するにかなりの時間を要することが懸念され
る。

従って、本発明の目的は、測距サイクル等の応答遅れが
あっても、大きなボケを発生させないと共に、バリエー
タの位置の検出をさほど細かくしなくても大きなボケを
発生することがないズームレンズを構成することのでき
るレンズ位置制御装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明のレンズ位置制御装置は、光軸に沿って移動して
変倍作用を行なわせる第１のレンズ群と、変倍時の補正
及び焦点合わせの作用を行なわせる第２のレンズ群と、
該第１のレンズ群の位置及び第２のレンズ群の位置を夫
々検出するレンズ群位置検出手段と、変倍操作の検出に
伴い、該第１及び第２のレンズ群の位置及び速度等を合
焦検出手段からの合焦、非合焦判定に基づきながら制御
する駆動制御手段とを備え、該駆動制御手段は、該第１
及び第２のレンズ群の位置情報及び該第１のレンズ群の
８動速度情報に応じて特定方向に非合焦となるように設
定された複数の第２のレンズ群の代表速度情報を記憶す
ると共に、該代表速度を補正する補正情報とを記憶する
第２のレンズ群移動情報記憶部と、該第１のレンズ群と
略同時に該第２のレンズ群を駆動すると共に、該第２の
レンズ群を非合焦が検出される・と補正情報により合焦
するまで駆動制御し、その後代表速度情報により非合焦
が検出されるまで駆動制御する第２のレンズ群駆動制御
手段とを有することを特徴とする特のである。

［作　　　用］ 上記した構成の本発明は、第２のレンズ群を特定方向に
非合焦となるように代表速度を定めていることから、非
合焦と判定された場合における第２のレンズ群の補正は
一儀的に決り、非合焦方向の判別を省略できて迅速に合
焦させることができる。

［実　施　例］ 以下本発明装置を図面に示す実施例に基づいて詳細に説
明する。

実施例１ 第１図は本発明によるレンズ位置制御装置の実施例１を
通用したズームレンズ鏡筒の断面図を示している。

図中、１，２．４Ａ、４Ｂは既に第１４図において説明
したレンズ群である。１群レンズ１は、鏡枠１０３に固
定され、固定鏡筒１０２との間でレンズ位置を最適位置
をとるようネジ嵌合し、調整後ビス１０４にて固定され
る。バリエータ２はバリエータ移動３ｊ１１０５に固定
され、バー１０８を案内にスラスト方向（光軸方向）に
移動する。ここでバー１０８は図の様に外周にあるリー
ドを持ったＶ溝が加工してあり、不図示のボールを、バ
リエータ移動環に固定された不図示の板バネによってこ
のＶ溝に圧接することにより位置が決まると共に、第２
図に示すズームモーター１４０によりバー１０８を回転
させることで、その位置を変えることが出来る。また、
この移動環にはブラシ１０７が取付けてあり、エンコー
ダー基板１０６との間で摺動することによりバリエータ
・エンコーダーを構成している。

１０９はｉＧメーターであり羽根１１１を駆動すること
により絞り口径を制御している。レンズ群４Ａは鏡胴１
１Ｂに固定されている。

一方、レンズ（ＲＲ）４Ｂは移動環１１７に取付けてあ
り、移動環１１７は内側にメネジ加工を施した光軸方向
に延びるスリーブ１１５が一体に設けられており、この
スリーブ１１５は光軸方向への移動が不能で且つ光軸回
りの回転が可能な外周にオネジ加工を施した駆動軸１１
４に螺合している。この駆動軸１１４は一端部に駆動軸
プーリー１１３ａを有し、ステップモーター１１２のプ
ーリー１１３ｂとの間に掛は回されるＶベルト１２０を
介して回転駆動力が伝達される。すなわち、ステップモ
ーター１１２を回転させることにより、駆動軸１１４が
回転し、スリーブ１１５が螺出、螺入してレンズ群４Ｂ
の光軸方向の位置を変えることができることになる。

ここで、例えばスリーブ１１５のネジのピッチを９．３
５ｍｍ、駆動軸プーリー１１３ａとプーリー１１３ｂと
の比を２．ステップモーター１１２の１パルス人力当た
りの回転角を１８度とした場合、ステップモーター１１
２に１パルス人力すると、レンズ群４Ｂは８．７５μｍ
光軸方向に移動することとなるが、レンズ群４Ｂの８勤
による焦点面であるところの撮像素子１２９への効き量
を１．０程度に設定しておけば、合焦時から１パルス分
レンズ群４Ｂがずれても発生する錯乱円は１０μｍ程度
であり、この程度の精度であれば充分な合焦精度が得ら
れる。

本実施例は、コンベンセータとフォーカスの機能を兼用
するレンズ群４Ｂの位置検出の為に、ステップモーター
１１２の入力パルス数を用いるものであるが、カメラの
電源オン又はオフに際して、レンズ群４Ｂをある所定の
０番地に移動させておく必要があり、本実施例では移動
環１１７の後端部分１２２がＯ番地調整カム！２１と当
たる位置を０番地とする様構成しである。

そして、このように構成されたズームレンズ系における
、２群レンズ２（以下にはＶと記載する）の位置とリレ
ー後方レンズ４Ｂ（以下にはＲＲと記載する）の位置と
の相対関係は、被写体距離に応じて第５図の図表に示す
如く表わされる。

第５図において、ＲＲの位置とＶの位置とをそれぞれ位
置検出手段で検出した点がＰｌであったとし、このズー
ムレンズを制御する合焦制御手段における測距サイクル
が１．であったとする。そして、■の移動が行われたと
同時に測距サイクルが開始されたと仮定すると次の測距
結果が出るまでの間にＶとＲＲとの位置関係は点Ｐ、に
まで変化すると考えられる。

これに対して、■の移動と同時にＲＲを移動させると、
例えば測距による補正が行われなくともＶとＲＲとの相
対位置関係は点Ｐ３で表わされる値となり、その結果、
理想の点Ｐ４とのずれはｄ２となる。このＰ１〜Ｐ４の
焦点距離でのＶの焦点面への効き量をたとえば１．０で
表わした場合、この時のＦナンバーをＦとすると、発生
する錯乱円の径は点Ｐ４ではゼロ、点Ｐ３ではｄ、　／
Ｆ、点Ｐ２でｄ、／Ｆ、となる。ここで、ｄｌ　＝５ｄ
２と仮定すると、点Ｐ２及びＰ４におけるボケは錯乱円
で５倍の差となって現れる。この動きは被写体距離に変
化がないという前提の下に求められているものの、ズー
ム中のボケの発生率の改善には多大な効果がある。

しかしながら、この考えを理想的に実現するためにはＶ
とＲＲの位置を正確に求めて点Ｐ＋を求め、点Ｐｌを通
る特性曲線を正しく予測した上で必要なＲＲの移動速度
を算出することが必要となるため、大規模な演算を要す
ることになり、その結果、大規模な演算回路を必要とす
ることになって合焦制御手段のコストが高価になるとい
う問題が生じてくる。

それ故、本実施例では、第５図に示したマツプを必要精
度に応じてＶ方向及びＲＲ力方向両方向で分割し、それ
ぞれの領域で代表の速度を第２図に示す後記の速度デー
タメモリー１３１内に覚え込ませておくという方法を採
用している。

第６図は第５図のマツプ内を領域分割した例を示したも
のである。この分割例ではＶの移動を均等分割する一方
、ＲＲ力方向Ｖの一つの領域内を通る（１）と至近の軌
跡の傾きの差を目標とする被写界深度で割った数で分割
している。

第７図は第６図の■及びＩＩの領域内でＶとＲＲとの相
対位置曲線からＲＲの移動速度などを求める、本出願人
が既に提案した制御方式を説明するための図である。

第７図において、２３を点Ｐ％を通る被写体距離一定の
場合の相対位置曲線とし、曲線２゜及び２１を夫々の領
域におけるレンズ移動の傾きとしくなお、バリエータの
移動速度が一定である時にはＲＲの移動速度と考えても
よい）、ＡＦからのフィードバックなしに点Ｐ、からＶ
及びＲＲが動く場合には、領域Ｉ！にある間は点Ｐ、を
通り曲線２１に平行な軌跡で動き、領域Ｉでは曲線２０
と平行に動くので軌跡としては２２のようになり、理想
的軌跡２３と軌跡２２とのズレが誤差となるが、この場
合軌跡２２は理想的軌跡２３、すなわち実際の被写体距
離よりも遠方側で合焦する、所謂後ビンと称する状態に
あり、１測距サイクル中において非合焦であると判定さ
れれば、例えばＶの移動速度を一定とすると、ＲＲを理
想的軌跡２３に近づけるのに、ＲＲを被写体側に向は移
動速度を速くすれば良いことになる。

ところで、領域ＩＩにおける代表速度はこの場合後ビン
となるが、代表速度の設定、ＲＲの移動開始位置等によ
っては必ずしも常に後ピンとはならず、実際の被写体距
離よりも前方側で合焦する、所謂前ピンと称する状態に
もなり、この場合にはＲＲの移動速度を遅くすれば合焦
状態に近づけることができることになる。

このことから、非合焦時において前ピンであるか又は後
ピンであるかが決まらないと、ＲＲの速度を代表速度か
ら増加させるか、減少させるかの速度の補正を適切に行
なえないため、上記した第７図の速度制御方式では、１
測距サイクルにおいて非合焦と判定されると、例えばＲ
Ｒの移動速度を速めて次の測距サイクルにおいて合焦方
向に近づいたか否かを判別し、近づいていればその補正
速度でＲＲの駆動を行ない、否であると移動速度を減少
させた補正速度で駆動を行なうトライアンドエラ一方式
を採用している。

しかし、前ピンであるか又は後ピンであるかの判断は、
ＲＲを試しに増加又は減少した補正速度で一旦駆動し、
良ければその速度で駆動できるのでタイムロスはないが
、否であると再度速度変更を行なうのでタイムロスを生
じ、その間のズーム操作はピンボケの状態で行なわれる
ことになり、しかも前ピン、後ピンの判断のためのプロ
グラムが必要となり、その分回路等が多くなり装置の大
型化を招くことにもなる。

本発明は、上記した第６図に示すような各分割領域にお
いて、常に前ピン又は後ピンのいずれかの状態となるよ
うに予め設定してレンズ６動を行なわせることで上記し
た前ピン、後ピンの判断を省略し、合焦のための補正遅
れをないようにしたもので、例えば第３図に示す如く、
望遠側から広角側へのズーム操作時において常に前ピン
となるように各分割領域での代表速度を決めている。

また、第８図は領域分割の別方法を示したものである。

本図では横軸を理想的な軌跡の直線近似とのズレを考慮
した区切ってあり、従って、ワイド寄りの領域ではバリ
エータ移動方向の長さが長くなっている。本図を用いて
前記のようにレンズ位置制御を行った場合には第６図を
用いた場合よりは精度が劣るものの殆んど大差のない結
果を得ることができた。

さらに、第６図、第８図の領域分割例は発明者の検討に
よれば６倍クラスの標準的ズームに採用しても充分な精
度が得られる。一般に、ＴＮＷのバリエータの移動量は
２０ｍｍ前後であるので、バリエータエンコーダーの１
ゾーンの長さは第６図の例でも１＋ｎｍ前後でよいこと
になる。

したがって本実施例では従来例に比べてバリエータエン
コーダーの分割精度がラフでよいという利点がある。

第２図は、第１図と組合せるべき制御回路の回路図を示
している。

この制御回路は、カメラのメインスイッチ（ＳＷ）１４
２をオンすると、パワーオンリセット回路１４３からの
リセット信号がＣＰＵ１３０に人力され、ステップモー
ター駆動パルス出力部１３７にＲＲを実使用範囲外の初
期リセット位置から０番地にリセットのために所定数の
パルスの出力を指示し、ステップモータードライバ１３
８を介してステップモーター１１２を駆動し、０番地の
リセットが行なわれる。

１４１はズーム操作検出部であり、ズームスイッチ（Ｔ
、Ｗ）１４１の操作が行なわれると、Ｔ操作信号又はＷ
操作信号がＣＰＵ　１３０に伝達され、ズームモーター
ドライバー１３９を介しズームモーター１４０が駆動さ
れ、同時にステップモータードライバー１３８を介して
ステップモーター１１２が駆動される。ＣＰＵ　１３０
ではズームスイッチ（Ｔ、Ｗ）１４１の操作が行なわれ
たことがトリガーとなり、バリエータレンズ２の位置を
前述のブラシ１０７及び基板１０６を用いて検出し、ズ
ームエンコーダー読み取り回路１３４を介してバリエー
タレンズ位置情報をＣＰＵ　１３０へ伝達する。また、
ステップモーター１１２が０番地のリセット位置から何
パルスの位置にあるのかをステップモーター駆動パルス
カウント回路１３６によりカウントし、ＲＲの絶対位置
情報をＣＰＩＪ　１３０に伝達する。ＣＰＩＩ　１３０
はこの２つのレンズ位置情報と、例えば第６図、第８図
に示すようなデーゾをメモリーした領域データメモリ１
３３との数値の比較から■とＲＲとの光軸方向における
絶対位置の存在する領域を判別し、例えば第６図、第８
図中に符合Ｉ、１１・・・で示す代表速度データをメモ
リーした速度データメモリー１３１から各領域毎に決め
られている領域代表速度を読み出す。この領域代表速度
は、第３図において、被写体距離に対応する図中破線で
示す理想的軌跡６００に対し、ズーム操作方向が望遠側
から広角側の場合に、符合６０１で示す如く常に前ピン
となるように設定され、また符合６０２で示す如く補正
速度が設定されており、この場合におけるＲＲの補正方
向は理想的軌跡６００に近づけるために常に無限方向、
すなわち撮像素子１２９側に移動するようにしている。

なお、各分割領域における代表速度及び補正速度はズー
ム操作方向に関係なく両操作方向において−ｆｆｆｌ類
に設定され、補正方向のみを逆方向とするようにしてい
る。

すなわち、操作方向が広角側から望遠側の場合は、ＲＲ
が逆に後ビン状態となるように移動するので、ＲＲの補
正方向は理想的軌跡６００に近づけるために常に至近側
に移動することになり、ズーム操作方向からＲＲの補正
方向が一儀的に決められ、プログラム等の簡略化を図る
ことができることになる。また、広角側から望遠側の場
合に前ピンとなるようにＲＲの代表速度を決めても良い
ことは言うまでもない。

１４１はズーム操作検出部であるズームスイッチ（Ｔ、
Ｗ）で、ズーム操作がワイドからテレ方向か、テレから
ワイド方向かに応じて方向データメモリー！３２からス
テップモーター１１２の回転方向がＣＰｔ１１３０に読
み込まれる。ＣＰｔ１１３０では、これらのデータメモ
リーから読み出した内容と、ＡＦ装置１３５より読み込
んだボケ情報とからレンズ群４Ｂ駆動の為のステップモ
ーター１１２の移動方向と速度を決定すると共に、ズー
ムスイッチ（Ｔ、Ｗ）の操作結果に応じてバリエータレ
ンズ駆動用のモーター１４０の駆動方向を決定する。こ
の後、２つのモーターが、はぼ同時に動くように、ステ
ップモーター駆動パルス出力回路１３７への出力と、ズ
ームモータードライバー１３９への出力を行なうもので
ある。

第４図は上記したＣＰｏ　１３０の動作手順を説明する
為のフローチャートである。なお、このフローは例えば
１７６０　ｓｅｃで１周するように構成される。

ステップ１０１で、ビデオカメラ等本発明が実施された
レンズを搭載する機器の電源がＯＮされる。この時点で
は不図示のフローにより、前述のステップモーター１１
２のリセット動作が行なわれるものである。

この後ステップ１０２で測距結果により合焦か非合焦か
の判定がなされ、非合焦の場合にはステップ１１４のＡ
Ｆモードを合焦するまで行ない、例えば第７図において
ＲＲの位置、点Ｐ。

を理想的軌跡２３に一致させるように、第５図のＶ−Ｒ
Ｒ曲線の被写体距離に応じた曲線に正しくＲＲを位置さ
せる。

次にステップ１０３にてズーム操作（ズームスイッチ１
４１の操作）が行なわれたかが判断される。ズーム操作
が行なわれていなければ、ステップ１１４の通常ＡＦモ
ードへと進む、また、ズーム操作が行なわれている時に
は、ステップ１０Ｂでズーム中において合焦しているか
否かをチエツクし、合焦していると判定されればステッ
プ１０４に進み、非合焦と判定されるとステップ１１２
に進む。

ステップ１０４では、ズームエンコーダー及びステップ
モーターのパルスにより、バリエータレンズ２とコンペ
及びフォーカスを兼用するレンズ群（ＲＲレンズ）４Ｂ
の位置を検出する。

この結果に基きステップ１０５にて、領域データメモリ
ーから第５図に示すマツプ内で（ｖ。

ＲＲ）の点が属している領域を検出し、ステップ１０Ｂ
で、この領域に対応して速度データーメモリーより前ピ
ンに設定しである領域代表速度を読み出しこの結果をｖ
ｎとする。なお、この領域代表速度は、ｍｍ／ｓｅｃ等
のデイメンジョンの抽入力パルス間隔としてメモリーさ
れていてもよい、そしてステップ１０７で、ズーム操作
方向が望遠側から広角側か、広角側から望遠側かを読み
出し、ステップ１０９及びステップ１１０でＲＲレンズ
の駆動速度５＝ｖｎ、ズーム操作方向Ｄ−Ｄｎを設定し
、ステップ１１０で設定速度Ｓ、設定方向りで駆動する
。

一方、このズーム動作中にステップ１０８で非合焦と判
定されると、ステップ１１２において、ＲＲの駆動速度
Ｓを代表速度ｖｎから補正速度ｖｅに切換え、ステップ
１１３においてＲＲの移動方向りを補正方向ＤＣに切換
て駆動する。

この場合における補正方向Ｄｃは、各分割領域における
代表速度を望遠側から広角側へのズーム操作時に常に前
ピンとなるように設定していることから、第３図中符合
６０２に示す如く、どの分割領域においで−も無限方向
側、才なわち第１図中の撮像素子１２９側に設定され、
理想的軌跡６００に補正速度ｖｃで接近し合焦する。

また補正速度■。は、レンズシステムの機械的負荷等を
考慮して可能な限大きくすることが合焦するまでのタイ
ムロスを少なくすることから好ましい。

そして、代表速度及び移動方向の切換を行なって合焦す
ると、再びステップ１０８からステップ１０４以下の動
作でズーム操作を行ない、非合焦となると、上記したＲ
Ｒの速度及び移動方向の補正を行ない、この動作を繰り
返しながら理想的軌跡６００をトレースし、ピンボケの
ないズーム操作を得ることができることとなり、ステッ
プ１０８における合焦、非合焦の判別に用いる閑値等の
判別条件をより厳しくすれば、第３図に示す階段状曲線
のギザギザの段差が小さくなり、階段状曲線をより滑ら
かにして高精度の合焦を維持したズーム操作を行なえる
。

他方、ズーム操作が広角側から望遠側の場合には、ＲＲ
が逆に後ピンとなるように移動し、非合焦と判定された
ときのＲＲの補正方向が被写体側に向は穆勅する点を除
いて、上記した望遠側から広角側のズーム操作の場合と
同じようにしてＲＲの駆動制御が行なわれる。

すなわち本実施例は、望遠側から広角側のズーム操作の
際に前ピン、広角側から望遠側の操作の際に後ピンとな
るようにＲＲの移動を予め設定しているので、非合焦の
場合にＲＲの補正方向を見つけ出すための処理を必要と
することなく、予めズーム操作方向に応じて決められた
補正方向にＲＲを移動させるだけで直ちに合焦させるこ
とができるので、合焦のための処理時間を短縮でき、撮
影者がボケの発生に気付くことなくズーム操作を行なう
ことができる。

実施例２ 第１６図は本発明の実施例２を示すフローチャートであ
る。

本実施例は、第２０図に示す、Ｖ−ＲＲ特性曲線におい
て、被写体距離に対応する理想的軌跡９００の概ね頂点
を示す点Ｂを定めておき、においてこのＢ点を境にして
Ｖの位置が広角側にあるか、又は望遠側にあるかにより
、非合焦時におけるＲＲの補正を変えるようにしたもの
で、上記した実施例１に、ステップ７０１及びステップ
７０２を加え、ステップ７０１において、■の位置がＢ
点を境にして広角側にあるか、又は望遠側にあるかを判
別し、広角側にあれば上記の実施例１と同様にステップ
１１２及びステップ１１３を実行して、ＲＲを補正速度
ｖｃで所定の方向ＤＣで駆動し、望遠側にあればステッ
プ７０２においてＲＲの移動をストップする。

第２０図において、望遠側から広角側へのズーム移動に
際七ＲＲは符合９０１．９０５で示すように前ビン状態
で穆勤し、広角側から望遠側へのズーム移動に際しＲＲ
は符合９０７及び９０３で示すように後ピン状態で移動
する。ここで、望遠側から広角側へのズーム操作時にお
いて、■が点Ｂよりも望遠側に存在していた場合に非合
焦であると判断された場合、ＲＲが前ビン状態にあるこ
とから、ＲＲの移動を停止（符合９０．２で示す補正速
度を＄）シておけば、■が広角側へ移動することで合焦
側に近づくことになる。また同様に、広角側から望遠側
へのズーム操作時において、■が点Ｂよりも望遠側に存
在していた場合に非合焦であると判断された場合、ＲＲ
が後ピン状態であることから、ＲＲのｇ動を停止（符合
９０３で示す補正速度を零）しておけば、■が望遠側へ
移動することで合焦側に近づくことになる。

一方、点Ｂよりも広角側において、補正速度９０８．９
０８を停止させると、■は合焦方向から離れる方向に移
動していくので、この場合には上記した実施例１と同様
の補正処理を行なっている。

なお、本実施例においては望遠側から広角側への移動時
にＲＲを前ピンとなるようにしているが、逆に後ピンと
なるようにしても良く、この場合はステップ７０１にお
ける判断がＶ＞Ｂとなり、逆に点Ｂよりも広角側におけ
るＲＲの補正速度を零に設定し、望遠側における補正処
理を実施例１と同様に行なう。

すなわち実施例１では、点Ｂよりも望遠側における領域
でＲＲをズームのための移動方向と逆方向に移動させる
補正を行なっているが、本実施例によれば点Ｂよりも望
遠側における補正速度を全て零に設定することにより、
細かな方向転換を伴う補正速度の制御が省略できて動作
が滑らかとなるばかりでなく、駆動モーターや駆動機構
に与える負荷を少なくすることができる。

実施例３ 本実施例は、各分割領域においてＲＲの補正速度Ｖｎｃ
及び補正方向Ｄｎｃを予め設定し、ステップ８０１．及
びステップ８０２において、これらの補正速度Ｖｎｃ及
び補正方向Ｄｎｃを読み取り、非合焦と判定されると、
読み取った補正速度Ｖｎｃ及び補正方向ＤｎｃでＲＲを
駆動制御するようにしている。

すなわち、本実施例では補正速度及び補正方向を各分割
領域において夫々設定しているので、最適な補正処理が
行なえ、スムーズな合焦補正を行なうことができる。

なお上記した各実施例においては、レンズタイプとして
第１４図に示したタイプのものについて説明したが、第
１７図のようなレンズタイプ等でも実施可能である。

［発明の効果］ 本発明によれば、補正及び焦点合わせを兼用する第２の
レンズ群の代表速度を非合焦となるように例えば前ピン
又は後ピンと設定しておくことで、補正方向を一儀的に
決めることができて補正方向の判別に要する時間の省略
が可能になって合焦するまでの応答時間を速くすること
ができ、しかもプログラムの簡素化が可能になりマイク
ロコンピュータ等の電子制御回路の小型化に寄与するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光学機器におけるレンズ位置制御
装置の実施例１のズームレンズの断面図、第２図は第１
図のズームレンズを駆動制御する制御装置の回路図、第
３図は第１図に示すズームレンズの２つの可動レンズの
使用領域及びＲＲレンズ群の駆動方法を示す図、第４図
は本発明装置を実施するための光学機器（第１図、第２
図）において実施されるプログラムのフローチャート、
第５図は本発明が実施される光学機器としてのズームレ
ンズにおいて２つの可動レンズの相対的位置関係を被写
体距離毎に表示するとともに本発明の詳細な説明するた
めに用いられるマツプ、第６図は第５図を本発明の原理
に従って分割した図、第７図は第６図の一部を拡大して
従来の制御方式の原理を説明した図、第８図は第６図と
同様に本発明の原理に従って別の分割方法で第５図を分
割した図、第９図は本発明を適用し得ない従来の慣用的
なズームレンズのレンズ構成を示した図、第１０図（ａ
）及び（ｂ）は前記の慣用的ズームレンズにおけるバリ
エータレンズの移動特性とコンベンセータレンズの移動
特性とを示した図、第１１図及び第１２図は第９図の慣
用的なズームレンズにおける第１群レンズの位置と被写
体距離との関係を示した図、第１３図は′！Ｊ９図のズ
ームレンズにおいてバリエータレンズとコンベンセータ
レンズとの連動を行なわせるために採用されている機械
的制御機構を示した図、第１４図は本発明の適用対象と
なるズームレンズのレンズ構成を示した図、第１５図は
第１４図に示したズームレンズにおいてバリエータレン
ズ（Ｖ）とリレー後方レンズ（ＲＲ）との相対的位置関
係を被写体距離毎に表示した図、第１６図（Ａ）は第１
４図に示したズームレンズを制御するための公知の制御
方式を示した概略図、第１６図（Ｂ）〜（Ｄ）はＡＰ原
理の一説明図、第１７図は他のズームレンズのレンズ構
成を示した図、第１８図は実施例２のフローチャート、
第１９図は実施例３のフローチャート、第２０図は実施
例２のリレー後方レンズ（ＲＲ）の駆動方法を示す図で
ある。 １・・・第１群レンズ　　２・・・第２群レンズ３・・
・第３群レンズ　　４・・・第４群レンズ４Ａ・・・リ
レー前方レンズ ４Ｂ・・・リレー後方レンズ 第１図 第１０図 第１１図 ”　　　　　　（＋／短距離 第１２図 第１３図 第１５図 第１６図（Ａ） 第１６［ｆｆ１（Ｂ）　　　　　！１６１１ｋ（Ｃ）第
１７図 第１８図 第１９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　光軸に沿って移動して変倍作用を行なわせる第１の
   レンズ群と、変倍時の補正及び焦点合わせの作用を行な
   わせる第２のレンズ群と、該第１のレンズ群の位置及び
   第２のレンズ群の位置を夫々検出するレンズ群位置検出
   手段と、変倍操作の検出に伴い、該第１及び第２のレン
   ズ群の位置及び速度等を合焦検出手段からの合焦、非合
   焦判定に基づきながら制御する駆動制御手段とを備え、 該駆動制御手段は、該第１及び第２のレンズ群の位置情
   報及び該第１のレンズ群の移動速度情報に応じて特定方
   向に非合焦となるように設定された複数の第２のレンズ
   群の代表速度情報を記憶すると共に、該代表速度を補正
   する補正情報とを記憶する第２のレンズ群移動情報記憶
   部と、該第１のレンズ群と略同時に該第２のレンズ群を
   駆動すると共に、該第２のレンズ群を非合焦が検出され
   ると補正情報により合焦するまで駆動制御し、その後代
   表速度情報により非合焦が検出されるまで駆動制御する
   第２のレンズ群駆動制御手段とを有することを特徴とす
   る光学機器におけるレンズ位置制御装置。 ２　前記駆動制御手段の第２のレンズ群移動情報記憶部
   に記憶される代表速度の補正情報は、速度情報と、被写
   体距離に対して求められる理想的軌跡に対し近づく移動
   方向であることを特徴とする請求項１に記載の光学機器
   におけるレンズ位置制御装置。 ３　前記駆動制御手段の第２のレンズ群移動情報記憶部
   に記憶される代表速度の補正情報は、被写体距離に対し
   て求められる理想的軌跡に対し、第１のレンズ群の移動
   方向が近づく領域において速度零が設定されていること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の光学機器における
   レンズ位置制御装置。