JPH0310923B2 - - Google Patents

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JPH0310923B2
JPH0310923B2 JP57101078A JP10107882A JPH0310923B2 JP H0310923 B2 JPH0310923 B2 JP H0310923B2 JP 57101078 A JP57101078 A JP 57101078A JP 10107882 A JP10107882 A JP 10107882A JP H0310923 B2 JPH0310923 B2 JP H0310923B2
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JP
Japan
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focus
lens group
amount
zoom
lens
Prior art date
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JP57101078A
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English (en)
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JPS58217907A (ja
Inventor
Eiji Kitsutaka
Mineo Kubota
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NISUKA KK
Original Assignee
NISUKA KK
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Publication date
Application filed by NISUKA KK filed Critical NISUKA KK
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/144—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only
    • G02B15/1441—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive
    • G02B15/144113—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive arranged +-++

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被写体像のデイ・フオーカス量とズー
ムレンズのズーム情報を検知して焦点調節するズ
ームレンズのフオーカシング方法に関する。
従来、この種の被写体像のデイ・フオーカス量
を検知して、該デイ・フオーカス量によつてフオ
ーカスレンズ群を駆動し焦点調節する方式は既に
知られている。例えば米国特許4185191号及び日
本写真工業出版社の写真工業別冊『現代のカメラ
とレンズ技術』(57年1月20日発行)のP107〜
P110にかなり詳細に説明されている。上記方式
の要点は、レンズの上半分を通過してきた光線に
よつて得られる結像パターンとレンズの下半分を
通過してきた光線によつて得られる結像パターン
とが非合焦点において位相ズレを起こすことを利
用して、該位相ズレの量をデイ・フオーカス量
(ピントズレ量)として捕え、該デイ・フオーカ
ス量に応じ焦点調節するものである。
しかし、ズームレンズのフオーカシング方法に
あつては、先に本願同一出願人によつて指示され
ている特願昭57−26198号に記すように、上記デ
イ・フオーカス量はレンズ系の焦点距離によつて
可変されるために、被写体像のデイ・フオーカス
量を検地するとともに、その時のズームレンズの
焦点距離を検知し、該焦点距離に応じて前記デ
イ・フオーカス量の単位量に対するズームレンズ
におけるフオーカスレンズ群の移動の量を可変と
することによつて、前記デイ・フオーカス量に応
じフオーカスレンズ群の移動量を設定しなければ
ならない。
ところが、ズームレンズのフオーカシング方法
においては上記以外にもう一つ被写体像のデイ・
フオーカス量を可変する要素があることがわかつ
た。それは、ズームレンズZが一般的に第1図で
示されるように、フオーカスレンズ群A、バリエ
ーターレンズ群B、コンペンセーターレンズC、
マスターレンズDによつてレンズ系を構成してお
り、前記フオーカスレンズ群A除いたレンズ系を
特に変倍レンズ群Eと称し、まず被写体をフオー
カスレンズ群Aによつて結像Q1を得、この結像
Q1をバリエーターレンズ群Bによつて変倍して
結像Q2を結ぶ。さらに、コンペンセーターレン
ズ群Cが前記バリエーターレンズ群Bによつて変
倍された結像Q2に生じた像点移動を補正した後、
ズーミングには参加せず停止しているマスターレ
ンズ群Dによつて前記変倍した結像Q2を被写体
像Q3として撮像デイバイス(例えば、撮像管や
固体撮像デイバイス等)及び焦点検出素子の適宜
な面に結ぶように構成されている。そして、上記
各レンズ群の働きから考えて、上記のズームレン
ズZを第2図のごとくフオーカスレンズ群Aと上
述の変倍レンズ群Eとによつて簡単にレンズ系を
示すことが出来る。
すなわち、前記したようにズームレンズZは、
一旦、前記フオーカスレンズ群Aによつて結ばれ
た結像Q1を、前記変倍レンズ群Eによつて変倍
され像点移動が補正された結像を被写体像Q3と
して扱うために、前記フオーカスレンズ群Aの位
置関係によつてその時の上記デイ・フオーカス量
が可変されることである。
このことを更に第2図をもつて説明すると、同
図1は合焦時を示しており、変倍レンズ群Eの焦
点距離をfeとすると、該変倍レンズ群Eから結像
Q1及び被写体像Q3までの距離a及びbはそれぞ
れ下記の式で示すことが出来る。
1/a+1/b=1/fe (1)式 及び、その時の倍率 m=b/a (2)式 の両式から、 1/a+1/b=1/a+1/a・m=m+1/a・
m=1/fe ∴ a=fe(1+1/m) (3)式 及び、 1/a+1/b=1/b/m+1/b=m+1/b=
1/fe ∴ b=fe(1+m) (4)式 となる。
そこで、例えば、fe=10m/m、m=1倍とす
ると、当然、a=b=20m/mとなり、この条件
下において、例えば、第2図2のごとくフオーカ
スレンズ群Aが1m/m前方にセツトされた所謂
前ピン状態にある場合のデイ・フオーカス量(△
p1)は(1)式により、 1/a+△x+1/b+△p=1/fe (1)′ 1/20+1+1/20+△p1=1/10 ∴ △p1≒−0.9091m/m となる。但し、上式中の△xはフオーカスレンズ
群Aをどの位い移動すれば合焦状態になりうるか
の移動量である。
また、第2図3のごとくフオーカスレンズ群A
が1m/m後方にセツトされた所謂後ピン状態に
ある場合のデイ・フオーカス量(△p2)は(1)式に
より、 1/a+△x+1/b+△p2=1/fe (1)″式 1/20−1+1/20+△p2=1/10 ∴ △p2≒1.111m/m となり、フオーカスレンズ群Aの位置関係によつ
てその時のデイ・フオーカス量△pが異なること
が理解されよう。又、同時にフオーカスレンズ群
Aによる移動量△xとデイ・フオーカス量△pの
変化がリニアなものでないことが理解される。
本発明は以上述べたことに鑑みて、予めズーム
レンズZの焦点距離fz等のズーム情報Nに対応し
て変倍レンズ群Eの倍率mと焦点距離feとを設定
しておき、フオーカシングの際に、焦点検出素子
によつて検知されるデイ・フオーカス量△pと、
ズームレンズの鏡筒等に設けたグレーコード若し
くはポテンシヨンメーター等によつて前記ズーム
情報Nを検知し、前記デイ・フオーカス量△pと
前記変倍レンズ群Eの倍率mと焦点距離feとを、
下式 △x=−△p・fe/m(m・fe−△p) (5)式 によつてフオーカスレンズ群Aの移動量△xを設
定するようにしたズームレンズのフオーカシング
方法を提供するものである。
以下、上記(5)式を誘導する。
第2図2において、 1/a+△x+1/b+△p=1/fe (1)式 から、 1/a+△x=1/fe−1/b+△p=b+△p−fe
/fe(b+△p) よつて、 a+△x=fe(b+△p)/b+△p−fe ∴ △x=fe(b+△p)/b+△p−fe−a =fe(b+△p)−a(b+△p−fe)/b+△p−fe =fe・b+fe・△p−ab−a・△p+a・fe/b+△p
−fe 上式に、前記(3)式及び(4)式を代入することによ
つて、 △x=−△p・fe/m(m・fe−△p) (5)式 となる。ここに、倍率mはズームレンズZの焦点
距離fzをフオーカスレンズ群Aの焦点距離faで割
つたもの、すなわち、m=fz/fa。また、△pは
基準点(フオーカスレンズ群Aの合焦点位置)
Q1、同じく基準点(被写体像の合焦点位置)Q3
より変倍レンズ群E側に変化する量を負とする。
次に、第3図に基づき、本発明の方法を適用し
たズームレンズの実際の構成ならびにその動作を
説明する。
図中、Aは前群繰り出しの方式で距離合わせの
機能を持つフオーカスレンズ(focuss lens)群
でフオーカス環10に支持されている。又、該フ
オーカス環10にはフオーカス状態を得るための
カメラから被写体までの距離を表示する簡易な距
離を刻んだ距離環11が設けられており、手動の
際、カメラから被写体までの距離が判つていれば
該フオーカス環10を手動で回動し距離環11の
距離を一致させさえすればフオーカス状態がほぼ
得られるようになつている。更に、前記フオーカ
ス環10にはフオーカシング装置のフオーカシン
グ(焦点調節)制御装置60から出力される信号
によつて駆動制御されるフオーカスモーター80
の駆動力を受け回動する歯車90が噛合し該フオ
ーカス環10を駆動するための歯車部12が設け
られている。Bは焦点距離を変える変倍のために
大きく変位移動するバリエーターレンズ
(Variator Lens)群、Cは変倍に伴つて生じた
像点移動を補正するためのコンペンセーターレン
ズ(Compensator lens)群であり、ともに固定
環30のカム溝31に摺動可能に支持され、又、
ズーム環20に設けられたカム溝21,22に沿
つて移動させられることによつてズーム効果を得
る。一方、前記ズーム環20にはズーム効果を得
るための変倍の際に可変する焦点距離と対応した
ズームレンズのズーム情報Nが設けられている。
Dはリレー系であつてズーミングには参加せず固
定環30に固定支持され被写体像を所定の大きさ
と明るさで結像させる役目を持つたマスターレン
ズ(master lens)群であり、該マスターレンズ
群Dには半透鏡をもつたビームスプリツターD1
とモーター70によつて制御される絞り装置の絞
りが光軸を中心に設けられている。40はカメラ
本体で、前記したフオーカスレンズ群A、及び、
バリーエーターレンズ群Bとコンペンセーターレ
ンズCとマスターレンズ群Dからなる変倍レンズ
群Eとによつて構成されたズームレンズZの焦点
面Z1に撮像デイバイス(50:例えば、撮像管や固
体撮像デイバイス等)が設置され被写体像を光電
変換等の処理をする。
又、前記ビームスプリツターD1によつて分割
された光は第2のビームスプリツターD2によつ
て前記撮像デイバイス50に作られ像とまつたく
同様なピントをもつた被写体像を第2の焦点面Z2
に結像させ、該被写体像をフオーカシング装置の
フオーカシング制御装置60に設けられた焦点検
出素子によつて捕え、前記被写体像のデイ・フオ
ーカス量(△p:ピントのズレ量)を前記フオー
カシング制御装置60によつて検知することによ
つて撮像デイバイス50に作られた被写体像のフ
オーカス状態を間接的に検知する。一方、前記フ
オーカシング制御装置60はズーム環20に設け
られたズーム情報Nを検知し、あらかじめ前記ズ
ーム情報Nに対応し変倍レンズ群Eの倍率mと焦
点距離feを設定しておくことによつて、前記デ
イ・フオーカス量△pと該変倍レンズ群Eの倍率
mと焦点距離feとを前記の関係式 △x=−△p・fe/m(m・fe−△p) (5)式 に基づき処理し、フオーカスレンズ群Aの移動量
△xを設定し、フオーカスモーター80を適宜方
向に駆動制御しフオーカス環10を変位せしめて
フオーカスレンンズ群Aを被写体像が合焦し得る
位置にセツトするものである。
尚、上記ズーム情報NはズームレンズZの焦点
距離fz若しくは該焦点距離fzに対応し設けられた
変倍レンズ群Eの倍率mと焦点距離feの少なくと
もいずれか一方に対応し抵抗体若しくはグレーコ
ード等によつて設けられたものである。そして、
ズーム操作に連動し可変される該ズーム情報Nを
読み取り、例えばマイクロコンピユーターを内蔵
したフオーカシング制御装置60によつて前記デ
イ・フオーカス量△pと変倍レンズ群Eの倍率m
と焦点距離feとを上記5に基づいて処理を行ない
フオーカスレンズ群Aの移動量△xを設定する。
以上のように本発明によると、被写体像のデ
イ・フオーカス量△pとその時の変倍レンズ群E
の倍率mと焦点距離feとによつてフオーカスレン
ズ群Aの移動量△xを設定するようにしたから、
ズームレンズZの焦点距離fzのみを考慮した従来
のズームレンズのフオーカシング方法に対してフ
オーカスレンズ群Aの移動量△xの設定精度を著
しく高めることが出来るようになつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は一般的なズームレンズのレンズ光学系
を簡易的に示す図、第2図は第1図を更に簡易的
に示す図、第3図は本発明にかかる一実施例のズ
ームレンズのフオーカシング方法を示すものであ
る。 図中、A……フオーカスレンズ群、B……バリ
エーターレンズ群、C……コンペンセーターレン
ズ群、D……マスターレンズ群、E……変倍レン
ズ群、Z……ズームレンズ、fz……ズームレンズ
の焦点距離、fe……変倍レンズ群の焦点距離、m
……変倍レンズ群の倍率。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被写体像の合焦点位置Q3からのデイ・フオ
    ーカス量△pと、ズームレンズのズーム情報Nと
    を検知して焦点調節を行うズームレンズのフオー
    カシング方法において、 あらかじめ、前記ズーム情報Nに対して、変倍
    用レンズ群の焦点距離feと、ズームレンズZの焦
    点距離fzをフオーカスレンズ群Aの焦点距離faで
    割つて得られる変倍用レンズ群Eの倍率mとを設
    定しておき、上記デイ・フオーカス量△pと前記
    変倍用レンズ群Eの前記倍率mと焦点距離feとに
    よつて、フオーカスレンズ群Aの移動量△xを下
    式によつて設定するようにしたことを特徴とする
    ズームレンズのフオーカシング方法。 △x=−△p・fe/m(m・fe−△p) 但し、式中△xおよび△pはフオーカスレンズ
    群Aの合焦点位置Q1ならびに前記被写体像の合
    焦点位置Q3からそれぞれ変倍用レンズ群E側へ
    の移動量を負とする。
JP57101078A 1982-06-12 1982-06-12 ズームレンズのフォーカシング方法 Granted JPS58217907A (ja)

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