JPH0348212A

JPH0348212A - ズームレンズ装置

Info

Publication number: JPH0348212A
Application number: JP1184016A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nagata; 敦永田; Mitsufumi Misawa; 充史三沢
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1989-07-17
Filing date: 1989-07-17
Publication date: 1991-03-01
Also published as: US5113214A

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〕本発明はズームレンズ装置に係り、特にオートズームモ
ードで撮影距離に応じて自動的に画角を変えることによ
り撮影画面上で常に一定の大きさの被写体が得られるよ
うにしたズームレンズ装置に関する。

〔従来の技術〕

通常、スチルカメラ、ビデオカメラに使用されるズーム
レンズ装置にあっては、ズーミングを行うためにそのレ
ンズを構戊しているレンズ系の一部を移動させて焦点距
離を変え、画角を変えるようにしている。

また、最近、撮影距離に応じて画角を自動的に変えるこ
とにより被写体が撮影画面に対して常に一定の大きさで
撮影されるようにしたオートズームレンズ装置が提案さ
れている。このようなオートズームレンズ装置は、特公
昭６０−１６０２号公報、特開昭６０−２４９４７８号
公報、特開昭６１−１０３７２号公報、特開昭６１−２
８８２１０号公報等に開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記従来のオートズームレンズ装置では
、撮影距離にかかわらず被写体を一定の大きさで撮影す
る為には、先ず測距手段により被写体までの測距情報を
読出し、この測距情報と予め設定された被写体が画面で
占める大きさの目標値より画角を演算し、これに基づき
ズーム駆動系を介してズームレンズを駆動する。

従って、従来のオートズーム装置では、予め設定される
データテーブル用のメモリや、オートズーム専用の複雑
な制御系や、位置検出の為の手段が必要で、装置が複雑
である欠点があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、デー
タテーブル用のメモリや専用のｌｌ！雑な制御系を必要
とせず、撮影距離にかかわらず一定の大きさの被写体が
得られる簡単な構戊の・ズームレンズ装置を提供するこ
とを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前記目的を達或するために、集光を行うフロン
トレンズと、被写体像の倍率を変えるバリエータレンズ
と、コンペンセータレンズと、焦点調節を行うフォーカ
スレンズとを有するズームレンズ装置に於いて、オート
ズーム切換手段と、前記フォーカスレンズを撮影光から
の測距信号に基づいて合焦位置に駆動するＡＦ制御手段
と、前記バリエータレンズとコンペンセータを所定の移
゛動軌跡に沿って駆動する位置規制手段と、前記位置制
御手段を駆動するズーム駆動手段と、前記オートズーム
切換手段が操作されると前記フォーカスレンズを所定位
置で固定し、前記ＡＦ制御手段からの信号に基づいて前
記ズーム駆動手段を介して前記位置規制手段を駆動し前
記バリエータレンズとコンペンセータレンズとで合焦動
作を行うと共に撮影面角を変え、撮影距離に応じて撮影
画面上で被写体を一定の大きさで撮影する制御手段と、
を有することを特徹としている。

〔作用〕

本発明に係るズームレンズ装置では、オートズーム切換
手段によりオートズームモードに設定されると、制御手
段はフォーカスレンズを所定の位置で停止させ、この状
態でバリエータレンズとコンペンセータレンズとを位置
規制手段を用いて所定の位置関係を保って駆動し、合焦
動作を行わせる。この時、撮影距離に応じて撮影画角も
自動的に変わり、これにより撮影距離にかかわらず撮影
画面に対して被写体の大きさが常に一定となる。

この結果、本発明ではオートズームを行う為のデータテ
ーブル用メモリーや、専用のｌＩＩ雑な制御系、位置検
出手段は不要となる。

〔実施例〕

以下、添付図面に従って本発明に係るズームレンズ装置
の好ましい実施例を詳説する。

第１図に本発明に係るズームレンズが適用されるカメラ
の全体構戒を示す。

ズームレンズ系は、リアフォーカス式のスームレンズ１
０によって構戊されており、このズームレンズ１０は被
写体光を集光させるフロントレンズ群１２と、像倍率を
変えるバリエータレンズ群１４と、コンペンセータレン
ズ群ｌ６と、通常のズームモードでの焦点調節を行うフ
ォーカスレンズ群１８とから構戊されている。

バリエータレンズ群１４とコンペンセータレンズ群１６
とは後述するカム環５２によって所定の位置関係を保っ
て移動され、このカム環５２はモータ２０によって駆動
される。モータ２０はズームモータ駆動回路２２で駆動
制御される。またフォーカスレンズ群ｌ８は、モータ２
４によって駆動され、モータ２４はフォーカスモータ駆
動回路２６によって駆動制御される。

フォーカスレンズ群ｌ８を出た被写体光は、光学的ロー
パスフィルタ２８を通過して高次周波数戊分をカットさ
れた後、撮像部３０で結像する。

被写体光は撮像ｉ１１ｓ３０で電気信号に変換され映像
信号処理回路３２でＮＴＳＣ信号に変換される。

また、映像信号処理回路３２からの別の出力は、ＡＦ検
出回路３４に送られ、ＡＦ検出回路３４の検出信号はＡ
Ｆ制御回路３６に送られる。ＡＦ制御回路３６は、スイ
ッチ片３６Ａを介して前記フォーカスモーク駆動回路２
６に出力する。

ＡＦ検出回路３４並びにＡＦ制御回路３６はＡＦ制御手
段を構威し、例えばコントラスト検出方式の場合は映像
信号高周波戒分を検出していわゆる山登り制御によって
フォーカスモータ駆動回路２６を制御し、フォーカスレ
ンズ群１８を移動させ合焦状態に導く。この検出は、撮
影光を用いた検出であればコントラスト検出方式に限ら
ず、位相差検出方式、ビエゾＡＦ等他の合焦方式でもよ
い。

又、被写体像の倍率を変化させる場合には、ズームモー
タ駆動回路２２によりモータ２０を駆動制御し、カム１
１１５２を回動してバリエータレンズ群１４とコンペン
セータレンズ群ｌ６とを移動させる。バリエータレンズ
群１４の移動方向及び移動量は、テレ・ワイ・スイッチ
３８の操作によってなされる。テレ・ワイ・スイッチ３
８のワイド側が押されると、スイッチ片３８Ａを介して
その押されている間、バリエータレンズ群１４とコンベ
ンセータレンズ群１６とがワイド側に、即ち前方に、繰
り出されるようにズームモータ駆動回路２２に信号を送
る。一方、テレ側が押されている間、スイッチ片３８Ａ
を介してバリエータレンズ群１４がコンベンセータレン
ズ群１６とがテレ側に即ち後方に引き込まれるようにズ
ームモータ駆動回路２２に信号を送る。

モード切換ボタン４２とオートズーム切換回路４４は、
通常のズームモードからオートズーム蚕一ドへの切換え
手段を構或する。オートズーム切換回路４４が作動する
と、オートズーム切換回路４４はスイッチ片３６Ａ，３
８Ａを切換えてＡＦ制御回路３６とフォーカスモータ駆
動回路２６との接続を遮断すると共に、テレ・ワイ・ス
イッチ３８とズームモータ駆動回路２２との接続を遮断
し、スイッチ片３６Ａを介してＡＦ制御回路３６とズー
ムモータ駆動回路２２とを接続する。

更に、オートズーム切換回路４４は、オートズ一ム制御
回路４６に信号を送り、オートズーム制御回路４６はフ
ォーカスモータ駆動回路２６に信号を送り、フォーカス
レンズｌ８を駆動する。フォーカスレンズ１８が所定位
置まで移動されると、位置センサ４８で検出され、この
位置で、オートズーム制御回路４６からフォーカスモー
ク駆動回路２６に停止信号が送られ、フォーカスレンズ
１８は所定位置で停止する。

第２図では本発明のカム環５２付近の構造が示されてい
る。主鏡筒５０内にはカム！ｌ５２が配置され、カム環
５２内にはバリエータレンズ群１４、コンペンセータレ
ンズ群１６が配置される。バリエータレンズ群１４は、
レンズ支持枠５４に取付けられ、レンズ支持枠５４はガ
イド棒５６、５８で軸方向に案内される。コンペンセー
タレンズ群１６はレンズ支持枠６０に取付けられ、レン
ズ支持枠６０はガイド棒６２、５８で軸方向に案内され
る。レンズ支持枠５４、６０には従動ピン６４、６６が
植立され、この従動ピン６４、６６はカムｍ５２のカム
溝６８、７０に位置する。従って、カム環５２がモータ
２０で回動されると、バリエータレンズ群１４とコンペ
ンセータレンズ群１６とは、カム溝６８、７０で規制さ
れる所定の関係を保って移動される。カム溝６８、７０
の形状は第３図で示され、この形状は次のようにして決
定される。

即ち、カム１６８、７０の形状は、フォーカスレンズ１
８をある位置に固定した条件でバリエータレンズ群１４
とコンペンセータレンズ０１６との関係が、その時のレ
ンズの撮影画角に応じて、撮影倍率が一定となるような
位置をとる点を結んだ形状となる。このカムｉｌＩ６８
、７０の形状は、ワイドの時は近側の被写体とピントが
合い、テレの時は遠方の被写体にピントが合うような位
置関係を保つように構成され、その合焦被写体距離と、
レンズの焦点距離が略比例する点を結んだ軌跡をとる形
状に形成される。このようなカム形状を用いればズーミ
ングを行って被写体にピント合わせを行うことにより一
定の倍率による撮影が可能となる。

第４図は横軸にズーム焦点距離（ｆＩｍｌ〉、縦軸にフ
ォーカスレンズ位置（ｄ）がとってある。図中、ＤＴ　
はオートズームモード時テレ端での撮影距離を示し、ｄ
Ａ　はオートズームモード時でのフォーカスレンズ停止
位置を示している。第４図から分かるように、フォーカ
スレンズ１８をある位置ｄＡ　で固定すると、Ｄｙ　と
ｆ，とは略比例関係にあることが分かる。このことから
、フォーカスレンズ１８をｄＡで固定すると、撮影距離
とズームレンズ系の焦点距離とは略比例関係にあるから
、バリエータレンズ１４とコンペンセータレンズ１６と
で合焦すると撮影画面上では常に一定の大きさの被写体
を得ることが出来る。

第５図は第４図の特性図から作威したもので、横軸にズ
ーム焦点距離（ｆｎ）をとり、縦軸に合焦撮影距１ｍ！
Ｄｔがとってある。図に於いて、Ｌは理想直ＩＩ（撮影
画面上で倍率が変更しない直Ｉｌ！）を示しており、ｄ
Ａ　が理想直ＩＬに近似することが分かる。尚、ｄ１、
ｄ２、ｄ３、ｄ４・・・は、通常のズームモード時での
夫々のフォーカスレンズの位置を示し、例えば撮影距離
Ｄτ／２の時はｄの曲線からズーム焦点距離が求まる。

カム環５２のカム溝６８、７０は第５図を用いて次のよ
うにして決定される。

■ズーム域を複数域、例えばｌＯ分割に分割する。

■フロントレンズ１２と結像面３０を固定した状態で中
間の適当な位置（例えばコンペンセータレンズ１６が移
動した際にフォーカスレンズ１８ト干渉シない位置）に
、フォーカスレンズ１８の停止位置ｄ，を定める。

■バリエータレンズ１４をワイド端に移動し、ワイド端
でのバリエータレンズ１４の位置を決める。

■第５図でワイド端でのズーム焦点距離ｆ．が分かって
いるから、理想直線（像の大きさが一定となる直ｉｔ）
から合焦撮影距離が決まるので、この距離にピントが合
うようにコンペンセータレンズ１６を配置する。

（以上の手順でワイド端でのバリエータレンズ１４とコ
ンペンセータレンズｌ６の位置が決定する〉。

■第１分割の点にバリエータレンズを動かす。

■第５図から前記■と同様にして合焦撮影距離を割り出
す。

■この距離にピントが合うようにコンペンセータレンズ
１６を配置する。

（以上で第１分割の点でのバリエータレンズ１４とコン
ペンセータレンズｌ６との位置が決定〉以下この操作を
テレ端まで分割した点に従って９回繰り返す。

■これによりバリエータレンズとコンペンセータレンズ
の点が１０対求まる。

■１０対の夫々の点を結んでカムＥｌ５２のカム曲線を
形戒する。このようにして形戊したカム溝が第３図のカ
ム溝６８、７０である。

前記の如く構戒された本発明に係るズームレンズ装置の
好ましい実施例の作用は次のとおりである。

■先ず、通常のズーム撮影に於いては、第１図のスイッ
チ片３６Ａ，３８Ａは図示するように接点３６Ｂ、３８
Ｂと接続される。ＡＦ制御回路３６からのＡＦ制御信号
はフォーカスモーク駆動回路２６に出力され、フォーカ
スモーク駆動回路２６はモータ２４を駆動制御し、第６
図に示すようにフォーカスレンズ群ｌ８を移動して合焦
動作を行う。

■また、テレ・ワイ・スイッチ３８が操作されると、ズ
ームモータ駆動回路２２はモータ２０を駆動制御し、バ
リエータレンズ群１４とコンペンセータレンズ群１６を
テレ側又はワイド側に移動する。この時の焦点ずれの調
整は前記■の動作で行われる。

■次に、オートズーム切換ボタン４２が操作されると、
オートズーム切換回路４４が作動し、オートズーム制御
回路４６に出力すると共に、スイッチ片３６Ａを接点３
６Ｂから接点３８Ｂに切換エル。オートズーム制御回路
４６はフォーカスモータ駆動回路２６に出力し、モータ
２４によりフォーカスレンズ群１８を駆動すると共に、
位置センサ４８がフォーカスレンズ群１８が所定位置に
きたことを検知すると、モータ２４を停止し、フォーカ
スレンズ群１８をその位置で固定する。

この状態でＡＦ制御巨路３６からの出力に基づいてズー
ムモータ駆動回路２２が作動し、モータ２０はカム環５
２を回動し、バリエータレンズ群１４とコンペンセータ
レンズ群１６とを駆動する。

この時カム！１５２は前記したようにレンズ１４、１６
を所定の関係で駆動するのでレンズ１４、１６とを使っ
て合焦点に持っていけば自ずと所定の撮影画角が得られ
、撮影画面上で一定の大きさの被写体が得られる。第７
図（Ａ）、（Ｂ）はオートズームモードでのワイド側か
らテレ側へのレンズの移動を示している。

前記実施例では、リアフォーカス方式のズームレンズ系
を示したが、インナフォーカス方式のズームレンズ系で
応用が可能である。

〔発明の効果〕

本発明によるズームレンズ装置によれば、オートズーム
モードに設定されると、フォーカスレンズを所定位置で
固定し、ＡＦ制御信号に基づいてバリエータレンズとコ
ンベンセータレンズとで合焦動作を行うと共に自動的に
撮影画角を変え、撮影画面上で被写体が一定の大きさで
撮影される。

従って、メモリ等を使わない簡単な機構で撮影画面上で
被写体が一定の大きさで撮影できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のズームレンズ装置のブロック図、第２
図は本発明のカム環の概略形状を示す斜視図、第３図は
カム環の展開図、第４図はズーム焦点距離とフォーカス
レンズ位置との関係を示す特性図、第５図はズーム焦点
距離と合焦する被写体距離との関係を示す特性図、第６
図は通常のズームモードのズームレンズ系の説明図、第
７図は本発明のオートズームモードのズームレンズ系の
脱明図である。１４・・・バリエータレンズ群、　　ｌ６・・・コンペ
ーセータレンズ群、　　１８・・・フォーカスレンズ群
、３４・・・ＡＦ検出回路、　３６・・・ＡＦ制御回路
、４２・・・モード切換ボタン、４４・・・オートズーム切換回路、４６・・・オートズーム制御回路、４８・・・位置センサ。

Claims

【特許請求の範囲】集光を行うフロントレンズと、被写体像の倍率を変える
バリエータレンズと、コンペンセータレンズと、焦点調
節を行うフォーカスレンズとを有するズームレンズ装置
に於いて、オートズーム切換手段と、前記フォーカスレンズを撮影光からの測距信号に基づい
て合焦位置に駆動するＡＦ制御手段と、前記バリエータ
レンズとコンペンセータを所定の移動軌跡に沿って駆動
する位置規制手段と、前記位置制御手段を駆動するズー
ム駆動手段と、前記オートズーム切換手段が操作される
と前記フォーカスレンズを所定位置で固定し、前記ＡＦ
制御手段からの信号に基づいて前記ズーム駆動手段を介
して前記位置規制手段を駆動し前記バリエータレンズと
コンペンセータレンズとで合焦動作を行うと共に撮影画
角を変え、撮影距離に応じて撮影画面上で被写体を一定
の大きさで撮影する制御手段と、を有することを特徴とするズームレンズ装置。