JPH0436712A - 光学制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、光学制御装置に係わり、さらに詳しくは、レ
ンズ郡の移動によって焦点を調節したり、変倍を行った
りするレンズ位置制御装置等に用いて好適なものである
。

［従来の技術］ 近年、カメラの動向を見ると、レンズシステムに特徴的
な性能を持たせ、又、これを小型化するなどの目的から
、後部レンズを移動させて焦点調節を行うレンズ、いわ
ゆるインナーフォーカスレンズが広く用いられている。

第７図は、このインナーフォーカスタイプのレンズシス
テムにおけるレンズ構成の一例を示したものであり、同
図において１０１は固定の第１のレンズ群、１０２は変
倍を行う為の第２のレンズ群（ズームレンズ）、１０３
は絞り、１０４は固定の第３のレンズ群、１０５は焦点
調節と、第２のレンズ群による変倍動作に伴う焦点面移
動の補正機能を兼ねた第４のレンズ群（フォーカスレン
ズ）、７０１は撮像面である。

第８図は、この種のレンズにおいて、焦点距離の変化に
対して、撮像面に合焦像を得る為の第４のレンズ群の軌
跡を、被写体距離をパラメータとして表わしたものであ
る。前述の通り、第４のレンズ群１０５は焦点調節と変
倍に伴う焦点移動補正の機能を兼ねているので、被写体
距離に対して固有の補正曲線を有する事になる。即ち、
ズーミングを行う場合、第８図に示される補正曲線の中
から、被写体距離に応じて１つを選択し、これに沿って
第４のレンズ群１０５を移動させる必要がある。

第７図のレンズ群１０５を、被写体距離に対して特有の
補正軌跡でズーム中に移動させる方法としては、たとえ
ば特開平１−２８０７０９号公報等が提案されている。

この方法によれば、第８図の軌跡群を、傾きがほぼ等し
い領域ごとに第９図の様に複数領域に分割し、各領域に
１つの代表速度を与える。ズーム動作開始前、第４のレ
ンズ群１０５が被写体に対して合焦位置にあるとすると
、ズームレンズとフォーカスレンズの位置により、第９
図の中の１つの分割領域が定まり、ズーム動作開始と同
時に、駆動すべき第４のレンズ群すなわちフォーカスレ
ンズ１０５の代表速度が決定される。ズーム動作が開始
されると、焦点距離もフォーカスレンズ１０５の位置も
刻々変化するので、その都度第９図に示される領域も変
わり、フォーカスレンズの代表速度も変化する。

この代表速度の変化に応じた変位を結ぶと、結局第８図
に示す曲線に近似したカーブを得る事ができ、合哨しな
がらズーム動作を行う事が可能になる。

上記方法によれば、第９図の分割された領域を正しく選
択し、その領域で指定された速度でフォーカスレンズ１
０５を移動させなければならない。従ってフォーカスレ
ンズ１０５のアクチュエータとしては、位置制御が容易
で速度変化のダイナミックレンジが広いステッピングモ
ータ等が多く用いられており、該モータの駆動パルス数
をカウントすることによりフォーカスレンズ１０５の位
置を把握するものである。

従って、前記カウンタがインクリメント型の位置エンコ
ーダとなるので、電源をｏｆｆする等、カウンタ内容が
揮発する行為を行うと、フォーカスレンズ１０５の位置
とカウンタの内容を対応づけるためのリセット動作を実
行する必要がある。

そこで第８図８０１の様に、グラフの原点８０２はから
一定の距離にリセットスイッチを設置し、リセット動作
を行う時には、フォーカスレンズ１０５を８０１の位置
に一旦移動させ、そこでカウンタに、原点８０２に対す
る８０１の位置を代入する方法をとることができる。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、上記従来例では、リセットスイッチ８０
１と原点８０２との距離を精密かつ正確に保つ必要があ
る為、製造上、リセットスイッチ８０１の位置決めに多
くの時間と特別の装置を必要とするばかりでな（、工程
で測定誤差を生じさせない為のリセットスイッチを選択
しなければならないので、大幅なコストアップを招くと
いう欠点があった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上述した問題点を解決することを目的としてな
されたもので、その特徴とするところは、所定の方向に
移動して光学的状態を変化する被駆動部と、該被駆動部
の位置を検出する検出手段と、前記被駆動部の基準位置
に関する情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記
憶された基準位置情報と前記検出手段の出力に基づいて
、前記被駆動部を前記基準位置へと位置決めする制御手
段とを備えた光学制御装置にある。

また本発明の他の特徴は、所定の方向に移動して光学的
状態を変化する被駆動部と、該被駆動部がその基準位置
近傍の所定位置となったことを検出する検出手段と、前
記所定位置と前記基準位置との関係を示す情報を記憶す
る記憶手段と、前記記憶手段に記憶された情報と前記検
出手段の出力に基づいて、前記被駆動部を前記基準位置
へと位置決めする制御手段とを備えたことを特徴とする
光学制御装置にある。

［作用］ これによって、本発明をレンズシステムあるいはカメラ
システムに適用した場合には、原点８０２と８０１の間
の距離を記憶する素子を設け、製造時に該距離を測定し
、この値を前記記憶素子に記憶させることにより、特に
リセットスイッチ取付時の取付位置や、リセットスイッ
チの開閉位置を厳密に管理しな（ても、良好なズーミン
グを行うことができる。

［実施例］ 以下、本発明における光学制御装置を、各図を参照しな
がら、その一実施例について詳細に説明する。

第１図は本発明における光学制御装置の一実施例の構成
を示すブロック図である。

同図において、１０１．１０２．１０３．１０４及び１
０５は第７図と同等の機能を有する光学系の要素である
。

１０６はフォーカスレンズ１０５と一体に移動する如く
固定され、フォーカスレンズの無限遠端への移動ととも
に後述のリセットスイッチを押し込む絶縁材料で形成さ
れた作動部材、１０７，１０８はそれぞれリーフスイッ
チを構成する２枚の電極、１０９は電源、１１０は抵抗
器、１１２は制御用のマイクロコンピュータ（以下マイ
コンと称す）、１１３は第８図においてω端側に設定さ
れたリセットスイッチの位置８０１に相当するリセット
位置、１１４は第８図の原点位置８０２からリセットス
イッヂ位置１１３までの距離、１１５はフォーカスレン
ズ１０５の可動範囲、１１６は第８図の各曲線をレンズ
群の配置に合わせて置き直したもの、１１７は通常使用
状態すなわちフォーカシングレンズをズームレンズとと
もに移動して、焦点を合せ続けたままズーム動作可能な
状態に於けるフォーカシングレンズ１０５の移動範囲、
１１８は各ズームレンズ位ＩＩ！（分割領域）に応じた
距離１１４に関する情報を記憶する不揮発性メモリであ
る。

第１図に示すレンズシステムにおいて、第１群レンズ１
０１の調整すなわち前玉調整が完了すると、第１群、第
２群レンズ、１０１，１０２．絞り１０３、第３郡及び
第４群レンズ１０４４０５の焦点距離や被写体距離の変
化に相当する位置関係が固定される。

すなわち、各曲線１１６の原点の位置が、レンズ群の配
置に対して固定される事になる。

一方、リセットスイッチＳＷＲを構成するリーフスイッ
チ１０７，１０８は、無調整で組み付けられるので、結
局、距離１１４がレンズシステム個々でばらつく事にな
る。この、距離１１４を個々のレンズシステムにおいて
測定し、メモリ１１８に記憶する事で、これまでの様に
煩わしいリセットスイッチの位置調整を省く事が出来る
様になる。

第２図は、フォーカスレンズ位置の原点とリセット位置
との間の距離１１４を測定し、記憶素子１１８に測定結
果を入力する為の作業及び調整作業のプログラムのフロ
ーチャートである。

同図において、２０１はプログラムの実行開始を示すス
テップ、２０２はレンズ組立及び前述の通りリセットス
イッチＳＷＲを無調整で取り付ける作業を示すステップ
、２０３は前玉レンズ調整作業のステップ、２０４はズ
ームレンズ１０２をワイド端に突き当てる作業を示すス
テップ、２０５は所定の被写体距離に置いた被写体１に
対してフォーカスレンズ１０５を移動させて撮像面にピ
ントを合わせる作業のステップ、２０６は前述のフォー
カスレンズ１０５の位置検出用カウンタにフォーカスレ
ンズ１０５の設計上の位置（ステップ２０５で用いた被
写体距離のワイド端での合焦位置）を書き込むステップ
、２０７はステップ２０６で書き込んだ値からカウント
を開始し、カウントしながらフォーカスレンズ１０５を
リセットスイッチＳＷＲ側へ移動させるステップ、２０
８はリセットスイッチＳＷＲが閉じたか否かを判別する
ステップ、２０９はフォーカスレンズ１０５を停止させ
るステップ、２１０はステップ２０１の時点でのカウン
ト値を不揮発性メモリ１１８に記憶させるステップであ
る。

ステップ２０１で作業が開始されると、ステップ２０２
で各レンズの組立、リセットスイッチＳＷＲの取り付は
作業を行い、ステップ２０３で前玉レンズ調整を行う。

次にズームレンズ１０２をワイド端まで移動させ、ステ
ップ２０５で所定の被写体距離にある調整用の基準被写
体にピントを合わせる。例えば前記基準の被写体距離が
１ｍであるとすると、ワイド端では第８図中Ａ点の位置
に合焦点が存在する事になる。従って、逆にワイド端で
合焦していれば、フォーカスレンズ１０５の位置検出カ
ウンタの値はＡ点に対応する値になっているべきなので
、ステップ２０６でこのＡに対応する値をカウンタに代
入する。Ａに対応する値とは、例えばフォーカスレンズ
１０５のアクチュエータとしてステッピングモータを用
いている場合、原点からＡ点に到達するまでの駆動ステ
ップ数等と等価となる。

次にステップ２０７で、カウンタを実行しながらリセッ
トスイッチＳＷＲとしてのリーフスイッチの方向へフォ
ーカスレンズ１０５を移動させると、原点を通過する時
点でカウンタ値は０、それよりリーフスイッチＳＷＲ側
ではカウンタ値が負の値となる。

ステップ２０８を介してリーフスイッチＳＷＲが閉じる
まで、ステップ２０７の動作をくり返し実行し、リーフ
スイッチが閉じたところでステップ２０９でフォーカシ
ングレンズ１０５の駆動を停止する。

更にステップ２１０でステップ２０９でフォーカスレン
ズ１０５が停止した時点でのカウンタ値をメモリ１１８
に記憶する。カウンタはステップ２０６で所定値にセッ
トしてあり、又、前玉調整も完了しているので、原点に
フォーカスレンズ１０５が到達すればカウンタ値として
０５またリーフスイッチＳＷＲに到達すれば原点からリ
ーフスイッチまでの距離を負の値で示す事になる。

従って、次にカウンタのリセットを行う時には、リーフ
スイッチＳＷＲが閉じるまでフォーカスレンズ１０５を
リーフスイッチＳＷＲ側へ移動させ、閉じたところでカ
ウンタに記憶値を代入し、リーフスイッチＳＷＲと反対
側へフォーカスレンズ１０５を反転移動させ、カウンタ
がＯになったところが原点という事になる。この様子を
第３図のフローチャートに示す。

第３図に於て、３０１はプログラムの実行開始を示すス
テップ、３０２は電源が投入されたかどうを判別するス
テップ、３０３はフォーカスレンズ１０５をリセットス
イッチＳＷＲ側に移動させるステップ、３０４はリセッ
トスイッチＳＷＲが閉じたかどうかを判別するステップ
、３０５はフォーカスレンズ１０５を停止させるステッ
プ、３０６はメモリ１１８から前記距離１１４に相当す
る記憶値を読み出すステップ、３０７はフォーカスレン
ズ１０５の位置検出カウンタにステップ３０６でメモリ
１１８から読み出した値を代入するステップ、３０８は
フォーカスレンズ１０５を至近側に移動させるステップ
、３０９は前記カウンタの値がフォーカスレンズのズー
ムレンズ１０２に追従可能な通常動作範囲１１７の内に
あるかどうか判別するステップ、３１０は通常の撮影を
行うステップ、３１１はステップの実行終了を示すブロ
ックである。

したがって、ステップ３０１でプログラムの実行が開示
されると、ステップ３０２で電源投入が行ゎれるまで待
機する。そして電源が投入されると、ステップ３０３で
フォーカスレンズ１０５をリセッ１．スイッチＳＷＲ側
すなわちの端側へと移動させる。リセットスイッチＳＷ
Ｒ側へのフォーカスレンズ１０５の移動はステップ３０
４でリセットスイッチＳＷＲが閉じたと判定されるまで
続けられ、リセットスイッチＳＷＲが閉成されると、ス
テップ３０５でフォーカスレンズ１０５は停止される。

この時点でステップ３０６より距離１１４に相当する前
記記憶値を読み出し、フォーカスレンズ１０５の位置検
出用カウンタにこれを代入する。その後、カウントを続
けながらフォーカスレンズ１０５をリセットスイッチＳ
ＷＲから離れる方向の至近側へ駆動し、ステップ３０９
でカウンタの値が通常動作範囲１１７の範囲に入ったこ
とを確認すなわちカウンタの値がＯになった時点で３１
０の通常動作に入る。

以上の制御動作によりリセットスイッチＳＷＲの位置を
無調整のままレンズユニットに組み込んでも、その取り
付は位置と通常動作領域の始まる原点との距離情報をメ
モリに記憶しておくことによリ、正確に前記第８図に示
す原点をフォーカスレンズ１０５の移動領域内に設定す
る事が出来る。

尚、本実施例は、リセットスイッチＳＷＲが原点よりカ
ウンタの値で負側にある場合を説明したが、全く同じ方
法でリセットスイッチＳＷＲが原点より正側にある場合
であっても、フォーカスレンズ１０５の移動領域内に第
８図の特性曲線の座標を正確に固定できる事は明らかで
ある。

また、本実施例ではワイド端で被写体に合焦させ、所定
数値をフォーカスレンズの位置検出用カウンタに代入し
たが、テレ端で同様の動作を行っても問題はなく、製造
工程、調整工程において適宜選択することができる。

第４図は、本発明の特徴を有する第２の実施例であり、
第１図と同等の機能を有する構成要素には、同じ番号を
付しである。第４図に於いて、４０１は発光センサ部と
受光センサ部を対向して備えた非接触のスイッチであり
、遮光板４０２が発光センサと受光センサの間を光軸方
向に移動する事により、受光部のゲートが開閉され出力
が変化するように構成されている。４０３は遮光板４０
２の端であり、端４０３がスイッチ４０１を通過する時
、第１の実施例で説明した第１図中不揮発性メモリ１１
８へのカウント値の書き込み、読み出しが実行される。

本実施例で示している非接触のスイッチ自体については
公知であるので、詳しい説明は省略し、第５図に上面か
ら見た図だけを示す。第５図に於て５０１はスイッチ４
０１を構成する受光素子、５０２は同じくフォトトラン
ジスタ等の受光素子、５０３，５０４は電池等の電源、
５０５は抵抗器である。

不揮発性メモリ１１８への書き込みは基本的に第１の実
施例と同様である。第６図に１１８への書き込み手順の
流れ図を示す。第２図のフローチャートと同等の機能を
有するステップには、第６図中に同じ番号を（）で付し
である。第６図に於て、６０１はプログラムの実行開始
を示すステップ、６０２〜６０６は第２図中ステップ２
０２〜２０６と同様の処理行うステップ、６０７はスイ
ッチ４０１内で発光素子５０１からの光が遮光板４０２
によって遮断されているかどうかを判定するステップ、
６０８はカウントを実行しながらフォーカスレンズ１０
５を至近側へ移動するプログラム、６０８は同様にして
フォーカスレンズ１０５をω側に移動するステップ、６
１０はスイッチ４０１（受光素子５０２）の出力が変化
したどうか、すなわち遮光から透過へ又は透過から遮光
へ状態が変化したかどうかを判定するステップ、６０５
はプログラムの終了を示すステップである。

したがって、ステップ６０１でプログラムの実行が開始
されると、第１の実施例と同様にステップ６０２で各レ
ンズ及びリセットスイッチ４０１の組立てが行われる。

ステップ６０３で前玉調整が完了したら、ステップ６０
４でズームレンズをワイド端（テレ端）にセットし、所
定の被写体距離にある被写体にピントを合わせる。更に
ステップ６０６で、ワイド端（テレ端）の前記被写体距
離に於けるフォーカシング１０５の合焦位置に対する設
計上のカウンタ値を代入する。次にステップ６０７で現
在光が透過しているかどうかを判別し、スイッチ４．０
１に遮光板４０２の端４０３が近付く方向（透過であれ
ば至近側、遮断であればω側）へ、カウントを実行しな
がら、フォーカスレンズ１０５を移動させるべくステッ
プ６０２又は６０９を選択する。ステップ６１０で遮光
板４０２の端４０３がスイッチ４０１を通過したかどう
かを受光素子の出力変化から判別して、通過していない
のであればステップ６０８又はスイッチ６０９の動作を
くり返すし行う。

端４０３がスイッチ４０１を通過した時点で、ステップ
６１１でフォーカスレンズ１０５を停止させ、ステップ
６１２で第１の実施例と同様にその時のカウンタ値をメ
モリ１１８に記憶する。

以上の様に制御する事により、スイッチ４０１の位置を
無調整で組み立てても、正確に通常動作領域の原点を固
定する事が出来る。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によれば、レンズの位置に関
する数値を記憶する素子を設け、かつ実使用状態ではレ
ンズ位置測定の基準となる位置を、組立調整時には所定
の被写体距離に置かれた被写体に対するレンズの合焦位
置を基準として測定し、この組立調整時の測定値を前記
記憶素子に記憶させる事により、前記実使用状態での測
定基準位置を判別する為のスイッチ等の取り付は精度を
厳密に管理する必要がなくなり、生産性、サービン性が
向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における光学制御装置の一実施例を示す
ブロック図、 第２図は本発明装置における調整時の制御アルゴリズム
を示すフローチャート、 第３図は本発明装置における実使用時の制御アルゴリズ
ムを示すフローチャート、 第４図は本発明における光学制御装置の第２の実施例を
示すブロック図、 第５図は、第４図におけるフォーカスレンズのリセット
位置検出用スイッチを説明するための上面図、 第６図は、第４図の第２の実施例における動作を説明す
るためのフローチャート、 第７図は通常のインナーフォーカス型レンズシステムの
構成図、 第８図はインナーフォーカス型レンズシステムにおける
ズームレンズとフォーカスレンズの移動軌跡を示す図、 第９図は第８図の特性曲線を複数領域に分割し、その各
領域ごとに代表速度を設定した状態を示す図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の方向に移動して光学的状態を変化する被駆
   動部と、 該被駆動部の位置を検出する検出手段と、 前記被駆動部の基準位置に関する情報を記憶する記憶手
   段と、 前記記憶手段に記憶された基準位置情報と前記検出手段
   の出力に基づいて、前記被駆動部を前記基準位置へと位
   置決めする制御手段とを備えたことを特徴とする光学制
   御装置。
2. （２）所定の方向に移動して光学的状態を変化する被駆
   動部と、 該被駆動部がその基準位置近傍の所定位置となったこと
   を検出する検出手段と、 前記所定位置と前記基準位置との関係を示す情報を記憶
   する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶された情報と前記検出手段の出力に
   基づいて、前記被駆動部を前記基準位置へと位置決めす
   る制御手段とを備えたことを特徴とする光学制御装置。
3. （３）特許請求の範囲第（１）項または（２）項におい
   て、前記被駆動部はレンズユニットの光学特性を可変す
   るレンズであることを特徴とする光学制御装置。