JPH055822A - リヤーフオーカス式のカメラシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リヤーフォーカス式ズームレンズのフォーカ
スレンズの移動情報を記憶したＲＯＭの記憶内容に従っ
てフォーカスレンズを移動制御する装置においてレンズ
位置を検出するエニコーダーの検出誤差によるフォーカ
スレンズの移動の狂いを特別の工具を用いることなく補
正できる装置を提供すること。 【構成】 変倍レンズの後方に位置する合焦レンズ群を
移動制御するために、被写体距離とズーム位置毎に前記
合焦レンズの設計移動情報を記憶した記憶手段、前記編
倍レンズ位置に応じて適切な移動情報が選択されるよう
に調整処理する処理回路、を具備すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンズ又はこれを含む
鏡筒部をカメラ本体から交換する事が可能なカメラシス
テムで、又特にリヤーフォーカス式ズームレンズのフォ
ーカスレンズの移動情報を記憶したＲＯＭの記憶内容に
従ってフォーカスレンズを移動制御する装置においてレ
ンズ位置を検出するエニコーダーの製造ないしは検出誤
差によるフォーカスレンズの移動の狂いを特別の工具を
用いることなく補正できるカメラシステムに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、レンズシステムの小型・軽量化に
対する要求が急速に高まっている。これに伴って、レン
ズの位置敏感度が高くなり、また、部品点数を削減する
必要からも、これまでカム筒によって各レンズ群をメカ
ニカルに移動させていたレンズの位置制御機構がマイク
ロコンピュータを使ってレンズ群の位置を電気に制御す
る制御機構にかわって来ている。

【０００３】図６は上述の如くレンズの電気的位置制御
を用いた小型ズームレンズの一例を示す構成図である。
図６に於て、１０３と１０４はそれぞれ第１と第２のレ
ンズ群であり、この２つが連動して移動する事により変
倍を行う。１０５は絞り、１０６は固定の第３レンズ
群、１０７は、前記変倍に伴う焦点面の移動を補正（コ
ンペ機能）し、かつフォーカシングレンズとしての機能
を有する第４レンズ群１２１は撮像面である。

【０００４】上述の様に、レンズ群１０７は変倍の際の
コンペニセーション機能とフォーカシング機能を兼ねて
いる為に、被写体距離によってそのズームによる移動軌
跡がそれぞれ異なるという性質がある。こうした性質の
もとでは一義的で機械的な従来のカム溝を用いたのでは
このレンズ群１０７を移動制御することはできない。図
７は焦点距離の変化に伴う第４レンズ群１０７の移動軌
跡を、被写体距離をパラメータとして示したもので、こ
の図からも機械的なカム溝を設ける事が非常に困難又は
不可能である事は明らかである。

【０００５】この様なレンズに対して、例えば特開平２
−１８１１０６号公報ではレンズ群１０７の位置を電気
的に制御する方法が提案されている。すなわち、図７に
示されるカム軌跡をマイコン内に記憶させておき、被写
体距離によって決定されるカム軌跡上を焦点距離の変化
に応じてトレースして行く。

【０００６】この方式によれば、フォーカシングレンズ
の複雑な動きを機械的なカム溝を使う事なく制御する事
が可能になるが、これを実現するためには、ズームレン
ズとフォーカシングレンズの位置検出を正確に行う必要
がある。

【０００７】これらの位置検出手段としては、一般に位
置エンコーダを用いるが、上述の如き正確さで位置検出
を行うには、該エンコーダがアブソリュート型にしても
インクリメント型にしても、そのばらつきやカウンタリ
セット位置等を精密に管理しなくてはならず、量産性を
高めることが困難になってくる。

【０００８】この様な点に鑑み、量産性を高めるには上
記ばらつきを修正することなく、組み立てや調整工程の
段階で各レンズ群の位置エンコーダのばらつき値を測定
してＥ²ＰＲＯＭ等の記憶素子を用いてこの段差分を記
憶させる方式が考えられる。そして実際の撮影時には、
このばらつき値をマイコンにより読み出し、エンコーダ
の実際の出力と比較してばらつきを相殺する。

【０００９】

【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、調整工程において特殊な工具が必要とな
り、特に市場サービスで修理後調整を行う際にはこれら
の工具を再度用いる必要がある。

【００１０】しかもレンズ交換が可能なカメラを想定し
てみるとレンズ毎に工具の仕様が異なる為に、いくつも
これらの工具を備えなくてはならないという欠点があっ
た。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、前記レ
ンズの位置制御を行うマイクロコンピュータ内に、前記
レンズの調整用プログラムを具備し、調整時には、その
プログラムを使って調整を行う事により、修理後のレン
ズ調整も工具を使う事なく実行出来るようにしたことに
あり、具体的には、変倍レンズの後方に位置する合焦レ
ンズ群を移動制御するために、被写体距離とズーム位置
毎に前記合焦レンズの設計移動情報を記憶した記憶手
段、前記変倍レンズ位置に応じて適切な移動情報が選択
されるように調整処理する処理回路、を具備することに
ある。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の特徴を最もよく表わす図面で
あり、同図に於て、１０１はカメラ本体１０２に対して
着脱可能なレンズユニット、１０３，１０４，１０５，
１０６，１０７は第６図で示したズームレンズと同等の
光学系、１０８は１０３と１０４を連動して駆動するモ
ータ等の駆動装置、１０９，１１０はそれぞれ１０５，
１０７を駆動する駆動装置、１１１，１１２，１１３は
それぞれ駆動装置１０８，１０９，１１０に駆動電力を
供給するドライバ、１１４は１０３と１０４を連結し、
両レンズ群を連動して動かす為のカム環、１１５はカム
環１１４の移動量を検出する為の位置エンコーダ、１１
６は絞り量を検出する為のエンコーダ、１１７はレンズ
側に設けたマイクロコンピュータ（以後レンズマイコン
と称す。）、１１８は数値を記憶し、また書き換える事
が可能な記憶素子、１１９は調整モードと通常モードを
切り換えるマイコンの端子、１２０は接地されている基
板端子、１２１は光学像を電気信号に変換する撮像素
子、１２２はアンプ、１２３は１２２の出力のうち、特
定の周波数成分のみを取り出すフィルタ、１２４は光量
を検出して絞りを制御すべく調節信号を１２５に出力す
る絞り制御装置、１２５はカメラ側のマイクロコンピュ
ータ（以後カメラマイコンと称す）、１２６はレンズマ
イコンとカメラマイコン間で通信を行う為のバスライ
ン、１２７，１２８，１２９，１３０はそれぞれパワー
ズーム、テレスイッチ、同ワイドスイッチ、パワーフォ
ーカス至近スイッチ、同無限スイッチ、１３１は１２
７，１２８，１２９，１３０のＯＮ／ＯＦＦ状態をカメ
ラマイコンに伝達する信号ラインである。又、１３１
は、リセットスイッチである。

【００１３】以下、本実施例についての説明を行う。

【００１４】通常の撮影状態では、端子１１９を開放又
は電源にプルアップしておく（レンズマイコン）。１１
７のプログラムに於て、この状態は通常モードであると
しておけば、ズームボタン１２７及び１２８を押す事に
より、変倍レンズ位置に対するフォーカスレンズ位置は
図２の様に変化し、図７の軌跡をトレースする。

【００１５】ここで図２について簡単に説明を行う。

【００１６】図２は図１の様に構成されているレンズシ
ステムに於て、第２レンズ群１０４の移動によるズーム
動作に伴って、フォーカスレンズ１０６を図７の軌跡に
ほぼ沿って移動させるための一手法を示したものであ
る。

【００１７】図７の二次元領域を図２の如く長方形の領
域に分割すると、各長方形に含まれる図７の軌跡はほと
んど等しい傾きを有する様になる。そこで各長方形領域
毎に代表となる１つの速度を割り当て、変倍レンズとフ
ォーカスレンズの位置によって長方形領域を特定し、そ
こに割り当てられた速度でフォーカスレンズを移動させ
ることで、図７の軌跡をほぼトレースしながらズームを
行う事が出来る。

【００１８】この時、正しい領域を選択し適切な速度で
ズーム中のフォーカスレンズ移動を行う為には、各レン
ズの位置を正確に把握する事が必要で、レンズの位置検
出を行うエンコーダー等の素子のばらつき等は調整によ
り、十分に取り除かなくてはならない。

【００１９】これまで上記の様なレンズ調整であって、
レンズ変換できないカメラに対する調整は比較的簡単で
あり、また機種が異なっても同一の方法でばらつき調整
を補正することができる事から、特に故障修理に際して
も特別の修理工具を設ける必要がある事はまれであっ
た。しかし、図１の如きレンズシステムや、更にこのズ
ームレンズが任意に交換可能な方式が普及しつつある現
在、その調整方法も個々のレンズに固有の手段をとらな
くてはならなくなっており、これまでの様に調整装置を
組み立て段階でレンズシステムの外部に用意しているよ
うな状態で再度調整する必要が生じた場合、各システム
に対応した調整装置を再度全て用意しなければならな
い。

【００２０】図３は本発明に関し外部に調整装置を設け
る事なく、個々のレンズに対応した調整を行う事を可能
にする本発明の方式を示すマイコン１１７内プログラム
のフローチャートを示している。

【００２１】図３に於て、３０１はプログラムの開始を
示すブロック、３０２は調整モードか否かを判別するス
テップ、３０３は通常のＡＦ又は図２に示した様な公知
のズーム動作を行うステップ、３０４は調整モードに於
てズームレンズがテレ端又はワイド端にある時のズーム
レンズ位置エンコーダの値を読み出すステップ、３０５
はマニュアル操作にて特定の距離の被写体あるいはチャ
ートにフォーカスレンズを移動させて合焦させるステッ
プ、３０６はズームワイドスイッチが押されたかどうか
を判別するステップ、３０７はステップ３０４で読み出
した値を取り込んで記憶するステップ、３０８はフォー
カスレンズ位置を検出するインクリメント型カウンタの
メモリ内容を所定の値に書き換えるステップ、３０９は
３０４と同等の機能を有するステップであるが、取り込
んだズーム位置エンコーダの値を３０４とは別のメモリ
に記憶するステップ、３１０はズームテレスイッチが押
されたかどうかを検出するステップ、３１１と３１２は
これまで取り込んだ数値をもとに所定の数値計算を行
い、図２のブロック分割に必要な値を決定するステップ
３１３は３１２で得られた値を不揮発性のメモリに書き
込むステップである。又、３１４はフォーカスレンズを
所定の値だけ動かすステップ、３１５はプログラムの実
行終了を示すブロックである。

【００２２】３０１でプログラムがスタートすると、３
０２で調整モードであるか否かの判別を行う。本実施例
では、調整時、操作部材にて端子１１９を１２０と短絡
し、通常動作時はこれを開放する。プログラムでは端子
１１９の状態を読みとって、調整モードであるか否かを
判別する。

【００２３】調整は所定の距離に置かれた被写体やチャ
ートに合焦させる動作を基本として行われる。所定の距
離に置かれた被写体に対しては、図７に示す通り、変倍
に対して１本のカム軌跡が対応する、例えばワイド端
で、距離３ｍの被写体に、フォーカスレンズが原点０か
らＡだけ離れた位置で合焦したとすると、テレ端でのフ
ォーカスレンズ合焦位置はＢになる。

【００２４】調整の始めにヘリコイドを回転させ、ズー
ムレンズをワイド端に設定する。更に距離３ｍの被写体
に、マニュアルパワーフォーカスで合焦させる。この
時、プログラムでは常にズームエンコーダの値を読み取
っており、３０６でワイドスイッチが押されるとズーム
位置ワイド端、フォーカスレンズ位置は３ｍの合焦位置
にあるとプログラムで判定して、３０７，３０８でそれ
ぞれズームエンコーダの値の取り込みとパルスカウンタ
の書きかえを行う。パルスカウンタの書きかえる値は、
Ａである。これによって、光学設計上のワイド端に対応
したズームエンコーダの値（Ｚ_Wと仮に称する）が記憶
される。またこの被写体距離にワイド端で合焦する位置
にフォーカスレンズがある時、フォーカスレンズのエン
コーダのカウンタ値を設計値に書き換えるので、少なく
ともこのカウンタをリセットするまでは、フォーカスレ
ンズの実際の位置を図７の縦軸に対応した数値でカウン
タから読み取る事ができる。

【００２５】次に、３１４でフォーカスレンズの位置
を、前記カウンタの値を検出しながらＡからＢに移動す
る。この位置ＢはＡと等しい被写体距離に対するテレ端
の合焦位置である。

【００２６】図７から明らかな様に、フォーカスレンズ
を位置Ｂに移動後、ズームレンズをテレ側に移動させ、
テレ端近傍で合焦した所が真のテレ端となるが、この場
合、ＡよりＢの方が大きい被写体距離を選択すると、図
７点Ｃで一坦合焦してしまう。この様な場合には、ズー
ムレンズをテレ側に更に回転させて２度目に合焦した点
をテレ端とするか、又は予めＡよりＢの方が小さい被写
体距離を選択する必要がある。

【００２７】ズームレンズのテレ端を検出する上記一連
の作業中、３０９と３１０でそれぞれズームエンコーダ
の値検出と、ズームテレスイッチが押されたかどうかの
検索をくり返す。ズームテレスイッチが押された時を、
テレ端確定と判断して検出していたズームエンコーダの
値を、ズームテレ端値（Ｚ_T）として記憶する。

【００２８】本実施例の様に、レンズ（フォーカスレン
ズ）の位置検出にインクリメント型のパルスエンコーダ
ーを使用する場合、実際の撮影時、電源投入と同時にカ
ウンタをリセットしなくてはならない。この場合は、上
述の一連の作業を行った後にフォーカスレンズを１３１
のリセットスイッチの位置まで移動させ、この時のカウ
ンタの値（Ｆ_S）をリセット値として読み込む。そして
ステップ３１３で、この値を記憶素子に入力しておく。
そうすれば、電源投入時、フォーカスレンズをリセット
スイッチの位置まで移動してカウンタにこのリセット値
を入力する事により、フォーカスレンズの位置をカウン
タの値を正しく対応させる事が出来る。

【００２９】以上の操作でＺ_W，Ｚ_T，Ｆ_Sが得られる。
次に３１１で特にＺ_W，Ｚ_Tに対して以下の計算を行う。

【００３０】図７に示される領域を図２の様な長方形の
ブロックに正しく分割する為には、これまでに測定した
Ｚ_W，Ｚ_T，Ｆ_Sをもとに、個々のレンズに固有のエンコ
ーダのばらつきを考慮した境界の設定をしなくてはなら
ない。ここで縦軸の分割に関しては、Ｆ_Sが、図７の座
標に正しく対応した値である事から、前述の通り、フォ
ーカスレンズをリセット位置に停止させ、そこでカウン
タにＦ_Sを代入する事によって固定される。

【００３１】横軸については、図２の様にこの横軸を等
分割するために Ｚ_B（ｎ）＝Ｚ_W＋ｎ×｜Ｚ_T−Ｚ_W｜／Ｎ_B…（１） 但しｎ：ワイド端からｎ番目の境界、ｎ＝０，１，２，
…Ｎ_B Ｎ_B：横軸の分割数 で表わされる式（１）によって分割境界値がステップ３
１２で決定される。ステップ３１２で決定されたＺ
_B（ｎ），（ｎ＝０，１，…，Ｎ_B）とＦ_Sをステップ３
１３でＥ²ＰＲＯＭ等の不揮発性メモリ１１８に記憶さ
せる事により、本調整は完了する。

【００３２】端子１１９を再び開放として、電源を投入
しなおす事によって、３０２から３０３へプログラムが
実行される。先ずステップ３１３で記憶されたデータを
１１８から読み出して、レンズの位置とエンコーダ出力
とのプリセットを行って、エンコーダの出力や位置のば
らつきに左右される事なく変倍レンズと合焦レンズの位
置に応じて、分割された領域をアドレスできるとともに
この領域に記憶された代表速度を正しく選択する事が出
来る。

【００３３】本調整方法によれば、例えばレンズ交換が
可能なカメラシステムでレンズ側とカメラ側の双方にマ
イコンを持ち、カメラ側マイコンからのレンズ駆動命令
を受けてレンズ側マイコンがレンズ駆動制御を行う構成
の場合、上述の如きレンズ調整を必要とする任意のレン
ズをカメラに装着するだけで、特別な工具を用いずに調
整を行う事が可能になる。換言すれば、カメラボディー
がレンズ調整用の工具の代用として用いられ、カメラの
撮像機能とスイッチ機能のみを調整に用いるという事に
なる。

【００３４】（他の実施例）図４は本発明の特徴を有す
る第２の実施例であり、図１と同等の機能を有するもの
には同じ番号を付してある。図４に於て、４０１はマイ
コン１２５の端子、４０２は接地してある基板端子、４
０３はプログラムを一時的に格絡する記憶装置である。

【００３５】図５はカメラ側マイコン１２５のプログラ
ムの流れを示したブロック図であり、５０１はプログラ
ムの開始を示すブロック、５０２は調整モードか否かを
判別するステップ、５０３は通常のＡＦ動作を行うステ
ップ、５０４はレンズ側マイコン１１７から調整に必要
なプログラムをカメラ側マイコン１２５に取り込むステ
ップ、５０５は５０４で取り込んだプログラムを４０３
に一時格納するステップ、５０６は５０５で格納したプ
ログラムを実行し、第１の実施例で得た数値と同等の数
値を得るステップ、５０７は一連の調整が終了したか否
かを判別するステップ、５０８はプログラムの終了を示
すブロックである。第１の実施例では調整用プログラム
が予めレンズ側マイコンのプログラムの一部として組み
込まれており、カメラのスイッチと撮像機能をレンズ側
で積極的に利用して調整を行う方式を示した。ここで
は、レンズ側には特に調整機能がなく、１１８には工場
出荷時の調整データのみが書き込まれている場合、すな
わちそのままでは前述の調整工具がなければ基本的に調
整出来ないレンズユニットに対する方式を述べる。

【００３６】本実施例を実行するにあたり、前提条件と
して、 レンズ側マイコンの不揮発性メモリ１１８のデータ空
き領域に調整用プログラムが書き込めること。

【００３７】の調整用プログラムがバスライン１２
６を介してカメラ側マイコンのメモリ４０３に書き込め
ること。

【００３８】４０３に書き込まれたプログラムをカメ
ラ側マイコン１２５が実行出来ること。

【００３９】を実行した結果、得られた数値Ｚ
_B（ｎ） （ｎ＝０，１，…Ｎ_B）とＦ_Sを新たな調整数
値としてメモリ１１８に書き直せること。 がある。については、生産工程に於てレンズを組み立
ててから調整値を１１８に入力する必要がある事から、
１１８としてはＥ² ＰＲＯＭを使うのが一般的であ
る。このＥ² ＰＲＯＭの容量を、予め余裕を持って設
定しておき、調整データを入力するのと同様の方法でプ
ログラムを入力すれば、容易に実現できる。は、すで
に通信路が確保されている事から、カメラ及びレンズ各
側のマイコン内プログラムの構成により可能となる。
についても、カメラ側マイコンのプログラム構成により
実現出来る。は、生産工程に於ても、１２６を介して
１１８にデータ入力する様、構成すれば、プログラムの
増加なしに実現できる。

【００４０】図５に於て、５０１でプログラムの実行が
開始されると、５０２で調整モードか否かを判別する。
この判別は第１の実施例と同様に端子４０１と４０２が
短絡しているか否かで行う。端子４０１が開放であれ
ば、端子５０３で通常のＡＦ動作を行う。

【００４１】５０２で調整モードと判別されると、先ず
５０４、５０５でレンズ側マイコンの不揮発性メモリ１
１８からバスライン１１７、１２６を介して４０３に調
整プログラムを格納する。

【００４２】４０３への調整プログラム格納が完了した
ら、５０６で、第１の実施例と同様の調整を実行する。

【００４３】第１の実施例では、Ｚ_W、Ｚ_T及びＦ_Sをレ
ンズマイコン内で処理していた。これに対し、本実施例
ではレンズマイコンのプログラムフローに調整プログラ
ムが組み込まれておらず（調整プログラムは１１８に蓄
えれているだけ）、調整処理はカメラ側マイコンで行
う。従ってレンズ側マイコン内の数値Ｚ_W、Ｚ_T及びＦ_S
を一旦カメラ側マイコンに取り込んで数値計算を行い、
その結果を再び１１８に伝送する事になる。

【００４４】５０７で２の数値の伝送が完了した事を確
認すれば、５０８で調整は完了する。

【００４５】第２の実施例によれば、第１の実施例の様
にレンズ側マイコン内に調整用プログラムを有しないレ
ンズであっても、不揮発性メモリ１１８内に調整用プロ
グラムを追加し、各レンズ固有の調整をカメラ側マイコ
ンを使って実行する事が可能になる。

【００４６】

【発明の効果】本発明による効果は以下の通りである。 （１）レンズ交換が可能なカメラシステムに於て、レン
ズの駆動制御を行うレンズ内マイコンに、レンズシステ
ムの電気的調整プログラムを構成する事により、外部に
特別な工具を設けることなくレンズ調整を行う事が可能
になった。 （２）（１）により、異なる複数のレンズに対しても、
レンズごとに固有の調整装置を設けなくてもレンズの電
気的調整が可能になった。 （３）本来レンズ内マイコンに調整用プログラムが含ま
れていない場合、調整結果のデータを格納するＥ²ＰＲ
ＯＭ等の不揮発性メモリの空白部分に調整プログラムを
書き込んでおき、カメラ側へマイコンでこれを読み出
し、カメラ側マイコンで調整プログラムを実行すれば、
（１）と同様の効果が得られる。 （４）（３）により、（２）と同様の効果が得られる。 （５）本明細書で説明した実施例は、レンズ交換が可能
なカメラシステムについてのものであったが、実使用状
態でレンズ交換が不可能なカメラシステムであって、実
施例中のレンズ側マイコンとカメラ側マイコンの各機能
が１つのマイコンに集約されたカメラシステムであって
も、バスライン１２６が省略されるだけであり、本提案
を用いて同等の効果を得る事が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関するカメラシステムのブロック図を
示す。

【図２】本発明に関し、ズームレンズ位置と合焦レンズ
位置に応じて合焦レンズ群の設計段階での記憶された移
動情報を示する。

【図３】本発明に関する調整プログラムのフローチャー
トを示す図。

【図４】本発明に関する第２の実施例のカメラシステム
のブロック図。

【図５】本発明に関する第２の実施例のフローチャート
図。

【図６】本発明に関するズームレンズの屈折力配置を示
す図。

【図７】本発明に関するズームレンズの合焦レンズ１０
７の移動軌跡を示す図。

【符号の説明】

１０３、１０４ 変倍レンズ １０６ 固定レンズ １０７ 合焦レンズ １０１ 変換レンズ １０２ カメラ本体 １１７ レンズマイコン １２５ カメラマイコン １１９ 調整モード端子 １２６ バスライン １３１ リセットスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｂ 5/00 Ｚ 7811−2Ｋ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 変倍レンズの後方に位置する合焦レンズ
   群を移動制御するために、被写体距離とズーム位置毎に
   前記合焦レンズの設計移動情報を記憶した記憶手段、前
   記変倍レンズ位置に応じて適切な移動情報が選択される
   ように調整処理する処理回路、を具備することを特徴と
   するリヤーフォーカス式のカメラシステム。 【請求項２】 前記カメラシステムは、カメラ本体とこ
   のカメラ本体に着脱可能なレンズ部とを有し、前記処理
   手段は前記レンズ部に備えることを特徴とする請求項１
   のリヤーフォーカス式のカメラシステム。 【請求項３】 前記処理回路は、ワイド端とテレ端にお
   ける変倍レンズの位置情報からズーム領域を複数に分割
   処理し、この分割された領域データにもとづいて前記記
   憶手段の移動情報を選択すようにしたことを特徴とする
   請求項１あるいは２のカメラシステム。