JP2591149B2 - ズームレンズシステム - Google Patents
ズームレンズシステムInfo
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- JP2591149B2 JP2591149B2 JP1088865A JP8886589A JP2591149B2 JP 2591149 B2 JP2591149 B2 JP 2591149B2 JP 1088865 A JP1088865 A JP 1088865A JP 8886589 A JP8886589 A JP 8886589A JP 2591149 B2 JP2591149 B2 JP 2591149B2
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- zoom
- focus
- focusing system
- focusing
- encoder
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はビデオカメラおよびスチルカメラ等に用いら
れるズームレンズシステムに関するものである。
れるズームレンズシステムに関するものである。
従来の技術 カメラにおけるフォーカシング方式についてはこれま
で種々提案され、被写体側に一番近い最前方群以外のレ
ンズ群によるフォーカシング、いわゆるリアフォーカス
方式のレンズ系においても数多くの提案がなされてい
る。このリアフォーカス方式はレンズ系の増大を招く事
なく至近距離までの合焦を可能にする、あるいは動かす
レンズ群が軽いため駆動系にかかる負担は軽くなるとい
った利点を有してはいるものの一定の被写体距離に対し
て焦点距離を変えるとフォーカシング系を移動させなけ
れば結像位置が変わるといった欠点を有している。この
欠点の解決手段は、従来、例えば、特開昭52-66445号公
報、特開昭52-114321号公報および特開昭55-40447号公
報等に示されている。
で種々提案され、被写体側に一番近い最前方群以外のレ
ンズ群によるフォーカシング、いわゆるリアフォーカス
方式のレンズ系においても数多くの提案がなされてい
る。このリアフォーカス方式はレンズ系の増大を招く事
なく至近距離までの合焦を可能にする、あるいは動かす
レンズ群が軽いため駆動系にかかる負担は軽くなるとい
った利点を有してはいるものの一定の被写体距離に対し
て焦点距離を変えるとフォーカシング系を移動させなけ
れば結像位置が変わるといった欠点を有している。この
欠点の解決手段は、従来、例えば、特開昭52-66445号公
報、特開昭52-114321号公報および特開昭55-40447号公
報等に示されている。
特開昭52-66445号公報においては被写体距離とズーミ
ング系の位置より認識される焦点距離及びフォーカシン
グ系の位置の関係式を用い、上記関係式をカム形状とし
て機械的方式により結像位置の補正を実現したものと、
演算手段を用い電気的方法により結像位置の補正を実現
したものが示され、特開昭52-114321号公報においては
上記フォーカシング系位置の情報をROMに表として蓄え
所望のフォーカシング系位置をROMから読み出すことに
よって結像位置の補正をすることが示され、特開昭55-4
0447号公報においてはオートフォーカス装置を用いて結
像位置の変化の補正をすることが示されている。
ング系の位置より認識される焦点距離及びフォーカシン
グ系の位置の関係式を用い、上記関係式をカム形状とし
て機械的方式により結像位置の補正を実現したものと、
演算手段を用い電気的方法により結像位置の補正を実現
したものが示され、特開昭52-114321号公報においては
上記フォーカシング系位置の情報をROMに表として蓄え
所望のフォーカシング系位置をROMから読み出すことに
よって結像位置の補正をすることが示され、特開昭55-4
0447号公報においてはオートフォーカス装置を用いて結
像位置の変化の補正をすることが示されている。
発明が解決しようとする課題 特開昭52-66445号公報における機械的制御法は高精度
で複雑なカム機構を必要とし高価で大型なシステムとな
ってしまう。電気的な方法は上記公報で述べられている
複雑な計算式を使う場合、高速な演算が難しくフォーカ
シング系の追随可能なズーミングのスピードが遅くなり
現実的でない。特開昭52-114321号公報の手段は高精度
なフォーカシング系の制御をする場合メモリーが莫大な
ものとなり、ROMも高価で実装面積の大きなものとな
る。また機構部の製造誤差を考えるとフォーカシング系
位置情報の全ROM化は融通性に欠ける点で不利である。
特開昭55-40447号公報に示されている手段は、オートフ
ォーカス装置による合焦状態の判断・処理に時間がかか
るため高速のフォーカシング系の追随が難しい。
で複雑なカム機構を必要とし高価で大型なシステムとな
ってしまう。電気的な方法は上記公報で述べられている
複雑な計算式を使う場合、高速な演算が難しくフォーカ
シング系の追随可能なズーミングのスピードが遅くなり
現実的でない。特開昭52-114321号公報の手段は高精度
なフォーカシング系の制御をする場合メモリーが莫大な
ものとなり、ROMも高価で実装面積の大きなものとな
る。また機構部の製造誤差を考えるとフォーカシング系
位置情報の全ROM化は融通性に欠ける点で不利である。
特開昭55-40447号公報に示されている手段は、オートフ
ォーカス装置による合焦状態の判断・処理に時間がかか
るため高速のフォーカシング系の追随が難しい。
また、ある演算式を用いてフォーカシング系の移動量
を算出する場合、フォーカシング系の移動量をΔ、被写
体距離をｕ、フォーカシング系の焦点距離をｆとすると
き Δ＝f2/u なる関数式で近似できることは公知である。この関数は
単純な形であるためマイコンなどで高速の演算を行わせ
やすい。しかしながら求まる移動量の精度は、被写体距
離が近距離になるほど悪くなり像ボケを生じてしまう問
題点を有している。
を算出する場合、フォーカシング系の移動量をΔ、被写
体距離をｕ、フォーカシング系の焦点距離をｆとすると
き Δ＝f2/u なる関数式で近似できることは公知である。この関数は
単純な形であるためマイコンなどで高速の演算を行わせ
やすい。しかしながら求まる移動量の精度は、被写体距
離が近距離になるほど悪くなり像ボケを生じてしまう問
題点を有している。
本発明は上記したような問題点を解決するもので、ズ
ーミングおよび被写体距離の変化にともなう結像位置の
変化を補正するフォーカシング系の移動を適切な演算に
よって高精度で高速な演算を可能にした小型・軽量のズ
ームレンズシステムを提供することを目的とする。
ーミングおよび被写体距離の変化にともなう結像位置の
変化を補正するフォーカシング系の移動を適切な演算に
よって高精度で高速な演算を可能にした小型・軽量のズ
ームレンズシステムを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明によるズームレンズシステムは、ズームレンズ
システムを構成する複数のレンズ群中、最も被写体側に
置かれたレンズ群以外のレンズ群あるいはその一部を、
フォーカシングの手段とするズームレンズシステムにお
いて、手動または自動で実行されるズーミング機能を有
し、ズーミングに用いるレンズ群であるズーム系の位置
を検出するズームエンコーダと、フォーカシングに用い
るレンズ群または撮像素子であるフォーカシング系の位
置を検出するフォーカスエンコーダと、前記ズームエン
コーダと前記フォーカスエンコーダの出力より、ズーミ
ング時に合焦状態を保持するよう前記フォーカシング系
の位置を算出するフォーカス位置演算手段を具備し、前
記フォーカシング系位置演算手段は、少なくとも２つ以
上の被写体距離におけるフォーカシング系位置情報を有
し、 ズーミング開始前に、まずズームエンコーダで検出し
たズーム位置における前記少なくとも２つ以上の被写体
距離におけるフォーカシング系の位置を算出し、前記フ
ォーカスエンコーダで検出したフォーカス位置と比較し
て、前記フォーカス位置を挟む２つの被写体距離のフォ
ーカシング系位置情報を選択し、さらに前記ズーム開始
前のズーム位置において選択された前記２つの被写体距
離のフォーカシング系の位置の較差と、どちらか一方の
被写体距離のフォーカシング系の位置と前記フォーカス
エンコーダで検出したフォーカス位置との較差の比を演
算し、ズーム開始後はズーム位置の変化に対して前記比
が一定となるよう逐次フォーカス位置を算出し駆動する
ことを特徴とする。
システムを構成する複数のレンズ群中、最も被写体側に
置かれたレンズ群以外のレンズ群あるいはその一部を、
フォーカシングの手段とするズームレンズシステムにお
いて、手動または自動で実行されるズーミング機能を有
し、ズーミングに用いるレンズ群であるズーム系の位置
を検出するズームエンコーダと、フォーカシングに用い
るレンズ群または撮像素子であるフォーカシング系の位
置を検出するフォーカスエンコーダと、前記ズームエン
コーダと前記フォーカスエンコーダの出力より、ズーミ
ング時に合焦状態を保持するよう前記フォーカシング系
の位置を算出するフォーカス位置演算手段を具備し、前
記フォーカシング系位置演算手段は、少なくとも２つ以
上の被写体距離におけるフォーカシング系位置情報を有
し、 ズーミング開始前に、まずズームエンコーダで検出し
たズーム位置における前記少なくとも２つ以上の被写体
距離におけるフォーカシング系の位置を算出し、前記フ
ォーカスエンコーダで検出したフォーカス位置と比較し
て、前記フォーカス位置を挟む２つの被写体距離のフォ
ーカシング系位置情報を選択し、さらに前記ズーム開始
前のズーム位置において選択された前記２つの被写体距
離のフォーカシング系の位置の較差と、どちらか一方の
被写体距離のフォーカシング系の位置と前記フォーカス
エンコーダで検出したフォーカス位置との較差の比を演
算し、ズーム開始後はズーム位置の変化に対して前記比
が一定となるよう逐次フォーカス位置を算出し駆動する
ことを特徴とする。
作用 本発明は、上記した構成により高速・高精度な演算が
行えるため任意の被写体距離に対して合焦状態を保ちな
がらズーミングが行えるズームレンズシステムが提供で
きる。
行えるため任意の被写体距離に対して合焦状態を保ちな
がらズーミングが行えるズームレンズシステムが提供で
きる。
実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。
説明する。
第１図は本発明のズームレンズの一実施例のレンズ配
置図を示すものである。本実施例のズームレンズは被写
体側より正のパワーを持つ固定のレンズ群１、負のパワ
ーを持ち変倍作用を持つバリエータとしての移動レンズ
群２、正のパワーを持つ固定のレンズ群３、続いて正の
パワーを持ち合焦作用を持つフォーカシングレンズ群と
しての移動レンズ群４から構成される。バリエータは短
焦点側から長焦点側への移動に際し、第１図中、矢印の
方向へ移動する。フォーカシングレンズ群はバリエータ
の移動にともない第１図中矢印のように移動する。第２
図は被写体距離とバリエータの移動によるフォーカシン
グ系の移動の関係を表したグラフである。図中縦軸はフ
ォーカシング系の位置であり横軸はバリエータの位置で
ある。L1は被写体距離無限遠におけるズーミングにとも
なうフォーカシング系の移動の軌跡（トラッキングカー
ブ）である。さらにL2,L3……となるに従ってより近距
離のトラッキングカーブを示している。これらのトラッ
キングカーブはレンズ系固有のものであり、第２図の場
合はズーム比６倍、Ｆナンバー約1.4のズームレンズの
ものである。第２図からわかるようにズーミングに対し
てフォーカシング系の移動量が一定ではなく、被写体距
離の変化に対してもトラッキングカーブはリニアな変化
はしない。このようなトラッキングカーブの軌跡の追随
を可能にする本発明の原理説明図を第３図に示す。La,L
b,Lcは演算用のマイコンの中にROM化される被写体距離
のトラッキングカーブである。各トラッキングカーブに
囲まれた領域を各々Area1,Area2とし、２群の位置がＸ
のときの各トラッキングカーブにおけるフォーカシング
系の位置はROMの内容から算出できXa,Xb,Xcとする。い
まフォーカシング系がＰ点にあり合焦状態にある場合、
ＰとXa,Xb,Xcを大小比較して領域のArea2にＰ点がある
ことがわかる。さらにＰとXbの距離、XbとXcの距離の比
をＲとすると Ｒ＝（P-Xb）／（Xc-Xb） ２群の位置がＸからＸ′に変化したときＸ′に対応し
たXb′,Xc′が求まり合焦状態を保持するよう移動させ
るフォーカシング系の位置Ｐ′は Ｐ′＝Ｒ×（Xb′‐Xc′）＋Xb′ で求まる。この操作を被写体距離の変化、ズーム位置の
変化に応じて行うことにより、合焦状態を保持した状態
でズーム操作を行うことができる。
置図を示すものである。本実施例のズームレンズは被写
体側より正のパワーを持つ固定のレンズ群１、負のパワ
ーを持ち変倍作用を持つバリエータとしての移動レンズ
群２、正のパワーを持つ固定のレンズ群３、続いて正の
パワーを持ち合焦作用を持つフォーカシングレンズ群と
しての移動レンズ群４から構成される。バリエータは短
焦点側から長焦点側への移動に際し、第１図中、矢印の
方向へ移動する。フォーカシングレンズ群はバリエータ
の移動にともない第１図中矢印のように移動する。第２
図は被写体距離とバリエータの移動によるフォーカシン
グ系の移動の関係を表したグラフである。図中縦軸はフ
ォーカシング系の位置であり横軸はバリエータの位置で
ある。L1は被写体距離無限遠におけるズーミングにとも
なうフォーカシング系の移動の軌跡（トラッキングカー
ブ）である。さらにL2,L3……となるに従ってより近距
離のトラッキングカーブを示している。これらのトラッ
キングカーブはレンズ系固有のものであり、第２図の場
合はズーム比６倍、Ｆナンバー約1.4のズームレンズの
ものである。第２図からわかるようにズーミングに対し
てフォーカシング系の移動量が一定ではなく、被写体距
離の変化に対してもトラッキングカーブはリニアな変化
はしない。このようなトラッキングカーブの軌跡の追随
を可能にする本発明の原理説明図を第３図に示す。La,L
b,Lcは演算用のマイコンの中にROM化される被写体距離
のトラッキングカーブである。各トラッキングカーブに
囲まれた領域を各々Area1,Area2とし、２群の位置がＸ
のときの各トラッキングカーブにおけるフォーカシング
系の位置はROMの内容から算出できXa,Xb,Xcとする。い
まフォーカシング系がＰ点にあり合焦状態にある場合、
ＰとXa,Xb,Xcを大小比較して領域のArea2にＰ点がある
ことがわかる。さらにＰとXbの距離、XbとXcの距離の比
をＲとすると Ｒ＝（P-Xb）／（Xc-Xb） ２群の位置がＸからＸ′に変化したときＸ′に対応し
たXb′,Xc′が求まり合焦状態を保持するよう移動させ
るフォーカシング系の位置Ｐ′は Ｐ′＝Ｒ×（Xb′‐Xc′）＋Xb′ で求まる。この操作を被写体距離の変化、ズーム位置の
変化に応じて行うことにより、合焦状態を保持した状態
でズーム操作を行うことができる。
第４図に本発明のシステムブロック図を示す。ズーム
レンズ５はすでに第１図で示したようにバリエータ６、
フォーカシング系７およびその他のレンズで構成され
る。
レンズ５はすでに第１図で示したようにバリエータ６、
フォーカシング系７およびその他のレンズで構成され
る。
ズーミングを開始する前、被写体にマニュアルフォー
カスあるいはオートフォーカスでピントを合わせた時バ
リエータ６の位置をズームエンコーダ８で検知し、フォ
ーカシング系７の位置をフォーカスエンコーダ９で検知
し、各々の位置情報をフォーカス位置演算手段10へ出力
する。このときフォーカス位置演算手段10では入力した
２つの信号より前述の比のＲを求める。ズーミングを開
始するとバリエータ６の位置が変化してズームエンコー
ダ８の出力が変わりフォーカス位置演算手段10に入る。
前述の演算より変化したズーム位置でピントの合うフォ
ーカシング系７の位置が算出される。算出されたフォー
カシング系の位置はフォーカス駆動部11へ伝えられ、モ
ータ12によってフォーカシング系７が駆動する。
カスあるいはオートフォーカスでピントを合わせた時バ
リエータ６の位置をズームエンコーダ８で検知し、フォ
ーカシング系７の位置をフォーカスエンコーダ９で検知
し、各々の位置情報をフォーカス位置演算手段10へ出力
する。このときフォーカス位置演算手段10では入力した
２つの信号より前述の比のＲを求める。ズーミングを開
始するとバリエータ６の位置が変化してズームエンコー
ダ８の出力が変わりフォーカス位置演算手段10に入る。
前述の演算より変化したズーム位置でピントの合うフォ
ーカシング系７の位置が算出される。算出されたフォー
カシング系の位置はフォーカス駆動部11へ伝えられ、モ
ータ12によってフォーカシング系７が駆動する。
なお、本発明のズームレンズシステムは第１図にある
様な構成以外にもいわゆるインナーフォーカスタイプの
ズームレンズであれば適応できる。またROM化する被写
体距離におけるフォーカシングの位置情報は無限距離と
至近距離の最低２種類あればよいが高精度が要求される
場合は３種類以上が望ましい。
様な構成以外にもいわゆるインナーフォーカスタイプの
ズームレンズであれば適応できる。またROM化する被写
体距離におけるフォーカシングの位置情報は無限距離と
至近距離の最低２種類あればよいが高精度が要求される
場合は３種類以上が望ましい。
発明の効果 以上説明したように本発明のズームレンズシステムは
上記の演算を実行することにより、高速・高精度なフォ
ーカシング系の制御が可能なため任意の被写体距離に対
して合焦状態を保ちながら高速なズーミングが行える小
型・軽量のズームレンズシステムを提供できるためきわ
めて実用価値の高い効果を有している。
上記の演算を実行することにより、高速・高精度なフォ
ーカシング系の制御が可能なため任意の被写体距離に対
して合焦状態を保ちながら高速なズーミングが行える小
型・軽量のズームレンズシステムを提供できるためきわ
めて実用価値の高い効果を有している。
第１図は本発明の実施例のズームレンズシステム配置
図、第２図は被写体距離とバリエータの移動によるフォ
ーカシング系の移動の関係を表したグラフ、第３図は本
発明の原理説明図、第４図は本発明のシステムブロック
図である。 １……固定レンズ群、２……バリエータ、３……固定レ
ンズ群、４……フォーカシング系、５……ズームレン
ズ、６……バリエータ、７……フォーカシング系、８…
…ズームエンコーダ、９……フォーカスエンコーダ、10
……被写体距離演算手段、11……フォーカス位置演算手
段、12……フォーカス駆動部、13……モータ。
図、第２図は被写体距離とバリエータの移動によるフォ
ーカシング系の移動の関係を表したグラフ、第３図は本
発明の原理説明図、第４図は本発明のシステムブロック
図である。 １……固定レンズ群、２……バリエータ、３……固定レ
ンズ群、４……フォーカシング系、５……ズームレン
ズ、６……バリエータ、７……フォーカシング系、８…
…ズームエンコーダ、９……フォーカスエンコーダ、10
……被写体距離演算手段、11……フォーカス位置演算手
段、12……フォーカス駆動部、13……モータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山根 洋介 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−321416（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】ズームレンズシステムを構成する複数のレ
ンズ群中、最も被写体側に置かれたレンズ群以外のレン
ズ群あるいはその一部を、フォーカシングの手段とする
ズームレンズシステムにおいて、手動または自動で実行
されるズーミング機能を有し、ズーミングに用いるレン
ズ群であるズーム系の位置を検出するズームエンコーダ
と、フォーカシングに用いるレンズ群または撮像素子で
あるフォーカシング系の位置を検出するフォーカスエン
コーダと、前記ズームエンコーダと前記フォーカスエン
コーダの出力より、ズーミング時に合焦状態を保持する
よう前記フォーカシング系の位置を算出するフォーカス
位置演算手段を具備し、前記フォーカシング系位置演算
手段は、少なくとも２つ以上の被写体距離におけるフォ
ーカシング系位置情報を有し、 ズーミング開始前に、まずズームエンコーダで検出した
ズーム位置における前記少なくとも２つ以上の被写体距
離におけるフォーカシング系の位置を算出し、前記フォ
ーカスエンコーダで検出したフォーカス位置と比較し
て、前記フォーカス位置を挟む２つの被写体距離のフォ
ーカシング系位置情報を選択し、さらに前記ズーム開始
前のズーム位置において選択された前記２つの被写体距
離のフォーカシング系の位置の較差と、どちらか一方の
被写体距離のフォーカシング系の位置と前記フォーカス
エンコーダで検出したフォーカス位置との較差の比を演
算し、ズーム開始後はズーム位置の変化に対して前記比
が一定となるよう逐次フォーカス位置を算出し駆動する
ことを特徴とするズームレンズシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1088865A JP2591149B2 (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | ズームレンズシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1088865A JP2591149B2 (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | ズームレンズシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02266312A JPH02266312A (ja) | 1990-10-31 |
| JP2591149B2 true JP2591149B2 (ja) | 1997-03-19 |
Family
ID=13954903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1088865A Expired - Lifetime JP2591149B2 (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | ズームレンズシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2591149B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8434303B2 (en) | 2008-01-15 | 2013-05-07 | Konica Minolta Opto, Inc. | Driving device made of shape-memory alloy |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005309208A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Elmo Co Ltd | 機械カム式ズームレンズ装置 |
| WO2009063845A1 (ja) | 2007-11-12 | 2009-05-22 | Konica Minolta Opto, Inc. | 形状記憶合金駆動装置 |
| JP2011022566A (ja) | 2009-06-15 | 2011-02-03 | Panasonic Corp | ズームレンズおよび撮像装置 |
| US8619374B2 (en) | 2011-07-05 | 2013-12-31 | Panasonic Corporation | Lens control apparatus and interchangeable lens including lens control apparatus |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60143309A (ja) * | 1983-12-30 | 1985-07-29 | Asahi Optical Co Ltd | ズ−ムレンズのフオ−カス補正装置 |
| JP2632807B2 (ja) * | 1986-06-03 | 1997-07-23 | オリンパス光学工業株式会社 | 焦点調節装置 |
| JPH083573B2 (ja) * | 1986-07-28 | 1996-01-17 | オリンパス光学工業株式会社 | 焦点調節装置 |
| DE3635524A1 (de) * | 1986-10-18 | 1988-04-28 | Leybold Ag | Verfahren zum herstellen von schutzschichten auf magnetischen datentraegern und durch das verfahren hergestellter datentraeger |
| JP2790812B2 (ja) * | 1988-06-23 | 1998-08-27 | キヤノン株式会社 | レンズ位置制御方法及び光学機器 |
-
1989
- 1989-04-07 JP JP1088865A patent/JP2591149B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8434303B2 (en) | 2008-01-15 | 2013-05-07 | Konica Minolta Opto, Inc. | Driving device made of shape-memory alloy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02266312A (ja) | 1990-10-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071219 Year of fee payment: 11 |
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