JP2732564B2 - Focus adjustment device - Google Patents

Focus adjustment device

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JP2732564B2
JP2732564B2 JP61128746A JP12874686A JP2732564B2 JP 2732564 B2 JP2732564 B2 JP 2732564B2 JP 61128746 A JP61128746 A JP 61128746A JP 12874686 A JP12874686 A JP 12874686A JP 2732564 B2 JP2732564 B2 JP 2732564B2
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lens
zoom
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zoom lens
signal
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東 宮沢
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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、焦点調節装置、更に詳しくは、カメラ等の
光学装置において、ズーミングの操作に応じて後群レン
ズでなるフォーカスレンズの焦点調節動作を自動的に行
なう焦点調節装置に関する。 〔従来の技術〕 スチルカメラ、ビデオカメラ等の焦点調節手段とし
て、前群レンズを駆動する方式と、後群レンズを駆動す
る方式とがある。後者には、前群レンズより後群レン
ズが小さく軽いためレンズを移動させるための消費電力
が少なくて済む、前群レンズの場合に較べて後群レン
ズの移動量が少ないため短時間で合焦させることができ
る、前群レンズ駆動用のヘリコイドが不要になるので
レンズの製作費が安くて済む、等の多くの優れた利点が
ある。このように後者には多くの利点があるにもかから
ず、ズームレンズを有してになるカメラにおいては、前
者の駆動方式が採用されている(実公昭54−14496号,
特公昭51−17045号公報参照)。 〔発明が解決しようとする問題点〕 その理由としては、後群レンズを駆動する方式では、
マニュアルフォーカス時に、ズームレンズの移動に伴い
焦点位置が変化してしまうからである。即ち、オートフ
ォーカス時において、後群レンズが追従できる速度でズ
ームレンズが移動するものであれば問題ないが、マニュ
アルフォーカスの場合は、後群レンズを静止させたまま
でズームレンズを移動させると焦点位置がずれてしまう
ことになる。 そこで、これを解決するために、ズームレンズと後群
レンズの移動量を決定しているそれぞれのカムに相関性
を持たせ、ズームレンズが移動するときにそれに追従し
て後群レンズが移動するようにすればよいが、このよう
なカム機構をレンズ鏡筒に実際に設けることは構成が非
常に複雑になり困難である。また、上記のようなカム機
構を設けることができたとしても十分な工作精度を出す
ことができず、ズーミングの全領域に亘って高い合焦精
度を得ることができないものとなる。従って、このよう
な複雑なカム機構を設けることなく、マニュアルフォー
カス時にも、ズーミングに対応させて後群レンズを移動
できるものとすれば、ズームレンズを有したカメラにお
いても、前述したように利点の多い後群駆動方式が実現
できることになる。 本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであ
り、複雑な機構等を用いることなく簡単な構成で、設定
距離に応じた合焦対応位置に後群レンズでなるフォーカ
スレンズを自動的に移動させることによりズーミング操
作の途中においても常に合焦状態を維持することのでき
る焦点調節装置を提供することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段及び作用〕 本発明の焦点調節装置は、少なくともズームレンズと
合焦調節のための移動が可能に設けられた後群レンズと
を含んでなるレンズ系と、上記レンズ系に関する設定距
離に対応する信号を生成する設定距離信号生成手段と、
操作子の操作に応動する駆動源を介して間接的に上記ズ
ームレンズを変位駆動するよう構成されたズームレンズ
駆動手段と、上記ズームレンズの位置を検知するズーム
センサと、上記ズームレンズ駆動手段によるレンズ駆動
速度を検知する検知手段と、種々の設定距離についてそ
の距離での合焦状態における上記ズームレンズと後群レ
ンズとの位置関係が予め内部に設定され、上記ズームセ
ンサにより検出されたズームレンズ位置並びに上記設定
距離信号生成手段の出力信号による設定距離に対応した
上記合焦状態における後群レンズ位置を上記内部の設定
に基づいてトレースし、その位置に後群レンズを移動せ
しめるための制御信号を出力する後群レンズ制御回路
と、上記後群レンズ制御回路からの制御信号に応動して
上記後群レンズを駆動する後群レンズ駆動手段とを具備
し、且つ上記ズームレンズ駆動手段及び後群レンズ駆動
手段は上記検知手段により検知されたズームレンズ駆動
手段によるレンズ駆動速度が後群レンズ駆動手段により
合焦状態を保持して後群レンズが追従可能な速度を越え
ないように構成されたものである。 〔実施例〕 以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。 第1図は、本発明の一実施例を示す焦点調節装置のブ
ロック図である。この第1図に示す焦点調節装置はビデ
オカメラに適用されたもので、同カメラの撮像レンズ鏡
筒1は、前群レンズ2,ズームレンズ3,絞り4および後群
レンズ5等を内蔵していて、前群レンズ2が鏡筒1の固
定部に固定されているのに対して、後群レンズ5は焦点
調節のために光軸方向に移動できるようになっている。
即ち、後群レンズ5は、第2図に示すように、レンズ保
持枠7に一体的に設けたピン7aがステッピングモータ8
の出力軸8aに連結した送りねじ9に係合しているので、
ステッピングモータ8が駆動されると、送りねじ9のピ
ッチによりレンズ保持枠7が光軸方向に沿って設けたガ
イド部材10を矢印A,又は矢印B方向に移動することにな
る。ステッピングモータ8はコントロール回路11からの
制御信号により駆動される。また、後群レンズ5は無限
遠位置に至ったとき、第2図に示すように、レンズ保持
枠7に一体的に設けた遮光部7bがフォトインタラプタか
らなるゼロ点センサ12により後群レンズ5の基準位置
(ゼロ点)が検知されるようになっている。このゼロ点
センサ12の出力はコントロール回路11に入力されること
になる。 レンズ鏡筒1の外周には、第3図に示すように、距離
目盛を刻設した操作環6が固定枠との間に適当な摩擦力
を有して回動自在に設けられている。この操作環6はレ
ンズ鏡筒1内の光学素子等とは機械的には何ら連結して
おらず、それ自身の回動により、指標1aによって支持さ
れた距離目盛が設定距離信号生成手段としての距離目盛
センサ13によって電気的に読み取られ、この読み取られ
た電気信号がコントロール回路11に入力されるようにな
っている。上記における電気信号は、距離目盛を目安に
設定された距離を表わす設定距離信号である。 距離目盛センサ13は、例えば、第4図に示すように構
成されている。即ち、第4図において、操作環6の内側
には、導電接点14が固設されていて、同導電接点14は、
レンズ鏡筒1の固定枠外周に回転方向に沿って形成され
た薄膜状の導電体15と、この導電体15に略平行して同様
に形成された薄膜状の抵抗体16に摺接している。導電体
15は接地され、抵抗体16はコントロール回路11の入力端
に接続されている。そして、この操作環6は「至近」の
目盛位置または「無限」の目盛位置を越える「オート」
(図示されず)の位置まで回動できるようになってお
り、操作環6の回動位置に応じて抵抗値が変化すると、
この抵抗値の変化に応じて、コントロール回路11のA/D
コンバータ17に入力する電気信号が変化する。A/Dコン
バータ17はこの距離目盛センサ13からの電気信号をA/D
変換し、距離目盛に応じたディジタル信号をマイクロコ
ンピュータ18に送る。操作環6が「オート」の回動位置
に設定されたときには、導電接点14は抵抗体16に接触せ
ず、導電体15のみに接触するので、導電体15と抵抗体16
間が開放状態となり、このときのコントロール回路11へ
の入力情報は、「オート」となる。即ち、コントロール
回路11は「オート」を読み取ると、同コントロール回路
11は後群レンズ5を駆動するステッピングモータ8の制
御を操作環6によるマニュアルフォーカスからオートフ
ォーカスに切り換える。 ズームレンズ3はズームスイッチ32を操作したとき、
レンズコントロール部19からの制御信号によって駆動さ
れるモータ20により光軸方向に移動でき、ズームセンサ
21によって焦点距離が読み取られ、この読み取られた電
気信号がレンズコントロール部19に入力されるようにな
っている。ズームセンサ21は、例えば、ポテンショメー
タ,ホトセンサ等によって構成される位置センサであ
る。 絞り4は、手動,自動のいずれより操作されるもので
あってもよいが、その絞り値が絞りセンサ22により読み
取られ、この読み取られた電気信号がレンズコントロー
ル部19に入力されるようになっている。 上記レンズ鏡筒1の光学系を透過する被写体光は撮像
素子23の撮像面に結像され、同撮像素子23で光電変換さ
れて映像信号となるが、この映像信号はカメラ回路24で
処理されてビデオ信号として取り出される。映像信号の
うちの輝度信号はカメラ回路24からオートフォーカス処
理回路25に入力される。このオートフォーカス処理回路
25は輝度信号から微分などの信号処理を施して高調波成
分を抽出し、オートフォーカス時に同高調波成分の出力
の位相と、後群レンズ5の振動の位相とを比較して、前
ピン,後ピン,合焦のいずれかを判断してコントロール
回路11に焦点状態信号を送るそれ自体は公知の回路(例
えば、特開昭56−116007号公報)である。また、コント
ロール回路11には基準周波数発生回路26より、例えば、
15Hzの整数倍のクロック信号が入力されている。このク
ロック信号がコントロール回路11に入力されていること
により、15Hzの周波数を基にコントロール回路11からス
テッピングモータ8に必要パルスが送られ同パルスによ
りステッピングモータ8がオートフォーカス,或いはマ
ニュアルフォーカスの駆動を行なう。 コントロール回路11は第5図に示すように、マイクロ
コンピュータ18内に、記憶部30,演算部28およびステッ
プ数計算部29を有している。記憶部30は焦点距離と撮影
距離により決定される後群レンズ5の適正位置を表わす
特性曲線を記憶しているROM(リードオンリーメモリ)
である。演算部28は、A/Dコンバータ17より入力される
距離目盛センサ13の出力と、レンズコントロール部19よ
り入力されるズームセンサ21の出力および絞りセンサ22
の出力を読み込み、上記記憶部30に記憶している特性曲
線から後群レンズ5の適正位置を算出するものである。
また、オートフォーカス時にはオートフォーカス処理回
路25の出力が導かれてこれを演算するようになってい
る。この演算部28の出力はモータ駆動回路31に導かれて
いるとともに、ステップ数計算部29により後群レンズ5
の位置がどこにあるか常にステップ数がカウントされる
ようになっている。また、演算部28にはオートフォーカ
ス時に距離表示を行なうための距離表示装置27が接続さ
れている。 上記マイクロコンピュータ18内の記憶部30に記憶され
ている特性曲線としては、例えば、第6図に示すような
ものである。この第6図において、横軸は後群レンズ5
の、撮像素子23の撮像面を基準とする繰出量を示し、縦
軸は、ズームレンズ3の移動量を示す。この第6図から
明らかなように、ズームレンズ3が「T(望遠)」の位
置にあるとき、後群レンズ5が「無限」,「1m」,「0.
5m」の距離位置に焦点が合うのはそれぞれ位置a1,a2,a3
である。また、ズームレンズ3が「S(標準)」の位置
にあるとき、後群レンズ5が上記各距離位置に焦点が合
うのはそれぞれ位置b1,b2,b3であり、ズームレンズ3が
「W(広角)」の位置にあるときに、後群レンズ5が上
記各距離位置に焦点が合うのはそれぞれ位置c1,c2,c3
ある。即ち、後群レンズ5を「無限」に合焦させた状態
にしておこうとするとき、ズームレンズ3の「W」から
「T」までの移動による焦点距離の変化に対して、略
「く」の字形状の特性曲線l1で示すように後群レンズ5
の繰出量を変化させる必要がある。また、後群レンズ5
を「1m」,「0.5m」にそれぞれ合焦させておくには、上
記ズームレンズ3の全領域の移動による焦点距離の変化
に対して、略「く」の字形状の特性曲線l2,l3で示すよ
うに後群レンズ5の繰出量を変化させる必要がある。こ
の特性曲線l1,l2,l3の形状は全て異なる。この3つの距
離位置「無限」,「1m」,「0.5m」以外のこの間の距離
位置についても、後群レンズ5の繰出量は上記特性曲線
l1,l2,l3間で、これらと異なる形状の図示しない特性曲
線に沿ったものになることは言うまでもない。 上記特性曲線l1,l2,l3で代表されるような、焦点距離
および撮影距離に応じて異なる後群レンズ5の繰り出し
をカム機構で行なわせることは困難であるが、上記各特
性曲線l1,l2,l3およびれらの各曲線間の領域で、焦点距
離および撮影距離に応じた図示されない各特性曲線が上
記記憶部30に記憶されていることによりステッピングモ
ータ8によって繰出量の複雑な制御が可能となる。上記
「無限」の特性曲線l1と「至近」の特性曲線l3との間の
領域以外には後群レンズ5が制御されないようになって
いる。 また更に、本発明では、焦点距離の設定は専ら、操作
子としてのズームスイッチ32の操作により行なわれるよ
うに構成されており、レンズコントロール部19からの制
御信号によりモータ20が駆動してズームレンズ3は所望
の焦点距離の位置に制御される。 なお上記において、本発明の構成要件たるズームレン
ズ駆動手段はズームスイッチ32,レンズコントロール部1
9(部分)及びモータ20を含んで構成され、後群レンズ
制御回路はコントロール回路11のマイクロコンピュータ
18を含む主要部をもって構成され、更に、後群レンズ駆
動手段はコントロール回路11のモータ駆動回路31及びス
テッピングモータ8を含んで構成されている。 前述のように本発明では、上記ズームレンズ駆動手段
及び後群レンズ駆動手段は、ズームレンズ駆動手段によ
るレンズ駆動速度Vが後群レンズ駆動手段により合焦状
態を保持して後群レンズが追従可能な速度Voを越えない
ようになされている。このための構成は、例えば、ズー
ムレンズ駆動用のモータ20として後群レンズ駆動用のモ
ータ8よりも小容量(小トルク)のものを適用するとと
もに、両者の変位伝達系について、モータ20に関する減
速比をモータ8に関するそれよりも十分に大きいものに
するようにしてもよい。或いはまた、ズームセンサ21の
出力信号に基づいてズームレンズ3の移動速度Vを検知
し、この速度が上記追従可能な速度Voを越えないような
制御がなされるべくレンズコントロール部19を構成して
もよい。これは例えば、レンズコントロール部19の回路
中にズームセンサ21の出力信号に応動してモータ20への
供給電力を制御すべく公知の電力制御回路を組み込むこ
とにより実現できる。 次に、上記のように構成されている焦点調節装置の動
作を説明する。 マニュアルフォーカスの場合、操作環6を回動させ所
望の距離目盛に指標1aを合わせると、この設定された距
離目盛に応じた電気信号が距離目盛センサ13よりもコン
トロール回路11に入力される。一方、上記のとおり焦点
距離の設定は操作子としてのズームスイッチ32の操作に
より行なわれるように構成されており、レンズコントロ
ール部19からの制御信号によりモータ20が駆動してズー
ムレンズ3は所望の焦点距離の位置に制御される。そし
て、このズームレンズ3の位置、即ち、焦点距離情報が
ズームセンサ21により検知されレンズコントロール部19
によって読み取られる。また、絞り4の情報も絞りセン
サ22によって電気信号に変換されレンズコントロール部
19によって読み取られる。 距離目盛センサ13からの電気信号はA/Dコンバータ17
でA/D変換され当該時点において設定されている撮影距
離情報としてコントロール回路11のマイクロコンピュー
タ18の演算部28に入力され、また、レンズコントロール
部19から演算部28に上記焦点距離情報および絞り情報が
入力されると、演算部28では、これらの各情報を読み込
んでこれを記憶部30の内容である各特性曲線と参照させ
る。そして、入力情報に適した特性曲線から後群レンズ
5の適正な繰出位置をトレースすると、演算部28はこれ
に応じた信号をモータ駆動回路31に送出してステッピン
グモータ8を適正位置に回転させる。これによって後群
レンズ5は、或る撮影距離においてズーミング操作がな
された場合、この操作に応動して常に合焦状態を維持す
べく追従移動する。 前述のように本発明では、上記ズームレンズ駆動手段
及び後群レンズ駆動手段は、ズームレンズ駆動手段によ
るレンズ駆動速度Vが後群レンズ駆動手段により合焦状
態を保持して後群レンズが追従可能な速度Voを越えない
ようになされている。 従ってズーミング操作を行っても常に自動的に合焦状
態が維持される。 上記焦点調節装置をオートフォーカスの状態にする場
合には、第3,4図に示すように、操作環6を矢印Cの方
向に回動させ、「無限」位置を越える「オート」(図示
されず)の位置に設定する。すると、このときコントロ
ール回路11はオートフォーカスのための制御動作を行な
うように切り換えられ、このコントロール回路11からの
15Hzの周波数を基準とするパルスにより、ステッピング
モータ8は後群レンズ5を矢印A,Bに沿う光軸方向(第
2図参照)に交互に振動させる。後群レンズ5は光軸方
向に振動することによって光路長が微小変動するので、
オートフォーカス処理回路25に入力する輝度信号に含ま
れる高周波成分のレベルが微小変動する。この高周波成
分の変動波形(変調信号)は合焦状態で最小になり、前
ピンと後ピンでは変調信号の位相が180゜反転すること
になるので、オートフォーカス処理回路25から合焦信号
がコントロール回路11の演算部28に入力されると、同演
算部28はモータ駆動回路31にステッピングモータ8を合
焦点を中心として前後に同一振幅で振動させるための信
号を与える。この振幅は絞り情報、即ち、被写界深度を
考慮して行なわれるので、後群レンズ5は実際には合焦
点に静止していると変らない状態になる。この合焦状態
では、距離表示装置27に演算部28より表示信号が送られ
合焦点の距離表示が発光ダイオード,或いは液晶等によ
り行なわれる。 合焦点からずれ、オートフォーカス処理回路25から前
ピン,又は後ピンの信号がコントロール回路11の演算部
28に導かれると、同演算部28はモータ駆動回路31にステ
ッピングモータ8を振動させながら合焦点に向って歩進
させる信号を与える。即ち、合焦点に向っては大なる振
幅で、その反対方向には小なる振幅で振動する信号がス
テッピングモータ8に与えられることによって後群レン
ズ5が合焦点に向って移動していく。なお、オートフォ
ーカス時にもズームレンズ3がモータ20によって移動す
る速度は、後群レンズ5が合焦点に向って移動する速度
よりも遅いのでオートフォーカス動作が常に追従でき
る。 上記実施例における距離目盛センサ13は抵抗値の変化
を利用して距離目盛を電気信号に変換するものである
が、このほか、例えば、第7図に示す距離目盛センサ3
3,或いは第8図に示す距離目盛センサ43等を用いるよう
にしてもよい。距離目盛センサ33は第7図に示すよう
に、操作環6に一体的に取り付けられた3ビット構成の
ホトセンサ34と、レンズ鏡筒1の固定枠外周に、各ビッ
ト毎に回転方向に沿って部分的に貼り付けられた反射体
35,36,37とによって構成されており、ホトセンサ34のリ
ード線はコントロール回路11のマイクロコンピュータ18
に接続されている。従って、この距離目盛センサ33にお
いては、操作環6の回動量に応じた位置でホトセンサ34
が反射体35,36,37の有無を反射光の有無によって読み取
り、これを電気信号に変換してマイクロコントロール18
に送るので、距離目盛がディジタル信号としてマイクロ
コントロール18に読み込まれることになる。 また、距離目盛センサ43は第8図に示すように、操作
環6に一体的に取り付けられた3ビット構成の導電接点
44と、レンズ鏡筒1の固定枠外周に、各ビット毎に回転
方向に沿って形成された薄膜状の導電体45〜48とによっ
て構成されており、このうち導電体45は接地され、他の
導電体46〜48は抵抗51〜53によって電圧Vccが印加され
ているとともに、マイクロコンピュータ18の入力端に接
続されている。従って、この距離目盛センサ43において
は、操作環6の回動位置に応じて導電接点44が導電体46
〜48と導電体45との間を短絡又は解放状態とするので、
導電体46〜48のそれぞれはローレベル“L"(接地)或い
はハイレベル“H"(電圧Vcc)になり、マイクロコンピ
ュータ18に3ビットのディジタル信号で距離目盛が入力
されることになる。なお、第7,8図に示す距離目盛セン
サ33,43は3ビット構成のものとしているが、実際に
は、望遠(T)状態で、0.5m〜∞(第6図参照)の距離
を約80〜100に分割できるように7ビット程度の構成に
するのが望ましい。 〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明によれば、カム機構等を用
いることなく簡単な電気的な回路構成で、ズーミング操
作の如何に係わらず設定距離に応じた合焦状態を常に維
持することができる。また、ズームレンズ駆動手段によ
るレンズ駆動速度を検知して,このレンズ駆動速度が後
群レンズ駆動手段により合焦状態を保持して後群レンズ
が追従可能な速度を越えないように構成されているの
で、ズーミング操作時に、より確実に被写体が視認し易
いズーミングが可能となる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a focus adjusting device, and more particularly, to an optical device such as a camera, the focus adjusting operation of a focus lens comprising a rear group lens according to a zooming operation. And a focusing device for automatically performing the focusing. [Prior Art] There are a method of driving a front lens group and a method of driving a rear lens group as focus adjusting means for a still camera, a video camera, and the like. In the latter case, the rear group lens is smaller and lighter than the front group lens, so less power is required to move the lens.Focus is performed in a shorter time because the rear group lens moves less than the front group lens. There are a number of excellent advantages, for example, the need for helicoids for driving the front group lens is eliminated, and the cost of manufacturing the lens can be reduced. Although the latter has many advantages as described above, the former drive method is adopted in a camera having a zoom lens (Japanese Utility Model Publication No. 54-14496,
See JP-B-51-17045). [Problems to be solved by the invention] The reason is that in the method of driving the rear group lens,
This is because the focus position changes with the movement of the zoom lens during manual focusing. That is, there is no problem if the zoom lens moves at a speed that the rear group lens can follow at the time of autofocusing. Will be shifted. Therefore, in order to solve this, the cams that determine the movement amount of the zoom lens and the rear group lens are correlated, and the rear group lens moves following the movement of the zoom lens. However, it is difficult to actually provide such a cam mechanism in the lens barrel because the configuration becomes very complicated. Further, even if the above-described cam mechanism can be provided, sufficient working accuracy cannot be obtained, and high focusing accuracy cannot be obtained over the entire zooming region. Accordingly, if the rear group lens can be moved in response to zooming even during manual focusing without providing such a complicated cam mechanism, the advantage of the camera having a zoom lens can be obtained as described above. Many rear group driving methods can be realized. The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has a simple configuration without using a complicated mechanism or the like, and automatically sets a focus lens including a rear group lens at a focusing corresponding position according to a set distance. It is an object of the present invention to provide a focus adjustment device that can maintain a focused state even during a zooming operation by moving the focus adjustment device. [Means and Actions for Solving the Problems] A focus adjusting device of the present invention includes a lens system including at least a zoom lens and a rear group lens movably provided for focusing adjustment, and Setting distance signal generating means for generating a signal corresponding to the setting distance related to the lens system,
A zoom lens driving unit configured to indirectly drive the displacement of the zoom lens via a driving source that responds to an operation of an operating element, a zoom sensor that detects a position of the zoom lens, and the zoom lens driving unit Detecting means for detecting a lens driving speed, and a positional relationship between the zoom lens and the rear lens group in various focusing distances in a focused state at that distance are previously set inside, and the zoom lens detected by the zoom sensor A control signal for tracing the position and the rear group lens position in the focused state corresponding to the set distance according to the output signal of the set distance signal generating means based on the internal setting, and moving the rear group lens to that position. A rear-group lens control circuit that outputs a signal, and drives the rear-group lens in response to a control signal from the rear-group lens control circuit. Rear lens drive means, and the zoom lens drive means and the rear lens drive means adjust the lens drive speed of the zoom lens drive means detected by the detection means to the in-focus state by the rear lens drive means. The rear lens group is configured so as not to exceed a speed at which the rear group lens can follow the lens while holding the lens. [Embodiment] Hereinafter, the present invention will be described based on an illustrated embodiment. FIG. 1 is a block diagram of a focus adjusting device showing one embodiment of the present invention. The focus adjusting device shown in FIG. 1 is applied to a video camera, and an imaging lens barrel 1 of the camera has a front lens group 2, a zoom lens 3, a diaphragm 4, a rear lens group 5, and the like. Thus, while the front lens group 2 is fixed to the fixed portion of the lens barrel 1, the rear lens group 5 can be moved in the optical axis direction for focus adjustment.
That is, as shown in FIG. 2, the rear lens group 5 has a pin 7a integrally provided on the lens holding frame 7 and a stepping motor 8
Is engaged with the feed screw 9 connected to the output shaft 8a of
When the stepping motor 8 is driven, the lens holding frame 7 moves the guide member 10 provided along the optical axis direction in the direction of arrow A or B by the pitch of the feed screw 9. The stepping motor 8 is driven by a control signal from the control circuit 11. When the rear lens group 5 reaches the infinity position, as shown in FIG. 2, the light-shielding portion 7b provided integrally with the lens holding frame 7 is moved by the zero point sensor 12 composed of a photo interrupter. The reference position (zero point) is detected. The output of the zero point sensor 12 is input to the control circuit 11. As shown in FIG. 3, an operation ring 6 engraved with a distance scale is rotatably provided on the outer periphery of the lens barrel 1 with an appropriate frictional force between the operation ring 6 and a fixed frame. The operation ring 6 is not mechanically connected to an optical element or the like in the lens barrel 1, and its own rotation causes the distance scale supported by the index 1a to serve as a set distance signal generating means. The electric signal is electrically read by the distance scale sensor 13, and the read electric signal is input to the control circuit 11. The electric signal in the above is a set distance signal indicating a distance set using the distance scale as a standard. The distance scale sensor 13 is configured, for example, as shown in FIG. That is, in FIG. 4, a conductive contact 14 is fixedly provided inside the operation ring 6, and the conductive contact 14 is
A thin-film conductor 15 formed on the outer periphery of the fixed frame of the lens barrel 1 along the rotation direction and a thin-film resistor 16 formed substantially in parallel with and similar to the conductor 15 are in sliding contact with each other. . conductor
15 is grounded, and the resistor 16 is connected to the input terminal of the control circuit 11. Then, the operation ring 6 is set to “auto” which exceeds the “closest” scale position or the “infinite” scale position.
(Not shown), and when the resistance value changes according to the rotation position of the operation ring 6,
A / D of the control circuit 11 according to the change of this resistance value
The electric signal input to converter 17 changes. The A / D converter 17 converts the electric signal from the distance scale sensor 13 into an A / D signal.
The digital signal is converted and sent to the microcomputer 18 according to the distance scale. When the operating ring 6 is set to the "auto" rotation position, the conductive contact 14 does not contact the resistor 16 but only the conductor 15, so that the conductor 15 and the resistor 16
The gap is in an open state, and the input information to the control circuit 11 at this time is “auto”. That is, when the control circuit 11 reads "auto", the control circuit 11
Numeral 11 switches the control of the stepping motor 8 for driving the rear group lens 5 from manual focus by the operation ring 6 to auto focus. When the zoom switch 3 operates the zoom switch 32,
The zoom sensor can be moved in the optical axis direction by a motor 20 driven by a control signal from a lens control unit 19.
The focal length is read by 21, and the read electrical signal is input to the lens control unit 19. The zoom sensor 21 is a position sensor including, for example, a potentiometer, a photo sensor, and the like. The iris 4 may be operated either manually or automatically. The iris value is read by the iris sensor 22, and the read electric signal is input to the lens control unit 19. ing. The subject light transmitted through the optical system of the lens barrel 1 forms an image on an imaging surface of an imaging device 23, and is photoelectrically converted by the imaging device 23 into a video signal. The video signal is processed by a camera circuit 24. Extracted as a video signal. The luminance signal of the video signal is input from the camera circuit 24 to the auto focus processing circuit 25. This auto focus processing circuit
25 performs signal processing such as differentiation from the luminance signal to extract harmonic components, compares the phase of the output of the same harmonic component with the phase of vibration of the rear lens group 5 during autofocusing, It is a well-known circuit (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-116007), which determines either the back focus or focus and sends a focus state signal to the control circuit 11. Further, the control circuit 11 receives, for example,
A clock signal that is an integral multiple of 15 Hz is input. When this clock signal is input to the control circuit 11, a necessary pulse is sent from the control circuit 11 to the stepping motor 8 based on the frequency of 15 Hz, and the stepping motor 8 drives the auto focus or the manual focus based on the pulse. Do. As shown in FIG. 5, the control circuit 11 includes a storage unit 30, an operation unit 28, and a step number calculation unit 29 in the microcomputer 18. The storage unit 30 stores a characteristic curve representing a proper position of the rear group lens 5 determined by the focal length and the photographing distance, a ROM (read only memory).
It is. The calculation unit 28 includes an output of the distance scale sensor 13 input from the A / D converter 17, an output of the zoom sensor 21 input from the lens control unit 19, and the aperture sensor 22.
Is read, and an appropriate position of the rear lens group 5 is calculated from the characteristic curve stored in the storage unit 30.
Further, at the time of auto focus, the output of the auto focus processing circuit 25 is guided to calculate this. The output of the calculation unit 28 is guided to a motor drive circuit 31 and the number of steps calculation unit 29 causes the rear group lens 5 to output.
The number of steps is always counted where the position is. Further, a distance display device 27 for displaying a distance at the time of auto-focusing is connected to the calculation unit. The characteristic curve stored in the storage unit 30 in the microcomputer 18 is, for example, as shown in FIG. In FIG. 6, the horizontal axis represents the rear group lens 5.
The vertical axis indicates the amount of movement of the zoom lens 3 on the basis of the imaging surface of the image sensor 23. As is apparent from FIG. 6, when the zoom lens 3 is at the position of “T (telephoto)”, the rear group lens 5 is “infinity”, “1 m”, “0.
Each position of focus that fit length position of 5m "a 1, a 2, a 3
It is. Further, when the zoom lens 3 is in position "S (standard)", the focus that fits in the rear lens group 5 is each distance position is a position b 1, b 2, b 3, respectively, the zoom lens 3 when in the position of "W (wide-angle)", the rear lens group 5 are each the position c 1, c 2, c 3 of in focus to the respective distance position. That is, when the rear lens group 5 is focused on “infinity”, a change in the focal length due to the movement of the zoom lens 3 from “W” to “T” is substantially “く”. As shown by the characteristic curve l 1 in the shape of “
Needs to be changed. Also, the rear group lens 5
In order to focus on “1 m” and “0.5 m”, respectively, the characteristic curve l 2 , which has a substantially “<” shape, with respect to a change in the focal length due to the movement of the entire zoom lens 3. l it is necessary to change the feeding amount of the rear group lens 5 as indicated by 3. The shapes of the characteristic curves l 1 , l 2 , l 3 are all different. For the distance positions other than these three distance positions “infinity”, “1 m”, and “0.5 m”, the extension amount of the rear group lens 5 is the above-mentioned characteristic curve.
Needless to say, the characteristic curve between l 1 , l 2 , and l 3 follows a characteristic curve (not shown) having a different shape from these. Although it is difficult for the cam mechanism to extend the rear group lens 5 that differs depending on the focal length and the photographing distance, as represented by the characteristic curves l 1 , l 2 , and l 3 , the characteristic curves In the area between l 1 , l 2 , l 3 and each of these curves, each characteristic curve (not shown) corresponding to the focal length and the photographing distance is stored in the storage unit 30, so that the feeding amount by the stepping motor 8 is obtained. Can be controlled in a complicated manner. Lens 5 after the addition area between the characteristic curve l 1 of the "infinite" characteristic curve l 3 of the "close" is set so as not to be controlled. Still further, according to the present invention, the focal length is set exclusively by operating the zoom switch 32 as an operation element, and the motor 20 is driven by a control signal from the lens control unit 19 to drive the zoom lens. 3 is controlled to a position of a desired focal length. In the above description, the zoom lens driving means, which is a component of the present invention, includes the zoom switch 32 and the lens control unit 1.
9 (part) and a motor 20. The rear lens control circuit is a microcomputer of the control circuit 11.
The rear lens drive means includes a motor drive circuit 31 of the control circuit 11 and the stepping motor 8. As described above, in the present invention, the zoom lens driving unit and the rear group lens driving unit can follow the rear group lens while maintaining the in-focus state by the lens driving speed V by the zoom lens driving unit. Speed Vo. For this purpose, for example, a motor having a smaller capacity (small torque) than the motor 8 for driving the rear lens group is applied as the motor 20 for driving the zoom lens, and the displacement transmission system for both of them is decelerated with respect to the motor 20. The ratio may be made much larger than that for the motor 8. Alternatively, the lens control unit 19 is configured to detect the moving speed V of the zoom lens 3 based on the output signal of the zoom sensor 21 and to perform control such that this speed does not exceed the speed Vo that can be followed. Is also good. This can be realized, for example, by incorporating a known power control circuit in the circuit of the lens control unit 19 to control the power supplied to the motor 20 in response to the output signal of the zoom sensor 21. Next, the operation of the focus adjustment device configured as described above will be described. In the case of manual focusing, when the operation ring 6 is rotated to set the index 1a to a desired distance scale, an electric signal corresponding to the set distance scale is input to the control circuit 11 rather than the distance scale sensor 13. On the other hand, as described above, the focal length is set by operating the zoom switch 32 as an operation element. The motor 20 is driven by a control signal from the lens control unit 19, and the zoom lens 3 is driven to a desired position. It is controlled to the position of the focal length. Then, the position of the zoom lens 3, that is, the focal length information is detected by the zoom sensor 21 and the lens control unit 19
Read by. Also, the information of the aperture 4 is converted into an electric signal by the aperture sensor 22 and is converted into a lens control unit.
Read by 19. The electric signal from the distance scale sensor 13 is converted to an A / D converter 17
The A / D conversion is performed, and the photographing distance information set at the time is input to the arithmetic unit 28 of the microcomputer 18 of the control circuit 11, and the focal length information and the aperture information are transmitted from the lens control unit 19 to the arithmetic unit 28. Is input, the calculation unit 28 reads these pieces of information and refers to them as each characteristic curve which is the content of the storage unit 30. Then, when the proper extension position of the rear lens group 5 is traced from the characteristic curve suitable for the input information, the arithmetic unit 28 sends a signal corresponding to this to the motor drive circuit 31 to rotate the stepping motor 8 to the appropriate position. . As a result, when a zooming operation is performed at a certain shooting distance, the rear group lens 5 moves in response to this operation so as to always maintain a focused state. As described above, in the present invention, the zoom lens driving unit and the rear group lens driving unit can follow the rear group lens while maintaining the in-focus state by the lens driving speed V by the zoom lens driving unit. Speed Vo. Therefore, the in-focus state is always maintained automatically even if the zooming operation is performed. When the focus adjusting device is set to the auto focus state, the operation ring 6 is rotated in the direction of arrow C as shown in FIGS. )) Position. Then, at this time, the control circuit 11 is switched to perform a control operation for auto focus, and the control circuit 11
The stepping motor 8 causes the rear group lens 5 to vibrate alternately in the optical axis direction along arrows A and B (see FIG. 2) by a pulse having a frequency of 15 Hz as a reference. Since the rear lens group 5 vibrates in the optical axis direction, the optical path length fluctuates minutely.
The level of the high-frequency component included in the luminance signal input to the autofocus processing circuit 25 fluctuates slightly. The fluctuation waveform (modulation signal) of this high-frequency component is minimized in the in-focus state, and the phase of the modulation signal is inverted by 180 ° between the front and rear pins. When the arithmetic unit 28 is input to the arithmetic unit 28, the arithmetic unit 28 provides the motor drive circuit 31 with a signal for causing the stepping motor 8 to vibrate forward and backward with the same amplitude around the focal point. Since this amplitude is performed in consideration of the aperture information, that is, the depth of field, the rear group lens 5 does not change when it is actually stationary at the focal point. In this in-focus state, a display signal is sent from the calculation unit 28 to the distance display device 27, and the distance display of the focal point is performed by a light emitting diode or a liquid crystal. The signal is shifted from the focal point, and the signal of the front focus or the rear focus from the auto focus processing circuit 25 is calculated by the arithmetic unit of the control circuit 11.
When guided to 28, the arithmetic unit 28 gives a signal to the motor drive circuit 31 to move the stepping motor 8 toward the focal point while oscillating the stepping motor 8. That is, a signal oscillating with a large amplitude toward the focal point and with a small amplitude in the opposite direction is applied to the stepping motor 8, whereby the rear lens group 5 moves toward the focal point. Note that the speed at which the zoom lens 3 moves by the motor 20 during autofocusing is lower than the speed at which the rear lens group 5 moves toward the focal point, so that the autofocus operation can always follow. The distance scale sensor 13 in the above embodiment converts a distance scale into an electric signal by using a change in resistance value. In addition, for example, the distance scale sensor 3 shown in FIG.
3, or a distance scale sensor 43 shown in FIG. 8 may be used. As shown in FIG. 7, the distance scale sensor 33 includes a 3-bit photo sensor 34 integrally attached to the operation ring 6 and the outer periphery of the fixed frame of the lens barrel 1 along the rotation direction for each bit. Reflector partially pasted
35, 36, 37, and the lead wire of the photo sensor 34 is connected to the microcomputer 18 of the control circuit 11.
It is connected to the. Therefore, in the distance scale sensor 33, the photo sensor 34 is positioned at a position corresponding to the amount of rotation of the operation ring 6.
The microcontroller 18 reads the presence or absence of the reflectors 35, 36, 37 based on the presence or absence of reflected light, converts this to an electrical signal, and
Therefore, the distance scale is read into the microcontroller 18 as a digital signal. As shown in FIG. 8, the distance scale sensor 43 is a 3-bit conductive contact integrally attached to the operation ring 6.
44, and thin-film conductors 45 to 48 formed on the outer periphery of the fixed frame of the lens barrel 1 along the rotation direction for each bit, of which the conductor 45 is grounded, The conductors 46 to 48 are connected to the input terminal of the microcomputer 18 while the voltage Vcc is applied by the resistors 51 to 53. Accordingly, in the distance scale sensor 43, the conductive contact 44 is connected to the conductor 46 in accordance with the rotational position of the operation ring 6.
~ 48 and the conductor 45 are short-circuited or released,
Each of the conductors 46 to 48 becomes low level "L" (ground) or high level "H" (voltage Vcc), and the distance scale is inputted to the microcomputer 18 as a 3-bit digital signal. Although the distance scale sensors 33 and 43 shown in FIGS. 7 and 8 are of a 3-bit configuration, actually, in the telephoto (T) state, the distance from 0.5 m to ∞ (see FIG. 6) is reduced. It is desirable to have a configuration of about 7 bits so that it can be divided into 80 to 100. [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, with a simple electric circuit configuration without using a cam mechanism or the like, the focusing state according to the set distance is always performed regardless of the zooming operation. Can be maintained. Further, the lens driving speed by the zoom lens driving means is detected, and the lens driving speed is maintained by the rear lens driving means so that the in-focus state is maintained and the rear lens group does not exceed the following speed. Therefore, at the time of the zooming operation, it is possible to perform the zooming in which the subject can be more easily visually recognized.

【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明の一実施例を示す焦点調節装置の電気
回路のブロック図、 第2図は、上記第1図中の後群レンズの駆動部分を示す
断面図、 第3図は、上記第1図中の操作環の外観を示す斜視図、 第4図は、上記第1図中の距離目盛センサの一例を示す
概略構成図、 第5図は、上記第1図中のコントロール回路の機能の一
部を示すブロック図、 第6図は、上記第5図中の記憶部に記憶されたレンズ制
御用の特性曲線図、 第7,8図は、距離目盛センサの他の例を示す概略構成図
である。 3……ズームレンズ 5……後群レンズ 8……ステッピングモータ 11……コントロール回路 13……距離目盛センサ 19……レンズコントロール部 20……モータ 21……ズームセンサ 32……ズームスイッチ
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of an electric circuit of a focus adjusting device showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross section showing a driving portion of a rear group lens in FIG. FIG. 3, FIG. 3 is a perspective view showing the appearance of the operation ring in FIG. 1, FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an example of the distance scale sensor in FIG. 1, and FIG. FIG. 6 is a block diagram showing a part of the function of the control circuit in FIG. 1, FIG. 6 is a characteristic curve diagram for lens control stored in the storage unit in FIG. 5, and FIG. It is a schematic structure figure showing other examples of a scale sensor. 3. Zoom lens 5 Rear group lens 8 Stepping motor 11 Control circuit 13 Distance scale sensor 19 Lens control unit 20 Motor 21 Zoom sensor 32 Zoom switch

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.少なくともズームレンズと合焦調節のための移動が
可能に設けられた後群レンズとを含んでなるレンズ系
と、 上記レンズ系に関する設定距離に対応する信号を生成す
る設定距離信号生成手段と、 操作子の操作に応動する駆動源を介して間接的に上記ズ
ームレンズを変位駆動するよう構成されたズームレンズ
駆動手段と、 上記ズームレンズの位置を検知するズームセンサと、 上記ズームレンズ駆動手段によるレンズ駆動速度を検知
する検知手段と、 種々の設定距離についてその距離での合焦状態における
上記ズームレンズと後群レンズとの位置関係が予め内部
に設定され、上記ズームセンサにより検出されたズーム
レンズ位置並びに上記設定距離信号生成手段の出力信号
による設定距離に対応した上記合焦状態における後群レ
ンズ位置を上記内部の設定に基づいてトレースし、その
位置に後群レンズを移動せしめるための制御信号を出力
する後群レンズ制御回路と、 上記後群レンズ制御回路からの制御信号に応動して上記
後群レンズを駆動する後群レンズ駆動手段と、 を具備し、且つ上記ズームレンズ駆動手段及び後群レン
ズ駆動手段は上記検知手段により検知されたズームレン
ズ駆動手段によるレンズ駆動速度が後群レンズ駆動手段
により合焦状態を保持して後群レンズが追従可能な速度
を越えないように構成されたものであることを特徴とす
る焦点調節装置。
(57) [Claims] A lens system including at least a zoom lens and a rear group lens movably provided for focusing adjustment; setting distance signal generating means for generating a signal corresponding to a setting distance related to the lens system; A zoom lens driving unit configured to indirectly drive the displacement of the zoom lens via a driving source that responds to an operation of a child; a zoom sensor for detecting a position of the zoom lens; and a lens by the zoom lens driving unit Detecting means for detecting a driving speed; and a positional relationship between the zoom lens and the rear lens group in various focusing distances in a focused state at the distance is previously set inside, and a zoom lens position detected by the zoom sensor And raising the rear lens group position in the in-focus state corresponding to the set distance based on the output signal of the set distance signal generating means. A rear-group lens control circuit for tracing based on internal settings and outputting a control signal for moving the rear-group lens to that position; and the rear-group lens in response to a control signal from the rear-group lens control circuit And a rear lens driving means for driving the zoom lens. The zoom lens driving means and the rear lens driving means are arranged so that the lens driving speed of the zoom lens driving means detected by the detecting means is adjusted by the rear lens driving means. A focus adjustment device, wherein the focus adjustment device is configured to maintain a focus state so that the rear group lens does not exceed a speed that can be followed.
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