JP2759663B2 - ズームレンズ機構のフォーカス制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、スチルカメラ、ビデオカメラなどのズー
ムレンズ鏡胴に備えられたインナーフォーカスレンズを
制御するための制御装置に関する。

「従来の技術」 フォーカス機能を有するズームレンズ鏡胴には、前玉
レンズを繰り出してフォーカシングするものと、バック
フォーカスタイプのようにインナーフォーカスレンズを
繰り出してフォーカシングするものとがある。

このようなズームレンズ鏡胴は、ズーミングの各位置
で焦点を自動的に整合させるために、フォーカスレンズ
を駆動する制御装置を備えており、多くの場合、 の式にもとずいて制御動作する構成となっている。な
お、Ｋ値はフォーカスレンズの特性とウーム位置によっ
て決まる変数値となっている。

「発明が解決しようとする課題」 インナーフォーカスレンズを備えたズームレンズ鏡胴
の場合、このフォーカスレンズがズームレンズとの相関
々係で駆動されることになるため、フイルム面像移動量
とレンズ繰り出し量との関係が非常に複雑となることか
ら、上記したＫ値の計算が簡単とならず、その結果、フ
ォーカスレンズの制御装置の構成が煩雑化する一方、制
御動作の高速化と精度の向上を計る上に問題となってい
た。

本発明は上記した問題点を解決することを目的とす
る。

「課題を解決するための手段」 しかして本発明は、ズームレンズ機構に備えられたイ
ンナーフォーカスレンズを制御する装置に関する。

そして、この制御装置は、ズームレンズ位置を検出し
てズーム位置情報を出力する手段と、上記したレンズを
通った光より被写体を測距してデフォーカス情報を出力
する手段と、フォーカスレンズ位置を検出してこのレン
ズ位置情報を出力する手段とを備え、さらに、さらに、
上記ズーム位置情報より予め定めたデータのデータ計算
値を求め、このデータ計算値を下に上記レンズ位置情報
とデフォーカス情報をパラメータとしてＫ値を計算し、
かつ、 の演算の下にフォオーカスレンズ制御信号を出力する手
段を設けて構成したことを特徴とする。

「作 用」 ズームレンズ機構がある位置にズーミングされると、
ズーム位置情報によってこのズーム位置に対応したデー
タの計算値が選出される。

フォーカスレンズの位置情報が入力すると、この位置
情報をパラメータとして上記データ計算値との間で一次
関数式として計算される。

同様に、デフォーカス情報が入力すると、この情報を
パラメータとして上記データ計算値との間で一次関数式
として計算される。

上記計算結果よりＫ値が減算され、このＫ値とデフォ
ーカス量との演算手段の出力信号によってフォーカスレ
ンズが駆動制御される。

「実施例」 次に、本発明の実施例について図面に沿って説明す
る。

第１図はフォーカス制御装置の構成例を示すブロック
図である。

この図において、11はズームレンズ、12はインナーフ
ォーカスレンズであり、これらはズームレンズ鏡胴とし
て組み込まれている。

13はズームレンズ11の移動位置を検出する回路で、エ
ンコーダで符号化し、パルスカウント値をズーム位置情
報として出力する。

具体的には、ズームレンズ11の移動量に比例して回転
する円板と、この円板の円軌道に沿って設けた多数の小
孔を通して光を授受する光電素子とからなるフォトイン
タプラタを備え、このフォトインタプラタの出力を波形
成形した後、パルスカウントし、ズーム位置情報を出力
する。

14は公知の測距部を示し、上記した各レンズ11、12を
通った光より被写体を測距し、測距情報をA/D変換して
デフォーカス情報として出力する。

15は上記したフォーカスレンズ12の移動位置を検出す
る回路であって、エンコーダで符号化し、パルスカウン
ト値をフォーカスレンズ位置情報として出力する。具体
的には、フォトインタプラタを備えてズームレンズ11の
位置検出と同様な手段となっている。

16は上記したズーム位置情報、デフォーカス情報及び
フォーカスレンズ位置情報を入力し、これら各情報から
フォーカスレンズ12の移動量を計算する演算部である。

すなわち、この演算部16では、 の計算を行ない、フォーカスレンズ12の移動量に応じた
パルス数の駆動信号を出力する。

17は演算部16より送られた駆動信号にしたがいフォー
カスレンズ12を駆動する回路である。

次に上記した演算部16によって行なわれるＫ値計算に
ついて説明する。

第２図はTele位置にズーミングされたときの、デフォ
ーカス量とＫ値との関係を示すグラフである。

図示する如く、フォーカスレンズ12の移動位置によっ
て異なる一次関数のグラフとなる。

すなわち、デフォーカス量「０」のときのＫ値を基準
値Ko、直線グラフの傾きをＣ、デフォーカス量をｄとす
ると、 Ｋ＝Ko＋Ｃ×ｄ ……（１） となる。

基準値Koはフォーカスレンズ12の位置によって異なる
が、このKoとレンズ12の位置との関係についても、第３
図に示す如く、一次関数として取扱うことができる。

つまり、フォーカスレンズ12の移動位置が「０」のと
き基準値KoをＡ、直線グラフの傾きをＢ、フォーカスレ
ンズ12の位置をｌとすれば、 Ko＝Ａ＋Ｂ×１ ……（２） として表わすことができる。

その結果、上記（１）、（２）式より、 Ｋ＝（Ａ＋Ｂ×ｌ）＋（Ｃ×ｄ） ……（３） となるので、Ａ、Ｂ、Ｃを予め各レンズ11、12の光学デ
ータより算出しておくことによって、フォーカスレンズ
12の位置ｌとデフォーカス量ｄとより、Tele位置でのＫ
値を求めることができる。

Ａ、Ｂ、Ｃのデータはテーブルデータとして用意し、
上記演算部16がこのデータを読み出してＫ値の計算を行
ない駆動信号を出力する。

また、Ｋ値の傾きＣの値はフォーカスレンズ12の位置
によって微小ながら変化する。この変化の状態を第４図
に示す。

この図から分かる通り、Ｃ値はフォーカスレンズ12の
移動に対して一次関数の直線グラフとなる。その結果、
フォーカスレンズ12の位置が「０」のときを基準値Ｄ、
直線グラフの傾きＥ、フォーカスレンズ12の位置ｌとす
れば、 Ｃ＝Ｄ＋Ｅ×ｌ ……（４） となり、上記した（３）式に代入すると、 Ｋ＝（Ａ＋Ｂ×ｌ）＋（Ｄ＋Ｅ×ｌ）×ｄ ……（５） となる。

この（５）式は計算が増すが、より高い精度のＫ値を求
める上に有効な手段となる。

なお、Ｄ、Ｅは各レンズ11、12の光学データより算出
してＡ、Ｂと共にテーブルデータに用意する。

上記ではズーミングのTele位置について説明したが、
演算部16では全てのズーム位置で同様の計算を行ない、
各々のズーム位置のＫ値を算出して駆動信号を出力す
る。

そのため、全てのズーム位置におけるＡ、Ｂ、Ｃ（ま
たはＤ、Ｅ）のデータが必要となるが、このようなデー
タを用意することは得策ではない。ズームレンズ11の移
動範囲を適当に分割（例えば16分割）して、分割したズ
ーム位置各々のＡ、Ｂ、Ｃ（または、Ｄ、Ｅ）をテーブ
ルデータとして用意し、補間によってそのときのズーム
位置に応じた各データを求める構成とすることが、誤差
も少なく、計算も容易となる。

続いて演算部16の動作について第５図のブロック図を
参照しながら説明する。

先ず、ズーム位置情報を読み込み、このズーム位置情
報に対応したテーブルデータを参照して補間計算が行な
われる。

この補間計算によって、基準値Ａ、Ｄ、傾きＢ、Ｅの
データが算出される。（ブロック21、22、23） 次に、フォーカスレンズ位置情報を読み込み、そのと
きのレンズ位置ｌと上記データＢとＥとの計算を行な
い、Ｂ×ｌ、Ｅ×ｌを算出する。（ブロック24、25、2
6） その後、デフォーカス情報を読み込み、上記算出値
Ｄ、Ｅ×ｌとデフォーカス量ｄとの計算を行ない、（Ｄ
＋Ｅ×ｌ）×ｄを算出する。（ブロック27、28） 上記のようにして算出された計算値は、Ｋ値演算部に
送られ、 Ｋ＝（Ａ＋Ｂ×ｌ）＋（Ｄ＋Ｅ×ｌ）×ｄ の式にしたがってＫ値が算出される。（ブロック29） このＫ値は最終的に駆動パルス数演算部に送られてデ
フォーカス量ｄとの計算が行なわれる。（ブロック30） この結果、演算部16の出力として、 の駆動パルス信号が駆動回路17に供給される。このと
き、駆動回路17がズーミングによって移動した各レンズ
11、12によるデフォーカス量に対応してフォーカスレン
ズ12を移動駆動する。なお、第６図は上記した演算部16
の動作順序を示すフローチャートである。

「発明の効果」 上記した通り、本発明に係るフォーカス制御装置によ
れば、インナーフォーカスレンズの移動量を演算するた
め、フイルム面像移動量とレンズ繰り出し量との比であ
るＫ値が、ズームレンズ位置、フォーカスレンズ位置、
デフォーカス量をパラメータとした一次関数式によって
計算できるため、装置設計が簡単となると共に、制御動
作が確実な高速動作のフォーカス制御装置となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成例を示すブロック図、第２図はズ
ーミングのTele位置におけるＫ値とデフォーカス量との
関係を示すグラフ、第３図はＫ値の基準値Koとフォーカ
スレンズ位置との関係を示すグラフ、第４図は第１図に
示すグラフの傾きＣとフォーカスレンズ位置との関係を
示すグラフ、第５図は演算部の動作を示すブロック図、
第６図は演算部のフローチャートである。 11……ズームレンズ、 12……インナーフォーカスレンズ 13……ズームレンズ位置の検出回路 14……測距部 15……フォーカスレンズ位置の検出回路 16……演算部 17……フォーカスレンズの駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−88534（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−215220（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−59312（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−79012（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 7/11

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ズームレンズ機構に備えられたインナーフ
   ォーカスレンズを制御する装置において、ズームレンズ
   位置を検出してズーム位置情報を出力する手段と、上記
   したレンズを通った光より被写体を測距してデフォーカ
   ス情報を出力する手段と、フォーカスレンズ位置を検出
   してこのレンズ位置情報を出力する手段とを備え、さら
   に、上記ズーム位置情報より予め定めたデータのデータ
   計算値を求め、このデータ計算値を下に上記レンズ位置
   情報とデフォーカス情報をパラメータとしてＫ値を計算
   し、かつ、 の演算の下にフォーカスレンズ制御信号を出力する手段
   を設けて構成したことを特徴とするズームレンズ機構の
   フォーカス制御装置。