JP2802896B2 - Variable-lens control unit - Google Patents

Variable-lens control unit

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JP2802896B2
JP2802896B2 JP7019788A JP1978895A JP2802896B2 JP 2802896 B2 JP2802896 B2 JP 2802896B2 JP 7019788 A JP7019788 A JP 7019788A JP 1978895 A JP1978895 A JP 1978895A JP 2802896 B2 JP2802896 B2 JP 2802896B2
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、変倍レンズ制御装置
関し、より詳細には、同一光軸上に配設された変倍レン
ズ群および合焦レンズ群からなる変倍光学系で変倍動作
に伴って結像位置ずれを生ずる変倍レンズ制御装置に関
するものである。 【0002】 【従来の技術】ズームレンズは、ズーミングの操作をし
ても結像位置ずれ(いわゆるピント移動あるいはピント
ずれ)がないため、ズーミング操作毎にピント調整をす
る煩わしさがなく操作性がよい反面、単焦点レンズに比
べて開放絞りFナンバーが暗いため、例えば一眼レフレ
ックス式ファインダによるピント調整(合焦操作)にあ
る程度の熟練が必要とされる。近年、カメラのAF化が
進み、この問題を解決したことによってズームレンズ本
来の機動力が発揮できるようになり、操作者(ユーザ)
は作画意図に沿って構図の決定のみに注意を集中するこ
とができるようになり、頗る操作性が向上した。 一般
にズームレンズのフォーカシング(合焦操作)は、変倍
光学系の一部に配設されたフォーカシングレンズ群の移
動によって行われている。そして、ズームレンズは、全
ズーム域において同一被写体距離に対してこのフォーカ
シングレンズ群の移動量がほぼ同一である(以下、この
ことを「等量移動」と呼ぶ)という利点を有し、従って
被写体距離目盛をフォーカシングレンズ群の移動部材
(距離リング)に付設し、一方これと隣接して配設され
る固定リングに指標を付設するだけでよく、ズーミング
に応じて被写体距離目盛を変化させる必要がないという
利点がある。しかしながら、上記変倍光学系のレンズ構
成によっても異なるが、インナーフォーカシング方式お
よびリアーフォーカシング方式のズームレンズでは、上
述の等量移動が実現するという条件の下で光学設計を行
う場合、レンズ構成が複雑化するという問題があり、さ
らに広角側におけるフォーカシングレンズ群の移動量
(繰出量)が不必要に大きくなるという問題があった。
またこのことに起因してレンズの外径が大きくなり、レ
ンズおよび鏡筒が高重量化するという問題もある。 【0003】そして、上述したようにズームレンズは、
AF機能との組合せによって操作性は向上したが、あく
までもズームレンズが持つ上記等量移動の条件から逃が
れることができないため、コンパクト化、低コスト化の
実現が困難であるという問題が相変らず残されていた。 【0004】そこで、本出願人は、上述の諸問題を解決
し得るバリフォーカルレンズ制御装置に係る発明(以下
「先願発明」という)につき、先に特願昭62−013
345号として提案した。 【0005】すなわち、上記先願発明は、同一光軸上に
配設された変倍レンズ群および合焦レンズ群からなる変
倍光学系の該合焦レンズ群を至近距離から無限遠距離に
至る被写体距離に対応する上記光軸上の至近位置から無
限遠位置までの間の合焦位置に設定した後、上記変倍レ
ンズ群により上記変倍光学系の全系焦点距離を最短焦点
距離と最長焦点距離との間の任意の第1の焦点距離から
第2の焦点距離へ更新させることに伴い同一被写体に対
し結像位置ずれを生ずるバリフォーカルレンズにおい
て、上記全系焦点距離を検出する焦点距離検出手段と、
上記合焦レンズ群の上記光軸上の位置を検出する合焦レ
ンズ群位置検出手段と、上記焦点距離検出手段の出力を
受け当該焦点距離における上記合焦レンズ群の上記無限
遠位置から上記至近位置までの繰出し量を算出する最大
繰出量演算手段と、この最大繰出量演算手段と上記合焦
レンズ群位置検出手段の出力をそれぞれ受けてこれらの
出力の比を算出する比例定数演算手段と、この比例定数
演算手段および上記最大繰出量演算手段ならびに上記合
焦レンズ群位置検出手段の出力をそれぞれ受け上記全系
焦点距離の更新に伴って生じる上記合焦位置からの結像
位置ずれ量を補正値として算出する合焦補正演算手段
と、上記合焦レンズ群を駆動する合焦駆動手段と、上記
合焦レンズ群の移動量に対応する信号を発生する移動量
監視手段と、この移動量監視手段および上記合焦補正演
算手段の出力をそれぞれ受けて上記合焦レンズ群を上記
合焦位置に駆動するように制御する合焦制御手段と、上
記変倍レンズ群を駆動する変倍駆動手段と、別途設けら
れる起動手段からの起動信号を受けて上記変倍駆動手段
を制御する変倍制御手段とからなり、上記変倍光学系の
全系焦点距離の更新に伴う結像位置ずれを自動的に補正
するように構成されている。 【0006】このように構成された先願発明によれば、
レンズ光学系自体非常に簡素な構成で、小型、軽量且つ
安価であると共に、レンズ制御装置全体も同様に小型軽
量で且つ安価でありながら、変倍レンズ群を任意の第1
の焦点距離から第2の焦点距離へ移動させて全系の焦点
距離を更新させてもバリフォーカルレンズ特有の結像位
置ずれを瞬時に補正し合焦状態を保持することができ、
従って、使い勝手において実質上ズームレンズと同等の
ものを得ることができる。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】ところが、後に詳しく
説明するが上記バリフォーカルレンズは、上記最短焦点
距離から最長焦点距離への上記全系焦点距離の変化に対
し、無限遠位置(∞位置)における合焦位置は変化せ
ず、至近位置における該合焦位置は無限遠位置から遠ざ
かるように変化するように構成されており、合焦動作
は、変倍光学系の一部に配設された複数のフォーカシン
グレンズ群をそれぞれ移動することで行うようになって
いる。そして、各フォーカシングレンズ群は、通常フォ
ーカシングレンズ群駆動用カム枠(以下「フォーカスセ
ル」という)に形成されたカム溝によって光軸方向に移
動されると共に、変倍レンズ群駆動枠(以下「変倍セ
ル」という)に形成された複数のカム溝によって所定の
レンズ間隔が設定されるようになっている。従って、変
倍レンズ群駆動用カム枠(以下「変倍セル」という)に
対して、それぞれ異なったカム溝を介して各フォーカシ
ングレンズ群が結合しているため、必然的に変倍レンズ
群とフォーカシングレンズ群の両方を駆動する機構部が
複雑となり、構成の簡素化、コストの低減化、コンパク
ト化等を図る上で障害となっていた。 【0008】本発明は、上述の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、安価にして小型でしか
も簡略な光学系である変倍レンズを用いながら、変倍に
伴う結像位置ずれを既存のAF機能と組合わせて自動的
に迅速且つ高精度に補正し得る変倍レンズ制御装置を提
供することにある。 【0009】 【課題を解決するための手段】述の目的を達成するた
め、請求項1に記載された発明(第1の発明)は、同一
光軸上に配設された変倍機能を有する変倍レンズ群およ
変倍と合焦の機能を有する少なくとも2つ以上のレン
ズ群からなる合焦レンズ群より構成される変倍光学系で
あって、被写体距離と上記合焦レンズ群の光軸方向の繰
出し量との関係が変倍域内の倍率位置で異なり、且つ上
記変倍域内の任意の第1の焦点距離から任意の第2の焦
点距離に更新する変倍動作によって結像位置ずれを生じ
る変倍レンズ装置の制御装置において、上記変倍レンズ
群の位置を検出する変倍レンズ群位置検出手段と、変倍
動作時、上記変倍レンズ群を光軸方向に移動させると同
時に、上記合焦レンズ群を構成する上記二つ以上のレン
ズのうち少なくとも一つのレンズを移動させずに他のレ
ンズを相対的に移動させることによって上記変倍光学系
全体の焦点距離を変化させる変倍駆動手段と、上記合焦
レンズ群を構成する二つ以上のレンズを一体的に光軸方
向に駆動する合焦駆動手段と、上記変倍レンズ群位置検
出手段の出力に基づいて上記合焦レンズ群の移動量を算
し、その算出結果に基づいて上記合焦駆動手段を制御
する変倍合焦補正制御手段と、を具備し 変倍動作時
、上記変倍駆動手段により上記変倍レンズ群を駆動し
且つ上記変倍合焦補正制御手段により上記合焦駆動手段
を制御して上記結像位置ずれを補正すべく上記合焦レン
ズ群を駆動し 合焦動作時には、既存のAF機能と組合
わせて上記合焦駆動手段により上記合焦レンズ群を駆動
することを特徴とするものである。 【0010】より具体的には、上記変倍レンズ群位置検
出手段による位置検出は、カメラの不動部分からの位置
を検出することを特徴とするものである。 【0011】また、上述の目的を達成するため、請求項
3に記載された発明(第2の発明)は、合焦動作時に
は、既存のAF機能と組合わせて複数のレンズからなる
合焦レンズ群を駆動制御することによって自動合焦調節
を達成するとともに、被写体距離と上記合焦レンズ群の
光軸方向の繰出し量との関係が変倍域内の倍率位置で異
なり、且つ上記変倍域内の任意の第1の焦点距離から任
意の第2の焦点距離に更新する変倍動作によって結像位
置ずれを生じる変倍光学系を有するカメラにおいて、変
倍動作時、上記変倍レンズ群を光軸方向に移動させると
同時に、上記合焦レンズ群を構成する上記二つ以上のレ
ンズのうち少なくとも一つのレンズを移動させずに他の
レンズを相対的に移動させることによって上記変倍光学
系全体の焦点距離を変化させる変倍駆動手段と、上記合
焦レンズ群を構成する二つ以上のレンズを一体的に光軸
方向に駆動する合焦駆動手段と、を具備し、変倍動作時
に変化した上記合焦レンズ群の複数のレンズの間隔を保
持したまま、上記結像位置ずれ補正および自動合焦調節
を達成すべく上記合焦レンズ群を光軸方向に駆動するこ
とを特徴とするものである。 【0012】さらに具体的には、変倍駆動手段によって
移動する合焦レンズ群の位置を検出する合焦レンズ群位
置検出手段と、該合焦レンズ群位置検出手段の出力に基
づき、上記合焦レンズ群を複数のレンズの間隔を保持し
たまま光軸方向に駆動する合焦駆動手段に与えるべき上
記合焦レンズ群の移動量を算出する変倍合焦補正制御手
段とを有することを特徴とするものである。 【0013】 【作用】 【0014】変倍駆動手段は、変倍レンズ群を光軸方向
に移動させると同時に、合焦レンズ群の焦点距離を変化
させるべく合焦レンズ群の少なくとも1つ以上のレンズ
群を光軸方向に移動させる。そして、合焦駆動手段は、
複数の合焦レンズ群の焦点距離を一定に保持したまま光
軸方向に駆動する。変倍合焦補正制御手段は、変倍レン
ズ群位置検出手段の出力から合焦レンズ群の、例えば、
変倍に伴う結像位置ずれに相当する移動量を算出する。
この変倍光学系は、変倍動作時、上記変倍駆動手段によ
り変倍レンズ群を駆動し、変倍合焦補正制御手段により
合焦レンズ群を駆動するように構成してある。そして、
合焦動作時には、既存のAF機能と組合わせて合焦レン
ズ群の焦点距離を保持したまま合焦駆動手段により合焦
レンズ群を光軸方向に駆動するようにしている。 【0015】 【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
具体的に説明する。図1は、本発明の全体の構成を示す
ブロック図である。図1において、1は変倍光学系の光
軸、2はこの光軸1に沿って移動可能に該光軸1上に配
設されて上記変倍光学系を構成する変倍レンズ系として
の変倍レンズ群で、2a ,2b ,2c ,2d ,2e は、
それぞれ単独または複数のレンズからなる第1群レン
ズ、第2群レンズ、第3群レンズ、第4群レンズおよび
第5群レンズである。そして第1群レンズ2a および第
2群レンズ2b をもって、合焦レンズ系としてのフォー
カシングレンズ群を構成する。この第1群、第2群レン
ズ2a ,2b を含み、第3群レンズ2c 〜第5群レンズ
2e をもって変倍レンズ群2を構成している。尚、第2
群レンズ2b を除いた変倍レンズ群2をもって変倍構成
群を構成している。また変倍レンズ群2からなる上記変
倍光学系の全系焦点距離はfである。3はフィルム面、
4は該全系焦点距離fが最長焦点距離としての望遠側焦
点距離(以下単に「テレ側」と略記する)から最短焦点
距離としての広角側焦点距離(以下単に「ワイド側」と
略記する)までの間の任意の焦点距離に設定するために
上記変倍構成群を駆動する変倍駆動手段としての変倍モ
ータMz および後述する機構部から成る変倍駆動部であ
る。5は合焦動作時に、無限遠から最短撮影距離すなわ
至近に至る被写体距離に対応する光軸1上の無限遠位
置(∞位置)から最短撮影距離位置すなわち至近位置ま
での間の合焦位置に第1群レンズ2aおよび第2群レン
ズ2b を駆動する(詳細には、第1群レンズ2a と第2
群レンズ2b の間隔を一定に保持した状態で光軸方向に
移動せしめる)合焦駆動手段としてのフォーカスモータ
F および後述する機構部からなるフォーカス駆動部で
ある。6および7は それぞれ上記第1群レンズ2a お
よび第2群レンズ2b と共に該フォーカス駆動部5に駆
動され、このうち、6はスリット円板6a が回転駆動さ
れることによってフォトインタラプタ6b からその回転
数に比例したパルスを発生し第1群レンズ2a および第
2群レンズ2b の光軸1上の移動量を検出するフォーカ
スカウンタ、また7は第1群レンズ2a および第2群レ
ンズ2b の光軸上の位置を検出し、その位置に比例した
電圧を、フォーカス位置情報Sxとして出力する合焦レ
ンズ位置検出手段としての合焦レンズ群位置検出器
(以下「FPM」と略記する)である。8は変倍構成群
と共に変倍駆動部4に駆動されて変倍レンズ系の位置を
電気的に検出し、上記全系焦点距離fに比例した電圧
を、焦点距離情報Zp として出力する変倍レンズ群位置
検出手段としての変倍レンズ群位置検出器(以下「ZP
M」と略記する)、9は上記焦点距離情報Zp を受けて
A/D変換した上で、このZp における∞位置から至近
位置までの第1群レンズ2a および第2群レンズ2b の
移動量(すなわち最大繰出量、以下、単に「繰出量」と
称する)Fpxを演算する最大繰出量演算部、10はこの
最大繰出量演算部9の出力FpxとFPM7のフォーカス
位置情報としての出力Sx とを受けて該出力Sx をA/
D変換した上でこれらの比を演算し、比例定数Cfpを出
力する比例定数演算部である。11は上記3つの出力F
px,Cfp,Sx を受けて合焦させるための補正量Dfpを
演算する合焦補正演算部、12はフォーカスカウンタ6
の出力Dfcおよび上記合焦補正演算部11の補正量に対
応する出力Dfpを受けてフォーカス駆動部5を制御する
フォーカス制御部である。13〜15は起動手段を構成
し、13および14はいずれも変倍動作を起動する外部
操作可能な押ボタンスイッチからなる変倍スイッチで、
13は倍率アップスイッチ(以下単に「アップスイッ
チ」という)、14は倍率ダウンスイッチ(以下単に
「ダウンスイッチ」という)、15はこれらのスイッチ
13,14の出力を受けて変倍モータMz の回転方向を
決定した上で起動信号(STR)を出力する駆動方向判
定部、16は該起動信号STRおよび出力Fpxを受けて
変倍駆動部4を制御する変倍制御部である。 【0016】ここに、最大繰出量演算部9、比例定数演
算部10、合焦補正演算部11、フォーカス制御部12
および変倍制御部16をもって変倍合焦補正制御手段を
構成している。 【0017】従って、変倍合焦補正制御手段は、結果と
してZPM8の出力Zpから結果的に合焦レンズ群とし
てのフォーカシング群を合焦に至らしめるための移動量
Dfpを算出する機能を有する。そして、上記変倍駆動
部4は、変倍レンズ群2を光軸方向に移動させると同時
に、フォーカシングレンズ群2aのみを光軸方向に移動
させるように構成してある。 【0018】また、フォーカシング駆動部5は、フォー
カシングレンズ群の焦点距離を保持したまま光軸方向に
構成してある。尚、+Vは電源を示し、また各部の入出
力関係は主要信号のみを示す。 【0019】さて、上述した各演算部が実行する演算内
容およびこれに関連する演算式を以下に示す。 【0020】従来のズームレンズは、変倍操作(全系焦
点距離fの更新)によってピント移動しないものと定義
されているが、本発明の基本的な考え方として、まず上
記ピント移動を許すことにする(最終的にはこのピント
移動を補正して合焦状態にする)。尚、フォーカシング
方式は取敢えず、フロントフォーカシング方式を前提と
する。最大繰出量演算部9は、無限遠位置から至近位置
までの繰出量に対応する出力をFpx、ZPM8の出力
をZp 、変倍光学系のレンズ固有の定数をそれぞれ
1 ,C 2 ,C 3 としたとき、 C2 Fpx=─────────+C3 (1) Zp+C 1 なる演算式による演算を実行する。 【0021】さらに同最大繰出量演算部9は、後述する
図2の第1群レンズ2a の∞位置におけるカム線図に
対応したフォーカス位置情報Sx をSx(∞)とする
と、 A1 Sx(∞)=───────+A2 (2) Zp +A 0 なる演算式で演算する。ただし、ここでZp は上記Z
PM8の出力、 0 ,A 1 ,A 2 は上記同様変倍光学系の
レンズ固有の定数である。 【0022】比例定数演算部10は、該変倍駆動部4の
動作開始直前のFPM7の出力をS(i) 、上記比例
定数演算部10の出力をCfp、上記変倍駆動部4の動
作開始直前のZPM8の出力による最大繰出量演算部9
の出力をFp(i)とするとき、 S(i) Cfp=─────── (3) Fp(i) なる演算式による演算を実行する。 【0023】また合焦補正演算部11は、変倍駆動部4
の動作開始後所定の時間間隔で、またはZPM8からの
出力の変化が所定量に達した時点での上記合焦補正演算
部11の出力をS(e) 、比例定数演算部10の出力
をCfp、補正すべき時点でのZPM8の出力Zp お
よび上記Sx(∞) の値をそれぞれZp 1 1 とする
とき、S(e)=Cfp・Fp (e)+S 1 (4) によって予定合焦位置S(e)を求める演算を行う。た
だし、Fp(e)は、Zp =Zp 1 を(1)式に代入
した値である。尚、本発明の考え方の基本となるのが次
の(5)式で、この(5)式より上記(1)〜(4)式
が導出される。 【0024】D=(C 0 ・Zp +C 1 )・Sx +C 2 (5) ここで、Dは被写体距離 0 ,C 1 ,C 2 は設計時
に定められる設定定数である。 【0025】つまり(5)式において、被写体距離Dが
変化しないようにZp ,Sxを制御する手段を実現す
れば、変倍操作によるピントを移動をなくす(補正す
る)ことが可能になる。ただし、フォーカシングレンズ
群の移動量は上記等量移動とはならない。換言すれば、
本発明の理論は、積極的に等量移動という条件を外した
理論であると言える。 【0026】図2は、図1に示した本発明装置の変倍構
成群の動きを示すカム線図で、例えばワイド側からテレ
側へ全系焦点距離fを更新した場合を示している。Sx
は、合焦レンズ群位置検出手段の出力である上述のフ
ォーカス位置情報Sx であり、この図面においてはフ
ォーカシングレンズ群(第1群レンズ2a および第2
群レンズ2b )の被写体距離に対応した繰出量(移動
量)を示している。Zp は同じく変倍レンズ群位置
出手段の出力である上述の焦点距離情報Zpで、この図
面では変倍レンズ群2の変倍動作による移動量を第4群
レンズ2dをその代表として示してある。また、この図
面において1はワイド側における上記光軸1′は、テレ
側における上記光軸である。 【0027】図3は、図1では具体的に示さなかった変
倍駆動部4およびフォーカス駆動部5の機構部の構成を
示す縦断側面図、図4〜図8(ただし、図5(b)は除
く)は、図3の各部を拡大して示す部分平面図、図5
(b)は、図5(a)のA−A′線部分断面図である。 【0028】図3において、17および18〜20は、
第1群レンズ2a および第3群レンズ2c 〜第5群
レンズ2e をそれぞれ固定支持する第1群セルおよび
第3群セル〜第5群セルである。21および22〜24
は、それぞれ光軸1と略直交する方向で第1群セル17
および第3群セル18〜第5群セル20にそれぞれ突設
された第1ピンおよび第3ピン〜第5ピンである。25
は不動部材である断面円筒形状の固定セルであり、26
はこの固定セル25の前半部、27はこの前半部26よ
り小径とされた同じく固定セル25の後半部、28およ
び29〜31は、それぞれ第1ピン21および第3ピン
22〜第5ピン24が嵌入し得る幅を有する、固定セル
25上の位置に穿設された固定セル25の直線カム溝で
ある。32は固定セル25の後半部27の外周に光軸方
向への移動が阻止された状態で回動可能に嵌入されてい
る変倍セルであり、33a はこの変倍セル32の後端
部のフランジ部の外周に形成されたギア部、33b は
同じく変倍セル32の前端部に光軸1に略直交して突設
された回転伝達ピン、34は固定セル25の前半部26
の内周に回動可能にしかも光軸方向にも移動可能に嵌入
された変倍伝達セル、34a はこの変倍伝達セル34
の少なくとも上記光軸方向の移動量に対応する長さを有
し、回転伝達ピン33b が嵌入可能な幅を有する、該
変倍伝達セル34の後端部から光軸1に沿って形成され
た切欠部、35は第2群レンズ2bを該変倍伝達セル3
4に固定するための固定部、36は第1ピン21が嵌入
し得る幅でもって、変倍伝達セル34に穿設されたカム
溝、37〜39は同様に第3ピン22〜第5ピン24が
それぞれ嵌入し得る幅でもって変倍セル32にそれぞれ
穿設されたカム溝、40は上記固定セル25の前段部2
6の外周に光軸方向にのみ移動可能に嵌入されたフォー
カス伝達セル、40a および40b は、このフォー
カス伝達セル40の外周および内周から光軸1に直交す
る方向にそれぞれ突設されたフォーカスピン、 41お
よび42は、それぞれ上記フォーカスピン40b が嵌
入し得る幅をもって固定セル25の前半部26上および
変倍伝達セル34にそれぞれ穿設された直線カム溝およ
びカム溝、43は上記フォーカス伝達セル40の外周に
回転可能に嵌入され光軸方向の移動が規制されているフ
ォーカスセル、43a はこのフォーカスセル43の後
端部に設けられたフランジ部の外周に形成されたギア
部、43b は上記フォーカスピン40a が嵌入し得
る幅をもって上記フォーカスセル43に形成されたカム
溝、44は図1で説明したフォーカスモータMF、44
a はこのフォーカスモータMFに駆動されフォーカス
セル43のギア部43a と噛合する原動ギア、45は
変倍モータMzで、45a は変倍セル32のギア部3
3a と噛合し変倍モータMz により駆動される原動
ギアである。尚、以下の図4〜図8において、上記図3
と同一部位には同一符号を付して重複した説明は省略す
る。 【0029】図4は、固定セル25の後半部27の直線
カム溝29〜31と変倍セル32のカム溝37〜39と
の関係を示す平面図で、上記直線カム溝29〜31はそ
れぞれ光軸方向に沿う長孔に形成され、変倍セル32の
カム溝37〜39は変倍レンズ群2の設計時に定められ
るカム線図に沿った形状の長孔に形成されている。 【0030】図5のうち、上段の図(a)および下段の
図(b)は、変倍セル32と変倍伝達セル34との連結
部を拡大して示すもので、図5の(a)は図3の上記連
結部の平面図、(b)は(a)のA−A′矢視断面図で
ある。 【0031】この図5の(a)および(b)において、
切欠部34a は光軸1に沿う直線の長孔状の切欠とさ
れ、回転伝達ピン33b がこの切欠部34a に嵌入
されている。従って、変倍伝達セル34は、光軸方向へ
の移動に対しては変倍セル32によって位置規制され
ず、変倍セル32の回転運動のみが伝達されるように構
成されている。 【0032】図6は、固定セル25の前半部26と変倍
伝達セル34とのそれぞれのカム形状および関係を示す
第3のフォーカス伝達セル40側から見た拡大平面図で
ある。変倍伝達セル34のカム溝36は、変倍レンズ群
2の設計時定められるカム線図に沿った形に形成されて
いる。従って第1群セル17は、合焦動作とは独立的
に、変倍伝達セル34の回転運動に伴って光軸上を移動
し変倍動作を行うように構成されている。 【0033】図7は、フォーカスセル43のカム溝43
b の形状および光軸1との方向関係を示す拡大平面図
である。同図からもわかるように光軸1に対して所定の
傾斜をなす形状に形成されている。従って、フォーカス
セル43の回転運動は、フォーカスピン40a の光軸
方向の直線運動、すなわちフォーカス伝達セル40の光
軸方向の直線運動に変換されるように構成されている。 【0034】図8は、フォーカスセル40、固定セル2
5の前半部26および変倍伝達セル34との関係および
それぞれのカム溝の形状を示すフォーカスセル43側か
ら見た拡大平面図である。前半部26の直線カム溝41
は、光軸に沿う方向の直線状の長孔に形成されている。
変倍伝達セル34のカム溝42は、上記直線カム溝41
と直交するように形成されている。つまり変倍伝達セル
34の変倍動作に伴う回転運動がフォーカス伝達セル4
0のフォーカスピン40b によって規制されないよう
に構成されている。尚、図3において、固定セル25の
前半部26における直線カム溝28および同直線カム溝
41を作図の都合上同一断面のように示してあるが、直
線カム溝28と直線カム溝41とは異なる断面に位置し
ている。 【0035】図9は、図1に示す実施例の動作を説明す
るための線図である。図9において、46は、図2に示
した第1群レンズ2a の∞位置におけるカム線図に対
応する∞位置カム対応曲線(以下「∞曲線」と略記す
る)、47は同様に第1群レンズ2a の至近位置(例
えば被写体距離D=1.2 mに対応)の変化を示す至
近曲線、48は任意の被写体距離D(例えばD=3.0
m等)におけるフォーカシングレンズ群2a ,2b
の合焦位置の変化、すなわち焦点距離をワイド側とテ
レ側との間を変化させたときの合焦位置の変化を示す合
焦曲線、49,50および51はZp =Zp 1 とそれ
ぞれ上記∞曲線46、合焦曲線48および至近曲線47
との交点で、これらの交点49〜51のSx の値は、
それぞれ 1 ,S(e) ,S3 に対応している。
52,53および54は、同様にZp =Zp 0 とそれ
ぞれ∞曲線46、合焦曲線48および至近曲線47との
交点で、これらの交点52〜54のSx の値はそれぞ
0 ,S(i) ,S2に対応している。55はZ
p =Zp 1 とSx =S(i) との交点、56は変
倍駆動の方向を示す矢印、57は合焦駆動の方向を示す
矢印である。 【0036】図10は、図9の∞曲線46、合焦曲線4
8および至近曲線47を、他のバリフォーカルレンズの
特性と比較しやすくするために、単に形式的に、∞位置
に規格化(正規化)して描いた線図である。尚、図9に
対応する部位には同一符号を付して重複した説明は省略
する。 【0037】このように構成された本実施例の動作を説
明する。全体の制御動作を述べる前に図3の機構部の動
作を説明する。まず変倍モータ45によって原動ギア4
5aが回転し、これに噛合するギア部33a に回転運
動が伝達されて、変倍セル32および回転伝達ピン33
b で連結された変倍伝達セル34および第2群レンズ
2b が一体的に回転を始める。第1群セル17、第5
群セル20は図6および図4に示すように、それぞれ第
1ピン21および第3ピン22〜第5ピン24は、それ
ぞれ光軸方向に沿う直線カム溝28,29,30,31
によって回転方向に対する位置規制がなされている。従
って変倍伝達セル34および変倍セル32の回転によっ
て第1ピン21および第3ピン22〜第5ピン24はそ
の回転角度とそれぞれのカム溝36〜39の形状に従っ
た量だけ光軸上を移動する。つまり、第2群レンズ2b
を除いた第1群レンズ2a 〜第5群レンズ2e の
各群が変倍作用を受け、それぞれ図2の実線で示すカム
線図に従って移動する。この変倍動作によって焦点距離
fは更新できるが同時にピントずれも発生するので、こ
れを補正しなければならない。そこで、次は合焦動作に
ついて述べる。尚、第2群レンズ2b は上記変倍動作
によっては移動しない。 【0038】フォーカスモータ44によって原動ギア4
4a が駆動され、この回転力がこの原動ギア44a
と噛合するフォーカスセル43のギア部43a に伝達
され、フォーカスセル43が回転するが、図8に示すよ
うにフォーカスピン40bが固定セル25の前半部41
に形成された直線カム溝41によって回転方向に対し位
置規制されているので、フォーカス伝達セル40も回転
方向には動けず、従って図7に示すように上記フォーカ
スセル43のカム溝43b に嵌入されたフォーカスピ
ン40a は該カム溝43b の回転角に対する図中水
平分力成分に従った量だけ光軸上を直線運動する。つま
りフォーカスセル43の回転運動がフォーカスピン40
a を介してフォーカス伝達セル40の光軸方向の直線
運動に変換され、さらにこの直線運動がフォーカスピン
40b を介して変倍伝達セル34に伝達され、第1群
レンズ2a と第2群レンズ2b は、上述の変倍動作
によって設定された(ただし第2群レンズ2b は不
動)レンズ間隔を保持した状態で変倍伝達セル34全体
が、光軸上を移動して合焦位置に至るのである。この説
明からすでに明白なように、変倍伝達セル34は変倍動
作および合焦動作のいずれにも関与していることにな
る。尚、上記変倍動作によるZPM8の出力の変化が図
2に示すZp であり、上記合焦動作によるFPM7の
出力の変化が同じく図2に示すSx である。 【0039】さて、次に図1を用いて本実施例の全体の
制御動作を図9を中心に説明する。 【0040】今、変倍レンズ群2のうち変倍構成群の位
置、すなわちZPM8の出力がZp=Zp0であり、フォ
ーカシングレンズ群2a ,2b の位置、すなわちFPM
7の出力がSx =S(i) であったとする。ここで、ま
ず、ワイド側からテレ側に全系焦点距離fを更新する倍
率アップ動作を起動させる。図1のアップスイッチ13
が押されることによって駆動方向判定部15から変倍方
向の情報を含む起動信号(STR)が出力される。この
時点では、初期条件演算手段としての機能を果たす最大
繰出量演算部9がZPM8の出力(Zp )を受けてA/
D変換し、比例定数演算部10がFPM7の出力(Sx
)を受けてA/D変換する。そしてそれぞれの値は、
上述のようにZp =Zp0、Sx =S(i) である。∞位置
の合焦位置が焦点距離fによって変らない図10に示す
ような特性を有するバリフォーカルレンズの場合には、
(1)式によってZp =Zp0における最大繰出量Fpx=
Fp(i)が求められる。つまり図10の交点52〜交点5
4に至る長さである。従って、本実施例である図9にお
いても(1)式によって交点52〜交点54に至る長さ
が最大繰出量Fpx(=Fp(i))として求めることができ
る。さらに、最大繰出量演算部9は、(2)式によって
Zp =Zp0における∞曲線46の交点52の位置(座
標)をSx(∞) =S0 として算出する。次に、比例定数
演算部10は、このS0 および上記最大繰出量Fp(i)な
らびにSx =S(i) と(3)式によって比例定数Cfpを
算出する。このようにして求めた合焦レンズ系の初期条
件としての、Fpx=Fp(i)、Sx(∞)=S0 、Cfp
は、図示しない初期条件演算手段の記憶手段に一時記録
されるそこで変倍制御部16によって上述の変倍方向の
情報と起動信号(STR)によって変倍モータMz を倍
率アップの方向に始動させる。変倍構成群は図9の矢印
56の方向に移動し交点55に達した時点でアップスイ
ッチ13がOFF状態になったとすると、ここで変倍制
御部16は変倍モータMzを停止させる。この時点にお
いてZp =Zp1になっており、フォーカスモータMF
まだ始動していないので依然としてSx =S(i) であ
る。ここで上述と同様に最大繰出量演算部9は、Zp =
Zp1を受けて(1)式により交点49から交点51に至
る長さである最大繰出量Fpx=Fp(e)を算出し、さらに
∞曲線46の交点49のSx 座標を(2)式によってS
x(∞) =S1 として算出する。そして合焦補正演算部1
1は、このS1 および先に求めた比例定数Cfpならびに
上記Fp(e)と(4)式によって交点50で示される予定
合焦位置S(e)を算出する。そしてフォーカス制御部1
2は、図9の矢印57で示す方向にフォーカシングレン
ズ群2a ,2b を駆動するようにフォーカスモータMF
を制御し、これに伴って変化するFPM7の出力Sx を
合焦補正演算部11を介して監視し、該出力Sx がSx
=S(e) となった時点でフォーカスモータMF を停止
し、倍率アップ動作および合焦補正動作を終了する。
尚、倍率ダウン動作は、上述の動作と逆になるだけで、
容易に類推し得るので説明は省略する。 【0041】このように、本実施例においては、第2群
レンズ2b を変倍伝達セル34に固定したので、簡略
な光学系であるバリフォーカルレンズがさらに簡略化さ
れている。しかも第2群レンズ2b を変倍動作によっ
て変化しないように構成したことによる∞位置の合焦位
置が変化する特性を有するにも拘らず比例演算によって
容易に予定合焦位置を算出し、この合焦位置にフォーカ
シングレンズ群 2a,2b を駆動できる利点があ
る。 【0042】また、従来のズームレンズにおける上記等
量移動の条件を外し、各被写体距離における合焦位置の
変化が(5)式となるように構成したから、ワイド側で
のフォーカシングレンズ群2a ,2b の移動量が不
必要に大きくならない利点がある。従って、レンズ外径
を極力小さくできる利点がある。しかも見かけ上(使用
上)は、従来のズームレンズと同様に一旦合焦せしめた
後、変倍操作を行なってもピント移動(ボケ)が発生し
ない利点がある。 【0043】また、第2群レンズ2b を変倍伝達セル
34に固定したので、第2群レンズ用のセルが省略で
き、且つ、加工の厄介なカム溝を変倍伝達セル34に形
成する必要が無くなり、従って、構成の簡略化と、コス
トの低減化を実現することができる。さらに加えて、第
2群レンズ2b を変倍駆動する必要がないので、その
分、摩擦力が軽減され、従って駆動ロスの低減化を併せ
て実現することができる。 【0044】また、従来のカムによる機械的な合焦の補
正を電気的に行なうので、また上述のようにレンズ外径
を極力小さくでき、鏡胴構成も簡略化でき、従ってフォ
ーカシングレンズ群を駆動するモータが小容量のもので
足り、装置全体の小型化、軽量化、低コスト化が実現で
きる利点がある。特にAF機能を有するカメラと本装置
を連動させて用いる場合には、カメラのAF用回路が共
用できると共に、カメラのAF回路で算出された合焦位
置までの移動量を、合焦補正演算部11の出力である補
正量と対応させることで合焦駆動手段を共用することが
できるので、さらにコストを低下させることができる利
点がある。 【0045】尚、本発明は、上述の実施例に限定される
ことなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の
変形実施ができるものである。 【0046】例えば、変倍伝達セル34に固定するセル
は、第1群セル17であってもよい。 【0047】また、変倍動作と合焦動作の両動作に関与
しているのは、変倍伝達セル34であるが、図3に示す
ようにフォーカスカウンタ6およびFPM7は、原動ギ
ア44a と連結する構成とする例に限らず、フォーカス
セル43およびフォーカス伝達セル40の光軸方向移動
量を検出するように構成してもよい。すなわち、これら
フォーカスカウンタ6およびFPM7は、変倍レンズ系
からの位置を検出するようにしてもよく、カメラの不動
部分(すなわち、カメラ本体に固定されていて移動しな
い部分)からの位置を検出するようにしてもよい。 【0048】また、同様にZPM8は、原動ギア45a
に連結する構成とする例に限らず、変倍セル32また
は変倍伝達セル34の回転角あるいは、第3群セル19
〜第5群セル21のうちいずれかの光軸方向移動量を検
出するように構成してもよい。 【0049】また、フォーカスモータ44および変倍モ
ータ45は、それぞれ原動ギア44a および45a
に直結することなく減速機構等を介して駆動してもよ
い。 【0050】また、予定合焦位置S(e) は、FPM
7の出力Sx と比較するに限らず、フォーカスカウン
タ6の出力Dfcと比較してもよく、つまり、Sx =
Dfcとなった時点でフォーカスモータMFを停止す
るように構成してもよい。 【0051】一般にFPM7をポテンショメータ、フォ
ーカスカウンタ6をロータリエンコーダ等でそれぞれ構
成した場合、フォーカスカウンタ6の方が精度が高いの
で、上記の場合、予定合焦位置S(e) への駆動がよ
り正確になる利点がある。 【0052】また、(2)式による演算は、例えば図9
の∞曲線46をZp の値によって4分割にし、この4
つの区間を直線で近似し、それぞれ当該区間の近似式に
よってSx(∞) を算出してもよい。例えばf=35
mmに対応するZp の値を0とし、f=135mmに
対応するZp の値を31とし、また、至近位置に対応
するFp の値を0とし、∞位置に対応するFp の値
を31とするとき、各区間〜の近似式は次のように
なる。 【0053】Zp ≦3 Fp =31 2 4≦Zp ≦7 Fp =29−───────(Zp −4) 4 6 8≦Zp ≦15 Fp =27−───────(Zp −8) 8 21 16≦Zp ≦31 Fp =21−───────(Zp −16) 16 また、(1)式および(2)式をテーラー展開した形式
の演算式Fpx= 0 +a 1 Zp+a 2 Zp 2 ……にしても
よい。ここで、a0 ,a1 ,a2 ,……は、設計時
に定められる設定定数である。 【0054】また、一般にテレ側とワイド側のストップ
位置において、ズームカムとストップ部材の圧力角、即
ちストップ強度の問題から(1)式のような演算式では
テレ側、ワイド側では近似できない場合が発生する。そ
の場合には、Zp のゾーンを3ゾーンにわけ、それぞ
れにゾーン分けして、近似式を作ることにより、行なう
ことができる。 【0055】また、(1)式および(2)式等も演算に
限らずCPU、ROM内にそのデータを記憶させておく
こともできる。 【0056】 【発明の効果】以上詳しく説明したように本発明によれ
ば、安価にして小型でしかも簡略な変倍レンズを用いる
ことができ、変倍に伴う結像位置ずれを自ら補正し得る
と共に既存のAF機能と組み合わせて合焦レンズ群を自
動的に迅速且つ高精度に合焦させ得る変倍レンズ制御装
置を提供することができる。特に、本発明によれば、A
F機能を有するカメラに適用することにより、本装置と
AF機能付きカメラの機能性をコストダウンを図りつつ
著しく向上させ得る変倍レンズ制御装置を提供すること
ができる。また、本発明によれば、変倍と合焦の機能を
もつ少なくとも1つのレンズ群を移動させないような構
成とすることにより、当該レンズ群の固定手段が省略で
き、且つ、加工の厄介なカム溝の形成も省略でき、した
がって、構成の簡略化とコストの低減化を実現し得る変
倍レンズ制御装置を提供することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a variable power lens.Control deviceTo
More specifically, a variable power lens arranged on the same optical axis
Zooming operation with zoom lens system consisting of lens group and focusing lens group
Related to the variable power lens control device
Is what you do. [0002] 2. Description of the Related Art A zoom lens operates for zooming.
Even if the imaging position shifts (so-called focus movement or focus
Focus) for each zooming operation.
Easy operation without troublesomeness, but compared to single focus lens
Because the full aperture F-number is dark, for example,
Focus adjustment (focusing operation) using the
Some skill is required. In recent years, AF of cameras
Going forward and solving this problem
Operators (users) will be able to demonstrate their future mobility
Focus only on the composition decision according to the drawing intention.
And improved operability. General
Focusing (focusing operation) of the zoom lens
Move the focusing lens group provided in a part of the optical system.
It is done by movement. And the zoom lens
This focus for the same subject distance in the zoom range
The moving amount of the single lens group is almost the same (hereinafter, this
This is called "equivalent movement")
Moving member for focusing lens group with subject distance scale
(Distance ring), while being located adjacent to it
Just attach an index to the fixed ring to
It is not necessary to change the subject distance scale according to
There are advantages. However, the lens structure of the variable power optical system described above.
The inner focusing method and the
And rear focusing zoom lenses
Optical design is performed under the condition that
In this case, there is a problem that the lens configuration becomes complicated.
Furthermore, the amount of movement of the focusing lens group on the wide-angle side
(Delivery amount) becomes unnecessarily large.
This also increases the outer diameter of the lens,
There is also a problem that the lens and the lens barrel become heavy. [0003] As described above, the zoom lens is
Operability is improved by combination with AF function.
Even escape from the above-mentioned equal movement condition of the zoom lens
Because it cannot be made compact,
The problem that implementation was difficult remained. The present applicant has solved the above-mentioned problems.
Invention (hereinafter referred to as a varifocal lens control device)
"Invention of prior application") is disclosed in Japanese Patent Application No. 62-013.
No. 345. [0005] That is, the above-mentioned invention of the prior application uses the same optical axis.
The variable magnification lens group and focusing lens group
Move the focusing lens group of the double optical system from close range to infinity
From the closest position on the optical axis corresponding to the subject distance
After setting the in-focus position up to the telephoto position,
Lens group to minimize the focal length of the entire zoom optical system
From any first focal length between the distance and the longest focal length
By updating to the second focal length,
Varifocal lens that causes image shift
A focal length detecting means for detecting the focal length of the entire system,
A focusing lens for detecting the position of the focusing lens group on the optical axis.
Lens group position detecting means and the output of the focal length detecting means.
The infinity of the focusing lens group at the focal length
The maximum for calculating the feeding amount from the distant position to the close position.
Feed amount calculating means, this maximum feeding amount calculating means and the focusing
The output of the lens group position detecting means
Proportional constant calculating means for calculating the output ratio, and the proportional constant
Calculating means, the maximum feed amount calculating means, and
Receives the output of the focus lens group position detecting means
Imaging from the in-focus position caused by updating the focal length
Focus correction calculation means for calculating the amount of displacement as a correction value
Focusing drive means for driving the focusing lens group;
Movement amount that generates a signal corresponding to the movement amount of the focusing lens group
Monitoring means, the movement amount monitoring means, and the focusing correction operation.
Receiving the output of the
Focusing control means for controlling to drive to a focusing position;
A variable-power driving unit for driving the variable-power lens group and a separately provided
Receiving the start signal from the starting means,
Variable power control means for controlling the power of the variable power optical system.
Automatically corrects the imaging position shift due to updating the focal length of the entire system
It is configured to be. [0006] According to the invention of the prior application configured as described above,
The lens optical system itself has a very simple configuration, and is compact, lightweight and
In addition to being inexpensive, the entire lens control device is similarly small and light.
A variable-magnification lens group,
To the second focal length from the focal length of
Varifocal lens-specific imaging position even when the distance is updated
The displacement can be corrected instantaneously and the in-focus state can be maintained.
Therefore, it is practically equivalent to a zoom lens.
You can get things. [0007] However, the details will be described later.
As explained, the varifocal lens is the shortest focus
The change in the focal length of the entire system from the distance to the longest focal length
The focus position at infinity (遠 position)
The focus position at the closest position is far from the infinity position.
It is configured to change as
Are the multiple focussing units arranged in a part of the zoom optical system.
By moving each group of Glenns
I have. Each focusing lens group is normally
Cam frame for driving the focusing lens group (hereinafter referred to as “focus
Transfer) in the optical axis direction by the cam groove formed in the
The zoom lens group drive frame (hereinafter referred to as the “magnification
Predetermined) by a plurality of cam grooves formed in
The lens interval is set. Therefore,
To the cam frame for driving the double lens group (hereinafter referred to as "variable cell")
On the other hand, each focus
Since the lens groups are combined, it is inevitable
The mechanism that drives both the lens group and the focusing lens group
It becomes complicated, simplifies the configuration, reduces costs, compacts
This has been an obstacle to the development of [0008] The present invention has been made in view of the above circumstances.
Therefore, the purpose is to make it cheap and small
Also a simple optical systemlensWhile using
Automatically adjusts the resulting image position shift in combination with the existing AF function
Zoom lens that can quickly and accurately correctcontrolEquipment
To provide. [0009] [Means for Solving the Problems]UpAchieve the stated purposeSuta
Therefore, the invention (first invention) described in claim 1 is the same
Arranged on the optical axisZooming functionHaveVariable power lens groupAnd
AndZooming and focusing functionsHaveAt least two or more lenses
Focusing lens groupVariable magnification optical system
And the distance between the subject and the focusing lens group in the optical axis direction.
The relationship with the output amount differs at the magnification position within the zoom range, and
Any second focal length from any first focal length within the zoom range.
An imaging position shift occurs due to the scaling operation that updates to the point distance.
In the control device of the variable power lens device,Above zoom lens
A variable power lens group position detecting means for detecting the position of the group,Variable magnification
In operation,When the zoom lens group is moved in the optical axis direction,
Sometimes the above focusing lens groupThe above two or more lenses
Without moving at least one of the lenses
The zoom lens is moved by moving the lens relatively.
Change the overall focal lengthVariable magnification driving means and the focusing
Lens groupThe two or more lenses that make upOptical axis direction
Focusing drive means for driving the zoom lens group
Output means outputBased on the aboveCalculate the amount of movement of the focusing lens group
OutAnd controls the focusing drive means based on the calculation result.
Variable magnification focusing correction control means,With, At variable power operationTo
IsDriving the zoom lens group by the zoom driving means.
andBy the above-mentioned variable power focusing correction control meansFocus driving means
In order to correct the above image position shiftAbove focus lens
Drive groupMove, At the time of focusing operation, it is combined with the existing AF function.
Drive the focusing lens group by the focusing driving means
It is characterized by doing. [0010]More specifically, the zoom lens group position detection
The position detection by the projection means detects the position from the immovable part of the camera.
DetectIt is characterized by doing. [0011]To achieve the above object,
The invention described in (3) (the second invention) is performed during focusing operation.
Consists of multiple lenses in combination with the existing AF function
Automatic focus adjustment by driving and controlling the focusing lens group
While achieving the object distance and the focusing lens group.
The relationship with the extension amount in the optical axis direction differs at the magnification position within the magnification range.
From any first focal length within the zoom range.
Image position by the zoom operation to update to the desired second focal length
In a camera with a variable power optical system that causes displacement,
At the time of double operation,When the zoom lens group is moved in the optical axis direction,
At the same time, the above focusing lens groupTwo or more of the above
Without moving at least one of the lenses
The above-mentioned variable power optics by moving the lens relatively
Change the focal length of the entire systemVariable magnification driving means and
Focal lens groupThe two or more lenses that make upoptical axis
Focus driving means for driving in the direction,With variable power operation
The distance between the multiple lenses of the focusing lens group
While holding the camera, the above-mentioned image position shift correction and automatic focus adjustment
Drives the focusing lens group in the optical axis direction to achieveDo
It is characterized by the following. [0012]More specifically, the variable magnification driving means
Focusing lens group position that detects the position of the moving focusing lens group
Position detecting means and an output of the focusing lens group position detecting means.
The above focusing lens group keeps the distance between a plurality of lenses.
Should be given to the focus driving means that is driven in the optical axis direction
A variable-power focusing correction controller that calculates the amount of movement of the focusing lens group
With stepsIt is characterized by doing. [0013] [Action] The variable power driving means moves the variable power lens group in the optical axis direction.
At the same time as changing the focal length of the focusing lens group
At least one or more lenses in the focusing lens group to cause
The group is moved in the optical axis direction. And the focus driving means is
While maintaining the focal length of multiple focusing lens groups constant, light
Drive in the axial direction. The variable power focusing correction control means includes a variable power lens.
From the output of the lens group position detecting means, for example,
The amount of movement corresponding to the imaging position shift due to the magnification change is calculated.
This variable power optical system is operated by the variable power driving means during the variable power operation.
Drive the variable-power lens group, and
It is configured to drive the focusing lens group. And
At the time of focusing operation, in combination with the existing AF functionFocus lens
While maintaining the focal length of the lens groupFocusing by focusing drive means
Lens groupIn the direction of the optical axisI try to drive. [0015] BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
This will be specifically described. FIG. 1 shows the overall configuration of the present invention.
It is a block diagram. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes light of a variable power optical system.
The axis 2 is arranged on the optical axis 1 so as to be movable along the optical axis 1.
As a variable power lens system that constitutes the variable power optical system
2a, 2b, 2c, 2d, 2e are
First lens group consisting of single or multiple lenses
Lens, the second group lens, the third group lens, the fourth group lens and
This is the fifth lens unit. Then, the first group lens 2a and the
The two-group lens 2b is used to form a focusing lens system.
A caching lens group is formed. The first and second lens groups
Lenses 2a and 2b, the third lens group 2c to the fifth lens group
2e constitutes the variable power lens group 2. The second
Magnification configuration with zoom lens group 2 excluding group lens 2b
Make up a group. In addition, the above-mentioned zoom
The total focal length of the double optical system is f. 3 is the film surface,
Reference numeral 4 denotes a telephoto-side focal length in which the focal length f of the entire system is the longest focal length.
Shortest focus from point distance (hereinafter simply abbreviated as "tele side")
The focal length on the wide-angle side as the distance (hereinafter simply referred to as “wide side”)
Abbreviated) to set any focal length between
A zooming motor as a zooming drive means for driving the zooming configuration group.
Motor Mz and a variable-magnification drive unit comprising a mechanism unit described later.
You. 5 is from infinity during focusing operationShortest shooting distance
ChiInfinity on the optical axis 1 corresponding to the subject distance to the nearest
From position (∞ position)Shortest shooting distance position, ieTo the closest position
The first group lens 2a and the second group lens
Drive the lens 2b (specifically, the first group lens 2a and the second
With the distance between the group lenses 2b kept constant,
Focus motor as focusing drive means
MF And a focus drive unit comprising a mechanism unit described later.
is there. 6 and 7 are the first group lens 2a and
Drive to the focus drive unit 5 together with the second group lens 2b.
The slit disk 6a is rotationally driven.
Rotation from the photo interrupter 6b
A pulse proportional to the number is generated, and the first group lens 2a and the
Focuser for detecting the amount of movement of the second lens unit 2b on the optical axis 1
Counter 7 is the first group lens 2a and the second group lens.
The position of the lens 2b on the optical axis is detected and proportional to the position.
The focus level that outputs the voltage as focus position information Sx
LensgroupFocusing lens group position detector as position detecting means
(Hereinafter abbreviated as “FPM”). 8 is a variable magnification group
Is driven by the variable power driving unit 4 to change the position of the variable power lens system.
ElectricallyVoltage detected and proportional to the focal length f of the whole system
Is output as focal length information Zp.
A variable power lens group position detector (hereinafter referred to as “ZP
M ”), 9 receives the focal length information Zp
After A / D conversion, it is very close to ∞ position in Zp
Of the first group lens 2a and the second group lens 2b up to the position
The amount of travel (ieMaximum feed amount, below, simply ``Feeding amount"When
Call) The maximum feed amount calculation unit for calculating Fpx is 10
Output Fpx of maximum feeding amount calculation unit 9 and focus of FPM7
In response to the output Sx as position information, the output Sx is converted to A /
After D-conversion, these ratios are calculated, and a proportional constant Cfp is output.
It is a proportional constant calculation unit that operates. 11 is the above three outputs F
px, Cfp, and Sx, the correction amount Dfp for focusing
A focus correction calculating unit for calculating the focus counter 6;
Output Dfc and the correction amount of the focus correction calculation unit 11 described above.
The focus driver 5 is controlled by receiving the corresponding output Dfp.
It is a focus control unit. 13 to 15 constitute start-up means
13 and 14 are external devices for starting the zoom operation.
A variable magnification switch consisting of operable push button switches,
13 is a magnification up switch (hereinafter simply referred to as “up switch”).
), 14 is a magnification down switch (hereinafter simply referred to as
"Down switch"), 15 are these switches
In response to the outputs of 13 and 14, the rotation direction of the variable power motor Mz is changed.
After determining the driving direction (STR) to output the start signal (STR)
Receiving unit 16 receives the start signal STR and the output Fpx.
It is a variable power control section that controls the variable power drive section 4. Here, the maximum feeding amount calculation unit 9 and the proportional constant operation
Calculation unit 10, focus correction calculation unit 11, focus control unit 12
And a variable power focusing control unit with the variable power control unit 16.
Make up. [0017]Therefore, the variable power focusing correction control means outputs the result
From the output Zp of the ZPM 8
Movement amount to bring all focusing groups into focus
It has a function of calculating Dfp. And the above variable power drive
The unit 4 moves the zoom lens unit 2 in the optical axis direction at the same time
Only the focusing lens group 2a is moved in the optical axis direction
It is configured so that [0018]In addition, the focusing drive unit 5
Keeping the focal length of the casing lens group in the optical axis direction
It is composed.In addition, + V indicates the power supply, and input / output of each part.
The power relationship shows only the main signal. Now, in the operation executed by each of the above-described operation units,
The contents and the arithmetic expressions related thereto are shown below. A conventional zoom lens has a variable power operation (all focal lengths).
Defined as not moving in focus due to update of point distance f)
However, as a basic idea of the present invention,
The focus movement is allowed (eventually, this focus
Correct the movement to bring it into focus). Focusing
Assuming front focusing method
I do. The maximum feeding amount calculation unit 9 is located at the infinity position to the closest position.
Output corresponding to the feed amount up to Fpx, ZPM8 output
To Zp and the lens-specific constants of the variable power optical system, respectively.C
1 , C Two , C Three   And when                 CTwo   Fpx = ───────── + CThree              (1)   Zp + C 1 An operation is performed using the following arithmetic expression. Further, the maximum feeding amount calculating section 9 will be described later.
In the cam diagram at the position ∞ of the first group lens 2a in FIG.
The corresponding focus position information Sx is Sx (∞).
When,                   A1   Sx (∞) = ─────── + ATwo          (2)   Zp + A 0 It is calculated by the following formula. Here, Zp is the above Z
The output of PM8,A 0 , A 1 , A Two Is the same as above
This is a constant unique to the lens. The proportionality constant calculator 10 is provided with a
The output of FPM7 immediately before the start of operation is represented by S (i),
The output of the constant operation unit 10 is Cfp, and the
Maximum feeding amount calculation unit 9 based on the output of ZPM 8 immediately before the start of operation
Let Fp (i) be the output of             S (i)   Cfp = ─────── (3)           Fp (i) An operation is performed using the following arithmetic expression. The focusing correction calculation unit 11 includes a variable power driving unit 4
At a predetermined time interval after the operation of
The above focus correction calculation when the output change reaches a predetermined amount
The output of the unit 11 is S (e), the output of the proportionality constant calculator 10
Is Cfp, the output Zp of the ZPM 8 at the point of time to be corrected, and
And the value of Sx (∞) aboveZp 1 ,S 1 To be
WhenS (e) = Cfp · Fp (e) + S 1 (4) The calculation for obtaining the expected focus position S (e) is performed. Was
However, Fp (e) is Zp =Zp 1 Into equation (1)
Value. The basis of the concept of the present invention is as follows.
From the equation (5), the above equations (1) to (4) are obtained from the equation (5).
Is derived. [0024]D = (C 0 ・ Zp + C 1 ) ・ Sx + C Two (5) Where D is the subject distanceC 0 , C 1 , C Two Is at design time
It is a setting constant determined in. That is, in the equation (5), the subject distance D is
A means for controlling Zp and Sx so as not to change is realized.
If you change the focus by moving the
) Becomes possible. However, focusing lens
The amount of movement of the group is not the same amount of movement. In other words,
The theory of the present invention positively removed the condition of equal displacement
It can be said that it is a theory. FIG. 2 shows a variable magnification structure of the apparatus of the present invention shown in FIG.
A cam diagram showing the movement of the group, for example, from the wide side
The case where the entire system focal length f is updated to the side is shown. Sx
  IsFocusing lens group positionThe output of the detection means
Focus position information Sx.
Focusing lens group (first group lens 2a and second lens
Extension amount (movement) of the group lens 2b) corresponding to the subject distance
Amount). Zp is alsoZoom lens group positionInspection
This focal length information Zp, which is the output of the output means,
On the surface side, the amount of movement of the variable power lens unit 2 due to the variable power operation is set to the fourth group.
The lens 2d is shown as a representative. Also this figure
1 is the optical axis 1 'on the wide side,
The optical axis on the side. FIG. 3 shows a variation not specifically shown in FIG.
The structure of the mechanism of the double drive unit 4 and the focus drive unit 5
4 to 8 (except for FIG. 5B).
5) is an enlarged partial plan view showing each part in FIG. 3, and FIG.
FIG. 5B is a partial cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. In FIG. 3, reference numerals 17 and 18 to 20 denote:
First group lens 2a and third group lens 2c to fifth group
A first group cell for fixedly supporting the lens 2e, and
It is a third group cell to a fifth group cell. 21 and 22-24
Are the first group cells 17 in directions substantially orthogonal to the optical axis 1 respectively.
And the third group cell 18 to the fifth group cell 20 respectively.
And the third to fifth pins. 25
Is a fixed cell having a cylindrical cross section as an immovable member;
Is the first half of this fixed cell 25 and 27 is the first half 26
The second half of the fixed cell 25 having the smaller diameter, 28 and
And 29 to 31 are a first pin 21 and a third pin, respectively.
Fixed cell having a width in which 22th to fifth pins 24 can be fitted
25 with a fixed cam groove of the fixed cell 25
is there. 32 is the optical axis direction on the outer periphery of the latter half 27 of the fixed cell 25
Inserted in a rotatable state with movement in the
33a is a rear end of the variable power cell 32.
The gear portion 33b formed on the outer periphery of the flange portion of the portion,
Similarly, a projection is provided at the front end of the variable magnification cell 32 substantially orthogonal to the optical axis 1.
The rotation transmitting pin 34 is the first half 26 of the fixed cell 25.
Rotatably fits in the inner circumference of the lens and can also move in the optical axis direction
The scaled transmission cell 34a is the scaled transmission cell 34
Has a length corresponding to at least the movement amount in the optical axis direction.
And has a width in which the rotation transmitting pin 33b can be fitted.
It is formed along the optical axis 1 from the rear end of the variable power transmission cell 34.
The notch 35 is used to connect the second group lens 2 b to the variable power transmission cell 3.
The first pin 21 is fitted into the fixing portion 36 for fixing to the 4
Cams drilled in the variable power transmission cell 34
The grooves, 37 to 39, are similarly connected to the third pin 22 to the fifth pin 24.
Each of the variable magnification cells 32 has a width that can be fitted into each.
The perforated cam groove 40 is a front part 2 of the fixed cell 25.
6, which is fitted around the outer periphery of the optical disk 6 so as to be movable only in the optical axis direction.
The waste transfer cells, 40a and 40b,
It is orthogonal to the optical axis 1 from the outer and inner circumferences of the waste transfer cell 40.
Focus pins 41 and
And 42 are fitted with the focus pins 40b, respectively.
With a width that can fit on the first half 26 of the fixed cell 25 and
The linear cam groove and the
And the cam groove 43 on the outer periphery of the focus transmission cell 40.
A fan that is rotatably fitted and whose movement in the optical axis direction is restricted.
The focus cell 43a is located after the focus cell 43.
Gear formed on the outer periphery of the flange provided at the end
The portion 43b can be fitted with the focus pin 40a.
Cam formed on the focus cell 43 with a width
The groove 44 is the focus motor M described with reference to FIG.F, 44
a is the focus motor MFDriven by focus
A driving gear meshing with the gear portion 43a of the cell 43;
In the variable magnification motor Mz, 45a is a gear portion 3 of the variable magnification cell 32.
3a and the driving force driven by the variable power motor Mz
Gear. In FIGS. 4 to 8 described below, FIG.
The same parts are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions are omitted.
You. FIG. 4 shows a straight line of the rear half 27 of the fixed cell 25.
The cam grooves 29 to 31 and the cam grooves 37 to 39 of the variable power cell 32
The straight cam grooves 29 to 31 are shown in FIG.
Each of them is formed in a long hole along the optical axis direction,
The cam grooves 37 to 39 are determined when the zoom lens group 2 is designed.
It is formed in a long hole shaped along the cam diagram. In FIG. 5, the upper diagram (a) and the lower diagram (a)
FIG. 4B shows the connection between the variable power cell 32 and the variable power transmission cell 34.
FIG. 5A is an enlarged view of the portion shown in FIG.
FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
is there. In FIGS. 5A and 5B,
The notch 34a is a straight slot-shaped notch along the optical axis 1.
And the rotation transmitting pin 33b fits into the notch 34a.
Have been. Therefore, the variable power transmission cell 34 moves in the optical axis direction.
The movement is restricted by the variable magnification cell 32.
Instead, only the rotational movement of the variable magnification cell 32 is transmitted.
Has been established. FIG. 6 shows the first half 26 of the fixed cell 25 and the magnification.
The respective cam shapes and relationships with the transmission cell 34 are shown.
FIG. 11 is an enlarged plan view as viewed from the third focus transmission cell 40 side.
is there. The cam groove 36 of the variable power transmission cell 34 is
Formed in accordance with the cam diagram determined at the time of design of 2.
I have. Therefore, the first group cell 17 is independent of the focusing operation.
Moves on the optical axis with the rotational movement of the variable power transmission cell 34
It is configured to perform a variable magnification operation. FIG. 7 shows the cam groove 43 of the focus cell 43.
b is an enlarged plan view showing the shape of b and the directional relationship with the optical axis 1.
It is. As can be seen from FIG.
It is formed in an inclined shape. Therefore, focus
The rotational movement of the cell 43 depends on the optical axis of the focus pin 40a.
Directional linear motion, ie, light from the focus transfer cell 40
It is configured to be converted into a linear motion in the axial direction. FIG. 8 shows the focus cell 40 and the fixed cell 2.
5 in relation to the first half 26 and the variable power transmission cell 34;
Focus cell 43 side showing the shape of each cam groove
FIG. Straight cam groove 41 in first half 26
Are formed in a linear long hole in the direction along the optical axis.
The cam groove 42 of the variable power transmission cell 34 is
Are formed so as to be orthogonal to In other words, the variable power transmission cell
The rotation movement accompanying the magnification change operation of the focus transmission cell 4
Do not be restricted by the 0 focus pin 40b
Is configured. Note that, in FIG.
Straight cam groove 28 and straight cam groove in front half 26
41 is shown as the same cross section for convenience of drawing,
The linear cam groove 28 and the linear cam groove 41 are located at different cross sections.
ing. FIG. 9 illustrates the operation of the embodiment shown in FIG.
FIG. In FIG. 9, reference numeral 46 denotes a part shown in FIG.
The cam diagram at the position ∞ of the first group lens 2a
Curve corresponding to the ∞ position cam (hereinafter abbreviated as “∞ curve”).
Similarly, 47 is the closest position (example) of the first group lens 2a.
(E.g., corresponding to the subject distance D = 1.2 m)
The near curve 48 represents an arbitrary object distance D (for example, D = 3.0).
  m) focusing lenses 2a, 2b
  Changes the focal position, i.e.
This indicates the change in the in-focus position when changing between
The focus curves, 49, 50 and 51 are Zp =Zp 1 And it
The ∞ curve 46, the focusing curve 48, and the closest curve 47, respectively.
At the intersection with, the value of Sx at these intersections 49-51 is
EachS 1   , S (e), and S3.
52, 53 and 54 are similarly Zp =Zp 0 And it
Each of the curve 46, the focusing curve 48 and the closest curve 47
At the intersections, the values of Sx at these intersections 52 to 54 are respectively
ReS 0   , S (i), and S2. 55 is Z
p =Zp 1 And Sx = S (i), 56
Arrow indicating double drive direction, 57 indicates focus drive direction
It is an arrow. FIG. 10 shows the ∞ curve 46 and the focusing curve 4 in FIG.
8 and the near curve 47 are compared with those of other varifocal lenses.
For ease of comparison with properties, simply formally
FIG. 3 is a diagram drawn by standardizing (normalizing) the data. Note that FIG.
Corresponding parts have the same reference characters allotted and redundant description will be omitted.
I do. The operation of the present embodiment thus constructed will be described.
I will tell. Before describing the overall control operation, the operation of the mechanism shown in FIG.
Explain the work. First, the driving gear 4 is driven by the variable power motor 45.
5a rotates, and is rotated by the gear portion 33a meshing therewith.
The power is transmitted to the variable power cell 32 and the rotation transmission pin 33.
b. The variable power transmission cell 34 and the second group lens connected at b.
2b starts rotating integrally. First group cell 17, fifth
As shown in FIGS. 6 and 4, the group cells 20
The first pin 21 and the third to fifth pins 22 to 24
Straight cam grooves 28, 29, 30, 31 along the optical axis direction, respectively.
Thus, the position in the rotation direction is regulated. Obedience
The rotation of the variable power transmission cell 34 and the variable power cell 32
The first pin 21 and the third to fifth pins 22 to 24 are
According to the rotation angle of the cam groove and the shape of each cam groove 36-39.
On the optical axis. That is, the second group lens 2b
  Of the first group lens 2a to the fifth group lens 2e excluding
Each group is subjected to a zooming action, and the cam shown by the solid line in FIG.
Move according to the diagram. The focal length is determined by this zooming operation.
f can be updated, but at the same time a focus shift occurs.
Must compensate for this. So next, focus on
I will talk about it. Incidentally, the second lens unit 2b performs the above-described zooming operation.
Does not move. The driving gear 4 is driven by the focus motor 44.
4a is driven, and the rotational force is applied to the driving gear 44a.
Transmitted to the gear portion 43a of the focus cell 43 meshing with
Then, the focus cell 43 rotates, as shown in FIG.
The focus pin 40b is connected to the first half 41 of the fixed cell 25.
The linear cam groove 41 formed on the
The focus transmission cell 40 also rotates because the position is regulated.
Direction, and therefore, as shown in FIG.
The focus pin fitted into the cam groove 43b of the ssel 43
In the figure, the water 40a corresponds to the rotation angle of the cam groove 43b.
A linear motion is made on the optical axis by an amount according to the component force component. Toes
The rotational movement of the focus cell 43 is
a in the optical axis direction of the focus transmission cell 40
Is converted into motion, and this linear motion is
40b to the variable power transmission cell 34,
The lens 2a and the second group lens 2b perform the above-described zooming operation.
(However, the second group lens 2b is not
Movement) The entire magnification transmission cell 34 with the lens interval maintained.
Moves on the optical axis to the in-focus position. This theory
As is clear from the description, the variable power transmission cell 34 is variable power.
And focus operation.
You. Note that the change in the output of the ZPM 8 due to the above magnification operation is shown in FIG.
Zp shown in FIG. 2 and the FPM 7
The change in the output is also Sx shown in FIG. Next, referring to FIG. 1, the whole of this embodiment will be described.
The control operation will be described mainly with reference to FIG. Now, of the variable power lens group 2,
Position, that is, the output of ZPM8 is Zp = Zp0And
Of the focusing lens groups 2a and 2b, ie, FPM
7 is Sx = S (i). Where
Instead of updating the focal length f from the wide side to the tele side
Activate the rate up operation. Up switch 13 in FIG.
Is pressed, the driving direction judgment unit 15
An activation signal (STR) including direction information is output. this
At this point, the maximum functioning as initial condition calculation means
The feed amount calculation unit 9 receives the output (Zp) of ZPM 8 and
D conversion, and the proportionality constant calculator 10 outputs the FPM7 output (Sx
 ) And perform A / D conversion. And each value is
As described above, Zp = Zp0, Sx = S (i). ∞ position
FIG. 10 shows that the in-focus position does not change with the focal length f.
In the case of a varifocal lens having such characteristics,
According to the equation (1), Zp = Zp0Maximum feed amount Fpx at
Fp (i) is required. That is, intersection 52 to intersection 5 in FIG.
Length up to 4. Therefore, FIG.
The length from intersection 52 to intersection 54 according to equation (1)
Can be obtained as the maximum feed amount Fpx (= Fp (i)).
You. Further, the maximum feed amount calculation unit 9 calculates the maximum feed amount by the equation (2).
Zp = Zp0At the position of the intersection 52 of the
Mark) is Sx (∞) = S0 Is calculated as Next, the proportional constant
The arithmetic unit 10 calculates the S0 And the maximum feed amount Fp (i)
Further, the proportionality constant Cfp is calculated by Sx = S (i) and equation (3).
calculate. The initial condition of the focusing lens system obtained in this way
Fpx = Fp (i), Sx (∞) = S0 , Cfp
Is temporarily stored in the storage means of the initial condition calculation means (not shown).
Then, the zooming control unit 16 controls the zooming direction as described above.
Double the variable-power motor Mz by the information and the start signal (STR)
Start in the direction of increasing the rate. The variable power group is indicated by an arrow in FIG.
When it moves in the direction of 56 and reaches the intersection 55,
If the switch 13 is turned off,
The control unit 16 stops the variable power motor Mz. At this point
And Zp = Zp1And the focus motor MF Is
Since it has not started yet, Sx = S (i)
You. Here, similarly to the above, the maximum feeding amount calculation unit 9 determines that Zp =
Zp1(1) from the intersection 49 to the intersection 51
The maximum feed amount Fpx = Fp (e), which is the length of
SSx of intersection 49 of curve 46CoordinateIs given by S
x (∞) = S1 Is calculated as And the focus correction calculation unit 1
1 is this S1 And the previously obtained proportionality constant Cfp and
It will be indicated at the intersection 50 by the above Fp (e) and the equation (4).
The in-focus position S (e) is calculated. And the focus control unit 1
2 is a focusing lens in a direction indicated by an arrow 57 in FIG.
Focus motor M so as to drive the lens groups 2a and 2b.F
And the output Sx of the FPM 7 that changes with this
The output Sx is monitored via the focusing correction calculation unit 11 and
= S (e) when the focus motor MF Stop
Then, the magnification increasing operation and the focus correction operation are completed.
Note that the magnification reduction operation is just the opposite of the above operation,
The description is omitted because it can be easily analogized. As described above, in the present embodiment, the second lens unit
Since the lens 2b is fixed to the variable power transmission cell 34,
Varifocal lens, a simple optical system, is even simpler
Have been. In addition, the second lens unit 2b is moved by the variable power operation.
∞ Focus position due to the structure that does not change
Despite having the characteristic that the position changes, by proportional operation
Easily calculate the expected in-focus position and focus on this in-focus position.
The advantage is that the single lens groups 2a and 2b can be driven.
You. Further, the above-mentioned and the like in the conventional zoom lens
Remove the condition of the amount shift, and
Since the change is made to be the equation (5),
Of the focusing lens units 2a and 2b
The advantage is that it does not grow as necessary. Therefore, the lens outer diameter
Has the advantage of being as small as possible. And apparently (use
Top) focuses once like a conventional zoom lens
Later, even if you change the magnification, the focus moves (blurred).
There are no benefits. The second lens unit 2b is connected to a variable power transmission cell.
34, the cell for the second lens group is omitted.
The cam groove, which is difficult to process, is formed in the variable power transmission cell 34.
Need to be implemented, thus simplifying the configuration and reducing costs.
Can be reduced. In addition,
Since it is not necessary to drive the second group lens 2b for zooming,
The frictional force is reduced by the
Can be realized. In addition, a conventional cam is used to compensate for mechanical focusing.
Since the positive is performed electrically, the outer diameter of the lens
Can be made as small as possible, and the lens barrel configuration can be simplified.
The motor that drives the focusing lens group has a small capacity.
As a result, miniaturization, weight reduction, and cost reduction of the entire device have been realized.
There are advantages. EspeciallyHas AF functionCamera and this device
When the camera is used in conjunction with the
Can useTogether with the in-focus position calculated by the AF circuit of the camera
The amount of movement up to the position is calculated by the compensation
It is possible to share the focus driving means by making it correspond to the positive amount
it canTherefore, the cost can be further reduced.
There is a point. The present invention is limited to the above embodiment.
Without departing from the gist, various
Modifications can be made. For example, a cell fixed to the variable power transmission cell 34
May be the first group cell 17. Further, it is involved in both the zooming operation and the focusing operation.
What is shown in FIG. 3 is the variable power transmission cell 34.
As described above, the focus counter 6 and the FPM 7
The focus is not limited to the example of connecting to the
Movement of the cell 43 and the focus transmission cell 40 in the optical axis direction
It may be configured to detect the amount.That is, these
The focus counter 6 and the FPM 7 are a variable power lens system.
Position from the camera may be detected.
Part (that is, fixed to the camera body and
May be detected. Similarly, the ZPM 8 has a driving gear 45a.
  Is not limited to the configuration in which the variable magnification cell 32 or
Is the rotation angle of the variable power transmission cell 34 or the third group cell 19
To detect the amount of movement in the optical axis direction of any of the fifth group cells 21
It may be configured to output. Further, the focus motor 44 and the variable power
Motor 45 includes driving gears 44a and 45a, respectively.
May be driven via a speed reduction mechanism without being directly connected to
No. The expected in-focus position S (e) is expressed by FPM
7, not only the focus count but also the focus count.
May be compared with the output Dfc of the data 6, ie, Sx =
  When Dfc is reached, the focus motor MFStop
You may comprise so that it may be. Generally, the FPM 7 is connected to a potentiometer,
Each of the focus counters 6 is composed of a rotary encoder or the like.
The focus counter 6 is more accurate
In the above case, the driving to the expected focus position S (e) is better.
It has the advantage of being more accurate. The calculation by the equation (2) is performed, for example, as shown in FIG.
Is divided into four parts by the value of Zp.
Approximating each section with a straight line,
Therefore, Sx (∞) may be calculated. For example, f = 35
The value of Zp corresponding to mm is 0, and f = 135 mm
The corresponding Zp value is set to 31 and it corresponds to the closest position
And the value of Fp corresponding to the ∞ position
Is 31, the approximate expression for each section is as follows:
Become. Zp ≦ 3 Fp = 31                                             2   4 ≦ Zp ≦ 7 Fp = 29−─────── (Zp−4)                                             4                                             6   8 ≦ Zp ≦ 15 Fp = 27−─────── (Zp−8)                                             8                                             21   16 ≦ Zp ≦ 31 Fp = 21−─────── (Zp−16)                                             16 Also, formulas (1) and (2) are tailored.
Equation Fpx =a 0 + A 1 Zp + a Two Zp Two ……even if
Good. Where a0  , A1  , ATwo  , …… is at design time
It is a setting constant determined in. In general, the tele side and the wide side are stopped.
Position, the pressure angle between the zoom cam and the stop member,
From the problem of stop strength, the calculation formula such as formula (1)
In some cases, approximation cannot be made on the telephoto side and the wide side. So
In the case of, the zone of Zp is divided into three zones,
This is done by creating an approximate expression by dividing into zones
be able to. Equations (1) and (2) are also used in the calculation.
The data is stored in the CPU and the ROM without limitation.
You can also. [0056] As described in detail above, according to the present invention,
If it is inexpensive, use a compact and simple zoom lens
And can correct the imaging position shift due to zooming by itself.
Together with the existing AF function to automatically
A variable power lens control device that can dynamically and quickly and accurately focus.
Can be provided. In particular, according to the present invention, A
By applying to a camera with F function,
While reducing the cost of the functionality of cameras with AF function
To provide a variable power lens control device which can be significantly improved.
Can be. According to the present invention, the functions of zooming and focusing are provided.
Do not move at least one lens groupWhat
By makingOf the lens groupFixedMeans are omitted
And the troublesome formation of cam grooves can be omitted.
Therefore, a change that can realize a simplified configuration and reduced cost is realized.
A lens magnification control device can be provided.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係るバリフォーカルレンズ制御装置の
一実施例の全体構成を示すブロック図である。 【図2】本発明に用いられるバリフォーカルレンズの特
性である設定すべき焦点距離fの変化と各レンズ群の動
き方を示す線図である。 【図3】本発明の要部で、図1の変倍駆動部およびフォ
ーカス駆動部の具体的な構成を示す縦断側面図である。 【第4】固定セルの直線カム溝と変倍セルとのそれぞれ
のカム形状および関係を示す平面図である。 【図5】変倍セルと変倍伝達セルとの連結部を拡大して
示す平面図およびその平面図のA−A′矢視断面図であ
る。 【図6】固定セルと変倍伝達セルとのそれぞれのカム形
状および関係を示す平面図である。 【図7】フォーカスセルのカム形状および光軸との方向
関係を示す平面図である。 【図8】フォーカスセル、固定セルおよび変倍伝達セル
とのそれぞれのカム形状を示す平面図である。 【図9】図1の実施例の全体の動作を説明するための線
図である。 【図10】図9の線図を形式的に他のバリフォーカルレ
ンズの特性に近似させて描いた線図である。 【符号の説明】 1 光軸 2 変倍レンズ群 2a 〜2e 第1群〜第5群レンズ 3 フィルム面 4 変倍駆動部 5 フォーカス駆動部 6 フォーカスカウンタ 7 合群レンズ群位置検出器(FPM) 8 焦点距離検出器(ZPM) 9 最大繰出量演算部 10 比例定数演算部 11 合焦補正演算部 12 フォーカス制御部 13 倍率アップスイッチ(アップスイッチ) 14 倍率ダウンスイッチ(ダウンスイッチ) 15 駆動方向判定部 16 変倍制御部 Mz ,45 変倍モータ MF,44 フォーカスモータ +V電源 17 第1群セル 18〜20 第3群セル〜第5群セル 21 第1ピン 22〜24 第3ピン〜第5ピン 25 固定セル 26 前半部 27 後半部 28〜31,41 固定セルの直線カム溝 32 変倍セル 33a ギア部 33b 回転伝達ピン 34 変倍伝達セル 34a 切欠部 35 固定部 36,42 変倍伝達セルのカム溝 37〜39 変倍セルのカム溝 40 フォーカス伝達セル 40a ,40b フォーカスピン 43 フォーカスセル 46 ∞位置カム対応曲線(∞曲線) 47 至近曲線 48 合焦曲線 49〜55 交点 56 変倍駆動の方向を示す矢印 57 合焦駆動の方向を示す矢印
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an embodiment of a varifocal lens control device according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a change in a focal length f to be set, which is a characteristic of a varifocal lens used in the present invention, and how each lens group moves. FIG. 3 is a vertical sectional side view showing a specific configuration of a variable magnification drive unit and a focus drive unit in FIG. 1 as a main part of the present invention. FIG. 4 is a plan view showing the respective cam shapes and relationships between a straight cam groove of a fixed cell and a variable power cell. FIG. 5 is an enlarged plan view showing a connecting portion between the variable power cell and the variable power transmission cell, and a cross-sectional view taken along the line AA 'of the plan view. FIG. 6 is a plan view showing respective cam shapes and relationships between a fixed cell and a variable power transmission cell. FIG. 7 is a plan view illustrating a cam shape of a focus cell and a directional relationship with an optical axis. FIG. 8 is a plan view showing respective cam shapes of a focus cell, a fixed cell, and a variable power transmission cell. FIG. 9 is a diagram for explaining the overall operation of the embodiment of FIG. 1; FIG. 10 is a diagram in which the diagram of FIG. 9 is formally approximated to the characteristics of another varifocal lens. [Description of Signs] 1 Optical axis 2 Variable power lens groups 2a to 2e First to fifth lens groups 3 Film surface 4 Variable power drive unit 5 Focus drive unit 6 Focus counter 7 Group lens unit position detector (FPM) 8 Focal length detector (ZPM) 9 Maximum feeding amount calculation unit 10 Proportional constant calculation unit 11 Focus correction calculation unit 12 Focus control unit 13 Magnification up switch (up switch) 14 Magnification down switch (down switch) 15 Drive direction determination unit 16 magnification change control unit Mz, 45 zooming motor M F, 44 focus motor + V power source 17 first group cells 18-20 group 3 cells to the fifth group cell 21 first pin 22-24 third pin-fifth pin 25 Fixed cell 26 Front half part 27 Rear half part 28 to 31, 41 Linear cam groove 32 of fixed cell Variable power cell 33a Gear part 33b Rotation transmission pin 34 Variable power transmission cell 3 a Notch 35 Fixed part 36, 42 Cam groove 37-39 of variable power transmission cell Cam groove 40 of variable power cell Focus transmission cell 40a, 40b Focus pin 43 Focus cell 46 ∞Position cam corresponding curve (∞ curve) 47 Closest curve 48 Focusing curve 49-55 Intersection 56 Arrow indicating the direction of the variable power drive 57 Arrow indicating the direction of the focus drive

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 7/08 G02B 7/28 G03B 3/10 G03B 13/34──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G02B 7/08 G02B 7/28 G03B 3/10 G03B 13/34

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.同一光軸上に配設された変倍機能を有する変倍レン
ズ群および変倍と合焦の機能を有する少なくとも2つ以
上のレンズ群からなる合焦レンズ群より構成される変倍
光学系であって、被写体距離と上記合焦レンズ群の光軸
方向の繰出し量との関係が変倍域内の倍率位置で異な
り、且つ上記変倍域内の任意の第1の焦点距離から任意
の第2の焦点距離に更新する変倍動作によって結像位置
ずれを生じる変倍レンズ装置の制御装置において、 上記変倍レンズ群の位置を検出する変倍レンズ群位置検
出手段と、変倍動作時、 上記変倍レンズ群を光軸方向に移動させる
と同時に、上記合焦レンズ群を構成する上記二つ以上の
レンズのうち少なくとも一つのレンズを移動させずに他
のレンズを相対的に移動させることによって上記変倍光
学系全体の焦点距離を変化させる変倍駆動手段と、 上記合焦レンズ群を構成する二つ以上のレンズを一体的
光軸方向に駆動する合焦駆動手段と、 上記変倍レンズ群位置検出手段の出力に基づいて上記
焦レンズ群の移動量を算出し、その算出結果に基づいて
上記合焦駆動手段を制御する変倍合焦補正制御手段と、を具備し 変倍動作時には、上記変倍駆動手段により上記変倍レン
ズ群を駆動し且つ上記変倍合焦補正制御手段により上記
合焦駆動手段を制御して上記結像位置ずれを補正すべく
上記合焦レンズ群を駆動し 合焦動作時には、既存のAF機能と組合わせて上記合焦
駆動手段により上記合焦レンズ群を駆動することを特徴
とする変倍レンズ制御装置。 2.変倍レンズ群位置検出手段による位置検出は、カメ
の不動部分からの位置を検出することを特徴とする請
求項1記載の変倍レンズ制御装置。 3.合焦動作時には、既存のAF機能と組合わせて複数
のレンズからなる合焦レンズ群を駆動制御することによ
って自動合焦調節を達成するとともに、被写体距離と上
記合焦レンズ群の光軸方向の繰出し量との関係が変倍
内の倍率位置で異なり、且つ上記変倍域内の任意の第1
の焦点距離から任意の第2の焦点距離に更新する変倍動
作によって結像位置ずれを生じる変倍光学系を有する
メラであって、変倍動作時、 上記変倍レンズ群を光軸方向に移動させる
と同時に、上記合焦レンズ群を構成する上記二つ以上の
レンズのうち少なくとも一つのレンズを移動させずに他
のレンズを相対的に移動させることによって上記変倍光
学系全体の焦点距離を変化させる変倍駆動手段と、 上記合焦レンズ群を構成する二つ以上のレンズを一体的
光軸方向に駆動する合焦駆動手段と、を具備し、 変倍動作時に変化した上記合焦レンズ群を構成する複数
のレンズの間隔を保持したまま、上記結像位置ずれ補正および自動合焦調節を達成すべく
上記合焦レンズ群を 光軸方向に駆動することを特徴とす
る変倍レンズ制御装置。 4.変倍駆動手段によって移動する合焦レンズ群の位置
を検出する合焦レンズ群位置検出手段と、 該合焦レンズ群位置検出手段の出力に基づき、上記合焦
レンズ群を複数のレンズの間隔を保持したまま光軸方向
に駆動する合焦駆動手段に与えるべき上記合焦レンズ群
移動量を算出する変倍合焦補正制御手段とをさらに
することを特徴とする請求項3に記載の変倍レンズ制御
装置。
(57) [Claims] 1.Arranged on the same optical axisZooming functionHaveMagnifying lens
GroupandZooming and focusing functionsHaveAt least two
Focusing lens group consisting of the upper lens groupVariable magnification composed of
An optical system, including an object distance and an optical axis of the focusing lens group.
The relationship with the feeding amount in the direction differs at the magnification position in the zoom range.
And from any first focal length within the zoom range
Is changed to the second focal length by the zooming operation.
In the control device of the variable power lens device that causes the displacement, Magnification lens group position detection for detecting the position of the magnification lens group
Delivery means,During zoom operation, Move the zoom lens group in the optical axis direction
At the same time, the above focusing lens groupMake up the above two or more
Without moving at least one of the lenses
By moving the lens relatively,
Change the focal length of the whole systemVariable magnification driving means; Above focusing lens groupTwo or more lenses that compose
ToFocusing drive means for driving in the optical axis direction; Output of the zoom lens group position detecting meansBased on the aboveCombination
Calculate the amount of movement of the focus lens groupAnd based on the calculation results
Controls the focus drive meansVariable magnification focusing correction control means,With , At variable power operationTo, The variable magnification driving means
Drive groupandBy the above-mentioned variable power focusing correction control meansthe above
In order to correct the above image position shift by controlling the focusing drive means
Drive the above focusing lens groupMove, At the time of focusing operation, the above focusing is performed in combination with the existing AF function.
The focusing lens group is driven by a driving unit.
Variable magnification lens control device. 2. The position detection by the zoom lens group position
LaImmovable part ofDetecting the position from
Claim 1ToThe variable magnification lens control device according to the above. 3. At the time of focusing operation, in combination with the existing AF functionMultiple
Consisting of lensesBy driving and controlling the focusing lens group
To achieve automatic focus adjustmentWith the subject distance and above
The relationship with the extension amount of the focusing lens group in the optical axis direction varies. Area
And any first position within the magnification range
Variable power to update from the focal length of the image to an arbitrary second focal length
Has a variable magnification optical system that causes image position shift due to workMosquito
Mela,During zoom operation, Move the zoom lens group in the optical axis direction
At the same time, the above focusing lens groupMake up the above two or more
Without moving at least one of the lenses
By moving the lens relatively,
Change the focal length of the whole systemVariable magnification driving means; Above focusing lens groupTwo or more lenses that compose
ToFocusing drive means for driving in the optical axis direction;With The above focusing lens group changed during zooming operationMake upMultiple
While keeping the distance between the lensesIn order to achieve the above image position shift correction and automatic focus adjustment
The above focusing lens group Driving in the optical axis direction
Variable magnification lens control device. 4. Position of the focusing lens group moved by the variable power drive
Focusing lens group position detecting means for detecting The output of the focusing lens group position detecting meansBased on the aboveFocus
Lens groupMultipleOptical axis direction while maintaining the distance between the lenses
Drive toThe focusing lens group to be given to the focusing driving means
ofVariable power focusing correction control means for calculating the amount of movementfurtherYes
Claims characterized byTo 3Variable power lens control described
apparatus.
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