JP2814238B2 - Ballif local lens controller - Google Patents
Ballif local lens controllerInfo
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- JP2814238B2 JP2814238B2 JP62095047A JP9504787A JP2814238B2 JP 2814238 B2 JP2814238 B2 JP 2814238B2 JP 62095047 A JP62095047 A JP 62095047A JP 9504787 A JP9504787 A JP 9504787A JP 2814238 B2 JP2814238 B2 JP 2814238B2
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Description
【発明の詳細な説明】
(a)技術分野
本発明は、バリフォーカルレンズ制御装置に関し、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あって、被写体距
離と該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バリフォーカルレンズ
の制御装置に関するものである。
(b)従来技術
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った。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があった。
そこで、これらの問題を解決するために、上記等量移
動の条件を外したバリフォーカルレンズが既に提案され
ているが、このバリフォーカルレンズには、上述のズー
ムレンズのズーミング操作に対応する変倍操作を行うと
結像位置ずれが発生するという問題がある。この問題を
解決するためには、バリフォーカルレンズを構成する変
倍光学系の一部を合焦レンズ群として上記変倍動作と独
立的な合焦駆動ができるように構成し、上記変倍操作に
結像位置ずれ(以下「シフト」ということがある)を演
算により求めその演算結果に基づいて上記合焦レンズ群
位置を補正すれば、実質的にズームレンズと同様の操作
性を得ることができると考えられる。
さて、このように自動的にシフト補正を行う場合、任
意の焦点距離を設定するために上記変倍光学系を変倍モ
ータ等によって駆動する変倍駆動部、上記合焦レンズ群
をフォーカスモータ等によって駆動する合焦駆動部、現
在設定されている焦点距離を電圧等の絶対量として検出
する例えばポテンションメータ等の焦点距離検出器、合
焦レンズ群の現在位置を同じく電圧等の絶対量として検
出する例えばポテンションメータ等のフォーカス位置検
出器等を用いて、アナログ制御によるいわゆるアナログ
サーボ機構を構成して実現することも可能であると考え
られる。
しかしながら、上記バリフォーカルレンズは、同一被
写体に対する合焦レンズ群の合焦位置が焦点距離によっ
て変化し、この変化の軌跡は、焦点距離(焦点距離検出
器の出力)を変数とする双曲線となり、上記アナログサ
ーボ機構(アナログ演算)では実現が難しく、仮りに実
現したとしても極めて複雑で高価なものとなってしま
う。
また、合焦レンズ群を駆動する駆動モータをアナログ
制御する場合、高価で且つ高精度な回路部材を用いない
とハンティングを起し易く、制御の高速化を図るのが困
難である。
近年、カメラ操作の自動化が進み、これら種々の複雑
な自動動作を総括的に効率良く制御するために、マイク
ロコンピュータが多用されている。つまり、マイクロコ
ンピュータを用いたカメラにおいて、制御の中心は勿論
のこと、その周辺までもデジタル化されており、例えば
自動合焦装置の要部である測距部から出力される測距デ
ータもデジタル化されている。従って、上記バリフォー
カルレンズ自体に上記自動合焦装置を設けることも勿論
可能であるが、カメラに既に内蔵された自動合焦装置を
共用する方が経済的に有利である。ところが、このよう
に既存の自動合焦装置を共用する場合、バリフォーカル
レンズの制御系がアナログ処理をしているならば撮影レ
ンズとカメラ本体とのインターフェイスが複雑化すると
いう問題が生じる。
また、上記バリフォーカルレンズの制御系をデジタル
化したとしても、次のような問題が残る。即ち、合焦レ
ンズ群が合焦位置にあり、この状態から変倍操作をする
場合、上記バリフォーカルレンズの制御系は、上記双曲
線に沿って合焦レンズ群を移動させて合焦状態を保持し
ようとするが、一般には、例えばファインダにおける画
角の変化を自然なものにするため補正のための合焦動作
(以下「シフト動作」という)と焦点距離を変更する変
倍動作とを交互に繰返しながら設定すべき焦点距離に至
る。このようにして交互に繰返すシフト動作を行うたび
にごとに合焦位置までの合焦レンズ群の次回の繰出し量
を算出する必要がある。ところが、この次回の繰出量の
算出をする基準となる基準値もそのつど更新され、変倍
レンズ群および合焦レンズ群の位置検出誤差、演算誤
差、シフト制御誤差等の誤差が次第に累積されてしま
い、その分シフト制御の精度が低下するという問題が生
じる。
(c)目的
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、この
共通の目的とするところは、安価にして簡略な構成で、
バリフォーカルレンズ特有の全系焦点距離を更新に伴う
結像位置ずれを、高精度でしかも高速で補正し得るバリ
フォーカルレンズ制御装置を提供することにある。
さらに、本発明に係る個別の第1の目的は、本発明の
第1の発明固有の目的であって、安価で且つ簡素な構成
であり乍ら、合焦レンズ群の位置制御を高速で且つ高精
度で行い得ると共に、自動合焦と結像位置ずれの補正と
を共に実現し、部材の共用によるコストの低減を図り得
るバリフォーカルレンズ制御装置を提供することにあ
り、個別の第2の目的は、第2の発明固有の目的であっ
て、変倍操作に伴うシフト補正を繰返し行っても、変倍
レンズ群および合焦レンズ群の位置検出誤差、最大繰出
量、比例定数および結像位置ずれ補正量の各演算誤差等
の誤差が累積されることがなく上記結像位置ずれを精度
よく補正し得るバリフォーカルレンズ制御装置を提供す
ることにある。
(d)構成
上述の目的、すなわち共通の目的および個別の第1の
目的を達成させるため、第1の発明(特許請求の範囲第
1項に記載の発明)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であっ
て、被写体距離と該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バリフォ
ーカルレンズにおいて、上記変倍レンズ群を駆動する変
倍駆動手段と、上記合焦レンズ群を駆動する合焦駆動手
段と、上記変倍駆動手段を制御する変倍制御手段と、上
記変倍レンズ群および上記合焦レンズ群の上記光軸上の
それぞれの絶対位置を検出して該絶対位置に対応する焦
点距離情報および合焦レンズ群位置情報をそれぞれ出力
するレンズ絶対位置検出手段と、このレンズ群絶対検出
手段から出力される焦点距離情報および合焦レンズ群位
置情報を受けて上記結像位置ずれの補正がなされる絶対
位置に対応する補正合焦位置を所定の演算式によって算
出する合焦補正絶対位置演算手段と、被写体までの距離
を計測して上記合焦レンズ群の現在位置から予定合焦位
置までのずれ量である相対量としてのデフォーカス量を
出力する測距手段と、上記絶対位置に対応する補正合焦
位置を上記測距手段から出力されるデフォーカス量と共
通の信号であって且つ上記合焦駆動手段の駆動パルス数
に対応させた相対量としての移動量に変換する絶対/相
対変換手段と、上記合焦レンズ群の上記光軸上の移動量
を上記相対量として検出する、上記レンズ群絶対位置検
出手段よりも高い位置分解能にて上記光軸上の相対的な
移動量を検出するフォトインタラプタのような相対移動
量検出手段と、上記測距手段から出力される上記デフォ
ーカス量または上記絶対/相対変換手段から出力される
上記移動量を受けると共に上記相対移動量検出手段の出
力を受け上記被写体に対する上記デフォーカス量に基づ
く予定合焦位置または上記補正合焦位置に上記合焦レン
ズ群を駆動すべく上記合焦駆動手段を制御する合焦制御
手段とを具備し、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
生じる結像位置ずれを自動的に且つ高精度に補正するよ
うに構成したことを特徴としている。
また、上記第1の発明における合焦制御手段による合
焦レンズ群の位置制御は、変倍動作開始から、レンズ群
絶対位置検出手段からの焦点距離情報が所定量変化する
毎に行うことが望ましい。
さらにまた、合焦補正駆動中に、変倍駆動を併行して
行うことが望ましい。
上述の共通の目的および個別の第2の目的を達成させ
るため、上記第1の発明の要素を主要部とする第2の発
明(特許請求の範囲第4項に記載の発明)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
る変倍光学系であって、被写体距離と該合焦レンズ群の
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
ずれを生じるバリフォーカルレンズにおいて、上記変倍
レンズ群を駆動する変倍駆動手段と、上記合焦レンズ群
を駆動する合焦駆動手段と、上記変倍駆動手段を制御す
る変倍制御手段と、上記変倍レンズ群および上記合焦レ
ンズ群の上記光軸上の位置を検出して焦点距離情報およ
び上記合焦レンズ群の無限遠位置からの変位に対応する
合焦レンズ群位置情報をそれぞれ出力するレンズ群位置
検出手段と、このレンズ群位置検出手段から出力される
上記焦点距離情報をもとに当該焦点距離における上記合
焦レンズ群の無限遠位置から最短撮影距離位置までの繰
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の出力と上記合焦レンズ群位置
情報の比から比例定数を算出する比例定数演算手段と、
この比例定数および上記最大繰出し量ならびに上記合焦
レンズ群位置情報をそれぞれ受けて結像位置ずれの補正
がなされる補正合焦位置への上記合焦レンズ群の移動量
および駆動方向をそれぞれ補正合焦量および補正合焦方
向として算出する合焦補正算出手段と、上記補正合焦量
および補正合焦方向に基づいて上記補正合焦位置に上記
合焦レンズ群を駆動すべく上記合焦駆動手段を制御する
合焦制御手段とを具備し、上記合焦距離の第1回目の更
新を行う直前および上記合焦レンズ群を新たに予定合焦
位置に設定した後の上記焦点距離の更新を行う直前に限
り上記比例定数演算手段の演算処理を実行するように構
成したことを特徴としている。
また、上記第2の発明における合焦制御手段による合
焦レンズ群の位置制御は、変倍動作開始から、レンズ群
位置検出手段からの焦点距離情報は所定量変化する毎に
行うことが望ましい。
さらにまた、合焦補正駆動中に、変倍駆動を併行して
行うことが望ましい。
以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて具体的
に説明する。
第1図は、本発明に係るバリフォーカルレンズ制御装
置の一実施例の構成を示すブロック図である。第1図に
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群で、2a,2b,2c,2d,および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5群レンズ2eをもって合焦レ
ンズ群としてのフォーカスレンズ群3を構成している。
この第5群レンズ2eを含み、第1群レンズ2a〜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、変
倍レンズ群2から成る上記変倍光学系の全系焦点距離は
Fであり、Fmはフィルム面である。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変倍レンズ群2を
駆動する変倍駆動手段としての変倍モータMzおよび図示
しない機構部から成る変倍駆動部、5は無限遠から至近
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(以下「至近位置」とい
う)までの間の合焦位置に第5群レンズ2e、つまりフォ
ーカスレンズ群3を駆動する合焦駆動手段としてのフォ
ーカスモータMFおよび図示しない機構部から成るフォー
カス駆動部、6および7はそれぞれ上記フォーカスレン
ズ群3と共に該フォーカス駆動部5により駆動され、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
ルスを発生しフォーカスレンズ群3の光軸1上の相対移
動量を検出する相対移動量検出手段としてのフォーカス
カウンタ、また7は合焦レンズ群3の光軸上の絶対位置
に比例した電圧を、合焦レンズ群位置情報としてのフォ
ーカス位置情報SXとして出力するレンズ群絶位置検出手
段(以下単に「絶対位置検出手段」または「レンズ群位
置検出手段」という場合がある)の一部を成す合焦レン
ズ群位置検出器(以下「FPM」と略記する)、8は変倍
レンズ群2と共に変倍駆動部4に駆動されて変倍レンズ
群2の光軸上の絶対位置または上記全系焦点距離fに比
例した電圧を、焦点距離情報Zpとして出力する、上記FP
M7と共にレンズ群絶対位置検出手段を構成する焦点距離
検出器(以下「ZPM」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フォーカスレンズ群3の移動量
(すなわち繰出量)Fpmを減算する最大繰出量演算手段
としての最大繰出量演算部、10はこの最大繰出量演算部
9の出力FpmとFPM7のフォーカス位置情報(合焦レンズ
群位置情報)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、後述する比例定数Cf
pを出力する比例定数演算手段としての比例定数演算
部、11は上記3つの出力Fpm,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手段としての
合焦補正演算部である。尚、上記最大繰出量演算部9、
上記比例定数演算部10および上記合焦補正演算部11をも
って合焦補正絶対位置演算手段としての総合補正演算部
12を構成している。従ってこの総合補正演算部12が算出
する絶対量としての補正合焦位置は、上記補正量と同一
内容である。13は絶対量であるこの補正量Dfpを相対補
正量Drvに変換する絶対/相対変換手段としての絶対/
相対変換部、14は被写体までの距離を計測し、予定合焦
位置までのフォーカスモータMFの回転数に対応する相対
量としてのデフォーカス量Drxを出力する測距部、15は
フォーカスカウンタ6の出力Dfcおよび上記相対補正量D
rvまたは上記デフォーカス量Dfxをそれぞれ受けて、該
相対補正量Drvに対応する補正合焦位置または該デフォ
ーカス量Dfxに対応する予定合焦位置にフォーカスレン
ズ群3を駆動するように上記フォーカス駆動部5を制御
する合焦制御手段としてのフォーカス制御部、16および
17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起動手段としての変倍スイッチで、
16は倍率アップスイッチ(以下単に「アップスイッチ」
という)、17は倍率ダウンスイッチ(以下単に「ダウン
スイッチ」という)、18はこれらのアップ、ダウンスイ
ッチ16,17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、19は該起動信号STRおよび出力Fpmを受けて変倍駆動
部4を制御する変倍制御手段としての変倍制御部であ
る。尚、+Vは電源を示し、各部の入出力関係は主要信
号のみを示す。
尚、フォーカスカウンタ6は、この例の場合、フォー
カスモータMFの1回転につき出力Dfcとして、16個のパ
ルスを出力するように構成されている。
また、最大繰出量演算部9は、当該焦点距離情報Zpに
おける∞位置から至近位置までのフォーカスレンズ群3
の最大繰出量をFpmとし、変倍レンズ群2のレンズ固有
の定数をそれぞれC1,C2,C3としたとき、
Fpm={C2/(Zp+C1)}+C3 (1)
なる演算を実行するように構成されている。
尚、上記定数C2,C3は被写体距離Dがパラメータとな
っている。従ってこの定数C2,C3は至近の被写体距離D0
を含んでいる。
また、比例定数演算部10は、その出力をCfpとし、変
倍動作を行う直前のフォーカス位置情報Sxおよび上記最
大繰出量FpmをそれぞれS(i)およびFp(i)とす
る。
Cfp=S(i)/Fp(i) (2)
なる演算を実行するように構成されている。
また、合焦補正演算部11は、その出力をDfpとし、補
正すべき時点での焦点距離情報Zpに対応する最大繰出量
FpmをFp(e)とすると、
Dfp={Cfp・Fp(e)/256}−S(i)) (3)
なる演算を実行するように構成されている。
また、ZPM8の出力Zpは、テレ側において、Zp=255、
ワイド側において、Zp=0となり一方、FPM7の出力Sx
は、∞位置においてSx=0、テレ側の至近位置において
はSx=255となるように構成されている。
第2図は、変倍モード、マクロモードおよび収納モー
ドを有する第1図の変倍レンズ群2の各モードにおける
それぞれの動きを示すカム線図である。
第2図において、20〜24は、それぞれ第1レンズ群2a
〜第5レンズ群2eが変倍操作、マクロ操作および収納操
作によって移動するときの軌跡を示すカム線、特にカム
線24はフォーカスレンズ群3が∞位置にあるときの軌跡
を示し、24aは同じくフォーカスレンズ群3が至近位置
にあるときの軌跡を示す第5群レンズ2eのカム線、25は
テレ側の位置を示すテレ位置、26はワイド側の位置を示
すワイド位置である。また25aおよび26aはそれぞれマク
ロ位置および収納位置である。
第3図は、第2図のカム線図に対応するカム溝の具体
的形状を拡大して示す展開図である。
第3図において、27〜31は、第2図のカム線20〜24に
それぞれ対応するカム溝で、カム枠に形成されており、
32〜35は、固定枠に形成され、それぞれ第1群レンズ2
a、第2群レンズ2b、第3群レンズおよび第5群レンズ2
c,2e、第4群レンズ2dをそれぞれ光軸方向へ案内する直
線カム溝である。尚、25および26は、上述したようにテ
レ位置およびワイド位置であるが、実際には第2図示の
カム線図のように一直線上にあるのではなく、相互に干
渉を起さないように各カム溝27〜31によって円周方向に
適宜にずらせてある。つまり第2図のテレ位置25および
ワイド位置26は、等価的に示したものである。
第4図は、第1図に示した実施例のうち綜合補正演算
部の演算等の原理を説明するための線図である。
第4図において、設定すべき全系焦点距離fとフォー
カスレンズ群3の被写体距離Dに対応した繰出量(移動
量)を代表的な各被写体距離Dごとに示し、縦軸に全系
焦点距離fの変化を、横軸には無限遠に対する合焦位置
を基準としてフォーカスレンズ群3の繰出量を示してい
る。この例においては、テレ位置とはf=135mmであ
り、ワイド位置とはf=35mmである。36〜38は、それぞ
れ被写体距離Dが∞,3.0m,至近(1.2m)であるときの合
焦曲線で、上述のように(1)式の定数C2,C3のパラメ
ータである被写体距離Dを∞,3.0m,1.2mとすることによ
って求まり焦点距離情報Zpの変化に対するフォーカスレ
ンズ群3の無限遠位置から合焦位置までの繰出量の変化
を示す双曲線となる。従って、合焦曲線38は最大の繰出
量となる至近の合焦曲線で、特に∞の合焦曲線36からこ
の至近の合焦曲線38までの移動量が上述した最大繰出量
Fpmである。Zp(i),S(i)およびFp(i)は、それ
ぞれ変倍操作をする直前の焦点距離情報(第1の焦点距
離情報)Zp、フォーカス位置情報Sxおよび上記Zp(i)
における∞の合焦曲線36から至近の合焦曲線38までの移
動量Fpm(最大繰出量)であり、そしてZp(e),Fp
(e)およびDfpは、それぞれ変倍駆動部4が動作を開
始してから補正すべき時点での焦点距離情報(第2の焦
点距離情報)、上記Zp(e)における合焦曲線36から合
焦曲線38までの移動量およびピント移動を補正すべき補
正量である。
つまり、変倍動作の直前のZp、つまりZp=Zp(i)上
の最大繰出量Fp(i)とフォーカスレンズ群3の現在位
置までの繰出量S(i)との比を上記(2)式によって
求め、次に変倍動作終了後のZp、すなわちZp=Zp(e)
上においては、フォーカスレンズ群3が変倍動作によっ
て不動であるならば(変倍動作中に合焦動作をしない場
合)、S(i)は上記S(i)と同一であり、Fp(e)
は(1)式にZp(e)を代入して求めることができる。
つまりZp=Zp(e)上においてはDfpが未知数となるの
で、(2)式で求めた比例定数Cfpを用いると(3)式
によって上記未知数Dfpが求まるのである。このDfpが絶
対量としての補正量である。
第5図は、第1図に示す実施例の動作を説明するため
のグラフで、第4図と同一部分には同一符号を付してあ
る。
第5図において、38aおよび39はZp=Zp1上のそれぞれ
合焦曲線37および38と交差する点、40,42,44は倍率アッ
プの動作において焦点距離情報Zpの変化量とその方向を
示す矢印、S1は点39のフォーカス位置情報Sxの値、41お
よび41aはZp=Zp′上のそれぞれSx=S1なる仮想直線お
よび合焦曲線37と交差する点、43,45は倍率アップの動
作において、フォーカス位置情報Sxの変化量とその方向
を示す矢印、46,46aはZp=Zp3上のそれぞれ合焦曲線37
および38と交差する点、47,49は倍率ダウンの動作にお
いてZpの変化量とその方向を示す矢印、48,50は同じく
倍率ダウンの動作においてフォーカス位置情報Sxの変化
量とその方向を示す破線の矢印である。尚、矢印43,48
は共にZp=Zp2上に平行している。
さて、このように構成された本実施例の動作を説明す
る。まず、要部である変倍動作およびこの変倍動作に伴
うピント移動を補正するシフト動作の説明に先立って、
一般的な自動合焦装置における自動合焦の動作について
述べる。今、初期位置としてフォーカスレンズ群3は、
例えば至近位置にあるとする。また被写体距離Dは、D
=3.0mとする。ここで、測距動作を起動する測距スイッ
チあるいは撮影動作を起動するレリーズスイッチ(いず
れも図示せず)が操作されたとすると、測距部14が動作
を開始し、被写体(図示せず)までの距離を計測する。
そして、この計測結果をフォーカスモータMFの回転数に
換算したデフォーカス量Dfxとして出力し、これを受け
たフォーカス制御部15が、フォーカスモータMFを回転さ
せると共にフォーカスカウンタ6の出力Dfcを監視し、D
fc=Dfxになった位置をもって合焦位置と判定してフォ
ーカスモータMFを停止させる。第5図に対応させると3.
0mの合焦曲折37上に合焦レンズ群3が設定されたことに
なる。つまり、フォーカスレンズ群3は、第5図におけ
る点38aから点39へと移動したことになる。
さて、次に変倍動作およびシフト動作について、第6
図および第7図のフローチャートに沿って説明する。
今、フォーカスレンズ群3は、上述のように3.0mにある
被写体に合焦している位置にあるとする。従って第5図
の合焦曲線37上にある。
まず、ワイド側からテレ側に移る倍率アップ動作を説
明すると、第1図のアップスイッチ16が押されることに
よって駆動方向判定部18から変倍方向の情報を含む起動
信号(STR)が出力され、第6図においてフローチャー
トはSTARTから始まる。すなわち、まず「倍率アップ
?」の条件分岐においてアップスイッチ16の状態を駆動
方向判定部18がチェックする。今の場合はYESに分岐す
るが、もしもNOに分岐した場合は次の条件分岐「倍率ダ
ウン?」でダウンスイッチ17の状態をチェックし、この
ダウンスイッチ17も操作されていなければNOに分岐して
再度上記「倍率アップ?」の条件分岐にもどり、倍率ス
イッチ16,17のいずれかが操作されるまで同じ動作を繰
返している。尚、ここで、この動作ループを「スイッチ
チェックループ」と呼ぶこととする。さて、次の「ZDR
=1」で駆動方向判定部18は、駆動方向が倍率アップの
方向なので、起動信号(STR)にこれを示すZDR=1を含
めて変倍制御部19に出力する。次に「Zp読込み」および
「Sx読込み」において、最大繰出量演算部9がZPM8の焦
点距離情報としての出力(Zp)を受けてA/D変換し、比
例定数演算部10がFPM7の合焦レンズ群位置情報としての
出力(Sx)を受けてA/D変換し、この変換出力がそれぞ
れ第5図に示す例えばZp1およびS1であったとする。つ
まり点39に変倍レンズ群2が位置しているとする。次の
「最大繰出量算出」で最大繰出量演算部9は、上記Zp1
を上記(1)式に代入して最大繰出量Fpmを算出する。
次の条件分岐「被写体距離更新?」では、前回のフォ
ーカス操作から、つまり今の場合は、上述の撮影用の自
動合焦動作で設定された被写体距離(上述した例では、
3.0m)から、アップ、ダウンスイッチ16,17が操作され
た後に被写体距離が変っているか否かをチェックする。
今の場合、被写体距離はD=3.0mのままなので、NOに分
岐し次の「最初の変倍か?」においては、初めての変倍
操作なのでYESに分岐し、次の「比例定数算出」で比例
定数演算部10は該最大繰出量Fpmをも受けて(2)式に
よって比例定数Cfpを算出する。すなわち、上記S1をS1
=S(i)とし、上記Zp1に対するFpmをFpm=Fp(i)
としてこれらを(2)式に代入してCfpを求める。つま
り第5図に対応させると∞の合焦曲線36からZp=Zp1上
の点39までの長さと該∞の合焦曲線36から点38aまでの
長さとの比が求まるのである。第6図のフローチャート
は、に至って第7図のに移る。尚、上記「スイッチ
チェックループ」以後までの動作を「初期設定動作」
と呼ぶこととする。
第7図のフローチャートの条件分岐「変倍続行?」に
おいて、駆動方向判定部18は、アップ/ダウンスイッチ
16/17が押されている(ON状態)か否かをチェックす
る。今、アップスイッチ16が押され続けているとする
(以下、特に明記するまでこの状態が持続しているもの
とする)。従って上記条件分岐においてYESに分岐し、
次の「変倍レンズ群駆動」において変倍制御部19は、上
記変倍方向ZDR=1を参照して倍率アップの方向へ変倍
モータMzを回転させる。つまり変倍動作を開始する。そ
して変倍レンズ群2が移動し、ZPM8の出力(Zp)も矢印
40に示すように変化する。ただし、FPM7は、フォーカス
モータMFが動作していないので、第5群レンズ2eは、第
2図のカム線24または第3図のカム溝31に従って変化
(移動)するが、フォーカスレンズ群3としては、一定
位置に保持されており、変倍操作によっては変化しな
い。次の「Zp読込み」では、第5図の矢印40をもって示
す方向へ変化しはじめた焦点距離情報Zpの最近の値Zp′
(点41の位置)を最大繰出量演算部9が読込み、次の
「最大繰出量算出」において上述したように該Zp′を
(1)式に代入して最新のFpmを算出する。次の「Sx読
込み」において、変化していないはずであるが、A/D変
換器の丸め誤差、機械的ガタ等を考慮して念のため再度
Sxを合焦補正演算部11が読込む。そして、次の「補正量
算出」において、上記第6図の「比例定数算出」で求め
た比例定数Cfpを用い、Zp′に対応するFpmをFp(e)と
し、再度読込んだSxをSx=S1=S(i)としてこれらを
(3)式に代入して絶対量である補正量Dfpを算出す
る。次の条件分岐「至近側?」において、合焦補正演算
部11は、合焦方向が至近側か∞側かを判定する。つまり
今の場合、変倍方向は倍率アップの方向で第5図の矢印
40の方向であるから、合焦させるためには合焦曲線37に
近づく矢印43の方向にフォーカスレンズ群3を駆動すれ
ばよいと判定しYESに分岐する。そして次の「MDR=1」
において、補正量Dfpと共に至近側への駆動を意味するM
DR=1の合焦方向情報を出力する。本発明の要部の1つ
である次の「相対補正量算出」において、絶対/相対変
換部13は、フォーカスカウンタ6およびフォーカス駆動
部6の具体的な構成によって定まる定数をCtとすると、
Drv=Dfp×Ctとなる演算を実行し、絶対量の補正量Dfp
を相対補正量Drvに変換する。この要部の動作の意味す
るところは、変倍レンズ群2の位置情報であるZpから算
出したフォーカスレンズ群3の移動量であるDfpをフォ
ーカスモータMFの回転数に変換するということである。
因に、補正量Dfpを用いてFPM7の出力Sxを監視しつつフ
ォーカスレンズ群3を制御することも理論的には可能で
はあるが、フォーカスレンズ群3の実際の可動域(∞位
置〜至近位置)は数mm程度しかなく、この数mmの可動域
内での位置制御を補正量(移動量)DfpおよびFPM7によ
って精度よく行うのは現実的に非常に困難であり、仮に
実現し得たとしても極めて高精度のFPM7が必要となって
コスト的に不利であると共にフォーカスモータMFの停止
制御に時間を要する。そのため、本実施例では上述のよ
うに補正量Dfpを相対的な量である相対補正量Drvに変換
して、分解能を高め、精度よく且つ迅速に上記位置制御
ができるようにしたのである。
また一方、近年のカメラには自動合焦装置を備えたも
のが多い。このような自動合焦装置における自動合焦機
能をバリフォーカルレンズの上記シフト補正に利用すれ
ば部材の共用化が図れ、コスト的に有利である。この利
点を活かすために、本実施例においては、補正量Dfpを
絶対/相対変換部13により、上記自動合焦装置の測距部
14から出力されるデフォーカス量Dfxと同じ信号である
フォーカスモータMFの回転数に換算された相対量のデー
タに変換しているものである。
さて、第7図のフローチャートに戻って、次の条件分
岐「ピントずれ大?」において、絶対/相対変換部13
は、相対補正量Drvが所定値を超えたか否か(例えばDrv
≧20)をチェックし、変倍動作によるピント移動(シフ
ト量)が所定量より大きくなったか否かを監視してい
る。そして今の場合、未だ変倍レンズ群2が駆動されて
間もないのでシフト量(第5図上では点41と点41aとの
間の長さに対応)も小さく、NOに分岐して、再び「変倍
続行?」に戻り、以下、上述の動作を繰返す。尚、ここ
で、この動作ループを「シフト量監視ループ」と呼ぶこ
ととする。変倍モータMzはさらに回転を続け、変倍レン
ズ群2は第5図における矢印40から点41を通過し矢印42
の方向へと駆動される。そしてZp=Zp2になった時、Drv
=20に至ったとすると、上記シフト量監視ループは、
「ピントずれ大?」からYESに分岐し、この時、絶対/
相対変換部13が相対補正量Drvおよび上記MDR=1を出力
する。そして次の「変倍駆動停止」で、変倍制御部19は
変倍モータMzを停止させ、上記相対補正量Drvおよび合
焦方向情報MDR=1を受けたフォーカス制御部15は、次
の「フォーカス駆動」でフォーカスモータMFを回転さ
せ、フォーカスレンズ群3を至近側、すなわち第5図中
の矢印43の方向へ駆動する。第2図においてはカム線24
からカム線24a側に向かう方向に相当する。次の条件分
岐「補正合焦位置?」において、フォーカス制御部15
は、フォーカスカウンタ6の出力Dfcと相対補正量Drvを
逐時比較し、これらが一致するまでNOに分岐して上記
「フォーカス駆動」に戻り、フォーカスレンズ群3の駆
動を続行する。しかる後、フォーカスレンズ群3が第5
図に示す矢印43の方向に移動して3.0mの合焦曲線37上に
到達すると、Dfc=Drvとなるので上記条件分岐をYESに
分岐して、次の「フォーカス駆動停止」でフォーカスモ
ータMFを停止させる。ここまでの動作が変倍動作および
シフト動作の第1サイクルで、さらに第7図のフローチ
ャートは、上記「変倍続行?」に戻り、第2サイクルの
制御に移る。尚、上記「シフト量監視ループ」以後の上
記「変倍駆動停止」から上記「フォーカス駆動停止」ま
での動作をここまでは「補正合焦動作」と呼ぶこととす
る。
さて、第2サイクルの動作は、上記「シフト量監視ル
ープ」の動作によって矢印44の方向に変倍レンズ群2が
駆動されZp=Zp3においてシフト量が所定値に達すると
上記補正合焦動作に移る。そしてこの補正合焦動作の動
作中に上記アップスイッチ16がOFF状態になったとする
と、該補正合焦動作は続行され、矢印45の方向に合焦レ
ンズ群3が駆動される。しかる後、合焦レンズ群3が合
焦曲線37上に到達し(点46の位置)各部が上記補正合焦
動作を終えて再び条件分岐「変倍続行?」に戻り、ここ
でアップスイッチ16がOFFになっていることを駆動方向
判定部18が検出し、フローチャートはNOに分岐して次の
サブルーチン「補正合焦動作」に進む。このサブルーチ
ンの動作内容は、上述した補正合焦動作と同一である。
ただし、今の場合すでに「変倍駆動停止」が実行されて
変倍モータMzが停止しており、シフト量もDrv=0とな
っているので該サブルーチン「補正合焦動作」において
は実質上、何もなされない。つまり、このサブルーチン
は、アップ/ダウンスイッチ16/17が上記シフト量監視
ループの動作通にOFFした場合のために用意されたもの
である。第7図のフローチャートはに至り、ここから
第6図のに移って上記「スイッチチェックループ」に
入る。今のアップ/ダウンスイッチ16/17はいずれも押
されていないので、以後該「スイッチチェックループ」
の動作を繰返すことになる。以上で倍率アップ動作のす
べてが終了したのである。
さて、今、変倍レンズ群2およびフォーカスレンズ群
3は、第5図の点46にある。倍率ダウンの動作について
述べるが、動作を二つの場合に分けて要点のみを簡略に
説明する。第1の場合は、点46から倍率ダウンの動作、
第2の場合は被写体距離Dを一旦更新した後のダウンの
動作である。
第1の場合は、今のダウンスイッチ17が押されたとし
て、第6図のフローチャートの「スイッチチェックルー
プ」内において「倍率ダウン?」をYESに分岐し、「ZDR
=−1」で変倍方向が倍率ダウンの方向であることを意
味するZDR=−1の信号を出力し、上記初期設定動作内
において、「被写体距離更新?」および「最初の変倍か
?」を共にNOに分岐して新たな比例定数Cfpは算出せ
ず、前回の倍率アップ動作のとき用いた該Cfpのままに
(記憶)しておく。第7図に移って、変倍動作を開始
し、上記シフト量監視ループ内において、「至近側?」
をNOに分岐し、合焦方向を「MD=−1」で∞側と決定す
る。第5図においては変倍レンズ群2が点46から矢印47
の方向に移動し、シフト量が所定値を超えると上記補正
合焦動作に移り、矢印48の方向に合焦レンズ群3を駆動
して第1サイクルを終り、以下同様に矢印49、矢印50と
移動し、ダウンスイッチ17がOFFになったところでこの
動作は停止する。
第2の場合は、フォーカス操作して、フォーカスレン
ズ群3を、例えば、点46から点46aに移動させ、ここで
合焦状態になったとする。そしてダウンスイッチ17が押
されると、第6図フローチャートの上記スイッチチェッ
クループ内での分岐は第1の場合と同じで上記初期設定
動作内において、「被写体距離更新?」をYESに分岐
し、新しい比例定数Cfpを算出する。以下の動作は第1
の場合と同様なので省略する。上述したように本実施例
によれば、変倍操作に伴って生ずる結像ずれを補正する
に際し、絶対量として算出した補正量DFpを、フォーカ
スモータMFの回転角(パルス数)に対応するフォーカス
カウンタ6のカウント数と比較できる相対補正量Drvに
変換して、フォーカスレンズ群3の位置を制御するよう
に構成したので、例えば、FPM7のようなポテンショメー
タを相対移動量検出手段として用いる場合に比べ分解能
が格段に高いから高精度の位置制御が実現でき、しかも
A/D変換する必要がないから、高速の制御を実現するこ
とができる。また、アナログ制御によってフォーカスモ
ータMFの停止位置制御を高精度で行おうとするとハンテ
ィングを起し、位置制御に長い時間を要することにな
り、反対に高速制御を実現しようとすると、著しく高価
なアナログ制御回路を必要とし、実用に供し得なくなる
が、本実施例においては、安価で簡素な構成で高速制御
を実現することができる。
また、絶対/相対変換部13により、補正量Dfpを、カ
メラに内蔵された自動合焦装置の測距部14から出力され
るデフォーカス量Dfxと同じ相対量(デジタル量)であ
る相対補正量Drvに変換して、シフト補正を行うように
構成したので、カメラに本来内蔵されている自動合焦装
置の一部、すなわちフォーカスカウンタ6、フォーカス
モータMF、フォーカス制御部15等を、バリフォーカルレ
ンズのシフト補正に共用することができ、その共用化さ
れた分だけ構成を簡素化することができると共に、コス
トを低減化することができる。
また、比例定数Cfpは、最初の変倍操作をする前の時
点およびフォーカス操作をした後、次回の変倍操作をす
る前の時点で、算出しそのデータを記憶しておき、その
データに基づいて引続く焦点距離の更新に伴う結像位置
ずれを、補正するように構成したので、変倍操作の繰返
しによるシフト制御誤差、フォーカスレンズ群3、変倍
レンズ群2の位置検出誤差、各演算部9,10,11の演算誤
差が累積されず、シフト補正を極めて精度よく行うこと
ができる。
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
が可能である。
例えば、第7図に示すフローチャートの「ピンとずれ
大?」の判定は、Drv≧20に限ることなく、制御速度お
よび制御の安定性、ファインダ観察像の見映え、等が最
適になるように選ぶならば、その数値を増減してもよ
く、また、一定の変倍量毎に、シフト補正を行うように
してもよい。
また、フォーカスカウンタ6の出力Dfcは、フォーカ
スモータMF1回転について16個のパルスに限ることな
く、制御精度と制御速度のかねあいにおいて定めるなら
ばその数値を増減してもよいことは勿論である。
また、補正合焦動作中に、変倍駆動を停止することな
く、両モータMF,Mzの電源に悪影響がなければ、変倍駆
動を併行してもよい。
また、上記実施例においては、カメラに内蔵された自
動合焦装置における測距部14からのデフォーカス量信号
を受けて自動合焦し得るように構成してあるが、自動合
焦装置を備えないカメラにも本発明を適用できること
は、勿論である。
(e)効果
以上詳述したように第1の発明によれば、全系焦点距
離の更新に伴って生ずるバリフォーカルレンズ特有の結
像位置ずれを補正するに際し、絶対位置に対応する量と
して算出した補正合焦位置データを、測距手段から出力
される相対量としてのデフォーカス量と共通の信号であ
って且つ上記合焦駆動手段の駆動パルスに対応させた相
対量としての移動量に変換し、この移動量がレンズ群絶
対位置検出手段よりも位置分解能の高い相対移動量検出
手段によって検出される合焦レンズ群の光軸上の相対的
な移動量と合致するまで合焦制御手段によって合焦駆動
手段を駆動制御するように構成したから、安価て且つ簡
素な構成であり乍ら、合焦レンズ群の位置制御を高速で
且つ高精度で行うことができ、しかも自動合焦装置の測
距手段から出力される相対量としてのデフォーカス量を
受けて同じ制御系により合焦レンズ群を合焦制御し得る
ように構成したから、自動合焦と結像位置ずれの補正と
が共に実現され、部材の共用によるコストの低減を図る
ことができる。また、第2の発明によれば、上記補正合
焦位置を算出するときの基礎となる比例定数、すなわ
ち、最大繰出量と合焦レンズ群位置情報との比を、上記
全系焦点距離の第1回目の更新を行う直前および合焦レ
ンズ群を新たな予定合焦位置に設定した後の上記全系焦
点距離の更新を行う直前の時点でのみ演算により決定す
るように構成したから、変倍操作に伴うシフト補正を繰
返し行っても、変倍レンズ群および合焦レンズ群の位置
検出誤差、最大繰出量、比例定数および結像位置ずれ補
正量の各演算誤差等の誤差が累積されることがなく、上
記結像位置ずれを精度よく補正し得るバリフォーカルレ
ンズ制御装置を提供することができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(A) Technical field
The present invention relates to a varifocal lens control device.
More specifically, a variable power lens group and a variable power lens
A variable power optical system consisting of
The relationship between the separation and the extension amount of the focusing lens unit in the optical axis direction changes.
Any first position in the magnification range that differs at the magnification position in the magnification range
Variable power to update from the focal length of the image to an arbitrary second focal length
Vari-focal lens which causes image shift due to work
Related to the control device.
(B) Conventional technology
The zoom lens position is the same as the image formation position even when zooming.
No deviation (so-called focus shift or defocus)
This eliminates the hassle of adjusting the focus for each zooming operation.
Easy operability with no aperture, but open aperture compared to single focus lens
Because the F-number is dark, for example, a single-lens reflex
Some skill in adjusting the focus (focusing operation) with the indah
Is required. In recent years, AF has been adopted for cameras,
The original mobility of the zoom lens
Can be controlled, and the operator (user) can
Focus on composition decisions
, Greatly improved operability.
Generally, focusing (focusing operation) of the zoom lens
Focusing lens group installed in a part of the variable power optical system
The move has been made. And the zoom lens
Is for the same subject distance in all zoom ranges.
The moving amount of the causing lens group is almost the same (hereinafter,
Is referred to as “equivalent movement”).
The moving distance of the focusing lens group
(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 for rear focusing zoom lenses
Optical design under the condition that equal movement of
In this case, there is a problem that the lens configuration becomes complicated. Sa
Furthermore, the amount of movement of the focusing lens group on the wide-angle side
(Delivery amount) becomes unnecessarily large.
In addition, the outer diameter of the lens increases due to this,
There is a problem that the weight of the lens and the lens barrel increases.
Therefore, in order to solve these problems,
A varifocal lens with moving conditions has already been proposed.
However, this varifocal lens has the zoom
If you perform a zoom operation corresponding to the zooming operation of
There is a problem that an imaging position shift occurs. This problem
The solution is to change the components that make up the varifocal lens.
A part of the magnification optical system is used as a focusing lens
It is configured to enable vertical focus drive, and
Image shift (hereinafter sometimes referred to as “shift”)
The focusing lens group is calculated based on the calculation result and based on the calculation result.
If the position is corrected, the operation is virtually the same as a zoom lens
It is thought that sex can be obtained.
Now, if you want to perform automatic shift correction like this,
In order to set the desired focal length, change the magnification
Variable magnification drive unit driven by a motor, etc., and the above-mentioned focusing lens group
Focus drive unit that drives the
Detects the currently set focal length as an absolute value such as voltage
For example, a focal length detector such as a potentiometer
The current position of the focusing lens group is also detected as an absolute amount such as voltage.
Focus position detection, such as a potentiometer
What is called analog by analog control using an output device
It is thought that it can be realized by configuring a servo mechanism.
Can be
However, the above varifocal lens is
The focus position of the focusing lens group on the object depends on the focal length.
The trajectory of this change depends on the focal length (focal length detection
Is a hyperbola with the output of the
It is difficult to realize this with a robot mechanism (analog operation).
It would be extremely complicated and expensive
U.
The drive motor for driving the focusing lens group is analog
When controlling, do not use expensive and high-precision circuit members
Hunting is likely to occur, making it difficult to speed up control.
It is difficult.
In recent years, automation of camera operation has been advanced, and these various complicated
Microphones for efficient and comprehensive control of
Computers are frequently used. In other words, MicroCo
In a computer-based camera, the center of control is of course
It is digitized even around it, for example
Distance measurement data output from the distance measurement unit, which is the main part of the automatic focusing device
Data has also been digitized. Therefore, the above varifor
Of course, the above-mentioned automatic focusing device can be provided on the cull lens itself.
Yes, but you can use an autofocus device already built into the camera.
Sharing is economically advantageous. However, like this
Varifocal
If the lens control system is performing analog processing,
When the interface between the camera and the camera body becomes complicated,
Problem arises.
The control system of the varifocal lens is digital.
However, the following problems remain. That is,
Lens group is in the in-focus position, and perform zooming operation from this state
In the case, the control system of the varifocal lens is
Move the focusing lens group along the line to maintain focus
In general, for example, the image in the viewfinder
Focusing operation for correction to make the angle change natural
(Hereinafter referred to as “shift operation”) and a change in focal length
The focal length should be reached while alternately repeating
You. Each time the shift operation is repeated alternately in this manner,
Next extension of the focusing lens group up to the focusing position for each time
Needs to be calculated. However, this next delivery amount
The reference value used as the reference for calculation is updated each time,
Position detection error of lens group and focusing lens group, calculation error
Errors such as differences and shift control errors gradually accumulate.
However, the accuracy of shift control is reduced accordingly.
I will.
(C) Purpose
The present invention has been made in view of the above circumstances, and
The common purpose is to make it cheap and simple.
Updating the focal length of the varifocal lens
A flash that can correct the imaging position shift with high accuracy and at high speed
An object of the present invention is to provide a focal lens control device.
Further, the first individual object according to the present invention is the first object of the present invention.
An inexpensive and simple configuration which is an object unique to the first invention.
However, the position of the focusing lens group can be controlled at high speed and with high precision.
Automatic focusing and correction of image position shift
And achieve cost reduction by sharing parts.
To provide a variable focal lens control device
Therefore, the individual second object is an object peculiar to the second invention.
Even if the shift correction accompanying the magnification operation is repeated,
Position detection error of lens group and focusing lens group, maximum extension
Calculation errors of the amount, proportional constant, and image position offset correction amount, etc.
Accuracy of the above imaging position shift without accumulating errors
To provide a varifocal lens control device that can correct well
It is to be.
(D) Configuration
The objectives described above, namely the common objective and the individual primary
In order to achieve the object, the first invention (claims)
The invention described in (1) is a variable magnification lens disposed on the same optical axis.
The zoom optical system consists of a lens group and a focusing lens group.
The object distance and the extension amount of the focusing lens unit in the optical axis direction.
Is different at the magnification position within the magnification range, and within the magnification range.
From any first focal length to any second focal length
Varifos that cause image position shift due to new scaling operation
The focal length of the zoom lens
Double drive means and a focus drive hand for driving the focus lens group
A step, a variable power control means for controlling the variable power driving means,
The variable power lens group and the focusing lens group on the optical axis
Each absolute position is detected, and the focus corresponding to the absolute position is detected.
Outputs point distance information and focusing lens group position information
Lens absolute position detection means and absolute detection of this lens group
Distance information and focusing lens position output from the means
Absolute image position deviation correction
The corrected in-focus position corresponding to the position is calculated by a predetermined
The calculated focus correction absolute position calculation means and the distance to the subject
From the current position of the focusing lens group to the expected focus position
Defocus amount as a relative amount, which is the amount of deviation to
Output distance measuring means and corrective focus corresponding to the absolute position
The position is shared with the defocus amount output from the distance measurement unit.
The number of driving pulses of the focusing drive means
Absolute / Phase converted to the amount of movement as a relative amount corresponding to
Pair conversion means and the amount of movement of the focusing lens group on the optical axis
Is detected as the relative amount.
Relative position on the optical axis with a higher position resolution than
Relative movement like a photo interrupter that detects the amount of movement
Quantity detecting means and the default value output from the distance measuring means.
Output from the absolute / relative conversion means
Upon receiving the movement amount, the relative movement amount detection means
Receiving the force and based on the defocus amount for the subject.
The focus lens at the planned focus position or the corrected focus position.
Focusing control for controlling the focusing driving means to drive the lens group
Means, any first focal length within said variable power range.
By updating the focal length from to any second focal length
Automatically and accurately corrects the resulting imaging position shift
It is characterized by having been constituted as follows.
Further, the focusing by the focusing control means in the first invention is performed.
The position control of the focusing lens group
The focal length information from the absolute position detecting means changes by a predetermined amount
It is desirable to do it every time.
In addition, during the focus correction drive,
It is desirable to do.
To achieve the common objective and the individual secondary objective described above.
Therefore, a second aspect of the present invention, in which the elements of the first invention are used as main components,
Ming (the invention described in claim 4) has the same optical axis.
It consists of the variable power lens group and the focusing lens group
Variable magnification optical system, the subject distance and the focusing lens group
The relationship with the extension amount in the optical axis direction depends on the magnification position within the magnification range.
Different and arbitrary from any first focal length within the zoom range
Is changed to the second focal length by the zooming operation.
In a varifocal lens that causes displacement,
Variable magnification driving means for driving a lens group, and the focusing lens group
The focus driving means for driving the
Variable power control means, the variable power lens group and the focusing
The position of the lens group on the optical axis is detected to obtain focal length information and
And the displacement of the focusing lens group from infinity
Lens group position for outputting focusing lens group position information
Detection means and output from the lens group position detection means
Based on the focal length information, the
The repetition of the focusing lens group from infinity to the shortest focusing distance
Maximum feeding amount calculating means for calculating the feeding amount;
The output of the maximum feeding amount calculating means and the position of the focusing lens group
Proportional constant calculating means for calculating a proportional constant from a ratio of information;
This proportionality constant and the maximum extension amount and the focusing
Correction of imaging position shift by receiving lens group position information
The amount of movement of the focusing lens group to the corrected focusing position where the correction is made
And the driving direction, respectively
Focus correction calculation means for calculating the direction, and the correction focus amount
And the corrected focus position based on the corrected focus direction.
Controlling the focusing drive means to drive the focusing lens group
Focusing control means, and the first update of the focusing distance.
Immediately before performing a new focus and newly focusing the above focusing lens group
Immediately before updating the focal length after setting the position
To perform the calculation processing of the proportional constant calculation means.
It is characterized by having achieved.
Further, the focusing by the focusing control means in the second invention is performed.
The position control of the focusing lens group
The focal length information from the position detecting means changes every predetermined amount.
It is desirable to do.
In addition, during the focus correction drive,
It is desirable to do.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings.
Will be described.
FIG. 1 shows a varifocal lens control device according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of one embodiment of the device. In FIG.
Here, 1 is the optical axis of the variable power optical system, and 2 is along this optical axis 1.
Movably disposed on the optical axis 1 to move the zoom optical system.
2a, 2b, 2c, 2d, and 2e
A first group lens composed of a single lens or a plurality of lenses,
Second lens group, third lens group, fourth lens group, and fifth lens group
It is a group lens. Then, the fifth group lens 2e is focused.
A focus lens group 3 is formed as a lens group.
Including the fifth lens group 2e, the first lens group 2a to the fifth lens group
The variable power lens group 2 is constituted by the lens 2e. In addition, strange
The total focal length of the variable power optical system comprising the double lens group 2 is
F is the film surface. 4 is the focal length of the entire system
f is the telephoto side focal length as the longest focal length (hereinafter simply referred to as
Wide angle as shortest focal length from "tele side"
Side focal length (hereinafter simply abbreviated as “wide side”)
In order to set an arbitrary focal length between
Variable magnification motor Mz as variable magnification drive means to be driven and shown
Variable magnification drive unit consisting of a mechanism that does not work, 5 is close from infinity
At infinity on the optical axis 1 corresponding to the subject distance to
Position) to the shortest shooting distance position (hereinafter referred to as the "closest position").
The fifth group lens 2e,
Focus lens driving means for driving the focusing lens group 3.
Focus motor MFAnd four
The scum drive units 6 and 7 are each provided with the focus lens.
Driven by the focus driving unit 5 together with the lens group 3,
Among them, 6 is obtained by rotating the slit disk 6a.
From the photo interrupter 6b
And the relative movement of the focus lens group 3 on the optical axis 1
Focus as relative movement amount detection means for detecting movement amount
The counter and 7 are absolute positions of the focusing lens group 3 on the optical axis.
Voltage in proportion to the focusing lens group position information
Focus position information SXLens group position detection hand that outputs as
Step (hereinafter simply referred to as "absolute position detection means" or "lens
Focusing lens which is a part of
Group position detector (hereinafter abbreviated as “FPM”), 8 is variable magnification
Driven by the variable-power driving unit 4 together with the lens group 2, the variable-power lens
Relative to the absolute position on the optical axis of group 2 or the focal length f of the entire system
Output the example voltage as focal length information Zp, FP above
Focal length that composes the lens group absolute position detection means with M7
Detector (hereinafter abbreviated as “ZPM”), 9 is the above focal length
After receiving the information Zp and performing A / D conversion,
Of the focus lens group 3 from the position to the closest position
Maximum feeding amount calculating means for subtracting (that is, feeding amount) Fpm
As the maximum feeding amount calculation unit, and 10 is the maximum feeding amount calculation unit.
9 output Fpm and FPM7 focus position information (focus lens
Receiving the output Sx as the group position information) and A / D
After conversion, these ratios are calculated, and the proportional constant Cf described below is calculated.
Proportional constant operation as proportional constant operation means to output p
Unit 11 receives and focuses on the three outputs Fpm, Cfp and Sx
As the focus correction calculation means for calculating the correction amount Dfp for
This is a focusing correction calculation unit. Note that the maximum feed amount calculation unit 9,
The proportional constant calculation unit 10 and the focus correction calculation unit 11 are also provided.
The overall correction calculation unit as the focus correction absolute position calculation means
Make up 12. Therefore, the total correction calculation unit 12 calculates
The correction focus position as the absolute amount to be
Content. 13 is the absolute amount of this correction amount Dfp.
Absolute to convert to positive quantity Drv / Absolute /
The relative conversion unit 14 measures the distance to the subject and
Focus motor M to positionFRelative to the rotation speed of
Distance measuring unit that outputs the defocus amount Drx as an amount, 15 is
The output Dfc of the focus counter 6 and the relative correction amount D
rv or the defocus amount Dfx, respectively,
The correction focus position corresponding to the relative correction amount Drv or the default
Focus lens at the expected in-focus position corresponding to the focus amount Dfx
Controls the focus drive unit 5 to drive the lens group 3
A focus control unit as focus control means,
17 is an externally operable push button that activates the scaling operation.
Variable power switch as a starting means consisting of
16 is a magnification up switch (hereinafter simply "up switch")
17) is a magnification down switch (hereinafter simply "down"
Switch)), 18 are these up, down switch
Switches 16 and 17 to determine the rotation direction of the magnification motor Mz.
Drive direction judgment that outputs start signal (STR) after setting
Section 19 receives the start signal STR and the output Fpm to drive the variable magnification
A scaling control unit as scaling control means for controlling the unit 4;
You. Note that + V indicates the power supply, and the input / output
Only the number is shown.
In this case, the focus counter 6
Cas motor MFOutput Dfc per rotation of 16
It is configured to output the luz.
Further, the maximum feeding amount calculation unit 9 adds the focal length information Zp to the
Focus lens group 3 from the ∞ position to the closest position
Is the maximum feed amount of Fpm, and is unique to the lens of the zoom lens group 2.
Is the constant of C1, CTwo, CThreeAnd when
Fpm = {CTwo/ (Zp + C1)} + CThree (1)
It is configured to execute a certain operation.
The above constant CTwo, CThreeIs the subject distance D is a parameter
ing. Therefore this constant CTwo, CThreeIs the closest subject distance D0
Contains.
Further, the proportionality constant calculation unit 10 sets the output as Cfp, and
Focus position information Sx immediately before performing the
Let the large feed amount Fpm be S (i) and Fp (i), respectively.
You.
Cfp = S (i) / Fp (i) (2)
It is configured to execute a certain operation.
The focus correction calculation unit 11 sets the output as Dfp,
Maximum feed amount corresponding to focal length information Zp at the time to be corrected
If Fpm is Fp (e),
Dfp = {Cfp · Fp (e) / 256} −S (i)) (3)
It is configured to execute a certain operation.
The output Zp of ZPM8 is Zp = 255 on the tele side,
On the wide side, Zp = 0, while the output Sx of FPM7
Is Sx = 0 at the ∞ position and at the closest position on the tele side.
Are configured so that Sx = 255.
Fig. 2 shows the zoom mode, macro mode and storage mode.
In each mode of the variable power lens group 2 in FIG.
It is a cam diagram which shows each movement.
In FIG. 2, reference numerals 20 to 24 denote the first lens group 2a, respectively.
-Fifth lens group 2e performs zooming, macro, and storage operations
Cam line showing the trajectory when moving by the work, especially the cam
Line 24 is the locus when focus lens group 3 is at position ∞
24a indicates that the focus lens group 3 is also in the closest position
The cam line of the fifth lens group 2e showing the trajectory when
Tele position indicating the position on the tele side, 26 indicates the position on the wide side
Wide position. 25a and 26a are
B position and storage position.
FIG. 3 shows a specific example of a cam groove corresponding to the cam diagram of FIG.
It is a development view which expands and shows a target shape.
In FIG. 3, 27 to 31 correspond to the cam wires 20 to 24 in FIG.
The corresponding cam grooves are formed on the cam frame,
32 to 35 are formed in a fixed frame, and each of the first group lens 2
a, second group lens 2b, third group lens, and fifth group lens 2
c, 2e, and the fourth group lens 2d are respectively guided in the optical axis direction.
This is a line cam groove. 25 and 26 are text as described above.
Position and the wide position.
Instead of being in a straight line as in a cam diagram,
In the circumferential direction by each cam groove 27-31 so as not to cause interference
It has been shifted accordingly. That is, the tele position 25 in FIG.
The wide position 26 is equivalently shown.
FIG. 4 shows an overall correction operation of the embodiment shown in FIG.
It is a diagram for explaining the principle of the operation of the unit.
In FIG. 4, the total focal length f to be set and the focus
Extension amount (movement) of the lens group 3 corresponding to the subject distance D
Amount) for each typical subject distance D, and the vertical axis indicates the total system distance.
The horizontal axis indicates the change in focal length f and the in-focus position for infinity
Indicates the extension amount of the focus lens group 3 with reference to
You. In this example, the tele position is f = 135 mm.
The wide position is f = 35 mm. 36-38
When the subject distance D is ∞, 3.0m and the closest distance (1.2m)
In the focus curve, as described above, the constant C in equation (1)Two, CThreeParame
The object distance D, which is the data, is set to ∞, 3.0m, 1.2m.
The focus level for changes in focal length information Zp
Of the amount of feeding of lens group 3 from the infinity position to the in-focus position
Is obtained. Therefore, the focusing curve 38 has the maximum extension
This is the closest focusing curve that is
The maximum amount of movement up to the closest focusing curve 38 is
Fpm. Zp (i), S (i) and Fp (i)
The focal length information (the first focal length) immediately before performing the zooming operation, respectively.
Separation information) Zp, focus position information Sx, and Zp (i) above
From the focusing curve 36 of ∞ to the closest focusing curve 38 at
Momentum Fpm (maximum feed amount), and Zp (e), Fp
(E) and Dfp, respectively, the operation of the variable-power
Focal length information at the time of correction from the start (second focus)
From the focusing curve 36 in Zp (e).
Compensation for the amount of movement up to the focus curve 38 and the focus movement
It is a positive amount.
That is, Zp immediately before the scaling operation, that is, Zp = Zp (i)
Feeding amount Fp (i) of lens and current position of focus lens group 3
The ratio to the feeding amount S (i) up to the position is calculated by the above equation (2).
Zp after the end of the scaling operation, that is, Zp = Zp (e)
In the above, the focus lens group 3 is moved by the zooming operation.
If the camera is stationary (the focus operation is not performed during
S), S (i) is the same as S (i) above, and Fp (e)
Can be obtained by substituting Zp (e) into equation (1).
In other words, Dfp is unknown on Zp = Zp (e).
Then, using the proportionality constant Cfp obtained by equation (2), equation (3)
Thus, the unknown Dfp is obtained. This Dfp is
This is a correction amount as a contrast.
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the embodiment shown in FIG.
In the graph, the same parts as those in FIG.
You.
In FIG. 5, 38a and 39 are Zp = Zp1Each of the above
The points of intersection with the focusing curves 37 and 38, and 40, 42 and 44 are
Change of the focal length information Zp and its direction
Arrow showing S1Is the value of the focus position information Sx at point 39, 41 and
And 41a are respectively Sx = S on Zp = Zp '1Become a virtual straight line
And points 43 and 45 that intersect with the focusing curve 37
In the operation, the change amount and direction of the focus position information Sx
Arrows indicating 46 and 46a indicate Zp = ZpThreeUpper Focusing Curve 37
And points 47 and 49 intersect with 38 and 38
And arrows indicating the amount of change in Zp and its direction.
Changes in focus position information Sx during magnification down operation
It is a dashed arrow showing the quantity and its direction. Arrows 43, 48
Are both Zp = ZpTwoParallel to the top.
Now, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.
You. First, the scaling operation, which is the main part, and the accompanying
Before explaining the shift operation to correct the focus movement,
About the operation of automatic focusing in a general automatic focusing device
State. Now, as the initial position, the focus lens group 3 is
For example, it is assumed that it is at a close position. The subject distance D is D
= 3.0m. Here, the distance measurement switch that starts the distance measurement operation
Switch or the release switch (
(Not shown), the distance measuring unit 14 operates.
Is started, and the distance to a subject (not shown) is measured.
Then, this measurement result isFRotation speed
Output as the converted defocus amount Dfx and receive this
Focus control unit 15 focus motor MFRotated
Monitor the output Dfc of the focus counter 6 and
The position where fc = Dfx is determined as the in-focus position and
Focus motor MFTo stop. Corresponding to Fig. 5, 3.
The focusing lens group 3 is set on the focusing curve 37 of 0m
Become. That is, the focus lens group 3 is
From the point 38a to the point 39.
Now, regarding the scaling operation and the shift operation,
This will be described with reference to the flowchart of FIG. 7 and FIG.
Now the focus lens group 3 is at 3.0m as described above
It is assumed that the camera is at a position where the subject is in focus. Therefore Figure 5
Is on the focusing curve 37 of.
First, we explain the magnification increase operation from the wide side to the tele side.
When the up switch 16 in FIG. 1 is pressed,
Therefore, the drive including the information on the zooming direction from the driving direction determination unit 18 is activated.
A signal (STR) is output and the flow chart in FIG.
Starts with START. In other words, first,
? Drives the state of the up switch 16 in the conditional branch of
The direction determination unit 18 checks. For now, branch to YES
However, if branching to NO, the next conditional branch is
Eun? Check the status of the down switch 17 with
Branch to NO if the down switch 17 is not operated
Return to the condition branch of “Multiply magnification?”
Repeat the same operation until either switch 16 or 17 is operated.
Is returning. Here, this operation loop is referred to as a “switch
Check loop ". By the way, the next "ZDR
= 1 ”, the drive direction determination unit 18 determines that the drive direction is
Direction, the start signal (STR) contains ZDR = 1 indicating this.
And outputs the result to the scaling control section 19. Next, "Zp read" and
In “Sx reading”, the maximum feeding amount calculation unit 9 sets the focus of the ZPM8.
Receives the output (Zp) as point distance information, performs A / D conversion, and
Example The constant calculation unit 10 uses the focus lens group position information of FPM7 as
Receives the output (Sx) and performs A / D conversion.
For example, as shown in FIG.1And S1Assume that One
It is assumed that the variable power lens group 2 is located at the round point 39. next
In the “maximum feed amount calculation”, the maximum feed amount calculation unit 9 uses the Zp1
Is substituted into the above equation (1) to calculate the maximum feed amount Fpm.
In the next conditional branch "Update subject distance?"
From the focus operation, that is, in this case,
The subject distance set in the dynamic focusing operation (in the above example,
3.0m), the up and down switches 16 and 17 are operated
After that, it is checked whether or not the subject distance has changed.
In this case, the subject distance is still D = 3.0m, so
In the next “First magnification?”, The first magnification
Because it is an operation, branch to YES, and proportional in the next “Calculate proportional constant”
The constant calculation unit 10 also receives the maximum feed amount Fpm and calculates
Therefore, the proportional constant Cfp is calculated. That is, the above S1S1
= S (i) and the above Zp1Fpm for Fpm = Fp (i)
Are substituted into equation (2) to obtain Cfp. Toes
According to FIG. 5, from the focusing curve 36 of ∞, Zp = Zp1Up
Between the point 39 and the focusing curve 36 to the point 38a.
The ratio with the length is obtained. The flowchart of FIG.
Moves to the state shown in FIG. In addition, the "switch
The operation up to and after the "check loop" is called "initial setting operation".
Shall be called.
In the conditional branch "Continue scaling" in the flowchart of FIG.
In addition, the drive direction determination unit 18 includes an up / down switch
Check if 16/17 is pressed (ON state)
You. Now, assume that the up switch 16 is being pressed
(Hereinafter, this state is maintained until specified otherwise.
And). Therefore, branch to YES in the above conditional branch,
In the next “zoom lens group drive”, the zoom controller 19
Magnification in the direction of magnification increase with reference to ZDR = 1
The motor Mz is rotated. That is, the zoom operation starts. So
Zoom lens group 2 moves, and the output (Zp) of ZPM8 also points to the arrow.
It changes as shown at 40. However, FPM7 focus
Motor MFIs not operating, the fifth group lens 2e is
Changes according to the cam wire 24 in FIG. 2 or the cam groove 31 in FIG.
(Moves), but is constant as the focus lens group 3.
Position and does not change depending on the magnification operation.
No. In the next "Zp reading", it is indicated by the arrow 40 in FIG.
Recent value Zp 'of focal length information Zp that has started to change in the direction
(The position of the point 41) is read by the maximum feeding amount calculating section 9, and the next
As described above in “Maximum dispensing amount calculation”, the Zp ′
The latest Fpm is calculated by substituting into the equation (1). Next `` Sx reading
Should not have changed, but A / D conversion
Considering the rounding error of the heat exchanger and mechanical backlash,
The focus correction calculation unit 11 reads Sx. Then, the next “correction amount
In "Calculation", the value is calculated by "Calculation of proportional constant" in FIG.
Fpm corresponding to Zp ′ is expressed as Fp (e) using the proportional constant Cfp
Sx = S1= S (i)
Calculate the correction amount Dfp, which is an absolute amount, by substituting into equation (3).
You. Focus correction calculation in the next conditional branch “closest side?”
The unit 11 determines whether the focusing direction is the closest side or the right side. I mean
In this case, the zooming direction is the direction of magnification increase, as indicated by the arrow in FIG.
Since the direction is 40, the focusing curve 37
Driving the focus lens group 3 in the direction of the approaching arrow 43
It is determined that it suffices to branch to YES. And the next "MDR = 1"
In the equation, M means the driving to the close side together with the correction amount Dfp.
The focus direction information of DR = 1 is output. One of the main parts of the present invention
In the next “Relative correction amount calculation”, the absolute / relative change
The conversion unit 13 includes a focus counter 6 and a focus drive.
Let Ct be a constant determined by the specific configuration of the unit 6.
Execute the calculation of Drv = Dfp × Ct, and calculate the absolute amount of correction Dfp
Is converted into a relative correction amount Drv. Meaning of the operation of this main part
Is calculated from Zp, which is the position information of the zoom lens group 2.
Dfp, which is the amount of movement of the focus lens group 3
Focus motor MFIs converted to the number of rotations.
However, while monitoring the output Sx of FPM7 using the correction amount Dfp,
It is theoretically possible to control the focusing lens group 3.
However, the actual movable range of the focus lens group 3 (∞
Position to the nearest position) is only a few mm
Position control within the camera by the correction amount (movement amount) Dfp and FPM7
It is actually very difficult to accurately perform
Even if it can be realized, extremely high precision FPM7 is required
Focus motor M which is disadvantageous in cost andFSuspension
It takes time to control. Therefore, in this embodiment,
The correction amount Dfp is converted to the relative correction amount Drv
To increase the resolution and to control the position accurately and quickly
Was made possible.
On the other hand, recent cameras are equipped with an automatic focusing device.
There are many. Automatic focusing device in such an automatic focusing device
Function for varifocal lens shift correction.
If the members are shared, it is advantageous in terms of cost. This advantage
In order to utilize the points, in this embodiment, the correction amount Dfp is
The absolute / relative conversion unit 13 allows the distance measurement unit of the automatic focusing device to be used.
This is the same signal as the defocus amount Dfx output from 14.
Focus motor MFOf relative amount converted to rotation speed
Data.
Now, returning to the flowchart of FIG.
Absolute / relative conversion unit 13
Indicates whether the relative correction amount Drv has exceeded a predetermined value (for example, Drv
≧ 20), and focus movement (shift)
Is monitored to see if the
You. And in this case, the zoom lens group 2 is still driven
The shift amount (the point 41 and the point 41a in FIG.
(Corresponding to the length of the interval) is also small, branching to NO,
Continue? , And the above operation is repeated. In addition, here
This operation loop is called the "shift amount monitoring loop".
And The variable power motor Mz continues to rotate, and the variable power
Group 2 passes through the point 41 from the arrow 40 in FIG.
Is driven in the direction of. And Zp = ZpTwoDrv
= 20, the shift amount monitoring loop
From "Large out of focus?" Branch to YES.
The relative conversion unit 13 outputs the relative correction amount Drv and the above MDR = 1.
I do. Then, at the next “stop of variable power drive”, the variable power controller 19
Stop the variable magnification motor Mz, and set the relative correction amount Drv and
Upon receiving the focus direction information MDR = 1, the focus control unit 15
Focus motor M with "focus drive"FRotated
And move the focus lens group 3 to the closest side, that is, in FIG.
In the direction of arrow 43. In FIG. 2, the cam wire 24
Corresponds to the direction toward the cam wire 24a. Next condition
In the “Correct focus position?”, The focus control unit 15
Calculates the output Dfc of the focus counter 6 and the relative correction amount Drv.
Compare them sequentially, branch to NO until they match, and
Return to “Focus drive” and drive the focus lens group 3.
Continue to work. Thereafter, the focus lens group 3 moves to the fifth position.
Move in the direction of arrow 43 shown in the figure, and
When it reaches, Dfc = Drv, so the above conditional branch is set to YES
Branch to focus mode
Data MFTo stop. The operation up to this point is
In the first cycle of the shift operation, the flowchart of FIG.
The chart returns to the above-mentioned "Continue zooming?"
Move to control. It should be noted that the above "shift amount monitoring loop"
Note that the variable power drive stops and the focus drive stops.
The operation in the above is referred to as “correction focusing operation” so far.
You.
By the way, the operation of the second cycle is described in the above “shift amount monitoring
Movement of the zoom lens group 2 in the direction of arrow 44
Driven Zp = ZpThreeWhen the shift amount reaches a predetermined value at
The operation proceeds to the above-mentioned correction focusing operation. And the operation of this correction focusing operation
Assume that the up switch 16 is turned off during operation
Then, the correction focusing operation is continued, and the focusing is performed in the direction of arrow 45.
The lens group 3 is driven. After that, the focusing lens group 3
Reaching on focus curve 37 (position of point 46)
After completing the operation, return to the conditional branch "Continue zooming?"
In the drive direction that the up switch 16 is OFF
The determination unit 18 detects the signal, and the flowchart branches to NO to determine the next
Proceed to the subroutine “correction focusing operation”. This subroutine
The operation details of the correction focusing operation are the same as the above-described correction focusing operation.
However, in this case, the “zoom stop” has already been executed.
The variable magnification motor Mz is stopped, and the shift amount also becomes Drv = 0.
In the subroutine "correction focusing operation"
Does virtually nothing. That is, this subroutine
The up / down switch 16/17 monitors the above shift amount
What was prepared for the case of turning off the loop operation
It is. The flowchart of FIG. 7 is reached, and from here
Moving on to Fig. 6, the above "switch check loop"
enter. Press up / down switch 16/17
Since this is not done, the "switch check loop"
Operation is repeated. This completes the magnification up operation.
It's all over.
Now, now, the zoom lens group 2 and the focus lens group
3 is at point 46 in FIG. About the operation of magnification reduction
As mentioned, the operation is divided into two cases and only the main points are simplified.
explain. In the first case, the operation of reducing the magnification from point 46,
In the second case, after the subject distance D is updated once,
Operation.
In the first case, the current down switch 17 is pressed.
Then, in the flowchart of FIG.
Branch to "YES" in "ZDR"
= -1 ”means that the magnification direction is the direction of the magnification reduction.
Outputs the signal of ZDR = -1 to taste
In the "Update subject distance?" And "
? Is branched to NO to calculate a new proportional constant Cfp.
The same Cfp used during the previous magnification up operation.
(Remember) Moving on to Fig. 7, the scaling operation is started.
Then, in the shift amount monitoring loop, "closest side?"
Is branched to NO, and the focusing direction is determined to be ∞ side with “MD = -1”
You. In FIG. 5, the zoom lens group 2 is moved from the point 46 to the arrow 47.
When the shift amount exceeds a predetermined value, the above correction
Moves to focusing operation and drives focusing lens group 3 in the direction of arrow 48
To complete the first cycle. Similarly, arrows 49 and 50
Move, and when the down switch 17 is turned off,
The operation stops.
In the second case, the focus operation is performed to
Group 3 is moved from point 46 to point 46a, for example.
Suppose the camera is in focus. Then the down switch 17 is pressed.
Then, the switch check shown in the flowchart of FIG.
Branching in the group is the same as in the first case and the above initial settings
In the operation, "Subject distance update?" Branches to YES
Then, a new proportional constant Cfp is calculated. The following operation is the first
The description is omitted because it is the same as in the case of. This embodiment as described above
According to the above, the imaging shift caused by the zooming operation is corrected.
Correction amount D calculated as an absolute amountFp, focus
Sumota MFFocus corresponding to rotation angle (number of pulses)
The relative correction amount Drv that can be compared with the count number of the counter 6
To control the position of the focus lens group 3
For example, a potentiometer such as FPM7
Resolution compared to using the
Is so high that high-precision position control can be realized.
Since there is no need for A / D conversion, high-speed control can be realized.
Can be. The focus mode is controlled by analog control.
Data MFIf you try to control the stop position of
Causes long time for position control.
On the contrary, if you try to achieve high-speed control,
Requires a simple analog control circuit and cannot be put to practical use.
However, in this embodiment, high-speed control is performed with an inexpensive and simple configuration.
Can be realized.
Further, the absolute / relative converter 13 converts the correction amount Dfp into a
Output from the ranging unit 14 of the automatic focusing device built into the camera.
The same relative amount (digital amount) as the defocus amount Dfx
To convert to a relative correction amount Drv
Auto focus system built into the camera
Part of the position, ie focus counter 6, focus
Motor MFAnd the focus control unit 15
Can be used for shift correction of
Configuration can be simplified as much as
Can be reduced.
Also, the proportionality constant Cfp is the value before the first scaling operation.
After performing point and focus operations, perform the next zoom operation.
Before the calculation, calculate and store the data,
Image position with subsequent update of focal length based on data
It is configured to compensate for the deviation, so that the
Shift control error, focus lens group 3, zooming
The position detection error of the lens group 2 and the calculation errors of the calculation units 9, 10, 11
The difference is not accumulated and the shift correction must be performed with high accuracy
Can be.
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment,
Implementation of various modifications without departing from the gist
Is possible.
For example, in the flowchart shown in FIG.
Big? Is not limited to Drv ≧ 20, but the control speed and
And control stability, viewfinder observation image appearance, etc.
You can increase or decrease the number if you choose
Also, shift correction should be performed for each fixed magnification.
May be.
The output Dfc of the focus counter 6 is
Sumota MFDon't limit to 16 pulses per revolution
If it is determined in the balance between control accuracy and control speed
Of course, the numerical value may be increased or decreased.
Also, do not stop the variable power drive during the correction focusing operation.
And both motors MF, If there is no adverse effect on the power supply of Mz,
Movement may be performed in parallel.
Also, in the above embodiment, the self-contained camera
Defocus amount signal from distance measuring unit 14 in moving focusing device
Is configured to be able to automatically focus on
The present invention can be applied to a camera without a focusing device.
Is, of course.
(E) Effect
As described in detail above, according to the first aspect, the focal length of the entire system
Varifocal lens-specific results that occur with renewal of separation
When correcting the image position shift, the amount corresponding to the absolute position
Outputs the corrected in-focus position data calculated from the distance measuring means
Signal common to the defocus amount as the relative amount
And a phase corresponding to the drive pulse of the focusing drive means.
It is converted to the amount of movement as a contrast amount, and this amount of movement is
Relative movement amount detection with higher position resolution than pair position detection means
Relative to the optical axis of the focusing lens group detected by the means
Focusing drive by focusing control means until it matches the moving amount
Since the means is controlled to drive, it is inexpensive and simple.
Despite the simple configuration, the position of the focusing lens group can be controlled at high speed.
It can be performed with high accuracy,
The defocus amount as the relative amount output from the distance means
Focusing lens group can be controlled by the same control system
The automatic focusing and the correction of the imaging position shift
Are realized together, and cost reduction is achieved by sharing parts.
be able to. According to the second aspect, the correction correction
The proportionality constant, which is the basis for calculating the focal position,
In addition, the ratio between the maximum extension amount and the focusing lens group position information is
Immediately before the first update of the focal length of the entire system and the focus
After setting the lens group to the new scheduled focus position,
Determined by calculation only immediately before updating the point distance
So that the shift correction accompanying the magnification operation is repeated.
The position of the zoom lens group and focusing lens group
Compensation for detection error, maximum feeding amount, proportionality constant and image position shift
Errors such as positive calculation errors are not accumulated.
Vari-focal recording that can accurately correct the imaging position deviation
A noise control device.
【図面の簡単な説明】
第1図は、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、第2図は、第
1図に示した変倍光学系のそれぞれの動きを示すカム線
図、第3図は、このカム線図に対応するカム溝の具体的
形状を拡大して示す展開図、第4図は、第1図に示した
本発明装置の特性を示し、特に各演算部の動作を説明す
るためのもので、設定すべき全系焦点距離fと被写体距
離Dに対応したフォーカスレンズ群の繰出量Sxとの関係
を各被写体距離毎に示したグラフ、第5図は、第1図に
示す実施例の動作を説明するためのグラフ、第6図およ
び第7図は、共に第1図に示す実施例の動作順序を示す
フローチャートである。
1……光軸、2……変倍レンズ群、
2a〜2e……第1群レンズ〜第5群レンズ、
3……フォーカスレンズ群、
Fm……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……合焦レンズ群位置検出器(FPM)、
8……焦点処理検出器(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……総合補正演算部、
13……絶対/相対変換部、
14……測距部、
15……フォーカス制御部、
16……倍率アップスイッチ(アップスイッチ)、
17……倍率ダウンスイッチ(ダウンスイッチ)、
18……駆動方向判定部、
19……変倍制御部、
Mz……変倍モータ、
MF……フォーカスモータ。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, and FIG. , FIG. 3 is a developed view showing an enlarged specific shape of a cam groove corresponding to the cam diagram, and FIG. 4 is a characteristic diagram of the device of the present invention shown in FIG. In particular, this is for explaining the operation of each arithmetic unit, and shows the relationship between the total system focal length f to be set and the extension amount Sx of the focus lens group corresponding to the subject distance D for each subject distance. FIG. 5 is a graph for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 1, and FIGS. 6 and 7 are flowcharts showing the operation sequence of the embodiment shown in FIG. 1 ... optical axis, 2 ... magnifying lens group, 2a to 2e ... first group lens to 5th group lens, 3 ... focus lens group, Fm ... film surface, 4 ... magnification driving unit, 5 Focus drive unit 6 Focus counter 7 Focus lens group position detector (FPM) 8 Focus processing detector (ZPM) 9 Maximum feed amount calculation unit 10 Proportional constant calculation unit, 11 Focus correction calculation unit, 12 Comprehensive correction calculation unit, 13 Absolute / relative conversion unit, 14 Distance measuring unit, 15 Focus control unit, 16 Magnification increase Switch (up switch), 17: Magnification down switch (down switch), 18: Driving direction judgment unit, 19: Magnification control unit, Mz: Magnification motor, M F: Focus motor.
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 7/10 G03B 3/12 G03B 13/36Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G02B 7/08 G02B 7/10 G03B 3/12 G03B 13/36
Claims (1)
ンズ群からなる変倍光学系であって、被写体距離と該合
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バリフォーカルレンズにおい
て、上記変倍レンズ群を駆動する変倍駆動手段と、上記
合焦レンズ群を駆動する合焦駆動手段と、上記変倍駆動
手段を制御する変倍制御手段と、上記変倍レンズ群およ
び上記合焦レンズ群の上記光軸上のそれぞれの絶対位置
を検出して該絶対位置に対応する焦点距離情報および合
焦レンズ群位置情報をそれぞれ出力するレンズ群絶対位
置検出手段と、このレンズ群絶対位置検出手段から出力
される焦点距離情報および合焦レンズ群位置情報を受け
て上記結像位置ずれの補正がなされる絶対位置に対応す
る補正合焦位置を所定の演算式によって算出する合焦補
正絶対位置演算手段と、被写体までの距離を計測して上
記合焦レンズ群の現在位置から予定合焦位置までのずれ
量である相対量としてのデフォーカス量を出力する測距
手段と、上記絶対位置に対応する補正合焦位置を上記測
距手段から出力されるデフォーカス量と共通の信号であ
って且つ上記合焦駆動手段の駆動パルス数に対応させた
相対量としての移動量に変換する絶対/相対変換手段
と、上記合焦レンズ群の上記光軸上の移動量を上記相対
量として検出する、上記レンズ群絶対位置検出手段より
も高い位置分解能にて上記光軸上の相対的な移動量を検
出するフォトインタラプタのような相対移動量検出手段
と、上記測距手段から出力される上記デフォーカス量ま
たは上記絶対/相対変換手段から出力される上記移動量
を受けると共に上記相対移動量検出手段の出力を受け上
記被写体に対する上記デフォーカス量に基づく予定合焦
位置または上記補正合焦位置に上記合焦レンズ群を駆動
すべく上記合焦駆動手段を制御する合焦制御手段とを具
備し、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生じる結像
位置ずれを自動的に且つ高精度に補正するように構成し
たことを特徴とするバリフォーカルレンズ制御装置。 2.合焦制御手段による合焦レンズ群の位置制御は、変
倍動作開始から、レンズ群絶対位置検出手段からの焦点
距離情報が所定量変化する毎に行うことを特徴とする特
許請求の範囲の第1項記載のバリフォーカルレンズ制御
装置。 3.合焦補正駆動中に、変倍駆動を併行して行うことを
特徴とする特許請求の範囲の第1項記載のバリフォーカ
ルレンズ制御装置。 4.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あって、被写体距離と該合
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バリフォーカルレンズにおい
て、上記変倍レンズ群を駆動する変倍駆動手段と、上記
合焦レンズ群を駆動する合焦駆動手段と、上記変倍駆動
手段を制御する変倍制御手段と、上記変倍レンズ群およ
び上記合焦レンズ群の上記光軸上のそれぞれの位置を検
出して焦点距離情報および上記合焦レンズ群の無限遠位
置からの変位に対応する合焦レンズ群位置情報をそれぞ
れ出力するレンズ群位置検出手段と、このレンズ群検出
手段から出力される上記焦点距離情報をもとに当該焦点
距離における上記合焦レンズ群の無限遠位置から最短撮
影距離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の出力と上記合焦レンズ
群位置情報の比から比例定数を算出する比例定数演算手
段と、この比例定数および上記最大繰出し量ならびに上
記合焦レンズ群位置情報をそれぞれ受けて結像位置ずれ
の補正がなされる補正合焦位置への上記合焦レンズ群の
移動量および駆動方向をそれぞれ補正合焦量および補正
合焦方向として算出する合焦補正演算手段と、上記補正
合焦量および補正合焦方向に基づいて上記補正合焦位置
に上記合焦レンズ群を駆動すべく上記合焦駆動手段を制
御する合焦制御手段とを具備し、上記焦点距離の第1回
目の更新を行う直前および上記合焦レンズ群を新たに予
定合焦位置に設定した後の上記焦点距離の更新を行う直
前に限り上記比例定数演算手段の演算処理を実行するよ
うに構成したことを特徴とするバリフォーカルレンズ制
御装置。 5.合焦制御手段による合焦レンズ群の位置制御は、変
倍動作開始から、レンズ群位置検出手段からの焦点距離
情報が所定量変化する毎に行うことを特徴とする特許請
求の範囲の第4項記載のバリフォーカルレンズ制御装
置。 6.合焦補正駆動中に、変倍駆動を併行して行うことを
特徴とする特許請求の範囲の第4項記載のバリフォーカ
ルレンズ制御装置。(57) [Claims] A variable power optical system including a variable power lens group and a focusing lens group disposed on the same optical axis, wherein a relationship between a subject distance and an extension amount of the focusing lens group in an optical axis direction is within a variable power range. In a varifocal lens which differs in the magnification position of and varies from an arbitrary first focal length to an arbitrary second focal length within the zooming range and causes an imaging position shift, A variable-power driving unit for driving; a focus driving unit for driving the focusing lens group; a variable-power control unit for controlling the variable-power driving unit; and the light of the variable-power lens group and the focusing lens group. Lens group absolute position detecting means for detecting each absolute position on the axis and outputting focal length information and focusing lens group position information corresponding to the absolute position, and output from the lens group absolute position detecting means Focal length information and A focus correction absolute position calculating means for calculating a corrected focus position corresponding to an absolute position at which the imaging position shift is corrected by receiving the focus lens group position information by a predetermined calculation formula; A distance measuring unit that measures and outputs a defocus amount as a relative amount that is a deviation amount from the current position of the focusing lens group to a planned focusing position, and measures the corrected focusing position corresponding to the absolute position. Absolute / relative conversion means for converting a signal common to the defocus amount output from the distance means and a movement amount as a relative amount corresponding to the number of driving pulses of the focus driving means, and the focusing lens A relative amount such as a photo interrupter for detecting the relative movement amount on the optical axis with a higher position resolution than the lens group absolute position detecting means, for detecting the movement amount of the group on the optical axis as the relative amount. Move Detecting means for receiving the defocus amount output from the distance measuring means or the moving amount output from the absolute / relative converting means, and receiving the output of the relative moving amount detecting means, the defocus amount for the subject Focusing control means for controlling the focusing driving means to drive the focusing lens group to a predetermined focusing position or the correction focusing position based on the first focal point, and an arbitrary first focal point within the zooming range. A varifocal lens control device configured to automatically and accurately correct an imaging position shift caused by a zooming operation for updating a distance to an arbitrary second focal length. 2. The position control of the focusing lens group by the focusing control means is performed every time the focal length information from the lens group absolute position detecting means changes by a predetermined amount from the start of the zooming operation. 2. The varifocal lens control device according to claim 1. 3. 2. The varifocal lens control device according to claim 1, wherein the variable power drive is performed in parallel with the focus correction drive. 4. A variable power optical system including a variable power lens group and a focusing lens group disposed on the same optical axis, wherein a relationship between a subject distance and an extension amount of the focusing lens group in an optical axis direction is variable. In a varifocal lens, which varies at a magnification position within a range and updates an imaging position by a zooming operation for updating from an arbitrary first focal length to an arbitrary second focal length within a zooming range, , A focusing drive unit that drives the focusing lens group, a scaling control unit that controls the scaling drive unit, and the zoom lens group and the focusing lens group. Lens group position detecting means for detecting respective positions on the optical axis and outputting focal length information and focusing lens group position information corresponding to the displacement of the focusing lens group from infinity, respectively; On the output from the detection means A maximum feed amount calculating means for calculating a feed amount from the infinity position to the shortest shooting distance position of the focusing lens group at the focal length based on the focal length information; and an output of the maximum feed amount calculating means and Proportional constant calculating means for calculating a proportional constant from the ratio of the focus lens group position information, and a correction unit for correcting the imaging position shift by receiving the proportional constant, the maximum extension amount, and the focusing lens group position information, respectively. A focus correction calculating means for calculating a moving amount and a driving direction of the focusing lens group to a focal position as a corrected focusing amount and a corrected focusing direction, respectively; Focusing control means for controlling the focusing driving means to drive the focusing lens group to the corrected focusing position, wherein the focusing lens is located just before the first update of the focal length and the focusing lens Varifocal lens control device according to claim only by being configured to perform arithmetic processing of the proportional constant calculating means immediately before the updating of the focal length after setting the group to the newly scheduled focus position. 5. 4. The method according to claim 4, wherein the control of the position of the focusing lens group by the focusing control means is performed every time the focal length information from the lens group position detecting means changes by a predetermined amount from the start of the zooming operation. 7. The varifocal lens control device according to claim 1. 6. 5. The varifocal lens control device according to claim 4, wherein the variable power drive is performed in parallel with the focus correction drive.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62095047A JP2814238B2 (en) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | Ballif local lens controller |
US07/184,023 US4881799A (en) | 1987-04-20 | 1988-04-20 | Varifocal lens device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62095047A JP2814238B2 (en) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | Ballif local lens controller |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63261211A JPS63261211A (en) | 1988-10-27 |
JP2814238B2 true JP2814238B2 (en) | 1998-10-22 |
Family
ID=14127150
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62095047A Expired - Lifetime JP2814238B2 (en) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | Ballif local lens controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2814238B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7609957B2 (en) | 2005-02-18 | 2009-10-27 | Ricoh Company, Ltd. | Photographing lens driving control device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04253014A (en) * | 1991-01-30 | 1992-09-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Focus driving device |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS59143111A (en) * | 1983-02-04 | 1984-08-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Continuously variable focal distance lens |
JPS6053907A (en) * | 1983-09-02 | 1985-03-28 | Canon Inc | Lens device with variable focal length |
JPS60143309A (en) * | 1983-12-30 | 1985-07-29 | Asahi Optical Co Ltd | Focus correcting device of zoom lens |
JPH0654366B2 (en) * | 1985-05-20 | 1994-07-20 | ウエスト電気株式会社 | Zooming method and zooming device |
-
1987
- 1987-04-20 JP JP62095047A patent/JP2814238B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7609957B2 (en) | 2005-02-18 | 2009-10-27 | Ricoh Company, Ltd. | Photographing lens driving control device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63261211A (en) | 1988-10-27 |
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