JP3176082B2 - レンズ位置制御装置を有する光学機器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラ等の変倍
機器を有する光学機能に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラ等に一般的な撮影用のズー
ムレンズの種類の内で、もっとも一般的なレンズタイプ
として、第１群を焦点調節の為のレンズ群（フォーカシ
ングレンズ）として用い、第２群が変倍の為のバリエー
ターレンズ、第３群が変倍を行った際にも結像位置を一
定に保つ為のコンペンセーターレンズ、第４群が結像の
為のリレーレンズとしたような「前玉フォーカス」のズ
ームレンズが挙げられる。この前玉フォーカスレンズの
バリエーターとコンペンセーターの位置関係は、前玉レ
ンズ位置、すなわち合焦距離によらずに所定の関係が決
まっており、したがってバリエーターとコンペンセータ
ーは多くの場合、カム環と称するメカ部品を用いて連動
している。

【０００３】図１０はこの前玉フォーカスレンズの一般
的な構成を示す図である。図において、１０１は第１群
フォーカシングレンズ、１０２はバリエーターレンズ、
１０３はコンペンセーターレンズ、１０４はリレーレン
ズであり、それぞれ前述したような機能を有する。１０
５は固定鏡筒、１０６はメスヘリコイド、１０７は前玉
鏡筒、１０８はリレーホルダー、１０９はリレー鏡筒、
１１０は絞り羽根ユニット、１１１は絞りメーター、１
１２はズームモーター本体、１１３はズームモーター用
ギアヘッド部、１１４はフォーカスモーター本体、１１
５はフォーカスモーターギアヘッド部、１１６はズーム
ーモーター出力ギア、１１７はフォーカスモーター出力
ギア、１１８はメスヘリコイド上に一体成型されたギア
部、１１９はズーム環、１２０はズーム環１１９上に一
体成型されたギア部、１２１はズーム環の回転をカム環
に伝達する為の凸部、１２２はカム環、１２３はカム環
に切られたバリエーター用カム溝、１２４はコンペンセ
ーター用のカム溝、１２５はバリエーター移動環、１２
６はコンペンセーター移動環、１２７はバリエーター移
動環に一体的に設けられたカムフォロワー部、１２８は
コンペンセーター移動環に一体的に設けられたカムフォ
ロワー部、１２９、１３０は各移動環の案内バー、１３
１はフォーカスモータースリップユニット、１３２はズ
ームモータースリップユニットを示す。図１１は特にコ
ンペンセーター部分の斜視図で図１０と同一の符号のも
のは同一部分を示す。

【０００４】以上の様な部品で構成された前玉フォーカ
スレンズにおいて、各動作は以下の様に行われる。

【０００５】［フォーカス動作］…フォーカシングレン
ズ１０１は前玉鏡筒１０７に熱加締めなどの方法で固定
されている。前玉鏡筒１０７の外径はメスヘリコイド１
０６の内径にガタなく嵌合し、光軸方向の位置調整後、
接着剤等を用いて固定される。メスヘリコイド１０６は
後方で固定鏡筒１０５とヘリコイドネジでネジ嵌合して
いる。従って、メスヘリコイド１０６を回転することに
より、フォーカスレンズ１０１は光軸方向に移動する。
又、メスヘリコイドの後端部のギア部１１８にはフォー
カスモーターギア１１７が連動しており、不図示のオー
トフォーカス装置等からの駆動命令に基づき、モーター
１１４が回転し、ギアボックス１１５で減速、スリップ
ユニット１３１を介して、フォーカスレンズ１０１が移
動する。一方、マニュアルフォーカス時には操作者がメ
スヘリコイドを操作するが、この際ギアボックス１１５
内のギアの破損がない様にスリップユニット１３１内の
スリップトルクが設定されている。

【０００６】［ズーム動作］…前述した様に前玉フォー
カスレンズのズームでは、バリエーターレンズ１０２と
コンペンセーターレンズ１０３は所定の関係を維持して
連動する必要がある。この位置関係に基づき、カム環１
２２にバリエーター用カム溝１２３と、コンペンセータ
ー用カム溝１２４が切られている。バリエーター及びコ
ンペンセーターの光軸方向への移動機構は図１１の様に
２本の案内棒１２９、１３０を用い、この図では棒１３
０にコンペンセーター移動環１２６と一体のスリーブ部
が嵌合し、棒１２９が回転止めとなると共に、カムフォ
ロワー１２８がカム溝に係合するものである。これよ
り、カム環１２２を回転させることによってバリエータ
ーレンズ１０２とコンペンセーターレンズ１０３が連動
する構造となっている。カム環１２２の外径は固定鏡筒
１０５の内径にガタなくしかも軽いトルクで回転する様
な寸法関係で嵌合している。ここでカム環１２２は固定
鏡筒内側にあるので、操作者によるズーム環１１９の回
転操作によってカム環１２２を回転させねばならず、こ
の為、ズーム環１１９の後端にはカム環との連動凸部分
１２１が設けられ、カム環と連動している。従って、ズ
ーム環のテレ端−ワイド端間の回転角度分凸部１２１の
回転範囲にわたって、固定鏡筒１０５に溝部が設けられ
ている。

【０００７】ズーム環とズームモーター１１２の連動
は、メスヘリコイド１０６とフォーカスモーター１１４
と同様のものとなっている。

【０００８】以上、従来もっとも一般的な前玉フォーカ
スズームレンズに関しての構成を示した。このような前
玉フォーカスレンズでは、合焦距離を近くするにつれて
前玉レンズを繰り出すという関係がある。この繰り出し
量は距離の逆数に比例して増大する傾向にある。このこ
とから一般的に前玉フォーカスレンズでは撮影可能な至
近被写体距離は１ｍ程度のものが多かった。

【０００９】これに対してバリエーターレンズより後方
のレンズ群を使ってフォーカシングを行う、所謂インナ
ーフォーカス又はリアフォーカスのズームレンズが知ら
れており、又、製品にも用いられている。この様なレン
ズにおいては前玉フォーカスレンズよりも至近距離の撮
影が可能であり特にワイド側ではレンズ直前から無限距
離まで、連続して合焦するように構成することも容易で
ある。

【００１０】この様なレンズタイプは種々知られている
が、ここでは最も後方のレンズ群をフォーカシングに用
いる様な構成を例にして図１２に示す。図において、１
は固定の前玉レンズ群、２はバリエーターレンズ群、３
は固定のレンズ群で、４がフォーカシング（コンペンセ
ーターを兼用）のレンズ群である。１３３は回り止め用
の案内棒、１３４はバリエーター送り棒、１３５は固定
鏡筒、１３６は絞りユニット（ここでは紙面と直角に挿
入されている）、１３７はフォーカスモーターであると
ころのステップモーター、１３８はステップモーターの
出力軸でレンズを移動する為のオネジ加工が施されてい
る。１３９はこのオネジと噛み合うメネジ部分で、レン
ズ４の移動枠１４０と一体となっている。１４１、１４
２はレンズ４移動枠の案内棒であり、１４３は案内棒を
位置決めして押さえる為の後ろ板、１４４はリレーホル
ダーである。１４５はズームモーター、１４６はズーム
モーターの減速機ユニット１４７、１４８は連動ギア、
１４８のギアはズームの送り棒１３４に固定されてい
る。

【００１１】以上の構成によってステップモーター１３
７が駆動すると、フォーカスレンズ４はネジ送りによっ
て光軸方向に移動する。又、ズームモーター１４５が駆
動するとギア１４７、１４８が連動し軸１３４が回転す
ることによってバリエーター２が光軸方向に移動する。

【００１２】この様なレンズにおけるバリエーターレン
ズとフォーカシング（コンペンセーター）レンズの位置
関係をいくつかの距離に応じて示したものが図１３であ
る。ここでは例として、無限、２ｍ、１ｍ、８０ｃｍ、
０ｃｍの各被写体に対しての合焦位置関係を示した。イ
ンナーフォーカスの場合、このように、被写体距離によ
って、バリエーターとフォーカスレンズの位置関係が異
なってくる為に、前玉フォーカスレンズのカム環の様に
簡単なメカ構造でレンズ群を連動させることはできな
い。

【００１３】従って、図１２の様な構造のもとで単純に
ズームモーター１４５を駆動しただけではピンボケが発
生してしまう。

【００１４】以上の様な特性を持っていることから、イ
ンナーフォーカスレンズは前玉フォーカスレンズに比べ
て、「至近撮影能力に優れる」という前述の利点の他、
「レンズ構成枚数が少ない」などの利点があるにもかか
わらず実用化が遅れていた。

【００１５】しかし近年になって、図１３に示した様な
レンズ位置関係を被写体距離に応じながら最適に制御す
る様な技術が開発されつつあり、又、製品化も行われて
いる。

【００１６】例えば、本件同一出願人による（特開平１
−２８０７０９号公報），（特開平１−３２１４１６号
公報），（特開平２−１４４５０９号公報）はこの様な
距離に応じた両レンズの位置関係の軌跡トレースの方法
を提示している。

【００１７】特開平１−２８０７０９号公報では図１４
〜図１６に示した様な方法でバリエーターとコンペンセ
ーター（フォーカスレンズ）の位置関係が維持される。

【００１８】図１４は回路ブロック構成図を示す。１〜
４は図１２に示すものと同一のレンズ群である。バリエ
ーターレンズ群２の位置はズームエンコーダー１４９に
よって位置検出される。ここでエンコーダーの種類とし
ては例えばバリエーター移動環に一体的に取りつけられ
たブラシを抵抗パターンが印刷された基板上を摺動する
様に構成されたボリュームエンコーダーが考えられる。
１５０は絞り値を検出する絞りエンコーダーで例えば絞
りメーターの中に設けられたホール素子出力を用いる。
１５１はＣＣＤ等の撮像素子、１５２はカメラ処理回路
であり、像信号はＡＦ回路１５３に取り込まれる。ＡＦ
回路では合焦、非合焦の判別、非合焦の場合はそれがマ
エピンかアトピンか、また、非合焦の程度はどれくらい
かなどが判定される。これらの結果はＣＰＵ１５４に取
り込まれる。

【００１９】１５５はパワーオンリセット回路で、電源
ＯＮ時の各種リセット動作を行う。１５６はズーム操作
回路で、操作者によってズームスイッチ１５７が操作さ
れた際、その内容をＣＰＵ１５４に伝える。１５８〜１
６０が図１３に示した軌跡データのメモリー部分で、方
向データ１５８、速度データ１５９、境界データ１６０
からなる。１６１はズームモータードライバー、１６２
はステップモータードライバーで、ステップモーターの
入力パルス数は連続してＣＰＵ内にカウントし、フォー
カスレンズの絶対位置のエンコーダーとして用いてい
る。この様に構成したものにおいて、バリエーター位置
とフォーカスレンズ位置がそれぞれズームエンコーダー
１４９とステップモーター入力パルス数によって求まる
ので、図１３に示したマップ上の一点が決定される。一
方図１３に示したマップは境界データ１６０によって図
１５に示した様に小領域Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ…に分割され
ている。ここで斜線部分はレンズが配置されることを禁
止した領域である。この様にマップ上の一点が決まると
小領域のどこにその一点が属しているのかの領域の確定
を行うことができる。

【００２０】速度データ、方向データはこのそれぞれの
領域の中心を通る軌跡より求めたステップモーターの回
転速度と方向がそれぞれの領域ごとにメモリーされてい
る。例えば、図１５の例では、横軸（バリエーター位
置）では１０のゾーンに分割されている。今、テレ端か
らワイド端までを１０秒で動かすよう、ズームモーター
の速度設定がされているとすると、ズーム方向の一のゾ
ーンの通過時間は１秒である。図１５のブロックＩＩＩ
を拡大した図を図１６とすると、このブロックの中央に
は軌跡１６４、左下は１６５、右上は１６６が通ってい
て、それぞれ傾きがやや異なっている。ここで中央の軌
跡はｘｍｍ／１ｓｅｃの速度で動けば、ほぼ誤差なく軌
跡の上をたどることができる。

【００２１】このようにして求めた速度を、領域代表と
称すると、速度メモリーには小領域の数だけ、領域に応
じてこの値がメモリーされている。又、この速度を１６
８として示すと、自動焦点調節装置の検出結果によって
１６７、１６９という様に、代表速度を微調整してステ
ップモーター速度を設定するものである。又、方向デー
タは、同じテレからワイド（ワイドからテレ）のズーム
でも領域に応じてステップモーターの回転方向が変わっ
てくるので、この符号データがメモリーされるものであ
る。

【００２２】以上の様に、バリエーターとフォーカスレ
ンズ位置より求めた領域代表速度に対して更に自動焦点
調節装置の検出結果によってこの速度を補正して定めた
ステップモーター速度を用いてズームモーター駆動中に
ステップモーターを駆動してフォーカスレンズ位置を制
御すれば、インナーフォーカスレンズであつても、ズー
ム中もフォーカスの維持が可能となる。

【００２３】ここで図１６の１６８の代表速度以外に各
ブロックごとに１６７、１６９のような速度もメモリー
して自動焦点調節装置の検出結果に応じて３つの速度を
選択していく方法も提示されている（特開平１−３２１
４１６号公報）。

【００２４】以上述べたような速度をメモリーする以外
に、現在のバリエーター位置と、ステップモーター位置
から、それによって決まるマップ上の一点を通る軌跡を
算出し、その上をたどる方法や、複数の軌跡をいくつか
のバリエーター位置に応じたフォーカスレンズ位置とし
てメモリーしておく方法などが用いられる。

【００２５】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、バ
リエーターレンズとコンペンセーターレンズを駆動手段
にて独立に移動させる場合、ピントを維持しながらズー
ムを行うためには速度的な限界がある。すなわち、前玉
フォーカスレンズの場合には、手動でのズームも可能に
構成してあり、バリエーターとコンペンセーターの位置
関係もカム環によりメカ的に決まるため、手動でズーム
を行えばかなり高速なズームが可能である。これに対し
てインナーフォーカスの場合多くはバリエーター、コン
ペンセーターレンズとも、モーターを駆動させないとレ
ンズの移動が行えず、又、仮にバリエーターを手動で移
動可能に構成したとしても、距離によってバリエーター
と連動すべきコンペンセーターレンズの取るべき軌跡が
異なることから、ピントの維持ができない。

【００２６】更に従来のレンズ装置においては、バリエ
ーターの速度は一種類かせいぜいバリエーター位置に応
じて数種類の速度を用いるだけで、しかもズームモータ
ーの速度にフィードバックをかけて速度制御を行うこと
は行われていない。これはバリエーターの移動速度が変
わると画面上、倍率変化が滑らかでなくなり問題となる
からである。

【００２７】従って、従来のインナーフォーカスレンズ
では、ズーム速度の高速化という面から十分な配慮がな
されておらず、迅速な画角設定に際して不満が残った。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、コンペ
ンセーター用の駆動手段とバリエーターレンズ用の駆動
手段の内少なくともどちらか一方を、バリエーター位置
および被写体距離に応じて、ズーム中、それぞれの駆動
手段に対してあらかじめ定められた高速側の駆動速度で
駆動することにより駆動手段の能力範囲内で考えられる
高速ズーム速度を得る方法を提示するものである。ここ
で、定められた駆動速度とは、レンズ群を駆動する時の
必要トルクを様々な環境下で考慮し、駆動手段の特性の
経時変化等も踏まえた上で、更に安全率を見込んで設定
された駆動手段の使用可能最高速度と同等の速度を理想
とする。

【００２９】

【実施例】図１〜図３にて本発明の第１実施例を説明す
る。図１は横軸にバリエーター位置、縦軸にフォーカス
レンズ（コンペンセーターレンズ）位置をとって、イン
ナーフォーカスレンズの例えば無限距離に相当する合焦
軌跡を示している。ここで図の様にバリエーター位置を
０〜９の１０個のゾーンに分割して検出可能とした時、
それぞれのゾーンでフォーカスレンズの動くべき量は０
ゾーンに対してはｎ₀、１ゾーンに対してはｎ₁というよ
うな関係にある。ここでは、各ゾーンに対応した１０種
類の速度を切り替えて得られる１０個の線分よりなる軌
跡をたどれば、許容錯乱円以下にぼけが収まると仮定す
る。

【００３０】図２は図１のような軌跡をたどる為に、各
ゾーン（０〜９）の通過時間ｔ_Z（ｓｅｃ）と、そのゾ
ーンでのステップモーターの回転速度ｎ_Z（ｐｐｓ）の
関係を示している。（Ａ）は各ゾーンの通過時間を１ｓ
ｅｃの１種類とした場合で、この時には従来の例の様に
ズームモーターは特に速度のフィードバックをかけず、
ある定格電圧の下で、駆動するのが一般的であり、ズー
ム速度のばらつきに対しては、フォーカスレンズの移動
速度を微調整するのが従来の考えであった。従って、ト
ータルのズーム時間は１０秒となり、方向は変えないス
テップモーターの速度は、０ゾーンでｎ₀ｐｐｓ、１ゾ
ーンでｎ₁ｐｐｓという関係になる。

【００３１】ここで例えば最も速い速度が要求される９
ゾーンでのｎ₉ｐｐｓが使用可能な最高速度を越えたと
仮定すると、このデータ通りの駆動命令を出すとステッ
プモーターが脱調し、ピントが維持できないばかりでな
く、ステップ数をカウントすることによっていたフォー
カスレンズの絶対位置検出が狂い、以後正常な動作が行
えない。

【００３２】この様な場合、従来は第９ゾーン目のみズ
ームモーターの印加電圧を下げるなりの方法により、ズ
ーム速度を遅くしている。図２（Ｂ）はその際のｔ_Zと
ｎ_Zを示しており、第９ゾーンのみ例えばｔ_Z＝１．２ｓ
ｅｃとすることにより、脱調を防止した。

【００３３】このように従来例だと、１０．２秒のズー
ム時間が必要であった。これは例えば１０倍のレンズで
あると仮定すると一般的な数字であり、実用上通常のズ
ーム動作に対しては問題でないが、急激に画面を拡大、
縮小したい場合などには、非常に遅い速度であることも
事実である。

【００３４】（Ｃ）は仮に使用するフォーカスモーター
速度を各ゾーンとも使用可能最高速度であるｎ_MAXとし
た時に図１で示した軌跡をたどる為に必要な各ゾーンの
ｔ_Zを算出したものである。このような設定が可能であ
ればズーム時間は３．３２ｓｅｃとなりかなりの時間短
縮がはかれるが、ズームモーターの方の使用可能最高速
度が例えば１ゾーンの通過時間で、ｔ_MAX＝０．３３ｓ
ｅｃであるとすると、０〜７のゾーンでバリエーターの
移動が追いつかない。即ち、０〜７のゾーンまではズー
ムモータを使用可能な最高速度で駆動し、８〜９ゾーン
はフォーカスモーターを使用可能な最高速度で駆動すれ
ば、この例では最も早いズーム時間が得られることにな
る。図２の（Ｄ）がその場合の駆動条件で、ズーム時間
は４．３４ｓｅｃとなる。

【００３５】以上、本発明の第１実施例に関しての基本
的な考えを示した。実際のビデオカメラを考えた場合に
は、図２の（Ｂ）の様な一般的なズーム時間で駆動する
条件を基本としてメモリーした上で高速ズームの指示が
撮影者によるボタン操作等で与えられた場合のみ、
（Ｄ）の条件でのズームを行うのが望ましい。その際
（Ａ）のメモリーのみを有しておき、（Ｄ）の条件は
（Ａ）より算出する様に構成した場合のマイコン等での
算出のフローを図３にて示す。なお、本発明の実施例は
図１５で示した回路構成図を用いる。

【００３６】ステップ１にて（ｎ_Z／ｔ_Z）×（１／ｔ
_MAX）とｎ_MAXとの大小比較が行われる。例えばｎ_Z＝７
０ｐｐｓ、ｔ_Z＝０．８ｓｅｃ、ｔ_MAX＝０．３３ｓｅ
ｃ、ｎ_MAX＝３６０ｐｐｓであるとすると、２６５＜３
６０となり、ステップ１の判定結果はＹＥＳとなる。こ
の場合、使用するこのゾーン通過のバリエーター移動時
間Ｔはステップ４にて、Ｔ＝ｔ_MAXよりＴ＝０．３３ｓ
ｅｃ。又、ステップ５にてフォーカスモーター速度Ｎ
は、ステップ５でＮ＝ｎ_Z×（ｔ_Z／Ｔ）より、Ｎ＝７０
×（０．８／０．３３）＝１７０ｐｐｓとなる。

【００３７】例えば、ステップ１にてｎ_Z＝２００ｐｐ
ｓ、ｔ_Z＝０．８ｓｅｃ、ｔ_MAX＝０．３３ｓｅｃ、ｎ
_MAX＝３６０ｐｐｓであるとすると、７５８＞３６０と
なり、ステップ１の判定結果はＮＯになる。この場合、
ステップ２にてＮ＝３６０ｐｐｓが決まり、ステップ３
にて、Ｔ＝ｔ_Z×（ｎ_Z／Ｎ）より、Ｔ＝０．４４ｓｅｃ
となる。

【００３８】以上の様に高速ズーム時には、メモリーさ
れている図１（Ａ）のようなデータをそのまま使用する
のでなく、図３の例のようなフローにてＴ、Ｎを算出し
その結果によってアクチュエーターを駆動することによ
り、ぼけのない最速のズーム時間が達成できる。

【００３９】この例で、バリエーターの一つのゾーンの
移動距離をａ（ｍｍ）であると仮定すると、ａ／ｔ_MAX
はバリエーターの移動速度を示しており、即ちｔ_MAXの
値はズームモーターの駆動速度に関する値であることに
なる。

【００４０】ズームモーターの速度に関する値ｔ
_MAXと、フォーカスモーターの速度に関する値ｎ_MAXはＣ
ＰＵ１５４内にデータとして構成される等のまとめ方と
なる。

【００４１】尚、速度に関する値は例えばｍｍ／ｓｅｃ
で示される速度そのものとするなど種々の記憶形態が考
えられる。

【００４２】（第２実施例）図４〜図７にて第２実施例
を説明する。図４で左側の図は前述した従来例の説明で
も示した小ブロックの一つを拡大した図である。このブ
ロックにて、中心の点７を通る軌跡は９であり、従って
このブロックの領域代表速度は、バリエーター移動速度
との関係において、図中矢印１１として示される。とこ
ろでここで中心の点７を通りかつ、フォーカスモーター
とズームモーターをそれぞれ使用可能な最高速度で駆動
した時に得られる方向は矢印６であるとすると、このよ
うに両モーターを最高速度で動かしながらズームした場
合、ぼけはマエピンとなる。

【００４３】図４で右の図は同様の考えを別のブロック
にて当てはめた場合の図である。このブロックでは、逆
に最高速度で得られる傾きの方が、軌跡の傾きより小さ
く、この例ではアトピンとなる。このように、両モータ
ーを最高速度で動かした時の傾きと実際の軌跡を微分し
て得られる傾きの絶対値を比較し、図４の左の図のよう
な関係がある領域を図５で１５、右の図のような関係が
得られる領域を図５で１６で示す。尚、１３、１４は禁
止領域。１５Ａと１５Ｂは、傾きの符号が違う領域で、
１７がその境界である。

【００４４】第２実施例の基本的な考えは、合焦状態に
てズーム中必ず、両方のモーターを使用可能最高速度で
駆動開始し、自動焦点調節装置が非合焦を検知したら、
１５の領域であればフォーカスモーターを、１６の領域
であればズームモーターを減速して（又は停止して）合
焦後再び両モーターを最高速度で駆動するものである。

【００４５】図６はこの時のフローチャートの一例を示
す。ステップ１８でスタート、ステップ１９〜２２でそ
れぞれ、バリエーター位置、フォーカスレンズ位置、ズ
ーム方向、ズーム方向とバリエーター及びフォーカスレ
ンズ位置に応じたフォーカスモーターの駆動方向、の各
値を読み込み、又はメモリーから読み出す。この実施例
では領域代表速度は用いないので、その動作は除いてあ
る。

【００４６】ステップ２３にて合焦か否かの判定が行わ
れ、合焦であれば、ステップ２７、２８で両方のアクチ
ュエーターは使用可能最高速度で駆動される。この際方
向は、ステップ２１、２２にて決定される。一方、ステ
ップ２３で非合焦であれば、ステップ２４で図５の領域
１６の範囲にあるかどうかの判定がなされ、領域１６で
あれば、フォーカスモーターは最高速度のまま、ズーム
速度を減速又は停止し、領域１５であれば、ズーム速度
はそのままフォーカスモーター速度を減速又は停止する
ものである。

【００４７】第２実施例では、図５のような領域のデー
タのみを有していれば、自動的に両モーターは最高速駆
動した時に発生するぼけの方向がわかるので、データの
メモリー量を小さくできる上で最高ズーム速度を実現で
きる。

【００４８】図７はズーム方向と領域に応じて両モータ
ーを最高速度で駆動した時のぼけの方向を示している。

【００４９】（第３実施例）第３実施例として、軌跡の
データがいくつかのポイントデータとしてメモリーされ
ている場合を示す。

【００５０】図８にて２９が今たどりたい軌跡であると
する。この軌跡はメモリー上、３０〜３５の６個のポイ
ントとして記憶されているとする。この点の上を通って
いく上で第３実施例では、まず両モーターを最高速度で
駆動開始し、バリエーターもしくはフォーカスレンズが
次の点のそれぞれの目標位置に到達かどうかを常に比較
しておき、最初に到達した方はもう一方が到達するまで
の間停止しているという方法である。この場合図８のよ
うにたどった軌跡として、３６、３７、３８、３９、４
０、４１、４２、４３、４４、４５といったジグザグな
ものとなるがこれが許容錯乱円の範囲内となる様に、ポ
イントの数などを決定しておけばよい。

【００５１】軌跡３６、３８、４０、４２、４４は両モ
ーターが最高速度で駆動した箇所である。軌跡３７、３
９、４１はズームモーターのみ駆動し、軌跡４３、４５
はフォーカスモーターのみ最高速度で駆動した箇所であ
る。

【００５２】（第４実施例）第２実施例にて、自動焦点
調節装置の検出結果と組み合わせる例を示したが、この
例では、合焦時には、両モーターを記憶された速度に関
する値に基づく速度で（即ち使用可能最高速度で）駆動
し、その結果、非合焦が発生した場合には、バリエータ
ー位置と、フォーカスレンズ位置（又は結像面位置）に
応じてその非合焦ぼけの方向がマエピンであるかアトピ
ンであるかが自動的に判別できる例を示した。これに対
して、第１実施例の様に基本的には所定の軌跡をトレー
スする様に動く場合で、自動焦点調節装置の方が非合焦
を検出した場合の例に関して示す。

【００５３】この例での基本的な考え方は、非合焦の場
合には、あらかじめ定められた速度で駆動している方の
モーターと異なる方のモーター速度を加減することによ
り、異なった距離へのピントの移動を行うものである。
図９はこの場合のフローチャートを示している。

【００５４】図において、ステップ１〜５は第１実施例
と同じである。ただしステップ３、５、で算出した結果
は即、使用速度とはしない。ステップ４６、４７、にて
自動焦点調節装置からの出力が合焦であるか非合焦であ
るかが判別される。その結果合焦であれば、ステップ
３、５、で算出した速度がそのまま使用速度として、ス
テップ４８、５０で設定される。これに対して、ステッ
プ４６、４７での検出結果が非合焦を示している場合に
は、ステップ３、５の算出結果をそのまま用いずに、ス
テップ４９、５１で補正量Ｋの加算が行われ、その結果
が使用速度となる。ここで、Ｋの値及び符号は、バリエ
ーターレンズ位置とフォーカスレンズ位置、及び自動焦
点調節装置の出力結果等により決定されるものである。

【００５５】上述実施例では、コンペンセーター及びフ
ォーカスの為に、レンズ４を移動させているが、撮像素
子１５１自体をモーターにより光軸方向に移動させても
同様な作用を得ることができる。

【００５６】尚、実施例ではアクチュエーターとして、
フォーカスモーターにステップモーター、ズームモータ
ーに直流モーターを用いることを例としているが、本発
明を実施するに当たり、アクチュエーターの種類はなん
ら関係なく、ボイスコイルモーターや、電圧モーター等
さまざまな種類のものでの適用が考えられることは言う
までもない。

【００５７】又、図１、図８等の説明で、代表的な一つ
の距離の軌跡に関してのみ図示しているが実際には、当
然、図１４に示した様にそれぞれの距離に対して異なっ
た関係があるので距離に応じて異なった速度の組み合わ
せとなるものである。結果、トータルなズーム時間も、
距離によって変化する。例えば図１にて４．２４秒とな
るのが無限距離であったとすると、有限距離ではより短
時間でのズームが可能となる。

【００５８】又、実施例では、インナーフォーカスレン
ズを例に上げて説明してきたが、前玉フォーカスレンズ
においても、バリエーターとコンペンセーターをメカニ
カルに連結しないでそれぞれ独立のアクチュエーターで
駆動するような構成をとった場合には適用可能である。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、ズーム中、どのバ
リエーター位置においても、バリエーター駆動のための
第１駆動手段と、コンペンセータレンズ駆動のための第
２駆動手段の少なくともどちらか一方をあらかじめ定め
られた速度（例えば使用可能な最高速度に相当する速
度）で駆動するように構成することにより従来、あまり
考慮されていなかったズーム速度の高速化が大幅に改善
され、実用上大きな利点を生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例を説明する為の説明図。

【図２】第１実施例での駆動速度を表わす表。

【図３】第１実施例の特徴的なフローチャート。

【図４】第２実施例を説明する為の説明図。

【図５】第２実施例におけるレンズ位置領域を示す図。

【図６】第２実施例の特徴的なフローチャート。

【図７】第２実施例でのぼけの方向を示す表。

【図８】第３実施例でのレンズ移動軌跡を表わす説明
図。

【図９】第４実施例の特徴的なフローチャート。

【図１０】従来例としての前玉フォーカスレンズの断面
図。

【図１１】図１０の要部拡大斜視図。

【図１２】本発明の前提となるインナーフォーカスレン
ズの断面図。

【図１３】インナーフォーカスレンズでの合焦を維持す
るレンズ移動軌跡を表わす図。

【図１４】本発明の前提となる回路ブロック図。

【図１５】図１４でのレンズ制御を説明する説明図。

【図１６】図１４でのレンズ制御を説明する説明図。

【符号の説明】

２ バリエーターレンズ ４ フォーカス（コンペンセーター）レンズ １３７ フォーカスモーター １４５ ズームモーター １５１ 撮像素子 １５４ ＣＰＵ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変倍のために光軸に沿って移動される第
   １レンズと、 前記第１レンズの移動に伴い変動する結像面位置を一定
   に保つよう前記第１レンズの移動に伴い光軸に沿って移
   動される第２レンズまたは結像面と、 前記第１レンズを移動するための第１の駆動手段と、 前記第２レンズまたは結像面を移動するための第２の駆
   動手段と、 前記第１レンズの移動速度に関しこの第１レンズの位置
   に依存して定められた第１の最高速の値と、前記第２レ
   ンズまたは結像面の移動速度に関し前記第１レンズの位
   置に依存して定められた第２の最高速の値と、を設定す
   る設定手段と、 前記第１レンズの位置を検出する第１の検出手段と、 前記第２レンズまたは結像面の位置を検出する第２の検
   出手段と、 変倍動作時に、少なくとも前記第１及び第２の検出手段
   の検出結果に基づき、結像面の位置を一定に保つよう前
   記第１の駆動手段と該第１の駆動手段の駆動中に駆動さ
   れる前記第２の駆動手段とを制御する制御手段と、を有
   し、 前記制御手段は、変倍動作時に前記第１レンズが移動される広角端から望
   遠端の範囲において、 広角端を含む広角側の範囲であるとき前記第１の駆動手
   段を前記第１の最高速の値で制御するとともに前記第２
   の駆動手段を前記第２の最高速の値より遅い速度で駆動
   するように制御し、 望遠端を含む望遠側の範囲であるとき前記第２の駆動手
   段を前記第２の最高速の値で制御するとともに前記第１
   の駆動手段を前記第１の最高速の値より遅い速度で駆動
   するように制御して結像面の位置を一定に保つようにし
   た ことを特徴とするレンズ位置制御装置を有する光学機
   器。