JP3285858B2 - レンズ駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ズーミングやフォーカシングの目的でレン
ズを光軸方向に移動可能な撮影レンズを装備したカメラ
において、レンズを駆動するレンズ駆動装置に関する。

［従来の技術］ 従来、カメラ用撮影レンズのフォーカシングの形態と
しては、全体繰出し、一部レンズ群繰出しなどの方法が
用いられてきた。その中でも、レンズ群の移動量が少な
くて済むインナーフォーカスなどの一部レンズ群繰出し
の方法が近年注目されている。

また、一部レンズ群繰出しの方法も益々高度化し、フ
ォーカシングによる収差の発生を抑えるため、フォーカ
シング時に２群以上のレンズ群がそれぞれ異なった動き
をする、いわゆるフローティング形式のものが増えてい
る。

そして、これらのレンズ群に所定の動作を与えるた
め、カム溝が設けられたカム筒によってレンズの枠に設
けられたピンを案内し、レンズの位置関係が決められた
状態に設定されるように構成された、ズーミングやフォ
ーカシングの機能を持つ写真用撮影レンズが広くカメラ
に用いられてきた。

［発明が解決しようとする課題］ 上述したような従来のカム筒などを用いた方法では、
異なる移動中の位置関係を持つ複数のフローティング形
態を行なうことは、その構造上きわめて困難である。一
方、近年、その数が増えつつあるズームレンズにおいて
は、そのズーム状態、たとえばワイド状態とテレ状態と
では、フォーカシングによる収差を抑えるのに最も適し
たフローティング形態が異なることが多い。

このため、ズームレンズにおいて、フローティング形
式のフォーカシング機構を採用する場合は、近距離では
ワイド状態に最も適した移動形態の、また遠距離ではテ
レ状態に最も適した移動形態のフローティングとしてい
るなど、全体として収差が小さくなるような唯一のフロ
ーティング形態をとっていた。しかし、このような方法
では、ズーム状態や被写体の距離によっては収差が抑え
られない場合があり、高性能なズームレンズの作成にあ
たっては問題となっていた。

そこで、本発明は、ズーム状態によって最適なフロー
ティング形態をとれるフォーカシング機構によって高性
能なズームレンズが得られ、しかもフォーカシングによ
り発生する収差を確実に抑えることのできるレンズ駆動
装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明のレンズ駆動装置は、光軸方向に移動可能な複
数のフォーカシングレンズ群を含む複数のレンズ群と、
この複数のレンズ群をそれぞれ別の駆動量で駆動可能な
ように各群毎に独立して設けられた複数の駆動手段と、
フォーカシングによらず、ズーミングにのみ対応して位
置が決まる第１のレンズ群の位置に対応して、前記複数
のフォーカシングレンズ群がそれぞれ最適な間隔になる
ように変化する位置関係を含む、前記第１のレンズ群以
外の各レンズ群毎の基準位置を記憶している記憶手段
と、ズーミング動作を指示する指示手段と、前記指示手
段によって前記ズーミング動作が指示された際に、この
指示に基いて前記第１のレンズ群を移動させ、このとき
の前記第１のレンズ群の位置に基きそれ以外のレンズ群
の基準位置を前記記憶手段から読み出し、前記複数のレ
ンズ群がそれぞれ前記基準位置に達するように、前記駆
動手段を制御する制御手段と、を具備したことを特徴と
する。

また本発明のレンズ駆動装置は、光軸方向に移動可能
な複数のフォーカシングレンズ群を含む複数のレンズ群
と、この複数のレンズ群をそれぞれ別の駆動量で駆動可
能なように各群毎に独立して設けられた複数の駆動手段
と、被写体の距離を測距し、被写体距離情報を出力する
測距手段と、フォーカシングによらず、ズーミングにの
み対応して位置が決まる第１のレンズ群の複数の位置に
対応して、前記第１のレンズ群の各位置毎に、それ以外
の前記複数のフォーカシングレンズ群の被写体距離に対
応した基準位置からの繰出量を、前記第１のレンズ群の
位置及び被写体距離に対応した最適なフォーカシングレ
ンズ群の間隔となるような位置関係として記憶している
記憶手段と、前記第１のレンズ群の位置、前記測距手段
から出力される被写体距離情報及び前記記憶手段から読
み出される繰出量に基いて、被写体にピントが合うよう
に前記複数のフォーカシングレンズ群をそれぞれ前記駆
動手段にて制御する制御手段と、を具備したことを特徴
とする。

更に、本発明のレンズ駆動装置は、光軸方向に移動可
能な複数のフォーカシングレンズ群を含む複数のレンズ
群と、この複数のレンズ群をそれぞれ別の駆動量で駆動
可能なように各群毎に独立して設けられた複数の駆動手
段と、ズーミング動作を指示する指示手段と、フォーカ
シングによらず、ズーミングにのみ対応して位置が決ま
る第１のレンズ群の複数の位置に対応して、前記第１の
レンズ群の各位置毎に、それ以外の複数のフォーカシン
グレンズ群の、被写体距離に対応した基準位置からの繰
出量を、前記第１のレンズ群の位置及び被写体距離に対
応した最適なフォーカシングレンズ群の間隔となるよう
な位置関係として記憶している記憶手段と、前記指示手
段によって前記ズーミング動作が指示された際に、この
指示に基いて前記第１のレンズ群を駆動させ、このとき
の前記第１のレンズ群の位置及び前記記憶手段から読み
出される繰出量に基いて、ズーミング動作開始時の合焦
被写体距離を一定に保つように前記複数のフォーカシン
グレンズ群をそれぞれ前記駆動手段にて制御する制御手
段と、を具備したことを特徴とする。

加えて、本発明のレンズ駆動装置は、光軸方向に移動
可能な複数のフォーカシングレンズ群を含む複数のレン
ズ群と、この複数のレンズ群をそれぞれ別の駆動量で駆
動可能なように各群毎に独立して設けられた複数の駆動
手段と、前記複数のレンズ群から成る撮影光学系のデフ
ォーカス量を検出する焦点検出手段と、前記フォーカシ
ングレンズ群の位置を検出するレンズ位置検出手段と、
フォーカシングによらず、ズーミングにのみ対応して位
置が決まる第１のレンズ群の複数の位置と、前記焦点検
出手段により検出されたデフォーカス量と、前記レンズ
位置検出手段により検出された前記フォーカシングレン
ズ群の位置とに基いて、前記第１のレンズ群の位置及び
前記フォーカシングレンズ群の目標位置に対応した最適
なフォーカシングレンズ群の間隔となるような位置関係
として前記複数のフォーカシングレンズ群毎に、その最
終位置を算出する算出手段と、この算出手段によって算
出された最終位置に達するように、前記複数のフォーカ
シングレンズ群毎に前記駆動手段を制御する制御手段
と、を具備したことを特徴とする。

［作 用］ 本発明のレンズ駆動装置にあっては、ズーミング動作
を指示する指示手段によってズーミング動作が指示され
た際に、この指示に基いて第１のレンズ群を移動させ、
このときの第１のレンズ群の位置に基き、前記複数のフ
ォーカシングレンズ群がそれぞれ最適な間隔になるよう
に変化する位置関係を含む、前記第１のレンズ群以外の
レンズ群の基準位置を記憶手段から読み出し、複数のレ
ンズ群がそれぞれ前記基準位置に達するように、各レン
ズ群毎に独立して設けられた複数の駆動手段を制御する
ものである。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

まず、第１実施例として、たとえばレンズが４群構成
のズームレンズに適用した場合について説明する。

第７図は本発明に係る各レンズ群の動きを示す図であ
る。すなわち、図示のように、ズーミングによってワイ
ドからテレ側に焦点距離を変えると、第１群レンズ、第
２群レンズ、第３群レンズ、第４群レンズはそれぞれ異
なった移動量で焦点面に対し繰出される（図中の実線は
フォーカシングが∞のときの各レンズの最終面の位置を
示す）。さらに、ワイド、スタンダード、テレのフォー
カシング時には、第２群レンズおよび第３群レンズが第
７図の破線のよに無限から至近に繰り出され、それぞれ
の焦点距離によってフォーカシング繰出量が異なってい
る。このようなレンズの動きをするズームレンズは、従
来から周知のカムなどを用いた枠構成で作成することは
困難である。

そこで、本発明では、たとえば第２図に示すような枠
構成を用いている。すなわち、第１群レンズ71、第２群
レンズ72、第３群レンズ73、および第４群レンズ74は、
それぞれ１群枠75、２群枠76、３群枠77、および４群枠
78に固定保持されている。２群枠76、３群枠77、および
４群枠78は、１群枠75のカメラボディ79側に延びた中空
枠部の内側に光軸方向にのみ移動可能なように、１群枠
75の内周部に配設された振動体81,82,83によってベアリ
ング85,86,87方向に押圧されている。したがって、２群
枠76、３群枠77、および４群枠78は、各ベアリング85,8
6,87と各振動体81,82,83とによって１群枠75に対し、光
軸方向の位置および光軸中心に対するずれが生ずること
がなく、しかも、がたなく位置決めされている。

また、１群枠75は、固定枠88の内周部に配設された光
軸方向にのみ移動可能なように固定枠88に配設されたベ
アリング84によってガイドされ、かつ、ベアリング84の
対向する位置で固定枠88に配設された振動体80によって
ベアリング84の方向に押圧されている。したがって、１
群枠75も固定枠88に対し、がたなく位置決めされてい
る。なお、89はカバー、90はフィルム面である。

次に、振動体の取付け部の詳細およびリニア型超音波
モータの動作について述べる。本実施例では４つのリニ
ア型超音波モータを用いているが、取付けおよび動作に
ついては同様なので、代表として１群枠75に用いてある
リニア型超音波モータについて説明する。

第４図および第５図がリニア型超音波モータの詳細を
示す図である。すなわち、中空の円筒体からなる固定部
材である固定枠１（88）の内部には、同じく中空の円筒
体からなる移動部材である１群枠２（75）が一定の間隙
を有して中心軸線Ｏ方向に移動し得るように配設され
る。そして、固定枠１と１群枠２との間隙の上部（第４
図において）の一部には、１群枠２の中心軸線Ｏ方向に
延びるスライド板３が１群枠２上に固定されていて、こ
のスライド板３に対向する固定枠１の中程の部分には、
中心軸線Ｏ方向の前後方向に長い長方形状の切欠孔1d
（第５図参照）が穿設されている。この切欠孔1dは後述
する振動体12（８）の配設用の孔である。

一方、スライド板３の配設された間隙と反対側の間隙
には、１群枠２の支持案内機構が設けられている。この
支持案内機構は、本実施例では３本のガイド溝と同各溝
内にそれぞれ配設された複数のベアリングボールからな
る支持体とで構成されている。すなわち、スライド板３
の中心軸線Ｏを挟む対向位置には、１群枠２の外周面に
部分円弧状凹部からなる直線溝2bが１群枠２の中心軸線
Ｏ方向に穿設されており、固定枠１の内周面の直線溝2b
に対向する位置の中程には、固定枠１の中心軸線Ｏ方向
に部分円弧状凹部からなる直線溝1bが設けられていて、
さらに、この両直線溝1b,2bの両側の円周方向の等距離
の位置には、同じく部分円弧状凹部からなる直線溝1a,2
a,1c,2cが固定枠１の外周面と１群枠２の内周面とにそ
れぞれ中心軸線Ｏ方向に向けて穿設されている。そし
て、直線溝1a,2a,1b,2bおよび1c,2c内には、複数のベア
リングボールからなる支持体13a,13bおよび13cがそれぞ
れ配設されている。

この支持案内機構においては、１群枠２の支持体13b
の対向する位置に配設される振動体12（後述する）をス
ライド板３を介して中心軸線Ｏ方向に向けて押圧する
と、直線溝1a〜1cおよび2a〜2cと支持体13a〜13cによっ
て求心作用が働き、１群枠２は固定枠１に対して中心軸
を一致させるように正確かつ精密に配置される。また、
支持体13a〜13cは、複数個のベアリングボールを固定枠
１の中心軸線Ｏ方向に配置しているので、１群枠２は中
心軸線の振れもなく支持される。さらに、１群枠２の支
持は、支持体13a〜13cのみによって行なわれているの
で、１群枠２および固定枠１は、その直線溝1a〜1cおよ
び2a〜2cのみを高精度に加工しておけば、１群枠２を固
定枠１に対して精度よく位置決めすることができる。

切欠孔1dは、第４図に示すように、固定枠１の上部中
程の位置にスライド板３に対向して穿設される。すなわ
ち、固定枠１の上周面の中程を中心軸線Ｏに直交する向
きに切り裂いて平面部を形成し、その平面部の中央部に
軸方向に長い長方形状の貫通孔からなる切欠孔1dを穿設
してある。したがって、切欠孔1dの軸方向の両側には平
面部1doが形成され、この平面部1doは振動体12を支持し
たホルダ８の取付部となっている。

振動体12は、屈曲振動子11と縦振動子４とで構成され
ている。屈曲振動子11は、切欠孔1d内に余裕をもって配
置される大きさの比較的厚みのある矩形の弾性体５と、
この弾性体５よりも短い長さで厚みの薄い矩形状の圧電
体６とよりなり、圧電体６を弾性体５の上面にエポキシ
系の接着剤で固着して構成されている。そして、この屈
曲振動子11の圧電体５には、その板厚方向に駆動用の高
周波電圧が印加されるようになっていて、本実施例の場
合には１次の屈曲共振を発生するようになっている。こ
の屈曲振動の２つの節の部分で圧電体６の固着していな
い弾性体５の下面に、積層圧電体で矩形柱状に形成され
る積層板の厚み方向に縦振動する縦振動子４が屈曲振動
子11の板厚方向に縦振動をするように固着されている。

また、屈曲振動子11には、その節の位置で屈曲振動子
11の板幅方向の外側方向に向けてそれぞれ延びる４本の
円柱状の支持ピン７が弾性体５に固着されていて、その
ピン７の中程には円周方向にホルダ取付用溝部7aが設け
られている。

このように構成された振動体12は、断面がチャンネル
状をなし、振動体12を上方から覆う形状に形成されたホ
ルダ８に下方から収納されて保持される。すなわち、ホ
ルダ８は、弾性薄板を折り曲げて形成されていて、その
両垂下壁の支持ピン７に対応する位置には、下方が開放
された円孔状の受部8aが設けられており、その受部8aの
下方開放部は、ホルダ取付用溝部7aの径よりも若干小径
の幅を有する切欠で形成されている。また、このホルダ
８の両垂下壁の中程には、外方に折り曲げられて、それ
ぞれ水平に延び出した取付固定部8bが設けられており、
その取付固定部8bには固定用ビス10がそれぞれ貫通する
開孔8cが穿設されている。

振動体12は、ホルダ８に対して、その支持ピン７のホ
ルダ取付用溝部7aを受部8aにゆるく嵌合することにより
ホルダ８内に振動自在に収納され、しかるのち、ホルダ
８の開孔8cに固定用ビス10を皿ばね９を介して貫通さ
せ、固定用ビス10を固定枠１の平面部1doに螺設された
ねじ孔1eに螺着させることにより、振動体12は固定枠１
の切欠孔1d内に配設される。この配設された振動体12
は、その縦振動子４の下端面が１群枠２に固定されたス
ライド板３の上側平面に圧接される。

このように構成された超音波モータの動作原理は、本
出願人が先に提案した特願平１−195767号のものと同じ
で、屈曲振動と縦振動の位相差を90゜にすることで１群
枠２を、その中心軸線Ｏ方向に進退移動するような楕円
振動を縦振動子４の端面に発生させる。２つの縦振動子
４は、振動の位相が180゜異なって振動するように構成
されているので、屈曲振動による節まわりの振り子振動
の一方向の動作のみを１群枠２のスライド板３に作用さ
せる。したがって、これによって１群枠２は中心軸線Ｏ
方向に進退移動することになる。

次に、第１図を参照して第１実施例の電気回路の構成
を説明する。図において、52₁〜52₄はそれぞれ第２図の
振動体80,81,82,83に対応するリニア型超音波モータ、5
1₁〜51₄は超音波モータ52₁〜52₄により駆動され枠の動
きを検出するエンコーダである。エンコーダ51₁〜51
₄は、等間隔に目盛りを位相をずらして２列に書込んだ
スケールと、その読取部とからなり、スケール上には基
準値となる終端位置を示すもう１列の目盛りも書込まれ
ている。この場合、エンコーダ51₁については、スケー
ルが固定枠１に、また読取部が１群枠75にそれぞれ配設
されており、エンコーダ51₂〜51₄については、スケール
がそれぞれ２群枠76、３群枠77、４群枠78に、また読取
部が１群枠75にそれぞれ配設されている。そして、スケ
ールに対して読取部が移動すると、目盛りの通過位置で
パルスを発生し、出力するようになっている。

53₁〜53₄は方向検出回路であり、エンコーダ51₁〜51₄
が発生する位相の異なる２系列のパルスの位相反転から
移動方向を検出する。55₁〜55₄はエンコーダ51₁〜51₄が
出力するパルスと方向検出回路53₁〜53₄が出力する移動
方向信号とから絶対位置を検出するアップダウンカウン
タであり、エンコーダ51₁〜51₄が出力する基準位置を示
すパルスによりリセットされ、繰出方向のとき等間隔目
盛に対応したパルスをアップカウントし、繰込方向のと
きダウンカウントする。

54は演算制御部57からの駆動制御信号に基づいて振動
体80,81,82,83により構成された超音波モータ52₁〜52₄
を駆動する駆動回路、59は駆動回路54が発生するパルス
を超音波モータ52₁〜52₄のいずれか一方に切換える切換
回路である。

駆動回路54および切換回路59を第６図に示す。なお、
駆動回路54は、たとえば特願平１−337024号の第３実施
例と同様であるので詳細は省略する。また、切換回路59
は、第６図に示されるような例えばフォトモスリレーPM
11,PM12,PM13,PM14,PM21,PM22,PM23,PM24であり、演算
制御部57からの制御信号により開閉制御される。

56は後述する演算制御に必要なプログラムおよび各種
メモリデータを供給するROM、58は例えば実開平１−124
515号公報などに示されるような公知の三角測距方式に
よるAF（オートフォーカス）モジュール、60₁はズーミ
ングを行なうためのボタンによるズーム操作入力部であ
る。57は演算制御部で、カウンタ55₁〜55₄の各出力（位
置情報）、AFモジュール58の出力（測距情報）、ズーム
操作入力部60₁の出力を適宜取込み、超音波モータ52₁〜
52₄を駆動するための駆動制御信号を駆動回路54へ出力
する。

第３図は、第１実施例におけるカメラの概観図であ
り、カメラボディ91、半押し（ファーストレリーズ）と
全押し（セカンドレリーズ）の信号が出力可能なレリー
ズボタン92、画角を決定するファインダ用の窓93、図示
しない測距センサへ光を導くための測距窓94、撮影レン
ズ95、ズーム操作入力部（ズームボタン）60₁からなっ
ている。

次に、第８図に示したフローチャートに基づいて、第
１実施例によるズーミング動作について説明する。ズー
ム操作入力部60₁を操作すると、ズーミング動作が開始
される。まず、第６図に示すフォトモスリレーPM11,PM2
1がオンし（F41）、駆動パルスが駆動回路54で発生され
れば、直ちにリニア型超音波モータ52₁が第１群レンズ7
1の駆動を開始できるようになる。次に、ズーム操作は
テレボタンが押されたのか、ワイドボタンが押されたの
かを判断し（F42）、テレボタンならば第１群レンズ71
を繰出方向に駆動開始し（F43）、ズーム操作が引続き
行なわれていれば駆動をし続け、ズーム操作が停止して
いたら第１群レンズ71を停止させる（F44,F47）。ワイ
ドボタンが押されていたなら、繰込み側に同様の動作を
して第１群レンズ71を停止させる（F45,F46,F47）。つ
まり、ズーミング中は第１群レンズ71だけが移動するこ
とになる。

次に（ズーミングの操作が終了した後に）、フォトモ
スリレーPM11,PM21がオフされ（F48）、次に第１群レン
ズ71の位置がカウンタ55₁から読出される（F49）。そし
て、その値に基づいて第２群レンズ72、第３群レンズ7
3、第４群レンズ74の基準位置を出力する（F50）。ここ
で、基準位置とは、第７図に示すような各ズーム状態に
おける無限遠合焦状態の位置関係である。第１群レンズ
71の位置が決まれば、第２群レンズ72、第３群レンズ7
3、第４群レンズ74の各基準位置は定まる。本実施例で
は、第１群レンズ71の位置を微小に分割して、その値に
対応した第１群レンズ71に対する各基準位置をROM56に
書込んであり、その値を参照することで第２群〜第４群
レンズ72〜74の位置を出力している。

次に、フォトモスリレーPM12,PM22をオンして（F5
1）、第２群レンズ72を駆動し（F52）、上記算出された
第２群レンズ72の位置に達したら（F53）、第２群レン
ズ72の駆動を停止する（F54）。同様に、フォトモスリ
レーを切換えながら、第３群レンズ73および第４群レン
ズ74を移動する（F55〜F61）。以上のように、第２群〜
第４群レンズ72〜74を基準位置に駆動した後、一連のズ
ーミングは終了する。つまり、ズーミングの動作が終了
したとき、レンズは該焦点距離状態で無限遠のピント位
置で待機することになる。

次に、第９図に示したフローチャートに基づいて、第
１実施例によるフォーカシング動作について説明する。
レリーズボタン92を半押しすると、フォーカシングの動
作に入る。ここで、ズーミングの状態を知るために、第
１群レンズ71の位置をカウンタ55₁から読出す（F1）。
次に、AFモジュール58により測距動作を行ない（F2）、
検出可能な出力が出れば（F3）、第２群レンズ72の繰出
量を出力する（F4）。引き続き、第３群レンズ73の繰出
量も出力する（F5）。

ここで、第２群レンズ72と第３群レンズ73の位置を出
力する方法は、前述したズーミング動作の場合と同様に
メモリによるものである。すなわち、第１群レンズ71の
位置から、ワイド、スタンダード、テレのいずれに近い
ズーム状態かを判断し、第10図（ａ）（ｂ）（ｃ）に示
すような曲線に基づいて、微小な測距値ごとに記憶され
た第２群レンズ72および第３群レンズ73の基本位置から
の繰出量をROM56に書込まれたデータを参照することに
より出力する。なお、第10図（ａ）はワイド時の被写体
距離に対するレンズ群移動量を、第10図（ｂ）はスタン
ダード時の被写体距離に対するレンズ群移動量を、第10
図（ｃ）はテレ時の被写体距離に対するレンズ群移動量
を示している。

次に、フォトモスリレーPM12,PM22をオンして（F
6）、第２群レンズ72の駆動を開始し（F7）、上記の第
２群レンズ72の繰出量に達したら（F8）、第２群レンズ
72の駆動を停止する（F9）。同様に、第３群レンズ73を
駆動し（F10〜F14）、この動作が終了した時点でレンズ
は合焦状態になっている。ここで、セカンドレリーズが
オン（全押し）されれば（F15）、露出動作が行なわれ
（F16）、第２群レンズ72および第３群レンズ73を基準
位置まで繰り込んで（F17〜F25）、フィルムを巻き上げ
（F26）、一連の動作が終了する。一方、レリーズボタ
ン92を離してしまうと（F15,F27）、第２群レンズ72お
よび第３群レンズ73を繰り込んで（F17〜F25）、一連の
動作が終了する。

このように、第１実施例によれば、ズーミング状態、
すなわちワイド、スタンダード、テレ状態において、そ
れぞれ最適なフローティング形態がとれるため、像のピ
ント調節による悪化が少なく、また撮影可能な最至近距
離が小さくできるなど、像の改善や撮影距離範囲の拡大
に顕著な効果がある。しかも、それをただ１つの駆動回
路によって行なうことが可能であり、電気回路が簡単
で、かつレンズを１群ずつ動かすため、最大消費電流を
小さくおさえられる構成で実現可能である。

なお、前記したレンズ位置の算出方法は、必要精度に
応じて近似式や補間式により、少ない係数やデータから
算出してもよい。

次に、第２実施例として、第１実施例と同様なフロー
ティング形態が変化するようなズームレンズを装着する
１眼レフカメラに適用した場合について説明する。

第11図は、第２実施例における１眼レフカメラの概観
図である。すなわち、カメラボティ101には、半押し
（ファーストレリーズ）と全押し（セカンドレリーズ）
の信号が出力可能なレリーズボタン102、画角を決定す
るペンタプリズムを用いたファインダ103、ファインダ1
03へ光を導くクイックリターン式のメインミラー104、
メインミラー104に取着され中央部の光をボディ底部に
配設されたAFモジュール58へ導くサブミラー105などが
配設されている。また、撮影レンズ106の側面には、ズ
ーム操作入力部60₁およびフォーカシング操作入力部60₂
が配設されている。

なお、レンズ構成および枠構成などは第１実施例と同
様であるため、その説明は省略する。

次に、第12図を参照して第２実施例の電気回路系の構
成を説明する。本実施例は、TTLカメラを想定している
ため、レンズ群を１群ずつ、しかも大きい量を動かす
と、設計時に想定していたレンズ位置関係を大きくはず
れることになり、思わぬ像の悪化など、ファインダを覗
いている撮影者に不快感を与え、ファインダを覗きなが
らの操作を困難にする。そこで、本実施例では、各レン
ズ群をパラレルに駆動し、レンズの位置関係をなるべく
くずさないようにしている。このため、第１実施例とは
異なり、第１群〜第４群レンズ71〜74のそれぞれ専用の
駆動回路54₁〜54₄を備えており、演算制御部57によりそ
れぞれ独立に制御される。したがって、第１実施例のよ
うな切換回路59は存在しない。また、本実施例では、手
動操作によりピントを合わせるマニュアルフォーカス用
のフォーカシング操作入力部60₂を備えている。このマ
ニュアルフォーカスは電動駆動となるため、いわゆるパ
ワーフォーカスである。それ以外の構成は、第１実施例
と同様であるので省略する。

第13図は、第２実施例におけるズーミング動作を説明
するフローチャートである。すなわち、ズーム操作入力
部60₁が操作されるとズーミングのモードに入り、まず
現在のフォーカス状態（初期フォーカス状態）を後で述
べる方法で記憶する（F101）。次に、今押されているの
がテレボタンかワイドボタンかを判断し（F102）、テレ
ボタンならばテレ側に、ワイドボタンならワイド側にな
るような方向に各レンズ群の駆動を開始する。

すなわち、たとえばテレボタンが押されている場合、
まず第１群レンズ71の位置を読出し（F103）、その値か
ら各レンズ群の速度をROM56の記憶データを参照するこ
とにより出力し（F104）、その出力に応じてリニア型超
音波モータ52₁〜52₄に駆動信号を発生させる（F105）。
そして、ズーム操作が停止していれば（F106）、各レン
ズ群を停止させ（F107）、引続きズーム操作されていれ
ば再びステップF103に戻る。これは、ワイドボタンが押
された場合も同様である（F108〜F112）。

次に、初期フォーカス位置へ正確に復帰させる動作に
入り、再度、第１群レンズ71の位置を読出す（F113）。
そして、ステップF101で記憶されている初期フォーカス
状態を読出し（F114）、第２群〜第４群レンズ72〜74の
初期フォーカス状態をも見込んだ第２群〜第４群レンズ
72〜74の正確な位置を出力する（F115）。その後、第２
群〜第４群レンズ72〜74の駆動を開始し（F116）、まず
第２群レンズ72の位置が上記出力された最終位置か否か
かを判断し（F118,F119）、最終位置に達していれば第
２群レンズ72の駆動を停止する（F120）。また、既に停
止済ならステップF118〜F120はスキップする。同様に、
第３群レンズ73および第４群レンズ74をそれぞれ駆動し
（F121〜F128）、全レンズ群が停止したら（F129）、ズ
ーミングの動作を終了する。

次に、ズーミング動作の説明中に用いた各レンズ群の
駆動速度の出力方法、最終位置の出力方法、並びにフォ
ーカス状態の記憶について説明する。

第14図は、第１群レンズ71の繰出量に対する第２群レ
ンズ72、第３群レンズ73、第４群レンズ74の１群レンズ
71に対する基本移動量（焦点が無限遠に合焦状態での移
動量）を示すものである。図中、プラス（＋）はレンズ
繰出方向、マイナス（−）はレンズ繰込方向であり、ワ
イド状態からの変化分を示している。それを第１群レン
ズ71の繰出量で微分して定数を掛けたものが第15図であ
り、第１群レンズ71が一定速度で動く場合の第２群〜第
４群レンズ72〜74の移動速度を示している。すなわち、
第15図に示すような速度関係で駆動してやれば、無限遠
合焦時におけるレンズの位置関係は常に第14図に示す曲
線上にある。

一方、本実施例は、第16図に示すように、フローティ
ングの形態がワイド、スタンダード、テレの間も連続的
に変わる。しかし、ズーミング時のピントのずれは至近
時を除けばさほど気にならないため、本実施例ではズー
ム操作終了時にのみ初期フォーカス状態に正しく復帰さ
せることにし（F113〜F129）、ズーム操作中は第15図の
関係にしたがってレンズを駆動している。すなわち、基
本となる第１群レンズ71の定められた駆動速度に対応し
た駆動制御パラメータと、第１群レンズ71の位置に対応
した第２群〜第４群レンズ72〜74の駆動速度に対応した
駆動制御パラメータをROM56に記憶しており、第１群レ
ンズ71の位置を読出すことにより、各レンズ群の速度が
出力できるようになっている。

次に、フォーカス状態の記憶方法と、各レンズ群の最
終位置の出力方法について説明する。ズーム操作によ
り、第１群レンズ71がｘ′からｘ″の位置まで移動した
場合を想定する。たとえば、第ｉ群レンズの位置Ｘ（P
i）は、 Ｘ（Pi）＝Ｘ（BPi″）＋Ｘ（FPi″） とかける。

ここで、Ｘ（BPi″）はズーミングによるワイド基本
位置からの移動量であり、Ｘ（FPi″）はフォーカシン
グによる基本位置（無限遠状態）からの移動量である。
まず、Ｘ（BPi″）については、第14図に示す第４群レ
ンズ74の移動曲線上の有限個のデータ点の第１群レンズ
71の繰出量と第１群レンズ71に対する基本移動量（x₁,X
（BPil）），…（x_n,X（BPin）），…が記憶されてい
る。その点はBPil,…,BPin,…の記号で示される。この
有限個のデータ点の間を直線補間する。図から明らかな
ように、上記の点が十分細かければ、かなりの精度でＸ
（BPi″）が出力できる。これを式で書くと、ズーミン
グ終了時の第１群レンズ71の位置をｘ″、それを挟むデ
ータ点の位置をx_n,x_n+lとすると、 と書ける。

一方、Ｘ（FPi″）については、有限個のある合焦被
写体距離ごとに、第１群レンズ71の繰出量（ズーミン
グ）に応じた有限個のデータ点群（Lil,…Lih,…）があ
り、データ点群Lihに含まれるデータ点は、FPihl,…,FP
ihj,…の記号で示されている。ここで、ｈは無限遠から
至近に向かって単調増加する整数である。Ｘ（FPi″）
は次のように算出する。まず、ズーミング開始前におけ
る第ｉ群レンズのフォーカシングによる基準位置からの
繰出量が、LihとLih＋１との間FP₃′とする。このと
き、このFP₃′を囲む４つのデータ点をEPihj,FPihj＋l,
FPih＋lj,FPih＋lj＋ｌとおくと、FP₃′の直線FPihj,FP
ihj＋ｌと直線FPih＋lj,FPih＋lj＋ｌに対する縦軸方向
の距離の比を算出する。この比をa:l−ａとすると、フ
ォーカス状態は「ｈ＋ａである」と記憶する。つまり、
LihとLih＋ｌが近い時は、その間の同一距離合焦点は、
縦軸方向に対してリニアな関係が保たれるとするのであ
る。この考え方により、最終点FPi″のフォーカス繰出
量Ｘ（FPi″）は、第１群レンズ71の停止位置をｘ″と
おくと、 により容易に求められ、精度も十分である。

このとき、フォーカス状態を表す数の整数部がｈ、小
数部がａである。

第17図は、第２実施例におけるパワーフォーカシング
動作を説明するフローチャートである。すなわち、フォ
ーカシング操作入力部60₂の繰出しボタンまたは繰込み
ボタンを押すと、パワーフォーカシングのモードに入
り、まずズーム状態に対応している第１群レンズ71の位
置を読込む（F141）。次に、フォーカス状態を知るため
に必要な第２群レンズ72の位置を読込む（F142）。次
に、ズーミングでフォーカス状態数を出力したときと同
様にフォーカス状態数を算出し（F143）、押されている
のが繰出しボタンなのか繰込みボタンなのかを判断する
（F144）。

この判断の結果、繰出しボタンのときは算出されたフ
ォーカス状態数を減ずる（F145）。その減ずる量につい
ては、人の目で見て影響の少ない量とする。そして、そ
の新しいフォーカス状態数に相当する第２群レンズ72お
よび第３群レンズ73の位置を算出し（F146）、第２群レ
ンズ72および第３群レンズ73の駆動を開始する（F14
7）。次に、第２群レンズ72および第３群レンズ73の位
置をチェックして、上記の最終位置ならば駆動を停止す
る（F148〜F151）。そして、第２群レンズ72および第３
群レンズ73とも停止したら（F152）、フォーカシング操
作が停止しているかをチェックし（F153）、引続きフォ
ーカシング操作されていれば、ステップF145へ戻り、さ
らにフォーカス状態を変化させ、操作が停止していれば
終了する。繰込みボタンの場合も、全く同様の動作とな
る（F154〜F162）。

第19図は、第２実施例におけるオートフォーカス（A
F）動作を説明するフローチャートである。すなわち、
レリーズボタン102を半押しすると、AFのモードに入
り、まずAFモジュール58により焦点検出が行なわれ（F1
71）、それに基づいてデフォーカス量が算出される（F1
72）。次に、ズーム状態に対応している第１群レンズ71
の位置と、フォーカス状態を示す第２群レンズ72の位置
をカウンタ55₁,55₂から読込む（F173）。次に、第２群
レンズ72の繰出量を演算により算出する（F174）。すな
わち、ズーム状態（第１群レンズ71の位置）に対応した
複数の算出式の係数がROM56に記憶されている。本実施
例の場合、たとえば特開昭64−59312号公報に示される
ように、係数α，β，γが複数組記憶されており、駆動
量ΔＸは ΔＸ＝α（β＋ｄ）＋α・ｄ−（α／β） の式により近似的かつ十分な精度で算出される。

こうして算出された値を先に読出した第２群レンズ72
の位置情報に加えることにより、第２群レンズ72の最終
位置と、その位置に対応したフォーカス状態数が算出さ
れる（F175,F176）。このフォーカス状態数からズーミ
ングの場合と同様な方法で第３群レンズ73の位置が算出
され（F177）、第２群レンズ72および第３群レンズ73の
駆動を開始する（F178）。駆動開始後は、第２群レンズ
72および第３群レンズ73の位置が上記算出された最終位
置になっているかを判断し（F180,F183）、達していれ
ば停止する（F181,F184）。また、既に各レンズ群が停
止済みであれば、これらは省かれる（F179,F182）。そ
して、第２群レンズ72および第３群レンズ73とも停止す
ると（F185）、再度焦点検出をして（F186）、デフォー
カス量を算出し（F187）、合焦を確認した後（F188）、
終了する。

このように、第２実施例によれば、ファインダを見な
がらレンズ駆動を伴うパワーフォーカシングのような場
合でも、レンズ群の位置関係のくずれに起因する思わぬ
像の悪化がなく、第１実施例と同様にズーム状態に対し
て最適なフローティング形態によるフォーカシングによ
り、像の改善や撮影距離範囲の拡大という顕著な効果が
TTLカメラでも実現され、補間演算の利用により、その
程度は第１実施例よりも大である。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、フォーカシング
によらず、ズーミングにのみ対応して位置が決まる第１
のレンズ群の位置に対応して、前記複数のフォーカシン
グレンズ群がそれぞれ最適な間隔になるように変化する
位置関係を含む、前記第１のレンズ群以外の各レンズ群
毎の基準位置等を記憶手段に記憶させているため、この
記憶手段を参照することにより、ズーム状態によって最
適なフローティング形態を得ることができる。また、ズ
ームにより異なるフローティング量でのフォーカシング
が可能となるので、ズーム状態や被写体距離に応じて収
差を抑えることができ、高性能なズームレンズを得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】 第１図ないし第10図は本発明の第１実施例を説明するた
めのもので、第１図は電気回路を示すブロック図、第２
図はレンズ構成および枠構成を示すズームレンズの断面
図、第３図はカメラの概観図、第４図および第５図はリ
ニア型超音波モータの詳細を示す構成図、第６図は駆動
回路および切換回路を詳細に示す構成図、第７図は各レ
ンズ群の動きを示す図、第８図はズーミング動作を説明
するフローチャート、第９図はフォーカシング動作を説
明するフローチャート、第10図（ａ）はワイド時の被写
体距離に対するレンズ群移動量を示すグラフ、第10図
（ｂ）はスタンダード時の被写体距離に対するレンズ群
移動量を示すグラフ、第10図（ｃ）はテレ時の被写体距
離に対するレンズ群移動量を示すグラフ、第11図ないし
第18図は本発明の第２実施例を説明するためのもので、
第11図は１眼レフカメラの概観図、第12図は電気回路を
示すブロック図、第13図はズーミング動作を説明するフ
ローチャート、第14図は第１群レンズの繰出量に対する
第２群ないし第４群レンズの第１群レンズに対する基本
移動量を示すグラフ、第15図は第１群レンズが一定速度
で動く場合の第２群ないし第４群レンズの移動速度を示
すグラフ、第16図は第１群レンズの繰出量に対する第２
群レンズおよび第３群レンズの基準位置からの繰出量を
示すグラフ、第17図はパワーフォーカシング動作を説明
するフローチャート、第18図はオートフォーカス動作を
説明するフローチャートである。 51₁〜51₄……エンコーダ、52₁〜52₄……リニア型超音波
モータ、53₁〜53₄……方向検出回路、54,54₁〜54₄……
駆動回路、55₁〜55₄……アップダウンカウンタ、56……
ROM、57……演算制御部、58……AFモジュール、59……
切換回路、60₁……ズーム操作入力部、60₂……フォーカ
シング操作入力部、71……第１群レンズ、72……第２群
レンズ、73……第３群レンズ、74……第４群レンズ、75
……１群枠、76……２群枠、77……３群枠、78……４群
枠、80〜83……振動体、84〜87……ベアリング、88……
固定枠、92,102……レリーズボタン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八道 剛 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 戸泉 安司 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 加藤 茂 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−189816（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−3005（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−35309（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−261210（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−276011（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−99010（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−68506（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−18910（ＪＰ，Ａ)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光軸方向に移動可能な複数のフォーカシン
   グレンズ群を含む複数のレンズ群と、 この複数のレンズ群をそれぞれ別の駆動量で駆動可能な
   ように各群毎に独立して設けられた複数の駆動手段と、 フォーカシングによらず、ズーミングにのみ対応して位
   置が決まる第１のレンズ群の位置に対応して、前記複数
   のフォーカシングレンズ群がそれぞれ最適な間隔になる
   ように変化する位置関係を含む、前記第１のレンズ群以
   外の各レンズ群毎の基準位置を記憶している記憶手段
   と、 ズーミング動作を指示する指示手段と、 前記指示手段によって前記ズーミング動作が指示された
   際に、この指示に基いて前記第１のレンズ群を移動さ
   せ、このときの前記第１のレンズ群の位置に基きそれ以
   外のレンズ群の基準位置を前記記憶手段から読み出し、
   前記複数のレンズ群がそれぞれ前記基準位置に達するよ
   うに、前記駆動手段を制御する制御手段と、 を具備したことを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 【請求項２】前記制御手段は、前記複数のレンズ群を順
   次、駆動することを特徴とする請求項１に記載のレンズ
   駆動装置。
3. 【請求項３】光軸方向に移動可能な複数のフォーカシン
   グレンズ群を含む複数のレンズ群と、 この複数のレンズ群をそれぞれ別の駆動量で駆動可能な
   ように各群毎に独立して設けられた複数の駆動手段と、 被写体の距離を測距し、被写体距離情報を出力する測距
   手段と、 フォーカシングによらず、ズーミングにのみ対応して位
   置が決まる第１のレンズ群の複数の位置に対応して、前
   記第１のレンズ群の各位置毎に、それ以外の前記複数の
   フォーカシングレンズ群の被写体距離に対応した基準位
   置からの繰出量を、前記第１のレンズ群の位置及び被写
   体距離に対応した最適なフォーカシングレンズ群の間隔
   となるような位置関係として記憶している記憶手段と、 前記第１のレンズ群の位置、前記測距手段から出力され
   る被写体距離情報及び前記記憶手段から読み出される繰
   出量に基いて、被写体にピントが合うように前記複数の
   フォーカシングレンズ群をそれぞれ前記駆動手段にて制
   御する制御手段と、 を具備したことを特徴とするレンズ駆動装置。
4. 【請求項４】光軸方向に移動可能な複数のフォーカシン
   グレンズ群を含む複数のレンズ群と、 この複数のレンズ群をそれぞれ別の駆動量で駆動可能な
   ように各群毎に独立して設けられた複数の駆動手段と、 ズーミング動作を指示する指示手段と、 フォーカシングによらず、ズーミングにのみ対応して位
   置が決まる第１のレンズ群の複数の位置に対応して、前
   記第１のレンズ群の各位置毎に、それ以外の前記複数の
   フォーカシングレンズ群の、被写体距離に対応した基準
   位置からの繰出量を、前記第１のレンズ群の位置及び被
   写体距離に対応した最適なフォーカシングレンズ群の間
   隔となるような位置関係として記憶している記憶手段
   と、 前記指示手段によって前記ズーミング動作が指示された
   際に、この指示に基いて前記第１のレンズ群を駆動さ
   せ、このときの前記第１のレンズ群の位置及び前記記憶
   手段から読み出される繰出量に基いて、ズーミング動作
   開始時の合焦被写体距離を一定に保つように前記複数の
   フォーカシングレンズ群をそれぞれ前記駆動手段にて制
   御する制御手段と、 を具備したことを特徴とするレンズ駆動装置。
5. 【請求項５】前記制御手段は、複数のレンズ群毎の駆動
   速度を前記記憶手段の記憶データから参照し、この駆動
   速度に基いて駆動制御を行うことを特徴とする請求項４
   に記載のレンズ駆動装置。
6. 【請求項６】光軸方向に移動可能な複数のフォーカシン
   グレンズ群を含む複数のレンズ群と、 この複数のレンズ群をそれぞれ別の駆動量で駆動可能な
   ように各群毎に独立して設けられた複数の駆動手段と、 前記複数のレンズ群から成る撮影光学系のデフォーカス
   量を検出する焦点検出手段と、 前記フォーカシングレンズ群の位置を検出するレンズ位
   置検出手段と、 フォーカシングによらず、ズーミングにのみ対応して位
   置が決まる第１のレンズ群の複数の位置と、前記焦点検
   出手段により検出されたデフォーカス量と、前記レンズ
   位置検出手段により検出された前記フォーカシングレン
   ズ群の位置とに基いて、前記第１のレンズ群の位置及び
   前記フォーカシングレンズ群の目標位置に対応した最適
   なフォーカシングレンズ群の間隔となるような位置関係
   として前記複数のフォーカシングレンズ群毎に、その最
   終位置を算出する算出手段と、 この算出手段によって算出された最終位置に達するよう
   に、前記複数のフォーカシングレンズ群毎に前記駆動手
   段を制御する制御手段と、 を具備したことを特徴とするレンズ駆動装置。