JP3397497B2 - レンズ位置制御装置及びそれを用いた光学機器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレンズ位置制御装置及び
それを用いた光学機器に関し、例えば３５ｍｍフィルム
用の写真カメラやビデオカメラ等に用いられている物体
側の第１レンズ群以外の変倍系よりも像面側のレンズ群
でフォーカスを行った所謂インナーフォーカス式又はリ
ヤーフォーカス式（以下「リヤーフォーカス式」と称す
る。）のズームレンズを用いた光学機器に好適なもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】最近、３５ｍｍフィルム用の写真用カメ
ラやホームビデオカメラ等ではカメラ全体の小型軽量化
に伴い、それに用いる撮影用のズームレンズとして所定
の変倍比が容易に得られ広画角でかつレンズ全長が短
く、しかも前玉レンズ径の小さなレンズ系全体が小型軽
量であるリヤーフォーカス式のズームレンズが用いられ
ている。リヤーフォーカス式のズームレンズでは変倍系
による変倍動作に伴って同一の物体であってもフォーカ
ス用のレンズ群の光軸方向の位置が異なってくる為に変
倍動作と連動させてフォーカス用レンズ群の位置を調整
する必要がある。このときのフォーカス用のレンズ群の
調整機構を有した光学鏡筒は従来より種々と提案されて
いる。

【０００３】図１１は従来のリヤーフォーカス式を用い
たズームレンズ鏡筒の要部断面図である。同図のズーム
レンズでは物体側より順に固定の前玉レンズ群（第１
群）１１１、光軸上移動する変倍用のバリエータレンズ
群（第２群，バリエータともいう。）１１２、固定のレ
ンズ群（第３群）１１３、そして変倍に伴う像面変動を
補正すると共にフォーカスを行う為に光軸上移動するレ
ンズ群（第４群，以下「フォーカスレンズ」ともい
う。）１１４の４つのレンズ群より成っている。

【０００４】図中、１３３は第２群１１２の回り止め用
の案内棒、１３４は第２群１１２を移動させる際のバリ
エ−タ−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−カスモ−タ−であり、例えばステップモ−タ−
より成っている。１３８はステップモ−タ−１３７の出
力軸であり、その一部には第４群１１４を移動する為の
オネジ部１３８ａが施されている。１３９はメネジ部で
あり、オネジ部１３８ａと噛み合っている。第４群１１
４の移動枠１４０と一体となっている。１４１，１４２
は各々第４群の移動枠１４０の案内棒である。１４３は
案内棒１４１，１４２を位置決めして押さえる為の後ろ
板、１４４はリレ−ホルダ−であり、第３群１１３を保
持している。１４５はズ−ムモ−タ−、１４６はズ−ム
モ−タ−１４５の減速機ユニットである。１４７，１４
８は各々連動ギアであり、このうち連動ギア１４８はズ
−ムの為のバリエーター送り棒１３４に固定されてい
る。

【０００５】以上の構成によってステップモ−タ−１３
７が駆動すると、フォ−カス用の第４群１１４は出力軸
１３８に設けたネジ送りによって光軸方向に移動する。
又、ズ−ムモ−タ−１４５が駆動するとギア１４７，１
４８が連動し、バリエーター送り棒１３４が回転するこ
とによって第２群１１２が光軸方向に移動する。

【０００６】図２はこの様なズームレンズにおける第２
群（バリエ−タ−レンズ）１１２とフォ−カシング用の
第４群１１４の光軸上の位置関係をいくつかの物体距離
に応じて示した軌跡データである。ここでは例として、
被写体距離が無限（∞），２ｍ，１ｍ，８０ｃｍ，０ｃ
ｍの各被写体に対しての合焦位置関係を示している。リ
ヤーフォ−カス式の場合、このように、被写体距離によ
って、バリエ−タ−レンズ１１２とフォ−カスレンズ１
１４の位置関係が異なってくる為に、前玉フォ−カスレ
ンズのカム環の様に簡単なメカ構造で各レンズ群を連動
させることはできない。

【０００７】従って、図１１の様な構造のもとで単純に
ズ−ムモ−タ−１４５を駆動しただけでは変倍に伴って
像面変動が生じてしまう。

【０００８】そこで従来より図２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方
法が種々と提案されている。

【０００９】例えば、本出願人は特開平１−２８０７０
９号公報や、特開平１−３２１４１６号公報でこの様な
被写体距離に応じた両レンズの光軸上の位置関係の軌跡
トレ−スの方法を提案している。

【００１０】図１２，図１３は特開平１−２８０７０９
号公報で提案しているバリエ−タ−レンズとフォ−カス
レンズの光軸上の位置関係を維持する方法の説明図であ
る。

【００１１】次に図１２のブロック構成図について説明
する。１１１〜１１４は図１１に示すものと同一のレン
ズ群である。バリエ−タ−レンズ群１１２の光軸上の位
置はズ−ムエンコ−ダ−１４９によって位置検出され
る。ここでズームエンコ−ダ−１４９の種類としては例
えばバリエ−タ−移動環に一体的に取り付けられたブラ
シを抵抗パタ−ンが印刷された基板上をしゅう動する様
に構成されたボリュ−ムエンコ−ダ−がある。１５０は
絞り値を検出する絞りエンコ−ダ−で例えば絞りメ−タ
−の中に設けられたホ−ル素子からの出力を用いてい
る。１５１はＣＣＤ等の撮像素子、１５２はカメラ処理
回路であり、撮像素子１５１で得られる信号のうちＹ信
号をＡＦ回路１５３に取り込まれる。ＡＦ回路１５３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、又、非合焦の程度はどれくらいかなどを
判定している。これらの結果はＣＰＵ１５４に取り込ま
れる。

【００１２】１５５はパワ−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−ム操作
回路で、操作者によってズ−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は図２に示した軌跡デ−タのメモリ−部分であり、
方向デ−タ１５８、速度デ−タ１５９、境界デ−タ１６
０等からなる。１６１はズ−ムモ−タ−ドライバ−、１
６２はステップモ−タ−ドライバ−で、ステップモ−タ
−の入力パルス数は連続してＣＰＵ１５４内にカウント
し、フォ−カスレンズ１１４の絶対位置のエンコ−ダ−
として用いている。このように構成したものにおいて、
バリエ−タ−レンズ１１２の位置とフォ−カスレンズ１
１４の位置がそれぞれズ−ムエンコ−ダ−１４９からの
値とステップモ−タ−１６２からの入力パルス数によっ
て求まるので、図２に示した軌跡データのマップ上の一
点が決定される。

【００１３】一方、図２に示したマップは境界デ−タ１
６０によって図１３に示した様にタンザク状の小領域
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
点が属しているかの領域の確定を行なうことが出来る。

【００１４】速度デ−タ、方向デ−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−タ−の回
転速度と方向がそれぞれの領域ごとにメモリ−されてい
る。例えば図３の例では、横軸（バリエ−タ−位置）は
１０のゾ−ンに分割されている。今、テレ端Ｔからワイ
ド端Ｗまでを１０秒で動かすよう、ズ−ムモ−タ−の速
度設定がされているとすると、ズ−ム方向の一つのゾ−
ンの通過時間は１秒である。図３の領域III を拡大した
図を図１３とすると、この領域III の中央には軌跡１６
４、左下は軌跡１６５、右上は軌跡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１６４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。

【００１５】このようにして求めた速度を、領域代表速
度と称すると、速度メモリ−には小領域の数だけ、領域
に応じてこの値がメモリ−されている。又、この速度を
軌跡１６８として示すと、自動焦点調節装置の検出結果
によって軌跡１６７，軌跡１６９という様に、代表速度
を微調整してステップモ−タ−速度を設定するものであ
る。又、方向デ−タ−は、同じテレ端からワイド端（ワ
イド端からテレ端）のズ−ムでも領域に応じてステップ
モ−タ−の回転方向が変わってくるので、この符号デ−
タがメモリ−されるものである。

【００１６】以上のように、バリエ−タ−レンズ１１２
とフォ−カスレンズ１１４の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−タ−速度を用いて
ズ−ムモ−タ−駆動中にステップモ−タ−１３７を駆動
してフォ−カスレンズ１１４の位置を制御すれば、リヤ
ーフォ−カスレンズであっても、ズ−ム中もフォ−カス
の維持が可能となる。

【００１７】ここで図１３の軌跡１６８の代表速度以外
に各領域ごとに軌跡１６７と軌跡１６９の様な速度もメ
モリ−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ある。

【００１８】以上のべたような速度をメモリ−する以外
に、現在のバリエ−タ−レンズ位置と、ステップモ−タ
−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、そのマップ上をたどる方法や、複数の軌
跡をいくつかのバリエ−タ−レンズの位置に応じたフォ
−カスレンズの位置としてメモリ−しておく方法などが
用いられる。

【００１９】特開平１−３２１４１６号公報では複数の
被写体距離に対して、ワイド端からテレ端の間の複数の
バリエ−タ−レンズの位置に対するフォ−カスレンズの
位置を記憶しておき、ズ−ム開始時にはその時点のバリ
エ−タ−レンズの位置とフォ−カスレンズの位置がマッ
プ内のどこにあるかを知り、その点より、同じ焦点距離
でマエピン側に最も近く記憶されたデ−タと、アトピン
側に最も近く記憶されたデ−タから内挿演算し、それぞ
れの焦点距離（バリエ−タ−位置）でのフォ−カスレン
ズの位置を算出する方法が示されている。

【００２０】図１４はテレ端近傍の軌跡の説明図であ
る。特開平１−３２１４１６号公報では記憶されている
デ−タとして、図３の領域Ｉで示した軌跡（例えば∞合
焦軌跡）に対してはバリエ−タ−レンズの位置Ｖ_n （テ
レ端），Ｖ_n-1 ，Ｖ_n-2 ，Ｖ_n-3 に対してはフォ−カス
レンズの位置として、ｒｒ₁ ，ｒｒ₄ ，ｒｒ₇ ，ｒｒ₉
の情報が記憶されている。即ちマップ内の点Ｐ₁ ，Ｐ
₄ ，Ｐ₇ ，Ｐ₁₀を通る軌跡ＬＬ１が∞軌跡として記憶さ
れていることになる。同様にＶ_n （テレ端），Ｖ_n-1 ，
Ｖ_n-2 ，Ｖ_n-3 の位置に対して、フォ−カスレンズの位
置として、ｒｒ₂ 、ｒｒ₅ 、ｒｒ₈ 、ｒｒ₁₁の情報がＬ
Ｌ２で示した軌跡（例えば１０ｍ合焦軌跡）として記憶
されている。勿論、実際にはテレ端からワイド端までの
全ズ−ム領域に渡ってこのデ−タが作られている。

【００２１】ここで（Ｖ_n ，ｒｒ）即ちマップ内の点Ｐ
から変倍する場合、この点Ｐから同じバリエ−タ−レン
ズの位置でマエピン側の最も近い記憶されたデ−タ、即
ち軌跡ＬＬ２のデ−タと、同じくアトピン側に最も近い
デ−タ、即ち軌跡ＬＬ１のデ−タを元に、点Ｐ_A ，Ｐ
_B ，Ｐ_C を内挿演算によって求める。ズ−ム中のそれぞ
れの焦点距離Ｖ₀ （ワイド端），Ｖ₁ ，Ｖ₂ ，・・・・
・，Ｖ_n-1 ，Ｖ_n （テレ端）に対するフォ−カスレンズ
の位置をそれぞれこのように求めることによってズ−ム
中の軌跡が決定するものである。

【００２２】ここで内挿演算であるのでＰ₁ とＰ間の距
離とＰ₂ とＰ間の距離の比は、例えばＰ_A とＰ₄ 間の距
離とＰ_A とＰ₅ 間の距離の比と等しくなる。

【００２３】このような速度に関するメモリ−もしくは
位置に関するメモリ−は、当然製造誤差を０とした時の
光学設計値に基づいて作られている。

【００２４】またこの例ではズ−ム用のアクチュエ−タ
−としてギアヘッド付きのＤＣモ−タ−を用いている
が、フォ−カスレンズと同様にステップモ−タ−を用
い、バリエ−タ−エンコ−ダ−としてボリュ−ムを用い
ずにフォ−カスと同様にリセット位置基準の入力パルス
数をカウントすることによりレンズ群の絶対位置を知る
方法を採用する方法もある。

【００２５】又このようなフォ−カスモ−タ−の使用時
の基準位置はフォトインタラプタを用いる方法もある。

【００２６】ここで上述したように光学設計値に基づい
て記憶されたズ−ムトラッキングのデ−タが作られてい
るのに対して、実際には各レンズ群の焦点距離の誤差な
どによってこの軌跡は設計値通りになっていない。この
ために実際のビデオカメラにおいては記憶されたデ−タ
の内、テレ端とワイド端に当たるバリエ−タ−レンズの
位置をズ−ムエンコ−ダ−の出力（あるいはステップモ
−タ−を用いる場合には前述の基準位置からのパルス
数）のどの値（即ちバリエ−タ−のどの位置）に対応さ
せるかを調整し、Ｅ² ＰＲＯＭに書き込むという調整作
業を行っている。

【００２７】この方法として従来よりテレ端〜ワイド端
のバリエ−タ−のストロ−クを設計値通りに保ち、更に
調整距離（例えば∞）でのテレ端とワイド端のフォ−カ
スレンズの合焦位置の差（バランス）も設計値となるよ
うな位置を求め、そこをテレ端とワイド端とする方法が
知られている。ここではストロ−ク一定調整と称するこ
ととする。

【００２８】又、図２のような軌跡において調整距離
（例えば∞）でのテレ端とワイド端のフォ−カスレンズ
の合焦位置の差（バランス）を設計値とするとともに、
ミドル（中間の焦点距離）で最もフォ−カスレンズがマ
ップ上、上に行く位置とテレ端のフォ−カスレンズ位置
からの移動量が設計値となるようなバリエ−タ−位置を
求め、テレ端とワイド端のバリエ−タ−の位置とする方
法が知られている。ここではテレ−ミドルトラッキング
調整と称する。

【００２９】次に図１５を用いて移動量のストロ−ク一
定調整とテレ−ミドルトラッキング調整をとった場合の
テレ端位置とワイド端位置を設計値よりミドルでのフォ
−カスレンズのテレ端との位置差が設計値より大きくな
る方向に誤差を持ったレンズ群で行った場合の状況を説
明する。

【００３０】図１５は図２と同様に、横軸にバリエ−タ
−レンズの位置（即ち焦点距離）を、縦軸はフォ−カス
レンズの位置をとったときを示している。図中、２点鎖
線でしめした軌跡Ｓｂが設計値に相当する。これに対し
て実際のフォーカスレンズが実線のような軌跡Ｓａを示
しているものとする。

【００３１】ここでの距離（例えば∞）ではテレ端Ｔａ
とワイド端Ｗａのフォ−カスレンズの合焦位置の差は０
とする。

【００３２】仮に軌跡が設計値通りであったとすると、
テレ−ミドルトラッキング調整を行う場合、マップ上の
ポイント’が調整のスタ−ト点となる。ここから設計
値のフォ−カスレンズの移動量Ａだけ図中で下方向にフ
ォ−カスレンズを下げる。この位置が位置’となる。
この状態からバリエ−タ−を移動させ、即ち図中で横方
向に移動させ合焦位置を求めると位置となり、ここを
テレ端のバリエ−タ−位置とする。、また、この例では
上述した様にワイド端とテレ端のフォ−カスレンズの合
焦位置の差は０なので、同じくバリエ−タ−を移動させ
合焦する位置がワイド端のバリエ−タ−の位置とな
る。

【００３３】尚ストロ−ク一定調整の場合には設計値通
りの軌跡の場合でも、実線で示したある誤差を有した軌
跡の場合でもストロ−クとバランスを所定値に調整する
方法なので、この例の様な誤差の出方の時には、どちら
の場合もテレ端は位置、ワイド端は位置となる。

【００３４】一方、実線の軌跡Ｓａを持つレンズでテレ
−ミドルトラッキング調整を行う場合、調整のスタ−ト
の点から、設計値分Ａだけ図中で下方向にフォ−カス
レンズを下げると位置となる。ここから上述と同様
に、バリエ−タ−レンズを動かし合焦位置とした結果、
位置がテレ端、位置がワイド端となる。

【００３５】以上より図１５で示した様に設計値（２点
鎖線）に対して軌跡の「山」の高さが上がった様な誤差
を有した場合（実線）ストロ−ク一定調整を行うとテレ
端は位置、ワイド端は位置に、テレ−ミドルトラッ
キング調整を行った場合にはテレ端が位置、ワイド端
が位置となる。

【００３６】即ち、ストロ−ク一定調整の場合、テレ〜
ワイドに要するバリエ−タ−のストロ−クは設計値通り
になるものの、テレ端（もしくはワイド端）のフォ−カ
スレンズの合焦位置からミドル（バリエ−タ−レンズが
位置のとき）での合焦位置までの移動量は設計値Ａ
に対してＡ＋△Ａとなり誤差△Ａが乗る。

【００３７】一方、テレ−ミドルトラッキングの場合に
は、この移動量Ａは設計値に一致するもののテレ〜ワイ
ドに要するバリエ−タ−のストロ−クは設計値Ｓに対
し、△Ｓ_W と△Ｓ_T だけ短いストロークＳ’となってし
まう。

【００３８】図１６はバリエ−タ−位置と焦点距離の関
係を示している。ストロ−ク一定調整をした場合にも実
際にはある程度の誤差が発生するがここではほぼ設計値
通りの焦点距離を示すと仮定する。そうするとワイド端
の位置では焦点距離は例えば４ｍｍとなる。又、テレ
端の位置では焦点距離は４０ｍｍとなる。即ち１０倍
のズ−ム比を有するレンズに相当する。

【００３９】これに対してテレ−ミドルトラッキングを
行った場合には、ワイド端は位置となり、焦点距離は
５．３ｍｍとなる。又、テレ端は位置となり、焦点距
離は３６ｍｍとなる。この結果、ズ−ム比は７倍以下と
なり設計値より極端に低い倍率となる。

【００４０】実際にはこの例の数値まで焦点距離がばら
つく様な誤差は発生しない様に各レンズ群の焦点距離や
位置を製造上管理することにより、設計値に対して所定
の目標範囲にワイド端、テレ端の焦点距離、及びズ−ム
比を入れているのが現状である。

【００４１】図５は図１５の調整をした場合のズ−ムエ
ンコ−ダ−の出力を示したものである。ズ−ムエンコ−
ダ−の出力が例えば電圧出力で得られるものと仮定す
る。

【００４２】ストロ−ク一定調整の場合の出力はワイド
端で０．５Ｖ、テレ端で３Ｖとなる。一方、テレ−ミド
ルトラッキング調整の場合、ワイド端で０．８８Ｖ、テ
レ端で２．９６Ｖとなるここで前述のＣＰＵ１５４内に
設けられた記憶手段に記憶された軌跡に関するデ−タと
してこの調整距離における複数のバリエ−タ−レンズ位
置に対するフォ−カスレンズの位置が記憶されていると
する。この複数のバリエ−タ−位置としてここではテレ
端〜ワイド端を均等に３３分割されたデ−タであるとす
る。この場合、エンコ−ダ−からの出力０．５Ｖ〜３Ｖ
を３３分割するので０番地は０．５Ｖ、１番地は０．５
＋（３−０．５）／３３＝０．５７６Ｖ、２番地は０．
５＋２×（３−０．５）／３３＝０．６５２Ｖといった
ように対応させることとなる。

【００４３】テレ−ミドルトラッキングの場合には、０
番地は０．８８Ｖ、１番地は０．８８＋（２．９６−
０．８８）／３３＝０．９４３Ｖ、２番地は０．８８＋
２×（２．９６−０．８８）／３３＝１．００６Ｖとい
ったように対応させることとなる。

【００４４】図１５中にこの結果を示してある。図中右
上に示したバリエ−タ−移動量Ｃがテレ−ミドルトラッ
キング時の１番地の移動量に相当し、移動量Ｂがストロ
−ク一定調整時の１番地に相当する。又、このピッチよ
りテレ−ミドルトラッキング時の２８番地〜３３番地の
位置は、図中、軌跡より上側に示した様になり、ストロ
−ク一定調整時の２９〜３３番地の位置は図中、下側に
示した様になるものである。

【００４５】以上、図１５に示した例をもとに二つの調
整方法のそれぞれの時の状況を説明してきたが、この結
果発生するズ−ム中のピントズレ量を表１，表２に示
す。

【００４６】表１はストロ−ク一定調整を行った時のも
ので、バリエ−タ−の番地０〜３３に対するフォ−カス
レンズの取るべき位置の情報は設計値をもとに０番地で
０、１番地で１、２番地で２、・・・・２０番地で３８
・・・・２９番地で３６、３０番地で３２、３１番地で
２６、３２番地で１５、３３番地で０といった様に記憶
されている（尚、ここでは説明を簡単にするために０〜
３３番地としたが、実際にはより細かくデ−タが作られ
ているものが多い）。

【００４７】ここでストロ−ク一定調整後の各バリエ−
タ−位置での実際に焦点が合うフォ−カスレンズの位置
は図１５から概略読み取ると、表１に示した様に、０番
地で０、１番地で１、２番地で２、・・・・２０番地で
４０、２９番地で４１、３０番地で３６、３１番地で３
０、３２番地で１７、３３番地で０となる。

【００４８】このことから記憶されたデ−タ通りにズ−
ム中のフォ−カスレンズ位置を制御すると、ズ−ム中に
はズレが発生していることとなる。この量は例えば２９
番地で−５、３０番地で−４といった数値になる。フォ
−カスレンズをステップモ−タ−で動かす場合にはこの
数値は入力パルス数に関連した数値（あるいはパルス数
そのもの）に相当する。

【００４９】表２は同様にテレ−ミドルトラッキング方
法をとった場合を示している。同様にズ−ム中にフォ−
カスレンズの合焦位置と通過位置とのズレが発生する。
例えば２９番地で２．７、３０番地で２．４となる。

【００５０】このずれが許容錯乱円以下のボケにしか起
因しないのであれば撮影者はズ−ム中のボケを問題にし
ない。

【００５１】以上より、二つの調整方法をとった結果の
差異として以下のことが言える。 （イ）ストロ−ク一定調整の場合、焦点距離のバラツキ
は押さえられるがズ−ム中間のボケは大きい。 （ロ）逆に、テレ−ミドルトラッキング調整をとった場
合にはズ−ム中間のボケは、ストロ−ク一定調整よりも
小さくなるが、焦点距離のバラツキが発生しやすい。

【００５２】

【発明が解決しようとする課題】既に述べたように従来
は製造誤差の管理等により、発生する焦点距離のバラツ
キ又はズ−ム中間で発生するボケの量を問題ないレベル
に押さえていたが、 ．ビデオカメラに搭載されるズ−ムレンズのズ−ム比
が年々大きくなる傾向にあり、数年前の標準的なズ−ム
比が８倍程度であったのに対して、すでに１２倍、１８
倍といった高倍率なズ−ムが製品化されており、今後も
高倍率化のニ−ズが高い。 ．に伴い各レンズ群の位置精度、焦点距離のバラツ
キなどによる軌跡への影響が出やすくなってきている。 ．撮像素子（ＣＣＤ）のサイズがその対角寸法で１／
３インチからすでに１／４インチとなってきており、今
後も小型化のニ−ズが高い。小型化の為に各レンズ群の
パワ−を強めると、同様に軌跡への影響が出やすくなる
ことが懸念される。

【００５３】などの背景により従来通りの製造誤差の管
理では前述した焦点距離の誤差やズ−ム中間で発生する
ボケの量を目標値内にとどめることが困難となってきて
いる。

【００５４】本発明の目的は上述のズ−ム中間のボケの
量を製造誤差を上げることなく調整方法の工夫で除去す
るズームレンズを得ることにある。

【００５５】本発明の目的は上述のズ−ム中間のボケの
量を除去するとともに、焦点距離の誤差も効果的に除去
したズームレンズを得ることにある。

【００５６】本発明は前述したリヤーフォーカス式のズ
ームレンズにおいて（ズーム範囲全体にわたりボケが少
なく、かつ変倍比の誤差を少なくしつつ）、バリエータ
ーの光軸上の各位置におけるフォーカスレンズの光軸上
の位置を設定することのできるレンズ位置制御装置の提
供を目的とする。

【００５７】請求項１の発明のレンズ位置制御装置は光
軸に沿って移動可能な第１レンズ群と、該第１レンズ群
の光軸方向の位置を検出する第１レンズ位置検出手段
と、光軸に沿って移動可能な第２レンズ群と、該第２レ
ンズ群の光軸方向の位置を検出する第２レンズ位置検出
手段と、少なくとも該第１、第２レンズ群を駆動制御す
る駆動制御手段とを備え、該駆動制御手段は記憶部と位
置設定部とを有し、該記憶部には複数の被写体距離に対
して、焦点位置を維持する、複数の第１レンズ群の位置
に対する第２レンズ群の位置に関連する情報が記憶され
ており、該位置設定部は該第１レンズ群の光軸方向の移
動範囲を決めると共に、少なくとも一方の移動範囲の限
界位置Ｔａは、所定被写体距離に対して第１レンズ群を
この一方の移動範囲の限界位置Ｔａに配置した時に焦点
位置を維持できる第２レンズ群位置と他の移動範囲内の
第１レンズ群位置Ｚａでこの所定被写体距離に対して焦
点位置を維持できる第２レンズ群位置との位置の差の最
大値が、前記記憶部に記憶された最大値の内容と合致す
るような第１レンズ群位置に設定されると共に、この移
動範囲の一方の限界位置Ｔａからあらかじめ定められた
第１レンズ群の移動量を与えた位置を他方の第１レンズ
群の移動範囲限界位置Ｗａとして設定することを特徴と
している。

【００５８】請求項２の発明は請求項１の発明において
前記駆動制御手段は、前記第１レンズ群を前記一方の移
動範囲限界位置Ｔａに配置した時に、所定の被写体距離
に対して焦点位置を維持できる第２レンズ群位置ＴＢを
基準とし、あらかじめ定められた移動量だけ第２レンズ
群を移動させた位置で焦点位置を維持できる第１レンズ
群の新たな位置Ｗａ’を求め、この移動範囲の一方の限
界位置に、前記記憶された複数の第１レンズ群位置の内
一方の移動範囲限界に相当する位置を対応させ、前記第
１レンズ群の新たな位置Ｗａ’に、記憶された複数の第
１レンズ群位置の内他方の移動範囲限界に相当する位置
を対応させることを特徴としている。

【００５９】請求項３の発明は請求項１または２の発明
において第１レンズ群は変倍の為のバリエ−タ−レンズ
群、第２レンズ群はフォ−カスレンズ群であることを特
徴としている。

【００６０】請求項４の発明は請求項１から３のいずれ
か１項の発明において第１レンズ群は変倍の為のバリエ
−タ−レンズ群、第２レンズ群はフォ−カスレンズ群で
あり、一方の移動範囲限界位置は焦点距離が最長となる
位置を示し、他方の移動範囲限界位置は焦点距離は最短
となる位置を示すことを特徴としている。

【００６１】請求項５の発明は請求項１から４のいずれ
か１項の発明において前記位置設定部は書き込み可能Ｒ
ＯＭを含み、前記設定した各位置に関する情報を記憶す
ることを特徴としている。

【００６２】請求項６の発明の光学機器は請求項１から
５のいずれか１項のレンズ位置制御装置によって設定し
た複数のレンズ群を用いて所定面上に物体像を形成する
ようにしたことを特徴としている。

【００６３】

【００６４】

【実施例】図１は本発明の実施例１の要部ブロック図で
ある。

【００６５】同図のズームレンズは、物体側より順に固
定の前玉レンズ群１１１、光軸上移動する変倍用のバリ
エーターレンズ群（バリエーターともいう。）１１２、
固定のレンズ群１１３、そして変倍に伴う像面変動を補
正すると共にフォーカスを行う為に光軸上移動するレン
ズ群（以下「フォーカスレンズ」ともいう。）１１４の
４つのレンズ群より成っている。

【００６６】バリエ−タ−レンズ群（第１レンズ群）１
１２の光軸上の位置はズ−ムエンコ−ダ−（第１レンズ
位置検出手段）１４９によって位置検出される。ここで
ズームエンコ−ダ−１４９の種類としては例えばバリエ
−タ−移動環に一体的に取り付けられたブラシを抵抗パ
タ−ンが印刷された基板上をしゅう動する様に構成され
たボリュ−ムエンコ−ダ−がある。１５０は絞り値を検
出する絞りエンコ−ダ−で例えば絞りメ−タ−の中に設
けられたホ−ル素子からの出力を用いている。１５１は
ＣＣＤ等の撮像素子、１５２はカメラ処理回路であり、
撮像素子１５１で得られる信号のうちＹ信号をＡＦ回路
１５３に取り込まれる。ＡＦ回路１５３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、又、非合焦の程度はどれくらいかなどを判定してい
る。これらの結果はＣＰＵ１５４に取り込まれる。

【００６７】１５５はパワ−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−ム操作
回路で、操作者によってズ−ムスイッチ１５７が操作さ
れた際、その内容を駆動制御手段１５８の一要素のＣＰ
Ｕ１５４に伝える。１５９は位置設定部であり、後述す
る方法によりバリエーターレンズ群１１２とフォーカス
レンズ群（第２レンズ群）１１４の移動範囲を設定して
いる。１６０は記憶部であり、フォーカスレンズ群１１
４の軌跡データを記憶している。

【００６８】１６１はズ−ムモ−タ−ドライバ−、１６
２はステップモ−タ−ドライバ−で、ステップモ−タ−
の入力パルス数は連続してＣＰＵ１５４内にカウント
し、フォ−カスレンズ１１４の絶対位置のエンコ−ダ−
として用いている。このように構成したものにおいて、
バリエ−タ−レンズ１１２の位置とフォ−カスレンズ１
１４の位置がそれぞれズ−ムエンコ−ダ−１４９からの
値とステップモ−タ−１６２からの入力パルス数によっ
て求まるので、図２に示した軌跡データ４のマップ上の
一点が決定される。

【００６９】光学設計値に基づいて記憶部１６０に記憶
されたズ−ムトラッキングのデ−タが作られているのに
対して、実際には各レンズ群の焦点距離の誤差などによ
ってズーミング及びフォーカスの各レンズ群の軌跡は設
計値通りになっていない。

【００７０】本実施例では、図２のような軌跡において
調整距離（例えば∞）でのテレ端とワイド端のフォ−カ
スレンズの合焦位置の差（バランス）を設計値とすると
ともに、ミドル（中間の焦点距離）で最もフォ−カスレ
ンズがマップ上、上に行く位置とテレ端のフォ−カスレ
ンズ位置からの移動量が設計値となるようなバリエ−タ
−位置を求め、テレ端とワイド端のバリエ−タ−の位置
とする、所謂テレ−ミドルトラッキング調整を利用して
いる。

【００７１】次に本実施例の構成上の特徴について説明
する。

【００７２】本実施例では変倍に伴うコンペンセーター
及びフォーカス用のレンズ群（第２レンズ群）の光軸上
の位置決めを行う際、まずテレ端ＴａとミドルＭ間との
トラッキング調整（以下「テレ−ミドルトラッキング調
整」という。）に準じてテレ端Ｔａとワイド端Ｗａの位
置を定める。次いで、このテレ端Ｔａ位置からワイド側
Ｗａへ、およそ実測値である軌跡Ｓａの山の頂上に相当
する位置Ｚａまでの領域Ｍ−Ｔではバリエ−タ−位置に
関して記憶部に記憶されたデ−タのバリエ−タ−の１番
地に対応させるバリエ−タ−の移動量として、設計値相
当の数値を与えると共に、テレ端Ｔａからワイド端Ｗａ
の上記テレ−ミドルトラッキング調整で定まったストロ
−クに対して記憶されたデ−タを対応させる為に、残り
の、軌跡の山の頂上付近（ズーム位置Ｚａ）のバリエ−
タ−位置からワイド端Ｗａまでの領域Ｗ−Ｍでは、バリ
エ−タ−の１番地に対応させる移動量を定めることを特
徴としている。

【００７３】図４は設計値の軌跡（２点鎖線）Ｓｂに対
して実際に製作したズームレンズの軌跡Ｓａが実線で示
したような状況にあるとしている。ここで本発明の実施
例１では、まず前述のテレ−ミドルトラッキング方法に
よりテレ端Ｔａのバリエーターの位置とワイド端Ｗａの
バリエーターの位置を決める。そして、テレ端Ｔａの位
置はメモリ−された軌跡の情報の内３３番地に相当す
る。

【００７４】次に実施例１の特徴として、３３番地から
山の頂上付近、図１の例ではズーム位置Ｚａの２５番地
までは設計値の刻みでそれぞれの番地のバリエ−タ−位
置を決めていく。例えば設計値のテレ−ワイド間のバリ
エ−タ−レンズの移動量が３３ｍｍであったとすると、
この例のようにデ−タが３３番地分で作られている時に
は、設計値のバリエ−タ−の１番地に相当する移動量は
１ｍｍになる。実際には、図５に示すようにズ−ムエン
コ−ダ−の特性がバリエ−タ−の１ｍｍの移動で出力が
△Ｖ（Ｖ）変化するものであるとするとテレ端でのズ−
ムエンコ−ダ−からの出力がＶ_T （図５の例では２．９
６Ｖ）とすると、３２番地では出力Ｖ_T−△Ｖ、３１番
地では出力Ｖ_T −２×△Ｖ・・・となる。

【００７５】尚、実際にはこのように移動量１ｍｍで出
力△Ｖの移動を示すようにズ−ムエンコ−ダ−を作るこ
とになるが、ズームエンコ−ダ−の出力ゲインがばらつ
く時には事前にそれぞれのエンコ−ダ−に固有の出力△
Ｖを測定しておき、その数値を用いるのが良い。

【００７６】また、前述したようにズ−ムエンコ−ダ−
としてステップモ−タ−を用いる場合には出力△Ｖに相
当するのは所定のパルス数になるので、この様な事前の
測定は不要となる。

【００７７】このように２５〜３３番地の１番地に相当
するバリエ−タ−の移動量を定めた後、ワイド端（０番
地）〜２５番地はテレ端〜ワイド端が全体として３３番
地になるような刻みで１番地に相当するバリエ−タ−の
移動量を設定している。

【００７８】尚、ここで述べた例は、記憶されたデ−タ
はすべて設計値のテレ端〜ワイド端を均等に分割した複
数のバリエ−タ−位置に対するフォ−カスレンズの光軸
上の位置デ−タとして作られているもので示している
が、例えばテレ側で細かくワイド側で荒く作られたよう
なデ−タの場合でも本件の適用が可能である。即ち、本
実施例の主旨としては、軌跡に誤差にある場合、設計値
に基づいて作られたデ−タに対して、バリエ−タ−位置
に応じて、ズ−ム１番地に相当する実際の移動量の比を
変更することによってズ−ム中間のボケを除去すること
にある。

【００７９】又、図４の例では２５番地を選んで、テレ
端〜ワイド端の間の刻みを変更する境界番地としたが、
この位置Ｚａはミドル付近であれば極端に性能に影響す
るものではない。

【００８０】図４では領域Ｍ〜Ｔとした範囲は設計値に
基づく刻み間隔で番地が振り分けられ、領域Ｍ〜Ｗとし
た範囲はストロ−クの誤差を吸収するように設定された
範囲になる。

【００８１】図６は本発明の実施例１に基づく調整のフ
ロ−の説明図である。

【００８２】ステップ１でスタ−トする。ステップ２で
バリエ−タ−の光軸上の位置をフォーカスレンズ群の軌
跡が山形になる山の頂上付近に相当するズーム位置Ｚａ
に設定する。次にステップ３でフォ−カスモ−タ−によ
りフォーカスレンズ群を移動させピント合わせを行う。
尚、ここで被写体距離は調整距離に設定されているもの
であり、何らかの調整の為のチャ−トなどの被写体を配
置している。

【００８３】ステップ４でピントが合ったか否かをチェ
ックしピントが合うまでフォ−カスレンズを移動する。
実際には被写体のコントラストに関係する焦点電圧信号
とフォーカスレンズの移動方向の相関を調べることによ
ってピントの合う移動方向を決定しながらピント位置を
捜しているが簡単のためにこのフロ−では詳細は省略し
た。

【００８４】ステップ４でピントが合ったことが確認さ
れるとステップ５にてフォ−カスレンズを設計値に基づ
きＡだけ下げる（下げるという表現は図４に照らし合わ
せて図上、下に持ってくることを示したもので、実際に
はズームレンズのズームタイプによって、被写体側に繰
り出す場合もあるし、像面側に繰り込む場合もある）。
ステップ６にてこの状態からバリエ−タ−レンズをテレ
側Ｔａへ向けて駆動する。同時にステップ７で、例えば
上述したような焦点電圧を評価し、ピントが合った状態
か否かを判別していく。バリエーターレンズの移動が完
了し、その位置でピントが合うとそのバリエ−タ−位置
がテレ端のバリエ−タ−位置に相当する。そしてステッ
プ８でその状態のズ−ムエンコ−ダ−からの出力Ｖをテ
レ端の位置を規定する出力Ｖ_T として格納する。

【００８５】尚、バリエ−タ−をステップモ−タ−で駆
動する場合には、このフロ−のステップ１の前段でまず
基準位置にバリエ−タ−レンズを配置し（基準位置出し
は例えばフォトインタラプタなどをの基準位置センサ−
を別途設けて行うのが一般的である）その位置を所定数
とした後に入力パルスを連続的にカウントして絶対位置
とする。従ってこの場合には出力Ｖ_T としてこの絶対位
置が規定される。

【００８６】ステップ９にてテレ端とワイド端の調整距
離でのフォ−カスレンズの合焦位置の差に相当するバラ
ンス分だけフォ−カスレンズを光軸方向に移動する。但
し、図４の例の様にこのバランスが０の場合には移動す
る必要はない。

【００８７】ステップ１０、１１でテレ端を決めたのと
同じ様にバリエ−タ−レンズを移動することでワイド端
のバリエ−タ−位置を決める。ステップ１２でこのバリ
エ−タ−位置のズ−ムエンコ−ダ−の出力Ｖをワイド端
の位置を規定する出力Ｖ_W として格納する。以上までで
テレ端とワイド端のバリエ−タ−位置及びそれに対する
フォーカスレンズの光軸上の位置を決めている。

【００８８】ステップ１３ではズーム位置Ｚａでのズ−
ムエンコ−ダ−からの出力Ｖ₂₅を算出する。設計上の記
憶されたデ−タのズ−ム１番地に相当するバリエ−タ−
の移動量がズ−ムエンコ−ダ−からの出力差として△Ｖ
であるとする。そうすると出力値Ｖ₂₅は、Ｖ₂₅＝Ｖ_T −
△Ｖ×８で算出される。但し、８はこの例で記憶デ−タ
を３３分割で例示したので３３−２５＝８より用いる数
字であり、実際、本発明の実施に当たっては、例えばよ
り細かい記憶されたデ−タが作られている場合には、よ
り大きな数値となる。ステップ１４では出力Ｖ₂₅〜Ｖ_T
間の各番地のエンコ−ダ−出力を算出、格納する。但し
構成によってはこの各番地の出力値はその都度演算によ
って求めることもできるので、必ずしもステップ１４の
動作が必要ではない。

【００８９】ステップ１５ではこの例では△Ｖ’＝（Ｖ
₂₅−Ｖ_W ）／２５にて領域Ｗ−Ｍでの残りの出力Ｖ_W 〜
Ｖ₂₅のズ−ム１番地に相当するズ−ムエンコ−ダ−から
の出力差を定める。以上よりテレ端〜ワイド端を記憶さ
れたデ−タに相当する数（この例では３３）に分割し、
しかも設計値に対して分割の比を変更し、これによりズ
−ム中間のボケのほとんどないフォーカスレンズの駆動
を可能としている。

【００９０】前述の「分割の比」とは、この例では設計
値に基づくズ−ム１番地に相当する実際のバリエ−タ−
の移動量がテレ端からワイド端の間のどの位置でも等し
い均等分割であるので設計上は△Ｖ／△Ｖ’＝１とな
る。これに対して本実施後はレンズ側に誤差を有する場
合には、△Ｖ／△Ｖ’≠１となることを示している（誤
差のない場合は結果として△Ｖ／△Ｖ’＝１となる）。

【００９１】表３は図４から読み取った本実施例の適用
後のズ−ム中間ボケを示す。表に示したように誤差は全
て０となった。（実際には小数点以下のオ−ダ−では若
干の誤差が発生している）表１、２に示した本発明の適
用前に発生してしまう誤差と比較して本調整方法の効果
が明らかとなっている。

【００９２】次に本発明の実施例２について説明する。

【００９３】実施例１では、テレ端〜ミドル間とミドル
〜ワイド端間の二つの領域にバリエ−タ−の移動範囲を
分けて、それぞれのズ−ム１番地に対応させる実際のバ
リエ−タ−移動量を求めている。この方法はここで例示
した様なビデオレンズで一般的なインナ−フォ−カスレ
ンズの軌跡に対しては十分な効果を有している。また図
６で説明したフロ−での調整も従来の調整に対してステ
ップ１３〜１６が追加となるだけでほとんど工数のアッ
プには繋がらない。又、従来の調整でもテレ端とワイド
端のズ−ムエンコ−ダ−の出力はＥ² ＰＲＯＭに書き込
まれており、従って更に△Ｖ’を書き込むことも特に負
担にはならないものである。

【００９４】本実施例ではフォーカスレンズ群の移動軌
跡が複雑な軌跡形状であったり、又フォーカスレンズ群
の焦点距離の製作上のばらつきに対する軌跡への影響の
出方がさらに厳しくなる場合であっても良好に対処でき
るようにしている。

【００９５】実施例１の考え方の基本は記憶されたデ−
タに対して実際の軌跡を合わせ込む為にバリエ−タ−の
１番地に相当するバリエ−タ−の移動量を設計値から変
更して行くものである。

【００９６】実施例２はこの基本的考え方に基づき、さ
らに精度を向上するものである。

【００９７】図７で横軸はバリエ−タ−の光軸上の位置
を縦軸はフォ−カスレンズの光軸上の位置を示す。図７
では同じ設計値に基づいて製造した３つのズームレンズ
で軌跡Ａ〜Ｃに示すように、フォーカスレンズの変倍に
伴う光軸上の位置、即ち軌跡がばらついている場合を示
している。このうち軌跡Ｂは設計値通りの場合である。
記憶されたデ−タは図４で説明したものと同じとする
と、バリエ−タ−のテレ端の３３番地でフォ−カスレン
ズの位置は０、３２番地で１５、３１番地で２６といっ
た内容である。実施例２ではこの記憶されたデ−タに基
づきフォ−カスレンズを移動していき、それぞれのフォ
−カスレンズ位置で、バリエ−タ−レンズを移動してピ
ント合わせを行い、その時のバリエ−タ−位置をそれぞ
れの番地に対応させて記憶していくものである。図７の
下のグラフはバリエ−タ−位置に応じたズ−ムエンコ−
ダ−からの出力を示している。表４はこの図７からこの
方法で読み取った、それぞれの番地に対応すべきバリエ
−タ−の位置をズ−ムエンコ−ダ−の出力で示してい
る。表４中で軌跡Ｂで示したものは設計値通りであるこ
とから、当然、各番地間の差は一定である。（この例で
は０．２５Ｖ）。一方、軌跡Ａと軌跡Ｃでは表５に示す
様に番地間のバリエ−タ−移動量は一定にはならない。

【００９８】図８は本実施例の実際の調整フロ−であ
る。ステップ１８でスタ−トする。ステップ１９で記憶
されたデ−タのバリエ−タ−の位置の最大数を設定す
る。ここで述べてきた例では３３となる。次にこの番地
ｎの時に通過するフォ−カスレンズ位置をメモリ−から
読み出してくる。この例では３３番地では０、３２番地
では１５といった数値である。次にステップ２１でこの
数値に基づいてフォ−カスレンズの位置を設定する。但
し最初のテレ端のバリエ−タ−位置はテレ−ミドルトラ
ッキング方法により決まるのでテレ端（この例では３３
番地）のフォ−カスレンズ位置はピントの合う位置とし
その位置に所定のステップ数（この例では０）を与える
こととなる。以後、この位置のステップ数を基準にフォ
−カスレンズ位置の設定を行う。

【００９９】ステップ２２と２３では図６でも説明した
ようにバリエ−タ−レンズを移動させて合焦位置を求め
る。ステップ２４で合焦した位置のズ−ムエンコ−ダ−
からの値をＶ_n として格納する。ステップ２５でｎ＝ｎ
−１を算出しステップ２６でｎが０かどうかを判別す
る。即ちｎが０になるまで全番地に対応するバリエ−タ
−エンコ−ダ−の位置をバリエ−タ−でピント合わせし
ながら求めていったこととなる。

【０１００】この方法はテレ−ミドルトラッキング調整
終了後に、記憶されたデ−タ−通りに軌跡をトレ−スす
る様に全デ−タの位置合わせを行うこととなる。従って
精度的には実施例１以上のものとなる。

【０１０１】しかしながら、この様に全番地に対するバ
リエ−タ−位置を測定する方法は測定時間が多くなる。
この点に関しては、必ずしもここで説明した様に全ポイ
ントに対する測定を行わずとも、例えば５番地毎に測定
しその間を５等分して振り分けるという中間的な方法を
用いても良い。

【０１０２】特に３３番地から２５番地の間でこの実施
例２を実施すると、まずテレ−ミドルトラッキング調整
で定まったテレ端のバリエ−タ−位置（その時のズ−ム
エンコ−ダ−出力はＶ_T ）での合焦しているフォ−カス
レンズ位置から２５番地での記憶されたデ−タ−による
フォ−カスレンズ位置４３にフォ−カスレンズを移動さ
せ、この状態でバリエ−タ−を移動させ合焦させ、その
時のズ−ムエンコ−ダ−からの出力Ｖ₂₅を用いて、２５
〜３３番地間の出力△Ｖ（１番地に相当するズ−ムエン
コ−ダ−の出力変化）を△Ｖ＝（Ｖ_T −Ｖ₂₅）／８とす
ることになる。

【０１０３】実施例１と実施例２の誤差は図１５で示し
たこの間の１番地間のバリエ−タ−移動量で△Ｓ_T ／８
だけ差が出ることになるが、発明者らの検討によると２
０倍程度のズ−ムレンズではどちらの場合も得られるズ
−ム中のボケに関しては差は認められなかった。

【０１０４】また２５番地のように軌跡の傾きがほとん
どない位置ではバリエ−タ−でのピント合わせの精度は
期待できず、ここで述べてきた図４のような軌跡の例で
は実施例１の方法の方が、得られる結果が良いこともあ
る。

【０１０５】次に本発明の実施例３について説明する。

【０１０６】実施例１、２を用いれば、ズ−ム中でのピ
ントのズレのほとんど発生しないズ−ムトラッキング調
整が可能となる。実施例１、２では、バリエ−タ−のテ
レ端からワイド端の移動量（バリエ−タ−ストロ−ク）
が設計値と異なってくる為、テレ端、ワイド端の焦点距
離およびズ−ム比の誤差が発生してくる場合がある。

【０１０７】実施例３ではこの点に鑑みて、実施例１、
２に対して更にバリエ−タ−ストロ−クが設計値相当に
なるようにワイド端に相当するバリエ−タ−レンズ位置
をテレ−ミドルトラッキング調整で決まったワイド端の
相当位置から微調整する考えを導入することにより、こ
の問題に対しても解決を測っている。

【０１０８】図９、１０、そして表６、７により実施例
３に関して説明する。

【０１０９】図９は図４と同様、横軸にバリエ−タ−レ
ンズ位置を、縦軸にフォ−カスレンズ位置をとった説明
図である。図１５にて説明したテレ−ミドルトラッキン
グ調整方法にてバリエ−タ−のワイド端とテレ端の位置
を決めると、それぞれズーム位置５０１、５０２とな
る。この間、記憶されたデ−タを、デ−タのズ−ム１番
地に相当するバリエ−タ−移動量として設計値にほぼ一
致させた移動量とする範囲（図中、領域５０５で示した
領域Ｍ〜Ｔの範囲）と、テレ端からワイド端の間を所定
の番地に振り分ける為に、デ−タのズ−ム１番地に相当
するバリエ−タ−移動量を可変とする範囲（図中、領域
５０４で示した領域Ｗ〜Ｍの範囲）に分けられる。そし
て、ト−タルのバリエ−タ−移動量は、各レンズ群の焦
点距離、肉厚、屈折率の誤差の出方などに応じて、設計
値通りの場合以外に、この例の様に設計値より短くなる
場合や、逆に、設計値より長くなる場合も発生してく
る。

【０１１０】実施例３では、この様に決まるテレ−ミド
ルトラッキング調整によるワイド端とテレ端の位置か
ら、次にこの間のバリエ−タ−レンズ群のストロ−クを
測定し、その量が設計値と異なる場合（実際には設計値
に対して与えられたある所定範囲内にない場合）、テレ
−ミドルトラッキング調整方法で決まったワイド端位置
を用いずに、ストロ−クが設計値（所定範囲内）になる
新たなワイド端を設定し直すものである。更にこの際、
このワイド端位置の変更に伴って、ワイド端〜テレ端の
番地を設計基準番地（この例では０〜３３番地）とはせ
ずにテレ−ミドルトラッキング調整によるワイド端と、
変更後のワイド端との差により増減させるものである。

【０１１１】例えば、図９の例では設計値のバリエ−タ
−ストロ−クはストローク５０３で示した量であるので
テレ端からこの量のストロ−クを与えるとバリエ−タ−
レンズ位置は位置５０６となる。この位置は、領域Ｗ〜
Ｍでの記憶されたデ−タ−のバリエ−タ−１番地に相当
するバリエ−タ−移動量づつで番地を振り分けていくと
−７番地になる。従ってこの例では最終のワイド端位置
を−７番地そしてテレ端を３３番地として、デ−タ−を
振り分ける。尚、テレ−ミドルトラッキング調整で決ま
ったワイド端〜テレ端間のデ−タは従来例１、２で示し
たものと同一である。

【０１１２】この方法を採用するに当たって記憶された
ズ−ムトラッキング調整のデ−タとしては表６に示す様
に設計値通りの範囲に対してワイド側で延長した情報も
準備しておく必要がある。表６の例では−１〜−７の範
囲のデ−タが用意されており、図９の例ではこの内−７
番地がワイド端位置となる様に決まる。図９の様に種々
の誤差要因によりテレ−ミドルトラッキング調整による
ワイド端〜テレ端のバリエ−タ−ストロ−クが設計値よ
り小さくなった場合には表６で０〜−７の範囲に最終の
ワイド端位置が来る。逆に、設計値より大きくなった場
合にはワイド端が、例えば＋２番地となる場合もある。

【０１１３】表７はこの実施例３を実施した場合の記憶
されたデ−タ−の１番地に相当するバリエ−タ−移動量
の決め方の一例を示している。

【０１１４】図１０は実施例３の調整のフロ−チャ−ト
である。図６の実施例１のフロ−のステップ１６から続
くものである。

【０１１５】ステップ２８でテレ−ミドルトラッキング
調整による、テレ端〜ワイド端のバリエ−タ−ストロ−
クＶ_S を算出する。ステップ２９で、このストロ−クＶ
_S が設計値Ｖ_S ’±△Ｖ_S ’内にあるかどうか判別され
る。その範囲にあれば、調整は終了する。

【０１１６】その範囲にない場合、ステップ３０にて設
計値との誤差量△Ｖ_S が算出され、ステップ３１でｎ＝
△Ｖ_S ／△Ｖ’が算出される。（小数点以下の処理は種
々考えられるがここでは問題にしない）テレ−ミドルト
ラッキング調整の結果のストロ−クが設計値より小さい
場合にはｎはマイナスに、長い場合にはプラスとなる。
ｎがプラスの場合にはステップ３２の判別がイエスとな
り、ステップ３３にてステップ１６で一度決まっていた
エンコ−ダ−値Ｖ_W をＶ₀ からＶ_n に変更する。

【０１１７】ｎがマイナスの場合にはステップ３４でＶ
_n 〜Ｖ₀ 間の境界値を算出格納する。更にステップ３５
でワイド端のエンコ−ダ−の値Ｖ_W を値Ｖ_n に変更す
る。但しワイド端近傍ではバリエ−タ−所定の移動に伴
う焦点距離の変化はテレ端に比べて少なくズ−ムトラッ
キングカ−ブも各被写体距離ごとにバリエ−タ−位置に
対してフォ−カスレンズ位置はほとんどリニアな変化と
なる。このことから、ここで記した方法をとらなくとも
テレ−ミドルトラッキング調整によるワイド端位置と最
終のワイド端位置の間のデ−タは簡単な算出によって補
充しても構わない。

【０１１８】又、本実施例では−７番地といったように
マイナス番地で説明したが、実際の構成上、マイナス番
地の構成が困難な場合、勿論、全て＋番地で処理できる
ような記憶デ−タの作成をしておけばよい。

【０１１９】この場合、例えば設計値通りの場合にはワ
イド端が例えば＋ｋ番地となるようにしておき、図１０
のステップ３２の判定をｎ≧ｋとすることになる。

【０１２０】実施例１、３で領域Ｍ〜Ｔ間はバリエ−タ
−１番地に相当するバリエ−タ−移動量を設計値通りに
振り分けるとしたが、バリエ−タ−移動用のモ−タ−と
してステップモ−タ−を用い、そのパルス数をエンコ−
ダ−とする際には必ずしも設計値通りの移動量が整数パ
ルス数になるとは限らない。この場合に小数点以下のパ
ルス数を切り捨て、切り上げ、四捨五入するなどで丸め
たとしても、本発明の主旨を逸脱するものではない。

【０１２１】又、これらの実施例で定められたたテレ
端、ワイド端のバリエ−タ−レンズ群の位置（ズ−ムエ
ンコ−ダ−出力あるいは基準位置からのステップＭ_O の
パルス数）あるいは位置に関する情報はＥ² ＰＲＯＭ
（書き込み可能ＲＯＭ）内に記憶されることが望まし
い。尚、本発明の実施例は、前述した４群構成のリヤ−
フォ−カスレンズで第２群がバリエ−タ−、第４群がフ
ォ−カスレンズとするレンズ構成例の他、他の構成例
（例えば特開平３−２７０１１号公報中の第５図、第７
図、第８図の構成や、あるいは５群構成で同じく２群が
バリエ−タ−、４群をフォ−カスレンズとする構成な
ど）でも適応できるものである。

【０１２２】

【表１】

【０１２３】

【表２】

【０１２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、 （２−１）中間焦点距離で所定被写体距離に対して合焦
するフォ−カスレンズの位置が他のバリエ−タ位置での
その位置に対して最も端となる位置から設計値通りの量
だけフォ−カスレンズ位置を移動し、このフォ−カスレ
ンズ位置で所定被写体距離に対して合焦するバリエ−タ
−位置をテレ端のバリエ−タ−位置とすると共に、この
ようにして決まったテレ端位置から、前記フォ−カスレ
ンズが端となる中間焦点距離付近までの間を、設計値通
りのバリエ−タ−移動量をもって、記憶された設計値に
基づくズ−ムトラッキングの為のデ−タのバリエ−タ−
の番地に対応させることによりズ−ム中間で発生するピ
ントのボケを除去することができる。

【０１２５】（２−２）（２−１）と同様の方法で決ま
ったテレ端位置にバリエ−タ−レンズを配置し、このバ
リエ−タ−レンズ位置で所定被写体距離に対して合焦す
るフォ−カスレンズ位置から、設計上ワイド端での所定
被写体距離に合焦するフォ−カスレンズ位置にフォ−カ
スレンズを移動させ、このフォ−カスレンズ位置で所定
被写体距離に合焦するバリエ−タ−位置をワイド端のバ
リエ−タ−位置とすると共に、ワイド端位置から（２−
１）で設定した中間焦点距離付近までの間を、テレ端か
らワイド端で記憶されたバリエ−タ−のテレ端からワイ
ド端の番地数が守られる様なバリエ−タ−移動量をもっ
て、記憶された設計値に基づくズ−ムトラッキングの為
のデ−タのバリエ−タ−の番地に対応させることにより
ズ−ム中間で発生するピントのボケを除去することがで
きる。

【０１２６】（２−３）記憶された設計値に基づくズ−
ムトラッキングの為のデ−タのズ−ム番地に対応するフ
ォ−カスレンズ位置がデ−タ通りとなるようなバリエ−
タ−位置を求め、この位置をデ−タ−に対応させていく
ことによりズ−ム中間で発生するピントのボケを除去す
るものである。

【０１２７】（２−４）（２−１），（２−２），（２
−３）と同様の方法で決定したテレ端のバリエ−タ−位
置から略設計値に相当するバリエ−タ−のテレ〜ワイド
ストロ−ク分だけバリエ−タ−レンズ位置を移動させた
バリエ−タ−位置をワイド端のバリエ−タ−位置にする
ことで、テレ端、ワイド端の焦点距離及びズ−ム比のば
らつきを極力押さえるようにすることができる。

【０１２８】（２−５）（２−４）において更にテレ端
での所定被写体距離に対して合焦するフォ−カスレンズ
位置から、設計上のワイド端でのフォ−カスレンズ位置
に相当する移動量分だけフォ−カスレンズを移動させ、
このフォ−カスレンズ位置で合焦するバリエ−タ−レン
ズ位置を求め、仮にこのバリエ−タ−レンズ位置をＡと
すると、Ａとテレ端のバリエ−タ−レンズ位置間で、記
憶された設計値に基づくズ−ムトラッキングの為のデ−
タのワイド端〜テレ端のデ−タを対応させることによ
り、ズ−ム中間で発生するピントのボケを除去すると共
に、テレ端、ワイド端の焦点距離及びズ−ム比のばらつ
きを極力おさえることができる。

【０１２９】（２−６）本発明はビデオカメラ等に用い
るズ−ムレンズに適用するものである。

【０１３０】尚、以上の説明は全てバリエ−タ−レンズ
とフォ−カスレンズの間に関して説明したが、二つ以上
の移動するレンズ群の間の位置関係を電子的に制御する
ものであれば本発明の実施はバリエ−タ−、フォ−カス
レンズといったレンズ群の機能に制限を受けるものでは
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の要部ブロック図

【図２】本発明を適応するに適したレンズのバリエ−タ
−レンズとフォ−カスレンズの位置関係を示す図

【図３】ズ−ムトラッキングの為のデ−タに対応させる
領域構成を示す図

【図４】実施例１による実際の軌跡とそれに対して対応
つけられた記憶デ−タのバリエ−タ−位置を示す図

【図５】ズ−ムトラッキング調整方法を示す図

【図６】実施例１を実行する為の、デ−タに対応させる
バリエ−タ−レンズ位置の決め方を示すフロ−チャ−ト

【図７】本発明の実施例２の記憶されたデ−タに対応さ
せるバリエ−タ−レンズ位置の決め方を示す図

【図８】本発明の実施例２を実行する為の、デ−タに対
応させるバリエ−タ−レンズ位置の決め方を示すフロ−
チャ−ト

【図９】本発明の実施例３による実際の軌跡とそれに対
して対応つけられた記憶デ−タのバリエ−タ−位置を示
す図

【図１０】本発明の実施例３を実行する為の、デ−タに
対応させるバリエ−タ−レンズ位置の決め方を示すフロ
−チャ−ト

【図１１】本発明を適応するに適したレンズの主断面図

【図１２】本発明を適応するに適したレンズ駆動システ
ムのブロック構成図

【図１３】ズ−ムトラッキングの為のデ−タの従来例を
示す図

【図１４】ズ−ムトラッキングの為のデ−タの従来例を
示す図

【図１５】従来のズ−ムトラッキング調整方法を示す図

【図１６】ズームトラッキング調整方法を示す図

【符号の説明】

１１２ 第１レンズ群 １１４ 第２レンズ群 １４９ 第１レンズ群位置検出手段 １５８ 駆動制御手段 １５９ 位置設定部 １６０ 記憶部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−350890（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−141220（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−321416（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−280709（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−324251（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−67078（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−154667（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/04 - 7/10

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光軸に沿って移動可能な第１レンズ群
   と、 該第１レンズ群の光軸方向の位置を検出する第１レンズ
   位置検出手段と、 光軸に沿って移動可能な第２レンズ群と、 該第２レンズ群の光軸方向の位置を検出する第２レンズ
   位置検出手段と、 少なくとも該第１、第２レンズ群を駆動制御する駆動制
   御手段とを備え、 該駆動制御手段は記憶部と位置設定部とを有し、 該記憶部には複数の被写体距離に対して、焦点位置を維
   持する、複数の第１レンズ群の位置に対する第２レンズ
   群の位置に関連する情報が記憶されており、 該位置設定部は該第１レンズ群の光軸方向の移動範囲を
   決めると共に、少なくとも一方の移動範囲の限界位置Ｔ
   ａは、所定被写体距離に対して第１レンズ群をこの一方
   の移動範囲の限界位置Ｔａに配置した時に焦点位置を維
   持できる第２レンズ群位置と他の移動範囲内の第１レン
   ズ群位置Ｚａでこの所定被写体距離に対して焦点位置を
   維持できる第２レンズ群位置との位置の差の最大値が、
   前記記憶部に記憶された最大値の内容と合致するような
   第１レンズ群位置に設定されると共に、この移動範囲の
   一方の限界位置Ｔａからあらかじめ定められた第１レン
   ズ群の移動量を与えた位置を他方の第１レンズ群の移動
   範囲限界位置Ｗａとして設定することを特徴とするレン
   ズ位置制御装置。
2. 【請求項２】 前記駆動制御手段は、前記第１レンズ群
   を前記一方の移動範囲限界位置Ｔａに配置した時に、所
   定の被写体距離に対して焦点位置を維持できる第２レン
   ズ群位置ＴＢを基準とし、あらかじめ定められた移動量
   だけ第２レンズ群を移動させた位置で焦点位置を維持で
   きる第１レンズ群の新たな位置Ｗａ’を求め、この移動
   範囲の一方の限界位置に、前記記憶された複数の第１レ
   ンズ群位置の内一方の移動範囲限界に相当する位置を対
   応させ、前記第１レンズ群の新たな位置Ｗａ’に、記憶
   された複数の第１レンズ群位置の内他方の移動範囲限界
   に相当する位置を対応させることを特徴とした請求項１
   に記載されたレンズ位置制御装置。
3. 【請求項３】 第１レンズ群は変倍の為のバリエ−タ−
   レンズ群、第２レンズ群はフォ−カスレンズ群であるこ
   とを特徴とする請求項１または２のいずれか１項記載の
   レンズ位置制御装置。
4. 【請求項４】 第１レンズ群は変倍の為のバリエ−タ−
   レンズ群、第２レンズ群はフォ−カスレンズ群であり、
   一方の移動範囲限界位置は焦点距離が最長となる位置を
   示し、他方の移動範囲限界位置は焦点距離は最短となる
   位置を示すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１
   項記載のレンズ位置制御装置。
5. 【請求項５】 前記位置設定部は書き込み可能ＲＯＭを
   含み、前記設定した各位置に関する情報を記憶すること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のレンズ
   位置制御装置。
6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれか１項のレンズ
   位置制御装置によって設定した複数のレンズ群を用いて
   所定面上に物体像を形成するようにしたことを特徴とす
   る光学機器。