JP4555606B2 - ズームレンズにおけるａｆ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ズームレンズ及びフォーカスレンズとして機能する移動レンズ群を制御するためのズームレンズにおけるＡＦ制御装置に関する。

複数のレンズ群からなるズームレンズ系に関する特許文献１では、最も像面側に位置する最終レンズ群のみをフォーカスレンズ群としているが、最終レンズ群のピント感度がズームレンズ系の焦点距離に関わらずほぼ一定のため、最終レンズ群のフォーカシング時の移動量は、ワイド端側よりテレ端側で大きくなる。従ってこのＡＦ機構では、テレ端側でのＡＦ動作に時間が掛かってしまう。さらに、最短撮影距離を出来る限り短くしようとすれば、最終レンズ群の移動量を大きくする必要があるが、直前のレンズ群との干渉を避ける必要があるため、最終レンズ群の移動量をあまり大きくすることは出来ず、最短撮影距離の大幅な短縮化は困難であった。

そこで、複数のレンズ群からなるズームレンズ系の２つのレンズ群をフォーカスレンズとして光軸上を同時に移動させることにより、ＡＦ動作時における２つのフォーカスレンズ群の移動量を抑え、ＡＦ動作時間及び最短撮影距離の短縮化（特にテレ端側での）を図ったＡＦ制御装置が開発されている（例えば、特許文献２）。

このような２群移動式ＡＦ制御装置は、例えば、２つのフォーカスレンズ群を光軸方向に移動させるパルスモータを設けて、このパルスモータをフォーカステーブルに収納したデータに基づいて駆動することにより構成できる。
特許第２５４８３０７号公報 特開平７−１２０６７８号公報

このようなＡＦ制御装置において、ズーミング時のパルスモータの制御を、上記フォーカステーブルに従って行えば、制御系の構成をさらに簡単に出来る。
しかし、このようにフォーカステーブルに従ってズーミングを行うと、例えばワイド端側からテレ端側に像倍率を段階的に変化させた場合に、途中のズームステップにおいて像倍率が直前のズームステップより小さくなったり(逆転現象)、変化しない（不変化現象）ことがあり、このような状態でデジタルカメラのモニタに画像を連続して表示すると、撮影者が不自然な印象を受けることがある。なお、このような像倍率の逆転現象や不変化現象は、像倍率をテレ端側からワイド端側に段階的に変化させる場合にも同様に生じる。

本発明の目的は、ズーミング動作中の像倍率の逆転現象や不変化現象を防止したズームレンズにおけるＡＦ制御装置を提供することにある。

本発明のズームレンズにおけるＡＦ制御装置は、ズームレンズ系の変倍レンズ群及び焦点調節レンズ群として機能する移動レンズ群と、上記移動レンズ群をフォーカシングさせるためのデータを収納したフォーカステーブルと、上記移動レンズ群を変倍させるためのデータを収納した、上記フォーカステーブルとは別個のズームテーブルと、上記フォーカステーブルとズームテーブルに従い、上記移動レンズ群を光軸方向に移動させる駆動手段と、を備え、上記駆動手段は、ズーミング終了後自動的に、上記フォーカステーブルのデータに基づいて上記移動レンズ群を移動させることを特徴としている。

上記駆動手段が、ズーミング終了後自動的に、上記フォーカステーブルのデータに基づいて上記移動レンズ群を移動させるので、カメラのモニタにピントの合った画像を表示できる。

本発明は、上記移動レンズ群を２つ具備しているズームレンズ系に適用可能である。

上記複数の移動レンズ群に複数段のズームステップを有するズームステップ軌跡を与えるステップズーム機構を備え、上記各移動レンズ群のＡＦ動作時の移動軌跡を、上記各ズームステップにおける上記各移動レンズ群の移動量比が、上記各ズームステップ個別の所定値となるように設定すれば、ＡＦ制御がより簡単になる。

上記駆動手段を、上記各移動レンズ群に駆動力をそれぞれ付与する、ステップ角が互いに等しい、上記移動レンズ群と同数のパルスモータとし、上記各パルスモータの駆動力を上記各移動レンズ群に伝達する、移動ピッチが等しい、上記移動レンズ群と同数の回転力伝達機構と、上記各パルスモータにそれぞれ個別のパルスレートのパルス信号を送信する制御手段と、を備え、ＡＦ動作時に上記各パルスモータに送信されるパルス信号のパルスレートの比が、対応する移動レンズ群の移動量比と同一となるように上記フォーカステーブルによって規定すれば、各移動レンズ群用のフォーカステーブルを一つにまとめることが可能になるので、ＡＦ制御がさらに簡単になる。

少なくとも一つのズームステップの上記移動量比を整数比とすれば、ＡＦ制御がより簡単になる。

上記第１及び第２のフォーカスレンズ群を、４群からなるレンズ系のそれぞれ第２群と第４群としてもよい。

第１のフォーカスレンズ群を４群からなるレンズ群の第２群とし、第２のフォーカスレンズ群を第４群とする場合には、ＡＦ動作時における、上記第４群の移動量を、上記第２群の移動量より大きくしてもよい。

本発明によると、ズーミング機能とフォーカシング機能を併有する移動レンズ群を、ズーミング動作中の像倍率の逆転現象や不変化現象を防止しつつ、光軸方向に移動させることが可能になる。

以下、図示実施形態に基づき本発明を説明する。まず、本発明を適用したデジタルカメラ１０の全体構成について、図１〜図５を参照しながら簡単に説明する。
デジタルカメラ１０は、撮影光学系Ｌ１〜Ｌ４を内蔵したカメラ本体部１０ａを有しており、このカメラ本体部１０ａは撮影光学系Ｌ１〜Ｌ４の光軸Ｏに沿う方向に長い箱型（四角筒）形状をなしている。カメラ本体部１０ａの上面には、電源ボタンＢ１等の各種ボタンが設けられており、後面には図示を省略したモニタが設けられている。

カメラ本体部１０ａの一方の側面に突設された回転軸１０ａ１には、細長の箱型（四角筒）形状の把持用のグリップ１０ｂが枢着されており、図２に示すように、グリップ１０ｂはカメラ本体部１０ａに対して回転軸１０ａ１を中心に前後方向に回動可能である。グリップ１０ｂにはシャッターボタンＢ２が設けられ、該シャッターボタンＢ２の周囲には、環状のズーム操作レバーＺＬが、シャッターボタンＢ２の軸心を中心に回動可能として設けられている。このズーム操作レバーＺＬは、図示を省略したバネにより常に初期位置に向けて付勢されている。

図３〜図５に示すように、カメラ本体部１０ａ内には、光軸Ｏと平行で前後両端が開口する鏡胴１１が固定されており、この鏡胴１１に上記撮影光学系を構成する４つのレンズ群Ｌ１〜Ｌ４が設けられている。
鏡胴１１の後端開口にはＣＣＤ取付板１２が複数のねじをもって固定されている。このＣＣＤ取付板１２の方形の取付孔１２ａには、遮光板１３、ローパスフィルタ１４、パッキン１５、及びＣＣＤ（撮像素子）１６が光軸Ｏ方向に重ねた状態で固定されている。

ＣＣＤ取付板１２に形成された上下一対の支持孔１２ｂには、光軸Ｏと平行な上下一対の案内棒１７の後端部がそれぞれ嵌合固定されており、両案内棒１７の前端部は、鏡胴１１内面の前端部に設けられた支持部材（図示略）によって支持されている。鏡胴１１内に位置する４群枠１８の上部に形成された前後一対の突部１８ａ１には互いに同心をなす案内孔１８ａが穿設されており、前後の突部１８ａ１の間にはラック体１９の内側端部が嵌合している。そして、前後の案内孔１８ａ及びラック体１９の内側端部に穿設された、前後の案内孔１８ａと同心をなす案内孔１９ａに上側の案内棒１７が摺動自在に嵌合し、４群枠１８の下部に形成された案内溝１８ｂに下側の案内棒１７が摺動自在に係合している。４群枠１８の支持孔１８ｃには３枚のレンズからなる第４レンズ群（移動レンズ群）Ｌ４が嵌合固定されている。このように第４レンズ群Ｌ４は、上下の案内棒１７に沿って光軸Ｏ方向に直進移動可能かつ光軸Ｏ回りに回転不能であり、ズームレンズ群（変倍レンズ群）及びフォーカスレンズ群（焦点調節レンズ群）として機能する。

鏡胴１１の周面部の後端部近傍には開口部１１ａが形成されており、鏡胴１１の外周面の開口部１１ａと対応する位置には、パルスモータユニットＭＵ４が固定されている。このパルスモータユニットＭＵ４は、複数のねじによって鏡胴１１の外周面に固定されたモータ取付板２０と、モータ取付板２０にその軸心回りに回転自在に支持された光軸Ｏと平行な送りねじ２１と、モータ取付板２０の前端に固定され、その駆動軸が送りねじ２１の前端部に同心的に固定されている（一体となっている）パルスモータ（駆動手段）Ｍ４とを具備している。上記ラック体１９の外側端部は、開口部１１ａを通して鏡胴１１の外側に突出しており、ラック体１９の外側端部に形成されたラック溝１９ｂが送りねじ２１と螺合している。上側の案内棒１７、送りねじ２１、及びラック体１９（ラック溝１９ｂ）は回転力伝達機構の構成要素である。

図３〜図５に示すように、鏡胴１１内には第４レンズ群Ｌ４の前方に位置する３群枠２２が配設されており、この３群枠２２は、複数のねじによって鏡胴１１の内周面の中間部に形成された環状取付面１１ｂに固定されている。３群枠２２の支持孔２２ａには第３レンズ群Ｌ３が嵌合固定されており、３群枠２２の前面にはシャッターブロック２３が固定されている。

鏡胴１１内の３群枠２２の前方には２群枠２４が配設されている。２群枠２４の上部に形成された案内溝２４ａには上側の案内棒１７が摺動自在に係合しており、２群枠２４の下部に形成された案内孔２４ｂには下側の案内棒１７が摺動自在に嵌合している。さらに２群枠２４の支持孔２４ｃには、４枚のレンズからなる第２レンズ群Ｌ２（移動レンズ群）が嵌合固定されている。このように第２レンズ群Ｌ２は、上下の案内棒１７に沿って光軸Ｏ方向に直進移動可能かつ光軸Ｏ回りに回転不能であり、ズームレンズ群及びフォーカスレンズ群として機能する。
さらに、２群枠２４に固定されたラック体２５には光軸Ｏと平行な案内孔２５ａが穿設されており、この案内孔２５ａには上側の案内棒１７が摺動自在に嵌合している。さらに、図示は省略してあるが、このラック体２５の外側端部は、鏡胴１１の開口部１１ａと反対側面に形成された開口部１１ｃ（図４及び図５参照）を通して鏡胴１１の外側に突出している。鏡胴１１の外周面の該開口部１１ｃと対応する位置には、パルスモータユニットＭＵ４と同一構成のパルスモータユニットＭＵ２（モータ取付板２６、送りねじ２７、及びパルスモータ（駆動手段）Ｍ２を具備する）が複数のねじによって固定されており、送りねじ２７には、ラック体２５の外端部に形成された、上記ラック溝１９ｂと同一ピッチのラック溝２５ｂが螺合している。上側の案内棒１７、送りねじ２７、及びラック体２５（ラック溝２５ｂ）は回転力伝達機構の構成要素である。
なお、上下の案内棒１７、４群枠１８、パルスモータユニットＭＵ２、パルスモータユニットＭＵ４、ラック体１９、２群枠２４、ラック体２５、ＣＰＵ３０、及び記憶装置４０はステップズーム機構の構成要素である。

鏡胴１１の前端面には１群枠２８が複数のねじによって固定されており、１群枠２８の内部に３枚のレンズからなる第１レンズ群Ｌ１が嵌合固定されている。図１に示すように、この第１レンズ群Ｌ１は、カメラ本体部１０ａの前端面において露出しており、鏡胴１１の前面には、１群枠２８の外周側に位置する、フィルタなどのアクセサリを取り付けることが可能な環状部材であるフィルタねじ２９が設けられている。

上述のズーム操作レバーＺＬ、ＣＣＤ１６、上記モニタ及びパルスモータＭ２、Ｍ４は、カメラボディ内に設けられたＣＰＵ（制御手段）３０に接続されており、ＣＰＵ３０には記憶装置４０が接続されている。記憶装置４０には、ズーミングとフォーカシングのための制御プログラムがインストールされており、さらに第２レンズ群Ｌ２用のズームテーブルと第４レンズ群Ｌ４用のズームテーブル、及び、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４の一方の各ズームステップごとのフォーカステーブルが記憶されている。パルスモータＭ２、Ｍ４はＣＰＵ３０からの指令を受けると回転して、対応する送りねじ２１、２７をその軸心回りに回転させる。送りねじ２１、２７が回転すると、前後のラック体１９、２５が案内棒１７に沿って光軸Ｏ方向に移動し、その結果、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４が光軸Ｏに沿って直進移動する。
上述のように第１レンズ群Ｌ１及び第３レンズ群Ｌ３は鏡胴１１に固定されているので、ズーミング時においてもフォーカシング時においても移動せず、第１レンズ群Ｌ１が図示位置より前方に移動することはない。即ち、本デジタルカメラ１０は、ズーミング時及びフォーカシング時に鏡筒を繰り出さないインナーズーム、インナーフォーカスタイプである。また、電源ボタンＢ１をＯＮにすると、撮影光学系Ｌ１〜Ｌ４を透過した像がＣＣＤ１６によって随時自動的に撮像され、撮像された全ての画像が上記モニタに静止画として表示される。

本デジタルカメラ１０によるズーミングはステップズーム方式であり、図８に示すように、ズーム領域全域に１９のズームステップが設定されており、ズームレンズ系の焦点距離は、ズームステップ１（ワイド端位置）からズームステップ１９（テレ端位置）側に向かうにつれて徐々に長くなりながら１９段階に変化する。電源ボタンＢ１をＯＮ操作した場合もＯＦＦ操作した場合も、ＣＰＵ３０が両パルスモータＭ２、Ｍ４にパルス信号を送り、第２レンズ群Ｌ２及び第４レンズ群Ｌ４を、図４に示すワイド端位置に自動的に移動させる。

次に、このような構成からなるズームレンズ系の第２レンズ群Ｌ２及び第４レンズ群Ｌ４を移動させるための操作要領、及び第２レンズ群Ｌ２及び第４レンズ群Ｌ４の動作について、主に図６〜図１３を参照しながら説明する。まず、ワイド端からテレ端側にズーミングを行う際の操作要領及び第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４の動作について、図７のフローチャートを参照しながら説明する。

ズーム操作レバーＺＬをテレ側（図１の矢印Ｔ側）に回転させると（ステップ：Ｓ１１）、電源ボタンＢ１がＯＮで、かつシャッターボタンＢ２が押されていないか否かをＣＰＵ３０が判断し（ステップ：Ｓ１２）、電源ボタンＢ１がＯＦＦまたはシャッターボタンＢ２が押されていると判断すると、先のステップへは進まない。一方、ステップ：Ｓ１２において、ＣＰＵ３０が、電源ボタンＢ１がＯＮで、かつシャッターボタンＢ２が押されていないと判断すると、ＣＰＵ３０が、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４の現在のズームステップＮ（Ｎは１〜１９のいずれかの整数。この場合はＮ＝１）がテレ端位置（ズームステップ１９）であるか否かを判断する（ステップ：Ｓ１３）。なお、電源スイッチＯＮ時から現在までにＣＰＵ３０がパルスモータＭ２とパルスモータＭ４に送信したパルス信号のパルス数と各パルス信号の位相を記憶装置４０が全て記憶しており、この累積パルス数と各パルス信号の位相をＣＰＵ３０が管理することによって、ＣＰＵ３０は常に、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４の現在の光軸Ｏ方向位置を認識できる。
その結果、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４がテレ端位置（ステップ１９）にあると判断すれば、ＣＰＵ３０はパルスモータＭ２用のズームテーブルとパルスモータＭ４用のズームテーブルからデータを読み込まず、パルスモータＭ２とパルスモータＭ４にはパルス信号を送らない（第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４の光軸Ｏ方向位置を変えず、撮影スタンバイ状態となる）。一方、この場合のように第２レンズ群Ｌ２及び第４レンズ群Ｌ４がワイド端位置（ズームステップ１）にあると、ＣＰＵ３０は第２レンズ群Ｌ２及び第４レンズ群Ｌ４がテレ端位置にないと判断し、ＣＰＵ３０は、パルスモータＭ２用のズームテーブルとパルスモータＭ４用のズームテーブルから、第２レンズ群Ｌ２及び第４レンズ群Ｌ４をズームステップＮ（＝１）からズームステップＮ＋１（この場合は２）へ移動させるためのデータを読み込んで（ステップ：Ｓ１４）、パルスモータＭ２とパルスモータＭ４に該データに基づくパルス信号を送る。すると、パルスモータＭ２とパルスモータＭ４が正転し、ラック体２５が案内棒１７に沿って後方に移動し、ラック体１９が案内棒１７に沿って前方に移動するので、第２レンズ群Ｌ２は後方に第４レンズ群Ｌ４は前方にそれぞれ移動し、やがて、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４が、現在のズームステップＮ（＝１）より一つテレ側のズームステップＮ＋１（＝２）における現在の撮影距離Ｌ（例えばＬ＝２ｍとする。本デジタルカメラ１０は公知の測距手段（図示略）を備えている。）に対応した位置に移動する。

このように第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４がズームスッテプＮ＋１（＝２）に進んだ後に、ＣＰＵ３０は、撮影者がズーム操作レバーＺＬの操作を中止したか否かを判断する（ステップ：Ｓ１５）。そして操作を中止したと判断すると、ＣＰＵ３０は上記両ズームテーブルからのデータの読み込みを中断し、上記フォーカステーブルからデータを読み込んで、パルスモータＭ２とパルスモータＭ４に所定のパルス信号を送信する（ステップ：Ｓ１６）。すると、パルスモータＭ２とパルスモータＭ４が回転し、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４が、フォーカステーブルに規定されたズームステップＮ＋１（＝２）における現在の撮影距離Ｌ（＝２ｍ）の位置に移動し（図１３参照。図１３はズームステップ１４及び１５における第２レンズ群のズームテーブルに従ったズーム軌跡と、フォーカステーブルに基づいてズーム軌跡を設定したと仮定した場合のズーム軌跡を概念的に示している）、撮影スタンバイ状態となる。
一方、ＣＰＵ３０がズーム操作レバーＺＬの操作を中止していないと判断すると、ＣＰＵ３０は、これまでにパルスモータＭ２とパルスモータＭ４に送信した累積パルス数と各パルス信号の位相に基づいて、ズームステップＮ＋１がテレ端位置（ズームステップ１９）であるか否かを再び判断する（ステップ：Ｓ１３）。そして、ズームステップ１９であると判断すれば、両ズームテーブルからデータを読み込まず、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４をそれ以上移動させず、上記フォーカステーブルからデータを読み込んで、パルスモータＭ２とパルスモータＭ４に所定のパルス信号を送信し、上記と同様に第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４を、フォーカステーブルに規定されたズームステップＮ＋１（＝２）における位置に移動させ（ステップ：Ｓ１６）、撮影スタンバイ状態とする。一方、この場合のように第２レンズ群Ｌ２及び第４レンズ群Ｌ４がズームステップ２にある場合は、ＣＰＵ３０はズームステップＮ＋１（＝２）がテレ端位置（ズームステップ１９）でないと判断し、上記両ズームテーブルから第２レンズ群Ｌ２及び第４レンズ群Ｌ４をズームステップＮ＋１（＝２）からズームステップＮ＋２（＝３）における現在の撮影距離Ｌ（＝２ｍ）に対応した位置に移動させるためのデータを読み込み（ステップ：Ｓ１４）、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４をズームステップＮ＋２（＝３）に移動させる。

ズーム操作レバーＺＬをワイド側（図１の矢印Ｗ側）に回して、ズームレンズ系の焦点距離をテレ側からワイド側に段階的に変化させる場合も、基本的には図７のフローチャートと同様の要領で行われるが、パルスモータＭ２とパルスモータＭ４に送信されるパルス信号の位相がワイド側からテレ側の場合と異なり、その結果、パルスモータＭ２とパルスモータＭ４の回転方向がテレ側に移動する場合と逆になる点、フローチャートのステップ：Ｓ１３が「Ｎ＝１（ワイド端）か否かを判断する」ステップとなる点、ステップ：Ｓ１４が、「第２レンズ群Ｌ２及び第４レンズ群Ｌ４を、現在のズームステップＮから一つワイド側のズームステップＮ−１へ移動させるためのデータを両ズームテーブルから読み込む」ステップとなる点、が異なる。
本ズーミング動作によって、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４をワイド端とテレ端の間で移動させた場合の移動軌跡は、図８に示した通りとなる。図８は、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４の各ズームステップ（１〜１９）におけるズームテーブルに基づく光軸方向位置を各撮影距離Ｌ（０．３ｍ、０．５ｍ、１ｍ、２ｍ、４ｍ、８ｍ、１６ｍ、３２ｍ、∞）ごとに示しており、各ズームステップにおける第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４の光軸方向位置を各撮影距離Ｌごとに結んだものが、ズームテーブルに基づいた各撮影距離Ｌの移動軌跡である（撮影距離２ｍの場合は、２ｍの場合の移動軌跡となる）。そして、ズームステップ、撮影距離Ｌ、及び像倍率の関係は図９に示す通りとなり、ステップズーミング動作がワイド端位置（ズームステップ１）とテレ端位置（ズームステップ１９）との間で行われる間に像倍率が逆転することはなく、しかもズームステップが変化すれば像倍率は必ず変化する。従って、上記モニタに連続して映し出される画像の大きさの変化が不自然になることがない。
なお、ズーム操作レバーＺＬをワイド側とテレ側のいずれに回転させた場合も、ズーム操作レバーＺＬから手を離すと、ズーム操作レバーＺＬは初期位置に自動的に復帰する。

次に、図１０のフローチャートを参照しながら、ＡＦの操作要領及びＡＦ時の第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４の動作について説明する。
上記ズーミングによって第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４がズームステップＮ（Ｎは１〜１９のいずれかの整数）に移動した後に、シャッターボタンＢ２を半押しすると（ステップ：Ｓ２１）、ＣＰＵ３０が、電源スイッチＯＮで、かつズーム操作レバーＺＬが非操作状態にあるか否かを判断する（ステップ：Ｓ２２）。その結果、ＣＰＵ３０が、電源スイッチがＯＦＦ、またはズーム操作レバーＺＬが操作状態にあると判断すると、ＣＰＵ３０はパルスモータＭ２とパルスモータＭ４にパルス信号を送信せず、第２レンズ群Ｌ２及び第４レンズ群Ｌ４を移動させない。一方、ステップ：Ｓ２２において、ＣＰＵ３０が、電源スイッチＯＮで、かつズーム操作レバーＺＬが非操作状態であると判断すると、ＣＰＵ３０が上記フォーカステーブルからズームステップＮおける最短撮影距離と無限遠距離位置のデータを読み込み（ステップ：Ｓ２３）、ＣＰＵ３０からパルスモータＭ２とパルスモータＭ４にパルス信号を、その位相を変化させながら送信する。すると、パルスモータＭ２とパルスモータＭ４が回転し、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４は、まずズームステップＮにおける最短撮影距離位置（本実施形態ではフォーカススキャンにおける最短撮影距離を０．３ｍと定めている）まで移動し（ステップ：Ｓ２４）、さらにズームステップＮにおける無限遠距離位置まで移動して（ステップ：Ｓ２５）、フォーカススキャンを行う。図１１は、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４の各ズームステップ（１〜１９）におけるフォーカステーブルに基づく光軸方向位置を各撮影距離Ｌ（０．３ｍ、０．５ｍ、１ｍ、２ｍ、４ｍ、８ｍ、１６ｍ、３２ｍ、∞）ごとに示し、それぞれの位置を各撮影距離Ｌごとに結んで示している。
そして、このフォーカススキャンを行うためのデータは、いずれのズームステップにある場合にも（Ｎが１〜１９のいずれの値の場合にも）、パルスモータＭ２に送信するパルス信号のパルスレートとパルスモータＭ４に送信するパルス信号のパルスレートの比が、各ズームステップ個別の定数値（所定値）となるように規定されているので、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４がフォーカススキャンを行うとき、各ズームステップにおいて第４レンズ群Ｌ４は第２レンズ群Ｌ２の該定数倍移動する（該定数倍の速度で移動する）。さらに詳細には、パルスモータＭ２側とパルスモータＭ４側のパルスレート比は、各ズームステップごとに個別の値であり、図１１に示すように、ズームステップ１〜１４においては０：１であり（第２レンズ群Ｌ２は移動しない）、ズームステップ１５及び１６においては１：１であり（第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４の移動量及び移動速度の比が１：１）、ズームステップ１７及び１８においては１：２であり（第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４の移動量及び移動速度の比が１：２）、ズームステップ１９においては１：３（第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４の移動量及び移動速度の比が１：３）と定められている。

このように第２レンズ群Ｌ２及び第４レンズ群Ｌ４がフォーカススキャンを行うと、フォーカススキャン範囲の予め定められた多数のサンプリング位置においてＣＣＤ１６が撮像した全画像のコントラスト値をＣＰＵ３０が比較し（ステップ：Ｓ２６）、さらにＣＰＵ３０がサンプリング位置を補間してピーク値を算出する（ステップ：Ｓ２７）。そして、ステップ：Ｓ２８において、ピーク値があるとＣＰＵ３０が判断すると、ＣＰＵ３０が、第２レンズ群Ｌ２及び第４レンズ群Ｌ４を、現在位置からピーク位置に移動させるためのデータをフォーカステーブルから読み込み（ステップ：Ｓ２９）、該データに従ったパルス信号をパルスモータＭ２とパルスモータＭ４に送信し、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４をピーク位置まで移動させる（ステップ：Ｓ３０）。このときのパルスモータＭ２側のパルスレートとパルスモータＭ４側のパルスレートの比は、図１１に記載した各ズームステップ個別のフォーカス時の移動量比と同じ値であり、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４のフォーカス動作時の移動量及び移動速度の比も各ズームステップ個別の移動量比と同じである。そして、このように第２レンズ群Ｌ２及び第４レンズ群Ｌ４がピーク位置（合焦位置）に移動すると、カメラ本体部１０ａの後面に設けた上記モニタに合焦サインを表示し（ステップ：Ｓ３１）、シャッターボタンＢ２を全押しすればピントの合った画像が得られる撮影スタンバイ状態となる。
一方、ステップ：Ｓ２８において、ＣＰＵ３０がピーク値がないと判断すると、ＣＰＵ３０がフォーカステーブルからピーク値がない場合のデータを読み込んで（ステップ：Ｓ３２）、該データに従って第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４を所定の規定位置（例えば、ズームレンズ系の焦点距離がズームステップＮ、かつ、撮影距離Ｌが所定距離（例えば２ｍ）の場合に合焦する位置、または過焦点位置）まで移動させて（ステップ：Ｓ３３）、上記モニタに合焦不能サインを表示する（ステップ：Ｓ３４）。

このように本実施形態では、ステップズーミング動作を、フォーカステーブルとは別個の両ズームテーブルに従って行なうので、図９に示したように、ステップズーム中に像倍率の逆転現象や不変化現象が起こることがなく、モニタに映し出された画像を見た撮影者が不自然に感じることがない。仮にフォーカステーブルに規定された各ズームステップにおける第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４の光軸方向位置を結んだ軌跡（図１１の軌跡）に従ってズーミングを行ったとすると、図１２に示すように、撮影距離０．３ｍの場合ズームステップ１４と１５において像倍率が逆転してしまい、撮影距離０．５ｍの場合ズームステップ１４と１５において像倍率が殆ど変化しない。
しかも、ズームテーブルによって定められた第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４の移動軌跡は、フォーカステーブルに従って第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４をズーミングしたと仮定した場合の移動軌跡とほぼ同じとなるように設定されている（近似されている）ので、ステップズーミング動作におけるステップ：Ｓ１６の動作（第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４を両ズームテーブルに規定された位置からフォーカステーブルに規定された位置に移動させる動作）時に像倍率は殆ど変化せず、この時にモニタを見た撮影者が不自然に感じることはない。

また、各ズームステップにおけるフォーカシング時の第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４の移動量比が、各ズームステップ個別の所定値となるように、フォーカシング時における第２レンズ群Ｌ２及び第４レンズ群Ｌ４の移動軌跡を設定しているので、ＡＦ動作時の制御が従来に比べて簡単であり、そのため、制御系の構成を簡単にできる。
さらに本実施形態のように、両パルスモータＭ２、Ｍ４のパルス角を同一とし、かつ、パルスモータＭ２と第２レンズ群Ｌ２の間の回転力伝達機構（上側の案内棒１７、ラック体１９、送りねじ２１）と、パルスモータＭ４と第４レンズ群Ｌ４の間の回転力伝達機構（上側の案内棒１７、ラック体２５、送りねじ２７）を同一構成とし（同一移動ピッチとし。即ち、両パルスモータＭ２、Ｍ４が同じ角度だけ回転すると、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４が光軸Ｏ方向に同じ距離だけ移動する。）、さらに、各ズームステップにおいてパルスモータＭ２側とパルスモータＭ４側のパルスレート比を、各ズームステップにおける第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４のフォーカス動作時の移動量比と同一に設定し、第２レンズ群Ｌ２及び第４レンズ群Ｌ４を規定の移動軌跡に従ってフォーカシングさせると、制御系をより簡単にすることが可能になる。即ち、このように各ズームステップにおけるパルスモータＭ２側とパルスモータＭ４側のパルスレート比を上記移動量比と同一とし、各ズームステップにおいて変化させないことにより（一定とすることにより）、各ズームステップごとに第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４の一方のフォーカステーブルのみを用意すれば足りる（他方のレンズ群に対応するパルスモータには、そのパルスレートが、一方のレンズ群と対応するパルスモータ側のパルス信号に対して移動量比（移動速度比）倍のパルス信号がＣＰＵ３０から送られる）ので、各ズームステップごとに内容の全く異なる２つのフォーカステーブルを用意する必要がなくなる。

フォーカシング時におけるパルスモータＭ２側とパルスモータＭ４側のパルスレート比を上記のように設定したが、他の比率であってもよい。なお、パルスモータＭ２とパルスモータＭ４の制御し易さを考慮すれば、本実施形態のように整数比とするのが好ましい。
また本発明は、フォーカスレンズ及びズームレンズとして機能する移動レンズ群を２つ備えるズームレンズ系だけでなく、このような移動レンズ群を一つ、または３つ以上備えるズームレンズ系にも適用可能である。さらに、４群以外の構成のズームレンズ系や、２群レンズと４群レンズ以外の組み合わせの２つのレンズ群がフォーカスレンズ及びズームレンズとして機能するズームレンズ系にも適用可能である。
さらに、本発明はデジタルカメラ１０だけでなく、銀塩カメラ、内視鏡、測距儀等にも適用可能である。

本発明の一実施形態のデジタルカメラの全体構成を示す斜視図である。 デジタルカメラの側面図である。 デジタルカメラの内部構成部品の分解斜視図である。 ズームレンズ系がワイド端位置に達したときの、ズームレンズ系とその周辺部材を断面視して示す側面図である。 ズームレンズ系がテレ端位置に達したときの、ズームレンズ系とその周辺部材を断面視して示す側面図である。 各レンズ群とその駆動機構と制御機構の関係を示す概念図である。 本実施形態のステップズーミング時のフローチャートである。 各レンズ群のステップズーミング時の移動軌跡を示す図である。 ステップズーミング時の像倍率の変化を示す図である。 本実施形態のフォーカシング時のフローチャートである。 フォーカステーブルに規定された各ズームステップにおける第２レンズ群と第４レンズ群の光軸方向位置を、各撮影距離ごとに結んだ図である。 フォーカステーブルに基づいてステップズーミングを行ったと仮定した場合の像倍率の変化を示す図である。 第２レンズ群のズームステップ１４及び１５におけるズームテーブルに基づくズーミング軌跡と、フォーカステーブルに基づいてステップズーミングを行ったと仮定した場合の軌跡（ズーミング軌跡）を示す図である。

符号の説明

１０ デジタルカメラ
１０ａ カメラ本体部
１０ａ１ 回転軸
１０ｂ グリップ
１１ 鏡胴
１１ａ 開口部
１１ｂ 環状取付面
１１ｃ 開口部
１２ ＣＣＤ取付板
１２ａ 取付孔
１３ 遮光板
１４ ローパスフィルタ
１５ パッキン
１６ ＣＣＤ（撮像素子）
１７ 案内棒（回転力伝達機構）
１８ ４群枠
１８ａ 案内孔
１８ａ１ 突部
１９ ラック体（回転力伝達機構）
１９ａ 案内孔
１９ｂ ラック溝（回転力伝達機構）
２０ モータ取付板
２１ 送りねじ（回転力伝達機構）
２２ ３群枠
２２ａ 支持孔
２３ シャッターブロック
２４ ２群枠
２４ａ 案内溝
２４ｂ 案内孔
２４ｃ 支持孔
２５ ラック体（回転力伝達機構）
２５ａ 案内孔
２５ｂ ラック溝（回転力伝達機構）
２６ モータ取付板
２７ 送りねじ（回転力伝達機構）
２８ １群枠
２９ フィルタねじ
３０ ＣＰＵ（制御手段）
４０ 記憶装置
Ｂ１ 電源ボタン
Ｂ２ シャッターボタン
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群（移動レンズ群）
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群（移動レンズ群）
Ｍ２ Ｍ４ パルスモータ（駆動手段）
ＺＬ ズーム操作レバー

Claims (7)

1. ズームレンズ系の変倍レンズ群及び焦点調節レンズ群として機能する移動レンズ群と、
   上記移動レンズ群をフォーカシングさせるためのデータを収納したフォーカステーブルと、
   上記移動レンズ群を変倍させるためのデータを収納した、上記フォーカステーブルとは別個のズームテーブルと、
   上記フォーカステーブルとズームテーブルに従い、上記移動レンズ群を光軸方向に移動させる駆動手段と、
   を備え、
   上記駆動手段は、ズーミング終了後自動的に、上記フォーカステーブルのデータに基づいて上記移動レンズ群を移動させることを特徴とするズームレンズにおけるＡＦ制御装置。
2. 請求項１記載のズームレンズにおけるＡＦ制御装置において、
   上記移動レンズ群を２つ具備しているズームレンズにおけるＡＦ制御装置。
3. 請求項１または２記載のズームレンズにおけるＡＦ制御装置において、
   上記複数の移動レンズ群に複数段のズームステップを有するズームステップ軌跡を与えるステップズーム機構を備え、
   上記各移動レンズ群のＡＦ動作時の移動軌跡を、上記各ズームステップにおける上記各移動レンズ群の移動量比が、上記各ズームステップ個別の所定値となるように設定したズームレンズにおけるＡＦ制御装置。
4. 請求項３記載のズームレンズにおけるＡＦ制御装置において、
   上記駆動手段が、上記各移動レンズ群に駆動力をそれぞれ付与する、ステップ角が互いに等しい、上記移動レンズ群と同数のパルスモータであり、
   上記各パルスモータの駆動力を上記各移動レンズ群に伝達する、移動ピッチが等しい、上記移動レンズ群と同数の回転力伝達機構と、
   上記各パルスモータにそれぞれ個別のパルスレートのパルス信号を送信する制御手段と、を備え、
   ＡＦ動作時に上記各パルスモータに送信されるパルス信号のパルスレートの比が、対応する移動レンズ群の移動量比と同一となるように上記フォーカステーブルによって規定したズームレンズにおけるＡＦ制御装置。
5. 請求項２から４のいずれか１項記載のズームレンズにおけるＡＦ制御装置において、
   少なくとも一つのズームステップの上記移動量比が整数比であるズームレンズにおけるＡＦ制御装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項記載のズームレンズにおけるＡＦ制御装置において、
   上記複数の移動レンズ群が、４群からなるレンズ系のそれぞれ第２群と第４群であるズームレンズにおけるＡＦ制御装置。
7. 請求項６記載のズームレンズにおけるＡＦ制御装置において、
   ＡＦ動作時における、上記第４群の移動量を、上記第２群の移動量より大きくしたズームレンズにおけるＡＦ制御装置。

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