JPH01304412A - レンズ位置制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、移動レンズの制御装首、特にズームレンズの
制御装置に関する。

［従来技術］ 従来よりズームレンズであって、フオーカシンク機能と
、ズーミングの際の像ずれを補正するコンベンセータの
機能とを同一の補正レンズ群で補償させたズームレンズ
か、例えば特公昭５２−１５２２６号公報、あるいは特
公昭５６−４７５３３号公報等て提案されている。

かかるズームレンズては、上述の両機能を別々のレンズ
群で補償するタイプのズームレンズに比べ、レンズ系を
小型化できると共に、前玉くり出してないために被写体
距離を短くすることか可能になる。

特公昭５２−１５２２６号公報では、バリエータ−レン
ズ群の位置情報に基づいて、補正レンズ群の移動すべき
位置を演算処理して求めている。

一方特公昭’５６−４７５３３号公報ては、例えば変倍
の際に生しるピントずれを自動焦点検出装置を用いて検
出し、補正レンズ群を移動させる処理を行なっている・ ところて、以上の公報の発明に於ては、上述の処理時間
かリアルタイムであれば問題は無いか、現実には、少な
からず時間を要する。従って特にズーミングの際には、
変倍レンズの移動に対して補正レンズ群を即座に追従さ
せることができず、合焦状態を維持させることか困難と
なってくる。

これに対して、特開昭６２−２９６１１０号ては、この
自動焦点検出装置の応答遅れを補償させるための技術を
開示している。該公報に依れば、変倍レンズと補正レン
ズの位置関係によって定められた複数の領域を設定する
と共に、この領域のそれぞれに変倍レンズの所定移動量
に対応した補正レンズの単位移動ｊｋを記憶させておき
、変倍レンズの所定移動か検出された際の変倍レンズ及
び補正レンズの位置情報と、この位置情報とから設定さ
れる領域に基づく補正レンズの単位移動量と、更にズー
ムの方向及び自動焦点調節装置より検出されるボケの情
報等から上述の単位移動量を補正し、この補正後の移動
量たけ上述の補正レンズを移動させることにより補償さ
せている。

［発明か解決しようとする問題点］ しかしながら、上述した様な制御方法に於ては、テレ側
からワイド側へのズーミングに際しては、比較的良好な
結果を得たが、ワイド側からテレ側へのズーミングに際
しては動作か不安定になりかちて、ボケを十分に補正し
きれないといった問題点かあった。一方ボケを発生させ
ないためにはズーミングの速度をかなり遅くしなければ
ならないといった欠点かあった。

本発明者の検討によると上述の問題点は、被写界深度の
関係、即ちワイド側ては被写界深度か深く、一方テレ側
では被写界深度か浅いのて、テレ側からワイド側へのズ
ーミングに際してはボケがテレ側で許容錯乱円内に入っ
ていれば正確なズーム曲線から少しずれた程度てもワイ
Ｉ〜側ては被写界深度か深くなる分ボケは発生しにくく
なるか、ワイド側からテレ側へのズーミングにおいては
ボケか許容錯乱円内に入ったとしても深度か深い分、真
のズーム曲線からずれているとテレ側へ移行するに従い
ボケか発生しやすいことに起因すると考えられる。

ここで、自動焦点検出の応答速度を速く、あるいは上述
の領域を十分再分化することによって、より正確に補正
することも考えられるか、現実的には限度かあるととも
にコスト的な問題か発生してくる。

本発明は、」二連の問題点、特に被写界深度によって発
生する問題点を解決し、簡単な構成で素〒く合焦状態を
得ることのてきるレンズ位１６制御装置を提供すること
にある。

［発明の構成］ そして本発明は、光軸に沿って移動して変倍作用を行な
わせる第１のレンズ群と、変倍時の補正及び焦点合わせ
の作用を行なわせる第２のレンズ群と、焦点検出のため
の焦点検出装置と、前記第１レンズ群と、前記第２レン
ズ群の位置情報、及び前記第１レンズ群の移動速度情報
に応して設定した前記第２レンズ群の移動すべき特定の
移動制御情報を記憶した記憶手段とを有し、前記第１レ
ンズ群か移動する際に前記焦点検出装こか非合焦の信号
を出力した場合、前記移動制御情報を補正情報で補正し
て前記第２レンズ群の位置を制御するレンズ位置制御装
置に於て、テレ側からワイド側への補正情報と、ワイド
側からテレ側への補正情報を異ならしめたことにある。

［実施例］ 第１図は、本発明に係るズームレンズ系の断面図である
。添番１，２，３，４て撮影光学系を構成する。特に２
は光軸に沿って移動することにより変倍を行うバリエー
タ−レンズ群（以後■レンズ群と称す。）、４は、フオ
ーカシンク機能と、■レンズ群へ移動により生しる像面
の位置ずれを補正する機能とを共有すると共に、最も像
面側に位置するリアーリレーレンズ群（以後ＲＲレンズ
群と称する。）である。

５は、ＣＣＤ等の撮像部材、６はレンズ鏡筒である。７
は駆動モータ８により回転されることによりＶレンズ群
２の移動を制御し規制するカム溝か切っであるカム筒、
９ａ、９ｂは、Ｖレンズ群２を案内する案内バーである
。ｌＯはカム筒７とギアて係合され、カム筒７の回転位
と、つまりＶレンズ群２の絶対位置を検出するアゾリソ
ニートエンコータで、ズーム領域を１６のゾーンに分割
した出力を行う。

第２図は、■レンズ群２の絶対位置を検出するための別
の実施例を示す図である。尚、同−添番については同一
の機能を果たす。１６は駆動モータ８の駆動出力を受は
取るギアである。

ギアｌｌａは、前述したＲＲレンズ群の移動メカニズム
と同様に送りネジか形成され移動レンズ保持部材２ａと
一体に形成される移動部材１７と螺合している。レンズ
保持部材２ａには第３図に示すフラシ１８か固設され、
一方レンズ鏡筒には第４図に示す電極パターンを持った
タレイスコード板１５か設けられている。そして各ソラ
シ端子がタレイスコード板を摺動することによりＶレン
ズ群の絶対位置を検出てきる様になっている。本実施例
に於ては、変倍領域を１６のゾーンに分割している。尚
基板電極パターンの１５ａはグランドを示す。また第５
図は１６分割したコード出力を示している。

１１は絞り駆動モータで、公知の絞り機構１１ａを作動
させる。１２は、ＲＲレンズ群４を移動させるためのパ
ルスモータ−である。

１３はＲＲレンズ群を案内する案内バーでネジ状の切り
溝が形成されており、パルスモータ−１２の駆動ギア１
２ａを介して回転されることで、ＲＲレンズの保持部材
４ａを光軸方向へ沿って移動させる。

さて１本発明に係る光学系、つまりフォーカシング機能
とコンペンセーター機能とを１つの補正レンズ群（ＲＲ
レンズ群）で行う所謂リアーフォーカスズームと呼ばれ
るレンズ系に於ては、従来の一般的なズームレンズ系、
つまりフォーカシングレンズ群とコンペンセーターレン
ズ群とか各々存在し、コンペンセーターレンズ群の移動
軌跡を一義的に決定できるレンズ系とは相違し、その補
正レンズ群の移動！Ａｕは、被写体距離に応じて夫々異
なる移動軌跡を描く。

この様子を第６図（Ａ）に示す。横軸にＶレンズ群の位
置、つまり焦点距離をとり、縦軸にＲＲレンズ群の位置
をとっている。尚左端のＷはワイド端、右端のＴはテレ
端を示す。この区から明らかな通り被写体距離に応じて
ＲＲレンズ群の移動軌跡が異なっている。

この様な特性を持つズームレンズ系に、現実に自動焦点
検出装置を搭・成した場合、自動焦点検出装置は処理時
間を少なからず要するため、変倍時のＶレンズ群２の連
続的な移動に対してＲＲレンズ群２をリアルタイムで合
焦状態を維持させなから追従させることか困難となって
くる。そこで、本実施例に於ては、かかる問題点に鑑み
て、第６図（Ｂ）に示す特性図に従って複数のゾーンに
分割すると共に、各ゾーンごとに代表となるＲＲレンズ
群の代表となる速度を設定し予め記憶させている。尚ズ
ーミングの際には、■レンズ群２の移動速度か一定であ
ることを前提としＣいる。また１本実施例に於ては、こ
のゾーンを１６分割しており、１６分割したシーンは前
述したＶレンズ群２の位置検出装置のためのエンコータ
か示す１６分割したシーンと対応している。従って、ズ
ーミンク開始前に合焦状態を維持させておけば、後は、
■レンズ！ｉ１２．ＲＲレンズ群４、そしてズーム方向
から、ＲＲレンズ群の移動速度か決定されるので原理的
に自動焦点検出装置の応答遅れを償うことかできる。

第７図は第１図と組合せるべき回路［Ａを示ず。メイン
５ｗ１４２がオンされるとパワーオンリセット回路１４
３により、ステップモーター１１２のＯＦＦ地のリセッ
トか行なわれる。

１４１はズーム操作検出部てあり、ズームスイッチ（Ｔ
、Ｗ）の操作が行なわれると。

ＣＰＵ１３０に伝達される。ＣＰＵ１３０てはズームス
イッチ（Ｔ、Ｗ）の操作か行なわれたことかトリガーと
なり、バリエータ−レンズ２の位置を前述のフラシ１８
と基板１５を用いて、ズームエンコーター読み取り回路
１３４にてＣＰＵ１３０へ伝達する。又、ステップモー
ター１２がＯリヤ９５位置がら何パルスの位置にあるの
かステップモーター駆動バルスカクント回路１３６によ
りカウントし、ＣＰＵ１３０に伝達される。この２つの
レンズ位置情報と。

上述した領域データメモリ１３３との数値の比較から領
域を判別し、速度データメモリー１３１から領域代表速
度か読み出される。更にズーム操作検出部１４１のズー
ムスイッチ（Ｔ、Ｗ）の操作がワイドからテレ方向か、
テレからワイド方向かに応じて方向データメモリー１３
２からステップモーター１２の回転方向かＣＰＵ１３０
に読み込まれる。ＣＰＵ１３０てはこれらのデーターメ
モリーから読み出した内容と、ＡＦ装置１３５より読み
込んだボケ情報とからＲＲレンズ群４の駆動の為のステ
ップモーター１２の移動方向と速度を決定すると共に、
ズームスイッチ（Ｔ、Ｗ）の操作結果に応じて、バリエ
ータ−レンズ駆動用のモーター１４０の駆動方向を決定
する。この後、２つのモーターが、はぼ同時に動くよう
に、ステップモーター駆動パルス出力回路１３７への出
力と、ズームモータードライバー１３９への出力を行な
うものである。

次に第８図にもとづいて本発明に係るレンズ駆動装置に
適した自動焦点検出方法を説明する。

３０は、ビデオカメラの全画面を示し、３１はその中の
測距エリアを示す。本実施例の焦点検出方法は、原理的
に像のコントラストを検出する方法てあって、例えば、
３２に示すコントラスを持つ像の出力を処理することに
よりボケ廣を検出している。第８図（Ｂ）の（ａ）は、
像３２のビデオ信号を示し、（ｂ）は、その微分波形を
示す。（ｃ）は微分波形を絶対値化した波形を、（ｄ）
は、絶対値化した波形を積分しホールトした信号レベル
Ａ（評価値）を示す。つまり、像３２が尖鋭な場合には
、高い信号レベルＡか得られ、尖鋭でない場合つまり、
ボケている場合には評価値は低い値となる。従って基本
的に第８図（Ｃ）に示す通り最も信号レベルＡの高い位
置を検出することで、合焦状態にあるべきＲＲレンズ群
４の位２１Ｂを判別することかてきる。

尚本実施例に於ては、評価値Ａと二つの閾値レベルＴｈ
、、Ｔｈ２との比較を行ない、ボケの程度を三つに分割
している。

次に第９図に示すフローチャートに基づいて１本発明に
係る動作を説明する。まずステップ２０３で自動焦点検
出を実行しているか否かのｒ１断を行なう。実行してい
なければ、ズーミンク動作つまりＶレンズ群を移動させ
てもピントボケか生じるだけの可能性かあるので、ズー
ミンクの禁止を行なう。自動焦点検出が実行されている
時にはレジスタＡ２にＡ。を、Ａ１に現在の評価値Ａを
格納する。但し、サイクル第１回目には、ステップ２０
２において、Ａ　ｏ　＝Ｏとなっている。更にステップ
２０７でレジスタＡ、とＡ２の差をＡｄとして格納した
後、２０８で現在の評価値ＡをＡ。に格納する。次にス
テップ２０９てＶレンズ群とＲＲレンズ群の位置を検出
し、ステップ２１０で各レンズ位置情報から領域を決定
する。次に決定された領域に予め記憶されている代表速
度ｖｎをステップ２１１で読み出し、ＲＲレンズ群をこ
の領域代表速度で移動させる出力を行なう。そしてステ
ップ２１２でＡ２＝Ｏか否かの判断を行なうが、第１回
目のサイクルにおいては、Ａ　ｏ　＝Ｏであるので、Ａ
２＝０となる。そしてステップ２１３に移行し、通常の
領域代表速度てＡＦモモ−−１２（ＲＲレンズ駆動モー
タ）と、ズームモーター８を同時にスタートさせる。こ
こまでて第１回目のサイクルか終了し、ステップ２０３
に戻る。そして、ステップ２１２まてを繰り返す。第２
回［］移行のサイクルては、Ａ２→０であるのて、ステ
ップ２１６以降のルーチンを実行することになる。

ステップ２１６では、前述した通りのビデオ信号に基づ
いて求めた評価値Ａと第一の閾値レベルＴｈ、との比較
を行なう。Ａ＞Ｔｈ、てあれば、十分な合焦状１ルであ
ると判断てきるのて１ステツプ２２０へ行き、通常の領
域代表速度でＲＲレンズ群を動かず。逆にＡ≦Ｔｈ、で
あれば、コントラストか十分てなく、非合焦であると判
断てきるのて、２１７以降のステップによりＲＲレンズ
群を動かすことになる。ステップ２１７ては、まずＡｄ
か正か負かの判断を行なう。Ａｄはステップ２０７にお
いて、今回のサイクルと前回のサイクルとの評価値レベ
ルの比較を行なってありステップ２１９以降て行なう領
域代表速度の増減の判断を行なうことになる。第２回目
のサイクルてＡｄの正負により合焦に向っているかどう
かの判断はできなし１か１もしＡｄ＞０てあればフラッ
グｌはオフのままであるのでステップ２２１へ行く。ス
テップて合焦信号レベルＡかＴｈ２より大きいかどうか
の判断を行なうか、もしＡ＜Ｔｈ２てあれば十分にボケ
だ状態であると判断てきるのて、ステップ２２６てズー
ム方向の′ｌ−１断を行なった後、テレ側からワイド側
へズーミングする際には補正係数に０．８を選び、各レ
ンズ位置によって決定させた領域に従った代表速度Ｖに
この補正係数を乗じてＲＲレンズ群の速度を遅らせる。

逆にワイド側からテレ側にズーミングする際には、補正
係数に０．７を選ぶ。ステップ２２１てＡ　＞　Ｔ　ｈ
　２であると判断されればそれ程ボケは、はなはたしい
レベルてはないので、補正係数は緩和されたものとし、
テレ側からワイド側へのズーミングでは０．９、ワイド
側からテレ側へのズーミングては０．８という補正係数
を選ぶ、そしてステップ２０３に戻り、先に述べたルー
チンを行ない、Ｖ、ＲＲレンズ位置や領域代表速度の検
出、Ａｄの正負の判断な行なう。ステップ２１６て評価
値の高さの判断を行ない、Ａ＜Ｔ　ｈ　ｌてあればステ
ップ２１７に行き、Ａｄの正負を調べる。ここてＡｄ＞
０てあれば前回のサイクルに比べて評価値か上昇してい
ることになるのて、フラグはそのままにしておく。そう
すれば、領域代表速度は前回のサイクルと同様に遅らせ
る方に行く。またＡｄ＜Ｏてあれば、ステップ２１８て
フラッグｌは反転し、ステップ２１９の分岐により領域
代表速度は早まる方（ステップ２２２以降）に行く。ス
テップ２２２以降でも、ステップ２２１以降と同様、評
価値ＡとＴｈ２との大小の判断及びズーム方向の検知に
より補正係数を１．１〜１．３まて変えてＲＲレンズ群
を動かす。

［発明の効果］ 以上説明した通り、本発明の実施例に依れば、例えばＡ
　＜　Ｔ　ｈ　２の状態の時には、テレ側からワイド側
へ変倍に際して、領域代表速度に対して約０．８倍、一
方ワイト側からテレ側への変倍に際し領域代表速度に対
しては０．７倍程度の補正をかけている。また、Ｔｈ２
＜Ａ　＜　Ｔ　ｈ　＋の状態の時には、テレ側からワイ
ド側への変倍に際して領域代表速度に対して０．９倍、
一方テレ側からワイド側への変倍に際して領域代表速度
に対して０．８倍程度の補正を加えている。

従って、特に、ワイド側からテレ側への変倍に際して、
俊敏に本来望むＲＲレンズの移動曲線に追従させること
か可能となる。尚この時の補正情報としては、変倍がス
ムースに行なわれる様な値をとることはいうまでもない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るズームレンズ系の断面図、 第２図は、■レンズ群の駆動機構を説明する図、 第３図は、■レンズ群の位置を検出するブラシの斜視図
、 第４図は、■レンズ群の位置を検出する基板の状態を示
す図、 第５図は、■レンズ群の位置信号を示す表、第６図は、
本発明に係る光学系のＶレンズ群とＲＲレンズ群の被写
体距離に応じた移動曲線を示す図、 第７図は、本発明に係る制御を示すブロック図、 第８図は、本発明に係る焦点検出装置の原理を説明する
図、 第９図は、本発明に係る制御を示すフローチャート図。 ２・・・レンズ郡 ４・・・ＲＲレンズ郡 １３０・・・ＣＰＵ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光軸に沿って移動して変倍作用を行なわせる為の
   第１のレンズ群と、変倍時の補正 及び焦点合わせの作用を行なわせる為の第 ２のレンズ群と、焦点検出のための焦点検 出装置と、前記第１レンズ群と、前記第２ レンズ群の位置情報、及び前記第１レンズ 群の移動速度情報に応じて設定した前記第 ２レンズ群の移動すべき特定の移動制御情 報を記憶した記憶手段とを有し、前記第 １レンズ群が移動する際に前記焦点検出装 置が非合焦の信号を出力した場合前記移動 制御情報を補正情報で補正して前記第２レ ンズ群の位置を制御するレンズ位置制御装 置に於て、テレ側からワイド側への補正情 報と、ワイド側からテレ側への補正情報を 異ならしめたことを特徴とするレンズ位置 制御装置。