JPH01319717A - 光学機器における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］ 本発明はカメラや観測機器等の光学機器におけるレンズ
位置制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、ビデオカメラに搭載されているズームレンズは第
９図に示されるように４群のレンズ群から構成されてい
るものが一般的であった。

第９図において、１はレンズ鏡胴の先端に配置された焦
点合わせの為の１群レンズＦ、２は変倍を行うためのバ
リエータレンズである２群レンズ■、３は変倍動作後に
焦点を正しく結ばせるためのコンベンセータレンズであ
る３群レンズＣ，４は結像させるためのリレーレンズで
ある４群レンズＲ５である。なお、第７図は該ズームレ
ンズの焦点距離がワイド端（最短）状態であり、且つ（
１）距離の被写体に合焦している図であり、以下、各レ
ンズ群の動き方の説明の為に、ここではこの状態の１群
レンズＦ、２群レンズＶ及び３群レンズＣの位置をそれ
ぞれ零（０）位置と考えることとする。

第１０図乃至第１２図は該ズームレンズにおいて、各レ
ンズ群ＦＮＲの位置変化と該ズームレンズの焦点距離も
しくは被写体距離との関係を示したものである。以下に
は、これらの図を参照して該ズームレンズの特性を説明
する。

第１０図（ａ）は第２群レンズ■を光軸に沿って移動さ
せた位置を横軸にとり、該ズームレンズの焦点圧１１ｆ
を縦軸にとって第２群レンズ■を移動させた時に焦点圧
１１１ｆがどのように変化するかを示したグラフである
。なお、Ｗは該ズームレンズの焦点距離が最も短くなっ
たワイド状態を表わし、Ｔは該ズームレンズの焦点距離
が最も長くなったテレ状態を表わす。

第１０図（ｂ）は３群レンズＣの光軸方向の位置を横軸
にとり、縦軸に該ズームレンズの焦点圧！！１ｌｌｆを
とって第３群レンズＣの位置の変化に対する焦点距離ｆ
の変化を表わしたグラフである。

第１１図は被写体までの距１ｍ（メートル）の逆数を横
軸にとり、縦軸には第１群レンズＦを光軸方向に沿って
前方移動させた時の位置をとって第１群レンズＦの位置
の変化に対する被写体距離の変化を示した図である。

第１２図は第１群レンズＦを光軸方向に沿って前方移動
させた時の位置を縦軸にとり、横軸に該ズームレンズの
焦点距離ｆをとって第ルンズ群の位置と焦点圧＠ｆどの
関係を示すとともに被写体までの距離が１ｍ、２ｍ、３
ｍ、（１）の各場合について第ルンズ群Ｆの位置を例示
したグラフである。

以上の各図から、公知のズームレンズには次のような特
性のあることがわかる。すなわち、第１１図及び第１２
図から明らかであるように、被写体距離が変らない場合
にはズーミングを行って焦点距離を変化させた時にも第
１群レンズＦを移動させる必要がないため第２群レンズ
Ｖと第３群レンズＣとを第１０図の特性に従って連動さ
せればよいので各レンズの位置制御が比較的簡単であり
、その位置制御をカム等の機械的制御機構で行うことが
できるという長所がある。

第１３図は公知のズームレンズの２群レンズ２（バリエ
ータレンズ）と３群レンズ３（コンベンセータレンズ）
との連動機構を示した図である。同図において、５は２
群レンズ２を保持している２群レンズ保持枠、６は３群
レンズ３を保持している３群レンズ保持枠、７及び８は
該レンズ保持枠５及び６を光軸に沿って案内するガイド
バー、９は該レンズ保持枠５及び６に突設されたビン５
ａ及び６ａを挿入するカム溝９ａ及び９ｂが周面に穿設
されているカム筒、１０はカム筒の外周に嵌装されると
ともにレンズ鏡胴などの静止部材に固定された固定筒、
１１はカム筒９に連結部１１ａで固定されるとともに固
定筒１０の外周面に対して相対回転のみ可能に嵌装され
たズーム操作環である。ズーミング時にズーム操作環１
１が回転されるとカム筒９も回転され、その結果、カム
溝９ａ内でのピン５ａの相対位置とカム溝９ｂ内でのピ
ン６ａの相対位置とが変化するため２群レンズ保持枠５
と３群レンズ保持枠６がそれぞれ光軸方向に沿って相対
静動されることになる。

しかしながらカム筒を用いる従来公知の制御機構は該カ
ム筒の表金精度やカム溝の加工精度等を極めて高精度に
しなければならないので製造コストが高価であるという
短所もあった。

しかも、第１１図及び第１２図から明らかなように、従
来のズームレンズでは至近距離（たとえば１ｍ以下の）
の被写体にピントを合せるためには１群レンズ１の繰り
出し量を距離の逆数に比例して大きくしなければならず
、レンズ直前にピントを合わせるには無限に近い量だけ
繰り出さなけばならないので至近距離での撮影が不可能
であるという重大な欠点があった。

それ故、最近では、１群レンズ１を移動させないでピン
ト合せを行うことができる所謂インナーフォーカスタイ
プのズームレンズが提案されている。

このズームレンズの一例は第１４図に示すように、１群
レンズ１と２群レンズ２を有しているが、従来のコンペ
ンセータに相当する３群レンズがない、このズームレン
ズでは、１群レンズ１と４群レンズの前方レンズ４Ａ　
（Ｒ）とが非移動レンズとして構成される一方、２群レ
ンズ２のバリエータは第９図の公知のズームレンズと同
様に焦点距離変更の際に静動されるように構成されてい
る。また、リレーレンズ群４の後方レンズ４Ｂ（ＲＲ）
は従来のズームレンズのコンペンセータレンズと同様に
焦点調節と補正とを行う機能を有しており、該レンズ４
Ｂが従来のコンペンセータレンズと同様に光軸に沿って
移動されることによって焦点調節と補正とが行われる。

また、インナーフォーカスタイプのズームレンズの別の
構成例としては第１７図の様な例が挙げられる。この場
合には４群構成で第２群レンズ２が変倍機能を有するこ
とは第９図の従来の４群ズームと同様である。しかしな
がら第９図と比べて異なっているのは第１群１が固定の
鏡胴１０１に取付き固定されていることである。

この為、従来補正の働きのみをしていた第３群レンズ３
が焦点合せの機能をも兼用することとなる。

この様なレンズ構成を有するズームレンズでは１群レン
ズ１を移動させない構造であるため、極めて至近距離の
被写体にもピントを合わせることができるが、移動レン
ズである２群レンズ２と第１４図のリレー後方レンズ４
Ｂ又は１７図の場合の３群レンズ３との相対位置関係が
極めて複雑であるため、第１３図の如きカム機構等の簡
単な制御機構では２群レンズ２と第１４図のリレー後方
レンズ４Ｂ又は第１７図の３群レンズ３とを制御するこ
とができず、従って、第１４図又は第１７図に示したレ
ンズ構成のズームレンズを実用化することは機械的機構
のみではきわめて困難であった。

第１５図は第１４図のズームレンズにおける２群レンズ
（Ｖ）の位置を横軸にとり、縦軸にり゛レー後方レンズ
４Ｂ（ＲＲ）の位置をとって被写体距離毎に両レンズの
相対位置関係を表したグラフであり、第１５図から明ら
かなように、両レンズの相対的位置関係は被写体の距離
が艶、３　ｍ、１　ｍ、　　０．５ｍ、　　０．２ｍ、
０．０１ｍのように変化するにつれて変化するため、両
レンズをカム等の簡単な制御機構によって制御すること
は不可能であることがわかる。

しかるに最近では焦点面に正しく像が結ばれているか否
かの検出結果に応じてリレー後方レンズ４Ｂのみを２群
レンズ２に対して制御するという制御方法を採用するこ
とにより第１４図のズームレンズを実用化しようとする
提案が行われ、また、この提案に基いて開発された商品
も発表されている。

第１６図（八）は該提案乃至商品において採用されてい
るレンズ位置制御方法及びレンズ構成を図示した概略図
であり、１は１群レンズ、２は２群レンズ、４Ａはリレ
ーレンズの前方レンズ、４Ｂはリレーレンズの後方レン
ズ、１２は焦点面における結像検出手段、１３は合焦検
出及び合焦制御のための合焦制御（ＡＦ）回路、１４は
ＡＦ回路１３により制御されてリレー後方レンズ４Ｂの
位置決め及び駆動を行う駆動手段である。

第１６図（Ｂ）〜第１６図（Ｄ）は自動焦点調節装置の
一例を示すものである。第１６図（８）において、１７
はビデオカメラの全画面領域を示し、１８はその中で測
距の為に信号を取り出す範囲を示し、又１９は実際に被
写体が有するコントラストであるとする。第１６図（Ｃ
）において、（ａ）がこのコントラスト部分であるとす
ると、（ｂ）はＹ信号出力であり、（ｃ）はＹ信号の微
分値を示し、（ｄ）はその絶対値、（ｅ）はピークホー
ルドを行なった信号であり、ここで、高さＡがピントの
合っている度合（以下ボケ評価値と称す）を示している
。第１６図（Ｄ）は縦軸に第９図の１群レンズ１又は第
１４図のレンズ４Ｂのレンズ位置をとり縦軸にボケ評価
値Ａをとった・もので、ピークの位置Ｂで合焦が実現す
る。

なお、別の改善した方式として、特開昭６２−２９６１
１０号、特開昭６２−２８４３１６号等が提案されてい
る。これは、バリエータレンズと、コンベンセータ及び
フォーカス機能を兼用するレンズの位置情報もしくは、
バリエータレンズと距離操作部材（距離環）の位置情報
に応じて、バリエータレンズの所定移動量に対応するコ
ンベンセータ及びフォーカス機能を兼用するレンズ（以
下、兼用レンズと称す）の単位移動量をメモリーしてお
き、バリエータレンズの所定量移動の度にメモリーされ
た該単位穆動量に基づき兼用レンズの移動を制御するよ
うにしたものである。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、第１６図（Ａ）に示した公知のズームレンズ
及びレンズ位置制御方式では、結像検出手段１２からＡ
Ｆ回路１３への入力信号の精度及び速度が高ければ結像
面に生じる映像にボケや歪みが生じることはないが、実
際には測距サイクル等の応答遅れ等にょフてリレー後方
レンズ４Ｂの制御精度が低くなる可能性が非常に高いの
で、大きなボケを生じやすいという重大な欠点があった
。

また、上述改善した方式においては、バリエータレンズ
の所定量のび勤を検出することが前提となる為、高精度
な上記兼用レンズのり動を得るためにはバリエータレン
ズの移動量を極めて細くしていく必要があり、更にほこ
の兼用レンズの移動速度を高速にしないと、発生したボ
ケを補正するにかなりの時間を要することが懸念される
。

従って、本発明の目的は、測距サイクル等の応答遅れが
あっても、大きなボケを発生させないと共に、バリエー
タの位置の検出をさほど細かくしなくても大きなボケを
発生することがなく、特にバリエータが予め設定された
８！ＩＩＩ速度に対しズレを有して移動してもボケの発
生がないズームレンズを構成することのできるレンズ位
置制御装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明のレンズ位置制御装置は、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、
該第１のレンズ群の位置及び第２のレンズ群の位置を夫
々検出するレンズ群位置検出手段と、変倍操作の検出に
伴い、該第１及び第２のレンズ群の位置及び速度等を合
焦検出手段からの合焦、非合焦判定に基づきながら制御
する駆動制御手段とを備え、該駆動制御手段は、該第１
及び第２のレンズ群の位置情報及び該第１のレンズ群の
移動速度情報に応じて複数の第２のレンズ群の代表速度
情報を記憶する第２のレンズ群穆勅情報記憶部と、変倍
操作時に該第１のレンズ群及び第２のレンズ群を略同時
に駆動させると共に、該第１のレンズ群の移動速度を検
出して該第１のレンズ群の設定速度に対する速度比を演
算し、演算結果に基づき該第１のレンズ群又は第２のレ
ンズ群の移動速度を補正するレンズ群駆動制御部とを有
することを特徴とするものである。

［作　　用］ 上記した構成の本発明は、第１のレンズ群が設定速度で
移動しない場合でも、その速度比を利用して第２のレン
ズ群の移動速度を補正することにより、第１のレンズ群
の速度ズレがみかけ上補正できることになり、また第１
のレンズ群の移動速度を補正すれば第１のレンズ群の速
度ズレを直接補正することができ、大きなボケを生じる
ことなく合焦状態を維持しなから変倍操作を行なうこと
ができる。

［実　施　例］ 以下本発明装置を図面に示す実施例に基づいて詳細に説
明する。

実施例１ 第１図（Ａ）は本発明によるレンズ位置制御装置の実施
例１を適用したズームレンズ鏡筒の断面図を示している
。

図中、１，２．４Ａ、４Ｂは既に第１４図において説明
したレンズ群である。１群レンズ１は、鏡枠１０３に固
定され、固定鏡筒１０２との間でレンズ位置を最適位置
をとるようネジ嵌合し、調整後ビス１０４にて固定され
る。バリエータ２はバリエータ移動環１０５に固定され
、バー１０８を案内にスラスト方向（光軸方向）に移動
する。ここでバー１０８は図の様に外周にあるリードを
持ったＶ溝が加工してあり、不図示のボールを、バリエ
ータ移動環に固定された不図示の板バネによフてこのＶ
溝に圧接することにより位置が決まると共に、第１図（
Ｂ）に示すズームモーター１４０によりバー１０８を回
転させることで、その位置を変えることが出来る。

また、この移動環にはブラシ１０７が取付けてあり、エ
ンコーダー基板１０６との間で摺動することによりバリ
エータの位置を検出するバリエータ・エンコーダーを構
成している。なお、本発明はバリエータの位置を検出す
る検出手段としてこのバリエータ・エンコーダーに限定
されることはなく、例えば公知の回転型アブソリュート
エンコーダーを用いても良い。

１０９はｉＧヅメ−−であり羽根１１１を駆動すること
により絞り口径を制御している。レンズ群４Ａは鏡胴１
１８に固定されている。

一方、レンズ（ＲＲ）４Ｂは移動環１１７に取付けてあ
り、移動環１１７は内側にメネジ加工を施した光軸方向
に延びるスリーブ１１５が一体に設けられており、この
スリーブ１１５は光軸方向への移動が不能で且つ光軸回
りの回転が可能な外周にオネジ加工を施した駆動軸１１
４に螺合している。この駆動軸１１４は一端部に駆動軸
プーリー１１３ａを有し、ステップモーター１１２のプ
ーリー１１３ｂとの間に掛は回されるＶベルト１２０を
介して回転駆動力が伝達される。すなわち、ステップモ
ーター１１２を回転させることにより、駆動軸１１４が
回転し、スリーブ１１５が螺出、螺入してレンズ群４Ｂ
の光軸方向の位置を変えることができることになる。

ここで、例えばスリーブ１１５のネジのピッチを０．３
５ｍｍ、駆動軸プーリー１１３ａとプーリー１１３ｂと
の比を２．ステップモーター１１２の１パルス人力当た
りの回転角を１８度とした場合、ステップモーター１１
２に１パルス入力すると、レンズ群４Ｂは８．７５μｍ
光軸方向に移動することとなるが、レンズ群４Ｂの移動
による焦点面であるところの撮像素子１２９への効き量
を１．０程度に設定しておけば、合焦時から１パルス分
レンズ群４Ｂがずれても発生する錯乱円は１０μｍ程度
であり、この程度の精度であれば充分な合焦精度が得ら
れる。

本実施例は、コンペンセータとフォーカスの機能を兼用
するレンズ群４Ｂの位置検出の為に、ステップモーター
１１２の入力パルス数を用いるものであるが、カメラの
電源オン又はオフに際して、レンズ群４Ｂをある所定の
０番地に移動させておく必要があり、本実施例では移動
環１１７の後端部分１２２がＯ番地調整カム１２１と当
たる位置をＯ番地とする様構成しである。

そして、このように構成されたズームレンズ系における
、２群レンズ２（以下にはＶと記載する）の位置とリレ
ー後方レンズ４Ｂ（以下にはＲＲと記載する）の位置と
の相対関係は、被写体距離に応じて第５図の図表に示す
如く表わされる。

第５図において、ＲＲの位置とＶの位置とをそれぞれ位
置検出手段で検出した点がＰ、であったとし、このズー
ムレンズを制御する合焦制御手段における測距サイクル
がｔｌであったとする。そして、■の移動が行われたと
同時に測距サイクルが開始されたと仮定すると次の測距
結果が出るまでの間に■とＲＲとの位置関係は点Ｐ２に
まで変化すると考えられる。

これに対して、■の移動と同時にＲＲを静動させると、
例えば測距による補正が行われなくとも■とＲＲとの相
対位置関係は点Ｐ３で表わされる値となり、その結果、
理想の点Ｐ４とのずれはｄ２となる。このＰ１〜Ｐ４の
焦点距離でのＶの焦点面への効き量をたとえば１．０で
表わした場合、この時のＦナンバーをＦとすると、発生
する錯乱円の径は点Ｐ４ではゼロ、点Ｐ、ではｄ２／Ｆ
、点Ｐ２でｄ、／Ｆ、となる。ここで、ｄ＋＝５ｄ２と
仮定すると、点Ｐ２及びＰ４におけるボケは錯乱円で５
倍の差となって現れる。この動きは被写体距離に変化が
ないという前提の下に求められているものの、ズーム中
のボケの発生率の改善には多大な効果がある。

しかしながら、この考えを理想的に実現するためには■
とＲＲの位置を正確に求めて点Ｐ１を求め、点Ｐ、を通
る特性曲線を正しく予測した上で必要なＲＲの移動速度
を算出することが必要となるため、大規模な演算を要す
ることになり、その結果、大規模な演算回路を必要とす
ることになって合焦制御手段のコストが高価になるとい
う問題が生じてくる。

それ故、本実施例では、第５図に示したマツプを必要精
度に応じてＶ方向及びＲＲ力方向両方向で分割し、それ
ぞれの領域で代表の速度を第１図（Ａ）に示す後記の速
度データメモリー１３１内に覚え込ませておくという方
法を採用している。

第６図は第５図のマツプ内を領域分割した例を示したも
のである。この分割例では■の移動を均等分割する一方
、ＲＲ力方向■の一つの領域内を通る■と至近の軌跡の
傾きの差を目標とする被写界深度で割った数で分割して
いる。

第７図（＾）は、第６図の■及びＩ！の領域内でＶとＲ
Ｒとの相対位置曲線からＲＲの移動速度などを求めるた
めの図である。

第７図（Ａ）において、２３を点Ｐ、を通る被写体距離
一定の場合の相対位置曲線とし、曲線２０及び２１を夫
々の領域におけるレンズ移動の傾きとしくなお、バリエ
ータの８勅速度が一定である時にはＲＲの移動速度と考
えてもよい）、ＡＦからのフィードバックなしに点Ｐ５
からＶ及びＲＲが動く場合には、領域！■にある間は点
Ｐ、を通り直線２１に平行な軌跡で動き、領域Ｉでは直
線２０と平行に動くので軌跡としては２２のようになり
、理想的軌跡２３と軌跡２２とのズレが誤差となるが、
この場合軌跡２２は理想的軌跡２３、すなわち実際の被
写体距離よりも遠方側で合焦する、所謂後ピンと称する
状態にあり、１測距サイクル中において非合焦であると
判定されれば、例えば■の移動速度を一定とすると、Ｒ
Ｒを理想的軌跡２３に近づけるのに、ＲＲを被写体側に
向は移動速度を速くすれば良いことになる。

また、第７図（Ａ）において、領域ＴＩにおける代表速
度はこの場合後ピンとなるが、代表速度の設定、ＲＲの
８勅開始位置等によっては必ずしも常に後ピンとはなら
ず、実際の被写体距離よりも前方側で合焦する、所謂前
ピンと称する状態にもなり、この場合にはＲＲの移動速
度を遅くすれば合焦状態に近づけることができることに
なる。

このことから、本実施例では、１測距サイクルにおいて
非合焦と判定されると、例えばＲＲの移動速度を速めて
次の測距サイクルにおいて合焦方向に近づいたか否かを
判別し、近づいていればその補正速度でＲＲの駆動を行
ない、否であると移動速度を減少させた補正速度で駆動
を行ない、例えば第７図（Ｂ）　に示すように、バリエ
ータＶをＴ端からＷ端の間を一定速度で移動させるとし
た場合（その間の所要時間をｔとする）、ＲＲは１点鎖
線で示す理想的軌跡１０２に対し、実線で示す軌跡１０
４のように駆動制御する。

また、第８図は領域分割の別方法を示したものである。

本図では横軸を理想的な軌跡の直線近似とのズレを考慮
した区切ってあり、従って、ワイド寄りの領域ではバリ
エータ移動方向の長さが長くなっている。本図を用いて
前記のようにレンズ位置制御を行った場合には第６図を
用いた場合よりは精度が劣るものの殆んど大差のない結
果を得ることができた。

さらに、第６図、第８図の領域分割例は発明者の検討に
よれば６倍クラスの標準的ズームに採用しても充分な精
度が得られる。一般に、Ｔ〜Ｗのバリエータの穆動量は
２０＋ｎｍ前後であるので、バリエータエンコーダーの
１ゾーンの長さは第６図の例でも１　ａｍ前後でよいこ
とになる。

したがって本実施例では従来例に比べてバリエータエン
コーダーの分割精度がララでよいという利点がある。

ところで、上記した本実施例の説明はバリエータ−■が
予め設定された一定速度によ、り駆動制御されているこ
とを条件にしたＲＲの駆動制御であることから、バリエ
ータ−Ｖの速度変化も考慮する必要がある。

すなわち、バリエータ−Ｖを駆動する駆動機構等が環境
温度等の変化の影響を受けると、ズームモーター１４０
の負荷が変動するため、予め設定されているバリエータ
−Ｖの移動速度が変化し、各分割領域毎に設定しである
ＲＲレンズの領域代表速度の内容の基本が変化する場合
が生じ、例えばズームスピードをｔに設定したのに対し
、実際のバリエータ−Ｖの所要時間が１＋（１＋＞１）
となったとすると、第７図（Ｃ）　に示すように、ＲＲ
は時間ｔを基本として各分割領域毎に設定しである領域
代表速度ｖｎで８勅するため、Ｔ端からＷ端へのズーム
操作では理想的軌跡１０２に対し、ＲＲは実線で示す軌
跡１０５のように駆動制御され、Ｔ＃に近づくに従って
理想的軌跡１０２から外れる傾向となり、このズレの許
容範囲は自動焦点装置の性能により決定されるものの、
合焦状態を維持したズーム操作ができなくなる虞れが生
じる。

本発明は、このようなバリエータ−Ｖの移動速度のズレ
も考慮して、ボケを生じさせることなくズーム操作を可
能にしたもので、この点を解決するために本実施例では
後記する第２図の説明において詳述するが、バリエータ
−Ｖの速度のズレを検出し、予め設定されている速度と
の比に基づいてＲＲレンズの駆動速度を補正して、バリ
エータ−■移動速度のズレをみかけ上補正し、ズーム操
作に伴ってボケが大きくなるのを防ぐようにしており、
ズーム中においてボケが大きくならないようにＲＲを理
想的軌跡に近付けるためのＲＲの移動を制御する副補正
も併せて行なっている。

第１図ＣＢ）は、第１図（Ａ）と組合せるべき制御回路
の回路図を示している。

この制御回路は、カメラのメインスイッチ（ＳＷ）　１
４２をオンすると、パワーオンリセット回路１４３から
のリセット信号がＣＰＵ１３０に人力され、ステップモ
ーター駆動パルス出力部１３７にＲＲを実使用範囲外の
初期リセット位置からＯ番地にリセットのために所定数
のパルスの出力を指示し、ステップモータードライバ１
３８を介してステップモーター１１２を駆動し、０番地
のリセットが行なわれる。

１４１はズーム操作検出部であり、ズームスイッチ（Ｔ
、Ｗ）１４１の操作が行なわれると、Ｔ操作信号又はＷ
操作信号がｃｐｕ　１３０に伝達され、ズームモーター
ドライバー１３９を介しズームモーター１４０が駆動さ
れ、同時にステップモータードライバー１３８を介して
ステップモーター１１２が駆動される。ＣＰＩＩ　１３
０ではズームスイッチ（Ｔ、Ｗ）１４１の操作が行なわ
れたことがトリガーとなり、バリエータレンズ２の位置
を前述のブラシ１０７及び基板１０６を用いて検出し、
ズームエンコーダー読み取り回路１３４を介してバリエ
ータレンズ位置情報をＣＰＵ　１３０へ伝達する。また
、ステップモーター１１２が０番地のリセット位置から
何パルスの位置にあるのかをステップモーター駆動パル
スカウント回路１３６によりカウントし、ＲＲの絶対位
置情報をＣｒｔｌ　１３０に伝達する。ｃｐｕ　ｔ３ｏ
は、：ｃＤ２−’：ｌ）レンズ位置情報と、例えば第６
図、第８図に示すようなデータをメモリーした領域デー
タメモリ１３３との数値の比較からＶとＲＲとの光軸方
向における絶対位置の存在する領域を判別し、例えば第
６図、第８図中に符合工、■！・・・で示す代表速度デ
ータをメモリーした速度データメモリー１３１から各領
域毎に決められている領域代表速度を読み出す。

１４１はズーム操作検出部であるズームスイッチ（Ｔ、
Ｗ）で、ズーム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１３２からス
テップモーター１１２の回転方向がＣＰＩＩＩ　１３０
に読み込まれる。ＣＰｔＪ　１３０では、これらのデー
タ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レンズ群４Ｂ駆動の為のステ
ップモーター１１２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。

第２図は上記したＣＰＵ　１３０の動作手順を説明する
為のフローチャートで、ステップ１１０〜ステツプ１１
９は録画動作前におけるバリエータ−■の６動速度の狂
いからＲＲの領域代表速度に対する補正係数を決めるフ
ロー、ステップ１２０以降は録画に伴うズーム操作時の
ＶとＲＲの駆動制御のフローを示しており、ステップ１
２０以降のフローは例えばｔ／ａｏ　ＳｅＣで１周する
ように構成される。

ステップ１０１で、ビデオカメラ等本発明が実施された
レンズを搭載する機器の電源がＯＮされると、ステップ
１１１でＶの位置をズームエンコーダー読み取り回路１
３４を介して読み取り、ステップ１１２に進む。

ステップ１１２ではステップ１１１で読み取った絶対位
置から、■の全移動範囲の中央を基準にしてＶが望遠側
に存在しているか又は広角側に存在しているかを判定し
、予め設定されるＶの８勅速度に対し実際にどの程度の
速度ズレがあるかをブリスキャンするためのＶの移動方
向を決定する。ここで、例えばＶが中央基準位置よりも
広角側に存在していると、充分なブリスキャンを確保可
能とするために反対方向の望遠側にブリスキャンすると
決定し、ステップ１１３において決定された方向に向け
Ｖを駆動する。

ブリスキャンは広角端又は望遠端まで行なうのではなく
、所定の距離移動させ、その間の所要時間から実際の６
動速度を検出するもので、本実施例ではＶの位置を検出
するズームエンコーダーの分割ゾーンを利用し、このゾ
ーンを数ゾーンカウントすることにより行なっており、
ステップ１１４で■の移動に伴いゾーンナンバーが変わ
ったかを判定し、変わっていればステップ１１５でゾー
ンナンバーをカウントするカウンターをスタートさせる
。

そして、ステップ１１７でゾーン数を３ゾ一ン分カウン
トすると（ステップ１１７　）　、ステップ１１８でカ
ウンターのカウントをストップさせ、ステップ１１９に
進む。

ステップ１１９では、バリエータ■が３ゾ一ン分穆動す
るのに要する予め設定された所定時間Ｔで、ブリスキャ
ンにより実際に■が３ゾーン分移動するのに要した時間
Ｔｏを割算し、得られたズレの割合ｋ（ｋ＝Ｔ／Ｔｏ）
をバリエータ−補正メモリーに記憶し、予め設定されて
いるＲＲレンズの領域代表速度ｖｎに対しこの補正係数
ｋを乗じた速度ｖ、ｖ＝ｋｖｎで録画に伴うズーム操作
時にＲＲを駆動させる（ステップ１３１）。なお補正係
数には以後電源がオフされるまでメモリーされる。

以上で録画時における実際のバリエータ移動速度の決定
が終了し、ステップ１２０において録画動作がスタート
すると、先ずステップ１２１において、補正係数ｋがス
テップ１１９において算出されているか否かを判定し、
算出されていなければステップ１２２において録画動作
を禁止し、算出されていればステップ１２３においてＡ
Ｆ装置１３５がオンされているか否かを判定する。ステ
ップ１２３においてＡＦ装置１３５がオンしていなけれ
ばステップ１２４においてズーム動作及び測距動作を禁
止し、オンしていればステップ１２５に進む、ステップ
１２５では合焦、非合焦の判定を行ない、非合焦であれ
ばステップ１２６で通常の測距ルーチンを行ない、合焦
していればステップ１２７でズーム動作を行なったか否
かを判定する。

ステップ１２７では、ズーム操作をしていなければ上記
したステップ１２６に進み、ズーム操作をしていると、
■及びＲＲを合焦させながら駆動させるための動作をス
テップ１２８以降で行なわれる。

ステップ１２８で先ずズームエンコーダー読み取り回路
１３４及びステップモーター駆動パルスカウント回路１
３ＢからＶ及びＲＲの絶対位置を読み取り、その結果に
基づきステップ１２９において、領域データメモリー１
３９から第５図におけるマツプ内で（Ｖ、ＲＲ）の座標
が属している領域を検出し、ステップ１３０でＲＲの代
表速度ｖｎを決定する。なお、この領域代表速度は、　
ｍｍ／ｓｅｃ等のデイメンジョンの他人力パルス間隔と
してメモリーされていてもよい。

そして、ステップ１３１でＲＲの移動速度ｖｎに対し、
補正係数ｋを乗じて補正８動速度（以下主補正移動速度
と称す）ｖ、ｖ＝ｋｖｎを設定し、■及びＲＲを同時に
駆動させる。なおズーム操作が終了するか、又はＶが移
動範囲の端に達した場合以外はＶ、ＲＲの移動は以後継
続するものである。

したがって、■が設定されている一定の速度に対し実際
の速度に誤差があっても、その誤差に見合ってＲＲを駆
動しているので、前述した如くズーム動作の途中からボ
ケがだんだんと大きくなることが防がれることになる。

そして、このズーム動作中にステップ１３２でボケ評価
値Ａが許容ボケのレベルＴｈｌを越えているか否かが判
定され、越えていなければ合焦状態であるといえるので
、ステップ１２８に戻り同様にしてＲＲの新たな領域代
表速度に対して補正係数ｋを乗じて駆動制御を行なう。

また、ボケ評価値Ａが許容ボケのレベルＴｈｌを越えて
いない、すなわち非合焦状態であると判定されると、以
下ＲＲを駆動制御して合焦状態に近付けるためのＲＲ補
正ルーチンに移行することになる。このＲＲ補正ルーチ
ンとしてはいくつかの方式があるが、例えばＲＲの主補
正８動速度を、増加又は減少させる速度の副補正を行な
い、その結果ボケが拡大する方向にあるか又は収束する
方向にあるかを判定し、ボケが拡大する方向にあれば速
度補正の増減を逆にし、ボケが収束する方向にあればそ
のままの副補正速度でＲＲを合焦するまで駆動する。

なお、上記した実施例では、電源オンの際にプリスキャ
ンを行なっているが、これはバリエータ−の全Ｓ動量に
対しズームエンコーダーの検出をどのような分割で行な
ったかにもよるが、実際の撮影中にＶの速度の狂いを検
出してＲＲの代表速度に対し主補正を行なうようにして
もよい。

すなわち、ズームエンコーダーの分割数をＴ端〜Ｗ端で
例えば１４等分に分割した場合、Ｔ端〜Ｗ端間のズーム
速度が７秒であると、バリエータ−Ｖが１ゾーンを通過
するのに要する時間は０．５秒となり、上記実施例では
３ゾーンの通過時間で速度ズレを検出しているので、速
度ズレの検出には１．５秒要することになり、撮影中に
主補正制御を行なうには時間がかかりすぎる。

しかし、Ｔ端〜Ｗ端間におけるズームエンコーダーの分
割数を多くすれば、主補正係数の算出に要する時間を短
縮でき、ズーム中に主補正係数を測定し続けてその度ご
とに領域代表速度に対し主補正を行なっても画像に影響
を及ばずことがなく、電源オン以降の環境変化や撮影時
におけるビデオカメラ姿勢差等の変化による速度ズレも
吸収でき、より精度が高くなる。

また、上記した実施例はステップ１１９において算出し
た補正係数ｋをＲＲレンズの領域代表速度に乗じている
が、この補正係数ｋを利用してバリエータ−■を駆動制
御することも可能である。

実施例２ 第３図は補正係数ｋによりバリエータ−Ｖを駆動制御す
る本発明の実施例２のフローチャートを示し、上記した
実施例１の第２図に示すステップ１１９の後にステップ
２００を追加したものである。

本実施例はブリスキャンの結果により得られた補正係数
ｋに応じて、バリエータ−■を駆動するズームモーター
１４０のデユーティ制御の比率を変えることにより、ズ
ーム速度を予め設定された速度に合せ込むようにしてい
る。

すなわち、第４図に示すズームモーターを駆動するため
の電圧波形において、Ｊ：ｔ２の比（ｔｌ　＋ｔｚ　＝
ｔｏ　）を変えることによりズーム速度を可変させるも
ので、この比率は補正係数ｋに応じて、例えば下記に示
す表のように設定され、ステップ２００において補正係
数ｋに応じたデユーティ比が決定され、その比率でズー
ムモーターを駆動制御する。

なお、本実施例は上記した実施例１と同様にズームエン
コーダ−３ゾーン分の移動速度を検出するように構成し
たが、これに限定されることはなく、ゾーン数を多くす
る程検出精度が向上し、また上記表に示す補正係数にの
範囲を狭くしてデユーティ比を細分化すれば、さらに精
度の向上が図れる。

表 なお上記した各実施例においては、レンズタイプとして
第１４図に示したタイプのものについて説明したが、第
１７図のようなレンズタイプ等でも実施可能である。

［発明の効果コ 本発明によれば、変倍作用を行なう第１のレンズ群と補
正及び焦点合わせを兼用する第２のレンズ群とを略同時
に駆動させ、第２のレンズ群の移動速度を、第１．２の
レンズ群の位置及び第１のレンズ群の移動速度に応じて
設定することにより、合焦状態を維持しながら変倍操作
を行なえ、しかも第１のレンズ群の移動速度と設定速度
の比を利用し、第２のレンズ群の移動速度を補正して、
第１のレンズ群の速度ズレをみかけ主補正したり、第１
のレンズ群の移動速度を直接補正したりするので、第１
のレンズ群と第２のレンズ群とを同時６動しても常に高
精度の合焦状態を維持した変倍が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明による光学機器におけるレンズ位
置制御装置の実施例１のズームレンズの断面図、第１図
（Ｂ）は第１図（Ａ）のズームレンズを駆動制御する制
御装置の回路図、第２図は実施例１の動作手順を示すフ
ローチャート、第３図は実施例２のフローチャート、第
４図はズームモーターのデユーティ制御を説明する図、
第５図は本発明が実施される光学機器としてのズームレ
ンズにおいて２つの可動レンズの相対的位置関係を被写
体距離毎に表示するとともに本発明の詳細な説明するた
めに用いられるマツプ、第６図は第５図を本発明の原理
に従って分割した図、第７図（Ａ）は第６図の一部を拡
大して制御方式の原理を説明した図、第７図（Ｂ）はバ
リエータ−レンズが設定速度で移動した場合のＲＲレン
ズの理想的軌跡に対する移動軌跡を示す図、第７図（Ｃ
）はバリエータ−レンズが設定速度に対しズレを生じて
移動した場合のＲＲレンズの理想的軌跡に対する移動軌
跡を示す図、第８図は第６図と同様に本発明の原理に従
フて別の分割方法で第５図を分割した図、第９図は本発
明を適用し得ない従来の慣用的なズームレンズのレンズ
構成を示した図、第１０図（ａ）及び（ｂ）は前記の慣
用的ズームレンズにおけるバリエータレンズの移動特性
とコンベンセータレンズの移動特性とを示した図、第１
１図及び第１２図は第９図の慣用的なズームレンズにお
ける第１群レンズの位置と被写体距離との関係を示した
図、第１３図は第９図のズームレンズにおいてバリエー
タレンズとコンベンセータレンズとの連動を行なわせる
ために採用されている機械的制御機構を示した図、第１
４図は本発明の通用対象となるズームレンズのレンズ構
成を示した図、第１５図は第１４図に示したズームレン
ズにおいてバリエータレンズ（Ｖ）とリレー後方レンズ
（ＲＲ）との相対的位置関係を被写体距離毎に表示した
図、第１６図（Ａ）は第１４図に示したズームレンズを
制御するための公知の制御方式を示した概略図、第１６
図（Ｂ）〜（Ｄ）はＡＦ原理の説明図、第１７図は他の
ズームレンズのレンズ構成を示した図である。 １・・・第１群レンズ、　　２・・・第２群レンズ、３
・・・第３群レンズ、　　４・・・第４群レンズ、４Ａ
・・・リレー前方レンズ、 ４Ｂ・・・リレー後方レンズ。 第１図（Ａ） ￥１図（Ｂ） 第２図 （モ）Ｌｔ−Ｄ）ノご３３ 第６区 ８尺しンスイ立直 第７図（８） し１ 第９図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図 第１５図 鵬１６区（’Ａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　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、該第１のレンズ群の位置及び
   第２のレンズ群の位置を夫々検出するレンズ群位置検出
   手段と、変倍操作の検出に伴い、該第１及び第２のレン
   ズ群の位置及び速度等を合焦検出手段からの合焦、非合
   焦判定に基づきながら制御する駆動制御手段とを備え、 該駆動制御手段は、該第１及び第２のレンズ群の位置情
   報及び該第１のレンズ群の移動速度情報に応じて複数の
   第２のレンズ群の代表速度情報を記憶する第２のレンズ
   群移動情報記憶部と、変倍操作時に該第１のレンズ群及
   び第２のレンズ群を略同時に駆動させると共に、該第１
   のレンズ群の移動速度を検出して該第１のレンズ群の設
   定速度に対する速度比を演算し、演算結果に基づき該第
   １のレンズ群又は第２のレンズ群の移動速度を補正する
   レンズ群駆動制御部とを有することを特徴とする光学機
   器におけるレンズ位置制御装置。２　前記駆動制御部は
   、前記速度比を前記第２のレンズ群の移動速度に乗じて
   該第２のレンズ群を駆動制御することを特徴とする請求
   項１に記載の光学機器におけるレンズ位置制御装置。 ３　前記駆動制御部は、前記速度比に応じて前記第２の
   レンズ群を駆動する駆動手段のデューティ制御の比率を
   変化させることを特徴とする請求項１に記載の光学機器
   におけるレンズ位置制御装置。 ４　前記駆動制御手段は、前記速度比の演算終了前に撮
   影の開始を禁止することを特徴とする請求項１、２又は
   ３に記載の光学機器におけるレンズ位置制御装置。 ５　前記駆動制御手段は、変倍時に前記速度比の演算を
   行なうことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の光
   学機器におけるレンズ位置制御装置。