JPH0339289B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、４群タイプのズームレンズであつ
て、第１群レンズおよび第４群レンズを固定し、
第２群のバリエータレンズ群を移動させて変倍を
行ない、第３群のコンペンセータレンズ群を移動
させて焦点調節を行なうタイプのズームレンズの
オートフオーカス装置に関する。

４群タイプのズームレンズは従来、第１群レン
ズ（前玉レンズ）を移動させて焦点調節を行なう
タイプがほとんどであるが、このタイプのズーム
レンズの最短撮影距離は、その構成上、ズーミン
グによつて焦点距離を変化させても一定である。

他方４群タイプのズームレンズは、その焦点調
節を行なうために必ず第１群を移動させなければ
ならないわけではなく、原理上は、第１群レンズ
を固定し、第３群のコンペンセータレンズ群を移
動させても焦点調節を行なうことができる。

このコンペンセータレンズ群の移動によつて焦
点調節を行なうタイプのズームレンズは、バリエ
ータレンズ群を移動させて焦点距離を変化させる
と、コンペンセータの同一フオーカス移動量に対
して、最短撮影距離が変化し、広角側の焦点距離
程、最短撮影距離が短くなるという性質がある。
例えば、望遠端で最短撮影距離が１ｍであると
き、コンペンセータレンズ群の機械的移動可能距
離が一定であるとすると、広角端ではレンズ先端
から10mmまで撮影可能という、マクロ機能を持た
せることが可能である。

本発明は、この性質を利用して、焦点距離に応
じ最短撮影距離の短縮を図ることを目的になされ
たもので、ある焦点距離での最短撮影距離より近
い被写体を撮影する際には、バリエータレンズ群
を自動的に広角側に移動させてズーミングを行な
い、かつこのズーミングに追従させてコンペンセ
ータレンズ群を移動させることによりその近い被
写体にピントを合わせることができるようにした
ものである。

以下図示実施例について本発明を説明する。第
１図は収束レンズからなる第１群レンズ１１およ
び第４群レンズ（リレー系レンズ）１４を固定
し、バリエータレンズ群１２およびコンペンセー
タレンズ群１３を可動とした上記タイプのズーム
レンズの、可動レンズの移動軌跡例および本発明
の原理を示すものである。バリエータレンズ群１
２は変倍に伴ない軌跡ｆのように移動し、その位
置を望遠側から中域、広角側にかけてf₁からf₂，
f₃と変化させる。このバリエータレンズ群１２の
各位置に対し、合焦させるためのコンペンセータ
レンズ群１３の位置は、撮影距離により区々とな
る。すなわち無限遠撮影の場合は、コンペンセー
タレンズ群１３は軌跡ｂで示すように望遠側から
の中域、広角側にかけてb₁，b₂，b₃の位置にある
が、最短撮影距離の場合は、同軌跡ａで示すよう
に、望遠側から中域、広角側にかけてa₁，a₂，a₃
とその位置を変化させなければならない。これは
ズーミングにより焦点距離が短くなると、同一距
離の被写体に対するデフオーカス量が小さくな
り、合焦に必要なコンペンセータレンズ群１３の
繰出し量が少なくてすむことに起因する。１５は
第２固定レンズ群１４内に配置したオートフオー
カス用ビームスプリツタである。

他方コンペンセータレンズ群１３の移動範囲ｌ
は機械的に規制されていて、その前方移動端は、
望遠端における最短撮影距離を規制している。し
たがつて、中域、広角側では、コンペンセータレ
ンズ群１３をc₂，c₃の位置、つまり望遠端におけ
るコンペンセータレンズ群１３の位置と同一の位
置迄移動させ、最短撮影距離を短縮することがで
きる。そして、中域においてコンペンセータレン
ズ群１３を機械的前方移動端に位置させたとき
と、広角端において同前方移動端に位置させたと
きでは最短撮影距離が異なり、実際、広角端にお
いてコンペンセータレンズ群１３をc₃の位置迄前
進させると、通常のマクロ撮影が可能となる。

本発明は、この性質を利用し、例えば望遠端に
おいて、最短撮影距離にある被写体がさらに近距
離に移動した場合には、バリエータレンズ群１２
を広角側に焦点距離に移動させ、撮影距離の短縮
を図るものである。

第２図はこの動作を得るための本発明の実施例
を示すブロツク図で、第１固定レンズ群１１、バ
リエータレンズ群１２、コンペンセータレンズ群
１３、第２固定レンズ群１４、ビームスプリツタ
１５は、第１図の要素と同一の要素である。主光
学系の撮像装置１６と等価な位置に配置されたオ
ートフオーカスセンサ１７には、これらのレンズ
群を通過した被写体光の一部が、ビームスプリツ
タ１５、オートフオーカス用リレーレンズ１８お
よびミラー１９を介して導かれる。オートフオー
カスセンサ１７の出力は、デフオーカス量演算回
路２０に入力され、ここで演算されたデフオーカ
ス量か比較演算回路２１に入力される。

比較演算回路２１にはまた、可変抵抗器からな
る位置検出装置２２，２３から、バリエータレン
ズ群１２、コンペンセータレンズ群１３の位置情
報が入力され、またコンペンセータレンズ群１３
の前方移動端検出スイツチ２４から、コンペンセ
ータレンズ群１３の位置情報の一つとして、この
レンズ群１３が機械的可動範囲の前方端にある場
合の情報が入力されるようになつている。バリエ
ータレンズ群１２は、比較演算回路２１の出力を
受ける制御回路２５、ズームモータ駆動回路２
６、ズームモータ２７およびラツクピニオン機構
２８を介して前後に駆動され、またコンペンセー
タレンズ群１３は、同様に、制御回路２５、フオ
ーカスモータ駆動回路３０、フオーカスモータ３
１およびラツクピニオン機構３２を介して前後に
駆動される。比較演算回路２１には選択スイツチ
３３、切換スイツチ３４とともに記憶回路３５が
接続されている。

上記構成の本装置は、通常の撮影（例えば選択
スイツチ３３、切換スイツチ３４ともオフの状
態）では、オートフオーカスセンサ１７およびデ
フオーカス量演算回路２０で検出されるデフオー
カス量に基づき比較演算回路２１が制御回路２５
に合焦させるに必要な信号を発し、フオーカスモ
ータ駆動回路３０、フオーカスモータ３１および
ラツクピニオン機構３２を介してコンペンセータ
レンズ群１３が前後に移動し、合焦状態が得られ
る。

本発明の自動ズーミングを伴なうオートフオー
カスを行なうには、切換スイツチ３４をオンにす
る。すると比較演算回路２１は、位置検出器２
２，２３およびデフオーカス量演算回路２０の出
力から、次のような制御を行なう。すなわち比較
演算回路２１は、デフオーカス量演算回路２０か
ら入力されるデフオーカス量から、合焦させるに
必要なコンペンセータレンズ群１３の移動量（移
動位置）または移動方向を決定するが、この際、
コンペンセータレンズ群１３の移動位置が、バリ
エータレンズ群１２の位置に対応した焦点距離と
の関係で、コンペンセータレンズ群１３の最短撮
影位置側の可動限界に達するか否かをまず判断す
る。可動限界に達していなければ、そのままコン
ペンセータレンズ群１３を合焦位置に移動させ
る。

可動限界に達している場合には、その時のデフ
オーカス量と、コンペンセータレンズ群１３の位
置情報と、バリエータレンズ群１２の位置情報に
基づく焦点距離情報から、コンペンセータレンズ
群１３を動かしても可動限界に行き当らないで合
焦できる焦点距離、つまりバリエータレンズ群１
２の移動位置を決定し、さらにその焦点距離にお
いて合焦させるためのコンペンセータレンズ群１
３の位置を決定する。そしてこの自動ズーミング
信号は、制御回路２５、ズームモータ駆動回路２
６を介してズームモータ２７に与えられ、その結
果、ラツクピニオン機構２８によりバリエータレ
ンズ群１２がその決定された位置に移動する。同
時にこの自動ズーミング信号が制御回路２５、フ
オーカスモータ駆動回路３０を介してフオーカス
モータ３１に与えられ、その結果、ラツクピニオ
ン機構３２によりコンペンセータレンズ群１３が
その決定された位置に移動する。この動作は、被
写体位置の変化に伴ない連続して行なうことがで
きるから、結局ズーミングを伴ないながら最短撮
影距離を短縮することができることとなる。

以上の動作を別の言葉で説明する。ある焦点距
離において被写体が最短撮影距離より接近する
と、コンペンセータレンズ群１３が可動限界に達
して移動できなくなる。この状態は位置検出器２
３または前方移動端検出スイツチ２４によつて検
出することができる。比較演算回路２１は、この
状態を検知すると、バリエータレンズ群１２を広
角側に移動させる信号を発する。バリエータレン
ズ群１２が広角側に移動すると、第１図で説明し
たように、最短撮影距離が短縮するから、コンペ
ンセータレンズ群１３を前方移動端（最短撮影距
離）に固定したままで、合焦が得られる。つまり
ズーミングを伴なつてさらに撮影距離を短縮させ
ながら合焦させることができる。

次に、選択スイツチ３３および記憶回路３５を
用いて次のような動作が可能である。記憶回路３
５は選択スイツチ３３をオンとすることによつて
作動可能となるものである。比較演算回路２１
は、前述のように、ある焦点距離でコンペンセー
タレンズ群１３が可動限界に達するという状態が
演算されると、そのときのバリエータレンズ群１
２の位置を記憶回路３５に記憶する。そして上記
のようにしてズーミングを伴ないながらフオーカ
シングをした後、被写体が離れていき、再び記憶
回路３５に記憶されている焦点距離でもコンペン
セータレンズ群１３の可動限界内で合焦が可能で
あるデフオーカス信号が得られるときには、比較
演算回路２１は、今度は記憶回路３５に記憶され
た焦点距離と、その焦点距離で合焦させるための
コンペンセータレンズ群１３の位置情報を出力
し、ズームモータ２７、フオーカスモータ３１を
駆動して合焦を得る。

この撮影モードは、被写体がある焦点距離にお
ける最短撮影距離より近づき過ぎたときだけ、い
わば緊急の措置としてズーミングを伴なうオート
フオーカスを行ない、被写体位置が上記ある焦点
距離における最短撮影距離以上に戻つたときに
は、もとの焦点距離の撮影モードに戻すという思
想に基づくものである。

さらに比較演算回路２１は、前方移動端検出ス
イツチ２４によつて入力される、コンペンセータ
レンズ群１３が機械的な前方移動端にあるという
情報を利用して、コンペンセータレンズ群１３が
前方移動端にあるときだけ、ズーミングを行なわ
せるようにすることもできる。つまりコンペンセ
ータレンズ群１３は機械的な前方移動端に固定状
態にしておき、被写体の接近に伴ないバリエータ
レンズ群１２のみを移動させて焦点調節を行なう
のである。位置検出器２３は、前方移動端検出ス
イツチ２４の機能を兼ねることができるが、この
ようなリミツトスイツチを用いれば、機械的な移
動端を確実に検出することができる。

なお上記実施例におけるデフオーカス量演算回
路２０、比較演算回路２１、制御回路２５および
記憶回路３５等は、マイクロコンピユータとして
構成することが可能である。

以上のように本発明は、バリエータレンズ群を
移動させてズーミングを行ない、コンペンセータ
レンズ群を移動させてフオーカシングを行なうタ
イプの４群タイプのズームレンズにおいて、ある
焦点距離での最短撮影距離より近い被写体を撮影
する際には、バリエータレンズ群を自動的に広角
側に移動させてズーミングを行ない、かつこのズ
ーミングに追従させてコンペンセータレンズ群を
近距離撮影側に移動させることによりその近い被
写体にピントを合わせるようにしたものであるか
ら、最短撮影距離が望遠側の焦点距離に対応した
最短撮影距離に制限されることがなく、焦点距離
を短かくするにつれて、最短撮影距離を短縮し、
広角端側では、マクロ撮影も可能という効果があ
る。

さらに本発明による効果を具体的に次に列挙す
る。

近距離で、子供などの動体をアツプ撮影して
いるとき、動体がカメラに近づき過ぎて、その
アツプ状態の焦点距離の最短撮影距離より近く
なつたときには、自動的に広角側にズーミング
して最短撮影距離を短縮し、動体の接近度に従
つて連続合焦でき、撮影者が後退する必要がな
い。この利点は特に後へ下がる余地がないとき
特に有効である。

連続的にマクロ域までオートフオーカスで撮
影可能なため、新しい映像効果を期待すること
ができる。

コンペンセータレンズ群が近距離撮影端にあ
るときに、ズーミングだけを行なつて合焦を得
る場合には、撮影距離のみが変化し、各焦点距
離の常時最大像倍率で撮影することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の対象とする４群タイプのズー
ムレンズの移動レンズの移動状態例および本発明
の原理を示すレンズ構成図、第２図は本発明のオ
ートフオーカス装置の実施例を示すブロツク図で
ある。 １１……第１固定レンズ群、１２……バリエー
タレンズ群、１３……コンペンセータレンズ群、
１４……第２固定レンズ群、１５……ビームスプ
リツタ、１７……オートフオーカスセンサ、２０
……デフオーカス量演算回路、２１……比較演算
回路、２２，２３……位置検出器、２４……前方
移動端検出スイツチ、、２５……制御回路、２６
……ズームモータ駆動回路、２７……ズームモー
タ、２８……ラツクピニオン機構、３０……フオ
ーカスモータ駆動回路、３１……フオーカスモー
タ、３２……ラツクピニオン機構、３３……選択
スイツチ、３４……切換スイツチ、３５……記憶
回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 物体側より順に、第１固定レンズ群、バリエ
   ータレンズ群、コンペンセータレンズ群、および
   第２固定レンズ群を備え、上記バリエータレンズ
   群を移動させて焦点距離を変化させ、合焦位置か
   らのデフオーカス量に応じ上記コンペンセータレ
   ンズ群を移動させて焦点調節を行なうズームレン
   ズのオートフオーカス装置において、 上記バリエータレンズ群の位置を検出する位置
   検出手段と； 上記コンペンセータレンズ群の位置を検出する
   位置検出手段と； この両レンズ群を光軸方向に個別に駆動するバ
   リエータ駆動手段およびコンペンセータ駆動手段
   と； 上記バリエータレンズ群の位置によつて決定さ
   れる最短撮影距離より被写体が近距離に位置して
   いるか否かを判別する判別手段と； この判別手段を含み、上記二つの位置検出手段
   からのバリエータレンズ群とコンペンセータレン
   ズ群の位置情報と、上記デフオーカス量の情報と
   の入力を受け、上記判別手段が被写体が接短撮影
   距離よりも近距離にあると判断したとき、該バリ
   エータレンズ群を最短撮影距離を短縮させる焦点
   距離側に移動させ、コンペンセータレンズ群を焦
   点位置に駆動する自動ズーミング信号を上記バリ
   エータ駆動手段およびコンペンセータ駆動手段に
   発する比較演算手段と；を有することを特徴とす
   るズームレンズのオートフオーカス装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、比較演算手
   段は、自動ズーミング信号を発したときの焦点距
   離を記憶する記憶手段を備え、被写体がこの記憶
   した焦点距離における最短撮影距離より遠距離に
   出たことを検出したときには、上記自動ズーミン
   グ信号発生前の焦点距離位置にバリエータレンズ
   群を移動させるべくバリエータ駆動手段を駆動す
   るズームレンズのオートフオーカス装置。 ３ 特許請求の範囲第１項において、上記判別手
   段は、コンペンセータレンズ群の位置検出手段が
   該コンペンセータレンズ群が最短撮影距離側の移
   動端にあることを検出したか否かに基づいて上記
   判別を行ない、上記比較演算手段は、コンペンセ
   ータレンズ群が上記移動端にあるときには、その
   自動ズーミング信号により、コンペンセータ駆動
   手段に駆動信号を発することなく、バリエータ駆
   動手段に駆動信号を発するズームレンズのオート
   フオーカス装置。 ４ 特許請求の範囲第１項ないし第３項におい
   て、比較演算手段は選択スイツチを備え、この選
   択スイツチがオンのときのみ上記判別手段が動作
   するズームレンズのオートフオーカス装置。