JPH0396908A - バリフォーカルレンズ制御装置 - 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，バリフォーカルレンズ制御装置に関し、より
詳細には、同一光軸上に配設された変倍レンズ群および
合焦レンズ群からなる変倍光学系の該合焦レンズ群を至
近距離から無限遠距離に至る被写体距離に対応する上記
光軸上の至近位置から無限遠位置までの間の合焦位置に
設定した後、上記変倍レンズ群により上記変倍光学系の
金糸焦点距離を最短焦点距離と最長焦点距離との間の任
意の第１の焦点距離から第２の焦点距離へ更新させるこ
とに伴い同一被写体に対し結像位置ずれを生ずるバリフ
ォーカルレンズの制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

ズームレンズは、ズーミングの操作をしても結像位置ず
れ（いわゆるピント移動あるいはピントずれ）がないた
め、ズーミング操作毎にピント調整をする煩わしさがな
く操作性がよい反面、単焦点レンズに比べて開放絞りＦ
ナンバーが暗いため、例えば一眼レフレックス式ファイ
ンダによるピント調整（合焦操作）にある程度の熟練が
必要とされる。

近年、カメラのＡＦ化が進み、この問題を解決したこと
によってズームレンズ本来の機動力が発揮できるように
なり、操作者（ユーザ）は作画意図に沿って構図の決定
のみに注意を集中することができるようになり、頗る操
作性が向上した。

一般に、ズームレンズのフォーカシング（合焦操作）は
、変倍光学系の一部に配設されたフォカシングレンズ群
の移動によって行われている。

そして、ズームレンズは、全ズーム域において同一被写
体距離に対してこのフォー力シングレンズ群の移動量が
ほぼ同一である（以下、このことを「等量移動」と呼ぶ
）という利点を有し、従って被写体距離目盛をフォー力
シングレンズ群の移動部材（距離リング）に付設し、一
方、これと隣接して配設される固定リングに指標を付設
するだけでよく、ズーミングに応じて被写体珪離目盛を
変化させる必要がないという利点がある。

しかしながら、上記変倍光学系のレンズ構成によっても
異なるが、インナーフォ一カシン夕方式３ およびリアフォーカシング方式のズームレンズでは、上
述の等量移動が実現するという条件の下で光学設計を行
う場合、レンズ構成が複雑化するという問題があり、さ
らに広角側におけるフォー力シングレンズ群の移動量（
繰出量）が不必要に大きくなるという問題があった。

そして、上述したようにズームレンズは、ＡＦ機能との
組合せによって操作性は向上したが、あくまでもズーム
レンズが持つ上記等量移動の条件から逃がれることがで
きないという問題が相変らず残されていた。

そこで、本出願人は、上述の諸問題を解決し得るバリフ
ォーカルレンズ制御装置に係る発明（以下「先願発明」
という）につき、先に特開昭６３１−８２６２０号とし
て提案した。

すなわち、上記先願発明は、同一光軸上に配設された変
倍レンズ群および合焦レンズ群からなる変倍光学系の該
合焦レンズ群を至近距離から焦限遠距離に至る被写体距
離に対応する」二記光軸上の至近位置から然限遠位置ま
での間の合焦位置に設４ 定した後、上記変倍レンズ群により上記変倍光学系の全
系焦点距離を最短焦点距離と最長焦点距離との間の任意
の第ｌの焦点距離から第２の焦点距離へ更新させること
に伴い同一被写体に対し結像位置ずれを生ずるバリフォ
ーカルレンズにおいて、上記全系焦点顕離を検出する焦
点距離検出手段と、上記合焦レンズ群の上記光軸上の位
置を検出する合焦レンズ群位置検出手段と、上記焦点距
離検出手段の出力を受け当該焦点距離における上記合焦
レンズ群の上記無限遠位置から上記至近位置までの繰出
し量を算出する最大繰出量演算手段と、この最大繰出量
演算手段と上記合焦レンズ群位置検出手段の出力をそれ
ぞれ受けてこれらの出力の比を算出する比例定数演算手
段と、この比例定数演算手段および」二記最大繰出量演
算手段ならびに上記合焦レンズ群位置検出手段の出力を
それぞれ受け上記全系焦点距離の更新に伴って生じる」
二記合焦位置からの結像位置ずれ量を補正量として算出
する合焦補正演算手段と、上記合焦レンズ群を駆動する
合焦駆動手段と、上記合焦レンズ群の移動量に対応する
信号を発生する移動量監視手段と、この移動量監視手段
および上記合焦補正演算手段と、上記変倍レンズ群を駆
動する変倍駆動手段と、別途設けられる起動手段からの
起動信号を受けて上記変倍駆動手段を制御する変倍制御
手段とからなり、上記変倍光学系の全系焦点距離の更新
に伴う結像位置ずれを自動的に補正するように構成され
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のように構或された先願発明によれば、レンズ光学
系自体非常に簡素な構或で、小型、軽量且つ安価である
と共に、レンズ制御装置全体も同様に小型軽量で且つ安
価でありながら、変倍レンズ群を任意の第１の焦点距離
から第２の焦点距離へ移動させて全系の焦点距離を更新
させてもバリフォーカルレンズ特有の結像位置がれを補
正し、合焦状態を保持することができ、従って、使い勝
手において実質上ズームレンズと同等のものを得ること
ができる。

ところが、上記バリフォーカルレンズは、上記最短焦点
距離から最長焦点距離への上記全系焦点距離の変化に対
し、無限遠位置（ｏｏ位置）における合焦位置は変化せ
ず、至近位置における該合焦位置は無限遠位置から遠ざ
かるように変化するように構戒した場合、例えば、変倍
レンズ群を長焦点側から短焦点側へ変倍動作をしながら
合焦レンズ群を合焦補正制御しようとする際、また逆に
短焦点側から長焦点側へ変倍動作をしながら合焦レンズ
群を合焦補正制御しようとする際に、第５図に示すバリ
フォーカルレンズの合焦補正制御線図の（ｂ），（Ｑ）
に見られるような合焦補正追従遅れが生じるという問題
が残されていた。

すなわち、変倍動作と金焦補正動作を同時的に行う場合
、理想的な合焦補正制御線図としては、曲線ａに示す線
図であるが、上記先願発明に係るバリフォーカルレンズ
制御装置にあっては、この曲線ａに比べ、テレ側（望遠
側焦点距離）からワイド側（広角側焦点距離）方向に変
倍したときの曲線ｂ、および、ワイド側からテレ側に変
倍したときの曲線Ｃに見られるように、つまりあたかも
７ ヒステリシスループを描くような関係で、曲１１Ｘａに
対して合焦補正追従遅れが生しるという問題があった。

また、合焦補正制御を上述のような合焦補正追従遅れが
ない状態で適切に行うためには、合焦補正制御時間を予
め考慮して補正しなければならないが、合焦補正制御時
間は、第４図で示すように、モータの駆動電圧や合焦補
正量により大きく変化するため、その設定に苦慮し、こ
れまでこれといった対策が採られる段階に至っていなか
った。

なお、従前の場合、合焦補正制御の遅れの原因としては
、合焦補正演算が変倍レンズ群の現在位置での合焦ずれ
を求めて合焦レンズ群を補正制御しているのに対して、
合焦補正制御中にも変倍レンズ群は駆動されて変倍され
ることにより合焦ずれが生じるためである。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、合焦レンズ群を一旦合焦駆動した後
、全系焦点距離を最短焦点距離から最長焦点距離の間の
任意の第１の焦点距離から第８ ２の焦点距離へ更新した場合におけるバリフォーカルレ
ンズ特有の結像位置ずれを自動的に補正し得、特に補正
制御動作が行われている間にも変倍レンズ群が駆動され
ることに伴う合焦ずれを併せて補正して追従性の向上を
図り、もって操作性の向上を図り得るバリフォーカルレ
ンズの制御装置を提４Ｊｔすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の目的を達威させるために、同一光軸上
に配設された変倍レンズ群および合焦レンズ群からなる
変倍光学系の該合焦レンズ群を至近距離から無限遠距離
に至る被写体距離に対応する上記光軸上の至近位置から
無限遠位置までの間の合焦位置に設定した後、上記変倍
レンズ群により上記変倍光学系の全系焦点距離を最短焦
点距離と最長焦点距離との間の任意の第１の焦点距離か
ら第２の焦点距離へ更新させることに伴い同一被写体に
対し結像位置ずれを生ずるバリフォーカルレンズにおい
て、上記合焦レンズ群を駆動する合焦駆動手段と、上記
変倍レンズ群を駆動する変倍駆動手段と、」二記合焦レ
ンズ群の上記光軸上の位置を検出する合焦レンズ群位置
検出手段と、上記変倍レンズ群の当該焦点距離に対応す
る上記光軸上の位置を検出する変倍レンズ群位置検出手
段と、これら合焦レンズ群位置検出手段および変倍レン
ズ群位置検出手段からそれぞれ出力される合焦レンズ群
位置情報および変倍レンズ群位置情報を受けて、上記変
倍レンズ群の変倍移動に伴って生じる上記結像位置ずれ
を補正量として算出すると共に、該補正量分を上記合焦
レンズ群で合焦補正する合焦補正時間を予測演算し、該
合焦補正時間中における上記変倍レンズ群の変倍移動量
を考慮した合焦ずれ補正量を演算し、」二記補正量と上
記合焦ずれ補正量とを合算した合焦補正制御量を算出す
る合焦補正量演算手段と、上記合焦補正制御量の情報を
受け、」二記合焦補正時間経過時点での焦点距離におけ
る合焦位置に上記合焦レンズ群を駆動するように上記合
焦駆動手段を制御する合焦補正制御手段と、を具備し、
上記変倍光学系の全系焦点距離の更新に伴う結像位置ず
れを上記変倍レンズ群の変倍移動を行いつつ自動的に補
正制御するように構成したことを特徴としたものである
。

〔作　用〕

上記のように構成されたバリフォーカルレンズ制御装置
の合焦補正量演算手段は、合焦レンズ群位置検出手段お
よび変倍レンズ群位置検出手段からそれぞれ出力される
合焦レンズ群位置情報および変倍レンズ群位置情報を受
けて、上記変倍レンズ群の変倍移動に伴って生じる結像
位置ずれを補正量として算出すると共に、該補正量分を
上記合焦レンズ群で合焦補正する合焦補正時間を予測演
算し、該合焦補正時間中における上記変倍レンズ群の変
倍移動量を考慮した合焦ずれ補正量を演算し、上記補正
量と上記合焦ずれ補正量とを合算した合焦補正制御量を
算出する。そして、この合焦補正量演算手段から合焦補
正制御量のデータを受けた合焦補正制御手段が、上記合
焦補正時間経過時点での焦点距離における合焦位置に合
焦レンズ群を駆動するように合焦駆動手段を制御する。

従って、従来みられたような変倍レンズ群の変一１１ 倍移動に伴う合焦レンズ群の合焦補正追従遅れという現
象からくる合焦ずれが防止されるとともに、変倍レンズ
群の変倍中であっても理想的なバリフォーカル制御がな
し得ることになる。

また、合焦レンズ群の合焦補正の際の追従性が著しく向
上することにより、無駄な動作を回避することができる
ので迅速なレンズ駆動ができるとともに駆動エネルギー
の節約にもなり、総じて操作性が向上する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて具体的に説
明する。

第↓図は、本願発明に係るバリフォーカルレンズ制御装
置の一実施例の全体構戊を示すブロック図である。

第１図において、１は変倍光学系の光軸、２はこの光軸
１に沿って移動可能に該光軸１上に配設されて上記変倍
光学系を構成するバリフォーカルレンズとしての変倍レ
ンズ群で、２ａ　，　２ｂ　，２ｃ　，２ｄ　，２ｅは
、それぞれ単独または複数の１２− レンズからなる第１群レンズ、第２群レンズ、第３群レ
ンズ、第４群レンズおよび第５群レンズである。この第
１群、第２群レンズ２ａ　，　２ｂを含み、第３群レン
ズ２０〜第５群レンズ２ｅをもって変倍レンズ群２を構
或し、第１群レンズ２ａおよび第２群レンズ２ｂをもっ
て、合焦レンズ群３を構或する。Ｆはフイルム面である
。

４は該全系焦点距離が最長焦点距離としての望遠側焦点
距離（以下単に「テレ側」と略記する）から最短焦点距
離としての広角側焦点距離（以下単に「ワイド側」と略
記する）までの間の任意の焦点距離に設定するために変
倍レンズ群２を駆動する変倍駆動手段としての変倍モー
タＭｚおよび図示しない機構部から或る変倍駆動部、５
は無限遠から至近に至る被写体距離に対応する光軸Ｉ上
の無限遠位置（ｏｏ位置）から至近位置までの間の合焦
位置に第ｌ群レンズ２ａおよび第２群レンズ２ｂを駆動
する（詳細には、第ｌ群レンズ２ａと第２群レンズ２ｂ
の間隔を一定に保持した状態で光軸方向に移動せしめる
）合焦駆動手段としてのフォーカスモータＭＦおよび図
示しない機構部からなるフォーカス駆動部である。

６および７はそれぞれ合焦レンズ群３、つまり上記第ｌ
群レンズ２ａおよび第２群レンズ２ｂと共に該フォーカ
ス駆動部５に駆動されるフォー力スカウンタおよび合焦
レンズ群位置検出手段としての合焦レンズ群位置検出器
（以下ｒＦＰＭＪと略記する）であり、このうち、フォ
ー力スカウンタ６は、スリット円板６ａが回転駆動され
ることによってフォトインタラプタ６ｂからその回転数
に比例したパルスを発生し合焦レンズ群３の光軸１上の
移動量を検出するものであり、またＦＰＭ７は、合焦レ
ンズ群３の光軸上の位置に比例した電圧を、合焦レンズ
群位置情報であるフォーカス位置情報Ｓｘとして出力す
るものである。８は変倍レンズ群２と共に変倍駆動部４
に駆動されて上記全系焦点距離に比例した電圧を、変倍
レンズ群位置情報である焦点距離情報Ｚｐとして出力す
る変倍レンズ群位置検出手段としての変倍レンズ群位置
検出器（以下ｒＺＰＭＪと略記する）である。

９は上記焦点距離情報Ｚｐを受けてこれをＡ／Ｄ変換し
た上で、この焦点距離情報ＺＰにおけるω位置から至近
位置までの焦点距離情報の移動量（すなわち繰出量）Ｆ
ｐｘを演算する最大繰出量演算部，１０はこの最大繰出
量演算部９の出力ＦｐｘとＦＰＭ７のフォーカス位置情
報２としての出力Ｓｘとを受けて該出力ＳｘをＡ／Ｄ変
換した上でこれらの比を演算し、比例定数Ｃｆｐを出力
する比例定数演算部である。

１１ａは上記３つの出力Ｆｐｘ，　Ｃｆｐ，　Ｓｘを受
けて変倍レンズ群２の変倍移動に伴って生じる結像位置
ずれを補正（合焦）させるための補正量（駆動量）Ｄｆ
ｐを演算し、予め定められた制限駆動量Ｄｍａｘと比較
してＤｆｐ≧Ｄｍａｘのときには、該Ｄｍａｘを出力す
る合焦補正演算部である。

１ｌｂは、上記補正量ＤｆＰ分を合焦レンズ群３で合焦
補正する合焦補正時間を、実験的、経験的に予測演算し
、該合焦補正時間中における変倍レンズ群２の変倍移動
量を考慮した合焦レンズ群３の合焦ずれ補正量を演算し
、上記補正量ＤｆＰと合−１５− 焦ずれ補正量とを合算した合焦補正制御量ＤｆＰ’を算
出し、第２図に示すように後述する合焦補正ラインに合
焦レンズ群３を移動補正するために設けられた合焦補正
量演算部であり、この合焦補正量演算部１ｌｂと上記合
焦補正演算部１１ａとから合焦補正量演算手段を構成し
ている。なお、この合焦補正量演算部１ｌｂについては
、第２図を用いて後述する。

１２はフォー力スカウンタ６の出力Ｄｆｃ、駆動制御部
１２ａより出力される禁止信号（Ｈ）および上記合焦補
正量演算部１ｌｂの第２図に示す合焦補正制御量Ｄｆｐ
’　に対応する出力Ｄ　ｆｅｄを受けてフォーカス駆動
部５を制御する合焦補正制御手段としてのフォーカス制
御部である。

１２ａは後述するリミット信号（Ｌｍ　）　、ワイド信
号（ＷＳＷ）．テレ信号（ＴＳＷ）．切換信号（ＣＸ）
．合焦補正制御量（Ｄｆｐ’　）を受けその駆動方向に
よって禁止信号（Ｈ）を出力する合焦駆動禁止手段とし
ての駆動制御部である。

１３〜１４は起動部を構成し、１３および１４−１６− はそれぞれ外部操作可能な押ボタンスイッチからなる操
作スイッチおよび切換スイッチで、このうち、１３ａは
倍率アップ接点（以下単に「アップ接点」という）、１
３ｂは倍率ダウン接点（以下、単に「ダウン接点」とい
う）である。１４は図示のＯＦＦ状態で合焦動作を指示
し、ＯＮ状態で変倍動作を指示する切換信号（Ｃ　Ｘ）
を出力する。

この切換スイッチ１４が合焦動作を指示しているとき動
作スイッチ１３がアップ接点１３ａ側にあるならばアッ
プ接点１３ａから出力されるテレ信号（ＴＳＷ）は至近
側への移動を示し、ダウン接点１３ｂ側にあるときはダ
ウンスイッチ１３ｂより出力されるワイド信号（ＷＳＷ
）はω側への移動を示す。

１５は上記繰出量（　Ｆ　ｐｘ）および上記フォーカス
位置情報（Ｓｘ　）を受け合焦レンズ群３が禁止領域内
にあるときはリミット信号（Ｌｍ　）を出力するレンズ
位置判定手段としてのレンズ位置判定部である。

ｌ６は該起動信号ＳＴＲ、モータ速度信号Ｚｍｖを受け
て変倍駆動部４を制御する変倍制御部、１６ａは変倍モ
ータＭｚを変倍制御部１６が駆動したとき、変倍モータ
Ｍｚに発生する逆起電圧を検出し、これをモータ連度信
号（　Ｚ　ｍｖ）として出力する逆起電圧検出部である
。

１７は被写体までの距離を測定してその撮影距離に対応
する測距データ（ＡＦ）を出力し、比例定数（Ｃｆｐ）
を受けて表示信号（Ｄｏｔ）を出力する撮影距離検出手
段としての撮影距離検出部である。

１８は」二記表示信号（Ｄｏｔ）を受ける表示部、１８
ａは１２個の表示トットよりなる指標部、１８ｂおよび
１８ｃは該指標部１８ａに対応し、それぞれ単位を「メ
ートルＪおよび「フイー１・」とする数値部である。尚
、各部の入出力関係は、主要信号のみを示す。

第２図は、第１図に示したバリフォーカルレンズの特性
を示すグラフで，設定すべき全系焦点距離ｆと合焦レン
ズ群３（第１群レンズ２ａおよび第２群レンズ２ｂ）の
被写体距離Ｄに対応した繰出量（移動量）を代表的な各
被写体距離Ｄごとに示し、縦軸に全系焦点距離ｆの変化
を、横軸には無限遠に対する合焦位置を基準として合焦
レンズ群３の繰出量を示している。この例においては、
テレ位置とはｆ＝１３５ｎｗｎであり、ワイド位置とは
ｆ＝３５ｍである。

第２図において、１９〜２４は合焦曲線で、後記（１）
式において左辺の被写体距離Ｄをそれぞれの，６．０ｍ
　，３．０ｍ　，２．０ｍ　，１．５ｒｎ１．２ｍと置
いたときの焦点距離情報Ｚｐの変化に対する合焦レンズ
群３の無限遠位置から合焦位置までの繰出量の変化を示
している。すなわち、被写体距離Ｄは、ｃｏ，Ｃ１，Ｃ
２　をそれぞれ設計時に定められる設定定数とすれば、
焦点距離情報ＺＰとフォーカス位置情報Ｓｘ　とから次
の演算式を用いて求めることができる。

Ｄ＝　（Ｃｏ　−Ｚｐ　＋Ｃ，）　　・Ｓｘ　＋Ｃ２　
（１）従って、第２図示の合焦曲線２４は、最犬の繰出
量となる至近の合焦曲線で、特にこの至近の合焦曲線２
４をＦｐｘとする。

１９ このように構戊された本実施例の動作を説明する。

まず、変倍動作および合焦動作を説明する。ここで、第
１図の切換スイッチ１４はＯＦＦ（開放）状態であり、
操作スイッチ１３は中立であるとする。駆動制御部］−
２８は切換スイッチｌ４からの切換信号（ＣＸ）をチェ
ックする。今の場合、切換スイッチ１４はＯＦＦである
から駆動制御部１２ａは合焦動作であると判断する。こ
の駆動制御部１２ａは、テレ信号（ＴＳＷ）およびワイ
ド信号（ＷＳＷ）をチェノクし、今の場合、動作スイッ
チ１３が中立て、いずれの信号も出力されていないので
禁止信号（Ｈ）を出力し、これを受けたフォーカス制御
部↓２はフォーカスモータＭＦに電磁ブレーキをかける
。

さて、操作スイッチ］−３がアップ接点１３ａ側に閉成
されたとすると、駆動制御部１．２ａはテレ信号（ＴＳ
Ｗ）を検出すると共に、リミット信号（Ｌｍ）をチェッ
クする。一方、レンズ位置判定部１５は、最大繰出量演
算部９からの出力（Ｆｐｘ）２０ を受けて合焦レンズ群３が至近側またはω側の制限帯内
にあるか否かを判定し、ある場合はリミット信号（Ｌｍ
　）を出力し、ない場合はリミノト信号（Ｌｍ　）の出
力を停止する。仮に合焦レンズ群３が至近側制限４１Ｆ
内にあったとすれば、」二記リミット信号（Ｌｍ　）が
出力され、これを駆動制御部１−２８が感知して禁止信
号（Ｈ）を出力する。

さて、仮に合焦レンズ群３が制限帯内ではない位置にあ
ったとすると、駆動制御部１２ａは、禁止信号（Ｈ）の
出力を停止し、補正駆動信号（Ｄｆｃｄ）　　を出力す
る〔ただし、この場合の補正駆動信号（１：）ｆｅｄ）
は、単に駆動方向と停止を制御する〕。これを受けてフ
ォーカス制御部１２は、至近の方向に合焦レンズ群３を
駆動する。

さて、操作スイッチ↓３がダウン接点↓３ｂ側に閉或さ
れた場合であるが、駆動方向が異なるだけで考え方は同
しである。

次に、切換スイッチｌ４がＯＮのとき、つまり、変倍動
作について説明する。とりあえず動作スイッチ１３は中
立とする。

先ず、上述のように駆動制御部１２ａがワイド信号（Ｗ
ＳＷ）およびテレ信号（Ｔ　Ｓ　Ｗ）をチェックする。

動作スイッチ１３は中立であるから変倍制御部１６が変
倍モータＭｚに電磁ブレーキをかける。

ここで、動作スイッチ１３がアップ接点１３ａ側に閉威
されたとすると、駆動制御部１２ａはテレ信号（ＴＳＷ
）の入力によってテレ方向、すなわち倍率アップの方向
であると判断し、焦点距離情報ＺＰを読込む。この駆動
制御部１２ａからの起動信号（ＳＴＲ）を受けて変倍制
御部１６がテレ方向に変倍レンズ群２を駆動する。

次に，最大繰出量演算部９および比例定数演算部１０の
出力ＦｐｘおよびＣｆｐを受けた合焦補正演算部１１ａ
が補正量（Ｄｆｐ）を出力する。これを受ける合焦補正
量演算部１ｌｂは、後述する合焦ずれ補正量を加算した
合焦補正制御量Ｄｆｐ’　を駆動制御部１２ａに出力す
る。これを受けて駒動制御部１２ａが補正駆動信号（　
Ｄ　ｆｅｄ）　　を出力する。

上記（Ｄｆｃｄ）　　を受けてフォーカス制御部ｌ２が
合焦レンズ群３を、補正駆動信号（Ｄｆｃｄ）　　に対
応する量だけ駆動する変倍動作によって生じたピントず
れを補正する。尚、操作スイッチ１３がダウン接点１３
ｂ側に閉成された場合も考え方は同じなのでその動作説
明は、省略する。

次に、ＡＦ動作を説明する。撮影距離検出部１７が被写
体距離を測定し、その距離に対応する測距データ（ＡＦ
）を出力する。これを合焦補正演算部１１ａが受けて、
合焦位置までの合焦レンズ群３の駆動量を算出し、さら
に、最大繰出量演算部９および比例定数演算部１０から
の出力を受けて、制限駆動量を算出する。駆動制御部１
２ａはリミット信号（Ｌｍ　）の有無によって合焦レン
ズ群３が至近側または■側制眼帯内にあるか否かを判定
する。仮にω側制眼帯内に位置していたとすると、合焦
補正量演算部１ｌｂからの合焦補正制御量Ｄｆｐ’の方
向或分をチェックし、ω方向であれば、禁止信号（Ｈ）
を出力し、合焦動作を禁止する。上記方向成分が至近側
である場合は、上記合焦補正制御量Ｄｆｐ’　と制限駆
動量を比較し、２３ Ｄｖｎａｘ　＞Ｄｆｐであれば上記合焦補正制御量Ｄｆ
ｐ’に対応した合焦動作を実行し、Ｄｍａｘ≦Ｄｆｐ’
の場合は、強制的に制限駆動量をＤｆｐとして出力する
。

第３図は、本実施例の要部の動作を説明するためのフロ
ーチャートであり、第４図は、合焦補正制御時間と合焦
補正量との関係を、モータの駆動電圧をパラメータとし
て示す特性図である。

ここで、第２図、第３図および第４図を参照して，第ｌ
図に示す実施例の合焦補正量演算手段の動作を詳しく説
明する。

なお、説明を簡略化するために、初期の段階では、変倍
レンズ群２はワイド端にあり、合焦レンズ群は２．０　
　ｍの被写体距離に合焦した位置にあるものと仮定して
説明を進める。

第３図に示すフローチャートの「合焦レンズ群位置検出
（Ｓｘ　）Ｊでは、ＦＰＭ７によりフォーカス位置情報
Ｓｘ１を検出し、次いで「変倍レンズ群位置検出（ＺＰ
）Ｊでは、ＺＰＭ８により焦点距離情報Ｚρ１を検出す
る。「最大繰出量演算（　Ｆ　ｐｘ）Ｊ２４ ？は、上記のようにして検出された焦点距離情報ＺＰ１
をもとに、最大繰出量演算部９は、次の（２）式により
最大繰出Ｒ　Ｆ　ｐｘｘを求める。

Ｆｐｘｘ＝　（ｃｚ／（ｃｉ＋ｚｐｘ））　＋ｃ３　”
””　（２）この最大繰出量Ｆｐｘ■のデータをもとに
比例定数演算部１０は、次の（３）式により比例定数Ｃ
ｆｐを算出し、合焦補正演算部１１ａに情報を送る。

Ｃｆｐ＝（Ｓｘ１／ｆｐｘｉ）　’　Ｃ４　　　・・・
−・（３）尚、上記（２），（３）式の中Ｃ■ｌ　ｃ２
，　Ｃ’３＋Ｃ４は、それぞれ設計時に定められる設定
定数である。

ここで、切換スイッチ１４がオンとされ、操作スイッチ
１３がアップ接点１３ａ側に接続されるように操作され
たとすると、上述したように駆動制御部１２ａから倍率
アップ方向の起動信号ＳＴＲが出力され変倍制御部１６
により変倍モータＭＺが駆動されて合焦レンズ群３はテ
レ側に移動する。

全系焦点距離ｆが例えばＺＰ２の時点で合焦補正演算が
行われるものとすると，ＺＰＭ８は新たな焦点距離（５
０ｍ）情報Ｚｐ２を検出し、これに基づいて、最大繰出
量演算部９では、上記（１）式によりＺＰ２における最
大繰出量 ＦＰＸ２＝　（Ｃ２／　（Ｃｌ＋ＺＰ２））−１−Ｃ３
を求める。

次に、フローチャ−１〜のｒ合焦袖正演算（Ｄｆｐ）」
において，合焦補正演算部１１ａでは、上記最大繰出量
Ｆ　ｐｘ２　と上記比例定数Ｃｆｐとを入力情報として
受けて、次の（４）式により補正量Ｄｆｐを演算する。

Ｄｆｐ＝　（Ｃｆｐ／Ｃ．）Ｈ　Ｆｐｘ２−Ｓｘ，　　
−（４）次のｒ合焦補正許可？」では、上記制限帯にあ
るか否か、等の情報により合焦補正制御を実行するか否
かを決定する。この「合焦補正許可？」をＹＥＳに分岐
したとすると、「合焦補正制御時間での変倍移動量演算
（　Ｄ　ｚｐ）Ｊにおいて、（４）式により求めた補正
量ＤｆＰを合焦補正制御する時間を予測演算し、この時
間に変倍レンズ群２が移動する変倍移動量Ｄｚｐをモー
タ駆動電圧あるいはモータ回転速度等を考慮して求める
。「変倍レンズ群位置をＺＰ＋ＤＺＰとして最大繰出量
演算（Ｆｐｘ’　）　Ｊにてこの変倍移動量Ｄｚｐの移
動に伴う新たな焦点距離情報Ｚ　Ｐ３　（Ｚ　ｐ　２　
＋Ｄ　ｚｐ）をもとに、その焦点距離における最大繰出
量Ｆｐｘ’　を上記（２）式により算出する。

「合焦補正演算」にて、合点補正量演算部１ｌｂは、上
記焦点距離位置（２ρ２十Ｄｚρ）での合焦補正制御量
Ｄ　ｆＰ：＋　を、次の（５）式により演算して求める
。

ＤｆＰ３＝　（Ｃｆｐ／ｃ．）　　・Ｆｐｘ’　　　Ｓ
ｘ，−−−（５）ここで得られた合焦補正制御量１）ｆ
Ｐ３　の制御時間は、第４図に示した特性図や合焦補正
量に起因して大きく変化するので，これを考慮して次の
（５）式中の定数Ｃ，を変化させて対応する。

Ｄｆｐ’　＝Ｄｆｐ３Ｘ（，　　・・・・　　　　　　
　（６）つまり、合焦補正量演算部↓１ｂと合焦補正演
算部１１ａとからなる合焦補正量演算手段にて合焦補正
制御量Ｄｆｐ’　を求め、これに相当する分だけ、駆動
制御部１２８、フォーカス制御部１２とフォーカスモー
タ７１４Ｆにより合焦補正制御を行う２７ ことにより、第２図に示す合焦曲線２２上の点ＤＦＣに
合焦レンズ群３を正確に位置づけることができるのであ
る。

従って、上記実施例のように構或すれば、第５図に示し
た合焦補正制御＃Ｑ図中の曲線ａのような合焦ずれのな
い理想的な合焦制御を行うことができ、延いては無駄な
動作が排除され、迅速な変倍動作を行わせることができ
る。

尚、本発明は、上述の実施例に限定されることなく、そ
の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形実施が可
能である。

例えば、合焦補正制御動作中の変倍レンズ群２の変倍移
動量の演算に際しては、変倍レンズ群２自体の移動速度
あるいは、変倍モータＭｚの回転速度を検出して、その
検出結果を演算に加味することが望ましいが、変倍レン
ズ群２の移動速度を一定（常数）とみなすようにしても
よい。

また、合焦補正量演算部１ｌｂの出力（Ｄｆｐ’　）を
駆動制御部１２ａが一旦受けて、これを補正駆動量（Ｄ
ｆｃｄ）として出力すると説明したが、フォ２８ ーカス制御部１２が直接受けるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明によれば、従來みられたよ
うな合焦補正制御動作中の変倍レンズ群の変倍移動に伴
う合焦レンズ群の合焦補正追従遅れという現象からくる
合焦ずれが防止されるとともに合焦レンズ群の合焦補正
の際の追従性が著しく向上することにより、無駄な動作
を回避することができるので迅速なレンズ駆動ができる
とともに駆動エネルギーの節約を図り、総して操作性を
向上させ得るバリフォーカルレンズ制御装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るバリフォーカルレンズ制御装置
の一実施例の全体構成を示すブロック図、第２図は、第
工図に示した実施例において、設定すべき全系焦点距離
ｆと被写体距離Ｄに対応したフォーカスレンズ群の繰出
量Ｓｘとの関係を各被写体距離毎に示すとともに合焦補
正制御動作を説明するための線図．第３図は、本実施例
の動作を説明するためのフローチャート図、第４図は、
モータ駆動電圧をパラメータとして合焦補正量と金焦補
正制御時間との関係を示す特性図、第５図は、従来のバ
リフォーカルレンズの合焦補正制御状態を示す線図であ
る。 １・・・光軸、 ２・・・・・変倍レンズ群、 ２ａ〜２ｅ・・・・・・第１レンズ群〜第５レンズ群、
３・・・・・・合焦レンズ群、 ４・・・・・変倍駆動部、 ５・・・・・・フォーカス駆動部、 ６・・・・・・フォー力スカウンタ、 ７・・・・・・合焦レンズ群位置検出器（ＦＰＭ）、８
・・・・・・変倍レンズ群位置検出器（ＺＰＭ）、９・
・・・・・最大繰出量演算部、 １０・・・・・・比例定数演算部、 １１ａ・・・・・・合焦補正演算部、 １ｌｂ・・・・・合焦補正量演算部 ｌ２・・・・・・フォーカス制御部、 １２ａ・・・・・・駆動制御部、 ３・・・・・・操作スイッチ、 ４・・・・・・切換スイッチ、 ５・・　・レンズ位置判定部、 ６・・・・・・変倍制御部、 ６ａ・・・・・・逆起電圧検出部、 ７・・・・・・撮影距離検出部、 ８・・・・・・表示部、 ９〜２４・・・・・・合焦曲線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）同一光軸上に配設された変倍レンズ群および合焦
   レンズ群からなる変倍光学系の該合焦レンズ群を至近距
   離から無限遠距離に至る被写体距離に対応する上記光軸
   上の至近位置から無限遠位置までの間の合焦位置に設定
   した後、上記変倍レンズ群により上記変倍光学系の全系
   焦点距離を最短焦点距離と最長焦点距離との間の任意の
   第１の焦点距離から第２の焦点距離へ更新させることに
   伴い同一被写体に対し結像位置ずれを生ずるバリフォー
   カルレンズにおいて、上記合焦レンズ群を駆動する合焦
   駆動手段と、上記変倍レンズ群を駆動する変倍駆動手段
   と、上記合焦レンズ群の上記光軸上の位置を検出する合
   焦レンズ群位置検出手段と、上記変倍レンズ群の当該焦
   点距離に対応する上記光軸上の位置を検出する変倍レン
   ズ群位置検出手段と、これら合焦レンズ群位置検出手段
   および変倍レンズ群位置検出手段からそれぞれ出力され
   る合焦レンズ群位置情報および変倍レンズ群位置情報を
   受けて、上記変倍レンズ群の変倍移動に伴って生じる上
   記結像位置ずれを補正量として算出すると共に、該補正
   量分を上記合焦レンズ群で合焦補正する合焦補正時間を
   予測演算し、該合焦補正時間中における上記変倍レンズ
   群の変倍移動量を考慮した合焦ずれ補正量を演算し、上
   記補正量と上記合焦ずれ補正量とを合算した合焦補正制
   御量を算出する合焦補正量演算手段と、上記合焦補正制
   御量の情報を受け、上記合焦補正時間経過時点での焦点
   距離における合焦位置に上記合焦レンズ群を駆動するよ
   うに上記合焦駆動手段を制御する合焦補正制御手段と、
   を具備し、上記変倍光学系の全系焦点距離の更新に伴う
   結像位置ずれを上記変倍レンズ群の変倍移動を行いつつ
   自動的に補正制御するように構成したことを特徴とする
   バリフォーカルレンズ制御装置。