JPH04285905A - ズームレンズの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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はズームレンズの焦点補正
装置に関し、特にリヤーフォーカス式のズームレンズ装
置の製造誤差による焦点の移動を補正するようになした
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ズームレンズの小型化、特に前玉
後の縮小化を図るとともに至近物体に対しても合焦を可
能とするために、ズームレンズの変倍部以後のレンズ群
を合焦レンズとして扱う所謂リヤーフォーカス式のズー
ムレンズが数多く提案され、又製品化されている。

【０００３】こうしたリヤーフォーカス方式のズームレ
ンズは一般的な従来の前玉フォーカス方式のズームレン
ズと異なり、被写体距離だけでなく焦点距離によっても
その合焦レンズの位置が変化するという特長を持ってい
る。

【０００４】そして例えば、特開昭６２−２９６１１０
号公報ではズーム範囲を複数のズーム領域に分割すると
ともに、各領域毎に合焦レンズが移動すべき速度を予め
記憶させておき、変倍時にズーム情報と合焦レンズの位
置情報とからこの記憶されている速度を読み出して合焦
レンズの移動制御を行う技術を提案している。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら記憶さ
れている合焦レンズの速度は設計値にもとづいて設定さ
れた値であることから、こうしたズームレンズのレンズ
位置制御装置はズームレンズ毎の各部品毎の製造誤差や
組み立て時の組み立て誤差の影響で合焦レンズの移動制
御値が個々にバラツキを持ってしまうことがあった。従
って単に前述の設計値にもとづく制御値で合焦レンズを
移動させたのでは正確なレンズ位置制御を行うことが困
難となっていた。即ち正確な焦点合せを行うことが困難
になってくる。

【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みて製造誤差や
組み立て誤差にもとづく焦点ずれを補正した装置、そし
て特にＴＴＬ方式の測距装置を搭載したズームレンズの
レンズ位置制御装置における合焦レンズのズーミングに
よる追従性を高め正確なレンズ位置制御を行うことを可
能とする装置の提供を目的とする。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】そして本発明の特徴と
するところは、光軸に沿って移動して変倍を行う変倍レ
ンズ群と該変倍レンズ群が移動したことによる像面移動
を補正する補正レンズ群を有するズームレンズ、該ズー
ムレンズを通過する光にもとづいて前記ズームレンズの
焦点状態を検出する焦点検出手段、前記変倍レンズ群の
位置を検出する位置検出手段、前記変倍レンズ群の位置
にもとづき又前記補正レンズ群が移動すべき移動情報を
記憶した第１の記憶回路、製造誤差による焦点変動の補
正に関する情報を記憶する第２の記憶回路、前記焦点検
出手段と前記位置検出手段と前記第１の記憶回路と前記
第２の記憶回路の各情報にもとづいて前記補正レンズ群
を駆動させる駆動手段を具備したことにある。

【０００８】

【実施例】図１は本発明に関するズームレンズのレンズ
のレンズ位置制御装置を示すブロック図である。図２は
本発明に関するズームレンズの基本的な断面図である。

【０００９】図２に示すズームレンズにおいて１，２，
３，４は、それぞれズームレンズを構成する第１，第２
，第３，第４レンズ群で、第２レンズ群（バリエータレ
ンズ群）と第４レンズ群が、矢印の軌跡に従って光軸上
を移動してズーミングを行う一方第４レンズ群を移動さ
せてフォーカシングを行う。こうした所謂リヤーフォー
カスズームレンズにおいては図３に示す通り像面変動を
補正する第４レンズ群（合焦レンズ群）は被写体距離に
応じてズーミングの移動軌跡が異なるという性質を持っ
ている。尚Ｗはワイド端、Ｔはテレ端を示す。

【００１０】こうしたズームレンズのレンズ位置制御方
式において本実施例では、図３（Ｂ）に示す通りズーム
範囲（Ｗ〜Ｔ）を複数（１６分割）のゾーンに分割する
とともに第４レンズ群の位置に応じた複数の領域を設定
する一方各領域にズームスピードを一定とした場合に第
４レンズ群が所望の軌跡に沿って移動するように設計値
にもとづいた第４レンズ群の代表となる移動速度を記憶
させている。そしてこの記憶情報にもとづいてレンズ位
置の制御を行っている。

【００１１】ここで設定された第４レンズ群の移動速度
は、設計値に基づいて算出されているので仮に製造時の
誤差が生じた場合には個々のレンズ毎に補正が必要であ
る。例えば製造誤差による光学系の焦点のずれは、図４
（Ａ）のように示される。横軸は第２レンズ群の位置、
縦軸は第４レンズ群４の位置である。添番１０２が設計
値における第４レンズ群の移動軌跡であるとすれば、製
造誤差により、１０１のように第２レンズ群位置におけ
る傾斜とワイド端及びテレ端における第４レンズ群の合
焦位置が変化する。

【００１２】これに対して本実施例は実際に組み立て作
業を終えた段階で製造による誤差を測定してこの誤差分
にもとづいて設計値を補正するようにしている。

【００１３】次に図１にもとづいて本発明に関するレン
ズ位置制御装置を説明する。

【００１４】１５は撮像素子１４のビデオ信号にもとづ
いてズームレンズの焦点調節状態を検出する公知の焦点
検出装置、１６は第２レンズ群（バリエータレンズ群）
２の位置を検出するためのズームエンコーダー読み取り
回路で、第２レンズ群２に取り付けたブラシ２ａがエン
コーダー５を摺動して第２レンズ群の位置を検出してい
る。２３は前述した複数のズーム領域に対応して合焦レ
ンズ群（第４レンズ群）４を移動すべき移動速度を記憶
している第１の記憶回路（ＲＯＭ）である。尚この記憶
されているデータはズームレンズの設計値から求めた値
で合焦レンズ群４を駆動するステッピングモーターＭ０
へ入力すべき単位時間あたりのパルス数に担当する。２
５は設計値にもとづいた移動データを補正するための補
正データを記憶している記憶回路（Ｅ２ＰＲＯＭ）であ
る。１８はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　　Ｐｒｏｃｅｓｓ
　　Ｕｎｉｔ）からの信号にもとづいて合焦レンズ群４
駆動させるステッピングモーター１０へ送出するパルス
を形成するパルス出力回路である。１７はパルス出力回
路１８から出力されるパルスをカウントすることにより
第４レンズ群の位置を検出するためのパルスカウント回
路である。２１は領域データメモリでズームエンコーダ
読み取り回路１６による第２レンズ群の位置情報とパル
スカウント回路１７による第４レンズ群の位置情報にも
とづいた図３（Ｂ）に示すような複数のズーム領域を記
憶しているメモリである。２２は方向データメモリでズ
ームスイッチ２９にもとづいたズーム方向に関する方向
データを記憶しているメモリである。２８は本体電源の
メインスイッチであり、これがオンされるとパワーオン
リセット回路２７により各データが初期化される。

【００１５】以上の構成のもとで、メインスイッチ２８
が押圧され撮影が開始され又ズームスイッチ２９が押圧
されているとモータ９を介して第２レンズ群を所定のス
ピードで又所定の方向へ移動させてズーミングを行う。 一方ズームエンコーダ読み取り回路１６により第２レン
ズ群の位置情報とパルスカウント回路１７により第４レ
ンズ群の位置情報がＣＰＵ２６に入力される。ＣＰＵ２
６はこの各位置情報とズームスイッチ２９から領域デー
タの記憶回路２１と方向データの記憶回路２２の各デー
タを読み出す。そして第４レンズ群が移動すべき代表と
する速度を速度データメモリ２３にアドレスして読み出
す。更に焦点検知装置１５の焦点情報と補正データ１５
を入力することによりＣＰＵ２６は設計値の速度データ
を演算補正して第４レンズ群の速度を決定する。パルス
出力回路１８はこの決定された速度をパルス変換してス
テッピングモータ１０のドライバー回路２０へ送出する
。

【００１６】このように第４レンズ群は製造誤差分を記
憶した補正データにもとづいて移動制御されるので合焦
状態を極めて良好に維持することができる。

【００１７】次に補正データに関して若干の説明を加え
る。

【００１８】補正データは、製造時に個々のビデオカメ
ラを対象として決定される。まずある定められた被写体
距離に対して少なくとも３点の各焦点距離において、焦
点検出装置１５を用いて合焦させた時の第４レンズ群の
位置を求めることによりその被写体距離における第４レ
ンズ群の移動軌跡を算出して求められる。そして例えば
１６分割された焦点距離域毎の各速度補正データをＫｉ
（ｉ＝１〜１６）として、図４における同一焦点距離ｆ
での設計値の軌跡の傾斜をＸｉ、誤差を持った場合の軌
跡の傾斜をＸ’ｉとすれば、

【００１９】

【外１】 または、 　　　　　　　　　　　　Ｘｉ−Ｘ’ｉ＝Ｋｉ　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　ー（２）として補正データＫｉを算出すればよい。

【００２０】尚、本実施例では、例えば１６分割されて
いる全ての焦点距離毎に誤差分を補正データとして記憶
させることが望ましいが、ＲＯＭの記憶容量又カメラの
製造時の作業工程を軽減させるためには少なくとも３点
の焦点距離における誤差分を記憶させておき、他の焦点
距離の誤差分は補間演算を行って求めることが望ましい
。

【００２１】又、以上の実施例においては、設計値の速
度データに対応した速度補正データを記憶させていたが
、速度データをアドレスする際に所望の速度データを持
った領域を選択することで所望の速度データを得ること
も可能となる。この場合は図１（Ｂ）に示す通り領域デ
ータを変更するための補正データ２４が必要となる。

【００２２】第１実施例では、焦点距離ゾーンと、第４
レンズ移動量ゾーンごとに、第４レンズの速度を記憶す
る方法であったが、これは同様に第４レンズの合焦位置
を記憶する方法にも適用できる。

【００２３】図５は、図１（Ｂ）の添番２１〜２５にか
わる構成であり、他は図１（Ｂ）と同じ構成である。本
実施例においては、図１（Ｂ）におけるズームエンコー
ダ読み取り回路１６の出力により、そのバリエータ位置
から焦点距離を図５焦点距離データメモリ１１１から読
み取る。一方、位置データメモリ１１３には、少なくと
も１つの被写体距離における第４レンズ群のレンズ設計
値にもとづく合焦位置が焦点距離毎に記憶されている。 １１４は組み立て誤差を記憶している記憶回路である。 以上により変倍中は焦点距離に関して、補間演算を行な
って第４レンズの合焦位置を算出し、第４レンズ群を移
動させて合焦動作を行なう。

【００２４】尚このような場合には、図４（Ｂ）のよう
にｆ１，ｆ２・・・ｆｎの焦点距離に対する設計値の第
４レンズの合焦位置Ｐ１，Ｐ２・・・Ｐｎ及び製造誤差
をもった場合の第４レンズ群合焦位置Ｐ’１，Ｐ’２・
・・Ｐ’ｎ　　から、式（１）または式（２）の方法で
補正データを算出して使用すればよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、カメ
ラ毎の製造誤差による焦点変動を補正することができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した第１実施例を示すブロック図
、

【図２】本発明に係るリアフォーカスズーム光学系を示
す図、

【図３】本発明に係るリアフォーカスズーム光学系のバ
リエータと第４レンズの被写体距離に応じた移動曲線を
示す図、

【図４】本発明に係るリアフォーカスズーム光学系の設
計値と製造誤差による焦点移動が生じた場合の、バリエ
ータと第４レンズ群の移動曲線の相異を示す図、

【図５
】本発明を適用した第２実施例を示すブロック図の一部
、

【符号の説明】

１　　第１レンズ群 ２　　第２レンズ群 ３　　第３レンズ群 ４　　第４レンズ群 １４　　撮像素子 １５　　焦点検出装置 ２３　　第１の記憶手段 ２５　　第２の記憶手段 ２６　　ＣＰＵ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光軸に沿って移動して変倍を行う変倍
   レンズ群と該変倍レンズ群が移動したことによる像面移
   動を補正する補正レンズ群を有するズームレンズ、該ズ
   ームレンズを通過する光にもとづいて前記ズームレンズ
   の焦点状態を検出する焦点検出手段、前記変倍レンズ群
   の位置を検出する位置検出手段、前記変倍レンズ群の位
   置にもとづき又前記補正レンズ群が移動すべき移動情報
   を記憶した第１の記憶回路、製造誤差による焦点変動の
   補正に関する情報を記憶する第２の記憶回路、前記焦点
   検出手段と前記位置検出手段と前記第１の記憶回路と前
   記第２の記憶回路の各情報にもとづいて前記補正レンズ
   群を駆動させる駆動手段を具備することを特徴とするズ
   ームレンズのレンズ位置制御装置。
2. 【請求項２】　　物体側より順にフォーカシングを行う
   フォーカシングレンズ群と、変倍を行う変倍レンズ群を
   少なくとも有するズームレンズ、該ズームレンズを通過
   する光にもとづいて前記ズームレンズの焦点状態を検出
   する焦点検出手段、前記変倍レンズ群の位置を検出する
   位置検出手段、製造誤差による焦点変動の補正に関し前
   記変倍レンズ群の位置に応じた情報を記憶する記憶手段
   、前記焦点検出手段と前記記憶手段の各情報にもとづい
   て前記フォーカシングレンズ群を駆動させる駆動手段を
   具備することを特徴とするズームレンズのレンズ位置制
   御装置。