JPH04367809A - Camera system - Google Patents

Camera system

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Publication number
JPH04367809A
JPH04367809A JP17069691A JP17069691A JPH04367809A JP H04367809 A JPH04367809 A JP H04367809A JP 17069691 A JP17069691 A JP 17069691A JP 17069691 A JP17069691 A JP 17069691A JP H04367809 A JPH04367809 A JP H04367809A
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JP
Japan
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lens group
lens
optical axis
zoom
zooming
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Pending
Application number
JP17069691A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Omuro
隆司 大室
Atsushi Hosoya
淳 細矢
Toru Fukita
亨 蕗田
Takaaki Kobayashi
小林 卓哲
Junichi Kasuya
潤一 粕谷
Setsuo Yoshida
節男 吉田
Noboru Suzuki
昇 鈴木
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Priority to US08/347,180 priority patent/US5448413A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain the camera system with high optical performance by utilizing a program for correcting a defocusing quantity due to zooming when performing the zooming operation according to inputted zooming position information. CONSTITUTION:A process part 108 finds the positions of respective lens groups on the optical axis according to zoom position information which is inputted from a zooming operation member 110 by utilizing a memory part 109 wherein a program for calculating the positions of the respective lens groups on the optical axis is recorded and driving parts 104a and 104b drive the respective lens groups; and position detection parts 105a and 105b detect the current positions of the respective lens groups on the optical axis and lens position control means 107a and 107b use two pieces of position information obtained by the process part and position detection part to control the driving of the respective lens groups by using the driving parts. At this time, the program recorded in the memory part is prepared inherently to each zoom lens.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明はカメラシステムに関し、
例えば変倍(ズーミング)により移動させるレンズ群を
各々独立に設けた駆動部で行なう機構を有し、ズーミン
グ操作部材から入力したズーム位置情報を基に各レンズ
群を移動させて変倍するとき、製作上の誤差による変倍
中のピントのズレ量の変動を補正するようにした高い光
学性能が要求されるテレビカメラ等に好適なカメラシス
テムに関するものである。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a camera system.
For example, when a mechanism is provided in which each lens group is moved by an independently provided drive unit for zooming, and each lens group is moved to change the magnification based on zoom position information input from a zooming operation member, The present invention relates to a camera system suitable for television cameras and the like that requires high optical performance, which corrects variations in the amount of focus shift during magnification changes due to manufacturing errors.

【0002】0002

【従来の技術】従来よりテレビカメラ等のカメラシステ
ムでは変倍(ズーミング)の際には変倍用のレンズ群を
メカ的なカム環を使用して移動させている。このカム環
には、ズーミングの際に移動する各々レンズ群に対応す
るカム溝が形成してある。このカム溝を使ってズーミン
グの際に移動するレンズ群の光軸方向の相対位置をメカ
的に制御することでズーミングを行なっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in camera systems such as television cameras, a mechanical cam ring is used to move a lens group for zooming. This cam ring is formed with cam grooves corresponding to each lens group that moves during zooming. Zooming is performed by using this cam groove to mechanically control the relative position in the optical axis direction of the lens group that moves during zooming.

【0003】図4は従来の4つのレンズ群より成るズー
ムレンズの近軸屈折力配置を示した要部概略図である。 同図では物体側よりフォーカシングを行なう第1群(F
)、主に変倍を行なう第2群(V)と、主に変倍に伴な
い変動する像面の補正を行なう第3群(C)、ズーミン
グ及びフォーカシングの際に固定の結像用の第4群(R
)の4つのレンズ群からなる所謂4群ズームレンズを示
している。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the paraxial refractive power arrangement of a conventional zoom lens consisting of four lens groups. In the figure, the first group (F
), the second group (V) mainly performs magnification, the third group (C) mainly corrects the image plane that changes with magnification, and the fixed image forming group during zooming and focusing. 4th group (R
) shows a so-called 4-group zoom lens consisting of four lens groups.

【0004】図中、Iはレンズ全系の像点を示している
。第2群Vは広角端(W)と望遠端(T)との間の往復
のズーミングに対して実線J1 上を移動する。それと
連動して、第3群Cが実線J2 上を移動する。このと
き像点Iの位置はズーミング中、常に固定となり、その
結果像点は直線J3 上、即ち感光面上に位置すること
になる。この第2群Vと第3群Cの移動軌跡がカム環に
切られるカム溝の軌跡となり、基準焦点距離(例えばW
端)にて、4つのレンズ群の相対位置を調整し、これに
よりズームレンズを構成している。
In the figure, I indicates the image point of the entire lens system. The second group V moves on a solid line J1 during reciprocating zooming between the wide-angle end (W) and the telephoto end (T). In conjunction with this, the third group C moves on the solid line J2. At this time, the position of the image point I is always fixed during zooming, and as a result, the image point is located on the straight line J3, that is, on the photosensitive surface. The movement locus of the second group V and the third group C becomes the locus of the cam groove cut in the cam ring, and the reference focal length (for example, W
At the end), the relative positions of the four lens groups are adjusted, thereby forming a zoom lens.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述のような変倍用の
レンズ群を移動させる為のカム溝に製作誤差があると、
移動するレンズ群(第3群Cと第2群V)の光軸方向の
相対位置が設計上の理想的な光軸方向の相対位置からズ
レてくる。このときのズレ量がズーミング中、常に一定
量であるならば、カム溝とレンズ群の相対位置をそのズ
レ量だけ補正することによって変倍におけるピント位置
を一定位置となるように補正することができる。
[Problem to be Solved by the Invention] If there is a manufacturing error in the cam groove for moving the lens group for variable magnification as described above,
The relative positions of the moving lens groups (third group C and second group V) in the optical axis direction deviate from the designed ideal relative positions in the optical axis direction. If the amount of deviation at this time is always constant during zooming, then by correcting the relative position of the cam groove and the lens group by the amount of deviation, the focus position during zooming can be corrected to a constant position. can.

【0006】しかしながら例えば図4の第3群Cの移動
軌跡が破線J2 ´のように第3群Cと第2群Vの相対
位置のズレ量がズーミング中に変化する場合は、像点I
の位置を変倍中固定にすることができず、例えば破線J
3´のように変化してくる。相対位置のズレ量がズーミ
ングによって変化しているから補正すべき量もズーミン
グ中に変化してしまい、ズーミングに合わせて補正量を
変えてやらなけば像面を一定位置に維持することができ
ない。一般にこのような補正をメカ的なカム環を使って
行なうことは非常に困難である。
However, if the movement locus of the third group C in FIG. 4 changes as shown by the broken line J2' in the relative position of the third group C and the second group V during zooming, however, the image point I
For example, the position of the broken line J cannot be fixed during zooming.
It changes like 3'. Since the amount of deviation in relative position changes due to zooming, the amount to be corrected also changes during zooming, and the image plane cannot be maintained at a constant position unless the amount of correction is changed in accordance with zooming. Generally, it is very difficult to perform such correction using a mechanical cam ring.

【0007】同様なことが、ズームレンズを構成する各
レンズ群の焦点距離の製造誤差によっても起こる。ズー
ミングの際に固定の第1群Fや第4群Rの焦点距離の製
作誤差は、それらのレンズ群の相対位置を補正すること
でズーミング中、常にピント位置が固定となるように補
正することができる。
A similar problem also occurs due to manufacturing errors in the focal length of each lens group constituting the zoom lens. Manufacturing errors in the focal length of the first group F and fourth group R, which are fixed during zooming, can be corrected by correcting the relative positions of those lens groups so that the focus position is always fixed during zooming. Can be done.

【0008】しかしながらズーミングの際に移動する第
2群Vや第3群Cの焦点距離に製作誤差があると、ズー
ミング中にそれらの相対位置の補正量がズーミング中に
変化する為、これを補正することは非常に困難である。
However, if there is a manufacturing error in the focal length of the second group V or the third group C, which move during zooming, the amount of correction of their relative positions will change during zooming, so this must be corrected. It is very difficult to do so.

【0009】特に最近の高精細なテレビカメラに代表さ
れるように、カメラの高性能化が進むと、それに用いる
ズームレンズは変倍によるピント位置の変化を極めて少
なくすることが必要となってくる。この為にはズーミン
グの際に移動するレンズ群の相対位置精度を非常に厳し
くしなければならない。このようなことは従来のカム環
を使ったメカ的な制御では、個々のズームレンズの製作
誤差を補正することもできないため大変難しい。
In particular, as cameras become more sophisticated, as exemplified by recent high-definition television cameras, the zoom lenses used therein need to minimize changes in focus position due to zooming. . For this purpose, the relative position accuracy of the lens groups that move during zooming must be extremely strict. This is extremely difficult to do with conventional mechanical control using a cam ring, as it is not possible to correct manufacturing errors of individual zoom lenses.

【0010】本発明は変倍により移動させるレンズ群の
うち少なくとも1つのレンズ群をカム溝を用いずに電気
的な手段により駆動制御すると共に変倍に伴なう各レン
ズ群の実際の光軸上の位置を検出し、このときの設定値
からの位置誤差より生ずるピント位置のズレ量の変動を
予めメモリー部に記録しておいたプログラム又は対応表
を用いて補正することにより全変倍範囲にわたりピント
の合った良好なる画像が得られるカメラシステムの提供
を目的とする。
The present invention controls the drive of at least one lens group among the lens groups to be moved during zooming by electrical means without using a cam groove, and also controls the actual optical axis of each lens group during zooming. The entire magnification range can be adjusted by detecting the upper position and correcting the variation in the amount of deviation of the focus position caused by the position error from the set value using a program or correspondence table recorded in advance in the memory section. The purpose of the present invention is to provide a camera system that can obtain good images that are in focus over a wide range of areas.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明のカメラシステム
は、変倍レンズ群と変倍により変動した像面を補正する
補正レンズ群との少なくとも2つのレンズ群を各々独立
の駆動部で光軸上移動させて変倍を行うズームレンズを
有するカメラシステムにおいて、ズーミング操作部材か
ら入力したズーム位置情報に基づいて処理部によりズー
ム位置における各レンズ群の光軸上の位置を算出するプ
ログラム若しくはズーム位置と各レンズ群の光軸上の位
置関係を示した対応表との少なくとも一方を記録したメ
モリー部を利用して、各レンズ群の光軸上の位置を求め
、該処理部からの出力信号に基づいて該駆動部により各
レンズ群を駆動させ、このときの各レンズ群の光軸上の
位置を位置検出部で検出し、該処理部と該位置検出部で
得られた2つの位置情報を用いてレンズ位置制御手段に
より各レンズ群を該駆動部を用いて駆動制御する際、該
補正レンズ群に対する該メモリー部に記録したプログラ
ム若しくは対応表は各ズームレンズ毎に製作した固有の
ものであることを特徴としている。
[Means for Solving the Problems] The camera system of the present invention has at least two lens groups, a variable magnification lens group and a correction lens group for correcting an image plane that varies due to variable magnification, each having an optical axis driven by an independent drive unit. In a camera system having a zoom lens that is moved upward to change magnification, a program or zoom position that uses a processing unit to calculate the position on the optical axis of each lens group at the zoom position based on zoom position information input from a zooming operation member. The position of each lens group on the optical axis is determined by using a memory unit that records at least one of the following: and a correspondence table showing the positional relationship of each lens group on the optical axis, and the output signal from the processing unit is Based on this, each lens group is driven by the drive unit, the position of each lens group on the optical axis at this time is detected by the position detection unit, and the two position information obtained by the processing unit and the position detection unit are When controlling the drive of each lens group by the lens position control means using the drive unit, the program or correspondence table recorded in the memory unit for the correction lens group is unique and created for each zoom lens. It is characterized by

【0012】特に本発明では、前記補正レンズ群に対す
る該メモリー部に記録したプログラム若しくは対応表は
変倍を行ったときの製作誤差より生ずるピントのズレ量
を該補正レンズ群で補正する位置情報を算出するもので
あることを特徴としている。
In particular, in the present invention, the program or correspondence table recorded in the memory section for the correction lens group contains positional information for correcting the amount of focus deviation caused by manufacturing errors when changing the magnification with the correction lens group. The feature is that it is calculated.

【0013】[0013]

【実施例】図1は本発明の実施例1の要部概略図、図2
は図1の要部ブロック図である。図中101a,101
bは各々ズーミングの際に移動するレンズ群であり、例
えばレンズ群101aは変倍レンズ群、レンズ群101
bは変倍により変動した像面を補正する補正レンズ群で
ある。
[Example] Figure 1 is a schematic diagram of the main parts of Example 1 of the present invention, Figure 2
2 is a block diagram of the main parts of FIG. 1. FIG. 101a, 101 in the figure
b are lens groups that move during zooming, for example, the lens group 101a is a variable magnification lens group, and the lens group 101a is a variable magnification lens group;
b is a correction lens group that corrects the image plane that fluctuates due to zooming.

【0014】レンズ群101a(101b)は外側にネ
ジ山が切られているレンズ鏡筒102a(102b)に
組み込まれている。レンズ鏡筒102a(102b)は
図には示していなが、レンズ群の光軸に沿って直進往復
運動が出来る構造になっている。レンズ鏡筒102a(
102b)のネジ山は、直進ギア103a(103b)
のネジ山と噛み合っていて、直進ギア103a(103
b)が回転することによってレンズ群101a(101
b)が光軸上移動する。直進ギア103a(103b)
の一方の端は結合部材106a1(106b1)によっ
て駆動部としてのモータ104a(104b)の回転軸
に直結され、直進ギア103a(103b)の他方の端
は、同じく結合部材106a2(106b2)により位
置検出部としてのポテンショメータ105a(105b
)の回転軸に直結されている。
The lens group 101a (101b) is assembled into a lens barrel 102a (102b) which is threaded on the outside. Although the lens barrel 102a (102b) is not shown in the figure, it has a structure that allows it to move back and forth in a straight line along the optical axis of the lens group. Lens barrel 102a (
102b) is the straight gear 103a (103b).
The linear gear 103a (103
b) rotates, the lens group 101a (101
b) moves on the optical axis. Straight gear 103a (103b)
One end of the linear gear 103a (103b) is directly connected to the rotating shaft of the motor 104a (104b) as a drive unit by a coupling member 106a1 (106b1), and the other end of the linear gear 103a (103b) is position-detected by a coupling member 106a2 (106b2). Potentiometer 105a (105b
) is directly connected to the rotating shaft.

【0015】110はズーミング操作部材であり、入力
したズーム位置情報に基づいてレンズ群101a,10
1bを移動させるズーミング位置情報を処理部108に
出力している。ズーミング操作部材110としては例え
ばポテンショメータのようにポジションと焦点距離が1
対1で対応して、焦点距離をズーミング位置情報として
出力するものであっても良い。109はメモリー部であ
って移動する各レンズ群101a,101bの位置情報
(例えば広角端等の基準位置からの相対位置)を算出す
る演算式をプログラム化して格納してある。
Reference numeral 110 denotes a zooming operation member, which adjusts the lens groups 101a and 10 based on the input zoom position information.
Zooming position information for moving 1b is output to the processing unit 108. The zooming operation member 110 has a position and a focal length of 1, such as a potentiometer, for example.
The focal length may be output as zooming position information in a one-to-one correspondence. Reference numeral 109 denotes a memory unit in which arithmetic expressions for calculating positional information (for example, relative position from a reference position at the wide-angle end, etc.) of each of the moving lens groups 101a and 101b are programmed and stored.

【0016】即ち、各レンズ群101a,101bの変
倍における位置情報を処理部108で算出する演算プロ
グラムが格納されている。その内、例えば変倍に伴なう
ピントのズレ量を補正するレンズ群の位置情報を算出す
る演算プログラムでは、予め個々のズームレンズについ
て変倍に伴なうピントのズレ量を測定したデータを基に
このズレ量を補正するレンズ群の位置情報を算出する演
算プログラムを決定して格納している。
That is, an arithmetic program for calculating positional information of each lens group 101a, 101b during zooming in the processing section 108 is stored. For example, in a calculation program that calculates the position information of a lens group that corrects the amount of focus shift that occurs when changing the magnification, data that has been obtained by measuring the amount of focus shift that occurs due to zooming for each zoom lens is used. Based on this, an arithmetic program for calculating the positional information of the lens group for correcting this amount of deviation is determined and stored.

【0017】尚、メモリー部109にはこのようなプロ
グラムの代わりに各ズーム位置における各レンズ群の光
軸上の位置関係を示す対応表を格納しておき、ズーミン
グ位置情報に基づき抽出して用いるようにしても良い。
Note that instead of such a program, the memory unit 109 stores a correspondence table showing the positional relationship of each lens group on the optical axis at each zoom position, and extracts and uses it based on the zooming position information. You can do it like this.

【0018】処理部108はズーミング操作部材110
からのズーミング位置情報とメモリー部109の演算プ
ログラムとから各レンズ群の光軸上の位置を算出してお
り、主にCPUより構成している。
The processing section 108 includes a zooming operation member 110
The position of each lens group on the optical axis is calculated from the zooming position information from the camera and the calculation program stored in the memory unit 109, and is mainly composed of a CPU.

【0019】107a,107bはレンズ位置制御手段
であり、処理部108により算出された各レンズ群の光
軸上の位置及びポテンショメータ105a,105bか
ら得られる各レンズ群の光軸上の位置を基に各レンズ群
の光軸上の位置を駆動部104a,104bにより駆動
制御している。
Lens position control means 107a and 107b control the position of each lens group on the optical axis based on the position on the optical axis of each lens group calculated by the processing unit 108 and the position on the optical axis of each lens group obtained from the potentiometers 105a and 105b. The position of each lens group on the optical axis is controlled by drive units 104a and 104b.

【0020】ここで動作についてレンズ群101aを例
にとり説明する。ズームレンズを操作する者が、ズーミ
ング操作部材110によりズーム位置情報を入力すると
ズーミング操作部材110からは、例えば焦点距離等の
ズーミング位置情報が処理部108に入力される。処理
部108は、そのズーミング位置情報を受け取り、メモ
リー部109の演算プログラムを使い、レンズ群101
aの光軸上の位置を算出し、その位置情報をレンズ位置
制御手段107aに入力する。
The operation will now be explained using the lens group 101a as an example. When a person operating the zoom lens inputs zoom position information using the zoom operation member 110, the zoom position information, such as focal length, is input from the zoom operation member 110 to the processing unit 108. The processing unit 108 receives the zooming position information, uses the calculation program in the memory unit 109, and adjusts the lens group 101.
The position of a on the optical axis is calculated, and the position information is input to the lens position control means 107a.

【0021】一方、直進ギア103aの回転角はレンズ
群101aの移動と1対1で対応しており、レンズ群1
01aの位置検出手段であるポテンショメータ105a
は直進ギア103aの回転角に対応する電圧をレンズ群
101aの位置情報として、レンズ位置制御手段107
aに入力している。レンズ位置制御手段107aは、位
置検出部105aから得た信号(電圧)をレンズ群の位
置情報に換算している。このときの位置情報と位置検出
部105aから得たレンズ群101aの光軸上の位置情
報との差を求める。そして2つの位置情報の差が0(又
は略0)で無ければレンズ位置制御手段107aはモー
ター104aに電力を供給し、モーター104aに直結
された直進ギア103aを通してレンズ群101aを駆
動する。そして2つの位置情報の差が0となるようにレ
ンズ群の光軸上の位置を変える。レンズ群101bにつ
いても、同様にしてズーミング操作部材110の操作に
応じて光軸上の位置を変えている。
On the other hand, the rotation angle of the linear gear 103a has a one-to-one correspondence with the movement of the lens group 101a.
Potentiometer 105a which is the position detection means of 01a
The lens position control means 107 uses the voltage corresponding to the rotation angle of the linear gear 103a as the position information of the lens group 101a.
I am inputting it to a. The lens position control means 107a converts the signal (voltage) obtained from the position detection section 105a into position information of the lens group. The difference between the position information at this time and the position information on the optical axis of the lens group 101a obtained from the position detection unit 105a is determined. If the difference between the two positional information is not 0 (or approximately 0), the lens position control means 107a supplies power to the motor 104a, and drives the lens group 101a through the linear gear 103a directly connected to the motor 104a. Then, the position of the lens group on the optical axis is changed so that the difference between the two positional information becomes 0. Similarly, the position of the lens group 101b on the optical axis is changed according to the operation of the zooming operation member 110.

【0022】次に本実施例の動作について図3のフロー
チャートを用いて説明する。
Next, the operation of this embodiment will be explained using the flowchart of FIG.

【0023】ステップ1においてズーミング操作部材で
ズーミング操作が行なわれたか否かを判断する。もし行
なわれていなければ、ある一定時間(操作する者には分
からないほど短い時間ではある)をおいてステップ1を
繰り返し、行なわれていればステップ2で処理部108
はズーミング操作部材からズーミング位置情報を読みこ
む動作をする。それが終了すると処理部108はステッ
プ3でメモリー部109に格納されている演算プログラ
ムに従って、目標となる焦点距離に対応する各レンズ群
の光軸上の位置情報を算出する。
In step 1, it is determined whether a zooming operation has been performed using the zooming operation member. If it has not been performed, step 1 is repeated after a certain period of time (which is so short that the operator cannot notice it), and if it has been performed, in step 2 the processing unit 108
reads zooming position information from the zooming operation member. When this is completed, in step 3, the processing unit 108 calculates position information on the optical axis of each lens group corresponding to the target focal length according to the calculation program stored in the memory unit 109.

【0024】そしてステップ4で各レンズ群の光軸上の
位置情報をレンズ位置制御手段(107a,107b)
へ出力する。ステップ5でレンズ位置制御手段(107
a,107b)は該レンズ位置制御手段が担当する各レ
ンズ群の現在の光軸上の位置情報を位置検出部(105
a,105b)から読み込む。ステップ6では、さきに
処理部108より出力された位置情報と現在のそれとの
差分を求める。ステップ7でその差分が0であるかどう
か判断する。差分が0でないときは、ステップ8で0と
なるように各レンズ群を駆動し、ステップ5からの繰り
返し動作となる。そして差分が0になった時点で、ズー
ミングが終了したと判断し、ステップ1へ動作を戻し、
次のズーミング操作に備える。
Then, in step 4, the position information of each lens group on the optical axis is transmitted to lens position control means (107a, 107b).
Output to. In step 5, the lens position control means (107
a, 107b) detects the current position information on the optical axis of each lens group handled by the lens position control means.
a, 105b). In step 6, the difference between the position information previously output from the processing unit 108 and the current position information is determined. In step 7, it is determined whether the difference is 0 or not. If the difference is not 0, each lens group is driven so that the difference becomes 0 in step 8, and the operation from step 5 is repeated. When the difference becomes 0, it is determined that zooming has finished, and the operation returns to step 1.
Prepare for the next zooming operation.

【0025】次に本実施例のメモリー部に格納された演
算プログラムについて詳述する。
Next, the arithmetic program stored in the memory section of this embodiment will be explained in detail.

【0026】まず最初に本実施例の演算プログラムに使
用している演算式の原理について説明する。レンズ群1
01a,101bの焦点距離をそれぞれfa ,fb 
とし、基準焦点距離(例えば、広角端のズーム位置)に
おけるそれぞれの近軸横倍率をβa ,βb とする。 そして各レンズ群の厚みを無視すると各レンズ群の間隔
Dは次式で与えられる。
First, the principle of the arithmetic expression used in the arithmetic program of this embodiment will be explained. Lens group 1
The focal lengths of 01a and 101b are fa and fb, respectively.
Let βa and βb be the respective paraxial lateral magnifications at the reference focal length (for example, the zoom position at the wide-angle end). Ignoring the thickness of each lens group, the distance D between each lens group is given by the following equation.

【0027】[0027]

【数1】 このときの物点及び像点の位置は、それぞれレンズ群1
01aから距離S1 、レンズ群101bから距離Sk
 ´の距離にあるとすると
[Equation 1] At this time, the positions of the object point and image point are respectively in the lens group 1
Distance S1 from 01a, distance Sk from lens group 101b
Suppose it is at a distance of ´

【0028】[0028]

【数2】 となり、物像点間の距離Lは L=−S1 +D+Sk ´(=一定)    ‥‥‥
‥■となる。
[Equation 2] The distance L between the object and image points is L=-S1 +D+Sk' (=constant) ‥‥‥
‥■ becomes.

【0029】次にレンズ群101bを像面を補正する補
正レンズ群とし、レンズ群101aが設計時に求められ
た軌跡に沿って移動して距離S1 を変化させるとする
。 そのとき■式より近軸横倍率βa が求められるから、
■,■,■式より距離Sk ´が決まり、基準焦点距離
における距離Sk ´からの変動量がレンズ群101b
の基準焦点距離からの移動量となる。ここで距離Sk 
´は2次根であるが、設計時にどの根を使うのか決めて
いるから、それに準じた解を選べば良い。これらの式を
各レンズ群の焦点距離を演算式の入力パラメーターとす
る一本の関係式gb にまとめると、以下に示すように
なる。
Next, it is assumed that the lens group 101b is used as a correction lens group for correcting the image plane, and that the lens group 101a moves along a trajectory determined at the time of design to change the distance S1. At that time, the paraxial lateral magnification βa can be obtained from the formula ■, so
The distance Sk' is determined from the formulas ■, ■, and ■, and the amount of variation from the distance Sk' at the reference focal length is the lens group 101b.
is the amount of movement from the reference focal length. Here the distance Sk
' is a quadratic root, but since you have decided which root to use at the time of design, you can choose a solution based on that. If these equations are combined into a single relational equation gb in which the focal length of each lens group is used as an input parameter of the calculation equation, it will be as shown below.

【0030】 Mb =gb (Ma ,fa ,fb )     
 ‥‥‥‥‥‥‥■ ただしMa ,Mb はレンズ群101a及び101b
の基準焦点距離における位置からの移動量。
Mb = gb (Ma, fa, fb)
‥‥‥‥‥‥‥■ However, Ma and Mb are lens groups 101a and 101b
The amount of movement from the reference focal length of .

【0031】移動量Ma はズーミングによって変化す
る量であるから得られるズーミング情報に合わせて書き
換えられる。例えば移動量Ma は全系の焦点距離fT
 とある関係式でつながっているから、■式のパラメー
ターを移動量Ma からfT に換えて Mb =gb ´(fT ,fa ,fb )    
  ‥‥‥‥‥‥‥■ と書き換えることが出来る。又レンズの収差の補正状態
によっては、絞りの状態によってピントズレを起こすこ
とも良くあるので、■式のパラメーターに更に絞りに関
するパラメーターを追加して書き換えることもできる。
Since the movement amount Ma changes due to zooming, it is rewritten in accordance with the zooming information obtained. For example, the amount of movement Ma is the focal length of the entire system fT
Since they are connected by a certain relational expression, change the parameters of formula (①) from the amount of movement Ma to fT and get Mb = gb ′ (fT , fa , fb )
It can be rewritten as ‥‥‥‥‥‥‥■. Also, depending on the correction state of lens aberrations, the state of the diaphragm often causes out of focus, so it is also possible to rewrite the parameters of equation (2) by adding parameters related to the diaphragm.

【0032】個々のズームレンズにつていは、予めピン
トのズレ量を測定して置く。そしてこのピントのズレ量
をズーミング位置情報(ここでは焦点距離)をパラメー
ターとする近似式に置き換える。
For each zoom lens, the amount of focus deviation is measured in advance. Then, this amount of focus shift is replaced by an approximate expression using zooming position information (here, focal length) as a parameter.

【0033】ΔI=h(fT )      ‥‥‥‥
‥‥‥■ただし、ΔIはピントのズレ量補正レンズ群よ
り像面側の全てのレンズ群で決る近軸縦倍率をαとする
と、補正レンズ群の位置を決めるための1つの式、■式
をL´=L−α・ΔI  ‥‥‥‥‥‥‥■´とするこ
とで算出される。このピントのズレ量を測定するに当た
って絞りの状態によるものも加味すると、■式に絞りの
状態に関するパラメーターを加えて近似式を作ることも
できる。メモリー部には、前述してきた演算式をプログ
ラム化して格納している。これによって個々のズームレ
ンズはピントのズレ量の実測値に基づいて高精度に補正
したものとなる。
ΔI=h(fT) ‥‥‥‥
‥‥‥■However, if ΔI is the paraxial vertical magnification determined by all lens groups on the image plane side of the focus deviation correction lens group, then α is one formula for determining the position of the correction lens group. It is calculated by setting L'=L-α·ΔI ‥‥‥‥‥‥‥■'. When measuring the amount of out-of-focus, taking into account the state of the aperture, an approximate equation can be created by adding parameters related to the state of the aperture to equation (2). The above-mentioned arithmetic expressions are programmed and stored in the memory section. As a result, each zoom lens is highly accurately corrected based on the measured value of the amount of defocus.

【0034】本実施例においてはメモリー部に格納する
ものとして演算プログラムの場合について示したが、前
述したようにズーミング位置情報を必要数に分割して、
位置情報を算出する対応表を格納して用いても良い。 又、例えば焦点距離をパラメーターとする、ピントのズ
レ量を算出する演算式の代わりに、焦点距離とピントの
ズレ量との対応表とし、それから位置情報への変換は演
算プログラム化して演算プログラムと対応表の両方を格
納するものであっても良い。
In this embodiment, the calculation program is stored in the memory section, but as described above, the zooming position information is divided into the necessary number of pieces,
A correspondence table for calculating position information may be stored and used. For example, instead of using an arithmetic formula to calculate the amount of focus deviation using focal length as a parameter, use a correspondence table between the focal length and the amount of focus deviation, and then convert it to position information into an arithmetic program. It may be possible to store both correspondence tables.

【0035】又、本実施例においてレンズを直進運動さ
せるものとして直進ギアと回転モーターを用いた場合を
示したが、直線カムやヘリコイド、リニアモーター等に
よって直進運動させても良い。又モーターの代わりに圧
電素子などを用いたアクチュエーターを用いても良い。
Further, in this embodiment, a linear gear and a rotary motor are used to move the lens in a straight line, but a linear cam, a helicoid, a linear motor, etc. may be used to move the lens in a straight line. Furthermore, an actuator using a piezoelectric element or the like may be used instead of the motor.

【0036】結合部材はモーター及びポテンショメータ
の回転軸とを直結するものとして用いているが、ギア等
によって回転差をつけるものであっても良い。位置検出
部としてのポテンショメータの代わりにロータリーエン
コーダやリニアエンコーダー等を使用しても良い。
Although the coupling member is used to directly connect the motor and the rotary shaft of the potentiometer, it may be used to provide a difference in rotation using a gear or the like. A rotary encoder, a linear encoder, or the like may be used instead of a potentiometer as a position detection section.

【0037】尚、本実施例において個々のズームレンズ
についてピントのズレ量を実測するに当たり、メモリー
部に格納して置く演算プログラム、若しくは対応表は設
計段階において、既に明らかなズーミングによる球面収
差の変動に起因したピントのズレ量について、補正され
たものであることが望ましい。何故ならこの量は許容さ
れるピントのズレ量に対して大きな量であるため測定誤
差を大きくする要因となるからである。又、これによっ
て高精度の補正をしようとしたとき多くの測定点を必要
とし、近似式の次数を上げたり、対応表のデータ数を増
大させることになる為である。
In this embodiment, when actually measuring the amount of focus deviation for each zoom lens, the arithmetic program or correspondence table stored in the memory section was used at the design stage to take into account the obvious fluctuations in spherical aberration due to zooming. It is desirable that the amount of focus deviation caused by this is corrected. This is because this amount is large compared to the allowable amount of focus deviation and becomes a factor that increases measurement errors. Further, this is because when attempting to perform highly accurate correction, many measurement points are required, which increases the order of the approximation equation and increases the number of data in the correspondence table.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば前述の如く変倍により移
動させるレンズ群のうち少なくとも1つのレンズ群をカ
ム溝を用いずに電気的な手段により駆動制御すると共に
、変倍に伴なう各レンズ群の実際の光軸上の位置を検出
し、このときの設定値からの位置誤差より生ずるピント
位置のズレ量の変動を予めメモリー部に記憶しておいた
プログラム又は対応表を用いて補正することにより、全
変倍範囲にわたりピントの合った良好なる画像が得られ
るカメラシステムを達成することができる。
According to the present invention, as described above, at least one lens group among the lens groups to be moved by changing the magnification is controlled by electric means without using a cam groove, and the movement of the lens group is controlled by electric means without using a cam groove. Detects the actual position of each lens group on the optical axis, and uses a program or correspondence table stored in advance in the memory to measure the variation in focus position deviation caused by position error from the set value at this time. By making the correction, it is possible to achieve a camera system that can obtain good, well-focused images over the entire magnification range.

【0039】特に本発明ではズームレンズの製造段階に
おいて、個々のズームレンズについてピントのズレ量を
実測し、そのデータを基にメモリー部に格納すべき演算
プログラムを作り替え、これにより高精度にピントのズ
レ量を補正したズームレンズを得ている。又メモリー部
のみを個々のレンズに対応して作り替えるだけなので、
コストを上げることなくズームレンズの性能を向上させ
ることができるといった特長を有している。
In particular, in the present invention, at the manufacturing stage of the zoom lens, the amount of focus deviation for each zoom lens is actually measured, and based on that data, the calculation program to be stored in the memory section is rewritten, thereby achieving high precision focusing. The result is a zoom lens that corrects the amount of misalignment. Also, since only the memory section can be modified to accommodate each individual lens,
It has the advantage of being able to improve the performance of zoom lenses without increasing costs.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】  本発明の実施例1の要部概略図[Figure 1] Schematic diagram of main parts of Example 1 of the present invention

【図2】 
 図1の要部ブロック図
[Figure 2]
Block diagram of main parts in Figure 1

【図3】  本発明の動作を示すフローチャート[Figure 3] Flowchart showing the operation of the present invention

【図4
】  一般の4群ズームレンズの近軸屈折力配置の説明
[Figure 4
] Explanatory diagram of the paraxial power arrangement of a general 4-group zoom lens

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101a,101b  レンズ群 102a,102b  レンズ鏡筒 103a,103b  直進ギア 104a,104b  駆動部 105a,105b  位置検出部 106a,106b  結合部材 107a,107b  レンズ位置制御手段108  
処理部 109  メモリー部 110  ズーミング操作部材
101a, 101b Lens groups 102a, 102b Lens barrels 103a, 103b Straight gears 104a, 104b Drive sections 105a, 105b Position detection sections 106a, 106b Coupling members 107a, 107b Lens position control means 108
Processing section 109 Memory section 110 Zooming operation member

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  変倍レンズ群と変倍により変動した像
面を補正する補正レンズ群との少なくとも2つのレンズ
群を各々独立の駆動部で光軸上移動させて変倍を行うズ
ームレンズを有するカメラシステムにおいて、ズーミン
グ操作部材から入力したズーム位置情報に基づいて処理
部によりズーム位置における各レンズ群の光軸上の位置
を算出するプログラム若しくはズーム位置と各レンズ群
の光軸上の位置関係を示した対応表との少なくとも一方
を記録したメモリー部を利用して、各レンズ群の光軸上
の位置を求め、該処理部からの出力信号に基づいて該駆
動部により各レンズ群を駆動させ、このときの各レンズ
群の光軸上の位置を位置検出部で検出し、該処理部と該
位置検出部で得られた2つの位置情報を用いてレンズ位
置制御手段により各レンズ群を該駆動部を用いて駆動制
御する際、該補正レンズ群に対する該メモリー部に記録
したプログラム若しくは対応表は各ズームレンズ毎に製
作した固有のものであることを特徴とするカメラシステ
ム。
1. A zoom lens that changes magnification by moving at least two lens groups, a variable magnification lens group and a correction lens group that corrects an image plane that has changed due to magnification changes, on the optical axis using independent drive units. A program for calculating the position of each lens group on the optical axis at the zoom position by a processing unit based on zoom position information input from a zooming operation member, or a positional relationship between the zoom position and each lens group on the optical axis in a camera system having The position of each lens group on the optical axis is determined using a memory unit that records at least one of the correspondence table showing At this time, the position of each lens group on the optical axis is detected by the position detection section, and the lens position control means uses the two pieces of position information obtained by the processing section and the position detection section to control each lens group. A camera system characterized in that, when controlling the drive using the drive unit, a program or a correspondence table recorded in the memory unit for the correction lens group is unique to each zoom lens.
【請求項2】  前記補正レンズ群に対する該メモリー
部に記録したプログラム若しくは対応表は変倍を行った
ときの製作誤差より生ずるピントのズレ量を該補正レン
ズ群で補正する位置情報を算出するものであることを特
徴とする請求項1のカメラシステム。
2. The program or correspondence table recorded in the memory unit for the correction lens group is for calculating positional information for correcting the amount of focus deviation caused by manufacturing error when changing the magnification with the correction lens group. The camera system according to claim 1, characterized in that:
【請求項3】  前記メモリー部に記録したプログラム
若しくは対応表は変倍を行ったときのピントのズレ量を
補正する各レンズ群の位置情報を算出する為のものであ
ることを特徴とする請求項1のカメラシステム。
3. The program or correspondence table recorded in the memory section is for calculating positional information of each lens group for correcting the amount of focus shift when changing the magnification. Camera system in item 1.
JP17069691A 1991-05-11 1991-06-14 Camera system Pending JPH04367809A (en)

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