JPH04367812A - Camera system - Google Patents

Camera system

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Publication number
JPH04367812A
JPH04367812A JP17069991A JP17069991A JPH04367812A JP H04367812 A JPH04367812 A JP H04367812A JP 17069991 A JP17069991 A JP 17069991A JP 17069991 A JP17069991 A JP 17069991A JP H04367812 A JPH04367812 A JP H04367812A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens group
optical axis
lens
zooming
amount
Prior art date
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Pending
Application number
JP17069991A
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
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH04367812A publication Critical patent/JPH04367812A/en
Priority to US08/347,180 priority patent/US5448413A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain the camera system which perform zooming operation with high accuracy according to zooming position information inputted from outside. CONSTITUTION:A program which calculates the positions of respective lens groups on the optical axis at respective zoom positions is recorded in a 1st memory part 109a and a program which calculates the positions of a correcting lens group on the optical axis so as to correct a defocusing quantity characteristic to a manufacture error is recorded in a 2nd memory part 109b; and a process part 108 finds the positions of the respective lens groups on the optical axis by utilizing the 1st and 2nd memory parts and a position detection part detects the positions on the optical axis when the respective lens groups are driven. Then lens position control means 107a and 107b control the driving of the respective lens groups by using position information obtained by a process part and the position detection part.

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
ミング中の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 will need to 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制度を非常に厳し
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 made very 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
ズ群の設計上から求められる位置情報を求めるプログラ
ムを記録した第1メモリー部と実際の各レンズ群の光軸
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補正するプログラ
ム又は対応表を記録した第2メモリー部とを利用するこ
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 by changing magnification by electrical means without using a cam groove, and also by controlling the drive of at least one lens group among the lens groups to be moved by changing magnification. Detects the first memory section that stores the program to find the positional information and the actual position of each lens group on the optical axis, and corrects for fluctuations in the amount of deviation in the focus position caused by positional errors from the set values at this time. It is an object of the present invention to provide a camera system capable of obtaining a good image in focus over the entire magnification range by using a second memory section in which a program or a correspondence table is recorded.

【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、予め設定した各ズーム
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第1メモリー
部に記録すると共に変倍により各レンズ群を移動させた
ときの製作誤差に基づく固有のピントのズレ量を補正す
る為の補正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該補正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第2メモリー
部に記録し、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は該第1メモリー部と該第2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したことを
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 that calculates the position of each lens group on the optical axis at each preset zoom position, or a positional relationship between the zoom position and each lens group on the optical axis. At least one of the correspondence table showing At least one of a program for calculating the position on the axis or a correspondence table indicating the positional relationship between the zoom position and the optical axis of the correction lens group is recorded in a second memory section, and zoom position information input from the zooming operation member. Based on this, the processing unit uses the first memory unit and the second memory unit to determine the position of each lens group on the optical axis, and the drive unit moves each lens based on the output signal from the processing unit. The lens groups are driven, the position of each lens group on the optical axis at this time 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 determine the position of each lens group on the optical axis. It is characterized in that the lens group is driven and controlled using the drive unit.

【0012】特に本発明では、前記第1メモリー部に記
録したプログラム若しくは対応表は設計段階における変
倍に伴う球面収差の変動によって生じるピントのズレ量
が補正されていることを特徴としている。
Particularly, the present invention is characterized in that the program or correspondence table recorded in the first memory section is corrected for the amount of focus shift caused by fluctuations in spherical aberration due to zooming in the design stage.

【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。
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.

【0016】109aは第1メモリー部であって、例え
ば設計段階で求められた各レンズ群の焦点距離やレンズ
群の間隔等を基にして各レンズ群の位置情報を算出する
演算プログラムが格納されている。
Reference numeral 109a denotes a first memory section, which stores an arithmetic program for calculating the positional information of each lens group based on, for example, the focal length of each lens group and the distance between lens groups determined at the design stage. ing.

【0017】本実施例の補正レンズ群101bの位置情
報を算出する演算プログラムは、設計段階において明ら
かな、ズーミングにより変動する球面収差の影響で生ず
るピントのズレ量や絞りの開口値の状態によって生ずる
ピント移動などを補正している。109bは第2メモリ
ー部であって、設計段階では明確でないレンズ群の焦点
距離やレンズ群同士の間隔の製造誤差によるピントのズ
レ量を、個々のズームレンズについて実際に測定し、そ
のデータを基に補正レンズ群の補正移動量を固有のもの
として決定し焦点距離に対する移動量のプログラム又は
対応表として格納している。
The calculation program for calculating the positional information of the correction lens group 101b of this embodiment is based on the amount of focus deviation caused by the influence of spherical aberration that changes due to zooming and the state of the aperture value of the diaphragm, which is obvious at the design stage. Corrects changes in focus, etc. Reference numeral 109b is a second memory unit that actually measures the amount of focus shift for each zoom lens due to manufacturing errors in the focal length of lens groups and the spacing between lens groups, which are not clear at the design stage, and stores the data based on the data. The amount of correction movement of the correction lens group is uniquely determined and stored as a program or a correspondence table of the amount of movement with respect to the focal length.

【0018】108は処理部であり、後述するズーミン
グ操作部材110より得られたズーミング位置情報と第
1メモリー部109a及び第2メモリー部109bの演
算プログラムや対応表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。
Reference numeral 108 denotes a processing unit which uses zooming position information obtained from a zooming operation member 110, which will be described later, and calculation programs and correspondence tables in the first memory unit 109a and second memory unit 109b to calculate information on the optical axis of each lens group. It calculates the position and is mainly composed of the 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、第1
メモリー部109aの演算プログラムと第2メモリー部
109bの対応表を使い、レンズ群101a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10
7a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 and
Using the calculation program in the memory section 109a and the correspondence table in the second memory section 109b, the position of the lens group 101a on the optical axis is calculated, and the position information is transmitted to the lens position control means 10.
7a.

【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で
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で第1メモリー部109a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, processing unit 108 returns to step 2.
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 first memory unit 109a.

【0024】そしてステップ4で第2メモリー部109
bに格納されている対応表から前述で算出した補正レン
ズ群の位置補正情報を算出している。ステップ5でステ
ップ3で算出した補正レンズ群の光軸上の位置情報にス
テップ4で算出した位置補正情報を加えることにより補
正レンズ群の位置情報を決定している。
[0024] Then, in step 4, the second memory section 109
The position correction information of the correction lens group calculated above is calculated from the correspondence table stored in b. In step 5, the positional information of the corrective lens group is determined by adding the positional correction information calculated in step 4 to the positional information on the optical axis of the corrective lens group calculated in step 3.

【0025】ステップ6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7でレンズ位置制御手段(107a,1
07b)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(105a,1
05b)から読み込む。ステップ8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9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10で0となる
ように各レンズ群を駆動し、ステップ7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。
In step 6, the position information of each lens group on the optical axis is output to the lens position control means (107a, 107b). In step 7, the lens position control means (107a, 1
07b) is a position detecting unit (105a, 1
05b). In step 8, the difference between the position information previously output from the processing unit 108 and the current position information is determined. In step 9, 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 10, and the operation is repeated from step 7. When the difference becomes 0, it is determined that zooming has ended, and the operation returns to step 1 to prepare for the next zooming operation.

【0026】次に本実施例の第1メモリー部109a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 first memory section 109a of this embodiment will be explained in detail.

【0027】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.

【0028】[0028]

【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 ´

【0029】[0029]

【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.

【0030】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.

【0031】 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 .

【0032】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。
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 ‥‥‥‥‥‥‥■.

【0033】そして、本実施例では前述の球面収差や絞
りの開口の状態によるピントのズレ量を■式から差し引
くことで、設計段階で明らかなピントのズレ量を補正し
た演算式としている。
In this embodiment, by subtracting the amount of focus deviation due to the aforementioned spherical aberration and the condition of the aperture of the diaphragm from the equation (2), the calculation formula corrects the amount of focus deviation that is obvious at the design stage.

【0034】次に本実施例の第2メモリー部109bに
格納された対応表について述べる。まず、対象とするズ
ームレンズの第2メモリー部109bに格納された対応
表に、補正量としてすべて0を入れて置く。この状態で
は設計段階で求められた球面収差や絞りの開口の状態に
起因するピントのズレ量しか補正していないので、製造
時の誤差によるピントのズレ量をなくすことはできない
。このズームレンズにて実際にズーミングや絞りの開口
の状態によるピントのズレ量を各焦点距離で測定する。
Next, the correspondence table stored in the second memory section 109b of this embodiment will be described. First, all 0s are entered as correction amounts in the correspondence table stored in the second memory section 109b of the target zoom lens. In this state, only the amount of focus deviation due to the spherical aberration determined at the design stage and the state of the aperture of the diaphragm is corrected, so the amount of focus deviation due to manufacturing errors cannot be eliminated. Using this zoom lens, the amount of focus shift due to actual zooming and the state of the aperture aperture is measured at each focal length.

【0035】一方、補正レンズ群の各焦点距離における
敏感度(補正レンズ群に対するピントの移動量の比)表
を、設計値を使って計算したものを用意しておく。
On the other hand, a table of sensitivity (ratio of focus movement amount to the correction lens group) at each focal length of the correction lens group is prepared using design values.

【0036】対象とするズームレンズの各焦点距離位置
での補正量を前述の実測値と敏感度表を使って割り出し
、焦点距離と補正量との対応表を求め、第2メモリー部
109bに一度格納する。
Determine the amount of correction at each focal length position of the target zoom lens using the above-mentioned measured values and sensitivity table, obtain a correspondence table between focal length and amount of correction, and store it once in the second memory section 109b. Store.

【0037】そして再びズーミングによるピントのズレ
量を実測して補正量を求め、前回の対応表に加算する。 この作業をピントのズレ量が許容内に収まるまで数回繰
り返せば、高精度にピントのズレ量を補正したズームレ
ンズとなる。当然のことながら、前記作業に絞りの位置
に関するものを加えても良い。
Then, the amount of focus deviation due to zooming is actually measured again to determine the amount of correction, which is added to the previous correspondence table. By repeating this process several times until the amount of defocus falls within the allowable range, you will have a zoom lens that has corrected the amount of defocus with high precision. Naturally, the operations related to the position of the aperture may be added to the above operations.

【0038】本実施例においては第1メモリー部に格納
するものは演算プログラム、第2メモリー部に格納する
ものは対応表としているが、各メモリー部にはいるもの
は演算プログラムであっても対応表であっても良いし、
その両方であっても差し支えない。例えば第2メモリー
部に格納されるとした焦点距離と補正量との対応表を、
焦点距離をパラメータとする補正量を求める近似式を作
り、プログラム化して格納することも可能である。
In this embodiment, what is stored in the first memory section is an arithmetic program, and what is stored in the second memory section is a correspondence table, but even if what is stored in each memory section is a computation program, it is compatible. It may be a table,
It can be both. For example, the correspondence table between focal length and correction amount stored in the second memory section is
It is also possible to create an approximate formula for determining the amount of correction using the focal length as a parameter, program it, and store it.

【0039】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.

【0040】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.

【0041】尚、本実施例において第1メモリー部に格
納する演算プログラム、若しくは対応表を設計段階にお
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基づいて補正されたものを用
いれば第1メモリー部だけで算出されるレンズ群の位置
情報により制御されたズームレンズにおいて、非常に大
きなピントのズレ量となることを避けることができ、補
正レンズ群の補正量を少なく抑えることができるので好
ましい。
In this embodiment, the arithmetic program or correspondence table stored in the first memory section is corrected based on the amount of focus shift caused by fluctuations in spherical aberration due to zooming, which is already clear at the design stage. By using , it is possible to avoid a very large amount of defocus in a zoom lens that is controlled by the position information of the lens group calculated only in the first memory section, and to keep the amount of correction of the correction lens group small. This is preferable because it can be done.

【0042】又、このことにより補正レンズ群の補正量
を算出するための演算プログラムや対応表を簡単に行な
える。つまり、演算プログラムとする近似式であれば、
次数の低い簡単な近似式とすることができるし、対応表
であれば、メモリー数を少なくすることができる。又、
測定点も減らすことができるといった特長がある。
Furthermore, this makes it possible to easily create an arithmetic program and a correspondence table for calculating the amount of correction for the correction lens group. In other words, if it is an approximate expression to be used as an arithmetic program,
It can be a simple approximation formula with a low degree, and if it is a correspondence table, the number of memories can be reduced. or,
It has the advantage of being able to reduce the number of measurement points.

【0043】更に対象とするズームレンズの少なくとも
移動するレンズ群の焦点距離やレンズ間隔等の実測値を
使用して補正レンズ群の補正量を算出すれば、ピントの
ズレ量を最小限に抑えることが可能である。
Furthermore, if the amount of correction of the correction lens group is calculated using actual measured values such as the focal length and lens spacing of at least the moving lens group of the target zoom lens, the amount of focus deviation can be minimized. is possible.

【0044】[0044]

【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設計上から求められる位置
情報を求めるプログラムを記録した第1メモリー部と実
際の各レンズ群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
動を補正するプログラム又は対応表を記録した第2メモ
リー部とを利用することにより、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. The first memory section stores a program to obtain the positional information required from the design of each lens group, and the actual position of each lens group on the optical axis is detected, and the focus position resulting from the positional error from the set value at this time By using a program for correcting variations in the amount of shift or a second memory section storing a correspondence table, it is possible to achieve a camera system that can obtain good, well-focused images over the entire magnification range.

【0045】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、そのデータを基に第2メモリー部に格納すべき
演算プログラム又は対応表を作り替え、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, in the manufacturing stage of the zoom lens, the amount of focus shift for each zoom lens is actually measured, and based on the data, the calculation program or correspondence table to be stored in the second memory section is rewritten. This creates a zoom lens that corrects the amount of focus deviation with high precision. Furthermore, since only the memory section is changed to correspond to each individual lens, it has the advantage that the performance of the zoom lens can be improved without increasing costs.

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

【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 109a  第1メモリー部 109b  第2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 109a First memory section 109b Second 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、予め設定
した各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
第1メモリー部に記録すると共に変倍により各レンズ群
を移動させたときの製作誤差に基づく固有のピントのズ
レ量を補正する為の補正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該補正レンズ群の
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
第2メモリー部に記録し、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は該第1メモリー
部と該第2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
御した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. In a camera system having a camera system, at least one of a program for calculating the position on the optical axis of each lens group at each preset zoom position or a correspondence table showing the positional relationship between the zoom position and the optical axis of each lens group is provided as a first step. 1 A program or zoom position that calculates the position on the optical axis of the correction lens group to correct the amount of focus deviation inherent to manufacturing errors when moving each lens group due to zooming while recording in the memory section and a correspondence table showing the positional relationship of the correction lens group on the optical axis in a second memory section, and the processing section records at least one of the correspondence table showing the positional relationship on the optical axis of the correction lens group, and the processing section records the zoom position information inputted from the zooming operation member in the first memory section. The position of each lens group on the optical axis is determined using the second memory section, and each lens group is driven by the drive section based on the output signal from the processing section. The position on the optical axis of the lens is detected by the position detection section, and the two position information obtained by the processing section and the position detection section are used to drive each lens group by the lens position control means using the drive section. A camera system that is characterized by:
【請求項2】  前記第1メモリー部に記録したプログ
ラム若しくは対応表は設計段階における変倍に伴う球面
収差の変動によって生じるピントのズレ量が補正されて
いることを特徴とする請求項1のカメラシステム。
2. The camera according to claim 1, wherein the program or the correspondence table recorded in the first memory section has been corrected for an amount of focus shift caused by fluctuations in spherical aberration due to zooming in the design stage. system.
【請求項3】  前記補正レンズ群に対する該第2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固有のものであ
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 second memory unit for the correction lens group calculates positional information for correcting the amount of focus deviation caused by manufacturing error when changing magnification with the correction lens group. 2. The camera system of claim 1, wherein the camera system is unique to the camera system.
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