JPH0467109A - 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
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、同一被写体に対して生ずる結像位置ずれを補
正し得るようにしたバリフォーカルレンズ制御装置に関
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−限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ーカシングレンズ
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カ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ｒ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カ
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距離目盛を
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、インナーフォーカシング方式およびリアフォ
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
けるフォーカ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６３−１８２６２０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、上記全系焦
点距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は当該焦点距
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
至近位置までの繰呂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
上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は上記全系焦点距離の更新
に伴って生じる上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〕

上述のように構成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成で、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、変倍レンズ群に任意の第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成した場合、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７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）　、　　
（ｃ、）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、変倍動作と合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
ヒステリシスループを描くような関係で、曲線ａに対し
て合焦補正追従遅れが生じ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、合焦補正駆動中にも、
合焦補正演算して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。

すなわち、合焦補正時にモータの駆動電圧を上げて、モ
ータスピードを上げれば、合焦補正制御精度が悪くなる
。

また、逆に合焦補正時のモータスピードを低下させれば
、合焦補正制御精度は良くなるものの、制御時間がかか
りすぎ実用的でなくなる。つまり、合焦補正制御時間の
設定については、苦慮しているのが実情であり、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。

そこで、本出願人は、上述の特開制６３−１８２６２０
号公報に開示されたバリフォーカルレンズ制御装置をさ
らに改良することを試みた。即ち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制御装置
を特願平１−２３３５２９号として提案した。

すなわち、この改良発明は、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品手段と、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
品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されている。

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呂すると共に、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共に、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
と共に、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。

しかしながら、上述のように構成された特願平１−２３
３５２９号公報のフォーカルレンズ制御装置の場合、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変
倍レンズ群の変倍移動を行いつつ自動的に補正制御して
、いわゆる追従遅れを予測して合焦補正量を決定してい
るが、−旦合焦レンズ群の合焦補正駆動を開始してしま
うと、その合焦補正駆動動作が完了してしまうまで、合
焦補正量の更新がされず、従って、滑らかな合焦補正が
できないという問題があった。

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、合焦補正の追従遅れを可及的に小さ
くでき、しかも滑らかな合焦補正駆動ができるバリフォ
ーカルレンズ制御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の目的を達成するために、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、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
、上記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
報と変倍レンズ群位置情報を受けて上記変倍レンズ群の
変倍移動に伴な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し、かっ上記合焦
駆手段により上記合焦レンズ群の合焦補正駆動中も上記
合焦補正制御量の演算を行う合焦補正演算手段と、上記
合焦補正制御量の情報を受け、上記合焦補正制御量の演
算の終了した後にで前回に演算された合焦補正制御量に
基づく上記合焦駆動手段による上記合焦レンズ群の合焦
補正が終っていなくても最近の合焦補正制御量により上
記合焦駆動手段を制御する駆動制御手段と、上記合焦駆
動手段による上記前回の合焦補正制御量の残量よりも最
新の演算された合焦補正制御量の方が大きい場合には上
記合焦駆動手段の駆動速度を上げかつ上記前回の合焦補
正制御量の残量の方が最新の演算された合焦補正制御量
よりも大きい場合には上記合焦駆動手段の駆動速度を下
げるように制御するフォーカシング制御手段と、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
置ずれの合焦補正駆動中も合焦補正量の演算を行い、か
つ合焦補正制御量に見合うようにフォーカスモータスピ
ードを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の合焦補
正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
８カ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量を演算し、上記
補正量と上記合焦ずれ量とを合算した合焦補正制御量を
算出し、さらに、上記合焦駆動手段により上記合焦レン
ズ群の合焦補正駆動中も上記合焦補正制御量を算出する
。この合焦補正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後に現
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
動すると共に、合焦レンズ群の合焦補正が終っていなく
ても、最新の合焦補正制御量により、合焦駆動手段を制
御する。

この合焦駆動手段により駆動される合焦レンズ群の前回
の合焦補正制御量の残量よりも最新の演算された合焦補
正制御量の方が大きい場合には、フォーカシング制御手
段により合焦駆動手段の駆動速度を上げ、逆に前回の合
焦補正制御量の残量の方が最新の演算された合焦補正制
御量よりも大きい場合には、フォーカシング制御手段に
より合焦駆動手段の駆動速度を下げるように作用する。

従って、合焦レンズ群の合焦補正駆動中であっても、合
焦補正演算が行われ、合焦補正制御量に見合うフォーカ
スモータのスピードが修正されることになり、合焦補正
の遅れが可及的に少なくなり、しかも滑らかに合焦レン
ズ群の駆動制御を行うことができる。

〔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１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成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２
０〜第５群レンズ２ｅをもって変倍レンズ群２を構成し
、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を構成する。Ｆはフィルム面である。

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成る変倍駆動部であ
る。

５は無限遠から至近に至る被写体距離に対応する光軸１
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１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１群レンズ２ａと第２群レンズ２
ｂ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１
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カ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
ーカスカウンタ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Ｃ以下ｒ
ＺＰＭＪと略記する）である。

９は上記焦点距離情報Ｚρ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φ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。

１１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）Ｄｆｐ
を演算する合焦補正演算部である。

この合焦補正演算部１１は、さらに、上記合焦補正量Ｄ
ｆｐ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
焦ずれ補正量とを合算した合焦補正制御量Ｄｆｐ’　　
（第２図参照）を算出し、この第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
ための合焦補正演算部も含まれている。

さらに、この合焦補正演算部１１は１合焦レンズ群３が
フォーカス駆動部５により駆動されて合焦補正駆動中で
も１時々刻々の合焦補正演算を行っている。

なお、この合焦補正演算部１１については、第２図を用
いて後述する。

１２は、フォーカスカウンタ６の出力Ｄｆｃ、上記合焦
補正演算部１１の第２図に示す合焦補正制御量Ｄｆｐ’
　に対応する出力Ｄｆｃｄを受けて、フォーカス駆動部
５を制御する。

また、フォーカシング制御部１２は、合焦補正演算部１
１による合焦補正演算が終了した後（この例では直後に
）前回に演算した合焦補正制御量に基づくフォーカス駆
動部５の合焦レンズ群３の合焦補正量が残っていても、
合焦補正演算部１１で演算された最新（今回）の合焦補
正駆動量に基づく駆動制御部１２ａの出力Ｄｆｃｄによ
り、フォーカス駆動部５に対して合焦レンズ群３の駆動
制御を行う。

換言すれば、フォーカス駆動部５による合焦レンズ群３
の合焦補正量の残量があっても、変倍レンズ群２の焦点
距離が変化して新しい合焦補正量が演算されたときには
、この新しい合焦補正量によりフォーカス駆動部５に対
して合焦レンズ群３に合焦補正を行わせるものである。

この場合、前回に演算された合焦補正制御量の残量に対
し、今回演算された合焦補正制御量の方が大きい時には
、フォーカシング制御部１２は、フォーカス駆動部５の
駆動速度を上げる（例えばフォーカスモータＭＦの回転
速度を上げる）ようにしている。

逆に、前回に演算された合焦補正制御量の残量に対し、
今回演算された合焦補正制御量の残量が小さい時には、
フォーカシング制御部１２は、フォーカス駆動部５の駆
動速度を下げるように制御するようになっている。

上記駆動制御部１２ａは、後述するワイド信号（ＷＳＷ
）、テレ信号（ＴＳＷ）、第１図では図示しない、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）（図示せず）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は外部操作可能な押ボタンスイッチからなる操作ス
イッチで、図示省略の切換スイッチにより、変倍スイッ
チとしての機能と、フォーカシングスイッチの機能に選
択的に切換えられるようになっている。この操作スイッ
チ１３のうち、１３ａは倍率アップ接点（以下単に「ア
ップ接点」という）、１３ｂは倍率ダウン接点（以下、
単に「ダウン接点」という）である。合焦動作時には、
操作スイッチ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（Ｔ　Ｓ　Ｗ）
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ψ側への移動を示す。

１６は駆動制御部１２ａからの起動信号ＳＴＲと逆起電
圧検出部１６ａからのモータ速度信号２ｍｖを受けて変
倍駆動部４を制御する変倍制御部であり５逆起電圧検出
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Ｍ２に発生する逆起電圧を検出し、
これをモータ速度信号（Ｚｍν）として出力する逆起電
圧検出部である。

１７は比例定数演算部１０から比例定数（Ｃｆｐ）を受
けて撮影距離に対応する表示信号（Ｄｏｔ）を出力する
撮影距離演算手段としての撮影距離演算部であり、図示
省略の測距センサから距離情報を得て撮影距離も演算す
る。

１８は上記表示信号（Ｄｏｔ）を受ける表示部、１８ａ
は１２個の表示ドツトよりなる指標部。

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」および「フィート」とする数値部
である。尚、各部の入呂カ関係は、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
被写体距離りに対応した繰出量（移動量）を代表的な各
被写体路１ｔＤ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の繰呂量を示している。この例においては
、テレ位置とはｆ＝１３５ｍであり、ワイド位置とはｆ
＝３５ｍｎ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りをそれぞれω、６．０ｍ
　、３．０ｍ　、２．０ｍ　　　１．５ｍ１．２ｍ　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の無限遠位置がら合焦位置までの繰出量の変化を
示している。すなわち、被写体距離りは、ｃ　ｏ　＝　
　ｃ　ｚ　−Ｃ□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Ｓ
ｘとから次の演算式を用いて求めることができる。

［）＝　（ｃｏ　　−ＺＰ　＋Ｃ１）−ｓｘ　＋ｃ、　
　（１）従って、第２図示の合焦曲線２４は、最大繰出
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。

このように構成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補正動作を説明する。

ここで、第１図は、切換スイッチにより合焦モードが選
択された合焦動作状態であり、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（Ｔ　Ｓ　
Ｗ）およびワイド信号（ＷＳＷ）をチエツクし、今の場
合、操作スイッチ１３が中立で、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１２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１３がアップ接点１３ａ側に閉成さ
れたとすると、駆動制御部１２ａはテレ信号（ＴＳＷ）
を検出する。

さて、仮に合焦レンズ群３が例えば、合焦曲線の１９お
よび２４上またはその近傍の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（Ｄｆｅｄ）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
し、操作スイッチ１３が中立の位置とされると、駆動を
停止する。

一方、操作スイッチ１３がダウン接点１３ｂ側に閉成さ
れた場合は、駆動方向が異なるだけで考え方は同じであ
るので、その動作の説明は省略する。

次に、変倍動作について説明する。とりあえず操作スイ
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（ＴＳＷ）をチエツクする。操作
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、操作スイッチ１３がアップ接点１３ａ側に閉成
されたとすると、駆動制御部１２ａは、テレ信号（ＴＳ
Ｗ）の入力によってテレ方向、すなわち倍率アップの方
向であると判断する。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１１が
補正量（Ｄｆｐ）を演算すると共に、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。これを受けて駆動制御部１２ａが
、補正駆動信号（Ｄｆｃｄ）を出力する。上記（Ｄｆｃ
ｄ）　　を受けてフォーカス制御部１２が合焦レンズ群
３を、補正駆動信号（Ｄｆｃｄ）　　に対応する量だけ
、即ち、変倍動作によって生じたピントずれを補正する
ように駆動する。尚、操作スイッチ１３がダウン接点１
３ｂ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０図示省略の測距センサから
測距情報を受けて撮影距離検出部　１７が被写体距離を
演算し、その距離に対応する測距データ　（ＡＦ）を合
焦補正演算部１１ａに出力する。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（デフォーカス量）を算呂し、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１２ａは、図示省略
のレンズ群位置検出手段により合焦レンズ群３が仮にψ
側制限帯内に位置していたと判断すると、合焦補正演算
部１１ａからの合焦補正制御量ＤｆＰ’の方向成分をチ
エツクし、ω方向であれば、フォーカシング制御部１２
に禁止信号（Ｈ）（図示せず）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、Ｄｍａｘ　
）Ｄｆｐであれば上記合焦補正制御量ＤｆＰ’に対応し
た合焦動作を実行し、Ｄ　ｗａｘ≦ＤｆＰ′の場合は、
強制的に制限駆動量Ｄｍａｘを出力する。

第３図は、本実施例の動作を説明するためのフローチャ
ートであり、第４図は１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１
図に示す実施例の合焦補正演算部１１の合焦補正量演算
の動作を詳しく説明する６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
Ｓｘ、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ＺＰ４を検出す
る。「最大繰出量演算（Ｆ　ｐｘ）Ｊでは、上記のよう
にして検出された焦点距離情報ＺＰｘをもとに、最大繰
出量演算部９は、次の（２）式により最大繰出量Ｆ　ｐ
ｘ、を求める。

ＦＰＸｚ＝　［ｃｚ／（ｃｘ十ｚｐｘ））　＋ｃｚ　　
””’−（２）この最大繰出量Ｆ　ｐｘｌ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Ｃｆｐを算出し、合焦補正演算部１．１ａに情報を送
る。

Ｃｆｐ＝（Ｓｘｘ／ｆｐｘ、）　・Ｃ，−・・・　　　
　（３）尚、上記（２）、（３）式の中Ｃ工、Ｃ２，Ｃ
□。

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、図示省略の切換スイッチで、操作スイッチ１３
を変倍動作用に切換えた状態で操作スイッチ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が駆動されて変倍レンズ群２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＃（５
０ｍ）情報ＺＰｚ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／　ＣＣＬ十ＺＰ２）〕十Ｃ２を求
める。

次に、フローチャートの「合焦補正演算（ＤｆＰ）」に
おいて、合焦補正演算部１１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，）　　　＊　　ＦＰＸ２　　　
　Ｓｘ□　　−・−−−（４）次の「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（Ｄｚｐ）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。

「変倍レンズ群位装置をＺＰ士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ＺＰ３（ＺＰ２十ＤＺＰ）
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、合焦補正演算部１１は。

上記焦点距離位置（Ｚ　Ｐｚ　十Ｄ　ｚｐ）での合焦補
正制御量Ｄ　ｆＰａ　を、次の（５）式により演算して
求める。

ＤｆＰ）＝　　（Ｃｆｐ／Ｃ，）　　　ＨＦｐｘ’　　
−３ｘｘ・−・・（５）ここで得られた合焦補正制御量
Ｄ　ｆｐ、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Ｃ９を変化させて対応する。

Ｄｆｐ’　＝Ｄｆｐ、ＸＣ５・・・・・　　　　　　　
（６）つまり、合焦補正演算部１１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
１２ａ、フォーカス制御部１２とフォーカスモータＭ、
により合焦補正制御を行うことにより、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。

第５図のフローチャートに沿って、上述のような合焦補
正駆動中に、本実施例の要部である合焦補正演算を行う
場合の動作について説明する。フローチャートの「合焦
レンズ群位置検出（Ｓｘ　）　Ｊでは、ＦＰＭ７から合
焦レンズ群３の光軸１上の位置に比例したフォーカス位
置情報Ｓｘを検出し、合焦補正演算部１１および比例定
数演算部１０に入力する。

次いで、フローチャートの「変倍レンズ群位置検出（Ｚ
ｐ　）Ｊでは、ＺＰＭ８により、変倍レンズ群２の位置
を検出し、焦点距離情報Ｚｐとしては最大繰出量演算部
９に８力し、フローチャートの「最大繰出量演算（Ｆｐ
ｘ）　Ｊで、最大繰出量演算部９は、上述の（１）式に
基づき、最大繰出量Ｆｐｘを求め、合焦補正演算部１１
および比例定数演算部１０に８力する。

次に、フローチャートの「合焦補正演算（Ｄｆｐ’）Ｊ
で、まず、比例定数演算部１０により、最大繰出量ＦＰ
Ｘとフォーカス位置情報Ｓｘとから上記（３）式により
比例定数Ｃｆｐを求め、この比例定数Ｃｆｐと最大繰出
量Ｆｐｘとを合焦補正演算部１１に入力する。

これにより、合焦補正演算部１１は、これらの入力によ
り、上記（４）式に基づき合焦補正演算を行い、合焦補
正量ＤｆＰを算出し、さらに上記（６）式に基づき、合
焦補正制御量Ｄｆｐ’を演算して、駆動制御部ユ２ａに
８力し、次の条件分岐「合焦補正許可？」で、上述のよ
うにして算出した合焦補正制御量ＤｆＰ’に基づくフォ
ーカス駆動部５による合焦レンズ群３の合焦補正の実行
を許可するか、否かを駆動制御部１２ａで判断する。

つまり、第３図のフローチャートにおける「合焦補正許
可？」と同様な処理を行う。

この判断の結果、許可をしないと判断した場合には、フ
ローチャートのＮｏ側に抜け、フローチャートの「合焦
補正駆動中？」において、駆動制御部１２ａは、前回求
めた合焦補正量Ｄｆｐ’によるフォーカス駆動部５での
合焦補正駆動中か否かを判断する。

この判断の結果、合焦補正駆動中でなければ、フローチ
ャートのＮｏ側に抜けて、フローチャートの「合焦レン
ズ群位置検出（Ｓｘ　）Ｊに戻り、また、合焦補正駆動
中であれば、フローチャートのＹＥＳ側からフローチャ
ートのｒ合焦補正駆動をやめる」に入り、前回求めた合
焦補正量によるフォーカス駆動部５の駆動を停止させる
ために、駆動制御部１２ａからフォーカシング制御部１
２に禁止信号を８力する。

これにより、フォーカシング制御部１２は、フォーカス
モータＭＦの給電を断つか、あるいは電磁ブレーキによ
り、ブレーキをかけて、このフォーカスモータＭＦの駆
動を停止し、処理は再びフローチャートのｒ合焦レンズ
群位置検出部（Ｓｘ）」に戻る。

また、上記「合焦補正許可？」の分岐条件において、今
回求めた合焦補正量による合焦レンズ群３の合焦補正を
行うことが許可された場合には、フローチャートのＹＥ
Ｓ側に抜けて、次のフローチャートの条件分岐「合焦補
正駆動中？」に入る。

この「合焦補正駆動中？」での駆動制御部１２ａは、前
回求めた合焦補正量によるフォーカス駆動部５による合
焦レンズ群３の合焦駆動中か否かの判断を行い、合焦駆
動中でないと判断すると、フローチャートのＮｏ側から
フローチャートの「今回求めた合焦補正量により合焦補
正駆動する」の処理に入る。

これにより、今回の合焦補正制御量Ｄｆｐ’の演算が終
了すると、前回求めた合焦補正制御量による合焦レンズ
群３の駆動が完了していると判断して、駆動制御部１２
ａは、今回求めた合焦補正量Ｄｆｐ’に基づく、出力Ｄ
ｆｃｄをフォーカシング制御部１２に出力し、フォーカ
シング制御部１２はフォーカスモータＭＦを駆動し、今
回求めた合焦補正制御量に基づいて、合焦レンズ群３を
駆動して、合焦補正を行う。

また、上記条件分岐「合焦補正駆動中？」において、駆
動制御部１２ａは、フォーカス駆動部５により合焦レン
ズ群３が前回求めた合焦補正量による駆動中と判断する
と、ＹＥＳに分岐し、フローチャートの「前回セットし
た合焦補正量の残量を検出し、それよりも今回セットす
るものの方が大きい時速度を上げ、小さい時速度を下げ
て合焦補正駆動する」の処理に入る。

この処理ステップでは、ＦＰＭ７から出力される現在の
フォーカス情報Ｓｘに基づき、前回算出した合焦補正量
の残量を検出し、その残量と今回算出した合焦補正量と
の大小の比較を行う。

この比較の結果、前回算出した合焦補正制御量の残量よ
りも今回算出した合焦補正制御量の方が大きいと判断す
ると、駆動制御部１２ａは、フォーカシング制御部工２
に対して、フォーカスモータＭＦの回転速度を速めるよ
うに制御する。

この制御に基づき、フォーカシング制御部１２は、フォ
ーカスモータＭＦの回転速度を大きくする。

第６図は、合焦補正制御量（フォトインタラプタ６ｂの
出力パルス数）対フォーカスモータスピードの関係を示
す特性図である。

第６図において、Ａ点は、前回算出した合焦補正制御量
の残量と現在のフォーカススピードの関係を示し、Ｂ点
は前回算出した合焦補正量の残量よりも今回算出した合
焦補正量の方が大きい場合であり、したがって、この場
合は、上述したごとく、フォーカシング制御部１２によ
り、フォーカスモータＭＦのスピードを上げて合焦補正
駆動をする。

また、上記とは逆に、前回算出した合焦補正制御量の残
量よりも今回算出した合焦補正制御量の方が小さいとき
には、第６図の０点に示すように、現在のフォーカスモ
ータＭＦのスピードを下げて合焦補正駆動をする。

尚、フォーカスモータＭＦのストップ精度は、その回転
速度が遅いほどよいが、回転速度が遅いと、多くの合焦
補正時間を要する。このため、第６図に示すようにして
、目標合焦点前で減速して行き、精度と高速を両立して
いる。

従って、上記実施例のように構成すれば、第７図に示し
た合焦補正制御線図中の曲線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
。

加えて、合焦補正駆動中であっても、合焦補正演算が行
われ、前回の合焦補正制御量の残量に見合った合焦補正
スピードで合焦補正が行われるから、合焦補正の遅れを
可及的に小さくでき、しかも滑らかな合焦レンズ群３の
駆動制御が可能となる。

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、合焦補正演算部１１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（Ｄｆｃ
ｄ）として出力すると説明したが、フォーカシング制御
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、従来みられたよ
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ることができ、しか
も１合焦補正駆動中も合焦補正演算が行われ、かつ前回
算出された合焦補正制御量の残量と今回算出された合焦
補正制御量との大小関係に応じて合焦補正速度を可変す
るように構成したから合焦補正駆動が滑らかに行え、総
じ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
１図に示した実施例において、設定すべき全系焦点距離
ｆと被写体距離り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合焦補
正制御との関係を示す特性図、第５図は、本実施例の合
焦補正駆動中の合焦補正演算に関する合焦補正処理ルー
チンのフローチャート図、第６図は、第３図の実施例の
合焦補正量とフォーカスモータスピードの関係を示す特
性図、第７図は、従来のバリフォーカルレンズの合焦補
正制御の状態説明するための線図である。 １・・・・・・光軸、 ２・・・・・・変倍レンズ群、 ２ａ〜２ｅ・・・・・・第ルンズ群〜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・・・・・・フォーカスカウンタ、 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、 １１・・・・・・合焦補正演算部、 １２・・・・・・フォーカシング制御部、１２ａ・・・
・・・駆動制御部、 １３・・・・・・操作スイッチ、 １６・・・・・・変倍制御部、 １６ａ・・・・・・逆起電圧検出部、 １７・・・・・・撮影距離検出部、 １８・・・・・・表示部、 １９〜２４・・・・・・合焦曲線。 １ト 第 図 合焦補正制御時間 第 図 第 図 （）第１へイノタラフタのパルス数） 第 図

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、上記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と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な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
   出し、かつ上記合焦駆動手段により上記合焦レンズ群の
   合焦補正駆動中も上記合焦補正制御量の演算を行う合焦
   補正演算手段と、上記合焦補正制御量の情報を受け、上
   記合焦補正制御量の演算の終了した後に前回に演算され
   た合焦補正制御量に基づく上記合焦駆動手段による上記
   合焦レンズ群の合焦補正が終っていなくても最近の合焦
   補正制御量により上記合焦駆動手段を制御する駆動制御
   手段と、上記合焦駆動手段による上記前回の合焦補正制
   御量の残量よりも最新の演算された合焦補正制御量の方
   が大きい場合には上記合焦駆動手段の駆動速度を上げ、
   また上記前回の合焦補正制御量の残量の方が最新の演算
   された合焦補正制御量よりも大きい場合には上記合焦駆
   動手段の駆動速度を下げるように制御するフォーカシン
   グ制御手段と、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の合焦補正駆動中も合焦補
   正量の演算を行い、かつ合焦補正制御量に見合うように
   フォーカスモータスピードを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。