JPH07181359A - 光学機器 - Google Patents

光学機器

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JPH07181359A
JPH07181359A JP32435793A JP32435793A JPH07181359A JP H07181359 A JPH07181359 A JP H07181359A JP 32435793 A JP32435793 A JP 32435793A JP 32435793 A JP32435793 A JP 32435793A JP H07181359 A JPH07181359 A JP H07181359A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnification
lens
subject distance
focus
lens group
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP32435793A
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English (en)
Inventor
Shigeru Ogino
滋 荻野
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Publication of JPH07181359A publication Critical patent/JPH07181359A/ja
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  • Focusing (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リアフォーカスタイプのレンズ光学系を用い
た場合においても、指定倍率となるように変倍用及び焦
点調節用レンズを移動させることを目的とする。 【構成】 変倍用レンズと焦点調節及び変倍時の補正を
兼ねるレンズの位置情報を用いて被写体距離及び倍率を
求め、指定された倍率になるように両レンズを移動させ
た光学機器を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は指定された倍率になるよ
うにレンズを自動的に移動させる光学機器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、定倍率撮影機能を備えたカメ
ラがある。例えば、特開昭53−113527に開示さ
れたように、被写体距離信号と指定倍率信号とから変倍
レンズ群を駆動し、所定の撮影倍率になるようにしたも
のがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
提案は通称前玉フォーカスと呼ばれるタイプであって、
変倍を行ってもフォーカスレンズを補正移動させる必要
がないものである。したがって、単に指定倍率に変倍レ
ンズを移動させるだけにて指定倍率の設定が行える。
【0004】ただし、フォーカス用レンズが変倍用レン
ズより後方に配設されている光学系では、単に変倍レン
ズを移動させるだけでは焦点状態を維持することができ
ず、何らかのフォーカス用レンズの補正が必要となる。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、変倍作用を果
たす第1のレンズと、焦点調節及び変倍時での補正を兼
ねる第2のレンズと、前記第1及び第2のレンズの位置
を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の位置情
報を用いて被写体距離及び倍率を求める手段と、指定さ
れた倍率になるように前記第1のレンズを所定の位置へ
移動させると共に、前記第1のレンズの前記所定の位置
への移動後における補正を果たす位置に前記第2のレン
ズを移動させる制御手段を有する光学機器を特徴とす
る。
【0006】本発明によれば通称リア・フォーカスと呼
ばれるレンズ光学系においても、指定された倍率に自動
的に変更させることができる光学機器を提供することが
できる。
【0007】
【実施例】図1は本発明の第1の実施例を説明する図で
あり、これをもとに本発明の第1の実施例を説明する。
【0008】本実施例のレンズ光学系は固定の前玉レン
ズ群1,バリエータレンズ群,固定のレンズ群3及びフ
ォーカスレンズ群(コンベンセータ)4の4群構成のリ
アフォーカスレンズタイプである。図2にこのレンズタ
イプの被写体距離に応じたバリエータレンズ群2とフォ
ーカスレンズ群4の位置関係を示す。
【0009】これらの関係を満足するようにフォーカス
レンズ駆動用ステップモータ137とバリエータレンズ
駆動用モータ145を制御する。
【0010】図において151はCCD等の撮像素子。
152は撮像素子151の出力をビデオ信号に変換する
為の処理回路。153は処理回路152の信号に基づき
合焦,非合焦を判別し、非合焦の際には合焦方向を後述
のCPU154へ出力するAF回路。163は絞り装置
であり、電気的に絞り羽根を開閉させて透過光量を可変
させる。150は絞り装置の絞り値を検出する絞りエン
コーダ。149はバリエータレンズ群2の移動位置を検
出するズームエンコーダ。154は制御を行うCPU。
161はバリエータレンズ駆動用モータ145の為のズ
ームモータドライバー。162はフォーカスレンズ駆動
用ステップモータ137の為のステップモータドライバ
ー。
【0011】5は被写体距離認識回路。6は倍率認識回
路、7は現在の被写体距離に対して設定倍率となるよう
なフォーカスレンズ群4,バリエータレンズ群2の各々
位置を算出するレンズ位置算出回路。8は定倍率撮影の
初期において倍率を設定する倍率設定手段であり、本実
施例においては例えばのボタン等の操作により撮影者が
被写体の大きさを決めたときの倍率が設定倍率となり、
CPU154へ記憶される。
【0012】図3に撮影倍率に応じたバリエータレンズ
群位置とフォーカスレンズ群位置の関係を示す。この図
から明らかなように、合焦状態(又は特定被写体距離)
を維持して撮影倍率を一定とするためには、バリエータ
レンズ群2とフォーカスレンズ群4を駆動する必要があ
る。
【0013】5の被写体距離認識回路の動作について説
明する。
【0014】ズームエンコーダ149からバリエータレ
ンズ群2の位置情報aを受け、ステップモータドライバ
162からフォーカスレンズ位置情報bを受ける。これ
らの位置情報a、bより、近似的に以下の式へ代入し
て、被写体距離情報cを算出し出力する。
【0015】C=A1/A2 ・・・式 ただし A1=C1×a2×b2+C2×a2×b+C3
×a2+C4×a×b2+C5×a×b+C6×a+C7
×b2+C8×b+C9 A2=C10×a2×b2+C11×a2×b+C12×
2+C13×a×b2+C14×a×b+C15×a+
C16×b2+C17×b+C18 ただし、C1,C2,C3・・・,C18は定数であ
る。
【0016】次に倍率認識回路6について説明する。
【0017】被写体距離認識回路5と同様にレンズ位置
情報a,bより、以下の式から現在の撮影倍率dを算出
する。
【0018】d=B1/B2 ・・・式 ただし、B1=D1×a2×b2+D2×a2×b+D3
×a2+D4×a×b2+D5×a×b+D6×a+D7
×b2+D8×b+D9 B2=D10×a3×b2+D11×a3+D12×a2
2+D13×a2×b+D14×a2+D15×a×b2
+D16×a×b+D17×a+D18×b2+D19 ただし、D1,D2,・・・,D19は定数である。
【0019】次にレンズ位置算出回路7について説明す
る。現在の被写体距離情報cと撮影倍率dとから、あら
かじめ設定手段8により設定された倍率eになるように
バリエータレンズ群2、フォーカスレンズ群4の各位置
a′,b′を以下の手順に従って算出する。この回路動
作としてのフローチャートを図4に示す。フローチャー
トに従い説明する。なお、スタート時にはフォーカスレ
ンズ群4は合焦状態であることを前提とする。(ステッ
プ1)において被写体距離信号c,撮影倍率d,設定倍
率eが入力され、(ステップ2)において現倍率dと設
定倍率eが等しいかどうか判断する。等しければ(ステ
ップ8)へ進んで終了。等しくなければ(ステップ3)
へ進み、バリエータレンズ位置信号a′が入力される。
初期においてはズームエンコーダ149からの信号aが
入力される。次に(ステップ4)へ進み、信号a′,c
から以下の式を解くことによりフォーカスレンズ位置
b′を算出する。
【0020】 E1×b′2+E2×b+E3=0 ・・・式 ただし、E1=F1×a′2×c+F2×a′2+F3×
a′×c+F4×a′+F5×c+F6 E2=F7×a′2×c+F8×a′2+F9×a′×c
+F10×a′+F11×c+F12 E3=F13×a′2×c+F14×a′2+F15×
a′×c+F16×a′+F17×c+F18 ただし、F1,F2,・・・,F18は定数である。
【0021】上式はb′の2次式であり、解の公式から
容易に解くことができる。解が2つあるが、現在のレン
ズ位置bに近い方でかつ、フォーカスレンズ群4位置の
可動範囲内の解を選びb′とする。次に(ステップ5)
へ進み、(ステップ4)で求めたb′とa′とから、前
述した式から倍率d′を算出する。(ステップ6)に
て倍率d′と設定倍率eが等しいか否かを判断し、等し
ければ(ステップ7)へ進み、CPU154へ設定倍率
eになるようなバリエータレンズ位置a′とフォーカス
レンズ位置b′の信号を出力し、CPU154から駆動
指令が各モータドライバへ送られてモータがa′,b′
まで各々駆動される。等しくなければ(ステップ9)へ
進み、バリエータレンズ位置a′へあらかじめ設定され
ている定数Δaが加算され、再度(ステップ4)へ進
む。Δaはa′に対し、十分小さいことが望ましい。
【0022】以上の一連の動作により、非常に簡単な式
でバリエータ,フォーカスレンズ位置a,b及び被写体
距離c,撮影倍率dを算出することで、迅速に所定倍率
eとなるようなレンズ位置a′,b′を算出し、両レン
ズ2,4を駆動することができる。これによりリアフォ
ーカスタイプのレンズにおいても、定倍率撮影を可能と
するレンズシステムを実現可能とした。
【0023】(他の実施例)次に第2の実施例について
説明する。
【0024】図6をもとに説明すると、本実施例におい
ては図5に示すようにバリエータレンズ群2とフォーカ
スレンズ群4の可動部分(斜線の部分以外)を所定の領
域に分割し、各々の領域の代表被写体距離α,代表撮影
倍率βを設定する。各数値α,βの設定の仕方は、例え
ば各領域の中心値でも良いし、平均値でも良い。
【0025】これらの代表値α,βは、被写体距離デー
タ9、代表撮影倍率データ10として蓄積される。一連
の定倍率動作について説明する。第1の実施例と同じも
のは同記号をつけてあるので説明は省略する。
【0026】バリエータレンズ位置信号a,フォーカス
レンズ位置信号bからバリエータレンズ群2とフォーカ
スレンズ群4(a,b)がどの領域にあるのか判別し、
代表被写体距離データ9,10代表撮影倍率データによ
り、代表値α,βが読み込まれる。これらの代表値αを
もつ領域の中心座標の集合(X,Y)情報をレンズ位置
認識回路11へ送る。Xはバリエータ,Yはフオーカ
ス。又、代表倍率βと設定倍率eの値をもつ領域の中心
座標の集合(O,P)を11へ送る。0はバリエータレ
ンズ位置,Pはフォーカスレンズ位置を示す。
【0027】レンズ位置認識回路11において、初めに
代表倍率βと設定倍率eが等しいか否かを判断し、等し
ければレンズ位置は(a,b)のままで動作終了とな
り、等しくない場合は、バリエータレンズ,フォーカス
レンズ位置座標の集合(X,Y)と(O,P)の共通要
素を探す。探した共通要素を(a′,b′)としCPU
154へ出力し各レンズ2,4を駆動して設定倍率とす
る。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明ではリアフ
ォーカスタイプのレンズ光学系においても合焦状態(又
は特定被写体距離)を維持したままで指定倍率への自動
変更を可能とするシステムを実現することができた。
【0029】なお、第1の実施例においては簡単な式に
より、各数値を計算することができ指定倍率による定倍
率撮影を迅速に行なうことができる。
【0030】なお、第2の実施例においては、領域分割
した領域毎に代表値を持たせることにより、簡単な判別
機能だけで指定倍率による定倍率撮影を行なうことがで
きた。
【0031】なお、第1の実施例と第2の実施例の組み
合せの例も容易に考えられるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例を説明する回路構成図
【図2】リアフォーカスタイプレンズのトレースライン
を示す説明図
【図3】定倍率撮影のトレースラインを示す説明図
【図4】第1の実施例の動作を説明するフローチャート
【図5】領域分割を示す説明図
【図6】第2の実施例を説明する回路構成図
【符号の説明】
1,2,3,4 レンズ 154 CPU 5 被写体距離認識回路 6 倍率認識回路 7 レンズ位置算出回路 9 代表被写体距離データ 10 代表倍率データ 11 レンズ位置認識回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03B 3/02 13/32 G03B 3/02

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 変倍作用を果たす第1のレンズと、焦点
    調節及び変倍時での補正を兼ねる第2のレンズと、前記
    第1及び第2のレンズの位置を検出する位置検出手段
    と、前記位置検出手段の位置情報を用いて被写体距離及
    び倍率を求める手段と、指定された倍率になるように前
    記第1のレンズを所定の位置へ移動させると共に、前記
    第1のレンズの前記所定の位置への移動後における補正
    を果たす位置に前記第2のレンズを移動させる制御手段
    を有することを特徴とする光学機器。
  2. 【請求項2】 上記第1及び第2のレンズの可動範囲を
    複数の領域に分割し、これら領域毎に被写体距離データ
    と倍率データを設定し、上記制御手段は上記位置検出手
    段にて検出した前記第1及び第2のレンズの位置情報と
    前記被写体距離データ及び倍率データを用いて、指定さ
    れた倍率になるように前記第1及び第2のレンズを移動
    させたことを特徴とする請求項1記載の光学機器。
JP32435793A 1993-12-22 1993-12-22 光学機器 Withdrawn JPH07181359A (ja)

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JP32435793A JPH07181359A (ja) 1993-12-22 1993-12-22 光学機器

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JP32435793A Withdrawn JPH07181359A (ja) 1993-12-22 1993-12-22 光学機器

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JP (1) JPH07181359A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008203515A (ja) * 2007-02-20 2008-09-04 Canon Inc フォーカスレンズ、ズームレンズの駆動手段を有する光学機器
CN102281397A (zh) * 2010-06-11 2011-12-14 佳能株式会社 摄像设备和摄像设备的控制方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008203515A (ja) * 2007-02-20 2008-09-04 Canon Inc フォーカスレンズ、ズームレンズの駆動手段を有する光学機器
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Legal Events

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A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20010306