JPS6053907A - 可変焦点距離レンズ装置 - 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】 本発明は可変焦点距離レンズ系に於いて、焦点距離を変
化させた際のピント位置のずれを補正するピント位置補
正装置に関するものである。

一般に可変焦点距離レンズ系即ちズームレンズ系に於い
ては焦点距離を変化させるズーミング操作によって変倍
系としてのノくリエータが移動すると同一被写体に対す
るピント位置が移動してしまう。従って上記光学系をズ
ーミング操作の前に合焦状態に合わせておいてもズーミ
ング操作によってピント位置が合焦状態からずれてしま
う。この為従来は上記ピント位置のずれ１； 状態が補償できる様にしていた。ところが、このバリエ
ータとコンペンセータの機械的な連動関係は複雑できわ
めて高い精度を要求される為、可変焦点距離レンズ装置
の小型軽量化、低コスト化にとって非常に大きな障害で
あった。

そこでこれを解決するものとしてピント位置のずれ状態
を光学的に検知する自動焦点位置検出装置を用いて、こ
れから得られる信号によってモータ等を駆動源として電
気的にコンベンセータを補正位置に移動させ、合焦状態
を補償する様にしたものが特公昭５６−４７５３３号公
報に於いて提案されている。この場合バリエータとコン
ベンセータとの機械的な連動関係が無くなる為、構成が
きわめて簡単になる利点があるが、上記自動焦点位置検
出装置は一般にピントのずれ状態の検出可能域に限界が
あシ、あまシピント位置が合焦位置からずれてしまうと
上記ピントのずれ状態を検出できなくなってしまう欠点
がある。この為、ズーミングによるバリエータの移動で
ピント位置が合焦位置から太きくずれてしまう様なズー
ムレンズ系、即ち焦点距離の長いものや、ズーミングに
よる焦点距離変化の割合、即ちズーム比が大きく至近撮
影の可能なズームレンズ系では、ピント位置が自動焦点
位置検出装置の検出可能域から出てしまうことになシピ
ント位置の補正ができなくなったり、或いは応答速度が
遅くなってしまうという問題があった。

本発明は上記従来の欠点に鑑み成されたもので、変倍系
の移動によって同一被写体に対しピントの位置が移動し
てしまう様な可変焦点距離レンズ系に於いて、上記変倍
系に対する補正系の補正を、まず該変倍系の移動位置に
基づいておおまか尾行なうと共に、その後、焦点位置検
出回路からの信号で、上記補正系の補正を正確に行なう
様にして変倍系の移動に伴ってピント位置が大きくずれ
る様な可変焦点距離レンズ系であっても、変倍系と補正
系との間に複雑な機械的連動関係を設けることなく常に
適正に変倍系の移動に伴う補正系の合焦状態の補償が可
能な可変焦点距離レンズ装置を提供しようとするもので
ある。

以下本発明の実施例を図面を基に説明する。

第１図は第１の実施例に係る可変焦点距離レンズ装置の
光学系を示す模式図で（１）は望遠側、（２）は広角側
を示す０ 図中、ｌは光学系の焦点距離を変化させる為の変倍系と
してのバリエータ、２は上記／％リエータｌの移動によ
りずれる被写体のピント位置を補正する為の補正系とし
てのコンペンセータで該コンベンセータ２は被写体距離
に応じて被写体のピント位置を調節するフォーカシング
機能も有している０尚、３は予定焦点面としてのフィル
ム面である。

そこで、ある距離に被写体がある場合、望遠側の（１）
の状態で合焦状態（被写体のピント位置がフィルム面３
上にある状態）であるとすればバリエータ３を光軸Ｘに
沿って（１）の状態から（２）の広角側に変化させると
その軌跡は実線１ａで示される様になる。その際、合焦
状態を保つ為にはコンペンセータ２はバリエータ３の移
動に対して実線２ａで示される様な軌跡で光軸Ｘ上を移
動する。

一方被写体距離が変化した場合は上記ノ（１ノエータ１
の移動に対して合焦状態を保つ為に、は、コンベンセー
タ２は例えば、破線２ｂで示すね。

る様な軌跡で光軸Ｘ上を移動する。これは上記軌跡２′
を△αだけ全体的に矢印Ｎ方向にシフトさせたものとな
る。即ち、第１図の光学系はフォーカシングの為に要す
るコンペンセータ２の移動量がどの焦点距離にあっても
等しくなる様に構成された光学系なのである。

第２図は第１図の光学系を含む可変焦点距離レンズ装置
全体を示すもので第１図と同一のものは同一の符号で示
し説明は省略する０図中、４は第１図の光学系を含むズ
ームレンズ鏡胴、５はカメラ本体で、内部に可動ミラー
６ｔ［Ｌ、ズームレンズ鏡胴４側から入射する被写体光
りをファインダー光学系７並びに焦点位置検出素子８に
導く、９は）（リエータ１の現在の位置を示す信号を出
力するエンコーダ、１０はエンコーダ９の出力に対応し
て被写体がある所定位置例えばここでは無限位置にある
と仮定した場合に合焦状態となる様なコンペンセータの
位置を示す信号を出力する信号変換回路、１１は信号変
換回路ｌＯの出力を一時記憶する記憶回路、１２は信号
変換回路１０の出力と記憶回路１１の出力の差を演算す
る引算回路、１３は上記エンコーダ９の出力を不図示の
制御回路からの信号によって記憶回路１１と同期して一
時記憶する記憶回路、１４はエンコーダ９の出力と記憶
回路１３の出力を比較する比較回路、１５出回路、１６
はエンコーダ９の出方によって検出されるバリエータ１
の位置からその時の焦点距離に応じたコンベンセータの
敏感度を出方する信号変換回路、１７は焦点位置検出回
路１５の出力と信号変換回路１６の出力を基にピントず
れ量に対応したコンベンセータの移動すべき量を算出す
るコンペンセータ移動量演算回路、１８ば、比４）回路
１４の出力に応じて引算回路１２の出力とコンペンセー
タ移動量演算回路１７の出力のどちらかを選択して出力
するゲート、１９はゲート１８の出力をパルス変換する
パルス変換回路、２０はパルス変換回路の出力に応じて
パルスモータ２１を駆動するパルスモータ、駆動回路で
コンベンセータ２は上記パルスモータ２０の駆動力によ
って移動しピント位置のずれ量を自動的に補正する様に
なっている。

次に本実施例の動作を第１図、第２図を基に説明する。

まず、コンベンセータ２は手動等でフォーカシング操作
されて５合焦状態にあるものとする、その後バリエータ
１がズーミング操作によって、第１図の（１）の状態か
ら（２）の状態に変化したとする。するとバリエータ１
の位置に応じてエンコーダ９から出力されるバリエータ
ｌの位置を示す信号がｆ、からｆ、に変化する。すると
エンコーダ９の上記各出力ｆ、、ｆ、に対応して被写体
が無限位置にあると仮定した場合のコンベンセータ２の
合焦状態を補償する位置を示す信号が信号変換回路１０
から出力される。

尚、ここでは仮にエンコーダ９の出力ｆ、、ｆ２に対し
て、信号変換回路ｌＯから軌跡２ａに対応したａＩ＋”
２といったコンベンセータ２の位置を示す信号が出力さ
れるとする。信号変換回路１０からの出力は、記憶回路
１１に於いて一定時間記憶され、その間にバリエータ１
が移動しａ、　−８２＝Δｄ が演算される。ところで本実施例の光学系は、前述した
様に被写体がどの位置にあっても、バリエータ１の移動
に対しコンベンセータ２の移動量は等しいので被写体を
上記の様に無限位置にある様に仮定せず、その他のどの
位置にあると仮定しても上記△ｄは得ることができる。

即ち、例えば無限ではないある位置に被写体があると仮
定１〜でコンベンセータ２の補正位置が第１図の破線２
ｂの軌跡で示されるものとすれば信号変換回路ｌＯから
１（１）　、　（２１の状態に対して例えばす、、ｂ、
といった上記信号ａｌ＋ａ２とは異なった信号が出力さ
れるが引算回路１２からはす、　−ｂ２＝△ｄ といつだ結果が得られる。従って信号変換回路１０で設
定されるバリエータ１の位置に対するコンベンセータ２
の補正位置を示す信号は被写体の位置をどこに仮定した
ものであってもよい。

エンコーダ９の出力は、信号変換回路１６にも入力され
、バリエータｌのズーミング操作後の位置を示す信号ｆ
、に対するコンベンセータ２の敏感度を示す信号に２が
出力される。一方、その時のピントのずれ駄△ｅが焦点
位置検出回路１５から出力され、コンペンセータ移動量
検出回路１７に於いてコンベンセータ２の移動すべき量
に演算される。即ちピントのずれ量は焦点距離に応じて
変化するがその焦点距離に応じたコンベンセータ２の敏
感度によって割算スることにより、合焦状態とする為の
コンベンセータ２の移動量が演算される。つまり、コン
ベンセ−夕移動量演算回路１７には信号変換回路１６か
らの出力に２と焦点位置検出回路１５からの出力△ｅが
入力され合焦状態となる為のコンペンセータの移動量△
γが として演算され出力される。

比較回路１４は、エンコーダ９から出力されるバリエー
タｌの現在の位置に対応する信号ｆ。

と記憶回路ｌＯに同期したズーミング操作前のズーミン
グ操作されたかどうかの判断をしてゲート１７を制御す
る。ゲー）１７には引算回路１２から入力されるバリエ
ータの移動に対応したコンペンセータ２の補正量ｍｉの
信号△ｄと焦点位置検出回路１５から出力されるピント
のずれ量に対応したコンベンセータ移動量演算回路１７
から出力されるコンペンセータ２の補正移動量の信号△
γが入力される。この場合、ズーミング操作によってバ
リエータｌが移動し、バリエータ１の位置信号がｆ、か
らｆ２の様に変化していると比較回路１３がこれを検知
してゲート１８に、まずバリエータｌの移動位置に対応
して得られるコンペンセータ２の補正移動量の信号△ｄ
を出力させる。そしてパルス変換回路１９はこの信号△
ｄを受けてコンペンセータ２を補正移動量分その符号方
向に動かすべくパルスモータ２１を駆動する駆動回路２
０にその分のパルス信号を出力する。これにより、バリ
エータ１の移動に対応してコンペンセータ２が自動的に
移動して合焦状態を補償する。

ところが、一般にバリエータｌの位置を示す前記エンコ
ーダ９からの位置信号はデジタルコード板等によって形
成される為、バリエータｌの位置はかなりきめの荒い位
置信号忙よって株わされることになる。従って上記補正
移動数の信号Δｄによってコンベンセータ家の移ｍ　を
行なっても、ピント位置が多少フィルム面からずれる現
象が生ずる。そこで、次にこの残りのピント位置のずれ
量をコンベンセータ移動量演算回路１７から得られる信
号△γによって正確に補正する。即ち、ズーミング操作
が継続しておらず上記バリエータｌの位置信号がｆ２の
まま変化しなければ比較回路１４がこれを検知して次に
コンベンセータ移動量演算回路１７からの信号△γを出
力する。するとこの信号△γも、パルス変換回路１８に
よシパルス信号に変換され、−タ２を移動して上記フィ
ルム面３からのピントのずれ量を今度は正確に補正する
。

もちろん、上記ゲート１８が、バリエータｌの移動位置
に対応した信号△ｄを出力した後も上記バリエータ１が
移動し続ける様な場合は比較回路１４がこれを検知する
ので、ゲート１８からはバリエータ１の移動信号に対応
した信号が再び出力されコンペンセータ２のだいたいの
補正をくり返した後バリエータ１の移動が停止した段階
で上記コンベンセータ移動量演算回路１７からの出力で
コンペンセータ２を正確に補正する。

以上のことをまとめるとズーミング操作に対してエンコ
ーダ９、信号変換回路１０．記憶回路１１、引算回路１
２、パルス変換回路１９、パルスモー２１１ｍ回路２０
　、パルス−Ｅ−−夕２１から成る第１の補正手段によ
ってまず、変倍系としてのバリエータｌの移動位置から
補正系とシテノコンベンセータ２の補正量を算出シテコ
ンベンセータ央の補正を路行なうと共に、次に、焦点検
出素子８、焦点検出回路１５．コンベンセータ移動量演
算回路１７、パルス変換回路１９、パルスモータ駆動回
路２０、パルスモータ２１から成る第２の補正手段によ
って光学的にピントのずれ状態を検知してコンペンセー
タ２の補正を正確に行なう。そして、上記第１の補正手
段と第２の補正手段の順序制御は順序制御手段としての
ゲート１８によって行なう様にしているものである。

第３図は、第２図の（Ａ）部分をパルスモータ２１を使
わずに構成する場合のもので、第２図の（Ａ）部分は第
３図の（Ｂ）部分によってそのまま置き換えることがで
きる。第３図について説明すると第２図のゲー）１７か
ら出力される信号はパルス変換回路２２に於いてパルス
変換すれ、そのパルス数がプリセッタブルダウンカウン
タ２３に記憶される〇一方、上記ゲート１８からの信号
はそのままモータ駆動回路２４に入力されてセータ２５
を駆動しコンベンセータ２を移動させる。又モータの駆
動量はデジタルコード板等から構成されるパルス発生器
２６によって測定されそのパルス数がプリセッタブルダ
ウンカウンタ２３に入力される。プリセッタブルダウン
カウンタ２３ではパルス変換回路２２によって設定され
たパルス数が、パルス発生器２６からのパルス信号によ
って減算されていき、ゼロになったことが検知されると
モータ駆動回路２４の作動が停止し、コンベンセータ２
の補正を完了する。

第４図、第５図はそ汎ぞれ第２．第３の実施例に係る可
変焦点距離光学系である。これらはいずれも第１の実施
例と異なりバリエータ２７゜２９の移動に対するコンベ
ンセータ２８．３０の補正移動量が被写体距離に応じて
変化するものである。そこでこの場合は、バリエータ２
７゜２９０各位置に対して被写体が無限と至近との略中
間位置にある状態を想定して第２図の信号変換回路ｌＯ
を設定してやればよい。即ち、第４図、第５図に於いて
、バリエータ２７．２９の光軸Ｘ方向に沿った移動軌跡
２７ａ、２９ａ　に対して、被写体が無限位置にある場
合の合焦状態を補償するコンベンセータ２８．３０の光
軸Ｘ方向の軌跡を２８８．３０　ａ　とし、被写体が至
近位置にある場合の合焦状態を補償するコンベンセータ
２８・３０の光軸Ｘ方向の軌跡を２８ｂ。

３０ｂとすると、それらの略中間位置の軌跡２８ｃ。

３０ｃをコンベンセータ２８．３０が光軸Ｘ方向に沿っ
て移動する様に信号変換回路を設定すればよい。そして
、その他の構成は第１の実施例と全く同一のものを用匹
る〇 以上の様にすれば、ズーミング操作で移動するバリエー
タ２７．２９に対して、ある程度コンベンセータ２８，
３０がピント位置の補正をするのでズーミング操作によ
る大きなピント位置のずれはなくなり、第１の実施例と
同様にして焦点位置検出回路からの信号によシ、正確な
合焦状態の補償を行なうことができる。

尚、上述の実施例ではコンベンセータのおよその補正を
行なう第１の補正手段として電気的なものを示したが、
従来の様な機械的なものでもよい。この場合、第１の補
正手段は概略的なものでよいので精度をあまシ必要とせ
ず、きわめて簡単に構成できることになる。

以上説明した様に本発明は、移動によって焦点距離を変
化する変倍系と該焦点距離の変化に伴う同一被写体に対
するピント位置のずれを補正する補正系とを有する可変
焦点距離レンズ系に於いて、上記変倍系の移動位置から
上記補正系の補正量を算出して、該補正系の補正を行な
う第１の補正手段によってピント位置のずれを概略的に
補正し、その後、上記ピントのずれ状態を光学的に検知
して該補正系の補正ケ行なう第２の補正手段によってピ
ント位置のずれを正確に補正する様にしたものであるか
ら焦点距離変化の割合が大きな可変焦点距離レンズ系で
あっても、簡単な構造で常に正確な変倍系に対する補正
系の合焦状態の補償ができる様になり、きわめてすぐれ
た可変焦点距離レンズ装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る第１の実施列を示す光学系の模
式図、 第２図は第１図の光学系を含む可変焦点距離レンズ装置
の構成図。 第３図は第２図の一部変更図、 第４図は本発明に係る第２の実施列を示す光学系の模式
図、 第５図は本発明に係る第３の実施例を示す光学系の模式
図。 １．２７．２９・・・バリエータ、２，２８．３０・・
・コンヘンセータ、３・・・フィルム面、９・・・エン
コーダ、ｌＯ・・・信号変換回路、Ｉｔ、１３・・・記
憶回路、１２・・・引算回路、１４・・・比較回路、１
５・・・焦点位置検出回路、１６・・・信号変換回路、
１７・・・コンベンセータ移動量演算回路、１８・・・
ゲート、１９・・・パルス変換回路、２０・・・パルス
モータ駆動回路、２１・・・パルスモータ。 手続補正書（自発） 昭和５９年　５月３０日 １　事件の表示 昭和５８年　特許願　第　１（５２３０９号２　発明の
名称 可変値焦点距離レンズ装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 任　所　東京都大［■区下丸子３−３０−２名称　（１
００）キャノン株式会社 代表者賀来龍三部 ４、代理人 居　所　閏１４６東京都大田区下丸子３−３０＝　２キ
ャノン株式会社内（電話７５８−２１１１）５、補正の
対象 明細書 ６８補正の内容 （１）明細書第５頁第６行乃至同第４行中「（１）は望
遠側、（２）は広角側を示す。」を「（１）は広角側、
（２）は望遠側を示す。」に訂正する。 （２明細書第５頁第１６行乃至第１４行中「望遠側の（
１）の状態」を「広角側の（１）の状態」に訂正する。 φ）明細書第５頁第１７行中「の広角側に」を「の望遠
側に」に訂正する。 （４）明細書第６頁第６行中「軌跡２１」を「軌跡２ａ
Ｊに訂正する。 （５）明細書第７頁第１１行中「素子７」を「素子８」
に訂正する。 （６）明細書第９頁第１２行中「本実施例の光学系は」
を「第１図の光学系は」に訂正する。 （７）明細書第１５頁第４行中「ゲート１７」を「ゲー
ト１８」に訂正する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）移動によって焦点距離を変化する変倍系と該焦点
   距離の変化に伴う同一被写体に対するピント位置のずれ
   を補正する補正系とを有する可変焦点距離レンズ系に於
   いて、上記変倍系の移動位置から上記補正系の補正量を
   算出して、該補正系の補正を行なう第１の補正手段と、
   上記ピントのずれ状態を光学的に検知して該補正系の補
   正を行なう第２の補正手段と上記第１の補正手段の動作
   後上記第２の補正手段の動作を開始させる順序制御手段
   とを設けたことを特徴とする可変焦点距離レンズ装置。
2. （２）上記第１の補正手段は、対象が無限位置にある場
   合の上記変倍系の移動位置に対する上記補正系の移動位
   置と対象が至近位置にある場合の上記変倍系の移動位置
   に対する上記補正系の移動位置との略中間位置を想定し
   て、上記補正系の補正量を算出することを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項記載の可変熱１点距離レンズ装
   置。