JPS6262313A - 前玉固定ズ−ムレンズのレンズ移動装置 - 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 本発明はビデオカメラ等に用いられるズームレンズのレ
ンズ移動装置に関し、特に変倍レンズより像側に合焦レ
ンズを設けたいわゆる前玉固定ズームレンズのレンズ移
動装置に関するものである。

従来の技術 従来の極めて一般的なズームレンズは、被写体側より順
に合焦レンズ、変倍レンズ、補正レンズ。

リレーレンズが配置されているいわゆる後玉固定ズーム
レンズであった。

かかる後玉固定ズームレンズにおいては合焦レンズであ
る前玉が、レンズの重要な性能である明るさおよび最長
焦点距離を決定する。

従って、前玉はレンズ性能を高めるため、通常非常に大
きなかつ重いレンズで構成されており、その合焦操作の
だめのレンズ移動構成は高価なものとなっていた。

さらに、上記前玉の焦点距離は通常一定の所定長になさ
れており、被写体距離の変動如対する合焦のだめの移動
量は大きく、かつ近点側に限界を有し、約１ｍ前後の被
写体にまでしか合焦できなかった。

これに対し冒頭に述べた変倍レンズより像側に合焦レン
ズを設けた前玉固定ズームレンズは、上記のような不都
合は発生せず、即ち、合焦操作のために移動させる必要
のあるレンズはいわゆる後玉であることから小さく軽い
レンズが採用でき、かつその移動量は全体的にみて少な
く、さらに焦点距離が短かい程より少なくなり、また焦
点距離の設定により近点側限界もなくなることが知られ
ている。

しかしながら、前玉固定ズームレンズにおける合焦レン
ズの移動量が、変倍レンズの位置即ち設定焦点距離と被
写体までの距離という２変数の関数によって決定される
ことから、レンズの移動装置として一般的なカム機構て
よって上記関数に対処することは極めて困難となる。

一方、近年の電子部品分野においてはマイクロコンピュ
ータが安価に利用できるようになってきており、従って
このマイクロコンピュータに上述した２変数の関数を記
憶させ、焦点距離信号と被写体距離信号とを入力し、合
焦レンズの適正位置を演算し、その演算結果に基づいて
合焦レンズを移動させるような展開が嚢用レベルとなっ
てきている。

例えば、特開昭５３−１１６８２８号公報には変倍レン
ズの変倍量を検出し変倍信号を得る検出装置と、被写体
までの距離を自動的に測定し距離信号を得る検出装置と
、雨検出装置から得られる出力信号を所定の関数に基づ
いて処理する演算手段と、この演算手段の演算結果によ
りズームレンズを構成するレンズ群を適宜移動せしめる
手段とを備え、変倍量の変動と被写体までの距離の変動
を自動的に補償する自動フォーカシング方式が上記演算
手段の具体的な開示はないものの示されている。

発明が解決しようとする問題点 上述したように小さく軽いレンズで合焦操作を可能とし
、かつ変倍レンズの移動との組み合わせに゛より近点側
の限界をなくすことができる前玉固定ズームレンズは、
近年種々提案されてきているわけであるが、その実用化
を考えた場合、具体的なレンズ群の移動制御構成の開示
がなく、場合によっては下記のような問題点を生じるこ
とが考えられる。

例えば、ビデオカメラ等においては先の特開昭５３−１
１６８２８号公報に開示されたオートフォーカス方式に
よるレンズ移動機能に加え、通常撮影者の手動操作によ
り合焦レンズを移動せしめるいわゆるパワーフォーカス
機能が付加されており、一方、ズーミング操作は通常手
動で行なわれることから、パワーフォーカス操作時にお
ける短焦点距離側（以下単にワイド側と記す）から長焦
点距離側（以下単にテレ側と記す）へのズーミング操作
時を考えると、正確な被写体距離信号がなければテレ側
で像ボケを生じてしまう問題点を有することになる。

即ち、前玉固定ズームレンズは前述したようにワイド側
での合焦レンズの移動量は少なくても良く、従って被写
体距離信号がワイド側でのパワーフォーカス操作によっ
て得られた信号であれば、その信号は極めて精度の悪い
信号となり、この結果テレ側へのズーミング操作時上記
精度の悪い被写体距離信号を採用すると轟然のことなが
らテレ側において像ボケを生じてしまうわけである。

本発明は上記のような点を考慮してなしたもので、前玉
固定ズームレンズのパワーフォーカス操作時におけるズ
ーミング操作時に生じる像ボケをなくすことができる上
記前玉固定ズームレンズのレンズ移動装置を提供するこ
とを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明による前玉固定ズームレンズのレンズ移動装置は
、ズーミング操作を指示するズーミング操作信号を出力
するズーミング操作指示手段と、上記ズーミング操作信
号を受けて変倍レンズを移動せしめる変倍レンズ移動手
段を動作せしめる変倍レンズ移動制御手段と、上記変倍
レンズ位置を検出し、変倍レンズ位置信号を出力する変
倍レンズ位置検出手段と合焦操作を指示する合焦操作信
号を出力する合焦操作指示手段と、上記合焦操作信号を
受けて合焦レンズを移動せしめる合焦レンズ移動手段を
動作せしめる合焦レンズ移動制御手段と、上記合焦レン
ズ位置を検出し、合焦レンズ位置信号を出力する合焦レ
ンズ位置検出手段と、上記合焦操作指示手段の動作時は
供給される上記変倍レンズ位置信号の新しいデータを更
新記憶し、上記ズーミング操作指示手段の動作時には記
憶されているデータをラッチする変倍レンズ位置記憶手
段と上記合焦操作指示手段の動作時は供給される上記合
焦レンズ位置信号の新しいデータを更新記憶し、上記ズ
ーミング操作指示手段の動作時には記憶されているデー
タをラッチする合焦レンズ位置記憶手段と、上記変倍レ
ンズ位置記憶手段および上記合焦レンズ位置記憶手段の
記憶している２種のデータと上記変倍レンズ位置信号と
が供給されることだより、上記合焦レンズの上記供給さ
れた変倍レンズ位置信号に対応した適正位置を演算し、
その演算に基づき上記合焦レンズの移動動作を制御する
制御信号を上記合焦レンズ移動制御手段に供給する演算
手段とを備えて構成される。

作　　用 本発明による前玉固定ズームレンズのレンズ移動装置は
、上記のような構成を有することから、パワーフォーカ
ス操作時におけるワイド側からテレ側へのズーミング操
作は、ワイド側での撮影を行なうために周知のようにあ
らかじめテレ側で合焦操作を行なっておけば、上記あら
かじめ行った合焦操作時における変倍レンズ位置および
合焦レンズ位置が記憶されることになり、したがって、
この記憶されている両レンズ位置から極めて正確な被写
体距離信号が形成できることから、かかる正確な被写体
距離信号と変倍レンズ位置とによって合焦レンズの位置
を制御しつつ行なえることになり、テレ側に達しても像
ボケが生じることはなくなるわけである。

実施例 図は本発明による前玉固定ズームレンズのレンズ移動装
置の基本構成を示すブロック図であり、図中１は、手動
操作されることによりワイド側あるいはテレ側へのズー
ミング操作を指示するズーミング操作信号を出力するズ
ーミング操作指示手段を示している。

２は上記ズーミング操作に応じた側へ変倍レンズ４を移
動せしめるために例えば、ステッピングモータである変
倍レンズ移動手段３の動作を制御する変倍レンズ移動制
御手段を示している。

６は変倍レンズ４の位置を検出し、変倍レンズ位置信号
を出力する変倍レンズ位置検出手段であり、例えば周知
のエンコーダ機構あるいは変倍レンズ４の移動手段とし
てステッピングモータラ使用する場合には、このステッ
ピングモータに供給する駆動パルスを積算するメモリ等
によって構成されるものである。

６は手動操作されることにより遠点側あるいは近点側へ
の合焦操作を指示する合焦操作信号を出力する合焦操作
指示手段、了は上記合焦操作信号に応じた側、および後
述する演算手段１３の指示する位置へ合焦レンズ９を移
動せしめるために、例えばステッピングモータである合
焦レンズ移動手段８の動作制御を行なう合焦レンズ移動
制御手段を示している。

１ｏは合焦レンズ９の位置を検出し、合焦レンズ位置信
号を出力する合焦レンズ位置検出手段であり、先に述べ
だ変倍レンズ位置検出手段６と同様の構成にて構成され
るものである。

１１は合焦操作指示手段６が合焦操作信号を出力してい
る時は、変倍レンズ位置検出手段６の出力する変倍レン
ズ位置信号の新しいデータを更新記憶し、ズーミング操
作指示手段１がズーミング操作信号を出力している時は
記憶しているデータをラッチする変倍レンズ位置記憶手
段を示している。

１２は合焦操作指示手段６が合焦操作信号を出力してい
る時は合焦レンズ位置検出手段１ｏの出力する合焦レン
ズ位置信号の新しいデータを更新記憶し、ズーミング操
作手段１がズーミング操作信号を出力している時は記憶
しているデータをラッチする合焦レンズ位置記憶手段を
示している。

１３は上記変倍レンズ位置記憶手段１１および合焦レン
ズ位置記憶手段１２が記憶している２種の記憶データな
らびに変倍レンズ位置検出手段５が出力している変倍レ
ンズ位置信号とが供給されることにより、上記供給され
た変倍レンズ信号に対応した上記合焦レンズ９の適正位
置を演算し、その演算結果にもとづいた上記合焦レンズ
９の移動動作を制御する制御信号を出力し前述した合焦
レンズの移動制御手段に供給する演算手段を示している
。

以下、上記のような構成からなる本発明による前玉固定
ズームレンズのレンズ移動装置の一実施例の動作につい
て説明する。

今、任意の被写体のワイド側で撮影するべく、周知の操
作、即ち、一度テレ側で合焦操作を行なった後、所望の
ワイド側焦点距離へのズーミング操作を行なうとすると
、まず、ズーミング操作指示手段１が動作せしめられる
ことになる。

即ち、ズーミング操作指示手段１はまず、テレ側を指示
するズーミング操作信号を出力することになり、変倍レ
ンズ移動制御手段２は、変倍レンズ４をテレ側に移動せ
しめるべく変倍レンズ移動手段３の動作を開始せしめる
。変倍レンズ移動制御手段２による変倍レンズ移動手段
３の動作によって変倍レンズ４が移動し始めると、変倍
レンズ位置検出手段５は、その移動位置に応じた変倍レ
ンズ位置信号を出力することになる。

この変倍レンズ位置信号は演算手段１３に供給され、演
算手段１３はそれまでに変倍レンズ位置記憶手段１１１
合焦レンズ位置記憶手段１２に記憶されている何らかの
記憶データと上記変倍レンズ位置信号とによって決めら
れる位置に合焦レンズ６を移動させるべく、合焦レンズ
移動制御手段７の動作を制御する制御信号を出力する。

この結果、合焦レンズ９も合焦レンズ移動手段８によっ
て上記変倍レンズ４の移動と共に移動せしめられること
になり、勿論、合焦レンズ位置検出手段１０も動作しそ
の移動に対応した合焦レンズ位置信号を出力することに
なる。

しかしながら、上記合焦レンズ９の移動は、撮影者が撮
影したい所望被写体に対して合焦状態を得るだめの移動
ではないことは明らかである。

即ち、先の演算手段１３に供給される変倍レンズ位置記
憶手段１１および合焦レンズ位置記憶手段１２に記憶さ
れている記憶データは、上記動作がズーミング操作指示
手段１によるズーミング操作時であり、上記両記憶手段
１１．１２Ｈ変倍レンズ位置検出手段６２合焦レンズ位
置検出手段１゜の出力する位置信号の新しいデータを更
新記憶することはなく、したがって、前回の撮影時に残
っていた別の被写体に対する記憶データしか有しておら
ず、この結果、上述したように合焦レンズ９の移動は所
望被写体゛に対応しないことになるわけである。

上記のような動作により、変倍レンズ４がテレ側にまだ
合焦レンズ９が適宜の位置に移動されると次いで、撮影
したい被写体に対する合焦操作が行なわれることになる
。

上記の合焦操作は、手動操作される合焦操作指示手段６
による近点あるいは遠点側への合焦操作信号の出力によ
りなされ、実際には先の合焦レンズ９の位置を考慮した
側への合焦操作信号が出力され、および所望被写体位置
を考慮した側への合焦操作信号が出力されることになる
。合焦操作信号が出力されると、合焦レンズ移動制御手
段７は、合焦レンズ９を合焦操作信号の指示する方向へ
移動させるべく合焦レンズ移動手段８を動作せしめ、よ
って合焦レンズ９は撮影者が撮影したい被写体に対して
合焦状態を得るべく移動を開始する。

しだがって、合焦レンズ位置検出手段１０は、上記移動
に対応して変化する合焦レンズ位置信号を出力すること
になる。

一方、この時、上述した合焦操作信号は変倍レンズ位置
記憶手段１１および合焦レンズ位置記憶手段１２に供給
され、両記憶手段１１．１２を供給される新しいデータ
を更新記憶できる状態になす。しだがって、変倍レンズ
位置記憶手段１２は前述したズーミング操作によって設
定された変倍レンズ４の位置を示す変倍レンズ位置検出
手段６の出力する変倍レンズ位置信号を新たに記憶する
ことになる。

また、合焦レンズ位置記憶手段１２も上述した所望被写
体に対する合焦操作指示手段６の動作に基づく合焦レン
ズ９の移動にともない変化する合焦レンズ位置検出手段
１ｏの出力する合焦レンズ位置信号を更新記憶してゆく
。上記のような操作による合焦レンズ９の移動により今
、所望被写体に対する合焦状態が得られたとすると、合
焦操作指示手段６の動作は停止せしめられ、よって変倍
レンズ位置記憶手段１１および合焦レンズ位置記憶手段
１２の記憶データは再び合焦操作手段１の動作が行なわ
れるまでラッチされると共に合焦レンズ９の移動動作は
停止せしめられ、次いで撮影したいワイド側の焦点距離
を得るべく再びズーミング操作指示手段１の操作による
ワイド側へのズーミング動作が行なわれることになる。

この再度のズーミング操作指示手段１のズーミング操作
に基づく動作は、ズーミング方向は反対となるものの基
本的には前述したテレ側へのズーミング動作と同様の動
作となり、即ち、ズーミング操作指示信号によって変倍
レンズ４は移動しくこの場合はワイド側へ移動する）、
また合焦レンズ９も上記変倍レンズ４の移動に対応して
移動することになる。

しかしながら、今回のズーミング操作における上記合焦
レンズ９の移動動作について考えてみると、もちろん演
算手段１３による合焦レンズ移動制御手段７に対する制
御信号の供給によってなされるわけであるが、演算手段
１３に供給されている変倍レンズ位置記憶手段１１、合
焦レンズ位置記憶手段１２の記憶データが先のテレ側に
おける合焦操作によって更新されており、その制御状態
が前述したテレ側へのズーミング操作の場合とは異なる
ことになる。

即ち、前述した合焦操作時、変倍レンズ位置記憶手段１
１および合焦レンズ位置記憶手段１２の記憶内容は、所
望被写体に対して合焦状態の得らまたテレ側の変倍レン
ズ位置および合焦レンズ位置に更新されており、組み合
せることにより極めて精度の高い一つの被写体距離信号
を形成できる内容となっている。

したがって、上記両記憶内容と変倍レンズ位置信号とが
供給される演算手段１３にあっては、精度の高い距離信
号と変倍レンズ位置が得られているわけであるから、変
倍レンズ位置に対応した合焦状態の得られる合焦レンズ
位置を高精度に得られることになる。

この結果、上記の再度のズーミング操作により所望のワ
イド側の焦点距離を適宜設定すれば、その所望の焦点距
離にて所望の被写体を合焦状態で撮影できることになる
わけである。

以上、所望の被写体をワイド側の所望焦点距離にて手動
操作により撮影する場合について述べだが、次にかかる
撮影状態からテレ側にズーミング操作を行なう場合につ
いて述べる。

この場合も、ズーミング操作指示手段１がテレ側を指示
するズーミング操作信号を出力することになり、以降の
動作は前述したテレ側へのズーミング操作時と基本的に
は同様となることはいうまでもない。

即ち、変倍レンズ４はテレ側に移動し、また合焦レンズ
９も演算手段１３が出力する制御信号に基づき、上記変
倍レンズ４の移動にともなって移動することになるわけ
である。

ここで、上記の場合における合焦レンズ９の移動動作に
ついて考えてみると、演算手段１３に供給されている変
倍レンズ位置記憶手段１１および合焦レンズ位置記憶手
段１２の記憶データが、所望の被写体に対してテレ側で
合焦操作を行なった場合のデータであることから上述し
たワイド側へのズーミング操作同様、極めて精度の高い
距離情報を形成できる上記両記憶手段１１．１２の出力
する記憶データと変倍レンズ位置検出手段６の出力する
変倍レンズ位置信号とによって制御されることになる。

この結果、所望被写体をワイド側で撮影している状態か
らテレ側へのズーミング操作を行なっても、合焦レンズ
９は設定される焦点距離にかかわらず、所望被写体に対
して合焦状態の得られる位置に移動せしめられることに
なり、像ボケが生じることはない。

発明の効果 以上述べたように、本発明による前玉固定ズームレンズ
のレンズ移動装置は、ズーミング操作時は記憶内容がラ
ッチされ、手動操作に基づく合焦操作時には供給される
変倍レンズ位置信号、および合焦レンズ位置信号の各デ
ータを更新記憶する変倍レンズ位置記憶手段と、合焦レ
ンズ位置記憶手段とを設け、この両記憶手段の２種の記
憶データと変倍レンズ位置信号との３つの変数が供給さ
れる演算手段によって、ズーミング操作時における変倍
レンズの移動にともない必要となる合焦レンズの移動を
制御することから、一度テレ側で所望被写体に対する手
動操作に基づく合焦操作を行なってやれば、以降、どの
ようなズーミング操作を行なっても合焦レンズは、上記
所望被写体に対して合焦状態の得られる位置に移動せし
められることになり、手動操作に基づく合焦操作時のズ
ーミング操作によって像ボケを生じることがなくなる効
果を有することになる。

置の基本構成を示すブロック図である。

１・・・・・・ズーミング操作指示手段、２・・・・・
・変倍レンズ移動制御手段、３・・・・・・変倍レンズ
移動手段、４・・・・・・変倍レンズ、６・・・・・・
変倍レンズ位置検出手段、６・・・・・・合焦操作指示
手段、７・・・・・・合焦レンズ移動制御手段、８・・
・・・・合焦レンズ移動手段、９・・・・・・合焦レン
ズ、１ｏ・・・・・・合焦レンズ位置検出手段、１１・
・・・・・変倍レンズ位置記憶手段、１２・・・・・・
合焦レンズ位置記憶手段、１３・・・・・・演算手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 焦点距離を制御する変倍レンズより像側に焦点調節用の
   合焦レンズを有した前玉固定ズームレンズのレンズ移動
   装置であって、ズーミング操作を指示するズーミング操
   作信号を出力するズーミング操作手段と、前記ズーミン
   グ操作信号を受けて前記変倍レンズを移動せしめる変倍
   レンズ移動手段を動作させる変倍レンズ移動制御手段と
   、前記変倍レンズの位置を検出し、変倍レンズ位置信号
   を出力する変倍レンズ位置検出手段と、手動操作され合
   焦操作を指示する合焦操作信号を出力する合焦操作指示
   手段と、前記合焦レンズを移動せしめる合焦レンズ移動
   手段と、前記合焦レンズの位置を検出し、合焦レンズ位
   置信号を出力する合焦レンズ位置検出手段と、前記変倍
   レンズ位置信号が供給され、前記合焦操作指示手段の動
   作時は、前記供給される変倍レンズ位置信号の新しいデ
   ータを更新・記憶し、前記ズーミング操作指示手段の動
   作時には記憶されているデータをラッチする変倍レンズ
   位置記憶手段と、前記合焦レンズ位置信号が供給され前
   記合焦操作指示手段の動作時は前記供給される合焦レン
   ズ位置信号の新しいデータを更新記憶し、前記ズーミン
   グ操作指示手段の動作時には記憶されているデータをラ
   ッチする合焦レンズ位置記憶手段と、前記変倍レンズ位
   置記憶手段、前記合焦レンズ位置記憶手段の記憶してい
   る２種のデータと前記変倍レンズ位置信号とが供給され
   ることにより、前記供給された変倍レンズ位置信号に対
   応した前記合焦レンズの適正位置を演算し、前記合焦レ
   ンズの移動を制御する制御信号を出力する演算手段と、
   前記合焦操作信号あるいは前記制御信号が供給されるこ
   とにより、前記合焦レンズ移動手段を前記合焦操作信号
   あるいは前記制御信号に応じて制御する合焦レンズ移動
   制御手段とを備え、ズーミング操作時、前記合焦レンズ
   の位置を前記変倍レンズ位置記憶手段、前記合焦レンズ
   位置記憶手段による２種の記憶データおよび前記変倍レ
   ンズ位置信号の３つの変数によって設定する前玉固定ズ
   ームレンズのレンズ移動装置。