JPS63113432A - バリフオ−カルレンズ装置 - 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】 （技術分野） 本発明はカメラ等に用いられるバリフォーカルレンズ装
置に関する。

（従来技術） 一般に用いられているズームレンズはズーム作動をさせ
た時にピントがずれるのを防ぐため、ズーム作動による
ピント位置の移動がな１いようにレンズ光学設計上の配
慮がなされている。しかしこの配慮は実際にはレンズの
外形寸法としては大きく、又内部機構としては複雑なカ
ム構成での構造となって現われている。

一方バリフオーカルレンズはズーム作動をさせた時にピ
ント位置が移動するタイプのズームレンズであり、外形
サイズが小さく内部機構がシンプルである。しかしこの
バリフォーカルレンズではズーム作動によりビント位置
が移動するので、ピントズレが生ずる。

（目　　的） 本発明は上記欠点を解消し、外形サイズが小さくて内部
機構がシンプルである上にピントズレを自動的に補正で
きるバリフォーカルレンズ装置　全提供することを目的
とする。

（構　　成） 本発明は第１図に示すように焦点距離の変化によりヒン
ト位置が移動するバリフォーカルレンズ１、！：、この
バリフォーカルレンズ１のフォーカスレンズ位置を変え
るためのフォーカスモータ２と、検出手段３と、制御手
段４とを備えている。そしてバリフォーカルレンズ１の
焦点距離及びフォーカスレンズ位置が検出手段３で検出
され、この検出手段３の出力信号により制御手段４がバ
リフォーカルレンズ１の焦点距離の変化によるピントズ
レ量Ｋ　応Ｕてフォーカスモータ２にフォーカスレンズ
位置を移動させてピントズレを補正する。

以下図面を参照しながら本発明の実施例について説明す
る。

第２図はバリフォーカルレンズの焦点距離と繰り出し量
（フォーカスレンズ位置）の関係を示し。

特性曲線０上ではピント位置が同じになる。通常レンズ
の余分な繰り出しを防ぐためにストッパーが設けられて
いる。このためバリフォーカルレンズは第２図にハンチ
ングで示したように各々の焦点距離によって繰り出せる
距離が制限を受ける。

今レンズか最至近にあったとすると、この状態で焦点距
離を長焦点距離から短焦点距離に変えようとしても上記
繰り出し量の制限により焦点距離を短くすることができ
ない。このようなときは第２図のＡ−Ｆのようにまずレ
ンズをＡからＢまで■側に少し移動させてからＢからＣ
まで焦点距離を変え、０点に達したらまたＤまでレンズ
を移動させてからＥまで焦点距離を変えるという方法を
とればよい。このようなレンズ移動と焦点距離の可変を
繰返すことにより例えば１３５　ｔｎｔｘから３５１ｆ
ｆ富まで焦点距離を変えることができる。また焦点距離
を長い方へ変える場合は第２図の８％ｇのように今度は
焦点距離をａからｂまで変えてからピントズレの生じた
分だけ（ｂからＣまで）レンズを移動させればよい。こ
のような焦点距離の可変とレンズ移動をくシ返すことに
より３５１１１１から１３５１１ｍまで焦点距離を変え
ることができる。

第３図は上述の如く焦点距離を変える本発明の一実施例
の回路構成を示す。図中Ｍ１はバリフォーカルレンズの
焦点距離（ズームレンズ位置）を変えるためのズームモ
ータ、Ｍ２は上記バリフォーカルレンズの繰り出し量（
フォーカスレンズ位置）ｔ−ｆ、するためのフォーカス
モータ、　Ｑｌ〜Ｑ４はズームモータＭ１駆動用トラン
ジスタ、　　Ｑ５〜Ｑ８はフォーカスモータＭ２駆動用
トランジスタ、　ＶＲＩ　、　ＶＨ２はそれぞれ接点が
ズームモータ■、フォーカスモータＭ２の回転に伴なっ
て摺動する焦点距離検出用可変抵抗及び繰り出し量検出
用ポテンシ冒メータ、　ＳＷＩ、　ＳＷ２は焦点距離の
変化方向を検出するためのスイッチであり、スイッチＳ
ＷＩのオンでズームモータＭ１を回転させて焦点距離を
短い方に変化させ、スイッチＳＷ２のオンで逆に焦点距
離を長い方に変化させる。ＳＷ３；　ＳＷ４はマニ瓢ア
ルでフォーカスモータ廊を回転させる時に使用するスイ
ッチ、Ｄ１〜Ｄ４はダイオード、　Ｒ１−Ｒ８は抵抗、
ＣＰＵはマルチプレクサＭＰＸ及びアナログ／デジタル
変換器Ａ／Ｄを有するマイクロコンビエータ。

Ｅは電源である。マイクロコンピュータＣＰＵはボテン
シ四メータ■１．ＶＲ２からバリフォーカルレンズの焦
点距離情報、繰り出し量情報をマルチプレクサ■■を介
してアナログ／デジタル変換器Ａ／Ｄでデジタル変換し
て取り込み、スイッチＳＷＩ〜ＳＷ４の情報を取り込ん
でトランジスタＱ１〜Ｑ８を制御することによってズー
ムモータＭ１及びフォーカスモータ犯を制御してバリフ
ォーカルレンズの焦点距離及び繰り出し量を制御する。

ズームモータＭ１の制御ではスイッチＳＷ１がオンにな
ると。

トランジスタＱ１がオンしてトランジスタＱ２がオフに
なる。この状態でマイクロコンピュータＣＰＵがスイッ
チＳＷＩのオン情報をポートＰＯよシ読み取ってボート
Ｐ２．Ｐ３を高レベル（Ｈ）にすると。

トランジスタＱ３がオフになってトランジスタＱ４がオ
ンになシ、電源ＥからトランジスタＱｌ、ズームモータ
Ｍ１、トランジスタＱ４を通って電流が流れてズームモ
ータＭ１が正方向に回転することによりバリフオーカル
レンズの焦点距離が短い方ニ変化スる。マイクロコンピ
ュータＣＰＵはスイッチＳＷ１がオンしている時にはボ
ー）Ｐ２．Ｐ３を使ってズームモータＭ１の速度制御を
行うことができ、すなわちボー）Ｐ２．Ｐ３を低レベル
（Ｌ）にすればトランジスタＱｌ、Ｑ３がオンになって
ズームモータＭ１の両端が短絡されズームモータＭ１に
制動がかかる。この制動と上記正方向回転を時分割で行
つコとによりズームモータＭＩのパルス制御が可能とな
る。またスイッチＳＷ２がオンした場合にもスイッチＳ
Ｗ１がオンした場合と同様であり、すなわちトランジス
タＱ３がオンになってトランジスタＱｎ＝オフになシ、
マイクロコンビエータＣＰＵがスイッチＳＷ２のオン情
報をボートＰ３よシ読み取ってポー）ＰＯ，ＰＬをＨに
すればトランジスタＱ１がオフになってトランジスタＱ
２がオンになる。したがって電源ＥからトランジスタＱ
３．ズームモータ７１、Ｉ２．）ランジスタＱ２を通っ
て電流が流れ、ズームモータＭ２が逆方向に回転する。

この時マイクロコンビエータＣＰＵはボートＰＯ，ＰＩ
を使りて前述と同様にズームモータＭ１のパルス制御を
行うことができる。またスイッチＳＷ１又はＳＷ２がオ
ンからオフになった場合マイクロコンビエータＣＰＵが
ポー）ＰＩ、Ｐ２をＨにすると、トランジスタＱ２．Ｑ
４がオンしてズームモータＭｌの両端が短絡さし、ズー
ムモータＭ１は制動がかけられて急停止する。まタマイ
クロコンピュータＣＰＵはポー）　ＰＯ〜Ｐ３　全自己
の判断で制御してズームモータＭ１の正逆転及び停止を
行うことができる。またマイクロコンビ具−タＣＰＵは
ボートＰ４〜Ｐ７を使りてフォーカスモータ廊の制御を
ズームモータＭ１の制御と同様に行うことができる。

第４図は上記マイクロコンビエータＣＰＵの処理フロー
を示す。

マイクロコンピュータＣＰＵはまずバリフォーカルレン
ズの繰シ出し量（フォーカスレンズ位置）及び焦点距離
をポテンシ曹メータＶＲＩ　、　ＶＢ２よシマルチブレ
クサＭＰＸ及びアナログ／デジタル変換器Ａ／Ｄを介し
て読み取り、今レンズが第２図のどの位置（例えばＡ又
はａ）にあるかを検出する。

次にスイッチＳＷＩ、　ＳＷ２からの情報よシスイッチ
ＳＷＩ、　ＳＷ２の状態を調べてバリフォーカルレンズ
の焦点距離を変化略せる方向を知る。

■スイッチＳＷＩがオンすれば、すなわち焦点距離を長
焦点距離から短焦点距離に変化させる場合にはポー）　
Ｐ４〜Ｐ７を用いてフォーカスモータ犯を回転させるこ
とによりバリフオーカルレンズを■側へ所定量だけ移動
させる。次にバリフォーカルレンズの繰シ出し量をボテ
フシｌメータＶＲ２からマルチプレクサＭＰＸ及びアナ
ログ／デジタル変換器Ａ／Ｄを介して読み取り、ピント
位置が焦点距離の変化前のピント位置となる目標焦点距
離を演算する。そしてポー）Ｐ２．Ｐ３を用いてズーム
モータＭ１を正方向に回転させることによりバＩ）　７
　を−カルレンズの焦点距離を目標焦点距離まで変化さ
せる。スイッチＳＷｌがオンしている間は上記動作をく
り返し、第２図のＡ−Ｅの如くバリフォーカルレンズの
繰シ出し量及び焦点距離を変化させる。スイッチＳＷＩ
がオフになると、バリフォーカルレンズの焦点距離が目
標焦点距離になっていなければ焦点距離をポテンシテメ
ータＶＲＩからマルチプレクサＭＰＸ、アナログ／デジ
タル変換器Ａ／Ｄを介して読み取り、ピント位置が焦点
距離変化前のピント位置になる目標レンズ位置を演算す
る。そしてポー）　Ｐ４〜Ｐ７を使ってフォーカスモー
タ■を回転させ、レンズ位置を目標レンズ位置まで移動
させる。またスイッチＳＷＩがオンしている時にバリフ
ォーカルレンズの焦点距離が最短焦点距離になればバリ
フォーカルレンズの繰シ出し量及び焦点距離を変化させ
る動作を終了し。

ピント位置が焦点距離の変化前のピント位置になる目標
レンズ位置を演算してフォーカスモータＭ２を回転させ
、レンズ位置を目標レンズ位置まで変化させる。

■スイッチＳＷ２がオンすれば、すなわち焦点距離を短
焦点距離から長焦点距離に変化させる場合にはポー）Ｐ
Ｑ、Ｐｉ、を使ってズームモータＭ１を逆方向に回転さ
せることによりバリフオーカルレンズの焦点距離を長い
方へ変化させる。焦点距離が所定量変化すると、ズーム
モータＭ１を停止させて焦点距離をボテンシ璽メータＶ
Ｒ１からマルチプレクサＭＰＸ、アナログ／デジタル変
換’ａ　Ａ　／　Ｄを介して読み取り、ピント位置が焦
点距離変化前のピント位置になる目標レンズ位置を演算
する。そしてポー）　Ｐ４〜Ｐ７を使ってフォーカスモ
ータＭ２ｔ−回転させ、レンズ位置を目標レンズ位置ま
で移動させる。スイッチＳＷ２がオンしている間は上記
動作をくり返して第２図の８％ｇの如くバリフォーカル
レンズの焦点距離及びレンズ位置を変化させる。スイッ
チＳＷ２がオフになると、焦点距離をボテンシツメータ
ＶＲＩからマルチプレクサ■■、アナログ／デジタル変
換器Ａ／Ｄを介して読み取り、ピント位置が焦点距離変
化前のピント位置になる目標レンズ位置を演算する。そ
してボー）　Ｐ４〜Ｐ７を使ってフォーカスモータＭ２
　ｔ−回転すせ、レンズ位置を目標レンズ位置まで移動
させる。またスイッチＳＷ２がオンしている時にバリフ
ォーカルレンズの焦点距離が最長焦点距離になればバリ
フォーカルレンズの焦点距離及びレンズ位置を変化させ
る動作を終了し、ピント位置が焦点距離変化の前のピン
ト位置になる目標レンズ位置を演算してフォーカスモー
タ克を回転させ、レンズ位置を目標レンズ位置まで移動
させる。

■でレンズ位置を所定量移動させ、■で焦点距離を所定
量移動させる場合はフォーカスモータ滝又はズームモー
タＭ１を一定時間（数ｍｓ　）だけ回転させる。又はボ
テンシ謬メータＶＲＩ　、　ＶＨ２の値を読みなからそ
の値がある値が変化するまでズームモータＭｌ　、フォ
ーカスモータ廊を回転させる。

この実施例はカメラの撮影レンズとして用いられるが、
■、■での所定量はカメラのファインダを見ていてピン
トズレがあまシ目立たない位の量にするのが望ましい。

第５図は本発明の他の実施例を示す。

この実施例ではズームモータＭｌ及びフォーカスモータ
廊はそれぞれズームモータドライバＭＤＩ、フォーカス
モータドライバＭＤ２にょシ駆動されてバリフォーカル
レンズにおけるズームレンズＺＬ。

フォーカｘｖ：／ズ几を移動させ、ボテンシ田メータＶ
ＲＩ　、　ＶＨ２はそれぞれ接点がズームレンズＺＬ。

フォーカスレンズ几の移動に伴なって摺動する。

マイクロコンビエータＣＰＵはボテンシ鷲メータＶＲＩ
　、　ＶＨ２の値をそれぞれアナログ／デジタル変換器
Ａ／ＤＩ、Ａ／Ｄ２を介して読み込み、かつスイッチＳ
Ｗ１〜ＳＷ４ノ情報ＺＣＷ、　ＺＣＣＷ、　ＦＣＷ。

ＦＣＣＷを読み取ってズームモータドライバＭＤＩ、フ
ォーカスモータドライバＭＤ２へ制御信号ＺＭＩ　。

２Ｍ２−　　ＦＭＩ　−ＦＭ２を出力することによりズ
ームモータＭ１及びフォーカスモータ戴を制御する。マ
イクロコンビ具−タＣＰＵは基本的には次表の如くフォ
ーカスモータＭ２を制御し。

すなわちフォーカスモータ犯ヲスイッチＳＷ３　（７）
オンで時計方向（ＣＷ）回転させてスイッチＳＷ４のオ
ンで反時計（ＣＣＷ）回転させ、スイッチＳＷ３　。

ＳＷ４のオン、オフでブレーキをかける。またマイクロ
コンビエータＣＰＵはズームモータＭＤ［；本釣には次
の表の如く制御し、 スナワチズームモータ■をスイッチＳＷＩのオンでＣＷ
回転させてスイッチＳＷ２のオンでＣＣＷ回１賑させ、
スイッチＳＷＩ、ＳＷ２のオン、オフでブレーキをかけ
る。

第６図は上記マイクロコンピュータＣＰＵの処理フロー
の一部を示す。

マイクロコンビエータＣＰＵはまずボテンシ冒メータＶ
ＲＩ　、　ＶＨ２の値をアナログ／デジタル変換器Ａ／
ＤＩ、Ａ／Ｄ２を介して読み込み、レンズがどの位置に
あるかを調べる。第７図はバリフォーカルレンズの焦点
距離と撮影距離との関係を示し。

同一の特性曲線上では焦点距離が変化しても同じ撮影距
離となって今Ａの位置にあるとする。次にスイッチＳＷ
Ｉ又はＳＷ２が押されてオンすることによりズームモー
タドライバＭＤＩにズームモータを回転させる。次にポ
テンシ膠メータＶＲＩＯ値を読み込み、バリフォーカル
レンズがどの位置までズームモータされたかを調べ、そ
の位置を第７図のＢとする。この時フォーカスレンズＦ
Ｌが第７図の０点にあればピント状態がＡ点と同じにな
るから、フォーカスモータドライバＭＤ２にフォーカス
モータΔセを回転させてフォーカスレンズＦＬＩ駆動さ
せる。そしてボテンシ璽メータＶＲ２の値を調べてフォ
ーカスレンズＦＬが０点に達したら、第６図に示されて
いないが、スイッチＳＷ３．　ＳＷ４がオフになりてい
る場合にはスイッチＳＷＩ又はＳＷ２のオンによりズー
ムレンズＺＬを駆動するステップに戻る。またスイッチ
ＳＷ３又はＳＷ４が押されてオンになった場合にはフォ
ーカスモータドライバ■知にフォーカスモータＭ２を回
転させ、ボテンシｑメータＶＲＩ　、　ＶＢ２の値を読
み込むステップに戻る。なおスイッチＳＷＩ又はＳＷ２
がオンしてズーミングが行なわれている時にはスイッチ
Ｓ′ｗ３．　ＳＷ４の人力を無視してフォーカスレンズ
ＦＬの駆動を禁止し、スイッチＳＷ３又はＳＷ４がオン
してフォーカシングが行なわれている時にはスイッチＳ
ＷＩ　。

ＳＷ２の入力を無視してズームレンズＺＬの駆動を禁止
する。

上記実施例ではズーミングをスイッチＳＷＩ　。

ＳＷ２のオンで自動的に行なったが、ズーミングを手動
で行うこともできる。

（効　果） 以上のように本発明によればバリフォーカルレンズを用
いたので、レンズの外形寸法が小さくて内部構成がシン
プルであり、かつ焦点距離の変化によるピントズレを自
動的に補正するので、焦点距離の変化によるピントズレ
の問題がなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図はバリ
フォーカルレンズの焦点距離と繰り出し量との関係を示
す特性曲線図、第３図は本発明の一実施例を示すブロッ
ク図、第４図は同実施例のＣＰＵ処理フローを示す７０
−チャート、第５図は本発明の他の実施例を示すブロッ
ク図、第６図は同実施例のＣＰＵ処理フローの一部を示
すフローチー？−ト、第７図はバリフォーカルレンズの
焦点距離と撮影距離との関係を示す特性曲線図である。 １・・・バリフォーカルレンズ、２・・・フォーカスモ
ータ、３・・・検出手段、４・・・制御手段。 万Ｚ（ −祿ソ士し夛　　　　　　　　　　　０■　σ　口 畳０　口 乃Ｃ圀 ノ磨７　園 撮ｙｆ３′ｆｆ：＃Ｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 焦点距離の変化によりピント位置が移動するバリフォー
   カルレンズと、このバリフォーカルレンズのフォーカス
   レンズ位置を変えるためのフォーカスモータと、上記バ
   リフォーカルレンズの焦点距離及びフォーカスレンズ位
   置を検出する検出手段と、この検出手段の出力信号によ
   り上記バリフォーカルレンズの焦点距離の変化によるピ
   ントズレ量に応じて上記フォーカスモータにフォーカス
   レンズ位置を移動させてピントズレを補正する制御手段
   とを備えたバリフォーカルレンズ装置。