JPS63291016A

JPS63291016A - バリフォ−カルレンズ制御装置

Info

Publication number: JPS63291016A
Application number: JP12502187A
Authority: JP
Inventors: Yoshimi Ono; 好美大野; Takayuki Hatase; 貴之畑瀬
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1987-05-23
Filing date: 1987-05-23
Publication date: 1988-11-28
Anticipated expiration: 2013-10-22
Also published as: JP2814240B2

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】（ａ）　　技術分野本発明は、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」二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」
−記光軸」二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」−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−３＝意の第」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
ォーカルレンズに関するものである。

（ｂ）　　従来技術焦点距離の変化に応じて同一物体に対する合焦レンズ群
の合焦位置が変化するバリフォーカルレンズでは、設定
焦点距離を更新するに伴って発生するピント移動を補正
する必要がある。そして一般には、この補正制御のため
の合焦レンズ群の駆動はフォーカスモータによって行わ
れる。ところが変倍操作は使用者によって任意の方向に
操作されるため、フォーカスモータの駆動方向も一概に
定まらず、フォーカスモータの駆動方向の決定に際し時
間がかかり、応答性において問題があった。

そこで、変倍レンズ群の焦点距離の変化を検出して、こ
の情報によって合焦レンズ群の駆動方向を決定する自動
焦点装置が特開昭６０−２１１４．１４号公報で提案さ
れている。つまり、この従来例においては、変倍レンズ
群と連動する可変抵抗を付設し、この可変抵抗の出力電
圧をアナログ処理することによって変倍レンズ群の変倍
方向を検出し、最終的に合焦レンズの駆動方向を決定し
ている。上記アナログ処理は、差動増幅回路、サンプル
ホールド回路およびゼロクロス・コンパレータ等により
行われ、前回の焦点距離更新後の上記出力電圧をｖｌ、
そして今回の変倍操作によって上記出力電圧がｖ２にな
ったとすると、サンプルホールド回路によって保持され
ている出力電圧Ｖ。

と今回の出力電圧■２との差が差動増幅回路から出力さ
れ、この出力が正であるか負であるかをゼロクロス・コ
ンパレータによって判定し、このゼロクロス・コンパレ
ータの出力レベルをもって合焦レンズ群の駆動方向を決
定するのである。

しかしながら、この従来例によれば、上記可変抵抗に印
加されている電源電圧の変動、該可変抵抗の分解能およ
びアナログ処理の精度等により、本来駆動すべき方向と
逆の方向に駆動するような誤動作が起る可能性がある。

このような場合、至近位置およびω位置の両終端に設け
られた終端検出のリミッタスイッチの出力および上記ゼ
ロクロス・コンパレータ等の出力を受け、上記フォーカ
スモータの回転方向を決定する論理回路の論理が狂い、
その結果、合焦レンズ群が上記リミッタスイッチに衝接
した状態で制御不能となる問題がある。

（ｃ）　　目的本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、その目的
とするところは、安価にして小型でしかも簡略な光学系
であるバリフォーカルレンズを用いながら、合焦レンズ
群を一旦合焦操作した後、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するに際し、合焦
レンズ群の駆動方向を迅速且つ自動的に決定し得るバリ
フォーカルレンズ制御装置を提供することにある。

（ｄ）　　構成本発明は、上述の目的を達成させるため、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、上記至近位置か
ら上記無限遠位置の間にある上記合焦レンズ群の位置を
検出する合焦レンズ群位置検出手段と、上記全系焦点距
離に対応する上記光軸上の上記変倍レンズ群の位置を検
出する変倍レンズ群位置検出手段と、上記変倍駆動手段
に対して上記変倍レンズ群の上記最短焦点距離側から上
記最長焦点距離側への駆動を指示する倍率増加指示信号
またはこの倍率増加の逆の駆動をする倍率減小指示信号
を出力する外部操作可能な変倍方向指示手段と、上記変
倍レンズ群が変倍駆動手段によって駆動されている時に
当該焦点距離に対する上記結像位置ずれを補正すべき補
正量を算出し上記変倍方向指示手段の出力にょって合焦
レンズ群の駆動方向を決定し該補正量に応じて上記合焦
レンズ群を上記合焦位置へ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、上記全系
焦点距離の更新に伴なう結像位置ずれを迅速且つ自動的
に補正するように構成したものである。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて具体的に説
明するが、それに先立って本発明の根拠となる理論につ
いて述べる。

ズームレンズとは、変倍操作（全系焦点距離ｆの更新）
によってピント移動しないものをいう、と定義されてい
るが、本発明においては、その理論の出発点として、ま
ず上記ピント移動を許すこととしている（最終的にはこ
のピント移動を補正して合焦状態にする）。尚、本理論
は、散散えず、フロントフォーカシング方式を前提とし
て説明を進める。

ズーミング操作による画角の変化を視覚的にとらえる場
合、特にズーミング操作をモータ等によって駆動する、
いわゆるパワーズームを用いた場合、上記モータの回転
と画角の変化とが線形であるのが自然である。この画角
の変化は、上記全系焦点距離ｆの逆数すなわち１／ｆに
略比例するので、モータの回転と上記全系焦点距離ｆと
が比例すれば画角の変化が自然に見える。さらにこの全
系焦点距離ｆを検出する手段を想定し、この検出手段か
ら出力される焦点距離情報ｚｐが上記モータの回転と比
例するように構成されているとすれば、ＣＰｎおよびＣ
ｐ工を設計時に定められる設定定数として、画角の変化
が自然に見えるための全系焦点距離ｆと焦点距離情報ｚ
ｐとの関係は（１）式のように表わすことができる。

ｆ　＝　ＣＰｏ　Ｈｚｐ　＋　ＣＰｌ（１）さて、本理
論においては、合焦レンズ群としてのフォーカシングレ
ンズ群Ｆの焦点距離ｆＦの変化は許容したので、従来の
ズームレンズが持っていた等量移動によって生じる広角
側でのフォー力シングレンズ群Ｆの不必要な移動量を減
少せしめ、また、このことをもってレンズ外径を減小せ
しめ得る全系焦点距離ｆとフォーカシングレンズ群Ｆの
焦点距離ｆＦとの関係を求める。

そこで次式に示す関係を考える。

ｆＦ２＝ｃｐｏ−ｆ　　　　　　　　　　　　　（２）
ただし、ここでＣＦ、は上記同様の設定定数である。

（２）式の両辺に１／ｆ２を乗じた］−でその右辺に（
１）式を代入すると（３）式が得られる。

ここで、ＡＦの演算結果であるフィルム面デフォーカス
量をδとし、新たな設定定数Ｃ１ｏおよびＣ工□を導入
すれば、フォーカシングレンズ群Ｆの合焦位置までの移
動量Δは、 Δ”　（Ｃ１，ｏ　’　ｚｐ　＋　Ｃ□１）　　’δ　
　　　　（４）なる演算式より算出できる。

さて、次に被写体距離の求め方を考える。

フォーカシングレンズ群Ｆの光軸方向の位置（移動量）
に比例してフォーカス位置情報Ｓｘが出力されると仮定
し、設定定数をＣ３ｏとすると、次の（５）式が得られ
る。

５Ｘ＝ｃ３ｏ−Δ　　　　　　　　　　　　　（５）よ
って、Ｃ２゜、Ｃ４１、Ｃ４２を新たな設定定数とする
と、ｄｌ　＝（Ｃ４゜’　ＺＰ＋Ｃ４１）’　Ｓ　Ｘ　＋　
Ｃ４２（６）なる演算式により被写体距離ｄ、　を求め
ることができる。

ここで、符号を煩雑にしないために（６）式を（７）式
のように書き変える。

Ｄ　＝（Ｇｏ　−Ｚｐ　＋Ｃ１ＥＳｘ　＋Ｃ２（７）こ
こで、Ｄは被写体距離で、Ｄ＝ｄ、、Ｃｏ。

Ｃ１，Ｃ２は設計時に定められる設定定数で、それぞれ
Ｃ６＝Ｃ４ｆｉ、Ｃ，、＝Ｃ４，、Ｃ２＝Ｃ４７である
。つまり、（７）式において、被写体距離りが変化しな
いようにＺｐ　、Ｓｘを制御するようにすれば、変倍操
作によるピント移動をなくす（補正）ことが可能になる
。

さて、次に本発明に係るバリフォーカルレンズ制御装置
の実施例の説明に移る。

第１図は、全体の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はこの先軸
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
光学系を構成する変倍レンズ群で、２ａ　、２ｂ　、２
ｃ　、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。そして第１
群レンズ２ａおよび第２群レンズ２ｂをもって、理論の
説明で述べた合焦レンズ群としてのフォーカシングレン
ズ群Ｆを構成し、従って第１群レンズ２８および第２群
レンズ２ｂから形成される焦点距離はｆＦであり、この
第１群、第２群レンズ２ａ　、２ｂを含み、第３群レン
ズ２０〜第５群レンズ２ｅをもって同しく理論の説明で
述べた変倍レンズ群２を構成し、従ってその焦点距離は
ｆｚである。また当然ながら変倍レンズ群２から成る上
記変倍光学系の全系焦点距離はｆである。３はフィルム
面、４は該全系焦点距離ｆ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
−】２− 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、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（ω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
２ｂ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成るフォーカス駆動部、６およ
び７はそれぞれ上記第１一群レンズ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、この
うち、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Ｉ−インタラプタ６ｂからその回転数に比例し
たパルスを発生し第１群レンズ２ａおよび第２群レンズ
２ｂの光軸１上の移動量を検出するフォーカスカウンタ
、また７は第１群レンズ２ａおよび第２群レンズ２ｂの
光軸上の位置に比例した電圧を、理論の説明で述べたフ
ォーカス位置情報Ｓｘとして出力する合焦レンズ群位置
検出手段としての合焦レンズ群位置検出器（以下ｒＦＰ
ＭＪと略記する）、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ｆに比例した電圧を
、理論の説明で述べた焦点距離情報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（以下ｒＺＰＭＪと略記する）、９は上記焦点距離
情報Ｚｐを受けてＡ／Ｄ変換した上で、このＺｐにおけ
るω位置から至近位置までの第１群レンズ２ａおよび第
２群レンズ２ｂの移動量（すなわち繰出量）Ｆｐｘを演
算する最大繰出量演算手段としての最大繰出量演算部、
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手段としての比例定
数演算部、１１は上記３つの出力Ｆｐｘ、　Ｃｆｐ、　
Ｓｘを受けて合焦させるための補正量Ｄｆｐおよび表示
関数（ＤＳｔ（ｒ））を演算する合焦補正演算手段とし
ての合焦補正演算部、１２はフォーカスカウンタ６の出
力Ｄｆｃおよび上記合焦補正演算部１１の補正量に対応
する出力Ｄｆｐならびに後述する起動信号（ＳＴＲ）を
受けてフォーカス駆動部５を制御する合焦制御手段とし
てのフォーカス制御部で、上記最大繰出量演算部９、比
例定数演算部１０、合焦補正演算部１１およびフォーカ
ス制御部１２をもって合焦補正制御手段を構成している
。１３〜１５は変倍方向指示手段を構成し、１３および
１４はいずれも変倍動作を起動する外部操作可能な押ボ
タンスイッチからなる変倍スイッチで、１３は倍率増加
指示信号を出力する倍率アップスイッチ（以下単に「ア
ップスイッチ」という）、１４は倍率減少指示信号を出
力する倍率ダウンスイッチ（以下単に「ダウンスイッチ
」という）、１５はこれらのスイッチ１３゜１４の出力
を受けて変倍モータＭｚの回転方向を決定した上で起動
信号（ＳＴＲ）を出力する駆動方向判定部である。

１６は上記起動信号ＳＴＲおよび出力Ｆｐｘを受けて変
倍駆動部４を制御する変倍制御手段としての変倍制御部
である。尚、＋■は電源を示す。また各部の入出力関係
は主要信号のみを示す。

第２図は、第１図に示した本発明装置の特性を示すグラ
フで、設定すべき全系焦点距離ｆとフォーカシングレン
ズ群（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
写体距離りごとに示し、縦軸に全系焦点距離ｆの変化を
、横軸には無限遠位置に対する合焦位置を基準としてフ
ォーカシングレンズ群の繰出量を示している。この例に
おいては、テレ位置とはｆ＝１３５ｍｍであり、ワイド
位置とはｆ＝３５ｎｒｎである。第２図において、１７
〜２２は合焦曲線で、（７）式において左辺の被写体距
離りをそれぞれω、６．０　ｍ、、３．０ｍ、２．０　
　ｍ、１．５　　ｍ、１．２　　ｍと置いたときの焦点
距離情報Ｚｐの変化に対するフォーカシングレンズ群２
ａ　、２ｂの無限遠位置から合焦位置までの繰出量の変
化を示している。従って、合焦−１６＝曲線２２は最大の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２２をＦｐｘとする。すなわち、至
近の被写体距離りをＤｏ　とし、Ｓｘ　＝Ｆｐｘとおく
と（７）式は、となり、定数を分離することによって、次式が得られる
。

さらに、（９）式においてＣ１１＝Ｃ１゜Ｃ２□（Ｄｏ
）＝Ｃ２，Ｃ３３（Ｄｏ）＝Ｃ３とおけば次式、すなわ
ち、Ｚｐ十Ｃ□ が得られる。

第３図は、第１図の動作、特に各演算部の動作を説明す
るための第２図の一部を省略したグラフである。

第３図において、Ｚ　ｐ　（１）　ｒ　Ｓ　（１）およ
びＦｐ（ｉ）は、それぞれ変倍操作をする直前の焦点距
離情報（第１の焦点距離情報）　Ｚｐ　、フォーカス位
置情報Ｓｘおよび上記Ｚｐ（ｉ）における■の合焦曲線
１７から至近の合焦曲線２２までの移動量（最大繰出量
）であり、そしてＺｐ（ｅ）、　Ｆｐ（ｅ）およびＤｆ
Ｐは、それぞれ変倍駆動部４が動作を開始してから所定
時間経過したときの焦点距離情報（第２の焦点距離情報
）、上記Ｚｐ（ｅ）における合焦曲線］７から合焦曲線
２２までの移動量およびピント移動を補正すべき補正量
である。つまり、変倍動作直前の比例定数ＣｆＰを（１
１）式とすると、このときの至近の合焦曲線は、（１２
）式となる。

ＳＯ）　　　　　　　　　　　（１１）０ｆ””　Ｆｐ
ｌ）Ｄｏ−Ｃ２Ｆｐ（・）＝ｉ心「Ｆ冗−（：ｌ−２）７Ｓ（ｊ）＋Ｄ
ｆｐ（１３）ＣｆＰ−Ｆｐ（・）Ｄｏ−Ｃ２Ｆｐ””−−Ｃｏ、Ｚｐ（ｅ）十〇、　　　　　　（１
”）Ｄｏ−Ｃ７Ｄｆｐ＝ｃｆｐ（ｃｏ、　Ｚｐ（ｅ）＋Ｃ０）−８（ｊ
）（］　５）上記（１３）式においてＣｆＰ’は、所定
時間経過後の比例定数とする。

そしてＣｆｐ＝Ｃｆｐ’　が成立するならばピン１〜移
動が発生しない。そのためには（１３）式が成立しなけ
ればならない。この時の合焦曲線２２は、（１４）式と
なる。従って、（１３）式の左辺をＣｆｐと置き変えて
右辺の分母に（１４）式を代入して整理すると（１５）
式が得られる。尚、（１５）式は（１４）式を−１−述
のように（８）式→（９）式→（１０）式という変形を
することによって次式のようになる。

５Ｘ（Ｔ）は焦点距離情報Ｚｐがテレ側の位置にあると
きのフォーカス位置情報Ｓｘてあり、　Ｓ、、（Ｔ）は
上記５ｘ（ｒ）が至近の合焦１ｆｔ線２２ににあるとき
のフォーカス位置情報Ｓｘ　　（つまり５Ｘ（Ｔ）とＦ
ｐｘの交点）である。尚、２３は上述のようにして描か
れる任意の被写体距離における合焦曲線である。

第４図は、本発明の要部である合焦駆動の方向と変倍駆
動との関係を示す第２図の一部を省略した線図である。

焦点距離情報ＺｐがＡ／Ｄ変換される際の精度が８ビツ
トであるとすると、テレ位置に２５５、ワイド位置にＯ
を対応させ、フォーカス位置情報Ｓｘも同様に８ピツ１
〜であるとすると、ω位置にＯを、至近位置に２５５を
それぞれ対応させる。

２４は、変倍駆動の方向を示し、２４．ａは倍率アップ
の方向を示す矢印で、この矢印２４ａの方向をＺＤＲ＝
１と記す。２４ｂは倍率ダウンの方向を示す矢印でこの
方向をＺＤＲ＝−１と記す。

２５は合焦駆動の方向を示し２５ａはω位置側から至近
位置側への合焦駆動の方向を示す矢印でこの方向Ｍ、Ｄ
Ｒ＝１と記す。２５ｂは」−記と逆で至近位置側から■
位置側への駆動方向を示す矢印で、この方向をＭ　Ｄ　
Ｒ，＝　−１と記す。２６は変倍駆動と合焦駆動が交互
に繰返される状態を示している。

この状態をＺＤＲ＝ＭＤＲと記す。

第５図は、第１図に示す実施例の動作を説明するための
図で、第２図および第３図と同一部分には同一符号を付
しである。第５図において、２７は任意の合焦曲線２３
上の焦点距離情報ｚｐ□に対２０一応する点１．２８，３０，３３．３５は焦点距離情報Ｚ
ｐの変化量とその方向を示す矢印、２９゜３１．３４．
３６は、フォーカス位置情報Ｓｘの移動量とその方向を
示す矢印、３２はＺＰ４における合焦曲線２３上の点、
ＺＰ（Ｔ）はテレ位置における焦点距離情報、ＺＰ＋、
　ｌ　ＺＰ２１　ＺＰ３は中間のある焦点距離における
焦点距離情報の値である。

第６図は、第１図の動作順序を示すフローチャー１〜で
ある。尚、構成の説明は以下に述べる動作の説明におい
て詳しく述べるのでここでは省略する。

さて、このように構成された本実施例の動作を、第６図
のフローチャー１−を中心に説明する。

まず、ワイ１（側からテレ側に移る倍率アップ動作を説
明すると、第」−図のアップスイッチ１３が押されるこ
とによって駆動方向判定部１５から変倍方向の情報であ
るＺＤＲ＝１を含む起動信号（ＳＴＲ）が出力され、第
６図のフローチャー１〜はＳ　Ｔ　Ａ、　ＲＴから起動
する。「変倍方向読込み」において、変倍制御部１６は
倍率アップの方向であることを示すＺＤＲ＝１を一時的
に記憶する。

次に「Ｚｐ読込み」およびｒＳｘ読込み」において、最
大繰出量演算部９がＺＰＭ８の出力（Ｚｐ　）を受けて
Ａ／Ｄ変換し、比例定数演算部１０がＦＰＭ７の出力（
Ｓｘ　）を受けてＡ／Ｄ変換し、それぞれ第５図に示す
例えばＺｐ□およびＳ□であったとする。つまり点２７
に変倍レンズ群２が位置しているとする。次に、「変倍
レンズ群駆動」で変倍制御部１６は倍率アップの方向へ
変倍モータＭｚを回転させる。そして変倍レンズ群２が
移動し、ＺＰＭ８の出力（Ｚｐ　）も矢印２８に示すよ
うに変化する。ただし、ＦＰＭ７はフォーカスモータＭ
Ｆが動作していないので第１群レンズ２ａおよび第２群
レンズ２ｂの間隔は、所定のカム動作に従って変化する
が、フォーカシングレンズ群としては、一定位置に保持
されており、変倍操作によっては変化しない。

次に、「焦点距離表示」においては、焦点距離情報Ｚｐ
の現在値ＺＰ１を図示しない焦点距離表示器に表示させ
る。次の「現在位置登録」では、上述のＺＰ□をＺＰｏ
”ＺＰ□として、変倍モータＭｚが回転する直前の焦点
距離情報Ｚｐを登録する。次のｒｚｐ読込み」では、第
５図の矢印２８をもって示す方向へ変化しはじめた焦点
距離情報Ｚｐの最新の値ＺＰ１′　を読込み、「８ステ
ツプ以」二移動？」の条件分岐で所定量以上の移動が実
行されたか否かをチェックし、８ステツプに達していな
ければＮｏに分岐する。そして次の条件分岐「変倍終端
？」では（今の場合はテレ側が変倍終端になるので）ま
だテレ側に達していないのでＮｏに分岐し、［変倍スイ
ッチＯＮ？Ｊでは変倍スイッチ１３または１４が押され
ているか否かをチェックしく今の場合、アップスイッチ
１３がまだ押されているとする）、ＹＥＳに分岐して再
び「現在位置登録」に戻り、上記Ｚｐ□′を改めてＺＰ
ｏ＝ＺＰ□′と置き換えて、上述の動作を繰返す。

そして第５図のＺＰ２に至って、上記の８ステツプに達
したとすると、「８ステツプ以上移動？」からＹＥＳに
分岐し、ｒＳｘ読込み」で現在のフォーカス位置情報Ｓ
ｘ−すなわち、この場合フォーカス駆動部５は作動して
いないので５ｘ＝Ｓ（ｉ）＝８１を読込む。

本発明の要部である次の「補正演算」においては、まず
、フォーカシングレンズ群２ａ　、２ｂの駆動方向をＺ
ＤＲ＝ＭＤＲによって決定する。すなわち、第５図の矢
印２８〜３１からもわかるように、合焦曲線２３上にフ
ォーカシングレンズ群２ａ　、２ｂがある限り合焦状態
が保持できるのであるから、矢印２８方向に変倍駆動さ
れた場合、合焦曲線２３に近づく方向、つまり第５図で
は矢印２９の方向、また第４図では矢印２５ａが示すＭ
ＤＲ＝１の方向に駆動すべきことは明らかである。従っ
て、変倍駆動の方向は、ＺＤＲ＝１で共に右辺が１であ
るからｚＤＲ＝ＭＤＲと機械的にイコールと置くだけで
適切な合焦駆動の方向が決定できるのである。また逆の
倍率ダウン動作のとき、つまり変倍駆動の方向が第４図
の矢印２４ｂに示すＺＤＲ＝−１のときは、合焦駆動の
方向は矢印２５ｂで示すＭＤＲ＝−１であればよいこと
がわかる。つまり、この場合もＺＤＲ＝ＭＤＲでよいの
である。

さて、上記「補正演算」におけるもう一つの重要な動作
は、（１０）式、（１１）式および（１６）式によって
合焦補正演算部１１が補正量Ｄｆｐを算出するところに
ある。このように、フォーカシングレンズ群２ａ　、２
ｂの駆動方向と駆動（移動）すべき量が決定されるので
ある。次にこれらのデータをフォーカス制御部１２が受
けて、第６図の「フォーカシングレンズ駆動」において
フォーカスモータＭＦ　を回転させる。従ってＦＰＭ７
の出力（Ｓｘ　）は、第５図に示す矢印２９をもって示
す方向に変化する。

ただし、第５図においては説明を簡略にするため、フォ
ーカスモータＭｆの回転中には、変倍モータＭｚを停止
させているように描いであるが、この例の場合第６図の
フローチャートから分るように、フォーカスモータＭＦ
により補正動作中も変倍モータＭｚは回転を継続してい
る。さらにフォーカス制御部１２は、フォーカスカウン
タ６の出力Ｄｆｃと上記補正、ｆｔＤｆｐとを逐時比較
しＤｆｃ＝Ｄｆｐとなったところで、すなわち、第５図
においては矢印２９が合焦曲線２３に達したところで、
フォーカシングモータＭＦ　を停止させて倍率アップ動
作の１サイクルを終了する。さらに変倍終端にも達せず
、変倍スイッチ１３が押され続けているならば、再度第
５図におけるＺＰ２１３２　を現在位置として「現在位
置登録」に戻り、第２サイクルロ、つまり矢印３０．３
１の動作が実行される。

そして、アップスイッチ１３がＯＦＦ状態になると「変
倍スイッチＯＮ？ＪからＮＯに分岐して「変倍モータ停
止」で変倍制御部１６が変倍モータＭｚを停止させ変倍
駆動部１６の動作を停止させる。そして次の「焦点距離
表示更新」では、」二連したように新しい全系焦点距離
ｆの表示が焦点距離情報Ｚｐ　　（今の場合Ｚｐａ）を
読取ることによって更新される。以上が倍率アップ動作
である。

テレ側からワイド側に移る倍率ダウン動作も上記倍率ア
ップ動作とほぼ同様に考えることができるので簡単に説
明する。

ダウンスイッチ１４が押されることによって、例えば第
５図において点３２に変倍レンズ群２が位置していたと
すると、この点３２から起動され、矢印３３の方向に変
倍駆動部４が駆動され、次に所定の８ステツプに達する
と、」一連の７．　Ｄ　Ｒ＝　ＭＤＲ（＝−１）によっ
て矢印３４をもって示す方向にフォーカス駆動部５が駆
動され、これらを１サイクルとして次の矢印３５．３６
に示す２サイクル目が実行され、ダウンスイッチ１４が
ＯＦＦ状態になったところで倍率ダウン動作が終了する
。

以」二のように、本実施例は、各被写体距離Ｆこおける
合焦位置の変化が（７）式となるように構成したから、
すなわち、第２図に示す合焦曲線１７〜２２となるよう
に構成したから、変倍駆動の方向および合焦駆動の方向
を第４図のように定義すれば、変倍スイッチ１３．１４
の情報からＺ　Ｄ　Ｒ＝ＭＤＲによって極めて容易に適
切な合焦駆動の方向を決定できる利点がある。従って、
従来のように、アナログ処理も要せず、誤動作によって
ω位置側および至近位置側で制御不能になることもなく
、確実且つ迅速な制御ができる。さらに、ワイド側での
フォーカシングレンズ群２ａ　、２ｂの移動量が不必要
に大きくならない利点がある。従って、レンズ外径を極
力小さくできる利点がある。

しかも見かけ上（使用上）は、従来のズームレンズと同
様に一旦合焦せしめた後、変倍操作を行なってもピント
移動（ボケ）が発生しない利点がある。

また、従来のカムによる機械的な合焦の補正を電気的に
行なうので、また上述のようにレンズ外径を極力小さく
でき、鏡胴構成も簡略化でき、従ってフォーカシングレ
ンズ群を駆動するモータが小容量のもので足り、装置全
体の小型化、軽量化、低コスト化が実現できる利点があ
る。特にカメラと本装置を連動させて用いる場合には、
カメラのＡＦ用回路が共用できるので、さらにコストを
低下させることができる利点がある。

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で
きるものである。

例えば、第６図フローチャートにおける「８スチップ以
上移動？」は、８ステツプに限ることなく、４ステツプ
あるいは６ステツプ等、設計」二適切なステップ数であ
れば任意でよい。また、所定ステップ毎に変倍レンズ移
動量をチェックすることなく、所定時間間隔毎に上記チ
ェックを行なうように構成してもよい。

（ｅ）　　効果以上詳しく説明したように、本発明によれば、レンズ光
学系自体非常に簡素な構成で、小型、軽量かつ安価であ
ると共に、レンズ制御装置全体も同様に小型軽量でかつ
安価でありながら、変倍方向指示手段によって変倍レン
ズ群を任意の第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ずれを補正するための合焦レンズ群
の駆動方向を上記変倍方向指示手段の出力から容易に決
定し、該結像位置づれを瞬時に補正し合焦状態を実質上
常に保持し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図に示した本発明装置の特性を示すグラフで、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
シングレンズ群の繰出量Ｓｘとの関係を各被写体距離毎
に示した線図、第３図は、同実施例中の合焦補正演算部
の演算の原理を説明するための第２図の一部を省略した
線図、第４図は、本発明の要部である変倍駆動の方向と
合焦駆動の方向の関係を示す線図、第５図は、第１図に
示す実施例の動作を説明するための線図、第６図は、第
１図に示す実施例の動作順序を示すフローチャートであ
る。１・・・・・・光軸、　　２・・・・・・変倍レンズ群
、２ａ〜２ｅ・・・・・・第１群〜第５群レンズ、３・
・・・・・フィルム面、　　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・・・・・・合群レンズ群位置検出器（ＦＰＭ）、８
・・・・・・焦点距離検出器（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・・・・・・フォーカス制御部、１３・・・・・・倍率アップスイッチ（アップスイッチ
）、１４・・・・・・倍率ダウンスイッチ（ダウンスイ
ッチ）、１５・・・・・・駆動方向判定部、１６・・・・・・変倍制御部、Ｍｚ・・・・・・変倍モータ、ＭＦ・・・・・・フォーカスモータ、＋Ｖ・・・・・・電源、２４・・・・・・変倍駆動の方向を示す矢印、２５・・
・・・・合焦駆動の方向を示す矢印、２６・・・・・変
倍駆動と合焦駆動の方向の関係を示す矢印。 −の１ト　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　〒じ

Claims

【特許請求の範囲】

（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、上記至近位置から上記無限遠位置の間にある上記合
焦レンズ群の位置を検出する合焦レンズ群位置検出手段
と、上記全系焦点距離に対応する上記光軸上の上記変倍
レンズ群の位置を検出する変倍レンズ群位置検出手段と
、上記変倍駆動手段に対して上記変倍レンズ群の上記最
短焦点距離側から上記最長焦点距離側への駆動を指示す
る倍率増加指示信号またはこの倍率増加の逆の駆動をす
る倍率減小指示信号を出力する外部操作可能な変倍方向
指示手段と、上記変倍レンズ群が変倍駆動手段によって
駆動されている時に当該焦点距離に対する上記結像位置
ずれを補正すべき補正量を算出し上記変倍方向指示手段
の出力によって合焦レンズ群の駆動方向を決定し該補正
量に応じて上記合焦レンズ群を上記合焦位置へ駆動する
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、上記全系焦点距離の更新に伴なう結像位置ず
れを迅速且つ自動的に補正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。
（２）合焦補正制御手段は、無限遠位置から至近位置ま
での繰出量に対応する出力をＦｐｘ、変倍レンズ群位置
検出手段の出力をＺｐ、変倍光学系のレンズ固有の定数
をそれぞれＣ＿１、Ｃ＿２、Ｃ＿３とするとき、Ｆｐｘ＝［Ｃ＿２／（Ｚｐ＋Ｃ＿１）］＋Ｃ＿３なる演
算式による演算を実行する最大繰出量演算手段を有して
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のバリ
フォーカルレンズ制御装置。
（３）合焦補正制御手段は、比例定数演算手段を有し、
この比例定数演算手段は、比例定数に対応する出力をＣ
ｆｐ、変倍駆動手段の動作開始直前の合焦レンズ群位置
検出手段の出力をＳ（ｉ）、上記変倍駆動手段の動作開
始直前の変倍レンズ群位置検出手段の出力による最大繰
出量演算手段の出力をＦｐ（ｉ）とするとき、Ｃｆｐ＝Ｓ（ｉ）／Ｆｐ（ｉ）なる演算式による演算を実行することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のバリフォーカルレンズ制御装置
。
（４）合焦補正制御手段は、合焦補正演算手段を有し、
この合焦補正演算手段は、変倍駆動手段の動作開始後所
定の時間間隔で、または変倍レンズ群位置検出手段から
の出力の変化が所定量に達した時点で、上記合焦補正演
算手段の出力をＤｆｐ、比例定数演算手段の出力をＣｆ
ｐ、補正をすべき時点での変倍レンズ群位置検出手段の
出力をＺｐ（ｅ）、上記動作開始直前の時点での合焦レ
ンズ群位置検出手段の出力をＳ（ｉ）、変倍光学系のレ
ンズ固有の定数をそれぞれＣ＿１、Ｃ＿２、Ｃ＿３とす
るとき、Ｄｆｐ＝Ｃｆｐ｛［Ｃ＿２／（Ｚｐ（ｅ）＋Ｃ
＿１）］＋Ｃ＿３｝−Ｓ（ｉ）なる演算式による演算を
実行することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
バリフォーカルレンズ制御装置。