JPS63293513A - Control device for variable focal lens - Google Patents

Control device for variable focal lens

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Publication number
JPS63293513A
JPS63293513A JP12877587A JP12877587A JPS63293513A JP S63293513 A JPS63293513 A JP S63293513A JP 12877587 A JP12877587 A JP 12877587A JP 12877587 A JP12877587 A JP 12877587A JP S63293513 A JPS63293513 A JP S63293513A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens group
focus
variable power
focusing
group
Prior art date
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Pending
Application number
JP12877587A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshimi Ono
好美 大野
Takayuki Hatase
貴之 畑瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP12877587A priority Critical patent/JPS63293513A/en
Priority to US07/146,394 priority patent/US4861146A/en
Publication of JPS63293513A publication Critical patent/JPS63293513A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simplify a variable power driving means by receiving the output of a focusing lens group position detector and a focal distance detector to control the variable power driving means, calculating the correction value of an image forming position deviation and driving focusing lens groups to focusing positions. CONSTITUTION:A maximum delivering distance arithmetic part 9 receives an output Zp from the focal distance detector 8 and outputs a lens delivering distance Fpx and focus position information at an infinite position. A proportional constant arithmetic part 10 receives an output Sx from the focusing lens group position detector 7 and the delivering distance Fpx and calculates a proportional constant Cfp. A variable power control part 16 rotates a variable power motor MZ. Since a focus motor MF is not driven, focusing lens groups 2a, 2b are held at fixed positions. Every movement of the variable power constitutional group by a prescribed distance, the lens groups 2a, 2b are driven by a focus control part 12. Since the control device is constituted so that the focus positions are changed by the outputs Zp, Sx in said constitution, the moving distances of the lens groups, 2a, 2b on the wide side are not unnecessarily increased.

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
ォーカルレンズの制御装置に関するものである。
Detailed Description of the Invention (a) Technical Field The present invention relates to a varifocal lens control device, and more particularly to a varifocal lens control device comprising a variable power lens group and a focusing lens group arranged on the same optical axis. After setting the focusing lens group of the optical system to a focusing position between a close position and an infinity position on the optical axis corresponding to a subject distance ranging from a close distance to an infinite distance, the variable magnification lens group By updating the entire focal length of the variable magnification optical system from an arbitrary first focal length to a second focal length between the shortest focal length and the longest focal length, the image forming position shifts for the same subject. This invention relates to a control device for a varifocal lens that produces varifocal lenses.

(b)  従来技術 ズームレンズは、ズーミングの操作をしても結像位置ず
れ(いわゆるピント移動あるいはピントずれ)がないた
め、ズーミング操作毎にピント調整をする煩わしさがな
く操作性がよい反面、単焦点レンズに比べて開放絞りF
ナンバーが暗いため、例えば−眼レフレックス式ファイ
ンダによるピント調整(合焦操作)にある程度の熟練が
必要とされる。近年、カメラのAF化が進み、この問題
を解決したことによってズームレンズ本来の機動力が発
揮できるようになり、操作者(ユーザ)は作画意図に沿
って構図の決定のみに注意を集中することができるよう
になり、頗る操作性が向上した。
(b) Conventional zoom lenses do not shift the imaging position (so-called focus movement or focus deviation) even when zooming, so there is no need to bother with adjusting the focus for each zooming operation, and the operability is good. Open aperture F compared to a single focal length lens
Because the numbers are dark, a certain degree of skill is required to adjust the focus (focusing operation) using, for example, an eye reflex finder. In recent years, with the advancement of cameras with AF, this problem has been solved and the inherent mobility of zoom lenses can be demonstrated, allowing the operator (user) to focus only on determining the composition according to the intention of the image. This has greatly improved operability.

一般にズームレンズのフォーカシング(合焦操作)は、
変倍光学系の一部に配設されたフォーカシングレンズ群
の移動によって行われている。そして、ズームレンズは
、全ズーム域において同一被写体距離に対してこのフォ
ーカシングレンズ群の移動量がほぼ同一である(以下、
このことを「等量移動」と呼ぶ)という利点を有し、従
って被写体距離目盛をフォーカシングレンズ群の移動部
材(距離リング)に付設し、一方これと隣接して配設さ
れる固定リングに指標を付設するだけでよく、ズーミン
グに応じて被写体距離目盛を変化させる必要がないとい
う利点がある。しかしながら、上記変倍光学系のレンズ
構成によっても異なるが、インナーフォーカシング方式
およびリアーフォーカシング方式のズームレンズでは、
上述の等量移動が実現するという条件の下で光学設計を
行う場合、レンズ構成が複雑化するという問題があり、
さらに広角側におけるフォーカシングレンズ群の移動量
(繰出量)が不必要に大きくなるという問題があった。
In general, focusing (focusing operation) of a zoom lens is
This is accomplished by moving a focusing lens group disposed as part of the variable magnification optical system. In a zoom lens, the amount of movement of this focusing lens group is almost the same for the same subject distance in the entire zoom range (hereinafter referred to as
Therefore, the object distance scale is attached to the moving member (distance ring) of the focusing lens group, while the index is attached to the fixed ring disposed adjacent to it. This has the advantage that it is only necessary to attach the lens, and there is no need to change the subject distance scale according to zooming. However, although it varies depending on the lens configuration of the variable power optical system, inner focusing type and rear focusing type zoom lenses have
When performing optical design under the condition that the above-mentioned equal displacement is achieved, there is a problem that the lens configuration becomes complicated.
Furthermore, there is a problem in that the amount of movement (extension) of the focusing lens group on the wide-angle side becomes unnecessarily large.

またこのことに起因してレンズの外径が大きくなり、レ
ンズおよび鏡筒が高重量化するという問題もある。
This also causes the problem that the outer diameter of the lens becomes large, which increases the weight of the lens and lens barrel.

そして、上述したようにズームレンズは、AF機能との
組合せによって操作性は向上したが、あくまでもズーム
レンズが持つ上記等量移動の条件から逃がれることがで
きないため、コンパクト化、低コスト化の実現が困難で
あるという問題が相変らず残されていた。
As mentioned above, the operability of zoom lenses has been improved by combining them with the AF function, but they cannot escape from the above-mentioned condition of equal movement that zoom lenses have, so it is necessary to make them more compact and lower costs. The problem remained that it was difficult to realize.

そこで、本出願人は、上述の諸問題を解決し得るバリフ
ォーカルレンズ制御装置に係る発明(以下「先願発明」
という)につき、先に特願昭62−013345号とし
て提案した。
Therefore, the present applicant has proposed an invention (hereinafter referred to as the "prior invention") relating to a varifocal lens control device that can solve the above-mentioned problems.
) was previously proposed in Japanese Patent Application No. 1983-013345.

すなわち、上記先願発明は、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、上記全系焦
点距離を検出する焦点距離検出手段と、上記合焦レンズ
群の上記光軸上の位置を検出する合焦レンズ群位置検出
手段と、上記焦点距離検出手段の出力を受け当該焦点距
離における上記合焦レンズ群の上記無限遠位置から上記
至近位置までの繰出し量を算出する最大繰出量演算手段
と、この最大繰出量演算手段と上記合焦レンズ群位置検
出手段の出力をそれぞれ受けてこれらの出力の比を算出
する比例定数演算手段と、この比例定数演算手段および
上記最大繰出量演算手段ならびに上記合焦レンズ群位置
検出手段の出力をそれぞれ受け上記全系焦点距離の更新
に伴って生じる上記合焦位置からの結像位置ずれ量を補
正値として算出する合焦補正演算手段と、上記合焦レン
ズ群を駆動する合焦駆動手段と、上記合焦レンズ群の移
動量に対応する信号を発生する移動量監視手段と、この
移動量監視手段および上記合焦補正演算手段の出力をそ
れぞれ受けて上記合焦レンズ群を上記合焦位置に駆動す
るように制御する合焦制御手段と、上記変倍レンズ群を
駆動する変倍駆動手段と、別途設けられる起動手段から
の起動信号を受けて上記変倍駆動手段を制御する変倍制
御手段とからなり、上記変倍光学系の全系焦点距離の更
新に伴う結像位置ずれを自動的に補正するように構成さ
れている。
That is, the above-mentioned prior invention is capable of adjusting the focusing lens group of a variable magnification optical system consisting of a variable magnification lens group and a focusing lens group disposed on the same optical axis to a subject distance ranging from a close distance to an infinite distance. After setting the focusing position between the closest position and the infinity position on the corresponding optical axis, the variable magnification lens group sets the overall focal length of the variable magnification optical system to the shortest focal length and the longest focal length. In a varifocal lens that causes an image formation position shift for the same subject when updating from an arbitrary first focal length to a second focal length between , a focusing lens group position detection means for detecting the position of the focusing lens group on the optical axis; and a focusing lens group position detecting means for detecting the position of the focusing lens group on the optical axis; and a focusing lens group position detecting means for detecting the position of the focusing lens group on the optical axis; Maximum extension amount calculation means for calculating the extension amount to the closest position; Proportionality constant calculation means for receiving the outputs of the maximum extension amount calculation means and the focusing lens group position detection means, respectively, and calculating the ratio of these outputs. , receives the outputs of the proportional constant calculating means, the maximum extension amount calculating means, and the focusing lens group position detecting means, respectively, and calculates the amount of deviation of the imaging position from the in-focus position that occurs as the overall system focal length is updated. A focusing correction calculation means for calculating a correction value, a focusing driving means for driving the focusing lens group, a movement amount monitoring means for generating a signal corresponding to the movement amount of the focusing lens group, and this movement amount. Focusing control means for controlling the focusing lens group to drive the focusing lens group to the focusing position in response to the outputs of the monitoring means and the focusing correction calculating means, respectively; and a variable power driving means for driving the variable power lens group. and a magnification control means for controlling the magnification variable driving means in response to a start signal from a separately provided start means, and automatically corrects the image formation position shift due to updating of the overall focal length of the magnification variable optical system. It is configured to correct the

このように構成された先願発明によれば、レンズ光学系
自体非常に簡素な構成で、小型、軽量且つ安価であると
共に、レンズ制御装置全体も同様に小型軽量で且つ安価
でありながら、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瞬時
に補正し合焦状態を保持することができ、従って、使い
勝手において実質上ズームレンズと同等のものを得るこ
とができる。
According to the prior invention configured in this way, the lens optical system itself has a very simple configuration, is small, lightweight, and inexpensive, and the entire lens control device is also small, lightweight, inexpensive, and variable. Even if you move the magnification lens group from the first focal length to the second focal length and update the focal length of the entire system, the image formation position shift peculiar to varifocal lenses is instantly corrected and the in-focus state is maintained. Therefore, it is possible to obtain a lens that is substantially equivalent in usability to a zoom lens.

ところが、後に詳しく説明するが上記バリフォーカルレ
ンズは、上記最短焦点距離から最長焦点距離への上記全
系焦点距離の変化に対し、無限遠位置(co位置)にお
ける合焦位置は変化せず、至近位置における該合焦位置
は無限遠位置から遠ざかるように変化するように構成さ
れており、合焦動作は、変倍光学系の一部に配設された
複数のフォーカシングレンズ群をそれぞれ移動すること
で行うようになっている。そして、各フォーカシングレ
ンズ群は、通常フォーカシングレンズ群駆動用カム枠(
以下「フォーカスセル」という)に形成されたカム溝に
よって光軸方向に移動されると共に、変倍レンズ群駆動
枠(以下「変倍セル」という)に形成された複数のカム
溝によって所定のレンズ間隔が設定されるようになって
いる。従って、変倍レンズ群駆動用カム枠(以下「変倍
セル」という)に対して、それぞれ異なったカム溝を介
して各フォーカシングレンズ群が結合しているため、必
然的に変倍レンズ群とフォーカシングレンズ群の両方を
駆動する機構部が複雑となり、構成の簡素化、コストの
低減化、コンパクト化等を図る上で障害となっていた。
However, as will be explained in detail later, with the varifocal lens, even though the overall focal length changes from the shortest focal length to the longest focal length, the in-focus position at infinity (co position) does not change; The focusing position is configured to change away from the infinity position, and the focusing operation is performed by moving each of a plurality of focusing lens groups disposed in a part of the variable magnification optical system. It is supposed to be done in Each focusing lens group normally has a cam frame for driving the focusing lens group (
The lens is moved in the optical axis direction by a cam groove formed in the focus cell (hereinafter referred to as "focus cell"), and a predetermined lens is moved by a plurality of cam grooves formed in the variable power lens group drive frame (hereinafter referred to as "variable power cell"). Intervals are now set. Therefore, since each focusing lens group is connected to the cam frame for driving the variable power lens group (hereinafter referred to as the "variable power cell") through different cam grooves, it is inevitable that the variable power lens group The mechanical parts that drive both of the focusing lens groups have become complicated, which has been an obstacle to simplifying the configuration, reducing costs, and making it more compact.

(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し、特に変倍レン
ズ群と合焦レンズ群を駆動する機構部の簡素化、コスト
の低減化、駆動ロスの低減化を実現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。
(c) Purpose The present invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to temporarily change the focusing lens group while using a varifocal lens, which is an inexpensive, small, and simple optical system. After focusing, change the focal length of the entire system from an arbitrary first focal length to a second focal length between the shortest focal length and the longest focal length.
It automatically corrects the image formation position shift peculiar to varifocal lenses when updating to a focal length of An object of the present invention is to provide a varifocal lens control device that can realize a reduction in .

(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する合焦動作を行っ
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変倍動作
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、上記変倍動作に伴って上記光軸
方向に移動する複数のレンズ群からなる上記変倍レンズ
群と、この変倍レンズ群のうちさらに上記合焦動作に伴
って上記光軸方向に移動する少なくとも2つ以上のレン
ズからなる上記合焦レンズ群と、この合焦レンズ群の1
つのレンズ群を除いた残りの上記変倍レンズ群からなる
変倍構成群の光軸上の位置に対応する位置情報を出力す
る変倍レンズ群位置検出手段と、上記合焦レンズ群の光
軸上の位置に対応する位置情報を出力する合焦レンズ群
位置検出手段と、上記変倍構成群を駆動する変倍駆動手
段と、上記合焦レンズ群を駆動する合焦駆動手段と上記
変倍レンズ群位置検出手段および上記合焦レンズ群位置
検出手段の出力をそれぞれ受け上記変倍駆動手段の起動
および停止を制御し、上記変倍動作によって生じる上記
結像位置ずれを補正すべき補正量を算出して上記合焦レ
ンズ群を上記合焦位置に駆動するように上記合焦駆動手
段を制御する変倍合焦補正制御手段とを具備することを
特徴としたものである。
(d) Structure In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a variable power optical system consisting of a variable power lens group and a focusing lens group arranged on the same optical axis. After performing a focusing operation to set a focus position on the optical axis from the closest position to the infinity position corresponding to the subject distance reaching infinity, the variable magnification optical system is set by the variable magnification lens group. Varifocal, which causes a shift in the imaging position for the same subject due to the magnification change operation that updates the entire system focal length from the first focal length to the second focal length, which is arbitrary between the shortest focal length and the longest focal length. In the lens, the variable magnification lens group includes a plurality of lens groups that move in the optical axis direction as the magnification changes, and the variable magnification lens group further moves in the optical axis direction as the focusing operation occurs. The above-mentioned focusing lens group consisting of at least two or more moving lenses, and one of this focusing lens group
variable power lens group position detection means for outputting position information corresponding to the position on the optical axis of the variable power component group consisting of the remaining variable power lens groups except for the two lens groups; and an optical axis of the focusing lens group. a focusing lens group position detection means for outputting position information corresponding to the above position; a variable power driving means for driving the variable power component group; a focusing drive means for driving the focusing lens group; Controls starting and stopping of the variable power drive means upon receiving the outputs of the lens group position detecting means and the focusing lens group position detecting means, respectively, and calculates a correction amount to correct the image formation position shift caused by the variable magnification operation. The present invention is characterized by comprising a variable magnification focus correction control means for controlling the focus drive means to calculate and drive the focus lens group to the focus position.

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。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings.

第1図は、本発明の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はこの光
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バリフォーカルレンズとしての変倍
レンズ群で、2a 。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the present invention. In FIG. 1, 1 is the optical axis of the variable power optical system, and 2 is a varifocal lens that is movably disposed on the optical axis 1 and constitutes the variable power optical system. Variable magnification lens group, 2a.

2b 、2c 、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。
2b, 2c, 2d, and 2e are a first group lens, a second group lens, a third group lens, a fourth group lens, and a fifth group lens, each consisting of a single lens or a plurality of lenses.

そして第1群レンズ2aおよび第2群レンズ2bをもっ
て、合焦レンズ群としてのフォーカシングレンズ群を構
成する。この第1群。
The first group lens 2a and the second group lens 2b constitute a focusing lens group as a focusing lens group. This first group.

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をもって変倍レンズ群2を構成してい
る。尚、第2群レンズ2bを除いた変倍レンズ群をもっ
て変倍構成群を構成している。
Including the second group lenses 2a and 2b, and the third group lenses 20 to 20.
The variable magnification lens group 2 is composed of the fifth lens group 2e. Note that the variable power lens group excluding the second lens group 2b constitutes a variable power component group.

また変倍レンズ群2からな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上記変倍構成群を駆
動する変倍駆動手段としての変倍モータMzおよび後述
する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(ψ位
置)から至近位置までの間の合焦位置に第1群レンズ2
a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および後述する機構部からなる
フォーカス駆動部、6および7はそれぞれ上記第1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トインタラプタ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2
a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、
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rF
PMJと略記する)、8は変倍構成群と共に変倍駆動部
4に駆動されて上記全系焦点距離fに比例した電圧を、
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ψ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
部、10はこの最大繰出量演算部9の出力FρXとFP
M7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を演算する合焦補正演算部、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を受けてフ
ォーカス駆動部5を制御するフォーカス制御部である。
Further, the overall focal length of the variable magnification optical system including the variable magnification lens group 2 is f. 3 is the film plane, and 4 is the telephoto side focal length where the entire system focal length f is the longest focal length (hereinafter simply "
The zoom lens is a lens that drives the variable magnification component group to set an arbitrary focal length between the shortest focal length (hereinafter simply referred to as the "wide-angle side") and the shortest focal length (hereinafter simply referred to as the "wide-angle side"). A variable magnification drive section 5, which is composed of a variable magnification motor Mz as a magnification drive means and a mechanism section to be described later, is a variable magnification drive section 5 which is a variable magnification drive section 5 which is a variable magnification motor Mz as a multiplication drive means, and a variable magnification drive section 5 which is a variable magnification drive section 5 that is a variable magnification drive section 5 which is a variable magnification drive section 5 that is a variable magnification drive section 5 that is a variable magnification drive section 5 which is a variable magnification motor Mz as a multiplication drive means and a mechanism section to be described later. The first group lens 2 is placed at the focusing position between
a and the second group lens 2b (in detail, the first
A focus motor MF (which moves the group lens 2a and the second group lens 2b in the optical axis direction while keeping the interval constant) and a focus drive section 6 and 7 each include a mechanism section to be described later. Together with the first group lens 2a and the second group lens 2b, the focus drive section 5 drives the focus drive section 5, and among these, 6 receives pulses proportional to the rotation speed from the photointerrupter 6b by rotationally driving the slit disk 6a. occurs and the first group lens 2
a and a focus counter that detects the amount of movement of the second group lens 2b on the optical axis 1; and 7, a voltage proportional to the position of the first group lens 2a and the second group lens 2b on the optical axis;
A focusing lens group position detector (hereinafter referred to as rF
(abbreviated as PMJ), 8 is driven by the variable magnification drive unit 4 together with the variable magnification component group to apply a voltage proportional to the focal length f of the entire system.
A variable power lens group position detector (hereinafter referred to as rZPMJ) serves as a variable power lens group position detection means that outputs focal length information Zp.
), 9 receives the above focal length information Zp and A/
A maximum extension amount calculation unit that calculates the amount of movement (i.e. extension amount) Fpx of the first group lens 2a and the second group lens 2b from the ψ position to the closest position at this Zp after D conversion; 10 is this maximum extension amount. Outputs FρX and FP of the quantity calculation unit 9
After receiving the output Sx as the focus position information of the M7, A/D converting the output Sx, and calculating the ratio thereof,
11 is a proportional constant calculation unit that outputs a proportionality constant Cfp; 11 is a focus correction calculation unit that receives the above three outputs Fpx, Cfp, and Sx and calculates a correction amount Dfp for focusing; 12
is a focus control section that controls the focus drive section 5 in response to the output Dfc of the focus counter 6 and the output Dfp corresponding to the correction amount of the focus correction calculation section 11.

13〜15は起動手段を構成し、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。
Reference numerals 13 to 15 constitute starting means, and 13 and 14 are variable power switches each consisting of an externally operable push button switch for starting variable power operation.

13は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
、16は該起動信号STRおよび出力FρXを受けて変
倍駆動部4を制御する変倍制御部である。
13 is a magnification up switch (hereinafter simply referred to as "up switch"), 14 is a magnification down switch (hereinafter simply referred to as "down switch"), and 15 is a switch 13.
.. A drive direction determining section receives the output of 14, determines the rotation direction of the variable magnification motor Mz, and outputs a start signal (STR); 16 receives the start signal STR and the output FρX and controls the variable magnification drive section 4; This is a variable magnification control section.

ここに、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、フォーカス制御部12および変倍制
御部16をもって変倍合焦補正制御手段を構成している
。尚、+vは電源を示し、また各部の入出力関係は主要
信号のみを示す。
Here, the maximum extension amount calculation section 9, the proportional constant calculation section 10, the focus correction calculation section 11, the focus control section 12, and the zoom control section 16 constitute a zoom/focus correction control means. Note that +v indicates a power supply, and the input/output relationships of each part indicate only main signals.

さて、上述した各演算部が実行する演算内容およびこれ
に関連する演算式を以下に示す。
Now, the contents of the calculations executed by each of the above-mentioned calculation units and the calculation formulas related thereto are shown below.

従来のズームレンズは、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と定義されているが
、本発明の基本的な考え方として、まず上記ピント移動
を許すことにする(最終的にはこのピント移動を補正し
て合焦状態にする)。
Conventional zoom lenses are defined as ones that do not move the focus due to zooming operations (updating the overall focal length f), but the basic idea of the present invention is to first allow the focus movement (the final (In general, this focus movement is corrected to bring the camera into focus.)

尚、フォーカシング方式は散散えず、フロントフォーカ
シング方式を前提とする。最大繰出量演算部9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Fp
x、ZPM8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工。
Note that the focusing method is not scattered and is assumed to be a front focusing method. The maximum feeding amount calculation unit 9 outputs an output corresponding to the feeding amount from the infinite position to the closest position as Fp.
x, the output of ZPM8 is ZP, and the constant specific to the lens of the variable magnification optical system is C, respectively.

C,、C3としたとき、 ”            (1) Fp””  Zp+C8+C・ なる演算式による演算を実行する。When C,,C3, ” (1) Fp”” Zp+C8+C・ Execute the calculation using the calculation formula.

さらに同最大繰出量演算部9は、後述する第2図の第1
群レンズ2aのω位置におけるカム線図に対応したフォ
ーカス位置情報Sx を5x(oo)とすると。
Furthermore, the same maximum feeding amount calculating section 9 is operated as shown in FIG.
Assume that the focus position information Sx corresponding to the cam diagram at the ω position of the group lens 2a is 5x(oo).

なる演算式で演算する。ただし、ここで2ρは上記ZP
M8の出力、A、、A□、A2は上記同様変倍光学系の
レンズ固有の定数である。
Calculate using the following formula. However, here 2ρ is the above ZP
The outputs of M8, A, , A□, and A2 are constants specific to the lens of the variable magnification optical system, as described above.

比例定数演算部1oは、該変倍駆動部4の動作開始直前
のFPM7の出力を5(i)、上記比例定数演算部10
の出力をCfp、上記変倍駆動部4の動作開始直前のZ
PM8の出力による最大繰出量演算部9の出力をFp(
i)とするとき、なる演算式による演算を実行する。
The proportional constant calculation unit 1o calculates the output of the FPM 7 immediately before the start of the operation of the variable magnification drive unit 4 as 5(i),
Cfp is the output of
The output of the maximum feed amount calculation unit 9 based on the output of PM8 is expressed as Fp(
When i), the following calculation formula is executed.

また合焦補正演算手段11は、変倍駆動部4の動作開始
後所定の時間間隔で、またはZPM8からの出力の変化
が所定量に達した時点での上記合焦補正演算部11の出
力を5(e)、比例定数演算部10の出力をCfp、補
正すべき時点でのZPM8の出力ZPおよび上記5x(
oo)の値をそれぞれZpl、Sl とするとき、 5(e)=Cfp−Fp (e)+S、       
 (4)によって予定合焦位置S (e)を求める演算
を行う。
Further, the focus correction calculation means 11 calculates the output of the focus correction calculation unit 11 at predetermined time intervals after the start of the operation of the variable magnification drive unit 4, or at the time when the change in the output from the ZPM 8 reaches a predetermined amount. 5(e), the output of the proportional constant calculation unit 10 is Cfp, the output ZP of ZPM8 at the time of correction and the above 5x(
When the values of oo) are respectively Zpl and Sl, 5(e)=Cfp-Fp (e)+S,
(4) is used to calculate the expected focus position S (e).

ただしFp(e)は、ZP=ZPtを(1)式に代入し
た値である。尚、本発明の考え方の基本となるのが次の
(5)式で、この(5)式より上記(1)〜(4)式が
導出される。
However, Fp(e) is a value obtained by substituting ZP=ZPt into equation (1). The basic idea of the present invention is the following equation (5), from which the above equations (1) to (4) are derived.

D=(CO−7p+C1)・Sx+C2(5)ここで、
Dは被写体距離C0,C1,C2は設計時に定められる
設定定数である。
D=(CO-7p+C1)・Sx+C2(5) Here,
In D, the subject distances C0, C1, and C2 are setting constants determined at the time of design.

つまり(5)式において、被写体距離りが変化しないよ
うにZP 、Sxを制御する手段を実現すれば、変倍操
作によるピントを移動をなくす(補正する)ことが可能
になる。ただし、フォーカシングレンズ群の移動量は上
記等量移動とはならない。換言すれば、本発明の理論は
、積極的に等量移動という条件を外した理論であると言
える。
In other words, in equation (5), if a means for controlling ZP and Sx is realized so that the subject distance does not change, it becomes possible to eliminate (correct) the shift in focus caused by the magnification change operation. However, the amount of movement of the focusing lens group is not the same amount as described above. In other words, the theory of the present invention can be said to be a theory that actively removes the condition of equal movement.

第2図は、第1図に示した本発明装置の変倍構成群の動
きを示すカム線図で、例えばワイド側からテレ側へ全系
焦点距離fを更新した場合を示している。Sxは上述の
フォーカス位置情報Sxであり、この図面においてはフ
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)の被写体距離に対応した繰出量(移動量)
を示している。Zpは同じく上述の焦点距離情報Zpで
この図面では変倍レンズ群2の変倍動作による移動量を
第4群レンズ2dをその代表として示しである。また、
この図面において、1はワイド側における上記光軸1′
はテレ側における上記光軸である。
FIG. 2 is a cam diagram showing the movement of the variable power component group of the apparatus of the present invention shown in FIG. 1, and shows the case where the focal length f of the entire system is updated from the wide side to the telephoto side, for example. Sx is the above-mentioned focus position information Sx, and in this drawing, the amount of extension (amount of movement) corresponding to the subject distance of the focusing lens group (first group lens 2a and second group lens 2b)
It shows. Zp is also the above-mentioned focal length information Zp, and in this figure, the amount of movement due to the variable power operation of the variable power lens group 2 is shown with the fourth group lens 2d as a representative thereof. Also,
In this drawing, 1 is the optical axis 1' on the wide side.
is the optical axis on the telephoto side.

第3図は、第1図では具体的に示さなかった変倍駆動部
4およびフォーカス駆動部5の機構部の構成を示す縦断
側面図、第4図〜第8図(ただし、第5図(b)は除く
)は、第3図の各部を拡大して示す部分平面図、第5図
(b)は、第5図(a)のA−A’線部分断面図である
FIG. 3 is a vertical cross-sectional side view showing the structure of the mechanical parts of the variable magnification drive section 4 and focus drive section 5, which were not specifically shown in FIG. 1, and FIG. 5(b) is a partial sectional view taken along the line AA' in FIG. 5(a).

第3図において、17および18〜19は、第1群レン
ズ2aおよび第3群レンズ20〜第5群レンズ2eをそ
れぞれ固定支持する第1群セルおよび第3群セル−第5
群セルである。21および22〜24は、それぞれ光軸
1と略直交する方向で第1群セル17および第3群セル
18〜第5群セル20にそれぞれ突設された第1ピンお
よび第3ピン〜第5ビンである。25は不動部材である
断面円筒形状の固定セルであり、26はこの固定セル2
5の前半部、27はこの前半部26より小径とされた同
じく固定セル25の後半部、28および29〜31は、
それぞれ第1ビン21および第3ピン22〜第5ビン2
4が嵌入し得る幅を有する、固定セル25上の位置に穿
設された固定セル25の直線カム溝である。32は固定
セル25の後半部27の外周に光軸方向への移動が阻止
された状態で回動可能に嵌入されている変倍セルであり
、33aはこの変倍セル32の後端部のフランジ部の外
周に形成されたギア部、33bは同じく変倍セル32の
前端部に光軸1に略直交して突設された回転伝達ピン、
34は固定セル25の前半部26の内周に回動可能にし
かも光軸方向にも移動可能に嵌入された変倍伝達セル、
34aはこの変倍伝達セル34の少なくとも上記光軸方
向の移動量に対応する長さを有し、回転伝達ピン33b
が嵌入可能な幅を有する、該変倍伝達セル34の後端部
から光軸1に沿って形成された切欠部、35は第2群レ
ンズ2bを該変倍伝達セル34に固定するための固定部
、36は第1ピン21が嵌入し得る幅でもって、変倍伝
達セル34に穿設されたカム溝、37〜39は同様に第
3ピン22〜第5ピン24がそれぞれ嵌入し得る幅でも
って変倍セル32にそれぞれ穿設されたカム溝、40は
上記固定セル25の前段部26の外周に光軸方向にのみ
移動可能に嵌入されたフォーカス伝達セル、40aおよ
び40bは、このフォーカス伝達セル40の外周および
内周から光軸1に直交する方向にそれぞれ突設されたフ
ォーカスピン、41および42は、それぞれ上記フォー
カスピン40bが嵌入し得る幅をもって固定セル25の
前半部26上および変倍伝達セル34にそれぞれ穿設さ
れた直線カム溝およびカム溝、43は上記フォーカス伝
達セル40の外周に回転可能に嵌入され光軸方向の移動
が規制されているフォーカスセル、43aはこのフォー
カスセル43の後端部に設けられたフランジ部の外周に
形成されたギア部、43bは上記フォーカスピン40a
が嵌入し得る幅をもって上記フォーカスセル43に形成
されたカム溝、44は第1図で説明したフォーカスモー
タMF、44aはこのフォーカスモータMFに駆動され
フォーカスセル43のギア部43aと噛合する原動ギア
、45は変倍モータMzで、45aは変倍セル32のギ
ア部33aと噛合し変倍モータMzにより駆動される原
動ギアである。尚、以下の第4図〜第8図において、上
記第3図と同一部位には同一符号を付して重複した説明
は省略する。
In FIG. 3, 17 and 18 to 19 are a first group cell and a third group cell to a fifth group that fixedly support the first group lens 2a and the third group lens 20 to the fifth group lens 2e, respectively.
It is a group cell. 21 and 22 to 24 are first pins and third to fifth pins protruding from the first group cell 17 and third group cell 18 to fifth group cell 20, respectively, in a direction substantially perpendicular to the optical axis 1. It's a bottle. 25 is a fixed cell having a cylindrical cross section which is an immovable member, and 26 is a fixed cell 2 that is a fixed member.
The first half of the fixed cell 25, 27, is smaller in diameter than the first half 26, and the second half of the fixed cell 25, 28 and 29 to 31, are
The first bin 21 and the third pin 22 to the fifth bin 2, respectively.
4 is a linear cam groove of the fixed cell 25 that is bored at a position above the fixed cell 25 and has a width that allows the insertion of the linear cam groove. Reference numeral 32 denotes a variable power cell rotatably fitted into the outer periphery of the rear half 27 of the fixed cell 25 in a state where movement in the optical axis direction is prevented. The gear portion 33b formed on the outer periphery of the flange portion is also a rotation transmission pin protruding from the front end of the variable power cell 32 substantially perpendicular to the optical axis 1.
34 is a variable power transmission cell fitted into the inner periphery of the front half 26 of the fixed cell 25 so as to be rotatable and also movable in the optical axis direction;
34a has a length corresponding to at least the amount of movement of the variable power transmission cell 34 in the optical axis direction, and the rotation transmission pin 33b
A notch 35 is formed along the optical axis 1 from the rear end of the variable power transmission cell 34 and has a width into which the variable power transmission cell 34 can be inserted. The fixing portion 36 is a cam groove drilled in the variable power transmission cell 34 with a width into which the first pin 21 can be fitted, and 37 to 39 are cam grooves into which the third pin 22 to the fifth pin 24 can be fitted, respectively. A cam groove with a width is formed in each of the variable power cells 32, 40 is a focus transmission cell fitted into the outer periphery of the front part 26 of the fixed cell 25 so as to be movable only in the optical axis direction, and 40a and 40b are cam grooves. Focus pins 41 and 42 protrude from the outer periphery and inner periphery of the focus transmission cell 40 in a direction perpendicular to the optical axis 1, respectively. and a linear cam groove and a cam groove respectively formed in the variable power transmission cell 34; 43 is a focus cell that is rotatably fitted into the outer periphery of the focus transmission cell 40 and whose movement in the optical axis direction is regulated; 43a is a focus cell; A gear portion 43b formed on the outer periphery of a flange portion provided at the rear end of the focus cell 43 is the focus pin 40a.
44 is the focus motor MF explained in FIG. , 45 is a variable power motor Mz, and 45a is a driving gear that meshes with the gear portion 33a of the variable power cell 32 and is driven by the variable power motor Mz. In the following FIGS. 4 to 8, the same parts as in FIG. 3 are given the same reference numerals, and redundant explanation will be omitted.

第4図は、固定セル25の後半部27の直線カム溝29
〜31と変倍セル32のカム溝37〜39との関係を示
す平面図で、上記直線カム溝29〜31はそれぞれ光軸
方向に沿う長孔に形成され。
FIG. 4 shows the linear cam groove 29 in the rear half 27 of the fixed cell 25.
31 and cam grooves 37 to 39 of the variable power cell 32. The linear cam grooves 29 to 31 are each formed into a long hole along the optical axis direction.

変倍セル32のカム溝37〜39は変倍レンズ群2の設
計時に定められるカム線図に沿った形状の長孔に形成さ
れている。
The cam grooves 37 to 39 of the variable power cell 32 are formed into elongated holes shaped along a cam diagram determined when the variable power lens group 2 is designed.

第5図(a)および第5図(b)は、変倍セル32と変
倍伝達セル34との連結部を拡大して示すもので、第5
図(a)は第3図の上記連結部の平面図、第5図(b)
は第5図(a)のA−A’矢視断面図である。
5(a) and 5(b) are enlarged views of the connecting portion between the variable power cell 32 and the variable power transmission cell 34.
Figure (a) is a plan view of the above-mentioned connecting part in Figure 3, Figure 5 (b)
is a sectional view taken along the line AA' in FIG. 5(a).

この第5図(a)および(b)において、切欠部34a
は光軸1に沿う直線の長孔状の切欠とされ、回転伝達ピ
ン33bがこの切欠部34aに嵌入されている。従って
、変倍伝達セル34は、光軸方向への移動に対しては変
倍セル32によって位置規制されず、変倍セル32の回
転運動のみが伝達されるように構成されている。
In FIGS. 5(a) and 5(b), the notch 34a
is a straight elongated notch along the optical axis 1, and the rotation transmission pin 33b is fitted into this notch 34a. Therefore, the variable power transmission cell 34 is configured such that its position is not restricted by the variable power cell 32 with respect to movement in the optical axis direction, and only the rotational movement of the variable power cell 32 is transmitted.

第6図は、固定セル25の前半部26と変倍部伝達セル
34とのそれぞれのカム形状および関係を示す第3のフ
ォーカス伝達セル4o側から見た拡大平面図である。変
倍伝達セル34のカム溝36は、変倍レンズ群2の設計
時に定められる、カム線図に沿った形に形成されている
。従って第1群セル17は1合焦動作とは独立的に、変
倍伝達セル34の回転運動に伴って光軸上を移動し変倍
動作を行うように構成されている。
FIG. 6 is an enlarged plan view from the third focus transmission cell 4o side showing the cam shapes and relationship between the front half 26 of the fixed cell 25 and the variable power transmission cell 34. The cam groove 36 of the variable power transmission cell 34 is formed in a shape along a cam diagram determined when the variable power lens group 2 is designed. Therefore, the first group cell 17 is configured to move along the optical axis along with the rotational movement of the variable power transmission cell 34 and perform a variable power operation independently of the single focusing operation.

第7図は、フォーカスセル43のカム溝43bの形状お
よび光軸1どの方向関係を示す拡大平面図である。同図
からもわかるように光軸1に対して所定の傾斜をなす形
状に形成されている。従って、フォーカスセル43の回
転運動は、フォーカスピン40aの光軸方向の直線運動
、すなわちフォーカス伝達セル40の光軸方向の直線運
動に変換されるように構成されている。
FIG. 7 is an enlarged plan view showing the shape of the cam groove 43b of the focus cell 43 and the directional relationship of the optical axis 1. As can be seen from the figure, it is formed in a shape that forms a predetermined inclination with respect to the optical axis 1. Therefore, the rotational movement of the focus cell 43 is converted into a linear movement of the focus pin 40a in the optical axis direction, that is, a linear movement of the focus transmission cell 40 in the optical axis direction.

第8図は、フォーカスセル40、固定セル25の前半部
26および変倍伝達セル34との関係およびそれぞれの
カム溝の形状を示すフォーカスセル43側から見た拡大
平面図である。前半部26の直線カム溝41は、光軸に
沿う方向の直線状の長孔に形成されている。変倍伝達セ
ル34のカム溝42は、上記直線カム溝41と直交する
ように形成されている。つまり変倍伝達セル34の女倍
動作に伴う回転運動がフォーカス伝達セル40のフォー
カスピン40bによって規制されないように構成されて
いる。尚、第3図において、固定セル25の前半部26
における直線カム溝28および同直線カム溝41を作図
の都合上同一断面のように示しであるが、直線カム溝2
8と直線カム溝41とは異なる断面に位置している。
FIG. 8 is an enlarged plan view seen from the focus cell 43 side showing the relationship between the focus cell 40, the front half 26 of the fixed cell 25, and the variable power transmission cell 34, and the shapes of their respective cam grooves. The linear cam groove 41 of the front half 26 is formed as a linear long hole extending along the optical axis. The cam groove 42 of the variable power transmission cell 34 is formed to be orthogonal to the linear cam groove 41. In other words, the rotational movement of the variable power transmission cell 34 accompanying the female magnification operation is not restricted by the focus pin 40b of the focus transmission cell 40. In addition, in FIG. 3, the front half 26 of the fixed cell 25
Although the linear cam groove 28 and the linear cam groove 41 are shown as having the same cross section for convenience of drawing, the linear cam groove 2
8 and the linear cam groove 41 are located on different cross sections.

次にこのように構成された本実施例の動作を説明する。Next, the operation of this embodiment configured as described above will be explained.

全体の制御動作を述べる前に第3図の機構部の動作を説
明する。
Before describing the overall control operation, the operation of the mechanism shown in FIG. 3 will be explained.

先ず、変倍モータ45によって原動ギア45aが回転し
、これに噛合するギア部33aに回転運動が伝達されて
、変倍セル32および回転伝達ピン33bで連結された
変倍伝達セル34および第2群レンズ2bが一体的に回
転を始める。第1群セル17、および第3群セル18〜
第5群セル20は、第6図および第4図に示すように、
それぞれの第1ピン21および第3ピン22〜第5ピン
24は、それぞれ光軸方向に沿う直線カム溝28゜29
.30,31によって回転方向に対する位置規制がなさ
れている。従って変倍伝達セル34および変倍セル32
の回転によって、第1ピン21および第3ピン22〜第
5ピン24は、その回転角度とそれぞれのカム溝36〜
39の形状に従った量だけ光軸上を移動する。つまり第
2群レンズ2bを除いた第1群レンズ2a〜第5群レン
ズ2eの各群がそれぞれ第2図の実線で示すカム線図に
従って移動する。この変倍動作によって焦点距離fは更
新できるが同時にピントずれも発生するので、これを補
正しなければならない。そこで、次は合焦動作について
述べる。尚、第2群レンズ2bは上記変倍動作によって
は移動しない。
First, the driving gear 45a is rotated by the variable power motor 45, and rotational motion is transmitted to the gear portion 33a that meshes with the driving gear 45a. The lens group 2b begins to rotate integrally. First group cell 17, and third group cell 18~
The fifth group cell 20, as shown in FIGS. 6 and 4,
Each of the first pin 21 and the third pin 22 to the fifth pin 24 has a linear cam groove 28° 29 along the optical axis direction.
.. 30 and 31 regulate the position in the direction of rotation. Therefore, the variable power transmission cell 34 and the variable power cell 32
Due to the rotation of
39 on the optical axis. That is, each of the first lens group 2a to fifth lens group 2e, excluding the second lens group 2b, moves according to the cam diagram shown by the solid line in FIG. 2, respectively. Although the focal length f can be updated by this magnification change operation, a focus shift also occurs, which must be corrected. Therefore, next we will discuss the focusing operation. Note that the second group lens 2b is not moved by the above-mentioned zooming operation.

フォーカスモータ44によって原動ギア44aが駆動さ
れ、こ、の回転力がこの原動ギア44aと噛合するフォ
ーカスセル43のギア部43aに伝達され、フォーカス
セル43が回転するが、第8図に示すようにフォーカス
ピン40bが固定セル25の前半部41に形成された直
線カム溝41によって回転方向に対し位置規制されてい
るので、フォーカス伝達セル4oも回転方向には動けず
、従って第7図に示すように上記フォーカスセル43の
カム溝43bに嵌入されたフォーカスピン40aは該カ
ム溝43bの回転角に対する図中水平分力成分に従った
量だけ光軸上を直線運動する。
The driving gear 44a is driven by the focus motor 44, and its rotational force is transmitted to the gear portion 43a of the focus cell 43 that meshes with the driving gear 44a, causing the focus cell 43 to rotate, as shown in FIG. Since the position of the focus pin 40b is restricted in the rotational direction by the linear cam groove 41 formed in the front half 41 of the fixed cell 25, the focus transmission cell 4o cannot also move in the rotational direction, and therefore, as shown in FIG. The focus pin 40a fitted into the cam groove 43b of the focus cell 43 moves linearly on the optical axis by an amount according to the horizontal force component in the figure with respect to the rotation angle of the cam groove 43b.

つまりフォーカスセル43の回転運動がフォーカスピン
40a を介してフォーカス伝達セル40の光軸方向の
直線運動に変換され、さらにこの直線運動がフォーカス
ピン40bを介して変倍伝達セル34に伝達され、第1
群レンズ2aと第2群レンズ2bは、上述の変倍動作に
よって設定された(ただし第2群レンズ2bは不動)レ
ンズ間隔を保持した状態で変倍伝達セル34全体が、光
軸上を移動して合焦位置に至るのである。この説明から
すでに明白なように、変倍伝達セル34は変倍動作およ
び合焦動作のいずれにも関与していることになる。尚、
上記変倍動作によるZPM8の出力の変化が第2図に示
すZpであり、上記合焦動作によるFPM7の出力の変
化が同じく第2図に示すSxである。
In other words, the rotational motion of the focus cell 43 is converted into a linear motion of the focus transmission cell 40 in the optical axis direction via the focus pin 40a, and this linear motion is further transmitted to the variable power transmission cell 34 via the focus pin 40b. 1
The entire variable power transmission cell 34 moves on the optical axis while maintaining the lens interval between the group lens 2a and the second group lens 2b set by the above-mentioned variable power operation (however, the second group lens 2b does not move). The lens then reaches the in-focus position. As is already clear from this description, the variable power transmission cell 34 is involved in both the variable power operation and the focusing operation. still,
The change in the output of the ZPM 8 due to the above zooming operation is Zp shown in FIG. 2, and the change in the output of the FPM 7 due to the above focusing operation is Sx shown in FIG. 2 as well.

さて、次に第1図を用いて本実施例の全体の制御動作を
述べる。
Next, the overall control operation of this embodiment will be described using FIG.

まず、ワイド側からテレ側に移る倍率アップ動作を説明
すると、第1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がら変倍方向の情報を含む起
動信号(STR)が出力される。最大繰出量演算部9が
ZPM8の出方(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、例えばそれぞれZp。およびS (i)で
あったとする。最大繰出量演算部9は(1)式によって
このときのFρXを算出し、さらに(2)式によって5
x(oo)を算出し、比例定数演算部10は該Fpxを
も受けて(3)式によって比例定数Cfpを算出する。
First, to explain the magnification increasing operation from the wide side to the telephoto side, when the up switch 13 in FIG. . The maximum feed amount calculation section 9 receives the output (Zp) of the ZPM8 and performs A/D conversion, and the proportionality constant calculation section 10 receives the output (Sx) of the FPM 7 and converts it into A/D.
/D conversion, for example Zp respectively. and S (i). The maximum feed amount calculation unit 9 calculates FρX at this time using equation (1), and further calculates 5 using equation (2).
x(oo) is calculated, and the proportionality constant calculation section 10 also receives the Fpx and calculates the proportionality constant Cfp using equation (3).

次に、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が上述した第
3図の変倍動作によって移動し、ZPM8の出力(Zp
 )も第2図に示すように変化する。ただし、FPM7
はフォーカスモータMF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、上述したよ
うに、第6図に示した変倍伝達セル34のカム形状に従
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。変倍構成群が所定量(例えば8ステツプ)移動する
ごとにフォーカシングレンズ群2a 、2bがフォーカ
ス制御部12によって駆動される。つまりフォーカスモ
ータMFにより合焦補正動作中も変倍モータMzは回転
を継続し、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(4)式によって求められた
予定合焦位置S (e)とを逐時比較しDfc= S 
(e)となったところで、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。
Next, the magnification control unit 16 rotates the magnification motor Mz in the direction of increasing the magnification. Then, the variable magnification lens group 2 moves according to the variable magnification operation shown in FIG.
) also changes as shown in FIG. However, FPM7
Since the focus motor MF is not operating, the distance between the first group lens 2a and the second group lens 2b changes according to the cam shape of the variable power transmission cell 34 shown in FIG. 6, as described above. The lens group is held at a fixed position and does not change when the magnification is changed. The focusing lens groups 2a and 2b are driven by the focus control section 12 every time the variable power component group moves by a predetermined amount (for example, 8 steps). In other words, the zoom motor Mz continues to rotate even during the focus correction operation by the focus motor MF, and the focus control unit 12 further controls the output Dfc of the focus counter 6 and the planned focus position S (e ) and Dfc=S
When (e) is reached, the focusing motor MF
is stopped to complete one cycle of the magnification increase operation.

以下、アップスイッチ13がOFF状態になるまで同様
の動作を繰り返す。従って、巨視的に見れば変倍動作に
よってピントずれを発生せず、パリフォーカスレンズで
ありながら見かけ上はズームレンズのように作用するの
である。
Thereafter, similar operations are repeated until the up switch 13 is turned off. Therefore, from a macroscopic perspective, there is no out-of-focus caused by the magnification change operation, and although it is a pari-focus lens, it apparently functions like a zoom lens.

以上のように、本実施例は、従来のズームレンズにおけ
る上記等量移動の条件を外し、各被写体距離における合
焦位置の変化が(5)式となるように構成したから、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。
As described above, this embodiment removes the above-mentioned condition of equal movement in conventional zoom lenses and is configured so that the change in focus position at each subject distance is expressed by equation (5). This has the advantage that the amount of movement of the focusing lens groups 2a and 2b does not become unnecessarily large. Therefore, there is an advantage that the outer diameter of the lens can be made as small as possible. Moreover, in terms of appearance (in use), it has the advantage that, like conventional zoom lenses, no focus movement (blurring) occurs even if the magnification is changed after focusing once.

また、第2群レンズ2bを変倍伝達セル34に固定した
ので、第2群レンズ用のセルが省略でき、且つ、加工の
厄介なカム溝を変倍伝達セル34に形成する必要が無く
なり、従って、構成の簡略化と、コストの低減化を実現
することができる。さらに加えて、第2群レンズ2bを
変倍駆動する必要がないので、その分、摩擦力が軽減さ
れ、従って駆動ロスの低減化を併せて実現することがで
きる。
Furthermore, since the second group lens 2b is fixed to the variable power transmission cell 34, the cell for the second group lens can be omitted, and there is no need to form a cam groove, which is difficult to process, in the variable power transmission cell 34. Therefore, it is possible to simplify the configuration and reduce costs. In addition, since there is no need to drive the second lens group 2b to change its magnification, the frictional force is reduced accordingly, and therefore, it is also possible to reduce drive loss.

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。
In addition, since mechanical focusing correction using a conventional cam is performed electrically, the outer diameter of the lens can be made as small as possible, as mentioned above, and the lens barrel configuration can be simplified, so that the motor that drives the focusing lens group can be It has the advantage that a small capacity is sufficient and the entire device can be made smaller, lighter, and lower in cost. Especially when using the camera and this device in conjunction,
Since the AF circuit of the camera can be shared, there is an advantage that costs can be further reduced.

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。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified in various ways without departing from the spirit thereof.

例えば、変倍伝達セル34に固定するセルは、第1群セ
ル17であってもよい。
For example, the cells fixed to the variable power transmission cell 34 may be the first group cells 17.

また、変倍動作と合焦動作の開動作に関与しているのは
、変倍伝達セル34であるが、第3図に示すようにフォ
ーカスカウンタ6およびFPM7は、原動ギア44aと
連結する構成とする例に限らず、フォーカスセル43お
よびフォーカス伝達セル40の光軸方向移動量を検出す
るように構成してもよい。
Further, the variable power transmission cell 34 is involved in the zooming operation and the opening operation of the focusing operation, but as shown in FIG. 3, the focus counter 6 and the FPM 7 are connected to the driving gear 44a. The present invention is not limited to this example, and the configuration may be such that the amount of movement of the focus cell 43 and the focus transmission cell 40 in the optical axis direction is detected.

また、同様にZPM8は、原動ギア45aに連結する構
成とする例に限らず、変倍セル32または変倍伝達セル
34の回転角あるいは、第3群セル19〜第5群セル2
1のうちいずれかの光軸方向移動量を検出するように構
成してもよい。
Similarly, the ZPM 8 is not limited to the example in which the configuration is connected to the driving gear 45a, and the rotation angle of the variable power cell 32 or the variable power transmission cell 34, or the third group cell 19 to the fifth group cell 2
1 may be configured to detect the amount of movement in the optical axis direction.

また、フォーカスモータ44および変倍モータ45は、
それぞれ原動ギア44aおよび45aに直結することな
く減速機構等を介して駆動してもよい。
Further, the focus motor 44 and the variable magnification motor 45 are
They may be driven via a speed reduction mechanism or the like without being directly connected to the driving gears 44a and 45a, respectively.

また、予定合焦位置S (e)は、フォーカスカウンタ
6の出力Dfcと比較することなく、精度上問題がなれ
ればFPM7の出力と比較してもよい。
Further, the planned focus position S (e) may be compared with the output of the FPM 7 without comparing it with the output Dfc of the focus counter 6, if there is no problem with accuracy.

つまり、5x=S(e)となった時点でフォーカスモー
タMF を停止するように構成してもよい。
In other words, the focus motor MF may be configured to stop when 5x=S(e).

また、(1)式をテーラ−展開した形式の演算式Fpx
=a0+a工Zp+a2Zρ2・・・・・・にしてもよ
い。
In addition, the arithmetic expression Fpx in the form of Taylor expansion of equation (1)
=a0+a-Zp+a2Zρ2... It may be done.

ここで、a、、a□、a2.・・・・・・は、設計時に
定められる設定定数である。
Here, a,, a□, a2. . . . are setting constants determined at the time of design.

また、一般にテレ側とワイド側のストップ位置において
、ズームカムとストップ部材の圧力角、即ちストップ強
度の問題から(1)式のような演算式ではテレ側、ワイ
ド側では近似できない場合が発生する。その場合には、
Zpのゾーンを3ゾーンにわけ、それぞれにゾーン分け
して、近似式を作ることにより、行なうことができる。
Furthermore, in general, at the stop positions on the telephoto side and the wide side, due to the problem of the pressure angle between the zoom cam and the stop member, that is, the stop strength, there are cases where an arithmetic expression such as equation (1) cannot be approximated on the telephoto side and the wide side. In that case,
This can be done by dividing the Zp zone into three zones and creating an approximate expression for each zone.

また、(1)式等も演算に限らすCPU、ROM内にそ
のデータを記憶させておくこともできる。
Further, equation (1) and the like are limited to calculations, and the data can also be stored in the CPU and ROM.

(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、軽量かつ安価なバ
リフォーカルレンズを用いながら、特に複数の合焦レン
ズ群のうちの一つを変倍駆動手段によって駆動されない
構成としたことにより、変倍駆動手段のi素化、コスト
の低減化並びに駆動ロスの低減化を実現できると共に変
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
へ移動させて全体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瞬時に補正し合焦状態
を実質上保持することができ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。
(e) Effects As explained in detail above, according to the present invention, the lens optical system itself has a very simple configuration and uses a small, lightweight, and inexpensive varifocal lens. By configuring one of the lenses not to be driven by the variable power driving means, it is possible to realize an i-element of the variable power driving means, a reduction in cost, and a reduction in drive loss. Varifocal lens control that instantly corrects the image formation position shift peculiar to varifocal lenses and virtually maintains the in-focus state even when the overall focal length is updated by moving from one focal length to a second focal length. equipment can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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、本
発明に用いられるバリフォーカルレンズの特性である設
定すべき焦点距離fの変化と各レンズ群の動き方を示す
線図、第3図は、本発明の要部で、第1図の変倍駆動部
4およびフォーカス駆動部5の具体的な構成を示す縦断
側面図、第4〜第8図は、上記第3図の各部を拡大して
示す図で、このうち第4図は、固定セルの直線カム溝と
変倍セルとのそれぞれのカム形状および関係を示す平面
図、第5図(a)は、変倍セルと変倍伝達セルとの連結
部を拡大して示す平面図、第5図(b)は、第5図(a
)のA−A’矢視断面図、第6図は、固定セルと変倍伝
達セルとのそれぞれのカム形状および関係を示す平面図
、第7図は、フォーカスセルのカム形状および光軸との
方向関係を示す平面図、第8図は、フォーカスセル固定
セルおよび変倍伝達セルとのそれぞれのカム形状を示す
平面図である。 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、45・・・・・・変倍モータ、 MF、44・・・・・・フォーカスモータ、十V・・・
・・・電源、    17・・・・・・第1群セル、1
8〜20・・・・・・第3群セル−第5群セル、21・
・・・・・第1ピン、 22〜24・・・・・・第3ピン〜第5ピン、25・・
・・・・固定セル、   26・・・・・前半部、27
・・・・・・後半部、 28〜31,41・・・・・・固定セルの直線カム溝、
32・・・・・・変倍セル、   33a・・・・・・
ギア部、33b・・・・・・回転伝達ピン、 34・・・・・・変倍伝達セル、 34a・・・・・・
切欠部、35・・・・・・固定部、 36.42・・・・・・変倍伝達セルのカム溝、37〜
39・・・・・・変倍セルのカム溝、40・・・・・・
フォーカス伝達セル。 40a 、40b・・・・・・フォーカスピン、43・
・・・・・フォーカスセル、 43b・・・・・・フォーカスセルのカム溝。 特許出願人 株式会社 リ コ −  。 代理人弁理士真FB (IIや二 J−已 第  4  図 第  5   図 (b) 第  6   図
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of the varifocal lens control device according to the present invention, and FIG. 2 shows the focal length f to be set, which is a characteristic of the varifocal lens used in the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the changes and how each lens group moves, and FIG. 3 is a vertical sectional side view showing the specific configuration of the variable power drive section 4 and focus drive section 5 of FIG. 1, which are the main parts of the present invention. Figures 4 to 8 are enlarged views of each part of Figure 3, of which Figure 4 is a plan view showing the cam shapes and relationships between the linear cam groove of the fixed cell and the variable power cell. 5(a) is an enlarged plan view showing the connecting portion between the variable power cell and the variable power transmission cell, and FIG. 5(b) is the plan view shown in FIG. 5(a).
), FIG. 6 is a plan view showing the cam shapes and relationships between the fixed cell and variable power transmission cell, and FIG. 7 is a sectional view showing the cam shape and optical axis of the focus cell. FIG. 8 is a plan view showing the cam shapes of the focus cell fixed cell and the variable power transmission cell. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Optical axis, 2... Variable power lens group, 2a to 2e... 1st group to 5th group lens, 3.
... Film surface, 4 ... Variable magnification drive section, 5 ... Focus drive section. 6... Focus counter 7... Combined lens group position detector (FPM), 8...
...Focal length detector (ZPM), 9...
Maximum feed amount calculation unit, 10...Proportional constant calculation unit 11...Focus correction calculation unit, 12...Focus control unit, 13...Magnification increase switch (up switch), 14...magnification down switch (down switch), 15... drive direction determination unit, 16... magnification change control unit. Mz, 45...Magnification variable motor, MF, 44...Focus motor, 10V...
...Power supply, 17...First group cell, 1
8-20...3rd group cell-5th group cell, 21.
...1st pin, 22-24...3rd pin - 5th pin, 25...
... Fixed cell, 26 ... First half, 27
...Second half, 28-31,41...Fixed cell linear cam groove,
32...variable magnification cell, 33a...
Gear part, 33b... Rotation transmission pin, 34... Variable power transmission cell, 34a...
Notch part, 35...Fixing part, 36.42...Cam groove of variable power transmission cell, 37~
39... Cam groove of variable power cell, 40...
Focus transfer cell. 40a, 40b... Focus pin, 43.
...Focus cell, 43b...Focus cell cam groove. Patent applicant Rico Co., Ltd. Agent Patent Attorney Makoto FB (II, 2J-W) Figure 4 Figure 5 (b) Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (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一位置に設定
する合焦動作を行った後、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
更新させる変倍動作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、上記変倍動
作に伴って上記光軸方向に移動する複数のレンズ群から
なる上記変倍レンズ群と、この変倍レンズ群のうちさら
に上記合焦動作に伴って上記光軸方向に移動する少なく
とも2つ以上のレンズからなる上記合焦レンズ群と、こ
の合焦レンズ群の1つのレンズ群を除いた残りの上記変
倍レンズ群からなる変倍構成群の光軸上の位置に対応す
る位置情報を出力する変倍レンズ群位置検出手段と、上
記合焦レンズ群の光軸上の位置に対応する位置情報を出
力する合焦レンズ群位置検出手段と、上記変倍構成群を
駆動する変倍駆動手段と、上記合焦レンズ群を駆動する
合焦駆動手段と、上記変倍レンズ群位置検出手段および
上記合焦レンズ群位置検出手段の出力をそれぞれ受け上
記変倍駆動手段の起動および停止を制御し、上記変倍動
作によって生じる上記結像位置ずれを補正すべき補正量
を算出して上記合焦レンズ群を上記合焦位置に駆動する
ように上記合焦駆動手段を制御する変倍合焦補正制御手
段とを具備することを特徴とするバリフォーカルレンズ
制御装置。
(1) The above-mentioned optical axis corresponds to the subject distance from close range to infinity when the focusing lens group of a variable power optical system is composed of a variable power lens group and a focusing lens group arranged on the same optical axis. After performing a focusing operation to set the focal point between the close position above and the infinity position, the variable magnification lens group adjusts the overall focal length of the variable magnification optical system to the shortest focal length and maximum focal length. In a varifocal lens that causes an image formation position shift for the same subject due to a magnification change operation that updates an arbitrary first focal length to a second focal length between The zoom lens group is made up of a plurality of lens groups that move in the direction, and the focusing lens group is made up of at least two lenses that move in the optical axis direction in conjunction with the focusing operation. Variable magnification lens group position detection that outputs position information corresponding to the position on the optical axis of the variable magnification component group consisting of the lens group and the remaining variable magnification lens group except for one lens group of this focusing lens group. a focusing lens group position detecting means for outputting position information corresponding to a position of the focusing lens group on the optical axis; a variable power driving means for driving the variable power component group; and a focusing lens group. a focusing drive means for driving the zoom lens group position detecting means and the focusing lens group position detecting means, respectively, to control starting and stopping of the zoom lens group position detecting means, and to control start and stop of the zoom lens group position detecting means, and to control start and stop of the zoom lens group position detecting means, and zooming focus correction control means for controlling the focus drive means to calculate a correction amount to correct the image formation position deviation and drive the focus lens group to the focus position. A varifocal lens control device featuring:
JP12877587A 1987-01-24 1987-05-26 Control device for variable focal lens Pending JPS63293513A (en)

Priority Applications (2)

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Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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