JPS63300207A - バリフォ−カルレンズ制御装置 - 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】 （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。

（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、甲４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９１（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。

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「等型移動」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
述の等型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った。

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。

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があった。

そこで、これらの問題を解決するために、上記等量移動
の条件を外したバリフォーカルレンズが既に提案されて
いるが、このバリフォーカルレンズには、上述のズーム
レンズのズーミング操作に対応する変倍操作を行うと結
像位置ずれが発生するという問題がある。この問題を解
決するためには、バリフォーカルレンズを構成する変倍
光学系の一部を合焦レンズ群として上記変倍動作と独立
的な合焦駆動ができるように構成し、−上記変倍操作に
伴う結像位置ずれ（以下「シフト」ということがある）
を演算により求めその演算結果に基づいて上記合焦１ノ
ンズ群位置を補正すれば、実質的にズームレンズと同様
の操作性を得ることができると考えられる。

さて、このように自動的にシフト補正を行う場合、上記
バリフォーカルレンズは、同一被写体に対する合焦レン
ズ群の合焦位置が焦点距離によって変化し、この変化の
軌跡は、焦点距離（焦点距離検出器の出力）を変数とす
る双曲線となるので、例えば、合焦レンズ群が合焦位置
にあり、この状態から変倍操作をすると、上記バリフォ
ーカルレンズの制御系は、上記双曲線に沿って合焦レン
ズ群を移動させて合焦状態を保持しようとするが、例え
ばファインダにおける画角の変化を自然なものにするた
めには、シフト補正のための合焦動作（以下「シフト補
正動作」という）と焦点距離を変更する変倍動作とを交
互に繰返しながら設定すべき焦点距離に到着させればよ
い。このようにして交互に繰返すシフト補正動作を行う
たびごとに合焦位置までの合焦レンズ群の次回の繰出し
量を算出する必要がある。ところが、例えば、現在設定
されている焦点距離を変倍レンズ群の光軸上の位置とし
て検出する例えばポテンショメータ等の焦点距離検出器
の出力をＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換し、これを焦点距離
情報として用いる場合、仮に上記変倍レンズ群が光軸上
に静止していても、該Ａ／Ｄ変換器の出力は、微小では
あるが、常に変動している。また、この出力に基づく上
記シフト補正のための繰出し量の演算においても丸め誤
差等の演算誤差が生じさらに出力が変動する。従って、
この演算結果をもって直接上記合焦レンズ群を駆動する
と、つまりアナログ制御のように連続的な制御をすると
、上記変動によって合焦レンズ群が振動するという問題
があった。

また、焦点距離の変化に対して無限遠における合焦位置
が不変となるようなバリフォーカルレンズにおいては、
上記双曲線の傾斜が至近において最大となる。従って、
最短焦点距離から最長焦点距離までの上記シフト補正動
作を含めた変倍動作を行う場合、被写体距離によって、
上記最短焦点距離から最長焦点距離に切換る所要時間が
著しく異なるという問題があった。

（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、安価にして簡略な構成で、バリフォー
カルレンズ特有の全系焦点距離の更新に伴う結像位置ず
れを、高速でしかも安定に補正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に、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、上記変倍レンズ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
ズ群および上記合焦レンズ群の上記光軸上のそれぞれの
絶対位置を検出するレンズ群位置検出手段と、このレン
ズ群位置検出手段から出力される焦点距離情報および合
焦レンズ群位置情報を受けて、上記結像位置ずれの補正
がなされる補正合焦位置までの上記合焦レンズ群の移動
量を補正量として算出する合焦補正演算手段と、該補正
量をしきい値としての基準値と比較して上記補正量が該
基準値を超えたとき実行信号を出力する比較判定手段と
、上記変倍駆動手段を制御する変倍制御手段と、上記実
行信号を受けた時点で上記補正量に基づいて上記補正合
焦位置に上記合焦レンズ群を駆動すべく上記合焦駆動手
段を制御する合焦制御手段とを具備し、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安定にかつ
迅速に補正す乞ように構成したことを特徴としたもので
ある。

以下１本発明の一実施例を添付図面に基づいて具体的に
説明する。

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　、２ｃ　、２ｄ
および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５群レンズ
２ｅをもって合焦レンズ群としてのフォーカスレンズ群
３を構成している。この第５群レンズ２ｅを含み、第１
群レンズ２ａ〜第５群レンズ２ｃをもって変倍レンズ群
２を構成している。尚、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であり、Ｆｍはフィルム面
である。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（ｏｏ位！りから至近位置まで
の間の合焦位置に第５群レンズ２ｅ、つまりフォーカス
レンズ群３を駆動す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はそれぞれ上記フォーカスレンズ群
３と共に該フォーカス駆動部５により駆動され、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
ルスを発生しフォーカスレンズ群３の光軸１上の相対移
動量を検出するフォーカスカウンタ、また７は合焦レン
ズ群３の光軸上の位置に比例した電圧を、合焦レンズ群
位置情報としてのフォーカス位置情報Ｓｘとして出力す
るレンズ群位置検出手段の一部を成す合焦レンズ群位置
検出器（以下ｒＦＰＭＪと略記する）、８は変倍レンズ
群２と共に変倍駆動部４に駆動されて変倍レンズ群２の
光軸上の位置または上記全系焦点距離ｆに比例した電圧
を、焦点距離情報Ｚρとして出力する、上記Ｆ　Ｐ　Ｍ
　７と共にレンズ群位置検出手段を構成する焦点距離検
出器（以下ｒＺＰＭ」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Ｑ位置から至近位置までのフォーカスレンズ群３の移
動量（すなわち繰出量）Ｆｐｍ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ＦｐｍとＦ
ＰＭ７のフォーカス位置情報（合焦レンズ群位置情報）
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、後述する比例定数Ｃｆｐ
を出力する比例定数演算部、１１は上記３つの出力Ｆｐ
ｍ、　ＣｆＰｔ　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である。尚、上記最大
繰出量演算部９、上記比例定数演算部１０および上記合
焦補正演算部１１をもって合焦補正演算手段としての総
合補正演算部１２を構成している。従ってこの総合補正
演算部１２が算出する移動量としての補正合焦位置は、
上記補正量と同一内容である。１３はこの補正量Ｄｆｐ
とあらかじめ定められたしきい値としての基準値Ｄｓｔ
（例えばＤｓｔ＝２０）とを比較して該補正量Ｄｆｐが
基準値を超えたとき実行信号（ＧＯ）を補正量（Ｄ　ｆ
ｐ）と共に出力する比較判定手段としての比較判定部で
ある。尚、基準値Ｄｓｔ＝２０は、上述したようにＡ／
Ｄ変換による変換誤差および総合補正演算部１２各部の
演算誤差等による出力（補正量Ｄｆｐ）の変動成分より
も十分に大きな値に設定されている。

１４は被写体までの距離を計測し、予定合焦位置までの
フォーカスモータＭＦの回転数に対応するデフォーカス
１Ｄｆｘを出力する測距部、１５はフォーカスカウンタ
６の出力Ｄｆｃおよび上記補正量Ｄｆｐまたは上記デフ
ォーカス量Ｄｆｘをそれぞれ受けて、上記実行信号（Ｇ
ｏ）を受けた時点で該補正量Ｄｆｐに対応する補正合焦
位置に、または該デフォーカス量Ｄｆｘを受けた時点で
このＤｆｘに対応する予定合焦位置にフォーカスレンズ
群３を駆動するように上記フォーカス駆動部５を制御す
る合焦制御手段としてのフォーカス制御部、１６および
１７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起動手段としての変倍スイッチで
、１６は倍率アップスイッチ（以下単に「アップスイッ
チ」という）、１７は倍率ダウンスイッチ（以下単に「
ダウンスイッチ」という）、１８はこれらのアップ、ダ
ウンスイッチ１６．１７の出力を受けて変倍モータＭ　
７．の回転方向を決定した上で起動信号（Ｓ　Ｔ　Ｒ）
を出力する駆動方向判定部、１９は該起動信号Ｓ　Ｔ　
Ｒおよび出力Ｆｐｍ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、＋Ｖはｆｆ
ｌ源を示し、各部の入出力関係は主要信号のみを示す。

また、最大繰出量演算部９は、当該焦点距離情報Ｚｐに
おけるω位置から至近位置までのフォーカスレンズ群３
の最大繰出量をＦｐｍとし、変倍レンズ群２のレンズ固
有の定数をそれぞれＣ１゜Ｃ２，Ｃ，としたとき。

Ｆｐｍ＝　（Ｃ２／（Ｚｐ　＋Ｃ，））＋Ｃ１（１）な
る演算を実行するように構成されている。

尚、上記定数Ｃ２，Ｃ，は被写体距離りがパラメータと
なっている。従って（１）式の定数Ｃ２゜Ｃ１は至近の
被写体距’／ａ　ｏ　ｏ　を含んでいる。

また、比例定数演算部１０は、その出力をＣｆｐとし、
変倍動作を行う直前のフォーカス位置情報Ｓｘおよび上
記最大繰出量Ｆｐｍをそれぞれ５（ｉ）およびＦｐ（ｉ
）　とすると。

Ｃｆｐ＝Ｓ（ｊ、）／Ｆｐ（ｉ）　　　　　　　　　　
（２）なる演算を実行するように構成されている。

また、合焦補正演算部１１は、その８力をＤｆｐとし、
補正すべき時点での焦点距離情報ＺＰに対応する最大繰
出量ＦｐｍをＦｐ（ｅ）とすると、Ｄｆｐ＝（Ｃｆｐ−
Ｆｐ（ｅ）／　２５６）−５（ｉ）（３）なる演算を実
行するように構成されている。

また、ＺＰＭ８の出力Ｚｐは、テレ側において、Ｚｐ＝
２５５、ワイド側において、Ｚρ＝Ｏとなり一方、ＦＰ
Ｍ７の出力Ｓｘは、■位置においてＳｘ＝Ｏ、テレ側の
至近位置においてはＳｘ＝２５５となるように構成され
ている。

第２図は、変倍モード、マクロモードおよび収納モード
を有する第１図の変倍レンズ群２の各モードにおけるそ
れぞれの動きを示すカム線図である。

第２図において、２０〜２４は、それぞれ第ルンズ群２
ａ〜第５レンズ群２ｅが変倍操作、マクロ操作および収
納操作によって移動するときの軌跡を示すカム線、特に
カム線２４はフォーカスレンズ群３がω位置にあるとき
の軌跡を示し、２４、ａは同じくフォーカスレンズ群３
が至近位置にあるときの軌跡を示す第５群レンズ２ｅの
カム線、２５はテレ側の位置を示すテレ位置、２６はワ
イド側の位置を示すワイド位置である。また２５ａおよ
び２６ａはそれぞれマクロ位置および収納位置である。

第３図は、第２図のカム線図に対応するカム溝の具体的
形状を拡大して示す展開図である。

第３図において、２７〜３１は、第２図のカム線２０〜
２４にそれぞれ対応するカム溝で、カム枠に形成されて
おり、３２〜３５は、固定枠に形成され、それぞれ第１
群レンズ２ａ　、第２群レンズ２ｂ、第３群レンズおよ
び第５群レンズ２ｃ　。

２ｅ　、第４群レンズ２ｄをそれぞれ光軸方向へ案内す
る直線カム溝である。尚、２５および２６は、上述した
ようにテレ位置およびワイド位置であるが、実際には第
２図示のカム線図のように一直線上にあるのではなく、
相互に干渉を起さないように各カム溝２７〜３１によっ
て円周方向に適宜にずらせである。つまり第２図のテレ
位置２５およびワイド位置２６は、等価的に示したもの
である。

第４図は、第１図に示した実施例のうち総合補正演算部
の演算等の原理を説明するための線図である。

第４図において、設定すべき全系焦点距離ｆとフォーカ
スレンズ群３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、横軸には無限遠に対する合焦位置を
基準としてフォーカスレンズ群３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＝３５ｍｍである。３６〜３８は
、それぞれ被写体距離りが”＋　３．０ｍ　　、至近（
１，２ｍ）であるときの合焦曲線で、上述のように（１
）式の定数Ｃ２，Ｃ，のパラメータである被写体距離り
をω、３．０ｍ　、１．２ｍ　とすることによって求ま
り、焦点距離情報Ｚｐの変化に対するフォーカスレンズ
群３の無限遠位置から合焦位置までの繰出量の変化を示
す双曲線となる。従って、合焦曲線３８は最大の繰出量
となる至近の合焦曲線で、特にωの合焦曲線３６からこ
の至近の合焦曲線３８までの移動量が上述した最大繰出
量Ｆｐｍである。Ｚｐ（ｉ）、５（ｉ）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ψの合焦曲線３６から至
近の合焦曲線３８までの移動量Ｆｐｍ（最大繰出量）で
あり、そしてＺｐ（ｅ）、Ｆｐ（ｅ）およびＤｆｐは、
それぞれ変倍駆動部４が動作を開始してから補正すべき
時点での焦点距離情報（第２の焦点距離情報）、上記Ｚ
ｐ（ｅ）における合焦曲線３６から合焦曲線３８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、変倍動作の直前のＺｐ、つまりＺρ＝Ｚｐ（ｉ
）上の最大繰出量Ｆｐ（ｉ）とフォーカスレンズ群３の
現在位置までの繰出量５（ｉ）との比を上記（２）式に
よって求め、次に変倍動作終了後のＺｐ　、すなわちＺ
ｐ　＝Ｚｐ（ａ）上においては、フォーカスレンズ群３
が変倍動作によって不動であるならば（変倍動作中に合
焦動作をしない場合）、５（ｉ）は上記５（ｉ）と同一
であり、Ｆｐ（ｅ）は（１）式にＺｐ（ｅ）を代入して
求めることができる。つまりＺｐ　＝Ｚｐ（ｅ）上にお
いてはＤｆｐが未知数となるので、（２）式で求めた比
例定数Ｃｆｐを用いると（３）式によって上記未知数Ｄ
ｆｐが求まるのである。このＤｆｐが上述の補正量であ
る。

第５図は、第１図に示す実施例の動作を説明するための
グラフで、第４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、３８ａおよび３９はＺＰ　＝ＺＰｘ上
のそれぞれ合焦曲線３７および３８と交差する点、４０
．４２．４４は倍率アップの動作において焦点距離情報
ＺＰの変化量とその方向を示す矢印、Ｓ工は点３９のフ
ォーカス位置情報Ｓｘの値、４１および４１ａはＺｐ＝
Ｚｐ’　　上のそれぞれＳｘ＝Ｓ工なる仮想直線および
合焦曲線３７と交差する点、４３．４５は倍率アップの
動作において、フォーカス位置情報Ｓｘの変化量とその
方向を示す矢印、４６，４６ａはＺ　Ｐ　”　Ｚ　Ｐｌ
上のそれぞれ合焦曲線３７および３８と交差する点、４
７．４９は倍率ダウンの動作においてＺｐの変化量とそ
の方向を示す矢印、４８．５０は同じく倍率ダウンの動
作においてフォーカス位置情報Ｓｘの変化量とその方向
を示す破線の矢印である。

尚、矢印４３．４８は共にＺｐ　＝Ｚｐｘ上に平行して
いる。

第６図および第７図は共に第１図に示した実施例の動作
順序を示すフローチャートである。尚、このフローチャ
ートの構成は、以下の動作説明で併せて述べるので、こ
こでは省略する。ただし、第７図の「基準値設定」の動
作は、とりあえずば無視するものとする。

さて、このように構成された本実施例の動作を説明する
。まず、要部である変倍動作およびこの変倍動作に伴う
ピント移動を補正するシフト補正動作の説明に先立って
、一般的な自動合焦装置における自動合焦の動作につい
て述べる。今、初期位置としてフォーカスレンズ群３は
、例えば至近位置にあるとする。また被写体距離りは、
Ｄ＝３．０　ｍとする。ここで、測距動作を起動する測
距スイッチあるいは撮影動作を起動するレリーズスイッ
チ（いずれも図示せず）が操作されたとすると、測距部
１４が動作を開始し、被写体（図示せず）までの距離を
計測する。そして、この計測結果をフォーカスモータＭ
Ｆの回転数に換算したデフォーカス量Ｄｆｘとして出力
し、これを受けたフォーカス制御部１５が、フォーカス
モータＭＦを回転させると共にフォーカスカウンタ６の
出力Ｄｆｃを監視し、Ｄｆｃ＝Ｄｆスになった位置をも
って合焦位置と判定してフォーカスモータＭ、を停止さ
せる。第５図に対応させると３．０ｍ　の合焦面１ｓ３
７上に合焦レンズ群３が設定されたことになる。つまり
、フォーカスレンズ群３は、第５図における点３８ａか
ら点３９へと移動した二と１３なる。

さて、次に変倍動作およびシフト補正動作について、第
６図および第７図のフローチャー１−に沿って説明する
。今、フォーカスレンズ群３は、上述のように３．Ｏｎ
　にある被写体に合焦している位置にあるとする。従っ
て第５図の合焦曲線３７上にある。

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図のアンプスイッチ１６が押されることに
よって駆動方向判定部１８から変借方向の情報を含む起
動信号（ＳＴＲ）が出力され、第６図においてフローチ
ャートは５ＴＡＲＴから始まる。すなわち、まず「倍率
アップ？」の条件分岐においてアップスイッチ１６の状
態を駆動方向判定部１８がチェックする。今の場合はＹ
ＥＳに分岐するが、もしもＮＯに分岐した場合は次の条
件分岐「倍率ダウン？」でダウンスイッチ１７の状態を
チェックし、このダウンスイッチ１７も操作されていな
ければＮｏに分岐して再度上記「倍率アップ？」の条件
分岐にもどり、倍率スイッチ１６．１７のいずれかが操
作されるまで同じ動作を繰返している。尚、ここで、こ
の動作ループを「スイッチチェックループ」と呼ぶこと
とする。さて、次のｒＺＤＲ＝ＩＪで駆動方向判定部１
８は、駆動方向が倍率アップの方向なので、起動信号（
ＳＴＲ）にこれを示すＺＤＲ＝１を含めて変倍制御部１
９に出力する０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の焦点距離
情報としての出力（Ｚｐ　）を受けてＡ／Ｄ変換し、比
例定数演算部１ｏがＦＰＭ７の合焦レンズ群位置情報と
しての出力（Ｓｘ　）を受けてＡ／Ｄ変換し、この変換
出力がそれぞれ第５図に示す例えばＺＰｚおよびＳｌで
あったとする。つまり点３９に変倍レンズ群２が位置し
ているとする。次の「最大繰出量算出」で最大繰出量演
算部９は、上記Ｚρ□を上記（１）式に代入して最大繰
出量Ｆｐｍを算出する。

次の「比例定数算出」で比例定数演算部１０は該最大繰
出量Ｆｐｍをも受けて（２）式によって比例定数Ｃｆｐ
を算出する。すなわち、上記Ｓ、をＳ、＝Ｓ（ｉ）とし
、上記ＺＰｚに対するＦｐｍをＦｐｍ＝Ｆｐ（ｉ）とし
てこれらを（２）式に代入してＣｆｐを求める。つまり
第５図に対応させるとωの合焦曲線３６からＺｐ＝Ｚｐ
工上の点３９までの長さと該ωの合焦曲線３６から点３
８ａまでの長さとの比が求まるのである。第６図のフロ
ーチャートは、■に至って第７図の■に移る。尚、上記
「スイッチチェックループ」以後■までの動作を「初期
設定動作」と呼ぶこととする。

第７図のフローチャートの条件分岐「変倍続行？」にお
いて、駆動方向判定部１８は、アップ／ダウンスイッチ
１６／１７が押されている（ＯＮ状態）か否かをチェッ
クする。今、アップスイッチ１６が押され続けていると
する（以下、特に明記するまでこの状態が持続している
ものとする）。

従って上記条件分岐においてＹＥＳに分岐し、次の「変
倍レンズ群駆動」において変倍制御部１９は、上記変倍
方向ＺＤＲ＝１を参照して倍率アップの方向へ変倍モー
タＭｚを回転させる。つまり変倍動作を開始する。モし
て変倍レンズ群２が移動し、ＺＰＭ８の出力（Ｚｐ　）
も矢印４ｏ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５群
レンズ２ｅは、第２図のカム線２４または第３図のカム
溝３１に従って変化（移動）するが、フォーカスレンズ
群３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。次の「Ｚρ読込み」では、第５図
の矢印４０をもって示す方向へ変化しはじめた焦点距離
情報Ｚρの最近の値Ｚｐ’　　（点４１の位置）を最大
繰出量演算部９が読込み、次の「最大繰出量算出」にお
いて上述したように該ＺＰ′　　を（１）式に代入して
最新のＦＰ■を算出する。次の「Ｓｘ読込み」において
、変化してないはずであるが、Ａ／Ｄ変換器の丸め誤差
、機械的ガタ等を考慮して念のため再度Ｓｘを合焦補正
演算部１１が読込む。そして、次の「補正量算出」にお
いて、上記第６図の「比例定数算出」で求めた比例定数
ｃｆｐを用い、Ｚρ′　に対応するＦｐｍをＦｐ（ｅ）
とし、再度読込んだＳｘをＳｘ　＝　Ｓ、　＝　Ｓ　（
ｉ　）としてこれらを（３）式に代入して補正量ＤｆＰ
を算出する０次の条件分岐「至近側？」において、合焦
補正演算部１１は、合焦方向が至近側かω側かを判定す
る。つまり今の場合、変倍方向は倍率アップの方向で第
５図の矢印４ｏの方向であるから、合焦させるためには
合焦曲線３７に近づく矢印４３の方向にフォーカスレン
ズ群３を駆動すればよいと判定しＹＥＳに分岐する。そ
して次のｒＭＤＲ＝ＩＪにおいて、補正量Ｄｆｐと共に
至近側への駆動を意味するＭＤＲ＝１の合焦方向情報を
出力する。本発明の要部の１つである次の条件分岐「基
準値を超過？」において、比較判定部１３は、あらかじ
めその内部に設定されている基準値Ｄｓｔ＝２０と上記
Ｚｐ　＝Ｚｐ′　　における補正量Ｄｆｐとを比較し、
基準値Ｄｓｔが補正量Ｄｆｐを超過したか否か、より詳
細にはＤｆｐ≧２０を満すか否かをチェックし、変倍動
作によるピント移動（シフト量）が所定量より大きくな
ったか否かを監視している。そして今の場合、未だ変倍
レンズ群２が駆動されて間もないのでシフト量（第５図
上では点４１と点４１ａとの間の長さに対応）も小さく
、Ｎｏに分岐する。従って比較判定部１３から実行信号
（Ｇｏ）は出力されない。そして再び「変倍続行？」に
戻り、以下、上述の動作を繰返す、尚、ここで、この動
作ループを「シフト量監視ループ」と呼ぶこととする。

変倍モータＭｚはさらに回転を続け、変倍レンズ群２は
第５図における矢印４ｏから点４１を通過し矢印４２の
方向へと駆動される。そしてＺｐ＝Ｚｐ２になった時、
Ｄｆｐ＝２０に至ったとすると、上記シフ１−量監視ル
ープは、「基準値を超過？」からＹＥＳに分岐し、この
時、比較判定部１３が実行信号（ＧＯ）、補正量Ｄｆｐ
および上記ＭＤＲ＝１を出力する。そして次の「変倍駆
動停止」で、変倍制御部１９は変倍モータＭｚを停止さ
せ、上記補正量Ｄｆｐおよび合焦方向情報ＭＤＲ＝１を
受けたフォーカス制御部１５は、次の「フォーカス駆動
」でフォーカスモータＭＦ　を回転させ、フォーカスレ
ンズ群３を至近側、すなわち第５図中の矢印４３の方向
へ駆動する６第２図においてはカム線２４からカム線２
４ａ側に向かう方向に相当する。次の条件分岐「補正合
焦位置？」において、フォーカス制御部１５は、フォー
カスカウンタ６の出力Ｄｆｃと補正量Ｄｆｐを逐時比較
し。

これらが一致するまでＮｏに分岐して上記「フォーカス
駆動」に戻り、フォーカスレンズ群３の駆動を続行する
。しかる後、フォーカスレンズ群３が第５図に示す矢印
４３の方向に移動して３．０ｍの合焦曲線３７上に到達
すると、Ｄｆｃ＝Ｄｆρとなるので上記条件分岐をＹＥ
Ｓに分岐して、次の「フォーカス駆動停止」でフォーカ
スモータＭＦを停止させる。ここまでの動作が変倍動作
およびシフト補正動作の第１サイクルで、さらに第７図
のフローチャートは、上記「変倍続行？」に戻り、第２
サイクルの制御に移る。尚、上記［シフト量監視ループ
」以後の上記「変倍駆動停止」から上記「フォーカス駆
動停止」までの動作をここでは「補正合焦動作」と呼ぶ
こととする。

さて、第２サイクルの動作は、上記「シフト量監視ルー
プ」の動作によって矢印４４の方向に変倍レンズ群２が
駆動されＺＰ”ＺＰ３においてシフト量が所定値に達す
ると上記補正合焦動作に移る。

そしてこの補正合焦動作の動作中に上記アップスイッチ
１６がＯＦＦ状態になったとすると、該補正合焦動作は
続行され、矢印４５の方向に合焦レンズ群３が駆動され
る。しかる後、合焦レンズ群３が合焦曲線３７上に到達
しく点４６の位置）各部が上記補正合焦動作を終えて再
び条件分岐「変倍続行？」に戻り、ここでアップスイッ
チ１６がＯＦＦになっていることを駆動方向判定部１８
が検出し、フローチャートはＮｏに分岐して次のサブル
ーチン「補正合焦動作」に進む。このサブルーチンの動
作内容は、上述した補正合焦動作と同一である。ただし
、今の場合すでに「変倍駆動停止」が実行されて変倍モ
ータＭｚが停止しており、シフト量もＤｆＰ＝Ｏとなっ
ているので該サブルーチン「補正合焦動作」においては
実質上、何もなされない。つまり、このサブルーチンは
、アップ／ダウンスイッチ１６／１７が上記シフト量監
視ループの動作中にＯＦＦした場合のために用意された
ものである。第７図のフローチャートは■に至り、ここ
から第６図の■に移って上記［スイッチチェックループ
」に入る。今のアップ／ダウンスイッチ１６／１７はい
ずれも押されていないので、以後該［スイッチチェック
ループ」の動作を繰返すことになる。以上で倍率アップ
動作のすべてが終了したのである。

さて、今、変倍レンズ群２およびフォーカスレンズ群３
は、第５図の点４６にある。倍率ダウンの動作について
述べるが、上記倍率アップの動作と同様なので要点のみ
を簡略に説明する。

今、ダウンスイッチ１７が押されたとして、第６図フロ
ーチャートの「スイッチチェックループ」内において「
倍率ダウン？」をＹＥＳに分岐し、ｒＺＤＲ＝−ＩＪで
変倍方向が倍率ダウンの方向であることを意味するＺＤ
Ｒ＝−１の信号を出力し、上記初期設定動作を実行して
■に至り、第７図に移って、変倍動作を開始し、上記シ
フト量監視ループ内において、「至近側？ｊをＮｏに分
岐し、合焦方向をｒＭＤＲ＝−ＩＪでω側と決定する。

第Ｓ図においては変倍レンズ群２が点４６から矢印４７
の方向に移動し、シフト量が基準値Ｄｓｔを超えると上
記補正合焦動作に移り、矢印４８の方向に合焦レンズ群
３を駆動して第１サイクルを終り、以下同様に矢印４９
、矢印５０と移動し、ダウンスイッチ１７がＯＦＦにな
ったところでこの動作は停止する。上述したように本実
施例によれば、変倍操作に伴って生ずる結像ずれを補正
するに際し、補正量Ｄｆρが基準値Ｄｓｔを超えたとき
のみシフト補正動作を実行するように構成し、基準値Ｄ
ｓｔ＝２０は、上述の変動成分よりも十分に大きい値に
設定したから、該変動成分を含んだ補正量Ｄｆｐで直接
に制御する場合のように、フォーカスレンズ群３が上記
変動成分によって振動を起こすことが除去でき、極めて
安定な制御が実現できる利点がある。

また、Ｄｆｐ≧２０を満たすまでの期間は、フォーカス
制御部１５の作動を休止することができ。

従ってフォーカスモータＭｙも休止するので、フォーカ
スレンズ群３の振動除去のみならず、無駄な電力消費が
防止できるという利点がある。

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
可能である。

例えば、第７図に示すフローチャートの「基準値を超過
？」の判定は、Ｄｆρ≧２ｏに限ることなく、制御速度
および制御の安定性、ファインダ観察像の見映え１等が
最適になるように選ぶならば、その数値を増減してもよ
く、また、一定の変倍量毎に、シフト補正を行うように
してもよい。

また、基準値Ｄｓｔは上述のように単一の所定値に固定
することなく、可変としてもよい。すなわちフローチャ
ートにおいては、第７図に示す「基準値設定」の動作を
付加し、第１図のブロック図においては、第８図に示す
基準値設定部５１を新たに設け、上述の実施例において
、基準値Ｄｓｔ＝２０は比較判定部１３内にあらかじめ
設定されていたが、第８図の変形例においては、複数の
領域に分割された至近位置からの位置までの間の各領域
毎にあらかじめ設定されたそれぞれに異なる基準値を用
意しておき、フォーカス位置情報Ｓｘを受けた基準値設
定部５１が被写体距離に対応した当該領域を選択し、そ
の基準値を比較判定部１３に出力し、比較判定部１３は
該基準値設定部５１の出力を基準値として補正量Ｄｆｐ
との比較を行うように構成してもよい。

また、第２図〜第５図によってもわかるように、合焦曲
線３６〜３８はフォーカス位置情報Ｓｘ（被写体距離Ｄ
）によって傾斜が異なり、また同一被写体に対しても焦
点躍層によって変化率が変るので、基準値設定部５１が
焦点距離情報Ｚｐをも受けるように構成し、合焦曲線３
６〜３８のカーブに沿って基準値Ｄｓｔが可変となるよ
うにしてもよい、尚、上述の二つの変形例の場合、被写
体距離の至近側とω側とにおけるテレ側からワイド側ま
でのシフト補正動作を含めた変倍動作に要する切換時間
の差を最小にできる利点がある。つまり、至近側におけ
る上記切換時間が最小になり、迅速な焦点距離の切換が
可能となる。

また、補正合焦動作中に、変倍駆動を停止することなく
、両モータＭＦ、Ｍｚの電源に悪影響がなければ、変倍
駆動を併行してもよい。

また、上記実施例においては、カメラに内蔵された自動
合焦装置における測距部１４からのデフォーカス量信号
を受けて自動合焦し得るように構成しであるが、自動合
焦装置を備えないカメラにも本発明を適用できることは
、勿論である。

（ｅ）　　効果 以上詳述したように本発明によれば、全系焦点距離の更
新に伴って生ずるバリフォーカルレンズ特有の結像位置
ずれを補正するに際し、補正量がしきい値としての基準
値を超えたときのみこの補正量に基づいて合焦制御手段
が補正合焦位置まで合焦レンズ群を駆動すべく合焦駆動
手段を駆動制御するように構成したから、安価で且つ簡
素な構成であり乍ら、合焦レンズ群の位置制御を高速で
且つ安定に行うことができ、しかも上記補正量が上記基
準値を超えるまでの期間、上記合焦駆動手段および上記
合焦制御手段が休止できるので、特に合焦駆動手段の無
駄な消耗を防止し得るバリフォーカルレンズ制御装置を
提供できる。

【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図に示した変倍光学系のそれぞれの動きを示すカム線
図、第３図は、このカム線図に対応するカム溝の具体的
形状を拡大して示す展開図、第４図は、第１図に示した
本発明装置の特性を示し、特に各演算部の動作を説明す
るためのもので、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スレンズ群の繰出量Ｓｘとの関
係を各被写体距離毎に示したグラフ、第５図は、第１図
に示す実施例の動作を説明するためのグラフ、第６図お
よび第７図は、共に第１図に示す実施例の動作順序を示
すフローチャートで、第８図は、変形例を示し、新たに
設けた部分の周辺を第１図と対応させて示したブロック
図である。 １・・・・・・光軸、　　　　　２・・・・・・変倍レ
ンズ群、２ａ〜２ｅ・・・・・・第１群レンズ−第５群
レンズ、３・・・・・・フォーカスレンズ群、 Ｆｍ・・・・・・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・・・・・・合焦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・・・・・・総合補正演算部、 １３・・・・・・比較判定部、 １４・・・・・・測距部、 １５・・・・・・フォーカス制御部、 １６・・・・・・倍率アップスイッチ（アップスイッチ
）、１７・・・・・・倍率ダウンスイッチ（ダウンスイ
ッチ）、１８・・・・・・駆動方向判定部、 １９・・・・・・変倍制御部、 Ｍｚ・・・・・・変倍モータ、 Ｍｒ・・・・・・フォーカスモータ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （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、上記変倍レンズ群を駆動する変倍
   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、上記変倍レンズ群および上記合焦レンズ群の上記光
   軸上のそれぞれの絶対位置を検出するレンズ群位置検出
   手段と、このレンズ群位置検出手段から出力される焦点
   距離情報および合焦レンズ群位置情報を受けて、上記結
   像位置ずれの補正がなされる補正合焦位置までの上記合
   焦レンズ群の移動量を補正量として算出する合焦補正演
   算手段と、該補正量をしきい値としての基準値と比較し
   て上記補正量が該基準値を超えたとき実行信号を出力す
   る比較判定手段と、上記変倍駆動手段を制御する変倍制
   御手段と、上記実行信号を受けた時点で上記補正量に基
   づいて上記補正合焦位置に上記合焦レンズ群を駆動すべ
   く上記合焦駆動手段を制御する合焦制御手段とを具備し
   、上記変倍光学系の全系焦点距離の更新に伴う結像位置
   ずれを安定してかつ迅速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. （２）基準値は、その記号をＤｓｔとし、合焦レンズ群
   位置情報をＳｘとして、このＳｘの最小値がＳｘ＝０、
   最大値がＳｘ＝２５５であるとき、Ｄｓｔ＝２０に固定
   されてな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. （３）基準値は、至近位置から無限遠位置までを所定数
   の領域に分割したとき、それぞれの領域に対応した異な
   る量に定められてな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. （４）基準値は、同一被写体に対する第１の焦点距離に
   おける補正量と第２の焦点距離における補正量との変化
   率が被写体距離によって変化するのに対応して変化する
   量としてな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。