JP2011137928A - Optical instrument - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress effect of manufacturing error on tracking control when moving three or more lens units in the direction of an optical axis using independent actuators. <P>SOLUTION: The optical instrument includes a plurality of actuators 201, 301, and 34 for moving lens units L2 to L4; and a memory 43 storing data about the positional relationship between a plurality of lens units corresponding to object distance and focal distance, which are data for an optical system to maintain the focusing state when zooming undergoes. A controller 37 is configured such that two or more lens unit other than the first lens unit that has a positional sensitivity degree of 1.0 or greater at a zoom end, which is one of a tele-end and wide end, are moved to a position in design corresponding to the zoom end, the first lens unit is moved to a focusing position where the optical system is focused, and the data is corrected so that the position of the first lens unit after the movement and the focusing position of the first lens unit corresponding to the zoom end in the data coincide. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラを含む撮像装置や交換レンズ等の光学機器のレンズ位置制御に関する。   The present invention relates to lens position control of an optical apparatus such as an imaging apparatus or an interchangeable lens including a video camera or a digital still camera.

インナーフォーカスレンズでは、変倍レンズ（ズームレンズ）の移動に応じて合焦状態を得るためのフォーカスレンズの合焦位置が変化する。このようなインナーフォーカスレンズでは、被写体距離（物体距離）とズームレンズの位置（焦点距離）とに応じたフォーカスレンズの合焦位置の情報が予めマッピングデータとしてメモリに蓄えられる。このデータはズームトラッキングデータとも呼ばれる。
そして、ズームレンズが移動されると、メモリに蓄えられているズームトラッキングデータに従ってフォーカスレンズの位置が制御される。これにより、変倍（ズーム）によるピントずれが抑えられ、合焦状態が維持される。このような制御は、トラッキング制御とも呼ばれる。
インナーフォーカスレンズのうち、例えば４つのレンズユニットを有するタイプにおいて最も被写体側（物体側）のレンズユニットを除く３つのレンズユニットを移動させてズームおよびトラッキング制御を行うと、レンズを小型化することが可能である。
３つのレンズユニットを移動させてズームおよびトラッキング制御を行うインナーフォーカスレンズとして、特許文献１に開示されたレンズがある。このレンズでは、２つのレンズユニットをカム環に形成された２本のカム溝に係合させ、該カム環の回転によって設計値通りに移動させる。そして、残りの１つのレンズユニット（フォーカスレンズ）を独立したアクチュエータによって移動させてピント調整を行う。 In the inner focus lens, the focus position of the focus lens for obtaining a focus state changes according to the movement of the zoom lens. In such an inner focus lens, information on the focus position of the focus lens corresponding to the subject distance (object distance) and the position of the zoom lens (focal distance) is stored in advance in the memory as mapping data. This data is also called zoom tracking data.
When the zoom lens is moved, the position of the focus lens is controlled according to the zoom tracking data stored in the memory. Thereby, the focus shift due to zooming is suppressed and the in-focus state is maintained. Such control is also called tracking control.
Among the inner focus lenses, for example, in a type having four lens units, when zoom and tracking control is performed by moving three lens units excluding the lens unit closest to the subject (object side), the lens can be reduced in size. Is possible.
There is a lens disclosed in Patent Document 1 as an inner focus lens that performs zoom and tracking control by moving three lens units. In this lens, two lens units are engaged with two cam grooves formed in the cam ring, and moved as designed by rotation of the cam ring. Then, the remaining one lens unit (focus lens) is moved by an independent actuator to perform focus adjustment.

特許第３２４０６７７号公報Japanese Patent No. 3240677

特許文献１にて開示されたレンズ構成では、カム環に形成された２本のカム溝によって該カム溝に係合する２つのレンズユニットの相対位置関係が決まる。このため、カム環（カム溝）の製造誤差によって該２つのレンズユニットの相対位置関係が設計値からずれた場合に、そのずれを他の１つのレンズユニットの位置制御によって相殺する。
しかしながら、３つ以上のレンズユニットをそれぞれ独立のアクチュエータで光軸方向に移動させる場合に、製造誤差によって該３つ以上のレンズユニットの相対位置関係が設計値からずれた場合の対処方法は、特許文献１からは導けない。
本発明は、３つ以上のレンズユニットをそれぞれ独立のアクチュエータで光軸方向に移動させる場合に、トラッキング制御に対する製造誤差の影響を抑えることができるようにした光学機器を提供する。 In the lens configuration disclosed in Patent Document 1, the relative positional relationship between the two lens units engaged with the cam groove is determined by the two cam grooves formed in the cam ring. For this reason, when the relative positional relationship between the two lens units deviates from the design value due to a manufacturing error of the cam ring (cam groove), the deviation is canceled out by position control of the other lens unit.
However, when three or more lens units are moved in the optical axis direction by independent actuators, a method for dealing with a case where the relative positional relationship of the three or more lens units deviates from a design value due to a manufacturing error is disclosed in Patent It cannot be derived from Document 1.
The present invention provides an optical apparatus capable of suppressing the influence of manufacturing errors on tracking control when three or more lens units are moved in the optical axis direction by independent actuators.

本発明の一側面としての光学機器は、光軸方向に移動可能な３つ以上の複数のレンズユニットを含む光学系と、該複数のレンズユニットのそれぞれを光軸方向に移動させる複数のアクチュエータと、光学系のズームに際して該光学系が合焦状態を維持するためのデータであって、物体距離と光学系の焦点距離とに応じた複数のレンズユニットの位置関係を示すデータを記憶した記憶手段と、該データを用いて複数のアクチュエータを動作させることで複数のレンズユニットの位置を制御する制御手段とを有する。複数のレンズユニットのうち、テレ端およびワイド端のうち一方であるズーム端での位置敏感度が１．０以上の１つのレンズユニットを第１レンズユニットとするとき、制御手段は、複数のレンズユニットのうち第１レンズユニット以外の２つ以上のレンズユニットをズーム端に対応する設計上の位置に移動させるとともに、光学系が合焦状態となる第１の合焦位置に第１レンズユニットを移動させ、該第１の合焦位置とデータにおけるズーム端に対応する第１レンズユニットの合焦位置とが合致するように該データを補正することを特徴とする。 An optical apparatus according to one aspect of the present invention includes an optical system that includes three or more lens units that are movable in the optical axis direction, and a plurality of actuators that move each of the lens units in the optical axis direction. Storage means for storing data indicating the positional relationship of a plurality of lens units according to the object distance and the focal length of the optical system, which is data for maintaining the in-focus state during zooming of the optical system And control means for controlling the positions of the plurality of lens units by operating the plurality of actuators using the data. When one lens unit having a position sensitivity of 1.0 or more at the zoom end, which is one of the tele end and the wide end, is the first lens unit among the plurality of lens units, the control means includes the plurality of lenses. Two or more lens units other than the first lens unit among the units are moved to a design position corresponding to the zoom end, and the first lens unit is placed at the first focusing position where the optical system is in a focused state. The data is corrected so that the first in-focus position matches the in-focus position of the first lens unit corresponding to the zoom end in the data.

本発明では、第１レンズユニット以外の２つ以上のレンズユニットを第１の焦点距離に対応する設計上の位置に移動させる。そして、その後、第１の合焦位置に第１レンズユニットを移動させて、その位置を第１レンズユニットの第１の焦点距離に対応する位置と定義する。このため、各レンズユニットの製造誤差による光学系の焦点距離（第１の焦点距離）のばらつきを最小限に抑えることができる。位置敏感度が１．０より低いレンズユニットを第１レンズユニットとして移動させる場合に比べて光軸方向での移動余裕量を減少させることができ、この結果、光学機器の小型化を図ることができる。   In the present invention, two or more lens units other than the first lens unit are moved to a design position corresponding to the first focal length. Then, after that, the first lens unit is moved to the first focusing position, and the position is defined as a position corresponding to the first focal length of the first lens unit. For this reason, it is possible to minimize the variation in the focal length (first focal length) of the optical system due to the manufacturing error of each lens unit. Compared to the case where a lens unit having a position sensitivity lower than 1.0 is moved as the first lens unit, the amount of movement margin in the optical axis direction can be reduced. As a result, the optical apparatus can be downsized. it can.

本発明の実施例１であるビデオカメラの構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration of a video camera that is Embodiment 1 of the present invention. 実施例１のビデオカメラにおけるＷＩＤＥ〜ＴＥＬＥでの各レンズユニット移動軌跡の設計値とトラッキング調整の手順を示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating a design value of each lens unit movement locus and a tracking adjustment procedure in WIDE to TELE in the video camera of Embodiment 1; 実施例１のビデオカメラにおけるトラッキング調整の手順を示すフローチャート。3 is a flowchart showing a procedure for tracking adjustment in the video camera according to the first embodiment. 本発明の実施例２であるビデオカメラにおけるＷＩＤＥ〜ＴＥＬＥでの各レンズユニット移動軌跡の設計値とトラッキング調整の手順を示す図。The figure which shows the design value of each lens unit movement locus | trajectory in WIDE-TELE in the video camera which is Example 2 of this invention, and the procedure of tracking adjustment. 実施例２のビデオカメラにおけるトラッキング調整の手順を示すフローチャート。9 is a flowchart illustrating a tracking adjustment procedure in the video camera according to the second embodiment. 本発明の実施例３であるビデオカメラにおけるＷＩＤＥ〜ＴＥＬＥでの各レンズユニット移動軌跡の設計値とトラッキング調整の手順を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating a design value and tracking adjustment procedure for each lens unit movement locus in WIDE to TELE in a video camera that is Embodiment 3 of the present invention. 実施例３のビデオカメラにおけるトラッキング調整の手順を示すフローチャート。10 is a flowchart illustrating a tracking adjustment procedure in the video camera according to the third embodiment.

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１には、本発明の実施例１である光学機器（撮像装置）としてのビデオカメラの構成を示している。被写体側（物体側）から順に、Ｌ１は固定の前玉レンズユニット、Ｌ２は光軸方向に移動可能な変倍レンズユニット（以下、バリエータレンズユニットという）、Ｌ３は光軸方向に移動可能なコンペンセータレンズユニットである。また、Ｌ４は光軸方向に移動可能なフォーカスレンズユニットである。７は光量を調節する絞りである。４つのレンズユニットＬ１〜Ｌ４および絞り７によって、撮影光学系が構成される。
２０１はバリエータレンズユニットＬ２の駆動源（アクチュエータ）としてのステッピングモータ（以下、ズームモータという）であり、３０１はコンペンセータレンズユニットＬ３の駆動源であるステッピングモータ（以下、コンペンセータモータという）である。３４はフォーカスレンズユニットＬ４の駆動源（アクチュエータ）としてのボイスコイルモータである。３５は絞り７の駆動源としての絞りモータであり、ステッピングモータやガルバノメータ等が用いられる。 FIG. 1 shows the configuration of a video camera as an optical apparatus (imaging device) that is Embodiment 1 of the present invention. In order from the subject side (object side), L1 is a fixed front lens unit, L2 is a variable magnification lens unit (hereinafter referred to as a variator lens unit) that can move in the optical axis direction, and L3 is a compensator that can move in the optical axis direction. It is a lens unit. L4 is a focus lens unit that can move in the optical axis direction. Reference numeral 7 denotes an aperture for adjusting the amount of light. The four lens units L1 to L4 and the diaphragm 7 constitute a photographing optical system.
Reference numeral 201 denotes a stepping motor (hereinafter referred to as a zoom motor) as a drive source (actuator) of the variator lens unit L2, and reference numeral 301 denotes a stepping motor (hereinafter referred to as a compensator motor) as a drive source of the compensator lens unit L3. Reference numeral 34 denotes a voice coil motor as a drive source (actuator) for the focus lens unit L4. Reference numeral 35 denotes an aperture motor as a drive source for the aperture 7, and a stepping motor, a galvanometer, or the like is used.

フォトインタラプタ２０５は、バリエータレンズユニットＬ２が光軸方向における基準位置に位置しているか否かを検出するためのズームリセットスイッチである。バリエータレンズユニットＬ２が基準位置に位置したことが検出された後、ステッピングモータ２０１に入力するパルス信号数を連続してカウントすることにより、バリエータレンズユニットＬ２の光軸方向の移動量（基準位置に対する位置）を検出できる。   The photo interrupter 205 is a zoom reset switch for detecting whether or not the variator lens unit L2 is located at a reference position in the optical axis direction. After it is detected that the variator lens unit L2 is positioned at the reference position, the number of pulse signals input to the stepping motor 201 is continuously counted, thereby moving the variator lens unit L2 in the optical axis direction (relative to the reference position). Position).

フォトインタラプタ３０２は、コンペンセータレンズユニットＬ３が光軸方向における基準位置に位置しているか否かを検出するためのコンペンセータリセットスイッチである。コンペンセータレンズユニットＬ３が基準位置に位置したことが検出された後、ステッピングモータ３０１に入力するパルス信号数を連続してカウントすることにより、コンペンセータレンズユニットＬ３の光軸方向の移動量（基準位置に対する位置）を検出できる。   The photo interrupter 302 is a compensator reset switch for detecting whether or not the compensator lens unit L3 is located at a reference position in the optical axis direction. After it is detected that the compensator lens unit L3 is positioned at the reference position, the number of pulse signals input to the stepping motor 301 is continuously counted, thereby moving the compensator lens unit L3 in the optical axis direction (relative to the reference position). Position).

３６は絞りエンコーダであり、例えば絞りモータ３５内に配置されたホール素子を用いて該絞りモータ３５のロータとステータの回転位置関係を検出する。   Reference numeral 36 denotes an aperture encoder, which detects the rotational positional relationship between the rotor of the aperture motor 35 and the stator using, for example, a Hall element disposed in the aperture motor 35.

３７はビデオカメラの制御を司る、ＣＰＵ等により構成されるコントロール回路（制御手段：以下、コントローラという）である。
３８はカメラ信号処理回路であり、撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子６０からの出力に対して所定の増幅やガンマ補正等の信号処理を施して映像信号を生成する。撮像素子６０は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等により構成される。
カメラ信号処理回路３８から出力された映像信号は、ＡＥゲート３９およびＡＦゲート４０に供給される。ＡＥゲート３９およびＡＦゲート４０はそれぞれ、映像信号の全領域のうち露出制御およびＡＦ（オートフォーカス）のために最適な信号取り出し範囲を設定する。 Reference numeral 37 denotes a control circuit (control means: hereinafter referred to as a controller) configured by a CPU or the like that controls the video camera.
A camera signal processing circuit 38 generates a video signal by performing signal processing such as predetermined amplification and gamma correction on the output from the image sensor 60 that photoelectrically converts the subject image formed by the photographing optical system. The image sensor 60 is configured by a CCD sensor, a CMOS sensor, or the like.
The video signal output from the camera signal processing circuit 38 is supplied to the AE gate 39 and the AF gate 40. Each of the AE gate 39 and the AF gate 40 sets an optimum signal extraction range for exposure control and AF (autofocus) in the entire area of the video signal.

４１はＡＦゲート４０からの映像信号のうち高周波成分を抽出してＡＦ評価値信号を生成するＡＦ信号処理回路である。   Reference numeral 41 denotes an AF signal processing circuit that extracts a high-frequency component from the video signal from the AF gate 40 and generates an AF evaluation value signal.

４２はズームスイッチであり、ユーザによって操作されることでコントローラ３７に対してテレ方向およびワイド方向へのズーミングが指示される。
４３は記憶手段としてのズームトラッキングメモリであり、ズームトラッキングデータを記憶している。ズームトラッキングデータは、撮影光学系の変倍（ズーム）に際して該撮影光学系の合焦状態を維持するためのデータである。具体的には、被写体距離（物体距離）および撮影光学系の焦点距離（バリエータレンズユニットＬ２の位置）に応じた、バリエータレンズユニットＬ２、コンペンセータレンズユニットＬ３およびフォーカスレンズユニットＬ４の位置関係を示すデータである。なお、ズームトラッキングメモリとして、コントローラ３７内のメモリを使用してもよい。
３７１は位置設定部であり、バリエータレンズユニットＬ２、コンペンセータレンズユニットＬ３およびフォーカスレンズユニットＬ４の光軸方向における可動範囲を設定している。
ユーザによりズームスイッチ４２が操作されると、コントローラ３７は、ズームトラッキングメモリ４３に記憶されたズームトラッキングデータに基づいて、バリエータ、コンペンセータおよびフォーカスレンズユニットＬ２〜Ｌ４が満たすべき位置関係を算出する。そして、コントローラ３７は、バリエータ、コンペンセータおよびフォーカスレンズユニットＬ２〜Ｌ４の現在の位置が該位置関係を満たすように、ズームモータ３３、コンペンセータモータ３０１およびボイスコイルモータ３４の動作を制御する。これにより、トラッキング制御が行われる。 A zoom switch 42 is operated by the user to instruct the controller 37 to zoom in the tele and wide directions.
Reference numeral 43 denotes a zoom tracking memory serving as storage means, which stores zoom tracking data. The zoom tracking data is data for maintaining the in-focus state of the photographing optical system during zooming of the photographing optical system. Specifically, data indicating the positional relationship of the variator lens unit L2, the compensator lens unit L3, and the focus lens unit L4 according to the subject distance (object distance) and the focal length of the photographing optical system (position of the variator lens unit L2). It is. Note that a memory in the controller 37 may be used as the zoom tracking memory.
Reference numeral 371 denotes a position setting unit that sets a movable range in the optical axis direction of the variator lens unit L2, the compensator lens unit L3, and the focus lens unit L4.
When the zoom switch 42 is operated by the user, the controller 37 calculates the positional relationship to be satisfied by the variator, the compensator, and the focus lens units L2 to L4 based on the zoom tracking data stored in the zoom tracking memory 43. The controller 37 controls the operations of the zoom motor 33, the compensator motor 301, and the voice coil motor 34 so that the current positions of the variator, the compensator, and the focus lens units L2 to L4 satisfy the positional relationship. Thereby, tracking control is performed.

また、ＡＦにおいては、コントローラ３７は、ＡＦ信号処理回路４１からのＡＦ評価値信号の値がピークを示すように、ボイスコイルモータ３４の動作を制御してフォーカスレンズユニットＬ４を移動させる。   In AF, the controller 37 moves the focus lens unit L4 by controlling the operation of the voice coil motor 34 so that the value of the AF evaluation value signal from the AF signal processing circuit 41 shows a peak.

さらに、適正露出を得るために、コントローラ３７は、ＡＥゲート３９を通過した映像信号のうちＹ信号の平均値を基準値として、絞りエンコーダ３６の出力がこの基準値となるように絞りモータ３５の動作を制御する。これにより、撮影光学系から撮像素子６０に至る光量がコントロールされる。
次に、本実施例におけるトラッキング調整について、図２、図３および表１を用いて説明する。前述した記憶部４３には、光学設計値に基づいたズームトラッキングデータが記憶されている。ただし、実際には、各レンズユニットの製造誤差による焦点距離のばらつき等によって、各レンズユニットの移動軌跡は設計値通りにならない場合が多い。そこで、各レンズユニットの移動軌跡を調整するトラッキング調整を行うことで、各レンズユニットの位置関係を適正化して合焦状態を高精度に維持したままのズーミングを行うことができる。
図２には、各レンズユニットがワイド端（ＷＩＤＥ）からテレ端（ＴＥＬＥ）に至るまでに辿る移動軌跡の設計値を示している。Ｌ２−ＢＭはバリエータレンズユニットＬ２の物体側の移動限界位置（メカニカル端）であり、Ｌ２−ＺＭはバリエータレンズユニットＬ２の像面側の移動限界位置（メカニカル端）である。同様に、Ｌ３−ＢＭはコンペンセータレンズユニットＬ３の物体側の移動限界位置（メカニカル端）であり、Ｌ４−ＺＭはフォーカスレンズユニットＬ４の像面側の移動限界位置（メカニカル端）である。
Ｌ２−ＰＩはバリエータレンズユニットＬ２が光軸方向に移動することにより、フォトインタラプタ２０５の出力信号がＨＩからＬＯ又はＬＯからＨＩに切り替わる位置を示す。同様に、Ｌ３−ＰＩはコンペンセータレンズユニットＬ３が光軸方向に移動することにより、フォトインタラプタ３０２の出力信号がＨＩからＬＯ又はＬＯからＨＩに切り替わる位置を示す。
表１には、各レンズユニットの位置敏感度である。位置敏感度は、そのレンズユニットが光軸方向に移動する量に対して像面がどれだけ移動するかを示す数値である。位置敏感度の数値が大きいほど、レンズユニットの移動量が少なくても像面が大きく移動する。
各レンズユニットの位置敏感度は、その位置（つまりは撮影光学系の焦点距離）（ＷＩＤＥ、ＭＩＤＤＬＥ１、ＭＩＤＤＬＥ２およびＴＥＬＥ）によって変化する。例えば、バリエータレンズユニットＬ２の位置敏感度はＷＩＤＥ〜ＭＩＤＤＬＥ２ではコンペンセータレンズユニットＬ３およびフォーカスレンズユニットＬ４の位置敏感度より低い。しかし、ＴＥＬＥではコンペンセータレンズユニットＬ３およびフォーカスレンズユニットＬ４の位置敏感度より高くなる。
また、コンペンセータレンズユニットＬ３の位置敏感度は、ＷＩＤＥ〜ＭＩＤＤＬＥ１ではバリエータレンズユニットＬ２およびフォーカスレンズユニットＬ４の位置敏感度より高い。しかし、コンペンセータレンズユニットＬ３の位置敏感度は、ＭＩＤＤＬＥ２では、バリエータレンズユニットＬ２の位置敏感度より高く、かつフォーカスレンズユニットＬ４の位置敏感度より低くなる。また、ＴＥＬＥでは、バリエータレンズユニットＬ２の位置敏感度より低く、かつフォーカスレンズユニットＬ４の位置敏感度より高くなる。 Further, in order to obtain an appropriate exposure, the controller 37 uses the average value of the Y signal among the video signals that have passed through the AE gate 39 as a reference value, and the output of the aperture encoder 35 so that the output of the aperture encoder 36 becomes this reference value. Control the behavior. As a result, the amount of light from the photographing optical system to the image sensor 60 is controlled.
Next, tracking adjustment in the present embodiment will be described with reference to FIGS. The storage unit 43 described above stores zoom tracking data based on optical design values. In practice, however, the movement trajectory of each lens unit often does not follow the design value due to variations in focal length due to manufacturing errors of each lens unit. Therefore, by performing tracking adjustment for adjusting the movement trajectory of each lens unit, it is possible to perform zooming while optimizing the positional relationship of each lens unit and maintaining the in-focus state with high accuracy.
FIG. 2 shows design values of the movement trajectory that each lens unit follows from the wide end (WIDE) to the tele end (TELE). L2-BM is a movement limit position (mechanical end) on the object side of the variator lens unit L2, and L2-ZM is a movement limit position (mechanical end) on the image plane side of the variator lens unit L2. Similarly, L3-BM is a movement limit position (mechanical end) on the object side of the compensator lens unit L3, and L4-ZM is a movement limit position (mechanical end) on the image plane side of the focus lens unit L4.
L2-PI indicates a position where the output signal of the photo interrupter 205 switches from HI to LO or from LO to HI as the variator lens unit L2 moves in the optical axis direction. Similarly, L3-PI indicates a position where the output signal of the photo interrupter 302 is switched from HI to LO or from LO to HI as the compensator lens unit L3 moves in the optical axis direction.
Table 1 shows the position sensitivity of each lens unit. The position sensitivity is a numerical value indicating how much the image plane moves with respect to the amount that the lens unit moves in the optical axis direction. The larger the numerical value of the position sensitivity, the larger the image plane moves even if the movement amount of the lens unit is small.
The position sensitivity of each lens unit varies depending on its position (that is, the focal length of the photographing optical system) (WIDE, MIDDLE1, MIDDLE2, and TELE). For example, the position sensitivity of the variator lens unit L2 is lower than the position sensitivity of the compensator lens unit L3 and the focus lens unit L4 in WIDE to MIDDLE2. However, in TELE, it becomes higher than the position sensitivity of the compensator lens unit L3 and the focus lens unit L4.
Further, the position sensitivity of the compensator lens unit L3 is higher than the position sensitivity of the variator lens unit L2 and the focus lens unit L4 in WIDE to MIDDLE1. However, the position sensitivity of the compensator lens unit L3 is higher than the position sensitivity of the variator lens unit L2 and lower than the position sensitivity of the focus lens unit L4 in MIDDLE2. In TELE, it is lower than the position sensitivity of the variator lens unit L2 and higher than the position sensitivity of the focus lens unit L4.

本実施例でのトラッキング調整では、テレ端（ＴＥＬＥ：一方のズーム端）を基準とし、その位置から設計移動量（設計ストローク）だけワイド方向に各レンズユニットを移動させたときの状態をワイド端と定義する。
表１より、テレ端において、３つのレンズユニットＬ２〜Ｌ４のうちバリエータレンズユニットＬ２の位置敏感度が１．５と最も高い。そこで、バリエータレンズユニットＬ２を最後に移動させて合焦状態が得られる位置を該バリエータレンズユニットＬ２（つまりは撮影光学系）のテレ端として定義する。つまり、バリエータレンズユニットＬ２を「第１レンズユニット」と定め、該第１レンズユニット以外のコンペンセータレンズユニットＬ３およびフォーカスレンズユニットＬ４をまず先に移動させる。
このように、所定の焦点距離（ここではテレ端）にて、３つのレンズユニットＬ２〜Ｌ４のうち位置敏感度が最も高いレンズユニットＬ２を、他のレンズユニットＬ３，Ｌ４よりも後に移動させて合焦を得た状態（位置）をテレ端として決定する。これにより、製造誤差による各レンズユニットの焦点距離等のばらつきをより少ない移動量で吸収することができ、各レンズユニットに求められるメカニカルな移動余裕量を小さくすることができる。したがって、撮影光学系、つまりはビデオカメラの小型化を図ることができる。このことは、後述するように、位置敏感度が１．０以上のレンズユニットを最後に合焦位置に移動させる場合でも同様である。 In the tracking adjustment in this embodiment, the tele end (TELE: one zoom end) is used as a reference, and the state when each lens unit is moved in the wide direction from the position by the design movement amount (design stroke) is the wide end. It is defined as
From Table 1, the position sensitivity of the variator lens unit L2 is the highest at 1.5 at the telephoto end among the three lens units L2 to L4. Therefore, the position at which the variator lens unit L2 is finally moved to obtain a focused state is defined as the tele end of the variator lens unit L2 (that is, the photographing optical system). That is, the variator lens unit L2 is defined as a “first lens unit”, and the compensator lens unit L3 and the focus lens unit L4 other than the first lens unit are moved first.
As described above, the lens unit L2 having the highest position sensitivity among the three lens units L2 to L4 is moved behind the other lens units L3 and L4 at a predetermined focal length (here, the tele end). The in-focus state (position) is determined as the telephoto end. As a result, variations in focal lengths of the lens units due to manufacturing errors can be absorbed with a smaller amount of movement, and a mechanical movement margin required for each lens unit can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the size of the photographing optical system, that is, the video camera. As will be described later, this is the same even when a lens unit having a position sensitivity of 1.0 or more is finally moved to the in-focus position.

具体的には、以下の手順でテレ端を決定し、さらにワイド端や中間ズーム位置（ＭＩＤＤＬＥ１、ＭＩＤＤＬＥ２等）を決定する。図３のフローチャートには、このトラッキング調整の手順をまとめて示している。また、このトラッキング調整は、コントローラ３７がコンピュータプログラムに従って各レンズユニットの駆動源を制御することで行う。
（１）まずコンペンセータレンズユニットＬ３を初期位置に移動させ（ステップＳ１）、そこから設計移動量（設計ストローク）だけ移動させて設計上のテレ端に位置させる（ステップＳ２）。初期位置としては、２，３通りの位置が考えられる。１つには、像面側のメカニカル端Ｌ３−ＺＭである。また、フォトインタラプタ３０２の出力信号の切り替わり位置Ｌ３−ＰＩでもよいし、物体側のメカニカル端Ｌ３−ＢＭでもよい。
初期位置を像面側のメカニカル端とした場合、コンペンセータレンズユニットＬ３を初期位置からテレ端に向けて移動させる設計移動量は、図２に示すＬ３−ＴＭとなる。また、初期位置をフォトインタラプタ３０２の出力信号の切り換わり位置Ｌ３−ＰＩとする場合、コンペンセータレンズユニットＬ３を移動させる設計移動量は、図２に示すＬ３−ＴＲとなる。 Specifically, the tele end is determined by the following procedure, and further, the wide end and the intermediate zoom position (such as MIDDLE1, MIDDLE2, etc.) are determined. The flowchart of FIG. 3 collectively shows the procedure of this tracking adjustment. The tracking adjustment is performed by the controller 37 controlling the driving source of each lens unit according to the computer program.
(1) First, the compensator lens unit L3 is moved to the initial position (step S1), and is moved from there by a design movement amount (design stroke) to be positioned at the designed tele end (step S2). As the initial position, there are a few possible positions. One is a mechanical end L3-ZM on the image plane side. Further, the switching position L3-PI of the output signal of the photo interrupter 302 may be used, or the mechanical end L3-BM on the object side may be used.
When the initial position is the mechanical end on the image plane side, the design movement amount for moving the compensator lens unit L3 from the initial position toward the tele end is L3-TM shown in FIG. When the initial position is the switching position L3-PI of the output signal of the photo interrupter 302, the design movement amount for moving the compensator lens unit L3 is L3-TR shown in FIG.

一般に、フォトインタラプタは撮影光学系を収容する鏡筒とは別部品として用意され、該鏡筒に固定されるため、該フォトインタラプタの位置精度はメカニカル端に比べると劣る。逆にメカニカル端を基準とすると精度は高いが、ステッピングモータによって駆動するレンズユニットをメカニカル端に突き当てると、メカニカル端に対する喰い付きが起こる可能性がある。
そこで、本実施例では、基本的には、メカニカル端を基準としてテレ端までレンズユニットを移動させる。ただし、トラッキング調整済みのビデオカメラの電源が投入されることに応じて各レンズユニットの初期位置出しを行う場合や、カメラに衝撃が加わり各レンズユニットの位置が分からなくなったために初期位置出しを行う場合にはフォトインタラプタを基準とする。すなわち、レンズユニットを、フォトインタラプタの出力信号の切り替わり位置からトラッキング調整にて決定されて位置設定部３７１に記憶された移動量だけテレ方向に移動させることでテレ端を得る。これにより、メカニカル端を使用しない。
フォトインタラプタの位置を調整機構等を用いて調整して、該フォトインタラプタの位置精度をメカニカル端のそれと同等又はより高くすることで、基本的にフォトインタラプタの出力信号の切り換わり位置を基準としてテレ端を決定してもよい。このことは、後述する実施例２，３でも同じである。
（２）次に、フォーカスレンズユニットＬ４を初期位置に移動させ（ステップＳ３）、そこから設計移動量だけ移動させて設計上のテレ端に位置させる（ステップＳ４）。本実施例では、フォーカスレンズユニットＬ４をボイスコイルモータ３４によって移動させるため、ステッピングモータによって移動させる場合のようなメカニカル端への食い付きは生じない。このため、フォーカスレンズユニットＬ４に対してはフォトインタラプタを設けてはいない。
したがって、フォーカスレンズユニットＬ４の初期位置としては、像面側のメカニカル端Ｌ４−ＺＭ又は物体側のメカニカル端Ｌ４−ＢＭのいずれかとなる。初期位置を像面側のメカニカル端とした場合、フォーカスレンズユニットＬ４をテレ端に向けて移動させる設計移動量は、図２に示すＬ４−ＴＭとなる。 In general, the photo interrupter is prepared as a separate part from the lens barrel that houses the photographing optical system and is fixed to the lens barrel. Therefore, the positional accuracy of the photo interrupter is inferior to that of the mechanical end. On the contrary, if the mechanical end is used as a reference, the accuracy is high, but if the lens unit driven by the stepping motor is abutted against the mechanical end, the mechanical end may be bitten.
Therefore, in this embodiment, basically, the lens unit is moved to the tele end with respect to the mechanical end. However, the initial positioning of each lens unit is performed when the power of a video camera that has been adjusted for tracking is turned on, or the position of each lens unit is lost because of an impact on the camera. In this case, the photo interrupter is used as a reference. That is, the tele end is obtained by moving the lens unit in the tele direction by the movement amount determined by tracking adjustment from the switching position of the output signal of the photo interrupter and stored in the position setting unit 371. Thereby, a mechanical end is not used.
By adjusting the position of the photo interrupter using an adjustment mechanism or the like and making the position accuracy of the photo interrupter equal to or higher than that of the mechanical end, basically the tele interrupter output signal switching position is used as a reference. The end may be determined. This also applies to Examples 2 and 3 described later.
(2) Next, the focus lens unit L4 is moved to the initial position (step S3), and is moved from there by a design movement amount to be positioned at the designed tele end (step S4). In this embodiment, since the focus lens unit L4 is moved by the voice coil motor 34, the biting to the mechanical end as in the case of moving by the stepping motor does not occur. Therefore, no photo interrupter is provided for the focus lens unit L4.
Accordingly, the initial position of the focus lens unit L4 is either the image side mechanical end L4-ZM or the object side mechanical end L4-BM. When the initial position is the mechanical end on the image plane side, the design movement amount for moving the focus lens unit L4 toward the telephoto end is L4-TM shown in FIG.

（３）最後に、バリエータレンズユニットＬ２を合焦状態が得られる合焦位置（第１の合焦位置）Ｌ２−ＴＧに移動させることで、バリエータレンズユニットＬ２のテレ端（ＴＥＬＥ）とする（ステップＳ５）。
この際、既に移動を完了しているコンペンセータレンズユニットＬ３およびフォーカスレンズユニットＬ４の位置を、それらレンズユニットのテレ端として設定する。さらに、レンズユニットＬ２〜Ｌ４のワイド端（ＷＩＤＥ）は、先に決定されたテレ端を基準としてＴＥＬＥ〜ＷＩＤＥの設計移動量だけ該レンズユニットＬ２〜Ｌ４を移動させた位置とする（ステップＳ６）。 (3) Finally, the telephoto end (TELE) of the variator lens unit L2 is obtained by moving the variator lens unit L2 to the in-focus position (first in-focus position) L2-TG where the in-focus state is obtained ( Step S5).
At this time, the positions of the compensator lens unit L3 and the focus lens unit L4 that have already been moved are set as the tele ends of the lens units. Further, the wide ends (WIDE) of the lens units L2 to L4 are set to positions where the lens units L2 to L4 are moved by the design movement amount of TELE to WIDE with reference to the previously determined tele end (step S6). .

ワイド端と同様に、ワイド端とテレ端との間の各中間ズーム位置（ＭＩＤＤＬＥ１，２等）に関しても、全てテレ端を基準として、テレ端から各中間ズーム位置までの設計移動量だけレンズユニットＬ２〜Ｌ４を移動させた位置を各中間ズーム位置とする。
コントローラ３７は、ズームトラッキングメモリ４３に記憶されたレンズユニットＬ２〜Ｌ４のズームトラッキングデータの設計値のうちテレ端に対応するデータを、上記（１）〜（３）で決定されたテレ端の位置と合致するように補正する。一方、ワイド端や中間ズーム位置に対応するデータは設計値のままとする。そして、コントローラ３７は、補正したテレ端および設計値であるワイド端を位置設定部３７１に設定し、該テレ端とワイド端の間でレンズユニットＬ２〜Ｌ４の位置を制御する。 Similarly to the wide end, each intermediate zoom position (MIDDLE 1, 2, etc.) between the wide end and the tele end is also the lens unit by the design movement amount from the tele end to each intermediate zoom position with respect to the tele end. The positions where L2 to L4 are moved are set as the intermediate zoom positions.
The controller 37 obtains the data corresponding to the tele end among the design values of the zoom tracking data of the lens units L2 to L4 stored in the zoom tracking memory 43, and the position of the tele end determined in the above (1) to (3). To match. On the other hand, the data corresponding to the wide end and the intermediate zoom position is kept at the design value. Then, the controller 37 sets the corrected tele end and the wide end, which is a design value, in the position setting unit 371, and controls the positions of the lens units L2 to L4 between the tele end and the wide end.

なお、本実施例では、テレ端での位置敏感度が最も高いバリエータレンズユニットＬ２を最後に合焦位置に移動させてテレ端を決定する場合について説明した。しかし、テレ端での位置敏感度が１．０以上のレンズユニットであるコンペンセータレンズユニットＬ３を最後に合焦位置に移動させてテレ端を決定するようにしてもよい。位置敏感度が１．０であれば、そのレンズユニットの移動量と像面の移動量とが同じとなる。このことは、後述する実施例２，３でも同じである。   In this embodiment, the case where the tele end is determined by finally moving the variator lens unit L2 having the highest position sensitivity at the tele end to the in-focus position has been described. However, the telephoto end may be determined by moving the compensator lens unit L3, which is a lens unit having a position sensitivity of 1.0 or more at the telephoto end, to the in-focus position. If the position sensitivity is 1.0, the movement amount of the lens unit is the same as the movement amount of the image plane. This also applies to Examples 2 and 3 described later.

図４には、本発明の実施例２であるビデオカメラの各レンズユニットがワイド端（ＷＩＤＥ）からテレ端（ＴＥＬＥ）に至るまでに辿る移動軌跡の設計値を示している。Ｌ２−ＢＭ，Ｌ３−ＰＩ等の位置の意味は、実施例１（図２）で説明したものと同じである。また、ビデオカメラおよび撮影光学系の構成や各レンズユニットの位置敏感度も、実施例１（図１および表１）で説明したものと同じである。
本実施例のトラッキング調整では、まず基準となるワイド端（一方のズーム端）を決定し、該ワイド端から設計移動量だけテレ方向に各レンズユニットを移動させることでテレ端や中間ズーム位置を決定する。図５のフローチャートには、この手順をまとめて示している。
表１より、ワイド端（ＷＩＤＥ）において、３つのレンズユニットＬ２〜Ｌ４のうちコンペンセータレンズユニットＬ３の位置敏感度が１．４と最も高い。そこで本実施例では、コンペンセータレンズユニットＬ３を最後に合焦位置に移動させてワイド端を決定する。つまり、コンペンセータレンズユニットＬ３を「第１レンズユニット」と定め、該第１レンズユニット以外のバリエータレンズユニットＬ２およびフォーカスレンズユニットＬ４をまず先に移動させる。位置敏感度が高いレンズユニットを最後に合焦位置に移動させるメリットは、実施例１で説明した通りである。 FIG. 4 shows design values of the movement trajectory that each lens unit of the video camera according to the second embodiment of the present invention follows from the wide end (WIDE) to the tele end (TELE). The meanings of positions such as L2-BM and L3-PI are the same as those described in the first embodiment (FIG. 2). The configuration of the video camera and the photographing optical system and the position sensitivity of each lens unit are the same as those described in the first embodiment (FIG. 1 and Table 1).
In the tracking adjustment of this embodiment, first, the reference wide end (one zoom end) is determined, and each lens unit is moved in the tele direction by the design movement amount from the wide end, so that the tele end and the intermediate zoom position are set. decide. The flowchart of FIG. 5 shows this procedure collectively.
From Table 1, at the wide end (WIDE), the position sensitivity of the compensator lens unit L3 among the three lens units L2 to L4 is the highest at 1.4. Therefore, in this embodiment, the compensator lens unit L3 is finally moved to the in-focus position to determine the wide end. That is, the compensator lens unit L3 is defined as the “first lens unit”, and the variator lens unit L2 and the focus lens unit L4 other than the first lens unit are moved first. The merit of moving the lens unit with high position sensitivity to the in-focus position at the end is as described in the first embodiment.

（１）具体的には、まずバリエータレンズユニットＬ２を初期位置に移動させ（ステップＳ１１）、そこから設計移動量（設計ストローク）だけワイド方向に移動させて設計上のワイド端に位置させる（ステップＳ１２）。初期位置としては、実施例１と同様に、像面側のメカニカル端Ｌ２−ＺＭやフォトインタラプタ２０５の出力信号の切り替わり位置Ｌ２−ＰＩや物体側のメカニカル端Ｌ２−ＢＭのいずれでもよい。初期位置を像面側のメカニカル端Ｌ２−ＺＭとした場合、バリエータレンズユニットＬ２をワイド端まで移動させる設計移動量は、図４に示すＬ２−ＷＭとなる。また、フォトインタラプタ２０５の切り替わり位置Ｌ２−ＰＩを初期位置とする場合、設計移動量は図４に示すＬ２−ＷＲとなる。
（２）次に、フォーカスレンズユニットＬ４を初期位置に移動させ（ステップＳ１３）、そこから設計移動量だけワイド方向に移動させて設計上のワイド端に位置させる（ステップＳ１４）。
実施例１でも説明したが、本実施例では、フォーカスレンズユニットＬ４をボイスコイルモータ３４によって移動させるため、ステッピングモータによって移動させる場合のようなメカニカル端への食い付きは生じない。このため、フォーカスレンズユニットＬ４に対してはフォトインタラプタを設けてはいない。したがって、フォーカスレンズユニットＬ４の初期位置としては、像面側のメカニカル端Ｌ４−ＺＭ又は物体側のメカニカル端Ｌ４−ＢＭのいずれかとなる。初期位置を像面側のメカニカル端とした場合、フォーカスレンズユニットＬ４をワイド端まで移動させる設計移動量は、図４に示すＬ４−ＷＭとなる。
（３）最後に、位置敏感度が最も高いコンペンセータレンズユニットＬ３を合焦位置Ｌ３−ＷＧに移動させることで、コンペンセータレンズユニットＬ３のワイド端（ＷＩＤＥ）とする。この際、既に移動を完了しているバリエータレンズユニットＬ２およびフォーカスレンズユニットＬ４の位置を、それらレンズユニットのワイド端として設定する。
さらに、レンズユニットＬ２〜Ｌ４のテレ端（ＴＥＬＥ）は、先に決定されたワイド端を基準としてＷＩＤＥ〜ＴＥＬＥの設計移動量だけ該レンズユニットＬ２〜Ｌ４を移動させた位置とする（ステップＳ１６）。 (1) Specifically, first, the variator lens unit L2 is moved to the initial position (step S11), and from there, it is moved in the wide direction by the design movement amount (design stroke) to be positioned at the designed wide end (step). S12). As in the first embodiment, the initial position may be any of the mechanical end L2-ZM on the image plane side, the switching position L2-PI of the output signal of the photo interrupter 205, and the mechanical end L2-BM on the object side. When the initial position is the image end side mechanical end L2-ZM, the design movement amount for moving the variator lens unit L2 to the wide end is L2-WM shown in FIG. Further, when the switching position L2-PI of the photo interrupter 205 is the initial position, the design movement amount is L2-WR shown in FIG.
(2) Next, the focus lens unit L4 is moved to the initial position (step S13), and from there, it is moved in the wide direction by the design movement amount to be positioned at the designed wide end (step S14).
As described in the first embodiment, since the focus lens unit L4 is moved by the voice coil motor 34 in this embodiment, the biting to the mechanical end as in the case of moving by the stepping motor does not occur. Therefore, no photo interrupter is provided for the focus lens unit L4. Accordingly, the initial position of the focus lens unit L4 is either the image side mechanical end L4-ZM or the object side mechanical end L4-BM. When the initial position is the mechanical end on the image plane side, the design movement amount for moving the focus lens unit L4 to the wide end is L4-WM shown in FIG.
(3) Finally, the compensator lens unit L3 having the highest position sensitivity is moved to the in-focus position L3-WG to obtain the wide end (WIDE) of the compensator lens unit L3. At this time, the positions of the variator lens unit L2 and the focus lens unit L4 that have already been moved are set as the wide ends of the lens units.
Further, the tele end (TELE) of the lens units L2 to L4 is set to a position where the lens units L2 to L4 are moved by the design movement amount of WIDE to TELE with reference to the previously determined wide end (step S16). .

テレ端と同様に、ワイド端とテレ端との間の各中間ズーム位置（ＭＩＤＤＬＥ１，２等）に関しても、全てワイド端を基準として、ワイド端から各中間ズーム位置までの設計移動量だけレンズユニットＬ２〜Ｌ４を移動させた位置を各中間ズーム位置とする。
コントローラ３７は、ズームトラッキングメモリ４３に記憶されたレンズユニットＬ２〜Ｌ４のズームトラッキングデータの設計値のうちワイド端に対応するデータを、上記（１）〜（３）で決定されたワイド端の位置と合致するように補正する。一方、テレ端や中間ズーム位置に対応するデータは設計値のままとする。そして、コントローラ３７は、補正したワイド端および設計値であるテレ端を位置設定部３７１に設定し、該ワイド端とテレ端の間でレンズユニットＬ２〜Ｌ４の位置を制御する。 As with the tele end, each intermediate zoom position (MIDDLE 1, 2, etc.) between the wide end and the tele end is also the lens unit by the design movement amount from the wide end to each intermediate zoom position, with the wide end as a reference. The positions where L2 to L4 are moved are set as the intermediate zoom positions.
The controller 37 obtains the data corresponding to the wide end among the design values of the zoom tracking data of the lens units L2 to L4 stored in the zoom tracking memory 43, and the position of the wide end determined in the above (1) to (3). To match. On the other hand, data corresponding to the telephoto end and the intermediate zoom position is kept at the design value. Then, the controller 37 sets the corrected wide end and the tele end as the design value in the position setting unit 371, and controls the positions of the lens units L2 to L4 between the wide end and the tele end.

図６には、本発明の実施例３であるビデオカメラの各レンズユニットがワイド端（ＷＩＤＥ）からテレ端（ＴＥＬＥ）に至るまでに辿る移動軌跡の設計値を示している。Ｌ２−ＢＭ，Ｌ３−ＰＩ等の位置の意味は、実施例１（図２）で説明したものと同じである。また、ビデオカメラおよび撮影光学系の構成や各レンズユニットの位置敏感度も、実施例１（図１および表１）で説明したものと同じである。
本実施例のトラッキング調整では、まず基準となるテレ端を決定する。このことは実施例１と同じである。ただし、テレ端を決定する前に、一旦、テレ端以外のズーム位置（ワイド端又は中間ズーム位置：ここでは、ＭＩＤＤＬＥ２）において合焦状態が得られる位置を求める。そして、そこからコンペンセータレンズユニットＬ３およびフォーカスレンズユニットＬ４を設計移動量だけテレ方向に移動させ、最後にテレ端での位置敏感度が最も高いバリエータレンズユニットＬ２を合焦位置に移動させて、その位置をテレ端とする。 FIG. 6 shows design values of the movement trajectory that each lens unit of the video camera according to the third embodiment of the present invention follows from the wide end (WIDE) to the tele end (TELE). The meanings of positions such as L2-BM and L3-PI are the same as those described in the first embodiment (FIG. 2). The configuration of the video camera and the photographing optical system and the position sensitivity of each lens unit are the same as those described in the first embodiment (FIG. 1 and Table 1).
In the tracking adjustment of the present embodiment, the tele end serving as a reference is first determined. This is the same as in the first embodiment. However, before determining the tele end, a position at which an in-focus state is obtained at a zoom position other than the tele end (wide end or intermediate zoom position: here, MIDDLE 2) is obtained. Then, the compensator lens unit L3 and the focus lens unit L4 are moved in the tele direction by the design movement amount, and finally the variator lens unit L2 having the highest position sensitivity at the tele end is moved to the in-focus position. The position is the tele end.

テレ端の決定前に中間ズーム位置（ＭＩＤＤＬＥ２）を決定する方法について説明する。表１より、テレ端において、３つのレンズユニットＬ２〜Ｌ４のうちバリエータレンズユニットＬ２の位置敏感度が１．５と最も高い。そこで、バリエータレンズユニットＬ２を「第１レンズユニット」と定める。
次に、第１レンズユニット以外のコンペンセータおよびフォーカスレンズユニットＬ３，Ｌ４のうち、相対的な位置敏感度が高いレンズユニットとそのときのズームポジジョンとを求め、該レンズユニットを「第２レンズユニット」と定める。ここでは、フォーカスレンズユニットＬ４が第２レンズユニットに相当する。そして、そのときのズームポジションにて第２レンズユニットの合焦位置を求める。
第２レンズユニットの求め方について説明する。表１によると、ワイド端でのレンズユニットＬ３，Ｌ４の位置敏感度はそれぞれ、１．４と１．０であり、ＭＩＤＤＬＥ１でのレンズユニットＬ３，Ｌ４の位置敏感度はそれぞれ、１．３と１．０である。ＭＩＤＤＬＥ２でのレンズユニットＬ３，Ｌ４の位置敏感度はそれぞれ、０．２と０．９である。この組み合わせの中で、相対的に位置敏感度が高い第２レンズユニットとそのズームポジションは、ＭＩＤＤＬＥ２におけるフォーカスレンズユニットＬ４である。
ワイド端におけるコンペンセータレンズユニットＬ３の相対的な位置敏感度
＝１．４／（１．４＋１．０）
＝０．５８３
ワイド端におけるフォーカスレンズユニットＬ４の相対的な位置敏感度
＝１．０／（１．４＋１．０）
＝０．４１７
ＭＩＤＤＬＥ１におけるコンペンセータレンズユニットＬ３の相対的な位置敏感度
＝１．３／（１．３＋１．０）＝０．５６５
ＭＩＤＤＬＥ１におけるフォーカスレンズユニットＬ４の相対的な位置敏感度
＝１．０／（１．３＋１．０）
＝０．４３５
ＭＩＤＤＬＥ２におけるコンペンセータレンズユニットＬ３の相対的な位置敏感度
＝０．２／（０．２＋０．９）
＝０．１８２
ＭＩＤＤＬＥ２におけるフォーカスレンズユニットＬ４の相対的な位置敏感度
＝０．９／（０．２＋０．９）
＝０．８１８
つまり、第１レンズユニット以外の２つのレンズユニットの位置敏感度の総和で各レンズユニットの位置敏感度を除した値が最も大きい第２レンズユニットとズームポジションを決定する。そして、その位置からテレ方向に第２レンズユニットを移動させて合焦状態を得る。 A method of determining the intermediate zoom position (MIDDLE 2) before determining the tele end will be described. From Table 1, the position sensitivity of the variator lens unit L2 is the highest at 1.5 at the telephoto end among the three lens units L2 to L4. Therefore, the variator lens unit L2 is defined as a “first lens unit”.
Next, out of the compensator and focus lens units L3 and L4 other than the first lens unit, a lens unit having a high relative position sensitivity and a zoom position at that time are obtained, and the lens unit is referred to as a “second lens unit”. It is determined. Here, the focus lens unit L4 corresponds to the second lens unit. Then, the in-focus position of the second lens unit is obtained at the zoom position at that time.
A method for obtaining the second lens unit will be described. According to Table 1, the position sensitivities of the lens units L3 and L4 at the wide end are 1.4 and 1.0, respectively, and the position sensitivities of the lens units L3 and L4 at MIDDLE1 are 1.3 and respectively. 1.0. The position sensitivities of the lens units L3 and L4 in MIDDLE2 are 0.2 and 0.9, respectively. In this combination, the second lens unit having a relatively high position sensitivity and the zoom position thereof are the focus lens unit L4 in MIDDLE2.
Relative position sensitivity of the compensator lens unit L3 at the wide end = 1.4 / (1.4 + 1.0)
= 0.583
Relative position sensitivity of focus lens unit L4 at the wide end = 1.0 / (1.4 + 1.0)
= 0.417
Relative position sensitivity of the compensator lens unit L3 in MIDDLE1 = 1.3 / (1.3 + 1.0) = 0.565
Relative position sensitivity of focus lens unit L4 in MIDDLE1 = 1.0 / (1.3 + 1.0)
= 0.435
Relative position sensitivity of the compensator lens unit L3 in MIDDLE2 = 0.2 / (0.2 + 0.9)
= 0.182
Relative position sensitivity of focus lens unit L4 in MIDDLE2 = 0.9 / (0.2 + 0.9)
= 0.818
That is, the second lens unit and the zoom position having the largest value obtained by dividing the position sensitivity of each lens unit by the total position sensitivity of the two lens units other than the first lens unit are determined. Then, the in-focus state is obtained by moving the second lens unit in the tele direction from that position.

このようにして、複数のレンズユニットＬ２〜Ｌ４の中で第１レンズユニット（バリエータレンズユニットＬ２）と第２レンズユニット（フォーカスレンズユニットＬ４）を決定した後、図７に示す手順によってトラッキング調整を行う。なお、コンペンセータレンズユニットＬ３は、第２レンズユニット以外の第３レンズユニットに相当する。
（１）まず、バリエータレンズユニットＬ２を初期位置に移動させ（ステップＳ２１）、そこから所定の設計移動量だけバリエータレンズユニットＬ２を移動させてＭＩＤＤＬＥ２に位置させる（ステップＳ２２）。初期位置としては、実施例１と同様に、像面側のメカニカル端Ｌ２−ＺＭやフォトインタラプタ２０５の出力信号の切り替わり位置Ｌ２−ＰＩや物体側のメカニカル端Ｌ２−ＢＭのいずれでもよい。初期位置を像面側のメカニカル端Ｌ２−ＺＭとした場合は、バリエータレンズユニットＬ２のＭＩＤＤＬＥ２への設計移動量は、図６に示すＬ２−ＭＭとなる。また、初期位置をフォトインタラプタ２０５の出力信号の切り替わり位置Ｌ２−ＰＩとした場合の設計移動量は、図６に示すＬ２−ＭＲとなる。 Thus, after determining the first lens unit (variator lens unit L2) and the second lens unit (focus lens unit L4) among the plurality of lens units L2 to L4, tracking adjustment is performed according to the procedure shown in FIG. Do. The compensator lens unit L3 corresponds to a third lens unit other than the second lens unit.
(1) First, the variator lens unit L2 is moved to the initial position (step S21), and from there, the variator lens unit L2 is moved by a predetermined design movement amount and is positioned at MIDDLE2 (step S22). As in the first embodiment, the initial position may be any of the mechanical end L2-ZM on the image plane side, the switching position L2-PI of the output signal of the photo interrupter 205, and the mechanical end L2-BM on the object side. When the initial position is the mechanical end L2-ZM on the image plane side, the design movement amount of the variator lens unit L2 to MIDDLE2 is L2-MM shown in FIG. Further, when the initial position is the switching position L2-PI of the output signal of the photo interrupter 205, the design movement amount is L2-MR shown in FIG.

（２）次に、コンペンセータレンズユニットＬ３を初期位置に移動させ（ステップＳ２３）、そこから第１の設計移動量だけコンペンセータレンズユニットＬ３を移動させてＭＩＤＤＬＥ２に位置させる（ステップＳ２４）。初期位置としては、実施例１と同様に、像面側のメカニカル端Ｌ３−ＺＭやフォトインタラプタ３０２の出力信号の切り替わり位置Ｌ３−ＰＩや物体側のメカニカル端Ｌ３−ＢＭのいずれでもよい。初期位置を像面側のメカニカル端Ｌ３−ＺＭとした場合は、コンペンセータレンズユニットＬ３のＭＩＤＤＬＥ２への設計移動量は、図６に示すＬ３−ＭＭとなる。また、初期位置をフォトインタラプタ３０２の出力信号の切り替わり位置Ｌ３−ＰＩとした場合の設計移動量は、図６に示すＬ３−ＭＲとなる。
（３）次に、第１レンズユニット（バリエータレンズユニットＬ２）以外のレンズユニットの中で相対的に位置敏感度の高いフォーカスレンズユニットＬ４を合焦位置（第２の合焦位置）Ｌ４−ＭＧまで移動させ、その位置をＭＩＤＤＬＥ２とする（ステップＳ２５）。
さらに、フォーカスレンズユニットＬ４をＭＩＤＤＬＥ２から第２の設計移動量Ｌ４−ＭＧＴだけテレ方向に移動させてテレ端に位置させる（ステップＳ２６）。
（４）次に、コンペンセータレンズユニットＬ３を第３の設計移動量Ｌ３−ＭＲＴだけテレ方向に移動させて、テレ端に位置させる（ステップＳ２７）。
（５）最後に、バリエータレンズユニットＬ２を合焦位置（第１の合焦位置）Ｌ２−ＴＧに移動させ、その位置をバリエータレンズユニットＬ２のテレ端として決定する（ステップＳ２８）。
さらに、レンズユニットＬ２〜Ｌ４のワイド端（ＷＩＤＥ）は、先に決定されたテレ端を基準としてＴＥＬＥ〜ＷＩＤＥの設計移動量だけ該レンズユニットＬ２〜Ｌ４を移動させた位置とする（ステップＳ２９）。 (2) Next, the compensator lens unit L3 is moved to the initial position (step S23), and the compensator lens unit L3 is moved from there by the first design movement amount to be positioned at MIDDLE 2 (step S24). As in the first embodiment, the initial position may be any of the mechanical end L3-ZM on the image plane side, the switching position L3-PI of the output signal of the photo interrupter 302, and the mechanical end L3-BM on the object side. When the initial position is the mechanical end L3-ZM on the image plane side, the design movement amount of the compensator lens unit L3 to MIDDLE2 is L3-MM shown in FIG. Further, when the initial position is the switching position L3-PI of the output signal of the photo interrupter 302, the design movement amount is L3-MR shown in FIG.
(3) Next, among the lens units other than the first lens unit (variator lens unit L2), the focus lens unit L4 having a relatively high position sensitivity is brought into focus position (second focus position) L4-MG. And the position is set to MIDDLE2 (step S25).
Further, the focus lens unit L4 is moved from the MIDDLE 2 by the second design movement amount L4-MGT in the tele direction and positioned at the tele end (step S26).
(4) Next, the compensator lens unit L3 is moved in the tele direction by the third design movement amount L3-MRT and positioned at the tele end (step S27).
(5) Finally, the variator lens unit L2 is moved to the focus position (first focus position) L2-TG, and the position is determined as the tele end of the variator lens unit L2 (step S28).
Further, the wide ends (WIDE) of the lens units L2 to L4 are set to positions where the lens units L2 to L4 are moved by the design movement amount of TELE to WIDE with reference to the previously determined tele end (step S29). .

ワイド端と同様に、ワイド端とテレ端との間の各中間ズーム位置（ＭＩＤＤＬＥ１，２等）に関しても、全てテレ端を基準として、テレ端から各中間ズーム位置までの設計移動量だけレンズユニットＬ２〜Ｌ４を移動させた位置を各中間ズーム位置とする。
コントローラ３７は、ズームトラッキングメモリ４３に記憶されたレンズユニットＬ２〜Ｌ４のズームトラッキングデータの設計値のうちテレ端に対応するデータを、上記（１）〜（５）で決定されたテレ端の位置（第１の合焦位置）と合致するように補正する。一方、テレ端や中間ズーム位置に対応するデータは設計値のままとする。そして、コントローラ３７は、補正したワイド端および設計値であるテレ端を位置設定部３７１に設定し、該ワイド端とテレ端の間でレンズユニットＬ２〜Ｌ４の位置を制御する。 Similarly to the wide end, each intermediate zoom position (MIDDLE 1, 2, etc.) between the wide end and the tele end is also the lens unit by the design movement amount from the tele end to each intermediate zoom position with respect to the tele end. The positions where L2 to L4 are moved are set as the intermediate zoom positions.
The controller 37 obtains the data corresponding to the tele end among the design values of the zoom tracking data of the lens units L2 to L4 stored in the zoom tracking memory 43, and the position of the tele end determined in the above (1) to (5). Correction is made so as to match (first in-focus position). On the other hand, data corresponding to the telephoto end and the intermediate zoom position is kept at the design value. Then, the controller 37 sets the corrected wide end and the tele end as the design value in the position setting unit 371, and controls the positions of the lens units L2 to L4 between the wide end and the tele end.

本実施例の効果について説明する。実施例１では、第１レンズユニット（バリエータレンズユニットＬ２）以外のレンズユニットのテレ端を、メカニカル端やフォトインタラプタを基準として決定する。しかし、実際には製造誤差の影響で、メカニカル端やフォトインタラプタの位置がずれる場合がある。
これに対し、本実施例では、テレ端以外の中間ズーム位置（例えば、ＭＩＤＤＬＥ２）にてフォーカスレンズユニットＬ４の合焦位置を求める。そして、そこを基準としてバリエータレンズユニットＬ２以外のレンズユニットをテレ端に移動させた後、最後にバリエータレンズユニットＬ２をテレ端に移動させて合焦状態を得る。
このため、メカニカル端やフォトインタラプタの位置がずれても、ＭＩＤＤＬＥ２からテレ端までのフォーカスレンズユニットＬ４の移動量のばらつきが少ない光学系であれば、本実施例は、実施例１，２に対してより製造誤差による移動軌跡のばらつきを低減できる。
本実施例では、一旦、ＭＩＤＤＬＥ２で合焦状態が得られる位置を定め、最後にテレ端で合焦する位置を求める方法を用いている。しかし、ＭＩＤＤＬＥ２ではなく、ワイド端で合焦状態を得た後、最後にテレ端で合焦させる方法を用いてもよい。また、ＭＩＤＤＬＥ２で合焦状態を得た後、最後にワイド端にて合焦させる方法を用いてもよい。
さらに、上記各実施例では、光軸方向に移動可能な３つのレンズユニット（可動レンズユニット）を含む光学機器について説明したが、可動レンズユニットは、３つ以上の複数であればよい。この場合、複数の可動レンズユニットのうち位置敏感度が１．０より高い第１レンズユニット以外のレンズユニットは、２つ以上のレンズユニットとなる。
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。 The effect of the present embodiment will be described. In the first embodiment, the tele end of the lens unit other than the first lens unit (variator lens unit L2) is determined based on the mechanical end or the photo interrupter. However, in reality, the position of the mechanical end or the photo interrupter may be shifted due to the influence of manufacturing errors.
In contrast, in this embodiment, the focus position of the focus lens unit L4 is obtained at an intermediate zoom position (for example, MIDDLE2) other than the telephoto end. Then, the lens unit other than the variator lens unit L2 is moved to the tele end with reference thereto, and finally the variator lens unit L2 is moved to the tele end to obtain a focused state.
For this reason, even if the position of the mechanical end or the photo interrupter is shifted, this embodiment is compared to Embodiments 1 and 2 as long as the optical system has little variation in the amount of movement of the focus lens unit L4 from MIDDLE 2 to the tele end. As a result, variations in the movement trajectory due to manufacturing errors can be reduced.
In the present embodiment, a method is used in which a position at which an in-focus state is obtained is once determined by MIDDLE 2, and a position at which the object is finally focused at the tele end is obtained. However, instead of MIDDLE2, after obtaining a focused state at the wide end, a method of focusing at the tele end may be used. In addition, after obtaining the in-focus state with MIDDLE 2, a method of focusing at the wide end may be used.
Further, in each of the above embodiments, the optical apparatus including three lens units (movable lens units) movable in the optical axis direction has been described. However, the movable lens units may be a plurality of three or more. In this case, lens units other than the first lens unit whose position sensitivity is higher than 1.0 among the plurality of movable lens units are two or more lens units.
Each embodiment described above is only a representative example, and various modifications and changes can be made to each embodiment in carrying out the present invention.

本発明によれば、３つ以上のレンズユニットをそれぞれ独立のアクチュエータで光軸方向に移動させる場合に、トラッキング制御に対する製造誤差の影響を抑えることができるビデオカメラ等の光学機器を提供できる。 According to the present invention, when three or more lens units are moved in the optical axis direction by independent actuators, it is possible to provide an optical apparatus such as a video camera that can suppress the influence of manufacturing errors on tracking control.

Ｌ１ 前玉レンズユニット
Ｌ２ バリエータレンズユニット
Ｌ３ コンペンセータレンズユニット
Ｌ４ フォーカスレンズユニット
３７ コントローラ
４３ ズームトラッキングメモリ L1 Front lens unit L2 Variator lens unit L3 Compensator lens unit L4 Focus lens unit 37 Controller 43 Zoom tracking memory

Claims (3)

光軸方向に移動可能な３つ以上の複数のレンズユニットを含む光学系と、
前記複数のレンズユニットのそれぞれを光軸方向に移動させる複数のアクチュエータと、
前記光学系のズームに際して該光学系が合焦状態を維持するためのデータであって、物体距離と前記光学系の焦点距離とに応じた前記複数のレンズユニットの位置関係を示すデータを記憶した記憶手段と、
前記データを用いて前記複数のアクチュエータを動作させることで前記複数のレンズユニットの位置を制御する制御手段とを有し、
前記複数のレンズユニットのうち、テレ端およびワイド端のうち一方であるズーム端での位置敏感度が１．０以上の１つのレンズユニットを第１レンズユニットとするとき、
前記制御手段は、前記複数のレンズユニットのうち前記第１レンズユニット以外の２つ以上のレンズユニットを前記ズーム端に対応する設計上の位置に移動させるとともに、前記光学系が合焦状態となる第１の合焦位置に前記第１レンズユニットを移動させ、該第１の合焦位置と前記データにおける前記ズーム端に対応する前記第１レンズユニットの合焦位置とが合致するように該データを補正することを特徴とする光学機器。 An optical system including three or more lens units movable in the optical axis direction;
A plurality of actuators for moving each of the plurality of lens units in the optical axis direction;
Data for maintaining an in-focus state during zooming of the optical system, the data indicating the positional relationship of the plurality of lens units according to the object distance and the focal length of the optical system is stored Storage means;
Control means for controlling the positions of the plurality of lens units by operating the plurality of actuators using the data;
Among the plurality of lens units, when one lens unit whose position sensitivity at the zoom end, which is one of the tele end and the wide end, is 1.0 or more is used as the first lens unit,
The control means moves two or more lens units other than the first lens unit among the plurality of lens units to a design position corresponding to the zoom end, and the optical system is in a focused state. The first lens unit is moved to a first in-focus position, and the data is set so that the first in-focus position matches the in-focus position of the first lens unit corresponding to the zoom end in the data. An optical apparatus characterized by correcting the above. 前記第１レンズユニットは、前記複数のレンズユニットのうち最も位置敏感度が高いレンズユニットであることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。   The optical apparatus according to claim 1, wherein the first lens unit is a lens unit having the highest position sensitivity among the plurality of lens units. 前記２つ以上のレンズユニットのうち、前記ズーム端とは異なる所定のズーム位置において相対的に位置敏感度が高いレンズユニットを第２レンズユニットとし、該第２レンズユニット以外のレンズユニットを第３レンズユニットとするとき、
前記制御手段は、
前記第３レンズユニットを第１の設計移動量だけ移動させることによって前記所定のズーム位置に対応する位置に移動させるとともに、前記第２レンズユニットを前記光学系が合焦状態となる第２の合焦位置に移動させた後、
前記第２レンズユニットを第２の設計移動量だけ移動させることによって前記ズーム端に対応する位置に移動させ、
前記第３レンズユニットを第３の設計移動量だけ移動させることによって前記ズーム端に対応する位置に移動させ、
前記第１レンズユニットを、前記第１の合焦位置に移動させ、該第１の合焦位置と前記データにおける前記ズーム端に対応する前記第１レンズユニットの合焦位置とが合致するように該データを補正することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。 Of the two or more lens units, a lens unit having a relatively high position sensitivity at a predetermined zoom position different from the zoom end is a second lens unit, and a lens unit other than the second lens unit is a third lens unit. When using a lens unit,
The control means includes
By moving the third lens unit by a first design movement amount, the third lens unit is moved to a position corresponding to the predetermined zoom position, and the second lens unit is moved to a second focusing state where the optical system is in focus. After moving to the focal position,
Moving the second lens unit by a second design movement amount to a position corresponding to the zoom end;
Moving the third lens unit by a third design movement amount to a position corresponding to the zoom end;
The first lens unit is moved to the first in-focus position so that the in-focus position of the first lens unit corresponding to the zoom end in the data matches the first in-focus position. The optical apparatus according to claim 1, wherein the data is corrected.