JP2964384B2 - Variable power lens device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、変倍レンズ装置に関
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で変倍動作に
伴って結像位置ずれを生ずる変倍レンズ装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】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、例えば一眼レフレ
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。 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。
【0003】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。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。
【0004】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。
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。
【0005】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。
【0006】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。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】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(∞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。
【0008】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。
【0009】本発明は、上述の事情に鑑みてなされたも
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変倍を用いながら、変倍に伴う結
像位置ずれを自動的に迅速且つ高精度に補正し得る変倍
レンズ装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するため、同一光軸上に配設された主として変倍機
能を有する変倍レンズ系および合焦機能を有する合焦レ
ンズ系からなる変倍光学系であって、被写体距離と上記
合焦レンズ系の光軸方向の繰出し量との関係が変倍域内
の倍率位置で異なり、且つ上記変倍域内の任意の第1の
焦点距離から任意の第2の焦点距離に更新する変倍動作
によって結像位置ずれを生じる変倍レンズ装置におい
て、上記変倍レンズ系の位置を検出する第一の検出手段
と、上記合焦レンズ系の位置を検出する第二の検出手段
と、上記変倍動作に先立って、変倍開始時における上記
第一および第二の検出手段の出力に基づいて上記変倍レ
ンズ系の位置に対応する上記合焦レンズ系の位置を規定
する初期条件の演算を行う初期条件演算手段と、上記変
倍動作時、上記初期条件演算手段と上記第一および第二
の検出手段の出力とに基づいて上記変倍動作に伴う上記
結像位置ずれを補正すべく上記合焦レンズ系の位置を制
御する変倍合焦補正制御手段を有し、上記初期条件演算
手段には、変倍レンズ系の位置に関連する合焦レンズ系
の最大繰出量、フォーカス位置情報およびこれら両者に
関連する比例定数の初期条件を求める演算手段を含むこ
とを特徴としている。
【0011】また、本発明は、上述の目的を達成するた
めに、同一光軸上に配設された主として変倍機能を有す
る変倍レンズ系および合焦機能を有する合焦レンズ系か
らなる変倍光学系であって、被写体距離と上記合焦レン
ズ系の光軸方向の繰出し量との関係が変倍域内の倍率位
置で異なり、且つ上記変倍域内の任意の第1の焦点距離
から任意の第2の焦点距離に更新する変倍動作によって
結像位置ずれを生じる変倍レンズ装置において、上記変
倍レンズ系の位置を検出する第一の検出手段と、上記合
焦レンズ系の位置を検出する第二の検出手段と、上記変
倍動作に先立って、変倍開始時における上記第一および
第二の検出手段の出力に基づいて上記変倍レンズ系の位
置に対応する上記合焦レンズ系の位置を規定する初期条
件の演算を行う初期条件演算手段と、上記変倍動作時、
上記初期条件演算手段と上記第一および第二の検出手段
の出力とに基づいて上記変倍動作に伴う上記結像位置ず
れを補正すべく上記合焦レンズ系の位置を制御する変倍
合焦補正制御手段を有し、 上記第二の検出手段は、上記
合焦レンズ系の上記変倍レンズ系からの位置を検出する
第三の検出手段と、変倍動作開始位置からの相対位置を
検出する第四の検出手段とからなり、上記初期条件演算
手段には、上記第三の検出手段の出力を用い、上記変倍
合焦補正制御手段には、上記第四の検出手段の出力を用
いることを特徴とするものである。
【0012】より具体的には、変倍合焦補正制御手段に
よる合焦レンズ系の位置制御は、変倍動作開始から所定
の時間間隔で行うかあるいは、変倍動作開始から、第一
の検出手段の出力が所定量変化する毎に行うことを特徴
とするものである。さらにまた、初期条件演算手段は、
変倍レンズ系の位置に関連する合焦レンズ系の最大繰出
量、フォーカス位置情報およびこれら両者に関連する比
例定数の初期条件を求める演算手段を含むことを特徴と
するものである。
【0013】
【作用】初期条件演算手段は、変倍動作をすべく、起動
手段を操作すると、第一および第二の検出手段の出力で
ある変倍レンズ系の位置情報および合焦レンズ系の初期
条件、例えば、変倍開始時における最大繰出量、比例定
数等を演算する。この状態から変倍動作が開始される
と、変倍合焦補正制御手段が、上記初期条件演算の出力
と当該変倍時点における第一および第二の検出手段の上
記出力を基に、合焦レンズ群の合焦されるべき位置を直
ちに演算し、合焦レンズ系を駆動制御する。
【0014】
【実施例】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。図1は、本発明の全体の構成を示す
ブロック図である。図1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変倍レンズ系として
の変倍レンズ群で、2a ,2b,2c ,2d ,2
e は、それぞれ単独または複数のレンズからなる第1
群レンズ、第2群レンズ、第3群レンズ、第4群レンズ
および第5群レンズである。そして第1群レンズ2a
および第2群レンズ2b をもって、合焦レンズ系とし
てのフォーカシングレンズ群を構成する。この第1群、
第2群レンズ2a,2b を含み、第3群レンズ2c
〜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。
【0015】尚、第2群レンズ2b を除いた変倍レン
ズ群2をもって変倍構成群を構成している。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は無限遠から最短撮影距離
すなわち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(∞位置)から至近位置までの間の合焦位置に
第1群レンズ2a および第2群レンズ2b を駆動す
る(詳細には、第1群レンズ2a と第2群レンズ2b
の間隔を一定に保持した状態で光軸方向に移動せしめ
る)合焦駆動手段としてのフォーカスモータMF およ
び後述する機構部からなるフォーカス駆動部である。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2a および
第2群レンズ2b の光軸1上の移動量を検出する第二
の検出手段のうちの一つである第四の検出手段としての
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 の光軸上の位置を検出し、その位
置に比例した電圧を、フォーカス位置情報Sx として
出力する第二の検出手段のうちの一つである第三の検出
手段としての合焦レンズ群位置検出器(以下「FPM」
と略記する)である。
【0016】8は変倍構成群と共に変倍駆動部4に駆動
されて変倍レンズ系の位置を検出し、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
る第一の検出手段としての変倍レンズ群位置検出器(以
下「ZPM」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∞
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(すなわち最大繰出量、以下、
単に「繰出量」と称する)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Fpxと
FPM7のフォーカス位置情報としての出力Sx とを
受けて該出力Sx をA/D変換した上でこれらの比を
演算し、比例定数 Cfpを出力する比例定数演算部、
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
部である。
【0017】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。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、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、1
6は該起動信号STRおよび出力Fpxを受けて変倍駆
動部4を制御する変倍制御部である。
【0018】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、変倍動作に先立って、上記第一の検
出手段(ZPM8)および第二の検出手段(フォーカス
カウンタ6、FPM7)の出力を受けて、無限遠位置か
ら至近位置までの繰出量(最大繰出量という)および情
報Sx を演算する最大繰出量演算部9、比例定数Cf
pを演算する比例定数演算部10および、これらの演算
結果を一時記憶しておく記憶手段(図示せず)を含む機
能部分を、ここでは、初期条件演算手段と称することと
する。
【0019】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。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。
【0020】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)。尚、フォーカシング
方式は取敢えず、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Fpx、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
1 , C2 ,C3 としたとき、
なる演算式による演算を実行する。
【0021】さらに同最大繰出量演算部9は、後述する
図2の第1群レンズ2a の∞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Sx(∞)とする
と、
なる演算式で演算する。ただし、ここでZp は上記Z
PM8の出力、A0 ,A1 ,A2 は上記同様変倍光学系
のレンズ固有の定数である。
【0022】比例定数演算部10は、該変倍駆動部4の
動作開始直前のFPM7の出力をS(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ZPM8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。
【0023】また合焦補正演算部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S(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Sx(∞) の値をそれぞれZp1 ,S 1とす
るとき、
S(e)=Cfp・Fp (e)+S 1 (4)
によって予定合焦位置S(e)を求める演算を行う。た
だし、Fp(e)は、Zp =Zp1 を(1)式に代入
した値である。
【0024】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。
【0025】
D=(C0 ・Zp +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。
【0026】つまり(5)式において、被写体距離D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。
【0027】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。
【0028】図2は、図1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、第三の検出手段の出力である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2
b )の被写体距離に対応した繰出量(移動量)を示し
ている。Zp は同じく第一の検出手段の出力である上
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
代表として示してある。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。
【0029】図3は、図1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、図4〜図8(ただし、図5(b)は除
く)は、図3の各部を拡大して示す部分平面図、図5
(b)は、図5(a)のA−A′線部分断面図である。
【0030】図3において、17および18〜20は、
第1群レンズ2a および第3群レンズ2c 〜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ピンである。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25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ピン21および第3ピン
22〜第5ピン24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3
4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
溝である。
【0031】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40
b 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である。
【0032】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は図1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3
3a 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、以下の図4〜図8において、上記図3
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。
【0033】図4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、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。
【0034】図5のうち、上段の図(a)および下段の
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、図5の(a)は図3の上記連
結部の平面図、(b)は(a)のA−A′矢視断面図で
ある。
【0035】この図5の(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。
【0036】図6は、固定セル25の前半部26と変倍
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40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、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。
【0037】図7は、フォーカスセル43のカム溝43
b の形状および光軸1と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。
【0038】図8は、フォーカスセル40、固定セル2
5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。
【0039】つまり変倍伝達セル34の変倍動作に伴う
回転運動がフォーカス伝達セル40のフォーカスピン4
0b によって規制されないように構成されている。
尚、図3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てあるが、直線カム溝28と直線
カム溝41とは異なる断面に位置している。
【0040】図9は、図1に示す実施例の動作を説明す
るための線図である。図9において、46は、図2に示
した第1群レンズ2a の∞位置におけるカム線図に対
応する∞位置カム対応曲線(以下「∞曲線」と略記す
る)、47は同様に第1群レンズ2a の至近位置(例
えば被写体距離D=1.2mに対応)の変化を示す至近
曲線、48は任意の被写体距離D(例えばD=3.0m
等)におけるフォーカシングレンズ群2a ,2b の
合焦位置の変化、すなわち焦点距離をワイド側とテレ側
との間を変化させたときの合焦位置の変化を示す合焦曲
線、49,50および51はZp =Zp0 とそれぞれ
上記∞曲線46、合焦曲線48および至近曲線47との
交点で、これらの交点49〜51のSx の値は、それ
ぞれS1
S0 ,S(e) ,S3 に対応している。52,53
および54は、同様にZp =Zp0 とそれぞれ∞曲線
46、合焦曲線48および至近曲線47との交点で、こ
れらの交点52〜54のSx の値はそれぞれS0 ,
S(i) ,S2に対応している。55はZp =Zp1
とSx =S(i) との交点、56は変倍駆動の方
向を示す矢印、57は合焦駆動の方向を示す矢印であ
る。
【0041】図10は、図9の∞曲線46、合焦曲線4
8および至近曲線47を、他のバリフォーカルレンズの
特性と比較しやすくするために、単に形式的に、∞位置
に規格化(正規化)して描いた線図である。尚、図9に
対応する部位には同一符号を付して重複した説明は省略
する。
【0042】このように構成された本実施例の動作を説
明する。全体の制御動作を述べる前に図3の機構部の動
作を説明する。まず変倍モータ45によって原動ギア4
5a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33
b 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、第5
群セル20は図6および図4に示すように、それぞれ第
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。
【0043】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の各群が変倍作用を
受け、それぞれ図2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。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、図8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40も回転
方向には動けず、従って図7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。
【0044】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。
【0045】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第一の検
出手段としてのZPM8の出力の変化が図2に示すZp
であり、上記合焦動作による第二の検出手段を構成す
る第三の検出手段としてのFPM7の出力の変化が同じ
く図2に示すSx である。
【0046】さて、次に図1を用いて本実施例の全体の
制御動作を図9を中心に説明する。
【0047】今、変倍レンズ群2のうち変倍構成群の位
置、すなわちZPM8の出力がZp=Zp0 であり、フ
ォーカシングレンズ群2a ,2b の位置、すなわち
FPM7の出力がSx =S(i) であったとする。
ここで、まず、ワイド側からテレ側に全系焦点距離fを
更新する倍率アップ動作を起動させる。
【0048】図1のアップスイッチ13が押されること
によって駆動方向判定部15から変倍方向の情報を含む
起動信号(STR)が出力される。この時点では、初期
条件演算手段としての機能を果たす最大繰出量演算部9
がZPM8の出力(Zp )を受けてA/D変換し、比
例定数演算部10がFPM7の出力(Sx )を受けて
A/D変換する。そしてそれぞれの値は、上述のように
Zp =Zp0 、Sx=S(i)である。
【0049】∞位置の合焦位置が焦点距離fによって変
らない図10に示すような特性を有するバリフォーカル
レンズの場合には、(1)式によってZp =Zp0 に
おける最大繰出量Fpx=Fp(i)が求められる。つ
まり図10の交点52〜交点54に至る長さである。
【0050】従って、本実施例である図9においても
(1)式によって交点52〜交点54に至る長さが最大
繰出量Fpx(=Fp(i))として求めることができ
る。さらに、最大繰出量演算部9は、(2)式によって
Zp =Zp0 における∞曲線46の交点52の位置
(座標)をSx(∞) =S0 として算出する。
【0051】次に、比例定数演算部10は、このS0
および上記最大繰出量Fp(i)ならびにSx =S
(i) と(3)式によって比例定数Cfpを算出す
る。このようにして求めた合焦レンズ系の位置を規定す
る初期条件としての、Fpx=Fp(i)、Sx(∞)
=S0 、Cfpは、図示しない初期条件演算手段の記
憶手段に一時記録されるそこで変倍制御部16によって
上述の変倍方向の情報と起動信号(STR)によって変
倍モータMz を倍率アップの方向に始動させる。
【0052】変倍構成群は図9の矢印56の方向に移動
し交点55に達した時点でアップスイッチ13がOFF
状態になったとすると、ここで変倍制御部16は変倍モ
ータMz を停止させる。この時点においてZp =Z
p1 になっており、フォーカスモータMF はまだ始動
していないので依然としてSx =S(i) である。
ここで上述と同様に最大繰出量演算部9は、Zp =Z
p1 を受けて(1)式により交点49から交点51に至
る長さである最大繰出量Fpx=Fp(e)を算出し、
さらに∞曲線46の交点49のSx 座標を(2)式に
よってSx(∞)=S1 として算出する。
【0053】そして合焦補正演算部11は、このS1 お
よび先に求めた比例定数Cfpならびに上記Fp(e)
と(4)式によって交点50で示される予定合焦位置S
(e) を算出する。そしてフォーカス制御部12は、
図9の矢印57で示す方向にフォーカシングレンズ群2
a ,2b を駆動するようにフォーカスモータMFを
制御し、これに伴って変化するFPM7の出力Sx を
合焦補正演算部11を介して監視し、該出力Sx がS
x =S(e) となった時点でフォーカスモータMF
を停止し、倍率アップ動作および合焦補正動作を終了
する。尚、倍率ダウン動作は、上述の動作と逆になるだ
けで、容易に類推し得るので説明は省略する。
【0054】このように、本実施例においては、第2群
レンズ2b を変倍伝達セル34に固定したので、簡略
な光学系であるバリフォーカルレンズがさらに簡略化さ
れている。しかも第2群レンズ2b を変倍動作によっ
て変化しないように構成したことによる∞位置の合焦位
置が変化する特性を有するにも拘らず比例演算によって
容易に予定合焦位置を算出し、この合焦位置にフォーカ
シングレンズ群2a,2b を駆動できる利点がある。
【0055】また、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。
【0056】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。
【0057】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。
【0058】尚、本発明は、上述の実施例に限定される
ことなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の
変形実施ができるものである。例えば、変倍伝達セル3
4に固定するセルは、第1群セル17であってもよい。
また、変倍動作と合焦動作の両動作に関与しているの
は、変倍伝達セル34であるが、図3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。すなわち、これらフォーカ
スカウンタ6およびFPM7は、変倍レンズ系からの位
置を検出するようにしてもよく、カメラの不動部分(す
なわち、カメラ本体に固定されていて移動しない部分)
からの位置を検出するようにしてもよい。
【0059】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21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。
【0060】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。
【0061】また、予定合焦位置S(e) は、第三の
検出手段としてのFPM7の出力Sx と比較するに限
らず、第四の検出手段としてのフォーカスカウンタ6の
出力Dfcと比較してもよく、つまり、Sx = Df
c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。
【0062】一般に第三の検出手段としてのFPM7を
ポテンショメータ、第四の検出手段としてのフォーカス
カウンタ6をロータリエンコーダ等でそれぞれ構成した
場合、フォーカスカウンタ6の方が精度が高いので、上
記の場合、予定合焦位置S(e) への駆動がより正確
になる利点がある。
【0063】また、(2)式による演算は、例えば図9
の∞曲線46をZp の値によって4分割にし、この4
つの区間を直線で近似し、それぞれ当該区間の近似式に
よってSx(∞) を算出してもよい。例えばf=35
mmに対応するZp の値を0とし、f=135mmに対応
するZp の値を31とし、また、至近位置に対応する
Fp の値を0とし、∞位置に対応するFp の値を3
1とするとき、各区間〜の近似式は次のようにな
る。
【0064】 Zp ≦3 Fp =31
また、(1)式および(2)式をテーラー展開した形式
の演算式Fpx=a0+a1 Zp+a2 Zp2……にして
もよい。ここで、a0 ,a1 ,a2 ,……は、設計時
に定められる設定定数である。
【0065】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。
【0066】また、(1)式および(2)式等も演算に
限らずCPU、ROM内にそのデータを記憶させておく
こともできる。
【0067】
【発明の効果】以上詳しく説明したように本発明によれ
ば、結像位置ずれを生ずるような変倍レンズを用いなが
ら、合焦レンズ系の初期条件を予め演算し且つ記憶して
おくことにより、演算処理が効率化され当該結像位置ず
れを速やかに且つ正確に補正し得る変倍レンズ装置装置
を提供することができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable power lens device.
More specifically, a variable power lens arranged on the same optical axis
Variable magnification optical system consisting of lens group and focusing lens group for variable magnification operation
Also relates to a variable power lens device that causes an image position shift
It is.
[0002]
2. Description of the Related Art A zoom lens operates for zooming.
Even if the imaging position shifts (so-called focus movement or focus
Focus) for each zooming operation.
Easy operation without troublesomeness, but compared to single focus lens
Because the full aperture F-number is dark, for example,
Focus adjustment (focusing operation) using the
Some skill is required. In recent years, AF of cameras
Going forward and solving this problem
Operators (users) will be able to demonstrate their future mobility
Focus only on the composition decision according to the drawing intention.
And improved operability. General
Focusing (focusing operation) of the zoom lens
Move the focusing lens group provided in a part of the optical system.
It is done by movement.
[0003] The zoom lens is used in the entire zoom range.
Focusing lens for the same subject distance
The amount of movement of the group is almost the same (hereinafter, this is referred to as “equivalent
Movement)), and therefore the
Moving member for focusing lens group (distance ring)
On the other hand, while the fixing ring
It is only necessary to attach an index, and depending on the zooming, the subject
There is an advantage that it is not necessary to change the distance scale. I
However, it also depends on the lens configuration of the zoom optical system.
However, the inner focusing method and rear focusing
In the focusing type zoom lens, the above-mentioned
When designing optical under the condition of realization, the lens
There is a problem that the configuration becomes complicated.
The moving amount (extending amount) of the focusing lens group
There was a problem that it became bigger. Again, this
As a result, the outer diameter of the lens increases,
There is also a problem that the weight increases.
[0004] As described above, the zoom lens is
Operability is improved by combination with AF function.
Even escape from the above-mentioned equal movement condition of the zoom lens
Because it cannot be made compact,
The problem that implementation was difficult remained.
Accordingly, the present applicant has proposed a varif that can solve the above-described problems.
Invention relating to the focal lens control device (hereinafter referred to as “the prior invention”)
), The Japanese Patent Application No. 62-013345
Suggested.
[0005] That is, the above-mentioned invention of the prior application uses the same optical axis.
The variable magnification lens group and focusing lens group
Move the focusing lens group of the double optical system from close range to infinity
From the closest position on the optical axis corresponding to the subject distance
After setting the in-focus position up to the telephoto position,
Lens group to minimize the focal length of the entire zoom optical system
From any first focal length between the distance and the longest focal length
By updating to the second focal length,
Varifocal lens that causes image shift
A focal length detecting means for detecting the focal length of the entire system,
A focusing lens for detecting the position of the focusing lens group on the optical axis.
Lens group position detecting means and the output of the focal length detecting means.
The infinity of the focusing lens group at the focal length
The maximum for calculating the feeding amount from the distant position to the close position.
Feed amount calculating means, this maximum feeding amount calculating means and the focusing
The output of the lens group position detecting means
Proportional constant calculating means for calculating the output ratio, and the proportional constant
Calculating means, the maximum feed amount calculating means, and
Receives the output of the focus lens group position detecting means
Imaging from the in-focus position caused by updating the focal length
Focus correction calculation means for calculating the amount of displacement as a correction value
Focusing drive means for driving the focusing lens group;
Movement amount that generates a signal corresponding to the movement amount of the focusing lens group
Monitoring means, the movement amount monitoring means, and the focusing correction operation.
Receiving the output of the
Focusing control means for controlling to drive to a focusing position;
A variable-power driving unit for driving the variable-power lens group and a separately provided
Receiving the start signal from the starting means,
Variable power control means for controlling the power of the variable power optical system.
Automatically corrects the imaging position shift due to updating the focal length of the entire system
It is configured to be.
[0006] According to the invention of the prior application configured as described above,
The lens optical system itself has a very simple configuration, and is compact, lightweight and
In addition to being inexpensive, the entire lens control device is similarly small and light.
A variable-magnification lens group,
To the second focal length from the focal length of
Varifocal lens-specific imaging position even when the distance is updated
The displacement can be corrected instantaneously and the in-focus state can be maintained.
Therefore, it is practically equivalent to a zoom lens.
You can get things.
[0007]
However, the details will be described later.
As explained, the varifocal lens is the shortest focus
The change in the focal length of the entire system from the distance to the longest focal length
The focus position at infinity (遠 position)
The focus position at the closest position is far from the infinity position.
It is configured to change as
Are the multiple focussing units arranged in a part of the zoom optical system.
By moving each group of Glenns
I have.
Each focusing lens group is
A cam frame (hereinafter referred to as “focus
The cam groove formed in the "cassell")
The zoom lens group drive frame (hereinafter referred to as
Double cell).
A fixed lens interval is set. Follow
The cam frame for driving the zoom lens group (hereinafter referred to as “magnification cell”)
To each other through different cam grooves.
Inevitably zooming because focusing lens group is combined
Machine that drives both lens group and focusing lens group
The structure is complicated, simplifying the configuration, reducing costs, and
This was an obstacle to achieving impact.
The present invention has been made in view of the above circumstances.
Therefore, the purpose is to make it cheap and small
Also use a simple optical system, zooming,
Magnification that can automatically and quickly correct image misalignment
A lens device is provided.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to the above-mentioned object.
In order to achieve this, mainly a magnification unit arranged on the same optical axis
Variable power lens system having focusing function and focusing lens having focusing function
Variable magnification optical system consisting of
The relationship with the extension amount of the focusing lens system in the optical axis direction is within the zoom range.
At any magnification position, and any first within the magnification range
Zooming operation for updating the focal length to an arbitrary second focal length
In a variable-power lens system that causes an imaging position shift due to
Means for detecting the position of the zoom lens system
And second detecting means for detecting the position of the focusing lens system
Prior to the scaling operation,
Based on the output of the first and second detection means,
Defines the position of the focusing lens system corresponding to the position of the lens system
Initial condition calculating means for calculating an initial condition to be changed;
In the double operation, the initial condition calculating means and the first and second conditions
Based on the output of the detecting means,
The position of the focusing lens system is controlled to correct the imaging position shift.
Variable magnification focusing correction control meansAnd the above initial condition calculation
Means include a focusing lens system related to the position of the zoom lens system
The maximum feed amount, focus position information and both
Include arithmetic means for determining the initial condition of the related proportional constant.
AndFeatures.
[0011]The present invention also achieves the above object.
Mainly has a zoom function, which is arranged on the same optical axis.
Variable magnification lens system and focusing lens system with focusing function?
Variable magnification optical system, the subject distance and the focusing lens
The relationship with the extension amount in the optical axis direction of the zoom
Any first focal length within the zoom range
By updating the focal length from to any second focal length
In a vari-focal lens apparatus that causes an imaging position shift,
First detecting means for detecting the position of the double lens system;
Second detecting means for detecting the position of the focal lens system;
Prior to the doubling operation, the first and
The position of the zoom lens system is determined based on the output of the second detection means.
Initial condition that defines the position of the focusing lens system corresponding to the position
Initial condition calculating means for calculating the number of
The initial condition calculating means and the first and second detecting means
Of the imaging position associated with the scaling operation based on the output of
Zooming to control the position of the focusing lens system to compensate for this
Having focus correction control means, the aboveThe second detecting means is as described above.
Focusing lens systemthe aboveDetecting the position from the zoom lens system
The third detection means and the relative position from the zoom operation start position
And a fourth detecting means for detecting,the aboveInitial condition operation
For the means, using the output of the third detection means,the aboveVariable magnification
The output of the fourth detection means is used for the focus correction control means.
It is characterized by having.
[0012]More specifically,For variable magnification focusing correction control means
Control of the focusing lens system by
At the time interval of
Is performed every time the output of the detecting means changes by a predetermined amount.
It is assumed that. Furthermore, the initial condition calculating means includes:
Maximum extension of the focusing lens system in relation to the position of the zoom lens system
Amount, focus position information and ratios related to both
Characterized by including a calculating means for obtaining an initial condition of the constant.
Is what you do.
[0013]
[Action]FirstThe term condition calculation means is activated to perform the scaling operation.
When operating the means, the output of the first and second detection means
Position information of a variable power lens system and initial focus lens system
Conditions, e.g., maximum feed at the start of zooming, proportional
Compute numbers and so on. Zooming operation starts from this state
And the variable power in-focus correction control means outputs the initial condition calculation.
And the first and second detection means at the time of the magnification change.
The focusing position of the focusing lens group is
The calculation is performed later to drive and control the focusing lens system.
[0014]
【Example】Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
This will be specifically described.FIG. 1 shows the overall configuration of the present invention.
It is a block diagram. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes light of a variable power optical system.
The axis 2 is arranged on the optical axis 1 so as to be movable along the optical axis 1.
As a variable power lens system that constitutes the variable power optical system
2a, 2b, 2c, 2d, 2
e is a first lens composed of a single lens or a plurality of lenses.
Group lens, second group lens, third group lens, fourth group lens
And the fifth lens group. And the first group lens 2a
And the second lens unit 2b as a focusing lens system.
All focusing lens groups. This first group,
A second group lens 2c including a second group lens 2a, 2b
To form the zoom lens group 2 with the fifth lens group 2e.
ing.
The variable power lens excluding the second lens unit 2b
The zooming group 2 constitutes a zooming group. In addition,
The total focal length of the variable power optical system consisting of lens group 2 is f
is there. 3 is the film surface, and 4 is the longest focal length f of the entire system.
The focal length on the telephoto side as a point distance (hereinafter simply referred to as "tele side")
Abbreviation) to the wide-angle focal length as the shortest focal length
(Hereinafter simply abbreviated as “wide side”)
To set the focal length, drive the zoom unit.
Variable magnification motor Mz as double driving means and machine described later
Variable magnification drive unit consisting of components, 5 from infinityMinimum shooting distance
IeNothing on the optical axis 1 corresponding to the subject distance approaching
Focusing position between the telephoto position (∞ position) and the closest position
Driving the first group lens 2a and the second group lens 2b
(Specifically, the first group lens 2a and the second group lens 2b
Move in the direction of the optical axis while keeping the distance between
Focus motor M as focusing drive meansF And
And a focus drive unit including a mechanism unit described later. 6
And 7 are the first group lens 2a and the second
Driven by the focus drive unit 5 together with the group lens 2b
Of these, the slit disk 6a is rotationally driven.
The rotation from the photo interrupter 6b
The first group lens 2a generates a pulse proportional to the number, and
Second detection of the amount of movement of the second group lens 2b on the optical axis 1
As a fourth detecting means which is one of the detecting means
A focus counter 7 is provided for the first group lenses 2a and 2a.
And the position of the second lens unit 2b on the optical axis is detected.
Voltage in proportion to the position as focus position information Sx
Third detection, which is one of the output second detection means
Focusing lens group position detector (hereinafter referred to as “FPM”)
Abbreviated).
Numeral 8 drives the variable power drive unit 4 together with the variable power components.
Detects the position of the zoom lens system and calculates the focal length of the entire system.
output a voltage proportional to f as focal length information Zp
Zoom lens group position detector (hereinafter referred to as first detection means)
Below, abbreviated as “ZPM”), 9 is the focal length information Zp.
, And A / D-converted.
1st group lens 2a from the position to the closest position
The amount of movement of the group lens 2b (ie,Maximum feed amount, below,
Simply referred to as "amount delivered") Maximum feed amount for calculating Fpx
The calculation unit 10 has an output Fpx of the maximum feeding amount calculation unit 9 and
The output Sx as the focus position information of the FPM 7 is
After receiving the output Sx and performing A / D conversion,
A proportional constant calculating unit that calculates and outputs a proportional constant Cfp;
11 receives the above three outputs Fpx, Cfp, Sx
Focus correction calculation for calculating a correction amount Dfp for focusing
Department.
Reference numeral 12 denotes an output Dfc of the focus counter 6.
And an output corresponding to the correction amount of the focus correction calculation unit 11
Focuser for controlling focus drive unit 5 in response to Dfp
Control unit. 13 to 15 constitute start-up means;
Both and 14 can be operated externally to start the scaling operation
A variable magnification switch consisting of a push button switch, 13 is a double
Rate up switch (hereinafter simply referred to as “up switch”)
, 14 are magnification down switches (hereinafter simply referred to as “downs”).
15) are switches 13 and 14
The rotation direction of the variable power motor Mz was determined in response to the output of
A driving direction determination unit that outputs a start signal (STR),
6 is a variable power drive receiving the start signal STR and the output Fpx.
It is a scaling control unit that controls the moving unit 4.
Here, the maximum feeding amount calculation unit 9 and the proportional constant operation
Calculation unit 10, focus correction calculation unit 11, focus control unit 12
And a variable power focusing control unit with the variable power control unit 16.
Make up. Prior to the magnification operation, the first detection
Output means (ZPM8) and second detection means (focus
After receiving the output of the counter 6 and FPM 7), place it at infinity
From the distance to the nearest position (referred to as the maximum
The maximum feed amount calculation unit 9 for calculating the report Sx, the proportionality constant Cf
proportional constant calculation unit 10 for calculating p, and these calculations
A machine including storage means (not shown) for temporarily storing results
The active part is herein referred to as initial condition calculating means.
I do.
Note that + V indicates a power supply and input / output of each unit.
The relationship shows only the main signals. By the way, each of the arithmetic units described above is
The contents of the operation to be executed and the operation expression related to this are shown below.
Show.
A conventional zoom lens has a variable power operation (all focal lengths).
Defined as not moving in focus due to update of point distance f)
However, as a basic idea of the present invention,
The focus movement is allowed (eventually, this focus
Correct the movement to bring it into focus). Focusing
Assuming front focusing method
I do. The maximum feeding amount calculation unit 9 is located at the infinity position to the closest position.
Output corresponding to the feed amount up to Fpx, ZPM8 output
Is Zp, and the lens-specific constant of the variable power optical system is C
1 , CTwo , CThree And when
An operation is performed using the following arithmetic expression.
Further, the maximum feeding amount calculating section 9 will be described later.
In the cam diagram at the position ∞ of the first group lens 2a in FIG.
The corresponding focus position information Sx is Sx (∞).
When,
It is calculated by the following formula. Here, Zp is the above Z
Output of PM8, A0 , A1 , ATwo Is a variable power optical system as above
Is a constant unique to the lens.
The proportionality constant calculator 10 is provided with a
The output of FPM7 immediately before the start of operation is represented by S (i),
The output of the constant operation unit 10 is Cfp, and the
Maximum feeding amount calculation unit 9 based on the output of ZPM 8 immediately before the start of operation
Let Fp (i) be the output of
An operation is performed using the following arithmetic expression.
The focusing correction calculation unit 11 includes a variable power driving unit 4
At a predetermined time interval after the operation of
The above focus correction calculation when the output change reaches a predetermined amount
The output of the unit 11 is S (e), the output of the proportionality constant calculator 10
Is Cfp, the output Zp of the ZPM 8 at the point of time to be corrected, and
And the value of the above Sx (∞) is Zp1 , S 1Toss
When
S (e) = Cfp · Fp (e) + S 1 (4)
The calculation for obtaining the expected focus position S (e) is performed. Was
Where Fp (e) is Zp = Zp1 Into equation (1)
Value.
The concept of the present invention is based on the following.
In the expression (5), the above expressions (1) to (4) are obtained from the expression (5).
Derived.
[0025]
D = (C0 ・ Zp + C1 ) ・ Sx + CTwo (5
)
Here, D is the subject distance C0 , C1 , CTwo At design time
This is a set constant that is determined.
That is, in the equation (5), the subject distance D is
Implements means to control Zp and Sx so that they do not change
If you change the focus by moving the
) Becomes possible. However, focusing lens
The amount of movement of the group is not the same amount of movement.
In other words, the theory of the present invention
It can be said that the theory removes the condition of mass transfer.
FIG. 2 shows a variable magnification structure of the apparatus of the present invention shown in FIG.
A cam diagram showing the movement of the group, for example, from the wide side
The case where the entire system focal length f is updated to the side is shown. Sx
Is the focus position described above, which is the output of the third detection means.
Location information Sx.
Glens group (first group lens 2a and second group lens 2
b) indicates the amount of movement (movement) corresponding to the subject distance
ing. Zp is also the output of the first detection means.
In the drawing, the focal length information Zp
The amount of movement caused by the zooming operation of the second group lens is
It is shown as a representative. In this drawing, 1 is a wafer.
The optical axis 1 'on the id side is the light beam on the tele side.
Axis.
FIG. 3 shows a variation not specifically shown in FIG.
The structure of the mechanism of the double drive unit 4 and the focus drive unit 5
4 to 8 (except for FIG. 5B).
5) is an enlarged partial plan view showing each part in FIG. 3, and FIG.
FIG. 5B is a partial cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
In FIG. 3, 17 and 18 to 20 are
First group lens 2a and third group lens 2c to fifth group
A first group cell for fixedly supporting the lens 2e, and
It is a third group cell to a fifth group cell. 21 and 22-24
Are the first group cells 17 in directions substantially orthogonal to the optical axis 1 respectively.
And the third group cell 18 to the fifth group cell 20 respectively.
And the third to fifth pins. 25
Is a fixed cell having a cylindrical cross section as an immovable member;
Is the first half of this fixed cell 25 and 27 is the first half 26
The second half of the fixed cell 25 having the smaller diameter, 28 and
And 29 to 31 are a first pin 21 and a third pin, respectively.
Fixed cell having a width in which 22th to fifth pins 24 can be fitted
25 with a fixed cam groove of the fixed cell 25
is there. 32 is the optical axis direction on the outer periphery of the latter half 27 of the fixed cell 25.
Inserted in a rotatable state with movement in the
33a is a rear end of the variable power cell 32.
The gear portion 33b formed on the outer periphery of the flange portion of the portion,
Similarly, a projection is provided at the front end of the variable magnification cell 32 substantially orthogonal to the optical axis 1.
The rotation transmitting pin 34 is the first half 26 of the fixed cell 25.
Rotatably fits in the inner circumference of the lens and can also move in the optical axis direction
The scaled transmission cell 34a is the scaled transmission cell 34
Has a length corresponding to at least the movement amount in the optical axis direction.
And has a width in which the rotation transmitting pin 33b can be fitted.
It is formed along the optical axis 1 from the rear end of the variable power transmission cell 34.
The notch 35 is used to connect the second group lens 2 b to the variable power transmission cell 3.
The first pin 21 is fitted into the fixing portion 36 for fixing to the 4
Cams drilled in the variable power transmission cell 34
It is a groove.
Similarly, reference numerals 37 to 39 denote third pins 22 to fifth pins.
Cell 24 has a width that can fit into each
Each of the cam grooves 40 pierced corresponds to the fixed cell 25.
It is fitted around the outer periphery of the front part 26 so as to be movable only in the optical axis direction.
Focus transfer cells 40a and 40b
From the outer and inner circumferences of the focus transmission cell 40
Focus pins projecting in the direction orthogonal to
41 and 42 are the focus pins 40, respectively.
b has a width in which the first half 26 of the fixed cell 25 can be fitted.
The linear power drilled in the upper and variable power transmission cells 34, respectively.
The groove and the cam groove 43 are provided in the focus transmission cell 40.
Is rotatably fitted to the outer periphery of
Focus cell.
Reference numeral 43a denotes a rear end of the focus cell 43.
Gear part formed on the outer periphery of the flange part provided in the part,
43b is a width into which the focus pin 40a can fit.
A cam groove formed in the focus cell 43;
44 is a focus motor M described with reference to FIG.F , 44a
Is the focus motor MF Driven by the focus
The driving gear 45 meshes with the gear portion 43a of the
45a is the gear portion 3 of the variable power cell 32.
3a and the driving force driven by the variable power motor Mz
Gear. In FIGS. 4 to 8 described below, FIG.
The same parts are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions are omitted.
You.
FIG. 4 shows a straight line of the rear half part 27 of the fixed cell 25.
The cam grooves 29 to 31 and the cam grooves 37 to 39 of the variable power cell 32
The straight cam grooves 29 to 31 are shown in FIG.
Each of them is formed in a long hole along the optical axis direction,
The cam grooves 37 to 39 are determined when the zoom lens group 2 is designed.
It is formed in a long hole shaped along the cam diagram.
In FIG. 5, the upper diagram (a) and the lower diagram
FIG. 4B shows the connection between the variable power cell 32 and the variable power transmission cell 34.
FIG. 5A is an enlarged view of the portion shown in FIG.
FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
is there.
In FIGS. 5A and 5B,
The notch 34a is a straight slot-shaped notch along the optical axis 1.
And the rotation transmitting pin 33b fits into the notch 34a.
Have been. Therefore, the variable power transmission cell 34 moves in the optical axis direction.
The movement is restricted by the variable magnification cell 32.
Instead, only the rotational movement of the variable magnification cell 32 is transmitted.
Has been established.
FIG. 6 shows the first half 26 of the fixed cell 25 and the magnification.
The respective cam shapes and relationships with the transmission cell 34 are shown.
FIG. 11 is an enlarged plan view as viewed from the third focus transmission cell 40 side.
is there. The cam groove 36 of the variable power transmission cell 34 is
Formed in accordance with the cam diagram determined at the time of design of 2.
I have. Therefore, the first group cell 17 is independent of the focusing operation.
Moves on the optical axis with the rotational movement of the variable power transmission cell 34
It is configured to perform a variable magnification operation.
FIG. 7 shows the cam groove 43 of the focus cell 43.
b is an enlarged plan view showing the shape of b and the directional relationship with the optical axis 1.
It is. As can be seen from FIG.
It is formed in an inclined shape. Therefore, focus
The rotational movement of the cell 43 depends on the optical axis of the focus pin 40a.
Directional linear motion, ie, light from the focus transfer cell 40
It is configured to be converted into a linear motion in the axial direction.
FIG. 8 shows the focus cell 40 and the fixed cell 2.
5 in relation to the first half 26 and the variable power transmission cell 34;
Focus cell 43 side showing the shape of each cam groove
FIG. Straight cam groove 41 in first half 26
Are formed in a linear long hole in the direction along the optical axis.
The cam groove 42 of the variable power transmission cell 34 is
Are formed so as to be orthogonal to
That is, the variable power transmission cell 34 accompanies the variable power operation.
The rotational movement is the focus pin 4 of the focus transmission cell 40.
0b.
In FIG. 3, the first half 26 of the fixed cell 25
The straight cam groove 28 and the straight cam groove 41 are formed for convenience of drawing.
The same cross section is shown, but the straight cam groove 28 and the straight
It is located on a section different from that of the cam groove 41.
FIG. 9 illustrates the operation of the embodiment shown in FIG.
FIG. In FIG. 9, reference numeral 46 denotes a part shown in FIG.
The cam diagram at the position ∞ of the first group lens 2a
Curve corresponding to the ∞ position cam (hereinafter abbreviated as “∞ curve”).
Similarly, 47 is the closest position (example) of the first group lens 2a.
(E.g., corresponding to subject distance D = 1.2 m)
The curve 48 represents an arbitrary subject distance D (for example, D = 3.0 m).
Etc.) of the focusing lens units 2a and 2b
Changes in focus position, that is, changing the focal length between the wide side and the tele side
Focused music indicating the change of the focus position when changing between
The lines, 49, 50 and 51 are Zp = Zp0 And each
Of the ∞ curve 46, the focusing curve 48 and the closest curve 47
At the intersection, the value of Sx at these intersections 49-51 is
Each S1
S0 , S (e), SThree It corresponds to. 52, 53
And 54 are similarly Zp = Zp0 And each curve
46, at the intersection with the focusing curve 48 and the closest curve 47,
The value of Sx at these intersections 52 to 54 is S0 ,
S (i), STwoIt corresponds to. 55 is Zp = Zp1
And Sx = S (i), 56 is the variable-power drive
Arrow 57 indicates the direction of the focusing drive.
You.
FIG. 10 shows the ∞ curve 46 and the focusing curve 4 in FIG.
8 and the near curve 47 are compared with those of other varifocal lenses.
For ease of comparison with properties, simply formally
FIG. 3 is a diagram drawn by standardizing (normalizing) the data. Note that FIG.
Corresponding parts have the same reference characters allotted and redundant description will be omitted.
I do.
The operation of the present embodiment thus constructed will be described.
I will tell. Before describing the overall control operation, the operation of the mechanism shown in FIG.
Explain the work. First, the driving gear 4 is driven by the variable power motor 45.
5a rotates, and is rotated by the gear portion 33a meshing therewith.
The power is transmitted to the variable power cell 32 and the rotation transmission pin 33.
b. The variable power transmission cell 34 and the second group lens connected at b.
2b starts rotating integrally. First group cell 17, fifth
As shown in FIGS. 6 and 4, the group cells 20
The first pin 21 and the third to fifth pins 22 to 24
Straight cam grooves 28, 29, 30, 31 along the optical axis direction, respectively.
Thus, the position in the rotation direction is regulated. Obedience
The rotation of the variable power transmission cell 34 and the variable power cell 32
The first pin 21 and the third to fifth pins 22 to 24 are
According to the rotation angle of the cam groove and the shape of each cam groove 36-39.
On the optical axis.
That is, the first lens excluding the second group lens 2b
Each group of the group lens 2a to the fifth group lens 2e has a zooming action.
And move according to the cam diagram shown by the solid line in FIG.
I do. Although the focal length f can be updated by this zooming operation,
At the same time, defocus also occurs, so this must be corrected.
Must. Therefore, the focusing operation will be described below.
The second group lens 2b moves depending on the zooming operation.
do not do. Drive gear 44a by focus motor 44
Is driven, and this rotational force meshes with the driving gear 44a.
Transmitted to the gear portion 43a of the focus cell 43
And the focus cell 43 rotates, as shown in FIG.
The focus pin 40b is connected to the first half 41 of the fixed cell 25.
The linear cam groove 41 formed on the
The focus transmission cell 40 also rotates because the position is regulated.
Direction, and therefore, as shown in FIG.
The focus pin fitted into the cam groove 43b of the ssel 43
In the figure, the water 40a corresponds to the rotation angle of the cam groove 43b.
A linear motion is made on the optical axis by an amount according to the component force component.
That is, the rotational movement of the focus cell 43 is
Focus transfer cell 40 through an aqua spin 40a
Is converted into a linear motion in the direction of the optical axis.
To the variable power transmission cell 34 via the focus pin 40b.
The first group lens 2a and the second group lens 2b are transmitted
Set by the zooming operation described above (however,
2b is fixed) Variable magnification transmission with lens spacing maintained
Since the entire cell 34 moves on the optical axis to the in-focus position,
is there.
As already apparent from this description, the variable power transmission
Reach cell 34 is involved in both zooming and focusing operations
You are doing. Note that the first detection by
The change in the output of ZPM8 as the output means is represented by Zp shown in FIG.
And constitutes a second detecting means by the focusing operation.
The change in the output of FPM7 as the third detecting means is the same
This is Sx shown in FIG.
Next, referring to FIG. 1, the whole of the embodiment will be described.
The control operation will be described mainly with reference to FIG.
Now, of the variable power lens group 2,
Position, that is, the output of ZPM8 is Zp = Zp0 And
The positions of the focusing lens groups 2a and 2b,
It is assumed that the output of the FPM 7 is Sx = S (i).
Here, first, the entire system focal length f is changed from the wide side to the tele side.
Activate the magnification up operation to be updated.
When the up switch 13 in FIG. 1 is pressed
Includes information on the scaling direction from the drive direction determination unit 15
A start signal (STR) is output. At this point, the initial
Maximum feeding amount calculating section 9 which functions as a condition calculating means
Receives the output (Zp) of ZPM8, performs A / D conversion,
Example: The constant calculator 10 receives the output (Sx) of the FPM 7
A / D conversion is performed. And each value is
Zp = Zp0 , Sx = S (i).
The in-focus position changes with the focal length f.
Varifocal with characteristics as shown in FIG.
In the case of a lens, Zp = Zp according to equation (1).0 To
The maximum delivery amount Fpx = Fp (i) in this case is obtained. One
That is, the length from the intersection 52 to the intersection 54 in FIG.
Therefore, in FIG. 9 which is the present embodiment,
The length from the intersection 52 to the intersection 54 is maximum according to the equation (1).
It can be obtained as the delivery amount Fpx (= Fp (i)).
You. Further, the maximum feed amount calculation unit 9 calculates the maximum feed amount by the equation (2).
Zp = Zp0 Of the intersection 52 of the ∞ curve 46 at
(Coordinates) is Sx (∞) = S0 Is calculated as
Next, the proportionality constant calculator 10 calculates the S0
And the maximum feed amount Fp (i) and Sx = S
Calculate the proportionality constant Cfp by (i) and equation (3).
You. The focusing lens system obtained in this wayDefine location
ToFpx = Fp (i), Sx (∞) as initial conditions
= S0 , Cfp are notations of an initial condition calculating means (not shown).
Is temporarily recorded in the storage means.
It is changed by the above-mentioned information on the zooming direction and the start signal (STR).
The double motor Mz is started in the direction of increasing the magnification.
The variable magnification unit moves in the direction of arrow 56 in FIG.
Up switch 13 is turned off when the intersection point 55 is reached.
Assuming that the state has been changed, the scaling controller 16 changes the scaling mode.
Data Mz is stopped. At this point, Zp = Z
p1 And the focus motor MF Still start
Therefore, Sx = S (i) still holds.
Here, similarly to the above, the maximum feeding amount calculation unit 9 calculates Zp = Z
p1 (1) from the intersection 49 to the intersection 51
The maximum feed amount Fpx = Fp (e), which is the length of
Further, Sx at the intersection 49 of the ∞ curve 46CoordinateInto equation (2)
Therefore, Sx (∞) = S1 Is calculated as
Then, the focus correction calculation unit 11 calculates the S1 You
And the previously obtained proportional constant Cfp and the above Fp (e)
And the planned in-focus position S indicated by the intersection 50 by the equation (4).
(E) is calculated. Then, the focus control unit 12
Focusing lens unit 2 in the direction indicated by arrow 57 in FIG.
a, 2b to drive the focus motor MFTo
Control, and the output Sx of the FPM 7 that changes with this
Monitoring is performed via the focus correction calculation unit 11, and the output Sx is S
When x = S (e), the focus motor MF
Stops and ends magnification up operation and focus correction operation
I do. Note that the magnification reduction operation is the reverse of the above operation
Therefore, the description is omitted because it can be easily analogized.
As described above, in the present embodiment, the second lens unit
Since the lens 2b is fixed to the variable power transmission cell 34,
Varifocal lens, a simple optical system, is even simpler
Have been. In addition, the second lens unit 2b is moved by the variable power operation.
∞ Focus position due to the structure that does not change
Despite having the characteristic that the position changes, by proportional operation
Easily calculate the expected in-focus position and focus on this in-focus position.
There is an advantage that the single lens groups 2a and 2b can be driven.
Further, the above-mentioned and the like in the conventional zoom lens
Remove the condition of the amount shift, and
Since the change is made to be the equation (5),
Of the focusing lens units 2a and 2b
The advantage is that it does not grow as necessary. Therefore, the lens outer diameter
Has the advantage of being as small as possible. And apparently (use
Top) focuses once like a conventional zoom lens
Later, even if you change the magnification, the focus moves (blurred).
There are no benefits.
The second lens group 2b is connected to a variable power transmission cell.
34, the cell for the second lens group is omitted.
The cam groove, which is difficult to process, is formed in the variable power transmission cell 34.
Need to be implemented, thus simplifying the configuration and reducing costs.
Can be reduced. In addition,
Since it is not necessary to drive the second group lens 2b for zooming,
The frictional force is reduced by the
Can be realized.
In addition, a conventional cam is used to compensate for mechanical focusing.
Since the positive is performed electrically, the outer diameter of the lens
Can be made as small as possible, and the lens barrel configuration can be simplified.
The motor that drives the focusing lens group has a small capacity.
As a result, miniaturization, weight reduction, and cost reduction of the entire device have been realized.
There are advantages. In particular, use the camera and this device in conjunction
In this case, the AF circuit of the camera can be shared.
Further, there is an advantage that the cost can be reduced.
The present invention is limited to the above embodiment.
Without departing from the gist, various
Modifications can be made. For example, the variable power transmission cell 3
The cell fixed to 4 may be the first group cell 17.
Also, it is involved in both the zooming operation and the focusing operation.
Is a variable-magnification transmission cell 34, as shown in FIG.
The focus counter 6 and the FPM 7 have a driving gear 44a.
The focus cell 43 is not limited to the example in which the focus cell 43 is connected.
And the amount of movement of the focus transmission cell 40 in the optical axis direction is detected.
May be configured.That is, these focus
The counter 6 and the FPM 7 are positioned from the zoom lens system.
Position may be detected.
That is, the part that is fixed to the camera body and does not move)
The position from may be detected.
Similarly, the ZPM 8 is driven by a driving gear 45a.
Is not limited to the configuration in which the variable magnification cell 32 or
Is the rotation angle of the variable power transmission cell 34 or the third group cell 19
To detect the amount of movement in the optical axis direction of any of the fifth group cells 21
It may be configured to output.
Further, the focus motor 44 and the variable power
Motor 45 includes driving gears 44a and 45a, respectively.
May be driven via a speed reduction mechanism without being directly connected to
No.
The expected in-focus position S (e) is the third
Limited to comparison with the output Sx of FPM7 as the detection means
Of the focus counter 6 as the fourth detecting means.
It may be compared with the output Dfc, that is, Sx = Df
c, the focus motor MF I'll stop
It may be configured as follows.
In general,threeFPM7 as a means of detecting
Potentiometer,As a fourth detection meansfocus
Each of the counters 6 is composed of a rotary encoder or the like.
In this case, since the accuracy of the focus counter 6 is higher,
In the above case, the driving to the expected in-focus position S (e) is more accurate.
There are advantages.
The calculation based on equation (2) is performed, for example, as shown in FIG.
Is divided into four parts by the value of Zp.
Approximating each section with a straight line,
Therefore, Sx (∞) may be calculated. For example, f = 35
The value of Zp corresponding to mm is set to 0, and f = 135 mm
The value of Zp to be set to 31 is
The value of Fp is set to 0, and the value of Fp corresponding to the ∞ position is set to 3.
1, the approximate expression of each section is as follows.
You.
Zp ≦ 3 Fp = 31
Also, formulas (1) and (2) are tailored.
Equation Fpx = a0+ A1 Zp + aTwo ZpTwo... and then
Is also good. Where a0 , A1 , ATwo , …… is at design time
It is a setting constant determined in.
Also, generally, the tele side and the wide side are stopped.
Position, the pressure angle between the zoom cam and the stop member,
From the problem of stop strength, the calculation formula such as formula (1)
In some cases, approximation cannot be made on the telephoto side and the wide side. So
In the case of, the zone of Zp is divided into three zones,
This is done by creating an approximate expression by dividing into zones
be able to.
Equations (1) and (2) are also used in the calculation.
The data is stored in the CPU and the ROM without limitation.
You can also.
[0067]
As described in detail above, according to the present invention,
If you use a variable power lens that causes
Calculate and store the initial conditions of the focusing lens system in advance
By doing so, the arithmetic processing becomes more efficient and the
Variable power lens device that can quickly and accurately correct this
Can be provided.
【図面の簡単な説明】
【図1】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である。
【図2】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
き方を示す線図である。
【図3】本発明の要部で、図1の変倍駆動部およびフォ
ーカス駆動部の具体的な構成を示す縦断側面図である。
【図4】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である。
【図5】変倍セルと変倍伝達セルとの連結部を拡大して
示す平面図およびその平面図のA−A′矢視断面図であ
る。
【図6】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である。
【図7】フォーカスセルのカム形状および光軸との方向
関係を示す平面図である。
【図8】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。
【図9】図1の実施例の全体の動作を説明するための線
図である。
【図10】図9の線図を形式的に他のバリフォーカルレ
ンズの特性に近似させて描いた線図である。
【符号の説明】
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
+V 電源
17 第1群セル
18〜20 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
46 ∞位置カム対応曲線(∞曲線)
47 至近曲線
48 合焦曲線
49〜55 交点
56 変倍駆動の方向を示す矢印
57 合焦駆動の方向を示す矢印BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an embodiment of a varifocal lens control device according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a change in a focal length f to be set, which is a characteristic of a varifocal lens used in the present invention, and how each lens group moves. FIG. 3 is a vertical sectional side view showing a specific configuration of a variable magnification drive unit and a focus drive unit in FIG. 1 as a main part of the present invention. FIG. 4 is a plan view showing respective cam shapes and relationships between a straight cam groove of a fixed cell and a variable power cell. FIG. 5 is an enlarged plan view showing a connecting portion between the variable power cell and the variable power transmission cell, and a cross-sectional view taken along the line AA 'of the plan view. FIG. 6 is a plan view showing respective cam shapes and relationships between a fixed cell and a variable power transmission cell. FIG. 7 is a plan view illustrating a cam shape of a focus cell and a directional relationship with an optical axis. FIG. 8 is a plan view showing respective cam shapes of a focus cell, a fixed cell, and a variable power transmission cell. FIG. 9 is a diagram for explaining the overall operation of the embodiment of FIG. 1; FIG. 10 is a diagram in which the diagram of FIG. 9 is formally approximated to the characteristics of another varifocal lens. [Description of Signs] 1 Optical axis 2 Variable power lens groups 2a to 2e First to fifth lens groups 3 Film surface 4 Variable power drive unit 5 Focus drive unit 6 Focus counter 7 Group lens unit position detector (FPM) 8 Focal length detector (ZPM) 9 Maximum feeding amount calculation unit 10 Proportional constant calculation unit 11 Focus correction calculation unit 12 Focus control unit 13 Magnification up switch (Up switch) 14 Magnification down switch (Down switch) 15 Driving direction determination unit 16 magnification change control unit Mz, 45 zooming motor M F, 44 focus motor + V power source 17 first group cells 18-20 group 3 cells to the fifth group cell 21 first pin 22-24 third pin-fifth pin 25 Fixed cell 26 Front half part 27 Rear half part 28 to 31, 41 Linear cam groove 32 of fixed cell Variable power cell 33a Gear part 33b Rotation transmission pin 34 Variable power transmission cell 3 4a Notch 35 Fixed part 36, 42 Cam groove 37-39 of variable power transmission cell Cam groove 40 of variable power cell Focus transmission cell 40a, 40b Focus pin 43 Focus cell 46 ∞Position cam corresponding curve (∞ curve) 47 Closest curve 48 Focusing curve 49-55 Intersection 56 Arrow indicating the direction of the variable power drive 57 Arrow indicating the direction of the focus drive
Claims (1)
変倍レンズ系および合焦機能を有する合焦レンズ系から
なる変倍光学系であって、被写体距離と上記合焦レンズ
系の光軸方向の繰出し量との関係が変倍域内の倍率位置
で異なり、且つ上記変倍域内の任意の第1の焦点距離か
ら任意の第2の焦点距離に更新する変倍動作によって結
像位置ずれを生じる変倍レンズ装置において、 上記変倍レンズ系の位置を検出する第一の検出手段と、 上記合焦レンズ系の位置を検出する第二の検出手段と、 上記変倍動作に先立って、変倍開始時における上記第一
および第二の検出手段の出力に基づいて上記変倍レンズ
系の位置に対応する上記合焦レンズ系の位置を規定する
初期条件の演算を行う初期条件演算手段と、 上記変倍動作時、上記初期条件演算手段と上記第一およ
び第二の検出手段の出力とに基づいて上記変倍動作に伴
う上記結像位置ずれを補正すべく上記合焦レンズ系の位
置を制御する変倍合焦補正制御手段を有し、 上記初期条件演算手段には、変倍レンズ系の位置に関連
する合焦レンズ系の最大繰出量、フォーカス位置情報お
よびこれら両者に関連する比例定数の初期条件を求める
演算手段を含む ことを特徴とする変倍レンズ装置。 2.同一光軸上に配設された主として変倍機能を有する
変倍レンズ系および合焦機能を有する合焦レンズ系から
なる変倍光学系であって、被写体距離と上記合焦レンズ
系の光軸方向の繰出し量との関係が変倍域内の倍率位置
で異なり、且つ上記変倍域内の任意の第1の焦点距離か
ら任意の第2の焦点距離に更新する変倍動作によって結
像位置ずれを生じる変倍レンズ装置において、 上記変倍レンズ系の位置を検出する第一の検出手段と、 上記合焦レンズ系の位置を検出する第二の検出手段と、 上記変倍動作に先立って、変倍開始時における上記第一
および第二の検出手段の出力に基づいて上記変倍レンズ
系の位置に対応する上記合焦レンズ系の位置を規定する
初期条件の演算を行う初期条件演算手段と、 上記変倍動作時、上記初期条件演算手段と上記第一およ
び第二の検出手段の出力とに基づいて上記変倍動作に伴
う上記結像位置ずれを補正すべく上記合焦レンズ系の位
置を制御する変倍合焦補正制御手段を有し、 上記 第二の検出手段は、上記合焦レンズ系の上記変倍レ
ンズ系からの位置を検出する第三の検出手段と、変倍動
作開始位置からの相対位置を検出する第四の検出手段と
からなり、上記 初期条件演算手段には、上記第三の検出手段の出力
を用い、上記変倍合焦補正制御手段には、上記第四の検
出手段の出力を用いることを特徴とする変倍レンズ装
置。 3.変倍合焦補正制御手段による合焦レンズ系の位置制
御は、変倍動作開始から所定の時間間隔で行うことを特
徴とする請求項1または2に記載の変倍レンズ装置。 4.変倍合焦補正制御手段による合焦レンズ系の位置制
御は、変倍動作開始から、第一の検出手段の出力が所定
量変化する毎に行うことを特徴とする請求項1または2
に記載の変倍レンズ装置。 5.初期条件演算手段は、変倍レンズ系の位置に関連す
る合焦レンズ系の最大繰出量、フォーカス位置情報およ
びこれら両者に関連する比例定数の初期条件を求める演
算手段を含むことを特徴とする請求項2に記載の変倍レ
ンズ装置。(57) [Claims] A variable power optical system comprising a variable power lens system having a variable power function and a focusing lens system having a focusing function, which are disposed on the same optical axis, wherein a subject distance and an optical axis of the focusing lens system are provided. The relationship with the amount of extension in the direction differs at the magnification position within the magnification range, and the imaging position shift is caused by a magnification operation of updating from an arbitrary first focal length to an arbitrary second focal length within the magnification range. In the resulting variable power lens device, first detecting means for detecting the position of the variable power lens system, second detecting means for detecting the position of the focusing lens system, and Initial condition calculating means for calculating initial conditions for defining the position of the focusing lens system corresponding to the position of the variable power lens system based on the outputs of the first and second detecting means at the start of magnification, During the scaling operation, the initial condition calculating means A variable-magnification focusing correction control means for controlling the position of the focusing lens system in order to correct the imaging position shift accompanying the magnification operation based on the output of the first and second detection means. However, the above-mentioned initial condition calculation means includes a position
The maximum extension of the focusing lens system, focus position information and
And initial conditions for the proportionality constants associated with both
A vari-focal lens device comprising arithmetic means . 2. Mainly has a zoom function arranged on the same optical axis
From zoom lens system and focusing lens system with focusing function
Variable magnification optical system, the subject distance and the focusing lens
The relationship with the extension amount in the optical axis direction of the system is the magnification position within the zoom range.
And any first focal length within the zoom range
Is updated by the zoom operation to update the focal length to an arbitrary second focal length.
In a variable power lens apparatus which causes an image position shift, first detecting means for detecting the position of the variable power lens system, second detecting means for detecting the position of the focusing lens system, and Prior to the above,
And the variable power lens based on the output of the second detecting means.
Defines the position of the focusing lens system corresponding to the position of the system
Initial condition calculating means for calculating an initial condition; and the initial condition calculating means and
And the output of the second detection means.
Position of the focusing lens system in order to correct the image position shift.
Has Henbaigoase correction control means for controlling the location, the second detecting means includes a third detecting means for detecting the position from the variable power lens system of the focusing lens system, zooming operation consists of a fourth detecting means for detecting the relative position from the starting position, the above-mentioned initial condition calculating means, using the output of the third detecting means, the said Henbaigoase correction control means, said first it comprises using the output of the fourth detector zoom lens device. 3. Henbaigoase correction position control of the focusing lens system of the control unit, the variable magnifying lens apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the zooming operation start at a predetermined time interval. 4. The position control of the focusing lens system according Henbaigoase correction control unit, according to claim 1 or 2 from the zooming operation starts, the output of the first detecting means is characterized in that it is carried out in which varies a predetermined amount
2. The variable power lens device according to 1. 5. The initial condition calculating means includes calculating means for obtaining initial conditions of a maximum extension amount of the focusing lens system related to the position of the zoom lens system, focus position information, and a proportional constant related to both of them. Item 3. The variable power lens device according to Item 2 .
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP1978795A JP2964384B2 (en) | 1995-01-11 | 1995-01-11 | Variable power lens device |
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Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62128776A Division JP2654775B2 (en) | 1987-01-24 | 1987-05-26 | Varifocal lens controller |
Publications (2)
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JPH07318779A JPH07318779A (en) | 1995-12-08 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1978795A Expired - Lifetime JP2964384B2 (en) | 1995-01-11 | 1995-01-11 | Variable power lens device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7609957B2 (en) | 2005-02-18 | 2009-10-27 | Ricoh Company, Ltd. | Photographing lens driving control device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5597955B2 (en) * | 2008-10-24 | 2014-10-01 | リコーイメージング株式会社 | Variable lens barrel |
-
1995
- 1995-01-11 JP JP1978795A patent/JP2964384B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7609957B2 (en) | 2005-02-18 | 2009-10-27 | Ricoh Company, Ltd. | Photographing lens driving control device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH07318779A (en) | 1995-12-08 |
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