JPH02144509A - レンズ位置制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、移動レンズの制御装置、特にズームレンズの
制御装置に関する。

〔従来技術〕

従来よりズームレンズであって、フォーカシング機能と
、ズーミングの際の像ずれを補正するコンヘンセータの
機能とを同一の補正レンズ群で補償させたズームレンズ
が、例えば特公昭５２−１５２２６号公報、あるいは特
公昭５６−４７５３３号公報等で提案されている。かか
るズームレンズでは、上述の両機能を別々のレンズ群で
補償するタイプのズームレンズに比べ、レンズ系を小型
化できると共に、被写体距離を短（することが可能にな
る。

特公昭５２−１５２２６号公報では、バリエータレンズ
群の位置情報に基づいて、補正レンズ群の移動すべき位
置を演算処理して求めている。

一方、特公昭５６−４７５３３号公報では、例えば変倍
の際に生じるピントずれを自動焦点検出装置を用いて検
出し、補正レンズ群の移動させる処理を行っている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、特公昭５２−１５２２６号公報の技術に於い
てはその演算処理の具体的な内容にはふれておらず、ま
た比較的早い演算処理の仕方についても何ら開示してい
ない。

また、特公昭５６−４７５３３号公報では、オートフォ
ーカスの測距時間がリアルタイムであれば問題は無いが
、現実には、少なからず時間を要する。

従って特にズーミングの際には、変倍レンズの移動に対
して補正ｔノンズ群を常（：追従させることができず、
合焦状態を維持させることが困難となっていた。

〔問題点を解決するための手段及び構成〕本発明は上述
の問題点に鑑みて、比較的速く演算処理でき、そして比
較的追従性の高いレンズ位置制御装置を提供することに
ある。そして、本発明は光軸に沿って移動して変倍作用
を行う為の変倍レンズ群と、変倍時の補正及び焦点合せ
の作用を行うための補正レンズ群と、前記変倍レンズ群
と前記補正レンズ群とを含む撮影レンズが合焦状態にあ
る時の両レンズ群の位置情報からズーノ、作動中の両レ
ンズ群の位置関係をｎ次式で近似した形で算出しズーミ
ングを行うことにある。

〔実施例〕 第１図は、本発明に係るズームレンズ系の断面図である
。温容１．　２．　３．　４で撮影光学系を構成する。

特に２は光軸に沿って移動することにより変倍を行うバ
リエータ−レンズ群（以後Ｖレンズ群ト称す。）、４は
フォーカシング機能とレンズ群へ移動により生じる像面
の位置ずれを補正する機能とを共有すると共に、最も像
面側に位置するリアーリレーレンズ群（以後ＲＲレンズ
群と称する。）である。５はＣＣＤ等の撮像部材、６は
レンズ鏡筒である。７は駆動モータ８により回転される
ことによりＶレンズ群２の移動を制御し規制するカム溝
が切っであるカム筒、９ａ、　９ｂはＶレンズ群２を案
内する案内バーである。１０はカム筒７とギアで係合さ
れ、カム筒７の回転位置、っまりＶレンズ群２の絶対位
置を検出するアプリリュートエンコーダで、スーム領域
を複数のゾーンに分割した出力を行う。

第２図は、■レンズ群２の絶対位置を検出するだめの別
の実施例を示す図である。尚、同−温容については同一
の機能を果たす。１６は駆動モータ８の駆動出力を受は
取るギアである。ギア１６は、前述したＲＲレンズ群の
移動メカニズムと同様に送りネジが形成され移動レンズ
保持部材２ａと一体に形成される移動部材１７と螺合し
ている。レンズ保持部材２ａには第３図に示すブラシ１
８が固設され、方レンズ鏡筒には第４図に示す電極パタ
ーンを持ったブレイスコード板１５が設けられている。

そして各ブラシ端子がブレイスコード板を摺動すること
によりＶレンズ群の絶対位置を検出できる様になってい
る。尚、本実施例に於ては、変倍領域を１６のゾーンに
分割している。尚、基板電極パターンの１５ａはグラン
ドを示す。また、第５図はその１６分割したコ・−ド出
力を示している。１１は絞り駆動モータで、公知の絞り
機構１１ａを作動させる。

１２はＲＲレンズ群４を移動させるためのパルスモータ
−である。１３はＲＲレンズ群を案内する案内バーでネ
ジ状の切り溝が形成されており、パルスモータ−１２の
駆動ギア１２ａを介して回転されることで、ＲＲレンズ
の保持部材４ａを光軸方向へ沿って移動させる。

２０は撮像部材のビデオ信号にもとづいて被写体のコン
トラストを検出し、ピント状態を検出する焦点調節状態
検出装置である。２１はズーム方向を指令するシーソー
スイッチ、２２はＶレンズ群の位置、ＲＲレンズ群の位
置そして検出装置２ｏの出力にもとづいて以下に説明す
る演算処理を行う演算回路、２３は演算回路の出力及び
ズーム指令の出力を増幅し、■レンズ群とＲＲレンズ演
算群を移動させる増幅回路である。

さて、本発明に係る光学系、つまりフォーカシング機能
とコンペンセーター機能とを１つの補正レンズ群（ＲＲ
レンズ群）で行う所謂リアーフォーカスズームと呼ばれ
るレンズ系に於いては、従来の一般的なズームレンズ系
、つまりフォーカシングレンズ群とコンペンセーターレ
ンズ群とが各々存在し、コンペンセーターレンズ群の移
動軌跡を一義的に決定できるレンズ系とは相違し、その
補正レンズ群の移動軌跡は、被写体距離に応じて夫々異
なる移動軌跡を描く。この様子を第６図（Ａ）に示す。

横軸にＶレンズ群の位置、つまり焦点距離をとり、縦軸
にＲＲレンズ群の位置をとっている。

尚、左端のＷはワイド端、右端のＴはテレ端を示す。こ
の図から明らかな通り、被写体距離に応じてＲＲレンズ
群の移動軌跡が異なっている。

ところで、このように、ＲＲ−Ｖフィールド上の一点が
与えられた時、■レンズ群とＲＲＩノンズ群の位置情報
からズーム曲線が与えられれば、その曲線に沿って１ノ
ンズ群位置をマイコン等によって動かし、ズーム中のボ
ケをなくすことが可能となる。

しかし、この曲線を光学設計として用いる式から求めた
のでは計算式が複雑になり、実用的でなくなる。そこで
、Ｎ次の多項式で近似する手法を本発明では採用した。

すなわち、光学設計によって演算された被写体距離とＲ
Ｒ，Ｖ両しンズ群位置の関係から、最小自乗法によって
曲線を近似することにした。以下、この近似法の一例を
示す。

ある被写体距離に応じたズーム曲線が！１次近次で表わ
されたとすると、ＲＲレンズ群及び■レンズ群の関係は
、 尚、各係数（ｋｎ・・・ｋ。）はＲＲレンズ群及びＶレ
ンズ群の位置ＲＲｏ、■ｏから得られる関数であるとす
ると、 ｋｉ　（ＲＲｏ　、　Ｖ　ｏ　）　””　（α、、、Ｒ
Ｒ−＋αｍ−＋ＲＲ−’十＝・＋α、ＲＲ十α０）×（
βｍＶ”＋βｍ−＋Ｖ−”’　＋　・・・＋β、Ｖ＋β
０）と示すことができる。

今、図６に示すＲＲ−Ｖ曲線が光学設計によつて何本か
与えられ、更にこれらの曲線が（１）式のごとく最小自
乗法によりｎ次近似されているものとする７、そして、
ＲＲ−Ｖフィールド上に任意のＲＲ。

及びＶＩｌ：す、直線ＲＲ＝ＲＲ、、Ｖ＝Ｖ　、上の各
曲線のｉ次項の係数の分布を同じく最小自乗法によりｍ
次近似 ＲＲ””ｋｎＶ’＋　ｋｎ−ｉＶ’−’　＋　”’　＋
　ｋ２Ｖ”＋　ｋＶ　十ｋＯ（１）と一般に示すことが
できる。

とナル。（３）式に各ｈ　ＲＲ＝　ＲＲＨ及びＶ＝Ｖ　
、を代入すると、 （４）式第−式と第二式は等しくなくてはいけないので
、 云α’　ＬｉＲＲ，Ｉ　：ぷβ’　ｉ、　Ｉ　Ｖ＋’　
二にα　５１．β′１．１は既に求めであるので、サン
プル的にＲＲ，、Ｖ、を決めれば曲線のｉ乗の項の係数
が求まる。

次に（３）式をまとめるため、 ｋｉ　（ＲＲ，Ｖ）　＝Ｚ−Σａ　　ＬＩＲＲ’Σβ′
Ｌ、ｖｌと表わすことのできる定数Ｚを導入する。そし
て、（６）式４．：ＲＲ＝ＲＲ、、Ｖ＝Ｖ　、を代入す
ると、となる。ここで、（３）式と（７）式を比較する
と、Ｚ＝１／　Ｋ　　　　　　　　　　　　　　　　　
（８）従って、（５）式によってＩＫを求め、（６）式
に代入すれば、 ｋｌ　（ＲＲ，Ｖ）　＝　（１／　Ｋ）Σ（２’　１．
ＲＲ’　・Σβ’　１．＋ｖｌ　　　　（９）（９）式
は（２）式と同じ形であり、あらかじめ、αｔ（ｉ＝０
〜ｍ）、β＋（ｉ＝０〜ｍ）を求めておくことで、ＲＲ
とＶの位置情報さえ得られれば、（１）式のようにｎ次
近似式で示されるズーム曲線が任意の被写体距離に応じ
て求まることになる。表１は、ズーム比８倍、ｌ／２イ
ンチ撮像板（像高４　ｍ　ｍ　）用ズームレンズの第１
図に示したタイプのものにつき、光学設計値から前述の
手法を用いて近似式を求め、ズーム動作を行わせた時に
発生する最大の錯乱円径を示している。

表１より最大に発生する錯乱円径をφｉｏｏμｍ以下に
抑えるためには、５次式で曲線を近似してやればよいこ
とになる。すなわち、まず最初に自動焦点検出装置によ
って合焦状態を維持させた後で、各レンズ位置にもとず
いて、レンズ群の移動に対するＲＲレンズ群の移動軌跡
を演算処理することで、ズーム動作中の応答遅れをカバ
ーし、ボケを大幅に軽減することが可能となる。

以上説明した様に、補正及び焦点合わせのレンズが同一
であり、このレンズ群の制御に自動焦点検出装置を用い
るタイプのレンズに於て、自動焦点検出装置の応答遅れ
等に起因して発生するボケを本発明によって大幅に軽減
することが可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るズームレンズ系の断面図、第２図
はＶレンズ群の駆動機構を説明する図、第３図はＶレン
ズ群の位置を検出するブラシの斜視図、 第４図はＶレンズ群の位置を検出する基板の状態を示す
図、 第５図はＶレンズ群の位置信号を示す口、第６図は本発
明に係る光学径の■レンズ群とＲＲレンズ群の被写体距
離に応じた移動曲線を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光軸に沿って移動して変倍作用を行う為の変倍レンズ群
   と、変倍時の補正及び焦点合せの作用を行うための補正
   レンズ群と、前記変倍レンズ群と前記補正レンズ群とを
   含む撮影レンズが合焦状態にある時の両レンズ群の位置
   情報からズーム作動中の両レンズ群の位置関係をｎ次式
   で近似した形で算出しズーミングを行うことを特徴とす
   るレンズ位置制御装置。