JPH0414005A - レンズ駆動装置 - 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、ズーミングやフォーカシングの目的でレンズ
を光軸方向に移動可能な撮影レンズを装備したカメラに
おいて、レンズを駆動するレンズ駆動装置に関する。

［従来の技術］ 従来、カメラ用撮影レンズのフォーカシングの形態とし
ては、全体繰出し、一部レンズ群繰出しなどの方法が用
いられてきた。その中でも、レンズ群の移動量が少なく
て済むインナーフォーカスなどの一部しンズ群繰出しの
方法が近年注目されている。

また、一部レンズ群繰出しの方法も益々高度化し、フォ
ーカシ・ングによる収差の発生を抑えるため、フォーカ
シング時に２群以上のレンズ群がそれぞれ異なった動き
をする、いわゆるフローティング形式のものが増えてい
る。

そして、これらのレンズ群に所定の動作を与えるため、
カム溝が設けられたカム筒によってレンズの枠に設けら
れたピンを案内し、レンズの位置関係が決められた状態
に設定されるように構成された、ズーミングやフォーカ
シングの機能を持つ写真用撮影レンズが広くカメラに用
いられてきた。

［発明が解決しようとする課題］ 上述したような従来のカム筒などを用いた方法では、異
なる移動中の位置関係を持つ複数のフローティング形態
を行なうことは、その構造上きわめて困難である。一方
、近年、その数が増えつつあるズームレンズにおいては
、そのズーム状態、たとえばワイド状態とテレ状態とで
は、フォーカシングによる収差を抑えるのに最も適した
フローティング形態が異なることが多い。

このため、ズームレンズにおいて、フローティング形式
のフォーカシング機構を採用する場合は、近距離ではワ
イド状態に最も適した移動形態の、また遠距離ではテレ
状態に最も適した移動形態のフローティングとしている
など、全体として収差が小さくなるような唯一のフロー
ティング形態をとっていた。しかし、このような方法で
は、ズーム状態や被写体の距離によっては収差が抑えら
れない場合があり、高性能なズームレンズの作成にあた
っては問題となっていた。

そこで、本発明は、ズーム状態によって最適なフローテ
ィング形態をとれるフォーカシング機構によって高性能
なズームレンズが得られ、しがもフォーカシングにより
発生する収差を確実に抑えることのできるレンズ駆動装
置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明のレンズ駆動装置は、光軸方向に移動可能な複数
のフォーカシングレンズ群を含む複数のレンズ群と、こ
の複数のレンズ群をそれぞれ別の駆動量で駆動可能な駆
動手段と、前記レンズ群の焦点距離に対応する焦点距離
情報を出力する焦点距離情報出力手段と、前記焦点距離
情報に基づいて決まる前記フォーカシングレンズ群のズ
ーム繰出量と前記複数のフォーカシングレンズ群それぞ
れのフォーカシング繰出量を同一のフォーカシング位置
においても前記焦点距離に応じてフローティング量が異
なるようにし、このフォーカシング繰出量を前記焦点距
離情報と前記フォーカシング位置情報に基づいて各フォ
ーカシングレンズ群ごとに求める手段と、前記ズーム繰
出量と前記フォーカシング繰出量とに基づいて前記フォ
ーカシングレンズ群の駆動目的位置を出力する目的位置
出力手段と、この目的位置出力手段がら出力される駆動
目的位置に前記各フォーカシングレンズ群をそれぞれ駆
動する駆動制御手段とを具備している。

［作　用］ 本発明のレンズ駆動装置にあっては、カム筒などの従来
の手段によってフォーカシング時のフローティング量が
ただ−通り設定されているのではなく、ズーム状態に基
づき最適なフォーカシング繰出量、またはそのフォーカ
シング繰出量を算出するための算出式の係数などの必要
な数値をメモリから読出し、出力されたフォーカシング
繰出量に基づき各レンズ群を駆動制御することにより、
ズーム状態に応じて最適なフローティング形態をとれる
フォーカシング機構によって高性能なズームレンズが得
られ、しかもフォーカシングにより発生する収差を確実
に抑えることができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

まず、第１実施例として、たとえばレンズが４群構成の
ズームレンズに適用した場合について説明する。

第７図は本発明に係る各レンズ群の動きを示す図である
。すなわち、図示のように、ズーミングによってワイド
からテレ側に焦点距離を変えると、第１群レンズ、第２
群レンズ、第３群レンズ、第４群レンズはそれぞれ異な
った移動量で焦点面に対し繰出される（図中の実線はフ
ォーカシングが囚のときの各レンズの最終面の位置を示
す）。さらに、ワイド、スタンダード、テレのフォーカ
シング時には、第２群レンズおよび第３群レンズが第７
図の破線のように無限から至近に繰り出され、それぞれ
の焦点距離によってフォーカシング繰出量が異なってい
る。このようなレンズの動きをするズームレンズは、従
来から周知のカムなどを用いた枠構成で作成することは
困難である。

そこで、本発明では、たとえば第２図に示すような枠構
成を用いている。すなわち、第１群レンズ７１、第２群
レンズ７２、第３群レンズ７３、および第４群レンズ７
４は、それぞれ１前枠７５．２前枠７６．３前枠７７、
および４前枠７８に固定保持されている。２前枠７６．
３前枠７７、および４前枠７８は、１前枠７５のカメラ
ボディ７９側に延びた中空枠部の内側に光軸方向にのみ
移動可能なように、１前枠７５の内周部に配設された振
動体８１，８２．８３によってベアリング８５．８６．
８７方向に押圧されている。したがって、２前枠７６．
３前枠７７、および４前枠７８は、各ベアリング８５，
８６．８７と各振動体８１，８２．８３とによって１前
枠７５に対し、光軸方向の位置および光軸中心に対する
ずれか生ずることがなく、シかも、がたなく位置決めさ
れている。

また、１前枠７５は、固定枠８８の内周部に配設され光
軸方向にのみ移動可能なように固定枠８８に配設された
ベアリング８４によってガイドされ、かつ、ベアリング
８４の対向する位置で固定枠８８に配設された振動体８
０によってベアリング８４の方向に押圧されている。し
たがって、１前枠７５も固定枠８８に対し、がたなく位
置決めされている。なお、８９はカバー　９０はフィル
ム面である。

次に、振動体の取付は部の詳細およびリニア型超音波モ
ータの動作について述べる。本実施例では４つのリニア
型超音波モータを用いているが、取付けおよび動作につ
いては同様なので、代表として１前枠７５に用いである
リニア型超音波モータについて説明する。

第４図および第５図がリニア型超音波モータの詳細を示
す図である。すなわち、中空の円筒体からなる固定部材
である固定枠１　（８８）の内部には、同じく中空の円
筒体からなる移動部材である１解枠２（７５）か一定の
間隙を有して中心軸線Ｏ方向に移動し得るように配設さ
れる。そして、固定枠１と１解枠２との間隙の上部（第
４図において）の一部には、１解枠２の中心軸線Ｏ方向
に延びるスライド板３が１解枠２上に固定されていて、
このスライド板３に対向する固定枠１の中程の部分には
、中心軸線Ｏ方向の前後方向に長い長方形状の切欠孔１
ｄ（第５図参照）が穿設されている。この切欠孔１ｄは
後述する振動体１２（８０）の配設用の孔である。

一方、スライド板３の配設された間隙と反対側の間隙に
は、１解枠２の支持案内機構が設けられている。この支
持案内機構は、本実施例では３本のガイド溝と同各溝内
にそれぞれ配設された複数のベアリングボールからなる
支持体とで構成されている。すなわち、スライド板３の
中心軸線Ｏを挟む対向位置には、１解枠２の外周面に部
分円弧状凹部からなる直線溝２ｂが１解枠２の中心軸線
０方向に穿設されており、固定枠１の内周面の直線溝２
ｂに対向する位置の中程には、固定枠１の中心軸線０方
向に部分円弧状四部からなる直線溝１ｂが設けられてい
て、さらに、この両直線満ｌｂ、２ｂの両側の円周方向
の等距離の位置には、同じく部分円弧状凹部からなる直
線Ｊｌａ、２ａｌｃ、２ｃか固定枠１の外周面と１解枠
２の内周面とにそれぞれ中心軸線Ｏ方向に向けて穿設さ
れている。そして、直線溝１ａ、２ａ、ｌｂ、２ｂおよ
びｌｃ、２ｃ内には、複数のベアリングボールからなる
支持体１３ａ、１３ｂおよび１３ｃかそれぞれ配設され
ている。

この支持案内機構においては、１解枠２の支持体１３ｂ
に対向する位置に配設される振動体１２（後述する）を
スライド板３を介して中心軸線Ｏ方向に向けて押圧する
と、直線溝１ａ〜１ｃおよび２ａ〜２ｃと支持体１３ａ
〜１３ｃによって求心作用が働き、１解枠２は固定枠１
に対して中心軸を一致させるように正確かつ精密に配置
される。

また、支持体１３８〜１３ｃは、複数個のベアリングボ
ールを固定枠１の中心軸線０方向に配置しているので、
１前枠２は中心軸線の振れもなく支持される。さらに、
１前枠２の支持は、支持体１３ａ〜１３Ｃのみによって
行なわれているので、１前枠２および固定枠１は、その
直線溝１ａ〜１ｃおよび２ａ〜２Ｃのみを高精度に加工
しておけば、１前枠２を固定枠１に対して精度よく位置
決めすることができる。

切欠孔１ｄは、第４図に示すように、固定枠１の上部中
程の位置にスライド板３に対向して穿設される。すなわ
ち、固定枠１の上周面の中程を中心軸線Ｏに直交する向
きに切り裂いて平面部を形成し、その平面部の中央部に
軸方向に長い長方形状の貫通孔からなる切欠孔１ｄを穿
設しである。

したがって、切欠孔１ｄの軸方向の両側には平面部１ｄ
ｏが形成され、この平面部１ｄｏは振動体１２を支持し
たホルダ８の取付部となっている。

振動体１２は、屈曲振動子１１と縦振動子４とで構成さ
れている。屈曲振動子１１は、切欠孔ｌｄ内に余裕をも
って配置される大きさの比較的厚みのある矩形の弾性体
５と、この弾性体５よりも短い長さで厚みの薄い矩形状
の圧電体６とよりなり、圧電体６を弾性体５の上面にエ
ポキシ系の接着剤で固着して構成されている。そして、
この屈曲振動子１１の圧電体５には、その板厚方向に駆
動用の高周波電圧が印加されるようになっていて、本実
施例の場合には１次の屈曲共振を発生するようになって
いる。この屈曲振動の２つの節の部分で圧電体６の固着
していない弾性体５の下面に、積層圧電体で矩形柱状に
形成される積層板の厚み方向に縦振動する縦振動子４が
屈曲振動子１１の板厚方向に縦振動をするように固着さ
れている。

また、屈曲振動子１１には、その節の位置で屈曲振動子
１１の板幅方向の外側方向に向けてそれぞれ延びる４本
の円柱状の支持ピン７が弾性体５に固着されていて、そ
のビン７の中程には円周方向にホルダ取付用溝部７ａが
設けられている。

このように構成された振動体１２は、断面がチャンネル
状をなし、振動体１２を上方から覆う形状に形成された
ホルダ８に下方から収納されて保持される。すなわち、
ホルダ８は、弾性薄板を折り曲げて形成されていて、そ
の雨垂下壁の支持ピン７に対応する位置には、下方が開
放されだ円孔状の受部８ａが設けられており、その受部
８ａの下方開放部は、ホルダ取付用溝部７ａの径よりも
若干小径の幅を有する切欠で形成されている。また、こ
のホルダ８の雨垂下壁の中程には、外方に折り曲げられ
て、それぞれ水平に延び出した取付固定部８ｂが設けら
れており、その取付固定部８ｂには固定用ビス１０がそ
れぞれ貫通する開孔８Ｃが穿設されている。

振動体１２は、ホルダ８に対して、その支持ピン７のホ
ルダ取付用溝部７ａを受部８ａにゆるく嵌合することに
よりホルダ８内に振動自在に収納され、しかるのち、ホ
ルダ８の開孔８Ｃに固定用とス１０を皿ばね９を介して
貫通させ、固定用ビス１０を固定枠１の平面部１ｄｏに
螺設されたねじ孔１ｅに螺着させることにより、振動体
１２は固定枠１の切欠孔１ｄ内に配設される。この配設
された振動体１２は、その縦振動子４の下端面か１前枠
２に固定されたスライド板３の上側平面に圧接される。

このように構成された超音波モータの動作原理は、本出
願人が先に提案した特願平１１９５７６７号のものと同
じて、屈曲振動と縦振動の位相差を９０°にすることで
１前枠２を、その中心軸線Ｏ方向に進退移動するような
楕円振動を縦振動子４の端面に発生させる。２つの縦振
動子４は、振動の位相が１８０°異なって振動するよう
に構成されているので、屈曲振動による節まわりの振り
子振動の一方向の動作のみを１前枠２のスライド板３に
作用させる。したがって、これによって１前枠２は中心
軸線０方向に進退移動することになる。

次に、第１図を参照して第１実施例の電気回路の構成を
説明する。図において、５２１〜５２４はそれぞれ第２
図の振動体８０，８１，８２゜８３に対応するリニア型
超音波モータ、５１１〜５１４は超音波モータ５２□〜
５２４により駆動され枠の動きを検出するエンコーダで
ある。エンコーダ５１１〜５１４は、等間隔に目盛りを
位相をずらして２列に書込んだスケールと、その読取部
とからなり、スケール上には基準値となる終端位置を示
すもう１列の目盛りも書込まれている。

この場合、エンコーダ５１１については、スケールが固
定枠１に、また読取部が１前枠７５にそれぞれ配設され
ており、エンコーダ５１□〜５１４については、スケー
ルがそれぞれ２前枠７６．３前枠７７．４前枠７８に、
また読取部が１前枠７５にそれぞれ配設されている。そ
して、スケールに対して読取部が移動すると、目盛りの
通過位置でパルスを発生し、出力するようになっている
。

５３１〜５３４は方向検出回路であり、エンコーダ５１
１〜５１４が発生する位相の異なる２系列のパルスの位
相反転から移動方向を検出する。

５５１〜５５４はエンコーダ５１１〜５１４が出力する
パルスと方向検出回路５３、〜５３４が出力する移動方
向信号とから絶対位置を検出するアップダウンカウンタ
であり、エンコーダ５１１〜５１４が出力する基準位置
を示すパルスによりリセットされ、繰出方向のとき等間
隔目盛に対応したパルスをアップカウントし、繰込方向
のときダウンカウントする。

５４は演算制御部５７がらの駆動制御信号に基づいて振
動体８０，８１，８２．８３により構成された超音波モ
ータ５２．〜５２４を駆動する駆動回路、５９は駆動回
路５４が発生するパルスを超音波モータ５２１〜５２４
のいずれが一方に切換える切換回路である。

駆動回路５４および切換回路５９を第６図に示す。なお
、駆動回路５４は、たとえば特願平１３３７０２４号の
第３実施例と同様であるので詳細は省略する。また、切
換回路５９は、第６図に示されるような例えばフォトモ
スリレーＰＭＩ　ＩＰＭ１２．ＰＭ１３．ＰＭ１４．Ｐ
Ｍ２１゜ＰＭ２２．ＰＭ２Ｂ、ＰＭ２４であり、演算制
御部５７からの制御信号により開閉制御される。

５６は後述する演算制御に必要なプログラムおよび各種
メモリデータを供給するＲＯＭ、５８は例えば実開平１
−１２４５１５号公報などに示されるような公知の三角
測距方式によるＡＦ（オートフォーカス）モジュール、
６０．はズーミングを行なうためのボタンによるズーム
操作入力部でアル。５７は演算制御部で、カウンタ５５
１〜５５４の各出力（位置情報）　　ＡＦモジュール５
８の出力（測距情報）　ズーム操作入力部６０１の出力
を適宜取込み、超音波モータ５２゜〜５２４を駆動する
ための駆動制御信号を駆動回路５４へ出力する。

第３図は、第１実施例におけるカメラの概観図であり、
カメラボディ９１、半押しくファーストレリーズ）と全
押しくセカンドレリーズ）の信号が出力可能なレリーズ
ボタン９２、画角を決定するファインダ用の窓９３、図
示しない測距センサへ光を導くための測距窓９４、撮影
レンズ９５、ズーム操作入力部（ズームボタン）６ｏ１
がらなっている。

次に、第８図に示したフローチャートに基づいて、第１
実施例によるズーミング動作について説明する。ズーム
操作入力部６０．を操作すると、ズーミング動作が開始
される。まず、第６図に示すフォトモスリレーＰＭＩＩ
、ＰＭ２１がオンしくＦ４１）、駆動パルスが駆動回路
５４て発生されれば、直ちにリニア型超音波モータ５２
１が第１群レンズ７１の駆動を開始できるようになる。

次に、ズーム操作はテレボタンが押されたのが、ワイド
ボタンが押されたのがを判断しくＦ４２）テレボタンな
らば第１群レンズ７１を繰出方向に駆動開始しくＦ４３
）、ズーム操作が引続き行なわれていれば駆動をし続け
、ズーム操作が停止していたら第１群レンズ７１を停止
させる（Ｆ４４Ｆ４７）。ワイドボタンが押されていた
なら、繰込み側に同様の動作をして第１群レンズ７１を
停止させる（Ｆ４５．Ｆ４６．Ｆ４７）。つまり、ズー
ミング中は第１群レンズ７１だけが移動することになる
。

次に（ズーミングの操作が終了した後に）、フォトモス
リレーＰＭＩＩ、ＰＭ２１がオフされ（Ｆ４８）　、次
に第１群レンズ７１の位置かカウンタ５５１から読出さ
れる（Ｆ４９）。そして、その値に基づいて第２群レン
ズ７２、第３群レンズ７３、第４群レンズ７４の基準位
置を出力する（Ｆ　５０）。ここで、基準位置とは、第
７図に示すような各ズーム状態における無限遠合焦状態
の位置関係である。第１群レンズ７１の位置か決まれば
、第２群レンズ７２、第３群レンズ７３、第４群レンズ
７４の各基準位置は定まる。本実施例では、第１群レン
ズ７１の位置を微小に分割して、その値に対応した第１
群レンズ７１に対する各基準位置をＲＯＭ５６に書込ん
であり、その値を参照することで第２群〜第４群レンズ
７２〜７４の位置を出力している。

次に、フォトモスリレーＰＭ１２．ＰＭ２２をオンして
（Ｆ５１）、第２群レンズ７２を駆動しくＦ５２）、上
記算出された第２群レンズ７２の位置に達したら（Ｆ５
Ｂ）、第２群レンズ７２の駆動を停止する（Ｆ５４）。

同様に、フォトモスリレーを切換えながら、第３群レン
ズ７３および第４群レンズ７４を移動する（Ｆ５５〜Ｆ
６１）。

以上のように、第２群〜第４群レンズ７２〜７４を基準
位置に駆動した後、一連のズーミングは終了する。つま
り、ズーミングの動作か終了したとき、レンズは該焦点
距離状態で無限遠のピント位置で待機することになる。

次に、第９図に示したフローチャートに基づいて、第１
実施例によるフォーカシング動作について説明する。レ
リーズボタン９２を半押しすると、フォーカシングの動
作に入る。ここで、ズーミングの状態を知るために、第
１群レンズ７１の位置をカウンタ５５□から読出す（Ｆ
ｌ）。次に、ＡＦモジュール５８により測距動作を行な
い（Ｆ２）　検出可能な出力が出れば（Ｆ３）第２群レ
ンズ７２の繰出量を出力する（Ｆ４）。

引き、第３群レンズ７３の繰出量も出力する（Ｆ５）。

ここで、第２群レンズ７２と第３群レンズ７３の位置を
出力する方法は、前述したズーミング動作の場合と同様
にメモリによるものである。すなわち、第１群レンズ７
１の位置から、ワイド、スタンダード、テレのいずれに
近いズーム状態かを判断し、第１０図（ａ）（ｂ）（Ｃ
）に示すような曲線に基づいて、微小な測距値ごとに記
憶された第２群レンズ７２および第３群レンズ７３の基
本位置からの繰出量をＲＯＭ５６に書込まれたブタを参
照することにより出力する。なお、第１０図（ａ）はワ
イド時の被写体距離に対するレンズ群移動量を、第１０
図（ｂ）はスタンダード時の被写体距離に対するレンズ
群移動量を、第１０図（ｃ）はテレ時の被写体距離に対
するレンズ群移動量を示している。

次に、フォトモスリレーＰＭ１２．ＰＭ２２をオンして
（Ｆ６）、第２群レンズ７２の駆動を開始しくＦ７）、
上記の第２群レンズ７２の繰出量に達したら（Ｆ８）、
第２群レンズ７２の駆動を停止する（Ｆ９）。同様に、
第３群レンズ７３を駆動しくＦＩＯ−Ｆｌ４）、この動
作が終了した時点でレンズは合焦状態になっている。こ
こで、セカンドレリーズがオン（全押し）されれば（Ｆ
ｌ５）、露出動作が行なわれ（Ｆｌ６）、第２群レンズ
７２および第３群レンズ７３を基準位置まで繰り込んで
（Ｆ１７〜Ｆ２５）、フィルムを巻き上げ（Ｆ２６）　
　一連の動作か終了する。

一方、レリーズボタン９２を離してしまうと（Ｆｌ５．
Ｆ２７）　、第２群レンズ７２および第３群レンズ７３
を繰り込んで（Ｆ１７〜Ｆ２５）一連の動作が終了する
。

このように、第１実施例によれば、ズーミング状態、す
なわちワイド、スタンダード、テレ状態において、それ
ぞれ最適なフローティング形態がとれるため、像のピン
ト調節による悪化が少なく、また撮影可能な最至近距離
が小さくてきるなど、像の改善や撮影距離範囲の拡大に
顕著な効果がある。しかも、それをたた１つの駆動回路
によって行なうことが可能であり、電気回路が簡単で、
かつレンズを１群ずつ動かすため、最大消費電流を小さ
くおさえられる構成で実現可能である。

なお、前記したレンズ位置の算出方法は、必要精度に応
じて近似式や補間式により、少ない係数やデータから算
出してもよい。

次に、第２実施例として、第１実施例と同様なフローテ
ィング形態が変化するようなズームレンズを装着する１
眼レフカメラに適用した場合について説明する。

第１１図は、第２実施例における１眼レフカメラの概観
図である。すなわち、カメラボティ１０１には、半押し
くファーストレリーズ）と全押しくセカンドレリーズ）
の信号が出力可能なレリーズボタン１０２、画角を決定
するペンタプリズムを用いたファインダ１０３、ファイ
ンダ１０３へ光を導くクイックリターン式のメインミラ
ー１０４、メインミラー１０４に取着され中央部の光を
ボディ底部に配設されたＡＦモジュール５８へ導くサブ
ミラー１０５などが配設されてもＡる。また、撮影レン
ズ１０６の側面には、ズーム操作入力部６０、およびフ
ォーカシング操作入力部６０２が配設されている。

なお、レンズ構成および枠構成などは第１実施例と同様
であるため、その説明は省略する。

次に、第１２図を参照して第２実施例の電気回路系の構
成を説明する。本実施例は、ＴＴＬカメラを想定してい
るため、レンズ群を１群ずつ、しかも大きい量を動かす
と、設計時に想定していたレンズ位置関係を大きくはず
れることになり、思わぬ像の悪化など、ファインダを覗
いている撮影者に不快感を与え、ファインダを覗きなが
らの操作を困難にする。そこで、本実施例では、各レン
ズ群をパラレルに駆動し、レンズの位置関係をなるべく
くずさないようにしている。このため、第１実施例とは
異なり、第１群〜第４群レンズ７１〜７４のそれぞ専用
の駆動回路５４□〜５４４を備えており、演算制御部５
７によりそれぞれ独立に制御される。したがって、第１
実施例のような切換回路５９は存在しない。また、本実
施例では、手動操作によりピントを合わせるマニュアル
フォーカス用のフォーカシング操作入力部６０□を備え
ている。このマニュアルフォーカスは電動駆動となるた
め、いわゆるパワーフォーカスである。

それ以外の構成は、第１実施例と同様であるので省略す
る。

第１３図は、第２実施例におけるズーミング動作を説明
するフローチャートである。すなわち、ズーム操作人力
部６０．が操作されるとズーミングのモードに入り、ま
ず現在のフォーカス状態（初期フォーカス状態）を後で
述べる方法で記憶する（Ｆ　１０１）。次に、介挿され
ているのがテレボタンかワイドボタンかを判断しくＦ　
１０２）、テレボタンならばテレ側に、ワイドボタンな
らワイド側になるような方向に各レンズ群の駆動を開始
する。

すなわち、たとえばテレボタンが押されている場合、ま
ず第１群レンズ７１の位置を読出しくＦ　１０　Ｂ）　
　その値から各レンズ群の速度をＲＯＭ５６の記憶デー
タを参照することにより出力しくＦ２Ｏ３）、その出力
に応じてリニア型超音波モータ５２□〜５２４に駆動信
号を発生させる（Ｆ　１０５）。そして、ズーム操作が
停止していれば（Ｆ　１０６）　　各レンズ群を停止さ
せ（Ｆ２Ｏ３）、引続きズーム操作されていれば再びス
テップＦ１０３に戻る。これは、ワイドボタンが押され
た場合も同様である（Ｆ　１０８〜Ｆ　１１２）。

次に、初期フォーカス位置へ正確に復帰させる動作に入
り、再度、第１群レンズ７１の位置を読出す（Ｆ　１１
３）。そして、ステップＦ１０１で記憶されている初期
フォーカス状態を読出しくＦ１１４）、第２群〜第４群
レンズ７２〜７４の初期フォーカス状態をも見込んだ第
２群〜第４群レンズ７２〜７４の正確な位置を出力する
（Ｆ　１１５）。その後、第２群〜第４群レンズ７２〜
７４の駆動を開始しくＦ１１６）、まず第２群レンズ７
２の位置が上記出力された最終位置か否かかを判断しく
Ｆ１１８．Ｆ１１９）、最終位置に達していれば第２群
レンズ７２の駆動を停止する（Ｆ　１２０）。また、既
に停止済ならステップＦ１１８〜Ｆ１２０はスキップす
る。同様に、第３群レンズ７３および第４群レンズ７４
をそれぞれ駆動しくＦ　１２１〜Ｆ１２８）、全レンズ
群が停止したら（Ｆ１２９）、ズーミングの動作を終了
する。

次に、ズーミング動作の説明中に用いた各レンズ群の駆
動速度の出力方法、最終位置の出力方法、並びにフォー
カス状態の記憶について説明する。

第１４図は、第１群レンズ７１の繰出量に対する第２群
レンズ７２、第３群レンズ７３、第４群レンズ７４の第
１群レンズ７１に対する基本移動量（焦点が無限遠に合
焦状態での移動量）を示すものである。図中、プラス（
＋）はレンズ繰出方向、マイナス（−）はレンズ繰込方
向であり、ワイド状態からの変化分を示している。それ
を第１群レンズ７１の繰出量で微分して定数を掛けたも
のが第１５図であり、第１群レンズ７１が一定速度で動
く場合の第２群〜第４群レンズ７２〜７４の移動速度を
示している。すなわち、第１５図に示すような速度関係
で駆動してやれば、無限遠合焦時におけるレンズの位置
関係は常に第１４図に示す曲線上にある。

一方、本実施例は、第１６図に示すように、フローティ
ングの形態がワイド、スタンダード、テレの間も連続的
に変わる。しかし、ズーミング時のピントのずれは至近
時を除けばさほど気にならないため、本実施例ではズー
ム操作終了時にのみ初期フォーカス状態に正しく復帰さ
せることにしくＦ　１１３〜Ｆ１２９）　　ズーム操作
中は第１５図の関係にしたがってレンズを駆動している
。すなわち、基本となる第１群レンズ７１の定められた
・駆動速度に対応した駆動制御パラメータと、第１群レ
ンズ７１の位置に対応した第２群〜第４群レンズ７２〜
７４の駆動速度に対応した駆動制御パラメータをＲＯＭ
５６に記憶しており、第１群レンズ７１の位置を読出す
ことにより、各レンズ群の速度が出力できるようになっ
ている。

次に、フォーカス状態の記憶方法と、各レンズ群の最終
位置の出力方法について説明する。ズーム操作により、
第１群レンズ７１がＸ′からＸ′の位置まで移動した場
合を想定する。たとえば、第ｉ群レンズの位置Ｘ（Ｐｉ
）は、 Ｘ　（ＰＩ　）　−Ｘ　（ＢＰｊ　’　）　＋Ｘ　（Ｆ
Ｐｉ　’　）とかける。

二こで、Ｘ　（ＢＰＩ　’　）はズーミングによるワイ
ド基本位置からの移動量であり、Ｘ（ＦＰｉ’）はフォ
ーカシングによる基本位置（無限遠状態）からの移動量
である。まず、Ｘ（ＢＰｉ　　）については、第１４図
に示す第４群レンズ７４の移動曲線上の有限個のデータ
点の第１群レンズ７１の繰出量と第１群レンズ７１に対
する基本移動量（Ｘｌ、Ｘ　（ＢＰｉｌ））、−（ｘｎ
　。

Ｘ　（ＢＰｉｎ）　）　、・・・が記憶されている。そ
の点はＢ　Ｐ　ｉｌ、・・・、ＢＰｉｎ、・・・の記号
で示される。この有限個のデータ点の間を直線補間する
。図から明らかなように、上記の点が十分細かければ、
かなりの精度でＸ　（ＢＰＩ　’　）が出力できる。こ
れを式で書くと、ズーミング終了時の第１群レンズ７１
の位置をＸ′　それを挾むデータ点の位置をｘｎ　ｒ　
　Ｘ　ｎｉｌとすると、 と書ける。

一方、Ｘ　（ＦＰＩ　’　）については、有限個のある
合焦被写体距離ごとに、第１群レンズ７］の繰出量（ズ
ーミング）に応じた有限個のデータ点群（Ｌ　Ｈ，・・
・Ｌｊｈ、　・・・）かあり、データ点群Ｌｉｈに含ま
れるデータ点は、ＦＰｉｈｌ、・・・、ＦＰｉｈｊ。

・・・の記号で示されている。ここで、ｈは無限遠がら
至近に向かって単調増加する整数である。Ｘ（ＦＰｊ　
’　）は次のように算出する。まず、ズーミング開始前
における第ｉ群レンズのフォーカシングによる基準位置
からの繰出量が、ＬｉｈとＬ　ｉｈ＋１との間ＦＰ３′
　とする。このとき、このＦＰ３′を囲む４つのデータ
点をＦ　Ｐ　１ｈｊＦ　Ｐ　ｉｈｊ＋１　、　　Ｆ　Ｐ
　ｉｈ＋１ｊ　、　　Ｆ　Ｐ　ｉｈ＋１ｊ＋１とおくと
、ＦＰ３　の直線Ｆ　Ｐ　ｉｈｊ　、　　Ｆ　Ｐ　ｉｈ
ｊ＋１と直線Ｆ　Ｐ　ｉｈ＋１ｊ　、　　Ｆ　Ｐ　１ｈ
＋１ｊ＋１に対する縦軸方向の距離の比を算出する。こ
の比をａｌｌ　−ａとすると、フォーカス状態はｒｈ＋
ａである」と記憶する。

つまり、ＬｉｈとＬｉｈ村が近い時は、その間の同一距
離合焦点は、縦軸方向に対してリニアな関係が保たれる
とするのである。この考え方により、最終点ＦＰＩ　’
のフォーカス繰出量Ｘ（ＦＰｉ’）は、第１群レンズ７
１の停止位置をＸ　とおくと、により容易に求められ、
精度も十分である。

このとき、フォーカス状態を表す数の整数部がｈ１１致
数がａである。

第１７図は、第２実施例におけるパワーフォーカシング
動作を説明するフローチャートである。

すなわち、フォーカシング操作入力部６０２の繰出しボ
タンまたは繰込みボタンを押すと、パワーフォーカシン
グのモードに入り、まずズーム状態に対応している第１
群レンズ７１の位置を読込む（Ｆ１４１）。次に、フォ
ーカス状態を知るために必要な第２群レンズ７２の位置
を読込む（Ｆ　１４２）。次に、ズーミングでフォーカ
ス状態数を出力したときと同様にフォーカス状態数を算
出しくＦ　１４３）　　押されているのが繰出しボタン
なのか繰込みボタンなのかを判断する（　Ｆ　１．４４
　）。

この判断の結果、繰出しボタンのときは算出さレタフォ
ーカス状態数を減する（Ｆ　１４５）。その減する量に
ついては、人の目で見て影響の少ない量とする。そして
、その新しいフォーカス状態数に相当する第２群レンズ
７２および第３群レンズ７３の位置を算出しくＦ１４６
）、第２群レンズ７２および第３群レンズ７３の駆動を
開始する（Ｆ　１４７）。次に、第２群レンズ７２およ
び第３群レンズ７３の位置をチエツクして、上記の最終
位置ならば駆動を停止する（Ｆ１４８〜Ｆ１５１）。そ
して、第２群レンズ７２および第３群レンズ７３とも停
止したら（Ｆ１５２）、フォーカシング操作が停止して
いるがをチエツクしくＦ１５３）、引続きフォーカシン
グ操作されていれば、ステップＦ１４５へ戻り、さらに
フォーカス状態を変化させ、操作が停止していれば終了
する。繰込みボタンの場合も、全く同様の動作となる（
Ｆ　１５４〜Ｆ　１６２）。

第１９図は、第２実施例におけるオートフィーカス（Ａ
Ｆ）動作を説明するフローチャートである。すなわち、
レリーズボタン１０２を半押しすると、ＡＦのモードに
入り、まずＡＦモジュール５８により焦点検出か行なわ
れ（Ｆ　１７１）それに基づいてデフォーカス量が算出
される（Ｆ１７２）。次に、ズーム状態に対応している
第１群レンズ７１の位置と、フォーカス状態を示す第２
群レンズ７２の位置をカウンタ５５、。

５５２から読込む（Ｆ１７３）　　次に、第２群レンズ
７２の繰出量を演算により算出する（Ｆ　１７４）。す
なわち、ズーム状態（第１群レンズ７１の位置）に対応
した複数の算出式の係数がＲＯＭ５６に記憶されている
。本実施例の場合、たとえば特開昭６４−５９３１２号
公報に示されるように、係数α、β、γが複数組記憶さ
れており、駆動量ΔＸは ΔＸ−α（β＋ｄ）＋αφｄ−（α／β）の式により近
似的かつ十分な精度で算出される。

こうして算出された値を先に読出した第２群レンズ７２
の位置情報に加えることにより、第２群レンズ７２の最
終位置と、その位置に対応したフォーカス状態数か算出
される（Ｆ　１７５゜Ｆ１７６）　　このフォーカス状
態数がらズーミングの場合と同様な方法で第３群レンズ
７３の位置が算出され（Ｆ　１７７）　　第２群レンズ
７２および第３群レンズ７３の駆動を開始する（Ｆ１７
８）。駆動開始後は、第２群レンズ７２および第３群レ
ンズ７３の位置が上記算出された最終位置になっている
かを判断しくＦ１８０゜Ｆ１８Ｂ）、達していれば停止
する（Ｆ１８１゜Ｆ　１８４）　　また、既に各レンズ
群が停止済みであれば、これらは省かれる（Ｆ　１７９
゜Ｆ１８２）。そして、第２群レンズ７２および第３群
レンズ７３とも停止すると（Ｆ１８５）、再度焦点検出
をして（Ｆ１８６）、デフォーカス量を算出しくＦ１８
７）　　合焦を確認した後（Ｆ１８８）、終了する。

このように、第２実施例によれば、ファインダを見なが
らレンズ駆動を伴うパワーフォーカシングのような場合
でも、レンズ群の位置関係のくずれに起因する思わぬ像
の悪化がなく、第１実施例と同様にズーム状態に対して
最適なフローティング形態によるフォーカシングにより
、像の改善や撮影距離範囲の拡大という顕著な効果がＴ
ＴＬカメラでも実現され、補間演算の利用により、その
程度は第１実施例よりも大である。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、ズーム状態によっ
て最適なフローティング形態をとれるフォーカシング機
構によって高性能なズームレンズが得られ、しかもフォ
ーカシングにより発生する収差を確実に抑えることので
きるレンズ駆動装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１０図は本発明の第１実施例を説明する
ためのもので、第１図は電気回路を示すブロック図、第
２図はレンズ構成および枠構成を示すズームレンズの断
面図、第３図はカメラの概観図、第４図および第５図は
リニア型超音波モータの詳細を示す構成図、第６図は駆
動回路および切換回路を詳細に示す構成図、第７図は各
レンズ群の動きを示す図、第８図はズーミング動作を説
明するフローチャート、第９図はフォーカシング動作を
説明するフローチャート、第１０図（ａ）はワイド時の
被写体距離に対するレンズ群移動量を示すグラフ、第１
０図（ｂ）はスタンダード時の被写体距離に対するレン
ズ群移動量を示すグラフ、第１０図（ｃ）はテレ時の被
写体距離に対するレンズ群移動量を示すグラフ、第１１
図ないし第１８図は本発明の第２実施例を説明するため
のもので、第１１図は１眼レフカメラの概観図、第１２
図は電気回路を示すブロック図、ｍ１３図はズーミング
動作を説明するフローチャート、第１４図は第１群レン
ズの繰出量に対する第２群ないし第４群レンズの第１群
レンズに対する基本移動量を示すグラフ、第１５図は第
１群レンズが一定速度で動く場合の第２群ないし第４群
レンズの移動速度を示すグラフ、第１６図は第１群レン
ズの繰出量に対する第２群レンズおよび第３群レンズの
基準位置からの繰出量を示すグラフ、第１７図はパワー
フォーカシング動作を説明するフローチャート、第１８
図はオートフォーカス動作を説明するフローチャートで
ある。 ５１１〜５１４・・・エンコーダ、５２、〜５２４１０
．リニア型超音波モータ、５３１〜５３４・・・方向検
出回路、５４．５４１〜５４４・・・駆動回路、５５１
〜５５４・・・アップダウンカウンタ、５６・・・ＲＯ
Ｍ、５７・・・演算制御部、５８・・・ＡＦモジュール
、５９・・・切換回路、６０１・・・ズーム操作入力部
、６０２・・・フォーカシング操作入力部、７１・・・
第１群レンズ、７２・・・第２群レンズ、７３・・・第
３群レンズ、７４・・・第４群レンズ、７５・・・１群
枠、７６・・・２群枠、７７・・・３群枠、７８・・・
４群枠、８０〜８３・・・振動体、８４〜８７・・・ベ
アリング、８８・・・固定枠、９２，１０２・・・レリ
ーズボタン。 第３図 出願人代理人　弁理士　坪井　　淳 １３ｂ （Ａ） Ｄ （Ｂ） 第 図 第 図 第 図 第８ 図（ｂ） 第 図（ａ） ＄９ 図（Ｃ） 第１１ 図 第１群レンズの繰出蓋 １ｇ１４　図 第１５ 図 第１６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光軸方向に移動可能な複数のフォーカシングレンズ群を
   含む複数のレンズ群と、 この複数のレンズ群をそれぞれ別の駆動量で駆動可能な
   駆動手段と、 前記レンズ群の焦点距離に対応する焦点距離情報を出力
   する焦点距離情報出力手段と、 前記焦点距離情報に基づいて決まる前記フォーカシング
   レンズ群のズーム繰出量と前記複数のフォーカシングレ
   ンズ群それぞれのフォーカシング繰出量を同一のフォー
   カシング位置においても前記焦点距離に応じてフローテ
   ィング量が異なるようにし、このフォーカシング繰出量
   を前記焦点距離情報と前記フォーカシング位置情報に基
   づいて各フォーカシングレンズ群ごとに求める手段と、
   前記ズーム繰出量と前記フォーカシング繰出量とに基づ
   いて前記フォーカシングレンズ群の駆動目的位置を出力
   する目的位置出力手段と、 この目的位置出力手段から出力される駆動目的位置に前
   記各フォーカシングレンズ群をそれぞれ駆動する駆動制
   御手段と を具備したことを特徴とするレンズ駆動装置。