JP3192438B2 - ズームレンズのレンズ位置制御装置及びそれを有する光学機器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ズームレンズの位置制
御装置及びそれを有する光学機器に関し、特に少なくと
も焦点状態の検出情報にもとづいてより確実にフォーカ
スレンズを移動制御するレンズ位置制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年注目されつつあるリヤーフォーカス
式のズームレンズは、従来から一般的とされる前玉フォ
ーカス式のズームレンズと異なり、レンズ系を小型しつ
つも至近物体に対して合焦させることができるという利
点がある反面、フォーカスレンズをフォーカスはもちろ
んのことズーミング時にも移動させなければピント変動
がおこってしまうという問題点が生じている。

【０００３】この問題点に対しては従来の一般的なメカ
ニカルで一義的なカムを開いて像面変動を抑えることは
極めて困難で、例えばこれを解決する提案が、例えば特
開昭４９−１１５３２２号公報や特公昭５６−４７５３
３号公報でなされている。特開昭４９−１１５３２２号
公報では初期状態を合焦状態とすることで変倍レンズの
移動に伴うピント変動を補正するように、変動レンズ位
置とフォーカスレンズ位置にもとづいてズーミングに伴
うフォーカスレンズのあるべき位置を演算して求める技
術を提案している。

【０００４】又、特公昭５６−４７５３３号公報では、
変倍レンズによる像面移動を焦点状態検出装置（オート
フォーカス装置）で検出することにより補正する技術を
提案している。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】ところで前者の方式
を採用することを想定してみるとフォーカスレンズは変
倍レンズの位置が検出され、そして、その移動量なり移
動位置が演算して求められた後に駆動されることになる
が、これを実際に実行するには多少のタイムラグが生じ
ることになる。つまりズーミングを行っている間は若干
のピント変動が生じることになる。

【０００６】そしてこの若干のピント変動を補正しよう
とするためにオートフォーカス装置を適用することが考
えられる。

【０００７】しかしながら、オートフォーカス装置はレ
ンズを介した光をセンサに所定時間蓄積することにより
焦点状態を検出するが、蓄積中に変倍レンズの位置が変
化するとそれに対応してフォーカスレンズの位置も変化
し、移動しているフォーカスレンズを介した光の状態が
変化してしまうために正確な蓄積データを得ることがで
きない。ところで、写真を撮影するときにレリーズボタ
ンを半押しにしてフォーカシングを行いながらズームレ
ンズを動かすことによってズーミングを行うことは、特
に被写体が動く場合などにしばしば行われることであ
り、この際に上記の課題を生ずる。

【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みて、前玉より
像面側のレンズ群でフォーカスを行うズームレンズのフ
ォーカスレンズを各レンズ位置や焦点状態検出手段の情
報にもとづいて移動させ、常に良好に像面補正が行なわ
れるように制御するレンズ位置制御装置及び光学機器を
提供することにある。

【０００９】

【問題点を解決するための構成】上記問題点を解決する
ために、本願の請求項１に係るレンズ位置制御装置は、
ズームレンズの焦点距離状態を検出する焦点距離検出手
段と、ズームレンズ及びフォーカスレンズを介して結像
される像の焦点状態を検出する焦点状態検出手段と、ズ
ーム操作が行なわれている状態では、像の焦点状態に応
じた焦点調節を行なうために前記焦点状態検出手段の検
出結果を用いてフォーカスレンズの駆動を行なうことを
禁止し、ズームレンズの焦点距離状態の変化に応じた焦
点調節を行なうために前記焦点距離検出手段の検出結果
を用いて前記フォーカスレンズを駆動する制御手段とを
有することを特徴とする。また、同様に上記問題点を解
決するために、本願の請求項４に係るレンズ位置制御装
置は、ズームレンズの位置を検出するズームレンズ位置
検出手段と、ズームレンズの位置に応じた焦点調節を行
なうためのフォーカスレンズの駆動量を演算する第一の
駆動量演算手段と、ズームレンズ及びフォーカスレンズ
を介して結像される像の焦点状態に応じた焦点調節を行
なうためのフォーカスレンズの駆動量を演算する第二の
駆動量演算手段と、前記駆動手段が前記第一の駆動量演
算手段の演算結果を用いてフォーカスレンズの駆動を行
なう際には、前記駆動手段が前記第二の駆動量演算手段
の演算結果を用いてフォーカスレンズの駆動を行なうこ
とを禁止する制御手段と、を有することを特徴とする。
また、同様に上記問題点を解決するために、本願の請求
項８に係る光学機器は、上記のレンズ位置制御装置と、
ズームレンズとを有することを特徴とする。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明の特徴を最も良く表わす図面
であり、同図に於て１は電源であるところの電池、２は
電池１１に接続され負荷への電源供給を制御するメイン
スイッチ、３は電池１の電源にスイッチ２を介して接続
され、各部へ安定した電源を供給するためのＤＣ／ＤＣ
コンバータ、４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３を電源と
し、カメラ全体を制御するためのマイクロコンピュー
タ、５はマイクロコンピュータ４に接続され、オートフ
ォーカスや測光を行なうための測光、測距スイッチ、６
はマイクロコンピュータ４に接続され、レリーズ操作を
行なうためのレリーズスイッチ、７はレンズから入って
きた光をファインダー及び、測距センサーに導くための
クイックリターンミラー、８はミラー７からの光を測距
センサーに導くためのサブミラー、９は焦点状態を検出
するための公知の測距センサーである。１０はフィルム
の露光の際にミラー７をミラーアップさせるためのモー
タ、１１はマイクロコンピュータ４の指示によりモータ
１０を制御するためのモータ制御回路、１２は露光時間
を制御するためのシャッタ、１３はマイクロコンピュー
タ４の指示によりシャッタ１２を制御するためのシャッ
タ制御回路、１４はミラー７からの光をファインダー及
び測光センサーに導くためのプリズム、１５はプリズム
によって導かれた光の量を測定する測光センサーであ
る。また、１６はカメラ本体と交換レンズとの通信を行
うための接点ピン群で特に接点ピン１６のａは、ＤＣ／
ＤＣコンバータ３により安定化された電源を供給する。
接点ピン１６のｂは通信用クロック供給する、接点ピン
１６のｃはカメラ本体からレンズへデータを供給する、
接点ピン１６のｄはレンズからカメラへのデータを受け
る、接点ピン１６のｅは、グランド接点ピン１６のｆは
電池１からスイッチ２を介して接続されるモータ用電
源、ｇはモータ用グランドである。

【００１１】次にレンズ側の構成について説明する。２
０はカメラ本体と接続するための接点ピン群であり、こ
れらの接点より各種電源が供給されると共に、カメラと
の通信が行なわれる。２１は接点２１に接続され、カメ
ラのマイクロコンピュータとの通信により、レンズ全体
を制御するマイクロコンピュータ、２２，２５は撮影の
固定レンズ群、２３は変倍を行なうための変倍レンズ
群、２４は変倍の際の像面補正及びフォーカシングを行
うためのフォーカスレンズ群である。

【００１２】２６は変倍レンズ群を可動させるための可
動部材、尚この可動部材はパワーズーム指令によって制
御されるモーターでもよいし、又カム溝を切ったカム筒
であってもよい。この場合は撮影者が任意の速度でこの
カム筒を回転させることになる。２７は可動部材２６に
接続された変倍レンズ群の位置及び移動状態を検出する
ためのエンコーダ、２８はフォーカスレンズ群を移動さ
せる可動部材、２９はギヤ、３０はギヤ２９、可動部材
２８を介してフォーカスレンズ群を駆動するためのモー
タ、３１はフォーカス駆動用のモータ３０をマイクロコ
ンピュータ２１からの指令に基づき駆動するためのモー
タ駆動回路、３３は絞り羽根、３４は絞り羽根３３を駆
動するためのモータ、３５は絞り駆動用モータをマイク
ロコンピュータの指令に基づき駆動するためのモータ駆
動回路である。

【００１３】次に、上記構成において、本発明の動作を
説明する。メインスイッチ２がＯＮになるとＤＣ／ＤＣ
コンバータ３が起動し、安定化した電源をマイクロコン
ピュータ３、接点端子１６ａ及びその他の制御、検出回
路に供給する。マイクロコンピュータ３は電源が供給さ
れると所定のプログラムに従い動作を開始する。

【００１４】測光，測距スイッチ５がＯＮになるとマイ
クロコンピュータ４はスイッチ５の変化を検出し、測距
用センサー９に導かれた光束により測距演算を行い合焦
位置までフォーカス用レンズ２４を駆動する様にレンズ
のマイクロコンピュータ２１に対し、レンズ駆動量と駆
動開始の信号を公知のシリアル通信により送り出す。そ
してレンズのマイクロコンピュータ２１からレンズ駆動
が終了したことを示す信号がカメラのマイクロコンピュ
ータ４に送られてくると、マイクロコンピュータ４は再
度測距を行ない、合焦位置でなければ再度レンズ駆動の
信号を出し、合焦位置であれば測光サンセ１５により光
量を測定し、シャッタ速度，絞り値を決定し、そのまま
待機する。

【００１５】次にレリーズスイッチ６がＯＮになると、
測光によって得られた絞り値に絞りを制御する信号をレ
ンズのマイクロコンピュータ２１に送ると共にモータ駆
動回路１１を制御してモータ１０を駆動させ、ミラー７
及び８を撮影のための光学系から退避させる。次にレン
ズのマイクロコンピュータから絞りの制御が終了したこ
とを示す信号が来て、かつミラーを退避させる動作が終
了したならばシャッタ制御部１３を制御してシャッタ１
２を所定のシャッタ速度でシャッタを開く動作を行ない
露光を行う。

【００１６】次にレンズ側の動作について説明する。カ
メラのメインスイッチ２がＯＮになり、ＤＣ／ＤＣコン
バータ３が動作を開始するとマウント接点１６，２０を
通してレンズ内のマイクロコンピュータ２１に電源が供
給され、マイクロコンピュータは動作を開始する。

【００１７】レンズのマイクロコンピュータは接点２０
を通して送られてくるカメラ本体のマイクロコンピュー
タ４からの命令に従い動作を行なう。

【００１８】まず、カメラの測光，測距スイッチ５がＯ
Ｎになりマイクロコンピュータ４が測距演算を終了する
とレンズのマイクロコンピュータ２１に対し、公知のシ
リアル通信により、距離環駆動量と距離環駆動命令が送
られてくる。これによりレンズのマイクロコンピュータ
２１はモータ駆動回路３１を制御してフォーカスレンズ
群の移動用モータを回転させ、フォーカスレンズ群２４
を移動させる。この時、移動量検出回路３２より、フォ
ーカスレンズ群２４の移動量をマイクロコンピュータ２
１は検出しながらモータを制御し、所定の位置までフォ
ーカスレンズ群を移動させる。次にカメラのレリーズス
イッチ６がＯＮになるとカメラのマイクロコンピュータ
４は測光演算によって得られた絞り値を公知のシリアル
通信によりレンズのマイクロコンピュータ２１に伝え、
レンズのマイクロコンピュータは絞り制御回路３５を制
御して、絞り駆動用モータ３４を駆動して、絞り羽根３
３を所定の絞り値まで絞る動作を行なう。

【００１９】次に変倍レンズ群２３が撮影者によって動
かされると、変倍レンズ群用の位置検出回路により変倍
レンズ群の移動量及び位置を検出してマイクロコンピュ
ータ２１は補正すべきフォーカスレンズ群の移動量を演
算してフォーカス駆動回路３１を制御してモータ３０を
駆動し、フォーカスレンズ群を移動することにより、変
倍により生じるピントのズレを補正する。

【００２０】次に図２のフローチャートを用いてレンズ
のマイクロコンピュータ２１の動作を説明する。

【００２１】まず、マイクロコンピュータ２１に電源が
投入され、リセット状態になると、ステップ１００より
動作を開始ステップ１０１に進む。

【００２２】ステップ１０１：マイクロコンピュータに
内蔵されたメモリや、それぞれのポートを所定の初期状
態にしてステップ１０２に進む。

【００２３】ステップ１０２：カメラのマイクロコンピ
ュータ４と通信ができるかどうかの確認を行ない通信確
認ができればステップ１０３に進み、通信確認ができな
ければステップ１０２に戻り、通信確認ができるまで繰
り返す。

【００２４】ステップ１０３：変倍位置検出回路２７に
より、変倍レンズ２３の位置を検出しステップ１０４に
進む。

【００２５】ステップ１０４：ステップ１０３の変倍位
置検出が、マイクロコンピュータ２１のリセット後一回
目かを判断し、一回目ならばステップ１１５に進み、一
回目でなければステップ１０５に進む。

【００２６】ステップ１０５：ステップ１０３で検出し
た変倍位置が、前回検出した変倍位置と同じ位置かを判
断し、前回と同じ位置であれば改めて補正駆動を行なう
必要がないので、ステップ１１４に進み、前回と同じ位
置でなければ補正駆動を行なう必要があるので、ステッ
プ１０６に進む。尚補正駆動とは変倍レンズの移動によ
る像面補正のための駆動で変倍レンズとフォーカスレン
ズの位置に応じたフォーカスレンズの駆動を指し、後述
のフォーカス駆動とは、測距センサーの出力にもとづく
駆動のことを指す。

【００２７】ステップ１０６：ステップ１０３で検出し
た変倍位置と前回検出した変倍位置とを比較して変倍量
を検出し、又、フォーカスレンズの位置を検出して補正
駆動に必要なフォーカスレンズ群２４の移動量を演算
し、次のステップ１０７に進む。

【００２８】ステップ107：ここでは、現在レンズの補
正駆動しているかを判断し、補正駆動中であればステッ
プ110に進み、補正駆動中でなければステップ108に進
む。

【００２９】ステップ１０８：ステップ１０６で演算し
た補正駆動量に従ってモータ制御回路３１を制御して、
モータ３０の駆動を開始し補正駆動を開始する。

【００３０】ステップ１０９：ステップ１０８で補正駆
動を開始したので、カメラのマイクロコンピュータ４に
対し公知シリアル通信により、オートフォーカスを行な
うための測距動作を禁止する信号を出力する。そしてス
テップ１０３に戻る。これにより、変倍により生じるピ
ントの誤差がある時に測距を行なうことを禁止できる。

【００３１】ステップ１１０：ここでは、補正駆動中で
あるから、フォーカスレンズ群の移動検出回路により、
フォーカスレンズ群２４の移動量を検出して、ステップ
１１１に進む。

【００３２】ステップ１１１：ステップ１１０で検出し
た駆動量が、ステップ１０６で演算した補正駆動量に達
したかどうかを判断し、規定の駆動量に達したならばス
テップ１１２に進み、規定の駆動量に達していなければ
ステップ１０３に進む。

【００３３】ステップ１１２：ここではフォーカスレン
ズ群２４の補正駆動が規定の駆動量に達したので、モー
タ制御回路３１を制御してモータ３０の駆動を停止させ
て、ステップ１１３に進む。

【００３４】ステップ１１３：フォーカスレンズ群２４
の変倍レンズとフォーカスレンズとの位置に従った補正
駆動が終了して、ピントの補正が行なわれたのでカメラ
のマイクロコンピュータ４に対し公知のシリアル通信に
より、ステップ１０９で禁止した測距を許可してステッ
プ１０３に進む。

【００３５】ステップ１１４：ここでは、補正駆動中か
どうかを判断し、補正駆動中であればステップ１１０に
進み、補正駆動中でなければステップ１１５に進む。

【００３６】ステップ１１５：ここでは測距センサーの
出力に基づくピント合わせのためのフォーカス駆動を行
なっているかどうかを判断し、フォーカス駆動中であれ
ばステップ１１６に進み、フォーカス駆動中でなければ
ステップ１０３に進む。なお、フォーカスの駆動を開始
するのは、カメラのマイクロコンピュータ４が通信によ
り命令をレンズのマイクロコンピュータ２１に送り割り
込み処理によって駆動を開始する。

【００３７】ステップ１１６：ここではフォーカスの駆
動量がカメラのマイクロコンピュータ４が指示した駆動
量に達したかどうかを判断し、所定の駆動量に達したな
らばステップ１１８に進み、所定の駆動量に達していな
ければステップ１１７に進む。

【００３８】ステップ１１７：ここでは、フォーカス駆
動量が所定駆動量に達していないので、フォーカスの駆
動を継続しステップ１０３に進む。

【００３９】ステップ１１８：ここでは、フォーカス駆
動量が所定駆動量に達したのでフォーカスの駆動を停止
してステップ１０３に進む。

【００４０】次に、図３のフローチャートを用いてカメ
ラのマイクロコンピュータ４からレンズのマイクロコン
ピュータ２１に対して行なわれる通信割り込みについて
説明を行なう。

【００４１】カメラのマイクロコンピュータ４からのレ
ンズのマイクロコンピュータ２１に通信割り込みが入る
と、ステップ２００から割り込み処理を開始し、ステッ
プ２０１に進む。

【００４２】ステップ２０１：ここでは、カメラのマイ
クロコンピュータ４から送られてきた命令を解析し、ス
テップ２０２に進む。

【００４３】ステップ２０２：ここでは、送られてきた
命令がフォーカス駆動命令であればステップ２０３に進
み、フォーカス駆動命令でなければステップ２０７に進
む。

【００４４】ステップ２０３：ここでは、フォーカス駆
動中であればステップ２０６に進み、フォーカス駆動中
でなければステップ２０４に進む。

【００４５】ステップ２０４：カメラのマイクロコンピ
ュータ４から通信されたレンズ駆動量をセットしてステ
ップ２０５に進む。

【００４６】ステップ２０５：ここでは、モータ制御回
路３１を制御してモータ３０を起動しフォーカスレンズ
群２４の駆動を開始してステップ２１０に進む。

【００４７】ステップ２０６：ここでは、フォーカス駆
動中であるがフォーカス駆動命令がきたので、再度フォ
ーカス駆動量をセットして駆動を続けたままステップ２
１０に進む。

【００４８】ステップ２０７：マイコンから送られてき
た命令が、絞り駆動命令であるかどうかを判断し、絞り
駆動命令であればステップ２０８に進み、絞り駆動命令
でなければステップ２０９に進む。

【００４９】ステップ２０８：ここでは、絞り制御回路
３５を制御して絞り駆動用モータ３４を駆動し絞り３３
を駆動して絞りを所定の絞り値に制御してステップ２１
０に進む。

【００５０】ステップ２０９：ここでは、フォーカス駆
動や絞り駆動以外の命令を解析し実行した後ステップ２
１０に進む。

【００５１】ステップ２１０：ここでは、一連の通信割
り込み処理を終了して元のプログラムに戻り、割り込み
を終了する。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、ズームレンズによ
る変倍操作が行なわれ、ズームレンズの位置変化に伴う
フォーカスレンズ群の位置の補正を行なう際には、オー
トフォーカスを行なうための焦点状態検出動作を禁止す
る。これにより、フォーカスレンズを常に良好な像面補
正が行なわれるように駆動制御することができるレンズ
位置制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関するレンズ位置制御装置を示す図。

【図２】本発明に関するレンズ位置制御装置を示すフロ
ーチャート図。

【図３】本発明に関するレンズ位置制御装置を示すフロ
ーチャート図。

【符号の説明】

４ カメラ側マイクロコンピューター ９ 測距センサー １２ シャッター ２１ レンズ側マイクロコンピューター ２２ 撮影レンズを構成する固定のレンズ ２３ 変倍レンズ ２４ フォーカスレンズ群 ２５ 撮影レンズを構成する固定レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/04,7/10 G02B 7/28 - 7/40

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ズームレンズの焦点距離状態を検出する
   焦点距離検出手段と、 ズームレンズ及びフォーカスレンズを介して結像される
   像の焦点状態を検出する焦点状態検出手段と、 ズーム操作が行なわれている状態では、像の焦点状態に
   応じた焦点調節を行なうために前記焦点状態検出手段の
   検出結果を用いてフォーカスレンズの駆動を行なうこと
   を禁止し、ズームレンズの焦点距離状態の変化に応じた
   焦点調節を行なうために前記焦点距離検出手段の検出結
   果を用いて前記フォーカスレンズを駆動する制御手段
   と、を有することを特徴とするレンズ位置制御装置。
2. 【請求項２】 ズームレンズの焦点距離状態を検出する
   焦点距離検出手段と、 フォーカスレンズの位置を検出するフォーカスレンズ位
   置検出手段と、 ズームレンズ及びフォーカスレンズを介して結像される
   像の焦点状態を検出する焦点状態検出手段と、 前記焦点距離検出手段とフォーカスレンズ位置検出手
   段、又は前記焦点状態検出手段とフォーカスレンズ位置
   検出手段との検出結果を用いて駆動量を演算してフォー
   カスレンズの駆動を行なう駆動手段と、 ズーム操作が行なわれている状態では、像の焦点状態に
   応じた焦点調節を行なうために前記焦点状態検出手段の
   検出結果を用いてフォーカスレンズの駆動を行なうこと
   を禁止し、ズームレンズの焦点距離状態の変化に応じた
   焦点調節を行なうために前記焦点距離検出手段の検出結
   果を用いてフォーカスレンズの駆動を行なうよう駆動手
   段を制御する制御手段と、を有することを特徴とするレ
   ンズ位置制御装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は前記焦点状態検出手段に
   よる結像される像の焦点状態の検出を禁止することで、
   焦点状態検出手段の検出結果を用いてフォーカスレンズ
   の駆動を行なうことを禁止することを特徴とする請求項
   １又は２に記載のレンズ位置制御装置。
4. 【請求項４】 ズームレンズの位置を検出するズームレ
   ンズ位置検出手段と、 ズームレンズの位置に応じた焦点調節を行なうためのフ
   ォーカスレンズの駆動量を演算する第一の駆動量演算手
   段と、 ズームレンズ及びフォーカスレンズを介して結像される
   像の焦点状態に応じた焦点調節を行なうためのフォーカ
   スレンズの駆動量を演算する第二の駆動量演算手段と、 前記駆動手段が前記第一の駆動量演算手段の演算結果を
   用いてフォーカスレンズの駆動を行なう際には、前記駆
   動手段が前記第二の駆動量演算手段の演算結果を用いて
   フォーカスレンズの駆動を行なうことを禁止する制御手
   段と、を有することを特徴とするレンズ位置制御装置。
5. 【請求項５】 ズームレンズの位置を検出するズームレ
   ンズ位置検出手段と、 フォーカスレンズの位置を検出するフォーカスレンズ位
   置検出手段と、 ズームレンズの位置とフォーカスレンズの位置とに応じ
   た焦点調節を行なうためのフォーカスレンズの駆動量を
   演算する第一の駆動量演算手段と、 ズームレンズ及びフォーカスレンズを介して結像される
   像の焦点状態とフォーカスレンズの位置とに応じた焦点
   調節を行なうためのフォーカスレンズの駆動量を演算す
   る第二の駆動量演算手段と、 前記第一の駆動量演算手段又は第二の駆動量演算手段の
   演算結果を用いてフォーカスレンズの駆動を行なう駆動
   手段と、 前記第一の駆動量演算手段の演算結果を用いてフォーカ
   スレンズの駆動が行なわれている際には、前記第二の駆
   動量演算手段の演算結果に基づくフォーカスレンズの駆
   動を行なうことを禁止するよう駆動手段を制御する制御
   手段と、を有することを特徴とするレンズ位置制御装
   置。
6. 【請求項６】 前記制御手段は第二の駆動量演算手段に
   よる駆動量の演算を禁止することで、第二の駆動量演算
   手段の演算結果に基づいてフォーカスレンズの駆動を行
   なうことを禁止することを特徴とする請求項４又は５に
   記載のレンズ位置制御装置。
7. 【請求項７】 前記制御手段は結像される像の焦点状態
   の検出を禁止することで、第二の駆動量演算手段による
   駆動量の演算を禁止することを特徴とする請求項６に記
   載のレンズ位置制御装置。
8. 【請求項８】 請求項１から７の何れかに記載のレンズ
   位置制御装置と、ズームレンズとを有することを特徴と
   する光学機器。