JPH0823616B2

JPH0823616B2 - レンズ位置制御装置

Info

Publication number: JPH0823616B2
Application number: JP1002836A
Authority: JP
Inventors: 直也金田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-01-11
Filing date: 1989-01-11
Publication date: 1996-03-06
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPH02184808A; US5134525A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の利用分野）本発明は、被写体距離が変化しても被写体が画面内で
占める比率が一定となるように、焦点距離を自動的に制
御する所謂オートズーム機能を持つレンズ位置制御装置
の改良に関するものである。

（発明の背景）従来この種の装置においては、例えば特開昭63-22011
8号に記載されている様に、焦点距離ｆと被写体距離
Ｒ、画面に占める被写体の大きさＸは、ｆ＝ｆ（R,X）
の関係を用いる。従って最も一般的にオートズーム機能
を実現する為には、自動焦点調節装置、又は焦点調節の
為のレンズ群の絶対位置検出装置等によって、被写体距
離Ｒを知り、これと外部設定、又はあらかじめ定められ
ているＸの値をもって、焦点距離ｆを算出し、この焦点
距離ｆになる様に変倍の為のレンズ群位置を制御するの
が一般的である。この為には、被写体距離Ｒ、レンズ位
置制御前の焦点距離ｆを正確に知る必要が生じる。

従って、上記従来例を構成する上では被写体距離Ｒを検出する為に複雑な構成を要する。

焦点距離ｆを検出する為に複雑な構成を要する。

被写体距離Ｒ及び画面内での被写体の大きさＸを元に
焦点距離ｆを算出する為に、CPUにての制御が複雑にな
る。

ということから、よりシンプルな構成のオートズーム機
能を持つ装置が要望されている。

上記〜について、更に詳細に説明する。

第16図は最も一般的な４群ズームタイプの撮影レンズ
の主断面図を示し、１は、１−A,1−B,1−Ｃからなる焦
点調節の為のレンズ群（前玉）、２は、２−A,2−B,2−
Ｃからなる変倍の為のレンズ群（バリエータ）、３はバ
リエータ２と連動する補正の為のレンズ（コンペンセー
タ）、４は固定のアフォーカルレンズ、５及び６は、５
−A,5−B,5−Ｃ、６−A,6−B,6−Ｃよりなる結像レンズ
群（リレー）、７は前玉鏡枠で、メスヘリコイド８と一
体である。13は固定鏡筒である。

固定鏡筒13の外周にはヘリコイドネジ加工が施され、
これにより、前玉鏡枠７を不図示のモータ等の駆動源も
しくはマニュアル操作により回転することにより、前玉
１は光軸方向に繰り出し繰り込みが行われて、合焦距離
が変化する。即ち、前玉鏡枠７、メスヘリコイド８、固
定鏡筒13、不図示のモータ等により、前玉レンズ位置調
節手段が構成される。

９はバリエータ２の鏡枠、10はカムフォロワ、11はカ
ム環、14はマクロ操作つまみ、15はズーム環、17はコン
ペンセータ３の鏡枠、18はバリエータ２、コンペンセー
タ３の各鏡枠の案内バー、19はカム環11を押しつけるバ
ネを示している。尚12はモータと連動するギア部であ
る。

上記の構成部品により、バリエータ２とコンペンセー
タ３が、不図示のモータ等の駆動源又はズーム環15のマ
ニュアル操作により、連動しながら位置を変え、その結
果焦点距離が可変となるものであり、これらの部品によ
って、変倍及び補正のレンズ群の位置調節手段が構成さ
れていることになる。即ち、ズーム環15の回転動作によ
って、固定鏡筒13の内周に嵌合しているカム環11も回転
し、該カム環11に切られた不図示のカム溝に沿ってカム
フォロワ10によりバリエータ鏡枠９とコンペンセータ鏡
枠17が案内バー18に案内されて光軸方向にその位置を変
えることによって、ズーミングが実現するものである。

尚20は絞り羽根のレール、21,22は絞り羽根、23はリ
レーホルダ、24はリレーレンズ鏡枠、25は自動焦点調節
装置の為のメインブロック、26はバネ、27は受光素子の
地板、28はスペーサ、29は受光素子調節の為の回転軸を
示している。

第17図は前玉繰り出し量と合焦距離（繰り出されてい
る前玉１が焦点を結んでいる位置、すなわち合焦点と該
前玉１との距離）の関係を示したものであり、図の様
に、前玉繰り出し量は、合焦距離の逆数に略比例するこ
とが分かる。

従って、前記の被写体距離Ｒの検出の為には、前玉
繰り出し量が分かることが必要となる。第18図はそのた
めの一例を示す正面図であり、前玉鏡枠７の内周にブラ
シ31をビス30により固定し、固定鏡筒13の外周にパター
ン32が印刷されている。このパターン32としてカーボン
抵抗を用いて、抵抗値で前玉位置を知る方法の場合、第
19図の様に様々な誤差要因により、前玉繰り出し量と抵
抗値の関係がきれいな１次式にのらない。例えば、roに
対して（Xk-Xo）だけの誤差が発生している。この様な
精度のエンコーダが使用可能かどうかはその機能がエン
コーダに必要としている分解能との兼合いとなる。

又、この様な可変抵抗タイプの他に、第20図の様なブ
ラシ31とパターン32により絶対位置を知る方法も考えら
れるが、この場合パターン数をｎとすると、検出できる
領域数は2ⁿであるので、やはりその機能がエンコーダに
必要としている分解能との兼合いとなる。

従って、高精度のオートズーム機能を実現する為に
は、カーボン抵抗の抵抗値の直線性を良くしたり、ブラ
シ本数を増やす等の対応が必要であり、又、この様な検
出結果の逆数をとってＲを算出する必要がある。

次に、前記の焦点距離ｆの検出方法を考える。

ズーム環（カム環11）に関しても、第18図と同様に、
ブラシとパターンによるズーム環の位置検出が可能であ
る。ここで、第21図は、横軸にこの検出値、縦軸に焦点
距離ｆの関係を示した図である。一般に、カム環11の単
位回転角に対するレンズ移動量が大きすぎるとスムーズ
な動きが得られない等の問題になる為に、第７図で示す
ように、Ｗ端（ワイド端）では、ミドルテレに比べて所
定回転角に対する焦点距離ｆの変化は小さい。従って焦
点距離ｆを知る為には、第21図のグラフの近似式を求
め、複雑な演算により求めていく必要がある。

以上により、CPUでの制御はR,fの算出をした上で、ｆ
＝ｆ（R,X）によりとるべき焦点距離ｆを算出し、この
算出結果を元に、再びエンコーダ出力値に算出し直し、
エンコーダがその出力となる様に位置調節手段を制御す
ることになる為、前記で述べた様にCPUでの演算内容
が複雑なものになってしまう。

（発明の目的）本発明の目的は、上述した問題点を解決し、装置の構
成を簡単にでき、しかもズーミングのための第二レンズ
手段の制御を容易に行うことのできるレンズ位置制御装
置を提供することである。

（発明の特徴）上記目的を達成するために、本発明は、焦点調節のた
めの第一レンズ手段を移動させるための焦点調節機構が
単位量移動する毎に信号を出力する第一移動量検知手段
と、ズーミングのための第二レンズ手段を移動させるた
めのズーミング機構が単位量移動する毎に信号を出力す
る第二移動量検知手段と、前記第一移動量検知手段から
の信号に応答して該信号が前記第一移動量検知手段から
出力される毎に出力値を更新する第一出力値形成手段
と、前記第二移動量検知手段からの信号に応答して該信
号が前記第二移動量検知手段から出力される毎に出力値
を更新する第二出力値形成手段と、前記第一レンズ手段
が所定位置から焦点調節のために移動した際の前記第一
出力値形成手段の出力値と前記第二出力値形成手段の出
力値の差が一定となるように前記ズーミング機構を駆動
する駆動制御手段を設け、画面内に占める対象物の大き
さを略一定に制御することで、簡単な構成にてオートズ
ームを実現したものである。

（発明の実施例）以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第１図〜第６図は本発明の第１の実施例を示す図であ
り、第１図において、１〜６は前述の第15図に示した各
レンズ群である。本実施例では前玉（焦点調節の為のレ
ンズ群）の位置制御に、所謂外部測距能動型の自動焦点
調節装置を用いている。47はAF用マイクロコンピュータ
（以下AFマイコンと記す）、49は、AFマイコン47により
一定周期でiRED50を発光させるべく指令に基き、iRED50
を駆動する発光駆動回路、54はiRED50の投光スポット像
を被写界側へ投光する為のレンズ、53は被写体に当り反
射した上記iRED50の投光光を受光する為のレンズ、52は
前玉レンズ位置によってその回転角度位置が変化する平
行平面板、51は２領域に分割された受光素子、48は、受
光素子51のそれぞれの領域の受光量を知る為に、iRED50
の発光と同期して検波，積分等を行うと共に、AFモータ
37の駆動回路を含むアナログICである。

AFマイコン47は、アナログIC48で作られた信号をもと
に、前ピン，後ピン，合焦を判定し、AFモータ37の回転
方向及び速度決定も行っている。合焦時には、受光素子
51のそれぞれの領域の出力が略等しくなるように、平行
平面板52の角度位置と前玉１の位置関係が保たれてい
る。前玉１の位置を可変とするAFモータ37の駆動を、該
前玉１の繰り出し繰り込みに置きかえるメカニズムは第
16図で示したヘリコイドネジを用いるのが一般的であ
り、AFモータ37及び第16図に示した前玉鏡枠7,メスヘリ
コイド8,固定鏡筒13等により、前玉１の位置を調節する
第１の位置調節手段を構成している。

42はAFモータ37の回転数を検出するパルスジェネレー
タ（以下PGと記す）であり、第２図（ａ）（ｂ）にこの
PG42の構成の一例を示している。

第２図（ａ）（ｂ）において、38はAFモータ37の出力
ギアであり、39が反射率の異なる黒白のパルス盤であ
る。41は公知のフォトカプラで、発光素子と受光素子よ
り構成され、基板40に固着されている。又、基板40に
は、この受光出力を２値化してパルス数をカウントする
為の回路が構成されている。

以上の構成により、AFモータ37の回転数を検出してい
るが、これはすなわち前玉１の相対位置を検出している
ことにほかならない。したがって、PG42を第１の移動量
検出手段とここでは考える。このPG42による前玉１の位
置情報は、オートズームを司るAIマイコン45にとり込ま
れる。

次に、ズーミング動作について考えてみる。

87はズーム操作部であり、この操作内容はAIマイコン
45に取り込まれる。該AIマイコン45は、取り込んだズー
ムの方向の情報と速度の情報を元に、パワーズームモー
タ43を駆動する。該パワーズームモータ43の回転をバリ
エータ2,コンペンセータ３の位置を変える動きに変化す
るには、第16図の例で述べた様にズーム環15を回転さ
せ、カム環11を回転することにより成し得る。したがっ
て、パワーズームモータ43及びズーム環15,カム環11,バ
リエータ鏡枠9,コンペンセータ鏡枠17,カムフォロア10,
案内バー18等により、第２の位置調節手段を構成してい
る。又、44は第１の検出手段を成すPG42と同様の構成を
有するPGであり、第２の移動量検出手段を成している。
46はキーマイコンであり、オートズーム機能,AF動作等
のオン，オフの情報をAIマイコン45に伝える他、AIマイ
コン45の各動作状況を取り込んでいる。又154は後述す
る第１の位置検出手段であるところのＡエリア検出用の
エンコーダであり、後述のように不要の構成もあり得
る。

尚、第１図実施例では、自動焦点調節装置として外部
測距能動型を例に挙げているが、他のタイプの物でも構
わない。又、自動焦点調節装置を用いず、前玉１の位置
制御をマニュアル操作で行う構成でもよい。又、第２図
のパルス盤の構成例は、出力ギア38にパルス盤39を構成
したが、ギア列を有する場合には、他のギアであっても
よいし、Ｖベルト連動の場合にはプーリにパルス盤を構
成してもよい。又、ズーム環，距離環の外周にパルスパ
ターンを印刷してもよい。又、AIマイコン45,AFマイコ
ン47,キーマイコン46は１個のマイコンにまとめてもよ
い。

以上のブロック構成にて、AIマイコン45でのオートズ
ーム機能のフローチャートを第３図にて説明する。

ステップ62にてオートズーム機能がスタートする。こ
のトリガは、第１図のキーマイコン46への操作者の不図
示のキー操作により行われる。ステップ63にて、フラグ
1,フラグ２を共に「０」とする。これは、オートズーム
開始直後の初期設定であり、ステップ64以降は、例えば
１フィールドに同期して、フローがくり返されるもので
ある。ステップ64では、距離環がＡエリアと呼ぶ範囲内
にあるかどうかが第１の位置検出手段により判定され
る。

ここで、Ａエリアの考え方について述べる。

本実施例の様に、撮影レンズの焦点調節の為のレンズ
群の停止位置を元に被写体距離を知るということは、言
い換えると、自動焦点調節装置の合焦検出精度又は、人
間の眼のボケ判定能力、即ちボケ検出能力を測距に代用
していることになる。したがって、遠距離での距離判別
能力は、近距離より劣ってしまう（1m先の±10cmは検出
できても10m先の±10cmは検出できない）。又、第１図
実施例の様に能動型の測距装置を用いた場合には、発光
到達距離に限界がある為に遠距離被写体の距離判定が行
えなくなる。一方、オートズーム機能を実現する上で、
「f/R＝一定」とするのが基本であることから、例え
ば、100mと200mの差を判定できなくてはならない。した
がって、距離環位置等より距離を判定する本発明では、
逆にオートズーム機能が可能な範囲を限定する必要があ
る。

さらに、マイコンにて従来の如く複雑な演算を行わず
に「f/R＝一定」を満足させるべく焦点距離ｆの制御を
行う本実施例においては、更にその範囲を限定する必要
がある。つまり第４図（ａ）（ｂ）に示すような、前玉
繰り出し量と合焦距離の関係、ズーム環回転角と焦点距
離の関係において、前玉繰り出し量及びズーム環回転角
をパルス分割した際、「fn/Rn＝一定」を満足出来るよ
うな範囲、例えばこの例では「R₁,f₁」、「R₂,f₂」、…
…、「R₇,f₇」の組み合わせとなる範囲をＡエリアとす
る。他の範囲では１パルスに対する焦点距離ｆが大きく
異なってくるため、上記「fn/Rn＝一定」を満足出来な
くなる。

これにより、予め前玉１の繰り出し量（分割位置）範
囲Ａとズーム回転角の分割位置範囲Ｂを対応させておけ
ば、例えば前玉１の繰り出し量がAnである情報が入力す
れば、AIマイコン45はズーム回転角がBnとなる位置を、
またAn＋６であればBn＋６となるよな位置を検出すれ
ば、複雑な演算をすることなしに簡単にオートズームが
実現可能となる。

第５図はこの具体的な例であり、1.2〜6.0mをオート
ズーム機能が可能なＡエリアとしている。又、この範囲
検出には、例えば第６図の様に、絶対位置検出用基板33
上に設けられたフォトカプラ34,35と距離環（前玉鏡枠
７）上に設けた不図示のパターンによる事が可能であ
る。この場合は第５図に示す様に、Ａエリアに例えばフ
ォトカプラ34の検出結果を「０」、フォトカプラ35の検
出結果を「１」という様に構成すればよいことになる。

尚、Ａエリア判定を行わず、Ａエリアを外れる遠距離
被写体ではオートズーム機能が働かない（但しある程度
はワイド側へズーミングされる）でも可ということを操
作者に認識してもらうという構成も考えられる。この場
合は、第６図で示した第１の位置検出手段であるところ
の絶対位置検出手段は不要となる。したがって、この場
合には第１図図示Ａエリア検出回路154のブロックも不
要となる。又、第３図フローチャートにてステップ64,8
0〜86,78,79を省略してもよい。

ステップ64にてＡエリア内であることが判定される
と、ステップ65にてズームキー（ズーム操作部材87）の
受付けが禁止される。これは、焦点距離の制御をAIマイ
コン45で行う為である。

逆に、ズームキー操作があった場合には、オートズー
ム機能を中断するという実施例も考えられる。この場合
には、ステップ65の位置にズームキー操作有無の判別を
入れ、ズーム操作有りの時には、本ルーチンをオフにす
ればよい。

ステップ66でフラグ１が「０」かどうかの判定が行わ
れる。１周目はフラグ１＝０である。ステップ67,68で
はその状態での距離環位置とズーム環位置のパルス数
F_C,Z_Cをそれぞれ「０」としている。ステップ69,70に
て、以後パルス盤のパルスのカウントを開始する。ステ
ップ71では、フラグ１＝１とする。ステップ72では、距
離環のカウント数F_C，ズーム環のカウント数Z_Cの差Δ
（＝F_C−Z_C）を算出している。次にステップ73で、｜Δ
｜が定められた不感帯ｋより小さいかどうかの判定が行
われる。不感帯ｋ以下の場合にはオートズーム機能のス
タートを始める必要がないので、ステップ77にて、パワ
ーズームモータ43は停止となる。即ち、ステップ67,68
にて、F_C＝0,Z_C＝０としているので、その後第１の位置
調節手段によって前玉１の位置が変る迄は、ズームはス
トップしていることになる。ステップ78でフラグ２が
「１」かどうかの判定が行われる。フラグ２は当初
「０」としているので、１周目はステップ78の判定はNO
である。フラグ２が「１」となるのは後述のように、１
度Ａエリア内にあり、オートズームがスタートした後に
被写体がＡエリアでカバーする距離範囲外となった場合
である。この時には、距離環のカウント数F_CはＡエリア
外となった瞬間の値にホールドし、ズーム環のカウント
数Z_Cが上記ホールドしたカウント数F_Cになるまでパワー
ズームモータ43を駆動した後、両モータを停止し、再び
Ａエリア内に入ったら、F_C＝0,Z_C＝０として再スタート
をかける様構成してある。ステップ78,79はこの為のス
テップと言える。

一方、ステップ73でNOと判断されると、ステップ74で
差Δの正負判別が行われ、その結果によってステップ75
又は76にて、オートズーム動作が行われるものである。

ステップ80以降はＡエリア外にある時の動作のフロー
であり、ステップ64にてＡエリア外と判定されるとステ
ップ80にてフラグ１の判定が行われる。スタート直後Ａ
エリア外であれば、フラグ１は「０」であり、オートズ
ーム機能中にＡエリア外まで距離環が回転した場合に
は、フラグ１は「１」である。フラグ１が「１」の場
合、前述（ステップ78,79）の様にステップ81にてＦカ
ウントをストップし、ステップ82にてフラグ２を「１」
とする。以後、ステップ72に進んで、ホールドしたカウ
ント数F_Cに対し、｜Δ｜＜ｋになるまでズーム動作を行
い、｜Δ｜＜ｋとなれば、ステップ77でパワーズームモ
ータ43を停止する。この場合、ステップ82にてフラグ２
を「１」としているので、ステップ78の判定結果はYES
となり、ステップ79にてフラグ１を「０」とする。この
結果、次からは、スタート時Ａエリア外と同様、ステッ
プ80の判定がYESとなり、ステップ83にてフラグ２を
「０」，ステップ84でフラグ１を「０」にし、ステップ
85にてAZ（オートズーム）不可警告を行う。このAZ不可
警告は、例えばAIマイコン45からキーマイコン46へAZ不
可情報を送り、これを元にEVF（電子ビューファイン
ダ）等で表示するなどが考えられる。又、このステップ
を省いた実施例も考えられる。ステップ86ではズームキ
ーの受付けを可とするものである。

以上の様に上記第１実施例では、オートズーム機能ス
タート時点での距離環，ズーム環位置の第１及び第２の
移動量検出手段による検出結果を共に初期値とし（第３
図のフローでは共に０とする）、以後、F_C＝Z_Cとなる様
に、ズーム動作を行うことになる。

ところで、前玉繰り出し量と合焦距離及びズーム環回
転角との焦点距離の関係は第17,21図（第４図（ａ）
（ｂ））に示した通りである。したがって、F_C＝Z_Cとす
る本実施例の動作で、撮影画面に占める被写体の大きさ
Ｘが任意の設定に対して常に一定となるようなオートズ
ームを可能とすることができなくなる。しかしながら、
第１及び第２の検出手段の１パルスでの距離環及びズー
ム環の回転角を上手く設定すれば、少なくとも１つの大
きさに対してはオートズーム機能が略満足となる（Ａエ
リアのみ）。

第７図は、横軸に距離環のカウント数（第１の移動量
検出手段の検出結果）を示し、又、ここでパルス数（カ
ウント数）P_Rを1.2m,P_R＋87を6.0mとすると、第17図に
のっとり、1.33,1.73,2.53,4.0mの各被写体距離は図の
位置となる。又、縦軸にはズーム環のカウント数（第２
の移動量検出手段の検出結果）を示し、第21図にのっと
りパルス数P_fをｆ＝9mm,P_f＋87を45mmとすると、他の焦
点距離はおよそ図の様になる。

第３図のフローにのっとって考える。例えば、オート
ズームスタート時にｆ＝9mm,R＝2.22mのＡ点にあったと
すると、この状態にて初期設定がなされ、F_C＝0,Z_C＝０
であるので、この第７図上ではP_R＝−50,P_f＝０であ
る。ここからF_C＝Z_Cとなるようにすると、本フローにの
っとった動きはライン60の様になる。例えば、点Ａでは
P_R＝−50,P_f＝０を入れることにより、F_C＝0,Z_C＝０で
あり、点A₂はF_C＝20,Z_C＝20である。これに対して、点
Ａで得られるｆ（mm）/R（ｍ）＝9/2.22＝4.05であり、
この値が一定となるラインはライン61となる。例えば、
点A₃はｆ＝24mm,R＝6mで、f/R＝４となる。これに対し
て、本実施例だと6.0mは14mmとなる為にやや短焦点側に
よってしまう。したがって、点Ａスタートのf/R＝4.05
の場合には、被写体が近寄るとワイドへ、遠去かるとテ
レへズーミングされるものの、オートズームとは言い難
い。ところが点Ｂスタート（Ｆ＝9mm,R＝1.2m）の場合
を考えると、P_R＝P_f＝０であり、本実施例にて実現する
ライン56と、f/R＝7.5のライン57は略一致している。

又点Ｃスタートだとライン58と59というように誤差が
発生する。この様に本実施例によると、画面内に写され
る被写体の大きさＸを任意に設定してのオートズームは
不可能であるが、第７図のＢ点を含むf/R＝7.5となるラ
イン57上では単にF_C＝Z_Cとする様に、第２の位置調節手
段を制御手段（AIマイコン45）により制御すれば、第１
移動量検出手段，第２の移動量位置検出手段を絶対位置
検出としなくても、オートズーム機能が実現されるもの
であり、前述従来例の様な複雑な構造をとる必要がな
い。

したがって、撮影者が、f/R＝7.5となる様な（1/2イ
ンチのイメージサイズを有するカメラの場合、およそ上
半身が写る設定）状況でスタートをかければ、オートズ
ーム機能を非常に簡単な構成で実現することが可能とな
るものである。

又、ライン56とライン57をより合せ込む為に第16図に
て説明したカム環11のカムリフト値を補正することも考
えられる。

さて前述の第１の実施例にて、本発明の特徴であると
ころの、簡単な構成でのオートズーム機能の実現方式を
述べた。第１の実施例においては距離環にＡエリアを設
ける考えを示した。以下の第２の実施例では、オートズ
ーム実行中にズーム環が端に到った場合の対応を考慮し
た場合を述べる。

第８図は本発明の第２の実施例であるところのAIマイ
コン45のフローチャートであり、第３図に示す第１の実
施例のフローにズーム端での対応をもり込んだものであ
り、同一のステップ番号は第３図と同じ機能を有する。

尚、本実施に際し、ズーム環が端に突き当ると、例え
ば第２図のバネ121とギア120で構成されるスリップ機構
により、パワーズームモータ43はロックされず、回転す
るものとする。又、パルス盤はこのスリップ機構よりモ
ータ側に設けられ（例えば第８図のギアボックス123
内）るものとする。したがって、ズーム環が端となって
もパルス発生を継続する。

ズーム環の端検出の方法は第６図の絶対位置検出用の
基板33上に、フォトカプラ36を設け、ズーム環上に印刷
された不図示のパターンによる構成などが考えられる。
ここでは、フォトカプラ36は１ビットであるので、長焦
点距離側の端（テレ端）と、短焦点距離側の端（ワイド
端）の区別はできないものとする。

ステップ88ではフラグ１〜４を「０」にリセットす
る。ステップ89にてズーム環が端にあるかどうかの検出
判定が行われる。又、ステップ91,92,93,94,95,96に
て、ズームの方向判定の為のフラグ３とフラグ４の設定
が行われる。Ｔ→Ｗのズームにはフラグ３＝1,フラグ４
＝０である。又、Ｗ→Ｔのズームにはフラグ３＝0,フラ
グ４＝１である。又、モータストップ時には、フラグ３
＝0,フラグ４＝０となる。ステップ89にてズーム環が端
であると検出されると、ステップ100,105にてフラグ3,4
の状態の判定が行われる。即ち、端に至る前のズーム方
向からワイド端かテレ端かを判定する。ステップ100に
てフラグ３＝１である場合にはステップ101に進んでカ
ウント数Z_Cをホールドする。以後、スリップによるパル
ス盤が回転しても、カウントアップ，ダウンを行わな
い。次にステップ102でカウント数F_Cとホールドしてあ
るカウント数Z_Cの比較が行われる。ワイド端にある際に
は、F_C≧Z_Cとなればテレ方向へズームによりオートズー
ムが行われるので、ステップ102でYESであればステップ
103に到る。又、ステップ102でNOの場合には、ステップ
104にてオートズームモータ43はストップしてしまう。

前記ステップ100にてNO判定となるとステップ105に到
る。ステップ105にてフラグ４＝１かどうかの判定が行
われ、YESの場合にはテレ端であり、ステップ106,ステ
ップ107,ステップ108にて、ワイド方向へのズームにて
オートズーム可能になるまでモータストップ、可能でズ
ーム再開となる。又、ステップ105の判定がNOの場合で
あるが、この場合はオートズーム機能のスタート当初
に、ズームがワイド又はテレ端にあった場合である。し
たがって、端検知は可能であるものの、ワイド端，テレ
端の判定まではできない。したがって、Z_C＝０でホール
ドした後、差Δの値にしたがってパワーズームモータ43
を駆動する。この結果、端から外れた段階で通常ルーチ
ンに戻るものである。ステップ109でZ_C＝０とし、ステ
ップ110でカウント数Z_Cをホールドする。即ち、Z_C＝０
のままとなる。ステップ111でフラグ１の判定を行い１
周目はステップ112でF_C＝０、ステップ113でF_Cカウント
スタートをし、ステップ114で差Δを算出する。但し、Z
_C＝０であるので、以後、このステップ109以降のルーチ
ンを通る限りではΔ＝F_Cである。ステップ115にて、｜
Δ｜＜ｋであれば、ステップ118でモータストップとな
る。又、｜Δ｜＜ｋがNOであれば、ステップ116にて差
Δの正負判別が行われる。その結果に応じてステップ11
7,119にて、所定方向へのパワーズームモータ43の駆動
が行われる。ステップ117又は119の結果、端から逃れた
場合にはステップ89の判定がNOとなる。フラグ１はステ
ップ120にて「１」となっているので、ステップ90にてZ
_C＝０のホールドが解除される。

ステップ64にてＡエリア外との判定後は、基本的には
第３図にて説明した第１の実施例と同様なフローとなる
が、ステップ97にて端かどうかの判定を行っている。ス
テップ97の判定がYESの場合はＡエリア外で端であり、
しかもF_C＝Z_Cになれない状況である。この場合にはステ
ップ83,84以下にて所謂リセットモードとなる。

以上の様にズーム端検出を入れることにより、特にス
テップ100〜108の追加により、オートズーム中に、テレ
端，ワイド端に到っても再び被写体距離がオートズーム
可能な距離に戻った場合には、テレ端，ワイド端に当る
前の画角での追従が可能となり、第１の実施例に対して
性能向上を計ることができる。

次に、本発明の第３の実施例として、第１の実施例で
は一つのf/Rの値にのみオートズーム機能を達成したの
に対して、少なくとも２つ以上のf/Rに対してオートズ
ームを達成する実施例を述べる。

第９図は第７図で述べた第１の実施例のオートズーム
説明の図に対して、f/R＝4.05及びf/R＝15.8のラインを
直線近似したライン121及びライン122を追加したもので
ある。ライン56,60,58がZ_C＝F_Cの時のラインであるのに
対し、ライン121ではZ_C＝F_C×0.6,ライン122ではZ_C＝F_C
×1.6で示される。そして、ライン122はf/R＝4.05のラ
イン61,ライン121はf/R＝15.8のライン59をほぼ直線近
似している。

ところで、f/R＝7.5は1/2インチの撮像面を有するカ
メラではほぼ半身像にあたることを前述したが,f/R＝4.
05ではより全身に近い場合であり、又、f/R＝15.8では
例えば顔のアップといった設定となる。したがって、第
１図の「モード操作」キーを第10図に示すように３つ設
け、キー123を押すと、Z_C＝ｋ×F_Cのｋ値を0.6,キー124
を押すとｋ＝1,キー125を押すとｋ＝1.6等の設定をする
ことによって、前述したオートズーム可能な１つのf/R
を選択することが可能となるものである。但し、この様
なｋ値の指示を行った上で、実際にf/Rがその値となる
様なｆ（mm）,R（ｍ）の組み合せにてオートズームをス
タートする必要があることは言うまでもなく、この為に
は撮影者がオートズーム機能のスタート前に選んだ画角
と同等となるように設定した後、即ちキー123を選択し
た場合には必ず画面に顔のアップがとらえられている状
態にした後に、オートズームスタートを行わねばならな
い。

第11図は上記の撮影者によるf/Rの初期設定の補助手
段を示しており、EVFの画面サイズ129に対しての顔の大
きさのスケールを表示している。アップモード選択時に
は、スケール126に合せ、又半身、全身に応じて合せる
べきスケールを127,128と切換える。この表示は、選択
したモードに応じて必要なスケールを一つだけEVF内に
表示するように構成するのが好ましい。又、オートズー
ムスタート後は表示を消す等の構成も好ましい。

第12図は上記第３の実施例のAIマイコンのフローチャ
ートを示す。第３図に対してステップ130にて設定した
ｋ値を読み込む他、ステップ131ではこのｋの値を元
に、Δ＝ｋ・F_C−Z_Cを算出することになる。

次に、前述の各実施例においてはオートズーム可能と
なる画面に占める被写体の大きさＸを撮影者が略設定す
るものであったが、以下、本発明の第４の実施例とし
て、選択した画角を自動的に設定可能な実施例について
述べる。尚、ここではf/R＝7.5,f/R＝4.05の２通りの設
定を自動的に行う例を示す。

自動設定に際しては、f/R＝7.5の時には、一度点Ｂ
（ｆ＝9mm,R＝1.2m）に距離環，ズーム環を配置し、こ
の状態でF_C＝0,Z_C＝０とする。又、f/R＝4.05の時は一
度点Ａ（ｆ＝9mm,R＝2.2m）に距離環，ズーム環を配置
し、この状態でF_C＝0,Z_C＝０とすることになる。したが
って、該第４の実施例の実現の為には、第６図で述べた
フォトカプラ34,35による絶対位置検出のエンコーダを
第13図の例の様に構成する必要がある。即ち、0.6〜1.2
mを領域I,1.2〜2.22mをII,2.22〜6.0mをIII,6.0〜∞ｍ
をIVとし、フォトカプラ34,35の出力値順にＩ〜IVを［0
0］，［01］，［11］，［10］としている。ここで、f/R
＝7.5の時の距離環の初期位置は1.2mであるので、ＩとI
Iの境界であり、又f/R＝4.05では2.22mであるのでIIとI
IIの境界となる。そこでこの必要境界位置の遠距離側の
ゾーンをＢとする。即ち、f/R＝7.5の時はＢ＝II,f/R＝
4.05の時はＢ＝IIIである。即ち、下表の関係にある。

第14図は、以上の前提のもとにAIマイコン48でのフロ
ーを示す図である。尚、その時々の距離環のＩ〜IVの領
域値をＤと称することとする。

ステップ130にてスタートする。ステップ131〜135は
初期設定であり、ステップ131でタイマt_zを設定、ステ
ップ132でリセットフラグを「０」に設定、ステップ133
でＦリセットフラグを「０」に設定、ステップ134でＢ
及びｋの読み込み、ステップ135でズームキーの操作禁
止とする。ステップ136以後は例えば１フィールドに同
期してくり返されるものである。

ステップ136でリセットフラグが「１」かどうかの判
定が行われる。リセットフラグは前述の点A,点Ｂでのカ
ウント数F_C,Z_Cの初期値設定が完了すると「１」となる
ものであり、少なくとも１周目にはステップ137に到
る。リセット動作において距離環を所定位置へ移動する
為に、それまで前玉１の位置制御を自動焦点調節装置
（AF装置）の測距結果に応じて行っていたものを中断す
る必要がある。ステップ137で、この意味でAF-offとす
る（したがって、AF-0ffとはいえ内容的にはAFによる前
玉１の位置制御をオフするという意味である）。ステッ
プ138でＤ（Ｉ〜IV）を読み込む。ステップ139にて、Ｄ
≧Ｂかどうかの判定が行われる。Ｄ≧Ｂを満足していれ
ば、距離環はリセットの為の合焦距離より遠方を合焦距
離とした位置にあり、Ｄ＜Ｂであればより至近を合焦距
離としている。したがって、ステップ139の判定がYESで
あれば、ステップ140で前玉１を繰り出す（即ち、合焦
距離をより近い側に寄せる）動作を行い、又、ステップ
142は逆に前玉１の繰り込み動作を行う。前玉１を繰り
出す時には、Ｄ＝Ｂ−１が境界検知となるし、前玉を繰
り込む時にはＤ＝Ｂが境界検知となる。この判別がステ
ップ141,143で行われ、境界に到った時には、ステップ1
44でモータ停止、ステップ145で距離環のリセット位置
への移動が完了したことを示すＦリセットフラグを
「１」とする。ステップ146以後はズーム環のリセット
のフローである。この実施例ではズーム環のリセット位
置はワイド端であるｆ＝9mmとしている。したがって、
ステップ146でワイド方向へパワーズームモータ43を駆
動する。ステップ147で（t_Z−１）を行い、ステップ148
でt_Z＝０の判定が行われる。これは、少なくともt_Zで設
定された時間は、ワイド方向へのズーミングを継続する
ことを意味している。この様に構成する目的は当初Ｔ端
にあった場合に、Ｔ端をＷ端と誤認識するのを避ける為
である。

これにより、ステップ149で端が検出されれば、これ
はワイド端ということになる。ステップ150でＦリセッ
トフラグが「１」であるかどうかが判別される。もし
「１」であれば、距離環とズーム環のリセット位置への
移動が共に完了したことになるので、ステップ151にて
リセットフラグを「１」としてステップ152でＦリセッ
トフラグを「０」にし、又、ステップ157でカウント数F
_CとZ_Cを共に「０」としている。以上のフローによって
オートズームの為の初期設定が行われ、リセットフラグ
が「１」となると初期設定が完了したことになる。完了
後は、ステップ153で前玉の制御を再び自動焦点調節装
置に引き渡す。以後は、第12図のステップ64以後に引き
渡すものである。

以上の様に本発明の第４の実施例によると、第１〜第
３の実施例では、最初の画角設定を撮影者が行っていた
のに対して、リセット動作により初期設定が行われるの
で、ミスなく正しいオートズームが可能となる。

又、この第４の実施例では第９図のライン56と122の
リセットのみを例としたが、ライン121の初期設定をも
行う場合には第6,13図で示した様なリセット位置検出用
のエンコーダ手段（第２の位置検出手段）をズーム環に
も設ければよい。この時のリセットフローはズームに対
しても、第14図の距離環リセットと同様のフローを組め
ばよい。

又、この様な距離環とズーム環の両方に絶対位置検出
の為のエンコーダ（第１と第２の位置検出手段）を必要
とする場合のブロック構成図を第15図に示す。該図で15
5が絶対位置検出の為のフォーカスエンコーダ,156が同
じく絶対位置検出の為のズームエンコーダとなる。

本実施例によれば、ビデオカメラ等に用いるズーム機
能を有する撮影レンズにおいて、焦点調節の為のレンズ
群の移動及びズーミングの為のレンズ群の移動に連動し
たパルス盤等の相対位置（或は絶対位置）変化検出のエ
ンコーダの検出値をF_C,Z_Cとした時に、Z_C＝ｋ・F_Cとい
う簡単な関係を満足する様に構成（第４図（ａ）（ｂ）
参照）するだけで、少なくとも画面に占める被写体の大
きさを決める一つの値については、オートズーム撮影が
可能となり、又、距離環，ズーム環に簡単な構成の絶対
値エンコーダを併用すれば、更に画角の初期設定を撮影
者に行わせることなくオートズーム撮影を実現できる。
したがって、従来公知のオートズームに比べて以下のよ
うな効果がある。

距離検出の為の高精度の絶対値検出のエンコーダが不
要。

焦点距離検出の為の高精度の絶対値検出のエンコーダ
が不要。

CPU（マイコン）での演算内容がきわめて簡単にな
る。

（発明と実施例の対応）本実施例において、パルスジェネレータ42が本発明の
第一移動量検知手段に、パルスジェネレータ44が第二移
動量検知手段に、AIマイコン45が第一出力値形成手段、
第二出力値形成手段及び駆動制御手段に、それぞれ相当
する。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、焦点調節のた
めの第一レンズ手段が所定位置から焦点調節のために移
動した際の焦点調節機構の移動量を表す第一出力値形成
手段の出力値と、ズーミング機構の移動量を表す第二出
力値形成手段の出力値の差が一定となるように、ズーミ
ング機構を駆動して、画面内に占める対象物の大きさを
略一定に制御するようにしたから、装置の構成を簡単に
することができ、しかも第二レンズ手段の制御を容易に
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図、第２
図（ａ）（ｂ）は第１図PGの具体的な構成例を示す側面
図及び正面図、第３図は本発明の第１の実施例の動作を
示すフローチャート、第４図（ａ）（ｂ）は本実施例に
おけるオートズームの基本的な考えを説明するための
図、第５図は第１の実施例におけるＡエリアを示す図、
第６図は本発明の実施例で用いる距離環及びズーム環の
絶対位置検出のエンコーダの構成例を示す側面図、第７
図は第１の実施例におけるオートズーム可能範囲を示す
図、第８図は本発明の第２の実施例の動作を示すフロー
チャート、第９図は第３の実施例におけるオートズーム
可能範囲を示す図、第10図は同じく第３の実施例で用い
るモードキーの一例を示す図、第11図は同じく第３の実
施例におけるEVF内に表示される被写体の大きさを設定
する際に用いられるスケールを示す図、第12図は本発明
の第３の実施例の動作を示すフローチャート、第13図は
第１の実施例における距離環絶対値エンコーダを説明す
るための図、第14図は本発明の第４の実施例の動作を示
すフローチャート、第15図は本発明の第４の実施例を示
すブロック図、第16図は本発明及び従来例で実施に適用
した４群ズームレンズ群の主要断面図、第17図は同じく
４群レンズ群の前玉繰り出し量と合焦距離の逆数との関
係を示す図、第18図は従来の距離環絶対値エンコーダの
構成例を示す正面図、第19図は同じく可変抵抗タイプの
エンコーダ出力特性を示す図、第20図は第18図ブラシの
一例を示す斜視図、第21図は第16図４群ズームのズーム
環回転角と焦点距離の関係を示す図である。１……前玉、２……変倍の為のレンズ群、34〜36……フ
ォトカプラ、37……AFモータ、43……パワーズームモー
タ、42,44……パルスジェネレータ、45……AIマイコ
ン、47……AFマイコン。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】焦点調節のための第一レンズ手段を移動さ
せるための焦点調節機構が単位量移動する毎に信号を出
力する第一移動量検知手段と、ズーミングのための第二
レンズ手段を移動させるためのズーミング機構が単位量
移動する毎に信号を出力する第二移動量検知手段と、前
記第一移動量検知手段からの信号に応答して該信号が前
記第一移動量検知手段から出力される毎に出力値を更新
する第一出力値形成手段と、前記第二移動量検知手段か
らの信号に応答して該信号が前記第二移動量検知手段か
ら出力される毎に出力値を更新する第二出力値形成手段
と、前記第一レンズ手段が所定位置から焦点調節のため
に移動した際の前記第一出力値形成手段の出力値と前記
第二出力値形成手段の出力値の差が一定となるように前
記ズーミング機構を駆動する駆動制御手段を設け、画面
内に占める対象物の大きさを略一定に制御することを特
徴とするレンズ位置制御装置。
【請求項２】前記焦点調節機構及び前記ズーミング機構
は、それぞれレンズ手段を駆動するためのモータ手段を
有するとともに、前記移動量検知手段は、前記モータ手
段の単位回転量毎に前記信号を出力する請求項１記載の
レンズ位置制御装置。