JP2002357763A

JP2002357763A - ズーム装置

Info

Publication number: JP2002357763A
Application number: JP2001166763A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Kikuchi; 健一菊地; Kazuhiko Sugimoto; 和彦杉本
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2002-12-13

Abstract

(57)【要約】【構成】ズーム用モータ２４でズームレンズ２２を移
動させることによって光学ズームを実現するとともに、
ディジタルズーム回路３０で画像信号にディジタル処理
を施すことによってディジタルズームを実現する。な
お、光学ズームが望遠限界に達したときに、ディジタル
ズームを機能させることによって、より大きなズーム倍
率を得る。また、ディジタルズームに切り換わった後で
かつ光学ズームに切り換わる前の任意のタイミングで、
ズーム用モータ２４を所定量だけ、具体的にはズーム用
モータ２４の動力をズームレンズ２２に伝達させるため
の伝達機構の遊びに相当する量だけ、逆転させる。【効果】ディジタルズームから光学ズームに切り換わ
るときに、ズーム用モータ２４の動力が直ぐにズームレ
ンズ２２に伝達されるので、当該切り換わり時のズーム
動作がスムーズになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ズーム装置に関し、
特にたとえば、ディジタルカメラ装置に適用され、第１
範囲のズーム倍率を光学レンズによって調整し、第１範
囲の最大値に連続する第２範囲のズーム倍率をディジタ
ル処理によって調整する、ズーム装置に関する。

【０００２】

【従来技術】いわゆる光学ズームとディジタルズームと
を組み合せたズーム装置では、光学ズームが望遠限界に
達した後もなおズームスイッチが望遠方向にＯＮされ続
けると、自動的にディジタルズームに切り換わる。一
方、ディジタルズーム域においてズームスイッチが広角
方向にＯＮされてディジタルズームが広角限界に達する
と、自動的に光学ズームに切り換わる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなズーム装置
においては、光学ズームおよびディジタルズームの一方
から他方に切り換わるとき、撮影者に対しその切り換わ
りを意識させないようにするために、ズーム倍率（画
角）をスムーズに変化させるのが望ましい。しかし、光
学ズームを構成する機構には、ズーム用モータの動力を
ズームレンズに伝達するためのギアや溝カムなどの伝達
機構が含まれている。これら伝達機構は当然に機械的な
遊びを有しているが、従来、この遊びによって、次のよ
うな問題が生じていた。すなわち、光学ズームからディ
ジタルズームに切り換わるときには、スムーズにズーム
倍率が変化するものの、ディジタルズームから光学ズー
ムに切り換わるときには、ズーム用モータがそれまでと
は反対の方向に回転するため、ズーム用モータの動力が
ズームレンズに伝達するまでに伝達機構の遊び量に相当
する時間遅れが生じる。したがって、ズーム用モータが
正常に回転しているにも係わらず、ズーム動作が一瞬止
まった状態となり、撮影者に違和感を与えてしまう。

【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、デ
ィジタルズームから光学ズームへ切り換わるときのズー
ム倍率の変化をスムーズなものにすることができる、ズ
ーム装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、第１範囲の
ズーム倍率を光学レンズによって調整し、第１範囲の最
大値に連続する第２範囲のズーム倍率をディジタル処理
によって調整するズーム装置において、ズーム倍率の連
続的な変更指示を受け付ける受付手段、変更指示がズー
ム倍率を第１範囲内で増加させるものであるとき順方向
に回転し、変更指示がズーム倍率を第１範囲内で減少さ
せるものであるとき逆方向に回転するモータ、モータの
動力を光学レンズに伝達する伝達機構、およびズーム倍
率が第２範囲に遷移した後でかつ第１範囲に戻る前の任
意のタイミングでモータを逆方向に所定量回転させる回
転制御手段を備えることを特徴とする、ズーム装置であ
る。

【０００６】

【作用】この発明では、第１範囲および第２範囲内でズ
ーム倍率を調整できる。このうち第１範囲においては、
光学レンズによってズーム倍率が調整される。一方、第
１範囲の最大値に連続する第２範囲においては、ディジ
タル処理によってズーム倍率が調整される。ところで、
ズーム倍率を連続的に変更する旨の変更指示が、受付手
段によって受け付けられる。ここで、変更指令がズーム
倍率を第１範囲内で増加させるものであるとき、換言す
れば望遠方向へのズーム動作を指示するものであると
き、モータは順方向に回転する。一方、変更指示がズー
ム倍率を第１範囲内で減少させるものであるとき、換言
すれば広角方向へのズーム動作を指示するものであると
き、モータは逆方向に回転する。そして、このモータの
動力は、伝達機構によって光学レンズに伝達され、これ
によって光学レンズによるズーム倍率の調整が実現され
る。さらに、ズーム倍率が第２範囲に遷移した後でかつ
第１範囲に戻る前、換言すれば光学ズームからディジタ
ルズームに切り換わった後でかつ光学ズームに切り換わ
る前に、回転制御手段が、任意のタイミングでモータを
広角方向である逆方向に所定量だけ回転させる。なお、
所定量は、伝達機構の遊びに相当する量とするのが望ま
しい。

【０００７】この発明のある実施例では、ズーム倍率を
減少させる変更指令を最初に受け付けるタイミングを、
任意のタイミングとすることができる。すなわち、望遠
方向にズーム動作することで光学ズームからディジタル
ズームに切り換わった後、最初に広角方向にズーム動作
するときに、モータを伝達機構の遊びに相当する分だけ
逆転させるのである。

【０００８】なお、伝達機構は、原動節と従動節とを備
えるカム機構を含むものであってもよい。具体的には、
原動節および従動節の一方は、第１接触縁と第２接触縁
とが形成された凹部を有するものとする。そして、原動
節および従動節の他方は、当該凹部に係合する凸部を有
し、この凸部は、モータが順方向に回転するとき第１接
触縁と接触し、モータが逆方向に回転するとき第２接触
縁と接触するものとする。この場合、凸部が第１接触縁
と接触しているときの当該凸部と第２接触縁との間隙に
相当する量が、所定量に含まれる。

【０００９】また、伝達機構は、ギア機構を含むもので
あってもよい。この場合、所定量には、ギア機構のバッ
クラッシに相当する量が含まれる。

【００１０】

【発明の効果】この発明によれば、光学ズームからディ
ジタルズームに切り換わった後でかつ光学ズームに切り
換わる前に、モータが伝達機構の遊びに相当する分だけ
逆転される。したがって、ディジタルズームから光学ズ
ームに切り換わるときには、既に伝達機構の遊びが存在
しない状態にあるので、モータの動力が瞬時に光学レン
ズに伝達され、ズーム倍率がスムーズに変化するという
効果がある。

【００１１】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００１２】

【実施例】図１を参照して、第１実施例のディジタルカ
メラ装置１０は、フォーカスレンズユニット１２とズー
ムレンズユニット１４とを有している。このうちフォー
カスレンズユニット１２は、フォーカスレンズ１６と、
このフォーカスレンズ１６の焦点位置を変化させるため
のフォーカス用モータ１８とを含む。なお、フォーカス
用モータ１８は、ステッピング・モータであり、ＣＰＵ
（Central Processing Unit）２０から与えられる矩形
波パルスのフォーカス制御信号に従って駆動される。一
方、ズームレンズユニット１４は、ズームレンズ２２
と、このズームレンズ２２の焦点位置を変化させるため
のズーム用モータ２４とを含む。このズーム用モータ２
４もまた、ステッピング・モータであり、ＣＰＵ２０か
ら与えられる矩形波パルスの光学ズーム制御信号に従っ
て駆動される。

【００１３】フォーカスレンズ１６およびズームレンズ
２２を通してＣＣＤ（Charge Coupled Device）型の撮
像素子２６に入力される図示しない被写体の光学像は、
ここでアナログの電気信号、すなわち画像信号に変換さ
れる。そして、変換後の画像信号は、信号処理回路２８
に入力され、ここで増幅処理やフィルタリング処理など
の所定の処理が施された後、ディジタルズーム回路３０
に入力される。ディジタルズーム回路３０は、入力され
る画像信号をディジタル化してディジタル画像信号を生
成するとともに、このディジタル画像信号に対しＣＰＵ
２０から与えられるディジタルズーム制御信号に応じて
ディジタルズーム処理を施す。そして、この処理後のデ
ィジタル画像信号は、表示制御回路３２を介して、液晶
モニタ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）３４に入力
され、これによって、モニタ３４の画面に被写体の撮影
画像が表示される。

【００１４】また、ディジタルズーム回路３０から出力
されるディジタル画像信号は、記録再生回路３６にも入
力される。記録再生回路３６は、入力されたディジタル
画像信号を、ＣＰＵ２０から与えられる記録制御信号に
応答して、スロット３８に収容されている着脱可能なメ
モリカード４０に記録する。また、記録再生回路３６
は、ＣＰＵ２０から再生制御信号が与えられると、これ
に応答して、メモリカード４０に記録されているディジ
タル画像信号を読み出す。この読み出されたディジタル
画像信号は、表示制御回路３２を介してモニタ３４に入
力され、これによって、モニタ３４の画面に被写体の記
録画像が表示される。

【００１５】さらに、この第１実施例のディジタルカメ
ラ装置１０は、信号処理回路２８による処理後の画像信
号が入力されるハイ・パス・フィルタ（ＨＰＦ）４２を
有している。ハイ・パス・フィルタ４２は、画像信号に含
まれる高周波数成分を抽出し、この抽出後の信号をフォ
ーカス処理回路４４に入力する。フォーカス処理回路４
４は、ハイ・パス・フィルタ４２によって抽出された信号
のレベルや先鋭度を評価し、この評価結果をＣＰＵ２０
に伝える。ＣＰＵ２０は、フォーカス処理回路４４によ
る評価結果に基づいて、フォーカスレンズ１６の焦点位
置を適切に調整するべく上述のフォーカス制御信号を生
成してフォーカス用モータ１８に供給する。

【００１６】また、ＣＰＵ２０には、操作スイッチ４６
が接続されている。この操作スイッチ４６は、望遠（Te
lephoto）ズームスイッチ４８および広角（Wide-angl
e）ズームスイッチ５０を含んでいる。ＣＰＵ２０は、
これら各ズームスイッチ４８および５０の操作に応じ
て、上述した光学ズーム制御信号をズーム用モータ２４
に供給するとともに、ディジタルズーム制御信号をディ
ジタルズーム回路３０に供給する。なお、望遠ズームス
イッチ４８が継続してＯＮされているとき、または広角
ズームスイッチ５０が継続してＯＮされているとき、Ｃ
ＰＵ２０は、光学ズーム制御信号またはディジタルズー
ム制御信号としての矩形波パルスを連続して出力する。
また、各ズームスイッチ４８および５０が同時にＯＮさ
れているときには、ＣＰＵ２０は、光学ズーム制御信号
およびディジタルズーム制御信号のいずれをも出力しな
い。各ズームスイッチ４８および５０として、１つのシ
ーソ型スイッチを用いることによって、任意の一方のみ
をＯＮできるようにしてもよい。

【００１７】そして、図には示さないが、操作スイッチ
４６には、録画スイッチおよび再生スイッチも含まれて
いる。このうち録画スイッチをＯＮすると、ＣＰＵ３０
は録画モードに入り、上述した録画制御信号を生成して
記録再生回路３６に供給する。一方、再生スイッチをＯ
Ｎすると、ＣＰＵ３０は再生モードに入り、上述した再
生制御信号を生成して記録再生回路３６に供給する。こ
のＣＰＵ３０の動作を制御するための制御プログラム
は、メモリ５２に記憶されている。

【００１８】以上の説明から判るように、この第１実施
例のディジタルカメラ装置１０は、ズームレンズ２２の
焦点位置を変化させることによってズーム倍率を調整す
るという光学ズーム機能と、撮影された画像信号をディ
ジタル処理することによってズーム倍率を調整するとい
うディジタルズーム機能とを備えている。このうち光学
ズーム機能によるズーム倍率Ｍoは、最大で１０倍であ
り、上述した光学ズーム制御信号に従ってズーム用モー
タ２４を駆動することによって、Ｍo＝１．００〜１
０．００の範囲内で０．０１倍ずつ、言わば連続的に当
該ズーム倍率Ｍoを可変できる。一方、ディジタルズー
ム機能によるズーム倍率Ｍdは、最大で２．７倍であ
り、上述したディジタルズーム制御信号に従ってディジ
タルズーム回路３０を制御することで、Ｍd＝１．００
〜２．７０の範囲内で０．０１倍ずつ当該ズーム倍率Ｍ
dを可変できる。したがって、これらのズーム機能を互
いに組み合せることによって、装置全体のズーム倍率Ｍ
として、Ｍ＝Ｍo×Ｍdという倍率、すなわち最大で２７
倍のズーム倍率Ｍを得ることができる。

【００１９】ただし、この第１実施例では、図２に示す
ように、装置全体のズーム倍率Ｍを、Ｍ＝１．００〜１
０．００までの光学ズーム域と、Ｍ＝１０．００〜２
７．００までのディジタルズーム域と、の２つの領域に
分けている。そして、光学ズーム域については、ディジ
タルズーム機能によるズーム倍率ＭdをＭd＝１とし、光
学ズーム機能によるズーム倍率Ｍoのみを変化させるこ
とによって装置全体のズーム倍率Ｍを０．０１倍間隔で
Ｍ＝１．００〜１０．００の範囲内で調整する。そし
て、光学ズーム機能によるズーム倍率Ｍoが最大値（Ｍo
＝１０．００）になったときに、ディジタルズーム機能
によるズーム倍率Ｍdを変化させ、これによってディジ
タルズーム域における装置全体のズーム倍率Ｍを０．０
１倍間隔でＭ＝１０．００〜２７．００の範囲内で調整
する。

【００２０】ここで、光学ズーム機能を担うズームレン
ズユニット１４の概略構造を、図３に示す。同図に示す
ように、ズームレンズユニット１４は、若干厚めの板状
のベース部１００を有している。このベース部１００の
略中央には、一方の面から他方の面に貫通する凸状の貫
通孔１０２が穿設されており、この貫通孔１０２内に嵌
合するように撮像素子２６を内蔵したＣＣＤユニット１
０４が固定されている。

【００２１】また、ベース部１００における撮像素子２
６の受光面が向いている側（同図において左側）の面に
は、ＣＣＤユニット１０４を中心としてその周囲を囲む
ように、円筒状の固定枠１０６の一端が固定されてい
る。そして、固定枠１０６の他端には、当該固定枠１０
６の内周壁に連続する内周壁を有する円筒状の回転枠１
０８の一端が取り付けられている。

【００２２】回転枠１０８は、自身の円周方向に沿って
回転可能とされており、一端側（固定枠１０６側）の外
周壁には円周方向に沿って複数の歯１１０が形成されて
いる。さらに、回転枠１０８の周壁の一端寄りの部分か
ら他端寄りの部分にわたって、内周壁から外周壁に貫通
する細長いカム溝（厳密には一種の貫通孔）１１２が、
当該一端から他端に向かう方向に対し斜めの方向に形成
されている。

【００２３】そして、回転枠１０８の内部空間には、回
転枠１０８の内径寸法よりも若干小さめの外径寸法を有
する円筒状の移動枠１１４が、自身の外周壁を回転枠１
０８の内周壁に沿わせた状態で収容されている。そし
て、移動枠１１４におけるベース部１００側の端部に、
保持部１１６を介してズームレンズ２２がその光軸１１
８を撮像素子２６の中心に一致させた状態で固定されて
いる。さらに、移動枠１１４の外周壁上の所定位置（同
図では保持部１１６に近い位置）には、外方に突出した
ピン１２０が固定されている。このピン１２０は、カム
溝１１２内に位置している。すなわち、これらカム溝１
１２とピン１２０とは互いに係合しており、これによっ
て、カム溝１１２を含む回転枠１０８を原動節とし、ピ
ン１２０を含む移動枠１１４を従動節とするカム機構を
構成している。なお、ピン１２０の外周壁と、これを挟
むカム溝１１２の互いに対向する２つの内側面１１２ａ
および１１２ｂとの間には、遊びとしての間隙１２２が
設けられている。また、図には示さないが、移動枠１１
４は、それ自身が回転枠１０８とともに回転しないよう
な構造とされている。

【００２４】さらに、固定部１０６の外周壁の近傍に、
ズーム用モータ２４が設けられている。ズーム用モータ
２４は、自身の回転シャフト２４ａを固定枠１０６の他
端側に向けた状態でかつ回転シャフト２４ａが光軸１１
２方向に対して平行を成すようにベース部１００に固定
されている。そして、回転シャフト２４ａには、上述し
た歯１１０と噛み合う複数の歯１２４を有する歯車１２
６が取り付けられている。

【００２５】このような構成のズームレンズユニット１
４によれば、同図に矢印２００で示すようにズーム用モ
ータ２４の回転シャフト２４ａが回転すると、その動力
が歯車１２６を介して回転枠１０８に伝達される。これ
によって、回転枠１０８が、光軸１１８を中心に回転
し、この回転枠１０８に形成されたカム溝１１２によっ
てピン１２０が光軸１１８方向に沿って案内される。そ
の結果、矢印２０２で示すように移動枠１１４とともに
ズームレンズ２２が光軸１１８方向に沿って移動し、す
なわちズーム動作する。

【００２６】具体的には、図４に示すように、ズーム用
モータ２４の回転シャフト２４ａが矢印２０４で示され
る方向に回転すると、回転枠１０８は、それと反対方向
に回転する。これによって、カム溝１１２の内側面１１
２ａ，１１２ｂのうちベース部１００側の内側面１１２
ａがピン１２０の外周壁に接触し、ピン１２０に対して
ベース部１００から離れる方向に向かう押圧力が働く。
その結果、矢印２０６で示すように、移動枠１１４が回
転枠１０８内（他端側）から繰り出される方向に移動
し、これに伴いズームレンズ２２が撮像素子２６から離
れる方向に移動する。なお、この図４に示すように、ズ
ームレンズ２２が繰り出し方向に移動すると、ズーム倍
率Ｍoは増大し、すなわち望遠方向にズーム動作する。

【００２７】これとは反対に、図５に示すように、ズー
ム用モータ２４の回転シャフト２４ａが矢印２０８で示
される方向に回転すると、カム溝１１２の内側面１１２
ａ，１１２ｂのうちベース部１００から遠い側の内側面
１１２ｂがピン１２０の外周壁に接触する。これによっ
て、ピン１２０に対してベース部１００に近づく方向に
向かう押圧力が働き、矢印２１０で示すように移動枠１
１４が回転枠１０８内に繰り込まれる方向に移動する。
そして、この移動枠１１４の移動に伴って、ズームレン
ズ２２が撮像素子２６に近づく方向に移動する。なお、
この図５に示すように、ズームレンズ２２が繰り込み方
向に移動すると、ズーム倍率Ｍoは減少し、すなわち広
角方向にズーム動作する。

【００２８】一方のディジタルズーム機能を担うディジ
タルズーム回路３０については、公知の技術を用いるの
で、ここでは詳細な説明を省略する。

【００２９】このように構成されたディジタルカメラ装
置１０において、たとえば図６に示すように、或る時点
ｔ₁で、ズーム倍率Ｍが光学ズーム域内のある値Ａにあ
るとする。この状態で、望遠ズームスイッチ４８がＯＮ
されると、ＣＰＵ２０は、ズーム用モータ２４に対して
望遠方向にズーム動作するよう制御する（厳密には、こ
の制御を実現するための光学ズーム制御信号を生成して
ズーム用モータ２４に供給する）。これによって、光学
ズーム機能による望遠方向へのズーム動作が開始され、
同図にグラフＸで示すように、時間ｔの経過とともにズ
ーム倍率Ｍ（Ｍo）が連続的に（厳密には、０．０１倍
間隔で）増加する。なお、ＣＰＵ２０は、自身が生成す
る光学ズーム制御信号およびディジタルズーム制御信号
から、ズーム倍率Ｍ（ＭoおよびMd）がどれくらいであ
るかを検知する。

【００３０】そして、時点ｔ₂で、ズーム倍率ＭがＭ＝
１０となり光学ズーム域の望遠限界に達すると、ＣＰＵ
２０は、ズーム用モータ２４の駆動を停止する。このと
き、なおも継続して望遠ズームスイッチ４８がＯＮされ
ている場合、ＣＰＵ２０は、ディジタルズーム回路３０
に対して望遠方向にズーム動作するよう制御する（厳密
には、この制御を実現するためのディジタルズーム制御
信号を生成してディジタルズーム回路３０に供給す
る）。これによって、光学ズーム機能によるズーム動作
からディジタルズーム機能によるズーム動作に切り換わ
り、時間の経過とともにズーム倍率Ｍ（Ｍd）が連続的
に（厳密には、０．０１倍間隔で）増加する。そして、
ズーム倍率Ｍがディジタルズーム域内のある値Ｂになっ
た時点ｔ₃で、それまでＯＮされていた望遠ズームスイ
ッチ４８がＯＦＦされると、ＣＰＵ３０は、ズーム動作
を停止するよう（すなわち、その時点ｔ₃でのズーム倍
率Ｍdを保持するよう）ディジタルズーム回路３０を制
御する。

【００３１】次に、時点ｔ₃の状態から時点ｔ₄におい
て、広角ズームスイッチ５０がＯＮされるとする。する
と、ＣＰＵ２０は、ディジタルズーム回路３０に対して
広角側にズーム動作するよう制御する。これによって、
ディジタルズーム機能による広角方向へのズーム動作が
開始され、同図にグラフＹ’で示すように、時間ｔの経
過とともにズーム倍率Ｍ（Ｍd）が連続的に減少する。

【００３２】そして、時点ｔ₅で、ズーム倍率ＭがＭ＝
１０となりディジタルズーム域の広角限界に達すると、
ＣＰＵ２０は、ディジタルズーム回路３０によるズーム
動作を停止する。このとき、なおも継続して広角ズーム
スイッチ５０がＯＮされていると、ＣＰＵ２０は、ズー
ム用モータ２４に対して広角方向にズーム動作するよう
制御する。これによって、ディジタルズーム機能による
ズーム動作から光学ズーム機能によるズーム動作に切り
換わる。

【００３３】ただし、ここで注意しなければならないの
は、ズーム用モータ２４の動力をズームレンズ２２（回
転枠１０８）に伝達するための機構には、上述した間隙
１２２などの機械的な遊びがあるという点である。すな
わち、ズーム用モータ２４が或る方向に回転している状
態から反対の方向に回転するとき、このズーム用モータ
２４の動力がズームレンズ２２に伝達されるまでに、当
該遊びの大きさに応じた時間ｔdが掛かる。この時間ｔd
を生じさせる原因としては、特に間隙１２２の寸法（厳
密には回転枠１０８の円周方向における寸法）Ｄによる
影響が大きいが、これ以外にも歯車１２６の各歯１２４
と回転枠１０８側の各歯１１０との噛み合い部分の間隙
（バックラッシュ）による影響もある。

【００３４】したがって、上述の時刻ｔ₂においてズー
ム用モータ２４の駆動を停止させた後、この時刻ｔ₂に
おけるズーム用モータ２４の状態をそのまま放置してお
くと、時刻ｔ₅においてズーム用モータ２４をそれまで
とは反対の方向に回転させるときに、その動力がズーム
レンズ２２に伝達されるまでに上述の時間ｔdが掛か
る。これによって、図６に符号Ｚで示すように、時刻ｔ
₅から時間ｔdの間だけズーム動作が停止した状態とな
り、撮影者に違和感を与えてしまう。この点が、従来技
術において問題としていた点である。この問題は、ズー
ム動作（ズーム倍率Ｍの変化）のスピードが速いほど、
顕著に現れる。ズーム動作が速いと、上述の時間ｔdが
相対的に大きくなるからである。

【００３５】そこで、この第1実施例では、光学ズーム
域からディジタルズーム域へ遷移した後、最初に広角ズ
ームスイッチ５０がＯＮされたとき（図６においては時
点ｔ ₄のとき）に、ズーム用モータ２４を上述の遊びの
大きさに相当する分だけ逆転させる。このように、ディ
ジタルズーム動作から光学ズーム動作に切り換わる時点
ｔ₅よりも前の時点で、ズーム用モータ２４を予め遊び
分だけ逆転させることによって、図７にグラフＹで示す
ように当該時点ｔ₅におけるズーム動作の切り換わりを
スムーズにすることができる。

【００３６】なお、光学ズーム動作に切り換わった後
は、広角ズームスイッチ５０がＯＦＦされるか若しくは
広角限界に達するまで、時間ｔの経過とともにズーム倍
率Ｍ（Ｍo）が連続的に減少する。

【００３７】実際の実験で使用したズームレンズユニッ
ト１４によれば、上述の遊びの大きさは、ズーム倍率Ｍ
（Ｍo）に換算して約０．５倍に相当する大きさであっ
た。この０．５倍というズーム倍率Ｍは、当該ズーム倍
率Ｍの最大値（２７倍）の約２パーセントに相当する値
である。したがって、たとえばこの発明を適用せずにズ
ーム倍率Ｍを最大値から最小値（１倍）まで一気に変化
させた場合、このズーム動作に掛かる全時間のうちの約
２パーセントの間、ズーム動作が停止した状態となる。
この点からも、この発明の有効性が伺える。なお、遊び
の殆どは、上述の溝カム機構の間隙１２２（寸法Ｄ）に
よるものであり、当該間隙１２２による影響に比べれ
ば、歯車１２６の各歯１２４と回転枠１０８側の各歯１
１０との噛み合い部分のバックラッシュによる影響は無
視できるほどに小さかった。

【００３８】このようにして光学ズーム域およびディジ
タルズーム域の双方にわたって一連のズーム動作を実現
するために、この第１実施例におけるＣＰＵ２０は、上
述した制御プログラムに従って図８および図９の各フロ
ー図で示される処理を実行する。

【００３９】図８を参照して、ＣＰＵ２０は、まず、ス
テップＳ１において望遠ズームスイッチ４８または広角
ズームスイッチ５０がＯＮされたか否かを判断する。こ
こで、望遠ズームスイッチ４８がＯＮされたと判断する
と、ＣＰＵ２０はステップＳ３に進み、現在のズーム倍
率Ｍが光学ズーム域およびディジタルズーム域のいずれ
にあるのかを判断する。この判断は、ズーム倍率Ｍが１
０以下（Ｍ≦１０）であるか否かによって行う。

【００４０】ステップＳ３において、ズーム倍率Ｍが光
学ズーム域にあると判断すると、ＣＰＵ２０は、ステッ
プＳ５に進み、ズーム用モータ２４を反転させたか否か
を表すフラグＲをクリアし、具体的にはフラグＲに
“０”という値を設定する。そして、ステップＳ７にお
いて、ズーム倍率Ｍが光学ズーム域における望遠限界に
達したか否か、すなわちＭ＝１０であるか否かを判断す
る。

【００４１】ステップＳ７において、ズーム倍率Ｍが光
学ズーム域における望遠限界に未だ達していないと判断
した場合には、ＣＰＵ２０は、ステップＳ９に進む。そ
して、このステップＳ９により、望遠方向に０．０１倍
分だけズーム動作するようズーム用モータ２４を駆動さ
せた後、ステップＳ１に戻る。

【００４２】一方、ステップＳ７において、ズーム倍率
Ｍが光学ズーム域における望遠限界に達したと判断した
場合は、ＣＰＵ２０は、ステップＳ１１に進む。また、
ステップＳ３において、ズーム倍率Ｍがディジタルズー
ム域にあると判断した場合も、ＣＰＵ２０は、ステップ
Ｓ１１に進む。

【００４３】ステップＳ１１では、ＣＰＵ２０は、ズー
ム倍率Ｍがディジタルズーム域の望遠限界に達したか否
か、すなわちＭ＝２７であるか否かを判断する。ここ
で、ズーム倍率Ｍがディジタルズーム域の望遠限界に達
していないと判断した場合、ＣＰＵ２０は、ステップＳ
１３に進み、望遠方向に０．０１倍分だけズーム動作す
るようディジタルズーム回路３０を制御する。そして、
このステップＳ１３を処理した後、ＣＰＵ２０は、ステ
ップＳ１に戻る。なお、ステップＳ１１において、ズー
ム倍率Ｍがディジタルズーム域の望遠限界に達したと判
断した場合には、ＣＰＵ２０は、直接ステップＳ１に戻
る。

【００４４】ステップＳ１において、広角ズームスイッ
チ５０がＯＮされると、ＣＰＵ２０は図９のステップＳ
１５に進む。そして、このステップＳ１５において、現
在のズーム倍率Ｍが光学ズーム域およびディジタルズー
ム域のいずれにあるのかを判断する。

【００４５】ここで、ズーム倍率Ｍが光学ズーム域にあ
ると判断すると、ＣＰＵ２０は、ステップＳ１７に進
み、上述したフラグＲをクリアする。そして、ステップ
Ｓ１９において、ズーム倍率Ｍが光学ズーム域の広角限
界に達したか否かを判断する。

【００４６】ステップＳ１９において、ズーム倍率Ｍが
光学ズーム域の広角限界に未だ達していないと判断した
場合には、ＣＰＵ２０は、ステップＳ２１に進む。そし
て、このステップＳ２１において、広角方向に０．０１
倍分だけズーム動作するようズーム用モータ２４を駆動
させた後、ステップＳ１に戻る。これとは反対に、ステ
ップＳ１９において、ズーム倍率Ｍが光学ズーム域の広
角限界に達したと判断すると、ＣＰＵ２０は、図８のス
テップＳ１に戻る。

【００４７】一方、ステップＳ１５において、ズーム倍
率Ｍがディジタルズーム域にあると判断すると、ＣＰＵ
２０は、ステップＳ２３に進み、ここで上述のフラグＲ
がセットされているか否か、すなわちＲ＝１であるかを
判断する。そして、フラグＲがセットされていると判断
すると、ＣＰＵ２０は、ステップＳ２５に進み、ズーム
倍率Ｍがディジタルズーム域における広角限界に達した
か否か、すなわちＭ＝１０であるか否かを判断する。

【００４８】そして、このステップＳ２５において、ズ
ーム倍率Ｍがディジタルズーム域の広角限界に達してい
ないと判断すると、ＣＰＵ２０は、ステップＳ２７に進
み、広角方向に０．０１倍分だけズーム動作するようデ
ィジタルズーム回路３０を制御する。そして、このステ
ップＳ２７の処理後、ＣＰＵ２０は、図８のステップＳ
１に戻る。なお、ステップＳ２５において、ズーム倍率
Ｍがディジタルズーム域の広角限界に達したと判断した
場合には、ＣＰＵ２０は、ステップＳ１９に進む。

【００４９】さらに、ステップＳ２３において、フラグ
Ｒが未だセットされていないと判断した場合には、ＣＰ
Ｕ２０は、ステップＳ２９に進む。そして、このステッ
プＳ２９において、ズーム用モータ２４を上述した遊び
量に相当する分だけ広角方向にズーム動作する方向に回
転（逆転）させる。そして、このステップＳ２９の処理
後、ステップＳ３１において、フラグＲをセットした
後、図８のステップＳ１に戻る。

【００５０】なお、この第1実施例では、光学ズーム域
からディジタルズーム域に遷移した後、最初に広角方向
にズーム動作する時点（図７における時点ｔ₄）でズー
ム用モータ２４を逆転させるようにしたが、これに限ら
ない。たとえば、光学ズーム域からディジタルズーム域
への遷移後に最初にズーム動作が停止された時点（図７
における時点ｔ₃）でズーム用モータ２４を逆転させて
もよい。或いは、ディジタルズーム域に遷移してから最
初にズーム動作が停止された後、望遠側および広角側の
いずれに関係なく再度ズーム動作が開始される時点（図
示せず）でズーム用モータ２４を逆転させてもよい。

【００５１】さらには、光学ズーム域からディジタルズ
ーム域に遷移した後、最初にズーム倍率Ｍが所定値と一
致したときに、ズーム用モータ２４を逆転させてもよ
い。なお、所定値としては、ディジタルズーム域におけ
る広角限界（すなわちＭ＝１０）、若しくはこれに近い
値を設定するのが望ましい。

【００５２】次に、図１０〜図１２を参照して、この発
明の第２実施例について説明する。

【００５３】第２実施例においては、ズームレンズユニ
ット１４として図１０に示すような構成のものを採用す
る。なお、このズームレンズユニット１４以外の構成に
ついては、第１実施例と同様であるので、それらの説明
は省略する。

【００５４】同図に示すように、この第２実施例におけ
るズームレンズユニット１４は、第１実施例と同様のベ
ース部１００を有している。そして、このベース１００
に設けられた貫通孔１０２に、ＣＣＤユニット１０４が
第１実施例と同様に固定されている。

【００５５】ベース部１００における撮像素子２６の受
光面が向いている側（同図において左側）の面には、Ｃ
ＣＤユニット１０４を中心としてその周囲を囲むよう
に、円筒状の固定枠１５０の一端が固定されている。そ
して、固定枠１５０の他端には、中央に所定寸法のアパ
ーチャ１５２が形成された遮蔽板１５４が設けられてい
る。

【００５６】さらに、固定枠１５０の内部には、互いに
平行を成す２本の案内棒１５６，１５８が設けられてい
る。これら各案内棒１５６，１５８の各一端は、それぞ
れの間にＣＣＤユニット１０４を挟んだ状態で各々ベー
ス１００に結合されており、各他端は、それぞれの間に
アパーチャ１５２を挟んだ状態で遮蔽版１５４に結合さ
れている。

【００５７】そして、各案内棒１５６，１５８がそれぞ
れ挿通される２つの貫通孔１６０，１６２が穿設された
保持部１６４によって、ズームレンズ２２が保持されて
いる。なお、この第２実施例においても、ズームレンズ
２２は、自身の光軸１１８をを撮像素子２６の中心に一
致させた状態で、保持部１６４に保持されている。

【００５８】また、保持部１６４は、光軸１１８方向を
横切る方向に沿って突出する棒状の引出部１６６を有し
ている。この引出部１６６は、固定枠１５０の側壁に穿
設された長孔１６８を通して固定枠１５０の外方に引き
出されており、この外方に引き出された引出部１６６の
先端には、光軸１１８方向に沿う方向に貫通するネジ孔
１７０を有するナット１７２が設けられている。なお、
長孔１６８は、光軸１１８方向に沿う方向を自身の長手
方向とするように穿設されている。

【００５９】一方、ズーム用モータ２４は、上述の長孔
１６８よりも若干長めの回転シャフト２４ｂを有するも
ので、この回転シャフト２４ｂには雄ねじが形成されて
いる。そして、ズーム用モータ２４は、回転シャフト２
４ｂを固定枠１５０の他端側に向けた状態でかつ回転シ
ャフト２４ｂが光軸１１２方向に対して平行を成すよう
に、ベース部１００に固定されている。さらに、回転シ
ャフト２４ｂの雄ネジは、上述のナット１７２のネジ孔
（雌ネジ）１７０と螺合している。

【００６０】このように構成されたズームレンズユニッ
ト１４によれば、同図に矢印２１２で示すようにズーム
用モータ２４の回転シャフト２４ｂが回転すると、この
回転に応じて当該回転シャフト２４ｂに対するナット１
７２の螺合位置が変化する。すなわち、ナット１７２を
移動ネジとし、回転シャフト２４ｂを送りネジとする送
りネジ機構が形成される。この送りネジ機構によって、
同図に矢印２１４で示すように、保持部１６４とともに
ズームレンズ２２が光軸１１８方向に沿って移動し、す
なわちズーム動作する。

【００６１】ところで、この第２実施例におけるズーム
レンズユニット１４の構成では、図１１および図１２に
示すように、ナット１７２のネジ山１７０ａ（またはネ
ジ谷１７０ｂ）と回転シャフト２４ｂに形成された雄ネ
ジのネジ山２４ｃ（またはネジ谷２４ｄ）との間に、遊
びとしての間隙（いわゆるバックラッシ）１７４があ
る。そこで、光学ズーム動作からディジタルズーム動作
に切り換わる度に、上述した第１実施例と同じタイミン
グで、当該間隙１７４の寸法Ｄ’を含む遊び量に相当す
る分だけズーム用モータ２４を逆転させれば、第１実施
例と同様の効果が得られる。なお、図１１は望遠方向に
ズーム動作するときの状態を表し、図１２は広角方向に
ズーム動作するときの状態を示す。

【００６２】なお、上述の各実施例では、この発明をデ
ィジタルカメラ装置１０に適用する場合について説明し
たが、これに限らない。たとえばビデオカメラ装置や監
視カメラ装置などの他のカメラ装置にも、この発明を適
用できることは言うまでもない。

【００６３】また、ズーム用モータ２４として、ステッ
ピングモータを用いたが、ステッピングモータ以外のモ
ータを用いてもよい。ただし、ステッピングモータは、
フィードバック制御を必要としないので、その分、ズー
ムレンズユニット１４の構成を簡素化できる。

【００６４】そして、ズーム用モータ２４の動力をズー
ムレンズ２２に伝達するのに、カム溝１１２とピン１２
０とから成る溝カム機構や、ナット１７２と回転シャフ
ト２４ｂとから成る送りネジ機構を用いたが、たとえば
ベルト機構やラック・アンド・ピニオン機構などの他の
伝達機構を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例の全体構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】図１の実施例におけるズーム範囲を概念的に示
す図解図である。

【図３】図１の実施例におけるズームレンズユニットの
概略構成図である。

【図４】図３のズームレンズユニットにおいて、望遠方
向にズーム動作するときの状態を示す図である。

【図５】図３のズームレンズユニットにおいて、広角方
向にズーム動作するときの状態を示す図である、

【図６】ズームスイッチをＯＮしたときの時間の経過と
ズーム倍率の変化との関係を示す図で、従来技術の問題
点を説明するための図解図である。

【図７】図１の実施例によって従来の問題点を解決した
結果を示す図解図である。

【図８】図１の実施例におけるＣＰＵの動作を示すフロ
ー図である。

【図９】図８に続くフロー図である。

【図１０】この発明の第２実施例におけるズームレンズ
ユニットの概略構成を示す図である。

【図１１】図１０における移動ねじと送りねじとの結合
状態を示す図で、望遠方向にズーム動作するときの状態
を示す図解図である。

【図１２】図１０における移動ねじと送りねじとの結合
状態を示す図で、広角方向にズーム動作するときの状態
を示す図解図である。

【符号の説明】

１４…ズームレンズユニット２２…ズームレンズ２４…ズーム用モータ２０…ＣＰＵ３０…ディジタルズーム回路４８…望遠ズームスイッチ５０…広角ズームスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｂ 19/02 Ｇ０３Ｂ 19/02 Ｈ０４Ｎ 5/228 Ｈ０４Ｎ 5/228 Ｚ 5/232 5/232 Ａ // Ｈ０４Ｎ 101:00 101:00 Ｆターム(参考） 2H044 DA02 DB02 DC09 DD03 DD08 DD17 DE06 2H054 AA01 BB08 BB11 CD00 3J062 AA36 AB32 AC07 BA29 BA35 CC13 5C022 AA13 AB36 AB66 AC54 AC74

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１範囲のズーム倍率を光学レンズによっ
て調整し、前記第１範囲の最大値に連続する第２範囲の
ズーム倍率をディジタル処理によって調整するズーム装
置において、前記ズーム倍率の連続的な変更指示を受け付ける受付手
段、前記変更指示が前記ズーム倍率を前記第１範囲内で増加
させるものであるとき順方向に回転し、前記変更指示が
前記ズーム倍率を前記第１範囲内で減少させるものであ
るとき逆方向に回転するモータ、前記モータの動力を前記光学レンズに伝達する伝達機
構、および前記ズーム倍率が前記第２範囲に遷移した後
でかつ前記第１範囲に戻る前の任意のタイミングで前記
モータを前記逆方向に所定量回転させる回転制御手段を
備えることを特徴とする、ズーム装置。
【請求項２】前記任意のタイミングは前記ズーム倍率を
減少させる変更指令を最初に受け付けるタイミングであ
る、請求項１記載のズーム装置。
【請求項３】前記所定量は前記伝達機構の遊びに相当す
る量である、請求項１または２記載のズーム装置。
【請求項４】前記伝達機構は原動節と従動節とを備える
カム機構を含み、前記原動節および前記従動節の一方は第１接触縁と第２
接触縁とが形成された凹部を有し、前記原動節および前記従動節の他方は、前記凹部と係合
する凸部を有し、前記凸部は、前記モータが前記順方向
に回転するとき前記第１接触縁と接触し、前記モータが
前記逆方向に回転するとき前記第２接触縁と接触し、前記所定量は前記凸部が前記第１接触縁と接触している
ときの前記凸部と前記第２接触縁との間隙に相当する量
を含む、請求項１ないし３のいずれかに記載のズーム装
置。
【請求項５】前記伝達機構はギア機構を含み、前記所定量は前記ギア機構のバックラッシに相当する量
を含む、請求項１ないし４のいずれかに記載のズーム装
置。