JP2003241078A - 光学機器 - Google Patents

光学機器

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JP2003241078A JP2002046506A JP2002046506A JP2003241078A JP 2003241078 A JP2003241078 A JP 2003241078A JP 2002046506 A JP2002046506 A JP 2002046506A JP 2002046506 A JP2002046506 A JP 2002046506A JP 2003241078 A JP2003241078 A JP 2003241078A
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focus lens
aperture
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＮＤフィルタ等のフィルタ部材を光学系の光
路内に進入した場合にピントずれが発生し、常に合焦状
態を維持できない。 【解決手段】 フィルタ部材の進入で生じるピントズレ
を補正するフォーカスレンズの補正量を、変倍レンズの
変倍位置（ズーム位置）に応じた補正値（単焦点レンズ
の場合は予め設定した補正値）と、フィルタ部材を絞り
羽根に一体に設け、各絞り値の開口径に対するフィルタ
部材の占める面積に対応する補正係数とを用いて得て、
この得られた補正量でフォーカスレンズの位置を補正す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は撮影光学系の光路内
に進退自在のフィルタ部材を有するビデオカメラ、スチ
ルカメラ等の光学機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】スチルカメラ、ビデオカメラで撮影をす
る際、被写体が明るいときに絞り径が小さくなりすぎる
と、回折による画質の劣化と焦点深度の増大によるゴミ
の写り込みが問題となる。そこで、絞り径が小さくなり
すぎるのを防止するため、撮影レンズの絞り装置の絞り
羽根にＮＤフィルタを直接取付け、複数の絞り羽根を駆
動して絞り開口を形成すると共に、絞り羽根に一体に取
付けられたＮＤフィルタを絞り開口に進入させるように
したものがある。また、絞り装置の絞り羽根とは別にＮ
Ｄフィルタを独立して進退させ、自動あるいは手動でＮ
Ｄフィルタの進退を切換えられるようにしている絞り装
置を備えたカメラもある。
【０００３】一方、夜間撮影時など被写体の形状が解り
づらい場合に、赤外カットフィルタを出し入れ可能に構
成し、赤外カットフィルタを光路から外すことで、赤外
光を多く取り込み、夜間でも被写体の形状が解るように
したカメラもある。
【０００４】ところで、ＮＤフィルタ等の光学部材を撮
影光学系の光路内に進入させると、光学部材の屈折率の
違いと部材の厚みによってピント位置がずれる。また、
通常撮影時に用いられる赤外カットフィルタを光路から
外した場合にもピント位置がずれる。通常はオートフォ
ーカスによって瞬時にピント合わせが行われるが、マニ
ュアルフォーカス時に被写体の明るさが変化しＮＤフィ
ルタの光路中における位置が変化した場合や、手動にて
ＮＤフィルタの出し入れを行った場合、あるいはポート
レートモードに切換えて絞りが開いた場合など、フィル
タの進入状態が変化することによって、ピントの合って
いない画像になってしまうことがある。
【０００５】近年のカメラの小型化、高画質化に伴い、
ＣＣＤの小型化、高画素化が進むと画素ピッチが小さく
なるため、従来であれば影響の少なかったＮＤフィルタ
の厚みによるピントズレも無視できなくなってきてい
る。
【０００６】そこで、特開平１１−２８９４８７では、
絞り装置の絞り羽根とは別体のＮＤフィルタを設け、絞
り羽根の駆動とは別にＮＤフィルタを光路中に出し入れ
駆動する構成が開示されている。そして、ＮＤフィルタ
の光路内への進入量を検知し、それに応じた補正量だけ
フォーカスレンズを駆動し、ピントズレを補正するよう
構成している。また、特開平１１−７２６９１、特開平
１１−３０５１０７では、絞り装置の絞り羽根とは別体
の光学フィルタを設け、絞り羽根の駆動とは別に光学フ
ィルタを光路中に完全に入れるか、または完全に退避さ
せる構成が開示されており、ズーム位置検出手段を有
し、ズーム位置に従った補正量をＮＤフィルタ、あるい
は赤外光カットフィルタの光路中にあるか否かによって
フォーカスレンズを駆動しピントズレを補正するよう構
成している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】特開平１１−２８９４
８７ではＮＤフィルタの進入量に応じたフォーカスレン
ズの補正量を有しているものの、光路の開口面積に対す
るＮＤフィルタの掛かった面積の割合は絞りの開口径に
よって変化するため、ＮＤフィルタの進入量だけでは正
確な補正量が得られないという問題があった。また、特
開平１１−７２６９１、特開平１１−３０５１０７では
ＮＤフィルタ等の光学部品が光路を完全に覆うか、完全
に退避している状態を想定しているため、光路上にＮＤ
フィルタが半掛りの状態での撮影を考慮していないた
め、正確な補正量が得られないという問題があった。
【０００８】従って、本発明は上記問題に鑑み、ＮＤフ
ィルタ等のフィルタ部材を光路内に進入した場合に生じ
るピントずれを良好に補正し、常に合焦状態を維持で
き、高画質な画像が得られる光学機器を提供することを
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、光軸に沿って移動して変倍を行う変倍レン
ズと、変倍時の補正および焦点合わせを行うフォーカス
レンズとを備えた光学系と、前記変倍レンズを駆動する
変倍駆動手段と、前記フォーカスレンズを駆動するフォ
ーカス駆動手段と、前記変倍レンズの位置を検出する変
倍位置検出手段と、前記フォーカスレンズの位置を検出
するフォーカス位置検出手段と、前記光学系の光路に対
し連続的に挿入状態が可変するように該光路に出し入れ
自在とされたフィルタ部材と、前記フィルタ部材の挿入
状態を検出するフィルタ状態検出手段と、前記変倍レン
ズの変倍移動時に、合焦状態を維持する前記変倍レンズ
の位置と前記フォーカスレンズの位置との関係の移動情
報を記憶した記憶手段と、前記フィルタ状態検出手段か
らの出力に応じて前記移動情報を補正して前記フォーカ
スレンズの駆動を制御する制御手段とを備えたことを特
徴とする光学機器を提供するものである。
【００１０】ここで、移動情報の補正はフォーカスレン
ズの位置を補正することであり、その補正量は、変倍レ
ンズの変倍位置（ズーム位置）に応じた補正値と、フィ
ルタの挿入量（挿入割合）に応じた（光路に占めるフィ
ルタの挿入割合に応じた）補正係数とから求めるもので
あり、これらの補正値、補正係数は記憶手段であるメモ
リに予め記憶させておき、該メモリからこれらの情報を
制御手段が引き出して補正量を求めるものである。な
お、変倍レンズの変倍位置（ズーム位置）に応じた補正
値は、代表的な複数箇所の変倍位置における補正値をメ
モリに記憶しておき、これらの補正値を用いるようにし
てもよい。
【００１１】また本発明は、光軸に沿って移動して変倍
を行う変倍レンズと、変倍時の補正および焦点合わせを
行うフォーカスレンズとを備えた光学系と、前記光学系
からの光学像を撮像する撮像素子と、前記変倍レンズを
駆動する変倍駆動手段と、前記フォーカスレンズを駆動
するフォーカス駆動手段と、前記変倍レンズの位置を検
出する変倍位置検出手段と、前記フォーカスレンズの位
置を検出するフォーカス位置検出手段と、複数の絞り羽
根を駆動して開口径を変化させて前記光学系の光量を変
化させる絞り部材と、前記絞り羽根の少なくとも１つに
一体に設けられ前記開口径を通過する光量を変化させる
フィルタ部材と、前記絞り部材の開口状態を検出する絞
り状態検出手段と、前記変倍レンズの変倍移動時に、合
焦状態を維持する前記変倍レンズの位置と前記フォーカ
スレンズの位置との関係の移動情報を記憶した記憶手段
と、前記絞り状態検出手段からの出力に応じて前記移動
情報を補正して前記フォーカスレンズの駆動を制御する
制御手段とを備えたことを特徴とする光学機器を提供す
るものである。
【００１２】ここで、前記絞り部材は複数の絞り羽根で
構成され、該複数の絞り羽根を相対的に移動することに
よって開口径（開口面積）を変化させ、前記フィルタ部
材は、前記複数の絞り羽根の少なくとも１つに固定さ
れ、前記複数の絞り羽根の相対的な移動に伴って、前記
フィルタ部材が前記開口径を覆う面積が変化する構成に
するのがよい。
【００１３】またここで、移動情報の補正はフォーカス
レンズの位置を補正することであり、その補正量は、変
倍レンズの変倍位置（ズーム位置）に応じた補正値と、
フィルタ部材が一体に設けられた絞り部材の絞り値（Ｆ
ナンバー）に応じた補正係数とから求めるものである。
絞り値（Ｆナンバー）に応じた補正係数は、フィルタ部
材が絞り羽根に一体に設けられているため、各絞り値の
開口径に対するフィルタ部材の占める面積に対応するこ
とになる。そして、これらの補正値、補正係数は記憶手
段であるメモリに予め記憶させておき、該メモリからこ
れらの情報を制御手段が引き出して補正量を求めるもの
である。
【００１４】また本発明は、光軸に沿って移動して変倍
を行う変倍レンズと、変倍時の補正および焦点合わせを
行うフォーカスレンズとを備えた光学系と、前記光学系
からの光学像を撮像する撮像素子と、前記変倍レンズを
駆動する変倍駆動手段と、前記フォーカスレンズを駆動
するフォーカス駆動手段と、前記変倍レンズの位置を検
出する変倍位置検出手段と、前記フォーカスレンズの位
置を検出するフォーカス位置検出手段と、前記光学系を
通過する光量を調整するよう開口径が変化する絞り部材
と、前記光学系の光路に対し出し入れ自在とされたフィ
ルタ部材と、前記絞り部材の開口状態を検出する絞り状
態検出手段と、前記フィルタ部材の挿入状態を検出する
フィルタ状態検出手段と、前記変倍レンズの変倍移動時
に、合焦状態を維持する前記変倍レンズの位置と前記フ
ォーカスレンズの位置との関係の移動情報を記憶した記
憶手段と、前記絞り状態検出手段からの出力および前記
フィルタ状態検出手段からの出力に応じて前記移動情報
を補正して前記フォーカスレンズの駆動を制御する制御
手段とを備えたことを特徴とする光学機器を提供するも
のである。
【００１５】また、前記フィルタ部材は、前記光学系の
光路に対し連続的に挿入状態が可変するように該光路に
出し入れ自在に駆動されるものである。
【００１６】ここで、移動情報の補正はフォーカスレン
ズの位置を補正することであり、その補正量は、変倍レ
ンズの変倍位置（ズーム位置）に応じた補正値と、絞り
部材の絞り値（Ｆナンバー）と該絞り値におけるフィル
タの挿入量（挿入割合）に応じた（各絞り値の開口径で
の光路に占めるフィルタの挿入割合に応じた）補正係数
とから求めるものであり、これらの補正値、補正係数は
記憶手段であるメモリに予め記憶させておき、該メモリ
からこれらの情報を制御手段が引き出して補正量を求め
るものである。なお、変倍レンズの変倍位置（ズーム位
置）に応じた補正値は、代表的な複数箇所の変倍位置に
おける補正値をメモリに記憶しておき、これらの補正値
を用いるようにしてもよい。
【００１７】さらに、前記フィルタ部材は、複数のフィ
ルタを有し該複数のフィルタの１つまたは複数を選択的
に出し入れするものでもよく、また、前記フィルタ部材
は、屈折率の異なる複数のフィルタを有し該複数のフィ
ルタの１つまたは複数を選択的に出し入れするものでも
よい。この場合、各フィルタに対応する補正係数を記憶
手段であるメモリに予め記憶させておき、選択的に光路
中に挿入されるフィルタの該光路への挿入を光学的セン
サ、磁気的センサ、電気的スイッチで検出し、検出した
フィルタに対応する補正係数をメモリから制御手段が引
き出して補正量を求めるようにしてもよい。
【００１８】また本発明は、単焦点レンズなどのフォー
カスレンズを備えた光学系と、前記光学系からの光学像
を撮像する撮像素子と、前記フォーカスレンズを駆動す
るフォーカス駆動手段と、前記フォーカスレンズの位置
を検出するフォーカス位置検出手段と、複数の絞り羽根
を駆動して開口径を変化させて前記光学系の光量を変化
させる絞り部材と、前記絞り羽根の少なくとも１つに一
体に設けられ前記開口径を通過する光量を変化させるフ
ィルタ部材と、前記絞り部材の開口状態を検出する絞り
状態検出手段と、前記絞り状態検出手段からの出力に応
じて前記フォーカスレンズの位置を補正するよう前記フ
ォーカスレンズの駆動を制御する制御手段とを備えたこ
とを特徴とする光学機器を提供するものである。
【００１９】ここで、前記絞り部材は複数の絞り羽根で
構成され、該複数の絞り羽根を相対的に移動することに
よって開口径（開口面積）を変化させ、前記フィルタ部
材は、前記複数の絞り羽根の少なくとも１つに固定さ
れ、前記複数の絞り羽根の相対的な移動に伴って、前記
フィルタ部材が前記開口径を覆う面積が変化する構成に
するのがよい。
【００２０】またここで、フォーカスレンズの位置の補
正の補正量は、予め設定した補正値（光学系の光路にフ
ィルタ部材が挿入されたときのピントずれを補正するた
めのフォーカスレンズの移動補正量）と、絞り部材の絞
り値（Ｆナンバー）に応じた補正係数とから求めるもの
である。絞り値（Ｆナンバー）に応じた補正係数は、フ
ィルタ部材が絞り羽根に一体に設けられているため、各
絞り値の開口径に対するフィルタ部材の占める面積に対
応する補正係数となる。そして、これらの補正値、補正
係数は記憶手段であるメモリに予め記憶させておき、該
メモリからこれらの情報を制御手段が引き出して補正量
を求めるものである。
【００２１】また本発明は、単焦点レンズなどのフォー
カスレンズを備えた光学系と、前記光学系からの光学像
を撮像する撮像素子と、前記フォーカスレンズを駆動す
るフォーカス駆動手段と、前記フォーカスレンズの位置
を検出するフォーカス位置検出手段と、前記光学系を通
過する光量を調整するよう開口径が変化する絞り部材
と、前記光学系の光路に対し連続的に挿入状態が可変す
るように該光路に出し入れ自在とされたフィルタ部材
と、前記絞り部材の開口状態を検出する絞り状態検出手
段と、前記フィルタ部材の挿入状態を検出するフィルタ
状態検出手段と、前記絞り状態検出手段からの出力およ
び前記フィルタ状態検出手段からの出力に応じて前記フ
ォーカスレンズの位置を補正するよう前記フォーカスレ
ンズの駆動を制御する制御手段とを備えたことを特徴と
する光学機器を提供するものである。
【００２２】また、前記フィルタ部材は、前記光学系の
光路に対し連続的に挿入状態が可変するように該光路に
出し入れ自在に駆動されるものである。
【００２３】ここで、フォーカスレンズの位置を補正の
補正量は、予め設定した補正値（光学系の光路にフィル
タ部材が挿入されたときのピントずれを補正するための
フォーカスレンズの移動補正量）と、絞り部材の絞り値
（Ｆナンバー）と該絞り値におけるフィルタの挿入量
（挿入割合）に応じた（各絞り値の開口径での光路に占
めるフィルタの挿入割合に応じた）補正係数とから求め
るものであり、これらの補正値、補正係数は記憶手段で
あるメモリに予め記憶させておき、該メモリからこれら
の情報を制御手段が引き出して補正量を求めるものであ
る。
【００２４】さらに、前記フィルタ部材は、複数のフィ
ルタを有し該複数のフィルタの１つまたは複数を選択的
に出し入れするものでもよく、また、前記フィルタ部材
は、屈折率の異なる複数のフィルタを有し該複数のフィ
ルタの１つまたは複数を選択的に出し入れするものでも
よい。この場合、各フィルタに対応する補正係数を記憶
手段であるメモリに予め記憶させておき、選択的に光路
中に挿入されるフィルタの該光路への挿入を光学的セン
サ、磁気的センサ、電気的スイッチで検出し、検出した
フィルタに対応する補正係数をメモリから制御手段が引
き出して補正量を求めるようにしてもよい。
【００２５】また本発明における移動情報の補正（単焦
点レンズではフォーカスの位置の補正）は、前記フォー
カスレンズの位置の補正であり、該補正の量（上述の補
正値と補正係数とで求める補正量）Ｘは、撮像素子の画
素ピッチをＰ、絞り部材のＦナンバーをＦＮｏ、変倍レ
ンズの変倍位置に応じたフォーカスレンズの位置敏感度
（単焦点レンズでは、フォーカスレンズの位置敏感度）
をｆｓ、フィルタ部材の光軸上の厚さをｄ、フィルタ部
材の屈折率をＮｄ、としたとき、 ０＜Ｘ＜１０×Ｐ×ＦＮｏ／ｆｓ・・・（１） １０＜ｄ×Ｐ／Ｎｄ＜４０・・・（２） ０＜Ｐ＜３．５μ・・・（３） の条件を満足することを特徴とするものである。
【００２６】条件式（１）は補正するための量を規定す
る式である。上限値を超えて補正量が大きくなると、近
軸理論的には合焦させることができるが、光学的には収
差が大きく発生し、良好な画像が得られなくなる。
【００２７】条件式（２）はフィルタの厚さを規定する
式である。条件式（１）とも関わりがあるが、補正をす
るとしても限度があり、フィルタをむやみに厚くするこ
とは光学性能を悪化させて好ましくない。上記条件式を
満足する補正をすることによって、ＮＤフィルタ等の光
学部材の進入で生じるピントズレを良好に補正し常に高
画質を得ることが可能となる。条件式（３）は、撮像素
子であるＣＣＤやＣＭＯＳの画素のピッチを示してい
る。
【００２８】また本発明におけるフィルタ部材は、ニュ
ートラルデンシィティフィルタ（ＮＤフィルタ）が用い
られる。
【００２９】また、フィルタ部材は、単一の透過率（濃
度）のものを用いてもよく、さらに絞り部材の開口径の
中心（光軸中心）に向かって透過率が大きくなる（絞り
部材の開口径の中心（光軸中心）に向かってフィルタの
濃度が薄くなる）構成にしてもよい。この場合では撮影
した画面での光量ムラの発生が緩和される。このよう
に、光量ムラの現象を有効に緩和するためには、フィル
タの濃度が絞り部材の開口径の中心（光軸中心）に向か
って緩やかに変化することが望ましい。
【００３０】また、前記フィルタ部材は多層膜によって
形成されてもよい。フィルタで濃度変化を作る場合、多
層膜で作ることにより、濃度変化をある程度自由に制御
して形成することが可能であり、濃度をつけるために必
要なフィルタ（ベース透明板）の厚さを薄くすることが
可能となる。これにより、撮影光学系に挿入される前記
フィルタが及ぼす影響が少なくなり、光学性能の劣化が
少く、フォーカスレンズの補正量が少なくなり好まし
い。更に、前記多層膜は反射を低減させる層を有する構
成とすることがよい。撮影光学系内にフィルタのような
平面板が存在すると、ゴーストやフレアーが発生する原
因となる。そこで前記フィルタを多層膜構成にすること
により反射防止膜を構成して、ゴーストやフレアーを低
減することが可能になる。
【００３１】また、前記フィルタ部材により発生するフ
ォーカスピント位置補正は、前記補正絞り値が、該撮影
光学系のＦＮｏ２．０から閉口の間にあることである。
前記フィルタを撮影光学系に進入させるのは、開放から
ある程度絞った絞り値からであるが、前記絞りの開口径
が小さくなることによって発生する回折現象による結像
性能の劣化を防ぐには、前記フィルタをある程度明るい
ＦＮｏの状態から覆うことが重要である。従って、ＦＮ
ｏ２．０からＦｎｏ１１．０の間で完全に覆い、その後
閉口まで完全に覆った状態が続くことから、その過程に
おいて発生するピントずれをフォーカスレンズの補正量
とすることで、適切な光学機器を構築することが可能と
なる。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の光学機器の詳細
を添付図面に示した各実施の形態に従って説明する。
【００３３】［第１の実施形態］図１は本発明の光学機
器の第１の実施形態を示すものであり、光学機器とし
て、ビデオカメラに適用した場合のブロック図を示す。
【００３４】図１において、Ｌ１は固定の凸レンズであ
る第一群レンズ、Ｌ２はズーミング（変倍）を行う凹レ
ンズのバリエータレンズ、Ｌ３は固定の凸レンズである
第三群レンズ、Ｌ４は変倍時の像面の補正およびフォー
カス調整を行う凸レンズのフォーカスレンズであり、こ
れらのレンズによりリアフォーカスズームレンズ（ＲＦ
Ｚレンズ）を構成した光学系となっている、５はローパ
スフィルタ、６はＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を
示す。これらのＲＦＺレンズ光学系、各部材および後述
の絞りユニットは、図示しない固定鏡筒に収容、保持さ
れている。
【００３５】７は絞りユニットを示しており、コイルに
印加する電圧によって、マグネットロータを回転させる
ガルバノメータ方式の駆動源８と、位置検出器９で構成
される。位置検出器９は絞り駆動源であるメータの内部
にホール素子を配置し、ロータとステータの回転位置関
係を検出する方式のものなどが知られている。
【００３６】１０はバリエータレンズＬ２の駆動源であ
り、ＤＣモータとギア列、あるいはステップモータとお
ねじを形成したその出力軸、保持枠と光軸方向に一体的
に設けられたねじ部材等で構成される。１１はフォーカ
スレンズＬ４の駆動源でありステップモータとおねじを
形成したその出力軸、保持枠と光軸方向に一体的に設け
られたねじ部材等を含む。
【００３７】１２はズーム位置検出器、１３はフォーカ
ス位置検出器である。これらの位置検出器はそれぞれバ
リエータレンズＬ２、フォーカスレンズＬ４の光軸方向
の絶対位置を検出する。ズームレンズの駆動源にＤＣモ
ータを用いる様な場合にはボリューム等の絶対位置エン
コーダを用いる。あるいは磁気式のものでも構わない。
また、駆動源にステップモータを用いる場合には前述し
た通りの基準位置に保持枠を配置してから、ステップモ
ータに入力する動作パルス数を連続してカウントする方
法が一般的である。さらに、駆動源としてリニアアクチ
ュエータを用いる場合には連続的にＮ、Ｓ極の着磁され
たマグネットとＭＲセンサでパルスを出力させることで
同様な位置検出を行う方法もある。
【００３８】１４はカメラ信号処理回路であり、ＣＣＤ
６の出力に対して所定の増幅やガンマ補正などを施す。
これらの所定の処理を受けた映像信号のコントラスト信
号はＡＥゲート１５、ＡＦゲート１６を通過する。即
ち、露出決定及びピント合わせのために最適な信号取り
出し範囲が全画面内のうちこのゲートで設定される。
【００３９】１７はＡＦ（オートフォーカス）のための
ＡＦ信号処理回路であり、映像信号の高周波成分に関す
る一つもしくは複数の出力を生成する。１８はズームス
イッチ、１９はＡＦかＭＦ（マニュアルフォーカス）か
の切換えスイッチ（オートフォーカスモードをオン・オ
フするためのスイッチ）、２０はメモリであり、上述し
たＲＦＺレンズ光学系において、変倍に際して被写体距
離とバリエータレンズ位置に応じてとるべきフォーカス
レンズ位置の情報であるズームトラッキング情報を記憶
する。また、メモリ２０には、ＲＦＺレンズ光学系のズ
ームトラッキング情報の他に、後述するＮＤフィルタが
撮影光学系の光路を覆った（絞りユニット７の開口径を
覆った）ときのピントずれに対応するフォーカスレンズ
の位置の補正値（補正量）の情報と、絞りユニットの絞
り値（Ｆナンバー）に応じた補正係数（フィルタ部材が
絞り羽根に一体に設けられているため、各絞り値の開口
径に対するフィルタ部材の占める面積に対応する補正係
数）の情報とが予め記憶されている。なお、メモリとし
てはＣＰＵ内のメモリを使用してもよい。
【００４０】２１はＣＰＵである。例えば撮影者により
ズームスイッチ１８が操作されると、ＣＰＵ２１はズー
ムトラッキングメモリ２０の情報をもとに算出したバリ
エータとフォーカスレンズの所定の位置関係が保たれる
ように、ズーム位置検出器１２の検出結果となる現在の
バリエータの光軸方向の絶対位置と算出されたバリエー
タのあるべき位置、フォーカス位置検出器１３の検出結
果となる現在のフォーカスレンズの光軸方向の絶対位置
と算出されたフォーカスレンズのあるべき位置がそれぞ
れ一致するように、ズーム駆動源１０とフォーカス駆動
源１１を駆動制御するものである。
【００４１】また、ＡＦスイッチ１９でオートフォーカ
スモードと判断すると、オートフォーカス動作ではＡＦ
信号処理回路１７の出力がピークを示すように、ＣＰＵ
２１はフォーカス駆動源１１を駆動制御する。
【００４２】さらに、適正露出を得る為にＣＰＵ２１は
ＡＥゲート１５を通過したＹ信号の出力の平均値が所定
値となるように、絞り位置検出器９の出力がこの所定値
となるように、絞り駆動源８を駆動制御して開口径をコ
ントロールするものである。
【００４３】次に上述の構成で本発明の光学機器に係わ
る絞りユニットの構成について説明する。
【００４４】図２（ａ）は絞りユニット７の構造を説明
する平面図、図２（ｂ）は絞りユニット７の分解斜視図
を示す。
【００４５】これらの図において、７１、７２は絞り羽
根を示し、羽根７１には長穴７１ａ、７１ｂ、７１ｃが
設けられており、そのうちの長穴７１ａ、７１ｂが地板
７３に設けたボズ７３ａ、７３ｂに係合し、図中上下方
向に直進移動可能に案内されている。また、長穴７１ｃ
は地板７３のボス７３ｃが干渉しない分の大きさに設定
されている。
【００４６】羽根７２にも同様に３本の長穴７２ａ、７
２ｂ、７２ｃが設けられており、そのうちの長穴７２
ａ、７２ｂが地板７３に設けたボズ７３ｃ、７３ｄに係
合し、図中上下方向に直進移動可能に案内されている。
また、長穴７２ｃは地板７３のボス７３ａが干渉しない
分の大きさに設定されている。
【００４７】８１は絞り駆動源８及び位置検出器９を構
成するメータ部を示し、７４はメータ８１内に配置され
たマグネットロータの出力軸８２ａと一体的に揺動する
アームを示し、ボス７４ａと７４ｂに絞り羽根７１と７
２の長穴７１ｄ、７２ｄが係合している。羽根７１、７
２はアーム７４の揺動によって２枚の羽根によって形成
される開口部の面積を変化させるよう構成している。
【００４８】羽根７１にはＮＤフィルタ７５が接着固定
されており、所定の絞り値で開口全体を覆うように設定
されている。７６は絞り羽根７１、７２の脱落防止、及
び所定位置で滑らかに移動可能とするための蓋部材であ
る。
【００４９】図３は絞り駆動源８及び位置検出器９の構
成を示すメータ部の平面図であり、駆動源８は図示しな
いコイルとマグネットロータ８２によって構成され、周
知の電磁作用によってマグネットロータ８２を揺動駆動
し、一体的に取付けられたアーム７４によって羽根７
１、７２が駆動される。また、位置検出器９は駆動源で
もあるマグネットロータ８２と同じメータ８１内に配置
されたホール素子８３によって構成され、開放から全閉
に至るまで、ホール素子８３によってマグネットロータ
８２の磁力を検出し、ロータの回転角に比例するほぼ直
線状の電圧が出力されるように構成されている。この出
力によって現在の絞り値が検出されるよう構成されてい
る。
【００５０】次に上述の構成で本発明の光学機器に係わ
るフォーカス調整を行うための制御について説明する。
【００５１】図４は、ＮＤフィルタの光路内への進入を
検知し、フォーカス調整を行う制御のフローチャートを
示している。
【００５２】まず、カメラに電源を投入すると、フォー
カス、ズーム、及び絞りのリセット動作が行われ、フォ
ーカス、ズームレンズが初期位置に駆動される。また、
絞りは開放と全閉のホール出力のゲインとオフセット調
整が行われ標準化される（ステップ１０１）。次にオー
トフォーカスモードか否かが検出される（ステップ１０
２）。オートフォーカスモードであると合焦状態である
かが検出される（ステップ１０３）。合焦状態でない判
断されると合焦するまでフォーカスレンズが駆動される
（ステップ１０４）。ステップ１０２でマニュアルフォ
ーカスモードであると判断されたとき、また、ステップ
１０３で合焦状態であると判断されるとフォーカス、お
よびズーム位置が記憶される（ステップ１０５）。
【００５３】一方、前述したようにＣＣＤで検出された
明るさによって、ＡＥ制御が働き、適正な露出が得られ
るように、絞りユニットが駆動された場合、あるいはマ
ニュアル操作により絞りユニットが操作された場合に、
開口の絞り値はユニットに組み込まれたホール素子出力
として検出され、同時に羽根に一体的に取付けられたＮ
Ｄフィルタの位置も検出される（ステップ１０６）。
【００５４】次に、ステップ１０５で検出されたズーム
位置情報に応じてメモリ２０からフォーカスレンズのピ
ント補正量の情報を取り出す（ステップ１０７）。
【００５５】ここで、ピントズレ補正量について図５
（ａ）、図５（ｂ）を用いて説明する。
【００５６】図５（ａ）は被写体距離を一定とした場合
のフォーカスレンズの合焦位置（繰り出し量）について
ズーム位置（変倍レンズの変倍位置）を変化させて示し
たグラフである。図の曲線は被写体が無限遠位置にある
ときの曲線であるが、メモリ２０には複数の被写体距離
（無限から至近距離）に関して同様な複数の曲線を記憶
しており、ズーミングの際にそれぞれの被写体距離に応
じた曲線に従ってフォーカスレンズを駆動するものであ
る。
【００５７】図５（ａ）において、実線はＮＤフィルタ
が光路中に入っていない状態を表し、点線はＮＤフィル
タが完全に光路を覆った時のフォーカスレンズの合焦位
置である。メモリ２０にはズーム位置に応じた補正量、
すなわち図で示すδｚの量の情報が記憶されている。
【００５８】図５（ｂ）においても、実線はＮＤフィル
タが光路中に入っていない状態を表し、点線はＮＤフィ
ルタが完全に光路を覆った時のフォーカスレンズの合焦
位置であり、代表的な複数箇所のズーム位置（変倍レン
ズの変倍位置）で、補正量が変化しない領域毎で分割
し、δｚの量はこれらの分割数で記憶している。その中
間の値は前後の数値から補間するように計算される。
【００５９】また、δｚの値は被写体距離（無限から至
近の各曲線）によっても変化するが、ズーム位置による
変化に比べて十分小さいため、メモリ容量の制限からデ
ータ量を減らすためにも同じズーム位置では被写体距離
に因らず同じ値を使用している。十分なメモリの容量が
確保されていればズーム位置だけでなく、フォーカス位
置をパラメータとして補正量を決定しても良い。
【００６０】さらに、ピント補正量と絞り開口径の関係
について説明する。
【００６１】図６は絞り開口の変化に伴うＮＤフィルタ
の掛り状態を示す図であり、ＮＤフィルタ７５は開放状
態でも光路内に一部進入している。そして絞って行くに
従って開口面積に対するＮＤフィルタの占める割合が大
きくなり、Ｆ５．６付近で完全に開口を覆うようにな
る。図７は開口面積に占めるＮＤフィルタの面積の割合
を示したグラフで、横軸は絞り値、縦軸に補正係数ｃを
示している。補正係数ｃは開放時をゼロとして、ＮＤが
完全に光路を覆った時に１になるよう設定している。こ
れらの補正係数ｃの情報は、メモリ２０に予め記憶され
ている。
【００６２】図４のフローチャートに戻って、ステップ
１０７以降の説明をする。ステップ１０７において、メ
モリ２０からフォーカスレンズのピント補正量の情報を
取り出した後、ＮＤフィルタの位置を示すことになる位
置検出器９の信号（絞り値：Ｆナンバー）に基づいて、
メモリ２０からそのときの絞り値に対応する補正係数と
してｃの値を読み込む（ステップ１０８）。本実施例の
場合は、Ｆ５．６付近で完全に光路を覆うため、開放か
らＦ５．６までを直線で近似し、Ｆ５．６より絞った場
合には一律ｃ＝１に設定している。
【００６３】そして、ＮＤフィルタの掛り量を考慮した
フォーカスレンズの移動量Ｘを、補正量δｚに、補正係
数ｃを掛けた量として演算する（ステップ１０９）。こ
の後、ステップ１０９で求めた移動量Ｘの分だけフォー
カスレンズを駆動し、ピント補正を行う（ステップ１１
０）。
【００６４】なお、ＮＤフィルタが光路内から光路外へ
連続的に退避していくときも、上記の説明と同様に補正
量を算出し、進入した時とは逆の方向にフォーカスレン
ズを駆動することによりピント補正を行う。こうするこ
とにより合焦をより敏速に実施することが可能になる。
またステップ１１０の状態からズーム動作を行った場合
は、ズーム位置毎の補正量δｚに、補正係数ｃを掛けて
フォーカスレンズの移動量Ｘを求め、フォーカスレンズ
の位置を補正する。
【００６５】また、マニュアルフォーカス時にも、ＮＤ
フィルタの位置である絞り値を検出し、同様にフォーカ
スレンズを駆動することで、ピントズレを生じることな
く常に合焦状態が保たれるようになる。
【００６６】上述した実施形態では、ＮＤフィルタの進
入で生じるピントズレを補正するフォーカスレンズの補
正量を、変倍レンズの変倍位置（ズーム位置）に応じた
補正値と、ＮＤフィルタが絞り羽根を一体に設け、各絞
り値の開口径に対するフィルタ部材の占める面積に対応
する補正係数を用いて得て、この得られた補正量でフォ
ーカスレンズの位置を補正し、常に合焦状態を維持した
高画質の画像を得ることが可能となる。
【００６７】また上述した実施形態では、オートフォー
カスモードにおいても、フィルタ部材によるピントずれ
を補正するようにフォーカスレンズの位置を補正してい
る。これは、オートフォーカスのためのコントラスト信
号が微弱でＡＦ精度が上がらない状況でも、合焦状態を
維持することができ、またオートフォーカスの動作を行
う場合よりも確実に短時間で合焦状態とすることが可能
である。
【００６８】このように、上記の実施形態では、マニュ
アルフォーカスモード時のフィルタ出し入れによるピン
ト変化を防止できるのはもちろん、オートフォーカスモ
ード時でも合焦スピードを速くすることが可能になる。
また、また、オート露出撮影から、ポートレートモード
に切換えた場合のように、絞り径を変化させるモード切
換えでも有効になる。
【００６９】［第２の実施形態］図８は本発明の光学機
器の第２の実施形態を示すものであり、光学機器とし
て、ビデオカメラに適用した場合のブロック図を示し、
図１と共通する部材に同一の符号を付して重複する説明
を省略する。この実施形態では、第１の実施形態に対し
て、ＮＤフィルタを有するＮＤ駆動ユニット２０１を、
絞りユニット７の後方（光学系における像面側）に配置
し、絞りユニット７とは別に独立して駆動できるように
したものである。図８において、２１１はＮＤフィルタ
（図９に示すＮＤフィルタ２０４）の、光学系の光路に
対する進入量（位置）を検出する位置検出器であり、例
えばホール素子で構成される。また、メモリ２０には、
図１で説明した情報の他に、絞りユニット７の絞り値
（Ｆナンバー）と各絞り値におけるフィルタの挿入量
（挿入割合）に応じた（各絞り値の開口径での光路に占
めるフィルタの挿入割合に応じた）補正係数ｃの情報が
予め記憶されている。
【００７０】これによって、撮影者の意図によりＮＤフ
ィルタを進入させ絞りの開口径を大きくすることでボケ
味をコントロールすることができる。通常、ＮＤフィル
タを独立して駆動する場合には、ＮＤフィルタが開口の
途中まで掛かった状態になることは少ないが、撮影中の
画像の急な明るさの変化を防止するにためにＮＤフィル
タをゆっくり動かす必要があり、このような場合のピン
トズレを補正するために本実施例の構成が有効になる。
【００７１】図９は上述のＮＤ駆動ユニット２０１の平
面図を示し、絞りのすぐ後に配置されている。駆動源は
ガルバノメータタイプの電磁駆動により、マグネットロ
ータと一体的に回転するアーム２０２で揺動駆動される
ＮＤ枠２０３にＮＤフィルタ２０４が接着固定されてい
る。ＮＤフィルタの進入状況は位置検出器２１１である
ホール素子出力で検出される。通常は絞り開口径が小さ
くなり過ぎて回折の影響を受けないように、光量を検出
して絞り値と対応させＮＤフィルタを駆動制御するが、
撮影者の意図で、進退させることも可能になっている。
【００７２】次に上述の構成で本発明の光学機器に係わ
るフォーカス調整を行うための制御について説明する。
【００７３】図１０は、絞りユニットの絞り値およびＮ
Ｄフィルタの光路内への進入を検知し、フォーカス調整
を行う制御のフローチャートを示している。なお、図４
のフォローチャートと同一のステップには同一の符号を
付している。
【００７４】まず、カメラに電源を投入すると、フォー
カス、ズーム、及び絞りのリセット動作が行われ、フォ
ーカス、ズームレンズが初期位置に駆動される。また、
絞りは開放と全閉のホール出力のゲインとオフセット調
整が行われ標準化される（ステップ１０１）。次にオー
トフォーカスモードか否かが検出される（ステップ１０
２）。オートフォーカスモードであると合焦状態である
かが検出される（ステップ１０３）。合焦状態でない判
断されると合焦するまでフォーカスレンズが駆動される
（ステップ１０４）。ステップ１０２でマニュアルフォ
ーカスモードであると判断されたとき、また、ステップ
１０３で合焦状態であると判断されるとフォーカス、お
よびズーム位置が記憶される（ステップ１０５）。
【００７５】ここで、撮影者の意図によりＮＤフィルタ
が駆動されると、ＮＤフィルタの位置（絞り開口の光路
に対する挿入量）が位置検出手段２１１からの出力によ
り検出され（ステップ２２１）、このときの絞りユニッ
ト７の絞り値が位置検出器９からの出力により検出され
る（ステップ２２２）。
【００７６】次に、ステップ１０５で検出されたズーム
位置情報に応じてメモリ２０からフォーカスレンズのピ
ント補正量の情報を取り出す（ステップ１０７）。
【００７７】ここで、ピントズレ補正量について図５
（ａ）、図５（ｂ）を用いて説明する。
【００７８】図５（ａ）は被写体距離を一定とした場合
のフォーカスレンズの合焦位置（繰り出し量）について
ズーム位置（変倍レンズの変倍位置）を変化させて示し
たグラフである。図の曲線は被写体が無限遠位置にある
ときの曲線であるが、メモリ２０には複数の被写体距離
（無限から至近距離）に関して同様な複数の曲線を記憶
しており、ズーミングの際にそれぞれの被写体距離に応
じた曲線に従ってフォーカスレンズを駆動するものであ
る。
【００７９】図５（ａ）において、実線はＮＤフィルタ
が光路中に入っていない状態を表し、点線はＮＤフィル
タが完全に光路を覆った時のフォーカスレンズの合焦位
置である。メモリ２０にはズーム位置に応じた補正量、
すなわち図で示すδｚの量の情報が記憶されている。
【００８０】図５（ｂ）においても、実線はＮＤフィル
タが光路中に入っていない状態を表し、点線はＮＤフィ
ルタが完全に光路を覆った時のフォーカスレンズの合焦
位置であり、代表的な複数箇所のズーム位置（変倍レン
ズの変倍位置）で、補正量が変化しない領域毎で分割
し、δｚの量はこれらの分割数で記憶している。その中
間の値は前後の数値から補間するように計算される。
【００８１】また、δｚの値は被写体距離（無限から至
近の各曲線）によっても変化するが、ズーム位置による
変化に比べて十分小さいため、メモリ容量の制限からデ
ータ量を減らすためにも同じズーム位置では被写体距離
に因らず同じ値を使用している。十分なメモリの容量が
確保されていればズーム位置だけでなく、フォーカス位
置をパラメータとして補正量を決定しても良い。
【００８２】さらに、ピント補正量と絞り開口径、ＮＤ
フィルタの進入量の関係について説明する。
【００８３】図１１は絞り開口形状とＮＤフィルタの進
入量の関係を示した図であり、ＮＤフィルタの進入量を
一定にして、絞りの開口を変化させたのものである。Ｎ
Ｄフィルタの位置が同じでも絞り値によって全開口面積
に対するＮＤフィルタ面積の割合が変化していくことが
わかる。開放付近ではＮＤフィルタの駆動範囲全体で徐
々にＮＤフィルタの占める割合が大きくなるが、Ｆ５．
６付近では、始めはＮＤが開口に掛からず、一定量進入
させた後で急に開口全体を覆うことがわかる。
【００８４】図１２は絞りユニットの開口径に対するＮ
Ｄフィルタの全開口面積に占める割合を示したグラフ
で、横軸はＮＤフィルタの挿入量（ＮＤフィルタの全開
口面積に占める割合）、縦軸は補正係数ｃを示してお
り、主な絞り値に関して複数示している。補正係数ｃは
開放時をゼロとして、ＮＤが完全に光路を覆った時に１
になるよう設定している。これらの補正係数ｃの情報
は、メモリ２０に予め記憶されている。
【００８５】図１０のフローチャートに戻って、ステッ
プ１０７以降の説明をする。ステップ１０７において、
メモリ２０からフォーカスレンズのピント補正量の情報
を取り出した後、絞りユニット７の位置（絞り値）を示
す位置検出器９の信号（絞り値：Ｆナンバー）とＮＤフ
ィルタの位置を示す位置検出器２１１からの出力に基づ
いて、メモリ２０からそのときの絞り値およびＮＤフィ
ルタの位置に対応する補正係数としてｃの値を読み込む
（ステップ２２３）。
【００８６】そして、ＮＤフィルタの掛り量を考慮した
フォーカスレンズの移動量Ｘを、補正量δｚに、補正係
数ｃを掛けた量として演算する（ステップ１０９）。こ
の後、ステップ１０９で求めた移動量Ｘの分だけフォー
カスレンズを駆動し、ピント補正を行う（ステップ１１
０）。
【００８７】なお、ＮＤフィルタが光路内から光路外へ
連続的に退避していくときも、上記の説明と同様に補正
量を算出し、進入した時とは逆の方向にフォーカスレン
ズを駆動することによりピント補正を行う。こうするこ
とにより合焦をより敏速に実施することが可能になる。
またステップ１１０の状態からズーム動作を行った場合
は、ズーム位置毎の補正量δｚに、補正係数ｃを掛けて
フォーカスレンズの移動量Ｘを求め、フォーカスレンズ
の位置を補正する。
【００８８】また、マニュアルフォーカス時にも、ＮＤ
フィルタの位置である絞り値を検出し、同様にフォーカ
スレンズを駆動することで、ピントズレを生じることな
く常に合焦状態が保たれるようになる。
【００８９】上述した実施形態では、ＮＤフィルタの進
入で生じるピントズレを補正するフォーカスレンズの補
正量を、変倍レンズの変倍位置（ズーム位置）に応じた
補正値と、絞り部材の絞り値（Ｆナンバー）と該絞り値
におけるフィルタの挿入量（挿入割合）に応じた（各絞
り値の開口径での光路に占めるフィルタの挿入割合に応
じた）補正係数とを用いて得て、この得られた補正量で
フォーカスレンズの位置を補正し、常に合焦状態を維持
した高画質の画像を得ることが可能となる。
【００９０】また上述した実施形態では、オートフォー
カスモードにおいても、フィルタ部材によるピントずれ
を補正するようにフォーカスレンズの位置を補正してい
る。これは、オートフォーカスのためのコントラスト信
号が微弱でＡＦ精度が上がらない状況でも、合焦状態を
維持することができ、またオートフォーカスの動作を行
う場合よりも確実に短時間で合焦状態とすることが可能
である。
【００９１】このように、上記の実施形態では、マニュ
アルフォーカスモード時のフィルタ出し入れによるピン
ト変化を防止できるのはもちろん、オートフォーカスモ
ード時でも合焦スピードを速くすることが可能になる。
また、また、オート露出撮影から、ポートレートモード
に切換えた場合のように、絞り径を変化させるモード切
換えでも有効になる。
【００９２】また、マニュアルフォーカス時にも、ＮＤ
フィルタの位置および絞り値を検出し、同様にフォーカ
スレンズを駆動することで、ピントズレを生じることな
く常に合焦状態が保たれるようになる。
【００９３】［第３の実施形態］図１３（ａ）、図１３
（ｂ）は本発明の光学機器の第３の実施形態を示すもの
で、図８のブロック図におけるＮＤ駆動ユニットの別の
実施形態を示すＮＤフィルタ切換ユニットを示す。した
がって、ＮＤフィルタ切換ユニットの構成以外は、図８
と同様の構成である。図１３−ａ、１３−ｂはマニュア
ルにて操作可能なＮＤフィルタ切換えユニットの平面図
である。このＮＤフィルタ切換えユニットは絞りユニッ
トとは別体で構成され、独立して駆動され、絞りユニッ
トの後方（像面側）に配置される。
【００９４】図１３（ａ）、図１３（ｂ）において、３
０１、３２０はフィルタ枠を示し、ＮＤフィルタ３０
２、３２１が接着固定されており、ＮＤフィルタ３０
２、３２１は光軸上でずれた位置で光路内に挿入される
ように構成されている。これらのＮＤフィルタは、同一
の濃度、異なる濃度でもよく、フィルタの厚さ（屈折
率）が同一でも異なっていてもよい。図１３（ａ）は光
路３０３に対し、ＮＤフィルタ３２１が光路３０３に挿
入された状態を示している。この状態からＮＤフィルタ
３０２を保持したフィルタ枠３０１の操作部３０４を直
接または連結部材を介して、手動で操作することによ
り、図１３（ｂ）に示すように、ＮＤフィルタ３２１と
ＮＤフィルタ３０２とが光路３０３を完全に覆う状態と
なる。ここで、ＮＤフィルタ３２１が光路３０３から外
れて、ＮＤフィルタ３０２が光路３０３を覆う状態にな
るように構成しても良い。３０５はバネであり各フィル
タ枠を光路外へ退避するように付勢している。ＮＤフィ
ルタ３０２、３２１の位置はインタラプタ３０６、３０
７で検出される。フィルタ枠３０１、３２０の突出部３
０１ａ、３２０ａがインタラプタ３０６、３０７の投受
光部間に入り込むことで電気的に検出が行われ、これに
よりＮＤフィルタ３０２、３２１の光路３０３への挿入
状態が検出される。
【００９５】そしてこの実施形態では、図８のブロック
図で説明したメモリ２０に、ズームトラッキング情報の
他に、ズーム位置（変倍位置）毎の、各ＮＤフィルタが
撮影光学系の光路を覆った（絞りユニット７の開口径を
覆った）ときのピントずれに対応するフォーカスレンズ
の位置の補正値（補正量）の情報が各ＮＤフィルタ毎に
対応して予め記憶されている。これにより、各ＮＤフィ
ルタの挿入状態に応じて、対応するフォーカスレンズの
位置の補正値（補正量）の情報を用いて、フォーカスレ
ンズの位置を補正する。
【００９６】［第４の実施形態］図１４（ａ）、図１４
（ｂ）は本発明の光学機器の第４の実施形態を示すもの
で、第３の実施形態ではＮＤフィルタが光軸上でずれた
位置で光路内に挿入されるのに対し、第４の実施形態で
は、光軸上の同一位置で光路内に各ＮＤフィルタが挿入
される構成である。第４の実施形態でも、ＮＤフィルタ
切換ユニットの構成以外は、図８と同様の構成である。
【００９７】図１４（ａ）、図１４（ｂ）において、４
０１はフィルタ枠を示し、フィルタ枠４０１には、厚さ
（屈折率）が異なり濃度（透過率）の異なる２つのＮＤ
フィルタ４０２、４０７が固定されている。図１４
（ａ）はＮＤフィルタ４０７が光路４０３に挿入された
状態で、操作部４０４を直接または連結部材を介して、
操作することにより、ＮＤフィルタ４０７が光路４０３
から退避し、図１４（ｂ）に示すように、ＮＤフィルタ
４０２が光路４０３に挿入される。その際、バネ４０５
はＮＤフィルタ４０２、４０７の一方が光路４０３の位
置で安定するように付勢している。各ＮＤフィルタ４０
２、４０７の光路４０３に対する挿入状態は、フィルタ
枠４０１の押圧部４０１ａがプッシュスイッチ４０６を
操作することで電気的に検出される。
【００９８】そしてこの実施形態でも、第３の実施形態
と同様に、図８のブロック図で説明したメモリ２０に、
ズームトラッキング情報の他に、ズーム位置（変倍位
置）毎の、各ＮＤフィルタが撮影光学系の光路を覆った
（絞りユニット７の開口径を覆った）ときのピントずれ
に対応するフォーカスレンズの位置の補正値（補正量）
の情報が各ＮＤフィルタ毎に対応して予め記憶されてい
る。これにより、各ＮＤフィルタの挿入状態に応じて、
対応するフォーカスレンズの位置の補正値（補正量）の
情報を用いて、フォーカスレンズの位置を補正する。
【００９９】［第５の実施形態］次に本発明の光学機器
の第５の実施形態について、図１５を用いて説明する。
図１５は、光学機器としてカメラ（カメラ本体）５００
に対し、交換レンズ６００を着脱自在とした構成のビデ
オカメラシステムを示すブロック図である。図１５にお
いて、図１と共通する部分には同一の符号を付して重複
する説明を省略する。
【０１００】図１５において、カメラ５００と交換レン
ズ６００とは、装着マウント（図示省略）により着脱自
在とされ、カメラ５００のカメラＣＰＵ５０１とレンズ
ＣＰＵ２１とは通信端子（図示省略）により電気的に接
続されている。交換レンズ６００は、絞り羽根にＮＤフ
ィルタ７５が一体に固定された絞りユニット７を備え
る。
【０１０１】そして、この実施形態でも、図１、図４で
説明した第１の実施形態と同様に、ＮＤフィルタの進入
で生じるピントズレを補正するフォーカスレンズの補正
量を、変倍レンズの変倍位置（ズーム位置）に応じた補
正値と、ＮＤフィルタが絞り羽根を一体に設け、各絞り
値の開口径に対するフィルタ部材の占める面積に対応す
る補正係数を用いて得て、この得られた補正量でフォー
カスレンズの位置を補正する。これにより、常に合焦状
態を維持した高画質の画像を得ることが可能となる。
【０１０２】［第６の実施形態］次に本発明の光学機器
の第６の実施形態について、図１６を用いて説明する。
図１６は、光学機器としてカメラ（カメラ本体）７００
に対し、交換レンズ８００を着脱自在とした構成のビデ
オカメラシステムを示すブロック図である。図１６にお
いて、図８と共通する部分には同一の符号を付して重複
する説明を省略する。
【０１０３】図１６において、カメラ７００と交換レン
ズ８００とは、装着マウント（図示省略）により着脱自
在とされ、カメラ７００のカメラＣＰＵ７０１とレンズ
ＣＰＵ２１とは通信端子（図示省略）により電気的に接
続されている。交換レンズ８００は、絞りユニット７と
は別体のＮＤ駆動ユニット２０１を備える。
【０１０４】そして、この実施形態でも、図８、図１０
で説明した第２の実施形態と同様に、ＮＤフィルタの進
入で生じるピントズレを補正するフォーカスレンズの補
正量を、変倍レンズの変倍位置（ズーム位置）に応じた
補正値と、絞り部材の絞り値（Ｆナンバー）と該絞り値
におけるフィルタの挿入量（挿入割合）に応じた（各絞
り値の開口径での光路に占めるフィルタの挿入割合に応
じた）補正係数とを用いて得て、この得られた補正量で
フォーカスレンズの位置を補正する。これにより、常に
合焦状態を維持した高画質の画像を得ることが可能とな
る。
【０１０５】なお第５、第６の実施形態においても、Ｎ
Ｄフィルタが光路内から光路外へ連続的に退避していく
ときも、上記（図４、図１０）の説明と同様に補正量を
算出し、進入した時とは逆の方向にフォーカスレンズを
駆動することによりピント補正を行う。こうすることに
より合焦をより敏速に実施することが可能になる。また
フォーカスレンズの位置の補正を行った状態からズーム
動作を行った場合は、ズーム位置毎の補正量δｚに、補
正係数ｃを掛けてフォーカスレンズの移動量Ｘを求め、
フォーカスレンズの位置を補正する。
【０１０６】また、マニュアルフォーカス時にも、ＮＤ
フィルタの位置である絞り値を検出し、同様にフォーカ
スレンズを駆動することで、ピントズレを生じることな
く常に合焦状態が保たれるようになる。
【０１０７】また上述した実施形態では、オートフォー
カスモードにおいても、フィルタ部材によるピントずれ
を補正するようにフォーカスレンズの位置を補正してい
る。これは、オートフォーカスのためのコントラスト信
号が微弱でＡＦ精度が上がらない状況でも、合焦状態を
維持することができ、またオートフォーカスの動作を行
う場合よりも確実に短時間で合焦状態とすることが可能
である。
【０１０８】このように、上記の実施形態では、マニュ
アルフォーカスモード時のフィルタ出し入れによるピン
ト変化を防止できるのはもちろん、オートフォーカスモ
ード時でも合焦スピードを速くすることが可能になる。
また、また、オート露出撮影から、ポートレートモード
に切換えた場合のように、絞り径を変化させるモード切
換えでも有効になる。
【０１０９】また、マニュアルフォーカス時にも、ＮＤ
フィルタの位置および絞り値を検出し、同様にフォーカ
スレンズを駆動することで、ピントズレを生じることな
く常に合焦状態が保たれるようになる。
【０１１０】上述した各実施形態では、ＲＦＺレンズ光
学系を用いた光学機器について説明したが、本発明はＲ
ＦＺレンズ光学系に限定されず、単焦点レンズ光学系
（フォーカスレンズを有する光学系）を用いた光学機器
にも適用することができる。単焦点レンズ光学系での、
絞り部材は複数の絞り羽根で構成され、複数の絞り羽根
を相対的に移動することによって開口径（開口面積）を
変化させ、フィルタ部材は、複数の絞り羽根の少なくと
も１つに固定された構成とされる。そして複数の絞り羽
根の相対的な移動に伴って、フィルタ部材が開口径を覆
う面積が変化する構成にするのがよい。またここで、フ
ィルタ部材が光路に挿入されることにより生じるピント
ずれを補正するための、単焦点レンズ光学系のフォーカ
スレンズの位置の補正の補正量は、予め設定した補正値
（光学系の光路にフィルタ部材が挿入されたときのピン
トずれを補正するためのフォーカスレンズの移動補正
量）と、絞り部材の絞り値（Ｆナンバー）に応じた補正
係数とから求めるものである。絞り値（Ｆナンバー）に
応じた補正係数は、フィルタ部材が絞り羽根に一体に設
けられているため、各絞り値の開口径に対するフィルタ
部材の占める面積に対応する補正係数となる。また、単
焦点レンズ光学系で、絞りユニットとは別体にフィルタ
駆動ユニットを設ける構成でもよい。フィルタ部材は、
光学系の光路に対し連続的に挿入状態が可変するように
該光路に出し入れ自在に駆動されるものである。そし
て、フィルタ部材が光路に挿入されることにより生じる
ピントずれを補正するための、フォーカスレンズの位置
を補正の補正量は、予め設定した補正値（光学系の光路
にフィルタ部材が挿入されたときのピントずれを補正す
るためのフォーカスレンズの移動補正量）と、絞り部材
の絞り値（Ｆナンバー）と該絞り値におけるフィルタの
挿入量（挿入割合）に応じた（各絞り値の開口径での光
路に占めるフィルタの挿入割合に応じた）補正係数とか
ら求めるものである。
【０１１１】また上述した各実施形態では、光学機器と
してビデオカメラの例を説明したが、これに限らず、デ
ジタルスチルカメラにも適用することができる。
【０１１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フィルタ部材の進入で生じるピントズレを補正するフォ
ーカスレンズの補正量を、変倍レンズの変倍位置（ズー
ム位置）に応じた補正値（単焦点レンズの場合は予め設
定した補正値）と、フィルタ部材を絞り羽根に一体に設
け、各絞り値の開口径に対するフィルタ部材の占める面
積に対応する補正係数を用いて得て、この得られた補正
量でフォーカスレンズの位置を補正し、常に合焦状態を
維持した高画質の画像を得ることが可能となる。
【０１１３】また、本発明では、フィルタ部材の進入で
生じるピントズレを補正するフォーカスレンズの補正量
を、変倍レンズの変倍位置（ズーム位置）に応じた補正
値（単焦点レンズの場合は予め設定した補正値）と、絞
り部材の絞り値（Ｆナンバー）と絞り値におけるフィル
タの挿入量（挿入割合）に応じた（各絞り値の開口径で
の光路に占めるフィルタの挿入割合に応じた）補正係数
とを用いて得て、この得られた補正量でフォーカスレン
ズの位置を補正し、常に合焦状態を維持した高画質の画
像を得ることが可能となる。
【０１１４】また本発明では、オートフォーカスモード
においても、フィルタ部材によるピントずれを補正する
ようにフォーカスレンズの位置を補正することにより、
オートフォーカスのためのコントラスト信号が微弱でＡ
Ｆ精度が上がらない状況でも、合焦状態を維持すること
ができ、またオートフォーカスの動作を行う場合よりも
確実に短時間で合焦状態とすることが可能である。
【０１１５】さらに本発明では、マニュアルフォーカス
モード時のフィルタ出し入れによるピント変化を防止で
き、オートフォーカスモード時でも合焦スピードを速く
することが可能になる。また、また、オート露出撮影か
ら、ポートレートモードに切換えた場合のように、絞り
径を変化させるモード切換えでも有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の光学機器を示すブロ
ック図。
【図２】（ａ）は図１の絞りユニットの平面図、（ｂ）
は図１の絞りユニットの分解斜視図。
【図３】図１の絞りユニットの位置検出を説明するため
の平面図。
【図４】第１の実施形態における制御動作を説明するた
めのフローチャート。
【図５】（ａ）はズーム位置に対応したフォーカス補正
量を説明するための図、（ｂ）は分割したズーム位置毎
に対応したフォーカス補正量を説明するための図。
【図６】絞りの開口とＮＤフィルタの関係を説明するた
めの図。
【図７】絞り値と補正係数の関係を説明するための図。
【図８】本発明の第２の実施形態の光学機器を示すブロ
ック図。
【図９】図８のＮＤフィルタ駆動ユニットを示す平面
図。
【図１０】第２の実施形態における制御動作を説明する
ためのフローチャート。
【図１１】絞りの開口とＮＤフィルタの関係を説明する
ための図。
【図１２】複数の絞り値におけるフィルタ挿入量と補正
係数の関係を説明するための図。
【図１３】（ａ）、（ｂ）は第３の実施形態におけるフ
ィルタ駆動ユニットを示す図。
【図１４】（ａ）、（ｂ）は第４の実施形態におけるフ
ィルタ駆動ユニットを示す図。
【図１５】本発明の第５の実施形態の光学機器を示すブ
ロック図。
【図１６】本発明の第６の実施形態の光学機器を示すブ
ロック図。
【符号の説明】
６ ＣＣＤ ７ 絞りユニット ９、１２、１３、２１１ 位置検出器 ２０ メモリ ２１ ＣＰＵ ７５、２０４ ＮＤフィルタ ２０１ ＮＤフィルタ駆動ユニット
───────────────────────────────────────────────────── 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 11/00 Ｈ０４Ｎ 5/232 Ｈ ５Ｃ０２２ 13/36 5/238 Ｚ Ｈ０４Ｎ 5/232 Ｇ０２Ｂ 7/11 Ｎ 5/238 Ｋ Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ Ｆターム(参考） 2H011 AA03 BB04 CA18 CA19 CA21 2H044 DA01 DA02 DB02 DC02 DE06 2H051 AA05 AA08 CD13 CD25 EB04 EB13 FA76 2H080 AA20 AA21 AA31 BB09 BB16 BB32 CC07 2H083 AA05 AA52 5C022 AA11 AB29 AB66 AC55 AC69 AC74

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光軸に沿って移動して変倍を行う変倍レ
    ンズと、変倍時の補正および焦点合わせを行うフォーカ
    スレンズとを備えた光学系と、 前記変倍レンズを駆動する変倍駆動手段と、 前記フォーカスレンズを駆動するフォーカス駆動手段
    と、 前記変倍レンズの位置を検出する変倍位置検出手段と、 前記フォーカスレンズの位置を検出するフォーカス位置
    検出手段と、 前記光学系の光路に対し連続的に挿入状態が可変するよ
    うに該光路に出し入れ自在とされたフィルタ部材と、 前記フィルタ部材の挿入状態を検出するフィルタ状態検
    出手段と、 前記変倍レンズの変倍移動時に、合焦状態を維持する前
    記変倍レンズの位置と前記フォーカスレンズの位置との
    関係の移動情報を記憶した記憶手段と、 前記フィルタ状態検出手段からの出力に応じて前記移動
    情報を補正して前記フォーカスレンズの駆動を制御する
    制御手段とを備えたことを特徴とする光学機器。
  2. 【請求項２】 光軸に沿って移動して変倍を行う変倍レ
    ンズと、変倍時の補正および焦点合わせを行うフォーカ
    スレンズとを備えた光学系と、 前記光学系からの光学像を撮像する撮像素子と、 前記変倍レンズを駆動する変倍駆動手段と、 前記フォーカスレンズを駆動するフォーカス駆動手段
    と、 前記変倍レンズの位置を検出する変倍位置検出手段と、 前記フォーカスレンズの位置を検出するフォーカス位置
    検出手段と、 複数の絞り羽根を駆動して開口径を変化させて前記光学
    系の光量を変化させる絞り部材と、 前記絞り羽根の少なくとも１つに一体に設けられ前記開
    口径を通過する光量を変化させるフィルタ部材と、 前記絞り部材の開口状態を検出する絞り状態検出手段
    と、 前記変倍レンズの変倍移動時に、合焦状態を維持する前
    記変倍レンズの位置と前記フォーカスレンズの位置との
    関係の移動情報を記憶した記憶手段と、 前記絞り状態検出手段からの出力に応じて前記移動情報
    を補正して前記フォーカスレンズの駆動を制御する制御
    手段とを備えたことを特徴とする光学機器。
  3. 【請求項３】 光軸に沿って移動して変倍を行う変倍レ
    ンズと、変倍時の補正および焦点合わせを行うフォーカ
    スレンズとを備えた光学系と、 前記光学系からの光学像を撮像する撮像素子と、 前記変倍レンズを駆動する変倍駆動手段と、 前記フォーカスレンズを駆動するフォーカス駆動手段
    と、 前記変倍レンズの位置を検出する変倍位置検出手段と、 前記フォーカスレンズの位置を検出するフォーカス位置
    検出手段と、 前記光学系を通過する光量を調整するよう開口径が変化
    する絞り部材と、 前記光学系の光路に対し出し入れ自在とされたフィルタ
    部材と、 前記絞り部材の開口状態を検出する絞り状態検出手段
    と、 前記フィルタ部材の挿入状態を検出するフィルタ状態検
    出手段と、 前記変倍レンズの変倍移動時に、合焦状態を維持する前
    記変倍レンズの位置と前記フォーカスレンズの位置との
    関係の移動情報を記憶した記憶手段と、 前記絞り状態検出手段からの出力および前記フィルタ状
    態検出手段からの出力に応じて前記移動情報を補正して
    前記フォーカスレンズの駆動を制御する制御手段とを備
    えたことを特徴とする光学機器。
  4. 【請求項４】 前記フィルタ部材は、前記光学系の光路
    に対し連続的に挿入状態が可変するように該光路に出し
    入れ自在に駆動されることを特徴とする請求項３記載の
    光学機器。
  5. 【請求項５】 前記フィルタ部材は、複数のフィルタを
    有し該複数のフィルタの１つまたは複数を選択的に出し
    入れすることを特徴とする請求項３記載の光学機器。
  6. 【請求項６】 前記フィルタ部材は、屈折率の異なる複
    数のフィルタを有し該複数のフィルタの１つまたは複数
    を選択的に出し入れすることを特徴とする請求項３記載
    の光学機器。
  7. 【請求項７】 前記移動情報の補正は、前記フォーカス
    レンズの位置の補正であり、該補正の量Ｘは、 撮像素子の画素ピッチをＰ、絞り部材のＦナンバーをＦ
    Ｎｏ、変倍レンズの変倍位置に応じたフォーカスレンズ
    の位置敏感度をｆｓ、フィルタ部材の光軸上の厚さを
    ｄ、フィルタ部材の屈折率をＮｄ、としたとき、 ０＜Ｘ＜１０×Ｐ×ＦＮｏ／ｆｓ １０＜ｄ×Ｐ／Ｎｄ＜４０ ０＜Ｐ＜３．５μ の条件を満足することを特徴とする請求項２、３のいず
    れかに記載の光学機器。
  8. 【請求項８】 フォーカスレンズを備えた光学系と、 前記光学系からの光学像を撮像する撮像素子と、 前記フォーカスレンズを駆動するフォーカス駆動手段
    と、 前記フォーカスレンズの位置を検出するフォーカス位置
    検出手段と、 複数の絞り羽根を駆動して開口径を変化させて前記光学
    系の光量を変化させる絞り部材と、 前記絞り羽根の少なくとも１つに一体に設けられ前記開
    口径を通過する光量を変化させるフィルタ部材と、 前記絞り部材の開口状態を検出する絞り状態検出手段
    と、 前記絞り状態検出手段からの出力に応じて前記フォーカ
    スレンズの位置を補正するよう前記フォーカスレンズの
    駆動を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする光
    学機器。
  9. 【請求項９】 フォーカスレンズを備えた光学系と、 前記光学系からの光学像を撮像する撮像素子と、 前記フォーカスレンズを駆動するフォーカス駆動手段
    と、 前記フォーカスレンズの位置を検出するフォーカス位置
    検出手段と、 前記光学系を通過する光量を調整するよう開口径が変化
    する絞り部材と、 前記光学系の光路に対し連続的に挿入状態が可変するよ
    うに該光路に出し入れ自在とされたフィルタ部材と、 前記絞り部材の開口状態を検出する絞り状態検出手段
    と、 前記フィルタ部材の挿入状態を検出するフィルタ状態検
    出手段と、 前記絞り状態検出手段からの出力および前記フィルタ状
    態検出手段からの出力に応じて前記フォーカスレンズの
    位置を補正するよう前記フォーカスレンズの駆動を制御
    する制御手段とを備えたことを特徴とする光学機器。
  10. 【請求項１０】 前記フィルタ部材は、前記光学系の光
    路に対し連続的に挿入状態が可変するように該光路に出
    し入れ自在に駆動されることを特徴とする請求項９記載
    の光学機器。
  11. 【請求項１１】 前記フィルタ部材は、複数のフィルタ
    を有し該複数のフィルタの１つまたは複数を選択的に出
    し入れすることを特徴とする請求項９記載の光学機器。
  12. 【請求項１２】 前記フィルタ部材は、屈折率の異なる
    複数のフィルタを有し該複数のフィルタの１つまたは複
    数を選択的に出し入れすることを特徴とする請求項９記
    載の光学機器。
  13. 【請求項１３】 前記移動情報の補正は、前記フォーカ
    スレンズの位置の補正であり、該補正の量Ｘは、 撮像素子の画素ピッチをＰ、絞り部材のＦナンバーをＦ
    Ｎｏ、フォーカスレンズの位置敏感度をｆｓ、フィルタ
    部材の光軸上の厚さをｄ、フィルタ部材の屈折率をＮ
    ｄ、としたとき、 ０＜Ｘ＜１０×Ｐ×ＦＮｏ／ｆｓ １０＜ｄ×Ｐ／Ｎｄ＜４０ ０＜Ｐ＜３．５μ の条件を満足することを特徴とする請求項８、９のいず
    れかに記載の光学機器。
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