JP2004233898A - 光学機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】クラッチ機構が手動操作側に切り換えられた状態でズームキーの操作に応じたズームを行うためにモータを駆動しても、レンズが動かず、所望の撮影が行えない。
【解決手段】可動レンズ６の駆動を指示するために所定の可動範囲内で操作される操作部材１と、可動レンズを移動させるための信号を出力する信号出力手段１６と、操作部材の位置に基づいてレンズ駆動手段１２を駆動し、信号出力手段からの信号に基づいて操作部材駆動手段５を駆動する制御手段１０と、操作部材駆動手段から操作部材への駆動力の伝達／非伝達を切り換える切換え機構１８とを有する。制御手段は、切換え機構が伝達状態にあるときは信号出力手段からの信号入力に応じて操作部材駆動手段の駆動を行い、非伝達状態にあるときは信号出力手段からの信号入力があっても操作部材駆動手段の駆動を制限する。
【選択図】 図１
【解決手段】可動レンズ６の駆動を指示するために所定の可動範囲内で操作される操作部材１と、可動レンズを移動させるための信号を出力する信号出力手段１６と、操作部材の位置に基づいてレンズ駆動手段１２を駆動し、信号出力手段からの信号に基づいて操作部材駆動手段５を駆動する制御手段１０と、操作部材駆動手段から操作部材への駆動力の伝達／非伝達を切り換える切換え機構１８とを有する。制御手段は、切換え機構が伝達状態にあるときは信号出力手段からの信号入力に応じて操作部材駆動手段の駆動を行い、非伝達状態にあるときは信号出力手段からの信号入力があっても操作部材駆動手段の駆動を制限する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズを一体に有するデジタルカメラやビデオカメラなどの光学機器およびこれらのカメラに対して着脱可能な交換型のレンズ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
変倍レンズと、変倍レンズより像面側に配置され変倍レンズの移動に伴う像面変動の補正（コンペンセータの機能）およびフォーカスを行うフォーカスレンズを有するいわゆるリアフォーカス（インナーフォーカス）ズームレンズは、デジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置に一体に設けられたり、交換レンズとして用いられたりする。
【０００３】
例えば、交換型の上述したリアフォーカスズームレンズを用いたレンズ装置では、カメラ側からのフォーカス駆動信号に基づいてフォーカスレンズを駆動してフォーカス調節を行う。また、カメラ側に設けられたズームスイッチの操作により生じるズーム駆動信号に基づいて変倍レンズを駆動するとともに、変倍に伴う像面変動を補正するようにフォーカスレンズを駆動してズームが行われる。
【０００４】
ここで、撮影操作性を向上させるために、フォーカス調節やズーム操作を操作者が手動操作にて行う構成の撮像装置やレンズ装置が提案されている。
【０００５】
上述したリアフォーカスズームタイプの光学系を用い、マニュアルフォーカス調節を可能とした構成の撮像装置として、マニュアルフォーカスリングの回転操作に応じてフォーカスレンズ駆動用のモータを駆動してフォーカスレンズを移動させ、また、オートフォーカス動作におけるフォーカスレンズの移動時に、マニュアルフォーカスリングをモータにより回転させるものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
この特許文献１では、マニュアルフォーカスリングの外周に距離表示の印刷を施し、固定部に指標を設けて、被写体までの距離表示を行うことも提案されている。
【０００７】
また、上述したリアフォーカスズームタイプの光学系を用い、マニュアルズーム操作を可能とした構成の撮像装置として、マニュアルズームレバーを回転操作することにより、その回転操作に応じてズームレンズを移動させ、またカメラ側のズームキーの押圧操作によるズームレンズの移動時に、マニュアルズームレバーをモータにより回転させるものが提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
この特許文献２では、マニュアルズームレバー近傍の固定部に焦点距離などの目盛を設けて、焦点距離の表示を行うことも提案されている。
【０００９】
また、前述したリアフォーカスタイプの光学系を用い、マニュアルズーム又はマニュアルフォーカスを可能とし、モータの駆動力をクラッチ機構を介してマニュアルリングに伝達する構成の撮像装置が提案されている（特許文献３参照）。この撮像装置では、クラッチ機構の切り換えにより、マニュアルリングの手動操作とモータ駆動の選択ができる。
【００１０】
【特許文献１】
特開平６−１８６４６７号公報（０００６、０００７、図１等）
【特許文献２】
特開平１０−１９１１４１号公報（００２７、図１等）
【特許文献３】
特開平９−３０４６７９号公報（図１等）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１にて提案されている撮像装置では、オートフォーカス動作の際に、フォーカスレンズの移動位置とマニュアルフォーカスリングのモータ駆動による移動（回転）位置の対応関係が一致しない（維持されない）という問題がある。
【００１２】
また、上記特許文献２にて提案されている撮像装置では、ズームキーの押圧操作によりズームレンズを移動させた際に、ズームレンズの移動位置とマニュアルズームレバーのモータ駆動による移動（回転）位置との対応関係が一致しない（維持されない）という問題がある。
【００１３】
一般にマニュアル操作される操作部材（マニュアルフォーカスリングやマニュアルズームリングなど）は、操作者が所定の操作感（回転トルク）を得られるように操作部材と固定部材との間にグリスなどの粘性部材を設けるが、この粘性部材の粘性が温度変化により変動して負荷が変動するため、操作部材の移動（回転）速度が変動して上記の問題が発生する。
【００１４】
また、上述の特許文献３に開示された構成の撮像装置でも、同様にオートフォーカス又はズームキーの押圧操作によるフォーカスレンズ又はズームレンズの移動位置とマニュアルリングの対応関係が一致しないという問題がある。
【００１５】
また、オートフォーカス動作におけるフォーカスレンズの移動の際およびズームキー押圧操作によるズームレンズの移動の際に、マニュアル操作部材（リング、レバー）が操作者によってその動作が抑えられていると、操作部材の移動（回転）が制限される。この場合も、フォーカスレンズあるいはズームレンズの移動位置と、マニュアル操作部材の位置の対応関係が一致しない（維持されない）という問題がある。
【００１６】
ところで、上記特許文献３にて提案の撮像装置において、クラッチ機構が手動操作側に切り換えられた状態、すなわちモータからの駆動力がマニュアルリングに伝達されない状態になっているときには、オートフォーカスやズームキーの押圧操作に応じたズームを行うためにモータを駆動しても、レンズは動かない。このため、モータが実質的に空転する（駆動力がマニュアルリングに伝達されない状態でモータが回転する）ことになり、電力（電池）が無駄に消費されるだけでなく、クラッチ機構が手動操作側に切り換わっていることに気づかない操作者が、所望の撮影を行えなくなるおそれがある。
【００１７】
さらに、操作者がマニュアルリングを手動で操作する場合に、クラッチがモータ駆動側に切り換えられている状態であると、マニュアルリングの操作にモータの回転負荷がかかるために操作が重たくなるが、良好な操作感を得るためにいちいちクラッチを手動で手動操作側に切り換えるのでは、使い勝手を損なうおそれがある。
【００１８】
本発明は、操作部材の位置と可動レンズの位置との対応関係を維持することができるとともに、省電力化を図れ、さらには撮影ミスの抑制を図ることができる光学機器およびレンズ装置を提供することを目的としている。また、本発明は、手動により操作部材を操作する操作者の意図に従って自動的に良好な操作感が得られるようにした光学機器およびレンズ装置を提供することを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本願第１の発明の光学機器は、光軸方向に移動可能な可動レンズと、可動レンズを駆動するレンズ駆動手段と、可動レンズの駆動を指示するために所定の可動範囲内で操作される操作部材と、操作部材を駆動する操作部材駆動手段と、操作部材の位置を検出するための信号を出力する操作部材位置検出手段と、可動レンズを移動させるための信号を出力する信号出力手段と、操作部材位置検出手段からの信号に基づいてレンズ駆動手段を駆動し、信号出力手段からの信号に基づいて操作部材駆動手段を駆動する制御手段と、操作部材駆動手段から操作部材への駆動力伝達を行う伝達状態と駆動力伝達を行わない非伝達状態とに切り換え可能な切換え機構と、切換え機構の状態を検出するための信号を出力する切換え機構検出手段とを有する。そして、制御手段は、切換え機構検出手段からの信号に基づいて切換え機構の状態を検出し、該検出結果に応じて信号出力手段からの信号入力に応じた操作部材駆動手段の駆動を行うか制限する（例えば、操作部材駆動手段の駆動を行わない、切換え機構を伝達状態に自動切り換えしてから操作部材駆動手段の駆動を行う）かを決定する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光学機器およびレンズ装置の実施形態を図面を用いて説明する。
【００２１】
（実施形態１）
図１には、本発明の光学機器の実施形態１である撮像装置を説明するためのブロック図を示す。本実施形態は、リアフォーカスズームレンズ光学系を備えたデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置のズーム機構に本発明を適用した例である。なお、本実施形態の撮像装置は、カメラ本体部にレンズ部が一体的に設けられたものである。
【００２２】
ここで、本実施形態のリアフォーカスズームレンズ光学系は、変倍を行うバリエータレンズユニット６と、バリエータレンズユニット６よりも像面側に配置され、バリエータレンズユニット６の変倍動作に伴う像面変動を補正（コンペンセータ作用）するように光軸方向に移動する一方、フォーカス調節のために光軸方向に移動するフォーカスレンズユニット７とを有する。
【００２３】
さらに、上記リアフォーカスズームレンズ光学系は、例えば、物体側から順に、固定の正の第１レンズユニット、変倍動作で移動する負の第２レンズユニット（バリエータレンズユニット６）、固定の正の第３レンズユニット、コンペンセータ作用およびフォーカスのために移動する正の第４レンズユニット（フォーカスレンズユニット７）が配置された、４群リアフォーカスズームタイプの光学系である。但し、図１では、バリエータレンズユニット６およびフォーカスレンズユニット７を図示し、その他のレンズユニットは図示を省略している。
【００２４】
図１において、１は操作者により手動で操作される操作部材であるズームリングであり、本実施形態では、撮像装置のレンズ部上に回転可能に設けられている。
【００２５】
２はズームリング１の回転可能角度（可動範囲）を示す矢印であり、ズームリング１は、焦点距離（ズーム位置）が最も長焦点距離となるテレ端３と、最も短焦点距離となるワイド端４との間で回転されるように、図示を省略したストッパーにより回転範囲が制限されている。このズームリング１の回転角度は、例えば９０°〜１２０°程度の範囲に設定される。
【００２６】
また、ズームリング１には、印刷または刻印などにより焦点距離目盛１ａが設けられ、ズームリング１を回転自在に支持する固定鏡筒（図示省略）には指標１ｂが設けられている。指標１ｂに一致した焦点距離目盛１ａの数字から、現在の光学系の焦点距離が読みとれる。
【００２７】
５はズームリング１を駆動するズームリング駆動モータ（操作部材駆動手段）であり、ステップモータもしくはＤＣモータなどが用いられる。
【００２８】
８はズームリング１の絶対位置を検出するための信号を出力する回転絶対位置エンコーダ（操作部材位置検出手段）、９は回転絶対位置エンコーダ８の分解能が不十分な場合に必要に応じて設けられ、ズームリング１の位置を検出するための信号を出力する微小角変位検出パルスエンコーダである。
【００２９】
ここで、回転絶対位置エンコーダ８としては、例えば多回転タイプのポテンショメータをズームリング１に設けられたインナーギアからギア列を介して連動駆動させ、ズームリング１の位置に対応した（位置を検出するための）信号を出力する構成のものや、リニアタイプのポテンショメータにズームリング１の回転を直進運動に変換して伝達することにより、該ポテンショメータからズームリング１の位置に応じた信号を出力する構成のものを用いることができる。また、予め決められた起算位置にズームリング１を配置したのちに、ズームリング１の回転に応じてパルス（位置を検出するための信号）を発生する構成のもの、さらにはこのパルスを連続的にカウントすることによりズームリング１の位置情報（位置を検出するための信号）を出力する回路を有する構成のものも用いることができる。
【００３０】
以下、回転絶対位置エンコーダ８をこの位置情報を出力するタイプのものとして説明する。
【００３１】
１０は制御回路であるＣＰＵ、１１はＣＰＵ１０に設けられた、ズームトラッキングに関するデータを格納する軌跡メモリである。この軌跡メモリ１１には、バリエータレンズユニット６の移動に伴う像面補正を行うためのフォーカスレンズユニット７の移動軌跡のデータが格納されている。
【００３２】
１２はバリエータレンズユニット６を光軸方向に駆動するズームモータ（レンズ駆動手段）であり、ここではステップモータを想定してＳＴＭと記してあるが、他の例えばボイスコイルモータなどのリニアアクチュエータでも構わない。
【００３３】
１３はバリエータレンズユニット６の光軸方向の絶対位置を検出するための信号を出力するズームエンコーダ、１４はフォーカスレンズユニット７を駆動するフォーカスモータで、あり、ここではリニアアクチュエータを想定してＶＣＭ（ボイスコイルモータ）と記してある、但し、フォーカスモータに代えてステップモータ等を用いても構わない。
【００３４】
１５はフォーカスレンズユニット７の光軸方向の絶対位置を検出するための信号を出力するフォーカスレンズ位置検出エンコーダである。
【００３５】
ここで、ズームエンコーダ１３およびフォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５としては、レンズユニットの駆動源としてステップモータを用いる場合には、不図示の起算位置スイッチ（リセットスイッチ）の出力変化に基づいて所定の起算位置にレンズユニットを配置した後に、連続してステップモータの駆動パルスをカウントすることによりレンズユニットの位置に対応した情報（位置を検出するための情報）を出力する構成のパルスカウントタイプのエンコーダを用いることができる。
【００３６】
また、光軸方向に長い磁気スケールとレンズユニットに固定された磁気センサとによりエンコーダを構成し、レンズユニットの移動による磁気変化に応じて信号（位置を検出するための情報）を出力するものを用いることもできる。以下、これらエンコーダ１３，１５を上記位置情報を出力するタイプのものとして説明する。
【００３７】
１６はカメラ本体部に設けられたズームキー（信号出力手段）であり、シーソースイッチなど、異なる２方向に操作され、操作に応じたズーム駆動信号を出力し、操作されていないときは中立位置に復帰するスイッチで構成される。
【００３８】
１７はＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどの撮像素子であり、上記光学系により形成された光学像を光電変換により撮像し、その撮像信号を信号処理系（および記録系）４１に出力する。
【００３９】
１８はクラッチ機構（切換え機構）であり、ズームリング駆動モータ５からの駆動力をズームリング１に伝達する伝達状態と、該駆動力を伝達しない非伝達状態とに切り換え可能である。
【００４０】
ここで、クラッチ機構１８としては、ズームリング駆動モータ５からズームリング１までがギヤ列で構成されている場合に、該ギヤ列中の２つのギヤを噛み合った状態（伝達状態）と外れた状態（非伝達状態）とに切り換えられる構成のものや、電磁力を用いてモータ５からの駆動力が入力される部材とその駆動力をズームリング１に出力する部材とを接続した状態（伝達状態）と切り離した状態（非伝達状態）とに切り換えられる構成のものを用いることができる。
【００４１】
さらに、入力側の部材と出力側の部材とが常時接続されていても、その接続トルクが可変であり、入力側部材から出力側部材への所要のトルク伝達が可能なように接続トルクが大きい状態（伝達状態）と所要のトルク伝達ができない程度に接続トルクが小さい状態とに切り換えられる構成のものも用いることができる。
【００４２】
このクラッチ機構１８の切り換えは、レバー等の手動操作によって行われるようにしてもよいし、スイッチの操作によりアクチュエータを駆動して行ってもよい。
【００４３】
１９はクラッチ検出スイッチ（切換え機構検出手段）であり、クラッチ機構１８の伝達／非伝達状態を検出するための信号を出力する。クラッチ検出スイッチ１９としては、接触型のもの（例えばマイクロスイッチ）や非接触型のもの（例えばフォトインタラプタ）を使用することができる。
【００４４】
４０は上記信号処理系４１で処理された信号を画像として表示するディスプレイである。
【００４５】
次に、本実施形態の撮像装置の動作について説明する。まず、操作者がマニュアルズーム操作を行う場合について説明する。操作者がマニュアルズーム操作を行う場合は、手動操作の操作性を考えて、クラッチ機構１８を非伝達状態にセットするのが好ましいが、クラッチ機構１８を伝達状態としたままマニュアルズーム操作を行う場合もある。
【００４６】
操作者がズームリング１を回転させると、ズームリング１の回転（移動量、移動位置）が回転絶対位置エンコーダ８により検出される。回転絶対位置エンコーダ８は、検出した情報（ズームリング１の移動量、移動位置の情報）をＣＰＵ１０に伝達する。
【００４７】
ＣＰＵ１０は、この情報とズームエンコーダ１３からの情報とを用いて、バリエータレンズユニット６がズームリング１によって指示された新たな焦点距離を形成する最適位置に移動するようにズームモータ１２を駆動する。これと同時に、ＣＰＵ１０は、ズームトラッキング動作（変倍移動に伴う像面変動の補正）のために、軌跡メモリ１１に格納された情報とフォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５からの情報とを用いて、フォーカスレンズユニット７が合焦状態を維持できる位置に移動するようにフォーカスモータ１４を駆動する。これにより、光学系（バリエータレンズユニット６およびフォーカスレンズユニット７）がズームリング１の位置に対応したズーム位置に設定される。
【００４８】
上述したズームモータ１２やフォーカスモータ１４としては、ズームリング１が高速で回転操作されても追従できるように、高速でレンズユニットを駆動できる仕様のモータ若しくはアクチュエータを選択するのが望ましい。
【００４９】
また、ズームリング１は、極度に高速で操作されないように、適度なねばり感（良好なマニュアル操作の操作感）が出るよう、回転トルクをグリスなどで適当な値にコントロールして構成するとよい。
【００５０】
次に、カメラ本体部側のズームキー１６が操作された場合（パワーズーム操作）について説明する。
【００５１】
操作者によりズームキー１６が操作されると、ＣＰＵ１０はクラッチ検出スイッチ１９からの信号を確認し、クラッチ機構１８が伝達状態か非伝達状態かを検知する。
【００５２】
このとき、クラッチ機構１８が伝達状態にあると検知した場合は、ＣＰＵ１０はズームキー１６の操作に応じて、ズームリング駆動モータ５を駆動する。
【００５３】
例えば、ズーム速度をズームキー１６の押圧量に応じて複数種類設定できる構成とした場合において、ワイドからテレ方向に一番早い速度でズームする指示がズームキー１６からＣＰＵ１０に与えられると、ズームリング駆動モータ５は、これがステップモータである場合に予め設定された「一番早い速度」に対応するパルス入力間隔で駆動される。また、ズームリング駆動モータ５がＤＣモータである場合は、例えば印加電圧のオンオフの比率を予め設定された「一番早い速度」に対応する比率（例えば、ＯＮ１００％・ＯＦＦ０％）としてＤＣモータを駆動する。
【００５４】
なお、「一番早い速度」とは、モータ５を用いた駆動制御においての最高速度を示しており、任意の速度に設定される。
【００５５】
ズームリング１の回転は常に（後述するサンプリング周期ごとに）回転絶対位置エンコーダ８により行われている。このため、ズームリング駆動モータ５によって駆動されたズームリング１の回転も、回転絶対位置エンコーダ８にて検出される。回転絶対位置エンコーダ８の出力（ズームリング１の位置情報）は、ＣＰＵ１０に出力され、ＣＰＵ１０は該位置情報とズームエンコーダ１３からの出力（バリエータレンズユニット６の位置情報）とに応じてズームモータ１２を駆動し、バリエータレンズユニット６をズームリング１の位置に対応する位置に移動させる。これと同時に、前述したのと同様に、ズームトラッキング動作（コンペンセータの作用）のためにフォーカスレンズユニット７をフォーカスモータ１４による駆動する。
【００５６】
なお、ズームキー１６の操作が行われた際に、例えばズームリング１が操作者により抑えられているような場合には、ズームリング駆動モータ５は駆動しようとするが駆動できず（モータ５はロックするかクラッチ機構１８により滑っている）、結果としてズームリング１は回転しない。このため、回転絶対位置エンコーダ８はズームリング１の回転しなかった位置を検出しているので、ズーム動作は行われない。
【００５７】
このように本実施形態では、ズームリング１とズームキー１６といずれを操作してもズームを行うことができる。
【００５８】
一方、クラッチ機構１８が非伝達状態になっている場合は、ズームキー１６の入力を無視（無効と）し、ズームキー１６からの信号入力に応じたズームリング駆動モータ５の駆動は行わない。
【００５９】
これにより、ズームリング駆動モータ５が、その駆動力がズームリング１に伝達されない状態で駆動されることを防止でき、撮像装置の電源（電池）の無駄な消費を抑えることができる。
【００６０】
また、このときディスプレイ４０の画面に警告表示を行い、クラッチ機構１８が伝達状態になっていない（ズームキー１６の操作によりズーム動作ができない）旨を操作者に伝えるようにしてもよい。これにより、操作者がクラッチ機構１８が非伝達状態となっていることに気づかずに、いくらズームキー１６を操作してもズームができず、所望の撮影を行えなくなる事態を回避することができる。
【００６１】
なお、上記警告表示に代えて、警告音を発生する構成としてもよい。
【００６２】
次に、上述したマニュアルズーム操作およびパワーズーム操作におけるＣＰＵ１０の動作を図２および図３のフローチャートを用いて説明する。
【００６３】
図２は、ズームキー１６の操作（パワーズーム操作）に関するＣＰＵ１０の動作を示すフローチャートである。
【００６４】
図２において、撮像装置の電源オン等により、ステップ（図ではＳと記す）２０１から本フロー（プログラム）がスタートする。ステップ２０２では、ＣＰＵ１０は、ズームキー１６の操作が発生したか否か（ズームキー１６からの信号が入力されたか否か）を検出する。
【００６５】
この検出は、例えばビデオカメラの場合は、フィールド周期（ＮＴＳＣテレビ方式では１／６０秒、ＰＡＬ方式では１／５０秒）で、あるいはより高速のサンプリング周期ごとに行われる。
【００６６】
ズームキー１６の操作があった場合、ＣＰＵ１０は、ステップ２０３に進む。ステップ２０３では、クラッチ検出スイッチ１９からの信号を確認し、クラッチ機構１８が伝達状態であるか否かを判別する。非伝達状態と判別した場合はステップ２０４に進み、前述したようにディスプレイ４０の画面上に警告表示を行う。また、ステップ２０３において、クラッチ機構１８が伝達状態にあると判別した場合は、ステップ２０５に進み、ズームキー１６からの信号の符号（操作方向）と大きさ（操作量）とを検出し、これらに応じて後述するズームモータ１２の駆動方向と駆動速度を設定する。
【００６７】
ズームキー１６がシーソースイッチの場合、その多くは、キーの押し込み量や押圧によって、深く若しくは強く押された方がより早いズーム速度が設定されるように構成されている。
【００６８】
ステップ２０６では、ズームリング駆動モータ５を、ステップ２０５で設定した駆動方向に、設定した駆動速度で駆動する。これにより、ズームリング１が回転し、以下に示す動作が行われることになる。
【００６９】
次に、図３は、ズームリング１の回転（変位）に応じてズーム動作（バリエータレンズユニット６およびフォーカスレンズユニット７の駆動）を行う際のＣＰＵ１０の動作を示すフローチャートである。この動作は、上述したズームキー１６の操作（パワーズーム操作）に応じてズームリング駆動モータ５が駆動されてズームリング１が回転した場合と、ズームリング１が操作者によって手動操作された場合とで共通に行われる。
【００７０】
図３において、撮像装置の電源オン等により、ステップ３０１から本フロー（プログラム）がスタートする。ステップ３０２では、ＣＰＵ１０は、上述したようにフィールド周期か、より高速のサンプリング周期ごとに、回転絶対位置エンコーダ８の出力とズームエンコーダ１３の出力（位置情報）とを読み込み（検出し）、両者の差を算出する。
【００７１】
但し、ここでいう「差」とは、回転絶対位置エンコーダ８からの位置情報をズームエンコーダ１３から得られるべき位置情報に換算した値（換算位置情報）と、ズームエンコーダ１３から得られた実際の位置情報との差である。ＣＰＵ１０は、回転絶対位置エンコーダ８からの位置情報をズームエンコーダ１３から得られるべき位置情報に換算するためのデータ（テーブルデータ等）又は算出式、すなわちズームリング１の位置情報とバリエータレンズユニット６の位置情報とが本来取るべき関連性（対応関係）を示す情報をＣＰＵ１０内のメモリ１０ａに予め格納している。
【００７２】
上記の換算位置情報とズームエンコーダ１３からの実際の位置情報の差が零のとき、すなわち回転絶対位置エンコーダ８からの位置情報とズームエンコーダ１３からの位置情報とが「取るべき関連性」（対応関係）を有するときには、ズームリング１での焦点距離表示とバリエータレンズユニット６の位置とが対応した状態となる。例えばズームリング１がワイド端位置にあるときには、光学系（バリエータレンズユニット６）の焦点距離もワイド端位置にあるということである。
【００７３】
次に、ステップ３０３では、ステップ３０２で算出した差が、許容誤差（光学的に許される誤差やズームリング１の操作範囲端に設けられた操作上の不感帯あるいはエンコーダ８，１３の検出上の不感帯等）を加味して予め設定された所定値以上の大きさがある（差がある）か否かを判別し、差があるとき、つまりズームリング１の位置（焦点距離表示）とバリエータレンズユニット６の位置とが上記「取るべき関連性」（対応関係）を有していない状態であるときは、ステップ３０５に進む。
【００７４】
ステップ３０５では、上記差を解消（減少）させる方向に、上記差の大きさに応じた速度でズームモータ１２を駆動する。また、同時に、ズームトラッキング動作（コンペンセータの作用）のために、前述したようにフォーカスモータ１４を駆動し、フォーカスレンズユニット７を移動させる。その後、ステップ３０２に戻る。
【００７５】
そして、再びステップ３０２で回転絶対位置エンコーダ８の出力とズームエンコーダ１３の出力とを読み込んでこれらに差があるか否かを判別し（ステップ３０３）、差がないと判別したときはステップ３０４に進んで、ズームモータ１２およびフォーカスモータ１４を停止させる。これにより、ズームリング１の回転（変位）後の焦点距離表示に対応した焦点距離に光学系（バリエータレンズユニット６とフォーカスレンズユニット７）がズーム移動した状態となる。
【００７６】
なお、この図３のフローチャートで示した動作は、常時（上記サンプリング周期ごとに）動作しており、ズームキー１６やズームリング１が操作されなくても、回転絶対位置エンコーダ８からの位置情報とズームエンコーダ１３からの位置情報とが「取るべき関連性」を有しない状態となったときにただちに行われる。
【００７７】
このように本実施形態では、ズームリング１の位置に対応した位置に光学系（バリエータレンズユニット６とフォーカスレンズユニット７）がズーム移動した状態が維持される。これにより、ズームリング１での焦点距離表示と、実際の光学系の焦点距離状態とにずれの発生が少なく、常にほぼ対応した状態とすることができ、表示通りの焦点距離を維持することができる。
【００７８】
（実施形態２）
図４には、本発明の光学機器の実施形態２である撮像装置を説明するためのブロック図を示す。本実施形態は、リアフォーカスズームレンズ光学系を備えたデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置のフォーカス機構に本発明を適用した例である。なお、本実施形態でも、実施形態１で説明した４群リアフォーカスズームタイプの光学系が適用されている。また、図４では、フォーカスレンズユニット７を図示し、その他のレンズユニットは図示を省略している。さらに、図４において、実施形態１と共通する構成要素には実施形態１と同符号を付して説明を省略する。
【００７９】
図４において、２２は操作者により手動で回転操作される操作部材であるフォーカスリングを示している。フォーカスリング２２は、実施形態１のズームリング１と同様に、矢印２３で示す回転角度（可動範囲）内で回動し、その両端は無限端２４と至近端２５に対応する位置である。
【００８０】
また、フォーカスリング２２には、実施形態１のズームリング１と同様に、距離、例えば∞、１０ｍ、５ｍ、１ｍを示す距離目盛２２ａが刻印または印刷等で表示され、フォーカスリング２２を回転自在に支持する固定鏡筒（図示省略）には、指標２２ｂが設けられている。指標２２ｂに一致した距離目盛２２ａの数字から、ピントが合っている「合焦距離」が読み取れる。
【００８１】
２０はフォーカスリング２２の位置を検出するための信号を出力する回転絶対位置エンコーダ、２１は回転絶対位置エンコーダ２０の分解能が不十分な場合に必要に応じて設けられ、フォーカスリング２２の位置を検出するための信号を出力する微小角変位検出パルスエンコーダである。これらにより、操作部材位置検出手段が構成される。
【００８２】
ここで、回転絶対位置エンコーダ２２としては、実施形態１にて説明した回転絶対位置エンコーダ８と同様のものを用いることができ、以下、回転絶対位置エンコーダ２２を位置情報を出力するタイプのものとして説明する。
【００８３】
２６はフォーカスリング２２を駆動するフォーカスリング駆動モータ（操作部材駆動手段）であり、ステップモータもしくはＤＣモータなどが用いられる。
【００８４】
ＣＰＵ１０は、オートフォーカス動作のために、フォーカスレンズユニット７を駆動する場合、まず、フォーカスリング駆動モータ２６を、設定された駆動内容（駆動方向、駆動速度および駆動量）に従って駆動する。フォーカスリング駆動モータ２６を駆動すると、フォーカスリング２２が回転し、そのフォーカスリング２２の位置を回転絶対位置エンコーダ２０を通じて検出する。回転絶対位置エンコーダ２０によるフォーカスリング２２の位置検出は、実施形態１で説明したサンプリング周期ごとに行われている。そして、検出されたフォーカスリング２２の位置に対応した位置にフォーカスレンズユニット７が移動するように、フォーカスモータ１４を駆動する。
【００８５】
この際、リアフォーカスレンズもしくはインナーフォーカスレンズの場合、フォーカスレンズユニット７が光軸上の同一位置にあっても、焦点距離（ズーム位置）によって合焦距離が異なるため、ズームエンコーダ１３からのズームレンズユニットの位置情報（焦点距離情報）がＣＰＵ１０に取り込まれる。
【００８６】
また、本実施形態でも、フォーカス駆動モータ２６とフォーカスリング２２との間にクラッチ機構１８が設けられている。クラッチ機構１８が伝達状態であると、フォーカスリング駆動モータ２６の駆動力をフォーカスリング２２に伝達することができるので、上述したオートフォーカス動作を行うことができる。
【００８７】
一方、クラッチ機構１８を非伝達状態とすると、フォーカスリング２２がフォーカスリング駆動モータ２６から切り離されるため、手動でフォーカスリング２２を回転操作する際の操作性を良くすることができる。
【００８８】
このクラッチ機構１８の伝達状態（オート側）と非伝達状態（マニュアル側）は、実施形態１と同様にクラッチ検出スイッチ１９により検出することができる。
【００８９】
次に、オートフォーカス動作時およびマニュアルフォーカス操作時のＣＰＵ１０の動作について図５および図６のフローチャートを用いて説明する。
【００９０】
図５は、オートフォーカス動作に関するＣＰＵ１０の動作を示すフローチャートである。
【００９１】
図５において、撮像装置の電源オン等により、ステップ５０１から本フロー（プログラム）がスタートする。ステップ５０２では、ＣＰＵ１０は、クラッチ検出スイッチ１９からの出力を確認し、クラッチ機構１８が伝達状態か否かを検出する。クラッチ機構１８が非伝達状態（マニュアル側）であるときは、ステップ５０３に進み、実施形態１にて説明したのと同様に、ディスプレイ４０の画面上にマニュアルフォーカスが選択されている（オートフォーカスができない）旨を表示し、ステップ５０２に戻る。
【００９２】
このように、クラッチ機構１８が非伝達状態になっている場合は、オートフォーカス動作のための信号入力に応じたフォーカスリング駆動モータ２６の駆動は行わない。
【００９３】
これにより、フォーカスリング駆動モータ２６が、その駆動力がフォーカスリング２２に伝達されない状態で駆動されることを防止でき、撮像装置の電源（電池）の無駄な消費を抑えることができる。
【００９４】
また、ディスプレイ４０の画面上に警告表示（又は警告音の出力）を行うことで、オートフォーカス動作を期待して撮影を行っている操作者が、クラッチ機構１８が非伝達状態となっていることに気づかずに、ピントが合っていない映像を撮影してしまう事態を回避することができる。
【００９５】
一方、クラッチ機構１８が伝達状態（オート側）であることを検出したときは、ステップ５０４に進み、ＣＰＵ１０は、オートフォーカス動作のためにフォーカスレンズユニット（フォーカスリング駆動モータ２６）を駆動する方向や速度を決定する。
【００９６】
ここで、ＣＰＵ１０には、いわゆるテレビ信号オートフォーカス動作にて光学系の焦点状態を判別する信号として用いられる（つまりは焦点調節のための信号として用いられる）、信号処理系（信号出力手段）４１からの映像信号が入力されている。フォーカスレンズユニット（フォーカスリング駆動モータ２６）の駆動内容（駆動する方向、速度および駆動量）は、例えば該映像信号に含まれる高周波成分を抽出した値が最大値となる位置を探すのに適した値となるように、所定の条件下で決定される。
【００９７】
そして、ステップ５０５では、ＣＰＵ１０は、ステップ５０４で決定した駆動内容に応じてフォーカスリング駆動モータ２６を駆動し、フォーカスリング２２を回転させる。これにより、以下に示す動作が行われることになる。
【００９８】
図６には、フォーカスリング２２の回転（変位）に応じてフォーカスレンズユニット７を移動させる際のＣＰＵ１０の動作について説明する。この動作は、オートフォーカス動作に応じてフォーカスリング駆動モータ２６が駆動されてフォーカスリング２２が回転した場合と、フォーカスリング２２が操作者によって手動で操作された場合とで共通に行われる。
【００９９】
図６において、撮像装置の電源オン等により、ステップ６０１から本フロー（プログラム）がスタートする。ステップ６０２では、ＣＰＵ１０は、フィールド周期か、より高速のサンプリング周期ごとに、回転絶対位置エンコーダ２０の出力（位置情報）とフォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５の出力（位置情報）とを読み込み（検出し）、両者の差を算出する。
【０１００】
但し、ここでいう「差」とは、回転絶対位置エンコーダ２０からの位置情報を、ズームエンコーダ１３から得られる焦点距離情報を考慮して、フォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５から得られるべき位置情報に換算した値（換算位置情報）と、フォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５から得られた実際の位置情報との差である。焦点距離情報を考慮するのは、リアフォーカスズームもしくはインナーフォーカスズームレンズでは、同じフォーカスレンズユニット７の位置でも焦点距離が異なると合焦距離が異なるためである。
【０１０１】
ＣＰＵ１０は、回転絶対位置エンコーダ２０からの位置情報を、焦点距離情報を考慮してフォーカス位置検出エンコーダ１５から得られるべき位置情報に換算するためのデータ（テーブルデータ等）又は算出式、すなわちフォーカスリング２２の位置情報とフォーカスレンズユニット７の位置情報とが本来取るべき関連性（対応関係）を示す情報をＣＰＵ１０内のメモリ１０ａに予め格納している。
【０１０２】
上記の換算位置情報とフォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５からの実際の位置情報の差が零のとき、すなわち回転絶対位置エンコーダ２０からの位置情報とフォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５からの位置情報とが「取るべき関連性」（対応関係）を有するときには、フォーカスリング２２での合焦距離表示とフォーカスレンズユニット７の位置とが対応した状態となる。
【０１０３】
次に、ステップ６０３では、ステップ６０２で算出した差が、許容誤差（光学的に許される誤差や、フォーカスリング２２の操作範囲端に設けられた操作上の不感帯あるいはエンコーダ２０，１５の検出上の不感帯等）を加味して予め設定された所定値以上の大きさがある（差がある）か否かを判別し、差があるとき、つまりフォーカスリング２２の位置（合焦距離表示）とフォーカスレンズユニット７の位置とが「取るべき関連性」（対応関係）を有していない状態であるときは、ステップ６０５に進む。
【０１０４】
ステップ６０５では、上記差を解消（減少）させる方向に、上記差の大きさに応じた速度でフォーカスモータ１４を駆動する。その後、ステップ６０２に戻る。
【０１０５】
そして、再びステップ６０２で回転絶対位置エンコーダ２０の出力とフォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５の出力とを読み込んでこれらに差があるか否かを判別し（ステップ６０３）、差がないと判別したときはステップ６０４に進んで、フォーカスモータ１４を停止させる。これにより、フォーカスリング２２の回転（変位）後の合焦距離表示に対応した合焦距離に光学系（フォーカスレンズユニット７）がフォーカス移動した状態となる。
【０１０６】
なお、この図６のフローチャートで示した動作は、常時（上記サンプリング周期ごとに）動作しており、オートフォーカス動作が行われたりフォーカスリング２２が操作されたりしなくても、回転絶対位置エンコーダ２０からの位置情報とフォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５からの位置情報とが「取るべき関連性」を有しない状態となったときにただちに行われる。
【０１０７】
このように本実施形態では、フォーカスリング２２の位置に対応した位置にフォーカスレンズユニット７が移動した状態が維持される。これにより、フォーカスリング２２の距離表示と、実際のフォーカスレンズ７の合焦距離状態とのずれの発生が少なく、常にほぼ対応した状態とすることができ、表示通りの合焦距離を維持することができる。
【０１０８】
本実施形態では、ＣＰＵ１０に、オートフォーカス動作のためのフォーカスレンズユニット７（フォーカスリング駆動モータ２６）の駆動内容を決定する機能を持たせた場合について説明したが、ＣＰＵ１０とは別にこの機能を有する回路ユニット（信号出力手段）を設け、この回路ユニットからＣＰＵ１０に対して、決定した駆動内容に応じた信号（焦点調節のために用いられる信号）を入力させるようにしてもよい。
【０１０９】
（実施形態３）
図７には、本発明の光学機器の実施形態３である撮像システムを説明するためのブロック図を示す。本実施形態は、カメラ（デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ）に対して着脱可能な交換型のレンズ装置に本発明を適用した例である。図７中の破線を境にカメラ側とレンズ側とで構成ブロックが分離されており、両者はマウント部で結合されている。なお、図７において、実施形態１と共通する構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１０】
図７のレンズ側において、３６は上記マウント部に設けられた電気接点であり、この電気接点３６を介して、カメラ側の制御回路であるカメラＣＰＵ（信号出力手段）３２とレンズ側の制御回路であるレンズＣＰＵ３１とがレンズ側伝送経路３４およびカメラ側伝送経路３５を通じてに相互に通信を行う。なお、電気接点３６およびレンズ側伝送経路３４により、レンズ側での受信手段が構成される。また、レンズには、電気接点３６を通じてカメラから電源が供給される。
【０１１１】
３３は撮像素子１７により光電変換され、信号処理系４１で信号処理がなされた映像信号を表示したり、焦点距離情報や合焦距離情報などの各種情報を表示する、液晶パネルなどで構成された電子ビューファインダー（ＥＶＦ）である。
【０１１２】
また、１６はズームキーであり、カメラとレンズとが着脱される本実施形態では、カメラに設けられている。
【０１１３】
本実施形態におけるレンズＣＰＵ３１の動作は、実施形態１で図２および図３のフローチャートを用いて説明した動作と同様であるので、ここでは各ステップの動作主体を明確にした上で図２および図３を用いてレンズＣＰＵ３１およびカメラＣＰＵ３２の動作を説明する。
【０１１４】
まず、図２のフローチャートを用いて、本実施形態におけるズームキー１６の操作（パワーズーム操作）に対するレンズＣＰＵ３１およびカメラＣＰＵ３２の動作を説明する。
【０１１５】
カメラの電源がオンされると、ステップ２０１で本フローがスタートする。ステップ２０２において、カメラＣＰＵ３２がカメラ側に設けられたズームキー１６からの操作信号が入力されたことを検知すると、カメラＣＰＵ３２は、この操作信号からズーム方向およびズーム速度を設定し、設定したズーム方向およびズーム速度の情報を必要に応じて所定の信号に置き換える等して、電気接点３６および伝送経路３４，３５を介してレンズＣＰＵ３１に送信する。
【０１１６】
次に、ズーム方向およびズーム速度の情報を受信したレンズＣＰＵ３１は、ステップ２０３において、クラッチ検出スイッチ１９からの信号を確認し、クラッチ機構１８が伝達状態か否かを検知する。非伝達状態であると検知した場合は、レンズＣＰＵ３１は、カメラＣＰＵ３２からのズーム方向およびズーム速度の情報入力に応じたズームリング駆動モータ５の駆動は行わない。また、このとき、レンズＣＰＵ３１は、カメラＣＰＵ３２に対してクラッチ機構１８が非伝達状態であることを示す情報を送信する。この情報を受けたカメラＣＰＵ３２は、ＥＶＦ３３に警告表示を行う（ステップ２０４）。
【０１１７】
これにより、実施形態１と同様に、ズームリング駆動モータ５が、その駆動力がズームリング１に伝達されない状態で駆動されることを防止でき、カメラの電源（電池）の無駄な消費を抑えることができる。
【０１１８】
また、レンズＣＰＵ３１からの信号によってカメラのＥＶＦ３３に警告表示を行わせることにより、操作者がクラッチ機構１８が非伝達状態となっていることに気づかずに、いくらズームキー１６を操作してもズームができず、所望の撮影を行えなくなる事態を回避することができる。
【０１１９】
一方、ステップ２０３で、クラッチ検出スイッチ１９が伝達状態にあると検知した場合は、ステップ２０５に進む。
【０１２０】
ステップ２０５では、レンズＣＰＵ３１は、ステップ２０２にてカメラＣＰＵ３２から送信されたズーム方向とズーム速度の情報に基づいて、ズームリング駆動モータ５の駆動方向および駆動速度を設定する。
【０１２１】
そして、レンズＣＰＵ３１は、ステップ２０５で設定した駆動方向および駆動速度でズームリング駆動モータ５を駆動する。これにより、ズームリング１が回転し、以下に説明する動作が行われる。
【０１２２】
図３には、ズームリング１の回転（変位）に応じてバリエータレンズユニット６およびフォーカスレンズユニット７を移動させる際のレンズＣＰＵ３１の動作にを示している。図３の動作は、上述したズームキー１６の操作（パワーズーム操作）に応じてズームリング駆動モータ５が駆動されてズームリング１が回転した場合と、ズームリング１が操作者により手動操作された場合とで共通に行われ、レンズＣＰＵ３１のみによって行われる。
【０１２３】
図３において、カメラの電源がオンされると、ステップ３０１で本フローがスタートする。ステップ３０２では、レンズＣＰＵ３１は、フィールド周期かあるいはより高速のサンプリング周期ごとに、回転絶対位置エンコーダ８の出力（位置情報）とズームエンコーダ１３の出力（位置情報）とを読み込み（検出し）、両者の出力の差を算出する。ここでいう「差」は実施形態１にて説明したものと同様である。
【０１２４】
そして、ステップ３０３では、レンズＣＰＵ３１は、ステップ３０２で算出した差が、実施形態１と同様の許容誤差を加味して予め設定された所定値以上の大きさがある（差がある）か否かを判別し、差があるとき、つまりズームリング１の位置（焦点距離表示）とバリエータレンズユニット６の位置とが「取るべき関連性」（対応関係）を有していない状態であるときは、ステップ３０５に進む。
【０１２５】
ステップ３０５では、上記差を解消（減少）させる方向に、上記差の大きさに応じた速度でズームモータ１２を駆動する。また、同時に、ズームトラッキング動作（コンペンセータの作用）のために、前述したようにフォーカスモータ１４を駆動し、フォーカスレンズユニット７を移動させる。その後、ステップ３０２に戻る。
【０１２６】
そして、再びステップ３０２で回転絶対位置エンコーダ８の出力とズームエンコーダ１３の出力とを読み込んでこれらに差があるか否かを判別し、差がないと判別したときはステップ３０４に進んで、ズームモータ１２およびフォーカスモータ１４を停止させる。これにより、ズームリング１の回転（変位）後の焦点距離表示に対応した焦点距離に光学系（バリエータレンズユニット６とフォーカスレンズユニット７）がズーム移動した状態となる。
【０１２７】
なお、この図３のフローチャートで示した動作は、常時（上記サンプリング周期ごとに）動作しており、ズームキー１６やズームリング１が操作されなくても、回転絶対位置エンコーダ８からの位置情報とズームエンコーダ１３からの位置情報とが「取るべき関連性」を有しない状態となったときにただちに行われる。
【０１２８】
なお、本実施形態では、回転絶対位置エンコーダ８により検出されるズームリング１の位置情報、すなわち現在の焦点距離を示す情報が、レンズＣＰＵ３１から電気接点３６を介してカメラＣＰＵ３２に通信される。カメラＣＰＵ３２ではこの情報を受けて、ＥＶＦ３３に焦点距離に関する情報を表示する。
【０１２９】
なお、ＥＶＦ３３での表示に関しては、本実施形態のカメラシステムに限らず、上述した各実施形態の撮像装置において行ってもよい。
【０１３０】
このように本実施形態では、ズームリング１の位置に対応した位置に光学系（バリエータレンズユニット６とフォーカスレンズユニット７）がズーム移動した状態が維持される。これにより、ズームリング１での焦点距離表示と、実際の光学系の焦点距離状態とにずれの発生が少なく、常にほぼ対応した状態とすることができ、ズームリング１およびＥＶＦ３３にて表示された通りの焦点距離を維持することができる。
【０１３１】
なお、本実施形態では、ズーム動作について説明したが、実施形態２で説明したフォーカス動作に関しても、本実施形態のようなカメラシステムに適用することができる。この場合、カメラＣＰＵ３２が信号出力手段として、信号処理系４０からの映像信号に基づいてレンズＣＰＵ１にフォーカスレンズユニット７を移動させるための信号（焦点調節のために用いられる信号）を送信し、この信号に応じてレンズＣＰＵ３１が、クラッチ機構１８が伝達状態にあることを条件にフォーカス駆動リング（図４の２２）を駆動するようにすればよい。
【０１３２】
また、上述した各実施形態では、ズームリング１およびフォーカスリング２２として示した操作部材としてリング形状の部材を用い、この操作リングに目盛を形成し、固定側に指標を設けることにより、焦点距離もしくは合焦距離を表示する場合について説明したが、本発明における操作部材はこれに限られず、操作範囲（可動範囲）がストッパーによって構成される端によって制限されていれば、他の形態の操作部材でもよい。例えば、直線的にスライドするつまみ等の操作部材を用いてもよい。
【０１３３】
また、上記各実施形態では、操作部材上の焦点距離や合焦距離の表示と実際の光学系の焦点距離や合焦距離が常に一致する構成としているが、操作部材上の表示がなくても、操作部材の操作範囲内の所定位置と光学系の状態（レンズユニットの位置）とが一致するように構成されていればよい。
【０１３４】
（実施形態４）
図８には、本発明の光学機器の実施形態４である撮像装置を説明するためのブロック図を示す。本実施形態は、リアフォーカスズームレンズ光学系を備えたデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置のズーム機構に本発明を適用した例である。上記各実施形態では、手動により又は操作者のスイッチ操作に応じてクラッチ機構１８を切り換える場合について説明したが、本実施形態では、自動切換えとする。
【０１３５】
なお、本実施形態は、実施形態１の図１に示した撮像装置にクラッチ機構１８の自動切換えユニット（切換え機構作動手段）４５を追加したものであり、実施形態１に示した構成要素と共通する他の構成要素には同符号を付して説明を省略する。
【０１３６】
クラッチ機構１８は、上記実施形態１にて説明したものと同様であり、操作者がレバーの手動操作で又はスイッチ操作に応じたアクチュエータ駆動で伝達状態から非伝達状態に、および非伝達状態から伝達状態に切換え操作できるものである。但し、本実施形態では、非伝達状態から伝達状態への切り換えを自動切換えユニット４５によっても行える。
【０１３７】
自動切換えユニット４５は、クラッチ機構１８が操作レバーで切り換えられるものである場合には、操作レバーに機械的に連結された切換え駆動アクチュエータと、ＣＰＵ１０から受けた切換え信号に応じて該切換え駆動アクチュエータを作動させる回路を含む。また、クラッチ機構１８がスイッチ操作に応じたアクチュエータ駆動で切り換えられるものである場合には、該スイッチの操作にかかわらず、ＣＰＵ１０から受けた切換え信号に応じてクラッチ機構１８のアクチュエータを作動させる回路を含む。
【０１３８】
図９は、クラッチ機構１８の自動切換えユニット４５による切換え動作を含む、ズームキー１６の操作（パワーズーム操作）に関するＣＰＵ１０の動作を示すフローチャートである。
【０１３９】
図８において、撮像装置の電源オン等により、ステップ８０１から本フロー（プログラム）がスタートする。ステップ８０２では、ＣＰＵ１０は、ズームキー１６の操作が発生したか否か（ズームキー１６からの信号が入力されたか否か）を検出する。ズームキー１６の操作があった場合、ＣＰＵ１０は、ステップ８０３に進む。
【０１４０】
ステップ８０３では、クラッチ検出スイッチ１９からの信号を確認し、クラッチ機構１８が伝達状態であるか否かを判別する。伝達状態と判別した場合は、ステップ８０５に進む。一方、非伝達状態と判別した場合はステップ８０４に進み、自動切換えユニット４５に切換え信号を出力し、クラッチ機構１８を非伝達状態から伝達状態に切り換える。その後、ステップ８０３に戻る。そして、再びステップ８０３で、クラッチ検出スイッチ１９からの信号によりクラッチ機構１８が伝達状態であるか否かを判別すると、今度は伝達状態であるので、ステップ８０５に進む。
【０１４１】
ステップ８０５では、ＣＰＵ１０は、ズームキー１６からの信号の符号（操作方向）と大きさ（操作量）とを検出し、これらに応じたズームリング駆動モータ５の駆動方向および駆動速度を設定する。
【０１４２】
ステップ８０６では、ズームリング駆動モータ５を、ステップ８０５で設定した駆動方向に、設定した駆動速度で駆動する。これにより、ズームリング１が回転し、実施形態１にて図３を用いて説明した動作又は後述する実施形態５で説明する図１０のフローチャートで示す動作が行われる。
【０１４３】
このように本実施形態では、ズームキー１６からの信号が入力された（パワーズーム操作が行われた）際にクラッチ機構１８が非伝達状態となっていた場合には、自動的にクラッチ機構１８を伝達状態に切り換えるので、操作者にクラッチ切換え操作を強いることがない。このため、撮像装置の操作性を向上させることができる。また、操作者がクラッチ機構１８が非伝達状態となっていることに気づかずにズームキー１６を操作しても、パワーズーム動作を実行させることができ、操作者の意図に応じた撮影を行わせることができる。
【０１４４】
なお、本実施形態ではレンズ一体型の撮像装置について説明したが、実施形態３にて説明したようなカメラシステムにおける交換型のレンズ装置でも同様のクラッチ機構の自動切り換えを行うことができる。また、本実施形態では、ズーム動作について説明したが、クラッチ機構の自動切り換えは、実施形態２で説明したフォーカス動作時にも適用することができる。
【０１４５】
（実施形態５）
上述した各実施形態において、操作者がズームリング１を手動で操作してズーム動作を行わせる場合、クラッチ機構１８が非伝達状態であるときでも伝達状態であるときでもこれを行わせることができる。但し、実施形態１でも説明したように、ズームリング１は、良好なマニュアル操作感が出るように、その回転トルクがグリスなどでコントロールされているので、ズームリング１の手動操作を行う際に常に上記良好なマニュアル操作感を得たい場合には、クラッチ機構１８を非伝達状態とする必要がある。
【０１４６】
しかし、クラッチ機構１８が操作者の操作によって切り換えられるものである場合には、その切換え操作が面倒である等、使い勝手の面で不十分さが残る。
【０１４７】
そこで、本実施形態では、クラッチ機構１８が伝達状態のときにズームリング１の手動操作が行われた際に自動的にクラッチ機構１８を非伝達状態に切り換えられるようにしている。
【０１４８】
なお、本実施形態における撮像装置の構成は、実施形態４にて図８に示したものと基本的に共通するが、本実施形態では、自動切換えユニット４５はクラッチ機構１８を伝達状態から非伝達状態に切り換える動作を行う。以下、図８と図１０を併せ用いて本実施形態の撮像装置の動作を説明する。
【０１４９】
図１０には、本発明の実施形態５である撮像装置におけるクラッチ機構１８の自動切換えユニット４５による切換え動作を含む、ズームリング１の回転（変位）に応じたズーム動作に関するＣＰＵ１０の動作を示すフローチャートである。
【０１５０】
図１０において、撮像装置の電源オン等により、ステップ９０１から本フロー（プログラム）がスタートする。
【０１５１】
ステップ９０２では、ＣＰＵ１０は、フィールド周期かあるいはより高速のサンプリング周期ごとに、回転絶対位置エンコーダ８の出力（位置情報）とズームエンコーダ１３の出力（位置情報）とを読み込み（検出し）、両者の出力の差を算出する。ここでいう「差」は実施形態１にて説明したものと同様である。
【０１５２】
そして、ステップ９０３では、ＣＰＵ１０は、ステップ９０２で算出した差が、実施形態１と同様の許容誤差を加味して予め設定された所定値以上の大きさがある（差がある）か否かを判別し、差があるとき、つまりズームリング１の位置（焦点距離表示）とバリエータレンズユニット６の位置とが「取るべき関連性」（対応関係）を有していない状態であるときは、ステップ９０４に進む。
【０１５３】
ステップ９０４では、ＣＰＵ１０は、ズームリング駆動モータ５が駆動中か否かを判別する。ズームキー１６の操作によってズームリング駆動モータ５が駆動され、ズームリング１が回転している場合は、後述するクラッチ機構１８の伝達状態から非伝達状態への切り換えは行わないためである。なお、ここでのズームリング駆動モータ５が駆動中か否かの判別は、ＣＰＵ１０がズームリング駆動モータ５に対して駆動信号を出力しているか否かで判別してもよいし、ズームキー１６からの信号入力の有無（ズームキー１６の操作の有無）によって判別してもよい。ズームリング駆動モータ５が駆動中でない場合はステップ９０５に進み、ズームリング駆動モータ５が駆動中である場合はステップ９０９にスキップする。
【０１５４】
ステップ９０５では、クラッチ検出スイッチ１９からの信号を確認し、クラッチ機構１８が伝達状態であるか否かを判別する。非伝達状態と判別した場合はそのままステップ９０９に進む。一方、伝達状態と判別した場合は、ステップ９０６に進む。ステップ９０６では、自動切換えユニット４５に切換え信号を出力し、クラッチ機構１８を伝達状態から非伝達状態に切り換える。その後、ステップ９０５に戻る。
【０１５５】
そして、再びステップ９０５で、クラッチ検出スイッチ１９からの信号によりクラッチ機構１８が伝達状態であるか否かを判別すると、今度は非伝達状態であるので、ステップ９０９に進む。
【０１５６】
ステップ９０９では、上記差を解消（減少）させる方向に、上記差の大きさに応じた速度でズームモータ１２を駆動する。また、同時に、ズームトラッキング動作（コンペンセータの作用）のために、前述したようにフォーカスモータ１４を駆動し、フォーカスレンズユニット７を移動させる。その後、ステップ９０２に戻る。
【０１５７】
そして、再びステップ９０２で回転絶対位置エンコーダ８の出力とズームエンコーダ１３の出力とを読み込み、ステップ９０３でこれらに差があるか否かを判別し、差がないと判別したときはステップ９０８に進んで、ズームモータ１２およびフォーカスモータ１４を停止させる。これにより、ズームリング１の回転（変位）後の焦点距離表示に対応した焦点距離に光学系（バリエータレンズユニット６とフォーカスレンズユニット７）がズーム移動した状態となる。
【０１５８】
この図１０のフローチャートで示した動作は、常時（上記サンプリング周期ごとに）動作しており、ズームキー１６やズームリング１が操作されなくても、回転絶対位置エンコーダ８からの位置情報とズームエンコーダ１３からの位置情報とが「取るべき関連性」を有しない状態となったときにただちに行われる。
【０１５９】
このように本実施形態では、操作者がズームリング１を手動で操作してズームを行う場合には、操作者にクラッチ切換え操作を強いることなく、自動的にクラッチ機構１８を伝達状態から非伝達状態に切り換えるので、ズームリング１の手動操作にズームリング駆動モータ５の回転負荷が加わらず、良好なマニュアル操作感を得ることができる。
【０１６０】
なお、本実施形態ではレンズ一体型の撮像装置について説明したが、実施形態３にて説明したようなカメラシステムにおける交換型のレンズ装置でも同様のクラッチ機構の自動切り換えを行うことができる。また、本実施形態では、ズーム動作について説明したが、クラッチ機構の自動切り換えは、実施形態２で説明したフォーカス動作時にも適用することができる。
【０１６１】
また、上述した各実施形態では、４群レンズ構成のリアフォーカス（インナーフォーカス）ズームレンズを用いた撮像装置又はレンズ装置について説明したが、本実施形態は前玉フォーカスのズームレンズあるいは３群、５群などの多群構成のリアフォーカス（インナーフォーカス）ズームレンズの光学系を用いた撮像装置又はレンズ装置に適用することができる。
【０１６２】
さらに、以上説明した各実施形態は、以下に示す各発明を実施した場合の一例でもあり、下記の各発明は上記各実施形態に様々な変更や改良が加えられて実施されるものである。
【０１６３】
〔発明１〕光軸方向に移動可能な可動レンズと、
前記可動レンズを駆動するレンズ駆動手段と、
前記可動レンズの駆動を指示するために所定の可動範囲内で操作される操作部材と、
前記操作部材を駆動する操作部材駆動手段と、
前記操作部材の位置を検出するための信号を出力する操作部材位置検出手段と、
前記可動レンズを移動させるための信号を出力する信号出力手段と、
前記操作部材位置検出手段からの出力に基づいて前記レンズ駆動手段を駆動し、前記信号出力手段からの信号に基づいて前記操作部材駆動手段を駆動する制御手段と、
前記操作部材駆動手段から前記操作部材への駆動力伝達を行う伝達状態と駆動力伝達を行わない非伝達状態とに切り換え可能な切換え機構と、
前記切換え機構の状態を検出するための信号を出力する切換え機構検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記切換え機構検出手段からの信号に基づいて前記切換え機構の状態を検出し、前記切換え機構が前記伝達状態にあるときは前記信号出力手段からの信号入力に応じて前記操作部材駆動手段の駆動を行い、前記切換え機構が前記非伝達状態にあるときは前記信号出力手段からの信号入力に応じた前記操作部材駆動手段の駆動を制限することを特徴とする光学機器。
【０１６４】
〔発明２〕 前記制御手段は、前記切換え機構が前記非伝達状態にあって前記信号出力手段から信号が入力されたときは、警告動作を行うことを特徴とする発明１に記載の光学機器。
【０１６５】
〔発明３〕 前記切換え機構を前記伝達状態と前記非伝達状態との間で切り換え作動させる切換え機構作動手段を有し、
前記制御手段は、前記切換え機構が前記非伝達状態にあって前記信号出力手段からの信号が入力されたときは、前記切換え機構作動手段により前記切換え機構を前記伝達状態に切り換えることを特徴とする発明１に記載の光学機器。
【０１６６】
〔発明４〕 前記信号出力手段は、前記可動レンズの駆動を指示するために操作される、前記操作部材とは異なる他の操作部材の操作に応じて信号を出力することを特徴とする発明１から３のいずれか１項に記載の光学機器。
【０１６７】
〔発明５〕 前記信号出力手段は、前記可動レンズを含む光学系の焦点調節のために用いられる信号を出力することを特徴とする発明１から３のいずれか１項に記載の光学機器。
【０１６８】
〔発明６〕 前記可動レンズの位置を検出するための信号を出力するレンズ位置検出手段と、
前記操作部材の位置と前記可動レンズの位置の対応関係を示す情報を記憶した記憶手段とを有し、
前記制御手段は、所定のサンプリング周期ごとに、前記操作部材位置検出手段からの信号により検出した前記操作部材の位置と前記レンズ位置検出手段からの信号により検出した前記可動レンズの位置とが前記記憶手段に記憶された情報が示す対応関係を持つか否かを判別して、前記対応関係を持たないときに前記操作部材の検出位置と前記可動レンズの検出位置とが該対応関係を持つこととなるように前記レンズ駆動手段を駆動し、前記信号出力手段からの信号が入力されたときは、該入力信号に基づいて前記操作部材駆動手段を駆動することを特徴とする発明１から５のいずれか１項に記載の光学機器。
【０１６９】
〔発明７〕 カメラに着脱可能に装着されるレンズ装置であって、
光軸方向に移動可能な可動レンズと、
前記可動レンズを駆動するレンズ駆動手段と、
前記可動レンズの駆動を指示するために所定の可動範囲内で操作される操作部材と、
前記操作部材を駆動する操作部材駆動手段と、
前記操作部材の位置を検出するための信号を出力する操作部材位置検出手段と、
前記カメラから送信された前記可動レンズを移動させるための信号を受信する受信手段と、
前記操作部材位置検出手段からの信号に基づいて前記レンズ駆動手段を駆動し、前記受信手段を介した前記カメラからの信号に基づいて前記操作部材駆動手段を駆動する制御手段と、
前記操作部材駆動手段から前記操作部材への駆動力伝達を行う伝達状態と駆動力伝達を行わない非伝達状態とに切り換え可能な切換え機構と、
前記切換え機構の状態を検出するための信号を出力する切換え機構検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記切換え機構検出手段からの信号に基づいて前記切換え機構の状態を検出し、前記切換え機構が前記伝達状態にあるときは前記カメラからの信号入力に応じて前記操作部材駆動手段の駆動を行い、前記切換え機構が前記非伝達状態にあるときは前記カメラからの信号入力があっても前記操作部材駆動手段の駆動を制限することを特徴とするレンズ装置。
【０１７０】
〔発明８〕 前記制御手段は、前記切換え機構が前記非伝達状態にあって前記カメラからの信号が入力があったときは、前記カメラに、警告動作を行わせる信号を送信することを特徴とする発明７に記載のレンズ装置。
【０１７１】
〔発明９〕 前記切換え機構を前記伝達状態と前記非伝達状態との間で切り換え作動させる切換え機構作動手段を有し、
前記制御手段は、前記切換え機構が前記非伝達状態にあって前記カメラからの信号が入力されたときは、前記切換え機構作動手段により前記切換え機構を前記伝達状態に切り換えることを特徴とする発明７に記載のレンズ装置。
【０１７２】
〔発明１０〕 前記カメラから送信される信号は、前記可動レンズの駆動を指示するために操作される、前記カメラに設けられた操作部材の操作に応じて出力される信号であることを特徴とする発明６から８のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【０１７３】
〔発明１１〕 前記カメラからの信号は、前記可動レンズを含む光学系の焦点調節のために用いられる信号であることを特徴とする発明７から９のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【０１７４】
〔発明１２〕 前記可動レンズの位置を検出するための信号を出力するレンズ位置検出手段と、
前記操作部材の位置と前記可動レンズの位置の対応関係を示す情報を記憶した記憶手段とを有し、
前記制御手段は、所定のサンプリング周期ごとに、前記操作部材位置検出手段からの信号により検出した前記操作部材の位置と前記レンズ位置検出手段からの信号により検出した前記可動レンズの位置とが前記記憶手段に記憶された情報が示す対応関係を持つか否かを判別して、前記対応関係を持たないときに、前記操作部材の検出位置と前記可動レンズの検出位置とが該対応関係を持つこととなるように前記レンズ駆動手段を駆動し、前記カメラからの信号が入力されたときは、該入力信号に基づいて前記操作部材駆動手段を駆動することを特徴とする発明７から１１のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【０１７５】
〔発明１３〕 発明７から１２のいずれか１項に記載のレンズ装置と、このレンズ装置が着脱可能に装着されるカメラとを含むことを特徴とする光学機器。
【０１７６】
〔発明１４〕 光軸方向に移動可能な可動レンズと、
前記可動レンズを駆動するレンズ駆動手段と、
前記可動レンズの駆動を指示するために所定の可動範囲内で操作される操作部材と、
前記操作部材を駆動する操作部材駆動手段と、
前記操作部材の位置を検出するための信号を出力する操作部材位置検出手段と、
前記可動レンズを移動させるための信号を出力する信号出力手段と、
前記操作部材位置検出手段からの信号に基づいて前記レンズ駆動手段を駆動し、前記信号出力手段からの信号に基づいて前記操作部材駆動手段を駆動する制御手段と、
前記操作部材駆動手段から前記操作部材への駆動力伝達を行う伝達状態と駆動力伝達を行わない非伝達状態とに切り換え可能な切換え機構と、
前記切換え機構の状態を検出するための信号を出力する切換え機構検出手段と、
前記切換え機構を前記伝達状態と前記非伝達状態との間で切り換え作動させる切換え機構作動手段とを有し、
前記制御手段は、前記切換え機構検出手段からの信号に基づいて前記切換え機構の状態を検出し、前記切換え機構が前記伝達状態にあり、かつ前記操作部材駆動手段が駆動されていないときに前記操作部材位置検出手段からの信号に変化があったときは、前記切換え機構作動手段により前記切換え機構を前記伝達状態から前記非伝達状態に切り換えることを特徴とする光学機器。
【０１７７】
また、本発明によれば、操作部材を手動操作する際の良好な操作感を容易に確保することができる。
【０１７８】
〔発明１５〕 前記信号出力手段は、前記可動レンズの駆動を指示するために操作される、前記操作部材とは異なる他の操作部材の操作に応じて信号を出力することを特徴とする発明１４に記載の光学機器。
【０１７９】
〔発明１６〕 前記信号出力手段は、前記可動レンズを含む光学系の焦点調節のために用いられる信号を出力することを特徴とする発明１４に記載の光学機器。
【０１８０】
〔発明１７〕 前記可動レンズの位置を検出するための信号を出力するレンズ位置検出手段と、
前記操作部材の位置と前記可動レンズの位置の対応関係を示す情報を記憶した記憶手段とを有し、
前記制御手段は、所定のサンプリング周期ごとに、前記操作部材位置検出手段からの信号により検出した前記操作部材の位置と前記レンズ位置検出手段からの信号により検出した前記可動レンズの位置とが前記記憶手段に記憶された情報が示す対応関係を持つか否かを判別して、前記対応関係を持たないときに前記操作部材の検出位置と前記可動レンズの検出位置とが該対応関係を持つこととなるように前記レンズ駆動手段を駆動し、前記信号出力手段からの信号が入力されたときは、該入力信号に基づいて前記操作部材駆動手段を駆動することを特徴とする発明１４から１６のいずれかに記載の光学機器。
【０１８１】
〔発明１８〕 カメラに着脱可能に装着されるレンズ装置であって、
光軸方向に移動可能な可動レンズと、
前記可動レンズを駆動するレンズ駆動手段と、
前記可動レンズの駆動を指示するために所定の可動範囲内で操作される操作部材と、
前記操作部材を駆動する操作部材駆動手段と、
前記操作部材の位置を検出するための信号を出力する操作部材位置検出手段と、
前記カメラから送信された前記可動レンズを移動させるための信号を受信する受信手段と、
前記操作部材位置検出手段からの信号に基づいて前記レンズ駆動手段を駆動し、前記受信手段を介した前記カメラからの信号に基づいて前記操作部材駆動手段を駆動する制御手段と、
前記操作部材駆動手段から前記操作部材への駆動力伝達を行う伝達状態と駆動力伝達を行わない非伝達状態とに切り換え可能な切換え機構と、
前記切換え機構の状態を検出するための信号を出力する切換え機構検出手段と、
前記切換え機構を前記伝達状態と前記非伝達状態との間で切り換え作動させる切換え機構作動手段とを有し、
前記制御手段は、前記切換え機構検出手段からの信号に基づいて前記切換え機構の状態を検出し、前記切換え機構が前記伝達状態にあり、かつ前記操作部材駆動手段が駆動されていないときに前記操作部材位置検出手段からの信号に変化があったときは、前記切換え機構作動手段により前記切換え機構を前記伝達状態から前記非伝達状態に切り換えることを特徴とするレンズ装置。
【０１８２】
〔発明１９〕 前記カメラからの信号は、前記カメラに設けられ、前記可動レンズの駆動を指示するために操作される操作部材の操作に応じて出力される信号であることを特徴とする発明１８に記載のレンズ装置。
【０１８３】
〔発明２０〕 前記カメラからの信号は、前記可動レンズを含む光学系の焦点調節のために用いられる信号であることを特徴とする発明１８に記載のレンズ装置。
【０１８４】
〔発明２１〕 前記可動レンズの位置を検出するための信号を出力するレンズ位置検出手段と、
前記操作部材の位置と前記可動レンズの位置の対応関係を示す情報を記憶した記憶手段とを有し、
前記制御手段は、所定のサンプリング周期ごとに、前記操作部材位置検出手段からの信号により検出した前記操作部材の位置と前記レンズ位置検出手段からの信号により検出した前記可動レンズの位置とが前記記憶手段に記憶された情報が示す対応関係を持つか否かを判別して、前記対応関係を持たないときに前記操作部材の検出位置と前記可動レンズの検出位置とが該対応関係を持つこととなるように前記レンズ駆動手段を駆動し、前記カメラからの信号が入力されたときは、該入力信号に基づいて前記操作部材駆動手段を駆動することを特徴とする発明１８から２０のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【０１８５】
〔発明２２〕 発明１８から２１のいずれか１項に記載のレンズ装置と、このレンズ装置が着脱可能に装着されるカメラとを含むことを特徴とする光学機器
。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、操作部材の位置と可動レンズの位置との対応関係を維持することができ、かつ省電力化を図れるとともに撮影ミスを抑制することができる光学機器およびレンズ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の撮像装置の構成を示すブロック図。
【図２】上記実施形態１の撮像装置の動作を示すフローチャート。
【図３】上記実施形態１の撮像装置の動作を示すフローチャート。
【図４】本発明の実施形態２の撮像装置の構成を示すブロック図。
【図５】上記実施形態２の撮像装置の動作を示すフローチャート。
【図６】上記実施形態２の撮像装置の動作を示すフローチャート。
【図７】本発明の実施形態３のカメラシステムの構成を示すブロック図。
【図８】本発明の実施形態４の撮像装置の構成を示すブロック図。
【図９】上記実施形態４の撮像装置の動作を示すフローチャート。
【図１０】本発明の実施形態５の撮像装置の動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
１ ズームリング
５ ズームリング駆動モータ
６ バリエータレンズユニット
７ フォーカスレンズユニット
８ 回転絶対位置エンコーダ
１０ ＣＰＵ
１２ ズームモータ
１３ ズームエンコーダ
１４ フォーカスモータ
１５ フォーカスレンズ位置検出エンコーダ
１６ ズームキー
１８ クラッチ機構
２２ フォーカスリング
２６ フォーカスリング駆動モータ
３１ レンズＣＰＵ
３２ カメラＣＰＵ
３４、３５ 伝送経路
３６ 電気接点
４５ 自動切換えユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズを一体に有するデジタルカメラやビデオカメラなどの光学機器およびこれらのカメラに対して着脱可能な交換型のレンズ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
変倍レンズと、変倍レンズより像面側に配置され変倍レンズの移動に伴う像面変動の補正（コンペンセータの機能）およびフォーカスを行うフォーカスレンズを有するいわゆるリアフォーカス（インナーフォーカス）ズームレンズは、デジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置に一体に設けられたり、交換レンズとして用いられたりする。
【０００３】
例えば、交換型の上述したリアフォーカスズームレンズを用いたレンズ装置では、カメラ側からのフォーカス駆動信号に基づいてフォーカスレンズを駆動してフォーカス調節を行う。また、カメラ側に設けられたズームスイッチの操作により生じるズーム駆動信号に基づいて変倍レンズを駆動するとともに、変倍に伴う像面変動を補正するようにフォーカスレンズを駆動してズームが行われる。
【０００４】
ここで、撮影操作性を向上させるために、フォーカス調節やズーム操作を操作者が手動操作にて行う構成の撮像装置やレンズ装置が提案されている。
【０００５】
上述したリアフォーカスズームタイプの光学系を用い、マニュアルフォーカス調節を可能とした構成の撮像装置として、マニュアルフォーカスリングの回転操作に応じてフォーカスレンズ駆動用のモータを駆動してフォーカスレンズを移動させ、また、オートフォーカス動作におけるフォーカスレンズの移動時に、マニュアルフォーカスリングをモータにより回転させるものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
この特許文献１では、マニュアルフォーカスリングの外周に距離表示の印刷を施し、固定部に指標を設けて、被写体までの距離表示を行うことも提案されている。
【０００７】
また、上述したリアフォーカスズームタイプの光学系を用い、マニュアルズーム操作を可能とした構成の撮像装置として、マニュアルズームレバーを回転操作することにより、その回転操作に応じてズームレンズを移動させ、またカメラ側のズームキーの押圧操作によるズームレンズの移動時に、マニュアルズームレバーをモータにより回転させるものが提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
この特許文献２では、マニュアルズームレバー近傍の固定部に焦点距離などの目盛を設けて、焦点距離の表示を行うことも提案されている。
【０００９】
また、前述したリアフォーカスタイプの光学系を用い、マニュアルズーム又はマニュアルフォーカスを可能とし、モータの駆動力をクラッチ機構を介してマニュアルリングに伝達する構成の撮像装置が提案されている（特許文献３参照）。この撮像装置では、クラッチ機構の切り換えにより、マニュアルリングの手動操作とモータ駆動の選択ができる。
【００１０】
【特許文献１】
特開平６−１８６４６７号公報（０００６、０００７、図１等）
【特許文献２】
特開平１０−１９１１４１号公報（００２７、図１等）
【特許文献３】
特開平９−３０４６７９号公報（図１等）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１にて提案されている撮像装置では、オートフォーカス動作の際に、フォーカスレンズの移動位置とマニュアルフォーカスリングのモータ駆動による移動（回転）位置の対応関係が一致しない（維持されない）という問題がある。
【００１２】
また、上記特許文献２にて提案されている撮像装置では、ズームキーの押圧操作によりズームレンズを移動させた際に、ズームレンズの移動位置とマニュアルズームレバーのモータ駆動による移動（回転）位置との対応関係が一致しない（維持されない）という問題がある。
【００１３】
一般にマニュアル操作される操作部材（マニュアルフォーカスリングやマニュアルズームリングなど）は、操作者が所定の操作感（回転トルク）を得られるように操作部材と固定部材との間にグリスなどの粘性部材を設けるが、この粘性部材の粘性が温度変化により変動して負荷が変動するため、操作部材の移動（回転）速度が変動して上記の問題が発生する。
【００１４】
また、上述の特許文献３に開示された構成の撮像装置でも、同様にオートフォーカス又はズームキーの押圧操作によるフォーカスレンズ又はズームレンズの移動位置とマニュアルリングの対応関係が一致しないという問題がある。
【００１５】
また、オートフォーカス動作におけるフォーカスレンズの移動の際およびズームキー押圧操作によるズームレンズの移動の際に、マニュアル操作部材（リング、レバー）が操作者によってその動作が抑えられていると、操作部材の移動（回転）が制限される。この場合も、フォーカスレンズあるいはズームレンズの移動位置と、マニュアル操作部材の位置の対応関係が一致しない（維持されない）という問題がある。
【００１６】
ところで、上記特許文献３にて提案の撮像装置において、クラッチ機構が手動操作側に切り換えられた状態、すなわちモータからの駆動力がマニュアルリングに伝達されない状態になっているときには、オートフォーカスやズームキーの押圧操作に応じたズームを行うためにモータを駆動しても、レンズは動かない。このため、モータが実質的に空転する（駆動力がマニュアルリングに伝達されない状態でモータが回転する）ことになり、電力（電池）が無駄に消費されるだけでなく、クラッチ機構が手動操作側に切り換わっていることに気づかない操作者が、所望の撮影を行えなくなるおそれがある。
【００１７】
さらに、操作者がマニュアルリングを手動で操作する場合に、クラッチがモータ駆動側に切り換えられている状態であると、マニュアルリングの操作にモータの回転負荷がかかるために操作が重たくなるが、良好な操作感を得るためにいちいちクラッチを手動で手動操作側に切り換えるのでは、使い勝手を損なうおそれがある。
【００１８】
本発明は、操作部材の位置と可動レンズの位置との対応関係を維持することができるとともに、省電力化を図れ、さらには撮影ミスの抑制を図ることができる光学機器およびレンズ装置を提供することを目的としている。また、本発明は、手動により操作部材を操作する操作者の意図に従って自動的に良好な操作感が得られるようにした光学機器およびレンズ装置を提供することを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本願第１の発明の光学機器は、光軸方向に移動可能な可動レンズと、可動レンズを駆動するレンズ駆動手段と、可動レンズの駆動を指示するために所定の可動範囲内で操作される操作部材と、操作部材を駆動する操作部材駆動手段と、操作部材の位置を検出するための信号を出力する操作部材位置検出手段と、可動レンズを移動させるための信号を出力する信号出力手段と、操作部材位置検出手段からの信号に基づいてレンズ駆動手段を駆動し、信号出力手段からの信号に基づいて操作部材駆動手段を駆動する制御手段と、操作部材駆動手段から操作部材への駆動力伝達を行う伝達状態と駆動力伝達を行わない非伝達状態とに切り換え可能な切換え機構と、切換え機構の状態を検出するための信号を出力する切換え機構検出手段とを有する。そして、制御手段は、切換え機構検出手段からの信号に基づいて切換え機構の状態を検出し、該検出結果に応じて信号出力手段からの信号入力に応じた操作部材駆動手段の駆動を行うか制限する（例えば、操作部材駆動手段の駆動を行わない、切換え機構を伝達状態に自動切り換えしてから操作部材駆動手段の駆動を行う）かを決定する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光学機器およびレンズ装置の実施形態を図面を用いて説明する。
【００２１】
（実施形態１）
図１には、本発明の光学機器の実施形態１である撮像装置を説明するためのブロック図を示す。本実施形態は、リアフォーカスズームレンズ光学系を備えたデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置のズーム機構に本発明を適用した例である。なお、本実施形態の撮像装置は、カメラ本体部にレンズ部が一体的に設けられたものである。
【００２２】
ここで、本実施形態のリアフォーカスズームレンズ光学系は、変倍を行うバリエータレンズユニット６と、バリエータレンズユニット６よりも像面側に配置され、バリエータレンズユニット６の変倍動作に伴う像面変動を補正（コンペンセータ作用）するように光軸方向に移動する一方、フォーカス調節のために光軸方向に移動するフォーカスレンズユニット７とを有する。
【００２３】
さらに、上記リアフォーカスズームレンズ光学系は、例えば、物体側から順に、固定の正の第１レンズユニット、変倍動作で移動する負の第２レンズユニット（バリエータレンズユニット６）、固定の正の第３レンズユニット、コンペンセータ作用およびフォーカスのために移動する正の第４レンズユニット（フォーカスレンズユニット７）が配置された、４群リアフォーカスズームタイプの光学系である。但し、図１では、バリエータレンズユニット６およびフォーカスレンズユニット７を図示し、その他のレンズユニットは図示を省略している。
【００２４】
図１において、１は操作者により手動で操作される操作部材であるズームリングであり、本実施形態では、撮像装置のレンズ部上に回転可能に設けられている。
【００２５】
２はズームリング１の回転可能角度（可動範囲）を示す矢印であり、ズームリング１は、焦点距離（ズーム位置）が最も長焦点距離となるテレ端３と、最も短焦点距離となるワイド端４との間で回転されるように、図示を省略したストッパーにより回転範囲が制限されている。このズームリング１の回転角度は、例えば９０°〜１２０°程度の範囲に設定される。
【００２６】
また、ズームリング１には、印刷または刻印などにより焦点距離目盛１ａが設けられ、ズームリング１を回転自在に支持する固定鏡筒（図示省略）には指標１ｂが設けられている。指標１ｂに一致した焦点距離目盛１ａの数字から、現在の光学系の焦点距離が読みとれる。
【００２７】
５はズームリング１を駆動するズームリング駆動モータ（操作部材駆動手段）であり、ステップモータもしくはＤＣモータなどが用いられる。
【００２８】
８はズームリング１の絶対位置を検出するための信号を出力する回転絶対位置エンコーダ（操作部材位置検出手段）、９は回転絶対位置エンコーダ８の分解能が不十分な場合に必要に応じて設けられ、ズームリング１の位置を検出するための信号を出力する微小角変位検出パルスエンコーダである。
【００２９】
ここで、回転絶対位置エンコーダ８としては、例えば多回転タイプのポテンショメータをズームリング１に設けられたインナーギアからギア列を介して連動駆動させ、ズームリング１の位置に対応した（位置を検出するための）信号を出力する構成のものや、リニアタイプのポテンショメータにズームリング１の回転を直進運動に変換して伝達することにより、該ポテンショメータからズームリング１の位置に応じた信号を出力する構成のものを用いることができる。また、予め決められた起算位置にズームリング１を配置したのちに、ズームリング１の回転に応じてパルス（位置を検出するための信号）を発生する構成のもの、さらにはこのパルスを連続的にカウントすることによりズームリング１の位置情報（位置を検出するための信号）を出力する回路を有する構成のものも用いることができる。
【００３０】
以下、回転絶対位置エンコーダ８をこの位置情報を出力するタイプのものとして説明する。
【００３１】
１０は制御回路であるＣＰＵ、１１はＣＰＵ１０に設けられた、ズームトラッキングに関するデータを格納する軌跡メモリである。この軌跡メモリ１１には、バリエータレンズユニット６の移動に伴う像面補正を行うためのフォーカスレンズユニット７の移動軌跡のデータが格納されている。
【００３２】
１２はバリエータレンズユニット６を光軸方向に駆動するズームモータ（レンズ駆動手段）であり、ここではステップモータを想定してＳＴＭと記してあるが、他の例えばボイスコイルモータなどのリニアアクチュエータでも構わない。
【００３３】
１３はバリエータレンズユニット６の光軸方向の絶対位置を検出するための信号を出力するズームエンコーダ、１４はフォーカスレンズユニット７を駆動するフォーカスモータで、あり、ここではリニアアクチュエータを想定してＶＣＭ（ボイスコイルモータ）と記してある、但し、フォーカスモータに代えてステップモータ等を用いても構わない。
【００３４】
１５はフォーカスレンズユニット７の光軸方向の絶対位置を検出するための信号を出力するフォーカスレンズ位置検出エンコーダである。
【００３５】
ここで、ズームエンコーダ１３およびフォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５としては、レンズユニットの駆動源としてステップモータを用いる場合には、不図示の起算位置スイッチ（リセットスイッチ）の出力変化に基づいて所定の起算位置にレンズユニットを配置した後に、連続してステップモータの駆動パルスをカウントすることによりレンズユニットの位置に対応した情報（位置を検出するための情報）を出力する構成のパルスカウントタイプのエンコーダを用いることができる。
【００３６】
また、光軸方向に長い磁気スケールとレンズユニットに固定された磁気センサとによりエンコーダを構成し、レンズユニットの移動による磁気変化に応じて信号（位置を検出するための情報）を出力するものを用いることもできる。以下、これらエンコーダ１３，１５を上記位置情報を出力するタイプのものとして説明する。
【００３７】
１６はカメラ本体部に設けられたズームキー（信号出力手段）であり、シーソースイッチなど、異なる２方向に操作され、操作に応じたズーム駆動信号を出力し、操作されていないときは中立位置に復帰するスイッチで構成される。
【００３８】
１７はＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどの撮像素子であり、上記光学系により形成された光学像を光電変換により撮像し、その撮像信号を信号処理系（および記録系）４１に出力する。
【００３９】
１８はクラッチ機構（切換え機構）であり、ズームリング駆動モータ５からの駆動力をズームリング１に伝達する伝達状態と、該駆動力を伝達しない非伝達状態とに切り換え可能である。
【００４０】
ここで、クラッチ機構１８としては、ズームリング駆動モータ５からズームリング１までがギヤ列で構成されている場合に、該ギヤ列中の２つのギヤを噛み合った状態（伝達状態）と外れた状態（非伝達状態）とに切り換えられる構成のものや、電磁力を用いてモータ５からの駆動力が入力される部材とその駆動力をズームリング１に出力する部材とを接続した状態（伝達状態）と切り離した状態（非伝達状態）とに切り換えられる構成のものを用いることができる。
【００４１】
さらに、入力側の部材と出力側の部材とが常時接続されていても、その接続トルクが可変であり、入力側部材から出力側部材への所要のトルク伝達が可能なように接続トルクが大きい状態（伝達状態）と所要のトルク伝達ができない程度に接続トルクが小さい状態とに切り換えられる構成のものも用いることができる。
【００４２】
このクラッチ機構１８の切り換えは、レバー等の手動操作によって行われるようにしてもよいし、スイッチの操作によりアクチュエータを駆動して行ってもよい。
【００４３】
１９はクラッチ検出スイッチ（切換え機構検出手段）であり、クラッチ機構１８の伝達／非伝達状態を検出するための信号を出力する。クラッチ検出スイッチ１９としては、接触型のもの（例えばマイクロスイッチ）や非接触型のもの（例えばフォトインタラプタ）を使用することができる。
【００４４】
４０は上記信号処理系４１で処理された信号を画像として表示するディスプレイである。
【００４５】
次に、本実施形態の撮像装置の動作について説明する。まず、操作者がマニュアルズーム操作を行う場合について説明する。操作者がマニュアルズーム操作を行う場合は、手動操作の操作性を考えて、クラッチ機構１８を非伝達状態にセットするのが好ましいが、クラッチ機構１８を伝達状態としたままマニュアルズーム操作を行う場合もある。
【００４６】
操作者がズームリング１を回転させると、ズームリング１の回転（移動量、移動位置）が回転絶対位置エンコーダ８により検出される。回転絶対位置エンコーダ８は、検出した情報（ズームリング１の移動量、移動位置の情報）をＣＰＵ１０に伝達する。
【００４７】
ＣＰＵ１０は、この情報とズームエンコーダ１３からの情報とを用いて、バリエータレンズユニット６がズームリング１によって指示された新たな焦点距離を形成する最適位置に移動するようにズームモータ１２を駆動する。これと同時に、ＣＰＵ１０は、ズームトラッキング動作（変倍移動に伴う像面変動の補正）のために、軌跡メモリ１１に格納された情報とフォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５からの情報とを用いて、フォーカスレンズユニット７が合焦状態を維持できる位置に移動するようにフォーカスモータ１４を駆動する。これにより、光学系（バリエータレンズユニット６およびフォーカスレンズユニット７）がズームリング１の位置に対応したズーム位置に設定される。
【００４８】
上述したズームモータ１２やフォーカスモータ１４としては、ズームリング１が高速で回転操作されても追従できるように、高速でレンズユニットを駆動できる仕様のモータ若しくはアクチュエータを選択するのが望ましい。
【００４９】
また、ズームリング１は、極度に高速で操作されないように、適度なねばり感（良好なマニュアル操作の操作感）が出るよう、回転トルクをグリスなどで適当な値にコントロールして構成するとよい。
【００５０】
次に、カメラ本体部側のズームキー１６が操作された場合（パワーズーム操作）について説明する。
【００５１】
操作者によりズームキー１６が操作されると、ＣＰＵ１０はクラッチ検出スイッチ１９からの信号を確認し、クラッチ機構１８が伝達状態か非伝達状態かを検知する。
【００５２】
このとき、クラッチ機構１８が伝達状態にあると検知した場合は、ＣＰＵ１０はズームキー１６の操作に応じて、ズームリング駆動モータ５を駆動する。
【００５３】
例えば、ズーム速度をズームキー１６の押圧量に応じて複数種類設定できる構成とした場合において、ワイドからテレ方向に一番早い速度でズームする指示がズームキー１６からＣＰＵ１０に与えられると、ズームリング駆動モータ５は、これがステップモータである場合に予め設定された「一番早い速度」に対応するパルス入力間隔で駆動される。また、ズームリング駆動モータ５がＤＣモータである場合は、例えば印加電圧のオンオフの比率を予め設定された「一番早い速度」に対応する比率（例えば、ＯＮ１００％・ＯＦＦ０％）としてＤＣモータを駆動する。
【００５４】
なお、「一番早い速度」とは、モータ５を用いた駆動制御においての最高速度を示しており、任意の速度に設定される。
【００５５】
ズームリング１の回転は常に（後述するサンプリング周期ごとに）回転絶対位置エンコーダ８により行われている。このため、ズームリング駆動モータ５によって駆動されたズームリング１の回転も、回転絶対位置エンコーダ８にて検出される。回転絶対位置エンコーダ８の出力（ズームリング１の位置情報）は、ＣＰＵ１０に出力され、ＣＰＵ１０は該位置情報とズームエンコーダ１３からの出力（バリエータレンズユニット６の位置情報）とに応じてズームモータ１２を駆動し、バリエータレンズユニット６をズームリング１の位置に対応する位置に移動させる。これと同時に、前述したのと同様に、ズームトラッキング動作（コンペンセータの作用）のためにフォーカスレンズユニット７をフォーカスモータ１４による駆動する。
【００５６】
なお、ズームキー１６の操作が行われた際に、例えばズームリング１が操作者により抑えられているような場合には、ズームリング駆動モータ５は駆動しようとするが駆動できず（モータ５はロックするかクラッチ機構１８により滑っている）、結果としてズームリング１は回転しない。このため、回転絶対位置エンコーダ８はズームリング１の回転しなかった位置を検出しているので、ズーム動作は行われない。
【００５７】
このように本実施形態では、ズームリング１とズームキー１６といずれを操作してもズームを行うことができる。
【００５８】
一方、クラッチ機構１８が非伝達状態になっている場合は、ズームキー１６の入力を無視（無効と）し、ズームキー１６からの信号入力に応じたズームリング駆動モータ５の駆動は行わない。
【００５９】
これにより、ズームリング駆動モータ５が、その駆動力がズームリング１に伝達されない状態で駆動されることを防止でき、撮像装置の電源（電池）の無駄な消費を抑えることができる。
【００６０】
また、このときディスプレイ４０の画面に警告表示を行い、クラッチ機構１８が伝達状態になっていない（ズームキー１６の操作によりズーム動作ができない）旨を操作者に伝えるようにしてもよい。これにより、操作者がクラッチ機構１８が非伝達状態となっていることに気づかずに、いくらズームキー１６を操作してもズームができず、所望の撮影を行えなくなる事態を回避することができる。
【００６１】
なお、上記警告表示に代えて、警告音を発生する構成としてもよい。
【００６２】
次に、上述したマニュアルズーム操作およびパワーズーム操作におけるＣＰＵ１０の動作を図２および図３のフローチャートを用いて説明する。
【００６３】
図２は、ズームキー１６の操作（パワーズーム操作）に関するＣＰＵ１０の動作を示すフローチャートである。
【００６４】
図２において、撮像装置の電源オン等により、ステップ（図ではＳと記す）２０１から本フロー（プログラム）がスタートする。ステップ２０２では、ＣＰＵ１０は、ズームキー１６の操作が発生したか否か（ズームキー１６からの信号が入力されたか否か）を検出する。
【００６５】
この検出は、例えばビデオカメラの場合は、フィールド周期（ＮＴＳＣテレビ方式では１／６０秒、ＰＡＬ方式では１／５０秒）で、あるいはより高速のサンプリング周期ごとに行われる。
【００６６】
ズームキー１６の操作があった場合、ＣＰＵ１０は、ステップ２０３に進む。ステップ２０３では、クラッチ検出スイッチ１９からの信号を確認し、クラッチ機構１８が伝達状態であるか否かを判別する。非伝達状態と判別した場合はステップ２０４に進み、前述したようにディスプレイ４０の画面上に警告表示を行う。また、ステップ２０３において、クラッチ機構１８が伝達状態にあると判別した場合は、ステップ２０５に進み、ズームキー１６からの信号の符号（操作方向）と大きさ（操作量）とを検出し、これらに応じて後述するズームモータ１２の駆動方向と駆動速度を設定する。
【００６７】
ズームキー１６がシーソースイッチの場合、その多くは、キーの押し込み量や押圧によって、深く若しくは強く押された方がより早いズーム速度が設定されるように構成されている。
【００６８】
ステップ２０６では、ズームリング駆動モータ５を、ステップ２０５で設定した駆動方向に、設定した駆動速度で駆動する。これにより、ズームリング１が回転し、以下に示す動作が行われることになる。
【００６９】
次に、図３は、ズームリング１の回転（変位）に応じてズーム動作（バリエータレンズユニット６およびフォーカスレンズユニット７の駆動）を行う際のＣＰＵ１０の動作を示すフローチャートである。この動作は、上述したズームキー１６の操作（パワーズーム操作）に応じてズームリング駆動モータ５が駆動されてズームリング１が回転した場合と、ズームリング１が操作者によって手動操作された場合とで共通に行われる。
【００７０】
図３において、撮像装置の電源オン等により、ステップ３０１から本フロー（プログラム）がスタートする。ステップ３０２では、ＣＰＵ１０は、上述したようにフィールド周期か、より高速のサンプリング周期ごとに、回転絶対位置エンコーダ８の出力とズームエンコーダ１３の出力（位置情報）とを読み込み（検出し）、両者の差を算出する。
【００７１】
但し、ここでいう「差」とは、回転絶対位置エンコーダ８からの位置情報をズームエンコーダ１３から得られるべき位置情報に換算した値（換算位置情報）と、ズームエンコーダ１３から得られた実際の位置情報との差である。ＣＰＵ１０は、回転絶対位置エンコーダ８からの位置情報をズームエンコーダ１３から得られるべき位置情報に換算するためのデータ（テーブルデータ等）又は算出式、すなわちズームリング１の位置情報とバリエータレンズユニット６の位置情報とが本来取るべき関連性（対応関係）を示す情報をＣＰＵ１０内のメモリ１０ａに予め格納している。
【００７２】
上記の換算位置情報とズームエンコーダ１３からの実際の位置情報の差が零のとき、すなわち回転絶対位置エンコーダ８からの位置情報とズームエンコーダ１３からの位置情報とが「取るべき関連性」（対応関係）を有するときには、ズームリング１での焦点距離表示とバリエータレンズユニット６の位置とが対応した状態となる。例えばズームリング１がワイド端位置にあるときには、光学系（バリエータレンズユニット６）の焦点距離もワイド端位置にあるということである。
【００７３】
次に、ステップ３０３では、ステップ３０２で算出した差が、許容誤差（光学的に許される誤差やズームリング１の操作範囲端に設けられた操作上の不感帯あるいはエンコーダ８，１３の検出上の不感帯等）を加味して予め設定された所定値以上の大きさがある（差がある）か否かを判別し、差があるとき、つまりズームリング１の位置（焦点距離表示）とバリエータレンズユニット６の位置とが上記「取るべき関連性」（対応関係）を有していない状態であるときは、ステップ３０５に進む。
【００７４】
ステップ３０５では、上記差を解消（減少）させる方向に、上記差の大きさに応じた速度でズームモータ１２を駆動する。また、同時に、ズームトラッキング動作（コンペンセータの作用）のために、前述したようにフォーカスモータ１４を駆動し、フォーカスレンズユニット７を移動させる。その後、ステップ３０２に戻る。
【００７５】
そして、再びステップ３０２で回転絶対位置エンコーダ８の出力とズームエンコーダ１３の出力とを読み込んでこれらに差があるか否かを判別し（ステップ３０３）、差がないと判別したときはステップ３０４に進んで、ズームモータ１２およびフォーカスモータ１４を停止させる。これにより、ズームリング１の回転（変位）後の焦点距離表示に対応した焦点距離に光学系（バリエータレンズユニット６とフォーカスレンズユニット７）がズーム移動した状態となる。
【００７６】
なお、この図３のフローチャートで示した動作は、常時（上記サンプリング周期ごとに）動作しており、ズームキー１６やズームリング１が操作されなくても、回転絶対位置エンコーダ８からの位置情報とズームエンコーダ１３からの位置情報とが「取るべき関連性」を有しない状態となったときにただちに行われる。
【００７７】
このように本実施形態では、ズームリング１の位置に対応した位置に光学系（バリエータレンズユニット６とフォーカスレンズユニット７）がズーム移動した状態が維持される。これにより、ズームリング１での焦点距離表示と、実際の光学系の焦点距離状態とにずれの発生が少なく、常にほぼ対応した状態とすることができ、表示通りの焦点距離を維持することができる。
【００７８】
（実施形態２）
図４には、本発明の光学機器の実施形態２である撮像装置を説明するためのブロック図を示す。本実施形態は、リアフォーカスズームレンズ光学系を備えたデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置のフォーカス機構に本発明を適用した例である。なお、本実施形態でも、実施形態１で説明した４群リアフォーカスズームタイプの光学系が適用されている。また、図４では、フォーカスレンズユニット７を図示し、その他のレンズユニットは図示を省略している。さらに、図４において、実施形態１と共通する構成要素には実施形態１と同符号を付して説明を省略する。
【００７９】
図４において、２２は操作者により手動で回転操作される操作部材であるフォーカスリングを示している。フォーカスリング２２は、実施形態１のズームリング１と同様に、矢印２３で示す回転角度（可動範囲）内で回動し、その両端は無限端２４と至近端２５に対応する位置である。
【００８０】
また、フォーカスリング２２には、実施形態１のズームリング１と同様に、距離、例えば∞、１０ｍ、５ｍ、１ｍを示す距離目盛２２ａが刻印または印刷等で表示され、フォーカスリング２２を回転自在に支持する固定鏡筒（図示省略）には、指標２２ｂが設けられている。指標２２ｂに一致した距離目盛２２ａの数字から、ピントが合っている「合焦距離」が読み取れる。
【００８１】
２０はフォーカスリング２２の位置を検出するための信号を出力する回転絶対位置エンコーダ、２１は回転絶対位置エンコーダ２０の分解能が不十分な場合に必要に応じて設けられ、フォーカスリング２２の位置を検出するための信号を出力する微小角変位検出パルスエンコーダである。これらにより、操作部材位置検出手段が構成される。
【００８２】
ここで、回転絶対位置エンコーダ２２としては、実施形態１にて説明した回転絶対位置エンコーダ８と同様のものを用いることができ、以下、回転絶対位置エンコーダ２２を位置情報を出力するタイプのものとして説明する。
【００８３】
２６はフォーカスリング２２を駆動するフォーカスリング駆動モータ（操作部材駆動手段）であり、ステップモータもしくはＤＣモータなどが用いられる。
【００８４】
ＣＰＵ１０は、オートフォーカス動作のために、フォーカスレンズユニット７を駆動する場合、まず、フォーカスリング駆動モータ２６を、設定された駆動内容（駆動方向、駆動速度および駆動量）に従って駆動する。フォーカスリング駆動モータ２６を駆動すると、フォーカスリング２２が回転し、そのフォーカスリング２２の位置を回転絶対位置エンコーダ２０を通じて検出する。回転絶対位置エンコーダ２０によるフォーカスリング２２の位置検出は、実施形態１で説明したサンプリング周期ごとに行われている。そして、検出されたフォーカスリング２２の位置に対応した位置にフォーカスレンズユニット７が移動するように、フォーカスモータ１４を駆動する。
【００８５】
この際、リアフォーカスレンズもしくはインナーフォーカスレンズの場合、フォーカスレンズユニット７が光軸上の同一位置にあっても、焦点距離（ズーム位置）によって合焦距離が異なるため、ズームエンコーダ１３からのズームレンズユニットの位置情報（焦点距離情報）がＣＰＵ１０に取り込まれる。
【００８６】
また、本実施形態でも、フォーカス駆動モータ２６とフォーカスリング２２との間にクラッチ機構１８が設けられている。クラッチ機構１８が伝達状態であると、フォーカスリング駆動モータ２６の駆動力をフォーカスリング２２に伝達することができるので、上述したオートフォーカス動作を行うことができる。
【００８７】
一方、クラッチ機構１８を非伝達状態とすると、フォーカスリング２２がフォーカスリング駆動モータ２６から切り離されるため、手動でフォーカスリング２２を回転操作する際の操作性を良くすることができる。
【００８８】
このクラッチ機構１８の伝達状態（オート側）と非伝達状態（マニュアル側）は、実施形態１と同様にクラッチ検出スイッチ１９により検出することができる。
【００８９】
次に、オートフォーカス動作時およびマニュアルフォーカス操作時のＣＰＵ１０の動作について図５および図６のフローチャートを用いて説明する。
【００９０】
図５は、オートフォーカス動作に関するＣＰＵ１０の動作を示すフローチャートである。
【００９１】
図５において、撮像装置の電源オン等により、ステップ５０１から本フロー（プログラム）がスタートする。ステップ５０２では、ＣＰＵ１０は、クラッチ検出スイッチ１９からの出力を確認し、クラッチ機構１８が伝達状態か否かを検出する。クラッチ機構１８が非伝達状態（マニュアル側）であるときは、ステップ５０３に進み、実施形態１にて説明したのと同様に、ディスプレイ４０の画面上にマニュアルフォーカスが選択されている（オートフォーカスができない）旨を表示し、ステップ５０２に戻る。
【００９２】
このように、クラッチ機構１８が非伝達状態になっている場合は、オートフォーカス動作のための信号入力に応じたフォーカスリング駆動モータ２６の駆動は行わない。
【００９３】
これにより、フォーカスリング駆動モータ２６が、その駆動力がフォーカスリング２２に伝達されない状態で駆動されることを防止でき、撮像装置の電源（電池）の無駄な消費を抑えることができる。
【００９４】
また、ディスプレイ４０の画面上に警告表示（又は警告音の出力）を行うことで、オートフォーカス動作を期待して撮影を行っている操作者が、クラッチ機構１８が非伝達状態となっていることに気づかずに、ピントが合っていない映像を撮影してしまう事態を回避することができる。
【００９５】
一方、クラッチ機構１８が伝達状態（オート側）であることを検出したときは、ステップ５０４に進み、ＣＰＵ１０は、オートフォーカス動作のためにフォーカスレンズユニット（フォーカスリング駆動モータ２６）を駆動する方向や速度を決定する。
【００９６】
ここで、ＣＰＵ１０には、いわゆるテレビ信号オートフォーカス動作にて光学系の焦点状態を判別する信号として用いられる（つまりは焦点調節のための信号として用いられる）、信号処理系（信号出力手段）４１からの映像信号が入力されている。フォーカスレンズユニット（フォーカスリング駆動モータ２６）の駆動内容（駆動する方向、速度および駆動量）は、例えば該映像信号に含まれる高周波成分を抽出した値が最大値となる位置を探すのに適した値となるように、所定の条件下で決定される。
【００９７】
そして、ステップ５０５では、ＣＰＵ１０は、ステップ５０４で決定した駆動内容に応じてフォーカスリング駆動モータ２６を駆動し、フォーカスリング２２を回転させる。これにより、以下に示す動作が行われることになる。
【００９８】
図６には、フォーカスリング２２の回転（変位）に応じてフォーカスレンズユニット７を移動させる際のＣＰＵ１０の動作について説明する。この動作は、オートフォーカス動作に応じてフォーカスリング駆動モータ２６が駆動されてフォーカスリング２２が回転した場合と、フォーカスリング２２が操作者によって手動で操作された場合とで共通に行われる。
【００９９】
図６において、撮像装置の電源オン等により、ステップ６０１から本フロー（プログラム）がスタートする。ステップ６０２では、ＣＰＵ１０は、フィールド周期か、より高速のサンプリング周期ごとに、回転絶対位置エンコーダ２０の出力（位置情報）とフォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５の出力（位置情報）とを読み込み（検出し）、両者の差を算出する。
【０１００】
但し、ここでいう「差」とは、回転絶対位置エンコーダ２０からの位置情報を、ズームエンコーダ１３から得られる焦点距離情報を考慮して、フォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５から得られるべき位置情報に換算した値（換算位置情報）と、フォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５から得られた実際の位置情報との差である。焦点距離情報を考慮するのは、リアフォーカスズームもしくはインナーフォーカスズームレンズでは、同じフォーカスレンズユニット７の位置でも焦点距離が異なると合焦距離が異なるためである。
【０１０１】
ＣＰＵ１０は、回転絶対位置エンコーダ２０からの位置情報を、焦点距離情報を考慮してフォーカス位置検出エンコーダ１５から得られるべき位置情報に換算するためのデータ（テーブルデータ等）又は算出式、すなわちフォーカスリング２２の位置情報とフォーカスレンズユニット７の位置情報とが本来取るべき関連性（対応関係）を示す情報をＣＰＵ１０内のメモリ１０ａに予め格納している。
【０１０２】
上記の換算位置情報とフォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５からの実際の位置情報の差が零のとき、すなわち回転絶対位置エンコーダ２０からの位置情報とフォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５からの位置情報とが「取るべき関連性」（対応関係）を有するときには、フォーカスリング２２での合焦距離表示とフォーカスレンズユニット７の位置とが対応した状態となる。
【０１０３】
次に、ステップ６０３では、ステップ６０２で算出した差が、許容誤差（光学的に許される誤差や、フォーカスリング２２の操作範囲端に設けられた操作上の不感帯あるいはエンコーダ２０，１５の検出上の不感帯等）を加味して予め設定された所定値以上の大きさがある（差がある）か否かを判別し、差があるとき、つまりフォーカスリング２２の位置（合焦距離表示）とフォーカスレンズユニット７の位置とが「取るべき関連性」（対応関係）を有していない状態であるときは、ステップ６０５に進む。
【０１０４】
ステップ６０５では、上記差を解消（減少）させる方向に、上記差の大きさに応じた速度でフォーカスモータ１４を駆動する。その後、ステップ６０２に戻る。
【０１０５】
そして、再びステップ６０２で回転絶対位置エンコーダ２０の出力とフォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５の出力とを読み込んでこれらに差があるか否かを判別し（ステップ６０３）、差がないと判別したときはステップ６０４に進んで、フォーカスモータ１４を停止させる。これにより、フォーカスリング２２の回転（変位）後の合焦距離表示に対応した合焦距離に光学系（フォーカスレンズユニット７）がフォーカス移動した状態となる。
【０１０６】
なお、この図６のフローチャートで示した動作は、常時（上記サンプリング周期ごとに）動作しており、オートフォーカス動作が行われたりフォーカスリング２２が操作されたりしなくても、回転絶対位置エンコーダ２０からの位置情報とフォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５からの位置情報とが「取るべき関連性」を有しない状態となったときにただちに行われる。
【０１０７】
このように本実施形態では、フォーカスリング２２の位置に対応した位置にフォーカスレンズユニット７が移動した状態が維持される。これにより、フォーカスリング２２の距離表示と、実際のフォーカスレンズ７の合焦距離状態とのずれの発生が少なく、常にほぼ対応した状態とすることができ、表示通りの合焦距離を維持することができる。
【０１０８】
本実施形態では、ＣＰＵ１０に、オートフォーカス動作のためのフォーカスレンズユニット７（フォーカスリング駆動モータ２６）の駆動内容を決定する機能を持たせた場合について説明したが、ＣＰＵ１０とは別にこの機能を有する回路ユニット（信号出力手段）を設け、この回路ユニットからＣＰＵ１０に対して、決定した駆動内容に応じた信号（焦点調節のために用いられる信号）を入力させるようにしてもよい。
【０１０９】
（実施形態３）
図７には、本発明の光学機器の実施形態３である撮像システムを説明するためのブロック図を示す。本実施形態は、カメラ（デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ）に対して着脱可能な交換型のレンズ装置に本発明を適用した例である。図７中の破線を境にカメラ側とレンズ側とで構成ブロックが分離されており、両者はマウント部で結合されている。なお、図７において、実施形態１と共通する構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１０】
図７のレンズ側において、３６は上記マウント部に設けられた電気接点であり、この電気接点３６を介して、カメラ側の制御回路であるカメラＣＰＵ（信号出力手段）３２とレンズ側の制御回路であるレンズＣＰＵ３１とがレンズ側伝送経路３４およびカメラ側伝送経路３５を通じてに相互に通信を行う。なお、電気接点３６およびレンズ側伝送経路３４により、レンズ側での受信手段が構成される。また、レンズには、電気接点３６を通じてカメラから電源が供給される。
【０１１１】
３３は撮像素子１７により光電変換され、信号処理系４１で信号処理がなされた映像信号を表示したり、焦点距離情報や合焦距離情報などの各種情報を表示する、液晶パネルなどで構成された電子ビューファインダー（ＥＶＦ）である。
【０１１２】
また、１６はズームキーであり、カメラとレンズとが着脱される本実施形態では、カメラに設けられている。
【０１１３】
本実施形態におけるレンズＣＰＵ３１の動作は、実施形態１で図２および図３のフローチャートを用いて説明した動作と同様であるので、ここでは各ステップの動作主体を明確にした上で図２および図３を用いてレンズＣＰＵ３１およびカメラＣＰＵ３２の動作を説明する。
【０１１４】
まず、図２のフローチャートを用いて、本実施形態におけるズームキー１６の操作（パワーズーム操作）に対するレンズＣＰＵ３１およびカメラＣＰＵ３２の動作を説明する。
【０１１５】
カメラの電源がオンされると、ステップ２０１で本フローがスタートする。ステップ２０２において、カメラＣＰＵ３２がカメラ側に設けられたズームキー１６からの操作信号が入力されたことを検知すると、カメラＣＰＵ３２は、この操作信号からズーム方向およびズーム速度を設定し、設定したズーム方向およびズーム速度の情報を必要に応じて所定の信号に置き換える等して、電気接点３６および伝送経路３４，３５を介してレンズＣＰＵ３１に送信する。
【０１１６】
次に、ズーム方向およびズーム速度の情報を受信したレンズＣＰＵ３１は、ステップ２０３において、クラッチ検出スイッチ１９からの信号を確認し、クラッチ機構１８が伝達状態か否かを検知する。非伝達状態であると検知した場合は、レンズＣＰＵ３１は、カメラＣＰＵ３２からのズーム方向およびズーム速度の情報入力に応じたズームリング駆動モータ５の駆動は行わない。また、このとき、レンズＣＰＵ３１は、カメラＣＰＵ３２に対してクラッチ機構１８が非伝達状態であることを示す情報を送信する。この情報を受けたカメラＣＰＵ３２は、ＥＶＦ３３に警告表示を行う（ステップ２０４）。
【０１１７】
これにより、実施形態１と同様に、ズームリング駆動モータ５が、その駆動力がズームリング１に伝達されない状態で駆動されることを防止でき、カメラの電源（電池）の無駄な消費を抑えることができる。
【０１１８】
また、レンズＣＰＵ３１からの信号によってカメラのＥＶＦ３３に警告表示を行わせることにより、操作者がクラッチ機構１８が非伝達状態となっていることに気づかずに、いくらズームキー１６を操作してもズームができず、所望の撮影を行えなくなる事態を回避することができる。
【０１１９】
一方、ステップ２０３で、クラッチ検出スイッチ１９が伝達状態にあると検知した場合は、ステップ２０５に進む。
【０１２０】
ステップ２０５では、レンズＣＰＵ３１は、ステップ２０２にてカメラＣＰＵ３２から送信されたズーム方向とズーム速度の情報に基づいて、ズームリング駆動モータ５の駆動方向および駆動速度を設定する。
【０１２１】
そして、レンズＣＰＵ３１は、ステップ２０５で設定した駆動方向および駆動速度でズームリング駆動モータ５を駆動する。これにより、ズームリング１が回転し、以下に説明する動作が行われる。
【０１２２】
図３には、ズームリング１の回転（変位）に応じてバリエータレンズユニット６およびフォーカスレンズユニット７を移動させる際のレンズＣＰＵ３１の動作にを示している。図３の動作は、上述したズームキー１６の操作（パワーズーム操作）に応じてズームリング駆動モータ５が駆動されてズームリング１が回転した場合と、ズームリング１が操作者により手動操作された場合とで共通に行われ、レンズＣＰＵ３１のみによって行われる。
【０１２３】
図３において、カメラの電源がオンされると、ステップ３０１で本フローがスタートする。ステップ３０２では、レンズＣＰＵ３１は、フィールド周期かあるいはより高速のサンプリング周期ごとに、回転絶対位置エンコーダ８の出力（位置情報）とズームエンコーダ１３の出力（位置情報）とを読み込み（検出し）、両者の出力の差を算出する。ここでいう「差」は実施形態１にて説明したものと同様である。
【０１２４】
そして、ステップ３０３では、レンズＣＰＵ３１は、ステップ３０２で算出した差が、実施形態１と同様の許容誤差を加味して予め設定された所定値以上の大きさがある（差がある）か否かを判別し、差があるとき、つまりズームリング１の位置（焦点距離表示）とバリエータレンズユニット６の位置とが「取るべき関連性」（対応関係）を有していない状態であるときは、ステップ３０５に進む。
【０１２５】
ステップ３０５では、上記差を解消（減少）させる方向に、上記差の大きさに応じた速度でズームモータ１２を駆動する。また、同時に、ズームトラッキング動作（コンペンセータの作用）のために、前述したようにフォーカスモータ１４を駆動し、フォーカスレンズユニット７を移動させる。その後、ステップ３０２に戻る。
【０１２６】
そして、再びステップ３０２で回転絶対位置エンコーダ８の出力とズームエンコーダ１３の出力とを読み込んでこれらに差があるか否かを判別し、差がないと判別したときはステップ３０４に進んで、ズームモータ１２およびフォーカスモータ１４を停止させる。これにより、ズームリング１の回転（変位）後の焦点距離表示に対応した焦点距離に光学系（バリエータレンズユニット６とフォーカスレンズユニット７）がズーム移動した状態となる。
【０１２７】
なお、この図３のフローチャートで示した動作は、常時（上記サンプリング周期ごとに）動作しており、ズームキー１６やズームリング１が操作されなくても、回転絶対位置エンコーダ８からの位置情報とズームエンコーダ１３からの位置情報とが「取るべき関連性」を有しない状態となったときにただちに行われる。
【０１２８】
なお、本実施形態では、回転絶対位置エンコーダ８により検出されるズームリング１の位置情報、すなわち現在の焦点距離を示す情報が、レンズＣＰＵ３１から電気接点３６を介してカメラＣＰＵ３２に通信される。カメラＣＰＵ３２ではこの情報を受けて、ＥＶＦ３３に焦点距離に関する情報を表示する。
【０１２９】
なお、ＥＶＦ３３での表示に関しては、本実施形態のカメラシステムに限らず、上述した各実施形態の撮像装置において行ってもよい。
【０１３０】
このように本実施形態では、ズームリング１の位置に対応した位置に光学系（バリエータレンズユニット６とフォーカスレンズユニット７）がズーム移動した状態が維持される。これにより、ズームリング１での焦点距離表示と、実際の光学系の焦点距離状態とにずれの発生が少なく、常にほぼ対応した状態とすることができ、ズームリング１およびＥＶＦ３３にて表示された通りの焦点距離を維持することができる。
【０１３１】
なお、本実施形態では、ズーム動作について説明したが、実施形態２で説明したフォーカス動作に関しても、本実施形態のようなカメラシステムに適用することができる。この場合、カメラＣＰＵ３２が信号出力手段として、信号処理系４０からの映像信号に基づいてレンズＣＰＵ１にフォーカスレンズユニット７を移動させるための信号（焦点調節のために用いられる信号）を送信し、この信号に応じてレンズＣＰＵ３１が、クラッチ機構１８が伝達状態にあることを条件にフォーカス駆動リング（図４の２２）を駆動するようにすればよい。
【０１３２】
また、上述した各実施形態では、ズームリング１およびフォーカスリング２２として示した操作部材としてリング形状の部材を用い、この操作リングに目盛を形成し、固定側に指標を設けることにより、焦点距離もしくは合焦距離を表示する場合について説明したが、本発明における操作部材はこれに限られず、操作範囲（可動範囲）がストッパーによって構成される端によって制限されていれば、他の形態の操作部材でもよい。例えば、直線的にスライドするつまみ等の操作部材を用いてもよい。
【０１３３】
また、上記各実施形態では、操作部材上の焦点距離や合焦距離の表示と実際の光学系の焦点距離や合焦距離が常に一致する構成としているが、操作部材上の表示がなくても、操作部材の操作範囲内の所定位置と光学系の状態（レンズユニットの位置）とが一致するように構成されていればよい。
【０１３４】
（実施形態４）
図８には、本発明の光学機器の実施形態４である撮像装置を説明するためのブロック図を示す。本実施形態は、リアフォーカスズームレンズ光学系を備えたデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置のズーム機構に本発明を適用した例である。上記各実施形態では、手動により又は操作者のスイッチ操作に応じてクラッチ機構１８を切り換える場合について説明したが、本実施形態では、自動切換えとする。
【０１３５】
なお、本実施形態は、実施形態１の図１に示した撮像装置にクラッチ機構１８の自動切換えユニット（切換え機構作動手段）４５を追加したものであり、実施形態１に示した構成要素と共通する他の構成要素には同符号を付して説明を省略する。
【０１３６】
クラッチ機構１８は、上記実施形態１にて説明したものと同様であり、操作者がレバーの手動操作で又はスイッチ操作に応じたアクチュエータ駆動で伝達状態から非伝達状態に、および非伝達状態から伝達状態に切換え操作できるものである。但し、本実施形態では、非伝達状態から伝達状態への切り換えを自動切換えユニット４５によっても行える。
【０１３７】
自動切換えユニット４５は、クラッチ機構１８が操作レバーで切り換えられるものである場合には、操作レバーに機械的に連結された切換え駆動アクチュエータと、ＣＰＵ１０から受けた切換え信号に応じて該切換え駆動アクチュエータを作動させる回路を含む。また、クラッチ機構１８がスイッチ操作に応じたアクチュエータ駆動で切り換えられるものである場合には、該スイッチの操作にかかわらず、ＣＰＵ１０から受けた切換え信号に応じてクラッチ機構１８のアクチュエータを作動させる回路を含む。
【０１３８】
図９は、クラッチ機構１８の自動切換えユニット４５による切換え動作を含む、ズームキー１６の操作（パワーズーム操作）に関するＣＰＵ１０の動作を示すフローチャートである。
【０１３９】
図８において、撮像装置の電源オン等により、ステップ８０１から本フロー（プログラム）がスタートする。ステップ８０２では、ＣＰＵ１０は、ズームキー１６の操作が発生したか否か（ズームキー１６からの信号が入力されたか否か）を検出する。ズームキー１６の操作があった場合、ＣＰＵ１０は、ステップ８０３に進む。
【０１４０】
ステップ８０３では、クラッチ検出スイッチ１９からの信号を確認し、クラッチ機構１８が伝達状態であるか否かを判別する。伝達状態と判別した場合は、ステップ８０５に進む。一方、非伝達状態と判別した場合はステップ８０４に進み、自動切換えユニット４５に切換え信号を出力し、クラッチ機構１８を非伝達状態から伝達状態に切り換える。その後、ステップ８０３に戻る。そして、再びステップ８０３で、クラッチ検出スイッチ１９からの信号によりクラッチ機構１８が伝達状態であるか否かを判別すると、今度は伝達状態であるので、ステップ８０５に進む。
【０１４１】
ステップ８０５では、ＣＰＵ１０は、ズームキー１６からの信号の符号（操作方向）と大きさ（操作量）とを検出し、これらに応じたズームリング駆動モータ５の駆動方向および駆動速度を設定する。
【０１４２】
ステップ８０６では、ズームリング駆動モータ５を、ステップ８０５で設定した駆動方向に、設定した駆動速度で駆動する。これにより、ズームリング１が回転し、実施形態１にて図３を用いて説明した動作又は後述する実施形態５で説明する図１０のフローチャートで示す動作が行われる。
【０１４３】
このように本実施形態では、ズームキー１６からの信号が入力された（パワーズーム操作が行われた）際にクラッチ機構１８が非伝達状態となっていた場合には、自動的にクラッチ機構１８を伝達状態に切り換えるので、操作者にクラッチ切換え操作を強いることがない。このため、撮像装置の操作性を向上させることができる。また、操作者がクラッチ機構１８が非伝達状態となっていることに気づかずにズームキー１６を操作しても、パワーズーム動作を実行させることができ、操作者の意図に応じた撮影を行わせることができる。
【０１４４】
なお、本実施形態ではレンズ一体型の撮像装置について説明したが、実施形態３にて説明したようなカメラシステムにおける交換型のレンズ装置でも同様のクラッチ機構の自動切り換えを行うことができる。また、本実施形態では、ズーム動作について説明したが、クラッチ機構の自動切り換えは、実施形態２で説明したフォーカス動作時にも適用することができる。
【０１４５】
（実施形態５）
上述した各実施形態において、操作者がズームリング１を手動で操作してズーム動作を行わせる場合、クラッチ機構１８が非伝達状態であるときでも伝達状態であるときでもこれを行わせることができる。但し、実施形態１でも説明したように、ズームリング１は、良好なマニュアル操作感が出るように、その回転トルクがグリスなどでコントロールされているので、ズームリング１の手動操作を行う際に常に上記良好なマニュアル操作感を得たい場合には、クラッチ機構１８を非伝達状態とする必要がある。
【０１４６】
しかし、クラッチ機構１８が操作者の操作によって切り換えられるものである場合には、その切換え操作が面倒である等、使い勝手の面で不十分さが残る。
【０１４７】
そこで、本実施形態では、クラッチ機構１８が伝達状態のときにズームリング１の手動操作が行われた際に自動的にクラッチ機構１８を非伝達状態に切り換えられるようにしている。
【０１４８】
なお、本実施形態における撮像装置の構成は、実施形態４にて図８に示したものと基本的に共通するが、本実施形態では、自動切換えユニット４５はクラッチ機構１８を伝達状態から非伝達状態に切り換える動作を行う。以下、図８と図１０を併せ用いて本実施形態の撮像装置の動作を説明する。
【０１４９】
図１０には、本発明の実施形態５である撮像装置におけるクラッチ機構１８の自動切換えユニット４５による切換え動作を含む、ズームリング１の回転（変位）に応じたズーム動作に関するＣＰＵ１０の動作を示すフローチャートである。
【０１５０】
図１０において、撮像装置の電源オン等により、ステップ９０１から本フロー（プログラム）がスタートする。
【０１５１】
ステップ９０２では、ＣＰＵ１０は、フィールド周期かあるいはより高速のサンプリング周期ごとに、回転絶対位置エンコーダ８の出力（位置情報）とズームエンコーダ１３の出力（位置情報）とを読み込み（検出し）、両者の出力の差を算出する。ここでいう「差」は実施形態１にて説明したものと同様である。
【０１５２】
そして、ステップ９０３では、ＣＰＵ１０は、ステップ９０２で算出した差が、実施形態１と同様の許容誤差を加味して予め設定された所定値以上の大きさがある（差がある）か否かを判別し、差があるとき、つまりズームリング１の位置（焦点距離表示）とバリエータレンズユニット６の位置とが「取るべき関連性」（対応関係）を有していない状態であるときは、ステップ９０４に進む。
【０１５３】
ステップ９０４では、ＣＰＵ１０は、ズームリング駆動モータ５が駆動中か否かを判別する。ズームキー１６の操作によってズームリング駆動モータ５が駆動され、ズームリング１が回転している場合は、後述するクラッチ機構１８の伝達状態から非伝達状態への切り換えは行わないためである。なお、ここでのズームリング駆動モータ５が駆動中か否かの判別は、ＣＰＵ１０がズームリング駆動モータ５に対して駆動信号を出力しているか否かで判別してもよいし、ズームキー１６からの信号入力の有無（ズームキー１６の操作の有無）によって判別してもよい。ズームリング駆動モータ５が駆動中でない場合はステップ９０５に進み、ズームリング駆動モータ５が駆動中である場合はステップ９０９にスキップする。
【０１５４】
ステップ９０５では、クラッチ検出スイッチ１９からの信号を確認し、クラッチ機構１８が伝達状態であるか否かを判別する。非伝達状態と判別した場合はそのままステップ９０９に進む。一方、伝達状態と判別した場合は、ステップ９０６に進む。ステップ９０６では、自動切換えユニット４５に切換え信号を出力し、クラッチ機構１８を伝達状態から非伝達状態に切り換える。その後、ステップ９０５に戻る。
【０１５５】
そして、再びステップ９０５で、クラッチ検出スイッチ１９からの信号によりクラッチ機構１８が伝達状態であるか否かを判別すると、今度は非伝達状態であるので、ステップ９０９に進む。
【０１５６】
ステップ９０９では、上記差を解消（減少）させる方向に、上記差の大きさに応じた速度でズームモータ１２を駆動する。また、同時に、ズームトラッキング動作（コンペンセータの作用）のために、前述したようにフォーカスモータ１４を駆動し、フォーカスレンズユニット７を移動させる。その後、ステップ９０２に戻る。
【０１５７】
そして、再びステップ９０２で回転絶対位置エンコーダ８の出力とズームエンコーダ１３の出力とを読み込み、ステップ９０３でこれらに差があるか否かを判別し、差がないと判別したときはステップ９０８に進んで、ズームモータ１２およびフォーカスモータ１４を停止させる。これにより、ズームリング１の回転（変位）後の焦点距離表示に対応した焦点距離に光学系（バリエータレンズユニット６とフォーカスレンズユニット７）がズーム移動した状態となる。
【０１５８】
この図１０のフローチャートで示した動作は、常時（上記サンプリング周期ごとに）動作しており、ズームキー１６やズームリング１が操作されなくても、回転絶対位置エンコーダ８からの位置情報とズームエンコーダ１３からの位置情報とが「取るべき関連性」を有しない状態となったときにただちに行われる。
【０１５９】
このように本実施形態では、操作者がズームリング１を手動で操作してズームを行う場合には、操作者にクラッチ切換え操作を強いることなく、自動的にクラッチ機構１８を伝達状態から非伝達状態に切り換えるので、ズームリング１の手動操作にズームリング駆動モータ５の回転負荷が加わらず、良好なマニュアル操作感を得ることができる。
【０１６０】
なお、本実施形態ではレンズ一体型の撮像装置について説明したが、実施形態３にて説明したようなカメラシステムにおける交換型のレンズ装置でも同様のクラッチ機構の自動切り換えを行うことができる。また、本実施形態では、ズーム動作について説明したが、クラッチ機構の自動切り換えは、実施形態２で説明したフォーカス動作時にも適用することができる。
【０１６１】
また、上述した各実施形態では、４群レンズ構成のリアフォーカス（インナーフォーカス）ズームレンズを用いた撮像装置又はレンズ装置について説明したが、本実施形態は前玉フォーカスのズームレンズあるいは３群、５群などの多群構成のリアフォーカス（インナーフォーカス）ズームレンズの光学系を用いた撮像装置又はレンズ装置に適用することができる。
【０１６２】
さらに、以上説明した各実施形態は、以下に示す各発明を実施した場合の一例でもあり、下記の各発明は上記各実施形態に様々な変更や改良が加えられて実施されるものである。
【０１６３】
〔発明１〕光軸方向に移動可能な可動レンズと、
前記可動レンズを駆動するレンズ駆動手段と、
前記可動レンズの駆動を指示するために所定の可動範囲内で操作される操作部材と、
前記操作部材を駆動する操作部材駆動手段と、
前記操作部材の位置を検出するための信号を出力する操作部材位置検出手段と、
前記可動レンズを移動させるための信号を出力する信号出力手段と、
前記操作部材位置検出手段からの出力に基づいて前記レンズ駆動手段を駆動し、前記信号出力手段からの信号に基づいて前記操作部材駆動手段を駆動する制御手段と、
前記操作部材駆動手段から前記操作部材への駆動力伝達を行う伝達状態と駆動力伝達を行わない非伝達状態とに切り換え可能な切換え機構と、
前記切換え機構の状態を検出するための信号を出力する切換え機構検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記切換え機構検出手段からの信号に基づいて前記切換え機構の状態を検出し、前記切換え機構が前記伝達状態にあるときは前記信号出力手段からの信号入力に応じて前記操作部材駆動手段の駆動を行い、前記切換え機構が前記非伝達状態にあるときは前記信号出力手段からの信号入力に応じた前記操作部材駆動手段の駆動を制限することを特徴とする光学機器。
【０１６４】
〔発明２〕 前記制御手段は、前記切換え機構が前記非伝達状態にあって前記信号出力手段から信号が入力されたときは、警告動作を行うことを特徴とする発明１に記載の光学機器。
【０１６５】
〔発明３〕 前記切換え機構を前記伝達状態と前記非伝達状態との間で切り換え作動させる切換え機構作動手段を有し、
前記制御手段は、前記切換え機構が前記非伝達状態にあって前記信号出力手段からの信号が入力されたときは、前記切換え機構作動手段により前記切換え機構を前記伝達状態に切り換えることを特徴とする発明１に記載の光学機器。
【０１６６】
〔発明４〕 前記信号出力手段は、前記可動レンズの駆動を指示するために操作される、前記操作部材とは異なる他の操作部材の操作に応じて信号を出力することを特徴とする発明１から３のいずれか１項に記載の光学機器。
【０１６７】
〔発明５〕 前記信号出力手段は、前記可動レンズを含む光学系の焦点調節のために用いられる信号を出力することを特徴とする発明１から３のいずれか１項に記載の光学機器。
【０１６８】
〔発明６〕 前記可動レンズの位置を検出するための信号を出力するレンズ位置検出手段と、
前記操作部材の位置と前記可動レンズの位置の対応関係を示す情報を記憶した記憶手段とを有し、
前記制御手段は、所定のサンプリング周期ごとに、前記操作部材位置検出手段からの信号により検出した前記操作部材の位置と前記レンズ位置検出手段からの信号により検出した前記可動レンズの位置とが前記記憶手段に記憶された情報が示す対応関係を持つか否かを判別して、前記対応関係を持たないときに前記操作部材の検出位置と前記可動レンズの検出位置とが該対応関係を持つこととなるように前記レンズ駆動手段を駆動し、前記信号出力手段からの信号が入力されたときは、該入力信号に基づいて前記操作部材駆動手段を駆動することを特徴とする発明１から５のいずれか１項に記載の光学機器。
【０１６９】
〔発明７〕 カメラに着脱可能に装着されるレンズ装置であって、
光軸方向に移動可能な可動レンズと、
前記可動レンズを駆動するレンズ駆動手段と、
前記可動レンズの駆動を指示するために所定の可動範囲内で操作される操作部材と、
前記操作部材を駆動する操作部材駆動手段と、
前記操作部材の位置を検出するための信号を出力する操作部材位置検出手段と、
前記カメラから送信された前記可動レンズを移動させるための信号を受信する受信手段と、
前記操作部材位置検出手段からの信号に基づいて前記レンズ駆動手段を駆動し、前記受信手段を介した前記カメラからの信号に基づいて前記操作部材駆動手段を駆動する制御手段と、
前記操作部材駆動手段から前記操作部材への駆動力伝達を行う伝達状態と駆動力伝達を行わない非伝達状態とに切り換え可能な切換え機構と、
前記切換え機構の状態を検出するための信号を出力する切換え機構検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記切換え機構検出手段からの信号に基づいて前記切換え機構の状態を検出し、前記切換え機構が前記伝達状態にあるときは前記カメラからの信号入力に応じて前記操作部材駆動手段の駆動を行い、前記切換え機構が前記非伝達状態にあるときは前記カメラからの信号入力があっても前記操作部材駆動手段の駆動を制限することを特徴とするレンズ装置。
【０１７０】
〔発明８〕 前記制御手段は、前記切換え機構が前記非伝達状態にあって前記カメラからの信号が入力があったときは、前記カメラに、警告動作を行わせる信号を送信することを特徴とする発明７に記載のレンズ装置。
【０１７１】
〔発明９〕 前記切換え機構を前記伝達状態と前記非伝達状態との間で切り換え作動させる切換え機構作動手段を有し、
前記制御手段は、前記切換え機構が前記非伝達状態にあって前記カメラからの信号が入力されたときは、前記切換え機構作動手段により前記切換え機構を前記伝達状態に切り換えることを特徴とする発明７に記載のレンズ装置。
【０１７２】
〔発明１０〕 前記カメラから送信される信号は、前記可動レンズの駆動を指示するために操作される、前記カメラに設けられた操作部材の操作に応じて出力される信号であることを特徴とする発明６から８のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【０１７３】
〔発明１１〕 前記カメラからの信号は、前記可動レンズを含む光学系の焦点調節のために用いられる信号であることを特徴とする発明７から９のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【０１７４】
〔発明１２〕 前記可動レンズの位置を検出するための信号を出力するレンズ位置検出手段と、
前記操作部材の位置と前記可動レンズの位置の対応関係を示す情報を記憶した記憶手段とを有し、
前記制御手段は、所定のサンプリング周期ごとに、前記操作部材位置検出手段からの信号により検出した前記操作部材の位置と前記レンズ位置検出手段からの信号により検出した前記可動レンズの位置とが前記記憶手段に記憶された情報が示す対応関係を持つか否かを判別して、前記対応関係を持たないときに、前記操作部材の検出位置と前記可動レンズの検出位置とが該対応関係を持つこととなるように前記レンズ駆動手段を駆動し、前記カメラからの信号が入力されたときは、該入力信号に基づいて前記操作部材駆動手段を駆動することを特徴とする発明７から１１のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【０１７５】
〔発明１３〕 発明７から１２のいずれか１項に記載のレンズ装置と、このレンズ装置が着脱可能に装着されるカメラとを含むことを特徴とする光学機器。
【０１７６】
〔発明１４〕 光軸方向に移動可能な可動レンズと、
前記可動レンズを駆動するレンズ駆動手段と、
前記可動レンズの駆動を指示するために所定の可動範囲内で操作される操作部材と、
前記操作部材を駆動する操作部材駆動手段と、
前記操作部材の位置を検出するための信号を出力する操作部材位置検出手段と、
前記可動レンズを移動させるための信号を出力する信号出力手段と、
前記操作部材位置検出手段からの信号に基づいて前記レンズ駆動手段を駆動し、前記信号出力手段からの信号に基づいて前記操作部材駆動手段を駆動する制御手段と、
前記操作部材駆動手段から前記操作部材への駆動力伝達を行う伝達状態と駆動力伝達を行わない非伝達状態とに切り換え可能な切換え機構と、
前記切換え機構の状態を検出するための信号を出力する切換え機構検出手段と、
前記切換え機構を前記伝達状態と前記非伝達状態との間で切り換え作動させる切換え機構作動手段とを有し、
前記制御手段は、前記切換え機構検出手段からの信号に基づいて前記切換え機構の状態を検出し、前記切換え機構が前記伝達状態にあり、かつ前記操作部材駆動手段が駆動されていないときに前記操作部材位置検出手段からの信号に変化があったときは、前記切換え機構作動手段により前記切換え機構を前記伝達状態から前記非伝達状態に切り換えることを特徴とする光学機器。
【０１７７】
また、本発明によれば、操作部材を手動操作する際の良好な操作感を容易に確保することができる。
【０１７８】
〔発明１５〕 前記信号出力手段は、前記可動レンズの駆動を指示するために操作される、前記操作部材とは異なる他の操作部材の操作に応じて信号を出力することを特徴とする発明１４に記載の光学機器。
【０１７９】
〔発明１６〕 前記信号出力手段は、前記可動レンズを含む光学系の焦点調節のために用いられる信号を出力することを特徴とする発明１４に記載の光学機器。
【０１８０】
〔発明１７〕 前記可動レンズの位置を検出するための信号を出力するレンズ位置検出手段と、
前記操作部材の位置と前記可動レンズの位置の対応関係を示す情報を記憶した記憶手段とを有し、
前記制御手段は、所定のサンプリング周期ごとに、前記操作部材位置検出手段からの信号により検出した前記操作部材の位置と前記レンズ位置検出手段からの信号により検出した前記可動レンズの位置とが前記記憶手段に記憶された情報が示す対応関係を持つか否かを判別して、前記対応関係を持たないときに前記操作部材の検出位置と前記可動レンズの検出位置とが該対応関係を持つこととなるように前記レンズ駆動手段を駆動し、前記信号出力手段からの信号が入力されたときは、該入力信号に基づいて前記操作部材駆動手段を駆動することを特徴とする発明１４から１６のいずれかに記載の光学機器。
【０１８１】
〔発明１８〕 カメラに着脱可能に装着されるレンズ装置であって、
光軸方向に移動可能な可動レンズと、
前記可動レンズを駆動するレンズ駆動手段と、
前記可動レンズの駆動を指示するために所定の可動範囲内で操作される操作部材と、
前記操作部材を駆動する操作部材駆動手段と、
前記操作部材の位置を検出するための信号を出力する操作部材位置検出手段と、
前記カメラから送信された前記可動レンズを移動させるための信号を受信する受信手段と、
前記操作部材位置検出手段からの信号に基づいて前記レンズ駆動手段を駆動し、前記受信手段を介した前記カメラからの信号に基づいて前記操作部材駆動手段を駆動する制御手段と、
前記操作部材駆動手段から前記操作部材への駆動力伝達を行う伝達状態と駆動力伝達を行わない非伝達状態とに切り換え可能な切換え機構と、
前記切換え機構の状態を検出するための信号を出力する切換え機構検出手段と、
前記切換え機構を前記伝達状態と前記非伝達状態との間で切り換え作動させる切換え機構作動手段とを有し、
前記制御手段は、前記切換え機構検出手段からの信号に基づいて前記切換え機構の状態を検出し、前記切換え機構が前記伝達状態にあり、かつ前記操作部材駆動手段が駆動されていないときに前記操作部材位置検出手段からの信号に変化があったときは、前記切換え機構作動手段により前記切換え機構を前記伝達状態から前記非伝達状態に切り換えることを特徴とするレンズ装置。
【０１８２】
〔発明１９〕 前記カメラからの信号は、前記カメラに設けられ、前記可動レンズの駆動を指示するために操作される操作部材の操作に応じて出力される信号であることを特徴とする発明１８に記載のレンズ装置。
【０１８３】
〔発明２０〕 前記カメラからの信号は、前記可動レンズを含む光学系の焦点調節のために用いられる信号であることを特徴とする発明１８に記載のレンズ装置。
【０１８４】
〔発明２１〕 前記可動レンズの位置を検出するための信号を出力するレンズ位置検出手段と、
前記操作部材の位置と前記可動レンズの位置の対応関係を示す情報を記憶した記憶手段とを有し、
前記制御手段は、所定のサンプリング周期ごとに、前記操作部材位置検出手段からの信号により検出した前記操作部材の位置と前記レンズ位置検出手段からの信号により検出した前記可動レンズの位置とが前記記憶手段に記憶された情報が示す対応関係を持つか否かを判別して、前記対応関係を持たないときに前記操作部材の検出位置と前記可動レンズの検出位置とが該対応関係を持つこととなるように前記レンズ駆動手段を駆動し、前記カメラからの信号が入力されたときは、該入力信号に基づいて前記操作部材駆動手段を駆動することを特徴とする発明１８から２０のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【０１８５】
〔発明２２〕 発明１８から２１のいずれか１項に記載のレンズ装置と、このレンズ装置が着脱可能に装着されるカメラとを含むことを特徴とする光学機器
。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、操作部材の位置と可動レンズの位置との対応関係を維持することができ、かつ省電力化を図れるとともに撮影ミスを抑制することができる光学機器およびレンズ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の撮像装置の構成を示すブロック図。
【図２】上記実施形態１の撮像装置の動作を示すフローチャート。
【図３】上記実施形態１の撮像装置の動作を示すフローチャート。
【図４】本発明の実施形態２の撮像装置の構成を示すブロック図。
【図５】上記実施形態２の撮像装置の動作を示すフローチャート。
【図６】上記実施形態２の撮像装置の動作を示すフローチャート。
【図７】本発明の実施形態３のカメラシステムの構成を示すブロック図。
【図８】本発明の実施形態４の撮像装置の構成を示すブロック図。
【図９】上記実施形態４の撮像装置の動作を示すフローチャート。
【図１０】本発明の実施形態５の撮像装置の動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
１ ズームリング
５ ズームリング駆動モータ
６ バリエータレンズユニット
７ フォーカスレンズユニット
８ 回転絶対位置エンコーダ
１０ ＣＰＵ
１２ ズームモータ
１３ ズームエンコーダ
１４ フォーカスモータ
１５ フォーカスレンズ位置検出エンコーダ
１６ ズームキー
１８ クラッチ機構
２２ フォーカスリング
２６ フォーカスリング駆動モータ
３１ レンズＣＰＵ
３２ カメラＣＰＵ
３４、３５ 伝送経路
３６ 電気接点
４５ 自動切換えユニット
Claims (1)
- 光軸方向に移動可能な可動レンズと、
前記可動レンズを駆動するレンズ駆動手段と、
前記可動レンズの駆動を指示するために所定の可動範囲内で操作される操作部材と、
前記操作部材を駆動する操作部材駆動手段と、
前記操作部材の位置を検出するための信号を出力する操作部材位置検出手段と、
前記可動レンズを移動させるための信号を出力する信号出力手段と、
前記操作部材位置検出手段からの出力に基づいて前記レンズ駆動手段を駆動し、前記信号出力手段からの信号に基づいて前記操作部材駆動手段を駆動する制御手段と、
前記操作部材駆動手段から前記操作部材への駆動力伝達を行う伝達状態と駆動力伝達を行わない非伝達状態とに切り換え可能な切換え機構と、
前記切換え機構の状態を検出するための信号を出力する切換え機構検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記切換え機構検出手段からの信号に基づいて前記切換え機構の状態を検出し、該検出結果に応じて前記信号入力手段からの信号入力に応じた前記操作部材駆動手段の駆動を行うか制限するかを決定することを特徴とする光学機器。
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