JP2021018352A - 光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 例えば、フランジバック調整の感度の変更に有利な光学装置を提供することを目的とする。【解決手段】 光学装置は、フランジバックの調整のために光軸の方向において移動可能なレンズ群と、前記レンズ群を移動させる駆動部と、前記駆動部を操作するための操作部材と、前記操作部材の単位操作量あたりの前記レンズ群の移動量としての操作感度を設定する設定部と、前記操作部材の操作量と前記操作感度とに基づいて、前記駆動部を制御する制御部と、を有することを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、光学装置に関する。

レンズ交換式のカメラ装置においては、レンズユニットの結像面とカメラ装置の撮像面とを互いに合わせるためにフランジバック調整が行われるものがある。フランジバック調整は、操作ツマミ等への操作力を機械的に伝達して、リレーレンズ群等における可動レンズを光軸方向に動かすことで行っている。また、フランジバック調整を電気的に行う場合、操作ツマミ等に連動するポテンショメータ等の検出器の絶対値出力とフランジバック調整量（可動レンズの位置）とを一対一に対応させて行っている。

また、特許文献１は、所定時間内における操作部材の相対的操作量に応じてフランジバック補正値を得、微調整を容易とすることを開示している。

特許第３１４５２０２号公報

テレビ規格の高画素化（４Ｋ、８Ｋ）によって撮影画像のピントずれが目立ち易くなったため、カメラとレンズとの組合せによって生じうるフランジバックのズレに対して、より厳密な調整が必要となっている。

上記のように操作部材の操作量で一律にレンズの移動量が決まる場合、微調整を行うためには、操作部材の回転量を増やすか、フランジバックの調整範囲（レンズの可動範囲）を減らすか、しなければならない。

また、特許文献１のように、所定時間内における操作部材の相対的操作量に応じてフランジバック補正値を得る場合、フランジバックの粗調整のためには、操作部材を速い速度で所定時間内に大きく操作しなければならない。逆に、フランジバックの微調整のためには、操作部材を遅い速度で所定時間内に小さく操作しなければならない。よって、フランジバック調整の感度（敏感度）の変化を大きくし難い。

本発明は、例えば、フランジバック調整の感度の変更に有利な光学装置を提供することを目的とする。

そこで上記課題を解決するため、本発明の光学装置は、フランジバックの調整のために光軸の方向において移動可能なレンズ群と、前記レンズ群を移動させる駆動部と、前記駆動部を操作するための操作部材と、前記操作部材の単位操作量あたりの前記レンズ群の移動量としての操作感度を設定する設定部と、前記操作部材の操作量と前記操作感度とに基づいて、前記駆動部を制御する制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、例えば、フランジバック調整の感度の変更に有利な光学装置を提供することができる。

本発明の実施例に係る光学装置のブロック図 本発明の第１実施例に係る光学装置の概略図 本発明の第１実施例の動きを説明するフローチャート 本発明の第２実施例に係る光学装置の概略図 本発明の第２実施例の動きを説明するフローチャート

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施例に係る光学装置のブロック図である。
図１において、レンズユニット（レンズ装置）１００に設けられたマウント部１０１が、カメラユニット１１０に設けられたマウント部１１１に嵌合することで、一体のカメラ装置として機能する。また、レンズユニット１００の接点基板１０２と、カメラユニット１１０の接点基板１１２が、不図示のコンタクトピン等で電気的に接続されることで、各駆動装置およびセンサーが、カメラ制御ユニット（制御部）２６により制御される。

レンズユニット１００の各レンズ群は、固定の第１レンズ群Ｌ１、合焦のために光軸方向に移動する第２レンズ群Ｌ２、変倍のために光軸方向に移動する第３レンズ群Ｌ３、変倍のために光軸方向に移動する第４レンズ群Ｌ４、更に、固定の第５レンズ群Ｌ５、最も像側に配置され、通常の撮影時には固定で、フランジバック調整およびマクロ撮影時の合焦のために光軸方向に移動可能なリレーレンズ群である第６レンズ群Ｌ６、により構成される。

第１レンズ群Ｌ１から第６レンズ群Ｌ６は、被写体の光学像を形成する撮影光学系を構成している、フロントフォーカス型のズームレンズの構成を有する。

第１レンズ群Ｌ１を保持する固定鏡筒１と固定鏡筒７の間には、固定の直進カムを有するカム環１４と、回転する曲カムを有するカム環１３が内包されている。カム環１３は、不図示の機構により操作環９の回転力が伝達され回転することで、第２レンズ群Ｌ２を保持するフォーカス移動枠２を光軸方向に移動させ、合焦を行う。フォーカス移動枠２には、コロ部材２ａが設けられており、カム環１３の曲カムと、カム環１４の直進カムに係合（貫通し嵌合）することで、光軸方向の位置が決まる。

操作環９は固定鏡筒１の外面に配され、手動での回転によりフォーカス操作が可能であるが、フォーカス操作手段２８からの入力をカメラ制御ユニット２６が受けると、駆動信号が駆動回路２２に出力されてフォーカスモータ１８を駆動する。フォーカスモータ１８の出力ギヤ１８ａの回転により、出力ギヤ１８ａが係合している操作環９のギヤ部９ａが回転し、電動フォーカスを行うことができる。操作環９の回転位置は、不図示のセンサーから位置センサー回路２３に位置情報が送られ、カメラ制御ユニット２６により距離情報として管理される。また、フォーカス操作手段２８はオートフォーカス装置であっても構わない。その場合は自動でフォーカス動作が行われる。

固定鏡筒７と第５レンズ群Ｌ５を保持する固定鏡筒５の間には、固定の直進カムを有するカム環１６と、回転方向（周方向）に延在する曲カムを有するカム環１５が内包されている。カム環１５は、不図示の機構により操作環１０の回転力が伝達され回転することで、第３レンズ群Ｌ３を保持するズーム移動枠３と、第４レンズ群Ｌ４を保持するズーム移動枠４を光軸方向に移動させ、変倍を行う。ズーム移動枠３には、コロ部材３ａが設けられており、カム環１５の曲カムとカム環１６の直進カムとに係合（貫通し嵌合）することで、光軸方向の位置が決まる。同様に、ズーム移動枠４には、コロ部材４ａが設けられており、カム環１５の曲カムとカム環１６の直進カムとに係合（貫通し嵌合）することで、光軸方向の位置が決まる。

操作環１０は固定鏡筒７の外面に配され、手動での回転によりズーム操作が可能であるが、ズーム操作手段２９からの入力をカメラ制御ユニット２６が受けると、駆動信号が駆動回路２２に出力されてズームモータ１９を駆動する。ズームモータ１９の出力ギヤ１９ａの回転により、出力ギヤ１９ａが係合している操作環１０のギヤ部１０ａが回転し、電動ズームを行うことができる。操作環１０の回転位置は、不図示のセンサーから位置センサー回路２３に位置情報が送られ、カメラ制御ユニット２６により変倍情報として管理される。

固定鏡筒５には光量調整装置１７が保持されており、固定鏡筒７の外面に配された操作環１１の回転により開口量を操作する。操作環１１の回転位置は、不図示のセンサーから位置センサー回路２３に位置情報が送られ、カメラ制御ユニット２６により露出情報として管理される。光量調整装置１７は、光学系の光量を変化させる絞りユニットであり、絞り羽根駆動部１７ａにより絞り羽根を移動させて開口量を変化させ、光学系の光量調整を行う。

撮像素子、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等からなる撮像手段２４は、レンズユニット１００の像面の位置に配され、カメラユニットに固定保持されている。撮像手段２４より撮影信号がカメラ信号処理回路２５に出力される。カメラ信号処理回路２５は、撮像手段２４の出力に増幅や補正などを施す。カメラ信号処理回路２５で増幅や補正などを施された信号がカメラ制御ユニット２６に出力され、画像・音声記憶手段３０に記録される。カメラ制御ユニット２６は、カメラ信号処理回路２５からの入力信号に応じて、駆動回路２２に絞りの駆動信号を出力し、絞り羽根駆動部１７ａを駆動して光量調整を行う。

固定鏡筒５と固定鏡筒８とマウント部１０１の間には、第６レンズ群Ｌ６を保持するリレー移動枠６が内包されている。リレー移動枠６の位置は、不図示のセンサーから位置センサー回路２３に位置情報が送られ、カメラ制御ユニット２６により光軸方向位置が管理されている。リレー移動枠６の位置は、カメラ制御ユニット２６が管理する位置となるように、不図示のセンサー情報に基づいて駆動モータ２１を動かし、駆動モータ２１の出力ネジ軸２１ａとリレー移動枠６のナット部２０との連動により、光軸方向に移動し固定される。駆動モータ２１は、励磁位相をステップ切替えすることにより回転させるステッピングモータである。

図２は、本発明の第１実施形態に係る光学装置の概略図である。
図３は、本発明の第１実施形態の動きを説明するフローチャートである。
図２および図３を使って、第６レンズ群Ｌ６を保持するリレー移動枠６の動きを説明する。

ステップＳ２００では、カメラ電源がＯＮされるとステップＳ２０１に進む。
ステップＳ２０１では、カメラ制御ユニット２６はリレー移動枠６を不図示のスタート位置へ移動させ、初期位置を求め、ステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０２では、カメラ制御ユニット２６は、上記スタート位置から制御データメモリ２７に記憶された位置へリレー移動枠６を移動させ、ステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０３では、カメラ操作者によってリセット動作（工場出荷時のフランジバック調整位置へ戻す動作）が行われるリセットスイッチ１２０の状態を判定する。リセットスイッチ１２０がＯＮの場合はステップＳ２０４に進み、リセットスイッチ１２０がＯＦＦの場合はリレー移動枠６をそのままの位置で固定し、ステップＳ２０５に進む。

ステップＳ２０４では、リレー移動枠６は、前記スタート位置を基準に、工場出荷時に記憶した位置へ移動し、ステップＳ２０５へ進む。

ステップＳ２０５では、リレー移動枠６の動作モード切替えスイッチ（モード切替え部）１２１の状態を判定する。動作モード切替えスイッチ１２１がノーマルモードの場合はステップＳ２０６に進み、動作モード切替えスイッチ１２１がフランジバック調整モードの場合はステップＳ２０７に進み、動作モード切替えスイッチ１２１がマクロモードの場合はステップＳ２１５に進む。

ステップＳ２０６では、操作環（操作部材）１２の操作は無効となり、リレー移動枠６は動かさず、通常の撮影が行われる。処理フローはステップＳ２０５に戻る。

ステップＳ２０７に分岐すると、操作環１２の操作が有効となり、カメラ操作者がフランジバック調整を行うことができる。

ステップＳ２０７では、カメラ制御ユニット２６は、光量調整装置１７を駆動し、絞り開口位置を開放にセットし、ステップＳ２０８に進む。

ステップＳ２０８では、フランジバック調整モードにおいて、固定鏡筒８の外周に配された操作環１２が回転操作されると、カメラ制御ユニット２６は、操作環１２の回転方向と操作量に対応するパルス数とを読み取り、ステップＳ２０９に進む。

ステップＳ２０９では、操作環１２の操作により移動するリレー移動枠６の駆動の敏感度である操作感度（操作部材の単位操作量あたりのレンズ群の移動量としての操作感度）を切り換える操作敏感度切替えスイッチ（感度設定部）１２２の状態を判定する。操作敏感度切替えスイッチ１２２によって第１操作感度が設定された微調整モードの場合はステップＳ２１０に進み、操作敏感度切替えスイッチ１２２によって第２操作感度が設定された粗調整モードの場合はステップＳ２１１に進む。

ステップＳ２１０では、カメラ制御ユニット２６は、Ｓ２０８で読み取った操作環１２のパルス数に対し、微少送り係数に基づいてステップ数を演算し、ステップ数分だけ、回転方向に相当する方向に駆動モータ２１を動かし、リレー移動枠６を光軸方向に移動させる。その後、ステップＳ２１２に進む。

なお、微少送り係数は、カメラユニットとレンズユニットの情報に基づき、操作環１２の操作による操作信号の１パルスにより移動するリレー移動枠６の光軸方向の駆動量（最小移動量）が焦点深度より小さくなるように設定される。より具体的には、レンズユニットの焦点距離、物体距離、Ｆ値の情報と、カメラユニットの撮像素子の画素ピッチの情報とに基づいて、前記微少送り係数が設定される。

ステップＳ２１１では、カメラ制御ユニット２６は、Ｓ２０８で読み取った操作環１２のパルス数に対し、粗送り係数に基づいてステップ数を演算し、ステップ数分だけ、回転方向に相当する方向に駆動モータ２１を動かし、リレー移動枠６を光軸方向に移動させる。その後、ステップＳ２０９に戻る。

なお、粗送り係数は、カメラユニットとレンズユニットの情報に基づき、操作環１２の操作による操作信号の１パルスにより移動するリレー移動枠６の光軸方向の駆動量（最小駆動量）が焦点深度より大きな値（粗送りに適した値）に設定される。より具体的には、レンズユニットの焦点距離、物体距離、Ｆ値の情報と、カメラユニットの撮像素子の画素ピッチの情報とに基づいて、前記粗送り係数が設定される。

ステップＳ２１２では、動作モード切替えスイッチ１２１の状態が判断される。動作モード切替えスイッチ１２１がノーマルモードかマクロモードに切替えられた場合は、ステップＳ２１４に進み、フランジバック調整モードの場合は、ステップＳ２１３に進む。

ステップＳ２１３では、操作環１２の操作の状態が判断される。操作環１２が一定時間以上操作されない場合は、ステップＳ２１４に進む。操作環１２が一定時間内に操作された場合は、ステップＳ２０８に戻る。

ステップＳ２１４では、カメラ制御ユニット２６はリレー移動枠６の位置（スタート位置からの移動量と移動方向）を、制御データメモリ２７に記憶する。処理はステップＳ２０５に戻り、ステップＳ２０５以降の処理を繰り返し実行する。

カメラ操作者がマクロ撮影を行う場合は、ステップＳ２０５からステップＳ２１５に分岐し、操作環１２の操作が有効となる。

動作モード切替えスイッチ１２１がマクロモードに変更され、マクロ撮影のピント調整として操作環１２が操作されると、ステップＳ２１５で、カメラ制御ユニット２６は、操作環１２の回転方向とパルス数を読み取り、パルス数に対し、所定のマクロ送り係数を換算したステップ数を算出し、ステップＳ２１６に進む。

ステップＳ２１６では、カメラ制御ユニット２６はステップＳ２１５で得られたステップ数分だけ、回転方向に相当する方向に駆動モータ２１を動かし、リレー移動枠６を光軸方向に移動させ、ステップＳ２０５に戻る。なお、マクロ送り係数は、マクロ撮影時の合焦操作に適した値に設定される。

カメラ操作を行う者は、フランジバック調整またはマクロ撮影を完了すると、動作モード切替えスイッチ１２１をノーマルモードに切替え、通常の撮影操作を行う。

本実施例においては、操作敏感度を切替えるスイッチが微調整と粗調整の２つの設定の間で切り換える構成の場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されることはない。操作敏感度を切替えるスイッチが３つ以上の複数の設定の中で切り換える構成としてもよい。

本実施例の光学装置は、調整するレンズ群を電動により駆動するフランジバック調整機構、マクロ撮影機構を制御する制御装置であって、複雑な機械的切替え機構を要することなく、操作環の回転量と調整対象のレンズ群の移動量の関係を変更可能とした。それにより、操作部の回転量を無駄に増やすことなく、十分な調整範囲を確保することが可能となり、操作性および調整精度に優れたフランジバック調整を可能とする調整機構を提供することができる。

図４は、本発明の第２の実施例に係る光学装置の概略図である。
図５は、本発明の第２の実施例における制御を説明するフローチャートである。

本実施例では、フランジバック調整モード時に、操作敏感度切替えスイッチ１２２によって微調整と粗調整を切替えるのではなく、撮影者が任意に操作環１２の操作に対する操作敏感度をボリューム１２３によって連続的に変更可能とするものである。

実施例１では、操作敏感度を、操作環１２の操作による操作信号の１パルスにより移動するリレー移動枠６の光軸方向の駆動量（最小移動量）が焦点深度より小さい微調整と、焦点深度より大きい粗調整との間で切り換えた。実施例２では、操作敏感度を、前記最小移動量が焦点深度より小さい場合と、焦点深度より大きい場合とを含むように、連続的に変更可能なボリューム１２３を有することを特徴とする。

図４および図５を使って、実施例２におけるフランジバック調整の詳細を説明する。実施例２では、図３で示した実施例１の処理フローに対して、ステップＳ２０５からステップＳ２０７に分岐したフランジバック調整モードの処理が異なるため、フランジバック調整モードの処理についてのみ説明する。ノーマルモードとマクロモードの処理フローは実施例１と同じであるので説明を省略する。

ステップＳ２０７では、カメラ制御ユニット２６は、光量調整装置１７の光量調整装置１７を駆動し、絞り開口位置を開放にセットし、ステップＳ２０８に進む。撮影者は、フランジバック操作敏感度を変更するボリューム１２３を、任意の位置に合わせる。

ステップＳ２０８では、フランジバック調整のピント調整として操作環１２が操作されると、カメラ制御ユニット２６は、操作環１２の回転方向とパルス数を読み取り、ステップＳ２１７に進む。

ステップＳ２１７では、カメラ制御ユニット２６は、フランジバック操作敏感度を変更するボリューム１２３の抵抗値を読み取り、ステップＳ２１８に進む。

ステップＳ２１８では、カメラ制御ユニット２６は、Ｓ２０８で読み取られた操作環１２のパルス数に対し、ボリューム１２３の抵抗値に相当する送り係数を換算したステップ数を算出し、ステップ数分だけ、回転方向に相当する方向に駆動モータ２１を動かし、リレー移動枠６を光軸方向に移動させる。ステップＳ２１２に進む。

ステップＳ２１２では、動作モード切替えスイッチ１２１の状態が判断される。動作モード切替えスイッチ１２１がノーマルモードかマクロモードに切替えられた場合は、ステップＳ２１４に進み、フランジバック調整モードの場合は、ステップＳ２１３に進む。

ステップＳ２１３では、操作環１２の操作の状態が判断される。操作環１２が一定時間以上操作されない場合は、ステップＳ２１４に進む。操作環１２が一定時間内に操作された場合は、ステップＳ２０８に戻る。

ステップＳ２１４では、カメラ制御ユニット２６はリレー移動枠６の位置（スタート位置からの移動量と移動方向）を、制御データメモリ２７に記憶する。処理はステップＳ２０５に戻り、ステップＳ２０５以降の処理を繰り返し実行する。

カメラ操作者は、フランジバック調整またはマクロ撮影を完了すると、動作モード切替えスイッチ１２１をノーマルモードに切替え、通常の撮影操作を行う。

以上説明した通り、本発明は、調整するレンズ群を電動により駆動する光学装置において、カメラ操作を行う者が用途に応じて、通常撮影モードとマクロ撮影モード、およびフランジバック調整モードに切替えて使用できる。フランジバック調整時には、操作敏感度を切替えて操作性および精度を向上させ、高精度にピントを追い込めることを可能とした提案である。

本実施例の光学装置は、調整するレンズ群を電動により駆動するフランジバック調整機構、マクロ撮影機構を制御する制御装置であって、複雑な機械的切替え機構を要することなく、操作環の回転量と調整対象のレンズ群の移動量の関係を変更可能とした。それにより、操作部の回転量を無駄に増やすことなく、十分な調整範囲を確保することが可能となり、操作性および調整精度に優れたフランジバック調整を可能とする調整機構を提供することができる。

また以上の通り、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

例えば、本実施形態でフランジバック調整は、カメラの制御ユニットによっておこなっているが、レンズユニット内の制御ユニットや、カメラ外部の制御装置によって調整することもできる。また、例示した実施例においては、フランジバック調整後のリレー移動枠６の位置を、カメラユニット内の制御データメモリ２７に記憶する構成としたが、本発明はこれに限定されることはない。レンズユニットやカメラ外部の装置の記憶手段に記憶するようにしてもよい。

（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワークまたは記憶媒体を介してシステムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

６‥‥リレー移動枠
１２‥‥操作環（操作部）
２１‥‥駆動モータ（駆動部）
２６‥‥カメラ制御ユニット（制御部）
１２２‥‥操作敏感度切替えスイッチ（感度設定部）
１２３‥‥ボリューム（感度設定部）

Claims (10)

1. フランジバックの調整のために光軸の方向において移動可能なレンズ群と、
   前記レンズ群を移動させる駆動部と、
   前記駆動部を操作するための操作部材と、
   前記操作部材の単位操作量あたりの前記レンズ群の移動量としての操作感度を設定する設定部と、
   前記操作部材の操作量と前記操作感度とに基づいて、前記駆動部を制御する制御部と、
   を有することを特徴とする光学装置。
2. 前記レンズ群は、前記光学装置の中で最も像側に配されていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
3. 前記設定部は、複数の前記操作感度のうちの１つを設定するためのスイッチを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学装置。
4. 前記設定部は、前記操作部材の操作による前記レンズ群の最小移動量が焦点深度より小さい第１操作感度と、前記最小移動量が焦点深度より大きい第２操作感度とのうちの１つを設定することを特徴とする請求項３に記載の光学装置。
5. 前記設定部は、前記操作感度を連続的に変更可能であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の光学装置。
6. 前記設定部は、前記光学装置の焦点距離と、物体距離と、Ｆ値と、撮像素子の画素ピッチとのうちの少なくとも１つに基づいて、前記操作感度を設定することを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちいずれか１項に記載の光学装置。
7. 前記レンズ群を保持する鏡筒を有し、
   前記操作部材は、前記鏡筒の外面に配されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちいずれか１項に記載の光学装置。
8. 前記操作部材による前記レンズ群の操作を有効とするか無効とするかを切替える切替え部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項７のうちいずれか１項に記載の光学装置。
9. 前記操作部材による前記レンズ群の操作を無効とするか、前記操作部材による前記レンズ群の操作によりフランジバックの調整を行うか、前記操作部材による前記レンズ群の操作により撮影を行うかを切替える切替え部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項７のうちいずれか１項に記載の光学装置。
10. 前記レンズ群を介して形成された像を受ける撮像素子を有することを特徴とする請求項１ないし請求項９のうちいずれか１項に記載の光学装置。

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