JP3338736B2 - ズーム移動制御装置 - Google Patents

ズーム移動制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロスコープやカ
メラ等の光学装置において、ズーミング(変倍)制御お
よび焦点合わせ制御等を行うためにレンズの位置を可変
するズーム移動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、マイクロスコープやカメラ等のズ
ームレンズにおけるズーミングは、一般にカム機構によ
り鏡筒に係合された筒体を回転させて、筒体に内装され
た複数のレンズが前後に移動することにより行われてお
り、このときのズーム位置情報は、焦点距離の決定、絞
りの制御等の撮影制御を行う際のパラメータとして不可
欠であるため、ズーミングを行った場合は、そのズーム
位置を検出するようになっている。
【0003】そして、このズーム位置を検出するため、
特開平5−53039号公報では、筒体の回転量に応じ
た数のパルスをレンズ移動量情報として発生するパルス
発生手段と、筒体の周面と対向する所定の位置に設けら
れたスイッチと、筒体の周面に設けられ筒体の回転にと
もなって回動してスイッチと対向する位置に移動したと
きにスイッチをオンする長短2つの切片と、電源がオン
されたとき、筒体を回転させ、その回転時にパルス発生
手段により発生されるパルスと、スイッチのオンオフ信
号の変化状況とに基づいて、前回の電源オフにより消失
したレンズ位置データを回復させるレンズ移動制御装置
が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記レ
ンズ移動制御装置では、ズーム位置を検知するために、
パルス発生手段やスイッチ等の複数の部品が設けられて
おり、ズームレンズ周辺にこれらを配置するための広い
スペースが必要となる。特に、近年のカメラ等の軽量化
および小型化が進むなかで、ズームレンズ周辺のスペー
ス拡大化はそれに逆行するものであり、部品点数の増加
もコストアップの要因となってしまう。
【0005】また、スイッチは筒体に設けられた切片に
当接して、スイッチの接点が切片によって押し上げられ
てオンする構造になっているので、筒体の回転時にスイ
ッチが切片に当接すると回転の抵抗が大きくなり、モー
タに負担を与えて破損する恐れがある。さらに、ズーム
位置を速く検知するために、両切片の間隔を狭くした
り、切片の数を増やしたりすると、スイッチが切片に引
っ掛かって筒体の回転が停止する等の問題が発生する。
【0006】本発明は、上記に鑑み、電源投入直後のズ
ーム位置を簡単な構造により検出するズーム移動制御装
置の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、図1の如く、複数のレンズ2〜5を内装する筒体
7の回転動作によりレンズを前後に移動させて変倍およ
び焦点合わせを行うものであって、筒体7を回転させる
ステッピングモータ16と、該ステッピングモータ16
への駆動パルスをカウントして筒体7の回転量を検知す
る回転量検知手段19と、筒体7の円周方向に磁気的あ
るいは幾何学的に異なる領域が複数組形成された位置表
示体20と、該位置表示体20を検知する非接触センサ
21とを備え、電源投入時に筒体7を回転させ、回転量
検知手段19によるパルス数と非接触センサ21からの
出力信号とに基づいて現在のズーム位置を検出するもの
である。
【0008】そして、非接触センサ21の検知内容に応
じて筒体7を回転範囲を越えない方向に回転させる。
【0009】また、非接触センサ21が光センサとさ
れ、位置表示体20は、円周方向に異なる長さの凹部
A,C,E,Gおよび凸部B,D,F,Hがそれぞれ交
互に複数組形成され、位置表示体20の一組の凹部A,
C,E,Gおよび凸部B,D,F,Hの円周方向の長さ
の和が各組同じ長さとされている。
【0010】
【作用】上記課題解決手段において、電源が投入される
と、筒体7を回転させ、回転量検知手段19によりステ
ッピングモータ16への駆動パルスをカウントする。そ
して、非接触センサである光センサ21が位置表示体2
0の幾何学的に異なる領域、または凹部A,C,E,G
あるいは凸部B,D,F,Hのいずれか一組を検知する
ことにより出力信号が変化し、そのときの長さに応じた
パルス数からどの位置表示体20であるかが判別され、
現在のズーム位置が検出される。
【0011】また、光センサ21からの出力信号によっ
て、筒体7はその回転範囲を越えて回転することはな
く、ステッピングモータに負担を与えない。そして、位
置表示体20の一組の凹凸部A〜Hの円周方向の長さの
和が各組同じ長さなので、筒体7の回転位置がどの凹凸
部A〜Hの位置にあっても、位置を検出するまでの時間
が大きくばらつくことはなく、迅速に検出される。
【0012】
【実施例】本発明の一実施例のズーム移動制御装置は、
図1の如く、カメラ等の光学装置に装着されるズームレ
ンズ1におけるズーミング(変倍)および焦点合わせ等
の制御を行うもので、複数のレンズ2〜5を保持する鏡
筒6と、該鏡筒6に回転自在に内装された筒体7と、筒
体7を回転させてズーミングおよび焦点合わせを行う駆
動手段8と、駆動手段8を制御する制御部9とからな
る。
【0013】鏡筒6は、カメラ本体(図示せず)に固定
されており、外壁6aおよび内壁6bからなる二重構造
に形成され、鏡筒6の前面から第一レンズ2、第二レン
ズ3、第三レンズ4および第四レンズ5の順に配置され
ている。そして、第一レンズ2および第三レンズ4は鏡
筒6の内壁6bに固定され、第二レンズ3および第四レ
ンズ5はリング状の移動体10に取付けられ、それぞれ
前後に移動可能とされている。鏡筒6の内壁6bには、
前後方向にガイド孔11が2カ所形成されており、この
ガイド孔11に第二レンズ3および第四レンズ5の移動
体10に突設されたガイドピン12が挿通される。な
お、第二レンズ3は倍率を可変するための変倍レンズと
され、第四レンズ5は焦点を合わせる合焦レンズとされ
ている。
【0014】筒体7は、鏡筒6の外壁6aと内壁6bと
の間に回転可能に内装され、後端にフランジ13が形成
され、このフランジ13に後述する駆動手段8が係合す
るギア14が形成されている。筒体7には、斜め方向に
カム孔15が2カ所形成されており、このカム孔15に
第二レンズ3および第四レンズ5の移動体10のガイド
ピン12が鏡筒6のガイド孔11を貫通して係合され
る。
【0015】駆動手段8は、ステッピングモータ16
と、ステッピングモータ16にパルス信号を発して駆動
する駆動回路17とからなり、制御部9からのパルスが
駆動回路17を介してステッピングモータ16に与えら
れる。ステッピングモータ16は、そのモータ本体16
aが鏡筒6の外周に固定され、モータ軸16bの先端に
取付けられたモータギア18が筒体7のフランジ13に
形成されたギア14に噛合される。そして、ステッピン
グモータ16の回転がモータギア18を介して筒体7の
ギア14に伝達され、筒体7は、図1(b)に示すよう
に、その回転がワイド端(ズームダウン)およびテレ端
(ズームアップ)で停止するようになっており、ワイド
端およびテレ端よりさらにズームダウンおよびズームア
ップ方向には図示しない機械的な突き当て部材が配置さ
れ、それ以上回転しないようになっている。
【0016】制御部9は、CPU,RAM,ROM等か
らなるマイクロコンピュータとされており、カメラ本体
に設けられた各種スイッチからの信号あるいは各部から
の制御信号に基づいて各種撮影条件を判断し、その判断
結果に応じてステッピングモータ16を駆動してズーミ
ングや焦点合わせ、あるいは絞りや露出等の制御を行っ
て撮影処理を実行する。そして、制御部9は、ズーミン
グ等を行ったときに筒体7の回転量の検知を行う回転量
検知手段19を備えている。この回転量検知手段19
は、ステッピングモータ16への駆動パルスをカウント
して、そのパルス数から筒体7の回転量を検知するもの
で、この回転量検知手段19による筒体7の回転量に基
づいて、筒体7の所定位置(ワイド端)からの移動距離
が判断される。なお、ズーミングを行った状態でカメラ
のメインスイッチをオフにすると、ステッピングモータ
16が駆動して筒体7がワイド端まで戻るようになって
おり、メインスイッチをオンすると筒体7はワイド端の
位置から撮影可能となる。
【0017】ここで、ズーミングを行った状態でメイン
スイッチによるオフ以外、すなわち電池の消耗や電池の
脱落等により電源がオフした場合、筒体7はワイド端に
は戻らずその位置に停止したままとなり、制御部9では
このズーム位置情報が消失してしまい、電池を入れ替え
たり装着しなおしても、前のズーム位置がわからない。
そこで、本実施例のレンズ移動制御装置では、筒体7の
回転位置を示す位置表示体20と、該位置表示体20を
検知する非接触センサ21とが設けられ、制御部9に、
ズーム位置情報が消失した状態で電池が装着されて電源
がオンすると筒体7を回転させて、回転量検知手段19
による筒体7の回転量と非接触センサ21からの出力信
号とに基づいて現在のズーム位置を検出するズーム位置
認識手段22が設けられている。
【0018】位置表示体20は、図1,2の如く、筒体
7の円周方向に幾何学的に異なる領域、すなわち異なる
長さの凹凸部A〜Hがそれぞれ交互に扇状に形成されて
おり、筒体7のフランジ13よりも後端で軸中心を挟ん
だギア14の対向位置に半径方向に突設され、ワイド端
およびテレ端の範囲内に配置されている。位置表示体2
0は、ワイド端側からテレ端にかけて凹部A、凸部B、
凹部C、凸部D、凹部E、凸部F、凹部G、凸部Hの順
で配されており、各凹凸部A〜Hの長さは、凹部Aと凸
部Hが最大長とされ、以下、凹部Cと凸部F、凹部Eと
凸部D、凹部Gと凸部Bの順で短くなるよう設定されて
いる。また、隣り合う一組の凹凸部A〜Hの円周方向の
長さの和が各組同じ長さ、つまり、凹部A+凸部B=凹
部C+凸部D=凹部E+凸部F=凹部G+凸部Hとされ
ている。
【0019】また、これら位置表示体20の凹凸部A〜
Hの長さ分を回転させるステッピングモータ16のパル
ス数は、それぞれ凹部A=a、凸部B=b、凹部C=
c、凸部D=d、凹部E=e、凸部F=f、凹部G=
g、凸部H=hとされており、これらのデータが筒体7
の回転量のデータとして予め制御部9に記憶されてい
る。そして、各パルス数の関係は、a>c>e>g、h
>f>d>b、a+b=c+d=e+f=g+hとされ
ている。
【0020】非接触センサ21は、位置表示体20の凹
凸部A〜Hを検知してローあるいはハイ信号を出力する
光センサであるフォトインタラプタとされ、図1,3の
如く、発光素子25および受光素子26が内装された凹
形のホルダ27の中央に形成された通過路28に位置表
示体20が位置するよう軸中心を挟んだステッピングモ
ータ16のギア14に対向する鏡筒6の下部に取付けら
れている。フォトインタラプタ21は、受発光素子2
5,26が通過路28を挟んで対向配置され、発光素子
25から通過路28を介して受光素子26へ至る光路が
形成され、位置表示体20の凸部B,D,F,Hによっ
て光路が遮断されてハイ信号を出力し、凹部A,C,
E,Gによって光路が開放されてロー信号を出力する。
【0021】そして、ズーム位置認識手段22は、電池
装着により電源がオンされると、フォトインタラプタ2
1からの出力信号に応じて、フォトインタラプタ21の
出力信号がローのとき筒体7をテレ端側へ、ハイのとき
筒体7をワイド端側へそれぞれ筒体7の回転範囲を越え
ない方向に回転させる機能と、筒体7を回転させて最初
にフォトインタラプタ21の出力信号がローからハイ、
あるいはハイからローに転じたときから回転量検知手段
19によりステッピングモータ16への駆動パルスのカ
ウントを開始する機能と、ステッピングモータ16への
駆動パルスのカウントを開始してから次にフォトインタ
ラプタ21の出力信号がローからハイ、あるいはハイか
らローに転じたときステッピングモータ16の回転を停
止し、このときカウントしたパルス数から現在のズーム
位置を認識する機能とを有しており、例えば筒体7をテ
レ端側に回転させた場合にパルス数がbであれば図2に
示すLの位置、パルス数がdであればNの位置、パルス
数がfであればPの位置、パルス数がhであればR(テ
レ端)の位置であると認識し、一方、筒体7をワイド端
側に回転させた場合にパルス数がgであればPの位置、
パルス数がeであればNの位置、パルス数がcであれば
Lの位置、パルス数がaであればJ(ワイド端)の位置
であると認識する。
【0022】次に、電池の消耗等によりズーム位置が消
失している状態から現在のズーム位置を検出する動作を
図4のフローチャートに基づいて説明する。電池が装着
されて電源がオンすると、まず制御部9ではフォトイン
タラプタ21からの出力信号を受信して、筒体7の凹部
A,C,E,Gあるいは凸部B,D,F,Hのうちどこ
がフォトインタラプタ21の位置にあるかを検知する。
このとき、フォトインタラプタ21がロー信号を出力す
れば、制御部9は位置表示体20の凹部A,C,E,G
がフォトインタラプタ21の位置にあると判断し、筒体
7をテレ端側へ回転させる駆動パルスを駆動回路17を
介してステッピングモータ16に与えて、ステッピング
モータ16をテレ端側へ回転させる。
【0023】その後、フォトインタラプタ21の出力信
号がローからハイに転じると、制御部9はステッピング
モータ16への駆動パルスのカウントを開始する。この
とき、カウントするパルス数がfに達すると同時、ある
いはfに達する前にフォトインタラプタ21の出力信号
のハイからローへの反転を検知すると、ステッピングモ
ータ16の駆動を止めて筒体7の回転を停止させるとと
もにパルス数のカウントを停止する。そして、カウント
したパルス数がbであれば現在のズーム位置がLの位
置、すなわちワイド端から凹部A+凸部B分だけズーム
アップしていると認識する。また、パルス数がdであれ
ばNの位置、パルス数がfであればズーム位置がPの位
置であると認識する。ただし、駆動パルスのカウントを
開始して、そのパルス数がfを越えてもフォトインタラ
プタ21の出力信号がハイからローに転じない場合は、
ズーム位置が凸部Hであると判断し、パルス数がhに達
すると同時にステッピングモータ16の駆動を停止さ
せ、テレ端であるRの位置であると認識する。
【0024】一方、電源オン時に、フォトインタラプタ
21の出力信号がハイであれば、位置表示体20の凸部
B,D,F,Hがフォトインタラプタ21の位置にある
と判断して、筒体7をワイド端側に回転させる。その
後、フォトインタラプタ21の出力信号のハイからロー
への反転により、ステッピングモータ16への駆動パル
スのカウントを開始し、パルス数がcに達すると同時、
あるいはcに達する前にフォトインタラプタ21の出力
信号のローからハイへの反転を検知すると、筒体7の回
転を停止させるとともにパルス数のカウントを停止す
る。そして、カウントしたパルス数がgであれば現在の
ズーム位置がPの位置、パルス数がeであればNの位
置、パルス数がcであればズーム位置がLの位置である
と認識する。また、駆動パルスのカウントの開始後、そ
のパルス数がcを越えてもフォトインタラプタ21の出
力信号がローからハイに反転しないときは、ズーム位置
が凹部Aであると判断し、パルス数がaに達すると同時
にステッピングモータ16の駆動を停止させ、ワイド端
であるJの位置であると認識する。そして、以後、回転
量検知手段19によりステッピングモータ16の駆動パ
ルスをカウントして、通常のズーム位置の認識が行わ
れ、ズーミングあるいは焦点合わせ等のパラメータとし
て利用される。
【0025】なお、電源オン後のステッピングモータ1
6の駆動開始から停止までの駆動パルスを別途カウント
しておき、ズーム位置認識後に別途カウントしたパルス
数だけステッピングモータ16を逆方向に駆動させれ
ば、電源が途絶えた状態のズーム位置に復帰することが
できる。
【0026】このように、筒体7を回転させ、位置表示
体20の凹凸部A〜Hの境界をフォトインタラプタ21
により検知し、その境界に至るまでのステッピングモー
タ16への駆動パルスをカウントすることにより、現在
のズーム位置を検出することができる。
【0027】しかも、位置表示体20の一組の凹凸部A
〜Hの間を回転させるだけでズーム位置が検出でき、フ
ォトインタラプタ21の位置に凹部Aまたは凸部Bがき
ているときの最大パルス数はa+b、凹部Cまたは凸部
Dのときc+d、凹部Eまたは凸部Fのときe+f、凹
部Gまたは凸部Hのときg+hであり、それぞれ凹凸部
A〜Hの円周方向の長さの和を同じ(a+b=c+d=
e+f=g+h)にしているので、筒体7がどこの位置
にあってもズーム位置を認識するまでの時間、つまり最
大1区間動く分の時間のばらつきを小さく抑えることが
できる。したがって、電池の消耗等により電源がオフし
てズーム位置情報が消失しても、電源がオンすれば、迅
速で短時間に現在のズーム位置を認識することができ
る。
【0028】そして、フォトインタラプタ21により位
置表示体20の凹凸部A〜Hを検知するので、凹凸部A
〜Hとフォトインタラプタ21とが当接せず、摩擦等に
より筒体7の回転に悪影響を及ぼしたり、引っ掛かった
りすることはなく、ステッピングモータ16等にも負担
を与えない。そのため、各部品の寿命が延びて、交換等
のメンテナンス頻度が少なくてすみ、カメラとしての信
頼性が向上する。
【0029】さらに、ステッピングモータ16やフォト
インタラプタ21を利用しているので、従来のようにパ
ルス発生手段等が不要になり、部品配置スペースも小さ
くでき、軽量化および小型化が可能になる。
【0030】また、位置表示体20の両端をそれぞれワ
イド端側に凹部A、テレ端側に凸部Hとなるよう配置
し、電源オン時に凹部A,C,E,Gを検知すると筒体
7をテレ端側に、凸部B,D,F,Hを検知すると筒体
7をワイド端側にそれぞれ回転させるので、ワイド端あ
るいはテレ端を越えて筒体7が回転することがなく、回
転を停止させる突き当て部材等に衝突せず、ステッピン
グモータ16に過大な負担を与えることはない。
【0031】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。例えば、上
記実施例では、位置表示体20の凹凸部A〜Hをそれぞ
れ4カ所ずつ設けたが、それぞれの長さを短くして5カ
所ずつ、または6カ所ずつ、あるいはそれ以上設けれ
ば、ズーム位置の初期値をさらに速く検出することがで
きる。
【0032】また、位置表示体20として板状部材に凹
凸部を形成したが、波形やその他の幾何学的形状でもよ
く、立体的に凹凸させた形状や磁気的に異なるような形
状でもよい。
【0033】さらに、非接触センサとして光センサであ
るフォトインタラプタ21を利用したが、磁気センサ、
距離センサあるいはその他の非接触式のセンサ等でもよ
い。
【0034】そして、上記実施例では、カメラのズーム
レンズ1について述べたが、マイクロスコープ、ビデオ
ムービあるいは複写機等に搭載される光学装置等にも利
用できる。
【0035】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、電源投入時に筒体を回転させ、位置表示体を非
接触センサにより検知して、それを検知するまでのステ
ッピングモータへの駆動パルスをカウントすることによ
り、ズーム位置の現在値を検出することができる。
【0036】しかも、位置表示体の一組の凹凸部の間を
回転させるだけでズーム位置が検出でき、それぞれ凹凸
部の円周方向の長さの和を同じにしているので、筒体が
どこの位置にあっても、最大1区間動く分の時間があれ
ば位置を検出でき、その時間のばらつきを小さく抑える
ことができる。したがって、電池の消耗等により電源が
オフして現在のズーム位置が判らなくなっても、電源が
オンすれば、迅速で短時間に現在のズーム位置を認識す
ることができる。
【0037】そして、光センサ等の非接触センサにより
位置表示体を検知するので、位置表示体と非接触センサ
とが当接せず、摩擦等により筒体の回転に悪影響を及ぼ
したり、引っ掛かったりすることはなく、ステッピング
モータ等にも負担を与えない。そのため、各部品の寿命
が延びて、交換等のメンテナンス頻度が少なくてすみ、
装置としての信頼性が向上する。
【0038】さらに、ステッピングモータや光センサを
利用しているので、従来のようにパルス発生手段等が不
要になり、部品配置スペースも小さくでき、マイクロス
コープあるいはカメラ等の軽量化および小型化が可能に
なる。
【0039】また、非接触センサからの出力信号により
筒体を回転範囲を越えない方向に回転させる、すなわち
筒体が回転範囲を越えて回転することがないので、ステ
ッピングモータや駆動伝達系に過大な負担を与えること
はない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるズーム移動制御装置
を示し、(a)は全体構成図、(b)は正面図
【図2】位置表示体の正面図
【図3】フォトインタラプタの構成図
【図4】電源オフ時の現在のズーム位置を検出する制御
動作を示すフローチャート
【符号の説明】
2〜5 レンズ 7 筒体 16 ステッピングモータ 19 回転量検知手段 20 位置表示体 21 フォトインタラプタ A,C,E,G 凹部 B,D,F,H 凸部

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のレンズを内装する筒体の回転動作
    により前記レンズを前後に移動させて変倍および焦点合
    わせを行うものであって、前記筒体を回転させるステッ
    ピングモータと、該ステッピングモータへの駆動パルス
    をカウントして前記筒体の回転量を検知する回転量検知
    手段と、前記筒体の円周方向に異なる長さの凹部および
    凸部がそれぞれ交互に複数組形成された位置表示体と、
    該位置表示体を検知する非接触センサとを備え、前記位
    置表示体の一組の凹部および凸部の円周方向の長さの和
    が各組同じ長さとされ、電源投入時に前記筒体を回転さ
    せ、前記回転量検知手段によるパルス数といずれかの凹
    部あるいは凸部を検知した前記非接触センサからの出力
    信号とに基づいて現在のズーム位置を検出することを特
    徴とするズーム移動制御装置。
  2. 【請求項2】 筒体が電源投入後に回転開始してから停
    止するまでのパルス数をカウントして、現在のズーム位
    置検出後にカウントしたパルス数だけ逆回転させて、電
    源投入時のズーム位置に復帰させる制御を行うことを特
    徴とする請求項1記載のズーム移動制御装置。
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