JP4590153B2

JP4590153B2 - 光学機器

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Publication number: JP4590153B2
Application number: JP2002306606A
Authority: JP
Inventors: 直也金田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2022-10-22
Also published as: JP2004144802A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレンズ交換が可能なあるい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に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、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）ズームレンズを用いたレンズ交換が可能なあるい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撮像装置が知られている。
【０００３】
上述のリアフォーカスズームレンズを用いた撮像装置では、カメラ側からのフォーカス駆動信号によりフォーカスレンズが駆動されてフォーカス調整が行われる。またカメラ側のズームスイッチの操作により生じるズーム駆動信号により変倍レンズが駆動されるとともに、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が駆動されてズームが行われる。
【０００４】
ここで、撮影操作を向上させるために、フォーカス調整やズーム操作を手動操作にて行う構成の撮像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整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、フォーカスレンズをモータにより駆動して移動させ、またオートフォーカス動作の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構成の撮像装置の開示がある（特許文献１参照）。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開示されている。
【０００６】
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構成の撮像装置の開示がある（特許文献２参照）。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開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−１８６４６７号公報（【０００８】、【０００９】、図１等）
【特許文献２】
特開平１０−１９１１４１号公報（【００１０】、図１等）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された構成の撮像装置では、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。また、上述の特許文献２に開示された構成の撮像装置では、ズームキー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。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。
【００１２】
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、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）が操作者によって抑えられていると、操作部材の移動（回転）が規制され、この場合でも、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。
【００１３】
本発明は、可動レンズの移動と外部操作される操作部材の移動との対応関係を維持することができ、操作性の向上を図ることのできる光学機器を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、ズームレンズと、前記ズームレンズより像面側に設けられたフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを光軸方向に移動させるための第１の駆動モータと、所定の範囲内で移動可能なマニュアル操作可能なフォーカスリングと、前記フォーカスリングを駆動するための第２の駆動モータと、を有するリアフォーカスタイプの光学機器であって、
前記フォーカスリング操作時、前記フォーカスリング操作で決定された条件に応じて前記第１の駆動モータを駆動することにより前記フォーカスレンズを移動させ、かつ、
オートフォーカス動作時、前記オートフォーカス動作で決定された条件に応じて前記第２の駆動モータを駆動することにより前記フォーカスリングを移動させ、前記第１の駆動モータを駆動することにより前記フォーカスリングが移動した位置に対応した位置に前記フォーカスレンズを移動させる駆動手段と、を有し、
前記フォーカスリング操作で決定された条件及び前記オートフォーカス動作で決定された条件は、前記フォーカスリングの位置を検出する回転位置検出手段及び前記フォーカスレンズの位置を検出するフォーカスレンズ位置検出手段及び前記ズームレンズの位置を検出する前記ズームレンズ位置検出手段からの情報に基いて決定されている構成とした。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光学機器の実施形態を図面を用いて説明する。
【００２１】
（実施形態１）
図１は、本発明の光学機器の第１の実施形態を説明するためのブロック図であり、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形態を示す。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、変倍レンズ（バリエータレンズ）と、変倍レンズより像面側に配置され変倍レンズの変倍動作（ズーム）に応じて変倍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し、フォーカス調整のために光軸方向に移動するフォーカスレンズを有する構成とされ、たとえば物体側から、固定の正の第１レンズ群、変倍動作で移動する負の第２レンズ群、固定の正の第３レンズ群、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レンズ群で構成される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。なお、図１では、バリエータレンズ群およびフォーカスレンズ群を図示し、その他のレンズ群は図示を省略している。
【００２２】
図１において、１は外部から手動操作される操作部材であるズームリング、２はズームリングの回転角度（可動範囲）を示す矢印で、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設定されている。ズームリング１の回転角度は、たとえば９０°〜１２０°程度の範囲に設定される。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を回転自在に支持した固定鏡筒（図示省略）に設けられた指標１ｂとの間で、焦点距離表示が行われるように構成されている。
【００２３】
５はズームリング１を駆動するモータであり、ステップモータもしくはＤＣモータなどが用いられる。６は、変倍のために光軸方向に移動するバリエータレンズ群、７はバリエータレンズ群より結像面側に設けられたフォーカスレンズ群である。８はズームリング１の絶対位置を検出する回転絶対位置エンコーダ、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る微小角変位検出パルスエンコーダ、１０はＣＰＵ、１１はＣＰＵ１０に設けられたズームトラッキングに関するメモリである軌跡メモリ、１２はバリエータレンズ群６を光軸方向に駆動するズームモータで、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。１３はバリエータレンズ群６の光軸方向の絶対位置を検出するズームエンコーダ、１４はフォーカスレンズ群７を駆動するモータで、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）と記してあるが、ステップモータ等でも構わない。１５はフォーカスレンズ群７の光軸方向の絶対位置を検出するエンコーダである。１６はカメラ本体側に設けられたズームキーで、シーソースイッチなどの異なる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、操作し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。１７はＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子であり、上記の光学系により形成される光学像を撮像し、その撮像信号を図示を省略した信号処理系および記録系に出力する。
【００２４】
上述の回転絶対位置エンコーダ８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る構成や、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連動させる構成などのほか、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の回転によりパルスエンコーダから発生するパルスを連続的にカウントする構成のものを用いることができる。また、ズームエンコーダ１３、フォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５は、その駆動源に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群を配したのちに、連続してステップモータの駆動パルスをカウントする構成のパルスカウントタイプのエンコーダとしてもよいし、あるいは、光軸方向に長い磁気スケールと固定された磁気センサとの間でエンコーダを構成するものでもよい。
【００２５】
次に上述した実施形態の光学機器の動作について説明する。
【００２６】
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。
【００２７】
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。ＣＰＵ１０ではこの情報をもとに、ズームリング１の位置に追従（対応）するように、バリエータレンズ群６の位置を、ズームエンコーダ１３の情報とズームモータ１２を用いて最適位置（ズームリング１により指示された新たな焦点距離）に移動させる。同時に、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の情報に基づいてフォーカスレンズ群７も同様にエンコーダ１５とモータ１４にて合焦状態が維持される位置に駆動される。これにより、ズームリング１の位置に対応した位置に光学系（バリエータレンズ群６とフォーカスレンズ群７）がズーム移動した状態となる。
【００２８】
上述のズームモータ１２やフォーカスモータ１４は、ズームリング１が高速で回されても追従するように、高速にレンズ群を移動できるような仕様のモータ、アクチュエータを選択するのが望ましい。また、ズームリング１は、極度に高速に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。
【００２９】
次に、カメラ本体側のズームキー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。
【００３０】
操作者の操作により、カメラ本体側のズームキー１６が操作されると、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。例えばワイドからテレ方向へ、一番早い速度（速度設定はズームキー１６の押圧に応じて複数種類設定できる構成とする）でズームするような指示がズームキー１６からＣＰＵ１０に与えられると、ズームリング駆動モータ５は、それがステップモータの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、ＤＣモータの場合は、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％）として駆動される。ここで、「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。
【００３１】
ズームリング１の回転は、回転絶対位置エンコーダ８にて、ズームリング１の現在位置が常時（設定されたサンプリング周期にて）検出される。エンコーダ８の検出出力（ズームリングの現在位置の情報）は、ＣＰＵ１０に出力される。ＣＰＵ１０は検出出力（ズームリング位置情報）に応じて、バリエータレンズ群６をズームモータ１２とズームエンコーダ１３にてズームリング１の現在の位置に対応する位置に移動する。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）のためにフォーカスレンズ群７をフォーカスモータ１４による駆動および、フォーカスレンズ位置エンコーダ１５の出力により適切な位置に追従させるように移動させる。ここで、カメラ本体側のズームキー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、不図示のクラッチにより滑っている）、結果としてズームリング１は回らない。したがって、回転絶対位置エンコーダ８はズームリング１の回ら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。
【００３２】
このように本実施形態では、操作者の意図に沿って、ズームリング１の表示と実際の撮像装置の撮影レンズの焦点距離状態は、ずれの発生がなく常に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。
【００３３】
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、図３のフローチャートを用いて説明する。
【００３４】
図２は、ズームキー１６の操作（パワーズーム操作）のＣＰＵ１０の動作を示すフローチャートである。図２において、ステップ（図ではＳと記す）２０１にてスタートする。ステップ２０２にて、ズームキー１６の操作が発生したか否かを検出する。この検出は、例えばビデオカメラ装置の場合は、フィールド周期（ＮＴＳＣテレビ方式では１／６０秒）で行われ、あるいはより高速のサンプリング周期で行われる。ズームキー１６の操作があった場合、ステップ２０２の判定は、Ｙｅｓとなりステップ２０３に進む。ステップ２０３ではズームキー１６の操作方向と速度（操作量）が検出される。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、深くも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。ステップ２０４では、ステップ２０３で検出された内容に基づき、ズームリング駆動モータ５を所定の方向へ所定の駆動条件で駆動する。
【００３５】
次に、図３のフローチャートを用いてズームリング１の変位（移動）に応じてバリエータレンズ群６、フォーカスレンズ群７を移動させるズーム動作を行う際のＣＰＵ１０の動作について説明する。図３の動作は、上述の図２を用いて説明したズームキー１６の操作（パワーズーム操作）により、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る動作を示す。
【００３６】
図３において、ステップ３０１でスタートする。ステップ３０２では、上述のようにフィールド周期か、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の出力とが読み込まれ、両者の出力の差を算出する。これはＣＰＵ１０に、この２つのエンコーダが取るべき関連性のデータもしくは算出式の形で設けられていて、この「取るべき関連性」が守られていれば、差はゼロとなる。この関連性が守られている（差がゼロ）の状態とは、例えばズームリング１がワイド端位置にあるときに、光学系（バリエータレンズ群６）の焦点距離もワイド端位置にあるということである。
【００３７】
ステップ３０３では、ステップ３０２で算出された差がゼロであるか、それともずれがあるかが判別される。差がゼロもしくは予め定められた不感帯である微小量以内であれば、ステップ３０４に進み、ズームモータ１２は停止する。ステップ３０３において、差がゼロでない、あるいはあらかじめ定められた不感帯である微小量を上回っているときは、ステップ３０５に進み、この差がゼロもしくは不感帯以内となるように、ズームモータ１２が駆動される。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）のためにフォーカスレンズ群７をフォーカスモータ１４と、フォーカスレンズ位置エンコーダ１５をもって適切な位置に追従させるように移動させる。これにより、ズームリング１の位置に対応した位置に光学系（バリエータレンズ群６とフォーカスレンズ群７）がズーム移動した状態となる。
【００３８】
図３で示したフローチャートの動作は、常時（上記のサンプリング周期）動作しているため、ズームキー１６からの操作の場合および、操作者が手動操作によりズームリング１を操作した場合に行われる構成となっている。
【００３９】
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（バリエータレンズ群６とフォーカスレンズ群７）がズーム移動した状態となる。これにより、ズームリング１の表示と、実際の光学系の焦点距離状態は、ずれの発生がなく常に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。
【００４０】
（実施形態２）
図４は、本発明の光学機器の第２の実施形態を説明するためのブロック図であり、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形態を示す。なお、本実施形態でも図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おり、図４では、フォーカスレンズ群を図示し、その他のレンズ群は図示を省略している。また、図４において、図１と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４１】
図４において、２１は操作者により手動により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２１は、図１のズームリング１と同様に、回転角度２２の範囲で回動し、無限端２３と至近端２４が設けられる。フォーカスリング２１には、上述ズームリング１と同様に距離、例えば∞、１０ｍ、５ｍ、１ｍなどの距離目盛２１ａが刻印または印刷等で表示され、フォーカスリング２１を回転自在に指示した固定鏡筒（図示省略）には、指標２１ｂが設けられ、ピントが合っている「合焦距離」が読み取れる構成になっている。１８はフォーカスリング２１の回転絶対位置エンコーダ、１９は、必要に応じて設けられるフォーカスリング２１の微小角変位検出パルスエンコーダ、２５はフォーカスリング駆動モータである。
【００４２】
ＣＰＵ１０では、オートフォーカス動作のために、フォーカスレンズ群７を駆動する必要が生じた場合、まず、フォーカスリング駆動モータ２５をその駆動内容にそって駆動するものである。実際のフォーカスリング２１の位置を回転絶対位置エンコーダ１８で検出し、その位置にフォーカスレンズ７が位置するように、フォーカスモータ１４が駆動される。
【００４３】
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７が光軸上同一位置にあっても、焦点距離（ズーム位置）によって、合焦距離が異なるから、ズームエンコーダ１３からの焦点距離情報は常にＣＰＵ１０に取り込まれるものである。
【００４４】
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動作について説明する。
【００４５】
図５はオートフォーカス動作時におけるＣＰＵ１０の動作を示すフローチャートである。
【００４６】
図５において、ステップ５０１でスタートする。ステップ５０２で、オートフォーカス動作のために、フォーカスレンズを駆動する方向や速度が決定される。
これは、テレビ信号オートフォーカス動作のために検出する焦点状態を判別する信号（映像信号に含まれる高周波成分を抽出したような値であることが多い）に変化が見られるなどの所定の条件によって、内容が決定される。そして、ステップ５０３で、ステップ５０２で決定された条件に応じて、フォーカスリング駆動モータ２５を駆動して、フォーカスリング２１を駆動する。
【００４７】
次に、図６のフローチャートを用いてフォーカスリング２１の変位（移動）に応じてフォーカスレンズ群７を移動させるフォーカス動作を行う際のＣＰＵ１０の動作について説明する。図６の動作は、上述の図５のオートフォーカス動作によりフォーカスリング２１が回転した場合と、操作者によりフォーカスリング２１が手動操作された場合とで共通に行われる動作を示す。
【００４８】
図６において、ステップ６０１でスタートする。ステップ６０２にて回転絶対位置エンコーダ１８と、フォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５との検出結果のずれが算出（所定の関係にあるかどうかが比較）される。所定の関係にあるときには差がゼロであるとして、差が算出される。ただし、ここで、前述のように、同じフォーカスレンズ群位置であっても焦点距離が異なると合焦距離が異なるという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の特徴があるので、この算出にはズームエンコーダ１３からの焦点距離情報も必要となる。
【００４９】
次にステップ６０３で、上記の検出結果の差がゼロもしくは所定の微小量（しきい値）以下であるか否かが判別され、差がゼロあるいは所定の微小量の範囲内であればステップ６０４に進み、フォーカスモータ１４は停止する。また、差がゼロでないあるいは所定の微小量を上回っているときは、ステップ６０５に進み、この差がゼロもしくは所定量以下となるようにフォーカスレンズ群７がフォーカスモータ１４により駆動される。
【００５０】
このように本実施形態では、フォーカスリング２１の位置に対応した位置にフォーカスレンズ群７が移動した状態となる。これにより、フォーカスリング２１の距離表示と、実際のフォーカスレンズ７の距離状態は、ずれの発生がなく常に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。
【００５１】
（実施形態３）
上述した実施形態２では、常にフォーカスレンズ群７の位置とフォーカスリング２１との位置関係が一致するように構成したが、実際のフォーカスレンズの駆動制御を考えた場合、特にワイド側の焦点距離においては、被写界深度が極めて深くなる。特に昨今のようにＣＣＤが小型化してくると、ワイド端で無限距離を被写界深度の遠点とすると、近点が例えば１ｍあるいはもっと近距離となる場合が、絞り値によって（小絞り時）は発生する。このような状況から、テレビ信号を用いたオートフォーカスのよく知られた動作である「ウォブリング動作」（フォーカスレンズ群を微小量光軸方向に振動させ、この振動に同期して映像信号の高周波成分の変化を知ることで、前ピンか後ピンかのぼけ方向を知る動作）を行うのに対して、深度を考慮せずに、合焦距離に正しくフォーカスリング表示を対応させようとすると、高速でしかも大きな回転角範囲をフォーカスリングが頻繁に往復することになり、現実的には追従が不可能であるし、さらには振動騒音も発生してしまう。
【００５２】
そこで本実施形態３では、上記の点を考慮して、図６のステップ６０３でずれ有りと判定するしきい値を、このような応答（ピントはずっと合っているのに、フォーカスリングだけが激しく駆動してしまうような状況）が発生しないように、しきい値を持たせるものである。
【００５３】
あるいは、上記のウォブリング動作（ウォブリング駆動信号が出力されているとき）に関しては、フォーカスリング２１が応答しない（駆動しない）ような、構成をとっても構わない。この場合には図５のステップ５０２で考慮する動作にウォブリング動作を除外すればよい。したがって、フォーカスリング２１は、フォーカス駆動信号にのみ応答して駆動され、ウォブリング駆動信号には応答しない。
【００５４】
（実施形態４）
図７は本発明の光学機器の第４の実施形態を説明するためのブロック図であり、交換レンズおよびこの交換レンズを着脱自在に装着した撮像装置（デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ）に適用した形態を示す。なお、図７において、図１と同一の構成要件には同一の番号を付して説明を省略する。
【００５５】
本実施形態では、交換レンズおよびこの交換レンズを着脱可能な撮像装置から構成するカメラシステムであるので、図７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いる。３６はマウント部に設けられた接点であり、この接点を介して、カメラＣＰＵ３２とレンズＣＰＵ３１が経路３４、３５にて相互に通信を行うものである。また、３３は撮像素子１７により撮像した画像信号の表示、および焦点距離情報、合焦距離情報などの各種の内容を表示する液晶パネルなどで構成されたＥＶＦである。
【００５６】
図７に示す本実施形態の動作は、実施形態１で説明した図２および図３のフローチャートと同様の動作であるので、上述の図２および図３を用いて、本実施形態の動作を説明する。
【００５７】
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）のカメラＣＰＵ３２およびレンズＣＰＵ３１の動作を説明する。
【００５８】
まず、カメラ側に設けられたズームキー１６が操作されると（ステップ２０２）、ズームキー１６の操作に基づいた操作方向と速度情報とがカメラＣＰＵ３２で検出され（ステップ２０３）、その結果は必要に応じて所定の信号に置き換えて、カメラＣＰＵ３２から接点３６を介して、レンズＣＰＵ３１へ伝達される。レンズ側では、この内容を受けて、ズームリング駆動モータ５を駆動してズームリング１を駆動（回転）させる（ステップ２０４）。
【００５９】
次に、図３のフローチャートを用いて、本実施形態におけるズームリング１の変位（移動）に応じてバリエータレンズ群６、フォーカスレンズ群７を移動させるズーム動作を行う際のレンズＣＰＵ３１の動作について説明する。図３の動作は、上述の図２を用いて説明したズームキー１６の操作（パワーズーム操作）により、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る動作を示す。なお、図３に示したフローは全てレンズ側ＣＰＵ３１で行う。
【００６０】
図３において、ステップ３０１でスタートする。ステップ３０２では、上述のようにフィールド周期か、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の出力とが読み込まれ、両者の出力の差を算出する。これはレンズＣＰＵ３１に、この２つのエンコーダが取るべき関連性のデータもしくは算出式の形で設けられていて、この「取るべき関連性」が守られていれば、差はゼロとなる。この関連性が守られている（差がゼロ）の状態とは、例えばズームリング１がワイド端位置にあるときに、光学系（バリエータレンズ群６）の焦点距離もワイド端位置にあるということである。
【００６１】
ステップ３０３では、ステップ３０２で算出された差がゼロであるか、それともずれがあるかが判別される。差がゼロもしくは予め定められた不感帯である微小量以内であれば、ステップ３０４に進み、ズームモータ１２は停止する。ステップ３０３において、差がゼロでない、あるいはあらかじめ定められた不感帯である微小量を上回っているときは、ステップ３０５に進み、この差がゼロもしくは不感帯以内となるように、ズームモータ１２が駆動される。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）のためにフォーカスレンズ群７をフォーカスモータ１４と、フォーカスレンズ位置エンコーダ１５をもって適切な位置に追従させるように移動させる。これにより、ズームリング１の位置に対応した位置に光学系（バリエータレンズ群６とフォーカスレンズ群７）がズーム移動した状態となる。
【００６２】
図３で示したフローチャートの動作は、常時（上記のサンプリング周期）動作しているため、ズームキー１６からの操作の場合および、操作者が手動操作によりズームリング１を操作した場合に行われる構成となっている。
【００６３】
そして、本実施形態では、ズームリング１の位置を検出した回転絶対位置エンコーダ８の出力結果、即ちその値が現在の焦点距離情報となる情報は、レンズ側ＣＰＵ３１から接点を介してカメラ側ＣＰＵ３２に通信される。カメラ側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。なお、ＥＶＦ３３の表示に関しては、本実施形態の交換レンズおよびカメラの組合せのカメラシステムでなくても、上述した第１、第２、第３の実施形態の光学機器（カメラ）に用いた構成として構わない。
【００６４】
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（バリエータレンズ群６とフォーカスレンズ群７）がズーム移動した状態となる。これにより、ズームリング１の表示と、実際の光学系の焦点距離状態は、ずれの発生がなく常に対応した状態とすることができ、目盛と指標あるいはＥＶＦ３３に表示した表示通りの焦点距離を維持することができる。
【００６５】
なお、上述の各実施形態では、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て距離もしくは焦点距離の表示する構成について説明したが、これは操作範囲が端によって規制されていれば、リング形状だけでなく、たとえば直線上に可動するスライドつまみ等の他の構成の操作部材であってもよい。また、表示と実際のレンズの状態（合焦点距離や焦点距離）が常に一致する構成としているが、仮に表示がなくても、操作部材の操作範囲内の所定位置とレンズの状態（位置）とが一致するように構成されていれば、表示が無い構成であってもよい。
【００６６】
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構成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に適用してもよいことはもちろんである。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、可動レンズの移動と外部操作される操作部材の移動との対応関係を維持することができ、操作性の向上を図ることができる光学機器を提供することができる。
【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の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１および第４の実施形態の光学機器の動作を示すフローチャート。
【図３】本発明の第１および第４の実施形態の光学機器の動作を示すフローチャート。
【図４】本発明の第２の実施形態の光学機器の構成を示すブロック図。
【図５】本発明の第２および第３の実施形態の光学機器の動作を示すフローチャート。
【図６】本発明の第２および第３の実施形態の光学機器の動作を示すフローチャート。
【図７】本発明の第４の実施形態の光学機器の構成を示すブロック図。
【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バリエータレンズ群
７フォーカスレンズ群
８回転絶対位置エンコーダ
１０ＣＰＵ
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
１６ズームキー
２１フォーカスリング
２５フォーカスリング駆動モータ
３１レンズＣＰＵ
３２カメラＣＰＵ

Claims

ズームレンズと、前記ズームレンズより像面側に設けられたフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを光軸方向に移動させるための第１の駆動モータと、所定の範囲内で移動可能なマニュアル操作可能なフォーカスリングと、前記フォーカスリングを駆動するための第２の駆動モータと、を有するリアフォーカスタイプの光学機器であって、
前記フォーカスリング操作時、前記フォーカスリング操作で決定された条件に応じて前記第１の駆動モータを駆動することにより前記フォーカスレンズを移動させ、かつ、
オートフォーカス動作時、前記オートフォーカス動作で決定された条件に応じて前記第２の駆動モータを駆動することにより前記フォーカスリングを移動させ、前記第１の駆動モータを駆動することにより前記フォーカスリングが移動した位置に対応した位置に前記フォーカスレンズを移動させる駆動手段と、を有し、
前記フォーカスリング操作で決定された条件及び前記オートフォーカス動作で決定された条件は、前記フォーカスリングの位置を検出する回転位置検出手段及び前記フォーカスレンズの位置を検出するフォーカスレンズ位置検出手段及び前記ズームレンズの位置を検出する前記ズームレンズ位置検出手段からの情報に基いて決定されていることを特徴とする光学機器。