JPH0588068A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPH0588068A
JPH0588068A JP3247748A JP24774891A JPH0588068A JP H0588068 A JPH0588068 A JP H0588068A JP 3247748 A JP3247748 A JP 3247748A JP 24774891 A JP24774891 A JP 24774891A JP H0588068 A JPH0588068 A JP H0588068A
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JP
Japan
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lens
focus
turned
positions
zoom
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JP3247748A
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Inventor
Junichi Murakami
村上順一
Hiroyuki Wada
和田宏之
Mitsuhisa Araida
光央 新井田
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来公知のビデオカメラ等の撮像装置におけ
る電源をオンした直後は撮影光学系が非合焦状態にある
とともに該撮影光学系のフォーカスレンズが所定の初期
位置にも位置決めされていないので電源オンの直後に撮
影を行なうと、大ボケの写真が撮影されてしまうことに
なり、また、フォーカスレンズが初期位置にリセットさ
れるまで待っていると長い時間かかるためシャッターチ
ャンスを逃がしてしまう、という欠点を解消する。 【構成】 本発明による改良された撮像装置では、電源
をオフした時のフォーカスレンズの位置をメモリに記憶
しておき、その後に電源をオンした時には該記憶値をフ
ォーカスレンズの初期位置として自動設定し、該初期位
置を基準としてフォーカシング演算を行なうように構成
した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動焦点調節機能(A
F)付き撮像装置に関し、更に詳細には、該撮像装置の
レンズ初期位置設定に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ビデオカメラ等に使用されている一般的
な撮影用ズームレンズの種類の内で、もっとも一般的な
レンズタイプとして、第1群を焦点調節の為のレンズ群
(フォーカシングレンズ)として用い、第2群が変倍の
為のバリエータレンズ、第3群が変倍を行なった際にも
結像位置を一定に保つ為のコンペンセータレンズ、第4
群が結像の為のリレーレンズとした構成の「前玉フォー
カス」のズームレンズが挙げられる。この前玉フォーカ
スレンズのバリエータとコンペンセータの位置関係は、
前玉レンズ位置、すなわち合焦距離によらず所定の関係
が決まっており、したがってバリエータとコンペンセー
タは多くの場合、カム環と称するメカ部品を用いて連動
している。
【0003】図5はこの前玉フォーカスレンズの一般的
な構成を示す図である。図において、101は第1群フ
ォーカシングレンズ、102はバリエータレンズ、10
3はコンペンセータレンズ、104はリレーレンズであ
り、それぞれ前述したような機能を有する。105は固
定鏡筒、106はメスヘリコイド、107は前玉鏡筒、
108はリレーホルダー、109はリレー鏡筒、110
は絞り羽根ユニット、111は絞りメーター、112は
ズームモータ本体、113はズームモータ用ギアヘッド
部、114はフォーカスモータ本体、115はフォーカ
スモータギアヘッド部、116はズームモータ出力ギ
ア、117はフォーカスモータ出力ギア、118はメス
ヘリコイド上に一体成型されたギア部、119はズーム
環、120はズーム環119上に一体成型されたギア
部、121はズーム環の回転をカム環に伝達する為の凸
部、122はカム環、123はカム環に切られたバリエ
ータ用のカム溝、124はコンペンセータ用のカム溝、
125はバリエータ移動環、126はコンペンセータ移
動環、127はバリエータ移動環に一体的に設けられた
カムフォロワー部、128はコンペンセータ移動環に一
体的に設けられたカムフォロワー部、129、130は
各移動環の案内バー、131はフォーカスモータスリッ
プユニット、132はズームモータスリップユニットを
示す。図6は特にコンペンセータ部分の斜視図で、図5
と同一の符号のものは同一部分を示す。
【0004】以上の様な部品で構成された前玉フォーカ
スレンズにおいて、各動作は以下の様に行われる。
【0005】フォーカス動作・・・フォーカシングレン
ズ101は前玉鏡筒107に熱加締めなどの方法で固定
されている。前玉鏡筒107の外径はメスヘリコイド1
06の内径にガタなく嵌合し、光軸方向の位置調整後、
接着剤等を用いて固定される。メスシリコイド106は
後方で固定鏡筒105とヘリコイドネジでネジ嵌合して
いる。従って、メスヘリコイド106を回転することに
より、フォーカスレンズ101は光軸方向に移動する。
又、メスヘリコイドの後端部のギア部118にはフォー
カスモータギア117が連動しており、不図示のオート
フォーカス装置等からの駆動命令に基づき、モータ11
4が回転し、ギアボックス115で減速、スリップユニ
ット131を介して、フォーカスレンズが移動する。一
方、マニュアルフォーカス時には操作者がメスヘリコイ
ドを操作するが、この際ギアボックス115内のギアの
破損がない様にスリップユニット131内のスリップト
ルクが設定されている。
【0006】ズーム動作・・・前述した様に前玉フォー
カスレンズのズームではバリエータレンズ102とコン
ペンセータレンズ103は所定の関係を維持して連動す
る必要がある。この位置関係に基づき、カム環122に
バリエータ用カム溝と、コンペンセータ用カム溝124
が切られている。バリエータ及びコンペンセータの光軸
方向への移動機構は図6の様に2本の案内棒129、1
30を用い、この図では棒130にコンペンセータ移動
環126と一体のスリーブ部が嵌合し、棒129が回転
止めとなると共に、カムフォロワー128がカム溝に係
合するものである。これより、カム環122を回転させ
ることによってバリエータレンズ102とコンペンセー
タレンズ103が連動する構造となっている。カム環1
22の外径は固定鏡筒105の内径にガタなくしかも軽
いトルクで回転するような寸法関係で嵌合している。こ
こでカム環122は固定鏡筒の内側にあるので、操作者
によるズーム環119の回転操作によってカム環122
を回転させねばならず、この為、ズーム環119の後端
にはカム溝との連動凸部分121が設けられ、カム環と
連動している。したがって、ズーム環のテレ端−ワイド
端間の回転角度分凸部121の回転範囲にわたって、固
定鏡筒105に溝部が設けられている。
【0007】ズーム環とズームモータ112の連動は、
メスヘリコイド106とフォーカスモータ114と同様
のものとなっている。
【0008】以上、従来もっとも一般的な前玉フォーカ
スズームレンズに関しての構成を示した。このような前
玉フォーカスレンズでは、合焦距離を近くするにつれて
前玉レンズを繰り出すという関係があるが、この繰り出
し量は距離の逆数に比例して増大する傾向にある。この
ことから一般的に前玉フォーカスレンズでは撮影可能な
至近被写体距離は1m程度のものが多かった。
【0009】これに対してバリエータレンズより後方の
レンズ群を使ってフォーカシングを行う、所謂インナー
フォーカス又はリアフォーカスのズームレンズが知られ
ており、又、製品にも用いられている。この様なレンズ
においては前玉フォーカスレンズよりも至近距離の撮影
が可能であり特にワイド側ではレンズ直前から無限距離
まで、連続して合焦するように構成することも容易であ
る。
【0010】この様なレンズタイプは種々知られている
が、ここでは最も後方のレンズ群をフォーカシングに用
いる様な構成を例にして図7に示す。図において、1は
固定の前玉レンズ群、2はバリエータレンズ群、3は固
定のレンズ群で、4がフォーカシング(コンペンセー
タ)のレンズ群である。133は回り止め用の案内棒、
134はバリエータ送り棒、135は固定鏡筒、136
は絞りユニット(ここでは紙面と直角に挿入されてい
る)、137はフォーカスモータであるところのステッ
プモータ、138はステップモータの出力軸でレンズを
移動する為のオネジ加工が施されている。139はこの
オネジと噛み合うメネジ部分で、レンズ4の移動枠14
0と一体となっている。141、142はレンズ4移動
枠の案内棒であり、143は案内棒を位置決めして押さ
える為の後ろ板、144はリレーホルダーである。14
5はズームモータ、146はズームモータの減速機ユニ
ット、147、148は連動ギア、148のギアはズー
ムの送り棒134に固定されている。
【0011】以上の構成によってステップモータ137
が駆動すると、フォーカスレンズ4はネジ送りによって
光軸方向に移動する。又、ズームモータ145が駆動す
るとギア147、148が連動し軸134が回転するこ
とによってバリエータ2が光軸方向に移動する。
【0012】この様なレンズにおけるバリエータレンズ
とフォーカシングレンズの位置関係をいくつかの距離に
応じて示したものが図8である。ここでは例として、無
限、2m、1m、80cm、0cmの各被写体に対して
の合焦位置関係を示した。インナーフォーカスの場合、
このように、被写体距離によって、バリエータとフォー
カスレンズの位置関係が異なってくる為に、前玉フォー
カスレンズのカム環の様に簡単なメカ構造でレンズ群を
連動させることはできない。
【0013】従って、図7の様な構造のもとで単純にズ
ームモータ145を駆動しただけではピンボケが発生し
てしまう。
【0014】以上の様な特性を持っていることから、イ
ンナーフォーカスレンズは前玉フォーカスレンズに比べ
て、「至近撮影能力に優れる」という前述の利点の他、
「レンズ構成枚数が少ない」などの利点があるにもかか
わらず実現化が遅れていた。
【0015】しかし近年になって、図8に示した様なレ
ンズ位置関係を被写体距離に応じながら最適に制御する
様な技術が開発されつつあり、又、製品化も行われてい
る。
【0016】例えば、本件同一出願人による特開平1−
280709号、特開平1−321416号、特開平2
−144509号はこの様な距離に応じた両レンズの位
置関係の軌跡トレースの方法を提示している。
【0017】特開平1−280709号では図9〜図1
1に示した様な方法でバリエータとコンペンセータ(フ
ォーカスレンズ)の位置関係が維持される。
【0018】図9はブロック構成図を示す。1〜4は図
7に示すものと同一のレンズ群である。バリエータレン
ズ群2の位置はズームエンコーダ149によって位置検
出される。ここでエンコーダの種類としては例えばバリ
エータ移動環に一体的に取り付けられたブラシを抵抗パ
ターンが印刷された基板上をしゅう動する様に構成され
たボリュームエンコーダが考えられる。150は絞り値
を検出する絞りエンコーダで、例えば絞りメータの中に
設けられたホール素子出力を用いる。151はCCD等
の撮像素子、152はカメラ処理回路であり、Y信号は
AF回路153に取り込まれる。AF回路では合焦、非
合焦の判別、非合焦の場合はそれがマエピントかアトピ
ントか、又、非合焦の程度はどれくらいかなどが判定さ
れる。これらの結果はCPU154に取り込まれる。
【0019】155はパワーオンリセット回路で、電源
ON時の各種リセット動作を行う。156はズーム操作
回路で、操作者によってズームスイッチ157が操作さ
れた際、その内容をCPU154に伝える。158〜1
60が図8に示した軌跡データをメモリするメモリ部分
で、方向データ158、速度データ159、境界データ
160からなる。161はズームモータドライバー、1
62はステップモータドライバーで、ステップモータの
入力パルス数は連続してCPU内にカウントし、フォー
カスレンズの絶対位置のエンコーダとして用いている。
このように構成したものにおいて、バリエータ位置とフ
ォーカスレンズ位置がそれぞれズームエンコーダ149
とステップモータ入力パルス数によって求まるので、図
8に示したマップ上の一点が決定される。一方、図8に
示したマップは境界データ160によって図10に示し
た様にタンザク状の小領域I,II,III ,・・・に分割
されている。ここで、斜線部分はレンズが配置されるこ
とを禁止した領域である。この様にマップ上の1点が決
まると小領域のどこにその1点が属しているかの領域の
確定を行なうことができる。
【0020】速度データ、方向データはこのそれぞれの
領域の中心を通る軌跡より求めたステップモータの回転
速度と方向がそれぞれの領域ごとにメモリされている。
例えば図10の例では横軸(バリエータ位置)は10の
ゾーンに分割されている。今、T−Wを10秒で動かす
ようズームモータの速度が設定されているとすると、ズ
ーム方向の一つのゾーンの通過時間は1secである。
図10のブロックIIIを拡大した図を図11とすると、
このブロックの中央には軌跡164、左下165、右上
は166が通っていてそれぞれ傾きがやや異っている。
ここで中央の軌跡はxmm/secの速度で動けばほぼ
誤差なくトレースできる。
【0021】この様にして求めた速度を「領域代表速
度」と称すると、速度メモリには小領域の数だけ領域に
応じてこの値がメモリされている。又、この速度を16
8として示すと、AFの検出結果によって167、16
9というように代表速度を微調整してステップモータ速
度を設定するものである。又、方向データは同じT→W
(W→T)のズームでも領域に応じてステップモータの
回転方向が変わってくるのでこの符号データがメモリさ
れるものである。
【0022】以上のように、バリエータとフォーカスレ
ンズ位置より求めた領域代表速度に対し、更にAF回路
の検出結果によってこの速度を補正して定めたステップ
モータ速度を用いて、ズームモータ駆動中にステップモ
ータを駆動してフォーカスレンズ位置を制御すれば、イ
ンナーフォーカスレンズであっても、ズーム中のピント
ボケを発生させないことが可能となる。この様なカムト
レースの方法を電子カムと称する。
【0023】ここで、図11の168の「代表速度」以
外に、各ブロックごとに167、169の様な速度もメ
モリしてAFの測距結果に応じて3つの速度を選択して
いく方法も提案されている。
【0024】ここで前述のパワーオンリセット回路15
5による電源ON時の各種リセット動作の中の1つであ
るフォーカスレンズ位置リセット動作について説明す
る。前述のAF回路の検出結果によってフォーカスレン
ズ速度を補正して定めたステップモータ速度を用いてフ
ォーカスレンズ位置を制御する方法の他に、ここでは詳
しくは述べていないが、AF回路の検出結果からフォー
カスレンズの駆動すべき目標位置を求め、目標位置と現
在位置との差を用いてフォーカスレンズ位置を制御する
方法もあるが、どちらの方法により、フォーカスレンズ
駆動を行うにしてもフォーカスレンズの現在位置を常時
検出しなければならない。この現在位置検出は従来、前
述のようにステップモータの入力パルス数を連続してC
PU内にカウントし、フォーカスレンズの絶対位置のエ
ンコーダとして行っている。しかし、電源をOFFにす
ると現在位置の記憶は消えてしまい、電源を再びONに
したとき、改めて現在位置を検出しなければならない。
この電源ON時のフォーカスレンズ位置設定(フォーカ
スレンズ位置リセット動作)は、フォトインタラプタ等
の初期位置センサ(スイッチ)を用いて行っている。電
源がONされると、フォーカスレンズ位置リセット動作
は初期位置センサ(スイッチ)を確認しながらレンズ駆
動を行い、初期位置センサ(スイッチ)ON時の位置を
初期位置(現在位置)として、以後前述と同様にステッ
プモータの入力パルス数を連続してCPU内にカウント
しフォーカスレンズ絶対位置検出を行う。
【0025】前述のリアフォーカスタイプズームレンズ
を用いた撮像装置の構成例において、ズームモータとし
てDCモータ、フォーカスモータとしてパルスモータを
用いた例を示したが、公知のボイスコイルモータ等の非
通電時に安定位置がないような駆動源を用いても、特に
フォーカスモータとして用いる場合、別途フォーカスエ
ンコーダを設けることにより構成可能である。特にフォ
ーカスエンコーダとして絶対位置検出のものを用いれ
ば、前述の電源ON時のフォーカスレンズ位置リセット
動作は不必要となる。
【0026】
【発明が解決しようとする課題】従来、自動焦点調節機
能付きのビデオカメラ等の撮像装置において電源ON直
後、合焦状態にある確率は極めて低く、大ぼけ状態であ
る確率が極めて高いため、電源ON後、フォーカスレン
ズが目標位置に到達し、合焦状態に到るまでに、長時間
を要するといった問題があった。
【0027】本発明の目的は、上記問題を解決した撮像
装置を提供することである。
【0028】
【課題を解決するための手段】本発明は、撮影用のレン
ズと、合焦状態を検出する焦点検出手段と、レンズを駆
動するレンズ駆動手段と、レンズ位置を検出するレンズ
位置検出手段と、を備えた撮像装置において、電源OF
F時の各レンズ位置を記憶するレンズ位置記憶手段と、
電源ON時に前記レンズ記憶手段に記憶されたレンズ位
置に前記各レンズを駆動するようにレンズ駆動手段を制
御する制御手段とを設け、前回撮影終了時の各レンズ位
置を次回撮影時各レンズ初期設定位置としたものであ
る。
【0029】
【実施例】図1から図4を用い本発明の一実施例を説明
する。本実施例は、自動焦点調節機能(AF)付きリア
フォーカスズームレンズを用いたビデオカメラに本発明
を適用したものであり、前回撮影終了時のフォーカスレ
ンズ位置を次回撮影開始時の駆動目標位置としたもので
ある。
【0030】図1に、本発明の実施例の構成を示す。1
は固定の前玉レンズ群、2はバリエータレンズ、3は固
定のレンズ群、4はフォーカス(コンペンセータ)レン
ズ群である。5はズームモータであり、公知のボイスコ
イルモータである。バリエータレンズ群2の位置はズー
ムエンコーダ6によって位置検出される。ここでエンコ
ーダの種類としては、例えばPSD素子を用いた光学式
のものであり、図2に構成図を示す。発光素子41から
の光が移動部に固定されたスリット42を介して受光素
子(PSD素子)43に入射されるようになっている。
従ってスリットの位置、即ち移動部の位置に応じた電圧
が図3に示すような特性で出力される。7はフォーカス
モータであり、ズームモータ同様ボイスコイルモータで
ある。フォーカスレンズ群4の位置はフォーカスエンコ
ーダ8によって位置検出される。ここでエンコーダの種
類としては、ズームエンコーダ同様、PSD素子を用い
た光学式のものである。9は絞り値を検出する絞りエン
コーダで例えば絞りメータ中に設けられたホール素子出
力を用いる。10はCCD等の撮像素子、11はカメラ
処理回路であり、Y信号はAF回路12に取り込まれ
る。AF回路では合焦・非合焦の判別が行われ、非合焦
の場合は、それが「マエピン」か「アトピン」か、又は
非合焦の程度等が判定される。これらの結果がCPU1
3に取り込まれる。
【0031】14はパワーオンリセット回路で電源ON
時の各種リセット動作を行う。15はズーム操作回路、
16はズーム操作スイッチ、17は軌跡データのメモリ
の部分である。18はズームモータドライバ、19はフ
ォーカスモータドライバである。
【0032】図4に本実施例の特徴となる電源ON時フ
ォーカスレンズ位置リセット動作に関連するフローチャ
ートを示す。
【0033】まず撮像装置本体の電源がONされると
(ステップ1)、カメラモードかビデオモードかが確認
される(ステップ2)。カメラモードの場合、各リセッ
ト動作が行われる(ステップ3)。特に、ズームレンズ
群2、フォーカスレンズ群4は所定の位置にリセットさ
れ、不図示のAFスイッチがONであれば、前述のAF
回路12からの検出信号に基づき、CPU内で各ボイス
コイルに流すべき電流値あるいは、その波形が決定され
各ドライバー18、19を経て駆動される。AFスイッ
チoffの場合は、不図示のマニュアル操作による目標
位置信号がCPU13内に取り込まれCPU13内で各
ボイスコイルに流すべき電流値あるいはその波形が決定
され、各ドライバー18、19を経て駆動される。
【0034】次にRECポーズであるか否かが確認され
(ステップ4)、RECポーズであればREC状態とな
り(ステップ5)、ステップ4に移行する。RECポー
ズ状態でないとREC状態であるか否かが確認され(ス
テップ6)、REC状態であるとREC状態(ステップ
7)となりステップ6に移行する。また、ステップ5に
おいてRECポーズ状態である場合、あるいはステップ
6においてREC状態でない場合は、電源OFFである
か否かが確認される(ステップ8)。ステップ8におい
て電源OFFでない場合は、ステップ4に移行し、電源
OFFである場合はズームレンズ群2、フォーカスレン
ズ群4の現在位置をROMにメモリする(ステップ
9)。その後、電源OFFとなる(ステップ10)。ス
テップ2においてビデオモードの場合、再生であるか否
かが確認される(ステップ11)。再生であれば再生状
態となり(ステップ12)、再生でなければ電源OFF
か否かが確認される(ステップ13)。電源OFFでな
ければステップ11に移行し、電源OFFであれば電源
OFFとなる(ステップ10)。前述の初期リセット時
(ステップ4)における所定の位置というのは、前述の
ステップ9におけるROMにメモリされた位置情報であ
る。前述のステップ3において、レンズ位置リセット前
にROMより位置情報をリセット位置情報として読み出
す動作が必要であることをここで付け加えておく。
【0035】本実施例においてズームモータ、フォーカ
スモータとしてボイスコイルモータを用いた構成を示し
たがDCモータ等の駆動源を用いても構成可能である。
また、各レンズ位置検出のためのエンコーダとしてPS
D素子を用いた光学式タイプのものを示したが、電気、
静電容量、磁気等を用いた絶対位置検出のものでもかま
わない。
【0036】また、各レンズ位置検出のためのエンコー
ダとして、相対位置検出のものを用いた場合でも、前述
の各レンズ位置リセット動作の前に、各レンズ基準位置
を設定することにより、絶対位置検出のものとして用い
ることができ、構成可能となる。
【0037】本実施例により、各レンズリセット位置が
前回の撮影終了時の各レンズ位置となり、少なくとも撮
影者が類似の被写体を連続して撮影する場合、各レンズ
位置が合焦状態に近い位置にある確率が高くなり、電源
ON後、合焦状態に到るまでの時間が短縮される。
【0038】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の装置に
よれば、前回撮影終了時の各レンズ位置を次回撮影時各
レンズ初期設定位置とすることにより、少なくとも撮影
者が類似の被写体を連続して撮影する場合、各レンズ位
置が合焦状態に近い位置にある確率が高くなり、電源O
N後、合焦状態に到るまでの時間が早くなる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】撮像装置ブロック構成図。
【図2】PSD素子を用いた光学式エンコーダ構成図。
【図3】PSD素子を用いた光学式エンコーダ出力特
性。
【図4】撮像装置動作フローチャート。
【図5】前玉フォーカスレンズを用いた構成図。
【図6】コンペンセータ部分斜視図。
【図7】リヤフォーカスレンズを用いた構成図。
【図8】バリエータレンズ、フォーカスレンズ位置関係
図。
【図9】撮像装置ブロック構成図。
【図10】境界データ分割例を示した図。
【図11】ブロック代表データを示した図。
【符号の説明】
1〜4…撮像レンズ 5…ズームモータ 6…ズームエンコーダ 7…フォーカスモ
ータ 8…フォーカスエンコーダ 9…絞りエンコー
ダ 10…CCD 11…カメラ処理
回路 12…AF回路 13…CPU 14…パワーオンリセット 15…ズーム操作
回路 16…ズーム操作スイッチ 17…軌跡データ 18…ズームモータドライバ 19…フォーカス
モータドライバ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮影用のレンズと、合焦状態を検出する
    焦点検出手段と、該レンズを駆動するレンズ駆動手段
    と、該レンズの位置を検出するレンズ位置検出手段と、
    電源OFF時の各レンズ位置を記憶するレンズ位置記憶
    手段と、電源ON時に前記レンズ位置記憶手段に記憶さ
    れたレンズ位置に前記各レンズを駆動するようにレンズ
    駆動手段を制御する制御手段と、を備えて成ることを特
    徴とする撮像装置。
JP3247748A 1991-09-26 1991-09-26 撮像装置 Pending JPH0588068A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3247748A JPH0588068A (ja) 1991-09-26 1991-09-26 撮像装置

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JP3247748A JPH0588068A (ja) 1991-09-26 1991-09-26 撮像装置

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JPH0588068A true JPH0588068A (ja) 1993-04-09

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JP3247748A Pending JPH0588068A (ja) 1991-09-26 1991-09-26 撮像装置

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