JPH06160693A

JPH06160693A - 光学機器

Info

Publication number: JPH06160693A
Application number: JP31517192A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Sato; 佐藤茂樹; Masaharu Eguchi; 江口正治
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-11-25
Filing date: 1992-11-25
Publication date: 1994-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】従来のパワーズームレンズ鏡筒を用いて広角
で撮影を行なう場合、ズームリングをわずかに回転操作
しただけで画角が変化してしまうため、撮影者の意図す
る画角で撮影することができなかったりすることが多
く、使いにくいという問題点があった。本発明の目的
は、このような従来技術の問題点を解決した光学機器を
提供することである。【構成】本発明による光学機器では、ズームリング等
の手動操作部材の操作量や操作方向に対応した変倍光学
系の焦点距離変化のプログラムを二つ以上記憶させてお
く記憶手段を設けるとともに、該プログラムのうちの一
つを該操作部材の操作の仕方に応じて自動的に選択する
選択手段が設けられている。【効果】本発明の光学機器では、ズームリングを操作
した時に、その操作のされ方に応じて変倍光学系の移動
量や移動速度が撮影状況に応じて変化するので撮影の失
敗がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、手動操作部材の操作量
及び操作速度並びに操作方向に応じてモータ等の駆動源
によりレンズ等の被駆動物体を該操作部材の操作者の意
志に従って動作させるパワーマニピュレート式物体駆動
装置を有している光学機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ビデオカメラ等のパワーズームレ
ンズ鏡筒では、ズーミング操作部の入力信号に応じてズ
ームモータを駆動し、光軸方向に可動なレンズを規制し
ているカム環等を該モータにより回転させることによっ
て焦点距離を変化させており、焦点距離の変化はカム環
のカム溝の形状に左右されていた。この公知のパワーズ
ームレンズ鏡筒の改良に関して、特開昭６３−１６７３
３５号公報においてはカム溝形状を直線にすることで焦
点距離の変化をズーミング時間に対して一定にするとい
う提案がなされている。

【０００３】また、特開平３−２００１２７号公報にお
いてはズーム位置に応じてズームモータの駆動電圧を広
角側で増大させ、望遠側で減少させるという提案がなさ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のズーミング時間に対して焦点距離変化が一定であ
るものでは、広角側では撮影領域が急激に変化してしま
い、風景を撮影したい時等、微妙な撮影領域の選定が難
しいという欠点があった。

【０００５】また、ズームモータの駆動電圧を広角側で
増大させるものも同様に、風景を撮影したい時等、撮影
領域の変化が急激で自分の撮影したい画角で止めにくい
という欠点があった。

【０００６】一方、焦点距離変化を一定にするためにカ
ム環のカム溝を形状を直線にしたものはカム溝形状に制
約が無いものに比べて光学性能上で従来のものより劣っ
たり、設計の難易度が高くなったりするという問題点が
ある。また、高性能なレンズの位置制御を行わなくては
ならなくなる等の問題点があった。

【０００７】本発明の目的は、前記従来技術に内在する
問題点や欠点を解決できる新規な物体駆動装置（レンズ
駆動装置）を有した光学機器を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による光学機器
は、ズーミング操作に対して変化する焦点距離の変化の
プログラムを少なくとも２つ以上もち、その時の撮影し
たい写真に応じたプログラムを選択できるようにし、撮
影領域の変化がその撮影において違和感を与えないよう
にすることができる。

【０００９】

【作用】本発明の光学機器によれば、その時々の撮影し
たい写真に応じて微小な変倍動作が可能であるため撮影
領域の変化が撮影において違和感を与えないようにする
ことができる。

【００１０】また、ズーミング操作に応じた焦点距離の
変化のプログラムを記憶しておけば良いのでカム環のカ
ム溝形状の制約（例えば直線にするというような）を排
除することも可能であり、設計上の自由度も増す。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の光学機器の一実施例であるパ
ワーズームレンズ鏡筒の構成図である。

【００１２】図１において、１はズーミング操作を行う
マニュアルズームリング（ＭＺリング）であり、端がな
くエンドレスに回転できる回転操作部である。２のＭＺ
リング検知手段は１のＭＺリングの回転方向、操作量
（回転角）及び回転速度を検知し、この情報を３のＣＰ
Ｕに伝達する。４はモータ駆動回路であり３からの情報
に応じて５のズーミングモータを駆動する。５のズーミ
ングモータの駆動軸にはギア５ａが取り付けてあり、前
記ギア５ａは７のカム環の一部に設置されてあるギア部
７ａと噛み合っている。

【００１３】また、５のズーミングモータの駆動軸には
パルス板６が設置されてありこのパルス板から得られる
パルス信号を１０のパルスカウンターでパルス数をカウ
ントすることによりモータの駆動量を検出し、３のＣＰ
Ｕにその信号を伝達する。

【００１４】７のカム環は光軸中心に回転することによ
り不図示のレンズ群を光軸方向に進退させて焦点距離を
変化させる。

【００１５】８は焦点距離検出手段であり、７のカム環
の回転角を検知することによって、現在の焦点距離を検
出する。

【００１６】本実施例では、カム環の回転角変化と焦点
距離変化を一定としたが、一定でない場合でも焦点距離
範囲ごとにズーミングモータの駆動量を変えて１のＭＺ
リングの回転角変化と焦点距離変化を一定にすることは
可能であり、以降に示す他のモード時においてもこの駆
動量の変化分を掛け合わせることで同様の効果を得るよ
うに出来る。

【００１７】９はプログラム選択手段であり３のＣＰＵ
内に記憶されている３つの焦点距離変化のプログラムの
中から一つを選択できるようになっており、撮影者が選
択したプログラムの情報を３のＣＰＵに伝達する。

【００１８】尚、本実施例では１のＭＺリングにパルス
発生装置が取り付けてあり、ＭＺリングの回転操作によ
ってパルスが発生する。このパルス数を２のＭＺリング
検知手段がカウントすることによってズーミング操作量
を検知し、パルス間隔を測ることによって１のＭＺリン
グの回転速度を検知する。

【００１９】図２は、３のＣＰＵ内のＲＯＭに記憶され
ている１のＭＺリングの操作量（回転角）と焦点距離の
変化の複数のプログラム表したものであり、本実施例で
は３つのプログラムを記憶している。また本実施例のレ
ンズは焦点距離が２８〜８０ｍｍのパワーズームレンズ
である。

【００２０】プログラムに付いて説明すると、１０１は
ＭＺリングの操作量（回転角）の変化と焦点距離の変化
が一定である焦点距離変化率一定モードである。

【００２１】１０２はＭＺリング操作量（回転角）の変
化と画角の変化が一定である画角変化率一定モードであ
る。

【００２２】１０３はＭＺリング操作量（回転角）の変
化と倍率変化（対角被写界長変化）が一定である倍率変
化率一定モードである。

【００２３】以上の１０１〜１０３についての関係を、
焦点距離と画角、及び被写体距離１０ｍ時の対角被写界
長の関係を含めて示したものが図３〜図５である。

【００２４】図３〜図５において横軸は１のＭＺリング
の操作量（回転角）を表している。縦軸はそれぞれは
焦点距離、は被写界画角、は被写体距離１０ｍにお
ける対角被写界長である。

【００２５】図３〜図５上の点は２８ｍｍ、３４．５ｍ
ｍ、４１ｍｍ、４７．５ｍｍ、５４ｍｍ、６０．５ｍ
ｍ、６７ｍｍ、７３．５ｍｍ、８０ｍｍの焦点距離の時
を示している。図３〜図５の内のグラフで実線で表され
ているプログラム２０１は通常のプログラム、点線で表
されているプログラム２０２は、１のＭＺリングを早く
回した時（以降、高速時と表現する）のプログラム、一
転鎖線で表されているプログラム２０３は１のＭＺリン
グをゆっくり回した時（以降、低速時と表現する）のプ
ログラムで、それぞれ１のＭＺリングの回転によって発
生するパルスの間隔に応じて２０１、２０２、２０３を
３のＣＰＵの判断で自動的に選択される。

【００２６】以上のような図３〜図５に表されているプ
ログラムを実行するために本実施例では１のＭＺリング
の回転に応じて駆動する５のズーミングモータの駆動量
（パルスで検出）をその操作開始時の焦点距離に応じて
変化させることで前記のようなプログラムを実行するよ
うにしている。その関係を表したのが図６である。

【００２７】画角変化率一定モード２０２時の動作を例
にとると焦点距離が２８ｍｍ〜３４．５ｍｍの間は１の
ＭＺリングによって発生する１パルスに対して通常で４
パルス、高速時で８パルス、低速時２パルス分ズーミン
グモータを駆動するということである。同様に３４．５
〜４１ｍｍの間は通常５パルス、高速時１０パルス、低
速時は３パルス駆動する。以下図６に示してある数値の
パルス数分駆動すると、それぞれのモードに見合った駆
動制御が行える。

【００２８】尚、本実施例では、カム環の回転角変化と
焦点距離変化を一定としたカム形状のため焦点距離変化
率一定モード時では、焦点距離によってズーミングモー
タの駆動パルス数が変化していない。

【００２９】しかし、更に高倍率なレンズ等のようにカ
ム溝形状に規制がなく、自由に設計、設定できる方が設
計の自由度が増し、光学性能の良いレンズになるような
ものについてはカム溝形状を自由に設計し、前記焦点距
離変化率一定モード時には、焦点距離によって駆動パル
スを変化させれば良い。従って他のモードにおいてもこ
の焦点距離変化率一定モード時の焦点距離によるパルス
の変化分を図６の他のモード時の駆動パルスに掛け合わ
せることで同様のプログラムを実行できることは当然で
ある。

【００３０】図７により本実施例のパワーズームレンズ
鏡筒をカメラに装着した時の一連の動作を説明する。

【００３１】パワーズームレンズ鏡筒を装着したカメラ
のメインスイッチをＯＮすることによりＳＴＡＲＴから
起動する。

【００３２】＃１０１で９の選択手段によって選択され
ているモードを検知し＃１０２へ進む。尚、メインスイ
ッチＯＮ後９の選択手段が操作される前は前回選択され
ていたモードに初期設定される。

【００３３】＃１０２で、＃１０１で検知したモードが
焦点距離変化率一定モードであるか否かを判別し、焦点
変化率一定モードの時＃１０３へ進み、焦点距離変化率
一定モードでない時、＃１０８へ進む。

【００３４】＃１０８で画角変化率一定モードであるか
否かを判別する。画角変化率一定モードの時は＃１０９
へ進み、画角変化率一定モードでない時＃１１４へ進
む。

【００３５】＃１０３で３のＣＰＵ内に記憶されている
プログラムの焦点距離変化率一定モードのプログラム１
０１を選択し以降これに従って制御を行う。

【００３６】＃１０９でも同様に３のＣＰＵ内に記憶さ
れているプログラムの画角変化率一定モードのプログラ
ム１０２を選択し以降これに従って制御を行う。

【００３７】＃１１４では＃１０８で画角変化率一定モ
ードでないと判別されたことにより倍率変化率一定モー
ドであるので、３のＣＰＵ内に記憶されているプログラ
ム１０３を選択し以降これに従い制御を行なう。

【００３８】＃１０４、＃１１０、＃１１５では７のカ
ム環の回転角により、焦点距離を８の焦点距離検出手段
にて検知しそれぞれ＃１０５、＃１１１＃、１１６へと
進む。

【００３９】＃１０５、＃１１１、＃１１６では１のＭ
Ｚリングが操作されたか否かを判別し、１のＭＺリング
の回転が検知された時はそれぞれ＃１０６、＃１１２、
＃１１７へ進む。

【００４０】＃１０６、＃１１２、＃１１７では１のＭ
Ｚリングの回転によって発生するパルス数、パルスによ
って判断される操作方向（回転方向）、及びパルス間隔
を検知し、＃１０４、＃１１０、＃１１５で検出した焦
点距離を基に５のズーミングモータの駆動量を図６の関
係の通りに駆動させて、それぞれ＃１０７、＃１１３、
＃１１８へ進む。

【００４１】＃１０７、＃１１３、＃１１８で、＃１０
６、＃１１２、＃１１７で駆動させた５のズーミングモ
ータが図６の所定の駆動量に達しているかを判断し、所
定の駆動量に達したとき５のズーミングモータをＳＴＯ
Ｐさせてそれぞれ＃１０４、＃１１０、＃１１５へ進
む。

【００４２】＃１１９以降はカメラの公知のシャッター
レリーズに関する制御である。

【００４３】＃１１９でカメラのシャッターレリーズボ
タンの半押し（ＳＷＩＯＮ）を検知しＳＷＩＯＮが検知
されたとき＃１２０へ進み、ＳＷＩＯＮが検知されない
時は＃１０１へ進む。

【００４４】＃１２０では、公知の測距動作を行い、測
距結果により被写体に合焦させる合焦動作を行なう。

【００４５】＃１２１では、公知の測光動作を行い、＃
１２０、＃１０４、＃１１０、＃１１５、からの情報を
基に最適なシャッタースピード及び絞り値を算出し、＃
１２２へ進む。

【００４６】＃１２２では＃１２１で算出されたシャッ
タースピード及び絞り値をカメラの表示手段に表示す
る。

【００４７】＃１２３ではシャターレリーズボタンを全
押し（ＳＷ２ＯＮ）を検知し、ＳＷ２ＯＮが検知された
時＃１２４へ進み、公知のレリーズ動作を行う。ＳＷ２
ＯＮが検知されない時は＃１１９へ進む。

【００４８】以上のように、本発明の光学機器は、ズー
ミング操作に対して変化する焦点距離の変化のプログラ
ムを少なくとも２つ以上もち、その時の撮影者の撮影し
たい写真に応じたプログラムを選択できるようにしたた
め意図した撮影に適したズーミング操作が可能となる。
例えば風景を撮影したい時は、撮影したい領域が撮影に
おいて重要度を増すため、画角変化率一定モードを選択
した方が操作上適している。また、人物等ポートレート
撮影をしたい時は、被写体の倍率が撮影において重要度
を増すため、倍率変化率一定モードが適している。

【００４９】また、カム溝形状に影響を受けないように
通常撮影時は、焦点距離変化率一定モードにすれば良
い。

【００５０】尚、本発明においては焦点距離分割を８分
割、ＭＺリングの回転速度を３速とし、それぞれの焦点
距離領域ごとに駆動パルスを変えることによってプログ
ラムを変えたが、焦点距離の分割数を増やしてもあるい
は操作開始時の焦点距離によってズーミングモータの駆
動量を全て違う値にしても構わない。

【００５１】（第二の実施例）図８は本発明の第二の実
施例であるパワーズームレンズ鏡筒の構成図である。図
８において、１１はズーミング操作を行う中点復帰ズー
ムリングであり、公知の中点復帰機構を備えている回転
操作部である。１２の中点復帰ズームリング検知手段は
１１の中点復帰ズームリングの回転方向、操作量（回転
角）を検知し、この情報を１３のＣＰＵに伝達する。１
４はモータ駆動回路であり１３からの情報に応じて１５
のズーミングモータを駆動する。１５のズーミングモー
タの駆動軸にはギア１５ａが取り付けてあり、前記ギア
１５ａは１７のカム環の一部に設置されてあるギア部１
７ａと噛み合っている。

【００５２】また、１５のズーミングモータの駆動軸に
はパルス板１６が設置されてありこのパルス板から得ら
れるパルス信号を２０のパルスカウンターでパルス数を
カウントすることによりモータの駆動量を検出し、１３
のＣＰＵにその信号を伝達する。

【００５３】１７のカム環は光軸中心に回転することに
より不図示のレンズ群を光軸方向に進退させて焦点距離
を変化させる。

【００５４】１８は焦点距離検出手段であり、１７のカ
ム環の回転角を検知することによって、現在の焦点距離
を検出する。

【００５５】本実施例では、カム環の回転角変化と焦点
距離変化を一定としたが、一定でない場合でも焦点距離
範囲ごとにズーミングモータの駆動量を変えて１１の中
点復帰ズームリングの操作経過時間と焦点距離変化を一
定にすることは可能であり、以降に示す他のモード時に
おいてもこの駆動量の変化分を掛け合わせることで同様
の効果を得るよう出来る。

【００５６】１９はプログラム選択手段であり１３のＣ
ＰＵ内に記憶されている３つの焦点距離変化のプログラ
ムの中から一つを選択できるようになっており、撮影者
が選択したプログラムの情報を１３のＣＰＵに伝達す
る。

【００５７】尚、本実施例では１１の中点復帰ズームリ
ングの回転方向によってズーミング方向を検知し、１１
の中点復帰リングの回転角変化で駆動スピードのモード
を変化させる。

【００５８】図９は本実施例における１１の中点復帰ズ
ームリングの操作量（回転角）と操作時間の関係を表し
たものであり図中の数値は１１の中点復帰ズームリング
の操作時間５０ｍｓｅｃあたりの１５のズーミングモー
タの駆動量であり、１６のパルス板の出力パルス数であ
る。

【００５９】以上から１１の中点復帰ズームリングによ
って出力される情報により、１５のズーミングモータの
駆動量を図９の関係で駆動することで、ズーミング操作
に対して、複数の焦点距離の変化のプログラムをもて、
その時の撮影者の撮影したい写真に応じたプログラムを
選択できるようにしたため意図した撮影に適したズーミ
ング操作が可能となる。

【００６０】（第三の実施例）図１０は本発明の第三の
実施例であるパワーズームレンズ鏡筒の構成図である。

【００６１】図１０において、２１はズーミング操作を
行うズームボタンでありＴＥＬＥボタンを押圧した時望
遠側へズームし、ＷＩＤＥボタンを押圧した時広角側へ
ズームする。２２のズーミングボタン検知手段は２１の
ズームボタンの操作時間を検知し、この情報を２３のＣ
ＰＵに伝達する。２４はモータ駆動回路であり２３から
の情報に応じて２５のズーミングモータを駆動する。２
５のズーミングモータの駆動軸にはギア２５ａが取り付
けてあり、前記ギア２５ａは２７のカム環の一部に設置
されてあるギア部２７ａと噛み合っている。

【００６２】また、２５のズーミングモータの駆動軸に
はパルス板２６が設置されてありこのパルス板から得ら
れるパルス信号を３０のパルスカウンターでパルス数を
カウントすることによりモータの駆動量を検出し、２３
のＣＰＵにその信号を伝達する。

【００６３】２７のカム環は光軸中心に回転することに
より不図示のレンズ群を光軸方向に進退させて焦点距離
を変化させる。

【００６４】２８は焦点距離検出手段であり、２７のカ
ム環の回転角を検知することによって、現在の焦点距離
を検出する。

【００６５】本実施例では、カム環の回転角変化と焦点
距離変化を一定としたが、一定でない場合でも焦点距離
範囲ごとにズーミングモータの駆動量を変えて２１のズ
ーミングボタンの操作の経過時間と焦点距離変化を一定
にすることは可能であり、以降に示す他のモード時にお
いてもこの駆動量の変化分を掛け合わせることで同様の
効果を得るように出来る。

【００６６】２９はプログラム選択手段であり２３のＣ
ＰＵ内に記憶されている３つの焦点距離変化のプログラ
ムの中から一つを選択できるようになっており、撮影者
が選択したプログラムの情報を２３のＣＰＵに伝達す
る。

【００６７】３１はズーミングスピード選択手段であり
この操作に応じてズーミングスピードを変化させること
が可能である。

【００６８】以上の構成からなるレンズ鏡筒を第２の実
施例と同様に図９の関係で２５のズーミングモータを駆
動することで同様の効果が得られるようになる。

【００６９】以上列挙した実施例の他にズーミングモー
タとしてステッピングモータを使用し、レンズ駆動をオ
ープンループで制御しても良く、また、ズーミング操作
部としてビデオカメラ等で使用されているシーソースイ
ッチを使用しても良い。

【００７０】また、本発明はパワーズームレンズ鏡筒の
みに限らず、パワーマニピュレート式のレンズ駆動装置
もしくは物体駆動装置を有した光学機器に適用できるこ
とは明らかである。

【００７１】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の光学機
器は、操作部材の操作に対して変化する焦点距離の変化
のプログラムを少なくとも２つ以上もち、その時の撮影
者の撮影したい写真に応じたプログラムを選択できるよ
うにしたため、意図した撮影に適したレンズ位置制御が
可能となる。

【００７２】また、焦点距離変化の駆動方法をプログラ
ムとして記憶しておけば良いのでカム環のカム溝形状の
制約（例えば直線にするというような）を排除すること
ができ、設計の自由度が増えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成図。

【図２】本発明のズーミング駆動のプログラム。

【図３】本発明の第１の実施例におけるＭＺリングの回
転角に対する関係図。

【図４】本発明の第１の実施例におけるＭＺリングの回
転角に対する関係図。

【図５】本発明の第１の実施例におけるＭＺリングの回
転角に対する関係図。

【図６】本発明の第１の実施例のプログラムを実行する
ためのパルス数の関係図。

【図７】本発明の第１の実施例の一連の動作を表すフロ
ーチャート。

【図８】本発明の第２の実施例の構成図。

【図９】本発明の第２、第３の実施例のプログラムを実
行するためのズーミング駆動パルス数の関係図。

【図１０】本発明の第３の実施例の構成図。

【符号の説明】

１…マニュアルズームリング（ＭＺリング）３…レンズ内ＣＰＵ５…ズーミングモータ７…カム環１１…中点復帰リング１３…レンズ内ＣＰＵ１５…ズーミングモー
タ１７…カム環２１…ズーミングボタ
ン２３…レンズ内ＣＰＵ２５…ズーミングモー
タ２７…カム環

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】手動操作部材と、被駆動物体を駆動する
モータと、該手動操作部材の操作量及び操作時間並びに
操作方向を検出して該操作量及び操作時間並びに操作方
向を表す信号を発生する操作信号発生手段と、該操作信
号に基づいて該モータを制御する制御手段と、を有する
光学機器において、該操作部材の操作量及び操作時間並びに操作方向などに
対応した該被駆動物体の位置変化のプログラムを少なく
とも二つ以上記憶している記憶手段と、該プログラムの
うちの一つを選択する選択手段と、が設けられているこ
とを特徴とする光学機器。
【請求項２】手動操作部材と、変倍光学系と、該変倍
光学系を駆動するモータと、該手動操作部材の操作量及
び操作時間並びに操作方向を検出して該操作量及び操作
時間並びに操作方向を表す信号を発生する操作信号発生
手段と、該操作信号に基づいて該モータを制御する制御
手段と、を有する光学機器において、該操作部材の操作量及び操作時間並びに操作方向などに
対応した該変倍光学系の焦点距離変化のプログラムを少
なくとも二つ以上記憶している記憶手段と、該プログラ
ムのうちの一つを選択する選択手段と、が設けられてい
ることを特徴とする光学機器。
【請求項３】該手動操作部材は回転式操作部材であ
り、該操作信号発生手段は少なくとも該回転式操作部材
の回転方向と回転量（回転角）を表す信号を出力として
発生するものであることを特徴とする請求項１及び２の
光学機器。
【請求項４】該手動操作部材はボタン式操作部材であ
ることを特徴とする請求項１及び２の光学機器。
【請求項５】該記憶手段に記憶されている該プログラ
ムの一つは、該操作部材の操作量もしくは操作時間と該
変倍光学系の焦点距離の変化とを一定にするプログラム
であることを特徴とする請求項２の光学機器。
【請求項６】該記憶手段に記憶されているプログラム
の１つは、該操作部材の操作量もしくは操作時間と該変
倍光学系の画角変化を一定にするプログラムであること
を特徴とする請求項２の光学機器。
【請求項７】該記憶手段に記憶されているプログラム
の１つは、該操作部材の操作量もしくは操作時間と該変
倍光学系の倍率変化を一定にするプログラムであること
を特徴とする請求項２の光学機器。