JP4181885B2

JP4181885B2 - Optical apparatus and lens device

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Publication number: JP4181885B2
Application number: JP2003025176A
Authority: JP
Inventors: 功二佐藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2023-01-31
Also published as: JP2004233898A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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およびこれらのカメラに対して着脱可能な交換型のレンズ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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）ズームレンズは、デジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置に一体に設けられたり、交換レンズとして用いられたりする。
【０００３】
例えば、交換型の上述したリアフォーカスズームレンズを用いたレンズ装置では、カメラ側からのフォーカス駆動信号に基づいてフォーカスレンズを駆動してフォーカス調節を行う。また、カメラ側に設けられたズームスイッチの操作により生じるズーム駆動信号に基づいて変倍レンズを駆動するとともに、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を駆動してズームが行われる。
【０００４】
ここで、撮影操作性を向上させるために、フォーカス調節やズーム操作を操作者が手動操作にて行う構成の撮像装置やレンズ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節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駆動用のモータを駆動してフォーカスレンズを移動させ、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ものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
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提案されている。
【０００７】
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ものが提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
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提案されている。
【０００９】
また、前述したリアフォーカスタイプの光学系を用い、マニュアルズーム又はマニュアルフォーカスを可能とし、モータの駆動力をクラッチ機構を介してマニュアルリングに伝達する構成の撮像装置が提案されている（特許文献３参照）。この撮像装置では、クラッチ機構の切り換えにより、マニュアルリングの手動操作とモータ駆動の選択ができる。
【００１０】
【特許文献１】
特開平６−１８６４６７号公報（０００６、０００７、図１等）
【特許文献２】
特開平１０−１９１１４１号公報（００２７、図１等）
【特許文献３】
特開平９−３０４６７９号公報（図１等）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１にて提案されている撮像装置では、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。
【００１２】
また、上記特許文献２にて提案されている撮像装置では、ズームキーの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）位置と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】
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。
【００１４】
また、上述の特許文献３に開示された構成の撮像装置でも、同様にオートフォーカス又はズームキーの押圧操作によるフォーカスレンズ又はズームレンズの移動位置とマニュアルリングの対応関係が一致しないという問題がある。
【００１５】
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および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）が操作者によってその動作が抑えられていると、操作部材の移動（回転）が制限される。この場合も、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。
【００１６】
ところで、上記特許文献３にて提案の撮像装置において、クラッチ機構が手動操作側に切り換えられた状態、すなわちモータからの駆動力がマニュアルリングに伝達されない状態になっているときには、オートフォーカスやズームキーの押圧操作に応じたズームを行うためにモータを駆動しても、レンズは動かない。このため、モータが実質的に空転する（駆動力がマニュアルリングに伝達されない状態でモータが回転する）ことになり、電力（電池）が無駄に消費されるだけでなく、クラッチ機構が手動操作側に切り換わっていることに気づかない操作者が、所望の撮影を行えなくなるおそれがある。
【００１７】
さらに、操作者がマニュアルリングを手動で操作する場合に、クラッチがモータ駆動側に切り換えられている状態であると、マニュアルリングの操作にモータの回転負荷がかかるために操作が重たくなるが、良好な操作感を得るためにいちいちクラッチを手動で手動操作側に切り換えるのでは、使い勝手を損なうおそれがある。
【００１８】
本発明は、操作部材の位置と可動レンズの位置との対応関係を維持することができるとともに、省電力化を図れ、さらには撮影ミスの抑制を図ることができる光学機器およびレンズ装置を提供することを目的としている。また、本発明は、手動により操作部材を操作する操作者の意図に従って自動的に良好な操作感が得られるようにした光学機器およびレンズ装置を提供することを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本願第１の発明の光学機器は、光軸方向に移動可能な可動レンズと、可動レンズを駆動するレンズ駆動手段と、可動範囲内で操作される操作部材と、操作部材を駆動する操作部材駆動手段と、操作部材の位置を検出するための信号を出力する操作部材位置検出手段と、可動レンズを移動させるための信号を出力する信号出力手段と、操作部材位置検出手段からの信号に基づいてレンズ駆動手段を駆動し、信号出力手段からの信号に基づいて操作部材駆動手段を駆動する制御手段と、操作部材駆動手段から操作部材への駆動力伝達を行う伝達状態と駆動力伝達を行わない非伝達状態とに切り換え可能な切換え機構と、切換え機構の状態を検出するための信号を出力する切換え機構検出手段とを有する。そして、制御手段は、切換え機構検出手段からの信号に基づいて切換え機構の状態を検出し、切換え機構が前記伝達状態にあるときは信号出力手段からの信号入力に応じて操作部材駆動手段の駆動を行い、切換え機構が非伝達状態にあるときは信号出力手段からの信号入力に応じた操作部材駆動手段の駆動を制限する（例えば、操作部材駆動手段の駆動を行わない、切換え機構を伝達状態に自動切り換えしてから操作部材駆動手段の駆動を行う）。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光学機器およびレンズ装置の実施形態を図面を用いて説明する。
【００２１】
（実施形態１）
図１には、本発明の光学機器の実施形態１である撮像装置を説明するためのブロック図を示す。本実施形態は、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例である。なお、本実施形態の撮像装置は、カメラ本体部にレンズ部が一体的に設けられたものである。
【００２２】
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、変倍を行うバリエータレンズユニット６と、バリエータレンズユニット６よりも像面側に配置され、バリエータレンズユニット６の変倍動作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する一方、フォーカス調節のために光軸方向に移動するフォーカスレンズユニット７とを有する。
【００２３】
さらに、上記リアフォーカスズームレンズ光学系は、例えば、物体側から順に、固定の正の第１レンズユニット、変倍動作で移動する負の第２レンズユニット（バリエータレンズユニット６）、固定の正の第３レンズユニット、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レンズユニット（フォーカスレンズユニット７）が配置された、４群リアフォーカスズームタイプの光学系である。但し、図１では、バリエータレンズユニット６およびフォーカスレンズユニット７を図示し、その他のレンズユニットは図示を省略している。
【００２４】
図１において、１は操作者により手動で操作される操作部材であるズームリングであり、本実施形態では、撮像装置のレンズ部上に回転可能に設けられている。
【００２５】
２はズームリング１の回転可能角度（可動範囲）を示す矢印であり、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制限されている。このズームリング１の回転角度は、例えば９０°〜１２０°程度の範囲に設定される。
【００２６】
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を回転自在に支持する固定鏡筒（図示省略）には指標１ｂが設けられている。指標１ｂに一致した焦点距離目盛１ａの数字から、現在の光学系の焦点距離が読みとれる。
【００２７】
５はズームリング１を駆動するズームリング駆動モータ（操作部材駆動手段）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。
【００２８】
８はズームリング１の絶対位置を検出するための信号を出力する回転絶対位置エンコーダ（操作部材位置検出手段）、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、ズームリング１の位置を検出するための信号を出力する微小角変位検出パルスエンコーダである。
【００２９】
ここで、回転絶対位置エンコーダ８としては、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、ズームリング１の位置に対応した（位置を検出するための）信号を出力する構成のものや、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伝達することにより、該ポテンショメータからズームリング１の位置に応じた信号を出力する構成のものを用いることができる。また、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の回転に応じてパルス（位置を検出するための信号）を発生する構成のもの、さらにはこのパルスを連続的にカウントすることによりズームリング１の位置情報（位置を検出するための信号）を出力する回路を有する構成のものも用いることができる。
【００３０】
以下、回転絶対位置エンコーダ８をこの位置情報を出力するタイプのものとして説明する。
【００３１】
１０は制御回路であるＣＰＵ、１１はＣＰＵ１０に設けられた、ズームトラッキングに関するデータを格納する軌跡メモリである。この軌跡メモリ１１には、バリエータレンズユニット６の移動に伴う像面補正を行うためのフォーカスレンズユニット７の移動軌跡のデータが格納されている。
【００３２】
１２はバリエータレンズユニット６を光軸方向に駆動するズームモータ（レンズ駆動手段）であり、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。
【００３３】
１３はバリエータレンズユニット６の光軸方向の絶対位置を検出するための信号を出力するズームエンコーダ、１４はフォーカスレンズユニット７を駆動するフォーカスモータで、あり、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、但し、フォーカスモータに代えてステップモータ等を用いても構わない。
【００３４】
１５はフォーカスレンズユニット７の光軸方向の絶対位置を検出するための信号を出力するフォーカスレンズ位置検出エンコーダである。
【００３５】
ここで、ズームエンコーダ１３およびフォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５としては、レンズユニットの駆動源として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ユニットを配置した後に、連続してステップモータの駆動パルスをカウントすることによりレンズユニットの位置に対応した情報（位置を検出するための情報）を出力する構成のパルスカウントタイプのエンコーダを用いることができる。
【００３６】
また、光軸方向に長い磁気スケールとレンズユニットに固定された磁気センサとによりエンコーダを構成し、レンズユニットの移動による磁気変化に応じて信号（位置を検出するための情報）を出力するものを用いることもできる。以下、これらエンコーダ１３，１５を上記位置情報を出力するタイプのものとして説明する。
【００３７】
１６はカメラ本体部に設けられたズームキー（信号出力手段）であり、シーソースイッチなど、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、操作され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。
【００３８】
１７はＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどの撮像素子であり、上記光学系により形成された光学像を光電変換により撮像し、その撮像信号を信号処理系（および記録系）４１に出力する。
【００３９】
１８はクラッチ機構（切換え機構）であり、ズームリング駆動モータ５からの駆動力をズームリング１に伝達する伝達状態と、該駆動力を伝達しない非伝達状態とに切り換え可能である。
【００４０】
ここで、クラッチ機構１８としては、ズームリング駆動モータ５からズームリング１までがギヤ列で構成されている場合に、該ギヤ列中の２つのギヤを噛み合った状態（伝達状態）と外れた状態（非伝達状態）とに切り換えられる構成のものや、電磁力を用いてモータ５からの駆動力が入力される部材とその駆動力をズームリング１に出力する部材とを接続した状態（伝達状態）と切り離した状態（非伝達状態）とに切り換えられる構成のものを用いることができる。
【００４１】
さらに、入力側の部材と出力側の部材とが常時接続されていても、その接続トルクが可変であり、入力側部材から出力側部材への所要のトルク伝達が可能なように接続トルクが大きい状態（伝達状態）と所要のトルク伝達ができない程度に接続トルクが小さい状態とに切り換えられる構成のものも用いることができる。
【００４２】
このクラッチ機構１８の切り換えは、レバー等の手動操作によって行われるようにしてもよいし、スイッチの操作によりアクチュエータを駆動して行ってもよい。
【００４３】
１９はクラッチ検出スイッチ（切換え機構検出手段）であり、クラッチ機構１８の伝達／非伝達状態を検出するための信号を出力する。クラッチ検出スイッチ１９としては、接触型のもの（例えばマイクロスイッチ）や非接触型のもの（例えばフォトインタラプタ）を使用することができる。
【００４４】
４０は上記信号処理系４１で処理された信号を画像として表示するディスプレイである。
【００４５】
次に、本実施形態の撮像装置の動作について説明する。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。操作者がマニュアルズーム操作を行う場合は、手動操作の操作性を考えて、クラッチ機構１８を非伝達状態にセットするのが好ましいが、クラッチ機構１８を伝達状態としたままマニュアルズーム操作を行う場合もある。
【００４６】
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。
【００４７】
ＣＰＵ１０は、この情報とズームエンコーダ１３からの情報とを用いて、バリエータレンズユニット６がズームリング１によって指示された新たな焦点距離を形成する最適位置に移動するようにズームモータ１２を駆動する。これと同時に、ＣＰＵ１０は、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に格納された情報とフォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５からの情報とを用いて、フォーカスレンズユニット７が合焦状態を維持できる位置に移動するようにフォーカスモータ１４を駆動する。これにより、光学系（バリエータレンズユニット６およびフォーカスレンズユニット７）がズームリング１の位置に対応したズーム位置に設定される。
【００４８】
上述したズームモータ１２やフォーカスモータ１４としては、ズームリング１が高速で回転操作されても追従できるように、高速でレンズユニットを駆動できる仕様のモータ若しくはアクチュエータを選択するのが望ましい。
【００４９】
また、ズームリング１は、極度に高速で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。
【００５０】
次に、カメラ本体部側のズームキー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。
【００５１】
操作者によりズームキー１６が操作されると、ＣＰＵ１０はクラッチ検出スイッチ１９からの信号を確認し、クラッチ機構１８が伝達状態か非伝達状態かを検知する。
【００５２】
このとき、クラッチ機構１８が伝達状態にあると検知した場合は、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。
【００５３】
例えば、ズーム速度をズームキー１６の押圧量に応じて複数種類設定できる構成とした場合において、ワイドからテレ方向に一番早い速度でズームする指示がズームキー１６からＣＰＵ１０に与えられると、ズームリング駆動モータ５は、これがステップモータである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、ズームリング駆動モータ５がＤＣモータである場合は、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ＤＣモータを駆動する。
【００５４】
なお、「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。
【００５５】
ズームリング１の回転は常に（後述するサンプリング周期ごとに）回転絶対位置エンコーダ８により行われている。このため、ズームリング駆動モータ５によって駆動されたズームリング１の回転も、回転絶対位置エンコーダ８にて検出される。回転絶対位置エンコーダ８の出力（ズームリング１の位置情報）は、ＣＰＵ１０に出力され、ＣＰＵ１０は該位置情報とズームエンコーダ１３からの出力（バリエータレンズユニット６の位置情報）とに応じてズームモータ１２を駆動し、バリエータレンズユニット６をズームリング１の位置に対応する位置に移動させる。これと同時に、前述したのと同様に、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ユニット７をフォーカスモータ１４による駆動する。
【００５６】
なお、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はロックするかクラッチ機構１８により滑っている）、結果としてズームリング１は回転しない。このため、回転絶対位置エンコーダ８はズームリング１の回転し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。
【００５７】
このように本実施形態では、ズームリング１とズームキー１６といずれを操作してもズームを行うことができる。
【００５８】
一方、クラッチ機構１８が非伝達状態になっている場合は、ズームキー１６の入力を無視（無効と）し、ズームキー１６からの信号入力に応じたズームリング駆動モータ５の駆動は行わない。
【００５９】
これにより、ズームリング駆動モータ５が、その駆動力がズームリング１に伝達されない状態で駆動されることを防止でき、撮像装置の電源（電池）の無駄な消費を抑えることができる。
【００６０】
また、このときディスプレイ４０の画面に警告表示を行い、クラッチ機構１８が伝達状態になっていない（ズームキー１６の操作によりズーム動作ができない）旨を操作者に伝えるようにしてもよい。これにより、操作者がクラッチ機構１８が非伝達状態となっていることに気づかずに、いくらズームキー１６を操作してもズームができず、所望の撮影を行えなくなる事態を回避することができる。
【００６１】
なお、上記警告表示に代えて、警告音を発生する構成としてもよい。
【００６２】
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および図３のフローチャートを用いて説明する。
【００６３】
図２は、ズームキー１６の操作（パワーズーム操作）に関するＣＰＵ１０の動作を示すフローチャートである。
【００６４】
図２において、撮像装置の電源オン等により、ステップ（図ではＳと記す）２０１から本フロー（プログラム）がスタートする。ステップ２０２では、ＣＰＵ１０は、ズームキー１６の操作が発生したか否か（ズームキー１６からの信号が入力されたか否か）を検出する。
【００６５】
この検出は、例えばビデオカメラの場合は、フィールド周期（ＮＴＳＣテレビ方式では１／６０秒、ＰＡＬ方式では１／５０秒）で、あるいはより高速のサンプリング周期ごとに行われる。
【００６６】
ズームキー１６の操作があった場合、ＣＰＵ１０は、ステップ２０３に進む。ステップ２０３では、クラッチ検出スイッチ１９からの信号を確認し、クラッチ機構１８が伝達状態であるか否かを判別する。非伝達状態と判別した場合はステップ２０４に進み、前述したようにディスプレイ４０の画面上に警告表示を行う。また、ステップ２０３において、クラッチ機構１８が伝達状態にあると判別した場合は、ステップ２０５に進み、ズームキー１６からの信号の符号（操作方向）と大きさ（操作量）とを検出し、これらに応じて後述するズームモータ１２の駆動方向と駆動速度を設定する。
【００６７】
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、深く若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。
【００６８】
ステップ２０６では、ズームリング駆動モータ５を、ステップ２０５で設定した駆動方向に、設定した駆動速度で駆動する。これにより、ズームリング１が回転し、以下に示す動作が行われることになる。
【００６９】
次に、図３は、ズームリング１の回転（変位）に応じてズーム動作（バリエータレンズユニット６およびフォーカスレンズユニット７の駆動）を行う際のＣＰＵ１０の動作を示すフローチャートである。この動作は、上述したズームキー１６の操作（パワーズーム操作）に応じてズームリング駆動モータ５が駆動されてズームリング１が回転した場合と、ズームリング１が操作者によって手動操作された場合とで共通に行われる。
【００７０】
図３において、撮像装置の電源オン等により、ステップ３０１から本フロー（プログラム）がスタートする。ステップ３０２では、ＣＰＵ１０は、上述したようにフィールド周期か、より高速のサンプリング周期ごとに、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（位置情報）とを読み込み（検出し）、両者の差を算出する。
【００７１】
但し、ここでいう「差」とは、回転絶対位置エンコーダ８からの位置情報をズームエンコーダ１３から得られるべき位置情報に換算した値（換算位置情報）と、ズームエンコーダ１３から得られた実際の位置情報との差である。ＣＰＵ１０は、回転絶対位置エンコーダ８からの位置情報をズームエンコーダ１３から得られるべき位置情報に換算するためのデータ（テーブルデータ等）又は算出式、すなわちズームリング１の位置情報とバリエータレンズユニット６の位置情報とが本来取るべき関連性（対応関係）を示す情報をＣＰＵ１０内のメモリ１０ａに予め格納している。
【００７２】
上記の換算位置情報とズームエンコーダ１３からの実際の位置情報の差が零のとき、すなわち回転絶対位置エンコーダ８からの位置情報とズームエンコーダ１３からの位置情報とが「取るべき関連性」（対応関係）を有するときには、ズームリング１での焦点距離表示とバリエータレンズユニット６の位置とが対応した状態となる。例えばズームリング１がワイド端位置にあるときには、光学系（バリエータレンズユニット６）の焦点距離もワイド端位置にあるということである。
【００７３】
次に、ステップ３０３では、ステップ３０２で算出した差が、許容誤差（光学的に許される誤差やズームリング１の操作範囲端に設けられた操作上の不感帯あるいはエンコーダ８，１３の検出上の不感帯等）を加味して予め設定された所定値以上の大きさがある（差がある）か否かを判別し、差があるとき、つまりズームリング１の位置（焦点距離表示）とバリエータレンズユニット６の位置とが上記「取るべき関連性」（対応関係）を有していない状態であるときは、ステップ３０５に進む。
【００７４】
ステップ３０５では、上記差を解消（減少）させる方向に、上記差の大きさに応じた速度でズームモータ１２を駆動する。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、前述したようにフォーカスモータ１４を駆動し、フォーカスレンズユニット７を移動させる。その後、ステップ３０２に戻る。
【００７５】
そして、再びステップ３０２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の出力とを読み込んでこれらに差があるか否かを判別し（ステップ３０３）、差がないと判別したときはステップ３０４に進んで、ズームモータ１２およびフォーカスモータ１４を停止させる。これにより、ズームリング１の回転（変位）後の焦点距離表示に対応した焦点距離に光学系（バリエータレンズユニット６とフォーカスレンズユニット７）がズーム移動した状態となる。
【００７６】
なお、この図３のフローチャートで示した動作は、常時（上記サンプリング周期ごとに）動作しており、ズームキー１６やズームリング１が操作されなくても、回転絶対位置エンコーダ８からの位置情報とズームエンコーダ１３からの位置情報とが「取るべき関連性」を有しない状態となったときにただちに行われる。
【００７７】
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（バリエータレンズユニット６とフォーカスレンズユニット７）がズーム移動した状態が維持される。これにより、ズームリング１での焦点距離表示と、実際の光学系の焦点距離状態とにずれの発生が少なく、常にほぼ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。
【００７８】
（実施形態２）
図４には、本発明の光学機器の実施形態２である撮像装置を説明するためのブロック図を示す。本実施形態は、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例である。なお、本実施形態でも、実施形態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いる。また、図４では、フォーカスレンズユニット７を図示し、その他のレンズユニットは図示を省略している。さらに、図４において、実施形態１と共通する構成要素には実施形態１と同符号を付して説明を省略する。
【００７９】
図４において、２２は操作者により手動で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２２は、実施形態１のズームリング１と同様に、矢印２３で示す回転角度（可動範囲）内で回動し、その両端は無限端２４と至近端２５に対応する位置である。
【００８０】
また、フォーカスリング２２には、実施形態１のズームリング１と同様に、距離、例えば∞、１０ｍ、５ｍ、１ｍを示す距離目盛２２ａが刻印または印刷等で表示され、フォーカスリング２２を回転自在に支持する固定鏡筒（図示省略）には、指標２２ｂが設けられている。指標２２ｂに一致した距離目盛２２ａの数字から、ピントが合っている「合焦距離」が読み取れる。
【００８１】
２０はフォーカスリング２２の位置を検出するための信号を出力する回転絶対位置エンコーダ、２１は回転絶対位置エンコーダ２０の分解能が不十分な場合に必要に応じて設けられ、フォーカスリング２２の位置を検出するための信号を出力する微小角変位検出パルスエンコーダである。これらにより、操作部材位置検出手段が構成される。
【００８２】
ここで、回転絶対位置エンコーダ２２としては、実施形態１にて説明した回転絶対位置エンコーダ８と同様のものを用いることができ、以下、回転絶対位置エンコーダ２２を位置情報を出力するタイプのものとして説明する。
【００８３】
２６はフォーカスリング２２を駆動するフォーカスリング駆動モータ（操作部材駆動手段）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。
【００８４】
ＣＰＵ１０は、オートフォーカス動作のために、フォーカスレンズユニット７を駆動する場合、まず、フォーカスリング駆動モータ２６を、設定された駆動内容（駆動方向、駆動速度および駆動量）に従って駆動する。フォーカスリング駆動モータ２６を駆動すると、フォーカスリング２２が回転し、そのフォーカスリング２２の位置を回転絶対位置エンコーダ２０を通じて検出する。回転絶対位置エンコーダ２０によるフォーカスリング２２の位置検出は、実施形態１で説明したサンプリング周期ごとに行われている。そして、検出されたフォーカスリング２２の位置に対応した位置にフォーカスレンズユニット７が移動するように、フォーカスモータ１４を駆動する。
【００８５】
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、フォーカスレンズユニット７が光軸上の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ため、ズームエンコーダ１３からのズームレンズユニットの位置情報（焦点距離情報）がＣＰＵ１０に取り込まれる。
【００８６】
また、本実施形態でも、フォーカス駆動モータ２６とフォーカスリング２２との間にクラッチ機構１８が設けられている。クラッチ機構１８が伝達状態であると、フォーカスリング駆動モータ２６の駆動力をフォーカスリング２２に伝達することができるので、上述したオートフォーカス動作を行うことができる。
【００８７】
一方、クラッチ機構１８を非伝達状態とすると、フォーカスリング２２がフォーカスリング駆動モータ２６から切り離されるため、手動でフォーカスリング２２を回転操作する際の操作性を良くすることができる。
【００８８】
このクラッチ機構１８の伝達状態（オート側）と非伝達状態（マニュアル側）は、実施形態１と同様にクラッチ検出スイッチ１９により検出することができる。
【００８９】
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ＣＰＵ１０の動作について図５および図６のフローチャートを用いて説明する。
【００９０】
図５は、オートフォーカス動作に関するＣＰＵ１０の動作を示すフローチャートである。
【００９１】
図５において、撮像装置の電源オン等により、ステップ５０１から本フロー（プログラム）がスタートする。ステップ５０２では、ＣＰＵ１０は、クラッチ検出スイッチ１９からの出力を確認し、クラッチ機構１８が伝達状態か否かを検出する。クラッチ機構１８が非伝達状態（マニュアル側）であるときは、ステップ５０３に進み、実施形態１にて説明したのと同様に、ディスプレイ４０の画面上にマニュアルフォーカスが選択されている（オートフォーカスができない）旨を表示し、ステップ５０２に戻る。
【００９２】
このように、クラッチ機構１８が非伝達状態になっている場合は、オートフォーカス動作のための信号入力に応じたフォーカスリング駆動モータ２６の駆動は行わない。
【００９３】
これにより、フォーカスリング駆動モータ２６が、その駆動力がフォーカスリング２２に伝達されない状態で駆動されることを防止でき、撮像装置の電源（電池）の無駄な消費を抑えることができる。
【００９４】
また、ディスプレイ４０の画面上に警告表示（又は警告音の出力）を行うことで、オートフォーカス動作を期待して撮影を行っている操作者が、クラッチ機構１８が非伝達状態となっていることに気づかずに、ピントが合っていない映像を撮影してしまう事態を回避することができる。
【００９５】
一方、クラッチ機構１８が伝達状態（オート側）であることを検出したときは、ステップ５０４に進み、ＣＰＵ１０は、オートフォーカス動作のためにフォーカスレンズユニット（フォーカスリング駆動モータ２６）を駆動する方向や速度を決定する。
【００９６】
ここで、ＣＰＵ１０には、いわゆるテレビ信号オートフォーカス動作にて光学系の焦点状態を判別する信号として用いられる（つまりは焦点調節のための信号として用いられる）、信号処理系（信号出力手段）４１からの映像信号が入力されている。フォーカスレンズユニット（フォーカスリング駆動モータ２６）の駆動内容（駆動する方向、速度および駆動量）は、例えば該映像信号に含まれる高周波成分を抽出した値が最大値となる位置を探すのに適した値となるように、所定の条件下で決定される。
【００９７】
そして、ステップ５０５では、ＣＰＵ１０は、ステップ５０４で決定した駆動内容に応じてフォーカスリング駆動モータ２６を駆動し、フォーカスリング２２を回転させる。これにより、以下に示す動作が行われることになる。
【００９８】
図６には、フォーカスリング２２の回転（変位）に応じてフォーカスレンズユニット７を移動させる際のＣＰＵ１０の動作について説明する。この動作は、オートフォーカス動作に応じてフォーカスリング駆動モータ２６が駆動されてフォーカスリング２２が回転した場合と、フォーカスリング２２が操作者によって手動で操作された場合とで共通に行われる。
【００９９】
図６において、撮像装置の電源オン等により、ステップ６０１から本フロー（プログラム）がスタートする。ステップ６０２では、ＣＰＵ１０は、フィールド周期か、より高速のサンプリング周期ごとに、回転絶対位置エンコーダ２０の出力（位置情報）とフォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５の出力（位置情報）とを読み込み（検出し）、両者の差を算出する。
【０１００】
但し、ここでいう「差」とは、回転絶対位置エンコーダ２０からの位置情報を、ズームエンコーダ１３から得られる焦点距離情報を考慮して、フォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５から得られるべき位置情報に換算した値（換算位置情報）と、フォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５から得られた実際の位置情報との差である。焦点距離情報を考慮するのは、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では、同じフォーカスレンズユニット７の位置でも焦点距離が異なると合焦距離が異なるためである。
【０１０１】
ＣＰＵ１０は、回転絶対位置エンコーダ２０からの位置情報を、焦点距離情報を考慮してフォーカス位置検出エンコーダ１５から得られるべき位置情報に換算するためのデータ（テーブルデータ等）又は算出式、すなわちフォーカスリング２２の位置情報とフォーカスレンズユニット７の位置情報とが本来取るべき関連性（対応関係）を示す情報をＣＰＵ１０内のメモリ１０ａに予め格納している。
【０１０２】
上記の換算位置情報とフォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５からの実際の位置情報の差が零のとき、すなわち回転絶対位置エンコーダ２０からの位置情報とフォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５からの位置情報とが「取るべき関連性」（対応関係）を有するときには、フォーカスリング２２での合焦距離表示とフォーカスレンズユニット７の位置とが対応した状態となる。
【０１０３】
次に、ステップ６０３では、ステップ６０２で算出した差が、許容誤差（光学的に許される誤差や、フォーカスリング２２の操作範囲端に設けられた操作上の不感帯あるいはエンコーダ２０，１５の検出上の不感帯等）を加味して予め設定された所定値以上の大きさがある（差がある）か否かを判別し、差があるとき、つまりフォーカスリング２２の位置（合焦距離表示）とフォーカスレンズユニット７の位置とが「取るべき関連性」（対応関係）を有していない状態であるときは、ステップ６０５に進む。
【０１０４】
ステップ６０５では、上記差を解消（減少）させる方向に、上記差の大きさに応じた速度でフォーカスモータ１４を駆動する。その後、ステップ６０２に戻る。
【０１０５】
そして、再びステップ６０２で回転絶対位置エンコーダ２０の出力とフォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５の出力とを読み込んでこれらに差があるか否かを判別し（ステップ６０３）、差がないと判別したときはステップ６０４に進んで、フォーカスモータ１４を停止させる。これにより、フォーカスリング２２の回転（変位）後の合焦距離表示に対応した合焦距離に光学系（フォーカスレンズユニット７）がフォーカス移動した状態となる。
【０１０６】
なお、この図６のフローチャートで示した動作は、常時（上記サンプリング周期ごとに）動作しており、オートフォーカス動作が行われたりフォーカスリング２２が操作されたりしなくても、回転絶対位置エンコーダ２０からの位置情報とフォーカスレンズ位置検出エンコーダ１５からの位置情報とが「取るべき関連性」を有しない状態となったときにただちに行われる。
【０１０７】
このように本実施形態では、フォーカスリング２２の位置に対応した位置にフォーカスレンズユニット７が移動した状態が維持される。これにより、フォーカスリング２２の距離表示と、実際のフォーカスレンズ７の合焦距離状態とのずれの発生が少なく、常にほぼ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。
【０１０８】
本実施形態では、ＣＰＵ１０に、オートフォーカス動作のためのフォーカスレンズユニット７（フォーカスリング駆動モータ２６）の駆動内容を決定する機能を持たせた場合について説明したが、ＣＰＵ１０とは別にこの機能を有する回路ユニット（信号出力手段）を設け、この回路ユニットからＣＰＵ１０に対して、決定した駆動内容に応じた信号（焦点調節のために用いられる信号）を入力させるようにしてもよい。
【０１０９】
（実施形態３）
図７には、本発明の光学機器の実施形態３である撮像システムを説明するためのブロック図を示す。本実施形態は、カメラ（デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ）に対して着脱可能な交換型のレンズ装置に本発明を適用した例である。図７中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おり、両者はマウント部で結合されている。なお、図７において、実施形態１と共通する構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１０】
図７のレンズ側において、３６は上記マウント部に設けられた電気接点であり、この電気接点３６を介して、カメラ側の制御回路であるカメラＣＰＵ（信号出力手段）３２とレンズ側の制御回路であるレンズＣＰＵ３１とがレンズ側伝送経路３４およびカメラ側伝送経路３５を通じて相互に通信を行う。なお、電気接点３６およびレンズ側伝送経路３４により、レンズ側での受信手段が構成される。また、レンズには、電気接点３６を通じてカメラから電源が供給される。
【０１１１】
３３は撮像素子１７により光電変換され、信号処理系４１で信号処理がなされた映像信号を表示したり、焦点距離情報や合焦距離情報などの各種情報を表示する、液晶パネルなどで構成された電子ビューファインダー（ＥＶＦ）である。
【０１１２】
また、１６はズームキーであり、カメラとレンズとが着脱される本実施形態では、カメラに設けられている。
【０１１３】
本実施形態におけるレンズＣＰＵ３１の動作は、実施形態１で図２および図３のフローチャートを用いて説明した動作と同様であるので、ここでは各ステップの動作主体を明確にした上で図２および図３を用いてレンズＣＰＵ３１およびカメラＣＰＵ３２の動作を説明する。
【０１１４】
まず、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）に対するレンズＣＰＵ３１およびカメラＣＰＵ３２の動作を説明する。
【０１１５】
カメラの電源がオンされると、ステップ２０１で本フローがスタートする。ステップ２０２において、カメラＣＰＵ３２がカメラ側に設けられたズームキー１６からの操作信号が入力されたことを検知すると、カメラＣＰＵ３２は、この操作信号からズーム方向およびズーム速度を設定し、設定したズーム方向およびズーム速度の情報を必要に応じて所定の信号に置き換える等して、電気接点３６および伝送経路３４，３５を介してレンズＣＰＵ３１に送信する。
【０１１６】
次に、ズーム方向およびズーム速度の情報を受信したレンズＣＰＵ３１は、ステップ２０３において、クラッチ検出スイッチ１９からの信号を確認し、クラッチ機構１８が伝達状態か否かを検知する。非伝達状態であると検知した場合は、レンズＣＰＵ３１は、カメラＣＰＵ３２からのズーム方向およびズーム速度の情報入力に応じたズームリング駆動モータ５の駆動は行わない。また、このとき、レンズＣＰＵ３１は、カメラＣＰＵ３２に対してクラッチ機構１８が非伝達状態であることを示す情報を送信する。この情報を受けたカメラＣＰＵ３２は、ＥＶＦ３３に警告表示を行う（ステップ２０４）。
【０１１７】
これにより、実施形態１と同様に、ズームリング駆動モータ５が、その駆動力がズームリング１に伝達されない状態で駆動されることを防止でき、カメラの電源（電池）の無駄な消費を抑えることができる。
【０１１８】
また、レンズＣＰＵ３１からの信号によってカメラのＥＶＦ３３に警告表示を行わせることにより、操作者がクラッチ機構１８が非伝達状態となっていることに気づかずに、いくらズームキー１６を操作してもズームができず、所望の撮影を行えなくなる事態を回避することができる。
【０１１９】
一方、ステップ２０３で、クラッチ検出スイッチ１９が伝達状態にあると検知した場合は、ステップ２０５に進む。
【０１２０】
ステップ２０５では、レンズＣＰＵ３１は、ステップ２０２にてカメラＣＰＵ３２から送信されたズーム方向とズーム速度の情報に基づいて、ズームリング駆動モータ５の駆動方向および駆動速度を設定する。
【０１２１】
そして、レンズＣＰＵ３１は、ステップ２０５で設定した駆動方向および駆動速度でズームリング駆動モータ５を駆動する。これにより、ズームリング１が回転し、以下に説明する動作が行われる。
【０１２２】
図３には、ズームリング１の回転（変位）に応じてバリエータレンズユニット６およびフォーカスレンズユニット７を移動させる際のレンズＣＰＵ３１の動作を示している。図３の動作は、上述したズームキー１６の操作（パワーズーム操作）に応じてズームリング駆動モータ５が駆動されてズームリング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、レンズＣＰＵ３１のみによって行われる。
【０１２３】
図３において、カメラの電源がオンされると、ステップ３０１で本フローがスタートする。ステップ３０２では、レンズＣＰＵ３１は、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ごとに、回転絶対位置エンコーダ８の出力（位置情報）とズームエンコーダ１３の出力（位置情報）とを読み込み（検出し）、両者の出力の差を算出する。ここでいう「差」は実施形態１にて説明したものと同様である。
【０１２４】
そして、ステップ３０３では、レンズＣＰＵ３１は、ステップ３０２で算出した差が、実施形態１と同様の許容誤差を加味して予め設定された所定値以上の大きさがある（差がある）か否かを判別し、差があるとき、つまりズームリング１の位置（焦点距離表示）とバリエータレンズユニット６の位置とが「取るべき関連性」（対応関係）を有していない状態であるときは、ステップ３０５に進む。
【０１２５】
ステップ３０５では、上記差を解消（減少）させる方向に、上記差の大きさに応じた速度でズームモータ１２を駆動する。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、前述したようにフォーカスモータ１４を駆動し、フォーカスレンズユニット７を移動させる。その後、ステップ３０２に戻る。
【０１２６】
そして、再びステップ３０２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の出力とを読み込んでこれらに差があるか否かを判別し、差がないと判別したときはステップ３０４に進んで、ズームモータ１２およびフォーカスモータ１４を停止させる。これにより、ズームリング１の回転（変位）後の焦点距離表示に対応した焦点距離に光学系（バリエータレンズユニット６とフォーカスレンズユニット７）がズーム移動した状態となる。
【０１２７】
なお、この図３のフローチャートで示した動作は、常時（上記サンプリング周期ごとに）動作しており、ズームキー１６やズームリング１が操作されなくても、回転絶対位置エンコーダ８からの位置情報とズームエンコーダ１３からの位置情報とが「取るべき関連性」を有しない状態となったときにただちに行われる。
【０１２８】
なお、本実施形態では、回転絶対位置エンコーダ８により検出されるズームリング１の位置情報、すなわち現在の焦点距離を示す情報が、レンズＣＰＵ３１から電気接点３６を介してカメラＣＰＵ３２に通信される。カメラ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。
【０１２９】
なお、ＥＶＦ３３での表示に関しては、本実施形態のカメラシステムに限らず、上述した各実施形態の撮像装置において行ってもよい。
【０１３０】
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（バリエータレンズユニット６とフォーカスレンズユニット７）がズーム移動した状態が維持される。これにより、ズームリング１での焦点距離表示と、実際の光学系の焦点距離状態とにずれの発生が少なく、常にほぼ対応した状態とすることができ、ズームリング１およびＥＶＦ３３にて表示された通りの焦点距離を維持することができる。
【０１３１】
なお、本実施形態では、ズーム動作について説明したが、実施形態２で説明したフォーカス動作に関しても、本実施形態のようなカメラシステムに適用することができる。この場合、カメラＣＰＵ３２が信号出力手段として、信号処理系４０からの映像信号に基づいてレンズＣＰＵ１にフォーカスレンズユニット７を移動させるための信号（焦点調節のために用いられる信号）を送信し、この信号に応じてレンズＣＰＵ３１が、クラッチ機構１８が伝達状態にあることを条件にフォーカス駆動リング（図４の２２）を駆動するようにすればよい。
【０１３２】
また、上述した各実施形態では、ズームリング１およびフォーカスリング２２として示した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ることにより、焦点距離もしくは合焦距離を表示する場合について説明したが、本発明における操作部材はこれに限られず、操作範囲（可動範囲）がストッパーによって構成される端によって制限されていれば、他の形態の操作部材でもよい。例えば、直線的にスライドするつまみ等の操作部材を用いてもよい。
【０１３３】
また、上記各実施形態では、操作部材上の焦点距離や合焦距離の表示と実際の光学系の焦点距離や合焦距離が常に一致する構成としているが、操作部材上の表示がなくても、操作部材の操作範囲内の所定位置と光学系の状態（レンズユニットの位置）とが一致するように構成されていればよい。
【０１３４】
（実施形態４）
図８には、本発明の光学機器の実施形態４である撮像装置を説明するためのブロック図を示す。本実施形態は、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例である。上記各実施形態では、手動により又は操作者のスイッチ操作に応じてクラッチ機構１８を切り換える場合について説明したが、本実施形態では、自動切換えとする。
【０１３５】
なお、本実施形態は、実施形態１の図１に示した撮像装置にクラッチ機構１８の自動切換えユニット（切換え機構作動手段）４５を追加したものであり、実施形態１に示した構成要素と共通する他の構成要素には同符号を付して説明を省略する。
【０１３６】
クラッチ機構１８は、上記実施形態１にて説明したものと同様であり、操作者がレバーの手動操作で又はスイッチ操作に応じたアクチュエータ駆動で伝達状態から非伝達状態に、および非伝達状態から伝達状態に切換え操作できるものである。但し、本実施形態では、非伝達状態から伝達状態への切り換えを自動切換えユニット４５によっても行える。
【０１３７】
自動切換えユニット４５は、クラッチ機構１８が操作レバーで切り換えられるものである場合には、操作レバーに機械的に連結された切換え駆動アクチュエータと、ＣＰＵ１０から受けた切換え信号に応じて該切換え駆動アクチュエータを作動させる回路を含む。また、クラッチ機構１８がスイッチ操作に応じたアクチュエータ駆動で切り換えられるものである場合には、該スイッチの操作にかかわらず、ＣＰＵ１０から受けた切換え信号に応じてクラッチ機構１８のアクチュエータを作動させる回路を含む。
【０１３８】
図９は、クラッチ機構１８の自動切換えユニット４５による切換え動作を含む、ズームキー１６の操作（パワーズーム操作）に関するＣＰＵ１０の動作を示すフローチャートである。
【０１３９】
図８において、撮像装置の電源オン等により、ステップ８０１から本フロー（プログラム）がスタートする。ステップ８０２では、ＣＰＵ１０は、ズームキー１６の操作が発生したか否か（ズームキー１６からの信号が入力されたか否か）を検出する。ズームキー１６の操作があった場合、ＣＰＵ１０は、ステップ８０３に進む。
【０１４０】
ステップ８０３では、クラッチ検出スイッチ１９からの信号を確認し、クラッチ機構１８が伝達状態であるか否かを判別する。伝達状態と判別した場合は、ステップ８０５に進む。一方、非伝達状態と判別した場合はステップ８０４に進み、自動切換えユニット４５に切換え信号を出力し、クラッチ機構１８を非伝達状態から伝達状態に切り換える。その後、ステップ８０３に戻る。そして、再びステップ８０３で、クラッチ検出スイッチ１９からの信号によりクラッチ機構１８が伝達状態であるか否かを判別すると、今度は伝達状態であるので、ステップ８０５に進む。
【０１４１】
ステップ８０５では、ＣＰＵ１０は、ズームキー１６からの信号の符号（操作方向）と大きさ（操作量）とを検出し、これらに応じたズームリング駆動モータ５の駆動方向および駆動速度を設定する。
【０１４２】
ステップ８０６では、ズームリング駆動モータ５を、ステップ８０５で設定した駆動方向に、設定した駆動速度で駆動する。これにより、ズームリング１が回転し、実施形態１にて図３を用いて説明した動作又は後述する実施形態５で説明する図１０のフローチャートで示す動作が行われる。
【０１４３】
このように本実施形態では、ズームキー１６からの信号が入力された（パワーズーム操作が行われた）際にクラッチ機構１８が非伝達状態となっていた場合には、自動的にクラッチ機構１８を伝達状態に切り換えるので、操作者にクラッチ切換え操作を強いることがない。このため、撮像装置の操作性を向上させることができる。また、操作者がクラッチ機構１８が非伝達状態となっていることに気づかずにズームキー１６を操作しても、パワーズーム動作を実行させることができ、操作者の意図に応じた撮影を行わせることができる。
【０１４４】
なお、本実施形態ではレンズ一体型の撮像装置について説明したが、実施形態３にて説明したようなカメラシステムにおける交換型のレンズ装置でも同様のクラッチ機構の自動切り換えを行うことができる。また、本実施形態では、ズーム動作について説明したが、クラッチ機構の自動切り換えは、実施形態２で説明したフォーカス動作時にも適用することができる。
【０１４５】
（実施形態５）
上述した各実施形態において、操作者がズームリング１を手動で操作してズーム動作を行わせる場合、クラッチ機構１８が非伝達状態であるときでも伝達状態であるときでもこれを行わせることができる。但し、実施形態１でも説明したように、ズームリング１は、良好なマニュアル操作感が出るように、その回転トルクがグリスなどでコントロールされているので、ズームリング１の手動操作を行う際に常に上記良好なマニュアル操作感を得たい場合には、クラッチ機構１８を非伝達状態とする必要がある。
【０１４６】
しかし、クラッチ機構１８が操作者の操作によって切り換えられるものである場合には、その切換え操作が面倒である等、使い勝手の面で不十分さが残る。
【０１４７】
そこで、本実施形態では、クラッチ機構１８が伝達状態のときにズームリング１の手動操作が行われた際に自動的にクラッチ機構１８を非伝達状態に切り換えられるようにしている。
【０１４８】
なお、本実施形態における撮像装置の構成は、実施形態４にて図８に示したものと基本的に共通するが、本実施形態では、自動切換えユニット４５はクラッチ機構１８を伝達状態から非伝達状態に切り換える動作を行う。以下、図８と図１０を併せ用いて本実施形態の撮像装置の動作を説明する。
【０１４９】
図１０には、本発明の実施形態５である撮像装置におけるクラッチ機構１８の自動切換えユニット４５による切換え動作を含む、ズームリング１の回転（変位）に応じたズーム動作に関するＣＰＵ１０の動作を示すフローチャートである。
【０１５０】
図１０において、撮像装置の電源オン等により、ステップ９０１から本フロー（プログラム）がスタートする。
【０１５１】
ステップ９０２では、ＣＰＵ１０は、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ごとに、回転絶対位置エンコーダ８の出力（位置情報）とズームエンコーダ１３の出力（位置情報）とを読み込み（検出し）、両者の出力の差を算出する。ここでいう「差」は実施形態１にて説明したものと同様である。
【０１５２】
そして、ステップ９０３では、ＣＰＵ１０は、ステップ９０２で算出した差が、実施形態１と同様の許容誤差を加味して予め設定された所定値以上の大きさがある（差がある）か否かを判別し、差があるとき、つまりズームリング１の位置（焦点距離表示）とバリエータレンズユニット６の位置とが「取るべき関連性」（対応関係）を有していない状態であるときは、ステップ９０４に進む。
【０１５３】
ステップ９０４では、ＣＰＵ１０は、ズームリング駆動モータ５が駆動中か否かを判別する。ズームキー１６の操作によってズームリング駆動モータ５が駆動され、ズームリング１が回転している場合は、後述するクラッチ機構１８の伝達状態から非伝達状態への切り換えは行わないためである。なお、ここでのズームリング駆動モータ５が駆動中か否かの判別は、ＣＰＵ１０がズームリング駆動モータ５に対して駆動信号を出力しているか否かで判別してもよいし、ズームキー１６からの信号入力の有無（ズームキー１６の操作の有無）によって判別してもよい。ズームリング駆動モータ５が駆動中でない場合はステップ９０５に進み、ズームリング駆動モータ５が駆動中である場合はステップ９０９にスキップする。
【０１５４】
ステップ９０５では、クラッチ検出スイッチ１９からの信号を確認し、クラッチ機構１８が伝達状態であるか否かを判別する。非伝達状態と判別した場合はそのままステップ９０９に進む。一方、伝達状態と判別した場合は、ステップ９０６に進む。ステップ９０６では、自動切換えユニット４５に切換え信号を出力し、クラッチ機構１８を伝達状態から非伝達状態に切り換える。その後、ステップ９０５に戻る。
【０１５５】
そして、再びステップ９０５で、クラッチ検出スイッチ１９からの信号によりクラッチ機構１８が伝達状態であるか否かを判別すると、今度は非伝達状態であるので、ステップ９０９に進む。
【０１５６】
ステップ９０９では、上記差を解消（減少）させる方向に、上記差の大きさに応じた速度でズームモータ１２を駆動する。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、前述したようにフォーカスモータ１４を駆動し、フォーカスレンズユニット７を移動させる。その後、ステップ９０２に戻る。
【０１５７】
そして、再びステップ９０２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の出力とを読み込み、ステップ９０３でこれらに差があるか否かを判別し、差がないと判別したときはステップ９０８に進んで、ズームモータ１２およびフォーカスモータ１４を停止させる。これにより、ズームリング１の回転（変位）後の焦点距離表示に対応した焦点距離に光学系（バリエータレンズユニット６とフォーカスレンズユニット７）がズーム移動した状態となる。
【０１５８】
この図１０のフローチャートで示した動作は、常時（上記サンプリング周期ごとに）動作しており、ズームキー１６やズームリング１が操作されなくても、回転絶対位置エンコーダ８からの位置情報とズームエンコーダ１３からの位置情報とが「取るべき関連性」を有しない状態となったときにただちに行われる。
【０１５９】
このように本実施形態では、操作者がズームリング１を手動で操作してズームを行う場合には、操作者にクラッチ切換え操作を強いることなく、自動的にクラッチ機構１８を伝達状態から非伝達状態に切り換えるので、ズームリング１の手動操作にズームリング駆動モータ５の回転負荷が加わらず、良好なマニュアル操作感を得ることができる。
【０１６０】
なお、本実施形態ではレンズ一体型の撮像装置について説明したが、実施形態３にて説明したようなカメラシステムにおける交換型のレンズ装置でも同様のクラッチ機構の自動切り換えを行うことができる。また、本実施形態では、ズーム動作について説明したが、クラッチ機構の自動切り換えは、実施形態２で説明したフォーカス動作時にも適用することができる。
【０１６１】
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撮像装置又はレンズ装置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を用いた撮像装置又はレンズ装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の撮像装置の構成を示すブロック図。
【図２】上記実施形態１の撮像装置の動作を示すフローチャート。
【図３】上記実施形態１の撮像装置の動作を示すフローチャート。
【図４】本発明の実施形態２の撮像装置の構成を示すブロック図。
【図５】上記実施形態２の撮像装置の動作を示すフローチャート。
【図６】上記実施形態２の撮像装置の動作を示すフローチャート。
【図７】本発明の実施形態３のカメラシステムの構成を示すブロック図。
【図８】本発明の実施形態４の撮像装置の構成を示すブロック図。
【図９】上記実施形態４の撮像装置の動作を示すフローチャート。
【図１０】本発明の実施形態５の撮像装置の動作を示すフローチャート。
【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バリエータレンズユニット
７フォーカスレンズユニット
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
１５フォーカスレンズ位置検出エンコーダ
１６ズームキー
１８クラッチ機構
２２フォーカスリング
２６フォーカスリング駆動モータ
３１レンズＣＰＵ
３２カメラＣＰＵ
３４、３５伝送経路
３６電気接点
４５自動切換えユニット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical apparatus such as a digital camera or a video camera having an integrated lens, and an interchangeable lens apparatus that can be attached to and detached from these cameras.
[0002]
[Prior art]
A so-called rear focus (inner focus) zoom lens that has a variable power lens and a focus lens that is arranged on the image plane side of the variable power lens and corrects the image surface variation accompanying the movement of the variable power lens (compensator function) and performs focusing It is provided integrally with an imaging device such as a digital camera or a video camera, or is used as an interchangeable lens.
[0003]
For example, in a lens apparatus using the above-described interchangeable rear focus zoom lens, focus adjustment is performed by driving the focus lens based on a focus drive signal from the camera side. In addition, the zoom lens is driven based on a zoom drive signal generated by the operation of a zoom switch provided on the camera side, and zoom is performed by driving the focus lens so as to correct image plane fluctuations accompanying zooming. .
[0004]
Here, in order to improve the shooting operability, there has been proposed an imaging apparatus or a lens apparatus configured such that an operator manually performs a focus adjustment or a zoom operation.
[0005]
As an imaging apparatus configured to allow manual focus adjustment using the above-described rear focus zoom type optical system, the focus lens driving motor is driven in accordance with the rotation operation of the manual focus ring, and the focus lens is moved. In addition, there has been proposed a method in which a manual focus ring is rotated by a motor when the focus lens is moved in an autofocus operation (see Patent Document 1).
[0006]
In Patent Document 1, it is also proposed to perform distance display to the subject by printing distance display on the outer periphery of the manual focus ring and providing an index on the fixed portion.
[0007]
In addition, as an imaging apparatus configured to allow manual zoom operation using the above-described rear focus zoom type optical system, the zoom lens is moved according to the rotation operation by rotating the manual zoom lever. There has been proposed a method in which a manual zoom lever is rotated by a motor when the zoom lens is moved by pressing a zoom key on the camera side (see Patent Document 2).
[0008]
In this patent document 2, it is also proposed to display a focal length by providing a scale such as a focal length at a fixed portion near the manual zoom lever.
[0009]
Further, an imaging apparatus has been proposed that uses the above-described rear focus type optical system, enables manual zooming or manual focusing, and transmits the driving force of a motor to a manual ring via a clutch mechanism (Patent Document 3). reference). In this imaging apparatus, manual operation of the manual ring and motor drive can be selected by switching the clutch mechanism.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-6-186467 (0006, 0007, FIG. 1, etc.)
[Patent Document 2]
JP-A-10-191141 (0027, FIG. 1 etc.)
[Patent Document 3]
JP-A-9-304679 (FIG. 1 etc.)
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the image pickup apparatus proposed in Patent Document 1, the correspondence between the movement position of the focus lens and the movement (rotation) position of the manual focus ring driven by the motor does not match during autofocus operation (is not maintained). ) Problem.
[0012]
In the imaging device proposed in Patent Document 2, when the zoom lens is moved by pressing the zoom key, the movement position of the zoom lens and the movement (rotation) position of the manual zoom lever driven by the motor are not detected. There is a problem that correspondences do not match (cannot be maintained).
[0013]
In general, an operation member (manual focus ring, manual zoom ring, etc.) that is manually operated is provided with a viscous member such as grease between the operation member and the fixed member so that the operator can obtain a predetermined operation feeling (rotation torque). However, since the viscosity of the viscous member fluctuates due to a temperature change and the load fluctuates, the movement (rotation) speed of the operation member fluctuates and the above problem occurs.
[0014]
In addition, the imaging apparatus having the configuration disclosed in Patent Document 3 also has a problem in that the correspondence between the movement position of the focus lens or the zoom lens by the autofocus or zoom key pressing operation and the manual ring does not match.
[0015]
Further, if the operation of the manual operation member (ring, lever) is suppressed by the operator during the movement of the focus lens in the autofocus operation or the movement of the zoom lens by the zoom key pressing operation, the operation member is moved. (Rotation) is limited. Also in this case, there is a problem that the correspondence between the movement position of the focus lens or the zoom lens and the position of the manual operation member does not match (is not maintained).
[0016]
By the way, in the imaging apparatus proposed in Patent Document 3, when the clutch mechanism is switched to the manual operation side, that is, when the driving force from the motor is not transmitted to the manual ring, Even if the motor is driven to perform zooming according to the pressing operation, the lens does not move. For this reason, the motor is substantially idling (the motor rotates in a state where the driving force is not transmitted to the manual ring), and not only is the power (battery) consumed wastefully, but the clutch mechanism is on the manual operation side. There is a possibility that an operator who does not notice that it has switched to cannot perform desired shooting.
[0017]
Furthermore, when the operator manually operates the manual ring, if the clutch is switched to the motor drive side, the operation becomes heavy because the rotational load of the motor is applied to the manual ring operation. If the clutch is manually switched to the manual operation side in order to obtain a comfortable operation feeling, there is a risk that the usability will be impaired.
[0018]
The present invention provides an optical apparatus and a lens apparatus that can maintain the correspondence between the position of the operation member and the position of the movable lens, can save power, and can further suppress photographing errors. The purpose is that. Another object of the present invention is to provide an optical apparatus and a lens apparatus that can automatically obtain a good operation feeling according to the intention of an operator who manually operates an operation member.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-described problems, an optical apparatus according to a first invention of the present application includes a movable lens that is movable in the optical axis direction, and a lens driving unit that drives the movable lens.,An operation member operated within the movable range, an operation member driving means for driving the operation member, an operation member position detecting means for outputting a signal for detecting the position of the operation member, and a signal for moving the movable lens Output means, a control means for driving the lens driving means based on a signal from the operating member position detecting means, and a driving means driving means based on a signal from the signal output means, and an operating member driving means And a switching mechanism detecting means for outputting a signal for detecting the state of the switching mechanism, and a switching mechanism capable of switching between a transmission state in which the driving force is transmitted to the operating member and a non-transmission state in which the driving force is not transmitted. Have. And the control means detects the state of the switching mechanism based on the signal from the switching mechanism detection means,When the switching mechanism is in the transmission state, the operation member driving means is driven according to the signal input from the signal output means, and when the switching mechanism is in the non-transmission state, the operation according to the signal input from the signal output means Limiting drive of member drive means(For example, the operating member driving means is not driven, the switching mechanism is automatically switched to the transmission state, and then the operating member driving means is driven).
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of an optical apparatus and a lens apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram for explaining an image pickup apparatus that is Embodiment 1 of the optical apparatus of the present invention. The present embodiment is an example in which the present invention is applied to a zoom mechanism of an imaging apparatus such as a digital still camera or a video camera provided with a rear focus zoom lens optical system. Note that the imaging apparatus according to the present embodiment is an apparatus in which a lens unit is integrally provided in a camera body unit.
[0022]
Here, the rear focus zoom lens optical system of the present embodiment is arranged on the image plane side with respect to the variator lens unit 6 that performs zooming and the variator lens unit 6, and the image plane that accompanies the zooming operation of the variator lens unit 6. It has a focus lens unit 7 that moves in the optical axis direction so as to correct fluctuations (compensator action) while moving in the optical axis direction for focus adjustment.
[0023]
Further, the rear focus zoom lens optical system includes, for example, in order from the object side, a fixed positive first lens unit, a negative second lens unit (variator lens unit 6) that moves by zooming operation, and a fixed positive lens unit. This is a four-group rear focus zoom type optical system in which a third lens unit and a positive fourth lens unit (focus lens unit 7) that moves for compensator action and focus are arranged. However, in FIG. 1, the variator lens unit 6 and the focus lens unit 7 are shown, and the other lens units are not shown.
[0024]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a zoom ring that is an operation member that is manually operated by an operator. In this embodiment, the zoom ring is rotatably provided on a lens unit of the imaging apparatus.
[0025]
Reference numeral 2 denotes an arrow indicating a rotatable angle (movable range) of the zoom ring 1. The zoom ring 1 includes a tele end 3 having a longest focal length and a wide end having a shortest focal length. The rotation range is limited by a stopper (not shown) so as to be rotated between the first and second rotations. The rotation angle of the zoom ring 1 is set in a range of about 90 ° to 120 °, for example.
[0026]
Further, the zoom ring 1 is provided with a focal length scale 1a by printing or engraving, and an index 1b is provided on a fixed barrel (not shown) that rotatably supports the zoom ring 1. The focal length of the current optical system can be read from the number on the focal length scale 1a that matches the index 1b.
[0027]
Reference numeral 5 denotes a zoom ring drive motor (operation member drive means) for driving the zoom ring 1, and a step motor or a DC motor is used.
[0028]
Reference numeral 8 denotes a rotary absolute position encoder (operation member position detecting means) that outputs a signal for detecting the absolute position of the zoom ring 1, and 9 is provided as necessary when the resolution of the rotary absolute position encoder 8 is insufficient. 1 is a minute angular displacement detection pulse encoder that outputs a signal for detecting the position of the zoom ring 1.
[0029]
Here, as the rotation absolute position encoder 8, for example, a multi-rotation type potentiometer is driven in an interlocked manner from an inner gear provided in the zoom ring 1 via a gear train to correspond to the position of the zoom ring 1 (position detection is performed). For outputting a signal corresponding to the position of the zoom ring 1 from the potentiometer by converting the rotation of the zoom ring 1 into a linear motion and transmitting it to a linear type potentiometer. Can be used. Further, after the zoom ring 1 is arranged at a predetermined starting position, a pulse (signal for detecting the position) is generated in accordance with the rotation of the zoom ring 1, and this pulse is continuously generated. It is also possible to use a configuration having a circuit that outputs position information (a signal for detecting the position) of the zoom ring 1 by counting to.
[0030]
The rotational absolute position encoder 8 will be described below as a type that outputs this position information.
[0031]
Reference numeral 10 denotes a CPU which is a control circuit, and 11 is a trajectory memory provided in the CPU 10 for storing data relating to zoom tracking. The locus memory 11 stores movement locus data of the focus lens unit 7 for performing image plane correction accompanying the movement of the variator lens unit 6.
[0032]
Reference numeral 12 denotes a zoom motor (lens driving means) that drives the variator lens unit 6 in the optical axis direction. Here, STM is described assuming a step motor, but other linear actuators such as a voice coil motor may be used. Absent.
[0033]
Reference numeral 13 denotes a zoom encoder that outputs a signal for detecting the absolute position of the variator lens unit 6 in the optical axis direction, and reference numeral 14 denotes a focus motor that drives the focus lens unit 7. However, a step motor or the like may be used instead of the focus motor.
[0034]
A focus lens position detection encoder 15 outputs a signal for detecting the absolute position of the focus lens unit 7 in the optical axis direction.
[0035]
Here, as the zoom encoder 13 and the focus lens position detection encoder 15, when a step motor is used as a driving source of the lens unit, a predetermined calculation position based on an output change of a calculation position switch (reset switch) (not shown). A pulse count type encoder is used which is configured to output information corresponding to the position of the lens unit (information for detecting the position) by continuously counting the drive pulses of the step motor after the lens unit is disposed in be able to.
[0036]
Also, an encoder is composed of a magnetic scale that is long in the optical axis direction and a magnetic sensor fixed to the lens unit, and outputs a signal (information for detecting the position) according to the magnetic change caused by the movement of the lens unit. It can also be used. Hereinafter, the encoders 13 and 15 will be described as those that output the position information.
[0037]
Reference numeral 16 denotes a zoom key (signal output means) provided on the camera body, which is operated in two different directions such as a seesaw switch, outputs a zoom drive signal according to the operation, and returns to the neutral position when not operated. It is composed of switches.
[0038]
Reference numeral 17 denotes an image pickup device such as a CCD or CMOS sensor, which picks up an optical image formed by the optical system by photoelectric conversion and outputs the image pickup signal to a signal processing system (and recording system) 41.
[0039]
A clutch mechanism (switching mechanism) 18 can be switched between a transmission state in which the driving force from the zoom ring drive motor 5 is transmitted to the zoom ring 1 and a non-transmission state in which the driving force is not transmitted.
[0040]
Here, as the clutch mechanism 18, when the zoom ring drive motor 5 to the zoom ring 1 are constituted by a gear train, the two gears in the gear train are engaged (transmission state) and the disengaged state. (Non-transmission state) or a state in which a member that receives driving force from the motor 5 using electromagnetic force and a member that outputs the driving force to the zoom ring 1 are connected (transmission state) ) And a disconnected state (non-transmission state) can be used.
[0041]
Furthermore, even if the input side member and the output side member are always connected, the connection torque is variable, and the connection torque is large so that the required torque can be transmitted from the input side member to the output side member. It is also possible to use a configuration that can be switched between a state (transmission state) and a state where the connection torque is small enough to prevent the required torque transmission.
[0042]
The switching of the clutch mechanism 18 may be performed by manual operation of a lever or the like, or may be performed by driving an actuator by operating a switch.
[0043]
A clutch detection switch (switching mechanism detection means) 19 outputs a signal for detecting the transmission / non-transmission state of the clutch mechanism 18. As the clutch detection switch 19, a contact type (for example, a micro switch) or a non-contact type (for example, a photo interrupter) can be used.
[0044]
Reference numeral 40 denotes a display for displaying the signal processed by the signal processing system 41 as an image.
[0045]
Next, the operation of the imaging apparatus of this embodiment will be described. First, a case where the operator performs a manual zoom operation will be described. When the operator performs the manual zoom operation, it is preferable to set the clutch mechanism 18 to the non-transmission state in consideration of the operability of the manual operation. However, when the manual zoom operation is performed while the clutch mechanism 18 is in the transmission state. There is also.
[0046]
When the operator rotates the zoom ring 1, the rotation (movement amount, movement position) of the zoom ring 1 is detected by the rotation absolute position encoder 8. The absolute rotation position encoder 8 transmits the detected information (information on the movement amount and movement position of the zoom ring 1) to the CPU 10.
[0047]
The CPU 10 uses this information and the information from the zoom encoder 13 to drive the zoom motor 12 so that the variator lens unit 6 moves to an optimum position that forms a new focal length designated by the zoom ring 1. At the same time, the CPU 10 uses the information stored in the trajectory memory 11 and the information from the focus lens position detection encoder 15 for the zoom tracking operation (correction of the image plane fluctuation accompanying the zooming movement) to focus. The focus motor 14 is driven so that the lens unit 7 moves to a position where the in-focus state can be maintained. As a result, the optical system (variator lens unit 6 and focus lens unit 7) is set to a zoom position corresponding to the position of the zoom ring 1.
[0048]
As the zoom motor 12 and the focus motor 14 described above, it is desirable to select a motor or an actuator having a specification capable of driving the lens unit at high speed so that the zoom ring 1 can follow even when the zoom ring 1 is rotated at high speed.
[0049]
Further, the zoom ring 1 may be configured by controlling the rotational torque to an appropriate value with grease or the like so that an appropriate stickiness (a feeling of good manual operation) is obtained so that the zoom ring 1 is not operated at an extremely high speed.
[0050]
Next, a case where the zoom key 16 on the camera body side is operated (power zoom operation) will be described.
[0051]
When the zoom key 16 is operated by the operator, the CPU 10 confirms the signal from the clutch detection switch 19 and detects whether the clutch mechanism 18 is in a transmission state or a non-transmission state.
[0052]
At this time, when it is detected that the clutch mechanism 18 is in the transmission state, the CPU 10 drives the zoom ring drive motor 5 according to the operation of the zoom key 16.
[0053]
For example, in a configuration in which a plurality of types of zoom speeds can be set in accordance with the amount of pressing of the zoom key 16, when an instruction to zoom at the fastest speed from wide to tele is given from the zoom key 16 to the CPU 10, the zoom ring drive motor 5 is driven at a pulse input interval corresponding to a “fastest speed” set in advance when this is a step motor. When the zoom ring drive motor 5 is a DC motor, for example, the on / off ratio of the applied voltage is set to a ratio (for example, ON 100% / OFF 0%) corresponding to a preset “fastest speed”. To drive.
[0054]
The “fastest speed” indicates the maximum speed in drive control using the motor 5, and is set to an arbitrary speed.
[0055]
The rotation of the zoom ring 1 is always performed by the rotation absolute position encoder 8 (for each sampling cycle described later). Therefore, the rotation of the zoom ring 1 driven by the zoom ring drive motor 5 is also detected by the rotation absolute position encoder 8. The output of the rotation absolute position encoder 8 (position information of the zoom ring 1) is output to the CPU 10, and the CPU 10 responds to the position information and the output from the zoom encoder 13 (position information of the variator lens unit 6). And the variator lens unit 6 is moved to a position corresponding to the position of the zoom ring 1. At the same time, as described above, the focus lens unit 7 is driven by the focus motor 14 for the zoom tracking operation (the action of the compensator).
[0056]
When the zoom key 16 is operated, for example, when the zoom ring 1 is held down by the operator, the zoom ring drive motor 5 tries to drive but cannot drive (the motor 5 is locked). As a result, the zoom ring 1 does not rotate. For this reason, since the rotation absolute position encoder 8 detects the position where the zoom ring 1 has not been rotated, the zoom operation is not performed.
[0057]
Thus, in this embodiment, zooming can be performed by operating either the zoom ring 1 or the zoom key 16.
[0058]
On the other hand, when the clutch mechanism 18 is in a non-transmission state, the input of the zoom key 16 is ignored (invalidated), and the zoom ring drive motor 5 is not driven according to the signal input from the zoom key 16.
[0059]
Thereby, it is possible to prevent the zoom ring drive motor 5 from being driven in a state in which the driving force is not transmitted to the zoom ring 1, and it is possible to suppress wasteful consumption of the power source (battery) of the imaging apparatus.
[0060]
At this time, a warning may be displayed on the screen of the display 40 to inform the operator that the clutch mechanism 18 is not in the transmission state (the zoom operation cannot be performed by operating the zoom key 16). Thus, it is possible to avoid a situation in which the operator cannot realize that the zoom mechanism 16 cannot be zoomed and the desired shooting cannot be performed without noticing that the clutch mechanism 18 is in the non-transmitting state.
[0061]
Instead of the warning display, a warning sound may be generated.
[0062]
Next, the operation of the CPU 10 in the above-described manual zoom operation and power zoom operation will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
[0063]
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the CPU 10 related to the operation of the zoom key 16 (power zoom operation).
[0064]
In FIG. 2, the flow (program) starts from step (denoted as S in the figure) 201 when the imaging apparatus is powered on. In step 202, the CPU 10 detects whether or not an operation of the zoom key 16 has occurred (whether or not a signal from the zoom key 16 has been input).
[0065]
For example, in the case of a video camera, this detection is performed in the field period (1/60 seconds in the NTSC television system, 1/50 seconds in the PAL system) or at higher sampling periods.
[0066]
If the zoom key 16 is operated, the CPU 10 proceeds to step 203. In step 203, a signal from the clutch detection switch 19 is confirmed to determine whether or not the clutch mechanism 18 is in a transmission state. If it is determined that the non-transmission state is detected, the process proceeds to step 204, where a warning is displayed on the screen of the display 40 as described above. If it is determined in step 203 that the clutch mechanism 18 is in the transmission state, the process proceeds to step 205 where the sign (operation direction) and magnitude (operation amount) of the signal from the zoom key 16 are detected, and these are detected. Accordingly, the drive direction and drive speed of the zoom motor 12 to be described later are set.
[0067]
In the case where the zoom key 16 is a seesaw switch, most of the zoom keys 16 are configured such that a faster zoom speed is set when the key is pressed deeply or strongly depending on the amount of pressing or pressing of the key.
[0068]
In step 206, the zoom ring drive motor 5 is driven in the drive direction set in step 205 at the set drive speed. As a result, the zoom ring 1 rotates and the following operation is performed.
[0069]
Next, FIG. 3 is a flowchart showing an operation of the CPU 10 when performing a zoom operation (driving of the variator lens unit 6 and the focus lens unit 7) in accordance with the rotation (displacement) of the zoom ring 1. This operation is performed when the zoom ring driving motor 5 is driven and the zoom ring 1 is rotated according to the operation of the zoom key 16 (power zoom operation) described above, and when the zoom ring 1 is manually operated by the operator. Done in common.
[0070]
In FIG. 3, this flow (program) starts from step 301 when the image pickup apparatus is powered on. In step 302, the CPU 10 reads (detects) the output of the rotation absolute position encoder 8 and the output (position information) of the zoom encoder 13 for each field cycle or higher sampling cycle as described above. Calculate the difference.
[0071]
However, the “difference” here is a value obtained by converting position information from the rotary absolute position encoder 8 into position information to be obtained from the zoom encoder 13 (converted position information) and an actual value obtained from the zoom encoder 13. It is the difference from the location information. The CPU 10 converts the position information from the rotation absolute position encoder 8 into position information to be obtained from the zoom encoder 13 (table data or the like) or calculation formula, that is, the position information of the zoom ring 1 and the variator lens unit 6. Information indicating the relevance (correspondence) that the position information should be originally taken is stored in the memory 10a in the CPU 10 in advance.
[0072]
When the difference between the converted position information and the actual position information from the zoom encoder 13 is zero, that is, the position information from the rotary absolute position encoder 8 and the position information from the zoom encoder 13 are “relevance to be taken” (correspondence Relationship), the focal length display on the zoom ring 1 and the position of the variator lens unit 6 correspond to each other. For example, when the zoom ring 1 is at the wide end position, the focal length of the optical system (variator lens unit 6) is also at the wide end position.
[0073]
Next, in step 303, the difference calculated in step 302 is determined as an allowable error (an optically allowable error, an operational dead zone provided at the end of the operation range of the zoom ring 1, or a dead zone on detection of the encoders 8 and 13). Etc.) is determined whether or not there is a size larger than a predetermined value (there is a difference), and if there is a difference, that is, the position of the zoom ring 1 (focal length display) and the variator lens unit If the position 6 does not have the “relevance to be taken” (correspondence), the process proceeds to step 305.
[0074]
In step 305, the zoom motor 12 is driven at a speed corresponding to the magnitude of the difference in a direction to eliminate (decrease) the difference. At the same time, for the zoom tracking operation (the effect of the compensator), the focus motor unit 14 is driven and the focus lens unit 7 is moved as described above. Thereafter, the process returns to step 302.
[0075]
In step 302, the output of the rotary absolute position encoder 8 and the output of the zoom encoder 13 are read again to determine whether or not there is a difference between them (step 303). Then, the zoom motor 12 and the focus motor 14 are stopped. As a result, the optical system (variator lens unit 6 and focus lens unit 7) is zoomed to the focal length corresponding to the focal length display after the rotation (displacement) of the zoom ring 1.
[0076]
The operation shown in the flowchart of FIG. 3 is always operating (for each sampling cycle), and the position information and zoom from the rotary absolute position encoder 8 can be obtained even when the zoom key 16 or the zoom ring 1 is not operated. This is performed immediately when the position information from the encoder 13 has no “relevance to be taken”.
[0077]
As described above, in this embodiment, the optical system (the variator lens unit 6 and the focus lens unit 7) is zoomed to a position corresponding to the position of the zoom ring 1. Thus, the focal length display on the zoom ring 1 and the actual focal length state of the optical system are less likely to be misaligned, and the state can always be substantially matched, and the focal length as displayed can be maintained. it can.
[0078]
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a block diagram for explaining an image pickup apparatus that is Embodiment 2 of the optical apparatus of the present invention. This embodiment is an example in which the present invention is applied to a focus mechanism of an imaging apparatus such as a digital still camera or a video camera provided with a rear focus zoom lens optical system. In the present embodiment, the four-group rear focus zoom type optical system described in the first embodiment is applied. In FIG. 4, the focus lens unit 7 is shown, and the other lens units are not shown. Further, in FIG. 4, components common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and description thereof is omitted.
[0079]
In FIG. 4, reference numeral 22 denotes a focus ring that is an operation member that is manually rotated by an operator. Similarly to the zoom ring 1 of the first embodiment, the focus ring 22 rotates within a rotation angle (movable range) indicated by an arrow 23, and both ends thereof are positions corresponding to the infinite end 24 and the closest end 25.
[0080]
Similarly to the zoom ring 1 of the first embodiment, a distance scale 22a indicating a distance, for example, ∞, 10m, 5m, 1m is displayed on the focus ring 22 by engraving or printing, so that the focus ring 22 can be rotated freely. An index 22b is provided on a supporting fixed barrel (not shown). The “in-focus distance” that is in focus can be read from the numbers on the distance scale 22a that coincides with the index 22b.
[0081]
Reference numeral 20 denotes a rotary absolute position encoder that outputs a signal for detecting the position of the focus ring 22, and 21 is provided as necessary when the resolution of the rotary absolute position encoder 20 is insufficient, and detects the position of the focus ring 22. This is a minute angular displacement detection pulse encoder that outputs a signal for the purpose. These constitute an operation member position detection means.
[0082]
Here, as the rotation absolute position encoder 22, the same as the rotation absolute position encoder 8 described in the first embodiment can be used. Hereinafter, the rotation absolute position encoder 22 is of a type that outputs position information. explain.
[0083]
Reference numeral 26 denotes a focus ring drive motor (operation member drive means) for driving the focus ring 22, and a step motor or a DC motor is used.
[0084]
When driving the focus lens unit 7 for the autofocus operation, the CPU 10 first drives the focus ring drive motor 26 according to the set drive details (drive direction, drive speed, and drive amount). When the focus ring drive motor 26 is driven, the focus ring 22 rotates, and the position of the focus ring 22 is detected through the rotation absolute position encoder 20. The position detection of the focus ring 22 by the rotary absolute position encoder 20 is performed for each sampling period described in the first embodiment. Then, the focus motor 14 is driven so that the focus lens unit 7 moves to a position corresponding to the detected position of the focus ring 22.
[0085]
At this time, in the case of a rear focus lens or an inner focus lens, even if the focus lens unit 7 is at the same position on the optical axis, the focus distance varies depending on the focal length (zoom position). Unit position information (focal length information) is taken into the CPU 10.
[0086]
Also in this embodiment, the clutch mechanism 18 is provided between the focus drive motor 26 and the focus ring 22. When the clutch mechanism 18 is in the transmission state, the driving force of the focus ring drive motor 26 can be transmitted to the focus ring 22, so that the above-described autofocus operation can be performed.
[0087]
On the other hand, when the clutch mechanism 18 is in a non-transmission state, the focus ring 22 is disconnected from the focus ring drive motor 26, so that the operability when the focus ring 22 is manually rotated can be improved.
[0088]
The transmission state (automatic side) and non-transmission state (manual side) of the clutch mechanism 18 can be detected by the clutch detection switch 19 as in the first embodiment.
[0089]
Next, the operation of the CPU 10 during the autofocus operation and the manual focus operation will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
[0090]
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the CPU 10 relating to the autofocus operation.
[0091]
In FIG. 5, this flow (program) starts from step 501 when the imaging apparatus is powered on. In step 502, the CPU 10 confirms the output from the clutch detection switch 19 and detects whether or not the clutch mechanism 18 is in the transmission state. When the clutch mechanism 18 is in the non-transmission state (manual side), the process proceeds to step 503, and the manual focus is selected on the screen of the display 40 (auto focus is not performed) as described in the first embodiment. Display is made, and the process returns to step 502.
[0092]
As described above, when the clutch mechanism 18 is in the non-transmission state, the focus ring drive motor 26 is not driven according to the signal input for the autofocus operation.
[0093]
Thereby, it is possible to prevent the focus ring drive motor 26 from being driven in a state where the driving force is not transmitted to the focus ring 22, and it is possible to suppress wasteful consumption of the power source (battery) of the imaging device.
[0094]
In addition, by displaying a warning (or outputting a warning sound) on the screen of the display 40, an operator who is shooting in anticipation of the autofocus operation is in a state in which the clutch mechanism 18 is in a non-transmitting state. It is possible to avoid a situation where an unfocused video is shot without noticing.
[0095]
On the other hand, when it is detected that the clutch mechanism 18 is in the transmission state (automatic side), the process proceeds to step 504 where the CPU 10 determines the direction in which the focus lens unit (focus ring drive motor 26) is driven for the autofocus operation. Determine the speed.
[0096]
Here, the CPU 10 uses a signal processing system (signal output means) 41 that is used as a signal for determining the focus state of the optical system in a so-called TV signal autofocus operation (that is, used as a signal for focus adjustment). The video signal from is being input. The drive content (drive direction, speed, and drive amount) of the focus lens unit (focus ring drive motor 26) is suitable for, for example, searching for a position where the value obtained by extracting the high-frequency component contained in the video signal is the maximum value. It is determined under predetermined conditions so as to be a value.
[0097]
In step 505, the CPU 10 drives the focus ring drive motor 26 according to the drive content determined in step 504 to rotate the focus ring 22. As a result, the following operation is performed.
[0098]
FIG. 6 illustrates the operation of the CPU 10 when the focus lens unit 7 is moved in accordance with the rotation (displacement) of the focus ring 22. This operation is commonly performed when the focus ring drive motor 26 is driven in accordance with the autofocus operation to rotate the focus ring 22 and when the focus ring 22 is manually operated by the operator.
[0099]
In FIG. 6, this flow (program) starts from step 601 when the imaging apparatus is powered on. In step 602, the CPU 10 reads (detects) the output (position information) of the rotation absolute position encoder 20 and the output (position information) of the focus lens position detection encoder 15 for each field period or higher sampling period. The difference between the two is calculated.
[0100]
However, the “difference” here refers to converting the position information from the rotary absolute position encoder 20 into position information to be obtained from the focus lens position detection encoder 15 in consideration of the focal length information obtained from the zoom encoder 13. This is the difference between the calculated value (converted position information) and the actual position information obtained from the focus lens position detection encoder 15. The focal length information is taken into account because in the rear focus zoom or inner focus zoom lens, even if the focal length is different at the same focus lens unit 7 position, the focal length is different.
[0101]
The CPU 10 converts the position information from the rotation absolute position encoder 20 into position information to be obtained from the focus position detection encoder 15 in consideration of the focal length information or a calculation formula, that is, a focus ring. Information indicating the relationship (correspondence) that should be originally taken between the position information 22 and the position information of the focus lens unit 7 is stored in the memory 10 a in the CPU 10 in advance.
[0102]
When the difference between the converted position information and the actual position information from the focus lens position detection encoder 15 is zero, that is, the position information from the rotation absolute position encoder 20 and the position information from the focus lens position detection encoder 15 are “taken”. When there is “relevance” (correspondence), the focus distance display on the focus ring 22 and the position of the focus lens unit 7 correspond to each other.
[0103]
Next, in step 603, the difference calculated in step 602 is an allowable error (an optically allowable error, an operation dead zone provided at the end of the operation range of the focus ring 22, or the detection of the encoders 20 and 15. It is determined whether or not there is a size larger than a predetermined value (difference) in consideration of a dead zone, etc., and if there is a difference, that is, the position of the focus ring 22 (focus distance display) and the focus If the position of the lens unit 7 does not have “relevance to be taken” (correspondence), the process proceeds to step 605.
[0104]
In step 605, the focus motor 14 is driven in a direction to eliminate (decrease) the difference at a speed corresponding to the magnitude of the difference. Thereafter, the process returns to step 602.
[0105]
In step 602, the output of the rotation absolute position encoder 20 and the output of the focus lens position detection encoder 15 are read again to determine whether there is a difference between them (step 603). Proceeding to step 604, the focus motor 14 is stopped. As a result, the optical system (focus lens unit 7) is brought into focus movement to the focus distance corresponding to the focus distance display after the rotation (displacement) of the focus ring 22.
[0106]
The operation shown in the flowchart of FIG. 6 is always operating (for each sampling period), and the rotary absolute position encoder 20 can be operated even when the autofocus operation is not performed or the focus ring 22 is not operated. This is performed immediately when the position information from and the position information from the focus lens position detection encoder 15 have no “relevance to be taken”.
[0107]
As described above, in this embodiment, the state in which the focus lens unit 7 is moved to the position corresponding to the position of the focus ring 22 is maintained. Thereby, there is little occurrence of deviation between the distance display of the focus ring 22 and the actual focus distance state of the focus lens 7, and it is possible to make the state almost always compatible and maintain the focus distance as displayed. Can do.
[0108]
In the present embodiment, the case has been described in which the CPU 10 is provided with a function for determining the drive content of the focus lens unit 7 (focus ring drive motor 26) for the autofocus operation, but this function is provided separately from the CPU 10. A circuit unit (signal output means) may be provided, and a signal (a signal used for focus adjustment) corresponding to the determined drive content may be input from the circuit unit to the CPU 10.
[0109]
(Embodiment 3)
FIG. 7 is a block diagram for explaining an imaging system which is Embodiment 3 of the optical apparatus of the present invention. The present embodiment is an example in which the present invention is applied to an interchangeable lens apparatus that can be attached to and detached from a camera (digital still camera, video camera). The constituent blocks are separated on the camera side and the lens side with a broken line in FIG. 7 as a boundary, and both are coupled by a mount portion. In FIG. 7, the same reference numerals are given to components common to the first embodiment, and description thereof is omitted.
[0110]
  On the lens side in FIG. 7, reference numeral 36 denotes an electrical contact provided on the mount portion, and a camera CPU (signal output means) 32 that is a control circuit on the camera side and a control circuit on the lens side via the electrical contact 36. The lens CPU 31 through the lens side transmission path 34 and the camera side transmission path 35.PhaseCommunicate with each other. The electrical contact 36 and the lens side transmission path 34 constitute a receiving means on the lens side. Further, power is supplied to the lens from the camera through the electrical contact 36.
[0111]
Reference numeral 33 is a liquid crystal panel that is photoelectrically converted by the image sensor 17 and displays a video signal that has been subjected to signal processing by the signal processing system 41, or displays various information such as focal length information and in-focus distance information. It is an electronic viewfinder (EVF).
[0112]
Reference numeral 16 denotes a zoom key, which is provided in the camera in this embodiment in which the camera and the lens are attached and detached.
[0113]
Since the operation of the lens CPU 31 in the present embodiment is the same as the operation described in the first embodiment with reference to the flowcharts of FIGS. 2 and 3, here, after clarifying the operation subject of each step, FIGS. 3 will be used to explain the operations of the lens CPU 31 and the camera CPU 32.
[0114]
First, the operations of the lens CPU 31 and the camera CPU 32 with respect to the operation of the zoom key 16 (power zoom operation) in the present embodiment will be described using the flowchart of FIG.
[0115]
When the camera is turned on, this flow starts in step 201. In step 202, when the camera CPU 32 detects that an operation signal is input from the zoom key 16 provided on the camera side, the camera CPU 32 sets a zoom direction and a zoom speed from the operation signal, and sets the set zoom direction and zoom speed. The zoom speed information is transmitted to the lens CPU 31 via the electrical contact 36 and the transmission paths 34 and 35 by replacing the zoom speed information with a predetermined signal as necessary.
[0116]
Next, in step 203, the lens CPU 31 that has received information on the zoom direction and zoom speed checks the signal from the clutch detection switch 19 and detects whether or not the clutch mechanism 18 is in the transmission state. When it is detected that it is in the non-transmission state, the lens CPU 31 does not drive the zoom ring drive motor 5 according to the zoom direction and zoom speed information input from the camera CPU 32. At this time, the lens CPU 31 transmits information indicating that the clutch mechanism 18 is in a non-transmitting state to the camera CPU 32. Receiving this information, the camera CPU 32 displays a warning on the EVF 33 (step 204).
[0117]
As a result, similarly to the first embodiment, the zoom ring drive motor 5 can be prevented from being driven in a state in which the driving force is not transmitted to the zoom ring 1, and wasteful consumption of the power source (battery) of the camera can be suppressed. Can do.
[0118]
Further, by causing the EVF 33 of the camera to display a warning in response to a signal from the lens CPU 31, zooming can be performed no matter how much the zoom key 16 is operated without the operator noticing that the clutch mechanism 18 is in a non-transmitting state. It is possible to avoid a situation where the user cannot perform desired photographing.
[0119]
On the other hand, if it is detected in step 203 that the clutch detection switch 19 is in the transmission state, the process proceeds to step 205.
[0120]
In step 205, the lens CPU 31 sets the drive direction and drive speed of the zoom ring drive motor 5 based on the zoom direction and zoom speed information transmitted from the camera CPU 32 in step 202.
[0121]
Then, the lens CPU 31 drives the zoom ring drive motor 5 with the drive direction and drive speed set in step 205. As a result, the zoom ring 1 rotates and the operation described below is performed.
[0122]
  FIG. 3 shows the movement of the lens CPU 31 when the variator lens unit 6 and the focus lens unit 7 are moved according to the rotation (displacement) of the zoom ring 1.WorkShow. The operation of FIG. 3 is performed when the zoom ring driving motor 5 is driven in response to the operation of the zoom key 16 (power zoom operation) and the zoom ring 1 is rotated, or when the zoom ring 1 is manually operated by the operator. Is performed in common with the lens CPU 31.
[0123]
In FIG. 3, when the camera is turned on, this flow starts in step 301. In step 302, the lens CPU 31 reads (detects) the output (position information) of the rotation absolute position encoder 8 and the output (position information) of the zoom encoder 13 for each field period or higher sampling period. The difference in output is calculated. The “difference” here is the same as that described in the first embodiment.
[0124]
In step 303, the lens CPU 31 determines whether or not the difference calculated in step 302 has a magnitude greater than or equal to a predetermined value set in consideration of the same tolerance as in the first embodiment (there is a difference). When there is a difference, that is, when the position of the zoom ring 1 (focal length display) and the position of the variator lens unit 6 do not have “relevance to be taken” (correspondence), Proceed to step 305.
[0125]
In step 305, the zoom motor 12 is driven at a speed corresponding to the magnitude of the difference in a direction to eliminate (decrease) the difference. At the same time, for the zoom tracking operation (the effect of the compensator), the focus motor unit 14 is driven and the focus lens unit 7 is moved as described above. Thereafter, the process returns to step 302.
[0126]
Then, in step 302, the output of the rotary absolute position encoder 8 and the output of the zoom encoder 13 are read again to determine whether or not there is a difference between them. The motor 12 and the focus motor 14 are stopped. As a result, the optical system (variator lens unit 6 and focus lens unit 7) is zoomed to the focal length corresponding to the focal length display after the rotation (displacement) of the zoom ring 1.
[0127]
The operation shown in the flowchart of FIG. 3 is always operating (for each sampling cycle), and the position information and zoom from the rotary absolute position encoder 8 can be obtained even when the zoom key 16 or the zoom ring 1 is not operated. This is performed immediately when the position information from the encoder 13 has no “relevance to be taken”.
[0128]
In the present embodiment, the position information of the zoom ring 1 detected by the rotary absolute position encoder 8, that is, the information indicating the current focal length is communicated from the lens CPU 31 to the camera CPU 32 via the electrical contact 36. The camera CPU 32 receives this information and displays information related to the focal length on the EVF 33.
[0129]
The display on the EVF 33 is not limited to the camera system of the present embodiment, and may be performed in the imaging device of each of the embodiments described above.
[0130]
As described above, in this embodiment, the optical system (the variator lens unit 6 and the focus lens unit 7) is zoomed to a position corresponding to the position of the zoom ring 1. Thereby, there is little deviation between the focal length display on the zoom ring 1 and the focal length state of the actual optical system, and it can always be in a substantially corresponding state, and is displayed on the zoom ring 1 and the EVF 33. The focal length of the street can be maintained.
[0131]
Although the zoom operation has been described in the present embodiment, the focus operation described in the second embodiment can also be applied to the camera system as in the present embodiment. In this case, the camera CPU 32 transmits as a signal output means a signal for moving the focus lens unit 7 to the lens CPU 1 based on the video signal from the signal processing system 40 (signal used for focus adjustment). According to the signal, the lens CPU 31 may drive the focus drive ring (22 in FIG. 4) on condition that the clutch mechanism 18 is in the transmission state.
[0132]
Further, in each of the above-described embodiments, a ring-shaped member is used as the operation member shown as the zoom ring 1 and the focus ring 22, a scale is formed on the operation ring, and an index is provided on the fixed side. Although the case where the in-focus distance is displayed has been described, the operation member in the present invention is not limited to this, and any other type of operation member may be used as long as the operation range (movable range) is limited by the end constituted by the stopper. Good. For example, an operation member such as a knob that slides linearly may be used.
[0133]
Further, in each of the above embodiments, the display of the focal length or the focusing distance on the operation member and the actual focal length or the focusing distance of the actual optical system are configured to always match, but there is no display on the operation member. The predetermined position within the operation range of the operation member only needs to be configured so that the state of the optical system (the position of the lens unit) matches.
[0134]
(Embodiment 4)
FIG. 8 is a block diagram for explaining an image pickup apparatus that is Embodiment 4 of the optical apparatus of the present invention. The present embodiment is an example in which the present invention is applied to a zoom mechanism of an imaging apparatus such as a digital still camera or a video camera provided with a rear focus zoom lens optical system. In each of the above embodiments, the case where the clutch mechanism 18 is switched manually or in response to an operator's switch operation has been described. However, in this embodiment, automatic switching is performed.
[0135]
In this embodiment, an automatic switching unit (switching mechanism operating means) 45 of the clutch mechanism 18 is added to the imaging apparatus shown in FIG. 1 of the first embodiment, and is common to the components shown in the first embodiment. The other constituent elements are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0136]
The clutch mechanism 18 is the same as that described in the first embodiment, and the operator transmits the signal from the transmission state to the non-transmission state by the manual operation of the lever or the actuator drive according to the switch operation. It can be switched to a state. However, in this embodiment, switching from the non-transmission state to the transmission state can also be performed by the automatic switching unit 45.
[0137]
When the clutch mechanism 18 can be switched by an operation lever, the automatic switching unit 45 switches the switching drive actuator mechanically coupled to the operation lever and the switching drive actuator in accordance with a switching signal received from the CPU 10. Includes circuitry to be activated. Further, when the clutch mechanism 18 can be switched by driving an actuator according to the switch operation, a circuit for operating the actuator of the clutch mechanism 18 according to the switching signal received from the CPU 10 regardless of the operation of the switch. Including.
[0138]
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the CPU 10 related to the operation of the zoom key 16 (power zoom operation), including the switching operation by the automatic switching unit 45 of the clutch mechanism 18.
[0139]
In FIG. 8, the flow (program) starts from step 801 when the power of the imaging apparatus is turned on. In step 802, the CPU 10 detects whether an operation of the zoom key 16 has occurred (whether a signal from the zoom key 16 has been input). If the zoom key 16 is operated, the CPU 10 proceeds to step 803.
[0140]
In step 803, the signal from the clutch detection switch 19 is confirmed to determine whether or not the clutch mechanism 18 is in the transmission state. If it is determined that the transmission state, the process proceeds to step 805. On the other hand, if it is determined that the state is the non-transmission state, the process proceeds to step 804, where a switching signal is output to the automatic switching unit 45, and the clutch mechanism 18 is switched from the non-transmission state to the transmission state. Thereafter, the process returns to step 803. Then, in step 803 again, when it is determined whether or not the clutch mechanism 18 is in the transmission state based on the signal from the clutch detection switch 19, this time, the process proceeds to step 805 because it is in the transmission state.
[0141]
In step 805, the CPU 10 detects the sign (operation direction) and magnitude (operation amount) of the signal from the zoom key 16, and sets the drive direction and drive speed of the zoom ring drive motor 5 according to these.
[0142]
In step 806, the zoom ring drive motor 5 is driven in the drive direction set in step 805 at the set drive speed. Thereby, the zoom ring 1 rotates, and the operation described with reference to FIG. 3 in the first embodiment or the operation shown in the flowchart of FIG. 10 described in the fifth embodiment described later is performed.
[0143]
As described above, in the present embodiment, when the clutch mechanism 18 is in the non-transmitting state when the signal from the zoom key 16 is input (the power zoom operation is performed), the clutch mechanism 18 is automatically activated. Since the transmission state is switched, the operator is not forced to perform a clutch switching operation. For this reason, the operativity of an imaging device can be improved. Further, even if the operator operates the zoom key 16 without noticing that the clutch mechanism 18 is in the non-transmitting state, the power zoom operation can be executed, and photographing according to the operator's intention is performed. be able to.
[0144]
In the present embodiment, the lens-integrated imaging apparatus has been described. However, the same automatic switching of the clutch mechanism can be performed in the interchangeable lens apparatus in the camera system as described in the third embodiment. In this embodiment, the zoom operation has been described. However, the automatic switching of the clutch mechanism can also be applied during the focus operation described in the second embodiment.
[0145]
(Embodiment 5)
In each of the embodiments described above, when the operator manually operates the zoom ring 1 to perform the zoom operation, this can be performed regardless of whether the clutch mechanism 18 is in the non-transmission state or the transmission state. . However, as described in the first embodiment, since the rotation torque of the zoom ring 1 is controlled by grease or the like so that a good manual operation feeling is obtained, the zoom ring 1 is always operated when the zoom ring 1 is manually operated. In order to obtain the above-mentioned good manual operation feeling, the clutch mechanism 18 needs to be in a non-transmission state.
[0146]
However, in the case where the clutch mechanism 18 is switched by an operator's operation, insufficiency remains in terms of ease of use, such as troublesome switching operation.
[0147]
Therefore, in this embodiment, the clutch mechanism 18 is automatically switched to the non-transmission state when the zoom ring 1 is manually operated while the clutch mechanism 18 is in the transmission state.
[0148]
The configuration of the imaging apparatus in the present embodiment is basically the same as that shown in FIG. 8 in the fourth embodiment. However, in this embodiment, the automatic switching unit 45 does not transmit the clutch mechanism 18 from the transmission state. The operation to switch to the state is performed. Hereinafter, the operation of the imaging apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0149]
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the CPU 10 regarding the zoom operation according to the rotation (displacement) of the zoom ring 1 including the switching operation by the automatic switching unit 45 of the clutch mechanism 18 in the image pickup apparatus that is Embodiment 5 of the present invention. It is.
[0150]
In FIG. 10, this flow (program) starts from step 901 when the power of the imaging apparatus is turned on.
[0151]
In step 902, the CPU 10 reads (detects) the output (position information) of the rotary absolute position encoder 8 and the output (position information) of the zoom encoder 13 every field period or higher sampling period. Calculate the output difference. The “difference” here is the same as that described in the first embodiment.
[0152]
In step 903, the CPU 10 determines whether or not the difference calculated in step 902 is greater than or equal to a predetermined value (difference) that is set in advance by taking into account the same tolerance as in the first embodiment. If there is a difference, that is, if the position of the zoom ring 1 (focal length display) and the position of the variator lens unit 6 do not have a “relevance to be taken” (correspondence), a step is performed. Proceed to 904.
[0153]
In step 904, the CPU 10 determines whether or not the zoom ring drive motor 5 is being driven. This is because when the zoom ring drive motor 5 is driven by the operation of the zoom key 16 and the zoom ring 1 is rotating, the clutch mechanism 18 described later is not switched from the transmission state to the non-transmission state. Here, the determination as to whether or not the zoom ring drive motor 5 is being driven may be made based on whether or not the CPU 10 is outputting a drive signal to the zoom ring drive motor 5, or from the zoom key 16. It may be determined by the presence or absence of the signal input (the presence or absence of operation of the zoom key 16). If the zoom ring drive motor 5 is not being driven, the process proceeds to step 905. If the zoom ring drive motor 5 is being driven, the process skips to step 909.
[0154]
In step 905, the signal from the clutch detection switch 19 is confirmed to determine whether or not the clutch mechanism 18 is in the transmission state. If it is determined that the state is a non-transmission state, the process proceeds to step 909 as it is. On the other hand, if it is determined that the transmission state, the process proceeds to step 906. In step 906, a switching signal is output to the automatic switching unit 45, and the clutch mechanism 18 is switched from the transmission state to the non-transmission state. Thereafter, the process returns to step 905.
[0155]
Then, when it is determined again at step 905 whether or not the clutch mechanism 18 is in the transmission state based on the signal from the clutch detection switch 19, the process proceeds to step 909 because it is in the non-transmission state.
[0156]
In step 909, the zoom motor 12 is driven at a speed corresponding to the magnitude of the difference in a direction to eliminate (decrease) the difference. At the same time, for the zoom tracking operation (the effect of the compensator), the focus motor unit 14 is driven and the focus lens unit 7 is moved as described above. Thereafter, the process returns to step 902.
[0157]
In step 902, the output of the rotary absolute position encoder 8 and the output of the zoom encoder 13 are read again. In step 903, it is determined whether or not there is a difference. If it is determined that there is no difference, the process proceeds to step 908. Thus, the zoom motor 12 and the focus motor 14 are stopped. As a result, the optical system (variator lens unit 6 and focus lens unit 7) is zoomed to the focal length corresponding to the focal length display after the rotation (displacement) of the zoom ring 1.
[0158]
The operation shown in the flowchart of FIG. 10 is always operating (every sampling period), and the position information from the rotary absolute position encoder 8 and the zoom encoder 13 can be obtained even if the zoom key 16 or the zoom ring 1 is not operated. This is performed immediately when the position information from the position information has no “relevance to be taken”.
[0159]
As described above, in the present embodiment, when the operator manually operates the zoom ring 1 to perform zooming, the clutch mechanism 18 is automatically not transmitted from the transmission state without forcing the operator to perform the clutch switching operation. Since the state is switched, the rotation load of the zoom ring drive motor 5 is not added to the manual operation of the zoom ring 1, and a good manual operation feeling can be obtained.
[0160]
In the present embodiment, the lens-integrated imaging apparatus has been described. However, the same automatic switching of the clutch mechanism can be performed in the interchangeable lens apparatus in the camera system as described in the third embodiment. In this embodiment, the zoom operation has been described. However, the automatic switching of the clutch mechanism can also be applied during the focus operation described in the second embodiment.
[0161]
Further, in each of the above-described embodiments, the imaging device or the lens device using the rear focus (inner focus) zoom lens having the four-group lens configuration has been described. The present invention can be applied to an imaging apparatus or a lens apparatus using an optical system of a rear focus (inner focus) zoom lens having a multi-group configuration such as a group.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an operation of the imaging apparatus according to the first embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the imaging apparatus according to the first embodiment.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the imaging apparatus according to the second embodiment.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the imaging apparatus according to the second embodiment.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a camera system according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart illustrating the operation of the imaging apparatus according to the fourth embodiment.
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the imaging apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Zoom ring
5 Zoom ring drive motor
6 Variator lens unit
7 Focus lens unit
8 rotation absolute position encoder
10 CPU
12 Zoom motor
13 Zoom encoder
14 Focus motor
15 Focus lens position detection encoder
16 Zoom key
18 Clutch mechanism
22 Focus ring
26 Focus ring drive motor
31 Lens CPU
32 Camera CPU
34, 35 Transmission path
36 Electrical contacts
45 Automatic switching unit

Claims

A movable lens movable in the optical axis direction;
Lens driving means for driving the movable lens;
An operating member operated within a movable range;
Operating member driving means for driving the operating member;
Operation member position detection means for outputting a signal for detecting the position of the operation member;
Signal output means for outputting a signal for moving the movable lens;
Control means for driving the lens driving means based on an output from the operating member position detecting means, and driving the operating member driving means based on a signal from the signal output means;
A switching mechanism capable of switching between a transmission state in which driving force is transmitted from the operation member driving means to the operation member and a non-transmission state in which driving force transmission is not performed;
Switching mechanism detection means for outputting a signal for detecting the state of the switching mechanism,
The control means detects a state of the switching mechanism based on a signal from the switching mechanism detection means, and when the switching mechanism is in the transmission state, the operation member according to a signal input from the signal output means An optical apparatus that drives a driving unit and restricts driving of the operation member driving unit according to a signal input from the signal output unit when the switching mechanism is in the non-transmission state.

The optical apparatus according to claim 1, wherein the control unit performs a warning operation when the switching mechanism is in the non-transmitting state and a signal is input from the signal output unit.

A movable lens movable in the optical axis direction;
Lens driving means for driving the movable lens;
An operating member operated within a movable range;
Operating member driving means for driving the operating member;
Operation member position detection means for outputting a signal for detecting the position of the operation member;
Signal output means for outputting a signal for moving the movable lens;
Control means for driving the lens driving means based on a signal from the operating member position detecting means, and driving the operating member driving means based on a signal from the signal output means;
A switching mechanism capable of switching between a transmission state in which driving force is transmitted from the operation member driving means to the operation member and a non-transmission state in which driving force transmission is not performed;
Switching mechanism detection means for outputting a signal for detecting the state of the switching mechanism;
Switching mechanism actuating means for switching the switching mechanism between the transmission state and the non-transmission state;
The control means detects the state of the switching mechanism based on a signal from the switching mechanism detection means, and the operation is performed when the switching mechanism is in the transmission state and the operation member driving means is not driven. An optical apparatus characterized in that when the signal from the member position detecting means is changed, the switching mechanism operating means switches the switching mechanism from the transmission state to the non-transmission state.

The optical instrument is:
A lens device having the movable lens;
The optical apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a camera in which the lens apparatus is detachably mounted.

A lens device that is detachably attached to a camera,
A movable lens movable in the optical axis direction;
Lens driving means for driving the movable lens;
An operating member operated within a movable range;
Operating member driving means for driving the operating member;
Operation member position detection means for outputting a signal for detecting the position of the operation member;
Control means for driving the lens driving means based on a signal from the operation member position detecting means, and driving the operating member driving means based on a signal for moving the movable lens transmitted from the camera;
A switching mechanism capable of switching between a transmission state in which driving force is transmitted from the operation member driving means to the operation member and a non-transmission state in which driving force transmission is not performed;
Switching mechanism detection means for outputting a signal for detecting the state of the switching mechanism,
The control means detects the state of the switching mechanism based on a signal from the switching mechanism detection means, and when the switching mechanism is in the transmission state, the operation member driving means according to a signal input from the camera The lens apparatus is characterized in that when the switching mechanism is in the non-transmission state, the driving of the operation member driving means is limited even if there is a signal input from the camera.

Wherein, when the switching mechanism has been input signals from the camera be in the non-transmission state, the camera, claim and transmits a signal to perform a warning operation 5 The lens device according to 1.

A lens device that is detachably attached to a camera,
A movable lens movable in the optical axis direction;
Lens driving means for driving the movable lens;
An operating member operated within a movable range;
Operating member driving means for driving the operating member;
Operation member position detection means for outputting a signal for detecting the position of the operation member;
Control means for driving the lens driving means based on a signal from the operation member position detecting means, and driving the operating member driving means based on a signal for moving the movable lens transmitted from the camera;
A switching mechanism capable of switching between a transmission state in which driving force is transmitted from the operation member driving means to the operation member and a non-transmission state in which driving force transmission is not performed;
Switching mechanism detection means for outputting a signal for detecting the state of the switching mechanism;
Switching mechanism actuating means for switching the switching mechanism between the transmission state and the non-transmission state;
The control means detects the state of the switching mechanism based on a signal from the switching mechanism detection means, and the operation is performed when the switching mechanism is in the transmission state and the operation member driving means is not driven. A lens device characterized in that when the signal from the member position detecting means is changed, the switching mechanism operating means switches the switching mechanism from the transmission state to the non-transmission state.