JPH0434507A - ズームレンズ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマクロ撮影機能を備えたズームレンズ装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

最近のビデオカメラには、例えば１０ｃｍ程度の近接被
写体に対してもピント合わせが可能なマクロ機能付きの
ズームレンズが多用されている。

マクロ機能付きのズームレンズでは、一般に望遠端から
広角端までの通常のズーム域でのピント合わせはフロン
トレンズの繰り出しで行い、マクロ域でのピント合わせ
は、変倍時のピント面の移動を補正するためのコンペン
セータレンズの移動で行うようにしたものが多い。した
がって、このようなズームレンズでは、通常のズーム域
ではフロントレンズ繰り出し用のフォーカスリングを回
動してピント調節が行われ、マクロ域ではズームリング
の回動でコンペンセータレンズだけを移動させてピント
調節が行われる。

ところが、このようなズームレンズをマクロ域で使用す
る場合には、ピントを合わせることができる被写体まで
の距離範囲がレンズ前面から数ＩＱｃｍ程度と狭く、撮
影対象がかなり限定されることから、一般にはマクロ域
での撮影はあまり行われていないのが実情である。

このような背景から、マクロ域でのコンペンセータレン
ズの移動を超広角時のピント調節に利用する試みがなさ
れている。すなわち、ズームレンズにワイドコンバータ
を組み合わせることによって、通常のズーム域での広角
端よりも大きな画角を得るようにし、この超広角状態で
のピント合わせにコンペンセータレンズを移動させる方
式である。これによれば、従来のマクロ域でのピント合
わせ機構をそのまま超広角時のピント合わせに用いるこ
とができ、少ないコスト負担で新たな機能を付加するこ
とができるという利点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

一方、最近のビデオカメラのほとんどにはオートフォー
カス装置が組み込まれ、ピント合わせ操作は自動化され
ている。そして、上述した超広角での撮影は、従来のマ
クロ撮影と比較してかなりの頻度で利用されることが想
定されるため、超広角時のピント合わせについては自動
化しておく必要がある。この場合、通常のズーム域では
フォーカスリングの回動でピント合わせが行われるのに
対し、超広角時にはズームリングを回動してピント合わ
せを行うことになるため、ズームレンズの使用状態に応
じて適宜ピント合わせの仕方を切り換えなくてはならな
い。

〔発明の目的〕

本発明は以上のような背景を考慮してなされたもので、
通常のズーム域でのピント合わせと、超広角時のピント
合わせとを的確に切り換えられるようにしたズームレン
ズ装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、超広角化のために
光学系内に挿入されるワイドコンバータレンズと、この
ワイドコンバータレンズが使用位置に移動したことを検
出するスイッチと、ズームリングがマクロ域にあるか否
かを検知するセンサーと、前記スイッチがオン状態にあ
るときには、前記センサーからの信号を監視しながらズ
ームリングをマクロ域内で回動してコンペンセータレン
ズの移動によりピント合わせを行うフォーカスコントロ
ーラとを用いたものである。

〔作用］ ワイドコンバータレンズが光学系内に挿入されるとスイ
ッチからオン信号が得られ、超広角時のピント合わせに
切り換えられる。超広角時のピント合わせは、ズームリ
ングの回動位置に対応して得られるセンサーからの信号
を監視しながらフォーカスコントローラによって実行さ
れ、マクロ域から外れない範囲でズームリングが回動さ
れ、これに伴ってコンペンセータレンズが移動してピン
ト合わせが行われる。

以下、図示した実施例にしたがって本発明について説明
する。

〔実施例〕

本発明の一実施例を示す第１図において、このズームレ
ンズ装置はフォーカシングレンズ２を組み込んだフォー
カス鏡筒３と、バリエータレンズ４を組み込んだレンズ
枠５と、コンペンセータレンズ６を組み込んだレンズ枠
７と、レンズ枠５７の移動をガイドするガイドバー８．
９が設けられた固定の中間鏡筒ｌＯと、回転量に応じて
レンズ枠Ｊ　ｌ　　７を繰り出し制御するためのカム溝
１２゜１３を形成したカム筒１４と、ピン１４ａと切欠
き１５ａとの係合によりカム筒１４を回転させるズーム
リング１５と、マスターレンズの一部を保持し、マスタ
ーレンズ鏡筒１６に固定されるレンズ枠１７と、フォー
カスモーフ１９及びズームモータ２０を有する。

フォーカス鏡筒３の外周にはギヤ３ａが形成され、この
ギヤ３ａにはフォーカスモーフ１９で駆動されるギヤ２
１が噛合する。レンズ枠５にはガイドバー８が押通され
るガイド穴が形成されているとともに、ピン５ａ、キー
５ｂが設けられている。ピン５ａは、中間鏡筒１０の開
口１０ａを通ってカム筒１４のカム溝１２に係合され、
キー５ｂは中間鏡筒１０のキー満１０ｂに係合する。し
ンズ枠７には、前記レンズ枠５と同じように、ガイドバ
ー９が挿通されるガイド穴の他、ピン７ａ。

キー７ｂが形成され、ピン７ａは開口１０ｃを通ってカ
ム溝１３に係合し、キー７ｂはキー溝１０ｂに係合する
。

カム筒１４はズームリング１５の回動と一体となって中
間鏡筒１０の回りに回転する。ズームリング１５にはギ
ヤ１５ｂが形成され、ズームモータ２０で駆動されるギ
ヤ２２が噛合する。ズームリング１５にはブラシ２４が
固着されており、マスターレンズ鏡筒１６に取り付けら
れた摺動抵抗２５と接触するようになっている。このブ
ラシ２４と摺動抵抗２５は、ズームリング１５の回転位
置を検出するためのズーム位置センサー２８（第３図）
を構成している。

マスターレンズ鏡筒１６内にはマスターレンズが内蔵さ
れるとともに、アイリス２９が設けられている。アイリ
ス２９は、被写体輝度に応じてアイリスモータ３０によ
って駆動され、後述するイメージセンサ−に対する露光
量を適正に保つ作用を行う。

カム溝１２．１３は、概念的には第２図に示したような
形状となっている。なお、この図ではカム筒１４の回転
位置との対応を明らかにするために、カム溝１２．１３
の望遠端（始点）及び終端を一致させて表しである。カ
ム溝１２は、通常のズーム域に対応したカム部１２ａと
、マクロ域に対応したカム部１２ｂとからなり、カム筒
１４が通常のズーム域内で広角側（第１図で反時計方向
）に回転するときには、ピン５ａを介してレンズ枠５を
前方に繰り出す。そして、マクロ域で回転するときには
レンズ枠５を光軸方向には移動させない。

一方、カム溝１３は通常のズーム域のカム部１３ａとマ
クロ域のカム部１３ｂとからなり、カム筒１４が通常の
ズーム域で広角側に回転したときには、−旦レンズ枠７
を前方に繰り出した後、再び後退させる。また広角端を
越えてそのままマクロ域に回転させていったときには、
レンズ枠７は前方に繰り出されるようになるが、その終
端側ではカム筒１４の回転に対して繰り出し量は少なく
なる。

これらのカム溝１２．１３の形状によれば、カム筒１４
を通常のズーム域で望遠端から広角端に回動させてゆく
と、バリエータレンズ４の移動により連続的に変倍が行
われるとともに、コンペンセータレンズ６の移動により
変倍に伴うピント位置のずれの補償が行われる。また、
マクロ域に達すると、バリエータレンズ４は広角端位置
に止まったままでコンペンセータレンズ６だけが繰り出
され、広角端からカム溝１３の終端に至る過程で、６０
ｃｍから５ｃｍまでの近接被写体に対してピント合わせ
を行うことができるようになる。

第１図に示したように、このズームレンズ装置はフォー
カシングレンズ２の前方に、凹レンズからなるワイドコ
ンバータレンズ３５を保持したレンズ枠３６を挿入する
ことができるようになっている。このワイドコンバータ
レンズ３５が挿入されると、カム筒１４がマクロ域に回
転されているときに限り、前記広角端で得られる画角よ
りも大きい画角の超広角を得ることができる。そして、
このときのピント合わせは、コンペンセータレンズ６の
移動で行うことができる。

すなわち、カム筒１４をマクロ域で終端に向けて回転さ
せたとき、広角端からカム部１３ｂの屈曲部１３ｃまで
の間の任意の位置では、１．３ｍから無限遠の範囲の被
写体を焦点深度内にカバーするパンフォーカス状態を得
ることができる。そして、屈曲部１３ｃから終端に向か
う部分でコンペンセータレンズ６を移動させたときには
、さらに近接した１、３ｍから７ｃｍまでの近接被写体
に対してピント合わせを行うことができるようになる。

上記ズームレンズ装置を用いたビデオカメラの構成を概
略的に示した第３図において、ズームレンズ装置の結像
面にはＣＣＤ等のイメージセンサ−４０が設けられ、光
学画像を光電信号に変換する。イメージセンサ−４０か
らの光電信号はプリアンプ４１を経て映像信号処理回路
４２に入力される。映像信号処理回路４２は、入力され
た光電信号にガンマ補正１色補正等の処理を行い、また
ＮＴＳＣ方式に準拠した映像信号に変換するための処理
を行う。信号処理回路４２からの映像信号によって、フ
ァインダ用ＣＲＴ４３には被写体画像が表示され、また
録画ボタンを操作したときには記録回路４５によってビ
デオテープに記録される。

映像信号処理回路４２からは輝度信号が取り出され、合
焦検出回路４６に入力される。合焦検出回路４６は、被
写体画面の中央エリアに該当する輝度信号に基づき、前
記中央エリアの画像のもつ空間周波数を監視する。そし
て、この合焦検出装置４６は、中央エリアの画像のもつ
空間周波数がピークになるように光学系の合焦位置を探
すようになっている。このため、合焦検出装置４６には
フォーカスコントローラ４７が接続され、このフォーカ
スコントローラ４７は合焦検出装置４６からの制御信号
に応じてズームモータ駆動回路４８もしくはフォーカス
モーフ駆動回路４９を作動させ、フォーカシングレンズ
２もしくはコンペンセータレンズ６を光軸方向に進退さ
せる。

フォーカスコントローラ４７には、さらにズーム位置セ
ンサー２８から得られるズームリング１５の位置信号と
、ワイドコンバータレンズ３５が光学系内に挿入された
ことを検出するマイクロスイッチ５０からの信号が供給
されるようになっている。そして、ズームリング１５が
通常のズーム域にあるときには、フォーカスコントロー
ラ４７はフォーカスモーフ駆動回路４９を作動させ、フ
ォーカスモーフ１９を介してフォーカシングレンズ２の
移動によりピント合わせを行う。また、ズームリング１
５がマクロ域にある場合には、フォーカスコントローラ
４７はズームモータ駆動回路４８を作動させ、ズームモ
ータ２０の駆動によりズームリング１５を回動してコン
ペンセータレンズ６の移動によりピント合わせを行う。

さらにマイクロスイッチ５０からの信号により、ワイド
コンバータレンズ３５が光学系内に挿入されたことが検
出された場合には、ピント合わせはズームリング１５の
回動によって行われるようになるが、ズームリング１５
の回動範囲はマクロ域内のみに限定される。したがって
、ズームリング１５が通常のズーム域にある状態でマイ
クロスイッチ５０がオンすると、フォーカスコントロー
ラ４７はズームモータ駆動回路４８を作動させ、ズーム
リング１５をマクロ域まで強制的に回動させる。なお、
ズームモータ駆動回路４Ｂには通常のズーミング操作を
行うためのシーソースイッチ５１が設けられているが、
マイクロスイッチ５０がオンしているときには、通常の
ズーミング操作は無効化される。

以下、第３図に示したビデオカメラをもとに、本発明の
ズームレンズ装置の作用について説明する。

通常のズーム域で撮影を行う場合には、シーソースイッ
チ５１の操作に対応してズームモータ駆動回路４８が作
動し、望遠端、広角端の間で任意にズームリング１５を
回動させることができる。

ズームリング１５の回動に伴い、カム筒１４が回動し、
カム溝１２．１３によってレンズ枠５．７が光軸方向に
進退し、変倍並びに変倍に伴うピント位置のずれが補償
される。また、ズームリング１５が通常のズーム域にあ
る状態では、第４図のフローチャートに示したように、
フォーカスコントローラ４７はフォーカスモーフ駆動回
路４９を介してフォーカシングレンズ２を移動させる。

フォーカシング２の移動により、イメージセンサ−４０
上の結像状態が変化するが、この変化は合焦検出装置４
６によって空間周波数の変化として監視され、空間周波
数がピークに達したときに合焦としてピント合わせが完
了する。

フォーカシングレンズ２を最も繰り出した状態でも合焦
が得られない場合には、フォーカスコントローラ４７は
ズームモータ駆動回路４９を作動させ、ズームリング１
５をマクロ域に回動させる。

そして、以後はズームリング１５の回動によるコンペン
セータレンズ６の移動によってピント合わせが行われる
。このように、フォーカシングレンズ２によるピント合
わせで合焦が得られないときにコンペンセータレンズ６
によるピント合ねせを行うようにすると、通常のズーム
域からマクロ域にわたって連続的に、しかも自動的にピ
ント合わせを行うことができるようになる。なお、この
ピント合わせの過程でシーソースイッチ５１が操作され
た場合には、シーソースイッチ５１の操作が優先され、
ピント合わせが中断された状態でズーミング操作が行わ
れる。

超広角撮影を行うときにはワイドコンバータレンズ３５
が光学系内に挿入される。これによりマイクロスイッチ
５０がオンすると、ズーム位置センサー２８によりその
時点のズームリング１５のセット位置が検知され、通常
のズーム域にある場合にはフォーカスコントローラ４７
からの指令によりズームリング１５は強制的にマクロ域
に移動される。そして、ズームリング１５がマクロ域に
移動したのちピント合わせが行われる。このピント合わ
せは、合焦検出装置４６からの制御信号に応じてズーム
モータ駆動回路４８が作動し、マクロ撮影時のピント合
わせと同様にコンペンセータレンズ６の移動によって行
われる。

ワイドコンバータレンズ３５が光学系内に挿入され超広
角状態になると、画角が広くなるだけでなく、焦点深度
もかなり広いものになる。そして、コンペンセータレン
ズ６をカム溝１３の屈曲部１３ｃで位置決めしたときに
は、１．３ｍから無限遠までの範囲にほぼピントがあっ
たパンフォーカス状態を得ることができる。もちろん、
それよりも被写体距離が近い時には、さらにズームリン
グ１５を反時計方向に回動して、至近距離７　ｃ　ｍま
でピントを合わせることが可能である。

なお、ワイドコンバータレンズ３５を挿入したときには
、ズームリング１５の回動範囲はマクロ域にのみ制限さ
れ、シーソースイッチ５１によるズーミング操作はでき
なくなる。したがって、ズームモータ２０によらずマニ
ュアル操作でズームリング１５を通常のズーム域に回動
させたとしても、ワイドコンバータレンズ３５を光学系
内から退避させない限り、ズームリング１５はズームモ
ータ２０の駆動によりマクロ域に戻され、自動的にピン
ト合わせが行われる。

４゜ 〔発明の効果〕 以上に述べたように、本発明のズームレンズ装置では、
従来から用いられているマクロ域でのピント合わせ機構
を、ワイドコンバータレンズを付加した超広角時のピン
ト合わせに利用することができ、しかもこの超広角時に
もオートフォーカス装置を用いて自動的にピント合わせ
を行うことができるようになるから、コスト的な負担を
あまり増やすことなく、操作性にすぐれた超広角撮影機
能を付加することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を用いたズームレンズ装置の概略を示す
分解斜視図である。 第２図は第１図に示したズームレンズ装置に用いられて
いるカム溝の概念図である。 第３図は本発明のズームレンズ装置を用いたビデオカメ
ラの構成を示す概略図である。 第４図はピント合わせ処理の手順を示すフローチャート
である。 ２　・ ５　・ フォーカシングレンズ バリエータレンズ コンペンセータレンズ カム筒 ズームリング ズーム位置センサー ワイドコンバータレンズ フォーカスコントローラ マイクロスイッチ。 手続補正書 平成　２年　８月２７日 ２゜ ３゜ ４゜ 平成　２年　特許願　第１４２０６７号発明の名称 ズームレンズ装置 補正をする者 事件との関係　　　特許出願人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）望遠端から広角端までの通常のズーム域の外にマ
   クロ域が設けられ、このマクロ域でのズームリングの回
   動によりコンペンセータレンズを移動させて近接した被
   写体に対してピント合わせを行うズームレンズ装置にお
   いて、 ズームリングを前記マクロ域に回動させた状態で光学系
   内に挿入されることによって画角を広角化するワイドコ
   ンバータレンズと、このワイドコンバータレンズが光学
   系内に挿入されたときにオンするスイッチと、ズームリ
   ングがマクロ域内にあることを検知するセンサーと、前
   記スイッチからのオン信号に応答し、前記センサーから
   の信号を監視しながらズームリングをマクロ域内で回動
   してピント合わせを行うフォーカスコントローラとから
   なることを特徴とするズームレンズ装置。