(57)【要約】【課題】ズーミング操作する手の位置を変えることなく電動操作と手動操作を行うことができるズーム機能付きカメラを提供する。【解決手段】手動ズームの為のリングギャ２５ａが形成されたズーム操作リング２５と、電動ズームのためのモータ３１と、手動と電動のいずれかを選択する切替部材３５とを設ける。カム筒２３に一体に形成されたカム筒ギャ２３ａに常時噛合しモータギャ３１ａとリングギャ２５ａのいずれか一方を選択して噛合する選択ギャ２７とを備える。切替部材３５は、保持部３５ａによって選択ギャ２７と、検出部材３６とを保持する。検出部材３６は圧力センサ３７，３８を備える。検出部材３６はズーム操作リング２５に設けられた凸部２５ｂに当接してズーム操作リング２５の回転力を圧力センサ３７，３８に伝達する押圧部材３９を揺動自在に保持する。【選択図】図２
2008058914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの移動レンズを含む複数のレンズからなるズームレンズが組み込まれ、前記移動レンズのレンズ筒とカム機構を介して係合するカム筒を有し、前記カム筒の回転により前記移動レンズを光軸方向に移動させて他のレンズとの間隔を変化させることによって焦点距離の変倍を行うズーム機能付きカメラにおいて、
前記カム筒に回転力を与えるモータと、
前記鏡胴の外周部に回転自在に配置され、その操作量に応じて前記カム筒を回転させるズーム操作リングと、
前記ズーム操作リングの回転を電気信号に変換して出力するセンサと、
前記ズーム操作リングの回転を前記カム筒に伝達して前記カム筒を回す手動ズーム位置と、前記センサの出力によって前記モータを回転させて前記カム筒を回す電動ズーム位置のいずれか一方を選択する切替手段とを備えたことを特徴とするズーム機能付きカメラ。
【請求項２】
前記切替手段は、
前記カム筒に一体に形成されたカム筒ギャと常時噛合し前記ズーム操作リングの内側に一体に形成されたリングギャと前記モータギャとのいずれか一方と選択的に噛合する選択ギャと、
前記ズーム操作リングの回転をセンサに伝える係合位置と、ズーム操作リングの回転をセンサが受けない乖離位置との間で移動可能な検出部材と、
前記モータへの電源供給をオン／オフするスイッチと、
一体に形成されたスイッチ押圧部によって前記スイッチをオンすると伴に前記選択ギャが前記モータの回転を出力するモータギャと噛合し前記検出部材が前記係合位置となる第１操作位置と、前記スイッチがオフすると伴に前記選択ギャが前記リングギャと噛合し前記検出部材が前記乖離位置となる第２操作位置との間で移動可能な切替部材とによって構成されたことを特徴とする請求項１記載のズーム機能付きカメラ。
【請求項３】
前記センサは前記ズーム操作リングの回転量を電気信号に変換して出力する角度センサであることを特徴とする請求項１または２記載のズーム機能付きカメラ。
【請求項４】
前記センサは前記ズーム操作リングの回転力を受けて電気信号を出力する圧力センサであることを特徴とする請求項１または２記載のズーム機能付きカメラ。
【請求項５】
前記圧力センサは圧電素子であることを特徴とする請求項４記載のズーム機能付きカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレンズ駆動装置に係り、特に、ズームレンズのズーミングを手動または電動のいずれでも操作できるようにしたズーム機能付きカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体の大きさを変えて撮影することができるズームレンズ鏡胴を備えたデジタルカメラ等の撮像装置において、レンズの焦点距離を変えて撮影する大きさを変化させるズーミングのためのレンズ駆動方法には、レンズ鏡胴部に装着され一部が外装面に露呈し回転自在に操作可能としたズーム操作リングを手動にて回転させてレンズの焦点距離を変化させる方法と、内蔵したモータによってズームレンズの外周に配置されたカム筒を回転させてレンズの焦点距離を変化させる方法とがある。
【０００３】
このうちモータを内蔵したものはレンズ鏡胴部にドライブユニットと呼ばれるレンズ駆動装置を取付けたものだが、中にはモータによるレンズ駆動装置と手動操作のためのズーム操作リングの両方を備えたズームレンズ鏡胴あるいはズーム機能付きカメラがある。このような手動と電動の両方でレンズ駆動を行うことが出来るレンズ鏡胴には、手動のためのズーム操作リングと電動のためのズーム操作ボタンとが設けられ、更にこれらのモードを選択する切替部材が設けられている。
【０００４】
ここでレンズ操作における手動と電動の切替えを切替部材で行うことが煩わしいとして、電動操作に引き続き手動操作が行われた時には手動操作用のズームリングが操作されたことを検知して強制的にモータを停止し手動操作に切替える方法が下記特許文献１に示されている。
【０００５】
また下記特許文献２には、回転角および回転速度を検知するセンサを複数個設けた操作リングを手動にて回転させ、パワーズームの回転速度を変化させる方法が開示されている。この方法は操作リングを回転させるという手動操作の特徴を残し、操作速度を自在に変化させることを可能にしている。またこの他に押しボタンを押している時間を検知して行う方法についても開示している。
【特許文献１】特開２０００−２２１３８３号公報
【特許文献２】特開平０６−１６０６９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来例はいずれもズーミングを速くしたりゆっくり微細な調節をしたりすることをスムーズに行いたいというものである。しかしながら前述の特許文献１の方法ではモータドライブをする時の電動操作と細かな微調節を行う手動操作では操作部材の位置が異なるため操作のための手の位置を変えなければならず、カメラのフレーミングの安定を考えると好ましいとはいえない。
【０００７】
また上記特許文献２に示されたズーミングの操作方法では、ズームリングの回転を増速しているのと同じであり、高速ズーミングではボタンを押すだけの方法より遅く、微調節を行うときは手動操作より反応が遅いという問題がある。また押しボタンを押す方法では前述の手の感触による操作のような繊細なコントロールは出来ないことは言うまでもない。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑み、撮影レンズの焦点距離調節の方法を高速且つ定速でズーミングするモータによる方法と手の感触による微細な調節ができる手動操作リングによる方法の両方を選択切替え可能とし、更に前記２つの方法を切替えた場合にもズーミングのための操作部材を持ち替えることを不要とし、安定したフレーミングを維持できるズーム機能付きカメラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
カム筒を回転することによって焦点距離が変化するズームレンズを手動と電動のいずれでも駆動できるようにするため、一部が外装面に露呈し回転自在に操作可能としたズーム操作リングと、前記カム筒に回転力を与えるモータと、前記手動と電動のいずれかを選択する切替手段とを備える。
【００１０】
前記カム筒にはカム筒ギャを一体に形成し、前記モータの回転軸にモータギャを設け、前記ズーム操作リングの内側にリングギャを設ける。そして前記カム筒ギャに常時結合し前記モータギャと前記リングギャのいずれか一方を選択して噛合する選択ギャとを備える。また前記モータへの電源供給をオン／オフするスイッチを設ける。
【００１１】
前記ズーム操作リングの回転力を受けて前記回転力を電気信号に変換して出力する圧力センサを備え、前記ズーム操作リングに一体に形成された凸部に圧力センサが当接する係合位置と、前記凸部に圧力センサが当接しない乖離位置との間で移動可能な検出部材を設ける。
【００１２】
前記選択ギャと前記検出部材とを保持し、一体に形成されたスイッチ押圧部によって前記スイッチをオンする第１操作位置とオフする第２操作位置との間で移動可能な切替部材を設ける。前記第１操作位置では前記選択ギャが前記モータギャと噛合し前記検出部材が前記係合位置となる。前記第２操作位置では前記スイッチをオフすると伴に前記選択ギャが前記リングギャと噛合し前記検出部材が前記乖離位置となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、モータによって撮影レンズの焦点距離調節を高速且つ定速でズーミングすることができ、そのズーミング速度を調節する手を操作部材から離すことなく、連続して手の感触による微細な調節が可能な手動操作に切替えることができるので、撮影フレーミングの安定した継続が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下添付図面に従って本発明によるズーム機能付きカメラの好ましい実施の形態について説明する。図１にカメラ１０の斜視外観図を、図２にレンズ鏡胴１２の構成を示す。
【００１５】
ズームレンズ１６を構成する複数のレンズ群のうち少なくとも１つは移動レンズであり、移動レンズのレンズ筒１８に埋設されたピン１８ａがカム筒２３の内壁に設けられたカム溝と係合し、カム筒２３の回転によって前記移動レンズを光軸方向に移動させて他のレンズとの間隔を変えることによって撮影レンズの焦点距離を変化させる所謂ズーミングを行う。
【００１６】
ズームレンズ鏡胴１２に設けられた切替部材３５は保持部３５ａによって選択ギャ２７と検出部材３６を保持し、モータによる電動ズーム位置である第１操作位置と手動操作位置である第２操作位置との間を移動可能となっている。切替部材３５が第２操作位置にあり手動によるズーミングが行われる時のギャの関係を図３に示す。検出部材３６はズーム操作リング２５に設けられた凸部２５ｂと係合しない乖離位置にある。切替部材３５にはスイッチ押圧部３５ｃが設けられている。切替部材３５の保持部３５ａによって選択ギャ２７と圧力センサ３７および３８を備えた検出部材３６が取付けられており、選択ギャ２７は切替部材３５によってその位置を変えられる。
【００１７】
前記選択ギャ２７はズーム操作リング２５に一体に形成されたリングギャ２５ａと噛合する位置にある。この時、前記選択ギャ２７は前記切替部材３５によってその位置を変えられても常に前記カム筒２３に一体に形成されたカム筒ギャ２３ａと噛合しているので、前記ズーム操作リング２５を回転させると前記選択ギャ２７が回転し、前記カム筒ギャ２３ａを回転させる。これによって前記カム筒２３が回転することにより前記レンズ筒が前後に移動して撮影レンズのズーミングが行われる。
【００１８】
次に前記切替部材３５を第１操作位置にした時の状態を図４，５に示す。前記切替部材３５に設けられているスイッチ押圧部３５ｃは、前記切替部材３５の第２操作位置から第１操作位置への移動によってスイッチ３３をオンにする。これによってモータ３１の駆動回路の電源がオンする。前記選択ギャ２７は前記切替部材３５によってその位置を変えられ、前記リングギャ２５ａとの噛合を解除しモータギャ３１ａと噛合する。
【００１９】
検出部材３６に僅かに揺動可能に設けられた押圧部材３９はズーム操作リング２５に設けられた凸部２５ｂと当接する係合位置にあり、前記ズーム操作リング２５が前記押圧部材３９の揺動範囲以上に大きく動くことを阻止している。ここで前記ズーム操作リング２５を矢印方向（図４参照）に回すと、前記凸部２５ｂが前記押圧部材３９を押して前記押圧部材３９を前記検出部材３６に備えられた圧力センサ２７に押し付ける。前記ズーム操作リング２５に加えられた回転力は圧力センサ２７に伝わり、圧力センサ２７は前記回転力に応じた大きさの電気信号を出力する。前記圧力センサが出力した電気信号の大きさに応じた電流がモータ３１に流れモータ３１が回転する。モータ３１の回転はモータギャ３１ａ、選択ギャ２７を介してカム筒ギャ２５ａに伝わりカム筒２５回す。これによって撮影レンズは焦点距離が長くなる方向に変化する。
【００２０】
次に前記ズーム操作リング２５を図５に示す矢印方向に回すと、前記凸部２５ｂが前記押圧部材３９を押して前記押圧部材３９を前記検出部材３６に備えられた圧力センサ２８に押し付ける。前記ズーム操作リング２５に加えられた回転力は圧力センサ２８に伝わり、圧力センサ２８は前記回転力に応じた大きさの電気信号を出力する。
【００２１】
前記圧力センサ２８の出力によってモータ３１は圧力センサ２７が出力した時とは逆方向に回転する。これによって撮影レンズは焦点距離が短くなる方向に変化する。この時前記圧力センサに加えられた圧力と前記撮影レンズのズーミングの速さとの関係は、例えば図６に示す(a)のような直線的関係であっても良いし、圧力が大きい程加速度的に早くなる(b)のようにしても良い。
【００２２】
前記圧力センサ３７および３８には、圧電セラミックやピエゾフィルムなどの圧電素子を用いる。あるいはピエゾ抵抗型半導体圧力センサや水晶圧力センサ、静電容量型圧力センサなどを用いても良い。
【００２３】
ズーミングによって変化する焦点距離は、カム筒２３に設けられた位置検出装置（図示せず）によって常に検出監視され、図７に示すように鏡胴概観部に液晶あるいは電子ペーパーなどで表示するとともに、カメラ背面側のディスプレイパネルやファインダー内にも同様に表示すると良い。更にこの表示する焦点距離は、カメラ本体に設けられたイメージセンサのサイズの影響を受けないように、３５ｍｍフィルムサイズに換算した値で表示するための情報をカメラ本体側から受信して、常に補正した値を表示するようにすると良い。
【００２４】
ここで本発明によるカメラの撮影手順を図８に示すフローチャートによって説明する。カメラの電源スイッチが入るとカメラ内のマイコンのプログラムによって電動か手動かが判断される。ここで前記切替部材３５が第1操作位置にあるとスイッチ３３はオンとなっており、前記ズーム操作リング２５は前記押圧部材３９によってその回転を概略ロックされている。選択ギャ２７はモータギャ３１ａと噛合しており、モータ３１の回転はカム筒ギャ２３ａに伝わりカム筒２３が回される。
【００２５】
前記ズーム操作リング２５に回転力が加わらない状態では、前記圧力センサ３７および３８の出力はともに０であるから、モータ３１は回転しない。前記ズーム操作リング２５に回転力を加えると前記圧力センサ３７あるいは３８が回転力に応じた大きさの電気信号を出力しモータ３１が回転する。モータ３１が回り撮影レンズのズーミングが行われる。撮影レンズは前記圧力センサ３７あるいは３８の出力がある限りズーミングするが、レンズが最望遠位置（Ｔ端）あるいは最広角位置（Ｗ端）になった時は停止して次の指示を待つ。
【００２６】
ここで撮影者が被写体のフレーミングを手動ズームによって微調整したい場合、前記切替部材３５を第２操作位置に移動させる。この時前記切替部材３５は前記ズーム操作リング２５の近くに配置されているため（図１参照）、例えば親指を少し動かすだけで良い。そしてモータ３１のスイッチ３３はオフとなり、前記押圧部材３９は前記凸部２５ｂから離れズーム操作リング２５の回転のロックを解除する。前記選択ギャ２７は前記モータギャ３１ａとの噛合を解除し前記リングギャ２５ａと噛合する。これによって前記ズーム操作リング２５を回転操作することで前記カム筒２３が回転し、手の感触による細かなズーミングを行うことができる。
【００２７】
撮影の構図が決まったらシャッタボタンを押すとＡＥ／ＡＦによって絞り／シャッタ速度／レンズのピント位置が決まり、続いて撮影が行われ、被写体画像が記録される。
【００２８】
ここで前述の実施形態では、ズーム操作リングの回転力を圧力センサで受けて、これを電気信号に変換してモータの回転を制御したが、圧力センサに代えて角度センサを用いても良い。角度センサとしては、ズーム操作リングにブラシを設けて鏡胴内に固定したゼブラパターンと接触させることでその回転角を検出する方法でも良いし、ズーム操作リングに設けたゼブラパターンをフォトカプラで検出検出する方法でも良い。あるいはその他のエンコーダでも良い。
【００２９】
以上説明したように本発明によるズーム機能付きカメラによれば、撮影レンズの焦点距離調節の方法を高速且つ定速で安定したズーミングを行うモータによる方法と手の感触による微細な調節ができる手動操作リングによる方法の両方を選択切替え可能とし、且つ前記２つの方法を切替えた場合にもズーミングのための操作部材を持ち替える必要がないため、安定したフレーミングを維持可能なズーム機能付きカメラを提供することができる。
【００３０】
また前記切替部材３５によって電動操作と手動操作の選択切替をしたが、これを静止画撮影と動画撮影の選択切替に用いても良い。この場合、動画撮影時は電動によるズーミング操作、静止画撮影時は手動によるズーミング操作とすると良い。更に光学ズームと電子ズームを組み合わせても良い。静止画撮影時は光学ズームのみで手動によるズーミング操作とし、動画撮影時は光学ズーム＋電子ズームとして撮影倍率を大きくし電動によるズーミング操作とすると良い。
【００３１】
静止画撮影時は光学ズームのみで手動操作とし、動画撮影時は光学ズーム＋電子ズームとして電動操作とした場合の撮影レンズの焦点距離の変化を図９および図１０に夫々示す。静止画撮影時は、カム筒の回転に伴って光学ズームレンズの焦点距離がＷ端（２４ｍｍ）からＴ端（２００ｍｍ）まで変化する。動画撮影時は、光学ズームレンズが変化する（図１０(イ) 参照）のと同時に電子ズーム倍率もＷ端（×１）からＴ端（×２）まで変化（図１０(ロ) 参照）し、その結果見かけ上の焦点距離はＷ端（２４ｍｍ）からＴ端（４００ｍｍ）まで連続的に変化（図１０(ハ)参照）することになる。
【００３２】
以上説明した静止画と動画を切替えて撮影する場合においてもカメラを持ち替える必要がなく、同じフレーミングを維持したまま、静止画と動画を随時切替えて撮影することができる。このように本発明の内容はいろいろな応用が考えられ、周知技術との組み合わせによって更に利用の可能性が広がることが予測される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による実施の形態であるズーム機能付きカメラの斜視外観図。
【図２】ズームレンズ鏡胴の構造図。
【図３】手動ズーム選択時のギャの関係を示す図。
【図４】電動ズームによりＴ側へズーミングする時のギャの関係を示す図。
【図５】電動ズームによりＷ側へズーミングする時のギャの関係を示す図。
【図６】圧力センサに加えられた圧力と撮影レンズのズーミングの速さの関係を表わすグラフ。
【図７】ズームレンズ鏡胴を上から見た図。
【図８】本発明による実施の形態であるズーム機能付きカメラの撮影手順のフローチャート。
【図９】静止画撮影時の焦点距離の変化を示すグラフ。
【図１０】動画撮影時の焦点距離の変化を示すグラフ。
【符号の説明】
【００３４】
１０  カメラ
１２  ズームレンズ鏡胴
２３  カム筒
２３a  カム筒ギャ
２５  ズーム操作リング
２５ａ  リングギャ
２５ｂ  凸部
２７  選択ギャ
３１  モータ
３１ａ  モータギャ
３５  切替部材
３５ａ  保持部
３６  検出部材
３７，３８  圧力センサ
３９  押圧部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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