(57)【要約】【課題】ガタとりばねなどの付勢部材を用いることなく可動レンズ群の重力による落ち込みに起因する不都合を解消する。【解決手段】光軸方向に移動可能な可動レンズを含む撮影光学系と、可動レンズを駆動するレンズ駆動装置と、撮影光学系の光軸の水平に対する傾きを検出する検出計と、レンズ駆動指令に応答してレンズ駆動装置を制御するとともに、この制御とは別に、検出計の検出結果に基づいて、可動レンズの重力による移動分を相殺すべくレンズ駆動装置を制御する制御装置とを具備する。例えば、検出計が検出した傾き角に応じて可動レンズの重力による移動分を相殺するためのレンズ駆動量を演算し、そのレンズ駆動量に基づいてレンズ駆動装置を制御する。【選択図】        図４
2004348034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸方向に移動可能な可動レンズを含む撮影光学系と、
前記可動レンズを駆動するレンズ駆動装置と、
前記撮影光学系の光軸の水平に対する傾きを検出する検出計と、
レンズ駆動指令に応答して前記レンズ駆動装置を制御するとともに、該制御とは別に、前記検出計の検出結果に基づいて、前記可動レンズの重力による移動分を相殺すべく前記レンズ駆動装置を制御する制御装置とを具備することを特徴とするカメラ。
【請求項２】
前記制御装置は、前記検出計が検出した傾き角に応じて前記可動レンズの重力による移動分を相殺するためのレンズ駆動量を演算する演算部を含み、該レンズ駆動量に基づいて前記レンズ駆動装置を制御することを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項３】
撮影準備信号および撮影開始信号を出力する操作装置を有し、
前記制御装置は、撮影開始信号が出力されずに撮影準備信号が出力されている間は繰り返し前記検出計の検出結果に基づく前記レンズ駆動装置の制御を繰り返すことを特徴とする請求項１または２に記載のカメラ。
【請求項４】
光軸方向に移動可能な可動レンズを含む撮影光学系と、
該撮影光学系の光軸の水平に対する傾きを検出する検出計と、
該検出計の検出結果をカメラ側に出力する出力装置とを具備することを特徴とするカメラ用交換レンズ。
【請求項５】
光軸方向に移動可能な可動レンズを含む撮影光学系と、
該撮影光学系の光軸の水平に対する傾きを検出する検出計と、
該検出計が検出した傾き角に応じて前記可動レンズの重力による移動分を相殺するためのレンズ駆動量を演算する演算装置と、
該演算装置の演算結果をカメラ側に出力する出力装置とを具備することを特徴とするカメラ用交換レンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光軸方向に移動可能な可動レンズを有するカメラおよび交換レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動焦点調節カメラでは、撮影レンズの光軸が水平に対して傾くと、フォーカスレンズ群がレンズ駆動機構等のガタの分だけ重力によって光軸方向に落ち込み、これが焦点調節精度の悪化をもたらすことがある。そこで従来は、フォーカスレンズ群をガタとりばねにより常に光軸一方向に付勢し、フォーカスレンズ群の重力による移動を抑制している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０９−１７９０１０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したガタとりばねをレンズ鏡筒内に設けると、レンズ鏡筒の大型化が余儀なくされる。またガタとりばねの付勢力は、その付勢力に抗してレンズ群を駆動する際に駆動負荷となり、特にステッピングモータをレンズ駆動源とした場合にモータが脱調するおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、ガタとりばねなどの付勢部材を用いることなく可動レンズ群の重力による落ち込みに起因する不都合を解消したカメラおよび交換レンズを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１〜３の発明に係るカメラは、光軸方向に移動可能な可動レンズを含む撮影光学系と、可動レンズを駆動するレンズ駆動装置と、撮影光学系の光軸の水平に対する傾きを検出する検出計と、レンズ駆動指令に応答してレンズ駆動装置を制御するとともに、この制御とは別に、検出計の検出結果に基づいて、可動レンズの重力による移動分を相殺すべくレンズ駆動装置を制御する制御装置とを具備する。
特に請求項２の発明は、検出計が検出した傾き角に応じて可動レンズの重力による移動分を相殺するためのレンズ駆動量を演算する演算部を含み、レンズ駆動量に基づいてレンズ駆動装置を制御するようにしたものである。
請求項３の発明は、撮影準備信号および撮影開始信号を出力する操作装置を有し、撮影開始信号が出力されずに撮影準備信号が出力されている間は繰り返し検出計の検出結果に基づくレンズ駆動装置の制御を繰り返すようにしたものである。
請求項４の発明に係るカメラ用交換レンズは、光軸方向に移動可能な可動レンズを含む撮影光学系と、撮影光学系の光軸の水平に対する傾きを検出する検出計と、検出計の検出結果をカメラ側に出力する出力装置とを具備する。
請求項５の発明に係るカメラ用交換レンズは、上記撮影光学系と、検出計とを有するとともに、検出計が検出した傾き角に応じて前記可動レンズの重力による移動分を相殺するためのレンズ駆動量を演算する演算装置と、演算装置の演算結果をカメラ側に出力する出力装置とを具備する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１〜図４により本発明をデジタルスチルカメラに適用した場合の一実施形態を説明する。
図１は本実施形態におけるるデジタルスチルカメラの概略側面図である。カメラ本体１０内に配置された基板１１には、ＣＣＤ等の撮像素子１２が支持されるとともに、撮影レンズ鏡筒２０の基端部が固定されている。レンズ鏡筒２０内の３つのレンズ群２１〜２３は、いずれも独立で光軸Ｘ方向に移動可能な可動レンズ群で、レンズ群２１，２２の移動によりズーム動作が、レンズ群２３の移動によりフォーカス動作がなされる。
【０００８】
またカメラ本体１０には傾斜センサ１３が設けられている。傾斜センサ１３は、光軸Ｘが水平に対して傾くようなカメラ（レンズ鏡筒）の傾き角を検出するもので、例えば静電容量式のものが用いられる。少なくともカメラを横位置で構えたときと縦位置で構えたときとで、上記光軸の傾きを検出できるようにすれば、カメラが光軸回りに傾いた姿勢でも光軸Ｘの水平に対する傾き角が検知できる。なお、傾斜センサ１３をカメラ本体１０に設けたが、レンズ鏡筒２０に設けてもよい。
【０００９】
図２はカメラの制御系のブロック図であり、本発明に関わる構成のみを示している。ＣＰＵ３１には、上述した傾斜センサ１３と、焦点検出センサ３２と、レンズ群２３を光軸Ｘ方向に駆動するためのフォーカスモータ３３と、レンズ群２１，２２を光軸Ｘ方向に駆動するためのズームモータ３４（いずれもステッピングモータ）と、不図示のレリーズボタンの半押し操作に応答してオンする半押しスイッチＳＷ１と、レリーズボタンの全押し操作に応答してオンする全押しスイッチＳＷ２と、メモリ３５とが接続されている。半押しスイッチＳＷ１のオンが撮影準備信号の出力に、全押しスイッチＳＷ２のオンが撮影開始信号の出力に相当する。
なお、ズーム駆動機構やフォーカス駆動機構は、カムとカムフォロアによるカム駆動方式でもよいし、ねじとナットによるねじ駆動方式でもよく、その駆動方式は問わない。
【００１０】
ここで、上述した光軸Ｘの水平に対する傾きは、レンズ群２１〜２３の重力による光軸Ｘ方向の動きをもたらす。すなわち、レンズ群２１〜２３を駆動するためのズーム駆動機構やフォーカス駆動機構には、例えばカム駆動方式であればカムとカムフォロアとの間のガタ、ねじ駆動方式であればバックラッシュが存在する。このため光軸Ｘが水平に対して傾くようにカメラを傾けると、その傾き量および方向に応じてレンズ群２１〜２３がガタの範囲内で光軸Ｘ方向に落ち込む。図３は両極端の場合を示し、（ａ）のように鏡筒先端が完全に下を向いているときは、レンズ群２１〜２３の重力による鏡筒先端側への落ち込み量はガタ相当分に達し、最も大きくなる。また（ｂ）のよう鏡筒先端が完全に上を向いているときは、逆に鏡筒基端側への落ち込み量が最も大きくなる。
【００１１】
そして、フォーカスレンズ群２３の重力による落ち込みによりバックフォーカスＢｆ（図１）にずれが生じ、カメラ姿勢によっては合焦動作を行ってもピントが合わなくなる可能性がある。そこで本実施形態では、上述した傾斜センサ１３によりカメラ（光軸Ｘ）の傾きを検出し、その傾きから重力によるレンズ群２３の落ち込み量、つまりバックフォーカスＢｆのずれ量を求め、そのずれ量に相当する量だけフォーカスレンズ群２３を光軸Ｘ方向に引き上げることで、バックフォーカスのずれを相殺するようにした。
【００１２】
具体的には、まずカメラのメモリ３５に、光軸Ｘの傾き量と上記ずれを相殺するためのレンズ駆動量とを対応づけたテーブルを格納しておく。光軸Ｘの傾きは、例えば水平を０として、鏡筒先端が上方に向く方向の傾きと下方に向く方向の傾きとで符号を変えるようにしておき、またレンズ駆動量も鏡筒先端側への移動と基端側への移動とで符号を変えるようにしておけばよい。光軸Ｘの上方への傾き角が大きいほどフォーカスレンズ群２３の鏡筒先端側への駆動量は大きくなり、光軸Ｘの下方への傾き角が大きいほど鏡筒基端側への駆動量は大きくなる。フォーカスモータ３３としてステッピングモータを用いている場合には、レンズ駆動量としてモータに与えるパルス数を格納すればよい。
【００１３】
ここで、光軸Ｘの傾き角と重力によるレンズ移動量との関係は、鏡筒やレンズ保持部材の構成、フォーカス駆動方式といった種々の要因によって異なる。このため、上記テーブルに格納する数値は、予め機種ごとに実験により求めることが望ましい。機種ごとではなく個々のカメラに対して個別にテーブルを作成するようにすれば、より厳密な調整が行える。
【００１４】
図４は動作の一例を示すフローチャートである。
ＣＰＵ３１は、半押しスイッチＳＷ１のオンに応答してプログラムを起動し、まず焦点検出センサ３２の出力を読み込む（ステップＳ１）。次いでその出力に基づいてフォーカスモータ３３を駆動し、フォーカスレンズ群２３を光軸方向に移動させて合焦動作を行う（ステップＳ２）。続いて傾斜センサ１３の検出出力である光軸Ｘの水平に対する傾きを読み込み（ステップＳ３）、その傾きに基づいて上記テーブルからレンズ駆動量を求め、求めたレンズ駆動量だけフォーカスモータ３３によりフォーカスレンズ群２３を光軸方向に引き上げる（ステップＳ４）。
【００１５】
その後、ステップＳ５で全押しスイッチＳＷ２がオンするか、ステップＳ６で半押しスイッチＳＷ１がオフするまでステップＳ１〜Ｓ４の処理を繰り返す。全押しスイッチＳＷ２がオンすると撮影処理（ステップＳ７）を行って処理を終了させ、半押しスイッチＳＷ１がオフするとそのまま処理を終了させる。
【００１６】
このように本実施形態では、レリーズボタンが半押し操作されている間は、合焦動作に加えて光軸の傾きに応じたレンズ駆動、つまりフォーカスレンズ群の重力による落ち込みを相殺する補正が繰り返し行われるため、半押し中にカメラの姿勢を変えてもレンズ群の落ち込みによるピントずれは発生しない。そして、かかる制御を行うことによりレンズ群を付勢するガタとりばねは不要となり、レンズ鏡筒の小型化が図れるとともに、フォーカスモータ３３としてステッピングモータを用いた場合でも脱調を防止できる。
【００１７】
なお以上では、半押し中に合焦動作と光軸の傾きに応じたレンズ駆動とを繰り返す例を示したが、半押しタイマを有するカメラでは、半押し操作が解除された後も半押しタイマが切れるまではこれらの動作が繰り返し行われることになる。また、一度合焦するとフォーカスレンズ群を固定するいわゆるフォーカスロックを行うモードであっても、フォーカスロックしたまま光軸の角度が変わることがあり得るので、光軸の傾きに応じたレンズ駆動は繰り返し行うことが望ましい。
【００１８】
さらに以上では、光軸の傾き角に応じてレンズ駆動量を大きくするようにしたが、より簡易的な方法として、光軸が水平に対して傾いた場合に予め決められた量だけフォーカスレンズ群を移動させるようにしてもよい。この場合は傾きの有無のみ検出すればよい（傾き角までは検出しなくてもよい）ため、傾斜センサに変えて水銀スイッチ等を用いてもよい。あるいは、光軸が多少傾いただけではレンズ群が重力によって移動するおそれのないものでは、光軸が大きく傾いたときのみ上述の制御を行うようにしてもよい。
【００１９】
また、図１では撮像素子１２とレンズ鏡筒２０とが同一の基板１１に一体に支持されているため、たとえ基板１１が取付ガタによって重力方向に落ち込こんでも、それ自体はバックフォーカスＢｆのずれをもたらさない。ただし、鏡筒が撮像素子とは別の支持部材に支持されている場合には、上記フォーカスレンズ群の落ち込みに加えて、鏡筒のカメラ本体に対する落ち込みをも考慮して上記テーブルを作成する必要がある。なお、テーブルの代わりに演算式を格納しておき、その演算式に傾き角を代入するとレンズ駆動量が算出されるよう構成してもよい。
【００２０】
さらにフォーカシングにおけるバックフォーカスのずれについて説明したが、ズームレンズ群に対しても適用可能である。例えば、ユーザによって設定された倍率で撮影するモードでは、カメラはその倍率を得るための焦点距離を被写体距離から演算し、その焦点距離となる位置にズームレンズ群を自動的に移動させる。このような場合、ズームレンズ群の初期位置が上記重力による落ち込みによってずれていると、所望の焦点距離とならない。この問題は本発明を適用することで解決できる。
【００２１】
また本願発明は、デジタルスチルカメラに限定されず、銀塩カメラやビデオカメラ、あるいはカメラ用交換レンズにも適用可能である。交換レンズの場合には、上述した傾斜センサなどの検出計を設け、その検出出力をカメラ側に出力可能に構成すれば、カメラ側で上記の制御を行わしめることができる。あるいは、検出計が検出した傾き角に応じて、可動レンズの重力による移動分を相殺するためのレンズ駆動量を演算する処理まで交換レンズ側で行わせるよう構成してもよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明に係るカメラによれば、撮影光学系の光軸の水平に対する傾きを検出し、検出計の検出結果に基づいて可動レンズを駆動することで、可動レンズの重力による移動分を相殺するようにしたので、可動レンズの重力による落ち込みに起因する不都合が解消できる。
本発明に係るカメラ用交換レンズによれば、光軸の水平に対する傾きを検出計を設け、その検出結果、または検出結果によって演算されたレンズ駆動量をカメラ側に出力可能としたので、カメラ側に検出計を設けずとも請求項１の制御を行わしめることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるデジタルスチルカメラの概略構成図。
【図２】上記カメラの制御系のブロック図。
【図３】レンズ群の重力による落ち込みを説明する図。
【図４】動作の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
１０  カメラ本体
１１  基板
１２  撮像素子
１３傾斜センサ
２０  撮影レンズ鏡筒
２１，２２  ズームレンズ群
２３  フォーカシングレンズ群
３１  ＣＰＵ
３２  焦点検出センサ
３３  フォーカスモータ
３４  ズームモータ
３５  メモリ
Ｘ  光軸
【図１】
2004348034.tif 000003
【図２】
2004348034.tif 000004
【図３】
2004348034.tif 000005
【図４】
2004348034.tif 000006