(57)【要約】【課題】高精度なバックフォーカス調整制御を行うことができ、ユーザーにおけるバックフォーカス調整作業を不要とすることができるとともに、撮影システムの携帯機動性を向上させることのできるレンズ装置およびこれを備えた撮影装置を提供する。【解決手段】リアフォーカス及びフロントフォーカスともに可能なレンズ装置であって、リアフォーカス時にはピント調整のためのフォーカス及びズーム操作に伴って駆動され、且つフロントフォーカス時にはバックフォーカス調整を行うことができる調整レンズと、調整レンズを駆動するアクチュエータと、アクチュエータを制御する制御手段とを有し、フロントフォーカス時のバックフォーカス調整動作は自動で行う構成としている。【選択図】図１
2004094148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リアフォーカス及びフロントフォーカスともに可能なレンズ装置であって、
前記リアフォーカス時にはピント調整のためのフォーカス及びズーム操作に伴って駆動され、且つ前記フロントフォーカス時にはバックフォーカス調整を行うことができる調整レンズと、
前記調整レンズを駆動するアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御する制御手段とを有し、
前記フロントフォーカス時の前記バックフォーカス調整動作は自動で行うことを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記フロントフォーカス時のバックフォーカス調整機能が自動のときは、撮影装置のフランジバック情報に基づいて前記アクチュエータを駆動制御することを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記フロントフォーカス時のバックフォーカス調整機能が自動のときは、レンズ装置が組立調整時に装着された撮影装置のフランジバック情報とこのレンズ装置が装着されている撮影装置のフランジバック情報との差分に基づいて前記アクチュエータを駆動制御することを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のレンズ装置を備え、このレンズ装置を通過した撮影光束に基づいて撮影を行うことを特徴とする撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ装置およびこれを備えた例えばビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リアフォーカス方式の交換レンズ装置におけるバックフォーカス調整は、手動により行われるものが一般的である（例えば、特許文献１および２参照。）。
【０００３】
一方、フロントフォーカス式交換レンズ装置では、ズーミングによるピント面の移動が生じないが、製造誤差や、レンズ装置内の温度およびこのレンズ装置が装着されるカメラ本体の温度によってピント面の移動が生じ得るので、バックフォーカス値の変動を補正するために、バックフォーカス調整機構が設けられる場合がある。
【０００４】
図５には、フロントフォーカス式交換レンズ装置に手動のバックフォーカス調整機構を設けた場合の構成を示している。
【０００５】
この図において、１は焦点調節のための第１群レンズ、２は変倍のための第２群レンズ、３は変倍補正のための第３群レンズ、４は固定の第４群レンズ、５は５ａと５ｂから構成されるバックフォーカス調整用の第５群レンズ、６は保護防塵のための固定の第６群レンズである。
【０００６】
また、１１は第１群レンズ１を保持する第１レンズ枠で、回転することでこれに一体に設けられたヘリコイドの作用により光軸方向に進退する。
【０００７】
１２は第２群レンズ２を保持する第２レンズ枠、１３は第３群レンズ３を保持する第３レンズ枠、１４は第４群レンズ４を保持する第４レンズ枠、１５は第５群レンズ５ａ，５ｂを保持する第５レンズ枠、１６は第６群レンズ６を固定保持する第６レンズ枠である。
【０００８】
２１は第１レンズ枠１１とヘリコイド嵌合する固定筒で、２２は固定筒２１の内周に回転可能に嵌合するカム筒である。２３は第２レンズ枠１２と第３レンズ枠１３を光軸方向にガイドするＶＣバーであり、２４は第２レンズ枠１２と第３レンズ枠１３がＶＣバー２２を中心として回転することを阻止するＵバーである。
【０００９】
２５は第５レンズ枠１５の外周に嵌合してこれを保持する後群枠、２６は固定筒２１の外周に回転可能に嵌合しているズーム操作環、２７は後群枠２５の外周に嵌合する５群調整環である。
【００１０】
２８は第４レンズ枠１４の内周に嵌合して保持される絞りユニット、３１は第１レンズ枠１１の外周に、弾性変形した状態で取り付けられるズームゴム、３２は５群調整環２７が光軸方向に抜け落ちることを防止する抜け止めピン、３３は５群調整環２７を任意の位置に固定するよう径方向外側から後群枠２５を押して５群調整環２７に圧力をかけるための調整ロックピンである。
【００１１】
３４は不図示のカメラから絞りユニット２８の電源と駆動信号とを取り込むための接点ユニット、３５は不図示のカメラに装着するためのレンズバヨネットマウントである。
【００１２】
このように構成されたレンズ装置では、ズーム操作環２６が回転操作されると、カム筒２２が連動回転し、このカム筒２によって第２レンズ枠１２と第３レンズ枠１３とが光軸方向に相対移動する。これにより、ズーミングが行われる。これは、一般的なカム環のカム溝を利用したバリエータとコンペンセータの相対位置制御によるズーミングである。
【００１３】
また、第１レンズ枠１１が回転操作されると、この第１レンズ枠１１が固定筒２１とのヘリコイド作用によって光軸方向に微小移動する。これにより、フォーカシングが行われる。
【００１４】
絞りユニット２８は第４レンズ枠１４の外周に操作リングを別途設けて手動操作を行うものもあるが、本例では不図示のカメラからの信号によって自動調節される。
【００１５】
また、バックフォーカス調整時には、ユーザーは対物距離のわかる被写体を撮影しながらワイド状態にする。次に、調整ロックピン３３のネジを回して緩め、５群調整環２７を回転調節可能な状態とする。そして、ユーザーは高感度モニタなどを見て５群調節環２７を合焦位置まで回し、調整ロックピン３３のネジを回してロックする。
【００１６】
【特許文献１】
特開昭５３−１７３２９号公報
【００１７】
【特許文献２】
特開昭５９−２１４８１４号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例ではフロントフォーカスモードのときのバック調整がリアフォーカスからフロントフォーカスへのモードの変更時や温度などの環境変化があったときにその都度手動であわせなければならない。例えばリアフォーカスからフロントフォーカスにフォーカス操作方法を変更した場合に高精度での調整をユーザーが高感度のモニタ等を観察しながらバックフォーカス調整をしなくてはならないことになり、ユーザーのカメラの携帯機動性が著しく阻害されてしまうことになる。また、携帯機動性を高めるために、モノカラーの高感度ファインダーによりバックフォーカス調整をすることも考えられるが、合焦精度と色確認のためにファインダー交換という煩雑な作業が付きまとうという欠点がある。
【００１９】
さらに、昨今のイメージサイズの小型化および高画素化に伴い、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等において、ズーム、フォーカス、絞りの自動調節が主流となりつつあり、バックフォーカスについても自動調整機能が要請されている。
【００２０】
更に、バックフォーカス調整機構の有無に限らず、交換レンズとカメラとの組み合わせや温度によるカメラやレンズのバックフォーカス位置の変動により、例えば、レンズのフォーカスの距離指標が２ｍを示しているにもかかわらず、実際のピント位置は１ｍであったり、無限であったりしてしまう。また、至近端や無限端においてはピントが合うところがなくなってしまうなどということも生じ得る。
【００２１】
このため、従来のカメラではバックフォーカス位置は厳密な調整が行われている。したがって、調整には前述したような負荷から携帯機動性阻害されるだけでなく、生産においても所要時間や材質、管理などコスト的な負担が小さくない。
【００２２】
さらに、オートフォーカス機能を有するレンズにおいても、ベストピント位置がずれてしまったり、検出できなかったり、あるいは、前述した超無限余裕を持たざるを得ないため、合焦に時間がかかったりするなどの問題も生じてしまう。
【００２３】
また、ピントを固定した状態で放置した状態で撮影を行うような場合は、温度などの環境変化によるバックフォーカス位置のズレからピントずれが生じてしまう。
【００２４】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたもので、高精度なバックフォーカス調整制御を行うことができ、ユーザーにおけるバックフォーカス調整作業を不要とすることができるとともに、撮影システムの携帯機動性を向上させることのできるレンズ装置およびこれを備えた撮影装置を提供することを目的とするものである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本願発明では、リアフォーカス及びフロントフォーカスともに可能なレンズ装置であって、リアフォーカス時にはピント調整のためのフォーカス及びズーム操作に伴って駆動され、且つフロントフォーカス時にはバックフォーカス調整を行うことができる調整レンズと、調整レンズを駆動するアクチュエータと、アクチュエータを制御する制御手段とを有し、フロントフォーカス時のバックフォーカス調整動作は自動で行う構成としている。
【００２６】
このような構成としたことで、レンズ装置の組立調整時に装着された撮影装置のフランジバック情報とこのレンズ装置が（現在）装着されている撮影装置のフランジバック情報との差分や、レンズ装置の組立調整時における温度情報と使用されているときの（現在の）温度情報との差分に基づいて自動的にバックフォーカス調整が行われるようにすることで、レンズ装置の組立調整時におけるバックフォーカス位置の調整はある程度の範囲内で行えば足り、メカ的および光学的な調整を大幅に省くことが可能となる。
【００２７】
しかも、組立調整時に装着された撮影装置のフランジバック情報や組立調整時におけるレンズ装置の温度情報を記憶手段に記憶させておくことで、高精度なバックフォーカス調整制御を行うことが可能になり、ユーザーにおけるバックフォーカス調整作業を不要とすることができるとともに、撮影システムの携帯機動性を向上させることが可能となる。
【００２８】
制御手段は、フロントフォーカス時のバックフォーカス調整機能が自動のときは、撮影装置のフランジバック情報に基づいてアクチュエータを駆動制御する構成であることが好ましい。
【００２９】
すなわち、制御手段に、上記撮影装置のフランジバック情報に加え、レンズ装置のバックフォーカス情報やレンズ装置のズーム状態に応じたバックフォーカス情報に基づいてアクチュエータを駆動させるようにしてもよい。
【００３０】
なお、制御手段は、フロントフォーカス時のバックフォーカス調整機能が自動のときは、レンズ装置が組立調整時に装着された撮影装置のフランジバック情報とこのレンズ装置が装着されている撮影装置のフランジバック情報との差分に基づいてアクチュエータを駆動制御する構成としてもよい。
【００３１】
この他、上述のような構成のレンズ装置を備え、このレンズ装置を通過した撮影光束に基づいて撮影を行うことを特徴とする撮影装置を構成することもできる。
【００３２】
カメラおよびレンズおよびレンズ装置のズーム状態に応じたバックフォーカス情報は温度などの環境変化によるズレにより変化するようにすることで、異なるバック位置のカメラ及びレンズの組み合わせでかつ、温度によるバック変化が生じるような場合でも自動的に補正し、バック位置を保持できるようにするものである。
【００３３】
すなわち、本発明では、フロントフォーカス式レンズ装置において、バックフォーカス変動要因である上記各情報を収集して、バックフォーカス調整レンズの適正位置を総合的に判断し、アクチュエータ駆動によってバックフォーカス調整レンズを上記適正位置に自動的に駆動する。
【００３４】
これにより、上記変動要因によるバックフォーカス変動（ピント変動）を自動的に調整することが可能となり、ユーザーにおけるバックフォーカス調整作業を不要とすることが可能になるとともに、撮像システムの携帯機動性を向上させることが可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
図１および図２には、本発明の実施形態である撮影システムを構成するフロント及びリアフォーカス可能な交換レンズ装置を示している。
【００３６】
これらの図において、１０１は固定の第１群レンズ、１０２はフロントフォーカス時に焦点調節を、リアフォーカス時は固定とする第２群レンズ、１０３は変倍のための第３群レンズ（バリエータレンズ）、１０４は変倍補正のための第４群レンズ（コンペンセータレンズ）、１０５はリアフォーカス時にピント調整のためのフォーカス及びズーム操作に伴う駆動が可能な調整レンズとして、フロントフォーカス時はバックフォーカス調整が可能な調整レンズとなる第５群レンズ、１０６は保護防塵の役割もする固定の第６群レンズである。
【００３７】
また、２０１は第１群レンズ１０１を保持固定するための１群枠、２０２は第２群レンズ１０２を保持する２群移動枠、２０３は第３群レンズ１０３を保持する３群移動枠、２０４は第４群レンズ２０４を保持する４群移動枠、２０５は第５群レンズ１０５を保持する５群移動枠、２０６は第６群レンズ１０６を保持する裏蓋である。
【００３８】
４０５は２群移動枠２０２と５群移動枠２０５を光軸方向にガイドする第１バー、４０６は２群移動枠２０２と５群移動枠２０５が第１バー４０５を中心に回転することを阻止する第２バーである。また、４１７は３群移動枠２０３を光軸方向にガイドする第３バー、４１８は４群移動枠を光軸方向にガイドする第４バー、４１９は３群移動枠２０３と４群移動枠２０４がそれぞれ第３バー４１７と第４バー４１８を中心として回転することを阻止する第５バーである。
【００３９】
３０４は１本の直線カム溝を備え、光軸中心に回転することにより２群移動枠２０２を光軸方向に進退させるフォーカスカム環である。３０５は２本の異なる非線形カム溝を備え、光軸中心に回転することにより３群移動枠２０３と４群移動枠２０４を光軸方向に同時に進退させるズームカム環である。
【００４０】
３０３はフォーカスカム環３０４とズームカム環３０５をそれらの内径部にて回転可能に嵌合保持する固定鏡筒である。３０６は第１〜第５バー４０５，４０６，４１７，４１８，４１９を嵌合保持するとともに、固定鏡筒３０３との間でズームカム環３０５のフランジ形状部を挟み込んで、ズームカム環３０５のスラスト方向の位置決めを行うリレーホルダーである。
【００４１】
３０２は第１〜第５バー４０５，４０６，４１７，４１８，４１９を嵌合保持するとともに、固定鏡筒３０３との間でフォーカスカム環３０４のフランジ形状部を挟み込んでフォーカスカム環３０４のスラスト方向の位置決めを行う前蓋である。
【００４２】
３０１は固定鏡筒３０３に保持されるフォーカスリング押さえ、３０７はフォーカス操作リングである。３０８はフォーカスギアリング、３０９は固定鏡筒３０３に保持される中継環、３１０はズーム操作リング、３１１はズームギヤリング、３１２はリレーホルダーに保持される後部カバーである。
【００４３】
フォーカス操作リング３０７は中継環３０９に回転可能に嵌合し、フォーカスリング押さえ３０１と中継環３０９とによりスラスト方向の移動が阻止されている。
【００４４】
同様に、ズーム操作リング３１０は後部カバー３１２の外周に回転可能に嵌合し、中継環３０９と後部カバー３１２によりスラスト方向の移動が阻止されている。
【００４５】
フォーカスギアリング３０８とズームギヤリング３１１は共通部品として使用されており、フォーカス操作リング３０７とズーム操作リング３１０に結合固定されている。
【００４６】
なお、フォーカスギアリング３０８とズームギヤリング３１１は、フォーカス操作リング３０７とズーム操作リング３１０に一体に設けてもよいが、本実施形態においては、各操作リング３０７，３１０を単純な形状の金属による機械加工部品とする一方、ギヤリング３０８，３１１は複雑な形状を有し、かつインナーギヤの歯形状部の表面荒さを向上させるためにプラスチック成型品としている。
【００４７】
これにより、操作リング３０７，３１０について、偏肉による成型時のヒケを回避し、外観部品としての品質を確保することができる。
【００４８】
３１３はレンズマウントで、リレーホルダー３０６に保持固定されている。このレンズマウント３１３は、不図示のカメラマウントとバヨネット結合するものであるとともに、裏蓋２０６と接点ブロック４２５とを保持する。
【００４９】
４０２はフォーカスカムコロで、フォーカスカムビス４０１により２群移動枠２０２に固定されている。また、４１１はバリエータカムコロで、バリエータカムビス４１０により３群移動枠２０３に固定されている。
【００５０】
４１３はコンペカムコロで、コンペカムビス４１２により４群移動枠２０４に固定されている。４０３はフォーカス連動ピンで、フォーカスカム環３０４に固定されている。４０４はズーム連動ピンで、ズームカム環３０５に固定されている。
【００５１】
５０３は固定鏡筒３０３に固定されたフォーカスモータユニットであり、ステッピングモータを駆動源として有する。４０７はフォーカスモータユニット５０３の一部に回転可能に嵌合するフォーカスギヤシャフトユニット、４０８はフォーカスギヤシャフトユニット４０７の軸先端を嵌合保持するために固定鏡筒３０３に固定されているフォーカス軸受けである。
【００５２】
５０１は１群枠２０１の後部に固定されたＩＧユニットである。５０２はフォーカスロータリーポテンショメータで、ＦＰナット４２４により固定鏡筒３０３に固定されている。このフォーカスロータリーポテンショメータ５０２の回転軸にはＦＰギヤ４０９が、トガリ先形状のビスにより取り付けられている。
【００５３】
５０７は固定鏡筒３０３に固定されたズームモータユニットであり、ステッピングモータを駆動源として有する。４１６はズームモータユニット５０７の一部に回転可能に嵌合するズームギヤ、４１５はズームモータユニット５０７のズームギヤ軸先端を嵌合保持するために固定鏡筒３０３に固定されたズーム軸受けである。
【００５４】
５０６はズームロータリーポテンショメータで、固定鏡筒３０３に固定されたＺＰ台４２１にＺＰナット４２２により固定されている。このズームロータリーポテンショメータ６０６の回転軸にはＺＰギヤ４１４がトガリ先形状のビスにより取り付けられている。
【００５５】
なお、本実施形態においては、ＦＰギヤ４０９とＺＰギヤ４１４は共通部品となっている。また、ＺＰギヤ４０９の固定方法は、Ｄカットされた軸と相対する穴形状により回転止めを行うのでもよい。
【００５６】
このように構成されたレンズ装置において、フォーカスモータユニット５０３により発生される駆動力は、フォーカスギヤシャフトユニット４０７によりフォーカスギアリング３０８に設けられたインナーギヤに伝達され、さらにフォーカス連動ピン４０３を介してフォーカスカム環３０４に伝達される。これにより、フォーカスカム環３０４が回転して、このフォーカスカム環３０４の直線カム溝に沿ってフォーカスカムコロ４０２とともに２群移動枠２０２が光軸方向に進退駆動され、電動によるフォーカシングが行われる。
【００５７】
なお、手動によるフォーカシングの場合は、フォーカシング操作リング３０７に直接手動操作力が入力されるが、フォーカシングギヤシャフトユニット４０７を介してフォーカスモータユニット５０３にも操作力が逆入力されるため、フォーカスモータユニット５０３内のギヤユニットに過大な負荷がかかるのを防止する。したがって、バネスリップによるフリクション構造が設けられている。
【００５８】
フォーカスロータリーポテンショメータ５０２は、ＦＰギヤ４０９を介してフォーカシング操作リング３０７の回転角度（つまりは、フォーカス位置）を検出する。これにより、電動の場合でも手動の場合でもフォーカスポテンショメータ５０２による第２群レンズ１０２の絶対位置検出が可能であり、オートフォーカス制御に高精度で対応できる。
【００５９】
一方、ズームモータユニット５０７により発生される駆動力は、ズームギヤ４１６によりズームギヤリング３１１に設けられたインナーギヤに伝達され、ズーム連動ピン４０４を介してズームカム環３０５に伝達される。これにより、ズームカム環３０５が回転して、このズームカム環３０５の２本の非線形カム溝によりズームカムコロ４１１とコンペカムコロ４１３とともに３群移動枠２０３と４群移動枠２０４が光軸方向に進退駆動され、電動によるズーミングが行われる。
【００６０】
なお、手動によるズーミングの場合は、ズーム操作リング３１０に直接手動操作力が入力されるが、ズームギヤ４１６を介してズームモータユニット５０７にも操作力が逆入力されるため、ズームモータユニット５０７内のギヤユニットに過大な負荷がかかるのを防止するため、バネスリップによるフリクション構造が設けられている。
【００６１】
ズームロータリーポテンショメータ５０６は、ＺＰギヤ４１４を介してズーム操作リング３１０の回転角度（つまりは、ズーム位置）を検出している。これにより、電動の場合でも手動の場合でもズームポテンショメータ５０６による第３群レンズ１０３および第４群レンズ１０４の絶対位置検出が可能であり、パワーズーム制御に対応できるとともに、カメラのズーム位置表示が高精度、高分解能にて可能である。
【００６２】
次に、５群移動枠２０５の駆動制御のための構成について説明する。４２０は５群移動枠２０５に取り付けられたラック、４２３はラック４２０と５群移動枠２０５との間に発生する光軸方向のガタを除去するためのラックバネ、５０４はリレーホルダー３０６に固定されてレンズマイコン５１４（図３参照）により制御されるステッピングモータ、５０５はリレーホルダー３０６に固定されて５群移動枠２０５の初期位置検出を行うためのフォトインタラプタである。
【００６３】
ステッピングモータ５０４により発生される回転駆動力は、ラック４２０により光軸方向駆動力に変換され、５群移動枠２０５を光軸方向に進退させる。
【００６４】
ここで、ステッピングモータ５０４による５群移動枠２０５の駆動制御は、駆動パルスのカウントによる位置制御である。５群移動枠２０５には薄い遮光壁が形成されており、５群移動枠２０５の全移動範囲の略中心付近で遮光壁がフォトインタラプタ５０５を遮光する位置を初期位置とする。
【００６５】
そして、５群移動枠２０５を光学的な基準位置に駆動したのち、フォトインタラプタ５０５で検出される遮光・透光の切り替わり位置を図３に示すＥＥＰＲＯＭ５１５に書き込み、この書き込みデータに基づいて図３に示すレンズマイコン５１４により基準位置又はバックフォーカス変動要因を考慮した位置へと駆動制御する。
【００６６】
５群移動枠２０５の光学的基準位置は、以下に示すテレ・ワイドバランス出しなどを行って導き出す。はじめに、レンズ装置を無限コリメータ対応の所定の位置に固定し、フォーカス操作リング３０７を回転させて無限位置に調節する。次に、ズーム操作リング２１０をワイド端位置に回転させて、５群移動枠２０５（第５群レンズ１０５）をステッピングモータ５０４にて駆動し、ピント調整を行う。
【００６７】
次に、ズーム操作リング３１０をテレ端位置に回転させ、１群枠２０１（第１群レンズ）を回転させることでネジリードによる光軸方向の進退を行い、ピント調整を行う。
【００６８】
続いて、ズーム操作リング３１０をワイド端位置に回転させ、第５群レンズ１０５を５０４にて駆動してピント調整を行う。この時、先にワイド端にて調整した第５群レンズ１０５の位置と相違がなければ、テレ・ワイドバランス出しの完了である。相違があれば、再度、テレ端・ワイド端での調整を行い収束させる。
【００６９】
調整完了後は、１群枠２０１を接着またはビスなどを用いて固定鏡筒３０３に固定し、第５群レンズ１０５の位置が、フォトインタラプタ５０５の透光・遮光切り替わり位置からどれだけの距離離れているかをステッピングモータ５０４を駆動して確認し、この距離データとなるステップ数をＥＥＰＲＯＭ５１５に記録する。
【００７０】
この距離データは、第５群レンズ１０５の常温時における基準位置となり、この基準位置をもとに下記に示すバックフォーカス変動要因を考慮して第５群レンズ１０５の位置（つまりは、バックフォーカス）を調整する。
【００７１】
なお、本調整方法は、一例であり、他の調整方法、例えば有限距離にチャートを配置し、基準カメラを用いて行ってもよい。
【００７２】
図３には、本実施形態の撮影システムの電気的構成を示している。Ｌ００は上述したレンズ装置であり、Ｋ００はこのレンズ装置が着脱可能に装着されるビデオカメラ又はデジタルスチルカメラのカメラ本体（撮影装置）である。なお、図１および図２において説明した構成要素についてはこれら図中の符号と同符号を用いている。
【００７３】
まず、レンズ装置Ｌ００について説明する。５１１はフォーカスモータユニット５０３を駆動するためのフォーカスモータドライバ、５１２はズームモータユニット５０７を駆動するためのズームモータドライバ、５１３はステッピングモータ５０４を駆動するためのバックフォーカスモータドライバである。
【００７４】
５１４は主としてレンズ装置Ｌ００内の各センサからの情報を収集してレンズ装置Ｌ００内の各アクチュエータを制御するためのレンズマイコン（制御手段）であり、５１５はレンズ装置の個体差により生じるデータ等を記憶する書き換え可能なメモリ（以下、ＥＥＰＲＯＭと記す）である。
【００７５】
レンズ装置Ｌ００の個体差により生じるデータは、第５群レンズ１０５の光学的基準位置からフォトインタラプタ５０５の透光・遮光切り替わり位置までのステッピングモータ５０４のステップ数と方向、フォーカスロータリーポテンショメータ５０２で検出される至近端と無限端の情報と、ズームロータリーポテンショメータ５０６で検出されるワイド端とテレ端の情報と、ＩＧメータユニット５０１内に装着されているホール素子により検出される絞りオープン端およびクローズ端の情報などがある。
【００７６】
７０１はカメラ本体Ｋ００の内部に配置されたカメラ温度センサ、７０２は赤色分光プリズム、７０３は緑色分光プリズム、７０４は青色分光プリズムである。これらプリズム７０２〜７０４のそれぞれの射出面近傍位置には、撮像素子である赤色感応ＣＣＤ７０５、緑色感応ＣＣＤ７０６および青色感応ＣＣＤ７０７が配置されている。これらＣＣＤ７０５〜７０７から出力された信号は、カメラ信号処理回路７０８により映像信号に変換される。
【００７７】
７０９はカメラマイコンであり、カメラ温度センサ７０１からの情報と、カメラ信号処理回路７０８からの情報を受け取り、信号伝達用のカメラピン７１０およびレンズ接点５２０を介してレンズマイコン５１４と通信する。
【００７８】
カメラ信号処理回路７０８からの情報はＡＦ信号として必要であり、このＡＦ信号は、ステッピングモータ５０４によって第５群レンズ２０５がピント方向検出のためのウォブリング動作をした場合に、第２群レンズ１０２の駆動方向とこの第２群レンズ１０２が停止すべき位置の判断を行う場合に必要である。但し、その他にＡＦセンサが存在する場合には、必ずしもカメラ信号処理回路７０８からの情報は必要ではない。
【００７９】
なお、本実施形態では、３板式ＣＣＤを有するカメラ本体について説明しているが、単板式などその他の方式のＣＣＤを有するカメラ本体でもよい。
【００８０】
次に、カメラ本体のバックフォーカスの変動要因とレンズ装置におけるバックフォーカスの補正制御方法について説明する。
【００８１】
カメラのバックフォーカス変動要因としては、個々のカメラ本体によって異なる不図示のカメラマウントから緑色感応ＣＣＤ７０６のピント面までのフランジバックの距離がある。
【００８２】
このフランジバック距離は、個々のカメラ本体にてばらつきがあるため、レンズとの組み合わせによってはバックフォーカスの位置がずれてしまう。したがって、本実施形態では、どのようなカメラ本体とレンズとの組み合わせでもバックフォーカスが適正な位置に設定されるようにする。
【００８３】
また、カメラ本体内の温度変化によっても、上記カメラマウントから緑色ＣＣＤ７０６のピント面までのフランジバック距離が変動してしまう。このため、カメラ本体からのフランジバック情報は、温度による変動も含めた情報となる。なお、カメラ本体からのフランジバック情報は、単位をｍｍとした値でも、何らかの取り決められた値であってもよく、バックフォーカス調整時に駆動量を換算できれば特に限定されない。
【００８４】
ここで、カメラ本体のフランジバック距離のばらつきおよび温度などの環境変化によるフランジバック距離の変動によってどのような問題が生じるのかを具体的に説明する。
【００８５】
例えば、レンズのフォーカスの距離指標が２ｍを示しているにもかかわらず、実際のピント位置は１ｍであったり、無限であったりしてしまう。また、至近端や無限端においてピントが合うところがなくなってしまうなどという問題も生じ得る。このため、従来のカメラのバックフォーカス位置は厳密に調整されている。そして、これにより、生産時における所要時間や材質、管理などコスト的な負担が小さくない。
【００８６】
また、温度による補正ができないため、レンズに予め無限に対して超無限余裕を多く持たせるなどしている。
【００８７】
また、オートフォーカス機能を有する場合も、ベストピント位置がずれてしまったり検出できなかったりするおそれがある。
【００８８】
また、ピントを固定した状態で放置した後に撮影を行うような場合に、温度などの環境変化によるピント変動が生じてしまう。
【００８９】
このように、従来、交換レンズ型の撮影システムのバックフォーカスの変動に関しては的確な対応ができていないのが現状で、環境変化に弱く、精度も補償できず、低生産性、高コストといった製品上極めて好ましくない問題がある。
【００９０】
本実施形態は、リアフォーカス及びフロントフォーカス可能なレンズにおいて、リアフォーカスからフロントフォーカスに変更した場合及びフロントフォーカスでの撮影を継続して行う場合におけるこのバックフォーカスの変動を考慮して、レンズマイコン５１４によりステッピングモータ５０４を駆動制御するものである。
【００９１】
以下、図４のフローチャートを用いて、本実施形態の撮影システムにおけるバックフォーカス変動の補正（調整）動作について説明する。
【００９２】
まず、ステップ（図では、Ｓと略す）１０１で、カメラマイコン７０９がカメラ本体の電源が撮影可能なモードでＯＮされたことを検知すると、ステップ１０２に進む。電源ＯＮのモードには、ＶＴＲモードもあるが、この場合は必ずしもステップ１０１を経なくてもよい。
【００９３】
ステップ１０２では、レンズマイコン５１４が、フォトインタラプタ５０５の信号が透光側か遮光側かを読み取る。
【００９４】
そして、ステップ１０３では、第５群レンズ１０５を移動させるためにステッピングモータ５０４を駆動する。具体的には、フォトインタラプタ５０５の信号が透光側である場合には遮光側に、遮光側である場合には透光側に駆動する。
【００９５】
そして、ステップ１０４にて、透光・遮光の切り替わり位置を検出すると、ステッピングモータ５０４を停止させる。
【００９６】
次に、ステップ１０５では、レンズマイコン５１４内に設けられたバックフォーカス調整のためのパルスカウンタを所定の値（以下、リセット値と記す）にする。このリセット値はリセット動作により所定の値になるようにしておく。予めＥＥＰＲＯＭ５１５に所定の値を記憶しておき、リセット動作に伴って設定するようにしてもよい。バックフォーカスを所定の位置に調整する際に何らかの絶対的な値が必要なためである。
【００９７】
続いて、ステップ１０６では、レンズマイコン５１４は、予めＥＥＰＲＯＭ５１５に記憶されている、本レンズの組立調整を行ったときに本レンズが装着されたカメラ本体のフランジバック情報（レンズ調整時フランジバック情報）を読み出す。
【００９８】
ステップ１０７では、レンズマイコン５１４はカメラマイコン７０９からレンズ調整時フランジバック情報を受信する。
【００９９】
なお、カメラから送られてくるフランジバック情報は、カメラマイコン７０９の内部又は外部に設けられた不図示の不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ等）に予め記憶されており、温度によるフランジバックの変動を温度情報から演算したり、予めデータテーブル形式で記憶された情報を読み出したりしたものである。
【０１００】
次に、ステップ１０８では、レンズマイコン５１４は、ステップ１０６〜ステップ１０７で収集した情報に基づいて、第５群レンズ１０５のバックフォーカス調整に最適な位置を演算してステッピングモータ５０４を駆動制御する。
【０１０１】
以下、この演算内容を説明する。ここで、
レンズ調整時フランジバック情報　　　：ＦＢａｄｊ
取付時カメラフランジバック情報　　　：ＦＢｎａｍａ
適正なバックフォーカス位置　　　　　：ＢＦｂｐ
レンズ調整時バックフォーカス位置　　：ＢＦａｄｊ
リセット位置　　　　　　　　　　　　：ＢＦｒｓｔ
パルス換算係数　　　　　　　　　　　：Ｐｂｆ
リセット位置からの駆動量　　　　　　：ΔＢＦｒｓｔ
とすると、現在の適正なバックフォーカス位置ＢＦｂｐは、
ＢＦｂｐ＝ＢＦａｄｊ＋（ＦＢｎａｍａ−ＦＢａｄｊ）×Ｐｂｆ
となる。
【０１０２】
すなわち、適正なバックフォーカス位置ＢＦｂｐは、レンズ調整時フランジバック情報ＦＢａｄｊと、取付時フランジバック情報（現在レンズが装着されているカメラ本体のフランジバック情報）ＦＢｎａｍａとの差分をパルス換算係数Ｐｂｆで乗じたものを、レンズ調整時バックフォーカス位置ＢＦａｄｊに加えたものである。
【０１０３】
なお、パルス換算係数Ｐｂｆは、フランジバック情報からパルス数に換算するための係数であり、フランジバック情報の形に合わせたものであればよい。また、リセット位置から適切なバックフォーカス位置ＢＦｂｐまでの駆動量ΔＢＦｒｓｔは、
ΔＢＦｒｓｔ＝ＢＦｂｐ−ＢＦｒｓｔ
と求まる。
【０１０４】
そして、こうして求めた駆動量ΔＢＦｒｓｔ分、すなわち適正なバックフォーカス位置ＢＦｂｐまで第５群レンズ１０５の駆動を行い、ステップ１０９にてリセット動作の完了となる。
【０１０５】
続いて、ステップ１１０で、カメラマイコン７０９は、撮影システムを撮影可能な待機状態（撮影スタンバイモード）とする。
【０１０６】
次に、ステップ１１１でレンズが前玉フォーカスかリアフォーカスかどちらかを検出し、リアフォーカスの場合はステップ１１２においてズームやＡＦマニュアルフォーカスといった操作を判定し、駆動要求を検出し束愛はステップ１１３において第５群レンズ１０５を駆動する。
【０１０７】
ステップ１１１で前玉フォーカスだった場合はステップ１１２に進みバックフォーカス調整が自動か手動かを判定し、自動だった場合ステップ１１５に進みカメラマイコン７０９と通信しカメラバックフォーカス情報を読み込む。カメラマイコン７０９はカメラ本体内の温度をモニタし、温度変化があったときはその温度に対応するカメラ本体側のフランジバックの変動を含めたフランジバック情報をレンズマイコン５１４に送信し、これをレンズマイコン５１４が受け取る。これは、ＣＣＤ等のカメラ内部の発熱体によるものや外部の撮影環境等による影響で変化するものである。
【０１０８】
次にステップ１１６では、レンズマイコン５１４は、ステップ１０７で取得したレンズ調整時フランジバック情報と、ステップ１１２にて取得した取付カメラバックフォーカス情報とから、バックフォーカス調整のための演算およびステッピングモータ５０４の駆動制御を行う。
【０１０９】
以下、この演算内容について説明する。ここで、
前回までのバックフォーカス位置　　　：ＢＦｐａｓｔ
現在のバックフォーカス位置からの駆動量　：ΔＢＦ
とすると、求める適正なバックフォーカス位置ＢＦｂｐは、
ＢＦｂｐ＝ＢＦａｄｊ＋（ＦＢｎａｍａ−ＦＢａｄｊ）×Ｐｂｆ
となる。
【０１１０】
すなわち、適正なバックフォーカス位置ＢＦｂｐは、レンズ調整時フランジバック情報ＦＢａｄｊと、取付時カメラフランジバック情報ＦＢｎａｍａとの差分にパルス換算係数Ｐｂｆを乗じ、その結果にレンズ調整時バックフォーカス位置ＢＦａｄｊを加えたものである。
【０１１１】
また、リセット位置から適正なバックフォーカス位置ＢＦｂｐまでの駆動量ΔＢＦは、
ΔＢＦ＝ＢＦｂｐ−ＢＦｐａｓｔ
と求まる。
【０１１２】
そして、こうして求めた駆動量ΔＢＦだけ、すなわち適正なバックフォーカス位置ＢＦｂｐまで第５群レンズ１０５の駆動を行い、バックフォーカスの補正を行う。
【０１１３】
ステップ１１４にてバックフォーカスモードが手動のときはステップ１１７において図示しないバックフォーカス操作手段の出力を読み込み、検出がなければステップ１１９に進み、出力を検出したときはステップ１１８において第５レンズ群１０５を駆動し、ステップ１１９に進む。
【０１１４】
ステップ１１９において、撮影スタンバイモードにあるときはステップ１１１からステップ１１８をループし、電源ＯＦＦの要求でこのモードが解除された場合は、ステップ１２０で電源がＯＦＦされる。
【０１１５】
ここで、フランジバック情報の検出・補正は、カメラの垂直同期周波数に合わせた６０分の１秒（ＮＴＳＣ方式の場合）や５０分の１秒（ＰＡＬ方式の場合）で行ってもよいし、ある固定の周波数や任意のタイミングであったりしてもよく、温度変化による補正を行うための必要な時間であれば特に限定するものではない。
【０１１６】
ただし、あまりに長時間間隔での補正の場合、温度変化が激しい場合などでは、温度に対するバックフォーカス位置の変化が生じ、ずれが生じるることになるため、好ましくない。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本願各発明によれば、レンズ装置の組立調整時に装着された撮影装置のフランジバック情報とこのレンズ装置が（現在）装着されている撮影装置のフランジバック情報との差分や、レンズ装置の組立調整時における温度情報と使用されているときの（現在の）温度情報との差分に基づいて自動的にバックフォーカス調整が行われるようにしているので、レンズ装置の組立調整時におけるバックフォーカス位置の調整はある程度の範囲内で行えば足り、メカ的および光学的な調整を大幅に省くことができる。
【０１１８】
このため、従来見られたような、レンズのフォーカスの距離指標の示す距離と実際のピント位置とがずれたり、至近端や無限端においてピントが合うところがなくなるという問題を解決することができる。さらに、生産における所要時間や材質、管理などコスト的な負担を大幅に縮小することができる。
【０１１９】
また、カメラのフランジバック位置や温度による補正ができるため、レンズ装置に必要以上な超無限余裕を多く持たせる必要もなくなる。また、オートフォーカス機能を有する場合において、ベストピント位置がずれてしまったり検出できなかったりするというような問題も解決することができる。また、ピントを固定した状態で放置した後に撮影を行う場合でも、温度などの環境変化によるピントズレを補正できる。
【０１２０】
しかも、組立調整時に装着された撮影装置のフランジバック情報や組立調整時におけるレンズ装置の温度情報を記憶手段に記憶させておくようにすれば、高精度なバックフォーカス調整制御を行うことができ、ユーザーにおけるバックフォーカス調整作業を不要とすることができるとともに、撮影システムの携帯機動性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋳造
本発明の実施形態である撮影システムに用いられるフロントフォーカス式交換レンズ装置の構成図。
【図２】上記交換レンズ装置の構成図。
【図３】上記撮像システムの電気回路のブロック図。
【図４】上記撮像システムの動作フローチャート。
【図５】従来のフロントフォーカス式交換レンズ装置の構成図。
【符号の説明】
１０１，１　第１群レンズ
１０２，２　第２群レンズ
１０３，３　第３群レンズ
１０４，４　第４群レンズ
１０５，５　第５群レンズ
１０６，６　第６群レンズ
２０１　１群枠
２０２　２群移動枠
２０３　３群移動枠
２０４　４群移動枠
２０５　５群移動枠
２０６　裏蓋
３０１　フォーカスリング押さえ
３０２　前蓋
３０３　固定鏡筒
３０４　フォーカスカム環
３０５　ズームカム環
３０６　リレーホルダー
３０７　フォーカス操作リング
３０８　フォーカスギアリング
３０９　中継環
３１０　ズーム操作リング
３１１　ズームギヤリング
３１２　後部カバー
３１３　レンズマウント
４０１　フォーカスカムビス
４０２　フォーカスカムコロ
４０３　フォーカス連動ピン
４０４　ズームＺ連動ピン
４０５，４０６，４１７，４１８，４１９　ガイドバー
４０７　フォーカスギヤシャフトユニット
４０８　フォーカス軸受け
４０９　ＦＰギヤ
４１０　バリエータカムビス
４１１　バリエータカムコロ
４１２　コンペカムビス
４１３　コンペカムコロ
４１４　ＺＰギヤ
４１５　ズーム軸受け
４１６　ズームギヤ
４２０　ラック
４２１　ＺＰ台
４２２　ＺＰナット
４２３　ラックバネ
４２４　ＦＰナット
４２５　接点ブロック
５０１　ＩＧメータユニット
５０２　Ｆロータリーポテンショメータ
５０３　フォーカスモータユニット
５０４　ステッピングモータ
５０５　フォトインタラプタ
５０６　ズームロータリーポテンショメータ
５０７　ズームモータユニット
５０８　レンズ温度センサ
５１１　フォーカスモータドライバ
５１２　ズームモータドライバ
５１３　バックフォーカスモータドライバ
５１４　レンズマイコン
５１５　ＥＥＰＲＯＭ
５２０　レンズ接点
６０１　マグネット
６０２　コイル
６０３　上ヨーク
６０４　下ヨーク
６０５　ヨーク枠
６０６　ＭＲセンサ
６０７　マグネットシート
７０１　カメラ温度センサ
７０２　赤色分光プリズム
７０３　緑色分光プリズム
７０４　青色分光プリズム
７０５　赤色感応ＣＣＤ
７０６　緑色感応ＣＣＤ
７０７　青色感応ＣＣＤ
７０８　カメラ信号処理回路
７０９　カメラマイコン
７１０　カメラピン
Ｌ００　交換レンズユニット
Ｋ００　カメラ本体
【図１】
2004094148.tif 000003
【図２】
2004094148.tif 000004
【図３】
2004094148.tif 000005
【図４】
2004094148.tif 000006
【図５】
2004094148.tif 000007