JPH11352384A - レンズ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構成で、フォーカスリングの回転を精度
良く検知し、しかも操作性の良いレンズ制御装置を提供
する。 【解決手段】フォーカスリング３をレンズ鏡筒１に対し
て矢印Ａで示すように回転させると、磁気リングスケー
ル５も連動して回転し、レンズ鏡筒１側に固定されてい
るＭＲセンサ４に対して、対向する距離を保持しつつ相
対移動する。これにより、ＭＲセンサ４は、磁気リング
スケール５の磁極の変化を検知し、その信号を回転量検
知手段６に出力する。この出力を受けた回転量検知手段
６は、これにより磁気リングスケール５ひいてはフォー
カスリング３の回転量を検知し、その信号をレンズ群制
御手段７に出力する。この出力を受けたレンズ群制御手
段７は、これに基づいて図示しないレンズ群駆動手段を
制御して、フォーカスレンズ群２を矢印Ｂで示すように
光軸方向に駆動し、焦点合わせを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フォーカスリング
の操作検知に基づく、カメラ等のマニュアルフォーカス
制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、カメラ等のマニュアルフォー
カス制御においては、焦点合わせ用のフォーカスリング
の、撮影者による回転操作を検知し、これをモータ等で
構成されるレンズ群駆動手段にフィードバックして追従
させ、焦点を合わせるという事が行われている。この構
成は、従来からの回転カム筒等による機械式のレンズ群
駆動手段を使用する場合と比較して、フォーカスリング
を駆動手段と非接触で操作する事ができるので、操作性
が良く、また、レンズ群駆動手段をカメラ本体から切り
離して、レンズ鏡筒内に独立させて構成する事ができ、
オートフォーカス制御も併用して行う場合はその切り換
えもしやすい等の利点がある。

【０００３】上記フォーカスリングの回転検知手段とし
ては、フォトインタラプタ等によるロータリーエンコー
ダが使用されている。これは、撮影者によるフォーカス
リングの回転操作に連動して、放射状で等角度に多数の
スリットを切ったスリット円板を回転させ、フォトイン
タラプタによりスリットの通過を検出し、回転検知する
ものである。

【０００４】フォトインタラプタはスリット円板に対し
て２箇所に配置され、スリットによるパルスが互いに９
０゜位相がずれる位置関係となっているので、これら２
個のフォトインタラプタの位相関係から、フォーカスリ
ングの回転方向を検出する事ができる。また、フォトイ
ンタラプタで発生したパルスは、回転方向を含めてアッ
プダウンカウンターでカウントすれば、フォーカスリン
グの回転量を求める事ができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ロ
ータリーエンコーダを使用するような方式では、回転量
検出の分解能を稼ぐために、フォーカスリング１回転に
対してスリット円板が数回転するように構成しなくては
ならない。そのため、スリット円板からフォーカスリン
グまでの間に、何段かの減速ギアを挿入しなければなら
ず、このような複雑な機構構成では、部品の配置スペー
スの面で不利となる。また、この減速ギアの影響によ
り、特に低温雰囲気中ではフォーカスリングを回転させ
るためのトルクが増加し、操作性が悪くなる。さらに、
ギアのバックラッシュ等により、フォーカスリングの回
転を誤検知するというような問題もある。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑み、簡単な構成
で、フォーカスリングの回転を精度良く検知し、しかも
操作性の良いレンズ制御装置を提供する事を目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、焦点合わせ光学系を所望焦点合わせ位
置へ駆動するための駆動方向及び駆動量を手動の操作に
て入力する駆動量入力手段と、異なる磁極を交互に着磁
した着磁面を有するとともに前記駆動量入力手段に連動
する磁気スケールと、前記着磁面に所定間隔をあけて対
向して配置されるＭＲセンサと、そのＭＲセンサにより
前記磁気スケールとの相対移動を検出して出力される信
号に基づき、前記駆動量入力手段の操作方向及び操作量
を演算する操作量検知手段と、その操作量検知手段の演
算結果に基づき前記焦点合わせ光学系の駆動方向及び駆
動量を演算する光学系制御手段とを備え、その光学系制
御手段の出力に基づき前記焦点合わせ光学系を駆動する
構成とする。

【０００８】或いは、焦点合わせ光学系を所望焦点合わ
せ位置へ駆動するための駆動方向及び駆動量を手動の操
作にて入力する駆動量入力手段と、前記駆動量入力手段
に連動するＭＲセンサと、異なる磁極を交互に着磁した
着磁面を有するとともに前記ＭＲセンサに所定間隔をあ
けてその着磁面が対向するように配置される磁気スケー
ルと、前記ＭＲセンサにより前記磁気スケールとの相対
移動を検出して出力される信号に基づき、前記駆動量入
力手段の操作方向及び操作量を演算する操作量検知手段
と、その操作量検知手段の演算結果に基づき前記焦点合
わせ光学系の駆動方向及び駆動量を演算する光学系制御
手段とを備え、その光学系制御手段の出力に基づき前記
焦点合わせ光学系を駆動する構成とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第
１の実施形態のレンズ制御装置の構成を示す模式図であ
る。まず、同図（ａ）は装置の側面図である。ここで、
１はレンズ鏡筒、２はその内部のフォーカスレンズ群
（透視して表す）、３はレンズ鏡筒１の外周に設けられ
たフォーカスリングである。尚、フォーカスリング３表
面に描かれている横縞模様は、滑り止めとして設けられ
たローレット切り等をイメージしたものである。

【００１０】また、同図（ｂ）はレンズ鏡筒１のフォー
カスリング３における横断面図である。ここに示すよう
に、フォーカスリング３の内周に沿って磁気リングスケ
ール５が設けられており、その内周面に所定間隔をあけ
て対向するように磁気抵抗素子より成るＭＲ（magnetic
resistance）センサ４が配置され、レンズ鏡筒１側に
固定されている。さらに、レンズ鏡筒１の中心部にフォ
ーカスレンズ群２が配置されている。また、同図（ｃ）
は制御系の構成を示すブロック図である。ここに示すよ
うに、本装置の制御系は、主に回転量検知手段６及びレ
ンズ群制御手段７により構成されている。

【００１１】同図において、撮影者（図示せず）が焦点
合わせを行うために、フォーカスリング３をレンズ鏡筒
１に対して矢印Ａで示すように回転させると、その内周
に沿って設けられた磁気リングスケール５も連動して回
転し、その結果、レンズ鏡筒１側に固定されているＭＲ
センサ４に対して、対向する距離を保持しつつ相対移動
する事になる。これにより、ＭＲセンサ４は、磁気リン
グスケール５の磁極の変化を検知し、その信号を回転量
検知手段６に出力する。

【００１２】ＭＲセンサ４からの出力を受けた回転量検
知手段６は、これにより磁気リングスケール５ひいては
フォーカスリング３の回転量を検知し、その信号をレン
ズ群制御手段７に出力する。回転量検知手段６からの出
力を受けたレンズ群制御手段７は、これに基づいて図示
しないレンズ群駆動手段を制御して、フォーカスレンズ
群２を矢印Ｂで示すように光軸方向に駆動し、焦点合わ
せを行う。

【００１３】図２は、本発明の第２の実施形態のレンズ
制御装置の構成を示す模式図である。まず、同図（ａ）
はレンズ鏡筒１のフォーカスリング３における横断面図
である。ここに示すように、フォーカスリング３の内周
の所定の位置にＭＲセンサ４が配置されており、フォー
カスリング３の内側に、その内周に沿って所定の距離を
保ちつつ磁気リングスケール５が設けられ、レンズ鏡筒
１側に固定されている。さらに、レンズ鏡筒１の中心部
にフォーカスレンズ群２が配置されている。また、同図
（ｂ）は制御系の構成を示すブロック図である。これ
は、図１（ｃ）で示したものと同じである。

【００１４】同図において、撮影者（図示せず）が焦点
合わせを行うために、フォーカスリング３をレンズ鏡筒
１に対して矢印Ａで示すように回転させると、その内周
に配置されたＭＲセンサ４も連動して、実線及び破線で
示すような移動状態で回転し、その結果、レンズ鏡筒１
側に固定されている磁気リングスケール５に対して、対
向する間隔を保持しつつ相対移動する事になる。これに
より、ＭＲセンサ４は、磁気リングスケール５の磁極の
変化を検知し、その信号を回転量検知手段６に出力す
る。

【００１５】ＭＲセンサ４からの出力を受けた回転量検
知手段６は、これにより磁気リングスケール５ひいては
フォーカスリング３の回転量を検知し、その信号をレン
ズ群制御手段７に出力する。回転量検知手段６からの出
力を受けたレンズ群制御手段７は、これに基づいて図示
しないレンズ群駆動手段を制御して、フォーカスレンズ
群２を光軸方向に駆動し、焦点合わせを行う。

【００１６】図３は、ＭＲセンサと磁気リングスケール
の構成を表す模式図である。同図は、上記第１の実施形
態における場合を示している。同図に示すように、筒状
の磁気リングスケール５は、白黒のストライプでそれぞ
れ示すように、Ｓ極とＮ極とが内周に沿って交互に着磁
した着磁面を持ち、その磁極間隔は均等に割り振られ、
リングの内周面を一周するように設けられている。ＭＲ
センサ４は、その内周面に対向して配置されており、磁
気リングスケール５の回転によるＳ極，Ｎ極の磁極の変
化を検知して、信号を出力する。

【００１７】第２の実施形態における場合は、図示しな
いが、磁気リングスケール５は、Ｓ極とＮ極とが外周に
沿って交互に着磁した着磁面を持ち、その磁極間隔は均
等に割り振られ、リングの外周面を一周するように設け
られている。ＭＲセンサ４は、その外周面に対向して配
置されており、磁気リングスケール５周りのＭＲセンサ
自身の回転によるＳ極，Ｎ極の磁極の変化を検知して、
信号を出力する。

【００１８】図４は、本発明のレンズ制御装置を、実際
のカメラに装着した状態を示す斜視図である。同図に示
すように、カメラ本体８正面にレンズ鏡筒１を装着し、
フォーカスリング３を矢印Ａのように回転すると、操作
性の良いマニュアルフォーカス制御を行う事ができる。

【００１９】図５は、回転量検知手段６の機能について
の説明図である。同図（ａ）は磁気リングスケール５の
着磁面を模式的に表しており、同図に示すように、着磁
ピッチλ間隔でＮ極，Ｓ極の磁極が交互に変化するよう
に配置されている。同図（ｂ）はＭＲセンサ４の構成を
表しており、同図に示すように、ＭＲセンサ４はａ〜ｄ
の４つの磁気抵抗素子から構成され、それぞれの抵抗値
は、通常は互いに等しい値となっている。

【００２０】また、ＭＲセンサ４はａとｃ及びｂとｄの
２組の前記磁気抵抗素子で構成され、ａとｃとの間隔及
びｂとｄとの間隔は、それぞれλ×（３／２）となるよ
うに配置されている。また、ａとｂとの間隔は、λ／４
となるように配置されている。そして、同図のＭＲセン
サ４の正面に対向して、磁気リングスケール５の着磁面
が、同図（ａ）に示す向きに配置される。

【００２１】ここで、ＭＲセンサ４は、図６に示すよう
に、前記磁気抵抗素子ａ〜ｄより成るブリッジ回路で構
成されている。これは、電圧Ｖ_CCが印加されたときのａ
−ｃ間の中点電位Ｖ₁と、ｂ−ｄ間の中点電位Ｖ₂とを取
り出し、磁気抵抗素子の抵抗値の変化によるＶ₁及びＶ₂
の変化を見るものである。磁気抵抗素子は、Ｎ極，Ｓ極
に関係なく、磁界の中に入ったらその抵抗値が下がるの
で、これにより磁気リングスケール５との相対位置の変
化を検知する事ができる。

【００２２】今、図５（ｂ）に示すように、ＭＲセンサ
４が磁気リングスケール５に対して矢印Ｃで示す方向に
相対移動したとすると、同図（ｃ）に示すように、Ｖ₁
は周期λの正弦波となるように変化する。また、Ｖ₂も
同様である。このＶ₁及びＶ₂は、磁気抵抗素子の配置の
関係から、λ／４即ち９０゜位相がずれた関係となる。
従って、Ｖ₁及びＶ₂は下記の式で表される。 Ｖ₁＝ＳＩＮ（λ／２π）Ｘ Ｖ₂＝ＣＯＳ（λ／２π）Ｘ ここで、Ｘは基準位置からの相対移動距離である。

【００２３】同図（ｄ）はこれらの正弦波信号をデジタ
ル化したものであり、同図に示すように、Ｖ₁出力の位
相パルス及びＶ₂出力の位相パルスの位相を見る事で、
相対移動の方向即ちフォーカスリング３の回転方向を検
知する事ができる。また、このパルスはλの周期を持っ
ているため、パルスを１カウントする事で、λ進んだ事
を検知する事ができ、フォーカスリング３の回転量を検
知する事ができる。さらに、λ／４毎のパルスをカウン
トする事で、着磁ピッチの１／４の分解能の検出精度を
得る事ができる。

【００２４】また、λ／４より短い距離の検出は、Ｖ₁
とＶ₂のデータを内挿して行う事ができる。内挿の方法
としては、Ｖ₁とＶ₂の信号比を算出し、下記の式に基づ
くデータテーブルに従って、移動距離を求める事が行わ
れる。 Ｖ₁／Ｖ₂＝ＴＡＮ（λ／２π）Ｘ

【００２５】図７は、上述した回転検知を行うための回
路構成を表す図である。同図において、１１は信号をデ
ジタル化するための基準電圧を、印加電圧ＬＶ_CCから取
り出すための抵抗回路部である。また、４は上記ＭＲセ
ンサであり、印加電圧ＬＶ_CCにおける上記中間電位Ｖ₁
及びＶ₂の変化として信号出力を行う。このときの出力
波形は、Ｐ₁，Ｐ₂において、同図（ａ）で示すような形
となる。また、１２は差動増幅回路部であり、ここで前
記信号出力が増幅される。このときの出力波形は、
Ｑ₁，Ｑ₂において、同図（ｂ）で示すような形となる。

【００２６】また、１３は電圧比較器部（コンパレータ
ー）であり、ここで前記増幅された信号出力が前記基準
電圧より高いか低いかを見て、それに応じて信号をデジ
タル化する。このときの出力波形は、Ｒ₁，Ｒ₂におい
て、同図（ｃ）で示すような形となる。

【００２７】尚、特許請求の範囲で言う焦点合わせ光学
系，駆動量入力手段，磁気スケール，操作量検知手段，
光学系制御手段は、それぞれ実施形態におけるフォーカ
スレンズ群２，フォーカスリング３，磁気リングスケー
ル５，回転量検知手段６，レンズ群制御手段７に対応す
るものである。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単な構成で、フォーカスリングの回転を精度良く検知
し、しかも操作性の良いレンズ制御装置を提供する事が
できる。特に、ＭＲセンサを使用する事により、フォー
カスリングをレンズ群駆動手段と非接触で操作する事が
できて、操作が軽くて操作性が良く、また、分解能の高
い回転量検知を行う事ができる。

【００２９】また、本発明は、マニュアルフォーカス制
御だけではなく、マニュアルズーム制御にも応用する事
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態のレンズ制御装置の構
成を示す模式図。

【図２】本発明の第２の実施形態のレンズ制御装置の構
成を示す模式図。

【図３】ＭＲセンサと磁気リングスケールの構成を表す
模式図。

【図４】実際のカメラに装着した状態を示す斜視図。

【図５】回転量検知手段の機能についての説明図。

【図６】磁気抵抗素子より成るブリッジ回路を示す図。

【図７】回転検知を行うための回路構成を表す図。

【符号の説明】

１ レンズ鏡筒 ２ フォーカスレンズ群 ３ フォーカスリング ４ ＭＲセンサ ５ 磁気リングスケール ６ 回転量検知手段 ７ レンズ群制御手段 ８ カメラ本体 １１ 抵抗回路部 １２ 差動増幅回路部 １３ 電圧比較器部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焦点合わせ光学系を所望焦点合わせ位置
   へ駆動するための駆動方向及び駆動量を手動の操作にて
   入力する駆動量入力手段と、異なる磁極を交互に着磁し
   た着磁面を有するとともに前記駆動量入力手段に連動す
   る磁気スケールと、前記着磁面に所定間隔をあけて対向
   して配置されるＭＲセンサと、該ＭＲセンサにより前記
   磁気スケールとの相対移動を検出して出力される信号に
   基づき、前記駆動量入力手段の操作方向及び操作量を演
   算する操作量検知手段と、該操作量検知手段の演算結果
   に基づき前記焦点合わせ光学系の駆動方向及び駆動量を
   演算する光学系制御手段とを備え、該光学系制御手段の
   出力に基づき前記焦点合わせ光学系を駆動する事を特徴
   とするレンズ制御装置。
2. 【請求項２】 焦点合わせ光学系を所望焦点合わせ位置
   へ駆動するための駆動方向及び駆動量を手動の操作にて
   入力する駆動量入力手段と、前記駆動量入力手段に連動
   するＭＲセンサと、異なる磁極を交互に着磁した着磁面
   を有するとともに前記ＭＲセンサに所定間隔をあけて該
   着磁面が対向するように配置される磁気スケールと、前
   記ＭＲセンサにより前記磁気スケールとの相対移動を検
   出して出力される信号に基づき、前記駆動量入力手段の
   操作方向及び操作量を演算する操作量検知手段と、該操
   作量検知手段の演算結果に基づき前記焦点合わせ光学系
   の駆動方向及び駆動量を演算する光学系制御手段とを備
   え、該光学系制御手段の出力に基づき前記焦点合わせ光
   学系を駆動する事を特徴とするレンズ制御装置。