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発明の名称 レンズ鏡胴、レンズ駆動装置、カメラおよび携帯型情報端末装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−10899(P2007−10899A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−190337(P2005−190337)
出願日 平成17年6月29日(2005.6.29)
代理人 【識別番号】100082670
【弁理士】
【氏名又は名称】西脇 民雄
発明者 佐藤 淳
要約 課題
退避レンズ保持枠を退避位置と撮影位置とで姿勢変化させる際の時間を短縮化し、更に、レンズ鏡胴の小型化を図ることを目的とする。

解決手段
第3レンズ保持枠31に突起部31pを形成し、第1の回転筒22に突起部22pを形成し、第1の回転筒22により撮影を開始可能とするときに、第1の回転筒22の突起部22pと突起部31pとの係合を解除して、第3レンズ保持枠31を撮影位置に位置させ、第1の回転筒22を本体側に沈胴させるときに、第1の回転筒22の突起部22pにより突起部31pを押し下げて、第3レンズ保持枠31を退避位置に位置させ、取付部31kを小型化し、第3群主ガイド軸32とリードスクリュー34を短くする。
特許請求の範囲
【請求項1】
複数のレンズ群の少なくとも一部を沈胴させてレンズ群を収納する沈胴状態から前記レンズ群の少なくとも一部を対物側に移動することにより撮影可能な状態とするレンズ鏡胴であって、前記複数のレンズ群をレンズ群毎にそれぞれ保持する複数のレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を駆動するレンズ保持枠駆動手段とを備えるレンズ鏡胴において、
前記複数のレンズ保持枠は、撮影可能な状態では、沈胴状態から全てのレンズ群を同一の光軸上に位置させ、沈胴状態では、前記複数のレンズ保持枠のうち少なくとも1つのレンズ群を前記他のレンズ群のレンズ鏡筒の最大外径よりも外側に退避させるべく、前記少なくとも1つのレンズ群を保持し且つ移動させる退避レンズ保持枠を含み、
この退避レンズ保持枠の駆動機構は、沈胴状態と撮影可能な状態とを切り換える際に、前記退避レンズ保持枠を前記光軸に対して接近離間する方向にスゥイングさせる第1の駆動機構と、前記撮影可能な状態において前記退避レンズ保持枠を前記光軸と同方向に移動させる第2の駆動機構とをそれぞれ異なる駆動源で駆動することを特徴とするレンズ鏡胴。
【請求項2】
請求項1に記載のレンズ鏡胴において、前記退避レンズ保持枠の前記第1の駆動機構は、前記退避レンズ保持枠の前記沈胴状態と撮影可能な状態とを切り換えるスウィング動作をするために、前記退避レンズ保持枠以外の他のレンズ群を駆動する第3の駆動機構によって駆動されることを特徴とするレンズ鏡胴。
【請求項3】
請求項1、請求項2の何れかに記載のレンズ鏡胴において、前記第2の駆動機構は、前記退避レンズ保持枠を前記光軸に沿って延びるリードスクリューを含むことを特徴とするレンズ鏡胴。
【請求項4】
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のレンズ鏡胴において、前記第1の駆動機構は、前記退避レンズ保持枠を、前記他のレンズ群の光軸に接近する方向に常時付勢する付勢手段を含むことを特徴とするレンズ鏡胴。
【請求項5】
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のレンズ鏡胴において、前記第1の駆動機構は、前記退避状態と前記撮影可能な状態とを切り換える際に前記退避レンズ保持枠のスウィング中心となり、前記撮影可能な状態において光軸方向への移動を案内する案内軸を備えることを特徴とするレンズ鏡胴。
【請求項6】
請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のレンズ鏡胴において、前記第1の駆動機構は、前記退避状態と前記沈胴状態とを切り換えるスウィング動作のための案内機構を備えていることを特徴とするレンズ鏡胴。
【請求項7】
請求項1乃至請求項6の何れかのレンズ鏡胴を用いたものであることを特徴とするカメラ。
【請求項8】
請求項1乃至請求項6の何れかのレンズ鏡胴を用いたものであることを特徴とする携帯情報端末装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、1つの形態ではレンズ群を沈胴し、他の1つの形態ではレンズ群を所定位置まで繰り出して使用するレンズ鏡胴に係り、特に複数のレンズ群を相対的に移動させて焦点距離を変更することができるズームレンズに好適なレンズ鏡胴、レンズ駆動装置、カメラおよび携帯型情報端末装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
最近のデジタルカメラ等の撮像装置は、焦点距離変更可能なズームレンズ等の撮影レンズを備えているが、この撮影レンズの高性能化や小型化等の進展に伴い、撮影時以外にレンズ鏡胴が撮像装置本体内に収納される、いわゆる沈胴式の撮影レンズを用いるものが増加している。この小型化の傾向は、更なる薄型化の要求により、沈胴収納状態でのレンズ鏡胴部分の厚み寸法を極限にまで減らすことが重要とされてきている。
【0003】
このような撮像装置の薄型化技術として、撮影時以外にレンズ鏡胴が撮像装置本体内に収納されるレンズ鏡胴の沈胴機構と、且つレンズ鏡胴の沈胴収納時に一部のレンズが主たる光軸上から退避する構成が用いられている。
【0004】
後掲の特許文献1および特許文献2にはこのような技術が開示されている。これら特許文献1および特許文献2に開示された構成によれば、レンズ鏡筒の収納時に、レンズの一部が光軸上から退避するため、レンズ鏡胴全体の光軸方向寸法を小さくすることができ、撮像装置の厚みを薄くすることができる。
【特許文献1】特開2003−315861号公報
【特許文献2】特開2003−149723号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1および特許文献2に開示された構成では、光軸上から退避するレンズの位置は、実質的にレンズ鏡筒の最大外径の内側とされている。このため、これらのレンズ鏡筒は、レンズ収納時の撮像装置の厚み寸法は小さくすることができるが、光軸上からのレンズの退避を行わない場合と比較すると、レンズ鏡筒の外径が増大する。
【0006】
従って、レンズ鏡筒の大きさ、例えば光軸に直交する面内での大きさが大きくなり、結果として撮像装置の大きさ、特に正面から見た場合の大きさが、大きくなったり、光軸方向の大きさが依然として大きいという問題や、一部のレンズを光軸から退避させたり、退避位置から撮影位置に変わる際の揺動動作に時間がかかるという問題がある。
【0007】
本発明の請求項1の目的は、撮影時のレンズ光軸から退避する退避レンズ保持枠の駆動機構を、高精度が必要な駆動機構と高精度が不要な駆動機構に分け、退避レンズ保持枠の駆動機構の光軸の直交方向の大きさを増大させずに、撮影光軸方向の寸法を小さくすると共に、撮影位置と退避位置との間の揺動動作の時間を短縮することにある。
【0008】
本発明の請求項2の目的は、特に、レンズ保持枠の退避用の駆動手段を新たに設けずに、撮影光軸方向の寸法を小さくすると共に、退避レンズ保持枠の駆動制御を簡素化することにある。
【0009】
本発明の請求項3の目的は、特に、簡単な構成で、しかも効果的に撮影光軸方向の寸法を小さくすることにある。
【0010】
本発明の請求項4の目的は、特に、一層簡単な構成で、効果的に撮影光軸方向の寸法を小さくすることを可能とし、レンズ保持枠の駆動制御を簡素化することにある。
【0011】
本発明の請求項5の目的は、特に、一層簡単な構成で、撮影光軸方向の寸法を小さくすることを可能とし、レンズ保持枠の駆動制御を簡素化することにある。
【0012】
本発明の請求項6の目的は、特に、一層簡単な構成で、撮影光軸方向の寸法を小さくすることを可能とし、レンズ保持枠の駆動制御を簡素化することにある。
【0013】
本発明の請求項7の目的は、特に、一層簡単な構成で、レンズ保持枠の駆動制御を簡素化することにある。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上記課題を解決するために、本願の請求項1のレンズ鏡胴は、複数のレンズ群の少なくとも一部を沈胴させてレンズ群を収納する沈胴状態から前記レンズ群の少なくとも一部を対物側に移動することにより撮影可能な状態とするレンズ鏡胴であって、前記複数のレンズ群をレンズ群毎にそれぞれ保持する複数のレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を駆動するレンズ保持枠駆動手段とを備えるレンズ鏡胴において、
前記複数のレンズ保持枠は、撮影可能な状態では、沈胴状態から全てのレンズ群を同一の光軸上に位置させ、沈胴状態では、前記複数のレンズ保持枠のうち少なくとも1つのレンズ群を前記他のレンズ群のレンズ鏡筒の最大外径よりも外側に退避させるべく、前記少なくとも1つのレンズ群を保持し且つ移動させる退避レンズ保持枠を含み、
この退避レンズ保持枠の駆動機構は、沈胴状態と撮影可能な状態とを切り換える際に、前記退避レンズ保持枠を前記光軸に対して接近離間する方向にスゥイングさせる第1の駆動機構と、前記撮影可能な状態において前記退避レンズ保持枠を前記光軸と同方向に移動させる第2の駆動機構とをそれぞれ異なる駆動源で駆動することを特徴とする。
【0015】
本願の請求項2のレンズ鏡胴は、請求項1に記載のレンズ鏡胴において、前記退避レンズ保持枠の前記第1の駆動機構は、前記退避レンズ保持枠以外の他のレンズ群を駆動する第3の駆動機構を兼用して構成されていることを特徴とする。
【0016】
本願の請求項3のレンズ鏡胴は、請求項2に記載のレンズ鏡胴において、前記第1の駆動機構は、前記退避レンズ保持枠の前記沈胴状態と撮影可能な状態とを切り換えるスウィング動作をするべく、前記第3の駆動機構によって駆動されることを特徴とする。
【0017】
本願の請求項4のレンズ鏡胴は、請求項1乃至請求項3の何れかに記載のレンズ鏡胴において、前記第2の駆動機構は、前記退避レンズ保持枠を前記光軸に沿って延びるリードスクリューを含むことを特徴とする。
【0018】
本願の請求項5のレンズ鏡胴は、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のレンズ鏡胴において、前記第1の駆動機構は、前記退避レンズ保持枠を、前記他のレンズ群の光軸に接近する方向に常時付勢する付勢手段を含むことを特徴とする。
【0019】
本願の請求項6のレンズ鏡胴は、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のレンズ鏡胴において、前記第1の駆動機構は、前記退避状態と前記撮影可能な状態とを切り換える際に前記退避レンズ保持枠のスウィング中心となり、前記撮影可能な状態において光軸方向への移動を案内する案内軸を備えることを特徴とする。
【0020】
本願の請求項7のレンズ鏡胴は、請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のレンズ鏡胴において、前記第1の駆動機構は、前記退避状態と前記沈胴状態とを切り換えるスウィング動作のための案内機構を備えていることを特徴とする。
【0021】
本願の請求項8のカメラは、請求項1乃至請求項7の何れかのレンズ鏡胴を用いたものである。
【0022】
本願の請求項9の携帯情報端末装置は、請求項1乃至請求項7の何れかのレンズ鏡胴を用いたものである。
【発明の効果】
【0023】
本願の請求項1のレンズ鏡胴によれば、退避レンズ保持枠の駆動機構が、沈胴状態と撮影可能な状態とを切り換える際に前記退避レンズ保持枠を前記光軸に対して交差する方向にスウィングさせるための第1の駆動機構と、前記撮影可能な状態において前記退避レンズ保持枠をレンズ光軸方向に駆動する第2の駆動機構とをそれぞれ異なる駆動源で駆動するので、第1の駆動機構を沈胴・撮影切換の際には高精度な送りを不要な駆動機構とし、第2の駆動機構を撮影時のレンズ光軸から退避する退避レンズ保持枠の合焦処理において高精度が必要な駆動機構とに分けることができる。このため、沈胴と撮影とを切換える時間を早めることが出来ると共に、退避レンズ保持枠の駆動機構の光軸の直交方向の大きさを増大させずに、撮影光軸方向の寸法を小さくすることができる。
【0024】
本願の請求項2のレンズ鏡胴によれば、第1の駆動機構は、退避レンズ保持枠の沈胴状態と撮影可能な状態とを切り換える横移動をするべく、第3の駆動機構によって駆動されるので、沈胴・撮影の切換のための新たな駆動機構を最小限のものとすることができ、簡単な構成で、しかも効果的に撮影光軸方向の寸法を小さくすることができる。
【0025】
本願の請求項3のレンズ鏡胴によれば、第2の駆動機構は、退避レンズ保持枠を光軸に沿って延びるリードスクリューを含むので、簡単な構成で、効果的に撮影光軸方向の寸法を小さくすることを可能とし、退避レンズ保持枠の駆動制御を簡素化できる。
【0026】
本願の請求項4のレンズ鏡胴によれば、第1の駆動機構は、前記退避レンズ保持枠を、前記他のレンズ群の光軸に接近する方向に常時付勢する付勢手段を含むので、より簡単な構成とすることができ、退避レンズ保持枠の駆動制御を簡素化できる。
【0027】
本願の請求項5のレンズ鏡胴によれば、第1の駆動機構は、前記退避状態と前記撮影可能な状態とを切り換える横移動の際に前記退避レンズ保持枠のスウィング中心となり、前記撮影可能な状態において光軸方向への移動を案内する案内軸を備えるので、更に簡単且つ簡素な構成で退避レンズ保持枠を駆動制御できる。
【0028】
本願の請求項6のレンズ鏡胴によれば、第1の駆動機構は、前記退避状態と前記沈胴状態とを切り換える横移動のための案内機構を備えているので、簡単且つ簡素な構成で退避レンズ保持枠を駆動制御できる。
【0029】
本願の請求項7のカメラ及び請求項8の携帯情報端末装置によれば、レンズ鏡胴収納時の光軸方向の寸法と光軸が垂直に交わる面内での寸法の小型化により、撮像装置全体の小型化とレンズ保持枠駆動制御を簡素化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0030】
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係るレンズ鏡胴を詳細に説明する。
【0031】
図1〜図16および図20は、本発明の第1の実施の形態に係るレンズ鏡胴を含む光学系装置の要部の構成および種々の動作状態を示している。
【0032】
図1は、レンズ群を沈胴させて収納した沈胴収納状態におけるレンズ鏡胴部分の構成を物体側から見た斜視図、図2は、図1の状態における要部の構成を結像面側から見た斜視図、図3は、レンズバリアを閉じた沈胴収納状態におけるレンズ鏡胴およびレンズバリアを含む光学系装置の構成を物体側から見た斜視図、図4は、図3の状態における要部の構成を結像面側から見た斜視図、図5は、レンズ群を突出させた撮影状態において開いたレンズバリアを閉じようとしている状態におけるレンズ鏡胴部分およびレンズバリア部分の要部の構成を結像面側から見た斜視図、図6は、レンズ群を突出させた撮影状態におけるレンズ鏡胴部分の要部の構成を結像面側から見た斜視図、図7は、第3レンズ群を保持する第3レンズ保持枠および衝突防止片の動作を説明するため、レンズ群の沈胴収納状態における第3レンズ保持枠、衝突防止片および第4レンズ保持枠部分の配置構成を物体側から見た斜視図、図8は、第3レンズ群を保持する第3レンズ保持枠および衝突防止片の動作を説明するため、レンズ群を突出した撮影状態における第3レンズ保持枠、衝突防止片および第4レンズ保持枠部分の配置構成を物体側から見た斜視図である。
【0033】
図9は、レンズ群を突出した(a)望遠位置状態と沈胴させて収納した沈胴状態およびレンズ群を突出した(b)広角位置状態のレンズ鏡胴における各レンズ群、レンズ保持枠ならびに各種レンズ鏡筒の要部をそれぞれ示す縦断面図、図10は、第2の回転筒に形成されたカム溝の形状を展開して模式的に示す展開図、図11は、カム筒に形成されたカム溝の形状を展開して模式的に示す展開図、図12は、第1のライナーに形成されたカム溝およびキー溝の形状を展開し且つヘリコイドを省略して模式的に示す展開図、図13(a)は、固定枠に形成されたカム溝およびキー溝の形状を展開し且つヘリコイドを省略して模式的に示す展開図、図13(b)は、ヘリコイドを含む詳細図、図13(c)は、ヘリコイドに嵌合する第1の回転鏡筒の斜視図、図14(a)は、第3レンズ保持枠およびその駆動操作系の構成を示す側面図、図14(b)は、その斜視図、図15(a)は、第3レンズ保持枠を撮影可能な位置にスウィングした状態を示す斜視図、図15(b)は、第3レンズ保持枠を待機位置に戻した状態を示す斜視図、図15(c)は、第1の回転筒の後端縁部に形成された突起部を示す図、図16(a)は、第3レンズ保持枠の動作を説明するため、第3レンズ保持枠部分を物体側から結像面側に向かって見た正面図、図16(b)は、第3レンズ保持枠を物体側から見た斜視図、図16(c)結像面側から物体側を見た図であり、待機位置にあるときの第3レンズ保持枠の図、図16(d)結像面側から物体側を見た第3レンズ保持枠の図であり、撮影可能状態にあるときの第3レンズ保持枠の図である。図20(a)は、第4レンズ保持枠およびその駆動操作系の要部の構成を具体的に示す斜視図、図20(b)は、その一部を省略し、角度を変えて見た斜視図である。
【0034】
図1〜図16および図20において、レンズ鏡胴を含む光学系装置は、第1レンズ群11、第2レンズ群12、第3レンズ群13、第4レンズ群14、シャッタ/絞りユニット15、固体撮像素子16、第1レンズ保持枠17、カバーガラス18、ローパスフィルタ19、固定枠21、第1の回転筒22、第1のライナー23、第2の回転筒24、第2のライナー25、カム筒26、直進筒27、第3レンズ保持枠31、第3群主ガイド軸32、第3群副ガイド軸33、第3群リードスクリュー34、第3群雌ねじ部材35、衝撃防止片36、圧縮トーションスプリング37、第3群フォトインタラプタ38[図14(b)、図16(a)]、第4レンズ保持枠41、第4群副ガイド軸42、第4群スプリング43(図7、図8)、第4群主ガイド軸44、第4群リードスクリュー45、第4群雌ねじ部材46、第4群フォトインタラプタ47、ズームモータ51(図1)、第3群モータ52、第4群モータ53、バリア制御片61、レンズバリア62、バリア駆動系63、ギア71,72,73,74、押さえ板81および鏡胴ベース82を具備している。
【0035】
図9を参照して、撮影状態について説明すると、第1レンズ群11、第2レンズ群12、第3レンズ群13および第4レンズ群14は、物体側から順次配列されるとともに、第2レンズ群12と第3レンズ群13の間に、シャッタ/絞りユニット15が、挿入配置され、第4レンズ群14の像面側には、CCD(電荷結合素子)等を用いて構成される固体撮像素子16が配置される。これら第1レンズ群11〜第4レンズ群14は、焦点距離可変のズームレンズを構成する。第1レンズ群11は、1枚以上のレンズからなり、該第1レンズ群11を一体的に保持する第1レンズ保持枠17を介して直進筒27に固定保持されている。
【0036】
第2レンズ群12は、1枚以上のレンズからなり、該第2レンズ群12を一体的に保持する第2レンズ保持枠(明確には図示されていない)に形成されたカムフォロワが図11に示すカム筒26の第2レンズ群用のカム溝に挿通されて第2のライナー25の直進溝25aに係合し、これらカム筒26および第2のライナー25により支持されている。シャッタ/絞りユニット15は、シャッタおよび開口絞りを含み、該シャッタ/絞りユニット15に一体的に形成されたカムフォロワが図11に示すカム筒26のシャッタ/絞り用のカム溝に挿通されて第2のライナー25の直進溝25aに係合し、これらカム筒26および第2のライナー25により支持されている。
【0037】
固定枠21の固定筒の内面には、図13(a)および図13(b)に示すように、軸方向に沿う直進溝およびカム溝が形成されており、ヘリコイド状のカム溝には、図13(c)に示すように第1の回転筒22の基端部外周面に形成されたヘリコイド状のカムフォロワが係合しており、固定枠21の固定筒の直進溝には、第1のライナー23の基端部外周に突出形成されたキー部が係合している。第1の回転筒22の内面には光軸に直行する面に沿う案内溝が形成されており、第1のライナー23の基端部近傍の外周面に突設された直進案内部材であるフォロワ(またはキー)が係合している。第1のライナー23の内面には、光軸方向に沿う直線溝が形成され、さらに第1のライナー23には、第2の回転筒24の基端部近傍の外周面に突設されたカムフォロワを挿通するための逃げ溝が形成されている。
【0038】
第2の回転筒24の基端部の外周面には、図12に示すように、ヘリコイドが形成され、第1のライナー23の内周に設けられたヘリコイドに螺合するとともに、該第2の回転筒24の基端部近傍の外周面に突設されたカムフォロワが、第1のライナー23のカムフォロワの逃げ溝を通して第1の回転筒22の内周に設けられた直線溝に係合している。第1のライナー23の内周に設けられた直線溝には第2のライナー25の基端部外周に突設されたキー部が係合している。第2の回転筒24の内面には光軸に直行する面に沿う案内溝が形成されており、第2のライナー25の外周面に突設された直進案内部材であるフォロワ(またはキー)が係合している。このような構成により第2のライナー25は、光軸方向の移動については第2の回転筒24と一体的に移動するが、相対的には第2のライナー25に対して第2の回転筒24は回転移動できるようになっている。
【0039】
第2のライナー25の内周に嵌合するカム筒26(図11参照)は、基端部外周に突設された係止突起が第2の回転筒24の基端部に嵌合係止して、第2の回転筒24と一体的に回転動作するようになっている。第2のライナー25の内面には光軸に直行する面に沿う案内溝が形成されており、カム筒26の外周面(前側)に突設された直進案内部材であるフォロワ(またはキー)が係合している。このような構成により、カム筒26は、光軸方向の移動については第2のライナー25と一体的に移動するが、相対的には第2のライナー25に対してカム筒26は回転移動できるようになっている。
【0040】
図9(a)に示す直進筒27は、基端部側が第2の回転筒24と第2のライナー25の間に挿入されており、直進筒27の基端部近傍の外周面には、カムフォロワが突設され、前記カムフォロワが第2の回転筒24の内周面に形成されたカム溝に係合するとともに、直進筒27の内周面には軸方向に沿って直進溝が形成され、該直進溝に第2のライナー25の外周面のキー部が係合している。第1の回転筒22の基端部外周にはギア部が形成されており、ズームモータ51の駆動力が適宜ギアを介してギア伝達されて回動され、それによって第1レンズ群11、第2レンズ群12およびシャッタ/絞りユニット15が、所定のごとくズーミング動作する。
【0041】
なお、直進筒27のカムフォロワに係合する第2の回転筒24のカム溝が図10に示されている。第2レンズ群12のレンズ保持枠のカムフォロワに係合するカム筒26のカム溝およびシャッタ/絞りユニット15のカムフォロワに係合するカム筒26のカム溝が図11に示されている。第1のライナー23の第2の回転筒24のカムフォロワの逃げ溝および第2のライナー25のキー部に係合する第1のライナー23の直線溝が図12に示されている。そして固定筒部の第1のライナー23のキー部に係合する固定枠21の直進溝、第1の回転筒22のカムフォロワに係合する固定枠21のカム溝が図13にそれぞれ示されている。
【0042】
すなわち、一般に最外周の固定筒に最も近い回転筒は、ヘリコイドによって固定筒に螺合しており、ヘリコイドは、その形状から一定の速度で移動する。このため、沈胴収納状態から広角位置を経て望遠位置へと漸次駆動される間の広角位置においては、回転筒は、半分ほど繰り出された状態となるのが、一般的である。
【0043】
これに対して、上述した構成においては、第1の回転筒22は、固定枠21の固定筒部分と単にヘリコイド螺合するのではなくヘリコイド状のカム溝で係合しており、収納状態から広角位置への駆動により、第1の回転筒22は、最大繰り出し位置まで完全に繰り出し、その後は、図13に示すようにカム溝の物体側端部が固定筒部の端面に平行になっており、広角位置から望遠位置への駆動では第1の回転筒22は、回転筒を光軸方向へ移動させることなく定位置で回転させる。
【0044】
第1の回転筒22は、沈胴状態から広角位置へ移動する際、最初は回転しながら被写体側へ繰り出し、最大繰り出し位置に到達すると、前記固定枠21に設置された、例えばフォトリフレクタ、フォトインタラプタまたはリーフスイッチ等からなる、ズーム位置検出器によりズーム位置基準信号を発生する。
【0045】
したがって、このズーム位置基準信号が発生すると、第1の回転筒22が最大繰出し位置に達したと考えて良いので、退避レンズ保持枠、すなわち、この例では、第3レンズ保持枠31、が光軸方向へ進入を開始できる。
【0046】
したがって、繰り出し動作の早い段階で固定筒部に近接している鏡筒である第1の回転筒22と第1のライナー23を、完全に繰り出すことにより、後述する第3レンズ保持枠31を光軸上に挿入するスペースをあらかじめ確保するようになっている。
【0047】
後述するように、第1の回転筒22が最大繰出し位置に達するとすぐに前記ズーム位置基準信号が発生し、挿入のためのスペースが確保されてからすぐに第3レンズ保持枠31が進入動作を開始するので、電源オン時等の沈胴状態から広角状態への移行の際の時間を最小に抑えることが可能となる。
【0048】
第1の回転筒22の結像面側の後端縁部には、第3レンズ保持枠31を待機位置から撮影可能位置にスウィングさせるための突起部22Pが突設されている。第1の回転筒22の突起部22p(図15(c)参照)とズームモーター51は、請求項における他のレンズ群を駆動する第3の駆動機構を構成する。図15(c)、図16(c)、図16(d)は、第1の回転筒22の後端縁部に形成された突起部22Pの形状を示す。突起部22pは円弧状の形状を有しており、第3レンズ保持枠31の突起部31pに接触可能とされている。
【0049】
第3レンズ保持枠31には、圧縮トーションスプリング37によって、待機位置から撮影位置側に向かってスウィングするように弾性力が加わっている。圧縮トーションスプリング37は、第3レンズ群13を他のレンズ群となる第1レンズ群11、第2レンズ群12および第4レンズ群14の光軸に、接近する方向に常時付勢する付勢手段であり、突起部31pと圧縮トーションスプリング37は第1の駆動機構を構成する。
【0050】
図16(c)に示すように、第3レンズ保持枠31が待機位置にあるときに、第1の回転筒22の突起部22Pは、突起部31pに接触して、第3レンズ保持枠31を待機位置側に押さえている。第3レンズ保持枠31が待機位置から撮影位置にスイングするときに、図16(d)に示すように、第1の回転筒22の突起部22Pは、突起部31pから離れて、第3レンズ保持枠31は圧縮トーションスプリング37の付勢力によって撮影位置にスウィングする。
【0051】
図15(a)、図15(b)が第3レンズ保持枠31を示す。第3レンズ群13は、第3レンズ保持枠31(退避レンズ保持枠に該当)に保持されている。第3レンズ保持枠31は、一端に第3レンズ群13(退避レンズ保持枠のレンズ群)を保持しており、他端が第3レンズ群13の光軸と実質的に平行な第3群主ガイド軸32によって回動可能に且つ第3群主ガイド軸32に沿ってスライド移動可能に支持されている。第3群主ガイド軸32は、請求項における撮影可能な状態において光軸方向への移動を案内する案内軸を構成する。
【0052】
第3レンズ保持枠31は、図9(a)に示すように第3群主ガイド軸32を中心として回動可能とされている。第3レンズ保持枠31は、撮影状態におけるレンズ光軸上に第3レンズ群13の光軸を挿入した光軸上位置(撮影可能な位置)と、図9(b)に示すように沈胴収納状態における第3レンズ群13を固定枠21の固定筒部分から外部に退避させ退避位置(沈胴位置)との間で、揺動可能とされる。第3群主ガイド軸32は請求項における案内軸となるものであり、第3レンズ保持枠31を光軸方向に移動させる際にガイドとなり、第3レンズ保持枠31がスウィングするときの中心となる。また、モーター52とギア機構並びにリードスクリュー34、雌ねじ部材35、取付部31kは第2の駆動機構を構成する。
【0053】
図14(a)に示すように、第3レンズ保持枠31は、クランク状の屈曲部31jが形成され、この屈曲部31jからほぼ回動端方向にストッパ31aおよび遮光片31bが突設されている。遮光片31bは収納位置にあるときに、第3群フォトインタラプタ38(図14(b)参照)によって検出され、第3レンズ群13が退避状態にあることが検出できるようになっている。第3レンズ保持枠31の回転中心側には取付部31kが形成され、この取付部31kに第3群主ガイド軸32がスライド自在に挿通されている。取付部31kの外周面には軸方向に対して直交方向に延びる溝部31eが形成されている。更に、取付部31kの近傍には第1の回転筒22の突起部22pに接触可能な突起部31Pが光軸に平行に形成されている。突起部31Pは、第1の可愛店筒22の突起部22pに押されて、圧縮トーションスプリング37の弾性力に抗して、第3レンズ保持枠31を退避位置に押し下げる。
【0054】
ところで、光学性能上、望遠側の焦点距離を長くするためには、望遠時の第3レンズ群13の位置は、より被写体側へ繰り出された位置となる。他方、沈胴状態におけるレンズ鏡胴の光軸方向長さの制限により第3レンズ保持枠31の移動可能量は定まってしまう。よって、第3レンズ保持枠31の第3レンズ群13を保持する位置は、最も被写体側に設置することにより、望遠側焦点距離を可能な限り大きくすることが可能となる。
【0055】
しかし、ストッパ31aの光軸方向の位置を、第3レンズ群13とほぼ同じ位置に設置してしまうと、ストッパ31aと接触する第3群副ガイド軸33(図16(a)(b)参照)が長くなってしまい、沈胴状態のレンズ鏡胴が大きくなってしまう。このため、ストッパ31aは、可能な限り合焦位置側に設置することが必要となる。
【0056】
そのため、第3レンズ保持枠31は、クランク状屈曲部31jを有する形状に形成される。なお、第3レンズ保持枠31は、2個の部品から構成されていても良く、その場合、一方は、前記クランク状屈曲部31jを備えた部材であり、他方は、第3レンズ群13を保持するための部材である。これら2個の部品は、相互に固定されてあたかも一体となって動作する。
【0057】
図14(a)、(b)に示すように、第3レンズ保持枠31が退避位置の状態では第3群リードスクリュー34に螺合している雌ねじ部材35は最も像面側に位置している。第3レンズ保持枠31がもっと結像面側に位置している状態では、図15(a)、図15(b)に示すように、圧縮トーションスプリング37の弾性反発力が最も蓄積されている。圧縮トーションスプリング37は、鏡胴正面から見て時計方向(光軸への進入方向)のモーメントM1(図15(a)参照)を常に第3レンズ保持枠31に与えると共に、第3レンズ保持枠31を押さえ板81側に向かって押している。
【0058】
第3レンズ保持枠31の主ガイド軸32が通されている部分は円筒状の取付部31kとされている。取付部31kに通された主ガイド軸32の周りには、圧縮トーションスプリング37が配設されており、圧縮トーションスプリング37の一方の端部は、クランク状屈曲部31jを図15(b)の水平方向にスウィングさせるように付勢している。圧縮トーションスプリング37の他方の端部は、固定枠21に掛け止められている。
【0059】
取付部31kの外周面には、図14(a)に示すように、軸方向に対して直交方向に延びる溝部31eが形成されている。溝部31eには、雌ねじ部材35の下部に形成された突起が嵌合しており、雌ねじ部材35が移動するときに、この突起が溝部31eの縁部を押して取付部31kを移動させる。雌ねじ部材35の突起が溝部31eに摺動可能に嵌合しているとき、第3群モータ52が鏡胴正面から見て時計方向に回転すると、ギア71〜74からなるギア機構を介してリードスクリュー34が時計方向に回転し、雌ねじ部材35が光軸方向に沿って被写体側へ移動する。第1の駆動機構における退避状態と沈胴状態とを切り換えるスウィング動作のための案内機構は、雌ねじ部材35の突起35aと取付部31kの溝部31eにより構成されている。
【0060】
図16(c)に示すように、第1の回転筒22が沈胴状態にあるとき、第3レンズ保持枠31の突起部22pは第3レンズ保持枠31の突起部31pを押さえており、第3レンズ保持枠31は待機位置にある。第1の回転筒22が沈胴状態から突出状態に変わるように、第1の回転筒22が回転するとき(図16(c)矢印A参照)、第3レンズ保持枠31の突起部22pは第3レンズ保持枠31の突起部31pとの係合状態が解除されて、図16(d)に示すように、第3レンズ保持枠31は撮影位置側にスウィングする。この第3レンズ保持枠31を待機位置から撮影位置にスウィングさせる駆動源は、圧縮トーションスプリング37の捻る力である付勢力M1である。反対に、第1の回転筒22が逆方向に回転して、突起部31pと突起部22pが係合すると、圧縮トーションスプリング37の捻り力に抗して、第3レンズ保持枠31が撮影位置から待機位置に揺動する。
【0061】
溝部31eは取付部31kの円周方向に形成されており、主ガイド軸32に直角方向に延びているので、第3レンズ保持枠31は溝部31eに沿ってスウィングする。第3レンズ保持枠31が待機位置からスウィングして撮影位置に姿勢を変えると、第3レンズ保持枠31の第3レンズ群13の光軸が他のレンズ群11乃至14の光軸と一致した状態となる。そこで、リードスクリュー34を回転させると、雌ねじ部材35が移動して、第3レンズ保持枠31がリードスクリュー34の軸方向に移動する。
【0062】
第3レンジ保持枠31の位置が待機位置から撮影位置に変わるとき、第3レンズ保持枠31の遮光片31bが第3群の位置検出装置としてのフォトインタラプタ38から外れるまで移動するので、フォトインタラプタ38がL(低レベル)からH(高レベル)への基準信号を発生する。第3群レンズ群13は、フォトインタラプタ38からのこの基準信号を基準としてパルスカウントにより位置制御される。第3レンズ保持枠31が待機位置から撮影位置までスウィングするとき、雌ねじ部材35は図14のB位置に位置する。このとき、ストッパ31aが第3群副ガイド軸33に当接することにより、第3レンズ保持枠31の光軸上位置が規定される。これによって第3レンズ保持枠31の光軸方向への進入動作が完了する。尚、遮光片31bは、図16(a)に示すフォトインタラプタ38を遮光することにより、第3レンズ保持枠31が収納位置にあることが検知確認できるようになっている。
【0063】
上記の構成では、第3レンズ保持枠31に突起部31pを形成し、第1の回転筒22に突起部22pを形成し、第3レンズ保持枠31を揺動させる機構を、圧縮トーションスプリング37の弾性力と突起部31pと突起部22pで構成し、撮影時の高精度な送り機構を取付部31kの溝部31eとリードスクリュー34の雌ねじ部材35で構成するので、溝部31eがリードスクリュー34に対して直交方向に形成するので、取付部31kの軸方向の長さを短くでき、第3群主ガイド軸32とリードスクリュー34を短くできる。また、第3レンズ保持枠31の駆動機構の光軸方向の寸法を小さくすることができると共に、撮影位置と退避位置との間の揺動動作の時間を短縮することができる。尚、第3レンジ保持枠31における基準位置BとWide(広角)の位置は同じ位置であっても良い。
【0064】
第3レンズ保持枠31は、第3群主ガイド軸32の周囲に配設された圧縮トーションスプリング37によって、前記収納位置から前記光軸上位置へ向かう回動方向に常時付勢されると共に第3群主ガイド軸32上において物体側から像面側の押さえ板81(図14(a)参照)へ向かう方向に常時付勢されている。
【0065】
なお、図14(b)に示すように、固定枠21の圧縮トーションスプリング37によって押圧される部分には、図示のように凹所として段差37aが形成されており、この部分における圧縮トーションスプリング37の位置を規制している。すなわち、圧縮トーションスプリング37の中心位置は、第3群主ガイド軸32の中心から大きくずれないようになっている。
【0066】
次に、雌ねじ部材35が広角位置(図14(a)のW位置)まで移動する際は、雌ねじ部材35の当接部35cが前側係合部31dを押圧するので、第3レンズ保持枠31は、広角位置まで光軸方向に沿って被写体側へ移動することが可能となる。第3レンズ保持枠31を光軸方向に前後移動させる駆動源は雌ねじ部材35の移動であり、雌ねじ部材35およびリードスクリュー34およびギア機構を駆動する駆動源はモーター52である。
【0067】
また、雌ねじ部材35が図14(a)のB位置から望遠位置(図14(a)のT位置)までの間に位置している間は、圧縮トーションスプリング37によって、光軸方向に沿って像面側に向かって常に押圧されているため、第3群リードスクリュー34や雌ねじ部材35と押さえ板81等の間に発生する隙間は、総て像面側へ寄せられるので、第3群レンズ保持枠31は光軸方向についての位置精度を確保できるようになっている。
【0068】
雌ねじ部材35は、光軸に実質的に平行に配設された第3群リードスクリュー34に螺合している。雌ねじ部材35は、第3レンズ保持枠31の溝部31eに嵌合する突起35a(図8参照)を備えている。また、雌ねじ部材35は、第3群リードスクリュー34の回転に伴って雌ねじ部材35が回らないようにするための回転止めとして、回転止め突起部35b(図8参照)が形成され、この突起部35aは固定枠21に形成された光軸方向に平行なガイド溝(図示省略)に嵌合摺動している。
【0069】
すなわち、雌ねじ部材35は、回転止め突起部35bが固定枠21のスクリュー34と平行な方向に延びるガイド溝に嵌合して回転が阻止されているので、第3群リードスクリュー34の回転によって、光軸に沿って進退移動する。
【0070】
第3群リードスクリュー34が逆回転(反時計方向回転)することにより、雌ねじ部材35が望遠位置Tから広角位置Wを経て退避位置Bまで移動する間は、圧縮トーションスプリング37の光軸上位置への付勢力と像面側への付勢力によって、第3レンズ保持枠31は、第3群副ガイド軸33に規制された光軸上位置を維持しつつ、物体側から像面側へと漸次移動する。
【0071】
雌ねじ部材35が退避位置Bに達し、更に、第1回転筒22が沈胴方向に回転すると、第3レンズ保持枠31の突起部31pと第1回転筒22の突起部22pとが非接触状態となり、圧縮トーションスプリング37の弾性力により、第3レンズ保持枠31が撮影位置から退避位置にスウィングする。
【0072】
第3レンズ保持枠31の退避位置は、フォトインタラプタ38のHからLとなる収納基準信号の発生時点から所定のパルスカウント数だけ像面側へ移動した位置である。第3レンズ保持枠31が基準位置Bに移動した後、第1レンズ群11、第2レンズ群12およびシャッタ/絞りユニット15の沈胴収納位置への移動が許可される。
【0073】
この例では、収納動作においては、第3レンズ保持枠31が収納位置へ移行する前に第4レンズ保持枠41がまず収納位置へ移行する。第4レンズ保持枠41の第1の収納位置は、第4群基準検出器(第4群フォトインタラプタ47)によって発生するHからLとなる第4レンズ保持枠41の収納基準信号の発生から所定のパルスカウント数だけ像面側へ移動した位置である。第4群レンズ保持枠41の第1の収納動作完了後、第3レンズ保持枠31の収納動作が許可される。
【0074】
すなわち、第3レンズ保持枠31の収納動作の開始許可により、モーター52の逆回転が開始され、所定のパルス個数逆回転する。これによって、第3レンズ保持枠31が被写体側から像面側に向かって後退し、基準位置Bに戻る。第3レンズ保持枠31が基準位置Bに戻ったら、モーター52は停止し、変わりにモーター51の逆回転が開始して、第1の回転筒22の沈胴動作が開始される。第1の回転筒22の沈胴動作はモーター51の逆回転による。
【0075】
第1の回転筒22の逆回転により、第1の回転筒22の突起部22pと、第3レンズ保持枠31の突起部31pとが接触し、突起部22pに押されて突起部31Pが衝撃防止片36側に回動する。第1の回転筒22の回転によって突起部31Pが押されて、第3レンズ保持枠31が回動し、退避位置に達すると、衝撃防止片36に接触すると共に、遮光部31bがフォトインタラプタ38(図16(a)参照)の出力をHからLとする。これによって、第3レンズ保持枠31は退避位置に到達したこととなり、雌ねじ部材35は基準位置Bで停止し、モーター51の回転は停止して第1の回転筒22の沈胴動作が完了する。
【0076】
第3レンズ保持枠31よりも被写体側に位置する構成部品は、前述した第3レンズ保持枠31の退避動作完了以後に、第3レンズ保持枠31の沈胴直前の位置よりも結像面側に位置する。これによって、第3レンズ保持枠31との干渉なしに安全に第1の回転筒22等が本体側に沈胴することが可能となる。
【0077】
一般的なDC(直流)モータを用いて構成したズームモータ51でこれら第1の回転筒22等の位置を設定する場合は、ズームモータ51の出力軸に直接固定されたエンコーダと、この近傍に設置した例えばフォトインタラプタ51aからなるズームカウント検出器とで、駆動パルスを検出するように構成し、この駆動パルス個数で回転筒22の位置を設定できる。
【0078】
なお、ここでは、第1の回転筒22を移動させるための駆動源は、DCモータとし、エンコーダとフォトインタラプタによる検出器により駆動位置の検出を達成するようにしているが、これら全体をパルスモータに置き換えても同様の機能を達成することができる。
【0079】
ところで、衝突防止片36は、特に図2、図7に示すように、第3群主ガイド軸32の近傍において固定枠21に回動可能に支持されており、回動端近傍の係止突起36aを撮影光軸位置側へ突出させる回動方向にスプリング等により常時付勢されている。
【0080】
第3レンズ保持枠31が、退避位置に位置しているときは、衝突防止片36は、自分の付勢力以上の回動力を有する第3レンズ保持枠31によって押し出され、第3レンズ保持枠31よりも外方に偏った位置にある(特に、図2および図7参照)。
【0081】
第3レンズ保持枠31が、回動して光軸上位置に移動すると、衝突防止片36は、第3レンズ保持枠31との係合が解除され、付勢力によって、係止突起36aを撮影光軸側に突出する方向に回動し、係止突起36aを固定枠21の固定筒内面から突出させる。
【0082】
このとき、第1の回転筒22および第1のライナー23をはじめとして、第2の回転筒24、第2のライナー25、カム筒26および直進筒27が、全て係止突起36aの突出位置よりも物体側に位置しているので、係止突起36aは、第1の回転筒22および第1のライナー23の基端外周縁よりも内方に突出する(特に図5、図6および図8参照)。
【0083】
このようにすることにより、仮に第1の回転筒22を手動にて無理やり回転させて収納位置側へ移動させようとしても衝突防止片36が最初に第1の回転筒22に接触するため、第1の回転筒22の基端部は、光軸方向については、衝突防止片36の位置よりも像面側へ移動させることができないので、第3レンズ保持枠31に接触することを回避することができる。
【0084】
したがって、強い外力による第3レンズ保持枠31の破壊または破損等の防止を達成することができる。なお、第1の回転筒22は、第3レンズ保持枠31が収納退避位置へ正常に移動完了した後に、はじめて収納位置へ移動できるようになる。
【0085】
したがって、レンズ鏡胴が突出している撮影状態において、落下等により鏡胴の先端側に大きな圧力が加わった際に、第1の回転筒22および第1のライナー23に衝突防止片36の係止突起36aが係合し、第1の回転筒22および第1のライナー23(ならびに第2の回転筒24、第2のライナー25、カム筒26および直進筒27)のそれ以上の第3レンズ群13側への後退を阻止し、第3レンズ保持枠31および第3レンズ群13の破損等を防止する。
【0086】
第3群リードスクリュー34は、第3群モータ52によって順逆両方向に回転駆動される。第3群モータ52の回転は、ギア71、ギア72、ギア73およびギア74を順次介して第3群リードスクリュー34に伝達される。
【0087】
次に、第3レンズ保持枠31の像面側に配設される光学要素としての第4レンズ群14の駆動構成について説明する。図7および図8に加えて、主として第4群駆動系を示す斜視図である図20(a)、(b)を参照して説明する。
【0088】
第4レンズ群14は、第3レンズ保持枠31が沈胴状態から撮影可能な状態へ移行する際に、第3レンズ保持枠31が撮影可能な状態となるときの進入完了信号が発生した後に、第4レンズ群14の移動が許可される。
【0089】
この場合、ピント合わせ、つまり合焦を行うフォーカスレンズとして用いられる第4レンズ群14は、図20(a)、(b)等に示すように第4レンズ保持枠41によって保持されている。第4レンズ保持枠41は、鏡胴ベース82に固定され且つ光軸に平行に配置された第4群主ガイド軸44に嵌合するスリーブ部41aと、光軸に平行で且つ鏡胴ベース82に固定された副ガイド軸42と嵌合して、第4レンズ保持枠41の回転を規制する回転止め部41bとを有している。
【0090】
このような構成により、第4レンズ保持枠41は、第4群主ガイド軸44に沿って、すなわち光軸方向に沿って自由に移動することが可能となっている。第4レンズ保持枠41を駆動する駆動源としては、この場合ステッピングモータからなる第4群モータ53が設けられており、この第4群モータ53の出力軸には、第4群リードスクリュー45が形成されている。この第4群リードスクリュー45には、雌ねじが形成された第4群雌ねじ部材46が螺合している。
【0091】
第4レンズ保持枠41は、第4群雌ねじ部材46を挿入する空間を有している。この空間は、像側に光軸に垂直な面で第4群雌ねじ部材46に係合する係合部41cを有して形成され、この第4レンズ保持枠41を第4群スプリング43によって被写体側に付勢することにより、第4レンズ保持枠41は、常に第4群雌ねじ部材46に当接係合している。第4群雌ねじ部材46は、半径方向に突出する突出部46aを持ち、この突出部46aが、第4レンズ保持枠41の第4群雌ねじ部材46を挿入する空間の一側方に設けられた穴部41dに係合することによって、第4群雌ねじ部材46の回転止めの機能を呈している。
【0092】
このようにして、ステッピングモータである第4群モータ53が回転駆動されると、第4群リードスクリュー45が回転し、第4群雌ねじ部材46が、第4群リードスクリュー45の方向、つまり光軸方向に沿って、進退移動する。第4レンズ保持枠41は、この第4群雌ねじ部材46に係合しているので、この第4群雌ねじ部材46の移動に追従して第4レンズ保持枠41が光軸に沿って移動する。このとき、第4群リードスクリュー45は、第4群モータ53の出力軸に形成されているが、第4群モータ53と第4群リードスクリュー45を別々に構成し、それらをギヤ等で連結することにより、回転を伝達するようにして第4群リードスクリュー45を回転させるようにしても良い。
【0093】
第4レンズ保持枠41には、鏡胴ベース82に設けられた第4群フォトインタラプタ47の光路を遮光する遮光片41eが形成されており、第4群レンズ保持枠41の所定位置への移動によって、第4群フォトインタラプタ47の光路を遮光/透光させることができる。この場合、第4レンズ保持枠41の移動により遮光状態から透光状態になった瞬間を基準位置として認識し、その位置から任意のパルス数の分だけパルス波形の通電を行うことによって、第4群モータ53を回転させて第4レンズ保持枠41を所望の位置に移動させることができる。
【0094】
なお、第4レンズ保持枠41の外周縁には、第3レンズ保持枠31のフォトインタラプタ用の遮光片31bを光軸方向に逃げて干渉を避けるための凹部41fを形成してあり、それによって第4レンズ保持枠41の移動量を増やすことができ、合焦できる撮影距離範囲を広くとることができる。また、上述したように第4レンズ保持枠41と、第4群雌ねじ部材46との係合構造には、光軸方向について遊びがあるが、第4レンズ保持枠41を第4群スプリング43によって被写体側に常に付勢することにより、第4レンズ保持枠41は、光軸方向の位置を精度良く制御することを可能としている。
【0095】
第1の回転筒22、第1のライナー23、第1レンズ群11、第2レンズ群12およびシャッタ/絞りユニット15の収納位置は、前記固定枠21に設置された、フォトリフレクタ等からなるズーム位置検出器により発生するズーム位置基準信号に基づいて制御される。
【0096】
すなわち、ズーム位置収納基準信号のHからLへの変化発生後、エンコーダとして機能するピニオンギヤとこの近傍に設置されたズームカウント検出器によって発生される駆動パルスの所定のカウント数だけ像面側へ移動させることによって収納動作を完了させることが可能である。
【0097】
収納時、第4レンズ保持枠41は、先に述べたように第1の収納位置に位置しているが、第1の回転筒22が収納位置へ移動する際に、第1の回転筒22または第1のライナー23の最基端面が第4レンズ保持枠41に当接しそれを押圧して最終的に第4レンズ保持枠41の第2の収納位置へ移動させる。
【0098】
このような動作により、第4群フォトインタラプタ47の光軸方向の取り付け位置のバラツキが発生しても複雑な調整等を必要とせずに第4レンズ保持枠41を、精度良く収納位置へ移動させることが可能となる。このような作用は、第4レンズ保持枠41に設けられた係合空間の光軸方向長さが、第4群雌ねじ部材46の厚みよりも大きいために達成することが可能となっている。
【0099】
第1レンズ群11、第2レンズ群12およびシャッタ/絞りユニット15の移動のためのズームモータ51は、この場合DCモータを用いて構成される。第3レンズ群13の駆動のための第3群モータ52および第4レンズ群14の駆動のための第4群モータ53は、一般的にパルスモータを用いて構成され、例えばソフトウェア的に相互に連携して駆動され、主として第1〜第3のレンズ群11〜13による適切なズーミング動作および、例えば主として第4のレンズ群14による適切なフォーカシング動作を達成する。
〔各レンズ群の駆動制御〕
次に、このレンズ鏡胴を構成する各レンズ群の駆動制御について図21〜図28を参照して詳細に説明する。
【0100】
図21は、駆動制御系の構成を模式的に示すブロック図、図22は、起動シーケンスにおけるバリア開時のシーケンスを示すタイミングチャート、図23は、起動シーケンスにおけるバリア開からバリア閉時のシーケンスを示すタイミングチャート、図24は、リセットシーケンスを説明する(a)図表および(b)タイミングチャート、図25は、バリア閉時の収納シーケンスを示すタイミングチャート、図26は、ズームシーケンスを示すフローチャート、図27は、広角位置から望遠位置へのズーミング時のズームシーケンスを示すタイミングチャート、そして図28は、望遠位置から広角位置へのズーミング時のズームシーケンスを示すタイミングチャートである。
【0101】
図21の駆動制御系は、中央演算処理装置501、モータドライバ502、第1〜第2群DCモータ503、第1の絞りモータ504、第2の絞りモータ505、シャッタモータ506、第3群パルスモータ507、第4群パルスモータ508、第1〜第2群フォトインタラプタ509、第1〜第2群フォトリフレクタ510、第3群フォトインタラプタ351、第4群フォトインタラプタ512、第1〜第2群フォトインタラプタ駆動回路513、第1〜第2群フォトリフレクタ駆動回路514、第3群フォトインタラプタ駆動回路515および第4群フォトインタラプタ駆動回路516を有している。
【0102】
中央演算処理装置501は、モータドライバ502に対して、モータドライバ502の初期設定、駆動モータの選択、駆動電圧の設定および駆動方向等の命令を与える。モータドライバ502は、中央演算処理装置501からの命令に従って、第1〜第2群DCモータ503、第1の絞りモータ504、第2の絞りモータ505、シャッタモータ506、第3群パルスモータ507および第4群パルスモータ508等のモータ系を制御する。
【0103】
第1〜第2群DCモータ503は、第1群レンズ系11および第2群レンズ系12を駆動する。第1群レンズ系11および第2群レンズ系12は、通常の場合、第1〜第2群DCモータ503の駆動力に応動するカム機構を介してそれぞれ独立に駆動する。第1の絞りモータ504および第2の絞りモータ505は、シャッタ/絞りユニット15の絞りを駆動する。
【0104】
シャッタモータ506は、シャッタ/絞りユニット15のシャッタを駆動する。第3群パルスモータ507は、第3群レンズ系13を駆動する。第4群パルスモータ508は、第4群レンズ系14を駆動する。
【0105】
中央演算処理装置501は、第1〜第2群フォトインタラプタ駆動回路513、第1〜第2群フォトリフレクタ駆動回路514、第3群フォトインタラプタ駆動回路515および第4群フォトインタラプタ駆動回路516を介して位置検出装置としての第1〜第2群フォトインタラプタ509、第1〜第2群フォトリフレクタ510、第3群フォトインタラプタ351および第4群フォトインタラプタ512に対する駆動電源供給を行い、且つこれら第1〜第2群フォトインタラプタ509、第1〜第2群フォトリフレクタ510、第3群フォトインタラプタ351および第4群フォトインタラプタ512で検出された位置情報信号を取得する。
【0106】
第1〜第2群フォトインタラプタ駆動回路513、第1〜第2群フォトリフレクタ駆動回路514、第3群フォトインタラプタ駆動回路515および第4群フォトインタラプタ駆動回路516は、さらに第1〜第2群フォトインタラプタ509、第1〜第2群フォトリフレクタ510、第3群フォトインタラプタ351および第4群フォトインタラプタ512の各投光電流および各出力信号レベルを適正に制御する機能を有している。
【0107】
モータドライバ502は、中央処理演算処理装置501からの命令を受けて、該命令を実行し、第1〜第2群DCモータ503、第1の絞りモータ504、第2の絞りモータ505、シャッタモータ506、第3群パルスモータ507および第4群パルスモータ508のうちの選択されたモータに対して、指定電圧の設定をし、駆動命令タイミングに応じて駆動制御を行う。
〔起動シーケンス〕
このような、駆動制御系による起動シーケンスにおけるバリア開時の駆動シーケンスを図22を参照して説明する。
【0108】
レンズバリア62を開くと、バリアスイッチ信号(バリアSW)がHからLに変化し、鏡胴系の初期設定を開始する。なお、レンズバリア62は、レンズバリア62を操作レバー等によって機械的に開操作することによってバリアスイッチが動作する場合もあるが、バリアスイッチを操作することによってバリアが開く場合もある。
【0109】
初期設定は、モータ系を駆動するモータドライバ502の初期化、第1〜第2群フォトインタラプタ駆動回路513、第1〜第2群フォトリフレクタ駆動回路514、第3群フォトインタラプタ駆動回路515および第4群フォトインタラプタ駆動回路516を介して位置を検出する位置検出装置である第1〜第2群フォトインタラプタ509、第1〜第2群フォトリフレクタ510、第3群フォトインタラプタ351および第4群フォトインタラプタ512等の初期化を行う。
【0110】
第1〜第2群の位置検出のための第1〜第2群フォトインタラプタ509による検出結果が収納位置であり、第3群の位置検出のための第3群フォトインタラプタ351による検出結果が収納位置である。そして第4群の位置検出のための第4群フォトインタラプタ512による検出結果が収納位置である場合に、第1〜第2群DCモータ503を広角位置方向へ駆動させる。第1〜第2群DCモータ503による駆動量は、第1〜第2群の移動量を検出するための第1〜第2群フォトインタラプタ509によって検出する。第1〜第2群フォトインタラプタ509によるパルス状の信号(PI信号)のエッジ部をカウントすることによって移動量が検出される。
【0111】
第1〜第2群DCモータ503の起動開始直後の起動期間は、DCモータによる突入電流防止のために駆動電圧を定常電圧よりも低めに設定する。起動期間完了後は、駆動電圧を定常電圧にアップさせる。
【0112】
第1〜第2群DCモータ503の起動開始直後にバリアスイッチ(バリアSW)監視期間を設定し、中央演算処理装置501により、バリアスイッチ信号の状態を監視する。この期間中、バリアスイッチ信号が開状態であれば、シャッタ駆動用のシャッタモータ506によって全開制御を行い、シャッタを全開状態に設定する。
【0113】
次に、第1および第2の絞り駆動用モータ504および505によって、中間絞り制御を行い、中間絞り状態に設定する。今回の例では、中間絞り状態に設定しているが、開放絞り(最大径の絞り)状態に設定しても良い。
【0114】
次に、第4群パルスモータ508によって第4レンズ群14の先行駆動を行う。この第4レンズ群14の先行駆動を行うことによって、第1〜第2レンズ群の駆動開始から、最終の第4レンズ群14の駆動完了までの総時間の短縮化を図っている。また、先行駆動時の第4群パルスモータ508駆動時のパルスレートを通常駆動時よりも遅めに設定することによって、駆動時のトルクが大きくなり、機構部の引っ掛かり等からの脱出が可能となる。
【0115】
なお、先行駆動時の第4群パルスモータ508による駆動量は、第4レンズ群14と第3レンズ群13との干渉が発生しない量に設定している。
【0116】
第4レンズ群14の先行駆動が完了すると、第1〜第2群フォトリフレクタ510による基準位置検出待ちとなる。第1〜第2群フォトリフレクタ510による基準位置信号(HP信号)がHからLに変化した個所が第1〜第2レンズ群11〜12の基準位置(HP位置)となる。
【0117】
フォトリフレクタ510が第1〜第2レンズ群11〜12の基準位置(HP位置)を検出すると、第1〜第2レンズ群11〜12の位置情報をリセットする。この位置を基準として広角位置(Wide)までの移動量を第1〜第2群フォトインタラプタ509によるパルス状の信号(PI信号)をカウントすることによってり第1〜第2レンズ群の移動量制御を行う。広角位置は予め設定されているが、EEPROM等の不揮発性メモリに格納しそれを書き換えることによって変更することができるようになっている。
【0118】
広角位置到達前規定パルス期間は、停止制御期間となっており、広角位置までの残パルス数に応じて駆動電圧を下げて、広角位置到達時のオーバーランを低減するようにしている。第1〜第2群フォトインタラプタ509によるPI信号をカウントし、広角位置に到達した場合は、第1〜第2レンズ群11〜12の駆動を停止するためにブレーキ制御を行う。このブレーキ期間中のオーバーラン量もカウントし、最終的な第1〜第2レンズ群11〜12の位置を決定する。
【0119】
また、フォトインタラプタ509が第1〜第2レンズ群11〜12の基準位置(HP位置)を検出すると、第3群パルスモータ507が広角方向への駆動を開始する。なお、この前に、第1の回転筒22の回転により突起部21pと突起部22pとの係合が解除され、圧縮トーションスプリング37の付勢力によって、第3レンズ保持枠31は第1〜第2レンズ群11〜12の光軸上の撮影位置に位置している。
【0120】
第3レンズ群13の制御と第1〜第2レンズ群11〜12の制御とは並列制御となる。第3群パルスモータ駆動時のパルスレートを通常駆動時よりも高め(速め)に設定することによって、第3レンズ群13の駆動時間を短縮化している。
【0121】
フォトインタラプタ511により、第3レンジ保持枠31の第3レンズ群13の基準位置(HP位置)が検出されると、中央演算処理装置501はEEPROMの第3レンズ群13の位置情報をリセットする。なお、フォトインタラプタ511のHP位置検出に換えてモーター52のパルス個数により雌ねじ部材35が基準位置Bに位置していることを検出しても良い。
【0122】
第3群パルスモータ507は、この位置を基準として、広角位置までの移動量をパルス信号で駆動する。広角位置は予めEEPROM等の不揮発性メモリに格納されているが、書き換えによって変更可能である。
【0123】
最終的な第3レンズ群13の停止位置は、第1〜第2レンズ群11〜12のオーバーランを考慮した位置となる。すなわち、第1〜第2レンズ群11〜12の停止位置は、広角位置+オーバーラン量であるため、第3レンズ群13の停止位置も第1〜第2レンズ群11〜12のオーバーランを考慮した広角位置+αとなる。
【0124】
このαの値は、例えば、第1〜第2レンズ群11〜12のズームポジション間のパルス数と、オーバーラン量と、第3レンズ群13のズームポジション間のパルス数とから線形演算により求められる。ズームポジション間は、広角〜望遠間(W−T間)を16等分した区間のうちの1区間である。
【0125】
第1〜第2レンズ群11〜12の駆動が完了し、且つ第3レンズ群13の駆動において第3レンズ群13の基準位置(HP位置:基準位置B)を検出して、規定パルス数以上駆動した場合に、第4群パルスモータ508の広角無限位置方向への駆動を開始する。
【0126】
第1〜第2レンズ群11〜12の駆動が完了していない場合、または第3レンズ群13が基準位置から規定パルス以上駆動されていない場合には、第1〜第2レンズ群11〜12の駆動が完了し、且つ第3レンズ群13が基準位置から規定パルス以上駆動されるまで待ち状態となる。
【0127】
第1〜第2レンズ群11〜12の駆動が完了していない状態で第4群パルスモータ508を駆動すると3個のモータの同時駆動となって、消費電流が増大することになる。そこで、この例においては、同時駆動は、第3レンズ群13と第4レンズ群14のみとしている。また、第3レンズ群13の位置が基準位置から規定パルス数以上の位置に達する前に第4レンズ群14を駆動すると第3レンズ群13と第4レンズ群14の干渉が発生する。よって、規定パルス数以降において、第4レンズ群14の駆動を開始する。
【0128】
第4レンズ群14側としては、第4群フォトインタラプタ512による基準位置の検出待ちとなる。また、第4群パルスモータ508の駆動時の駆動電圧を通常駆動時よりも低めに設定することによって、消費電流を低減するようにしている。第4群フォトインタラプタ512による基準位置信号(HP信号)がLからHに変化した個所が第4レンズ群14の基準位置(HP位置)となる。第4レンズ群14の基準位置(HP位置)を検出すると、第4レンズ群14の位置情報をリセットする。この位置を基準とする広角無限位置までの移動量を第4群パルスモータ508によりパルス駆動する。広角無限位置は予め設定されているが、EEPROM等の不揮発性メモリに格納しそれを書き換えることによって変更することができるようになっている。
【0129】
図22のタイミングチャートに示したように、この例においては、同時駆動モータを2モータまでに制限することによって、消費電流を抑えつつ、最適駆動することによって起動時間の短縮化を図っている。
【0130】
次に、第1〜第2群DCモータ503の起動開始直後のバリアスイッチ監視期間中において、バリアスイッチ信号が閉状態に変化した場合について図23を参照して説明する。この期間中に、バリアスイッチ信号が開状態から閉状態に変化した場合には、第1〜第2群DCモータ503の駆動を停止させる。その後、収納方向への、移動量分、または規定パルス数分、の第1〜第2群DCモータ503の駆動を開始させる。この場合、駆動電圧は低電圧とし、作動部が収納端に衝突しても破壊・破損が発生しないようにする。このような制御により、バリアとの干渉防止が可能となる。
〔リセットシーケンス〕
また、第1〜第2群フォトリフレクタ510による検出結果が収納位置でない(基準位置(HP)信号=L)、または、第3群フォトインタラプタ351による検出結果が収納位置でない(基準位置(HP)信号=H)、または、第4群フォトインタラプタ512による検出結果が収納位置でない(基準位置(HP)信号=H)場合には、リセットシーケンス駆動を行う。このようなリセットシーケンスについて図24を参照して説明する。図24において、(a)は、各状況におけるリセットシーケンスの流れを示す模式的な図表、(b)は、リセットシーケンスのタイミングチャートである。
【0131】
〈1−2群HP信号=H,3群HP信号=L,4群HP信号=Lの場合〉
まず第1〜第2レンズ群11〜12のリセット動作として、第1〜第2レンズ群11〜12の基準位置(HP位置)を検出し、広角位置に移動させる(1−2群:Reset)。次に、第4レンズ群14の収納動作として、第4レンズ群14の基準位置(HP位置)を検出し、収納位置に移動させる(4群:収納)。次に、第3レンズ群13のリセット動作として、第3レンズ群13の基準位置(HP位置)を検出し、広角位置に移動させる(3群:Reset)。最後に、第4レンズ群14のリセット動作として、第4レンズ群14の基準位置(HP信号)を検出し、広角無限位置に移動させる(4群:Reset)。
【0132】
〈1−2群HP信号=H,3群HP信号=L,4群HP信号=Hの場合〉
まず第1〜第2レンズ群11〜12の退避動作として、第1〜第2レンズ群11〜12を望遠(Tele)方向に駆動し、基準信号の立下り検出後に規定パルス駆動する(1−2群:退避)。次に、第4レンズ群14の収納動作として、第4レンズ群14の基準位置(HP位置)を検出し、収納位置に移動させる(4群:収納)。次に、第1〜第2レンズ群11〜12のリセット動作として、第1〜第2レンズ群11〜12の基準位置(HP位置)を検出し、広角位置に移動させる(1−2群:Reset)。次に、第3レンズ群13のリセット動作として、第3レンズ群13の基準位置(HP位置)を検出し、広角位置に移動させる(3群:Reset)。最後に、第4レンズ群14のリセット動作として、第4レンズ群14の基準位置(HP信号)を検出し、広角無限位置に移動させる(4群:Reset)。
【0133】
〈1−2群HP信号=H,3群HP信号=H,4群HP信号=Lの場合
1−2群HP信号=H,3群HP信号=H,4群HP信号=Hの場合〉
まず、第1〜第2レンズ群11〜12の退避動作として、第1〜第2レンズ群11〜12を望遠方向に駆動し、基準信号の立下り検出後に規定パルス駆動する(1−2群:退避)。次に、第4レンズ群14の収納動作として、第4レンズ群14の基準位置(HP位置)を検出し、収納位置に移動させる(4群:収納)。
【0134】
第4レンズ群14の基準位置(HP位置)が検出できた場合は、第3レンズ群13の収納動作として、第3レンズ群13の基準位置(HP位置)を検出し、収納位置に移動させる(3群:収納)。
【0135】
第4レンズ群14の基準位置(HP位置)が検出できない場合は、第3レンズ群13との干渉が想定されるため、先に第3レンズ群13の収納動作を実施する(3群:収納)。
【0136】
第3レンズ群13の収納動作が完了した場合は、引き続き第4レンズ群14の収納動作を行う(4群:収納)。第3レンズ群13の収納動作時にHP位置が検出できない場合は、第4レンズ群14との干渉が想定されるため、第3レンズ群13の退避動作として、第3レンズ群13を望遠方向に規定パルス数駆動させる(3群:退避)。
【0137】
その後、第4レンズ群14の収納動作(4群:収納)、第3レンズ群13の収納動作を行う(3群:収納)。
【0138】
次に、第1〜第2レンズ群11〜12のリセット動作として、第1〜第2レンズ群11〜12の基準位置(HP位置)を検出して、広角位置に移動させる(1−2群:Reset)。次に、第3レンズ群13のリセット動作として、第3レンズ群13の基準位置(HP位置)を検出し、広角位置に移動させる(3群:Reset)。最後に、第4レンズ群14のリセット動作として、4群の基準位置(HP信号)を検出して、広角無限位置に移動させる(4群:Reset)。
【0139】
〈1−2群HP信号=L,3群HP信号=L,4群HP信号=Lの場合
1−2群HP信号=L,3群HP信号=L,4群HP信号=Hの場合〉
まず、第4レンズ群14の収納動作として、第4レンズ群14の基準位置(HP位置)を検出して、収納位置に移動させる(4群:収納)。次に、第3レンズ群13の収納動作として、第3レンズ群13の基準位置(HP位置)を検出して、収納位置に移動させる(3群:収納)。次に、第1〜第2レンズ群11〜12のリセット動作として、第1〜第2レンズ群11〜12の基準位置(HP位置)を検出し、広角位置に移動させる(1−2群:Reset)。次に、第3レンズ群13のリセット動作として、第3レンズ群13の基準位置(HP位置)を検出して、広角位置に移動させる(3群:Reset)。最後に、第4レンズ群14のリセット動作として、第4レンズ群14の基準位置(HP信号)を検出して、広角無限位置に移動させる(4群:Reset)。
【0140】
〈1−2群HP信号=L,3群HP信号=H,4群HP信号=Lの場合
1−2群HP信号=L,3群HP信号=H,4群HP信号=Hの場合〉
まず、第4レンズ群14の収納動作として、第4レンズ群14の基準位置(HP位置)を検出して、収納位置に移動させる(4群:収納)。第4レンズ群14の基準位置(HP位置)が検出できた場合には、第3レンズ群13の収納動作として、3群の基準位置(HP位置)を検出して、収納位置に移動させる(3群:収納)。
【0141】
第4レンズ群14の基準位置(HP位置)が検出できない場合には、第3レンズ群13との干渉と想定されるため、先に3群の収納動作を実施する(3群:収納)。第3レンズ群13の収納動作が完了した場合は、引き続き第4レンズ群14の収納動作を行う(4群:収納)。
【0142】
第3レンズ群13の収納動作時にHP位置が検出できない場合は、第4レンズ群14との干渉と想定されるため、第3レンズ群13の退避動作として、第3レンズ群13を望遠方向に規定パルス数駆動させる(3群:退避)。その後、第4レンズ群14の収納動作(4群:収納)、第3レンズ群13の収納動作を行う(3群:収納)。
【0143】
次に、第1〜第2レンズ群11〜12のリセット動作として、第1〜第2レンズ群11〜12の基準位置(HP位置)を検出して、広角位置に移動させる。(1−2群:Reset)次に、第3レンズ群13のリセット動作として、第3レンズ群13の基準位置(HP位置)を検出して、広角位置に移動させる(3群:Reset)。最後に、第4レンズ群14のリセット動作として、第4レンズ群14の基準位置(HP信号)を検出して、広角無限位置に移動させる(4群:Reset)。
〔収納シーケンス〕
レンズバリア62を閉じることにより、バリアスイッチ信号がLからHとなり、収納動作を開始する。尚、先に述べた通りレンズバリア62は、レンズバリアを操作レバー等によって機械的に閉操作することによってバリアスイッチが動作する場合もあるが、バリアスイッチを操作することによってレンズバリア62を閉じる場合もある。
【0144】
シャッタモータ506によりシャッタの全閉制御を行い、シャッタ/絞りユニット15のシャッタを全閉状態に設定する。次に、第1および第2の絞り駆動用モータ504および505により、中間絞り制御を行い、シャッタ/絞りユニット15の絞りを中間絞り状態に設定する。次に、第4群パルスモータ508により第4レンズ群14の収納駆動を行う。第4群パルスモータ508を収納位置方向へ駆動開始して、第4群フォトインタラプタ512による基準位置検出待ちとなる。
【0145】
第4群フォトインタラプタ512による基準位置信号(HP信号)がH→Lに変化した個所から収納位置までの収納位置移動量分だけパルス駆動する。収納位置移動量は、予め設定されているが、EEPROM等の不揮発性メモリに格納しそれを書き換えることによって変更することができるようになっている。
【0146】
次に、第3群パルスモータ507(モーター52)によって、第3レンズ群13の収納駆動を行う。所定のパルス個数だけ第3群パルスモータ507(モーター52)を回転させて第3レンズ保持枠31を移動開始基準位置Bに移動させる。収納位置移動量は予め設定されてEEPROM等の不揮発性メモリに格納されているが、書き換えによって変更できるようになっている。
【0147】
また、基準位置Bまで第3レンズ保持枠31が到達したら、第3群パルスモータ(モーター52を止め、次に、第1〜第2群DCモータ503により第1〜第2レンズ群11〜12の収納駆動を行う。
【0148】
第1〜第2群DCモータ503を収納位置方向へ駆動開始し、第1〜第2群フォトリフレクタ510による基準位置検出待ちとなる。第1〜第2群フォトリフレクタ510による基準位置信号(HP信号)がLからHに変化した個所から収納位置までの収納位置移動量を第1〜第2群フォトインタラプタ509によるパルス状の信号(PI信号)をカウントすることによって第1〜第2レンズ群11〜12の移動量制御を行う。収納位置移動量は予め設定されているが、EEPROM等の不揮発性メモリに格納しそれを書き換えることによって変更することができるようになっている。
【0149】
DCモータ503即ち第1回転筒22を駆動するモーター51は、第1回転筒22を沈胴方向に収納するように回転することにより、突起部31pと突起部22pとを干渉させ、第3レンズ保持枠31を退避位置に戻す。
【0150】
第1〜第2レンズ群11〜12の収納駆動時においては、停止前に電圧を落とさずに、第1〜第2群フォトインタラプタ509によるPI信号をカウントして、収納位置に到達した場合は、第1〜第2レンズ群11〜12の駆動を停止するためにブレーキ制御を行う。これは、電圧を落とすことによる途中止まりを軽減させるためである。
〔変倍シーケンス〕
次に、変倍動作のシーケンスについて、図26に示すフローチャートを参照して説明する。
【0151】
ズームレバーまたはズームボタンが操作される等により、変倍処理が開始されると、まず、第4レンズ群14を退避させる必要があるか否かを判定する(ステップS11)。このステップS11における判定は、望遠から広角への変倍であり、且つ第4レンズ群14が所定位置よりも至近側に位置する場合に退避処理が必要であるとする。次に、変倍駆動方向を判定する(ステップS12)。広角から望遠への変倍である場合には、第1〜第2群DCモータ503を作動させて第1〜第2レンズ群11〜12の駆動を開始する(ステップS13)。
【0152】
次に、第1〜第2レンズ群11〜12を停止させるか否かを判定する(ステップS14)。このステップS14における判定は、ズームレバーまたはズームボタン等を介しての変倍操作により作動するズーム駆動スイッチがオフとなったか、広角から望遠への駆動時において望遠位置から所定量手前の位置に到達したか、望遠から広角への駆動時において広角位置から所定量手前の位置に到達したか、のいずれかの条件に該当する場合に第1〜第2レンズ群11〜12を停止させるものとする。
【0153】
第1〜第2レンズ群11〜12を停止させる場合には、第3レンズ群13が駆動中であるか否かの状態を判定して(ステップS15)、停止中である場合には、第1〜第2レンズ群11〜12の停止動作を行い(ステップS16)、第1〜第2レンズ群11〜12のブレーキ動作を行う(ステップS17)。次に、変倍駆動方向を判定して(ステップS18)、広角から望遠への変倍である場合には、第3レンズ群13の位置補正駆動を行って(ステップS19)、絞り駆動を行い(ステップS20)、処理を終了する(操作待機状態に戻る)。
【0154】
ステップS11において、第4レンズ群14の退避処理が必要であると判定された場合には、第4レンズ群14の退避処理を行って(ステップS21)、ステップS12に進む。ステップS12において、変倍駆動方向が望遠から広角への変倍であると判定された場合には、第3レンズ群13の退避処理を行って(ステップS22)、ステップS14に進む。
【0155】
ステップS14において、第1〜第2レンズ群11〜12を停止させずに駆動を継続すると判定された場合には、第3レンズ群13が駆動中であるか否かの状態を判定して(ステップS23)、第3レンズ群13が停止中である場合には、第3レンズ群13の駆動を開始するか否かの判定を行う(ステップS24)。
【0156】
このステップS24における判定事項は、(1)第1〜第2レンズ群11〜12の駆動開始後第1〜第2レンズ群11〜12が規定駆動量以上駆動されているか、(2)広角から望遠への駆動時において第3レンズ群13が駆動再開による駆動状態であって、第1〜第2レンズ群11〜12が所定のズームポイントを通過した時に、第3レンズ群13の位置が第1〜第2レンズ群11〜12の位置から所定量以上離れたか、(3)望遠から広角への駆動時において第3レンズ群13が駆動再開による駆動状態であって、第1〜第2レンズ群11〜12が所定のズームポイントを通過した時に、第3レンズ群13の位置が第1〜第2レンズ群11〜12の位置に所定量よりも近付いたか、のいずれかである。ステップS24において上記の何れかの条件に該当する場合には、第3レンズ群13の駆動が許可されるものとする。
【0157】
ステップS24において第3レンズ群13の駆動が許可されると、第3レンズ群13の駆動が開始されて(ステップS25)、ステップS14に戻る。ステップS24において、第3レンズ群13の駆動が許可されない場合には、そのままステップS14に戻る。
【0158】
ステップS23において、第3レンズ群13が駆動中であると判定された場合には、第3レンズ群13の駆動を停止するか否かの判定を行う(ステップS26)。このステップS26における判定は、広角から望遠への駆動時において第3レンズ群13の位置が第1〜第2レンズ群11〜12の位置に所定量よりも近付いたか、望遠から広角への駆動時において第3レンズ群13の位置が第1〜第2レンズ群11〜12の位置から所定量以上離れたか、のいずれかの条件に該当する場合に第3レンズ群13の駆動停止が許可されるものとする。ステップS26において、第3レンズ群13の駆動停止が許可されると、第3レンズ群13の停止動作が開始されて(ステップS27)、ステップS14に戻る。ステップS26において、第3レンズ群13の駆動停止が許可されない場合には、そのままステップS14に戻る。
【0159】
ステップS15において、第3レンズ群13が駆動中であると判定された場合には、第3レンズ群13の停止動作が開始されて(ステップS28)、ステップS16に進む。ステップS18において、変倍駆動方向が望遠から広角への変倍であると判定された場合には、バックラッシュ動作を行って(ステップS29)、ステップS19に進む。
〔変倍動作〕
次に、このフローチャートに従った変倍動作について、変倍動作方向毎に具体的に説明する。
〔広角から望遠方向〕
まず、広角から望遠への変倍動作について図27に示すタイミングチャートを参照して説明する。ズーミングボタンのうちの望遠ボタンを押下することにより、望遠スイッチ信号がHからLとなり、望遠方向への変倍シーケンスが開始される。最初に、第4レンズ群14の退避判定が実施される(ステップS11)。
【0160】
先に述べた通り、第4レンズ群14の退避判定に際しては、次の条件を同時に満たした場合(アンド条件)にのみ、第4レンズ群14の退避駆動を行う。
(1)望遠から広角への変倍駆動であること。
(2)第4レンズ群14が所定位置(退避しきい値)よりも至近側(繰り出し側)に位置していること。
【0161】
しかし、広角から望遠への駆動時においては、上述の条件を満たさないので、第4レンズ群14の退避駆動は行わない。
【0162】
次に、駆動方向によって、第3レンズ群13を退避駆動するか否かを判定する(ステップS12)。広角から望遠への変倍駆動の場合には、第3レンズ群13の退避駆動は不要である。そして、第1〜第2群DCモータ503による第1〜第2レンズ群11〜12の駆動を開始する(ステップS13)。
【0163】
第1〜第2群DCモータ503の起動開始直後の起動期間は、DCモータによる突入電流を防止するために駆動電圧を定常電圧よりも低めに設定する。この起動期間の完了後は、駆動電圧を定常電圧に上昇させる。
【0164】
また、広角〜望遠間での駆動電圧は、収納〜広角位置間での駆動電圧よりも低めに設定している。これは、収納〜広角位置間は、高速性を必要とするため、高電圧設定としているためで、広角−望遠間は、ズームボタンの操作により、所望の個所で停止させたいために適度な電圧設定としている。
【0165】
第1〜第2レンズ群11〜12の駆動による移動量制御は、第1〜第2群フォトインタラプタ509によるパルス状の信号(PI信号)をカウントすることにより行う。また、広角〜望遠間を、例えば16等分することによって制御の基準とするズームポイントを17ポイント設定している。
【0166】
次に、第1〜第2レンズ群11〜12を停止するか否かを判定する(ステップS14)。第1〜第2レンズ群11〜12の駆動を停止判定に際しては、次の条件のいずれか1つを満足する場合(オア条件)に停止処理を行う。
(1)ズームレバーまたはズームボタン等を介しての変倍操作により作動する望遠ズーム駆動スイッチがオフ、つまりLからHに変化した場合。
(2)広角から望遠への駆動時において望遠位置から所定量手前の位置に到達した場合。
【0167】
第1〜第2レンズ群11〜12が駆動継続中の場合において、第3レンズ群13の状態(駆動中か停止中か)に応じて駆動開始/駆動停止の判定を行う(ステップS23)。
【0168】
第3レンズ群13の状態が停止中であるならば、第3レンズ群13の駆動開始の適否判定を行って(ステップS24)、許可されれば第3レンズ群13の駆動を開始する。
【0169】
ステップS24の第3レンズ群13の駆動開始判定に際しては、次の条件のいずれか1つを満足した場合に第3レンズ群13の駆動を開始する。
(1)第1〜第2レンズ群11〜12の駆動開始後に第1〜第2レンズ群11〜12が規定駆動量以上駆動されている場合。
(2)広角から望遠への駆動時において第3レンズ群13が駆動再開による駆動状態であり、第1〜第2レンズ群11〜12が予め定めた所定のズームポイントを通過した時に、第3レンズ群13の位置が第1〜第2レンズ群11〜12の位置から所定量以上離れた場合。
【0170】
また、第3レンズ群13が駆動中であるならば、第3レンズ群13の駆動を停止させるか否かの判定を行って(ステップS26)、許可されれば第3レンズ群13の駆動を停止させる。第3レンズ群13の駆動を停止させるか否かの判定にあたっては、次の条件を満たした場合に第3レンズ群13の駆動を停止させる。
(1)広角から望遠への駆動時において第3レンズ群13が第1〜第2レンズ群11〜12に対して所定量よりも近付いた場合。
【0171】
すなわち、第1〜第2レンズ群11〜12が起動し、第1〜第2レンズ群11〜12駆動量が規定パルス以上になったら、第3レンズ群13の駆動を開始する。同時駆動中に第3レンズ群13の位置が第1〜第2レンズ群11〜12に近付き、所定量よりも近付いた場合には、第3レンズ群13の駆動を停止させる。その後、第1〜第2レンズ群11〜12が第3レンズ群13に対して遠ざかり、所定量よりも離された場合に第3レンズ群13の駆動を再開させる。第1〜第2レンズ群11〜12と第3レンズ群13の位置関係に応じて、第3レンズ群13の駆動/停止を繰り返す。
【0172】
これによって、群間の距離を保った状態での変倍駆動が可能となる。また、起動時に規定量以上の駆動を経過してから第3レンズ群13の駆動を開始させることによって、第1〜第2群DCモータ503の突入電流の影響を避けることでき、消費電流の軽減に寄与する。
【0173】
第3レンズ群13の初期駆動開始前に望遠スイッチ信号がLからHに変化した場合は、第3レンズ群13の同時駆動なしに第1〜第2レンズ群11〜12の停止制御を行う。第1〜第2レンズ群11〜12が停止判定において、停止と判定されているにもかかわらず、第3レンズ群13が駆動中であるならば、第3レンズ群13の停止動作を開始させる。そして、第1〜第2レンズ群11〜12の停止動作を開始する。
【0174】
停止動作中は、低速制御期間となっており、目標位置までの残パルス数に応じて駆動電圧を下げている。これによって目標位置到達時のオーバーラン量を軽減させている。第1〜第2群フォトインタラプタ509によるPI信号をカウントし、目標位置に到達した場合は、第1〜第2レンズ群11〜12の駆動を停止させるためにブレーキ制御を行う。このブレーキ期間中のオーバーラン量もカウントし、最終的な第1〜第2レンズ群11〜12位置を決定する。
【0175】
第1〜第2レンズ群11〜12が停止した後は、第3レンズ群13の位置の補正駆動を行う。これは、第1〜第2レンズ群11〜12の最終的な停止位置に対応する第3レンズ群13の停止位置を算出し、その位置に駆動するものである。第1〜第2レンズ群11〜12のズームポイント毎の位置情報と、第3レンズ群13のズームポイント毎の位置情報から、第1〜第2レンズ群11〜12の停止位置に相当する第3レンズ群13の目標停止位置を補間演算する。その後に、停止したズーム位置に対応した絞り位置に設定するために絞り駆動を実施する(ステップS20)。
〔望遠から広角へ〕
次に、望遠から広角への変倍動作について図28に示すタイミングチャートを参照して説明する。ズーミングボタンのうちの広角ボタンを押下することにより、広角スイッチ信号がHからLとなり、広角方向への変倍シーケンスが開始される。最初に、第4レンズ群14の退避判定が実施される。
【0176】
先に述べた通り、第4レンズ群14の退避判定に際しては、次の条件を同時に満たした場合(アンド条件)にのみ、第4レンズ群14の退避駆動を行う。
(1)望遠から広角への変倍駆動である場合。
(2)第4レンズ群14が所定位置(退避しきい値)よりも至近側(繰り出し側)に位置している場合。
【0177】
望遠から広角への駆動時においては、第4レンズ群14の位置が所定位置よりも至近側にある場合には、第4レンズ群14の退避駆動を行う。退避量は、第3レンズ群13の変倍駆動時に第4レンズ群14との干渉が発生しない領域まで退避させる。
【0178】
次に、第3レンズ群13の退避駆動を行う。第1〜第2レンズ群11〜12駆動開始による第1〜第2レンズ群11〜12との干渉を防ぐために、第3レンズ群13を先行して規定量分駆動させる。そして、第1〜第2群DCモータ503にて、第1〜第2レンズ群11〜12の駆動を開始する。
【0179】
第1〜第2群DCモータ503起動開始直後の起動期間は、DCモータによる突入電流防止のために駆動電圧を定常電圧よりも低めに設定する。起動期間完了後は、駆動電圧を定常電圧に上昇させる。第1〜第2レンズ群11〜12の駆動による移動量の制御は、第1〜第2群フォトインタラプタ509によるパルス状の信号(PI信号)をカウントすることによって行う。先に述べたように、広角〜望遠間を、例えば16等分することによって制御の基準とするズームポイントを17ポイント設定している。
【0180】
第1〜第2レンズ群11〜12駆動停止の判定に際しては、先に述べた通り次の条件のいずれかを満足した場合に停止処理を行う。
(1)ズームレバーまたはズームボタン等を介しての変倍操作により作動する広角ズーム駆動スイッチがオフ、つまりLからHに変化した場合。
(2)望遠から広角への駆動時において広角位置から所定量手前の位置に到達した場合。
【0181】
第1〜第2レンズ群11〜12の駆動が継続中の場合において、第3レンズ群13の状態(駆動中か停止中か)に応じて駆動開始または駆動停止の判定を行う。第3レンズ群13の状態が停止中であるならば、第3レンズ群13の駆動開始判定を行い、駆動開始が許可されれば第3レンズ群13の駆動を開始する。
【0182】
第3レンズ群13の駆動開始の判定に際しては、次の条件のいずれか1つを満足した場合に第3レンズ群13の駆動を開始する。
(1)第1〜第2レンズ群11〜12の駆動開始後第1〜第2レンズ群11〜12が規定駆動量以上駆動されていること。
(2)望遠から広角への駆動時における第3レンズ群13が駆動再開による駆動状態であって、第1〜第2レンズ群11〜12が予め定めたズームポイントを通過した時に、第3レンズ群13が第1〜第2レンズ群11〜12に対して所定量よりも近付いたこと。
【0183】
また、第3レンズ群13が駆動中であるならば、第3レンズ群13の駆動停止の判定を行って、許可されれば第3レンズ群13の駆動を停止させる。
【0184】
第3レンズ群13の駆動停止の判定に際しては、次の条件を満たした場合に第3レンズ群13の駆動を停止させる。
(1)望遠から広角への駆動時において第3レンズ群13の位置が第1〜第2レンズ群11〜12の位置から所定量以上離れたこと。
【0185】
すなわち、第1〜第2レンズ群11〜12が起動し、第1〜第2レンズ群11〜12の駆動量が規定量以上になったら、第3レンズ群13の駆動を開始する。同時駆動中に第3レンズ群13の位置が第1〜第2レンズ群11〜12から離れ、規定量以上離れた場合には、第3レンズ群13の駆動を停止させる。その後、第1〜第2レンズ群11〜12が3群に対して近付き、規定パルス以上近づいたら、第3レンズ群13の駆動を再開させる。第1〜第2レンズ群11〜12と第3レンズ群13の位置関係により、第3レンズ群13の駆動/停止を繰り返す。
【0186】
これにより、群間を保った状態で変倍駆動が可能となる。また、起動時に規定パルス以上経過してから第3レンズ群13を駆動させることで、第1〜第2群DCモータ503の突入電流の影響を避けることでき、消費電流の軽減となる。
【0187】
また、第1〜第2レンズ群11〜12が駆動されている時の第3レンズ群13の駆動において、広角方向への駆動時の場合には、停止時にガタ取りのためのガタ取り制御が必要であるが、変倍中は、ガタ取り制御を禁止して、第3レンズ群13の間欠制御をスムーズにしている。
【0188】
第3レンズ群13の初期駆動開始前に広角SW信号がLからHに変化した場合には、第3レンズ群13の同時駆動なしに第1〜第2レンズ群11〜12の停止制御を行うこととなる。第1〜第2レンズ群11〜12の停止判定によって、停止と判定された場合は、第3レンズ群13が駆動中であるならば、停止動作を開始させる。そして、第1〜第2レンズ群11〜12の停止動作を開始する。
【0189】
停止動作中は、低速制御期間となっており、目標位置までの残パルス数に応じて駆動電圧を下げている。これにより目標位置到達時のオーバーラン量を軽減させている。第1〜第2群フォトインタラプタ509によるPI信号をカウントし、第1〜第2レンズ群11〜12が目標位置に到達した場合は、第1〜第2レンズ群11〜12の駆動を停止するためにブレーキ制御を行う。このブレーキ期間中のオーバーラン量もカウントし、最終的な第1〜第2レンズ群11〜12位置を決定する。
【0190】
また、望遠から広角方向への動作時は、ガタ取りのためのガタ取り動作(バックラッシュ動作)を行なう。
【0191】
第1〜第2レンズ群11〜12が停止したあとは、第3レンズ群13の位置の補正駆動を行う。これは、第1〜第2レンズ群11〜12の最終的な停止位置に対応した第3レンズ群13の停止位置を算出し、その位置に駆動するものである。
【0192】
第3レンズ群13の位置の補正駆動においては、第1〜第2レンズ群11〜12のズームポイント毎の位置情報と、第3レンズ群13のズームポイント毎の位置情報から、第1〜第2レンズ群11〜12の停止位置に相当する第3レンズ群13の目標停止位置を補間演算する。
【0193】
広角方向駆動時は、停止時にガタ取りのためのガタ取り制御を実施する。その後、停止したズーム位置に対応した絞り位置に設定するために絞り駆動を実施する。
【0194】
この例においては、広角〜望遠間の変倍動作において、望遠方向動作時の第1〜第2群DCモータ503の駆動電圧よりも、広角方向動作時の第1〜第2群DCモータ503の駆動電圧を高めに設定している。また、第3群パルスモータ507においても、望遠方向動作時よりも、広角方向動作時のほうがパルスレートを速めに設定している。また、第1〜第2レンズ群11〜12と第3レンズ群13の群間を保つために、第1〜第2レンズ群11〜12と第3レンズ群13の位置関係に応じて第3レンズ群13の間欠制御を行っている。よって、望遠方向駆動時において、第3レンズ群13の駆動速度は第1〜第2レンズ群11〜12の駆動速度と同等、もしくは速めになるような設定としている。
【0195】
同様に、広角方向駆動においても、第3レンズ群13の駆動速度は第1〜第2レンズ群11〜12の駆動速度と同等、あるいは速めになるような設定としている。こうすることで、望遠方向動作時には、第3レンズ群13が第1〜第2レンズ群11〜12に対して離されることなく、また、広角方向動作時には、第3レンズ群13が第1〜第2レンズ群11〜12に対して追いつかれることなく駆動されるようになる。
【0196】
図9に示すように、第4レンズ群14の背後、すなわち物体から遠い側には、CCD(電荷結合素子)固体撮像素子等の固体撮像素子16が配設されており、この固体撮像素子16は、その入力面上に被写体像が結像されるように構成されている。固体撮像素子16の入力面側には、必要に応じてローパスフィルタ等の各種光学フィルタ、カバーガラスおよびその他の光学素子等が適宜設けられる。
【0197】
図3〜図5に示すレンズバリア62は、収納状態において、第1レンズ群11の物体側を覆い、レンズ群を汚損乃至は損傷から保護する。レンズバリア62は、バリア駆動系63により撮影光軸に直交する方向に進退駆動される。図3および図4は、レンズバリア62を閉じた状態を示し、図5は、レンズバリア62をほぼ開いた状態を示している。バリア駆動系63は、バリア操作部(図17(a)におけるバリア操作部301参照)の操作によって、レンズバリア62を閉成位置(図3、図4)と開放位置(図5の位置よりもさらに撮影光軸から遠ざかった位置)との間で、駆動する。このバリア駆動系63は、閉成位置においては閉成方向に、開放位置においては開放方向にレンズバリア62を偏倚付勢する機能を有している。
【0198】
したがって、レンズバリア62が閉成されている状態で開放方向に操作すると、レンズバリア62が所定位置を過ぎたところからは、半自動的に開放状態へ移行する。また、開放状態からレンズバリア62を閉じようとすると、レンズバリア62が所定位置(開放時の所定位置と必ずしも同一である必要はなくむしろある程度のヒステリシス特性を持っていると円滑な操作が期待できる)を過ぎたところから半自動的に閉状態に移行する。
【0199】
バリア制御片61は、固定枠21の側部(レンズバリア62の開放位置)に撮影光軸に沿う方向にスライド移動可能に設けられており、適宜スプリング等により物体側へ付勢されている。収納状態においては、第1の回転筒22および第1のライナー23の基端面にバリア制御片61の屈曲形成された係合部が係合して、付勢力に抗して像面側に偏倚されており、レンズバリア62にも接触してない。撮影状態においては、レンズバリア62は、各レンズ群およびそれらの保持枠等から完全に離れている。この状態では、バリア制御片61は、係合部の係合が解除され、付勢力によって物体側に偏倚し、先端のバリア阻止部がレンズバリア62の進退路に突出する。
【0200】
この状態で収納状態へ移行しようとしたときに、レンズバリア62を急速に操作するとレンズバリア62がレンズ鏡胴にぶつかってしまうおそれがあるが、バリア制御片61の先端のバリア阻止部がレンズバリア62の進退路を横切っており、レンズ鏡胴部分へのレンズバリア62の侵入が阻止される。各レンズ群が収納され、収納状態となれば、第1の回転筒22および第1のライナー23の基端面がバリア制御片61の屈曲形成された係合部に係合して、付勢力に抗して像面側に偏倚させるので、レンズ鏡胴の前面部分へレンズバリア62が移動することができ、レンズバリア62が正しく閉成位置に設定される。このようにして、レンズバリア62とレンズ群の鏡筒部分との干渉を効果的に防止することができる。
【0201】
なお、上記の説明では第3レンズ群13を、光軸外に退避させる構成とした場合について説明した。本発明の構成の場合、外径が最も小さいレンズ群を光軸外に退避させる退避レンズ群とし、更に、退避位置から撮影位置或いはその逆方向にスウィングする場合、撮影位置においてレンズの光軸方向に前進・後退する場合において、スウィング機構と前進後退機構とを個別に構成することによって、スウィング機構のレンズ光軸方向の長さを小さくでき、退避したときの鏡胴投影サイズを効果的に小さくすることができる。
【0202】
また、退避レンズ群は繰出し時に像面からなるべく離れないレンズ群とすることによって、退避レンズ群の駆動機構(主軸の長さおよびリードスクリューの長さの少なくとも一方)を短くすることができ、鏡胴の厚さを薄く、すなわち光軸方向寸法を小さくすることができる。絞り機能を併せ持つシャッタの後方に位置し且つそれに最も近いレンズ群を退避レンズ群とすることで、外径が最も小さく、像面から離れないレンズ群を退避レンズ群とすることができ、鏡筒の光軸に垂直な平面を塞いでいるシャッタとの干渉を考慮したり、シャッタの位置を回避したりする必要がなく退避し易い。
【0203】
この場合、レンズ構成は、正のパワーを持つ第1レンズ群、負のパワーを持つ第2レンズ群、正のパワーを持つ第3群レンズ群および正のパワーを持つ第4レンズ群の4群で構成され、少なくとも第1レンズ群と第2レンズ群の間隔、第2レンズ群と第3レンズ群の間隔、第3レンズ群と第4レンズ群の間隔を変化させることで変倍を行い、第4レンズ群を移動させることで像面の位置を撮像面に補正することで合焦を行っている。
【0204】
絞り機能を併せ持つシャッタは、第3レンズ群の前に位置する。レンズ構成を4群構成とし、第3レンズ群を退避レンズ群とすることで、像面からなるべく離れず外径が最も小さいレンズ群を退避レンズ群とすることができ、鏡胴投影サイズが小さく厚みの薄い鏡胴とすることができる。
【0205】
また、変倍比4倍以上で4群レンズ構成の第3レンズ群を退避レンズ群とすることで、高変倍比を実現しつつ鏡胴サイズ(投影サイズ、厚さ)を小さくしたレンズ鏡胴を提供することができる。レンズ構成は、正のパワーを持つ第1レンズ群、負のパワーを持つ第2レンズ群、正のパワーを持つ第3レンズ群の3群レンズ構成とし、第3レンズ群を退避レンズ群としてもよい。また、負のパワーを持つ第1レンズ群、正のパワーを持つ第2レンズ群、正のパワーを持つ第3レンズ群の3群レンズ構成とし、第3レンズ群或いは第2レンズ群を退避レンズ群としても良い。各レンズ群は、それぞれ1枚以上のレンズによって構成すれば良く、ここでいう、レンズ群とは、一体的に動く1枚以上のレンズを指している。したがって、全てのレンズ群をそれぞれ1枚のレンズにより構成してもよい。
(第2の実施形態)
次に、上述した第1の実施の形態に示されたような本発明に係るレンズ鏡筒を含む光学系装置を撮影光学系として採用してカメラを構成した本発明の第2の実施の形態について図17〜図19を参照して説明する。図17は、物体、すなわち被写体側である前面側から見たカメラの外観を示す斜視図、図18は、撮影者側である背面側から見たカメラの外観を示す斜視図であり、図19は、カメラの機能構成を示すブロック図である。
【0206】
なお、ここでは、カメラについて説明しているが、いわゆるPDA(personal data assistant)や携帯電話機等の携帯型情報端末装置にカメラ機能を組み込んだものが近年登場している。このような携帯型情報端末装置も外観は若干異にするもののカメラと実質的に全く同様の機能・構成を含んでいるものが多く、このような携帯型情報端末装置に本発明に係るレンズ鏡筒を含む光学系装置を採用してもよい。
【0207】
図17および図18に示すように、カメラは、撮影レンズ101、シャッタボタン102、ズームレバー103、ファインダ104、ストロボ105、液晶モニタ106、操作ボタン107、電源スイッチ108、メモリカードスロット109、通信カードスロット110およびバリア操作部301等を備えている。さらに、図19に示すように、カメラは、受光素子201、信号処理装置202、画像処理装置203、中央演算装置(CPU)204、半導体メモリ205および通信カード等206も備えている。また、明確には図示されていないが、これら各部は、駆動電源としてのバッテリにより給電されて動作する。
【0208】
カメラは、撮影レンズ101とCCD(電荷結合素子)撮像素子等のエリアセンサとしての受光素子201を有しており、撮影光学系である撮影レンズ101によって形成される撮影対象となる物体、つまり被写体、の像を受光素子201によって読み取るように構成されている。この撮影レンズ101としては、第1の実施の形態において説明したような本発明に係るレンズ鏡胴を含む光学系装置を用いる。具体的には、レンズ鏡胴を構成する光学要素であるレンズ等を用いて光学系装置を構成する。レンズ鏡胴は、各レンズ等を、少なくともレンズ群毎に移動操作し得るように保持する機構を有する。カメラに組み込まれる撮影レンズ101は、通常の場合、この光学系装置の形で組み込まれる。
【0209】
受光素子201の出力は、中央演算装置204によって制御される信号処理装置202によって処理され、ディジタル画像情報に変換される。信号処理装置202によってディジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置204によって制御される画像処理装置203において所定の画像処理が施された後、不揮発性メモリ等の半導体メモリ205に記録される。この場合、半導体メモリ205は、メモリカードスロット109に装填されたメモリカードでもよく、カメラ本体に内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ106には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ205に記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリ205に記録した画像は、通信カードスロット110に装填した通信カード等206を介して外部へ送信することも可能である。なお、先に述べた各レンズの駆動制御のための図21に示す中央演算処理装置501は、中央演算装置204に含まれていても良く、これと連係する他のマイクロプロセッサを用いて構成しても良い。
【0210】
撮影レンズ101は、カメラの携帯時には図17の(a)に示すように沈胴状態にあってカメラのボディー内に埋没しており、レンズバリア62が閉成している。ユーザーがバリア操作部301を操作してレンズバリア62を開くと、電源が投入され、図17の(b)に示すように鏡胴が繰り出され、カメラのボディーから突出して撮影状態となる構成とする。このとき、撮影レンズ101のレンズ鏡胴の内部では、ズームレンズを構成する各群の光学系が、例えば広角位置に配置されており、ズームレバー103を操作することによって、各群光学系の配置が変更されて、望遠端への変倍動作を行うことができる。
【0211】
なお、ファインダ104の光学系も撮影レンズ101の画角の変化に連動して変倍するようにすることが望ましい。
【0212】
多くの場合、シャッタボタン102の半押し操作により、フォーカシングがなされる。本発明に係るズームレンズにおけるフォーカシングは、主として第4レンズ群14の移動によって行うことができる。シャッタボタン102をさらに押し込み全押し状態とすると撮影が行なわれ、その後に上述した通りの処理がなされる。
【0213】
半導体メモリ205に記録した画像を液晶モニタ106に表示させたり、通信カード等206を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン107を所定のごとく操作する。半導体メモリ205および通信カード等206は、メモリカードスロット109および通信カードスロット110等のような、それぞれ専用または汎用のスロットに装填して使用される。
【0214】
なお、撮影レンズ101が沈胴状態にあるときには、第3レンズ群13が光軸上から退避して、第1レンズ群11および第2レンズ群12と並列的に収納されているので、カメラのさらなる薄型化を実現することができる。
【0215】
通常ファインダ機構は、鏡胴部上部側に配置されることでカメラ操作をし易くしており、また、レンズ鏡胴がズーム変倍機構を含む場合、ファインダ機構もズーム変倍機構が必要となるため、ズーム変倍動作を達成するための駆動源(DCモータやパルスモータ等)とこれの駆動力を伝達するための伝達機構(ギヤ連結機構等)は、ファインダ機構のすぐ近くに配置されることが望ましい。
【0216】
例えばファインダ機構がレンズ鏡胴の上方左側部に設置される場合、変倍駆動源と伝達機構はレンズ鏡胴の上方右側部に設置することで限られたスペースを有効に利用することになる。
【0217】
次に、退避レンズ保持枠を退避する場合は、残されたスペースより、自ずからレンズ鏡胴の下方に設置することになる(レンズ鏡胴の下方右側かあるいは下方左側)。この実施の形態では、レンズ鏡胴の下方右側に退避レンズ保持枠のスペースを設置し、レンズ鏡胴の下方左側には、合焦レンズ群を駆動するための駆動源と駆動機構を配置することで、通常の円形状レンズ鏡胴の上方左側、上方右側、下方右側、下方左側の四隅を有効に利用することでレンズ鏡胴の小型化を達成することができた。
【図面の簡単な説明】
【0218】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るレンズ鏡胴を含む光学系装置のレンズ群を沈胴させて収納した沈胴収納状態におけるレンズ鏡胴部分の要部の構成を物体側から見た斜視図である。
【図2】図1の状態における要部の構成を結像面側から見た斜視図である。
【図3】レンズバリアを閉じた沈胴収納状態におけるレンズ鏡胴およびレンズバリアを含む光学系装置の要部の構成を物体側から見た模式的な斜視図である。
【図4】図3の状態における要部の構成を結像面側から見た模式的な斜視図である。
【図5】レンズ群を突出させた撮影状態において開いたレンズバリアを閉じようとしている状態におけるレンズ鏡胴部分およびレンズバリア部分の要部の構成を結像面側から見た模式的な斜視図である。
【図6】レンズ群を突出させた撮影状態におけるレンズ鏡胴部分の要部の構成を結像面側から見た斜視図である。
【図7】第3レンズ群を保持する第3レンズ保持枠および突起部の動作を説明するため、レンズ群の沈胴収納状態における第3レンズ保持枠、突起部、衝突防止片および第4レンズ保持枠部分の配置構成を物体側から見た斜視図である。
【図8】第3レンズ群を保持する第3レンズ保持枠および衝突防止片の動作を説明するため、レンズ群を突出した撮影状態における第3レンズ保持枠、突起部、衝突防止片および第4レンズ保持枠部分の配置構成を物体側から見た斜視図である。
【図9】(a)は、望遠位置まで突出しさせた状態、(b)は、広角位置まで突出させた状態を示すもので、両図ともレンズ光軸を境として上半部および下半部に、レンズ群を突出した撮影状態および沈胴させて収納した沈胴収納状態におけるレンズ鏡胴における各レンズ群、レンズ保持枠ならびに各種レンズ鏡筒の要部をそれぞれ示す縦断面図である。
【図10】第2の回転筒に形成されたカム溝の形状を展開して模式的に示す展開図である。
【図11】カム筒に形成されたカム溝の形状を展開して模式的に示す展開図である。
【図12】第1のライナーに形成されたカム溝およびキー溝の形状を展開し且つヘリコイドを省略して模式的に示す展開図である。
【図13(a)】固定枠に形成されたカム溝およびキー溝の形状を展開し、且つヘリコイドを省略して模式的に示す展開図である。
【図13(b)】図13(a)に、ヘリコイドを付加して模式的に示す展開図である。
【図13(c)】ヘリコイドに嵌合する第1の回転筒の外観を示す斜視図である。
【図14(a)】第3レンズ保持枠および駆動操作系の構成を示す側面図である。
【図14(b)】図14(a)の斜視図である。
【図15(a)】第3レンズ保持枠とその突起部および駆動操作系により、第3レンズ保持枠を撮影位置に位置させた状態を示す斜視図である。
【図15(b)】第3レンズ保持枠その突起部および駆動操作系により、第3レンズ保持枠を退避位置に位置させた状態を示す斜視図である。
【図15(c)】第1の回転筒の後端縁部に形成した突起部の斜視図である。
【図16(a)】第3レンズ保持枠の動作を説明するため、第3レンズ保持枠部分を結像面側から見た正面図である。
【図16(b)】シャッタ部分を主として示す斜視図である。
【図16(c)】第3レンズ保持枠の突起部と第1の回転筒の突起部とを接触させて第3レンズ保持枠を退避位置に位置させた状態を示す図である。
【図16(d)】第3レンズ保持枠の突起部と第1の回転筒の突起部とを非接触させて第3レンズ保持枠を撮影位置に位置させた状態を示す図である。
【図17】本発明の第2の実施の形態に係るカメラの外観構成を模式的に示す物体側から見た斜視図であり、(a)は撮影レンズをカメラのボディー内に沈胴収納している状態、(b)は撮影レンズがカメラのボディーから突出している状態を示している。
【図18】図17のカメラの外観構成を模式的に示す撮影者側から見た斜視図である。
【図19】図17のカメラの機能構成を模式的に示すブロック図である。
【図20】(a)は、第4レンズ保持枠およびその駆動操作系の要部の構成を模式的に示す斜視図、(b)は、その一部を省略し、角度を変えて見た状態を示す斜視図である。
【図21】駆動制御系の構成を模式的に示すブロック図である。
【図22】起動シーケンスにおけるバリア開時のシーケンスを示すタイミングチャートである。
【図23】起動シーケンスにおけるバリア開からバリア閉時のシーケンスを示すタイミングチャートである。
【図24】リセットシーケンスを説明するもので、(a)は、図表、(b)は、タイミングチャートである。
【図25】バリア閉時の収納シーケンスを示すタイミングチャートである。
【図26】ズームシーケンスを示すフローチャートである。
【図27】広角位置から望遠位置へのズーミング時のズームシーケンスを示すタイミングチャートである。
【図28】望遠位置から広角位置へのズーミング時のズームシーケンスを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【0219】
11 第1レンズ群
12 第2レンズ群
13 第3レンズ群
14 第4レンズ群
15 シャッタ/絞りユニット
16 固体撮像素子
17 レンズ保持枠
18 カバーガラス
19 ローパスフィルタ
21 固定枠
22 第1の回転筒
22p 第1の回転筒の突起部
23 第1のライナー
24 第2の回転筒
25 第2のライナー
26 カム筒
27 直進筒
31 第3レンズ保持枠
31p 第3レンズ保持枠の突起部
32 第3群主ガイド軸
33 第3群副ガイド軸
34 第3群リードスクリュー
35 第3群雌ねじ部材
36 衝突防止片
37 圧縮トーションスプリング
38 第3群フォトインタラプタ(位置検出装置)
41 第4レンズ保持枠
42 第4群副ガイド軸
43 第4群スプリング
44 第4群主ガイド軸
45 第4群リードスクリュー
46 第4群雌ねじ部材
47 第4群フォトインタラプタ
51 ズームモータ
52 第3群モータ
53 第4群モータ
61 バリア制御片
62 レンズバリア
63 バリア駆動系
71,72,73,74 ギア
81 押さえ板
82 鏡胴ベース
101 撮影レンズ
102 シャッタボタン
103 ズームレバー
104 ファインダ
105 ストロボ
106 液晶モニタ
107 操作ボタン
108 電源スイッチ
109 メモリカードスロット
110 通信カードスロット
201 受光素子(エリアセンサ)
202 信号処理装置
203 画像処理装置
204 中央演算装置(CPU)
205 半導体メモリ
206 通信カード等
301 バリア操作部
501 中央演算処理装置
502 モータドライバ
503 第1〜第2群DC(直流)モータ
504 第1の絞りモータ
505 第2の絞りモータ
506 シャッタモータ
507 第3群パルスモータ
508 第4群パルスモータ
509 第1〜第2群フォトインタラプタ
510 第1〜第2群フォトリフレクタ
511 第3群フォトインタラプタ
512 第4群フォトインタラプタ
513 第1〜第2群フォトインタラプタ駆動回路
514 第1〜第2群フォトリフレクタ駆動回路
515 第3群フォトインタラプタ駆動回路
516 第4群フォトインタラプタ駆動回路




 

 


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