JP4729885B2

JP4729885B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP4729885B2
Application number: JP2004243344A
Authority: JP
Inventors: 謙一本庄; 圭司阪本; 巧桑原; 博之河原
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-07-20
Filing date: 2004-08-24
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2024-08-24
Also published as: JP2006058818A

Description

本発明は、デジタルカメラなどのスチルカメラ及びビデオムービーなどのレンズの位置制御を行う撮像装置に関するものである。

一般にデジタルカメラなどのズーム機能やフォーカス機能を有するレンズ鏡筒には、光軸方向に駆動するズームレンズユニットやフォーカスレンズユニットの原点位置を検出するセンサが取付けられる。この原点位置の検出は、従来、レンズユニットに取付けられた遮蔽部材と光透過型フォトセンサを用いて、レンズユニットをモータにより駆動し、このレンズユニットと共に移動される遮蔽部材がフォトセンサを横切ることにより光を遮蔽し、そのフォトセンサの出力レベルの監視を行うことで、検出するようにしている。

従来の撮像装置の例が特許文献１に記載されている。以下これについて説明する。図８は従来の撮像装置の要部概略斜視図である。図８において、１は不図示の静止部材に固定された基準位置（リセット位置）検出手段としてのリセットスイッチである。このリセットスイッチ１は図示のようにコ字形の本体を有し、該本体の上方の水平片部１ａ（以下、天板部と称す）と下方の水平片部１ｂ（以下、底板部と称す）とは後述の光学系の光軸と平行に配置され、天板部１ａと底板部１ｂとの間の空間には後述のレンズホルダーから突出された被検知板が侵入し得るようになっている。天板部１ａの下面には投光素子が取付けられており、底板部１ｂの上面には前記投光素子と対向する受光素子が取付けられている。前記受光素子と投光素子とはフォトインタラプタを構成しており、受光素子は電気配線Ｗ１を介して電子回路基板上の制御装置１０に電気的に接続されている。

２はフォーカスレンズ群を担持しているフォーカスレンズホルダーである。前記ホルダー２の外周には、送りねじ８と螺合するねじ孔を具備した送りねじ螺合片（もしくはメスヘリコイド部材）２ｂ、第１ガイドバー６に軸方向に摺動可能に嵌合しているスリーブ系摺動部２ｃ、第２ガイドバー７に軸方向に摺動可能に嵌合しているＵ溝付き突片２ｄ、前記リセットスイッチ１の天板部１ａと底板部１ｂとの間に侵入し得る被検知板２ａがそれぞれ設けられている。送りねじ８はレンズの光軸と平行に延在し、フォーカスレンズ駆動用ステップモータ４の軸に固定されている。第１ガイドバー６及び第２ガイドバー７はレンズの光軸と平行に延在すると共に不図示の静止部材に固定されている。

３はズームレンズ群を担持しているズームレンズホルダーであり、フォーカスレンズホルダー２と同一軸線上に所定の間隔を置いて配置されている。ズームレンズホルダー３の外周には、送りねじ９と螺合するねじ孔を有した送りねじ螺合片（もしくはメスヘリコイド部材）３ｂ、第１ガイドバー６に軸方向に摺動可能に嵌合しているスリーブ形摺動部３ｃ、第２ガイドバー７に軸方向に摺動可能に嵌合しているＵ溝付き突片３ｄ、前記リセットスイッチ１の天板部１ａと底板部１ｂとの間に侵入し得る被検知板３ａがそれぞれ設けられている。送りねじ９はレンズの光軸と平行に延在すると共にズームレンズ駆動用のステップモータ５の軸に固定されている。

なお、上記ステップモータ４は配線Ｗ２によって制御装置１０に接続され、ステップモータ５は配線Ｗ３によって制御装置１０に接続されている。

このように構成された従来の撮像装置において、不図示の電源スイッチにより電源が供給されると、まず、ステップモータ５が回転を始め、送りねじ９が回転されてズームレンズホルダー３は送りねじ９に沿って該ねじ９の先端方向へ向って動かされる。そして、被検知板３ａがリセットスイッチ１の天板部１ａと底板部１ｂとの間に侵入するとフォトリフレクタの投光素子の光束が被検知板３ａによって遮られるため、これに応じて制御装置１０はステップ数をカウントしながらステップモータ５を駆動し、ズームレンズホルダー３を初期セット位置まで移動させる。次に、ステップモータ４が回転されてフォーカスレンズホルダー２が送りねじ８の先端方向へ向って動かされ、被検知板２ａがリセットスイッチ１の天板部１ａと底板部１ｂとの間に入って投光素子の光を遮ると、これに応じて制御装置１０はステップ数をカウントしながらこのステップモータ４を駆動し、フォーカスレンズホルダー２を初期セット位置まで移動させる。このように、従来の装置ではズームレンズ及びフォーカスレンズのそれぞれのリセット位置の検出、すなわち原点検出をそれぞれのレンズホルダーに設けた被検知板と共通の一つのリセットスイッチで行うようにしている。
特開平４−１８４３０９号公報

しかしながら、従来の撮像装置の原点検出方式ではズームレンズユニットとフォーカスレンズユニットの外周にそれぞれに遮蔽部材を設け、これらの遮蔽部材の動きを共通のフォトセンサで検出して原点位置の検出を行うようにしているが、フォトセンサを両レンズユニット間に配置し、かつその位置はユニットの外周部であるため、各レンズユニットの外形が大きくなってレンズ鏡筒が大型となっている。また、各レンズユニットの収納時には互いのレンズユニットを近接させる必要があるが、この時互いの遮蔽部材が接触しないようにするためにはフォトセンサの外形寸法を大きくする必要があり、これは光軸方向とそれと直交方向の小型化の制約要因となって、レンズ鏡筒の小型化の障害となる。

本発明は、第１のレンズユニットと被検出部材を有する第２のレンズユニットをそれぞれ光軸方向に移動可能に備えたレンズ鏡筒と、前記第１のレンズユニットを光軸方向に移動させる第１の駆動手段と、前記第２のレンズユニットを光軸方向に移動させる第２の駆動手段と、前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段の各々に制御信号を出力する制御手段と、前記被検出部材が所定位置にあることを検出する位置検出手段を備え、前記第１のレンズユニットと前記第２のレンズユニットは当接可能であるとともに、前記制御手段は、前記第１のレンズユニットと前記第２のレンズユニットとが当接する場合には、前記第１の駆動手段により、前記被検出部材が前記所定位置にあることを前記位置検出手段が検出するまで、前記第１のレンズユニットと前記第２のレンズユニットとを一体となった状態で移動させる一方、前記第１のレンズユニットと前記第２のレンズユニットとが当接しない場合には、前記第２の駆動手段により、前記被検出部材が前記所定位置にあることを前記位置検出手段が検出するまで、前記第１のレンズユニットと前記第２のレンズユニットとを分離した状態で移動するように前記制御信号を出力可能であり、前記制御手段は、
前記第１のレンズユニットと前記第２のレンズユニットとが一体となっており、前記位置検出手段が前記被検出部材が前記所定位置にあることを検出したとき、前記第１のレンズユニットが第１の原点位置にあると判断し、前記第２の駆動手段により前記第２のレンズユニットが移動しており、前記位置検出手段が前記被検出部材が前記所定位置にあることを検出したとき、前記第２のレンズユニットが第２の原点位置にあると判断する、
撮像装置。

本発明の撮像装置によれば、部品数が少なくなり、また、レンズ鏡筒の光軸方向及び外周方向の小型化を実現することができるという利点がある。

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。

（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態における撮像装置のブロック図である。

図１において、３０はレンズ鏡筒、２１は撮像素子、１１は前記レンズ鏡筒３０内を移動可能に設けられた第１のレンズユニットであるズームレンズユニット、１３はレンズ鏡筒３０内に後述のガイドポールにより移動可能に設けられた第２のレンズユニットであるフォーカスレンズユニット、２２は移動伝達部１２を介してズームレンズユニット１１を光軸方向に駆動させる例えばステッピングモータなどからなる第１の駆動手段、２３はフォーカスレンズユニット１３を光軸方向に駆動させるためのステッピングモータ１８を駆動する第２の駆動手段、１９はステッピングモータ１８のリードスクリューに合せてねじが切られており、ステッピングモータ１８の回転に伴って光軸方向に移動する規制部材（移動規制部）、１７はフォーカスレンズユニット１３をズームレンズユニット１１側、すなわち被写体側に付勢するバネであり、撮像装置の通常使用時はフォーカスレンズユニット１３はそのレンズ枠１３ａがバネ１７により付勢されて規制部材１９に当接し、位置が規制されて保持されている。

１５、１６はフォーカスレンズユニット１３を光軸方向に沿って移動するように案内するガイドポール、１２はズームレンズユニット１１に設けられ、そのズームレンズユニット１１を撮像面方向に移動するとフォーカスレンズユニット１３のレンズ枠１３ａに当接する移動伝達部、１４はフォーカスレンズユニット１３に設けられた遮蔽部材であり、フォーカスレンズユニット１３が撮像面方向に移動することにより、遮蔽部材１４がレンズ鏡筒３０に取付けられた光透過型フォトセンサ２０（以下、フォトセンサと称す）の光を遮蔽することにより、そのフォーカスレンズユニット１３の位置を検出するようになっている。２４はフォトセンサ２０の出力信号や撮像装置本体のモードに応じて第１の駆動手段２２と第２の駆動手段２３に制御信号を出力する制御手段、２６は制御手段２４のモード情報を記憶させるメモリ、２５は撮像素子２１から出力される画像情報信号を処理する信号処理手段である。なお、記憶手段であるメモリ２６は不揮発性メモリあるいは２次電源（図示せず）で駆動する揮発性メモリからなっている。

３１は撮像装置内に備えられた例えば内部電源であり、また、３２は接続端子３３に接続された外部電源で、これらから撮像動作などの開始時に電源スイッチ３４をＯＮすると制御手段２４、信号処理手段２５など撮像装置に電源が供給される。なお、外部電源３２からの電源供給は例えば内部電源３１が消耗した場合などにこれに代えて使用される。

３５は制御手段２４に接続された撮像動作などの終了時に通電状態を遮断する終了スイッチであり、電源スイッチ３４がＯＮ状態でこの終了スイッチ３５が操作されると制御手段２４が電源供給遮断時の予め設定された処理動作が行われた後に、制御手段２４により電源スイッチ３４が開放され、電源ＯＦＦ状態になるように構成されている。

ここで、前記位置検出手段を構成する光透過型フォトセンサ２０は、レンズ鏡筒３０に取付けられたコ字形の本体を有し、該本体の一方の片部と他方の片部の各内側に投光素子とこれに対向する受光素子が取付けられており、フォーカスレンズユニット１３が撮像素子側に移動されると遮蔽部材１４が投光素子と受光素子間の空間に侵入し、各レンズユニットの光軸と直交する方向の投光素子から受光素子への光が遮断されるようになっている。

図２は上記各レンズユニットのモード遷移説明図である。図１におけるズームレンズユニット１１とフォーカスレンズユニット１３の各動作モードの位置を図２（ａ）〜（ｄ）の４つに分けて示している。

なお、前記制御手段２４はマイクロコンピュータなどからなり、上記の各動作制御のみならず、ここに説明する実施の形態における動作の全てを制御するように構成されている。

図３は電源スイッチ３４により電源供給（ＯＮ）時の制御手段２４による処理の動作フローチャートであり、撮像装置の前回の動作終了時に通常に終了させた場合と撮像装置に電源が供給されている状態、例えば外部電源３２から電源が供給されている状態で接続端子３３が不用意に離脱し、その電源が不意に遮断されるなどの異常に終了された場合についての動作フローである。

図１に示したメモリ２６には撮像装置の電源が供給された時の処理時に後述するように制御手段２４により異常終了フラグがセットされるようになっており、撮像装置の電源が正常に遮断されて両レンズユニット１１、１３が移動し、フォトセンサ２０の光が遮蔽部材１４により遮蔽され、そして両レンズユニット１１、１３が収納位置に移動されたことが制御手段２４によって検出されるとその制御手段２４からの指令により異常終了フラグはクリアされるように構成されている。撮像装置の動作が正常に終了されず、例えば電源が供給されている状態でその電源が突然遮断されるなど正規に終了されない場合は、フォトセンサ２０の光が遮蔽されず、かつ両レンズユニット１１、１３が収納位置に収納されないため、メモリ２６に記憶された異常終了フラグはクリアされない。したがって、この異常終了フラグは各レンズユニットがレンズ鏡筒の中で最終の収納位置に収納されていない状態を表すフラグとして管理される。

図３に示すように、撮像装置の電源供給時には制御手段２４はメモリ２６の異常終了フラグの有無を読み出すことから始まり、通常時の電源供給時の処理を行うか異常時の電源供給時（異常終了された後の電源供給時）の処理を行うかを判定し、処理を区別して電源供給時の処理を行うことにより、前回の動作終了時に撮像装置が不正規の状態で終了された場合においても、次に撮像装置の電源を供給した時にはレンズユニットの原点検出処理を行って正常な状態に復帰させるものである。

図４は制御手段２４からの指令による通常時の電源供給時の処理の動作フローチャートであり、図５は制御手段２４からの指令による異常時の電源供給時の処理の動作フローチャートである。図３にフローチャートで示す動作後はこれらいずれかの処理に進む。なお、図４及び図５におけるフローチャートでは、ズームレンズユニットを「ズーム」と略称し、フォーカスレンズユニットを「フォーカス」と略称している。そして、この略称はそれ以降の図面においても同様である。

まず、撮像装置を前回の動作終了時に通常の正規の動作で終了し、そして今回撮像装置を動作させる場合について説明する。

電源を供給する前は、前回正常に動作終了されたために、図２（ａ）に示すようにズームレンズユニット１１及びフォーカスレンズユニット１３が撮像面側に収納されている状態にある（正常終了）。

この状態で、電源スイッチ３４がＯＮされて制御手段２４などに電源が供給されると図３の電源供給時の処理開始から動作が始まり、Ｓｔｅｐ．１では制御手段２４はメモリ２６内の異常終了フラグの有無を読み出す。前回が正常終了である場合は、メモリ２６は異常終了フラグがクリア（Ｎ）状態にあるためにＳｔｅｐ．１−１に進み、このＳｔｅｐ．１−１で制御手段２４はメモリ２６に異常終了フラグのセットを行った後、通常時の電源供給時の処理動作を開始する。なお、電源が供給された時、異常終了フラグがメモリ２６にセット（Ｙ）されていた場合には、Ｓｔｅｐ．１−２に進み、このＳｔｅｐ．１−２で改めて異常終了フラグのセットを行った後、異常時の電源供給処理動作を開始する。

撮像装置の前回の動作が正常に終了された場合、Ｓｔｅｐ．１−１から通常時の電源供給時の処理について、図４を用いて説明する。

図４のＳｔｅｐ．１１では、制御手段２４からの指令による第１の駆動手段２２の駆動によってズームレンズユニット１１を被写体側に繰り出す動作を行う。前記ズームレンズユニット１１の繰り出し移動によりＳｔｅｐ．１２ではフォトセンサ２０がその投光素子から受光素子への光が透過しているかどうかを判定し、光を透過していない場合には再度Ｓｔｅｐ．１１に進み、そして、図２（ｂ）に示すように前記ズームレンズユニット１１の繰り出し移動に追従してフォーカスレンズユニット１３がバネ１７の付勢力により移動されることにより、遮蔽部材１４がフォトセンサ２０の光の遮蔽状態から透過状態へ変化（原点位置）し、次のＳｔｅｐ．１３に進み、このＳｔｅｐ．１３でズーム原点リセット処理が行われる。なお、このズームレンズユニット１１の原点リセット処理は第１の駆動手段２２の駆動によってフォトセンサ２０の光の遮蔽状態が透過状態に変化したことを制御手段２４が検知することによって行われる。

ここで、前記原点位置検出処理について第１の駆動手段２２が１−２相励磁駆動のステッピングモータ（図示せず）を動力源として構成されているものとして説明すると、ステッピングモータの駆動は一般的にＡ相電流とＢ相電流が供給され、これによりステッピングモータは図７の励磁位置に示すように電気角４５度毎にズームレンズユニット１１を繰り出し方向に移動させる。このズームレンズユニット１１の移動に追従して移動する遮蔽部材１４によるフォトセンサ２０の光の透過を制御手段２４はフォトセンサ２０の出力レベルで監視しており、その出力レベルが予め設定した閾値を超えた点で絶対位置カウンタをリセットすることによってズームレンズユニット１１の原点位置を検出する。

前記Ｓｔｅｐ．１３でズーム原点リセット処理の後、Ｓｔｅｐ．１４ではさらに第１の駆動手段２２によりズームレンズユニット１１を例えばＷｉｄｅ位置まで繰り出し動作を行う。前記ズームレンズユニット１１の繰り出し移動と共にフォーカスレンズユニット１３もバネ１７により同方向に移動される。そして、両レンズユニット１１、１３が図２（ａ）から図２（ｂ）に示す位置に移行し、この図２（ｂ）に示す位置でフォーカスレンズユニット１３のレンズ枠１３ａが規制部材１９に当接することにより、ズームレンズユニット１１とフォーカスレンズユニット１３とは切り離され、図２（ｃ）に示すようにズームレンズユニット１１はＷｉｄｅ位置まで繰り出される。

次に、Ｓｔｅｐ．１５として示すように、第２の駆動手段２３によってステッピングモータ１８を駆動させ、規制部材１９を撮像面側（Ｆａｒ側）へ移動させることにより、フォーカスレンズユニット１３をＦａｒ側へ移動させる。前記フォーカスレンズユニット１３の撮像面側への移動によって、Ｓｔｅｐ．１６により遮蔽部材１４によるフォトセンサ２０の光の透過状態から遮蔽状態への変化を制御手段２４が検出し、図２（ｄ）に示す状態になると、次のＳｔｅｐ．１７に進む。

なお、フォーカスレンズユニット１３の撮像面側への移動によってフォトセンサ２０の光の遮蔽がなされるまでは、Ｓｔｅｐ．１５とＳｔｅｐ．１６の処理を繰り返す。

前記Ｓｔｅｐ．１７に進むと、制御手段２４により第２の駆動手段２３はフォーカスレンズユニット１３を被写体側（Ｎｅａｒ側）へ移動させ、Ｓｔｅｐ．１８に進む。前記Ｓｔｅｐ．１８ではフォーカスレンズユニット１３の被写体側への移動によってフォトセンサ２０が光の遮蔽状態から透過状態に変化したかどうかを判定し、光が透過された状態になれば、次のＳｔｅｐ．１９に進み、ここでフォーカス原点位置が検出されてフォーカス原点リセットがなされる。このフォーカスレンズユニット１３の原点リセットは第２の駆動手段２３の駆動によってフォトセンサ２０の光の遮蔽状態が透過状態に変化したことを制御手段２４が検知することによって行われ、第１の駆動手段２２の駆動によりフォトセンサ２０の光の遮蔽状態が透過状態に変化したズームレンズユニット１１の場合と区別される。

なお、フォーカスレンズユニット１３の被写体側への移動によってフォトセンサ２０の光が透過されるまでは、Ｓｔｅｐ．１７とＳｔｅｐ．１８の処理を繰り返す。

次に、前記フォーカスレンズユニット１３の原点検出処理について説明する。図７はレンズユニットの原点検出の動作説明図である。駆動手段２３から１−２相励磁駆動のステッピングモータ１８にＡ相電流とＢ相電流が供給され、励磁位置に示すように１ステップ毎に電気角４５度づつ駆動され、フォーカスレンズユニット１３が被写体方向に駆動される例を示している。制御手段２４によってフォトセンサ２０の出力レベルを監視し、その出力レベルが予め設定した閾値を超えた点で絶対位置カウンタをリセットすることによってフォーカスレンズユニット１３の原点位置を検出し、これにより電源供給時の処理を終了させる。

前記電源供給時の処理の終了後は、撮像装置の使用者の操作に基づいて制御手段２４が制御され、両レンズユニット１１、１３が駆動されて撮影動作が行われる。

次に、前の使用時に撮像装置の電源が供給されている状態でその電源が例えば不用意に遮断されるなどの異常終了された場合の動作について説明する。

前の使用時に異常終了された場合のレンズユニットの状態として、図２（ａ）から（ｄ）に示すいずれの状態もあり得る。図２（ａ）は正常に各レンズユニット１１、１３が収納された状態ではあるが、その収納動作が全て完了する前に電源が例えば強制的に遮断されるなどによりメモリ２６の異常終了フラグがクリアされずに依然としてセット状態にある異常状態での終了の場合であり、図２（ｄ）は撮像装置の通常使用中（例えば撮影中）に電源が遮断された状態の場合であり、この図２（ａ）と図２（ｄ）とではいずれもフォトセンサ２０の光が遮蔽部材によって遮蔽されている状態であるため、フォトセンサ２０の状態のみでは電源を供給した時、前の使用時にいずれの状態で異常終了されたのか区別できない。

また、図２（ｂ）はズームレンズユニット１１を繰り出し中あるいは沈胴動作中に電源が遮断された状態（移動伝達部１２がフォーカスレンズユニット１３のレンズ枠１３ａに当接している状態）であり、図２（ｃ）は通常使用中（例えば撮影中）に電源が遮断された状態であるが、図２（ｂ）と図２（ｃ）はいずれもフォトセンサ２０の光が透過されている状態であり、したがって、この両状態においても電源を供給した時、前の使用時にいずれの状態で異常終了されたのか区別できない。

このため、本発明の実施の形態においては、電源を供給した時にメモリ２６の異常終了フラグを読み込み、異常終了フラグがメモリ２６にセットされている場合には、まず「異常時の電源供給時の処理」を行い、その後に「通常時の電源供給時の処理」を行うようにし、一方、異常終了フラグがクリアされている場合には上述のように、「通常時の電源供給時の処理」を行うように構成したことにより、通常時は異常時の処理を介することなく素早く撮像装置を撮影可能状態に立ち上げることができ、そして、異常終了された状態からは、異常時の処理を通常時の処理の前に挿入することで異常状態から安定に復帰させることが可能となる。

図５を用いて異常終了された状態から電源スイッチ３４などにより電源が供給された時（ＯＮ時）の処理について説明する。Ｓｔｅｐ．２１ではフォトセンサ２０がその投光素子から受光素子への光を透過しているかどうかを制御手段２４が判定し、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すフォトセンサ２０が光の透過状態にある場合にはＳｔｅｐ．２６に進み、第１の駆動手段２２によってズームレンズユニット１１を撮像面側（Ｆａｒ側）に移動させて沈胴動作を行う。図２（ａ）及び（ｄ）に示す遮蔽部材１４によりフォトセンサ２０の光が遮蔽されている場合はＳｔｅｐ．２２に進み、第１の駆動手段２２によってズームレンズユニット１１の繰り出し動作が行われる。前記ズームレンズユニット１１の繰り出し動作が行われると、Ｓｔｅｐ．２３で制御手段２４はフォトセンサ２０がその投光素子から受光素子への光の透過の検出を行う。

前記ズームレンズユニット１１の繰り出し動作によりフォトセンサ２０の光が透過しない場合にはＳｔｅｐ．２３−１に進み、ここでズームレンズユニット１１が所定量（Ｙ１＋α）の距離の移動が完了したかどうかを判定する。

ここで、ズームレンズユニット１１の沈胴状態の収納位置と原点位置（フォトセンサ２０の光の遮蔽状態から透過状態に移行する位置）との関係について説明すると、ズームレンズユニット１１の沈胴時の収納動作ではこのズームレンズユニット１１によって同方向に移動されるフォーカスレンズユニット１３の遮蔽部材１４によりフォトセンサ２０の光が透過状態から遮蔽状態に移行した原点位置からさらにズームレンズユニット１１は例えばステッピングモータのパルス数にして、例えば２パルスで移動する距離分沈胴方向へ移動された位置が収納位置に設定されており、このためその収納位置からのズームレンズユニット１１の繰り出し移動においては３パルス目でフォトセンサ２０の光が遮蔽状態から透過状態に移行する原点位置に達することになる。

ズームレンズユニット１１の収納位置と原点位置との関係が上記のように構成されていることにより、前記Ｙ１は（原点位置）−（収納位置）、αはステッピングモータのパルス数にして、例えば１パルスで移動する距離に設定されており、これによりＳｔｅｐ．２３−１では制御手段２４はズームレンズユニット１１が原点位置を通過後、ステッピングモータのパルス数にして１パルス分の移動が完了したかどうかを判定する。前記Ｓｔｅｐ．２３−１においてズームレンズユニット１１が原点位置を通過後、ステッピングモータのパルス数にして１パルス分の移動が完了したことを制御手段２４が検知するとＳｔｅｐ．２４に進み、次に第２の駆動手段２３によってフォーカスレンズユニット１３を被写体側（Ｎｅａｒ側）へ移動させる。

前記のように、ズームレンズユニット１１の繰り出し動作において、原点位置を通過したにも拘らずなおズームレンズユニット１１を繰り出す状態が続くことは、図２（ｄ）に示すようにズームレンズユニット１１によってフォトセンサ２０が遮蔽されているのではなく、このズームレンズユニット１１に追従してフォーカスレンズユニット１３が移動しないことが原因でフォトセンサ２０が光の遮蔽状態にあると判定し、これによってＳｔｅｐ．２４に進む。

前記Ｓｔｅｐ．２４ではフォーカスレンズユニット１３を被写体側（Ｎｅａｒ側）へ移動させ、これにより遮蔽部材１４も移動されてフォトセンサ２０が光を透過する状態になったことがＳｔｅｐ．２５で検出されるとそのフォーカスレンズユニット１３の移動は停止されてＳｔｅｐ．２６に進む。このＳｔｅｐ．２６においては第１の駆動手段２２を動作させてズームレンズユニット１１の沈胴動作を開始する。

前記Ｓｔｅｐ．２６におけるズームレンズユニット１１の撮像面側への沈胴動作において、Ｓｔｅｐ．２７でフォトセンサ２０の光が透過状態の間その沈胴動作は継続され、フォトセンサ２０の光が遮蔽部材１４によって遮蔽されて原点位置が検知されるとＳｔｅｐ．２８に進み、ここで前記した所定量Ｙ１の距離をさらに移動させてズームレンズユニット１１が図２（ａ）に示す収納位置に達したことが制御手段２４によって検知されれば異常時の電源供給時の処理を終了し、引き続き図４に示す通常の電源供給時の処理へ移行して撮像可能状態の設定が行われる。なお、この通常の電源供給時の処理への移行においてはメモリ２６に再セットされた異常終了フラグはそのままの状態におかれる。

このように、撮像装置が前の使用時に異常終了された場合でも、その異常終了の状態を復帰させて正常な通常の電源供給時の処理に移行させることができるものである。

次に、通常の撮像操作などが終了し、使用者が電源を遮断させた時の処理について図６を用いて説明する。

終了スイッチ３５により通電状態を遮断させる終了操作を行うと、まず、Ｓｔｅｐ．３１で制御手段２４はフォトセンサ２０がその投光素子から受光素子への光を透過しているかどうかを判定する。遮蔽部材１４によりフォトセンサ２０の光を透過していない場合にはＳｔｅｐ．３１−１に進み、第２の駆動手段２３によりフォーカスレンズユニット１３を被写体側へ移動させ、Ｓｔｅｐ．３１−２に進む。このＳｔｅｐ．３１−２では前記フォーカスレンズユニット１３のＮｅａｒ側への移動によって前記フォトセンサ２０の光が透過しているかどうかを制御手段２４が判定し、遮蔽部材１４の移動によって光が透過された状態が検出されるとフォーカスレンズユニット１３の移動が停止され、次のＳｔｅｐ．３２に進む。

前記Ｓｔｅｐ．３２では、第１の駆動手段２２の駆動によりズームレンズユニット１１を撮像面側へ移動させて沈胴動作を行う。このズームレンズユニット１１の撮像面側へ移動によりフォーカスレンズユニット１３も撮像面側へ移動され、そしてＳｔｅｐ．３３によりフォトセンサ２０の光が透過しているかどうかを判定し、光が透過されている場合には、Ｓｔｅｐ．３２に戻って沈胴動作が継続され、光の透過が遮断されたことが検知されるとＳｔｅｐ．３４に進む。すなわち、前記フォトセンサ２０の光が遮断された時点は原点位置であり、この原点位置からさらに前述の所定量Ｙ１移動させた収納位置までフォーカスレンズユニット１３を移動させ、この収納位置まで沈胴動作が完了したかどうかをＳｔｅｐ．３４で判定する。なお、このＳｔｅｐ．３４において、沈胴動作が完了しない場合にはＳｔｅｐ．３２に戻って沈胴動作を継続し、図２（ａ）に示す収納位置までズームレンズユニット１１を確実に移動させる。

前記Ｓｔｅｐ．３４によりズームレンズユニット１１が原点位置から所定量Ｙ１移動された位置、すなわち収納位置に到達し、沈胴動作が完了したことが検知されるとＳｔｅｐ．３５においてメモリ２６の異常終了フラグをクリアし、かつ制御手段２４は電源スイッチ３４をＯＦＦして通電状態の遮断、すなわち電源遮断時の処理を終了させる。

なお、前記ズームレンズユニット１１が収納位置に移動した沈胴動作の完了は、ズームレンズユニット１１の原点位置が検知された時点から第１の駆動手段２２を構成するステッピングモータに２パルス印加し、所定量Ｙ１移動後にさらにステッピングモータに１パルス印加の終了により検知される。

ここで、本発明の実施の形態における特徴を要約すると下記の通りである。

通常時の電源供給時の動作は、まず制御手段２４によってメモリ２６から異常終了フラグを読み出しクリアされていることを確認する。この確認した時点では図２（ａ）の状態に各レンズユニットが位置しており、収納完了状態であることが判定される。次に、図２（ａ）の状態から第１の駆動手段２２によりズームレンズユニット１１の繰り出し動作を行い、このズームレンズユニット１１によって収納されていたフォーカスレンズユニット１３はバネ１７の復帰力によってこのズームレンズユニット１１と共に繰り出され、これにより遮蔽部材１４も移動するためフォトセンサ２０は光が遮蔽されている状態から光が透過する状態へと変化し、その光の遮蔽状態から透過状態への変化点を検出してズームレンズユニット１１の原点リセットが行われる。次に、ズームレンズユニット１１をさらに移動させて所定位置に繰り出し、図２（ｃ）に示すようにフォーカスレンズユニット１３のレンズ枠１３ａから移動伝達部１２が切り離された状態で、フォーカスレンズユニット１３をステッピングモータ１８を駆動させて撮像素子２１の方向に移動させ、遮蔽部材１４によってフォトセンサ２０を一旦遮蔽した後、ステッピングモータ１８を逆駆動させてフォーカスレンズユニット１３を被写体方向にバネ１７の付勢力により移動して遮蔽部材１４によるフォトセンサ２０の遮蔽状態から光が透過する状態へ変化する点を検出し、この検出によってフォーカスレンズユニット１３の原点リセットを行う。通常時の電源供給時には以上の動作を行うことで１つのフォトセンサ２０によって各レンズユニットの原点検出が行なわれる。

次に、前の使用時に撮像装置の電源が供給されている状態でその電源が例えば不用意に遮断されるなどの異常終了された状態、すなわち異常終了状態から電源が供給された時の動作は、まず制御手段２４によってメモリ２６から異常終了フラグを読み出してこの異常終了フラグがセットされておれば電源遮断が正常に行われずレンズユニットの収納が未完了状態（異常終了状態）であることが判定される。そして、この異常終了フラグを確認した時点では図２における（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のいずれの状態に各レンズユニットが位置しているか不明であると共に、レンズユニットの収納が未完了状態ではフォトセンサ２０の光が遮蔽されている場合には、そのフォトセンサ２０が第１の駆動手段２２によるズームレンズユニット１１の駆動によって遮蔽部材１４により遮蔽されているのか、あるいはフォーカスレンズユニット１３によって遮蔽部材１４により遮蔽されているのか不明である。

このため、上記異常終了状態から通常の電源供給時の処理へ移行させるために、各レンズユニットがどこに位置しているのかについては、フォトセンサ２０の光が透過されている状態か透過されていない状態かを判定し、透過されている状態ではズームレンズユニット１１を沈胴動作させ、フォトセンサ２０の光が遮蔽部材１４により遮蔽されることによって、第１の駆動手段２２によるズームレンズユニット１１の移動でフォトセンサ２０の光が遮蔽されることが判明し、通常の電源供給時の処理へ移行させる。

一方、フォトセンサ２０の光が透過されていない状態では、第１の駆動手段２２によってズームレンズユニット１１を所定量繰り出し、フォトセンサ２０の光がこの動作により透過するのであれば、異常終了時に第１の駆動手段２２によるズームレンズユニット１１の移動によりフォトセンサ２０の光が遮蔽されていたことが判明し、したがってこの場合はズームレンズユニット１１を繰り出した後沈胴動作させてフォトセンサ２０の光を遮蔽することにより、通常の電源供給時の処理へ移行することが可能になる。

なお、前記ズームレンズユニット１１を所定量繰り出してもフォトセンサ２０の光が透過しないのであれば、フォーカスレンズユニット１３がバネ１７の復帰力により移動しないためにフォトセンサ２０の光が遮蔽部材１４によって遮蔽されていると推定されるため、第２の駆動手段２３によってフォーカスレンズユニット１３を被写体方向に移動させ、フォトセンサ２０の光が透過することを確認した後、第１の駆動手段２２によってズームレンズユニット１１を沈胴動作させることにより、通常の電源供給時の処理へ移行する。

次に、通電状態を遮断する電源遮断時の動作については、例えば図２（ｃ）に示すように、フォーカスレンズユニット１３の遮蔽部材１４によってフォトセンサ２０の光が遮蔽されていない状態から、第１の駆動手段２２の駆動によりズームレンズユニット１１の沈胴動作が行なわれると、ズームレンズユニット１１の移動伝達部１２がフォーカスレンズユニット１３のレンズ枠１３ａに当接することによりフォーカスレンズユニット１３も一体となってバネ１７に抗して撮像面側に移動され、これにより、遮蔽部材１４によってフォトセンサ２０を光が透過する状態から遮蔽状態とし、その状態変化の検出により沈胴動作を完了して各レンズユニットを収納させる。

なお、図２（ｄ）に示すように、フォーカスレンズユニット１３の遮蔽部材１４によってフォトセンサ２０が光を遮蔽している状態で通電を終了する電源遮断操作がなされた場合は、まずステッピングモータ１８を駆動してバネ１７の付勢力によりフォーカスレンズユニット１３を被写体側に移動し、これにより、フォトセンサ２０を一旦光の透過状態にし、このフォトセンサ２０の状態変化の検出に基づいて上記フォトセンサ２０が光を透過する状態から第１の駆動手段２２を駆動してズームレンズユニット１１により沈胴動作を行い、各レンズユニットを収納位置に収納させる。そして、これらの各レンズユニットが収納位置に移動され、沈胴動作が完了すると通電が遮断される。

このように、電源の遮断時には以上の動作を行うことで、次に電源を供給したときに各レンズユニットの原点検出を行うことが可能となる。

以上、説明したように、第１のレンズユニット（ズームレンズユニット）と第２のレンズユニット（フォーカスレンズユニット）の原点位置を、１つのフォトセンサによる共通の位置検出手段で行い、すなわち、この位置検出手段は第２のレンズユニットの原点位置検出のみならず、第１のレンズユニットの第２のレンズユニットへの当接による移動によって第１のレンズユニットの原点位置をも検出するようにしたことにより、部品数が少なくなり、また、レンズ鏡筒の光軸方向及び外周方向の小型化を実現することができるという利点がある。

さらにまた、撮像装置に例えば外部から接続端子を接続して電源を供給し、その接続端子が抜けるなどにより突然電源が遮断されるなどで、不正規の状態で停止した場合においても、次に撮像装置の電源を投入した時に正常に原点位置検出処理を行い、正常状態に復帰させることができるという利点がある。

上記に説明した実施の形態は一例であり、例えば電源供給状態からこれの遮断時に予め設定された処理動作にしたがって前記第１のレンズユニット及び第２のレンズユニットを収納位置に移動させる通常終了状態と、電源供給状態で前記通常終了状態とは異なる状態で終了された異常終了状態によって異なる情報を記憶する記憶手段を備え、前記異常終了状態で電源の供給により前記記憶手段に記憶された情報によって前記第１のレンズユニット及び第２のレンズユニットを前記通常終了状態に復帰させる方法は他の構成によっても同様であり、また、異常終了状態から電源がＯＮされた時、通常終了状態へ復帰させるだけで終了し、その状態で停止される構成であってもよく、この場合は再度電源を供給することによって通常の電源供給時の処理が行われる。

なお、記憶手段用の電源として２次電源を使用した場合、その記憶手段が揮発性メモリからなる場合２次電源が低下すると異常終了情報を損失するが、この場合は電源低下の検知により異常終了していると判定することで誤動作することなく正常復帰させることが可能である。

なお、第２のレンズユニットを移動制御するための移動伝達部と移動規制部（実施の形態では移動伝達部１２と規制部材１９）をその第２のレンズユニットのレンズ枠に対して、互いに近接する位置で当接させることによって、それらが当接されることにより強度を強くするレンズ枠の部位が小さな面積となり、かつ、その当接面の面精度を確保する部分も小さな部位となるため、安定した動作が行われ、また、そのレンズ枠に対する当接箇所を第２のレンズユニットを移動可能に支持している支持部材（実施の形態ではガイドポール）の近傍にすることにより、第２のレンズユニットに当接力が加わってもそれに実質的にねじれが発生することなくその第２のレンズユニットの移動が円滑に行われるものである。前記支持部材は２本に限らず、さらに多く設けられてもよい。

なお、本発明の実施の形態では、第１のレンズユニット（ズームレンズユニット）と第２のレンズユニット（フォーカスレンズユニット）を駆動させる駆動手段にステッピングモータを使用する例で説明したが、これらの駆動手段にＤＣモータや超音波モータなどを用いてもよく、駆動させる手段に制約はない。また、エンコーダ付きのモータでもよいし、エンコーダ無しのモータでもよい。そして、レンズユニットを原点位置を経由して収納位置に移動させる所定量Ｙ１は例えばタイマー設定による時間に基づく距離であってもよく、また、他の設定に基づく所定量であってもよい。そして、上記の実施の形態ではレンズユニットが収納位置に移動された後においてステッピングモータに１パルス印加するようにしたが、これはさらに多くのパルスを印加してもよく、また、収納位置に移動された後に印加されないようにしてもよい。

また、本発明の実施の形態では、原点位置検出用の位置検出手段に透過型フォトセンサと遮蔽部材（被検出部材）を使用する例で説明したが、反射型のフォトセンサと反射部材を使用してもよい。また、ホール素子とマグネットを使用してもよい。

さらに、第１のレンズユニットの原点位置の検出は、上記実施の形態のように第１のレンズユニットに直接取付けたあるいは一体成型された移動伝達部、すなわち、第１のレンズユニットと一体に移動する移動伝達部を第２のレンズユニットに当接させて行うようにしたものに限らず、第１のレンズユニットと連動して移動するように設けられた他の移動伝達部、例えば第１の駆動手段により移動され、第１のレンズユニットを移動させる移動手段に設けられた移動伝達部であってもよい。

また、第１のレンズユニットと第２のレンズユニットを連動移動させる移動伝達部は第２のレンズユニット側に設けたものでも同様であり、これによっても本発明に含まれる。

また、上記の実施の形態では移動伝達部は１点で接触する例で説明したが、２点以上で接触するようにしてもよく、また、さらに大きな面で接触する構成にしてもよい。

本発明は、デジタルカメラなどのスチルカメラやビデオカメラにおけるレンズ鏡筒の小型化に最適である。

本発明の実施の形態における撮像装置の概略ブロック図本発明の実施の形態における各レンズユニットのモード遷移説明図本発明の実施の形態における電源供給処理時の動作フローチャート本発明の実施の形態における通常時の電源供給処理時の動作フローチャート本発明の実施の形態における異常時の電源供給処理時の動作フローチャート本発明の実施の形態における電源遮断処理時の動作フローチャート本発明の実施の形態におけるレンズユニットの原点位置検出の動作説明図従来の撮像装置の要部概略図

符号の説明

１１ズームレンズユニット
１２移動伝達部
１３フォーカスレンズユニット
１４遮蔽部材
１５、１６ガイドポール
１７バネ
１８ステッピングモータ
１９規制部材
２０フォトセンサ（位置検出手段）
２１撮像素子
２２第１の駆動手段
２３第２の駆動手段
２４制御手段
２５信号処理手段
２６メモリ
３１電源
３２外部電源
３３接続端子
３４電源スイッチ
３５終了スイッチ

Claims

第１のレンズユニットと被検出部材を有する第２のレンズユニットをそれぞれ光軸方向に移動可能に備えたレンズ鏡筒と、
前記第１のレンズユニットを光軸方向に移動させる第１の駆動手段と、
前記第２のレンズユニットを光軸方向に移動させる第２の駆動手段と、
前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段の各々に制御信号を出力する制御手段と、
前記被検出部材が所定位置にあることを検出する位置検出手段を備え、
前記第１のレンズユニットと前記第２のレンズユニットは当接可能であるとともに、
前記制御手段は、前記第１のレンズユニットと前記第２のレンズユニットとが当接する場合には、前記第１の駆動手段により、前記被検出部材が前記所定位置にあることを前記位置検出手段が検出するまで、前記第１のレンズユニットと前記第２のレンズユニットとを一体となった状態で移動させる一方、前記第１のレンズユニットと前記第２のレンズユニットとが当接しない場合には、前記第２の駆動手段により、前記被検出部材が前記所定位置にあることを前記位置検出手段が検出するまで、前記第１のレンズユニットと前記第２のレンズユニットとを分離した状態で移動するように前記制御信号を出力可能であり、
前記制御手段は、
前記第１のレンズユニットと前記第２のレンズユニットとが一体となっており、前記位置検出手段が前記被検出部材が前記所定位置にあることを検出したとき、前記第１のレンズユニットが第１の原点位置にあると判断し、
前記第２の駆動手段により前記第２のレンズユニットが移動しており、前記位置検出手段が前記被検出部材が前記所定位置にあることを検出したとき、前記第２のレンズユニットが第２の原点位置にあると判断する、
撮像装置。
前記位置検出手段は、前記第２のレンズユニットと共に光軸方向に移動される被検出部材と、前記被検出部材が光軸方向の前記所定位置にあることを検出するセンサとを有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記制御手段は、前記第１のレンズユニットが前記第２のレンズユニットと一体となって移動するように、前記第１の駆動手段に前記制御信号を出力可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかに記載の撮像装置。
前記位置検出手段は光透過型センサであり、前記位置検出部材は前記光透過型センサの光遮蔽部材であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の撮像装置。
前記第１のレンズユニットはズームレンズユニットであり、前記第２のレンズユニットは
フォーカスレンズユニットであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記
載の撮像装置。