JP4768287B2 - Lens barrel, camera, portable information terminal device, and image input device - Google Patents
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Description
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、カメラ、携帯型情報端末装置及び画像入力装置に関するものである。 The present invention relates to a lens barrel that retracts a lens group in one form, and extends and uses the lens group to a predetermined position in another form. In particular, the focal length is obtained by relatively moving a plurality of lens groups. The present invention relates to a lens barrel, a camera, a portable information terminal device, and an image input device suitable for a zoom lens that can change the image quality.
ディジタルカメラ等の撮像装置においては、焦点距離変更可能なズームレンズ等の撮影レンズの高性能化およびユーザーの要求による小型化等の進展に伴い、撮影時以外にレンズ鏡筒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。さらには、単なる小型化ではなくより一層の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なってきている。
このような撮像装置の薄型化の要求に対処する技術として、撮影時以外にレンズ鏡筒が撮像装置本体内に収納される沈胴式の構成を有し且つレンズ鏡筒の沈胴収納時に一部のレンズが光軸上から退避する構成が用いられている。このような技術が、例えば特許文献1および特許文献2に開示されている。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。
In an imaging device such as a digital camera, a lens barrel is placed inside the imaging device body other than during shooting due to progress in performance enhancement of a photographing lens such as a zoom lens capable of changing a focal length and downsizing according to user requirements. Increasingly, what is used is a retractable photographic lens. Furthermore, it has become important to reduce the thickness dimension of the lens barrel portion in the retracted state to the limit due to the demand for further thinning rather than simply miniaturization.
As a technique for coping with such a request for thinning of the imaging apparatus, there is a retractable structure in which the lens barrel is accommodated in the imaging apparatus main body other than at the time of photographing, and a part of the lens barrel is retracted when retracted. A configuration in which the lens is retracted from the optical axis is used. Such a technique is disclosed in, for example,
しかしながら、特許文献1及び特許文献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である。このため、これらレンズ鏡筒は、レンズ収納時の撮像装置の厚み寸法を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ため、レンズ鏡筒の大きさ、特に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てしまうという問題がある。
However, in the configurations disclosed in
そこで、本願出願人は、先に特許文献3で、撮像装置の大きさを増大させることなく撮像装置の厚さ寸法を小さくすることができるレンズ鏡胴を提案した。この特許文献3に記載のレンズ鏡胴は、複数のレンズ群をそれぞれ保持する複数のレンズ保持枠を備える。レンズ保持枠は、図37に示すように、沈胴時に少なくとも一つのレンズ群(例えば第3レンズ群)13を他のレンズ群の光軸上から退避させるための退避レンズ保持枠(例えば第3レンズ保持枠)31を有する。退避レンズ保持枠31は、他のレンズ群(例えば第4レンズ群14)の光軸に平行な主ガイド軸32により、該主ガイド軸32の長手方向に沿って移動可能に且つその軸線の回りに回転可能に支持されている。この退避レンズ保持枠31は、主ガイド軸32に設けられた圧縮トーションスプリング37によって他のレンズ群の光軸上に向けての回転付勢力及び該光軸に沿って沈胴方向へ向けての付勢力を受ける。
Therefore, the applicant of the present application previously proposed a lens barrel in
退避レンズ保持枠31に保持されたレンズ群13の撮影時の光軸位置は、図38に示すように、圧縮トーションスプリング37の回転付勢力によって退避レンズ保持枠31が他のレンズ群の光軸に沿って案内するための副ガイド軸33に当接することにより、規定されている。他方、沈胴時には、退避レンズ保持枠31は、保持したレンズ群13をレンズ鏡筒の最大外径よりも外側に退避させるように、圧縮トーションスプリング37の回転付勢力に抗して主ガイド軸32の回りに回転される。これにより、退避させるレンズの退避位置が従来のようにレンズ鏡胴の最大外径の内側である場合に比べて、レンズ鏡筒の外径の増大を抑制することができる。
しかしながら、特許文献3に開示された発明では、退避レンズ保持枠31を位置決めする副ガイド軸33が金属製であるため、被写体側のレンズ群(第1レンズ群や第2レンズ群)に入射した光が副ガイド軸33の表面で反射し、その反射光が第4レンズ群14を通って固体撮像素子(CCD)の方へ漏れて撮像画像の品質が劣化する恐れがある。
However, in the invention disclosed in
なお、副ガイド軸33の表面での反射を防止するために、副ガイド軸33の表面を黒塗りにすることが考えられるが、このようにすると、副ガイド軸33の外径寸法が所望の設計値とは異なってしまい、退避レンズ保持枠31を精度よく位置決めすることが難しくなる。また、副ガイド軸33の表面を黒塗りにするための工程が増え、コストアップの原因となる。
In order to prevent reflection on the surface of the
本発明の課題は、副ガイド軸表面で光が反射するのを防ぎ、撮像画像を高品質に維持することのできるレンズ鏡胴、並びにそのレンズ鏡胴を用いたカメラ、携帯型情報端末装置及び画像入力装置を提供することにある。 An object of the present invention is to prevent reflection of light on the surface of the auxiliary guide shaft and maintain a captured image with high quality, a camera using the lens barrel, a portable information terminal device, and An object is to provide an image input device.
上記課題を解決するために、請求項1に記載のレンズ鏡胴は、各々1以上のレンズを有するレンズ群からなる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、前記レンズ保持枠は、撮影状態では、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、少なくとも1つのレンズ群を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、さらに、撮影状態のときに前記退避レンズ保持枠が当接することにより、該退避レンズ保持枠の位置決めを行う位置決め部材が設けられたレンズ鏡胴において、前記退避レンズ保持枠が前記位置決め部材に当接した状態のときは、前記レンズ群の光軸と前記位置決め部材との間に遮光部材が介在していることを特徴としている。
In order to solve the above problem, the lens barrel according to
請求項2に記載のレンズ鏡胴は、請求項1において、前記位置決め部材は金属製であることを特徴としている。 A lens barrel according to a second aspect of the present invention is the lens barrel according to the first aspect, wherein the positioning member is made of metal.
請求項3に記載のレンズ鏡胴は、請求項1又は2において、前記遮光部材が、前記退避レンズ保持枠に設けられていることを特徴としている。 A lens barrel according to a third aspect of the present invention is the lens barrel according to the first or second aspect, wherein the light shielding member is provided on the retractable lens holding frame.
請求項4に記載のレンズ鏡胴は、請求項1又は2において、前記遮光部材が、前記位置決め部材に設けられていることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the lens barrel according to the first or second aspect, the light shielding member is provided on the positioning member .
請求項5に記載のレンズ鏡胴は、請求項1又は2において、前記遮光部材が、前記位置決め部材及び前記退避レンズ保持枠の双方に設けられ、前記双方の遮光部材は、撮影状態時に前記各レンズ保持枠を光軸方向に沿って移動させると互いに摺接しながら相対的に移動することを特徴としている。
Lens barrel according to
請求項6に記載のレンズ鏡胴は、請求項1又は2において、前記位置決め部材に前記遮光部材が設けられ、かつ前記遮光部材が嵌合可能な凹部が前記退避レンズ保持枠に設けられ、前記退避レンズ保持枠が前記位置決め部材に当接した状態のときは、前記遮光部材が前記凹部に嵌合することを特徴としている。
The lens barrel according to
請求項7に記載のレンズ鏡胴は、請求項1又は2において、前記遮光部材が、前記位置決め部材と撮像素子との間に設けられていることを特徴としている。 According to a seventh aspect of the present invention, in the lens barrel according to the first or second aspect, the light shielding member is provided between the positioning member and the imaging device.
請求項8に記載のカメラは、請求項1〜7のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒を用いたことを特徴としている。 A camera according to an eighth aspect is characterized by using the lens barrel according to any one of the first to seventh aspects.
請求項9に記載の携帯型情報端末装置は、請求項1〜7のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒を用いたことを特徴としている。 A portable information terminal device according to a ninth aspect uses the lens barrel according to any one of the first to seventh aspects.
請求項10に記載の画像入力装置は、請求項1〜7のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒を用いたことを特徴としている。 An image input apparatus according to a tenth aspect uses the lens barrel according to any one of the first to seventh aspects.
請求項1に記載の発明によれば、退避レンズ保持枠が位置決め部材に当接した状態のとき、つまり撮影時には、レンズ群の光軸と位置決め部材との間に遮光部材が介在しているので、被写体側のレンズ群に入射した光が位置決め部材(副ガイド軸)へ導かれることはなく、このため、位置決め部材表面で光が反射して固体撮像素子の方へ漏れるのを未然に防ぐことができる。 According to the first aspect of the present invention, when the retractable lens holding frame is in contact with the positioning member, that is, at the time of photographing, the light shielding member is interposed between the optical axis of the lens group and the positioning member. Therefore, the light incident on the lens group on the object side is not guided to the positioning member (sub-guide shaft), and therefore it is possible to prevent the light from being reflected on the surface of the positioning member and leaking toward the solid-state image sensor. Can do.
請求項2に記載の発明によれば、位置決め部材が金属製であると光が反射しやすいが、請求項1のようにレンズ群の光軸と位置決め部材との間に遮光部材が介在しているため、位置決め部材表面で光が反射して固体撮像素子の方へ漏れるのを未然に防ぐことができる。 According to the second aspect of the present invention, the light is easily reflected when the positioning member is made of metal, but the light blocking member is interposed between the optical axis of the lens group and the positioning member as in the first aspect. Therefore, it is possible to prevent the light from being reflected on the surface of the positioning member and leaking toward the solid-state imaging device.
請求項3に記載の発明によれば、遮光部材を退避レンズ保持枠に一体的に形成することができる。
According to the invention described in
請求項4に記載の発明によれば、遮光部材が退避レンズ保持枠に形成されてないので、請求項3の場合に比べて、退避レンズ保持枠の重量を軽減することができ、退避レンズ保持枠の回動動作速度の向上が期待できる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the light shielding member is not formed on the retractable lens holding frame, the weight of the retractable lens holding frame can be reduced as compared with the case of the third aspect, and the retractable lens holding unit is held. An improvement in the rotational speed of the frame can be expected.
請求項5に記載の発明によれば、撮影時に、退避レンズに隣接するレンズ保持枠と、退避レンズ保持枠とを各レンズの光軸方向に移動させると、各レンズ保持枠に設けられた遮光部材が互いに摺接しながら相対的に移動するので、位置決め部材表面で光が反射して固体撮像素子の方へ漏れるのを完全に防ぐことができる。
According to the invention described in
請求項6に記載の発明によれば、撮影時には、遮光部材が退避レンズ保持枠の凹部に嵌合するので、位置決め部材表面で光が反射して固体撮像素子の方へ漏れるのを完全に防ぐことができる。 According to the sixth aspect of the present invention, at the time of photographing, the light shielding member fits into the recess of the retractable lens holding frame, so that it is possible to completely prevent light from reflecting off the surface of the positioning member and leaking toward the solid-state imaging device. be able to.
請求項7に記載の発明によれば、請求項1の場合と同様、位置決め部材表面で光が反射して固体撮像素子の方へ漏れるのを未然に防ぐことができる。 According to the seventh aspect of the invention, as in the case of the first aspect, it is possible to prevent the light from being reflected from the surface of the positioning member and leaking toward the solid-state imaging device.
請求項8に記載の発明によれば、高品質の撮影画像を得ることが可能なカメラを実現できる。 According to the eighth aspect of the present invention, a camera capable of obtaining a high-quality captured image can be realized.
請求項9に記載の発明によれば、高品質の撮影画像を得ることが可能な携帯型情報端末装置を実現できる。 According to invention of Claim 9, the portable information terminal device which can obtain a high quality picked-up image is realizable.
請求項10に記載の発明によれば、高品質の撮影画像を得ることが可能な画像入力装置を実現できる。 According to the invention described in claim 10, it is possible to realize an image input device capable of obtaining a high-quality captured image.
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1〜図16(b)および図20は、本発明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。 FIGS. 1-16 (b) and FIG. 20 have shown the structure of the principal part of the optical system apparatus containing the lens barrel which concerns on this invention, and various operation states.
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。 FIG. 1 is a perspective view of the configuration of the lens barrel portion in the retracted storage state in which the lens group is retracted and stored, viewed from the object side, and FIG. 2 shows the configuration of the main part in the state of FIG. FIG. 3 is a perspective view, FIG. 3 is a perspective view of the configuration of the optical system apparatus including the lens barrel and the lens barrier in the retracted state where the lens barrier is closed, and FIG. FIG. 5 is a perspective view of the configuration of the lens unit viewed from the image plane side, and FIG. 5 is a perspective view of the main part of the lens barrel part and the lens barrier part in a state where the lens barrier opened in the photographing state in which the lens group is projected is being closed. FIG. 6 is a perspective view of the configuration viewed from the imaging plane side, and FIG. 7 is a perspective view of the configuration of the main part of the lens barrel portion in the shooting state in which the lens group is projected. Third lens holding frame for holding three lens groups and collision FIG. 8 is a perspective view of the arrangement configuration of the third lens holding frame, the collision preventing piece, and the fourth lens holding frame portion in the retracted state of the lens group, as viewed from the object side. In order to explain the operation of the third lens holding frame and the collision prevention piece for holding the lens group, the arrangement configuration of the third lens holding frame, the collision prevention piece and the fourth lens holding frame portion in the shooting state in which the lens group is projected It is the perspective view seen from the side.
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(a)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斜視図、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見た正面図、図16(b)は、シャッタ部分の斜視図である。さらに、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。 FIG. 9 shows the lens groups in the lens barrel in which the lens group protrudes (a) in the telephoto position state and in the retracted state in which the lens group is retracted, and (b) in the wide-angle position state in which the lens group protrudes. FIG. 10 is a developed view schematically showing the shape of the cam groove formed in the second rotating cylinder, and FIG. 11 is formed in the cam cylinder. FIG. 12 is a developed view schematically showing the shape of the cam groove, FIG. 12 is a developed view schematically showing the shape of the cam groove and the key groove formed in the first liner and omitting the helicoid. FIG. 13A is a developed view schematically showing the shape of the cam groove and key groove formed in the fixed frame and omitting the helicoid, and FIG. 13B is a detail view including the helicoid. FIG. 13 (c) shows a first fitting to the helicoid. FIG. 14A is a side view showing the configuration of the third lens holding frame and its driving operation system, FIG. 14B is its perspective view, and FIG. 15 is the third lens holding. FIG. 16A is a front view of the third lens holding frame portion as viewed from the object side in order to explain the operation of the third lens holding frame, and FIG. b) is a perspective view of a shutter portion. Furthermore, FIG. 20A is a perspective view specifically showing the configuration of the main part of the fourth lens holding frame and its driving operation system, and FIG. 20B is a part of which is omitted and the angle is changed. FIG.
図1〜図16(b)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。
1 to 16B and 20, the optical system apparatus including the lens barrel includes a
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。
The shooting state will be described with reference to FIG. 9. The
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。
The
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とヘリコイドが形成され、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。
As shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b), a straight advance groove and a cam groove along the axial direction are formed on the inner surface of the fixed cylinder of the fixed
第2の回転筒24の基端部の外周面には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。
A helicoid is formed on the outer peripheral surface of the base end portion of the second
第2のライナー25の内周に嵌合するカム筒26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。
The
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。
The
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。
Note that the cam groove of the second
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。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。
That is, generally, the rotating cylinder closest to the outermost fixed cylinder is screwed into the fixed cylinder by the helicoid, and the helicoid moves at a constant speed from the shape. For this reason, in the wide-angle position during which it is gradually driven from the retracted retracted state to the telephoto position via the wide-angle position, it is common that the rotary cylinder is drawn out about halfway. On the other hand, in the above-described configuration, the first
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が発生する。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、が光軸方向へ進入動作を開始できる。
When the first
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。
Accordingly, the first
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。
As will be described later, the zoom position reference signal is generated as soon as the first
第3レンズ群13は、第3レンズ保持枠31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レンズ保持枠31は、図8に示すように撮影状態における光軸上に第3レンズ群13を挿入した光軸上位置と、図2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した収納位置との間で第3群主ガイド軸32を中心として回動する。第3レンズ保持枠31の回動端側の第3レンズ群13の近傍には、この場合回動軸側と第3レンズ群13の支持部側とで主ガイド軸に平行な方向における位置を異ならせるクランク状の屈曲部が形成され、該屈曲部からほぼ回動端方向にストッパ31a(図15)および遮光片31bが突設されている。
The
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した位置となる。但し、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。第3レンズ保持枠31のレンズを保持する位置は、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。しかしながら、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、第3群副ガイド軸33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。このことにより、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ために、第3レンズ保持枠31は、クランク状屈曲部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。
In order to increase the focal length on the telephoto side in terms of optical performance, the position of the
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。また、この状態では、圧縮トーションスプリング37が最もチャージされた状態で、鏡胴正面から見て時計方向(光軸への進入方向)のモーメントを常に第3レンズ保持枠に与えている。第3レンズ保持枠31の主ガイド軸32に支持されている部分の円筒状の外周面には、図14(a)に示すような段差部31cの基端側内面にカム斜面形状のカム部31eが形成されている。この状態から第3群モータ52を鏡胴正面から見て時計方向に回転させると、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。この際には、圧縮トーションスプリング37からのモーメント力により、第3レンズ保持枠31が時計方向に回転し、そのカム部31eが雌ねじ部材35の当接部35aに当接係合している。その後、雌ねじ部材35がもっとも被写体側へ移動すると、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からL(低レベル)からH(高レベル)への基準信号が発生する。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。
As shown in FIGS. 14A and 14B, when the third
雌ねじ部材35をこの状態より、図14のB位置まで移動すると第3レンズ保持枠31が、さらに時計方向に回転し、ストッパ31aが、図8および図16(a)に示すように、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。これにて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、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。また雌ねじ部材35が図14(a)のB位置まで移動すると、雌ねじ部材35の当接部35aが第3レンズ保持枠31の段差部31cの前側係合部31dに当接係合する。すなわち、第3レンズ保持枠31の段差部31cは、基端側にカム斜面形状をなすカム部31eを有し、前端側に第3群主ガイド軸32とほぼ垂直に交わる平面を形成している前側係合部31dを有して円筒周面に対して凹状をなしている。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へ向かう方向に常時付勢されている。
When the
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が押圧する部分は、図示のように圧縮トーションスプリング37が当接する部位近傍を凹所として段差37aが形成されて、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。
As shown in FIG. 14 (b), the portion of the fixed
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35a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。
Next, when the
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。
Further, while the
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、前述した第3レンズ保持枠31の段差部31c内において、前側係合部31dまたはカム部31eに当接する当接部35aに加えて、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が回ってしまわないようにするための回転止めとして、固定枠21の固定筒部分に形成された光軸方向に平行なガイド溝に嵌合摺動する回転止め突起部35bが形成されている(図15)。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のである。
The
図14(a)に詳細に示すように、雌ねじ部材35は、図14(a)のB位置よりも、さらに像面側(図示左側)へ移動すると、第3レンズ保持枠31の段差部31cのカム部31eに当接係合し、第3レンズ保持枠31が圧縮トーションスプリング37の光軸方向の付勢により押さえ板81に接触しており、圧縮トーションスプリング37による時計回動方向の付勢力に抗して第3レンズ保持枠31を反時計方向に回転させるので、退避動作を行う事が可能となる。
As shown in detail in FIG. 14A, when the
一方、第3群リードスクリュー34の逆回転(反時計方向回転)により、雌ねじ部材35が望遠位置Tから広角位置Wを経て退避開始位置Bまで移動する間は、雌ねじ部材35の当接部35aが係合当接面にて第3レンズ保持枠31の段差部31cの前側係合部31dに当接しているので、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。なお雌ねじ部材35が退避開始位置Bに達すると、第3レンズ保持枠31の基端面31fが押さえ板81に当接し、雌ねじ部材35が前側係合部31dから離間して、段差部31cのカム部31eに当接する。
On the other hand, during the reverse rotation (counterclockwise rotation) of the third
雌ねじ部材35が退避開始位置Bから収納位置Sまで移動する間は、雌ねじ部材35のもう一方の当接部35cが第3レンズ保持枠31の段差部31cのカム部31eに摺接して、第3レンズ保持枠31を圧縮トーションスプリング37による回動付勢力に抗して回動させることにより、第3レンズ保持枠31は、光軸上位置から収納位置へ回動する。第3レンズ保持枠31の収納位置Sは、HからLとなるフォトインタラプタ38による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3レンズ保持枠31が収納位置Sへ移動した後、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。
While the
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。
In this example, in the storing operation, the fourth
すなわち、フォトインタラプタ38[図16(a)]によるHからLとなる収納基準信号の発生から雌ねじ部材35は所定のパルスカウント数だけ像面側へ移動して第3レンズ保持枠31の収納動作が完了する。この収納完了後に、第1の回転筒22を繰り込むようにしたり、第1の回転筒22および第1のライナー23よりも内方、すなわちそれらの基端面よりも前方に位置する構成部品が、第3レンズ保持枠31に接触する直前の位置よりも繰り込まれたりするのは、前述した第3レンズ保持枠31の収納動作完了以後とすることによって、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等を繰り込むことが可能となる。これら第1の回転筒22等の位置は、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形状を備えたピニオンギヤとこの近傍に設置され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によって発生される駆動パルスのカウントで設定することが可能である。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ことは明白である。
That is, the
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。第3レンズ保持枠31が、収納位置に位置しているときは、衝突防止片36は、自身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よりも外方に偏倚されている(特に、図2および図7参照)。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させる方向に回動し、係止突起36aを固定枠21の固定筒内面から突出させる。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)。
By the way, the
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。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。
By doing so, even if the first
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。
Therefore, when a large pressure is applied to the front end side of the lens barrel due to dropping or the like in a shooting state in which the lens barrel protrudes, the
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。
The third
次に、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。
Next, the drive configuration of the
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。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。
In this case, the
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。
The fourth
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。
In this way, when the
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。
The fourth
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。
The outer periphery of the fourth
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。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。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。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。
The storage position of the first
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、そして第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。
The
ここで、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。 Here, drive control of each lens group constituting the lens barrel will be described in detail with reference to FIGS.
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。 FIG. 21 is a block diagram schematically showing the configuration of the drive control system, FIG. 22 is a timing chart showing a sequence when the barrier is opened in the startup sequence, and FIG. 23 is a sequence from opening the barrier to closing the barrier in the startup sequence. FIG. 24 is a timing chart illustrating the reset sequence, FIG. 24A is a timing chart illustrating the reset sequence, FIG. 25 is a timing chart illustrating the storage sequence when the barrier is closed, and FIG. 26 is a flowchart illustrating the zoom sequence. 27 is a timing chart showing a zoom sequence during zooming from the wide-angle position to the telephoto position, and FIG. 28 is a timing chart showing a zoom sequence during zooming from the telephoto position to the wide-angle position.
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511、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。
21 includes a
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。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。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。
The
また、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511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511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。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511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。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。
The
〔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。
[Startup sequence]
A drive sequence at the time of opening the barrier in such a startup sequence by the drive control system will be described with reference to FIG.
レンズバリア62を開くことにより、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。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511および第4群フォトインタラプタ512等の初期化を行う。
By opening the
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511による検出結果が収納位置であり、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。
The detection result by the first and second
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。
In the start-up period immediately after the start of start-up of the first to second
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。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。
A barrier switch (barrier SW) monitoring period is set immediately after the start of activation of the first to second
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。 In this example, an intermediate aperture state is set, but an open aperture (maximum aperture) state may be set.
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。
Next, the
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。
Note that the drive amount by the fourth
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。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。
When the preceding driving of the
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。
The specified pulse period before reaching the wide-angle position is a stop control period, and the drive voltage is lowered according to the number of remaining pulses up to the wide-angle position to reduce the overrun when reaching the wide-angle position. When the PI signal from the first to second group photointerrupters 509 is counted and reaches the wide-angle position, brake control is performed to stop driving the first to
また、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の広角方向への駆動を開始して、第3レンズ群13と第1〜第2レンズ群11〜12との並列制御となる。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。
When the reference positions (HP positions) of the first to
第3レンズ群13側としては、第3群フォトインタラプタ511による基準位置検出待ちとなる。第3群フォトインタラプタ511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3レンズ群13の基準位置(HP位置)となる。第3レンズ群13の基準位置(HP位置)を検出すると、第3レンズ群13の位置情報をリセットする。この位置を基準として、広角位置までの移動量を第3群パルスモータ507によりパルス駆動する。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。
On the
また、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。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。
The final stop position of the
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)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。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。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。
When driving of the first to
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。
The
上述し且つ図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。 As described above and shown in the timing chart of FIG. 22, in this example, the simultaneous drive motor is limited to two motors, thereby reducing the current consumption and reducing the startup time by optimal driving. ing.
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。
Next, a case where the barrier switch signal changes to the closed state during the barrier switch monitoring period immediately after the start of the activation of the first to second
〔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511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。
[Reset sequence]
Further, the detection result by the first to second
〈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)。
<When 1-2 Group HP Signal = H, 3rd Group HP Signal = L, 4th Group HP Signal = L>
First, as a reset operation of the first to
〈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)。
<When 1-2 Group HP Signal = H, 3rd Group HP Signal = L, 4th Group HP Signal = H>
First, as the retracting operation of the first to
〈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)。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)。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との干渉と想定されるため、先に第3レンズ群13の収納動作を実施する(3群:収納)。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)。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)。
<When Group 1-2 HP Signal = H,
First, as a retracting operation of the first to
〈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)。
<When Group 1-2 HP Signal = L,
First, as the storing operation of the
〈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)。
<When Group 1-2 HP Signal = L,
First, as the storing operation of the
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)。
When the reference position (HP position) of the
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)。
If the HP position cannot be detected during the retracting operation of the
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)。
Next, as a reset operation of the first to
〔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。なお、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。
[Storage sequence]
By closing the
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。
The shutter motor 506 controls the shutter to be fully closed, and sets the shutter of the shutter /
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。 The fourth position photo interrupter 512 is pulse-driven by the storage position movement amount from the position where the reference position signal (HP signal) changes from H to L to the storage position. The storage position movement amount is set in advance, but can be changed by storing it in a nonvolatile memory such as an EEPROM and rewriting it.
次に、第3群パルスモータ507によって、第3レンズ群13の収納駆動を行う。第3群パルスモータ507を収納位置方向へ駆動開始して、第3群フォトインタラプタ511による基準位置検出待ちとなる。
Next, the
第3群フォトインタラプタ511による基準位置信号(HP信号)がHから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。
The third
また、基準位置から収納位置までの第3群パルスモータ507の駆動パルスレートを基準位置までの駆動パルスレートよりも低速にしている。このようにトルクが必要な領域に応じてパルスレートを変更することによって、スムーズなパルス駆動を実現する。 Further, the drive pulse rate of the third group pulse motor 507 from the reference position to the storage position is set lower than the drive pulse rate to the reference position. Thus, smooth pulse driving is realized by changing the pulse rate in accordance with the region where torque is required.
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。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。
Next, the first to
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。
When the first and
〔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。
[Variation sequence]
Next, the zooming operation sequence will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
ズームレバーまたはズームボタンが操作されるなどして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)。
When the zooming process is started by operating the zoom lever or the zoom button, it is first determined whether or not the
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。
Next, it is determined whether or not the first to
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)。
When stopping the first to
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。
If it is determined in step S11 that the
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)。このステップS24における判定は、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、広角から望遠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が予め定めた所定のズームポイントの通過時に第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、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が予め定めた所定のズームポイントの通過時に第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、のいずれかの条件に該当する場合に第3レンズ群13の駆動が許可されるものとする。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。
If it is determined in step S14 that the driving is continued without stopping the first to
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。
If it is determined in step S23 that the
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。
If it is determined in step S15 that the
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。 Next, the scaling operation according to this flowchart will be specifically described for each scaling operation direction.
〔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。
[From wide angle to telephoto direction]
First, the zooming operation from wide angle to telephoto will be described with reference to the timing chart shown in FIG.
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)。
By depressing the telephoto button of the zooming buttons, the telephoto switch signal changes from H to L, and the zooming sequence in the telephoto direction is started. First, the retraction determination of the
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。
・望遠から広角への変倍駆動である。
・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。
As described above, when the
・ Variable drive from telephoto to wide angle.
The
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。
However, when driving from wide angle to telephoto, the above-described condition is not satisfied, and therefore the
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)。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。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。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。
Next, it is determined whether or not the
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。
・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。
・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。
Next, it is determined whether to stop the first to
The telephoto zoom drive switch that is activated by the zooming operation via the zoom lever or the zoom button is turned off, that is, changed from L to H.
• When driving from wide angle to telephoto, the camera reached a position a predetermined amount away from the telephoto position.
第1〜第2レンズ群11〜12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/駆動停止の判定を行う(ステップS23)。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。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。
In the case where the driving of the first to
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。
・広角から望遠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が予め定めた所定のズームポイントの通過時に第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。
After the first to
The
また、3群状態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。
・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。
If the third group state is being driven, it is determined whether or not to stop driving the third lens group 13 (step S26), and if permitted, the driving of the
When driving from wide angle to telephoto, the position of the
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。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。
That is, when the first to
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の停止制御となる。第1〜第2レンズ群11〜12の停止の判定によって、停止となった場合には、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。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。
When the telephoto switch signal changes from L to H before the initial driving of the
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)。
After the first to
〔望遠から広角方向〕
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。
[From telephoto to wide-angle direction]
Next, the zooming operation from telephoto to wide angle will be described with reference to the timing chart shown in FIG.
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。
By depressing the wide-angle button among the zoom buttons, the wide-angle switch signal is changed from H to L, and the magnification changing sequence in the wide-angle direction is started. First, the retraction determination of the
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。
・望遠から広角への変倍駆動である。
・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。
As described above, when the
・ Variable drive from telephoto to wide angle.
The
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。
During driving from telephoto to wide angle, when the position of the
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。
Next, the
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。
In the start-up period immediately after the start of start-up of the first to second
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。
・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。
・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。
In determining whether to stop driving the first to
The wide-angle zoom drive switch that is activated by the zooming operation via the zoom lever or the zoom button is turned off, that is, changed from L to H.
・ When driving from telephoto to wide angle, the camera reached a position a predetermined amount before the wide angle position.
第1〜第2レンズ群11〜12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。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。
・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。
・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が予め定めた所定のズームポイントの通過時に第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。
In the case where the first to
The first to
The
また、第3レンズ群13の状態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。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。
・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。
Further, if the state of the
The position of the
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くと第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。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。
That is, when the first to
また、第1〜第2レンズ群11〜12駆動時での第3レンズ群13の駆動において、本来広角方向駆動時は、停止時にガタ取りのためのガタ取り制御が必要だが、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。
Further, in the driving of the
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、停止となった場合は、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。
If the wide-angle SW signal changes from L to H before the initial driving of the
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、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。
During the stop operation, a low speed control period is set, and the drive voltage is lowered according to the number of remaining pulses up to the target position. This reduces the amount of overrun when the target position is reached. When the PI signal from the first to second
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。 Further, during the operation from the telephoto to the wide-angle direction, a backlash removal operation (backlash operation) for backlash removal is performed.
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。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。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。
After the first to
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3群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の位置関係から第3レンズ群13の間欠制御にて実現している。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。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。
In this example, in the zooming operation between the wide angle and the telephoto, the driving voltage of the first to second
また、本実施例では、第3レンズ群13の駆動再開タイミングを所定のズームポイントの通過時としているが、第1〜第2レンズ群11〜12の駆動時に発生する第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)検出時毎、または、PI信号の所定カウント数毎としてもよい。これにより、更に細やかな間欠制御が可能になり、群間精度が向上する。
In this embodiment, the driving resumption timing of the
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の入力面上に被写体像を結像すべく構成されている。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。
As shown in FIG. 9, a solid-state
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。
The
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。
Therefore, if the
バリア制御片61は、固定枠21の側部(レンズバリア62を開放位置側)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。
The barrier control piece 61 is provided on the side of the fixed frame 21 (the
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。
In this state, when the
なお、上述においては、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することによって、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。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。
In the above description, the case where the
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。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。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。 In this case, the lens configuration includes four groups of a first lens group having a positive power, a second lens group having a negative power, a third lens group having a positive power, and a fourth lens group having a positive power. The zooming is performed by changing at least the distance between the first lens group and the second lens group, the distance between the second lens group and the third lens group, and the distance between the third lens group and the fourth lens group, Focusing is performed by correcting the position of the image plane on the imaging plane by moving the fourth lens group. A shutter having a diaphragm function is positioned in front of the third lens group. By making the lens structure into a four-group structure and the third lens group as a retractable lens group, the lens group having the smallest outer diameter that is as far as possible from the image plane can be used as the retractable lens group, and the lens barrel projection size is small and the thickness is small. The lens barrel can be made thin. In addition, the third lens group having a zoom ratio of 4 times or more and a four-group lens configuration is a retractable lens group, so that a lens barrel size (projection size and thickness) is reduced while realizing a high zoom ratio. A torso can be provided. The lens configuration is a three-group lens configuration of a first lens group having a positive power, a second lens group having a negative power, and a third lens group having a positive power, and the third lens group can be used as a retracting lens group. Good. The first lens group having negative power, the second lens group having positive power, and the third lens group having positive power have a three-group lens structure, and the third lens group or the second lens group is a retractable lens. It is good as a group. Each lens group may be composed of one or more lenses, and the lens group here refers to one or more lenses that move together. Therefore, all the lens groups may be constituted by one lens.
次に、上述の実施例に示した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例について図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。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。 Next, an example in which the optical system apparatus including the lens barrel shown in the above-described embodiment is employed as a photographing optical system to configure a camera will be described with reference to FIGS. 17 is a perspective view showing the appearance of the camera as seen from the front side that is the object, that is, the subject side, and FIG. 18 is a perspective view showing the appearance of the camera as seen from the back side that is the photographer side. These are block diagrams which show the function structure of a camera. Although a camera is described here, a camera in which a camera function is incorporated in a portable information terminal device such as a so-called PDA (personal data assistant) or a cellular phone has recently appeared.
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。 Many of such portable information terminal devices have substantially the same functions and configurations as the camera, although the appearance is slightly different, and the lens mirror according to the present invention is included in such a portable information terminal device. You may employ | adopt the optical system apparatus containing a pipe | tube.
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。
As shown in FIGS. 17 and 18, the camera includes a photographing
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、上記実施例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。
The camera includes a
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。
The output of the
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。
When the camera is carried, the photographing
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。
Note that it is desirable that the optical system of the
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。
In many cases, focusing is performed by half-pressing the
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。
When the image recorded in the
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。
When the
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。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。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)。この実施例では、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。 Normally, the finder mechanism is arranged on the upper side of the lens barrel to facilitate camera operation. When the lens barrel includes a zoom magnifying mechanism, the finder mechanism also requires a zoom magnifying mechanism. Therefore, a drive source (such as a DC motor or a pulse motor) for achieving zoom zooming operation and a transmission mechanism (such as a gear coupling mechanism) for transmitting the driving force are disposed in the immediate vicinity of the finder mechanism. It is desirable. For example, when the finder mechanism is installed on the upper left side of the lens barrel, the variable magnification drive source and the transmission mechanism are installed on the upper right side of the lens barrel, so that the limited space is effectively used. Next, when retracting the retractable lens holding frame, the retractable lens holding frame is naturally installed below the lens barrel from the remaining space (the lower right side or the lower left side of the lens barrel). In this embodiment, a space for the retractable lens holding frame is installed on the lower right side of the lens barrel, and a driving source and a driving mechanism for driving the focusing lens group are arranged on the lower left side of the lens barrel. The lens barrel can be downsized by effectively utilizing the upper left, upper right, lower right, and lower left corners of a normal circular lens barrel.
次に、本実施例の特徴部分について図29及び図30を用いて説明する。図29及び図30は、図7及び図8において本実施例の要部(各図の略右側2/3の部分)をそれぞれ拡大して示した図である。本実施例では、第3レンズ保持枠31のうちアーム31gの一側側部に遮光部材31hが、アーム31gに一体的に形成されている。図29のように第3レンズ保持枠31が光軸から退避した状態では、アーム31gの側部のうち第4レンズ保持枠41に近い側部に遮光部材31hが設けられている。遮光部材31hは、ピン状の第3群副ガイド軸33の方に向けて板状に突出しており、その突出量は第3群副ガイド軸33の直径よりも大きく設定されている。
Next, features of this embodiment will be described with reference to FIGS. 29 and 30. FIG. FIGS. 29 and 30 are enlarged views of the main part of this embodiment (the portion on the
そして、撮影時に、第3レンズ保持枠31を収納位置から光軸上位置へ回動させ、第3レンズ保持枠31のストッパ31aが第3群副ガイド軸33に当接して第3レンズ保持枠31が位置決めされたとき、遮光部材31hはレンズ群の光軸と第3群副ガイド軸33との間に介在する。これにより、被写体側のレンズ群(第1レンズ群11及び第2レンズ群12(図9参照))に入射した光が第3副ガイド軸33へ導かれることはなく、このため、第3副ガイド軸33で光が反射して固体撮像素子16(図9参照)の方へ漏れるのを未然に防ぐことができる。
Then, at the time of shooting, the third
本実施例によれば、固体撮像素子16の方へ光が漏れるのを防ぐことができるので、撮影画像を高品質に維持することができる。
According to the present embodiment, it is possible to prevent light from leaking toward the solid-
次に、実施例2について図31及び図32を用いて説明する。本実施例では、撮影時に第3レンズ保持枠31に隣接する第4レンズ保持枠41の端面に遮光部材41gが設けられている。遮光部材41gは、第3副ガイド軸33の近傍でかつ第4レンズ群14に近い側に配置され、また第3副ガイド軸33に平行に設置されている。
Next, Example 2 will be described with reference to FIGS. 31 and 32. FIG. In this embodiment, a
遮光部材41gは、断面台形の棒状部材で形成され、また台形断面の底面側が第3副ガイド軸33に向けられているとともに、台形断面の底面の幅は第3副ガイド軸33の直径よりも大きく設定されている。
The
そして、撮影時に、第3レンズ保持枠31を収納位置から光軸上位置へ回動させ、第3レンズ保持枠31のストッパ31aを第3群副ガイド軸33に当接させると、第3レンズ保持枠31が位置決めされる。このとき、遮光部材41gはレンズ群の光軸と第3群副ガイド軸33との間に介在しており、これにより、被写体側のレンズ群に入射した光が第3副ガイド軸33へ導かれることはなく、このため、第3副ガイド軸33で光が反射して固体撮像素子16の方へ漏れるのを未然に防ぐことができる。
When the third
本実施例によれば、第3レンズ保持枠31には遮光部材が設けられていないので、第3レンズ保持枠31の重量を軽減することができ、第3レンズ保持枠31の回動動作速度の向上を図ることができる。
According to this embodiment, since the third
次に、実施例3について図33及び図34を用いて説明する。本実施例では、実施例1と同様に、第3レンズ保持枠31のうちアーム31gの一側側部に遮光部材31iが、アーム31gに一体的に形成されている。遮光部材31iの突出量は、第3副ガイド軸33の直径よりも大きく設定されている。
Next, Example 3 will be described with reference to FIGS. 33 and 34. FIG. In the present embodiment, similarly to the first embodiment, a
また、本実施例では、第4レンズ保持枠41の端面には遮光部材41hが設けられている。遮光部材41hは、第3副ガイド軸33の近傍でかつ第4レンズ群14に近い側に配置され、さらに第3副ガイド軸33に平行に設置されている。遮光部材41hは第4レンズ群14側から見てL字型をなし、そのL字型の先端部分が第3副ガイド軸33の先端に合致して設置されている。また遮光部材41hはL字型の先端部分の幅が第3副ガイド軸33の直径よりも大きく設定されている。
In the present embodiment, a
そして、撮影時に、第3レンズ保持枠31を収納位置から光軸上位置へ回動させ、第3レンズ保持枠31のストッパ31aを第3群副ガイド軸33に当接させると、第3レンズ保持枠31が位置決めされる。このとき、図34に示すように、第4レンズ保持枠34端面の遮光部材41hと第3レンズ保持枠31の遮光部材31iが重なり合う。本実施例では、遮光部材41hが第3群副ガイド軸33に近い側に、遮光部材31iが第4レンズ群14に近い側にそれぞれ位置して重なり合う。
When the third
本実施例によれば、撮影時に第3レンズ保持枠31と第4レンズ保持枠41とを各レンズの光軸方向に相対的に移動させたとき、各レンズ保持枠31,41にそれぞれ設けられた遮光部材31i,41hが互いに摺接しながら移動するので、被写体側のレンズ群に入射した光が第3副ガイド軸33へ導かれることはまったくなく、第3副ガイド軸33で光が反射して固体撮像素子16の方へ漏れるのを完全に防ぐことができる。
According to the present embodiment, when the third
次に、実施例4について図35及び図36を用いて説明する。本実施例では、第3レンズ保持枠31のうちアーム31gの一側側部に凹部31jが形成され、また、第4レンズ保持枠41の端面には遮光部材41iが設けられている。遮光部材41iは細長い板状をなし、第3副ガイド軸33の近傍でかつ第4レンズ群14に近い側に配置され、さらに第3副ガイド軸33に平行に設置されている。また、遮光部材41iは一側側部が断面形状で楔状に細くなっており、その楔状の先端部分は第3レンズ保持枠31の凹部31jに向けられている。
Next, Example 4 will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a
そして、撮影時に、第3レンズ保持枠31を収納位置から光軸上位置へ回動させ、第3レンズ保持枠31のストッパ31aを第3群副ガイド軸33に当接させると、第3レンズ保持枠31が位置決めされる。このとき、図36に示すように、第4レンズ保持枠34端面の遮光部材41iが第3レンズ保持枠31の凹部31jに嵌合する。この嵌合状態において、遮光部材41iは、凹部31jに嵌合していない部分(露出部分)の幅が第3副ガイド軸33の直径よりも大きくなるよう設定されている。
When the third
本実施例によれば、撮影時に第4レンズ保持枠41端面の遮光部材41iが第3レンズ保持枠31の凹部31jに嵌合するので、被写体側のレンズ群に入射した光が第3副ガイド軸33へ導かれることはまったくなく、第3副ガイド軸33で光が反射して固体撮像素子16の方へ漏れるのを完全に防ぐことができる。
According to the present embodiment, the
また、上記各実施例のレンズ鏡筒は、カメラ(ディジタルカメラ)、携帯型情報端末装置及び画像入力装置に適用することができる。 The lens barrels of the above embodiments can be applied to cameras (digital cameras), portable information terminal devices, and image input devices.
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
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
31a ストッパ
31h 遮光部材
31i 遮光部材
31j 凹部
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
41g 遮光部材
41h 遮光部材
41i 遮光部材
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
DESCRIPTION OF
41 4th
202
205
Claims (10)
前記退避レンズ保持枠が前記位置決め部材に当接した状態のときは、前記レンズ群の光軸と前記位置決め部材との間に遮光部材が介在していることを特徴とするレンズ鏡胴。 At least a part of a plurality of lens groups each having one or more lenses is retracted to move from at least a part of the lens group to the objective side from a retracted state in which the lens group is housed. A lens barrel, comprising: a plurality of lens holding frames for holding the plurality of lens groups for each lens group; and a lens holding frame driving means for driving the lens holding frame, wherein the lens holding frame is photographed. In the state, all the lens groups are located on the same optical axis, and in the retracted state, at least one lens group is retracted outside the maximum outer diameter of the lens barrel of the other lens group. A retractable lens holding frame that holds and moves one lens group, and further, when the retractable lens holding frame comes into contact with the retractable lens holding frame in a shooting state, In the lens barrel positioning member is provided for performing Me-decided,
A lens barrel characterized in that when the retractable lens holding frame is in contact with the positioning member, a light shielding member is interposed between the optical axis of the lens group and the positioning member.
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