JP4857256B2

JP4857256B2 - Lens control device, lens barrel, imaging device, and optical apparatus

Info

Publication number: JP4857256B2
Application number: JP2007334318A
Authority: JP
Inventors: 俊彦友定
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-12-26
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2027-12-26
Also published as: JP2009157048A

Description

本発明は、ズームレンズおよびフォーカスレンズの位置制御を行うレンズ制御装置、レンズ鏡筒、レンズ制御装置を具備する撮像装置および光学機器に関するものである。 The present invention relates to a lens control device that performs position control of a zoom lens and a focus lens, a lens barrel, an imaging device including the lens control device, and an optical apparatus.

従来、スチルカメラやビデオカメラ用のレンズ鏡筒として、内蔵するレンズ群より成るズームレンズとフォーカスレンズをステッピングモータ等の駆動部材で駆動する型式のものが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a lens barrel for a still camera or a video camera, there is known a type in which a zoom lens and a focus lens composed of a built-in lens group are driven by a driving member such as a stepping motor.

一般に、レンズ群をステッピングモータ等の駆動部材で駆動する場合、該レンズ群の駆動および位置決めのための制御方式として、いわゆるオープンループ制御方式が採用されることが多い。それは、オープンループ制御方式の場合は、レンズ群の時々刻々の位置を検出するための検出装置が不要であり、また、制御系の構成がクローズドループ制御方式の制御系に較べて簡単、且つ、小型になるという理由からである。 In general, when a lens group is driven by a driving member such as a stepping motor, a so-called open loop control system is often employed as a control system for driving and positioning the lens group. In the case of the open loop control method, a detection device for detecting the position of the lens group every moment is unnecessary, and the configuration of the control system is simpler than the control system of the closed loop control method, and This is because it becomes smaller.

しかしながら、ステッピングモータ使用のオープンループ制御方式によってレンズ群の位置決め制御を行う場合には、ステッピングモータの駆動開始位置とレンズ群の移動開始位置とを一致させる必要がある。そのために、位置決め制御開始前にレンズ群を特定の基準位置に戻し、レンズ群が基準位置（リセット位置）に位置決めされたか否かを検出するための基準位置検出部を各レンズ群に対して備える必要があった。 However, when the lens group positioning control is performed by an open loop control method using a stepping motor, it is necessary to match the driving start position of the stepping motor with the movement start position of the lens group. For this purpose, each lens group is provided with a reference position detecting unit for returning the lens group to a specific reference position before starting the positioning control and detecting whether the lens group is positioned at the reference position (reset position). There was a need.

図４は、各レンズ群がどのように位置制御されるかを示す図であり、横軸をズームレンズの焦点距離位置とし、縦軸をフォーカスレンズの位置としている。詳しくは、横軸の左端がワイド端、右端がテレ端（望遠端）であり、縦軸の下が無限位置、上がピント至近位置となっている。以下、図４に示されるような曲線を“カム軌跡”と記す。 FIG. 4 is a diagram showing how the position of each lens group is controlled. The horizontal axis is the focal length position of the zoom lens, and the vertical axis is the position of the focus lens. Specifically, the left end of the horizontal axis is the wide end, the right end is the tele end (telephoto end), the lower end of the vertical axis is the infinite position, and the upper end is the closest focus position. Hereinafter, a curve as shown in FIG. 4 is referred to as a “cam locus”.

一般的にカム軌跡の形状は、被写体距離が無限の場合のカム軌跡のように、ワイド端からミドル位置まではなだらかな右肩上がりで、ミドル位置でなだらかな頂点を通り、ミドル位置からテレ端までは右肩下がりの山型の連続曲線となる。 In general, the shape of the cam trajectory is like a cam trajectory when the subject distance is infinite. Until then, it becomes a mountain-shaped continuous curve.

カム軌跡の特徴として、ミドル位置からテレ端までは、テレ端に近付くほど、急峻な傾きとなることが知られている。最もこの傾きが急峻となるのは、“ズーム状態がテレ、被写体距離が無限”の位置で、その時の傾きが大きいということは、ズームレンズの移動に対して、フォーカスレンズを大きく移動させなければならないことを表わしている。 As a feature of the cam trajectory, it is known that the slope from the middle position to the tele end becomes steeper as it approaches the tele end. The steepest slope is at a position where the zoom state is tele and the subject distance is infinite. The large slope at that time means that the focus lens must be moved a lot relative to the movement of the zoom lens. It means not to be.

近年、カメラ等の光学機器においては、レンズ鏡筒の小型化及び固体撮像素子のイメージサイズの小径化が急速に進んでいる。また、レンズ鏡筒及び光学系の保持部材の材料としてプラスティック材料が多く使用されている。レンズ鏡筒及び光学系の保持部材の材料としてプラスティック材料を使用すると、これらの部材が金型により容易に成形でき、又、その形状の任意性も大きい上、他の材料に比してコストメリットが大きい等、多くの利点がある。 2. Description of the Related Art In recent years, in optical devices such as cameras, the lens barrel and the image size of a solid-state image sensor have been rapidly reduced. Further, many plastic materials are used as materials for the lens barrel and the holding member of the optical system. When plastic materials are used as the material for the lens barrel and optical system holding members, these members can be easily molded by the mold, and the shape is highly arbitrary, and the cost advantage compared to other materials There are many advantages, such as being large.

その反面、レンズ鏡筒及び光学系の保持部材にプラスティック材料を使用した場合、環境変化、特に、温度変化や湿度変化に対し物理的性質や寸法の変化が大きい問題がある。例えばプラスティックをレンズ鏡筒の構造材に使用すれば、金属材料を使用した場合に比べ、焦点距離や合焦位置等が大きく変化して、ピントずれが発生するという性能上の弊害が生じてくる。 On the other hand, when a plastic material is used for the lens barrel and the holding member of the optical system, there is a problem that physical properties and dimensional changes are large with respect to environmental changes, particularly temperature changes and humidity changes. For example, if plastic is used as the structural material of the lens barrel, the focal length, focus position, etc. will change significantly compared to the case of using a metal material, resulting in an adverse effect on performance such as out of focus. .

これらの問題に対して、温度変化からピントずれ量を求め、フォーカスレンズの位置を補正する技術が提案（特許文献１）されている。 To solve these problems, a technique has been proposed (Patent Document 1) in which the amount of focus deviation is obtained from a temperature change and the position of the focus lens is corrected.

また、光学倍率の高倍率化と光学系の小型化を進めていくと、前述したカム軌跡のテレ端近傍の急峻な傾きは、急激にその傾きが大きくなることが判っている。したがって、ズーム／フォーカスレンズ位置が制御される光学系では、何らかの要因でズームレンズのテレ端での位置が少量でもずれると、そのずれ量の数十倍の量だけ、フォーカスレンズを移動させなければならなくなる。 Further, it has been found that, as the optical magnification is increased and the optical system is further downsized, the steep inclination near the tele end of the cam trajectory described above rapidly increases. Therefore, in an optical system in which the position of the zoom / focus lens is controlled, if the position at the telephoto end of the zoom lens is shifted even for a small amount for some reason, the focus lens must be moved by an amount several tens of times the shift amount. No longer.

このピントずれを発生させる最も大きな要因は、温度上昇による、レンズユニット構造部材の熱膨張である。この温度上昇による熱膨張により、ズームレンズが超テレ方向に移動すると、その数十倍もの距離をフォーカスレンズを鏡面側に移動させなければ合焦状態にならない。したがって、レンズ鏡筒のメカ寸法的にも、この分以上のクリアランスが必要となり、レンズ鏡筒のメカ的全長が長く大きくなるという問題が生じていた。
特許第３５８１５１３号公報 The biggest factor causing this defocus is thermal expansion of the lens unit structural member due to temperature rise. When the zoom lens moves in the super-tele direction due to thermal expansion due to this temperature rise, the focusing lens cannot be brought into focus unless the focus lens is moved to the mirror surface side by a distance of several tens of times. Therefore, the mechanical dimension of the lens barrel also requires a clearance that is greater than this amount, resulting in a problem that the mechanical total length of the lens barrel is long and large.
Japanese Patent No. 3581513

上記の点に鑑み、温度上昇に応じてテレ端位置を再計算し、温度上昇（高温）時にはテレ端位置をワイド側に変更することで、ズームレンズが超テレ方向に移動することを防ぐことを考えている。図４を用いて簡単に説明すると、常温時にズームレンズがテレ端にある場合、高温時にはズームレンズの位置はＢ（Ａ＋ＤＸｔ）となるが、変化量ＤＸｔに伴い、ピントのずれがＤＹｔ生じることとなる。その際、ピントを合わせるにはフォーカスレンズのクリアランスが足りず、メカ端に当たってしまう可能性がある。そこで、フォーカスレンズのクリアランスを確保するためにズームレンズが超テレ方向に移動することを防ぐことを考えている。このとき、ズームレンズがワイド側に変更後のテレ端位置よりもテレ側にあれば、該ズームレンズを変更後のテレ端位置まで移動させることにより、クリアランスを確保でき、レンズ鏡筒のメカ的全長が長く大きくなることを防ぐことができる。 In view of the above points, the tele end position is recalculated according to the temperature rise, and when the temperature rises (high temperature), the tele end position is changed to the wide side to prevent the zoom lens from moving in the super tele direction. I am thinking. Referring briefly to FIG. 4, when the zoom lens is at the telephoto end at room temperature, the zoom lens position is B (A + DXt) at high temperature, but the focus shift DYt occurs with the amount of change DXt. Become. At this time, there is a possibility that the focus lens may not hit the mechanical end because the focus lens does not have enough clearance to focus. Therefore, in order to secure the clearance of the focus lens, it is considered to prevent the zoom lens from moving in the super tele direction. At this time, if the zoom lens is closer to the tele end than the tele end position after the change to the wide side, the clearance can be secured by moving the zoom lens to the tele end position after the change. It is possible to prevent the overall length from becoming long and large.

ここで、上記のようにテレ端位置をワイド側に変更した後、温度下降により低温状態になった場合は、テレ側にテレ端位置を戻すように変更する。これは、一度高温状態になり、テレ端位置をワイド側に変更した後、低温状態になると、ズームレンズの稼動範囲は元に戻るため、ワイド側に変更したテレ端位置をテレ側に戻す必要があるからである。しかしながら、このようにテレ側にテレ端位置を復帰させると、ズームレンズがテレ端位置にあった場合、それ以上テレ側にズーム操作できない状態であった筈が、温度下降後にはテレ端より少しワイド側にある状態になる。よって、さらにテレ側にズーム操作ができてしまうといった不都合が生じる虞があった。つまり、ズーム操作によるズームレンズの駆動状態として「駆動中」「停止中」をマーク等で表示するとした場合、通常、テレ端ではズームキーをテレ側に倒してもズームレンズは駆動しない。そのため、表示は「停止」状態を表すが、温度下降に伴いテレ端位置をテレ側に変更してしまうと、テレ端にズームレンズがあったにも拘わらず、ズームキーをテレ側に倒すと「駆動中」状態を示してしまい、操作者の意図した動作とは異なってしまう不都合がある。 Here, after the tele end position is changed to the wide side as described above, when the temperature is lowered due to a temperature drop, the tele end position is changed back to the tele side. This is because once the temperature reaches a high temperature and the tele end position is changed to the wide side, the operating range of the zoom lens returns to the original when the temperature becomes low, so it is necessary to return the tele end position changed to the wide side to the tele side. Because there is. However, when the tele end position is returned to the tele end in this way, if the zoom lens is at the tele end position, the zoom operation cannot be further performed to the tele end. It will be in the state on the wide side. Therefore, there is a possibility that inconvenience that the zoom operation can be further performed on the tele side. In other words, when “driving” and “stopping” are displayed as marks or the like as the driving state of the zoom lens by the zoom operation, the zoom lens is not normally driven at the tele end even if the zoom key is tilted to the tele side. Therefore, the display shows a `` stop '' state, but if the tele end position is changed to the tele side as the temperature drops, the zoom key is moved to the tele side even if there is a zoom lens at the tele end. This presents a disadvantage that the “driving” state is indicated, which is different from the operation intended by the operator.

また、撮像装置においてはズーム位置を画面上に表示する機能を備えることが多い。しかし、上記の場合にズームの現在位置を示すマーク（指標）が、ズーム操作をしていない状態でもテレ端位置でない箇所を示すなど、実際のズームレンズ位置と表示との整合性がとれないことになる。 In addition, an imaging apparatus often has a function of displaying a zoom position on a screen. However, in the above case, the actual zoom lens position and display cannot be matched, for example, the mark (index) indicating the current zoom position indicates a position that is not the tele end position even when the zoom operation is not performed. become.

さらに、ズームレンズ位置がテレ端位置にあるかどうかを判定することで行う特殊な処理、例えば光学ズームから電子ズームへの切り換え等の処理を行う機能を有する撮像装置が知られている。この種の撮像装置の場合、上記のようにテレ端位置が変わることで判定処理に不都合が生じ、電子ズームが解除されてしまうといった問題も起こり得る。 Furthermore, an imaging apparatus having a function of performing special processing performed by determining whether or not the zoom lens position is at the tele end position, for example, processing such as switching from optical zoom to electronic zoom is known. In the case of this type of image pickup apparatus, there is a problem that the determination process is inconvenient due to the change of the tele end position as described above, and the electronic zoom is released.

（発明の目的）
本発明の目的は、温度変化に伴って望遠端位置を変化させる処理において、望遠端位置よりさらに望遠側にズーム操作できてしまうことを無くすと共に、ズームレンズ位置を示す表示の整合性、ズームレンズ位置が望遠端位置にある場合の特殊な処理の整合性をとることのできるレンズ制御装置、レンズ鏡筒、撮像装置および光学機器を提供しようとするものである。 (Object of invention)
It is an object of the present invention to eliminate the possibility of zooming further to the telephoto side than the telephoto end position in the process of changing the telephoto end position in accordance with a temperature change, and display consistency indicating the zoom lens position, zoom lens An object of the present invention is to provide a lens control device, a lens barrel, an imaging device, and an optical apparatus that can achieve special processing consistency when the position is at the telephoto end position.

上記目的を達成するために、本発明は、ズームレンズおよびフォーカスレンズ近傍の温度を検出する温度検出手段と、前記ズームレンズを駆動するズームレンズ駆動手段と、基準温度よりも前記温度検出手段にて検出される現在温度が高い場合、前記ズームレンズの高温状態における望遠端位置を取得し、該望遠端位置と前記ズームレンズの現在位置を比較し、前記ズームレンズの現在位置が前記望遠端位置よりさらに望遠側の位置であるときには、前記ズームレンズを前記望遠端位置まで前記ズームレンズ駆動手段により移動させる制御手段とを有するレンズ制御装置であって、前記制御手段が、前記ズームレンズの望遠端位置が前記高温状態における望遠端位置に変更されている状態で、現在温度が前記基準温度よりも低い低温状態になった場合に、前記ズームレンズの現在位置が前記高温状態における望遠端位置に一致するときには、前記ズームレンズの望遠端位置を低温状態における望遠端位置に変更することを禁止するレンズ制御装置とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a temperature detection unit that detects temperatures in the vicinity of a zoom lens and a focus lens, a zoom lens drive unit that drives the zoom lens, and a temperature detection unit that is more than a reference temperature. When the detected current temperature is high, the telephoto end position of the zoom lens in a high temperature state is acquired, the telephoto end position is compared with the current position of the zoom lens, and the current position of the zoom lens is greater than the telephoto end position. And a control unit that moves the zoom lens to the telephoto end position by the zoom lens driving unit when the zoom lens is at the telephoto side position, wherein the control unit includes a telephoto end position of the zoom lens. Is changed to the telephoto end position in the high temperature state, and the current temperature is in a low temperature state lower than the reference temperature. When the current position of the zoom lens coincides with the telephoto end position in the high temperature state, the lens control device prohibits changing the telephoto end position of the zoom lens to the telephoto end position in the low temperature state. It is.

同じく上記目的を達成するために、本発明は、本発明の上記レンズ制御装置を具備するレンズ鏡筒、撮像装置または光学機器とするものである。 Similarly, in order to achieve the above object, the present invention provides a lens barrel, an imaging device, or an optical apparatus that includes the lens control device of the present invention.

本発明によれば、温度変化に伴って望遠端位置を変化させる処理において、望遠端位置よりさらに望遠側にズーム操作できてしまうことを無くすと共に、ズームレンズ位置を示す表示の整合性、ズームレンズ位置が望遠端位置にある場合の特殊な処理の整合性をとることができるレンズ制御装置、レンズ鏡筒、撮像装置または光学機器を提供できるものである。 According to the present invention, in the process of changing the telephoto end position in accordance with the temperature change, it is possible to eliminate the zoom operation further to the telephoto side than the telephoto end position, and display consistency indicating the zoom lens position, zoom lens It is possible to provide a lens control device, a lens barrel, an imaging device, or an optical instrument that can achieve special processing consistency when the position is at the telephoto end position.

本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例に示す通りである。 The best mode for carrying out the present invention is as shown in the following examples.

図１は本発明の一実施例に係る、レンズ制御装置を備えたビデオカメラなどの撮像装置を示すシステム構成図である。なお、レンズ鏡筒及び光学系の保持部材の材料としてプラスティック材料が用いられているものとする。 FIG. 1 is a system configuration diagram showing an imaging device such as a video camera equipped with a lens control device according to an embodiment of the present invention. It is assumed that a plastic material is used as a material for the lens barrel and the holding member of the optical system.

図１において、１０１は固定されている第１固定レンズ群、１０２は変倍を行うレンズ群であるズームレンズ、１０３は絞り、１０４は固定されている第２固定レンズ群である。１０５は焦点調節機能と変倍による焦点面の移動を補正するいわゆるコンペ機能を兼ね備えたレンズ群であるフォーカスレンズである。１１０はズームレンズ１０２を駆動するズームレンズ駆動源、１１１はフォーカスレンズ１０５を駆動するフォーカスレンズ駆動源である。ズームレンズ駆動源１１０及びフォーカスレンズ駆動源１１１はそれぞれステッピングモータとドライバ部を有している。 In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a fixed first fixed lens group, reference numeral 102 denotes a zoom lens which is a lens group for zooming, reference numeral 103 denotes a stop, and reference numeral 104 denotes a fixed second fixed lens group. Reference numeral 105 denotes a focus lens which is a lens group having both a focus adjustment function and a so-called competition function for correcting movement of the focal plane due to zooming. A zoom lens driving source 110 drives the zoom lens 102, and a focus lens driving source 111 drives the focus lens 105. The zoom lens driving source 110 and the focus lens driving source 111 each have a stepping motor and a driver unit.

１０６は例えばＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤセンサなどの撮像素子である。１０７はカメラ信号処理回路であり、撮像素子１０６からの信号を後述の記録装置１０９に対応した信号に変換等の信号処理を行う。１０９は動画や静止画を記録する記録装置であり、記録媒体として、磁気テープ、半導体メモリ、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）などが使われている。 Reference numeral 106 denotes an image sensor such as a CMOS sensor or a CCD sensor. Reference numeral 107 denotes a camera signal processing circuit, which performs signal processing such as conversion of a signal from the image sensor 106 into a signal corresponding to a recording device 109 described later. Reference numeral 109 denotes a recording device for recording a moving image or a still image. As a recording medium, a magnetic tape, a semiconductor memory, a DVD (Digital Versatile Disk), or the like is used.

１１４はカメラマイコンであり、ズームレンズ駆動源１１０、フォーカスレンズ駆動源１１１を制御する。さらに、最適化された操作状態からズームレンズ１０２、フォーカスレンズ１０５の目標位置を算出し、後述するレンズ位置検出部で検出された位置との比較を行い、ズームレンズ駆動源１１０、フォーカスレンズ駆動源１１１を制御して各レンズを移動させる。１１５はズームスイッチである。 Reference numeral 114 denotes a camera microcomputer that controls the zoom lens drive source 110 and the focus lens drive source 111. Further, target positions of the zoom lens 102 and the focus lens 105 are calculated from the optimized operation state, and compared with positions detected by a lens position detection unit described later, the zoom lens driving source 110 and the focus lens driving source. Each lens is moved by controlling 111. Reference numeral 115 denotes a zoom switch.

１１２はズームレンズ１０２の位置を検出するレンズ位置検出部、１１３はフォーカスレンズ１０５の位置を検出するレンズ位置検出部である。これらレンズ位置検出部１１２，１１３は、それぞれフォトセンサと遮光板とを有し（いずれも不図示）、フォトセンサは発光部と受光部とにより構成され、遮光板はそれぞれズームレンズ１０２、フォーカスレンズ１０５に固定されている。そして、ズームレンズ１０２、フォーカスレンズ１０５が光軸方向に移動すると、それと一体に遮光板が移動する。そして、フォトセンサの発光部と受光部との間の光路を遮ったとき、受光部の出力信号がロー（Ｌｏｗ）レベルになり、遮らないときはハイ（Ｈｉ）レベルになる。したがって、受光部の出力信号が変化する位置を基準位置（リセット位置）として、ズームレンズ１０２、フォーカスレンズ１０５が基準位置に存在するか否かを検知することができる。カメラマイコン１１４は、この基準位置と、レンズ移動速度、レンズ移動方向などにより、各レンズの位置を認識することができる。 Reference numeral 112 denotes a lens position detector that detects the position of the zoom lens 102, and reference numeral 113 denotes a lens position detector that detects the position of the focus lens 105. Each of these lens position detection units 112 and 113 includes a photosensor and a light shielding plate (both not shown). The photosensor includes a light emitting unit and a light receiving unit, and the light shielding plate includes a zoom lens 102 and a focus lens, respectively. 105 is fixed. When the zoom lens 102 and the focus lens 105 are moved in the optical axis direction, the light shielding plate is moved integrally therewith. When the light path between the light emitting unit and the light receiving unit of the photosensor is blocked, the output signal of the light receiving unit is at a low level, and when not blocked, the output signal is at a high (Hi) level. Therefore, it is possible to detect whether or not the zoom lens 102 and the focus lens 105 are present at the reference position, with the position where the output signal of the light receiving unit is changed as the reference position (reset position). The camera microcomputer 114 can recognize the position of each lens based on the reference position, the lens moving speed, the lens moving direction, and the like.

１０８はサーミスタ素子であり、第１固定レンズ群１０１、ズームレンズ１０２、絞り１０３、第２固定レンズ群１０４、フォーカスレンズ１０５を収めたレンズ鏡筒の近傍の温度を検出し、これを温度情報としてカメラマイコン１１４に出力する。 A thermistor element 108 detects the temperature in the vicinity of the lens barrel containing the first fixed lens group 101, zoom lens 102, diaphragm 103, second fixed lens group 104, and focus lens 105, and uses this as temperature information. Output to the camera microcomputer 114.

カメラの電源スイッチのオンから上記のズームレンズ１０２とフォーカスレンズ１０５が初期位置にセットされるまでの一連の動作を“レンズリセット動作”と記す。 A series of operations from when the power switch of the camera is turned on to when the zoom lens 102 and the focus lens 105 are set to the initial positions will be referred to as a “lens reset operation”.

図２は、カム軌跡によりズームレンズ１０２とフォーカスレンズ１０５を制御するときの、各レンズの位置を示したものであり、横軸がワイド端からテレ端までのズームレンズ１０２の位置、縦軸が無限から至近までのフォーカスレンズ１０５の位置となっている。 FIG. 2 shows the position of each lens when the zoom lens 102 and the focus lens 105 are controlled by a cam locus. The horizontal axis indicates the position of the zoom lens 102 from the wide end to the tele end, and the vertical axis indicates the position. The position of the focus lens 105 is from infinity to the nearest.

図２において、曲線７０は、被写体距離が無限でのズームレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０５の制御位置である。曲線７１は、被写体距離が１０００ｍｍでのズームレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０５の制御位置である。７２は、ズームレンズ１０２の遮光板のイン（Ｈｉ）状態・アウト（Ｌｏｗ）状態によって切り換わるレンズ位置検出部１１２の出力である。７３は、フォーカスレンズ１０５の遮光板４３のイン（Ｈｉ）状態・アウト（Ｌｏｗ）状態によって切り換わるレンズ位置検出部１１３の出力である。Ｈｉ→Ｌｏｗに切り換わる位置（ズームリセット、フォーカスリセット）が、それぞれ、ズームレンズ１０２とフォーカスレンズ１０５を駆動するステッピングモータのカウント基準位置となる。 In FIG. 2, a curve 70 is a control position of the zoom lens 102 and the focus lens 105 when the subject distance is infinite. A curved line 71 is a control position of the zoom lens 102 and the focus lens 105 when the subject distance is 1000 mm. Reference numeral 72 denotes an output of the lens position detection unit 112 that is switched depending on an in (Hi) state or an out (Low) state of the light shielding plate of the zoom lens 102. Reference numeral 73 denotes an output of the lens position detection unit 113 that is switched depending on an in (Hi) state or an out (Low) state of the light shielding plate 43 of the focus lens 105. The positions (zoom reset and focus reset) at which Hi → Low are switched are the count reference positions of the stepping motors that drive the zoom lens 102 and the focus lens 105, respectively.

上記実施例では、ズームレンズ１０２を駆動するズームレンズ駆動源１１０とフォーカスレンズ１０５を駆動するフォーカスレンズ駆動源１１１の両方とも、ステッピングモータを用いている。しかし、いずれか一方の駆動源が、例えばＶＣＭ（ボイスコイルモータ）などの他の駆動部材で構成されているものでも構わない。 In the above embodiment, both the zoom lens drive source 110 that drives the zoom lens 102 and the focus lens drive source 111 that drives the focus lens 105 use stepping motors. However, any one of the drive sources may be composed of another drive member such as a VCM (voice coil motor).

以上述べたようなレンズ鏡筒を具備する撮像装置において、不図示の電源スイッチがオンされ、レンズリセット動作が行われた後に温度上昇（高温状態）が生じたとする。すると、図４に示したように、ズームレンズ１０２のテレ端・無限での位置が、ＤＸｔ（レンズの可動範囲ＡとＢの差）だけその温度変化によってずれを生じる。このずれＤＸｔが生じたために、フォーカスレンズ１０５にはＤＹｔだけ、ピントずれが発生する。 In the imaging apparatus having the lens barrel as described above, it is assumed that a temperature rise (high temperature state) occurs after a power switch (not shown) is turned on and a lens reset operation is performed. Then, as shown in FIG. 4, the telephoto end / infinite position of the zoom lens 102 is shifted by DXt (the difference between the movable range A and B of the lens) due to the temperature change. Due to this deviation DXt, the focus lens 105 is out of focus by DYt.

この場合、背景技術の項で説明したように、上記ピントずれＤＹｔ以上のクリアランスを確保するために、ズームレンズ１０２のテレ端位置をずれＤＸｔだけワイド方向に移動させ、フォーカスレンズ１０５でピント補正を行う。 In this case, as described in the section of the background art, in order to secure a clearance larger than the above-described focus shift DYt, the tele end position of the zoom lens 102 is moved in the wide direction by the shift DXt, and the focus lens 105 performs focus correction. Do.

そして、基準温度より高温の状態から基準温度より低温の状態へ温度下降（低温状態）が生じた場合は、ずれＤＸｔ分だけズームレンズ１０２のテレ端位置をテレ側に戻すとする。すると、温度下降が生じる前ではズームレンズ１０２がテレ端・無限位置にある筈が、温度下降後にはテレ端より少しワイド側にある状態になるため、ズームスイッチ１１５をテレ側に操作することで、さらにテレ側にズームできてしまうといったことが起こる。また、ズームレンズ１０２がテレ端位置にあるかどうかを判定することで行う特殊な処理、例えば光学ズームから電子ズームへの切り替え等の処理において、テレ端位置が変わることで判定処理に不都合が生じ、電子ズームが解除されてしまうといった課題を生じる。 When a temperature drop (low temperature state) occurs from a temperature higher than the reference temperature to a temperature lower than the reference temperature, it is assumed that the tele end position of the zoom lens 102 is returned to the tele side by the shift DXt. Then, before the temperature drop occurs, the zoom lens 102 is at the tele end / infinite position. However, after the temperature drop, the zoom lens 102 is slightly wider than the tele end, so the zoom switch 115 is operated to the tele side. In addition, zooming to the tele side occurs. Also, in special processing performed by determining whether or not the zoom lens 102 is at the tele end position, for example, processing such as switching from optical zoom to electronic zoom, inconvenience occurs in the determination processing because the tele end position changes. This causes a problem that the electronic zoom is canceled.

上記課題を解決するには、基準温度より高温の状態から基準温度より低温の状態へ温度下降（低温状態）が生じた際に、ズームレンズ１０２がテレ端位置にある場合は、テレ端位置を変更しないように制御すればよい。こうすることで、ズームレンズ１０２がテレ端位置にある場合の不都合を生じないようにできる。なお、ズームレンズ１０２がテレ端位置になく、ワイド側に位置する場合には不都合は生じないことから、テレ端位置を、低温におけるテレ端位置に変更するように制御して構わない。 In order to solve the above problem, when the zoom lens 102 is at the tele end position when a temperature drop (low temperature state) occurs from a temperature higher than the reference temperature to a temperature lower than the reference temperature, the tele end position is changed. What is necessary is just to control so that it may not change. By doing so, it is possible to avoid inconvenience when the zoom lens 102 is at the tele end position. Note that there is no inconvenience when the zoom lens 102 is not at the tele end position but at the wide side, so the tele end position may be controlled to be changed to the tele end position at a low temperature.

次に、カメラマイコン１１４での上記のレンズ制御に関する動作を、図３のフロ−チャートを用いて説明する。 Next, the operation related to the lens control in the camera microcomputer 114 will be described with reference to the flowchart of FIG.

図３において、ステップ＃１０１で電源スイッチがオンして電源が投入されると、カメラマイコン１１４は、ステップ＃１０２からの動作を開始する。まず、ステップ＃１０２では、基準温度となるｔ０を取り込む。この基準温度ｔ０は常温時の温度であり、予めカメラマイコン１１４内のフラッシュＲＯＭ内に記憶されているものであり、そのデータをこのステップ＃１０２で本体のＲＡＭにロードしている。その後、ステップ＃１０３へ進み、ズームレンズ１０２とフォーカスレンズ１０５の初期位置動作、つまりレンズリセット動作を行い、それぞれのレンズの基準位置を検出する。 In FIG. 3, when the power switch is turned on in step # 101 and the power is turned on, the camera microcomputer 114 starts the operation from step # 102. First, in step # 102, t0 that is a reference temperature is captured. The reference temperature t0 is a temperature at normal temperature, and is stored in advance in the flash ROM in the camera microcomputer 114, and the data is loaded into the main body RAM in step # 102. Thereafter, the process proceeds to step # 103, where the initial position operation of the zoom lens 102 and the focus lens 105, that is, the lens reset operation is performed to detect the reference position of each lens.

次のステップ＃１０４では、カメラマイコン１１４は、サーミスタ素子１０８によって検出された現在の温度情報をＡ／Ｄコンバータを介して取り込み、予め記憶されている温度変換テーブルによって現在温度ｔｃに変換する。次のステップ＃１０５では、現在温度ｔｃと基準温度ｔ０との温度差分を算出し、その温度差分をΔｔとする。 In the next step # 104, the camera microcomputer 114 takes in the current temperature information detected by the thermistor element 108 via the A / D converter, and converts it into the current temperature tc using a pre-stored temperature conversion table. In the next step # 105, a temperature difference between the current temperature tc and the reference temperature t0 is calculated, and the temperature difference is set to Δt.

ステップ＃１０６では、カメラマイコン１１４は、現在温度ｔｃでのテレ端位置Ｐ２を取得する。現在温度ｔｃでのテレ端位置Ｐ２の取得方法は、例えば、予めカメラマイコン１１４の記憶部に記憶されている温度情報とテレ端位置の関係を示したテーブルデータを参照することにより取得することができる。 In step # 106, the camera microcomputer 114 acquires the tele end position P2 at the current temperature tc. The method for obtaining the tele end position P2 at the current temperature tc can be obtained, for example, by referring to table data indicating the relationship between the temperature information and the tele end position stored in the storage unit of the camera microcomputer 114 in advance. it can.

なお、常温時の温度（基準温度ｔ０）でのテレ端位置Ｐ１と現在温度ｔｃでのテレ端位置Ｐ２とのテレ端位置の差分ΔＰは、温度差分Δｔとほぼ比例するため、ステップ＃１０６にて、ワイド側へのテレ端移動量ΔＰを
ΔＰ＝α×Δｔ ………（１）
なる式（１）により演算にて算出してもよい。ここで、αは比例定数を表しており、この係数は使用するレンズ鏡筒によって決まる定数である。そして、上記式（１）で求めたΔＰを用いて、以下の式（２）
Ｐ２＝Ｐ１−ΔＰ ………（２）
により、現在温度ｔｃでのテレ端位置Ｐ２を演算により算出することができる。 Since the tele end position difference ΔP between the tele end position P1 at normal temperature (reference temperature t0) and the tele end position P2 at the current temperature tc is substantially proportional to the temperature difference Δt, step # 106 is executed. Thus, the tele end movement amount ΔP toward the wide side is expressed as follows: ΔP = α × Δt (1)
You may calculate by a calculation by the following formula (1). Here, α represents a proportionality constant, and this coefficient is a constant determined by the lens barrel to be used. Then, using ΔP obtained by the above equation (1), the following equation (2)
P2 = P1−ΔP (2)
Thus, the tele end position P2 at the current temperature tc can be calculated by calculation.

次のステップ＃１０７では、カメラマイコン１１４は、上記ステップ＃１０５での温度差分Δｔの正負を判定する。つまり、上記ステップ＃１０４で検出された現在温度ｔｃが、常温時の温度である基準温度ｔ０より低温か否かを判定する。判定の結果、温度差分Δｔが正（基準温度ｔ０よりも高温）と判定した場合にはステップ＃１１０へ進む。そして、ステップ＃１１０では、テレ端位置Ｐ１を現在温度ｔｃにおけるテレ端位置Ｐ２に変更（Ｐ１←Ｐ２）し、ステップ＃１１１へ進む。 In the next step # 107, the camera microcomputer 114 determines whether the temperature difference Δt in step # 105 is positive or negative. That is, it is determined whether or not the current temperature tc detected in step # 104 is lower than the reference temperature t0 that is the temperature at normal temperature. As a result of the determination, if it is determined that the temperature difference Δt is positive (higher than the reference temperature t0), the process proceeds to step # 110. In step # 110, the tele end position P1 is changed to the tele end position P2 at the current temperature tc (P1 ← P2), and the process proceeds to step # 111.

次のステップ＃１１１では、カメラマイコン１１４は、現在のズームレンズ１０２の位置がテレ端位置Ｐ２よりもテレ側にあるか否かを判定する。そして、テレ端位置Ｐ２よりもテレ側にあると判定した場合は、上記ステップ＃１１０にて変更したテレ端位置Ｐ１（＝テレ端位置Ｐ２）までズームレンズ１０２を移動させる。 In the next step # 111, the camera microcomputer 114 determines whether or not the current position of the zoom lens 102 is on the tele side with respect to the tele end position P2. If it is determined that the zoom lens 102 is located on the tele side with respect to the tele end position P2, the zoom lens 102 is moved to the tele end position P1 (= tele end position P2) changed in step # 110.

こうすることで、基準温度ｔ０より高温の場合において、ズームレンズ１０２が超テレ方向に移動することを防ぎ、クリアランスを確保することができる。一方、ズームレンズ１０２がテレ端位置Ｐ２よりもテレ側にない場合は、ステップ＃１０４に戻り、同様の動作を繰り返す。 In this way, when the temperature is higher than the reference temperature t0, the zoom lens 102 can be prevented from moving in the super tele direction, and a clearance can be secured. On the other hand, if the zoom lens 102 is not on the tele side of the telephoto end position P2, the process returns to step # 104 and the same operation is repeated.

また、上記ステップ＃１０７にて温度差分Δｔが負（基準温度ｔ０より低温）と判定した場合はステップ＃１０８へ進む。そして、ステップ＃１０８では、現在のズームレンズ１０２の位置が現在のテレ端位置Ｐ１と一致しているか否かを判定する。判定の結果、ズームレンズ１０２がテレ端位置Ｐ１と一致していると判定した場合には、テレ端位置を変更せずにステップ＃１０４へ戻り、同様の動作を繰り返す。一方、上記ステップ＃１０８にてズームレンズ１０２が現在のテレ端位置Ｐ１と一致していないと判定した場合にはステップ＃１０９へ進み、テレ端位置Ｐ１を現在温度ｔｃでのテレ端位置Ｐ２に変更（Ｐ１←Ｐ２）する。 If it is determined in step # 107 that the temperature difference Δt is negative (lower than the reference temperature t0), the process proceeds to step # 108. In step # 108, it is determined whether or not the current position of the zoom lens 102 matches the current telephoto end position P1. As a result of the determination, if it is determined that the zoom lens 102 matches the tele end position P1, the process returns to step # 104 without changing the tele end position, and the same operation is repeated. On the other hand, if it is determined in step # 108 that the zoom lens 102 does not coincide with the current tele end position P1, the process proceeds to step # 109, where the tele end position P1 is changed to the tele end position P2 at the current temperature tc. Change (P1 ← P2).

つまり、ズームレンズ１０２がテレ端位置Ｐ１にある場合は温度下降が生じても、テレ端位置の変更は禁止する。これは、一度高温状態になり、テレ端位置をワイド側に変更した後、低温状態になると、ズームレンズの稼動範囲は元に戻るため、ワイド側に変更したテレ端位置をテレ側に戻す必要があるからである。テレ端にズームレンズ位置がある場合は、テレ端を元に戻してしまうと上で述べたように不都合が生じるため、テレ端変更を禁止するが、それ以外の場合は、テレ端位置をテレ側に変更する。こうすることで、ズームレンズ位置の表示との整合性や、ズームレンズ１０２がテレ端位置にある場合に行う特殊な処理（電子ズームに切り換える処理）に不都合が生じなくなる。 That is, when the zoom lens 102 is at the tele end position P1, the change of the tele end position is prohibited even if the temperature drops. This is because once the temperature reaches a high temperature and the tele end position is changed to the wide side, the operating range of the zoom lens returns to the original when the temperature becomes low, so it is necessary to return the tele end position changed to the wide side to the tele side. Because there is. If there is a zoom lens position at the tele end, the tele end change is prohibited because the inconvenience as described above occurs if the tele end is returned to the original position. In other cases, the tele end position is set to the tele end. Change to the side. By doing so, there is no inconvenience in consistency with the display of the zoom lens position and in special processing (processing to switch to electronic zoom) performed when the zoom lens 102 is at the tele end position.

一方、ズームスイッチ１１５の操作によりワイド側にズームレンズ１０２が移動され、テレ端位置Ｐ２を離れた場合には、基準温度ｔ０でのテレ端位置Ｐ１に変更するように制御する。 On the other hand, when the zoom lens 102 is moved to the wide side by operating the zoom switch 115 and leaves the tele end position P2, control is performed so as to change to the tele end position P1 at the reference temperature t0.

上記実施例における撮像装置は、ズームレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０５近傍の温度を検出するサーミスタ素子１０８を有する。さらに、基準温度ｔ０におけるズームレンズ１０２のテレ端位置がテレ端位置Ｐ１であって、基準温度ｔ０よりも高温である現在温度ｔｃ時には、ズームレンズ１０２のテレ端位置をテレ端位置Ｐ２に変更するカメラマイコン１１４を有する。しかし、このカメラマイコン１１４は、ズームレンズ位置がテレ端位置Ｐ２と一致している場合は、ズームレンズ１０２のテレ端位置をテレ端位置Ｐ１に変更することを禁止する。 The image pickup apparatus in the embodiment includes the thermistor element 108 that detects the temperature in the vicinity of the zoom lens 102 and the focus lens 105. Further, when the tele end position of the zoom lens 102 at the reference temperature t0 is the tele end position P1 and the current temperature tc is higher than the reference temperature t0, the tele end position of the zoom lens 102 is changed to the tele end position P2. A camera microcomputer 114 is included. However, when the zoom lens position coincides with the tele end position P2, the camera microcomputer 114 prohibits changing the tele end position of the zoom lens 102 to the tele end position P1.

したがって、テレ端位置よりさらにテレ側にズーム操作できてしまうことを無くすことができる。さらに、ズームレンズ位置を示す表示の整合性、ズームレンズ位置がテレ端位置にある場合の特殊な処理（電子ズームへの切り換え等）の整合性をとることができる。 Therefore, it is possible to eliminate the possibility of zooming further to the tele side than the tele end position. Further, it is possible to achieve display consistency indicating the zoom lens position and consistency of special processing (such as switching to electronic zoom) when the zoom lens position is at the telephoto end position.

（本発明と実施例の対応）
ズームレンズ１０２が本発明のズームレンズに相当し、フォーカスレンズ１０５が本発明のフォーカスレンズに相当する。また、サーミスタ素子１０８が、本発明の、ズームレンズおよびフォーカスレンズ近傍の温度を検出する温度検出手段に相当する。また、カメラマイコン１１４が本発明の制御手段に相当する。そして、ズームレンズの望遠端位置が高温状態における望遠端位置に変更されている状態で、現在温度が基準温度よりも低い低温状態になったとする。この場合に、制御手段は、ズームレンズの現在位置が高温状態における望遠端位置に一致するときには、ズームレンズの望遠端位置を低温状態における望遠端位置に変更することを禁止する。 (Correspondence between the present invention and the embodiment)
The zoom lens 102 corresponds to the zoom lens of the present invention, and the focus lens 105 corresponds to the focus lens of the present invention. The thermistor element 108 corresponds to the temperature detection means for detecting the temperature in the vicinity of the zoom lens and the focus lens of the present invention. The camera microcomputer 114 corresponds to the control means of the present invention. Then, it is assumed that the current temperature is in a low temperature state lower than the reference temperature in a state where the telephoto end position of the zoom lens is changed to the telephoto end position in the high temperature state. In this case, when the current position of the zoom lens coincides with the telephoto end position in the high temperature state, the control unit prohibits changing the telephoto end position of the zoom lens to the telephoto end position in the low temperature state.

上記の実施例においては、撮像装置に適用した例を示しているが、レンズ制御装置として構成した場合も同様に適用できるものである。また、この種のレンズ制御装置を備えた双眼鏡等の光学機器にも適用できるものである。 In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to an imaging device is shown. However, the present invention can be similarly applied to a case where the lens control device is configured. The present invention can also be applied to optical equipment such as binoculars equipped with this type of lens control device.

本発明の一実施例に係る撮像装置を示すシステム構成図である。1 is a system configuration diagram illustrating an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に係るカム軌跡とズームリセット位置、フォーカスリセット位置との相互関係を示す図である。It is a figure which shows the mutual relationship of the cam locus | trajectory which concerns on one Example of this invention, a zoom reset position, and a focus reset position. 本発明の一実施例に係るカメラマイコン内でのレンズ制御に関する部分の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the part regarding the lens control in the camera microcomputer which concerns on one Example of this invention. 本発明の一実施例に係るカム軌跡によるズームレンズ位置とフォーカスレンズ位置の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the zoom lens position by the cam locus | trajectory which concerns on one Example of this invention, and a focus lens position.

符号の説明Explanation of symbols

１０１第１固定レンズ群
１０２ズームレンズ
１０３絞り
１０４第２固定レンズ群
１０５フォーカスレンズ
１０６撮像素子
１０７カメラ信号処理回路
１０８サーミスタ素子
１０９記録装置
１１０ズームレンズ駆動源
１１１フォーカスレンズ駆動源
１１２ズームレンズ位置検出部
１１３フォーカスレンズ位置検出部
１１４カメラマイコン
１１５ズームスイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 1st fixed lens group 102 Zoom lens 103 Diaphragm 104 2nd fixed lens group 105 Focus lens 106 Image pick-up element 107 Camera signal processing circuit 108 Thermistor element 109 Recording apparatus 110 Zoom lens drive source 111 Focus lens drive source 112 Zoom lens position detection part 113 Focus lens position detector 114 Camera microcomputer 115 Zoom switch

Claims

ズームレンズおよびフォーカスレンズ近傍の温度を検出する温度検出手段と、
前記ズームレンズを駆動するズームレンズ駆動手段と、
基準温度よりも前記温度検出手段にて検出される現在温度が高い場合、前記ズームレンズの高温状態における望遠端位置を取得し、該望遠端位置と前記ズームレンズの現在位置を比較し、前記ズームレンズの現在位置が前記望遠端位置よりさらに望遠側の位置であるときには、前記ズームレンズを前記望遠端位置まで前記ズームレンズ駆動手段により移動させる制御手段とを有するレンズ制御装置であって、
前記制御手段は、前記ズームレンズの望遠端位置が前記高温状態における望遠端位置に変更されている状態で、現在温度が前記基準温度よりも低い低温状態になった場合に、前記ズームレンズの現在位置が前記高温状態における望遠端位置に一致するときには、前記ズームレンズの望遠端位置を低温状態における望遠端位置に変更することを禁止することを特徴とするレンズ制御装置。 Temperature detecting means for detecting the temperature in the vicinity of the zoom lens and the focus lens;
Zoom lens driving means for driving the zoom lens;
When the current temperature detected by the temperature detecting means is higher than a reference temperature, the zoom lens acquires a telephoto end position in a high temperature state, compares the telephoto end position with the current position of the zoom lens, and zooms When the current position of the lens is a position further on the telephoto side than the telephoto end position, the lens control apparatus includes a control unit that moves the zoom lens to the telephoto end position by the zoom lens driving unit,
The control means is configured such that the current position of the zoom lens is changed when the current temperature is lower than the reference temperature in a state where the telephoto end position of the zoom lens is changed to the telephoto end position in the high temperature state. A lens control device that prohibits changing the telephoto end position of the zoom lens to the telephoto end position in a low temperature state when the position coincides with the telephoto end position in the high temperature state.

前記制御手段は、前記ズームレンズの望遠端位置が前記高温状態における望遠端位置に変更されている状態で、現在温度が前記基準温度よりも低い低温状態になった場合に、前記ズームレンズの現在位置が前記高温状態における望遠端位置に一致しないときには、前記ズームレンズの望遠端位置を前記低温状態における望遠端位置に変更することを特徴とする請求項１に記載のレンズ制御装置。 The control means is configured such that the current position of the zoom lens is changed when the current temperature is lower than the reference temperature in a state where the telephoto end position of the zoom lens is changed to the telephoto end position in the high temperature state. 2. The lens control device according to claim 1, wherein when the position does not coincide with the telephoto end position in the high temperature state, the telephoto end position of the zoom lens is changed to the telephoto end position in the low temperature state.

前記温度と前記ズームレンズの望遠端位置の関係を示すテーブルデータを有し、
前記制御手段は、前記テーブルデータを基に前記温度検出手段にて検出される温度から前記ズームレンズの望遠端位置を取得することを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ制御装置。 Table data indicating the relationship between the temperature and the telephoto end position of the zoom lens,
The lens control apparatus according to claim 1, wherein the control unit acquires a telephoto end position of the zoom lens from a temperature detected by the temperature detection unit based on the table data.

前記制御手段は、前記基準温度と前記温度検出手段により検出される温度との温度差分を算出し、該温度差分を用いて演算により前記ズームレンズの望遠端位置を取得することを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ制御装置。 The control means calculates a temperature difference between the reference temperature and a temperature detected by the temperature detection means, and obtains a telephoto end position of the zoom lens by calculation using the temperature difference. Item 3. The lens control device according to Item 1 or 2.

請求項１ないし４のいずれかに記載のレンズ制御装置を具備することを特徴とするレンズ鏡筒。 A lens barrel comprising the lens control device according to claim 1.

請求項１ないし４のいずれかに記載のレンズ制御装置を具備することを特徴とする撮像装置。 An imaging apparatus comprising the lens control device according to claim 1.

請求項１ないし４のいずれかに記載のレンズ制御装置を具備することを特徴とする光学機器。 An optical apparatus comprising the lens control device according to claim 1.