【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送りネジ（リードスクリュー）を用いてレンズを移動する光学機器のレンズ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
送りネジを用いてレンズを移動するレンズ駆動装置には、送り台とレンズ保持部材とを備えている。送り台には、送りネジのネジ部に噛合するネジ穴が形成されている。レンズ保持部材は、送り台と一緒に移動する。モータの駆動は送りネジに伝達される。送りネジが回転すると、ネジ部のリードに従って送り台とともにレンズ保持部材が移動する。
【０００３】
モータの駆動は、送り台がネジ部のうちの所定の範囲内で移動するように、カメラのマイコン（制御部）によって制御されている。しかし、マイコンの暴走によりモータの駆動を制御することができない場合がある。このような不都合が生じたときには、送り台が送りネジの端まで移動して送りネジを支持する支持部材に当接する。送り台が支持部材に当接すると、それ以上送りが行えないため、ネジ部のネジ山がネジ穴のネジ溝に食い付いてしまい、その後、送りネジを逆方向に回転しても送り台を移動することができない状態となる。
【０００４】
そこで、特開平６−２１４２８２号公報に記載の発明では、送り台が所定の範囲を超えて移動したときに、送り台に設けた凸部を支持部材に設けた凸部に当接して前述した食い付きを解除するようにしている。
【０００５】
【発明が解決するための課題】
しかしながら、前述した食い付き現象は、送り台が所定の範囲を超えたときだけでなく、例えばカメラを落としたときなどの強い衝撃がレンズ保持枠にかかった場合など、送り台が所定の範囲内に位置しているときにも生じるおそれがある。送り台が所定の範囲内に位置しているときに食い付き現象が生じた場合、送り台が所定の範囲を超えて移動しないため、上記公報記載の発明でもその食い付きを自動的に解除することができない欠点があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を考慮してなされたもので、送り台が所定の範囲内に位置しているときに生じる食い付き現象を自動的に解除することができるレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のカメラのレンズ駆動装置では、レンズの光軸と平行に配される送りネジと、前記送りネジに噛合するネジ穴が設けられており、前記送りネジが回転することで送りネジのリードに従って前記レンズを光軸方向に移動する送り台と、前記送りネジ、送り台、及びレンズとを一緒に光軸方向に移動する移動筒と、前記移動筒を移動可能範囲のうちの端位置に移動したときに、その移動方向に沿った前記送りネジの端に当接する当接部材とを具備したものである。
【０００８】
レンズを、例えばカメラの撮影レンズの一部として用いる場合には、フォーカス時又は変倍時さらに両方のときに移動するレンズとする。移動筒としては、変倍時に移動する筒とする。端位置としては、移動筒の移動可能範囲のうちの何れか一方向の端の位置にすればよく、また、移動筒をカメラボディに収納する収納位置を端位置とするのが撮影に使用しない位置であるから望ましい。
【０００９】
送りネジを回転する機構としては、モータの軸を送りネジとする機構と、ギヤ列やベルトなどの駆動伝達機構を介してモータの駆動を送りネジに伝達する機構とがある。いずれの機構でも、軸方向に遊びを持たせて送りネジを支持し、付勢手段の付勢でその遊びをなくすように付勢しておく。そして、当接したときに付勢手段の付勢に抗する方向に沿って送りネジを遊びの範囲内で押すように当接部材を配置すればよい。
【００１０】
レンズ駆動装置には、レンズの移動を検知する検知手段を備えている。レンズ駆動装置を電子カメラやビデオカメラ等に用いる場合、検知手段としては、接触又は非接触でメカ的にレンズの位置を検知する位置検知手段と、ＣＣＤ等の撮像素子でレンズを通した被写体画像を撮像し、レンズ（フォーカスレンズ）を前後に駆動させ、ＣＣＤ各セルの相互間の起電力の差の最大点をジャストフォーカスとするコントラスト検出方式のオートフォーカス手段とがある。どちらを利用してもレンズの移動を検知することができる。このような検知手段を利用してレンズが移動しているか否かを判断する判断手段と、レンズの駆動が行われていないことを前記判断手段が判断したときに、移動筒を端位置に移動するリセット手段とを備えるのが好適である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３に示すように、電子カメラ１０は、撮影レンズ１１の結像面に配したＣＣＤ撮像素子（以下、ＣＣＤ）１２で被写体画像を撮像する。撮影レンズ１１は移動筒１３に組み込まれており、移動筒１３は固定筒１４に撮影光軸１１ａの方向に移動自在に取り付けられている。固定筒１４はベース部材１５に固定され、ベース部材１５はカメラボディに固定されている。そのベース部材１５には、ＣＣＤ１２が固定されている。移動筒１３の移動は、変倍移動手段１６によって行われる。変倍移動手段１６は、変倍用モータ１７と、その駆動を利用して移動筒１３を移動するラック１８とピニオン１９とからなる。
【００１２】
移動筒１３は、カメラ１０の不使用状態のときに、図１に示すように、固定筒１４の内部に収納される収納位置に移動し、またカメラ１０の使用状態のときには、固定筒１４から被写体側に向けて繰り出した撮影位置に移動する。この移動筒１３は、撮影位置とこれから被写体側に向けて移動したテレ位置（図２に示した位置）との間で変倍移動する。なお、撮影位置はワイド位置となっている。
【００１３】
撮影レンズ１１は、被写体側から順に前レンズ２０と後レンズ２１との２枚構成となっている。後レンズ２１はレンズ保持部材２２に保持されており、また前レンズ２０は移動筒１３に固定されている。変倍時には、移動筒１３の移動により前・後レンズ２０，２１が一緒に撮影光軸１１ａの方向に移動する。
【００１４】
レンズ保持部材２２は、レンズ駆動手段２３の駆動を利用して前レンズ２０との間の間隔が変わるように撮影光軸１１ａの方向に移動する。この移動により被写体距離に応じて撮影レンズ１１のピント調節が行える。レンズ駆動手段２３は、ガイド手段、送りネジ２５、送り台２６、及びフォーカス用のモータ２７などで構成されており、これらは移動筒１３に組み込まれている。
【００１５】
ガイド手段は、一対のガイド棒２８，２９、スライド軸受け３０、及び回転止め部材３１とから構成されている。一対のガイド棒２８，２９は、撮影光軸１１ａと平行に固定されている。スライド軸受け３０は、レンズ保持部材２２に一体に設けられており、一方のガイド棒２８にスライド自在に係合している。回転止め部材３１もレンズ保持部材２２に一体に設けられている。この回転止め部材は、他方のガイド棒２９を両側から挟み込むフォーク形状となっており、レンズ保持部材２２がガイド棒２８を軸として回転するのを阻止する。
【００１６】
レンズ保持部材２２には、送り台２６に係合する係合部３４が一体に形成されている。係合部３４は、送り台２６を撮影光軸１１ａの方向の前後で挟む一対のフォーク部３５，３６を有しており、送りネジ２５を軸とする周方向に遊びをもった状態で撮影光軸１１ａの前後方向でのみ送り台２６に係合する。なお、係合部３４は、フォーク部３５，３６の底面が送り台２６の底面に当接して、送りネジ２５の回転と一緒に送り台２６が回転するのを阻止している。
【００１７】
送り台２６には、送りネジ２５のネジ部３７に係合するネジ穴３８が形成されている。送りネジ２５は、一端部３９がモータ２７に支持され、他端部４０が移動筒１３に設けた支持部材４１に支持されている。ネジ部３７はモータ２７と支持部材４１との間に形成され、送り台２６はそのネジ部３７の範囲のうちの一部の範囲でフォーカス時に移動する。モータ２７は、周知のステッピングモータとなっており、移動筒１３の内部に固定され、移動筒１３と一緒に移動する。
【００１８】
カメラの制御部４２は、ドライバ４３を介してパルス信号を送ることで、回転方向、回転速度、及び回転角からなるモータ２７の駆動を制御する。ここで、モータ２７を正転したときのレンズ保持部材２２の移動方向を順方向、また逆転したときの移動方向を逆方向とする。順方向はレンズ保持部材２２が被写体側に向けて移動する方向である。
【００１９】
モータ２７の内部には、詳しくは図４に示すように、複数のマグネットを送りネジ２５の一端部３９に歯列状に固定するロータコア４５が組み込まれている。ロータコア４５は、その周りのステータコア４６に巻いた２個のコイルに流す電流を順番に切り替えることで生じる回転磁界によって送りネジ２５をステップ状に回転する。ロータコア４５の軸方向の前後には、所定の隙間を空けて軸受け部材４７，４８がそれぞれ配されている。軸受け部材４７，４８は、送りネジ２５を回転自在に支持するとともに、送りネジ２５を前記隙間の分だけ軸方向に遊びをもって支持している。
【００２０】
モータ２７の外部には、送りネジ２５の一端部３９のうちの最端面５０が露呈している。この最端面５０には、モータ１７の外部に設けた板バネ５１が当接している。板バネ５１は、送りネジ２５を逆方向に向けて付勢する。その板バネ５１の付勢によりロータコア４５の一側面４５ａが一方の軸受け部材４７の端面４７ａに当接し、送りネジ２５が遊びの無い状態となる。なお、板バネ５１の代わりにバネを用いても良いし、ゴムなどの弾性部材を押し当てるようにしてもよい。
【００２１】
送りネジ２５の他端部４０のうちの最端面５３は、支持部材４１から露呈している。その最端面５３に対向するベース部材１５の壁には、当接部材５４が固定されている。当接部材５４は、移動筒１３が収納位置に移動したときに送りネジ２５の最端面５３に当接し、送りネジ２５を板バネ５１の付勢に抗して順方向に向けて押す。これにより、送り台２６のネジ穴３８と送りネジ２５のネジ部３７との食い付きを解除する。
【００２２】
移動筒１３には、レンズ保持部材２２の原点位置を検知する検知手段が設けられている。検知手段は、遮蔽板６０と馬蹄形の透過型フォトセンサ６１とで構成されている。遮蔽板６０はレンズ保持部材２２に設けられており、またフォトセンサ６１は遮蔽板６０の移動路のうちの結像面寄りに配されている。
【００２３】
制御部４２は、カメラ１０を統括的に制御する。制御部４２にはメモリ６５が接続されている。メモリ６５には各種プログラムが記憶されている。プログラムは、図５に示すように、初期動作、ＡＦ・ＡＥ動作、フォーカス異常動作、リセット動作、及び撮影動作などで構成されている。初期動作は、カメラ１０の電源ＯＮに応答して移動筒１３を収納位置から撮影位置に移動させる。
【００２４】
ＡＥ動作は、測光機構６６から得られる被写体輝度に応じて露出を制御する。ＡＦ動作は、後レンズ２１を原点位置に移動する原点出し動作を行った後に、測距機構６７から得られる被写体距離に応じて後レンズ２１を原点位置から順方向に向けて移動してピント調節を行う。撮影動作は、シャッタレリーズに応答してＣＣＤ１２で撮像した画像信号をＡ／Ｄ変換器６８、及び画像処理回路６９を通して画像データとして取り込み、記録部７０に送って画像データを記録部７０にセットされる例えばメモリーカードなどの記録媒体に記録する。
【００２５】
原点出し動作は、モータ２７を逆転してレンズ保持部材２２を逆方向に移動し、フォトセンサ６１が遮蔽板６０を検知するのを監視する。そして、遮蔽板６０の検知を確認してから遮蔽板６０の検知がＯＦＦするまでモータ２７の逆転駆動を継続し、遮蔽板６０の検知がＯＦＦした時点から一定時間経過後にモータ２７の逆転駆動を停止する。次にモータ２７を正転駆動してレンズ保持部材２２を順方向に移動し、再びフォトセンサ６１が遮蔽板６０を検知するのを監視する。そして、遮蔽板６０の検知を確認してから遮蔽板６０の検知がＯＦＦした時点でモータ２７の正転駆動を停止する。これにより、レンズ保持部材２２の原点位置は、遮蔽板６０がフォトセンサ６１から順方向に向けて僅かに抜け出た位置となる。
【００２６】
フォーカス異常動作は、ＡＦ動作中の原点出し動作を行っている間に、フォトセンサ６１が遮蔽板６０を検知するのを監視し、予め決められた一定の時間内に遮蔽板６０の検知が得られない場合にフォーカス異常と判断し、リセット動作を行う。ネジ部３７とネジ穴３８との食い付き現象は、このフォーカス異常動作によって判断される。
【００２７】
リセット動作は、沈胴動作、Ｆモータ駆動動作、原点出し動作の順に実行される。沈胴動作は、ネジ部３７とネジ穴３８との食い付きを解除するために、移動筒１３を収納位置に移動する。Ｆモータ駆動動作は、一定時間だけモータ２７を正・逆回転する。この動作は、単に移動筒１３を収納位置に移動しても食い付きが解除されない場合を考慮して行っている。このようなリセット動作は、ＡＦ動作時にフォーカス異常と判断されるごとに行われる。
【００２８】
次に、上記構成の作用を説明する。カメラ１０の電源をＯＮすると、移動筒１３を収納位置から撮影位置に移動する。ズームスイッチ８０を操作すると、これに応答してドライバ８１を介して変倍用のモータ１７を駆動する。これにより移動筒１３が撮影光軸１１ａの方向に移動する。なお、レンズ保持部材２２は、遮蔽板６０がフォトセンサ６１から順方向側に抜け出た原点位置に位置している。
【００２９】
ズーミング後に構図を決めてシャッタボタン８２を半押し操作する。これにより、ＡＥ・ＡＦ動作が行われる。ＡＥ動作が実行されると、測光機構６６から得られる被写体輝度に応じて露出が制御され、また、ＡＦ動作が実行されると、後レンズ２１を原点位置に移動する原点出し動作を行った後に、測距機構６７から得られる被写体距離に応じた分だけモータ２７を駆動する。モータ２７が被写体距離に応じた分だけ駆動することで、レンズ保持部材２２が原点位置から順方向に向けて繰り出されてピント調節が行われる。なお、被写体距離に応じたモータ２７の駆動量は変倍位置ごとで異なっており、これらは予めメモリ６５にテーブルとして記憶されている。
【００３０】
ＡＦ動作を詳しく説明すると、遮蔽板６０がフォトセンサ６１を通過するまでいったんモータ２７を逆転し、フォトセンサ６１を遮蔽板６０が通過してから一定時間経過後にモータ２７の逆転駆動を停止する。次にモータ２７を正転駆動して再び遮蔽板６０がフォトセンサ６１を通過するのを確認し、遮蔽板６０がフォトセンサ６１を通過した時点から被写体距離に応じたパルス信号を送ってモータ２７を正転駆動してレンズ保持部材２２を被写体距離に応じた分だけ繰り出す。
【００３１】
その後、シャッタボタン８２の全押し操作が行われると、撮影動作が実行され、ＣＣＤ１２を駆動して得られた画像信号をＡ／Ｄ変換器６８、及び画像処理回路６９を通して画像データとして記録部７０に取り込み、その画像データを記録部７０にセットした例えばメモリーカードなどの記録媒体に記録する。記録後には、再び原点出し動作が行われ、レンズ保持部材２２を原点位置に戻す。
【００３２】
ここで、例えばカメラ１０を落としたり、カメラ１０に強い衝撃を加えたりすると、このときに加わる衝撃や振動によって送り台２６のネジ穴３８が送りネジ２５のネジ部３７に食い付く現象が生じる。この場合、原点出し動作やピント調節時に移動する所定の範囲内に位置していても食い付き現象が生じ、その後のＡＦ動作でレンズ保持部材２２が移動しなくなる。
【００３３】
このような食い付き現象が生じているか否かは、シャッタボタン８２の半押し操作により実行されるＡＦ動作中に制御部４２が判断する。ＡＦ動作でははじめに原点出し動作を行うため、モータ２７が逆回転・正回転の順で駆動する。制御部４２は、これら各駆動を行う毎にフォトセンサ６１から得られる信号を監視し、予め決められた時間内に遮蔽板６０を検知した信号がこない場合にフォーカス異常と判断する。フォーカス異常と判断した場合には直ちにモータ２７の駆動を停止し、その後にリセット動作を行う。
【００３４】
リセット動作が実行されると、移動筒１３が収納位置に移動される。移動筒１３が収納位置に移動すると、送りネジ２５の他端部４０の最端面５３が当接部材５４に当接する。このときの送りネジ２５に加わる衝撃や振動により食い付きが解除される。なお、送りネジ２５は、当接部材５４に押された分だけ遊びの範囲内で板バネ５１の付勢に抗して移動し、モータ２７に加わる衝撃を吸収する。
【００３５】
沈胴動作を実行した後にはＦモータ駆動動作が実行される。この動作は、一定時間だけモータ２７を正・逆転駆動する動作であり、この動作により、送りネジ２５が回動され、食い付き解除が確実なものとなる。その後、原点出し動作を実行してから再びシャッタボタン８２の半押し操作に応じた信号を待つ撮影準備の状態に戻る。
【００３６】
このように、ＡＦ動作時の原点だし動作中に食い付き現象が生じているか否かを判断し、生じている場合には沈胴動作と送りネジの一定回転とを行うようにして再びＡＦ動作を行うようにしたから、ピント調節が狂ったまま撮影を行う失敗撮影を未然に防ぐことができる。
【００３７】
上記実施形態では、２群ズームレンズとしているが、２群ズームレンズに限らず、３群以上のズームレンズとし、このうち隣り合う２つのレンズ群を移動筒に内蔵する構成としてもよし、１つのレンズ群を移動筒に内蔵する構成としてもよい。また、本発明のレンズ駆動装置は、撮影レンズ以外に、ファインダ光学系にも採用することができ、さらにデジタルビデオカメラ、写真用カメラなどのカメラや、顕微鏡、双眼鏡、及び天体望遠鏡などあらゆる光学機器にも採用することができる。
【００３８】
また、上記実施形態では、送りネジ２５の最端面５３を当接部材５４に当接する位置を収納位置としているが、これに限らず、例えば移動筒１３を変倍位置から収納位置に向けて移動してさらに収納位置を超えた位置に移動したときに当接する構成としてもよい。
【００３９】
さらに、上記実施形態では、送りネジ２５に遊びを持たせてモータ２７に与える衝撃を和らげているが、これの代わりに、送りネジ２５の遊び無くし、かつ弾性変形を有する材料で当接部材５４を形成しても、モータ２７に伝わる衝撃を当接部材５４で吸収して和らげることができる。さらに送りネジ２５を軸方向に遊びをもって支持しているが、送りネジ２５を遊び無く支持して板バネ５１を省略して当接時の衝撃や振動だけで食い付きを解除する構成としてもよい。
【００４０】
上記実施形態では、検出手段を、遮蔽板とフォトセンサなどで構成しているが、これらの代わりに、レンズ保持部材２２に設けた摺動子と、その摺動子が摺動することで出力抵抗値が可変する抵抗板とを用いてレンズの位置を検出する構成を採用してもよい。また、モータ２７の軸にロータリエンコーダを取り付け、そのエンコーダから得られるパルスに応じてレンズの位置を検知する構成を採用してもよい。
【００４１】
また、検知手段として、ＣＣＤ等の撮像素子でレンズを通した被写体画像を撮像し、フォーカス時にレンズ（フォーカスレンズ）を前後に駆動させ、ＣＣＤ各セルの相互間の起電力の差の最大点をジャストフォーカスとするコントラスト検出方式のオートフォーカス手段を用いてもよい。この場合には、判断手段が、レンズを前後に駆動させたときに、ＣＣＤ各セルの相互間の起電力の差がない又は予め決めた値より少ない場合にレンズが移動していないことを判断するように構成する。
【００４２】
さらにまた、上記実施形態では、フォーカス異常を判断する原点出し動作をＡＦ動作の中で行うようにしているが、これに限らず、カメラの撮影準備中に一定のサイクルで自動的に行うようにしてもよい。フォーカス異常の判断をＡＦ動作中に行うようにするとフォーカス異常を判断したときに撮影が行えないが、撮影準備中に自動的に行うようにすれば、シャッタレリーズのときに必ず撮影を行うことができる。また、外部にリセットボタンを設け、リセットボタンの操作に応答してリセット動作を行うように構成してもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、本発明のレンズ駆動装置では、レンズ及び送りネジをもった移動筒を移動可能範囲のうちの端位置に移動したときに、その移動方向に沿った送りネジの端に当接部材を当接するようにしたから、レンズが移動範囲のうちのどこにいても食い付き現象を確実に解除することができる。また、送りネジに遊びを持たせた発明では、例えば送りネジをモータの軸として用いる場合、当接時に生じる衝撃や振動を付勢部材によって吸収することができるため、モータが損傷するなどの不都合を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】移動筒を収納位置に移動した状態のカメラの鏡筒を示す断面図である。
【図２】移動筒をテレ位置に移動した状態のカメラの鏡筒を示す断面図である。
【図３】本発明のレンズ移動装置の概略を示す説明図である。
【図４】フォーカス用のモータの内部の構造を説明した説明図である。
【図５】カメラの制御部の動作を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１０ 電子カメラ
１４ 固定筒
１３ 移動筒
２２ レンズ保持部材
２５ 送りネジ
２６ 送り台
２７ モータ
５４ 当接部材
５１ 板バネ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lens driving device for an optical apparatus that moves a lens using a feed screw (lead screw).
[0002]
[Prior art]
A lens driving apparatus that moves a lens using a feed screw includes a feed base and a lens holding member. The feed base is formed with a screw hole that meshes with a screw portion of the feed screw. The lens holding member moves together with the feed base. The drive of the motor is transmitted to the feed screw. When the feed screw rotates, the lens holding member moves together with the feed base according to the lead of the screw portion.
[0003]
The driving of the motor is controlled by the microcomputer (control unit) of the camera so that the feed base moves within a predetermined range of the screw portion. However, there is a case where the motor drive cannot be controlled due to the microcomputer runaway. When such inconvenience occurs, the feed base moves to the end of the feed screw and comes into contact with a support member that supports the feed screw. When the feed base comes into contact with the support member, no further feed can be performed, so the thread on the threaded portion bites into the thread groove of the screw hole, and the feed base can be moved even if the feed screw is rotated in the opposite direction. It cannot move.
[0004]
Therefore, in the invention described in JP-A-6-214282, when the feed base moves beyond a predetermined range, the convex portion provided on the feed base comes into contact with the convex portion provided on the support member and is described above. The bite is released.
[0005]
[Problem to be Solved by the Invention]
However, the above-mentioned biting phenomenon is not only caused when the feed base exceeds the predetermined range, but also when the impact is applied to the lens holding frame, for example, when the camera is dropped, the feed base is within the predetermined range. It may also occur when it is located at. If a biting phenomenon occurs when the feed base is located within a predetermined range, the feed base will not move beyond the predetermined range, so even the invention described in the above publication automatically releases the bite. There was a drawback that could not be done.
[0006]
The present invention has been made in consideration of the above problems, and provides a lens driving device capable of automatically canceling the biting phenomenon that occurs when the feed base is located within a predetermined range. Objective.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the lens driving device for a camera of the present invention, a feed screw disposed parallel to the optical axis of the lens and a screw hole that meshes with the feed screw are provided, and the feed screw is A feed base that moves the lens in the optical axis direction according to the lead of the feed screw by rotating, a moving cylinder that moves the feed screw, the feed base, and the lens together in the optical axis direction, and moves the movable cylinder And an abutting member that abuts against the end of the feed screw along the moving direction when moved to the end position in the possible range.
[0008]
For example, when the lens is used as a part of a photographing lens of a camera, the lens moves at the time of focusing or at the time of zooming. The moving cylinder is a cylinder that moves during zooming. The end position may be the end position in any one of the movable ranges of the movable cylinder, and the storage position for storing the movable cylinder in the camera body is not used for shooting. This is desirable because it is a position.
[0009]
As a mechanism for rotating the feed screw, there are a mechanism that uses a motor shaft as a feed screw and a mechanism that transmits the drive of the motor to the feed screw via a drive transmission mechanism such as a gear train or a belt. In any mechanism, play is provided in the axial direction to support the feed screw, and the play is urged so as to eliminate the play by the urging means. Then, the abutting member may be arranged so as to push the feed screw within the range of play along the direction against the urging of the urging means when abutting.
[0010]
The lens driving device includes a detecting unit that detects the movement of the lens. When the lens driving device is used in an electronic camera, a video camera, or the like, the detection means includes a position detection means that mechanically detects the position of the lens in contact or non-contact, and a subject image that has passed through the lens with an imaging element such as a CCD There is a contrast detection type autofocus means in which the lens (focus lens) is driven back and forth, and the maximum point of the electromotive force difference between the CCD cells is the just focus. Either can be used to detect lens movement. When the determination unit determines that the lens is moving by using such a detection unit and the determination unit determines that the lens is not driven, the moving cylinder is moved to the end position. It is preferable to provide a resetting means.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As shown in FIGS. 1 to 3, the electronic camera 10 captures a subject image with a CCD image sensor (hereinafter referred to as a CCD) 12 disposed on the imaging surface of a photographing lens 11. The photographing lens 11 is incorporated in a movable cylinder 13, and the movable cylinder 13 is attached to a fixed cylinder 14 so as to be movable in the direction of the photographing optical axis 11a. The fixed cylinder 14 is fixed to the base member 15, and the base member 15 is fixed to the camera body. The CCD 12 is fixed to the base member 15. Movement of the moving cylinder 13 is performed by a magnification changing means 16. The zooming movement means 16 includes a zooming motor 17 and a rack 18 and a pinion 19 that move the moving cylinder 13 by using the driving motor 17.
[0012]
When the camera 10 is not in use, the movable tube 13 moves to a storage position in which the movable tube 13 is housed in the fixed tube 14 as shown in FIG. Move to the shooting position extended toward the subject. The moving cylinder 13 moves in a variable scale between the photographing position and the tele position (the position shown in FIG. 2) moved toward the subject side. Note that the shooting position is a wide position.
[0013]
The photographing lens 11 has a two-lens configuration including a front lens 20 and a rear lens 21 in order from the subject side. The rear lens 21 is held by a lens holding member 22, and the front lens 20 is fixed to the movable cylinder 13. At the time of zooming, the front and rear lenses 20 and 21 are moved together in the direction of the photographing optical axis 11a by the movement of the movable barrel 13.
[0014]
The lens holding member 22 moves in the direction of the photographic optical axis 11 a so that the distance between the lens holding member 22 and the front lens 20 changes using the driving of the lens driving unit 23. By this movement, the focus of the photographic lens 11 can be adjusted according to the subject distance. The lens driving unit 23 includes a guide unit, a feed screw 25, a feed base 26, a focusing motor 27, and the like, and these are incorporated in the movable cylinder 13.
[0015]
The guide means includes a pair of guide rods 28 and 29, a slide bearing 30, and a rotation stop member 31. The pair of guide bars 28 and 29 are fixed in parallel to the photographing optical axis 11a. The slide bearing 30 is provided integrally with the lens holding member 22 and is slidably engaged with one guide rod 28. The rotation stop member 31 is also provided integrally with the lens holding member 22. The rotation stop member has a fork shape that sandwiches the other guide rod 29 from both sides, and prevents the lens holding member 22 from rotating about the guide rod 28 as an axis.
[0016]
The lens holding member 22 is integrally formed with an engaging portion 34 that engages with the feed base 26. The engaging portion 34 has a pair of fork portions 35 and 36 that sandwich the feed base 26 in the front and rear directions in the direction of the photographing optical axis 11a, and shoots with play in the circumferential direction around the feed screw 25. It engages with the feed base 26 only in the front-rear direction of the optical axis 11a. The engaging part 34 prevents the fork parts 35 and 36 from contacting the bottom surface of the feed base 26 and prevents the feed base 26 from rotating together with the rotation of the feed screw 25.
[0017]
A screw hole 38 that engages with a screw portion 37 of the feed screw 25 is formed in the feed base 26. The feed screw 25 has one end 39 supported by the motor 27 and the other end 40 supported by a support member 41 provided on the movable cylinder 13. The screw part 37 is formed between the motor 27 and the support member 41, and the feed base 26 moves during focusing in a part of the range of the screw part 37. The motor 27 is a well-known stepping motor, is fixed inside the movable cylinder 13, and moves together with the movable cylinder 13.
[0018]
The control unit 42 of the camera controls the driving of the motor 27 including the rotation direction, the rotation speed, and the rotation angle by sending a pulse signal via the driver 43. Here, the movement direction of the lens holding member 22 when the motor 27 is rotated forward is the forward direction, and the movement direction when the motor 27 is reversed is the reverse direction. The forward direction is a direction in which the lens holding member 22 moves toward the subject side.
[0019]
As shown in detail in FIG. 4, a rotor core 45 that fixes a plurality of magnets to one end 39 of the feed screw 25 in a tooth row shape is incorporated in the motor 27. The rotor core 45 rotates the feed screw 25 in a stepped manner by a rotating magnetic field generated by sequentially switching currents flowing through two coils wound around the stator core 46 around the rotor core 45. Bearing members 47 and 48 are arranged in front of and behind the rotor core 45 in the axial direction with a predetermined gap therebetween. The bearing members 47 and 48 support the feed screw 25 rotatably, and support the feed screw 25 with play in the axial direction by the gap.
[0020]
The outermost end surface 50 of the one end portion 39 of the feed screw 25 is exposed outside the motor 27. A leaf spring 51 provided outside the motor 17 is in contact with the outermost surface 50. The leaf spring 51 urges the feed screw 25 in the reverse direction. Due to the urging of the leaf spring 51, one side surface 45a of the rotor core 45 comes into contact with the end surface 47a of one bearing member 47, and the feed screw 25 is free from play. Note that a spring may be used instead of the leaf spring 51, or an elastic member such as rubber may be pressed.
[0021]
The outermost end surface 53 of the other end portion 40 of the feed screw 25 is exposed from the support member 41. A contact member 54 is fixed to the wall of the base member 15 facing the end face 53. The abutting member 54 abuts on the end face 53 of the feed screw 25 when the movable cylinder 13 moves to the storage position, and pushes the feed screw 25 in the forward direction against the bias of the leaf spring 51. Thereby, the biting between the screw hole 38 of the feed base 26 and the screw portion 37 of the feed screw 25 is released.
[0022]
The moving cylinder 13 is provided with detection means for detecting the origin position of the lens holding member 22. The detection means includes a shielding plate 60 and a horseshoe-shaped transmissive photosensor 61. The shielding plate 60 is provided on the lens holding member 22, and the photosensor 61 is arranged near the image plane in the movement path of the shielding plate 60.
[0023]
The control unit 42 comprehensively controls the camera 10. A memory 65 is connected to the control unit 42. Various programs are stored in the memory 65. As shown in FIG. 5, the program includes an initial operation, an AF / AE operation, a focus abnormal operation, a reset operation, a photographing operation, and the like. In the initial operation, the movable cylinder 13 is moved from the storage position to the photographing position in response to turning on the power of the camera 10.
[0024]
In the AE operation, the exposure is controlled according to the subject brightness obtained from the photometry mechanism 66. In the AF operation, after performing the origin returning operation for moving the rear lens 21 to the origin position, the rear lens 21 is moved in the forward direction from the origin position according to the subject distance obtained from the distance measuring mechanism 67 to adjust the focus. I do. In the photographing operation, an image signal picked up by the CCD 12 in response to the shutter release is captured as image data through the A / D converter 68 and the image processing circuit 69, and sent to the recording unit 70, where the image data is set in the recording unit 70. For example, recording is performed on a recording medium such as a memory card.
[0025]
In the origin finding operation, the motor 27 is reversely rotated to move the lens holding member 22 in the reverse direction, and the photo sensor 61 monitors the detection of the shielding plate 60. Then, after confirming the detection of the shielding plate 60, the reverse rotation driving of the motor 27 is continued until the detection of the shielding plate 60 is turned off, and the reverse rotation driving of the motor 27 is performed after a lapse of a certain time from the time when the detection of the shielding plate 60 is turned off. Stop. Next, the motor 27 is driven forward to move the lens holding member 22 in the forward direction, and it is monitored that the photosensor 61 detects the shielding plate 60 again. Then, after confirming the detection of the shielding plate 60, the forward rotation drive of the motor 27 is stopped when the detection of the shielding plate 60 is turned off. Thereby, the origin position of the lens holding member 22 is a position where the shielding plate 60 is slightly removed from the photo sensor 61 in the forward direction.
[0026]
In the focus abnormal operation, the photo sensor 61 monitors the detection of the shielding plate 60 while performing the origin-finding operation during the AF operation, and the detection of the shielding plate 60 is obtained within a predetermined time. If not, it is determined that the focus is abnormal and a reset operation is performed. The biting phenomenon between the screw portion 37 and the screw hole 38 is determined by this abnormal focus operation.
[0027]
The reset operation is executed in the order of the collapsing operation, the F motor driving operation, and the origin search operation. In the retracting operation, the movable cylinder 13 is moved to the storage position in order to release the biting between the screw portion 37 and the screw hole 38. In the F motor driving operation, the motor 27 is rotated forward and backward for a predetermined time. This operation is performed in consideration of the case where the biting is not released even if the movable cylinder 13 is simply moved to the storage position. Such a reset operation is performed every time it is determined that the focus is abnormal during the AF operation.
[0028]
Next, the operation of the above configuration will be described. When the power source of the camera 10 is turned on, the movable cylinder 13 is moved from the storage position to the photographing position. When the zoom switch 80 is operated, the zooming motor 17 is driven via the driver 81 in response thereto. As a result, the movable cylinder 13 moves in the direction of the photographing optical axis 11a. The lens holding member 22 is located at the origin position where the shielding plate 60 has come out of the photo sensor 61 in the forward direction.
[0029]
After zooming, the composition is determined and the shutter button 82 is pressed halfway. Thereby, the AE / AF operation is performed. When the AE operation is executed, the exposure is controlled in accordance with the subject brightness obtained from the photometry mechanism 66, and when the AF operation is executed, after performing the origin returning operation for moving the rear lens 21 to the origin position. Then, the motor 27 is driven by an amount corresponding to the subject distance obtained from the distance measuring mechanism 67. When the motor 27 is driven by an amount corresponding to the subject distance, the lens holding member 22 is extended in the forward direction from the origin position to perform focus adjustment. Note that the drive amount of the motor 27 according to the subject distance differs for each zoom position, and these are stored in advance in the memory 65 as a table.
[0030]
The AF operation will be described in detail. The motor 27 is once reversely rotated until the shielding plate 60 passes the photo sensor 61, and the reverse rotation driving of the motor 27 is stopped after a lapse of a certain time after the shielding plate 60 passes the photo sensor 61. Next, the motor 27 is driven forward to confirm that the shielding plate 60 passes through the photo sensor 61 again, and a pulse signal corresponding to the subject distance is sent from the time when the shielding plate 60 passes through the photo sensor 61 to send the motor 27. Is driven forward and the lens holding member 22 is extended by an amount corresponding to the subject distance.
[0031]
Thereafter, when the shutter button 82 is fully pressed, a photographing operation is performed, and an image signal obtained by driving the CCD 12 is recorded as image data through the A / D converter 68 and the image processing circuit 69 as a recording unit 70. The image data is recorded on a recording medium such as a memory card set in the recording unit 70. After recording, the origin returning operation is performed again, and the lens holding member 22 is returned to the origin position.
[0032]
Here, for example, when the camera 10 is dropped or a strong impact is applied to the camera 10, a phenomenon occurs in which the screw hole 38 of the feed base 26 bites into the screw portion 37 of the feed screw 25 due to the impact or vibration applied at this time. In this case, a biting phenomenon occurs even if the lens is located within a predetermined range that moves during the origin-finding operation or focus adjustment, and the lens holding member 22 does not move in the subsequent AF operation.
[0033]
Whether or not such a biting phenomenon has occurred is determined by the control unit 42 during the AF operation that is executed by half-pressing the shutter button 82. In the AF operation, the origin search operation is performed first, so that the motor 27 is driven in the order of reverse rotation and normal rotation. The control unit 42 monitors the signal obtained from the photo sensor 61 every time when each of these driving operations is performed, and determines that the focus is abnormal when the signal for detecting the shielding plate 60 does not come within a predetermined time. When it is determined that the focus is abnormal, the drive of the motor 27 is immediately stopped, and then the reset operation is performed.
[0034]
When the reset operation is executed, the movable cylinder 13 is moved to the storage position. When the movable cylinder 13 moves to the storage position, the outermost end surface 53 of the other end portion 40 of the feed screw 25 comes into contact with the contact member 54. The biting is released by the impact or vibration applied to the feed screw 25 at this time. The feed screw 25 moves against the bias of the leaf spring 51 within the range of play by the amount pushed by the contact member 54, and absorbs the impact applied to the motor 27.
[0035]
After the retracting operation is performed, the F motor driving operation is performed. This operation is an operation for driving the motor 27 forward / reversely for a predetermined time. By this operation, the feed screw 25 is rotated, and the biting release is surely performed. After that, the origin returning operation is executed, and then the camera returns to the preparation state for waiting for a signal corresponding to the half-pressing operation of the shutter button 82 again.
[0036]
In this way, it is determined whether or not a biting phenomenon has occurred during the origination operation during the AF operation, and if so, the retraction operation and the constant rotation of the feed screw are performed to perform the AF operation again. Since this is done, it is possible to prevent unsuccessful shooting in which shooting is performed while the focus adjustment is out of focus.
[0037]
In the above-described embodiment, the second group zoom lens is used. However, the zoom lens is not limited to the second group zoom lens, and the zoom lens includes three or more groups, and two adjacent lens groups may be built in the moving cylinder. The lens group may be built in the moving cylinder. In addition to the taking lens, the lens driving device of the present invention can also be used in a finder optical system, and can also be used in cameras such as digital video cameras and photographic cameras, and various optical devices such as microscopes, binoculars and astronomical telescopes Can also be adopted.
[0038]
Moreover, in the said embodiment, although the position which contact | abuts the end surface 53 of the feed screw 25 to the contact member 54 is made into the accommodation position, it is not restricted to this, For example, the movable cylinder 13 is moved toward the accommodation position from a magnification position. And it is good also as a structure contact | abutted when it moves to the position beyond the storage position further.
[0039]
Furthermore, in the above-described embodiment, the feed screw 25 has a play to soften the impact applied to the motor 27. Instead of this, the contact member 54 is made of a material that eliminates the play of the feed screw 25 and has elastic deformation. Even if formed, the impact transmitted to the motor 27 can be absorbed and alleviated by the contact member 54. Furthermore, although the feed screw 25 is supported with play in the axial direction, the feed screw 25 may be supported without play, and the leaf spring 51 may be omitted, and the biting may be released only by impact or vibration during contact. .
[0040]
In the above embodiment, the detection means is constituted by a shielding plate and a photo sensor, but instead of these, a slider provided on the lens holding member 22 and an output by sliding the slider are provided. A configuration in which the position of the lens is detected using a resistance plate with a variable resistance value may be employed. Further, a configuration may be adopted in which a rotary encoder is attached to the shaft of the motor 27 and the lens position is detected in accordance with a pulse obtained from the encoder.
[0041]
In addition, as a detection means, a subject image that passes through a lens is picked up by an imaging element such as a CCD, and the lens (focus lens) is driven back and forth during focusing, and the maximum point of the difference in electromotive force between the CCD cells is determined. Contrast detection type autofocus means for just focus may be used. In this case, when the lens is driven back and forth, the determination means determines that the lens has not moved when there is no difference in electromotive force between the CCD cells or less than a predetermined value. To be configured.
[0042]
Furthermore, in the above-described embodiment, the origin finding operation for determining the focus abnormality is performed during the AF operation. However, the present invention is not limited to this, and it is automatically performed in a certain cycle while the camera is preparing for shooting. May be. If the focus abnormality is determined during the AF operation, shooting cannot be performed when the focus abnormality is determined. However, if it is automatically performed during preparation for shooting, shooting can always be performed during shutter release. it can. Further, a reset button may be provided outside, and a reset operation may be performed in response to the operation of the reset button.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, in the lens driving device according to the present invention, when the movable cylinder having the lens and the feed screw is moved to the end position in the movable range, it abuts on the end of the feed screw along the moving direction. Since the members are brought into contact with each other, the biting phenomenon can be reliably canceled regardless of where the lens is in the movement range. Further, in the invention in which the feed screw has play, for example, when the feed screw is used as the shaft of the motor, the impact and vibration generated at the time of contact can be absorbed by the urging member, so that the motor is damaged. Can be reliably prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a lens barrel of a camera in a state in which a movable barrel is moved to a storage position.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a lens barrel of a camera in a state in which a movable barrel is moved to a tele position.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an outline of a lens moving device of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating the internal structure of a focusing motor.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the control unit of the camera.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electronic camera 14 Fixed cylinder 13 Moving cylinder 22 Lens holding member 25 Feed screw 26 Feed stand 27 Motor 54 Contact member 51 Leaf spring
