JP2004118022A - Camera - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact and inexpensive camera. <P>SOLUTION: Effective parts 111a and 112a for moving a lens acting as a focal distance variable lens back and forth in the optical axis direction and extension parts 111b, 111c, 112b and 112c formed so that a rack member is pushed by the projection part of a cam barrel 110 are provided respectively in the cam grooves 111 and 112 of the cam barrel 110. If a microcomputer 150 runs away, it is reset by a watchdog timer or the like and initialized. When it is initialized, HP (Home Position) search is performed, and if a biting state is caused between the rack member 141 and a lead screw 140, such a state is dissolved by driving and rotating the cam barrel 110 so that the rack member 141 may be pushed by the projection part 113. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体からの光を取り込んで所定の撮影面上に結像させる撮影光学系を備えたカメラに関する。
【0002】
【従来の技術】
カメラの中にはズームレバーなどの変倍操作に応じてレンズ鏡胴が繰出されてズームが行なわれるカメラがある。このようなカメラにおいてはレンズ鏡胴がカム機構を備えており、ズームレバーの操作に応じてそのカム機構がモータの回転を受け取ることによりレンズ鏡胴が光軸方向に前後する。レンズ鏡胴には焦点距離可変な撮影光学系が内蔵されており、レンズ鏡胴が光軸方向に前後すると、その焦点距離可変な撮影光学系の焦点距離が調節される。また撮影光学系の中にはフォーカスレンズもあり、このフォーカスレンズを移動させるレンズ駆動機構が上記カム機構とは別に配備されている場合もある。
【0003】
その場合には、たとえばフォーカスレンズを保持するレンズ保持枠に、リードスクリューに螺合する歯を備えたラック部材を延設して、リードスクリューを回転させることによりラック部材とともにフォーカスレンズを光軸方向に移動させている。しかしリードスクリューを回転させるモータを制御しているマイコンが暴走すると、リードスクリューが回転し続けてしまい、ラック部材がリードスクリューの先端部まで移動してリードスクリュー先端部に設けられた、たとえば隔壁にラック部材が衝突し、ラック部材の歯がリードスクリューの歯に乗り上げてしまうといったことが起こる可能性がある。このようなことが起こると、ラック部材の歯とリードスクリューの歯との間にくいつき状態が発生してリードスクリューを回転させようとしてもリードスクリューが回転しなくなってしまう。
【0004】
このようなことを回避するため、マイコンが暴走してくいつき状態が発生したときにラック部材を隔壁に設けた突起部に当接させた上で、ラック部材をリードスクリューの円周方向に揺動させてラック部材の歯とリードスクリューとの歯とを離間させる技術が紹介されている(特許文献1)。
【0005】
【特許文献1】
特開平6−214282号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし特許文献1では上記くいつき状態を回避するために設けられた機構が複雑でレンズ鏡胴が大型化するとともに高価になるという問題がある。
【0007】
本発明は、上記事情に鑑み、小型で、かつ低廉なカメラを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のカメラは、複数のレンズで構成された焦点距離可変およびピント調節自在な撮影光学系を経由して入射した被写体光を捉えることにより撮影を行なうカメラにおいて、
上記複数のレンズのうちの少なくとも一部のレンズを焦点距離調節用に移動させるための、カム溝を有するカム筒とそのカム筒にカム係合したカムピンとからなるカム機構と、
カム筒を回転駆動して上記撮影光学系の焦点距離を調節する第1の駆動源と、上記複数のレンズのうちの少なくとも1つのレンズをピント調節用に移動させるための、カム筒内に配備された、光軸方向に延びるリードスクリューとそのリードスクリューに螺合したラック部材からなるピント調節機構と、
リードスクリューを駆動して上記撮影光学系のピントを調節する第2の駆動源とを備え、
カム筒が、そのカム筒内壁に、ラック部材がリードスクリューの先端に噛み合った位置にあるときのそのラック部材を押す突起部を有することを特徴とする。
【0009】
上記本発明のカメラによれば、マイコンが暴走して上記ラック部材と上記リードスクリューとの間にくいつきが生じてもカム筒を回転駆動してそのカム筒の突起部でそのラック部材を押すことによりラック部材とリードスクリューとの噛み合いを正常な噛み合い状態に復帰させることができる可能性が高くなる。このようにレンズ鏡胴には欠かせないカム筒にラック部材を押すための突起部を設ければ良く、複雑な機構を必要としないのでレンズ鏡胴ならびにカメラの小型化を図ることができるとともにカメラの低廉化を図ることができる。
【0010】
ここで上記突起部は、カム筒内壁の、カムピンが、カム溝の焦点距離用に設けられた有効部分から外れた延長部分に導かれたときに、上記リードスクリューの先端に噛み合った位置にあるラック部材を押すとともに、そのカムピンが上記有効部分に導かれたときにはそのラック部材との干渉を免れる位置に設けらたものであることが好ましい。
【0011】
このようにカムピンの有効部分に導かれたときには上記突起部が上記ラック部材との干渉を免れる位置にあると、カムピンがカム溝の有効部分に導かれたときにはカム筒が回転駆動され焦点距離可変なレンズが動いて焦点距離の調節が行なわれ、リードスクリューとラック部材との間にくいつきが生じてカム筒がその有効部分以外に回転駆動され導かれたときには突起部でラック部材を押すことができる。
【0012】
ここで上記ラック部材が上記リードスクリューの先端よりも下がった所定のホームポジションにあることを検出するセンサと、
上記ラック部材をホームポジションに戻すべく上記リードスクリューを回転させても所定時間以内に該ラック部材が上記センサで検知されなかったときに、リードスクリュー先端に噛み合っているはずのラック部材を上記突起部で押すように第1の駆動源にカム筒を駆動させる駆動制御部とを備えていることが好ましい。
【0013】
このようにラック部材とリードスクリューとの間にくいつきが生じて上記センサでラック部材が所定の時間内に検知されなかったときにはたとえばマイコンがタイムオーバを発するので、そのタイムオーバによりラック部材とリードスクリューとの間にくいつき状態が発生したことがマイコンにより認識される。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【0015】
図1は本発明の実施形態を示すデジタルカメラの外観図である。図1(a)は正面図、(b)は背面図である。
【0016】
図1(a)に示すように本実施形態のカメラ100にはレンズ鏡胴101が備えられており、そのレンズ鏡胴101が撮影が行なわれないときには沈胴され、撮影が行なわれるときには繰出される。
【0017】
図1(a)にはレンズ鏡胴101が繰出されたときの状態が示されている。そのレンズ鏡胴101の上方には閃光発光部102が備えられており、その閃光発光部102から被写体輝度に応じて閃光が発光される。またカメラボディ上面にはレリーズ釦103が設けられており、レリーズ釦103が押されると撮影が行なわれる。またファインダの対物窓104も設けられている。
【0018】
図1(b)に示すように背面にはズームレバー105と表示画面106が備えられている。この表示画面106にはレンズ鏡胴101の先端部が向けられた方向の被写体像が表示される。またズームレバー105が操作されると、図1(a)に示すレンズ鏡胴101が所定の位置からさらに繰出されて、撮影光学系が備える複数のレンズのうちの一部のレンズを焦点距離可変なレンズとしてレンズ鏡胴とともに移動させて焦点距離が調節される。なお、本実施形態のカメラにはファインダの接眼部107も設けられており、表示画面106だけでなくファインダでも被写体像を確認することができる。
【0019】
図2はレンズ鏡胴101の内部に配設されるカム筒110とフォーカスレンズの駆動部との配置を示す図である。図2(a)はカム筒の斜視図であり、図1(b)はカム筒110に設けられた突起部の構成を示す図であり、図1(c)は光軸に沿ってレンズ鏡胴を切断した断面図である。
【0020】
図2(a)に示すようにこのカム筒110には二つのカム溝111,112がそれぞれ設けられており、それらのカム溝111,112に後述するレンズ保持枠が備えるカムピン130a,130bがそれぞれ係合される。これらのカム溝には光軸に対して斜め方向に設けられた部分111a、112aと、それらの部分の両端部に延設され、光軸に略直交する方向に設けられた部分111b,111c、112b,112cとからなる。レンズ保持枠が備えるカムピン130a,130bが斜め方向に設けられたカム溝111a,112aに沿って動くと、このカムピンを備えるレンズ保持枠が焦点距離可変のレンズとして機能するレンズとともに光軸方向に前後に移動する。これらのカム溝のうち、カム溝の斜めの部分が本発明にいう有効部分に該当する。このカム溝の有効部分をカムピン130a,130bがそれぞれ移動すると、焦点距離可変なレンズとして作用するレンズが移動して焦点距離が調節されるので、以降の説明ではこの有効部分を変倍域と記載して、またこの有効部分以外の部分つまり延長部分111b,111c、112b,112cを変倍域外と記載して説明する。
【0021】
このカム筒110の内壁には突起部113が設けられており、その突起部113は図2(b)に示すようにカム溝111,112から離れた位置に、変倍域外の溝111cに平行して設けられている。
【0022】
このカム筒110がレンズ鏡胴101に配設された状態が図2(c)には示されている。図2(c)に示すようにそのカム筒110の外周側には移動筒120が配設されており、その移動筒120には直進溝121が設けられている。カム筒の内部には焦点距離可変なレンズとして作用するレンズ130がレンズ保持枠131に保持されて配設されている。そのレンズ保持枠130には前述したカムピン130a,130bが二つ備えられており、それらのカムピン130a,130bがそれぞれ上記カム筒に設けられたカム溝111,112にそれぞれ係合されている。さらにこのカム溝111,112それぞれを貫通して移動筒120の直進溝121a,121bそれぞれにもカムピン130a,130bがそれぞれ係合されている。回転筒110はモータ152に駆動伝達部155を介して連結されており、モータ152はドライバ151により駆動され、そのドライバ151はマイコン150により制御されている。マイコン150の指示によりモータ151が回転するとその回転が駆動伝達部155によりカム筒110に伝えられて、カム筒110が回転駆動される。カム筒110が回転駆動されて焦点距離が調節されるときにはカム筒110に設けられたカム溝111,112の有効部分111a,112aに沿ってカムピン130a,130bがそれぞれ動き、カムピン130a,130bとともにレンズ保持枠130が直進溝121a,121bに沿って移動してレンズ保持枠130とともにレンズ130cが光軸方向に前後する。このモータ151が本発明にいう第1の駆動源に当たる。
【0023】
一方、フォーカスレンズ142aを保持するレンズ保持枠142が備えるラック部材141にはリードスクリュー140が螺合されている。したがってマイコン150からドライバ153に指示が発せられ、モータ154が正回転してリードスクリュー140が回転すると、ラック部材141の歯がリードスクリュー140の歯上を螺進してラック部材141とともにレンズ保持枠142が隔壁110a側に向かって移動する。またモータ154が逆回転すればラック部材141はHPセンサ144側へ戻される。なおこのフォーカスレンズ142aが保持されるレンズ保持枠142が光軸に対して傾きを持たないようにレンズ保持枠142の一端はガイド部材143にも係合されている。本実施形態のカメラではフォーカスレンズ142aの位置を検出するためにHP(Home Position)センサ144がリードスクリュー140の根元側に設けられており、このHPセンサ144の位置にラック部材141が駆動されて配置されるとフォーカスレンズ142aの位置がマイコン150により認識される。つまり、ラック部材141がそのHPセンサ144を横切った位置をホームポジションとして合焦点にフォーカスレンズ142aを、リードスクリュー140を回転させて移動させることができる。なおこのHPセンサ144はフォトインタラプタで構成されており、このフォトインタラプタを作動させる部位141aがラック部材141にはある。そのラック部材141の部位141aがフォトインタラプタからなるHPセンサ144を横切るとHPセンサ144の出力信号が変化する。このようにホームポジションの位置を検出してフォーカスレンズ142aのホームポジションを検出することをHPサーチと呼んでいる。このHPサーチが行なわれ、フォーカスレンズ142aのホームポジションが検出されたらその位置を基準にして合焦点にフォーカスレンズ142aが駆動される。
【0024】
このようなカメラ100ではレンズ鏡胴101の先端部が向けられる方向が変わる度にフォーカスレンズ142aが駆動される。このときにはたとえばHPサーチが行なわれてホームポジションを定めてから合焦点にフォーカスレンズ142aが駆動される。ここでズームレバー105が操作されるとカム筒110がモータ152により駆動されてレンズ鏡胴110が繰出されてズームが行なわれ、ピントのあった被写体が表示画面106上に拡大されて表示される。このモータ154が本発明にいう第2の駆動源に当たる。
【0025】
しかしレンズ鏡胴101の先端が被写体に向けられ、ピント調節が行なわれているときにマイコン150が暴走することもある。このときにはモータ154が一方向に回転したままになりラック部材141がリードスクリュー140の端部まで駆動されて隔壁110aに衝突してしまうことがある。この状態が図2(c)には示されている。このときにはリードスクリュー140とラック部材141との間にくいつきが生じてしまう。マイコン150は暴走しているので制御不能の状態に陥ってしまい、このくいつき状態はさらにひどくなる。そこで本実施形態のカメラには図示はしないがハードリセット用のスイッチが備えられている。このハードリセット用のスイッチが操作されると、マイコン150がリセットされる。
【0026】
このようにリセットが行なわれたらマイコン150が初期化され、電源が投入されたときと同じ動作が行なわれる。そのときには当然HPサーチも行なわれるが、ラック部材141とリードスクリュー140との間にくいつき状態が発生している場合にはリードスクリュー140が回転しないので所定の時間経過してもHPセンサでラック部材の位置の検出が行なわれないのでマイコンがタイムオーバを発する。
【0027】
そこで本実施形態のカメラではタイムオーバになると、カム筒110を回転駆動してカムピン130a,130bを変倍域外111cに導き、突起部113をラック部材141付近に位置させてラック部材141が押されてくいつき状態が回避される。
【0028】
図3はカメラ100内の信号処理部の構成ブロック図である。
【0029】
図3に示すようにマイコン150はCPU150aとROM150bとRAM150cとを備える。カム筒110を回転させるモータ152、リードスクリュー140を回転させるモータ154それぞれはCPU150aで制御されている。ROM150bにはそのCPU150aに処理を行なわせるためのプログラムが格納されており、モータ150aはそのプログラムの手順にしたがって回転あるいは停止する。またRAM150cにはプログラムの手順にしたがって処理が行なわれているときのデータが一時記憶され、そのデータに基づいてCPU150aからドライバ151,153それぞれへ指示が発せられる。CPU150a、ROM150b、RAM150cで構成されるマイコン150が本発明にいう駆動制御部に該当する。
【0030】
本実施形態のカメラではリードスクリュー140の駆動用にステッピングモータ154が使用されており、このステッピングモータ154にはマイコン150の指示に応じてドライバ153から駆動パルスが供給されて所定の角度ごとに回転駆動される。このステッピングモータ154の構成を簡単に説明し、リードスクリューの歯とラック部材の歯との間にくいつきが生じた場合にどのようなことが起こるかを説明する。
【0031】
上記のようにくいつきが生じた場合には、ステッピングモータ154に駆動パルスが供給されてもステッピングモータ154のロータが回転しなくなる。これはステッピングモータ154のステータ側に所定の角度おきに配設されている励磁コイルそれぞれの間にロータの磁石が位置してしまっていることが考えられる。ステッピングモータ154では所定の間隔ごとに配設された励磁コイルそれぞれに異なる位相の駆動パルスが供給され、励磁コイルが励磁され、回転磁界が形成される。このときにはそれぞれの励磁コイルとロータの磁石それぞれとの間に斥力・引力が働いてロータが所定の角度づつ回転するようになっている。当然モータの回転が停止したときにはステータ側のいずれかの励磁コイルの付近にロータの磁石のいずれかが停止しているはずである。しかしくいつき状態が発生した場合にはロータ側の磁石がステータ側の所定の間隔ごとに配設された励磁コイル同士の間に停止してしまい、励磁コイルが駆動パルスにより励磁されてもロータの磁石にうまく回転磁界が作用しないといった事態が起こり得る。このような事態が起きたときには励磁コイルそれぞれに発生する回転磁界をうまくロータの磁石に作用させることができるようにロータの磁石それぞれの位置をいずれかの励磁コイルの位置に所定の角度、回転させる必要がある。
【0032】
そこで本実施形態のカメラではマイコン150からの指示に基づいてモータ151を駆動してカム筒110を回転させて、そのカム筒110に設けられた突起部113でラック部材141を押し、リードスクリュー140をロータの回転方向に押してステッピングモータ154のロータの磁石の位置を移動させることを行なっている。つまりカム筒110の突起部113がラック部材141を押すことによりリードスクリュー140を所定の角度だけ押してステッピングモータ140のロータの磁石の位置を、いずれかの励磁コイル付近に移動させることを行なっている訳である。またこのときにはリードスクリュー140の歯とラック部材141の歯との間に隙間を生じさせて静止摩擦で釣り合っていたラック部材の歯とリードスクリューの歯との接触状態を解放してリードスクリューを回転可能な状態に遷移させている。このときにステッピングモータ154のステータ側の励磁コイルそれぞれに位相の異なる駆動パルスがそれぞれ与えられると、所定の回転磁界が励磁コイルにより形成され、その回転磁界によりロータの磁石が回転を始めてリードスクリュー140が回転し始める。
【0033】
図4はHPサーチが行なわれるときのプログラムの手順を示すフローチャートである。
【0034】
ステップS41ではたとえばハードリセット用のスイッチが操作されて初期化が行なわれ、HPサーチが行なわれる。このHPサーチはHPセンサ144の出力信号をCPU150aで検出して、その位置を原点にしてフォーカスレンズ142aを合焦点に駆動するために行なわれる。
【0035】
このステップS41でフォーカスレンズ142aのホームポジションが所定の時間内に検出されずNGと判定された場合にはステップS42でカム筒110が変倍域外へ駆動される。この変倍域外にカム筒110が駆動されるとカム筒110の突起部113がラック部材141をリードスクリュー140の回転方向に所定の角度だけ押す。そしてラック部材141がカム筒110の突起部113により押されたら、ステップS43で変倍域へカム筒110が回転駆動されるので、ラック部材141はカム筒の突起部113に押されることがなくなる。このようにラック部材141に突起部113により衝撃が与えられたら、ステッピングモータ154に駆動指示が発せられてHPサーチが再度行なわれる。ステップS44でHPサーチが行なわれてHPセンサ144でラック部材141の位置がマイコン150に認識されたら、OKと判定されてこのHPサーチを終了する。
【0036】
もしステップS45でNGと判定されたら、モータ154の駆動が停止され、フォーカスエラーとなってHPサーチを終了する。
【0037】
図5はくいつき状態から正常な噛み合いの状態へ復帰させるときのもう1つの手順を示したフローチャートである。
【0038】
図4のフローチャートでも相応の効果が得られるが、カム筒110の突起部113でラック部材141を押すときに、リードスクリュー140を逆回転させるとより効果的にくいつき状態が回避される。
【0039】
ステップS51では変倍域外へカム筒110を回転させる前に、リードスクリュー140を逆回転させている。ここで逆回転とはHPセンサ144側へ戻す方向を指す。ステップS52でリードスクリュー140がラック部材141をHPセンサ144側へ戻す方向に駆動されたら、ステップS53でカム筒110を変倍域外へ回転させると、突起部113でラック部材141が押される。そしてステップS54でカム筒110を回転駆動してカムピン130a,130bを変倍域へ戻し、次のステップS55でHPサーチが行なわれる。ステップS55でHPセンサ144によりホームポジションが検出されたらOKと判定されてHPサーチが終了する。もしステップS55でNGになったら、ステップS56でモータの駆動が停止され、ステップS57でフォーカスエラーとなってHPサーチが終了する。
【0040】
こうすると、図4のときよりもリードスクリューの歯とラック部材の歯との間により一層有効な隙間を生じさせることができ、さらにステッピングモータ153のロータ側とステータ側の状態が改善されてラック部材とリードスクリューの噛み合いが元に戻る確率が高くなる。
【0041】
以上説明したようにもともと変倍動作に必要なカム筒の内周面側に突起部を設けるだけでカム筒の回転駆動の動力を利用してリードスクリューの歯とラック部材の歯の噛み合いを正常な状態に復帰させることができる。カム筒を駆動するモータはリードスクリューを駆動するモータよりも大きなパワーを持つモータであるので、大きな駆動力を以って突起部でラック部材を効果的に押すことができ、ステッピングモータのロータの位置を正常な位置に復帰させる一方、リードスクリューの歯とラック部材の歯との噛み合いを正常な状態に戻してリードスクリューを回転させることができる。
【0042】
このように複雑な機構を設けることなく、くい付き状態を回避する機構を設けることができるので、今までのものよりも部品点数が減り低廉なカメラを提供することができる。また、リードスクリューの歯とラック部材の歯との間にくいつきがおきてリードスクリューが回転しなくなってもハードリセットスイッチを操作するだけでその状況が改善される率が高いので故障率の低減された品質の良いカメラになる。
【0043】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明のカメラによれば、小型で、かつ低廉なカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態であるカメラの外観図である。
【図2】図1のデジタルカメラのレンズ鏡胴部の構成図である。
【図3】図1のデジタルカメラの構成を示すブロック図である
【図4】HPサーチが行なわれるときにフローチャートである。
【図5】HPサーチが行なわれるときに別のフローチャートである。
【符号の説明】
100  デジタルカメラ
110  カム筒
111 112  カム溝
111a 112a  カム溝の有効部分
111b 111c 112b 112c  カム溝の延長部分
113  突起部
120  移動筒
130  レンズ保持枠
130a 130b  カムピン
140  リードスクリュー
141  ラック部材
142  レンズ保持枠
143  ガイド部材
144  ガイド軸
145  HPセンサ
150  マイコン
150a  CPU
150b  ROM
150c  RAM
151  ドライバ
152  モータ(第1の駆動源)
153  ドライバ
154  モータ(第2の駆動源)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a camera including a photographing optical system that takes in light from a subject and forms an image on a predetermined photographing surface.
[0002]
[Prior art]
Among cameras, there is a camera in which a lens barrel is extended in response to a zooming operation such as a zoom lever. In such a camera, the lens barrel includes a cam mechanism, and the lens barrel moves back and forth in the optical axis direction when the cam mechanism receives the rotation of the motor in response to the operation of the zoom lever. The lens barrel incorporates a photographing optical system with a variable focal length. When the lens barrel moves back and forth in the optical axis direction, the focal length of the photographing optical system with a variable focal length is adjusted. There is also a focus lens in the photographing optical system, and a lens driving mechanism for moving the focus lens may be provided separately from the cam mechanism.
[0003]
In that case, for example, a rack member having teeth that are screwed into the lead screw is extended to a lens holding frame that holds the focus lens, and the lead lens is rotated to move the focus lens together with the rack member in the optical axis direction. Has been moved to. However, if the microcomputer that controls the motor that rotates the lead screw runs out of control, the lead screw continues to rotate, and the rack member moves to the tip of the lead screw and is provided at the tip of the lead screw. There is a possibility that the rack member collides and the teeth of the rack member ride on the teeth of the lead screw. When such a situation occurs, it is difficult for the lead screw teeth to rotate between the teeth of the rack member and the lead screw teeth, and the lead screw stops rotating even if the lead screw is rotated.
[0004]
In order to avoid such a situation, when the microcomputer runs away and a sticking state occurs, the rack member is brought into contact with the protrusion provided on the partition wall, and then the rack member is swung in the circumferential direction of the lead screw. A technique for separating the teeth of the rack member from the teeth of the lead screw has been introduced (Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-6-214282 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in Patent Document 1, there is a problem that a mechanism provided for avoiding the above sticking state is complicated, and the lens barrel becomes large and expensive.
[0007]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a small and inexpensive camera.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The camera of the present invention that achieves the above object is a camera that performs photographing by capturing subject light that has entered through a photographing optical system that includes a plurality of lenses and has a variable focal length and adjustable focus.
A cam mechanism comprising a cam cylinder having a cam groove and a cam pin cam-engaged with the cam cylinder for moving at least some of the plurality of lenses for adjusting the focal length;
A first drive source for rotating the cam barrel to adjust the focal length of the photographing optical system and a cam barrel for moving at least one of the plurality of lenses for focus adjustment. A focus adjusting mechanism comprising a lead screw extending in the optical axis direction and a rack member screwed into the lead screw;
A second drive source for driving the lead screw to adjust the focus of the photographing optical system,
The cam cylinder has a protrusion on the inner wall of the cam cylinder that pushes the rack member when the rack member is in a position engaged with the tip of the lead screw.
[0009]
According to the camera of the present invention, even if the microcomputer runs out of control and the rack member and the lead screw are hardly stuck, the cam cylinder is driven to rotate and the rack member is pushed by the projection of the cam cylinder. This increases the possibility that the meshing between the rack member and the lead screw can be restored to the normal meshing state. Thus, it is only necessary to provide a projection for pushing the rack member on the cam barrel that is indispensable for the lens barrel, and since no complicated mechanism is required, the lens barrel and the camera can be downsized. The cost of the camera can be reduced.
[0010]
Here, the protrusion is located at a position where the cam pin is engaged with the tip of the lead screw when the cam pin is led to an extended portion out of the effective portion provided for the focal length of the cam groove. It is preferable that the rack member is pushed and provided at a position that avoids interference with the rack member when the cam pin is guided to the effective portion.
[0011]
Thus, when the projection is in a position that avoids interference with the rack member when guided to the effective portion of the cam pin, the cam cylinder is rotationally driven and the focal length is variable when the cam pin is guided to the effective portion of the cam groove. The focal length is adjusted by moving the lens, and when the cam cylinder is rotated and driven to a position other than its effective portion, the rack member is pushed by the projection when the lead screw and the rack member are difficult to stick. it can.
[0012]
Here, a sensor that detects that the rack member is at a predetermined home position that is lower than the tip of the lead screw;
Even if the lead screw is rotated to return the rack member to the home position, if the rack member is not detected by the sensor within a predetermined time, the rack member that should be engaged with the tip of the lead screw is It is preferable that the first drive source is provided with a drive control unit that drives the cam cylinder so as to push the cam cylinder.
[0013]
When the rack member and the lead screw are hard to be detected in this way and the rack member is not detected within a predetermined time by the sensor, for example, the microcomputer generates a time-over. The microcomputer recognizes that a sticky state has occurred.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0015]
FIG. 1 is an external view of a digital camera showing an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a front view, and FIG. 1B is a rear view.
[0016]
As shown in FIG. 1A, the camera 100 of this embodiment is provided with a lens barrel 101. The lens barrel 101 is retracted when shooting is not performed, and is extended when shooting is performed. .
[0017]
FIG. 1A shows a state when the lens barrel 101 is extended. A flash light emitting unit 102 is provided above the lens barrel 101, and flash light is emitted from the flash light emitting unit 102 in accordance with subject brightness. A release button 103 is provided on the upper surface of the camera body, and photographing is performed when the release button 103 is pressed. A finder objective window 104 is also provided.
[0018]
As shown in FIG. 1B, a zoom lever 105 and a display screen 106 are provided on the back surface. The display screen 106 displays a subject image in a direction in which the tip of the lens barrel 101 is directed. When the zoom lever 105 is operated, the lens barrel 101 shown in FIG. 1A is further extended from a predetermined position, and the focal length of some lenses of the photographing optical system is variable. The focal length is adjusted by moving the lens barrel together with the lens barrel. Note that the camera of this embodiment is also provided with a viewfinder eyepiece 107 so that the subject image can be confirmed not only on the display screen 106 but also on the viewfinder.
[0019]
FIG. 2 is a diagram showing the arrangement of the cam barrel 110 and the focus lens drive unit arranged inside the lens barrel 101. 2A is a perspective view of the cam barrel, FIG. 1B is a diagram showing a configuration of a protrusion provided on the cam barrel 110, and FIG. 1C is a lens mirror along the optical axis. It is sectional drawing which cut | disconnected the trunk | drum.
[0020]
As shown in FIG. 2A, the cam cylinder 110 is provided with two cam grooves 111 and 112, respectively, and cam pins 130a and 130b provided in a lens holding frame described later are provided in the cam grooves 111 and 112, respectively. Engaged. These cam grooves have portions 111a and 112a provided in an oblique direction with respect to the optical axis, and portions 111b and 111c provided at both ends of these portions and provided in a direction substantially orthogonal to the optical axis, 112b, 112c. When the cam pins 130a and 130b provided in the lens holding frame move along the cam grooves 111a and 112a provided in the oblique direction, the lens holding frame provided with the cam pins moves back and forth in the optical axis direction together with the lens functioning as a focal length variable lens. Move to. Of these cam grooves, the oblique portions of the cam grooves correspond to the effective portions referred to in the present invention. When the cam pins 130a and 130b move through the effective portions of the cam grooves, the lens acting as a variable focal length lens is moved and the focal length is adjusted. In the following description, this effective portion is described as a variable magnification region. In addition, a portion other than the effective portion, that is, the extended portions 111b, 111c, 112b, and 112c will be described as being outside the zooming range.
[0021]
A protrusion 113 is provided on the inner wall of the cam cylinder 110, and the protrusion 113 is located away from the cam grooves 111 and 112, as shown in FIG. 2B, and parallel to the groove 111c outside the zooming area. Is provided.
[0022]
FIG. 2C shows a state in which the cam barrel 110 is disposed on the lens barrel 101. As shown in FIG. 2C, a moving cylinder 120 is provided on the outer peripheral side of the cam cylinder 110, and a rectilinear groove 121 is provided in the moving cylinder 120. Inside the cam barrel, a lens 130 acting as a lens having a variable focal length is held by a lens holding frame 131. The lens holding frame 130 is provided with the two cam pins 130a and 130b described above, and these cam pins 130a and 130b are respectively engaged with cam grooves 111 and 112 provided in the cam cylinder. Further, the cam pins 130a and 130b are respectively engaged with the rectilinear grooves 121a and 121b of the movable cylinder 120 through the cam grooves 111 and 112, respectively. The rotating cylinder 110 is connected to a motor 152 via a drive transmission unit 155, the motor 152 is driven by a driver 151, and the driver 151 is controlled by the microcomputer 150. When the motor 151 rotates according to an instruction from the microcomputer 150, the rotation is transmitted to the cam cylinder 110 by the drive transmission unit 155, and the cam cylinder 110 is rotationally driven. When the cam cylinder 110 is driven to rotate and the focal length is adjusted, the cam pins 130a and 130b move along the effective portions 111a and 112a of the cam grooves 111 and 112 provided in the cam cylinder 110, respectively, and the lens together with the cam pins 130a and 130b. The holding frame 130 moves along the rectilinear grooves 121a and 121b, and the lens 130c moves back and forth in the optical axis direction together with the lens holding frame 130. This motor 151 corresponds to the first drive source referred to in the present invention.
[0023]
On the other hand, a lead screw 140 is screwed into a rack member 141 provided in the lens holding frame 142 that holds the focus lens 142a. Therefore, when an instruction is issued from the microcomputer 150 to the driver 153 and the motor 154 rotates forward and the lead screw 140 rotates, the teeth of the rack member 141 are screwed on the teeth of the lead screw 140 and together with the rack member 141, the lens holding frame. 142 moves toward the partition 110a side. If the motor 154 rotates in the reverse direction, the rack member 141 is returned to the HP sensor 144 side. Note that one end of the lens holding frame 142 is also engaged with the guide member 143 so that the lens holding frame 142 holding the focus lens 142a is not inclined with respect to the optical axis. In the camera of the present embodiment, an HP (Home Position) sensor 144 is provided on the base side of the lead screw 140 in order to detect the position of the focus lens 142a, and the rack member 141 is driven to the position of the HP sensor 144. When disposed, the microcomputer 150 recognizes the position of the focus lens 142a. That is, the focus lens 142a can be moved by rotating the lead screw 140 with the position at which the rack member 141 crosses the HP sensor 144 as a home position, and the focal point. The HP sensor 144 is composed of a photo interrupter, and the rack member 141 has a portion 141a for operating the photo interrupter. When the portion 141a of the rack member 141 crosses the HP sensor 144 made of a photo interrupter, the output signal of the HP sensor 144 changes. The detection of the home position of the focus lens 142a by detecting the position of the home position in this way is called an HP search. When this HP search is performed and the home position of the focus lens 142a is detected, the focus lens 142a is driven to the focal point with reference to that position.
[0024]
In such a camera 100, the focus lens 142a is driven each time the direction in which the tip of the lens barrel 101 is directed is changed. At this time, for example, after HP search is performed and the home position is determined, the focus lens 142a is driven to the focal point. When the zoom lever 105 is operated here, the cam barrel 110 is driven by the motor 152 and the lens barrel 110 is extended to perform zooming, and the focused subject is enlarged and displayed on the display screen 106. . The motor 154 corresponds to the second drive source referred to in the present invention.
[0025]
However, the microcomputer 150 may run away when the tip of the lens barrel 101 is pointed at the subject and the focus is being adjusted. At this time, the motor 154 may continue to rotate in one direction, and the rack member 141 may be driven to the end of the lead screw 140 and collide with the partition wall 110a. This state is shown in FIG. At this time, a tight contact between the lead screw 140 and the rack member 141 occurs. Since the microcomputer 150 runs out of control, the microcomputer 150 falls into an uncontrollable state, and this sticking state becomes even worse. Therefore, the camera of this embodiment is provided with a hard reset switch (not shown). When this hard reset switch is operated, the microcomputer 150 is reset.
[0026]
When resetting is performed in this way, the microcomputer 150 is initialized and the same operation as when the power is turned on is performed. Naturally, the HP search is also performed at that time. However, when a sticking state between the rack member 141 and the lead screw 140 is generated, the lead screw 140 does not rotate. Since the position of is not detected, the microcomputer will time out.
[0027]
Therefore, in the camera of this embodiment, when the time is over, the cam cylinder 110 is rotationally driven to guide the cam pins 130a and 130b to the outside of the zooming range 111c, the protrusion 113 is positioned near the rack member 141, and the rack member 141 is pushed. Tackling is avoided.
[0028]
FIG. 3 is a configuration block diagram of a signal processing unit in the camera 100.
[0029]
As shown in FIG. 3, the microcomputer 150 includes a CPU 150a, a ROM 150b, and a RAM 150c. The motor 152 for rotating the cam cylinder 110 and the motor 154 for rotating the lead screw 140 are each controlled by the CPU 150a. The ROM 150b stores a program for causing the CPU 150a to perform processing, and the motor 150a rotates or stops according to the procedure of the program. The RAM 150c temporarily stores data when processing is performed according to the procedure of the program, and an instruction is issued from the CPU 150a to each of the drivers 151 and 153 based on the data. The microcomputer 150 including the CPU 150a, the ROM 150b, and the RAM 150c corresponds to the drive control unit referred to in the present invention.
[0030]
In the camera of this embodiment, a stepping motor 154 is used for driving the lead screw 140, and a driving pulse is supplied from the driver 153 to the stepping motor 154 in accordance with an instruction from the microcomputer 150 to rotate at a predetermined angle. Driven. The configuration of the stepping motor 154 will be briefly described, and what will happen when there is a difficult sticking between the lead screw teeth and the rack member teeth.
[0031]
In the case where the above-described difficulty occurs, even if a drive pulse is supplied to the stepping motor 154, the rotor of the stepping motor 154 does not rotate. It is conceivable that the rotor magnets are located between the exciting coils arranged at predetermined angles on the stator side of the stepping motor 154. In the stepping motor 154, drive pulses having different phases are supplied to the respective excitation coils arranged at predetermined intervals, and the excitation coils are excited to form a rotating magnetic field. At this time, a repulsive force / attractive force acts between each excitation coil and each magnet of the rotor, so that the rotor rotates by a predetermined angle. Of course, when the rotation of the motor stops, one of the magnets of the rotor should stop near one of the exciting coils on the stator side. However, when a sticking state occurs, the rotor-side magnet stops between the excitation coils arranged at predetermined intervals on the stator side, and even if the excitation coil is excited by the drive pulse, the rotor magnet There is a possibility that the rotating magnetic field does not work well. When such a situation occurs, the position of each of the rotor magnets is rotated to a position of one of the excitation coils by a predetermined angle so that the rotating magnetic field generated in each of the excitation coils can be successfully applied to the rotor magnet. There is a need.
[0032]
Therefore, in the camera of the present embodiment, the motor 151 is driven based on an instruction from the microcomputer 150 to rotate the cam cylinder 110, and the rack member 141 is pushed by the projection 113 provided on the cam cylinder 110, so that the lead screw 140. Is pushed in the rotation direction of the rotor to move the position of the rotor magnet of the stepping motor 154. That is, when the projection 113 of the cam cylinder 110 pushes the rack member 141, the lead screw 140 is pushed by a predetermined angle to move the position of the magnet of the rotor of the stepping motor 140 to one of the excitation coils. It is a translation. At this time, a clearance is generated between the teeth of the lead screw 140 and the teeth of the rack member 141 to release the contact state between the teeth of the rack member and the teeth of the lead screw, which are balanced by static friction, and rotate the lead screw. Transition to a possible state. At this time, when drive pulses having different phases are applied to the respective excitation coils on the stator side of the stepping motor 154, a predetermined rotating magnetic field is formed by the exciting coil, and the rotor magnet starts rotating by the rotating magnetic field, and the lead screw 140 is rotated. Begins to rotate.
[0033]
FIG. 4 is a flowchart showing a program procedure when the HP search is performed.
[0034]
In step S41, for example, a hard reset switch is operated to perform initialization, and an HP search is performed. This HP search is performed to detect the output signal of the HP sensor 144 by the CPU 150a and drive the focus lens 142a to the focal point with the position as the origin.
[0035]
In step S41, if the home position of the focus lens 142a is not detected within a predetermined time and is determined to be NG, the cam cylinder 110 is driven out of the zooming range in step S42. When the cam cylinder 110 is driven out of this zooming range, the projection 113 of the cam cylinder 110 pushes the rack member 141 in the rotational direction of the lead screw 140 by a predetermined angle. When the rack member 141 is pushed by the projection 113 of the cam barrel 110, the cam barrel 110 is rotationally driven to the zooming range in step S43, so that the rack member 141 is not pushed by the projection 113 of the cam barrel. . When the rack member 141 is impacted by the projection 113 in this way, a driving instruction is issued to the stepping motor 154 and the HP search is performed again. When the HP search is performed in step S44 and the position of the rack member 141 is recognized by the microcomputer 150 by the HP sensor 144, it is determined as OK and the HP search is terminated.
[0036]
If it is determined as NG in step S45, the drive of the motor 154 is stopped, and a focus error occurs and the HP search is terminated.
[0037]
FIG. 5 is a flowchart showing another procedure for returning from the clenched state to the normal meshing state.
[0038]
Although a corresponding effect can be obtained in the flowchart of FIG. 4, when the rack member 141 is pushed by the projection 113 of the cam cylinder 110, a repelling of the lead screw 140 avoids a less effective state.
[0039]
In step S51, the lead screw 140 is reversely rotated before the cam cylinder 110 is rotated out of the zooming range. Here, reverse rotation refers to the direction of returning to the HP sensor 144 side. When the lead screw 140 is driven in the direction to return the rack member 141 to the HP sensor 144 side in step S52, the rack member 141 is pushed by the protrusion 113 when the cam cylinder 110 is rotated outside the zooming range in step S53. In step S54, the cam cylinder 110 is rotationally driven to return the cam pins 130a and 130b to the zooming range, and an HP search is performed in the next step S55. If the home position is detected by the HP sensor 144 in step S55, it is determined as OK and the HP search ends. If it becomes NG in step S55, the drive of the motor is stopped in step S56, a focus error occurs in step S57, and the HP search ends.
[0040]
As a result, a more effective gap can be generated between the teeth of the lead screw and the rack member than in the case of FIG. 4, and the state of the rotor side and the stator side of the stepping motor 153 is improved to improve the rack. The probability that the engagement between the member and the lead screw is restored is increased.
[0041]
As described above, the engagement between the lead screw teeth and the rack member teeth is normally achieved by using the power of the cam cylinder rotation drive by simply providing a protrusion on the inner peripheral surface side of the cam cylinder necessary for the zooming operation. It is possible to return to the correct state. Since the motor that drives the cam cylinder is a motor having a larger power than the motor that drives the lead screw, the rack member can be effectively pushed by the protrusion with a large driving force, and the rotor of the stepping motor While the position is returned to the normal position, the lead screw can be rotated by returning the meshing between the teeth of the lead screw and the teeth of the rack member to the normal state.
[0042]
Since a mechanism for avoiding the sticking state can be provided without providing a complicated mechanism in this way, the number of parts can be reduced as compared with the conventional one and an inexpensive camera can be provided. Even if the lead screw teeth and the rack member teeth are difficult to reach and the lead screw stops rotating, the failure rate can be reduced because the situation is improved simply by operating the hard reset switch. Become a camera with good quality.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the camera of the present invention, a small and inexpensive camera can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of a camera according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a lens barrel portion of the digital camera of FIG.
3 is a block diagram showing a configuration of the digital camera of FIG. 1. FIG. 4 is a flowchart when an HP search is performed.
FIG. 5 is another flowchart when an HP search is performed.
[Explanation of symbols]
100 Digital camera 110 Cam cylinder 111 112 Cam groove 111a 112a Cam groove effective part 111b 111c 112b 112c Cam groove extension part 113 Projection part 120 Moving cylinder 130 Lens holding frame 130a 130b Cam pin 140 Lead screw 141 Rack member 142 Lens holding frame 143 Guide member 144 Guide shaft 145 HP sensor 150 Microcomputer 150a CPU
150b ROM
150c RAM
151 Driver 152 Motor (first drive source)
153 Driver 154 Motor (second drive source)

Claims (3)

複数のレンズで構成された焦点距離可変およびピント調節自在な撮影光学系を経由して入射した被写体光を捉えることにより撮影を行なうカメラにおいて、
前記複数のレンズのうちの少なくとも一部のレンズを焦点距離調節用に移動させるための、カム溝を有するカム筒と該カム筒にカム係合したカムピンとからなるカム機構と、
前記カム筒を回転駆動して前記撮影光学系の焦点距離を調節する第1の駆動源と、
前記複数のレンズのうちの少なくとも1つのレンズをピント調節用に移動させるための、前記カム筒内に配備された、光軸方向に延びるリードスクリューと該リードスクリューに螺合したラック部材からなるピント調節機構と、
前記リードスクリューを駆動して前記撮影光学系のピントを調節する第2の駆動源とを備え、
前記カム筒が、該カム筒内壁に、前記ラック部材が前記リードスクリューの先端に噛み合った位置にあるときの該ラック部材を押す突起部を有することを特徴とするカメラ。
In a camera that shoots by capturing subject light that has entered through a photographic optical system with a variable focal length and adjustable focus that consists of multiple lenses,
A cam mechanism including a cam cylinder having a cam groove and a cam pin cam-engaged with the cam cylinder for moving at least a part of the plurality of lenses for focal length adjustment;
A first drive source for rotationally driving the cam cylinder to adjust the focal length of the imaging optical system;
A focus screw comprising a lead screw extending in the optical axis direction and a rack member screwed into the lead screw, disposed in the cam barrel, for moving at least one of the plurality of lenses for focus adjustment. An adjustment mechanism;
A second drive source that drives the lead screw to adjust the focus of the photographing optical system;
2. The camera according to claim 1, wherein the cam cylinder has a protrusion on the inner wall of the cam cylinder that pushes the rack member when the rack member is in a position where the rack member is engaged with the tip of the lead screw.
前記突起部は、前記カム筒内壁の、前記カムピンが、前記カム溝の焦点距離用に設けられた有効部分から外れた延長部分に導かれたときに、前記リードスクリューの先端に噛み合った位置にあるラック部材を押すとともに、該カムピンが前記有効部分に導かれたときには該ラック部材との干渉を免れる位置に設けられたものであることを特徴とする請求項1記載のカメラ。The projecting portion is located at a position where the cam pin is engaged with the tip of the lead screw when the cam pin is led to an extended portion that is deviated from an effective portion provided for the focal length of the cam groove. 2. The camera according to claim 1, wherein the camera is provided at a position where a certain rack member is pushed and when the cam pin is guided to the effective portion, the interference with the rack member is avoided. 前記ラック部材が前記リードスクリューの先端よりも下がった所定のホームポジションにあることを検出するセンサと、
前記ラック部材を前記ホームポジションに戻すべく前記リードスクリューを回転させても所定時間以内に該ラック部材が前記センサで検知されなかったときに、前記リードスクリュー先端に噛み合っているはずのラック部材を前記突起部で押すように前記第1の駆動源に前記カム筒を駆動させる駆動制御部とを備えたことを特徴とする請求項1又は2記載のカメラ。
A sensor that detects that the rack member is at a predetermined home position that is lower than a tip of the lead screw;
Even if the lead screw is rotated to return the rack member to the home position, when the rack member is not detected by the sensor within a predetermined time, the rack member that should be engaged with the tip of the lead screw is The camera according to claim 1, further comprising: a drive control unit that causes the first drive source to drive the cam cylinder so as to be pushed by a protrusion.
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