JP2004157380A - 沈胴式レンズ鏡筒の制御方法およびそれを用いた光学機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の沈胴式レンズ鏡筒を用いたカメラなどの光学機器は、第１レンズ群および第２レンズ群の移動軌跡が一様に決まっており、撮影者の意図に応じた撮影倍率で撮影開始するまでの所要時間を短縮するのが困難である。
【解決手段】第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２をそれぞれＬ１駆動制御手段１６、Ｌ２駆動制御手段１８により繰り出し、さらにＬ１レンズ群Ｌ１、Ｌ２レンズ群Ｌ２の初期位置を繰込み側に設け、初期位置からの移動量でＬ１駆動制御手段１６、Ｌ２駆動制御手段１８に命令することにより、撮影開始時の撮影倍率に応じた位置へ容易に移動させることができ、所要時間を短縮することができる。
【選択図】 図１８
【解決手段】第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２をそれぞれＬ１駆動制御手段１６、Ｌ２駆動制御手段１８により繰り出し、さらにＬ１レンズ群Ｌ１、Ｌ２レンズ群Ｌ２の初期位置を繰込み側に設け、初期位置からの移動量でＬ１駆動制御手段１６、Ｌ２駆動制御手段１８に命令することにより、撮影開始時の撮影倍率に応じた位置へ容易に移動させることができ、所要時間を短縮することができる。
【選択図】 図１８
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に撮影時に比べ非撮影時におけるレンズ鏡筒の長さを短縮し、携帯性に優れたＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｔｉｌｌ Ｃａｍｅｒａ）、ビデオムービー等のレンズ鏡筒を用いた光学機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタル方式のＤＳＣ、ビデオムービーの普及とともに、超小型化が望まれている。そこでレンズ鏡筒の小型化とともに、非撮影時における携帯性を考慮し、非撮影時には鏡筒の長さが短くなる、いわゆる沈胴式のレンズ鏡筒が提案されている。
【０００３】
従来、沈胴式のレンズ鏡筒を用いた光学機器としては、図２０に示すような構造のものが知られていた（例えば特許文献１）。
【０００４】
図２０において、Ｌ１は撮影時（変倍及び合焦のとき）に固定の第１レンズ群、Ｌ２は変倍用の第２レンズ群、Ｌ３は撮影時に固定の第３レンズ群、Ｌ４は変倍に伴う像面変動の補正及び合焦の際に光軸上を移動する第４レンズ群である。１２１は固定筒であり、撮像素子ＦＡを固定保持している。１２７は第１保持枠であり、第１レンズ群Ｌ１を保持している。１２９は第２保持枠であり、第２レンズ群Ｌ２を保持しており、第１保持枠１２７とメスヘリコイド１３３との間に固定したバー１３０と１３１によって光軸方向に移動可能となっている。メスヘリコイド１３３は第１保持枠１２７に固定され、固定筒１２１の外周部に設けたヘリコイドと結合している。１３２は駆動モータであり、メスヘリコイド１３３の外周部に設けたギア１３３ａと出力ギア１３２ａとを噛み合わせて非撮影時に第１レンズ群Ｌ１を、即ち第１保持枠１２７を光軸方向に直進駆動させている。なお図２１は、非撮影時（沈胴時）の状態を表す。
【０００５】
このような従来の沈胴式レンズ鏡筒が、非撮影状態から撮影状態へ移行するための繰り出し動作のフローチャートを図２１に示す。
【０００６】
図２１に示すように、処理Ｓ１０１では、撮影準備モードスイッチがＯＮとなり、撮影レンズのバリヤ開閉ボタンが開の位置になる等、撮影状態又は撮影準備状態となる。
【０００７】
処理Ｓ１０２では、駆動モータ１３２によりメスヘリコイド１３３を繰り出す（物体側へ移動させる）ことにより第１レンズ群Ｌ１を物体側の所定位置まで移動させる。処理Ｓ１０３では、第１レンズ群Ｌ１が所定位置まで繰り出されたことを検出する繰出しスイッチ（不図示）により、第１レンズ群が所定位置に繰り出されたことを検知する。
【０００８】
処理Ｓ１０４では、駆動モータ１３２を停止させ、第１レンズ群Ｌ１の移動を止める。これにより撮影可能の状態にしている。処理Ｓ１０５では、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４を駆動モータ１３４と駆動モータ１２６を駆動させて変倍初期設定位置に移動させる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平８−１７９１８８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の沈胴式レンズ鏡筒においては、次のような問題点があった。
（１）繰出しスイッチを撮影位置側に設けているため、第１レンズ群Ｌ１を繰り出す際、第１レンズ群Ｌ１の繰り出し停止位置精度を高める必要があり、繰出しスイッチの検出で、第１レンズ群Ｌ１が所定位置まで繰り出されたか否かを常に監視しなければならず、光学機器に備えたマイクロコンピュータ等の監視手段に割り込み処理が入るため負荷が大きくなる。
（２）また、第１レンズ群Ｌ１の停止位置精度を高めるためには、制動距離（すなわち、停止命令してから、実際に停止するまでの間に第１レンズ群Ｌ１が移動する距離）を小さくする必要があり、このためには繰り出し速度を所定速度以下に抑えなければならない。
（３）駆動モータ１３２が第１レンズ群Ｌ１を繰り出す際、第１レンズ群Ｌ１あるいは第１保持枠１２７のみでなく、第２レンズ群Ｌ２、第２保持枠１２９、バー１３０，１３１さらに駆動モータ１３４を移動させる必要があるため、駆動モータ１３２への負荷が大きくなり、繰り出し時間が長くなる。
（４） 撮影者が撮影を望遠状態で始めたい、すなわち、繰り出し時に第２レンズ群Ｌ２をテレ（望遠）位置で始めたいという場合であっても、必ず、第２レンズ群Ｌ２はワイド位置を経由するため、所要時間が長くなる。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、第１レンズ群あるいは第２レンズ群の繰り出し時間を短縮することができ、さらに、撮影者の所望する撮影倍率で早く撮影開始することを可能とした沈胴式レンズ鏡筒とそれを用いた光学機器を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
これらの課題を解決するために本発明の沈胴式レンズ鏡筒の制御方法は、撮像素子を固定した固定鏡筒に対して第１レンズ群を光軸方向に進退自在に配置し、この第１レンズ群を撮影時には光軸物体側に移動させ、非撮影時には光軸像面側に移動させて使用する沈胴式レンズ鏡筒の制御方法であって、前記沈胴式レンズ鏡筒は、前記第１レンズ群を保持する第１保持枠と、前記第２レンズ群を保持する第２保持枠を有し、前記第１のレンズ群は前記第１保持枠の光軸像面側の非撮影位置に第１初期位置を有し、前記第２のレンズ群は前記第２保持枠の光軸像面側に第２初期位置を有し、所定のズーム倍率の場合の第２レンズ群の位置が記憶され、前記第１のレンズ群が前記第１初期位置にあることを検出し、かつ、前記第２レンズ群が前記第２初期位置にあることを検出した後、前記第２初期位置から前記所定のズーム倍率の場合の第２レンズ群の位置に前記第２レンズ群が移動を開始するタイミングを、前記第１初期位置から前記第１レンズ群が移動した距離により決定することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の沈胴式レンズ鏡筒の制御方法は、撮像素子を固定した固定鏡筒に対して第１レンズ群を光軸方向に進退自在に配置し、この第１レンズ群を撮影時には光軸物体側に移動させ、非撮影時には光軸像面側に移動させて使用する沈胴式レンズ鏡筒の制御方法であって、前記沈胴式レンズ鏡筒は、前記第１レンズ群を保持する第１保持枠と、前記第２レンズ群を保持する第２保持枠を有し、前記第１のレンズ群は前記第１保持枠の光軸像面側の非撮影位置に第１初期位置を有し、前記第２のレンズ群は前記第２保持枠の光軸像面側に第２初期位置を有し、所定のズーム倍率の場合の第２レンズ群の位置が記憶され、前記第１のレンズ群が前記第１初期位置にあることを検出し、かつ、前記第２レンズ群が前記第２初期位置にあることを検出した後、前記第２初期位置から前記所定のズーム倍率の場合の第２レンズ群の位置に前記第２レンズ群が移動を開始するタイミングを、前記第１初期位置から前記第１レンズ群が移動した距離と、前記記憶された所定のズーム倍率の場合の第２レンズ群の位置から決定することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の沈胴式レンズ鏡筒を用いた光学機器は、撮像素子を固定した固定鏡筒に対して第１レンズ群を光軸方向に進退自在に配置し、この第１レンズ群を撮影時には光軸物体側に移動させ、非撮影時には光軸像面側に移動させて使用する沈胴式レンズ鏡筒を備えた光学機器であって、前記第１レンズ群を保持する第１保持枠と、前記第１保持枠を駆動制御する第１駆動制御手段と、前記第１保持枠の光軸像面側の非撮影位置に設けた第１初期位置を検出する第１初期位置検出手段と、前記第１レンズ群が前記第１初期位置から移動した移動距離を検出する第１移動距離検出手段と、所望のズーム倍率の場合の前記第２初期位置に対する第２レンズ群の位置を記憶する位置記憶手段と、前記固定鏡筒に対して光軸方向に進退自在に配置した第２レンズ群と、前記第２レンズ群を保持する第２保持枠と、前記第２保持枠を駆動制御する第２駆動制御手段と、前記第２保持枠の光軸像面側に設けた第２初期位置を検出する第２初期位置検出手段とを備え、前記所望のズーム倍率の場合の第２レンズ群の位置への前記第２レンズ群の移動開始タイミングを前記第１レンズ群が前記第１初期位置から移動した移動距離により決定する第２レンズ移動開始制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の沈胴式レンズ鏡筒を用いた光学機器は、撮像素子を固定した固定鏡筒に対して第１レンズ群を光軸方向に進退自在に配置し、この第１レンズ群を撮影時には光軸物体側に移動させ、非撮影時には光軸像面側に移動させて使用する沈胴式レンズ鏡筒を備えた光学機器であって、前記第１レンズ群を保持する第１保持枠と、前記第１保持枠を駆動制御する第１駆動制御手段と、前記第１保持枠の光軸像面側の非撮影位置に設けた第１初期位置を検出する第１初期位置検出手段と、前記第１レンズ群が前記第１初期位置から移動した移動距離を検出する第１移動距離検出手段と、所望のズーム倍率の場合の前記第２初期位置に対する第２レンズ群の位置を記憶する位置記憶手段と、前記固定鏡筒に対して光軸方向に進退自在に配置した第２レンズ群と、前記第２レンズ群を保持する第２保持枠と、前記第２保持枠を駆動制御する第２駆動制御手段と、前記第２保持枠の光軸像面側に設けた第２初期位置を検出する第２初期位置検出手段とを備え、前記所望のズーム倍率の場合の第２レンズ群の位置への前記第２レンズ群の移動開始タイミングを前記記憶した所望のズーム倍率の場合の第２レンズ群の位置と、前記第１レンズ群が前記第１初期位置から移動した移動距離により決定する第２レンズ移動開始制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
これにより、本発明の沈胴式レンズ鏡筒は、
（ａ）第１駆動制御手段および第２駆動制御手段は独立しているため、同時に駆動させることが容易であり、第１保持枠および第２保持枠の繰り出し時間を短縮することができる。
（ｂ）第１駆動制御手段は第１レンズ群を保持する第１保持枠のみを、第２駆動制御手段は第２レンズ群を保持する第２保持枠のみを移動させれば良いため、第１駆動制御手段あるいは第２駆動制御手段にかかる負荷が小さくて済み、繰り出し速度を上げることができる。
（ｃ）第１初期位置検出手段および第２初期位置検出手段を光軸像面側に設けたことにより、第１駆動制御手段が第１保持枠を、第２駆動制御手段が第２保持枠を光軸物体側へ移動させる場合、マイクロコンピュータは第１駆動制御手段および第２駆動制御手段に対し、それぞれ第１初期位置あるいは第２初期位置から目標位置である撮影位置への移動量を指令し、第１保持枠および第２保持枠が移動している際には、マイクロコンピュータは移動量をカウントするだけで良いため、マイクロコンピュータへの割り込みによる負荷を軽減することができる。
【００１７】
さらに、第１保持枠および第２保持枠をそれぞれの目標位置にて停止させる際、目標位置に対し、予め設定した制動距離だけ手前で停止命令することができ、第１保持枠あるいは第２保持枠の停止位置精度を向上することができる。
【００１８】
さらに、第１保持枠および第２保持枠の繰り出し速度と制動距離との関係が既知であれば、目標位置で停止できる範囲内で、最大の移動速度で第１保持枠および第２保持枠を移動させることができる。
【００１９】
さらに本発明の光学機器は、第２レンズ群は変倍レンズ系であって、撮影開始する際の撮影倍率の初期値を選択する初期撮影倍率選択手段を備え、第１駆動制御手段が第１保持枠を第１初期位置から撮影位置に移動させている間に、初期撮影倍率選択手段により選択された初期値に基づき、第２駆動制御手段が第２保持枠を第２初期位置から光軸上所定位置に移動開始させることにより、第２保持枠は最小移動量で設定した撮影倍率位置に移動でき、さらに、第１保持枠の繰り出し開始から第２レンズ群の設定した撮影倍率位置への到達までの所要時間を短縮することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、第１の実施の形態について、図１〜図１５を用いて説明する。図１は本実施の形態における光学機器のハードウェア構成図、図２は第１レンズ群駆動制御部のハードウェア構成図、図３は第２レンズ群駆動制御部のハードウェア構成図である。図４は撮影時のレンズ鏡筒要部断面図、図５は非撮影時のレンズ鏡筒要部断面図である。図６は撮影時のレンズ鏡筒の第１の向きから見た外観図、図７は同じく第２の向きから見た外観図、図８は同じく第３の向きから見た外観図である。図９は第２レンズ群Ｌ２および第２保持枠３２の物体側から見た正面図である。
【００２１】
図１０は各レンズ群の配置図、図１１は第１レンズ群および第２レンズ群の繰り出し方法を示すフローチャート、図１２は第１レンズ群および第２レンズ群の移動開始に関する第１形態を示すタイミングチャート、図１３は第１レンズ群および第２レンズ群の停止動作を示すタイミングチャート、図１４は第１レンズ群および第２レンズ群の移動開始に関する第２形態を示すタイミングチャート、図１５は第１レンズ群および第２レンズ群の移動開始に関する第３形態を示すタイミングチャートである。
【００２２】
図１において、撮像光学系１は、４つのレンズ群Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４からなる撮像光学系であり、Ｌ１は撮影時に固定の第１レンズ群、Ｌ２は変倍用の第２レンズ群、Ｌ３は撮影時に少なくとも光軸方向に固定の第３レンズ群、Ｌ４は変倍に伴う像面変動を補正する際、及びフォーカスの際に光軸方向に移動する第４レンズ群である。
【００２３】
３は固定筒であり、カメラ本体（不図示）に固定されている。固定筒３はカメラ本体の中に入り込む構成であってもよいし、固定筒３の第１レンズ群Ｌ１側の一部がカメラ本体の外に突き出る構成であってもよい。この固定筒３は、図４に示すようにマスターフランジ３８およびカム枠３５で構成されている。前玉枠（第１保持枠）２は第１レンズ群Ｌ１を保持しており、マイクロコンピュータ１５の命令に基づき、Ｌ１駆動制御手段１６により、固定筒３に対し、繰り出し自在に移動される。
【００２４】
４は第１レンズ群Ｌ１が非撮影時における繰込み位置にあるか否かを検出するＬ１繰込みスイッチである。図８に示す通り、Ｌ１繰込みスイッチ４は固定筒３に固定されたフォトセンサであり、前玉枠２の繰込み動作に伴い、前玉枠２に対し光軸中心に回転可能に保持された駆動枠３１に設けられた第１遮蔽部３１ａが、Ｌ１繰込みスイッチ４の発光部／受光部間を遮蔽することにより、前玉枠２の繰込み位置への到達を検出する。
【００２５】
ここで、Ｌ１繰込みスイッチ４が遮蔽された状態（検出信号はＬＯＷ）である場合、前玉枠２は繰込み位置にある。逆に、Ｌ１繰込みスイッチ４が遮蔽されていない状態（検出信号はＨＩＧＨ）である場合、前玉枠２は繰込み位置よりも繰出し側に位置している。Ｌ１繰込みスイッチ４により検出された信号は、Ｌ１繰込み検出手段１７により、マイクロコンピュータ１５へ伝達される。また、前玉枠２の繰出し動作の際には、この繰込み位置を第１レンズ群Ｌ１の初期位置、すなわち第１初期位置として繰出し量を駆動制御する。
【００２６】
第２レンズ群Ｌ２は、第２保持枠３２に保持されており、第２保持枠３２は、マイクロコンピュータ１５の命令に基づき、Ｌ２駆動制御手段１８により、固定筒３に対し、繰り出し自在に移動される。５は第２レンズ群Ｌ２の繰込み位置を検出するＬ２繰込みスイッチである。図８に示す通り、Ｌ２繰込みスイッチ５もＬ１繰込みスイッチ４と同様、固定筒３に固定されたフォトセンサであり、第２レンズ群Ｌ２の繰込み動作に伴い、第２保持枠３２に設けられた第２遮蔽部３２ａが、Ｌ２繰込みスイッチ５の発光部／受光部間を遮蔽することにより、第２レンズ群Ｌ２の繰込み位置への到達を検出する。ここで、Ｌ２繰込みスイッチ５が遮蔽された状態（検出信号はＬＯＷ）である場合、第２レンズ群Ｌ２は繰込み位置にある。逆に、Ｌ２繰込みスイッチ５が遮蔽されていない状態（検出信号はＨＩＧＨ）である場合、第２レンズ群Ｌ２は繰込み位置よりも繰出し側に位置している。
【００２７】
Ｌ２繰込みスイッチ５により検出された信号は、Ｌ２繰込み検出手段１９により、マイクロコンピュータ１５へ伝達される。また、第２レンズ群Ｌ２の繰出し動作の際には、この繰込み位置を第２レンズ群Ｌ２の初期位置、すなわち第２初期位置として繰出し量を駆動制御する。７は固体撮像素子（ＣＣＤ）であり、撮像光学系１を介して入射する映像を電気信号に変換する撮像素子である。
【００２８】
図２に示すように、固定筒３を構成するマスターフランジ３８には沈胴モータ８が設けられている。沈胴モータ８はＤＣモータであり、Ｌ１駆動制御手段１６により駆動された沈胴モータ８の回転力が、ギアユニット３４を介して駆動ギア８ａに伝達され、さらに前玉枠２に係合爪３１ｄにより係合させることにより光軸中心に回転可能に保持された駆動枠３１に設けられたギア部（内歯車）３１ｂに伝達されることにより駆動枠３１は回転する。ここでカム枠３５の表面にはカム溝３５ａが設けられており、駆動枠３１にはカム溝３５ａに係合するカムピン３１ｃを設けているため、駆動枠３１はカム溝３５ａに沿って光軸中心に回転しながら繰り出し／繰り込み方向に移動する。
【００２９】
一方、前玉枠２には２本のガイドポール３６が圧入されている。ガイドポール３６は固定筒３に固定された第３レンズ群Ｌ３を保持する第３保持枠３３に設けたガイド穴によりガイドされながら摺動するため、前玉枠２は駆動枠３１の移動に伴い、光軸方向に回転することなく、繰り出し／繰り込み方向に直進移動することができる。さらに、前玉枠２の光軸の偏心発生を抑えている。沈胴モータ８への印加電圧は、プラス（＋）であれば前玉枠２を繰出し方向に、マイナス（−）であれば繰込み方向に駆動する。ギアユニット３４にはフォトセンサ（以下、沈胴フォトセンサと呼ぶ。）３７が設けられている。一方、沈胴モータ８のシャフトにはギアユニット３４の初段ギアとしてウォームギア（不図示）を圧入している。
【００３０】
このウォームギアにはウォームギアの回転軸中心に１２０°間隔に３枚の遮蔽羽根を設けており、沈胴モータ８の回転に伴い、遮蔽羽根は沈胴フォトセンサ３７の発光部／受光部間を遮蔽するため、沈胴モータ８の回転数を検出することができる。遮蔽羽根は３枚あるため、沈胴フォトセンサ３７により沈胴モータ８の１回転当たり３パルス検出することができる。この検出信号は、Ｌ１駆動回転検出手段２１により、マイクロコンピュータ１５に伝達される。
【００３１】
次に図３に示すように、固定筒３にはズームモータ９が設けられている。図４に示す通り、ズームモータ９はステッピングモータであり、Ｌ２駆動制御手段１８によりズームモータ９が駆動され、ズームモータ９に設けられたリードスクリュー９ａにより、第２保持枠３２に連結させた歯合片３２ｂを介して、第２レンズ群Ｌ２を保持する第２保持枠３２を繰り出し／繰り込み自在に移動させる。ここで第２保持枠３２は、前玉枠２が固定筒３によりガイドされている２本のガイドポール３６によりガイドされており、第２レンズ群Ｌ２は第１レンズ群Ｌ１に対し、光軸の偏心のない構成を採っている。ズームモータ９には繰出し方向に回転するパルスを印加すれば、Ｌ２レンズ群Ｌ２を印加パルス数だけ繰出し方向に、繰込み方向に回転するパルスを印加すれば、印加パルス数だけ繰込み方向に直進移動させる。また、本実施形態ではズームモータ９は回転パルスをカウントするエンコーダを備えていないため、Ｌ２繰込みスイッチ５で検出される第２レンズ群Ｌ２の繰込み位置を基準にして、ズームモータ９の駆動制御を行っている。
【００３２】
次に図１０において、図１０（ａ）は非撮影時に第１レンズ群が繰り込み位置にある場合、図１０（ｂ）は撮影時でワイド（広角）端にある場合、図１０（ｃ）は撮影時でテレ（望遠）端にある場合の各レンズ群の位置関係を示す。第１レンズ群Ｌ１は、繰込み状態と撮影状態（ワイド端／テレ端）との位置の差Ｄ１の範囲内で移動し、第２レンズ群Ｌ２は、撮影状態でのワイド端／テレ端の位置の差Ｄ２の範囲内で移動する。
【００３３】
ここで、カメラは非撮影時にはできるだけ小さい方が持ち運び、収納に便利であるため、第１レンズ群Ｌ１の繰込み位置は、第２レンズ群Ｌ２のワイド端位置よりもＤ１２だけ繰込み側に入り込む構成としている。第１レンズ群Ｌ１の撮影状態からＤ１だけ繰り込んだ位置が第１レンズ群Ｌ１の初期位置であり、第２レンズ群Ｌ２のテレ位置、すなわちワイド位置からＤ２だけ繰り込んだ位置が第２レンズ群Ｌ２の初期位置である。
【００３４】
以上のように構成された本実施の形態の光学機器に関し、以下、その動作を説明する。図１１において、まず撮影者は、カメラ本体に設けた撮影準備スイッチをＯＮにする（Ｓ１）。この撮影準備スイッチは、カメラの電源スイッチを兼ねている。撮影準備スイッチがＯＮ状態になると、Ｌ２繰込みスイッチ５は、第２レンズ群Ｌ２の位置を検出する（Ｓ２）。Ｌ２繰込み検出手段１９は、Ｌ２繰込みスイッチ５により検出された第２レンズ群Ｌ２の位置が繰込み位置（テレ端）にあるか否かを判断する（Ｓ３）。第２レンズ群Ｌ２が繰込み位置にない（Ｎ）と判断した場合、マイクロコンピュータ１５はＬ２駆動制御手段１８を介し、ズームモータ９で、第２レンズ群Ｌ２を繰込み位置に移動させる（Ｓ４）。逆に第２レンズ群Ｌ２が繰込み位置にある（Ｙ）と判断した場合、Ｌ１繰込みスイッチ４は、第１レンズ群Ｌ１の位置を検出する（Ｓ５）。
【００３５】
Ｌ１繰込み検出手段１７は、Ｌ１繰込みスイッチ４により検出された第１レンズ群Ｌ１の位置が繰込み位置にあるか否かを判断する（Ｓ６）。第１レンズ群Ｌ１が繰込み位置にない（Ｎ）と判断した場合、マイクロコンピュータ１５はＬ１駆動制御手段１６を介し、沈胴モータ８で、第１レンズ群Ｌ１を保持する前玉枠２を繰込み位置に移動させる（Ｓ７）。逆に第１レンズ群Ｌ１が繰込み位置にある（Ｙ）と判断した場合、第１レンズ群Ｌ１の繰出しを開始し（Ｓ８）、沈胴モータ８の回転に伴い沈胴フォトセンサ３７から出力されるパルスをカウントする（Ｓ９）。
【００３６】
ここでパルス数は、繰込み位置を基準としてカウントする。繰込み位置から繰出し位置（撮影位置）までの所要パルス数は、あらかじめＬ１駆動制御手段１６に設定されている。そして、第１レンズ群Ｌ１を繰り出している最中に、マイクロコンピュータ１５はカウントしたパルス数により次に出す命令を判断する（Ｓ１０）。
【００３７】
第２レンズ群Ｌ２が第１レンズ群Ｌ１に追突するのを防止するため、第１レンズ群Ｌ１の位置がズームモータ９により移動する第２レンズ群Ｌ２の移動速度では追いつかない位置に達していない（パルス数が第１設定値未満）場合、ズームモータ９は停止状態を保持する。
【００３８】
ここで、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２とが衝突しないための判断方法のいくつかを説明する。
【００３９】
第１の判断方法は、第１レンズ群Ｌ１が第２レンズ群Ｌ２のワイド位置よりも前に出るときのパルス数を第１設定値とする方法である。図１０で言えば、ｄ１を第１レンズ群Ｌ１のレンズ移動方向における厚みとするとき、第１レンズ群の移動量が（Ｄ１２＋ｄ１）となるときのパルス数を第１設定値とするのである。
【００４０】
第２の判断方法は、第１レンズ群Ｌ１の移動速度をＶ１、第２レンズ群Ｌ２の移動速度をＶ２としたときにＶ１≧Ｖ２の場合に有効な方法で、第１レンズ群Ｌ１が繰出し開始するとき、すなわち、駆動枠のカムピンがカム溝の斜め部（繰出し用のカム溝部）に達するパルス数を第１設定値とする方法である。
【００４１】
第３の判断方法は、Ｖ１＜Ｖ２の場合に有効な方法で、この場合、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２を同時に動かした場合、第２レンズ群Ｌ２が第１レンズ群Ｌ１に追いついてしまう場合がある。それを回避するため、第３の判断方法では、第２レンズ群Ｌ２を移動開始するタイミングを第１レンズ群Ｌ１より遅らせる。すなわち、第１レンズ群Ｌ１が繰出し開始後、ｔ１経過後に第２レンズ群Ｌ２がワイド位置に向かって繰出し開始する場合、第２レンズ群Ｌ２の移動時間ｔに対して、Ｖ１×ｔ１＋Ｖ１×ｔ＞Ｄ１２＋ｄ１、かつ、Ｖ２×ｔ＜Ｄ２の上記２式を満足すれば追突しない（ただし、０≦ｔ≦Ｄ２／Ｖ２）。そこで、上式の関係を満足する（Ｖ１×ｔ１）となるパルス数を第１設定値を設定するのが第３の判断方法である。また、第２レンズ群Ｌ２の目的位置がワイドではない場合、上式でＤ２とした値の代わりに別のＤ２より小さい値が入り、もし、テレ位置に向かって移動を開始するならば、Ｄ２には０が入る。
【００４２】
第１レンズ群Ｌ１の位置が、ズームモータ９により移動する第２レンズ群Ｌ２の移動速度では追いつかない位置に達した（パルス数が第１設定値）場合、ズームモータ９は第２レンズ群を繰出し位置（ワイド端）へ移動させる（Ｓ１１）。そしてパルス数が第１レンズ群Ｌ１の撮影位置を表す値（第２設定値）に達した場合、沈胴モータ８を停止させる（Ｓ１２）。
【００４３】
以上のように説明した本実施形態の光学機器の動作に関し、以下、詳細に動作タイミングを説明する。
【００４４】
図１２〜図１５は、それぞれ、沈胴モータ８への印加電圧、沈胴フォトセンサ３７の出力、Ｌ１繰込みスイッチ４の出力、ズームモータ９への印加パルス、Ｌ２繰込みスイッチ５の出力のタイミングチャートを表す。
【００４５】
図１２において、図１１の処理Ｓ２で、Ｌ２繰込みスイッチにより第２レンズ群Ｌ２の位置が検出された場合（Ｔ２）、検出信号はＬＯＷであるため、処理Ｓ３において、第２レンズ群Ｌ２は繰込み位置にあると判断される。次に、処理Ｓ５で、Ｌ１繰込みスイッチ４により前玉枠２の位置が検出された時（Ｔ５）、検出信号はＬＯＷであるため、処理Ｓ６において、前玉枠２は繰込み位置にあると判断し、沈胴モータ８に＋３Ｖの電圧を印加し、前玉枠２を繰出し方向に移動開始させる（Ｔ８）。
【００４６】
沈胴モータの回転に伴い、沈胴フォトセンサ３７にはパルス波形が出力され始め、さらにＬ１繰込みスイッチ４の出力信号が、ＬＯＷからＨＩＧＨに切り替わる（Ｔ８）。このとき、前玉枠２は繰込み位置から繰出し方向に移動したことを示し、このタイミングＴ８の時から、処理Ｓ１０に示すようにパルス数をカウントする。そしてカウントしたパルス数が第１設定値に達した時（Ｔ１１ａ）、ズームモータ９に繰出し方向に回転するパルスを印加し、第２レンズ群Ｌ２を繰出し（ワイド）方向へ移動開始させる。その後、Ｌ２繰込みスイッチ５の出力信号が、ＬＯＷからＨＩＧＨに切り替わる（Ｔ１１ｃ）ことにより、第２レンズ群Ｌ２が繰出し方向に移動したことを検出する。
【００４７】
図１１の処理Ｓ９で沈胴フォトセンサ３７の出力パルス数をカウントし、処理Ｓ１０で、前玉枠２が撮影位置に達したと判断した場合、沈胴モータ８への印加電圧を０Ｖにし、沈胴モータ８を停止させる（図１３（Ｔ１２））。これに伴い、沈胴フォトセンサ３７にはパルスが検出されなくなる。その後、ズームモータ９により第２レンズ群Ｌ２がワイド端に到達し停止する。ここで、前玉枠２と第２レンズ群Ｌ２の撮影位置への移動が完了する。
【００４８】
次に、図１４には図１２とは異なる第２の動作タイミング例を示す。図１１の処理Ｓ２で、Ｌ２繰込みスイッチ５により第２レンズ群Ｌ２の位置が検出された時（Ｔ２）、検出信号はＨＩＧＨであるため、処理Ｓ３において、第２レンズ群Ｌ２は繰込み位置より繰り出し側にあると判断される。
【００４９】
そこで、処理４によりズームモータ９に繰込み方向に回転するパルスを印加し、第２レンズ群Ｌ２を繰込み位置に移動させる（Ｔ４）。その後、Ｌ２繰込みスイッチ５による検出信号がＨＩＧＨからＬＯＷに切り替わる（Ｔ４ａ）ことにより、第２レンズ群Ｌ２が繰込み位置に到着したことが分かり、ズームモータ９を停止させる。そして、タイミングＴ４ａにおいて、処理５によるＬ１繰込みスイッチ４の検出信号はＬＯＷであるため、処理Ｓ６により前玉枠２は繰込み位置にあると判断し、沈胴モータ８に＋３Ｖの電圧を印加し、前玉枠２を繰出し方向に移動開始させる（Ｔ８）。この後の処理および動作タイミングは図１２と同一である。
【００５０】
次に、図１５には図１２あるいは図１４とは異なる第３の動作タイミング例を示す。図１１の処理Ｓ２で、Ｌ２繰込みスイッチ５により第２レンズ群Ｌ２の位置が検出された時（Ｔ２）、検出信号はＨＩＧＨであるため、処理Ｓ３において、第２レンズ群Ｌ２は繰込み位置より繰り出し側にあると判断される。そこで、処理４によりズームモータ９に繰込み方向に回転するパルスを印加し、第２レンズ群Ｌ２を繰込み位置に移動させる（Ｔ４）。
【００５１】
その後、Ｌ２繰込みスイッチ５による検出信号がＨＩＧＨからＬＯＷに切り替わる（Ｔ４ａ）ことにより、第２レンズ群Ｌ２が繰込み位置に到着したことが分かり、ズームモータ９を停止させる。そして、タイミングＴ４ａにおいて、処理５によるＬ１繰込みスイッチ４の検出信号はＨＩＧＨであるため、処理Ｓ６により前玉枠２は繰込み位置より繰出し側にあると判断し、処理Ｓ７で、沈胴モータ８に−３Ｖの電圧を印加し、前玉枠２を繰込み方向に移動させる（Ｔ７）。そして、タイミングＴ７ａにおいて、Ｌ１繰込みスイッチ４の検出信号はＨＩＧＨからＬＯＷに切り替わり、前玉枠２が繰込み位置に到着したことが分かり、沈胴モータ８への印加電圧を−３Ｖから＋３Ｖに切り替え、沈胴モータ８の回転を逆転させ、前玉枠２を繰出し方向に移動させる（Ｔ８）。その後の処理およびタイミングは図１４の第２形態と同一である。
【００５２】
以上のように、本実施形態によれば、沈胴モータ８とズームモータ９を同時に駆動させることが容易であり、図２０で示した従来技術より第１レンズ群Ｌ１および第２レンズ群Ｌ２の繰出し時間を短縮し、撮影開始時間を短縮することができる。
【００５３】
さらに沈胴モータ８は前玉枠２の、またズームモータ９は第２レンズ群Ｌ２の負荷のみで済むため、負荷が軽く、沈胴モータ８およびズームモータ９を図２０で示した従来技術より高速に駆動することができる。
【００５４】
さらに、第１レンズ群Ｌ１および第２レンズ群Ｌ２の初期位置をそれぞれ繰込み位置に設けたことにより、第１レンズ群Ｌ１および第２レンズ群Ｌ２の繰り出し時には、マイクロコンピュータ１５は、沈胴モータ８の回転に伴う沈胴フォトセンサ３７のパルスおよびズームモータ９に印加するパルスをカウントするだけで良いため、マイクロコンピュータ１５への割り込みによる負荷を軽減することができる。
【００５５】
さらに、沈胴モータ８を停止させる際、制動距離を見越して手前で停止命令することができるため、第１レンズ群Ｌ１の停止精度を向上することができる。ズームモータ９は、元々、印加パルス分だけしか回転しないため、停止位置精度は高い。
【００５６】
さらに、沈胴モータ８の繰り出し速度と制動距離との関係が分かっていれば、目標位置で停止できる範囲内で、最大の移動速度で前玉枠２を移動させることができる。
【００５７】
なお本実施の形態において、沈胴モータ８はＤＣモータとしたが、ステッピングモータ等、他の形態の駆動手段であっても良い。また、沈胴モータ８がステッピングモータである場合、ＤＣモータにおける沈胴フォトセンサ３７と同じ役割を果たすエンコーダがなくても前玉枠２を移動させることは可能であるが、エンコーダがある方が、第２レンズ群Ｌ２が第１レンズ群Ｌ１への追突をより確実に回避することができる。
【００５８】
また、本実施形態において、沈胴フォトセンサ３７は１つである説明をしたが、図１６（本発明の本実施の形態における、沈胴フォトセンサの別の実施形態におけるレンズ鏡筒の外観図）に示すように、沈胴モータ８のシャフトを中心に１５０°回転させた位置に沈胴フォトセンサをさらに１個追加して設けた場合（沈胴フォトセンサ３７を新たに第１沈胴フォトセンサ３７ａ、追加した方を第２沈胴フォトセンサ３７ｂとする。）、図１７は沈胴フォトセンサの別の実施形態における検出パルス波形を示す図であるが、図１７（ａ）に示す前玉枠２を繰り出す方向に回転する場合と、図１７（ｂ）に示す前玉枠２を繰り込み方向に回転する場合では、第１沈胴フォトセンサ３７ａおよび第２沈胴フォトセンサ３７ｂの出力パルスの位相のずれ方が異なるため、沈胴モータ８への印加電圧をモニターすることなしに、正確に沈胴モータ８の回転方向を検出することができ、さらに沈胴フォトセンサが２個あることで、沈胴モータ８の回転数が大きすぎることによるカウントミスを減らすことができ、より正確に沈胴モータ８を駆動制御することができる。
【００５９】
また、本実施の形態では第２レンズ群Ｌ２はワイド端位置へ繰り出すとしたが、テレ端位置、あるいはワイド端位置とテレ端位置との間の任意の撮影倍率位置であっても本実施の形態に対し何ら追加することなく実施することができる。
【００６０】
また、第３レンズ群は撮影時に少なくとも光軸方向に固定されているとしたが、光軸と垂直な軸方向に移動することにより、手ぶれに伴う撮影画像の像ぶれを補正する像ぶれ補正装置であっても良い。
【００６１】
（第２の実施の形態）
以下、第２の実施の形態について、図１８と図１９を用いて説明する。図１８は本実施の形態における、光学機器のハードウェア構成図、図１９は第１レンズ群および第２レンズ群の繰り出し方法を示すフローチャートである。なお、これまで説明したものは同一の符号を付し、その説明は省略するが、必要に応じて図２、図３を用いて説明する。
【００６２】
本実施形態の第１の実施形態に対する相違点は、第１レンズ群および第２レンズ群繰り出し直後の撮影倍率を予め撮影者が設定することのできる初期撮影倍率選択手段を光学機器に備えていることである。
【００６３】
以上のように構成された本実施の形態の光学機器に関し、以下、その動作を説明する。図１９において、まず撮影者は、カメラ本体に設けた初期撮影倍率選択手段６１で、撮影開始時の撮影倍率を最広角位置（ワイド端）であるか、最望遠位置（テレ端）であるか設定する（Ｓ２１）。次に、カメラ本体に設けた撮影準備スイッチをＯＮにする（Ｓ２２）。この後、処理Ｓ２９までは、第１の実施形態と同一であるため説明は省略する。
【００６４】
処理Ｓ２９で前玉枠２が繰出し方向へ移動開始した後、繰込み位置を基準としてパルス数をカウントする（Ｓ３０）。繰込み位置から繰出し位置（撮影位置）までの所要パルス数は、あらかじめＬ１駆動制御手段１６に設定されている。そして、第１レンズ群Ｌ１を繰り出している最中に、マイクロコンピュータ１５はカウントしたパルス数により次に出す命令を判断する（Ｓ３１）。
【００６５】
第１レンズ群Ｌ１の位置が、ズームモータ９により移動する第２レンズ群Ｌ２の移動速度では追いつかない位置に達していない（パルス数が第１設定値未満）場合、ズームモータ９は停止状態を保持する。
【００６６】
第１レンズ群Ｌ１の位置が、ズームモータ９により移動する第２レンズ群Ｌ２の移動速度では追いつかない位置に達した（パルス数が第１設定値）場合、処理Ｓ２１で選択した初期撮影倍率により次の判断をする（Ｓ３２）。
【００６７】
処理Ｓ３２において、ワイド端が選択されたと判断された場合、第２レンズ群Ｌ２をワイド端位置へ移動させる（Ｓ３３）。逆に処理Ｓ３２において、テレ端が選択されたと判断された場合、第２レンズ群Ｌ２をテレ端へ移動させる（Ｓ３４）。その後、沈胴フォトセンサ３７の出力パルス数が第１レンズ群Ｌ１の撮影位置を表す値（第２設定値）に達した場合、沈胴モータ８を停止させる（Ｓ３５）。
【００６８】
以上のように、本実施形態によれば、沈胴モータ８とズームモータ９を同時に駆動させることが容易であり、撮影者の意図に応じて、第２レンズ群Ｌ２を初期撮影倍率位置に、短時間で移動させることができる。初期撮影倍率がワイド端位置と設定した場合は、第１の実施形態と同じ所要時間であり、テレ端位置とした場合は、第２レンズ群Ｌ２の繰込み位置がテレ端位置のため、さらに所要時間を短縮することができる。
【００６９】
なお本実施の形態において、初期撮影倍率選択手段６１で初期撮影倍率はワイド端とテレ端の２種類のみ選択可能であるとしたが、ワイド端およびテレ端以外の撮影倍率を選択可能であっても良い。ズームモータ９には繰込み位置基準で、繰り出し方向へのパルスを印加するのみであるため、追加手段なしに実現可能である。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光学機器によれば、第１レンズ群を駆動制御するＬ１駆動制御手段と、第２レンズ群を駆動制御するＬ２駆動制御手段とを同時に駆動することが容易であり、第１レンズ群および第２レンズ群の繰出し時間を短縮し、撮影開始時間を短縮することができる。
【００７１】
さらに、第１レンズ群および第２レンズ群の初期位置をそれぞれ繰込み位置に設けたことにより、第１レンズ群および第２レンズ群の繰り出し時には、マイクロコンピュータは、Ｌ１駆動制御手段およびＬ２駆動制御手段による回転移動量を検出し、カウントするだけで良いため、マイクロコンピュータへの割り込みによる負荷を軽減することができる。
【００７２】
さらに、Ｌ１駆動制御手段およびＬ２駆動制御手段を停止させる際、Ｌ１駆動制御手段および第２駆動制御手段の制動距離を見越して手前で停止命令することができるため、第１レンズ群および第２レンズ群の停止精度を向上することができる。
【００７３】
さらに、Ｌ１駆動制御手段およびＬ２駆動制御手段の繰り出し速度と制動距離との関係が分かっていれば、目標位置で停止できる範囲内で、最大の移動速度で第１レンズ群および第２レンズ群を移動させることができる。
【００７４】
さらに、撮影者の意図に応じて、第２レンズ群を初期撮影倍率位置に短時間で移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における、光学機器のハードウェア構成図
【図２】本発明の第１の実施の形態における、第１レンズ群駆動制御部のハードウェア構成図
【図３】本発明の第１の実施の形態における、第２レンズ群駆動制御部のハードウェア構成図
【図４】本発明の第１の実施の形態における、撮影時のレンズ鏡筒要部断面図
【図５】本発明の第１の実施の形態における、非撮影時のレンズ鏡筒要部断面図
【図６】本発明の第１の実施の形態における、撮影時のレンズ鏡筒の第１の向きから見た外観図
【図７】本発明の第１の実施の形態における、撮影時のレンズ鏡筒の第２の向きから見た外観図
【図８】本発明の第１の実施の形態における、撮影時のレンズ鏡筒の第３の向きから見た外観図
【図９】本発明の第１の実施の形態における、第２レンズ群および第２保持枠の物体側から見た正面図
【図１０】本発明の第１の実施の形態における、各レンズ群の配置図
【図１１】本発明の第１の実施の形態における、第１レンズ群および第２レンズ群の繰り出し方法を示すフローチャート
【図１２】本発明の第１の実施の形態における、第１レンズ群および第２レンズ群の移動開始に関する第１形態を示すタイミングチャート
【図１３】本発明の第１の実施の形態における、第１レンズ群および第２レンズ群の停止動作を示すタイミングチャート
【図１４】本発明の第１の実施の形態における、第１レンズ群および第２レンズ群の移動開始に関する第２形態を示すタイミングチャート
【図１５】本発明の第１の実施の形態における、第１レンズ群および第２レンズ群の移動開始に関する第３形態を示すタイミングチャート
【図１６】本発明の第１の実施の形態における、沈胴フォトセンサの別の実施形態におけるレンズ鏡筒の外観図
【図１７】本発明の第１の実施の形態における、沈胴フォトセンサの別の実施形態における検出パルス波形を示す図
【図１８】本発明の第２の実施の形態における、光学機器のハードウェア構成図
【図１９】本発明の第２の実施の形態における、第１レンズ群および第２レンズ群の繰り出し方法を示すフローチャート
【図２０】従来の沈胴式レンズ鏡筒における、非撮影時の要部断面図
【図２１】従来の沈胴式レンズ鏡筒における、第１レンズ群および第２レンズ群の繰り出し方法を示すフローチャート
【符号の説明】
１ 撮像光学系
２ 前玉枠
３ 固定筒
４ Ｌ１繰込みスイッチ
５ Ｌ２繰込みスイッチ
７ 固定撮像素子（ＣＣＤ）
８ 沈胴モータ
８ａ 駆動ギア
９ ズームモータ
１５ マイクロコンピュータ
１６ Ｌ１駆動制御手段
１７ Ｌ１繰込み検出手段
１８ Ｌ２駆動制御手段
１９ Ｌ２繰込み検出手段
２１ Ｌ１駆動回転検出手段
３１ 駆動枠
３１ａ 第１遮蔽部
３１ｂ ギア部（内歯車）
３１ｃ カムピン
３１ｄ 係合爪
３２ 第２保持枠
３２ａ 第２遮蔽部
３２ｂ 歯合片
３３ 第３保持枠
３４ ギアユニット
３５ カム枠
３５ａ カム溝
３６ ガイドポール
３７ 沈胴フォトセンサ
３８ マスターフランジ
６１ 初期撮影倍率選択手段
１２１ 固定筒
１２６ 駆動モータ
１２７ 第１保持枠
１２９ 第２保持枠
１３０ バー
１３１ バー
１３２ 駆動モータ
１３３ メスヘリコイド
１３４ 駆動モータ
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に撮影時に比べ非撮影時におけるレンズ鏡筒の長さを短縮し、携帯性に優れたＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｔｉｌｌ Ｃａｍｅｒａ）、ビデオムービー等のレンズ鏡筒を用いた光学機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタル方式のＤＳＣ、ビデオムービーの普及とともに、超小型化が望まれている。そこでレンズ鏡筒の小型化とともに、非撮影時における携帯性を考慮し、非撮影時には鏡筒の長さが短くなる、いわゆる沈胴式のレンズ鏡筒が提案されている。
【０００３】
従来、沈胴式のレンズ鏡筒を用いた光学機器としては、図２０に示すような構造のものが知られていた（例えば特許文献１）。
【０００４】
図２０において、Ｌ１は撮影時（変倍及び合焦のとき）に固定の第１レンズ群、Ｌ２は変倍用の第２レンズ群、Ｌ３は撮影時に固定の第３レンズ群、Ｌ４は変倍に伴う像面変動の補正及び合焦の際に光軸上を移動する第４レンズ群である。１２１は固定筒であり、撮像素子ＦＡを固定保持している。１２７は第１保持枠であり、第１レンズ群Ｌ１を保持している。１２９は第２保持枠であり、第２レンズ群Ｌ２を保持しており、第１保持枠１２７とメスヘリコイド１３３との間に固定したバー１３０と１３１によって光軸方向に移動可能となっている。メスヘリコイド１３３は第１保持枠１２７に固定され、固定筒１２１の外周部に設けたヘリコイドと結合している。１３２は駆動モータであり、メスヘリコイド１３３の外周部に設けたギア１３３ａと出力ギア１３２ａとを噛み合わせて非撮影時に第１レンズ群Ｌ１を、即ち第１保持枠１２７を光軸方向に直進駆動させている。なお図２１は、非撮影時（沈胴時）の状態を表す。
【０００５】
このような従来の沈胴式レンズ鏡筒が、非撮影状態から撮影状態へ移行するための繰り出し動作のフローチャートを図２１に示す。
【０００６】
図２１に示すように、処理Ｓ１０１では、撮影準備モードスイッチがＯＮとなり、撮影レンズのバリヤ開閉ボタンが開の位置になる等、撮影状態又は撮影準備状態となる。
【０００７】
処理Ｓ１０２では、駆動モータ１３２によりメスヘリコイド１３３を繰り出す（物体側へ移動させる）ことにより第１レンズ群Ｌ１を物体側の所定位置まで移動させる。処理Ｓ１０３では、第１レンズ群Ｌ１が所定位置まで繰り出されたことを検出する繰出しスイッチ（不図示）により、第１レンズ群が所定位置に繰り出されたことを検知する。
【０００８】
処理Ｓ１０４では、駆動モータ１３２を停止させ、第１レンズ群Ｌ１の移動を止める。これにより撮影可能の状態にしている。処理Ｓ１０５では、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４を駆動モータ１３４と駆動モータ１２６を駆動させて変倍初期設定位置に移動させる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平８−１７９１８８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の沈胴式レンズ鏡筒においては、次のような問題点があった。
（１）繰出しスイッチを撮影位置側に設けているため、第１レンズ群Ｌ１を繰り出す際、第１レンズ群Ｌ１の繰り出し停止位置精度を高める必要があり、繰出しスイッチの検出で、第１レンズ群Ｌ１が所定位置まで繰り出されたか否かを常に監視しなければならず、光学機器に備えたマイクロコンピュータ等の監視手段に割り込み処理が入るため負荷が大きくなる。
（２）また、第１レンズ群Ｌ１の停止位置精度を高めるためには、制動距離（すなわち、停止命令してから、実際に停止するまでの間に第１レンズ群Ｌ１が移動する距離）を小さくする必要があり、このためには繰り出し速度を所定速度以下に抑えなければならない。
（３）駆動モータ１３２が第１レンズ群Ｌ１を繰り出す際、第１レンズ群Ｌ１あるいは第１保持枠１２７のみでなく、第２レンズ群Ｌ２、第２保持枠１２９、バー１３０，１３１さらに駆動モータ１３４を移動させる必要があるため、駆動モータ１３２への負荷が大きくなり、繰り出し時間が長くなる。
（４） 撮影者が撮影を望遠状態で始めたい、すなわち、繰り出し時に第２レンズ群Ｌ２をテレ（望遠）位置で始めたいという場合であっても、必ず、第２レンズ群Ｌ２はワイド位置を経由するため、所要時間が長くなる。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、第１レンズ群あるいは第２レンズ群の繰り出し時間を短縮することができ、さらに、撮影者の所望する撮影倍率で早く撮影開始することを可能とした沈胴式レンズ鏡筒とそれを用いた光学機器を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
これらの課題を解決するために本発明の沈胴式レンズ鏡筒の制御方法は、撮像素子を固定した固定鏡筒に対して第１レンズ群を光軸方向に進退自在に配置し、この第１レンズ群を撮影時には光軸物体側に移動させ、非撮影時には光軸像面側に移動させて使用する沈胴式レンズ鏡筒の制御方法であって、前記沈胴式レンズ鏡筒は、前記第１レンズ群を保持する第１保持枠と、前記第２レンズ群を保持する第２保持枠を有し、前記第１のレンズ群は前記第１保持枠の光軸像面側の非撮影位置に第１初期位置を有し、前記第２のレンズ群は前記第２保持枠の光軸像面側に第２初期位置を有し、所定のズーム倍率の場合の第２レンズ群の位置が記憶され、前記第１のレンズ群が前記第１初期位置にあることを検出し、かつ、前記第２レンズ群が前記第２初期位置にあることを検出した後、前記第２初期位置から前記所定のズーム倍率の場合の第２レンズ群の位置に前記第２レンズ群が移動を開始するタイミングを、前記第１初期位置から前記第１レンズ群が移動した距離により決定することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の沈胴式レンズ鏡筒の制御方法は、撮像素子を固定した固定鏡筒に対して第１レンズ群を光軸方向に進退自在に配置し、この第１レンズ群を撮影時には光軸物体側に移動させ、非撮影時には光軸像面側に移動させて使用する沈胴式レンズ鏡筒の制御方法であって、前記沈胴式レンズ鏡筒は、前記第１レンズ群を保持する第１保持枠と、前記第２レンズ群を保持する第２保持枠を有し、前記第１のレンズ群は前記第１保持枠の光軸像面側の非撮影位置に第１初期位置を有し、前記第２のレンズ群は前記第２保持枠の光軸像面側に第２初期位置を有し、所定のズーム倍率の場合の第２レンズ群の位置が記憶され、前記第１のレンズ群が前記第１初期位置にあることを検出し、かつ、前記第２レンズ群が前記第２初期位置にあることを検出した後、前記第２初期位置から前記所定のズーム倍率の場合の第２レンズ群の位置に前記第２レンズ群が移動を開始するタイミングを、前記第１初期位置から前記第１レンズ群が移動した距離と、前記記憶された所定のズーム倍率の場合の第２レンズ群の位置から決定することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の沈胴式レンズ鏡筒を用いた光学機器は、撮像素子を固定した固定鏡筒に対して第１レンズ群を光軸方向に進退自在に配置し、この第１レンズ群を撮影時には光軸物体側に移動させ、非撮影時には光軸像面側に移動させて使用する沈胴式レンズ鏡筒を備えた光学機器であって、前記第１レンズ群を保持する第１保持枠と、前記第１保持枠を駆動制御する第１駆動制御手段と、前記第１保持枠の光軸像面側の非撮影位置に設けた第１初期位置を検出する第１初期位置検出手段と、前記第１レンズ群が前記第１初期位置から移動した移動距離を検出する第１移動距離検出手段と、所望のズーム倍率の場合の前記第２初期位置に対する第２レンズ群の位置を記憶する位置記憶手段と、前記固定鏡筒に対して光軸方向に進退自在に配置した第２レンズ群と、前記第２レンズ群を保持する第２保持枠と、前記第２保持枠を駆動制御する第２駆動制御手段と、前記第２保持枠の光軸像面側に設けた第２初期位置を検出する第２初期位置検出手段とを備え、前記所望のズーム倍率の場合の第２レンズ群の位置への前記第２レンズ群の移動開始タイミングを前記第１レンズ群が前記第１初期位置から移動した移動距離により決定する第２レンズ移動開始制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の沈胴式レンズ鏡筒を用いた光学機器は、撮像素子を固定した固定鏡筒に対して第１レンズ群を光軸方向に進退自在に配置し、この第１レンズ群を撮影時には光軸物体側に移動させ、非撮影時には光軸像面側に移動させて使用する沈胴式レンズ鏡筒を備えた光学機器であって、前記第１レンズ群を保持する第１保持枠と、前記第１保持枠を駆動制御する第１駆動制御手段と、前記第１保持枠の光軸像面側の非撮影位置に設けた第１初期位置を検出する第１初期位置検出手段と、前記第１レンズ群が前記第１初期位置から移動した移動距離を検出する第１移動距離検出手段と、所望のズーム倍率の場合の前記第２初期位置に対する第２レンズ群の位置を記憶する位置記憶手段と、前記固定鏡筒に対して光軸方向に進退自在に配置した第２レンズ群と、前記第２レンズ群を保持する第２保持枠と、前記第２保持枠を駆動制御する第２駆動制御手段と、前記第２保持枠の光軸像面側に設けた第２初期位置を検出する第２初期位置検出手段とを備え、前記所望のズーム倍率の場合の第２レンズ群の位置への前記第２レンズ群の移動開始タイミングを前記記憶した所望のズーム倍率の場合の第２レンズ群の位置と、前記第１レンズ群が前記第１初期位置から移動した移動距離により決定する第２レンズ移動開始制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
これにより、本発明の沈胴式レンズ鏡筒は、
（ａ）第１駆動制御手段および第２駆動制御手段は独立しているため、同時に駆動させることが容易であり、第１保持枠および第２保持枠の繰り出し時間を短縮することができる。
（ｂ）第１駆動制御手段は第１レンズ群を保持する第１保持枠のみを、第２駆動制御手段は第２レンズ群を保持する第２保持枠のみを移動させれば良いため、第１駆動制御手段あるいは第２駆動制御手段にかかる負荷が小さくて済み、繰り出し速度を上げることができる。
（ｃ）第１初期位置検出手段および第２初期位置検出手段を光軸像面側に設けたことにより、第１駆動制御手段が第１保持枠を、第２駆動制御手段が第２保持枠を光軸物体側へ移動させる場合、マイクロコンピュータは第１駆動制御手段および第２駆動制御手段に対し、それぞれ第１初期位置あるいは第２初期位置から目標位置である撮影位置への移動量を指令し、第１保持枠および第２保持枠が移動している際には、マイクロコンピュータは移動量をカウントするだけで良いため、マイクロコンピュータへの割り込みによる負荷を軽減することができる。
【００１７】
さらに、第１保持枠および第２保持枠をそれぞれの目標位置にて停止させる際、目標位置に対し、予め設定した制動距離だけ手前で停止命令することができ、第１保持枠あるいは第２保持枠の停止位置精度を向上することができる。
【００１８】
さらに、第１保持枠および第２保持枠の繰り出し速度と制動距離との関係が既知であれば、目標位置で停止できる範囲内で、最大の移動速度で第１保持枠および第２保持枠を移動させることができる。
【００１９】
さらに本発明の光学機器は、第２レンズ群は変倍レンズ系であって、撮影開始する際の撮影倍率の初期値を選択する初期撮影倍率選択手段を備え、第１駆動制御手段が第１保持枠を第１初期位置から撮影位置に移動させている間に、初期撮影倍率選択手段により選択された初期値に基づき、第２駆動制御手段が第２保持枠を第２初期位置から光軸上所定位置に移動開始させることにより、第２保持枠は最小移動量で設定した撮影倍率位置に移動でき、さらに、第１保持枠の繰り出し開始から第２レンズ群の設定した撮影倍率位置への到達までの所要時間を短縮することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、第１の実施の形態について、図１〜図１５を用いて説明する。図１は本実施の形態における光学機器のハードウェア構成図、図２は第１レンズ群駆動制御部のハードウェア構成図、図３は第２レンズ群駆動制御部のハードウェア構成図である。図４は撮影時のレンズ鏡筒要部断面図、図５は非撮影時のレンズ鏡筒要部断面図である。図６は撮影時のレンズ鏡筒の第１の向きから見た外観図、図７は同じく第２の向きから見た外観図、図８は同じく第３の向きから見た外観図である。図９は第２レンズ群Ｌ２および第２保持枠３２の物体側から見た正面図である。
【００２１】
図１０は各レンズ群の配置図、図１１は第１レンズ群および第２レンズ群の繰り出し方法を示すフローチャート、図１２は第１レンズ群および第２レンズ群の移動開始に関する第１形態を示すタイミングチャート、図１３は第１レンズ群および第２レンズ群の停止動作を示すタイミングチャート、図１４は第１レンズ群および第２レンズ群の移動開始に関する第２形態を示すタイミングチャート、図１５は第１レンズ群および第２レンズ群の移動開始に関する第３形態を示すタイミングチャートである。
【００２２】
図１において、撮像光学系１は、４つのレンズ群Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４からなる撮像光学系であり、Ｌ１は撮影時に固定の第１レンズ群、Ｌ２は変倍用の第２レンズ群、Ｌ３は撮影時に少なくとも光軸方向に固定の第３レンズ群、Ｌ４は変倍に伴う像面変動を補正する際、及びフォーカスの際に光軸方向に移動する第４レンズ群である。
【００２３】
３は固定筒であり、カメラ本体（不図示）に固定されている。固定筒３はカメラ本体の中に入り込む構成であってもよいし、固定筒３の第１レンズ群Ｌ１側の一部がカメラ本体の外に突き出る構成であってもよい。この固定筒３は、図４に示すようにマスターフランジ３８およびカム枠３５で構成されている。前玉枠（第１保持枠）２は第１レンズ群Ｌ１を保持しており、マイクロコンピュータ１５の命令に基づき、Ｌ１駆動制御手段１６により、固定筒３に対し、繰り出し自在に移動される。
【００２４】
４は第１レンズ群Ｌ１が非撮影時における繰込み位置にあるか否かを検出するＬ１繰込みスイッチである。図８に示す通り、Ｌ１繰込みスイッチ４は固定筒３に固定されたフォトセンサであり、前玉枠２の繰込み動作に伴い、前玉枠２に対し光軸中心に回転可能に保持された駆動枠３１に設けられた第１遮蔽部３１ａが、Ｌ１繰込みスイッチ４の発光部／受光部間を遮蔽することにより、前玉枠２の繰込み位置への到達を検出する。
【００２５】
ここで、Ｌ１繰込みスイッチ４が遮蔽された状態（検出信号はＬＯＷ）である場合、前玉枠２は繰込み位置にある。逆に、Ｌ１繰込みスイッチ４が遮蔽されていない状態（検出信号はＨＩＧＨ）である場合、前玉枠２は繰込み位置よりも繰出し側に位置している。Ｌ１繰込みスイッチ４により検出された信号は、Ｌ１繰込み検出手段１７により、マイクロコンピュータ１５へ伝達される。また、前玉枠２の繰出し動作の際には、この繰込み位置を第１レンズ群Ｌ１の初期位置、すなわち第１初期位置として繰出し量を駆動制御する。
【００２６】
第２レンズ群Ｌ２は、第２保持枠３２に保持されており、第２保持枠３２は、マイクロコンピュータ１５の命令に基づき、Ｌ２駆動制御手段１８により、固定筒３に対し、繰り出し自在に移動される。５は第２レンズ群Ｌ２の繰込み位置を検出するＬ２繰込みスイッチである。図８に示す通り、Ｌ２繰込みスイッチ５もＬ１繰込みスイッチ４と同様、固定筒３に固定されたフォトセンサであり、第２レンズ群Ｌ２の繰込み動作に伴い、第２保持枠３２に設けられた第２遮蔽部３２ａが、Ｌ２繰込みスイッチ５の発光部／受光部間を遮蔽することにより、第２レンズ群Ｌ２の繰込み位置への到達を検出する。ここで、Ｌ２繰込みスイッチ５が遮蔽された状態（検出信号はＬＯＷ）である場合、第２レンズ群Ｌ２は繰込み位置にある。逆に、Ｌ２繰込みスイッチ５が遮蔽されていない状態（検出信号はＨＩＧＨ）である場合、第２レンズ群Ｌ２は繰込み位置よりも繰出し側に位置している。
【００２７】
Ｌ２繰込みスイッチ５により検出された信号は、Ｌ２繰込み検出手段１９により、マイクロコンピュータ１５へ伝達される。また、第２レンズ群Ｌ２の繰出し動作の際には、この繰込み位置を第２レンズ群Ｌ２の初期位置、すなわち第２初期位置として繰出し量を駆動制御する。７は固体撮像素子（ＣＣＤ）であり、撮像光学系１を介して入射する映像を電気信号に変換する撮像素子である。
【００２８】
図２に示すように、固定筒３を構成するマスターフランジ３８には沈胴モータ８が設けられている。沈胴モータ８はＤＣモータであり、Ｌ１駆動制御手段１６により駆動された沈胴モータ８の回転力が、ギアユニット３４を介して駆動ギア８ａに伝達され、さらに前玉枠２に係合爪３１ｄにより係合させることにより光軸中心に回転可能に保持された駆動枠３１に設けられたギア部（内歯車）３１ｂに伝達されることにより駆動枠３１は回転する。ここでカム枠３５の表面にはカム溝３５ａが設けられており、駆動枠３１にはカム溝３５ａに係合するカムピン３１ｃを設けているため、駆動枠３１はカム溝３５ａに沿って光軸中心に回転しながら繰り出し／繰り込み方向に移動する。
【００２９】
一方、前玉枠２には２本のガイドポール３６が圧入されている。ガイドポール３６は固定筒３に固定された第３レンズ群Ｌ３を保持する第３保持枠３３に設けたガイド穴によりガイドされながら摺動するため、前玉枠２は駆動枠３１の移動に伴い、光軸方向に回転することなく、繰り出し／繰り込み方向に直進移動することができる。さらに、前玉枠２の光軸の偏心発生を抑えている。沈胴モータ８への印加電圧は、プラス（＋）であれば前玉枠２を繰出し方向に、マイナス（−）であれば繰込み方向に駆動する。ギアユニット３４にはフォトセンサ（以下、沈胴フォトセンサと呼ぶ。）３７が設けられている。一方、沈胴モータ８のシャフトにはギアユニット３４の初段ギアとしてウォームギア（不図示）を圧入している。
【００３０】
このウォームギアにはウォームギアの回転軸中心に１２０°間隔に３枚の遮蔽羽根を設けており、沈胴モータ８の回転に伴い、遮蔽羽根は沈胴フォトセンサ３７の発光部／受光部間を遮蔽するため、沈胴モータ８の回転数を検出することができる。遮蔽羽根は３枚あるため、沈胴フォトセンサ３７により沈胴モータ８の１回転当たり３パルス検出することができる。この検出信号は、Ｌ１駆動回転検出手段２１により、マイクロコンピュータ１５に伝達される。
【００３１】
次に図３に示すように、固定筒３にはズームモータ９が設けられている。図４に示す通り、ズームモータ９はステッピングモータであり、Ｌ２駆動制御手段１８によりズームモータ９が駆動され、ズームモータ９に設けられたリードスクリュー９ａにより、第２保持枠３２に連結させた歯合片３２ｂを介して、第２レンズ群Ｌ２を保持する第２保持枠３２を繰り出し／繰り込み自在に移動させる。ここで第２保持枠３２は、前玉枠２が固定筒３によりガイドされている２本のガイドポール３６によりガイドされており、第２レンズ群Ｌ２は第１レンズ群Ｌ１に対し、光軸の偏心のない構成を採っている。ズームモータ９には繰出し方向に回転するパルスを印加すれば、Ｌ２レンズ群Ｌ２を印加パルス数だけ繰出し方向に、繰込み方向に回転するパルスを印加すれば、印加パルス数だけ繰込み方向に直進移動させる。また、本実施形態ではズームモータ９は回転パルスをカウントするエンコーダを備えていないため、Ｌ２繰込みスイッチ５で検出される第２レンズ群Ｌ２の繰込み位置を基準にして、ズームモータ９の駆動制御を行っている。
【００３２】
次に図１０において、図１０（ａ）は非撮影時に第１レンズ群が繰り込み位置にある場合、図１０（ｂ）は撮影時でワイド（広角）端にある場合、図１０（ｃ）は撮影時でテレ（望遠）端にある場合の各レンズ群の位置関係を示す。第１レンズ群Ｌ１は、繰込み状態と撮影状態（ワイド端／テレ端）との位置の差Ｄ１の範囲内で移動し、第２レンズ群Ｌ２は、撮影状態でのワイド端／テレ端の位置の差Ｄ２の範囲内で移動する。
【００３３】
ここで、カメラは非撮影時にはできるだけ小さい方が持ち運び、収納に便利であるため、第１レンズ群Ｌ１の繰込み位置は、第２レンズ群Ｌ２のワイド端位置よりもＤ１２だけ繰込み側に入り込む構成としている。第１レンズ群Ｌ１の撮影状態からＤ１だけ繰り込んだ位置が第１レンズ群Ｌ１の初期位置であり、第２レンズ群Ｌ２のテレ位置、すなわちワイド位置からＤ２だけ繰り込んだ位置が第２レンズ群Ｌ２の初期位置である。
【００３４】
以上のように構成された本実施の形態の光学機器に関し、以下、その動作を説明する。図１１において、まず撮影者は、カメラ本体に設けた撮影準備スイッチをＯＮにする（Ｓ１）。この撮影準備スイッチは、カメラの電源スイッチを兼ねている。撮影準備スイッチがＯＮ状態になると、Ｌ２繰込みスイッチ５は、第２レンズ群Ｌ２の位置を検出する（Ｓ２）。Ｌ２繰込み検出手段１９は、Ｌ２繰込みスイッチ５により検出された第２レンズ群Ｌ２の位置が繰込み位置（テレ端）にあるか否かを判断する（Ｓ３）。第２レンズ群Ｌ２が繰込み位置にない（Ｎ）と判断した場合、マイクロコンピュータ１５はＬ２駆動制御手段１８を介し、ズームモータ９で、第２レンズ群Ｌ２を繰込み位置に移動させる（Ｓ４）。逆に第２レンズ群Ｌ２が繰込み位置にある（Ｙ）と判断した場合、Ｌ１繰込みスイッチ４は、第１レンズ群Ｌ１の位置を検出する（Ｓ５）。
【００３５】
Ｌ１繰込み検出手段１７は、Ｌ１繰込みスイッチ４により検出された第１レンズ群Ｌ１の位置が繰込み位置にあるか否かを判断する（Ｓ６）。第１レンズ群Ｌ１が繰込み位置にない（Ｎ）と判断した場合、マイクロコンピュータ１５はＬ１駆動制御手段１６を介し、沈胴モータ８で、第１レンズ群Ｌ１を保持する前玉枠２を繰込み位置に移動させる（Ｓ７）。逆に第１レンズ群Ｌ１が繰込み位置にある（Ｙ）と判断した場合、第１レンズ群Ｌ１の繰出しを開始し（Ｓ８）、沈胴モータ８の回転に伴い沈胴フォトセンサ３７から出力されるパルスをカウントする（Ｓ９）。
【００３６】
ここでパルス数は、繰込み位置を基準としてカウントする。繰込み位置から繰出し位置（撮影位置）までの所要パルス数は、あらかじめＬ１駆動制御手段１６に設定されている。そして、第１レンズ群Ｌ１を繰り出している最中に、マイクロコンピュータ１５はカウントしたパルス数により次に出す命令を判断する（Ｓ１０）。
【００３７】
第２レンズ群Ｌ２が第１レンズ群Ｌ１に追突するのを防止するため、第１レンズ群Ｌ１の位置がズームモータ９により移動する第２レンズ群Ｌ２の移動速度では追いつかない位置に達していない（パルス数が第１設定値未満）場合、ズームモータ９は停止状態を保持する。
【００３８】
ここで、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２とが衝突しないための判断方法のいくつかを説明する。
【００３９】
第１の判断方法は、第１レンズ群Ｌ１が第２レンズ群Ｌ２のワイド位置よりも前に出るときのパルス数を第１設定値とする方法である。図１０で言えば、ｄ１を第１レンズ群Ｌ１のレンズ移動方向における厚みとするとき、第１レンズ群の移動量が（Ｄ１２＋ｄ１）となるときのパルス数を第１設定値とするのである。
【００４０】
第２の判断方法は、第１レンズ群Ｌ１の移動速度をＶ１、第２レンズ群Ｌ２の移動速度をＶ２としたときにＶ１≧Ｖ２の場合に有効な方法で、第１レンズ群Ｌ１が繰出し開始するとき、すなわち、駆動枠のカムピンがカム溝の斜め部（繰出し用のカム溝部）に達するパルス数を第１設定値とする方法である。
【００４１】
第３の判断方法は、Ｖ１＜Ｖ２の場合に有効な方法で、この場合、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２を同時に動かした場合、第２レンズ群Ｌ２が第１レンズ群Ｌ１に追いついてしまう場合がある。それを回避するため、第３の判断方法では、第２レンズ群Ｌ２を移動開始するタイミングを第１レンズ群Ｌ１より遅らせる。すなわち、第１レンズ群Ｌ１が繰出し開始後、ｔ１経過後に第２レンズ群Ｌ２がワイド位置に向かって繰出し開始する場合、第２レンズ群Ｌ２の移動時間ｔに対して、Ｖ１×ｔ１＋Ｖ１×ｔ＞Ｄ１２＋ｄ１、かつ、Ｖ２×ｔ＜Ｄ２の上記２式を満足すれば追突しない（ただし、０≦ｔ≦Ｄ２／Ｖ２）。そこで、上式の関係を満足する（Ｖ１×ｔ１）となるパルス数を第１設定値を設定するのが第３の判断方法である。また、第２レンズ群Ｌ２の目的位置がワイドではない場合、上式でＤ２とした値の代わりに別のＤ２より小さい値が入り、もし、テレ位置に向かって移動を開始するならば、Ｄ２には０が入る。
【００４２】
第１レンズ群Ｌ１の位置が、ズームモータ９により移動する第２レンズ群Ｌ２の移動速度では追いつかない位置に達した（パルス数が第１設定値）場合、ズームモータ９は第２レンズ群を繰出し位置（ワイド端）へ移動させる（Ｓ１１）。そしてパルス数が第１レンズ群Ｌ１の撮影位置を表す値（第２設定値）に達した場合、沈胴モータ８を停止させる（Ｓ１２）。
【００４３】
以上のように説明した本実施形態の光学機器の動作に関し、以下、詳細に動作タイミングを説明する。
【００４４】
図１２〜図１５は、それぞれ、沈胴モータ８への印加電圧、沈胴フォトセンサ３７の出力、Ｌ１繰込みスイッチ４の出力、ズームモータ９への印加パルス、Ｌ２繰込みスイッチ５の出力のタイミングチャートを表す。
【００４５】
図１２において、図１１の処理Ｓ２で、Ｌ２繰込みスイッチにより第２レンズ群Ｌ２の位置が検出された場合（Ｔ２）、検出信号はＬＯＷであるため、処理Ｓ３において、第２レンズ群Ｌ２は繰込み位置にあると判断される。次に、処理Ｓ５で、Ｌ１繰込みスイッチ４により前玉枠２の位置が検出された時（Ｔ５）、検出信号はＬＯＷであるため、処理Ｓ６において、前玉枠２は繰込み位置にあると判断し、沈胴モータ８に＋３Ｖの電圧を印加し、前玉枠２を繰出し方向に移動開始させる（Ｔ８）。
【００４６】
沈胴モータの回転に伴い、沈胴フォトセンサ３７にはパルス波形が出力され始め、さらにＬ１繰込みスイッチ４の出力信号が、ＬＯＷからＨＩＧＨに切り替わる（Ｔ８）。このとき、前玉枠２は繰込み位置から繰出し方向に移動したことを示し、このタイミングＴ８の時から、処理Ｓ１０に示すようにパルス数をカウントする。そしてカウントしたパルス数が第１設定値に達した時（Ｔ１１ａ）、ズームモータ９に繰出し方向に回転するパルスを印加し、第２レンズ群Ｌ２を繰出し（ワイド）方向へ移動開始させる。その後、Ｌ２繰込みスイッチ５の出力信号が、ＬＯＷからＨＩＧＨに切り替わる（Ｔ１１ｃ）ことにより、第２レンズ群Ｌ２が繰出し方向に移動したことを検出する。
【００４７】
図１１の処理Ｓ９で沈胴フォトセンサ３７の出力パルス数をカウントし、処理Ｓ１０で、前玉枠２が撮影位置に達したと判断した場合、沈胴モータ８への印加電圧を０Ｖにし、沈胴モータ８を停止させる（図１３（Ｔ１２））。これに伴い、沈胴フォトセンサ３７にはパルスが検出されなくなる。その後、ズームモータ９により第２レンズ群Ｌ２がワイド端に到達し停止する。ここで、前玉枠２と第２レンズ群Ｌ２の撮影位置への移動が完了する。
【００４８】
次に、図１４には図１２とは異なる第２の動作タイミング例を示す。図１１の処理Ｓ２で、Ｌ２繰込みスイッチ５により第２レンズ群Ｌ２の位置が検出された時（Ｔ２）、検出信号はＨＩＧＨであるため、処理Ｓ３において、第２レンズ群Ｌ２は繰込み位置より繰り出し側にあると判断される。
【００４９】
そこで、処理４によりズームモータ９に繰込み方向に回転するパルスを印加し、第２レンズ群Ｌ２を繰込み位置に移動させる（Ｔ４）。その後、Ｌ２繰込みスイッチ５による検出信号がＨＩＧＨからＬＯＷに切り替わる（Ｔ４ａ）ことにより、第２レンズ群Ｌ２が繰込み位置に到着したことが分かり、ズームモータ９を停止させる。そして、タイミングＴ４ａにおいて、処理５によるＬ１繰込みスイッチ４の検出信号はＬＯＷであるため、処理Ｓ６により前玉枠２は繰込み位置にあると判断し、沈胴モータ８に＋３Ｖの電圧を印加し、前玉枠２を繰出し方向に移動開始させる（Ｔ８）。この後の処理および動作タイミングは図１２と同一である。
【００５０】
次に、図１５には図１２あるいは図１４とは異なる第３の動作タイミング例を示す。図１１の処理Ｓ２で、Ｌ２繰込みスイッチ５により第２レンズ群Ｌ２の位置が検出された時（Ｔ２）、検出信号はＨＩＧＨであるため、処理Ｓ３において、第２レンズ群Ｌ２は繰込み位置より繰り出し側にあると判断される。そこで、処理４によりズームモータ９に繰込み方向に回転するパルスを印加し、第２レンズ群Ｌ２を繰込み位置に移動させる（Ｔ４）。
【００５１】
その後、Ｌ２繰込みスイッチ５による検出信号がＨＩＧＨからＬＯＷに切り替わる（Ｔ４ａ）ことにより、第２レンズ群Ｌ２が繰込み位置に到着したことが分かり、ズームモータ９を停止させる。そして、タイミングＴ４ａにおいて、処理５によるＬ１繰込みスイッチ４の検出信号はＨＩＧＨであるため、処理Ｓ６により前玉枠２は繰込み位置より繰出し側にあると判断し、処理Ｓ７で、沈胴モータ８に−３Ｖの電圧を印加し、前玉枠２を繰込み方向に移動させる（Ｔ７）。そして、タイミングＴ７ａにおいて、Ｌ１繰込みスイッチ４の検出信号はＨＩＧＨからＬＯＷに切り替わり、前玉枠２が繰込み位置に到着したことが分かり、沈胴モータ８への印加電圧を−３Ｖから＋３Ｖに切り替え、沈胴モータ８の回転を逆転させ、前玉枠２を繰出し方向に移動させる（Ｔ８）。その後の処理およびタイミングは図１４の第２形態と同一である。
【００５２】
以上のように、本実施形態によれば、沈胴モータ８とズームモータ９を同時に駆動させることが容易であり、図２０で示した従来技術より第１レンズ群Ｌ１および第２レンズ群Ｌ２の繰出し時間を短縮し、撮影開始時間を短縮することができる。
【００５３】
さらに沈胴モータ８は前玉枠２の、またズームモータ９は第２レンズ群Ｌ２の負荷のみで済むため、負荷が軽く、沈胴モータ８およびズームモータ９を図２０で示した従来技術より高速に駆動することができる。
【００５４】
さらに、第１レンズ群Ｌ１および第２レンズ群Ｌ２の初期位置をそれぞれ繰込み位置に設けたことにより、第１レンズ群Ｌ１および第２レンズ群Ｌ２の繰り出し時には、マイクロコンピュータ１５は、沈胴モータ８の回転に伴う沈胴フォトセンサ３７のパルスおよびズームモータ９に印加するパルスをカウントするだけで良いため、マイクロコンピュータ１５への割り込みによる負荷を軽減することができる。
【００５５】
さらに、沈胴モータ８を停止させる際、制動距離を見越して手前で停止命令することができるため、第１レンズ群Ｌ１の停止精度を向上することができる。ズームモータ９は、元々、印加パルス分だけしか回転しないため、停止位置精度は高い。
【００５６】
さらに、沈胴モータ８の繰り出し速度と制動距離との関係が分かっていれば、目標位置で停止できる範囲内で、最大の移動速度で前玉枠２を移動させることができる。
【００５７】
なお本実施の形態において、沈胴モータ８はＤＣモータとしたが、ステッピングモータ等、他の形態の駆動手段であっても良い。また、沈胴モータ８がステッピングモータである場合、ＤＣモータにおける沈胴フォトセンサ３７と同じ役割を果たすエンコーダがなくても前玉枠２を移動させることは可能であるが、エンコーダがある方が、第２レンズ群Ｌ２が第１レンズ群Ｌ１への追突をより確実に回避することができる。
【００５８】
また、本実施形態において、沈胴フォトセンサ３７は１つである説明をしたが、図１６（本発明の本実施の形態における、沈胴フォトセンサの別の実施形態におけるレンズ鏡筒の外観図）に示すように、沈胴モータ８のシャフトを中心に１５０°回転させた位置に沈胴フォトセンサをさらに１個追加して設けた場合（沈胴フォトセンサ３７を新たに第１沈胴フォトセンサ３７ａ、追加した方を第２沈胴フォトセンサ３７ｂとする。）、図１７は沈胴フォトセンサの別の実施形態における検出パルス波形を示す図であるが、図１７（ａ）に示す前玉枠２を繰り出す方向に回転する場合と、図１７（ｂ）に示す前玉枠２を繰り込み方向に回転する場合では、第１沈胴フォトセンサ３７ａおよび第２沈胴フォトセンサ３７ｂの出力パルスの位相のずれ方が異なるため、沈胴モータ８への印加電圧をモニターすることなしに、正確に沈胴モータ８の回転方向を検出することができ、さらに沈胴フォトセンサが２個あることで、沈胴モータ８の回転数が大きすぎることによるカウントミスを減らすことができ、より正確に沈胴モータ８を駆動制御することができる。
【００５９】
また、本実施の形態では第２レンズ群Ｌ２はワイド端位置へ繰り出すとしたが、テレ端位置、あるいはワイド端位置とテレ端位置との間の任意の撮影倍率位置であっても本実施の形態に対し何ら追加することなく実施することができる。
【００６０】
また、第３レンズ群は撮影時に少なくとも光軸方向に固定されているとしたが、光軸と垂直な軸方向に移動することにより、手ぶれに伴う撮影画像の像ぶれを補正する像ぶれ補正装置であっても良い。
【００６１】
（第２の実施の形態）
以下、第２の実施の形態について、図１８と図１９を用いて説明する。図１８は本実施の形態における、光学機器のハードウェア構成図、図１９は第１レンズ群および第２レンズ群の繰り出し方法を示すフローチャートである。なお、これまで説明したものは同一の符号を付し、その説明は省略するが、必要に応じて図２、図３を用いて説明する。
【００６２】
本実施形態の第１の実施形態に対する相違点は、第１レンズ群および第２レンズ群繰り出し直後の撮影倍率を予め撮影者が設定することのできる初期撮影倍率選択手段を光学機器に備えていることである。
【００６３】
以上のように構成された本実施の形態の光学機器に関し、以下、その動作を説明する。図１９において、まず撮影者は、カメラ本体に設けた初期撮影倍率選択手段６１で、撮影開始時の撮影倍率を最広角位置（ワイド端）であるか、最望遠位置（テレ端）であるか設定する（Ｓ２１）。次に、カメラ本体に設けた撮影準備スイッチをＯＮにする（Ｓ２２）。この後、処理Ｓ２９までは、第１の実施形態と同一であるため説明は省略する。
【００６４】
処理Ｓ２９で前玉枠２が繰出し方向へ移動開始した後、繰込み位置を基準としてパルス数をカウントする（Ｓ３０）。繰込み位置から繰出し位置（撮影位置）までの所要パルス数は、あらかじめＬ１駆動制御手段１６に設定されている。そして、第１レンズ群Ｌ１を繰り出している最中に、マイクロコンピュータ１５はカウントしたパルス数により次に出す命令を判断する（Ｓ３１）。
【００６５】
第１レンズ群Ｌ１の位置が、ズームモータ９により移動する第２レンズ群Ｌ２の移動速度では追いつかない位置に達していない（パルス数が第１設定値未満）場合、ズームモータ９は停止状態を保持する。
【００６６】
第１レンズ群Ｌ１の位置が、ズームモータ９により移動する第２レンズ群Ｌ２の移動速度では追いつかない位置に達した（パルス数が第１設定値）場合、処理Ｓ２１で選択した初期撮影倍率により次の判断をする（Ｓ３２）。
【００６７】
処理Ｓ３２において、ワイド端が選択されたと判断された場合、第２レンズ群Ｌ２をワイド端位置へ移動させる（Ｓ３３）。逆に処理Ｓ３２において、テレ端が選択されたと判断された場合、第２レンズ群Ｌ２をテレ端へ移動させる（Ｓ３４）。その後、沈胴フォトセンサ３７の出力パルス数が第１レンズ群Ｌ１の撮影位置を表す値（第２設定値）に達した場合、沈胴モータ８を停止させる（Ｓ３５）。
【００６８】
以上のように、本実施形態によれば、沈胴モータ８とズームモータ９を同時に駆動させることが容易であり、撮影者の意図に応じて、第２レンズ群Ｌ２を初期撮影倍率位置に、短時間で移動させることができる。初期撮影倍率がワイド端位置と設定した場合は、第１の実施形態と同じ所要時間であり、テレ端位置とした場合は、第２レンズ群Ｌ２の繰込み位置がテレ端位置のため、さらに所要時間を短縮することができる。
【００６９】
なお本実施の形態において、初期撮影倍率選択手段６１で初期撮影倍率はワイド端とテレ端の２種類のみ選択可能であるとしたが、ワイド端およびテレ端以外の撮影倍率を選択可能であっても良い。ズームモータ９には繰込み位置基準で、繰り出し方向へのパルスを印加するのみであるため、追加手段なしに実現可能である。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光学機器によれば、第１レンズ群を駆動制御するＬ１駆動制御手段と、第２レンズ群を駆動制御するＬ２駆動制御手段とを同時に駆動することが容易であり、第１レンズ群および第２レンズ群の繰出し時間を短縮し、撮影開始時間を短縮することができる。
【００７１】
さらに、第１レンズ群および第２レンズ群の初期位置をそれぞれ繰込み位置に設けたことにより、第１レンズ群および第２レンズ群の繰り出し時には、マイクロコンピュータは、Ｌ１駆動制御手段およびＬ２駆動制御手段による回転移動量を検出し、カウントするだけで良いため、マイクロコンピュータへの割り込みによる負荷を軽減することができる。
【００７２】
さらに、Ｌ１駆動制御手段およびＬ２駆動制御手段を停止させる際、Ｌ１駆動制御手段および第２駆動制御手段の制動距離を見越して手前で停止命令することができるため、第１レンズ群および第２レンズ群の停止精度を向上することができる。
【００７３】
さらに、Ｌ１駆動制御手段およびＬ２駆動制御手段の繰り出し速度と制動距離との関係が分かっていれば、目標位置で停止できる範囲内で、最大の移動速度で第１レンズ群および第２レンズ群を移動させることができる。
【００７４】
さらに、撮影者の意図に応じて、第２レンズ群を初期撮影倍率位置に短時間で移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における、光学機器のハードウェア構成図
【図２】本発明の第１の実施の形態における、第１レンズ群駆動制御部のハードウェア構成図
【図３】本発明の第１の実施の形態における、第２レンズ群駆動制御部のハードウェア構成図
【図４】本発明の第１の実施の形態における、撮影時のレンズ鏡筒要部断面図
【図５】本発明の第１の実施の形態における、非撮影時のレンズ鏡筒要部断面図
【図６】本発明の第１の実施の形態における、撮影時のレンズ鏡筒の第１の向きから見た外観図
【図７】本発明の第１の実施の形態における、撮影時のレンズ鏡筒の第２の向きから見た外観図
【図８】本発明の第１の実施の形態における、撮影時のレンズ鏡筒の第３の向きから見た外観図
【図９】本発明の第１の実施の形態における、第２レンズ群および第２保持枠の物体側から見た正面図
【図１０】本発明の第１の実施の形態における、各レンズ群の配置図
【図１１】本発明の第１の実施の形態における、第１レンズ群および第２レンズ群の繰り出し方法を示すフローチャート
【図１２】本発明の第１の実施の形態における、第１レンズ群および第２レンズ群の移動開始に関する第１形態を示すタイミングチャート
【図１３】本発明の第１の実施の形態における、第１レンズ群および第２レンズ群の停止動作を示すタイミングチャート
【図１４】本発明の第１の実施の形態における、第１レンズ群および第２レンズ群の移動開始に関する第２形態を示すタイミングチャート
【図１５】本発明の第１の実施の形態における、第１レンズ群および第２レンズ群の移動開始に関する第３形態を示すタイミングチャート
【図１６】本発明の第１の実施の形態における、沈胴フォトセンサの別の実施形態におけるレンズ鏡筒の外観図
【図１７】本発明の第１の実施の形態における、沈胴フォトセンサの別の実施形態における検出パルス波形を示す図
【図１８】本発明の第２の実施の形態における、光学機器のハードウェア構成図
【図１９】本発明の第２の実施の形態における、第１レンズ群および第２レンズ群の繰り出し方法を示すフローチャート
【図２０】従来の沈胴式レンズ鏡筒における、非撮影時の要部断面図
【図２１】従来の沈胴式レンズ鏡筒における、第１レンズ群および第２レンズ群の繰り出し方法を示すフローチャート
【符号の説明】
１ 撮像光学系
２ 前玉枠
３ 固定筒
４ Ｌ１繰込みスイッチ
５ Ｌ２繰込みスイッチ
７ 固定撮像素子（ＣＣＤ）
８ 沈胴モータ
８ａ 駆動ギア
９ ズームモータ
１５ マイクロコンピュータ
１６ Ｌ１駆動制御手段
１７ Ｌ１繰込み検出手段
１８ Ｌ２駆動制御手段
１９ Ｌ２繰込み検出手段
２１ Ｌ１駆動回転検出手段
３１ 駆動枠
３１ａ 第１遮蔽部
３１ｂ ギア部（内歯車）
３１ｃ カムピン
３１ｄ 係合爪
３２ 第２保持枠
３２ａ 第２遮蔽部
３２ｂ 歯合片
３３ 第３保持枠
３４ ギアユニット
３５ カム枠
３５ａ カム溝
３６ ガイドポール
３７ 沈胴フォトセンサ
３８ マスターフランジ
６１ 初期撮影倍率選択手段
１２１ 固定筒
１２６ 駆動モータ
１２７ 第１保持枠
１２９ 第２保持枠
１３０ バー
１３１ バー
１３２ 駆動モータ
１３３ メスヘリコイド
１３４ 駆動モータ
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Claims (3)
- 撮像素子を固定した固定鏡筒に対して第１レンズ群を光軸方向に進退自在に配置し、この第１レンズ群を撮影時には光軸物体側に移動させ、非撮影時には光軸像面側に移動させて使用する沈胴式レンズ鏡筒の制御方法であって、
前記沈胴式レンズ鏡筒は、前記第１レンズ群を保持する第１保持枠と、前記第２レンズ群を保持する第２保持枠を有し、前記第１のレンズ群は前記第１保持枠の光軸像面側の非撮影位置に第１初期位置を有し、前記第２のレンズ群は前記第２保持枠の光軸像面側に第２初期位置を有し、
所定のズーム倍率の場合の第２レンズ群の位置が記憶され、
前記第１のレンズ群が前記第１初期位置にあることを検出し、かつ、前記第２レンズ群が前記第２初期位置にあることを検出した後、前記第２初期位置から前記所定のズーム倍率の場合の第２レンズ群の位置に前記第２レンズ群が移動を開始するタイミングを、前記第１初期位置から前記第１レンズ群が移動した距離により決定することを特徴とする沈胴式レンズ鏡筒の制御方法。 - 撮像素子を固定した固定鏡筒に対して第１レンズ群を光軸方向に進退自在に配置し、この第１レンズ群を撮影時には光軸物体側に移動させ、非撮影時には光軸像面側に移動させて使用する沈胴式レンズ鏡筒を備えた光学機器であって、
前記第１レンズ群を保持する第１保持枠と、前記第１保持枠を駆動制御する第１駆動制御手段と、前記第１保持枠の光軸像面側の非撮影位置に設けた第１初期位置を検出する第１初期位置検出手段と、前記第１レンズ群が前記第１初期位置から移動した移動距離を検出する第１移動距離検出手段と、所望のズーム倍率の場合の前記第２初期位置に対する第２レンズ群の位置を記憶する位置記憶手段と、
前記固定鏡筒に対して光軸方向に進退自在に配置した第２レンズ群と、前記第２レンズ群を保持する第２保持枠と、前記第２保持枠を駆動制御する第２駆動制御手段と、前記第２保持枠の光軸像面側に設けた第２初期位置を検出する第２初期位置検出手段とを備え、
前記第１レンズ群が前記第１初期位置から移動した移動距離により前記第２レンズ群の移動開始タイミングを決定する第２レンズ移動開始制御手段とを備えたことを特徴とする沈胴式レンズ鏡筒を用いた光学機器。 - 前記第２レンズ群は変倍レンズ系であって、撮影開始する際の撮影倍率の初期値を選択する初期撮影倍率選択手段を備え、前記第１駆動制御手段が前記第１保持枠を前記第１初期位置から前記撮影位置に移動させている間に、前記初期撮影倍率選択手段により選択された前記初期値に基づき、前記第２駆動制御手段が前記第２保持枠を前記第２初期位置から光軸上所定位置に移動開始させることを特徴とする請求項２記載の沈胴式レンズ鏡筒を用いた光学機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002323905A JP2004157380A (ja) | 2002-11-07 | 2002-11-07 | 沈胴式レンズ鏡筒の制御方法およびそれを用いた光学機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2002323905A JP2004157380A (ja) | 2002-11-07 | 2002-11-07 | 沈胴式レンズ鏡筒の制御方法およびそれを用いた光学機器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004157380A true JP2004157380A (ja) | 2004-06-03 |
Family
ID=32803653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002323905A Pending JP2004157380A (ja) | 2002-11-07 | 2002-11-07 | 沈胴式レンズ鏡筒の制御方法およびそれを用いた光学機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004157380A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006227399A (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Ricoh Co Ltd | 撮影レンズ駆動制御装置 |
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| CN109656081A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-04-19 | 嘉兴中润光学科技有限公司 | 闭环控制移动透镜组的镜头装置及其闭环控制方法 |
-
2002
- 2002-11-07 JP JP2002323905A patent/JP2004157380A/ja active Pending
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