JP2004252366A

JP2004252366A - レンズ装置、レンズ制御装置、デジタルカメラ

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Publication number: JP2004252366A
Application number: JP2003044919A
Authority: JP
Inventors: Koji Matsumoto; 浩司松本; Masanori Kishi; 政典岸; Tamotsu Koiwai; 保小岩井
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】撮影光学系内で最も対物側に配置されたＡＦ用レンズ群を、外力から効果的に保護することができるレンズ装置等を提供する。
【解決手段】撮影光学系の最も対物側に配置されたＡＦ用の１群レンズ１ＬＧと、この１群レンズ１ＬＧを光軸方向に移動可能に保持する１群枠２１と、この１群枠２１を内部で支持する移動枠１８を含み、対物側が鏡筒開放端ＫＴとなっていて、合焦範囲（Ｐ０〜Ｐ２）内に該１群レンズ１ＬＧがあるときには、該１群レンズ１ＬＧの全ての部分が上記鏡筒開放端ＫＴよりも結像側に位置するように構成され、かつ、コントラストＡＦを行う途上においては、該合焦範囲に加えて、該１群レンズ１ＬＧの少なくとも一部が上記鏡筒開放端ＫＴからさらに対物側に突出する余裕範囲（Ｐ２〜Ｐ３）にまで移動し得るように構成されたレンズ鏡筒１０と、を備えたレンズ装置。
【選択図】図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影光学系において最も対物側に配置されたＡＦ用レンズ群が、合焦位置を検出する途上においては、レンズ鏡筒の開放端から対物側に少なくとも一部突出し得るように構成されたレンズ装置、レンズ制御装置、デジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラや銀塩カメラを始めとした、被写体像を撮影するための種々の装置に適用される撮影光学系は、複数のレンズ群を有して構成されることが多い。このような撮影光学系の内で、フォーカス調整用のＡＦ用レンズ群を、最も対物側に配置した、いわゆる前玉フォーカスを採用した撮影光学系がある。
【０００３】
このような最も対物側のレンズ群（先頭レンズ群）をＡＦ用レンズ群とする撮影光学系としては、例えば、特開平８−３１３７８８号公報（特許文献１）に、少なくとも変倍動作時に光軸方向に沿った移動および光軸周りの回動を禁止される基準枠と、この基準枠の内周に嵌合し変倍動作時に該基準枠に対して光軸方向に沿って移動される第１鏡枠と、この第１鏡枠の内周に嵌合し変倍動作時に上記基準枠に対して光軸周りに回動されながら上記第１鏡枠と共に光軸方向に沿って移動される第２鏡枠と、変倍動作時に上記第１および第２鏡枠の相対回動によって光軸方向に進退される第３鏡枠と、を備えたレンズ鏡筒が記載されている。このような構成により、鏡枠収納時の全長を短くすることを可能とし、しかも、カム設計の自由度が高く、鏡枠の精度も良好なズームレンズ鏡筒となっている。
【０００４】
一方、複数のレンズ群を有して構成される撮影光学系の内でも、フォーカス調整用のＡＦ用レンズ群を内部に配置した、いわゆるリアフォーカスを採用した撮影光学系もある。
【０００５】
このような撮影光学系としては、例えば、特開２００１−３４３５７７号公報（特許文献２）に、駆動源を備えた駆動ユニットによって駆動される板カムにより光学系を構成する複数の移動要素群を光軸方向に駆動する光学機器であって、上記板カムは、上記駆動ユニットが第１の作動領域で作動するときに回動して上記複数の移動要素群を駆動し、上記駆動ユニットが上記第１の作動領域に連続する第２の作動領域で作動するときに光軸方向に移動して上記複数の移動要素群を駆動する光学機器が記載されている。このような構成により、簡単なカム機構で移動要素群の使用領域での駆動および収納駆動を可能とするとともに、前玉に外力等が加わった場合でもラックずれを防止することができ、外力解除後には合焦状態を確保することができるコンパクトな光学機器としている。この特許文献２に記載の技術は、具体的には、リアフォーカスレンズを駆動して、コントラストＡＦを行うデジタルカメラに適用されたものとなっている。
【０００６】
上記コントラストＡＦは、デジタルカメラやビデオムービーで一般的に用いられている周知のものであり、いわゆる山登りＡＦである。このコントラストＡＦは、焦点位置を少しずつ変更しながら映像信号を取得して、取得した映像信号からコントラストを検出し、複数の焦点位置におけるコントラストを比較することによりコントラストのピークを検出して、検出したピーク位置を合焦位置と判断するものとなっている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−３１３７８８号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開２００１−３４３５７７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平８−３１３７８８号公報に記載された技術は、被写体位置に応じて前玉（最も対物側のレンズ群であり、ＡＦ用レンズ群となっている）が進退するものとなっているが、該公報には前玉を保護するための技術に付いて特段の記載はなされていない。しかし、こうした前玉フォーカスを実現するためには、前玉が外力によって損傷したり破損したりすることのないように保護をする必要がある。
【００１０】
このときに、レンズ鏡筒を大型で頑丈なものにして対処しようとすると、体積や重量が増加して小型化軽量化に反するだけでなく、レンズの移動速度が低下し駆動電流が増加することになるために、ＡＦ速度の低下やバッテリ等による使用時間の短縮を招いてしまう。
【００１１】
また、先頭のＡＦ用レンズ群が該レンズ鏡筒から突出しないように、レンズ鏡筒を十分に長くして保護する構成を採用しようとする場合に、上述したような山登りＡＦを採用するカメラ等では、必要となるレンズ鏡筒の長さがかなり長くなってしまう。つまり、上記山登りＡＦは、より詳しくは、被写体距離に直接対応した移動可能範囲（合焦範囲）以外に、その両端側（合焦範囲を越える近距離側、および合焦範囲を越える遠距離側）に山登り検出用の余裕分が必要であり、先頭のＡＦ用レンズ群に必要とされる全移動範囲はかなり長いものとなっている。従って、山登りＡＦを行うカメラに適用されるレンズ鏡筒は、光軸方向に長くせざるを得ず、薄型化が要求されるカメラに適用することが困難となる。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、撮影光学系内で最も対物側に配置されたＡＦ用レンズ群を、外力から効果的に保護することができるレンズ装置、レンズ制御装置、デジタルカメラを提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第１の発明によるレンズ装置は、焦点調節時には他のレンズ群とは独立して移動されるＡＦ用レンズ群を最も対物側に配置して構成される撮影光学系と、上記撮影光学系を内部に保持するものであり対物側が鏡筒開放端となっていて被写体像が所定の結像面に合焦して結像され得るＡＦ用レンズ群の移動可能範囲である合焦範囲内に該ＡＦ用レンズ群があるときには該ＡＦ用レンズ群の全ての部分が上記鏡筒開放端よりも結像側に位置するように構成されかつ該合焦範囲内における合焦位置を検出する途上においては該合焦範囲に加えて該ＡＦ用レンズ群の少なくとも一部が上記鏡筒開放端からさらに対物側に突出する余裕範囲にまで移動し得るように構成されたレンズ鏡筒と、を具備したものである。
【００１４】
また、第２の発明によるレンズ制御装置は、上記第１の発明によるレンズ装置と、上記ＡＦ用レンズ群を移動させることにより上記撮影光学系の焦点位置を変更するためのＡＦ駆動手段と、上記所定の結像面に配設され上記撮影光学系により結像される被写体像を光電変換して映像信号を出力する撮像素子と、この撮像素子から出力される映像信号に基づいて被写体像のコントラストを検出するコントラスト検出手段と、上記ＡＦ駆動手段を制御して上記ＡＦ用レンズ群を駆動させながら上記コントラスト検出手段により検出されたコントラストに基づいて合焦位置を検出し検出した合焦位置へ上記ＡＦ用レンズ群を移動させるように制御するものであり該合焦位置を検出する途上においては上記ＡＦ用レンズ群が上記合焦範囲および上記余裕範囲へ移動するのを許容し合焦位置を検出した後にＡＦ用レンズ群を該合焦位置へ移動させる際には上記合焦範囲への移動のみを許容して上記余裕範囲への移動を禁止する制御手段と、を具備したものである。
【００１５】
さらに、第３の発明によるレンズ制御装置は、上記第２の発明によるレンズ制御装置において、上記余裕範囲が、合焦範囲における最至近位置よりもさらに近距離側の被写体に合焦させるように上記ＡＦ用レンズ群を移動させる位置範囲である。
【００１６】
第４の発明によるレンズ制御装置は、上記第３の発明によるレンズ制御装置において、上記撮影光学系が変倍光学系として構成されたものであり、該撮影光学系が少なくともワイド位置にあるときには、合焦位置を検出する途上において、上記ＡＦ用レンズ群が上記余裕範囲に位置する可能性があるものである。
【００１７】
第５の発明によるデジタルカメラは、上記第２、第３、または第４の発明によるレンズ制御装置を具備したものである。
【００１８】
第６の発明によるデジタルカメラは、上記第５の発明によるデジタルカメラにおいて、デジタルカメラを使用しないときには、上記鏡筒開放端の近傍を横断することにより上記レンズ鏡筒を外部に対して遮蔽し保護する遮蔽位置をとり、デジタルカメラを使用するときには上記撮影光学系による結像を妨げることのないように該遮蔽位置から退避するように構成されたレンズバリアをさらに具備したものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１から図１１は本発明の一実施形態を示したものであり、図１はバリア閉状態にあるデジタルカメラの外観を前方から示す斜視図、図２はバリア開状態にあるデジタルカメラの外観を前方から示す斜視図である。
【００２０】
この実施形態は、以下で説明するように、レンズ鏡筒内に撮影光学系を保持して構成されるレンズ装置をデジタルカメラに適用して、該レンズ装置をコントラストＡＦする際にレンズ制御装置により制御するものとなっている。
【００２１】
なお、図面および以下の説明においては、撮影光学系である撮影レンズ系１１（図２等参照）の光軸Ｏに沿う被写体側（対物側）方向をＺ方向（Ｚの正方向）とし、このＺ方向に垂直な面内における水平方向（Ｚの負方向（結像側方向）を見たときの水平右方向）をＸ方向（Ｘの正方向）、Ｚ方向に垂直な面内における上方向をＹ方向（Ｙの正方向）とそれぞれしている。
【００２２】
このデジタルカメラ１は、図１、図２に示すように、前面側を覆う前カバー２と、背面側を覆う後カバー４と、これら前カバー２と後カバー４との間となる側面を覆う中カバー３と、を組み合わせることにより外装体の主要部分を構成している。
【００２３】
上記前カバー２には、Ｘ方向に沿ったスライド溝２ａが形成されており、このスライド溝２ａにレンズバリア５が摺動可能に係合している。これにより、レンズバリア５は、図１に示す遮蔽位置と図２に開放位置とをスライドして移行することができるようになっている。
【００２４】
このデジタルカメラ１の上面の、例えば該デジタルカメラ１を把持する右手の人差指で操作可能な上記中カバー３の位置には、撮影を指示入力するためのレリーズボタン６が配置されている。
【００２５】
また、該デジタルカメラ１の背面上部には、撮影者が被写体を確認して構図等を決定する際に用いる光学ファインダの接眼窓７が配置されている。
【００２６】
一方、図２に示すように、上記レンズバリア５を開放位置に移動させると、遮蔽位置では該レンズバリア５に遮蔽されていた前面部２ｂに、光学ファインダの対物窓８、ストロボ発光窓９、レンズ鏡筒１０、がそれぞれ露呈するようになっている。
【００２７】
上記レンズ鏡筒１０は、内部に撮影レンズ系１１を保持するものであって、該撮影レンズ系１１を保持した状態においてレンズ装置を構成しており、鏡筒保持枠１２を介してカメラ本体側に固定し支持されている。このレンズ鏡筒１０は、レンズバリア５が開放位置となって撮影可能状態に移行すると、図２の２点差線で示すように、前面部２ｂからＺ方向に繰り出すようになっている。一方、レンズバリア５が図１に示す撮影不可能な遮蔽位置になると、レンズ鏡筒１０は、該レンズバリア５と干渉しない位置まで沈胴するように構成されている（図３参照）。
【００２８】
次に、図３から図５を参照して、レンズ鏡筒１０の概略の構成について説明する。図３は沈胴時のレンズ鏡筒の状態を示す光軸に沿った断面図、図４はワイド時のレンズ鏡筒の状態を示す光軸に沿った断面図、図５はテレ時のレンズ鏡筒の状態を示す光軸に沿った断面図である。
【００２９】
このレンズ鏡筒１０は、後述する撮像素子３１（図８参照）を所定位置（撮影レンズ系１１による所定の結像面）に保持するためのＣＣＤホルダ１５と、このデジタルカメラ１の内部に上記鏡筒保持枠１２を介して固定し支持されるものであり上記ＣＣＤホルダ１５をＺの負方向の端面に固着する固定枠１６と、この固定枠１６の内周側に支持されていて光軸Ｏ周りに回動可能かつＺ方向（光軸Ｏ方向）に進退可能に設けられたカム枠１７と、このカム枠１７の内周側のＺの負方向側に支持されていて光軸Ｏ周りの回動は行わないがＺ方向（光軸Ｏ方向）には進退可能に設けられた２群枠２２と、上記カム枠１７の内周側のＺの正方向側に支持されていて光軸Ｏ周りの回動は行わないがＺ方向（光軸Ｏ方向）には進退可能に設けられた移動枠１８と、この移動枠１８の内側に固定された１群枠ガイドロッド１９と、上記移動枠１８の内側に配設されこの１群枠ガイドロッド１９によりＺ方向に移動可能となるように案内される１群枠２１と、を有して構成されている。
【００３０】
上記１群枠２１はＡＦ用レンズ群である１群レンズ１ＬＧを、上記２群枠２２は２群レンズ２ＬＧを、それぞれ保持するものである。上記撮影レンズ系１１は、これら１群レンズ１ＬＧと２群レンズ２ＬＧとを含み、ズーム光学系として構成されている。
【００３１】
このようなレンズ鏡筒１０のズーム動作は、次のようになっている。
【００３２】
図１に示すような非撮影状態において、レンズバリア５がスライドして図２に示すような位置まで移動されると、レンズ鏡筒１０は、図３に示すような沈胴時の状態から、図４に示すような撮影可能範囲におけるワイド状態に移行される。
【００３３】
さらに、撮影者によるズーム操作等が行われると、図４に示すような撮影可能範囲におけるワイド状態からズーム駆動が行われ、テレ端まで駆動されると、図５に示すような撮影可能範囲におけるテレ状態になる。
【００３４】
また、テレ状態からワイド状態への移行や、レンズバリア５の閉じ動作に伴う沈胴状態への移行は、これとは逆に行われる。
【００３５】
なお、図４および図５は、撮影レンズ系１１の焦点位置が無限遠となっているときの状態を図示したものである。
【００３６】
続いて、図６および図７を参照して、フォーカス調整について説明する。図６は移動枠内におけるフォーカス調整時の１群枠の移動の様子を示す拡大断面図、図７は山登りＡＦを行うときのコントラストの例を示す線図である。
【００３７】
１群枠２１は、フォーカス調整の際に独立して移動されるＡＦ用レンズ群（１群レンズ１ＬＧ）を保持するものとなっており、上記１群枠ガイドロッド１９により案内されながら、上述したようなズーム動作を行うための駆動系とは独立した別の駆動系により、フォーカス駆動されるようになっている。
【００３８】
上記１群枠２１と移動枠１８との間には、シリコンゴム等によりリング状に形成された防水部材２４が配設されていて、レンズ鏡筒１０の内部に水が侵入するのを阻止するようになっている。
【００３９】
この防水部材２４は、より詳しくは、１群レンズ１ＬＧの先端（Ｚの正方向端）側のレンズ（先端レンズ）の周縁となる１群枠２１の先端側に接着されており、該先端レンズにおけるＺの正方向端よりも、この防水部材２４におけるＺの正方向端２４ａの方が、よりＺの正方向側に位置している。こうして、防水部材２４のＺの正方向端２４ａが、フォーカス動作に伴って移動する１群レンズ１ＬＧを保持する１群枠２１の、Ｚの正方向端位置Ｔ１を規定している。
【００４０】
このような１群枠２１は、フォーカス位置が無限遠であるときには、設計上、図６の実線で示す位置Ｐ０にあり、以下では、このときのＺ方向位置を原点（Ｚ＝０）として、１群枠２１の変位を示す。なお、以下に示す変位は、ｍｍを単位として表示している。
【００４１】
無限遠位置Ｐ０から近距離側にフォーカシングを行うと、設計上は、至近位置Ｐ１（Ｚ＝０．５４）で撮影用合焦範囲の至近に合焦するようになっている。ただし、実際にはレンズ鏡筒を構成する部品にばらつき等があるために、１群枠２１の至近位置は、対物側に最大にずれたときには図６のＰ２（Ｚ＝１．４）となることもあり得る。なお、この最大の至近位置Ｐ２（Ｚ＝１．４）をとるときには、対応する無限遠位置はほぼＺ＝０．８６（＝１．４−０．５４）となる。
【００４２】
撮影用合焦範囲に含まれ得るこれらＰ０、Ｐ１、Ｐ２の何れも、そのＺの正方向端位置Ｔ１が、移動枠１８のＺの正方向端１８ａ（つまり、レンズ鏡筒１０の最も被写体側に繰り出される鏡枠である移動枠１８の最被写体側端面）により規定される鏡筒開放端ＫＴよりも、Ｚの負方向となっている。言い換えれば、撮影用合焦範囲内である場合には、例え製品毎のばらつきがあったとしても、１群レンズ１ＬＧを保持する１群枠２１が、必ずレンズ鏡筒１０の内部にあって、該レンズ鏡筒１０から突出することのないように構成されている。
【００４３】
さらに、１群枠２１は、フォーカス調整後に停止する位置範囲である撮影用合焦範囲には入らないが、移動枠１８の鏡筒開放端ＫＴよりもＺの正方向側に繰り出される図示の余裕端位置Ｐ３も一時的に取り得るようになっている。
【００４４】
すなわち、図７に示すように、所定の結像面にある撮像素子３１（図８参照）に結像される像のコントラストを検出しながら、最もコントラストが高いピークを探して該ピークを合焦位置とする、いわゆる山登りＡＦを行う場合には、無限遠位置Ｐ０側から至近位置Ｐ１，Ｐ２側に向かって１群枠２１を移動させながら、コントラストを検出することになる。
【００４５】
このような動作を行う際に、コントラストのピーク位置を検出するためには、該ピーク位置を一旦通り過ぎてコントラストが上昇から降下に転じたことを確認する必要がある。従って、図７の実線で示すように、合焦位置が至近位置の近傍である場合には、撮影用合焦範囲を越えた位置（合焦検出用の至近側余裕範囲）まで１群枠２１を移動させる必要があることもあるのである。これに対して、図７の一点鎖線や二点鎖線で示すような場合には、撮影用合焦範囲内で１群枠２１を移動させるだけで、合焦位置を検出することも可能である。
【００４６】
図８はデジタルカメラ１の主として電気的な構成を示すブロック図である。
【００４７】
このデジタルカメラ１は、上記１群レンズ１ＬＧと２群レンズ２ＬＧとを有して構成される撮影レンズ系１１と、この撮影レンズ系１１により結像される被写体像を光電変換して電気的な映像信号として出力する撮像素子３１と、この撮像素子３１から出力される映像信号を増幅するなどのアナログ的な信号処理を行う撮像回路３２と、この撮像回路３２から出力されるアナログの映像信号をデジタルの映像データに変換するＡ／Ｄ変換器３３と、このＡ／Ｄ変換器３３から出力される映像データを一時的に記憶するバッファメモリ４０と、このバッファメモリ４０に記憶された映像データを読み出してコントラストを検出するコントラスト検出手段たるコントラスト検出部４１と、このコントラスト検出部４１により検出されたコントラストに基づいて上述したように山登りＡＦにより合焦位置を検出するものでありこのデジタルカメラ１を統合的に制御する制御手段たるシステムコントローラ４５と、このシステムコントローラ４５の制御により合焦位置を探すように上記１群レンズ１ＬＧを駆動するＡＦ駆動手段たるアクチュエータ駆動回路４２と、被写体の輝度を検出して撮像を行う際の素子シャッタ時間などを決定する測光回路４３と、上記レリーズボタン６や電源ボタン（あるいはレンズバリア５によりオン／オフする電源スイッチ）などを含んで構成される操作部４４と、上記システムコントローラ４５が実行する処理プログラムを記憶する領域として用いられるとともに処理対象の映像データを記憶する作業領域としても用いられるＤＲＡＭ３７と、このＤＲＡＭ３７に記憶された映像データにホワイトバランス補正やＹ／Ｃ分離、圧縮処理などのデジタル的な信号処理を行うＤＳＰ３６と、このＤＳＰ３６により処理された映像データを表示するために一旦蓄積しておくビデオメモリ３８と、このビデオメモリ３８に蓄積された映像データを受けて画像を表示する画像表示ＬＣＤ３９と、上記ＤＳＰ３６により処理された映像データを後述する着脱メモリ５１に記憶させるために出力しあるいは該着脱メモリ５１に記憶されている映像データを読み出すインターフェースであるＩ／Ｆ３４と、このＩ／Ｆ３４が接続されているカードスロット３５と、を有して構成されている。
【００４８】
また、上記カードスロット３５には、不揮発性の記憶媒体等で構成されるメモリカードなどの着脱メモリ５１が、着脱可能に装着されるようになっている。従って、該着脱メモリ５１は、上記デジタルカメラ１に固有の構成要件とはなっていない。
【００４９】
図９はデジタルカメラ１の単写モードの動作を示すフローチャートである。
【００５０】
まず、操作部４４の電源ボタンがオンになるのを待機して（ステップＳ１）、オンになった場合には、所定の初期化処理等を行った後に、レリーズボタン６がオンになるのを待機する（ステップＳ２）。
【００５１】
レリーズボタン６がオンになった場合には、まず、測光回路４３により測光を行って、測光結果に応じた露出制御をシステムコントローラ４５が行う（ステップＳ３）。
【００５２】
そして、後で詳しく説明するようなＡＦ動作を行う（ステップＳ４）。
【００５３】
こうして、露出調整及び焦点調節が完了した後に、撮像素子３１により撮像を行い（ステップＳ５）、撮像された映像データをＤＲＡＭ３７に一旦書き込んでから（ステップＳ６）、映像データをＤＲＡＭ３７から読み出して（ステップＳ７）、ＤＳＰ３６によりホワイトバランス補正（ステップＳ８）、Ｙ／Ｃ分離生成（ステップＳ９）、圧縮（ステップＳ１０）、の各処理を行った後に、処理後の映像データを上記Ｉ／Ｆ３４を介して着脱メモリ５１に記録し（ステップＳ１１）、終了する。
【００５４】
図１０はデジタルカメラ１におけるＡＦ動作を示すフローチャート、図１１はコントラストのピークが合焦範囲内に検出されたときと合焦範囲外に検出されたときとの例を示す線図である。
【００５５】
ＡＦ動作を開始すると、まず、上記無限遠位置Ｐ０から至近側に向けて１群枠２１を１ステップ分駆動する（ステップＳ２１）。
【００５６】
そして、撮像素子３１から出力される撮像信号を、撮像回路３２とＡ／Ｄ変換器３３とを介してバッファメモリ４０に読み込み、該バッファメモリ４０の映像データに基づいてコントラスト検出部４１がコントラストデータを検出し、検出したコントラストデータをシステムコントローラ４５が取得する（ステップＳ２２）。
【００５７】
システムコントローラ４５は、取得したコントラストデータに基づいて、現在の１群枠２１を駆動している方向がコントラストが上昇する方向であるか否かを判断し（ステップＳ２３）、コントラストが上昇する方向でない場合には、上記ステップＳ２１へ戻って逆方向に１群枠２１の駆動を行う。
【００５８】
また、コントラストが上昇する方向である場合には、コントラストのピーク、つまり合焦位置を検出したか否かをシステムコントローラ４５が判定する（ステップＳ２４）。
【００５９】
ここでまだ合焦位置を検出していないと判定した場合には、モータの駆動量が駆動範囲の限界に達したか否かを判定し（ステップＳ２５）、まだ限界に達していない場合には上記ステップＳ２１へ戻って、１群枠２１をさらに１ステップ分だけ駆動する。すなわち、合焦位置を検出する途上においては、１群レンズ１ＬＧを保持する１群枠２１が合焦範囲および余裕範囲へ移動するのを許容している。
【００６０】
一方、上記ステップＳ２４において、合焦位置を検出したと判定された場合には、その合焦位置（レンズを停止させるべき位置）が撮影用合焦範囲Ｐ０〜Ｐ２（より詳しくは、レンズ鏡筒１０が設計通りに形成されている場合にＰ０〜Ｐ１であり、最大限にばらつきが発生している場合には（Ｚ＝０．８６の位置）〜Ｐ２であるが、ここではまとめて簡単に撮影用合焦範囲Ｐ０〜Ｐ２という。）までの間に入っているか否かを判断する（ステップＳ２６）。
【００６１】
ここで、例えば図１１（Ａ）に示すように、合焦位置（ピーク位置ＰＫ）が撮影用合焦範囲Ｐ０〜Ｐ２に入っている場合には、検出された合焦位置へ１群枠２１を駆動して停止させる（ステップＳ２７）。こうして、合焦位置を検出した後に該合焦位置へ移動させる際には、１群レンズ１ＬＧを保持する１群枠２１が合焦範囲へ移動することのみを許容し、余裕範囲へ移動するの禁止するようになっている。
【００６２】
その後、上記画像表示ＬＣＤ３９やあるいは光学ファインダ内に設けられているＬＥＤを点滅させるなどにより合焦マークを表示して（ステップＳ２８）、終了する。
【００６３】
また、上記ステップＳ２５において、駆動範囲の限界に達したにも関わらず合焦位置が発見できなかった場合や、上記ステップＳ２６において、検出した合焦位置（ピーク位置ＰＫ）が例えば図１１（Ｂ）に示すように撮影用合焦範囲Ｐ０〜Ｐ２に入っていないと判断された場合には、検出ミスが発生したと見なしてＡＦエラー処理を行い（ステップＳ２９）、非合焦マークを上記画像表示ＬＣＤ３９等に表示して（ステップＳ３０）、終了する。
【００６４】
なお、撮影レンズ系１１がズームレンズ（変倍光学系）である場合には、コントラストのピークは、望遠側ほど急峻となる。従って、ズームが望遠側である場合には、ピークを確認するための余裕範囲が少なくて済むために、合焦位置が最至近の近傍（図７の実線参照）であったとしても、移動枠１８から１群レンズ１ＬＧを被写体側にあまり突出させることなく、合焦位置を検出することが可能である。これに対して、広角側ほどコントラストのピークが緩やかとなるために、ズームが広角側であって合焦位置が最至近の近傍になる場合には、１群レンズ１ＬＧを移動枠１８からある程度突出させないと、合焦位置を検出することは困難である。従って、上述したような構成は、変倍光学系の広角側において、特に効果的に機能するということがいえる。
【００６５】
また、上述では、カメラのレンズ装置とこのレンズ装置を制御するレンズ制御装置とが適用される例として、デジタルカメラを挙げているが、これに限らず、携帯電話やＰＤＡなどに搭載される撮像装置に適用することも可能であるし、銀塩カメラなどであっても別途に撮像素子を備えて山登りＡＦを行うタイプのものならば適用することができる。
【００６６】
このような実施形態によれば、無限遠位置から至近位置までの合焦範囲内において、１群レンズを保持する１群枠が最も対物側に繰り出されて停止する位置が、移動枠の最も対物側となる鏡筒開放端の内部近傍となるようにしたために、該移動枠の光軸方向の寸法を極力短くすることができる。
【００６７】
さらに、１群枠は、山登りＡＦを行う際には移動枠の鏡筒開放端から一時的に外部に突出するが、その後に停止する合焦範囲は移動枠の鏡筒開放端よりも内部となるために、１群枠に必要な移動量を確保しながら、該１群枠に外部の物体等が接触するのを防止することができる。
【００６８】
このとき、１群枠が鏡筒開放端から一時的に外部に突出する余裕範囲（突出範囲）を、合焦範囲における最至近位置よりもさらに近距離側の被写体に合焦させるような位置範囲としたために、最至近位置にある被写体を確実に検出することが可能となる。
【００６９】
そして、部品の誤差などを考慮に含めた上で、撮影用合焦範囲が、移動枠の鏡筒開放端よりも内部となるようにしているために、製品のばらつきがあったとしても、上記効果を奏することができる。
【００７０】
また、防水部材の被写体側端面は、１群レンズの被写体側表面よりも被写体側に突出しているために、例え、レンズ鏡筒が下側となるような状態でデジタルカメラを机上等に載置してＡＦ動作を行ったとしても、レンズ面が直接机上等に触れることはなく、レンズの損傷を防止することができる。
【００７１】
こうして、前玉フォーカス用に構成されたＡＦ用レンズ群である１群レンズの移動量を確保しながら、レンズ鏡筒を光軸方向に短くすることができるために、薄型化したデジタルカメラを構成することが可能となる。
【００７２】
さらに、このような構成をレンズバリアを備えたデジタルカメラに適用することも可能であり、そのときにもレンズバリアと１群レンズとが衝突するのを確実に避けることができる。
【００７３】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。
【００７４】
［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができる。
【００７５】
（１）撮影画像のコントラストに基づいて合焦位置を検出し調整するために、レンズ鏡筒内で最も被写体側に配置されたレンズ群であって上記レンズ鏡筒の開放端から進退し得る合焦調節用の先頭レンズ群を制御し駆動するレンズ制御装置において、
当該レンズ制御装置は、上記先頭レンズ群を、合焦位置の検出中には、当該先頭レンズ群の少なくとも一部が上記レンズ鏡筒の開放端から突出する突出範囲を含む範囲で移動させるように制御し、上記合焦位置を検出した後には、当該先頭レンズ群の先端が上記レンズ鏡筒の開放端から突出しないように設定された撮影範囲内の上記検出結果に応じた位置に移動させるように制御するものであることを特徴とするレンズ制御装置。
【００７６】
（２）上記突出範囲は、設定された最至近位置よりもさらに近距離の位置にある被写体に合焦させるような上記先頭レンズ群の位置に対応した範囲であることを特徴とする付記（１）に記載のレンズ制御装置。
【００７７】
（３）付記（１）または付記（２）に記載のレンズ制御装置を搭載したことを特徴とするデジタルカメラ。
【００７８】
（４）上記先頭レンズ群は、変倍光学系を備えた撮影レンズ装置の焦点調節を行うものであって、
上記設定された最至近位置よりもさらに近距離の位置にある被写体に合焦するような位置が、上記突出範囲に属するのは、上記変倍光学系の焦点距離が少なくともワイド位置にある場合であることを特徴とする付記（３）に記載のデジタルカメラ。
【００７９】
（５）カメラ非使用時に上記レンズ鏡筒の開放端近傍を通過し、上記レンズ鏡筒の開口部を遮蔽して内部の上記先頭レンズ群を保護するレンズバリアをさらに具備したことを特徴とする付記（３）または付記（４）に記載のデジタルカメラ。
【００８０】
（６）複数のレンズ群の中で最も被写体側に位置し、光軸方向に移動可能となるように構成された合焦調整用の先頭レンズ群と、
上記先頭レンズ群を上記光軸方向に進退可能となるように内部に保持するレンズ鏡筒と、を具備したカメラのレンズ装置であって、
上記先頭レンズ群は、撮影可能な被写体距離範囲に対応した合焦位置にあるときには、常に上記レンズ鏡筒の開放端から突出することはなく、上記撮影可能な被写体距離範囲の外に設定された合焦検出用余裕範囲に対応した合焦位置にあるときには、少なくとも一部が上記レンズ鏡筒の開放端から突出することを特徴とするカメラのレンズ装置。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のレンズ装置、レンズ制御装置、デジタルカメラによれば、撮影光学系内で最も対物側に配置されたＡＦ用レンズ群を、外力から効果的に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態において、バリア閉状態にあるデジタルカメラの外観を前方から示す斜視図。
【図２】上記実施形態において、バリア開状態にあるデジタルカメラの外観を前方から示す斜視図。
【図３】上記実施形態において、沈胴時のレンズ鏡筒の状態を示す光軸に沿った断面図。
【図４】上記実施形態において、ワイド時のレンズ鏡筒の状態を示す光軸に沿った断面図。
【図５】上記実施形態において、テレ時のレンズ鏡筒の状態を示す光軸に沿った断面図。
【図６】上記実施形態において、移動枠内におけるフォーカス調整時の１群枠の移動の様子を示す拡大断面図。
【図７】上記実施形態において、山登りＡＦを行うときのコントラストの例を示す線図。
【図８】上記実施形態におけるデジタルカメラの主として電気的な構成を示すブロック図。
【図９】上記実施形態におけるデジタルカメラの単写モードの動作を示すフローチャート。
【図１０】上記実施形態のデジタルカメラにおけるＡＦ動作を示すフローチャート。
【図１１】上記実施形態において、コントラストのピークが合焦範囲内に検出されたときと合焦範囲外に検出されたときとの例を示す線図。
【符号の説明】
１…デジタルカメラ
１ＬＧ…１群レンズ（ＡＦ用レンズ群）
５…レンズバリア
１０…レンズ鏡筒
１１…撮影レンズ系（撮影光学系）
１８…移動枠
２１…１群枠
２４…防水部材
３１…撮像素子
４１…コントラスト検出部（コントラスト検出手段）
４２…アクチュエータ駆動回路（ＡＦ駆動手段）
４５…システムコントローラ（制御手段）
ＫＴ…鏡筒開放端
Ｏ…光軸
Ｐ０…設計上の１群枠２１の無限遠位置
Ｐ１…設計上の１群枠２１の至近位置
Ｐ２…ばらつきを含めて１群枠２１が最大で取り得る至近位置
Ｐ３…余裕端位置
Ｔ１…１群枠２１（より詳しくは防水部材２４）のＺの正方向端位置

Claims

焦点調節時には他のレンズ群とは独立して移動されるＡＦ用レンズ群を、最も対物側に配置して構成される撮影光学系と、
上記撮影光学系を内部に保持するものであり、対物側が鏡筒開放端となっていて、被写体像が所定の結像面に合焦して結像され得るＡＦ用レンズ群の移動可能範囲である合焦範囲内に該ＡＦ用レンズ群があるときには、該ＡＦ用レンズ群の全ての部分が上記鏡筒開放端よりも結像側に位置するように構成され、かつ、該合焦範囲内における合焦位置を検出する途上においては、該合焦範囲に加えて、該ＡＦ用レンズ群の少なくとも一部が上記鏡筒開放端からさらに対物側に突出する余裕範囲にまで移動し得るように構成されたレンズ鏡筒と、を具備したことを特徴とするレンズ装置。
請求項１に記載のレンズ装置と、
上記ＡＦ用レンズ群を移動させることにより上記撮影光学系の焦点位置を変更するためのＡＦ駆動手段と、
上記所定の結像面に配設され、上記撮影光学系により結像される被写体像を光電変換して映像信号を出力する撮像素子と、
この撮像素子から出力される映像信号に基づいて被写体像のコントラストを検出するコントラスト検出手段と、
上記ＡＦ駆動手段を制御して上記ＡＦ用レンズ群を駆動させながら、上記コントラスト検出手段により検出されたコントラストに基づいて合焦位置を検出し、検出した合焦位置へ上記ＡＦ用レンズ群を移動させるように制御するものであり、該合焦位置を検出する途上においては上記ＡＦ用レンズ群が上記合焦範囲および上記余裕範囲へ移動するのを許容し、合焦位置を検出した後にＡＦ用レンズ群を該合焦位置へ移動させる際には上記合焦範囲への移動のみを許容して上記余裕範囲への移動を禁止する制御手段と、を具備したことを特徴とするレンズ制御装置。
上記余裕範囲は、合焦範囲における最至近位置よりもさらに近距離側の被写体に合焦させるように上記ＡＦ用レンズ群を移動させる位置範囲であることを特徴とする請求項２に記載のレンズ制御装置。
上記撮影光学系は変倍光学系として構成されたものであり、該撮影光学系が少なくともワイド位置にあるときには、合焦位置を検出する途上において、上記ＡＦ用レンズ群が上記余裕範囲に位置する可能性があることを特徴とする請求項３に記載のレンズ制御装置。
請求項２、請求項３、または請求項４に記載のレンズ制御装置を具備したことを特徴とするデジタルカメラ。
デジタルカメラを使用しないときには、上記鏡筒開放端の近傍を横断することにより上記レンズ鏡筒を外部に対して遮蔽し保護する遮蔽位置をとり、デジタルカメラを使用するときには上記撮影光学系による結像を妨げることのないように該遮蔽位置から退避するように構成されたレンズバリアをさらに具備したことを特徴とする請求項５に記載のデジタルカメラ。