JP2005242256A - 鏡胴ユニット、及び画像入力装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 1又は複数のレンズ群を夫々保持する1つまたは複数のレンズ枠1、2と、光軸方向奥部に配置される光電変換手段11と、レンズ枠に設けられた被検出部21、31と、被検出部の位置を検出する検出手段20、30と、を備えた鏡胴ユニットにおいて、レンズ枠が最奥位置から前方へ移動する過程で検出手段が被検出部の動作変化を検出した時の検出位置が、光電変換手段の受光面11Aと同等の位置、或いは該受光面よりも奥側寄りの位置となるように構成した。
【選択図】 図1
Description
特許第3078032号(特許文献1)には、被写体像を光電変換して撮像信号を出力するイメージャと、イメージャの前面側に固定された光学部材にレンズ保持枠の支持部材嵌合部が移動可能に構成されたカメラが開示されている。
この特許文献1を含む従来のズーム沈胴鏡胴にあっては、レンズ群を光軸方向に進退させる手段としてパルスモータを用い、レンズ群を保持するレンズ枠の一部を固定配置された検知手段によって検出することによってレンズ枠の光軸方向位置を検出している。上記の如き撮影レンズ鏡胴の高精度化の要請に対応するためには、検知されたレンズ枠の光軸方向位置情報に基づいて高精度に光軸方向位置を制御する必要があるからである。
ところで、撮影時の操作性を高めるためには、撮影レンズ鏡胴が最も収縮した収納状態から、撮影可能な突出位置まで素早く伸張させる必要があるが、レンズ枠を撮影位置まで突出させるためにパルスモータを高速にて駆動した場合には、位置精度が悪化する虞がある。つまり、収納位置にあったレンズ枠(レンズ群)を撮影位置にまで高精度に移動させるためには、パルスモータ比較的低速で駆動することが好ましい。しかし、低速で駆動した場合にはレンズ鏡胴の進退動作が遅くなり、操作性の低下につながる。
このように、従来の撮影レンズ鏡胴、これを備えた画像入力装置、或いはデジタルカメラ、携帯情報端末等においては、ズーム沈胴鏡胴を伸張動作させる際のレンズ群の位置精度を確保しようとすれば、操作性が低下するという問題があった。
請求項2の発明は、請求項1において、前記被検出部は、レンズ枠本体の一部を奥側に突出させた遮光手段、又は反射手段であり、前記検出手段は、前記光電変換手段の受光面と同等の位置或いは該受光面より奥側寄りの位置に配置された投光素子、及び受光素子であることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1又は2において、前記被検出部は、前記光電変換手段の最も近傍に位置するレンズ枠に設けられることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1又は2において、前記被検出部は、複数のレンズ枠に夫々個別に設けられていることを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項4において、前記被検出部を設けた複数のレンズ枠が、前記光電変換手段の最も近傍から対物側に順次配置されていることを特徴とする。
請求項7の発明は、請求項4、5において、複数のレンズ枠に夫々設けた被検出部と、各被検出部に対応した検出手段を、光軸を中心として略対称となる位置関係に配置したことを特徴とする。
請求項8の発明は、請求項4、5、6、又は7において、複数のレンズ枠に夫々設けた被検出部に対応して配置された各検出手段のうちの少なくとも一つは、前記光電変換手段の受光面よりも被写体側に配置されていることを特徴とする。
請求項9の発明は、請求項1乃至8において、前記投光素子、及び受光素子は、フォトインタラプタ又はフォトリフレクタであることを特徴とする。
請求項10の発明は、請求項1乃至9において、前記遮光手段又は前記反射手段を設けた前記レンズ枠によって、フォーカス調整を行うことを特徴とする。
請求項11の発明に係る画像入力装置は、請求項1乃至10に記載の鏡胴ユニットを備えたことを特徴とする。
請求項12の発明に係る画像入力装置は、請求項1乃至10に記載の鏡胴ユニットを備えたデジタルカメラであることを特徴とする。
請求項13の発明に係る画像入力装置は、請求項1乃至10に記載の鏡胴ユニットを備えた携帯情報端末装置であることを特徴とする。
被検出部は、光電変換手段の最も近傍に位置するレンズ枠に設けてもよいし、当該レンズ枠よりも被写体側の他のレンズ枠に夫々設けても良い。
最奥部に移動した時に光電変換手段の受光面と同等の位置まで被検出部が達する構成のレンズ枠の他に、被検出部が受光面と同等の位置まで達しないレンズ枠を設けても良い。
複数のレンズ枠に夫々設けた被検出部に対応して配置された各検出手段のうちの少なくとも一つは、光電変換手段の受光面よりも被写体側に配置されているが、レンズ枠から奥側へ突出した被検出部を設けることによって、モータの起動によってレンズ枠が前方へ移動開始してから、検出手段が被検出部の離脱(動作変化)を検出するまでの距離を十分に確保することが可能となる。
複数のレンズ枠に夫々設けた被検出部と、各被検出部に対応した検出手段を、光軸を中心として略対称となる位置関係に配置することによって、部品配置等のレイアウト上有利となる。
被検出部としての遮光手段又は反射手段を設けたレンズ枠によって、フォーカス調整を行うことにより、精度の高いフォーカス調整を行うことが可能となる。
本発明の鏡胴ユニットは、画像入力装置、特に、デジタルカメラ、携帯情報端末、その他の各種機器の鏡胴として利用することができる。画像入力装置としては、上記の他にも、鏡胴ユニットを使用する機器としてのビデオカメラ、銀塩カメラを例示することができる。
図1は本発明の一実施形態に係る鏡胴ユニット(ズーム沈胴鏡胴)の縦断面図、図2は基板、光電変換手段、及びパルスモータ等を示す斜視図、図3は第3レンズ枠の構成を示す斜視図、図4は第2レンズ枠の構成を示す斜視図である。
図1はデジタルカメラのズーム沈胴鏡胴の沈胴状態を示す縦断面図である。
このズーム沈胴鏡胴は、一群レンズL1を保持する第1レンズ枠1、二群レンズL2を保持する第2レンズ枠2、三群レンズL3を保持する第3レンズ枠3、各レンズ枠1、2、3の外周部を光軸方向へ夫々独立して進退可能に支持する光軸方向溝を備えた固定枠4、固定枠4の外側に位置し各レンズ枠1、2、3の外周部を遊嵌する螺旋溝を備えたカム環5、シャッタ6、最奥部(最も像側寄りの位置)に配置した基板10、基板10の前面中央部にCCD基板11aを介して配置された光電変換素子(CCD)11、光電変換素子11の受光面に配置されたローパスフィルタ12、第2レンズ枠2、及び第3レンズ枠3の光軸方向位置を検出するための光軸方向位置検出機構(検出手段20、30、被検出部21、31)を備えている。
シャッタ6と、二群レンズL2は、第2レンズ枠2に保持されている。第2レンズ枠2は、固定枠4に設けた光軸方向溝(二群ライナー溝穴)に光軸方向移動可能に嵌合している。即ち、第2レンズ枠2に圧入固定された二群カムピンによって光軸方向溝内に係合し、光軸方向移動可能に光軸周りの回転を規制されている。さらに二群カムピンは、光軸方向溝を貫通してカム環5に設けられた二群カム溝穴(螺旋溝)内に係合しているため、カム環5の回転によって光軸方向へ直進することができる。
カム環5は固定枠4の外周に光軸周りに回転可能に嵌合され、固定枠4が基板10に組み付け固定された状態で光軸方向への移動を規制されている。
カム環5の外周部に位置し、カム環5に固定されたギヤ環5aは、ズーム駆動伝達系ギヤに係合し、ズームモータ15(図2)の回転によりズームカム環5を光軸中心に回動する。第1、及び第2レンズ枠1、2は、カム環5の回転により光軸方向に移動する。
三群レンズL3は、第3レンズ枠3に保持され、主軸嵌合部3aと副軸嵌合部3bで基板10に固定された光軸方向に伸びる主軸16aと副軸16bbによって、光軸方向に移動可能に支持されている。
第3レンズ枠3は、フォーカスパルスモータ17の回転軸に設けられたリードスクリュウの回転と、リードスクリュウに螺合し第3レンズ枠3により光軸方向の移動を規制されたリードナットにより駆動される。
CCD11は、CCD基板11aに固定され、CCD基板11aを介して基板10に固定されている。また、CCD11の対物側にはローパスフィルタ12が基板10に固定されている。
光軸方向位置検出機構は、第2レンズ枠2の位置を検出するための検出手段20及び被検出部21と、第3レンズ枠3の位置を検出するための検出手段30及び被検出部31とを備えている。本実施形態では、検出手段20、30は、ズーム位置検出フォトインタラプタであり、被検出部21、31は、フォーカス遮光板部(遮光手段)又は反射部(反射手段)である。
第2レンズ枠2の光軸方向位置検出を行うズーム位置検出フォトインタラプタ20は、基板10のズーム位置検出フォトインタラプタ取付け部13Bに固定されている。フォトインタラプタに代えて、フォトリフレクタを用いても良い。
第3レンズ枠3の位置検出を行うフォーカス位置検出フォトインタラプタ30は、基板10のフォーカス位置検出フォトインタラプタ取付け部10aに固定されている。
フォーカス位置検出フォトインタラプタ30は、投光部と受光部とを所定のギャップを隔てて対向配置した構成を備えており、当該ギャップ内に第3レンズ枠3のフォーカス遮光板部31が光軸方向への移動とともに出入りし、投光部と受光部間を遮光したときのフォーカス位置検出フォトインタラプタ30の出力信号により、第3レンズ枠3の位置検出を行っている。
図1に示した例では、第3レンズ枠3から奥方向(被写体側と反対側の方向)へ突出したフォーカス遮光板部31が収納位置(最奥位置)において、一定の厚みを有した電子部品としてのCCD11の側面部と対面する位置まで退避する様に、第3レンズ枠3の可動範囲を設定するとともに、当該位置においてフォーカス位置検出フォトインタラプタ30によって検出されるように当該フォトインタラプタ30の固定位置を奥側寄りに設定している。
換言すれば、第3レンズ枠3が最奥位置から前方へ移動する過程でフォトインタラプタ30が遮光板部31の離脱(動作変化)を検出した時の検出位置が、光電変換手段の受光面11Aと同等の位置、或いは該受光面よりも奥側寄りの位置となるように構成している。
また、従来のようにCCDの受光面よりも前方にフォトインタラプタ等の検出手段を配置すると、検出手段は最奥部レンズ枠の外径方向に配置されることとなり、鏡胴の外径が大きくなる原因となっていた。
また、本実施形態では、フォトインタラプタ30の配置場所として、従来デッドスペースとして利用されることがなかったCCD11の側方の空間を利用している。つまり、CCDの受光面よりも前方であって、第3レンズ枠の外径方向に、フォトインタラプタを配置するスペースを確保する必要がなくなるため、フォトインタラプタとその支持部材のスペース分だけ鏡胴の径を縮小することが可能となる。
なお、フォトインタラプタの位置を従来通り、CCDよりも前方に配置しつつ、第3レンズ枠の一部を奥側に突出させた被検出部とすることによっても、モータの起動後、フォトインタラプタがONするまでの時間を稼ぐとともに、フォトインタラプタがONしてからレンズ枠が撮影位置に達するまでの距離を短くすることができる。
即ち、検出手段としてのズーム位置検出フォトインタラプタ20の投光部と受光部との間に、第2レンズ枠2のズーム遮光板部21(被検出部)が光軸方向の移動に伴って出入りし、投光部と受光部間に入っていた遮光板部21が離脱して遮光を解除することにより、ズーム位置検出フォトインタラプタ20がON信号を出力し、この信号出力タイミングに基づいて第2レンズ枠2の位置検出を行っている。従って、第2レンズ枠2が最奥部にあるときに、遮光板部21を、図1、図4に示すようにCCD11の受光面と同等か、それよりも奥側に突出させるように構成することにより、パルスモータの起動後、フォトインタラプタ20がONするまでの時間をかせぐことができ、この時間内においては精度の低い高速でモータを駆動し、フォトインタラプタ20がONすることによって第2レンズ枠2の位置が検出された時点以降、撮影位置に到達するまでの短い距離を精度の高い中低速で駆動することができる。
このように被検出部としてのフォトインタラプタは、光電変換手段11の最も近傍に位置するレンズ枠である第3レンズ枠3に設けてもよいし、第3レンズ枠よりも被写体側の他のレンズ枠に夫々設けても良い。
また、複数のレンズ枠に夫々設けた被検出部に対応して配置された各検出手段のうちの少なくとも一つ、本例では第2レンズ枠2は、光電変換手段の受光面11Aよりも被写体側に配置されているが、第2レンズ枠2から奥側へ突出した被検出部21を設けることによって、モータの起動によって第2レンズ枠2が前方へ移動開始してから、検出手段が被検出部の離脱を検出するまでの距離を十分に確保することが可能となる。
複数のレンズ枠2、3に夫々設けた被検出部21、31と、各被検出部に対応した検出手段20、30を、光軸を中心として略対称となる位置関係に配置することによって、部品配置等のレイアウト上有利となる。
被検出部としての遮光手段又は反射手段を設けたレンズ枠によって、フォーカス調整を行うことにより、精度の高いフォーカス調整を行うことが可能となる。
なお、本発明の鏡胴ユニットは、画像入力装置、特にデジタルカメラ、携帯情報端末、その他の各種機器の鏡胴として利用することができる。
Claims (13)
- 光軸方向に沿って移動可能に配置された1又は複数のレンズ群と、前記1又は複数のレンズ群を夫々保持する1つまたは複数のレンズ枠と、前記レンズ群により結像される被写体像を光電変換するために光軸方向奥部に配置される光電変換手段と、前記レンズ枠に設けられた被検出部と、該被検出部の位置を検出する検出手段と、を備えた鏡胴ユニットにおいて、
前記レンズ枠が最奥位置から被写体側へ移動する過程で前記検出手段が前記被検出部の動作変化を検出した時の検出位置が、光電変換手段の受光面と同等の位置、或いは該受光面よりも奥側寄りの位置となるように構成したことを特徴とする鏡胴ユニット。 - 前記被検出部は、レンズ枠本体の一部を奥側に突出させた遮光手段、又は反射手段であり、
前記検出手段は、前記光電変換手段の受光面と同等の位置或いは該受光面より奥側寄りの位置に配置された投光素子及び受光素子であることを特徴とする請求項1に記載の鏡胴ユニット。 - 前記被検出部は、前記光電変換手段の最も近傍に位置するレンズ枠に設けられることを特徴とする請求項1、2記載の鏡胴ユニット。
- 前記被検出部は、複数のレンズ枠に夫々個別に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の鏡胴ユニット。
- 前記被検出部を設けた複数のレンズ枠が、前記光電変換手段の最も近傍位置から被写体側に向けて順次配置されていることを特徴とする請求項4に記載の鏡胴ユニット。
- 最奥部に移動した時に前記光電変換手段の受光面と同等の位置まで被検出部が達しないレンズ枠を備えたことを特徴とする請求項1乃至5に記載の鏡胴ユニット。
- 複数のレンズ枠に夫々設けた被検出部と、各被検出部に対応した検出手段を、光軸を中心として略対称となる位置関係に配置したことを特徴とする請求項4、5に記載の鏡胴ユニット。
- 複数のレンズ枠に夫々設けた被検出部に対応して配置された各検出手段のうちの少なくとも一つは、前記光電変換手段の受光面よりも被写体側に配置されていることを特徴とする請求項4、5、6、又は7に記載の鏡胴ユニット。
- 前記投光素子及び受光素子は、フォトインタラプタ又はフォトリフレクタであることを特徴とする請求項1乃至8に記載の鏡胴ユニット。
- 前記遮光手段又は前記反射手段を設けた前記レンズ枠によって、フォーカス調整を行うことを特徴とする請求項1乃至9に記載の鏡胴ユニット。
- 請求項1乃至10に記載の鏡胴ユニットを備えたことを特徴とする画像入力装置。
- 請求項11に記載の画像入力装置は、デジタルカメラであることを特徴とする画像入力装置。
- 請求項11に記載の画像入力装置は、携帯情報端末であることを特徴とする画像入力装置。
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