JP2007212505A - カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】１群レンズと２群レンズの干渉を防止する。
【解決手段】ズーム指令に応じて光軸方向に移動するズーム用レンズＬ２と、ズーム用レンズＬ２に対向して配置されるフォーカス用レンズＬ１とを有し、フォーカス用レンズＬ１の移動により焦点調節を行うカメラにおいて、ズーム指令がなされると、フォーカス用レンズＬ１をズーム用レンズＬ２と干渉しない位置Ｘまで退避させるレンズ駆動手段３５，４０を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ズーム用レンズおよびフォーカス用レンズを有するカメラに関する。

ズーム用レンズに対向して光軸方向前方（被写体側）にフォーカス用レンズを配置し、ズーム用レンズの光軸方向への移動によりズーミングを行うとともに、ズーム用レンズに対するフォーカス用レンズの移動によりフォーカシングを行うようにしたカメラが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開平１−１１６６１９号公報

しかしながら、上述したようにズーム用レンズの前方にフォーカス用レンズを配置した場合、ズーム用レンズの繰り出し動作によりズーム用レンズとフォーカ用スレンズとが干渉するおそれがある。

本発明は、ズーム指令に応じて光軸方向に移動するズーム用レンズと、ズーム用レンズに対向して配置されるフォーカス用レンズとを有し、フォーカス用レンズの移動により焦点調節を行うカメラにおいて、ズーム指令に応じてフォーカス用レンズをズーム用レンズと干渉しない位置まで退避させるレンズ駆動手段を備えることを特徴とする。
ズーム指令がなされると、フォーカス用レンズを退避させた後、焦点調節を行う前に、ズーム指令に応じてズーム用レンズを駆動することが好ましい。
フォーカス用レンズを、ズーム用レンズよりも被写体側に配置することが好ましい。
ズーム指令がなされると、ズーム用レンズがズーム端にある場合の無限遠側の被写体に合焦する位置まで、フォーカス用レンズを退避させてもよい。
フォーカス用レンズの位置を検出する検出手段と、検出手段により検出された位置に基づき、ズーム用レンズの移動によってフォーカス用レンズがズーム用レンズと干渉するか否かを判定する判定手段とをさらに有し、判定手段により干渉すると判定されると、フォーカス用レンズを退避させた後、ズーム用レンズを駆動し、干渉しないと判定されると、フォーカス用レンズを退避させることなくズーム用レンズを駆動するようにしてもよい。

本発明によれば、フォーカス用レンズとズーム用レンズとの干渉を防止することができる。

図１〜図７を参照して本発明によるカメラの実施の形態について説明する。
図１、２は本発明が適用されるデジタルカメラの要部構成を示す部分断面図である。このカメラはカメラ本体１に対してレンズ鏡筒２が繰出／沈胴する沈胴式カメラであり、図１はレンズ鏡筒２の沈胴状態を、図２は繰り出し状態（撮影状態）を示している。まず、レンズ鏡筒２の構成を説明する。

レンズ鏡筒２の固定筒２１は、不図示のビスによりカメラ本体１に固定され、この固定筒２１とカメラ本体１とに支持された回転軸１１に、駆動ギア１１ａが回転可能に軸支されている。駆動ギア１１ａには、ズームモータ（図４の）の駆動力がギア等を介して伝達され、ズームモータの駆動により駆動ギア１１ａが回転する。固定筒２１の内側には中間筒２２が設けられ、この中間筒２２の外周面に設けられたギア２２ａに駆動ギア１１ａが噛合している。これによりズームモータの駆動力により中間筒２２が図２にＡで示す光軸回りに回転する。

中間筒２２の外周面にはカムフォロア２２ｂが突設され、カムフォロア２２ｂは固定筒２１のカム溝に係合している。このカム機構により中間筒２２は固定筒２１、つまりカメラ本体１に対して回転しながら光軸方向に進退する。中間筒２２の内側にはカム筒２３が設けられている。カム筒２３の外周面にはカムフォロア２３ａが突設され、カムフォロア２３ａは中間筒２２のカム溝に係合している。このカム機構により、中間筒２２の固定筒２１に対する回転に伴い、カム筒２３も回転しながら光軸方向に進退する。

カム筒２３の内側には直進ガイド筒２４が設けられている。直進ガイド筒２４は、カム筒２３に対して回転自在に支持され、光軸方向に関してはカム筒２３とともに進退するとともに、固定筒２１に設けられた回転制限部材により、固定筒２１に対して回転しないように構成されている。すなわち、固定筒２１の内側の溝２１ａには回転止め２６が係合し、回転止め２６にはビス２７を介して、光軸方向に延設された直進キー２８のフランジ部２８ａが固定されている。直進キー２８は中間筒２２の端部の固定リング２２ｃを介し、中間筒２２に対して相対回転可能に、かつ光軸方向へは中間筒２２と一体に移動するように設けられ、直進キー２８により直進ガイド筒２４の回転が阻止されている。

直進ガイド筒２４の内側には内筒２５が設けられている。内筒２５の外周面にはフォロアピン２５ａが突設され、フォロアピン２５ａは直進ガイド筒２４に設けられ直進ガイド溝（不図示）を貫通し、カム筒２３のカム溝に係合している。このカム機構により、内筒２５はカム筒２３に対して光軸方向へ進退する。したがって、内筒２５は直進ガイド筒２４により回転制限を受けるので、固定筒２１に対して回転せずに光軸方向へ進退する。

内筒２５の内側には１群レンズＬ１（フォーカス用レンズ）が配置され、１群レンズＬ１は１群レンズ枠３１に保持されている。１群レンズ枠３１は内筒２５に支持され、１群レンズＬ１は内筒２５とともにカム筒２３に対して光軸方向に進退する。１群レンズ枠３１は、フォーカスモータ３５の駆動により内筒２５に対して光軸方向（図２に矢印Ｂ方向）に所定量だけ相対移動可能であり、この相対移動により撮影時の焦点調節を行う。フォーカスモータ３５は、モータの長手方向が光軸方向と直交する向きで、１群レンズＬ１の上部において内筒２５に固定され、フォーカスモータ３５の動力はギア３５ａを介して１群レンズ枠３１に伝達される。

１群レンズＬ１の後方（カメラ本体側）には、１群レンズＬ１に対向して２群レンズＬ２（ズーム用レンズ）が配置され、２群レンズＬ２は２群筒３２に保持されている。２群筒３２の外周面にはフォロアピン３２ａが突設され、フォロアピン３２ａはカム筒２３のカム溝に係合している。これにより２群レンズＬ２がカム筒２３に対して光軸方向に移動する。

以上のように構成されたレンズ鏡筒２の動作を述べる。電源オフ時にはレンズ鏡筒２は図１に示すように沈胴位置まで縮退している。この状態でカメラの電源をオンすると、レンズ鏡筒２が図２に示すように沈胴位置から繰り出される。すなわちカム機構（２２ｂ）を介し中間筒２２が固定筒２１に対して回転しながら繰り出されるとともに、カム機構（２３ａ）を介しカム筒２３が中間筒２２に対して回転しながら繰り出される。また、カム筒２３の回転に伴い、１群レンズＬ１および２群レンズＬ２はカム機構（２５ａ，３２ａ）および回転制限機構（２５〜２８）を介し、カム筒２３に対して回転せずに光軸方向に移動し、光軸方向の所定位置に配置される。

電源オン時には、レンズ鏡筒２の繰り出しと同時に、図示しない駆動機構により１群レンズＬ１の前面のバリア羽根３６が開放される。図２は、電源オン直後の状態であり、２群レンズＬ２はワイド端に位置している。この状態で撮影者がズームボタンを操作してズーム指令が出力されると、ズームモータが駆動する。これにより２群レンズＬ２が光軸方向に移動し、テレ方向へズーミングが行われる。また、焦点検出装置４２（図４）からの信号に基づきフォーカスモータ３５が駆動し、光軸方向への１群レンズＬ１の移動により焦点調節が行われる。

撮影時には１群レンズＬ１，２群レンズＬ２を通過してカメラ本体１に入射した被写体光束が、シャッタユニット３７、光学フィルタ３８を介してＣＣＤなどの撮像素子３９に導かれる。シャッタユニット３７はレリーズボタンの操作に連動して動作する。

以上の構成では、ズームボタンの操作により２群レンズＬ２がテレ側（被写体側）に移動すると、図３に示すように１群レンズＬ１に２群レンズＬ２が接近する。その結果、２群レンズＬ２がテレ側に移動する際、あるいは１群レンズＬ１がフォーカシング時に無限遠側（カメラ本体側）に移動する際に、レンズ同士が干渉するおそれがある。これを防止するため、本実施の形態では以下のようにレンズ駆動制御装置によりレンズＬ１，Ｌ２の駆動を制御する。

図４は、本実施の形態に係るレンズ駆動制御装置の構成を示すブロック図である。レンズ駆動制御用のコントローラ４０にはズームスイッチ４３と、焦点検出装置４２と、フォトセンサ４１とが接続されている。

ズームスイッチ４３は、ズームボタンの操作によりオンし、非操作によりオフする。ズームスイッチ４３のオンによりコントローラ４０にズーミング信号を出力する。なお、ズーミング信号はテレ側へのズームアップ信号とワイド側へのズームダウン信号である。焦点検出装置４２は、例えば撮像素子３９からの信号に基づき、周知のコントラスト法により所定の焦点検出領域における合焦位置を算出する。フォトセンサ４１は、例えば駆動ギア１１ａの回転に応じた信号を出力するフォトインタラプタにより構成され（図３参照）、フォトセンサ４１により２群レンズＬ２の位置を検出する。

コントローラ４０は、フォーカスモータ３５に所定波形のパルス信号を出力し、このパルス信号によりフォーカスモータ３５は駆動する。したがって、コントローラ４０は、パルス信号の出力値に基づいて１群レンズＬ１の位置Ｐｆ１、すなわち電源オン後の基準レンズ位置（図２のワイド端位置）から１群レンズＬ１が何パルス分だけ光軸方向に移動したかを検出できる。また、コントローラ４０は、ズームボタンの操作状況に応じてズームモータ４４に駆動信号を出力する。

図５は、コントローラ４０で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、電源オンによりレンズ鏡筒２が繰り出して、レンズＬ１，Ｌ２がそれぞれ基準レンズ位置であるワイド端位置にセットされるとスタートする。まず、ステップＳ１でズームボタンの操作によりズームスイッチ４３がオンされたか否か、すなわちコントローラ４０にズーミング信号が入力されたか否かを判定する。ステップＳ１が肯定されるとステップＳ２に進み、後述するズーム処理を行う。ステップＳ１が否定されるとステップＳ３に進み、周知のオートフォーカス処理により１群レンズＬ１を駆動し、焦点を自動調節する。なお、オートフォーカス処理については説明を省略する。

図６は、ズーム処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１１では、フォトセンサ４１からの信号により、２群レンズＬ２がズーム端にあるか否かを判定する。２群レンズＬ２がズーム端にある場合は、ズームボタンを操作しても２群レンズＬ２はそれ以上ズーム側に移動しない。そのため、２群レンズＬ２が１群レンズＬ１と干渉することはないので、ステップＳ５に進む。一方、２群レンズＬ２がズーム端にない場合には、２群レンズＬ２を駆動するとレンズ同士が干渉する可能性があるため、ステップＳ２に進む。

ステップＳ１２では、予め定められたフォーカス閾値Ｘ（固定値）を読み込む。フォーカス閾値Ｘとは、２群レンズＬ２がズーム端にある場合に焦点調節を行ってもレンズ同士が干渉しない、１群レンズＬ１の基準レンズ位置からの距離に相当する。このフォーカス閾値Ｘは、周知のバックフォーカス調整を行った際に得られる。すなわちバックフォーカス量は、部品の寸法誤差や組立誤差等によりカメラ毎に異なるため、カメラ出荷段階の検査調整工程において、２群レンズＬ２をズーム端およびワイド端にそれぞれ移動し、そのきの無限遠の被写体に焦点が合う１群レンズＬ１のレンズ位置（それぞれズーム端無限端位置、ワイド端無限位置と呼ぶ）を予め記憶する。本実施の形態では、図７に示すように２群レンズＬ２のワイド端からズーム端までの可動範囲をＰｆ２とした場合、このＰｆ２と１群レンズＬ１のワイド無限端位置Ｐｗおよびズーム端無限端位置Ｐｚとは図示のような関係にあり、ズーム端無限位置Ｐｚが閾値Ｘとして記憶される。

ステップＳ１３では、現在の１群レンズＬ１の位置Ｐｆ１がフォーカス閾値Ｘよりも小さいか否か、すなわちフォーカス閾値Ｘよりも無限遠側にあるか否かを判定する。Ｐｆ１＜Ｘの場合、ステップＳ１４に進んでフォーカスモータ３５にパルス信号を出力し、１群レンズＬ１をフォーカス閾値Ｘまで移動して、１群レンズＬ１を２群レンズＬ２から退避させる。Ｐｆ１≧Ｘの場合は、ステップＳ１５に進み、フォーカスモータ３５を駆動することなく、ズーミング動作を行う。すなわちズームボタンの操作に応じた駆動信号をズームモータ４４に出力し、２群レンズＬ２を光軸方向に進退駆動する。

本実施の形態に係るカメラの動作をまとめると次のようになる。電源オン後は図２に示すように２群レンズＬ２はワイド端に位置し、１群レンズＬ１はオートフォーカス機能により被写体に応じて位置が調節される。このとき１群レンズ位置Ｐｆ１がフォーカス閾値Ｘよりも無限遠側にある状態で（Ｐｆ１＜Ｘ）、ズームボタンが操作されると、フォーカスモータ３５が駆動して１群レンズＬ１がフォーカス閾値Ｘまで退避し（ステップＳ１４）、その後、ズームボタンの操作に応じて２群レンズＬ２が移動する（ステップＳ１５）。さらにフォーカスモータ３５の駆動により１群レンズＬ１が移動し、焦点調節を行う（ステップＳ３）。

これによりズームアップ時に、２群レンズＬ２が１群レンズＬ１に干渉することを防止できる。すなわち２群レンズＬ２がズーム側に移動する際は、１群レンズＬ１は既にフォーカス閾値Ｘ（ズーム端無限位置）まで退避している。そのため、たとえ２群レンズＬ２がズーム端まで移動したとしても、１群レンズＬ１はズーム端無限位置から至近側、つまり２群レンズＬ２から離間する方向にしか移動せず、レンズ同士が干渉することを防止できる。

一方、１群レンズ位置Ｐｆ１がフォーカス閾値Ｘよりも至近側にある状態では（Ｐｆ１≧Ｘ）、ズームボタンの操作により２群レンズＬ２がズーム端まで移動しても、レンズ同士が干渉するおそれはない。この場合には、１群レンズＬ１を退避することなく、即座にズーミング動作が行われる（ステップＳ１３→ステップＳ１５）。また、２群レンズＬ２がズーム端にある状態で、ズームボタンが操作された場合にも、２群レンズＬ２がそれ以上繰り出されることがないため、即座にズーミング動作が行われる（ステップＳ１１→ステップＳ１５）

本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）ズーム指令時に、１群レンズＬ１の位置Ｐｆ１がフォーカス閾値Ｘよりも無限遠側にあると（Ｐｆ１＜Ｘ）、１群レンズＬ１をフォーカス閾値Ｘまで退避させ、その後、ズーミング動作させるようにした。これによりズーミング動作の際、あるいはフォーカシング動作の際に、１群レンズＬ１と２群レンズＬ２が干渉することを防止できる。
（２）１群レンズ位置Ｐｆ１がフォーカス閾値Ｘよりも無限遠側にないと（Ｐｆ１≧Ｘ）、１群レンズＬ１を退避させずに即座にズーミング動作を行うので、レンズ同士の干渉のおそれがない場合には、迅速な撮影が可能である。
（３）２群レンズＬ２がズーム端に位置する場合にも、１群レンズＬ１を退避させずに即座にズーミング動作を行うので、迅速な撮影が可能である。
（４）２群レンズＬ２よりも被写体側に１群レンズＬ１を配置し、１群レンズＬ１と２群レンズＬ２のみにより撮影光学系を構成するので、カメラの薄型化が可能である。
（５）１群レンズＬ１をフォーカス閾値Ｘまで退避させた後に、２群レンズＬ２を移動するので、レンズＬ１，Ｌ２がスムーズに移動し、撮影が容易である。また、制御構成も容易である。

なお、上記実施の形態では、ズーム指令がなされた際に、上記のようなフォーカス閾値条件に基づいて、フォーカスモータ３５の駆動によりフォーカス用レンズとしての１群レンズＬ１を退避させた後に、ズームモータ４４の駆動によりズーム用レンズとしての２群レンズＬ２を駆動するようにしたが、１群レンズＬ１の駆動と同時に２群レンズＬ２を駆動してもよく、ズーム指令に応じてフォーカス用レンズをズーム用レンズと干渉しない位置まで退避させるのであれば、レンズ駆動手段の構成は上述したものに限らない。

上記実施の形態では、ズーム指令時にＰｆ１＜Ｘであると、１群レンズＬ１を即座にフォーカス閾値Ｘまで退避させるようにしたが、例えば１群レンズＬ１と２群レンズＬ２の位置をそれぞれアルタイムに検出し、２群レンズＬ２が１群レンズＬ１の可動範囲（図７に示す無限遠端から至近端まで移動する範囲）内まで移動したときに、１群レンズＬ１を退避させるようにしてもよい。これにより１群レンズＬ１を退避させる頻度が少なくなるため、迅速な撮影が可能となる。この場合、フォーカス閾値Ｘまで、すなわち２群レンズＬ２がズーム端にある場合の無限遠側の被写体に合焦する位置（ズーム端無限位置Ｐｚ）まで１群レンズＬ１を退避させるのではなく、２群レンズＬ２の移動量に応じて１群レンズＬ１を退避させるようにしてもよい。つまり、２群レンズＬ２がズーム端にない場合には、１群レンズＬ１の退避させる位置を、フォーカス閾値Ｘよりも手前側（２群レンズ側）にずらしてもよい。

ズームスイッチ４３のオンによりズーム指令がなされると、１群レンズＬ１を退避するようにしたが、ズームアップの指令がなされたときのみ、退避するようにしてもよい。コントローラ２０からフォーカスモータ３５に出力されたステップ信号に基づいて１群レンズＬ１の位置Ｐｆ１を検出するようにしたが、別途センサを設けて位置Ｐｆ１を検出してもよく、検出手段は上述したものに限らない。１群レンズ位置がＰｆ１がフォーカス閾値Ｘより小さいか否かにより、レンズ同士が干渉するか否かを判定するようにしたが、判定手段の構成はこれに限らない。

上記実施の形態では、フォーカス用レンズをズーム用レンズよりも光路上の被写体側に配置したが、ズーム用レンズを被写体側に配置してもよい。また、撮影光学系を１群レンズＬ１と２群レンズＬ２とによる２群構成としたが、３群以上の構成としてもよい。以上では、本発明をデジタルカメラに適用したが、他のカメラにも適用可能である。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態のカメラに限定されない。

本発明の実施の形態に係るカメラの要部構成を示す部分断面図であり、とくに沈胴状態を示す図。 本発明の実施の形態に係るカメラの要部構成を示す部分断面図であり、とくにレンズ鏡筒の繰り出し状態を示す図。 本発明の実施の形態に係るカメラの要部構成を示す部分断面図であり、とくにズーム用レンズをテレ側に移動した状態を示す図。 本実施の形態に係るレンズ駆動制御装置の構成を示すブロック図。 図４のコントローラで実行される処理の一例を示すフローチャート。 図５のズーム処理の一例を示すフローチャート。 図６のフローチャートの一処理を説明する図。

符号の説明

３５ フォーカスモータ
４４ ズームセンサ
４０ コントローラ
Ｌ１ １群レンズ
Ｌ２ ２群レンズ
Ｐｆ１ １群レンズ位置
Ｘ フォーカス閾値

Claims (5)

1. ズーム指令に応じて光軸方向に移動するズーム用レンズと、ズーム用レンズに対向して配置されるフォーカス用レンズとを有し、前記フォーカス用レンズの移動により焦点調節を行うカメラにおいて、
   ズーム指令に応じて前記フォーカス用レンズを前記ズーム用レンズと干渉しない位置まで退避させるレンズ駆動手段を備えることを特徴とするカメラ。
2. 請求項１に記載のカメラにおいて、
   前記レンズ駆動手段は、
   ズーム指令がなされると、前記フォーカス用レンズを退避させた後、焦点調節を行う前に、ズーム指令に応じて前記ズーム用レンズを駆動することを特徴とするカメラ。
3. 請求項１または２に記載のカメラにおいて、
   前記フォーカス用レンズは、前記ズーム用レンズよりも被写体側に配置されることを特徴とするカメラ。
4. 請求項３に記載のカメラにおいて、
   前記レンズ駆動手段は、
   ズーム指令がなされると、前記ズーム用レンズがズーム端にある場合の無限遠側の被写体に合焦する位置まで、前記フォーカス用レンズを退避させることを特徴とするカメラ。
5. 請求項２〜４のいずれか１項に記載のカメラにおいて、
   前記フォーカス用レンズの位置を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された位置に基づき、前記ズーム用レンズの移動によって前記フォーカス用レンズが前記ズーム用レンズと干渉するか否かを判定する判定手段とをさらに有し、
   前記レンズ駆動手段は、
   前記判定手段により干渉すると判定されると、前記フォーカス用レンズを退避させた後、前記ズーム用レンズを駆動し、干渉しないと判定されると、前記フォーカス用レンズを退避させることなく前記ズーム用レンズを駆動することを特徴とするカメラ。

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