JP2010210868A - レンズ鏡筒及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の移動レンズ枠（ズームレンズとフォーカスレンズ）の基準位置を一つの基準位置検出手段で検出する際、駆動源の損傷を効果的に防止することができるレンズ鏡筒を得ること。
【解決手段】 少なくとも２個の移動レンズ枠と、一方の移動レンズ枠を駆動する駆動源Ａと、他方の移動レンズ枠を駆動する際に、該他方の移動レンズ枠が駆動端に突き当たって駆動しても損傷を生じない駆動源Ｂと、各移動レンズ枠の光軸上の基準位置を検出する１つの基準位置検出手段と、各移動レンズ枠の基準位置の検出は、いずれかの移動レンズ枠が基準位置検出手段で検出される位置にあるとき、該他方の移動レンズ枠を該基準位置検出手段で検出される位置から退避する方向に移動させ、次いで一方の移動レンズ枠を該基準位置検出手段で検出される位置から退避する方向へ移動させ、このとき該基準位置検出手段で検出される信号を用いて行われていること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レンズ鏡筒及びそれを有する撮像装置に関する。例えば、レンズ群を保持するレンズ移動枠の光軸上の基準位置を検出し、該移動レンズ枠を基準位置より移動させる際に好適なビデオカメラやデジタルスチルカメラ等に関するものである。

デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置（光学機器）は光軸方向にレンズを保持する移動レンズ枠を駆動源からの駆動力で移動させることで、変倍（ズーミング）及び焦点調節（フォーカシング）を行っている。このとき、移動レンズ枠を移動させるための駆動手段（駆動源）として、ステッピングモータやマグネットとコイルで構成されたボイスコイルモータ（ＶＣＭ）等が知られている。

一般に、移動レンズ枠をステッピングモータ等の駆動源からの駆動力で駆動する場合は、該移動レンズ枠の光軸上の駆動原点となる基準位置を設定し、この位置より駆動させている。このときの移動レンズ枠の光軸上の基準位置を決定し、それより駆動させる位置決定駆動制御方式としていわゆるオープンループ制御方式が多く採用されている。オープンループ制御方式の場合は移動レンズ枠の時々刻々の光軸上の位置を検出するための検出装置が不要である。また、オープンループ制御方式は制御系の構成がクローズドループ制御方式の制御系に較べて簡単且つ小型になるという利点がある。しかしながら、ステッピングモータ等の駆動源を用いたオープンループ制御方式において移動レンズ群の位置決め制御を行う場合には、ステッピングモータの駆動開始位置と該移動レンズ枠の駆動開始位置とを一致させておく必要がある。このために位置決め駆動制御開始前に該移動レンズ群を光軸上の特定の基準位置に戻すことが必要となってくる。このため、該移動レンズ枠が該基準位置（リセット位置）に位置決めされたか否かを検出するための基準位置（リセット位置）検出手段が必要となる。

一方、移動レンズ枠をボイスコイルモータで駆動する場合には、磁気式や光式のエンコーダによって移動量を検知しながら位置制御が行われる。この場合においても、基準位置から駆動させるためのステッピングモータを用いたときと同様に該移動レンズ枠が該基準位置（リセット位置）に位置決めされたか否かを検出するための基準位置（リセット位置）検出手段が必要となってくる。従来より、ズームレンズ枠とフォーカスレンズ枠のそれぞれの基準位置の検出を一つの基準位置検出手段（共用フォトインタラプタ）で検出して、双方のレンズ枠を駆動制御するレンズ制御装置が知られている（特許文献１）。

特開2002-341226号公報

複数の移動レンズ枠の各々の光軸上の基準位置（原点）を一つの基準位置検出手段を用いて検出する場合には、時系列で検出する。このときに、いずれか一方の移動レンズ枠の移動原点を検出するために、その一方の移動レンズ枠を基準位置検出手段の（検出可能な方向）方へ移動させる前に、他方の移動レンズ枠を基準位置検出手段の位置（検出可能な領域）から退避させる必要がある。他方の移動レンズ枠を退避させた場合、他方の移動レンズ枠の元の位置によっては、他方の移動レンズ枠は、レンズ鏡筒の固定部で形成される駆動端に衝突する場合がある。駆動端に衝突すると、駆動源がステッピングモータである場合ラックの損傷や、ラックネジとスクリューネジの食付きが生じ駆動不能になる恐れがある。このため複数の移動レンズ枠の光軸上の基準位置を１つの基準位置検出手段を用いて時系列に検出するとき、最初に基準位置検出手段から退避させる移動レンズ枠を駆動する駆動源を適切に設定することが重要になってくる。

本発明はこれらの事項を適切に設定することにより、次に移動させる移動レンズ枠が駆動端に突き当たるのを効果的に回避することができるレンズ鏡筒及びそれを有する光学機器の提供を目的とする。

本発明のレンズ鏡筒は、少なくとも２個の移動レンズ枠と、一方の移動レンズ枠を駆動する駆動源Ａと、他方の移動レンズ枠を駆動する際に、該他方の移動レンズ枠が駆動端に突き当たって駆動しても損傷を生じない駆動源Ｂと、各移動レンズ枠の光軸上の基準位置を検出する１つの基準位置検出手段と、各移動レンズ枠の基準位置の検出は、いずれかの移動レンズ枠が基準位置検出手段で検出される位置にあるとき、該他方の移動レンズ枠を該基準位置検出手段で検出される位置から退避する方向に移動させ、次いで一方の移動レンズ枠を該基準位置検出手段で検出される位置から退避する方向へ移動させ、このとき該基準位置検出手段で検出される信号を用いて行われていることを特徴としている。

本発明の移動レンズ枠の基準位置検出方法は、少なくとも２個の移動レンズ枠の光軸上の基準位置を１つの基準位置検出手段で時系列に検出する移動レンズ枠の基準位置検出方法であって、一方の移動レンズ枠は、該一方の移動レンズ枠が駆動端に突き当たって駆動したとき損傷をする駆動源Ａで駆動されており、他方の移動レンズ枠は該他方の移動レンズ枠が駆動端に突き当たって駆動しても損傷を生じない駆動源Ｂで駆動されており、各移動レンズ枠の基準位置の検出を時系列に検出するとき、いずれかの移動レンズ枠が基準位置検出手段で検出される位置にあるときは、該他方の移動レンズ枠を該基準位置検出手段で検出される位置から退避する方向に移動させ、次いで一方の移動レンズ枠を該基準位置検出手段で検出される位置から退避する方向へ移動させ、このとき該基準位置検出手段で検出される信号を用いていることを特徴としている。

本発明によれば、複数の移動レンズ枠（ズームレンズとフォーカスレンズ）の基準位置を一つの基準位置検出手段で検出する際、駆動源の損傷を効果的に防止することができるレンズ鏡筒が得られる。

本発明の実施例１のレンズ鏡筒を示す分解斜視図 本発明の実施例１の移動鏡筒を撮像素子側から見た説明図 本発明の実施例１の移動鏡筒のフォトインタラプタ遮光状態図 本発明の実施例１の基準位置検出動作フローチャート 本発明の光学機器の要部ブロック図 本発明の実施例２の移動鏡筒部の要部概略図

以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明のレンズ鏡筒を参考のため、後述する各部材に付けた符番を用いて説明すると次のとおりである。少なくとも２個の移動レンズ枠（２群鏡筒３、４群鏡筒４）を有している。一方の移動レンズ枠３をステッピングモータ（ＳＴＭ）１１又は振動型アクチュエータ（超音波モータ）等の駆動源Ａで駆動している。他方の移動レンズ枠４をそれが駆動端に突き当たって駆動させても損傷が生じないようなボイスコイルモータ（ＶＣＭ）やＤＣモータ等の駆動源Ｂで駆動している。２個の移動枠の光軸上の基準位置（ズーミング又はフォーカシングするときの基準となる位置）を時系列に検出する１つの基準位置（原点）検出手段（フォトインタラプタ）１１を有している。

いずれかの移動レンズ枠が基準位置検出手段で検出される位置にあるとする（図３（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ））。このとき双方の移動レンズ枠のそれぞれの原点を検出するに際し、最初に駆動源Ｂで他方の移動レンズ枠を基準位置検出手段で検出される位置から退避する方向（検出されない方向）に移動させる。そして、基準位置検出手段１１で得られる信号を用いる。次に駆動源Ａで一方の移動レンズ枠を基準位置検出手段で検出される位置から退避する方向に移動させたときに、基準位置検出手段１１で得られる信号を用いる。又、本発明の移動レンズ枠の基準位置検出方法では、少なくとも２個の移動レンズ枠３、４の光軸上の基準位置を１つのフォトインタラプタ等の基準位置検出手段１１で時系列に検出する。一方の移動レンズ枠３は、一方の移動レンズ枠３が駆動端に突き当たって駆動したとき損傷をするステッピングモータ等の駆動源Ａで駆動されている。他方の移動レンズ枠４は他方の移動レンズ枠が駆動端に突き当たって駆動しても損傷を生じないボイスコイルモータ（ＶＣＭ）等の駆動源Ｂで駆動されている。各移動レンズ枠３、４の基準位置の検出を時系列に検出するとき、いずれかの移動レンズ枠が基準位置検出手段１１で検出される位置にあるときは、次のようにする。

まず最初に他方の移動レンズ枠４を基準位置検出手段１１で検出される位置から退避する方向に移動させる。次いで一方の移動レンズ枠３を基準位置検出手段１１で検出される位置から退避する方向へ移動させる。このとき基準位置検出手段１１で検出される信号を用いて双方の移動レンズ枠３、４の光軸上の基準位置を検出している。

［実施例１］
図１は、本発明の実施例１のレンズ鏡筒を示す要部斜視図である。図２は図１の一部分を像側から見たときの要部概略図である。図１、図２において１は固定鏡筒であり、カメラ本体（不図示）に着脱可能に装着されている。固定鏡筒１は内部に複数のレンズ保持部（レンズ保持枠）を備えておりそれぞれのレンズ保持枠は（不図示）を接着または熱カシメにより固定保持している。１群鏡筒２は第１レンズ群Ｌ１を保持し、第１のビス18により固定鏡筒１にビス止めされ固定されている。撮像素子保持枠５は、ＣＣＤ等の撮像素子を取り付け可能な構造をしており第４のビス２１により固定鏡筒１にビス止めされている。２群鏡筒３は第２レンズ群Ｌ２を保持している。２群鏡筒３にはズームラック１０がラック取り付け部３ａによって取り付けられている。２群鏡筒３に設けたＵ溝部３ｃが１群鏡筒２と撮像素子保持枠５により支持されたガイドバー１６ａによりガイドされている。又２群鏡筒３に設けたスリーブ部３ｂは１群鏡筒２と固定鏡筒１に支持されたガイドバー１６ｂによりガイドされている。該ガイドバー１６ａ、１６ｂにより２群鏡筒３は光軸に平行な方向以外への移動が規制されている。また２群鏡筒３には遮光部３ｄが形成されている。１１は２群鏡筒３と４群鏡筒４の光軸方向の基準位置を検出するフォトインタラプタ（基準位置検出手段）である。該フォトインタラプタ１１は断面がコの字形状となっており、一方の片部１１ａと他方の片部１１ｂとは光軸方向に互いに平行又は略平行に配置されている。

フォトインタラプタ１１は固定鏡筒１にビス止めで固定される。フォトインタラプタ１１は片部１１ａと片部１１ｂとで形成された開口部１１ｃを有するコの字形状を成しており、片部１１ａ（片部１１ｂでもよい）の内側面には受光素子が、片部１１ｂ（片部１１ａでもよい）の内側面には投光素子が取り付けられている。また、投光素子と受光素子は電気配線を通して電気回路基盤上の制御装置（不図示）に電気的に接続されている。該受光素子は、該投光素子からの出射した光束以外の光線が入射して受光すると誤作動（光束の誤認識）を起こす懸念がある。

そのため、本実施例ではフォトインタラプタ１１は光量調節装置８の固定絞り部８ａより像面位置に配置し、物体側より入射する光線が入射しないようにしている。９は第２レンズ群Ｌ２を光軸方向に移動し変倍動作を行わせるためのステッピングモータ（第一の駆動手段）である。ステッピングモータ９は第３のビス２０により固定鏡筒１に固定されている。ステッピングモータ９は回転するロータ（駆動モータ）９ｂと同軸のリードスクリュウ（送りねじ）９ａを有する。リードスクリュウ９ａはステッピングモータ９を固定鏡筒１に組み込まれた状態において、光軸と平行又は略平行となるように配置されている。また、リードスクリュウ９ａの一端は駆動モータ９ｂに連結され、駆動モータ９ｂは所定方向へ回転する。ラック１０は２群鏡筒３の連結部３ａと直交方向または略直交方向へ揺動自在に取り付けられている。また該ラック１０は、その先端が二股状に形成されていて、メイン歯、対向歯、加圧歯（いずれも不図示）とを備えている。

該メイン歯は、リードスクリュウ９ａの送りねじに螺合している。対向歯は、メイン歯の歯とびや喰い付きを防止する。ラック１０は、メイン歯、加圧歯、コイルばねによりリードスクリュウ９ａのねじ外径にガタ無く付勢する。該ラック１０は、該メイン歯の歯先と該対向歯間の寸法をリードスクリュウ９ａのねじ外径より大となるように設定している。このため、該メイン歯がリードスクリュウ９ａに螺合する片歯態様の螺合状態となる。よって、リードスクリュウ９ａの回転により、２群鏡筒３がラック１０を介して光軸方向に駆動される。

４群鏡筒４は第４レンズ群Ｌ４を保持している。４群鏡筒４に設けたスリーブ部４ｂ及びＵ溝部４ｃは、各々固定鏡筒１と撮像素子保持枠５に支持されたガイドバー１７ａ・１７ｂによりガイドされている。これにより４群鏡筒４は光軸以外の方向への移動を規制されている。また ４群鏡筒４には遮光部４ｄが形成されている。２群鏡筒３に設けた遮光部３ｄと４群鏡筒４に設けた遮光部４ｄは光軸方向に平行で互いに干渉しないように形成されている。４ｅ、４ｆはメカストッパーであり、撮像素子保持枠５に設けられた、突き当て部５ａ及び、固定鏡筒１に設けられた、不図示の突き当て部により、４群鏡筒４の可動範囲を制限している。１２はコイルであり、４群鏡筒３に接着剤にて固定されている。１３はマグネットであり、光軸方向に２極に着磁され、鉄板でできたヨーク１４に磁力で吸着された状態で固定鏡筒１の内壁に固定保持されている。したがって、マグネット１３によって発生した磁界中にコイル１２を配置し電流を流すことでコイル１２が直進移動する。即ち４群鏡筒３を駆動する。これらの各部材１２、１３、１４は第２の駆動手段である電磁力を駆動力とする非接触型電磁アクチュエータ(以下、ボイスコイルモータＶＣＭと呼ぶ)を構成している。

コイルの配線はフレキシブルプリント基板（不図示）によって、４群鏡筒３の移動を妨げないように固定鏡筒１外に引き出され、制御回路に接続されている。フォーカスセンサ１５は固定鏡筒1にビスにより固定され、位置検出のためのスケール(不図示)は４群鏡筒３に接着剤にて固定されている。４群鏡筒３は前記ボイスコイルモータＶＣＭにより駆動され光軸方向へ移動する。フォーカスセンサ１５で得られる信号により４群鏡筒４の光軸方向の移動量を決定し、４群鏡筒４の移動によりフォーカシングを行う。アイリスユニット８は固定鏡筒１に第２のビス１９により固定されている。

次に、上述の構成を有する本実施例のレンズ鏡筒をカメラ本体（不図示）に装着し、該カメラによって移動レンズ群（２群鏡筒３と４群鏡筒４）の基準位置を検出した後、移動レンズ枠を移動させて撮影を行う場合について説明する。２群鏡筒３に設けた遮光部３ｄと４群鏡筒４に設けた遮光部４ｄがいずれもフォトインタラプタ１１の開口部１１ｃから出ている場合（図３（Ａ））は次のとおりである。不図示のカメラ電源スイッチがＯＮになると、まず、ステッピングモータ（ＳＴＭ）９が回転を始め、送りねじ９ａが回転されて第２レンズ群Ｌ２（２群鏡筒３）は送りねじ９ａに沿って像面方向へ移動する。そして、２群鏡筒３に設けた遮光部３ｄがフォトインタラプタ１１の片部１１ａと片部１１ｂにより形成された開口部１１ｃ内に侵入すると、フォトインタラプタ１１に取り付けられている該投光素子を出射した光束が遮光部３ｄによって遮られる。よって、フォトインタラプタ１１からの出力信号が変化し、これに応じてカメラ本体内の制御装置（ＣＰＵ）（制御手段）はステップ数をカウントしながらステッピングモータ９を駆動し、２群鏡筒３を初期ズーム位置（基準位置）まで移動させる。

次に、前述のボイスコイルモータＶＣＭにより４群鏡筒４が前玉方向（物体側）へ向かって移動される。そして４群鏡筒４に設けた遮光部４ｄがフォトインタラプタ１１の片部１１ａと片部１１ｂの間に侵入して投光素子を出射した光束を遮るとフォトインタラプタ１１からの出力信号が変化する。これに応じてカメラ本体内の制御装置はフォーカスセンサ１５により移動量を検知しながらボイスコイルモータＶＣＭを駆動し、４群鏡筒４を初期フォーカス位置（基準位置）まで移動させる（後述する図３（Ａ）参照）。

以下、カメラ電源スイッチがＯＮしてから２個の移動枠（２群鏡筒３と４群鏡筒４）が初期位置（基準位置）にセットされるまでの時間を『レンズ初期位置セット時間』という。そして、この一連の動作を『レンズ初期位置セット動作』と言う。図３（Ａ）〜図３（Ｄ）は、『レンズ初期位置セット動作』に入る前の「フォトインタラプタ１１」と「２群鏡筒３に設けた遮光部３ｄ」と「４群鏡筒４に設けた遮光部４ｄ」との相互位置関係を示した説明図である。図３（Ａ）〜図３（Ｄ）は、固定鏡筒１に固定したフォトインタラプタ１１の片部１１ａと片部１１ｂに対して、２群鏡筒３の遮光部３ｄと、４群鏡筒４の遮光部４ｄとの関係を示している。即ち、遮光部３ｄと遮光部４ｄが片部１１ａと片部１１ｂとの間に、イン状態（入っている遮光状態）なのか、アウト状態（出ている非遮光状態）なのかを全ての場合（ここでは４パターン）について示している。

（ア）図３（Ａ）は前述したように、２群鏡筒３の遮光部３ｄ＝「アウト状態」、４群鏡筒４の遮光部４ｄ＝「アウト状態」を示している。（イ）図３（Ｂ）は、２群鏡筒３の遮光部３ｄ＝「イン状態」、４群鏡筒４の遮光部４ｄ＝「アウト状態」を示している。（ウ）図３（Ｃ）は、２群鏡筒３の遮光部３ｄ＝「アウト状態」、４群鏡筒４の遮光部４ｄ＝「イン状態」を示している。（エ）図３（Ｄ）は、２群鏡筒３の遮光部３ｄ＝「イン状態」、４群鏡筒４の遮光部４ｄ＝「イン状態」を示している。ここで図３（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は移動レンズ枠３、４のいずれかが基準位置検出手段１１で検出される位置「イン状態」に相当している。

次に、上記、図３（Ａ）〜図３（Ｄ）の各場合において、『レンズ初期位置セット時間』が最短となる『レンズ初期位置セット動作』について説明する。図３（Ａ）の場合、先に説明した場合と同様である。図３（Ｂ）、図３(Ｄ)の場合は次のとおりである。不図示のカメラ電源スイッチがＯＮになると、カメラ本体内の制御装置（制御手段）は、フォトインタラプタ１１からの出力信号から、２群鏡筒３に設けた遮光部３ｄか４群鏡筒４に設けた遮光部４ｄのどちらかが「イン状態」であることを検知する。（ここでフォトインタラプタ１１が１個なので、どちらがイン状態なのか又は両方なのかは、不確定である。

まず、ボイスコイルモータＶＣＭによって「４群鏡筒４」を、像面方向に駆動する。所定量（＝Ｆａ）移動しても、フォトインタラプタ１１からの出力が変化しないので、図３（Ｂ）又は図３（Ｄ）の遮光部３ｄが「イン状態」と確定する（判断する）。この時４群鏡筒４の初期位置によっては、４群鏡筒４のメカストッパー部４ｅが撮像素子保持枠５に設けられた、突き当て部（メカ端）５ａに突き当たる。突き当て部５ａに突き当たってもボスイコイルモータＶＣＭは非接触型のアクチュエータであるため、ボイスコイルモータＶＣＭ(マグネット・コイル・ヨーク)に衝撃力が加わらない。よって、メカ端５ａとの衝突によってもアクチュエータ（ＶＣＭ）の損傷がない。次にステッピングモータ９によって「２群鏡筒３」を、前玉方向（前方）に駆動する。この時、図３（Ｂ）、図３（Ｄ）はいずれも、遮光部３ｄが「イン状態」で遮光部４ｄが「アウト状態」で、２群鏡筒３は同一の状態である。

次にステッピングモータ９が回転を始め、送りねじ９ａが回転されて２群鏡筒３（第２レンズ群Ｌ２）は送りねじ９ａに沿って前玉方向（前方）へ移動する。そして、遮光部３ｄがフォトインタラプタ１１の片部１１ａと片部１１ｂにより形成された開口部１１ｃから外れて、アウト状態となる。これに応じてカメラ本体内の制御装置ＣＰＵはステップ数をカウントしながらステッピングモータ９を同方向に所定量Ｃだけ駆動して、「２群鏡筒３」を停止する。そしてすぐに「２群鏡筒３」を像面方向に反転駆動させると、フォトインタラプタ１１に取り付けられている該投光素子から出射した光束が遮光部３ｄによって遮られる（イン状態）。よって、フォトインタラプタ１１からの出力信号が再度変化（Ａ時点）とする。そして、これに応じて制御装置はステップ数をカウントしながらステッピングモータ９を駆動し、２群鏡筒３を初期ズーム位置（基準位置）まで移動させる（このとき遮光部３ｄが「イン状態」であったことが確定。）。

次に、ボイスコイルモータＶＣＭにより４群鏡筒４が前玉方向（物体側）へ向かって移動され、遮光部４ｄがフォトインタラプタ１１の片部１１ａと片部１１ｂの間に侵入して投光素子から出射した光束を遮るとフォトインタラプタ１１からの出力信号が変化する。これに応じてカメラ本体内の制御装置はフォーカスセンサ１５で移動量を検知しながらボイスコイルモータＶＣＭを駆動し、４群鏡筒４を初期フォーカス位置（基準位置）まで移動させる。これで、２群鏡筒３と４群鏡筒４の『レンズ初期位置セット動作』が完了する。ここで、前述の所定量Ｃとは、遮光部３ｄがフォトインタラプタ１１から外れたアウト状態を安定的に維持できる最小移動量とする。また、２つの駆動手段（ステッピングモータ９、ボイスコイルモータＶＣＭ）の同時駆動が可能なシステムであれば、Ａ時点は、２群鏡筒３の遮光部３ｄがフォトインタラプタ１１から外れた瞬間となる。このため、この時点から、４群鏡筒４を前玉方向へ駆動開始することも可能であり、さらに、『レンズ初期位置セット時間』を短縮することができる。

図３（Ｃ）の場合は次のとおりである。不図示のカメラ電源スイッチがＯＮになると、カメラ本体内の制御装置は、フォトインタラプタ１１からの出力信号から、２群鏡筒３に設けた遮光部３ｄか４群鏡筒４に設けた遮光部４ｄのどちらかが「イン状態」であることを検知する。ここで、フォトインタラプタ１１が１個なので、どちらがイン状態なのか又は両方なのかは、不確定である。

まず、ボイスコイルモータＶＣＭ側によって４群鏡筒４を、像面方向に駆動する。所定量（＝Ｆａ）移動するまえに、フォトインタラプタ１１からの出力信号が変化する。このため、これに応じて該制御装置はフォーカスセンサ１５により移動量を検知しながらボイスコイルモータＶＣＭを同方向に所定量Ｄだけ駆動して、「４群鏡筒４」を停止する。そしてすぐに、「４群鏡筒４」を、物体側方向に反転駆動する。そうするとフォトインタラプタ１１に取り付けられている該投光素子から出射した光束が遮光部４ｄによって遮られる。よって、フォトインタラプタ１１からの出力信号が再度変化（Ｂ時点）し、これに応じて制御装置はフォーカスセンサ１５により移動量を検知しながら、４群鏡筒４を初期フォーカス位置（基準位置）まで移動させる。このとき遮光部４ｄが「イン状態」であったことが確定できる。又遮光部３ｄが「アウト状態」であったことも同時に確定される。

次に、「２群鏡筒３」を、像面方向に駆動させる。即ち、ステッピングモータ９が回転を始め、送りねじ９ａが回転されて第２レンズ群Ｌ２は送りねじ９ａに沿って像面方向へ移動する。そして、遮光部３ｄがフォトインタラプタ１１の片部１１ａと片部１１ｂにより形成された開口部１１ｃに入り、「イン状態」となる。これに応じて制御装置はステップ数をカウントしながらステッピングモータ９を前玉方向（物体側）に所定量駆動して、２群鏡筒３を初期ズーム位置（基準位置）まで移動させる。これで、２群鏡筒３と４群鏡筒４のレンズ初期位置セット動作が完了する。ここで前述の所定量Ｄとは、遮光部４ｄがフォトインタラプタ１１から外れたアウト状態を安定的に維持できる最小移動量とする。また、２つの駆動手段（ステッピングモータ９とボイスコイルモータＶＣＭ）の同時駆動が可能なシステムであれば、Ｂ時点は、４群鏡筒４の遮光部４ｄがフォトインタラプタ１１から外れた瞬間となる。このため、この時点から、２群鏡筒３を像面方向へ駆動開始することも可能であり、さらに、『レンズ初期位置セット時間』を短縮することができる。

図４は本実施例の基準位置検出動作のフローチャートである。ステップＳ１でフォトインタラプタ１１の遮光又は非遮光を判別する。フォトインタラプタ１１が遮光してないなら、ステップＳ７に進み、その後は図３（Ａ）の場合で説明した通りとなる。ステップＳ１でフォトインタラプタ１１が遮光状態（イン状態）ならステップＳ２に進み、４群鏡筒４をフォトインタラプタ１１から退避する方向（アウト状態）に移動する。

次にステップＳ３でフォトインタラプタ１１の退避（アウト状態）を検知した場合は、ステップＳ４に進む。これは図３（Ｃ）の場合である。ステップＳ５、Ｓ６の動作は図３（Ｃ）の場合について説明したとおりである。ステップ３でフォトインタラプタ１１の退避（アウト状態）を検知できなかった場合は、ステップＳ８に進む。これは図３（Ｂ）、図３（Ｄ）の状態となる。ステップＳ９〜Ｓ１１の動作は図３（Ｂ）、図３（Ｄ）の場合について説明したものである。

上記の構成で移動レンズ群（移動レンズ群）３、４の基準位置の検出を行えば、いずれの場合も、ステッピングモータ９で駆動される２群鏡筒３がレンズ固定部と衝突することがない。よって、ズームラック１０やステッピングモータ９に衝撃力が加わることがないので、損傷が起こることがない。またズームラック１０の歯とスクリューネジ９ａの食付きも起こらない。

以上のように本実施例によれば、複数の移動レンズ枠３、４の光軸上の基準位置を１つの基準位置検出手段１１を用いて時系列に検出するとき、移動レンズ枠４を最初に基準位置検出手段１１から退避させる移動レンズ枠としている。この移動レンズ枠４を駆動する駆動源を移動レンズ枠４が駆動端に突き当たっても損傷が生じないボイスコイルモータ（ＶＣＭ）より構成している。そして次に移動させる移動レンズ枠３が駆動端に突き当たるのを効果的に回避している。これにより移動レンズ枠３が駆動端に当たったときに損傷を起こすステッピングモータ等の駆動源を用いることができるようにしている。

図５は、本実施例のレンズ鏡筒を有する光学機器の要部ブロック図である。図５において図１で示した部材と同一部材には同符番を付している。６はＣＣＤ等の固体撮像素子である。２２２は第２レンズ群Ｌ２（２群鏡筒３）の駆動源であり、図３のステッピングモータ９と、ステッピングモータ９と連動するロータ９ｂ、リードスクリュウ９ａ等を含む。２２３は第４レンズ群Ｌ４の駆動源であり、図１のコイル１２、マグネット１３、ヨーク１５で構成されるボイスコイルモータＶＣＭ等を含む。２２４は絞り駆動源である。２２５はバリエータである第２レンズ群Ｌ２の光軸方向位置を検出するためのズームエンコーダである。２２６は第４レンズ群Ｌ４の光軸方向位置を検出するフォーカスエンコーダである。

これらのエンコーダ２２５、２２６はそれぞれ変倍レンズＬ２、合焦レンズ（第４レンズ群）Ｌ４の光軸方向の絶対位置を検出するものである。また、本実施例の基準位置検出手段では、共通の一個のフォトインタラプタ１１と、フォーカスセンサー１５により構成されている。２２７は絞りエンコーダであり、固定鏡筒１外に配置された絞り駆動源であるメータ内部にホール素子を配置し、ロータとステータの回転位置関係を検出する方式のものなどが適用できる。絞り駆動源２２４により２枚の絞り羽根が駆動され、開口径を変えて通過光の光量調節を行う。また該絞り羽根には、小絞り回折による画質劣化を防止する為、ＮＤフィルターが貼り付けられている。或いは、このＮＤフィルターを別駆動源により駆動するものが適用できる。２２８はカメラ信号処理回路であり、ＣＣＤ６からの出力信号に対して所定の増幅やガンマ補正などを施す。これらの所定の処理を受けた映像信号のコントラスト信号はＡＥゲート２２９、ＡＦゲート２３０を通過する。即ち、露出決定及びピント合わせのために最適な信号取り出し範囲が全画面内のうちこのゲート２２９、２３０で設定される。このゲート２２９、２３０の大きさは可変であったり、複数設けられる場合もあるが、ここでは簡単のためにその詳細は記述しない。

２３１はＡＦ（オートフォーカス）のためのＡＦ信号処理回路であり、映像信号の高周波成分に関する一つもしくは複数の出力を生成する。２３３はズームスイッチ、２３４はズームトラッキングメモリであり、変倍に際して被写体距離と変倍レンズＬ２の光軸上の位置に応じてとるべきフォーカシングレンズ群Ｌ４の光軸方向の位置の情報を記憶する。尚、ズームトラッキングメモリ２３４としてはＣＰＵ２３２内のメモリを使用してもよい。ＣＰＵ２３２は各種の動作を制御する。

例えば撮影者によりズームスイッチ２３３が操作されると、ＣＰＵ２３２はズームトラッキングメモリ２３４の情報をもとに算出した第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４の所定の位置関係が保たれるように、駆動制御する。すなわち、ズームエンコーダ２２５の検出結果より得られる第２レンズ群Ｌ２の光軸方向の絶対位置と、算出された位置が一致するように、ズーム駆動源２２２とフォーカシング駆動源２２３を駆動制御する。同様に、フォーカスエンコーダ２２５の検出結果より得られる第４レンズ群Ｌ４の光軸方向の絶対位置と算出された位置、が一致するように、ズーム駆動源２２２とフォーカシング駆動源２２３を駆動制御するものである。

また、オートフォーカス動作ではＡＦ信号処理回路２３１からの出力信号がピークを示すように、ＣＰＵ２３２はフォーカシング駆動源２２３を駆動制御する。さらに、適正露出を得る為にＣＰＵ２３２はＡＥゲート２２９を通過したＹ信号の出力の平均値の所定値及び絞りエンコーダ２２７の出力所定値となるように、絞り駆動源２２４を駆動制御して絞り開口径をコントロールする。

［実施例２］
図６は本発明の実施例２のレンズ鏡筒の要部概略図である。図６は実施例１で説明したレンズ鏡筒の移動する２群鏡筒の周りのみを取り出して示している。本実施例は実施例１において２群鏡筒３の駆動源として用いたステッピングモータ（ＳＴＭ）の代わりに振動型リニアアクチューエータ（超音波モータ）を用いた点が異なっている。本実施例において、実施例１と共通部分は説明を省略する。

１０３は２群鏡筒で第２レンズ群Ｌ２を保持している。１０３ａは２群鏡筒１０３に設けた遮光部である。１０４は４群鏡筒で第４レンズ群Ｌ４を保持している。１０４ｂは４群鏡筒１０４に設けた遮光部である。１１２はコイル、１１３はマグネット、１１４はヨークでありこれらで、実施例１でも説明したボイスコイルモータＶＣＭを構成している。１１１はフォトインタラプタである。１２４はズームセンサである。１２３はセンサスケールである。ズームセンサ１２４は投光部と受光部を備えておりセンサスケール１２３に転写されたパターンを読み取ることで、２群鏡筒１０３の光軸方向への移動量を検出している。

１２０は磁石と摩擦材とを接合して構成されたスライダ（接触部材）でる。１２２は電気−機械エネルギー変換素子と該電気−機械エネルギー変換素子により振動が励起される板状の弾性部材とにより構成される振動子である。ここで、該振動子１２２の弾性部材は強磁性体であり、該強磁性体がスライダ１２０の磁石と引き合うことにより、スライダ１２０の摩擦材の圧接面１２０ａと振動子１２２の弾性部材において光軸方向２箇所に形成された圧接面(不図示)とが圧接される。これらスライダ１２０および振動子１２２によって振動型リニアアクチュエータ（超音波モータ）が構成される。振動型リニアアクチュエータには、フレキシブル配線板（不図示）を介して２つの位相が異なる周波信号（パルス信号又は交番信号）が入力される。これにより、振動子１２２の圧接面に略楕円運動が発生し、スライダ１２０の圧接面１２０ａに光軸方向の駆動力が発生する。

１２１は板バネであり、溝部１２１aと振動子１２２は接着等で固着され振動子ユニットを形成している。また１２１ｂはビス穴であり、固定鏡筒１にビス止めされる、該板バネ１２１は、その板面の面内方向には変形しにくく、板面に垂直な方向には変形しやすい形状を有する。これにより、振動子ユニットの取り付け位置が製造誤差で接触面方向にずれたとしても、板バネ１２１のたわみにより、振動子１２２とスライダ圧接面１２０ａの接触が安定して保たれる。これら、スライダ１２０、板バネ１２1、振動子１２２で形成される駆動源を振動型リニアアクチュエータと呼ぶ。この振動型リニアアクチュエータは、２群鏡筒１０３が駆動端に当たり、それ以上動けない状態で駆動を続けると、振動子１２２とスライダ１２０の接触部が局所的に磨耗し、駆動性能の劣化に繋がる。

本実施例において、基準位置検出を行う際の動作について図４のフローチャートを用いて説明する。図４のフローチャートにおいて２群鏡筒(ＳＴＭ)を２群鏡筒(振動型リニアアクチュエータ)に置き換えてみる。即ちステップＳ２で４群鏡筒(ＶＣＭ)を先にフォトインタラプタ退避方向に駆動すれば、実施例１で説明したのと同様に、２群鏡筒の固定端の衝突を回避することができる。これにより、第１の振動型リニアアクチュエータの損傷を防ぐことができる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例にて説明した構成に限定されず、特許請求の範囲の請求項の範囲内で上記各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。また、上記実施例では、ボイスコイルモータＶＣＭを駆動端に突き当たって駆動した際に損傷を生じない駆動源として取りあげられたが、この条件を満たすその他アクチュエータ(ＤＣモータ)等にも適用することができる。さらに、上記実施例では、振動型リニアアクチュエータが端に突き当たって駆動させた場合の磨耗に耐えうる十分な耐久性があるなら駆動端に突き当たって駆動した際に損傷を生じない駆動源として扱う事ができる。

Ｌ１ 第１レンズ群、Ｌ２ 第２レンズ群、Ｌ３ 第３レンズ群、Ｌ４ 第４レンズ群、１ 固定鏡筒、２ １群鏡筒、３ ２群鏡筒、４ ４群鏡筒、５ 撮像素子保持枠、８ アイリスユニット、９ ステッピングモータ、１０ ズームラック、１１ フォトインタラプタ、１２ コイル、１３ マグネット、１４ ヨーク、１５ フォーカスセンサ、１６ａ・１６ｂ ２群ガイドバー、１７ａ・１７ｂ ４群ガイドバー、１８ 第１のビス、１９ 第２のビス、２０ 第３のビス、２1 第４のビス、１０３ ２群移動鏡筒、１０４ ４群移動鏡筒、１１１ フォトインタラプタ、１１２ コイル、１１３ マグネット、１１４ ヨーク、１２０ スライダ、１２１ 板バネ、１２２ 振動子、１２３ スケール、１２４ ズームセンサ

Claims (7)

1. 少なくとも２個の移動レンズ枠と、一方の移動レンズ枠を駆動する駆動源Ａと、他方の移動レンズ枠を駆動する際に、該他方の移動レンズ枠が駆動端に突き当たって駆動しても損傷を生じない駆動源Ｂと、各移動レンズ枠の光軸上の基準位置を検出する１つの基準位置検出手段と、各移動レンズ枠の基準位置の検出は、いずれかの移動レンズ枠が基準位置検出手段で検出される位置にあるとき、該他方の移動レンズ枠を該基準位置検出手段で検出される位置から退避する方向に移動させ、次いで一方の移動レンズ枠を該基準位置検出手段で検出される位置から退避する方向へ移動させ、このとき該基準位置検出手段で検出される信号を用いて行われていることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 該駆動源Ｂはコイルとマグネットを有し、電磁力により駆動力を得る非接触型電磁アクチュエータであることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 該駆動源Ａはステッピングモータであることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ鏡筒。
4. 該駆動源Ａは振動型リニアアクチュエータであることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ鏡筒。
5. 請求項１乃至４のいずれか１つに記載のレンズ鏡筒と、該レンズ鏡筒を装着する又は着脱可能に装着するカメラ本体とを有することを特徴とする光学機器。
6. 前記カメラ本体は、前記各移動レンズ枠の基準位置の検出をいずれかの移動レンズ枠が基準位置検出手段で検出される位置にあるとき、該他方の移動レンズ枠を該基準位置検出手段で検出される位置から退避する方向に移動させ、次いで一方の移動レンズ枠を該基準位置検出手段で検出される位置から退避する方向へ移動させ、このとき該基準位置検出手段で検出される信号を用いて行なう制御装置を有することを特徴とする請求項５の光学機器。
7. 少なくとも２個の移動レンズ枠の光軸上の基準位置を１つの基準位置検出手段で時系列に検出する移動レンズ枠の基準位置検出方法であって、一方の移動レンズ枠は、該一方の移動レンズ枠が駆動端に突き当たって駆動したとき損傷をする駆動源Ａで駆動されており、他方の移動レンズ枠は該他方の移動レンズ枠が駆動端に突き当たって駆動しても損傷を生じない駆動源Ｂで駆動されており、各移動レンズ枠の基準位置の検出を時系列に検出するとき、いずれかの移動レンズ枠が基準位置検出手段で検出される位置にあるときは、該他方の移動レンズ枠を該基準位置検出手段で検出される位置から退避する方向に移動させ、次いで一方の移動レンズ枠を該基準位置検出手段で検出される位置から退避する方向へ移動させ、このとき該基準位置検出手段で検出される信号を用いていることを特徴とする移動レンズ枠の基準位置検出方法。