JP2012042566A - レンズ鏡筒及びレンズ鏡筒の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズを沈胴する際にレンズとプリズムとの間の位相ずれの発生を回避するレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】レンズ鏡筒は、第１の光軸に沿って沈胴可能に構成された第１の光学素子と、第２の光軸に沿って退避可能に構成された第２の光学素子と、前記第１の光学素子を沈胴する際に前記第２の光学素子を退避させるように該第１の光学素子及び該第２の光学素子を駆動する駆動手段と、前記第１の光学素子の基準位置を検出する第１の位置検出手段と、前記第２の光学素子の基準位置を検出する第２の位置検出手段と、前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記第１の光学素子を沈胴する際に、前記第１の位置検出手段及び前記第２の位置検出手段の検出信号に基づいて、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との位置関係が所定の範囲内に維持されるように、前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子の駆動を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置に搭載され、プリズムやミラー等の屈曲光学素子を有するレンズ鏡筒及びレンズ鏡筒の制御方法に関する。

特許文献１には、レンズを保持した状態で収納位置と撮影位置の間を光軸方向に移動可能なレンズ枠と、レンズを介して入射した光束を光軸と直交する方向に屈曲させて撮像素子に導くプリズムとを備えたレンズ鏡筒が開示されている。屈曲光学素子としてのプリズムは、レンズ枠が撮影位置にあるとき、レンズ枠の光軸方向の後方に配置されて入射光束を撮像素子側に屈曲させる。またプリズムは、レンズ枠が収納位置にあるとき、レンズ枠の収納空間を確保するために退避位置に移動する。

特開２００７−２２６１０６号公報

しかし、特許文献１において、プリズムの駆動手段はレンズの駆動手段と共通であり、プリズムのみを独立して駆動させる駆動手段を備えていない。レンズはプリズムとともに駆動されるため、レンズとプリズムとの間に位相ずれが発生していると、レンズが先に沈胴してプリズムと衝突する、又は、レンズが遅れて沈胴して最後まで沈胴できないという問題がある。

本発明は、レンズを沈胴する際にレンズとプリズムとの間の位相ずれの発生を回避するレンズ鏡筒を提供する。

本発明の一側面としてのレンズ鏡筒は、第１の光軸に沿って沈胴可能に構成された第１の光学素子と、第２の光軸に沿って退避可能に構成され、前記第１の光学素子を通過した光束を該第２の光軸の方向に屈曲させる第２の光学素子と、前記第１の光学素子を沈胴する際に前記第２の光学素子を退避させるように該第１の光学素子及び該第２の光学素子を駆動する駆動手段と、前記第１の光学素子の基準位置を検出する第１の位置検出手段と、前記第２の光学素子の基準位置を検出する第２の位置検出手段と、前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記第１の光学素子を沈胴する際に、前記第１の位置検出手段及び前記第２の位置検出手段の検出信号に基づいて、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との位置関係が所定の範囲内に維持されるように、前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子の駆動を制御する。

本発明の他の側面としてのレンズ鏡筒の制御方法は、第１の光学素子を第１の光軸に沿って沈胴する際に、前記第１の光学素子を通過した光束を第２の光軸の方向に屈曲させる第２の光学素子を、該第２の光軸に沿って退避させ、第１の位置検出手段を用いて前記第１の光学素子の基準位置を検出し、第２の位置検出手段を用いて前記第２の光学素子の基準位置を検出し、前記第１の光学素子を沈胴する際に、前記第１の位置検出手段及び前記第２の位置検出手段の検出信号に基づいて、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との位置関係が所定の範囲内に維持されるように、前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子の駆動を制御する。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、レンズを沈胴する際にレンズとプリズムとの間の位相ずれの発生を回避するレンズ鏡筒を提供することができる。

本実施形態におけるレンズ鏡筒の位相ずれの検出動作を示すフローチャートである。 本実施形態におけるレンズ鏡筒がＷＩＤＥ位置にある状態を示す要部断面図である。 本実施形態におけるレンズ鏡筒がＴＥＬＥ位置にある状態を示す要部断面図である。 本実施形態におけるレンズ鏡筒がＳＩＮＫ位置にある状態を示す要部断面図である。 本実施形態におけるレンズ鏡筒の駆動手段、位置検出手段、及び、回転量検出手段を示す模式図である。 本実施形態において、カム筒とプリズムの位相と沈胴時の動作例を示す模式図である。 本実施形態において、レンズ鏡筒の位相ずれを検出する動作を示す模式図である。 本実施形態において、カム筒及びプリズムの位置検出手段の出力信号の一例を示す図である。 本実施例におけるレンズ鏡筒の位相ずれのリセット動作を示すフローチャートである。 本実施形態において、カム筒及びプリズムを駆動する機構の一部を示す分解斜視図である。 本実施形態における固定筒の内周側展開図である。 本実施形態において、プリズムを保持する保持部材とプリズム駆動部の一部を示す平面図である。 本実施形態において、プリズムキャリアとプリズムディレイギアとの位相関係、及び、トーションバネのチャージ量の説明図である。 本実施形態において、カム筒及びプリズムを駆動する機構の一部を示す部分断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図２は、本実施形態の一例であるレンズ鏡筒がＷＩＤＥ位置（広角位置）にある状態を示す要部断面図である。本実施形態では、デジタルカメラ等の撮像装置に搭載され、収納位置と撮影位置との間を光軸方向に移動して撮影倍率を変更するズーム機構を備えたレンズ鏡筒について説明するが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、他のレンズ鏡筒にも適用可能である。

図２に示されるように、本実施形態のレンズ鏡筒は、第１レンズ群１０、第２レンズ群２０、プリズム５、固定筒６２、カム筒６１、及び、直進ガイド筒６３を備えて構成される。第１レンズ群１０（第１の光学素子）は、第１群レンズ１及び第１群レンズ１を保持する第１群鏡筒１１を備えて構成される。第２レンズ群２０（第１の光学素子）は、第２群レンズ２及び第２群レンズ２を保持する第２群鏡筒２１を備えて構成される。第１群レンズ１及び第２群レンズ２から入射した光束は、プリズム５により第１群レンズ１及び第２群レンズ２の光軸Ａ（第１の光軸）に対して直交する（略９０°の角度で交差する）光軸Ｂ（第２の光軸）の方向に屈曲されて、撮像素子８に導かれる。第１の光学素子としての第１レンズ群１０及び第２レンズ群２０は、光軸Ａに沿って沈胴可能に構成されている。

プリズム５（第２の光学素子）は、保持部材６により保持され、光軸Ｂに沿って移動可能（退避可能）に構成されている。プリズム５は、第１レンズ群１０及び第２レンズ群２０を通過した光束を光軸Ｂの方向に屈曲させる屈曲光学素子である。プリズム５と撮像素子８との間には、第３レンズ群３０、第４レンズ群４０、及び、光学フィルタ７が光軸Ｂに沿って配置されている。第３レンズ群３０は、シャッタ３１と第３群レンズ３とを備えて構成されている。第３レンズ群３０が光軸Ｂに沿って移動することにより、変倍動作が行われる。第４レンズ群４０は、第４群レンズ４及び第４群レンズ４を保持する第４群レンズホルダ４１を備えて構成されている。第４レンズ群４０が光軸Ｂに沿って進退移動することにより、変倍動作及び合焦動作が行われる。光学フィルタ７は、空間周波数の高い光をカットするためのローパスフィルタ機能と赤外光をカットする機能とを有する。

図３は、本実施形態におけるレンズ鏡筒がＴＥＬＥ位置（望遠位置）にある状態を示す要部断面図である。図３に示されるように、レンズ鏡筒がＴＥＬＥ位置にある状態では、第１レンズ群１０が光軸Ａに沿って被写体側（図中の上側）に前進するとともに、第２レンズ群２０が光軸Ａに沿って後退してプリズム５に接近した位置で停止する。第３レンズ群３０は、光軸Ｂに沿ってプリズム５に向かって移動し、プリズム５に接近した位置で停止する。第４レンズ群４０は、光軸Ｂに沿って撮像素子８に向かって移動し、撮像素子８に接近した位置で停止する。

図４は、本実施形態におけるレンズ鏡筒がＳＩＮＫ位置（収納位置）にある状態を示す要部断面図である。図４に示されるように、レンズ鏡筒がＳＩＮＫ位置にある状態では、プリズム５、第３レンズ群３０、及び、第４レンズ群４０は、光軸Ｂに沿って互いに干渉しないように撮像素子８側に移動する。これにより、第２レンズ群２０及び第１レンズ群１０の後方に収納空間が形成され、第２レンズ群２０及び第１レンズ群１０は光軸Ａに沿って後退し、カム筒６１とともに収納空間に収納される。

固定筒６２の内周部には、カム筒６１の外周部に設けられたカムピン（不図示）がカム係合するカム溝６２ａ（図１１参照）が周方向に略等間隔で複数箇所に形成されている。カム筒６１の外周部には、後述する駆動ギア６０に噛合するギア部６１ａが形成され、駆動ギア６０から駆動力が伝達されることで、カム筒６１が回転駆動される。このとき、固定筒６２のカム溝６２ａとカム筒６１のカムピンとのカム作用により、カム筒６１は光軸Ａに沿って進退する。また、カム筒６１の内周部には、第１群カム溝及び第２群カム溝（不図示）が形成されている。

直進ガイド筒６３は、カム筒６１の内周側に配置され、カム筒６１と一体となって回転可能かつ光軸Ａの方向に移動可能に構成されている。カム筒６１と直進ガイド筒６３との間には、第１レンズ群１０が配置され、第１レンズ群１０の第１群鏡筒１１の外周部に設けられたカムピンがカム筒６１の第１群カム溝とカム係合している。また、直進ガイド筒６３の外周部には、光軸Ａの方向に沿って延びる直進溝（不図示）が形成されており、この直進溝に第１群鏡筒１１の内周部に設けられた凸部が係合することにより、第１群鏡筒１１の回転方向の動きが規制される。

直進ガイド筒６３の内周側には、第２レンズ群２０が配置され、第２レンズ群２０は、第１レンズ群１０と同様に、第２群鏡筒２１に設けられたカムピン（不図示）がカム筒６１の第２群カム溝にカム係合する。また、直進ガイド筒６３には、光軸Ａの方向に貫通溝（不図示）が設けられており、この貫通溝に第２群鏡筒２１のカムピンの根元に配置された係合部が係合することにより、第２群鏡筒２１の回転方向の動きが規制される。

カム筒６１が回転すると、カム筒６１の第１群カム溝と第１群鏡筒１１のカムピンとのカム作用により、第１群鏡筒１１の凸部が直進ガイド筒６３の直進溝を光軸Ａの方向に摺動しながら、第１群鏡筒１１がカム筒６１に対して光軸に沿って進退する。従って、カム筒６１が固定筒６２に対して光軸Ａに沿って進退すると、カム筒６１に対して第１群鏡筒１１が光軸Ａに沿って進退し、第１群レンズ１が収納位置と撮影位置との間を移動する。第２群レンズ２も同様に、収納位置と撮影位置との間を移動する。

次に、図５を参照して、カム筒６１及びプリズム５に係る駆動手段、位置検出手段、回転量検出手段について説明する。図５は、レンズ鏡筒の駆動手段、位置検出手段、及び、回転量検出手段を示す模式図である。ＳＷモータ５１（駆動手段）は、カム筒６１をＳＩＮＫ位置とＷＩＤＥ位置との間で移動させるための駆動源である。ＳＷモータ５１は、第１レンズ群１０及び第２レンズ群２０を沈胴する際にプリズム５を退避させるように、第１レンズ群１０、第２レンズ群２０、及び、プリズム５を駆動する。ＴＷモータ５３（第２の駆動手段）は、カム筒６１をＴＥＬＥ位置とＷＩＤＥ位置との間で移動させるための駆動源である。ＳＷモータ５１及びＴＷモータ５３は、制御手段（不図示）により制御される。カム筒６１は、ＳＷモータ５１及びＴＷモータ５３の２つの駆動源を有し、遊星ギア列を備えた伝達機構（不図示）を介してカム筒６１に伝達される。ＳＷモータ５１とＴＷモータ５３を同時に駆動した場合、合成された回転数が伝達される一方、プリズム５の駆動源もＳＷモータ５１であり、プリズム駆動部（不図示）を介してプリズム５に伝達される。

本実施形態では、カム筒６１（第１レンズ群１０及び第２レンズ群２０）の位置検出手段として、カム筒繰り出し検知フォトインタラプタ１０１（第１の位置検出手段）が設けられている。カム筒繰り出し検知フォトインタラプタ１０１は、第１の光学素子の繰り出し位置（カム筒６１の繰り出し位置）を第１の光学素子の基準位置として検出する。また、プリズム５の位置検出手段として、プリズム繰り込み検知フォトインタラプタ１０２、及び、プリズム繰り出し検知フォトインタラプタ１０３（第２の位置検出手段）が設けられている。プリズム繰り込み検知フォトインタラプタ１０２は、プリズム５の繰り込み位置をプリズム５の基準位置として検出する。同様に、プリズム繰り出し検知フォトインタラプタ１０３は、プリズム５の繰り出し位置をプリズム５の基準位置として検出する。このように、本実施形態では、プリズム５の繰り込み位置と繰り出し位置の二つの位置をプリズム５の基準位置として設定しているが、これに限定されるものではなく、少なくとも一つの基準位置が設定されていればよい。フォトインタラプタの出力信号については、図８を参照して後述する。また、カム筒６１の回転量を検出するパルスギア列７０が接続されている。

次に、図１０乃至図１４を参照して、カム筒６１にモータの駆動力を伝達する伝達機構、及びプリズム５にモータの駆動力を伝達する伝達機構について説明する。図１０は、カム筒６１及びプリズム５を駆動する機構の一部を示す分解斜視図である。図１４は、カム筒６１及びプリズム５を駆動する駆動機構の一部を示す部分断面図である。

図５を参照して説明したように、図１０及び図１４において、ＳＷモータ５１は、第１レンズ群１０、第２レンズ群２０、及び、プリズム５を主にＳＩＮＫ位置とＷＩＤＥ位置の間で移動させるための駆動源である。ＴＷモータ５３は、第１レンズ群１０及び第２レンズ群２０を主にＴＥＬＥ位置とＷＩＤＥ位置の間で移動させるための駆動源である。ＳＷモータ５１のモータ軸には、ウォームギア５２が圧入され、ＴＷモータ５３のモータ軸には、ウォームギア５４が圧入されている。ウォームギア５２とウォームギア５４との間には、被写体側（図中の上側）から順に光軸Ａと平行にズームリングギア５５、ズームキャリアギア５６及び太陽ギア列５７が同軸配置されている。太陽ギア列５７は、２段の平ギアからなる太陽ギア５７ａ、５７ｂを備え、太陽ギア５７ａに噛合する斜歯ギアを介してウォームギア５２と噛合している。

ズームキャリアギア５６は、ギア部５６ａ、及び、ギア部５６ａの被写体側を向く面に周方向に略等間隔で突設された３本の軸部を備え、３本の軸部には、それぞれズーム遊星ギア５８が軸支されている。また、ギア部５６ａには、ウォームギア５４が斜歯ギア等を介して噛合し、ズーム遊星ギア５８は、太陽ギア５７ｂが噛合するように構成されている。ズームリングギア５５は、内歯ギア５５ａと外歯ギア５５ｂとを備える。内歯ギア５５ａにはズーム遊星ギア５８が噛合し、外歯ギア５５ｂはアイドラギア５９を介して駆動ギア６０に噛合する。また、駆動ギア６０は、カム筒６１のギア部６１ａに噛合する。このように、ＳＷモータ５１及びＴＷモータ５３とギア部６１ａとの間に配置されるギア列により、カム筒６１にモータの駆動力を伝達する伝達機構が構成される。

次に、プリズム駆動部８０について説明する。プリズム駆動部８０は、太陽ギア列５７の下側で被写体側（上側）から順に、プリズムキャリア８１、トーションバネ８４、及び、プリズムディレイギア８２が太陽ギア列５７と同軸に配置されて構成されている。プリズムディレイギア８２は、プリズムキャリア８１に回転自在に軸支されている。プリズムキャリア８１の被写体側を向く面には、３本の軸部が周方向に略等間隔で突設されており、３本の軸部には、それぞれプリズム遊星ギア８３が軸支されている。プリズム遊星ギア８３は、太陽ギア５７ｃ及びギア地板（不図示）に固定された内歯ギアに噛合するように構成されている。

プリズムディレイギア８２のギア部には、プリズム駆動ギア８５が噛合している。プリズムキャリア８１及びプリズムディレイギア８２には、それぞれ掛止部８１ｂ及び掛止部８２ｂが互いに対向する方向に延びて設けられている。掛止部８１ｂは、掛止部８２ｂより径方向の内側に配置されている（図１３（ａ）〜（ｃ）参照）。トーションバネ８４は、コイル部と、コイル部の軸方向の両端から径方向の外側に延びる２本の腕部８４ａ、８４ｂとを備える。２本の腕部８４ａ、８４ｂは、プリズムディレイギア８２及びプリズムキャリア８１の掛止部８２ｂ、８１ｂに掛止される。トーションバネ８４は、組み込み時には、掛止部８２ｂ及び掛止部８１ｂが同位相に配置された状態（図１３（ｂ）参照）で、２本の腕部８４ａ、８４ｂが掛止部８２ｂに掛止されてプリチャージされている。この状態で、プリズムディレイギア８２の回転を自由にしてプリズムキャリア８１を回転させると、プリズムキャリア８１、プリズムディレイギア８２、及び、トーションバネ８４は、一体的に回転する。一方、プリズムディレイギア８２の回転を規制した状態で、プリズムキャリア８１を回転させると、トーションバネ８４をオーバーチャージしながらプリズムキャリア８１のみが回転する。

図１２は、プリズム５を保持する保持部材６とプリズム駆動部８０の一部を示す平面図である。図１２に示されるように、保持部材６には、互いに平行配置されて光軸Ｂの方向に延びる２本のガイド軸８６、８７に移動可能に係合する係合部６ａ、６ｂが設けられている。係合部６ａにはラックギア６ｃが形成され、ラックギア６ｃはプリズム駆動ギア８５と噛合している。このため、プリズム駆動ギア８５が回転すると、保持部材６がプリズム５と一体となって光軸Ｂに沿って進退する。このように、太陽ギア列５７とラックギア６ｃとの間に配置されるギア列により、プリズム５にモータの駆動力を伝達する伝達機構が構成される。

次に、図１０に戻って、カム筒６１及びプリズム５の動作について説明する。ＳＷモータ５１を駆動してＴＷモータ５３を停止させると、ＳＷモータ５１からの駆動力が太陽ギア列５７に伝達されて太陽ギア列５７が回転し、ＴＷモータ５３に接続されているズームキャリアギア５６は停止する。このため、ズーム遊星ギア５８は、公転せず自転のみ行われる。例えば、太陽ギア５７ｂの歯数を９、ズーム遊星ギア５８の歯数を１０、ズームリングギア５５の内歯ギア５５ａの歯数を３０とすると、太陽ギア列５７の回転は１／３．３３倍に減速されてズームリングギア５５に伝達される。これにより、外歯ギア５５ｂの回転がアイドラギア５９を介して駆動ギア６０に伝達され、駆動ギア６０の回転がカム筒６１のギア部６１ａに伝達されてカム筒６１が回転駆動される。

ズームリングギア５５の回転方向は、太陽ギア列５７と逆方向となる。このとき、太陽ギア列５７の回転が、プリズム遊星ギア８３を経てプリズムキャリア８１に伝達される。ここで、保持部材６が光軸Ｂの方向に移動可能である場合には、トーションバネ８４とプリズムディレイギア８２がプリズムキャリア８１と一体に回転し、保持部材６を光軸Ｂの方向に進退させる。一方、保持部材６の光軸Ｂの方向の移動が規制されている場合には、プリズムディレイギア８２も回転できないため、トーションバネ８４がオーバーチャージしながらプリズムキャリア８１の回転を吸収する。

ＳＷモータ５１を停止させてＴＷモータ５３を駆動した場合、ＳＷモータ５１に接続されている太陽ギア列５７は停止し、ＴＷモータ５３に接続されているズームキャリアギア５６は回転する。このため、ズーム遊星ギア５８は自転と公転を行う。例えば、太陽ギア５７ｂの歯数を９、ズーム遊星ギア５８の歯数を１０、ズームリングギア５５の内歯ギア５５ａの歯数を３０とすると、ズームキャリアギア５６の回転は１．３倍に増速されてズームリングギア５５に伝達され、上記と同様にカム筒６１を駆動する。この場合、ズームリングギア５５の回転方向は、ズームキャリアギア５６と同じ方向になる。このとき、太陽ギア列５７は停止しているため、プリズムキャリア８１も停止しており、保持部材６には駆動力は伝達されない。

ＳＷモータ５１とＴＷモータ５３を同時に駆動した場合、ズームリングギア５５には、合成された回転数が伝達される。例えば、太陽ギア列５７をＣＷ（時計回り）方向に１ｒｐｍ、ズームキャリアギア５６をＣＷ方向に１ｒｐｍで回転した場合を考える。太陽ギア列５７によってズームリングギア５５に伝達されるはずの回転数は、ＣＣＷ（反時計回り）方向に０．３ｒｐｍであり、ズームキャリアギア５６によってズームリングギア５５に伝達されるはずの回転数は、ＣＷ方向に１．３ｒｐｍである。従って、これらを合成して、ズームリングギア５５はＣＷ方向に１ｒｐｍで回転する。他の例として、太陽ギア列５７をＣＷ方向に１．３ｒｐｍ、ズームキャリアギア５６をＣＷ方向に０．３ｒｐｍで回転した場合を考える。太陽ギア列５７によってズームリングギア５５に伝達されるはずの回転数は、ＣＣＷ方向に０．３９ｒｐｍであり、ズームキャリアギア５６によってズームリングギア５５に伝達されるはずの回転数は、ＣＷ方向に０．３９ｒｐｍである。これらを合成すると、ズームリングギア５５は停止することになる。以上のとおり、ＳＷモータ５１とＴＷモータ５３の回転数と回転方向を適切に選択することで、カム筒６１が停止した状態や、カム筒６１が繰り出す状態で、プリズム５を駆動することができる。

次に、図１１及び図１３を参照して、レンズ鏡筒を撮影位置であるＷＩＤＥ位置に繰り出す動作（第１レンズ群１０及び第２レンズ群２０を光軸Ａの方向のＷＩＤＥ位置に繰り出すとともに、プリズム５を光軸Ｂ方向の撮影位置に移動する動作）について説明する。図１１は、固定筒６２の内周側展開図である。図１１に示されるように、固定筒６２の内周部には、カム筒６１の外周部に設けられたカムピンがカム係合するカム溝６２ａが、周方向に略等間隔で複数箇所形成されている。また、固定筒６２の後端部には、プリズム５を保持する保持部材６が光軸Ｂの方向に進退する際に通り抜ける切り欠き６２ｂが形成されている。

図１３は、プリズムキャリア８１とプリズムディレイギア８２との位相関係、及び、トーションバネ８４のチャージ量の説明図である。レンズ鏡筒がＳＩＮＫ位置にある場合、カム筒６１のカムピンは、固定筒６２のカム溝６２ａ内で、図１１中の位置６２ｃに配置されている。このとき、プリズムキャリア８１とプリズムディレイギア８２の位相関係は、図１３（ａ）に示されるように、トーションバネ８４をオーバーチャージした位相関係にある。この状態において、保持部材６は、トーションバネ８４のチャージ力によって光軸Ｂの退避方向（撮像素子８側）に付勢されているが、メカ端（不図示）によって退避方向への移動が規制される。

レンズ鏡筒をＷＩＤＥ位置へ繰り出すには、ＳＷモータ５１のカム筒６１が繰り出す方向への駆動を開始する。このとき、カム筒６１のカムピンは、固定筒６２のカム溝６２ａを図１１の右方向に移動し、リフトを有する区間で第１レンズ群１０及び第２レンズ群２０が光軸Ａに沿って繰り出し方向に移動する。この繰り出し動作の間、プリズムキャリア８１も保持部材６を撮影位置に移動する方向に回転するが、トーションバネ８４がオーバーチャージの状態であるため、プリズムディレイギア８２は停止した状態を維持する。従って、プリズム５は、退避位置から移動しない。

カム筒６１が光軸Ａの方向に繰り出して、保持部材６が撮影位置側に移動可能な空間が形成されると、図１３（ｂ）に示されるように、プリズムキャリア８１の掛止部８１ｂとプリズムディレイギア８２の掛止部８２ｂとの位相が一致する。このとき、保持部材６を光軸Ｂの退避方向へ付勢していたトーションバネ８４のチャージ力が無くなるため、ディレイギア８２が回転してプリズム５が撮影位置に向けて移動する。

プリズム５が撮影位置に達すると、保持部材６は撮影側ストッパ（不図示）に当接して停止し、保持部材６の停止と同時に、プリズムディレイギア８２も停止する。このとき、ＳＷモータ５１をさらにカム筒６１の繰り出し方向に駆動し続けると、プリズムキャリア８１が保持部材６を撮影位置に移動する方向に回転し続けてトーションバネ８４をオーバーチャージする。トーションバネ８４をある程度オーバーチャージすると、トーションバネ８４の作用によって保持部材６が撮影側ストッパ側に付勢されるため、撮影時にプリズム５の位置や姿勢が安定する。トーションバネ８４が所定のオーバーチャージ状態に達した時点で、ＳＷモータ５１とＴＷモータ５３の駆動を停止する。

ここで、カム筒６１とプリズム５の位相がずれている場合を考える。撮影位置に向けたプリズム５の移動するのが早まると、保持部材６が撮影位置側に移動可能な空間が十分に形成されず、カム筒６１とプリズム５が衝突する可能性がある。また、撮影位置に向けたプリズム５の移動するのが遅れると、プリズム５が撮影位置に向けて移動するまでに、カム筒６１が繰り出しすぎる可能性がある。このように、レンズ鏡筒を撮影位置に繰り出すためには、カム筒６１とプリズム５の位相がずれないように設定することが必要である。

以上の動作によって、第１レンズ群１０、第２レンズ群２０、及び、プリズム５は、ＷＩＤＥ位置に配置されて撮影状態となる。カム筒６１がＷＩＤＥ位置に達すると、カムピンは、固定筒６２のカム溝６２ａ内の位置６２ｄに移動する。その後、第３レンズ群３０及び第４レンズ群４０をモータ（不図示）を駆動して光軸Ｂの所定の位置に移動させる。

レンズ鏡筒をＷＩＤＥ位置とＴＥＬＥ位置の間で変倍動作する場合には、ＴＷモータ５３を駆動することにより、プリズム５を光軸Ｂの方向に移動させることなく第１レンズ群１０及び第２レンズ群２０を光軸Ａ方向に移動させることができる。レンズ鏡筒のＴＥＬＥ位置では、カム筒６１のカムピンは、固定筒６２のカム溝６２ａの位置６２ｅに配置される（図１１参照）。

レンズ鏡筒をＷＩＤＥ位置からＳＩＮＫ位置に移動させる場合には、前述と逆の動作を行う。まず、モータ（不図示）を駆動して第３レンズ群３０及び第４レンズ群４０を光軸Ｂの方向に沿って撮像素子８側に退避させる。次に、ＴＷモータ５３をカム筒６１が繰り出す方向に駆動しながら、同時にＳＷモータ５１をカム筒６１が繰り込む方向に駆動すると、カム筒６１は回転せずに、プリズムキャリア８１のみが保持部材６を退避位置に移動する方向に回転する。そして、上述したトーションバネ８４のオーバーチャージ分だけプリズムキャリア８１が回転して、プリズムキャリア８１の掛止部８１ｂとプリズムディレイギア８２の掛止部の位相を一致させる。このとき、プリズムディレイギア８２は、プリズムキャリア８１及びトーションバネ８４と一体的に保持部材６を退避位置に移動する方向に回転して、プリズム５が退避方向に移動する。プリズム５が退避位置に移動して、カム筒６１の後方に収納可能な空間が形成されると、ＴＷモータ５３の駆動を停止し、ＳＷモータ５１のみをカム筒６１を繰り込む方向に駆動し続け、カム筒６１が繰り込みを開始する。保持部材６は、退避位置まで移動すると、退避側メカ端（不図示）に当接して停止し、同時にプリズムディレイギア８２も停止する。

カム筒６１がＳＩＮＫ位置に繰り込むまでＳＷモータ５１を駆動し続けると、プリズムキャリア８１は、トーションバネ８４をオーバーチャージしながら、保持部材６を退避位置に移動する方向に回転し続ける。カム筒６１がＳＩＮＫ位置に収納されて、第１レンズ群１０及び第２レンズ群２０が収納されると、ＳＷモータ５１の駆動を停止する。

次に、レンズ鏡筒をＷＩＤＥ位置へ繰り出す場合と同様に、図６を参照して、カム筒６１とプリズム５の位相がずれた場合のＷＩＤＥ位置からＳＩＮＫ位置への移動時の動作例を示す。

まず図６（ａ）は、カム筒６１とプリズム５の位相が正常の場合を示した図である。（ａ−１）において、プリズム５の退避方向への移動を開始する。次の（ａ−２）において、プリズム５が退避位置に移動するとともに、カム筒６１の沈胴を開始する。プリズム５が退避位置まで移動すると、退避側メカ端（不図示）に当接して停止する。その後、（ａ−３）において、カム筒６１の後方に収納可能な空間が形成されているため、カム筒６１が退避位置まで移動して動作が完了する。

図６（ｂ）は、カム筒６１が先に沈胴する例を示した図である。（ｂ−１）において、プリズム５の退避が完了する前に、カム筒６１が沈胴を開始する。その結果、（ｂ−２）において、カム筒６１の後方に収納可能な空間が十分に形成されていないため、カム筒６１とプリズム５が衝突してしまう。

図６（ｃ）は、カム筒６１が遅れて沈胴する例を示した図である。（ｃ−１）において、プリズム５の退避方向への移動を開始する。次の（ｃ−２）において、プリズム５が退避位置に移動するとともに、カム筒６１の沈胴を開始するが、退避位置までには距離がある。その後、（ｃ−３）において、カム筒６１の沈胴を続けると、プリズム５も退避方向への移動をし続ける。その結果、（ｃ−４）において、プリズム５は退避動作のオーバーチャージをし続けて、退避側メカ端に繰り込みすぎてしまう。一方、カム筒６１は退避位置まで到達できず、ＳＩＮＫ位置まで沈胴できなくなる。さらに、次のレンズ鏡筒繰り出し時の（ｃ−５）では、プリズム５が退避側メカ端に繰り込みすぎているため、繰り出し位置まで繰り出しきれない。

このように、レンズ鏡筒を収納位置に繰り込むためには、カム筒６１とプリズム５の位相がずれていないことが必要である。特にレンズ鏡筒の収納時に位相ずれが発生すると、次の繰り出し時にも影響を与える。レンズ鏡筒の繰り出し時に位相ずれ判定をすると時間がかかるため、収納時に位相ずれ判定を行うことにより、次の繰り出し時に正しい位相で立ち上がることができる。

次に、図８を参照して、フォトインタラプタの出力信号の例を説明する。図８（ａ）はカム筒繰り出し検知フォトインタラプタ１０１、図８（ｂ）はプリズム繰り込み検知フォトインタラプタ１０２、図８（ｃ）はプリズム繰り出し検知フォトインタラプタ１０３のそれぞれの出力信号の一例である。例えば図８（ａ）において、出力信号が切り変わる箇所がカム筒６１の繰り出し位置に相当する。この出力信号により、繰り出し位置に対して繰り込み側に位置するか、又は繰り出し側に位置するかを検出することができる。それぞれのフォトインタラプタの出力信号が切り替わる際のモータのパルス数を記憶しておくと、カム筒６１とプリズム５の位相差の判定に利用することができる。

次に、図１及び図７を参照して、カム筒６１とプリズム５の位相ずれの判定方法（レンズ鏡筒の制御方法）について説明する。図１は、レンズ鏡筒沈胴時のカム筒６１とプリズム５の位相ずれ判定のフローチャートである。図７（ａ）〜（ｄ）は、カム筒６１とプリズム５の位相ずれ判定時のレンズ鏡筒沈胴動作の模式図である。なお、位相ずれ判定及びレンズ鏡筒沈胴動作は、レンズ鏡筒の制御部（不図示）による指示に基づいて行われる。

まず、図１のステップＳ１０１において、ＳＷモータ５１の繰り込み動作を開始する。次のステップＳ１０２において、カム筒繰り出し検知フォトインタラプタ１０１の出力信号により、カム筒６１が繰り出し位置より繰り出し側に位置するか否かを判定する。カム筒６１が繰り出し側に位置する場合にはステップＳ１０３へ進む。一方、繰り込み側に位置する場合には位相ずれが生じていると判定してステップＳ１１３のリセットシーケンスに進む。ステップＳ１０３では、プリズム繰り出し検知フォトインタラプタ１０３の出力信号により、プリズム５が繰り出し位置より繰り込み側に位置するか否かを判定する。プリズム５が繰り込み側に位置する場合にはステップＳ１０４に進む。一方、繰り出し側に位置する場合にはステップＳ１０１に戻り、ＳＷモータ５１の繰り込み動作を繰り返す。このとき、プリズム５がプリズム繰り出し位置に達した際のモータのパルス数を記憶部（不図示）に記憶する。プリズム５が繰り出し位置にあるときの状態を図７（ａ）に示す。

ステップＳ１０４では、ＳＷモータ５１の繰り込み動作を続ける。次にステップＳ１０５において、カム筒繰り出し検知フォトインタラプタ１０１の出力信号により、カム筒６１が繰り出し位置より繰り出し側に位置するか否かを判定する。繰り出し側に位置する場合にはステップＳ１０６に進む。一方、繰り込み側に位置する場合には位相ずれが生じていると判定し、ステップＳ１１３のリセットシーケンスに進む。ステップＳ１０６では、プリズム繰り込み検知フォトインタラプタ１０２の出力信号により、プリズム５が繰り込み位置より繰り込み側に位置するか否かを判定する。プリズム５が繰り込み側に位置する場合にはステップＳ１０７に進む。一方、プリズム５が繰り出し側に位置する場合にはステップＳ１０４に戻り、ＳＷモータ５１の繰り込み動作を繰り返す。このとき、プリズム５がプリズム繰り込み位置に達した際のモータのパルス数を記憶部（不図示）に記憶する。プリズム５が繰り込み位置にあるときの状態を図７（ｂ）に示す。

ステップＳ１０７では、ＳＷモータ５１の繰り込み動作を続ける。次にステップＳ１０８において、カム筒繰り出し検知フォトインタラプタ１０１の出力信号により、カム筒６１が繰り出し位置より繰り込み側に位置するか否かを判定する。カム筒６１が繰り込み側に位置する場合には、ステップＳ１０９に進む。一方、カム筒６１が繰り出し側に位置する場合にはステップＳ１０７に戻り、ＳＷモータ５１の繰り込み動作を繰り返す。このとき、カム筒６１がカム筒繰り出し位置に達した際のモータのパルス数を記憶部（不図示）に記憶する。カム筒６１が繰り出し位置にあるときの状態を図７（ｃ）に示す。

ステップＳ１０９では、記憶部に記憶されたプリズム繰り出し位置とカム筒繰り出し位置とのパルス数の差が、所定のパルス数に収まっているか否かを判定する。図８中の（Ａ）の区間がこれに該当する。パルス数の差が所定のパルス数に収まっている場合には、ステップＳ１１０に進む。一方、パルス数の差が所定のパルス数に収まっていない場合には、位相ずれが生じていると判定し、ステップＳ１１３のリセットシーケンスに進む。

ステップＳ１１０では、記憶部に記憶されたプリズム繰り込み位置とカム筒繰り出し位置とのパルス数の差が、所定のパルス数に収まっているか否かを判定する。図８中の（Ｂ）の区間がこれに該当する。パルス数の差が所定のパルス数に収まっている場合には、ステップＳ１１１に進む。一方、パルス数の差が所定のパルス数に収まっていない場合には、位相ずれが生じていると判定し、ステップＳ１１３のリセットシーケンスに進む。

ステップＳ１１１では、ＴＷモータ５３、ＳＷモータ５１、及び、カム筒６１の回転量のそれぞれのカウンタ値をリセットする。続いてステップＳ１１２では、ＳＷモータ５１を所定ステップ数だけ駆動してＳＩＮＫ位置まで繰り込み動作を行い、レンズ鏡筒の沈胴動作が終了する。
プリズム５が退避し、カム筒６１が沈胴しているときの状態を図７（ｄ）に示す。

ステップＳ１１３では、カム筒６１とプリズム５との間に位相ずれが生じていると判定されたため、リセットシーケンス（リセット動作）を行う。リセットシーケンスについては、図９を参照して説明する。図９は、レンズ鏡筒の位相ずれのリセット動作を示すフローチャートである。なお、位相ずれのリセット動作は、レンズ鏡筒の制御部（不図示）による指示に基づいて行われる。

まず、ステップＳ２０１において、カム筒繰り出し検知フォトインタラプタ１０１の出力信号により、カム筒６１が繰り出し位置より繰り込み側に位置するか否かを判定する。カム筒６１が繰り込み側に位置する場合には、ステップＳ２０４に進む。一方、カム筒６１が繰り出し側に位置する場合には、ステップＳ２０２に進む。ステップＳ２０２では、ＴＷモータ５３の繰り込み動作を行う。次にステップＳ２０３において、カム筒繰り出し検知フォトインタラプタ１０１の出力信号により、カム筒６１が繰り出し位置より繰り込み側に位置するか否かを判定する。カム筒６１が繰り込み側に位置する場合にはステップＳ２０４に進む。一方、カム筒６１が繰り出し側に位置する場合には、ステップＳ２０２に戻り、ＴＷモータ５３の繰り込み動作を繰り返す。

ステップＳ２０４では、ＴＷモータ５３の繰り出し動作を行う。次にステップＳ２０５において、カム筒繰り出し検知フォトインタラプタ１０１の出力信号により、カム筒６１が繰り出し位置より繰り出し側に位置するか否かを判定する。カム筒６１が繰り出し側に位置する場合には、ステップＳ２０６に進む。一方、カム筒６１が繰り込み側に位置する場合には、ステップＳ２０４に戻り、ＴＷモータ５３の繰り出し動作を繰り返す。ステップＳ２０６では、ＴＷモータ５３、ＳＷモータ５１、及び、カム筒６１の回転量のそれぞれのカウンタ値をリセットする。ここまでのリセット動作は、ＴＷモータ５３を用いて、カム筒繰り出し検知フォトインタラプタ１０１を基準として行われる。

続いて、ステップＳ２０７では、プリズム繰り込み検知フォトインタラプタ１０２の出力信号により、プリズム５が繰り込み位置より繰り込み側、すなわち退避位置に位置するか否かを判定する。プリズム５が繰り込み側に位置する場合には、ステップＳ２１２に進む。一方、プリズム５が繰り出し側に位置する場合には、ステップＳ２０８に進む。ステップＳ２０８では、プリズム繰り出し検知フォトインタラプタ１０３の出力信号により、プリズム５が繰り出し位置より繰り出し側、すなわち撮影位置に位置するか否かを判定する。プリズム５が繰り出し側に位置する場合にはステップＳ２０９に進む。一方、プリズム５が繰り込み側に位置する場合には、プリズム５は退避位置から撮影位置への繰り出し途中に位置するため、ステップＳ２１２に進む。

ステップＳ２０９では、ＳＷモータ５１の繰り込み動作を行う。次にステップＳ２１０において、プリズム繰り出し検知フォトインタラプタ１０３の出力信号により、プリズム５が繰り出し位置より繰り込み側に位置するか否かを判定する。プリズム５が繰り込み側に位置する場合には、ステップＳ２１１に進む。一方、プリズム５が繰り出し側に位置する場合にはステップＳ２０９に戻り、ＳＷモータ５１の繰り込み動作を繰り返す。ステップＳ２１１では、さらにＳＷモータ５１を所定パルス分の繰り込み動作を行い、プリズム５を撮影位置から退避位置への繰り込み途中に位置させる。

ステップＳ２１２では、ＳＷモータ５１の繰り出し動作を行う。次にステップＳ２１３において、プリズム繰り出し検知フォトインタラプタ１０３の出力信号により、プリズム５が繰り出し位置より繰り出し側に位置するか否かを判定する。プリズム５が繰り出し側に位置する場合には、ステップＳ２１４に進む。一方、プリズム５が繰り込み側に位置する場合にはステップＳ２１２に戻り、ＳＷモータ５１の繰り出し動作を繰り返す。ステップＳ２１４では、さらにＳＷモータ５１を所定パルス分だけ繰り出し動作を行い、プリズム５をメカ端に当接させる。続いてステップＳ２１５において、ＳＷモータ５１のパルスカウンタ値をリセットし、リセットシーケンスは終了する。

ここまでのリセット動作は、ＳＷモータ５１を用いて、プリズム繰り込み検知フォトインタラプタ１０２、及び、プリズム繰り出し検知フォトインタラプタ１０３を基準として行われている。リセットシーケンス終了後、第３レンズ群３０及び第４レンズ群４０をモータ（不図示）により光軸Ｂの所定の位置に移動させ、再度、繰り込み動作を行う。

本実施形態のレンズ鏡筒において、制御手段は、第１の光学素子を沈胴する際に、第１の位置検出手段及び第２の位置検出手段の検出信号に基づいて、第１の光学素子と第２の光学素子との位置関係が所定の範囲内に維持されるように、各光学素子の駆動を制御する。各光学素子の位置関係は、例えば、第１の位置検出手段が第１の光学素子の基準位置を検出した際に得られる駆動手段のパルス数と第２の位置検出手段が第２の光学素子の基準位置を検出した際に得られる駆動手段のパルス数との差により定められる。

また制御手段は、各光学素子の位置関係が所定の範囲から外れている場合、各光学素子の位置関係をリセットしてから第１の光学素子を沈胴するように制御する。このとき制御手段は、まず、各光学素子の位置関係をリセットする際に、第２の駆動手段及び第１の位置検出手段を用いて駆動手段のパルス数をリセットする。その後、制御手段は、駆動手段及び第２の位置検出手段を用いて駆動手段のパルス数をリセットする。

このように、本実施形態のレンズ鏡筒は、レンズ鏡筒の沈胴時に、プリズムの繰り出し位置とカム筒のパルス差、及び、プリズムの繰り込み位置とカム筒の繰り出し位置のパルス差がそれぞれ所定のパルスに収まっているか否かを判定し、位相ずれ判定を行う。このため、レンズ鏡筒を正常に沈胴させ、次の起動時にも正しい位相でレンズ鏡筒を立ち上がることができる。

本実施形態では、屈曲系光学素子としてプリズム５を例示したが、これに限定されるものではなく、例えばミラー等の他の屈曲系光学素子を用いてもよい。また本実施形態では、第２レンズ群２０の後方に屈曲系光学素子を配置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば第１レンズ群１０と第２レンズ群２０との間に屈曲系光学素子を配置してもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

５ プリズム
１０ 第１レンズ群
２０ 第２レンズ群
５１ ＳＷモータ
１０１ カム筒繰り出し検知フォトインタラプタ
１０２ プリズム繰り込み検知フォトインタラプタ
１０３ プリズム繰り出し検知フォトインタラプタ

Claims (7)

1. 第１の光軸に沿って沈胴可能に構成された第１の光学素子と、
   第２の光軸に沿って退避可能に構成され、前記第１の光学素子を通過した光束を該第２の光軸の方向に屈曲させる第２の光学素子と、
   前記第１の光学素子を沈胴する際に前記第２の光学素子を退避させるように該第１の光学素子及び該第２の光学素子を駆動する駆動手段と、
   前記第１の光学素子の基準位置を検出する第１の位置検出手段と、
   前記第２の光学素子の基準位置を検出する第２の位置検出手段と、
   前記駆動手段を制御する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記第１の光学素子を沈胴する際に、前記第１の位置検出手段及び前記第２の位置検出手段の検出信号に基づいて、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との位置関係が所定の範囲内に維持されるように、前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子の駆動を制御する、ことを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記第１の光学素子の前記基準位置は、前記第１の光学素子の繰り出し位置であり、
   前記第２の光学素子の前記基準位置は、前記第２の光学素子の繰り出し位置及び繰り込み位置の二つの位置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. 前記制御手段は、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との前記位置関係が所定の範囲から外れている場合、該第１の光学素子及び該第２の光学素子の位置関係をリセットしてから該第１の光学素子を沈胴するように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との前記位置関係は、前記第１の位置検出手段が該第１の光学素子の基準位置を検出した際に得られる前記駆動手段のパルス数と前記第２の位置検出手段が該第２の光学素子の基準位置を検出した際に得られる該駆動手段のパルス数との差により定められることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記第１の光学素子を駆動する第２の駆動手段を更に有し、
   前記制御手段は、前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子の位置関係をリセットする際に、前記第２の駆動手段及び前記第１の位置検出手段を用いて前記駆動手段のパルス数をリセットしてから、該駆動手段及び前記第２の位置検出手段を用いて該駆動手段のパルス数をリセットすることを特徴とする請求項４に記載のレンズ鏡筒。
6. 第１の光学素子を第１の光軸に沿って沈胴する際に、前記第１の光学素子を通過した光束を第２の光軸の方向に屈曲させる第２の光学素子を、該第２の光軸に沿って退避させ、
   第１の位置検出手段を用いて前記第１の光学素子の基準位置を検出し、
   第２の位置検出手段を用いて前記第２の光学素子の基準位置を検出し、
   前記第１の光学素子を沈胴する際に、前記第１の位置検出手段及び前記第２の位置検出手段の検出信号に基づいて、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との位置関係が所定の範囲内に維持されるように、前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子の駆動を制御する、ことを特徴とするレンズ鏡筒の制御方法。
7. 前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との前記位置関係は、前記第１の位置検出手段が該第１の光学素子の基準位置を検出した際に得られる駆動手段のパルス数と前記第２の位置検出手段が該第２の光学素子の基準位置を検出した際に得られる前記駆動手段のパルス数との差により定められることを特徴とする請求項６に記載のレンズ鏡筒の制御方法。