JP2016170393A - Imaging device and lens barrel - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、光軸方向に沿って複数のレンズが配置されたレンズ鏡筒及び撮像装置に関し、特に各レンズの位置検出を実行するレンズ鏡筒及び撮像装置に関する。 The present disclosure relates to a lens barrel and an imaging apparatus in which a plurality of lenses are arranged along the optical axis direction, and more particularly to a lens barrel and an imaging apparatus that execute position detection of each lens.
撮像装置においては、フォーカスやズームのため光軸方向を移動する複数のレンズ群の位置管理が必要である。複数のレンズ群の互いの位置関係を管理する場合、複数の位置センサを用いてレンズ群毎に基準位置(原点)を検出する。 In an imaging apparatus, it is necessary to manage the positions of a plurality of lens groups that move in the optical axis direction for focusing and zooming. When managing the positional relationship between a plurality of lens groups, a reference position (origin) is detected for each lens group using a plurality of position sensors.
しかし、位置センサの取り付け位置のバラツキや、各位置センサの個体差(例えば、個体毎の出力電圧の差)や環境変化による出力変化(例えば、温度による出力変化)により,基準位置が変化して高精度に位置管理をすることが困難となる。 However, the reference position may change due to variations in the position sensor mounting position, individual differences between position sensors (for example, output voltage differences between individual positions), and output changes due to environmental changes (for example, output changes due to temperature). It becomes difficult to manage the position with high accuracy.
本開示は、複数のレンズについて高精度な位置管理を実行するのに有効な撮像装置及びレンズ鏡筒を提供する。 The present disclosure provides an imaging apparatus and a lens barrel that are effective for executing highly accurate position management for a plurality of lenses.
本開示に係る撮像装置は、初期化位置を基準にして光軸方向にレンズを移動し被写体を撮像する撮像装置である。撮像装置は、第1レンズ、第2レンズ、駆動部、第1位置検出センサ、第2位置検出センサ、第3位置検出センサ、及び制御部、を備える。駆動部は、第1レンズと第2レンズとを光軸方向に移動させる。第1位置検出センサは、第1レンズの位置を検出する。第2位置検出センサは、第2レンズの位置を検出する。第3位置検出センサは、第1レンズの位置と第2レンズの位置とを検出する。制御部は、駆動部を制御し第1位置検出センサと第2位置検出センサと第3位置検出センサとからの出力を処理する。制御部は、具体的には、第3位置検出センサからの出力に基づき、第1レンズ及び第2レンズの初期化位置を判定する初期化処理を実行する。 An imaging apparatus according to the present disclosure is an imaging apparatus that images a subject by moving a lens in an optical axis direction with reference to an initialization position. The imaging device includes a first lens, a second lens, a drive unit, a first position detection sensor, a second position detection sensor, a third position detection sensor, and a control unit. The drive unit moves the first lens and the second lens in the optical axis direction. The first position detection sensor detects the position of the first lens. The second position detection sensor detects the position of the second lens. The third position detection sensor detects the position of the first lens and the position of the second lens. The control unit controls the drive unit to process outputs from the first position detection sensor, the second position detection sensor, and the third position detection sensor. Specifically, the control unit executes an initialization process for determining the initialization positions of the first lens and the second lens based on the output from the third position detection sensor.
本開示に係る撮像装置及びレンズ鏡筒によれば、複数のレンズについて高精度な位置管理を実行するのに有効である。 According to the imaging apparatus and the lens barrel according to the present disclosure, it is effective to execute highly accurate position management for a plurality of lenses.
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. However, more detailed explanation than necessary may be omitted. For example, detailed descriptions of already well-known matters and repeated descriptions for substantially the same configuration may be omitted. This is to avoid the following description from becoming unnecessarily redundant and to facilitate understanding by those skilled in the art.
なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。 The applicant provides the accompanying drawings and the following description in order for those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and is not intended to limit the subject matter described in the claims. Absent.
[1.実施形態1]
本開示の一実施形態に係る撮像装置1について、図1〜図8を用いて説明すれば以下の通りである。撮像装置1は、図8に示すように、カメラ本体100と、カメラ本体100に取り付けられるレンズ鏡筒10とを備える。
[1. Embodiment 1]
The
レンズ鏡筒10について、図1〜図8を用いて説明する。
The
[1−1.レンズ鏡筒10全体の構成]
本実施形態に係るレンズ鏡筒10は、図1に示すように、カメラ本体100(図8)に対して着脱可能に構成されている。そして、レンズ鏡筒10は、図2及び図3に示すように、6つのレンズ枠(1群レンズ枠ユニット11〜5群レンズ枠ユニット15およびレンズ枠16)と、カム枠17と、固定枠18と、絞りユニット19と、シャッタ114(図8)を備えている。6つのレンズ枠(1群レンズ枠ユニット11〜5群レンズ枠ユニット15およびレンズ枠16)は、光軸X方向に沿って10枚のレンズL1〜L10を含む光学系を保持する。
[1-1. Overall configuration of lens barrel 10]
As shown in FIG. 1, the
10枚のレンズL1〜L10は、図3に示すように、光軸X方向に沿って、被写体側からこの順に配置されており、カメラ本体100に搭載された後述する撮像素子120(図8)に対して、被写体の光学像を導く。 As shown in FIG. 3, the ten lenses L1 to L10 are arranged in this order from the subject side along the optical axis X direction, and an image sensor 120 (described later) mounted on the camera body 100 (FIG. 8). In contrast, an optical image of the subject is guided.
[1−1−1.1群レンズ枠ユニット11]
1群レンズ枠ユニット11は、図3に示すように、最も被写体側に配置されたレンズ枠であって、3枚のレンズL1〜L3を含んでいる。そして、1群レンズ枠ユニット11は、本体部11a、レンズ保持部11b、挿入孔11c、開口部11dを有している。
[1-1-1.1 Group lens frame unit 11]
As shown in FIG. 3, the first group
[1−1−2.2群レンズ枠ユニット12]
2群レンズ枠ユニット12は、図3に示すように、1群レンズ枠ユニット11の本体部11aの内周面側に配置されている。1群レンズ枠ユニット11と2群レンズ枠ユニット12とは、レンズ枠16を挟み込むように配置されている。また、2群レンズ枠ユニット12は、図3に示すように、本体部12a、レンズ保持部12b、レンズL5を有している。
[1-1-2.2 Group lens frame unit 12]
As shown in FIG. 3, the second group
本体部12aは、略円板状の部材であって、中央の開口部にレンズ保持部12bが設けられている。
The
レンズ保持部12bは、略円形の開口部であって、レンズL5を保持している。
The
[1−1−3.3群レンズ枠ユニット13]
3群レンズ枠ユニット13は、図3に示すように、円筒状の4群レンズ枠ユニット14の本体部14aの内周側に、光軸X方向において移動可能な状態で配置されている。そして、3群レンズ枠ユニット13は、本体部13a、レンズ保持部13b、レンズL6,L7を有している。なお、3群レンズ枠ユニット13は、後述するように図8に示すモータ111M(駆動部の一例)によって駆動されることで、光軸X方向において前後に移動する。
[1-1-3.3 Group Lens Frame Unit 13]
As shown in FIG. 3, the third group
図4A及び図4Bに示すように、3群レンズ枠ユニット13は、その外周部分から突出し、一定の間隔を空けて形成された遮光部1301(第1遮光部の一例)と遮光部1302(第2遮光部の一例)とを有する。遮光部1301は被写体側、遮光部1302は撮像側に設けられている。遮光部1301、1302は、3群レンズ枠ユニット13の光軸X方向の移動と共に移動し、後述するフォトインタラプタ(Photo Interrupter;PI)201、200の受光及び遮光をそれぞれ行う。なお、3群レンズ枠ユニット13は、Near側及びFar側の限界位置(Near Limit、Far Limit)間の範囲を移動可能に設計されている。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the third group
本体部13aは、図3に示すように、略円板状の部材であって、光軸X方向における被写体側から見て、絞りユニット19の撮像側に配置されている。そして、本体部13aは、中央の開口部にレンズ保持部13bが設けられている。
As shown in FIG. 3, the
レンズ保持部13bは、略円形の開口部であって、レンズL6,L7を保持している。
The
レンズL6、L7は、後述するように図8に示す3群フォーカスレンズ111(第1レンズの一例)を形成する。 The lenses L6 and L7 form a third group focus lens 111 (an example of a first lens) shown in FIG. 8, as will be described later.
[1−1−4.4群レンズ枠ユニット14]
4群レンズ枠ユニット14は、略円筒形状を有し、図3に示すように、光軸X方向における被写体側から見て、3群レンズ枠ユニット13の撮像側に配置されている。そして、4群レンズ枠ユニット14は、本体部14a、レンズ保持部14b、レンズL8,L9を有している。
[1-1-4.4 Group Lens Frame Unit 14]
The fourth group
本体部14aは、円筒状の部材である。そして、円筒状の本体部14aの内周側には、2つのレンズL8,L9を保持するレンズ保持部14bが設けられている。本体部14aには、後述するPI200、201、202の取り付け部(図示省略)が設けられ、PI200、201,202が本体部14aより内側に突出するように取り付けられる。
The
[1−1−5.5群レンズ枠ユニット15]
5群レンズ枠ユニット15は、図3に示すように、円筒状の4群レンズ枠ユニット14の本体部14aの内周側に、光軸X方向において移動可能な状態で配置されている。そして、5群レンズ枠ユニット15は、本体部15a、レンズ保持部15b、レンズL10を有している。なお、5群レンズ枠ユニット15は、後述するように図8に示すモータ112M(駆動部の一例)によって駆動されることで、光軸X方向において前後に移動する。
[1-1-5.5 Group lens frame unit 15]
As shown in FIG. 3, the fifth group
図5A及び図5Bに示すように、5群レンズ枠ユニット15は、その外周部分から突出し、一定の間隔を空けて形成された遮光部1501(第3遮光部の一例)と遮光部1502(第4遮光部の一例)とを有する。遮光部1502は被写体側、遮光部1501は撮像側に設けられている。遮光部1501、1502は、5群レンズ枠ユニット15の光軸X方向の移動と共に移動し、後述するフォトインタラプタ(Photo Interrupter;PI)202、200の受光及び遮光をそれぞれ行う。なお、5群レンズ枠ユニット15は、Near側及びFar側の限界位置(Near Limit、Far Limit)間の範囲を移動可能に設計されている。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the five-group
本体部15aは、略円板状の部材であって、図3に示すように、光軸X方向における被写体側から見て、4群レンズ枠ユニット14に含まれるレンズL9の撮像側に配置されている。そして、本体部15aは、中央の開口部にレンズ保持部15bが設けられている。
The
レンズ保持部15bは、略円形の開口部であって、レンズL10を保持している。
The
レンズL10は、後述するように図8に示す5群フォーカスレンズ112(第2レンズの一例)を形成する。 The lens L10 forms a fifth group focus lens 112 (an example of a second lens) shown in FIG. 8 as will be described later.
[1−1−6.レンズ枠16]
レンズ枠16は、図3に示すように、1群レンズ枠ユニット11の本体部11aの内周面側において、光軸X方向において、1群レンズ枠ユニット11に含まれるレンズ群と2群レンズ枠ユニット12との間に挟み込まれるように配置されている。また、レンズ枠16は、図3に示すように、本体部16a、レンズ保持部16b、およびレンズL4を有している。
[1-1-6. Lens frame 16]
As shown in FIG. 3, the
本体部16aは、図3に示すように、断面視において略台形状を有する略円錐筒形状の部材であって、中央の開口部にレンズ保持部16bが設けられている。
As shown in FIG. 3, the
レンズ保持部16bは、略円形の開口部であって、レンズL4を保持している。また、レンズ枠16は、レンズ鏡筒10が組み付けられた状態では、図2および図3に示すように、レンズ保持部16bが光軸X方向において撮像側になるように、1群レンズ枠ユニット11に対して固定される。
The
[1−1−7.3群−5群レンズ枠ユニットの構成]
以下、図6及び図7を参照して、3群レンズ枠ユニット13及び5群レンズ枠ユニット15を組み付けた形態(以下、3群―5群レンズ枠ユニット135と呼ぶ)について説明する。3群―5群レンズ枠ユニット135は、本実施形態に係るレンズの位置管理を行うユニットである。
[Configuration of 1-1-7.3 Group-5 Group Lens Frame Unit]
Hereinafter, an embodiment in which the third group
図6は、4群レンズ枠ユニット14(ここでは図示省略)に取り付けられたPI201(第1位置検出センサの一例)、PI200(第3位置検出センサの一例)、PI202(第2位置検出センサの一例)を含む3群―5群レンズ枠ユニット135を示す。PI201、200、202は、図7に示すように、3群レンズ枠ユニット13上の遮光部1301、1302と、5群レンズ枠ユニット15上の遮光部1501、1502とに対向可能に配置されている。3群レンズ枠ユニット13上の遮光部1301、1302、及び5群レンズ枠ユニット15上の遮光部1501、1502は、光軸X方向にそれぞれ移動可能であり、固定されたPI201,200,202によりその通過が検出される。
FIG. 6 shows PI 201 (an example of a first position detection sensor), PI 200 (an example of a third position detection sensor), PI 202 (an example of a second position detection sensor) attached to a fourth group lens frame unit 14 (not shown here). 3 group-5 group
[1−2.撮像装置1の構成]
図8は、撮像装置1の全体の制御ブロック図であり、レンズ鏡筒10とカメラ本体100との接続関係を示す。
[1-2. Configuration of Imaging Device 1]
FIG. 8 is a control block diagram of the
[1−2−1.レンズ鏡筒10]
レンズ鏡筒10は、レンズ制御部105(制御部の一例)と、複数のモータ111M、112M、113M、114Mと、光学系110とを備える。
[1-2-1. Lens barrel 10]
The
レンズ制御部105は、CPU等のプロセッサにより構成され、所定のプログラムに従ってレンズ鏡筒10の各機能を実行する。レンズ制御部105は、カメラ本体100のコントローラ130と通信可能であり、レンズの位置を含むデータをコントローラ130に送信する。
The lens control unit 105 is configured by a processor such as a CPU, and executes each function of the
複数のモータ111M、112M、113M、114Mは、レンズ制御部105により制御され、光学系110の各レンズ枠ユニットの光軸X方向の移動を実行する。具体的には、モータ111Mは、3群フォーカスレンズ111を移動するための駆動源であり、モータ112Mは、5群フォーカスレンズ112を移動するための駆動源である。モータ113Mは、絞りユニット19を駆動させ、モータ114Mはシャッタを駆動させる。
The plurality of
光学系110は、3群フォーカスレンズ111と、5群フォーカスレンズ112と、PI200、201,202と、絞りユニット19と、シャッタ114とを含み、被写体像を形成する。
The
3群フォーカスレンズ111は、上述したように、3群レンズ枠ユニット13に装着されたレンズL6、L7により形成され、3群レンズ枠ユニット13の移動と共に光軸X方向に移動する。5群フォーカスレンズ112は、上述したように、5群レンズ枠ユニット15に装着されたレンズL10により形成され、5群レンズ枠ユニット15の移動と共に光軸X方向に移動する。
As described above, the third
なお、光学系110は、フォーカスレンズ群のほかに、ズームレンズ群を含んでいてもよい。更に、光学式手ブレ補正レンズOIS(OpticalImage Stabilizer)を含んでいてもよい。また、光学系110に含まれるレンズは、何枚のレンズから構成されるものであってもよいし、何群のレンズから構成されるものであってもよい。
The
PI200、201,202は、発光部と受光部を有し、遮光部1301,1302、1501、1502の通過による遮光及び受光を出力する。その出力信号を、レンズ制御部105が、受信し、処理する。レンズ制御部105は、この出力信号に基づき、遮光部1301,1302と一体的に移動する3群フォーカスレンズ111の位置、及び遮光部1501、1502と一体的に移動する5群フォーカスレンズ112の位置を取得する。
The
具体的には、PI201は、遮光部1301による遮光又は受光を感知し、レンズ制御部105により3群フォーカスレンズ111の位置を検出する。PI202は、遮光部1501による遮光又は受光を感知し、レンズ制御部105により5群フォーカスレンズ112の位置を検出する。PI200は、遮光部1302又は遮光部1502による遮光又は受光を感知し、制御部105により3群フォーカスレンズ111及び5群フォーカスレンズ112の位置を検出する。すなわち、PI201とPI202は、3群/5群フォーカスレンズ111、112の個別の位置検出部を形成し、PI200は、3群/5群フォーカスレンズ111、112の共用の位置検出部を形成する。
Specifically, the
[1−2−2.カメラ本体100]
図8に示すように、カメラ本体100は、撮像素子120と、Analog Front End(AFE)と、画像処理部122と、液晶モニタ123と、バッファメモリ124と、コントローラ130と、メモリカード140と、カードスロット141と、フラッシュメモリ142と、操作部150とを備える。
[1-2-2. Camera body 100]
As shown in FIG. 8, the
撮像素子120は、CMOSイメージセンサやCCDイメージセンサ等であり、光学系110により形成された被写体像を取得し、光電変換により画像データを生成する。
The
AFE(Analog Front End)121は、撮像素子120により生成された画像データに対して、各種処理を施す。具体的には、AFE121は、相関二重サンプリングによる雑音抑圧、アナログゲインコントローラによるA/Dコンバータの入力レンジ幅への増幅、A/DコンバータによるA/D変換等の処理を施す。
An AFE (Analog Front End) 121 performs various types of processing on image data generated by the
画像処理部122は、AFE121により各種処理が施された画像データに対して、各種処理を施す。各種の処理には、スミア補正、ホワイトバランス補正、ガンマ補正、YC変換処理、電子ズーム処理、圧縮処理、縮小処理、及び拡大処理等が、含まれる。画像処理部122は、プログラムを実行するマイクロコンピュータにより構成される。しかしながら、他の実施形態では、画像処理部122は、ハードワイヤードな電子回路であってもよい。また、画像処理部122は、コントローラ130等と一体的に構成されるものであってもよい。
The
コントローラ130は、撮像装置1全体の動作を統括制御する。コントローラ130は、ROM及びCPU等により構成される。コントローラ130は、レンズ制御部105に対し、フォーカスやズーム等の指令信号を送信する。コントローラ130はまた、画像処理部122により各種処理が施された画像データを、静止画データ又は動画データとして、メモリカード140及びフラッシュメモリ142(以下、メモリカード140等)に記録する。コントローラ130は、本実施形態では、プログラムを実行するマイクロコンピュータであるが、これに代えて、ハードワイヤードな電子回路であってもよい。
The
液晶モニタ123は、スルー画像(ライブビュー)及び記録画像等の画像を、表示する。なお、液晶モニタ123の代わりに、有機ELディスプレイ等のような、画像を表示可能な任意のディスプレイが、使用されてもよい。
The liquid crystal monitor 123 displays images such as a through image (live view) and a recorded image. Instead of the
バッファメモリ124は、画像処理部122及びコントローラ130のワークメモリとして機能する揮発性の記憶媒体である。
The
フラッシュメモリ142は、カメラ本体100の内部メモリである。フラッシュメモリ142は、不揮発性の記録媒体である。
The
カードスロット141には、メモリカード140が着脱可能に挿入される。カードスロット141は、メモリカード140と電気的及び機械的に接続される。
A
メモリカード140は、カメラ本体100の外部メモリであり、例えば、不揮発性の記録媒体である。
The
操作部150は、ユーザから操作を受け付ける操作インターフェースである。操作部150は、カメラ本体100の外装に配置される操作釦や操作ダイヤル等の総称である。操作部150は、ユーザによる操作を受け付けると、操作の内容に対応する信号を、コントローラ130に送信する。
The
[1−2.撮像装置1による位置管理動作]
一般に、レンズ位置の管理は、PIの出力のHigh/Lowの切り替わりを原点位置として取得し、その原点位置に基づきレンズの位置を制する。しかし、複数のレンズ群の互いの位置関係を管理する場合、レンズ群毎に個別の原点を用いると、PIの取り付け位置のバラツキや、各PIの環境変化による出力変化等の個体差により、原点位置が変化して高精度に位置管理をすることが困難となる。
[1-2. Position management operation by imaging apparatus 1]
In general, the lens position is managed by acquiring the high / low switching of the PI output as the origin position and controlling the lens position based on the origin position. However, when managing the positional relationship between a plurality of lens groups, if an individual origin is used for each lens group, the origin may vary depending on individual differences such as variations in PI mounting positions and output changes due to environmental changes in each PI. The position changes and it becomes difficult to manage the position with high accuracy.
そこで、本実施形態においては、複数のレンズ群の基準位置を同一のPI200(以下、共用PI200と呼ぶ)で管理し、かつPI検出時の検出方向および検出時のレンズの速度をレンズ群間で一致させることにより、高精度な位置管理を可能とする。 Therefore, in the present embodiment, the reference positions of a plurality of lens groups are managed by the same PI 200 (hereinafter referred to as a common PI 200), and the detection direction at the time of PI detection and the speed of the lens at the time of detection are between the lens groups. By matching, high-accuracy location management is possible.
図9は、本実施形態に係る撮像装置1において、PI201、PI202、PI200に対する、遮光部1301、1302、1501、1502の位置のパターンを示す。PI201は、3群フォーカスレンズ111の位置を検出するためのPIである(以下、3群専用PI201と呼ぶ)。PI202は、5群フォーカスレンズ112の位置を検出するためのPIである(以下、5群専用PI202)。PI200は、3群/5群共用のPIである。同図に示すように、限界位置(Far LimitとNear Limit)を除いて、6パターンの位置を一意に検出可能である。
FIG. 9 shows the pattern of the positions of the
なお、本実施形態においては、PI200、201、202が受光しているときの出力をHigh、遮光されているときの出力をLowとする。ただし、HighとLowの出力は逆であってもよい。
In the present embodiment, the output when the
[1−2−1.規準位置検出動作]
<各レンズ群が正常収納位置にある場合>
図10は、正常収納位置(Sleep position)にある3群フォーカスレンズ111と5群フォーカスレンズ112の基準位置(初期化位置の一例)の検出動作を示す。
[1-2-1. Reference position detection operation]
<When each lens group is in the normal storage position>
FIG. 10 shows an operation of detecting the reference position (an example of the initialization position) of the third
Step1:レンズ制御部105は、正常収納状態にある3群フォーカスレンズ111と5群フォーカスレンズ112の位置を検出する。この位置検出は、上述したように、3群専用PI201、5群専用PI202及び共用PI200が用いられる。すなわち、3群専用PI201が3群レンズ枠ユニット13の遮光部1301による受光又は遮光を感知する。5群専用PI202が5群レンズ枠ユニット15の遮光部1501による受光又は遮光を感知する。共用PI200が3群レンズ枠ユニット13の遮光部1302又は5群レンズ枠ユニット15の遮光部1502による受光又は遮光を感知する。位置検出は、3群専用PI201、5群専用PI202及び共用PI200のこのような受光又は遮光の感知に基づいて行われる。
Step 1: The lens control unit 105 detects the positions of the third
Step2:レンズ制御部105は、3群フォーカスレンズ111及び5群フォーカスレンズ112をFar方向に同じ速度で移動させる。なお、ここでは、レンズ制御部105は、3群フォーカスレンズ111と5群フォーカスレンズ112が干渉しないように、各レンズ枠ユニット13,15を同じ速度で同じ方向に動作させる。ただし、各レンズの移動は、それぞれのNear LimitとFar Limit間の範囲内に限られ、限界位置に至る場合は停止する。レンズ制御部105は、共用PI200の出力のHigh→Lowの切り替わりを検出する。ここでは、遮光部1302が共用PI200を遮光することにより、出力の切り替わりが検出される。
Step 2: The lens control unit 105 moves the third
Step3:Step2で共用PI200の出力がHigh→Lowに切り替わった後に、次のStep4での共用PI200の出力のLow→Highの検出に備えて共用PI200の出力がLowで安定するようにしている。
Step 3: After the output of the shared
Step4:レンズ制御部105は、3群フォーカスレンズ111及び5群フォーカスレンズ112をNear方向に同じ速度で駆動して、共用PI200の出力のLow→Highの切り替わりを検出する。これにより、3群フォーカスレンズ111の位置が初期化される。ここでは、遮光部1302が共用PI200を開放することにより、出力の切り替わりが検出される。
Step 4: The lens control unit 105 drives the third
Step5:レンズ制御部105は、3群フォーカスレンズ111及び5群フォーカスレンズ112をNear方向に同じ速度で移動させる。レンズ制御部105は、共用PI200のHigh→Lowの切り替わりを検出する。ここでは、遮光部1502が共用PI200を遮光することにより、出力の切り替わりが検出される。
Step 5: The lens control unit 105 moves the third
Step6:Step5で共用PI200の出力がHigh→Lowに切り替わった後に、次のStep7での共用PI200の出力のLow→Highの検出に備えて共用PI200の出力がLowで安定するようにしている。
Step 6: After the output of the shared
Step7:レンズ制御部105は、3群フォーカスレンズ111及び5群フォーカスレンズ112をNear方向に同じ速度で駆動して、共用PI200のLow→Highの切り替わりを検出する。これにより、5群フォーカスレンズ112の位置が初期化される。ここでは、遮光部1502が共用PI200の遮光を解くことにより、出力の切り替わりが検出される。
Step 7: The lens control unit 105 drives the third
Step8:レンズ制御部105は、3群フォーカスレンズ111及び5群フォーカスレンズ112を無限位置に移動させる。
Step 8: The lens control unit 105 moves the third
上記の通り、検出された初期化位置は所定のメモリに記憶され、同初期化位置に基づき、カメラ本体100からのフォーカスやズームの指令に応じて、レンズの移動が実行される。
As described above, the detected initialization position is stored in a predetermined memory, and based on the initialization position, the lens is moved in accordance with a focus or zoom command from the
<各レンズ群が不定状態にある場合>
上記初期化処理は、3群フォーカスレンズ111と5群フォーカスレンズ112が正常収納位置(Sleep position)にある場合は、有効である。しかし、複数のレンズ群が共用PI200を用いると、レンズ位置が不定であるとき互いの位置がどの領域にあるのかを一意に識別できず、レンズ間の干渉等の問題が発生する。レンズ位置が不定の場合とは、例えば、撮像装置1の初回起動時や撮影動作中の電池挿抜時等である。
<When each lens group is in an indefinite state>
The initialization process is effective when the third
そこで本実施形態においては、共用PI200とは別に各レンズ群の位置を検出するPI201,202(以下、それぞれ3群専用PI201、5群専用PI202と呼ぶ)を設けている。共用PI200と専用PI201、202の出力の組合せにより、一意に各レンズ群がどの領域にあるかを識別できる。これにより、レンズ位置が不定となった場合もレンズ群が干渉することなく安全にレンズ位置の初期化が可能となる。
Therefore, in the present embodiment,
以下、図11を用いて、3群フォーカスレンズ111及び5群フォーカスレンズ112の位置が不定の場合の処理(初期化前処理の一例)について説明する。
Hereinafter, processing (an example of pre-initialization processing) when the positions of the third
3群フォーカスレンズ111のNear/Farのリミット間で、3群専用PI201の切り替わるポイントが、1箇所のみである。5群フォーカスレンズ112のNear/Farのリミット間で、5群専用PI202の切り替わるポイントが、1箇所のみである。このため、3群専用PI201がHigh(つまり、Near側にある)であれば、5群専用PI202の検出が可能である。一方5群専用PI202の出力がHigh(つまり、Far側にある)なら、3群専用PI201の検出が可能である。このような検出が可能となるように、意図的にメカ構成を設計している。これに基づき、レンズ制御部105は、以下の処理を実行する。
Between the Near / Far limits of the third
S1101:レンズ制御部105は、3群専用PI201の出力を検出する。Highである場合はS1102に進み、Lowである場合はS1115に進む。
S1101: The lens control unit 105 detects the output of the third group dedicated
S1102:レンズ制御部105は、5群専用PI202の出力を検出する。Highである場合はS1103に進み、Lowである場合はS1113に進む。
S1102: The lens control unit 105 detects the output of the 5-group
S1103:レンズ制御部105は、5群フォーカスレンズ112をNear側に移動させる。
S1103: The lens control unit 105 moves the fifth
S1104:レンズ制御部105は、S1103の移動の結果、遮光部1501が5群専用PI202を遮光することにより、5群専用PI202の出力がLowになったかどうかを検出する。Lowでない場合は、S1103に戻る。LowになったらS1105に進む。
S1104: As a result of the movement of S1103, the lens control unit 105 detects whether or not the output of the 5-group
S1105:レンズ制御部105は、5群専用PI202の出力がHighからLowに切り替わった位置を、5群フォーカスレンズ112の仮の初期化位置として検出し、所定のメモリに記憶する。
S1105: The lens control unit 105 detects the position where the output of the 5-group
S1106:レンズ制御部105は、5群フォーカスレンズ112をFar側に移動させる。これは、3群フォーカスレンズの位置検出のための移動時に、レンズ間の干渉を防ぐためである。
S1106: The lens control unit 105 moves the fifth
S1107:レンズ制御部105は、3群フォーカスレンズ111をFar側に移動させる。
S1107: The lens control unit 105 moves the third
S1108:レンズ制御部105は、S1107の移動の結果、遮光部1301が3群専用PI201を遮光することにより、3群専用PI201の出力がLowになったかどうかを検出する。Lowでない場合は、S1107に戻る。LowになったらS1109に進む。
S1108: As a result of the movement of S1107, the lens control unit 105 detects whether or not the output of the third group dedicated
S1109:レンズ制御部105は、3群フォーカスレンズ111をNear側に移動させる。
S1109: The lens control unit 105 moves the third
S1110:レンズ制御部105は、S1109の移動の結果、遮光部1301が3群専用PI201の遮光を解くことにより、3群専用PI201の出力がHighになったかどうかを検出する。Highでない場合は、S1109に戻る。HighになったらS1111に進む。
S1110: As a result of the movement of S1109, the lens control unit 105 detects whether or not the output of the third group dedicated
S1111:レンズ制御部105は、3群専用PI201の出力がLowからHighに切り替わった位置を、3群フォーカスレンズ111の仮の初期化位置として検出し、所定のメモリに記憶する。
S1111: The lens control unit 105 detects a position where the output of the third group dedicated
S1112:レンズ制御部105は、3群フォーカスレンズ111及び5群フォーカスレンズを仮の初期化位置に基づき正常収納位置に移動させる。その後、図10の初期化処理を実行する。
S1112: The lens control unit 105 moves the third
S1113:S1102において、5群専用PI202の出力がLowであった場合、レンズ制御部105は、5群フォーカスレンズ112をFar側に移動させる。
S1113: If the output of the fifth group dedicated
S1114:レンズ制御部105は、S1113の移動の結果、遮光部1501が5群専用PI202の遮光を解くことにより、5群専用PI202の出力がHighになったかどうかを検出する。Highでない場合は、S1113に戻る。Highになった場合S1103からS1112の処理を行う。
S1114: As a result of the movement of S1113, the lens control unit 105 detects whether or not the output of the 5-group
S1115:S1101において、3群専用PI201の出力がLowである場合、制御部105は、5群専用PI202の出力を検出する。Highである場合はS1116に進み、Lowである場合はS1122に進む。
S1115: When the output of the third group dedicated
S1116:レンズ制御部105は、3群フォーカスレンズ111をNear側に移動させる。
S1116: The lens control unit 105 moves the third
S1117:レンズ制御部105は、S1116の移動の結果、遮光部1301が3群専用PI201の遮光を解くことにより、3群専用PI201の出力がHighになったかどうかを検出する。Highでない場合は、S1116に戻る。HighになったらS1118に進む。
S1117: As a result of the movement of S1116, the lens control unit 105 detects whether or not the output of the third group dedicated
S1118:レンズ制御部105は、3群専用PI201の出力がLowからHighに切り替わった位置を、3群フォーカスレンズ111の仮の初期化位置として検出し、所定のメモリに記憶する。
S1118: The lens control unit 105 detects the position where the output of the third group dedicated
S1119:レンズ制御部105は、5群フォーカスレンズ112をNear側に移動させる。
S1119: The lens control unit 105 moves the fifth
S1120:レンズ制御部105は、S1119の移動の結果、遮光部1501が5群専用PI202を遮光することにより、5群専用PI202の出力がLowになったかどうかを検出する。Lowでない場合は、S1119に戻る。LowになったらS1121に進む。
S1120: As a result of the movement of S1119, the lens control unit 105 detects whether or not the output of the 5-group
S1121:レンズ制御部105は、5群専用PI202の出力がHighからLowに切り替わった位置を、5群フォーカスレンズ112の仮の初期化位置として検出し、所定のメモリに記憶する。その後、S1112において、レンズ制御部105は、3群フォーカスレンズ111及び5群フォーカスレンズを仮の初期化位置に基づき正常収納位置に移動させた後、図10の初期化処理を実行する。
S1121: The lens control unit 105 detects the position where the output of the 5-group
S1122:S1115において、5群専用PI202の出力がLowであった場合、レンズ制御部105は、3群フォーカスレンズ111をNear側に移動させる。
S1122: In S1115, when the output of the fifth group dedicated
S1123:レンズ制御部105は、S1122の移動の結果、遮光部1301が3群専用PI201の遮光を解くことにより、3群専用PI201の出力がHighになったかどうかを検出する。Highでない場合は、S1122に戻る。HighになったらS1124に進む。
S1123: As a result of the movement of S1122, the lens control unit 105 detects whether or not the output of the third group dedicated
S1124:レンズ制御部105は、3群専用PI201の出力がLowからHighに切り替わった位置を、3群フォーカスレンズ111の仮の初期化位置として検出し、所定のメモリに記憶する。
S1124: The lens control unit 105 detects the position where the output of the third group dedicated
S1125:レンズ制御部105は、5群フォーカスレンズ112をFar側に移動させる。
S1125: The lens control unit 105 moves the fifth
S1126:レンズ制御部105は、S1125の移動の結果、遮光部1501が5群専用PI202の遮光を解くことにより、5群専用PI202の出力がHighになったかどうかを検出する。Highでない場合は、S1125に戻る。HighになったらS1127に進む。
S1126: As a result of the movement of S1125, the lens control unit 105 detects whether or not the output of the 5-group
S1127:レンズ制御部105は、5群フォーカスレンズ112をNear側に移動させる。
S1127: The lens control unit 105 moves the fifth
S1128:レンズ制御部105は、S1127の移動の結果、遮光部1501が5群専用PI202を遮光することにより、5群専用PI202の出力がLowになったかどうかを検出する。Lowでない場合は、S1127に戻る。LowになったらS1129に進む。
S1128: As a result of the movement of S1127, the lens control unit 105 detects whether or not the output of the 5-group
S1129:レンズ制御部105は、5群専用PI202の出力がHighからLowに切り替わった位置を、5群フォーカスレンズ112の仮の初期化位置として検出し、所定のメモリに記憶する。その後、S1112において、レンズ制御部105は、3群フォーカスレンズ111及び5群フォーカスレンズを仮の初期化位置に基づき正常収納位置に移動させた後、図10の初期化処理を実行する。
S1129: The lens control unit 105 detects the position where the output of the 5-group
[1−3.特徴等]
本実施形態に係る撮像装置1は、初期化位置を基準にして光軸方向にレンズを移動し被写体を撮像する撮像装置である。撮像装置1は、3群フォーカスレンズ111(第1レンズの一例)、5群フォーカスレンズ(第2レンズの一例)、モータ111M、112M(駆動部の一例)、3群専用PI201(第1位置検出センサの一例)、5群専用PI202(第2位置検出センサの一例)、共用PI200(第3位置検出センサの一例)、及びレンズ制御部105(制御部の一例)を備える。モータ111M、112M(駆動部の一例)は、3群フォーカスレンズ111と5群フォーカスレンズ112とを光軸方向に移動させる。3群専用PI201(第1位置検出センサの一例)は、3群フォーカスレンズ111の位置のみを検出する。すなわち、3群専用PI201(第1位置検出センサの一例)は、3群フォーカスレンズ111の位置を検出し、5群フォーカスレンズ112の位置を検出しない。5群専用PI202(第2位置検出センサの一例)は、5群フォーカスレンズ112の位置のみを検出する。すなわち、5群専用PI202(第2位置検出センサの一例)は、5群フォーカスレンズ112の位置を検出し、3群フォーカスレンズ111の位置を検出しない。共用PI200(第3位置検出センサの一例)は、3群フォーカスレンズ111の位置と5群フォーカスレンズ112の位置とを検出する。レンズ制御部105(制御部の一例)は、モータ111M、112Mを制御し、PI201,202,200からの出力を処理する。レンズ制御部105は、共用PI200からの出力に基づき、3群フォーカスレンズ111の位置と5群フォーカスレンズ112の初期化位置を判定する初期化処理を実行する。
[1-3. Features]
The
本実施形態の撮像装置1によれば、一つの共用PI200からの出力に基づき3群フォーカスレンズ111と5群フォーカスレンズ112の基準位置を判定する。このため、相対位置精度の高い3群フォーカスレンズ111と5群フォーカスレンズ112の位置の初期化を実現できる。このため、PIの個体差や環境差(姿勢、温度特性、レンズ速度によるPIの出力波形の鈍り方のレンズ群間での差)を吸収でき、高精度の位置管理を実現できる。
According to the
また、撮像装置1によれば、レンズ制御部105は、上記初期化処理において、3群フォーカスレンズ111と5群フォーカスレンズ112とを同じ速度で同じ方向で移動させるため、より高精度な位置管理を実現できる。
Further, according to the
更に、撮像装置1によれば、レンズ制御部105は、上記初期化処理を実行する前に、3群専用PI201と5群専用PI202の出力を判定する。そして、その判定に応じた順序により、3群フォーカスレンズ111と5群フォーカスレンズ112を正常収納位置(所定位置の一例)に移動させる初期化前処理を実行する。このため、レンズ群の位置が不定になった状態であっても、各レンズ群が干渉することなく、レンズ間の相対位置精度の高い初期化処理が実行できる。これにより、複数のレンズ群を用いた高精度の位置管理と,レンズ位置が不定となった場合の安全なレンズ位置の初期化が両立できる。
Furthermore, according to the
[2.他の実施形態]
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
[2. Other Embodiments]
Although one embodiment of the present disclosure has been described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the disclosure.
(A)
上記実施形態による位置管理動作は、撮像装置1のうちレンズ鏡筒10のみによっても実現可能である。
(A)
The position management operation according to the above embodiment can be realized only by the
(B)
上記実施形態では、レンズ鏡筒10はカメラ本体100に対し着脱可能であるが、これに限定されない。レンズ鏡筒10はカメラ本体100に固定された非交換式レンズ鏡筒であってもよい。
(B)
In the above embodiment, the
(C)
上記実施形態では、レンズ制御部105がレンズ位置の初期化処理及び初期化前処理を実行しているが、カメラ本体100のコントローラ103によってレンズ制御部1055を介してこれらの処理を実行してもよい。
(C)
In the above-described embodiment, the lens control unit 105 executes the lens position initialization process and the pre-initialization process. However, the controller 103 of the
(D)
上記実施形態では、光軸方向に沿って配置された5つのレンズ群を含む1群レンズ枠ユニット11〜5群レンズ枠ユニット15とレンズL4を含むレンズ枠16とを含むレンズ鏡筒の構成を例として挙げて説明した。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。
(D)
In the above embodiment, the configuration of the lens barrel including the first group
(E)
上記実施形態では、3群フォーカスレンズ111と5群フォーカスレンズ112の位置管理について説明したが、他のレンズ群(例えば、ズームレンズ)の位置管理についても適用可能である。二つのレンズ群に対し、3つのPI(専用PIを二つと、共用PIを一つ)を用いる構成であれば、同様の位置管理を行うことができる。また、1つの共用PIと3つ以上の専用PIを用いて、3つ以上のレンズの相対位置管理を行うことができる。
(E)
In the above embodiment, the position management of the third
本開示の撮像装置は、複数のレンズを用いた高精度の位置管理が可能であり、デジタルカメラ等の撮像装置に対して広く適用可能である。 The imaging apparatus according to the present disclosure can perform position management with high accuracy using a plurality of lenses, and can be widely applied to imaging apparatuses such as digital cameras.
1 撮像装置(撮像装置の一例)
10 レンズ鏡筒(レンズ鏡筒の一例)
11 1群レンズ枠ユニット
11a 本体部
11b レンズ保持部
11c 挿入孔
11d 開口部
12 2群レンズ枠ユニット
12a 本体部
12b レンズ保持部
13 3群レンズ枠ユニット
13a 本体部
13b レンズ保持部
14 4群レンズ枠ユニット
14a 本体部
14b レンズ保持部
15 5群レンズ枠ユニット
15a 本体部
15b レンズ保持部
16 レンズ枠
16a 本体部
16b レンズ保持部
17 カム枠
18 固定枠
19 絞りユニット
105 レンズ制御部(制御部の一例)
120 撮像素子
121 AFE
122 画像処理部
123 液晶モニタ
124 バッファメモリ
130 コントローラ
140 メモリカード
141 カードスロット
142 フラッシュメモリ
150 操作部
111 3群フォーカスレンズ(第1レンズの一例)
112 5群フォーカスレンズ(第2レンズの一例)
111M モータ(駆動部の一例)
112M モータ(駆動部の一例)
114 シャッタ
135 3群―5群レンズ枠ユニット
200 共用PI(第3位置検出センサの一例)
201 3群専用PI(第1位置検出センサの一例)
202 5群専用PI(第2位置検出センサの一例)
1301 遮光部(第1遮光部の一例)
1302 遮光部(第2遮光部の一例)
1501 遮光部(第3遮光部の一例)
1502 遮光部(第4遮光部の一例)
L1〜L13 レンズ
X 光軸
1 Imaging device (an example of an imaging device)
10 Lens barrel (an example of a lens barrel)
11 1st group
120
122
112 5-group focus lens (example of second lens)
111M motor (example of drive unit)
112M motor (example of drive unit)
114
201
202 5-group dedicated PI (an example of a second position detection sensor)
1301 Light shielding part (an example of a first light shielding part)
1302 Light shielding part (an example of a second light shielding part)
1501 Light shielding part (an example of a third light shielding part)
1502 Light shielding portion (an example of a fourth light shielding portion)
L1-L13 Lens X Optical axis
Claims (8)
第1レンズ、
第2レンズ、
前記第1レンズと前記第2レンズとを光軸方向に移動させる駆動部、
前記第1レンズの位置を検出する第1位置検出センサ、
前記第2レンズの位置を検出する第2位置検出センサ、
前記第1レンズの位置と前記第2レンズの位置とを検出する第3位置検出センサ、及び、
前記駆動部を制御し、前記第1位置検出センサと前記第2位置検出センサと前記第3位置検出センサとからの出力を処理する制御部、
を備え、
前記制御部は、
前記第3位置検出センサからの出力に基づき、前記第1レンズ及び第2レンズの初期化位置を判定する初期化処理を実行する、
撮像装置。 An imaging apparatus that images a subject by moving a lens in an optical axis direction with respect to an initialization position,
The first lens,
The second lens,
A drive unit for moving the first lens and the second lens in the optical axis direction;
A first position detection sensor for detecting a position of the first lens;
A second position detection sensor for detecting a position of the second lens;
A third position detection sensor for detecting the position of the first lens and the position of the second lens; and
A control unit that controls the drive unit and processes outputs from the first position detection sensor, the second position detection sensor, and the third position detection sensor;
With
The controller is
Executing an initialization process for determining initialization positions of the first lens and the second lens based on an output from the third position detection sensor;
Imaging device.
請求項1に記載の撮像装置。 The control unit moves the first lens and the second lens to the drive unit at the same speed in the initialization process.
The imaging device according to claim 1.
請求項1又は2に記載の撮像装置。 The control unit causes the driving unit to move the first lens and the second lens in the same direction in the initialization process.
The imaging device according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれか1項に記載の撮像装置。 The controller executes the initialization process when the first lens and the second lens are in a predetermined position;
The imaging device according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載の撮像装置。 The control unit determines the outputs of the first position detection sensor and the second position detection sensor before executing the initialization process, and causes the driving unit to transfer the first lens to the drive unit in an order according to the determination. And an initialization pre-processing for moving the second lens to a predetermined position,
The imaging device according to claim 4.
請求項5に記載の撮像装置。 The control unit executes the pre-initialization process at the first activation of the imaging device or at the time of battery insertion / removal during photographing operation.
The imaging device according to claim 5.
前記第1レンズと共に移動し、前記第1位置検出センサを遮光可能な第1遮光部と、
前記第1レンズと共に移動し、前記第3位置検出センサを遮光可能な第2遮光部と、
前記第2レンズと共に移動し、前記第2位置検出センサを遮光可能な第3遮光部と、
前記第2レンズと共に移動し、前記第3位置検出センサを遮光可能な第4遮光部と、
を備える、
請求項1から6のいずれか1項に記載の撮像装置。 The first position detection sensor, the second position detection sensor, and the third position detection sensor can switch output by light reception and light shielding,
A first light shielding portion that moves together with the first lens and shields the first position detection sensor;
A second light-shielding portion that moves together with the first lens and shields the third position detection sensor;
A third light-shielding portion that moves together with the second lens and can shield the second position detection sensor;
A fourth light-shielding portion that moves with the second lens and shields the third position detection sensor;
Comprising
The imaging device according to any one of claims 1 to 6.
第1レンズ、
第2レンズ、
前記第1レンズと前記第2レンズとを光軸方向に移動させる駆動部、
前記第1レンズの位置を検出する第1位置検出センサ、
前記第2レンズの位置を検出する第2位置検出センサ、
前記第1レンズの位置と前記第2レンズの位置とを検出する第3位置検出センサ、及び、
前記駆動部を制御し、前記第1位置検出センサと前記第2位置検出センサと前記第3位置検出センサとからの出力を処理する制御部、
を備え、
前記制御部は、
前記第3位置検出センサからの出力に基づき、前記第1レンズ及び第2レンズの初期化位置を判定する、
レンズ鏡筒。 A lens barrel that acquires an optical image of a subject by moving a lens in the optical axis direction with reference to an initialization position,
The first lens,
The second lens,
A drive unit for moving the first lens and the second lens in the optical axis direction;
A first position detection sensor for detecting a position of the first lens;
A second position detection sensor for detecting a position of the second lens;
A third position detection sensor for detecting the position of the first lens and the position of the second lens; and
A control unit that controls the drive unit and processes outputs from the first position detection sensor, the second position detection sensor, and the third position detection sensor;
With
The controller is
Determining initialization positions of the first lens and the second lens based on an output from the third position detection sensor;
Lens barrel.
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