JP4456319B2

JP4456319B2 - カメラ

Info

Publication number: JP4456319B2
Application number: JP2002125705A
Authority: JP
Inventors: 威彦仙波
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2022-04-26
Also published as: JP2003315658A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のレンズで構成された撮影レンズを備え、その撮影レンズを通過した被写体光により撮影を行うカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
カメラには焦点距離を自在に設定するズームスイッチを備えたものがある。このようなカメラにはそのズームスイッチの操作に応じて焦点距離を可変にする焦点距離可変の撮影レンズが備えられている。一般に焦点距離可変の撮影レンズには複数のレンズが備えられており、ズームスイッチによって設定された焦点距離に応じて複数のレンズの相対位置を調整することが行われる。
【０００３】
したがってズームスイッチが操作されて焦点距離の調整が行われる場合には、複数のレンズ、それぞれを光軸方向に前後させて相対位置が調整される。
【０００４】
また、撮影にあたってはオートフォーカスの測距信号に基づいてピント調整が行われる。このときには撮影レンズを構成する複数のレンズのうちのフォーカスレンズあるいは撮影レンズ全体を光軸方向に前後させて焦点調整を行っている。
【０００５】
焦点距離調整、焦点調整いずれにおいてもレンズを光軸方向に移動させるための駆動機構が必要になる。
【０００６】
この駆動機構の代表的なものの中にはカム機構がある。このようなカム機構を備えたカメラでは焦点距離に応じた位置にそれぞれのレンズ位置がカム機構によ移動する。このカム機構では１つのレンズ位置を決めれば残りのレンズの位置が規制されるというメリットがある反面、レンズ数が増えてくるとその機構が複雑になり、高価になるというデメリットもある。そういうときには反ってレンズ数分のモータを配設し、それぞれのモータでそれぞれのレンズ枠を駆動する駆動機構の方が廉価になる場合も出てくる。
【０００７】
昨今ではモータの低廉化が進んでおり、このような廉価なモータを複数、配設して駆動機構を構成してもさほど高価にはならない。ただし、このときにはレンズ数分、モータの数が必要になるとともに各々のレンズの位置を検出するセンサもレンズ数分、必要になる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、カメラ内にカム機構に代えて廉価なモータを複数、配設しても、センサなどの部品点数が増えて期待したほどの低廉化を図れないという場合もある。
【０００９】
また、各レンズの位置に対応する部分にセンサをそれぞれ設けた場合、各々のセンサの取付の誤差から各レンズの相対位置関係がくずれ、所定の焦点距離が得られないということもある。
【００１０】
また、各レンズの位置に対応する部分にセンサとしてフォトインタラプタを設けた場合、各レンズ枠に遮光部材が必要になり、その遮光部材が小型化の妨げになるという問題もある。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑み、モータを複数、配設しても部品点数を増やすことなく、低廉化を図ることができるカメラを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のカメラは、複数のレンズで構成された撮影レンズを備え、該撮影レンズを通過した被写体光による撮影を行うカメラにおいて、
前記撮影レンズを構成する複数のレンズは、相対位置および結像面からの位置が調整されるものであって、
前記複数のレンズの各位置に対応した各点を経由して該複数のレンズの光軸方向に延在し、該複数のレンズのそれぞれの位置を検出するラインセンサを備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明のカメラによれば、上記複数のレンズの、それぞれのレンズ位置を上記ラインセンサ一つで検出することができ、部品点数を低減することができる。
【００１４】
ここで、上記本発明のカメラの前記撮影レンズは、前記撮影レンズは、焦点距離可変の撮影レンズであって、
前記撮影レンズの焦点距離の調整を指示する操作子と、
前記操作子の操作に応じて前記複数のレンズを該操作に応じた位置に移動させるレンズ移動機構とを備え、
前記レンズ移動機構は前記ラインセンサからのレンズ位置検出信号に基づいて、前記複数のレンズそれぞれの位置を制御するものであることが好ましい。
【００１５】
このように上記操作子からの指示に応じて上記レンズ移動機構によって移動させた上記複数のレンズそれぞれのレンズ位置を上記ラインセンサで検出すると、上記複数のレンズの相対位置を高精度に調整することができる。
【００１６】
ここで上記発明のカメラは、被写体までの距離を自動測距して前記複数のレンズのうちの少なくとも一つのレンズを被写体距離に応じた位置に移動させるオートフォーカス装置を備え、該オートフォーカス装置は、前記ラインセンサからのレンズの位置検出信号に基づいて前記少なくとも一つのレンズの位置を制御するものであることが好ましい。
【００１７】
このようにオートフォーカス装置によって被写体までの距離を自動測距して前記複数のレンズのうちの少なくとも一つのレンズ（例えばフォーカスレンズと名づけられるレンズ）を被写体距離に応じた位置に移動させるときにもレンズ位置を上記ラインセンサによって検出すると、オートフォーカス装置の自動測距情報に基いて光軸方向に動く、レンズの位置を調整することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１９】
図１は本カメラの外観を示す図である。
【００２０】
図１は本発明の一実施形態であるカメラ１００の外観を示す図である。
【００２１】
図１に示すようにこのカメラ１００にはレンズ鏡胴１１０がカメラボディから突出して設けられている。このレンズ鏡胴１１０の脇には焦点距離調節用のズームスイッチ１０２が設けられている。このズームスイッチ１０２を、ＴＥＬＥ側へ倒し続ければ望遠ズームにあった焦点距離が得られ、ＷＩＤＥ側を倒し続ければ広角ズームにあった焦点距離が得られる。またレンズ鏡胴１１０の上方にはファインダ用のファインダ対物窓１２１が設けられており、そのファインダ対物窓１２１の両脇には自動焦点（以下、ＡＦという）調節用のＡＦ投光窓１２２とＡＦ受光窓１２３とがそれぞれ設けられている。さらに閃光発光を行うときに閃光発光部で閃光発光される光を透過させるための閃光発光窓１０１も設けられている。
【００２２】
また、このカメラ１００にはレンズ鏡胴１１０内に焦点距離可変の撮影レンズが移動自在に備えられており、ズームスイッチ１０２が操作されることによってＴＥＬＥあるいはＷＩＤＥに対応する画角での撮影が行えるようになっている。このときにはそのレンズ鏡胴１１０内の焦点距離可変の撮影レンズを構成する複数のレンズの相対位置が調整され、その調整された焦点距離に応じた被写体像がファインダ上に映し出される。そして、焦点距離が決められてレリーズ釦１０３が押されたら、カメラ１００内に配備されたＡＦ用の投受光器を用いて取得された測距情報に基いて焦点調整用のフォーカスレンズのレンズ位置が調整され、ピント調整が行われ、撮影が行われる。このときにはフォーカスレンズだけではなく、複数のレンズ全体が調整されることもある。
【００２３】
このカメラ１００ではカメラ内のＡＦ用の投光器から投光された光がＡＦ投光窓１２２を通して被写体に向けて投光され、被写体に当たって戻ってくる反射光がＡＦ受光窓１２３を通してカメラ内のＡＦ用の受光器で検出されることによって被写体までの距離の自動測距が行われる。
【００２４】
図２に図１のカメラの撮影レンズの、それぞれのレンズ移動機構の一例を示す。
【００２５】
図２（ａ）はモータとレンズ枠とレンズとの関わりを示す図であり、また図２（ｂ）はモータとレンズ枠との位置関係を示す図である。図２には撮影レンズを構成する複数のレンズのうち、その中の一つのレンズの移動機構を例として掲げてある。なお、他のレンズに関しても同様の構成である。
【００２６】
図２（ａ）に示すようにレンズ枠１１２にレンズ１１２ａが保持されている。このレンズ枠１１２にはモータ１１１側とレンズ枠１１２とが係合されるように係合部１１３が突出して設けられており、その係合部１１３には駆動軸を受け入れるための穴１１３ａが設けられている。ここでは駆動軸としてボールねじ１１４が使用されている。その係合部１１３にはボールねじと噛合するギアが配設されており、ボールねじ１１４の回転駆動力がそのギアに伝えられてレンズ枠１１２が光軸方向に動く。他の２つのレンズ枠も同様に構成されている。
【００２７】
また、図２（ｂ）に示すように、このレンズ枠１１２には２つのガイド孔１１２ｂ、１１２ｃも設けられている。本実施形態のカメラには撮影レンズとしてレンズが３つ設けられているので、他の２つのレンズ枠に設けられた２つの係合部１１５ｄ、１１６ｄとモータ１１１ａ、１１１ｂの配置も点線で示してある。したがって、３つのモータ１１１、１１１ａ、１１１ｂのうち、いずれかが回転すると、いずれかのレンズ枠が光軸方向に移動する。
【００２８】
図３（ａ）はラインセンサ１１７と、撮影レンズを構成する３つのレンズ１１２ａ、１１５ａ、１１６ａの位置関係を示した図であり、また図３（ｂ）はラインセンサでレンズ位置を検出したときのレンズ位置検出信号を示す波形図である。
【００２９】
図３（ａ）にはそれぞれのレンズ枠１１２、１１５、１１６に設けられる係合部１１３、１１５ｄ、１１６ｄとそれぞれの係合部に係合されるボールねじ１１４、１１５ｃ、１１６ｃとを模式的に並べて示してある。
【００３０】
ラインセンサ１１７はそのラインセンサ１１７を構成する２０４８個のセンサがそれぞれのレンズ枠１１２、１１５、１１６の位置に対応した点を経由してそれぞれのレンズ１１２ａ、１１５ａ、１１６ａの光軸方向に延在している。したがってラインセンサ１１７のうち、それぞれのレンズ枠に対応する位置に在るセンサのいずれかがそれぞれのレンズの位置検出信号を出力する。それぞれのレンズ枠１１２、１１５、１１６には反射板１１２ｂ、１１５ｂ、１１６ｂがそれぞれ取り付けられており、これらの反射板１１２ｂ、１１５ｂ、１１６ｂにラインセンサ１１７を構成するそれぞれのセンサの発光部から光が照射される。この照射された光が反射板１１２ｂ、１１５ｂ、１１６ｂに当たって戻ってきたところをそれぞれのセンサの受光部によって受光する。前述したようにラインセンサ１１７には４μｍピッチで２０４８個のセンサが光軸方向に延在しており、それぞれのセンサによってそれぞれのレンズ枠１１２、１１５、１１６の位置が検出される。このラインセンサ１１７を構成するそれぞれのセンサは照射範囲が非常に狭く、細かな位置の検出が可能である。ここでは４μピッチの精度でレンズの位置が検出される。図３（ｂ）にはこのときの位置検出信号の出力波形の例を示してある。
【００３１】
図３（ｂ）に示すようにそれぞれのレンズ１１２ａ、１１５ａ、１１６ａが配置されている部分で光軸に沿って振幅にピークを持つような信号波形が出力されている。このときの位置検出信号の振幅のピーク点をそれぞれのレンズ１１２ａ、１１５ａ、１１６ａの位置としている。このように撮影レンズを構成する、それぞれのレンズ１１２ａ、１１５ａ、１１６ａの位置がこのラインセンサ１１７を構成するいずれかのセンサによって精度良く検出される。したがって、それぞれのレンズ位置から相対位置も検出可能になる。
【００３２】
図４は本発明の実施形態を示すカメラ内に配備された信号処理部の構成ブロック図である。図４には焦点調節および焦点調整に必要な処理系統のみを抜粋して掲げてある。
【００３３】
図４に示すように複数のレンズ１１２ａ、１１５ａ、１１６ａで構成される撮影レンズがレンズ鏡胴１１０内に収められており、それぞれのレンズ１１２ａ、１１５ａ、１１６ａが駆動回路１３３によって駆動される。この駆動回路１３３にはそれぞれのレンズ１１２ａ、１１５ａ、１１６ａを動かすためのモータがそれぞれ一つづつ、設けられている。
【００３４】
また、このカメラ１００の信号処理部１３０にはＣＰＵ１３１が備えられており、このＣＰＵ１３１によってその駆動回路１３３ほか、ＡＦ制御・ズーム制御部１３２、位置検出回路１３４が制御される。このＣＰＵ１３１の入力部にはズームスイッチ１０２からの操作情報やＡＦ制御部１３２によって算出された自動測距情報などが伝えられている。なおＣＰＵ１３１では、プログラムメモリ１３１ａに格納されたプログラムの手順に基いて処理が行われる。
【００３５】
また、ズームスイッチ１０２からの焦点距離情報がＣＰＵ１３１に解読されて、ＡＦ制御・ズーム制御部１３２にはＣＰＵ１３１からの焦点距離情報が伝えられている。このときＡＦ制御・ズーム制御部１３２ではズーム制御機能が働いて、それぞれのレンズの配置を指示する配置指示信号が駆動回路１３３へと出力される。そしてそれらの配置指示信号を受け取った駆動回路１３３ではそれぞれのレンズの配置位置信号に基づいて３つのモータ１１１、１１１ａ、１１１ｂを駆動し、焦点距離情報に応じた位置へそれぞれのレンズを配置する。
【００３６】
ここでは焦点距離情報に応じて３つのモータ１１１、１１１ａ、１１１ｂによってそれぞれのレンズ同士の相対位置が調整される。このように相対位置が調整されているときにはラインセンサ１１７の各センサから図２（ｂ）に示すような波形を持つ位置検出信号が出力されている。その位置検出信号を受けて、位置検出回路１３４ではＡＦ制御・ズーム制御部１３２に現在のそれぞれのレンズの位置検出信号を伝え、さらにＡＦ制御・ズーム制御部からＣＰＵ１３１へもそれぞれのレンズの位置検出信号を伝えている。ＣＰＵ１３１ではそれらのレンズ位置検出信号を受けてズームスイッチ１０２による焦点距離設定情報に基づいてそれぞれのレンズの相対位置が所定の配置であるかどうかの判定が行われる。そしてその判定が終了したらそれぞれのレンズを停止させるべく、ＣＰＵ１３１からズーム制御回路１３２を介して駆動回路１３３に対して停止指示を与える。このようにしてズームスイッチ１０２の焦点距離情報に応じた位置にそれぞれのレンズが配置される。
【００３７】
ここでレリーズ釦（図示せず）が押下されたら、今度はＡＦ制御・ズーム制御部１３２のＡＦ制御機能が働いて被写体までの自動測距が行われる。ここでは図１に示した投光窓１２２、受光窓１２３とＡＦ制御・ズーム制御部のＡＦ制御側と駆動回路１３３とＣＰＵ１３１とメモリ１３１ａとでオートフォーカス装置が構成されている。
【００３８】
このＡＦ・ズーム制御部１３２の中にＡＦ投受光器が配備されており、この投受光器によって被写体までの自動測距が行われて被写体距離が取得される。ＣＰＵ１３１ではその被写体距離に応じた位置に、複数のレンズの中に在るフォーカスレンズと名づけられるレンズ１１６ａあるいは複数のレンズ１１２ａ、１１５ａ、１１６ａそれぞれを移動させる。このときには移動させるべき被写体距離に応じた位置までフォーカスレンズ１１６ａあるいは複数のレンズ１１２ａ、１１５ａ、１１６ａそれぞれを駆動するようにＣＰＵ１３１からＡＦ制御・ズーム制御部１３２を介して駆動回路１３３へレンズ駆動指示が与えられる。
【００３９】
前述したようにレンズ鏡胴１１０にはフォーカスレンズ１１６ａあるいは複数のレンズ１１２ａ、１１５ａ、１１６ａそれぞれのレンズ位置を検出するためのラインセンサ１１７が配設されており、それぞれのレンズの位置検出信号がラインセンサ１１７を構成するそれぞれのセンサから出力される。その出力されたそれぞれのレンズの位置検出信号が位置検出回路１３４に供給され、さらに位置検出回路１３４からＡＦ制御・ズーム制御部１３２を介してＣＰＵ１３１へと伝えられる。そして３つのレンズの、それぞれの位置検出信号に基づいてＣＰＵ１３１ではそれぞれのレンズ位置が被写体距離に応じた位置に配置されたかどうかが判定される。つまり、焦点調整の場合にはフォーカスレンズ１１６ａあるいはそれぞれのレンズ１１２ａ、１１５ａ、１１６ａによってピント調整が行われ、結像面からの位置が調整される。
【００４０】
そのＣＰＵ１３１によって被写体位置に応じた位置にそれぞれのレンズが配置されたと判定されたときには撮影レンズのうち少なくとも１つを駆動している駆動回路１３３に対し、ＣＰＵ１３１から停止命令が出される。このときにはＣＰＵ１３１からＡＦ制御・ズーム制御部１３２を介してフォーカスレンズあるいは複数のレンズ全体を駆動している駆動回路１３３に対してレンズの駆動を停止する停止信号が供給される。
【００４１】
以上説明したように、焦点距離の調整を行うときにおいては、ラインセンサによって４μピッチ間隔で各々のレンズの相対位置の調整を行え、またピント調整を行うときにおいては同様に結像面からの各レンズ位置の調整を行える。
【００４２】
以上のような構成にすれば、ラインセンサ１つで複数のレンズの、それぞれのレンズ位置の制御を正確に行えるようになる。
【００４３】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明のカメラによれば、モータを複数、配設しても部品点数を増やすことなく、低廉化を図れるカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態であるカメラを示す構成斜視図である。
【図２】図１のカメラ内に配備されるレンズの駆動機構を示す図である。
【図３】レンズ枠とラインセンサとの位置関係を示す図である。
【図４】図１のカメラ内に配備される信号処理部の構成ブロック図である。
【符号の説明】
１００カメラ
１０１閃光発光部
１０２ズームスイッチ
１０３レリーズ釦
１１０レンズ鏡胴
１１０ａレンズ
１１０ｂレンズ
１１０ｃレンズ
１１１モータ
１１２レンズ枠
１１２ａレンズ
１１２ｂ反射板
１１３係合部
１１３ａ穴
１１４ボールねじ
１１５レンズ枠
１１５ａレンズ
１１５ｂ反射板
１１５ｃボールねじ
１１５ｄ係合部
１１６レンズ枠
１１６ａレンズ
１１６ｂ反射板
１１６ｃボールねじ
１１６ｄ係合部
１１７ラインセンサ
１２１ファインダ対物窓
１２２ＡＦ投光窓
１２３ＡＦ受光窓
１３０信号処理部
１３１ＣＰＵ
１３１ａメモリ
１３２ＡＦ制御およびズーム制御部
１３３駆動回路
１３４位置検出回路

Claims

複数のレンズで構成された撮影レンズを備え、該撮影レンズを通過した被写体光による撮影を行うカメラにおいて、
前記撮影レンズを構成する複数のレンズは、相対位置および結像面からの位置が調整されるものであって、
前記複数のレンズの各位置に対応した各点を経由して該複数のレンズの光軸方向に延在し、該複数のレンズそれぞれの位置を検出する、発光部を有する単一のラインセンサを備え、
前記複数のレンズのそれぞれには、前記発光部からの光を反射することによって前記ラインセンサに位置を検出させる反射板が設けられたものであることを特徴とするカメラ。
前記撮影レンズは、焦点距離可変の撮影レンズであって、
前記撮影レンズの焦点距離の調整を指示する操作子と、
前記操作子の操作に応じて、前記複数のレンズそれぞれを該操作に応じた各位置に移動させるレンズ移動機構とを備え、
前記レンズ移動機構は、前記ラインセンサからのレンズ位置検出信号に基づいて、前記複数のレンズそれぞれの位置を制御するものであることを特徴とする請求項１記載のカメラ。
被写体までの距離を自動測距して前記複数のレンズのうちの少なくとも一つのレンズを被写体距離に応じた位置に移動させるオートフォーカス装置を備え、該オートフォーカス装置は、前記ラインセンサからのレンズの位置検出信号に基づいて前記少なくとも一つのレンズの位置を制御するものであることを特徴とする請求項１記載のカメラ。