JP4683795B2

JP4683795B2 - Lens moving device

Info

Publication number: JP4683795B2
Application number: JP2001290954A
Authority: JP
Inventors: 威彦仙波
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2001-09-25
Filing date: 2001-09-25
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2021-09-25
Also published as: JP2003098418A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、写真用カメラや電子スチルカメラ等に用いられるレンズ移動装置に関し、さらに詳しくは、不使用時にレンズをカメラボディに沈胴させる収納位置に移動するレンズ移動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ズームレンズカメラを用いたカメラではその多くがレンズの沈胴機構を備え、不使用時にはレンズ鏡筒をカメラボディ内に収納して携帯性を図っている。収納位置にレンズ鏡筒を収納するときには、レンズ鏡筒に組み込まれた各レンズ群の間隔が広すぎると大きな収納スペースが必要となってカメラボディの厚みが厚くなる。このような不都合を解消するために、特許第２９２５１９７号公報に提案されている光学装置では、第１の駆動手段の駆動で全体の光学系を収納位置に移動するとともに、焦点調節動作のための第２の駆動手段の駆動で収納動作時に光学系を構成する第１のレンズユニットをこれよりも前方の光学系を構成する第２のレンズユニットに対し接近させ、各レンズ群を互いに干渉させずに収納位置まで一斉に移動させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した公報記載の光学装置では、収納動作時に第１の駆動手段とともに第２の駆動手段を駆動する。また、収納位置から撮影位置に移動させる撮影準備動作時にも逆に第１のレンズユニットを第２のレンズユニットから離すために第１及び第２の駆動手段とを駆動させる。このように両方の駆動手段をそれぞれ駆動すると、収納動作及び撮影準備動作時に電池の消耗が多くなる。
【０００４】
本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、レンズ鏡筒を沈胴させる収納スペースをできるだけ小さくするとともに、これに伴う電池の消耗を極力少なくすることができるレンズ移動装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のレンズ移動装置では、第１レンズ群を保持する第１保持枠と；前記第１保持枠に撮影光軸方向に移動自在に支持されており、前記第１レンズ群に対して被写体側、又は像面側に配されている第２レンズ群を保持する第２保持枠と；前記第１保持枠に支持されており、合焦時に前記第２保持枠を前記第１保持枠に対して間隔が変化するように移動させる第１の駆動手段と；変倍及び収納時に前記第１保持枠を撮影位置と収納位置との間で移動させるための第２の駆動手段と；を備えたレンズ移動装置において、前記第１の駆動手段を、合焦用モータと、前記合焦用モータの駆動により回転する送りネジと、前記送りネジの回転により撮影光軸と平行な方向に移動する移動台と、で構成し、前記第２保持枠に設けられており、前記移動台に撮影光軸の被写体側から当接する当接部と；前記当接部が前記移動台に当接するように前記第２保持枠を付勢する付勢手段と；前記第２保持枠よりも被写体側、又は像面側に設けられており、前記第２駆動手段の駆動により前記第１保持枠を収納位置に向けて移動する収納動作の過程で、前記第２保持枠に当接することで前記付勢手段の付勢に抗して前記当接部を前記移動台から離反させて第２保持枠を第１保持枠に向けて寄せる間隔詰め手段と；前記第１保持枠に支持されており、前記当接部が前記移動台に当接しているときに前記第１保持枠に対して撮影光軸上における前記第２保持枠の位置が予め設定した合焦用初期位置（フォーカス初期位置）にあるか否かを検出するとともに、前記第１保持枠を前記収納位置から前記撮影位置に移動したときに前記当接部が前記移動台に当接し、かつ前記合焦用初期位置にあるか否かを検出する初期位置検出手段と；を備えたものである。
【０００６】
これによれば、第１の駆動手段の移動台と第２保持枠の当接部とを係脱自在に設け、変倍・収納用モータのみを駆動して光学系を収納位置に向けて一斉に移動する収納動作時に、間隔詰め手段が付勢手段の付勢に抗して当接部を移動台から離反させて第２保持枠を第１保持枠に向けて寄せて当接部と移動台との係合を解除する。
【０００７】
第２保持枠を光学系の最も結像面側に配した場合には、第２保持枠の後方にある固定筒に設けたストッパーを間隔詰め手段とするのが望ましい。また、第２保持枠を第１保持枠の前に配した場合には、収納動作時に第２保持枠の前に配された前記光学系を構成する第３レンズ群を保持する第３保持枠が収納位置に移動し、その移動中に第３保持枠が第２保持枠に当接して第２保持枠を第１保持枠に向けて寄せることで移動台と当接部との係合が解除される。この場合には、間隔詰め手段が第３保持枠に相当する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
カメラのズームレンズ１０は、図１乃至図３に示すように、被写体側から順に第１乃至第３レンズ群１１〜１３との３群で構成されており、これらのレンズ群１１〜１３を保持し、また光軸Ｏの方向に移動させるために、固定筒１４、カム筒１５、第１レンズ保持枠１６、第２レンズ保持枠１７、及び第３レンズ保持枠１８とが用いられている。
【０００９】
第１レンズ保持枠１６には第１レンズ群１１が固定され、第２レンズ保持枠１７には第２レンズ群１２が固定されている。固定筒１４には、光軸Ｏと平行に延びる直進ガイド開口１９が形成されている。カム筒１５の内周には、第１レンズ保持枠１６を移動させるための第１カム溝２０と、第２レンズ保持枠１７を移動させるための第２カム溝２１とがそれぞれ形成されている。
【００１０】
固定筒１４の外部には、変倍用モータ２２が固定されている。変倍用モータ２２は、光軸Ｏを中心とする周方向にカム筒１５を回動させる。第１レンズ保持枠１６には、直進ガイド開口１９を通して第１カム溝２０に係合する第１カムフォロアー２３が光軸Ｏを中心とする３分割位置にそれぞれ設けられている。第２レンズ保持枠１７には、直進ガイド開口１９を通して第２カム溝２１に係合する第２カムフォロアー２４が光軸Ｏを中心とする３分割位置にそれぞれ設けられている。
【００１１】
第１レンズ保持枠１６は、変倍用モータ２２の駆動により固定筒１４から被写体側に突出する位置と、固定筒１４の内部に収納される収納位置との間で移動する。なお、図示していないが、固定筒１４は外周がカメラボディに覆われており、第１レンズ保持枠１６は収納位置に移動したときにカメラボディ内に沈胴した状態となる。また、第２レンズ保持枠１７は、変倍時には第１レンズ保持筒１６に対して間隔を変え、また収納位置では結像面側に近寄る。なお、結像面は符号２５で示しており、ここには例えばＣＣＤイメージセンサ２６が固定される。
【００１２】
第２レンズ保持枠１７には、光軸Ｏを中心とする周方向の３分割位置にそれぞれガイド棒２７が固定されている。また第３レンズ保持枠１８には３本のガイド棒２７に係合する軸受け部２８がそれぞれ設けられている。これにより、第２レンズ保持枠１７は、第３レンズ保持枠１８を光軸Ｏの方向に移動自在に支持する。
【００１３】
第２レンズ保持枠１７には、合焦用モータ３０が固定されている。合焦用モータ３０の軸には、送りネジ３１が取り付けられている。送りネジ３１は、移動台３２に設けたネジ部３３に螺合している。移動台３２は、第３レンズ保持枠１７に設けた回転止め用ガイド棒３４に係合して回転止めされながら送りネジ３１の回転により光軸Ｏの方向に移動する。
【００１４】
移動台３２は、第３レンズ保持枠１８の当接部１８ａに係脱自在に連結されており、第３レンズ保持枠１８を第２レンズ保持枠１７に寄せる方向に向けて移動したときに当接部１８ａに片当たりして係合する。そして、第２レンズ保持枠１７には、第３レンズ保持枠１８を第２レンズ保持枠１７から離す方向に、すなわち当接部１８ａを移動台３２に押し当てる方向に向けて付勢する付勢バネ３５がが設けられている。付勢バネ２７は、圧縮コイルバネとなっており、複数のガイド棒２７にそれぞれ挿入して配されている。これら付勢バネ３５の付勢により常に移動台３２と当接部１８ａとが係合した状態となり、合焦時には合焦用モータ３０が駆動することで移動台３２を介して第３レンズ保持枠１８が第２レンズ保持枠１７に対して間隔を変えるように移動してピント調節がなされる。
【００１５】
固定筒１４には、光軸Ｏ上の最も結像面側にストッパー枠３６が形成されている。ストッパー枠３６は、内部が被写体光を通過させるための露光用開口１４ａとなっており、収納動作時に被写体側の前面３６ａが第３レンズ保持枠１８の後面１８ｂに当接して第３レンズ保持枠１８を付勢バネ３５の付勢に抗して第２レンズ保持枠１７に向けて寄せる。
【００１６】
カム筒１５の回転量は、カム筒回転位置検出部３７で検出される。このカム筒回転位置検出部３７は、カム筒１５の外周に沿わして設けられたコード板３７ａと、コード板３７ａに摺動する摺動子３７ｂとから構成されている。制御部３８は、摺動子３７ｂを介してコード板３７ａからカム筒１５の回転位置に対応するコードを読み取ることで、ズームレンズの収納位置及び変倍位置を特定する。
【００１７】
合焦用モータ３０は、パルスモータとなっている。第３レンズ保持枠１８の原点位置は、第２レンズ保持枠１７から離れたフォーカス初期位置（ピント調節範囲のうちの無限大位置）となっている。この位置は、第３レンズ保持枠１８に設けた遮光板３９を第２レンズ保持枠１７に設けたフォトセンサ４０で検知することで特定することができる。
【００１８】
制御部３８には、カメラの外部に設けられた電源スイッチ４１、シャッタボタン４２、及びズームレバー４３等が接続されている。シャッタボタン４２の半押し操作でＡＦ回路４４が作動し、合焦動作が行われる。合焦動作時には、その時点の変倍位置とＡＦ回路４４から得られる被写体距離との組み合わせで決まる合焦位置を求め、その合焦位置に対応するパルス信号をドライバー４５に送ることで合焦用モータ３０を回転して、第３レンズ保持枠１８をフォーカス初期位置から合焦位置に向けて移動させる。また、制御部３８は、撮像完了後に合焦用モータ３０を逆方向に回転して第３レンズ保持枠１８をその時点の合焦位置からフォーカス初期位置に戻す。このような合焦動作のプログラムはメモリ４６に記憶されている。
【００１９】
電源スイッチ４１をＯＦＦすると、収納動作が行われる。収納動作は、変倍用モータ２２のみを駆動してズームレンズ１０を収納位置に移動させる。電源スイッチ４１をＯＮすると、撮影準備動作が行われる。撮影準備動作は、変倍用モータ２２のみを駆動して第１及び第２レンズ保持枠１６，１７をそれぞれ固定筒１４から被写体側に向けて繰り出し、ズームレンズ１０を収納位置からワイド端にセットする。このような収納動作及び撮影準備動作のプログラムは、メモリ４６に記憶されている。
【００２０】
ズームレバー４３は、例えばシーソー式に操作されるレバーからなり、テレ端側とワイド端側との何れか一方に操作される。制御部３８は、ズームレバー４３の操作に応答してドライバー４７を介して駆動信号を送ることで変倍用モータ２２の駆動時間及び回転方向を制御する。このような変倍動作のプログラムもメモリ４６に記憶されている。
【００２１】
図４は、カム筒１５の回転位置に対する各レンズ群の動きを示している。ズームレンズ１０は、収納位置とワイド位置との間で移動される。テレ位置は、収納位置とワイド位置との間に設定されている。ズームレンズ１０が収納位置のときには、カム筒１５の回転位置が初期位置となっている。レンズ繰出し方向に向けたカム筒１５の回転は、初期位置から終端位置に向けた方向である。
【００２２】
カム筒１５の回転域は、変倍域と収納域とからなる。変倍域では、ズームレンズ１０をテレ端とワイド端との間で変倍する。収納域は、撮影準備動作、又は収納動作のときにカム筒１５が回転する域である。変倍域では、第１及び第２レンズ保持枠１６，１７が互いの間隔が異なるように光軸Ｏの方向にそれぞれ移動してズームレンズ１０の焦点距離が連続的に変化する。
【００２３】
収納域では、変倍位置にセットされた第１及び第２レンズ保持枠１６，１７が収納位置に向けてそれぞれ移動する。このとき、第３レンズ保持枠１８は、第２レンズ保持枠１７と一緒に収納位置に向けて移動し、その移動中にストッパー枠３６に当接して第２レンズ保持枠１７に向けて寄せられる。この第３レンズ保持枠１８が寄るタイミングは、カム筒１５が収納域のうちの回転位置Ｆに回転したときとなっている。
【００２４】
収納動作時には、変倍用モータ２２のみが連続的に駆動され、その駆動中に第３レンズ保持枠１８がストッパー枠３６に当接する。これにより、収納動作を短時間で行える。なお、収納動作時には、合焦用モータ３０が駆動されることはない。収納動作が完了すると、第１及び第２レンズ保持枠１６，１７がそれぞれ収納位置Ｊ，Ｋに位置する。そして、第３レンズ保持枠１８は、フォーカス初期位置のときよりも第２レンズ保持枠１７に接近した位置Ｌとなっている。
【００２５】
撮影準備動作時にも沈胴動作時と同じに、変倍用モータ２２のみが連続的に駆動され、第１及び第２レンズ保持枠１６，１７が被写体側に向けて繰り出される。そして、第３レンズ保持枠１８も第２レンズ保持枠１７と一緒に移動し、カム筒１５が回転位置Ｆに到達したときに第３レンズ保持枠１８に移動台３２が係合してストッパー枠３６から離れる。移動台３２が当接部１８ａに係合したときには、第３レンズ保持枠１８が第２レンズ保持枠１７に対するフォーカス初期位置となる。このため、撮影準備状態が迅速に行える。
【００２６】
次に、上記実施形態の作用を説明する。カメラの不使用状態では、ズームレンズ１０が収納位置の状態となっている。収納位置では、図１及び図５に示すように、第１レンズ移動筒１６が固定筒１４の内部に繰り込んだ収納位置Ｊに、また、第２レンズ保持枠１７が第１レンズ保持枠１６に接近した収納位置Ｋに、さらに、第３レンズ保持枠１８は後面１８ｂがストッパー枠３６の前面３６ａに当接し、第２レンズ保持枠１７に接近した収納位置Ｌにそれぞれセットされている。
この状態では、移動台３２と当接部１８ａとの係合が解除されている。
【００２７】
カメラを使用するときには、電源スイッチ４１をＯＮにする。制御部３８は、電源スイッチ４１のＯＮに応答してドライバ４７を介して変倍用モータ２２のみを駆動する。この変倍用モータ２２の駆動は、カム筒１５に伝達され、カム筒１５が初期位置から終端位置に向けて回転する。カム筒１５が回転すると、第１レンズ保持枠１６は、第１カム溝２０の光軸Ｏの方向に沿った変位に応じて、また第２レンズ保持枠１７は第２カム溝２１の光軸Ｏの方向に沿った変位に応じてそれぞれ被写体側に向けて繰り出される。
【００２８】
第２レンズ保持枠１７は、合焦用モータ３０、送りネジ３１、移動台３２、付勢バネ３５，及びガイド棒２７，３４とを一緒に移動させる。そして、第３レンズ保持枠１８は、カム筒１５が回転位置Ｆに達するまでは付勢バネ３５の付勢によりストッパー枠３６に当接した状態でガイド棒２７にガイドされながらその位置で維持され、またカム筒１５が回転位置Ｆに達したときに当接部１８ａが移動台３２に係合して第２レンズ保持枠１７と一緒に移動する。当接部１８ａが移動台３２に係合したときには、第３レンズ保持枠１８がフォーカス初期位置となる。
【００２９】
制御部３８は、カム筒回転位置検出部３７からの信号を監視し、カム筒１５がテレ端位置を通過しワイド端位置に達したことを識別すると、変倍用モータ２２の駆動を停止する。これによりズームレンズ１０は、撮影準備動作が完了した状態となる。
【００３０】
撮影するときには、ズームレバー４３を操作してズーミングを行う。この操作のときには、制御部３８がズームレバー４３の操作方向及び時間を監視し、これらに応じた回転方向及び時間で変倍用モータ２２の駆動を制御する。これにより、カム筒１５が変倍域内で回動してズームレンズ１０が所望の変倍位置にセットされる。このとき、第３レンズ保持枠１８は、第２レンズ保持枠１７と一緒に移動することでその時点の変倍位置に対応したフォーカス初期位置となる。
【００３１】
撮影を行うときには、シャッタボタン４２の半押し操作に応答して制御部３８は、ＡＦ回路４４を駆動し、ＡＦ回路４４から得られた被写体距離の情報とその時点の変倍位置の情報との組み合わせから予めメモリ４６に記憶されたテーブルを参照して第３レンズ保持枠１８の移動量を求める。
【００３２】
制御部３８は、その移動量に対応したパルス信号をドライバ４５に送って合焦用モータ３０の駆動を制御する。これにより、第３レンズ保持枠１８は、その時点の変倍位置に対応したフォーカス初期位置から第２レンズ保持枠１７に対して接近する方向に移動し、ズームレンズ１０のピントが被写体に合焦する。そして、半押し操作から引き続いてシャッタボタン４２の全押し操作が行われることで、ＣＣＤイメージセンサ２６での撮像が行われる。そして撮像完了後には、合焦用モータ３０のみを駆動して第３レンズ保持枠１８をフォーカス初期位置に戻す。
【００３３】
なお、ＣＣＤイメージセンサ２６の撮像により得られた画像データは、データ処理回路に取り込まれる。データ処理回路は、画像データに対してホワイトバランス調節、ガンマ補正などの各種データ処理を行う。また、データ処理回路からの画像データは、ＡＥ処理回路にも送られる。このＡＥ処理回路は、入力される各画像データと、その時点でＣＣＤドライバにセットされているＣＣＤイメージセンサの電荷蓄積時間、すなわち電子シャッタのシャッタ秒時とに基づいてＣＣＤイメージセンサの被写体輝度の測光値を算出する。そして、制御部３８は、この測光値に基づいて新たな電子シャッタのシャッタ秒時を決定し、このシャッタ秒時をＣＣＤドライバにフィードバックする、これにより、ＣＣＤイメージセンサ２６の駆動が調節され、ＡＥ制御が行われる。
【００３４】
カメラを不使用状態にするには、電源スイッチ４１をＯＦＦに操作する。制御部３８は、電源スイッチ４１のＯＦＦに応答して変倍用モータ２２のみを逆転駆動する。この駆動によってカム筒１５が初期位置に向けて回転する。この回転により第１及び第２のカム溝２０，２１の光軸Ｏの方向に沿った変位に従って第１及び第２レンズ保持枠１６，１７がそれぞれ結像面側に向けて繰り込まれる。このとき第３レンズ保持枠１８は、付勢バネ３５の付勢により当接部１８ａが移動台３２に係合した状態であるため第２レンズ保持枠１７と一緒に移動する。そして、カム筒１５の回転位置が回転位置Ｆに達したときに、第３レンズ保持枠１８の後面１８ｂがストッパー枠３６の前面３６ａに当接してその移動が止められる。このとき、第２レンズ保持枠１７の結像面側に向けての移動が継続されているため、第３レンズ保持枠１８は付勢バネ３５の付勢に抗して第２レンズ保持枠１７に向けて寄せられ、当接部１８ａと移動台３２との係合が解除される。
【００３５】
カム筒１５が初期位置に到達したときには、変倍用モータ２２の駆動が停止される。これにより、第１及び第２レンズ保持枠１６，１７が収納位置Ｊ，Ｋにそれぞれ位置する。そして、第３レンズ保持枠１８は、移動台３２との係合が解除された状態で第２レンズ保持枠１７に対し接近した収納位置Ｌに位置する。
【００３６】
ここで、上記実施形態の第２レンズ保持枠１７が本発明の第１保持枠に、また、上記実施形態の第３レンズ保持枠１８が本発明の第２保持枠に、さらに、上記実施形態の変倍用モータ２２が本発明の変倍・収納用モータに、それぞれ相当する。また、上記実施形態のストッパー枠３６が本発明の間隔詰め手段に、さらに、上記実施形態の付勢バネ３５が本発明の付勢手段に、さらにまた、上記実施形態のフォトセンサ４０が本発明の初期位置検出手段に、それぞれ相当する。
【００３７】
上記実施形態では、合焦用モータ３０を合焦時のみに駆動するモータとしているが、本発明ではこれに限らず変倍時にも第３レンズ保持枠１８を移動するための変倍兼用の合焦用モータとしてもよい。また、第１及び第２レンズ保持枠１６，１７をカム機構により進退させる構造としているが、本発明ではこれに限らずヘリコイド機構など周知の機構であればいずれの機構を用いることができる。
【００３８】
また、上記実施形態では、カム筒１５の回転位置で変倍位置を識別しているが、本発明ではこれに限らず、カム筒１５の回転量で識別してもよいし、また、第１又は第２レンズ保持枠１６，１７の移動量又は移動位置で識別してもよい。
【００３９】
上記実施形態では、３群構成のズームレンズとしているが、本発明ではこれに限らず、２群構成でもよいし４群以上の構成でもよい。また、被写体側から順に第１乃至第３レンズ保持枠１６〜１８を配置しているが、本発明ではこの順番に限ることはなく、例えば第２レンズ保持枠１７の被写体側に第３レンズ保持枠１８を移動自在に支持してもよい。この場合には、収納動作時に結像面側に移動してくる第１レンズ保持枠１６に第３レンズ保持枠１８を当接させて第３レンズ保持枠１８を第２レンズ保持枠１７に対し接近した位置に寄せる構造にすればよい。この例では、第３レンズ保持枠１８の前方に位置する第１レンズ保持枠１６の後面で第３レンズ保持枠１８を寄せるため、第１レンズ保持枠１６の後面が間隔詰め手段となる。
【００４０】
さらに、上記実施形態では、ズームレンズカメラとしているがこれに限らず、例えばテレ位置、ワイド位置、及び収納位置とに切り換わる２焦点カメラにも本発明を適用することができる。さらにまた、収納位置とワイド位置との間にテレ位置を設定しているが、収納位置とテレ位置との間にワイド位置を設定することも可能である。この場合には、変倍用案内域と収納用案内域との境界がワイド位置となる。さらに、上記実施形態のズームレンズでは、カメラボディの内部に沈胴した位置を収納位置としているが、本発明の収納位置としてはカメラボディに沈胴する位置に限らず、カメラボディの前面に設けたレンズフードに入り込む位置としてもよい。
【００４１】
また、上記実施形態では、電源スイッチ４１の操作に応答して撮影準備動作又は収納動作を行うように構成しているが、本発明ではこれに限らず、例えば、撮影レンズを保護する保護カバーをカメラの前面に開閉自在に設け、保護カバーの開閉操作に応答して撮影準備動作又は収納動作を行うように構成してもよい。
【００４２】
さらに、本発明は、電子スチルカメラ以外に、例えば写真用カメラにも採用することができる。また、ＡＦ回路４４としては、投光器及び受光器を内蔵したアクティブオートフォーカス回路やＣＣＤイメージセンサから得られる像のコントラストを利用して合焦か否かを判断するコントラスト法を用いた回路を利用することができる。
【００４３】
また、上記実施形態では、第３レンズ保持枠１８のファーカス初期位置を調整することができるように構成しておくのが好適である。この場合、フォトセンサ４０の位置をずらす方法や第３レンズ保持枠１８に対し第３レンズ群１３を光軸方向にずらす方法、及び遮光板３９をフォトセンサ４０で検出してから所定パルスの分だけモータ３０を駆動して電気的に初期位置をずらす方法などを採用することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように本発明のレンズ移動装置では、第２の駆動手段のみを駆動して第１保持枠と一緒に第２保持枠を収納位置に向けて移動する収納動作時に、間隔詰め手段が第２保持枠に当接することで前記移動台と当接部とを離して第２保持枠を第１保持枠に向けて寄せるようにしたから、収納動作時に第２の駆動手段の駆動のみで第１及び第２保持枠との間隔を詰めることができる。これにより、収納動作時に第１の駆動手段を構成する合焦用モータを駆動する必要がなくなり、よって収納動作時及び撮影準備動作時の電池の消耗を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレンズ移動装置を利用したズームレンズを示した端面図であり、収納位置の状態を示している。
【図２】テレ位置のときのズームレンズを示した端面図である。
【図３】ワイド位置のときのズームレンズを示した端面図である。
【図４】カム筒の回転量に対するズームレンズの光軸方向への移動量を示した説明図である。
【符号の説明】
１４固定筒
１５カム筒
１６第１レンズ移動筒
１７第２レンズ保持枠
１８第３レンズ保持枠
１８ａ当接部
２２変倍用モータ
３０合焦用モータ
３２移動台[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lens moving device used for a photographic camera, an electronic still camera, and the like, and more particularly to a lens moving device that moves a lens to a storage position where the lens is retracted when not in use.
[0002]
[Prior art]
Most cameras using a zoom lens camera have a lens retracting mechanism, and when not in use, the lens barrel is housed in the camera body for portability. When the lens barrel is stored in the storage position, if the distance between the lens groups incorporated in the lens barrel is too wide, a large storage space is required and the camera body becomes thick. In order to eliminate such inconvenience, in the optical apparatus proposed in Japanese Patent No. 2925197, the entire optical system is moved to the storage position by driving the first driving means, and for the focus adjustment operation. The first lens unit constituting the optical system is moved closer to the second lens unit constituting the optical system ahead than the first lens unit during the storing operation by driving the second driving means, and the lens groups do not interfere with each other. To the storage position all at once.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the optical device described in the above publication, the second driving unit is driven together with the first driving unit during the storing operation. Also, during the shooting preparation operation for moving from the storage position to the shooting position, the first and second driving means are driven to separate the first lens unit from the second lens unit. When both the driving means are driven in this way, the battery is consumed during the storing operation and the photographing preparation operation.
[0004]
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and provides a lens moving device capable of minimizing the storage space for retracting the lens barrel and minimizing battery consumption associated therewith. Objective.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the lens moving device of the present invention, a first holding frame that holds a first lens group; and a first holding frame that is movably supported in the photographing optical axis direction; A second holding frame for holding a second lens group disposed on the subject side or the image plane side with respect to one lens group; and the second holding frame supported by the first holding frame and in focus. And a second driving unit for moving the first holding frame between the photographing position and the storage position during zooming and storage. The first moving means includes: a focusing motor; a feed screw that rotates by driving the focusing motor; and a photographing optical axis that rotates by the rotation of the feed screw. And a moving table that moves in a direction parallel to the second holding frame. A contact portion that is in contact with the movable table from the subject side of the photographic optical axis; and a biasing unit that biases the second holding frame so that the contact portion contacts the movable table; The second holding frame is provided on the subject side or the image plane side, and the second driving unit moves the first holding frame toward the storage position by driving the second driving unit. An interval filling means for moving the second holding frame toward the first holding frame by moving the second holding frame away from the movable table against the urging force of the urging means by coming into contact with the holding frame ; The position of the second holding frame on the photographing optical axis is set in advance with respect to the first holding frame when the abutting portion is in contact with the movable table. And detecting whether the first holding frame is in the initial position (focus initial position). Initial position detecting means for detecting whether or not the abutting portion abuts on the moving base and is at the in-focus initial position when moved from the storage position to the photographing position. .
[0006]
According to this, the moving base of the first driving means and the abutment portion of the second holding frame are detachably provided, and only the zooming / storing motor is driven to simultaneously move the optical system toward the storing position. During the storing operation to move to the position, the space narrowing means moves the second holding frame toward the first holding frame and moves the second holding frame toward the first holding frame by moving the contact part away from the moving table against the biasing of the biasing means. Release the engagement with the base .
[0007]
When the second holding frame is arranged on the most image plane side of the optical system, it is desirable to use a stopper provided on the fixed cylinder at the rear of the second holding frame as the interval narrowing means. In addition, when the second holding frame is arranged in front of the first holding frame , a third holding frame that holds the third lens group constituting the optical system arranged in front of the second holding frame during the storing operation. There was moved to the collapsed position, the third holding frame during the movement of the engagement between the moving base and the abutment by lapping the contact with the second holding frame to the second holding frame toward the first holding frame Canceled. In this case, the interval narrowing means corresponds to the third holding frame .
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As shown in FIGS. 1 to 3, the zoom lens 10 of the camera is composed of three groups of first to third lens groups 11 to 13 in order from the subject side, and holds these lens groups 11 to 13. Further, in order to move in the direction of the optical axis O, a fixed cylinder 14, a cam cylinder 15, a first lens holding frame 16, a second lens holding frame 17, and a third lens holding frame 18 are used.
[0009]
The first lens group 11 is fixed to the first lens holding frame 16, and the second lens group 12 is fixed to the second lens holding frame 17. A straight guide opening 19 extending in parallel with the optical axis O is formed in the fixed cylinder 14. A first cam groove 20 for moving the first lens holding frame 16 and a second cam groove 21 for moving the second lens holding frame 17 are formed on the inner periphery of the cam cylinder 15. .
[0010]
A variable power motor 22 is fixed outside the fixed cylinder 14. The zooming motor 22 rotates the cam cylinder 15 in the circumferential direction around the optical axis O. The first lens holding frame 16 is provided with a first cam follower 23 that engages with the first cam groove 20 through the rectilinear guide opening 19 at three divided positions with the optical axis O as the center. The second lens holding frame 17 is provided with a second cam follower 24 that engages with the second cam groove 21 through the rectilinear guide opening 19 at three divided positions with the optical axis O as the center.
[0011]
The first lens holding frame 16 moves between a position protruding from the fixed cylinder 14 toward the subject side by driving of the zooming motor 22 and a storage position stored inside the fixed cylinder 14. Although not shown, the outer periphery of the fixed cylinder 14 is covered with the camera body, and the first lens holding frame 16 is retracted into the camera body when moved to the storage position. Further, the second lens holding frame 17 changes the interval with respect to the first lens holding cylinder 16 at the time of zooming, and approaches the imaging plane side at the storage position. The imaging plane is indicated by reference numeral 25, and a CCD image sensor 26, for example, is fixed here.
[0012]
Guide rods 27 are fixed to the second lens holding frame 17 at three circumferential positions around the optical axis O, respectively. The third lens holding frame 18 is provided with bearing portions 28 that engage with the three guide rods 27. Thereby, the second lens holding frame 17 supports the third lens holding frame 18 so as to be movable in the direction of the optical axis O.
[0013]
A focusing motor 30 is fixed to the second lens holding frame 17. A feed screw 31 is attached to the shaft of the focusing motor 30. The feed screw 31 is screwed into a screw portion 33 provided on the moving table 32. The moving table 32 moves in the direction of the optical axis O by the rotation of the feed screw 31 while being engaged with a rotation stop guide bar 34 provided on the third lens holding frame 17 and being rotated.
[0014]
The movable table 32 is detachably connected to the abutting portion 18a of the third lens holding frame 18, and is moved when the third lens holding frame 18 is moved toward the second lens holding frame 17. The contact portion 18a is engaged with each other. The second lens holding frame 17 is urged to urge the third lens holding frame 18 away from the second lens holding frame 17, that is, toward the direction in which the contact portion 18 a is pressed against the moving table 32. A spring 35 is provided. The urging springs 27 are compression coil springs, and are arranged by being inserted into the plurality of guide bars 27, respectively. The moving base 32 and the contact portion 18a are always engaged by the biasing of the biasing spring 35, and the focusing motor 30 is driven during focusing to drive the third lens holding frame via the moving base 32. The lens 18 is moved with respect to the second lens holding frame 17 so as to change the interval, thereby adjusting the focus.
[0015]
A stopper frame 36 is formed on the fixed cylinder 14 on the most imaging plane side on the optical axis O. The stopper frame 36 has an exposure opening 14a for allowing subject light to pass through. The front surface 36a on the subject side abuts against the rear surface 18b of the third lens holding frame 18 during the storing operation, and the third lens holding frame. 18 is moved toward the second lens holding frame 17 against the biasing force of the biasing spring 35.
[0016]
The amount of rotation of the cam cylinder 15 is detected by the cam cylinder rotation position detector 37. The cam cylinder rotation position detection unit 37 includes a code plate 37a provided along the outer periphery of the cam cylinder 15 and a slider 37b that slides on the code plate 37a. The control unit 38 reads the code corresponding to the rotational position of the cam cylinder 15 from the code plate 37a via the slider 37b, thereby specifying the zoom lens storage position and the zoom position.
[0017]
The focusing motor 30 is a pulse motor. The origin position of the third lens holding frame 18 is an initial focus position (infinite position in the focus adjustment range) that is away from the second lens holding frame 17. This position can be specified by detecting the light shielding plate 39 provided on the third lens holding frame 18 with the photo sensor 40 provided on the second lens holding frame 17.
[0018]
The control unit 38 is connected to a power switch 41, a shutter button 42, a zoom lever 43, and the like provided outside the camera. When the shutter button 42 is half-pressed, the AF circuit 44 is activated and a focusing operation is performed. During the focusing operation, a focusing position determined by a combination of the zoom position at that time and the subject distance obtained from the AF circuit 44 is obtained, and a pulse signal corresponding to the focusing position is sent to the driver 45 for focusing. The motor 30 is rotated to move the third lens holding frame 18 from the initial focus position toward the in-focus position. Further, the control unit 38 rotates the focusing motor 30 in the reverse direction after the imaging is completed, and returns the third lens holding frame 18 from the focusing position at that time to the initial focus position. Such a focusing operation program is stored in the memory 46.
[0019]
When the power switch 41 is turned off, the storing operation is performed. In the storage operation, only the zooming motor 22 is driven to move the zoom lens 10 to the storage position. When the power switch 41 is turned on, a shooting preparation operation is performed. In the shooting preparation operation, only the zooming motor 22 is driven, and the first and second lens holding frames 16 and 17 are respectively extended from the fixed barrel 14 toward the subject, and the zoom lens 10 is set from the storage position to the wide end. To do. Such storage operation and shooting preparation operation programs are stored in the memory 46.
[0020]
The zoom lever 43 is a lever that is operated in a seesaw manner, for example, and is operated to either the tele end side or the wide end side. The control unit 38 controls the drive time and the rotation direction of the zooming motor 22 by sending a drive signal via the driver 47 in response to the operation of the zoom lever 43. Such a zooming operation program is also stored in the memory 46.
[0021]
FIG. 4 shows the movement of each lens group with respect to the rotational position of the cam cylinder 15. The zoom lens 10 is moved between the storage position and the wide position. The tele position is set between the storage position and the wide position. When the zoom lens 10 is in the storage position, the rotational position of the cam cylinder 15 is the initial position. The rotation of the cam cylinder 15 in the lens feeding direction is a direction from the initial position toward the terminal position.
[0022]
The rotation area of the cam cylinder 15 is composed of a zooming area and a storage area. In the zoom range, the zoom lens 10 is zoomed between the tele end and the wide end. The storage area is an area where the cam cylinder 15 rotates during the shooting preparation operation or the storage operation. In the zoom range, the focal length of the zoom lens 10 changes continuously by moving the first and second lens holding frames 16 and 17 in the direction of the optical axis O so that the distance between them is different.
[0023]
In the storage area, the first and second lens holding frames 16 and 17 set at the zoom position move respectively toward the storage position. At this time, the third lens holding frame 18 moves together with the second lens holding frame 17 toward the storage position, and abuts against the stopper frame 36 during the movement to be moved toward the second lens holding frame 17. . The timing at which the third lens holding frame 18 approaches is when the cam cylinder 15 rotates to the rotational position F in the storage area.
[0024]
During the storing operation, only the zooming motor 22 is continuously driven, and the third lens holding frame 18 abuts against the stopper frame 36 during the driving. Thereby, the storing operation can be performed in a short time. During the storing operation, the focusing motor 30 is not driven. When the storage operation is completed, the first and second lens holding frames 16 and 17 are positioned at the storage positions J and K, respectively. The third lens holding frame 18 is at a position L that is closer to the second lens holding frame 17 than at the initial focus position.
[0025]
Similarly to the retracting operation, only the zooming motor 22 is continuously driven during the photographing preparation operation, and the first and second lens holding frames 16 and 17 are extended toward the subject side. The third lens holding frame 18 also moves together with the second lens holding frame 17, and when the cam cylinder 15 reaches the rotational position F, the moving base 32 engages with the third lens holding frame 18 and the stopper frame. Leave 36. When the movable table 32 is engaged with the contact portion 18a , the third lens holding frame 18 becomes the initial focus position with respect to the second lens holding frame 17. For this reason, the shooting preparation state can be performed quickly.
[0026]
Next, the operation of the above embodiment will be described. When the camera is not used, the zoom lens 10 is in the storage position. In the storage position, as shown in FIGS. 1 and 5, the first lens moving cylinder 16 is in the storage position J where it is retracted into the fixed cylinder 14, and the second lens holding frame 17 is in the first lens holding frame 16. Further, the third lens holding frame 18 is set at the storage position K close to the second lens holding frame 17 with the rear surface 18b abutting against the front surface 36a of the stopper frame 36.
In this state, the engagement between the movable table 32 and the contact portion 18a is released.
[0027]
When using the camera, the power switch 41 is turned on. The control unit 38 drives only the magnification changing motor 22 via the driver 47 in response to the power switch 41 being turned on. The drive of the zooming motor 22 is transmitted to the cam cylinder 15, and the cam cylinder 15 rotates from the initial position toward the end position. When the cam cylinder 15 is rotated, the first lens holding frame 16 is moved in accordance with the displacement along the direction of the optical axis O of the first cam groove 20, and the second lens holding frame 17 is driven by the optical axis of the second cam groove 21. Each is moved toward the subject in accordance with the displacement along the direction O.
[0028]
The second lens holding frame 17 moves the focusing motor 30, the feed screw 31, the moving base 32, the urging spring 35, and the guide rods 27 and 34 together. The third lens holding frame 18 is maintained at that position while being guided by the guide rod 27 while being in contact with the stopper frame 36 by the biasing of the biasing spring 35 until the cam cylinder 15 reaches the rotational position F. When the cam cylinder 15 reaches the rotational position F, the contact portion 18 a engages with the moving base 32 and moves together with the second lens holding frame 17. When the contact portion 18a is engaged with the movable table 32, the third lens holding frame 18 is in the initial focus position.
[0029]
When the control unit 38 monitors the signal from the cam barrel rotational position detection unit 37 and identifies that the cam barrel 15 has passed through the tele end position and has reached the wide end position, the control unit 38 stops driving the zooming motor 22. . Thereby, the zoom lens 10 is in a state where the photographing preparation operation is completed.
[0030]
When shooting, the zoom lever 43 is operated to perform zooming. During this operation, the control unit 38 monitors the operation direction and time of the zoom lever 43, and controls the driving of the zooming motor 22 with the rotation direction and time corresponding to these. As a result, the cam cylinder 15 is rotated within the zooming range, and the zoom lens 10 is set at a desired zooming position. At this time, the third lens holding frame 18 moves together with the second lens holding frame 17 to be an initial focus position corresponding to the zoom position at that time.
[0031]
When shooting, the control unit 38 drives the AF circuit 44 in response to the half-pressing operation of the shutter button 42, and the object distance information obtained from the AF circuit 44 and the magnification position information at that time are obtained. The amount of movement of the third lens holding frame 18 is obtained from the combination with reference to a table stored in the memory 46 in advance.
[0032]
The controller 38 controls the drive of the focusing motor 30 by sending a pulse signal corresponding to the amount of movement to the driver 45. As a result, the third lens holding frame 18 moves in a direction approaching the second lens holding frame 17 from the initial focus position corresponding to the zoom position at that time, and the focus of the zoom lens 10 is focused on the subject. To do. Then, the full-press operation of the shutter button 42 is performed subsequently to the half-press operation, whereby the CCD image sensor 26 performs imaging. After the imaging is completed, only the focusing motor 30 is driven to return the third lens holding frame 18 to the initial focus position.
[0033]
Note that image data obtained by imaging by the CCD image sensor 26 is taken into a data processing circuit. The data processing circuit performs various data processing such as white balance adjustment and gamma correction on the image data. The image data from the data processing circuit is also sent to the AE processing circuit. This AE processing circuit determines the subject luminance of the CCD image sensor based on each input image data and the charge accumulation time of the CCD image sensor set in the CCD driver at that time, that is, the shutter time of the electronic shutter. Calculate the photometric value. Then, the control unit 38 determines the shutter time of a new electronic shutter based on this photometric value, and feeds back this shutter time to the CCD driver, whereby the drive of the CCD image sensor 26 is adjusted, and AE Control is performed.
[0034]
To put the camera into a non-use state, the power switch 41 is turned off. In response to the power switch 41 being turned off, the control unit 38 drives only the zooming motor 22 in reverse. By this drive, the cam cylinder 15 rotates toward the initial position. By this rotation, the first and second lens holding frames 16 and 17 are retracted toward the image plane side according to the displacement of the first and second cam grooves 20 and 21 along the direction of the optical axis O, respectively. At this time, the third lens holding frame 18 moves together with the second lens holding frame 17 because the abutting portion 18 a is engaged with the moving base 32 by the biasing of the biasing spring 35. When the rotational position of the cam cylinder 15 reaches the rotational position F, the rear surface 18b of the third lens holding frame 18 comes into contact with the front surface 36a of the stopper frame 36 and the movement is stopped. At this time, since the movement of the second lens holding frame 17 toward the imaging surface side is continued, the third lens holding frame 18 resists the bias of the biasing spring 35 and the second lens holding frame 17. And the engagement between the contact portion 18a and the movable table 32 is released.
[0035]
When the cam cylinder 15 reaches the initial position, the drive of the zooming motor 22 is stopped. Accordingly, the first and second lens holding frames 16 and 17 are positioned at the storage positions J and K, respectively. The third lens holding frame 18 is located at the storage position L close to the second lens holding frame 17 in a state where the engagement with the movable table 32 is released.
[0036]
Here, the second lens holding frame 17 of the above embodiment is the first holding frame of the present invention , the third lens holding frame 18 of the above embodiment is the second holding frame of the present invention, and the above embodiment. The zooming motor 22 corresponds to the zooming / storing motor of the present invention. In addition, the stopper frame 36 of the above embodiment is the spacing means of the present invention, the biasing spring 35 of the above embodiment is the biasing means of the present invention, and the photosensor 40 of the above embodiment is the present invention. Correspond to the initial position detecting means.
[0037]
In the above-described embodiment, the focusing motor 30 is driven only during focusing. However, the present invention is not limited to this, and the zooming combined use for moving the third lens holding frame 18 during zooming is not limited thereto. A focusing motor may be used. Further, the first and second lens holding frames 16 and 17 are structured to be advanced and retracted by the cam mechanism, but the present invention is not limited to this, and any mechanism can be used as long as it is a known mechanism such as a helicoid mechanism.
[0038]
In the above embodiment, the zoom position is identified by the rotational position of the cam cylinder 15, but the present invention is not limited to this, and may be identified by the rotation amount of the cam cylinder 15. Or you may identify with the movement amount or movement position of the 2nd lens holding frames 16 and 17. FIG.
[0039]
In the above embodiment, the zoom lens has a three-group configuration. However, the present invention is not limited to this, and a two-group configuration or a four-group or more configuration may be used. Further, the first to third lens holding frames 16 to 18 are arranged in order from the subject side. However, the present invention is not limited to this order. For example, the third lens holding frame is held on the subject side of the second lens holding frame 17. The frame 18 may be movably supported. In this case, the third lens holding frame 18 is brought into contact with the second lens holding frame 17 by bringing the third lens holding frame 18 into contact with the first lens holding frame 16 that moves toward the image plane during the storing operation. What is necessary is just to make it the structure approached to the approached position. In this example, since the third lens holding frame 18 is brought closer to the rear surface of the first lens holding frame 16 positioned in front of the third lens holding frame 18, the rear surface of the first lens holding frame 16 serves as a spacing unit.
[0040]
Furthermore, in the above embodiment, the zoom lens camera is used, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to a bifocal camera that switches to a tele position, a wide position, and a storage position. Furthermore, although the tele position is set between the storage position and the wide position, it is also possible to set the wide position between the storage position and the tele position. In this case, the boundary between the zooming guide area and the storage guide area is the wide position. Further, in the zoom lens of the above embodiment, the retracted position inside the camera body is the storage position. However, the storage position of the present invention is not limited to the position where the camera body is retracted, and is a lens provided on the front surface of the camera body. It is good also as a position which enters a food.
[0041]
In the above embodiment, the photographing preparation operation or the storage operation is performed in response to the operation of the power switch 41. However, the present invention is not limited to this, and for example, a protective cover for protecting the photographing lens is provided. The camera may be configured to be openable and closable on the front surface of the camera so that the photographing preparation operation or the storage operation is performed in response to the opening and closing operation of the protective cover.
[0042]
Furthermore, the present invention can be employed in, for example, a photographic camera in addition to an electronic still camera. Further, as the AF circuit 44, an active autofocus circuit incorporating a projector and a light receiver, or a circuit using a contrast method for determining whether or not the image is obtained using the contrast of an image obtained from a CCD image sensor is used . Can.
[0043]
Moreover, in the said embodiment, it is suitable to comprise so that the initial position of the furcus of the 3rd lens holding frame 18 can be adjusted. In this case, a method of shifting the position of the photosensor 40, a method of shifting the third lens group 13 in the optical axis direction with respect to the third lens holding frame 18, and a predetermined pulse amount after the light shielding plate 39 is detected by the photosensor 40. For example, a method of driving the motor 30 and shifting the initial position electrically can be employed.
[0044]
【The invention's effect】
Or more lens moving device of the present invention as described above, the second during the storing operation of moving toward the retracted position the second holding frame together with the first holding frame are driven only for driving hands stage, interval moving means since There were so gather toward the second holding frame away and the moving base and the abutment by abutting the second holding frame to the first holding frame, driving movement of the second drive means during closing operation Only the gap between the first and second holding frames can be reduced. This eliminates the need to drive the focusing motor that constitutes the first drive means during the storage operation, and thus can reduce battery consumption during the storage operation and the shooting preparation operation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an end view showing a zoom lens using a lens moving device of the present invention, showing a state of a storage position.
FIG. 2 is an end view showing a zoom lens at a tele position.
FIG. 3 is an end view showing the zoom lens at a wide position.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the amount of movement of the zoom lens in the optical axis direction with respect to the amount of rotation of the cam barrel.
[Explanation of symbols]
14 fixed cylinder 15 cam cylinder 16 first lens moving cylinder 17 second lens holding frame 18 third lens holding frame 18a abutting portion 22 variable power motor 30 focusing motor 32 moving table

Claims

A first holding frame for holding the first lens group;
A second holding frame that is supported by the first holding frame so as to be movable in the photographing optical axis direction, and holds a second lens group that is disposed on the subject side or the image plane side with respect to the first lens group. When,
Wherein is supported by a first holding frame, a first driving means for moving so that the distance changes with respect to the second holding frame previous SL first holding frame during focusing,
A second moving means for moving the first holding frame between the photographing position and the storage position at the time of zooming and storage;
The first driving means includes a focusing motor, a feed screw that rotates by driving the focusing motor, and a moving base that moves in a direction parallel to the imaging optical axis by the rotation of the feed screw. And
A contact portion that is provided on the second holding frame and abuts on the movable base from the direction of the photographing optical axis when the first holding frame is moved from the storage position to the photographing position;
Urging means for urging the second holding frame so that the abutting portion abuts on the movable table;
The second holding frame is provided on the subject side or the image plane side, and the first driving frame is moved toward the storage position by the driving of the second driving means. (2) an interval filling means for moving the second holding frame toward the first holding frame by moving the abutting portion away from the movable table against the urging of the urging means by contacting the holding frame ;
The position of the second holding frame on the photographing optical axis is set in advance with respect to the first holding frame when supported by the first holding frame and the contact portion is in contact with the movable table. It is detected whether or not it is in the initial focusing position, and when the first holding frame is moved from the storage position to the photographing position, the abutting portion comes into contact with the movable table, and the focusing An initial position detecting means for detecting whether or not it is in an initial position;
A lens moving device comprising:

The first and second lens groups are included in an optical system composed of a plurality of lens groups, the second holding frame is disposed on the most image plane side of the optical system, and the spacing unit is provided. The lens moving device according to claim 1, wherein the lens moving device is a stopper provided on a fixed cylinder that supports the optical system.