KR100959329B1 - 렌즈 배럴, 카메라, 및 휴대형 정보 단말기 - Google Patents

렌즈 배럴, 카메라, 및 휴대형 정보 단말기 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 렌즈 배럴은 복수의 렌즈 그룹들과, 복수의 렌즈 유지 프레임들과, 고정 베이스 부재에 의해 유지되는 가동 원통으로서, 상기 가동 원통의 내부에 상기 복수의 렌즈 유지 프레임들의 일부를 유지하도록 구성되는 가동 원통과, 상기 복수의 렌즈 유지 프레임들을 구동하도록 구성되는 렌즈 유지 프레임 구동 장치를 포함한다. 상기 렌즈 유지 프레임들 중 하나인 렌즈 후퇴 프레임을 구동하는 렌즈 유지 프레임 구동 장치 중 일부는 가동 원통을 유지하는 고정 베이스 부재의 후단면으로부터 광축 방향의 후방으로 돌출 형성되어 있다.

Description

렌즈 배럴, 카메라, 및 휴대형 정보 단말기{LENS BARREL, CAMERA, AND MOBILE INFORMATION TERMINAL}
<관련 출원과의 상호 참조>
본 출원은 2005년 3월 4일자로 출원한 일본 특허 출원 제2005-061425호에 기초하여 이 특허 출원을 우선권으로 주장하고, 이 특허 출원의 내용은 그 전체가 참조문헌으로서 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 렌즈 배럴, 카메라, 및 휴대형 정보 단말기에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 렌즈 배럴에 배치된 복수의 렌즈 그룹들 중 하나를 원통으로부터 후퇴시킬 수 있는 구조의 변형에 관한 것이다.
종래로부터 디지털 카메라 등의 촬상 장치(imaging device)에 있어서, 초점 거리를 변경할 수 있는 줌 렌즈 기능이 있는 렌즈 배럴의 고성능화 또는 사용자의 요구에 따른 촬상 장치의 소형화 등이 진전됨에 따라, 촬영을 하지 않을 때에는 복수의 렌즈 그룹들이 수납되는 수납형(collapsed) 렌즈 배럴의 이용이 증가하고 있다. 또한, 단순한 치수의 축소화뿐만 아니라 박형화에 대한 요구로, 이제는 수납 위치에서의 렌즈 배럴의 두께(광축 방향에서의 치수)를 최대 위치까지 줄이는 것이 중요하다.
이러한 렌즈 배럴의 박형화의 요구에 대처하는 기술로서, 사용하지 않을 때에는 복수의 렌즈 그룹들을 내부에 유지하는 렌즈 원통을 촬상 장치 안에 수납하고, 렌즈 그룹들을 수납할 때에는 렌즈 그룹들 중 하나를 렌즈 그룹의 광축으로부터 후퇴시키는 수납형 렌즈 배럴을 이용하고 있다.
렌즈 그룹들 중 하나를 광축으로부터 후퇴시키는 기술은, 예컨대 일본 특허 공개 제2003-31586A호(특허문헌 1)와 일본 특허 공개 제2003-149723A호(특허문헌 2)에 개시되어 있다. 이들 특허문헌 1과 2에 개시된 구조에 따르면, 복수의 렌즈 그룹들을 수납할 때 광축 상에 배치된 그 렌즈 그룹들 중 하나가 광축으로부터 후퇴하기 때문에, 광축 방향에서의 렌즈 전체 치수가 광축 방향에서의 후퇴한 렌즈 그룹의 길이만큼 줄어들고 촬상 장치의 두께도 줄어들 수 있다.
그러나, 특허 문헌 1과 2에 개시된 구조에서는 광축으로부터 후퇴한 렌즈가 렌즈 배럴에 설치된 수납형 렌즈 원통[가동 원통(telescopic cylinder)] 내에서 변위하는 것에 불과하기 때문에, 렌즈 그룹을 수납할 때 촬상 장치의 두께를 줄일 수 있다 해도, 렌즈를 광축에서 후퇴시키지 않는 카메라와 비교해서 렌즈 원통의 외경을 크게 확보해야 한다. 그 결과, 렌즈 원통의 사이즈, 특히 광축과 교차하는 면내에서의 치수가 커져야 하며, 결국 촬상 장치의 사이즈, 특히 정면에서 본 경우의 사이즈가 더 커지게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 렌즈들 중 하나를 가동 원통으로부터 후퇴시키는 렌즈 배럴에 관한 기술이 제안되어 있다[특허문헌 3, 일본 특허 출원 제2005-044909호(미공개)]. 이 기술에 따르면, 광축으로부터 후퇴하는 렌즈를 가동 원통 내부의, 외경이 최대인 위치에 수납할 필요가 없기 때문에, 가동 원통의 최대 외경이 더 클 필요가 없고, 따라서 가동 원통의 콤팩트한 외경을 달성할 수 있다.
그런데, 렌즈 배럴에 배치된 렌즈 그룹들을 포함하는 광학 시스템을 줌 광학 시스템으로서 사용하는 경우에 더 큰 가변 배율(changing magnification ratio)을 달성하려면 렌즈의 이동량이 더 증가해야 한다.
또한, 후퇴 렌즈 그룹의 구동량을 더 크게 달성하려면 렌즈 원통의 전방측(피사체측)으로부터 렌즈 원통을 유지하는 고정 베이스 부재의 후단측(촬상측)까지의 거리를 더 길게 확보해야 한다.
본 발명은 전술한 상황을 고려하여 이루어지고 있다. 본 발명의 목적은 광축과 교차하는 면내에서의 치수를 최소화할 수 있으면서 후퇴 렌즈의 구동량을 증대시킬 수 있는 렌즈 배럴과, 이 렌즈 배럴을 이용한 카메라, 및 이 렌즈 배럴을 이용한 휴대형 정보 단말기를 제공하는 것이다.
이러한 장점 및 다른 장점을 달성하기 위해, 본 발명의 목적에 따르면, 구체화하여 본 명세서에 넓게 기재하는, 본 발명에 따른 렌즈 배럴에 있어서, 렌즈를 후퇴시키는 프레임(이하, 렌즈 후퇴 프레임)을 구동하는 렌즈 유지 프레임 구동 장치의 일부가, 고정 베이스 부재의 후단면으로부터 광축 방향의 후방으로 돌출 형성되기 때문에, 종래 기술과 비교할 때, 렌즈 배럴은 렌즈 후퇴 프레임에 의해 유지된 렌즈의 가동 길이가 광축 방향을 따라 더 길다. 또한, 광축에서 후퇴한 렌즈가 가동 원통 내부의, 외경이 최대인 위치에 수납되지 않고, 가동 원통의 최대 외경을 더 크게 할 필요가 없기 때문에, 가동 원통의 콤팩트한 외경을 달성할 수 있다.
구체화하여 본 명세서에 넓게 기재하는, 본 발명에 따른 렌즈 배럴은 복수의 렌즈 그룹들과, 이 복수의 렌즈 그룹들을 각각 유지하도록 구성된 복수의 렌즈 유지 프레임들과, 고정 베이스 부재에 의해 유지되는 가동 원통으로서, 상기 복수의 렌즈 유지 프레임들 중 일부를 가동 원통 내부에 유지하도록 구성되는 가동 원통과, 상기 복수의 렌즈 유지 프레임들을 구동하도록 구성되는 렌즈 유지 프레임 구동 장치를 포함한다. 복수의 렌즈 그룹들 중 적어도 하나가, 그 복수의 렌즈 그룹들 중 적어도 하나가 수납되는 수납 위치로부터 피사체측으로 이동하여 촬영 상태를 확립한다. 렌즈 유지 프레임 구동 장치는, 상기 복수의 렌즈 그룹들 중 적어도 하나의 렌즈 그룹의 렌즈들 중 적어도 하나가, 그 복수의 렌즈들 전체의 광축이 정렬되는 촬영 상태로부터 광축 방향을 따라 촬상측으로 이동하게 구동하도록 구성되고, 렌즈 유지 프레임들 중 하나인 렌즈 후퇴 프레임을 구동하도록 구성되며, 가동 원통의 외측으로 후퇴할 후퇴 렌즈를 수납 위치에 유지하도록 구성된다. 렌즈 후퇴 프레임을 구동하는 렌즈 유지 프레임 구동 장치의 일부는 상기 가동 원통을 유지하는 고정 베이스 부재의 후단면으로부터 광축 방향의 후방으로 돌출 형성된다.
본 발명에 따르면, 구체화하여 본 명세서에 넓게 기재하는 바와 같이, 렌즈 후퇴 프레임을 구동하는 렌즈 유지 프레임 구동 장치의 일부가, 가동 원통을 유지하는 고정 베이스 부재의 후단면으로부터 광축 방향의 후방으로 돌출 형성되어 있기 때문에, 광축 방향을 따른 렌즈 후퇴 프레임의 이동량은 돌출량만큼만 증가할 수 있다. 따라서, 광축 방향을 따라 렌즈 후퇴 프레임에 의해 유지되는 렌즈의 이동량이 증가할 수 있고, 전체의 렌즈 그룹의 가변 배율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 렌즈 후퇴 프레임을 구동하는 렌즈 유지 프레임 구동 장치의 부분만이 고정 베이스 부재의 후단면으로부터 광축 방향의 후방으로 돌출 형성되어 있다는 것은 렌즈 배럴의 일부만이 후방으로 돌출함을 의미하기 때문에, 렌즈 배럴을 내부에 수용하는 카메라 또는 휴대형 정보 단말기의 케이스 내부의 배치만 조정하면 되고, 케이스의 사이즈를 크게 할 필요는 없다.
더욱이, 광축으로부터 후퇴한 렌즈가 가동 원통 내부의, 외경이 최대인 위치에 수납되지 않기 때문에, 가동 원통의 최대 외경을 더 크게 할 필요가 없고, 이에 따라 가동 원통의 콤팩트한 외경을 달성할 수 있다.
본 발명에 따른 렌즈 배럴에 있어서, 광축 방향의 후방으로 돌출 형성되는 부분이 광축 방향을 따라서 연장된 리드 스크루(lead screw)를 포함하는 것이 바람직하다. 리드 스크루는 광축 방향을 따라 연장하며 광축 방향과 교차하는 면내에서 소면적만 차지하기 때문에, 극히 작은 돌출 부분이 고정 베이스 부재의 후단으로부터 돌출하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈 배럴에 있어서, 수납 위치에서, 리드 스크루와 나사 결합(thread)되며 광축 방향을 따라 이동하여 렌즈 후퇴 프레임을 구동시키기 위한 스크루 부재는 고정 베이스 부재의 후단면의 후방을 향해 위치하는 것이 바람직하다. 그리고, 수납 위치에서, 리드 스크루와 나사 결합된 렌즈 후퇴 프레임의 나사 결합 부분이 고정 베이스 부재의 후단면의 후방을 향해 위치하기 때문에, 광축 방향을 따른 렌즈 후퇴 프레임의 연장량은 리드 스크루의 연장 길이만큼만 연장될 수 있다. 또한, 광축 방향에 따른 리드 스크루에 대한 나사 부재의 나사 결합 길이가 원래 길이와 같은 길이로 확보될 수 있으므로, 렌즈 후퇴 프레임을 지지하는 하중에 의해 야기되는 낙하(falling) 등으로 인한 마찰력 증가나 작동 불량, 또는 내구성 감소 등을 피할 수 있다.
또한, 상기 광축 방향의 후방을 향해 돌출 형성되는 부분은 광축 방향을 따라 연장하고, 렌즈 후퇴 프레임을 광축 방향으로 안내하는 가이드축을 포함하는 것이 바람직하다. 가이드축은 광축 방향을 따라서 연장하고, 렌즈 후퇴 프레임은 리드 스크루에 의해서 광축 방향을 따라서 이동하도록 구동될 때에, 가이드축을 따라서 안내되기 때문에, 렌즈 후퇴 프레임을 광축 방향을 따라 보다 안정되게 이동시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈 배럴에 있어서, 렌즈 후퇴 프레임을 광축 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 가이드축과 체결되고, 상기 가이드축과 체결된 슬리브(sleeve)는 수납 위치에서 고정 베이스 부재의 후단면의 후방을 향해 위치하는 것이 바람직하다.
또한, 렌즈 후퇴 프레임의 슬리브의 광축 방향을 따른 가이드축과의 체결 길이가 원래 길이와 같은 길이로 확보될 수 있어, 광학적 신뢰성의 손상을 더욱 방지할 수 있으며, 예컨대 체결 길이가 줄어들기 때문에 렌즈 후퇴 프레임을 지지하는 하중으로 인한 렌즈 그룹들의 기울어짐(leaning)을 막을 수 있다.
구체화하여 본 명세서에 넓게 기재하는, 본 발명에 따른 피사체를 촬영하는 카메라는, 케이스와, 본 발명에 따른 렌즈 배럴과, 상기 렌즈 배럴에 배치된 렌즈 그룹들로부터의 화상을 표시하는 모니터를 포함한다. 렌즈 배럴은 케이스 내부에 배치되고, 모니터는 케이스의 후면에 설치되며, 광축 방향의 후방으로 돌출 형성되는 부분은 상기 모니터의 외주 가장자리의 외측에 위치한다. 이에, 본 발명의 카메라에 따르면, 렌즈 후퇴 프레임에 의해 유지된 렌즈의 광축 방향에 따른 이동량을 증가할 수 있어 전체 렌즈 그룹의 가변 배율을 향상시킬 수 있다.
더욱이, 렌즈 후퇴 프레임을 구동하는 렌즈 유지 프레임 구동 장치의 부분만이 고정 베이스 부재의 후단면으로부터 광축 방향의 후방으로 돌출 형성되어 있다는 것은 렌즈 배럴의 일부만이 후방으로 돌출함을 의미하기 때문에, 렌즈 배럴을 내부에 수용하는 카메라의 케이스 내부의 배치만 조정하면 되고, 케이스의 사이즈를 크게 할 필요는 없다.
그리고, 광축 방향의 후방으로 돌출 형성되는 부분이, 케이스의 후면에 배치된 모니터의 외주 가장자리의 외측에 위치하기 때문에, 종래의 케이스를 이용하는 경우라도, 그 케이스 내부에 매설된 모니터의 일부와 돌출 부분과의 간섭을 피할 수 있다.
또한, 광축으로부터 후퇴한 렌즈가 가동 원통 내부의, 외경이 최대인 위치에 수납되지 않기 때문에, 가동 원통의 최대 외경을 크게 할 필요가 없고, 따라서 가동 원통의 콤팩트한 외경을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 카메라에 있어서, 광축 방향의 후방으로 돌출 형성되는 부분의 후단면이, 모니터의 디스플레이 외표면(후단면)의 전(前)측에 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의해 종래의 케이스를 본 발명의 구조에 확실하게 이용할 수 있다.
구체화하여 본 명세서에 넓게 기재하는 본 발명에 따른 휴대형 정보 단말기는 본 발명에 따른 렌즈 배럴 또는 카메라를 포함한다. 휴대형 정보 단말기에 따르면, 렌즈 후퇴 프레임에 의해 유지된 렌즈의 광축 방향을 따른 이동량이 증가할 수 있어, 전체 렌즈 그룹들의 가변 배율을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 렌즈 후퇴 프레임 구동 장치의 렌즈 후퇴 프레임을 구동하는 부분만이 고정 베이스 부재의 후단면으로부터 광축 방향의 후방으로 돌출 형성되어 있다는 것은, 렌즈 배럴의 일부만이 후방으로 돌출함을 의미하기 때문에, 렌즈 배럴을 내부에 수용하는 휴대형 정보 단말기의 케이스 내부의 배치만 조정하면 되고, 케이스의 사이즈를 크게 할 필요는 없다.
또한, 광축으로부터 후퇴한 렌즈가 가동 원통 내부의, 외경이 최대인 위치에 수납되지 않기 때문에, 가동 원통의 최대 외경을 크게 할 필요가 없고, 따라서 렌즈 원통의 콤팩트한 외경을 얻을 수 있다.
전술한 개괄적인 기재 및 후술하는 상세한 기재는 예시적인 것일 뿐, 청구하는 본 발명의 추가 설명을 위한 것이다.
발명의 효과
그러므로, 본 발명의 렌즈 배럴에 따르면, 렌즈 후퇴 프레임에 유지된 렌즈의 광축 방향을 따른 이동량이 증가할 수 있어, 전체 렌즈 그룹의 가변 배율을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 렌즈 유지 프레임 구동 장치 중 렌즈 후퇴 프레임을 구동하는 부분만이 고정 베이스 부재의 후단면으로부터 광축 방향의 후방으로 돌출 형성되어 있다는 것은 렌즈 배럴의 일부만이 후방으로 돌출함을 의미하기 때문에, 렌즈 배럴을 내부에 수용하는 카메라나 휴대형 정보 단말기의 케이스 내부의 배치만 조정하면 되고, 케이스의 사이즈를 크게 할 필요는 없다.
또한, 광축으로부터 후퇴한 렌즈가 가동 원통 내부의, 외경이 최대인 위치에 수납되지 않기 때문에, 가동 원통의 최대 외경을 크게 할 필요가 없고, 따라서 가동 원통의 콤팩트한 외경을 달성할 수 있다.
본 발명의 카메라에 따르면, 렌즈 후퇴 프레임에 의해 유지된 렌즈의 광축 방향을 따른 이동량이 증가할 수 있어, 전체 렌즈 그룹의 가변 배율을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 렌즈 유지 프레임 구동 장치 중 렌즈 후퇴 프레임을 구동하는 부분만이 고정 베이스 부재의 후단면으로부터 광축 방향의 후방으로 돌출 형성되어 있다는 것은 렌즈 배럴의 일부만이 후방으로 돌출함을 의미하기 때문에, 렌즈 배럴을 내부에 수용하는 카메라 케이스 내부의 배치만 조정하면 되고, 케이스의 사이즈를 크게 할 필요는 없다.
또한, 광축으로부터 후퇴한 렌즈가 가동 원통 내부의, 외경이 최대인 위치에 수납되지 않기 때문에, 가동 원통의 최대 외경을 크게 할 필요가 없고, 따라서 가동 원통의 콤팩트한 외경을 얻을 수 있다.
본 발명의 휴대형 정보 단말기에 따르면, 렌즈 후퇴 프레임에 의해 유지된 렌즈의 광축 방향을 따른 이동량이 증가할 수 있어 전체 렌즈 그룹의 가변 배율을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 렌즈 유지 프레임 구동 장치 중 렌즈 후퇴 프레임을 구동하기 위한 부분만이 고정 베이스 부재의 후단면으로부터 광축 방향의 후방으로 돌출 형성되어 있다는 것은 렌즈 배럴의 일부만이 후방으로 돌출함을 의미하기 때문에, 렌즈 배럴을 내부에 수용하는 휴대형 정보 단말기의 케이스 내부의 배치만 조정하면 되고, 케이스의 사이즈를 크게 할 필요는 없다.
또한, 광축으로부터 후퇴한 렌즈가 가동 원통 내부의, 외경이 최대인 위치에 수납되지 않기 때문에, 가동 원통의 최대 외경을 크게 할 필요가 없고, 따라서 가동 원통의 콤팩트한 외경을 얻을 수 있다.
첨부 도면들은 본 발명의 더 나은 이해를 돕기 위해 포함되며, 본 명세서에 포함되어 그 일부를 구성한다. 도면들은 본 발명의 실시형태들을 예시하며, 본 명세서와 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른, 렌즈 그룹들을 수납한 상태의 렌즈 배럴을 포함하는 광학 시스템 장치의 주요부의 구조를 피사체측에서 본 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 렌즈 배럴의 주요부의 구조를 촬상면측에서 본 사시도이다.
도 3은 렌즈 배리어가 폐쇄된 렌즈 배럴을 포함하는 광학 시스템 장치의 주요부의 구조를 피사체측에서 본 모식적인 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시한 렌즈 배럴의 주요부의 구조를 촬상면측에서 본 모식적인 사시도이다.
도 5는 렌즈 그룹들이 연장되는 촬영 상태에서 렌즈 배리어가 개방된 상태의 렌즈 배럴의 주요부의 구조를 촬상면측에서 본 모식적인 사시도이다.
도 6은 렌즈 그룹들이 연장되는 촬영 상태에서의 렌즈 배럴의 주요부의 구조를 촬상면측에서 본 사시도이다.
도 7은 렌즈 그룹들이 수납 위치에 있는 상태에서의 제3 프레임, 충돌 방지 스트립, 및 제4 스트립의 레이아웃을 피사체측에서 본 사시도로서, 제3 렌즈 그룹을 유지하는 제3 프레임과, 충돌 방지 스트립의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 8은 제3 프레임, 충돌 방지 스트립, 및 제4 스트립의 레이아웃을 피사체측에서 본 사시도로서, 렌즈 그룹들이 돌출된 촬영 상태에서의, 제3 렌즈 그룹을 유지하는 제3 프레임과, 충돌 방지 스트립의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 9a와 도 9b는 광축에 대한 상반부 및 하반부에 있어서, 렌즈 그룹들이 연장되는 촬영 상태와 렌즈 그룹들이 수납되게 후퇴한 수납 상태에서의 렌즈 배럴의, 렌즈 그룹들, 렌즈 유지 프레임 및 각종 렌즈 원통의 주요부를 각각 도시하는 종단면도이다.
도 10은 제2 회전 원통에 형성된 캠 홈의 형상을 전개 상태에서 모식적으로 도시하는 전개도이다.
도 11은 캠 원통에 형성된 캠 홈의 형상을 전개 상태에서 모식적으로 도시하는 전개도이다.
도 12는 제1 라이너에 형성된 캠 홈과 키 홈의 형상을 전개 상태에서 헬리코이드(helicoid)를 생략한 채로 모식적으로 도시하는 전개도이다.
도 13a는 고정 프레임에 형성된 캠 홈과 키 홈의 형상을 전개 상태에서 헬리 코이드를 생략한 채로 모식적으로 도시하는 전개도이고, 도 13b는 고정 프레임에 형성된 캠 홈과 키 홈의 형상을 전개 상태에서 헬리코이드를 부가하여 도시하는 모식적인 전개도이며, 도 13c는 헬리코이드에 끼워 맞춰진 제1 회전 원통의 외관을 도시하는 사시도이다.
도 14a는 제3 프레임 및 그것의 구동 시스템의 구조를 도시하는 측면도이고, 도 14b는 도 14a의 사시도이다.
도 15는 제3 프레임 및 그것의 구동 시스템의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 16a는 제3 프레임의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 제3 프레임 부분을 피사체측에서 본 정면도이고, 도 16b는 셔터 부분의 사시도이다.
도 17은 도 1에 도시한 렌즈 배럴이 카메라에 설치된 경우에, 그 렌즈 배럴과, 카메라에 설치된 LCD 모니터의 위치 관계를 LCD 모니터측에서 본 사시도이다.
도 18은 도 17의 구조를 측면에서 본 측면도이다.
도 19는 도 17의 구조를 LCD 모니터(106)로부터 전측으로서 본 배면도이다.
도 20a는 제4 프레임과 그것의 구동 시스템을 모식적으로 도시하는 사시도이고, 도 20b는 그 일부를 생략하고 다른 각도에서 본 제4 프레임과 그것의 구동 시스템을 도시하는 사시도이다
도 21은 구동 제어 시스템의 구조를 모식적으로 도시하는 블록도이다.
도 22는 기동 시퀀스에 있어서 렌즈 배리어를 폐쇄 위치에서 개방 위치로 작동할 경우의 시퀀스를 나타내는 타이밍도이다.
도 23은 기동 시퀀스에 있어서 렌즈 배리어를 개방 위치에서 폐쇄 위치로 작 동할 경우의 시퀀스를 나타내는 타이밍도이다.
도 24a는 렌즈 배리어의 리셋 시퀀스를 도시하는 표이고, 도 24b는 HP 신호의 타이밍도이다.
도 25는 렌즈 배리어가 폐쇄로 작동되는 상태의 시퀀스를 나타내는 타이밍도이다.
도 26은 줌 시퀀스를 나타내는 흐름도이다.
도 27은 광각(wide angle)으로부터 망원으로의 줌잉 시의 줌 시퀀스를 나타내는 타이밍도이다.
도 28은 망원으로부터 광각으로의 줌잉 시의 줌 시퀀스를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 29는 피사체측에서 본 카메라의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 30은 사용자측에서 본 카메라의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 31은 카메라의 기능 구조를 나타내는 블록도이다.
부호의 설명
11 제1 렌즈 그룹
12 제2 렌즈 그룹
13 제3 렌즈 그룹
14 제4 렌즈 그룹
15 셔터/조리개 유닛
16 고체 화상 감지 소자
17 제1 프레임
18 커버 유리
19 로우 패스 필터
21 고정 프레임
22 제1 회전 원통(가동 원통)
23 제1 라이너
24 제2 회전 원통(가동 원통)
25 제2 라이너
26 캠 원통
27 직진 원통(가동 원통)
31 제3 프레임(렌즈 후퇴 프레임)
31f 슬리브
32 제3 그룹 메인 가이드축(렌즈 유지 프레임 구동 장치)
33 제3 프레임 서브 가이드축
34 제3 그룹 리드 스크루(렌즈 유지 프레임 구동 장치)
35 제3 프레임 암나사 부재(렌즈 유지 프레임 구동 장치)
36 충돌 방지 스트립
37 압축 토션 스프링
38 제3 프레임 포토 인터럽터
41 제4 프레임
42 제4 프레임 서브 가이드축
43 제4 프레임 스프링
44 제4 프레임 메인 가이드축
45 제4 프레임 리드 스크루
46 제4 프레임 암 나사 부재
47 제4 프레임 포토 인터럽터
51 줌 모터
52 제3 프레임 구동 모터
53 제4 프레임 구동 모터
61 배리어 제어 부재
62 렌즈 배리어
63 배리어 구동 시스템
71-74 기어
81 리테이너판(렌즈 유지 프레임 구동 장치)
82 렌즈 배럴 베이스(고정 베이스 부재)
101 촬영 렌즈
102 셔터 버튼
103 줌 레버
104 파인더(finder)
105 스트로브 광
106 액정 디스플레이(LCD, 표시 모니터)
107 조작 버튼
108 전원 스위치
109 메모리 카드 슬롯
110 확장 카드 슬롯
120 케이스
201 수광 소자(영역 센서)
202 신호 처리 장치
203 화상 처리 장치
204 중앙 처리 장치(CPU)
205 반도체 메모리
206 확장 카드
301 배리어 조작부
501 중앙 처리 장치
502 모터 드라이버
503 제1 및 제2 프레임 DC(직류) 모터
504 제1 조리개 모터
505 제2 조리개 모터
506 셔터 모터
507 제3 프레임 펄스 모터
508 제4 프레임 펄스 모터
509 제1 및 제2 프레임 포토 인터럽터
510 제1 및 제2 프레임 포토 리플렉터
511 제3 프레임 포토 인터럽터
512 제4 프레임 포토 인터럽터
513 제1 및 제2 프레임 포토 인터럽터 구동 회로
514 제1 및 제2 프레임 포토 리플렉터 구동 회로
515 제3 프레임 포토 인터럽터 구동 회로
516 제4 프레임 포토 인터럽터 구동 회로
본 발명의 일부 실시형태들을 첨부 도면을 참조하여 이하에서 상세하게 설명한다. 도면과 이하의 설명에 있어서 같거나 유사한 부분을 나타내기 위해 가능한 한 같은 도면 부호를 사용한다. 그러나, 본 발명의 범주는 이들 실시형태들에 제한되지 않는다. 본 발명의 범주 내에서, 이하에서 설명하는 임의의 구성 및 재료는 적절하게 변경될 수 있다.
도 1 내지 도 16a, 도 16b 및 도 20은 본 발명에 따른 렌즈 배럴의 제1 실시형태를 예시하고 있다.
도 1 내지 도 20에 있어서, 렌즈 배럴은, 고정 원통(21a)을 갖는 고정 프레임(21)과, 그 고정 프레임(21)에 부착된 가동 원통 유닛 또는 가동 원통과, 그 가동 원통에 배치된 복수의 렌즈 그룹들을 포함한다. 가동 원통은 복수의 렌즈 그룹 들의 광축(X)을 따라 이동 및 수납 가능하다.
렌즈 그룹들은, 가동 원통에 배치되어 있는, 예컨대 제1 렌즈 그룹(11), 제2 렌즈 그룹(12), 제3 렌즈 그룹(13), 및 제4 렌즈 그룹(14)을 포함한다(도 9a와 도 9b 참조).
가동 원통은, 예컨대 제1 회전 원통(22), 제2 회전 원통(24), 직진(lineally-moving) 원통(27), 및 이들에 배치된 렌즈 그룹을 포함한다. 가동 원통은, 또한 제1 라이너(23), 제2 라이너(25), 캠 원통(26), 및 제3 렌즈 그룹(13)을 유지하기 위한 제3 프레임(31)(도 5와 도 8 참조)을 포함할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 제1 회전 원통(22) 등은 서로에 대해 광축을 따라 복수의 렌즈 그룹들(11-14)과 이동한다. 가동 원통 대신에 임의의 형상 또는 구조를 이용할 수도 있다. 가동 원통의 원통 형상에 한정되는 일 없이, 예컨대 주변을 따라 이격된 복수의 슬라이드 가능한 바(bar) 또는 밴드(band)를 이용할 수 있다.
도 9a와 도 9b에 도시하는 바와 같이, 제1 렌즈 그룹(11), 제2 렌즈 그룹(12), 제3 렌즈 그룹(13) 및 제4 렌즈 그룹(14)은 피사체(도시 생략)로부터 순서대로 위치하며 광축(X) 상에 배치된다. 셔터/조리개 유닛(15)은 제2 렌즈 그룹(12)과 제3 렌즈 그룹(13) 사이에 배치된다. 제1 렌즈 그룹(11), 제2 렌즈 그룹(12), 제3 렌즈 그룹(13) 및 제4 렌즈 그룹(14)과 셔터/조리개 유닛(15)은 가동 원통이 광축 방향을 따라 이동할 경우 광축 방향으로 이동 가능하도록 구성되어 있다.
디지털 카메라 등의 결상(image forming) 기기 또는 광학 장치에 렌즈 배럴을 이용하기 위해서, 후술하는 바와 같이, 예컨대 CCD(Charge-Coupled Device : 전 하 결합 소자) 등을 포함하는 고체 화상 감지 장치(16)가 제4 렌즈 그룹(14)의 결상면측에 인접하게 배치된다.
도 9a와 도 9b를 참조하면, 제1 렌즈 그룹(11)이 제1 프레임(17)에 부착되고, 필요할 경우 커버 유리(18)와 로우 패스 필터(19)가 CCD(16)의 수상면(image-receiving surface)에 인접하게 배치된다.
일반적으로, 도 9a와 도 9b에 도시하는 바와 같이, 제1 내지 제4 렌즈 그룹들을, 고정 원통(21a) 안에 수납된 상태의 수납 위치(S)와 고정 원통(21a)으로부터 연장된 상태의 연장 위치(D) 사이에서 이동할 수 있도록 렌즈 배럴이 구조화되고, 줌이 달성되며, 제1 내지 제4 렌즈 그룹 중 적어도 하나의 렌즈 그룹은 광축으로부터 도 9a에서 R로 표시하는 후퇴 위치로 후퇴한다. 이 실시형태에 따르면, 제3 렌즈 그룹(13)의 적어도 일부는, 고정 원통(21a)에 설치된 도통홀을 통과하는 광축으로부터, 고정 프레임(21)에 설치되며 전술한 후퇴 위치에 해당하는 수납부로 후퇴한다.
이에 대해서는 추가 상세하게 후술하기로 한다.
제1 렌즈 그룹(11) 내지 제4 렌즈 그룹(14)은 후술하는 바와 같이 초점 거리를 변경할 수 있는 줌 렌즈 기능을 갖는다. 제1 렌즈 그룹(11)은 하나 이상의 렌즈를 포함하고, 제1 렌즈 그룹(11)을 일체로 유지하는 제1 프레임(17)을 통해 직진 원통(27)에 고정된다.
제2 렌즈 그룹(12)은 하나 이상의 렌즈를 포함한다. 제2 렌즈 그룹(12)을 일체로 유지하는 제2 프레임(도시 생략) 상에 형성된 캠 팔로워(cam follower)는 도 9a와 도 11에 도시하는 캠 원통(26) 상에 형성된 제2 렌즈 그룹용 캠 홈(cam groove)에 삽입되어 제2 라이너(25)의 선형 홈(25a)과 체결하며, 제2 렌즈 그룹(12)은 캠 원통(26)과 제2 라이너(25)에 의해 지지된다.
셔터/조리개 유닛(15)은 셔터 및 조리개를 포함하고, 이 셔터/조리개 유닛(15)과 일체로 형성된 캠 팔로워가 도 11에 도시한 캠 원통(26)의 셔터/조리개용 캠 홈에 삽입되어 제2 라이너(25)의 선형 홈(25a)과 체결하기 때문에, 셔터/조리개 유닛(15)은 캠 원통(26)과 제2 라이너(25)에 의해 지지된다.
고정 프레임(21)은 도 13a와 도 13b에 도시하는 바와 같이, 축 방향을 따라 선형 홈과 헬리코이드 캠 홈이 형성된 내부면을 갖는 원통형 부분을 포함한다. 제1 회전 원통(22)의 기부(base portion)의 외주면 상에 형성된 헬리코이드 캠 팔로워는 도 13c에 도시하는 바와 같이 헬리코이드 캠 홈과 체결되고, 제1 라이너(23)의 기부의 내면에 형성된 키부(key potion)는 고정 프레임(21)의 선형 홈과 체결된다. 제1 회전 원통(22)의 내면에는 광축(X)과 교차하는 면을 따라 연장하는 안내 홈이 형성되어 있다. 제1 라이너(23)의 기부 근방의 외주면에서 돌출 형성되어 라이너 부재로서 기능하는 팔로워 또는 키가 그 안내 홈과 체결된다.
제1 라이너(23)의 내면에는 광축 방향을 따라 선형 홈과 헬리코이드가 형성되며, 또 제1 라이너(23)에는 제2 회전 원통(24)의 기부 근방의 외주면으로부터 돌출 형성된 캠 팔로워가 삽입되는 간극 홈(clearance groove)이 형성되어 있다.
제2 회전 원통(24)의 기부의 외주면에는 헬리코이드가 형성되어 있어, 제1 라이너(23)의 헬리코이드와 체결된다. 제2 회전 원통(24)의 기부 근방의 외주면으 로부터 돌출 형성된 캠 팔로워는 제1 라이너(23) 상의 캠 팔로워의 간극 홈을 통해, 제1 회전 원통(22)의 내주에 형성된 선형 홈과 체결한다. 제2 라이너(25)의 기부의 외주면으로부터 돌출 형성된 키부는 제1 라이너(23)의 내주면에 설치된 선형 홈과 체결한다.
제2 회전 원통(24)의 내면에는 광축과 교차하는 면을 따라 안내 홈이 설치되어 있고, 제2 라이너(25)의 외주면로부터 돌출 설치된 팔로워 또는 키는 제2 회전 원통(24)의 안내 홈에 체결된다. 이러한 구조에 의해, 제2 라이너(25)는 광축 방향(X)을 따른 이동으로 제2 회전 원통(24)과 함께 이동하지만, 제2 회전 원통(24)은 제2 라이너(25)에 대해 회전 가능하다.
제2 라이너(25)의 내주에 끼워 맞춰지는 캠 원통(26)은 제2 회전 원통(24)과 일체로 회전하기 위해 기부의 외주면에 형성된 체결 돌기부가 제2 회전 원통(24)의 기부에 끼워져 체결되는 방식으로 구성되어 있다. 제2 라이너(25)의 내면에는 광축(X)과 교차하는 면을 따라 안내 홈이 설치되어 있고, 캠 원통(26)의 외주면(전측)에 설치된 팔로워 또는 키는 캠 홈과 체결한다. 이러한 구조에 의해, 캠 원통(26)은 광축(X) 방향을 따른 이동으로 제2 라이너(25)와 함께 이동하지만, 제2 라이너(25)에 대하여 회전 가능하다.
직진 원통(27)의 기부는 제2 회전 원통(24)과 제2 라이너(25) 사이에 삽입되고, 캠 팔로워는 직진 원통(27)의 기부 근방의 외주면으로부터 돌출 형성되어, 제2 회전 원통(24)의 내주면에 형성된 캠 홈과 체결된다. 선형 홈은 축 방향을 따라 직진 원통(27)의 내주면 상에 형성되며, 제2 라이너(25)의 외주면 상에 형성된 키부 가 그 선형 홈과 체결된다.
제1 회전 원통(22)의 기부의 외주에 형성되어 있는 기어부가 줌 모터(51)에 의해 구동되는 하나 이상의 기어들과 체결되어 줌 모터(51)의 구동력이 적절하게 기어를 통해 기어부에 전달됨에 따라 제1 렌즈 그룹(11), 제2 렌즈 그룹(12), 및 셔터/조리개 유닛(15)은 소정의 방식으로 줌잉된다. 이 실시형태에서는 줌 모터가 통상의 DC 모터를 포함한다.
한편, 직진 원통(27) 상의 캠 팔로워와 체결하는 제2 회전 원통(24) 상의 캠 홈이 도 10에 도시되어 있다.
제2 렌즈 그룹(12)의 렌즈 유지 프레임 상의 캠 팔로워와 체결하는 캠 원통(26) 상의 캠 홈과, 셔터/조리개 유닛(15)의 캠 팔로워와 체결하는 캠 원통(26)의 홈이 각각 도 11에 도시되어 있다.
제2 회전 원통(24)의 캠 팔로워와 체결하는 제1 라이너(23) 상의 캠 홈과, 제2 라이너(25) 상의 키 홈과 체결하는 제1 라이너(23) 상의 직선 홈이 각각 도 12에 도시되어 있다.
고정 프레임의 제1 라이너(23)의 키부와 체결하는 고정 프레임(21) 상의 선형 홈과, 제1 회전 원통(22)의 캠 팔로워와 체결하는 고정 프레임(21)의 캠 홈이 각각 도 13a, 도 13b, 도 13c에 도시되어 있다.
일반적으로 고정 프레임과 가장 가까운 위치에 있으며 최외주에 위치하는 회전 원통은 헬리코이드를 통해 고정 프레임에 전체적으로 나사 결합되며, 헬리코이드는 그 고정 프레임에 대해 회전 원통을 일정한 속도로 이동시키도록 구성되어 있 다. 이 때문에, 회전 원통은, 그 회전 원통이 수납 위치로부터 단초점(short focal) 거리/광각 위치를 지나서 장초점(long-focus)/망원 위치로 점차 이동하는 진로 중 단초점 길이/광각 상태에서 고정 프레임으로부터 반연장된 상태로 있다.
이것에 대하여, 전술한 구조에서는, 고정 프레임(21)에 인접한 제1 회전 원통(22)이 단순한 헬리코이드 접속 없이 헬리코이드 형상의 캠 홈을 통해 고정 프레임(21)과 나사 결합된다. 제1 회전 원통(22)은 수납 가능한 또는 수납된 위치로부터 단초점/광각 위치로 구동되는 것에 의해 최대 연장 위치까지 완전 이동한다. 그 후, 도 13a, 도 13b, 도 13c에 도시하는 바와 같이, 캠 홈의 피사체측 단부가 고정 프레임의 단부면과 평행한 상태가 되기 때문에, 제1 회전 원통(22)은 단초점 길이/광각 위치로부터 장초점/망원 위치로의 구동 시에 광축(X)을 따라 이동하는 일없이 일정한 위치에서 회전한다.
또한, 제3 렌즈 그룹(13)은 도 9a와 도 9b에 도시하는 바와 같이, 렌즈 그룹들이 고정 프레임(21) 안에 수납되는 수납 위치에서 광축(X)으로부터 후퇴한다. 제3 렌즈 그룹(13)은 렌즈 그룹의 연장 위치에서 광축(X)을 따라 이동한다.
제1 회전 원통(22)은 수납 위치로부터 단초점 길이/광각 위치로 이동할 때 인출 동작의 초기 단계에서 회전하면서 피사체측을 향해 연장하고, 최대 연장 위치에 도달할 때, 상기 고정 프레임(21) 상에 설치되며, 예컨대 포토 리플렉터(photo-reflector), 포토 인터럽터(photo-interrupter), 리프 스위치(leaf switch) 등을 포함하는 줌 위치 검출기는 줌 위치 기준 신호를 생성한다. 따라서, 줌 위치 기준 신호가 발생할 때, 제1 회전 원통(22)이 최대 연장 위치에 도달하였다고 판정할 수 있기 때문에, 제3 렌즈 프레임(31)을 광축(X) 방향으로 이동시키는 것을 시작할 수 있다.
그 결과, 연장 동작의 초기 단계에서 고정 프레임에 인접한 제1 회전 원통(22)과 제1 라이너(23)를 완전히 인출함으로써, 제3 렌즈 그룹(31)을 광축(X)에 삽입하기 위한, 제2 렌즈 그룹(12)과 제4 렌즈 그룹(14) 간의 공간이 확보될 수 있다.
후술하는 바와 같이, 제1 회전 원통(22)이 최대 연장 위치에 도달하자마자, 줌 위치 기준 신호가 발생하여, 제3 렌즈 그룹을 삽입하기 위한 공간이 확보되고, 그 즉시 제3 렌즈 그룹의 삽입이 시작된다. 이에, 전원이 턴온될 때의 수납 위치로부터 단초점 길이/광각 위치까지의 시간이 매우 단축될 수 있다.
전술한 바와 같이, 후퇴 가능한 제3 렌즈 그룹(13)은 제3 프레임(31) 또는 후퇴 가능한 렌즈 유지 프레임에 유지된다. 제3 렌즈 프레임(31)은 그 제3 렌즈 프레임(31)의 일단에 제3 렌즈 그룹(13)을 유지하고 있고, 제3 프레임(31)의 타단은 제3 렌즈 그룹(13)의 광축과 실질적으로 평행하게 연장하는 제3 그룹 메인 가이드축(32)에 의해서 지지되어 회전 가능하면서 제3 그룹 메인 가이드축(32)을 따라 슬라이드 이동할 수 있다. 제3 프레임(31)은 도 8에 도시하는 바와 같이 제3 렌즈 그룹(13)이 촬영 상태에서 광축 상에 배치되는 설정 위치와, 도 2에 도시하는 바와 같이 제3 렌즈 그룹(13)이 가동 원통으로부터 고정 프레임(21)으로 후퇴하는 후퇴 위치 사이에서 제3 그룹 메인 가이드축(32)에 대해 회전한다.
제3 렌즈 프레임(31)의 회전단측 상의 제3 렌즈 그룹(13)의 근방에서, 회전 축측과 지지부측 사이에서 메인 가이드축과 평행한 방향으로 제3 렌즈 그룹(13)의 위치를 다르게 하는 크랭크형(crank-shaped)의 굴곡부가 형성되고, 그 굴곡부로부터 실질적으로 회전단을 향해 스토퍼(31a)(도 15) 및 차광 스트립(31b)이 돌출 설치되어 있다.
광학 성능상, 망원 상태에서 초점 거리를 길게 하기 위해서는, 망원 상태에서의 제3 렌즈 그룹(13)의 위치는 피사체와 더 가까운 연장 위치에 있다. 그러나, 제3 프레임(31)의 이동 가능량은 수납 상태에서의 렌즈 배럴의 광축(X)을 따른 길이의 제한에 의해 결정된다. 제3 프레임(31)에 의해 제3 렌즈 그룹을 유지하는 위치를 피사체와 가장 가까운 위치에 설정함으로써 망원 상태에서의 초점 거리를 최대로 하는 것이 가능하다. 그러나, 스토퍼(31a)의 광축을 따른 위치가 제3 렌즈 그룹(13)과 거의 동일한 위치에 설정되면, 제3 프레임 서브 가이드축(33)의 길이는 더 길어지고, 수납 위치에서의 렌즈 배럴의 사이즈도 더 커지게 된다. 이에, 스토퍼(31a)는 초점 위치측에 설정되어야 하고 제3 프레임(31)은 크랭크형 굴곡부를 갖는 형상으로 형성되어야 한다.
한편, 제3 프레임(31)은 2개의 부품으로 형성될 수 있으며, 이 경우, 일 부품은 크랭크형 굴곡부를 갖는 부재이며, 다른 부품은 제3 렌즈 그룹(13)을 유지하기 위한 부재이다. 이들 2개의 부품은 함께 고정됨으로써 일체로 동작한다.
도 14a와 도 14b, 도 17 그리고 도 18에 도시하는 바와 같이, 제3 프레임(31)(렌즈 후퇴 프레임)이 후퇴하는 후퇴 상태에서, [렌즈 배럴 베이스(82)(고정 베이스 부재)의 후단면으로부터 광축(X) 방향으로 후방으로 돌출 형성되는]제3 그 룹 리드 스크루(34)에 나사 결합되는 제3 프레임 암 나사 부재(35)(나사 부재)는 CCD의 상면(image plane)측과 가장 가까운 위치에 위치하고 있다. 이 상태에서, 암 나사 부재(35)의 일부는 렌즈 배럴 베이스(82)의 후단면의 후방에 위치하고 있다. 또한, 이 상태에서, 압축 토션 스프링(37)은 장전되거나 완전히 압축된 상태이므로 렌즈 배럴의 정면에서 볼 때 시계 방향의 모멘트를 항상 제3 프레임(31)에 부여하고 있다.
제3 프레임(31)의 메인 가이드축(32)에 의해 지지되는 부분의 원통형 부분(31f)(슬리브)의 외주면에는 도 14a에 도시하는 바와 같이, 단차부(31c)와, 이 단차부 내부에 배치되어 경사면으로부터 형성되는 캠부(31e)가 설치되어 있다. 원통형 슬리브(31f)의 일부는 암 나사 부재(35)와 함께, 렌즈 배럴 베이스(82)의 후단면의 후방에 위치하고 있다.
이 상태로부터, 제3 프레임 구동 모터(52)를 렌즈 배럴의 정면에서 볼 때의 시계 방향으로 회전시키는 경우, 제3 그룹 리드 스크루(34)는 기어(71 내지 74)를 포함하는 기어 메커니즘을 통해 시계 방향으로 회전하고, 제3 프레임 암 나사 부재(35)는 광축(X)을 따라 피사체 쪽으로 이동한다. 이 때, 제3 프레임(31)은 압축 토션 스프링(37)의 모멘트력에 의해 시계 방향으로 회전하고, 캠부(31e)는 제3 프레임 암 나사 부재(35) 상에 설치된 제1 접촉부(35a)와 체결한다.
이후, 제3 프레임 암 나사 부재(35)가 피사체와 가장 가까운 위치로 이동하는 경우, 제3 프레임(31)의 차광 스트립(31b)이, 제3 렌즈 그룹(13)의 위치를 검출하는 장치인 제3 포토 인터럽터(38)로부터의 이탈 위치로 이동하기 때문에 제3 프 레임 포토 인터럽터(38)는 L(로우 레벨) 또는 H(하이 레벨) 범위의 기준 신호를 생성한다. 따라서, 제3 렌즈 그룹(13)의 위치는 제3 프레임 포토 인터럽터(38)로부터의 기준 신호에 기초하여 펄스 카운트에 의해 제어된다.
이 상태로부터, 제3 프레임 암 나사 부재(35)가 도 14a에 도시하는 바와 같이, 제3 프레임(31)의 후퇴 개시 위치(B)로 이동하는 경우, 제3 프레임(31)은 시계 방향으로 추가 회전하고, 스토퍼(31a)는 도 8과 도 16a에 도시하는 바와 같이, 제3 프레임 서브 가이드축(33)과 접촉하게 되어 그 결과 제3 프레임(31)의 광축 상의 위치가 결정된다. 이에, 제3 렌즈 그룹(13)의 광축에의 진입 동작이 완료된다. 후퇴 개시 위치(B)에서 제3 프레임(31)은 후퇴 위치(S)를 향해 이동할 수 있다.
한편, 차광 스트립(31b)이 도 16a에 도시하는 제3 포토 인터럽터(38)를 차광함으로써, 제3 프레임(31)이 후퇴 개시 위치(B)에 있음을 확인할 수 있다. 제3 프레임 암 나사 부재(35)가 도 14a에 도시하는 후퇴 개시 위치(B)로 이동하는 경우, 제3 프레임 암 나사 부재(35)의 제1 접촉부(35a)는 제3 프레임(31)의 단차부(31c)의 전측 체결부(31d)와 접촉한다. 이 경우에도, 제3 프레임(31)의 단차부(31c)는 캡부(31e)와, 제3 그룹 메인 가이드 축(32)과 거의 직교하는 평면을 형성하는 전측 체결부(31d)를 구비한다.
제3 프레임(31)은 제3 그룹 메인 가이드축(32)에 설치된 압축 토션 스프링(37)에 의해서, 광축과 교차하는 방향으로, 즉 후퇴 위치에서 광축으로, 그리고 광축을 따른 방향, 즉 피사체로부터 상면을 벗어나 리테이너판(81)으로의 방향으로 이동하도록 항상 편위된다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 제3 그룹 메인 가이드 축(32)(가이드축)과 제3 그룹 리드 스크루(34)(리드 스크루)를 지지하는 리테이너판(81)의 일부만이, 렌즈 배럴 베이스(82)의 후단면으로부터 광축 방향의 후방으로(촬상측을 향해) 길이 "L"로 돌출하도록 굴곡 형성되어 있다.
또, 도 14b에 도시하는 바와 같이, 압축 토션 스프링(37)과 접촉하는 고정 프레임(21)의 일부는 그 압축 토션 스프링(37)의 일단을 삽입하기 위한 오목부로서 형성되는 단차(37a)를 포함하여 압축 토션 스프링이 제3 그룹 메인 가이드축(32)의 중심으로부터 크게 벗어나는 것을 방지한다.
다음에, 제3 프레임 암 나사 부재(35)가 도 14a에 도시하는 단초점 길이/광각 위치 또는 광각 위치(W)로 이동하는 경우, 제3 프레임 암 나사 부재(35)의 제1 접촉부(35a)가 전측 체결부(31d)를 압박하기 때문에, 제3 프레임(31)은 광각 위치까지 광축(X)을 따라 피사체 쪽으로 이동할 수 있다.
또한, 제3 프레임 암 나사 부재(35)가 도 14a에 도시하는 바와 같이, 후퇴 개시 위치(B)와 망원 위치(T) 사이에 위치하는 동안, 제3 프레임(31)이 압축 토션 스프링(37)에 의해 광축을 따라서 상면을 향해 항상 압박되고, 제3 그룹 리드 스크루(34), 제3 프레임 암 나사 부재(35), 및 리테이너판(81) 사이에 생성된 모든 공간이 상면을 향하기 때문에, 제3 프레임(31)은 광축 방향으로 위치 정밀도를 확보할 수 있다.
제3 프레임 암 나사 부재(35)는 광축과 실질적으로 평행하게 배치된 제3 그룹 리드 스크루(34)에 나사 결합된다. 제3 프레임 암 나사 부재(35)는 전술한 제3 프레임(31)의 전측 체결부(31d) 또는 캠부(31c)와 체결하는 제1 접촉부(35a) 외에 회전 금지 돌기부(35b)를 포함한다.
회전 금지 돌기부(35b)는 제3 프레임 암 나사 부재(35)가 제3 그룹 리드 스크루(34)의 회전을 따라 회전하는 것을 막는 회전 금지 장치로서, 광축과 평행하게 고정 프레임(21)의 원통형 부분 상에 형성된 안내 홈에 슬라이드 이동 가능하게 끼워 맞춰진다. 즉, 제3 프레임 암 나사 부재(35)는 고정 프레임(21)의 안내 홈에 끼워 맞춰지는 회전 금지 돌기부(35b)에 의해 회전하는 것이 금지되기 때문에 제3 그룹 리드 스크루(34)의 회전에 의해서 광축을 따라 앞뒤 방향으로 이동한다.
도 14a에 상세히 도시하는 바와 같이, 제3 프레임 암 나사 부재(35)는 도 14a에 도시한 후퇴 개시 위치(B)로부터 상면(도면에서 좌측)을 향해 추가 이동하는 경우, 제3 프레임 암 나사 부재(35)는 제3 렌즈 그룹 유지 프레임(31)의 단차부(31c)의 캠부(31e)와 체결한다.
제3 프레임(31)은 압축 토션 스프링(37)의 시계 방향으로의 편위력에 의해 리테이너판(81)과 접촉하게 되고, 압축 토션 스프링(37)에 의해 가해진 시계 방향의 편위력에 대항하여 반시계 방향으로 회전하기 때문에, 후퇴할 수 있다.
또한, 도 17과 도 18에 도시하는 바와 같이, 수납 위치에서의 제3 그룹 리드 스크루(34)와 제3 그룹 메인 가이드축(32)의 위치는 굴곡된 리테이너판(81)에 의해 정의되고, 리테이너판(81)의 일부는 렌즈 배럴 베이스(82)의 후단면으로부터 후방으로 돌출한다. 그리고, 수납 상태에서, 제3 프레임(31)의 암 나사 부재(35) 및 슬리브(31f)는 리테이너판(81) 후방의 굴곡된 오목부에 들어가며, 광축(X) 방향을 따른 스트로크량은 굴곡되지 않은 종래의 평편한 리테이너판을 이용하는 것과 비교해 서 길이 "L"만큼 증가할 수 있다.
제3 프레임(31)의 암 나사 부재(35) 및 슬리브(31f)는 도 14a에 도시하는 바와 같이, 제3 그룹 리드 스크루(34)와 제3 그룹 메인 가이드축(32)의 후단면 부근 위치에서부터 고정 프레임의 전면 부근까지 이동할 수 있으며, 제3 프레임(31)의 이동량은 제3 프레임(31)의 암 나사 부재(35) 및 슬리브(31f)의 후방으로 돌출되는 돌출량을 크게 하는 것에 따라 더 커질 수 있다.
본 실시형태 및 일반적인 것에 모두 채용되는, 제3 프레임(31)에 의해 유지되는 렌즈 그룹은 가변 배율 작용을 갖는 렌즈 그룹이기 때문에 이동량을 크게 확보함으로써 보다 큰 가변 배율을 실현할 수 있는 렌즈 배럴을 얻을 수 있다.
또한, 이동량을 크게 하지 않고 제3 프레임(31)의 슬리브(31f)의 길이를 길게 함으로써, 제3 프레임(31)의 낙하를 방지할 수 있고, 렌즈의 낙하로 인한 해상도의 저하 및 광학적인 성능 열화를 피할 수 있다.
또한, 구동 장치로서, 제3 프레임(31)을 구동하도록 구성되는, 제3 그룹 리드 스크루(34)와 제3 그룹 메인 가이드축(32) 및 리테이너판(81)의 일부만이 렌즈 배럴 베이스(82)의 후단면으로부터 광축(X) 방향의 후방으로 돌출 형성되어 있다는 것은 렌즈 배럴의 일부만이 후방으로 돌출함을 의미하기 때문에, 렌즈 배럴을 내부에 수용하는 카메라나 휴대형 정보 단말기의 케이스의 내부의 배치만 조정하면 되고, 케이스의 사이즈를 크게 할 필요는 없다.
또한, 광축(X)으로부터 후퇴한 제3 렌즈 그룹(13)이 가동 원통 내부의, 외경이 최대인 위치에 수납되지 않기 때문에, 가동 원통의 최대 외경을 크게 할 필요가 없고, 따라서 가동 원통의 콤팩트한 외경을 달성할 수 있다.
한편, 제3 그룹 리드 스크루(34)의 역회전 또는 반시계 방향의 회전에 의해, 제3 프레임 암 나사 부재(35)가 망원 위치(T)로부터 광각 위치(W)를 지나 후퇴 개시 위치(B)로 이동하는 동안에, 제3 프레임 암 나사 부재(35)의 제1 접촉부(35a)가 제3 프레임(31)의 단차부(31c)의 전측 체결부(31d)와 체결하기 때문에, 제3 프레임(31)은 광축으로의 편위력과 상면으로의 편위력에 의해서, 제3 프레임 서브 가이드축(33)에 의해 제한된 광축 상의 위치를 유지하면서 피사체에서 상면으로 점차 이동한다.
한편, 제3 프레임 암 나사 부재(35)가 후퇴 개시 위치(B)에 도달하는 경우, 제3 프레임(31)의 슬리브(31f)의 기단면이 리테이너판(81)과 접촉하고, 제3 프레임 암 나사 부재(35)는 전측 체결부(31d)로부터 이격 배치되어 단차부(31c)의 캠부(31e)와 접촉한다.
제3 프레임 암 나사 부재(35)가 후퇴 개시 위치(B)로부터 수납 위치(S)로 이동하는 동안, 제3 프레임 암 나사 부재(35)의 제2 접촉부(35c)가 제3 프레임(31)의 단차부(31c)의 캠부(31e)와 슬라이드 이동에 의해 접촉하게 되고 제3 프레임(31)을 압축 토션 스프링(37)이 가한 회전 편위력에 대항하여 회전시킴으로써, 제3 프레임(31)은 광축 상의 위치로부터 수납 위치(S)로 이동한다. 제3 프레임(31)의 수납 위치(S)는 제3 프레임 포토 인터럽터(38)로부터 생성되는 H 내지 L 범위의 기준 신호의 발생 후에, 소정의 펄스 카운트 수만큼 상면을 향해 이동하는 위치에 해당한다. 제3 프레임(31)이 수납 위치(S)에 이동한 후에, 제1 렌즈 그룹(11), 제2 렌즈 그룹(12), 및 셔터/조리개 유닛(15)은 수납 가능 또는 수납 위치로 이동한다.
이 예에서, 제3 프레임(31)이 수납 위치(S)로 이동하기 전에, 제4 렌즈 그룹(14)을 유지하는 제4 프레임(41)이 먼저 수납 위치로 이동한다. 제4 프레임(41)의 제1 수납 위치는 제4 그룹 기준 검출기 또는 제4 그룹 포토 인터럽터(47)에 의해서 생성되는 H 내지 L 범위의 수납 기준 신호의 발생 후에 소정의 펄스 카운트 수만큼 상면을 향해 이동하는 위치에 해당한다. 제4 프레임(41)이 제1 수납 위치에 도달한 후에, 제3 프레임(31)의 수용 동작이 허가된다.
즉, 제3 프레임 암 나사 부재(35)는 제3 프레임 포토 인터럽터(38)(도 16a 참조)에 의한 H 내지 L의 수납 기준 신호의 발생으로부터 소정의 펄스 카운트 수만큼 상면을 향해 이동하고, 제3 프레임(31)의 수납 동작이 완료된다. 제3 프레임(31)의 수납 동작의 완료 후에, 제1 회전 원통(22)과 그 제1 회전 원통(22) 내부에 배치된 구조적 부분 및 제1 라이너(23) 등은 제3 프레임(31)과 접촉하기 전에 수납된다. 그 결과, 제3 프레임(31)과의 간섭 없이 제1 회전 원통(22) 등이 수납된다.
제1 회전 원통(22) 등의 위치는, 줌 모터(51)의 출력축에 직접 부착되며 인코더 구조를 갖는 피니언 기어(pinion gear)과, 그 피니언 기어에 근방에 배치된 예컨대 제1 및 제2 프레임 포토 인터럽터(51a)를 포함하는 줌 카운트 검출기에 의해서 생성된 구동 펄스 카운트에 의해 설정될 수 있다.
한편, 제1 회전 원통(22)을 이동시키기 위한 구동원으로서 DC 모터를 이용하고, 제1 회전 원통(22)의 구동 위치가 인코더와 포토 인터럽터를 포함하는 검출기 에 의해 검출되지만, 전술한 예에서는 전술한 전체 구조 대신에 펄스 모터 구조를 사용하여 유사한 기능을 달성할 수 있다.
제3 프레임(31)이 다른 부분들과 충돌하는 것을 피하기 위해서, 충돌 방지 스트립(36)은 도 2와 도 7에 도시하는 바와 같이, 제3 그룹 메인 가이드축(32)의 근방에서 고정 프레임(21)에 회전 가능하게 지지되며, 충돌 방지 스트립의 일단에 설치된 회전부와, 체결 돌기부(36a)를 포함한다. 충돌 방지 스트립(36)은 그 체결 돌기부(36a)로 하여금 스프링 등에 의해 광축(X)을 향해 이동하게 하도록 항상 편위되어 있다.
제3 프레임(31)이 수납 위치에 위치하는 경우, 충돌 방지 스트립(36)은 스프링의 편위력에 대항하는 제3 프레임(31)의 회전력에 의해서 압출되게 되고, 제3 프레임(31) 외측으로 벗어나게 된다(특히, 도 2 및 도 7 참조).
제3 프레임(31)이 회전하여 광축 상에 위치하는 경우, 충돌 방지 스트립(36)은 제3 프레임(31)과의 체결로부터 해제되고, 체결 돌기부(36a)로 하여금 편위력에 의해 광축(X)으로 돌출되도록 회전함으로써, 체결 돌기부(36a)로 고정 프레임(21)의 내면으로부터 돌출하게 한다. 이 때, 제1 회전 원통(22) 및 제1 라이너(23)를 비롯하여, 제2 회전 원통(24), 제2 라이너(25), 캠 원통(26) 및 직진 원통(27)은 전부 체결 돌기부(36a)의 돌출 위치보다도 피사체측에 위치하게 된다. 그렇기 때문에, 체결 돌기부(36a)는 제1 회전 원통(22) 및 제1 라이너(23) 각각의 기부의 외주 가장자리의 내측으로 돌출하도록 위치하게 된다(특히 도 5, 도 6 및 도 8 참조).
이러한 구조에 있어서, 오퍼레이터가 제1 회전 원통(22)을 수동으로 무리하 게 회전시켜 그것을 수납 위치에 이동시키더라도, 충돌 방지 스트립(36)은 먼저 제1 회전 원통(22)과 접촉한다. 그렇기 때문에, 제1 회전 원통(22)의 기부가 광축을 따라 충돌 방지 스트립(36)의 위치보다 상면을 향해 이동할 수 없기 때문에, 제1 회전 원통(22)은 제3 프레임(31)과 접촉하는 것을 피하게 된다. 따라서, 강한 외력에 의한 제3 프레임(31)의 파손 또는 손상 등을 방지할 수 있다.
또, 제1 회전 원통(22)은 제3 프레임(31)이 수납 위치로 정상적으로 이동한 후에 먼저 수납 위치로 이동할 수 있다.
따라서, 제1 회전 원통(22) 등의 가동 원통이 전방으로(피사체측으로) 연장되는 렌즈 배럴의 사용 상태 또는 촬영 상태에서는, 렌즈 배럴의 낙하 등으로 렌즈 배럴 등의 선단측에 큰 압력이 가해진 경우, 충돌 방지 스트립(36)의 체결 돌기부(36a)가 제1 회전 원통(22)과 제1 라이너(23)와 체결하고 이에 [제2 회전 원통(24), 제2 라이너(25), 캠 원통(26) 및 직진 원통(27)과 함께] 제3 렌즈 그룹(13)을 향하여 제1 회전 원통(22) 및 제1 라이너(23)의 추가 후퇴가 저지되기 때문에, 제3 프레임(31) 및 제3 렌즈 그룹(13)의 파손 등이 방지된다.
제3 그룹 리드 스크루(34)는 제3 프레임 구동 모터(52)에 의해서 순방향 그리고 역방향으로 회전한다. 제3 프레임 구동 모터(52)의 회전은 순서대로 배치된 기어(71, 72, 73, 74)를 통해 제3 그룹 리드 스크루(34)에 전달된다.
다음에, 제4 렌즈 그룹(14)의 구동 구조에 대하여 도 7, 도 8, 도 20a와 도 20b를 참조하여 설명한다.
예시하는 실시형태에 있어서 렌즈 그룹을 포커싱하는 초점 렌즈로서 사용되 는 제4 렌즈 그룹(14)은 도 20a와 도 20b에 도시하는 바와 같이 제4 프레임(41)에 의해 유지된다. 제4 프레임(41)은, 광축과 평행하게 배치되며 렌즈 배럴 베이스(82)에 고정되는 제4 프레임 메인 가이드축(44)이 끼워 맞춰지는 슬리브부(41a)와, 광축과 평행하게 배치되며 렌즈 배럴 베이스(82)에 고정되는 제4 프레임 서브 가이드축(42)이 끼워 맞춰지는, 제4 프레임(41)의 회전을 규제하기 위한 회전 금지부(41b)를 포함한다. 이러한 구조에 의해, 제4 프레임(41)은 제4 프레임 메인 가이드축(44)을 따라서 또는 광축을 따라서 자유롭게 이동할 수 있다. 예시하는 실시형태에서는 제4 프레임(41)을 구동하는 구동원으로서 스텝핑 모터를 포함하는 제4 프레임 구동 모터(53)를 이용한다. 제4 프레임 구동 모터(53)의 출력축에는, 제4 암 나사 부재(46)에 설치된 나사 결합 홀에 나사 결합되는 제4 프레임 리드 스크루(45)가 설치되어 있다.
제4 프레임(41)은 제4 프레임 암 나사 부재(46)를 삽입하기 위한 개구를 갖는다. 그 개구는 상면측의 광축과 직교하는 면내에서 제4 프레임 암 나사 부재(46)와 체결하는 체결부(41c)를 갖는다. 제4 프레임(41)은 제4 프레임 스프링(43)에 의해서 피사체측에 편위됨으로써 제4 프레임 암 나사 부재(46)와 항상 체결된다.
제4 프레임 암 나사 부재(46)는 반경 방향으로 돌출된 돌기부(46a)를 갖는다. 이 돌기부(46a)는 제4 프레임(41)의 제4 프레임 암 나사 부재(46)를 삽입하기 위한 개구의 일측에 설치된 구멍(bore)(41d) 내에 체결되어 제4 프레임 암 나사 부재(46)의 회전이 멈추게 된다.
이와 같이, 스텝핑 모터인 제4 프레임 구동 모터(53)가 구동하는 경우, 제4 프레임 리드 스크루(45)는 회전하고, 제4 프레임 암 나사 부재(46)는 제4 프레임 리드 스크루(45)축 또는 광축(X)을 따라 순방향 및 역방향으로 이동한다. 제4 프레임(41)이 제4 프레임 암 나사 부재(46)와 체결하기 때문에, 제4 프레임(41)은 제4 프레임 암 나사 부재(46)의 이동에 후속하여 광축을 따라 이동한다. 이 경우, 제4 프레임 리드 스크루(45)가 제4 프레임 구동 모터(53)의 출력축 상에 형성되어 있더라도, 제4 프레임 구동 모터(53)와 제4 프레임 리드 스크루(45)를 별개로 구성하고 이들을 기어 등에 대해 연결함으로써 제4 프레임 리드 스크루(45)가 회전할 수 있다.
제4 프레임(41)에는 렌즈 배럴 베이스(82)에 설치된 제4 그룹 포토 인터럽터(47)의 광로를 차광하는 차광편(41e)이 설치되어 있고, 이 차광편(41e)은 제4 프레임(41)의 이동에 따라, 제4 그룹 포토 인터럽터(47)의 광로를 차광/투광할 수 있다. 이 경우, 제4 프레임(41)은, 차광편이 차광 상태로부터 투광 상태로 설정될 때를 기준 위치로서 인식하고 그 기준 위치로부터 임의의 펄스수의 펄스 파형을 통전시켜 제4 프레임 구동 모터(53)를 회전시킴으로써 소정의 위치로 이동할 수 있다.
한편, 제4 프레임(41)은, 포토 인터럽터인 제3 프레임(31)의 차광편(31b)으로 하여금 제4 프레임(41)과의 간섭을 피하도록 광축 방향을 향해 이동하게 하는, 제4 프레임(41)의 외주 가장자리에 설치된 오목부(41f)를 구비함으로써, 제4 프레임(41)의 이동량이 증가할 수 있고 포커스 가능한 범위가 확대될 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 광축 방향에 있어서 제4 프레임(41)과 제4 프레임 암 나사 부재(46) 사이에는 간극이 존재하지만, 제4 프레임(41)의 광축 방향에서의 위치는 제 4 프레임 스프링(43)에 의해 제4 프레임(41)을 피사체측으로 항상 편위시킴으로써 정밀하게 제어될 수 있다.
제1 회전 원통(22), 제1 라이너(23), 제1 렌즈 그룹(11), 제2 렌즈 그룹(12), 및 셔터/조리개 유닛(15)의 수납 위치는 고정 프레임(21)에 설치된 포토 리플렉터 등을 포함하는 줌 위치 검출기에 의해 생성되는 줌 위치 기준 신호에 기초하여 제어된다. 즉, 줌 위치 수납 기준 신호의 H에서 L로의 변화 후에, 이들을, 인코더로서 기능하는 피니언 기어과 이 피니언 기어 근방에 배치된 줌 카운트 검출기에 의해서 생성되는 구동 펄스의 소정의 펄스 카운트 수만큼 상면측으로 이동시킴에 따라 수납 동작을 완료하는 것이 가능하다.
수납 시에, 제4 프레임(41)은 전술한 바와 같이, 제1 수납 위치에 위치하고 있지만, 제1 회전 원통(22)이 수납 위치로 이동하는 경우, 제1 회전 원통(22) 또는 제1 라이너(23)의 최기단면은 제4 프레임(41)과 접촉하여 그 제4 프레임(41)을 압박함으로써 마침내 제2 수납 위치로 이동시킨다.
이러한 동작에 의해, 광축 방향에서의 제4 그룹 포토 인터럽터(47)의 부착 위치에 변동이 발생하더라도 복잡한 조정을 필요로 하는 일 없이 제4 프레임(41)은 정확하게 수납 위치로 이동할 수 있다. 이러한 동작은 제4 프레임(41)에 형성된 체결 공간의 광축 방향으로의 길이가 제4 프레임 암 나사 부재(46)의 두께보다 크기 때문에 달성될 수 있다.
제1 렌즈 그룹(11), 제2 렌즈 그룹(12), 및 셔터/조리개 유닛(15)을 이동시키는 줌 모터(51)는 예시하는 실시형태에서 전술한 바와 같이 DC 모터에 의해 구성 되고, 제3 렌즈 그룹(13)을 구동하기 위한 제3 프레임 구동 모터(52) 및 제4 렌즈 그룹(14)을 구동하기 위한 제4 프레임 구동 모터(53)는 일반적으로 펄스 모터를 이용하도록 구성되며, 예컨대 소프트웨어와 같은 방식으로 서로 연계 구동되어, 주로 제1 내지 제3 렌즈 그룹(11-13)에 의해 행해지는 적절한 줌잉 동작 및 예컨대 주로 제4 렌즈 그룹(14)에 의해 행해지는 적절한 포커싱 동작을 달성한다.
여기서, 이 렌즈 배럴을 구성하는 렌즈 그룹들의 구동 제어 시스템에 대해서 도 21 내지 도 28을 참조하여 상세히 설명한다.
구동 제어 시스템이 도 21에 도시된다. 구동 제어 시스템은 중앙 처리 장치(501), 모터 드라이버(502), 제1 및 제2 프레임 DC 모터(503), 제1 조리개 모터(504), 제2 조리개 모터(505), 셔터 모터(506), 제3 프레임 펄스 모터(507), 제4 프레임 펄스 모터(508), 제1 및 제2 프레임 포토 인터럽터(509), 제1 및 제2 프레임 포토 리플렉터(510), 제3 프레임 포토 인터럽터(511), 제4 프레임 포토 인터럽터(512), 제1 및 제2 그룹 포토 인터럽터 구동 회로(513), 제1 및 제2 그룹 포토 리플렉터 구동 회로(514), 제3 프레임 포토 인터럽터 구동 회로(515), 및 제4 프레임 포토 인터럽터 구동 회로(516)를 포함한다.
CPU는 모터 드라이버(502)에 대하여, 모터 드라이버(502)의 초기 설정, 구동 모터의 선택, 구동 전압의 설정, 및 구동 방향 등의 커맨드를 부여한다. 모터 드라이버(502)는 CPU(501)로부터의 커맨드에 따라서, 제1 및 제2 프레임 DC 모터(503), 제1 조리개 모터(504), 제2 조리개 모터(505), 셔터 모터(506), 제3 프레임 펄스 모터(507), 및 제4 프레임 펄스 모터(508) 등의 모터 시스템을 제어한다.
제1 및 제2 프레임 DC 모터(503)는 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)을 구동한다. 통상의 경우, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)은 제1 및 제2 프레임 DC 모터(503)의 구동에 따라 캠 메커니즘을 통해 각각 개별적으로 구동된다. 제1 조리개 모터(504) 및 제2 조리개 모터(505)는 셔터/조리개 유닛(15)의 조리개를 구동하도록 구성되어 있다. 셔터 모터(506)는 셔터/조리개 유닛(15)의 셔터를 구동한다. 제3 프레임 펄스 모터(507)는 제3 렌즈 그룹(13)을 구동한다. 제4 프레임 펄스 모터(508)는 제4 렌즈 그룹(14)을 구동한다.
또한, CPU(501)는 제1 및 제2 프레임 포토 인터럽터 구동 회로(513), 제1 및 제2 프레임 포토 리플렉터 구동 회로(514), 제3 프레임 포토 인터럽터 구동 회로(515), 및 제4 프레임 포토 인터럽터 구동 회로(516)를 통해, 위치 검출 장치인 제1 및 제2 프레임 포토 인터럽터(509), 제1 및 제2 프레임 포토 리플렉터(510), 제3 프레임 포토 인터럽터(511), 및 제4 프레임 포토 인터럽터(512)에 구동 전기를 공급한다. 또한, CPU(501)는 제1 및 제2 프레임 포토 인터럽터(509), 제1 및 제2 프레임 포토 리플렉터(510), 제3 프레임 포토 인터럽터(511), 및 제4 프레임 포토 인터럽터(512)에 의해 검출된 위치 정보 신호를 취득한다.
제1 및 제2 프레임 포토 인터럽터 구동 회로(513), 제1 및 제2 프레임 포토 리플렉터 구동 회로(514), 제3 프레임 포토 인터럽터 구동 회로(515), 및 제4 프레임 포토 인터럽터 구동 회로(516)는 제1 및 제2 프레임 포토 인터럽터(509), 제1 및 제2 프레임 포토 리플렉터(510), 제3 프레임 포토 인터럽터(511), 및 제4 프레임 포토 인터럽터(512) 각각의 투광 전류 및 출력 신호의 레벨을 적절히 제어하는 기능을 갖고 있다.
모터 드라이버(502)는 CPU(501)로부터 커맨드를 수신하여 그 커맨드를 실행한다. CPU는 제1 및 제2 프레임 DC 모터(503), 제1 조리개 모터(504), 제2 조리개 모터(505), 셔터 모터(506), 제3 프레임 펄스 모터(507), 및 제4 프레임 펄스 모터(508) 중 하나 이상 선택된 모터에 지정 전압을 설정하고 구동 커맨드의 타이밍에 따라 그 모터를 제어한다.
이제, 렌즈 배럴을 보호하기 위한 렌즈 배리어(62)를 설명하기로 한다.
도 3과 도 5에 도시하는 렌즈 배리어(62)는 수납 상태에서 피사체에 면하는 제1 렌즈 그룹(11)측을 덮도록 배치되어, 오염 또는 손상으로부터 렌즈 그룹을 보호한다. 렌즈 배리어(62)는 배리어 구동 시스템(63)에 의해 광축과 교차하는 앞뒤 방향으로 이동한다. 도 3 및 도 4는 렌즈 배리어(62)의 거의 폐쇄 상태를 도시하고, 도 5는 렌즈 배리어(62)의 거의 개방 상태를 도시하고 있다. 배리어 구동 시스템(63)은 배리어 작동 부재의 동작을 통해[도 29a의 배리어 작동 부재(301)] 폐쇄 위치(도 3과 도 4)와 개방 위치(도 5에 도시한 위치보다 광축에서 더 먼 위치) 사이에서 렌즈 배리어(62)를 구동한다. 배리어 구동 시스템(63)은 폐쇄 위치에서는 폐쇄 방향으로 그리고 개방 위치에서는 개방 방향으로 렌즈 배리어(62)를 편위시키는 기능을 갖는다.
이에, 렌즈 배리어(62)를 폐쇄 상태에서 개방 방향 쪽으로 구동하는 경우, 렌즈 배리어(62)는 소정의 위치를 통과할 때 반자동으로 개방 상태로 이동한다. 또한, 개방 상태로부터 렌즈 배리어(62)를 폐쇄하려고 시도하는 경우, 렌즈 배리 어(62)는 소정의 위치를 통과할 때 반자동으로 폐쇄 상태로 이동한다. 폐쇄 상태에서의 위치가 개방 위치에서의 소정의 위치와 같을 필요가 없고, 오히려 렌즈 배리어는 렌즈 배리어(62)의 윤활한 동작을 달성하기 위하여 어느 정도의 히스테리시스 특성을 갖는 것이 좋다.
배리어 제어 스트립(61)은 광축을 따른 방향으로 슬라이드 이동이 가능하도록 렌즈 배리어(62)의 개방 방향으로 고정 프레임(21)의 측부 상에 설치되며, 필요하다면 스프링 등에 의해 피사체를 향해 편위되어 있다. 수납 상태에서는 배리어 제어 스트립(61)의 굴곡형 체결부가 제1 회전 원통(22) 및 제1 라이너(23)의 기단면과 체결하여 스프링의 편위력에 대항해 상면측으로 편위됨에 따라 렌즈 배리어(62)와 접촉 상태에 있지 않게 된다. 사용시 또는 촬영 상태에서, 렌즈 배리어(62)는 각 렌즈 그룹 및 그 그룹의 유지 프레임으로부터 완전히 떨어져 있다. 이 상태에서, 배리어 제어 스트립(61)의 체결부의 체결이 해제되고, 이에 배리어 제어 스트립(61)이 편위력에 의해서 피사체측으로 편위되어 선단의 배리어 저지부는 렌즈 배리어(62)의 통로에 침입한다.
이 상태에서, 렌즈 배럴을 수납 위치로 이동하도록 렌즈 배리어(62)를 급하게 작동하는 경우, 렌즈 배리어(62)와 렌즈 배럴이 충돌할 가능성이 있다. 그러나, 배리어 제어 스트립(61)의 선단에서의 배리어 저지부가 렌즈 배리어(62)의 진퇴를 방해하여 렌즈 배리어(62)가 렌즈 배럴의 진퇴로에 침입하는 것이 저지된다. 각각의 렌즈 그룹이 수납되고 그 수납 상태가 완료되는 경우에, 제1 회전 원통(22)과 제1 라이너(23)의 기단면들이 배리어 제어 스트립(61)의 굴곡형 체결부와 체결하여 그 체결부를 편위력에 대항해 상면 쪽으로 편향시킨다. 이에, 렌즈 배리어(62)가 렌즈 배럴의 전면부로 이동할 수 있기 때문에, 렌즈 배리어(62)는 폐쇄 위치에 정확하게 설정된다. 이런 식으로, 렌즈 배리어(62)와, 렌즈 그룹들을 유지하는 렌즈 원통과의 간섭을 효과적으로 방지할 수 있다.
<기동 시퀀스>
전술한 구동 제어 시스템의 기동 시퀀스를 도 22를 참조하여 설명하기로 한다.
렌즈 배리어(22)를 개방함으로써, 배리어 스위치(도시 생략)로부터의 배리어 스위치 신호가 H에서 L로 변하여 렌즈 배럴의 초기 설정이 개시된다. 한편, 렌즈 배리어(62)를 조작 레버 등(도시 생략)으로 기계적으로 개방함으로써 렌즈 배리어 스위치가 작동하는 경우도 있지만, 배리어 스위치를 작동함으로써 렌즈 배리어가 개방될 수도 있다. 초기 설정을 실행함으로써, 모터 시스템을 구동하는 모터 드라이버(502)의 초기화와, 제1 및 제2 프레임 포토 인터럽터 구동 회로(513), 제1 및 제2 프레임 포토 리플렉터 구동 회로(514), 제3 프레임 포토 인터럽터 구동 회로(515), 제4 프레임 포토 인터럽터 구동 회로(516)를 통해 위치를 검출하는 위치 검출 장치인, 제1 및 제2 프레임 포토 인터럽터(509), 제1 및 제2 프레임 포토 리플렉터(510), 제3 프레임 포토 인터럽터(511), 및 제4 프레임 포토 인터럽터(512)의 초기화가 이루어진다.
제1 및 제2 프레임 포토 인터럽터(509), 제3 프레임 포토 인터럽터(511), 및 제4 프레임 포토 인터럽터(512)에 의한 검출 결과가 수납 위치를 나타내는 경우에, 제1 및 제2 프레임 DC 모터(503)는 광각 위치로 구동하기에 적합하다. 제1 및 제2 프레임 DC 모터(503)의 구동량은 제1 및 제2 렌즈 그룹의 이동량을 검출하기 위한 제1 및 제2 프레임 포토 인터럽터(509)에 의해서 검출된다. 그 이동량은 제1 및 제2 프레임 포토 인터럽터(509)에 의해 펄스형 신호(PI 신호)의 엣지부를 카운트함으로써 검출된다. 제1 및 제2 프레임 DC 모터(503)가 기동된 직후의 기동 기간은 DC 모터에 의한 돌입 전류를 방지하기 위해, 구동 전압이 정상 전압보다 낮은 동안에 설정된다. 기동 기간이 완료된 후에, 구동 전압은 정상 전압으로 상승한다.
제1 및 제2 프레임 DC 모터(503)의 기동 개시 직후에 배리어 스위치 또는 배리어 SW 신호를 감시하는 기간이 설정되어 배리어 스위치 신호의 상태가 CPU(501)에 의해 감시된다. 이 감시 기간 동안, 배리어 스위치 신호가 렌즈 배리어의 개방 상태를 나타내면, 셔터는 셔터를 구동하는 셔터 모터(50)에 의해서 완전 개방 상태로 설정된다. 그리고 조리개는 제1 및 제2 조리개 모터(504, 505)에 의해서 중간 제한 상태로 설정된다.
이 예에서는 조리개를 중간 제한 상태로 설정하고 있지만, 개방 상태 또는 완전 개방 상태로 설정할 수도 있다.
다음에, 제4 렌즈 그룹(14)이 제4 펄스 모터(508)에 의해서 선행 구동된다. 제4 렌즈 그룹(14)의 선행 구동을 달성함으로써, 제1 및 제2 렌즈 그룹의 구동 개시로부터 최종 제4 렌즈 그룹(14)의 구동 완료까지의 총 시간을 단축할 수 있다. 또한, 선행 구동 시의 제4 프레임 펄스 모터(508)의 펄스 레이트를 통상 구동 상태의 펄스 레이트보다 느리게 설정함으로써, 구동 시의 토크를 크게 하고, 제4 렌즈 그룹과 기타 부분과의 간섭을 방지할 수 있다.
한편, 제4 프레임 펄스 모터(508)에 의한 제4 렌즈 그룹의 구동량은 제3 및 제4 렌즈 그룹이 서로 간섭하도록 설정된다.
제4 렌즈 그룹(14)의 선행 구동이 완료하면, 제1 및 제2 프레임 포토 리플렉터(510)에 의한 기준 위치를 검출하기 위한 대기가 설정된다. 기준 위치 신호가 H에서 L로 변하는 지점이 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 기준 위치 또는 HP 위치가 된다. 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 기준 위치 또는 HP 위치를 검출하면, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 위치 정보가 리셋된다. 이 실시형태에서는, 제1 및 제2 그룹(11, 12)의 HP 위치는 제1 및 제2 프레임의 위치를 검출하는 방식으로 검출되도록 구성된다. 위치 정보에 기초하여 제1 및 제2 프레임 포토 인터럽터(509)에 의한 펄스형 신호(PI 신호)를 카운트함으로써 제1 및 제2 렌즈 그룹의 이동량을 제어하여 광각 위치까지의 제1 및 제2 렌즈 그룹의 이동량을 취득한다. 광각 위치는 미리 설정되지만, EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory) 등의 비휘발성 메모리에 저장하고 재기록함으로써 변경될 수 있다.
광각 위치에 도달하기 전의 규정된 펄스 기간이 정지 제어 기간이고, 광각 위치까지의 잔여 펄스수에 따라서 구동 전압을 낮춤으로써, 광각 위치에 도달할 때의 오버런(overrun)을 저감할 수 있다. 제1 및 제2 프레임 포토 인터럽터(509)에 의한 PI 신호를 카운트하여 렌즈 그룹(11, 12)이 광각 위치에 도달하면, 제1 및 제2 렌즈 그룹을 정지하기 위해서 브레이크 제어를 한다. 이 브레이크 기간 동안의 오버런량을 카운트하여 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 최종 위치를 결정한다.
또한, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 기준 위치 또는 HP 위치를 검출하는 경우, 제3 프레임 펄스 모터(507)의 광각 위치 방향으로의 구동을 개시하여 제3 렌즈 그룹(13)과 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)을 제어한다. 제3 렌즈 그룹(13)의 구동 시간은 제3 펄스 모터의 구동 시의 펄스 레이트를 통상 구동 시의 펄스 레이트보다 높거나 빠르게 설정함으로써 단축될 수 있다.
제3 렌즈 그룹(13)은 제3 프레임 포토 인터럽터(511)에 의한 기준 위치를 검출하기 위해 대기한다. 제3 프레임 포토 인터럽터(511)에 의한 기준 위치 신호 또는 HP 신호가 L에서 H로 변하는 지점이 제3 렌즈 그룹(13)의 기준 위치 또는 HP 위치가 된다. 이 실시형태의 경우 제3 렌즈 그룹(13)의 HP 위치는 제3 프레임(31)의 위치를 검출하는 방식으로 검출되도록 구성된다. 기준 위치 또는 HP 위치가 검출되는 경우, 제3 렌즈 그룹(13)의 위치 정보가 리셋된다. 위치 정보에 기초하여 제3 프레임 펄스 모터(507)로 제3 렌즈 그룹(13)을 펄스 이동하여 제3 렌즈 그룹(13)의 광각 위치까지의 이동량을 취득한다. 광각 위치는 미리 설정되어 있지만, EEPROM 등의 비휘발성 메모리에 저장하고 재기록함으로써 변경될 수 있다.
또한, 제3 렌즈 그룹(13)의 최종 정지 위치는 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 오버런을 고려한 위치가 된다. 즉, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 정지 위치는 광각 위치에 오버런량을 더한 것이고, 제3 렌즈 그룹(13)의 정지 위치도 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 오버런을 고려하여 광각 위치에 α를 더한 것이다. 이 α의 값은 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 줌 위치들 사이의 펄스수와, 오버런량과, 제3 렌즈 그룹(13)의 줌 위치들 사이의 펄스수에 따라 선형 연산으로 구한 것이다. 줌 위치는 광각 위치와 망원 위치 사이(W-T 사이)를 16 등분한 구간 중 하나이다.
제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 구동이 완료되고, 제3 렌즈 그룹(13)의 기준 위치 또는 HP 위치가 검출되며, 제3 렌즈 그룹(13)이 규정 펄스수를 초과하여 구동되면, 제4 프레임 펄스 모터(508)의 광각 무한 위치 방향에의 구동이 개시된다. 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 구동이 완료되지 않거나, 제3 렌즈 그룹(13)이 기준 위치로부터 규정 펄스를 초과하여 구동되지 않으면, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 구동이 완료되고, 제3 렌즈 그룹(13)이 기준 위치로부터 규정 펄스를 초과하여 구동될 때까지 대기 상태가 설정된다. 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 구동이 완료되지 않고 제4 프레임 펄스 모터(508)가 구동되는 경우, 3개의 모터가 동시에 구동되어 소비 전류가 증대하게 된다. 따라서, 이 예의 경우, 제3 렌즈 그룹과 제4 렌즈 그룹만이 동시 구동된다. 또한, 제3 렌즈 그룹(13)이 규정 펄스수를 초과한 위치에 도달하기 전에 제4 그룹 렌즈(14)가 구동되는 경우, 제3 렌즈 그룹(13)과 제4 렌즈 그룹(14)과의 간섭이 발생한다. 따라서, 제3 렌즈 그룹(13)이 규정 펄스수를 초과하여 구동된 후에 제4 렌즈 그룹(14)의 구동이 개시된다.
제4 렌즈 그룹(14)은 제4 프레임 포토 인터럽터(512)에 의한 기준 위치를 검출하기 위해 대기한다. 또한, 제4 프레임 펄스 모터(508)의 구동 전압을 통상 구동의 구동 전압보다 낮게 설정함으로써 소비 전류를 저감할 수 있다. 제4 프레임 포토 인터럽터(512)에 의한 기준 위치 신호 또는 HP 신호가 L에서 H로 변하는 지점이 제4 렌즈 그룹(14)의 기준 위치 또는 HP 위치가 된다. 제4 렌즈 그룹(14)의 기준 위치 또는 HP 위치를 검출하는 경우, 제4 렌즈 그룹(14)의 위치 정보가 리셋된다. 이 실시형태의 경우, 제4 렌즈 그룹(14)의 HP 위치는 제4 프레임(41)의 위치를 검출하는 방식으로 검출되도록 구성된다. 위치 정보에 기초하여 제4 렌즈 그룹(14)을 제4 프레임 펄스 모터(508)로써 펄스 구동하여 제4 렌즈 그룹(14)의 광각 위치까지의 이동량을 취득한다. 광각 위치는 미리 설정되어 있지만, EEPROM 등의 비휘발성 메모리에 저장하고 재기록함으로써 변경될 수도 있다.
이 실시형태에서는 전술한 바와 같이 그리고 도 22의 타이밍도에 도시한 바와 같이, 동시 구동 모터를 2개 모터까지 제한함으로써 소비 전류를 삭감할 수 있고, 모터 기동 시간은 모터의 최적 구동에 의해 단축할 수 있다.
다음에, 제1 및 제2 프레임 DC 모터(503)의 기동이 개시된 직후의 배리어 스위치 감시 기간 동안, 배리어 스위치 신호가 폐쇄 상태로 변하는 경우에 대해서 도 23을 참조하여 설명한다. 이 기간 동안에, 배리어 스위치 신호가 개방 상태에서 폐쇄 상태로 변하면, 제1 및 제2 프레임 DC 모터(503)의 구동이 정지한다.
그 후, 수납 위치 방향으로의 이동량만큼 또는 규정 펄스수만큼 제1 및 제2 프레임 DC 모터(503)의 구동이 개시된다. 이 경우, 구동 전압은 더 낮고, 렌즈 배리어의 작동부가 수납 위치의 단부에서 스위치 제1 및 제2 렌즈 그룹과 충돌하더라도 파손 및 손상이 방지된다. 이러한 제어에 의해, 제1 및 제2 렌즈 그룹과 렌즈 배리어와의 간섭이 방지된다.
〔리셋 시퀀스〕
또한, 제1 및 제2 포토 리플렉터(510)의 검출 결과가 수납 위치가 아니거나(기준 위치 HP, 신호 L), 제3 프레임 포토 인터럽터(511)의 검출 결과가 수납 위치 가 아니거나(기준 위치 HP, 신호 H), 또는 제4 프레임 포토 인터럽터(512)의 검출 결과가 수납 위치가 아니면(기준 위치 HP, 신호 H), 리셋 시퀀스 구동이 실행된다.
리셋 시퀀스에 대해서 도 24a와 도 24b를 참조하여 설명한다.
〈제1 및 제2 그룹 HP 신호 = H, 제3 그룹 HP 신호 = L, 제4 그룹 HP 신호 = L의 경우〉
먼저, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 리셋 동작으로서, 제1 및 제2 렌즈 그룹의 기준 위치 또는 HP 위치가 검출되고, 제1 및 제2 그룹은 광각 위치로 이동한다(제1 및 제2 그룹 : 리셋). 다음에, 제4 렌즈 그룹(14)의 수납 동작으로서, 제4 렌즈 그룹(14)의 기준 위치 또는 HP 위치가 검출되고, 제4 렌즈 그룹은 수납 위치로 이동한다(제4 그룹 : 수납).
후속하여, 제3 렌즈 그룹(13)의 리셋 동작으로서, 제3 렌즈 그룹(13)의 기준 위치 또는 HP 위치가 검출되고, 제3 렌즈 그룹은 광각 위치로 이동한다(제3 그룹 : 리셋).
마지막으로, 제4 렌즈 그룹(14)의 리셋 동작으로서, 제4 렌즈 그룹(14)의 기준 위치 또는 HP 신호가 검출되고, 제4 렌즈 그룹은 광각 무한 위치로 이동한다(제4 그룹 : 리셋).
〈제1 및 제2 그룹 HP 신호 = H, 제3 그룹 HP 신호 = L, 제4 그룹 HP 신호 = H의 경우〉
먼저, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 후퇴 동작으로서, 제1 및 제2 렌즈 그룹은 망원 방향으로 구동되고, 기준 신호의 하강이 검출된 후에 규정 펄스만큼 펄스 구동된다(제1 및 제2 그룹 : 후퇴). 다음에, 제4 렌즈 그룹(14)의 수납 동작으로서, 제4 렌즈 그룹(14)의 기준 위치 또는 HP 위치가 검출되고, 제4 렌즈 그룹은 수납 위치로 이동된다(제4 그룹 : 수납). 후속하여, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 리셋 동작으로서, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 기준 위치 또는 HP 위치가 검출되고, 제1 및 제2 렌즈 그룹은 광각 위치로 이동한다(제1 및 제2 그룹 : 리셋).
다음에, 제3 렌즈 그룹(13)의 리셋 동작으로서, 제3 렌즈 그룹(13)의 기준 위치 또는 HP 위치가 검출되고, 제3 그룹은 광각 위치로 이동한다(제3 그룹 : 리셋). 마지막으로, 제4 렌즈 그룹(14)의 리셋 동작으로서, 제4 렌즈 그룹(14)의 기준 위치 또는 HP 신호가 검출되고, 제4 렌즈 그룹은 광각 무한 위치로 이동한다(제4 그룹 : 리셋).
〈제1 및 제2 그룹 HP 신호 = H, 제3 그룹 HP 신호 = H, 제4 그룹 HP 신호 = L, 제1 및 제2 그룹 HP 신호 = H, 제3 그룹 HP 신호 = H, 제4 그룹 HP 신호 = H의 경우〉
먼저, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 후퇴 동작으로서, 제1 및 제2 렌즈 그룹은 망원 방향으로 구동되고, 기준 신호의 하강이 검출된 후에 규정 펄스만큼 펄스 구동된다(제1 및 제2 그룹 : 후퇴). 다음에, 제4 렌즈 그룹(14)의 수납 동작으로서, 제4 렌즈 그룹(14)의 기준 위치 또는 HP 위치가 검출되고, 제4 렌즈 그룹은 수납 위치로 이동한다(제4 그룹 : 수납). 제4 렌즈 그룹(14)의 기준 위치 또는 HP 위치가 검출될 수 있다면, 제3 렌즈 그룹(13)의 수납 동작으로서, 제3 렌즈 그 룹(13)의 기준 위치 또는 HP 위치가 검출되고, 제3 렌즈 그룹은 수납 위치로 이동한다(제3 그룹 : 수납). 제4 렌즈 그룹(14)의 기준 위치 또는 HP 위치가 검출될 수 없다면, 제4 그룹(14)과 제3 렌즈 그룹(13)의 간섭을 고려하여, 먼저 제3 렌즈 그룹(13)의 수납 동작이 실시된다(제3 그룹 : 수납).
제3 렌즈 그룹(13)의 수납 동작이 완료되면, 제4 렌즈 그룹(14)의 수납 동작이 실시된다(제4 그룹 : 수납). 제3 렌즈 그룹(13)의 수납 동작 시에 HP 위치가 검출되지 않으면, 제3 렌즈 그룹(13)과 제4 렌즈 그룹(14)의 간섭을 고려하여, 제3 렌즈 그룹(13)의 후퇴 동작으로서, 제3 렌즈 그룹(13)은 망원 방향으로 규정 펄스 카운트만큼 구동된다(제3 그룹 : 후퇴). 그 후, 제4 렌즈 그룹(14)의 수납 동작(제4 그룹 : 수납)과 제3 렌즈 그룹(13)의 수납 동작(제3 그룹 : 수납)이 실시된다.
후속하여, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 리셋 동작으로서, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 기준 위치 또는 HP 위치가 검출되고, 제1 및 제2 렌즈 그룹은 광각 위치로 이동한다(제1 및 제2 그룹 : 리셋). 다음에, 제3 렌즈 그룹(13)의 리셋 동작으로서, 제3 렌즈 그룹(13)의 기준 위치 또는 HP 위치가 검출되고, 제3 렌즈 그룹은 광각 위치로 이동한다(제3 그룹 : 리셋). 마지막으로, 제4 렌즈 그룹(14)의 리셋 동작으로서, 제4 렌즈 그룹(14)의 기준 위치 또는 HP 신호가 검출되고, 제4 렌즈 그룹은 광각 무한 위치로 이동한다(제4 그룹 : 리셋).
〈제1 및 제2 그룹 HP 신호 = L, 제3 그룹 HP 신호 = L, 제4 그룹 HP 신호 = L, 제1 및 제2 그룹 HP 신호 = L, 제3 그룹 HP 신호 = L, 제4 그룹 HP 신호 = H의 경우〉
먼저, 제4 렌즈 그룹(14)의 수납 동작으로서, 제4 렌즈 그룹(14)의 기준 위치 또는 HP 위치가 검출되고, 제4 렌즈 그룹은 수납 위치로 이동한다(제4 그룹 : 수납). 다음에, 제3 렌즈 그룹(13)의 수납 동작으로서, 제3 렌즈 그룹(13)의 기준 위치 또는 HP 위치가 검출되고, 제3 렌즈 그룹은 수납 위치로 이동한다(제3 그룹 : 수납). 다음에, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 리셋 동작으로서, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 기준 위치 또는 HP 위치가 검출되고, 제1 및 제2 렌즈 그룹은 광각 위치로 이동한다(제1 및 제2 그룹 : 리셋). 후속하여, 제3 렌즈 그룹(13)의 리셋 동작으로서, 제3 렌즈 그룹(13)의 기준 위치 또는 HP 위치가 검출되고, 제3 렌즈 그룹은 광각 위치로 이동한다(제3 그룹 : 리셋). 마지막으로, 제4 렌즈 그룹(14)의 리셋 동작으로서, 제4 렌즈 그룹(14)의 기준 위치 또는 HP 위치가 검출되고, 제4 렌즈 그룹은 광각 무한 위치로 이동한다(제4 그룹 : 리셋).
〈제1 및 제2 그룹 HP 신호 = L, 제3 그룹 HP 신호 = H, 제4 그룹 HP 신호 = L, 제1 및 제2 그룹 HP 신호 = L, 제3 그룹 HP 신호 = H, 제4 그룹 HP 신호 = H의 경우〉
먼저, 제4 렌즈 그룹(14)의 수납 동작으로서, 제4 렌즈 그룹(14)의 기준 위치 또는 HP 위치가 검출되고, 제4 렌즈 그룹은 수납 위치로 이동한다(제4 그룹 : 수납). 제4 렌즈 그룹(14)의 기준 위치 또는 HP 위치가 검출되면, 제3 렌즈 그룹(13)의 수납 동작으로서, 제3 렌즈 그룹(13)의 기준 위치 또는 HP 위치가 검출되고, 제3 렌즈 그룹은 수납 위치로 이동한다(제3 그룹 : 수납).
제4 렌즈 그룹(14)의 기준 위치 또는 HP 위치가 검출될 수 없다면, 제4 그룹 과 제3 렌즈 그룹(13)의 간섭을 고려하여, 먼저 제3 렌즈 그룹(13)의 수납 동작이 실시된다(제3 그룹 : 수납). 제3 렌즈 그룹(13)의 수납 동작이 완료되면, 제4 렌즈 그룹(14)의 수납 동작이 실시된다(제4 그룹 : 수납). 제3 렌즈 그룹(13)의 수납 동작 시에 HP 위치가 검출되지 않으면, 제3 렌즈 그룹(13)과 제4 렌즈 그룹(14)과의 간섭을 고려하여, 제3 렌즈 그룹(13)의 후퇴 동작으로서, 제3 렌즈 그룹(13)은 망원 방향으로 규정 펄스 카운트만큼 구동된다 (제3 그룹 : 후퇴).
그 후, 제4 렌즈 그룹(14)의 수납 동작(제4 그룹 : 수납)과 제3 렌즈 그룹(13)의 수납 동작(제3 그룹 : 수납)이 실시된다. 후속하여, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 리셋 동작으로서, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 기준 위치 또는 HP 위치가 검출되고, 제1 및 제2 렌즈 그룹은 광각 위치에 이동한다(제1 및 제2 그룹 : 리셋). 다음에, 제3 렌즈 그룹(13)의 리셋 동작으로서, 제3 렌즈 그룹(13)의 기준 위치 또는 HP 위치가 검출되고, 제3 렌즈 그룹은 광각 위치로 이동한다(제3 그룹 : 리셋). 마지막으로, 제4 렌즈 그룹(14)의 리셋 동작으로서, 제4 렌즈 그룹(14)의 기준 위치 또는 HP 신호가 검출되고, 제4 렌즈 그룹은 광각 무한 위치로 이동한다(제4 그룹 : 리셋).
〔수납 시퀀스〕
렌즈 배리어(62)를 폐쇄함으로써 배리어 스위치 신호가 L에서 H로 변하여 수납 동작이 개시된다. 한편, 전술한 바와 같이, 배리어 스위치는 렌즈 배리어(62)를 조작 레버 등으로 기계적으로 폐쇄함으로써 작동될 수 있거나, 렌즈 배리어(62)는 배리어 스위치의 작동에 의해 폐쇄될 수 있다.
셔터 모터(506)에 의한 셔터의 완전 폐쇄 제어를 통해, 셔터/조리개 유닛(15)의 셔터가 완전 폐쇄 상태로 설정된다. 다음에, 셔터/조리개 유닛(15)의 조리개는 제1 및 제2 조리개 구동용 모터(504, 505)에 의한 조리개의 중간 제한 제어를 통해 중간 제한 상태로 설정된다. 후속하여, 제4 렌즈 그룹(14)의 수납 구동이 제4 프레임 펄스 모터(508)에 의해 달성된다. 제4 프레임 펄스 모터(508)의 수납 위치 방향으로의 구동이 개시된 후에 제4 프레임 포토 인터럽터(512)에 의한 제4 프레임 펄스 모터(508)의 기준 위치를 검출하기 위한 대기 상태가 개시된다.
제4 프레임 펄스 모터(508)는 제4 프레임 포토 인터럽터(512)에 의한 기준 위치 신호 또는 HP 신호가 H에서 L로 변하는 지점으로부터 수납 위치까지의 수납 위치로의 이동량만큼 펄스 구동된다. 수납 위치로의 이동량은 미리 설정되지만, EEPROM 등의 비휘발성 메모리에 저장하고 재기록함으로써 변경될 수도 있다.
다음에, 제3 프레임 펄스 모터(507)를 통해, 제3 렌즈 그룹(13)의 구동이 실행된다. 제3 프레임 펄스 모터(507)의 수납 위치 방향으로의 구동을 개시함으로써 제3 프레임 포토 인터럽터(511)에 의한 기준 위치를 검출하기 위해 제3 렌즈 그룹이 대기한다.
제3 프레임 포토 인터럽터(511)에 의한 기준 위치 신호 또는 HP 신호가 H에서 L에 변하는 지점에서부터 수납 위치까지의 수납 위치로의 이동량만큼 제3 렌즈 그룹(13)이 펄스 구동된다. 수납 위치로의 이동량은 미리 설정되지만, EEPROM 등의 비휘발성 메모리에 저장하고 재기록함으로써 변경될 수도 있다.
기준 위치와 수납 위치 사이에서의 제3 프레임 펄스 모터(507)의 구동 펄스 레이트는 기준 위치까지의 구동 펄스 레이트보다 낮다. 이와 같이, 토크가 필요한 영역에 따라서 펄스 레이트를 변경함으로써 원활한 펄스 구동을 달성할 수 있다.
다음에, 제1 및 제2 프레임 DC 모터(503)를 통해 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 수납 구동이 실행된다. 제1 및 제2 프레임 DC 모터(503)의 수납 위치 방향으로의 구동을 개시함으로써 제1 및 제2 프레임 포토 리플렉터(510)에 의한 기준 위치를 검출하기 위해 제1 및 제2 렌즈 그룹이 대기한다.
제1 및 제2 프레임 포토 인터럽터(509)에 의한 펄스형 신호 또는 PI 신호를 카운트함으로써 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 이동량을 제어하여, 제1 및 제2 프레임 포토 리플렉터(510)에 의한 기준 위치 신호 또는 HP 신호가 L에서 H로 변하는 지점으로부터 수납 위치까지의 수납 위치로의 이동량을 취득한다. 수납 위치로의 이동량은 미리 설정되어 있지만, EEPROM 등의 비휘발성 메모리에 저장하고 재기록함으로써 변경 가능하도록 구성될 수도 있다.
제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 수납 구동 시에, 제1 및 제2 프레임 DC 모터(503)의 전압을 모터 정지 전에 강하하지 않고서, 제1 및 제2 프레임 포토 인터럽터(509)에 의한 PI 신호를 카운트함으로써 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)이 수납 위치에 도달하면, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 구동을 정지하기 위해서 브레이크 제어가 이루어진다. 이것이 전압 강하로 인해 구동 도중에 제1 및 제2 그룹 DC 모터가 정지하지 않는 이유이다.
〔가변 배율 시퀀스〕
다음에, 가변 배율 조작의 시퀀스에 대하여 도 26에 도시하는 흐름도를 참조 하여 설명한다.
줌 레버 또는 줌 버튼 등을 조작하여 가변 배율 처리를 개시하는 경우, 제4 렌즈 그룹(14)의 후퇴가 필요한 지의 여부가 판정된다(단계 S11). 이 단계 S11에서, 망원에서 광각으로의 가변 배율 처리시 제4 렌즈 그룹(14)이 소정의 위치보다도 근거리 위치에 배치되면, 제4 렌즈 그룹에 대한 후퇴 처리가 필요하다고 판정된다. 다음에, 가변 배율의 구동 방향이 판정된다(단계 S12). 광각에서 망원으로의 가변 배율이라면, 제1 및 제2 프레임 DC 모터(503)를 작동하여 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 구동을 개시한다(단계 S13).
다음에, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 정지 여부가 판정된다(단계 S14). 단계 S14에서는, 줌 레버 또는 줌 버튼 등을 통한 가변 배율 조작에 의해 작동되는 줌 구동 스위치가 오프되는지, 제1 및 제2 렌즈 그룹이 광각에서 망원으로의 구동 시에 망원 위치로부터 소정량 앞의 위치에 도달하는지, 그리고 제1 및 제2 렌즈 그룹이 망원에서 광각으로의 구동 시에 광각 위치로부터 소정량 앞의 위치에 도달하는지 중 어느 하나의 조건을 만족하는 경우에 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)이 정지한다고 판정된다.
제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)이 정지하면, 제3 렌즈 그룹(13)이 구동 중인지의 여부가 판정되고(단계 S15), 제3 렌즈 그룹(14)이 정지중이라면, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 정지 동작이 실행되며(단계 S16), 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 브레이크 동작이 실행된다(단계 S17). 후속하여, 가변 배율 구동 방향이 판정되어(단계 S18), 광각에서 망원으로의 가변 배율이라면, 제3 렌즈 그룹(13)의 위 치 보정 구동이 이루어지고(단계 S19), 조리개의 구동이 실행되어(단계 S20), 처리는 종료되며, 단계 S20에서 처리 대기 상태로 되돌아간다.
단계 S11에 있어서, 제4 렌즈 그룹(14)의 후퇴 처리가 필요하다고 판정되면, 제4 렌즈 그룹(14)의 후퇴 처리가 실행되고(단계 S21), 처리는 단계 S21에서 단계 S12로 전환된다. 단계 S12에 있어서, 가변 배율 구동 방향이 망원에서 광각으로의 가변 배율이라고 판정되면, 제3 렌즈 그룹(13)의 후퇴 처리가 실행되고(단계 S22), 처리는 단계 S22에서 단계 S14로 전환된다.
단계 S14에 있어서, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)이 정지 없이 계속 구동한다고 판정된 경우, 제3 렌즈 그룹(13)이 구동중인지의 여부가 판정되며(단계 S23), 제3 렌즈 그룹(13)이 정지중이라면, 제3 렌즈 그룹(13)의 구동의 개시 여부가 판정된다(단계 S24).
단계 S24에 있어서, 제1 및 제2 렌즈 그룹의 구동 개시후 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)이 규정 구동량을 초과하여 구동되는지, 제3 렌즈 그룹(13)이 광각에서 망원으로 재구동되는 구동 상태에서 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)이 소정의 줌 포인트를 통과할 때 제3 렌즈 그룹(13)의 위치가 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 위치로부터 소정량 이상 떨어져 있는지, 그리고 제3 렌즈 그룹(13)이 망원에서 광각으로 재구동되는 구동 상태에서 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)이 소정의 줌 포인트를 통과할 때 제3 렌즈 그룹(13)의 위치가 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 위치에 소정량 이상 접근하고 있는지 중 어느 하나의 조건을 만족하는 경우에 제3 렌즈 그룹(13)의 구동이 허가된 것으로 판정된다.
단계 S24에 있어서 제3 렌즈 그룹(13)의 구동이 허가되면, 제3 렌즈 그룹(13)의 구동이 시작되고(단계 S25), 처리는 단계 S25에서 단계 S14로 되돌아간다. 단계 S24에 있어서, 제3 렌즈 그룹(13)의 구동이 허가되지 않는다면, 처리는 바로 단계 S24에서 단계 S14에 되돌아간다.
단계 S23에 있어서, 제3 렌즈 그룹(13)이 구동중이라고 판정되면, 제3 렌즈 그룹(13)의 구동 정지 여부가 판정된다(단계 S26).
단계 S26에서는, 광각에서 망원으로의 구동 시에 제3 렌즈 그룹(13)의 위치가 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 위치에 소정량 이상 접근하는지, 그리고 망원에서 광각으로의 구동 시에 제3 렌즈 그룹(13)의 위치가 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 위치로부터 소정량 이상 떨어져 있는지 중 어느 하나의 조건을 만족하는 경우에 제3 렌즈 그룹(13)의 정지가 허가된 것으로 판정된다.
단계 S26에 있어서, 제3 렌즈 그룹(13)의 정지가 허가되면, 제3 렌즈 그룹(13)의 정지가 개시되고(단계 S27), 처리는 단계 S27에서 단계 S14로 되돌아간다. 단계 S26에 있어서, 제3 렌즈 그룹(13)의 정지가 허가되지 않으면, 처리는 바로 단계 24에서 단계 S14에 되돌아간다.
단계 S15에 있어서, 제3 렌즈 그룹(13)이 구동중이라고 판정되면, 제3 렌즈 그룹(13)의 정지가 개시되고(단계 S28), 처리는 단계 S28에서 단계 S16으로 전환된다. 단계 S18에 있어서, 가변 배율 구동 방향이 망원에서 광각으로의 가변 배율이라고 판정되면, 백래쉬(backlash) 동작이 실행되고(단계 S29), 처리는 단계 29에서 단계 S19로 전환한다.
다음에, 흐름도에 따라 가변 배율 조작에 관해서 가변 배율 방향마다 구체적으로 설명한다.
〔광각에서 망원으로〕
먼저, 광각에서 망원으로의 가변 배율 조작에 관해서 도 27에 도시하는 타이밍도를 참조하여 설명한다.
망원 모드 상태에서 줌 버튼을 누름함으로써, 망원 스위치 신호가 H에서 L로 변하고, 망원 방향으로의 가변 시퀀스가 개시된다. 처음에, 제4 렌즈 그룹(14)의 후퇴 판정이 실행된다(단계 S11).
전술한 바와 같이, 제4 렌즈 그룹(14)의 후퇴 판정에 있어서, 다음의 조건들을 동시에 만족하는 경우(AND 조건)에만 제4 렌즈 그룹이 후퇴한다.
(1) 망원에서 광각으로의 가변 배율 구동
(2) 제4 렌즈 그룹(14)이 피사체와 가장 가까운 위치에 위치하거나 소정 위치 또는 후퇴 임계 위치에서 떨어져 있는 위치로 인출되는 경우
그러나, 광각에서 망원으로의 구동 시에 전술한 조건들을 만족하지 않기 때문에, 제4 렌즈 그룹(14)은 후퇴하지 않는다.
다음에, 구동 방향에 있어서, 제3 렌즈 그룹(13)이 후퇴하는지의 여부가 판정된다(단계 S12). 광각에서 망원으로의 가변 배율 구동인 경우, 제3 렌즈 그룹(13)의 후퇴 구동은 필요하지 않다. 그리고, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 구동이 제1 및 제2 프레임 DC 모터(503)를 통해 개시된다(단계 S13).
제1 및 제2 프레임 DC 모터(503)의 기동 개시 직후의 기동 기간에는 그 제1 및 제2 프레임 DC 모터에 의한 돌입 전류를 방지하기 위해서 구동 전압이 정상 전압보다 낮게 설정된다. 이 기동 기간이 경과한 후에는 구동 전압을 정상 전압으로 상승시킨다. 광각과 망원 사이에서의 구동 전압은, 수납 위치와 광각 위치 사이의 구동 전압보다 낮게 설정된다. 이것은 수납 위치와 광각 위치 사이에서 고속의 속도가 필요하기 때문이며, 따라서 고속의 속도가 설정되고, 줌 버튼의 조작으로 제1 및 제2 프레임 DC 모터(503)를 원하는 위치에서 정지시키기 위해 광각과 망원 사이에서 적절한 전압 설정이 이루어진다.
제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 이동량의 제어는 제1 및 제2 프레임 포토 인터럽터(509)에 의한 펄스형 신호 또는 PI 신호를 카운트함으로써 달성된다. 또한, 광각과 망원 사이의 거리가 16 등분되어 제어 기준 위치가 되는 각각의 줌 포인트가 17 포인트로 설정된다.
다음에, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 정지 여부가 판정된다(단계 S14). 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 구동 정지 판정에 있어서는, 다음의 조건들 중 어느 하나를 만족하는 경우(OR 조건)에 정지 처리가 실행된다.
(1) 줌 레버 또는 줌 버튼 등을 통한 가변 배율 조작에 의해 작동되는 망원 줌 구동 스위치가 오프되는 경우, 즉 L에서 H로 변하는 경우
(2) 광각에서 망원으로의 구동 시에 제1 및 제2 렌즈 그룹이 망원 위치 앞의 위치에 도달하는 경우
제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 구동이 계속되는 동안, 제3 렌즈 그룹(13)의 상태(구동중 또는 정지중)에 따라 제3 렌즈 그룹(13)의 구동 개시/구동 정지가 판정된다(단계 S23). 제3 렌즈 그룹(13)이 정지중이면, 제3 렌즈 그룹(13)의 구동 개시 판정이 실행되고(단계 S24), 개시가 허가되면 제3 렌즈 그룹(13)의 구동이 개시된다. 단계 S24에 있어서, 다음의 조건들 중 어느 하나가 만족되면, 제3 렌즈 그룹(13)의 구동이 개시된다.
(1) 제1 및 제2 렌즈 그룹의 구동 개시 후에 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)이 규정 구동량 이상 구동되는 경우
(2) 광각에서 망원으로의 구동 시에 제3 렌즈 그룹(13)이 재구동되는 동안, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)이 소정의 줌 포인트를 통과할 때 제3 렌즈 그룹(13)의 위치가 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 위치로부터 소정량만큼 떨어져 있는 경우
또한, 제3 렌즈 그룹이 구동 중이라면, 제3 렌즈 그룹(13)의 정지 여부가 판정되고(단계 S26), 정지가 허가되면, 제3 렌즈 그룹(13)의 구동이 정지된다. 제3 렌즈 그룹(13) 구동의 정지 여부 판정에서, 다음의 조건들을 만족하면 제3 렌즈 그룹(13)은 정지한다.
· 광각에서 망원으로의 구동 시에 제3 렌즈 그룹(13)의 위치가 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 위치에 대해 소정량보다 가깝게 위치하는 경우
즉, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)이 기동하여, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 구동량이 규정 펄스 이상이 되면, 제3 렌즈 그룹(13)의 구동이 개시된다. 제1, 제2, 제3 렌즈 그룹의 동시 구동 중에, 제3 렌즈 그룹(13)의 위치가 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 위치에 대해 소정량만큼 접근하면, 제3 렌즈 그룹(13)의 구동 이 정지된다. 그 후, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)이 제3 렌즈 그룹(13)으로부터 떨어져 있게 되어, 이 제1 및 제2 렌즈 그룹이 제3 렌즈 그룹(13)으로부터 소정량만큼 떨어지면, 제3 렌즈 그룹(13)의 구동이 재개된다.
제3 렌즈 그룹(13)의 구동 및 정지는 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)과 제3 렌즈 그룹(13)의 위치 관계에 따라 반복된다. 이것에 의해, 제1, 제2, 제3 렌즈 그룹(11, 12, 13) 간의 거리를 유지하면서 가변 배율 구동을 달성하는 것이 가능하다.
이들 렌즈 그룹의 기동 시에 규정량 이상의 구동이 실시된 후에 제3 렌즈 그룹(13)의 구동을 개시함으로써 돌입 전류의 영향을 방지할 수 있고, 이에 소비 전류가 삭감된다.
제3 렌즈 그룹(13)의 초기 구동 개시 전에 망원 스위치 신호가 L에서 H로 변하면, 제3 렌즈 그룹(13)의 동시 구동 없이 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 정지가 제어된다. 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 정지가 판정된 후에 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)이 정지하면, 제3 렌즈 그룹(13)이 구동 중인 경우, 제3 렌즈 그룹(13)의 정지 동작이 개시된다. 또한, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 정지가 개시된다. 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 정지 동작 시에, 저속 제어 기간이 설정되고, 제1 및 제2 프레임 DC 프레임(503)의 구동 전압이 목표 위치까지의 잔여 펄스 수에 따라 낮아진다.
이에 목표 위치에 도달한 경우, 제1 및 제2 렌즈 그룹의 오버런량이 경감된다. 제1 및 제2 프레임 포토 인터럽터(509)에 의한 PI 신호를 카운트함으로써, 제1 및 제2 렌즈 그룹이 목표 위치에 도달한 경우, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 구동을 정지시키기 위해서 브레이크 동작이 실행된다. 이 브레이크 기간 동안의 오버런량도 카운트함으로써 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 최종 위치가 결정된다.
제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)이 정지한 후에, 제3 렌즈 그룹(13)의 위치에 대한 보정 구동이 실행된다. 이것은, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 최종 정지 위치에 대응하는 제3 렌즈 그룹(13)의 정지 위치를 산출하여 제3 렌즈 그룹(13)을 그 정지 위치까지 구동하도록 구성된다. 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 정지 위치에 대응하는 제3 렌즈 그룹(13)의 목표 정지 위치는 제1 및 제2 렌즈 그룹의 줌 포인트마다의 위치 정보와 제3 렌즈 그룹(13)의 줌 포인트마다의 위치 정보로부터 보간 연산된다. 그 후에, 제3 렌즈 그룹(13)의 정지된 줌 위치에 대응하는 조리개 위치를 설정하기 위하여 조리개 구동이 이루어진다(단계 S20).
〔망원에서 광각으로〕
다음에, 망원에서 광각으로의 가변 배율 조작에 관해서 도 28에 도시하는 타이밍도를 참조하여 설명한다
광각 모드의 줌 버튼을 누름함으로써, 광각 스위치 신호가 H에서 L로 변하고, 광각 방향에 대한 가변 시퀀스가 시작된다. 처음에, 제4 렌즈 그룹(14)의 후퇴 판정이 실행된다(단계 S11).
전술한 바와 같이, 제4 렌즈 그룹(14)의 후퇴 판정에 있어서, 다음의 조건들을 동시에 만족하는 경우에만(AND 조건), 제4 렌즈 그룹(14)이 후퇴한다.
(1) 망원에서 광각으로의 가변 배율 구동
(2) 제4 렌즈 그룹(14)이 피사체에 대해 가까운 위치에 위치하거나 소정의 위치 또는 후퇴 임계 위치로부터 떨어져 있는 위치로 인출되는 경우
망원에서 광각으로의 구동 시에, 제4 렌즈 그룹(14)의 위치가 소정의 위치보다 더 가까운 위치에 있다면, 제4 렌즈 그룹(14)의 후퇴 동작이 실시된다. 후퇴량은 제3 렌즈 그룹(13)의 가변 배율 동작 시에 제3 렌즈 그룹(13)이 제4 렌즈 그룹(14)과 간섭하지 않는 범위로 설정된다.
다음에, 제3 렌즈 그룹(13)이 후퇴한다. 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 구동에 의한 제3 렌즈 그룹과 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)과의 간섭을 막기 위해서, 제3 렌즈 그룹(13)은 규정량만큼 선행 구동된다. 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 구동은 제1 및 제2 프레임 DC 모터(503)를 통해 개시된다.
전술한 바와 같이, 제1 및 제2 프레임 DC 모터(503)의 기동 개시 직후의 기동 기간에서, 제1 및 제2 그룹 DC 모터에 의한 돌입 전류를 방지하기 위하여 구동 전압을 정상 전압보다 낮게 설정한다. 기동 기간이 경과한 후에는 구동 전압이 정상 전압으로 상승한다.
제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 이동량의 제어는 제1 및 제2 프레임 포토 인터럽터(509)에 의한 펄스형 신호 또는 PI 신호를 카운트함으로써 행해진다. 전술한 바와 같이, 제어 기준 위치인 각각의 줌 포인트는 광각과 망원 사이의 거리를 16 등분한 17 포인트로 설정된다.
제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 구동 정지 판정에 있어서, 전술한 바와 같이 다음의 조건들 중 어느 하나를 만족한 경우(OR 조건) 정지 처리가 실행된다,
(1) 줌 레버 또는 줌 버튼 등을 통한 가변 배율 조작에 의해 작동되는 망원 줌 구동 스위치가 오프되는 경우, 즉 L에서 H로 변하는 경우
(2) 망원에서 광각으로의 구동 시에 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)이 망원 위치 앞의 위치에 도달하는 경우
제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)이 계속 구동 중인 경우, 제3 렌즈 그룹(13)의 구동 개시 또는 구동 정지의 판정은 제3 렌즈 그룹(13)의 상태(구동중 또는 정지중)에 따라 실행된다. 제3 렌즈 그룹(13)이 정지중이라면, 제3 렌즈 그룹(13)의 구동 개시 판정이 실행되고, 개시가 허가되면 제3 렌즈 그룹(13)의 구동이 개시된다. 제3 렌즈 그룹(13)의 구동 개시의 판정에 있어서, 다음의 조건들 중 어느 하나를 만족한 경우에 제3 렌즈 그룹(13)의 구동이 개시된다.
(1) 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 구동 개시 후 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)이 규정 구동량 이상 구동하는 경우
(2) 망원에서 광각으로의 구동 시에 제3 렌즈 그룹(13)이 재구동하는 경우, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)이 소정의 줌 포인트를 통과할 때 제3 렌즈 그룹(13)의 위치가 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 위치에 대해 소정량만큼 접근하는 경우
또한, 제3 렌즈 그룹(13)이 구동중이라면, 제3 렌즈 그룹(13)의 구동 정지에 대한 판정이 실행되고, 정지가 허가되면, 제3 렌즈 그룹(13)의 구동이 정지된다. 제3 렌즈 그룹(13)의 구동 정지 여부 판정에 있어서, 다음의 조건이 만족되는 경우 제3 렌즈 그룹(13)의 구동이 정지한다.
· 망원에서 광각으로의 구동 시에 제3 렌즈 그룹(13)의 위치가 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 위치로부터 소정량 이상 떨어져 있는 경우
즉, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)이 기동하여, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 구동량이 규정량 이상이 되면, 제3 렌즈 그룹(13)의 구동이 개시된다. 제1, 제2, 제3 렌즈 그룹(11, 12, 13)의 동시 구동중에, 제3 렌즈 그룹(13)의 위치가 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)으로부터 규정량 이상 떨어져 있다면, 제3 렌즈 그룹(13)의 구동이 정지된다. 그 후, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)이 제3 렌즈 그룹에 접근하여, 이들 그룹이 제3 렌즈 그룹에 규정량 이상 접근하면, 제3 렌즈 그룹(13)의 구동이 재개된다.
제3 렌즈 그룹(13)의 구동 및 정지는 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)과 제3 렌즈 그룹(13)의 위치 관계에 따라 반복된다. 이에, 제1, 제2, 제3 그룹(11, 12, 13) 간의 거리를 유지하면서 가변 배율 구동을 실행하는 것이 가능하다.
또한, 이들 렌즈 그룹의 기동 시에, 규정 펄스 이상 카운트된 후에 제3 렌즈 그룹(13)의 구동을 개시함으로써 제1 및 제2 프레임 DC 모터(503)의 돌입 전류의 영향을 피할 수 있으며, 이에 소비 전류를 삭감할 수 있다.
제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 구동 시에 제3 렌즈 그룹(13)이 광각 방향으로 구동하는 경우, 그 제3 렌즈 그룹의 정지 시에 제3 렌즈 그룹(13)의 이동에서 백래쉬를 제거하기 위한 제어가 기본적으로 필요하지만, 제3 렌즈 그룹(13)의 원활한 이동을 달성하기 위해서 가변 배율 조작 중에는 그러한 제어가 실시되지 않는다.
제3 렌즈 그룹(13)의 초기 구동 개시 전에 광각 스위치 신호가 L에서 H로 변 하면, 제3 렌즈 그룹(13)의 동시 구동 없이 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 정지가 제어된다. 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 정지가 판정된 후에 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)이 정지되면, 제3 렌즈 그룹(13)이 구동중인 경우, 제3 렌즈 그룹(13)의 정지 동작이 개시된다. 또한, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 정지가 개시된다. 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 정지 동작 중에는, 저속 제어 기간이 설정되고, 목표 위치까지의 잔여 펄스 수에 따라 제1 및 제2 프레임 DC 모터(503)의 구동 전압이 낮아진다.
이에, 목표 위치 도달 시에 제1 및 제2 렌즈 그룹의 오버런량이 경감된다. 제1 및 제2 프레임 포토 인터럽터(509)에 의한 PI 신호를 카운트하여 제1 및 제2 렌즈 그룹이 목표 위치에 도달하면, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 구동을 정지하기 위해서 브레이크 제어가 실행된다. 이 브레이크 기간 동안의 오버런량도 카운트하여 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 최종 위치가 결정된다.
또한, 망원에서 광각 방향으로의 이동 시에 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 백래쉬를 제거하는 제어가 실행된다.
제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)이 정지된 후에 제3 렌즈 그룹(13)의 위치에 대한 보정 구동이 실행된다. 이것은 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 최종 정지 위치에 대응하는 제3 렌즈 그룹(13)의 정지 위치를 산출하여 제3 렌즈 그룹(13)을 그 정지 위치에서 구동하도록 구성된다. 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 정지 위치에 대응하는 제3 렌즈 그룹(13)의 목표 정지 위치는 제1 및 제2 렌즈 그룹의 줌 포인트마다의 위치 정보와 제3 렌즈 그룹(13)의 줌 포인트마다의 위치 정보로부터 보간 연산된다. 제3 렌즈 그룹(13)의 광각 방향으로의 구동 시에는, 제3 렌즈 그룹의 정지 후에 제3 렌즈 그룹(13)의 백래쉬를 제거하는 제어가 실행된다. 그 후, 정지된 제3 렌즈 그룹(13)의 줌 위치에 대응하는 위치에 조리개를 배치하기 위하여 조리개의 구동을 실시한다.
이 예에 있어서, 광각 방향으로 제1 및 제2 프레임 DC 모터(503)가 구동될 때 그 모터의 구동 전압은 광각과 망원 사이의 가변 배율 조작 시 망원 방향에서의 전압보다 높게 설정된다. 또한, 제3 프레임 펄스 모터(507)의 광각 방향에서의 펄스 레이트는 망원 방향에서의 펄스 레이트보다 빠르게 설정된다. 제1, 제2, 제3 그룹(11, 12, 13) 간의 거리를 유지하기 위해서, 제1, 제2, 제3 렌즈 그룹(11, 12, 13) 사이의 위치 관계에 기초하여 제3 렌즈 그룹(13)의 간헐 제어가 실현된다. 따라서, 제3 렌즈 그룹(13)의 구동 속도는 망원 방향으로의 이동 시에, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 구동 속도와 같거나 그보다 더 빠르게 설정된다.
마찬가지로, 제3 렌즈 그룹(13)의 구동 속도는 광각 방향으로의 이동 시에 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 구동 속도와 같거나 그보다 더 빠르게 설정된다. 이러한 구조에 의해, 제3 렌즈 그룹(13)은 제3 렌즈 그룹(13)이 망원 방향으로의 이동 시에 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)으로부터 소정량 이상 떨어져 있지 않고 광각 방향으로의 이동 시에 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)과 접촉하지 않도록 구동된다.
또한, 이 예에서는 제3 렌즈 그룹(13)의 구동 재개 타이밍이 소정의 줌 포인트의 통과 시간으로 설정되지만, 제1 및 제2 렌즈 그룹(11, 12)의 구동 시에 발생 하는 제1 및 제2 프레임 포토 인터럽터(509)에 의한 펄스형 신호 또는 PI 신호를 검출할 때마다, 또는 PI 신호의 소정의 카운트 수마다 타이밍이 설정될 수도 있다.
이에 따라, 제3 렌즈 그룹(13)의 보다 정밀한 간헐 제거를 달성하여 제1, 제2, 제3 렌즈 그룹 간의 거리 정확도를 향상시킬 수 있다.
전술한 실시형태에서, 제3 렌즈 그룹(13)을 광축(X)과 교차하는 렌즈 원통 유닛으로부터 후퇴시키는 구조를 설명하였다. 이 구조에 있어서, 후퇴한 제3 렌즈 그룹은 최소 외경을 갖는다. 최소 외경을 갖는 제3 렌즈 그룹이 후퇴한 경우, 제3 렌즈 그룹이 후퇴하는 렌즈 배럴의 돌출 사이즈를 효과적으로 최소화할 수 있고, 렌즈 배럴의 두께를 삭감할 수 있다.
또한, 후퇴한 렌즈가 고정 프레임으로부터 연장된 경우, 후퇴한 렌즈 그룹이 촬상면으로부터 가능한 한 떨어져 있지 않는 구조를 취함으로써 후퇴한 렌즈 그룹 또는 제3 렌즈 그룹을 구동하는 장치(리드 스크루 등)의 사이즈를 최소화한다.
더욱이, 제3 렌즈 그룹(13)의 렌즈 유지 프레임 또는 제3 렌즈 그룹(13) 자체는 광축(X)을 따른 길이, 즉 두께가 다른 렌즈 그룹(11, 12, 14)의 렌즈 유지 프레임 또는 다른 렌즈 그룹(11, 12, 14)보다 더 두껍다.
제3 렌즈 그룹(13)의 두께가 다른 렌즈 그룹(11, 12, 14)의 두께보다 더 두껍다면, 결국 다른 렌즈 그룹들의 두께가 줄어들어 렌즈 배럴의 두께는 렌즈 배럴이 수납 위치에 있는 경우 삭감될 수 있다.
그 결과, 렌즈 배럴의 두께 또는 렌즈 배럴의 광축 방향에서의 사이즈가 최소화된다.
후퇴한 렌즈 그룹 또는 제3 렌즈 그룹(13)이 조리개 기능을 갖는 셔터 후방에 그리고 셔터와 인접하여 배치되기 때문에, 렌즈 배럴의 직경이 더 작고, 제3 렌즈 그룹의 후퇴는 셔터와 렌즈 그룹 유닛과의 간섭을 고려하는 일 없이 그리고 셔터의 위치를 렌즈 원통 유닛과 과도하게 분리하는 일 없이 간소화된다.
다음에, 복수의 렌즈 그룹들을 갖는 구조에 대해서 보다 상세하게 설명한다.
제1 렌즈 그룹은 플러스 파워를 갖고, 제2 렌즈 그룹(12)은 마이너스 파워를 가지며, 제3 렌즈 그룹(13)은 플러스 파워를 갖고, 제4 렌즈 그룹도 플러스 파워를 갖는다. 제1 렌즈 그룹(11)과 제2 렌즈 그룹(12)의 간격, 제2 렌즈 그룹(12)과 제3 렌즈 그룹(13)의 간격, 제3 렌즈 그룹(13)과 제4 렌즈 그룹(14)의 간격 중 적어도 하나의 간격을 변경함으로써 가변 배율 조작이 실현된다. 제4 렌즈 그룹(14)을 광축(X) 방향을 따라 이동시킴으로써 포커싱 조작이 실현된다.
셔터/조리개 유닛(15)은 제2 렌즈 그룹(12)과 제3 렌즈 그룹(13) 사이에 배치된다. 즉, 조리개 기능을 갖는 셔터는 제3 렌즈 그룹(13) 앞에 위치한다. 제4 렌즈 그룹은 렌즈 원통 유닛 안에 설치된다. 최소 외경을 갖는 제3 렌즈 그룹이 상면으로부터 과도하게 분리되는 일 없이 렌즈 원통 유닛으로부터 후퇴하기 때문에, 제3 렌즈 그룹의 후퇴는 최소 이동으로 실현될 수 있고 렌즈 배럴의 외경이 최소화될 수 있다. 또한, 렌즈 배럴의 두께는 적어도 하나의 렌즈 그룹의 후퇴에 의해 줄어든다.
더욱이, 4배 이상의 높은 가변 배율을 갖는 콤팩트한 렌즈 배럴을 제공하는 것이 가능하다.
한편, 렌즈 그룹은 플러스 파워를 갖는 제1 렌즈 그룹, 마이너스 파워를 갖는 제2 렌즈 그룹, 및 플러스 파워를 갖는 제3 렌즈 그룹에 의해 구성될 수 있으며, 제3 렌즈 그룹이 후퇴될 수 있다.
이와 다르게, 렌즈 그룹은 마이너스 파워를 갖는 제1 렌즈 그룹, 플러스 파워를 갖는 제2 렌즈 그룹, 플러스 파워를 갖는 제3 렌즈 그룹에 의해 구성될 수 있고, 제2 렌즈 그룹 또는 제3 렌즈 그룹이 후퇴될 수 있다.
각각의 렌즈 그룹은 1장 이상의 렌즈로 구성될 수 있고, 여기서 렌즈 그룹은 일체형인 1장 이상의 렌즈를 나타낸다. 이에, 모든 렌즈 그룹은 각각 1장의 렌즈로 구성될 수 있다.
이제 도 29 내지 도 31을 참조하여 전술한 제1 실시형태에 나타내는 본 발명에 따른 렌즈 배럴을 갖는 광학 시스템 장치를 포함하는 카메라에 대해서 설명한다.
여기서는 렌즈 배럴이 카메라에 적용되지만, 소위 PDA(Personal Data Assistant)나 휴대 전화기 등의, 카메라 기능을 갖거나 기능부가 내장된 휴대형 정보 단말기에도 이용된다.
외관은 약간 달라도 대부분의 그러한 휴대용 정보 단말기는 카메라의 기능 및 구조와 실질적으로 같은 기능 및 구조를 갖기 때문에, 본 발명에 따른 렌즈 배럴을 포함하는 광학 시스템 장치는 그러한 휴대형 정보 단말기에 채용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 렌즈 배럴은 복사기, 스캐너 등의 촬상 장치에도 적용될 수 있다.
도 29와 도 30에 도시하는 바와 같이, 카메라는 케이스(120) 내부에 촬영 렌즈(101), 케이스(120) 표면에 셔터 버튼(102), 줌 레버(103), 파인더(104), 스트로브광(105), 액정 디스플레이(= LCD)(106), 조작 버튼(107), 전원 스위치(108), 메모리 카드 슬롯(109), 확장 카드 슬롯(110), 및 배리어 조작부(301) 등을 포함한다.
보통, 액정 디스플레이(= LCD)(106)는, 각종 버튼의 배치와 렌즈 배럴의 배치 때문에, 렌즈 배럴의 후방에서 케이스(120)의 후면에 배치된다. 액정 디스플레이(= LCD)(106)가 얇고 실질적으로 직방체 형상이기 때문에, 렌즈 배럴의 가장 두꺼운 부분과 LCD 모니터의 두께를 더한 것이 실질적으로 카메라의 두께이다.
또한, 도 31에 도시하는 바와 같이, 카메라는, 케이스(120) 내부에 수광 소자(201), 신호 처리 장치(202), 화상 처리 장치(203), 중앙 처리 장치(CPU)(204), 반도체 메모리(205), 및 확장 카드(206)를 포함한다. 명확하게 도시하지는 않지만, 전술한 각 부분의 동작을 위한 전원으로서 배터리로부터 전력이 공급된다.
수광 소자(201)는 CCD(전하 결합 소자) 촬영 소자 등의 영역 센서로서 기능하여 촬영 광학 시스템인 촬영 렌즈(101)에 의해 결상되는, 촬영되는 피사체, 즉 촬영 피사체의 상을 판독한다. 촬영 렌즈(101)로서, 제1 실시형태에서 설명한 본 발명에 따른 렌즈 배럴을 포함하는 광학 시스템 장치가 채용된다.
보다 구체적으로는, 광학 시스템 장치는 렌즈 배럴을 구성하는, 광학 요소인 복수의 렌즈 그룹과 그 렌즈 그룹을 유지하는 가동 원통 유닛을 포함한다.
렌즈 배럴은 전술한 실시형태와 마찬가지로 렌즈 그룹들이, 렌즈 그룹의 광 축에 따른 렌즈 원통의 이동에 따라 이동하도록 각 렌즈 그룹을 렌즈 원통 안에 유지하는 메커니즘을 갖는다. 카메라에 일체화되는 촬영 렌즈(101)는 일반적으로 이 광학 시스템 장치의 형태로 일체화된다.
도 17 내지 도 19에 도시하는 바와 같이, 후방으로 돌출하도록 형성되는 제3 리드 스크루(34) 및 제3 그룹 메인 가이드축(32)의 일부가 LCD 모니터(106)의 외주 가장자리의 외측에 위치하기 때문에, 수납 위치에서 제3 프레임(31)의 암 나사부재(35) 및 슬리브(31f)는 LCD 모니터(106) 외측의 케이스의 간극에 위치한다.
전술한 구조에 의해, 카메라의 두께는 렌즈 배럴의 전면에서 렌즈 배럴 베이스(82)의 후면까지의 두께와 LCD 모니터(106)의 두께를 더한 것이다. 이에, 카메라의 두께를 두껍게 하는 일 없이, 제3 프레임(31)의 이동량을 더 크게 확보할 수 있다.
따라서, 제3 프레임(31)에 의해 유지된 렌즈의 광축(X) 방향을 따른 이동량이 증가할 수 있고, 전체의 렌즈 그룹의 가변 배율이 향상될 수 있다. 더욱이, 후방으로 돌출된, 제3 그룹 리드 스크루(34)와 제3 그룹 메인 가이드축(32)의 일부만이 렌즈 배럴 베이스(82)의 후단면으로부터 광축(X) 방향의 후방으로 돌출 형성되어 있다는 것은 렌즈 배럴의 일부만이 후방으로 돌출함을 의미하기 때문에, 렌즈 배럴을 내부에 수용하는 카메라의 케이스(120) 내부의 배치만 조정하면 되고, 케이스(120)의 사이즈를 크게 할 필요는 없다.
또한, 후방으로 돌출된, 제3 그룹 리드 스크루(34)와 제3 그룹 메인 가이드축(32)의 일부만이 LCD 모니터(106)의 디스플레이 외표면(후단면)의 전측에 배치되 기 때문에, 그것은 종래의 케이스 내부에 확실하게 수납될 수 있다.
수광 소자(201)로부터의 출력은 중앙 처리 장치(204)에 의해서 제어되는 신호 처리 장치(202)에 의해서 처리되어 디지털 화상 정보로 변환된다. 신호 처리 장치(202)에 의해서 디지털화된 화상 정보는 역시 중앙 처리 장치(204)에 의해서 제어되는 화상 처리 장치(203)에서 소정의 화상 처리를 받은 다음, 비휘발성 메모리 등의 반도체 메모리(205)에 저장된다.
이 경우, 반도체 메모리(205)는 메모리 카드 슬롯(109)에 삽입된 메모리 카드일 수 있으며, 또는 카메라 본체에 내장된 반도체 메모리일 수도 있다. 액정 디스플레이(= LCD)(106)는 촬영중인 화상을 표시하거나, 반도체 메모리(205)에 저장된 화상을 표시할 수 있다. 반도체 메모리(205)에 저장된 화상은 확장 카드 슬롯(110)에 삽입된 확장 카드(206)를 통해 카메라 외부에 송신될 수 있다. 한편, 전술한 도 21에 도시된, 렌즈 그룹의 구동을 제어하는 중앙 처리 장치(501)는 중앙 처리 장치(204)에 포함될 수 있고, 그렇지 않다면, 그 유닛(501)과 접속하는 다른 마이크로프로세서를 이용해서 구성될 수도 있다.
촬영 렌즈(101)는 카메라의 휴대시에는 도 29a에 도시되는 수납 또는 저장 상태로 카메라의 본체 내에 매몰되고, 렌즈 배리어(62)도 폐쇄 상태가 된다. 사용자가 배리어 조작부(301)를 조작하여 렌즈 배리어(62)를 개방하면, 전원이 투입되고, 도 29b에 도시하는 바와 같이 렌즈 배럴이 폐쇄 위치에서 개방 위치로 이동하여 카메라 본체로부터 돌출됨으로써 촬영 상태가 확립된다. 이 때, 렌즈 배럴 안에서의 촬영 렌즈(101)는 줌 렌즈를 구성하는 광학 시스템의 각 렌즈 그룹이, 예컨대 단초점 길이 광각 위치에 배치되도록 설정된다.
줌 레버(103)가 조작될 때, 각 렌즈 그룹의 광학 시스템에의 배치는 렌즈 그룹의 이동을 통해 변함으로써 줌은 망원 위치로 변경될 수 있다.
파인더(104)의 광학 시스템은 촬영 렌즈(101)의 필드의 각도의 변화에 연동하여 줌잉이 변경되도록 구성되는 것이 좋다.
많은 경우, 셔터 버튼(102)의 반억지 조작(half-pressing operation)에 의해 포커싱이 달성된다. 본 발명에 따른 렌즈 배럴의 줌 렌즈에 있어서의 포커싱은 주로 제4 렌즈 그룹(14)의 이동에 의해서 달성된다. 또, 셔터 버튼(102)이 전억지 상태(completely pressed state)에 눌러지면, 촬영이 달성된 다음, 전술한 바와 같이 처리가 수행된다.
반도체 메모리(205)에 저장된 화상을 액정 디스플레이(= LCD)(106)에 표시하거나, 그 화상을 확장 카드(206)를 통해 카메라 외부로 송신하기 위하여, 조작 버튼(107)이 소정의 방식으로 조작된다. 반도체 메모리(205) 및 통신 카드(206) 등은 메모리 카드 슬롯(109) 및 통신 카드 슬롯(110) 등의 전용 또는 범용 슬롯에 삽입되어 이용된다.
또, 촬영 렌즈(101)가 수납 상태에 있을 때, 제3 렌즈 그룹(13)은 광축으로부터 후퇴하기 때문에, 제1 렌즈 그룹(11) 및 제2 렌즈 그룹(12)과 병렬적으로 수납된다. 이에, 카메라의 추가 박형화가 실현될 수 있다.
통상 파인더 메커니즘이 렌즈 배럴 위에 배치되기 때문에, 소정의 카메라 조작이 용이하다. 또한, 렌즈 배럴이 줌 가변 배율 메커니즘을 포함하는 경우, 파인 더 메커니즘도 줌 가변 배율 메커니즘이 필요하기 때문에, 줌 가변 배율 조작을 수행하기 위한 구동원(DC 모터, 펄스 모터 등)과, 구동원의 구동력을 렌즈 그룹에 전달하기 위한 전달 메커니즘(기어 연결 메커니즘 등)은 파인더 메커니즘에 인접하여 배치된다. 예컨대 파인더 메커니즘이 렌즈 배럴의 상좌측 위치에 설치된다면, 구동원과 전달 메커니즘은 렌즈 배럴의 상우측 위치에 설치되어 한정된 공간을 유효하게 이용한다.
다음에, 후퇴 가능한 렌즈 그룹 또는 제3 렌즈 그룹(13)의 프레임(31)이 후퇴하면, 유지 프레임은 좌측 공간을 고려하여 렌즈 배럴 아래에 수납된다. 그 공간은 렌즈 배럴의 하우측 위치이거나, 하좌측 위치이다. 이 실시형태에서는 그 공간이 렌즈 배럴의 하우측 위치 상에 배치되어 후퇴한 제3 렌즈 그룹의 유지 프레임을 수납한다. 전술한 고정 렌즈 원통의 수납부가 그 위치에 배치된다.
렌즈 그룹을 구동하는 구동원 및 전달 메커니즘은 하좌측 위치에 배치된다. 그 결과, 소형화된 렌즈 배럴은 통상의 원형 렌즈 배럴의 상좌측 위치, 상우측 위치, 하우측 위치, 하좌측 위치의 4개의 코너를 효과적으로 이용하게 한다.
전술한 렌즈 배럴 또는 전술한 카메라를 구비한 휴대 전화기, 또는 소위 PDA(Personal Data Assistant) 등의 휴대형 정보 단말기는 본 발명의 휴대용 정보 단말기의 실시형태들일 수 있다. 이들 휴대용 정보 단말기에 따르면, 제3 프레임(31)에 의해 유지된 렌즈의 광축(X) 방향을 따른 이동량이 증가할 수 있고, 전체 렌즈 그룹의 가변 배율을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 제3 프레임(31)을 구동하는 일부만이 렌즈 배럴 베이스(82)의 후단면으로부터 광축(X) 방향의 후방으로 돌출 형성되어 있다는 것은 렌즈 배럴의 일부만이 후방으로 돌출함을 의미하기 때문에, 렌즈 배럴을 내부에 수용하는 휴대형 정보 단말기의 케이스 내부의 배치만 조정하면 되고, 케이스의 사이즈를 크게 할 필요는 없다.
본 발명에 따른 렌즈 배럴은 카메라 기능 또는 기능부가 내장된 임의의 휴대용 장치에 적용될 수 있다. 소위 PDA(Personal Data Assistant) 등의 휴대용 정보 단말기, 휴대용 전화기 등이 그 예이지만, 이들에 제한되지는 않는다. 또한, 본 발명에 따른 렌즈 배럴은 복사기, 스캐너 등의 결상 장치에 그리고 렌즈 구동 기기 및 광학 장치에도 적용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 복수의 렌즈 그룹들과;
    상기 복수의 렌즈 그룹들을 각각 유지하도록 구성되는 복수의 렌즈 유지 프레임들과;
    고정 베이스 부재에 의해 유지되며, 상기 복수의 렌즈 유지 프레임들의 일부를 내부에 유지하도록 구성되는 가동 원통과;
    상기 복수의 렌즈 유지 프레임들을 구동하도록 구성되는 렌즈 유지 프레임 구동 장치
    를 포함하고,
    상기 복수의 렌즈 그룹들 중 적어도 하나는, 상기 복수의 렌즈 그룹들 중 적어도 하나가 수납되는 수납 위치로부터 피사체측을 향해 이동하여, 촬영 상태를 확립하며,
    상기 렌즈 유지 프레임 구동 장치는,
    상기 복수의 렌즈 그룹들 중 적어도 하나의 그룹의 렌즈들 중 적어도 하나가, 모든 렌즈들의 광축이 광축 방향을 따라 정렬되는 촬영 상태로부터, 촬상측으로 이동하도록 구동시키고,
    상기 렌즈 유지 프레임들 중 하나이면서 상기 가동 원통의 외부로 후퇴되는 후퇴 렌즈를 유지하도록 구성되는 렌즈 후퇴 프레임을 후퇴 위치로 구동시키도록 구성되며,
    상기 렌즈 후퇴 프레임을 구동하는 상기 렌즈 유지 프레임 구동 장치의 일부를 유지하는 리테이너판이, 상기 가동 원통을 유지하는 고정 베이스 부재의 후단면으로부터 광축 방향 후방으로 돌출한 오목부를 포함하는 것인 렌즈 배럴.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광축 방향 후방으로 돌출한 오목부는, 상기 광축 방향을 따라 연장되는 리드 스크루(lead screw)를 유지하는 것인 렌즈 배럴.
  3. 제2항에 있어서, 상기 렌즈 후퇴 프레임이 후퇴 위치에 있을 때, 상기 리드 스크루와 나사 결합(thread) 되는 나사 부재의 일부는, 상기 고정 베이스 부재의 후단면의 후방에 위치하는 것인 렌즈 배럴.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광축 방향 후방으로 돌출한 오목부는, 상기 광축 방향을 따라 연장되며 상기 렌즈 후퇴 프레임을 상기 광축 방향을 따라 안내하도록 구성되는 가이드축을 유지하는 것인 렌즈 배럴.
  5. 제4항에 있어서, 상기 렌즈 후퇴 프레임은 상기 가이드축과 상기 광축 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 결합되고, 상기 렌즈 후퇴 프레임이 후퇴 위치에 있을 때, 상기 가이드축과 결합된 슬리브(sleeve)의 일부는 상기 고정 베이스 부재의 후단면의 후방에 위치하는 것인 렌즈 배럴.
  6. 제3항에 있어서, 상기 수납 위치에서, 상기 나사 부재는 상기 리테이너판의 오목부에 들어가는 것인 렌즈 배럴.
  7. 제5항에 있어서, 상기 수납 위치에서, 상기 슬리브는 상기 리테이너판의 오목부에 들어가는 것인 렌즈 배럴.
  8. 피사체를 촬영하기 위한 카메라에 있어서,
    케이스와;
    청구항 제1항에 기재된 렌즈 배럴과;
    상기 렌즈 배럴에 배치된 렌즈 그룹들로부터의 화상을 표시하는 모니터
    를 포함하고,
    상기 렌즈 배럴은 상기 케이스 내부에 배치되고, 상기 모니터는 상기 케이스의 후면에 설치되며, 상기 광축 방향 후방으로 돌출한 오목부는 상기 모니터의 외주 가장자리의 외측에 위치하는 것인 카메라.
  9. 제8항에 있어서, 상기 광축 방향 후방으로 돌출한 오목부의 후단면은 상기 모니터의 디스플레이 외표면의 앞측에 배치되는 것인 카메라.
  10. 청구항 제1항에 기재된 렌즈 배럴을 포함하는 휴대형 정보 단말기.
  11. 청구항 제8항에 기재된 카메라를 포함하는 휴대형 정보 단말기.
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