KR20050070076A

KR20050070076A - 광학 유닛 및 촬상 장치

Info

Publication number: KR20050070076A
Application number: KR1020057006918A
Authority: KR
Inventors: 사또시 이마이; 노부아끼 아오끼; 다쯔오 마끼이; 히데끼 야마오까
Original assignee: 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2003-10-24
Publication date: 2005-07-05
Also published as: CN1708711A; WO2004038475A1; CN100370302C; JP2004145028A; JP4250946B2; TWI254808B; TW200409960A; US20060153555A1; US7418200B2

Abstract

본 발명은 광학계를 사용 위치와 수납 위치 사이로 이동 가능한 삽통식 광학 유닛 및 그 광학 유닛을 구비한 촬상 장치에 관한 것이다. 특히, 고정 경통에 대해 이동 가능하게 지지된 렌즈 경통의 위치를 검출함으로써 렌즈의 위치 정보를 얻을 수 있는 광학 유닛 및 촬상 장치에 관한 것이다. 본 발명의 광학 유닛은 고정 고리 및 후방부 경통에 대해 2군 렌즈 프레임이 광축 방향을 따라서 이동 가능하고, 2군 렌즈 프레임의 배후에 고체 촬상 소자를 구비한 삽통식 광학 유닛에 있어서, 이동 가능한 2군 렌즈 프레임에 그 2군 렌즈 프레임의 위치를 검출하는 위치 검출 수단을 마련한다. 본 발명에 따르면, 외형부의 돌기 등을 없애고 소형화를 도모할 수 있는 동시에, 부품 가짓수나 가공 공정수의 증가를 최소한으로 억제할 수 있다.

Description

광학 유닛 및 촬상 장치{OPTICAL UNIT AND IMAGING DEVICE}

본 발명은 광학계를 사용 위치와 수납 위치 사이로 이동 가능한 삽통식 광학 유닛 및 그 광학 유닛을 구비한 디지털 스틸 카메라, 디지털 비디오 카메라 등의 촬상 장치에 관한 것으로, 특히 고정 경통에 대해 이동 가능하게 지지된 렌즈 경통의 위치를 검출함으로써 렌즈의 위치 정보(예를 들어, 줌 위치에 관한 정보 등)를 얻을 수 있도록 한 광학 유닛 및 그 광학 유닛을 구비한 촬상 장치에 관한 것이다.

최근, 디지털 스틸 카메라나 디지털 비디오 카메라 등의 촬상 장치에 있어서는 휴대성의 향상이나 사용성의 향상이 요구되고, 카메라 전체의 소형화가 추구되고 있고, 촬상 장치에 이용되는 광학계 렌즈 경통이나 렌즈의 소형화도 진행되고 있다. 또한, 촬영된 화상의 한층 고화질화 및 고화소화의 요망도 강하고, 광학계의 구성 부재인 렌즈는 대형화되어도 구동 기구를 소형화함으로써 광학계 렌즈 경통의 소형화가 요구되는 일이 많다.

이와 같은 요망은 디지털 스틸 카메라나 디지털 비디오 카메라 등의 촬상 장치에 사용되고 있는, 소위 삽통식 렌즈에 관해서도 마찬가지이고, 휴대의 편리성이라는 관점으로부터 소형화 및 박형화 등이 요망되고 있다.

도3은 삽통식 렌즈를 구비한, 예를 들어 디지털 스틸 카메라의 비사용 시의 렌즈 수납 상태, 즉 렌즈의 삽통 위치의 외관 사시도를 도시하는 것이다. 도4는 렌즈 경통이 신장된 카메라 사용 상태를 도시하는 것으로, 와이드(광각) 위치 혹은 텔레(망원) 위치의 외관 사시도이다.

도5의 (a), 도5의 (b) 및 도5의 (c)에 종래의 삽통식 렌즈의 단면도를 도시한다. 도5의 (a)가 비사용 시의 렌즈 수납 위치, 도5의 (b)가 와이드(광각) 위치, 도5의 (c)가 텔레(망원) 위치의 각 단면도이다. 또한, 도6은 삽통식 렌즈의 분리 상태의 사시도이다.

우선, 도3 및 도4에 있어서, 디지털 스틸 카메라의 주된 기능에 대해 설명한다. 부호 1이 디지털 스틸 카메라의 카메라 본체부이고, 부호 2가 카메라 본체부(1)의 1측 전방면에 설치되어 있는 삽통식 촬상 렌즈부이다. 도3의 삽통 상태에서는 배리어(3)에 의해 촬상 렌즈부(2)의 전방 렌즈면이 보호되어 있다. 또한, 카메라 본체부(1)의 전방면측에는 파인더 렌즈(4)와, 스트로보(5)와, 피사체와의 거리를 검출하기 위한 오토 포커스 보조광 수광부(6)가 배치되어 있다. 또한, 부호 7은 파인더창, 8은 셔터 버튼, 9는 모드 절환 손잡이이다.

다음에, 도5의 (a), 도5의 (b) 및 도5의 (c) 및 도6을 참조하여 삽통식 광학 유닛인 촬상 렌즈부(2)의 상세한 구성에 대해 설명한다.

부호 10은 복수의 렌즈(11)를 보유 지지한 1군 렌즈 프레임이고, 1군 렌즈 프레임(10)은 캠 고리(12)의 제1 캠 홈(12a)에 끼워 맞추어지는 복수의 캠 핀(10a)을 구비하고 있다. 1군 렌즈 프레임(10)은, 예를 들어 유리 섬유를 함유하는 흑색의 폴리카보네이트 수지로 성형되어 강도 및 차광성을 갖고 있다.

부호 13은 복수의 렌즈(13a)를 보유 지지한 2군 렌즈 프레임이고, 2군 렌즈 프레임(13)은 캠 고리(12)의 제2 캠 홈(12b)에 끼워 맞추어지는 복수의 캠 핀(13b)을 구비하고 있다. 2군 렌즈 프레임(13)은, 예를 들어 유리 섬유를 함유하는 흑색의 폴리카보네이트 수지로 성형되어 강도 및 차광성을 갖고 있다. 또한, 2군 렌즈 프레임(13)에는 아이리스 셔터 기구를 구성하고 있는 경우도 있다.

상술한 캠 고리(12)는 기어 유닛(14)의 기어(14a)에 의해 고정 고리(15)의 내경 내에서 회전 구동하기 위한 기어부(12c)와, 고정 고리(15)의 캠 홈(15a)에 끼워 맞추어지는 복수의 캠 핀(12d)을 구비하고 있다. 캠 고리(12)는, 예를 들어 유리 섬유를 함유하는 흑색의 폴리카보네이트 수지로 성형되어 강도 및 차광성을 갖고 있다. 제1 캠 홈(12a) 및 제2 캠 홈(12b)에 의해, 1군 렌즈 프레임(10) 및 2군 렌즈 프레임(13)을 소정의 커브를 따라서 광축 L방향으로 이동시키는 주밍 동작이 행해진다.

부호 16은 직진 안내 고리로, 캠 고리(12)와 일체적으로 고정 고리(15)의 내경에서 광축 L방향으로 이동하는 부재이다. 이 직진 안내 고리(16)에는 1군 렌즈 프레임(10)을 광축 방향으로 가이드하는 복수의 안내 홈(16a)과, 2군 렌즈 프레임(13)을 광축 방향으로 가이드하는 복수의 안내 홈(16b)을 구비하고 있다. 이 직진 안내 고리(16)는, 예를 들어 유리 섬유를 함유하는 흑색의 폴리카보네이트 수지로 성형되어 강도 및 차광성을 갖고 있다.

고정 고리(15)는 후방부 경통(17)에 고정되는 부재이다. 이 고정 고리(15)는, 예를 들어 유리 섬유를 함유하는 흑색의 폴리카보네이트 수지로 성형되어 강도 및 차광성을 갖고 있다.

부호 18은 렌즈(19)를 보유 지지한 3군 렌즈 프레임이다. 이 3군 렌즈 프레임(18)은, 예를 들어 유리 섬유를 함유하는 흑색의 폴리카보네이트 수지로 성형되어 강도 및 차광성을 갖고 있다. 이 3군 렌즈 프레임(18)은 후방부 경통(17)에 대해 광축 방향으로 이동 가능하게 보유 지지되어 있고, 도시하지 않은 스텝핑 모터 등의 동력원에 의해 광축 방향으로 미소하게 변이되도록 되어 있다.

후방부 경통(17)에는 고정 고리(15)와, 배리어 구동 기구(20)와, 기어 유닛(14)이 고정된다. 또한, 후방부 경통(17)에는 3군 렌즈 프레임(18)에 대면하도록 한 보유 지지부(21)에 광학식 로우패스 커트 필터나 적외 커트 필터로 이루어지는 광학 필터(22)가 밀봉 고무(23)로 탄성 압박되도록 하여 위치 결정 고정되어 있다. 또한, 후방부 경통(17)에는 광학 필터(22)의 배후에 CCD나 CMOS 등의 고체 촬상 소자(24)가 위치 결정 고정되어 있다.

배리어 구동 기구(20)는 촬상 렌즈부(2)의 삽통 시에 연동하여 배리어(3)를 폐지 구동하기 위한 돌기 부재이다. 또한, 기어 유닛(14)은 기어(14a)와 맞물리는 기어부(12c)를 거쳐서 캠 고리(12)를 회전 구동하는 것이고, 그 기어비는 삽통 상태 → 와이드 상태 → 텔레 상태 및 텔레 상태 → 와이드 상태 → 삽통 상태의 범위에 있어서 충분한 구동력을 얻을 수 있도록 정해져 있다.

다음에, 상술한 촬상 렌즈부(2)의 동작에 대해 설명한다.

도5의 (a)의 삽통 상태로부터 도5의 (b)의 와이드 위치의 사이의 동작에 있어서, 캠 고리(12)는 기어부(12c)가 기어 유닛(14)의 기어(14a)가 DC 모터 등의 구동원에 의해 구동되고, 캠 핀(12d)이 고정 고리(15)의 캠 홈(15a)을 따라서 회전하면서 피사체를 향해 광축 방향으로 이동한다. 이 때, 직진 안내 고리(16)는 캠 고리(12)와 일체로 화살표 A방향으로 이동한다.

이와 동시에, 1군 렌즈 프레임(10)은 그 캠 핀(10a)이 캠 고리(12)의 제1 캠 홈(12a) 및 직진 안내 고리(16)의 안내 홈(16a)을 따라서 화살표 B방향으로 이동한다. 이와 동시에, 2군 렌즈 프레임(13)은 그 캠 핀(13b)이 캠 고리(12)의 제2 캠 홈(12b) 및 직진 안내 고리(16)의 안내 홈(16b)을 따라서 화살표 C방향으로 이동한다. 이상과 같은 동작에 의해, 1군 렌즈 프레임(10) 및 2군 렌즈 프레임(13)은 광학적으로 와이드 위치가 된다.

그리고, 와이드 위치로부터 도5의 (c)의 텔레 위치의 사이의 동작에 있어서도 캠 고리(12)는 기어 유닛(14)에 의해 구동되지만, 이 범위에 있어서 캠 핀(12d)은 캠 홈(15a)의 수평인 캠 홈(15b)을 이동함으로써 캠 고리(12)가 광축 방향으로 이동하지 않으므로, 직진 안내 고리(16)도 화살표 D에 도시한 바와 같이 광축 방향으로는 이동하지 않는다. 이 때, 1군 렌즈 프레임(10)은 그 캠 핀(10a)이 캠 고리(12)의 캠 홈(12a) 및 직진 안내 고리(16)의 안내 홈(16a)을 따라서 화살표 E방향으로 이동한다.

동시에 2군 렌즈 프레임(13)은 그 캠 핀(13b)이 캠 고리(12)의 캠 홈(12b) 및 직진 안내 고리(16)의 안내 홈(16b)을 따라서 화살표 F방향으로 이동한다. 이상과 같은 동작에 의해, 1군 렌즈 프레임(10) 및 2군 렌즈 프레임(13)은 광학적으로 와이드 위치로부터 텔레 위치 사이를 이동함으로써 주밍 동작을 행한다.

또한, 텔레 위치로부터 와이드 위치, 와이드 위치로부터 삽통 상태에 대해서는 기어 유닛(14)의 기어(14a)를 역회전 구동함으로써, 캠 고리(12)를 역방향으로 회전시킴으로써 행한다.

여기서, 1군 렌즈 프레임(10) 및 2군 렌즈 프레임(13)이 주밍 동작을 행하였을 때, 이것과는 별도의 도시하지 않은, 예를 들어 스텝핑 모터 등으로 이루어지는 구동원에 의해 3군 렌즈 프레임(18)이 광축 방향으로 미소하게 변위됨으로써 포커싱 동작을 행한다.

이와 같이 촬상 렌즈부(2)가 피사체의 위치에 따라서 1군 렌즈 프레임(10) 및 2군 렌즈 프레임(13)을 이동시키고 줌임 동작 및 포커싱 동작을 선택적으로 행하기 위해, 촬상 렌즈부(2)에는 렌즈의 위치를 검출하는 수단이 필요해진다.

종래의 삽통식 렌즈의 줌 위치 검출 방법으로서는, 예를 들어 캠 고리의 회전 각도에 의한 위치 검출 방법이나, 캠 고리의 조출 방향의 위치에 의한 위치 검출 방법 등이 알려져 있다.

또한, 캠 고리의 회전 각도에 의한 위치 검출 방법에는 캠 고리의 외형부에 전기적인 패턴을 배치하여 그 도통의 변화에 의해 위치를 검출하는 방법이나, 캠 고리의 외형부에 회전 위치를 검출하기 위한 돌기와, 그 외측에 배치한 스위치를 설치하여, 그 돌기로 스위치를 동작시켜 줌 위치를 검출하는 방법 등이 알려져 있다.

도7은 전자의 전기적 접점(브러시)에 의한 회전 위치의 검출 수단을 나타내는 것이다. 도7에 있어서, 부호 50은 삽통식 렌즈의 촬상 렌즈부이고, 비사용 시의 렌즈 수납 상태인 삽통 위치와, 와이드(광각) 위치와, 텔레(망원) 위치를 선택적으로 취할 수 있도록 되어 있다. 촬상 렌즈부(50)의 좌측 상부에는 파인더 렌즈(51)가 배치되어 있다.

이 촬상 렌즈부(50)의 상부에 전기적 접점에 의한 회전 위치 검출 수단(52)이 마련되어 있다. 이 회전 위치 검출 수단(52)은 렌즈 경통의 회전부에 마련된 전기 접점 패턴(53)과, 카메라 본체 등의 고정부에 부착된 브러시부(54)로 이루어지고, 브러시부(54)에 설치된 복수의 브러시(55)가 전기 접점 패턴(53)에 미끄럼 이동 가능하게 접촉되어 있다.

이렇게 하여, 렌즈 경통의 회전부의 회전 위치에 의해 복수의 브러시(55)와 전기 접점 패턴(53)의 접촉 위치가 변화되므로, 그 회전 위치에 대응하여 전기적 출력이 변경된다. 이 전기적 출력의 변화를 봄으로써 회전 위치 검출 수단(52)으로 렌즈의 줌 위치를 검출할 수 있다.

도8은 후자의 가변 저항기에 의한 회전 위치의 검출 수단을 나타내는 것이다. 도8에 있어서, 부호 60은 삽통식 렌즈의 촬상 렌즈부이고, 마찬가지로 삽통 위치와 와이드(광각) 위치와 텔레(망원) 위치를 선택적으로 취할 수 있다. 촬상 렌즈부(60)의 좌측 상부에 파인더 렌즈(61)가 배치되어 있고, 그 하방인 촬상 렌즈부(60)의 좌측 하부에 가변 저항기에 의한 회전 위치 검출 수단(62)이 마련되어 있다.

이 회전 위치 검출 수단(62)은 카메라 본체 등의 고정부에 부착된 가변 저항기(63)와, 이 가변 저항기(63)의 검출 부재(63a)를 지지하는 지지 부재(64)와, 이 지지 부재(64)를 촬상 렌즈부(60)의 광축 방향으로 이동시키는 리드 스크류(65)와, 렌즈 경통의 회전부에 설치된 기어부에 맞물려 그 회전력을 리드 스크류(65)로 전달하는 기어 열(66)로 구성되어 있다. 기어 열(66)은 렌즈 경통의 기어부에 맞물리는 구동 기어와, 리드 스크류(65)에 고정되는 스크류부 기어와, 이 스크류부 기어와 구동 기어 사이를 동력 전달 가능하게 연결하는 아이들러 기어로 이루어져 있다.

이렇게 하여, 렌즈 경통의 회전부의 회전 위치에 의해 가변 저항기(63)의 저항치가 변화된다. 그 가변 저항기(63)로부터 출력되는 저항치를 봄으로써 회전 위치 검출 수단(62)으로 렌즈의 줌 위치를 검출할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같은 위치 검출 방법을 이용한 광학 장치로서는, 예를 들어 특허문헌 1과 같은 것도 있다. 이 특허문헌 1에 기재된 광학 장치는 광학계를 구성하는 제1 렌즈 유닛과, 상기 제1 렌즈 유닛을 구동하는 제1 모터와, 상기 광학계를 구성하는 상기 제1 렌즈 유닛의 후방에 설치되는 제2 렌즈 유닛과, 상기 광학계의 수납 지시에 응답하여 상기 제2 렌즈 유닛을 집어넣고, 상기 제2 렌즈 유닛의 집어넣기가 완료된 후에 상기 제1 렌즈 유닛의 집어넣기를 개시하고, 상기 제2 렌즈 유닛의 집어넣기에 의해 비워진 공간에 상기 제1 렌즈 유닛을 집어넣도록 상기 제1, 제2 모터를 제어하는 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

이 광학 장치는 렌즈의 위치를 검출하기 위한 리니어 센서를 구비하고 있고, 그 리니어 센서는 베이스에 나사 고정 등에 의해 고정되어 있다. 이 리니어 센서는 가변 저항기로 이루어지고, 단자 사이에 소정의 전압을 인가한 상태에서 미끄럼 이동자가 슬라이드함으로써 리니어로 변화되는 출력이 단자 사이로부터 출력된다.

[특허문헌 1]

일본 특허 공개 2000-194046호 공보(제5 페이지, 도12 등)

그러나, 상술한 바와 같은 렌즈 위치 검출 방법에 있어서, 전자의 캠 고리의 회전 각도에 의한 위치 검출 방법에서는 캠 고리의 외형부에 돌기나 스위치 혹은 전기적 패턴 등을 배치할 필요가 있으므로, 외형부가 커져 대형화되는 동시에, 부품 가짓수나 가공 공정수가 증가되어 비경제적이 되어버리는 과제가 있었다.

또한, 후자의 캠 고리의 조출 방향의 위치에 의한 위치 검출 방법에서는 외형부에 돌기를 설치하고, 이 돌기에 대응시켜 스위치나 판 스프링을 소정 위치에 설치할 필요가 있으므로, 전자에 비해 부품 가짓수의 증가는 적지만, 외형부가 커져 소형화에 대해서는 불리해지게 되는 과제가 있었다.

또한, 어느 한 쪽의 위치 검출 방법에 있어서도 기계적 스위치나 도통을 검출하는 브러시 등의 미끄럼 이동 부분이 존재하여 그 미끄럼 이동 부분의 마찰 저항에 의해 렌즈에 대한 부하가 발생한다. 그로 인해, 구동력에 대한 렌즈의 이동 효율이 내려가게 되는 과제도 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 과제를 해소하기 위해서 이루어진 것으로, 이동 가능한 렌즈 경통의 내부에 위치 검출 수단을 마련하여, 렌즈 경통의 내부에서 그 위치를 검출함으로써 장치 전체의 소형화를 도모할 수 있는 동시에, 렌즈 경통 내에 배치된 렌즈부 사이의 충돌을 방지할 수 있는 광학 유닛 및 그 광학 유닛을 구비한 촬상 장치를 제공한다.

도1의 (a)는 본 발명의 광학 유닛의 제1 실시예의 삽통 상태를 도시하는 단면도이다.

도1의 (b)는 마찬가지로 광학 유닛의 제1 실시예의 와이드 위치를 도시하는 단면도이다.

도1의 (c)는 마찬가지로 광학 유닛의 제1 실시예의 텔레 위치를 도시하는 단면도이다.

도2는 도1의 광학 유닛을 분해하여 도시하는 사시도이다.

도3은 광학 유닛이 삽통 상태인 디지털 스틸 카메라의 외관 사시도이다.

도4는 광학 유닛이 와이드 상태 또는 텔레 상태로 신장한 디지털 스틸 카메라의 외관 사시도이다.

도5의 (a)는 종래의 광학 유닛의 삽통 상태를 도시하는 단면도이다.

도5의 (b)는 마찬가지로 광학 유닛의 와이드 위치를 도시하는 단면도이다.

도5의 (c)는 마찬가지로 광학 유닛의 텔레 위치를 도시하는 단면도이다.

도6은 종래의 광학 유닛을 분해하여 도시하는 사시도이다.

도7은 종래의 광학 유닛의 렌즈 위치를 검출하는 수단이 전기적 접점에 의한 방식인 예를 나타내는 정면도이다.

도8은 종래의 광학 유닛의 렌즈 위치를 검출하는 수단이 가변 저항기에 의한 방식인 예를 나타내는 정면도이다.

<부호의 설명>

10 : 1군 렌즈 프레임

10a : 캠 핀

12 : 캠 고리

12a, 12b : 캠 홈

12c : 기어부

12d : 캠 핀

13 : 2군 렌즈 프레임

13b : 캠 핀

15 : 고정 고리

16 : 직진 안내 고리

16a, 16b : 안내 홈

17 : 후방부 경통

18 : 3군 렌즈 프레임

22 : 광학 필터

24 : 고정 촬상 소자(촬상 수단)

71 : 돌기부

72 : 포토 센서

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 출원의 광학 유닛은 고정 경통에 대해 적어도 1개의 렌즈 경통이 광축 방향을 따라서 이동 가능하고, 렌즈 경통의 배후에 촬상 수단을 구비한 삽통식 광학 유닛에 있어서, 고정 경통 내에서 렌즈 경통에 렌즈 경통의 위치를 검출하는 위치 검출 수단을 마련한 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 출원의 광학 유닛을 구비한 촬상 장치는 고정 경통과, 고정 경통에 대해 광축 방향을 따라서 이동 가능하게 된 적어도 1개의 렌즈 경통과, 렌즈 경통의 배후에 배치된 촬상 수단과, 고정 경통 내에서 렌즈 경통의 위치를 검출하는 위치 검출 수단을 갖는 삽통식 광학 유닛을 구비한 촬상 장치에 있어서, 촬상 장치는 디지털 스틸 카메라, 디지털 비디오 카메라 등의 카메라 장치인 것을 특징으로 하고 있다.

상술한 광학 유닛에 따르면, 고정 경통 내에서 렌즈 경통의 위치를 검출하는 위치 검출 수단을 마련하는 구성으로 하였으므로, 외형부의 돌기 등을 없애고 소형화를 도모할 수 있는 동시에, 부품 가짓수나 가공 공정수의 증가를 최소한으로 억제할 수 있다.

또한, 광학 유닛을 구비한 촬상 장치에 따르면, 소형화가 가능한 광학 유닛을 이용할 수 있으므로, 장치 전체의 소형화, 경량화를 도모할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 삽통식 광학 유닛 및 그 광학 유닛을 구비한 촬상 장치의 실시 형태의 예를, 도면을 참조하여 설명한다.

도1의 (a), 도1의 (b) 및 도1의 (c)는 본 발명에 의한 삽통식 렌즈의 단면도이고, 도1의 (a)가 비사용 시의 렌즈 수납 상태인 삽통 위치, 도1의 (b)가 와이드(광각) 위치, 도1의 (c)가 텔레(망원) 위치의 각 상태를 도시하는 것이다. 또한, 도1의 (a), 도1의 (b) 및 도1의 (c)에 있어서, 상술한 도5의 (a), 도5의 (b) 및 도5의 (c)에서 설명한 구성 부분과 동일 부분에는 동일 부호를 붙여 설명한다.

여기서, 복수의 렌즈(11)를 보유 지지한 1군 렌즈 프레임(10) 및 복수의 렌즈(13a)를 보유 지지한 2군 렌즈 프레임(13)이 캠 고리(12)의 회전 구동에 의해, 도1의 (a)의 삽통 위치로부터 도1의 (b)의 와이드 위치 및 도1의 (b)의 와이드 위치로부터 도1의 (c)의 텔레 위치에 주밍 동작을 행할 때의 동작은 도5의 (a), 도5의 (b) 및 도5의 (c)에서 설명한 경우와 마찬가지이다.

또한, 본 발명이 특징으로 하는 부분은 고정 경통에 대해 적어도 1개의 렌즈 경통이 광축 방향을 따라서 이동 가능하고, 렌즈 경통의 배후에 촬상 수단을 구비한 삽통식 광학 유닛에 있어서, 이동 가능한 렌즈 경통의 내부에 렌즈 경통의 위치를 검출하는 위치 검출 수단을 마련한 것이고, 이에 의해 포커스 렌즈부의 동작 범위의 제어를 행하여 렌즈 경통 내에 있어서의 렌즈부 사이의 충돌을 방지하고 동작 불량을 회피하는 동시에, 광학 위치 정밀도를 향상시키는 것이다.

이하에, 광학 유닛의 렌즈 위치 검출 기구를, 도1의 (a) 내지 도1의 (c) 및 도2를 참조하여 설명한다. 도2는 광학 유닛의 분해 사시도이다.

도1의 (a) 내지 도1의 (c)에 있어서, 부호 10은 복수의 렌즈(11)를 보유 지지하는 1군 렌즈 프레임이고, 12는 1군 렌즈 프레임(10)을 광축 방향으로 이동 가능하게 지지하는 캠 고리다. 또한, 부호 13은 복수의 렌즈(13a)를 보유 지지하는 2군 렌즈 프레임이고, 16은 2군 렌즈 프레임(13)을 광축 방향으로 이동 가능하게 지지하는 직진 안내 고리이다.

또한, 부호 15는 캠 고리(12)를 광축 방향으로 이동 가능하게 지지하는 고정 고리이고, 고정 고리(15)는 후방부 경통(17)의 전방면에 일체적으로 고정되어 있다. 후방부 경통(17)에는 광학 필터(22)와 고체 촬상 소자(24)가 보유 지지되어 있고, 양자 사이에는 밀봉 고무(23)가 개재되어 있다. 그리고, 광학 필터(22)의 전방에는 3군 렌즈 프레임(18)에 보유 지지된 렌즈(19)가 배치되어 있다.

또한, 2군 렌즈 프레임(13)의 배면측에는 후방부 경통(17)측으로 돌출되는 핀 형상의 돌기부(71)가 설치되어 있다. 이 돌기부(71)는 촬상 렌즈부(2)의 광축과 대략 평행해지도록 연장되어 있고, 렌즈(19)를 보유 지지하는 3군 렌즈 프레임(18)의 외주면보다 외측에 위치하도록 배치되어 있다. 이 돌기부(71)를 검출하는 포토 센서(72)가 부착 브래킷(73)을 거쳐서 후방부 경통(17)에 부착되어 있다. 포토 센서(72)의 검출부에는 돌기부(71)가 마주보게 되어 있고, 돌기부(71)가 그 검출부 내로 인입함으로써 2군 렌즈 프레임(13)의 위치가 검출된다.

본 실시예에서는 돌기부(71)와 포토 센서(72)에 의해 레지스트 경통의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 수단의 하나의 구체적인 예가 구성되어 있다. 이 위치 검출 수단에서는 2군 렌즈 프레임(13)이 후퇴하여 가장 3군 렌즈 프레임(18)에 근접한 상태를 검출할 수 있다. 이 경우, 3군 렌즈 프레임(18)에 접촉하기 직전에 2군 렌즈 프레임(13)이 정지하도록 돌기부(71) 및 포토 센서(72)를 부착한다.

다음에, 렌즈의 동작에 대해 설명한다.

렌즈의 삽통 상태로부터 캠 고리(12)가 기어부(12c)에서 구동됨으로써, 캠 핀(12d)이 고정 고리(15)의 캠 홈(15a)을 따라서 회전하면서 와이드 위치까지 전방으로 이동한다(화살표 A). 이 때, 1군 렌즈 프레임(10) 및 2군 렌즈 프레임(13)은 각각 캠 핀(10a)이 캠 홈(12a)을 따라서 전후 방향으로 이동하고, 캠 핀(13b)이 캠 홈(12b)을 따라서 전후 방향으로 이동한다. 이에 의해, 광학 유닛이 소정의 광학 와이드 위치가 된다(화살표 B 및 화살표 C).

또한, 광학 와이드-텔레 위치의 사이도 캠 고리(12)가 기어부(12c)에서 구동됨으로써 회전한다. 이 범위의 고정 고리(15)의 캠 홈(15a)은 캠 고리(12)가 전후 방향으로는 이동하지 않도록 형성하고 있으므로, 화살표 D의 움직임이 된다. 이 때, 1군 렌즈 프레임(10)은 캠 핀(10a)이 캠 홈(15a)을 따라서 전후 방향으로 이동하고, 2군 렌즈 프레임(13)은 캠 핀(13b)이 캠 홈(12b)을 따라서 전후 방향으로 이동함으로써 소정의 광학 위치를 경유하면서 광학 와이드-텔레 위치 사이를 이동한다(화살표 E 및 화살표 F).

상기한 1군 렌즈 프레임(10), 2군 렌즈 프레임(13) 및 캠 고리(12)의 구동은 렌즈의 삽통 및 줌의 동작을 행하지만, 이것과는 별도의 구동원에 의해 3군 렌즈 프레임(18)인 포커스 렌즈부가 포커싱의 목적을 위해 전후로 구동된다(화살표 G).

이 때, 도1의 (a)의 삽통 상태로부터 도1의 (b)의 와이드 상태의 사이에서는 포커스 렌즈부가 소정의 광학 범위 전체를 이동하면 2군 렌즈 프레임(13)이 3군 렌즈 프레임(18)에 충돌하게 된다. 한편, 도1의 (b)의 와이드 상태로부터 도1의 (c)의 텔레 상태의 사이에서는 2군 렌즈 프레임(13)이 전방으로 이동하므로 렌즈부끼리가 충돌하는 일은 없다.

이로 인해, 렌즈의 줌 위치를 검출하여 삽통 위치로부터 와이드 위치까지의 사이에서는 포커스 렌즈부를 움직이는 범위에 제한을 가할 필요가 있다. 그래서, 본 발명에서는 2군 렌즈 프레임(13)에 설치한 검출용 돌기부(71)를 후방부 경통(17)에 부착한 포토 센서(72)로 검지함으로써 렌즈의 줌 상태를 검출할 수 있다.

즉, 2군 렌즈 프레임(13)은 도1의 (a)의 삽통 상태로부터 도1의 (c)의 텔레 상태까지의 사이에서는 항상 전방향으로 이동하므로, 2군 렌즈 프레임(13)의 최후부에 검출용 돌기부(71)를 설치하고, 도1의 (a)의 삽통 상태에서는 포토 센서(72)의 검출부에 삽입되고, 도1의 (b)의 와이드 상태에서는 포토 센서(72)로부터 퇴피하도록 배치함으로써 와이드 위치를 검출할 수 있다. 또한, 도1의 (b)의 와이드 상태로부터 도1의 (c)의 텔레 상태까지의 사이에서는, 검출용 돌기부(71)는 포토 센서(72)로부터 항상 퇴피된 상태가 된다.

이에 의해, 포토 센서(72)가 온(ON) 상태일 때는 포커스 렌즈부의 작동 범위에 제한을 가해 두고, 오프(OFF) 상태일 때는 전체 작동 범위를 움직일 수 있도록 제어할 수 있다. 따라서, 이러한 제어를 행함으로써, 2군 렌즈 프레임(13)과 포커스 렌즈부인 3군 렌즈 프레임(18)이 충돌하는 것을 회피할 수 있다. 또한, 위치 검출 수단을 마련한 것에 의해 와이드 위치를 검출할 수 있으므로, 줌의 위치 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 하여 사용하는 것도 가능하다.

본 발명은 상술하고 또한 도면에 도시한 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다.

예를 들어, 상기 실시예에서는 2군 렌즈 프레임(13)에 돌기부(71)를 설치하고, 후방부 경통(17)에 포토 센서(72)를 부착하는 구성으로 하였지만, 이것과는 반대로, 2군 렌즈 프레임(13)에 포토 센서(72)를 부착하고, 후방부 경통(17)에 돌기부(71)를 설치하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 포토 센서 이외의 센서를 이용하여 돌기부를 검출하는 구성으로 할 수도 있다. 또한, 돌기부(71)의 형상도 상기 실시예의 것으로 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 둥근 막대나 각진 막대 등의 막대 형상 부재, 그 밖의 각종 형상의 것을 적용할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 포토 센서(72)를 후방부 경통(17)에 부착한 예에 대해 설명하였지만, 포토 센서(72) 또는 돌기부(71)를 고정 고리(15)의 내측에 설치하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 본 발명의 광학 유닛은 3개의 군으로 이루어지는 렌즈 구성으로 한정되는 것은 아니고, 고정 경통에 대해 상대적으로 이동하는 렌즈 경통이 2개 또는 3개 이상 있는 경우에는 그들 렌즈 경통의 위치를 검출하기 위해 2개 또는 3개 이상의 위치 검출 수단을 마련하는 구성으로 하는 것도 가능하다.

또한, 삽통식 렌즈의 구동원은 일반적인 DC 모터나 스텝핑 모터 이외에도 초음파 모터 등을 사용할 수도 있다. 또한, 기어 기구를 반드시 사용할 필요는 없고, 예를 들어 초음파 모터나 리니어 모터 등에 의한 다이렉트 구동으로 해도 좋다. 또한, 삽통식 렌즈의 삽통 구조는 캠 홈이나 캠 핀에 의한 캠 기구로 한정되는 것은 아니고, 광학 렌즈계를 삽통식으로, 박형으로 수납하는 기구에도 널리 채용 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 출원의 광학 유닛에 따르면, 고정 경통 내에서 광축 방향을 따라서 이동 가능하게 된 렌즈 경통에 위치 검출 수단을 마련하는 구성으로 하였으므로, 외형부의 돌기 등을 없애고 소형화를 도모할 수 있는 동시에, 부품 가짓수나 가공 공정수의 증가를 최소한으로 억제할 수 있다. 또한, 위치 검출 수단으로서 비접촉식 센서를 이용함으로써, 렌즈에 대한 부하 등의 기계적 손실을 발생시키지 않고 위치 정보를 얻을 수 있다.

또한, 본 출원의 광학 유닛을 구비한 촬상 장치에 따르면, 디지털 스틸 카메라, 디지털 비디오 카메라 등의 카메라 장치로서 소형화가 가능한 광학 유닛을 이용할 수 있으므로, 촬상 장치 전체의 소형화, 경량화를 도모할 수 있다.

Claims

고정 경통에 대해 적어도 1개의 렌즈 경통이 광축 방향을 따라서 이동 가능하고, 상기 렌즈 경통의 배후에 촬상 수단을 구비한 삽통식 광학 유닛에 있어서,

상기 고정 경통 내에서 상기 렌즈 경통에 상기 렌즈 경통의 위치를 검출하는 위치 검출 수단을 마련한 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
제1항에 있어서, 상기 위치 검출 수단은 상기 고정 경통 및 이동 가능한 렌즈 경통의 한 쪽에 설치된 핀 형상의 돌기부와, 상기 고정 경통 및 이동 가능한 렌즈 경통의 다른 쪽에 설치된 포토 센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
제1항에 있어서, 상기 1개의 렌즈 경통은 상기 광축 방향을 따라서 이동 가능하게 된 2군 렌즈 프레임을 갖는 직진 안내 고리이고, 상기 위치 검출 수단에 의해 상기 2군 렌즈 프레임의 위치를 검출하도록 한 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
제3항에 있어서, 상기 2군 렌즈 프레임은 상기 광축 방향의 위치를 바꿈으로써 줌 영역을 설정할 수 있는 줌 렌즈이고, 상기 위치 검출 수단에 의해 상기 렌즈의 줌 영역을 검출하도록 한 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
제4항에 있어서, 상기 줌 렌즈가 삽통 위치로부터 텔레 위치까지의 사이에 위치할 때에 상기 줌 렌즈를 상기 텔레 위치측으로 이동시키는 이동 수단을 마련하고,

상기 삽통 위치로부터 와이드 위치까지는 상기 위치 검출 수단에 의해 상기 2군 렌즈 프레임의 위치를 검출하고, 와이드 위치로부터 텔레 위치까지는 위치 검출 수단이 2군 렌즈 프레임의 위치를 검출하지 않도록 한 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
고정 경통과, 상기 고정 경통에 대해 광축 방향을 따라서 이동 가능하게 된 적어도 1개의 렌즈 경통과, 상기 렌즈 경통의 배후에 배치된 촬상 수단과, 상기 고정 경통 내에서 렌즈 경통의 위치를 검출하는 위치 검출 수단을 갖는 삽통식 광학 유닛을 구비한 촬상 장치에 있어서,

상기 촬상 장치는 디지털 스틸 카메라, 디지털 비디오 카메라 등의 카메라 장치인 것을 특징으로 하는 촬상 장치.