(57)【要約】【課題】  沈胴構造を持つレンズ装置において、撮影中にレンズ群の相対位置関係がずれた際に発生するレンズ群同士の干渉を防ぐ。【解決手段】  干渉検出ＳＷを設け、干渉領域に入ったことを検知して保護動作を行う。【選択図】  図１
2010145503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変倍操作を手動、なおかつ合焦操作を電子制御で行うレンズ装置において、
合焦レンズ群とその前に設置されたレンズ群との干渉を検知する干渉検出手段を持ち、
干渉検出手段の信号を元に合焦レンズ群の保護動作を行うことを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズ装置において、
干渉検出手段の信号を検出した際に合焦レンズ群を撮像素子方向に移動制御することを特徴とするレンズ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のレンズ装置において、
干渉検出手段の信号を検出した際に合焦レンズ群の制御信号を可変することを特徴とするレンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は変倍装置を手動で行い、かつ合焦操作を電子制御で行う、所謂マニュアルズーム操作を持つレンズ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、CCD等の撮像素子に光学像を結像させ、画像情報を電気的に読み出してメモリ等の記録媒体に記録するデジタルスチルカメラに使用する変倍撮影が行なえるカメラ用のレンズ駆動装置としては、第１レンズ群及び第２レンズ群からなる変倍レンズ光学系、変倍レンズ光学系を駆動する第１の駆動源、変倍レンズ光学系の後方に配置され第３レンズ群からなる合焦レンズ光学系、合焦レンズ光学系を駆動する第２の駆動源等を備えたものが知られている。
【０００３】
このレンズ駆動装置においては、撮影時に、両方の駆動源（例えば、ＤＣモータとステップモータ）をそれそれ駆動させて、変倍レンズ光学系及び合焦レンズ光学系をそれぞれ繰り出させて、所望の変倍位置及び合焦位置に位置付け、一方、非撮影時に、両方の駆動源をそれぞれ駆動させて、変倍レンズ光学系及び合焦レンズ光学系をそれぞれ繰り込ませて、所定の沈胴位置に位置付けるようになっている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−０５７７０５号公報
【特許文献２】特開２００３−０５７５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特開２００３−０５７７０５号公報、特開２００３−０５７５２２号公報においては変倍レンズ群の位置変化を変倍レンズ制御用の回転部材を用いて機械的に結合操作されるレンズ装置に適用した場合には変倍レンズ群と他のレンズ群の相対位置補正を行うことが出来ず、レンズ群同士の干渉が起きることが想定される。干渉によって例えばレンズ群のキズによる撮影性能の劣化やレンズ鏡筒内部部材の破壊が起こる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
よって本発明の請求項１〜請求項３では、変倍操作を機械的に結合操作される回転部材を持ち、手動操作され、なおかつ合焦操作を電子制御で行うレンズ装置（レンズ鏡筒）において、合焦レンズ群とその前に設置されたレンズ群との干渉を検知する検出手段を配置し、合焦レンズ群とその前のレンズ群の相対位置が干渉する位置に変移したことを検出した場合に合焦レンズ群を保護する制御を行うことでレンズ群のキズによる撮影性能の劣化やレンズ鏡筒内部部材の破壊を防止する。
【発明の効果】
【０００６】
沈胴構造を持つレンズ装置において、撮影中にレンズ群の相対位置関係がずれた際に発生するレンズ群同士の干渉を防ぐ効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１、図２は本発明のレンズ装置の第一の実施例を説明するための図であり、変倍機能を外装５に設けた操作部材（例えば操作リング）で操作し、合焦動作を電子制御で行う場合の各レンズ群の位置関係を示すものである。
【０００９】
図１において、１は変倍機能を持つレンズ群を示す。変倍レンズ群１は周知のカムピンを介してカム環４に契合されており、カム環４の回転動作に伴い変倍レンズ群１が光軸方向に移動する。カム環４は、変倍操作環６と機械的に結合されており、変倍操作環６を回転操作することで、カム環４が回転動作する機構になっている。カム環４と変倍レンズ群１を契合するカムピンは、カム環４に設定される周知のカム溝により実現されており、変倍操作環６の回転角度と変倍レンズ群の光軸方向移動距離はカム環４に設けられたカム溝で決定する。
【００１０】
変倍レンズ群１の光軸方向移動に伴い、変倍時の像面変動を補正するコンペンセータレンズ群１１を光軸方向に移動制御する必要があるが、本実施例ではコンペンセータレンズ群１１の光軸方向移動制御は機械的に結合される場合を示している。
【００１１】
コンペンセータレンズ群１１は周知のカムピンを持ち、カム環４に設けられた周知のカム溝に契合される。ここでコンペンセータレンズ群１１用に設けられたカム溝は、前述した変倍レンズ群１を移動制御するためのカム溝とは異なるカム形状を持ち、変倍レンズ群１の位置に最適な像面変動補正が出来るコンペンセータレンズ群１１の位置になるような形状に設定されている。
【００１２】
次に合焦動作について説明を行う。撮影中には被写体までの距離と前述した変倍レンズ群１とコンペンセータレンズ群１１の位置に応じて適正な合焦レンズ群の位置に移動することが必要となる。ここでは撮像素子に入射された光学情報を元に合焦量を演算するいわゆるTV-AF機能を持つレンズ装置を想定しているが、外部測距機能を持つレンズ装置に適用しても構わない。撮像素子に入力された光学情報を元にCPU９から合焦レンズ群２を適正位置に移動する操作信号が出力される。CPU11から出力された合焦レンズ群２の操作信号はモータ駆動IC１０を介して合焦レンズ群駆動モータ３に入力される。合焦レンズ群駆動モータ３は合焦レンズ群２に機械的に結合されており合焦レンズ群駆動モータ３の回転動作に伴い合焦レンズ群２は光軸方向に移動制御される。
【００１３】
合焦レンズ群２の光軸方向位置、ならびにコンペンセータレンズ群１１の光軸方向位置は前述した通り変倍レンズ群１と撮影する被写体までの距離により適正位置が異なっており、これを実現する目的で合焦レンズ群２の光軸方向稼動範囲はコンペンセータレンズ群１１の光軸方向稼動範囲と機械的にオーバーラップする領域を持っている。
【００１４】
ここで変倍操作環６を操作した時の各レンズ群の動作を説明する。
【００１５】
変倍操作環６を操作することで変倍レンズ群１とコンペンセータレンズ群１１は前述した通りカム環４の回転動作に伴いカム溝を介して光軸方向移動動作を行う。合焦レンズ２は変倍レンズ群１の動作条件に伴いCPU９からの制御信号を元に適正な光軸位置に移動を開始するが、変倍操作環６を急激な速度で回転操作した場合において、合焦レンズ群２の光軸方向移動が間に合わず合焦レンズ群２とコンペンセータレンズ群１１が干渉する。このときの各レンズ群の位置を図２に図示する。図２の変倍レンズ群１、コンペンセータレンズ群１１の位置は変倍操作環６を回転操作した結果である。ここで合焦レンズ群２ａは図２で図示した変倍レンズ群１とコンペンセータレンズ群１１に最適な位置を図示している。変倍操作環６の回転操作が適切な場合、合焦レンズ群２は２ａの位置に移動を実現する。２ｂは変倍操作環６を急激に回転操作した場合の例を示しており、合焦レンズ群２は本来の適正位置である２ａに移動することが間に合わずコンペンセータレンズ群１１と干渉する直前を図示している。このとき、コンペンセータレンズ群１１に設けられた干渉検出ＳＷ７と合焦レンズ群２に設けられたＳＷ検出部材８がレンズ群の接触に先駆けて干渉する位置に配置されており、合焦レンズ群２とコンペンセータレンズ群１１が干渉する直前の位置に来たことを検出する機能を持っている。
【００１６】
本実施例では干渉検出ＳＷ７が検出信号を検出したことをＣＰＵ９に伝達することで、干渉領域に位置することをＣＰＵ９が検知し、合焦レンズ群１１を撮像素子側に移動するようＣＰＵ１１から駆動ＩＣ１０に駆動命令を伝達し、合焦レンズ群駆動モータを駆動し退避動作を行う。
【００１７】
実際の制御例を図３のフローチャートを用いて説明する。
【００１８】
Ｓｔｅｐ１では撮影者が通常の撮影を行っていることを示す。Ｓｔｅｐ２で撮影者が撮影倍率を可変する目的で変倍操作環６を操作する（いわゆるマニュアルＺＯＯＭ操作）。このときの操作方向が合焦レンズ群２の通常制御動作範囲内である場合はそのまま撮影が続行される。Ｓｔｅｐ２の変倍操作環６の操作が、コンペンセータレンズ群１１と合焦レンズ群２の干渉を起こすようなものであった時、Ｓｔｅｐ３で干渉検出ＳＷ７がＯＮされる。Ｓｔｅｐ３で干渉検出ＳＷ７がONされた場合、Ｓｔｅｐ４で合焦レンズ群２を退避方向に移動させる動作を開始する。（ここでは退避方向は撮影素子側とする）。Ｓｔｅｐ４で合焦レンズ群を退避方向に移動させる動作を行っている際、Ｓｔｅｐ５でＣＰＵ９は干渉検出ＳＷ７の信号を監視し、干渉検出ＳＷ７が干渉領域を脱出した信号に切り替わっているか判断を行う。Ｓｔｅｐ５で干渉検出ＳＷ７が脱出信号に切り替わっていない場合はＳｔｅｐ４に戻り合焦レンズ群退避動作を続行する。Ｓｔｅｐ５で干渉検出ＳＷ７の信号が脱出信号に切り替わった場合はコンペンセータレンズ群１１と合焦レンズ群２の干渉を回避したと判断し、Ｓｔｅｐ６で合焦レンズ群の制御を通常撮影に戻し、Ｓｔｅｐ１に戻り通常撮影を続行する。
【００１９】
本実施例ではＳｔｅｐ３で干渉検出ＳＷの信号が干渉を検出した際にＳｔｅｐ４で合焦レンズ群の動作を撮像素子側の移動と定義したが、レンズ群初期位置出し（いわゆるリセット動作）にしても構わない。
【実施例２】
【００２０】
図１、図２は本発明のレンズ装置の第二の実施例を説明するための図であり、変倍機能を外装５に設けた操作部材（例えば操作リング）で操作し、合焦動作を電子制御で行う場合の各レンズ群の位置関係を示すものである。
【００２１】
図１において、１は変倍機能を持つレンズ群を示す。変倍レンズ群１は周知のカムピンを介してカム環４に契合されており、カム環４の回転動作に伴い変倍レンズ群１が光軸方向に移動する。カム環４は、変倍操作環６と機械的に結合されており、変倍操作環６を回転操作することで、カム環４が回転動作する機構になっている。カム環４と変倍レンズ群１を契合するカムピンは、カム環４に設定される周知のカム溝により実現されており、変倍操作環６の回転角度と変倍レンズ群の光軸方向移動距離はカム環４に設けられたカム溝で決定する。
【００２２】
変倍レンズ群１の光軸方向移動に伴い、変倍時の像面変動を補正するコンペンセータレンズ群１１を光軸方向に移動制御する必要があるが、本実施例ではコンペンセータレンズ群１１の光軸方向移動制御は機械的に結合される場合を示している。
【００２３】
コンペンセータレンズ群１１は周知のカムピンを持ち、カム環４に設けられた周知のカム溝に契合される。ここでコンペンセータレンズ群１１用に設けられたカム溝は、前述した変倍レンズ群１を移動制御するためのカム溝とは異なるカム形状を持ち、変倍レンズ群１の位置に最適な像面変動補正が出来るコンペンセータレンズ群１１の位置になるような形状に設定されている。
【００２４】
次に合焦動作について説明を行う。撮影中には被写体までの距離と前述した変倍レンズ群１とコンペンセータレンズ群１１の位置に応じて適正な合焦レンズ群の位置に移動することが必要となる。ここでは撮像素子に入射された光学情報を元に合焦量を演算するいわゆるTV-AF機能を持つレンズ装置を想定しているが、外部測距機能を持つレンズ装置に適用しても構わない。撮像素子に入力された光学情報を元にCPU９から合焦レンズ群２を適正位置に移動する操作信号が出力される。CPU11から出力された合焦レンズ群２の操作信号はモータ駆動IC１０を介して合焦レンズ群駆動モータ３に入力される。合焦レンズ群駆動モータ３は合焦レンズ群２に機械的に結合されており合焦レンズ群駆動モータ３の回転動作に伴い合焦レンズ群２は光軸方向に移動制御される。
【００２５】
合焦レンズ群２の光軸方向位置、ならびにコンペンセータレンズ群１１の光軸方向位置は前述した通り変倍レンズ群１と撮影する被写体までの距離により適正位置が異なっており、これを実現する目的で合焦レンズ群２の光軸方向稼動範囲はコンペンセータレンズ群１１の光軸方向稼動範囲と機械的にオーバーラップする領域を持っている。
【００２６】
ここで変倍操作環６を操作した時の各レンズ群の動作を説明する。
【００２７】
変倍操作環６を操作することで変倍レンズ群１とコンペンセータレンズ群１１は前述した通りカム環４の回転動作に伴いカム溝を介して光軸方向移動動作を行う。合焦レンズ２は変倍レンズ群１の動作条件に伴いCPU９からの制御信号を元に適正な光軸位置に移動を開始するが、変倍操作環６を急激な速度で回転操作した場合において、合焦レンズ群２の光軸方向移動が間に合わず合焦レンズ群２とコンペンセータレンズ群１１が干渉する。このときの各レンズ群の位置を図２に図示する。図２の変倍レンズ群１、コンペンセータレンズ群１１の位置は変倍操作環６を回転操作した結果である。ここで合焦レンズ群２ａは図２で図示した変倍レンズ群１とコンペンセータレンズ群１１に最適な位置を図示している。変倍操作環６の回転操作が適切な場合、合焦レンズ群２は２ａの位置に移動を実現する。２ｂは変倍操作環６を急激に回転操作した場合の例を示しており、合焦レンズ群２は本来の適正位置である２ａに移動することが間に合わずコンペンセータレンズ群１１と干渉する直前を図示している。このとき、コンペンセータレンズ群１１に設けられた干渉検出ＳＷ７と合焦レンズ群２に設けられたＳＷ検出部材８がレンズ群の接触に先駆けて干渉する位置に配置されており、合焦レンズ群２とコンペンセータレンズ群１１が干渉する直前の位置に来たことを検出する機能を持っている。
【００２８】
ここで合焦レンズ群２がコンペンセータレンズ群１１と干渉を起こした場合に想定される問題点として合焦レンズ群２の位置ズレが想定される。合焦レンズ群２を駆動する合焦レンズ群駆動モータ３は多くの場合ステッピングモータを使用することが多いが、ステッピングモータは外部からモータ自身の保持トルクを超える応力を加えることで回転してしまう問題を持っている。このような外部応力による回転を起こした場合、ステッピングモータの回転位置は制御命令と実際の回転位置に誤差が生じ、その後の撮影状態に支障をきたす。本実施例では外部応力によるステッピングモータの回転を防ぐ目的で合焦レンズ群駆動モータ３に入力する駆動ＩＣ１０の駆動信号を検出ＳＷ７の信号状態に応じて適宜可変する場合の例について説明を行う。
【００２９】
実際の制御例を図４のフローチャートを用いて説明する。
【００３０】
Ｓｔｅｐ７では撮影者が通常の撮影を行っていることを示す。Ｓｔｅｐ８で撮影者が撮影倍率を可変する目的で変倍操作環６を操作する（いわゆるマニュアルＺＯＯＭ操作）。このときの操作方向が合焦レンズ群２の通常制御動作範囲内である場合はそのまま撮影が続行される。Ｓｔｅｐ８の変倍操作環６の操作が、コンペンセータレンズ群１１と合焦レンズ群２の干渉を起こすようなものであった時、Ｓｔｅｐ９で干渉検出ＳＷ７がＯＮされる。Ｓｔｅｐ９で干渉検出ＳＷ７がONされた場合、Ｓｔｅｐ１０でＣＰＵ９から駆動ＩＣ１０に命令を伝達し、合焦レンズ群駆動モータ３の駆動状態を可変する。ここでは例えば合焦レンズ群駆動モータ３に入力する駆動ＩＣ３の駆動電流を２倍にすることで保持トルクを２倍に増やすことでコンペンセータレンズ群１１が干渉したことで発生する外部応力による合焦レンズ群駆動モータ３の回転位置ズレを防止する。Ｓｔｅｐ１１でＣＰＵ９は干渉検出ＳＷ７の信号を監視し、干渉検出ＳＷ７が干渉領域を脱出した信号に切り替わっているか判断を行う。Ｓｔｅｐ１１で干渉検出ＳＷ７が脱出信号に切り替わっていない場合はＳｔｅｐ１０に戻り合焦レンズ群駆動モータ３の駆動信号可変を保持する。Ｓｔｅｐ１１で干渉検出ＳＷ７の信号が脱出信号に切り替わった場合はコンペンセータレンズ群１１と合焦レンズ群２の干渉を回避したと判断し、Ｓｔｅｐ１２で合焦レンズ群の制御を通常撮影に戻し、Ｓｔｅｐ７に戻り通常撮影を続行する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例１、実施例２の通常撮影時のレンズ鏡筒。
【図２】実施例１、実施例２の干渉時のレンズ鏡筒。
【図３】実施例１の動作フローチャート。
【図４】実施例２の動作フローチャート。
【符号の説明】
【００３２】
１  変倍レンズ群
２  合焦レンズ群
２ａ  合焦レンズ群
２ｂ  合焦レンズ群
３  合焦レンズ群駆動モータ
４  カム環
５  外装
６  変倍操作環
７  干渉検出SW
８  SW検出部材
９  CPU
１０  モータ駆動IC
１１  コンペンセータレンズ群
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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