(57)【要約】【課題】静音化され、かつ位置センサに対する配線の取り回しが容易なレンズ装置を提供する。  【解決手段】レンズ装置は、固定部材１，５と、固定部材に対して収納される収納位置と固定部材に対して収納位置よりも突出する突出位置との間で光軸方向に移動する移動筒７と、固定部材に対して光軸回りで回転し、移動筒を収納位置と突出位置との間で移動させるカム筒６と、減速ギア列を介して該カム筒を回転させる第１のアクチュエータ２と、移動筒の内部に配置され、移動筒に対して光軸方向に移動可能な可動レンズ８，１７と、移動筒の内部にて保持され、移動筒に対して可動レンズを光軸方向に移動させる第２のアクチュエータ２５と、固定部材に取り付けられ、可動レンズが、該可動レンズの光軸方向での位置検出基準となる基準位置に移動したことを検出する位置センサ３２とを有する。【選択図】図１
2010117522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材と、
該固定部材に対して収納される収納位置と前記固定部材に対して前記収納位置よりも突出する突出位置との間で光軸方向に移動する移動筒と、
前記固定部材に対して光軸回りで回転し、前記移動筒を前記収納位置と前記突出位置との間で移動させるカム筒と、
減速ギア列を介して前記カム筒を回転させる第１のアクチュエータと、
前記移動筒の内部に配置され、該移動筒に対して光軸方向に移動可能な可動レンズと、
前記移動筒の内部にて保持され、該移動筒に対して前記可動レンズを光軸方向に移動させる第２のアクチュエータと、
前記固定部材に取り付けられ、前記可動レンズが、該可動レンズの光軸方向での位置検出基準となる基準位置に移動したことを検出する位置センサとを有することを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
前記第１及び第２のアクチュエータを制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、前記移動筒が前記収納位置にある状態において前記第２のアクチュエータを駆動して前記位置センサにより前記可動レンズが前記基準位置に移動したことを検出した後、前記第１のアクチュエータを駆動して前記移動筒を前記収納位置から前記突出位置に移動させることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記第１及び第２のアクチュエータを制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、前記第１のアクチュエータを駆動して、前記移動筒を前記収納位置から前記突出位置に移動させた後、前記第２のアクチュエータを駆動して前記位置センサにより前記可動レンズが前記基準位置に移動したことを検出することを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載のレンズ装置を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置に用いられるレンズ装置に関し、特に、収納位置と突出位置との間で光軸方向に移動する移動筒を含むレンズ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のようなレンズ装置において、光軸方向に移動する移動筒及び該移動筒内に配置された可動レンズを保持するレンズ保持枠の駆動機構としては、特許文献１にて開示されたものがある。この駆動機構では、移動筒やレンズ保持枠に設けられたカムフォロアを、カム筒に形成されたカム溝部と固定筒に光軸方向に延びるように形成された案内溝部に係合させる。カム筒を固定筒に対して光軸回りで回転させると、カム溝部とカムフォロアとのカム作用によって、案内溝部により光軸方向にガイドされる移動筒やレンズ保持枠が光軸回りで回転することなく光軸方向に移動する。
【０００３】
カム筒には、その周方向に延びるギア部が形成されている。該ギア部には、ステッピングモータ等のアクチュエータに設けられたギアからの回転が入力される減速ギア列の出力ギアが噛み合う。アクチュエータを駆動することで、該アクチュエータの出力が減速ギア列によって減速された後、カム筒のギア部に伝達され、カム筒が光軸回りで回転する。これにより、移動筒は、固定筒に対して収納される収納位置（沈胴位置）と、移動筒が固定筒に対して突出する突出位置（撮影可能位置）との間で移動するとともに、レンズ保持枠が内部で光軸方向に移動する。
【０００４】
アクチュエータとしてステッピングモータを用いる場合に、移動筒やレンズ保持枠の位置を精度良く制御するために、移動筒やレンズ保持枠を一旦、所定の基準位置に移動させ、そこからステッピングモータに印加するパルス信号のパルス数をカウントする方法がある。具体的には、移動筒やレンズ保持枠に遮光壁部を設け、該遮光壁部をフォトインタラプタ等の位置センサによって検出することで、移動筒やレンズ保持枠の基準位置への移動（到達）が検出される。このような動作をリセット動作という。
【０００５】
このようなレンズ装置では、一般に、電源（撮像装置の電源）が投入されると、移動筒は収納位置から突出位置としてのワイド位置に移動する。また、レンズ保持枠も、光学的なワイド位置に駆動される。このため、基準位置は、リセット動作に要する時間を短縮するため、ワイド位置に近い位置に設定される。
【特許文献１】特開２００２−３５０７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述したように、減速ギア列を介してカム筒を回転させる構成は、減速ギア列から騒音（噛み合い音）が発生し易く、レンズ装置（つまりは撮像装置）の静音化には不向きである。また、回転するカム筒が固定筒に対して摺動する場合は、摺動音の発生により、レンズ装置の静音化が妨げられる。特に、動画撮影を行う際に大きな噛み合い音や摺動音が発生すると、これらの不要な音が動画とともに記録されてしまう。
【０００７】
また、移動筒内で光軸方向に移動可能なレンズ保持枠について前述したようなリセット動作を行う場合、一般には、位置センサは移動筒に取り付けられる。しかしながら、位置センサを移動筒に取り付けると、移動筒側の位置センサと固定筒側に設けられた電気回路とを接続する配線の取り回しが容易ではない。
【０００８】
さらに、電源投入時に、移動筒及びレンズ保持枠がワイド位置に移動してからリセット動作が行われると、これらがワイド位置に移動した後にすぐに撮影を開始することができない。
【０００９】
本発明は、静音化され、かつ位置センサに対する配線の取り回しが容易なレンズ装置及びこれを備えた撮像装置を提供する。また、本発明は、移動筒が収納位置から突出位置に移動した後に素早く撮影を開始できるようにしたレンズ装置及びこれを備えた撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面としてのレンズ装置は、固定部材と、該固定部材に対して収納される収納位置と固定部材に対して収納位置よりも突出する突出位置との間で光軸方向に移動する移動筒と、固定部材に対して光軸回りで回転し、移動筒を収納位置と突出位置との間で移動させるカム筒と、減速ギア列を介して該カム筒を回転させる第１のアクチュエータと、移動筒の内部に配置され、該移動筒に対して光軸方向に移動可能な可動レンズと、移動筒の内部にて保持され、該移動筒に対して可動レンズを光軸方向に移動させる第２のアクチュエータと、固定部材に取り付けられ、可動レンズが、該可動レンズの光軸方向での位置検出基準となる基準位置に移動したことを検出する位置センサとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、減速ギア列を介したカム筒の回転を、移動筒を収納位置と突出位置との間で移動させる際にのみ行い、撮影中の可動レンズの光軸方向への移動は第２のアクチュエータの駆動によって行う。このため、撮影中に上記減速ギア列から噛み合い音が発生することはない。しかも、位置センサを固定部材に取り付けているため、位置センサに対する配線の取り回しを容易にすることができる。したがって、静音化され、かつ位置センサに対する配線の取り回しが容易なレンズ装置及びこれを備えた撮像装置を実現することができる。
【００１２】
また、位置センサを固定部材に取り付けることで、移動筒が収納位置にある状態において第２のアクチュエータを駆動して位置センサにより可動レンズが基準位置に移動したことを検出することも可能となる。このため、移動筒が収納位置から突出位置に移動した後にリセット動作を行う必要がなく、電源投入に応じて移動筒が突出位置に移動した後、素早く撮影を開始できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１〜図８には、本発明の実施例であるレンズ鏡筒（レンズ装置）の構成を示す。このレンズ鏡筒は、図１１に示すデジタルスチルカメラ（撮像装置）に用いられる。
【００１５】
図１は上記レンズ鏡筒を分解して示しており、図２は該レンズ鏡筒の沈胴状態（収納状態）を示している。また、図３には、該レンズ鏡筒のワイドズーム状態（ワイド状態）を、図４には該レンズ鏡筒のミドルズーム状態を、図５には該レンズ鏡筒のテレズーム状態（テレ状態）をそれぞれ示している。図６には、後述する移動筒の周壁の一部を切り欠き、かつ一部の部品を省いた移動筒の内部構造を示している。図７には、移動筒を後方（像面側）から見た図を示している。図８には、移動筒７を後述する円筒カムの回転軸を通る平面で切ったときの断面図を示す。
【００１６】
これらの図において、１はレンズ鏡筒全体を支え、ＣＣＤ取付け部１ａを有するＣＣＤホルダーである。
【００１７】
Ｌ１は第１レンズエレメントＬ１ａと第２レンズエレメントＬ１ｂにより構成される第１レンズユニットＬ１である。Ｌ２は第２レンズユニット、Ｌ３は第３レンズユニットである。これら第１〜第３レンズユニットＬ１〜Ｌ３はいずれも、該レンズ鏡筒の光軸が延びる方向（以下、光軸方向という）に移動可能である。第１及び第２レンズユニットＬ１，Ｌ２が「可動レンズ」に相当する。
【００１８】
５はＣＣＤホルダー１にビス５ｄによって固定された案内筒である。ＣＣＤホルダー１と案内筒５により「固定部材」（本体）が構成される。
【００１９】
６は案内筒５の外周に、案内筒５に対して光軸回りで回転可能に配置されたカム筒である。カム筒６は、案内筒５における前側（被写体側）の端部に形成された突き当て部５ａと突起部５ｂとに内周リブ６ａがバヨネット結合されることによって光軸方向の動きが阻止されている。
【００２０】
２はステッピングモータ２ａと、ギアボックス２ｃ内に減速ギア列（減速機構）が内蔵された沈胴モータ（第１のアクチュエータ）である。沈胴モータ２は、ＣＣＤホルダー１にビス２ｂで取り付けられており、減速ギア列の出力ギアが、カム筒６の外周面における後端部に形成された大ギア部６ｅに噛み合っている。なお、沈胴モータ２は、カム筒６の外側、つまりはレンズ鏡筒の外側（ただし、カメラの内側）に配置される。
【００２１】
カム筒６の外周面における後端部には遮光壁６ｆが形成されている（図１，３参照）。３１はフォトインタラプタであり、ＣＣＤホルダー１により保持されている。フォトインタラプタ３１は、遮光壁６ｆによる非遮光状態と遮光状態との切り替わりによって、カム筒６が回転基準位置に回転したこと、つまりは移動筒７が光軸方向における位置検出基準となる基準位置（後述する突出位置）に移動したことを検出する。具体的には、非遮光状態と遮光状態との切り替わりによって、フォトインタラプタ３１からの出力が変化するので、該出力変化をモニタすることで、基準位置への移動を検出することができる。このことは、後述するフォトインタラプタ３２，３３についても同じである。
【００２２】
沈胴モータ２は、後述する制御回路から不図示のフレキシブルプリント基板を介して伝達された沈胴モータ駆動信号（パルス信号）によって制御される。
【００２３】
８は第１及び第２レンズエレメントＬ１ａ，Ｌ１ｂを保持する第１可動レンズ枠である。
【００２４】
７は案内筒５の内側に配置された移動筒である。移動筒７の外周には、案内筒５に光軸方向に延びるように形成された案内溝部５ｃに係合し、かつカム筒６の内周に形成されたカム溝部６ｂに係合するテーパーコロ（カムフォロア）１０が設けられている。移動筒７は、テーパーコロ１０と案内溝部５ｃとの係合によって光軸回りでの回転が阻止されている。このため、移動筒７は、カム筒６が回転すると、テーパーコロ１０とカム溝部６ｂとの係合作用（カム作用）によって光軸方向に移動する。
【００２５】
１１は第１可動レンズ枠８に固定された飾り環であり、１２は飾り環１１の外周部に巻かれたゴミ進入防止シートである。
【００２６】
１３，１４，１５は光軸方向に延びるガイドバー（ガイド部材）である。ガイドバー１３，１５の前端部は、図２，３に示すように、移動筒７の内部に設けられた片端支持部７ｂ，７ｃ（但し、図には７ｃのみ示す）に圧入されて固定されている。また、その後端部は、移動筒７の後端部にビス１６ａで一体的に結合された金属板１６の穴部１６ｂ，１６ｃにより保持されている（図１参照）。ガイドバー１４の前端部は、移動筒７に形成された不図示の穴部に圧入されて固定され、その後端部は、後述するズームモータ２５に設けられた穴部２５ｆによって保持されている。金属板１６は、図７に示すように、移動筒７の後端部に設けられた位置決めダボ７ｄによって位置決めされている。
【００２７】
第１可動レンズ枠８のスリーブ部８ａは、ガイドバー１４に光軸方向に移動可能に係合し、そのＵ溝部８ｂは、ガイドバー１５に光軸方向に移動可能に係合している。第１可動レンズ枠８（第１レンズユニットＬ１）は、スリーブ部８ａとガイドバー１４との係合によって光軸方向にガイドされ、Ｕ溝部８ｂとガイドバー１５との係合によってガイドバー１４を中心とした回転が阻止される。
【００２８】
１７は第２レンズユニットＬ２を保持する第２可動レンズ枠である。第２可動レンズ枠１７に設けられたスリーブ部１７ａは、ガイドバー１３に光軸方向に移動可能に係合し、そのＵ溝部１７ｂは、ガイドバー１５に光軸方向に移動可能に係合している。第２可動レンズ枠１７は、スリーブ部１７ａとガイドバー１３との係合によって光軸方向にガイドされ、Ｕ溝部１７ｂとガイドバー１５との係合によってガイドバー１３を中心とした回転が阻止される。
【００２９】
２４は第１可動レンズ枠８（第１レンズユニットＬ１）と第２可動レンズ枠１７（第２レンズユニットＬ２）を撮影時に光軸方向に移動させる円筒カムである。円筒カム２４は、移動筒７の内部に設けられた軸受け部７ａにその前端軸部２４ｉが保持され、後端軸部２４ｊが金属板１６の穴部１６ｄ（図１参照）に回転可能に保持されている。後端軸部２４ｊは、ビス２９ａによって金属板１６に固定された板ばね２９によって常に前方に付勢されている。これにより、円筒カム２４の光軸方向でのがたつきが防止される。
【００３０】
円筒カム２４には、図３及び図６に示すように、第１可動レンズ枠８に設けられたテーパーピン（カムフォロア）９が係合する第１カム溝部２４ａが形成されている。また、第２可動レンズ枠１７に設けられたテーパーピン（カムフォロワ）２３が係合する第２カム溝部２４ｂが形成されている。
【００３１】
テーパーピン９，２３は、第１及び第２可動レンズ枠８，１７に形成されたピン穴８ｃ，１７ｃによってピン軸方向に移動自在に保持されている（図１参照）。テーパーピン９，２３の小径部の回りには、コイルばね９ａ，２３ａが配置されている。コイルばね９ａ，２３ａは、テーパーピン９，２３を常にカム溝部２４ａ，２４ｂに係合する方向に付勢している。このため、テーパーピン９，２３とカム溝部２４ａ，２４ｂとの係合がたが防止されるとともに、各部品の歪みや変形によって生じる回転トルクむらが防止される。
【００３２】
円筒カム２４が回転すると、第１可動レンズ枠８は、ガイドバー１４，１５によりガイドされ、かつ回転が阻止されながらカム溝部２４ａとテーパーピン９との係合作用（カム作用）によって光軸方向に移動する。また、第２可動レンズ枠１７は、ガイドバー１３，１５によりガイドされ、かつ回転が阻止されながらカム溝部２４ｂとテーパーピン２３との係合作用（カム作用）によって光軸方向に移動する。
【００３３】
第１可動レンズ枠８と第２可動レンズ枠１７は、円筒カム２４の回転角に応じた所定の関係を持って光軸方向に移動する。
【００３４】
ズームモータ２５（第２のアクチュエータ）は、円筒カム２４を回転させて、第１可動レンズ枠８と第２可動レンズ枠１７を光軸方向に移動させる。ズームモータ２５は、ステッピングモータ２５ａと、該ステッピングモータ２５ａの駆動力を円筒カム２４に伝達するためのギア列２５ｃと、ステッピングモータ２５ａ及びギア列２５ｃを保持する地板２５ｂとにより構成されている。ギア列２５ｃのうち出力ギア２５ｄは、円筒カム２４に形成されたギア部２４ｃに噛み合っている。地板２５ｂは、金属板１６にビス２５ｅによって取り付けられている。ズームモータ２５、減速ギア列２５ｃ及び円筒カム２４は、移動筒７の内側に配置されている。
【００３５】
３０は第２可動レンズ枠１７のフック部１７ｄにより前端部が保持されたコイルばねである。コイルばね３０の後端部は、ＣＣＤホルダー１のフック部１ｅにより保持されている。コイルばね３０は、第２可動レンズ枠１７を常に後方に付勢している。これにより、第２可動レンズ枠１７に設けられたテーパーピン２３が係合する第２カム溝部２４ｂの傾きによって円筒カム２４をその回転方向の一方に付勢することができ、ズームモータ２５のギア列２５ｃにおけるバックラッシを取り除く。
【００３６】
コイルばね３０の引張り力は、第２カム溝部２４ｂの傾きと、ギア列２５ｃのギア比や摩擦力等とを考慮して、ステッピングモータ２５ａの無通電状態での保持トルクより小さくなるように設定されている。さらに、円筒カム２４を前方に付勢している板ばね２９の押圧力は、移動筒７が最も前方に変位した場合でもコイルばね３０の引張り力に打ち勝つよう設定されている。
【００３７】
第１及び第２可動レンズ枠８，１７、ズームモータ２５及び円筒カム２４は、移動筒７とともに光軸方向に移動する。また、ズームモータ２５は、フレキシブルプリント基板２８を介して制御回路から伝達されたズーム駆動信号（パルス信号）によって制御される。
【００３８】
２２は第２可動レンズ枠１７にビス２２ａによって取り付けられ、該第２可動レンズ枠１７とともに光軸方向に移動する絞りである。２２ｂは絞り２２を駆動する絞りモータであり、不図示のフレキシブルプリント基板を介して制御回路から伝達された絞り駆動信号によって制御される。
【００３９】
１９，２０は光軸方向に延びるガイドバーである。これらガイドバー１９，２０の後端部はＣＣＤホルダー１に設けられた片端支持部１ｂ，１ｃに固定され、その前端部は、ＣＣＤホルダー１の前端部にビス２１ａによって結合された金属板２１に固定されている。金属板２１は、ＣＣＤホルダー１の前端部に設けられた位置決めダボ１ｄによって位置決めされている。
【００４０】
１８はフォーカスレンズである第３レンズユニットＬ３を保持する第３可動レンズ枠である。第３可動レンズ枠１８に設けられたスリーブ部１８ａは、ガイドバー１９に光軸方向に移動可能に係合し、Ｕ溝部１８ｂはガイドバー２０に光軸方向に移動可能に係合している。第３可動レンズ枠１８は、スリーブ部１８ａとガイドバー１９との係合により光軸方向にガイドされ、Ｕ溝部１８ｂとガイドバー２０との係合によりガイドバー１９を中心とした回転が阻止される。
【００４１】
２６は第３可動レンズ枠１８に取り付けられたラックであり、２７はラック２６を介して第３可動レンズ枠１８を光軸方向に移動させるフォーカスモータである。フォーカスモータ２７は、ステッピングモータ２７ａと、その出力軸として設けられた送りねじ２７ｂと、これらステッピングモータ２７ａ及び送りねじ２７ｂを保持する板金２７ｃとにより構成されている。フォーカスモータ２７は、ＣＣＤホルダー１にビス２７ｄによって固定されている。
【００４２】
ラック２６は、ラックばね２６ａの付勢力によって常に所定の挟み力で送りねじ２７ｂと噛み合っている。フォーカスモータ２７が回転すると、第３可動レンズ枠１８が光軸方向に移動する。フォーカスモータ２７は、不図示のフレキシブルプリント基板を介して制御回路から伝達されたフォーカス駆動信号（パルス信号）によって制御される。
【００４３】
フォトインタラプタ（位置センサ）３２は、第１及び第２可動レンズ枠８，１７が光軸方向での位置検出基準となる基準位置に移動したことを検出する。具体的には、フォトインタラプタ３２は、第２可動レンズ枠１７に形成された遮光壁１７ｅによる非遮光状態と遮光状態との切り替わりによって、第１及び第２可動レンズ枠８，１７が基準位置に移動したことを検出する（図２，３参照）。また、フォトインタラプタ３３は、第３可動レンズ枠１８（第３レンズユニットＬ３）が光軸方向での基準位置に移動したことを、第３可動レンズ枠１８に形成された遮光壁１８ｅによる非遮光状態と遮光状態との切り替わりによって検出する。
【００４４】
フォトインタラプタ３２，３３は、基板３４とともにビス３４ａによってＣＣＤホルダー１に固定されている。基板３４には、後述する制御回路に接続されるフレキシブル基板（配線）４０が接続されている。
【００４５】
図９には、カム筒６を周方向に展開して示している。テーパーコロ１０がカム溝部６ｂに６ｃで示す位置にて係合しているとき、移動筒７は、図２に示すように、案内筒５（固定部材）に対して収納された沈胴位置（収納位置）にある。また、６ｄで示す位置にて係合しているとき、移動筒７は、図３、図４及び図５に示すように、案内筒５に対して沈胴位置よりも被写体側に突出した突出位置（図３に示すワイド位置、図４に示すミドル位置及び図５に示すテレ位置：撮影可能位置ともいう）にある。テーパーコロ１０が位置６ｃ側から位置６ｄに移動すると、カム筒６に設けられた遮光壁６ｆによってフォトインタラプタ３１が非遮光状態から遮光状態に切り替わる。
【００４６】
カム溝部６ｂのうち位置６ｄの付近はカム筒６の周方向と平行に延びるように形成されている。これにより、レンズ鏡筒の製造上のばらつきによってフォトインタラプタ３１の非遮光状態から遮光状態への切り替り位置にカム筒６の周方向にてずれが生じても、該切り替りを確実に検出できる。該ずれがある場合は、沈胴モータ２に印加される沈胴モータ駆動信号（パルス信号）における切り替り位置から位置６ｄまでのずれ量に相当するパルス数（所定パルス数）を予め後述するメモリに記憶させておく。そして、該所定パルス数だけ沈胴モータ２を駆動する。
【００４７】
また、図１０には、円筒カム２４を周方向に展開して示している。図２に示す沈胴状態と図５に示すテレズーム状態では、第１可動レンズ枠８に設けられたテーパーピン９は、第１カム溝部２４ａに２４ｅで示す位置にて係合している。また、第２可動レンズ枠１７に設けられたテーパーピン２３は、第２カム溝部２４ｂに２４ｇで示す位置にて係合している。このとき、第１可動レンズ枠８と第２第１可動レンズ枠１７は、光軸方向において最も接近した位置関係になり、沈胴状態でのレンズ鏡筒の全長を短くしている。
【００４８】
テーパーピン９，２３が第１及び第２カム溝部２４ａ，２４ｂに２４ｄ，２４ｆで示す位置にて係合しているとき、レンズ鏡筒は、図３に示すワイド状態にある。
【００４９】
図１１には、以上のように構成されたレンズ鏡筒５０を備えたデジタルスチルカメラ１００の電気的構成を示している。なお、図１１において、図１に示す構成要素と同じ構成要素には、図１と同符号を付している。
【００５０】
４１はレンズ鏡筒５０内の第１〜第３レンズユニットＬ１〜Ｌ３により構成される撮影光学系によって形成された被写体像を光電変換する撮像素子であり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサによって構成されている。
【００５１】
４２はメモリであり、後述する制御回路４３の動作に関わるコンピュータプログラムや、前述した切り替り位置から位置６ｄまでのずれ量に相当する所定パルス数等の各種情報を格納（記憶）している。
【００５２】
制御回路４３は、マイクロコンピュータにより構成され、フォトインタラプタ３１，３２，３３からの出力の変化によって、カム筒６（つまりは移動筒７）、第２可動レンズ枠１７及び第３可動レンズ枠１８がそれぞれの基準位置に移動したことを検出する。そして、制御回路４３は、該基準位置の検出後、沈胴モータ２、ズームモータ２５及びフォーカスモータ２７を制御する。
【００５３】
さらに、制御回路４３は、撮像素子４１からの信号に基づいて、被写体の輝度を測定したり、オートフォーカス（ＡＦ）を行うためにフォーカスモータ２７を制御したりする。
【００５４】
４５はカメラの電源をオン／オフするための電源スイッチであり、４６はレンズ鏡筒にテレ方向及びワイド方向へのズーム動作を行わせるためのズームスイッチである。４７はＡＦ動作を行わせるためのＡＦスイッチであり、４８は撮像素子４１により取得される画像を記録させるための撮影スイッチである。
【００５５】
図１２には、制御回路４３の動作を示している。ステップ５１で電源スイッチ４５がオンされると、制御回路４３は、ステップ５２で、図２に示す沈胴状態のまま第１及び第２可動レンズ枠８，１７（第１及び第２レンズユニットＬ１，Ｌ２）のリセット動作を行う。すなわち、制御回路４３は、ズームモータ２５を駆動して、第２可動レンズ枠１７を沈胴位置（かつテレ位置）から少しだけ像面側（ワイド位置側）に移動させて、フォトインタラプタ３２の出力変化を検出する。沈胴位置（かつテレ位置）からフォトインタラプタ３２の出力が変化する基準位置までにズームモータ２５に印加すべきズーム駆動信号のパルス数は、製造上のばらつきによってレンズ鏡筒ごとに異なるため、予めメモリ４２に格納されている。
【００５６】
次に、ステップ５３では、制御回路４３は、移動筒７を図２に示す沈胴位置から図３に示すワイド位置に移動させるために、沈胴モータ２を駆動する。これにより、カム筒６が回転し、移動筒７が案内筒５の前方に突出してワイド位置に移動する。移動筒７を沈胴位置から突出位置に移動させるために沈胴モータ２に印加すべき沈胴モータ駆動信号のパルス数は、予めメモリ４２に記憶されているので、メモリ４２から該パルス数を読み出してそのパルス数だけ沈胴モータ２を駆動する。
【００５７】
次に、ステップ５４では、制御回路４３は、ズームモータ２５を駆動して、第１及び第２可動レンズ枠８，１７を図３に示すワイド位置に駆動する。基準位置からワイド位置までにズームモータ２５に印加すべきズーム駆動信号のパルス数は、予めメモリ４２に格納されているので、メモリ４２から該パルス数を読み出してそのパルス数だけズームモータ２５を駆動する。
【００５８】
次に、ステップ５５では、制御回路４３は、第３可動レンズ枠１８（第３レンズユニットＬ３）のリセット動作を行う。すなわち、制御回路４３は、フォーカスモータ２７を駆動して、第３可動レンズ枠１８を沈胴位置から被写体側（ワイド状態での無限遠位置であるワイド無限遠位置の側）に移動させて、フォトインタラプタ３３の出力変化を検出する。そして、該出力変化を検出した基準位置から所定のパルス数だけフォーカスモータ２７を駆動して、第３可動レンズ枠１８をワイド無限遠位置に移動させる。該基準位置からワイド無限遠位置までにフォーカスモータ２７に印加すべきフォーカス駆動信号のパルス数は、予めメモリ４２に格納されているので、メモリ４２から該パルス数を読み出してそのパルス数だけフォーカスモータ２７を駆動する。なお、ワイド無限遠位置は、テレ状態での無限遠位置としてのテレ無限遠位置でもある。
【００５９】
なお、ステップ５４，５５での処理はこの順番で行われる必要はなく、ステップ５４の処理の完了前にステップ５５の処理を開始してもよいし、両ステップの処理を同時に開始してもよい。
【００６０】
ステップ５６において、制御回路４３は、電源スイッチ４５がオフされたか否かを判定し、オンのままである場合はステップ５７に進み、オフになった場合は後述する沈胴動作を開始する。
【００６１】
ステップ５７では、制御回路４３は、ＡＦスイッチ４７がオンされたか否かを判定し、オフである場合はステップ５９に進み、オンである場合はステップ５８に進む。
【００６２】
ステップ５８では、制御回路４３は、ＡＦ動作を行う。具体的には、撮像素子４１から得られる映像信号のコントラストが最大になるように、フォーカスモータ２７を制御して第３レンズユニットＬ３を移動させる。このＡＦ動作は、ズームスイッチ４６が操作されたり電源スイッチ４５がオフされたりするまで所定の間隔で繰り返される。
【００６３】
ステップ５９では、制御回路４３は、ズームスイッチ４６が操作されたか否かを判定し、操作されない場合はステップ５６に戻る。ズームスイッチ４６が操作された場合は、ステップ６０に進む。
【００６４】
ステップ６０では、制御回路４３は、ズームスイッチ４６の操作方向に応じた方向にズームモータ２５を駆動し、第１及び第２レンズユニットＬ１，Ｌ２を移動させる。これにより、ズーミングが行われる。
【００６５】
ズームモータ２５を駆動する際に、ステップ６１では、制御回路４３は、ワイド位置からズームモータ２５に印加したズーム駆動信号のパルス数をカウントする。これにより、現在の第１及び第２レンズユニットＬ１，Ｌ２の位置を算出することができる。このとき、制御回路４３は、ステップ６２において、第１及び第２レンズユニットＬ１，Ｌ２の位置に応じて、フォーカスモータ２７を駆動して第３可動レンズ枠１８（第３レンズユニットＬ３）を移動させて合焦状態を維持する。
【００６６】
第１及び第２レンズユニットＬ１，Ｌ２の位置と被写体距離とに応じた、合焦状態を維持するための第３レンズユニットＬ３の位置（カムカーブ）がメモリ４２に記憶されている。制御回路４３は、該カムカーブに従って第３レンズユニットＬ３を移動させるよう、フォーカスモータ２７を駆動する。なお、第３レンズユニットＬ３の位置は、フォーカスモータ２７に印加したフォーカス駆動信号のパルス数をカウントすることで検出することができる。
【００６７】
次に、図１３を用いて、ステップ５６で行われる沈胴動作について説明する。電源スイッチ４５がオフされると、制御回路４３は、ステップ７１にて、ズームモータ２５を駆動して第１及び第２可動レンズ枠８，１７をテレ位置（かつ沈胴位置）に移動させる。これにより、第１及び第２可動レンズ枠８，１７を移動筒７の前側にて互いに接近した位置に移動させることで、移動筒７を沈胴位置に移動させる際の第１及び第２可動レンズ枠８，１７と他の部品との干渉を防ぐことができる。
【００６８】
次に、ステップ７２では、制御回路４３は、フォーカスモータ２７を駆動して、第３可動レンズ枠１８をその可動範囲の最後端である沈胴位置に移動させる。これにより、移動筒７を沈胴位置に移動させる際に、第３可動レンズ枠１８と第２可動レンズ枠１７との干渉を防ぐことができる。なお、ステップ７２の処理をステップ７１の処理と同時に開始することで、沈胴動作に要する時間を短縮することができる。
【００６９】
そして、ステップ７３では、制御回路４３は、沈胴モータ２を突出位置から所定のパルス数だけ駆動して、移動筒７を沈胴位置に移動させる。所定のパルス数は、メモリ４２に記憶されている。その後、ステップ７４では、制御回路４３は、各モータへの給電を終了する。
【００７０】
以上説明したように、本実施例では、移動筒７内に配置された第１及び第２可動レンズ枠８，１７のリセット動作に用いられるフォトインタラプタ３２を、固定部材であるＣＣＤホルダー１に取り付けている。
【００７１】
このため、移動筒７を沈胴位置に位置させたままで第１及び第２可動レンズ枠８，１７のリセット動作を行うことができる。すなわち、制御回路４３は、移動筒７が沈胴位置にある状態においてズームモータ２５を駆動して第１及び第２可動レンズ枠８，１７が基準位置に移動したことを検出する。そして、その後、沈胴モータ２を駆動して移動筒７を沈胴位置から突出位置に移動させる。したがって、移動筒７が沈胴位置から突出位置に移動した後に第１及び第２可動レンズ枠８，１７のリセット動作を行う必要がなく、電源の投入に応じて移動筒７が突出位置に移動した後、素早く撮影を開始できる。
【００７２】
しかも、フォトインタラプタ３２が移動筒７とともに移動しないので、フレキシブルプリント基板４０に移動を吸収するための変形部を持たせる必要がない。このため、レンズ鏡筒内でのフレキシブルプリント基板４０の取り回しが容易であり、フレキシブルプリント基板４０の他の部品との干渉やそれによる異音の発生といった不具合を生じることがない。
【００７３】
また、本実施例では、沈胴状態からワイド状態への移行を、沈胴モータ２からの駆動力を減速ギア列を介してカム筒６を回転させることで行うが、ワイド位置とテレ位置でのズーミングは、ズームモータ２５により円筒カム２４を回転させることのみで行う。ここで、ズームモータ２５も減速ギア列２５ｃを介して円筒カム２４を回転させるが、前述したように、減速ギア列２５ｃは移動筒７の内側に配置されている。これに対し、沈胴モータ２に含まれる減速ギア列は、レンズ鏡筒の外側に配置されている。
【００７４】
しかも、ズームモータ２５及び減速ギア列２５ｃは、移動筒７及びこれに収容された様々な部品全体を移動させる沈胴モータ２及びこれに含まれる減速ギア列に比べて、はるかに小さい負荷で第１及び第２可動レンズ枠８，１７を駆動する小さな部品である。
【００７５】
このため、両減速ギア列からカメラの外部に漏れ出る騒音（噛み合い音）を比べると、ズームモータ２５に対して設けられた減速ギア列２５ｃからの騒音よりも沈胴モータ２に含まれる減速ギア列からの騒音の方が大きい。したがって、撮影中のズーミングをズームモータ２５で円筒カム２４を回転させることで行っても、沈胴モータ２の減速ギア列から騒音が発生される場合に比べて、発生する騒音を小さくすることができる。したがって、撮影中の静音化が可能である。
【００７６】
また、ズームモータ２５と円筒カム２４を移動筒７内に設けたので、移動筒７の外部に突出した部分がない小型のレンズ鏡筒を実現することができる。
【実施例２】
【００７７】
実施例１にて説明した構成を有するレンズ鏡筒においては、以下のような動作を行わせることも可能である。図１３には、本発明の実施例２としてのレンズ鏡筒（制御回路４３）の動作を示している。本実施例のレンズ鏡筒の構成は、実施例１と同じであるので、各構成要素にも実施例１と同じ符号を付す。
【００７８】
ステップ５１で電源スイッチ４５がオンされると、制御回路４３は、ステップ８１で沈胴モータ２を駆動してカム筒６を回転させることにより、移動筒７を沈胴位置から突出位置に移動させる。このとき、実施例１と同様に、フォトインタラプタ３１によってカム筒６の回転基準位置がまず検出され、その後、沈胴モータ２に所定のパルス数の沈胴モータ駆動信号を印加することで、移動筒７を沈胴位置から突出位置に移動させる。
【００７９】
次に、ステップ８２では、制御回路４３は、第３可動レンズ枠１８のリセット動作を行う。実施例１と同様に、フォーカスモータ２７を駆動してフォトインタラプタ３１の出力変化を検出し、その基準位置からさらにフォーカスモータ２７を所定のパルス数だけ駆動して、第３可動レンズ枠１８をワイド無限遠位置に移動させる。
【００８０】
次に、ステップ８３では、制御回路４３は、第１及び第２可動レンズ枠８，１７のリセット動作を行う。ステップ８１の処理が完了した段階では、第１及び第２可動レンズ枠８，１７は沈胴位置と同じテレ位置にある。このため、第２可動レンズ枠１７がその可動範囲の最も後端に移動するように、ワイド方向に円筒カム２４を回転させる。そして、フォトインタラプタ３２の出力変化により、第１及び第２可動レンズ枠８，１７が基準位置に移動したことを検出する。その後、メモリ４２に格納された所定のパルス数だけズームモータ２５を回転させ、第１及び第２可動レンズ枠８，１７ワイド位置に移動させる。
【００８１】
これ以降のステップ５６〜６２及び沈胴動作は、実施例１と同じであるため、説明を省略する。
【００８２】
本実施例でも、実施例１と同様に、フォトインタラプタ３２に対する配線（フレキシブルプリント基板４０）の取り回しの容易化と撮影中の静音化の効果が得られる。また、本実施例では、沈胴モータ２を駆動して移動筒７を沈胴位置から突出位置に移動させた後、ズームモータ２５を駆動してフォトインタラプタ３２により第１及び第２可動レンズ枠８，１７が基準位置に移動したことを検出する。このため、移動筒７を突出位置に移動させた後に外部からの衝撃等によって第１及び第２可動レンズ枠８，１７に位置ずれが生じた場合でも、移動筒７を沈胴位置に戻さずに、該第１及び第２可動レンズ枠８，１７のリセット動作を行うことができる。
【００８３】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【００８４】
例えば、上記各実施例では、ズームモータ２５の駆動力を減速ギア列２５ｃを介して円筒カム２４に伝達する場合について説明したが、減速ギア列に代えて、プーリ−ベルト機構を用いてもよい。これにより、撮影中のより静音化を実現することができる。
【００８５】
また、上記各実施例では、位置センサとしてフォトインタラプタを使用する場合について説明したが、フォトリフレクタやメカニカルスイッチや磁気センサ等の他の位置センサを用いてもよい。
【００８６】
さらに、上記各実施例では、第１及び第２可動レンズ枠８，１８を円筒カム２４を用いた駆動機構によって駆動する場合について説明したが、他の駆動機構を用いてもよい。
【００８７】
また、上記各実施例では、デジタルスチルカメラに用いられるレンズ鏡筒について説明したが、本発明は、ビデオカメラ等の他の撮像装置のレンズ鏡筒にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施例１であるレンズ鏡筒の構成を示す分解斜視図。
【図２】実施例１のレンズ鏡筒の沈胴状態を示す断面図。
【図３】実施例１のレンズ鏡筒のワイドズーム状態を示す断面図。
【図４】実施例１のレンズ鏡筒のミドルズーム状態を示す断面図。
【図５】実施例１のレンズ鏡筒のテレズーム状態を示す断面図。
【図６】実施例１のレンズ鏡筒の移動筒の内部構造を示す斜視図。
【図７】実施例１における移動筒の背面図。
【図８】実施例１における移動筒の断面図。
【図９】実施例１のレンズ鏡筒におけるカム筒の展開図。
【図１０】実施例１のレンズ鏡筒における円筒カムの展開図。
【図１１】実施例１のレンズ鏡筒を備えたカメラの電気的構成を示すブロック図。
【図１２】実施例１のレンズ鏡筒（制御回路）の動作を示すフローチャート。
【図１３】実施例１のレンズ鏡筒（制御回路）の沈胴動作を示すフローチャート。
【図１４】本発明の実施例２であるレンズ鏡筒（制御回路）の動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００８９】
１  ＣＣＤホルダー
２  沈胴モータ
５  案内筒
６  カム筒
７  移動筒
８  第１可動レンズ枠
１７  第２可動レンズ枠
１８  第３可動レンズ枠
２４  円筒カム
２５  ズームモータ
２７  フォーカスモータ
３１，３２，３３  フォトインタラプタ
【図１】
2010117522.tif 000003
【図２】
2010117522.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010117522.tif 000006
【図５】
2010117522.tif 000007
【図６】
2010117522.tif 000008
【図７】
2010117522.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010117522.tif 000011
【図１０】
2010117522.tif 000012
【図１１】
2010117522.tif 000013
【図１２】
2010117522.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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