(57)【要約】【課題】  ズームレンズ等において、移動鏡筒の原点位置検出を行う時に、フォトインタラプタ等の位置検出センサに外光が入射し誤検出となるのを防止する為に遮光壁を設けると装置が大型化する。【解決手段】  移動鏡筒の原点位置検出を行う時に、パンまたはチルト動作によりカメラ装置の一部でノイズとなり得る外光が遮光されてズームレンズに入射しない方向へ向けてから原点位置検出を行う。【選択図】  図７
2015212774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能に保持された移動レンズを有する光学機器であって、
前記移動レンズを光軸方向に駆動する駆動手段と、
前記移動レンズの光軸方向の位置検出をするための位置検出手段と、
前記移動レンズの光軸方向を変えることが可能な光軸変更手段と、
前記光軸変更手段によって前記移動レンズに入射する光線の少なくとも一部が前記撮像装置により遮られる方向に前記光軸方向を変えた状態で基準位置設定を行った後に、前記位置検出手段を用いて一以上の前記移動レンズの位置検出を行う制御を行う制御手段と、
を有することを特徴とする光学機器。
【請求項２】
前記撮像装置により遮られる光線は、
前記位置検出手段に入射する光線を遮ることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項３】
前記撮像装置を設置面へ設置するための設置手段をさらに備え、
前記遮られる方向とは前記光軸方向が前記設置面と略平行となる方向を含むことを特徴とする請求項１乃至２のいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項４】
前記移動レンズは、少なくとも焦点距離を変更する移動レンズまたは焦点を調節する移動レンズを含み、
前記位置検出手段は前記移動レンズの少なくとも一つの移動レンズの原点位置の検出のために用いられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項５】
前記光軸変更手段は、前記複数の移動レンズをチルト回転可能に支持する支持部材を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項６】
移動可能に保持された複数の移動レンズを有する光学機器の制御方法であって、
一以上の前記移動レンズを光軸方向に駆動する駆動ステップと、
一以上の前記移動レンズの光軸方向の位置検出をするための位置検出ステップと、
前記移動レンズの光軸方向を変えることが可能な光軸変更ステップと、
前記光軸変更ステップによって前記移動レンズに入射する光線の少なくとも一部が前記撮像装置により遮られる方向に前記光軸方向を変えた状態で基準位置設定を行った後に、前記位置検出ステップにて一以上の前記移動レンズの位置検出を行う制御を行う制御ステップと、
を有することを特徴とする光学機器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズの位置を検出する位置検出手段を有するレンズと該レンズの光軸方向を変える構造を備えた光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から例えば焦点距離の変更、または焦点位置を調節するための光学素子を移動する機構を備えたレンズにおいて、光学素子の位置を検出する位置検出手段として例えば光学式センサを備えるものが知られている。
【０００３】
一例として、光学素子を保持している移動部材に設けた検出片により、光学式センサ（例えば、フォトインタラプタ等）の発光素子と受光素子の間を遮る位置を検出することで原点位置検出を行う手法が知られている。
【０００４】
しかし、原点位置検出時に、光学式センサを遮光できる位置に検出片が位置していたとしても、外光等が受光素子に入射されることにより誤検出される可能性が有る。誤検出が発生すると光学素子の位置を制御することができない場合もある。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載の装置は、レンズ枠移動空間から隔離して光センサを収納する収納部を固定する隔離壁を有し、該隔離壁は検出片が収納部に対して挿脱し得る挿脱口を有する構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３３９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献で開示された従来技術では、レンズ移動空間と光センサ収納部の間に隔離壁を設けるためのスペースが必要であり、その分だけレンズが大型化する。更に、レンズ構成の配置も制限されるので、レンズ及びカメラ装置の小型化の妨げにもなる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の光学機器は移動可能に保持された移動レンズを有する光学機器であって、前記移動レンズを光軸方向に駆動する駆動手段と、前記移動レンズの光軸方向の位置検出をするための位置検出手段と、前記移動レンズの光軸方向を変えることが可能な光軸変更手段と、前記光軸変更手段によって前記移動レンズに入射する光線の少なくとも一部が前記撮像装置により遮られる方向に前記光軸方向を変えた状態で基準位置設定を行った後に、前記位置検出手段を用いて一以上の前記移動レンズの位置検出を行う制御を行う制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、光学機器に例えば外光等が入射する環境においても、レンズの位置検出への影響を低減させることができる。
【００１０】
更に、本発明はレンズ及び位置検出手段として例えば光学式センサの配置の自由度が増すために、光学機器の小型化にも関与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の実施例を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施例を示す説明図である。
【図５】本発明の実施例の効果を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例を示す外観図である。
【図７】本発明の実施例を示す説明図である。
【図８】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
以下に本発明によるレンズの構造について説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施例のレンズ６０を示す分解斜視図であり、図２はＷＩＤＥ無限状態を示す断面図である。同図に於いて１は前群鏡筒、２は１群鏡筒、３は２群鏡筒、４は後群鏡筒、５は１群位置検出センサ、６は２群位置検出センサである。７は１群駆動モータ、８は２群駆動モータ、９はレンズフレキ、１０は第１のネジ、１１は１群ラック、１２は１群ラックバネである。１３は２群ラック、１４は２群ラックバネ、１５は第１のガイドバー、１６は第２のガイドバー、１７は第３のガイドバー、１８は第４のガイドバー、１９は第２のネジ、２０は第３のネジである。
【００１５】
図１及び図２を用いてレンズの全体構成を説明する。
【００１６】
１群鏡筒２はレンズ保持部を備えており第１レンズ群３１を接着または熱カシメにより固定保持する。また、１群鏡筒２は１群ラック１１及び１群ラックバネ１２を保持している。更に、１群鏡筒２はスリーブ部及びＵ溝部を備え、スリーブ部には第１のガイドバー１５が貫通し、Ｕ溝部には第２のガイドバー１６が貫通している。
【００１７】
２群鏡筒３はレンズ保持部を備えており第２レンズ群３２を接着または熱カシメにより固定保持する。また、２群鏡筒３は２群ラック１３及び２群ラックバネ１４を保持している。更に、２群鏡筒３はスリーブ部及びＵ溝部を備えスリーブ部には第３のガイドバー１７が貫通し、Ｕ溝部には第４のガイドバー１８が貫通している。
【００１８】
前群鏡筒１及び後群鏡筒４は、第１のネジ１０により前方からネジ締結され一体化される。前群鏡筒１及び後群鏡筒４の内径側には、複数の穴が設けられており、第１のガイドバー１５、第２のガイドバー１６、第３のガイドバー１７、第４のガイドバー１８が光軸に平行な方向になるように両端支持している。
【００１９】
後群鏡筒４は、１群駆動モータ７及び２群駆動モータ８を側面に保持している。１群駆動モータ７もモーターベース部７ｂ及び２群駆動モータ８のモーターベース部８ｂをネジ止めすることにより後群鏡筒４に固定保持される。
【００２０】
また、後群鏡筒４には撮像素子（非図示）が取り付けられる構成としてもよい。
【００２１】
レンズフレキ９は、前群鏡筒１及び後群鏡筒４の外周に巻きつくように配置される。
【００２２】
レンズフレキ９は、１群位置検出センサ取り付け部（非図示）及び２群位置検出センサ取り付け部９ａを備える。そして、１群位置検出センサ５及び２群位置検出センサ６が半田付けにより固定されている。レンズフレキ９に固定された２群位置検出センサ６は後群鏡筒４に設けられた位置検出センサ開口４ａに収容され、レンズフレキ固定穴４ｂ及び第３のネジ２０によりレンズフレキ９が後群鏡筒４にネジ固定される。２群位置検出センサ６近傍を後群鏡筒４にネジ固定することでレンズフレキ９の撓みによる位置変化の可能性を低減できる。
【００２３】
１群位置検出センサ５のレンズフレキ９及び後群鏡筒４への取り付けも２群位置検出センサ６と同じ構造なので説明は省略する。尚、１群位置検出センサ５と２群位置検出センサ６は後群鏡筒４の光軸を挟んで対称な面に固定される。
【００２４】
レンズフレキ９は、１群駆動モータ取り付け部（非図示）及び２群駆動モータ取り付け部９を備え、それぞれに１群駆動モータ７及び２群駆動モータ８の端子部が半田固定されている。
【００２５】
レンズフレキ９は１群駆動モータ７及び２群駆動モータ８に電源供給しモータを駆動し、１群位置検出センサ５及び２群位置検出センサ６の出力検出を介在する。
【００２６】
図３は、本発明の実施例のレンズの一部を示す斜視図で有り、１群鏡筒２の駆動及び位置検出動作を、本図を用いて説明する。
【００２７】
１群鏡筒２はスリーブ部２ｂが第１のガイドバー１５により光軸方向へガイドされており、第２のガイドバー１５により光軸を中心とする回転方向を規制されている。また、１群鏡筒２には１群ラック１１が１群ラックバネ１２の付勢により光軸方向のガタを発生させることなく取り付けられている。レンズの駆動手段である１群駆動モータ７のネジシャフト部７ａは光軸方向に略平行に配置され長手方向にリードを持ったネジシャフト形状でありモータ駆動により軸周りに回転する。一方、１群ラック１１は１群ラックバネ１２によりネジシャフト部７ａに付勢突き当てされている。そして、１群ラック１１のネジシャフト部７ａへの突き当て部はネジシャフトのネジ部に噛み合う形状の突起部が形成されており、ネジシャフト部７ａが回転することで光軸方向に１群鏡筒２が移動されることになる。
【００２８】
本実施例において、１群位置検出センサ５は移動可能なレンズの基準位置設定をするための位置を検出する位置検出手段である。また、本実施例においては、遮光状態と非遮光状態の検出をするフォトインタラプタで有るがこれに限られるものではない。本実施例において、１群位置検出センサ５は、発光素子より受光素子に向けられて発光した光が、検出片２ｃにより遮られているか否かを検出するものである。
【００２９】
図３で示す状態は、検出片２ｃは１群位置検出センサ５を遮っている検出状態であり、１群鏡筒２が物体側に繰り出した状態では非検出状態となる。従って、１群位置検出センサ５の検出状態と非検出状態の切り替わり位置を１群鏡筒２の原点基準位置と設定することができる。
【００３０】
一方で、２群鏡筒３も同様に、第３のガイドバー及び第４のガイドバー１８により光軸方向へガイドされ、２群駆動モータ８により光軸方向に駆動され、２群位置検出センサ６により原点基準位置を検出することができる。
【００３１】
このように、１群鏡筒２及び２群鏡筒３は、１群位置検出センサ５及び２群位置検出センサ６にそれぞれ原点基準位置を検出され、その位置基準で予め設定されているカムカーブに沿って駆動されることでズーム及びフォーカスが可能となる。
【００３２】
上述の構成において、原点位置検出時に外光等が１群位置検出センサ５または２群位置検出センサ６の受光部に入ると、原点基準位置を誤検出する恐れがある。誤検出が発生すると原点基準位置が正しく検出されなくなり、ズームレンズ等の機能を果たさなくなる。
【００３３】
具体的には、検出片が１群位置検出センサ５及び２群位置検出センサ６を遮った検出状態において、外光等が入射される非検出状態と誤検出される可能性が有る。
【００３４】
誤検出を発生させる外光が位置検出センサの受光部に到達するのは、直接入射するだけでなく鏡筒等で反射した反射光の場合もある。
【００３５】
直接光のみならず鏡筒内部の反射による反射光での誤検出を防止するために従来例と同様の遮光壁をレンズに設ける等対策も考えられる。しかし、あらゆる方向から入射する光線を防止しようとすると、遮光壁も広い範囲に設置する必要があるので大きなスペースを要し、レンズの大型化及びカメラ装置の小型化の妨げとなる場合がある。
【００３６】
図４は、本発明の実施例のレンズに外光が入射する経路の一部を示す説明図である。
【００３７】
図４（ａ）及び（ｂ）は１群鏡筒２が原点検出の為に検出片２ｃにより位置検出センサ５を遮光した位置に有る状態で、前群鏡筒１及び後群鏡筒４を部分断面とした図で有る。そして、図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は断面図で有る。なお、１群鏡筒２、１群位置検出センサ５、前群鏡筒１及び後群鏡筒４の関係を示す為に、説明の妨げとなる２群鏡筒３等は非図示としている。
【００３８】
これらの図において、３５はレンズ前方から入射する外光のうち、センサの誤検出の原因となる光線を示すもので有る。外光３５は、後群鏡筒４の内壁で反射し、１群位置検出センサ５の受光部に入射する。本図で示す状態では１群鏡筒２の遮光片２ｃにより１群位置検出センサ５を遮光する位置に有るが、外光が入射することで非遮光状態と検出され誤検出となる。尚、誤検出の原因となり得る光線は外光３５で示すものに限定されるものでは無く外光３５の近傍を通る光線もなり得る。これらの外光は１群鏡筒２の外周と前群鏡筒１及び後群鏡筒４の内周の間に設けた隙間を通って位置検出センサに入り込むが、１群鏡筒２は光軸方向に駆動される為、移動時の干渉防止の為の隙間をなくすことができない場合もある。従来は、該隙間を確保しつつ外光がセンサに入射するのを防止する為に、１群鏡筒２の遮光片２ｃより前方部分の広い範囲に遮光壁を設ける必要があった。そのため、前記の隙間量はある程度設ける必要が有り、光軸方向に長い範囲の遮光壁が必要となる。そのため、１群鏡筒２が前方に繰り出した時に遮光壁も前方に繰り出すことになり、前群鏡筒１に前記遮光壁を収納する収納部を設ける必要があった。このため、遮光壁が前方に繰り出しても干渉しない範囲に設ける必要があるために、更なるスペースが必要となり装置の小型化の妨げとなっていた。
【００３９】
図５は、本発明の実施例のレンズの断面図であり本図により上述の構造による小型化の効果を説明する図である。
【００４０】
図５において、３６は外光が１群位置検出センサ５に入射する外光を防止する遮光壁を設けた場合に、１群鏡筒２が前方に繰り出した時に遮光壁が収納される収納部である。また、３７及び３８はレンズの重心を中心とする円弧で３７はスペース３６と接する円弧、３８は前群鏡筒１と接する円弧で有る。つまり、遮光壁の収納部を設けることによって装置が大型になってしまう。
【００４１】
本図の通り、遮光壁の収納部を設け無いことによりレンズの占有スペースが小さくなり、外側にドーム等を配置する場合にドーム径を小さく出来る効果が得られる。
【００４２】
図６及び図７は、本発明の実施例のカメラの説明図である。
【００４３】
図６は外観図で有り、本図において４１はドームである。
【００４４】
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、ドーム内部の様子を示すためにドームを非図示とした説明図である。
【００４５】
これらの図において４２はカメラベース、４３はチルト支持板、４４はレンズカバー、４５はレンズ６０の光軸を示す。
【００４６】
カメラベース４２は設置手段として設置面である天井、壁等に取り付け可能な面４２ａを備えると共に内部に駆動電源及び光軸を変更する光軸変更手段としてチルト駆動源及び制御回路等を有する。
【００４７】
チルト支持板４３は、支持部材としてカメラベース４２上にレンズカバー４４の両側に位置に配置され、レンズカバー４４をチルト軸４４ａ中心にチルト回転可能に支持している。
【００４８】
レンズカバー４４は内部にレンズ６０を備え、チルト駆動モータ（非図示）の駆動によりチルト駆動されレンズ６０の光軸４５の向きが可変となっている。なお、図７は天井に設置された状態を示し、図７（ａ）はレンズ６０が水平方向を向いた状態、図７（ｂ）はチルト動作により下を向いた状態を示す図である。
【００４９】
図７（ａ）に示す通りレンズが水平に近い方向を向いている場合に、前述の外光３５はカメラベース４２に遮られるのでレンズ６０には入射しない。つまり、この図７（ａ）に示した光軸４５の向きで１群鏡筒２の原点位置検出を行うと、誤検出の原因となる外光の影響を抑えることができる。一方、図７（ｂ）で示す通りレンズが下向きの場合、外光３５はカメラベース４２に遮られずにレンズ６０に入射する。つまり、この図７（ｂ）に示した光軸４５の向きで１群鏡筒２の原点位置検出を行うと、誤検出の原因となる外光の影響を受ける場合がある。
【００５０】
なお、本実施例では、レンズ６０の向きが略水平の場合に外光が入射しない、下向きの場合は入射するとしたが、外光の入射、非入射はこの方向のみに限定されるものでは無い。
【００５１】
図８は本発明の実施例のカメラのブロック図で有る。
【００５２】
本図において、６０はレンズ、２は１群鏡筒、７は１群駆動モータ、６３は１群モータドライバ、５は１群位置検出センサである。３は２群鏡筒、８は２群駆動モータ、６７は２群モータドライバ、６は２群位置検出センサである。６９はチルトモータ、７０はチルトモータドライバ、７１はチルト位置検出センサ、７２は制御回路、７３は操作スイッチ、７４は電源スイッチである。
【００５３】
１群モータドライバ６３は１群駆動モータ７を駆動し１群鏡筒２を光軸方向へ駆動する。１群位置検出センサ５は、１群鏡筒２の原点位置検出を行う。２群モータドライバ６７は２群駆動モータ８を駆動し２群鏡筒３を光軸方向へ駆動する。２群位置検出センサ６は、２群鏡筒３の原点位置検出を行う。チルトモータドライバ７０はチルトモータ６９を駆動しレンズ６０の向きを変える。
【００５４】
チルトセットセンサ７１は、レンズ６０のチルト方向の原点位置検出を行う。制御回路７２は各部を制御する制御手段であり、中央演算処理回路（以下、ＣＰＵと称することがある）等を含み、各レンズの初期化動作等を行う。
【００５５】
操作スイッチ７３はチルト方向、ズーム位置、フォーカス等をユーザーが操作するスイッチであり、電源スイッチ７４は光学機器の電源スイッチで有りユーザーにより装置の電源ＯＮ、ＯＦＦが操作される。
【００５６】
図９は本発明の実施例のカメラのフローチャートで有り、本図を用いて本発明の実施例の制御を説明する。
【００５７】
ステップＳ１０１にて制御回路７２は、電源スイッチ７４がユーザー操作により電源ＯＮとされると、各部の電源供給を開始し、ステップＳ１０２に処理をすすめる。
ステップＳ１０２にて制御回路７２は、チルトモータドライバ７０によりチルトモータ６９を駆動し、チルトセットセンサ７１によるチルト位置の原点位置検出を行う。そして、制御回路７２は、ステップＳ１０３に処理を進める。
【００５８】
ステップＳ１０３にて制御回路７２は、チルトモータ６９を所定量だけ駆動し、レンズ６０の方向が予め設定した所定チルト位置に移動する。本実施例においては、図７（ａ）に示す水平に近いチルト位置に移動するが、これに限られるものではない。そして、制御回路７２は、ステップＳ１０４に処理を進める。
【００５９】
ステップＳ１０４にて制御回路７２は、１群モータドライバ６３にて１群駆動モータ７を駆動し、１群鏡筒２を光軸方向へ移動させる。そして、１群位置検出センサ５にて原点位置が検出されるまで移動させ、位置検出センサ５にて１群鏡筒原点位置検出を行う。そして、制御回路７２は、ステップＳ１０５に処理を進める。
【００６０】
ステップＳ１０５にて制御回路７２は、２群モータドライバ６７にて２群駆動モータ８を駆動することで２群鏡筒３を光軸方向へ移動させる。そして、２群位置検出センサ６にて原点位置が検出されるまで移動させ、位置検出センサ６にて２群鏡筒原点位置検出を行う。そして、制御回路７２は、ステップＳ１０６に処理を進める。
【００６１】
ステップＳ１０６にて制御回路７２は、チルトモータ６９、１群駆動モータ７及び２群駆動モータ８を駆動し、レンズ６０、１群鏡筒２及び２群鏡筒３を駆動し、ユーザー操作にて設定されたチルト及びズーム位置に移動させる。
【００６２】
なお、本発明ではステップＳ１０１ｎｉｔｅカメラ起動時にのみ１群位置検出センサ５及び２群位置検出センサ６による原点位置検出を行う。そして、それ以降の検出は行わないオープンループ制御としているが、これに限られるものではなく、所定の動作や間隔に応じて原点位置検出を行うようにしてもよい。
【００６３】
なお、１群位置検出センサ５、２群位置検出センサ６及びチルトセットセンサ７１による検出は原点位置検出時のみとして、原点位置検出された後は検出をしないものとする。しかし、位置検出センサとしては、原点位置検出に用いられるものに限られない。本実施例の動作を行うことで、原点位置検出以外の位置検出時にも外光等の影響を低減させることができる。
【００６４】
したがって、上述の説明の通り、チルト動作等により予め設定した方向にレンズを向けた状態でレンズ内部の移動レンズの原点位置検出を行うことで、移動鏡筒の原点位置検出を妨害するとなる外光等の入射による影響を低減出来る。
【００６５】
その為、レンズに遮光壁の収納部を設けることが不要となるので、レンズ及び装置の大型化を防止することができる。
【００６６】
本実施例で示す２つの移動レンズ群からなるズームレンズのような構成のズームレンズは、レンズ群を多く備えるズームレンズよりもレンズ内部の構造が簡素になるので、外光が入り込む可能性が高いので効果的である。
【００６７】
更に、本実施例で示すズームレンズのように絞りユニット等の光量調節装置を備えない構成においても、光量調節装置を閉じて位置検出センサへの外光の入射を防止する等の動作を実施することなく、外光の影響を低減させることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１  前群鏡筒
２  １群鏡筒
３  ２群鏡筒
４  後群鏡筒
５  １群位置検出センサ
６  ２群位置検出センサ
７  １群駆動モータ
８  ２群駆動モータ
９  レンズフレキ
１１  １群ラック
１２  １群ラックバネ
１３  ２群ラック
１４  ２群ラックバネ
４１  ドーム
４２  カメラベース
４３  チルト支持板
４４  レンズカバー
６０  レンズ
【図１】
2015212774.tif 000003
【図２】
2015212774.tif 000004
【図３】
2015212774.tif 000005
【図４】
2015212774.tif 000006
【図５】
2015212774.tif 000007
【図６】
2015212774.tif 000008
【図７】
2015212774.tif 000009
【図８】
2015212774.tif 000010
【図９】
2015212774.tif 000011