(57)【要約】【課題】複数の撮像光学系を有するデジタルカメラにおいて、駆動モータ数を削減する。【解決手段】デジタルカメラは第１撮像光学系と第２撮像光学系を備える。第１撮像光学系はズームレンズ群１０２とフォーカスレンズ１０８を有し、第２撮像光学系はズームレンズ２０２とフォーカスレンズ２０６を有する。フォーカスレンズ群１０８及び２０６はフォーカシング用駆動モータ４００で共通に駆動される。フォーカスレンズ群１０８はギアＧ３及びレンズ案内環１０６の外周ギア１０６ａにより移動し、フォーカスレンズ群２０６は送りねじ２３０により移動する。【選択図】図１
2008026712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１撮像光学系と、
前記第１撮像光学系と画角の異なる第２撮像光学系と、
を備える複数光学系を有する撮像装置であって、
前記第１撮像光学系はフォーカス用の第１レンズを有し、
前記第２撮像光学系はフォーカス用の第２レンズを有し、
前記第１レンズ及び前記第２レンズは共通のフォーカシング用駆動モータでともに駆動され、前記第１レンズは前記フォーカシング用駆動モータで回転駆動されるレンズ案内環の内周ねじに噛合し、前記第２レンズは前記フォーカシング用駆動モータに連結する送りねじに接続されることを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記レンズ案内環の外周にはギアが形成されて前記フォーカシング用駆動モータに噛合することを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。
【請求項３】
請求項２記載の装置において、
前記第２撮像光学系は前記第１撮像光学系よりも画角が狭く設定され、
前記第１レンズの移動距離は前記第２レンズの移動距離よりも小さく設定される
ことを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数光学系を有する撮像装置に関し、特にズーミングあるいはフォーカシングの駆動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置において、レンズのズーミングとフォーカシングを別々の駆動機構及び別々の駆動モータで実行しており、特にコンパクトなデジタルカメラにおいて小型化及び低コスト化の妨げとなっている。
【０００３】
下記の特許文献１には、前群レンズと後群レンズを駆動リングの回転で互いに独立して動かせるように構成することで、単一の駆動モータでズーミングとフォーカシングを行うことのできる構成が開示されている。また、特許文献２には、単一の駆動モータでズーム動作とＡＦ動作とを行うことが開示されており、太陽ギア、遊星ギア、リングギアを備え、リングギアが回転すると駆動モータの回転力はフォーカス移動手段に伝達され、リングギアの回転が阻止されるとズーム移動手段に伝達されることが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２４９３６２号公報
【特許文献２】特開２０００−４７０８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
単一の撮像光学系ではなく複数の撮像光学系を有するデジタルカメラが想定され、それぞれの焦点距離を異にすることでレンズを交換することなく広範な撮影範囲をカバーすることが可能であるが、その内部構成は単一の撮像光学系に比して複雑化する問題がある。例えば、第１撮像光学系と第２撮像光学系を備えたデジタルカメラを想定すると、第１撮像光学系のズームレンズを駆動するモータ、フォーカスレンズを駆動するモータ、第２撮像光学系のズームレンズを駆動するモータ、フォーカスレンズを駆動するモータの合計４個の駆動モータが必要となり、デジタルカメラのサイズ増大とコストアップを招く。上記従来技術に開示されているように、第１撮像光学系のズームレンズとフォーカスレンズとを単一の駆動モータで駆動し、第２撮像光学系のズームレンズとフォーカスレンズとを別の単一の駆動モータで駆動することも考えられるが、第１撮像光学系と第２撮像光学系は連動して駆動することが望ましく、第１撮像光学系のズームレンズと第２撮像光学系のズームレンズを単一の駆動モータで駆動し、あるいは第１撮像光学系のフォーカスレンズと第２撮像光学系のフォーカスレンズを単一の駆動モータで駆動できることが望ましい。
【０００６】
本発明の目的は、複数光学系を有する撮像装置において、それぞれの撮像光学系が有するフォーカスレンズの駆動モータを共有することで構成を簡易化し低コストを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、第１撮像光学系と、前記第１撮像光学系と画角の異なる第２撮像光学系とを備える複数光学系を有する撮像装置であって、前記第１撮像光学系はフォーカス用の第１レンズを有し、前記第２撮像光学系はフォーカス用の第２レンズを有し、前記第１レンズ及び前記第２レンズは共通のフォーカシング用駆動モータでともに駆動され、前記第１レンズは前記フォーカシング用駆動モータで回転駆動されるレンズ案内環の内周ねじに噛合し、前記第２レンズは前記フォーカシング用駆動モータに連結する送りねじに接続されることを特徴とする。
【０００８】
本発明において、前記レンズ案内環の外周にはギアが形成されて前記フォーカシング用駆動モータに噛合することが好適である。  
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第１撮像光学系のフォーカス用レンズと第２撮像光学系のフォーカス用レンズを単一の駆動モータで駆動する構成としたので、構成を簡易化することができる。また、第１撮像光学系のフォーカス用レンズをレンズ案内環を介して駆動することで第１撮像光学系のフォーカス用レンズの移動量、すなわち分解能の調整が容易化される。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。本実施形態におけるデジタルカメラは、画角が相対的に広い第１撮像光学系（ワイド側光学系）と画角が相対的に狭い第２撮像光学系（テレ側光学系）の２つの撮像光学系を備える。
【００１１】
図１及び図２に、本実施形態のデジタルカメラの内部構成を示す。図１は正面から見た構成であり、図２は背面から見た構成である。
【００１２】
第１撮像光学系は３５ｍｍフィルム換算で３９ｍｍ−１１７ｍｍの焦点距離範囲のズームレンズを有する。ユーザはズームボタンを操作してズーム位置を設定する。所望のズーム位置に達すると、シャッタボタンを操作して撮影する。被写体の明るさに応じて適宜ストロボが発光制御され、撮影された画像はＬＣＤに表示される。ズームレンズはいわゆる屈曲光学系となっており、第１レンズ群１００から入射した被写体光はプリズム１０１で直角に曲げられ、ズームレンズ群１０２、１０４及びフォーカスレンズ群１０８を介して第１撮像素子１１０に被写体の像を結像する。ズームレンズ群１０２、１０４とフォーカスレンズ群１０８はそれぞれロッド１１２によりガイドされ、光軸方向に移動可能に構成される。これらのレンズ群の移動によりレンズ全体の合成焦点距離を変更する。第１撮像光学系は２つのズームレンズ群１０２、１０４を有するが、ズームレンズ群１０２はシャッタ・絞りアセンブリ６００の前側（被写体側）に配置され、ズームレンズ群１０４はシャッタ・絞りアセンブリ６００の後側（イメージセンサ側）に配置される。ズームレンズ群１０４はズームレンズ群１０２と異なる駆動モータ５００で駆動される。
【００１３】
第２撮像光学系は３５ｍｍフィルム換算で１３０ｍｍ−３９０ｍｍの焦点距離範囲のズームレンズを有する。このズームレンズも屈曲光学系であり、第１レンズ群２００から入射した被写体光はプリズム２０１で直角に曲げられ、ズームレンズ群２０２及びフォーカスレンズ群２０６を介して第２撮像素子２１０に被写体の像を結像する。
【００１４】
ズームレンズ２０２及びフォーカスレンズ２０６はそれぞれロッド２１２によりガイドされ、光軸方向に移動可能に構成される。これらのレンズ群の移動によりレンズ全体の合成焦点距離を変更する。
【００１５】
本実施形態では、これらのレンズ群の駆動モータとして、ズーミング用駆動モータ３００、５００とフォーカシング用駆動モータ４００が設けられる。第１撮像光学系と第２撮像光学系で共有される駆動モータは駆動モータ３００、４００であり、以下、これらの駆動モータ３００、４００による駆動機構について説明する。
【００１６】
ズーミング用駆動モータ３００には送りねじ２２０が直結されるとともに、ギアＧ１、Ｇ２を介して送りねじ１２０が連結される。したがって、送りねじ１２０、２２０はズーミング用駆動モータ３００により互いに逆方向に回転駆動される。送りねじ１２０にはナットが螺合し、第１撮像光学系のズームレンズ群１０２はこのナットに接続される。送りねじ１２０が回転するとズームレンズ１０２はロッド１１２によりガイドされて光軸方向に移動する。一方、送りねじ２２０にもナットが螺合し、第２撮像光学系のズームレンズ群２０２はこのナットに接続される。送りねじ２２０が回転するとズームレンズ２０２はロッド２１２によりガイドされて光軸方向に移動する。したがって、ズーミング用駆動モータ３００により送りねじ１２０及び送りねじ２２０が互いに逆方向に回転駆動されると、これに従ってズームレンズ群１０２及びズームレンズ群２０２はそれぞれ互いに逆方向に移動することになる。すなわち、ズームレンズ群１０２がワイド端からテレ端に向けて移動すると、ズームレンズ群２０２はテレ端からワイド端に向けて移動し、ズームレンズ群１０２がテレ端からワイド端に向けて移動すると、ズームレンズ群２０２はワイド端からテレ端に向けて移動する。
【００１７】
ズーミング用駆動モータ３００は、デジタルカメラに設けられたズームボタンの操作に応じ図示しない制御回路からの指令により正逆の方向に回転する。ズーミング用駆動モータ３００の一方向の回転で第１撮像光学系がワイド端（３５ｍｍフィルム換算で３９ｍｍ）からテレ端（同１１７ｍｍ）に向けて焦点距離が増大する方向に変化する場合、第２撮像光学系はテレ端（同３９０ｍｍ）からワイド端（１３０ｍｍ）に向けて焦点距離が減少する方向に変化する。
【００１８】
一方、フォーカシングモータ４００にはギアＧ３が連結され、このギアＧ３にギアＧ４及びギアＧ５が噛合する。ギアＧ４は中空円筒形状のレンズ案内環１０６の外周に形成された外周ギア１０６ａに噛合し、レンズ案内環１０６を回転駆動する。レンズ案内環１０６の内周にはねじが形成されており、このねじにフォーカスレンズ群１０８が噛合保持される。レンズ案内環１０６が回転すると、内周ねじに噛合するフォーカスレンズ群１０８はロッド１１２にガイドされて光軸方向に移動する。また、ギアＧ５は送りねじ２３０に連結され、送りねじ２３０にはナットが螺合し、フォーカスレンズ群２０６はこのナットに接続される。送りねじ２３０が回転するとフォーカスレンズ群２０６はロッド２１２にガイドされて光軸方向に移動する。したがって、単一のフォーカシングモータ４００の回転により第１撮像光学系のフォーカスレンズ群１０８及び第２撮像光学系のフォーカスレンズ群２０６がともに光軸方向に移動する。フォーカシング用駆動モータ４００は、図示しないデジタルカメラの制御回路からの指令により正逆の方向に回転し、オートフォーカス動作を行い、両方の撮像光学系の焦点の合っている被写体距離が同一となるように設定される。すなわち、第１撮像光学系が無限遠に焦点が合っている状態のときは第２撮像光学系も無限遠に焦点が合っており、第１撮像光学系が２ｍの被写体距離に焦点が合っている状態のときには第２撮像光学系も２ｍの被写体距離に焦点が合うように設定される。
【００１９】
第２撮像光学系は相対的に画角の狭いテレ側の光学系であり、フォーカスレンズ群２０６の移動量は相対的に大きい。このため、本実施形態ではフォーカスレンズ群２０６を送りねじ２３０により直接的に駆動する。フォーカスレンズ群２０６の移動量の調整は、ギアＧ３とＧ５のギア比及び送りねじ２３０のピッチを変えることで調整できる。その一方、第１撮像光学系は相対的に画角の広いワイド側の光学系であり、フォーカスレンズ群１０８の移動量は相対的に少なく分解能を高くする必要がある。このため、フォーカスレンズ群１０８は送りねじではなく、ギアＧ３とレンズ案内環１０６の外周ギア１０６ａとの組み合わせで所望の減速比を達成している。すなわち、歯数の小さいギアＧ３と歯数の大きいレンズ案内環１０６の外周ギア１０６ａとの組み合わせでフォーカスレンズ群１０８の分解能を向上させている。なお、フォーカスレンズ群１０８はレンズ案内環１０６の内周ねじに噛合するため、内周ねじのピッチを調整することによっても分解能を調整することができる。ギアＧ３と外周ギア１０６ａの減速比によりフォーカスレンズ群１０８の分解能を粗調整しレンズ案内環１０６の内周ねじピッチによりフォーカスレンズ群１０８の分解能を微調整することもできる。
【００２０】
デジタルカメラの電源をＯＮにすると、制御回路によりデジタルカメラを初期状態に設定する。この初期状態では第１撮像光学系が動作状態となり、第１撮像光学系のズーム位置はワイド端（同３９ｍｍ）に設定され、第２撮像光学系のズーム位置はテレ端（同３９０ｍｍ）に設定される。
【００２１】
ユーザが初期状態からズームボタンのテレ側を操作すると、ズーミング用駆動モータ３００が回転し、第１撮像光学系の焦点距離を増大させる方向に動かす（ズームアップ）とともに、第２撮像光学系の焦点距離を減少させる方向に動かす（ズームダウン）。
【００２２】
初期設定では第１撮像光学系が動作しているので、ＬＣＤに表示される画像は第１撮像光学系で得られた画像で、これがワイド端（３９ｍｍ）からズームアップされた画像に変化していく。ズームボタンのテレ側を操作し続けると、第１撮像光学系のテレ端（１１７ｍｍ）に到達するが、さらに操作し続けると第１撮像光学系の画像に電子ズームを施した画像が表示される。そして、第２撮像光学系のワイド端（１３０ｍｍ）に設定が到達したところで撮像光学系が自動的に切り替わり、第２撮像光学系が動作状態となってその画像がＬＣＤに表示される。このとき、上記のように第１撮像光学系と第２撮像光学系では互いに焦点距離の変化する方向が逆になるようにズーミングするので、第１撮像光学系がテレ端に到達した時点では第２撮像光学系はワイド端に到達しており、切替時に改めて第２撮像光学系のズームレンズ群２０２を動かすことなくスムーズに切り替えることができる。
【００２３】
さらにズームボタンをテレ側に操作し続けると、今後はズーミング用駆動モータ３００が逆転し、第２撮像光学系の焦点距離を増大させる方向に動かす（ズームアップ）。ズームボタンをワイド側に操作すると、上記のズームアップ時と逆の動作になる。すなわち、ズーミング用駆動モータ３００が回転し、第１撮像光学系の焦点距離を増大させる方向に動かす（ズームアップ）とともに、第２撮像光学系の焦点距離を減少させる方向に動かす（ズームダウン）。ズームボタンのワイド側を操作し続けると、第２撮像光学系のワイド端に到達するが、さらに操作し続けると撮像光学系が自動的に切り替わり、第１撮像光学系が動作状態となってその画像がＬＣＤに表示される。第１撮像光学系と第２撮像光学系では互いに焦点距離の変化する方向が逆になるようにズーミングするので、第２撮像光学系がワイド端に到達した時点では第１撮像光学系はテレ端に到達しており、切替時に改めて第１撮像光学系のズームレンズ群１０２を動かすことなくスムーズに切り替えることができる。
【００２４】
所望の画角が設定された時点でシャッタボタンを操作すると、公知の方法でオートフォーカス動作が行われる。動作中の撮像素子からの画像信号を読み出して処理を施し、その結果に応じてフォーカシング用駆動モータ４００が回転し、両方の撮像光学系の焦点を調節する。上記のように両方の撮像光学系の合っている被写体距離が同一となるように設定されているため、この状態で撮像光学系を切り替えた場合でも、最初からオートフォーカス動作をやり直す必要がなく、そのまま次のシーケンスに移ることができる。この状態でさらにシャッタボタンを操作すると、そのときに動作中の撮像光学系からの画像信号は処理されてメモリカード等の記憶媒体に記憶される。
【００２５】
このように、本実施形態では第１撮像光学系のフォーカシング用駆動モータと第２撮像光学系のフォーカシング用駆動モータを共有することで駆動モータ数の削減を図ることができる。また、フォーカシング用駆動モータを共有するに際し、両撮像光学系の分解能を考慮して第１撮像光学系ではギアＧ３とレンズ案内環１０６との組み合わせを用い、第２撮像光学系では送りねじ２３０とナットの組み合わせを用いることで単一の駆動モータによる駆動を可能としている。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態にかかるデジタルカメラの内部構成図（正面）である。
【図２】実施形態にかかるデジタルカメラの内部構成図（背面）である。
【符号の説明】
【００２７】
１００  第１レンズ群（第１撮像光学系）、１０１  プリズム（第１撮像光学系）、１０２  ズームレンズ群（第１撮像光学系）、１０６  レンズ案内環、１０８  フォーカスレンズ群（第１撮像光学系）、１１０  第１撮像素子、２００  第１レンズ群（第２撮像光学系）、２０１  プリズム（第２撮像光学系）、２０２  ズームレンズ群（第２撮像光学系）、２０６  フォーカスレンズ群（第２撮像光学系）、２１０  第２撮像素子、３００  ズーミング用駆動モータ、４００  フォーカシング用駆動モータ。
【図１】
2008026712.tif 000003
【図２】
2008026712.tif 000004