(57)【要約】【課題】  従来より、撮影装置に用いられる移動可能な光学レンズの、駆動方向によるガタを取り除くためスプリング等による荷重を一定方向にかけ、ガタを取り除く方法が一般的であった。この場合不使用状態においても精度の必要な光学部品に対し荷重がかかるためクリープによる影響が懸念され、それに耐えうる強度が必要となり、大型化したり、強度のある高価な材料を採用しなければいけなかった。また、動作の初期段階でもこの負荷に抗する動力源が必要となり、コストを上げる要因となっていた。【解決手段】  本発明では、上記課題を鑑みレンズ保持部とレンズ駆動部に対し、使用状態ではガタ取りのための荷重が作用し精度良く移動できるが、不使用状態では撮像素子保持手段によってレンズ駆動部への荷重がかからないようにレンズ保持部を受け、余計な荷重が精度部品にかからないようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズと、
前記レンズを保持するレンズ保持手段と、
前記レンズ保持手段を駆動するレンズ駆動手段と、
前記レンズ駆動手段に対し前記レンズ保持手段を押圧するレンズ押圧手段と、
撮像素子と、前記撮像素子を保持する撮像素子保持手段を有し、
不使用時には前記レンズ保持手段と前記レンズ駆動手段との間の力を分断させるレンズ浮揚手段を前記撮像素子保持手段に一体で具備することを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記レンズ駆動手段は、前記レンズを光軸方向に移動させるカム手段と、前記カム手段を駆動するカム駆動手段により構成され、使用時には、前記レンズ押圧手段により前記レンズ保持手段は前記カム手段に付勢され、前記レンズは前記カム駆動手段の動作により光軸方向に移動し、不使用時は前記レンズ浮揚手段により前記レンズ保持手段は前記カム手段より離脱することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項３】
前記レンズ駆動手段は、前記レンズを光軸方向に移動させるネジ送り手段と、前記ネジ送り手段を駆動するネジ送り駆動手段により構成され、使用時には、前記レンズ押圧手段により前記レンズ保持手段は前記ネジ送り手段に付勢され、前記レンズは前記ネジ送り駆動手段の動作により光軸方向に移動し、不使用時は前記レンズ浮揚手段により前記レンズ保持手段及び前記ネジ送り手段は浮揚することにより、前記レンズ保持手段と前記ネジ送り手段の力の付勢を断つことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項４】
請求項１から３において、前記レンズは撮影装置の焦点を被写体に合致させる、フォーカスレンズであることを特徴とする撮影装置。
【請求項５】
請求項１から３において、前記レンズは撮影装置の焦点距離を変更する、ズームレンズであることを特徴とする撮影装置。
【請求項６】
請求項１から５において、前記撮影装置の使用時には前記レンズ駆動手段が前記レンズ浮揚手段との関係を断ち、前記レンズ保持手段により移動可能な状態において基準位置を検出する基準位置検出手段を具備することを特徴とする撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズを駆動する手段を具備するデジタルカメラ及びフィルムカメラまたはビデオカメラ等の撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フィルムを使用せずに画像をメモリに取り込むことができるデジタルカメラが急速に普及している。このデジタルカメラの中には撮影倍率を変更できるズーム機構を備えたものがある。この場合一般的に撮影レンズ鏡筒をズームさせる鏡筒ズーム機構と、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像デバイス上に被写体像のピントを合わせるフォーカス機構が必要である。
【０００３】
従来では、特許番号特開２００２−２０２４５２号のように鏡筒のレンズ移動機構はスプリングによりガタをとるのが一般的である。
【０００４】
また、レンズをカム面にスプリング等により直接押圧して駆動させる方法も一般的に利用されている。
【特許文献１】特開２００２−２０２４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のように鏡筒のレンズ移動機構、特にフォーカス機構等では単純に部品を構成したのみでは、各部品の寸法ばらつき等があるため性能を均一にすることが難しく、スプリング等を使用して各部品のガタの方向を片寄せすることで、ある程度性能を安定させるようにすることが一般的であった。
【０００６】
このような構成にするとガタ寄せのスプリングによるテンションは、常に精度の必要な部品に掛かることになるため、その力による変形や性能変化が起こらないように強度を持たせるため大型化したり、金属の部品を使用する必要があった。また、特に不使用状態で放置しておくとクリープによる破壊の可能性もあり、その対応が必要となった。
【０００７】
また、動作開始時にその荷重に抗したトルクでモーター等の駆動源を動作させなければならず、安定的に動き出しの制御を行うためにより大きなモータートルクが必要になることがあった。
【０００８】
レンズをカム面にスプリング等の荷重で押圧して駆動させる場合にも同様の課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために本願発明の撮影装置は、レンズ保持手段をレンズの光軸方向に駆動させるレンズ駆動手段に対し、レンズ保持手段とレンズ駆動手段を互いに接触させるための押圧手段であるレンズ押圧手段を有し、不使用時には撮像素子保持手段に一体で構成されているレンズ浮揚手段によりレンズ保持手段とレンズ駆動手段の接触を断つことにより、レンズ保持押圧手段の力がレンズ駆動手段へ伝わらないようにし、レンズ駆動手段への負荷を無くす。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明によれば、構成部材の強度を弱くでき装置を小型化でき、低コストを実現できる。また、動作初期において駆動源に対する負荷を減らすことができ、初期動作をスムーズにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に実施例１、実施例２に分けて説明する。
【実施例１】
【００１２】
以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図８、図９には、本形態に係る撮影装置としてデジタルカメラが示されている。本実施例で示すデジタルカメラ３６はカメラ前面の撮影レンズ鏡筒前面を大きなバリア３０で覆い、使用時はバリアを横にスライドすることで撮影レンズ鏡筒３１を開放するスライドバリアタイプである。
【００１４】
図８は当該デジタルカメラ３６のバリア３０をカメラ本体に対して開成状態を示した外観斜視図である。図９は当該デジタルカメラ３６のバリア３０をカメラ本体に対して閉成状態を示した外観斜視図である。
【００１５】
図１０は上面図を示しており、図１１は底面図を示しており、図１２は背面図を示している。
【００１６】
図１３には当該デジタルカメラ３６の腰部構成を示している。
【００１７】
本形態のデジタルカメラの正面には被写体の構図を決めるファインダ３５、測光測距を行う測光測距センサ３４、赤目ランプ３７、ストロボ３８、撮影レンズ２９が配置されている撮影レンズ鏡筒３１が構成されている。
【００１８】
上面にはレリーズボタン３２、ストロボ発光モードボタン３３、側面にはストラップ保持手段４０があり、底面には三脚取り付け部４１、メモリーカードドライブ５７及びバッテリー挿入部（不図示）６３が内部に具備されているカードバッテリーカバー４２、外部入出力端子取付部３９が配置されている。
【００１９】
背面には操作ボタン４４、ＬＣＤより成るディスプレイ４５、ズームボタン４３、ファインダ接眼部３５ａが配置されている。
【００２０】
操作ボタン４４によりデジタルカメラの動作モード、例えば撮影モード、再生モード、動画撮影モード等の選択を行う。
【００２１】
ディスプレイ４５は、画像表示手段であり、メモリ５５に保存された画像データやメモリーカードから読み込んだ画像データを画面上に表示する。また、モードを選択すると複数の撮影データを縮小して画面表示したりすることもできる。
【００２２】
制御部はＣＰＵ６１、ＲＯＭ６０、ＲＡＭ６２で構成され、バス５９を介してレリーズボタン３２、操作ボタン４４、ディスプレイ４５、メモリ５５、メモリーカードドライブ５７等の各種構成要素が接続されている。
【００２３】
バス５９を介して制御系と接続する駆動回路５８には、ズームモータ駆動手段４７、フォーカスモータ駆動手段４８、シャッター駆動手段５０、測光測距センサ３４、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像デバイス５１、ストロボ３８が接続されており、制御系からの信号により各々の駆動を制御することになる。
【００２４】
ＲＯＭ６０には上述の各機能構成要素を制御するプログラムが記憶されている。ＲＡＭ６２には各制御プログラムに必要なデータが記憶されている。
【００２５】
以上のように本発明の第一の実施例は構成されているが、使用者がバリアをスライドさせてそれに連動する電源ボタンをＯＦＦからＯＮにすると、ＣＰＵ６１はＲＯＭ６０から必要な制御プログラムを読み出して初期動作を開始する。つまりバリア開動作を行った後、撮影レンズ鏡筒を所定の撮影可能領域に移動させ、撮影スタンバイ状態になる。
【００２６】
撮影を行うためにレリーズボタン３２を押すと、測光測距センサ３４により被写体の明るさを検知し、その測光値に基づき絞り値やシャッタスピード、またストロボを発光するかどうかを判断する。また、あらかじめ操作ボタン３３によって使用者がストロボを強制的に発光させるか、発光させないかを選択することもできる。次に測距を行い、被写体との距離を測定してフォーカスモータ駆動手段４８を駆動することにより所定のフォーカス位置へフォーカス手段４６を移動させる。次にシャッター手段４９の開閉を行い、所望の画像を撮像デバイス５１に取り込む。
【００２７】
撮像デバイス５１には、露光制御値に基づいて入射した光の光量に応じた電荷が蓄積され、その電荷が画像信号となり、アナログ信号処理手段５２へと出力される。
【００２８】
アナログ信号処理手段５２では、取り込まれた画像データにアナログ処理を施し、Ａ／Ｄ変換部５３に出力する。Ａ／Ｄ変換部５３では取り込まれたアナログデータをデジタルデータに変換する。このデジタルデータをデジタル信号処理手段５４に出力し、ここでデジタルデータの処理を行う。最終的にデジタルデータはメモリ５５に記憶されることになる。
【００２９】
メモリ５５に記憶されたデータは操作ボタン４４の操作によって圧縮伸張手段５６によりＪＰＥＧやＴＩＦＦ等の圧縮加工等を施しメモリーカードに出力され記憶される。
【００３０】
またメモリ５５を持たないデジタルカメラの場合デジタル信号処理手段で処理されたデジタルデータを圧縮伸張手段５６に出力し、メモリーカードドライブ５７へ記憶させることになる。
【００３１】
メモリ５５に記憶された画像データやメモリーカードドライブ５７に記憶されている画像データを圧縮伸張手段５６によって伸張処理を行い、その画像データをバス５９を介してディスプレイ４５に表示させることができる。このディスプレイ４５上のデータを使用者が見ることで、その画像が不必要であると判断すると使用者は操作ボタン４４の操作によって消去することができる。
【００３２】
背面にはズームボタン４３が配置されており、ズームボタン４３を操作することにより駆動回路５８を介してズームモータ駆動手段４７を制御することにより撮影レンズ鏡筒３１をレンズの光軸方向に移動させる。また、ディスプレイ４５上に表示されている記憶画像をズームボタン４３の操作で拡大及び縮小、いわゆるデジタルズームを行うことができる。
【００３３】
次に、本形態に係るデジタルカメラ３６に備えられたレンズ保持方法について説明する。本実施例のデジタルカメラの、フォーカス手段の概略図を図１、図２に示す。また、フォーカス手段の斜視図を図７に示す。
【００３４】
図１に示すように第ニレンズ３は、１個以上のレンズから構成されており、第ニレンズ保持手段４により保持されている。１個以上のレンズで構成されている（本実施例では１個）レンズ１と、レンズ１を保持するレンズ保持手段２が光軸方向に移動することにより、撮影装置のピントを合わせることができる。レンズ保持手段２には半球状のフォロワー手段２ａが一体で形成されており、このフォロワー手段はレンズ駆動手段５に具備されるカム手段５ａに対して、レンズ押圧手段８によって付勢されている。レンズ押圧手段８は本実施例の場合圧縮コイルスプリングであり、図１に示すように第二レンズ保持手段４とレンズ保持手段２の間にレンズ押圧手段８が組み込まれており、互いを逆方向に付勢している。レンズ押圧手段８がレンズ保持手段２を押すことによりレンズ移動手段５にレンズ保持手段２が乗っている。
【００３５】
レンズ駆動モーター７にはギア７ａが一体で動作するように組みつけられており、レンズ駆動モーター７への電気の供給により回転できるようになっている。ギア７ａには段ギアであるギア９の大ギアが取り付けられている。ギア９の小ギアに前記レンズ駆動手段５に一体で形成されている連結ギア５ｂが噛み合っている。レンズ駆動モーター７を電気的に駆動させることによってレンズ駆動ギア７ａ、ギア９、レンズ駆動手段５を回転させ、レンズ保持手段２及びレンズ１を移動させる。レンズ駆動モーター７及びギア９はそれぞれ第二レンズ保持手段４に組み込まれるようになっている。レンズ駆動手段５にはレンズ移動検出部５ｃが一体で形成されており、レンズ移動検出手段２８によりレンズ駆動手段５の基準位置を検出することができる。上記の構成要素は最終的に撮像素子保持手段６に組み込まれている。
【００３６】
従来例を図３に示す。従来例でも図１と同じような構成をとっている。第二レンズ１１を保持する第二レンズ保持手段１２とレンズ１８を保持するレンズ保持手段１０の間には互いを逆向きに荷重をかけるレンズ押圧手段１６が組みつけられており、レンズ保持手段１０に一体で形成されているフォロワー手段１０ａがレンズ駆動手段１３上のカム手段１３ａを追従できるようになっている。レンズ駆動モーター１５の駆動によりギア１５ａ、ギア１７、連結ギア１３ｂと動力が伝わり、最終的にレンズ１８を光軸方向に前後動できるようになる。この従来例の場合、レンズ１８がいずれのポジションの場合でも常にレンズ保持手段１０、フォロワー手段１０ａ、カム手段１３ａとレンズ押圧手段１６の力が伝達することになる。
【００３７】
図１、２に示す本実施例の場合、レンズ保持手段２にはレンズ保持突き当て手段２ｂが一体で形成されており、撮像素子保持手段６にはレンズ浮揚手段６ａが一体で形成されている。レンズ保持手段２が繰り出している場合は図２に示すようにフォロワー手段２ａはカム手段５ａに接触しているが、電源ＯＦＦ等の不使用状態ではレンズ保持手段２は収納方向（図中右方向）へ移動し、図１のようにレンズ浮揚手段６ａがレンズ保持突き当て手段２ｂに突き当たり、フォロワー手段２ａとカム手段５ａは非接触状態になる。
【００３８】
図１４に本構成を使用した撮影装置の画像撮影時の動作シーケンスを示す。撮影装置の電源ＯＮにすると、レンズ駆動モーター７が動作し、ＣＷ方向に回転する。本実施例においてはレンズ駆動モーター７はステッピングモーターであり、ステップ毎決められた移動量を動作することができる。レンズ移動検出部５ｃがレンズ移動検出手段２８を横切ったときをリセット位置とし、そのときカウンターをリセットする。そのままレンズ駆動モーター７をＣＷ回転させ、レンズ保持手段２を動作させることによりレンズ１を移動させる。その後あるステップ数レンズ駆動モーター７を動作させ、レンズ移動手段５を基準位置で停止させる。その後、撮影者がレリーズボタン３２を押すことで、撮影装置は画像撮影動作を行う。レリーズボタン３２が押されるとレンズ駆動モーター７が一定のステップ数動作し、被写体との合焦ポイントまで第一レンズを移動させる。その状態でシャッターを動作させ、画像を記録する。その後レンズ駆動モーター７をＣＣＷ方向に回転させることによりレンズ１を基準位置へ移動させる。
【００３９】
なお、フォロワー手段２ａがカム手段５ａに接触し、レンズ保持手段２が移動を開始した後で、レンズ移動検出手段２８の信号を発信するようになっている。そうすることで、カム手段５ａの動きに連動した、きちんとした信号を基準にすることができる。
以上の構成をとることにより、精度の必要なカム面やフォロワー部に対して不使用時には力がかからない状態にできるため、それぞれの部品に強度を持たせる必要がなくなり小型化が可能になり、またレンズ駆動モーターの動作開始時の負荷が軽くなるため、動作がスムーズに行うようにできる。
【実施例２】
【００４０】
図４、図５、図６に第２の実施例に関する図を示す。
【００４１】
図４に示すように第ニレンズ２２は、１個以上のレンズから構成されており、第ニレンズ保持手段２３により保持されている。１個以上のレンズで構成されている（本実施例では１個）レンズ２０と、レンズ２０を保持するレンズ保持手段２１が光軸方向に移動することにより、撮影装置のピントを合わせることができる。レンズ保持手段２１にはラック手段２１ｂが一体で形成されている。
【００４２】
レンズ駆動モーター２６にはギア２６ａが一体で動作するように組みつけられており、レンズ駆動モーター２６への電気の供給により回転できるようになっている。ギア２６ａにはギア２７ａが噛み合っているが、ギア２７ａにはネジ機構部２７が一体的に動作するように構成されている。ネジ機構部２７はラック手段２１ｂと連結しており、レンズ駆動モーター２６を電気的に駆動させることによってギア２６ａ、ギア２７ａ、ネジ機構部２７、ラック手段２１ｂと動力が伝わり、レンズ保持手段２１を前後動作できる。なお、ネジ機構部２７とラック手段２１ｂの間にはネジの組ガタが生じるためレンズ押圧手段２５によりレンズ保持手段２１に一定方向に荷重をかけ、ガタが無い状態にしてレンズ２０の位置精度を確保している。
【００４３】
図４には使用状態を示している。レンズ２０を繰り出した状態では、レンズ浮揚手段２４ａがレンズ保持突き当て手段２１ａにたいして非接触の状態になり、レンズ駆動モーター２６の動作によりネジ機構部２７が回転しレンズ保持手段２１は光軸方向前後に移動できる。
【００４４】
不使用状態ではレンズ移動手段２１は光軸方向後端（図中右側）へ移動する。そのときレンズ保持突き当て手段２１ａがレンズ浮揚手段２４ａに対して接触する。図５がこのタイミングの状態を示している。
【００４５】
レンズ保持突き当て手段２１ａとレンズ浮揚手段２４ａが接触した状態でさらにレンズ駆動モーター２６を動作させるとレンズ保持手段２１は動作しないがネジ機構部２７は回転を続ける。この回転によりネジ機構部２７と一体的に動作するネジ機構部ガイド軸１９が第二レンズ保持手段２３に一体で形成されているネジ機構部保持手段２３ａにガイドされ、ネジ機構部２７は図中左方向へ移動する。図６がこのタイミングの状態を示している。このときレンズ押圧手段２５の力はネジ機構部２７、ラック手段２１ｂへ直接かからなくなる。
【００４６】
制御時の基準信号はネジ機構部２７が図４の状態の使用状態になった後で発生させ、ネジ機構部２７とラック手段２１ｂのガタが無い状態で駆動制御を行う。
【００４７】
上記構成にすることで不使用状態では駆動伝達部に力が発生しないため、長時間使用しない場合でもクリープ等の破壊の可能性が極めて少なくなり、信頼性を上げることができる。また、駆動開始時に負荷がないためレンズ駆動モーターは余分な力を必要とせず、少ないトルクで動作を開始できるため、スムーズな動きを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施例における撮影装置の不使用状態の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施例における撮影装置の使用状態の構成を示す図である。
【図３】従来例を示す図である。
【図４】本発明の第二の実施例における撮影装置の使用状態の構成を示す図である。
【図５】本発明の第二の実施例における撮影装置の不使用状態の第二のタイミングを示す図である。
【図６】本発明の第二の実施例における撮影装置の不使用状態の第二のタイミングを示す図である。
【図７】本発明の一実施例における撮影装置の構成を示す分解斜視図である。
【図８】本発明の一実施例における撮影装置の電源ＯＮ状態における斜視図である。
【図９】本発明の一実施例における撮影装置の電源ＯＦＦ状態における斜視図である。
【図１０】本発明の一実施例における撮影装置の電源ＯＮ状態における上面図である。
【図１１】本発明の一実施例における撮影装置の底面図である。
【図１２】本発明の一実施例における撮影装置の背面図である。
【図１３】本発明の一実施例における撮影装置であるデジタルカメラの構成の要部を示すプロック図である。
【図１４】本発明の一実施例における撮影装置であるデジタルカメラの撮影時のシーケンスを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
１  レンズ
２  レンズ保持手段
２ａ  フォロワー手段
２ｂ  レンズ保持突き当て手段
３  第二レンズ
４  第二レンズ保持手段
５  レンズ駆動手段
５ａ  カム手段
５ｂ  連結ギア
５ｃ  レンズ移動検出部
６  撮像素子保持手段
６ａ  レンズ浮揚手段
７  レンズ駆動モーター
７ａ  ギア７ａ
８  レンズ押圧手段
９  ギア９
１０  レンズ保持手段
１１  第二レンズ
１２  第二レンズ保持手段
１３  レンズ駆動手段
１４  撮像素子保持手段
１５  レンズ駆動モーター
１５ａ  ギア１５ａ
１６  レンズ押圧手段
１７  ギア１７
１８  レンズ
１９  ネジ機構部ガイド軸
２０  レンズ
２１  レンズ保持手段
２１ａ  レンズ保持突き当て手段
２２  第二レンズ
２３  第二レンズ保持手段
２４  撮像素子保持手段
２４ａ  レンズ浮揚手段
２５  レンズ押圧手段
２６  レンズ駆動モーター
２６ａ  ギア２６ａ
２７  ネジ機構部
２７ａ  ギア２７ａ
２８  レンズ移動検出手段
２９  撮影レンズ
３０  バリア
３１  撮影レンズ鏡筒
３２  レリーズボタン
３３  ストロボ発光モードボタン
３４  測光測距センサ
３５  ファインダ
３５ａ  ファインダ接眼部
３６  デジタルカメラ
３７  赤目ランプ
３８  ストロボ
３９  外部入力端子取付部
４０  ストラップ保持手段
４１  三脚取り付け部
４２  カードバッテリーカバー
４３  ズームボタン
４４  操作ボタン
４５  ディスプレイ
４６  フォーカス手段
４７  ズームモータ駆動手段
４８  フォーカスモータ駆動手段
４９  シャッタ手段
５０  シャッター駆動手段
５１  撮像デバイス
５２  アナログ信号処理手段
５３  Ａ/Ｄ変換部
５４  デジタル信号処理手段
５５  メモリ
５６  圧縮伸張手段
５７  メモリーカードドライブ
５８  駆動回路
５９  バス
６０  ＲＯＭ
６１  ＣＰＵ
６２  ＲＡＭ
６３  バッテリー挿入部
【図１】
2005331852.tif 000003
【図２】
2005331852.tif 000004
【図３】
2005331852.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005331852.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005331852.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005331852.tif 000011
【図１０】
2005331852.tif 000012
【図１１】
2005331852.tif 000013
【図１２】
2005331852.tif 000014
【図１３】
2005331852.tif 000015
【図１４】
2005331852.tif 000016