(57)【要約】第１光軸Ａ１上に配置され、第１光軸Ａ１に沿って被写体からの光束を取り込む第１レンズ群Ｇ１と、第１レンズ群Ｇ１を透過した光束を、第１光軸Ａ１と略直交する第２光軸Ａ２に沿う方向に折り曲げるプリズムＰと、第２光軸Ａ２上に配置された第２〜第５レンズ群Ｇ２〜Ｇ５とにより撮像光学系を構成する。動作終了時に、第１レンズ群Ｇ１を第１光軸Ａ１に沿ってプリズムＰの方向に駆動すると共に、第２〜第４レンズ群Ｇ２〜Ｇ４を動作開始時の初期画角位置に駆動する。これにより、筐体の厚みが非常に薄く、かつ、高画素高倍率を実現することができると共に、起動処理及び終了処理の高速化を図ることのできる撮像装置を提供することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光軸上に配置された少なくとも１枚のレンズからなり、前記第１光軸に沿って被写体からの光束を取り込む第１光学系と、
前記第１光学系を透過した光束を、前記第１光軸と略直交する第２光軸に沿う方向に折り曲げる反射光学素子と、
前記第２光軸上に配置された複数のレンズからなる第２光学系と、
前記第１光学系を駆動する第１駆動手段と、
前記第２光学系を駆動する第２駆動手段とを備えた撮像装置であって、
動作終了時に、
前記第１光学系を前記第１光軸に沿って前記反射光学素子の方向に駆動すると共に、前記第２光学系を動作開始時の初期画角位置に駆動するようにしたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記反射光学素子を駆動する反射光学素子駆動手段をさらに備え、
前記反射光学素子を退避位置に駆動した後、前記第１光学系を前記第１光軸に沿って収納位置に駆動するようにした請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記反射光学素子の退避位置が、前記第１光軸と略直交しかつ前記第２光軸を含む面内に設けられた第３軸の軸上にある請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
動作開始時に、前記第１光学系を前記第１光軸に沿って初期画角位置に駆動するようにした請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１光学系が駆動される初期画角位置が、動作開始時の前記第１光学系の移動距離が最小となるような画角に対応した位置である請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
第１光軸上に配置された少なくとも１枚のレンズからなり、前記第１光軸に沿って被写体からの光束を取り込む第１光学系と、
前記第１光学系を透過した光束を、前記第１光軸と略直交する第２光軸に沿う方向に折り曲げる反射光学素子と、
前記第２光軸上に配置された複数のレンズからなる第２光学系と、
前記第１光学系を駆動する第１駆動手段と、
前記第２光学系を駆動する第２駆動手段と、
前記反射光学素子を駆動する反射光学素子駆動手段とを備えた撮像装置であって、
動作終了時に、
前記反射光学素子を退避位置に駆動した後、前記第１光学系を前記第１光軸に沿って収納位置に駆動すると共に、前記第２光学系を、前記第２光軸に沿って、初期画角位置からの距離が前記収納位置を確保可能な最小の距離となる退避位置に駆動するようにしたことを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
前記反射光学素子の退避位置が、前記第１光軸と略直交しかつ前記第２光軸を含む面内に設けられた第３軸の軸上にある請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
動作開始時に、前記第１光学系を前記第１光軸に沿って初期画角位置に駆動するようにした請求項６に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第１光学系が駆動される初期画角位置が、動作開始時の前記第１光学系の移動距離が最小となるような画角に対応した位置である請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
動作終了時における撮像光学系の駆動方法であって、
第１光学系をその光軸に沿って被写体と反対の方向に駆動するステップと、
前記第１光学系と光軸が略直交する第２光学系を動作開始時の初期画角位置に駆動するステップとを含むことを特徴とする撮像光学系の駆動方法。
【請求項１１】
前記第１光学系を透過した光束を前記第２光学系に導く反射光学素子を、退避位置に駆動するステップをさらに含んだ請求項１０に記載の撮像光学系の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、屈曲ズーム光学系を含む撮像装置及びその撮像光学系の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、撮像装置の光学系としては、被写体から入射する光束をＣＣＤなどの撮像素子に導くためにプリズムなどの光学反射素子を用いてその光軸を折り曲げる構成を採用した所謂屈曲光学系が一般的に利用されるようになってきている。屈曲光学系を採用することにより、光軸を折り曲げない通常の光学系に対して、撮像装置における光学系のレイアウトの自由度が大きくなるため、撮像装置の小型・薄型化に寄与することが可能となる。【０００３】  また、撮像装置から鏡筒を繰り出す必要がないことを利用し、動作の開始及び停止を高速化した屈曲ズーム光学系採用のデジタルカメラが提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的構成は、以下のとおりである。すなわち、撮影終了時に、可動レンズの位置調整を行うことなく、当該可動レンズをその場で停止させ、その位置を記憶しておく。そして、撮影開始時に、記憶しておいて可動レンズの位置情報に基づいて、撮影終了前の状態から制御を開始する。このような構成とすることにより、可動レンズの位置調整時間を省くことができるので、処理の高速化を図ることができる。【０００４】  しかし、特許文献１に記載されているような、鏡筒を繰り出す必要のない屈曲ズーム光学系を採用した実際の製品は、その倍率が精々３倍程度であり、１０倍前後の高倍率を４００万画素、５００万画素といった近年主流となってきている高画素対応によって実現しているものはない。なぜならば、高画素高倍率を実現するためには光学系にも高い性能が要求され、必然的に物体側に近い前方のレンズの径が大きくなるので、屈曲光学系の利点の１つである撮像装置の薄型化の効果が薄れてくるからである。そこで、このような問題を解決し、高画素高倍率に対応しながら薄型の撮像装置を実現するために、図１７に示すような構成とすることが考えられる。すなわち、複数のレンズ群（例えば、物体（被写体）側から像面側に向かって順に配置された、第１〜第５レンズ群Ｇ１〜Ｇ５）からなる屈曲ズーム光学系において、反射光学素子としてのプリズムＰを、第１レンズ群Ｇ１内に配置する替わりに第２レンズ群Ｇ２内に配置し、レンズ径の大きくなる第１レンズ群Ｇ１を、その光軸（第１光軸Ａ１）が撮像装置１の厚み方向と平行になるように配置し、撮影時（動作時）には通常の沈胴式鏡筒のように沈胴鏡筒部２を繰り出す構成とする。そして、比較的レンズ径の小さい第２レンズ群Ｇ２以降のレンズ群を、撮像装置１の厚み方向に垂直な方向に配置する。これにより、トータルとして非使用時の撮像装置１の厚みを薄くすることができる。
【特許文献１】特開２００４−２５１９３７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、このような方式を採用した場合には、第１レンズ群Ｇ１に沈胴動作が必要となるために、特許文献１に記されているような高速起動、高速停止の工夫を盛り込むことができなくなり、起動処理及び終了処理に時間がかかってしまうという問題が発生する。特に、撮像装置の起動時間が長い場合には、シャッターチャンスを逃してしまう。【０００６】  本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、筐体の厚みが非常に薄く、かつ、高画素高倍率を実現することができると共に、起動処理及び終了処理の高速化を図ることのできる撮像装置及びその撮像光学系の駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  前記目的を達成するため、本発明に係る撮像装置の第１の構成は、第１光軸上に配置された少なくとも１枚のレンズからなり、前記第１光軸に沿って被写体からの光束を取り込む第１光学系と、前記第１光学系を透過した光束を、前記第１光軸と略直交する第２光軸に沿う方向に折り曲げる反射光学素子と、前記第２光軸上に配置された複数のレンズからなる第２光学系と、前記第１光学系を駆動する第１駆動手段と、前記第２光学系を駆動する第２駆動手段とを備えた撮像装置であって、動作終了時に、前記第１光学系を前記第１光軸に沿って前記反射光学素子の方向に駆動すると共に、前記第２光学系を動作開始時の初期画角位置に駆動するようにしたことを特徴とする。【０００８】  動作終了時にこのような処理を行っておくことにより、動作開始時に第２光学系をほとんど動かす必要がない。従って、動作開始時にほぼ全てのレンズ群を所定の位置へ移動させなければならない通常の沈胴式鏡筒を備えた撮像装置に比べて、はるかに高速に撮影可能な状態へと移行することができる。【０００９】  また、前記本発明の撮像装置の第１の構成においては、前記反射光学素子を駆動する反射光学素子駆動手段をさらに備え、前記反射光学素子を退避位置に駆動した後、前記第１光学系を前記第１光軸に沿って収納位置に駆動するようにするのが好ましい。この好ましい例によれば、起動時間を短縮しつつ、撮像装置のさらなる薄型化を図ることが可能となる。また、この場合には、前記反射光学素子の退避位置が、前記第１光軸と略直交しかつ前記第２光軸を含む面内に設けられた第３軸の軸上にあるのが好ましい。この好ましい例によれば、撮像装置のさらなる薄型化を図ることができる。また、第２光軸に沿った第２光学系の移動範囲と第３軸に沿った反射光学素子の移動範囲とが重なることはないので、両者の衝突を危惧する必要もない。従って、両方の移動処理を同時に行うことにより、起動時間のさらなる短縮を図ることが可能となる。【００１０】  また、本発明に係る撮像装置の第２の構成は、第１光軸上に配置された少なくとも１枚のレンズからなり、前記第１光軸に沿って被写体からの光束を取り込む第１光学系と、前記第１光学系を透過した光束を、前記第１光軸と略直交する第２光軸に沿う方向に折り曲げる反射光学素子と、前記第２光軸上に配置された複数のレンズからなる第２光学系と、前記第１光学系を駆動する第１駆動手段と、前記第２光学系を駆動する第２駆動手段と、前記反射光学素子を駆動する反射光学素子駆動手段とを備えた撮像装置であって、動作終了時に、前記反射光学素子を退避位置に駆動した後、前記第１光学系を前記第１光軸に沿って収納位置に駆動すると共に、前記第２光学系を、前記第２光軸に沿って、初期画角位置からの距離が前記収納位置を確保可能な最小の距離となる退避位置に駆動するようにしたことを特徴とする。また、この場合には、前記反射光学素子の退避位置が、前記第１光軸と略直交しかつ前記第２光軸を含む面内に設けられた第３軸の軸上にあるのが好ましい。【００１１】  また、前記本発明の撮像装置の第１又は第２の構成においては、動作開始時に、前記第１光学系を前記第１光軸に沿って初期画角位置に駆動するようにする��が好ましい。この好ましい例によれば、より速やかに撮影可能な状態へと移行することができる。また、この場合には、前記第１光学系が駆動される初期画角位置が、動作開始時の前記第１光学系の移動距離が最小となるような画角に対応した位置であるのが好ましい。この好ましい例によれば、短時間で撮影可能な状態に達することができる。【００１２】  また、本発明に係る撮像光学系の駆動方法は、動作終了時における撮像光学系の駆動方法であって、第１光学系をその光軸に沿って被写体と反対の方向に駆動するステップと、前記第１光学系と光軸が略直交する第２光学系を動作開始時の初期画角位置に駆動するステップとを含むことを特徴とする。【００１３】  動作終了時にこのような処理を行っておくことにより、動作開始時に第２光学系をほとんど動かす必要がない。従って、動作開始時にほぼ全てのレンズ群を所定の位置へ移動させなければならない通常の沈胴式鏡筒を備えた撮像装置に比べて、はるかに高速に撮影可能な状態へと移行することのできる撮像装置を実現することが可能となる。【００１４】  また、前記本発明の撮像光学系の駆動方法においては、前記第１光学系を透過した光束を前記第２光学系に導く反射光学素子を、退避位置に駆動するステップをさらに含んでいるのが好ましい。この好ましい例によれば、起動時間を短縮しつつ、さらなる薄型化を図ることのできる撮像装置を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】  本発明によれば、筐体の厚みが非常に薄く、かつ、高画素高倍率を実現することができると共に、起動処理及び終了処理の高速化を図ることのできる撮像装置を実現することができる。【００１６】  また、さらなる薄型化を図るためにプリズムなどの反射光学素子を退避させる構成を採用した場合でも、レンズ群間での衝突を確実に回避しながら、レンズ群を高速に移動させることができるので、起動時間の短縮を図ることが可能となる。【００１７】  従って、本発明は、撮像装置のユーザインターフェースにおけるレスポンスを向上させるのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施の形態における撮像装置を示す上面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の実施の形態における撮像装置を示す正面図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態における撮像装置の第１レンズ群の繰り出し時における光学構成を示す模式図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態における撮像装置の第１レンズ群の沈胴時における光学構成を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態における撮像装置のレンズ群を駆動する機構の一例を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態における撮像装置の回路構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態における撮像装置の動作終了時の処理フローチャートである。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態における撮像装置の動作開始時の処理フローチャートである。
【図８】図８は、本発明の第２の実施の形態の撮像装置の第１レンズ群の沈胴時における光学構成を示す模式図である。
【図９】図９は、本発明の第２の実施の形態の撮像装置の第１レンズ群の繰り出し時における光学構成を示す模式図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施の形態の撮像装置の回路構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の第２の実施の形態の撮像装置の動作終了時の処理フローチャートである。
【図１２】図１２は、本発明の第２の実施の形態の撮像装置の動作開始時の処理フローチャートである。
【図１３】図１３は、本発明の第３の実施の形態の撮像装置の第１レンズ群の沈胴時における光学構成を示す模式図である。
【図１４】図１４は、本発明の第３の実施の形態の撮像装置の第１レンズ群の繰り出し時における光学構成を示す模式図である。
【図１５】図１５は、本発明の第３の実施の形態の撮像装置の動作終了時の処理フローチャートである。
【図１６】図１６は、本発明の第３の実施の形態の撮像装置の動作開始時の処理フローチャートである。
【図１７】図１７は、従来技術の撮像装置における屈曲ズーム光学系の配置を示す模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】  本発明の撮像装置においては、撮影終了時に、第１レンズ群Ｇ１を繰り込むと同時に、この繰り込みに要する時間（繰り込み時間）を利用して屈曲後の光軸（第２光軸Ａ２）上のレンズ群を初期画角撮影に対応した位置（初期画角位置）に移動させる。ここで、初期画角を、第１レンズ群Ｇ１の繰り込み位置からの移動量（繰り出し量）が最小となる場合の画角に設定すれば、撮影開始時に、第２光軸Ａ２上のレンズ群を動かす必要がない。このように、撮影開始時には、屈曲前の光軸（第１光軸Ａ１）上の第１レンズ群のみを移動させればよいが、その移動量を最小限にとどめることができるので、起動にかかる時間を最小化することができる。また、撮影終了時の処理時間は、ほぼ必要最低限である第１レンズ群Ｇ１の繰り込み時間だけでよい。通常の沈胴式鏡筒を備えた撮像装置の場合には、非使用時、つまり、沈胴時の光軸方向の全長をできるだけ短くするために、ほぼ使用時の全レンズ群間の空気間隔分だけ第１レンズ群を移動させなければならないが、本発明の沈胴屈曲鏡筒を備えた撮像装置の場合には、第１レンズ群Ｇ１を、画角などに応じて第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔分だけ移動させればよく、起動処理の高速化を実現することができる。【００２０】  以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。【００２１】  ［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態における撮像装置について、図１〜図７を用いて説明する。図１Ａは本発明の第１の実施の形態における撮像装置を示す上面図、図１Ｂは当該撮像装置を示す正面図、図２は当該撮像装置の第１レンズ群の繰り出し時における光学構成を示す模式図、図３は当該撮像装置の第１レンズ群の沈胴時における光学構成を示す模式図、図４は当該撮像装置のレンズ群を駆動する機構の一例を示す断面図、図５は当該撮像装置の回路構成を示すブロック図、図６は当該撮像装置の動作終了時の処理フローチャート、図７は当該撮像装置の動作開始時の処理フローチャートである。【００２２】  まず、本実施の形態の撮像装置の構成について、図１Ａ、図１Ｂを参照しながら説明する。【００２３】  図１Ａ、図１Ｂに示すように、本実施の形態の撮像装置１は、略直方体状で前後方向に薄い筐体を有し、その内部に後述する撮像光学系及び撮像素子が収容されている。撮像装置１の正面には、撮像光学系の対物側先端となる沈胴鏡筒部２と、フラッシュ発光部３とが設けられている。沈胴鏡筒部２は、使用時には撮像装置１の筐体から繰り出され（図１Ａの破線参照）、非使用時には撮像装置１の筐体に繰り込まれる。撮像装置１の上面には、レリーズボタン４と、メインスイッチ５とが設けられている。レリーズボタン４は、撮影を指示するために操作され、メインスイッチ５は、撮像装置１の全体の動作開始と動作終了を指示するために操作される。【００２４】  また、撮像装置１の背面には、ＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）からなり、撮影した画像やスルー画像、メニューなどを表示する表示部（図示せず）が設けられている。また、撮像装置１には、その他に、ズーム操作を行うためのズームレバー（図示せず）や動作モードを選択するためのスイッチ（図示せず）などが設けられている。主な動作モードとしては、静止画を撮影するカメラモード、動画を撮影する動画モード、メモリカードに記録されている画像を再生表示する再生モードの３つがある。【００２５】  次に、本実施の形態の撮像装置の光学構成について、図２、図３を参照しながら説明する。【００２６】  図２、図３に示すように、本実施の形態の撮像光学系は、物体（被写体）側から像面側に向かって順に配置された、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５とを備えている。ここで、第１レンズ群Ｇ１は、３枚のレンズＬ１〜Ｌ３により構成され、第２レンズ群Ｇ２は、３枚のレンズＬ４〜Ｌ６と反射光学素子としてのプリズムＰとにより構成され、第３レンズ群Ｇ３は、３枚のレンズＬ７〜Ｌ９により構成され、第４レンズ群Ｇ４は、１枚のレンズＬ１０により構成され、第５レンズ群Ｇ５は、２枚のレンズＬ１１、Ｌ１２により構成されている。【００２７】  第１レンズ群Ｇ１は、沈胴鏡筒部２の内部に第１光軸Ａ１上に配置された状態で固定されており、沈胴鏡筒部２の繰り出し（図２の状態）、繰り込み（図３の状態）に伴って第１光軸Ａ１の方向に移動可能となっている。ここで、第１光軸Ａ１の方向は、撮像装置１の厚み方向（図２に図示）とほぼ平行になっており、第１光軸Ａ１に沿って被写体からの光束が第１レン��群Ｇ１に取り込まれる。第２レンズ群Ｇ２に含まれるプリズムＰは、第１レンズ群Ｇ１を透過してきた被写体からの光束を第２光軸Ａ２に沿う方向に折り曲げるためのものである。第２光軸Ａ２は、第１光軸Ａ１と略直交し、撮像装置１の長手方向（図２に図示）とほぼ平行である。また、第２レンズ群Ｇ２は、筐体内部に固定されている。第３レンズ群Ｇ３は、第２光軸Ａ２上に第２光軸Ａ２の方向に移動可能に配置されている。第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３とによりズームレンズ群が構成されており、これら第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３とを協調して動かすことによってズームが行われる。第４レンズ群Ｇ４は、第２光軸Ａ２上に第２光軸Ａ２の方向に移動可能に配置されている。第４レンズ群Ｇ４はフォーカスレンズ群であり、この第４レンズ群Ｇ４を第２光軸Ａ２の方向に動かすことによって焦点調整が行われる。第５レンズ群Ｇ５は、第２光軸Ａ２上のローパスフィルタＦ及び撮像素子６の前方（被写体側）に固定されている。【００２８】  撮像素子６は、撮像光学系によって結像された像を電気信号に変換して、アナログ映像信号を出力する。撮像素子６としては、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などを使用することができる。【００２９】  ローパスフィルタＦは、撮像素子６の前面に固着されており、撮像素子６でノイズ成分となる結像パターンの高い周波数をカットする。【００３０】  また、第３レンズ群Ｇ３のすぐ前方（被写体側）には、絞りＥが設けられている。絞りＥは、第３レンズ群Ｇ３との間の間隔が一定（固定）となっており、第３レンズ群Ｇ３の移動時には当該第３レンズ群Ｇ３と一体となって移動する。【００３１】  尚、本実施の形態においては、反射光学素子としてプリズムＰが用いられているが、反射光学素子は必ずしもプリズムＰに限定されるものではない。例えば、反射光学素子として平板ミラーを用いてもよい。【００３２】  図２は、沈胴鏡筒部２が繰り出され、撮像装置１の撮像光学系が望遠端撮影位置にある場合を示している。また、図３は、沈胴鏡筒部２が繰り込まれ、撮像装置１の撮像光学系が非使用状態である収納位置にある場合を示している。図２、図３に示すように、第１レンズ群Ｇ１が被写体側に繰り出されるのに伴って、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４は第２レンズ群Ｇ２側に移動する。また、図３に示すように、沈胴鏡筒部２が繰り込まれると、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４は広角端撮影位置へと移動する。すなわち、非使用時において、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４は、図２の望遠端撮影位置の場合よりも撮像素子６側に移動する。【００３３】  次に、第１レンズ群を移動させるための駆動機構（メカ構成）について、図４を参照しながら説明する。尚、図２、図３においては、説明を簡略化するために、第１レンズ群Ｇ１が沈胴鏡筒部２に固定されているとして説明している。すなわち、この沈胴鏡筒部２が第１光軸Ａ１上を移動することにより、第１レンズ群Ｇ１も第１光軸Ａ１上を移動するとして説明している。以下においては、この第１レンズ群Ｇ１を駆動するための機構について詳細に説明する。【００３４】  図４に示すように、沈胴鏡筒部２は、レンズ群固定部材７と、レンズ群移動用カム８とにより構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、レンズ群固定部材７の内部に接着やかしめといった方法によって固定されている。また、レンズ群固定部材７は、レンズ群移動用カム８の内部に収容されている。レンズ群固定部材７の外周面には、突起７ａが設けられている。また、レンズ群移動用カム８の内周面には、略螺旋状の溝８ａが設けられている。そして、レンズ群固定部材７の突起７ａは、レンズ群移動用カム８の溝８ａに入れられてその壁面に接している。【００３５】  レンズ群固定部材７は、第１光軸Ａ１の方向に移動可能で第１光軸Ａ１の回りには回転しないように支持されている。一方、レンズ群移動用カム８は、第１光軸Ａ１を中心として回動可能で第１光軸Ａ１の方向には移動しないように支持されている。レンズ群固定部材７の移動は、後述するステッピングモータ２１によってレンズ群移動用カム８を回転させることにより行われる。すなわち、レンズ群移動用カム８を回転させると、突起７ａが略螺旋状の溝８ａの中を摺動し、レンズ群固定部材７が第１光軸Ａ１の方向に移動する。【００３６】  尚、レンズ群移動用カム８の溝８ａの螺旋ピッチは、一定ではなく、広角端から望遠端までの全ての画角において第１レンズ群Ｇ１の位置が適切な位置となるように設定されている。【００３７】  また、ここでは、突起と溝の組合せによる駆動機構を例に挙げて説明したが、駆動機構はかかる構成に限定されるものではない。例えば、レンズ群を固定する枠の一端にネジ穴を設け、このネジ穴にリードスクリューを通し、リードスクリューをモータによって回転させることにより、レンズ群を駆動するようにしてもよい。【００３８】  第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４の駆動機構としても、ここで説明したものと同様のものを採用することができる。【００３９】  次に、本実施の形態の撮像装置の主な回路構成について、図５を参照しながら説明する。【００４０】  図５に示すように、撮像装置１は、装置全体の動作を制御するメイン制御部１４と、撮像素子６が取得した信号から画像データを生成する画像処理部１３と、メイン制御部１４からの制御に応じてズームや焦点調整を実行する駆動制御部１５とを備えている。【００４１】  画像処理部１３は、撮像素子６から出力されたアナログ映像信号を処理するアナログ信号処理部９と、アナログ信号処理部９から出力されたアナログの映像信号をデジタル信号に変換する変換手段であるＡ／Ｄ変換部１０と、Ａ／Ｄ変換部１０によってデジタル信号に変換された映像信号に対し、ホワイトバランス調整やノイズ除去、輪郭強調等のデジタル信号処理を施すデジタル信号処理部１１と、デジタル信号処理部１１で処理を施され出力された撮影画像を一旦記憶するフレームメモリ１２とにより構成されている。【００４２】  駆動制御部１５は、撮像素子６を駆動、制御する撮像素子駆動制御部１６と、第１レンズ群Ｇ１を駆動するステッピングモータ２１と、第３レンズ群Ｇ３を駆動するステッピングモータ２０と、ステッピングモータ２０、２１を駆動してズーミングを制御するズーム制御部１９と、第４レンズ群Ｇ４を駆動するステッピングモータ１８と、ステッピングモータ１８を駆動して焦点調整を制御する焦点調整制御部１７とにより構成されている。【００４３】  撮像装置１の全体の動作を制御するメイン制御部１４は、制御の主体となるＣＰＵ（中央演算処理装置、Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、処理手順を記述したプログラムや、撮影対象（被写体）までの距離と画角と第４レンズ群Ｇ４（フォーカスレンズ群）の位置との関係などのパラメータを記憶するメモリとを有している。焦点調整制御は、撮像素子６が撮影した画像のコントラストが高くなる方向に第４レンズ群Ｇ４を移動させ、コントラストが最大となる位置に第４レンズ群Ｇ４を設定するサーボ方式による。焦点調整制御のために、メイン制御部１４は、画像処理部１３のフレームメモリ１２の画像データによってコントラストを評価する。【００４４】  また、撮像装置１の電源ＯＮ／ＯＦＦを指示するためのメインスイッチ５や撮影を指示するためのレリーズボタン４から発せられる信号は、メイン制御部１４で受信され、それぞれに応じて適切な制御がなされる。【００４５】  尚、本実施の形態においては、５つのレンズ群からなる撮像光学系を例に挙げて説明したが、撮像光学系はかかる構成に限定されるものではない。撮像光学系は、屈曲光学系で、かつ、反射光学素子よりも被写体側にあるレンズ群が使用時に繰り出され、非使用時に繰り込まれるようなズーム光学系であればよい。【００４６】  次に、以上のように構成された本実施の形態の撮像装置の動作について、図４〜図７を参照しながら説明する。【００４７】  まず、図４〜図６を参照しながら、動作終了時（使用終了時）の動作について説明する。【００４８】  本実施の形態の撮像装置１においては、動作中にメインスイッチ５が操作され、電源ＯＦＦが指示されると（Ｓ１０）、まず、ステッピングモータ２１によってレンズ群移動用カム８が回転してレンズ群固定部材７が第１光軸Ａ１の方向に移動し、これにより第１レンズ群Ｇ１が繰り込まれる（Ｓ２０）。そして、この動作とほぼ同時に、ステッピングモータ２０、１８により、第２光軸Ａ２上の可動レンズ群である第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４が所定の初期画角位置へ移動する（Ｓ３０）。ここで、所定の初期画角位置とは、動作開始時に第１レンズ群Ｇ１を繰り出す際に、その繰り出し量が最も少ない（第１レンズ群Ｇ１の移動距離が最小となる）ズーム位置のことである。例えば、第１レンズ群Ｇ１が正のパワーを有し、第２レンズ群Ｇ２が固定状態にあるような場合には、一般に、広角端撮影位置で第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の間隔が最も小さくなる（両レンズ群が最も接近する）。ここでは、このような場合を想定している。このように、本実施の形態においては、第１レンズ群Ｇ１の繰り込み時に第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４が広角端撮影位置に移動するようにされている。【００４９】  フォーカスレンズ群である第４レンズ群Ｇ４の広角端撮影位置における第２光軸Ａ２上での位置は、正確には、被写体距離によって異なる。そこで、例えば、人物撮影などで比較的使用頻度が高いと考えられる被写体距離２〜５ｍ程度の条件を満たす位置に第４レンズ群Ｇ４を移動させる。【００５０】  次に、内部パラメータの保存や表示部の消去、必要であれば画像の保存といった一般的な撮像装置としての回路終了処理が実施される（Ｓ４０）。【００５１】  最後に、電力供給が終了する（Ｓ５０）。【００５２】  以上により、終了処理が完了し（Ｓ６０）、撮像装置１は動作を停止した状態となる。【００５３】  次に、図４、図５、図７を参照しながら、動作開始時（起動時）の動作について説明する。【００５４】  本実施の形態の撮像装置１においては、停止中にメインスイッチ５が操作され、電源ＯＮが指示されると（Ｓ１）、まず、電力供給が開始される（Ｓ２）。そして、メイン制御部１４でモードの判断が行われる（Ｓ３）。モード設定が再生モードの場合には、再生モード処理が行われる（Ｓ４）。再生モードでの起動時においては、レンズ群は移動しない。この場合の動作説明は本願の取り扱う範囲を逸脱するので、ここでは省略する。レンズ群の移動を伴うカメラモードもしくは動画モードの場合には、ステッピングモータ２１によってレンズ群移動用カム８が回転してレンズ群固定部材７が第１光軸Ａ１の方向に移動し、これにより第１レンズ群Ｇ１が広角端撮影位置まで繰り出される（Ｓ５）。次に、第４レンズ群Ｇ４の位置を焦点調整のサーボ制御に従って調整することにより、焦点調整が行われる（Ｓ６）。【００５５】  以上により、起動処理が完了し（Ｓ７）、撮像装置１は撮影可能な状態となる。【００５６】  動作終了時に上記したような処理を行っておくことにより、動作開始時における第１レンズ群Ｇ１の移動距離を、最小限にとどめることができる。また、第３レンズ群Ｇ３は動かす必要がない。さらに、第４レンズ群Ｇ４の移動による焦点調整も、比較的少ない移動量で完了することができる。【００５７】  従って、本実施の形態の撮像装置１の構成によれば、動作開始時にほぼ全てのレンズ群を所定の位置へ移動させなければならない通常の沈胴式鏡筒を備えた撮像装置に比べて、はるかに高速に撮影可能な状態へと移行することができる。【００５８】  ［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態における撮像装置について、図８〜図１２を用いて説明する。図８は本発明の第２の実施の形態の撮像装置の第１レンズ群の沈胴時における光学構成を示す模式図、図９は当該撮像装置の第１レンズ群の繰り出し時における光学構成を示す模式図、図１０は当該撮像装置の回路構成を示すブロック図、図１１は当該撮像装置の動作終了時の処理フローチャート、図１２は当該撮像装置の動作開始時の処理フローチャートである。【００５９】  本実施の形態の撮像装置１においては、上記第１の実施の形態の場合と同様に、沈胴機構を含む屈曲ズーム光学系が採用されている。そして、これにより、筐体の厚みを非常に薄くすることができると共に、高画素高倍率を実現することができる。また、メカ的な破綻を来たすことなく起動処理を高速化することができる。【００６０】  本実施の形態の光学構成は、上記第１の実施の形態の光学構成と同じである。本実施の形態の撮像装置１と上記第１の実施の形態の撮像装置１との相違点は、非使用時における各レンズ群の収納方法にあり、本実施の形態の撮像装置１は、第２光軸Ａ２上にあるレンズ群の移動方法に特徴がある。【００６１】  ここでは、上記第１の実施の形態と共通する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。上記第１の実施の形態と異なる部分のみについて説明する。【００６２】  図８に示す第１レンズ群Ｇ１の沈胴時における上記第１の実施の形態との相違点は、第２光軸Ａ２上の第２レンズ群Ｇ２〜第４レンズ群Ｇ４及び絞りＥを第２光軸Ａ２上で撮像素子６側に移動させ、その結果形成された空間を収納位置として第１レンズ群Ｇ１を退避させるようにした点である。このような構成とすることにより、上記第１の実施の形態の場合よりもコンパクトに撮像光学系を収納することが可能となる。図９に示す第１レンズ群Ｇ１の繰り出し時における光学的なレイアウトは、上記第１の実施の形態の場合と同じである。【００６３】  本実施の形態の撮像装置１の回路構成と上記第１の実施の形態の撮像装置１の回路構成との相違点は、図１０に示すように、第２レンズ群Ｇ２を駆動するステッピングモータ２２を追加した点である。尚、レンズ群の駆動機構としては、上記第１の実施の形態と同様のものを用いることができる。【００６４】  次に、以上のように構成された本実施の形態の撮像装置の動作について、図１０〜図１２を参照しながら説明する。【００６５】  まず、図１０、図１１を参照しながら、動作終了時（使用終了時）の動作について説明する。【００６６】  本実施の形態の撮像装置１においては、動作中にメインスイッチ５が操作され、電源ＯＦＦが指示されると（Ｓ１１０）、まず、第１レンズ群Ｇ１の退避空間（収納位置）を確保するために、ステッピングモータ２２、２０、１８により、第２光軸Ａ２上の可動レンズ群である第２レンズ群Ｇ２〜第４レンズ群Ｇ４が撮像素子６側へ移動（退避）する（Ｓ１２０）。尚、この場合の第２光軸Ａ２上のレンズ群の退避移動量は、第１レンズ群Ｇ１の退避空間を確保できる分だけでよい。従って、ここでは第２レンズ群Ｇ２〜第４レンズ群Ｇ４を撮像素子６側へ移動（退避）させる場合について説明しているが、これに限定されるものではない。例��ば、第２レンズ群Ｇ２を退避させるだけで第１レンズ群Ｇ１の退避空間を十分確保できるのであれば、第３レンズ群Ｇ３や第４レンズ群Ｇ４を退避させる必要はない。そして、このような場合であれば、起動時間を短縮するために第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４を初期画角位置（例えば、広角端撮影位置）に移動させればよい。また、初期画角位置からの距離が第１レンズ群Ｇ１の退避空間（収納位置）を確保可能な最小の距離となる退避位置に第２レンズ群Ｇ２〜第４レンズ群Ｇ４を移動（退避）させるようにしてもよい。逆に、必要であれば、第５レンズ群Ｇ５も退避駆動するような構成としてもよい。【００６７】  以上のようにして第１レンズ群Ｇ１の退避空間が確保されると、ステッピングモータ２１によってレンズ群移動用カム８が回転してレンズ群固定部材７が第１光軸Ａ１の方向に移動し（図４参照）、これにより第１レンズ群Ｇ１が退避空間へと繰り込まれる（Ｓ１３０）。【００６８】  次に、内部パラメータの保存や表示部の消去、必要であれば画像の保存といった一般的な撮像装置としての回路終了処理が実施される（Ｓ１４０）。【００６９】  最後に、電力供給が終了する（Ｓ１５０）。【００７０】  以上により、終了処理が完了し（Ｓ１６０）、撮像装置１は動作を停止した状態となる。【００７１】  次に、図１０、図１２を参照しながら、動作開始時（起動時）の動作について説明する。【００７２】  本実施の形態の撮像装置１においては、停止中にメインスイッチ５が操作され、電源ＯＮが指示されると（Ｓ１１）、まず、電力供給が開始される（Ｓ１２）。そして、メイン制御部１４でモードの判断が行われる（Ｓ１３）。モード設定が再生モードの場合には、再生モード処理が行われる（Ｓ１４）。再生モードでの起動時においては、レンズ群は移動しない。この場合の動作説明は本願の取り扱う範囲を逸脱するので、ここでは省略する。レンズ群の移動を伴うカメラモードもしくは動画モードの場合には、第１レンズ群Ｇ１が、上記第１の実施の形態の場合と同様に、繰り出し量が最も少なくて済む位置（ここでも、上記第１の実施の形態の場合と同様に、広角端撮影位置が繰り出し量の最も少ないズーム位置となる場合を考える）まで繰り出される（Ｓ１５）。次に、ステッピングモータ２２、２０、１８により、第２光軸Ａ２上の可動レンズ群である第２レンズ群Ｇ２〜第４レンズ群Ｇ４が第２光軸Ａ２上での動作位置まで移動する（Ｓ１６）。ここで、動作位置とは、すぐに撮影ができる位置のことであり、今の例では広角端撮影位置を指す。より詳細には、第２レンズ群Ｇ２を動作時（撮影時）の固定位置に、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４を広角端撮影位置に移動させる。次に、第４レンズ群Ｇ４の位置を焦点調整のサーボ制御に従って調整することにより、焦点調整が行われる（Ｓ１７）。【００７３】  以上により、起動処理が完了し（Ｓ１８）、撮像装置１は撮影可能な状態となる。【００７４】  第２光軸Ａ２上のレンズ群を第２光軸Ａ２上での動作位置まで移動させる場合（Ｓ１６）にレンズ群間の衝突を防止するためには、撮像素子６から遠い方のレンズ群から順に移動させればよい。しかし、それでは起動処理の時間が長くなってしまう。そこ���、起動処理を高速化するために、第２光軸Ａ２上の複数のレンズ群を同時に移動させる。その際、互いに衝突することがないように、第２光軸Ａ２上での第ｎレンズ群（但し、ｎは自然数  本実施の形態ではｎ＝２、３）の移動速度をＳｎとして、下記式１を満たすように制御する（ｎの小さいレンズ群の方が撮像素子６から遠いからである）。【００７５】  Ｓｎ≧Ｓ（ｎ＋１）  ・・・（式１）
このように制御することにより、レンズ群間での衝突を確実に回避しながら、レンズ群を高速に移動させることができるので、起動処理に要する時間を短縮することができる。【００７６】  ［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態における撮像装置について、図１３〜１６を用いて説明する。図１３は本発明の第３の実施の形態の撮像装置の第１レンズ群の沈胴時における光学構成を示す模式図、図１４は当該撮像装置の第１レンズ群の繰り出し時における光学構成を示す模式図、図１５は当該撮像装置の動作終了時の処理フローチャート、図１６は当該撮像装置の動作開始時の処理フローチャートである。【００７７】  本実施の形態の撮像装置１においては、上記第１及び第２の実施の形態の場合と同様に、沈胴機構を含む屈曲ズーム光学系が採用されている。そして、これにより、筐体の厚みを非常に薄くすることができると共に、高画素高倍率を実現することができる。また、メカ的な破綻を来たすことなく起動処理を高速化することができる。【００７８】  本実施の形態の光学構成は、上記第２の実施の形態の光学構成と同じである。本実施の形態の撮像装置１と上記第２の実施の形態の撮像装置１との相違点は、非使用時における各レンズ群の収納方法にあり、本実施の形態の撮像装置１は、プリズムを含むレンズ群の移動方法に特徴がある。【００７９】  ここでは、上記第２の実施の形態と共通する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。上記第２の実施の形態と異なる部分のみについて説明する。【００８０】  図１３に示す第１レンズ群Ｇ１の沈胴時における上記第２の実施の形態との相違点は、プリズムＰを含む第２レンズ群Ｇ２を第２光軸Ａ２上で撮像素子６とは反対側に移動させるようにした点である。第２レンズ群Ｇ２以外の第２光軸Ａ２上のレンズ群、すなわち、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４及び絞りＥは、必要に応じて第２光軸Ａ２上を撮像素子６側に移動する。そして、その結果形成された空間に第１レンズ群Ｇ１が退避する。このような構成とすることにより、上記第１の実施の形態の場合よりもコンパクトに撮像光学系を収納することが可能となる。図１４に示す第１レンズ群Ｇ１の繰り出し時における光学的なレイアウトは、上記第１及び第２の実施の形態の場合と同じである。【００８１】  本実施の形態の撮像装置１の回路構成は上記第２の実施の形態の場合と同じでよい（図１０）。また、レンズ群の駆動機構としては、上記第１の実施の形態と同様のものを用いることができる。【００８２】  次に、以上のように構成された本実施の形態の撮像装置の動作について、図１０、図１３〜図１６を参照しながら説明する。【００８３】  まず、図１０、図１３〜図１５を参照しながら、動作終了時（使用終了時）の動作について説明する。【００８４】  本実施の形態の撮像装置１においては、動作中にメインスイッチ５が操作され、電源ＯＦＦが指示されると（Ｓ２１０）、まず、第１レンズ群Ｇ１の退避空間（収納位置）を確保するために、ステッピングモータ２２により、プリズムＰを含む第２レンズ群Ｇ２が第２光軸Ａ２上を撮像素子６とは反対側に移動（退避）する（Ｓ２２０）。次に、ステッピングモータ２０、１８により、第２光軸Ａ２上の残りのレンズ群である第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４が第２光軸Ａ２上を撮像素子６側に移動（退避）する（Ｓ２３０）。尚、この場合の第２光軸Ａ２上のレンズ群の退避移動量も、上記第２の実施の形態��場合と同様に、第１レンズ群Ｇ１の退避空間を確保できる分だけでよい。例えば、第２レンズ群Ｇ２を退避させるだけで第１レンズ群Ｇ１の退避空間を十分確保できるのであれば、第３レンズ群Ｇ３や第４レンズ群Ｇ４を退避させる必要はない。そして、このような場合であれば、起動時間を短縮するために第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４を初期画角位置（例えば、広角端撮影位置）に移動させればよい。また、初期画角位置からの距離が第１レンズ群Ｇ１の退避空間（収納位置）を確保可能な最小の距離となる退避位置に第２レンズ群Ｇ２〜第４レンズ群Ｇ４を移動（退避）させるようにしてもよい。【００８５】  以上のようにして第１レンズ群Ｇ１の退避空間が確保されると、ステッピングモータ２１によってレンズ群移動用カム８が回転してレンズ群固定部材７が第１光軸Ａ１の方向に移動し（図４参照）、これにより第１レンズ群Ｇ１が退避空間へと繰り込まれる（Ｓ２４０）。【００８６】  次に、内部パラメータの保存や表示部の消去、必要であれば画像の保存といった一般的な撮像装置としての回路終了処理が実施される（Ｓ２５０）。【００８７】  最後に、電力供給が終了する（Ｓ２６０）。【００８８】  以上により、終了処理が完了し（Ｓ２７０）、撮像装置１は動作を停止した状態となる。【００８９】  次に、図１０、図１３、図１４、図１６を参照しながら、動作開始時（起動時）の動作について説明する。【００９０】  本実施の形態の撮像装置１においては、停止中にメインスイッチ５が操作され、電源ＯＮが指示されると（Ｓ２１）、まず、電力供給が開始される（Ｓ２２）。そして、メイン制御部１４でモードの判断が行われる（Ｓ２３）。モード設定が再生モードの場合には、再生モード処理が行われる（Ｓ２４）。再生モードでの起動時においては、レンズ群は移動しない。この場合の動作説明は本願の取り扱う範囲を逸脱するので、ここでは省略する。レンズ群の移動を伴うカメラモードもしくは動画モードの場合には、第１レンズ群Ｇ１が、上記第１の実施の形態の場合と同様に、繰り出し量が最も少なくて済む位置（ここでも、上記第１の実施の形態の場合と同様に、広角端撮影位置が繰り出し量の最も少ないズーム位置となる場合を考える）まで繰り出される（Ｓ２５）。次に、ステッピングモータ２２により、第２レンズ群Ｇ２が第２光軸Ａ２上を撮像素子６側に移動し、第２光軸Ａ２上での動作位置に固定される（Ｓ２６）。そして、この動作とほぼ同時に、ステッピングモータ２０、１８により、第２光軸Ａ２上の第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４が第２光軸Ａ２上での動作位置まで移動する（Ｓ２７）。ここで、動作位置とは、すぐに撮影ができる位置のことであり、今の例では広角端撮影位置を指す。次に、第４レンズ群Ｇ４の位置を焦点調整のサーボ制御に従って調整することにより、焦点調整が行われる（Ｓ２８）。【００９１】  以上により、起動処理が完了し（Ｓ２９）、撮像装置１は撮影可能な状態となる。【００９２】  本実施の形態の撮像装置１においては、第２レンズ群Ｇ２の移動範囲と第３以降のレンズ群の移動範囲とが重ならないため、両者の衝突を危惧する必要はない。従って、第２レンズ群Ｇ２の移動（Ｓ２６）と第３以降のレン���群の移動（Ｓ２７）とを同時に行うことにより、起動時間の短縮を図ることが可能となる。【００９３】  尚、本実施の形態においては、第２レンズ群Ｇ２を第２光軸Ａ２上で撮像素子６とは反対側に移動させるように構成しているが、かかる構成に限定されるものではない。例えば、第１光軸Ａ１と略直交しかつ第２光軸Ａ２を含む面内にある第３軸を仮定し、第２レンズ群Ｇ２をその方向に退避させるように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９４】  以上のように、本発明によれば、筐体の厚みが非常に薄く、かつ、高画素高倍率を実現することができると共に、起動処理及び終了処理の高速化を図ることのできる撮像装置を実現することができる。従って、本発明は、薄型化が要求される高画素対応のデジタルカメラに好適である。
【図１Ａ】
2006115061.tif 000002
【図１Ｂ】
2006115061.tif 000003
【図２】
2006115061.tif 000004
【図３】
2006115061.tif 000005
【図４】
2006115061.tif 000006
【図５】
2006115061.tif 000007
【図６】
2006115061.tif 000008
【図７】
2006115061.tif 000009
【図８】
2006115061.tif 000010
【図９】
2006115061.tif 000011
【図１０】
2006115061.tif 000012
【図１１】
2006115061.tif 000013
【図１２】
2006115061.tif 000014
【図１３】
2006115061.tif 000015
【図１４】
2006115061.tif 000016
【図１５】
2006115061.tif 000017
【図１６】
2006115061.tif 000018
【図１７】
2006115061.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月22日(2007.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光軸上に配置された複数のレンズからなり、前記第１光軸に沿って被写体からの光束を取り込む第１光学系と、
前記第１光学系を透過した光束を、前記第１光軸と略直交する第２光軸に沿う方向に折り曲げる反射光学素子と、
前記第２光軸上に配置された複数のレンズからなる第２光学系と、
前記第１光学系を駆動する第１駆動手段と、
前記第２光学系を駆動する第２駆動手段とを備えた撮像装置であって、
動作終了時に、
前記第１光学系を前記第１光軸に沿って前記反射光学素子の方向に駆動すると共に、前記第２光学系を動作開始時の初期画角位置に駆動するようにしたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記反射光学素子を駆動する反射光学素子駆動手段をさらに備え、
前記反射光学素子を退避位置に駆動した後、前記第１光学系を前記第１光軸に沿って収納位置に駆動するようにした請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記反射光学素子の退避位置が、前記第１光軸と略直交しかつ前記第２光軸を含む面内に設けられた第３軸の軸上にある請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
動作開始時に、前記第１光学系を前記第１光軸に沿って初期画角位置に駆動するようにした請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１光学系が駆動される初期画角位置が、動作開始時の前記第１光学系の移動距離が最小となるような画角に対応した位置である請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
第１光軸上に配置された複数のレンズからなり、前記第１光軸に沿って被写体からの光束を取り込む第１光学系と、
前記第１光学系を透過した光束を、前記第１光軸と略直交する第２光軸に沿う方向に折り曲げる反射光学素子と、
前記第２光軸上に配置された複数のレンズからなる第２光学系と、
前記第１光学系を駆動する第１駆動手段と、
前記第２光学系を駆動する第２駆動手段と、
前記反射光学素子を駆動する反射光学素子駆動手段とを備えた撮像装置であって、
動作終了時に、
前記反射光学素子を退避位置に駆動した後、前記第１光学系を前記第１光軸に沿って収納位置に駆動すると共に、前記第２光学系を、前記第２光軸に沿って、初期画角位置からの距離が前記収納位置を確保可能な最小の距離となる退避位置に駆動するようにしたことを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
前記反射光学素子の退避位置が、前記第１光軸と略直交しかつ前記第２光軸を含む面内に設けられた第３軸の軸上にある請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
動作開始時に、前記第１光学系を前記第１光軸に沿って初期画角位置に駆動するようにした請求項６に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第１光学系が駆動される初期画角位置が、動作開始時の前記第１光学系の移動距離が最小となるような画角に対応した位置である請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
動作終了時における撮像光学系の駆動方法であって、
第１光学系をその光軸に沿って被写体と反対の方向に駆動するステップと、
前記第１光学系と光軸が略直交する第２光学系を動作開始時の初期画角位置に駆動するステップとを含むことを特徴とする撮像光学系の駆動方法。
【請求項１１】
前記第１光学系を透過した光束を前記第２光学系に導く反射光学素子を、退避位置に駆動するステップをさらに含んだ請求項１０に記載の撮像光学系の駆動方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屈曲ズーム光学系を含む撮像装置及びその撮像光学系の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像装置の光学系としては、被写体から入射する光束をＣＣＤなどの撮像素子に導くためにプリズムなどの光学反射素子を用いてその光軸を折り曲げる構成を採用した所謂屈曲光学系が一般的に利用されるようになってきている。屈曲光学系を採用することにより、光軸を折り曲げない通常の光学系に対して、撮像装置における光学系のレイアウトの自由度が大きくなるため、撮像装置の小型・薄型化に寄与することが可能となる。
【０００３】
また、撮像装置から鏡筒を繰り出す必要がないことを利用し、動作の開始及び停止を高速化した屈曲ズーム光学系採用のデジタルカメラが提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的構成は、以下のとおりである。すなわち、撮影終了時に、可動レンズの位置調整を行うことなく、当該可動レンズをその場で停止させ、その位置を記憶しておく。そして、撮影開始時に、記憶しておいて可動レンズの位置情報に基づいて、撮影終了前の状態から制御を開始する。このような構成とすることにより、可動レンズの位置調整時間を省くことができるので、処理の高速化を図ることができる。
【０００４】
しかし、特許文献１に記載されているような、鏡筒を繰り出す必要のない屈曲ズーム光学系を採用した実際の製品は、その倍率が精々３倍程度であり、１０倍前後の高倍率を４００万画素、５００万画素といった近年主流となってきている高画素対応によって実現しているものはない。なぜならば、高画素高倍率を実現するためには光学系にも高い性能が要求され、必然的に物体側に近い前方のレンズの径が大きくなるので、屈曲光学系の利点の１つである撮像装置の薄型化の効果が薄れてくるからである。そこで、このような問題を解決し、高画素高倍率に対応しながら薄型の撮像装置を実現するために、図１７に示すような構成とすることが考えられる。すなわち、複数のレンズ群（例えば、物体（被写体）側から像面側に向かって順に配置された、第１〜第５レンズ群Ｇ１〜Ｇ５）からなる屈曲ズーム光学系において、反射光学素子としてのプリズムＰを、第１レンズ群Ｇ１内に配置する替わりに第２レンズ群Ｇ２内に配置し、レンズ径の大きくなる第１レンズ群Ｇ１を、その光軸（第１光軸Ａ１）が撮像装置１の厚み方向と平行になるように配置し、撮影時（動作時）には通常の沈胴式鏡筒のように沈胴鏡筒部２を繰り出す構成とする。そして、比較的レンズ径の小さい第２レンズ群Ｇ２以降のレンズ群を、撮像装置１の厚み方向に垂直な方向に配置する。これにより、トータルとして非使用時の撮像装置１の厚みを薄くすることができる。
【特許文献１】特開２００４―２５１９３７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、このような方式を採用した場合には、第１レンズ群Ｇ１に沈胴動作が必要となるために、特許文献１に記されているような高速起動、高速停止の工夫を盛り込むことができなくなり、起動処理及び終了処理に時間がかかってしまうという問題が発生する。特に、撮像装置の起動時間が長い場合には、シャッターチャンスを逃してしまう。
【０００６】
本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、筐体の厚みが非常に薄く、かつ、高画素高倍率を実現することができると共に、起動処理及び終了処理の高速化を図ることのできる撮像装置及びその撮像光学系の駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明に係る撮像装置の第１の構成は、第１光軸上に配置された複数のレンズからなり、前記第１光軸に沿って被写体からの光束を取り込む第１光学系と、前記第１光学系を透過した光束を、前記第１光軸と略直交する第２光軸に沿う方向に折り曲げる反射光学素子と、前記第２光軸上に配置された複数のレンズからなる第２光学系と、前記第１光学系を駆動する第１駆動手段と、前記第２光学系を駆動する第２駆動手段とを備えた撮像装置であって、動作終了時に、前記第１光学系を前記第１光軸に沿って前記反射光学素子の方向に駆動すると共に、前記第２光学系を動作開始時の初期画角位置に駆動するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
動作終了時にこのような処理を行っておくことにより、動作開始時に第２光学系をほとんど動かす必要がない。従って、動作開始時にほぼ全てのレンズ群を所定の位置へ移動させなければならない通常の沈胴式鏡筒を備えた撮像装置に比べて、はるかに高速に撮影可能な状態へと移行することができる。
【０００９】
また、前記本発明の撮像装置の第１の構成においては、前記反射光学素子を駆動する反射光学素子駆動手段をさらに備え、前記反射光学素子を退避位置に駆動した後、前記第１光学系を前記第１光軸に沿って収納位置に駆動するようにするのが好ましい。この好ましい例によれば、起動時間を短縮しつつ、撮像装置のさらなる薄型化を図ることが可能となる。また、この場合には、前記反射光学素子の退避位置が、前記第１光軸と略直交しかつ前記第２光軸を含む面内に設けられた第３軸の軸上にあるのが好ましい。この好ましい例によれば、撮像装置のさらなる薄型化を図ることができる。また、第２光軸に沿った第２光学系の移動範囲と第３軸に沿った反射光学素子の移動範囲とが重なることはないので、両者の衝突を危惧する必要もない。従って、両方の移動処理を同時に行うことにより、起動時間のさらなる短縮を図ることが可能となる。
【００１０】
また、本発明に係る撮像装置の第２の構成は、第１光軸上に配置された複数のレンズからなり、前記第１光軸に沿って被写体からの光束を取り込む第１光学系と、前記第１光学系を透過した光束を、前記第１光軸と略直交する第２光軸に沿う方向に折り曲げる反射光学素子と、前記第２光軸上に配置された複数のレンズからなる第２光学系と、前記第１光学系を駆動する第１駆動手段と、前記第２光学系を駆動する第２駆動手段と、前記反射光学素子を駆動する反射光学素子駆動手段とを備えた撮像装置であって、動作終了時に、前記反射光学素子を退避位置に駆動した後、前記第１光学系を前記第１光軸に沿って収納位置に駆動すると共に、前記第２光学系を、前記第２光軸に沿って、初期画角位置からの距離が前記収納位置を確保可能な最小の距離となる退避位置に駆動するようにしたことを特徴とする。また、この場合には、前記反射光学素子の退避位置が、前記第１光軸と略直交しかつ前記第２光軸を含む面内に設けられた第３軸の軸上にあるのが好ましい。
【００１１】
また、前記本発明の撮像装置の第１又は第２の構成においては、動作開始時に、前記第１光学系を前記第１光軸に沿って初期画角位置に駆動するようにするのが好ましい。この好ましい例によれば、より速やかに撮影可能な状態へと移行することができる。また、この場合には、前記第１光学系が駆動される初期画角位置が、動作開始時の前記第１光学系の移動距離が最小となるような画角に対応した位置であるのが好ましい。この好ましい例によれば、短時間で撮影可能な状態に達することができる。
【００１２】
また、本発明に係る撮像光学系の駆動方法は、動作終了時における撮像光学系の駆動方法であって、第１光学系をその光軸に沿って被写体と反対の方向に駆動するステップと、前記第１光学系と光軸が略直交する第２光学系を動作開始時の初期画角位置に駆動するステップとを含むことを特徴とする。
【００１３】
動作終了時にこのような処理を行っておくことにより、動作開始時に第２光学系をほとんど動かす必要がない。従って、動作開始時にほぼ全てのレンズ群を所定の位置へ移動させなければならない通常の沈胴式鏡筒を備えた撮像装置に比べて、はるかに高速に撮影可能な状態へと移行することのできる撮像装置を実現することが可能となる。
【００１４】
また、前記本発明の撮像光学系の駆動方法においては、前記第１光学系を透過した光束を前記第２光学系に導く反射光学素子を、退避位置に駆動するステップをさらに含んでいるのが好ましい。この好ましい例によれば、起動時間を短縮しつつ、さらなる薄型化を図ることのできる撮像装置を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、筐体の厚みが非常に薄く、かつ、高画素高倍率を実現することができると共に、起動処理及び終了処理の高速化を図ることのできる撮像装置を実現することができる。
【００１６】
また、さらなる薄型化を図るためにプリズムなどの反射光学素子を退避させる構成を採用した場合でも、レンズ群間での衝突を確実に回避しながら、レンズ群を高速に移動させることができるので、起動時間の短縮を図ることが可能となる。
【００１７】
従って、本発明は、撮像装置のユーザインターフェースにおけるレスポンスを向上させるのに有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の撮像装置においては、撮影終了時に、第１レンズ群Ｇ１を繰り込むと同時に、この繰り込みに要する時間（繰り込み時間）を利用して屈曲後の光軸（第２光軸Ａ２）上のレンズ群を初期画角撮影に対応した位置（初期画角位置）に移動させる。ここで、初期画角を、第１レンズ群Ｇ１の繰り込み位置からの移動量（繰り出し量）が最小となる場合の画角に設定すれば、撮影開始時に、第２光軸Ａ２上のレンズ群を動かす必要がない。このように、撮影開始時には、屈曲前の光軸（第１光軸Ａ１）上の第１レンズ群のみを移動させればよいが、その移動量を最小限にとどめることができるので、起動にかかる時間を最小化することができる。また、撮影終了時の処理時間は、ほぼ必要最低限である第１レンズ群Ｇ１の繰り込み時間だけでよい。通常の沈胴式鏡筒を備えた撮像装置の場合には、非使用時、つまり、沈胴時の光軸方向の全長をできるだけ短くするために、ほぼ使用時の全レンズ群間の空気間隔分だけ第１レンズ群を移動させなければならないが、本発明の沈胴屈曲鏡筒を備えた撮像装置の場合には、第１レンズ群Ｇ１を、画角などに応じて第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔分だけ移動させればよく、起動処理の高速化を実現することができる。
【００１９】
以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。
【００２０】
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態における撮像装置について、図１〜図７を用いて説明する。図１Ａは本発明の第１の実施の形態における撮像装置を示す上面図、図１Ｂは当該撮像装置を示す正面図、図２は当該撮像装置の第１レンズ群の繰り出し時における光学構成を示す模式図、図３は当該撮像装置の第１レンズ群の沈胴時における光学構成を示す模式図、図４は当該撮像装置のレンズ群を駆動する機構の一例を示す断面図、図５は当該撮像装置の回路構成を示すブロック図、図６は当該撮像装置の動作終了時の処理フローチャート、図７は当該撮像装置の動作開始時の処理フローチャートである。
【００２１】
まず、本実施の形態の撮像装置の構成について、図１Ａ、図１Ｂを参照しながら説明する。
【００２２】
図１Ａ、図１Ｂに示すように、本実施の形態の撮像装置１は、略直方体状で前後方向に薄い筐体を有し、その内部に後述する撮像光学系及び撮像素子が収容されている。撮像装置１の正面には、撮像光学系の対物側先端となる沈胴鏡筒部２と、フラッシュ発光部３とが設けられている。沈胴鏡筒部２は、使用時には撮像装置１の筐体から繰り出され（図１Ａの破線参照）、非使用時には撮像装置１の筐体に繰り込まれる。撮像装置１の上面には、レリーズボタン４と、メインスイッチ５とが設けられている。レリーズボタン４は、撮影を指示するために操作され、メインスイッチ５は、撮像装置１の全体の動作開始と動作終了を指示するために操作される。
【００２３】
また、撮像装置１の背面には、ＬＣＤ（liquid crystal display）からなり、撮影した画像やスルー画像、メニューなどを表示する表示部（図示せず）が設けられている。また、撮像装置１には、その他に、ズーム操作を行うためのズームレバー（図示せず）や動作モードを選択するためのスイッチ（図示せず）などが設けられている。主な動作モードとしては、静止画を撮影するカメラモード、動画を撮影する動画モード、メモリカードに記録されている画像を再生表示する再生モードの３つがある。
【００２４】
次に、本実施の形態の撮像装置の光学構成について、図２、図３を参照しながら説明する。
【００２５】
図２、図３に示すように、本実施の形態の撮像光学系は、物体（被写体）側から像面側に向かって順に配置された、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５とを備えている。ここで、第１レンズ群Ｇ１は、３枚のレンズＬ１〜Ｌ３により構成され、第２レンズ群Ｇ２は、３枚のレンズＬ４〜Ｌ６と反射光学素子としてのプリズムＰとにより構成され、第３レンズ群Ｇ３は、３枚のレンズＬ７〜Ｌ９により構成され、第４レンズ群Ｇ４は、１枚のレンズＬ１０により構成され、第５レンズ群Ｇ５は、２枚のレンズＬ１１、Ｌ１２により構成されている。
【００２６】
第１レンズ群Ｇ１は、沈胴鏡筒部２の内部に第１光軸Ａ１上に配置された状態で固定されており、沈胴鏡筒部２の繰り出し（図２の状態）、繰り込み（図３の状態）に伴って第１光軸Ａ１の方向に移動可能となっている。ここで、第１光軸Ａ１の方向は、撮像装置１の厚み方向（図２に図示）とほぼ平行になっており、第１光軸Ａ１に沿って被写体からの光束が第１レンズ群Ｇ１に取り込まれる。第２レンズ群Ｇ２に含まれるプリズムＰは、第１レンズ群Ｇ１を透過してきた被写体からの光束を第２光軸Ａ２に沿う方向に折り曲げるためのものである。第２光軸Ａ２は、第１光軸Ａ１と略直交し、撮像装置１の長手方向（図２に図示）とほぼ平行である。また、第２レンズ群Ｇ２は、筐体内部に固定されている。第３レンズ群Ｇ３は、第２光軸Ａ２上に第２光軸Ａ２の方向に移動可能に配置されている。第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３とによりズームレンズ群が構成されており、これら第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３とを協調して動かすことによってズームが行われる。第４レンズ群Ｇ４は、第２光軸Ａ２上に第２光軸Ａ２の方向に移動可能に配置されている。第４レンズ群Ｇ４はフォーカスレンズ群であり、この第４レンズ群Ｇ４を第２光軸Ａ２の方向に動かすことによって焦点調整が行われる。第５レンズ群Ｇ５は、第２光軸Ａ２上のローパスフィルタＦ及び撮像素子６の前方（被写体側）に固定されている。
【００２７】
撮像素子６は、撮像光学系によって結像された像を電気信号に変換して、アナログ映像信号を出力する。撮像素子６としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）などを使用することができる。
【００２８】
ローパスフィルタＦは、撮像素子６の前面に固着されており、撮像素子６でノイズ成分となる結像パターンの高い周波数をカットする。
【００２９】
また、第３レンズ群Ｇ３のすぐ前方（被写体側）には、絞りＥが設けられている。絞りＥは、第３レンズ群Ｇ３との間の間隔が一定（固定）となっており、第３レンズ群Ｇ３の移動時には当該第３レンズ群Ｇ３と一体となって移動する。
【００３０】
尚、本実施の形態においては、反射光学素子としてプリズムPが用いられているが、反射光学素子は必ずしもプリズムPに限定されるものではない。例えば、反射光学素子として平板ミラーを用いてもよい。
【００３１】
図２は、沈胴鏡筒部２が繰り出され、撮像装置１の撮像光学系が望遠端撮影位置にある場合を示している。また、図３は、沈胴鏡筒部２が繰り込まれ、撮像装置１の撮像光学系が非使用状態である収納位置にある場合を示している。図２、図３に示すように、第１レンズ群Ｇ１が被写体側に繰り出されるのに伴って、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４は第２レンズ群Ｇ２側に移動する。また、図３に示すように、沈胴鏡筒部２が繰り込まれると、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４は広角端撮影位置へと移動する。すなわち、非使用時において、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４は、図２の望遠端撮影位置の場合よりも撮像素子６側に移動する。
【００３２】
次に、第１レンズ群を移動させるための駆動機構（メカ構成）について、図４を参照しながら説明する。尚、図２、図３においては、説明を簡略化するために、第１レンズ群Ｇ１が沈胴鏡筒部２に固定されているとして説明している。すなわち、この沈胴鏡筒部２が第１光軸Ａ１上を移動することにより、第１レンズ群Ｇ１も第１光軸Ａ１上を移動するとして説明している。以下においては、この第１レンズ群Ｇ１を駆動するための機構について詳細に説明する。
【００３３】
図４に示すように、沈胴鏡筒部２は、レンズ群固定部材７と、レンズ群移動用カム８とにより構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、レンズ群固定部材７の内部に接着やかしめといった方法によって固定されている。また、レンズ群固定部材７は、レンズ群移動用カム８の内部に収容されている。レンズ群固定部材７の外周面には、突起７ａが設けられている。また、レンズ群移動用カム８の内周面には、略螺旋状の溝８ａが設けられている。そして、レンズ群固定部材７の突起７ａは、レンズ群移動用カム８の溝８ａに入れられてその壁面に接している。
【００３４】
レンズ群固定部材７は、第１光軸Ａ１の方向に移動可能で第１光軸Ａ１の回りには回転しないように支持されている。一方、レンズ群移動用カム８は、第１光軸Ａ１を中心として回動可能で第１光軸Ａ１の方向には移動しないように支持されている。レンズ群固定部材７の移動は、後述するステッピングモータ２１によってレンズ群移動用カム８を回転させることにより行われる。すなわち、レンズ群移動用カム８を回転させると、突起７ａが略螺旋状の溝８ａの中を摺動し、レンズ群固定部材７が第１光軸Ａ１の方向に移動する。
【００３５】
尚、レンズ群移動用カム８の溝８ａの螺旋ピッチは、一定ではなく、広角端から望遠端までの全ての画角において第１レンズ群Ｇ１の位置が適切な位置となるように設定されている。
【００３６】
また、ここでは、突起と溝の組合せによる駆動機構を例に挙げて説明したが、駆動機構はかかる構成に限定されるものではない。例えば、レンズ群を固定する枠の一端にネジ穴を設け、このネジ穴にリードスクリューを通し、リードスクリューをモータによって回転させることにより、レンズ群を駆動するようにしてもよい。
【００３７】
第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４の駆動機構としても、ここで説明したものと同様のものを採用することができる。
【００３８】
次に、本実施の形態の撮像装置の主な回路構成について、図５を参照しながら説明する。
【００３９】
図５に示すように、撮像装置１は、装置全体の動作を制御するメイン制御部１４と、撮像素子６が取得した信号から画像データを生成する画像処理部１３と、メイン制御部１４からの制御に応じてズームや焦点調整を実行する駆動制御部１５とを備えている。
【００４０】
画像処理部１３は、撮像素子６から出力されたアナログ映像信号を処理するアナログ信号処理部９と、アナログ信号処理部９から出力されたアナログの映像信号をデジタル信号に変換する変換手段であるＡ／Ｄ変換部１０と、Ａ／Ｄ変換部１０によってデジタル信号に変換された映像信号に対し、ホワイトバランス調整やノイズ除去、輪郭強調等のデジタル信号処理を施すデジタル信号処理部１１と、デジタル信号処理部１１で処理を施され出力された撮影画像を一旦記憶するフレームメモリ１２とにより構成されている。
【００４１】
駆動制御部１５は、撮像素子６を駆動、制御する撮像素子駆動制御部１６と、第１レンズ群Ｇ１を駆動するステッピングモータ２１と、第３レンズ群Ｇ３を駆動するステッピングモータ２０と、ステッピングモータ２０、２１を駆動してズーミングを制御するズーム制御部１９と、第４レンズ群Ｇ４を駆動するステッピングモータ１８と、ステッピングモータ１８を駆動して焦点調整を制御する焦点調整制御部１７とにより構成されている。
【００４２】
撮像装置１の全体の動作を制御するメイン制御部１４は、制御の主体となるＣＰＵ（中央演算処理装置、Central Processing Unit）と、処理手順を記述したプログラムや、撮影対象（被写体）までの距離と画角と第４レンズ群Ｇ４（フォーカスレンズ群）の位置との関係などのパラメータを記憶するメモリとを有している。焦点調整制御は、撮像素子６が撮影した画像のコントラストが高くなる方向に第４レンズ群Ｇ４を移動させ、コントラストが最大となる位置に第４レンズ群Ｇ４を設定するサーボ方式による。焦点調整制御のために、メイン制御部１４は、画像処理部１３のフレームメモリ１２の画像データによってコントラストを評価する。
【００４３】
また、撮像装置１の電源ＯＮ／ＯＦＦを指示するためのメインスイッチ５や撮影を指示するためのレリーズボタン４から発せられる信号は、メイン制御部１４で受信され、それぞれに応じて適切な制御がなされる。
【００４４】
尚、本実施の形態においては、５つのレンズ群からなる撮像光学系を例に挙げて説明したが、撮像光学系はかかる構成に限定されるものではない。撮像光学系は、屈曲光学系で、かつ、反射光学素子よりも被写体側にあるレンズ群が使用時に繰り出され、非使用時に繰り込まれるようなズーム光学系であればよい。
【００４５】
次に、以上のように構成された本実施の形態の撮像装置の動作について、図４〜図７を参照しながら説明する。
【００４６】
まず、図４〜図６を参照しながら、動作終了時（使用終了時）の動作について説明する。
【００４７】
本実施の形態の撮像装置１においては、動作中にメインスイッチ５が操作され、電源ＯＦＦが指示されると（Ｓ１０）、まず、ステッピングモータ２１によってレンズ群移動用カム８が回転してレンズ群固定部材７が第１光軸Ａ１の方向に移動し、これにより第１レンズ群Ｇ１が繰り込まれる（Ｓ２０）。そして、この動作とほぼ同時に、ステッピングモータ２０、１８により、第２光軸Ａ２上の可動レンズ群である第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４が所定の初期画角位置へ移動する（Ｓ３０）。ここで、所定の初期画角位置とは、動作開始時に第１レンズ群Ｇ１を繰り出す際に、その繰り出し量が最も少ない（第１レンズ群Ｇ１の移動距離が最小となる）ズーム位置のことである。例えば、第１レンズ群Ｇ１が正のパワーを有し、第２レンズ群Ｇ２が固定状態にあるような場合には、一般に、広角端撮影位置で第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の間隔が最も小さくなる（両レンズ群が最も接近する）。ここでは、このような場合を想定している。このように、本実施の形態においては、第１レンズ群Ｇ１の繰り込み時に第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４が広角端撮影位置に移動するようにされている。
【００４８】
フォーカスレンズ群である第４レンズ群Ｇ４の広角端撮影位置における第２光軸Ａ２上での位置は、正確には、被写体距離によって異なる。そこで、例えば、人物撮影などで比較的使用頻度が高いと考えられる被写体距離２〜５ｍ程度の条件を満たす位置に第４レンズ群Ｇ４を移動させる。
【００４９】
次に、内部パラメータの保存や表示部の消去、必要であれば画像の保存といった一般的な撮像装置としての回路終了処理が実施される（Ｓ４０）。
【００５０】
最後に、電力供給が終了する（Ｓ５０）。
【００５１】
以上により、終了処理が完了し（Ｓ６０）、撮像装置１は動作を停止した状態となる。
【００５２】
次に、図４、図５、図７を参照しながら、動作開始時（起動時）の動作について説明する。
【００５３】
本実施の形態の撮像装置１においては、停止中にメインスイッチ５が操作され、電源ＯＮが指示されると（Ｓ１）、まず、電力供給が開始される（Ｓ２）。そして、メイン制御部１４でモードの判断が行われる（Ｓ３）。モード設定が再生モードの場合には、再生モード処理が行われる（Ｓ４）。再生モードでの起動時においては、レンズ群は移動しない。この場合の動作説明は本願の取り扱う範囲を逸脱するので、ここでは省略する。レンズ群の移動を伴うカメラモードもしくは動画モードの場合には、ステッピングモータ２１によってレンズ群移動用カム８が回転してレンズ群固定部材７が第１光軸Ａ１の方向に移動し、これにより第１レンズ群Ｇ１が広角端撮影位置まで繰り出される（Ｓ５）。次に、第４レンズ群Ｇ４の位置を焦点調整のサーボ制御に従って調整することにより、焦点調整が行われる（Ｓ６）。
【００５４】
以上により、起動処理が完了し（Ｓ７）、撮像装置１は撮影可能な状態となる。
【００５５】
動作終了時に上記したような処理を行っておくことにより、動作開始時における第１レンズ群Ｇ１の移動距離を、最小限にとどめることができる。また、第３レンズ群Ｇ３は動かす必要がない。さらに、第４レンズ群Ｇ４の移動による焦点調整も、比較的少ない移動量で完了することができる。
【００５６】
従って、本実施の形態の撮像装置１の構成によれば、動作開始時にほぼ全てのレンズ群を所定の位置へ移動させなければならない通常の沈胴式鏡筒を備えた撮像装置に比べて、はるかに高速に撮影可能な状態へと移行することができる。
【００５７】
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態における撮像装置について、図８〜図１２を用いて説明する。図８は本発明の第２の実施の形態の撮像装置の第１レンズ群の沈胴時における光学構成を示す模式図、図９は当該撮像装置の第１レンズ群の繰り出し時における光学構成を示す模式図、図１０は当該撮像装置の回路構成を示すブロック図、図１１は当該撮像装置の動作終了時の処理フローチャート、図１２は当該撮像装置の動作開始時の処理フローチャートである。
【００５８】
本実施の形態の撮像装置１においては、上記第１の実施の形態の場合と同様に、沈胴機構を含む屈曲ズーム光学系が採用されている。そして、これにより、筐体の厚みを非常に薄くすることができると共に、高画素高倍率を実現することができる。また、メカ的な破綻を来たすことなく起動処理を高速化することができる。
【００５９】
本実施の形態の光学構成は、上記第１の実施の形態の光学構成と同じである。本実施の形態の撮像装置１と上記第１の実施の形態の撮像装置１との相違点は、非使用時における各レンズ群の収納方法にあり、本実施の形態の撮像装置１は、第２光軸Ａ２上にあるレンズ群の移動方法に特徴がある。
【００６０】
ここでは、上記第１の実施の形態と共通する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。上記第１の実施の形態と異なる部分のみについて説明する。
【００６１】
図８に示す第１レンズ群Ｇ１の沈胴時における上記第１の実施の形態との相違点は、第２光軸Ａ２上の第２レンズ群Ｇ２〜第４レンズ群Ｇ４及び絞りＥを第２光軸Ａ２上で撮像素子６側に移動させ、その結果形成された空間を収納位置として第１レンズ群Ｇ１を退避させるようにした点である。このような構成とすることにより、上記第１の実施の形態の場合よりもコンパクトに撮像光学系を収納することが可能となる。図９に示す第１レンズ群Ｇ１の繰り出し時における光学的なレイアウトは、上記第１の実施の形態の場合と同じである。
【００６２】
本実施の形態の撮像装置１の回路構成と上記第１の実施の形態の撮像装置１の回路構成との相違点は、図１０に示すように、第２レンズ群Ｇ２を駆動するステッピングモータ２２を追加した点である。尚、レンズ群の駆動機構としては、上記第１の実施の形態と同様のものを用いることができる。
【００６３】
次に、以上のように構成された本実施の形態の撮像装置の動作について、図１０〜図１２を参照しながら説明する。
【００６４】
まず、図１０、図１１を参照しながら、動作終了時（使用終了時）の動作について説明する。
【００６５】
本実施の形態の撮像装置１においては、動作中にメインスイッチ５が操作され、電源ＯＦＦが指示されると（Ｓ１１０）、まず、第１レンズ群Ｇ１の退避空間（収納位置）を確保するために、ステッピングモータ２２、２０、１８により、第２光軸Ａ２上の可動レンズ群である第２レンズ群Ｇ２〜第４レンズ群Ｇ４が撮像素子６側へ移動（退避）する（Ｓ１２０）。尚、この場合の第２光軸Ａ２上のレンズ群の退避移動量は、第１レンズ群Ｇ１の退避空間を確保できる分だけでよい。従って、ここでは第２レンズ群Ｇ２〜第４レンズ群Ｇ４を撮像素子６側へ移動（退避）させる場合について説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、第２レンズ群Ｇ２を退避させるだけで第１レンズ群Ｇ１の退避空間を十分確保できるのであれば、第３レンズ群Ｇ３や第４レンズ群Ｇ４を退避させる必要はない。そして、このような場合であれば、起動時間を短縮するために第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４を初期画角位置（例えば、広角端撮影位置）に移動させればよい。また、初期画角位置からの距離が第１レンズ群Ｇ１の退避空間（収納位置）を確保可能な最小の距離となる退避位置に第２レンズ群Ｇ２〜第４レンズ群Ｇ４を移動（退避）させるようにしてもよい。逆に、必要であれば、第５レンズ群Ｇ５も退避駆動するような構成としてもよい。
【００６６】
以上のようにして第１レンズ群Ｇ１の退避空間が確保されると、ステッピングモータ２１によってレンズ群移動用カム８が回転してレンズ群固定部材７が第１光軸Ａ１の方向に移動し（図４参照）、これにより第１レンズ群Ｇ１が退避空間へと繰り込まれる（Ｓ１３０）。
【００６７】
次に、内部パラメータの保存や表示部の消去、必要であれば画像の保存といった一般的な撮像装置としての回路終了処理が実施される（Ｓ１４０）。
【００６８】
最後に、電力供給が終了する（Ｓ１５０）。
【００６９】
以上により、終了処理が完了し（Ｓ１６０）、撮像装置１は動作を停止した状態となる。
【００７０】
次に、図１０、図１２を参照しながら、動作開始時（起動時）の動作について説明する。
【００７１】
本実施の形態の撮像装置１においては、停止中にメインスイッチ５が操作され、電源ＯＮが指示されると（Ｓ１１）、まず、電力供給が開始される（Ｓ１２）。そして、メイン制御部１４でモードの判断が行われる（Ｓ１３）。モード設定が再生モードの場合には、再生モード処理が行われる（Ｓ１４）。再生モードでの起動時においては、レンズ群は移動しない。この場合の動作説明は本願の取り扱う範囲を逸脱するので、ここでは省略する。レンズ群の移動を伴うカメラモードもしくは動画モードの場合には、第１レンズ群Ｇ１が、上記第１の実施の形態の場合と同様に、繰り出し量が最も少なくて済む位置（ここでも、上記第１の実施の形態の場合と同様に、広角端撮影位置が繰り出し量の最も少ないズーム位置となる場合を考える）まで繰り出される（Ｓ１５）。次に、ステッピングモータ２２、２０、１８により、第２光軸Ａ２上の可動レンズ群である第２レンズ群Ｇ２〜第４レンズ群Ｇ４が第２光軸Ａ２上での動作位置まで移動する（Ｓ１６）。ここで、動作位置とは、すぐに撮影ができる位置のことであり、今の例では広角端撮影位置を指す。より詳細には、第２レンズ群Ｇ２を動作時（撮影時）の固定位置に、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４を広角端撮影位置に移動させる。次に、第４レンズ群Ｇ４の位置を焦点調整のサーボ制御に従って調整することにより、焦点調整が行われる（Ｓ１７）。
【００７２】
以上により、起動処理が完了し（Ｓ１８）、撮像装置１は撮影可能な状態となる。
【００７３】
第２光軸Ａ２上のレンズ群を第２光軸Ａ２上での動作位置まで移動させる場合（Ｓ１６）にレンズ群間の衝突を防止するためには、撮像素子６から遠い方のレンズ群から順に移動させればよい。しかし、それでは起動処理の時間が長くなってしまう。そこで、起動処理を高速化するために、第２光軸Ａ２上の複数のレンズ群を同時に移動させる。その際、互いに衝突することがないように、第２光軸Ａ２上での第ｎレンズ群（但し、ｎは自然数  本実施の形態ではｎ＝２、３）の移動速度をＳｎとして、下記式１を満たすように制御する（ｎの小さいレンズ群の方が撮像素子６から遠いからである）。
【００７４】
Ｓｎ≧Ｓ(ｎ+１)  ・・・（式１）
このように制御することにより、レンズ群間での衝突を確実に回避しながら、レンズ群を高速に移動させることができるので、起動処理に要する時間を短縮することができる。
【００７５】
［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態における撮像装置について、図１３〜１６を用いて説明する。図１３は本発明の第３の実施の形態の撮像装置の第１レンズ群の沈胴時における光学構成を示す模式図、図１４は当該撮像装置の第１レンズ群の繰り出し時における光学構成を示す模式図、図１５は当該撮像装置の動作終了時の処理フローチャート、図１６は当該撮像装置の動作開始時の処理フローチャートである。
【００７６】
本実施の形態の撮像装置１においては、上記第１及び第２の実施の形態の場合と同様に、沈胴機構を含む屈曲ズーム光学系が採用されている。そして、これにより、筐体の厚みを非常に薄くすることができると共に、高画素高倍率を実現することができる。また、メカ的な破綻を来たすことなく起動処理を高速化することができる。
【００７７】
本実施の形態の光学構成は、上記第２の実施の形態の光学構成と同じである。本実施の形態の撮像装置１と上記第２の実施の形態の撮像装置１との相違点は、非使用時における各レンズ群の収納方法にあり、本実施の形態の撮像装置１は、プリズムを含むレンズ群の移動方法に特徴がある。
【００７８】
ここでは、上記第２の実施の形態と共通する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。上記第２の実施の形態と異なる部分のみについて説明する。
【００７９】
図１３に示す第１レンズ群Ｇ１の沈胴時における上記第２の実施の形態との相違点は、プリズムＰを含む第２レンズ群Ｇ２を第２光軸Ａ２上で撮像素子６とは反対側に移動させるようにした点である。第２レンズ群Ｇ２以外の第２光軸Ａ２上のレンズ群、すなわち、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４及び絞りＥは、必要に応じて第２光軸Ａ２上を撮像素子６側に移動する。そして、その結果形成された空間に第１レンズ群Ｇ１が退避する。このような構成とすることにより、上記第１の実施の形態の場合よりもコンパクトに撮像光学系を収納することが可能となる。図１４に示す第１レンズ群Ｇ１の繰り出し時における光学的なレイアウトは、上記第１及び第２の実施の形態の場合と同じである。
【００８０】
本実施の形態の撮像装置１の回路構成は上記第２の実施の形態の場合と同じでよい（図１０）。また、レンズ群の駆動機構としては、上記第１の実施の形態と同様のものを用いることができる。
【００８１】
次に、以上のように構成された本実施の形態の撮像装置の動作について、図１０、図１３〜図１６を参照しながら説明する。
【００８２】
まず、図１０、図１３〜図１５を参照しながら、動作終了時（使用終了時）の動作について説明する。
【００８３】
本実施の形態の撮像装置１においては、動作中にメインスイッチ５が操作され、電源ＯＦＦが指示されると（Ｓ２１０）、まず、第１レンズ群Ｇ１の退避空間（収納位置）を確保するために、ステッピングモータ２２により、プリズムＰを含む第２レンズ群Ｇ２が第２光軸Ａ２上を撮像素子６とは反対側に移動（退避）する（Ｓ２２０）。次に、ステッピングモータ２０、１８により、第２光軸Ａ２上の残りのレンズ群である第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４が第２光軸Ａ２上を撮像素子６側に移動（退避）する（Ｓ２３０）。尚、この場合の第２光軸Ａ２上のレンズ群の退避移動量も、上記第２の実施の形態の場合と同様に、第１レンズ群Ｇ１の退避空間を確保できる分だけでよい。例えば、第２レンズ群Ｇ２を退避させるだけで第１レンズ群Ｇ１の退避空間を十分確保できるのであれば、第３レンズ群Ｇ３や第４レンズ群Ｇ４を退避させる必要はない。そして、このような場合であれば、起動時間を短縮するために第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４を初期画角位置（例えば、広角端撮影位置）に移動させればよい。また、初期画角位置からの距離が第１レンズ群Ｇ１の退避空間（収納位置）を確保可能な最小の距離となる退避位置に第２レンズ群Ｇ２〜第４レンズ群Ｇ４を移動（退避）させるようにしてもよい。
【００８４】
以上のようにして第１レンズ群Ｇ１の退避空間が確保されると、ステッピングモータ２１によってレンズ群移動用カム８が回転してレンズ群固定部材７が第１光軸Ａ１の方向に移動し（図４参照）、これにより第１レンズ群Ｇ１が退避空間へと繰り込まれる（Ｓ２４０）。
【００８５】
次に、内部パラメータの保存や表示部の消去、必要であれば画像の保存といった一般的な撮像装置としての回路終了処理が実施される（Ｓ２５０）。
【００８６】
最後に、電力供給が終了する（Ｓ２６０）。
【００８７】
以上により、終了処理が完了し（Ｓ２７０）、撮像装置１は動作を停止した状態となる。
【００８８】
次に、図１０、図１３、図１４、図１６を参照しながら、動作開始時（起動時）の動作について説明する。
【００８９】
本実施の形態の撮像装置１においては、停止中にメインスイッチ５が操作され、電源ＯＮが指示されると（Ｓ２１）、まず、電力供給が開始される（Ｓ２２）。そして、メイン制御部１４でモードの判断が行われる（Ｓ２３）。モード設定が再生モードの場合には、再生モード処理が行われる（Ｓ２４）。再生モードでの起動時においては、レンズ群は移動しない。この場合の動作説明は本願の取り扱う範囲を逸脱するので、ここでは省略する。レンズ群の移動を伴うカメラモードもしくは動画モードの場合には、第１レンズ群Ｇ１が、上記第１の実施の形態の場合と同様に、繰り出し量が最も少なくて済む位置（ここでも、上記第１の実施の形態の場合と同様に、広角端撮影位置が繰り出し量の最も少ないズーム位置となる場合を考える）まで繰り出される（Ｓ２５）。次に、ステッピングモータ２２により、第２レンズ群Ｇ２が第２光軸Ａ２上を撮像素子６側に移動し、第２光軸Ａ２上での動作位置に固定される（Ｓ２６）。そして、この動作とほぼ同時に、ステッピングモータ２０、１８により、第２光軸Ａ２上の第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４が第２光軸Ａ２上での動作位置まで移動する（Ｓ２７）。ここで、動作位置とは、すぐに撮影ができる位置のことであり、今の例では広角端撮影位置を指す。次に、第４レンズ群Ｇ４の位置を焦点調整のサーボ制御に従って調整することにより、焦点調整が行われる（Ｓ２８）。
【００９０】
以上により、起動処理が完了し（Ｓ２９）、撮像装置１は撮影可能な状態となる。
【００９１】
本実施の形態の撮像装置１においては、第２レンズ群Ｇ２の移動範囲と第３以降のレンズ群の移動範囲とが重ならないため、両者の衝突を危惧する必要はない。従って、第２レンズ群Ｇ２の移動（Ｓ２６）と第３以降のレンズ群の移動（Ｓ２７）とを同時に行うことにより、起動時間の短縮を図ることが可能となる。
【００９２】
尚、本実施の形態においては、第２レンズ群Ｇ２を第２光軸Ａ２上で撮像素子６とは反対側に移動させるように構成しているが、かかる構成に限定されるものではない。例えば、第１光軸Ａ１と略直交しかつ第２光軸Ａ２を含む面内にある第３軸を仮定し、第２レンズ群Ｇ２をその方向に退避させるように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
以上のように、本発明によれば、筐体の厚みが非常に薄く、かつ、高画素高倍率を実現することができると共に、起動処理及び終了処理の高速化を図ることのできる撮像装置を実現することができる。従って、本発明は、薄型化が要求される高画素対応のデジタルカメラに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施の形態における撮像装置を示す上面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の実施の形態における撮像装置を示す正面図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態における撮像装置の第１レンズ群の繰り出し時における光学構成を示す模式図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態における撮像装置の第１レンズ群の沈胴時における光学構成を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態における撮像装置のレンズ群を駆動する機構の一例を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態における撮像装置の回路構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態における撮像装置の動作終了時の処理フローチャートである。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態における撮像装置の動作開始時の処理フローチャートである。
【図８】図８は、本発明の第２の実施の形態の撮像装置の第１レンズ群の沈胴時における光学構成を示す模式図である。
【図９】図９は、本発明の第２の実施の形態の撮像装置の第１レンズ群の繰り出し時における光学構成を示す模式図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施の形態の撮像装置の回路構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の第２の実施の形態の撮像装置の動作終了時の処理フローチャートである。
【図１２】図１２は、本発明の第２の実施の形態の撮像装置の動作開始時の処理フローチャートである。
【図１３】図１３は、本発明の第３の実施の形態の撮像装置の第１レンズ群の沈胴時における光学構成を示す模式図である。
【図１４】図１４は、本発明の第３の実施の形態の撮像装置の第１レンズ群の繰り出し時における光学構成を示す模式図である。
【図１５】図１５は、本発明の第３の実施の形態の撮像装置の動作終了時の処理フローチャートである。
【図１６】図１６は、本発明の第３の実施の形態の撮像装置の動作開始時の処理フローチャートである。
【図１７】図１７は、従来技術の撮像装置における屈曲ズーム光学系の配置を示す模式図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ａ】
2006115061.tif 000020
【図１Ｂ】
2006115061.tif 000021
【図２】
2006115061.tif 000022
【図３】
2006115061.tif 000023
【図４】
2006115061.tif 000024
【図５】
2006115061.tif 000025
【図６】
2006115061.tif 000026
【図７】
2006115061.tif 000027
【図８】
2006115061.tif 000028
【図９】
2006115061.tif 000029
【図１０】
2006115061.tif 000030
【図１１】
2006115061.tif 000031
【図１２】
2006115061.tif 000032
【図１３】
2006115061.tif 000033
【図１４】
2006115061.tif 000034
【図１５】
2006115061.tif 000035
【図１６】
2006115061.tif 000036
【図１７】
2006115061.tif 000037
【国際調査報告】
2006115061.tif 000038
2006115061.tif 000039