(57)【要約】【課題】  光軸回りに回転しつつ光軸方向に並進移動するカム環を有するズーム鏡筒において、ズームリセット位置を高精度に検出する検出手段が求められていた。【解決手段】  光軸方向に移動してズームを行う撮影レンズと、前記撮影レンズを保持するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を光軸方向に案内する案内カムを有し光軸方向および光軸回りに回転可能なカム環と、前記カム環を駆動するズーム駆動系と、前記ズーム駆動系の基準位置を検出する検出手段と、を有する光学撮像装置において、前記検出手段を前記カム環に一体的に設ける。【選択図】  図３
2009300962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸方向に移動してズームを行う撮影レンズと、前記撮影レンズを保持するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を光軸方向に案内する案内カムを有し光軸方向および光軸回りに回転可能なカム環と、前記カム環を駆動するズーム駆動系と、前記ズーム駆動系の基準位置を検出する検出手段とを有する光学撮像装置において、
前記検出手段を前記カム環に一体的に設けた事を特徴とする光学撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学撮像装置において、前記検出手段はフォトインタラプタと、前記カム環に一体的に設けられた遮光部から構成される事を特徴とする光学撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光学撮像装置において、遮光部はカム環外径より内側を起点としている事を特徴とする光学撮像装置。
【請求項４】
請求項２に記載の光学撮像装置において、検出位置における前記検出手段の移動方向は光軸を中心とする円周方向に対して傾斜を有している事を特徴とする光学撮像装置。
【請求項５】
請求項２に記載の光学撮像装置において、検出位置における前記検出手段の移動方向は光軸を中心とする円周方向である事を特徴とする光学撮像装置。
【請求項６】
請求項１に記載の光学撮像装置は光学ファインダと、ファインダを駆動するファインダ駆動手段を有し、前記ファインダ駆動手段は前記検出手段により駆動される事を特徴とする光学撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタルカメラ等に用いられる光学撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりズーム鏡筒の構成の一つとして以下の様な構成のものが知られている。カムを有したカム筒の周囲に被駆動ギアを一体的に設け、駆動ギアは光軸方向に伸びて駆動範囲全てにおいて被駆動ギアと連結していて、カム筒は隣接する固定筒のカム溝に案内されおり駆動の伝達によって光軸回りに回転しつつ光軸方向に進退する構成の鏡筒である。この様な鏡筒ではカム筒を直接ギアによって駆動するため、駆動を伝達する駆動環が不要であり鏡筒外径を小型化できるメリットがある。
【０００３】
ところで一般的なズーム鏡筒においてズーム位置を検出する方法には特許文献１のようにカム環の外周に設けたコード板にブラシを接触させて電気的に導通を取り、その通電パターンによりズーム領域を検出する方法がしられている。しかしこの様な接触式の構造では鏡筒に摺動抵抗の負荷が加わったり、接触部が摩耗して検出精度が劣化する恐れがあった。また前述のようなカム環が回転しながら並進移動する鏡筒においてはカム環は非線形な軌跡で駆動されることが多く、複雑な移動軌跡に追随して電気的接触を保つことは非常に困難である。
【０００４】
また非接触で検出を行う方法としては特許文献２のようにカム環の回転をフォトインタラプタまたはフォトリフレクタで検出する方法が提案されている。しかしこの方法では前述の様にカム環が回転しながら光軸方向に並進移動する構成の鏡筒にはそのまま適用することが出来ない。
【０００５】
また、特許文献３では回転移動しながら並進移動するカム環と、カム環と一体的に光軸方向に並進移動し相対的には回転する規制部材との間に、フォトリフレクタを配する方法が提案されている。この方法ではカム環が回転と並進を行ってもズーム位置を検出することが可能であるが、カム環のズーム全領域に反射部材を設ける必要があり構造の複雑化や装置の大型化、さらにコスト上昇を招く恐れがある。
【特許文献１】特開平０８−１８４７３８号公報
【特許文献２】特開２０００−０７５１９０号公報
【特許文献３】特開平１１−２０２１８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上の従来例はズーム位置を絶対的に検出することを目的とされているが、このほかにズーム位置のリセット位置を検出し、ズームを駆動するモータのパルス数をカウントしてズーム位置を算出する方法が知られている。これは光軸回りの回転と光軸方向の並進移動を行うカム環と、カム環と一体的に光軸方向に並進移動し、かつ回転しない直進規制環とから構成され、直進規制環の並進移動のリセット位置をフォトインタラプタで検出する様になっている。ところが実際にはカム環と直進規制環の間にはガタがあるため、リセット位置はカム環の位置を正確に反映しないという問題があった。またガタによって駆動方向の正逆においてヒステリシスが大きくなるという問題もあった。
【０００７】
別の従来例として、光軸回りの回転と光軸方向の並進移動を行うカム環に反射部材を貼り、フォトリフレクタによって反射部材の切り替わり位置をリセット位置とする方法も用いられている。しかし反射部材が別部材として必要なのでコスト上昇、構造の複雑化、大型化を招き、またフォトリフレクタはＳ／Ｎ比の点から検出精度に課題があった。
【０００８】
そこで本出願に係る第１の発明の目的は、光軸回りの回転と並進移動を行うカム環を有する鏡筒において、精度良くズーム位置を検出する方法を提供する事である。
【０００９】
本出願に係る第２の発明の目的は、部品点数が少ない検出方法を提供する事である。
【００１０】
本出願に係る第３の発明の目的は、検出手段により鏡筒構造が弱まることが無い検出方法を提供する事である。
【００１１】
本出願に係る第４の発明の目的は、検出手段の配置の自由度が増す検出方法を提供する事である。
【００１２】
本出願に係る第５の発明の目的は、回転だけを検出することにより更に高精度な検出が可能な検出方法を提供する事である。
【００１３】
本出願に係る第６の発明の目的は、検出手段がファインダの駆動部を兼ねることにより鏡筒構造を簡略化可能な検出方法を提供する事である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明の光学撮像装置は、
光軸方向に移動してズームを行う撮影レンズと、前記撮影レンズを保持するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を光軸方向に案内する案内カムを有し光軸方向および光軸回りに回転可能なカム環と、前記カム環を駆動するズーム駆動系と、前記ズーム駆動系の基準位置を検出する検出手段と、を有する光学撮像装置において、
前記検出手段を前記カム環に一体的に設けたことを特徴としている。
【００１５】
また、検出手段はフォトインタラプタと、前記カム環に一体的に設けられた遮光部から構成されることを特徴としている。
【００１６】
また、遮光部はカム環外径より内側を起点としていることを特徴としている。
【００１７】
また、検出位置における前記検出手段の移動方向は光軸を中心とする円周方向に対して傾斜を有していることを特徴としている。
【００１８】
また、検出位置における前記検出手段の移動方向は光軸を中心とする円周方向であることを特徴としている。
【００１９】
更に、光学ファインダと、ファインダを駆動するファインダ駆動手段を有し、前記ファインダ駆動手段は前記検出手段により駆動されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、回転および並進移動するカム環の位置を直接検出するので高精度なリセット位置検出が可能となり、さらに検出手段がファインダカム駆動を兼ねることで鏡筒構造を簡略化出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００２２】
本提案の第１の発明を最も良く表す鏡筒の断面図を図１に示す。
【００２３】
図１において、符号１は第１レンズ群を構成する光学レンズ、２は第２レンズ群を構成する光学レンズ、３は第２レンズ群を構成する光学レンズである。１１は第１レンズ群１を保持する１群鏡筒、１２は後述するカム環のカム溝と嵌合するカムフォロワピンである。１３はシャッター、絞りを有する光量調節ユニット、１４は第２レンズ群２を保持し、かつ光量調節ユニット１３を保持する２群鏡筒である。１５は第３レンズ群を保持する３群鏡筒であり、本実施例では光軸方向に移動してフォーカシングの働きを持つ。また本実施例では第１レンズ群と第２レンズ群が光軸方向に移動することにより撮影画角が変化する（以降ズームと称する）。
【００２４】
２１はローパスフィルタ、２２は撮像素子、２３はローパスフィルタ２１と撮像素子２２と３群鏡筒１５を保持するＣＣＤホルダである。
【００２５】
４１はカム環であり内周に１群鏡筒１１をガイドするカム溝４１ａと、２群鏡筒１４をガイドするカム溝４１ｂを有する。４２はカム環４１と光軸方向に一体的に移動する直進ガイド環であり、１群鏡筒１１と２群鏡筒１４の回転を規制する働きを持つ。４３はカム環４１の外周に設けられたフォロワピンであり、固定筒４４の内周に設けられたカム溝４４ａに案内される。４５はズームモータであり、後述するズームギア列を介してカム環４１に回転トルクを伝える。
【００２６】
５１はファインダ光学系の第１群レンズ、５２は第２群レンズ、５３は第３群レンズ、５６は接眼レンズである。第３群レンズ５３と接眼レンズ５６の間には２つのプリズムが配置されているが後述する。５７はファインダレンズ５２、５３を光軸方向に案内するファインダカム板であり、固定筒４４の外周に沿って光軸回りに回転する。ファインダカム板５７の外周には案内カム溝があり、ファインダレンズ５２のフォロワ５２ａ、ファインダレンズ５３のフォロワ５３ａが嵌合している。５６は圧縮スプリングでありファインダレンズ５２と５３の間に置かれ、各レンズをカム溝に押し当てる働きを持つ。ファインダカム板５７の一部５７ａが断面Ｌ字形状を成し、後述の固定筒４４のスリット４４ｂに潜り込んでファインダカム板５７の浮き防止として働くと共に、スリット４４ｂでガイドされてファインダカム板５７の回転を案内している。
【００２７】
以上の様に構成された鏡筒において、ズーム動作を図２の分解斜視図によって説明する。
【００２８】
ズームモータ４５が回転するとモータ軸に固定されたピニオンギア４６が回転し複数のズームギア４７を介して光軸方向に長いギア４８を回転させる。ギア４８はカム環４１の外周に設けられたギア４１ｃと噛み合うのでカム環４１が回転する。カム環４１のフォロワピン４３は固定筒４４のカム溝４４ａに案内されるので、回転しながら光軸方向に並進移動する事になる。カム溝４４ａによる光軸方向の移動量以上ギア４８の光軸方向長さがあるので、カム環のギア４１ｃは常にギア４８と噛み合った状態を保つ。
【００２９】
ＣＣＤホルダ２３にはフォトインタラプタ５０が配置されている。これは詳述するがカム環４１の外周に設けられた遮光部４１ｂが沈胴時にスリット間に入り込んで遮光しており、カム環が前方に繰り出すと所定の位置で遮光しなくなるためその位置を検出してズームリセット位置として利用する様になっている。ここでピニオンギア４６には一体的に回転軸中心に１２０度毎の羽根４６ａがあり、この羽根が周囲に配置された２個のフォトインタラプタ４９のスリット間を走行する事によってズームモータ４５の回転に対応したパルスが発生する。このパルスをカウントする事によってズーム移動量を算出する事ができる。このようにフォトインタラプタ５０でズームのリセット位置を検出し、フォトインタラプタ５０のパルスカウントでリセット位置からの移動量を積算して現在のズーム位置を算出する事が可能になっているが、この構成は従来より用いられているものである。
【００３０】
次にカム環４１の内周に直進ガイド環４２が相対的には回転のみ可能に保持されている。直進ガイド環４２の最外周には突起４２ｃがあり固定筒４４内周の直進ガイド溝４４ｃと摺動可能に嵌合しているので直進ガイド溝４４ｃの回転が規制されている。このためカム環４１が回転しても直進ガイド環４４はカム環４１と共に光軸方向に並進移動するだけで回転はしない。カム環４１のカム溝４１ａ、４１ｂには１群鏡筒１１と２群鏡筒１４が案内されているが、同時に１群鏡筒１１の凸部１１ａと２群鏡筒１４の凸部１４ａが直進ガイド環の案内溝４２ａと４２ｂにそれぞれ案内されて回転規制されるため、カム環４１が回転しても１群鏡筒１１と２群鏡筒１４は光軸方向に並進移動するが回転しない様になっている。この様にして１群鏡筒１１と２群鏡筒１４はカム溝に沿って所定の位置に配置することが出来る。
【００３１】
また先述のファインダカム板５７の延伸部５７ａは、ズームが沈胴位置から繰り出してワイド端のズーム位置に到達するとカム環４１の遮光部４１ｂが当接する様になっている。そしてズームが更にワイド端からテレ端へ繰り出すに連れて、遮光部４１ｂに押されて一緒に回転する。ファインダカム板５７外周にはファインダカム溝５７ｂ、５７ｃがあり、ファインダカム５７板が回転するとファインダ１群レンズ５２と２群レンズ５３はカム溝に従って光軸方向に移動する。ファインダカム板５７にはワイド端から沈胴位置に向かう方向に引っ張りバネ５８が掛かっているので、上記と逆にテレ端からワイド端方向へカム環４１が回転する場合も遮光部４１ｂと延伸部５７は常に当接状態を保ちながら回転する。そしてワイド端から沈胴位置の間は当接が離れるのでファインダレンズ５２、５３は移動せずファインダ画角の変化が起きないようになっている。
【００３２】
次に図４、図３（ａ）、図３（ｂ）でズームリセット位置検出動作について説明する。
【００３３】
図４では固定筒４４内周に設けられたカム溝４４ａとフォトインタラプタ５０の位置関係と、フォトインタラプタ出力信号の関係を模式的に表してある。図の一点鎖線はカム溝の中心線を表している。図の様に左から沈胴位置、ワイド端、テレ端と並んでいる。カム溝は沈胴位置からワイド端までの間は角度Ａの勾配を持っている。そして沈胴端を起点にワイド端方向に角度Ｔａ繰り出した位置にリセットのフォトインタラプタ５０が置かれている。
【００３４】
このような軌跡のカム溝に案内されてカム環４１は移動するが、各状態について図３と共に以下に説明する。図３（ａ）、図３（ｂ）は前述のフォトインタラプタ５０の背面方向から見た図である。図３（ａ）は沈胴位置を表し、図３（ｂ）は沈胴位置から若干繰り出した位置を表している。
【００３５】
（図４のａ位置）
沈胴位置である。図３（ｂ）に見るような遮光部４１ｂは図３（ａ）ではフォトインタラプタ５０の不図示のスリット内に入り込んでいて、スリット内の不図示の検出光路を遮光しているそのためフォトインタラプタ５０の出力信号は低出力、つまりＬｏｗ状態である。
【００３６】
（図４のｂ位置）
カム環が回転するとカム環は前述の様に角度Ａの方向に移動する。そして遮光部がフォトインタラプタの検出光路から外れてフォトインタラプタの信号はＬｏｗからＨｉに変化する。不図示のズーム駆動回路はこの信号を検知してズーム位置がリセット位置になったことを検出する。
【００３７】
（図４のｃ位置）
さらにカム環が回転すると図３（ｂ）に示すように遮光部はフォトインタラプタから完全に抜け出した状態になる。フォトインタラプタの信号はＨｉのままである。
【００３８】
（図４のｄ位置からｅ位置）
カム溝の勾配が無くなり、カム環は回転のみ行う。この間フォトインタラプタの出力はＨｉのままである。
【００３９】
ここでフォトインタラプタの向きと遮光部の向きはカム環の移動方向角度Ａに合わせて同じ角度Ａの傾きで配置したので、フォトインタラプタと遮光部が干渉することなく相対移動が可能になっている。この様にフォトインタラプタを角度Ａ傾けたので、配置する位置は角度Ａのカム溝範囲のどこでも可能であり、設計上の自由度が増す。
【００４０】
図５はフォトインタラプタ５０近辺をＣＣＤ側から拡大して見た図である。
【００４１】
図のようにカム環遮光部４１ｂの周囲は半径方向に窪み４１ｃがあり、遮光部４１ｂの根本はカム環外径より内側にある。この窪みにフォトインタラプタ５０が入り込む様に配置したので遮光部４１ｂの最外径を縮める事が出来る。本実施例では遮光部４１ｂの最外径は固定筒４４の内径よりも小さいので固定筒内周に遮光部の逃げを設ける必要が無くなり、固定筒４４の強度が低下する恐れが無くなり、また鏡筒構造を簡素化できている。
【００４２】
次にファインダの構成を説明する。
【００４３】
図６は本発明の鏡筒におけるファインダを分解図で表した図である。図中で図１、図２と同一の符号は同じ部位を表しているので説明を省略する。
【００４４】
図において５４、５５は光路を折り曲げ像を反転させるプリズム、６１はファインダレンズ５２、５３をガイドするガイド軸、６２はプリズム５５のホルダ、６３はファインダ全体を覆うカバーである。
【００４５】
この様にファインダレンズ５２、５３はガイド軸にガイドされており、図１記載のフォロワ５２ａ、５３ａがファインダカム板５７のカム溝５７ｂ、５７ｃに嵌合している。ファインダカム板５７が回転するとカム溝に沿って各レンズは光軸方向に移動してズームを行う。
【００４６】
次にファインダカム板の駆動について説明する。
【００４７】
図７はワイド端にある鏡筒を光軸に垂直な断面で表した図である。
【００４８】
遮光部４１ｂの右端面はファインダカム板５７のＬ字形状の延伸部５７ａの左端面と当接している。この状態からカム環が繰り出し方向、即ち時計回りに回転すると遮光部４１ｂが延伸部５７ａを押して一緒に回転させる。そしてファインダレンズ５２、５３はファインダカム溝に案内されて光軸方向に移動する。逆に図のワイド状態からカム環が繰り込み方向、即ち反時計回りに回転すると、不図示のストッパによりファインダカム板は規制されて図の位置のまま静止を保つ。
【００４９】
この様にファインダカム板５７の駆動をフォトインタラプタの遮光部４１ｂと兼用したことによって、カム環４１の構造を簡略化できる。
【００５０】
また本実施例と異なり遮光部先端が固定筒の内周より大きい場合は遮光部の移動範囲において固定筒内周に逃げ形状が必要になる。その場合は遮光部がファインダカムガイド溝４４ｂ内を走行する様にすれば前述の逃げ形状を少なくする事が可能である。
【実施例２】
【００５１】
本提案の第２の発明を最も良く表す鏡筒の側面図を図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）に示す。他の構成は実施例１と共通なので説明を省略する。
【００５２】
符号６１は前述のカム環４１と同様に内部に１群と２群を案内するカム溝を有するカム環であり、遮光部６１ｂとギア６１ｃが外周に一体的に設けられている。ギア６１ｃがギア４８に依って駆動されてカム環６１が回転するのは前述の実施例１と同様である。
【００５３】
図９に本実施例の不図示の固定筒内周に設けられた、カム環を案内するカム溝軌跡とフォトインタラプタの位置関係およびフォトインタラプタの信号の関係を模式的に表す。図の一点鎖線はカム溝の中心線を表している。図の様に左から沈胴位置、ワイド端、テレ端と並んでいる。また沈胴位置から角度Ｔｂ繰り出した位置にリセット検出のフォトインタラプタが配置されている。
【００５４】
カム溝軌跡は沈胴位置を起点としてワイド端方向へ所定角度の範囲（図９のａからｃの範囲）は勾配を持たないフラットな軌跡になっている。そしてこのフラットな範囲内にリセット検出のフォトインタラプタが配置されている。以下にズーム位置とフォトインタラプタ信号の関係を図９，図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）により説明する。
【００５５】
（図９のａ位置）
沈胴位置である。図８（ｂ）に見るような遮光部６１ｂは図８（ａ）ではフォトインタラプタ６２の不図示のスリット内に入り込んでいて、スリット内の不図示の検出光路を遮光している
そのためフォトインタラプタ６２の出力信号は低出力、つまりＬｏｗ状態である。
【００５６】
（図９のｂ位置）
カム環が回転するとカム環は前述の様にフラットなカムに沿って回転し（図の矢印方向）、角度Ｔｂ回転すると遮光部がフォトインタラプタの検出光路から外れてフォトインタラプタの信号はＬｏｗからＨｉに変化する。不図示のズーム駆動回路はこの信号を検知してズーム位置がリセット位置になったことを検出する。
【００５７】
（図９のｃ位置）
さらにカム環が回転すると図８（ｂ）に示すように遮光部はフォトインタラプタから完全に抜け出した状態になる。フォトインタラプタの信号はＨｉのままである。
【００５８】
（図９のｃ位置からｄ位置）
この間ではカム環は角度Ｂの方向に移動する（図の矢印方向）。ｃ位置で既に遮光部はフォトインタラプタから離れているので移動中に両者が干渉する事は無い。フォトインタラプタの信号はＨｉのままである。
【００５９】
（図９のｄ位置からｅ位置）
この間ではカム環は回転する。フォトインタラプタの信号はＨｉのままである。
【００６０】
このようにフラットなカム軌跡内にフォトインタラプタを配置した事により回転方向の移動だけを検出する事になるので、より誤差を少なくカム環の位置を検出する事が可能となる。またフォトインタラプタを保持する構造を、傾斜をもつ場合と比較して簡易にする事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施例を表す鏡筒断面図
【図２】ズーム機構部を表す分解斜視図
【図３】ズームリセット検出部を表す側面図
【図４】ズームリセット位置関係を表す模式図
【図５】フォトインタラプタと遮光部の位置関係を表す背面図
【図６】ファインダー機構部を表す分解斜視図
【図７】ファインダー駆動部を表す断面図
【図８】第２の実施例のズームリセット検出部を表す側面図
【図９】第２の実施例のズームリセット位置関係を表す模式図
【符号の説明】
【００６２】
１、２，３  第１群レンズ、第２群レンズ、第３群レンズ
１１，１４  １群鏡筒、２群鏡筒
４１  カム環
４１ｂ  遮光部
５０  フォトインタラプタ
５７  ファインダカム板
５７ａ  Ｌ字形状延伸部
【図１】
2009300962.tif 000003
【図２】
2009300962.tif 000004
【図３】
2009300962.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009300962.tif 000009
【図８】
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【図９】
2009300962.tif 000011