JP2011180410A - Optical instrument - Google Patents
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Abstract
【課題】 ステッピングモータにより駆動される移動レンズ枠の位置制御を、精度良く行うことができる。
【解決手段】 光学素子を保持し、光軸方向に対して駆動手段からの駆動力で駆動する第1の移動枠と、光学素子を保持し、光軸方向に対して駆動手段からの駆動力で移動する第2の移動枠と、前記第1の移動枠の光軸方向の絶対位置を検出する絶対位置検出手段と、前記第2の移動枠の光軸方向の相対位置を検出する相対位置検出手段と、前記第1の移動枠と前記第2の移動枠は双方の可動範囲内に重複する干渉範囲を有し、前記第2の移動枠は干渉範囲内にメカニカル端部を有しており、前記相対位置検出手段からの出力変化を検出することによって第1の移動枠の光軸方向の位置検出を行うこと。
【選択図】 図5PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately control the position of a moving lens frame driven by a stepping motor.
A first moving frame that holds an optical element and is driven by a driving force from a driving unit in the optical axis direction, and a driving force that holds the optical element and is driven from a driving unit in the optical axis direction. A second moving frame that moves in an optical axis, absolute position detecting means that detects an absolute position of the first moving frame in the optical axis direction, and a relative position that detects a relative position in the optical axis direction of the second moving frame. The detection means, the first moving frame, and the second moving frame have interference ranges that overlap in both movable ranges, and the second moving frame has a mechanical end in the interference range. And detecting the position of the first moving frame in the optical axis direction by detecting an output change from the relative position detecting means.
[Selection] Figure 5
Description
本発明は、光学機器に関し、特に、レンズ交換が可能な、あるいは、レンズを一体的に有する、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等において、複数の可動レンズ群を有する光学機器に関するものである。 The present invention relates to an optical device, and more particularly to an optical device having a plurality of movable lens groups in a digital still camera, a video camera, or the like that can exchange lenses or has a lens integrally.
従来、撮像装置や交換レンズ装置には、ボイスコイルモータやステッピングモータ等のアクチュエータにより光軸方向にレンズを移動させているものがある。このうちズームレンズを含むレンズ鏡筒では、バリエータレンズ群と、フォーカスレンズ群が光軸方向に移動する。バリエータレンズ群と、フォーカスレンズ群が光軸方向に移動するレンズ鏡筒において各レンズ群の位置の制御をトラッキング調整により行うレンズ位置制御装置が知られている(特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, some imaging devices and interchangeable lens devices have a lens moved in the optical axis direction by an actuator such as a voice coil motor or a stepping motor. Among these, in the lens barrel including the zoom lens, the variator lens group and the focus lens group move in the optical axis direction. A lens position control device is known that controls the position of each lens group by tracking adjustment in a lens barrel in which the variator lens group and the focus lens group move in the optical axis direction (Patent Document 1).
近年はレンズ鏡筒やそれに用いる光学機器の小型化に伴い、バリエータレンズ群とフォーカスレンズ群以外の他レンズ群(シフトレンズ群等)も光軸方向に移動させるようになってきている。すると、レンズ群を光軸方向に移動させる際、トラッキング調整により位置制御が可能な、バリエータレンズ群とフォーカスレンズ群以外の他レンズ群も、設計位置に配置する為に位置制御を行わなくてはならなくなる。このとき、ステッピングモータでレンズ群を駆動制御する際の位置検出手段の1つとしてフォトインタラプタが知られている。 In recent years, along with the miniaturization of lens barrels and optical devices used therefor, lens groups other than the variator lens group and the focus lens group (shift lens group, etc.) are also moved in the optical axis direction. Then, when moving the lens group in the optical axis direction, position control can be performed by tracking adjustment, and other lens groups other than the variator lens group and the focus lens group must also be position-controlled in order to place them at the design position. No longer. At this time, a photo interrupter is known as one of position detecting means for driving and controlling the lens group with a stepping motor.
一般にフォトインタラプタは公差ばらつきが多く位置検出精度または取付け精度が例えばMRセンサ等より悪い。この為、最適な設計位置にレンズ群を配置する事が難しい。そこで位置検出精度を上げるためにフォトインタラプタの代わりにMRセンサ等を設けようとすると、MRセンサに対向する位置にセンサマグネットを配置しなくてはならなくなる。そうすると位置検出は高精度にはなるが、レンズ鏡筒が大型化し、又構成が複雑になってくる。 In general, a photo interrupter has a large tolerance variation and its position detection accuracy or mounting accuracy is worse than, for example, an MR sensor. For this reason, it is difficult to arrange the lens group at the optimum design position. Therefore, if an MR sensor or the like is provided in place of the photo interrupter in order to increase the position detection accuracy, a sensor magnet must be disposed at a position facing the MR sensor. Then, the position detection becomes highly accurate, but the lens barrel becomes large and the configuration becomes complicated.
本発明は、簡易な構成で高精度に、しかも小型化を図りつつレンズ群の位置制御を行うことができる光学機器の提供を目的としている。 An object of the present invention is to provide an optical apparatus capable of controlling the position of a lens group with a simple configuration with high accuracy and with a reduction in size.
本発明の光学機器は、光学素子を保持し、光軸方向に対して駆動手段からの駆動力で駆動する第1の移動枠と、光学素子を保持し、光軸方向に対して駆動手段からの駆動力で移動する第2の移動枠と、前記第1の移動枠の光軸方向の絶対位置を検出する絶対位置検出手段と、前記第2の移動枠の光軸方向の相対位置を検出する相対位置検出手段と、前記第1の移動枠と前記第2の移動枠は双方の可動範囲内に重複する干渉範囲を有し、前記第2の移動枠は干渉範囲内にメカニカル端部を有しており、前記相対位置検出手段からの出力変化を検出することによって第1の移動枠の光軸方向の位置検出を行うことを特徴としている。 An optical apparatus of the present invention holds a first moving frame that holds an optical element and is driven by a driving force from a driving unit in the optical axis direction, and holds the optical element from the driving unit in an optical axis direction. A second moving frame that moves with the driving force, an absolute position detecting means that detects an absolute position of the first moving frame in the optical axis direction, and a relative position in the optical axis direction of the second moving frame that is detected. The relative position detecting means, the first moving frame and the second moving frame have an interference range overlapping within both movable ranges, and the second moving frame has a mechanical end portion within the interference range. And detecting the position of the first moving frame in the optical axis direction by detecting an output change from the relative position detecting means.
本発明によれば、ステッピングモータにより駆動される移動レンズ枠の位置制御を、精度良く行うことができる。 According to the present invention, the position control of the moving lens frame driven by the stepping motor can be performed with high accuracy.
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。本発明の光学機器において、例えば第1の移動枠がズーミング用のレンズ群であるときは、第1の移動枠を原点位置から予め設定した設計値だけズーミングする際のスタート位置(基準位置)に移動させる。そしてその基準位置より第1の移動枠を移動させてズーミングを行う。原点位置は第1の移動枠に関して設けたフォトインタラプタ(絶対位置検出手段)で検出する。このため製造上の誤差により、第1の移動枠を設定する。原点位置に誤差があると、そこから設計値だけ移動させても第1の移動枠を正しい基準位置に移動させることができなくなる。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the optical apparatus of the present invention, for example, when the first moving frame is a zooming lens group, the start position (reference position) when zooming the first moving frame by a preset design value from the origin position is set. Move. Then, zooming is performed by moving the first moving frame from the reference position. The origin position is detected by a photo interrupter (absolute position detecting means) provided for the first moving frame. Therefore, the first moving frame is set due to manufacturing errors. If there is an error in the origin position, the first moving frame cannot be moved to the correct reference position even if the design value is moved from there.
本発明は第1の移動枠を光軸方向に移動させるとき、基準位置に第1の移動枠を精度良く設定することを目的としている。そのため本発明の光学機器は、光学素子(第3レンズユニット)L3を保持し、光軸方向に対して駆動手段として、例えばステッピングモータ301からの駆動力でステップ駆動する第1の移動枠(シフト移動枠)3を有する。また、光学素子(第4レンズユニット)L4を保持し、光軸方向に対して駆動手段(ボイスコイルモータ、401〜403)からの駆動力で移動する第2の移動枠(フォーカス移動枠)4とを有する。また第1の移動枠3に設けられた絶対位置検出用の絶対位置検出部(遮光部)307と絶対位置検出部307に対向して後部鏡筒6に設けたセンサ306とを含む絶対位置検出手段を有する。 It is an object of the present invention to accurately set the first moving frame at the reference position when moving the first moving frame in the optical axis direction. For this reason, the optical apparatus of the present invention holds the optical element (third lens unit) L3 and serves as a driving means for the optical axis direction, for example, a first moving frame (shift) that is step-driven by a driving force from the stepping motor 301. (Moving frame) 3. Further, a second moving frame (focus moving frame) 4 that holds the optical element (fourth lens unit) L4 and moves in the optical axis direction by the driving force from the driving means (voice coil motors 401 to 403). And have. Also, an absolute position detection unit including an absolute position detection unit (light-shielding unit) 307 for absolute position detection provided in the first moving frame 3 and a sensor 306 provided in the rear barrel 6 so as to face the absolute position detection unit 307. Have means.
ここで相対位置検出手段は絶対位置検出手段よりも位置検出精度が高い構成より成っている。 Here, the relative position detection means has a configuration with higher position detection accuracy than the absolute position detection means.
第2の移動枠4に設けられた相対位置検出用の相対位置検出部(センサマグネット)404と相対位置検出部404に対向して後部鏡筒6に設けたセンサ(MRセンサ)405とを含む相対位置検出手段を有する。第1の移動枠3と第2の移動枠4は双方の可動範囲内に重複する干渉範囲を有し、第2の移動枠4は干渉範囲内にメカニカル端部を有している。第1の移動枠3と第2の移動枠4の位置検出は次のようにして行っている。第1の移動枠3を干渉範囲から退避させる。そして第2の移動枠4が干渉範囲内で第2の移動枠4のメカニカル端当接部406を後部鏡筒6のメカニカル端ストッパ部601に当接したときの第2の移動枠4の光軸方向の位置を相対位置検出手段で検出する。 A relative position detecting unit (sensor magnet) 404 for detecting a relative position provided in the second moving frame 4 and a sensor (MR sensor) 405 provided in the rear barrel 6 so as to face the relative position detecting unit 404 are included. Relative position detection means is provided. The first moving frame 3 and the second moving frame 4 have interference ranges that overlap in both movable ranges, and the second moving frame 4 has a mechanical end portion in the interference range. The position detection of the first moving frame 3 and the second moving frame 4 is performed as follows. The first moving frame 3 is retracted from the interference range. The light of the second moving frame 4 when the second moving frame 4 abuts the mechanical end contact portion 406 of the second moving frame 4 on the mechanical end stopper portion 601 of the rear barrel 6 within the interference range. The relative position detection means detects the axial position.
その後第1の移動枠3を干渉範囲内に戻し、第1の移動枠3のストッパ部310と第2の移動枠4の当接部407と当接させる。そして第2の移動枠4が光軸方向に変位したときの相対位置検出手段からの出力変化を検出することによって第1の移動枠3の光軸方向の位置検出を行っている。そして第2の移動枠4の干渉範囲内のメカニカル端部では、第2の移動枠4のメカニカル端当接部406が後部鏡筒6のメカニカル端ストッパ部601に当接している。このとき第2の移動枠4の自己保持力を低下させる、または、無くしている。また第1の移動枠3が相対位置検出手段(404、405)で検出された位置(図7)から、第1の移動枠3が絶対位置検出手段(306、307)で検出される位置までの移動量に基づくデータを記憶する記憶手段12を有している。 Thereafter, the first moving frame 3 is returned to the interference range, and is brought into contact with the stopper portion 310 of the first moving frame 3 and the contact portion 407 of the second moving frame 4. The position of the first moving frame 3 in the optical axis direction is detected by detecting an output change from the relative position detecting means when the second moving frame 4 is displaced in the optical axis direction. At the mechanical end portion within the interference range of the second moving frame 4, the mechanical end contact portion 406 of the second moving frame 4 is in contact with the mechanical end stopper portion 601 of the rear barrel 6. At this time, the self-holding force of the second moving frame 4 is reduced or eliminated. Further, from the position (FIG. 7) where the first moving frame 3 is detected by the relative position detecting means (404, 405) to the position where the first moving frame 3 is detected by the absolute position detecting means (306, 307). Storage means 12 for storing data based on the amount of movement.
具体的に第1の移動枠3を光軸方向の所定位置(基準位置)に設定する際には、次のようにする。 Specifically, when the first moving frame 3 is set to a predetermined position (reference position) in the optical axis direction, the following is performed.
第1の移動枠3を像側(−方向)に移動させて第2の移動枠4の一部に接触させる。このとき第1の移動枠3の位置を第2の移動枠4の検出用の高精度の相対的位置検出手段で検出する。このときの第1の移動枠3の光軸方向の位置は正しく検出された値である。 The first moving frame 3 is moved to the image side (− direction) and brought into contact with a part of the second moving frame 4. At this time, the position of the first moving frame 3 is detected by a highly accurate relative position detecting means for detecting the second moving frame 4. At this time, the position of the first moving frame 3 in the optical axis direction is a correctly detected value.
次に第1の移動枠を物体側(+方向)に移動させ、絶対位置検出手段で検出される位置(原点位置)までの移動量を求める。第1の移動枠3の原点位置に製造上の誤差がなければこのときの移動量は予め設定された設計値と一致する。移動量と設計値とが一致しないとこのときの移動量と設計値との差が第1の移動枠の原点位置の製造上の誤差となる。本発明はこのとき求めた誤差を入れて第1の移動枠3を原点位置から移動させて第1の移動枠3を基準位置に設定する。 Next, the first moving frame is moved to the object side (+ direction), and the amount of movement to the position (origin position) detected by the absolute position detecting means is obtained. If there is no manufacturing error at the origin position of the first moving frame 3, the moving amount at this time coincides with a preset design value. If the amount of movement does not match the design value, the difference between the amount of movement and the design value at this time becomes an error in manufacturing the origin position of the first moving frame. In the present invention, the first moving frame 3 is moved from the origin position by setting the error obtained at this time, and the first moving frame 3 is set as the reference position.
図1は、本発明の実施形態にかかわるビデオカメラやデジタルカメラ等の光学機器(以下カメラという)の構成を示した図である。Lはズーミングが可能なレンズ鏡筒、Bはカメラ本体を示す。カメラ本体B内には、レンズ鏡筒L内の撮影光学系により形成された被写体像を記録するための銀塩フィルム又は撮像素子が収納されている。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical apparatus (hereinafter referred to as a camera) such as a video camera or a digital camera according to an embodiment of the present invention. L represents a lens barrel capable of zooming, and B represents a camera body. In the camera body B, a silver salt film or an image sensor for recording a subject image formed by the photographing optical system in the lens barrel L is housed.
[実施例1]
以下、図2、図3を参照して、本発明の実施例1のレンズ鏡筒Lの構成について説明する。なお、図2において矢印X、−X方向は、光軸方向と同方向を示している。撮影光学系は、4つのレンズユニットL1〜L4により構成された変倍光学系(ズームレンズ系)である。
[Example 1]
Hereinafter, the configuration of the lens barrel L according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3. In FIG. 2, the directions of arrows X and −X indicate the same direction as the optical axis direction. The photographing optical system is a variable magnification optical system (zoom lens system) composed of four lens units L1 to L4.
これらの図において、L1は第1レンズユニット、L2はズーミングに際して光軸方向に移動することにより変倍作用を行う第2レンズユニットである。L3は撮影光学系の光軸に対して直交する方向(以下、光軸直交方向という)にシフトして、像を光軸に対し垂直方向に移動し、撮像光学系が振動したときの像振れを低減し且つ、ズーミングに際して光軸方向に移動可能な第3レンズユニットである。L4は光軸方向に移動することによりズーミングに伴う像面変動を補正するとともに焦点調節作用(フォーカス)を行う第4レンズユニットである。 In these drawings, L1 is a first lens unit, and L2 is a second lens unit that performs a zooming action by moving in the optical axis direction during zooming. L3 shifts in a direction orthogonal to the optical axis of the imaging optical system (hereinafter referred to as the optical axis orthogonal direction), moves the image in a direction perpendicular to the optical axis, and image shake occurs when the imaging optical system vibrates. And a third lens unit that can move in the optical axis direction during zooming. L4 is a fourth lens unit that corrects image plane fluctuations accompanying zooming by moving in the optical axis direction and performs a focus adjustment action (focus).
また、1は第1レンズユニットL1を保持する第1レンズ枠、2は第2レンズユニットL2を保持するバリエータ移動枠である。3は第3レンズユニットL3を保持するシフト移動枠で、4は第4レンズユニットL4を保持するフォーカス移動枠である。5は固定鏡筒で、6は後部鏡筒である。固定鏡筒5は、第1レンズユニットL1を所定位置に固定するため、その後端が後部鏡筒6に結合し、前端が第1レンズ枠1と固定されている。7は不図示のCCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子(光電変換素子)を保持するCCDホルダであり、後部鏡筒6に固定されている。 Reference numeral 1 denotes a first lens frame that holds the first lens unit L1, and 2 denotes a variator moving frame that holds the second lens unit L2. Reference numeral 3 denotes a shift movement frame that holds the third lens unit L3, and reference numeral 4 denotes a focus movement frame that holds the fourth lens unit L4. Reference numeral 5 denotes a fixed barrel, and 6 denotes a rear barrel. The fixed barrel 5 has a rear end coupled to the rear barrel 6 and a front end fixed to the first lens frame 1 in order to fix the first lens unit L1 at a predetermined position. A CCD holder 7 holds an image pickup device (photoelectric conversion device) such as a CCD sensor or a CMOS sensor (not shown), and is fixed to the rear barrel 6.
8a、8bは固定鏡筒5と後部鏡筒6とにより両端が保持された第1ガイドバー、第2ガイドバーである。また、9a、9bは第3、第4ガイドバー、10a、10bは第5、第6ガイドバーである。第3および第4ガイドバー9a,9bと、第5及び第6ガイドバー10a、10bは、後部鏡筒6と、CCDホルダ7とにより、両端が保持されている。バリエータ移動枠2は、第1および第2ガイドバー8a、8bにより光軸方向に移動可能に支持されている。シフト移動枠3は、第3および第4ガイドバー9a,9bにより光軸方向に移動可能に支持されている。第3、第4ガイドバー9a、9bの一端は後部鏡筒6に固定される。さらに、後部鏡筒6には、図示しない撮影光学系に入射した光量を変化させる光量調節ユニットも固定されている。光量調節ユニットは2枚以上の絞り羽根を有し、絞り羽根を光軸直交方向に移動させて開口径を変化させる。 Reference numerals 8 a and 8 b denote a first guide bar and a second guide bar, both ends of which are held by the fixed barrel 5 and the rear barrel 6. Reference numerals 9a and 9b denote third and fourth guide bars, and 10a and 10b denote fifth and sixth guide bars. The third and fourth guide bars 9 a and 9 b and the fifth and sixth guide bars 10 a and 10 b are held at both ends by the rear barrel 6 and the CCD holder 7. The variator moving frame 2 is supported by the first and second guide bars 8a and 8b so as to be movable in the optical axis direction. The shift moving frame 3 is supported by the third and fourth guide bars 9a and 9b so as to be movable in the optical axis direction. One ends of the third and fourth guide bars 9 a and 9 b are fixed to the rear barrel 6. Further, a light amount adjustment unit that changes the amount of light incident on a photographing optical system (not shown) is also fixed to the rear barrel 6. The light quantity adjustment unit has two or more diaphragm blades, and moves the diaphragm blades in the direction orthogonal to the optical axis to change the aperture diameter.
また、図示しない光量調節ユニットには、図示しないグラデーションNDフィルタが絞り羽根とは独立して光路に対して進退できるように構成されている。フォーカス移動枠4は第5および第6ガイドバー10a,10bにより光軸方向に移動可能に支持されている。 Further, the light quantity adjustment unit (not shown) is configured such that a gradation ND filter (not shown) can advance and retreat with respect to the optical path independently of the aperture blade. The focus moving frame 4 is supported by the fifth and sixth guide bars 10a and 10b so as to be movable in the optical axis direction.
次に、バリエータ移動枠2(第2レンズユニットL2)を移動させる駆動部の構成について説明する。201はバリエータ移動枠2を光軸方向に駆動する駆動手段で、例えばステッピングモータである。ステッピングモータ201の出力軸には、リードスクリュー202が形成されている。このステッピングモータ201は、支持部材203を介して後部鏡筒6に固定される。リードスクリュー202には、バリエータ移動枠2に取り付けられたラック204が噛み合っている。このため、ステッピングモータ201に通電されてリードスクリュー202が回転すると、ラック204を介してバリエータ移動枠2が光軸方向に駆動される。 Next, the configuration of the drive unit that moves the variator moving frame 2 (second lens unit L2) will be described. Reference numeral 201 denotes driving means for driving the variator moving frame 2 in the optical axis direction, for example, a stepping motor. A lead screw 202 is formed on the output shaft of the stepping motor 201. This stepping motor 201 is fixed to the rear barrel 6 via a support member 203. A rack 204 attached to the variator moving frame 2 is engaged with the lead screw 202. For this reason, when the stepping motor 201 is energized and the lead screw 202 rotates, the variator moving frame 2 is driven in the optical axis direction via the rack 204.
なお、ラック204、バリエータ移動枠2は、ねじりコイルバネ205の付勢力によって互いの光軸方向のガタ付きが阻止されている。206は、バリエータ移動枠2の基準位置を検出するためのズームリセットであり、バリエータ移動枠2に形成された遮光部207の光軸方向への移動による遮光状態、透光状態の切り換わりを検出するフォトインタラプタにより構成されている。ズームリセット206は、基板を介して後部鏡筒6に固定されている。また、バリエータ移動枠2は、光軸方向に多極着磁されたセンサマグネット208を保持している。そして後部鏡筒6におけるセンサマグネット208に対向した位置には、センサマグネット208の移動に伴う磁力線の変化を読み取るMRセンサ209が固定されている。MRセンサ209からの信号を用いることで、バリエータ移動枠2、つまりは第2レンズユニットL2の光軸方向で所定の基準位置からの移動量を検出することができる。 The rack 204 and the variator moving frame 2 are prevented from rattling in the optical axis direction by the biasing force of the torsion coil spring 205. Reference numeral 206 denotes a zoom reset for detecting the reference position of the variator moving frame 2, and detects the switching between the light shielding state and the light transmitting state due to the movement of the light shielding portion 207 formed in the variator moving frame 2 in the optical axis direction. It is comprised by the photointerrupter. The zoom reset 206 is fixed to the rear barrel 6 via the substrate. The variator moving frame 2 holds a sensor magnet 208 that is multipolarly magnetized in the optical axis direction. An MR sensor 209 that reads a change in magnetic field lines accompanying the movement of the sensor magnet 208 is fixed at a position facing the sensor magnet 208 in the rear barrel 6. By using the signal from the MR sensor 209, the amount of movement of the variator moving frame 2, that is, the second lens unit L2, from the predetermined reference position in the optical axis direction can be detected.
次に、第3レンズユニット(光学素子)L3を保持するシフト移動枠3を移動させる駆動部(駆動手段)の構成について説明する。301はシフト移動枠3を光軸方向に駆動する駆動手段であり、例えばステッピングモータである。ステッピングモータ301の出力軸には、リードスクリュー302が形成されている。このステッピングモータ301は、支持部材303を介して後部鏡筒6に固定される。リードスクリュー302には、シフト移動枠3に取り付けられたラック304が噛み合っている。 Next, the configuration of the drive unit (drive unit) that moves the shift moving frame 3 that holds the third lens unit (optical element) L3 will be described. Reference numeral 301 denotes driving means for driving the shift moving frame 3 in the optical axis direction, for example, a stepping motor. A lead screw 302 is formed on the output shaft of the stepping motor 301. The stepping motor 301 is fixed to the rear barrel 6 via a support member 303. A rack 304 attached to the shift moving frame 3 is engaged with the lead screw 302.
このため、ステッピングモータ301に通電されてリードスクリュー302が回転すると、ラック304を介してシフト移動枠3が光軸方向に駆動される。なお、ラック304、シフト移動枠3は、ねじりコイルバネ305の付勢力によって互いの光軸方向のガタ付きが阻止されている。306は、シフト移動枠3の基準位置を検出するための絶対位置検出手段の一部を構成するセンサ(ズームリセット)である。 Therefore, when the stepping motor 301 is energized and the lead screw 302 rotates, the shift moving frame 3 is driven in the optical axis direction via the rack 304. Note that the rack 304 and the shift moving frame 3 are prevented from rattling in the optical axis direction by the biasing force of the torsion coil spring 305. Reference numeral 306 denotes a sensor (zoom reset) that constitutes a part of absolute position detecting means for detecting the reference position of the shift moving frame 3.
ズームリセット306はシフト移動枠3に形成された遮光部(絶対位置検出部)307の光軸方向への移動による遮光状態、透光状態の切り換わりを検出するフォトインタラプタにより構成されている。ズームリセット(センサ)306は、基板を介して後部鏡筒6に固定されている。更に、フォトインタラプタにより構成されているズームリセット306と、遮光部307の遮光、透光状態の切り換わりは、シフト移動枠3の可動範囲内であり、且つフォーカス移動枠4の可動範囲外にある時に検出される様に設定する。ここで、第1の移動枠(3)に設けられた絶対位置検出部(遮光部:307)と、絶対位置検出部に対向した位置に設けたセンサ(306)は絶対位置検出手段を構成している。 The zoom reset 306 is configured by a photo interrupter that detects switching between a light shielding state and a light transmitting state due to movement of the light shielding unit (absolute position detection unit) 307 formed in the shift movement frame 3 in the optical axis direction. The zoom reset (sensor) 306 is fixed to the rear barrel 6 via the substrate. Furthermore, switching between the zoom reset 306 configured by a photo interrupter and the light shielding / transmission state of the light shielding unit 307 is within the movable range of the shift moving frame 3 and outside the movable range of the focus moving frame 4. Set to be detected at times. Here, the absolute position detection unit (light-shielding unit: 307) provided in the first moving frame (3) and the sensor (306) provided at a position facing the absolute position detection unit constitute absolute position detection means. ing.
次に、第4レンズユニット(光学素子)L4を保持するフォーカス移動枠4を移動させるフォーカス駆動部(駆動手段)の構成について説明する。401,402,403は第4レンズユニットL4を光軸方向に駆動する駆動手段としてのフォーカスモータ(ボイスコイルモータ)を構成する駆動コイル、ドライブマグネットおよび磁束を閉じるためのヨーク部材である。駆動コイル401はフォーカス移動枠4に取り付けられている。ドライブマグネット402は、ヨーク部材403内に設けられており、ヨーク部材403は、CCDホルダ7に取り付けられている。 Next, the configuration of the focus drive unit (drive means) that moves the focus movement frame 4 that holds the fourth lens unit (optical element) L4 will be described. Reference numerals 401, 402, and 403 denote a drive coil, a drive magnet, and a yoke member for closing a magnetic flux that constitute a focus motor (voice coil motor) as a drive unit that drives the fourth lens unit L4 in the optical axis direction. The drive coil 401 is attached to the focus movement frame 4. The drive magnet 402 is provided in the yoke member 403, and the yoke member 403 is attached to the CCD holder 7.
ここで、駆動コイル401に電流を流すと、マグネット402と駆動コイル401との間に発生する磁力線相互の反発によるローレンツ力が発生し、フォーカス移動枠4とともに第4レンズユニットL4が光軸方向に駆動される。また、フォーカス移動枠4は、相対位置検出手段の一部を構成する光軸方向に多極着磁された相対位置検出部(センサマグネット404)を保持している。後部鏡筒6におけるセンサマグネット404に対向した位置には、センサマグネット404の移動に伴う磁力線の変化を読み取るセンサ(MRセンサ405)が固定されている。ここで第2の移動枠(4)に設けられた相対位置検出部(センサマグネット:404)と相対位置検出部に対向した位置に設けたセンサ(405)は相対位置検出手段を構成している。 Here, when a current is passed through the drive coil 401, a Lorentz force is generated by repulsion between the magnetic lines generated between the magnet 402 and the drive coil 401, and the fourth lens unit L4 moves in the optical axis direction together with the focus moving frame 4. Driven. The focus moving frame 4 holds a relative position detector (sensor magnet 404) magnetized in the multi-axis direction in the optical axis direction, which constitutes a part of the relative position detector. A sensor (MR sensor 405) that reads a change in the lines of magnetic force accompanying the movement of the sensor magnet 404 is fixed at a position facing the sensor magnet 404 in the rear barrel 6. Here, the relative position detector (sensor magnet: 404) provided in the second moving frame (4) and the sensor (405) provided at a position facing the relative position detector constitutes a relative position detector. .
MRセンサ405からの信号を用いることで、フォーカス移動枠4、つまりは第4レンズユニットL4の光軸方向で所定の基準位置からの相対的な移動量を検出することができる。フォーカス移動枠4は、駆動コイル401に通電されて、被写体側、すなわち光軸と平行な矢印X方向に移動し、フォーカス移動枠4に設けたメカニカル端当接部406が後部鏡筒6のメカニカル端ストッパ部601に当接した状態を基準位置として検出する。 By using the signal from the MR sensor 405, it is possible to detect the relative movement amount from the predetermined reference position in the optical axis direction of the focus moving frame 4, that is, the fourth lens unit L4. The focus moving frame 4 is energized to the drive coil 401 and moves in the direction of the subject, that is, in the direction of the arrow X parallel to the optical axis, and the mechanical end contact portion 406 provided on the focus moving frame 4 The state in contact with the end stopper 601 is detected as a reference position.
前述の様に、フォーカス駆動部の構成は、コイル401に通電がなされた状態(以下、通電状態という)において、ローレンツ力が発生し、フォーカス移動枠4を光軸方向に駆動させる。しかし、コイル401に通電がなされない状態(以下、非通電状態という)においては、フォーカス移動枠4への駆動力が発生せず、更に、フォーカス移動枠4自身が自己保持力を持たない状態となる。自己保持力とは、非通電状態において、移動可能なコイル401、更にはコイル401を設けているフォーカス移動枠4をその場に停止させておく事が出来る力のことである。 As described above, in the configuration of the focus driving unit, Lorentz force is generated in a state where the coil 401 is energized (hereinafter referred to as energized state), and the focus moving frame 4 is driven in the optical axis direction. However, in a state where the coil 401 is not energized (hereinafter referred to as a non-energized state), the driving force to the focus movement frame 4 is not generated, and the focus movement frame 4 itself has no self-holding force. Become. The self-holding force is a force that can stop the movable coil 401 and further the focus moving frame 4 provided with the coil 401 in a non-energized state.
本実施例では、絶対位置検出手段、相対位置検出手段として、フォトインタラプタやMRセンサを用いているが、他の手段として、フォトリフレクタ、磁気センサ等も適用できる。 In this embodiment, a photo interrupter or an MR sensor is used as the absolute position detection means and the relative position detection means, but a photo reflector, a magnetic sensor, or the like can be applied as other means.
本発明の各実施例において移動枠の可動範囲とは、各々の移動枠において物体側のメカニカル端当接部が他部品に設けられているメカニカル端当接部と当接している位置から撮像側のメカニカル端が他部品のメカニカル端当接部と当接している位置までの範囲である。例えば、第1の移動枠(3)は第1の移動枠(3)に設けられた図示しない物体側のメカニカル端が、図示しない後部鏡筒6に設けられたメカニカル端当接部と当接している位置を起点とする。そしてこの起点から、後述する撮像側のメカニカル端ストッパ部(311)がシフト当接部(701)と当接している位置までをいう。また第2の移動枠(4)は物体側のメカニカル端当接部(406)がメカニカル端ストッパ部(601)と当接した位置から後述する撮像側のメカニカル端当接部(408)がフォーカス当接部(702)と当接した位置までをいう。 In each embodiment of the present invention, the movable range of the moving frame refers to the imaging side from the position where the mechanical end abutting portion on the object side is in contact with the mechanical end abutting portion provided in another component in each moving frame. It is the range to the position where the mechanical end of this is contact | abutted with the mechanical end contact part of other components. For example, in the first moving frame (3), an object-side mechanical end (not shown) provided on the first moving frame (3) comes into contact with a mechanical end contact portion provided on the rear barrel 6 (not shown). The starting position. From this starting point to the position where a mechanical end stopper portion (311) on the imaging side, which will be described later, is in contact with the shift contact portion (701). The second moving frame (4) is focused on the imaging side mechanical end contact portion (408), which will be described later, from the position where the object side mechanical end contact portion (406) contacts the mechanical end stopper portion (601). Up to the position where it comes into contact with the contact portion (702).
各実施例において、干渉範囲とは、例えば図7の状態から図10の状態までの範囲をいう。 In each embodiment, the interference range refers to, for example, a range from the state of FIG. 7 to the state of FIG.
次に本実施例における、シフト移動枠(第1移動枠)3と、フォーカス移動枠(第2移動枠)4の位置検出方法を図4、図5、図6、図7を用いて説明する。図4において、11は、ズームリセット206からの出力信号や撮像装置本体のモードに応じて、駆動手段(ステッピングモータ)201、ステッピングモータ301、駆動コイル401等に制御信号を出力する制御手段である。制御手段11は、マイクロコンピュータ等からなり、上記の各動作制御だけではなく、実施の形態における動作の全てを制御するように構成されている。12は、制御手段11のモード情報を記憶させる記憶手段である。 Next, a method for detecting the positions of the shift movement frame (first movement frame) 3 and the focus movement frame (second movement frame) 4 in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4, 5, 6, and 7. FIG. . In FIG. 4, 11 is a control means for outputting a control signal to the drive means (stepping motor) 201, the stepping motor 301, the drive coil 401, etc. according to the output signal from the zoom reset 206 and the mode of the imaging apparatus main body. . The control means 11 is composed of a microcomputer or the like, and is configured not only to control each operation described above but also to control all the operations in the embodiment. Reference numeral 12 denotes storage means for storing mode information of the control means 11.
なお、本実施例の駆動手段(ステッピングモータ)201の構成は、他図のステッピングモータ201と同一である。図5は、本実施例における、シフト移動枠3と、フォーカス移動枠4の位置検出方法のフローチャートである。図6、図7は、本実施例における、シフト移動枠3と、フォーカス移動枠4の位置関係を示した断面図である。310は、シフト移動枠3に設けられた、ストッパ部であり、407は、フォーカス移動枠4に設けられた当接部である。ストッパ部310と、当接部407は可動範囲内でお互い当接する位置(干渉範囲)にあり、且つシフト移動枠3と、フォーカス移動枠4の可動範囲内でストッパ部310と当接部407が当接する干渉範囲があるように設けられている。 In addition, the structure of the drive means (stepping motor) 201 of a present Example is the same as the stepping motor 201 of another figure. FIG. 5 is a flowchart of the position detection method of the shift movement frame 3 and the focus movement frame 4 in the present embodiment. 6 and 7 are cross-sectional views showing the positional relationship between the shift movement frame 3 and the focus movement frame 4 in this embodiment. Reference numeral 310 denotes a stopper portion provided in the shift movement frame 3, and reference numeral 407 denotes a contact portion provided in the focus movement frame 4. The stopper portion 310 and the contact portion 407 are in positions where they abut each other within the movable range (interference range), and the stopper portion 310 and the contact portion 407 are within the movable range of the shift moving frame 3 and the focus moving frame 4. It is provided so that there is an abutting interference range.
すると、図7に示すようにストッパ部310と、当接部407が当接した状態で、シフト移動枠3と、フォーカス移動枠4が移動可能となる。このときフォーカス移動枠4はシフト移動枠3により押されて移動する。但し、シフト移動枠3と、フォーカス移動枠4の通電時における、通常動作を行う際には、ストッパ部310と、当接部407は当接しないような位置に設定する。406はフォーカス移動枠4に設けられたメカニカル端当接部であり、601は、後部鏡筒6に設けられたメカニカル端ストッパ部である。メカニカル端当接部406と、メカニカル端ストッパ部601はお互い当接する位置に設けられている。メカニカル端当接部406と、メカニカル端ストッパ部601が当接した位置が、フォーカス移動枠4の物体側、すなわち矢印X方向側におけるフォーカス移動枠4のメカニカル端となる。 Then, as shown in FIG. 7, the shift movement frame 3 and the focus movement frame 4 can move while the stopper portion 310 and the contact portion 407 are in contact with each other. At this time, the focus movement frame 4 is pushed by the shift movement frame 3 to move. However, when the normal operation is performed when the shift movement frame 3 and the focus movement frame 4 are energized, the stopper portion 310 and the contact portion 407 are set so as not to contact each other. Reference numeral 406 denotes a mechanical end abutting portion provided on the focus movement frame 4, and reference numeral 601 denotes a mechanical end stopper portion provided on the rear barrel 6. The mechanical end contact portion 406 and the mechanical end stopper portion 601 are provided at positions where they abut each other. The position where the mechanical end contact portion 406 and the mechanical end stopper portion 601 are in contact is the mechanical end of the focus movement frame 4 on the object side of the focus movement frame 4, that is, the arrow X direction side.
シフト移動枠3と、フォーカス移動枠4の位置検出を行うモードが実行されると、図5における、ステップ1001の動作が行われる。ステップ1001の動作が行われると、シフト移動枠3を干渉範囲内から退避させる。このときシフト移動枠3は、シフト移動枠3の基準位置を検出する後部鏡筒6に設けたズームリセット306が光軸方向(X方向)への移動による遮光部307の遮光状態、透光状態の切り換わりを検出する位置まで移動する。ステップ1001の動作が完了すると、ステップ1002へ進む。ステップ1002は、シフト移動枠3に設けた遮光部307の遮光状態、透光状態の切り替わりをズームリセット(フォトインタラプタ)306で検出する位置にシフト移動枠3が移動したら、シフト移動枠3の原点位置検出を行う。そしてシフト移動枠3のステッピングモータにおける、ステップのカウンタをリセットし、シフト移動枠3の原点とする。ステップ1002の動作が完了すると、ステップ1003へ進む。 When the mode for detecting the positions of the shift movement frame 3 and the focus movement frame 4 is executed, the operation of Step 1001 in FIG. 5 is performed. When the operation of step 1001 is performed, the shift moving frame 3 is retracted from the interference range. At this time, the shift moving frame 3 is configured such that the zoom reset 306 provided in the rear barrel 6 that detects the reference position of the shift moving frame 3 moves in the optical axis direction (X direction) and the light shielding state and the light transmitting state of the light shielding unit 307. Move to the position to detect the change of. When the operation of step 1001 is completed, the process proceeds to step 1002. In step 1002, when the shift moving frame 3 moves to a position where the zoom reset (photo interrupter) 306 detects the switching between the light blocking state and the light transmitting state of the light blocking unit 307 provided in the shift moving frame 3, the origin of the shift moving frame 3 is moved. Perform position detection. Then, the counter of the step in the stepping motor of the shift movement frame 3 is reset to be the origin of the shift movement frame 3. When the operation of step 1002 is completed, the process proceeds to step 1003.
ステップ1003は、フォーカス移動枠4を物体側、すなわち矢印X方向側のメカニカル端(メカニカル端当接部406とメカニカル端ストッパ部601が当接する位置)まで移動させる。ステップ1003の動作が完了すると、ステップ1004へ進む。ステップ1004は、フォーカス移動枠4の原点位置検出を行い、フォーカス移動枠4のセンサマグネット404のカウンタをリセットしてフォーカス移動枠4の原点とする。ステップ1004の動作が完了すると、ステップ1005へ進む。ステップ1005は、フォーカス移動枠4の自己保持力をカメラ本体の傾きによるフォーカス移動枠4の移動する力より強くする。更に、シフト移動枠3が、ストッパ部310と当接部407の当接後も、矢印−X方向に移動しようとする力より弱い力に低下させる。これによりフォーカス移動枠(第2の移動枠)4はシフト移動枠(第1の移動枠)3に押されて移動するようになる。または、カメラ本体が水平、またはストッパ部310側すなわち、矢印X方向に傾いていて、フォーカス移動枠4の自己保持力がなくてもフォーカス移動枠4が光軸方向に移動しない場合には、フォーカス移動枠4の自己保持力を無くす。 Step 1003 moves the focus moving frame 4 to the object side, that is, the mechanical end on the arrow X direction side (position where the mechanical end contact portion 406 and the mechanical end stopper portion 601 are in contact). When the operation of step 1003 is completed, the process proceeds to step 1004. In step 1004, the origin position of the focus moving frame 4 is detected, and the counter of the sensor magnet 404 of the focus moving frame 4 is reset to be the origin of the focus moving frame 4. When the operation of step 1004 is completed, the process proceeds to step 1005. In step 1005, the self-holding force of the focus moving frame 4 is made stronger than the moving force of the focus moving frame 4 due to the tilt of the camera body. Further, even after the shift movement frame 3 comes into contact with the stopper portion 310 and the contact portion 407, the shift movement frame 3 is reduced to a force weaker than the force to move in the arrow -X direction. As a result, the focus movement frame (second movement frame) 4 is pushed by the shift movement frame (first movement frame) 3 to move. Alternatively, when the camera body is horizontal or tilted toward the stopper portion 310, that is, in the direction of the arrow X, and the focus moving frame 4 does not move in the optical axis direction even if the focus moving frame 4 does not have a self-holding force, The self-holding force of the moving frame 4 is eliminated.
ステップ1005まで行った状態におけるシフト移動枠3と、フォーカス移動枠4の位置関係が、図6に示されている。ステップ1005の動作が完了すると、ステップ1006へ進む。ステップ1006は、シフト移動枠3を干渉範囲内に戻し、撮像側、すなわち矢印−X方向に、後部鏡筒6に設けたMRセンサ405の出力が変化するまで、ステッピングモータのパルス数をカウントしながら移動する。シフト移動枠3が移動したとき、後部鏡筒6のMRセンサ405の出力に変化がある位置を図7に示す。図7に示すフォーカス移動枠4の当接部407と、シフト移動枠3のストッパ部310が当接直後の、フォーカス移動枠4が、シフト移動枠3に押されて瞬間的にと一緒に動く位置までシフト移動枠3を矢印−X方向に移動した位置である。ステップ1006の動作が完了すると、ステップ1007へ進む。ステップ1007は、ステップ1002で設定したシフト移動枠3の原点位置(X方向の原点位置)から、ステップ1006におけるシフト移動枠3の停止位置(当接位置)(図7)までのカウントされたパルス数、すなわち移動量を、検出する。ステップ1007の動作が完了すると、ステップ1008へ進む。ステップ1008は、ステップ1007で求めたシフト移動枠3の移動量に基づいて予め決められたデータや、移動量から計算される値を記憶手段12に格納する。ステップ1008の動作が完了すると、位置検出を行うモードは終了となる。 FIG. 6 shows the positional relationship between the shift movement frame 3 and the focus movement frame 4 in the state where the steps up to step 1005 are performed. When the operation of step 1005 is completed, the process proceeds to step 1006. Step 1006 returns the shift moving frame 3 to the interference range, and counts the number of pulses of the stepping motor until the output of the MR sensor 405 provided in the rear barrel 6 changes in the imaging side, that is, in the arrow -X direction. Move while. FIG. 7 shows a position where the output of the MR sensor 405 of the rear barrel 6 changes when the shift movement frame 3 moves. The focus movement frame 4 immediately after the contact portion 407 of the focus movement frame 4 shown in FIG. 7 and the stopper portion 310 of the shift movement frame 3 abuts is moved together with the shift movement frame 3 instantaneously. This is the position where the shift frame 3 is moved to the position in the direction of the arrow -X. When the operation of step 1006 is completed, the process proceeds to step 1007. In step 1007, the counted pulses from the origin position (origin position in the X direction) of the shift movement frame 3 set in step 1002 to the stop position (contact position) of the shift movement frame 3 in step 1006 (FIG. 7). The number, that is, the amount of movement is detected. When the operation of step 1007 is completed, the process proceeds to step 1008. In step 1008, data determined in advance based on the movement amount of the shift movement frame 3 obtained in step 1007 and a value calculated from the movement amount are stored in the storage unit 12. When the operation of step 1008 is completed, the mode for position detection is ended.
ここで、ステップ1001において、シフト移動枠3を、フォトインタラプタ306の出力変化のある位置に移動したが(干渉範囲から退避させたが)、それ以外のフォーカス移動枠4の可動範囲外(干渉範囲外)であればどこに移動しても構わない。その際は、ステップ1002で行っている、シフト移動枠3の原点リセット動作は、ステップ1006とステップ1007の間で行う。更にステップ1006におけるシフト移動枠3の停止位置から、パルス数をカウントし、シフト移動枠3を、X方向にフォトインタラプタ306の出力変化のある位置に移動する。 Here, in step 1001, the shift moving frame 3 is moved to a position where the output of the photo interrupter 306 is changed (retracted from the interference range), but other than the movable range of the focus moving frame 4 (interference range). As long as it is outside). In that case, the origin resetting operation of the shift moving frame 3 performed in Step 1002 is performed between Step 1006 and Step 1007. Further, the number of pulses is counted from the stop position of the shift movement frame 3 in step 1006, and the shift movement frame 3 is moved to a position where the output of the photo interrupter 306 is changed in the X direction.
これにより、制御手段11は、シフト移動枠3を、記憶手段12に格納された移動量から、ズームリセット306により決定した原点を基準として、光軸方向の位置制御を行うことが出来る。更に、後部鏡筒6に設けられたMRセンサ405を、シフト移動枠3の光軸方向における位置検出に用いる事で、部品点数を追加することなく、小型化を容易とし、更に精度良くシフト移動枠3の位置を検出する事が出来る。 Thereby, the control means 11 can perform position control of the shift movement frame 3 in the optical axis direction based on the origin determined by the zoom reset 306 from the movement amount stored in the storage means 12. Furthermore, by using the MR sensor 405 provided in the rear barrel 6 for detecting the position of the shift moving frame 3 in the optical axis direction, it is easy to reduce the size without adding the number of parts, and shift movement with higher accuracy. The position of the frame 3 can be detected.
[実施例2]
以下、図4、図6、図8、図9、図10を参照して、本発明の実施例2による、シフト移動枠3と、フォーカス移動枠4の位置検出方法について説明する。レンズ鏡筒Lの基本構成については実施例1と同じなので説明を省略する。更に図7までに説明した構成要素に関しては同じ番号を付与し、説明を省略する。
[Example 2]
Hereinafter, with reference to FIGS. 4, 6, 8, 9, and 10, a position detection method for the shift movement frame 3 and the focus movement frame 4 according to the second embodiment of the present invention will be described. Since the basic configuration of the lens barrel L is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted. Furthermore, the same numbers are assigned to the components described up to FIG.
本実施例において、第1の移動枠3はメカニカル端当接部311を有している。また後部鏡筒6はメカニカル端部(シフト当接部)701を有する固定部材(CCDホルダ)7を有している。第1の移動枠3と第2の移動枠4は双方の可動範囲内に重複する干渉範囲を有している。第2の移動枠4は干渉範囲内にメカニカル端部を有している。第1の移動枠3を干渉範囲内で第1の移動枠3のストッパ部310と第2の移動枠4の当接部407と当接させて双方を固定部材側へ移動させる。そして第1の移動枠3は、それに設けたメカニカル端当接部311が固定部材(CCDホルダ)7に設けたメカニカル端部(シフト当接部)701と当接することで双方の移動が停止する。そしてこのとき相対位置検出手段からの出力の変化量を検出して第1の移動枠の位置検出を行っている。その後は実施例1と同じである。 In the present embodiment, the first moving frame 3 has a mechanical end contact portion 311. Further, the rear barrel 6 has a fixing member (CCD holder) 7 having a mechanical end (shift contact portion) 701. The first moving frame 3 and the second moving frame 4 have an interference range that overlaps within both movable ranges. The second moving frame 4 has a mechanical end within the interference range. The first moving frame 3 is brought into contact with the stopper portion 310 of the first moving frame 3 and the abutting portion 407 of the second moving frame 4 within the interference range to move both to the fixed member side. The first moving frame 3 stops moving when the mechanical end contact portion 311 provided on the first moving frame 3 contacts the mechanical end portion (shift contact portion) 701 provided on the fixing member (CCD holder) 7. . At this time, the amount of change in the output from the relative position detecting means is detected to detect the position of the first moving frame. The subsequent steps are the same as in the first embodiment.
図8は、本実施例における、シフト移動枠3と、フォーカス移動枠4の位置検出方法のフローチャートである。図9、図10は、本実施例における、シフト移動枠3と、フォーカス移動枠4の位置関係を示した断面図である。311は、シフト移動枠3に設けられた、メカニカル端当接部であり、701は、CCDホルダ7に設けられたシフト当接部(当接部)である。メカニカル端当接部311と、シフト当接部701はお互い当接する位置に設けられている。メカニカル端当接部311と、シフト当接部701が当接した位置が、シフト移動枠(第1の移動枠)3の撮像側における停止する位置のメカニカル端となる。408はフォーカス移動枠4に設けられたメカニカル端当接部であり、702は、CCDホルダ7に設けられたフォーカス当接部である。メカニカル端当接部408と、フォーカス当接部702はお互い当接する位置に設けられている。フォーカス移動枠4のメカニカル端当接部408と、CCDホルダ7のフォーカス当接部702が当接した位置が、フォーカス移動枠4の撮像側におけるメカニカル端となる。 FIG. 8 is a flowchart of a position detection method for the shift movement frame 3 and the focus movement frame 4 in the present embodiment. 9 and 10 are sectional views showing the positional relationship between the shift movement frame 3 and the focus movement frame 4 in this embodiment. Reference numeral 311 denotes a mechanical end contact portion provided in the shift movement frame 3, and reference numeral 701 denotes a shift contact portion (contact portion) provided in the CCD holder 7. The mechanical end abutting portion 311 and the shift abutting portion 701 are provided at positions where they abut each other. The position where the mechanical end contact portion 311 and the shift contact portion 701 are in contact is the mechanical end of the shift movement frame (first movement frame) 3 at the position where it stops on the imaging side. Reference numeral 408 denotes a mechanical end contact portion provided on the focus moving frame 4, and reference numeral 702 denotes a focus contact portion provided on the CCD holder 7. The mechanical end contact portion 408 and the focus contact portion 702 are provided at positions where they abut each other. The position where the mechanical end contact portion 408 of the focus moving frame 4 and the focus contact portion 702 of the CCD holder 7 are in contact is the mechanical end on the imaging side of the focus moving frame 4.
シフト移動枠3と、フォーカス移動枠4の位置検出を行うモードが実行されると、図8における、ステップ1009の動作が行われる。ステップ1009の動作が行われると、シフト移動枠3は、フォーカス移動枠4の可動範囲外まで移動する。ステップ1009の動作が完了すると、ステップ1010へ進む。ステップ1010は、フォーカス移動枠4を物体側すなわち、矢印X方向側のメカニカル端(メカニカル端当接部406とメカニカル端ストッパ部601が当接する位置)まで移動させる。ステップ1010の動作が完了すると、ステップ1011へ進む。ステップ1011は、フォーカス移動枠4の原点位置検出を行い、フォーカス移動枠4のセンサマグネット404のカウンタをリセットして原点とする。 When the mode for detecting the positions of the shift movement frame 3 and the focus movement frame 4 is executed, the operation of step 1009 in FIG. 8 is performed. When the operation of step 1009 is performed, the shift movement frame 3 moves out of the movable range of the focus movement frame 4. When the operation of step 1009 is completed, the process proceeds to step 1010. Step 1010 moves the focus moving frame 4 to the object side, that is, the mechanical end on the arrow X direction side (position where the mechanical end contact portion 406 and the mechanical end stopper portion 601 are in contact). When the operation of step 1010 is completed, the process proceeds to step 1011. Step 1011 detects the origin position of the focus movement frame 4 and resets the counter of the sensor magnet 404 of the focus movement frame 4 to be the origin.
ステップ1011の動作が完了すると、ステップ1012へ進む。ステップ1012は、フォーカス移動枠4の自己保持力をカメラ本体の傾きによるフォーカス移動枠4の移動する力より強くする。更にシフト移動枠3が、ストッパ部310と当接部407の当接後も、矢印−X方向に移動しようとする力より弱い力に低下させる。これによりフォーカス移動枠4はシフト移動枠3に押されて移動する。または、カメラ本体が水平、またはストッパ部310側すなわち、矢印X方向に傾いていて、フォーカス移動枠4の自己保持力がなくてもフォーカス移動枠4が光軸方向に移動しない場合には、フォーカス移動枠4の自己保持力を無くす。 When the operation of step 1011 is completed, the process proceeds to step 1012. In step 1012, the self-holding force of the focus moving frame 4 is made stronger than the force of moving the focus moving frame 4 due to the tilt of the camera body. Further, even after the shift movement frame 3 comes into contact with the stopper portion 310 and the contact portion 407, the shift movement frame 3 is reduced to a force weaker than the force to move in the arrow -X direction. As a result, the focus movement frame 4 is pushed by the shift movement frame 3 and moves. Alternatively, when the camera body is horizontal or tilted toward the stopper portion 310, that is, in the direction of the arrow X, and the focus moving frame 4 does not move in the optical axis direction even if the focus moving frame 4 does not have a self-holding force, The self-holding force of the moving frame 4 is eliminated.
ステップ1012まで行った状態におけるシフト移動枠3と、フォーカス移動枠4の位置関係が、図6に示されている。ステップ1012の動作が完了すると、ステップ1013へ進む。ステップ1013は、シフト移動枠3を撮像側のメカニカル端当接部311がシフト当接部701に当接するまで矢印−X方向に移動する。ステップ1013でシフト移動枠3を矢印−X方向に移動すると、図7に示す様に途中で必ずシフト移動枠3のストッパ部310とフォーカス移動枠4の当接部407が当接する。その後は、シフト移動枠3は図9の様にフォーカス移動枠4と当接しながら、矢印−X方向に移動し、図10の様にシフト移動枠3が撮像側(固定部材側)、すなわち矢印−X方向側のメカニカル端当接部311がシフト当接部701に当接する。これよりシフト移動枠3は停止する。 FIG. 6 shows the positional relationship between the shift movement frame 3 and the focus movement frame 4 in the state where the steps up to Step 1012 are performed. When the operation of step 1012 is completed, the process proceeds to step 1013. Step 1013 moves the shift moving frame 3 in the direction of the arrow −X until the mechanical end contact portion 311 on the imaging side contacts the shift contact portion 701. When the shift moving frame 3 is moved in the arrow -X direction in step 1013, the stopper portion 310 of the shift moving frame 3 and the abutting portion 407 of the focus moving frame 4 always come into contact with each other as shown in FIG. After that, the shift movement frame 3 moves in the direction of the arrow -X while contacting the focus movement frame 4 as shown in FIG. 9, and the shift movement frame 3 moves to the imaging side (fixed member side), that is, the arrow as shown in FIG. The mechanical end contact portion 311 on the −X direction side contacts the shift contact portion 701. As a result, the shift frame 3 stops.
ステップ1013の動作が完了すると、ステップ1014へ進む。ステップ1014は、シフト移動枠3の原点位置検出を行いシフト移動枠3のステッピングモータにおける、ステップのカウンタをリセットし、原点とする。ステップ1014の動作が完了すると、ステップ1015へ進む。ステップ1015は、フォーカス移動枠4の原点位置から、停止位置までの移動量を記憶手段12に格納する。ステップ1015の動作が完了すると、ステップ1016へ進む。ステップ1016は、シフト移動枠3を、図10の撮像側のメカニカル端当接部311がシフト当接部701に当接している位置から、ステッピングモータのパルス数をカウントしながら移動する。具体的にはズームリセット306であるフォトインタラプタの出力変化のある位置まで矢印X方向に移動する。 When the operation of step 1013 is completed, the process proceeds to step 1014. In step 1014, the origin position of the shift moving frame 3 is detected and the step counter in the stepping motor of the shift moving frame 3 is reset to be the origin. When the operation of step 1014 is completed, the process proceeds to step 1015. In step 1015, the movement amount from the origin position of the focus movement frame 4 to the stop position is stored in the storage unit 12. When the operation of step 1015 is completed, the process proceeds to step 1016. Step 1016 moves the shift frame 3 while counting the number of pulses of the stepping motor from the position where the imaging side mechanical end contact part 311 in FIG. 10 is in contact with the shift contact part 701. Specifically, the zoom reset 306 moves in the direction of the arrow X to a position where the output change of the photo interrupter occurs.
ステップ1016の動作が完了すると、ステップ1017へ進む。ステップ1017は、ステップ1014のシフト移動枠3の原点位置から、ステップ1016におけるシフト移動枠3の停止位置までのカウントされたパルス数、すなわちシフト移動枠3の移動量を、検出する。ステップ1017の動作が完了すると、ステップ1018へ進む。ステップ1018は、移動量に基づいて予め決められたデータや、移動量から計算される値を記憶手段12に格納する。ステップ1018の動作が完了すると、位置検出を行うモードは終了となる。 When the operation of step 1016 is completed, the process proceeds to step 1017. Step 1017 detects the counted number of pulses from the origin position of the shift movement frame 3 in Step 1014 to the stop position of the shift movement frame 3 in Step 1016, that is, the movement amount of the shift movement frame 3. When the operation of step 1017 is completed, the process proceeds to step 1018. In step 1018, data predetermined based on the movement amount and a value calculated from the movement amount are stored in the storage unit 12. When the operation of step 1018 is completed, the mode for position detection is ended.
これにより、制御手段11は、シフト移動枠3を、記憶手段12に格納された移動量から、ズームリセット306により決定した原点を基準として、位置制御を行うことが出来る。更に、後部鏡筒6に設けられたMRセンサ405を、シフト移動枠3の位置検出に用いる事で、部品点数を追加することなく、小型化を可能とし、更に精度良くシフト移動枠3の位置を検出する事が出来る。 Thereby, the control means 11 can perform position control of the shift movement frame 3 with reference to the origin determined by the zoom reset 306 from the movement amount stored in the storage means 12. Furthermore, by using the MR sensor 405 provided in the rear barrel 6 for detecting the position of the shift moving frame 3, it is possible to reduce the size without adding the number of parts, and to further accurately position the shift moving frame 3. Can be detected.
具体的には、フォーカス移動枠4のメカニカル端当接部(406)と後部鏡筒6のメカニカル端ストッパ部(601)とが当接し、且つシフト移動枠3のストッパ部(310)とフォーカス移動枠4の当接部(407)が当接している状態(図7)を基準位置とする。このとき干渉範囲は次のとおりである。図7の基準位置からシフト移動枠3を撮像側に移動し、フォーカス移動枠4がシフト移動枠3に押されて移動し(図9)、シフト移動枠3のメカニカル端ス当接部(311)とCCDホルダ7のシフト当接部(701)が当接する状態(図10)までの範囲をいう。 Specifically, the mechanical end contact portion (406) of the focus moving frame 4 and the mechanical end stopper portion (601) of the rear barrel 6 are in contact, and the stopper portion (310) of the shift moving frame 3 and the focus movement. A state where the contact portion (407) of the frame 4 is in contact is set as a reference position (FIG. 7). At this time, the interference range is as follows. The shift movement frame 3 is moved from the reference position in FIG. 7 to the imaging side, the focus movement frame 4 is pushed and moved by the shift movement frame 3 (FIG. 9), and the mechanical end contact portion (311) of the shift movement frame 3 is moved. ) And the state where the shift contact portion (701) of the CCD holder 7 contacts (FIG. 10).
[実施例3]
以下、図4、図9、図11、図12を参照して、本発明の実施例3による、シフト移動枠と、フォーカス移動枠の位置検出方法について説明する。レンズ鏡筒Lの基本構成については実施例1と同じなので説明を省略する。更に図10までに説明した構成要素に関しては同じ番号を付与し、説明を省略する。
[Example 3]
Hereinafter, with reference to FIG. 4, FIG. 9, FIG. 11, and FIG. 12, the position detection method of the shift movement frame and the focus movement frame according to the third embodiment of the present invention will be described. Since the basic configuration of the lens barrel L is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted. Furthermore, the same numbers are assigned to the components described up to FIG.
第1の移動枠3を干渉範囲から退避させ、第2の移動枠4を干渉範囲内に位置させ、その後第1の移動枠3を干渉範囲内に戻す。そして第2の移動枠3のストッパ部310と第2の移動枠4の当接部407と当接させ、第2の移動枠4が光軸方向に瞬間的に移動したときの相対位置検出手段からの出力変化を検出することによって第1の移動枠3の光軸方向の位置検出を行う。その後は実施例1と同様である。 The first moving frame 3 is retracted from the interference range, the second moving frame 4 is positioned within the interference range, and then the first moving frame 3 is returned to the interference range. Then, the relative position detection means when the second moving frame 4 is instantaneously moved in the optical axis direction is brought into contact with the stopper portion 310 of the second moving frame 3 and the contact portion 407 of the second moving frame 4. By detecting the output change from the position of the first moving frame 3, the position of the first moving frame 3 in the optical axis direction is detected. The subsequent steps are the same as in the first embodiment.
図11は、本実施例における、シフト移動枠3と、フォーカス移動枠4の位置検出方法のフローチャートである。図12は、本実施例における、シフト移動枠3と、フォーカス移動枠4の位置関係を示した断面図である。シフト移動枠3と、フォーカス移動枠4の位置検出を行うモードが実行されると、図11における、ステップ1019の動作が行われる。ステップ1019は、シフト移動枠3を、フォーカス移動枠4の可動範囲外まで移動する。ステップ1019の動作が完了すると、ステップ1020へ進む。ステップ1020は、フォーカス移動枠4を物体側のメカニカル端(メカニカル端当接部406とメカニカル端ストッパ部601が当接する位置)まで移動させる。 FIG. 11 is a flowchart of a position detection method for the shift movement frame 3 and the focus movement frame 4 in this embodiment. FIG. 12 is a cross-sectional view showing the positional relationship between the shift movement frame 3 and the focus movement frame 4 in this embodiment. When the mode for detecting the positions of the shift movement frame 3 and the focus movement frame 4 is executed, the operation of Step 1019 in FIG. 11 is performed. In step 1019, the shift movement frame 3 is moved out of the movable range of the focus movement frame 4. When the operation of step 1019 is completed, the process proceeds to step 1020. In step 1020, the focus moving frame 4 is moved to the object side mechanical end (position where the mechanical end contact portion 406 and the mechanical end stopper portion 601 are in contact).
ステップ1020の動作が完了すると、ステップ1021へ進む。ステップ1021は、フォーカス移動枠4の原点位置検出を行い、フォーカス移動枠4のセンサのカウンタをリセットして原点とする。ステップ1021の動作が完了すると、ステップ1022へ進む。ステップ1022は、フォーカス移動枠4を、シフト移動枠3と当接可能な範囲内(干渉範囲内)、すなわち、シフト移動枠3のストッパ部310とフォーカス移動枠4の当接部407が当接可能な範囲内に移動する。ステップ1022の動作が完了すると、ステップ1023へ進む。ステップ1023は、フォーカス移動枠4の原点位置(ステップ1021)から、停止位置までの移動量を、記憶手段12に格納する。ステップ1023の動作が完了すると、ステップ1024へ進む。 When the operation of step 1020 is completed, the process proceeds to step 1021. In step 1021, the origin position of the focus movement frame 4 is detected, and the sensor counter of the focus movement frame 4 is reset to the origin. When the operation of step 1021 is completed, the process proceeds to step 1022. In step 1022, the focus moving frame 4 is in a range where the shift moving frame 3 can be contacted (in the interference range), that is, the stopper 310 of the shift moving frame 3 and the contact portion 407 of the focus moving frame 4 are in contact. Move within the possible range. When the operation of step 1022 is completed, the process proceeds to step 1023. In step 1023, the movement amount from the origin position (step 1021) of the focus movement frame 4 to the stop position is stored in the storage unit 12. When the operation of step 1023 is completed, the process proceeds to step 1024.
ステップ1024は、フォーカス移動枠4の自己保持力をカメラ本体の傾きによるフォーカス移動枠4の移動する力より強くする。更にシフト移動枠3が、ストッパ部310と当接部407の当接後も、矢印−X方向に移動しようとする力より弱い力に低下させる。または、カメラ本体が水平、もしくは矢印X方向または矢印−X方向に傾いていて、フォーカス移動枠4の自己保持力がなくてもフォーカス移動枠4が光軸方向に移動しない場合には、フォーカス移動枠4の自己保持力を無くす。ステップ1024まで行った状態におけるシフト移動枠3と、フォーカス移動枠4の位置関係が、図12に示されている。ステップ1024の動作が完了すると、ステップ1025へ進む。ステップ1025は、シフト移動枠3を撮像側、すなわち矢印−X方向に、フォーカス移動枠4を押しながら移動する。そしてフォーカス移動枠4に設けたセンサマグネット404と後部鏡筒6のMRセンサ405の位置関係よりMRセンサ405の出力が変化するまで移動する。 In step 1024, the self-holding force of the focus moving frame 4 is made stronger than the moving force of the focus moving frame 4 due to the tilt of the camera body. Further, even after the shift movement frame 3 comes into contact with the stopper portion 310 and the contact portion 407, the shift movement frame 3 is reduced to a force weaker than the force to move in the arrow -X direction. Alternatively, if the camera body is tilted horizontally, or in the direction of arrow X or arrow -X, and the focus moving frame 4 does not move in the optical axis direction even if the focus moving frame 4 does not have a self-holding force, the focus movement is performed. The self-holding force of the frame 4 is eliminated. FIG. 12 shows the positional relationship between the shift movement frame 3 and the focus movement frame 4 in the state where the steps up to step 1024 are performed. When the operation of step 1024 is completed, the process proceeds to step 1025. In Step 1025, the shift moving frame 3 is moved in the imaging side, that is, in the arrow -X direction while pushing the focus moving frame 4. Then, it moves until the output of the MR sensor 405 changes due to the positional relationship between the sensor magnet 404 provided in the focus moving frame 4 and the MR sensor 405 of the rear barrel 6.
ステップ1025の動作が完了すると、ステップ1026へ進む。ステップ1026は、シフト移動枠3の原点位置検出を行いシフト移動枠3のステッピングモータにおける、ステップのカウンタをリセットし、原点とする。ステップ1026の動作が完了すると、ステップ1027へ進む。ステップ1027は、シフト移動枠3を、原点位置からステッピングモータのパルスをカウントしながらズームリセット306であるフォトインタラプタの出力変化のある位置まで矢印X方向に移動する。ステップ1027の動作が完了すると、ステップ1028へ進む。ステップ1028は、ステップ1026のシフト移動枠3の原点位置から、ステップ1027におけるシフト移動枠3の停止位置までのカウントされたパルス数、すなわち移動量を、検出する。ステップ1028の動作が完了すると、ステップ1029へ進む。ステップ1029は、移動量に基づいて予め決められたデータや、移動量から計算される値を記憶手段12に格納する。ステップ1029の動作が完了すると、位置検出を行うモードは終了となる。 When the operation of step 1025 is completed, the process proceeds to step 1026. In step 1026, the origin position of the shift moving frame 3 is detected, and the step counter in the stepping motor of the shift moving frame 3 is reset to be the origin. When the operation of step 1026 is completed, the process proceeds to step 1027. In step 1027, the shift moving frame 3 is moved in the arrow X direction from the origin position to a position where the output of the photo interrupter, which is the zoom reset 306, is changed while counting the stepping motor pulses. When the operation of step 1027 is completed, the process proceeds to step 1028. Step 1028 detects the counted number of pulses from the origin position of the shift movement frame 3 in Step 1026 to the stop position of the shift movement frame 3 in Step 1027, that is, the movement amount. When the operation of step 1028 is completed, the process proceeds to step 1029. Step 1029 stores data predetermined based on the movement amount and a value calculated from the movement amount in the storage unit 12. When the operation of step 1029 is completed, the mode for position detection ends.
これにより、制御手段11は、シフト移動枠3を、記憶手段12に格納された移動量から、ズームリセット306により決定した原点を基準として、位置制御を行うことが出来る。更に、後部鏡筒6に設けられたMRセンサ405を、シフト移動枠3の位置検出に用いる事で、部品点数を追加することなく、小型化を可能とし、更に精度良くシフト移動枠3の位置を検出する事が出来る。 Thereby, the control means 11 can perform position control of the shift movement frame 3 with reference to the origin determined by the zoom reset 306 from the movement amount stored in the storage means 12. Furthermore, by using the MR sensor 405 provided in the rear barrel 6 for detecting the position of the shift moving frame 3, it is possible to reduce the size without adding the number of parts, and to further accurately position the shift moving frame 3. Can be detected.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
L レンズ鏡筒 B カメラ本体 3 シフト移動枠 4 フォーカス移動枠
306 ズームリセット 310 ストッパ部 404 センサマグネット
405 MRセンサ 406 メカニカル端当接部 407 当接部
601 メカニカル端ストッパ部
L Lens barrel B Camera body 3 Shift moving frame 4 Focus moving frame 306 Zoom reset 310 Stopper 404 Sensor magnet 405 MR sensor 406 Mechanical end contact portion 407 Contact portion 601 Mechanical end stopper portion
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