JP2011180410A - 光学機器 - Google Patents

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。

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）。

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。

特開平０８−２２０４１４号公報

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。

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。

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。

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。

本発明の実施例の光学機器（カメラ）の斜視図 図１のカメラに設けられたレンズ鏡筒の分解斜視図 図２のレンズ鏡筒の断面図 図２のレンズ鏡筒のブロック図 本発明の実施例１であるレンズ鏡筒におけるシフト移動枠とフォーカス移動枠の位置検出手段を示すフローチャート 実施例１のレンズ鏡筒におけるシフト移動枠とフォーカス移動枠の位置関係を示す断面図 実施例１のレンズ鏡筒におけるシフト移動枠とフォーカス移動枠の位置関係を示す断面図 本発明の実施例２であるレンズ鏡筒におけるシフト移動枠とフォーカス移動枠の位置検出手段を示すフローチャート 実施例２のレンズ鏡筒におけるシフト移動枠とフォーカス移動枠の位置関係を示す断面図 実施例２のレンズ鏡筒におけるシフト移動枠とフォーカス移動枠の位置関係を示す断面図 本発明の実施例３である、レンズ鏡筒におけるシフト移動枠とフォーカス移動枠の位置検出手段を示すフローチャート 実施例３のレンズ鏡筒におけるシフト移動枠とフォーカス移動枠の位置関係を示す断面図

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (7)

1. 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する光学機器。
2. 前記相対位置検出手段は、前記第１の移動枠を前記干渉範囲から退避させ、前記第２の移動枠を前記干渉範囲内でメカニカル端に当接させ、その後第１の移動枠を干渉範囲内に戻し、第２の移動枠と当接させ第２の移動枠が光軸方向に変位したとき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する請求項１の光学機器。
3. 前記相対位置検出手段は、前記第１の移動枠を前記干渉範囲から退避させ、前記第２の移動枠を前記干渉範囲内に位置させ、その後第１の移動枠を干渉範囲内に戻し、第２の移動枠と当接させ第２の移動枠が光軸方向に変位したとき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する請求項１の光学機器。
4. 前記第１の移動枠はメカニカル端当接部を有し、該メカニカル端当接部と当接する当接部を有する固定部材を有し、第１の移動枠を干渉範囲内で第２の移動枠と当接させて双方を固定部材側へ移動させ、前記第１の移動枠は、それに設けたメカニカル端当接部が固定部材に設けた当接部と当接することで双方の移動が停止し、このとき前記相対位置検出手段からの出力の変化量を検出して前記第１の移動枠の位置検出を行うことを特徴とする請求項１の光学機器。
5. 前記第２の移動枠の前記干渉範囲内のメカニカル端部では前記第２の移動枠の自己保持力を低下させる、または、無くしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学機器。
6. 前記第１の移動枠が前記相対位置検出手段で検出された位置から、前記第１の移動枠が前記絶対位置検出手段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を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光学機器。
7. 前記相対位置検出手段は前記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ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学機器。