撮像装置
【課題】リセット動作にかかる時間を短縮しながら、このリセット動作が完了した時点でピントの合った画像を出力できる撮像装置を提供する。
【解決手段】ズーム用レンズを光軸方向に変位駆動するズーム用ステッピングモータと、フォーカス用レンズを光軸方向に変位駆動するフォーカス用ズーム用ステッピングモータと、ズーム用ステッピングモータの初期リセット位置を設定するズーム用リセットスイッチと、フォーカス用ステッピングモータの初期リセット位置を設定するフォーカス用リセットスイッチとを備え、ズーム用ステッピングモータとフォーカス用ステッピングモータとの初期リセット位置Ｒが、ズーム用レンズとフォーカス用レンズとの合焦時における相対な位置関係を示すズームトラッキング曲線Ｓの変曲点と合致する位置に設定されている。
【解決手段】ズーム用レンズを光軸方向に変位駆動するズーム用ステッピングモータと、フォーカス用レンズを光軸方向に変位駆動するフォーカス用ズーム用ステッピングモータと、ズーム用ステッピングモータの初期リセット位置を設定するズーム用リセットスイッチと、フォーカス用ステッピングモータの初期リセット位置を設定するフォーカス用リセットスイッチとを備え、ズーム用ステッピングモータとフォーカス用ステッピングモータとの初期リセット位置Ｒが、ズーム用レンズとフォーカス用レンズとの合焦時における相対な位置関係を示すズームトラッキング曲線Ｓの変曲点と合致する位置に設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数のレンズにより結像された被写体の像を、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal-oxide Semiconductor)センサなどの撮像素子で受像し、この撮像素子が受像した光を光電変換して電気信号として出力し、被写体の像に対応したデジタル画像を生成して記録するデジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ、監視カメラなどの撮像装置が普及している。
【０００３】
このような撮像装置では、レンズ鏡筒に配置された複数のレンズのうち、ズーム(バリエータ)用レンズを光軸方向に移動させながら変倍(ズーミング)と、フォーカス用レンズを光軸方向に移動させながら合焦(フォーカシング)とを行う。
【０００４】
また、従来の撮像装置では、ズーム用レンズを光軸方向に駆動する駆動モータと、フォーカス用レンズを光軸方向に駆動する駆動モータにステッピングモータを採用しており、これらステッピングモータに供給するパルス数を計数しながら、レンズの移動量（位置）を制御することが行われている（例えば、特許文献１，２を参照。）。
【０００５】
また、一般にステッピングモータを用いる場合は、開ループ制御となるため、電源投入(ＯＮ)時に、このステッピングモータの初期リセット位置を設定するためのリセット動作が必要となる。
【０００６】
言い換えれば、このようなリセット動作を行わない場合には、オートフォーカスでピントが合っている状態であっても、ズーミングを行った瞬間にズーム用レンズとフォーカス用レンズとの位置関係が不明となり、ピントがボケてしまう。
【０００７】
ここで、ズーム用レンズとフォーカス用レンズとの合焦時における相対な位置関係を示すズームトラッキング曲線（カムカーブ）Ｓを図７に示す。この図７に示すグラフは、横軸にズーム用レンズの広角(Ｗｉｄｅ)端から望遠(Ｔｅｌｅ)端までの位置と、縦軸にフォーカス用レンズの至近端点から無限端点まで位置とを示し、ズームトラッキング曲線Ｓは、広角(ワイド)端と望遠(テレ)端との間でズーム用レンズを変倍したときのフォーカス用レンズが合焦する位置を表している。
【０００８】
撮像装置では、このズームトラッキング曲線Ｓの線上で合焦状態が維持されることから、上述したズーム用及びフォーカス用のステッピングモータにより駆動されるズーム用レンズとフォーカス用レンズとの位置情報として、このズームトラッキング曲線Ｓをステッピングモータの制御回路に予め記憶させている。
【０００９】
一方、ステッピングモータの駆動を制御する際は、この記憶されたズームトラッキング曲線Ｓを正確にトレースさせるため、電源投入毎に、ズーム用レンズとフォーカス用レンズとの位置（初期リセット位置）を確認するための初期動作（リセット動作）が必要となる。
【００１０】
そして、撮像装置では、このリセット動作によりズーム用レンズとフォーカス用レンズとの位置を確認した後、上述したズームトラッキング曲線Ｓに基づいてステッピングモータがズーム用レンズとフォーカス用レンズとの駆動を行うことで、合焦状態を維持したまま変倍動作を行うことが可能となる。
【００１１】
撮像装置には、このようなリセット動作を行うため、ズーム用ステッピングモータの初期リセット位置を設定するズーム用リセットスイッチと、フォーカス用ステッピングモータの初期リセット位置を設定するフォーカス用リセットスイッチとが配置されている。
【００１２】
従来の撮像装置では、上記図７に示すグラフにおいて、ズーム用ステッピングモータの初期リセット位置がズーム用レンズの可動範囲の中間に位置すると共に、フォーカス用ステッピングモータの初期リセット位置がフォーカス用レンズの可動範囲の中間に位置するように、上述したリセットスイッチによる初期リセット位置Ｒが設定されている。
【００１３】
この場合、ズーム用レンズとフォーカス用レンズとが前回の電源遮断(ＯＦＦ)時にどこの位置にあっても、最小の時間で初期リセット位置Ｒに移動させることができる。また、ズーム用ステッピングモータのリセット動作と、フォーカス用ステッピングモータのリセット動作とを同時に行うことで、リセット動作にかかる時間の短縮が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００６−１６２６７４号公報
【特許文献２】特開２００６−１２２５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上述した従来の撮像装置では、初期リセット位置Ｒがズームトラッキング曲線Ｓ上に存在しないため、リセット動作が完了した時点では合焦状態とはならない。このため、従来の撮像装置では、リセット動作が完了した後に、ズーム用レンズとフォーカス用レンズとをズームトラッキング曲線Ｓ上に位置させるための合焦動作が必要となる。なお、図７中に示すＺは、合焦動作に必要なフォーカス用レンズの移動量を表している。
【００１６】
したがって、従来の撮像装置では、電源を投入してから、リセット動作が完了し、合焦動作によりピントの合った画像が出力されるまでに、多くの時間を要することになる。また、電源投入直後の状態では、ピントの合った画像を出力することができない。
【００１７】
一方、上記図７に示すグラフにおいて、ズームトラッキング曲線Ｓ上に初期リセット位置Ｒ’を位置させた場合には、設計上はリセット動作が完了した時点で合焦状態が維持されるため、ピントの合った画像を出力することが可能となる。
【００１８】
しかしながら、レンズには個体差があり、各レンズの単品での設計誤差とその積み重ねによって、各レンズ群の焦点距離は微少にその設計値からのズレが生じている。また、撮像素子の取付位置のバラツキから、ズームレンズのピント位置は設計値からのズレが生じている。その結果、ズームレンズのズームトラッキング曲線は、設計値からのズレを持っている。
【００１９】
このため、リセットスイッチの取付位置には、実際のところ約±０．２ｍｍ程度の誤差Ｘが生じる場合がある。この場合、初期リセット位置Ｒ’は、ズームトラッキング曲線Ｓ上からの位置ズレＹ’が大きくなるため、リセット動作が完了し時点で出力される画像には、微小なボケが発生してしまう。したがって、この場合も、リセット動作が完了した後に、ズーム用レンズとフォーカス用レンズとをズームトラッキング曲線Ｓ上に位置させるための合焦動作が必要となってしまう。
【００２０】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、リセット動作にかかる時間を短縮しながら、このリセット動作が完了した後に、直ちにピントの合った画像を出力できる撮像装置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】
【００２１】
上記目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、ズーミング用レンズとフォーカス用レンズとを含む複数のレンズと、複数のレンズが光軸方向に並んで配置された鏡筒本体と、ズーミング用レンズを保持するズーム用レンズ保持部材と、フォーカス用レンズを保持するフォーカス用レンズ保持部材と、ズーム用レンズ保持部材を光軸方向に変位駆動するズーム用レンズ駆動機構と、フォーカス用レンズ保持部材を光軸方向に変位駆動するフォーカス用レンズ駆動機構と、ズーム用レンズ駆動機構の初期リセット位置を設定するズーム用リセットスイッチと、フォーカス用レンズ駆動機構の初期リセット位置を設定するフォーカス用リセットスイッチとを備え、ズーム用レンズ駆動機構とフォーカス用レンズ駆動機構との初期リセット位置が、ズーム用レンズとフォーカス用レンズとの合焦時における相対な位置関係を示すズームトラッキング曲線の変曲点と合致する位置に設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明に係る撮像装置では、ズーム用レンズ駆動機構とフォーカス用レンズ駆動機構との初期リセット位置を、ズーム用レンズとフォーカス用レンズとの合焦時における相対な位置関係を示すズームトラッキング曲線の変曲点と合致する位置に設定することで、リセットスイッチの取付誤差が生じた場合でも、初期リセット位置のズームトラッキング曲線上からの位置ズレを、リセット動作が完了した後に合焦動作を行う必要ないレベルにまで縮小化できる。したがって、この撮像装置では、リセット動作にかかる時間を短縮しながら、このリセット動作が完了した後に、直ちにピントの合った画像を出力することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明を適用した撮像装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す撮像装置の構成を示す分解斜視図である。
【図３】図３は、図１に示す撮像装置のワイド端位置での内部構造を示す分断面図である。
【図４】図４は、図１に示す撮像装置のテレ端位置での内部構造を示す分断面図である。
【図５】図５は、図１に示す撮像装置の初期リセット位置での内部構造を示す分断面図である。
【図６】図６は、本発明の初期リセット位置とズームトラッキング曲線との関係を説明するためのグラフである。
【図７】図７は、従来の初期リセット位置とズームトラッキング曲線との関係を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を適用した撮像装置について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明を適用した撮像装置１の外観を示す斜視図であり、図２は、図１に示す撮像装置１の構成を示す分解斜視図であり、図３は、図１に示す撮像装置１のワイド端位置での内部構造を示す分断面図であり、図４は、図１に示す撮像装置１のテレ端位置での内部構造を示す分断面図であり、図５は、図１に示す撮像装置１の初期リセット位置での内部構造を示す分断面図である。
【００２５】
本発明を適用した撮像装置１は、図１、図２及び図３〜図５に示すように、複数（本例では１４枚）のレンズＬ１〜Ｌ１４が光軸方向に並んで配置された鏡筒本体２を備え、この鏡筒本体に配置された複数のレンズＬ１〜Ｌ１４によって、インナーフォーカス式のズームレンズが構成されている。
【００２６】
具体的に、このズームレンズは、物体側（撮像装置１の正面側）から順に、レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４からなる第１レンズ群Ｇ１と、レンズＬ５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８からなる第２レンズ群（ズーム(バリエータ)用レンズ）Ｇ２と、レンズＬ９，Ｌ１０からなる第３レンズ群Ｇ３と、レンズＬ１１，Ｌ１２からなる第４レンズ群（補正レンズ）Ｇ４と、レンズＬ１３，Ｌ１４からなる第５レンズ群（フォーカス用レンズ）Ｇ５との５群のレンズ構成を有している。また、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には絞りＳＰが配置されている。なお、上記ズームレンズの構成については、上述した５群１４枚のレンズ構成に限らず、そのレンズの枚数や組み合わせなどを適宜変更して実施することが可能である。
【００２７】
また、撮像装置１は、これら複数のレンズＬ１〜Ｌ１４（ズームレンズ）によって結像された被写体の像を、鏡筒本体２の後端側に取り付けられたＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal-oxide Semiconductor)センサなどの撮像素子ＩＰで受像し、この撮像素子ＩＰが受像した光を光電変換して電気信号として出力し、被写体の像に対応したデジタル画像を生成することが可能となっている。
【００２８】
なお、このような撮像装置１は、例えば、デジタルビデオカメラや、デジタルスチルカメラ、監視カメラなどに適用することができる。そして、この撮像装置１では、生成されたデジタル画像（動画又は静止画）を、例えばＨＤＤ(Hard Disk Drive)やメモリカード、光ディスク、磁気テープなどの記録媒体に記録することが可能である。
【００２９】
鏡筒本体２は、光軸の前後方向において３分割された前部鏡筒３と中間鏡筒４と後部鏡筒５とを有している。また、中間鏡筒４と後部鏡筒５との間には、上記絞りＳＰの開口を調整する絞り調整機構６と、上記補正レンズＧ４を光軸と直交する方向に変位駆動する手振れ補正機構７とが一体化された保持ユニット８が配置されている。
【００３０】
このうち、前部鏡筒３は、上記第１レンズ群Ｇ１を内側に保持した状態で、中間鏡筒４の前面側に位置決め固定されている。具体的に、この前部鏡筒３の背面側には、中間鏡筒４に対して位置決めされる複数の位置決め孔３ａと、中間鏡筒４にネジ止めされるネジ（図示せず。）を貫通させる複数の貫通孔３ｂとが形成されている。一方、中間鏡筒４の正面側には、これら複数の位置決め孔３ａが係合される位置決め突起４ａと、これら複数の貫通孔３ｂを貫通したネジが螺合される複数のネジ穴４ｂとが形成されている。
【００３１】
そして、この前部鏡筒３は、位置決め孔３ａに位置決め突起４ａが係合されることによって、中間鏡筒４に対して位置決めされると共に、貫通孔３ｂを通してネジ穴４ｂにネジが螺合されることによって、中間鏡筒４の正面側に固定されている。
【００３２】
一方、後部鏡筒５は、保持ユニット８を介して中間鏡筒４の背面側に位置決め固定されている。具体的に、この後部鏡筒５の正面側には、保持ユニット８に対して位置決される複数の位置決め突起５ａと、中間鏡筒４にネジ止めされるネジ（図示せず。）を貫通させる複数の貫通孔５ｂとが形成されている。一方、保持ユニット８（手振れ補正機構７）の背面側には、これら複数の位置決め突起５ａが係合される位置決め穴（図示せず。）と、これら複数の貫通孔５ｂを貫通したネジを貫通させる複数の貫通孔８ａとが形成されている。また、中間鏡筒４の背面側には、これら複数の貫通孔５ｂ，８ａを貫通したネジが螺合される複数のネジ穴（図示せず。）が形成されている。
【００３３】
そして、この後部鏡筒５は、位置決め突起５ａが保持ユニット８の位置決め穴に係合されることによって、保持ユニット８に対して位置決めされると共に、貫通孔５ｂ，８ａを通して中間鏡筒４のネジ穴にネジが螺合されることによって、保持ユニット８を挟み込んだ状態で中間鏡筒４の背面側に固定されている。
【００３４】
中間鏡筒４の内側には、ズーム用レンズＧ２を保持するズーム用レンズ保持部材９と、このズーム用レンズ保持部材９を光軸方向にスライド可能に支持する一対のガイド軸１０ａ，１０ｂと、これら一対のガイド軸１０ａ，１０ｂに沿ってズーム用レンズ保持部材９を光軸方向に変位駆動するズーム用レンズ駆動機構１１と、このズーム用レンズ駆動機構１１の初期リセット位置を設定するズーム用リセットスイッチ１２とが設けられている。
【００３５】
ズーム用レンズ保持部材９は、ズーム用レンズＧ２を内側に保持する保持枠１３と、一方のガイド軸１０ａが挿通されるガイド孔１４ａが形成された第１の支持部１４と、他方のガイド軸１０ｂが係合されるガイド溝１５ａが形成された第２の支持部１５とを有している。また、第１の支持部１４と第２の支持部１５とは、保持枠１３の外周部においてズーム用レンズＧ２の光軸を挟んで相対向する位置に設けられている。
【００３６】
一対のガイド軸１０ａ，１０ｂは、それぞれの両端部が前部鏡筒３と保持ユニット８（絞り調整機構６）との間で固定支持されることによって、中間鏡筒４の内側に光軸と平行な状態で取り付けられている。そして、ズーム用レンズ保持部材９は、第１の支持部１４のガイド孔１４ａに一方のガイド軸１０ａが挿通され、第２の支持部１５のガイド溝１５ａに他方のガイド軸１０ｂが係合されることによって、これら一対のガイド軸１０ａ，１０ｂに沿った方向（光軸方向）にスライド可能に支持されている。
【００３７】
また、一対のガイド軸１０ａ，１０ｂは、外部からの振動等によってズーム用レンズ保持部材９にガタツキが発生することを抑制するため、このズーム用レンズ保持部材９の第１の支持部１４と第２の支持部１５とを結ぶ直線が重力方向（鉛直方向）に対して略４５゜傾けられた状態となるように配置されている。
【００３８】
ズーム用レンズ駆動機構１１は、ズーム用レンズ保持部材９に取り付けられたラック部材１６と噛合されるリードスクリュー１７と、このリードスクリュー１７を回転駆動するズーム用ステッピングモータ１８とを有している。
【００３９】
リードスクリュー１７は、ズーム用ステッピングモータ１８の駆動軸と一体に形成されており、一端と他端との間がブラケット１９により支持されている。このブラケット１９は、両端部が同一方向に折り曲げられた平板部材からなり、一端にリードスクリュー１７を貫通させた状態でズーム用ステッピングモータ１８が固定され、他端に設けられた軸受にリードスクリュー１７の先端が軸支されることによって、このリードスクリュー１７を軸周りに回転自在に支持している。
【００４０】
また、このブラケット１９には、中間鏡筒４に対して位置決めされる複数の位置決め孔１９ａと、中間鏡筒４にネジ止めされるネジ（図示せず。）を貫通させる複数の貫通孔１９ｂとが形成されている。一方、中間鏡筒４には、これら複数の位置決め孔１９ａが係合される位置決め突起４ｃと、これら複数の貫通孔１９ｂを貫通したネジが螺合される複数のネジ穴（図示せず。）と、リードスクリュー１７を光軸と平行な状態で内部に挿入するための挿入口４ｄとが形成されている。
【００４１】
そして、このズーム用レンズ駆動機構１１は、中間鏡筒４の挿入口４ｄからリードスクリュー１７を内部に挿入し、このリードスクリュー１７をラック部材１６に噛合させた状態で、ブラケット１９の貫通孔１９ｂを通してネジを中間鏡筒４のネジ孔に螺合することによって、中間鏡筒４の側面側に取り付けられている。
【００４２】
これにより、ズーム用レンズ駆動機構１１では、ズーム用ステッピングモータ１８がリードスクリュー１７を回転駆動しながら、このリードスクリュー１７と噛合されたラック部材１６を介してズーム用レンズ保持部材９を光軸方向に変位駆動することが可能となっている。
【００４３】
ズーム用リセットスイッチ１２は、ズーム用レンズ保持部材９に設けられた突出部２０を検知するセンサ２１と、このセンサ２１を保持する基板２２とを有している。また、基板２２には、中間鏡筒４に対して位置決めされる複数の位置決め孔２２ａと、中間鏡筒４にネジ止めされるネジ（図示せず。）を貫通させる複数の貫通孔２２ｂとが形成されている。一方、中間鏡筒４には、これら複数の位置決め孔２２ａが係合される位置決め突起４ｅと、これら複数の貫通孔２２ｂを貫通したネジが螺合される複数のネジ穴４ｆと、センサ２１を内部に挿入するための挿入口４ｇとが形成されている。
【００４４】
そして、このズーム用リセットスイッチ１２は、中間鏡筒４の開口部４ｇからセンサ２１を内部に挿入した状態で、基板２２の位置決め孔２２ａに中間鏡筒４の位置決め突起４ｅを係合させると共に、基板２２の貫通孔２２ｂを通してネジを中間鏡筒４のネジ孔４ｆに螺合することによって、中間鏡筒４の側面側に取り付けられている。
【００４５】
ズーム用リセットスイッチ１２は、ズーム用レンズ保持部材９の移動に伴って、センサ２１に形成された溝部２１ａの内側をズーム用レンズ保持部材９の突出部２０が通過する仕組みとなっている。そして、このズーム用リセットスイッチ１２では、センサ２１によって溝部２１ａの内側に突出部２０が位置する遮光状態と、溝部２１ａの内側に突出部２０が位置しない透過状態とを検知することが可能となっている。また、ズーム用リセットスイッチ１２では、センサ２１によって遮光状態と透過状態との切り替わりを検知することで、上記ズーム用ステッピングモータ１８の初期リセット位置を設定することが可能となっている。
【００４６】
後部鏡筒５の内側には、フォーカス用レンズＧ５を保持するフォーカス用レンズ保持部材２３と、このフォーカス用レンズ保持部材２３を光軸方向にスライド可能に支持する一対のガイド軸２４ａ，２４ｂと、これら一対のガイド軸２４ａ，２４ｂに沿ってフォーカス用レンズ保持部材２３を光軸方向に変位駆動するフォーカス用レンズ駆動機構２５と、このフォーカス用レンズ駆動機構２５の初期リセット位置を設定するフォーカス用リセットスイッチ２６とが設けられている。
【００４７】
フォーカス用レンズ保持部材２３は、フォーカス用レンズＧ５を保持する保持枠２７と、一方のガイド軸２４ａが挿通されるガイド孔２８ａが形成された第１の支持部２８と、他方のガイド軸２４ｂが係合されるガイド溝２９ａが形成された第２の支持部２９とを有している。また、第１の支持部２８と第２の支持部２９とは、保持枠２７の外周部においてフォーカス用レンズＧ５の光軸を挟んで相対向する位置に設けられている。
【００４８】
一対のガイド軸２４ａ，２４ｂは、それぞれの両端部が後部鏡筒５と保持ユニット８（手振れ補正機構７）との間で固定支持されることによって、後部鏡筒４の内側に光軸と平行な状態で取り付けられている。そして、フォーカス用レンズ保持部材２３は、第１の支持部２８のガイド孔２８ａに一方のガイド軸２４ａが挿通され、第２の支持部２９のガイド溝２４ａに他方のガイド軸２４ｂが係合されることによって、これら一対のガイド軸２４ａ，２４ｂに沿った方向（光軸方向）にスライド可能に支持されている。
【００４９】
また、一対のガイド軸２４ａ，２４ｂは、外部からの振動等によってフォーカス用レンズ保持部材２３にガタツキが発生することを抑制するため、このフォーカス用レンズ保持部材２３の第１の支持部２８と第２の支持部２９とを結ぶ直線が重力方向（鉛直方向）に対して略４５゜傾けられた状態となるように配置されている。
【００５０】
また、一対のガイド軸２４ａ，２４ｂと一対のガイド軸１０ａ，１０ｂとは、外部からの振動等による影響を少なくするため、上記ズーム用レンズ保持部材９の第１の支持部１４と第２の支持部１５とを結ぶ直線と、フォーカス用レンズ保持部材２３の第１の支持部２８と第２の支持部２９とを結ぶ直線とが光軸と直交する面内で交差する配置関係となっている。
【００５１】
フォーカス用レンズ駆動機構２５は、フォーカス用レンズ保持部材２３に取り付けられたラック部材３０と噛合されるリードスクリュー３１と、このリードスクリュー３１を回転駆動するフォーカス用ステッピングモータ３２とを有している。
【００５２】
リードスクリュー３１は、フォーカス用ステッピングモータ３２の駆動軸と一体に形成されており、一端と他端との間がブラケット３３により支持されている。このブラケット３３は、両端部が同一方向に折り曲げられた平板部材からなり、一端にリードスクリュー３１を貫通させた状態でフォーカス用ステッピングモータ３２が固定され、他端に設けられた軸受にリードスクリュー３１の先端が軸支されることによって、このリードスクリュー３１を軸周りに回転自在に支持している。
【００５３】
また、このブラケット３３には、後部鏡筒５に対して位置決めされる複数の位置決め孔３３ａと、後部鏡筒５にネジ止めされるネジ（図示せず。）を貫通させる複数の貫通孔３３ｂとが形成されている。一方、後部鏡筒５には、これら複数の位置決め孔３３ａが係合される位置決め突起（図示せず。）と、これら複数の貫通孔３３ｂを貫通したネジが螺合される複数のネジ穴（図示せず。）と、リードスクリュー３１を光軸と平行な状態で内部に挿入するための挿入口（図示せず。）とが形成されている。
【００５４】
そして、このフォーカス用レンズ駆動機構２５は、後部鏡筒５の挿入口からリードスクリュー３１を内部に挿入し、このリードスクリュー３１をラック部材３０に噛合させた状態で、ブラケット３３の貫通孔３３ｂを通してネジを中間鏡筒４のネジ孔に螺合することによって、後部鏡筒５の側面側に取り付けられている。
【００５５】
これにより、フォーカス用レンズ駆動機構２５では、フォーカス用ステッピングモータ３２がリードスクリュー３１を回転駆動しながら、このリードスクリュー３１と噛合されたラック部材３０を介してフォーカス用レンズ保持部材２３を光軸方向に変位駆動することが可能となっている。
【００５６】
フォーカス用リセットスイッチ２６は、フォーカス用レンズ保持部材２３に設けられた突出部３４を検知するセンサ３５と、このセンサ３５を保持する基板３６とを有している。また、基板３６には、後部鏡筒５に対して位置決めされる複数の位置決め孔３６ａと、後部鏡筒５にネジ止めされるネジ（図示せず。）を貫通させる複数の貫通孔３６ｂとが形成されている。一方、後部鏡筒５には、これら複数の位置決め孔３６ａが係合される位置決め突起（図示せず。）と、これら複数の貫通孔３６ｂを貫通したネジが螺合される複数のネジ穴（図示せず。）と、センサ３５を内部に挿入するための挿入口５ｃとが形成されている。
【００５７】
そして、このズーム用リセットスイッチ２６は、後部鏡筒５の開口部５ｃからセンサ３５を内部に挿入した状態で、基板３６の位置決め孔３６ａに後部鏡筒５の位置決め突起を係合させると共に、基板３６の貫通孔３６ｂを通してネジを後部鏡筒５のネジ孔に螺合することによって、後部鏡筒５の側面側に取り付けられている。
【００５８】
フォーカス用リセットスイッチ２６は、フォーカス用レンズ保持部材２３の移動に伴って、センサ３５に設けられた溝部３５ａの内側をフォーカス用レンズ保持部材２３の突出部３４が通過する仕組みとなっている。そして、このフォーカス用リセットスイッチ２６では、センサ３５によって溝部３５ａの内側に突出部３４が位置する遮光状態と、溝部３５ａの内側に突出部３４が位置しない透過状態とを検知することが可能となっている。また、フォーカス用リセットスイッチ２６では、センサ３５によって遮光状態と透過状態との切り替わりを検知することで、上記フォーカス用ステッピングモータ３２の初期リセット位置を設定することが可能となっている。
【００５９】
絞り調整機構６は、一対のシャッタ部材３７ａ，３７ｂと、これら一対のシャッタ部材３７ａ，３７ｂを鉛直方向において互いに逆向きにスライド自在に支持すると共に、開口部３８ａが形成された支持部材３８と、一対のシャッタ部材３７ａ，３７ｂを互いに逆向きに変位駆動するガルバノメータ等からなる駆動モータ３９とを有している。
【００６０】
この絞り調整機構６では、駆動モータ３９の駆動によって一対のシャッタ部材３７ａ，３７ｂをスライドさせながら、これら一対のシャッタ部材３７ａ，３７ｂによって開口部３８ａの遮蔽される領域を変化させることで、上記絞りＳＰの開口を調節することが可能となっている。
【００６１】
手振れ補正機構７は、第４レンズ群Ｇ４を内側に保持する保持枠４０と、この保持枠４０を光軸と直交する面内で移動可能に支持する支持枠４１と、この支持枠４１に対して保持枠４０を光軸と直交する方向に変位駆動するためのピエゾ素子（ＰＺＴ）等からなる振動アクチュエータ４２とを有している。
【００６２】
この手振れ補正機構では、振動アクチュエータ４２によって保持枠４０を支持枠４１に対して、補正レンズＧ４の光軸と直交する面内において互いに直交するヨーイング(水平)方向とピッチング(鉛直)方向とに変位駆動しながら、手振れ等に起因した画像の振れを光学的に補正することが可能となっている。
【００６３】
撮像素子ＩＰは、前面側に光学フィルタ４３が配置された状態で、配線基板４４上に実装されている。光学フィルタ４３は、例えば、近赤外光が撮像素子ＩＰに到達しないようにするための赤外カットフィルタや、撮像素子ＩＰに向かう光から特定の空間周波数成分を取り出すためのローパスカットフィルタ、又はこれらのフィルタが貼り合わされたものなどからなる。
【００６４】
この光学フィルタ４３は、配線基板４４上において撮像素子ＩＰの周囲を囲むように配置された支持部材４５を介して撮像素子ＩＰの前面に取り付けられている。また、撮像素子ＩＰが実装された配線基板４４は、保持板４６に取り付けられている。そして、撮像素子ＩＰは、この保持板４６を介して後部鏡筒５の背面側に取り付けられている。
【００６５】
具体的に、保持板４６には、後部鏡筒５にネジ止めされるネジ（図示せず。）を貫通させる複数の貫通孔４６ａが形成されている。一方、後部鏡筒５の背面側には、これら複数の貫通孔４６ａを貫通したネジが螺合される複数のネジ穴（図示せず。）と、光学フィルタ４３、支持部材４５、撮像素子ＩＰ及び配線基板４４を内側に位置させるための凹部５ｄとが形成されている。そして、この撮像素子ＩＰは、保持板４６の貫通孔４６ａを通してネジを後部鏡筒５のネジ孔に螺合することによって、後部鏡筒５の背面側に取り付けられている。
【００６６】
以上のような構造を有する撮像装置１では、ズーム用レンズＧ２を光軸方向に移動させることによって変倍（ズーミング）を行いながら、複数のレンズＬ１〜Ｌ１４により結像された被写体の像面と撮像素子ＩＰの受光面とが一致するように、フォーカス用レンズＧ５を光軸方向に移動させることによって合焦（フォーカシング）を行う。これにより、複数のレンズＬ１〜Ｌ１４により結像された被写体の像面と撮像素子ＩＰの受光面とを一致させたまま、焦点距離を連続的に変化させることができる。
【００６７】
例えば、図３に示すワイド端位置では、ズーム用レンズＧ２を最も前面側（ワイド端）に位置させることによって、撮像素子ＩＰの受光面に結像される被写体の像を最も広角（ワイド）とすることができる。
【００６８】
一方、図４に示すテレ端位置では、ズーム用レンズＧ２を最も背面側（テレ端）に位置させることによって、撮像素子ＩＰの受光面に結像される被写体の像を最も望遠（テレ）とすることができる。
【００６９】
また、この撮像装置１では、補正用レンズＧ４を光軸と直交する方向に移動させることによって、手振れ等に起因した像振れを打ち消す（キャンセル）することができる。
【００７０】
そして、この撮像装置１では、複数のレンズＬ１〜Ｌ１４により結像された被写体の像を撮像素子ＩＰで受像し、この撮像素子ＩＰから出力される電気信号を処理することで、被写体の像に対応したデジタル画像データを生成することができる。
【００７１】
ところで、本発明を適用した撮像装置１では、図６のグラフに示すように、上記ズーム用ステッピングモータ１８と上記フォーカス用ステッピングモータ３２との初期リセット位置Ｒが、上記ズーム用レンズＧ２と上記フォーカス用レンズＧ５との合焦時における相対な位置関係を示すズームトラッキング曲線Ｓの変曲点と合致する位置に設定されている。
【００７２】
具体的に、この図６に示すグラフは、上記図７に示すグラフと同様に、横軸にズーム用レンズＧ２の広角(Ｗｉｄｅ)端から望遠(Ｔｅｌｅ)端までの位置と、縦軸にフォーカス用レンズＧ５の至近端点から無限端点まで位置とを示し、ズームトラッキング曲線Ｓは、広角(ワイド)端と望遠(テレ)端との間でズーム用レンズＧ２を変倍したときのフォーカス用レンズＧ５が合焦する位置を表している。
【００７３】
上記撮像装置１では、このズームトラッキング曲線Ｓの線上で合焦状態が維持されることから、上述したズーム用ステッピングモータ１８及びフォーカス用ステッピングモータ３２により駆動されるズーム用レンズＧ２とフォーカス用レンズＧ５との位置情報として、このズームトラッキング曲線Ｓをステッピングモータ１８，３２の制御回路（図示せず。）に予め記憶させている。
【００７４】
そして、上記撮像装置１では、この記憶されたズームトラッキング曲線Ｓを正確にトレースさせるため、電源投入毎に、上記ズーム用ステッピングモータ１８と上記フォーカス用ステッピングモータ３２との初期リセット位置Ｒを設定するリセット動作を行っている。
【００７５】
ここで、上記撮像装置１では、ズーム用リセットスイッチ１２における遮光状態と透過状態との切り替わり位置と、フォーカス用リセットスイッチ２６における遮光状態と透過状態との切り替わり位置とが、ズームトラッキング曲線Ｓの変曲点と合致するように、上記突出部２０，３４の軸線方向の長さと、上記センサ２１，３５の位置が設定されている。
【００７６】
すなわち、上記撮像装置１では、図５に示す初期リセット位置において、ズーム用リセットスイッチ１２は、遮光状態と透過状態との切り替わりとなり、フォーカス用リセットスイッチ２６は、遮光状態と透過状態との切り替わりとなっている。
【００７７】
これより、上述した図６のグラフに示す上記ズーム用ステッピングモータ１８と上記フォーカス用ステッピングモータ３２との初期リセット位置Ｒを、ズームトラッキング曲線Ｓの変曲点と合致する位置に設定することができる。
【００７８】
なお、上記撮像装置１では、図３に示すワイド端位置において、ズーム用リセットスイッチ１２は、透過状態となり、フォーカス用リセットスイッチ２６は、透過状態となっている。一方、上記撮像装置１では、図４に示すテレ端位置において、ズーム用リセットスイッチ１２は、遮光状態となり、フォーカス用リセットスイッチ２６は、透過状態となっている。
【００７９】
上記撮像装置１のリセット動作については、上記撮像装置１に電源が投入されると、上記ズーム用リセットスイッチ１２の状態と、上記フォーカス用リセットスイッチ２６の状態から、上記ズーム用レンズＧ２と上記フォーカスレンズＧ５との位置を判別する。
【００８０】
具体的に、ズーム用リセットスイッチ１２が透過状態にある場合は、上記ズーム用レンズＧ２がワイド側にあると判断し、上記ズーム用レンズ駆動機構１１による上記ズーム用レンズＧ２のテレ側への移動を開始する。一方、ズーム用リセットスイッチ１２が遮光状態にある場合は、上記ズーム用レンズＧ２がテレ側にあると判断し、上記ズーム用レンズ駆動機構１１による上記ズーム用レンズＧ２のワイド側への移動を開始する。
【００８１】
同様に、フォーカス用リセットスイッチ２６が透過状態にある場合は、上記フォーカス用レンズＧ５が無限側にあると判断し、上記フォーカス用レンズ駆動機構２５による上記フォーカス用レンズＧ５の至近側への移動を開始する。一方、フォーカス用リセットスイッチ２６が遮光状態にある場合は、上記フォーカス用レンズＧ５が至近側にあると判断し、上記フォーカス用レンズ駆動機構２５による上記フォーカス用レンズＧ５の無限側への移動を開始する。
【００８２】
そして、ズーム用リセットスイッチ１２は、透過状態と遮光状態との切り替わりを検出した位置で、上記ズーム用レンズ駆動機構１１による上記ズーム用レンズＧ２の移動を停止する。同様に、フォーカス用リセットスイッチ２６は、透過状態と遮光状態との切り替わりを検出した位置で、上記フォーカス用レンズ駆動機構２５による上記フォーカス用レンズＧ５の移動を停止する。
【００８３】
上記撮像装置１では、以上のようなリセット動作によって、上記ズーム用ステッピングモータ１８と上記ズーム用リセットスイッチ３２との初期リセット位置Ｒを設定することができ、その後は、上述した図６に示すズームトラッキング曲線Ｓに基づいて、これらステッピングモータ１８，３２がズーム用レンズＧ２とフォーカス用レンズＧ５との駆動を行うことで、合焦状態を維持したまま変倍動作を正確に行うことが可能となる。
【００８４】
ここで、上記図６のグラフに示すように、ズームトラッキング曲線Ｓ上に初期リセット位置Ｒ’を設定した場合でも、リセットスイッチ１２，２６の取付位置に約±０．２ｍｍ程度の誤差Ｘが生じると、この初期リセット位置Ｒ’は、ズームトラッキング曲線Ｓ上から位置ズレＹ’が大きくなるため、リセット動作が完了し時点で出力される画像には、微小なボケが発生してしまう。
【００８５】
これに対して、本発明では、上記ズーム用ステッピングモータ１８と上記フォーカス用ステッピングモータ３２との初期リセット位置Ｒを、ズームトラッキング曲線Ｓの変曲点と合致する位置に設定することで、上述したリセットスイッチ１２，２６の取付位置に誤差Ｘが生じた場合でも、初期リセット位置Ｒのズームトラッキング曲線上からの位置ズレＹを、上記リセット動作が完了した後に合焦動作を行う必要ないレベルにまで縮小化できる。
【００８６】
すなわち、ズームトラッキング曲線Ｓ上の傾斜を有する位置に初期リセット位置Ｒ’を設定した場合には、リセットスイッチ１２，２６の取付位置の誤差Ｘに伴い、初期リセット位置Ｒ’のズームトラッキング曲線Ｓ上からの位置ズレＹが大きくなる。一方、ズームトラッキング曲線Ｓの変曲点付近は傾斜が緩いため、初期リセット位置Ｒのズームトラッキング曲線Ｓ上からの位置ズレＹをほとんど無視できる程度まで縮小化（Ｙ＜Ｙ’）できる。したがって、後者の場合は、前者の場合に比べて、ボケの発生程度は微小であり、またオートフォーカスによるピントの取り直し時間も短くすることが可能である。
【００８７】
例えば、上記図６に示すグラフにおいて、ズームトラッキング曲線Ｓの変曲点にある初期リセット位置Ｒの座標を（19.3121，1.95776）とした場合、ズーム用リセットスイッチ１６の取付位置がワイド側に約０．２ｍｍずれて、その座標が（19.1192，1.96332）となった場合、その誤差は0.00556ｍｍとなる。逆に、ズーム用リセットスイッチ１６の取付位置がテレ側に約０．２ｍｍずれて、その座標が（19.505，1.96706）となった場合、その誤差は0.00093ｍｍとなる。したがって、何れの場合も誤差は１０μｍ以内であり、大きなボケを発生させない程度に抑えられている。
【００８８】
以上のように、本発明を適用した撮像装置１では、リセット動作にかかる時間を短縮しながら、このリセット動作が完了した後に、直ちにピントの合った画像を出力することが可能である。
【００８９】
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本発明を適用した撮像装置では、上記リセット動作を電源遮断(ＯＦＦ)時に行うことも可能である。この場合、電源投入時のリセット動作において、ズーム用リセットスイッチ１２は、遮光状態と透過状態との切り替わりとなり、フォーカス用リセットスイッチ２６は、遮光状態と透過状態との切り替わりとなるため、上記ズーム用ステッピングモータ１８と上記ズーム用リセットスイッチ３２との初期リセット位置Ｒを直ちに設定することができる。したがって、電源投入時のリセット動作にかかる時間を更に短縮して、このリセット動作が完了した後に、直ちにピントの合った画像を出力することが可能となる。
【００９０】
なお、上記ズーム用及びフォーカス用レンズ駆動機構１１，２５では、何れもステッピングモータ１８，３２を用いた構成となっているが、それ以外にも上記リセット動作が必要な駆動モータを採用した場合に、本発明を好適に用いることが可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１…撮像装置 ２…鏡筒本体 ３…前部鏡筒 ４…中間鏡筒 ５…後部鏡筒 ６…絞り調整機構 ７…手振れ補正機構 ８…保持ユニット ９…ズーム用レンズ保持部材 １０ａ，１０ｂ…ガイド軸 １１…ズーム用レンズ駆動機構 １２…ズーム用リセットスイッチ １８…ズーム用ステッピングモータ ２０…突出部 ２１…センサ ２３…フォーカス用レンズ保持部材 ２４ａ，２４ｂ…ガイド軸 ２５…フォーカス用レンズ駆動機構 ２６…フォーカス用リセットスイッチ ３２…フォーカス用ステッピングモータ ３４…突出部 ３５…センサ Ｌ１〜Ｌ１４…レンズ Ｇ１…第１レンズ群 Ｇ２…第２レンズ群（ズーム用レンズ） Ｇ３…第３レンズ群 Ｇ４…第４レンズ群（補正レンズ） Ｇ５…第５レンズ群（フォーカス用レンズ） ＳＰ…絞り ＩＰ…撮像素子 Ｓ…ズームトラッキング曲線 Ｒ…初期リセット位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数のレンズにより結像された被写体の像を、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal-oxide Semiconductor)センサなどの撮像素子で受像し、この撮像素子が受像した光を光電変換して電気信号として出力し、被写体の像に対応したデジタル画像を生成して記録するデジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ、監視カメラなどの撮像装置が普及している。
【０００３】
このような撮像装置では、レンズ鏡筒に配置された複数のレンズのうち、ズーム(バリエータ)用レンズを光軸方向に移動させながら変倍(ズーミング)と、フォーカス用レンズを光軸方向に移動させながら合焦(フォーカシング)とを行う。
【０００４】
また、従来の撮像装置では、ズーム用レンズを光軸方向に駆動する駆動モータと、フォーカス用レンズを光軸方向に駆動する駆動モータにステッピングモータを採用しており、これらステッピングモータに供給するパルス数を計数しながら、レンズの移動量（位置）を制御することが行われている（例えば、特許文献１，２を参照。）。
【０００５】
また、一般にステッピングモータを用いる場合は、開ループ制御となるため、電源投入(ＯＮ)時に、このステッピングモータの初期リセット位置を設定するためのリセット動作が必要となる。
【０００６】
言い換えれば、このようなリセット動作を行わない場合には、オートフォーカスでピントが合っている状態であっても、ズーミングを行った瞬間にズーム用レンズとフォーカス用レンズとの位置関係が不明となり、ピントがボケてしまう。
【０００７】
ここで、ズーム用レンズとフォーカス用レンズとの合焦時における相対な位置関係を示すズームトラッキング曲線（カムカーブ）Ｓを図７に示す。この図７に示すグラフは、横軸にズーム用レンズの広角(Ｗｉｄｅ)端から望遠(Ｔｅｌｅ)端までの位置と、縦軸にフォーカス用レンズの至近端点から無限端点まで位置とを示し、ズームトラッキング曲線Ｓは、広角(ワイド)端と望遠(テレ)端との間でズーム用レンズを変倍したときのフォーカス用レンズが合焦する位置を表している。
【０００８】
撮像装置では、このズームトラッキング曲線Ｓの線上で合焦状態が維持されることから、上述したズーム用及びフォーカス用のステッピングモータにより駆動されるズーム用レンズとフォーカス用レンズとの位置情報として、このズームトラッキング曲線Ｓをステッピングモータの制御回路に予め記憶させている。
【０００９】
一方、ステッピングモータの駆動を制御する際は、この記憶されたズームトラッキング曲線Ｓを正確にトレースさせるため、電源投入毎に、ズーム用レンズとフォーカス用レンズとの位置（初期リセット位置）を確認するための初期動作（リセット動作）が必要となる。
【００１０】
そして、撮像装置では、このリセット動作によりズーム用レンズとフォーカス用レンズとの位置を確認した後、上述したズームトラッキング曲線Ｓに基づいてステッピングモータがズーム用レンズとフォーカス用レンズとの駆動を行うことで、合焦状態を維持したまま変倍動作を行うことが可能となる。
【００１１】
撮像装置には、このようなリセット動作を行うため、ズーム用ステッピングモータの初期リセット位置を設定するズーム用リセットスイッチと、フォーカス用ステッピングモータの初期リセット位置を設定するフォーカス用リセットスイッチとが配置されている。
【００１２】
従来の撮像装置では、上記図７に示すグラフにおいて、ズーム用ステッピングモータの初期リセット位置がズーム用レンズの可動範囲の中間に位置すると共に、フォーカス用ステッピングモータの初期リセット位置がフォーカス用レンズの可動範囲の中間に位置するように、上述したリセットスイッチによる初期リセット位置Ｒが設定されている。
【００１３】
この場合、ズーム用レンズとフォーカス用レンズとが前回の電源遮断(ＯＦＦ)時にどこの位置にあっても、最小の時間で初期リセット位置Ｒに移動させることができる。また、ズーム用ステッピングモータのリセット動作と、フォーカス用ステッピングモータのリセット動作とを同時に行うことで、リセット動作にかかる時間の短縮が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００６−１６２６７４号公報
【特許文献２】特開２００６−１２２５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上述した従来の撮像装置では、初期リセット位置Ｒがズームトラッキング曲線Ｓ上に存在しないため、リセット動作が完了した時点では合焦状態とはならない。このため、従来の撮像装置では、リセット動作が完了した後に、ズーム用レンズとフォーカス用レンズとをズームトラッキング曲線Ｓ上に位置させるための合焦動作が必要となる。なお、図７中に示すＺは、合焦動作に必要なフォーカス用レンズの移動量を表している。
【００１６】
したがって、従来の撮像装置では、電源を投入してから、リセット動作が完了し、合焦動作によりピントの合った画像が出力されるまでに、多くの時間を要することになる。また、電源投入直後の状態では、ピントの合った画像を出力することができない。
【００１７】
一方、上記図７に示すグラフにおいて、ズームトラッキング曲線Ｓ上に初期リセット位置Ｒ’を位置させた場合には、設計上はリセット動作が完了した時点で合焦状態が維持されるため、ピントの合った画像を出力することが可能となる。
【００１８】
しかしながら、レンズには個体差があり、各レンズの単品での設計誤差とその積み重ねによって、各レンズ群の焦点距離は微少にその設計値からのズレが生じている。また、撮像素子の取付位置のバラツキから、ズームレンズのピント位置は設計値からのズレが生じている。その結果、ズームレンズのズームトラッキング曲線は、設計値からのズレを持っている。
【００１９】
このため、リセットスイッチの取付位置には、実際のところ約±０．２ｍｍ程度の誤差Ｘが生じる場合がある。この場合、初期リセット位置Ｒ’は、ズームトラッキング曲線Ｓ上からの位置ズレＹ’が大きくなるため、リセット動作が完了し時点で出力される画像には、微小なボケが発生してしまう。したがって、この場合も、リセット動作が完了した後に、ズーム用レンズとフォーカス用レンズとをズームトラッキング曲線Ｓ上に位置させるための合焦動作が必要となってしまう。
【００２０】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、リセット動作にかかる時間を短縮しながら、このリセット動作が完了した後に、直ちにピントの合った画像を出力できる撮像装置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】
【００２１】
上記目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、ズーミング用レンズとフォーカス用レンズとを含む複数のレンズと、複数のレンズが光軸方向に並んで配置された鏡筒本体と、ズーミング用レンズを保持するズーム用レンズ保持部材と、フォーカス用レンズを保持するフォーカス用レンズ保持部材と、ズーム用レンズ保持部材を光軸方向に変位駆動するズーム用レンズ駆動機構と、フォーカス用レンズ保持部材を光軸方向に変位駆動するフォーカス用レンズ駆動機構と、ズーム用レンズ駆動機構の初期リセット位置を設定するズーム用リセットスイッチと、フォーカス用レンズ駆動機構の初期リセット位置を設定するフォーカス用リセットスイッチとを備え、ズーム用レンズ駆動機構とフォーカス用レンズ駆動機構との初期リセット位置が、ズーム用レンズとフォーカス用レンズとの合焦時における相対な位置関係を示すズームトラッキング曲線の変曲点と合致する位置に設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明に係る撮像装置では、ズーム用レンズ駆動機構とフォーカス用レンズ駆動機構との初期リセット位置を、ズーム用レンズとフォーカス用レンズとの合焦時における相対な位置関係を示すズームトラッキング曲線の変曲点と合致する位置に設定することで、リセットスイッチの取付誤差が生じた場合でも、初期リセット位置のズームトラッキング曲線上からの位置ズレを、リセット動作が完了した後に合焦動作を行う必要ないレベルにまで縮小化できる。したがって、この撮像装置では、リセット動作にかかる時間を短縮しながら、このリセット動作が完了した後に、直ちにピントの合った画像を出力することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明を適用した撮像装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す撮像装置の構成を示す分解斜視図である。
【図３】図３は、図１に示す撮像装置のワイド端位置での内部構造を示す分断面図である。
【図４】図４は、図１に示す撮像装置のテレ端位置での内部構造を示す分断面図である。
【図５】図５は、図１に示す撮像装置の初期リセット位置での内部構造を示す分断面図である。
【図６】図６は、本発明の初期リセット位置とズームトラッキング曲線との関係を説明するためのグラフである。
【図７】図７は、従来の初期リセット位置とズームトラッキング曲線との関係を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を適用した撮像装置について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明を適用した撮像装置１の外観を示す斜視図であり、図２は、図１に示す撮像装置１の構成を示す分解斜視図であり、図３は、図１に示す撮像装置１のワイド端位置での内部構造を示す分断面図であり、図４は、図１に示す撮像装置１のテレ端位置での内部構造を示す分断面図であり、図５は、図１に示す撮像装置１の初期リセット位置での内部構造を示す分断面図である。
【００２５】
本発明を適用した撮像装置１は、図１、図２及び図３〜図５に示すように、複数（本例では１４枚）のレンズＬ１〜Ｌ１４が光軸方向に並んで配置された鏡筒本体２を備え、この鏡筒本体に配置された複数のレンズＬ１〜Ｌ１４によって、インナーフォーカス式のズームレンズが構成されている。
【００２６】
具体的に、このズームレンズは、物体側（撮像装置１の正面側）から順に、レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４からなる第１レンズ群Ｇ１と、レンズＬ５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８からなる第２レンズ群（ズーム(バリエータ)用レンズ）Ｇ２と、レンズＬ９，Ｌ１０からなる第３レンズ群Ｇ３と、レンズＬ１１，Ｌ１２からなる第４レンズ群（補正レンズ）Ｇ４と、レンズＬ１３，Ｌ１４からなる第５レンズ群（フォーカス用レンズ）Ｇ５との５群のレンズ構成を有している。また、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には絞りＳＰが配置されている。なお、上記ズームレンズの構成については、上述した５群１４枚のレンズ構成に限らず、そのレンズの枚数や組み合わせなどを適宜変更して実施することが可能である。
【００２７】
また、撮像装置１は、これら複数のレンズＬ１〜Ｌ１４（ズームレンズ）によって結像された被写体の像を、鏡筒本体２の後端側に取り付けられたＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal-oxide Semiconductor)センサなどの撮像素子ＩＰで受像し、この撮像素子ＩＰが受像した光を光電変換して電気信号として出力し、被写体の像に対応したデジタル画像を生成することが可能となっている。
【００２８】
なお、このような撮像装置１は、例えば、デジタルビデオカメラや、デジタルスチルカメラ、監視カメラなどに適用することができる。そして、この撮像装置１では、生成されたデジタル画像（動画又は静止画）を、例えばＨＤＤ(Hard Disk Drive)やメモリカード、光ディスク、磁気テープなどの記録媒体に記録することが可能である。
【００２９】
鏡筒本体２は、光軸の前後方向において３分割された前部鏡筒３と中間鏡筒４と後部鏡筒５とを有している。また、中間鏡筒４と後部鏡筒５との間には、上記絞りＳＰの開口を調整する絞り調整機構６と、上記補正レンズＧ４を光軸と直交する方向に変位駆動する手振れ補正機構７とが一体化された保持ユニット８が配置されている。
【００３０】
このうち、前部鏡筒３は、上記第１レンズ群Ｇ１を内側に保持した状態で、中間鏡筒４の前面側に位置決め固定されている。具体的に、この前部鏡筒３の背面側には、中間鏡筒４に対して位置決めされる複数の位置決め孔３ａと、中間鏡筒４にネジ止めされるネジ（図示せず。）を貫通させる複数の貫通孔３ｂとが形成されている。一方、中間鏡筒４の正面側には、これら複数の位置決め孔３ａが係合される位置決め突起４ａと、これら複数の貫通孔３ｂを貫通したネジが螺合される複数のネジ穴４ｂとが形成されている。
【００３１】
そして、この前部鏡筒３は、位置決め孔３ａに位置決め突起４ａが係合されることによって、中間鏡筒４に対して位置決めされると共に、貫通孔３ｂを通してネジ穴４ｂにネジが螺合されることによって、中間鏡筒４の正面側に固定されている。
【００３２】
一方、後部鏡筒５は、保持ユニット８を介して中間鏡筒４の背面側に位置決め固定されている。具体的に、この後部鏡筒５の正面側には、保持ユニット８に対して位置決される複数の位置決め突起５ａと、中間鏡筒４にネジ止めされるネジ（図示せず。）を貫通させる複数の貫通孔５ｂとが形成されている。一方、保持ユニット８（手振れ補正機構７）の背面側には、これら複数の位置決め突起５ａが係合される位置決め穴（図示せず。）と、これら複数の貫通孔５ｂを貫通したネジを貫通させる複数の貫通孔８ａとが形成されている。また、中間鏡筒４の背面側には、これら複数の貫通孔５ｂ，８ａを貫通したネジが螺合される複数のネジ穴（図示せず。）が形成されている。
【００３３】
そして、この後部鏡筒５は、位置決め突起５ａが保持ユニット８の位置決め穴に係合されることによって、保持ユニット８に対して位置決めされると共に、貫通孔５ｂ，８ａを通して中間鏡筒４のネジ穴にネジが螺合されることによって、保持ユニット８を挟み込んだ状態で中間鏡筒４の背面側に固定されている。
【００３４】
中間鏡筒４の内側には、ズーム用レンズＧ２を保持するズーム用レンズ保持部材９と、このズーム用レンズ保持部材９を光軸方向にスライド可能に支持する一対のガイド軸１０ａ，１０ｂと、これら一対のガイド軸１０ａ，１０ｂに沿ってズーム用レンズ保持部材９を光軸方向に変位駆動するズーム用レンズ駆動機構１１と、このズーム用レンズ駆動機構１１の初期リセット位置を設定するズーム用リセットスイッチ１２とが設けられている。
【００３５】
ズーム用レンズ保持部材９は、ズーム用レンズＧ２を内側に保持する保持枠１３と、一方のガイド軸１０ａが挿通されるガイド孔１４ａが形成された第１の支持部１４と、他方のガイド軸１０ｂが係合されるガイド溝１５ａが形成された第２の支持部１５とを有している。また、第１の支持部１４と第２の支持部１５とは、保持枠１３の外周部においてズーム用レンズＧ２の光軸を挟んで相対向する位置に設けられている。
【００３６】
一対のガイド軸１０ａ，１０ｂは、それぞれの両端部が前部鏡筒３と保持ユニット８（絞り調整機構６）との間で固定支持されることによって、中間鏡筒４の内側に光軸と平行な状態で取り付けられている。そして、ズーム用レンズ保持部材９は、第１の支持部１４のガイド孔１４ａに一方のガイド軸１０ａが挿通され、第２の支持部１５のガイド溝１５ａに他方のガイド軸１０ｂが係合されることによって、これら一対のガイド軸１０ａ，１０ｂに沿った方向（光軸方向）にスライド可能に支持されている。
【００３７】
また、一対のガイド軸１０ａ，１０ｂは、外部からの振動等によってズーム用レンズ保持部材９にガタツキが発生することを抑制するため、このズーム用レンズ保持部材９の第１の支持部１４と第２の支持部１５とを結ぶ直線が重力方向（鉛直方向）に対して略４５゜傾けられた状態となるように配置されている。
【００３８】
ズーム用レンズ駆動機構１１は、ズーム用レンズ保持部材９に取り付けられたラック部材１６と噛合されるリードスクリュー１７と、このリードスクリュー１７を回転駆動するズーム用ステッピングモータ１８とを有している。
【００３９】
リードスクリュー１７は、ズーム用ステッピングモータ１８の駆動軸と一体に形成されており、一端と他端との間がブラケット１９により支持されている。このブラケット１９は、両端部が同一方向に折り曲げられた平板部材からなり、一端にリードスクリュー１７を貫通させた状態でズーム用ステッピングモータ１８が固定され、他端に設けられた軸受にリードスクリュー１７の先端が軸支されることによって、このリードスクリュー１７を軸周りに回転自在に支持している。
【００４０】
また、このブラケット１９には、中間鏡筒４に対して位置決めされる複数の位置決め孔１９ａと、中間鏡筒４にネジ止めされるネジ（図示せず。）を貫通させる複数の貫通孔１９ｂとが形成されている。一方、中間鏡筒４には、これら複数の位置決め孔１９ａが係合される位置決め突起４ｃと、これら複数の貫通孔１９ｂを貫通したネジが螺合される複数のネジ穴（図示せず。）と、リードスクリュー１７を光軸と平行な状態で内部に挿入するための挿入口４ｄとが形成されている。
【００４１】
そして、このズーム用レンズ駆動機構１１は、中間鏡筒４の挿入口４ｄからリードスクリュー１７を内部に挿入し、このリードスクリュー１７をラック部材１６に噛合させた状態で、ブラケット１９の貫通孔１９ｂを通してネジを中間鏡筒４のネジ孔に螺合することによって、中間鏡筒４の側面側に取り付けられている。
【００４２】
これにより、ズーム用レンズ駆動機構１１では、ズーム用ステッピングモータ１８がリードスクリュー１７を回転駆動しながら、このリードスクリュー１７と噛合されたラック部材１６を介してズーム用レンズ保持部材９を光軸方向に変位駆動することが可能となっている。
【００４３】
ズーム用リセットスイッチ１２は、ズーム用レンズ保持部材９に設けられた突出部２０を検知するセンサ２１と、このセンサ２１を保持する基板２２とを有している。また、基板２２には、中間鏡筒４に対して位置決めされる複数の位置決め孔２２ａと、中間鏡筒４にネジ止めされるネジ（図示せず。）を貫通させる複数の貫通孔２２ｂとが形成されている。一方、中間鏡筒４には、これら複数の位置決め孔２２ａが係合される位置決め突起４ｅと、これら複数の貫通孔２２ｂを貫通したネジが螺合される複数のネジ穴４ｆと、センサ２１を内部に挿入するための挿入口４ｇとが形成されている。
【００４４】
そして、このズーム用リセットスイッチ１２は、中間鏡筒４の開口部４ｇからセンサ２１を内部に挿入した状態で、基板２２の位置決め孔２２ａに中間鏡筒４の位置決め突起４ｅを係合させると共に、基板２２の貫通孔２２ｂを通してネジを中間鏡筒４のネジ孔４ｆに螺合することによって、中間鏡筒４の側面側に取り付けられている。
【００４５】
ズーム用リセットスイッチ１２は、ズーム用レンズ保持部材９の移動に伴って、センサ２１に形成された溝部２１ａの内側をズーム用レンズ保持部材９の突出部２０が通過する仕組みとなっている。そして、このズーム用リセットスイッチ１２では、センサ２１によって溝部２１ａの内側に突出部２０が位置する遮光状態と、溝部２１ａの内側に突出部２０が位置しない透過状態とを検知することが可能となっている。また、ズーム用リセットスイッチ１２では、センサ２１によって遮光状態と透過状態との切り替わりを検知することで、上記ズーム用ステッピングモータ１８の初期リセット位置を設定することが可能となっている。
【００４６】
後部鏡筒５の内側には、フォーカス用レンズＧ５を保持するフォーカス用レンズ保持部材２３と、このフォーカス用レンズ保持部材２３を光軸方向にスライド可能に支持する一対のガイド軸２４ａ，２４ｂと、これら一対のガイド軸２４ａ，２４ｂに沿ってフォーカス用レンズ保持部材２３を光軸方向に変位駆動するフォーカス用レンズ駆動機構２５と、このフォーカス用レンズ駆動機構２５の初期リセット位置を設定するフォーカス用リセットスイッチ２６とが設けられている。
【００４７】
フォーカス用レンズ保持部材２３は、フォーカス用レンズＧ５を保持する保持枠２７と、一方のガイド軸２４ａが挿通されるガイド孔２８ａが形成された第１の支持部２８と、他方のガイド軸２４ｂが係合されるガイド溝２９ａが形成された第２の支持部２９とを有している。また、第１の支持部２８と第２の支持部２９とは、保持枠２７の外周部においてフォーカス用レンズＧ５の光軸を挟んで相対向する位置に設けられている。
【００４８】
一対のガイド軸２４ａ，２４ｂは、それぞれの両端部が後部鏡筒５と保持ユニット８（手振れ補正機構７）との間で固定支持されることによって、後部鏡筒４の内側に光軸と平行な状態で取り付けられている。そして、フォーカス用レンズ保持部材２３は、第１の支持部２８のガイド孔２８ａに一方のガイド軸２４ａが挿通され、第２の支持部２９のガイド溝２４ａに他方のガイド軸２４ｂが係合されることによって、これら一対のガイド軸２４ａ，２４ｂに沿った方向（光軸方向）にスライド可能に支持されている。
【００４９】
また、一対のガイド軸２４ａ，２４ｂは、外部からの振動等によってフォーカス用レンズ保持部材２３にガタツキが発生することを抑制するため、このフォーカス用レンズ保持部材２３の第１の支持部２８と第２の支持部２９とを結ぶ直線が重力方向（鉛直方向）に対して略４５゜傾けられた状態となるように配置されている。
【００５０】
また、一対のガイド軸２４ａ，２４ｂと一対のガイド軸１０ａ，１０ｂとは、外部からの振動等による影響を少なくするため、上記ズーム用レンズ保持部材９の第１の支持部１４と第２の支持部１５とを結ぶ直線と、フォーカス用レンズ保持部材２３の第１の支持部２８と第２の支持部２９とを結ぶ直線とが光軸と直交する面内で交差する配置関係となっている。
【００５１】
フォーカス用レンズ駆動機構２５は、フォーカス用レンズ保持部材２３に取り付けられたラック部材３０と噛合されるリードスクリュー３１と、このリードスクリュー３１を回転駆動するフォーカス用ステッピングモータ３２とを有している。
【００５２】
リードスクリュー３１は、フォーカス用ステッピングモータ３２の駆動軸と一体に形成されており、一端と他端との間がブラケット３３により支持されている。このブラケット３３は、両端部が同一方向に折り曲げられた平板部材からなり、一端にリードスクリュー３１を貫通させた状態でフォーカス用ステッピングモータ３２が固定され、他端に設けられた軸受にリードスクリュー３１の先端が軸支されることによって、このリードスクリュー３１を軸周りに回転自在に支持している。
【００５３】
また、このブラケット３３には、後部鏡筒５に対して位置決めされる複数の位置決め孔３３ａと、後部鏡筒５にネジ止めされるネジ（図示せず。）を貫通させる複数の貫通孔３３ｂとが形成されている。一方、後部鏡筒５には、これら複数の位置決め孔３３ａが係合される位置決め突起（図示せず。）と、これら複数の貫通孔３３ｂを貫通したネジが螺合される複数のネジ穴（図示せず。）と、リードスクリュー３１を光軸と平行な状態で内部に挿入するための挿入口（図示せず。）とが形成されている。
【００５４】
そして、このフォーカス用レンズ駆動機構２５は、後部鏡筒５の挿入口からリードスクリュー３１を内部に挿入し、このリードスクリュー３１をラック部材３０に噛合させた状態で、ブラケット３３の貫通孔３３ｂを通してネジを中間鏡筒４のネジ孔に螺合することによって、後部鏡筒５の側面側に取り付けられている。
【００５５】
これにより、フォーカス用レンズ駆動機構２５では、フォーカス用ステッピングモータ３２がリードスクリュー３１を回転駆動しながら、このリードスクリュー３１と噛合されたラック部材３０を介してフォーカス用レンズ保持部材２３を光軸方向に変位駆動することが可能となっている。
【００５６】
フォーカス用リセットスイッチ２６は、フォーカス用レンズ保持部材２３に設けられた突出部３４を検知するセンサ３５と、このセンサ３５を保持する基板３６とを有している。また、基板３６には、後部鏡筒５に対して位置決めされる複数の位置決め孔３６ａと、後部鏡筒５にネジ止めされるネジ（図示せず。）を貫通させる複数の貫通孔３６ｂとが形成されている。一方、後部鏡筒５には、これら複数の位置決め孔３６ａが係合される位置決め突起（図示せず。）と、これら複数の貫通孔３６ｂを貫通したネジが螺合される複数のネジ穴（図示せず。）と、センサ３５を内部に挿入するための挿入口５ｃとが形成されている。
【００５７】
そして、このズーム用リセットスイッチ２６は、後部鏡筒５の開口部５ｃからセンサ３５を内部に挿入した状態で、基板３６の位置決め孔３６ａに後部鏡筒５の位置決め突起を係合させると共に、基板３６の貫通孔３６ｂを通してネジを後部鏡筒５のネジ孔に螺合することによって、後部鏡筒５の側面側に取り付けられている。
【００５８】
フォーカス用リセットスイッチ２６は、フォーカス用レンズ保持部材２３の移動に伴って、センサ３５に設けられた溝部３５ａの内側をフォーカス用レンズ保持部材２３の突出部３４が通過する仕組みとなっている。そして、このフォーカス用リセットスイッチ２６では、センサ３５によって溝部３５ａの内側に突出部３４が位置する遮光状態と、溝部３５ａの内側に突出部３４が位置しない透過状態とを検知することが可能となっている。また、フォーカス用リセットスイッチ２６では、センサ３５によって遮光状態と透過状態との切り替わりを検知することで、上記フォーカス用ステッピングモータ３２の初期リセット位置を設定することが可能となっている。
【００５９】
絞り調整機構６は、一対のシャッタ部材３７ａ，３７ｂと、これら一対のシャッタ部材３７ａ，３７ｂを鉛直方向において互いに逆向きにスライド自在に支持すると共に、開口部３８ａが形成された支持部材３８と、一対のシャッタ部材３７ａ，３７ｂを互いに逆向きに変位駆動するガルバノメータ等からなる駆動モータ３９とを有している。
【００６０】
この絞り調整機構６では、駆動モータ３９の駆動によって一対のシャッタ部材３７ａ，３７ｂをスライドさせながら、これら一対のシャッタ部材３７ａ，３７ｂによって開口部３８ａの遮蔽される領域を変化させることで、上記絞りＳＰの開口を調節することが可能となっている。
【００６１】
手振れ補正機構７は、第４レンズ群Ｇ４を内側に保持する保持枠４０と、この保持枠４０を光軸と直交する面内で移動可能に支持する支持枠４１と、この支持枠４１に対して保持枠４０を光軸と直交する方向に変位駆動するためのピエゾ素子（ＰＺＴ）等からなる振動アクチュエータ４２とを有している。
【００６２】
この手振れ補正機構では、振動アクチュエータ４２によって保持枠４０を支持枠４１に対して、補正レンズＧ４の光軸と直交する面内において互いに直交するヨーイング(水平)方向とピッチング(鉛直)方向とに変位駆動しながら、手振れ等に起因した画像の振れを光学的に補正することが可能となっている。
【００６３】
撮像素子ＩＰは、前面側に光学フィルタ４３が配置された状態で、配線基板４４上に実装されている。光学フィルタ４３は、例えば、近赤外光が撮像素子ＩＰに到達しないようにするための赤外カットフィルタや、撮像素子ＩＰに向かう光から特定の空間周波数成分を取り出すためのローパスカットフィルタ、又はこれらのフィルタが貼り合わされたものなどからなる。
【００６４】
この光学フィルタ４３は、配線基板４４上において撮像素子ＩＰの周囲を囲むように配置された支持部材４５を介して撮像素子ＩＰの前面に取り付けられている。また、撮像素子ＩＰが実装された配線基板４４は、保持板４６に取り付けられている。そして、撮像素子ＩＰは、この保持板４６を介して後部鏡筒５の背面側に取り付けられている。
【００６５】
具体的に、保持板４６には、後部鏡筒５にネジ止めされるネジ（図示せず。）を貫通させる複数の貫通孔４６ａが形成されている。一方、後部鏡筒５の背面側には、これら複数の貫通孔４６ａを貫通したネジが螺合される複数のネジ穴（図示せず。）と、光学フィルタ４３、支持部材４５、撮像素子ＩＰ及び配線基板４４を内側に位置させるための凹部５ｄとが形成されている。そして、この撮像素子ＩＰは、保持板４６の貫通孔４６ａを通してネジを後部鏡筒５のネジ孔に螺合することによって、後部鏡筒５の背面側に取り付けられている。
【００６６】
以上のような構造を有する撮像装置１では、ズーム用レンズＧ２を光軸方向に移動させることによって変倍（ズーミング）を行いながら、複数のレンズＬ１〜Ｌ１４により結像された被写体の像面と撮像素子ＩＰの受光面とが一致するように、フォーカス用レンズＧ５を光軸方向に移動させることによって合焦（フォーカシング）を行う。これにより、複数のレンズＬ１〜Ｌ１４により結像された被写体の像面と撮像素子ＩＰの受光面とを一致させたまま、焦点距離を連続的に変化させることができる。
【００６７】
例えば、図３に示すワイド端位置では、ズーム用レンズＧ２を最も前面側（ワイド端）に位置させることによって、撮像素子ＩＰの受光面に結像される被写体の像を最も広角（ワイド）とすることができる。
【００６８】
一方、図４に示すテレ端位置では、ズーム用レンズＧ２を最も背面側（テレ端）に位置させることによって、撮像素子ＩＰの受光面に結像される被写体の像を最も望遠（テレ）とすることができる。
【００６９】
また、この撮像装置１では、補正用レンズＧ４を光軸と直交する方向に移動させることによって、手振れ等に起因した像振れを打ち消す（キャンセル）することができる。
【００７０】
そして、この撮像装置１では、複数のレンズＬ１〜Ｌ１４により結像された被写体の像を撮像素子ＩＰで受像し、この撮像素子ＩＰから出力される電気信号を処理することで、被写体の像に対応したデジタル画像データを生成することができる。
【００７１】
ところで、本発明を適用した撮像装置１では、図６のグラフに示すように、上記ズーム用ステッピングモータ１８と上記フォーカス用ステッピングモータ３２との初期リセット位置Ｒが、上記ズーム用レンズＧ２と上記フォーカス用レンズＧ５との合焦時における相対な位置関係を示すズームトラッキング曲線Ｓの変曲点と合致する位置に設定されている。
【００７２】
具体的に、この図６に示すグラフは、上記図７に示すグラフと同様に、横軸にズーム用レンズＧ２の広角(Ｗｉｄｅ)端から望遠(Ｔｅｌｅ)端までの位置と、縦軸にフォーカス用レンズＧ５の至近端点から無限端点まで位置とを示し、ズームトラッキング曲線Ｓは、広角(ワイド)端と望遠(テレ)端との間でズーム用レンズＧ２を変倍したときのフォーカス用レンズＧ５が合焦する位置を表している。
【００７３】
上記撮像装置１では、このズームトラッキング曲線Ｓの線上で合焦状態が維持されることから、上述したズーム用ステッピングモータ１８及びフォーカス用ステッピングモータ３２により駆動されるズーム用レンズＧ２とフォーカス用レンズＧ５との位置情報として、このズームトラッキング曲線Ｓをステッピングモータ１８，３２の制御回路（図示せず。）に予め記憶させている。
【００７４】
そして、上記撮像装置１では、この記憶されたズームトラッキング曲線Ｓを正確にトレースさせるため、電源投入毎に、上記ズーム用ステッピングモータ１８と上記フォーカス用ステッピングモータ３２との初期リセット位置Ｒを設定するリセット動作を行っている。
【００７５】
ここで、上記撮像装置１では、ズーム用リセットスイッチ１２における遮光状態と透過状態との切り替わり位置と、フォーカス用リセットスイッチ２６における遮光状態と透過状態との切り替わり位置とが、ズームトラッキング曲線Ｓの変曲点と合致するように、上記突出部２０，３４の軸線方向の長さと、上記センサ２１，３５の位置が設定されている。
【００７６】
すなわち、上記撮像装置１では、図５に示す初期リセット位置において、ズーム用リセットスイッチ１２は、遮光状態と透過状態との切り替わりとなり、フォーカス用リセットスイッチ２６は、遮光状態と透過状態との切り替わりとなっている。
【００７７】
これより、上述した図６のグラフに示す上記ズーム用ステッピングモータ１８と上記フォーカス用ステッピングモータ３２との初期リセット位置Ｒを、ズームトラッキング曲線Ｓの変曲点と合致する位置に設定することができる。
【００７８】
なお、上記撮像装置１では、図３に示すワイド端位置において、ズーム用リセットスイッチ１２は、透過状態となり、フォーカス用リセットスイッチ２６は、透過状態となっている。一方、上記撮像装置１では、図４に示すテレ端位置において、ズーム用リセットスイッチ１２は、遮光状態となり、フォーカス用リセットスイッチ２６は、透過状態となっている。
【００７９】
上記撮像装置１のリセット動作については、上記撮像装置１に電源が投入されると、上記ズーム用リセットスイッチ１２の状態と、上記フォーカス用リセットスイッチ２６の状態から、上記ズーム用レンズＧ２と上記フォーカスレンズＧ５との位置を判別する。
【００８０】
具体的に、ズーム用リセットスイッチ１２が透過状態にある場合は、上記ズーム用レンズＧ２がワイド側にあると判断し、上記ズーム用レンズ駆動機構１１による上記ズーム用レンズＧ２のテレ側への移動を開始する。一方、ズーム用リセットスイッチ１２が遮光状態にある場合は、上記ズーム用レンズＧ２がテレ側にあると判断し、上記ズーム用レンズ駆動機構１１による上記ズーム用レンズＧ２のワイド側への移動を開始する。
【００８１】
同様に、フォーカス用リセットスイッチ２６が透過状態にある場合は、上記フォーカス用レンズＧ５が無限側にあると判断し、上記フォーカス用レンズ駆動機構２５による上記フォーカス用レンズＧ５の至近側への移動を開始する。一方、フォーカス用リセットスイッチ２６が遮光状態にある場合は、上記フォーカス用レンズＧ５が至近側にあると判断し、上記フォーカス用レンズ駆動機構２５による上記フォーカス用レンズＧ５の無限側への移動を開始する。
【００８２】
そして、ズーム用リセットスイッチ１２は、透過状態と遮光状態との切り替わりを検出した位置で、上記ズーム用レンズ駆動機構１１による上記ズーム用レンズＧ２の移動を停止する。同様に、フォーカス用リセットスイッチ２６は、透過状態と遮光状態との切り替わりを検出した位置で、上記フォーカス用レンズ駆動機構２５による上記フォーカス用レンズＧ５の移動を停止する。
【００８３】
上記撮像装置１では、以上のようなリセット動作によって、上記ズーム用ステッピングモータ１８と上記ズーム用リセットスイッチ３２との初期リセット位置Ｒを設定することができ、その後は、上述した図６に示すズームトラッキング曲線Ｓに基づいて、これらステッピングモータ１８，３２がズーム用レンズＧ２とフォーカス用レンズＧ５との駆動を行うことで、合焦状態を維持したまま変倍動作を正確に行うことが可能となる。
【００８４】
ここで、上記図６のグラフに示すように、ズームトラッキング曲線Ｓ上に初期リセット位置Ｒ’を設定した場合でも、リセットスイッチ１２，２６の取付位置に約±０．２ｍｍ程度の誤差Ｘが生じると、この初期リセット位置Ｒ’は、ズームトラッキング曲線Ｓ上から位置ズレＹ’が大きくなるため、リセット動作が完了し時点で出力される画像には、微小なボケが発生してしまう。
【００８５】
これに対して、本発明では、上記ズーム用ステッピングモータ１８と上記フォーカス用ステッピングモータ３２との初期リセット位置Ｒを、ズームトラッキング曲線Ｓの変曲点と合致する位置に設定することで、上述したリセットスイッチ１２，２６の取付位置に誤差Ｘが生じた場合でも、初期リセット位置Ｒのズームトラッキング曲線上からの位置ズレＹを、上記リセット動作が完了した後に合焦動作を行う必要ないレベルにまで縮小化できる。
【００８６】
すなわち、ズームトラッキング曲線Ｓ上の傾斜を有する位置に初期リセット位置Ｒ’を設定した場合には、リセットスイッチ１２，２６の取付位置の誤差Ｘに伴い、初期リセット位置Ｒ’のズームトラッキング曲線Ｓ上からの位置ズレＹが大きくなる。一方、ズームトラッキング曲線Ｓの変曲点付近は傾斜が緩いため、初期リセット位置Ｒのズームトラッキング曲線Ｓ上からの位置ズレＹをほとんど無視できる程度まで縮小化（Ｙ＜Ｙ’）できる。したがって、後者の場合は、前者の場合に比べて、ボケの発生程度は微小であり、またオートフォーカスによるピントの取り直し時間も短くすることが可能である。
【００８７】
例えば、上記図６に示すグラフにおいて、ズームトラッキング曲線Ｓの変曲点にある初期リセット位置Ｒの座標を（19.3121，1.95776）とした場合、ズーム用リセットスイッチ１６の取付位置がワイド側に約０．２ｍｍずれて、その座標が（19.1192，1.96332）となった場合、その誤差は0.00556ｍｍとなる。逆に、ズーム用リセットスイッチ１６の取付位置がテレ側に約０．２ｍｍずれて、その座標が（19.505，1.96706）となった場合、その誤差は0.00093ｍｍとなる。したがって、何れの場合も誤差は１０μｍ以内であり、大きなボケを発生させない程度に抑えられている。
【００８８】
以上のように、本発明を適用した撮像装置１では、リセット動作にかかる時間を短縮しながら、このリセット動作が完了した後に、直ちにピントの合った画像を出力することが可能である。
【００８９】
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本発明を適用した撮像装置では、上記リセット動作を電源遮断(ＯＦＦ)時に行うことも可能である。この場合、電源投入時のリセット動作において、ズーム用リセットスイッチ１２は、遮光状態と透過状態との切り替わりとなり、フォーカス用リセットスイッチ２６は、遮光状態と透過状態との切り替わりとなるため、上記ズーム用ステッピングモータ１８と上記ズーム用リセットスイッチ３２との初期リセット位置Ｒを直ちに設定することができる。したがって、電源投入時のリセット動作にかかる時間を更に短縮して、このリセット動作が完了した後に、直ちにピントの合った画像を出力することが可能となる。
【００９０】
なお、上記ズーム用及びフォーカス用レンズ駆動機構１１，２５では、何れもステッピングモータ１８，３２を用いた構成となっているが、それ以外にも上記リセット動作が必要な駆動モータを採用した場合に、本発明を好適に用いることが可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１…撮像装置 ２…鏡筒本体 ３…前部鏡筒 ４…中間鏡筒 ５…後部鏡筒 ６…絞り調整機構 ７…手振れ補正機構 ８…保持ユニット ９…ズーム用レンズ保持部材 １０ａ，１０ｂ…ガイド軸 １１…ズーム用レンズ駆動機構 １２…ズーム用リセットスイッチ １８…ズーム用ステッピングモータ ２０…突出部 ２１…センサ ２３…フォーカス用レンズ保持部材 ２４ａ，２４ｂ…ガイド軸 ２５…フォーカス用レンズ駆動機構 ２６…フォーカス用リセットスイッチ ３２…フォーカス用ステッピングモータ ３４…突出部 ３５…センサ Ｌ１〜Ｌ１４…レンズ Ｇ１…第１レンズ群 Ｇ２…第２レンズ群（ズーム用レンズ） Ｇ３…第３レンズ群 Ｇ４…第４レンズ群（補正レンズ） Ｇ５…第５レンズ群（フォーカス用レンズ） ＳＰ…絞り ＩＰ…撮像素子 Ｓ…ズームトラッキング曲線 Ｒ…初期リセット位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ズーミング用レンズとフォーカス用レンズとを含む複数のレンズと、
前記複数のレンズが光軸方向に並んで配置された鏡筒本体と、
前記ズーミング用レンズを保持するズーム用レンズ保持部材と、
前記フォーカス用レンズを保持するフォーカス用レンズ保持部材と、
前記ズーム用レンズ保持部材を光軸方向に変位駆動するズーム用レンズ駆動機構と、
前記フォーカス用レンズ保持部材を光軸方向に変位駆動するフォーカス用レンズ駆動機構と、
前記ズーム用レンズ駆動機構の初期リセット位置を設定するズーム用リセットスイッチと、
前記フォーカス用レンズ駆動機構の初期リセット位置を設定するフォーカス用リセットスイッチとを備え、
前記ズーム用レンズ駆動機構と前記フォーカス用レンズ駆動機構との初期リセット位置が、前記ズーム用レンズと前記フォーカス用レンズとの合焦時における相対な位置関係を示すズームトラッキング曲線の変曲点と合致する位置に設定されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記ズーム用レンズ駆動機構と前記フォーカス用レンズ駆動機構とにより前記ズーム用レンズ保持部材と前記フォーカス用レンズ保持部材とを初期リセット位置に移動させるリセット動作を電源投入時に行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記リセット動作を電源遮断時に行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記複数のレンズにより結像された被写体の像を撮像する撮像素子を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項１】
ズーミング用レンズとフォーカス用レンズとを含む複数のレンズと、
前記複数のレンズが光軸方向に並んで配置された鏡筒本体と、
前記ズーミング用レンズを保持するズーム用レンズ保持部材と、
前記フォーカス用レンズを保持するフォーカス用レンズ保持部材と、
前記ズーム用レンズ保持部材を光軸方向に変位駆動するズーム用レンズ駆動機構と、
前記フォーカス用レンズ保持部材を光軸方向に変位駆動するフォーカス用レンズ駆動機構と、
前記ズーム用レンズ駆動機構の初期リセット位置を設定するズーム用リセットスイッチと、
前記フォーカス用レンズ駆動機構の初期リセット位置を設定するフォーカス用リセットスイッチとを備え、
前記ズーム用レンズ駆動機構と前記フォーカス用レンズ駆動機構との初期リセット位置が、前記ズーム用レンズと前記フォーカス用レンズとの合焦時における相対な位置関係を示すズームトラッキング曲線の変曲点と合致する位置に設定されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記ズーム用レンズ駆動機構と前記フォーカス用レンズ駆動機構とにより前記ズーム用レンズ保持部材と前記フォーカス用レンズ保持部材とを初期リセット位置に移動させるリセット動作を電源投入時に行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記リセット動作を電源遮断時に行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記複数のレンズにより結像された被写体の像を撮像する撮像素子を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１３３１１４（Ｐ２０１２−１３３１１４Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８４９７６（Ｐ２０１０−２８４９７６）
【出願日】平成２２年１２月２１日（２０１０．１２．２１）
【出願人】（５９８０４５０５８）株式会社サムスン横浜研究所 (294)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２１日（２０１０．１２．２１）
【出願人】（５９８０４５０５８）株式会社サムスン横浜研究所 (294)
【Ｆターム（参考）】
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