JP2004184734A - レンズ鏡胴 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単でかつ安価な機構を用いながら高精度駆動制御が行えるズーム鏡胴を提供する。
【解決手段】レンズ鏡胴１は、先頭のレンズユニット８１を固定する直進部材４００は、シャッターユニット１３０を固定しかつ、前記電気信号を出力する出力部９１を備え、当該直進部材４００を挿入して相対回転自在に結合し当該直進部材４００と共に軸方向に一体的に移動する回転部材４１０は、所定のパターン１１ｂ〜１７ｂを有するパターン部９２を前記出力部に直接対向するように備える。直進部材４００が駆動するとき、回転部材４１０は直進部材４００の周りを軸中心に回転し、出力部９１は、直接位置関係が定められたパターン部９２に連働し、位置信号を高精度に出力する。また、シャッターユニット１３０と出力部はその相対位置を変化させることなく一体的に駆動し、基板１４０の構成が容易となる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ鏡胴に関し、さらに詳しくは、ズームフォーカス機構を採用したズームレンズ鏡胴の駆動量を検知するための手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カメラ本体から繰り出すレンズ鏡胴が種々提案されている。このレンズ鏡胴は、カメラ本体からの繰り出し量により、撮影レンズを移動させ、焦点距離の調整やフォーカシングの処理を行うようにしているものが多い。したがって、上記のレンズ鏡胴において、繰り出し量を正確に制御することが求められており、このための機構が種々提案されている。
【０００３】
従来のレンズ鏡胴では、例えば、特開平１１−１２５７６０号公報（特許文献１）に開示されるように、カメラ本体に固定される固定部材とカメラ本体から繰り出す筒状部材との間において、公知の手段であるフォトリフレクタや基板などの検知手段を用いてズームポジションごとに基準となるパルスを発生させることによって駆動検知を行う技術が提案されている。
【０００４】
しかし、上記構成のレンズ鏡胴では、撮影レンズの位置を直接的に決定する部材と検知手段が設けられている部材との間に複数の他の部材が介在しており、検知手段により検知された位置関係は、直接撮影レンズの位置を決定するものではない。すなわち、検知手段により検知された位置情報は、レンズ鏡胴の駆動において撮影レンズを駆動させる部材の位置を示しているにすぎないため、必要な撮影レンズの位置精度が得られないという問題があった。
【０００５】
また、上記構成より高精度化を図るために、フォーカスレンズ枠と直進部材との直進差動も利用してフォーカス駆動時の基準となるパルスを発生させ、ズーミングとフォーカシングとで異なるパルスを駆動基準にとる技術が提案されている。
【０００６】
しかし、非線型に駆動するフォーカス群の光軸方向の駆動を利用しており、１つのパターンで変倍駆動中に複数の信号が発生するため、ズーム位置検出には利用できず、固定筒と直進筒との直進作動を利用した検知手段との併用が必要になったり、駆動制御が複雑になるという問題があった。また、フォーカス群の移動量も限られており、高精度な制御を達成するために十分な分解能を確保することが難しい。また、検知手段としてメカ切片を用いた場合には、その付勢力がカム結合されたレンズ枠に直接加わるため、レンズ群の挙動が不安定になるという問題もあった。
【０００７】
また、レンズの位置を直接決定している部材に検知手段を設けることにより、レンズの位置を精度よく決定することができそうであるが、一般的にこの部材は駆動量が多く検知手段への配線が複雑になるという問題がある。特に、鏡胴の繰り出しに伴って、シャッターユニットと検知手段との間に相対移動がある場合は、配線はより複雑なものとなる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１２５７６０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、簡単でかつ安価な機構を用いながら高精度駆動制御が行えるズーム鏡胴を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成のレンズ鏡胴を提供する。
【００１１】
レンズ鏡胴は、レンズ群を保持する直進部材及び、当該直進部材に対して相対回転自在に結合し、当該直進部材と共に軸方向に一体的に移動する回転部材とからなる対と、前記回転部材と前記直進部材との位置制御のための電気信号を発生する検出手段とを有し、前記検出手段は、互いの相対移動に連動して、互いの相対位置に対応する出力を発生する一対の検出部からなり、前記検出部の一方とシャッターユニットは、前記直進部材に固定され、前記検出部の他方は、前記回転部材に前記検出部の一方に対向して設けられている。
【００１２】
上記構成において、レンズ鏡胴は、レンズ群を保持する直進部材を含む対を繰り出して駆動する。当該対は、他に同様の対を有していてもよい。すなわち、レンズ鏡胴は、対を１つ有する２段繰り出し鏡胴でも、それ以上の対を有する多段繰り出し鏡胴であってもよい。
【００１３】
直進部材は、撮影レンズ、シャッターユニット、検出部の一方とを固定し、互いの相対位置が変わらないように保持する。検出手段としては、フォトリフレクタとパターン部材などの光学的な手段を用いるもの、あるいは、メカ切片とスイッチなどの機械的な手段を用いるものなどを用いることができる。また、直進部材は、回転部材と共に光軸方向に一体的に移動するため、両者の間において光軸方向の位置の変化はない。したがって、検出手段の光軸方向の位置の変化がなく、検出部の一方は他方に対して光軸を中心に回転する方向にのみ移動する。
【００１４】
上記構成によれば、レンズと一体的に移動する直進部材と、当該直進部材と一体的に移動する回転部材との間において、特に他の部材を介在することなく直接係合する部材間に設けられた検出機構により行われているため、検出精度を高くすることができる。また、部材間の相対回転を用いるため、回転角度を変更することで容易に検出精度が調整することができる。すなわち、回転角を大きくすることにより検出精度を向上させることができる。さらに、直進部材は、軸方向に直進移動のみで回転駆動を行わないためにシャッターユニットへの配線を容易に行うことができる。また、シャッターユニットと検出部の一方は、鏡胴が繰り出した場合であっても相対位置が変わることがなく、両者間の配線の取り回しも容易となる。
【００１５】
したがって、上記構成によれば、簡単でかつ安価な機構を用いながら高精度駆動制御が行えるズーム鏡胴を提供することができる。
【００１６】
好ましくは、前記回転部材と前記直進部材は、協働して直進部材に保持されたレンズ群とは別のレンズ群を駆動させるカム機構を備え、２つのレンズ群を相対移動させる。上記構成によれば、異なる２つのレンズ群を他の部材を介在することなく、直接係合する部材間に設けらた検出機構により位置検出を行うため、各レンズ群の絶対位置だけでなく相対位置の検出精度を高くすることができる。
【００１７】
好ましくは、前記レンズ鏡胴は、各レンズ群がそれぞれ、複数のフォーカシング領域と複数のズーミング領域とを交互に含む１本のズーム線上を移動し、フォーカシング領域ごとに決定されたズーム停止位置を備える同一焦点距離区間を複数備え、各同一焦点距離区間におけるフォーカシング制御を単一機構で行なうズームフォーカス一体駆動型のズームレンズ鏡胴であって、前記検出部の他方は、前記同一焦点距離区間ごとに異なる幅のパターンを有する。
【００１８】
また、上記構成において、好ましくは、前記検出部の他方は、沈胴位置と前記各同一焦点距離区間とで異なる幅のパターンを有している。
【００１９】
上記各構成において、各レンズ群の移動位置、特にレンズ群の相対位置精度が要求されるズームフォーカス鏡胴を高精度で駆動制御できる。また、ズームフォーカス鏡胴は、複数の同一焦点距離区間を有するため、どの同一焦点距離区間であるかを認識しておくことが好ましい。また、鏡胴収納時においては、鏡胴を沈胴位置にしておくことが望ましい。このため、同一焦点距離区間を示すパターンの幅を変えることにより、撮影レンズが沈胴位置にいるか否か及び、どの同一焦点距離区間に位置するかを検出することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係るズームレンズ鏡胴について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、本発明の位置実施形態に係るズームレンズ鏡胴の組立分解図である。
図２〜図３は、レンズ鏡胴１０をカメラ本体に組み込んだときの断面図である。図２はワイド端状態（焦点距離が最も短い状態）、図３はテレ端状態（焦点距離が最も長い状態）をそれぞれ示す。このズームレンズ鏡胴１０は、図１に示すように、カメラ本体に固定される固定筒１００の後側（被写体とは反対側）から、第１回転部材２１０、第２回転部材３１０、カム環４１０、第１レンズ移動枠４００、第２レンズ枠５００、第２直進部材３００、第１直進部材２００を順に挿入することにより、組み立てることができるようになっている。
【００２２】
ズームレンズ鏡胴１０は、第１回転部材２１０と第１直進部材２００とが第１対となり、第２回転部材３１０と第２直進部材３００とが第２対になり、カム環４１０と第１レンズ移動枠４００とが第３対となり、固定筒１００から３段が繰り出すようになっている。各対の回転部材２１０，３１０，４１０と直進部材２００，３００，４００とはバヨネット結合し、相対回転自在であるが軸方向には相対移動することなく一体的に移動する。
【００２３】
詳しくは、固定筒１００は不図示のカメラ本体に固定され、さらに中空穴を有し、その内周面には、ヘリコイド１０１と、軸方向に延在する複数の直進案内溝（図示なし）とが形成されている。また、外部と中空穴とを径方向に連通する連通穴（図示なし）が形成され、略円柱形のレンズ駆動用の駆動ギヤ１０２が、中空穴の軸と平行に配置されるようになっている。
【００２４】
第１回転部材２１０は、図４に示すように、固定筒１００の中空穴に挿入される略筒状の部材であり、その後端部には、レンズ駆動用の駆動ギヤ１０２と噛合するギア部２１３と、固定筒１００のヘリコイド１０１に係合するヘリコイド２１２とが形成されている。第１回転部材２１０は、駆動ギヤ１０２により回転駆動されると、固定筒１００に対して軸方向に移動するようになっている。第１回転部材２１０の内周面には、ヘリコイド２１１及び、軸方向に延在する複数の直進案内溝２１４とが形成されている。
【００２５】
第２回転部材３１０は、図５に示すように、第１回転部材２１０の内側に挿入される略筒状の部材であり、その後端部には、第１回転部材２１０の直進案内溝２１４に係合する突起３１２が形成される。したがって、第１回転部材２１０と第２回転部材３１０とは、相対回転が阻止され、軸方向移動自在に一体的に回転するようになっている。第２回転部材３１０の内周面には、ヘリコイド３１１と、軸方向に延在する複数の直進案内溝３１３とが形成されている。
【００２６】
カム環４１０は、図６に示すように、第２回転部材３１０の内側に挿入される略筒状の部材であり、その後端部には、第２回転部材３１０の直進案内溝３１３に係合する突起４１２が形成されている。したがって、第２回転部材３１０とカム環４１０とは、相対回転が阻止され、軸方向移動自在に一体的に回転するようになっている。カム環４１０の内周面には、第２レンズ群８２（図２〜図３参照）を駆動する複数のカム溝４１１が設けられている。ズームレンズ鏡胴１０はズームフォーカスレンズであり、各カム溝４１６には、焦点距離を変える部分（ズーミング領域）と合焦位置を変える部分（フォーカシング領域）とが交互に配置されている。
【００２７】
第１レンズ移動枠４００は、図７に示す通り、最も被写体側に配置される第１レンズ群８１（図２参照）を保持するレンズ枠４０３と第２回転部材３１０の内面に付されたヘリコイド３１１と噛合するヘリコイド４０２とを備え、その両者が３本の連結部４０１によって連結されている。連結部４０１は、それぞれが光軸を中心として１２０度の角度をなして設けられている。連結部４０１は、部分的に切り欠かれ、軸方向に延在する直進案内溝４０５及び第２レンズ枠ガイド溝４０４が形成されている。
【００２８】
レンズ枠４０３は第１レンズ群８１（図２参照）を保持するための部材であり、その外径寸法はカム環４１０の内径寸法とほぼ同じに構成されている。第１レンズ移動枠４００は、カム環４１０に挿入され、レンズ枠４０３の先端部に設けられた切り欠き４０７とカム環４１０の先端に設けられている突状部４１３とにより、上述のようにバヨネット結合する。
【００２９】
第１レンズ移動枠４００には、レンズ枠４０３のすぐ撮影者側にシャッターユニット１３０が設けられている。シャッターユニット１３０は、シャッター羽根（図示せず）を備えており、カメラＣＰＵ１１５（図９参照）からの信号を受けてシャッターの開閉を行う。
【００３０】
また、シャッターユニットには、フォトリフレクタ９１が設けられている。このフォトリフレクタ９１は、第１レンズ移動枠４００とカム環４１０とが組み立てられた場合に、カム環４１０の内面に設けられたパターン板９２に対向するように設けられており、そのパターンを検知して第１レンズ移動枠４００に対するカム環４１０の回動量を検出するための基準信号を発信する。図８に示すように、パターン板９２にはそれぞれ幅が異なる複数のパターン１１ｂ〜１７ｂが設けられており、各パターンを識別できるように構成されている。すなわち、カム環４１０が第１レンズ移動枠４００に対して回動すると、パターン板９２がフォトリフレクタ９１上を移動する。パターン板９２に設けられた複数のパターン１１ｂ〜１７ｂによりフォトリフレクタ９１に信号が入力されることで、各パターンがフォトリフレクタ９１上を通過した点をカム環４１０（すなわち、第１回転部材２１０）の回動量の基準位置として把握する。
【００３１】
シャッターユニット１３０及びフォトリフレクタ９１は、フレキシブルプリント基板１４０を介して、カメラ本体の制御回路に接続される。フォトリフレクタは、図７に示すようにシャッターユニット１３０に固定されているため、後述のように第１レンズ移動枠４００が駆動した場合でもその間の距離が変わることがない。よって、フレキシブル基板１４０は、これらの２つの電力を必要とする部材に対して別々に構成する必要がない。
【００３２】
ヘリコイド４０２は、第２回転部材３１０の内面に設けられたヘリコイド３１１とによって、第２回転部材３１０が回動することによって、第１レンズ移動枠４００が第２回転部材の内部を光軸方向に移動する。
【００３３】
第２レンズ枠５００は、第２レンズ群８２（図２参照）を保持するための部材であり、枠本体５０２から３本の腕部５０１が設けられている。３本の腕部５０１は、第２レンズ枠５００が光軸方向に自由に移動可能となるように、第１レンズ移動枠４００の連結部４０１の第２レンズ枠ガイド溝４０４と嵌合する。
【００３４】
第２レンズ枠５００の腕部５０１には、光軸を中心として外向きに伸びる突状のカムフォロア５０６が設けられている。後述するように、第２レンズ枠５００が組み込まれた状態の第１レンズ移動枠４００が、カム環４１０に挿入されると、カムフォロア５０６が、カム環４１０のカム溝４１１と係合する。この状態でカム環４１０が第１レンズ移動枠４００に対して回動すると、第２レンズ枠５００が、カム溝４１１にしたがって光軸方向に移動する。
【００３５】
第２直進部材３００は、ヘリコイド３０２と大略筒状の直進案内部３０１とから構成される。直進案内部３０１は、周方向に部分的に延在し、その端部３０４が溝形状に構成されており、第１レンズ移動枠４００の連結部４０１の外縁に設けられた直進ガイド溝４０５と嵌合する。すなわち、第２直進部材３００の直進案内部３０１は、第１レンズ移動枠４００の連結部４０１の間に形成される空間４０６に嵌り込み、側面同士が摺接する。よって、第２直進部材３００と第１レンズ移動枠４００とは、相対回転が阻止され、軸方向に相対移動するようになっている。直進案内部３０１は３つの部分に分かれているが、その２つには、それぞれ、後側から軸方向前方に向けて途中まで延在する直進ガイド溝３０５が形成されている。
【００３６】
第２直進部材３００の３つの直進案内部のうちの１つ３０３は、第１レンズ移動枠４００に固定されたシャッターユニット１３０のフォトリフレクタ９１に当接する部分には切り欠き３０７が設けられており、第２直進部材３００が奥まで挿入されたときにフォトリフレクタ９１と干渉しないように構成されている。
【００３７】
第２直進部材３００のヘリコイド３０２は、第１レンズ移動枠４００のヘリコイド１０２よりも大径に構成されており、第１回転部材２１０の内面に設けられたヘリコイド２１１と噛合する。したがって、第２回転部材３１０が回動することによって、第１レンズ移動枠が第２回転部材の内部を光軸方向に移動する。
【００３８】
第１直進部材２００は、リング部２０２と、その内径側に軸方向前方に延在する一対の直進案内部２０１とから構成される。直進案内部２０１は、その端部２０４が溝形状に構成されており、第２直進部材３００の直進案内部３０１に形成された直進ガイド溝３０５に挿入され、第２直進部材３００の直進案内部３０１に形成された空間３０６に嵌り込み、その側面２０４が直進ガイド溝３０５の側面に摺接する。よって、第１直進部材２００と第２直進部材３００とは、相対回転が阻止され、軸方向に相対移動するようになっている。
【００３９】
第１直進部材２００のリング部２０２は、その外周面に固定筒１００の直進ガイド溝（図示せず）に係合する複数の突起２０３が形成されており、固定筒１００の内部に光軸方向へスライド可能に嵌合する。
【００４０】
したがって、第１直進部材２００、第２直進部材３００、第１レンズ移動枠４００、第２レンズ枠５００は互いに光軸方向に伸縮してスライド可能であり、かつ、光軸を中心とする回動が阻止された状態で嵌合する。
【００４１】
次に本実施形態に係る鏡胴の動作について説明する。上述したように、第１レンズ移動枠４００とカム環４１０、第２直進部材３００と第２回転部材３１０、第１直進部材２００と第１回転部材２１０とはそれぞれバヨネット結合する。また、第１レンズ移動枠４００、第２レンズ枠５００、第１直進部材２００、第２直進部材３００は、相互の係合及び固定筒１００と第１直進部材２００との係合により、回転せず、軸方向にのみ移動する。また、同様に、直進案内溝２１４，３１３と突起３１２，４１２との係合により、カム環４１０、第２回転部材３１０、第１回転部材２１０は、互いに光軸方向に伸縮するようにスライド可能に構成され、一体的に回転する。
【００４２】
したがって、図２及び図３に示すように、モータ１１３（図９参照）からの駆動力が駆動ギア１０２によって伝達され第１回転部材２１０が光軸を中心に回動すると、これに伴って第２回転部材３１０、カム環４１０も同様に回動する。第１回転部材２１０の回動に伴って、第２直進部材３００は、上述のように回転不可のため、ヘリコイド３０２の作用によって、第２回転部材３１０と共に光軸方向に移動する。同様に第２回転部材３１０の回動に伴って、第１レンズ移動枠４００は、ヘリコイド３０２の作用によって、カム環４１０と共に光軸方向に移動する。
【００４３】
固定筒１００、第１回転部材２１０、第２回転部材３１０にそれぞれ設けられているヘリコイドは、全領域に渡って一定のリード角で形成されているため、第１レンズ移動枠４００の繰り出し量は、第１回転部材２１０の回転角に対して線形となる。
【００４４】
カム環４１０の第１レンズ移動枠４００に対する回動によりカム環内面に設けられたカム溝４１１と第２レンズ枠ガイド溝４０４にしたがって、カムフォロア５０６の作用によって第２レンズ枠５００が光軸方向に移動する。
【００４５】
図２〜図３に示すように、レンズ鏡胴１０の先端（被写体側）には、レンズバリアユニット２０が設けられている。バリアユニットについての機構についての詳細は省略するが、第１レンズ移動枠４００とカム環４１０との回転駆動が沈胴から第１同一焦点距離区間端でのみバリア駆動機構に伝達されることにより、上記沈胴から第１同一焦点距離区間端においてバリアを開閉する。
【００４６】
このように、本実施形態に係る鏡胴１０は、駆動ギア１０２のみの単一の駆動源によって鏡胴１０の伸縮及び第２レンズ群の位置を調整することによるフォーカシング、バリアユニット２０の開閉を行う。すなわち、バリアユニットが十分に開放するだけの駆動量を確保すると共に、適切な焦点距離の検出と当該焦点距離でのフォーカシングの実現のために、鏡胴の駆動量すなわち、駆動ギア１０２の回動量を適切に検出するための機構が必要となる。本実施形態では、このような駆動ギアの回動量を検出するための機構を採用する。当該機構の概略構成を図８に示す。
【００４７】
この機構は、駆動ギア１０２の駆動量に比例した数のパルス信号を発生するものである。パルス発生器１１０は、駆動ギア１０２と連動して駆動するスリット板１１２とフォトインタラプタ１１１とで構成されている。スリット板１１２は、第１回転部材２１０を駆動させる駆動ギア１０２に対して、中間ギア１０３を介して連結されていて、駆動ギア１０２すなわち、第１回転部材２０に従動しながら、その駆動量に比例した量だけ回動する。中間ギア１０３は、大径ギアと小径ギアとが組み合わさっており、駆動ギア１０２の回動量に対してスリット板１１２の回転量が大きくなるように構成されている。フォトインタラプタ１１１は、スリット板１１２を挟んで配置された発光部と受光部（図示なし）を備え、スリットの回動に伴って両者間をスリットが通過することにより、光の遮蔽を検出し、パルス信号を発生させる。
【００４８】
また、適切な焦点距離の検出と当該焦点距離でのフォーカシングを実現するために、鏡胴の移動に際してパルスカウントの基準となる基準位置を定めておく必要がある。本実施形態にかかる鏡胴１０では、上述のように、第１レンズ移動枠４００のシャッターユニット１３０に設けられたフォトリフレクタ９１及びカム環４１０の内面に設けられたパターン板９２を用いて基準位置を決定する。
【００４９】
図１０に本実施形態に係る鏡胴を備えたカメラ５における制御系のブロック図を示す。図１０の制御系においては、当該鏡胴に関する制御に使用されるためのブロックのみを記載する。
【００５０】
鏡胴１０には、上述のように、シャッターユニット１３０及び当該シャッターユニットに付されたフォトリフレクタ９１が設けられている。当該フォトリフレクタ９１から入力された基準位置の検出情報は、カメラＣＰＵ１１５に入力され、移動させる目標位置の基準とされ、検出位置から目標位置までの必要パルス数により目標位置を決定する。パルス発生器１１０は、鏡胴が実際に移動している場合に、必要パルス数をカウントする。
【００５１】
オートフォーカス装置１１４は、本実施形態においては、被写体光からの反射光を受けて主被写体までの距離を測定するパッシブ型の三角測量方式のものが用いられる。すなわち、カメラＣＰＵ１１５によりオートフォーカス装置により主被写体までの距離が求められ、当該主被写体に合焦するように上記フォトリフレクタ９１とパルス発生器１１０からの信号を用いて、撮影レンズを目標位置まで正確に駆動する。
【００５２】
操作部１１６は、カメラ５に設けられたスイッチなどであり、鏡胴１０の移動制御に関連するスイッチとしては、レリーズボタン１１７、ズームスイッチ１１８、パワースイッチ１１９などが例示される。これらのスイッチを用いた制御処理については後述する。
【００５３】
図１１は、図６のカム環のカム溝の構成を示す図である。カム環４１０はその内周面に３本のカム溝４１１が設けられており、上述のようにそのそれぞれが第２レンズ枠５００のカムフォロアと５０６と係合する。カム環４１０に３本設けられているうちのカム溝はすべて同じように構成されているため、ここでは１つのカム溝４１１ａに着目して具体的に説明する。
【００５４】
本実施形態に係る鏡胴は、６つの同一焦点距離区間Ｋを備えるステップズーム鏡胴であり、そのそれぞれの同一焦点距離区間に割り当てられたフォーカシング領域１１Ｆ〜１６Ｆ（Ｆ）に撮影レンズを移動させて撮影を行い、ズーミング領域Ｚを移動させることによって焦点距離を変更する。
【００５５】
カム溝４１１ａは、第２レンズ枠５００のカムフォロア５０６を組み込むための組み込み位置１８が設けられており、カム環４１０の撮影者側端部へ開放されている。鏡胴を組み立てる場合には、カムフォロア５０６をこの位置に配置し、カム溝４１１ａに係合させる。図１１において、カムフォロア５０６が沈胴位置から右方向へ移動するようにカム環４１０が回動すると、第１レンズ群８１が被写体側へ繰り出され、鏡胴１０が延伸する。組み込み位置１８の繰り出し側には、沈胴位置が存在し、この位置の端部が沈胴位置の基準となる沈胴位置基準点１７ｂとなる。沈胴位置基準点の繰り出し側には、ワイド区間１１、第１〜第４のミドル区間１２〜１５、テレ区間１６の合計６つの同一焦点距離区間Ｋが設けられる。それぞれの同一焦点距離区間Ｋには、フォーカシング領域１１Ｆ〜１６Ｆ及びそれぞれの同一焦点距離区間Ｋにおいて撮影する場合にレンズが待機するズーム停止位置１１ａ〜１６ａが設けられている。
【００５６】
それぞれの同一焦点距離区間Ｋにおけるフォーカシング領域１１Ｆ〜１６Ｆとズーム停止位置１１ａ〜１６ａの間には、鏡胴１０の回転量すなわち、レンズの移動量の基準である検出位置１１ｂ〜１６ｂが設けられている。それぞれの同一焦点距離区間におけるフォーカシング領域内の合焦位置は、検出位置１１ｂ〜１６ｂを基準として、ズーム停止位置１１ａ〜１６ａとの距離が予め決定されており、この距離は、上述のようにパルス発生器１１０から発生されるパルス数をカウントすることによりレンズの正確な移動が実現される。一方、フォーカシング領域１１Ｆ〜１６Ｆにおけるレンズの位置は、オートフォーカス装置１１４からの被写体距離に応じて撮影動作ごとに算出し、当該位置までの距離をパルス数をカウントしながら移動する。レンズの移動についての具体的な制御方法については後述する。
【００５７】
本実施形態に係る鏡胴１０では、沈胴位置から４段階目までの同一焦点距離区間（ワイド区間、第１〜第３ミドル区間）は、フォーカシング領域１１Ｆ〜１４Ｆよりもズーム停止位置１１ａ〜１４ａが繰り出し側に配置されている。一方、第４ミドル区間及びテレ区間においては、ズーム停止位置１５ａ，１６ａは、フォーカシング領域１５Ｆ、１６Ｆの繰り込み側へ配置されている。
【００５８】
図１２は、図１のズームレンズ鏡胴を搭載したカメラのレンズ移動線図である。上述した通り、本実施形態に係る鏡胴は、その回転量に応じてズームレンズが被写体側へ繰り出し、長焦点距離の状態で撮影することができる。
【００５９】
第１レンズ群８１は、図１〜図３に示すように、第１レンズ枠４００に一体的に保持されているため、第１レンズ移動枠４００の繰り出し量は第１レンズ群８１の移動そのものとなり、上述のように、第１回転部材２１０の回転角に対して線形となる。
【００６０】
一方、第２レンズ群８２の挙動は、第１回転部材２１０の回転角に対して線形的なものではない。第２レンズ群８２を保持する第２レンズ枠５００から放射状に突出するカムフォロア５０６がカム環４１０の内周面に形成された所定形状のカム溝４１１内に係合している。図２〜３の各断面図においては、カムフォロア５０６は１本しか現れていないが、実際には、上述のようにリング状の第２レンズ枠５００の周面から３本が突出している。
【００６１】
上述したように、第１回転部材２１０が固定筒１００に対して相対回動すると、カム環４１０も一緒に回動する。このときでも、第１レンズ移動枠４００は、固定筒１００に対しては相対回動しない。言い換えると、カム環４１０と第１レンズ移動枠４００とは相対回動する。したがって、第１レンズ移動枠４００に形成された第２レンズ枠ガイド溝４０４とカム環４１０の内周面に形成されたカム溝４１１との両方に係合するカムフォロア５０６は、カム環４１０が回動すると、第２レンズ枠ガイド溝４０４に案内されてカム環４１０に対して光軸方向に相対移動する。カム環４１０自身は上述のように、固定筒１００に対して線形的に相対移動するため、結局、カムフォロア５０６を備える第２レンズ枠５００に保持された第２レンズ群８２の固定筒１００に対する相対的な移動量は、「固定筒１００に対するカム環４１０の光軸方向移動量」と「カム環４１０に対する第２レンズ枠５００の光軸方向移動量」との和で表されることとなる。
【００６２】
以上の説明から分かるように、固定筒１００に対する第１レンズ群８１の移動量は、「固定筒１００に対するカム環４１０の相対移動量を決定するヘリコイド２１１、３１１、３０２、４０２の形状」により定めることができる。また、固定筒１００に対する第２レンズ群８２の移動量は、上記「固定筒１００に対するカム環４１０の相対移動量を決定するヘリコイド２１１、３１１、３０２、４０２の形状」及び「カム環４１０と第２レンズ枠５００との相対移動量を決定するカム溝４１１の形状」の２つにより定めることができる。
【００６３】
次に本実施形態に係る鏡胴１０のレンズの駆動制御について説明する。図１３は、パワースイッチをＯＮにした場合の鏡胴のレンズの移動制御の処理のフロー図である。パワースイッチがＯＦＦの状態では、鏡胴は沈胴状態となっている。パワースイッチがＯＮにされると、撮影レンズが沈胴位置１７からワイド区間のズーム停止位置１１ａまで繰り出し、撮影待機状態となる。
【００６４】
すなわち、パワースイッチ１１９がＯＮにされると、モータ１１３から第１回転部材２１０に回転が伝達され、テレ側（繰り出し側）へ駆動を開始する（＃８０１）。フォトリフレクタ９１がワイド区間の基準位置である最ワイドパターン１１ｂを検出（＃８０２）する。当該情報がカメラＣＰＵ１１５に送信されると、カメラＣＰＵ１１５はパルスカウントを開始する（＃８０３）。予め決定されている検出位置１１ｂからズーム停止位置１１ａまでの所定のパルス数だけレンズを移動させワイド区間のズーム停止位置である最ワイド停止位置１１ａにレンズを停止させる（＃８０４）。
【００６５】
以上のように、パワースイッチをＯＮにすることにより行われるレンズの駆動は、沈胴状態からワイド区間のフォーカシング領域の繰り込み側の末端までに撮影準備動作を完了するようにすればよい。すなわち、従来のズームレンズ鏡胴に比べて、ワイド区間のズーム停止位置が存在していると想定される位置からフォーカシング領域の繰り込み側端部までの移動分を撮影準備動作に用いることができる。すなわち、撮影準備動作の準備機構への入力量として、この移動分の増加量に相当する鏡胴駆動量、すなわち鏡筒の回動量もしくは光軸方向の移動量を多くとることができる。よって、撮影準備動作の駆動を安定化することができる。
【００６６】
撮影準備動作の一例として、バリア開閉を行う場合について説明する。バリア羽根の開閉動作は、撮影レンズの繰り出しが、沈胴位置からワイド区間の繰り込み側端までの間を移動する間にバリアユニット２０との連動を保つことで行われ、この間の距離で撮影レンズが進退するのに連動してバリア開閉が行われる。本実施形態では、図１１、１２に示したように、沈胴位置から１段階繰り出したワイド区間におけるズーム停止位置は、フォーカス区間の繰り出し側に１ヶ所設置されている。本実施形態では、ワイド区間の繰り込み側端はフォーカシング領域の繰り込み側端となり、バリア開閉のための撮影準備動作は、沈胴位置からフォーカシング領域の繰り込み側端までの移動量で行うこととなる。したがって、本実施形態では、フォーカシング領域の繰り込み側にズーム停止位置が存在する従来の鏡胴に比べて撮影準備動作の完了のための入力量をフォーカシング領域の繰り込み側端とズーム停止位置間の駆動量分だけ増大させることができる。
【００６７】
次に、図１４を参照してズーミングの制御処理について説明する。図１４は、ズーミングの処理フロー図である。まず、パワースイッチがＯＮの状態で、撮影者が、ズームスイッチ１１８を操作してＯＮの状態とする（＃９００）。ズームスイッチ１１８は、テレとワイドとの２極スイッチであり、撮影者は所望する撮影における焦点距離になるようにこれを操作する。まず、テレの場合について説明する。ズームスイッチ１１８をテレの方向に操作すると、まず、カメラＣＰＵ１１５は、現在レンズ群８１、８２が存在する位置が最テレであるかについて、すなわち、テレ区間１６のズーム停止位置１６ａに存在するか確認する（＃９０１）。現在位置が最テレである場合は、これ以上のズーミングはできないため、処理が終了する。
【００６８】
現在位置が最テレでない場合は、テレ側（繰り出し側）へ駆動を開始する（＃９０２）。レンズを繰り出し側へ駆動させると、所定位置でフォトリフレクタ９１がパターン板９２のパターン（１２ｂ〜１６ｂ）を検出する（＃９０３）。カメラＣＰＵ１１５は、当該検出パターンが最テレパターン１６ｂであるかを判別し、最テレパターンである場合は、テレ区間１６のズーム停止位置１６ａにレンズを停止させるためにパルスカウントを行い（＃９０６）、所定パルス数分移動したところでレンズを停止させる（＃９０７）。
【００６９】
パターン検出（＃９０３）が最テレパターンではない場合は、ズームスイッチが引き続きＯＮの状態となっているかについて確認し（＃９０５）、ＯＮの状態である場合は、どの方向に押下されているかについて確認後（＃９０８）、引き続いて押下されている側の駆動方向にレンズを駆動させる。
【００７０】
ズームスイッチがＯＦＦの状態となっている場合は、当該検出された検出パターン１２ｂ〜１５ｂが属する同一焦点距離区間１２〜１５のズーム停止位置１２ａ〜１５ａにレンズを停止させるためにパルスカウントを行い（＃９０６）、所定パルス数分移動したところまでレンズを移動させたのち停止させる（＃９０７）。
【００７１】
次にズームスイッチがワイドの方向に押下されている場合についても同様に処理がなされる。すなわち、最初に現在位置が最ワイドにあるか否かについて確認し（＃９１１）、最ワイド位置にない場合は、ワイド側（繰り込み側に駆動を開始する（＃９１２）。駆動中にパターン１１ｂ〜１５ｂを検出すると、当該パターンが最ワイドパターン１１ｂであるかを判断し、最ワイドパターン１１ｂである場合は最ワイド区間のズーム停止位置１１ａにレンズを停止するために、パルスカウントしながらレンズを駆動し（＃９１６）、所定の停止位置に停止させる（＃９１７）
【００７２】
検出パターンが最ワイドパターンではない場合は、ズームスイッチの状態を確認し（＃９１５）、その状態にしたがって、上記と同様に処理を継続する。
【００７３】
次に図１５を参照してフォーカシングの制御処理について説明する。図１５は、フォーカシングの処理フロー図である。まず、撮影者の操作によりレリーズボタン１１７がＯＮ（＃１０１）となると、オートフォーカス装置１１４により主被写体までの測距処理がなされる。オートフォーカス装置１１４による主被写体までの測距情報が確定すると、現在レンズが存在する同一焦点距離区間のフォーカシング領域において、どの位置にレンズを移動させるべきかの演算を行い、当該位置までのパルス数を算出する（＃１０３）。当該パルス数は、各同一焦点距離区間１１〜１６の基準点１１ｂ〜１６ｂを基準とした移動量として算出される。
【００７４】
次いで、カメラＣＰＵ１１５は、現在のズーム停止位置がどの同一焦点距離区間に属しているかを判断する。テレ区間１６または第４ミドル区間１５である場合は、図１１、１２に示した通り、フォーカシング領域１５Ｆ，１６Ｆよりもズーム停止位置１６ａ、１７ａが繰り込み側にあるため、レンズを繰り出し側へ駆動する（＃１０６）。一方、それ以外の同一焦点距離区間１１〜１４である場合は、フォーカシング領域１１Ｆ〜１４Ｆよりもズーム停止位置１１ａ〜１４ａが繰り出し側にあるため、レンズを繰り込み側へ駆動する。
【００７５】
図１１、図１２に示すように、それぞれの同一焦点距離区間において、ズーム停止位置からフォーカシング領域へレンズを駆動すると、その途中に検出位置１１ｂ〜１６ｂが設けられている。フォトリフレクタ９１が当該パターンを検出すると（＃１０７）、カメラＣＰＵ１１５がパルスカウントを開始し（＃１０８）、先のステップ＃１０３で算出した駆動パルス分をカウントしながら、当該パルス分の移動させた後、レンズを停止させる（＃１０９）。当該レンズが停止した位置は、オートフォーカス装置１１４により検出された距離にある被写体に対し合焦した位置であるから、この撮影レンズ群が当該位置において撮影を行うためにシャッターの開閉を行う（＃１１０）。
【００７６】
シャッターの開閉が終了した後、レンズを元のズーム停止位置１１ａ〜１６ａにまで戻すために、反転駆動を行う（＃１１１）。反転駆動中においてフォトリフレクタ９１がパターンを検出する（＃１１２）と、カメラＣＰＵ１１５がパルスカウントを開始し（＃１１３）、当該パターンが存在する基準位置からズーム停止位置までの予め定められたパルスカウント数分だけレンズを移動させた後、レンズの駆動を停止する（＃１１４）。
【００７７】
本実施形態に係るズームレンズ鏡胴は、図１１、１２に示したように、最もレンズが繰り出し方向に移動した場合の同一焦点距離区間であるテレ区間では、フォーカシング領域１６Ｆよりもズーム停止位置が繰り込み側に設けられている。したがって、当該テレ区間での撮影時において、撮影レンズが繰り出す方向に移動するため、ズームレンズ鏡胴の全長が伸びることなく、鏡胴が大型化することがない。
【００７８】
次に、図１６を参照してパワースイッチＯＦＦ時の制御処理について説明する。図１６は、パワースイッチＯＦＦの処理フロー図である。パワースイッチをＯＦＦにすると、現在のズーム停止位置から沈胴位置まで撮影レンズが繰り込むように処理される。すなわち、パワースイッチがＯＦＦにされると、撮影レンズがワイド側へ駆動を開始する（＃１２１）。ワイド側（繰り込み側）へ移動中に沈胴パターン１７ｂが検出されると（＃１２２）、カメラＣＰＵ１１５は、撮影レンズの駆動を停止する。
【００７９】
以上説明したように、本実施形態に係るズームレンズ鏡胴は、第１レンズ群８１と一体的に移動する第１レンズ移動枠４００と、当該第１レンズ移動枠４００を挿入した状態で一体的に移動すると共に、カム機構により第１レンズ群８１に対して第２レンズ群８２を相対移動させるカム環４１０との間において、特に他の部材を介在することなく直接係合する部材間に設けられたフォトリフレクタ９１及びパターン板９２により行われているため、各レンズ群の相対位置の検出精度を高くすることができる。また、レンズ群の移動量ではなく、部材間の相対回転により検出することから、第１レンズ移動枠４００に対するカム環４１０の回転角を変更することで容易に検出精度を調整することができる。さらに、第１レンズ移動枠４００は、軸方向に直進移動のみで回転駆動を行わないためにシャッターユニット１３０へのフレキシブル基板１４０の取り回しが容易である。さらに、シャッターユニット１３０とフォトリフレクタ９１は、鏡胴の駆動に際して相対位置が変わることがなく、両者間のフレキシブル基板１４０の取り回しも容易となる。
【００８０】
また、パターン板は、沈胴位置及び同一焦点距離区間ごとにパターンの幅を変えることにより、撮影レンズが沈胴位置にいるか否か及び、どの同一焦点距離区間に位置するかを容易に検出することができる。
【００８１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すズームレンズ鏡胴の分解斜視図である。
【図２】図１のズームレンズ鏡胴のワイド端状態の断面図である。
【図３】図１のズームレンズ鏡胴のテレ端状態の断面図である。
【図４】図１のズームレンズ鏡胴の第１回転部材の構成を示す斜視図である。
【図５】図１のズームレンズ鏡胴の第２回転部材の構成を示す斜視図である。
【図６】図１のズームレンズ鏡胴のカム環の構成を示す一部破段斜視図である。
【図７】図１のズームレンズ鏡胴の第１レンズ移動枠の組立時の構成を示す斜視図である。
【図８】カム環のパターン板の設置パターンを示す展開図である。
【図９】図１のズームレンズ鏡胴を搭載したカメラに用いられるパルス発生器の概略構成を示す図である。
【図１０】図１のズームレンズ鏡胴を搭載したカメラの制御系の構成を示すブロック図である。
【図１１】図６のカム環のカム溝の構成を示す図である。
【図１２】図１のズームレンズ鏡胴を搭載したカメラのズーム線図である。
【図１３】パワースイッチをＯＮにした場合の鏡胴のレンズの移動制御の処理のフロー図である。
【図１４】ズーミングの処理フロー図である。
【図１５】フォーカシングの処理フロー図である。
【図１６】パワースイッチＯＦＦの処理フロー図である。
【符号の説明】
５ カメラ
１０ レンズ鏡胴
１１ ワイド区間（第１同一焦点距離区間）
１２ 第１ミドル区間（同一焦点距離区間）
１３ 第２ミドル区間（同一焦点距離区間）
１４ 第３ミドル区間（同一焦点距離区間）
１５ 第４ミドル区間（同一焦点距離区間）
１６ テレ区間（最終同一焦点距離区間）
１１Ｆ〜１６Ｆ フォーカシング領域
１１ａ〜１６ａ ズーム停止位置
１１ｂ〜１６ｂ ズーム基準位置
８１ 第１レンズ群
８２ 第２レンズ群
９１ フォトリフレクタ（出力部）
９２ パターン板（パターン部）
１００ 固定筒
１３０ シャッターユニット
２００ 第１直進部材
２０１ 直進ガイド部
２１０ 第１回転部材
３００ 第２直進部材
３０１、３０３ 直進案内部
３０５ 直進ガイド溝
３１０ 第２回転部材
４００ 第１レンズ移動枠（直進部材）
４０５ 直進案内溝
４１０ カム環（回転部材）
５００ 第２レンズ枠

Claims (5)

1. レンズ群を保持する直進部材及び、当該直進部材に対して相対回転自在に結合し、当該直進部材と共に軸方向に一体的に移動する回転部材とからなる対と、
   前記回転部材と前記直進部材との位置制御のための電気信号を発生する検出手段とを有し、
   前記検出手段は、互いの相対移動に連動して、互いの相対位置に対応する出力を発生する一対の検出部からなり、
   前記検出部の一方とシャッターユニットは、前記直進部材に固定され、前記検出部の他方は、前記回転部材に前記検出部の一方に対向して設けられていることを特徴とするレンズ鏡胴。
2. 前記回転部材と前記直進部材は、協働してレンズ群を駆動させるカム機構を備えることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡胴。
3. 前記検出部の一方は前記直進部材に前記回転部材と対向するように固着されたフォトリフレクタであることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ鏡胴。
4. 前記レンズ鏡胴は、各レンズ群がそれぞれ、複数のフォーカシング領域と複数のズーミング領域とを交互に含む１本のズーム線上を移動し、フォーカシング領域ごとに決定されたズーム停止位置を備える同一焦点距離区間を複数備え、各同一焦点距離区間におけるフォーカシング制御を単一機構で行なうズームフォーカス一体駆動型のズームレンズ鏡胴であって、
   前記検出部の他方は、前記同一焦点距離区間ごとに異なる幅のパターンを有していることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１つに記載のレンズ鏡胴。
5. 前記検出部の他方は、沈胴位置と前記各同一焦点距離区間とで異なる幅のパターンを有していることを特徴とする、請求項４に記載のレンズ鏡胴。

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