【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ズームレンズ鏡胴に関するものであり、さらに詳しくは、少なくとも１つの移動レンズを含む複数のレンズからなるズームレンズが組み込まれた移動筒を有するズームレンズ鏡胴に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ズームレンズ鏡胴は、例えば、前筒，中間筒，後筒及びこれらを本体に固定するための固定筒の複数の筒からなる多段式で構成される。中間筒，後筒，固定筒の内周には、それぞれヘリコイドが形成されており、これらヘリコイドの作用により、固定筒は後筒を、後筒は中間筒を、中間筒は前筒をそれぞれ進退させる。前筒は、ズームレンズが組み込まれた移動筒と、この移動筒の外側に配置されレンズ駆動用のカム溝が形成された回転筒からなる。
【０００３】
移動筒には、例えば、第１〜第３の３つのレンズ群からなるズームレンズが組み込まれている。第１レンズ群は物体側に、第３レンズ群は結像面側にそれぞれ配置され、これら２つのレンズ群は移動筒に固定される。これら第１及び第３の各レンズ群の間には、光軸方向に移動自在な第２レンズ群が配置される。第２レンズ群は、移動筒の進退に伴って回転筒が回転することにより、前記カム溝との係合により移動する。
【０００４】
ズーム操作がなされると、後筒，中間筒，前筒が固定筒からそれぞれ繰り出される。この繰り出しとともに、前記回転筒の回転により第２レンズ群が移動することで、第２レンズ群と、第１及び第３の各レンズ群との間隔が変化して、焦点距離が変更される。
【０００５】
固定筒の内周には、後筒の外周に設けられたブラシ形状の電極（摺動子）と摺接するパターン電極（コード板）が設けられており、これら摺動子とコード板との接触位置から、その位置に応じたコード信号を取得することでズーム倍率が検出される（例えば、下記特許文献１参照）。フォーカシングの際のレンズ移動量は、検出されたズーム倍率と、測距部からの測距信号に応じて求められる。
【０００６】
【特許文献１】特許第３２５５５７１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように、ズームレンズ鏡胴は、多段式で構成されるため、ズームレンズ鏡胴の繰り出し量に応じてズームレンズ鏡胴の重心位置が移動して、後筒と固定筒との間隔が変化しやすい。このため、従来のように摺動子とコード板とを用いて、ズーム倍率を検出する方法では、前記間隔の変化により摺動子とコード板との接触状態が不安定になる場合があり、ズーム倍率の誤検出が発生してしまうという問題があった。また、多段式の場合には、後筒と前筒との連動は、複数のヘリコイドやカム機構を介して行われるが、各ヘリコイドやカム機構にガタがあると、移動方向の違い（テレ側とワイド側）により、ズーム倍率の検出誤差も大きくなってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、ズーム倍率を正確に検出することができるズームレンズ鏡胴を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のズームレンズ鏡胴は、少なくとも１つの移動レンズを含む複数のレンズからなるズームレンズが組み込まれた移動筒と、この移動筒とともに光軸方向に進退しながら回転し、前記移動レンズとカム機構を介して係合する回転筒とを有し、前記回転筒の回転により前記移動レンズと他のレンズとの間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズ鏡胴において、前記移動レンズと他のレンズとの間に配置され、移動レンズを一方向に片寄せする片寄せバネと、この片寄せバネの一端と当接して、前記レンズ間隔に応じて変化する片寄せバネの圧力を検知して、そのバネ圧をズーム倍率検出信号として出力する圧力センサとを設けたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、カメラ２には、本体３にズームレンズ鏡胴１０が取り付けられている。ズームレンズ鏡胴１０は、フォーカシング時のレンズ駆動とズーミング時のレンズ駆動とを１つのモータで行うステップズーム方式が採用されている。ステップズーム方式では、ワイド端からテレ端に至る全ズーム域において、予め設定された複数のズーム倍率が段階的に定められており、各ズーム倍率間の間隔が合焦移動する範囲になっている。例えば、ズーム倍率がワイド端の時には、次のズーム倍率までの範囲でレンズを移動させることによりフォーカシングがなされる。このように、ステップズーム方式では、フォーカシングもズーミングも１つのモータで行うため、レンズ駆動用のモータが１つで済む反面、フォーカシング時のレンズ移動により、若干の変倍が行われる。
【００１１】
図２及び図３に示すように、ズームレンズ鏡胴１０は、固定筒１１，後筒１２，中間筒１３，前筒１４からなり、固定筒１１に対して後筒１２，中間筒１３，及び前筒１４の３個の筒をそれぞれ繰り出してズーミングを行う。後筒１２は、直進筒１５と後回転筒１６とで構成されており、中間筒１３は、中間回転筒１７と直進ガイド枠１８とで構成されており、前筒１４は、回転筒１９と移動筒２０とで構成されている。
【００１２】
後回転筒１６の外周後端には、固定筒１１の内周に形成された雌ヘリコイド２４と噛合する雄ヘリコイド２３と、固定筒１１の内周から一部を露呈して配置される駆動ギヤ２５と噛合するギヤ列２６とが形成されている。駆動ギヤ２５には、カメラ本体３に設けられたモータ（図５符号７３参照）からの駆動力が伝達される。後回転筒１６は、ギヤ列２６が駆動ギヤ２５からの回転力を受けることにより回転し、その回転により雄ヘリコイド２３と雌ヘリコイド２４の作用により光軸方向に進退する。直進筒１５は、その外周で後回転筒１６を回転自在に支持する。直進筒１５は、突起２２が固定筒１１と係合することにより、回転止めされる。直進筒１５は、回転止めされた状態で、後回転筒１６に伴って光軸方向に移動する。
【００１３】
中間回転筒１７は、直進ガイド枠１８によって回転自在に支持される。中間回転筒１７の後端外周には、直進筒１５の内周に形成された雌ヘリコイド３０と噛合する雄ヘリコイド２８が設けられている。また、雄ヘリコイド２８上には、突起２７が形成されており、この突起２７が直進筒１５に形成されたカム溝３１を貫通して後回転筒１６の内周に形成されたキー溝３６と係合する。これら突起２７とキー溝３６との係合により、後回転筒１６の回転が中間回転筒１７へ伝達され、中間回転筒１７は、雄ヘリコイド２８及び雌ヘリコイド３０のリードに従って光軸方向に移動する。
【００１４】
直進ガイド枠１８は、環状の枠部３３とその枠部３３から前方に突出した直進キー３４とからなる。枠部３３には、その外周に、直進筒１５の内周に形成されたキー溝３６と係合することで直進ガイド枠１８を回転止めする突起３５が設けられている。直進キー３４は、中間回転筒１７の内部において、移動筒２０に係合する。直進ガイド枠１８は、この直進キー３４の係合により、中間回転筒１７とともに光軸方向に移動しながら、移動筒２０を回転止めする。
【００１５】
移動筒２０の外周後端には、中間回転筒１７の内周に形成された雌ヘリコイド２９と係合する雄ヘリコイド３９が形成されている。移動筒２０は、中間回転筒１７が回転すると、この雌ヘリコイド２９と雄ヘリコイド３９との係合により、そのリードに従って光軸方向に移動する。移動筒２０は、その外周で回転筒１９を回転自在に支持する。
【００１６】
移動筒２０には、第１〜第３の３つのレンズ群４１，４３，４５からなるズームレンズが組み込まれている。第１レンズ群４１及び第３レンズ群４５は移動筒２０に固定されており、それらの間に配置された第２レンズ４３を移動させることでズーミング（変倍）及びフォーカシング（合焦）がなされる。
【００１７】
回転筒１９には、外周後端に、中間回転筒１７の内周に形成されたキー溝３８と係合する突起３７が設けられている。これらキー溝３８と突起３７との係合により、中間回転筒１７の回転が回転筒１９へ伝達される。これにより、回転筒１９は、回転しながら移動筒２０とともに光軸方向に移動する。また、回転筒１９には、移動筒２０に組み込まれた第２レンズ群４３のカムフォロワー５０と係合するカム溝５１が形成されている。回転筒１９が回転すると、カムフォロワー５０とカム溝５１との係合により、第２レンズ群４３が光軸方向に移動する。
【００１８】
第２レンズ群４３の前方には、絞り兼用シャッタ機構４７が配置されており、この絞り兼用シャッタ機構４７は第２レンズ群４３と一緒に移動する。絞り兼用シャッタ機構４７は、ズームレンズ鏡胴１０内に配設された、周知のフレキシブルケーブル（図示せず）によって、カメラ本体３と電気的に接続される。
【００１９】
図４（Ａ）に示すように、第２レンズ群４３は、ズーム倍率がワイド側にあるときには、第１レンズ群４１寄りに位置しており、この位置からテレ側にズーム操作がなされると、図４（Ｂ）に示すように、第３レンズ群４５に向けて移動する。この移動は、上述したとおり、カムフォロワー５０とカム溝５１の係合により行われるが、これらカム機構にガタ付きがあると、第２レンズ群４３の移動方向によってレンズ移動量が変わってしまう。
【００２０】
そこで、第２レンズ群４３と第３レンズ群４５の間には、ガタ吸収用の片寄せバネ６１が設けられている。片寄せバネ６１としては、軸方向に伸縮するコイルバネが使用される。この片寄せバネ６１の一端を第２レンズ群４３に、他端を第３レンズ群４５と当接させることで、第２レンズ群４３が一方向に片寄せされる。これにより、第２レンズ群４３のカムフォロワー５０がカム溝５１の一方の面に常に当接するようになるので、カムフォロワー５０とカム溝５１のガタが吸収される。片寄せバネ６１は、例えば、第２及び第３レンズの各群４３，４５の周方向の３つの位置に設けられる。
【００２１】
第２レンズ群４３のレンズホルダ６２には、片寄せバネ６１の一方の端部を支持するピン６２ａが形成されている。他方、第３レンズ群４５のレンズホルダ６３には、片寄せバネ６１の他端と当接する位置に圧力センサ６６が設けられている。
【００２２】
圧力センサ６６は、センサ本体６６ａと、このセンサ本体６６ａから片寄せバネ６１の軸方向に突出するピン６６ｂとからなる。ピン６６ｂは片寄せバネ６１の端部に挿通されて片寄せバネ６１の他方の端部を支持する。センサ本体６６ａは、片寄せバネ６１の端面と当接し、片寄せバネ６１のバネ圧を検知する。
【００２３】
図４から明らかなように、第２レンズ群４３がワイド側にあるほど、第２レンズ群４３と第３レンズ群４５との間隔は広いので、圧力センサ６６が片寄せバネ６１から受けるバネ圧は小さく、反対に、テレ端にあるほど、バネ圧は大きい。このように、第２レンズ群４３と第３レンズ群４５との間隔，すなわちズーム位置に応じて、圧力センサ６６が受けるバネ圧は変化する。圧力センサ６６は、片寄せバネ６１から受けるバネ圧信号をズーム倍率検出信号として、カメラ本体３に設けられたコントローラへ出力する。圧力センサ６６とコントローラとの電気的な接続は、上述のフレキシブルケーブルを介して行われる。
【００２４】
本例では、３つの片寄せバネ６１に対応して、圧力センサ６６も３つ設けられており、各圧力センサ６６からの複数のバネ圧信号はコントローラによって平均化されて使用される。もちろん、各片寄せバネ６１毎に圧力センサ６６を設けなくてもよく、１つの圧力センサ６６によりいずれかの片寄せバネ６１のバネ圧を検知するようにしてもよい。
【００２５】
図５に示すように、カメラ本体３には、コントローラ７１が設けられており、ズーム操作キー７２を含む操作部からの操作指示に基づいてカメラの各部を制御する。モータ７３は、モータドライバ７４を介してコントローラ７１によって制御される。モータ７３は、ズーム操作キー７２が操作されると回転し、駆動ギヤ２５へ駆動力を伝達する。ズーム操作キー７２がテレ側に操作されると、モータ７３が正転し、ズーム倍率が、ワイド端からテレ端に向けて変更される。他方、ズーム操作キー７２がワイド側に操作されると、モータ７３が逆転し、ズーム倍率が、テレ端からワイド端に向けて移動する。
【００２６】
バネ圧／ズーム倍率変換用ＬＵＴメモリ７６には、図６のグラフに示すようなバネ圧とズーム倍率との対応関係がテーブル化されて記憶されている。ズーム倍率は、例えば、Ｚ１〜Ｚ４までの４段階に設定されており、各ズーム倍率Ｚ１〜Ｚ４には、それぞれに対応したバネ圧が設定されている。例えば、ズーム倍率Ｚ１には、１．０ｇ〜４．９ｇの範囲のバネ圧が設定されており、ズーム倍率Ｚ２には、５．０ｇ〜９．９ｇの範囲のバネ圧が設定されており、ズーム倍率Ｚ３には、１０．０ｇ〜１４．９ｇの範囲のバネ圧が設定されている。そして、ズーム倍率Ｚ４には、１５．０ｇ以上のバネ圧が設定されている。
【００２７】
コントローラ７１は、圧力センサ６６からバネ圧信号を受けると、バネ圧／ズーム倍率変換用ＬＵＴメモリ７６を参照して、そのバネ圧に対応するズーム位置を特定する。例えば、バネ圧が５．０〜９．９ｇの範囲にある場合には、ズーム倍率Ｚ２と特定され、バネ圧が１０．０〜１４．９ｇの範囲ならば、ズーム倍率Ｚ３と特定される。
【００２８】
ズームレンズ鏡胴１０はステップズーム方式であるので、フォーカシングは、各ズーム倍率において、次のズーム倍率までの範囲で、測距信号に応じた移動量だけ第２レンズ群４３を移動させることにより行う。そのため、各ズーム倍率Ｚ１〜Ｚ４には、フォーカシングを行うための基準となる基準位置が設定されており、ユーザーによるズーム操作が終了した時点で、第２レンズ群４３は、各ズーム倍率Ｚ１〜Ｚ４のそれぞれの基準位置まで移動される。基準位置は、各ズーム倍率Ｚ１〜Ｚ４におけるバネ圧が最小となる位置に設定されている。例えば、ズーム倍率Ｚ１においては、バネ圧が最小の１．０ｇとなる位置が基準位置となり、ズーム倍率Ｚ２においては、バネ圧が最小の５．０ｇとなる位置が基準位置となる。
【００２９】
例えば、拡大ズーム操作（ワイド側からテレ側へ）が行われた場合には、モータが正転して、移動筒２０が繰り出される。この繰り出しとともに第２レンズ群４３が第３レンズ群４５へ接近し、バネ圧が上昇する。拡大ズーム操作が終了した時点のバネ圧が５．５ｇだとすると、その位置はズーム倍率Ｚ２と特定される。その位置からいったんモータを逆転して、ズーム倍率Ｚ２の最小となるバネ圧５．０ｇになる基準位置まで第２レンズ群４３を移動する。そして、シャッタボタン７５が半押しされると、測距部７９によって測距が行われ、測距部７９から出力される測距信号に応じた移動量だけモータを正転させて、第２レンズ群４３を基準位置から第１レンズ群４１に向けて移動させてフォーカシングが行われる。
【００３０】
他方、縮小ズーム操作（テレ側からワイド側へ）が行われた場合には、モータが逆転して、第２レンズ群４３が第１レンズ群４１へ接近し、バネ圧が下降する。縮小ズーム操作が終了した時点のバネ圧が３．５ｇだとすると、その位置はズーム倍率Ｚ１と特定される。その位置からさらにモータの逆転を継続して、ズーム倍率Ｚ１の最小となるバネ圧１．０ｇになる基準位置まで第２レンズ群４３を移動する。そして、シャッタボタン７５が半押しされると、測距信号に応じた移動量だけモータを正転させてフォーカシング行われる。
【００３１】
モータ７３には、その回転軸に、周方向に所定の間隔でスリットが形成されたロータリエンコーダが設けられており、フォトインタラプタ７８は、ロータリエンコーダからモータ７３の回転量に応じた個数のＰＩパルスを検出する。コントローラ７１は、フォトインタラプタ７８から送られるＰＩパルスをカウントすることでモータ７３の回転量を制御する。測距部７９は、例えば、赤外線を被写体に向けて照射する投光部と、被写体で反射した赤外光を受光する受光部とからなり、赤外光の受光状態に基づいて被写体距離を測定し、これを測距信号として、コントローラ７１へ出力する。コントローラ７１は、この測距信号に基づいて、フォーカシング時のモータ７３の回転量を決定する。
【００３２】
以下、上記構成による作用について説明する。カメラ２で撮影を行う場合、ユーザーは、ズーム操作キー７２を操作してフレーミングを行う。拡大ズーム操作を行うと、モータ７３が正転して、駆動ギヤ２５を介して回転力がズームレンズ鏡胴１０へ伝達される。後筒１２，中間筒１３，前筒１４へと順次回転力が伝達されて、移動筒２０が光軸方向に沿って前方へ繰り出される。この繰り出しとともに、回転筒１９の回転によりカム機構を介して第２レンズ群４３が移動して、第３レンズ群４５との間隔が狭くなり変倍される。この間隔の変化に応じて、圧力センサ６６が片寄せバネ６１から受けるバネ圧は変化する。
【００３３】
拡大ズーム操作が終了すると、コントローラ７１は、圧力センサ６６からのバネ圧信号に基づいて、バネ圧／ズーム倍率変換用ＬＵＴメモリ７６を参照して、ズーム倍率を特定する。バネ圧が５．５ｇであった場合には、ズーム倍率Ｚ２と特定される。そして、モータ７３を逆転させて、第２レンズ群４３を、ズーム倍率Ｚ２の最小となるバネ圧５．０ｇとなる基準位置まで移動する。フレーミングが終了して、シャッタボタン７５が半押しされると、測距部７９が作動して、コントローラ７１へ測距信号が送られる。コントローラ７１は、この測距信号に応じてモータ７３の回転量を決定し、決定した回転量だけモータ７３を正転させる。これにより、第２レンズ群４３が移動してフォーカシングが行われる。
【００３４】
縮小ズーム操作の場合には、モータ７３が逆転されて移動筒２０が沈胴する。この移動筒２０の沈胴とともに、第２レンズ群４３が第１レンズ群４１へ向けて移動し、第３レンズ群４５との間隔が広がる。縮小ズーム操作が終了すると、コントローラ７１は、そのときのバネ圧を基にズーム倍率を特定するとともに、モータ７３の逆転を継続して、そのズーム倍率における基準位置へ第２レンズ群４３を移動する。シャッタボタン７５が半押しされると、測距部７９が作動し、コントローラ７１は、測距信号に応じて決定した回転量だけモータ７３を正転させてフォーカシングを行う。
【００３５】
このように、第２レンズ群４３と第３レンズ群４５との間隔に応じて変化する片寄せバネ６１のバネ圧に基づいてズーム倍率を検出するようにしたので、従来の摺動子とコード板とを用いてズーム倍率を検出する方法のように、ズームレンズ鏡胴の繰り出し量に応じた鏡胴の重心移動の影響を受けることがないので、ズーム倍率の誤検出が防止される。また、移動筒内の複数群のレンズ間隔からズーム倍率を検出しているので、移動筒への回転力伝達経路途中のヘリコイドやカム機構のガタの影響を受けることがない。そのため、レンズ移動方向によってズーム倍率の検出誤差が生じてしまうこともない。これにより、ズーム倍率の検出を正確に行うことができる。
【００３６】
上記実施形態では、ステップズーム方式のズームレンズ鏡胴を例に説明したが、ステップズーム方式に限らず、フォーカス用レンズとフォーカス用レンズを駆動する専用のモータを設けた通常の方式のズームレンズ鏡胴に本発明を適用してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明のズームレンズ鏡胴は、少なくとも１つの移動レンズを含む複数のレンズからなるズームレンズが組み込まれた移動筒と、この移動筒とともに光軸方向に進退しながら回転し、前記移動レンズとカム機構を介して係合する回転筒とを有し、前記回転筒の回転により前記移動レンズと他のレンズとの間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズ鏡胴において、前記移動レンズと他のレンズとの間に配置され、移動レンズを一方向に片寄せする片寄せバネと、この片寄せバネの一端と当接して、前記レンズ間隔に応じて変化する片寄せバネの圧力を検知して、そのバネ圧をズーム倍率検出信号として出力する圧力センサとを設けたから、ズーム倍率を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ズームレンズ鏡胴が組み込まれたカメラの概略図である。
【図２】ズームレンズ鏡胴の構成図である。
【図３】ズームレンズ鏡胴の断面図である。
【図４】片寄せバネと圧力センサの配置を示す前筒の断面図である。
【図５】カメラの電気的構成の概略を示すブロック図である。
【図６】バネ圧とズーム倍率との対応関係を示すグラフである。
【符号の説明】
２ カメラ
３ カメラ本体
１０ ズームレンズ鏡胴
１４ 前筒
１９ 回転筒
２０ 移動筒
４１ 第１レンズ群
４３ 第２レンズ群
４５ 第３レンズ群
６１ 片寄せバネ
６６ 圧力センサ
７１ コントローラ
７２ ズーム操作キー
７３ モータ
７６ バネ圧／ズーム倍率変換用ＬＵＴメモリ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a zoom lens barrel, and more particularly, to a zoom lens barrel having a moving cylinder in which a zoom lens including a plurality of lenses including at least one moving lens is incorporated.
[0002]
[Prior art]
The zoom lens barrel is, for example, a multi-stage type including a front cylinder, an intermediate cylinder, a rear cylinder, and a plurality of fixed cylinders for fixing these to the main body. Helicoids are formed on the inner circumferences of the intermediate cylinder, the rear cylinder, and the fixed cylinder, respectively, and by the action of these helicoids, the fixed cylinder advances and retracts the rear cylinder, the rear cylinder advances the intermediate cylinder, and the intermediate cylinder advances and retracts the front cylinder. Let it. The front barrel includes a movable barrel having a zoom lens incorporated therein, and a rotating barrel disposed outside the movable barrel and having a lens driving cam groove formed therein.
[0003]
For example, a zoom lens including first to third lens groups is incorporated in the movable barrel. The first lens group is disposed on the object side, and the third lens group is disposed on the image plane side, and these two lens groups are fixed to a moving cylinder. A second lens group movable in the optical axis direction is arranged between the first and third lens groups. The second lens group moves by engagement with the cam groove as the rotating barrel rotates as the moving barrel advances and retreats.
[0004]
When the zoom operation is performed, the rear cylinder, the intermediate cylinder, and the front cylinder are respectively extended from the fixed cylinder. When the second lens group is moved by the rotation of the rotary cylinder together with the extension, the distance between the second lens group and each of the first and third lens groups is changed, and the focal length is changed.
[0005]
On the inner periphery of the fixed cylinder, there are provided pattern electrodes (code plates) which are in sliding contact with brush-shaped electrodes (sliders) provided on the outer periphery of the rear cylinder, and the contact between these sliders and the code plate is provided. The zoom magnification is detected by acquiring a code signal corresponding to the position from the position (for example, see Patent Document 1 below). The lens movement amount at the time of focusing is obtained according to the detected zoom magnification and the distance measurement signal from the distance measurement unit.
[0006]
[Patent Document 1] Japanese Patent No. 3255571
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, since the zoom lens barrel is configured in a multi-stage manner, the position of the center of gravity of the zoom lens barrel moves according to the extension amount of the zoom lens barrel, and the position of the rear barrel and the fixed barrel is changed. The interval is easy to change. For this reason, in the conventional method of detecting the zoom magnification using the slider and the code plate, the contact state between the slider and the code plate may become unstable due to the change in the interval, There is a problem that erroneous detection of the zoom magnification occurs. In the case of a multi-stage type, the rear cylinder and the front cylinder are interlocked via a plurality of helicoids and cam mechanisms. And the wide side), there is a problem that the detection error of the zoom magnification becomes large.
[0008]
An object of the present invention is to provide a zoom lens barrel that can accurately detect a zoom magnification.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a zoom lens barrel according to the present invention includes a moving cylinder in which a zoom lens including a plurality of lenses including at least one moving lens is incorporated, and a moving cylinder that moves in the optical axis direction together with the moving cylinder. A zoom lens mirror that has a rotating barrel that rotates and engages with the moving lens via a cam mechanism, and performs zooming by changing the distance between the moving lens and another lens by rotation of the rotating barrel. A displacement spring that is disposed between the moving lens and another lens on the body and biases the moving lens in one direction, and that is in contact with one end of the displacement spring and changes according to the lens interval. A pressure sensor that detects the pressure of the bias spring and outputs the spring pressure as a zoom magnification detection signal.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
As shown in FIG. 1, the camera 2 has a zoom lens barrel 10 attached to a main body 3. The zoom lens barrel 10 employs a step zoom system in which a single motor drives lens driving during focusing and lens driving during zooming. In the step zoom method, a plurality of preset zoom magnifications are set in stages in the entire zoom range from the wide end to the tele end, and an interval between the respective zoom magnifications is a range in which the focus moves. . For example, when the zoom magnification is at the wide end, focusing is performed by moving the lens within the range up to the next zoom magnification. As described above, in the step zoom method, since both focusing and zooming are performed by one motor, only one motor for driving the lens is required, but a slight zooming is performed by moving the lens during focusing.
[0011]
As shown in FIGS. 2 and 3, the zoom lens barrel 10 includes a fixed barrel 11, a rear barrel 12, an intermediate barrel 13, and a front barrel 14, and the rear barrel 12, the intermediate barrel 13, and the fixed barrel 11, with respect to the fixed barrel 11. The three cylinders of the front cylinder 14 are respectively extended to perform zooming. The rear cylinder 12 is composed of a straight cylinder 15 and a rear rotation cylinder 16, the intermediate cylinder 13 is composed of an intermediate rotation cylinder 17 and a straight traveling guide frame 18, and the front cylinder 14 is composed of a rotation cylinder 19. And a moving cylinder 20.
[0012]
A male helicoid 23 meshing with a female helicoid 24 formed on the inner periphery of the fixed cylinder 11 is provided at a rear end of the outer periphery of the rear rotary cylinder 16, and a drive gear disposed so as to be partially exposed from the inner periphery of the fixed cylinder 11. A gear train 26 meshing with the gear train 25 is formed. A driving force from a motor (see reference numeral 73 in FIG. 5) provided in the camera body 3 is transmitted to the driving gear 25. The rear rotating cylinder 16 rotates when the gear train 26 receives the rotational force from the drive gear 25, and advances and retreats in the optical axis direction by the action of the male helicoid 23 and the female helicoid 24 due to the rotation. The rectilinear cylinder 15 rotatably supports the rear rotary cylinder 16 on its outer periphery. The rotation of the rectilinear barrel 15 is stopped by the engagement of the protrusion 22 with the fixed barrel 11. The straight advancing barrel 15 moves in the optical axis direction with the rear rotating barrel 16 in a state where the rotation is stopped.
[0013]
The intermediate rotary cylinder 17 is rotatably supported by a linear guide frame 18. A male helicoid 28 meshing with a female helicoid 30 formed on the inner periphery of the rectilinear barrel 15 is provided on the outer periphery of the rear end of the intermediate rotary cylinder 17. A projection 27 is formed on the male helicoid 28, and the projection 27 passes through a cam groove 31 formed in the rectilinear cylinder 15 and a key groove 36 formed on the inner periphery of the rear rotary cylinder 16. Engage. By the engagement between the projections 27 and the key grooves 36, the rotation of the rear rotary cylinder 16 is transmitted to the intermediate rotary cylinder 17, and the intermediate rotary cylinder 17 moves in the optical axis direction according to the leads of the male helicoid 28 and the female helicoid 30. .
[0014]
The rectilinear guide frame 18 includes an annular frame portion 33 and a rectilinear key 34 protruding forward from the frame portion 33. The frame portion 33 is provided on its outer periphery with a projection 35 that engages with a key groove 36 formed on the inner periphery of the rectilinear barrel 15 to stop the rotation of the rectilinear guide frame 18. The straight key 34 engages with the movable barrel 20 inside the intermediate rotary barrel 17. The rectilinear guide frame 18 stops rotation of the movable cylinder 20 while being moved in the optical axis direction together with the intermediate rotary cylinder 17 by the engagement of the rectilinear key 34.
[0015]
A male helicoid 39 that engages with a female helicoid 29 formed on the inner periphery of the intermediate rotary cylinder 17 is formed at the rear end of the outer periphery of the movable cylinder 20. When the intermediate rotary cylinder 17 rotates, the movable cylinder 20 moves in the optical axis direction according to the lead due to the engagement between the female helicoid 29 and the male helicoid 39. The movable cylinder 20 rotatably supports the rotating cylinder 19 on its outer periphery.
[0016]
The movable barrel 20 incorporates a zoom lens including first to third three lens groups 41, 43, and 45. The first lens group 41 and the third lens group 45 are fixed to the movable barrel 20, and zooming (magnification) and focusing (focusing) are performed by moving the second lens 43 disposed therebetween. You.
[0017]
The rotary cylinder 19 is provided with a projection 37 at the rear end on the outer circumference, which engages with a key groove 38 formed on the inner circumference of the intermediate rotary cylinder 17. The rotation of the intermediate rotary cylinder 17 is transmitted to the rotary cylinder 19 by the engagement between the key groove 38 and the projection 37. Thereby, the rotating cylinder 19 moves in the optical axis direction together with the moving cylinder 20 while rotating. In addition, a cam groove 51 that engages with the cam follower 50 of the second lens group 43 incorporated in the moving cylinder 20 is formed in the rotating cylinder 19. When the rotary cylinder 19 rotates, the second lens group 43 moves in the optical axis direction due to the engagement between the cam follower 50 and the cam groove 51.
[0018]
An aperture / shutter mechanism 47 is disposed in front of the second lens group 43, and the aperture / shutter mechanism 47 moves together with the second lens group 43. The aperture / shutter mechanism 47 is electrically connected to the camera body 3 by a well-known flexible cable (not shown) provided in the zoom lens barrel 10.
[0019]
As shown in FIG. 4A, when the zoom magnification is on the wide side, the second lens group 43 is located closer to the first lens group 41, and when the zoom operation is performed from this position to the telephoto side. 4B, it moves toward the third lens group 45. As shown in FIG. This movement is performed by the engagement between the cam follower 50 and the cam groove 51 as described above. However, if the cam mechanisms are loose, the amount of lens movement varies depending on the direction in which the second lens group 43 moves.
[0020]
Therefore, between the second lens group 43 and the third lens group 45, a bias spring 61 for backlash absorption is provided. A coil spring that expands and contracts in the axial direction is used as the bias spring 61. By bringing one end of the bias spring 61 into contact with the second lens group 43 and the other end into contact with the third lens group 45, the second lens group 43 is biased in one direction. Accordingly, the cam follower 50 of the second lens group 43 always comes into contact with one surface of the cam groove 51, so that the play between the cam follower 50 and the cam groove 51 is absorbed. The bias springs 61 are provided, for example, at three circumferential positions of the groups 43 and 45 of the second and third lenses.
[0021]
The lens holder 62 of the second lens group 43 is formed with a pin 62a that supports one end of the bias spring 61. On the other hand, the lens holder 63 of the third lens group 45 is provided with a pressure sensor 66 at a position where it comes into contact with the other end of the bias spring 61.
[0022]
The pressure sensor 66 includes a sensor main body 66a and a pin 66b protruding from the sensor main body 66a in the axial direction of the biasing spring 61. The pin 66b is inserted through the end of the bias spring 61 to support the other end of the bias spring 61. The sensor body 66a contacts the end face of the one-sided spring 61 and detects the spring pressure of the one-sided spring 61.
[0023]
As is clear from FIG. 4, since the distance between the second lens group 43 and the third lens group 45 is wider as the second lens group 43 is on the wide side, the spring pressure that the pressure sensor 66 receives from the biasing spring 61 is increased. Is smaller, and conversely, the closer to the tele end, the greater the spring pressure. Thus, the spring pressure received by the pressure sensor 66 changes according to the distance between the second lens group 43 and the third lens group 45, that is, the zoom position. The pressure sensor 66 outputs a spring pressure signal received from the biasing spring 61 to a controller provided in the camera body 3 as a zoom magnification detection signal. The electrical connection between the pressure sensor 66 and the controller is made via the above-mentioned flexible cable.
[0024]
In this example, three pressure sensors 66 are also provided corresponding to the three biasing springs 61, and a plurality of spring pressure signals from each pressure sensor 66 are averaged and used by the controller. Of course, the pressure sensor 66 may not be provided for each of the bias springs 61, and the pressure of one of the bias springs 61 may be detected by one pressure sensor 66.
[0025]
As shown in FIG. 5, a controller 71 is provided in the camera body 3, and controls each part of the camera based on an operation instruction from an operation unit including a zoom operation key 72. The motor 73 is controlled by the controller 71 via a motor driver 74. The motor 73 rotates when the zoom operation key 72 is operated, and transmits a driving force to the driving gear 25. When the zoom operation key 72 is operated to the tele side, the motor 73 rotates forward, and the zoom magnification is changed from the wide end to the tele end. On the other hand, when the zoom operation key 72 is operated to the wide side, the motor 73 rotates in the reverse direction, and the zoom magnification moves from the tele end to the wide end.
[0026]
The spring pressure / zoom magnification conversion LUT memory 76 stores the correspondence between the spring pressure and the zoom magnification as a table as shown in the graph of FIG. The zoom magnifications are set, for example, in four stages from Z1 to Z4, and the corresponding spring pressures are set for the respective zoom magnifications Z1 to Z4. For example, a spring pressure in a range of 1.0 g to 4.9 g is set for the zoom magnification Z1, a spring pressure in a range of 5.0 g to 9.9 g is set for the zoom magnification Z2, A spring pressure in the range of 10.0 g to 14.9 g is set for the zoom magnification Z3. A spring pressure of 15.0 g or more is set for the zoom magnification Z4.
[0027]
Upon receiving the spring pressure signal from the pressure sensor 66, the controller 71 refers to the spring pressure / zoom magnification conversion LUT memory 76 and specifies the zoom position corresponding to the spring pressure. For example, when the spring pressure is in the range of 5.0 to 9.9 g, the zoom magnification is specified as Z2, and when the spring pressure is in the range of 10.0 to 14.9 g, the zoom magnification is specified as Z3.
[0028]
Since the zoom lens barrel 10 is of a step zoom system, focusing is performed by moving the second lens group 43 by an amount corresponding to the distance measurement signal within a range up to the next zoom magnification at each zoom magnification. . Therefore, a reference position serving as a reference for performing focusing is set for each of the zoom magnifications Z1 to Z4, and when the user completes the zoom operation, the second lens group 43 sets the zoom magnifications Z1 to Z4. Are moved to the respective reference positions. The reference position is set at a position where the spring pressure at each of the zoom magnifications Z1 to Z4 is minimum. For example, at the zoom magnification Z1, a position at which the spring pressure is at a minimum of 1.0 g is the reference position, and at a zoom magnification Z2, a position at which the spring pressure is at a minimum of 5.0 g is the reference position.
[0029]
For example, when an enlarged zoom operation (from the wide side to the tele side) is performed, the motor rotates forward and the movable barrel 20 is extended. With the extension, the second lens group 43 approaches the third lens group 45, and the spring pressure increases. Assuming that the spring pressure at the end of the enlargement zoom operation is 5.5 g, the position is specified as the zoom magnification Z2. From this position, the motor is once reversed, and the second lens group 43 is moved to a reference position where the spring pressure becomes 5.0 g at which the zoom magnification Z2 becomes the minimum. When the shutter button 75 is half-pressed, the distance is measured by the distance measuring unit 79, and the motor is rotated forward by a moving amount corresponding to the distance measuring signal output from the distance measuring unit 79, so that the second lens Focusing is performed by moving the group 43 from the reference position toward the first lens group 41.
[0030]
On the other hand, when the reduction zoom operation (from the telephoto side to the wide side) is performed, the motor rotates reversely, the second lens group 43 approaches the first lens group 41, and the spring pressure decreases. Assuming that the spring pressure at the end of the reduction zoom operation is 3.5 g, the position is specified as the zoom magnification Z1. The motor is further rotated backward from that position, and the second lens group 43 is moved to the reference position where the spring pressure becomes 1.0 g, which is the minimum of the zoom magnification Z1. Then, when the shutter button 75 is half-pressed, the motor is rotated forward by a moving amount corresponding to the distance measurement signal to perform focusing.
[0031]
The motor 73 is provided with a rotary encoder in which slits are formed at predetermined intervals in a circumferential direction on a rotation axis of the motor 73. The photointerrupter 78 outputs a number of PI pulses corresponding to the rotation amount of the motor 73 from the rotary encoder. Is detected. The controller 71 controls the rotation amount of the motor 73 by counting PI pulses sent from the photo interrupter 78. The distance measuring unit 79 includes, for example, a light projecting unit that emits infrared light toward the subject and a light receiving unit that receives infrared light reflected by the subject, and measures the subject distance based on the light receiving state of the infrared light. This is output to the controller 71 as a distance measurement signal. The controller 71 determines the rotation amount of the motor 73 during focusing based on the distance measurement signal.
[0032]
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described. When shooting with the camera 2, the user operates the zoom operation key 72 to perform framing. When the enlargement zoom operation is performed, the motor 73 rotates forward, and the rotational force is transmitted to the zoom lens barrel 10 via the drive gear 25. The rotational force is sequentially transmitted to the rear cylinder 12, the intermediate cylinder 13, and the front cylinder 14, and the movable cylinder 20 is extended forward along the optical axis direction. At the same time, the rotation of the rotary cylinder 19 causes the second lens group 43 to move via the cam mechanism, so that the distance between the second lens group 43 and the third lens group 45 is reduced and the magnification is changed. The spring pressure that the pressure sensor 66 receives from the biasing spring 61 changes according to the change in the interval.
[0033]
When the enlargement zoom operation is completed, the controller 71 specifies the zoom magnification by referring to the spring pressure / zoom magnification conversion LUT memory 76 based on the spring pressure signal from the pressure sensor 66. If the spring pressure is 5.5 g, it is specified as the zoom magnification Z2. Then, the motor 73 is rotated in the reverse direction to move the second lens group 43 to a reference position where the spring pressure at which the zoom magnification Z2 becomes the minimum is 5.0 g. When the framing is completed and the shutter release button 75 is half-pressed, the distance measuring section 79 operates to send a distance measuring signal to the controller 71. The controller 71 determines the rotation amount of the motor 73 according to the distance measurement signal, and causes the motor 73 to rotate forward by the determined rotation amount. Thereby, the second lens group 43 moves to perform focusing.
[0034]
In the case of the reduction zoom operation, the motor 73 is rotated in the reverse direction, and the movable barrel 20 is collapsed. With the collapse of the movable barrel 20, the second lens group 43 moves toward the first lens group 41, and the distance between the second lens group 43 and the third lens group 45 increases. When the reduction zoom operation is completed, the controller 71 specifies the zoom magnification based on the spring pressure at that time, continues the reverse rotation of the motor 73, and moves the second lens group 43 to the reference position at the zoom magnification. . When the shutter release button 75 is half-pressed, the distance measuring unit 79 operates, and the controller 71 performs the focusing by rotating the motor 73 forward by the rotation amount determined according to the distance measuring signal.
[0035]
As described above, the zoom magnification is detected based on the spring pressure of the biasing spring 61 which changes according to the distance between the second lens group 43 and the third lens group 45. Unlike the method of detecting the zoom magnification using a plate, the influence of the movement of the center of gravity of the lens barrel according to the amount of extension of the zoom lens barrel is not affected, so that erroneous detection of the zoom magnification is prevented. In addition, since the zoom magnification is detected from the lens spacing of the plurality of groups in the moving cylinder, there is no influence from a helicoid or a play of the cam mechanism in the middle of the rotational force transmission path to the moving cylinder. Therefore, there is no occurrence of a detection error of the zoom magnification depending on the lens moving direction. Thus, the zoom magnification can be accurately detected.
[0036]
In the above-described embodiment, the zoom lens barrel of the step zoom system has been described as an example. However, the present invention is not limited to the step zoom system, and a normal type zoom lens mirror having a focusing lens and a dedicated motor for driving the focusing lens is provided. The present invention may be applied to a body.
[0037]
【The invention's effect】
As described above in detail, the zoom lens barrel according to the present invention includes a moving barrel in which a zoom lens including a plurality of lenses including at least one moving lens is incorporated, and a moving barrel that moves with the moving barrel in the optical axis direction. A zoom lens mirror that has a rotating barrel that rotates and engages with the moving lens via a cam mechanism, and performs zooming by changing the distance between the moving lens and another lens by rotation of the rotating barrel. A displacement spring that is disposed between the moving lens and another lens on the body and biases the moving lens in one direction, and that is in contact with one end of the displacement spring and changes according to the lens interval. Since the pressure sensor that detects the pressure of the bias spring and outputs the spring pressure as a zoom magnification detection signal is provided, the zoom magnification can be accurately detected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a camera incorporating a zoom lens barrel.
FIG. 2 is a configuration diagram of a zoom lens barrel.
FIG. 3 is a sectional view of a zoom lens barrel.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the front cylinder showing an arrangement of a bias spring and a pressure sensor.
FIG. 5 is a block diagram schematically showing an electrical configuration of the camera.
FIG. 6 is a graph showing a correspondence relationship between a spring pressure and a zoom magnification.
[Explanation of symbols]
2 Camera 3 Camera body 10 Zoom lens barrel 14 Front cylinder 19 Rotating cylinder 20 Moving cylinder 41 First lens group 43 Second lens group 45 Third lens group 61 One-sided spring 66 Pressure sensor 71 Controller 72 Zoom operation key 73 Motor 76 LUT memory for spring pressure / zoom magnification conversion
