JP2587878B2 - ズームレンズ駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はズームレンズ駆動装置に
関し、詳しくは電子スチルカメラやビデオカメラ等に用
いられるズームレンズ駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンパクトカメラのズームレンズ
駆動装置には、特開昭６３−２２０２０８号や特開平１
−１９７７２８号に開示されているようなものが提案さ
れている。このようなズームレンズ駆動装置は、カメラ
のズーミング時に変倍レンズを光軸方向に進退させ、さ
らに、変倍レンズの進退に対応した位置に合焦レンズを
移動させ、変倍レンズのズーミングに対して撮影レンズ
のピント位置の変動を防止している。つまり合焦レンズ
は、コンペンセーターレンズとフォーカスレンズとの機
能を共用したレンズである。

【０００３】ところで、このようなズームレンズ駆動装
置を用いたカメラでは、レリーズボタンが二段押し式ボ
タンとなっている。先ず、レリーズボタンを半押しする
とカメラ側の測距装置が作動し、これから得られた被写
体距離情報に基づいて合焦レンズのピント位置を演算手
段により演算する。さらに、そのままレリーズボタンを
押し込むと演算手段による演算結果の出力により制御回
路及び、移動手段を介して合焦レンズが移動する。この
合焦レンズの移動によって被写体距離にピントが合い、
ピント合わせをした後にシャッタ開閉が行われるように
なっている。

【０００４】このような一連の動作以外、すなわちレリ
ーズ操作以外のときには、カメラが待機状態となってい
る。一般のカメラの待機状態では、合焦レンズが焦点調
節範囲の無限遠の位置に待機するようになっており、シ
ャッタレリーズ時には、移動手段により合焦レンズが無
限遠位置から被写体距離情報に対応した位置に移動す
る。この時の被写体距離に対する合焦レンズの移動時間
を表すグラフを図１２に示す。さらに、一般の測距装置
は、図１３に示すように被写体距離の変動によって被写
体距離情報を検出する時間が異なっているため、合焦レ
ンズの移動時間に測距装置の検出時間を加算すると図１
４に表したようになる。なお、前述した特開平１−１９
７７２８号に開示されているカメラでは、カメラの待機
状態を沈胴位置としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、合焦系レン
ズの待機位置を無限遠の位置したカメラでは、合焦レン
ズの最大移動時間が図１２に示すように約２５０ｍｓと
なっていた。さらに測距装置の検出時間を考慮した場
合、合焦レンズの最大移動時間が２７０ｍｓとなってい
るため、シャッタレリーズ時のタイムラグが被写体距離
に対して変動し、このタイムラグの変動格差大き過ぎる
欠点があった。なお、特開平１−１９７７２８号に開示
されているカメラでは、カメラの待機状態を沈胴位置と
しているため、合焦レンズの待機位置を無限遠の位置し
たカメラに比べて、合焦レンズの移動時間が余分にかか
ることはいうまでもないところである。

【０００６】本発明は前記の問題点を解決し、被写体距
離に対する合焦レンズの最大移動時間を極力短くすると
ともに、被写体距離に対するシャッタレリーズ時のタイ
ムラグを平均的にしたカメラのズームレンズ駆動装置を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明では、合焦レ
ンズを無限遠位置から至近位置までの焦点調節範囲内で
光軸方向に移動させる移動手段と、被写体距離を検出す
る測距手段と、この測距手段により検出された被写体距
離情報に基づいて合焦レンズの待機位置に対しての合焦
位置を演算する演算手段と、この演算手段の出力によっ
て移動手段を制御する制御手段とを備え、前記合焦レン
ズの待機位置を前記移動手段が前記合焦レンズを移動さ
せる焦点調節範囲の中間に設定したものである。また、
第２の発明では、合焦レンズを無限遠位置から至近位置
までの焦点調節範囲内で光軸方向に移動させる移動手段
と、被写体距離を検出する測距手段と、この測距手段に
より検出された被写体距離情報に基づいて合焦レンズの
待機位置に対しての合焦位置を演算する演算手段と、こ
の演算手段の出力によって移動手段を制御する制御手段
とを備え、前記合焦レンズの待機位置は、被写体距離が
無限遠位置のときに前記測距手段が被写体距離情報を検
出するのに必要とする時間と前記移動手段が前記合焦レ
ンズを移動させる時間との和と、被写体距離情報が至近
位置のときに前記測距手段が被写体距離情報を検出する
のに必要とする時間と前記移動手段が前記合焦レンズを
移動させる時間との和とが共に等しくなる位置に設定し
たものである。

【０００８】

【作用】測距装置により被写体距離情報が検出されると
演算手段によって合焦レンズの待機位置に対しての合焦
位置が得られる。この得られた合焦位置の値に対して制
御手段が移動手段を制御する。この移動手段により合焦
レンズは、これの待機位置が焦点調節範囲の中間に設定
されているため、この位置から被写体距離情報に対応し
た位置に移動する。さらに、被写体距離情報が無限遠位
置のときに測距手段が被写体距離を検出するのに必要と
する時間と移動手段が合焦レンズを移動させる時間との
和と、被写体距離情報が至近位置のときに測距手段が被
写体距離を検出するのに必要とする時間と移動手段が合
焦レンズを移動させる時間との和とが等しくなる位置に
合焦レンズの待機位置を設定した場合には、この位置か
ら被写体距離情報に対応した位置に移動する。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の実施例に係るズームレンズ
駆動装置の断面を示したものである。このレンズ鏡筒
は、５枚レンズから構成される前群レンズ２０と、３枚
レンズから構成される後群レンズ２１とからなる２群構
成のズームレンズを光軸Ｐ方向に進退させてズーミング
を行うようになっている。

【００１０】ズームレンズ鏡筒の構成は、カメラボディ
と一体成形された固定筒２３と、この固定筒２３の内側
にヘリコイド結合された中間筒２４と、この中間筒２４
の内側にヘリコイド結合された可動筒２５とから構成さ
れている。このようなズームレンズ駆動装置は、図２に
示すようなカメラに組み込まれている。なお、符号１０
はシャッタボタン、符号１１はメインスイッチ、符号１
２はズーム操作部材、符号１３は測光装置、符号１４は
測距装置、符号１５は液晶表示部である。なお、図１に
示すように固定筒２３と一体成形されたカメラボデーに
は、フイルムパトローネ室を形成する壁面２３ｃやフイ
ルム給送用ギヤ等が一体に設けられているため、従来の
カメラ、すなわちカメラボディと固定筒とを別部材とし
た構造のカメラに比べて、本実施例ではカメラ形状の小
型化を向上させている。さらに符号２２は、カメラボデ
ィの前面を覆う前カバーである。

【００１１】図１に示すように前記可動筒２５には、変
倍レンズである前群レンズ２０が、周知のバヨネット結
合等で固定されている。前群レンズ２０の後方には、合
焦レンズである後群レンズ２１が後群レンズ枠台２８を
介して後群レンズ枠２９に組み込まれている。なお、符
号２６は、レンズシャッタであるシャッタ装置である。

【００１２】前記後群レンズ２１の進退は、可動筒２５
に固定された後群レンズ枠台２８に対し、これとヘリコ
イド結合されている後群レンズ枠２９の進退により行わ
れる。後群レンズ枠台２８は、内周面に雌ヘリコイド２
８ａが形成されている。この雌ヘリコイド２８ａには後
群レンズ枠２９の外周面に形成された雄ヘリコイド２９
ａが螺合している。雄ヘリコイド２９ａの谷部には、ギ
ヤ部２９ｄが形成されており、このギヤ部２９ｄは、雄
ヘリコイド２９ａの山部よりも突出して形成されてい
る。なお、符号３１は、雄ヘリコイド２９ａの山部斜面
に当接し、後群レンズ枠台２８に対して後群レンズ枠２
９を光軸Ｐ方向に片寄せする片寄せ部材である。

【００１３】前記ギヤ２９ｄには、前記シャッタ装置２
６に内蔵された合焦レンズ用モータ２６ａの駆動がギヤ
２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅを介して伝達される。
したがって、後群レンズ枠２９は、合焦レンズ用モータ
２６ａの駆動により回動し、雄ヘリコイド２９ａのリー
ドに従って光軸Ｐに方向に進退する。なお、後群レンズ
２１は、コンペンセーターレンズと合焦レンズとを共用
したレンズ群である。さらに、符号２６ｆは、合焦レン
ズ用モータ２６ａの回転子と同心に配置されたロータリ
ーエンコーダ等のモータ回転量検出装置である。

【００１４】前記可動筒２５の外周面には、雄ヘリコイ
ド２５ａが設けられており、この雄ヘリコイド２５ａに
は中間筒２４に設けられた雌ヘリコイド２４ａが螺合し
ている。可動筒２５は、雄ヘリコイド２５ａのリードに
従って、これの内周面に設けられた溝２５ｂに嵌入され
ている直進ガイド部材３５に沿って直線的に進退する。
なお、符号２５ｅは、可動筒２５の前端側に装着された
カバー枠であり、また、符号２５ｄは、カバー枠２５ｅ
に設けられたレンズ窓である。

【００１５】前記中間筒２４は、外周の後端側に雄ヘリ
コイド２４ｂが設けられている。この雄ヘリコイド２４
ｂは、固定筒２３の内周に形成された雌ヘリコイド２３
ａに螺合する。中間筒２４は、詳しくは後述する中間筒
回動部材３３によって回動されると雄ヘリコイド２４ｂ
のリードに従って進退する。また、前記雄ヘリコイド２
４ｂの前方には、ギヤ部２４ｃが光軸Ｐ方向に対し一定
な幅で形成されている。

【００１６】前記固定筒２３には、開口２３ｂが設けら
れている。この開口２３ｂは、光軸Ｐ方向に沿って形成
されている。この開口２３ｂの外側には、中間筒回動部
材３３の回動軸となる軸３２と、これの奥に前記直進ガ
イド部材３５のガイドとなるガイド棒３２ａとが光軸Ｐ
に対して平行に固定筒２３と前カバー２２との間で固定
されている。

【００１７】前記中間筒回動部材３３には、一端側にギ
ヤ３３ａと、このギヤ３３ｂの前方から他端に架けて螺
旋状に突出させて設けた螺旋状ギヤ３３ａとが一体に成
形されている。前記ギヤ３３ａには、固定筒２３に設け
られた変倍用レンズモータ３４の駆動が伝達され、これ
により中間筒回動部材３３は回動する。なお、符号３４
ａは、変倍用レンズモータ３４の回転子と同心に配置さ
れたロータリーエンコーダ等のモータ回転量検出装置で
ある。

【００１８】前記螺旋状ギヤ３３ａは、前記開口２３ｂ
を介して前記ギヤ部２４ｃに歯合しており、変倍用レン
ズモータ３４の駆動により中間筒回動部材３３を介して
中間筒２４を回動させる。このとき、中間筒回動部材３
３の回動によって螺旋状ギヤ３３ａは光軸Ｐ方向に変位
するが、螺旋状ギヤ３３ａの変位は、中間筒２４の進退
と同じに移動するため、螺旋状ギヤ３３ａとギヤ部２４
ｃとの噛み合い部分も前記中間筒２４の進退と同位相に
移動する。

【００１９】また、前記ガイド棒３２ａに遊貫されてい
る直進ガイド部材３５の部分には、案内筒が一体に設け
られており、この案内筒には案内ピン３５ｂが二つ植設
されている。これらの案内ピン３５ｂは前記螺旋状ギヤ
３３ａの両斜面を挟み込んでいて、螺旋状ギヤ３３ａの
変位に応動して直進ガイド部材３５を移動させる。

【００２０】前記直進ガイド部材３５と可動筒２５との
間には、フレキシブル基板３６が挿入されている。この
フレキシブル基板３６の他端側は、前記シャッタ装置２
６に接続され、一端側がカメラボディ内に配置されてい
るシャッタ制御回路２６ａに接続されている。このフレ
キシブル基板３６は、前記直進ガイド部材３５の移動に
応動して容易に屈曲する可撓性に富んだものとなってい
る。

【００２１】図３は、図２に示すカメラにおける電気的
構成の概略図を示すものである。なお、符号１３ａは測
光装置１３に内蔵された測光回路、符号１４ａは測距装
置１４に内蔵された測距回路、符号２６ａはシャッタ装
置２６に内蔵されたシャッタ制御回路、符号４０は変倍
レンズ用及び合焦レンズ用モータ２６ａ，３４を統括的
に制御するモータ制御回路、さらに、符号４１は前述し
た回路から得られるデータによって予め定められたシー
ケンスにより演算する演算回路及びメモリー部等を含む
主制御回路である。また、符号１０ａはシャッタボタン
を半押しした時に投入されるスイッチであり、主制御回
路４１では該スイッチ１０ａの投入に応じて測距回路１
４ａ及び測光装置１３ａを動作させ被写体情報及び被写
体輝度を検出する。さらに、符号１１は前述したメイン
スイッチであり、図２に示すメインスイッチ１１をＯＮ
側に操作すると、図３に示すメインスイッチ１１が接点
Ｃに接続され、前述したズームレンズ駆動装置が沈胴位
置からワイド位置に繰り出し、カメラの待機状態とな
る。符号１２は前述したズーム操作部材であり、カメラ
使用者が図２に示すズーム操作部材１２をＷ側、すなわ
ちワイド側に操作した時には図３に示すズーム操作部材
１２が接点ａに接続され、また、カメラ使用者がズーム
操作部材１２をＴ側、すなわちテレ側に操作した時には
接点ｂに接続される。なお、カメラ使用者がズーム操作
部材１２の操作を終了した時にはズーム操作部材１２が
自動的に中立位置となる。

【００２２】図４は、カメラの待機状態から前記ズーム
操作部材１２を操作したときに、前群及び後群レンズ枠
２０，２９の繰り出しを結像面に対しての距離で示した
グラフである。符号ｈは前記可動筒２５の進退によって
後群レンズ枠２９が移動する位置を示したものであり、
この位置ではズームレンズの焦点距離が変化しない。そ
こで、焦点距離を変化させるために同図に示す符号ｅの
位置まで後群レンズ枠２９が移動する。この符号ｅの位
置は後群レンズ枠２９の待機位置であり、被写体距離が
無限遠位置のときに前記測距装置１４が被写体距離情報
を検出するのに必要とする時間と前記合焦レンズ用モー
タ２６ａが後群レンズ枠２９を移動させる時間との和
と、被写体距離が至近位置のときに前記測距装置１４が
被写体距離情報を検出するのに必要とする時間と前記合
焦レンズ用モータ２６ａが後群レンズ枠２９を移動させ
る時間との和とが共に等しくなる位置に設定している。
つまり、前記主制御回路４１は、予め同図に示す符号ｈ
と符号ｅとの差を記憶している。そして、シャッタボタ
ン１０の半押しによって主制御回路４１は、測距装置１
４から得られた被写体情報に応じ、後群レンズ枠２９を
同図に示す符号ｅ、すなわち待機位置から、符号ｄ、す
なわち無限遠位置と符号ｆ、すなわち至近位置との間で
進退させるようにモータ制御回路４０を制御するもので
ある。

【００２３】次に上記構成による作用を説明する。図５
は、主制御回路４１で実行されるシーケンスを示したフ
ローチャートである。このフローチャートに示すように
主制御回路４１は、カメラのメインスイッチ１１がＯＮ
側に操作されたことを検知すると、カメラを待機状態に
する。さらに、ズーム操作部材１２の操作、及びスイッ
チ１０ｂの操作をした後にもカメラを待機状態にするよ
うに制御している。

【００２４】ズーム操作部材１２を操作すると主制御回
路４１は、変倍及び合焦レンズ用モータ２６ａ，３４を
駆動させる。これにより、ズームレンズ駆動装置は図６
に示すワイド位置の状態と図７に示すテレ位置の状態と
の間でズーミングを行うようになっている。

【００２５】次に、スイッチ１０ｂを操作すると合焦レ
ンズ用モータの駆動により後群レンズ枠２９が待機位置
から被写体距離情報に対応したピント位置に移動され、
シャッタ開閉後には後群レンズ枠２９が待機位置に移動
する。

【００２６】この後群レンズ枠２９の待機位置について
詳しく説明する。後群レンズ枠２９の待機位置を決定す
るにあたっては、後群レンズ枠２９が待機位置から被写
体距離情報に応じた位置に移動するまでの移動時間を極
力短くする必要がある。したがって、後群レンズ枠２９
の移動時間だけを考慮すると図８に示したように、後群
レンズ枠２９の待機位置は、これの焦点調節範囲内のほ
ぼ中間となるＬＨ１の位置となる。

【００２７】ところが、後群レンズ枠２９の駆動時間だ
けを考慮しても本発明の目的を達成できないため、本実
施例では後群レンズ枠２９と後群レンズ枠２８とに設け
られたヘリコイド機構のガタ分と、従来技術で説明した
測距装置１４の検出時間とを考慮している。

【００２８】先ず、後群レンズ枠２９と後群レンズ枠２
８とに設けられたヘリコイド機構のガタ分を考慮した場
合、図９に示すように後群レンズ枠２９を進退させる時
にガタ分によるロスタイムを見込んで、後群レンズ枠２
９の待機位置を同図に示すようにＬＨ２に設定してい
る。なお、後群レンズ枠２９を進退させる時のガタ分に
よるロスタイムには、同図に示すように後群レンズ枠２
９を停止する際に必ず一定方向に駆動した後に停止する
いわゆる片寄せ駆動に要する時間等が含まれている。

【００２９】次に、後群レンズ枠２９と後群レンズ枠２
８とに設けられたヘリコイド機構のガタ分と、従来技術
で説明した測距装置１４の検出時間とを考慮した場合、
図１０に示すように後群レンズ枠２９の待機位置がＬＨ
３に設定される。すなわち、本発明に係るズームレンズ
駆動装置は、測距装置１４の検出から後群レンズ枠２９
の移動完了までの最大時間が図１１に示すように約２２
０ｍｓとなり、測距装置１４の検出から後群レンズ枠２
９の移動完了までの最小時間が約１２０ｍｓとなってい
る。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明に係るズームレンズ
駆動装置では、合焦レンズの待機位置を焦点調節範囲の
中間に設定しているため、被写体距離情報に対する合焦
レンズの最大移動時間が短くなる効果がある。本実施例
では、合焦レンズの最大移動時間が約１２５ｍｓとなっ
ているため、従来技術と比較して約半分の時間も短縮さ
れている。また、合焦レンズの待機位置を、被写体距離
が無限遠位置のときに前記測距手段が被写体距離情報を
検出するのに必要とする時間と前記移動手段が前記合焦
レンズを移動させる時間との和と、被写体距離が至近位
置のときに前記測距手段が被写体距離情報を検出するの
に必要とする時間と前記移動手段が前記合焦レンズを移
動させる時間との和とが共に等しくなる位置に設定した
第２の発明では、被写体距離情報に対する合焦レンズの
最大移動時間が短くなる効果があるとともに、被写体距
離に対するシャッタレリーズ時のタイムラグが平均的に
なる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】ズームレンズ駆動装置の沈胴位置状態を示した
断面図である。

【図２】ズームレンズ駆動装置を用いたカメラを示した
斜視図である。

【図３】カメラの電気的構成を示した概略図である。

【図４】ズームレンズ駆動装置の繰り出し量を示した特
性図である。

【図５】図３に示した電気的構成に含まれた主制御回路
のシーケンズを示したフローチャートである。

【図６】ズームレンズ駆動装置のワイド位置を示した断
面図である。

【図７】ズームレンズ駆動装置のテレ位置を示した断面
図である。

【図８】後群レンズ枠の移動時間を示した特性図であ
る。

【図９】ヘリコイド機構の片寄せ時間を考慮し、後群レ
ンズ枠の移動時間を示した特性図である。

【図１０】測距装置の検出時間を考慮して後群レンズ枠
の移動時間だけを示した特性図である。

【図１１】後群レンズ枠の移動時間に測距装置の検出時
間を加算して示した特性図である。

【図１２】従来技術で説明した合焦レンズの移動時間を
示した特性図である。

【図１３】従来技術で説明した測距装置の検出時間を示
した特性図である。

【図１４】従来技術で説明した合焦レンズの移動時間に
測距装置の検出時間を加算して示した特性図である。

【符号の説明】

１４ 測距装置 １４ａ 測距回路 ２０ 前群レンズ ２１ 後群レンズ ２３ 固定筒 ２４ 中間筒 ２５ 可動筒 ２６ａ 合焦レンズ用モータ ２６ｆ モータ回転量検出装置 ２８ 後群レンズ枠台 ２９ 後群レンズ枠 ３３ 中間筒回動部材 ３４ 変倍レンズ用モータ ３４ａ モータ回転量検出装置 ３５ 直進ガイド部材 ３６ フレキシブル基板 ４０ モータ制御回路 ４１ 主制御回路

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合焦レンズを無限遠位置から至近位置ま
   での焦点調節範囲内で光軸方向に移動させる移動手段
   と、被写体距離を検出する測距手段と、この測距手段に
   より検出された被写体距離情報に基づいて合焦レンズの
   待機位置に対しての合焦位置を演算する演算手段と、こ
   の演算手段の出力によって移動手段を制御する制御手段
   とを備え、前記合焦レンズの待機位置を前記移動手段が
   前記合焦レンズを移動させる焦点調節範囲の中間に設定
   したことを特徴とするズームレンズ駆動装置。
2. 【請求項２】 合焦レンズを無限遠位置から至近位置ま
   での焦点調節範囲内で光軸方向に移動させる移動手段
   と、被写体距離を検出する測距手段と、この測距手段に
   より検出された被写体距離情報に基づいて合焦レンズの
   待機位置に対しての合焦位置を演算する演算手段と、こ
   の演算手段の出力によって移動手段を制御する制御手段
   とを備え、前記合焦レンズの待機位置は、被写体距離が
   無限遠位置のときに前記測距手段が被写体距離情報を検
   出するのに必要とする時間と前記移動手段が前記合焦レ
   ンズを移動させる時間との和と、被写体距離が至近位置
   のときに前記測距手段が被写体距離情報を検出するのに
   必要とする時間と前記移動手段が前記合焦レンズを移動
   させる時間との和とが共に等しくなる位置に設定したこ
   とを特徴とするズームレンズ駆動装置。