JP2913787B2

JP2913787B2 - 撮影レンズの位置制御装置

Info

Publication number: JP2913787B2
Application number: JP19899290A
Authority: JP
Inventors: 徳康小谷; 弘之津留; 達小坂
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1990-07-30
Filing date: 1990-07-30
Publication date: 1999-06-28
Anticipated expiration: 2014-06-28
Also published as: JPH0485505A

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野本発明は撮影レンズの位置制御装置に関する。更に詳
しくは、モータ等の駆動源により光軸方向に複数の指定
位置に撮影レンズ光学系を移動して設定可能な撮影レン
ズの位置制御装置に関する。

B.従来の技術従来撮影レンズの位置制御装置を備えた多焦点カメラ
としては、例えばカメラ本体に回転可能に支持された案
内筒を回転すると、案内筒に連動するエンコーダからの
位置信号により位置を検知して、所定の撮影位置にレン
ズ鏡筒を移動せしめるものがあった。

即ち案内筒には導電パターンが形成された基板が固着
され、カメラ側にはエンコーダブラシが設けられてエン
コーダが構成され、レンズ鏡筒の位置に応じた位置信号
が発生する。この信号を受けて駆動モータによりレンズ
鏡筒を繰り出し、あるいは繰り込み、例えば広角・望遠
選択スイッチのような切換えスイッチ等から出力される
位置指定信号とエンコーダからの位置信号とを比較する
ことにより指定位置で駆動モータを停止させて指定の位
置にレンズ鏡筒を移動させていた。

C.発明が解決しようとする課題しかしながら上述した従来例においてはモータに供給
される電源電圧によって鏡筒が繰出し繰込む移動の速度
は部材の慣性によりまちまちとなる。即ち、電源電圧が
高いほどレンズ鏡筒は速く駆動され、かつ慣性力が増し
て停止しにくくなる。従来例においては、第１図（ａ）
に示すようにエンコーダブラシが所定位置を検出して
（ts）から停止のための制動を掛け始める（to）までの
待機時間が電源電圧の如何によらず一定（to−ts）であ
るから慣性力の差により鏡筒が停止する鏡筒繰出し位置
がまちまちとなる（図中x0、x2、x3）。このため、広角
側の端（以下Ｗ端）及び望遠側の端（以下Ｔ端）におけ
る焦点距離のバラツキ、もしくは光学系が所定の設計位
置に移動しないことによる後方焦点位置（所謂バック
ｆ）のバラツキ等の不具合があった。

本発明は従来の撮影レンズの位置制御装置における焦
点距離のバラツキ、後方焦点位置のバラツキ等の欠点を
解決することを目的とする。

D.課題を解決する為の手段本発明において、撮影光学系（20、22）の位置を指定
する指定手段（53）と、該撮影光学系（20、22）の位置
を検出する位置検出手段と（57）、該指定手段（53）に
より指定された位置と位置検出手段（57）により検出さ
れた位置とに基づいて該撮影光学系（20、22）を該指定
手段（53）により指定された位置へ光軸方向に駆動し指
定された位置で停止する駆動手段（55、108）と、該駆
動手段（55、108）に供給される電源電圧を検出する電
源電圧検出手段（101、53）とを有する撮影レンズの位
置制御装置において、該位置検出手段（57）が該指定手段により指定された
位置を検出してから該駆動手段（102、104）が該撮影光
学系（20、22）の停止動作を開始するまでの時間を、該
電源電圧検出手段（101、53）によって検出された電源
電圧に応じて変化して設定する待機時間設定手段を有す
ることを特徴とする撮影レンズの位置制御装置を構成し
た。

更に、該位置検出手段（57）が該指定手段（53）によ
り指定された位置を検出してから該駆動手段（55、10
8）が該撮影光学系（20、22）の停止動作を開始するま
での時間は、書換え可能な不揮発性メモリー（63）に保
持されると共に、カメラ外部から調整可能であることを
特徴とする撮影レンズの位置制御装置を構成した。

E.作用電源電圧の大きさに応じて、撮影光学系が指定位置に
達してから駆動の停止が掛けられるまでの待機時間が変
化して、電源電圧の大きさによらず常に撮影光学系が一
定位置に停止する。

F.実施例本発明の実施例を第３図〜第14図により説明する。

第３図（ａ）は撮影レンズの広角位置における断面
図、第３図（ｂ）は撮影レンズの望遠位置における断面
図、及び第４図は第３図（ａ）のＡ−Ａ面による断面図
である。

光学系は１群光学系20と２群光学系22とから構成され
ている。

１群光学系20はレンズ20a、20b及び20cから構成さ
れ、２群光学系22はレンズ22a及び22bから構成されてい
る。

案内筒１がカメラ本体（不図示）に回転可能に支持さ
れている。この案内筒１の内周面には先端部より後端部
までへリコイド1aが刻設され、外周面には歯車1bが形成
されている。この歯車1bには、カメラ本体に設けたモー
タ55により回転駆動される駆動歯車５が噛合している。

レンズ鏡筒10は案内筒１の内側に設置されて光軸方向
に進退可能なレンズ鏡筒であり、外周面にへリコイド10
aが設けられている。へリコイド10aは案内筒のへリコイ
ド1aと噛合している。また、レンズ鏡筒10の内筒部10b
には合焦機構およびシャッター駆動機構が固設されてい
る。

直進キー11はレンズ鏡筒10の動作を光軸に平行な直進
に制限する案内キーである。これにより案内筒１より受
ける光軸を軸とする回転力が光軸方向の前後駆動力に変
えられ、レンズ鏡筒10は前後移動を行う。

１群保持筒21は１群光学系20を保持する保持筒であ
り、レンズ鏡筒10の内側に螺合している。

２群レンズ保持筒23は２群光学系を保持する保持筒で
あり、レンズ鏡筒10の回転に連動して光軸方向に進退可
能である。

カメラ本体に設けられたモータ（不図示）は、別に設
けられた焦点検出装置（不図示）からの信号に基ずくレ
ンズ群に対する前進又は後退の命令に従って作動し、該
モータに連結された駆動ギア（不図示）がそれに応じて
回転する。レンズ鏡筒（10）の外周に設けられた大ギア
（10a）は該駆動ギアと噛合しているから、モータが回
転すると、駆動ギアを介してレンズ鏡筒（10）及びその
外側に貼付けられたエンコーダFPC（40）が一体となっ
て回転する。その時エンコーダFPC（40）の表面に設け
られたエンコーダパターン（不図示）はエンコーダブラ
シ（30）に付設されたエンコーダブラシ先端部（31、3
2、33）の摺動接触により電気的接続し、回路の開閉に
よりレンズ鏡筒（10）の回転角が判る。命令に対応した
回転角だけ回転した時停止信号が発せられて、モータは
停止し且つ連係した各部分の回転も停止する。

鏡筒（21）はレンズ鏡筒（10）が回転を開始すると、
へリコイド（不図示）及びそれと噛合しているへリコイ
ド（不図示）を介し運動を始めるが、後述の如く直進キ
ー（11）により回転運動は制限され光軸に沿った直進運
動のみをする。

後群カム環（25a）はレンズ鏡筒（10）が回転する
と、直進溝（不図示）に嵌合し後群カム環（25b）に螺
合しているクラッチ（不図示）を介して、レンズ鏡筒
（10）と共に回転する。

後群直進ガイド筒（24b）は螺設されている１対のコ
ロ（不図示）に挟持されている直進キー（11）により回
転が制限され直進運動のみ可能である。コロ（不図示）
の側面は円錐形をなし、後群直進ガイド筒（24b）の前
進後退の移動にあたり自由に回転する。又直進キー（1
1）の側面は平行な平面をなして回転する両側のコロ
（不図示）に挟持され、線接触を以て摺接し、該コロ
（不図示）を介して直進案内する。更に後群直進ガイド
筒（24b）は鏡筒（21）と後群直進ガイド筒抑えビス（1
3）により固定されているから両者は一体に直進運動を
する。

後群レンズ室（23）は、後群カム環（25b）が回転す
ると、カム溝（25a）を挿通する後群ガイドピン（24）
を介して回転運動が伝達されるが、該後群ガイドピン
（24）が同じく挿通する後群直進ガイド筒（24b）に設
けられた直進溝（24a）により回転運動は制限され光軸
に沿って直進運動を行う。これは後群直進ガイド筒（24
b）が直進キー（11）により回転運動が制限されている
為である。後群レンズ室（23）はカム溝（25a）の動き
に沿って後群直進ガイド筒（24b）に対し所定の相対的
な直進運動を行い、従って鏡筒（21）と一体に直進運動
を行う前群レンズに対し後群レンズは所定の間隔に変化
し、従ってズーミングがおこなわれる。

フレキシブル基盤40が案内筒１の外周部に固定されて
いる。エンコーダブラシである端子、COM端子31、Ｘ端
子32及びＹ端子33はフレキシブル基盤40からの信号を受
ける端子であり端子支持板30に固定されている。

次に、レンズ鏡筒の位置検出機構について第５図によ
り説明する。第５図（ａ）は導電パターンを示す図、第
５図（ｂ）は導電パターンより出力する信号を示す図で
ある。

フレキシブルプリント基板40は第５図（ａ）に示す導
電パターン41を有している。導電パターン41はCOM端子3
1が常時摺接する接地パターンである領域ＡにおいてはC
OM端子31のみが導電パターン41に接し、Ｘ端子32および
Ｙ端子33からハイレベル（以下、「Ｈ」とする）信号が
得られる。領域ＢにおいてはCOM端子31及びＸ端子32が
導電パターン41に接し、Ｘ端子32からはローレベル（以
下、〔Ｌ〕とする）信号及びＹ端子33からは「Ｈ」信号
が得られる。

以下、同様にして領域ＣにおいてはＸ端子32及びＹ端
子33から共に〔Ｌ〕信号が、領域ＤにおいてはＸ端子32
及びＹ端子33からそれぞれ〔Ｈ〕信号及び〔Ｌ〕信号が
得られ第５図（ｂ）の如くになる。このように検出され
た電圧レベルにより鏡筒の繰り出し位置を知ることがで
きる。

次に本実施例の回路について第６図により説明する。

第６図は本実施例のブロック図である。

カメラ本体51内は主に５つのブロックから構成される
回路が設置されている。

CPU53は、撮影レンズの電気的駆動制御を行うもので
ある。MDIC64は温度に対して一定な電圧を発生する電圧
発生回路602、モータドライブ機構のためのモータドラ
イブ回路108、IRED56のためのIREDドライブ回路109を含
む回路である。

鏡筒エンコーダ発生手段はフレキシブル基盤40及び各
端子（30、31、32）の構成するエンコーダから信号を発
生させる回路である。

EEPROMは書換え可能である不揮発性メモリーである。

DC/DCコンバータ59は電池58の電源電圧を変換するコ
ンバーターである。

スイッチ60、61及び62が設けられそれぞれ主スイッチ
60、ズームアップスイッチ（以下、ZUS）61及びズーム
ダウンスイッチ（以下ZDS）62である。

IRED56は赤外発光ダイオードである。IREDドライブ10
9より動作される。電池58は電源電池である。

基準電圧Vrefを基準として電圧V₀はA/D変換101におい
てA/D変換される。

次に、本実施例の流れについてフローチャートに従っ
て第７図〜第14図により説明する。

第７図に本実施例のメインフローを示す。電池投入
後、初期設定を行い（S101）、EEPROM63に書き込まれた
データを読み出し（S102）、起動か否かを待つ（S10
3）。起動された場合は起動処理（S104）を行った後、
バッテリーチェック処理（S105）を行い、鏡筒をＷ端へ
駆動する（S105）。その後、表示タイマーリセットをス
タートし（S107）、表示OFF時間が経過するのを待つ（S
108）。経過したならば表示OFF処理を行い（S117）、再
度起動か否かを待つ。

表示OFF時間が経過しない場合は主スイッチ60のOFFを
判断し（S109）、OFFされたならば鏡筒リセット駆動処
理に移り鏡筒はリセット端（以下Ｒ端という）へ駆動さ
れ（S110）、表示OFF処理を行って（S117）、起動を待
つ（S103）。

主スイッチ60がOFFされていないならば、ZUS61のONを
待つ（S111）。ONされたならばズームアップ処理（S11
2）行い鏡筒はＴ端へ駆動されS107に戻る。

ZUS61がONされなければZDS62のONを待つ（S113）。ON
されればズームダウン処理を行い鏡筒はＷ端子へ駆動さ
れ（S114）S107に戻る。

ZDS62がONされなければその他のスイッチのONを待ち
（S115）、ONされたならばその他のスイッチ処理を行い
（S116）その後、S107に戻る。その他のスイッチがONさ
れない場合はS108に戻る。

次に第８図に第７図S105で行なうバッテリーチェック
処理のフローチャートを示す。

まず、IRED56をIREDドライブ109により点灯させ（S20
1）十分な電流を流し、数ms待機した後（S202）、変数
Ｖを０（S203）、計数の変数Ｂを16（S204）とし、数μ
ｓ待機した後（S205）、電圧ＶをA/D変換によりしたA/D
値を所定の変数XAに格納し（S206）、これを16回（S207
〜S209）行い、累積されたA/D値が最終的にＶに格納さ
れる。その後、IRED56を消灯させ（S210）、Ｖを1LSBが
0.1vの値に変換（S211）後、Ｖを関数Ｆに代入し待機時
間ZMBを算出する（S212）。関数はＦ（Ｖ）＝K2−（K1
×V/10）を用いる。係数K1及びK2は実験により求められ
る値である。S213及びS214によってZMBを１以上の値と
し、S215ではその値を元にバッテリー・チェック判定を
行う（S215）。

尚、係数K1及びK2について第２図により説明する。

第２図において横軸に電源電圧Ｖ、縦軸に待機時間ZM
Bをとると、エンコーダが所定位置を検出したとき制動
を掛け始めるまでの待機時間は、従来例においては
（ｂ）に示す如く一定であったが本実施例においては
（ａ）に示す如く一定ではない。実験により求められた
待機時間は電源電圧に対し略直線関係にあり、次式Ｆ（Ｖ）＝K2−（K1×V/10）で表される。

ここで、バッテリーチェック動作を第６図により簡単
に説明する。

鏡筒のズーム動作等と同等の電流消費が見込めるよう
MDIC54内のIREDドライブはIRED56に電流を流す。

一方、MDIC54内の電圧発生回路102から生成された安
定したVrefラインと、抵抗103、104、105、106とトラン
ジスタ107によるスイッチング回路によって流れる電池5
8からのV0ラインとをCPU53内のA/D変換回路101によって
比較し、これにより電源電圧を検出する。

次に第９図に第７図S110で行なうＲ端に鏡筒を駆動す
る処理のフローチャートを示す。

まず、Ｒ端か否かを判断し（S301）、Ｒ端ならば第７
図S117に戻り、表示OFF処理する（以下RETURNは同様で
ある）。そうでない場合はＲ端方向へ駆動を開始する
（S302）。駆動を開始する途中で鏡筒異常を検出した場
合は鏡筒異常停止処理を行い（S304）その後第７図S117
に戻り表示OFF処理する。異常を検出しなかった場合は
Ｒ端か否かをみる処理（S305）に移る。Ｒ端でない場合
は再びS303に帰る。Ｒ端に到達した場合は時間ZMBmsだ
け待機し（S306）、時間ZMCmsの逆通電ブレーキを掛け
た後（S307）時間ZMDmsのショートブレーキを行い（S30
8）、鏡筒が停止する（S309）。尚時間ZMC、及び時間ZM
Dは時間ZMBの如く実験的に求められる待機時間である。

次に第10図に第７図S106で行なう鏡筒をＷ端に駆動す
るフローチャートを示す。

まず現在Ｗ端にいるか否かを判定し（S401）、Ｗ端な
らば第７図S107に戻り、Ｗ端にいなければ変数KMV＝０
（S402）、変数SCN＝１（S403）、変数SKCをＷ端とし
（S806）、第13図に示すＡ以降の処理に続く。次に第11
図に第７図S112で行なうズームアップ処理のフローチャ
ートを示す。

まず現在Ｔ端にいるか否かを判定し（S501）、Ｔ端な
らば第７図S107に戻り、Ｔ端にいなければKMV＝０（S50
2）、SCN＝０（S503）、SKCをＴ端とし（S504）、第13
図に示すＡ以降の処理に行く。

次に第12図に第７図S114で行なうズームダウン処理の
フローチャートを示す。

まず現在Ｗ端にいるか否かを判定し（S601）、Ｗ端な
らば第７図S107に戻り、Ｗ端にいなければKMV＝１（S60
2）、SCN＝０（S603）、SKCをＷ端とし（S604）、第13
図に示すＡ以降の処理に続く。

第13図に第10図、第11図及び第12図のＡ以降の処理に
ついてのフローチャートを示す。

まず変数SKV＝０とし（S701）、KMV＝０か否かを判定
する（S702）。０ならば鏡筒をＴ端方向に駆動し（S70
4）、０でなければ鏡筒をＷ端方向に駆動する（S70
3）。その後鏡筒異常停止を起こせば鏡筒異常停止処理
を行い（S706）、第７図S107に戻る。異常停止を起こさ
なければSCN＝１か否かを判定する（S707）。１ならば
第14図S801に移り、１でなければS708に移り（S707）、
時間ZMGmsの経過を持つ。経過していなければ第14図S80
1に移り、経過したならばS709に移ってKMV＝０か否かを
判定する（S709）。０ならばZUSが放されたか否かを判
定する（S712）。NOならば第14図S801に移り、YESなら
ばS713に移る。一方、KMV＝０でないときにはS710に移
り、ZDSが放されたか否かを判定する。放されていなけ
れば第14図S801に移り、放されていれば時間ZMHmsだけ
逆転動作を続けた（S711）後、時間ZMCms逆転ブレーキ
（S713）、時間ZMDmsショートブレーキ（S714）を掛け
鏡筒停止に移り（S715）、第７図S107に戻る。時間ZMH
は実験的に求められる待機時間である。次に第13図のＢ
のつづきである第14図を説明する。S801においてSKCの
位置を判定してYES（現状の位置と合致していれば）な
らばS808に移る。違っていればSKV＝１か否かを判定し
（S802）、NOならば第13図S705に移り、YESならば時間Z
MAms待機した後（S803）、KMVに０を格納し（S804）、S
KCにＷ端情報を認識させ（S806）、SCN＝１（S807）と
する。その後、時間ZMAは第13図S702に移る。

一方、S808ではKMV＝１か否かを判定し、YESならばSK
V＝１とし（S809）、第13図S705に移る。NOならば時間Z
MBms待機し（S810）、時間ZMCms逆転ブレーキを掛け（S
811）、時間ZMDmsのショートブレーキを掛け（S812）、
鏡筒停止となり（S813）、第７図S107に移る。

本実施例により第１図（ｂ）に鏡筒停止位置を示すよ
うに、電源電圧が４［Ｖ］のときは時間t3において５
［Ｖ］のときには時間t2において６［Ｖ］のときには時
間t1においてそれぞれ制動動作が始まり、電源電圧の如
何によらずいずれも位置x0においてレンズ鏡筒が停止
し、Ｗ端又はＴ端での焦点距離や後方焦点位置の精度が
確保できる。

G.発明の効果本発明により、電源電圧の大きさに応じて、撮影光学
系が指定位置に達してから駆動の停止が掛けられるまで
の待機時間を変化させて電源電圧の大きさによらず常に
撮影光学系が一定位置に停止するから、設計上保証され
た規格値が保証され、且つ所定停止位置の行き過ぎ或い
は不足によるピンボケ等がなくなった。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は従来例における電源電圧の変化による鏡
筒停止位置の変化を示す図、第１図（ｂ）は実施例における電源電圧の変化による鏡
筒停止位置の変化を示す図、第２図は電源電圧と待機時間の関係を示す図、第３図（ａ）は撮影レンズの広角位置における断面図、第３図（ｂ）は撮影レンズの望遠位置における断面図、第４図は第３図（ａ）のＡ−Ａ面による断面図、第５図（ａ）は導電パターンを示す図、第５図（ｂ）は導電パターンより出力する信号を示す
図、第６図は本実施例のブロック図、第７図は本実施例のメインフローを示すフローチァー
ト、第８図〜第14図は部分フローチァートである。〔主要部分の符号の説明〕１……案内筒５……駆動歯車 10……レンズ鏡筒 11……直進キー 20……１群光学系 22……２群光学系 31〜33……端子 40……フレキシブルプリント基板 55……モータ

フロントページの続き (56)参考文献特開平２−62509（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−70717（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 7/08 G03B 5/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】撮影光学系の位置を指定する指定手段と、
該撮影光学系の位置を検出する位置検出手段と、該指定手段からの位置の指定と位置検出手段からの位置
の検出結果とに基づいて該撮影光学系を該指定手段によ
り指定された位置へ光軸方向に駆動し設定する駆動手段
と、該駆動手段に供給される電源電圧を検出する電源電圧検
出手段とを有する撮影レンズの位置制御装置において、該位置検出手段が該指定手段により指定された位置を検
出してから該駆動手段が該撮影光学系を駆動し停止せし
めるまでの時間を、該電源電圧検出手段によって検出さ
れた電源電圧に応じて変化して設定する待機時間設定手
段を有することを特徴とする撮影レンズの位置制御装
置。
【請求項２】該位置検出手段が該指定手段により指定さ
れた位置を検出してから該駆動手段が該撮影光学系を停
止せしめるまでの時間は書換え可能な不揮発性メモリー
に保持され、カメラ外部から調整可能であることを特徴
とする請求項（１）記載の撮影レンズの位置制御装置。
【請求項３】前記位置検出手段は、導体パターンが形成
された基板と該基板上を摺動するエンコーダブラシとか
らなるエンコーダを含むことを特徴とする請求項（１）
又は請求項（２）に記載の撮影レンズの位置制御装置。