JP2965172B2 - ズームレンズのフォーカス装置 - 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のフォーカ
ス装置に関し、詳しくはバリエータレンズの移動に応じ
て合焦レンズのピント位置を補正する機能をもたせたズ
ームレンズのフォーカス装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近では２群ズーム方式も実用化され、
コンパクトカメラにもズームレンズが組み込まれるよう
になっている。このようなズームレンズには、バリエー
タレンズ群にフォーカシング機構をもたせた前群レンズ
と、変倍時に伴うピント面の移動を良好に補正するコン
ペンセータ機能をもつ後群レンズとを光軸方向に同時に
移動させながら焦点距離を変化させているものが提供さ
れている。このズームレンズでは、ある一つのズーム位
置に対して被写体距離が異なれば前群レンズの移動量が
異なり、また、さらにズーミングを行いズーム位置が変
化すると、先のズーム位置と同じ被写体距離に対しても
前群レンズの移動量が変わってくる。したがって、この
ようなズームレンズのフォーカス方式は、ズーム位置と
被写体距離とに対応した前群レンズの合焦位置を予め定
めて記憶させている方法や演算にて算出する方法となっ
ている。

【０００３】ところで、前述したような記憶又は算出さ
れた前群レンズの合焦位置は、変倍時移動される前群及
び後群レンズとが正確に位置決めされたときに最適位置
となる。このため、ズームレンズの移動機構、例えば、
製造コストが高価なカム機構やヘリコイド機構等を用い
てこれに生じるガタを極力少なくして各レンズの正確な
位置決めが行われている。しかし、これらの移動機構は
精度の高い加工が要求され、これをコンパクトカメラに
採用した場合には製造コストの面で非常に不利となる。
このため、レンズを任意の変倍位置で停止させるとき
に、常に一定方向からレンズを移動させた後に停止させ
る片寄せ駆動方式によって移動機構に生じるガタを吸収
しレンズの正確な位置決めが行われていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、片寄せ
駆動方式を採用することにより変倍操作部材の操作完了
と、移動されるレンズ停止とのタイミングが若干ずれる
欠点がある。さらに、ファインダー倍率を変更する機構
に片寄せ駆動用のモータが連動しているカメラでは、変
倍操作部材の操作完了後のファインダー倍率が撮影者の
意図したファインダー倍率よりも若干ずれてしまう欠点
がある。

【０００５】本発明は上記のような問題点を解決し、ロ
ーコスト化を図った移動機構を採用し片寄せ駆動方式を
採用せず合焦レンズをこれの最適位置に確実に移動させ
るようにしたズームレンズのフォーカス装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
欠点を解決するためになされたもので、変倍移動機構に
よる第１又は第２レンズ群の移動量を検出する検出手段
と；変倍移動機構による第１又は第２レンズ群の移動方
向を検知する移動検知手段と；シャッタボタンの半押し
操作に応答して被写体距離を検出する測距機構と；検出
手段で検出した移動量と測距機構で検出した被写体距離
とで決められる合焦レンズの合焦位置と、この合焦位置
を変倍移動機構に含まれるバックラッシュを考慮して補
正した補正合焦位置との何れか一方を、移動検知手段で
検知した移動方向に基づいて択一的に選択する最適位置
選択手段と；合焦用モーターの駆動を制御して前記最適
位置選択手段で選択した位置に前記合焦レンズを移動さ
せる制御手段とを備えたものである。

【０００７】

【実施例】図１及び図２は、本発明の実施例に係るズー
ムレンズの鏡筒を示したものである。この鏡筒は、カメ
ラボディと一体成形された固定筒２０と、この固定筒２
０の内側に設けられた移動筒２１とから構成されてお
り、コンパクト化及びローコスト化を図った構成となっ
ている。前記移動筒２１には外面にガイド軸受部２１ａ
とガイド突起２１ｂとが設けられており、これらが固定
筒２０の内側に光軸Ｐと平行に設けられた前群用ガイド
棒２０ａとガイド溝２０ｂとに介入している。また、移
動筒２１の側面には長孔２１ｃが設けられ、ここにレバ
ー２４の端部に設けたピン２４ａが介入している。この
レバー２４は固定筒２０に設けられた軸２５を中心とし
てセクタギヤ２６の回動に連動するようになっており、
セクタギヤ２６にはズーム用モータ２７の駆動が伝達さ
れる。このズーム用モータ２７の回動により移動筒２１
は、固定筒２０に対し前記前群用ガイド棒２０ａ及びガ
イド溝２０ｂに沿って進退する。なお、前記長孔２１ｃ
はレバー２４の回動に対し移動筒２１の進退を許容する
形状となっている。また、符号２７ａは、ズーム用モー
タ２７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器であり、符号２９はカメラボ
ディの前面を覆う前カバーである。

【０００８】移動筒２１の内部には、バリエータレンズ
にフォーカシング機構をもたせた前群レンズ３０と、コ
ンペンセータレンズである後群レンズ３１とからなる２
群構成のズームレンズが内蔵されている。前群レンズ３
０を支持した前群レンズ枠３３は、その外周に雄ヘリコ
イド３３ａとギヤ部３３ｂとが設けられており、前記雄
ヘリコイド３３ａは移動筒２１に設けられた雌ヘリコイ
ド２１ｄに螺合している。前記前群レンズ枠３３はこれ
のギヤ部３３ｂに合焦用モータ３５の駆動が伝達される
ようになっており、合焦時合焦用モータ３５の回動によ
って移動筒２１に対し光軸Ｐ方向に進退し、また、変倍
時には移動筒２１と一体に進退する。なお、符号３５ａ
は、合焦用モータ３５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器であり、符号
２１ｈはプログラムシャッタ装置である。

【０００９】前記固定筒２０の内壁には、変倍時前群レ
ンズ３０の移動に応じて後群レンズ３１を移動させるた
めのカム面２０ｄが設けられている。このカム面２０ｄ
は、前方側が光軸Ｐに接近し、後方側が光軸Ｐから離れ
た形状となっている。このカム面２０ｄには応動レバー
３７に設けられたカムフォロアーピン３７ａが当接し、
応動レバー３７はバネ３９の付勢によりカム面２０ｄと
カムフォロアーピン３７ａとが常に当接するように付勢
されている。この応動レバー３７は移動筒２１の外面に
植設された軸２１ｅに回動自在に設けられており、その
軸２１ｅに対しカム面２０ｄの変位に応じて回動する。
さらに、この応動レバー３７はこれに設けた長穴３７ｂ
に後群レンズ３１を支持した後群レンズ枠３８外周に設
けた応動ピン３８ａが移動筒２１の逃げ穴２１ｆを介し
て介入しているため、応動レバー３７の回動に応じて後
群レンズ枠３８を進退させる。後群レンズ枠３８の進退
は、これに設けた軸受部３８ｂが移動筒２１内部に光軸
Ｐと平方に配置された後群用ガイド棒２１ｇに介入され
ているため、後群用ガイド棒２１ｇに従って直進的に進
退する。なお、応動レバー３７の回動に対し後群レンズ
枠３８を光軸Ｐ方向に直進的に進退させるために、前記
長穴３７ｂは長円形状となっている。

【００１０】このようなズームレンズの鏡筒は、図３に
示すカメラに組み込まれている。なお、符号４０はシャ
ッタボタン、符号４１はメインスイッチ、符号４２は変
倍操作部材、及び符号４３ａは測光用窓である。測光用
窓４３ａの奥には、測光回路４３が内蔵されている。符
号４４ａ、及び４４ｂは可視光をカットして赤外光だけ
を透過するＩＲフィルタを組み込んだＡＦ用窓であり、
これらの奥に周知の赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ）と
位置検出ダイオード（ＰＳＤ）とを備えた測距装置４４
が内蔵されている。

【００１１】図４は、図３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。符号４０ａ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る。符
号４１は前述したメインスイッチであり、図３に示すメ
インスイッチ４１をＯＮ側に操作すると、図４に示すメ
インスイッチ４１がＯＮして、前述した鏡筒が沈胴位置
からワイド位置に繰り出される。

【００１２】符号４２は前述した変倍操作部材であり、
カメラ使用者が図３に示す変倍操作部材４２をＷ側、す
なわちワイド側に操作した時には図４に示す変倍操作部
材４２が接点ａに接続され、また、カメラ使用者が変倍
操作部材４２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。ＣＰＵ４６は変倍操作部材４２の
操作に応じて得られる信号に応答しドライバーＩＣ４７
を介してズーム用モータ２７を回動制御する。なお、カ
メラ使用者が変倍操作部材４２の操作を終了した時には
変倍操作部材４２が自動的に中立位置となり、ＣＰＵ４
６は停止信号をドライバーＩＣ４７に送出しズーム用モ
ータ２７の駆動を停止させる。ＣＰＵ４６は前述したロ
ータリエンコーダ２７ａから送出される変倍信号に応じ
てズームレンズの焦点距離を常に検知しており、また、
ＣＰＵ４６は前記変倍信号の連続的変化に応じてズーム
進退方向を検知している。

【００１３】前記ＣＰＵ４６は、Ａ／Ｄ変換器やインタ
ーフェース等を含んだものとなっており、測光回路４３
や測距回路４４ｃから送出される輝度及び距離信号や、
さらに前述したズームレンズの焦点距離やズーム進退方
向をもとに予めＲＯＭ４８に記憶されたシーケンスプロ
グラムに従って処理し、得られた結果をＲＡＭ４９に格
納しておく。そして、これらの格納したデータを必要に
応じて読み出し、これに応じた制御信号を合焦用モータ
３５を制御するドライバーＩＣ５０、周知の昇圧回路を
含むストロボ回路５１、プログラムシャッタ装置２１ｈ
に内蔵されたシャッタ制御回路５２、及びフイルム給送
を制御するフイルム給送制御回路５３等に送出してカメ
ラを統括的に制御する。

【００１４】前記ＲＯＭ４８に記憶されているシーケン
スプログラムは、フローチャートで表すと図５に示すよ
うになっている。このフローチャートに示すように合焦
レンズの最適位置を決定するプログラムでは、ズームレ
ンズの焦点距離と被写体距離とに対応する前群レンズ最
適位置を前記ズーム進退方向に応じて予め記憶したテー
ブルを参照して決定する。決定された合焦レンズの最適
位置は、一旦ＲＡＭ４９に格納しておきシャッタレリー
ズに応答して前群レンズ３０を前記最適位置に移動させ
るようにドライバーＩＣ５０を介して合焦用モータ３５
を制御し、適正露出でシャッタの開閉が行われる。

【００１５】次に上記構成の作用について図５を参照し
ながら簡単に説明する。カメラのメインスイッチ４１を
ＯＮするとズームレンズ鏡筒はワイド位置に繰り出しカ
メラの待機位置となる。その後、変倍操作部材４２を操
作すると、これに応じて移動筒２１が進退する。後に撮
影者が変倍操作部材４２の操作を完了すると、ＣＰＵ４
６はロータリーエンコーダ２７ａから得られる変倍信号
に応じてズームレンズの焦点距離とズーム進退方向とを
確認し、これらを一時ＲＡＭ４９に格納しておく。

【００１６】次に、撮影者がシャッタボタン４０を半押
しするとＣＰＵ４６は測光と測距とを開始する。これに
より、ＣＰＵ４６は、測光回路４３及び測距回路４４ｃ
から送出される輝度及び距離信号に応じて被写体輝度と
被写体距離とを決定し、前者の被写体輝度はプログラム
シャッタの露出データに変換したデータとして一時ＲＡ
Ｍ４９に格納される。また、後者の被写体距離は前述し
たズームレンズの焦点距離及びズーム進退方向と共に合
焦レンズの最適位置を決定するプログラムに用いられ
る。予め記憶されているテーブルから前群レンズ３０の
最適位置を読み出す。このテーブルを表１及び表２に示
す。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１は、変倍操作部材４２の操作完了時に
移動筒２１が図１に示す光軸Ｐの右方側、すなわちワイ
ド側から同図に示す左方側、すなわちテレ側に移動しな
がら停止した場合に参照されるテーブルである。表１に
示す焦点距離は、連続的に得られるズームレンズの焦点
距離の一部、例えば、６８ｍｍ、５０ｍｍ、及び３６ｍ
ｍとを記載している。また、測距回路４４ｃから連続的
に得られる被写体距離を、例えば、ＣＰＵ６４により８
ｍ、３ｍ、及び０．８ｍとの３つの範囲のいずれかに対
応されるものとする。この二つ要素の組み合わせから決
定される前群レンズ３０の合焦位置は、周知のレンズ結
像式から導いた前群レンズ３０の後側主点と後群レンズ
３１の前側主点との間隔を示した値としている。この前
群レンズ３０の合焦位置は図６に示すグラフにおいて実
線で表しており、被写体距離に対し錯乱円の径が許容錯
乱円δ₀ 以下となる最適位置である。しかし、この前群
レンズ３０の合焦位置は、変倍操作部材４２の操作完了
時に移動筒２１がテレ側からワイド側に移動しながら停
止した場合では、図６に示すグラフにおいて一点鎖線で
表したようになり被写体距離に対し錯乱円の径が許容錯
乱円δ₀ を上回る場合がある。したがって、移動筒２１
がテレ側からワイド側に移動しながら停止した場合、図
６に示す一点鎖線で表した位置を実線で表した位置に補
正した合焦レンズ３０の最適位置は、表２に示すように
なる。

【００１９】

【表２】

【００２０】表２は、変倍操作部材４２の操作完了時に
移動筒２１が図１に示す光軸Ｐの左方側、すなわちテレ
側から同図に示す右方側、すなわちワイド側に移動しな
がら停止した場合に参照されるテーブルである。このよ
うに、本実施例では、前群レンズ３０の合焦位置を移動
筒２１の進退方向に応じて異なった二つの位置で記憶し
た例としているが、本発明ではこれに限らず、例えば、
特定被写体距離に対応した前群レンズ３０の合焦位置を
移動筒２１の進退方向に応じた最適位置で記憶させた方
法としてもよい。この方法は、例えば、図６に示すよう
に変倍操作部材４２の操作完了時に移動筒２１がテレ側
からワイド側に移動しながら停止した場合において、被
写体距離が８ｍのときに錯乱円の径が許容錯乱円δ₀ を
上回るため、この特定被写体距離に対応した前群レンズ
３０の合焦位置を同図に示す二点鎖線で表したように補
正するテーブルから決定する方法である。

【００２１】このように本実施例に係るズームレンズの
フォーカス装置においては、決定手段として記憶手段を
用い、これにズームレンズの焦点距離と被写体距離とに
対応する前群レンズの最適位置をズームの進退方向に応
じて予め記憶させているが、本発明ではこれに限らず、
最適位置を演算によって求めてもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のズームレ
ンズのフォーカス装置では、変倍時に移動されるレンズ
の移動量と被写体距離とで決められる合焦位置と、その
合焦位置を変倍移動機構に含まれるバックラッシュを考
慮して補正した補正合焦位置との何れかを、変倍時に移
動したレンズの移動方向に基づいて最適位置選択手段が
択一的に選択し、その選択した位置に制御手段が合焦レ
ンズを移動させるようにしたから、変倍時におけるバッ
クラッシュを合焦動作時に補正することができる。した
がって、バネ等によりガタを吸収するメカ的な片寄せ機
構を必要としないからローコストで達成できる。また、
レンズを常に一方向から停止させるソフト的な片寄せ駆
動方式も必要がなく、したがって、合焦動作を迅速に行
うことができる。さらに、本発明では合焦時に補正する
から、従来技術で説明したように、ソフト的な片寄せ駆
動方式をもったズームレンズの片寄せにファインダー倍
率変更手段の倍率変更が連動してしまう不都合も解消す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るズームレンズ鏡筒を示す断面図で
ある。

【図２】ズームレンズ鏡筒の外観を示す斜視図である。

【図３】ズームレンズ鏡筒を組み込んだカメラの外観を
示す斜視図である。

【図４】カメラの電気的概略の構成を示すブロック図で
ある。

【図５】ＣＰＵのシーケンスプログラムの要部を示すフ
ローチャートである。

【図６】被写体距離とズームレンズの錯乱円の径との相
関を示すグラフである。

【符号の説明】

２０ 固定筒 ２１ 移動筒 ２７ ズーム用モータ ２７ａ ロータリーエンコーダ ３０ 前群レンズ ３１ 後群レンズ ３５ 合焦用モータ ３５ａ ロータリーエンコーダ ４２ 変倍操作部材 ４４ 測距装置 ４６ ＣＰＵ

フロントページの続き (72)発明者 西谷 泰浩 東京都港区西麻布２ー26ー30 富士写真 フイルム株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−321416（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−130512（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−93712（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 7/04 G02B 7/08 - 7/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変倍用モーターの駆動により第１レンズ
   群と第２レンズ群とを相互間隔を変化させながら光軸方
   向に移動して変倍を行う変倍移動機構と、変倍後にその
   変倍状態で合焦用モーターの駆動により前記第１又は第
   ２レンズ群の何れかを合焦レンズとして光軸方向に移動
   させて合焦を行う合焦移動機構とを備えたズームレンズ
   のフォーカス装置において、前記変倍移動機構による第１又は第２レンズ群 の移動量
   を検出する検出手段と、前記変倍移動機構による第１又は第２レンズ群 の移動方
   向を検知する移動検知手段と、シャッタボタンの半押し操作に応答して 被写体距離を検
   出する測距機構と、前記検出手段で検出した移動量と測距機構で検出した被
   写体距離とで決められる前記合焦レンズの合焦位置と、
   この合焦位置を前記変倍移動機構に含まれるバックラッ
   シュを考慮して補正した補正合焦位置との何れか一方
   を、前記移動検知手段で検知した移動方向に基づいて択
   一的に選択する最適位置選択手段と、 前記合焦用モーターの駆動を制御して前記最適位置選択
   手段 により選択された位置に前記合焦レンズを移動させ
   る制御手段とを備えたことを特徴とするズームレンズの
   フォーカス装置。