JP3023697B2

JP3023697B2 - レンズ機構

Info

Publication number: JP3023697B2
Application number: JP2250933A
Authority: JP
Inventors: 昌美矢崎; 保小岩井
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-09-20
Filing date: 1990-09-20
Publication date: 2000-03-21
Anticipated expiration: 2015-03-21
Also published as: JPH04128813A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、レンズ機構、詳しくは合焦レンズ群を駆動
することによりフォーカシングが可能なレンズ機構に関
する。

［従来の技術］従来、カメラのレンズ機構における無限遠被写体への
レンズのバックフォーカス調整は、合焦レンズが繰り込
み側の機械的終端に当て付いたとき、上記無限遠被写体
の像が正確にフィルム面上に結像するようにレンズの一
部あるいは全体を機械的に位置調整することによって行
われていた。例えば、実開昭61−153014号公報に開示の
バックフォーカス調整装置は、上記レンズ位置をＣリン
グ等の薄板の厚さにより位置調整するものである。ま
た、特開昭63−193114号公報に開示のものは、上記レン
ズ位置を偏心カムの回転により移動せしめて調整するも
のである。更に、特開昭60−104810号公報に開示の調整
装置は、斜面上の固定位置を変化せしめることによっ
て、上記レンズ位置をずらせることによって調整するも
のである。

［発明が解決しようとする課題］ところが、上述の従来のバックフォーカス調整は機械
的位置調整によって行われるものであり、調整のための
数々の部品を必要とすると共に、メカ調整のための多く
の工数も必要とし、コストの上昇は避けられないもので
あった。また、調整精度は、調整部品の精度と調整に要
する時間に左右され、高精度を要求すると、更にコスト
上昇をまねくことになっていた。

本発明の目的は、上述の不具合を解決するため、バッ
クフォーカス調整に対する機械的位置調整を必要とせ
ず、従って、調整のための部品も必要とせず、調整工数
も大巾に減じ、高精度化が可能となるレンズ機構を提供
するにある。

［課題を解決するための手段および作用］本発明によるレンズ機構は、合焦レンズ群を駆動する
ことによりフォーカシングが可能なレンズ機構におい
て、上記合焦レンズ群の位置を検出する位置検出手段
と、無限遠被写体結像位置に対応する上記合焦レンズ群
の位置を記憶する記憶手段と、上記合焦レンズ群の上記
無限遠被写体結像位置よりも更に、このレンズを繰り込
んだ位置に設定され、この合焦レンズ群の移動の機械的
終端を定める手段と、無限遠被写体に対するフォーカシ
ング動作時に、上記合焦レンズ群の停止位置が上記無限
遠被写体結像位置に対応する位置を過ぎてから上記機械
的終端位置までの間の位置であることを上記位置検出手
段が検出したときに、上記機械的終端を定める手段に当
て付くことなく上記合焦レンズ群を上記記憶手段に記憶
された位置に繰り出す電動駆動手段と、を具備したこと
を特徴とし、また、上記電動駆動手段は、オートフォー
カス動作時またはパワーフォーカス動作時に上記繰り出
し動作を行うことを特徴とする。

［実施例］以下、図示の実施例に基づいて本発明を説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示すズームレンズ機構
を内蔵するカメラシステムの電気回路のブロック構成図
である。同図に示されるように、本システムは、メイン
CPU101、インターフェイスIC102、電源ユニット103、ス
トロボユニット104、ミラー・シャッタユニット105、巻
上げユニット106、レンズユニット107、ファインダユニ
ット108、表示ユニット109、AFユニット110の各ユニッ
ト等と、更に、各モータ駆動用のモータドライバ35,ダ
ミーロード32,補助光LED33,キーSW群（２）34,NORゲー
ト25,DXスイッチ（以下スイッチはSWと称す）26,シーケ
ンスSW群27,シュー接点28,BK SW29,PWSW30,PUP SW31
とで構成されている。

メインCPU101は、カメラシステム全ての制御を行い、
シリアル通信ラインを介してインターフェイスIC102、L
CD IC74、AFIC81、E²PROM83とデータの授受を行う。こ
のメインCPU101とシュー接点28の間には別のシリアル通
信ラインがあり、このラインは外部のストロボ等のアク
セサリーとの通信に使われる。また、インターフェイス
IC102との間には専用データラインが設けてあり、この
ラインにより電源電圧，測光出力のアナログ信号，フォ
トインタラプタの波形整形後の信号などのようにシリア
ル通信では送ることのできない情報を取り込む。上記ア
ナログ信号は、A/D変換用ポートに入力され、メインCPU
101内でディジタル変換される。同様にストロボの充
電電圧も分圧され、A/D変換ポートに入力されている。

該CPU101の割り込みポートは４本用意されており、そ
れぞれ裏蓋スイッチBK SW29,パワースイッチPW SW30,
ポップアップスイッチPUP SW31,キーINTラインに接続
されている。また、このメインCPU101の通常の入出力ポ
ートにより、パトローネのDX情報を読むDX SW26や、ミ
ラーの上昇位置を検出するMU SW,シャッタチャージ完
了を検出するSC SW,シャッタの先幕走行完了を検出す
るＸ SW等で構成するシーケンスSW群27およびシュー接
点28のオン・オフ情報は読み込まれる。更に、同CPU101
の出力ポートはデートモジュール76の制御、テレ・ワイ
ドストロボの発光制御等のためのポートに使用される。

インターフェイスIC102は、ディジタル・アナログ回
路混在のBi−CMOS ICであって、モータ，マグネットの
駆動、測光、バッテリチェック、フォトインタラプタの
波形整形等のアナログ処理部と、スイッチの入力、シリ
アル通信データラッチのためのディジタル処理部で構成
されている。

また、焦点距離検出手段であるズームエンコーダ63と
沈胴位置検出用のSB SW62の信号もこのインターフェイ
スIC102を介してシリアル通信によりCPU101に入力され
る。

レンズユニット107は後述するズームレンズ機構部と
それに装着される電装部で構成され、その電装部はフォ
ーカシングを行う合焦レンズ群駆動手段のAFモータ67
と、上記合焦レンズ群の位置検出手段であって、フィー
ドバックパルスを発生するAF用フォトインタラプタであ
るAFPI68と、絞り込みを停止させる絞りマグネット65
と、絞り込み量を検出する絞り用フォトインタラプタで
あるAV PI66と、ズーミングを行うズームモータ61と、
ズームの絶対位置を検出する５ビットの上記ズームエン
コーダ63と、ズームの沈胴位置を検出する上記SB SW62
等の制御要素で構成される。

上記AFモータ67は、キーSW群（１）75に含まれるオー
トフォーカス（以下、AFと称する）モードとパワーフォ
ーカス（以下、PFと称する）モードの切換SWによりAFモ
ードが選択されたときに、AF IC81で測定したピントズ
レ量に応じた量だけ合焦レンズ群38（第３図参照）を駆
動し、その駆動量はAF PI68のフィードバックパルス数
で検知され、合焦レンズ群38の位置が確認される。ま
た、キーSW群（１）75に含まれるAF/PFモード切換SWに
より、PFモードが選択されたときには、キーSW群（２）
34に含まれるPF操作SWにより合焦レンズ群38をマニュア
ルフォーカスで任意の位置に設定できる。

AF、または、PF動作において合焦レンズが繰り込み側
の機械的終端あるいは繰り出し側の機械的終端に移動し
たときには、上記AF PI68のフィードバックパルスが発
生しなくなることにより、所定時間パルスが発生しない
ことを検出して、上記終端を検知する。

ズームモータ61は、ズームレンズのズーミングと、カ
メラ不使用時の沈胴動作を行わせるモータであって、そ
のズームレンズはズームエンコーダ63とSB SW62により
絶対位置制御がなされる。ズームエンコーダ63は撮影可
能な領域を５ビット32分割しており、インターフェイス
IC102を介してCPU101に絶対位置を知らせる。SB SW62
はレンズの沈胴端に設けてあり沈胴完了を知らせる。

AFユニット110は、AFセンサ82と一体のAF IC81と、E
²PROM83とで構成されている。AF IC81はAFセンサ82で
積分した結果をシリアル通信ラインを使ってCPU101に送
り、そのピントズレ量はCPU101が演算する。E²PROM83は
AFに必要なデータ等を記憶している外に、特定焦点距
離、例えば、ワイド端におけるバックフォーカス位置と
しての合焦レンズ群38の光学的無限遠被写体結像位置に
対応する繰り込み側機械的終端からの繰り出しパルス数
Pbも記憶している。これについては後で詳述する。

次に、本実施例のカメラシステムに用いられるズーム
レンズ鏡筒について説明する。

第２図（Ａ），（Ｂ）および第３図は、上記ズームレ
ンズ鏡筒の分解斜視図および沈胴状態での縦断面図であ
る。このズームレンズ鏡筒はズーミングとフォーカシン
グおよび沈胴動作を行うことを可能とするものである。
本ズームレンズ鏡筒の主要構成は、固定枠１と、固定枠
１に固着される固定鏡枠２と、フォーカスリング３と、
第１の枠である内側ズーム環４と、第２の枠である外側
ズーム環５と、合焦レンズ群38を構成する第１群レンズ
20のレンズ群枠である第１群枠６と、同じく、合焦レン
ズ群38を構成する第２群レンズ21のレンズ群枠である第
２群レンズ保持枠７と、合焦レンズ以外のレンズ群枠で
ある第3,4群レンズ保持枠8,9と、第５群レンズ保持枠10
と上記各枠に直接あるいは間接的にそれぞれ保持される
第1,2,3,4,5群レンズ20,21,22,23,24と、フォーカス駆
動ユニット11と、ズーム駆動ユニット12,絞りユニット1
7およびズームエンコーダ63によって構成されている。

なお、上記各レンズ群20〜24は、第２図（Ａ），
（Ｂ）には図示していないが、第３図の断面図にそれぞ
れ示されている。また、上記フォーカス駆動ユニット11
は、前記AFモータ67とAF PI68を内蔵し、ズーム駆動ユ
ニット12はズームモータ61を内蔵し、更に、絞りユニッ
ト17は絞りマグネツト65と絞り用AV PI66（第１図参
照）を内蔵している。

上記固定枠１は、カメラ本体のミラーボックスにスペ
ーサ15,16を介して固着される。また、固定枠１はその
中央部に第５群レンズ枠10を支持する穴1aを、また、固
定鏡枠２が嵌合する嵌合部1dを取付フランジ部に一体的
に有している。更に、内側ズーム環４を光軸Ｏ回りに回
動自在に支持する円筒部1eを有し、その内側ズーム環４
の光軸方向の移動を規制するための摺動ピン1gがネジ1f
によって上記円筒部1e上に固着されている。

また、上記固定枠１には第２群メインロッド7eおよび
第２群サブロッド7fを光軸方向に摺動自在に支持する嵌
合穴部1bと嵌合長穴1cが設けられている。更に、フォー
カス駆動ユニット11が、上記円筒部1eの一部を切欠いて
設けられる取付面1hに取り付けられる。また、ズーミン
グ駆動ユニット12も同様に固定枠１に取り付けられてい
る。更に、絞りユニット17を操作するチャージレバー18
も固定枠１にその軸穴18a部を介して枢着されている。

固定鏡枠２は、円筒形状を有し、上記固定枠１の嵌合
部1dにその内周部2aが嵌合した状態で固着される。その
円筒部には、光軸Ｏに沿って第１群枠６と第２群レンズ
保持枠７の案内用直進溝2b,2cと、また、固定枠１側の
内周の周方向に沿ってフォーカスリング３の軸方向位置
規制用の有底の内周溝2gが、また同様に、固定枠側と反
対の円筒部の周方向に沿って接点台13の軸方向位置規制
用の長穴2dがそれぞれ設けられている。なお、上記直進
溝2cは嵌入されるローラ7jの外径寸法に対して等しい幅
を持つズーム領域の溝部と、該外径寸法より大きい幅を
持つ沈胴領域の溝部とから形成されるものとする。この
沈胴領域の溝部は鏡枠沈胴時に用いられる部分である。

フォーカスリング３はリング形状であって、その外周
部は固定鏡枠２の内周2aと嵌合し、また、その内周部に
はフォーカス駆動ユニット11の出力ギヤー11aと噛合す
る内歯ギヤー3eが設けられている。また、上記外周部の
ピン固着部には、摺動ピン3bがネジ3aによって固着され
る。摺動ピン3bは上記固定鏡枠２の内周溝2gに摺動自在
に嵌合され、本フォーカスリング３の光軸Ｏ方向の移動
を禁止している。また、外側ズーム環５の内周に遊嵌す
る突起部上のピン固着部3gには、該ズーム環５を光軸方
向に移動させる摺動ピン3dがネジ3cによって固着され
る。なお、該摺動ピン3dは該ズーム環５のフォーカスカ
ム溝5bに摺動自在に嵌入される。

更に、フォーカスリング３には切欠部3hが設けてあ
り、円周方向の回転により切欠部3hが固定枠１に固着さ
れたストッパピン1iに当て付いた位置を、ズーム環５の
光軸方向Ｏの移動における繰り込み側の機械的終端とす
る。

内側ズーム環４は、円筒形状の部材であって、その内
周部は前記固定枠１の円筒部1eに回動自在に嵌合し、そ
の内周部に設けられる内周溝4dに固定枠１の摺動ピン1g
が嵌入され、本ズーム環４の光軸方向の移動が禁止され
る。そして、該内周部には、ズーム制御信号に基づいて
駆動される前記ズーム駆動ユニット12の出力ギヤー12a
が噛合する内歯ギヤー4cが設けられている。

また、このズーム環４は第3,4群レンズ保持枠8,9をズ
ーミング駆動させるための第１のカム手段であるカム溝
4a,4bが設けられる。そして、それらのカム溝4a,4bには
第3,4群レンズ保持枠8,9に固着される摺動ピン8j,9fが
嵌合されるが、そのカム形状はそれぞれ光軸方向の変位
を有しない鏡枠沈胴状態に対応する沈胴領域のカム溝部
と、光軸方向のズーム変位を有するズーム領域のカム溝
とで形成されている。また、その外周部には外側ズーム
環５の直進溝5aに嵌入される連結部材であるローラ4fが
ピン4eによって回転自在に支持されている。

外側ズーム環５は、円筒形状部材であって、その外周
部および内周部は、上記固定鏡枠２および第１群枠６
に、それぞれ回動あるいは摺動自在に嵌入される。そし
て、光軸Ｏに沿って直進溝5aが設けられ、その溝に嵌合
されるローラ4fを介して上記内側ズーム環４によってズ
ーム量に対応した回動駆動がなされる。更に、本ズーム
環５にはフォーカシング繰出し量に対応するフォーカス
カム溝5bが設けられ、フォーカスリング３の摺動ピン3d
が嵌入されているので、本ズーム環５はフォーカシング
量だけ光軸方向に直進移動せしめられる。

更に、本ズーム環５には、第２のカム手段であるカム
溝5c,5dが設けられている。そして、それらのカム溝5c,
5dには、第１群枠６、および、第２群レンズ保持枠７に
支持される第1,2群ローラ6b,7jが嵌入される。従って、
本ズーム環５のズーミングによる回動に応じて、また
は、フォーカシングによる軸方向の移動に応じて第１群
枠６よおび第２群レンズ保持枠７は光軸Ｏ方向に変位せ
しめられる。なお、上記カム溝5c,5dは、それぞれフォ
ーカシング，ズーミング時の駆動位置を与えるズーム領
域のカム部とカメラ非使用時に第１群枠６、または、第
２群レンズ保持枠７を沈胴位置まで移動させるため、即
ち、カメラ本体側へ繰り込むための沈胴領域のカム部と
から形成されている。上記カム溝5dの沈胴領域のカム部
の溝幅は挿入されるローラ7jの外径寸法よりも大きく形
成されており、上記繰り込み時に各レンズ群間の干渉が
生じないようになっている。

また、本ズーム環５には、後述するズームエンコーダ
用の接片台13をガイドするための段付角穴5fが、固定鏡
枠２の長穴2dに対応する位置に設けられている。

第１群枠６は、第１群レンズ保持枠6cが螺着されるも
のであって、円筒形状を有している。その外周部は、そ
の外側ズーム環５に摺動自在に嵌入している。そして、
その外周部のカム溝5cの対応部6fには、ピン6aによって
第１群ローラ6bが回転自在に取り付けられている。該第
１群ローラ6bは上記カム溝5c並びに固定鏡枠２の直進溝
2bにも嵌入されている。従って、この第１群枠６は直進
溝２によって光軸Ｏ方向に直進案内されながら該ズーム
環５の回動乃至直進移動に応じて移動せしめられる。な
お、該第１群枠６の内周には軸方向に沿って薄肉部を形
成する凹部6eが設けられている。この凹部6eは後述する
第２群駆動板7hの逃げ部となる。

第１群レンズ20は、第１群レンズ保持枠6cに保持さ
れ、スペーサ6dによってレンズ間隔の調節がなされ、上
記第１群枠６に支持される。

第２群レンズ保持枠７は、第２群レンズ21が取り付け
られている第２群レンズ枠7aを保持するものである。そ
して、棒状の案内部材であるロッドを固定支持するため
に、外形部に２つのコの字形切欠き部7bがレンズ枠光軸
に対して対向して設けられている。上記切欠き部7bに、
棒状の案内部材である第２群メインロッド7eあるいは第
２群サブロッド7fの一端を挿入し、くの字状の固定片7d
を用いネジ7gを介して、固定片7dの斜面により該ロッド
7e,7fを圧接して固定せしめられる。そして、上記固定
片7dの斜面で各ロッドを押圧するので、ロッド7e,7f
は、それぞれ上記切欠き部7bの２辺にそれぞれ当接する
状態となり、レンズ枠の光軸と平行して装着されること
になる。

そして、装着された上記ロッド7e,7fの他の端部は、
上記固定枠１の嵌合穴1b,嵌合長穴1cに摺動自在に挿入
される。従って、第２群レンズ21が装着されている第２
群レンズ保持枠７は、回転することなく光軸Ｏに沿って
進退摺動可能となる。また、上記ロッド7e,7fの中間部
には、それらのロッドに摺動自在に支持案内される他の
レンズ保持枠の第３群レンズ保持枠８が挿入される。

また、本保持枠７にはその軸方向の駆動用であって、
光軸方向に延出した第２群駆動板7hがネジを介して固着
されている。そして、この駆動板7hの先端部にはローラ
7jがピン7iを介して回転自在に取り付けられている。ま
た、上記ローラ7jは、前述のように外側ズーム環５のカ
ム溝5cおよび固定鏡枠２の直進溝2cに嵌入される。従っ
て、外側ズーム環５の回動および軸方向移動に伴って、
上記駆動板7hを介して第２群レンズ保持枠７が光軸Ｏ方
向に移動し、第２群レンズ21も同様に移動せしめられ
る。なお、上記駆動板7hは、その配置上、第１群枠６に
設けられている凹部6eの空間部分に位置せしめられる。

第３群レンズ保持枠８は、第３群レンズ22を保持する
ものであって、第２群レンズ枠７上の光軸に対して対の
位置に固着された第２群メインロッド7eおよびサブロッ
ド7fによって光軸方向に摺動自在に支持される。即ち、
上記ロッド7eは、第３群レンズ保持枠８の切欠部8cに嵌
入され、一方サブロッド7fは、それが嵌合するスリーブ
8aを介して上記保持枠８を支持する。このスリーブ8aは
接着剤Ｈにより上記保持枠８に固着されるが、スリーブ
自体の外径は上記保持枠８の取付穴8bに対して遊嵌する
寸法を有している。

上記接着を行うには、先ず、それぞれ光軸と同心状に
形成される第２群レンズ保持枠７の凸状嵌合部7kと第３
群レンズ保持枠８の凹状嵌合部8dとを嵌合せしめ、その
とき、上記ロッド7eは切欠8cに、また、ロッド8fにはス
リーブ8aを嵌合した状態で上記取付穴8bに挿入される。
そして、スリーブ8aと穴8bの隙間に接着剤Ｈを流入させ
接着を行う。このようにして第３群レンズ保持枠８、更
に、第３群レンズ22は、正しく光軸中心にして同心的に
取付けられ、回転せず光軸方向に平行に、しかもガタな
く進退摺動できる状態となる。なお、上記第３群レンズ
保持枠８と第２群レンズ保持枠７との間のロッド7fには
両枠のガタ取りのための圧縮バネ18が挿入されているも
のとする。

また、本第３群レンズ保持枠８には、後述する第４群
レンズ保持枠９を光軸Ｏ方向に摺動自在に支持するため
の二本の第３群ロッド8h,サブロッド8kが取付けられて
いる。上記サブロッド8kは第３群レンズ保持枠８に光軸
Ｏに平行状態で植設固定されている。その植設される穴
8rは機械加工あるいは成形等で穴径，平行度等精度よく
穴明けがなされている。そして該穴8rにロッド8kを圧入
して植設する。なお、上記サブロッド8kとロッド8hと
は、光軸Ｏに対して略対向して配設されるものとする。
一方、ロッド8hは、第３群レンズ保持枠８とその枠に設
けられた腕8eに支持されるが、その取付穴8g,8fはロッ
ド8hと遊嵌する状態とし、その固定は接着によって行わ
れる。なお、その接着に先立って、第４群レンズ保持枠
９に遊嵌するスリーブ9cを接着固定する。

即ち、該保持枠９の摺動腕部9aに設けられた貫通穴9b
に遊嵌するスリーブ9cを挿入し、機械的治具を用いて、
該枠９の光軸に対してスリーブ９の内径が平行になるよ
うに保持する。その状態で接着剤Ｈによりスリーブ9cを
穴9bに固着せしめる。そして、ロッド8hを上記スリーブ
9cに嵌入して貫通し、更に、上記腕8eの遊嵌穴である穴
8fと穴8gに挿入する。なお、ロッド8hには、接着以前の
位置ずれ防止用のＥ型止め輪8mがその端部に取付けられ
ている。

続いて、光軸に同心的に設けられる第４群レンズ保持
枠９の凸状嵌合部9gを、同様に光軸に同心的に設けられ
る第２群レンズ保持枠８の凹状嵌合部8pに嵌合せしめ、
同時に、サブロッド8kを上記保持枠９の切欠き9dに嵌入
せしめる。このようにして上記保持枠8,9の光軸を一致
させ、更に、ロッド8hの方向とを一致させて、ロッド8h
と保持枠８の穴8g,8fとを接着剤Ｈによって接着し固着
せしめる。上記保持枠8,9に保持される第3,4群レンズ2
2,23は、光軸Ｏに同心的に取付けられ、しかも平行に移
動させることができる。

この第３群レンズ保持枠８のピン取付部8sには、内側
ズーム環４に設けられるカム溝4aに嵌入される摺動ピン
8jがネジ8iによって固着されているので、該ズーム環４
の回動により、上記保持枠８が光軸Ｏ方向に進退移動せ
しめられる。

また、上記第３群レンズ保持枠８の被写体側の面には
絞りユニット17が装着されている。そして、前記固定枠
１に枢着されている。チャージレバー18により、被チャ
ージレバー17aを介して絞りユニット17の絞り操作が行
われる。なお、被チャージレバー17aは光軸方向に長い
部材となっているので上記保持枠８が光軸方向に移動し
てもチャージレバー18との係合は外れない。また、この
絞りユニット17には絞り調定用にフォトインタラプタの
AV PI66と絞りマグネット65を内蔵しているためカメラ
側と電気的接続をしなければならない。そのため、この
ユニット17には絞り接続用フレキシブル基板17bが具備
されている。

上記第４群レンズ保持枠９は、第４群レンズ23を保持
するものであって、上述したように第３群レンズ保持枠
８の二本のロッド8h,8kによって光軸方向に摺動自在に
支持されている。なお、ロッド8hはスリーブ9cを介して
支持する。そして、この第４群レンズ保持枠９の摺動腕
部9aには、内側ズーム環４に設けられるカム溝4bに嵌入
される摺動ピン9fがネジ9eによって固着されているの
で、該ズーム環４の回動により、上記保持枠９が光軸Ｏ
方向に進退移動せしめられる。

第５群レンズ保持枠10は、第５群レンズ24を保持する
ものであって、その取付けは、まず、その外周10aを固
定枠の嵌合穴1aと嵌合させて該レンズ光軸と光軸Ｏを一
致させる。そして、光軸方向位置決めのため保持枠10の
固定部10bをネジなどによって固定枠１に取付けるもの
とする。

第３図に示されるように、上記第５群レンズ後方のミ
ラーボックス部には、クイックリターンミラー26が斜設
され、前記各レンズ群を介して取り込まれた被写体光を
ファインダ光学系のレンズ37方向に反射せしめる。ま
た、撮影時には、上記クイックリターンミラー36は撮影
光路外に退避し、被写体光はフィルム面FL上に結像す
る。

ズームエンコーダ63は、外側ズーム環５あるいは内側
ズーム環４の光軸回りの回転角を検出するものであっ
て、第４図にも示されるように、接片台13と、その接片
台13に固定され、エンコーダ基板14の導通パターン上を
摺動する接片13dと、エンコーダ基板14と、該基板14を
保護する金属板14aとで構成されている。上記接片台13
は、両側面への突起13cと、両側面において接片13d方向
へのわずかの高さの縁部突起13aとを有している。そし
て、外側ズーム環５の段部5kを有する段付角穴5f部に挿
入されるが、角穴5fの段部5kに接片台13の縁部13bの裏
面を当接させて装着する。なお、その角穴5fは、ズーム
環５の回転方向の嵌合面5eが、接片台13の縁部13bと隙
間なく嵌合する寸法を有し、また、軸方向の長さは接片
台13の縁部突起13aの幅寸法に、ズーム環５の軸方向の
最大移動量を加えた寸法より大とする。

角穴5f部に対応した上方に固定鏡枠２の長穴2dが位置
せしめられるが、その長穴2dの回転方向の幅は、上記接
片台13の周方向の移動に対して外側ズーム環５の回転駆
動を許容する幅とし、一方、嵌合幅部2eである軸方向の
幅は、上記接片台13の縁部突起13aあるいは両側面が摺
動可能な嵌合寸法とする。従って、接片台13は外側ズー
ム環５の軸方向移動全域において、その回動角に応じて
長穴2d上を接片台13が移動できることになる。そして、
上記長穴2dに沿って配設されるエンコーダ基板14上を接
片13dが摺接して回転方向に移動するので、上記ズーム
環５のズーミングの回動角を検出することができる。な
お、上記エンコーダ63において接片台13は上記突起13c
が長穴2dの幅部2eの縁で押えられた状態となっているた
め、接片台13が角穴5fから外れにくい構造となってい
る。

次に、前記フォーカス駆動ユニット11には、AFモータ
67の出力ギヤー21bによって駆動されるスリット板11bの
回転パルスを出力するAFPI68が装着されている。また、
駆動ユニット11の駆動出力は出力ギヤー11aより出力さ
れる。なお、電気接続用FPC11sによって、電気信号等の
伝達が行われる。

以上のように構成された本実施例のズームレンズ鏡筒
のズーミングとフォーカシングおよび沈胴動作について
説明する。なお、以下の説明において、回転方向は被写
体側から見た回転方向によって指示する。第３図は、上
記鏡筒の鏡枠沈胴状態を示しており、第１群枠６と第２
群レンズ保持枠７が沈胴して、第２群メインロッド7eが
固定枠の後方に突き出した状態となっている。まず、こ
の状態からの長焦点側へのズーミング動作から説明す
る。

メインCPU101からのズーム指示に基づいてズーム駆動
ユニット12のズームモータ61の駆動により、上記繰出し
位置まで第１群〜第４群レンズを移動させる。即ち、上
記駆動ユニット12の出力ギヤー12aを介して内側ズーム
環４を時計回りに回動させる。その回動に伴ない摺動ピ
ン8j,9fがカム溝4a,4bのうち沈胴領域の溝からズーム領
域の溝に位置するようになる。そして、上記各ピンが固
着されている第3,4群レンズ枠8,9が移動し、第3,4群レ
ンズ22,23が各ズーム位置に繰出される。一方、外側ズ
ーム環５も内側ズーム環４に支持されるローラ4fを介し
て同方向に回動する。その回動によりローラ6b,7jがカ
ム溝5c,5dのうち沈胴領域の溝部からズーム領域の溝部
に位置せしめられる。同時に、上記ローラ6b,7jは固定
鏡枠２の直進溝2b,2cにも嵌入しているので直進して被
写体方向に移動せしめられる。なお、上記直進溝2cにお
いては、沈胴領域の溝からズーム領域の直進溝に移行す
る。そして、更に、ズーム駆動時には位置不動である摺
動ピン3dが外側ズーム環５のフォーカスカム溝5bに嵌入
しているので、このカムの作用により外側ズーム環５自
体が被写体側方向にピント補正量だけ移動する。従っ
て、上記ローラ6b,7jが直接あるいは間接的に固着され
ている第１群枠６あるいは第２群レンズ保持枠７のズー
ミングによる移動量は、外側ズーム環５のカム溝5c,5d
によって駆動される移動量と上記フォーカスカム溝5bに
よって駆動されるピント補正量とが加算された量の移動
となる。なお、上記ズーム移動量の説明は長焦点側への
ズーム駆動の場合を示したが、短焦点側へのズーム駆動
は、内側ズーム環を反時計方向に駆動して行うことがで
き、その場合の動作を上記のズーム駆動と逆方向の動作
となる。

上記ズーム駆動に伴うズーム状態の検出は外側ズーム
環５の回動をズームエンコーダ63で検出するが、その動
作を第2,4図によって説明すると、このエンコーダは、
固定鏡枠２に取付けられたエンコーダ基板14上の導通パ
ターンを接片台13に支持された接片13dを摺接させてズ
ーム位置に関するコード化信号を取り出すものである。
そして、上記接片台13は、前述したように外側ズーム環
５の角穴5fに円周方向のみ嵌合状態で挿入され、更に軸
方向は固定鏡枠２の長穴2dの幅部2eに嵌合しているの
で、ズーム環５の回転に伴って接片13dは導通パターン
上を摺動する。また、ズーム環５は軸方向にも移動する
ものであるが、この場合、上記角穴5fの軸方向の穴幅が
接片台13より大であるため、接片台13は、その縁部突起
13aが固定鏡枠２の長穴2dの幅部2eに案内され、接片13d
がエンコーダ基板14上を摺接してズーム位置検出信号を
出力することができる。

次に、オートフォーカス（AF）モード時のフォーカシ
ング動作について、被写体の∞距離（無限遠距離）に対
応する状態から所定の被写体距離にフォーカシングする
場合の動作について説明する。システムコントローラか
らの合焦指示に基づいて前記フォーカス駆動ユニット11
のAFモータ67を駆動しユニット出力ギヤー11aを介して
フォーカスリング３を反時計回りに回転させる。その回
転に伴い、外側ズーム環５のフォーカスカム溝5bをフォ
ーカスリング３の摺動ピン3dが摺動するので上記ズーム
環５が被写体側へ移動する。この場合、内側ズーム環４
は静止状態であるので、外側ズーム環５は直進移動す
る。そして、ローラ6b,7jを介して第１群枠６あるいは
第２群レンズ保持枠７を移動し、合焦レンズ群である第
１群レンズ20,第２群レンズ21を被写体方向に繰出す。
なお被写体の近距離から遠距離への合焦動作は、フォー
カスリング３の駆動を上記とは逆の方向に駆動せしめて
動作させることになる。

本実施例のズームレンズ機構は、従来のズームレンズ
機構のように無限遠被写体に対する合焦レンズのバック
フォーカス位置、即ち、フィルム面FL上に正しく該被写
体像を結像せしめる位置の機械的調整を不要とするもの
である。そこで、本実施例の場合の該被写体像がフィル
ム面上に正しく結像する合焦レンズ群38の位置設定に関
する情報の組立時の取り込み調整および位置設定動作に
ついて説明する。

第５図は、鏡筒の要部展開図であって、ズーミングを
特定焦点距離としてのワイド状態とし、更に、フォーカ
スリング３を、その切欠部3hが固定枠１のストッパピン
1iに当接するまで回動させた状態での展開図を示してい
る。この状態は、上記合焦レンズ群38が、所謂、繰り込
み側の機械的終端にある状態であって、フォーカスリン
グ３の摺動ピン3dは、外側ズーム環５のフォーカスカム
溝5bの沈胴領域Hsとフォーカス領域Hfの境界点に位置し
ている。そして、この終端位置状態での外側ズーム環５
に連動している合焦レンズ群38による無限遠被写体の結
像位置が、フィルム面上FL（第３図参照）より後方に位
置しており、所謂、後ピン状態となるように各要素は配
設されている。

そこで、フォーカスリング３をAA方向（第５図（Ａ）
参照）に回動させ、合焦レンズ群38を前記バックフォー
カス位置まで繰り出して、上記無限遠被写体像をフィル
ム面FL上に正しく結像せしめる。この合焦レンズ群38の
位置を得るため、フォーカスリング３を回転角Δθだけ
回動させて、外側ズーム環５をフォーカスシングカム5b
によって繰り出し量Δｘだけ変位せる（第５図（Ｂ）参
照）。そして、上記回転角Δθだけ駆動させるためのAF
モータ67の繰り出しパルス数Pbが高精度に測定されE²PR
OM83に記憶される。

次に、本実施例のカメラシステムのズームレンズ機構
におけるパワーフォーカス（PF）モードでのフォーカシ
ング動作について説明する。なお、パワースイッチPW
SW30のオン操作に関連して、フォーカスリング３を、一
旦、機械的終端位置まで繰り込み、バックフォーカス位
置決めの基準位置とする。

そして、第１図のキーSW群（１）75に含まれるAF/PF
モード切換SWにより、PFモード選択されると、続いて、
キーSW群（２）34に含まれるPF操作SWの指示に基づい
て、合焦レンズ群38を繰り出し、あるいは繰り込み方向
に移動することが可能となる。上記PF操作SWはボタンタ
イプのSWであり、押されている間は合焦レンズ群38がAF
モータ67によって移動する。そして、そのフォーカシン
グ操作は、第３図に示すクイックリターンミラー36で反
射され、スクリーンに結像された像を観察することによ
り行われる。そこで、無限遠被写体に対するフォーカシ
ング動作において、第５図（Ｂ）に示したフィルム面と
結像関係となる合焦レンズ群38の位置によりも更に繰り
込まれ停止した場合、あるいは、繰り込み側の機械的終
端に当て付いて終端検知された場合は、前記フォーカス
リング３の回転角Δθに相当する繰り出しパルス数Pb分
に対応する位置、即ち、第５図（Ｂ）に示される位置に
直ちに繰り出して無限遠被写体に対応する合焦を実行す
る。このようにして無限遠被写体でのレンズバックフォ
ーカスが自動的に正しく調整される。

なお、オートフォーカス（AF）モードにおいては、合
焦位置がAFセンサ82によって検出されているため、無限
遠被写体に対しても合焦レンズ群38は、機械的終端に停
止することなく、フォーカスリング３を回転角Δθだけ
回転させた位置に繰り出される。

なお、上記説明では、特定焦点距離をワイド側として
説明してきたが、バリフォーカル系のズームレンズ機構
の場合には、上記特定焦点距離として複数のものを特定
すればよい。即ち、上記フォーカシングカム溝5bの使用
領域は、ズーミングのワイド時とテレ時では異なるの
で、フォーカスリング３の回転角によるワイドとテレ時
との機械的終端からの繰り出し量は異なることになる。
従って、無限遠被写体合焦位置までの繰り出しパルス数
を一つの値に設定することは実質的に不可能である。こ
のため、代表となる各ズーム状態に対する複数の特定焦
点距離を定め、それぞれに対応する上記無限遠合焦繰り
出しパルス数を設定する。また、それらの中間の焦点距
離に対しては補間演算して上記のパルス数を求めるもの
とする。

第６図は、フォーカスリング３の回転角θに対する合
焦レンズ群38の繰り出し量ｘの変化を示す線図である。
本図において、回転角θ₀,θ_３は、それぞれワイド，テ
レ時の機械的終端位置に対応する回転角である。また、
回転角θ₁,θ_４は、それぞれワイド，テレ時の無限遠合
焦位置Ｗ_∞,T_∞の繰り出し量を与える回転角度を示す。
更に、回転角θ₂,θ_５は、それぞれワイド，テレ時の至
近合焦位置Wnear,Tnearの繰り出し量を与える回転角を
示す。そして、同図に示されるように機械的終端からワ
イド、または、テレ時の無限遠合焦繰り出し回転角Δθ
_ＷとΔθ_Ｔは前述したように、それぞれ異なった値を示
すことになる。そして、E²PROM83には、上記Δθ_W,Δθ
_Ｔに対応する駆動パルス数を記憶するようにし、ワイド
とテレの中間の焦点距離に対しては上記パルス数より補
間演算により求められたパルス数に基づいて合焦レンズ
群38が繰り出されるものとする。なお、第６図におい
て、繰り出し量Δx_w,Δx_Tは上記回転角Δθ_W,Δθ_Ｔに
よる合焦レンズ群の繰り出し量を示す。

上述した如く、本実施例の電動パワーフォーカスでの
フォーカシングにおいては、記憶された所定値より繰り
込んだ位置でレンズを止めたとき、あるいは、機械的な
繰り込み終端に当て付いてレンズを止めたときには、直
ちに自動的に上記所定値を繰り出すようにしているた
め、焦点深度の深いスクリーンを用いてフォーカシング
したときにもスクリーンによるピントの合わせにくさが
無く、高精度のピントが得られる。

以上述べたように本実施例においては、E²PROM83に機
械的終端位置から光学的無限遠位置までの繰り出しパル
ス数を記憶させることにより、各ズームレンズ毎に異な
るカムの誤差や機械的に調整しきれないズーミングによ
るピント移動分も容易に補正できる。

［発明の効果］以上述べたように本発明のズームレンズ機構は、無限
遠被写体での合焦レンズ群のバックフォーカスをフィル
ム面に高精度で、かつ、容易に位置せしめるように調整
できる。また、焦点深度の深いスクリーンでフォーカシ
ングしたときにも無限遠被写体に対するピントは高精度
のものが得られる。更に、従来例のズームレンズ機構の
如くバックフォーカス調整のため、機械部品を必要とせ
ず、また、その機械的な位置調整も特に必要としないの
でコスト上、あるいは、精度上も非常に有利となるなど
顕著な効果を有するズームレンズ機構を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すズームレンズ機構を
内蔵するカメラシステムの電気回路のブロック構成図、第２図（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ上記第１図のズーム
レンズ機構の鏡筒の分解斜視図、第３図は、上記第１図のズームレンズ機構の鏡筒の縦断
面図、第４図は、上記第１図のズームレンズ機構のズームエン
コーダ部の展開図、第５図（Ａ），（Ｂ）は、それぞれフォーカスリングお
よび外側ズーム環の要部展開図であって、第５図（Ａ）
はフォーカスリングのストッパピン当接状態を示す図で
あって、第５図（Ｂ）はフォーカシングリングを無限遠
被写体合焦位置まで回動させた状態を示す図、第６図は、上記第１図のズームレンズ機構におけるフォ
ーカスリング回転角と合焦レンズ繰り出し量の関係を示
す図である。63 ……ズームエンコーダ（焦点距離検出手段） 67……AFモータ（合焦レンズ群駆動手段） 68……AF PI（合焦レンズ群位置検出手段および合焦レ
ンズ群の機械的終端検出手段） 83……E²PROM（バックフォーカスに対応する合焦レンズ
群の位置を記憶する記憶手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/04 - 7/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】合焦レンズ群を駆動することによりフォー
カシングが可能なレンズ機構において、上記合焦レンズ群の位置を検出する位置検出手段と、無限遠被写体結像位置に対応する上記合焦レンズ群の位
置を記憶する記憶手段と、上記合焦レンズ群の上記無限遠被写体結像位置よりも更
に、このレンズを繰り込んだ位置に設定され、この合焦
レンズ群の移動の機械的終端を定める手段と、無限遠被写体に対するフォーカシング動作時に、上記合
焦レンズ群の停止位置が上記無限遠被写体結像位置に対
応する位置を過ぎてから上記機械的終端位置までの間の
位置であることを上記位置検出手段が検出したときに、
上記機械的終端を定める手段に当て付くことなく上記合
焦レンズ群を上記記憶手段に記憶された位置に繰り出す
電動駆動手段と、を具備したことを特徴とするレンズ機構。
【請求項２】上記電動駆動手段は、オートフォーカス動
作時またはパワーフォーカス動作時に上記繰り出し動作
を行うことを特徴とする請求項１に記載のレンズ機構。