JP3827260B2 - ズームレンズ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
単一のモータの回転を利用して少なくとも前群レンズと後群レンズとを内蔵した回転筒を回転させることで、回転筒と一緒に２つのレンズ群を光軸方向に移動させ、且つ互いのレンズ群間の距離を変化させて変倍を行い、その後にその変倍状態で後群レンズを光軸方向に移動して合焦を行うズームレンズ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
共通の駆動手段を利用して変倍動作とフォーカシング動作を行うズームレンズが特公平６−１００７０７号公報に提案されている。このズームレンズは、ズームリング、２つのレンズ群、及びズームリング回動用のモータ等から構成されており、ズームリングの内周には２つのレンズ群を相対的に移動させて変倍動作を行う第１のカム溝と、この第１のカム溝とは異なる軌跡を描くように前記レンズ群を移動させてフォーカシング動作を行う第２のカム溝とが設けられている。この第２のカム溝は第１のカム溝の延長線上に交互に設けられており、モータの駆動により回転するズームリングの回転角に応じて各変倍位置に対するフォーカシング位置を決める。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなズームレンズでは、順に第１の変倍位置、次に第１の変倍位置におけるフォーカシング範囲、次に第２の変倍位置、そして第２の変倍位置におけるフォーカシング範囲・・・となるようにカム溝が変倍用の第１のカム溝とフォーカシング用の第２のカム溝とを合成したカム溝で構成されているから、変倍位置が変倍軌跡上に予めステップごとに決められた位置でしか使用することができず、したがって、撮影者の意図する焦点距離に変更することができない恐れがある。
【０００４】
本発明は、以上の事情に鑑みなされたもので、１つの駆動源の駆動を利用して変倍と合焦とを行うものにおいて、ズームレンズの焦点距離を連続的に変更することができるズームレンズ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のズームレンズ装置では、単一のモータの駆動により光軸中心に回転する駆動リングと；前記駆動リングに対して光軸中心に回転自在に設けられた回転筒と；前記回転筒の回転に応じて光軸方向に移動する前群レンズ枠と；前記駆動リングと前記回転筒との連係部位に設けられ、前記駆動リングのみの回転を許容する空転域を越えた前記駆動リングの回転を前記回転筒に伝達する連係部と；前記空転域を越える前記駆動リングの回転により前記回転筒が回転したときには前記回転筒と一緒に回転しこの回転量に応じて予め決められた移動量の分だけ前記後群レンズ枠を光軸方向に案内する変倍案内手段と、前記空転域内で前記駆動リングが回転したときには前記駆動リングの回転量に基づいて予め決められている移動量の分だけ前記後群レンズ枠を前記回転筒に対して光軸方向に直進的に移動する合焦案内手段と、を有する後群レンズ用移動筒と；を備え、前記合焦案内手段は、前記後群レンズ枠と一緒に前記後群レンズ用移動筒を前記回転筒に対して光軸方向に直進的に移動して前記後群レンズ枠を前記変倍案内手段で案内される軌跡とは異なる軌跡上に案内するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図１、図２及び図３に示すように、本発明のズームレンズ装置を、固定筒１０、回転筒１１、駆動リング１２、前群レンズ枠１３、後群レンズ枠１４、直進筒１５、後群レンズ用移動筒１６、シャッタブロック１７、直進ガイド枠１８、及び、化粧板１９等で構成される２成分機械補正式の２群ズームレンズとして説明する。
【０００７】
回転筒１１は、光軸を中心に回転することで固定筒１０の内周で互いに係合されたヘリコイド２０，２１のリードに従って光軸２２の方向に沿って移動する。回転筒１１には、前側に化粧板１９が取り付けられ、また、内部には、前群レンズ枠１３、シャッタブロック１７、後群レンズ用移動筒１６、直進筒１５、後群レンズ枠１４、駆動リング１２、及び直進ガイド枠１８が順に内蔵される。
【０００８】
直進筒１５には、前側（物体側）にシャッタブロック１７が、また後側（フイルム面側）に直進ガイド枠１８がそれぞれ固定され、これらは回転筒１１に対し光軸２２の方向に沿った移動に一緒に移動し、光軸２２を中心とする回転方向で回転自在に支持される。直進ガイド枠１８の外周には、光軸を中心とする３分割位置に３個のガイド突起２３が形成されている。ガイド突起２３は、固定筒１０に形成した直進ガイド用の開口２４にそれぞれ係合し、シャッタブロック１７と直進筒１５との回転止めの作用を行う。シャッタブロック１７には、前側に前群レンズ枠１３が固定される。
【０００９】
直進ガイド枠１８には、一部のガイド突起２３にギヤ２５が取り付けられている。このギヤ２５には、固定筒１０の一部の開口２４を介してカメラボディ側の駆動伝達系出力ギヤである駆動ギヤ２６が噛合しており、この駆動ギヤ２６を介してモータ２７の駆動が伝達される。そして、駆動ギヤ２６が光軸２２の方向に沿って長い形状とされているため、回転筒１１が繰り出されてもギヤ２５との間での噛合状態が維持される。
【００１０】
駆動リング１２は、直進筒１５の後端と直進ガイド枠１８との間で、光軸２２を中心に回転自在に支持されている。駆動リング１２には、外周にセクタギヤ部２８が形成されている。前記ギヤ２５は、回転筒１１の切り欠き部２９を介して回転筒１１の内部のセクタギヤ部２８に噛合している。また、駆動リング１２には、光軸２２を中心とする回転方向の３等分位置に、光軸２２の方向の前側に向けて突出した移動筒回転伝達部材３０がそれぞれ一体に設けられている。各移動筒回転伝達部材３０は、光軸２２を中心とする回転方向に沿った長さが一定なキー形状とされており、これらが回転筒１１の内壁の３等分位置に一段凹んで形成された被回転伝達溝３１に、光軸２２を中心とする回転方向に所定の隙間をもってそれぞれ遊嵌される。これらの移動筒回転伝達部材３０と被回転伝達溝３１とは、空転域をもった連係部を構成している。
【００１１】
後群レンズ用移動筒１６は、内周が直進筒１５の外周に嵌合され、光軸２２を中心とする回転方向に回転自在で、且つ光軸２２の方向に沿って移動自在に支持される。この後群レンズ用移動筒１６には、外周の３分割位置に光軸２２の方向に沿って長く伸びて突出した直進ガイド突起３２がそれぞれ形成されている。これらの直進ガイド突起３２は、回転筒１１の内壁の３分割位置に、光軸２２の方向に沿って一段凹んで形成された直進ガイド溝３３にそれぞれ係合する。これにより、後群レンズ用移動筒１６は、回転筒１１に対して光軸２２を中心とする回転方向で係合した状態、すなわち回転筒１１と一緒に回転し、且つ回転筒１１に対して光軸２２の方向に沿って直進自在となる。
【００１２】
直進筒１５の内部には、後群レンズ枠１４が内蔵される。後群レンズ枠１４の外周には、３個のカムピン３４が３分割位置に突出して取り付けられる。これらのカムピン３４は、直進筒１５に形成した直進ガイド開口３５を介して後群レンズ用移動筒１６の内周の３分割位置に形成した３個のカム溝３６にそれぞれ係合する。これらのカム溝３６は、変倍時に前群レンズ枠１３に対しての間隔を変更する変倍軌跡に沿って後群レンズ枠１４を移動させる変倍カムを構成している。
【００１３】
変倍時には、モータ２７の回転により駆動リング１２を所定の隙間を越えて回転させることで、詳しくは図４に示すように、移動筒回転伝達部材３０の光軸２２を中心とする回転方向の両端３０ａ，３０ｂのうちの何れかの端が、その回転方向の被回転伝達溝３１の壁３１ａ，３１ｂに当接し、駆動リング１２の回転が回転筒１１に伝達される。回転筒１１が回転すると、ヘリコイド２０，２１のリードに従って回転筒１１が光軸２２の方向に移動する。これにより、前群レンズ枠１３と後群レンズ用移動筒１６とが回転筒１１と一緒に光軸２２の方向に沿って移動し、且つ、後群レンズ用移動筒１６が回転筒１１と一緒に回転することでカム溝３６の変位により後群レンズ枠１４を光軸方向に移動させ、前群レンズ枠１３との間の間隔が相対的に変更され、焦点距離の変更が連続的に行われる。
【００１４】
各移動筒回転伝達部材３０の内側には、カム突起４０がそれぞれ一体に設けられている。これらのカム突起４０は、詳しくは図５に示すように、後群レンズ用移動筒１６の外周の３分割位置に形成された合焦用カム溝４１にそれぞれ係合している。合焦用カム溝４１は、回転筒１に対して後群レンズ枠１４を光軸２２の方向に移動させて合焦を行うための合焦カムを構成しており、前述した変倍カムとは異なる軌跡で形成されている。合焦時には、駆動リング１２が所定の隙間内で回転される。この回転によりカム突起４０が合焦用カム溝４１に沿って移動する。後群レンズ用移動筒１６は、回転筒１１により回転止めされているから、カム突起４０の回転量に対する合焦用カム溝４１の光軸２２の方向に沿った変位により後群レンズ枠１４を光軸２２の方向に沿って直進させる。
【００１５】
なお、カム突起４０と合焦用カム溝４１との係合により、後群レンズ用移動筒１６は回転しようとするが、回転筒１１は固定筒１０との間でのヘリコイド２０，２１の結合等による回転負荷が大きいため、後群レンズ用移動筒１６の回転を抑える。後群レンズ用移動筒１６が回転せずに直進すると、後群レンズ用移動筒１６の内部では直進ガイド開口３５を介して変倍用カム溝３６とカムピン３４との係合により、後群レンズ用移動筒１６の移動と一緒に後群レンズ枠１４が移動する。
【００１６】
モータ２７の駆動は、詳しくは図６に示すように、ドライバ４５を介して制御部４６で制御される。モータ２７の駆動ギヤ２７ａと駆動ギヤ２６との間には減速ギヤ列４７が設けられている。制御部４６は、操作部４８に設けられたズームボタンの操作に応答してモータ２７を駆動させる変倍制御を行う。ズームボタンは、焦点距離をテレ端に向けて連続的に可変するためのテレ側ズームボタンとワイド側に向けて可変するためのワイド側ズームボタンとで構成されている。なお、図３及び図６に示す符号４９はフイルム面また符号５０は前カバーである。
【００１７】
制御部４６は、変倍操作に応じて予め決められた変倍位置を決定する変倍位置決定制御、予め決められた変倍位置にズームレンズを駆動する変倍制御、駆動リング１２の所定の隙間内の回転により後群レンズ枠１４が移動する範囲のうちの所定位置に後群レンズ枠１４を移動させる合焦原点出し制御、前記所定位置から被写体距離に応じた合焦位置に後群レンズ枠１４を移動させる合焦制御、露光制御、駆動リング１２を所定の隙間を超えて回転させて後群レンズ枠１４を元の変倍位置に戻す変倍位置戻し制御、及び戻し制御を行う。これらの制御は、ＲＯＭ５１に予め記憶されたシーケンスに基づいて実行される。合焦原点出し制御は、操作部４８に設けたシャッタボタンのストロークの半分を押す半押し操作に応答して行われ、その後に合焦制御が行われる。そして、シャッタボタンのストロークの全部を押す全押し操作に応答して露光制御が行われ、露光制御完了後に、変倍位置戻し制御を行って元の変倍位置で待機する。
【００１８】
戻し制御は、ズームレンズ鏡筒に外力等が加わることで、回転筒１１又は後群レンズ用移動筒１６が空転域の範囲で動いて変倍位置が狂ってしまいそのまま合焦動作を行うことでピンぼけする不都合を防止するために、変倍位置を監視して変倍位置が狂った場合に元の変倍位置に戻す制御である。
【００１９】
モータ２７の駆動軸には、羽根車５２が取り付けられている。羽根車５２の近傍には、馬蹄型の光電センサー５３が取り付けられている。光電センサー５３は、羽根車５２のスリットを読み取ってモータ２７の回転角を検出し、この回転角に応じたパルス信号を制御部４６に送る。制御部４６は、合焦原点出し制御及び合焦制御のときに、このパルス信号を利用してモータ２７の停止を制御する。
【００２０】
シャッタブロック１７の前側には、図７に示すように、円弧状のコード板５５が配置されている。このコード板５５には、回転筒１１の前側内部に固定して設けられた摺動ブラシ５６が回転筒１１の回転により摺動する。摺動ブラシ５６は信号用ブラシ５６ａ、５６ｂとアース用ブラシ５６ｃとで構成されている。コード板５５は、アース用パターンＧＲＤと複数の信号用パターンＥ０，Ｅ１，Ｅ２とから構成されている。これらのコード板５５と摺動ブラシ５６とが変倍位置検出手段を構成している。
【００２１】
図示した一点鎖線Ｚ１〜Ｚ５は、予め複数設定されたズームレンズの変倍位置に対応した回転筒１１の停止位置である。各信号用パターンＥ０，Ｅ１，Ｅ２は、回転筒１１の各変倍位置Ｚ１〜Ｚ５と信号用ブラシ５６ａ，５６ｂの摺動軌跡との交差エリアで、特定のコードを形成する形状となっている。したがって、制御部４６は、複数の信号用ブラシ５６ａ，５６ｂから得られる信号の組み合わせにより、その時点の変倍位置を特定することができる。これにより、変倍操作後及び露光制御後の待機位置を、変倍位置Ｚ１〜Ｚ５にすることで、外力により回転筒１１がずれてもこのずれをすぐに検出することができるとともに、変倍位置Ｚ１〜Ｚ５に特定のコードを付与しているから、このときのずれの方向を特定することができる。
【００２２】
制御部４６の変倍制御は、テレ側ズームボタン又はワイド側ズームボタンの操作に応答してモータ２７の回転方向を変えてモータ２７を駆動する。変倍位置決定制御は、変倍操作が完了した時点で、複数の変倍位置から任意の変倍位置を変倍操作に応じて決定し、この変倍位置に対応した停止位置で回転筒１１を停止させる。すなわち、変倍操作が完了した時点で信号用パターンＥ０〜Ｅ２のうちいずれかからＯＮ信号が得られた場合はこの時点でモータ２７の駆動を停止し、また、操作完了した時点でＯＮ信号が得られていない場合には、次のＯＮ信号が入力されるまでモータ２７の駆動を継続し、ＯＮ信号を得た時点でモータ２７の駆動を停止する。そして、制御部４６は、信号用パターンＥ０〜Ｅ２から得られるＯＮ信号の組み合わせに基づいて、予め決められた変倍位置のうち変倍操作完了後の変倍位置を認識することができる。このとき制御部４６は、この時点の変倍位置の情報をＲＡＭ５４に記憶する。こうすることで、変倍操作後の回転筒１１は、信号用パターンＥ０〜Ｅ２から常に変倍位置の情報が得られる停止位置で待機しているから、ずれた場合元の位置まで戻すことが簡単に行える。
【００２３】
合焦原点出し制御は、シャッタボタンの全押し操作に応答して行われ、且つ合焦制御の前に行われる。この合焦原点出し制御は、後群レンズ枠１４を合焦原点位置に移動させる制御であるため、後群レンズ枠１４の移動位置を検出する手段を設けて、後群レンズ枠１４の移動位置を直に検出するのが確実であるから望ましい。しかしながら、変倍位置検出手段の他にこの手段を設けるとコストアップとなるとともに、この手段を設けるスペースにより鏡筒が大型化する。このため、この実施例では、前述した変倍位置から回転筒１１を一方向、この例ではテレ端方向に所定量だけ回転させ、信号用ブラシ５６が信号用パターンＥ０〜Ｅ２の上から所定量だけ移動した位置をズームレンズの合焦原点位置としている。
【００２４】
すなわち、合焦原点出し制御は、信号用パターンＥ０〜Ｅ２から信号用ブラシ５６が外れ、制御部４６にＯＦＦ信号が入力された時点から所定パルス分（以下、「合焦原点出し用パルス数」と称す。）だけモータ２７を同じ方向に駆動させる。これにより、信号用ブラシ５６が、図７に示す一点鎖線Ｆ１〜Ｆ５のいずれかの上に位置する。したがって、この回転位置がズームレンズの合焦原点位置となる。このとき後群レンズ用移動筒１６は、図１２に示すようにカム突起４０が合焦用カム溝４１の上端側ＦＴの位置に移動し、後群レンズ用移動筒１６がその光軸２２の方向に沿った移動範囲のうちの最もフイルム面側に寄った位置となる。なお、合焦原点出し用パルス数は、変倍位置に係わらず一定のパスル数であり、そのデータは予めＲＯＭ５１に記憶されている。
【００２５】
制御部４６の合焦制御は、合焦原点出し制御を行った後に行われる。この合焦制御では、まずシャッタ半押し操作に連動して作動する測距部５９からの被写体距離を得た後にこれに応じたパルス数を前記ＲＯＭ５１から読み出す。その後にモータ２７を逆転駆動する。この駆動は、駆動リング１２を所定の隙間内で回転させる分で、且つ、被写体距離に応じたパスル数の分だけモータ２７を駆動する。
【００２６】
なお、この例では、変倍後にその変倍状態で後群レンズ枠１４を光軸２２の方向に移動させて合焦を行うタイプのため、合焦時に測距した結果が同じでも変倍位置ごとで後群レンズ枠１４を移動させる量が異なる。このため、被写体距離に応じたモータ駆動パスルは、変倍位置ごとに複数種類用意されており、これらはＲＯＭ５１に予め記憶されている。
【００２７】
露光制御完了後には、前述したように、変倍位置戻し制御が行われ、回転筒１１の回転位置が、常に図７で説明した変倍位置Ｚ１〜Ｚ５に戻される。この状態のときに、制御部４６は、常に変倍位置を監視する。この監視は、信号用パターンＥ０〜Ｅ２から得られる信号を監視することで行える。そして、ずれを検出した場合には戻し制御を行う。この戻し制御は、その時点の変倍位置の情報がＲＡＭ５４に記憶されているから、回転筒１１を所定方向に回転し、次に得られる信号用パターンＥ０〜Ｅ２の信号組み合わせコードから、元の変倍位置の回転方向を割り出し、その方向に回転筒１１を回転させてズームレンズを元の変倍位置に戻す制御である。
【００２８】
また、この実施例では、変倍時及び合焦時に後群レンズ枠１４をスムーズに移動させる工夫がなされている。後群レンズ枠１４のカムピン３４は、直進筒１５の直進ガイド開口３５と後群レンズ用移動筒１６のカム溝３６とに係合しており、変倍時に後群レンズ用移動筒１６が回転することでカム溝３６と直進ガイド開口３５とが重なる交点の移動に誘導されて移動する。カムピン３４は、カム溝３６の非曲線上の法線に対して光軸２２を中心とする回転方向とのなす圧力角が大きくなると、スムーズに移動しない。ましてカムピン３４と直進ガイド開口３５及びカム溝３６とは光軸２２を中心とする回転方向の３分割位置でそれぞれ係合しているから、３分割位置のそれぞれで加工精度や組立精度が良くないと、同一の変位が得られなく、移動がスムーズに行えない。移動がスムーズに行えないと回転負荷が増大して安価なモータでは駆動できない不都合が生じる。
【００２９】
また、この例では、合焦時にカム溝３６がカムピン３４を光軸２２の方向に押して後群レンズ枠１４を直進させる機能も有している。この合焦時にカム溝３６でカムピン３４を押すと、光軸２２の方向への力とともに光軸２２を中心とする回転方向への力も分力として生じる。前述したように後群レンズ用移動筒１６は、回転筒１１に対して直進自在に支持されているが、回転筒１１の回転負荷との釣合いで、回転筒１１とともに後群レンズ用移動筒１６を回転させてしまうと合焦時に変倍が行われる不都合が生じる。
【００３０】
このような不都合を解消するために、この例のカムピン３４は、カム溝３６に挟まれる２カ所のうちの少なくとも一か所がベンド構造とされている。図８及び図９に示すように、ベンド部６０は、カムピン３４の先端に一体に設けられている。このベンド部６０は、カム溝３６に挟まれる範囲で断面Ｃ字形状とされ、且つ外周に沿って一定の長さだけ切り欠いて一端６０ａがつながれ、他端６０ｂがカムピン３４の断面輪郭中心に向けてベンドする構造である。
【００３１】
ベンド部６０は、カム溝３６に挟まれる２カ所のうちの一か所、すなわち、合焦時にカム溝３６がカムピン３４を押す方向（図９に示す矢印Ｙ方向）側とされている。したがって、合焦時には、このＹ方向とは逆方向側のカム面３６ｂでベンド部６０が押される。押されると、ベンド部６０の他端６０ｂが内側に向けて撓む。このとき、カム面３６ａとの間での摩擦力が高まり、他端６０ｂの外周がカム面３６ａの傾斜に沿って滑りにくくなる。これにより、後群レンズ用移動筒１６への回転力が打ち消され、光軸２２の方向への移動が確実に且つスムーズに行えるようになる。他端６０ｂが弾性により元に戻ると、カム溝３６の両カム面３６ａ，３６ｂで挟まれた状態に戻る。
【００３２】
なお、直進筒１５の直進ガイド開口３５に挟まれたカムピン３４の部分は、図８に示したように、ベンド構造とはされていない。また、カムピン３４を挟む直進ガイド開口３５の両端面は、ベンド部６０に接しないように、外周側を一段凹まして肉薄にした断面形状とされている。
【００３３】
上記構成の作用を、図１０を参照しながら説明する。先ず、変倍操作を行ってワイド端からテレ端に向けてズーム操作を行う。このズーム操作に連動して制御部４６は、モータ２７を正転駆動する。この回転は、駆動リング１２を所定の隙間を超えて回転させる分で、且つ回転筒１１をテレ端に向けて回転させる方向で行われる。したがって、図１１に示すように、移動筒回転伝達部材３０の一端面３０ａが被回転伝達溝３１の壁３１ａに当接して駆動リング１２の回転が回転筒１１に伝達され、回転筒１１がテレ端方向に向けて回転する。
【００３４】
ズーム操作が完了すると、完了した時点でパターンＥ０〜Ｅ２のうちのいずれかから得られるＯＮ信号を制御部４６が監視する。そして、ＯＮ信号が得られていると、その時点でモータ２７の駆動を停止し、また、得られていない場合には、そのままモータ２７の駆動を継続し、その回転方向（図７に示す反時計方向）に沿った次のパターンＥ０〜Ｅ２のうちのいずれかからＯＮ信号が得られた時点でモータ２７の駆動を停止する。このとき、各パターンＥ０〜Ｅ２から得られるＯＮ信号の組み合わせコード、すなわち、変倍位置情報をＲＡＭ５４に記憶する。このとき、移動筒回転伝達部材３０と被回転伝達溝３１との位置関係は、図１１に示すように、一端面３０ａが壁３１ａに当接した状態となっている。また、カム突起４０と合焦用カム溝４１との位置関係は、図１２に示すように、カム突起４０が合焦用カム溝４１の上端側ＦＴに位置している。
【００３５】
シャッタボタンの半押し操作を行うと制御部４６は、測距部５９を作動して被写体距離を測距する。得られた被写体距離の情報からは、その時点の変倍位置に応じたパルス数がＲＯＭ５１から読み出され、また、合焦原点出し用パスル数も読み出され、これらはＲＡＭ５４に記憶される。
【００３６】
その後、撮影者が半押し操作をしたまま更にシャッタボタンの全押し操作を行うシャッタレリーズ操作に連動して制御部４６は、合焦原点出し制御を行うためにモータ２７を正転駆動する。この回転は、回転筒１１をテレ端へ回転させる方向であるから、駆動リング１２の回転とともに回転筒１１がすぐにテレ端に向けて回転する。
【００３７】
回転筒１１が回転すると、この回転方向がテレ端に向けての回転方向であるため、信号用ブラシ５６が図７に一点鎖線で示した変倍位置Ｚ１〜Ｚ５のうちのいずれかからテレ端側に外れる。このとき、制御部４６にパターンＥ０〜Ｅ２のうちのいずれかがＯＮ信号からＯＦＦ信号に変化する。この変化点を得た時点で制御部４６はモータ２７の正転駆動を減速し、この時点から合焦原点出し用パルス数の分だけモータ２７を低速駆動した後にモータ２７の駆動を停止する。この時には、信号用ブラシ５６が図７に示す一点鎖線Ｆ１〜Ｆ５のうちのいずれかの上に位置した状態となる。
【００３８】
その後、被写体距離に応じたパルス数をＲＡＭ５４から読み出し、この分だけモータ２７を逆転駆動させる。この間のモータ２７の逆転駆動は、回転筒１１をワイド端に向けて回転させる方向であるが、回転が駆動リング１２の所定の隙間内での回転で行われるから、回転筒１１が回転することがない。
【００３９】
したがって、モータ２７の駆動により駆動リング１２が図１２に示すワイド端方向に向けて回転し、カム突起４０が一緒に回転する。後群レンズ用移動筒１６は、直進ガイド突起３２が回転筒１１の直進ガイド溝３３に係合しているから、カム突起４０が合焦用カム溝４１の内部で移動すると、図１２に示すカム突起４０が合焦用カム溝４１の前側面４１ａを押して後群レンズ用移動筒１６を光軸２２の方向の物体側に向けて直進させる。そして、被写体距離に応じたパルス数の分だけ駆動した時点で、モータ２７の駆動を停止すると、カム突起４０が合焦回転域のうちの被写体距離に応じた合焦位置に移動している。したがって、このときの後群レンズ用移動筒１６の移動は、カム溝３６と直進ガイド開口３５との作用によりカムピン３４に伝達され、後群レンズ用移動筒１６の移動と一緒に後群レンズ枠１４が直進される。なお、合焦は、至近から無限大に向けてピントが合う方向で行われる。
【００４０】
このように合焦制御の前に必ず合焦原点出し制御を行うようにすると、変倍操作後からシャッタボタンの半押し操作を行うまでの間に、例えば回転筒１１をフイルム面側に向けて押す力が外部から加わって回転筒１１及び後群レンズ用移動筒１６の位置が狂っても、合焦制御を問題なく行うことができる。
【００４１】
合焦制御完了後、制御部４６は、シャッタ機構を作動させる露光制御を行う。露光完了後、制御部４６は、変倍位置戻し制御を行う。この制御は、モータ２７を逆転駆動する。この駆動方向は、回転筒１１をワイド端方向に向けて回転させる方向であるから、移動筒回転伝達部材３０の他端面３０ｂが被回転伝達溝３１の壁３１ｂに当接する方向で行われ、当接した後には、回転筒１１がワイド端に向けて回転する。そして、信号用パターンＥＯ〜Ｅ２のうちのいずれかからＯＮ信号を受けた時点でモータ２７の駆動を停止する。これにより、次回の合焦原点出し制御は移動筒回転伝達部材３０の他端面３０ｂが被回転伝達溝３１の壁３１ｂに当接した状態から行われる。このように、露光完了後、変倍位置に戻すことで、必ず、信号用ブラシ５６がパターンＥ０〜Ｅ２のうちのいずれかの上に接した状態となるから、その後に、外力等がズームレンズに加わって回転筒１１が動いても、これを検出し、元の位置に戻す制御を容易に行うことができる。
【００４２】
図１３は、外力等がズームレンズに加わって回転筒１１が動いたときに、元の回転位置に戻す戻し制御の動作を示している。回転筒１１のずれ検出は、変倍操作及びシャッタボタン操作が行われていないときに、制御部４６がランダムに、又は一定時間経過ごとに信号用パターンＥ０〜Ｅ２のうちのいずれかから得られるＯＮ信号を監視し、このＯＮ信号がＯＦＦ信号に変化した場合に、回転筒１１のズレを検出する。これを検出した場合には、モータ２７を所定方向に駆動して回転筒１１を回転させる。所定方向は、二方向のうちのいずれか一方に予め決められている。そして、次に信号用パターンＥ０〜Ｅ２からＯＮ信号が得られた時点で、モータ２７の駆動を停止する。このときの変倍位置の情報を信号用パターンＥ０〜Ｅ２から得られるＯＮ信号の組み合わせから特定し、この変倍位置情報とＲＡＭ５４に記憶した元の変倍位置情報と比較する。そして、一致している場合には、この位置で待機状態にするとともに、一致していない場合には元の変倍位置に戻すためのモータ２７の回転方向を割り出してモータ２７をその回転方向に駆動して回転筒１１を元の回転位置に戻す。このように駆動リング１２の所定の隙間を超える回転でモータ２７を駆動して回転筒１１を回転させれば、内部で遊びをもって動く後群レンズ用移動筒１６の位置も元に戻すことができ、ズームレンズ全体を確実に元の変倍位置に戻すことができる。
【００４３】
次に、テレ端からワイド端に向けてズーム操作を行うと、モータ２７が逆転駆動される。この回転は、所定の隙間を越えて駆動リング１２を回転させるから、移動筒回転伝達部材３０の他端面３０ｂが被回転伝達溝３１の壁３１ｂに当接し、回転筒１１がワイド端に向けて回転される。このとき、カム突起４０が図１２に示す合焦用カム溝４１の下端側ＦＷに位置しているから、後群レンズ用移動筒１６は直進筒１５に対して光軸２２の方向に沿った物体側の位置で回転筒１１と共に回転することになる。
【００４４】
ズーム操作が終わると、信号用ブラシ５６がその回転方向（図７に示す時計方向）に沿った次の信号用パターンＥ０〜Ｅ２に接した時点でモータ２７の駆動が停止される。その後、シャッタレリーズにより、合焦原点出し制御が行われる。この制御は、モータ２７を正転駆動させる。このとき、カム突起４０が図１２に示す合焦用カム溝４１の下端側ＦＷに位置しているから、モータ２７の正転駆動は、駆動リング１２を所定の隙間を超えて回転させた後に、回転筒１１を回転させる。回転筒１１が回転すると、信号用ブラシ５６がパターンＥ０〜Ｅ２から外れる。このとき、制御部４６にパターンＥ０〜Ｅ２のうちのいずれかがＯＮ信号からＯＦＦ信号に変化する。この変化点を得た時点から合焦原点出し用パルス数の分だけ同方向に駆動した後にモータ２７の正転駆動を停止する。これにより、信号用ブラシ５６が図７に示す一点鎖線Ｆ１〜Ｆ５のうちのいずれかの上に位置した状態となり、この状態から、被写体距離に応じたパルス数の分だけモータ２７を逆転駆動させる合焦制御を行う。
【００４５】
したがって各変倍位置に対する合焦は、合焦原点出し制御により、移動筒回転伝達部材３０と被回転伝達溝３１との位置関係、及びカム突起４０と合焦用カム溝４１との位置関係が図１１及び図１２で示した状態から開始されるから、至近又は無限大のうちのいずれか一方の合焦位置から一方向に向けて合焦させるから、精度良くピント合わせを行うことができる。
【００４６】
なお、上記実施例では、合焦原点出し制御及び合焦制御をシャッタボタンの全押しに連動して行っているが、シャッタボタンの半押し操作に連動して行うようにしてもよい。この場合には、シャッタボタンの全押しに連動して露光制御だけを行う。
【００４７】
また、上記実施例の変倍位置検出手段は、回転筒１１の回転量を検出しているが、これの代りに、回転筒１１の光軸２２の方向に沿った移動量を検出するようにしてもよい。この場合は、信号用パターンを光軸に沿って直線状に固定して設け、回転止めされ、且つ回転筒１１と一緒に進退する直進ガイド枠１８に摺動ブラシを設けるのが望ましい。
【００４８】
上記実施例で説明した変倍位置は、図７で説明したように、Ｚ１〜Ｚ５としているが、本発明では連続的な変倍が行えるからこの数に特定されない。したがって、変倍位置を連続的となるように増やすことも可能である。この場合には、コード板５５のパターンを変更することで簡単に行える。
【００４９】
変倍位置検出手段としては、予め決めた変倍位置ごとに特定のコードを持ったコード板５５を用いているが、これの代りに、抵抗体を用いてもよい。この場合には、各変倍位置に応じた抵抗値を予め決めておく。したがって、この例の合焦原点出し制御は、変倍位置から、所定の抵抗値の変化分だけ回転筒１１を所定方向に所定量だけ回転させ、ここを合焦原点位置とし、ここから、モータ２７を前記回転方向とは逆の方向に、所定の隙間内の分だけ回転させて合焦位置に後群レンズを移動させる。また、抵抗体を用いた変倍位置検出手段では、どの変倍位置でも検出することができる。したがって、変倍操作後、外力等により回転筒１１の回転位置が狂ってもすぐに検出することができるとともに、このときのずれ量も抵抗体の変化値で検出することができるから、合焦原点出し制御や変倍位置戻し制御、及び戻し制御等を簡単に行うことができる。また、これらの制御を省略し、ずれた分を考慮してそのまま合焦動作させれば、合焦動作を迅速に、且つ精度良く行うこともできる。
【００５０】
また、上記実施例では、移動筒回転伝達部材３０と被回転伝達溝３１との係合により駆動リング１２の駆動を回転筒１１に伝達しているが、これの代わりに、カム突起４０と合焦用カム溝４１の端とに係合することの作用により駆動リング１２の回転を後群レンズ用移動筒１６を介して回転筒１１に伝達してもよい。
【００５１】
さらに、上記実施例では、前群レンズ枠１３との間の間隔を変更させるために後群レンズ枠１４を光軸２２の方向に移動させる変倍移動手段を、カムピン３４とカム溝３６とで構成しているが、これらの代わりにヘリコイドのリードに従って移動させてもよい。
【００５２】
上記実施例のベンド部６０は、カム溝３６で挟まれる二箇所のうちの一か所にベンドする部分が当接するように設けているが、二箇所に設けてもよい。この場合には、ベンド部６０の周方向の長さを短くしたものを２つ用意し、これらをカムピン３４の断面輪郭を中心とする回転対称の位置にそれぞれ設ければよい。これによれば、２つのカム面のうちのいずれかから負荷がかかってもベンドする構造となるので、効果的である。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明のズームレンズ装置では、空転域を越える駆動リングの回転により回転筒を回転させて前群レンズ枠を光軸方向に移動させるとともに、前記回転筒と一緒に後群レンズ用移動筒を回転させて後群レンズ用移動筒の回転量に応じて変倍案内手段が後群レンズ枠を後群レンズ用移動筒に対して光軸方向に移動して変倍を行うとともに、空転域内での駆動リングの回転に応じて合焦案内手段が後群レンズ枠を後群レンズ用移動筒と一緒に回転筒に対して光軸方向に直進的に移動して合焦を行うようにしたから、ズームレンズの焦点距離を連続して変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ズームレンズ装置の概略を示す分解斜視図である。
【図２】要部を拡大した分解斜視図である。
【図３】ズームレンズ装置のワイド端の状態を示す横断面図である。
【図４】ズームレンズ装置の縦断面図であり、フイルム面側から見ている。
【図５】後群レンズ用移動筒の展開図であり、外周面側を示している。
【図６】ズームレンズ装置のテレ端の状態を示す横断面図である。
【図７】変倍位置検出手段の説明図である。
【図８】カムピンのベンド構造を拡大して示した断面図である。
【図９】カムピンのベンド構造を示した説明図である。
【図１０】ズームレンズの変倍及び合焦時の動作を説明したフローチャート図である。
【図１１】合焦原点出し制御後の移動筒回転伝達部材と被回転伝達溝との位置関係を示した説明図である。
【図１２】合焦原点出し制御後のカム突起と合焦用カム溝との位置関係を示した説明図である。
【図１３】戻し制御の動作を示したフローチャート図である。
【符号の説明】
１０ 固定筒
１１ 回転筒
１２ 駆動リング
１３ 前群レンズ枠
１４ 後群レンズ枠
１５ 直進筒
１６ 後群レンズ用移動筒
３０ 移動筒回転伝達部材
３１ 被回転伝達溝
３２ 直進ガイド突起
３３ 直進ガイド溝
３５ 直進ガイド開口
３６ カム溝
４０ カム突起
４１ 合焦用カム溝

Claims (5)

1. 単一のモータの駆動により光軸中心に回転する駆動リングと、
   前記駆動リングに対して光軸中心に回転自在に設けられた回転筒と、
   前記回転筒の回転に応じて光軸方向に移動する前群レンズ枠と、
   前記駆動リングと前記回転筒との連係部位に設けられ、前記駆動リングのみの回転を許容する空転域を越えた前記駆動リングの回転を前記回転筒に伝達する連係部と、
   前記空転域を越える前記駆動リングの回転により前記回転筒が回転したときには前記回転筒と一緒に回転しこの回転量に応じて予め決められた移動量の分だけ前記後群レンズ枠を光軸方向に案内する変倍案内手段と、前記空転域内で前記駆動リングが回転したときには前記駆動リングの回転量に基づいて予め決められた移動量の分だけ前記後群レンズ枠を前記回転筒に対して光軸方向に直進的に移動する合焦案内手段と、を有する後群レンズ用移動筒と、
   を備え、
   前記合焦案内手段は、前記後群レンズ枠と一緒に前記後群レンズ用移動筒を前記回転筒に対して光軸方向に直進的に移動して前記後群レンズ枠を前記変倍案内手段で案内される軌跡とは異なる軌跡上に案内することを特徴とするズームレンズ装置。
2. 前記後群レンズ用移動筒は、
   前記回転筒に対して光軸方向での移動を許容し、且つ、光軸を中心とする周方向で係合する直進ガイドと、
   前記後群レンズ枠に設けたカムピンが係合しており、前記駆動リングの空転域を越える回転が前記直進ガイドを介して伝達されて前記回転筒と一緒に後群レンズ用移動筒が回転したときに前記後群レンズ枠を前記後群レンズ用移動筒に対して光軸方向に移動させる変倍カムと、
   前記駆動リングに設けたカム突起が係合しており、前記駆動リングの空転域内での回転により前記カム突起と前記直進ガイドとの作用により前記後群レンズ枠と一緒に前記後群レンズ用移動筒を前記回転筒に対して光軸方向に直進的に移動させて前記後群レンズ枠を前記変倍カムで案内される軌跡とは異なる軌跡上に案内する合焦カムと、
   を有していることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ装置。
3. 前記カムピンは、前記変倍カムに設けたカム面に当接する２部位のうちの少なくとも１部位が、前記カム面で押されたときに弾性変形するベンド構造になっていることを特徴とする請求項２記載のズームレンズ装置。
4. ズームレンズの倍率を変更する倍率変更操作部材と、
   前記倍率変更操作部材の操作に連動して前記モータを駆動して前記回転筒を回転させる変倍制御手段と、
   前記回転筒の回転位置又は光軸方向の移動位置を検出する変倍位置検出手段と、
   前記倍率変更操作部材の操作完了時に、前記変倍位置検出手段から得られる位置信号に基づいて予め設定された複数の停止位置の中の所定の停止位置を決定し、この停止位置で前記回転筒を停止させる停止位置決定制御手段と、
   被写体距離を検出する被写体距離検出手段と、
   前記変倍位置決定制御手段で決定した変倍位置と前記被写体距離検出手段で検出した被写体距離とに基づいて前記後群レンズ用移動筒の移動量を決定する合焦量決定手段と、
   合焦動作時に前記駆動リングを前記空転域内で回転させる回転量で前記モータを駆動し、モータの回転量が前記合焦量決定手段で決定した後群レンズ用移動筒の移動量に応じた回転量に一致した時点で前記モータの駆動を停止する合焦制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ装置。
5. 前記合焦制御手段は、合焦制御を行う前に、合焦時の原点位置を出す合焦原点出し制御手段を備えており、前記合焦原点出し制御手段は、前記モータを一方向に駆動して前記変倍位置検出手段で決定した停止位置から一定方向に所定量だけずれた位置に前記回転筒を回転させるとともに、その後の合焦制御は、前記モータを前記一方向とは逆の方向に、前記空転域内の回転量で駆動することを特徴とする請求項４記載のズームレンズ装置。

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