JP3894683B2 - Zoom lens device - Google Patents
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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2つのレンズ群を互いのレンズ群間の距離を変化させながら変倍を行い、その後にその変倍状態で前群レンズを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】
前者のズームレンズでは、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、変倍位置はワイド端とテレ端との間のステップごとに予め設定され、各変倍位置ごとで被写体距離に応じたフォーカシング量が異なっている。このため、その時点の変倍位置を認識するために、変倍時に回転する筒の絶対的な回転位置を検出している。従来から周知のコードを用いて絶対的な回転位置を検出する手段では、二値信号の何れか一方を入力する信号部を、変倍位置に応じた回転筒の回転位置ごとで、二値信号の何れか一方の組み合わせからなるコードが異なるように、半径方向に並べて配列した導体パターン部材を用いているため、ワイド端とテレ端との間で変倍位置を新たに増やす場合に、新たに増やす変倍位置に応じたコードを作成するために、半径方向に信号部を新たに並べる必要性が生じ、導体パターン部材の形状が半径方向に大きくなる欠点があった。
【0004】
本発明は、以上の事情に鑑みなされたもので、変倍時に回転する教筒の絶対的な回転位置を検出する手段をコンパクトに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、円柱状の鏡筒と;その内側に設けられ変倍時に前記鏡筒に対して光軸方向への相対的な移動がなく且つ前記鏡筒に対して回転しこの回転に応じて内部に収納したレンズ群を光軸方向に移動する内側鏡筒と;ワイド端からテレ端までの変倍域内に予め設定した複数の変倍位置に応じた前記内側鏡筒の回転位置を検出する回転位置検出手段と;を備え、前記回転位置検出手段は、前記鏡筒又は内側鏡筒の一方に固定された信号発生手段部と;前記他方に固定され、前記変倍位置に応じた回転位置を前記内側鏡筒が通過するごとに前記信号発生手段に2種類の信号を交互に与える第1及び第2パターン部材と;を備えたものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明のズームレンズ装置10は、図1ないし図4に示すように、前群支持筒11、直進ガイド筒12、後群用カム筒13、後群支持筒14、回転筒15、及び固定筒16等で構成された機械補正式の2群ズームレンズであり、単一のモータ17の回転を利用して回転筒15を回転させることで、前群レンズ18と後群レンズ19とを互いのレンズ群間の距離を変化させながら光軸20の方向に移動させて変倍を行い、その後にその変倍状態で前群レンズ18と後群レンズ19とを前記変倍時の変化とは異なるレンズ群間となるように光軸20の方向に移動して合焦を行う。
【0007】
回転筒15には、外周に雄ヘリコイドネジ21とその雄ヘリコイドネジ21のネジ山間に突出して形成されたギヤ部22とが設けられている。ギヤ部22には、モータ17の駆動が円筒ギヤ23を介して伝達される。雄ヘリコイドネジ21には、固定筒16の内周に設けた雌ヘリコイドネジ25が螺合する。回転筒15は、雄ヘリコイドネジ21と雌ヘリコイドネジ25とのリードに従って固定筒16に対して回転しながら光軸20の方向に移動する。回転筒15の内面には、雌ヘリコイドネジ26が形成されている。雌ヘリコイドネジ26には、前群支持筒11の外周に設けた雄ヘリコイドネジ27が螺合する。
【0008】
前群支持筒11には、前群レンズ18とシャッタ機構28とが物体側から順に固定されてる。前群支持筒11の内周には、光軸20と平行な直進ガイド溝29が形成されている。直進ガイド溝29には、直進ガイド筒12の外周前端側に設けた第1ガイド突起部30が係合する。前群支持筒11は、回転筒15の回転により直進ガイド筒12の回転止めの作用によりヘリコイドネジ26,27のリードに従って回転筒15に対して光軸20の方向に直進移動する。
【0009】
直進ガイド筒12には、外周後端側に第2ガイド突起32が設けられている。第2ガイド突起32は、回転筒15の内周に、光軸20を中心とする回転方向に沿って設けられた環状溝33に回転自在に係合する。直進ガイド筒12は、回転筒15の内部で回転止めされた状態で回転筒15と一緒に光軸20の方向に移動する。
【0010】
後群用カム筒13には、外周後端にフランジ部35が設けられている。フランジ部35は、直進ガイド筒12の内周に光軸20を中心とする回転方向に沿って環状に設けた溝36に回転自在に係合する。後群用カム筒13は、直進ガイド筒12に回転自在に支持される。後群用カム筒13には、カム面を持ったカム開口38が形成されている。カム開口38には、後群支持筒14に設けたカムフォロワー39が係合する。これらカムフォロワー39は、カム開口38を通って直進ガイド筒12に光軸20と平行に設けた直進ガイド開口40に係合する。これらカム開口38、カムフォロワー39、及び直進ガイド開口40は、光軸20を中心とする回転方向の3分割位置にそれぞれ設けられている。なお、図2ないし図4の符号41はフイルム面、符号42は前カバーである。
【0011】
回転筒15の後端面43には、光軸20を中心とする回転方向の一部に切り欠き部44が形成されている。切り欠き部44には、詳しくは図5に示すように、後群用カム筒13の後端面45に設けたL字状のアーム46の折り曲げ先端が係合している。アーム46は、切り欠き部44の内部で光軸20を中心とする周方向に遊びを持って係合している。切り欠き部44とアーム46との遊びが後群用カム筒13の回転を停止させる空転域であり、また、切り欠き部44とアーム46とが本発明の空転域をもった連係部を構成している。変倍時には、モータ17が回転筒15を回転させ、さらに空転域を超えて後群用カム筒13を回転させる。合焦時には、モータ17が回転筒15を空転域内で回転させる。図5に示した矢印方向は、テレ端方向にモータ17を駆動したときに回転筒15が回転する方向を示している。
【0012】
後群用カム筒13は、切り欠き部44のうち光軸20を中心とする回転方向に沿った2つの壁44a,44bの何れか一方でアーム46が押されることで、回転筒15の回転力が伝達されて直進ガイド筒12に対して回転される。図5では、回転筒15のテレ端方向への回転を後群用カム筒13に伝達する壁44aがテレ方向回転伝達壁、逆側がワイド方向回転伝達壁44bとなっている。後群支持筒14には、後群レンズ19が支持されている。
【0013】
変倍時には、回転筒15とともに後群用カム筒13が回転筒15と同じ方向に回転するため、前群レンズ18が回転筒15の変位と前群支持筒11の変位との合成により光軸20の方向に移動し、且つ、後群レンズ19は回転筒15の変位とカム開口38のカムの変位との合成により光軸20の方向に移動する。合焦時には、後群用カム筒13が回転しないため、前群レンズ18が回転筒15の変位と前群支持筒11の変位との合成により光軸20の方向に移動し、且つ後群レンズ19は回転筒15の変位により光軸20の方向に移動する。
【0014】
直進ガイド筒12の後端面には、導体パターン部材48が取り付けられている。後群用カム筒13には、後端面45に摺動子49が取り付けられている。摺動子49は、導体パターン部材48に摺動する2つのブラシ49a,49bをもっている。図6に示すように、導体パターン部材48には、アース用パターン50、第1パターン51、第2パターン52、及び沈胴位置用パターン53が設けられている。ブラシ49a,49bは、互いが電気的に接続されている。アース用パターン50は、アースに接続されており、沈胴位置とテレ端との間での変倍に応じて後群用カム筒13が回転したときにブラシ49bが摺動する軌跡上に沿って帯状に形成されている。
【0015】
第1パターン51と第2パターン52とは、後群用カム筒13の回転方向に沿って2列で配置されている。これらの第1パターン51と第2パターン52とには、信号検出部55から所定の電圧が掛けられており、ワイド端とテレ端との間での変倍に応じて後群用カム筒13が回転したときにブラシ49aが摺動する軌跡上に、複数の変倍停止位置用の信号部56が変倍位置に応じた後群用カム筒13の回転位置Z1〜Z8ごとに配列されている。これらの信号部56は、ワイド端Z1の時の後群用カム筒13の回転位置に設けた信号部56を1番としたときに偶数番目の信号部56が第1パターン51に、また奇数番目の信号部56が第2パターン52に設けられている。したがって、一方向の変倍によりブラシ49aは、信号部56を奇数番目、遇数番目の順で交互に摺動する。なお、本実施形態では、図6に示したZ8の位置がテレ端時の後群用カム筒13の回転位置となる。
【0016】
沈胴位置用パターン53は、それ自身が信号部をなしており、ワイド端Z1の時の後群用カム筒13の回転位置に設けた信号部56よりもワイド端に向けての後群用カム筒13の回転方向に寄った側で、且つブラシ49aの摺動軌跡上に配置され、信号検出部55からの定電圧のプルアップにより、後群用カム筒13の回転位置が沈胴位置に応じた位置となった時点でブラシ49aが接触して信号検出部55に低レベルの信号を出力する。
【0017】
信号検出部55は、第1パターン51、第2パターン52、及び沈胴位置用パターン53の信号部53,56の有無に対応した二値信号をコントローラ60に入力する。二値信号は、信号部無し、すなわちブラシ49aが信号部53,56に接触していないときに入力される「1」(高レベル)の信号と、信号部有り、すなわちブラシ49aが信号部53,56に接触したときに得られる「0」(低レベル)の信号とである。以下、第1パターン51から得られる信号を出力信号A、また第2パターン52から得られる信号を出力信号B、さらに、沈胴位置用信号部53から得られる信号を出力信号Hpとし、高レベル信号から低レベル信号に変化する信号を立ち下がり信号、また逆を立ち上がり信号として説明する。
【0018】
コントローラ60には、ドライバ61を介してモータ17が接続されている。モータ17の出力軸には、ロータリーエンコーダ62が設けられている。ロータリーエンコーダ62は、モータ17の回転角を検出してコントローラ60にフィードバックする。コントローラ60は、モータ17の回転角を読み取って合焦駆動等でのモータの駆動停止を制御する。
【0019】
コントローラ60は、変倍操作部63に設けられたズームボタンの操作に応答してモータ17を駆動させる。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。
【0020】
コントローラ60には、ROM64とRAM65とが接続されている。ROM64には、ズームレンズ装置10を組み込んだカメラを制御するためのプログラム等が記憶されている。プログラムは、図7に示すようなフローチャートとなっており、この中には変倍操作に応じてモータ17の駆動を制御するテレ端方向駆動、及びワイド端方向駆動用のプログラム(図8及び図9参照)、シャッタレリーズ後にズームレンズ装置10を変倍位置から被写体距離に応じた合焦位置に駆動する合焦駆動用プログラム(図10)、露光完了後にズームレンズ装置10を合焦位置から変倍位置に戻す待機駆動用プログラム(図11参照)、後群用カム筒13の回転位置がズレたか否かを検出し、ズレたときに元の変倍位置に戻すエラー処理用プログラム(図12参照)等がある。
【0021】
コントローラ60は、変倍時に得られる出力信号A及び出力信号Bの立ち下がり信号を順番に検出するごとに、その時点の変倍位置を例えば「Z1(ワイド位置),Z2,Z3,Z4・・・Z8(テレ位置)」のうちの何れであるかを特定する。テレ端からワイド端に向けての変倍時では、モータ17の回転方向の違いで変倍位置を特定することができる。特定した変倍位置は、その都度RAM65に書き換えて記憶する。
【0022】
テレ端方向駆動、及びワイド端方向駆動用のプログラムは、変倍操作完了後にその直前の変倍位置に対応した信号部56が偶数番目か奇数番目か、すなわちその直前の変倍位置に対応した信号部から得られた出力信号が出力信号Aか否かを判断することによってモータ17の駆動制御が異なる2つのフローで構成されている。
【0023】
合焦駆動用プログラムも、その時点の変倍位置に対応した信号部56が偶数番目か奇数番目か、すなわち信号部から出力信号Aが得られるか否かを判断することによってモータ17の駆動制御が異なる2つのフローで構成されている。
【0024】
待機駆動用プログラムでは、合焦後にブラシ49aが第1パターン51、又は第2パターン52の信号部56から外れた状態となるため、これをその時点の変倍位置に対応した信号部56にまで戻す制御であり、元の変倍位置に対応した信号部56が偶数番目か奇数番目か、すなわちその信号部56から得られる出力信号が出力信号Aか否かを判断することによってモータ17の駆動制御が異なる2つのフローで構成されている。
【0025】
エラー処理用プログラムは、変倍、合焦、露光及びフイルム給送等の作動が行われていない待機状態中に一定時間毎に実行される。待機中には、ブラシ49aが信号部56のうちの何れかに接触した状態となる。しかしながら、空転域を介して駆動伝達される後群用カム筒13は鏡筒に加わる外乱力により回転位置がずれる恐れがある。
【0026】
エラー処理用プログラムでは、その時点に入力される出力信号A又は出力信号Bの二値信号を読み取ることで、後群用カム筒13の回転位置がずれているか否かを判断し、ずれている場合には元の変倍位置に対応した回転位置まで後群用カム筒13を戻すようにモータ17の駆動を制御する。この制御は、元の変倍位置に対応した信号部56が偶数番目か奇数番目か、すなわちその信号部56から得られる出力信号が出力信号Aか否かによってモータ17の駆動制御が異なる2つのフローで構成されている。
【0027】
コントローラ60は、電源スイッチ66のONに応答してズームレンズ装置10が沈胴位置からワイド端に変倍するようにモータ17の駆動を制御する。この制御は、テレ端方向にモータ17を駆動した後に、出力信号Aを監視し、出力信号Aの立ち下がり信号を得ることでモータ17の駆動を停止する。これにより、ブラシ49aが第2パターン52の1番目の信号部56に接触し、且つ、回転筒15の切り欠き部44ではテレ方向回転伝達壁44aにアーム46が当接した状態となる。
【0028】
本実施形態のカメラでは、任意の変倍位置に変倍したときのレンズ停止位置がワイド端側から変倍したときとテレ端側から変倍したときとで空転域の分で異なるため、前述した待機状態ではブラシ49aが第1パターン51,又は第2パターン52の信号部56に接触したときに、必ず切り欠き部44のテレ方向回転伝達壁44aにアーム46が当接した状態となるように前述したプログラムが組まれている。
【0029】
また、本実施形態では、合焦時に同じ被写体距離でも変倍位置ごとで前群及び後群レンズ18,19の移動量が異なるため、被写体距離ごとのレンズ移動量に対応したモータ駆動パルスを変倍位置ごとに複数用意してROM64に記憶している。これらのモータ駆動パルスは、全て空転域内の回転量となっている。
【0030】
上記構成の作用を図7乃至図12を参照しながら説明する。ズームレンズ装置の初期状態は、図2に示した沈胴位置の状態となっており、ブラシ49aが沈胴位置のときの後群用カム筒13の回転位置にある信号部56に位置している。コントローラ60は、電源スイッチ66のONに応答してテレ端方向に空転域を超える回転分でモータ17を駆動する。この駆動は、回転筒15に伝達され、回転筒15は、回転駆動が伝達されることで、ヘリコイドネジ21,25のリードに従って固定筒16に対して光軸20の方向に移動する。また、回転筒15が回転することで前群支持筒11は、直進ガイド筒12の直進ガイドの作用により、ヘリコイドネジ26,27のリードに従って回転筒15に対して光軸20の方向に移動する。これにより、前群レンズ18は、回転筒15の変位と前群支持筒11の変位との合成変位分で光軸20の方向に移動する。
【0031】
直進ガイド筒12、後群用カム筒13、及び後群支持筒14は、回転筒15と一緒に光軸20の方向に移動する。そして、回転筒15の回転駆動は、テレ方向回転伝達壁44aがアーム46を光軸20を中心とする回転方向に押すことで後群用カム筒13に伝達される。後群用カム筒13は、回転筒15の内部で回転することでカム開口38のカムの変位分だけ回転筒15に対して後群支持筒14を光軸20の方向に移動させる。これにより後群レンズ19は、回転筒15の変位に加えてカム開口38のカムの変位により光軸20の方向に移動して前群レンズ18と間の間隔が変更される。
【0032】
後群用カム筒13が回転すると、直進ガイド筒12に設けた信号部56の列とアース用パターン50とに沿って摺動子49が摺動する。この間、コントローラ60は、出力信号Bを監視し、最初に得られる出力信号Bの立ち下がり信号を得た時点でモータ17の駆動を停止する。これにより、後群用カム筒13は、ブラシ49aが第2パターン52の1番目の信号部56に接触した回転位置となる。コントローラ60は、最初に得た出力信号Bの立ち下がり信号を得た時点で変倍位置がワイド端であることを特定し、この情報をRAM65に記憶する。これにより、コントローラ60は、次にワイド端に向けての変倍操作を検出しても現時点の変倍位置がワイド端であるため、この操作を無効にすることができる。
【0033】
電源ON後に、テレ端に向けての変倍操作が行われると、コントローラ60は、図8に示すテレ方向駆動用プログラムを実行する。これにより、空転域を超えた回転量でテレ端方向にモータ17を駆動し、この駆動中に出力信号を監視する。
【0034】
ブラシ49aが「Z2,Z3,Z4・・・」の回転位置にある信号部56を通過するごとにコントローラ60には、出力信号A、出力信号Bの順で立ち下がり信号と立ち上がり信号とが順番に入力される。このうち一方の信号を得るごとに、コントローラ60はRAM65に記憶した変倍位置の情報を書き換えていく。したがって、RAM65には、変倍操作が完了する直前の変倍位置の情報が常に書き込まれている。したがって、変倍操作部63での変倍操作完了に応答してコントローラ60は、RAM65に書き込まれた変倍位置の情報を読み出し、例えば読み出した変倍位置に応じた信号部56が偶数番目の「Z2」である場合には、図8に示した左側のフローに沿って処理する。すなわち、コントローラ60は、変倍操作後にモータ17の駆動を継続し、その後に出力信号Bの立ち下がり信号を検出した時点でモータ17の駆動を停止する。これにより、ブラシ49aが第2パターンの「Z3」の信号部に接触した状態となる。このとき、アーム46が切り欠き部44のテレ方向回転伝達壁44aに当接した状態となっている。
【0035】
ワイド端方向に変倍操作を行った場合には、ワイド方向駆動プログラムが実行される。このプログラムは、単にモータ17を逆転したのでは、テレ方向回転伝達壁44aとは逆側のワイド方向回転伝達壁44bにアーム46が当接した状態となってしまい、テレ端方向に変倍操作を行ったときと比べてレンズ停止位置に空転域の分だけズレが生じる。したがって、このワイド端方向駆動プログラムでは、変倍操作が完了した時点で、ワイド端方向に向けてのモータ17の駆動を継続し、後群用カム筒13の回転位置が、ブラシ49aが次に変倍位置に対応した信号部56を通過した位置となった時点でモータ17の駆動をいったん停止する。その後、今度は逆にテレ端方向に向けてブラシ49aが先の信号部56に接触する位置までモータ17を、空転域を超える回転量で駆動する。これにより、ワイド端・テレ端のどちらの方向で変倍を行っても、連係部の形態がテレ方向回転伝達壁44aにアーム46を当接した一定な形態となり、したがってレンズ停止位置を同じにすることができる。
【0036】
図13は、モータ17の回転量に対する前群及び後群レンズ18,19の光軸20の方向への変位量を示している。変倍駆動により前群レンズ18は同図に示す直線Aに沿って移動し、また、後群レンズ19は、曲線Bに沿って移動する。そして、これらのレンズ群18,19は、各変倍位置(Z1〜Z8)のうちの何れかの位置で停止する。なお、変倍位置は、これらの変倍軌跡上の任意の位置に制限なく設定することができる。
【0037】
シャッタボタン67の半押し操作を行うと、コントローラ60は測光機構68と測距機構69とを作動する。測光機構68と測距機構69とから得られた被写体輝度及び被写体距離の情報は、RAM65に記憶される。そのままシャッタボタン67の全押し操作を行うことで、コントローラ60は合焦駆動プログラムを実行する。合焦駆動プログラムは、図10に示したように、現時点の出力信号を読み取り、低レベルの信号が出力信号A又はBのうちの何れかから得られるかを識別する。例えば出力信号Bから低レベルの信号が得られた場合には図10に右側の、また出力信号Aから低レベルの信号が得られた場合には左側のフローに沿って処理する。
【0038】
フローでは、まず、出力信号A又はBの立ち上がり信号を検出する位置まで、テレ端方向にモータ17を駆動し、立ち上がり信号を検出した時点で所定パルス分だけ同方向にモータ17を駆動してから停止する。変倍位置での待機状態では、テレ方向回転伝達壁44aにアーム46が当接しているから、合焦駆動でテレ端方向にモータ17が駆動すると、回転筒15の駆動が直ぐに後群用カム筒13に伝達され、後群用カム筒13の回転と一緒にブラシ49aが回転して、ブラシ49aが信号部56から外れる。ブラシ49aが外れた時点でコントローラ60に立ち上がりの信号が入力され、これを受けてから一定パルス分だけモータ17を同方向に駆動した後に駆動を停止する。これにより、ブラシ49aはその時点の変倍位置に対応した信号部56から図5に示す矢印方向に所定角度分だけ回転した位置に移動する。このとき、アーム46には、テレ方向回転伝達壁44aが当接した状態となる。
【0039】
その後、コントローラ60は、被写体距離を読み出し、その時点の変倍位置と被写体距離とに基づいたモータ駆動パルスをRAM65から読み出す。その後、空転域内の回転量でワイド端方向にモータ17を駆動し、この駆動中にロータリーエンコーダ62から得られるパルスをカウントして、カウント値が読み出したモータ駆動パルスの値に一致した時点でモータ17の駆動を停止する。合焦時のモータ17の駆動パルスは、空転域内の回転量であるため、合焦動作後にはアーム46が切り欠き部のテレ方向回転伝達壁44aから離れた状態となる。勿論アーム46はワイド方向回転伝達壁44bにも当接してなく、また、ブラシ49aは、空転域内の回転であるため信号部56からテレ端方向にずれた状態のままとなっている。
【0040】
合焦時のズームレンズ装置10の動きは、最初にモータ17が空転域を超える回転量でテレ端方向へ駆動され、その後空転域内の回転量でワイド方向に駆動されるから、図14に示すように、最初にテレ端方向へ駆動した時点で前群及び後群レンズ18,19は変倍位置Znから各変倍軌跡A,Bを通って点線Cで示した位置に移動し、その後空転域内の回転量でワイド端方向に回転するから、前群レンズ18は、変倍軌跡Aを通ってG1に移動するのに対し、後群レンズ19は、回転筒15の変位分だけの移動となるため、回転筒15とカム開口38のカムとの合成変位となった変倍軌跡Bとは異なり、回転筒15の変位軌跡Dを通って点G2に移動する。これにより、前群及び後群レンズ18,19が変倍時とは異なる間隔で移動してその時点の被写体距離に合焦する。ここで、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。なお、制御の仕方によって無限大から至近に向けてピントを合わせる動作とすることもできる。
【0041】
合焦駆動プログラムの実行後には、露出制御プログラムが実行される。このプログラムにより、コントローラ60は、被写体輝度と写真フイルムの感度とに応じてシャッタ機構を作動させる。
【0042】
露光完了後、コントローラ60は、待機駆動プログラムを実行する。露光完了後には、前群及び後群レンズ18,19がその時点の被写体距離に応じた合焦位置に移動したままとなっている。したがって、ブラシ49aがその時点の変倍位置に応じた信号部56から離れ、且つアーム46がテレ方向回転伝達壁44aから離れた状態となっているため、待機駆動プログラムでは、元の変倍位置に戻す制御を行う。
【0043】
このプログラムが実行されると、元の変倍位置に対応した信号部56が偶数番目か奇数番目か、すなわち元の変倍位置に対応した信号部56から出力信号Aが得られるか否かを判断する。この判断結果に基づいて2つのフローのうちの何れか一方が選択され、選択したフローに基づいてコントローラ60が処理する。
【0044】
コントローラ60は、まず空転域を超える回転分でワイド端方向にモータ17を駆動する。この駆動は、元の変倍位置に対応した信号部56の立ち下がり信号及び立ち上がり信号を順に検知した後に一定パルス分だけ駆動してから停止される。したがって、この駆動により、ブラシ49aが元の変倍位置に対応した信号部56を通過した回転位置に後群用カム筒13が回転する。その後コントローラ60は、元の変倍位置に対応した信号部56からの立ち下がり信号を検知するまで空転域を超える回転量でテレ端方向にモータ17を駆動する。これにより、ブラシ49aが元の変倍位置に対応した信号部56に接触し、また、テレ方向回転伝達壁44aがアーム46に当接した状態となる。
【0045】
待機駆動プログラムの実行が終了すると、フイルム給送が行われ、新たな撮影コマがカメラのアパーチャーにセットされる。これにより、次回の撮影の準備が整う。
【0046】
前述したプログラムの実行が行われていない待機中には、一定時間毎に、エラー処理用プログラムが実行される。これが実行されると、まず、コントローラ60は、実行時点で得られている出力信号A又は出力信号Bの信号レベルを読み取り、低レベルの信号であるか否かを判断する。変倍操作後、及び待機駆動プログラム実行後には、必ずブラシ49aが信号部56に接触した状態であるため、出力信号A又は出力信号Bから低レベルの信号が得られるはずである。しかしながら、外力や振動等が鏡筒に加わった場合、後群用カム筒13が空転域内で空転する恐れがある。この場合、ブラシ49aが信号部56から外れない程度の空転であれば問題ないのに対し、外れる程に空転すると、そのまま合焦駆動プログラムを実行した場合ピントボケになる恐れがある。後群用カム筒13の空転方向は、回転筒15が回転しないため、アーム46がワイド方向回転伝達壁44bに向けて回転する方向となる。したがって、ブラシ49aは、信号部56から後群用カム筒13のテレ方向への回転方向に沿ってずれる。
【0047】
このため、出力信号A又は出力信号Bから低レベルの信号が得られない場合には、元の変倍位置に対応した信号部56を通過するまでワイド端方向に空転域を超える回転量でモータ17を駆動し、元の変倍位置に対応した信号部56を通過してから所定パルス分だけ駆動後にモータ17の駆動を停止する。その後にテレ端方向に空転域を超える回転量でモータ17を駆動して元の信号部56の立ち下がり信号を得た時点でモータ17の駆動を停止する。これにより、テレ方向回転伝達壁44aにアーム46が当接し、且つ元の変倍位置に対応した信号部56にブラシ49aが接触した回転位置に後群用カム筒13を戻すことができる。
【0048】
電源スイッチ66をOFFすると、コントローラ60は、空転域を超える回転量でワイド端方向にモータ17を駆動する。この間、コントローラ60は、出力信号Hpを監視する。ズームレンズ装置10が沈胴位置に後退すると、ブラシ49aが沈胴位置用パターン53に接触する。このとき信号検出部55を介してコントローラ60に出力信号Hpが入力され、これを受けた時点でコントローラ60はモータ17の駆動を停止する。
【0049】
上記実施形態で説明した直進ガイド筒12が本発明の鏡筒に、また、上記実施形態で説明した後群用カム筒13が本発明の内側鏡筒に対応する。また、摺動子49が本願発明の信号発生手段に対応する。さらに、上記実施形態で説明したコントローラ60、待機駆動制御プログラム、及び、エラー処理用プログラムなどが、本発明の位相識別手段、監視手段、待機駆動制御手段、及び、エラー処理用制御手段を構成する。
【0050】
上記実施例のズームレンズ装置10では、空転域内の回転を与えて前群及び後群レンズ19,19を移動して合焦を行う構造となっているが、本発明ではこれに限らず、空転域内の回転を与えて前群レンズだけを移動して合焦を行う構造としてもよい。この場合には、回転筒15と前群支持筒11との2段突出構造の代わりに、前群支持筒11だけを突出させる一段突出構造、すなわち回転筒15と固定筒16との間のヘリコイドネジ21,25を省略し、回転筒15を光軸20の方向へ進退させない構成にすればよい。これによれば、回転筒15に空転域内の回転を与えることで、後群レンズ19を停止させたまま前群レンズ18だけがその変倍軌跡上に沿って移動し、したがって、変倍時とは異なる間隔となるから、合焦が行える。
【0051】
また、空転域内の回転を与えて後群レンズ19だけを移動して合焦を行うズームレンズの構造としてもよい。この場合には、ズームレンズ装置を、回転筒、前群支持筒、前群レンズ、後群レンズ、及び空転域とから構成する。回転筒は、モータで駆動される。前群支持筒は、回転筒の変位に連動して前群レンズを光軸方向に移動させる。後群レンズは、回転筒の変位に連動して回転筒内で光軸方向に移動する。空転域は、回転筒と前群支持筒との間の連係部に設けられ、一定範囲内で回転筒のみの変位を許容する。変倍時には、回転筒が空転域を越えて変位するように駆動させる。これにより、前群レンズ及び後群レンズがこれらの間隔を変えながら光軸方向に移動する。また、合焦時には、回転筒が空転域内で変位するようにモータを駆動させる。これにより、前群レンズの位置を停止したまま後群レンズだけがその変倍軌跡上に沿って移動し、前群及び後群レンズとの間隔が変倍時とは異なるから合焦させることができる。
【0052】
また、上記実施例では、第1及び第2パターン51,52の信号部から変倍位置に応じた後群用カム筒の回転位置ごとにずれて2相の信号を出力する導体パターン部材48を用いている。このため、従来から周知のコードを用いて絶対的な回転位置を検出する手段では、二値信号の何れか一方を入力する信号部を、変倍位置に応じた回転筒の回転位置ごとで、二値信号の何れか一方の組み合わせからなるコードが異なるように、半径方向に並べて配列した導体パターン部材を用いているため、ワイド端とテレ端との間で変倍位置を新たに増やす場合に、新たに増やす変倍位置に応じたコードを作成するために、半径方向に信号部を新たに並べる必要性が生じ、導体パターン部材の形状が半径方向に大きくなる欠点があった。これに対し、上記実施形態では第1及び第2パターン51,52を並べて設け、対向する向きで信号部56を交互に追加すればよいだけなので鏡筒のコンパクト化を図ることができる。
【0053】
また、上記実施形態では、合焦駆動をシャッタボタン67の全押し操作に応答して行っているが、シャッタボタン67の半押し操作に応答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67の全押し操作に応答して露光制御だけを行う。
【0054】
上記実施形態では変倍位置を8個としているが、本発明ではこの数に特定されない。ワイド端とテレ端との間に変倍位置を追加する場合には、前群及び後群レンズ18,19の停止位置を図13に示した変倍軌跡A,Bの上に制限なくとれる。また、第1及び第2パターン51,52の上の、新たに追加した変倍位置に応じた後群用カム筒13の回転位置に信号部56を交互に追加すればよい。
【0055】
さらに、上記実施例では、回転位置検出手段を摺動子49と導体パターン部材48とによる接触式の検出手段としているが、非接触式としてもよい。この場合には、導体パターン部材48の代わりに、後群用カム筒13の回転方向に2列で、且つ各々の列で後群用カム筒15の回転位置ごとにずらした配列で孔を設けた部材を用い、また各列の孔を検出する2つの反射型フォトセンサを摺動子49の代わりに後群用カム筒13に設ける。これによれば、非接触式なので接触式に比べて耐久性が向上するとともに、回転筒13の回転速度を高速にしても確実に検出できるから、高速なズーミングが可能となる。
【0056】
また、第1及び第2パターン51,52の信号部56を光軸20を中心とする回転方向に沿って配列しているが、直線状に配列してもよい。この場合には、信号部を直進状に配列した第1及び第パターンを後群用カム筒13の外周で且つその回転方向に沿わして取り付け、また、摺動子を直進ガイド筒12の内面に設ければよい。これによれば、回転位置検出手段を鏡筒間に組み込めるから、ズームレンズ装置10の光軸20の方向に沿った長さをコンパクトにすることができる。
【0057】
【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、鏡筒又は内側鏡筒の一方に固定された信号発生手段と、他方に固定され、変倍位置に応じた回転位置を内側鏡筒が通過するごとに信号発生手段に2種類の信号を交互に与える第1及び第2パターン部材と、を備えたから、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、ワイド端とテレ端との間に多くの変倍位置を有しつつも、安定した動作を行わせることができる。また、本発明のズームレンズ装置では、空転域を介してモータの駆動が伝達される従動側のレンズ群の変位位置を検出しているから、従動側のレンズ群の回転位置が空転域内で空回りする不都合を確実に検出することができる。
【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】ズームレンズ装置の沈胴位置の状態を示した断面図である。
【図3】ズームレンズ装置のワイド端の状態を示す断面図である。
【図4】ズームレンズ装置のテレ端の状態を示した断面図である。
【図5】切り欠き部とアームとの関係及び導体パターン部材と摺動子との関係を示した説明図であり、フイルム面側から見ている。
【図6】摺動子と導体パターン部材との関係を概略的に示した説明図である。
【図7】ズームレンズ装置を制御するためのメインプログラムを示したフローチャートである。
【図8】テレ端方向に変倍操作が行われたときに実行されるテレ方向駆動プログラムを示したフローチャートである。
【図9】ワイド端方向に変倍操作が行われたときに実行されるワイド方向駆動プログラムを示したフローチャートである。
【図10】合焦時に実行される合焦駆動プログラムを示したフローチャートである。
【図11】露光完了後に実行される待機駆動プログラムを示したフローチャートである。
【図12】待機中に実行されるエラー処理プログラムを示したフローチャートである。
【図13】変倍時のモータ回転量に対する前群及び後群レンズの光軸方向への移動を示したグラフである。
【図14】合焦時のレンズの動きを示したグラフである。
【符号の説明】
11 前群支持筒
12 直進ガイド筒
13 後群用カム筒
14 後群支持筒
15 回転筒
16 固定筒
17 モータ
38 カム開口
48 導体パターン部材
49 摺動子
50 アース用パターン
51 第1パターン
52 第2パターン
56 信号部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
Using the rotation of a single motor, at least two lens groups are zoomed while changing the distance between the lens groups, and then the front lens group is moved and focused in the zoomed state. The present invention relates to a zoom lens device.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Publication No. 6-100707 proposes a zoom lens that performs a zooming operation and a focusing operation using a common driving means. This zoom lens is composed of a zoom ring, two lens groups, a motor for rotating the zoom ring, and the like. A zooming operation is performed by relatively moving the two lens groups on the inner periphery of the zoom ring. A first cam groove and a second cam groove for performing a focusing operation by moving the lens group so as to draw a locus different from the first cam groove are provided. The second cam grooves are alternately provided on the extension line of the first cam groove, and the focusing position for each zooming position is determined according to the rotation angle of the zoom ring that is rotated by driving the motor.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the former zoom lens, the first zooming position, the focusing range at the first zooming position, the second zooming position, the focusing range at the second zooming position, and so on in that order. Thus, the cam groove is composed of a cam groove obtained by combining the first cam groove for zooming and the second cam groove for focusing.The zoom position is set in advance for each step between the wide end and the tele end, and the focusing amount corresponding to the subject distance is different for each zoom position. Therefore, in order to recognize the zoom position at that time, the absolute rotation position of the cylinder that rotates during zooming is detected. In the conventional means for detecting the absolute rotational position using a known code, the signal part for inputting either one of the binary signals is converted into a binary signal for each rotational position of the rotating cylinder corresponding to the zoom position. Since the conductor pattern members arranged in the radial direction so that the code consisting of any one of the combinations is different, when newly increasing the zoom position between the wide end and the tele end, In order to create a code corresponding to the magnification position to be increased, it is necessary to newly arrange signal portions in the radial direction, and there is a drawback that the shape of the conductor pattern member becomes large in the radial direction.
[0004]
The present invention has been made in view of the above circumstances,The means for detecting the absolute rotation position of the teaching tube that rotates during zooming can be made compact.An object is to provide a zoom lens device.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the zoom lens device of the present invention,A cylindrical barrel; there is no relative movement in the optical axis direction with respect to the barrel at the time of zooming, and it rotates with respect to the barrel and is housed in accordance with this rotation. An inner barrel that moves the lens group in the direction of the optical axis; and a rotational position detecting means for detecting a rotational position of the inner barrel corresponding to a plurality of zooming positions set in advance in a zooming range from the wide end to the telephoto end. The rotation position detecting means is fixed to one of the lens barrel and the inner lens barrel; and the rotation position detecting means is fixed to the other and the rotation position corresponding to the zoom position is set to the inner mirror. First and second pattern members that alternately give two types of signals to the signal generating means each time the cylinder passes.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As shown in FIGS. 1 to 4, the zoom lens device 10 of the present invention isGroupThis is a mechanically-corrected two-group zoom lens composed of a
[0007]
The rotating
[0008]
A
[0009]
The
[0010]
The rear
[0011]
The
[0012]
The rear
[0013]
At the time of zooming, the rear
[0014]
A
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
A
[0021]
Each time the
[0022]
The tele end direction driving and wide end direction driving programs correspond to the even or odd number of the
[0023]
The focus drive program also controls the drive of the
[0024]
In the standby drive program, since the
[0025]
The error processing program is executed at regular intervals during a standby state in which operations such as zooming, focusing, exposure, and film feeding are not performed. During standby, the
[0026]
In the error processing program, the binary signal of the output signal A or the output signal B input at that time is read to determine whether or not the rotational position of the rear
[0027]
The
[0028]
In the camera of the present embodiment, the lens stop position when zooming to an arbitrary zooming position differs depending on the idling region when zooming from the wide end side and zooming from the tele end side. In the standby state, when the
[0029]
In this embodiment, since the amount of movement of the front group and
[0030]
The operation of the above configuration will be described with reference to FIGS. The initial state of the zoom lens device is in the retracted position shown in FIG. 2, and is located in the
[0031]
The
[0032]
When the rear
[0033]
When a power scaling operation is performed toward the tele end after the power is turned on, the
[0034]
Each time the
[0035]
When the magnification operation is performed in the wide end direction, the wide direction drive program is executed. In this program, if the
[0036]
FIG. 13 shows the amount of displacement of the front group and
[0037]
When the shutter button 67 is half-pressed, the
[0038]
In the flow, first, to the position where the rising signal of the output signal A or B is detected,
[0039]
Thereafter, the
[0040]
The movement of the zoom lens apparatus 10 at the time of focusing is shown in FIG. 14 because the
[0041]
After the focus drive program is executed, the exposure control program is executed. With this program, the
[0042]
After the exposure is completed, the
[0043]
When this program is executed, whether the
[0044]
The
[0045]
When execution of the standby drive program is completed, film feeding is performed, and a new shooting frame is set in the aperture of the camera. This prepares for the next shooting.
[0046]
During the waiting period when the above-mentioned program is not being executed,For error handlingThe program is executed. When this is executed, first, the
[0047]
For this reason, when a low level signal cannot be obtained from the output signal A or the output signal B, the motor has a rotation amount exceeding the idling region in the wide end direction until it passes through the
[0048]
When the
[0049]
Embodiment aboveThe
[0050]
The zoom lens device 10 of the above embodiment has a structure in which focusing is performed by moving the
[0051]
Alternatively, a zoom lens structure may be used in which focusing is performed by moving only the
[0052]
Moreover, in the said Example, the
[0053]
In the above-described embodiment, the focusing drive is performed in response to the full-pressing operation of the shutter button 67, but may be performed in response to the half-pressing operation of the shutter button 67. In this case, only exposure control is performed in response to the full pressing operation of the shutter button 67.
[0054]
In the above embodiment, the number of zoom positions is eight, but the number is not specified in the present invention. When a zooming position is added between the wide end and the telephoto end, the stop positions of the front group and
[0055]
Further, in the above embodiment, the rotational position detecting means is a contact type detecting means using the
[0056]
Further, although the
[0057]
【The invention's effect】
As described above, in the zoom lens device of the present invention,The signal generating means fixed to one of the lens barrel or the inner lens barrel and the two types of signals are alternately supplied to the signal generating means each time the inner lens barrel passes through the rotational position corresponding to the magnification changing position. Since the first and second pattern members are provided, the zooming and focusing are performed using the drive of one driving source, and many zooming positions are provided between the wide end and the tele end. A stable operation can be performed while having it. Also,In the zoom lens device of the present invention, the driven side to which the drive of the motor is transmitted via the idling regionOf lens groupsSince the displacement position is detected, it is possible to reliably detect the inconvenience that the rotational position of the driven lens group idles in the idling region.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an outline of a zoom lens device.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state of a retracted position of the zoom lens device.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state of a wide end of the zoom lens device.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a tele end state of the zoom lens device.
FIG. 5 is an explanatory view showing the relationship between the notch and the arm and the relationship between the conductor pattern member and the slider, as viewed from the film surface side.
FIG. 6 is an explanatory view schematically showing a relationship between a slider and a conductor pattern member.
FIG. 7 is a flowchart showing a main program for controlling the zoom lens apparatus.
FIG. 8 is a flowchart showing a tele direction drive program executed when a zooming operation is performed in the tele end direction.
FIG. 9 is a flowchart showing a wide direction drive program executed when a scaling operation is performed in the wide end direction.
FIG. 10 is a flowchart showing a focusing drive program executed at the time of focusing.
FIG. 11 is a flowchart showing a standby drive program executed after completion of exposure.
FIG. 12 is a flowchart showing an error processing program executed during standby.
FIG. 13 is a graph showing the movement of the front group and rear group lenses in the optical axis direction with respect to the motor rotation amount during zooming.
FIG. 14 is a graph showing lens movement during focusing.
[Explanation of symbols]
11 Front support tube
12 Straight guide cylinder
13 Cam cylinder for rear group
14 Rear group support cylinder
15 Rotating cylinder
16 Fixed cylinder
17 Motor
38 Cam opening
48 Conductor pattern members
49 Slider
50 Grounding pattern
51 1st pattern
52 2nd pattern
56 Signal section
Claims (5)
前記回転位置検出手段は、The rotational position detecting means is
前記鏡筒又は内側鏡筒の一方に固定された信号発生手段と、Signal generating means fixed to one of the lens barrel or the inner lens barrel;
前記他方に固定され、前記変倍位置に応じた回転位置を前記内側鏡筒が通過するごとに前記信号発生手段に2種類の信号を交互に与える第1及び第2パターン部材と、を備えていることを特徴とするズームレンズ装置。A first and a second pattern member fixed to the other, each of which alternately gives two types of signals to the signal generating means each time the inner lens barrel passes through a rotational position corresponding to the zoom position. A zoom lens apparatus characterized by comprising:
前記第1及び第2信号部は、前記鏡筒の径方向の両側から前記回転軌跡上に対向する向きに突出して配列され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。3. The zoom lens device according to claim 2, wherein the first and second signal units are arranged so as to protrude from opposite sides of the lens barrel in the radial direction so as to face each other on the rotation locus.
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と、A front lens group that moves in the direction of the optical axis in accordance with the rotation of the rotating cylinder;
前記回転筒と前記内側鏡筒との連係部位に設けられ、前記回転筒のみの回転を許容する空転域を越えた前記回転筒の回転を前記内側鏡筒に伝達する連係部と、を備え、A link portion provided at a link portion between the rotary barrel and the inner barrel, and transmitting the rotation of the rotary barrel to the inner barrel beyond an idling region that allows rotation of only the rotary barrel;
前記空転域を越えて前記回転筒を回転させることで前記前群レンズ及び前記レンズ群をこれらの間隔を変えながら光軸方向に移動して変倍を行った後に、前記回転筒を空転域内で回転させることで前記前群レンズ及び前記レンズ群を変倍時とは異なるレンズ間隔となるように光軸方向に移動して合焦を行うことを特徴とする請求項1ないし3いずれか記載のズームレンズ装置。After rotating the rotating cylinder beyond the idling range, the front lens group and the lens group are moved in the optical axis direction while changing the distance between them, and then the zooming is performed within the idling range. 4. Focusing is performed by moving the front lens group and the lens group in the optical axis direction so as to have a lens interval different from that at the time of zooming. Zoom lens device.
撮影動作を完了した後に前記連係部での連係形態が前記空転域を前記回転筒の回転方向の何れか一方に寄せて連係した一定な形態となるように前記位相識別手段の識別に応じて前記モータの駆動方向を切り替えるとともに、前記第1及び第2パターンから得られる2相の信号のうちの何れの信号が発生する回転位置に前記内側鏡筒を回転させた後に前記モータの駆動を停止させる待機駆動制御手段と、In accordance with the identification of the phase identification means, after the photographing operation is completed, the linkage form in the linkage part is a fixed form in which the idling region is linked to any one of the rotation directions of the rotating cylinder. The driving direction of the motor is switched, and the driving of the motor is stopped after the inner barrel is rotated to a rotation position where any one of the two-phase signals obtained from the first and second patterns is generated. Standby drive control means;
前記変倍及び合焦の動作が行われていない非動作中の一定時間毎に前記2相の信号のうちの何れかの信号が得られているか否かを監視する監視手段と、Monitoring means for monitoring whether any one of the two-phase signals is obtained at regular intervals during non-operation when the zooming and focusing operations are not performed;
前記取監視手段が前記2相の信号のうちの何れかの信号も得られていないことを検出したときに、前記連係部を一定な形態にする方向とは異なる方向に前記モータを駆動して、前記位相識別手段で識別したのと同じ位相の信号を出力する信号部を越えた回転位置に前記内側鏡筒を回転させ、その後に、前記モータを逆転駆動して再び前記位相識別手段で識別したのと同じ位相の信号を検出したときに前記モータの駆動を停止することで、前記連係部を一定な形態にした状態で前記内側鏡筒の回転位置を元の変倍位置に応じた回転位置When the monitoring means detects that any one of the two-phase signals is not obtained, the motor is driven in a direction different from the direction in which the linkage portion is in a fixed form. The inner lens barrel is rotated to a rotational position beyond the signal section that outputs a signal having the same phase as that identified by the phase identification means, and then the motor is driven in reverse to identify again by the phase identification means. When the signal having the same phase as that detected is detected, the motor is stopped, and the rotation position of the inner lens barrel is rotated according to the original magnification position in a state where the linkage portion is in a fixed form. position に戻すエラー処理用制御手段と、Error handling control means to return to
を備えたことを特徴とする請求項4記載のズームレンズ装置。The zoom lens apparatus according to claim 4, further comprising:
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