JPH0241721B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はモータにより駆動される距離環を有
するオートフオーカス用ズームレンズに関する。

近年、自動焦点カメラが種々関発され、一眼レ
フレツクスカメラの分野においても、オートフオ
ーカス機能を有した交換レンズが提供されてい
る。このオートフオーカス機構における合焦検出
として、オートフオーカス用測光部が、被写体の
ピント位置を測定して、これのフイルム面からの
誤差を検出し、この誤差を無くすように距離環を
駆動するというTTL測光を利用したものが開発
されている。このようなTTL測光によるオート
フオーカス機構が実現できたために、合焦検出時
間が短縮され、ピント精度の向上した写真が得ら
れるようになつている。

一方、オートフオーカス機構を備えたズームレ
ンズも開発されている。この種のズームレンズに
おいては、合焦検出のために、レンズを通過しな
い被写体からの光が測光されており、いわゆる
TTL測光方式は採用できないでいた。この理由
として、ズーム環を動かしての焦点距離移動に基
づく問題を解決できていないことが挙げられる。
即ち、テレ側とワイド側とのそれぞれの焦点位置
が、フイルム面から同じ距離だけずれているとし
ても、焦点深度の関係から実際の被写体までの距
離に直すと、ワイド側の方がテレ側の方より遠く
離れているからである。

例えば、カメラのフイルム面から被写体までの
距離が∞（無限大）から１ｍまで変化した時の、
焦点位置の移動量は、焦点距離が70mmの場合には
約5.2mmであり、焦点距離が35mmの場合には約1.3
mmである。従つて∞に距離環が設定されている
時、ピント位置がフイルム面から1.3mmずれてい
ることが検出されたとしても、焦点距離が70mmの
場合には距離環を１ｍの設定距離に合うように回
動しなければならないし、焦点距離が35mmの場合
には、距離環を3.8ｍの設定距離に合うように回
動しなければならない。このように、ズーム環に
よつて設定した焦点距離に応じて、測定されたフ
イルム面からピント面までのずれを、距離環の設
定距離の必要な移動量にそれぞれ変換しなければ
ならず、前述したようなTTL測光方式を利用で
きないでいた。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、TTL測光方式を用い
て合焦検出できるオートフオーカス用ズームレン
ズを提供することにある。

以下にこの発明に係るオートフオーカス用ズー
ムレンズの一実施例を添付図面を参照して詳細に
説明する。

第１図及び第２図はオートフオーカス用ズーム
レンズ１０を示している。このズームレンズ１０
は、図示しない一眼レフレツクスカメラ本体に着
脱自在に装着されるものであり、２群式のズーム
機構を備えている。即ち、第３図に示すように、
第１のレンズ群である前群レンズ１２と第２のレ
ンズ群である後群レンズ１４とを互いの光軸を一
致して備えている。前群レンズには、これを光軸
方向に沿つて移動することにより、焦点位置、即
ちピントを調節することができ、後群レンズ１４
は、これを光軸方向に沿つて移動することによ
り、焦点距離を35mmから70mmの間で、即ちテレ撮
影とワイド撮影とをこれらの間を含めて、自由に
設定できる。

このズームレンズ１０は、第３図に示すよう
に、カメラ本体に装着した際にカメラ本体に一体
的に固定される固定筒１６と、この固定筒１６の
外周面に緊密に嵌合され、管軸方向に沿つてのみ
移動可能になされた先筒１８と、固定筒１６の内
周面に緊密に嵌合され、管軸方向に沿つてのみ移
動可能になされた後筒２０とを備えている。先筒
１８には、これの略中央部から管軸方向に沿つて
後端縁まで延出する第１のカム溝２２が厚さ方向
に貫通して形成されている。また、先筒１８の前
方外周面には、ヘリコイド溝２４が形成されてい
る。このヘリコイド溝２４に径方向内方に突出す
る突出部２６を介して係合する距離調節部材２８
が、先筒１８の外周面に緊密に嵌合され、管軸方
向及び円周方向に移動自在になされている。この
距離調節部材２８は外部に露出し、突出部２６を
先端に有する中筒３２と、内周面で前群レンズ１
２を保持する内筒３４とを、それぞれ同軸に、且
つレンズ１２の光軸に一致して備えている。距離
調節部材２８の中筒３２の外周には距離環３０が
固定されている。また、先筒１８は、これの第１
のカム溝２２が係合ピン３６に係合することによ
り、管軸方向のみ移動可能に規制されている。

固定筒１６の後方の外周面には、これと間隔を
おいて外方に、同軸に配設された補助筒４０が固
定されている。この補助筒４０の先端は、固定筒
１６の先端付近まで延出している。この補助筒４
０の後方の外周面には、ズーム環４２が緊密に嵌
合され、回転方向のみ移動自在になされている。
このズーム環４２の外周面と距離調節部材２８の
距離環３０の外周面とは、その高さを一致して設
けられている。補助環４０の後方の内周面には、
ズーム環４２と一体的に移動するようになされた
焦点距離調節部材４４が、緊密に嵌合されてい
る。この焦点距離調節部材４４には、第４図及び
第５図に示すように、管軸方向と略45゜の角度を
有して傾斜する第２のカム溝４６が、厚さ方向に
貫通して形成されている。この第２のカム溝４６
には、前述した係合ピン３６の先端部が挿入さ
れ、先端はわずかに外方に突出している。即ち、
ズーム環４２を回動することにより、焦点距離調
節部材４４も同様に回動し、第２のカム溝４６と
係合ピン３６との係合によつて、後筒２０は管軸
方向に沿つて移動され、従つて後群レンズ１４
も、光軸方向に沿つて移動される。

ここで、焦点距離調節部材４４と先筒１８とに
は、それぞれに図示しないカム溝とこれに係合す
る係合ピンとが設けられており、ズーム環４２を
回動することにより先筒１８を所定量管軸方向に
沿つて移動するようになされており、この構成に
より、例えば焦点距離35mmで距離調節部材２８を
回動してピントを合わせた時、ズーム環４２を回
動して焦点距離を連続的に変化させたとしても、
常にピントが合うようになされている。

前述した距離調節部材２８の距離環３０の、ズ
ーム環４２に対面する後端の円周の一部には、第
６図に示すように、約80゜の角度を有して開いて
いる従動歯車としての歯車部４８が設けられてい
る。この距離調節部材２８には、これを歯車部４
８を介して自動的に駆動する駆動機構５０が設け
られている。この駆動機構５０は、ズームレンズ
１０の底部に取り付けられたカバー部材５２中に
配設されている。

この駆動機構５０は電池５４により駆動される
モータ５６を有している。このモータ５６の駆動
軸には、これと同軸に駆動歯車５８が固定されて
いる。この駆動歯車５８には、太陽歯車６０が常
時噛合して設けられている。この太陽歯車６０は
カバー部材５２に回転自在に枢支されている。こ
の太陽歯車６０には、２個の遊星歯車６２，６４
が常時噛合して設けられている。各遊星歯車６
２，６４は、太陽歯車６０の回転中心軸に、回動
自在に枢支された支持部材７２の３方に延出する
腕部６６，６８，７０の内の第１及び第２の腕部
６６，６８の各先端部に、回動自在に枢支されて
いる。一方、前述した歯車部４８には、伝達歯車
７４が常時噛合して設けられている。この伝達歯
車７４は、カバー部材５２に回転自在に枢支さ
れ、距離調節部材２８が管軸方向に沿つて移動し
たとしても、常に歯車部４８と伝達歯車７４との
噛合関係が維持できるように、管軸方向に沿つて
長く延出して形成されている。この伝達歯車７４
と各遊星歯車６２，６４とは、各遊星歯車６２，
６４がモータ５６の駆動によつて、太陽歯車６０
の周囲を自転しつつ公転した際に、互いに噛合す
るようになされている。

この太陽歯車６０の周囲には、モータ５６の駆
動が図示しない制動機構の制御によつて停止され
た時、直ちに、距離調節部材２８の駆動を停止す
るために、停止機構７６が配設されている。この
停止機構７６は、中程でカバー部材５２に回動自
在に枢支されたストツプレバー７８を備えてい
る。このストツプレバー７８の一端は太陽歯車６
０の各歯に係合するように形成され、他端は第１
のばね８０によつて、一端が太陽歯車６０に係合
する方向に付勢されている。この第１のばね８０
の付勢力は小さく設定され、モータ５６によつて
太陽歯車６０の回転が阻止されないようになされ
ている。従つて、このストツプレバー７８は、太
陽歯車６０がモータ５６によつて回転駆動された
時、これの一端が太陽歯車６０の各歯に係合する
ことに応じて、揺動する。

このストツプレバー７８の他端部付近には、ソ
レノイド８２が配設されている。このソレノイド
８２は励磁された時、第１のばね８０の付勢力の
方向と同じ方向に、ストツプレバー７８を付勢す
る。このソレノイド８２の励磁による付勢力は、
モータ５６の駆動が停止された後に慣性により回
転する太陽歯車６０の回転を阻止するのに充分に
設定されている。前述した制御機構は、モータ５
６の駆動の停止を指示すると同時に、ソレノイド
８２を所定時間励磁するように指示する。

前述した支持部材７２の第３の腕部７０とカバ
ー部材５２との間には、第２のばね８４が張設さ
れている。この第２のばね８４は、各遊星歯車６
２，６４を伝達歯車７４から引き離す方向に、支
持部材７２を付勢している。この第２のばね８４
の付勢力は、モータ５６の回転駆動力よりは小さ
いが、モータ５６の回転が停止された時、各遊星
歯車６２，６４を伝達歯車７４から引き離すのに
充分に設定されている。

カバー部材５２は、第１図及び第２図に図示す
るように、ズームレンズ１０の底部の狭い範囲を
覆い、前述した駆動機構５０を収納する第２の部
分８６と、この第２の部分８６から連続して一体
的に形成され、前述した歯車部分４８の回動範囲
を覆う第１の部分８８とを備えている。この第１
の部分８８は、ズームレンズ１０の距離環２８と
ズーム環４２との間の歯車部分４８と、距離環２
８及びズーム環４２のごく一部をそれぞれ覆うよ
うに形成され、第１の部分８８の周方向両端部
は、ズームレンズ１０の略半周を覆つている。即
ち、歯車部分４８は80゜の開き角度を有して形成
されているので、これの回動可能範囲角度は160゜
となる。従つて、半周、即ち180゜の角度で第１の
部分８８により歯車部分４８を覆つておけば、こ
の歯車部分４８はたとえ回動したとしても外部に
露出しないことになる。

再び第３図に示すように、補助筒４０の前部に
は、厚さ方向に貫通し、周方向に延出する開口部
９０が形成されている。この開口部９０には、指
示手段としてのパターン基板９２が嵌入されてい
る。このパターン基板９２の前端面及び後端面
は、開口部９０の前端面及び後端面にそれぞれ規
制されており、管軸方向に沿う移動が禁止されて
いると共に、回動は、それぞれの面が摺接して、
許容されている。このパターン基板９２の外周面
は、距離調節部材２８の外筒３０の内周面と管軸
方向に沿つて延びる溝を介して係合している。従
つて、距離環２８の管軸方向に沿う移動はこのパ
ターン基板９２には伝達されないが、距離環２８
の回軸運動はパターン基板９２に伝達され、パタ
ーン基板９２は距離環２８と共に回転する。この
パターン基板９２の内周面には、再び第４図及び
第５図に示すように、多数本のパターンが設けら
れている。一方、係合ピン３６の先端には、接片
９４の後端が固定されている。この接片９４の前
端はパターン基板９２の内周面に接触させられて
おり、距離調節部材２８及びズーム環４２の回動
に応じて、その接触位置が変化するようになされ
ている。

これらパターンは、第３図に示すように焦点距
離が70mmになるようにズーム環４２が回動され、
この回動に従つて、後筒２０が前方に繰り出され
た場合、距離調節部材２８の全範囲の回転に応じ
て、パターン基板９２が回転した時に第４図及び
第５図に示すように、接片９４の接触部が横切る
ことのできるパターンの数が52本に設定され、ま
た焦点距離が50mmになるようにズーム環４２が回
動され、この回動に従つて後筒２０が後方に約半
行程分移動した場合、距離調節部材２８の全範囲
の回転に応じて、パターン基板９２が回転した時
に接片９４の接触部が横切ることのできるパター
ンの数が26本に設定され、かつ、第７図に示すよ
うに、焦点距離が35mmになるようにズーム環４２
が回動され、この回動に従つて、後筒２０が後方
に引き込まれた場合、距離調節部材２８の全範囲
の回転に応じてパターン基板９２が回転した時
に、第８図及び第９図に示すように、接片９４の
接触部が横切ることのできるパターンの数は13本
に設定されている。

即ち、フイルム面から被写体までの設定距離で
ある∞から１ｍに対応する焦点の移動距離が70mm
の焦点距離の場合には、5.2mmであるのでこれを
52等分、また50mmの焦点距離の場合には2.6mmで
あるのでこれを26等分、かつ35mmの焦点距離の場
合には1.3mmであるのでこれを13等分しているこ
とになる。従つて、ピント面がフイルム面から
0.1mm単位で「ｎ」ずれている場合には、焦点距
離が70mmの場合には、この測定位置から距離調節
部材２８を接片９４の接触部がパターンをｎ本横
切るように回動させれば良いことになる。このよ
うに回動することにより、ピント面は〔0.1×ｎ〕
mm移動して、フイルム面上に位置し、ピントは合
致することになる。

また、後群レンズ１４の後方でフイルムの前方
には、合焦検出用の受光素子９６が被写体からの
光の一部を受けることができるように配設されて
いる。この受光素子９６は、受光した被写体から
の光に基づいて、ピント面がフイルム面からどれ
だけの距離ずれているかを検出し、この検出情報
を制御機構に伝送している。

尚、第１図及び第２図に示すように、カバー部
材５２の第１の部分８８には、オートフオーカス
機能のON−OFFスイツチ９８が設けられてい
る。このスイツチ９８がOFFされている時には
距離調節部材２８は手動により動かされ、ONさ
れている時には、距離調節部材２８は制御機構の
制御の下で受光素子９６からの合焦検出情報に基
づいて、自動的に駆動される。

以上のように構成されるズームレンズ１０につ
き、以下にその作動を説明する。

まず、スイツチ９８がOFFされて、手動状態
の場合、第１０図に示すように、モータ５６と歯
車部分４８とは噛合関係になく、手で距離調節部
材２８を回わしたとしても、抵抗なくスムーズに
操作することができる。ここで、カバー部材５２
は、第１図及び第２図に示すように、ズームレン
ズ１０の底部全体を半周分覆つているのでなく、
駆動機構５０を収納する第２の部分８６はズーム
レンズ１０の底部の狭い範囲を覆い、歯車部分４
８を隠す第１の部分８８のみが底部を半周分覆つ
ている。従つて、手で距離調節部材２８やズーム
環４２を回動操作する場合でも、このカバー部材
５２が操作の邪魔になることはない。また、第１
の部分８８は歯車部分４８の回動可能な全範囲を
覆つているので、この歯車部分４８の歯先が指に
当つて、操作性を悪くしたり、指を傷付ける虞れ
はなく、良好なピント合せ操作が実現する。

次に、スイツチ９８がONされて、自動操作の
場合、被写体からの光の一部は合焦検出用の受光
素子９６に常に入射しているので、ONと同時に
合焦検出を開始する。ここで、第３図及び第４図
に示すように、焦点距離は、70mmに設定されるよ
うに、ズーム環４２は回動されているとする。そ
して、この状態で受光素子９６において、ピント
面が例えばフイルム面より0.9mm前方にずれてい
ることが検出されると、制御機構は距離調節部材
２８をこの位置から接片９４の接触部が、第５図
に示すように、パターンを９本横切るまで一方向
に回転するようにモータ５６を駆動し、９本横切
つた時点で、モータ５６の駆動を停止すると共
に、停止機構７６を作動させて、距離環２８の回
転を停止させる。この距離環２８の回転により、
ピント面は後方に0.9mm移動し、ピント面とフイ
ルム面とは合致する。

一方、第７図及び第８図に示すように、焦点距
離が35mmに設定されるように、ズーム環４２は回
動されるとする。そして、この状態で、受光素子
９６において、ピント面が例えばフイルム面から
0.4mm後方にずれていることが検出されると、制
御機構は距離調節部材２８を、この位置から接片
９４の接触部が、第９図に示すように、パターン
を４本横切るまで他方向に回転するようにモータ
５６を駆動し、４本横切つた時点だ、モータ５６
の駆動を停止すると共に、停止機構７６を作動さ
せて、距離調節部材２８の回転を停止させる。こ
の距離調節部材２８の回転により、ピント面は前
方に0.4mm移動し、ピント面とフイルム面とは合
致する。

ここで、第１０図乃至第１４図を参照して、駆
動機構５０の作動を説明する。

第１０図に示すスイツチ９８がOFFの状態か
ら、ONされると、制御機構は合焦検出情報に基
づいてモータ５６を例えば一方向（図中反時計方
向）に回転させる。この回転により、モータ５６
の駆動歯車５８に噛合する太陽歯車６０は他方向
に回転する。従つて第１の遊星歯車６２は一方向
に自転しつつ、太陽歯車６０の周囲を他方向に沿
つて公転する。この公転によつて、第１遊星歯車
６２は、第１１図に示すように、伝達歯車７４に
噛合し、公転を停止する。一方で、自転は続いて
いるので、伝達歯車は他方向に回転する。そして
結果として、歯車部分４８は一方向に回転するこ
とになる、この回転は前述したパターンを所定数
横切るまで続けられる。所定数横切つたことが検
出されると、制御機構はモータ５６の駆動を停止
すると同時に、第１２図に示すように、停止機構
７６を作動させる。この作動により、ソレノイド
８２は励磁されてストツプレバー７８をこれの先
端が太陽歯車６０に押圧されるように、引き付け
て回動する。従つて、太陽歯車６０は、慣性で回
転を続けることなく、モータ５６の駆動停止と同
時に回転を停止して歯車部分４８の回転を停止さ
せる。

このソレノイド８２の励磁はシヤツタレリーズ
動作が終了するまで所定時間続けられ、その後ソ
レノイド８２は消磁する。この消磁により、太陽
歯車６０のロツクは解除され、第２のばね８４の
付勢力によつて、支持部材７２は第１０図に示す
中立位置まで戻され、第１の遊星歯車６２は伝達
歯車７４から離脱する。

一方、制御機構が合焦検出情報に基づいて、第
１０図に示す状態から、モータ５６を他方向（図
中時計方向）に回転させると、モータ５６の駆動
歯車５８に噛合する太陽歯車６０は一方向に回転
する。従つて第２の遊星歯車６４は他方向に自転
しつつ、太陽歯車６０の周囲を一方向に沿つて公
転する。この公転によつて、第２の遊星歯車６４
は、第１３図に示すように、伝達歯車７４に噛合
し、公転を停止する。一方で、自転は続いている
ので、伝達歯車は一方向に回転する。そして結果
として、歯車部分４８は他方向に回転することに
なる。以後、前述の場合と同様に第１４図に示す
ように停止され、その後第１０図に示す元の中立
位置に復帰する。

この発明は上述の一実施例に限定されることな
く、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形可能
である。例えばパターン基板９２の各パターンは
第４図に示すような形状でなくても良く、例えば
第１５図に変形例として示すように形成しても良
い。要は、焦点距離の違いに応じた本数が設定で
きていれば良い。また、焦点距離の変更範囲とし
て35mm乃至70mmとしたが、これらの数値は例示に
すぎず、いかなる値をもとり得る。また、パター
ンの本数も上述の一実施例に限定されることな
く、焦点深度の違いに応じた本数が設定できてい
れば良い。

これらパターンと接片の接触部との組合せは、
パターンの数が認識できるものであれば何でも良
く、例えば導電性の金属片と電気的接点、光反射
性の金属片とフオトカプラーであつても良い。

また、歯車部分４８の開き角度は任意に設定で
き、カバー部材５２の第１の部分８８は、この開
き角度の２倍以上の範囲を覆えるものであれば良
い。

また、距離調節部材２８の中筒３２の外周には
距離環３０が固定されているが、これに限らず距
離環３０は中筒３２の外周に固定されていなくと
も良く、光軸方向に沿つて移動可能であつても同
様の効果が得られる。

このように、この一実施例によれば、ズーム環
の回動による焦点距離の変化に対応して、距離環
の回動量を規定している。従つて、合焦検出用の
受光素子からピント面がどの位フイルム面からず
れているかという情報を得て、このずれ量に応じ
て、それぞれの焦点距離に応じた回動量だけ、距
離環を回転することができるようになる。

即ち、外測式でなく、TTL測光方式を利用し
た合焦検出がズームレンズのオートフオーカス機
構に適用できるようになる。また、前記実施例に
あつては、距離環及びズーム環が別々に設けられ
た二環式ズームについて説明を行つたが、距離調
節及び焦点距離調節を一つの操作環で調節の行な
える一環式のズームレンズについても、距離調節
部材にパターンを設け、パターンの本数を計数す
れば、本発明と同じ効果が得られることは言うま
でもない。

以上詳述したように、この発明に係るオートフ
オーカス用ズームレンズは、撮影レンズを透過し
た被写体光を受光し、フイルム面におけるピント
位置のずれ量を検出する焦点ずれ量検出手段と、
上記撮影レンズのピント位置を調節する距離調節
部材と、上記撮影レンズの焦点距離を調節する焦
点距離調節部材と、上記焦点距離の変化に応じた
焦点距離調節部材の駆動量の補正が施されている
パターンと、上記焦点距離調節部材の設定焦点距
離に対応し、上記焦点距離調節部材の移動に応じ
て上記パターンの変化を検出する検出手段と、上
記ずれ量と上記検出手段の出力とに基づいて上記
距離調節部材を駆動する駆動手段と、を具備した
ことを特徴としている。従つて、この発明によれ
ば、TTL測光方式を用いて合焦検出できるオー
トフオーカス用ズームレンズを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るオートフオーカス用ズ
ームレンズの一実施例を示す斜視図、第２図は第
１図に示すオートフオーカス用ズームレンズの側
面図、第３図は第１図に示すオートフオーカス用
ズームレンズの内部機構を概略的に示す部分断面
図、第４図はパターン基板と接片との関係を示す
上面図、第５図は、第４図に示す動作状態と異な
つた動作状態で示す上面図、第６図は距離環の駆
動機構を概略的に示す断面図、第７図は第３図に
示す動作状態と異なつた動作状態で示す部分断面
図、第８図及び第９図は第４図及び第５図と異な
つた動作状態で示す上面図、第１０図乃至第１４
図は、それぞれ駆動機構の動作を示すため、互い
に異なつた動作状態で示す正面図、そして第１５
図はパターン基板の変形例を示す上面図である。 ２８……距離調節部材、４２……ズーム環、５
６……モータ、９２……パターン基板、９４……
接片。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 撮影レンズを透過した被写体光を受光し、フ
   イルム面におけるピント位置のずれ量を検出する
   焦点ずれ量検出手段と、 上記撮影レンズのピント位置を調節する距離調
   節部材と、 上記撮影レンズの焦点距離を調節する焦点距離
   調節部材と、 上記焦点距離の変化に応じた焦点距離調節部材
   の駆動量の補正が施されているパターンと、 上記焦点距離調節部材の設定焦点距離に対応
   し、上記焦点距離調節部材の移動に応じて上記パ
   ターンの変化を検出する検出手段と、 上記ずれ量と上記検出手段の出力とに基づいて
   上記距離調節部材を駆動する駆動手段と、 を具備したことを特徴とするオートフオーカス用
   ズームレンズ。