KR19990023255A - 주밍 위치 검출 장치를 가지는 줌 렌즈 장치 - Google Patents

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Abstract

줌 렌즈 장치는 코드판 및 브러시 장치로 구성된 주밍 위치 검출 장치를 가진다. 코드판은 축방향 이동 경동의 전단에 부착된 셔터 유닛의 전면에 장착된다. 축방향 이동 경동은 나선 이동 경동의 내부에 위치하여, 주밍 시에 나선 이동 경동에 대해 축방향으로 이동할 수 없으나, 나선 이동 경동에 대해 회전한다. 브러시 장치는 셔터 유닛의 표면 근처에 위치하고 있으며 셔터 유닛의 표면에 대해 회전하는 렌즈 경동의 내측 원주에 장착되어, 전기적 접점편은 주밍 시에 셔터 유닛이 렌즈 경동 주위를 회전하는 동안 코드판을 브러싱한다. 줌 렌즈 장치의 주밍 위치는 브러시 장치의 출력 신호에 따라 결정된다.

Description

주밍 위치 검출 장치를 가지는 줌 렌즈 장치
본 발명은 초점 거리를 변화시키는 경우에, 다시 말해 주밍 시에, 렌즈 경동(lens barrel) 구성요소가 서로에 대하여 회전하는 줌 렌즈 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로 말해, 본 발명은 소형 방식으로 장착된 주밍 위치 검출 장치를 가지는 줌 렌즈 장치에 관한 것이다.
줌 렌즈 장치는 필름면에 대하여 그리고 서로에 대하여 줌 렌즈 장치의 광축 방향으로 그 위치가 변화하는 적어도 전방 및 후방 렌즈 군을 가진다. 전방 및 후방 렌즈 군을 각각 지지하는 경동 사이에 틈새가 존재하기 때문에, 광 차단(light-shield) 장치가 전혀 없는 경우에는 외부 광이 이 틈새를 통해 줌 렌즈 장치의 내부로 들어가게 된다. JPY5-31634에는 내측 림(rim) 주위에 탄성 립(lip)을 가지는 광 차단 링으로 구성된 줌 렌즈 장치의 광 차단 장치가 개시되어 있다. 광 차단 링은 카메라 몸체의 전방 벽의 개구 주위의 표면 플랜지(face flange)의 후면에 위치하여, 탄성 립이 전방 벽의 개구를 통해 축방향으로 전방 렌즈 군에 대해 함께 이동하는 렌즈 커버 프레임 또는 렌즈 경동의 외주와 접촉하도록 한다
JPY 5-31634에 개시된 광 차단 링은 고정 경동에 대해 축방향으로 이동하는 렌즈 경동 주위에 틈새가 존재하는 경우에 유용하다. 그러나 경동에서 전방 렌즈 프레임이 회전 가능하게 지지되며, 전방 렌즈를 노광하기 위한 개구를 가지는 전면 커버 부재가 경동의 전단부(front end)에 부착되어 있으며, 전방 렌즈 프레임과 전면 커버 부재 사이에 틈새가 제공되어 전방 렌즈 프레임이 전면 커버 부재에 대해 회전하도록 허용하는 렌즈 장치에서는 광 차단 링이 바람직하지 못하다. 전면 커버 부재와 전방 렌즈 프레임 사이의 틈새에 광 차단 링을 제공하면, 전방 렌즈 프레임이 전면 커버 부재에 대해 회전할 때 전방 렌즈 프레임의 외주가 광 차단 링의 립에 대해 마찰하게 된다. 전방 렌즈 프레임 및 전면 커버 부재 사이의 마찰은 렌즈 장치를 구동하는데 필요한 구동력을 증가시킨다. 광 차단 링의 립은 빈번한 마찰로 인해 곧 닳아버리거나 열에 의해 변형된다. 또한 광 차단 링은 렌즈 장치에 필요한 부품의 개수를 증가시킨다.
한편 줌 렌즈 장치에 주밍 위치 검출 장치(zooming position detector)를 제공하는 기술이 본 발명이 속한 기술분야에 공지되어 있다. 예를 들어, JPA 50-36118에는 엔코더 판 및 브러시 장치로 구성된 주밍 위치 검출 장치가 개시되어 있다. 엔코더 판은 기어 및 모 나사(lead screw)를 통해 줌 렌즈 장치의 렌즈 경동과 결합하여, 주밍 시에 렌즈 경동이 회전하는 동안 엔코더 판이 줌 렌즈 장치의 축방향으로 이동하도록 한다. 엔코더 판이 축방향으로 이동하는 동안 브러시 장치는 렌즈 경동의 회전 각도에 대응하는 신호를 검출하는 엔코더 판 상의 도전성 패턴을 브러싱(brushing)한다. 일본 실용신안 등록번호 2521469에는 주밍 시에 회전하는 캠 링의 외주면에 도전성 패턴을 가지는 코드판이 밀착 제공되어 있으며, 도전성 패턴을 브러싱하는 브러시 장치가 캠 링의 고정 프레임 외측에 고정되어 있는, 주밍 위치 검출 장치가 개시되어 있다.
종래 기술에 의한 양 주밍 위치 검출 장치는 이동가능한 렌즈 경동 외부 공간에 장착되기 위한 공간을 요구하고, 따라서 필연적으로 카메라를 대형화한다 결점이 있다.
이상과 같은 관점에서 본 발명의 목적은 줌 렌즈 장치 외부에 특별한 공간을 요구하지 않는 주밍 위치 검출 장치를 가지는 줌 렌즈 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 렌즈 장치의 전면 커버 부재와 상기 전면 커버 부재의 후면에 위치하고 있으며 상기 전면 커버 부재에 대해 회전하는 부재 사이의 틈새를 통해 외부 광이 렌즈 장치의 내부로 들어가는 것을 차단하기 위한 광 차단 장치를 제공하는 것이다.
상기 제1 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 줌 렌즈 장치는
원통형 렌즈 경동,
상기 렌즈 경동의 내측에 장착되어 있으며 상기 렌즈 경동에 대하여 줌 렌즈 장치의 광축 방향으로 이동할 수 없지만 주밍 시에는 상기 렌즈 경동에 대해 광축을 중심으로 회전하는 부재,
상기 부재의 표면과 상기 렌즈 경동의 내측 중의 어느 하나에 장착된 코드판,
전기적 접점편(electrical contact strip)을 가지며 상기 부재의 표면과 상기 렌즈 경동의 내측 중의 다른 하나에 위치하여 주밍 시에 상기 부재가 상기 렌즈 경동에 대해 회전하는 동안 전기적 접점편이 코드판을 브러싱하도록 하는 브러시 장치, 및
전기적 접점편의 출력 신호에 의해 표시되는 상기 부재에 대한 상기 렌즈 경동의 회전 위치에 따라 상기 줌 렌즈 장치의 주밍 위치를 결정하는 결정 장치를 포함하며, 상기 렌즈 경동은 상기 부재의 표면 근처에 위치하며 상기 부재의 표면에 대해 회전한다.
바람직한 실시예에 따라, 상기 부재는 셔터 메커니즘 및 셔터 메커니즘을 위한 액츄에이터가 통합된 셔터 유닛이며, 상기 렌즈 경동은 카메라 몸체에 고정된 경동 내측을 회전하는 동안 광축 방향으로 나선 이동하는 나선 이동 경동이며, 상기 셔터 유닛은 고정 경동에 대해 회전하지 않고 나선 이동 경동과 함께 광축 방향으로 이동하는 축방향 이동 경동의 전방에 고정되어 있다.
코드판 및 브러시 장치가 상기 렌즈 경동의 내측에 위치하기 때문에, 이들은 줌 렌즈 장치의 렌즈 경동 외부에 어떠한 특별한 공간도 요구하지 않는다.
상기 제2 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 렌즈 장치는
렌즈 경동,
상기 렌즈 경동의 내측에 장착되어 있으며 상기 렌즈 경동에 대해 줌 렌즈 장치의 광학 방향을 중심으로 회전 운동은 가능하지만 상기 렌즈 경동에 대해 광축 방향으로 이동할 수 없는 내측 부재 및
상기 렌즈 경동의 전단부에 고정되어 있으며 상기 내측 부재의 중앙부를 노광하기 위한 개구를 가지는 전면 커버 부재를 포함하며,
상기 내측 부재의 전방 표면(front face) 및 상기 전면 커버 부재의 후방 표면(rear surface)은 래버린스(labyrinth) 결합을 통해 서로 결합하며, 상기 내측 부재와 상기 전면 커버 부재 사이에 틈새가 제공되어 상기 내측 부재가 전면 커버 부재에 대해 회전하는 것을 허용한다.
바람직한 실시예에 따라 내측 부재는 전방 렌즈 프레임이며, 원형 홈(circular groove)이 전방 렌즈 프레임의 전방 표면과 전면 커버 부재의 후방 표면 중의 어느 하나에 형성되며, 원형 융기부(ridge)는 동일 전방 렌즈 프레임의 전방 표면 및 동일 전면 커버 부재의 후방 표면 중의 다른 하나에 형성되며, 상기 원형 융기부는 틈새와 함께 원형 홈에 끼워 맞춰진다.
래버린스 결합 또는 틈새의 뇌문(meander) 때문에, 렌즈 장치의 내부에 도달하지 못할 만큼 틈새를 통과하는 외부 광이 충분히 감쇠된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 줌 렌즈 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 광각단에서의 제1 실시예의 줌 렌즈 장치의 축방향 단면도이다.
도 3은 필름면 측에서 관찰한 제1 실시예의 줌 렌즈 장치의 방사상 단면도이다.
도 4는 외주에서 관찰한 캠 경동(cam barrel)의 전개도이다.
도 5는 제1 실시예의 줌 렌즈 장치의 전방부를 나타내는 확대된 축방향 단면도이다.
도 6은 망원단에서의 제1 실시예의 줌 렌즈 장치의 축방향 단면도이다.
도 7은 주밍 위치 검출 장치 및 여기에 부착된 전방 렌즈 프레임을 가지는 줌 렌즈 장치의 셔터 유닛의 정면도이다.
도 8은 주밍 위치 검출 장치의 코드판(code plate)을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 제2 실시예에 따른 코드판을 가지는 셔터 유닛의 정면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 줌 렌즈 장치의 필수 구성요소의 축방향 단면도이다.
도 11은 제3 실시예에 따른 후방 렌즈 프레임 및 탄성 장치로서의 합성 섬유 판(synthetic fiber strips)을 가지는 축방향 이동 경동의 분해 사시도이다.
도 12는 제3 실시예의 후방 렌즈 프레임의 캠 종동 핀(cam follower pin) 및 나선 이동 캠 경동의 캠 홈(cam groove)의 확대된 도면이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 줌 렌즈 장치의 필수 구성요소의 축방향 단면도이다.
도 14는 제4 실시예에 따른 후방 렌즈 프레임의 캠 종동 핀 및 탄성 장치로서의 폴리에스테르 막 링의 확대된 도면이다.
도 15는 탄성 장치의 동작을 도시하는 설명을 위한 도면이다.
본 발명의 상기한 그리고 다른 목적 및 이점은 첨부된 도면과 결부하여 다음의 상세한 설명의 바람직한 실시예를 읽는다면 명확해질 것이며, 상기 도면은 본 발명을 제한하고자 하는 의도는 아니며 단지 도시를 목적으로 주어졌으며, 다수의 도면 전체를 걸쳐 유사한 인용번호는 유사하거나 또는 해당 부품을 지정한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 줌 렌즈 장치를 2 개의 렌즈 군으로 구성된 2 성분 기계적 상보형(two component mechanical compensation type) 줌 렌즈 시스템에 적용한다. 줌 렌즈 장치는 크게 고정 경동(10), 나선 이동 경동(11), 구동 링(12), 전방 렌즈 군을 지지하는 전방 렌즈 프레임(13), 후방 렌즈 군을 지지하는 후방 렌즈 프레임(14), 축방향 이동 경동(15), 캠 경동(16), 셔터 유닛(17), 축방향 이동 가이드 링(18) 및 화장판(decorative cover plate, 19)으로 구성되어 있다.
고정 경동(10)은 그 내주에 내측 또는 암 나사부(internal or female helicoid, 20)를 가지고 있다. 나선 이동 경동(11)은 그 외주에 고정 경동(10)의 내측 나사부(20)와 결합하는 수 나사부(external or male helicoid, 21)를 가지고 있다. 그 결과로 나선 이동 경동(11)은 렌즈 시스템의 광축(22)을 중심으로 고정 경동(10)의 내부에서 회전할 수 있으며, 나사부(20, 21)의 인도에 따라 축방향으로 이동한다. 화장판(19)은 나선 이동 경동(11)의 전단부에 부착되어 있다. 피사체 측을 전방, 상면 측을 후방이라고 할 때, 전방에서부터 전방 렌즈 프레임(13), 셔터 유닛(17), 캠 경동(16), 축방향 이동 경동(15), 후방 렌즈 프레임(14), 구동 링(12) 및 축방향 이동 가이드 링(18)의 순서로 나선 이동 경동(11)에 장착되어 있다.
셔터 유닛(17)과 축방향 이동 가이드 링(18)은 축방향 이동 경동(15)의 전단부 및 후단부(rear end)에 각각 고정되어 있다. 축방향 이동 경동(15), 셔터 유닛(17) 및 축방향 이동 가이드 링(18)은 광축(22) 방향으로 나선 이동 경동(11)과 함께 이동할 수 있다. 축방향 이동 가이드 링(18)은 그 외주 상에 일정한 간격으로 형성된 3개의 방사상 돌기부(radial projections, 23)를 포함한다. 방사상 돌기부(23)가 고정 경동(10)의 3개의 축방향 슬릿(24)에 삽입되어 있기 때문에, 축방향 이동 경동(15)과 셔터 유닛(17)은 고정 경동(10) 내측에서 회전할 수 없으나, 나선 이동 경동(11)은 축방향 이동 경동(15)에 대해 광축(22)을 중심으로 회전할 수 있다. 전방 렌즈 프레임(13)은 셔터 유닛(17)의 전단부에 고정된다.
기어(25)는 축방향 이동 가이드 링(18)의 방사상 돌기부(23) 중 하나에 장착된다. 기어(25)는 고정 경동(10)의 축방향 슬릿(24) 중 하나를 통해 구동 기어(26)와 치합(mesh)된다. 구동 기어(26)는 모터(27)의 회전 운동을 기어(25)로 전달한다. 구동 기어(26)가 광축(22)과 평행한 축방향 길이를 가지기 때문에, 기어(25)는 나선 이동 경동(11)이 축방향을 따라 이동하는 동안 구동 기어(26)와 계속하여 결합하고 있다.
구동 링(12)은 광축(22)을 중심으로 회전할 수 있도록 축방향 이동 경동(15)의 후단부와 축방향 이동 가이드 링(18) 사이에서 지지된다. 구동 링(12)에는 외주의 제한된 각도 범위로 기어(28)가 형성되어 있다. 또한 구동 링(12)은 원주 또는 회전 방향으로 일정한 간격으로 이격된 3개의 축방향 다리(axial leg, 30)를 가진다. 축방향 다리(30)는 서로 동일한 크기를 가지며, 축방향 다리(30)에 대응하도록 배열된 나선 이동 경동(11)의 내벽의 3개의 계단형 리세스부(three stepped recess portions, 31)에 끼워 맞춰진다. 계단형 리세스부(31)는 나선 이동 경동(11)의 원주 방향으로 소정의 길이를 가지며, 이 길이는 축방향 다리(30)의 원주 길이보다 크기 때문에, 축방향 다리(30)는 소정의 제한된 각도로 원주 방향으로 계단형 리세스부(31)의 내측에서 이동할 수 있다. 즉, 구동 링(12)이 나선 이동 경동(11)과 결합되어, 소정의 각도 내에서 나선 이동 경동(11)에 대해 회전할 수 있다. 기어(25)가 기어(28)로 액세스할 수 있게 하는 컷아웃(cutout, 29)이 기어(28)에 대응하는 제한된 각도 범위로 나선 이동 경동(11)의 후단부에 형성되어 있다. 이러한 방법으로 모터(27)는 기어들(26, 25, 28)을 통해 구동 링(12)을 회전할 수 있다.
캠 경동(16)은 축방향 이동 경동(15)에 끼워져 광축(22)을 중심으로 회전하고 축방향 이동 경동(15) 상의 광축 방향을 따라 이동할 수 있다. 캠 경동(16)은 그 외주 상에 원주 방향으로 일정한 간격을 두고 이격된 3개의 축방향 가이드 융기부(32)를 가진다. 축방향 가이드 융기부(32)는 3개의 축방향 가이드 홈(33)과 결합되며, 3개의 축방향 가이드 홈(33)은 축방향 가이드 융기부(32)에 대응하여 나선 이동 경동(11)의 내벽에 형성되어 있다. 축방향 가이드 홈(33)의 축방향 길이는 축방향 융기부(32)보다 더 길지만, 그 넓이는 축방향 융기부(32)와 실질적으로 동등하다. 따라서 캠 경동(16)은 나선 이동 경동(11)에 대해 광축 방향(22)으로 이동할 수 있으며, 나선 이동 경동(11)과 함께 회전한다.
축방향 이동 경동(15)은 그 내부에서 후방 렌즈 프레임(14)을 지지한다. 후방렌즈 프레임(14)은 후방 렌즈 프레임(14)의 홀더 또는 프레임으로부터 방사상으로 외부로 튀어나온 3개의 캠 종동 핀(34)을 가진다. 캠 종동 핀(34)은 원주 방향으로 일정한 간격을 두고 이격되어 있으며, 축방향 이동 경동(15)의 3개의 축방향 가이드 슬릿(axial guide slit, 35)을 통해 3개의 캠 홈(36)과 결합되므로, 캠 경동(16)이 회전하면 핀이 캠 홈(36)을 따라 이동하게 한다. 캠 홈(36)은 광축(22)을 중심으로 나선형이고 서로에 대해서는 평행하다. 이러한 구성에 따라, 나선 이동 경동(11)이 회전하면, 후방 렌즈 프레임(14)은 축방향 이동 경동(15)의 내측에서 즉, 나선 이동 경동(11)의 내측에서 광축을 따라 이동하며, 축방향 가이드 슬릿(35)에 의해 회전이 정지된다. 이러한 방법으로, 후방 렌즈 프레임(14)은 전방 렌즈 프레임(13)에 대해 축방향으로 이동하여, 그 결과로 전방 렌즈 프레임(13)까지의 거리를 변화시키게 된다.
주밍 시에, 구동 링(12)은 구동 링(12)이 나선 이동 경동(11)에 대해 상대적으로 회전할 수 있는 소정의 회전 각도 이상으로 모터에 의해 회전된다. 도 3에 도시되어 있듯이, 구동 링(12)이 소정의 각도 이상으로 회전하는 경우, 축방향 다리(30)의 제1 측면 에지(side edge; 30a 또는 30b)는 계단형 리세스부(31)의 제1 측벽(31a 또는 31b)과 접촉하게 되어, 구동 링(12)의 회전이 나선 이동 경동(11)으로 전달되도록 하고, 나선 이동 경동(11)이 함께 회전하도록 한다. 나선 이동 경동(11)의 회전은 나선 이동 경동(11)이 나사부(20, 21)의 인도에 따라 광축(22) 방향으로 이동하도록 한다. 전방 렌즈 프레임(13)은 나선 이동 경동(11)과 함께 축방향으로 이동하고, 캠 경동(16)은 나선 이동 경동(11)과 함께 회전한다. 캠 종동 핀(34)이 축방향 가이드 슬릿(35)을 통해 캠 홈(36)과 결합하기 때문에 캠 경동(16)이 회전함에 따라 후방 렌즈 프레임(14)은 나선 이동 경동(11)에 대해 축방향으로 이동하게 된다. 이러한 방법으로, 줌 렌즈의 초점 거리가 연속적으로 변화하여 후방 렌즈 프레임(14)과 전방 렌즈 프레임(13)의 축방향 위치가 변경된다.
축방향 다리(30)가 계단형 리세스부(31)의 내부로 이동하기 때문에, 전방 렌즈 프레임(13)은 화장판(19)에 대하여 회전한다. 도 5에 상세하게 도시되어 있듯이, 전방 렌즈 프레임(13)은 전방 표면에 형성되어 있으며, 화장판(19)의 내측 또는 후방 표면 상에 형성된 원형 융기부(19a)를 수용하는 원형 홈(13a)을 가진다. 전방 렌즈 프레임(13)과 화장판(19)의 사이에 틈새 S가 제공되기 때문에, 전방 렌즈 프레임(13)은 화장판(19)에 대하여 어떠한 마찰도 없이 회전할 수 있다. 그러므로 이들 부재(13, 19)의 마모가 감소하며 이러한 상대적 회전에 필요한 구동력 또한 작아진다. 전방 렌즈 프레임(13)과 화장판(19) 사이의 래버린스 결합 때문에, 틈새 S를 통과하는 외부 광은 틈새 S의 뇌문에서 감쇠되어 나선 이동 경동(11)의 내부에 도달하지 않는다.
캠 돌기부(40)는 각각의 축방향 다리(30)의 내측 표면에 일체형으로 형성된다. 캠 돌기부(40)는 캠 경동(16)의 외주에 형성된 3개의 포커싱 캠 홈(focusing cam groove, 41)과 결합된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 포커싱 캠 홈(41) 역시 광축(22)을 중심으로 나선형이지만 캠 홈(36)과는 다른 궤적을 가진다. 포커싱 시에, 구동 링(12)은 나선 이동 경동(11)에 대해, 다시 말해 계단형 리세스부(31) 내에서 축방향 다리(30)의 가동 범위에 의해 결정되는 소정의 각도 범위 내에서 회전한다. 구동 링(12)이 나선 이동 경동(11)에 대하여 상대적 회전 운동을 하는 동안, 캠 돌기부(40)는 포커싱 캠 홈(41)을 따라 이동한다.
캠 돌기부(40)가 캠 홈(41)에 원주 방향과 축 방향으로 힘을 가하지만, 나선 이동 경동(11)을 회전하는데 필요한 힘이 크기 때문에 나선 이동 경동(11)은 캠 돌기부(40)로부터 캠 홈(41)에 대하여 원주 방향으로 가한 힘에 의해서 움직이지 않는다. 캠 경동(16)의 축방향 가이드 융기부(32)와 나선 이동 경동(11)의 축방향 가이드 홈(33) 사이의 결합 때문에 캠 경동(16)은 나선 이동 경동(11)에 대하여 회전하지 않는다. 따라서, 축방향 다리(30)가 계단형 리세스부(31) 내에서 움직여서 구동력이 단지 캠 돌기부(40)로부터 캠 홈(41)으로만 인가되는 한, 나선 이동 경동(11)은 회전은 하지 않고 축방향으로만 이동하기 때문에 초점 거리는 변하지 않는다. 단지 캠 경동(16)만이 축방향으로 이동한다. 캠 경동(16)이 축방향으로 이동하는 동안, 캠 홈(36)은 축방향으로 캠 종동 핀(34)을 누르게 되어 후방 렌즈 프레임(14)이 축방향으로 이동하도록 한다. 이러한 방법으로, 포커싱 시에 단지 후방 렌즈 프레임(14)만이 이동한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 모터(27)는 구동 장치(45)를 통해 제어 장치(46)에 의해 구동된다. 감속 기어 열(reduction gear train, 47)은 모터(27)의 구동 샤프트 기어(27a)와 구동 기어(26) 사이에 배치된다. 제어 장치(46)는 콘솔(48)에 제공된 주밍 스위치에 응답하여 모터(27)를 구동함으로써 주밍을 제어한다. 주밍 스위치는 망원단 측의 초점 거리를 변화시키기 위한 망원 주밍 버튼(telephoto zooming button)과 광각단 측의 초점 거리를 변화시키기 위한 광각 주밍 버튼(wide-angle zooming button)을 포함한다. 도 2와 도 6에서 도면 부호 49와 50은 각각 필름면과 카메라 본체의 전측 벽(front wall)을 나타낸다.
제어 장치(46)는 주밍을 제어하고, 아래에 상세하게 설명되어 있는 것과 같이, 소정의 초기 포커싱 위치 중의 하나에 렌즈 장치를 설정한다. 그 이후에 제어 장치(46)는 반쯤 눌러진 셔터 버튼에 응답하여 포커싱을 제어한다. 셔터 버튼이 완전히 눌러지면 제어 장치(46)는 노광이 이루어지도록 셔터 메커니즘을 동작시킨다. 그 이후에 제어 장치(46)는 렌즈 장치를 초기 포커싱 위치로 재설정하고 다음 셔터 버튼 동작을 위해 준비한다. 제어 장치(46)는 ROM(51)에 저장된 시퀀스 프로그램에 따라 이들 동작을 수행한다.
방사상 슬릿(radial slit)을 가지는 엔코더 휠(encoder wheel, 52)은 모터(27)의 구동 샤프트 상에 장착되어 구동 샤프트와 함께 회전하도록 되어 있다. 광센서(53)는 엔코더 휠(52)의 슬릿을 검출하고 제어 장치(46)로 엔코더 펄스 신호를 출력하기 위해 엔코더 휠(52)의 경로에 배치된다. 제어 장치(46)는 엔코더 펄스 신호에 기초하여 모터(27)의 회전 각도를 결정한다. 초기 포커싱 위치 및 포커싱을 설정하는 동안 제어 장치(46)는 회전 각도에 대한 모터(27)의 시작 및 정지를 제어한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 구성에 따라 초점 거리를 연속적으로 변화시키는 것이 가능하다. 그러나, 주밍 위치를 변경시키지 않고 후방 렌즈 프레임(14)을 광축(22) 방향으로 이동함으로써 포커싱을 실시하기 때문에, 동일 피사체 범위에 대하여 포커싱에 필요한 후방 렌즈 프레임(14)의 이동량은 주밍 위치에 따라 달라진다. 따라서 적당한 간격으로 다수의 주밍 위치를 미리 결정하여 포커싱 제어를 간단하게 하는 것이 바람직하다.
도 7에 도시되어 있듯이, 셔터 유닛(17)은 셔터 메커니즘을 가지며, 셔터 메커니즘을 구동하는 액츄에이터(57)는 그 내부에서 통합된다. 셔터 유닛(17)의 전방 표면 상에 반원형 코드판(55)이 있다. 브러시 장치(56)가 나선 이동 경동(11)의 내측 전방부에 고정되어, 나선 이동 경동(11)이 회전하는 동안 브러시 장치(56)는 코드판(55) 위로 활주하거나 코드판(55)을 브러싱한다. 코드판(55) 및 브러시 장치(56)는 주밍 위치 검출 장치를 구성한다. 주밍 위치 검출 장치는 셔터 유닛(17)과 화장판(19) 사이의 공간에 위치하며, 렌즈 장치의 직경 또는 카메라의 전체 크기를 확대하여 주밍 위치 검출 장치를 장착할 특별한 공간을 제공할 필요가 없다. 코드판(55)은 볼트 또는 열 코킹(caulking)과 같은 간단한 장치를 사용하여 셔터 유닛(17)에 쉽게 부착할 수 있다. 실시예에서 나타나 있듯이, 코드판(55)은 서로 마주보는 구멍들(55a, 55b)을 가지며, 코킹 보스(caulking boss, 17a)는 셔터 유닛(17)의 플라스틱 기부판(base plate)과 일체적으로 형성된다. 구멍(55a, 55b)의 코킹 보스(17a)를 열 변형하여, 코드판(55)을 셔터 유닛(17)에 부착한다.
브러시 장치(56)는 한 쌍의 신호 브러시(56a, 56b) 및 접지 브러시(56c)를 가지고 있다. 코드판(55)은 3개의 신호 접점 패턴(signal contact pattern) Ea, Eb과 Ec 및 접지 접점 패턴(earth contact pattern) GRD로 구성된다. 나선 이동 경동(11)이 회전함에 따라, 신호 브러시(56a)는 신호 접점 패턴 Ea Eb를 브러싱하고, 신호 브러시(56b)는 신호 접점 패턴(56c)을 브러싱하며, 접지 브러시(56c)는 접지 점점 패턴 GRD를 브러싱한다.
도 8에서, 코드판(55) 상의 브러시 장치(56)의 접점 위치 Z1, Z2, Z3,Z4 및 Z5는 미리 설정된 주밍 위치에 대응하며, 접점 위치 Z1은 도 2에 도시된 광각단에 대응하고, 접점 위치 Z5는 도 6에 도시된 망원단에 대응하고, 접점 위치 Z2, Z3 및 Z4는 단자 사이의 주밍 위치에 대응한다. 나선 이동 경동(11)이 광각단 Z1을 회전하는 경우에는, 신호 브러시(56a)가 접점 패턴 Eb의 일부인 Eb1과 접촉하게 되며 신호 브러시(56b)가 접점 패턴 Ec의 일부인 Ec1과 접촉하게 된다. 나선 이동 경동(11)이 주밍 위치 Z2를 회전하는 경우에는, 신호 브러시(56a)가 접점 패턴 Ea의 일부인 Ea1과 접촉하게 된다. 나선 이동 경동(11)이 주밍 위치 Z3을 회전하는 경우에는, 신호 브러시(56a)가 접점 패턴 Eb의 일부인 Eb2와 접촉하게 된다. 나선 이동 경동(11)이 주밍 위치 Z4를 회전하는 경우에는, 신호 브러시(56b)가 접점 패턴 Ec의 일부인 Ec2와 접촉하게 된다. 나선 이동 경동(11)이 망원단 Z5를 회전하는 경우에는, 신호 브러시(56b)가 접점 패턴 Ea의 일부인 Ea2와 접촉하게 되며 신호 브러시(56b)가 접점 패턴 Ec의 일부인 Ec3과 접촉하게 된다.
제어 장치(46)는 신호 브러시(56a, 56b)로부터의 신호를 통해 현재 주밍 위치를 식별한다. 이러한 경우에, 신호 브러시(56a, 56b)로부터의 신호는 광각단 Z1의 경우에는 11을, 주밍 위치 Z2의 경우에는 100을, 주밍 위치 Z3의 경우에는 10을, 주밍 위치 Z4의 경우에는 1을, 망원단 Z5의 경우에는 101을 표현한다.
제어 장치(46)는 망원 주밍 버튼이 동작하는 지 또는 광각 주밍 버튼이 동작하는 지에 따라 모터(27)를 순방향 또는 역방향으로 회전하도록 구동시킴으로써 주밍을 제어한다. 주밍 버튼의 동작이 종료되면, 제어 장치(46)는 모터(27)를 감속시킨다. 그 이후에 신호 브러시(56a, 56b)가 신호를 출력하면, 제어 장치(46)는 모터(27)를 정지시킨다. 따라서 주밍 후에, 줌 렌즈 장치는 항상 신호 브러시(56a, 56b) 중 적어도 하나가 접점 패턴 Ea 내지 Ec중 어느 하나와 접촉하는 미리 결정된 주밍 위치 Z1 내지 Z5 중 하나의 위치에서 정지한다.
포커싱 위치를 정확하게 검출하기 위해, 특별한 위치 검출 장치에 의해 축방향으로 놓여있는 캠 경동(16)의 위치를 검출하는 것이 바람직하다. 그러나 경비를 절감하기 위해, 상기한 주밍 위치 검출 장치는 초기 포커싱 위치 검출 장치를 겸할 수 있다. 구체적으로 말해, 나선 이동 경동(11)은 캠 돌기부(40)가 캠 홈(41)의 하나의 단자로 이동할 때까지 현재의 주밍 위치로부터 망원 측까지 조금 회전한다. 이 위치에서, 캠 경동(16)은 축방향 이동 범위 내에서 가장 후미(rearmost) 위치 또는 필름 면(49)과 가장 가까운 위치로 이동한다. 결과적으로 신호 브러시(56a, 56b)는 주밍 위치로부터 해당 주밍 위치의 망원 측에 위치한 초기 포커싱 위치 P1, P2, P3, P4 및 P5중의 하나로 이동한다.
포커싱 시, 제어 장치(46)는 거리 검출부(range finding section, 59)를 동작시켜 피사체 거리를 검출하고, ROM(51)에 대하여 상기 피사체 거리에 대응하는 펄스 수를 결정한다. 제어 장치(46)는 모터(27)를 순방향으로 회전시켜 나선 이동 경동(11)이 망원단을 향하여 회전하도록 한다. 신호 브러시(56a, 56b)가 신호 접점 패턴 Ea 내지 Ec와 분리되는 즉시, 제어 장치(46)는 모터(27)를 감속하고 광센서(53)로부터의 펄스를 카운트하기 시작한다. 제어 장치(46)는 ROM(51)에 저장되어 있으며 렌즈 장치를 주밍 위치 Z1 내지 Z5중의 어느 하나로부터 초기 포커싱 위치 중 가장 가까운 위치까지 설정하기 위해 주어진 일정한 펄스 수에서부터 시작하여 광센서 펄스를 카운트 다운(count down)한다. 따라서 카운트가 0에 도달하면, 제어 장치(46)는 광센서(53)로부터 펄스를 카운트 업(count up)하기 시작하며, 상기 카운트를 피사체 거리에 대응하는 펄스 수와 비교한다. 카운트가 상기 피사체 거리에 의해 결정된 펄스 수에 도달하면, 제어 장치(46)는 모터(27)를 정지시킨다. 포커싱 시 구동 링(12)은 소정의 각도 내에서 회전하여, 포커싱이 진행되는 동안 나선 이동 경동(11)이 회전하지 않도록 한다.
포커싱 시 필요한 후방 렌즈 군(14)의 축방향 이동량은 동일한 피사체 거리라 할지라도 주밍 위치에 따라 달라지므로, ROM(51)은 동일한 피사체 거리에 대한 각각의 주밍 위치에 대한 서로 다른 펄스 수를 저장한다. 포커싱 후에 셔터 릴리즈(shutter release) 동작이 이루어지는 경우에, 제어 장치(46)는 신호 브러시(56a, 56b)가 선행 주밍 위치로 복귀할 때까지 모터(27)를 역방향으로 회전하여 나선 이동 경동(11)을 광각단을 향하여 회전한다. 제어 장치(46)는 잠시 동안 모터(27)를 정지하고, 신호 브러시(56a 또는 56b)를 상기 선행 주밍 위치와 가장 가까운 초기 포커싱 위치 P1 내지 P5중의 하나로 설정하기 위하여 상기한 방법과 동일한 방법으로 제어를 실시한다. 이러한 방법으로 줌 렌즈 장치는 코드판(55)과 브러시 장치(56)로 구성된 주밍 위치 검출 장치와 개별적인 어떠한 특정 위치 검출 장치를 필요로 하지 않고 초기 포커싱 위치 P1 내지 P5 중의 하나의 위치에 위치하게 된다.
상기한 바와 같이, 후방 렌즈 프레임(14)의 캠 종동 핀(34)이 축방향 이동 경동(15)의 축방향 가이드 슬릿(35)과 캠 경동(16)의 캠 홈(36)과 결합되어 있기 때문에, 캠 경동(16)이 나선 이동 경동(11)과 회전함에 따라 후방 렌즈 프레임(14)은 캠 홈(36)과 축방향 가이드 슬릿(35) 사이의 교차점의 이동을 따라 이동한다.
상기한 구조를 가지는 줌 렌즈 장치의 동작에 대해 서술한다.
모터(27)의 구동력은 구동 샤프트 기어(27a), 감속 기어 열(47) 및 구동 기어(26)를 통해 기어(25)로 전달된다. 기어(25)의 회전 운동은 구동 링(12)으로 전달된다. 줌 렌즈 장치가 카메라의 몸체에 완전히 들어가 있는 도 2에 도시된 바와 같이, 전방 렌즈 프레임(13) 및 후방 렌즈 프레임(14)이 광각단에 위치하는 경우, 신호 브러시(56a, 56b)는 접점 패턴의 일부인 Eb1 및 Ec1과 가장 가까운 초기 포커싱 위치 P1로 설정된다. 초기 포커싱 위치 P1 내지 P5의 모든 위치에서, 축방향 다리(30)의 하나의 측면 에지(30a)는 계단형 리세스부(31)의 하나의 측벽(31a)과 접촉하고, 캠 돌기부(40)는 캠 홈(41)의 밀폐단과 가장 가까운 위치에 위치하게 되며, 캠 경동(16)은 그 축방향 이동 범위의 가장 후미 위치(rearmost position)에 위치하게 된다.
광각단의 반쯤 눌러진 셔터 버튼에 응답하여, 제어 장치(46)는 거리 검출부(59)를 구동하여 피사체 거리를 측정하고, ROM(51)으로부터 이 피사체 거리에 대응하는 펄스 수 및 초기 포커싱 위치 설정을 위한 일정한 펄스 수를 판독한다. 그 이후에, 제어 장치(46)는 모터(27)를 역방향으로 구동하고, 광센서(53)의 펄스를 상기 일정한 펄스 수에서부터 시작하여 카운트 다운한다. 카운트 다운이 0에 도달하면, 제어 장치(46)는 광센서(53)의 펄스를 카운트 업하기 시작한다. 카운트가 피사체 거리에 대응하는 펄스 수에 도달하면, 제어 장치(46)는 모터(27)를 정지시킨다.
모터(27)의 역회전 방향이 나선 이동 경동(11)이 광각단을 향하여 회전하는 방향과 동일할지라도, 포커싱 시 모터(27)의 역방향 회전이 제한된 각도 범위 내에서 이루어지기 때문에 나선 이동 경동(11)은 포커싱 동안에 회전하지 않는다. 단순히 구동 링(12) 및 캠 돌기부(40)는 광각 측으로 회전한다. 캠 경동(16)의 축방향 가이드 융기부(32)가 나선 이동 경동(11)의 축방향 가이드 홈(33)과 결합되어 있기 때문에, 캠 돌기부(40)는 캠 홈(41)의 전면 벽(41a)을 광축(22) 방향으로 미는 것과 동시에 캠 홈(41)의 내부로 이동하여, 그 결과로 캠 경동(16)이 광축(22)을 따라 순방향으로 이동하도록 한다. 피사체 거리에 대응하는 펄스 수를 카운트 업하는 즉시, 제어 장치(46)가 모터 (27)를 정지시키면, 캠 돌기부(40)는 피사체 거리에 의해 결정된 캠 홈(41) 내부의 포커싱 위치로 이동한다. 캠 돌기부(40)의 이동에 의한 캠 경동(16)의 이동은 캠 홈(36) 및 축방향 가이드 슬릿(35) 사이의 결합을 통해 캠 종동 핀(34)으로 전달되어, 후방 렌즈 프레임(14)이 캠 경동(16)을 따라 축방향으로 이동하도록 한다. 이 실시예에서, 가장 가까운 범위에서 무한대의 범위로 포커스를 시프트(shift)함으로써 포커싱을 수행한다.
사진사가 셔터 버튼을 완전히 더 누르면, 제어 장치(46)는 셔터 메커니즘을 작동시킨다. 노광 후에, 제어 장치(46)는 줌 렌즈 장치를 선행 초기 포커싱 위치로 재설정한다. 우선 제어 장치(46)는 모터(27)를 역방향으로 구동한다. 모터(27)가 역회전하는 방향이 나선 이동 경동(11)이 광각 측을 향해 회전하는 방향과 동일하기 때문에, 축방향 다리(30)의 다른 측면 에지(30b)는 계단형 리세스부(31)의 다른 측벽(31b)과 접촉하게 된다. 또한 나선 이동 경동(11)이 광각 측을 향해 회전하는 동안 모터(27)의 역방향 회전은 구동 링(12)을 통해 나선 이동 경동(11)으로 전달된다.
제어 장치(46)는 신호 브러시(56a, 56b)가 접점 패턴의 일부인 Eb1 및 Ec1과 접촉할 때까지 모터(27)를 역방향으로 회전한다. 제어 장치(46)는 신호 브러시(56a, 56b)가 접점 패턴 Eb 및 Ec와 분리될 때까지 모터(27)를 순방향으로 회전한다. 다시 말해 구동 링(12)은 축방향 다리(30)의 측면 에지(30a)가 계단형 리세스부(31)의 측벽(31a)과 접촉하게 하며 나선 이동 경동(11)이 망원단을 향해 회전하도록 하는 것과 동시에 소정의 각도 이상으로 회전한다. 신호 브러시(56a, 56b)가 접점 패턴 Eb 및 Ec와 분리되면, 제어 장치(46)는 모터(27)를 감속하고, 광센서(53)로부터 펄스를 카운트하기 시작한다. 카운트가 초기 포커싱 위치에 대한 펄스 수에 도달하면, 제어 장치(46)는 모터(27)를 정지시킨다. 이러한 방법으로, 신호 브러시(56a, 56b)는 초기 포커싱 위치 P1에 위치하게 되며, 축방향 다리(30)의 측면 에지(30a)는 계단형 리세스부(31)의 측벽(31a)과 접촉하게 되며, 캠 돌기부(40)는 포커싱 캠 홈(41)의 밀폐단과 가장 가까운 위치에 위치하게 된다. 따라서 캠 경동(16)은 축방향 이동 경동(15)에 대하여 가장 후미 위치로 시프트된다.
망원 측으로 주밍하는 동안에, 모터(27)는 축방향 다리(30)의 측면 에지(30a)에 의해 나선 이동 경동(11)의 계단형 리세스부(31)의 측벽(31a)을 미는 것과 동시에 순방향으로 회전시켜 구동 링(12)을 소정의 각도 이상으로 회전할 수 있다. 나선 이동 경동(11)의 상기 방향의 회전은 나선 이동 경동(11)이 나사부(20, 21)의 인도에 따라 광축(22) 방향으로 전진 이동하도록 한다. 나선 이동 경동(11)의 축방향 이동을 따라, 전방 렌즈 프레임(13), 후방 렌즈 프레임(14) 및 축방향 이동 경동(15)은 축방향으로 이동한다.
또한 캠 경동(16)은 축방향 가이드 홈(33) 및 축방향 가이드 융기부(32) 때문에 나선 이동 경동(11)과 함께 회전한다. 캠 돌기부(40)가 포커싱 캠 홈(41)의 밀폐단과 가장 가까운 위치에 위치하기 때문에, 캠 경동(16)은 축방향 이동 경동(15)에 대하여 후방 위치에서 회전한다. 모터(27)의 순방향 회전에 의해 캠 경동(16)이 회전하기 때문에, 후방 렌즈 프레임(14)은 나선 이동 경동(11)의 내측으로 전진 이동하며, 축방향 가이드 슬릿(35) 및 캠 홈(36)의 결합에 의해 그 회전이 정지한다. 그 결과로 후방 렌즈 프레임(14)과 전방 렌즈 프레임(13) 사이의 거리는 감소한다.
망원 측을 향하는 주밍이 완료된 후, 신호 브러시(56a, 56b)가 모터(27)의 순방향 회전에 대응하여 망원 측을 향하는 주밍 방향으로 예를 들어 Ea1과 같은 다음 패턴의 일부와 접촉하면, 모터(27)는 정지한다. 축방향 다리(30)의 측면 에지(30a)는 망원 측을 향하여 주밍이 진행되는 동안에 계단형 리세스부(31)의 측벽(31a)과 계속하여 접촉한다. 그 이후에 제어 장치(46)는 신호 브러시(56a, 56b)를 접점 패턴 Ea 및 Eb로부터 분리한 후 줌 렌즈 장치를 초기 포커싱 위치로 설정하기 위해 카운트가 일정한 접점 펄스 수에 도달할 때까지 모터(27)를 순방향으로 더 회전시킨다.
광각 측으로 주밍하는 동안에, 모터(27)는 축방향 다리(30)의 측면 에지(30b)에 의해 나선 이동 경동(11)의 계단형 리세스부(31)의 측벽(31b)을 미는 것과 동시에 역방향으로 회전시켜 구동 링(12)을 소정의 각도 이상으로 회전할 수 있다. 나선 이동 경동(11)의 상기 방향의 이동은 나선 이동 경동(11)이 역방향으로 이동하도록 한다. 광각 측을 향하는 주밍 시에 캠 돌기부(40)가 포커싱 캠 홈(41)의 개방단과 가장 가까운 위치에 위치하기 때문에, 캠 경동(16)은 축방향 이동 경동(15)에 대하여 가장 먼 위치에서 나선 이동 경동(11)과 함께 회전한다. 캠 경동(16)이 모터(27)의 역방향 회전에 의해 회전하면, 후방 렌즈 프레임(14)은 나선 이동 경동(11)의 내부로 후진 이동하기 때문에, 후방 렌즈 프레임(14)과 전방 렌즈 프레임(13) 사이의 거리는 증가한다.
광각 측을 향하는 주밍이 완료된 후, 신호 브러시(56a, 56b)가 모터(27)의 역방향 회전에 대응하여 광각 측을 향하는 주밍 방향으로 다음 패턴의 일부와 접촉하면, 모터(27)는 정지한다. 축방향 다리(30)의 측면 에지(30b)는 광각 측을 향하는 주밍이 진행되는 동안에 계단형 리세스부(31)의 측벽(31b)과 계속하여 접촉한다. 따라서 제어 장치(46)는 줌 렌즈 장치를 광각 측을 향하는 주밍이 완료된 후 초기 포커싱 위치로 설정하기 위해 모터(27)를 순방향으로 더 회전시켜 구동 링(12)을 제한된 각도 이상으로 회전한다. 그 결과로 측면 에지(30a)는 측벽(31a)과 접촉하게 된다. 그 이후에, 나선 이동 경동(11)은 광센서(53)로부터의 펄스가 신호 브러시(56a, 56b)가 접점 패턴 Ea 및 Eb와 분리되는 시간으로부터 일정한 펄스 수에 도달할 때까지 망원 측을 향하여 회전한다. 이러한 방법으로 주밍 방향 및 주밍 위치에 상관없이, 캠 돌기부(40)는 포커싱 캠 홈(41)의 밀폐단과 가장 가까운 위치로 설정된다. 다시 말해 포커싱이 시작될 때 캠 경동(16)은 나선 이동 경동(11)에 대하여 항상 동일한 축방향 위치로 설정되어 있다.
도 9에 도시된 바와 같이 코드 패턴(56a, 56b, 56c)을 가지는 코드판(55)은 코드판(72)으로 대체될 수 있다. 코드판(72)은 접지 패턴(earth pattern, 70) 및 저항 패턴(resistor pattern, 71)을 가진다. 저항 패턴(71)은 브러시 장치(75)의 신호 브러시(75a)의 반원 경로를 따라 확장하는 도전층(conductive layer, 71a) 및 해칭(hatching)에 의해 표시된 도전층(71a)에 제공된 저항층(resistor layer, 71b)으로 구성된다. 저항 패턴(71)의 저항은 전극(73)으로부터의 거리가 증가함에 따라 증가한다. 따라서 저항 패턴(71)과 접지 패턴(70) 사이의 전위차, 다시 말해 브러시 장치(75)로부터의 출력 신호의 전압은 신호 브러시(75a)가 전극(73)으로부터 분리됨에 따라, 다시 말해 렌즈 장치가 망원 측을 향하여 주밍됨에 따라, 증가한다.
상기 실시예에서, 코드판(55)은 셔터 유닛(17)에 장착되며, 브러시 장치는 나선 이동 경동(11)에 장착된다. 그러나 코드판을 나선 이동 경동의 내주에 장착하는 것이 가능하며, 브러시 장치를 셔터 유닛(17)에 장착하는 것이 가능하다. 또한 브러시 장치를 셔터 유닛(17)에 장착하는 것이 가능하며, 코드판을 나선 이동 경동의 전방에 고정된 화장판의 후면에 장착하는 것이 가능하다. 다시 말해 본 발명에 따른 주밍 위치 검출 장치의 브러시 장치 및 코드판은 서로 인접해 있으며 주밍 시에 서로에 대하여 회전하는 렌즈 경동의 이들 2개의 부품에 각각 장착될 수 있다.
제1 실시예가 2개의 렌즈 군으로 구성된 2 성분 기계적 상보형 줌 렌즈 장치에 대해 설명하고 있지만, 상기 제1 실시예를 다른 형태의 렌즈 장치에 적용할 수 있다. 또한 외부 광이 화장판과 같은 렌즈 장치의 전면 커버 부재와 전방 렌즈 프레임과 같은 부재 사이의 틈새를 통해 들어가는 것을 차단하며, 전면 커버 부재의 후면에 위치하며 동일 전면 커버 부재에 대하여 회전하는 본 발명의 광 차단 장치를 다른 형태의 렌즈 장치에 적용할 수 있다. 화장판과 전면 렌즈 프레임 사이의 틈새의 래버린스 형태는 도면에 도시된 것으로 제한되지 않는다. 원통형 홈(13a)과 원통형 융기부(19a) 대신에, 화장판의 후면에 원통형 홈을 구성할 수 있으며 전방 렌즈 프레임의 전면 상에 원통형 융기부를 형성할 수 있다.
전방 렌즈 프레임 또는 후방 렌즈 프레임이 나사 결합 또는 캠 홈 및 캠 종동 핀 사이의 결합을 통해 렌즈 경동 등과 결합한 경우에, 결합된 부분에 유극(play) 또는 틈새가 제공되어 렌즈 프레임이 경동을 향해 상대적으로 이동하는 것을 허용한다. 어떠한 수단도 없이 유극은 렌즈 시스템의 광축 방향으로 렌즈 프레임을 변동하거나 기울이도록 한다. 이러한 문제점을 극복하기 위해, 전방 및 후방 렌즈 프레임 양단에 코일 스프링을 제공하여 렌즈 프레임의 나사부 또는 캠 종동 핀이 나사부의 동일 측면 또는 캠 홈과 계속하여 접속하도록 한다.
그러나 코일 스프링에는 제한된 높이, 변형 및 필요 하중과 같은 많은 제한이 있기 때문에, 전방 및 후방 렌즈 프레임 사이의 거리를 포함하여 렌즈 장치의 설계 또한 제한된다.
더욱이 전방 및 후방 렌즈 프레임 사이의 최소 거리가 최대 거리와 상당히 다르기 때문에, 최단 길이로 사용할 때 증가하는 코일 스프링의 탄성은 충분히 커야 한다. 그 결과로, 코일 스프링의 하중 및 따라서 렌즈 경동의 회전 토크가 많이 변화하기 때문에 렌즈 경동이 전자기 모터에 의해 움직이는 경우에 주밍 속도가 불안정하게 된다. 렌즈 경동의 가능한 가장 큰 회전 토크에 의해 모터의 전력이 결정되기 때문에, 회전 토크의 다른 변동 범위 내에서는 전력이 낭비된다. 코일 스프링의 스프링 정수를 감소시킴으로써, 최단 길이로 사용되는 경우에 코일 스프링의 하중을 감소시키는 것이 가능하다. 그러나 코일 스프링의 권선 직경을 감소시키거나 코일 스프링의 자유 길이 또는 높이를 신장하는 것에 의해서만 스프링 정수를 감소할 수 있다. 따라서 스프링 정수의 감소는 렌즈 경동에서의 코일 스프링의 조립을 어렵게 한다.
도 10은 렌즈 프레임과 렌즈 경동 사이의 결합에 존재하는 유극 때문에 발생하는 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 줌 렌즈 경동(100)의 필수 구성요소를 도시한다. 최외부 경동(outermost barrel, 112)은 도시되지 않은 카메라 몸체의 후단부에 고정된다. 고정 경동(112)은 내주에 암 나사부(112a)를 가지고 있다. 나선 이동 캠 경동(114)은 후단부 근처의 외주에 상기 나사부(112a)와 결합된 수 나사부(114a)를 가지고 있다. 나선 이동 캠 경동(114)은 도시되지 않은 모터에 의해 구동되어 광축을 중심으로 회전하는 것과 동시에 광축 L의 방향으로 이동한다. 전면 커버 플레이트는 121로 지정되어 있다.
나선 이동 캠 경동(114)은 그 내부의 축방향 이동 경동(116)을 지지하여, 축방향 이동 경동(116)이 나선 이동 캠 경동(114)에 대하여 회전 가능하도록 하며, 나선 이동 캠 경동(114)과 함께 축방향으로 이동가능하도록 한다. 전방 렌즈 군(122)을 지지하는 실질적으로 원통형인 전방 렌즈 프레임(120)은 경동(116, 114)에 대하여 이동가능하도록 축방향 이동 경동(116)과 나선 이동 캠 경동(114) 사이에 끼워 맞춰진다. 전방 렌즈 프레임(120)은 후단부 주위의 외주에 암 나사부(120a)를 가지고 있으며, 상기 수 나사부(120a)는 전단부 근처의 나선 이동 캠 경동(114)의 내주에 형성된 암 나사부(114c)와 결합되어 있다. 축방향 이동 경동(116)은 전방 렌즈 프레임(12)이 회전하는 것을 정지시켜, 전방 렌즈 프레임(12)이 축방향으로 이동하며, 나선 이동 캠 경동(114)이 회전하도록 한다.
후방 렌즈 군(126)을 지지하는 후방 렌즈 프레임(124)은 도 11에 도시된 바와 같이 120도의 간격으로 외주에 배열된 3개의 방사상 캠 종동 핀(128)을 가지고 있다. 따라서 축방향 이동 경동(116)은 광축 L과 평행하게 신장하는 3개의 축방향 슬릿(116a)을 가지고 있다. 캠 종동 핀(128)은 도 12에 상세하게 도시되어 있듯이, 축방향 이동 경동(116)의 축방향 가이드 슬릿(116a)을 통해 나선 이동 캠 경동(114)의 내주에 형성된 3개의 축방향 캠 홈(114b)과 결합되어 있다.
탄성 합성 섬유 판(resilient synthetic fiber strip, 130)은 각 축방향 슬릿(116a)과 평행인 축방향 이동 경동(116)의 내주에 접착(cement)되어, 후방 렌즈 프레임(124)이 해칭에 의해 표시된 3개의 외주 영역(124a)에서 합성 섬유 판(130)과 접촉하도록 한다. 전방 렌즈 프레임(120)이 나선 이동 캠 경동(114)의 회전을 따라 축방향으로 이동하는 동안, 캠 종동 핀(128)이 축방향 이동 경동(116)의 축방향 슬릿(116a)을 따라 인도됨에 따라 후방 렌즈 프레임(124)은 축방향으로 이동한다. 후방 렌즈 프레임(124)과 함성 섬유 판(130) 사이의 마찰 때문에, 캠 종동 핀(128)은 나선 이동 캠 경동(114)의 캠 홈(114b)의 하나의 측벽에 기대서게 된다. 그 결과로 캠 종동 핀(128)은 축방향 슬릿(116a)을 따라 안정적으로 활주한다. 이러한 방법으로 전방 렌즈 프레임(120)과 후방 렌즈 프레임(124) 사이의 거리를 변화시킴으로써 주밍을 구현한다.
광각 측을 향하여 줌 렌즈 경동(100)을 주밍하기 위해, 후방 렌즈 프레임(124)은 후진 방향으로, 다시 말해 전방 렌즈 프레임(120)의 반대 방향으로 이동한다. 이 때 후방 렌즈 프레임(124)의 외주와 합성 섬유 판(130) 사이의 마찰 때문에, 후방 렌즈 프레임(124)의 이동에 저항하는 힘이 후방 렌즈 프레임(124)에 인가된다. 후방 렌즈 프레임(124)이 후진 방향으로 이동하기 때문에, 다시 말해 도 10의 우측으로 이동하기 때문에, 캠 종동 핀(128)은 캠 홈(114b)의 전측 벽, 다시 말해 도 10 및 도 12의 캠 홈(114b)의 좌측 벽에 기대서게 된다.
망원 측을 향하여 줌 렌즈 경동(100)을 주밍하기 위해, 후방 렌즈 프레임(124)은 전진 방향으로, 다시 말해 전방 렌즈 프레임(120)을 향하여 이동한다. 또한 이 방향으로 후방 렌즈 프레임(124)의 외주와 합성 섬유 판(130) 사이의 마찰 때문에 후방 렌즈 프레임(124)의 이동에 저항하는 힘이 후방 렌즈 프레임(124)에 인가되어, 캠 종동 핀(128)이 캠 홈(114b)의 후측 벽에 기대서게 된다.
따라서 후방 렌즈 프레임(124)이 변동하거나 또는 기울지 않고 나선 이동 캠 경동(114)을 따라 이동하기 때문에, 전방 렌즈 군(122) 및 후방 렌즈 군(126) 사이의 거리를 정확하게 조정할 수 있다. 더욱이 후방 렌즈 프레임(124)과 나선 이동 캠 경동(114)사이의 마찰력이 양 주밍 방향으로 변경되지 않은 상태로 유지되기 때문에, 줌 렌즈 경동(100) 상의 하중 또한 변경되지 않는 상태로 유지된다. 따라서 렌즈 경동(100)을 이동하기 위한 토크를 항상 일정하게 유지할 수 있으며, 그 결과로 줌 렌즈 경동(100)의 가동성이 개선된다.
후방 렌즈 프레임(124)의 외주와 축방향 이동 경동(116)의 내주 사이의 틈새에 합성 섬유 판(130)이 제공되기 때문에, 합성 섬유 판(130)은 어떠한 특별한 공간도 필요로 하지 않으며, 따라서 카메라를 소형화하는데 있어서 바람직하다. 함성 섬유 판(130)은 후방 렌즈 프레임(124)의 이동에 저항하는 적당한 마찰 저항을 부여하는 폴리에스테르 막과 같은 모든 탄성 부재에 의해 대체될 수 있다. 그렇지 않다면, 캠 종동 핀(128) 상에 탄성 부재를 제공하여, 상기 탄성 부재가 축방향 이동 경동(116)의 내주와 계속하여 접촉하도록 할 수 있다.
도 13은 폴리에스테르 막(132)이 후방 렌즈 프레임(124)의 각각의 캠 종동 핀(128)에 탑재되는 실시예를 도시한다. 도 14에 도시되어 있듯이, 폴리에스테르 막(132)을 구부려 링을 구성하며, 폴리에스테르 막(132) 링이 캠 종동 핀(128)에 끼워 맞춰지도록 하기 위해 상기 링을 통과하는 구멍(132a)을 형성한다. 그 결과로 탄성 장치로서의 폴리에스테르 막 링(132)은 도 15에 상세하게 도시되어 있듯이 후방 렌즈 프레임(124)과 축방향 이동 경동(116) 사이에 위치하게 된다. 폴리에스테르 막 링(132)이 후방 렌즈 프레임(124)의 축방향 이동 경동(16)에 대한 이동에 저항하는 저항 또는 마찰을 인가하기 때문에, 캠 종동 핀(128)은 도 12에 도시된 것과 동일한 방법으로 나선 이동 캠 경동(114)의 캠 홈(114b)의 하나의 측벽에 기대서게 된다. 따라서 도 13의 실시예는 도 10의 실시예와 동일한 효과를 제공한다.
전방 렌즈 프레임이 캠 메커니즘을 통과하여 이동하는 경우에, 합성 섬유 판(30) 또는 폴리에스테르 막 링(132)과 같은 탄성 소재를 전방 렌즈 프레임의 각 종동 핀 상에 제공할 수 있다.
본 발명이 줌 렌즈 장치에 대하여 서술하고 있지만, 본 발명은 소형 카메라, 비디오 카메라 및 어떠한 형태의 카메라에도 적용 가능하다.
따라서 본 발명은 상기 실시예에 한정되어서는 안되며, 오히려 여기에 첨부된 특허청구범위를 벗어나지 않고 당업자에 의한 본 발명의 다양한 변경이 가능하다.
상기 내용 참조

Claims (16)

  1. 원통형 렌즈 경동;
    상기 렌즈 경동의 내측에 장착되어 있으며, 상기 렌즈 경동에 대하여 줌 렌즈 장치의 광축 방향으로 이동할 수 없지만, 주밍 시에는 상기 렌즈 경동에 대하여 광축 방향으로 회전하는 부재;
    상기 부재의 표면과 상기 부재의 상기 표면 근처에 위치하며 상기 부재의 상기 표면에 대하여 회전하는 렌즈 경동의 내측 중의 어느 하나에 장착되어 있는 코드판;
    전기적 접점편을 가지며, 상기 부재의 상기 표면과 상기 렌즈 경동의 내측 중의 다른 하나에 장착되어, 주밍 시에 상기 부재가 상기 렌즈 경동에 대하여 회전하는 동안 상기 전기 접점편이 상기 코드판을 브러싱하도록 하는 브러시 장치; 및
    상기 브러시 장치로부터의 출력 신호에 의해 표시되는 상기 부재에 대한 상기 렌즈 경동의 회전 위치에 따라 상기 줌 렌즈 장치의 주밍 위치를 결정하는 결정 장치;
    를 포함하는 줌 렌즈 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 코드판은 그 위에 도전성 패턴을 가지며, 상기 도전성 패턴은 상기 코드판 위의 상기 전기 접점편의 브러싱 경로를 따라 변화하여, 상기 브러시 장치가 상기 부재에 대하여 상기 렌즈 경동의 서로 다른 회전 위치에서 서로 다른 신호를 출력하도록 하는 줌 렌즈 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 코드판은 그 위에 저항 패턴을 가지며, 상기 저항 패턴의 저항은 상기 코드판 위의 상기 전기 접점편의 브러싱 경로를 따라 변화하여, 상기 브러시 장치는 그 전압이 상기 렌즈 경동의 상기 부재에 대한 회전 위치에 따라 변화하는 신호를 출력하는 줌 렌즈 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 부재는 셔터 메커니즘 및 상기 셔터 메커니즘의 액츄에이터가 통합된 셔터 유닛인 줌 렌즈 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 렌즈 경동은 카메라의 몸체에 고정된 경동의 내측으로 회전하는 것과 동시에 광축 방향으로 이동하는 나선 이동 경동이며, 상기 셔터 유닛은 상기 고정 경동에 대하여 회전하지 않고 상기 나선 이동 경동과 함께 광축 방향으로 이동하는 축방향 이동 경동의 전단부에 고정되는 줌 렌즈 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 코드판은 상기 셔터 유닛의 전방 표면에 고정되며 광축 주위에서 반원 형태를 가지며, 상기 전기적 접점편은 상기 나선 이동 경동의 내주 부분에 고정되는 줌 렌즈 장치.
  7. 렌즈 경동;
    상기 렌즈 경동의 내측에 장착되어 있으며, 상기 렌즈 경동에 대하여 광축 방향으로 이동할 수 없지만, 상기 렌즈 경동에 대하여 상기 줌 렌즈 장치의 광축을 중심으로 회전할 수 있는 부재; 및
    상기 렌즈 경동의 전단부에 고정되어 있으며, 상기 내측 부재의 중앙부를 노광하기 위한 개구를 가지는 전면 커버 부재;
    를 포함하며,
    상기 내측 부재의 전방 표면과 상기 전면 커버 부재의 후방 표면은 래버린스 결합을 통해 서로 결합되어 있으며 상기 내측 부재와 상기 전면 커버 부재 사이에 틈새가 제공되어 상기 내측 부재가 상기 전면 커버 부재에 대하여 회전하는 것을 허용하는 렌즈 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 원형 홈은 상기 내측 부재의 전방 표면과 상기 전면 커버 부재의 후방 표면 중의 어느 하나에 형성되어 있으며, 원형 융기부는 상기 내측 부재의 전방 표면과 상기 전면 커버 부재의 후방 표면의 다른 하나에 형성되어 있으며, 상기 원형 융기부는 상기 원형 홈에 틈새를 가지고 끼워 맞춰지는 렌즈 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 내측 부재는 그 중앙부에서 렌즈를 지지하는 전방 렌즈 프레임인 렌즈 장치.
  10. 전방 렌즈 군을 지지하는 전방 렌즈 프레임;
    후방 렌즈 군을 지지하는 후방 렌즈 프레임;
    적어도 하나의 전방 및 후방 렌즈 프레임이 결합되어 있고 상기 적어도 하나의 렌즈 프레임은 상기 렌즈 장치의 광축 방향으로 이동하여, 상기 전방 및 상기 후방 렌즈 프레임 사이의 거리를 변화시키도록 구동되는 캠 부재;
    상기 적어도 하나의 렌즈 프레임과는 결합하고 있으며 상기 적어도 하나의 렌즈 프레임을 상기 원통형 부재 내측에서 광축 방향으로 이동가능하도록 하는 상기 적어도 하나의 렌즈 프레임을 지지하는 원통형 부재; 및
    상기 적어도 하나의 렌즈 프레임과 상기 원통형 부재 사이에 제공되어 있으며, 상기 원통형 부재에 저항하는 상기 적어도 하나의 렌즈 프레임의 마찰 저항을 증가하는 탄성 장치;
    를 포함하는 렌즈 장치.
  11. 제10항에 있어서, 적어도 하나의 캠 종동 부재가 상기 적어도 하나의 렌즈 프레임과 일체적으로 형성되어 있으며, 상기 캠 경동과 결합하는 렌즈 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 캠 부재는 캠 경동이며, 상기 원통형 부재는 상기 캠 경동의 내측에 위치하며 적어도 하나의 축방향 슬릿을 가지는 축방향 이동 경동이며, 상기 적어도 하나의 캠 종동 부재는 상기 적어도 하나의 축방향 슬릿을 통해 상기 캠 경동과 결합하여, 그 결과로 상기 적어도 하나의 렌즈 프레임이 상기 축방향 이동 경동의 내측을 회전하는 것으로 정지시키는 렌즈 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 탄성 장치는 상기 원통형 부재의 내주에 부착되어, 상기 적어도 하나의 렌즈 프레임이 상기 원통형 부재의 내측으로 이동하는 동안 상기 탄성 장치와 계속하여 접촉하도록 하는 렌즈 장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 탄성 장치는 상기 적어도 하나의 렌즈 프레임의 외주 또는 상기 적어도 하나의 캠 종동 부재에 부착되어, 상기 적어도 하나의 렌즈 프레임이 상기 원통형 부재의 내측으로 이동하는 동안 상기 탄성 장치가 상기 원통형 부재의 내주와 계속하여 접촉하도록 하는 렌즈 장치.
  15. 제10항에 있어서, 상기 탄성 장치는 합성 섬유로 이루어지는 렌즈 장치.
  16. 제10항에 있어서, 상기 탄성 장치는 폴리에스테르 막으로 이루어지는 렌즈 장치.
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