(57)【要約】【課題】ズーム倍率を正確に検出することができるズームレンズ鏡胴を提供する。【解決手段】ズームレンズ鏡胴１０の移動筒２０には、第１〜第３の３つのレンズ群４１，４３，４５からなるズームレンズが組み込まれている。第１及び第３の各レンズ群４１，４５は移動筒２０に固定されており、第２レンズ群４３は、ズーム操作による移動筒２０の繰り出しに伴って、光軸方向に移動する。これにより、第２レンズ群４３と、第１及び第３の各レンズ群４１，４５との間隔が変化して変倍が行われる。第２レンズ群４３と第３レンズ群４５の間には第２レンズ群４３を一方向に片寄せして、カム機構のガタを吸収する片寄せバネ６１が設けられている。この片寄せバネ６１のバネ圧は、第２レンズ群４３の位置、すなわちズーム倍率に応じて変化する。圧力センサ６６は片寄せバネ６１のバネ圧を検知し、これをズーム倍率検出信号としてコントローラ７１へ出力する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの移動レンズを含む複数のレンズからなるズームレンズが組み込まれた移動筒と、この移動筒とともに光軸方向に進退しながら回転し、前記移動レンズとカム機構を介して係合する回転筒とを有し、前記回転筒の回転により前記移動レンズと他のレンズとの間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズ鏡胴において、
前記移動レンズと他のレンズとの間に配置され、移動レンズを一方向に片寄せする片寄せバネと、この片寄せバネの一端と当接して、前記レンズ間隔に応じて変化する片寄せバネの圧力を検知して、そのバネ圧をズーム倍率検出信号として出力する圧力センサとを設けたことを特徴とするズームレンズ鏡胴。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ズームレンズ鏡胴に関するものであり、さらに詳しくは、少なくとも１つの移動レンズを含む複数のレンズからなるズームレンズが組み込まれた移動筒を有するズームレンズ鏡胴に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ズームレンズ鏡胴は、例えば、前筒，中間筒，後筒及びこれらを本体に固定するための固定筒の複数の筒からなる多段式で構成される。中間筒，後筒，固定筒の内周には、それぞれヘリコイドが形成されており、これらヘリコイドの作用により、固定筒は後筒を、後筒は中間筒を、中間筒は前筒をそれぞれ進退させる。前筒は、ズームレンズが組み込まれた移動筒と、この移動筒の外側に配置されレンズ駆動用のカム溝が形成された回転筒からなる。
【０００３】
移動筒には、例えば、第１〜第３の３つのレンズ群からなるズームレンズが組み込まれている。第１レンズ群は物体側に、第３レンズ群は結像面側にそれぞれ配置され、これら２つのレンズ群は移動筒に固定される。これら第１及び第３の各レンズ群の間には、光軸方向に移動自在な第２レンズ群が配置される。第２レンズ群は、移動筒の進退に伴って回転筒が回転することにより、前記カム溝との係合により移動する。
【０００４】
ズーム操作がなされると、後筒，中間筒，前筒が固定筒からそれぞれ繰り出される。この繰り出しとともに、前記回転筒の回転により第２レンズ群が移動することで、第２レンズ群と、第１及び第３の各レンズ群との間隔が変化して、焦点距離が変更される。
【０００５】
固定筒の内周には、後筒の外周に設けられたブラシ形状の電極（摺動子）と摺接するパターン電極（コード板）が設けられており、これら摺動子とコード板との接触位置から、その位置に応じたコード信号を取得することでズーム倍率が検出される（例えば、下記特許文献１参照）。フォーカシングの際のレンズ移動量は、検出されたズーム倍率と、測距部からの測距信号に応じて求められる。
【０００６】
【特許文献１】特許第３２５５５７１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように、ズームレンズ鏡胴は、多段式で構成されるため、ズームレンズ鏡胴の繰り出し量に応じてズームレンズ鏡胴の重心位置が移動して、後筒と固定筒との間隔が変化しやすい。このため、従来のように摺動子とコード板とを用いて、ズーム倍率を検出する方法では、前記間隔の変化により摺動子とコード板との接触状態が不安定になる場合があり、ズーム倍率の誤検出が発生してしまうという問題があった。また、多段式の場合には、後筒と前筒との連動は、複数のヘリコイドやカム機構を介して行われるが、各ヘリコイドやカム機構にガタがあると、移動方向の違い（テレ側とワイド側）により、ズーム倍率の検出誤差も大きくなってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、ズーム倍率を正確に検出することができるズームレンズ鏡胴を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のズームレンズ鏡胴は、少なくとも１つの移動レンズを含む複数のレンズからなるズームレンズが組み込まれた移動筒と、この移動筒とともに光軸方向に進退しながら回転し、前記移動レンズとカム機構を介して係合する回転筒とを有し、前記回転筒の回転により前記移動レンズと他のレンズとの間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズ鏡胴において、前記移動レンズと他のレンズとの間に配置され、移動レンズを一方向に片寄せする片寄せバネと、この片寄せバネの一端と当接して、前記レンズ間隔に応じて変化する片寄せバネの圧力を検知して、そのバネ圧をズーム倍率検出信号として出力する圧力センサとを設けたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、カメラ２には、本体３にズームレンズ鏡胴１０が取り付けられている。ズームレンズ鏡胴１０は、フォーカシング時のレンズ駆動とズーミング時のレンズ駆動とを１つのモータで行うステップズーム方式が採用されている。ステップズーム方式では、ワイド端からテレ端に至る全ズーム域において、予め設定された複数のズーム倍率が段階的に定められており、各ズーム倍率間の間隔が合焦移動する範囲になっている。例えば、ズーム倍率がワイド端の時には、次のズーム倍率までの範囲でレンズを移動させることによりフォーカシングがなされる。このように、ステップズーム方式では、フォーカシングもズーミングも１つのモータで行うため、レンズ駆動用のモータが１つで済む反面、フォーカシング時のレンズ移動により、若干の変倍が行われる。
【００１１】
図２及び図３に示すように、ズームレンズ鏡胴１０は、固定筒１１，後筒１２，中間筒１３，前筒１４からなり、固定筒１１に対して後筒１２，中間筒１３，及び前筒１４の３個の筒をそれぞれ繰り出してズーミングを行う。後筒１２は、直進筒１５と後回転筒１６とで構成されており、中間筒１３は、中間回転筒１７と直進ガイド枠１８とで構成されており、前筒１４は、回転筒１９と移動筒２０とで構成されている。
【００１２】
後回転筒１６の外周後端には、固定筒１１の内周に形成された雌ヘリコイド２４と噛合する雄ヘリコイド２３と、固定筒１１の内周から一部を露呈して配置される駆動ギヤ２５と噛合するギヤ列２６とが形成されている。駆動ギヤ２５には、カメラ本体３に設けられたモータ（図５符号７３参照）からの駆動力が伝達される。後回転筒１６は、ギヤ列２６が駆動ギヤ２５からの回転力を受けることにより回転し、その回転により雄ヘリコイド２３と雌ヘリコイド２４の作用により光軸方向に進退する。直進筒１５は、その外周で後回転筒１６を回転自在に支持する。直進筒１５は、突起２２が固定筒１１と係合することにより、回転止めされる。直進筒１５は、回転止めされた状態で、後回転筒１６に伴って光軸方向に移動する。
【００１３】
中間回転筒１７は、直進ガイド枠１８によって回転自在に支持される。中間回転筒１７の後端外周には、直進筒１５の内周に形成された雌ヘリコイド３０と噛合する雄ヘリコイド２８が設けられている。また、雄ヘリコイド２８上には、突起２７が形成されており、この突起２７が直進筒１５に形成されたカム溝３１を貫通して後回転筒１６の内周に形成されたキー溝３６と係合する。これら突起２７とキー溝３６との係合により、後回転筒１６の回転が中間回転筒１７へ伝達され、中間回転筒１７は、雄ヘリコイド２８及び雌ヘリコイド３０のリードに従って光軸方向に移動する。
【００１４】
直進ガイド枠１８は、環状の枠部３３とその枠部３３から前方に突出した直進キー３４とからなる。枠部３３には、その外周に、直進筒１５の内周に形成されたキー溝３６と係合することで直進ガイド枠１８を回転止めする突起３５が設けられている。直進キー３４は、中間回転筒１７の内部において、移動筒２０に係合する。直進ガイド枠１８は、この直進キー３４の係合により、中間回転筒１７とともに光軸方向に移動しながら、移動筒２０を回転止めする。
【００１５】
移動筒２０の外周後端には、中間回転筒１７の内周に形成された雌ヘリコイド２９と係合する雄ヘリコイド３９が形成されている。移動筒２０は、中間回転筒１７が回転すると、この雌ヘリコイド２９と雄ヘリコイド３９との係合により、そのリードに従って光軸方向に移動する。移動筒２０は、その外周で回転筒１９を回転自在に支持する。
【００１６】
移動筒２０には、第１〜第３の３つのレンズ群４１，４３，４５からなるズームレンズが組み込まれている。第１レンズ群４１及び第３レンズ群４５は移動筒２０に固定されており、それらの間に配置された第２レンズ４３を移動させることでズーミング（変倍）及びフォーカシング（合焦）がなされる。
【００１７】
回転筒１９には、外周後端に、中間回転筒１７の内周に形成されたキー溝３８と係合する突起３７が設けられている。これらキー溝３８と突起３７との係合により、中間回転筒１７の回転が回転筒１９へ伝達される。これにより、回転筒１９は、回転しながら移動筒２０とともに光軸方向に移動する。また、回転筒１９には、移動筒２０に組み込まれた第２レンズ群４３のカムフォロワー５０と係合するカム溝５１が形成されている。回転筒１９が回転すると、カムフォロワー５０とカム溝５１との係合により、第２レンズ群４３が光軸方向に移動する。
【００１８】
第２レンズ群４３の前方には、絞り兼用シャッタ機構４７が配置されており、この絞り兼用シャッタ機構４７は第２レンズ群４３と一緒に移動する。絞り兼用シャッタ機構４７は、ズームレンズ鏡胴１０内に配設された、周知のフレキシブルケーブル（図示せず）によって、カメラ本体３と電気的に接続される。
【００１９】
図４（Ａ）に示すように、第２レンズ群４３は、ズーム倍率がワイド側にあるときには、第１レンズ群４１寄りに位置しており、この位置からテレ側にズーム操作がなされると、図４（Ｂ）に示すように、第３レンズ群４５に向けて移動する。この移動は、上述したとおり、カムフォロワー５０とカム溝５１の係合により行われるが、これらカム機構にガタ付きがあると、第２レンズ群４３の移動方向によってレンズ移動量が変わってしまう。
【００２０】
そこで、第２レンズ群４３と第３レンズ群４５の間には、ガタ吸収用の片寄せバネ６１が設けられている。片寄せバネ６１としては、軸方向に伸縮するコイルバネが使用される。この片寄せバネ６１の一端を第２レンズ群４３に、他端を第３レンズ群４５と当接させることで、第２レンズ群４３が一方向に片寄せされる。これにより、第２レンズ群４３のカムフォロワー５０がカム溝５１の一方の面に常に当接するようになるので、カムフォロワー５０とカム溝５１のガタが吸収される。片寄せバネ６１は、例えば、第２及び第３レンズの各群４３，４５の周方向の３つの位置に設けられる。
【００２１】
第２レンズ群４３のレンズホルダ６２には、片寄せバネ６１の一方の端部を支持するピン６２ａが形成されている。他方、第３レンズ群４５のレンズホルダ６３には、片寄せバネ６１の他端と当接する位置に圧力センサ６６が設けられている。
【００２２】
圧力センサ６６は、センサ本体６６ａと、このセンサ本体６６ａから片寄せバネ６１の軸方向に突出するピン６６ｂとからなる。ピン６６ｂは片寄せバネ６１の端部に挿通されて片寄せバネ６１の他方の端部を支持する。センサ本体６６ａは、片寄せバネ６１の端面と当接し、片寄せバネ６１のバネ圧を検知する。
【００２３】
図４から明らかなように、第２レンズ群４３がワイド側にあるほど、第２レンズ群４３と第３レンズ群４５との間隔は広いので、圧力センサ６６が片寄せバネ６１から受けるバネ圧は小さく、反対に、テレ端にあるほど、バネ圧は大きい。このように、第２レンズ群４３と第３レンズ群４５との間隔，すなわちズーム位置に応じて、圧力センサ６６が受けるバネ圧は変化する。圧力センサ６６は、片寄せバネ６１から受けるバネ圧信号をズーム倍率検出信号として、カメラ本体３に設けられたコントローラへ出力する。圧力センサ６６とコントローラとの電気的な接続は、上述のフレキシブルケーブルを介して行われる。
【００２４】
本例では、３つの片寄せバネ６１に対応して、圧力センサ６６も３つ設けられており、各圧力センサ６６からの複数のバネ圧信号はコントローラによって平均化されて使用される。もちろん、各片寄せバネ６１毎に圧力センサ６６を設けなくてもよく、１つの圧力センサ６６によりいずれかの片寄せバネ６１のバネ圧を検知するようにしてもよい。
【００２５】
図５に示すように、カメラ本体３には、コントローラ７１が設けられており、ズーム操作キー７２を含む操作部からの操作指示に基づいてカメラの各部を制御する。モータ７３は、モータドライバ７４を介してコントローラ７１によって制御される。モータ７３は、ズーム操作キー７２が操作されると回転し、駆動ギヤ２５へ駆動力を伝達する。ズーム操作キー７２がテレ側に操作されると、モータ７３が正転し、ズーム倍率が、ワイド端からテレ端に向けて変更される。他方、ズーム操作キー７２がワイド側に操作されると、モータ７３が逆転し、ズーム倍率が、テレ端からワイド端に向けて移動する。
【００２６】
バネ圧／ズーム倍率変換用ＬＵＴメモリ７６には、図６のグラフに示すようなバネ圧とズーム倍率との対応関係がテーブル化されて記憶されている。ズーム倍率は、例えば、Ｚ１〜Ｚ４までの４段階に設定されており、各ズーム倍率Ｚ１〜Ｚ４には、それぞれに対応したバネ圧が設定されている。例えば、ズーム倍率Ｚ１には、１．０ｇ〜４．９ｇの範囲のバネ圧が設定されており、ズーム倍率Ｚ２には、５．０ｇ〜９．９ｇの範囲のバネ圧が設定されており、ズーム倍率Ｚ３には、１０．０ｇ〜１４．９ｇの範囲のバネ圧が設定されている。そして、ズーム倍率Ｚ４には、１５．０ｇ以上のバネ圧が設定されている。
【００２７】
コントローラ７１は、圧力センサ６６からバネ圧信号を受けると、バネ圧／ズーム倍率変換用ＬＵＴメモリ７６を参照して、そのバネ圧に対応するズーム位置を特定する。例えば、バネ圧が５．０〜９．９ｇの範囲にある場合には、ズーム倍率Ｚ２と特定され、バネ圧が１０．０〜１４．９ｇの範囲ならば、ズーム倍率Ｚ３と特定される。
【００２８】
ズームレンズ鏡胴１０はステップズーム方式であるので、フォーカシングは、各ズーム倍率において、次のズーム倍率までの範囲で、測距信号に応じた移動量だけ第２レンズ群４３を移動させることにより行う。そのため、各ズーム倍率Ｚ１〜Ｚ４には、フォーカシングを行うための基準となる基準位置が設定されており、ユーザーによるズーム操作が終了した時点で、第２レンズ群４３は、各ズーム倍率Ｚ１〜Ｚ４のそれぞれの基準位置まで移動される。基準位置は、各ズーム倍率Ｚ１〜Ｚ４におけるバネ圧が最小となる位置に設定されている。例えば、ズーム倍率Ｚ１においては、バネ圧が最小の１．０ｇとなる位置が基準位置となり、ズーム倍率Ｚ２においては、バネ圧が最小の５．０ｇとなる位置が基準位置となる。
【００２９】
例えば、拡大ズーム操作（ワイド側からテレ側へ）が行われた場合には、モータが正転して、移動筒２０が繰り出される。この繰り出しとともに第２レンズ群４３が第３レンズ群４５へ接近し、バネ圧が上昇する。拡大ズーム操作が終了した時点のバネ圧が５．５ｇだとすると、その位置はズーム倍率Ｚ２と特定される。その位置からいったんモータを逆転して、ズーム倍率Ｚ２の最小となるバネ圧５．０ｇになる基準位置まで第２レンズ群４３を移動する。そして、シャッタボタン７５が半押しされると、測距部７９によって測距が行われ、測距部７９から出力される測距信号に応じた移動量だけモータを正転させて、第２レンズ群４３を基準位置から第１レンズ群４１に向けて移動させてフォーカシングが行われる。
【００３０】
他方、縮小ズーム操作（テレ側からワイド側へ）が行われた場合には、モータが逆転して、第２レンズ群４３が第１レンズ群４１へ接近し、バネ圧が下降する。縮小ズーム操作が終了した時点のバネ圧が３．５ｇだとすると、その位置はズーム倍率Ｚ１と特定される。その位置からさらにモータの逆転を継続して、ズーム倍率Ｚ１の最小となるバネ圧１．０ｇになる基準位置まで第２レンズ群４３を移動する。そして、シャッタボタン７５が半押しされると、測距信号に応じた移動量だけモータを正転させてフォーカシング行われる。
【００３１】
モータ７３には、その回転軸に、周方向に所定の間隔でスリットが形成されたロータリエンコーダが設けられており、フォトインタラプタ７８は、ロータリエンコーダからモータ７３の回転量に応じた個数のＰＩパルスを検出する。コントローラ７１は、フォトインタラプタ７８から送られるＰＩパルスをカウントすることでモータ７３の回転量を制御する。測距部７９は、例えば、赤外線を被写体に向けて照射する投光部と、被写体で反射した赤外光を受光する受光部とからなり、赤外光の受光状態に基づいて被写体距離を測定し、これを測距信号として、コントローラ７１へ出力する。コントローラ７１は、この測距信号に基づいて、フォーカシング時のモータ７３の回転量を決定する。
【００３２】
以下、上記構成による作用について説明する。カメラ２で撮影を行う場合、ユーザーは、ズーム操作キー７２を操作してフレーミングを行う。拡大ズーム操作を行うと、モータ７３が正転して、駆動ギヤ２５を介して回転力がズームレンズ鏡胴１０へ伝達される。後筒１２，中間筒１３，前筒１４へと順次回転力が伝達されて、移動筒２０が光軸方向に沿って前方へ繰り出される。この繰り出しとともに、回転筒１９の回転によりカム機構を介して第２レンズ群４３が移動して、第３レンズ群４５との間隔が狭くなり変倍される。この間隔の変化に応じて、圧力センサ６６が片寄せバネ６１から受けるバネ圧は変化する。
【００３３】
拡大ズーム操作が終了すると、コントローラ７１は、圧力センサ６６からのバネ圧信号に基づいて、バネ圧／ズーム倍率変換用ＬＵＴメモリ７６を参照して、ズーム倍率を特定する。バネ圧が５．５ｇであった場合には、ズーム倍率Ｚ２と特定される。そして、モータ７３を逆転させて、第２レンズ群４３を、ズーム倍率Ｚ２の最小となるバネ圧５．０ｇとなる基準位置まで移動する。フレーミングが終了して、シャッタボタン７５が半押しされると、測距部７９が作動して、コントローラ７１へ測距信号が送られる。コントローラ７１は、この測距信号に応じてモータ７３の回転量を決定し、決定した回転量だけモータ７３を正転させる。これにより、第２レンズ群４３が移動してフォーカシングが行われる。
【００３４】
縮小ズーム操作の場合には、モータ７３が逆転されて移動筒２０が沈胴する。この移動筒２０の沈胴とともに、第２レンズ群４３が第１レンズ群４１へ向けて移動し、第３レンズ群４５との間隔が広がる。縮小ズーム操作が終了すると、コントローラ７１は、そのときのバネ圧を基にズーム倍率を特定するとともに、モータ７３の逆転を継続して、そのズーム倍率における基準位置へ第２レンズ群４３を移動する。シャッタボタン７５が半押しされると、測距部７９が作動し、コントローラ７１は、測距信号に応じて決定した回転量だけモータ７３を正転させてフォーカシングを行う。
【００３５】
このように、第２レンズ群４３と第３レンズ群４５との間隔に応じて変化する片寄せバネ６１のバネ圧に基づいてズーム倍率を検出するようにしたので、従来の摺動子とコード板とを用いてズーム倍率を検出する方法のように、ズームレンズ鏡胴の繰り出し量に応じた鏡胴の重心移動の影響を受けることがないので、ズーム倍率の誤検出が防止される。また、移動筒内の複数群のレンズ間隔からズーム倍率を検出しているので、移動筒への回転力伝達経路途中のヘリコイドやカム機構のガタの影響を受けることがない。そのため、レンズ移動方向によってズーム倍率の検出誤差が生じてしまうこともない。これにより、ズーム倍率の検出を正確に行うことができる。
【００３６】
上記実施形態では、ステップズーム方式のズームレンズ鏡胴を例に説明したが、ステップズーム方式に限らず、フォーカス用レンズとフォーカス用レンズを駆動する専用のモータを設けた通常の方式のズームレンズ鏡胴に本発明を適用してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明のズームレンズ鏡胴は、少なくとも１つの移動レンズを含む複数のレンズからなるズームレンズが組み込まれた移動筒と、この移動筒とともに光軸方向に進退しながら回転し、前記移動レンズとカム機構を介して係合する回転筒とを有し、前記回転筒の回転により前記移動レンズと他のレンズとの間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズ鏡胴において、前記移動レンズと他のレンズとの間に配置され、移動レンズを一方向に片寄せする片寄せバネと、この片寄せバネの一端と当接して、前記レンズ間隔に応じて変化する片寄せバネの圧力を検知して、そのバネ圧をズーム倍率検出信号として出力する圧力センサとを設けたから、ズーム倍率を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ズームレンズ鏡胴が組み込まれたカメラの概略図である。
【図２】ズームレンズ鏡胴の構成図である。
【図３】ズームレンズ鏡胴の断面図である。
【図４】片寄せバネと圧力センサの配置を示す前筒の断面図である。
【図５】カメラの電気的構成の概略を示すブロック図である。
【図６】バネ圧とズーム倍率との対応関係を示すグラフである。
【符号の説明】
２  カメラ
３  カメラ本体
１０  ズームレンズ鏡胴
１４  前筒
１９  回転筒
２０  移動筒
４１  第１レンズ群
４３  第２レンズ群
４５  第３レンズ群
６１  片寄せバネ
６６  圧力センサ
７１  コントローラ
７２  ズーム操作キー
７３  モータ
７６  バネ圧／ズーム倍率変換用ＬＵＴメモリ
【図１】
2004287142.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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