(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変倍用のズームレンズ群を保持した第１レンズ保持枠と、
前記第１レンズ保持枠の光軸を挟む両側方に突出して設けられた一対の第１ガイド部と、
ピント合わせ用のフォーカスレンズ群を保持した第２レンズ保持枠と、
前記第２レンズ保持枠の光軸を挟む両側方に突出して設けられた一対の第２ガイド部と、
前記第１及び第２ガイド部の両側方にそれぞれ形成された一対のガイド開口のうち同じ側のガイド開口を貫通して、前記第１及び第２レンズ保持枠を光軸方向に移動可能にガイドする一対のガイド棒と、
前記ガイド棒の一方が貫通するガイド開口が形成された第１及び第２ガイド部の表面にそれぞれ貼付され、反射率が均一で光軸方向に幅寸法が徐々に変化する楔形状をもった第１及び第２の反射シートと、
前記第１及び第２の反射シートのそれぞれに、各々の幅方向をカバーする長さのスリット状の光を投光する投光部と、前記第１及び第２の反射シートのそれぞれからの反射光を受光する受光部とを有し、受光した光量に応じた光電信号を出力する第１及び第２の反射型フォトセンサと、
前記第１及び第２の反射型フォトセンサから得られる光電信号に基づいて、前記ズームレンズ群及びフォーカスレンズ群の移動位置を識別する識別手段と、
を備えたことを特徴とするズームレンズ装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の反射シートが貼付された第１及び第２ガイド部の表面が互いに平行であることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動するレンズの位置を光電的に識別するレンズ位置識別装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の写真カメラやデジタルカメラの多くには、撮影レンズとしてズームレンズが用いられている。ズームレンズは、ズームミングに応じて焦点距離が変化するため、例えば一定の被写体距離に対してピント合わせを行う場合でも、ズーミングの度合いによってフォーカスレンズの移動量が異なってくる。したがって、ピント合わせを行うときにはズームレンズの変倍位置を検出し、その変倍位置と被写体距離との双方からフォーカスレンズの移動位置を決める必要がある。
【０００３】
従来、ズームレンズの変倍位置を検出するために、例えば特開平５−１８１０５０号公報，特開平５−２２４１１１号公報，特開平５−２４２３６３号公報などで知られる種々のズームエンコーダが用いられている。従来のズームエンコーダは、いずれもズーミングに連動して移動する部材に抵抗体やコードパターン配列した導電接片などの電気的な信号片を固着し、これらの信号片にブラシを接触させておくことによって、ズーミングに伴う信号片の移動を電気的な信号変化として検出している。また、電動ズーム式のものでは、ズームモータが一定角度回転するごとにそれをカウントし、このカウント値を合わせて利用するようにしたものも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の手法では、いずれもズーミングに連動する移動部材に固着された信号片にブラシを摺接させる構造であるため、ゴミの進入による接触不良やチャタリングの影響を受けやすい。また、確実な検出のためにブラシの接触圧を高めるようにすると摩擦による負荷が大きくなってズーミング駆動系への負担も大きくなるほか、装置全体が大型化しやすくコスト面でも不利であるという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、ズーミングやフォーカシングに伴って移動するレンズの位置を非接触で識別することができ、組み込みスペースやコスト面でも有利なレンズ位置識別装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によるズームレンズ装置は、変倍用のズームレンズ群を保持した第１レンズ保持枠と、前記第１レンズ保持枠の光軸を挟む両側方に突出して設けられた一対の第１ガイド部と、ピント合わせ用のフォーカスレンズ群を保持した第２レンズ保持枠と、前記第２レンズ保持枠の光軸を挟む両側方に突出して設けられた一対の第２ガイド部と、前記第１及び第２ガイド部の両側方にそれぞれ形成された一対のガイド開口のうち同じ側のガイド開口を貫通して、前記第１及び第２レンズ保持枠を光軸方向に移動可能にガイドする一対のガイド棒と、前記ガイド棒の一方が貫通するガイド開口が形成された第１及び第２ガイド部の表面にそれぞれ貼付され、反射率が均一で光軸方向に幅寸法が徐々に変化する楔形状をもった第１及び第２の反射シートと、前記第１及び第２の反射シートのそれぞれに、各々の幅方向をカバーする長さのスリット状の光を投光する投光部と、前記第１及び第２の反射シートのそれぞれからの反射光を受光する受光部とを有し、受光した光量に応じた光電信号を出力する第１及び第２の反射型フォトセンサと、前記第１及び第２の反射型フォトセンサから得られる光電信号に基づいて、前記ズームレンズ群及びフォーカスレンズ群の移動位置を識別する識別手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
前記第１及び第２の反射シートが貼付された第１及び第２ガイド部の表面が互いに平行であることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
ズームエンコーダに本発明を適用した一実施形態を図１に示す。カメラボディに固着されるレンズベース２に変倍筒３が回転自在に支持されている。変倍筒３にはギヤ４が固定され、ズーミング操作に連動してズームモータ５が駆動されると、伝達ギヤ系６を介して光軸を中心に回転する。ズームモータ５はテレ側への変倍操作で正転、ワイド側への変倍操作で逆転し、これに連動して変倍筒３はそれぞれ矢印Ａ方向，矢印Ｂ方向に回転する。変倍筒３の内部には周知のカム機構を介して変倍レンズ７が組み込まれ、変倍筒３がテレ方向（矢印Ａ）方向に回転すると変倍レンズ７が突出し、ワイド方向に回転すると後退してズーミングを行う。すなわち、変倍筒３は変倍レンズ７の進退時にレンズベース２に対して相対的に移動する移動部材を構成している。
【０００９】
変倍筒３の外周面に楔状の反射シート１０が固定され、変倍筒３の移動方向に沿って反射光量が徐々に異なる信号部材として用いられている。なお、反射シート１０の周囲については、変倍筒３の外周面を低反射率にしておくことが好ましく、また反射シート１０を固定する代わりに、変倍筒３の外周面に表面処理を施し、反射シート１０に対応する部分を高反射の滑面とし、その周囲を低反射となる粗面にしてもよい。また、高反射部分と低反射部分とを入れ換えてもよい。
【００１０】
レンズベース２には、変倍筒３の外周面に対面するように反射型フォトセンサ１２が固定されている。図２に示すように、反射型フォトセンサ１２は投光部１２ａと受光部１２ｂとを備えており、投光部１２ａは反射シート１０に向かってスリット状の測定光を照射する。スリット状の照射範囲Ｓの長手方向は変倍筒３の移動方向とほぼ直交し、その長さは反射シート１０の最大幅よりも長くしてある。なお、照射範囲Ｓは少なくとも反射シート１０の最大幅の部分を覆う一定面積であればよく、必ずしも細長い形状に限られない。
【００１１】
受光部１２ｂは照射範囲Ｓからの反射光を受光し、その光量に応じた光電信号を制御回路１６に入力する。照射範囲Ｓからの反射光は、変倍筒３の回転位置に応じて連続的に変化する。図３に示すように、変倍筒３がテレ方向に回転するにしたがって照射範囲Ｓ内における反射シート１０の面積が小さくなるため、光電信号の出力レベルが低くなり、逆に変倍筒３がワイド方向に回転してゆくと光電信号の出力レベルが高くなってゆく。なお、図３では図示の簡略化のために照射範囲Ｓを反射シート１０に対して移動させたときの様子を表してある。
【００１２】
制御回路１６は、光電信号の出力レベルに応じて変倍筒３の回転位置を識別する。変倍筒３の回転位置は、変倍レンズ７の光軸方向での位置と一対一に対応するから、結果的に制御回路１６は反射型フォトセンサ１２からの光電信号の出力レベルに応じて変倍レンズ７の移動位置を識別する識別手段となる。制御回路１６で識別された変倍筒３の回転位置情報はピント合わせ装置（図示省略）に入力される。ピント合わせ装置は、変倍レンズ７の回転位置情報と、別途測定された被写体距離情報とからピント合わせ位置を算出し、変倍レンズ７の奥に設けられたフォーカスレンズをピント合わせ位置に移動させる。
【００１３】
上記実施形態の作用について説明する。電源ＯＦＦ状態では、カメラの変倍筒３は、最後方まで後退しており、反射型フォトセンサ１２は、反射シート１０が最も幅長の位置に配置されている。
【００１４】
電源ＯＦＦ状態からＯＮ状態とすると、投光部１２ａは、変倍筒３の反射シート１０に向かって測定光を照射し、その照射範囲Ｓは、常時一定面積となる。反射シート１０は、高反射率であるため、測定光を反射させ、また、反射シート１０以外の照射範囲は、測定光を反射させない。受光部１２ａは、反射した測定光を受光し、その受光量を示す光電信号が制御回路１６に出力される。制御回路１６は、その出力レベルを基準とし、出力レベルと変倍筒３の位置との関係を対応させたテーブルを作成する。このため、反射型フォトセンサ１２が劣化し、投光量が減少した場合でも、正常に位置を検出することができる。
【００１５】
作成後、ズームモータ５を駆動させ、変倍筒３を光軸方向に移動させる。投光部１２ａは、変倍筒３の反射シート１０に向かって測定光を照射し、受光部１２ａは、反射した測定光を受光し、その受光量を示す光電信号が制御回路１６に出力される。変倍筒３の回転位置により、反射型フォトセンサ１２の投光する反射シート１０の位置が移動するため、反射する測定光は反射シート１０の幅により変化する。
【００１６】
制御回路１６は、予め作成された光電信号の出力レベルと変倍筒３の位置との関係を対応させたテーブルにより、変倍筒３及び変倍レンズ７の位置を検知する。また、制御回路１６は、変倍筒３の回転位置情報と別途測定された被写体距離情報とからピント合わせ位置を算出し、変倍レンズ７の奥に設けられたフォーカスレンズをピント合わせ位置に移動させる。
【００１７】
また、ズーミングを行う際には、ズーミング操作にしたがって、ズームモータ５を駆動させる。ズームモータ５は、回動を始め、伝達ギア系６及びギア４に動力が伝達する。そして、ギア４が回動することによって変倍筒３が回転し、変倍レンズ７を光軸方向に移動させる。なお、変倍筒３は、変倍レンズ７をテレ方向に移動させる場合は、矢印Ａ方向に、変倍レンズ７をワイド方向に移動させる場合は、矢印Ｂ方向にそれぞれ回動する。
【００１８】
変倍筒３を移動させる際にも、上記方法と同様に、制御回路１６は変倍筒３の位置を検知する。そして、所定の位置まで移動すると、ズームモータ５を停止させ、変倍筒３及び変倍レンズ７の移動が停止する。また、制御回路１６は、変倍筒３の回転位置情報と別途測定された被写体距離情報とからピント合わせ位置を算出し、変倍レンズ７の奥に設けられたフォーカスレンズをピント合わせ位置に移動させる。これによって、センサが非接触であるため、駆動負担がかからず、損傷の恐れもない。また、簡単な構造でレンズ位置を識別できるため、省スペースで、かつ安価なレンズ位置識別装置が製造可能である。
【００１９】
上記実施形態では、変倍筒３を用いたが、特に用いなくてもよい。図４に示すように、レンズ位置識別装置は、変倍筒３を用いない方式では、ズームレンズ群３１及びフォーカスレンズ群３２を夫々保持するフレーム（レンズ保持枠）５１，５２の各々の両側方にそれぞれ設けられた第１及び第２ガイド部５１ａ，５２ａのそれぞれ一方の上面に設けられた反射シート（第１及び第２の反射シート）３３と、その反射シート３３と非接触で向かい合わせに配置された反射型フォトセンサ（第１及び第２の反射型フォトセンサ）１２とからなる。なお、反射型フォトセンサ１２は、カメラボディ（図示せず）の裏面に固定されている。
【００２０】
前記第１及び第２ガイド部５１ａ，５２ａには、夫々にガイド開口３４が設けられ、そのガイド開口３４には、ガイド棒３５が挿入される。ガイド棒３５は、光軸方向に向かって取り付けられており、ズームレンズ群３１及びフォーカスレンズ群３２が光軸方向にスライド自在とする。
【００２１】
また、前記第１ガイド部５１ａ及び第２ガイド部５２ａには、それぞれズーム用カムロッド３６，フォーカス用カムロッド３７が設けられている。カムロッド３６，３７には、カム溝３６ａ，３７ａが設けられ、前記第１ガイド部５１ａ及び第２ガイド部５２ａの側面に設けられたカムフォロア３１ａ，３２ａと嵌合する。カム溝３６ａ，３７ａは、螺旋形状をしており、光軸方向と垂直に回動することによって、ズームレンズ群３１及びフォーカスレンズ群３２を光軸方向に移動させる。
【００２２】
ズームレンズ群３１が移動することにより、反射シート３３の幅が変化するため、受光量が変化する。予め作成された受光量とズームレンズ群３１の位置との関係を対応させたテーブルにより、受光量からズームレンズ群３１の位置を検出する。また、ズームレンズ群３１の位置情報と別途測定された被写体距離情報とからピント合わせ位置を算出し、フォーカスレンズ群３２をピント合わせ位置に移動させる。
【００２３】
また、本実施形態では、２本のカムロッド３６，３７によりズームレンズ群３１及びフォーカスレンズ群３２を光軸方向に移動させたが、１本のカムロッドにズームレンズ用とフォーカスレンズ用のカム溝を設けてもよい。この場合、ズームレンズ群３１の位置に対応してフォーカスレンズ群３２の位置が決定するため、カム溝はズームレンズ群３１及びフォーカスレンズ群３２の位置関係を考慮して形成される。そのため、反射シート１０及び反射型フォトセンサ１２は１つずつ設ければ問題ない。
【００２４】
また、上記実施形態では、楔状の反射シート１０を用いたが、別の形状の反射シートを用いてもよく、また、直線移動する部材に設けなくても、回動する部材に設けてもよい。図５に示すように、回転によりセンサ受光量が規則的に変化するよう円状で、反射率の高い反射シート４１がカムロッド４２の側面上に設けられる。そして、その反射シート４１に非接触で向かい合わせの位置に投光部４３ａと受光部４３ｂからなる反射型フォトセンサ４３が設けられる。ズームモータ５が回転し、変倍レンズ７を移動させる際に、ズームモータ５と連動して回転するギヤ４１の回転角により受光量が変化する。その受光量によって変倍レンズ７の位置を検出する。この実施形態では、カムロッド４２の回転角度は、３６０度未満であるが、３６０度以上である場合では、受光量の著しい増減を検出することによって、カムロッド４２の回転数をカウントし、回動位置を検出しなければならない。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明のレンズ位置識別装置によれば、レンズの光軸方向への進退時に支持部材に対して相対的に移動する移動部材と、この移動部材又は支持部材の一方に固定され、移動部材の移動方向に沿って透過光量又は反射光量が徐々に異なる信号部材と、移動部材又は支持部材の他方に固定され、前記信号部材に向けて一定の照射範囲で測定光を投光し、信号部材からの透過光又は反射光を受光してその光量に応じた光電信号を出力する光電センサと、前記光電信号の出力レベルに基づいてレンズの移動位置を識別する識別手段とからなるので、非接触でレンズ群の位置検出が可能であり、駆動負担がかからず、損傷の恐れもない。また、機構が簡単で、部品点数が少ないので、省スペースで、かつ安価なレンズ位置識別装置が製造可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施したレンズ位置識別装置を示す外観斜視図である。
【図２】図１に示したレンズ位置識別装置の要部斜視図である。
【図３】反射シートの位置とフォトセンサの光電信号出力レベルとの相関図である。
【図４】他の実施形態を用いたレンズ位置識別装置を示す外観斜視図である。
【図５】他の実施形態を用いたレンズ位置識別装置を示す説明図である。
【符号の説明】
２  レンズベース部材
３  変倍筒
５  ズームモータ
７  変倍レンズ
１０，３３，４１  反射シート
１２，４３  反射型フォトセンサ
１２ａ，４３ａ  投光部
１２ｂ，４３ｂ  受光部
１６  制御回路
３１  ズームレンズ群
３２  フォーカスレンズ群
３６，４２  ズーム用カムロッド
３７  フォーカス用カムロッド
３６ａ，３７ａ  カム溝
【図１】
0004485703.tif 000002
【図２】
0004485703.tif 000003
【図３】
0004485703.tif 000004
【図４】
0004485703.tif 000005
【図５】
0004485703.tif 000006