(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、を備えたズームレンズ装置において、
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、を備えていることを特徴とするズームレンズ装置。
【請求項２】
前記第１パターン部材は、前記信号発生手段にＡ信号を与える第１信号部を前記内側鏡筒の回転軌跡上に列をなして配されており、また、前記第２パターン部材は、前記信号発生手段に前記Ａ信号とは異なるＢ信号を与える第２信号部が前記回転軌跡上のうちの前記第１信号部の間に１個ずつ入り込むように列をなして配されていることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ装置。
【請求項３】
前記内側鏡筒の端面と前記鏡筒の端面とに、前記信号発生手段と前記第１及び第２パターン部材とがそれぞれ設けられているとともに、
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。
【請求項４】
前記鏡筒を内部に収納しており単一のモータの駆動が入力されることで前記鏡筒に対して光軸中心に回転する回転筒と、
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、
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、
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。
【請求項５】
変倍操作を完了した後に、前記回転位置検出手段で検出した信号が前記第１及び第２パターンから得られる２相の信号のうちのいずれの信号かを識別する位相識別手段と、
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、
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、
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に戻すエラー処理用制御手段と、
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。
【発明の詳細な説明】
【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
【図１】
0003894683.tif 000002
【図２】
0003894683.tif 000003
【図３】
0003894683.tif 000004
【図４】
0003894683.tif 000005
【図５】
0003894683.tif 000006
【図６】
0003894683.tif 000007
【図７】
0003894683.tif 000008
【図８】
0003894683.tif 000009
【図９】
0003894683.tif 000010
【図１０】
0003894683.tif 000011
【図１１】
0003894683.tif 000012
【図１２】
0003894683.tif 000013
【図１３】
0003894683.tif 000014
【図１４】
0003894683.tif 000015