DE69530453T2

DE69530453T2 - Kamera mit einer Zoomlinsenfassung

Info

Publication number: DE69530453T2
Application number: DE69530453T
Authority: DE
Inventors: Haruki Hachioji-shi Nakayama; Satoshi Hachioji-shi Nakamoto; Yuichi Hachioji-shi Honda
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1994-09-29
Filing date: 1995-09-26
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2015-09-27
Also published as: DE69530453D1; US5790901A; JP3582022B2; JPH0894907A; EP0704736A3; EP0704736A2; EP0704736B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Zoomlinsentrommel, die eine Zoomlinse als fotografische Linse einer Kamera hält. In jüngster Zeit ist es üblich geworden, eine Zoomlinse als fotografische Linse auf dem Gebiet von Linsen-Blendenkameras und Einzellinsen-Reflexkameras zu verwenden. Die Zoomlinse ist eine Linse, die ihre Brennweite oder Vergrößerung verändern kann, sie ist eine scharfe Konkurrenz zu Technologien zur Maximierung des Vergrößerungsverhältnisses; was das Verhältnis der längsten Brennweite zur kürzesten Brennweite der Zoomlinse ist, und zur Minimierung der Größe der Zoomlinsentrommel. Die Technologie zur Maximierung des Vergrößerungsverhältnisses ist entgegengesetzt zu der der Minimierung der Größe; es bestehen jedoch verschiedene Arten von Vorschlägen zu Zoomlinsentrommeln, welche die Trommelgröße bei einem stärkeren Vergrößerungsverhältnis nicht erhöhen.
Als Beispiel der Vorschläge ist eine Zoomlinsentrommel in der öffentlicher Einsichtnahme zugänglichen japanischen Patentveröffentlichung Nr. 259210/86, JP-A-61259210 offenbart, und der Anmelder der vorliegenden Erfindung offenbarte eine Zoomlinsentrommel in der öffentlicher Einsichtnahme zugänglichen japanischen Patentveröffentlichung Nr. 226562/94. Die herkömmlichen Zoomlinsentrommeln realisieren zwar die Brennweitenänderung oder das Zooming und die Brennpunktsteuerung oder das Fokussieren mit den jeweiligen Mechanismen, bei der oben genannten Offenbarung wird aber das Zooming und das Fokussieren mit dem gleichen Mechanismus realisiert, so dass eine bemerkenswert kleine Zoomlinsentrommel konfiguriert werden kann.
In der oben genannten Offenbarung wird ein sogenanntes schrittweises Zoomverfahren eingesetzt, bei dem eine vorbestimmte Anzahl von Brennweitenschritten zwischen der längsten Brennweite und der kürzesten Brennweite vorgesehen sind. Das schrittweise Zoomverfahren wird mit einer Figur erläutert, welche die Zooming-Eigenschaften in 1 darstellt. In der Figur zeigt die Horizontalachse die Variation der Brennweite an, W gibt den Fall an, bei dem die Brennweite am kürzesten eingestellt ist, M₁ und M₂ geben die Fälle an, bei denen die Brennweite allmählich länger eingestellt ist, und T gibt den Fall an, bei dem die Brennweite am längsten eingestellt ist. Daher gibt es vier Schritte, um die Brennweite beim Zooming zu verändern. Die Vertikalachse gibt die Bewegungsgröße der vorderen und hinteren Komponenten der Zoomlinse in der optischen Achse an. Die vordere Komponente ist spiralförmig mit einer drehbaren Nockentrommel so gekoppelt, dass sich die vordere Komponente linear bewegt, wenn sich der Linsenrahmen dreht. Andererseits ist die hintere Komponente durch den Nocken angetrieben, der an der Nockentrommel als Führungsabschnitt eingraviert ist, um die Linsenkomponente zu bewegen.
Der Nocken ist so angeordnet, dass die fotografische Distanz U als kontinuierliche Keilform zwischen ∞ (die infinite Distanz) und N (die kürzeste Distanz) variiert wird. Wenn beispielsweise die Brennweite auf W eingestellt ist und eine Fokussierung ausgeführt wird, bewegen sich die vorderen und hinteren Komponenten zwischen W und ➀ gemäß der fotografischen Distanz. Wenn ein Zooming ausgeführt wird, um einen Schritt zur Telefotoseite hin zu verschieben, bewegen sich die vorderen und hinteren Komponenten zu der Position von M₁ durch die Position von ?. Auf gleiche Weise bewegen sie sich, wenn ein Zooming ausgeführt wird, um um zwei Schritte zur Telefotoseite hin zu verschieben, und zwar zu der Position von M₂ durch die Position von ➀, M₁ und ?. Wie erläutert wurde, ist die Zoomlinse so konfiguriert, dass die Bewegungen der vorderen und hinteren Komponenten alternierend eine Fokussierung und ein Zooming ausführen; daher kann der Mechanismus zum Fokussieren und der Mechanismus für das Zooming gemeinsam konfiguriert werden, so dass die Anzahl von Teilen reduziert wird, und die Zoomlinsentrommel klein konfiguriert werden kann.
Die Erfindung gemäß der oben erläuterten Offenbarung ist bemerkenswert wirksam für die Minimierung der Zoomlinsentrommel und der Kamera, auf die die Erfindung angewandt ist, und ist in Produktion gegangen. Die in der Produktkamera verwendete Zoomlinse weist jedoch zwei Vergrößerungen auf. Falls die Erfindung auf eine Kamera mit einer Zoomlinse mit einer stärkeren Vergrößerung als zwei Vergrößerungsstufen angewandt wird, kommt es bei der Konfiguration zu Nachteilen.
Es ist nötig, mehr Schritte vorzusehen, wenn eine Zoomlinse mit stärkerer Vergrößerung verwendet wird, um die Eigenschaften des stärkeren Vergrößerungsverhältnisses vorteilhaft zu nutzen. Eine vergrößerte Darstellung von Zooming-Eigenschaften ist in 2 gezeigt. Wenn die Brennweite auf M_W eingestellt ist und eine Fokussierung auf die gleiche Art wie die vorstehend erläuterte ausgeführt wird, bewegt sich die hintere Komponente zwischen ? und ?. Wenn dann ein Zooming ausgeführt wird, um einen Schritt zur Telefotoseite hin zu verschieben, bewegt sich die hintere Komponenten durch ➀ und ➁ zu ➂, so dass die Brennweite M_T wird. In dieser Figur der Zooming-Eigenschaften wird die Anzahl von Zoomingschritten erhöht, indem eine Zoomlinse eines hohen Vergrößerungsverhältnisses und der Brennweite M_M zwischen M_W und M_T vorgesehen wird. Falls ein Zooming ausgeführt wird, um um einen Schritt von M_W zu verschieben, bewegt sich die hintere Komponente zu ? durch ?, so dass die Brennweite zur Brennweite M_M wird. Wie aus der Figur leicht zu ersehen ist, wenn der Winkel θ₁ zwischen ? und ? mit dem Winkel θ₂ zwischen ? und ? verglichen wird, so ist der Winkel θ₂ größer als θ₁; daher wird die mechanische Beanspruchung bei der Bewegung der hinteren Komponente erhöht und die Bewegung der hinteren Komponente kann schwierig sein, falls der Winkel zu steil ist.
Daher ist es nötig, das Schrittintervall zu strecken, um den Winkel θ₂ kleiner zu gestalten und die Bewegung der hinteren Komponente leichter zu machen. Falls jedoch das Schrittintervall in Relation zur Horizontalachse der Figur verlängert wird, wird eine Umfangslänge der Nockentrommel, die einen Nocken bildet, oder ein Durchmesser der Nockentrommel größer; daher ergibt sich daraus eine große Linsentrommel.
Abriss der Erfindung
Entsprechend den oben erwähnten Problemen stellt die vorliegende Erfindung eine Zoomlinsentrommel bereit, bei der keine Vergrößerung einer Umfangslänge oder eines Durchmessers der Nockentrommel besteht und keine Zunahme einer mechanischen Beanspruchung besteht, selbst wenn eine Anzahl von Schritten erhöht wird, wenn das Vergrößerungsverhältnis verstärkt wird.
Die oben genannten Probleme werden durch eine Zoomlinsentrommel einer Kamera gelöst, wie sie in den Ansprüchen dargelegt ist. Die Zoomlinsentrommel umfasst: die ersten und zweiten Linsenkomponenten, eine Linsentrommel mit den ersten und zweiten Führungsabschnitten, ein Bewegungsmittel zum Bewegen der ersten und zweiten Linsenkomponenten, wobei der erste Führungsabschnitt die Bewegung der ersten Linsenkomponente und der zweite Führungsabschnitt die Bewegung der zweiten Linsenkomponente führt. Ferner ist in dem zweiten Führungsabschnitt eine Brennpunkteinstellung so konfiguriert, dass sie kontinuierlich von der ersten Brennweite zur zweiten Brennweite, die sich von der ersten Brennweite unterscheidet, geführt wird. Das Bewegungsmittel bewegt die ersten und zweiten Linsenkomponenten jeweils entlang den ersten und zweiten Führungsabschnitten so, dass die Brennpunkteinstellung jeweils mit verschiedenen Brennweiten durchgeführt wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist die Figur von Zoomlinsen gemäß den herkömmlichen Techniken.
2 ist die vergrößerte Figur von Zoomlinsen gemäß den herkömmlichen Techniken.
3 ist die auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Zoomlinsentrommel gemäß der vorliegenden Erfindung.
4 ist die horizontale Schnittansicht der Zoomlinsentrommel.
5(A) und 5(B) sind die Erläuterungen zur Zusammensetzung der Befestigungsplatte der Zoomlinsentrommel.
6 ist das Blockdiagramm der Kamera mit der Zoomlinsentrommel.
7 ist die Figur von Zoomlinsen, welche den Brennweitenbereich in acht Schritte unterteilt.
8(A) und 8(B) sind die Figuren, bei denen eine Linsenbewegung durch Fokussieren und diejenige durch Zooming einander überlappen, und die Figur, bei der sie sich nicht überlappen.
9 ist die Figur von Zoomlinien, welche den Bereich der Brennweiten in vier Schritte unterteilt.
10 ist die Figur von Zoomlinien einer Zoomlinse mit drei Komponenten, wobei in der Figur der Bereich von Brennweiten von herkömmlichen Techniken in vier Schritte unterteilt ist.
11 ist die Figur von Zoomlinien einer Zoomlinse mit drei Komponenten, wobei in der Figur der Bereich der Brennweiten in acht Schritte unterteilt ist.
12 ist die Figur von Zoomlinien einer Zoomlinse mit drei Komponenten, wobei in der Figur der Bereich der Brennweiten in vier Schritte unterteilt ist.
13 ist die Figur von Zoomlinien mit Problemen. 14 ist die Idealfigur von Zoomlinien.
15 ist die Vorderansicht des Hauptkörpers der Kamera.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
15 ist eine Außenansicht einer Kamera gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei 100 eine Außenansicht ihrer Zoomlinse zeigt. Ferner wird ein Beispiel der Trommel der Zoomlinse im Detail unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 erläutert.
3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Zoomlinsentrommel gemäß der vorliegenden Erfindung. 4 ist eine horizontale Schnittansicht der Zoomlinsentrommel, bei der die obere Hälfte der Trommel die Position der Linse bei einer Weitwinkelbrennweite zeigt, und die untere Hälfte der Trommel zeigt diejenige einer Telefoto-Brennweite. 5 ist eine Erläuterung der Zusammensetzung der Befestigungsplatte.
1 ist eine feststehende Trommel, die gleichmäßig am Hauptkörper einer Kamera befestigt ist. An der Innenfläche der feststehenden Trommel 1 ist eine weibliche Spirale 1a vorgesehen, und Führungsrillen bzw. -nuten 1b für eine Linearführung 21, die später erläutert wird, sind an der rechten und linken Seite der weiblichen Spirale 1a derart vorgesehen, dass die Führungsnuten 1b die weibliche Spirale 1a kreuzen. 2 ist eine Nockentrommel, in der eine männliche Spirale 2a, die mit der weiblichen Spirale 1a gekoppelt ist, und ein großes Zahnrad 2b gleichmäßig an der Außenfläche vorgesehen sind, eine weibliche Spirale 2c und eine Nockennut 2d, die eine innere Nocke ist, an der Innenfläche vorgesehen sind, und eine Rippe 2e an dem inneren hinteren Ende vorgesehen ist. Der Außendurchmesser des großen Zahnrads 2b ist kleiner gestaltet als der Innendurchmesser der männlichen Spirale 2a, um so die Trommelgröße zu minimieren. Falls die Nockentrommel 2 und das große Zahnrad 2b einheitlich aus Harz gefertigt sind, ist es möglich, sie mit einer einheitlichen Form mit einer Einwegentnahme ohne Bereitstellung separater Formen zu bilden; daher wird ein hochpräzises Teil mit einer Form einer einfachen Konfiguration erzeugt.
3 ist ein Vorderkomponenten-Gleitrahmen, in dem ein Vorderkomponenten-Linsenrahmen 4 zum Halten der Vorderkomponenten-Linse 5 einer positiven Verbund-Brennweite mit Schrauben von der Vorderseite her befestigt ist. Der Fehler bei der Herstellungsgröße von auf die Linse bezogenen Teilen wird durch Anordnen des Befestigungsorts der Schrauben kompensiert. An der Außenumfangsfläche des Vorderkomponenten-Gleitrahmens 3 ist eine männliche Spirale 3a vorgesehen, die mit einer weiblichen Spirale 2c gekoppelt ist, eine Führungsnut 3b für eine Linearführung 21, die später erläutert wird, und ein Loch 3c für eine Führungsachse 11, die später erläutert wird. 6 ist ein Hinterkomponenten-Gleitrahmen, in dem eine Hinterkomponenten-Linse 7 einer negativen Verbund-Brennweite gehalten wird. Mit der Innenumfangsfläche sind Führungsnuten 6a für eine später zu erläuternde Linearführung 21 vorgesehen, und ein Hinterkomponenten-Nockenstift 8, der mit der Nockennut 2d gekoppelt ist, sowie eine Führungsachse 11 stehen an der Vorderseite hervor. 13 ist eine Achsfeder, die in die Führungsachse 11 eingesetzt ist. 12 ist ein E-förmiger Befestigungsring, um zu verhindern, dass sich die Achsfeder 13 verschiebt. 21 ist eine Linearführung, die gleitfähig mit einer Führungsnut 1b einer feststehenden Trommel 1 mit einem Vorsprung 21a gekoppelt ist. Die Linearführung 21 haltert auch drehbar das Antriebsrad 44, das später erläutert wird, mit einem weiteren Vorsprung 21b, und ist gleitfähig mit Führungsnuten 3b und 6a gekoppelt, wobei ein Arm 21c zur Vorderseite hin gebogen ist. 22 ist eine Führungs-Befestigungsplatte, welche die Nockentrommel 2 mit der Linearfühurng 21 koppelt. 23 ist eine Führungs-Befestigungsachse, welche die Linearführung 21 mit der Führungs-Befestigungsplatte 2 koppelt und die Nockentrommel 2 mit der Rippe 2e hält. 24 ist eine Befestigungsschraube zum Befestigen der Linearführung 21 an der Führungs-Befestigungsachse 23. 31 ist ein Trommelantriebsmotor, in dem ein Flügelrad an einer Achse 32 so angebracht ist, dass kontinuierliche Impulssignale, welche die Bewegung der Vorderkomponenten-Linse 5 und der Hinterkomponenten-Linse 7 anzeigen, aus einem Foto-Schalter 34 erhalten werden. 35 ist ein direkt mit dem Motor verbundenes Ritzel. Die Drehung des Trommelantriebsmotors 31 wird auf das fünfte Zahnrad mit einem langen Körper in einer optischen Achsrichtung durch das erste Zahnrad 36, das zweite Zahnrad 37, das dritte Zahnrad 38 und das vierte Zahnrad 42 übertragen, und die Drehung wird weiter auf das Antriebszahnrad 44 übertragen. Das Antriebszahnrad 44 ist mit dem großen Zahnrad 2b der Nockentrommel 2 gekoppelt. Ein Flügelrad 40 ist an der Achse 39 des dritten Zahnrads 38 angebracht, und intermittierende Impulssignale, welche die Bewegung der Vorderkomponenten-Linse 5 und der Hinterkomponenten-Linse 7 angeben, werden vom Foto-Schalter 41 erhalten. Das Intervall der intermittierenden Impulssignale wird länger eingestellt als das der vom Foto-Schalter 34 erzeugten Impulssignale.
52 ist ein Verschluss bzw. eine Blende, und 53 ist ein Blendenantriebsmotor, der an dem Vorderkomponenten-Gleitrahmen 3 angebracht ist. 51 ist eine FPC-Schaltungsplatte, welche den Blendenantriebsmotor 53 mit der gedruckten Schaltungsplatte 54 verbindet, auf der elektrische Teile des Hauptkörpers montiert sind. Die FPC-Schaltungsplatte ist mit dem Blendenantriebsmotor 53 verbunden, mit einer Rückseite der Kamera durch einen Raum zwischen den Raum 21c der Linearführung 21 und der Annenumfangsfläche der Nockentrommel 2 verdrahtet, an der Rückseite der Nockentrommel 2 zurückgeführt, und ferner mit einer Vorderseite der Kamera durch einen Raum zwischen der Außenumfangsfläche der Nockentrommel 2 und der feststehenden Trommel 1 verdrahtet. Ein Loch 1c ist an der feststehenden Trommel 1 an einer Position vorgesehen, an der es näher an der Vorderseite der Kamera liegt als an der Endseite der Nockentrommel 2, wenn die Nockentrommel 2 zur Maximalposition vorwärts bewegt wird. Die FPC-Schaltungsplatte 51 ist mit der gedruckten Schaltungsplatte. 54 auf der Hauptkörperseite durch ein verdrahtetes Durchgangsloch 1c und an der Außenumfangsfläche der feststehenden Trommel 1 verbunden.
51a zeigt die FPC-Schaltungsplatte 51 an der Position, an der die Linsentrommel auf die minimale Länge eingezogen ist. 61 ist eine Außenform der Kamera, der Dekorationsring 62 ist an der Nockentrommel 2 angebracht, und die vordere Trommel 63 ist an dem Vorderkomponenten-Gleitrahmen 3 angebracht.
Als nächstes wird die Basisbewegung der Zoomlinsentrommel erläutert. In der Zoomlinsentrommel gemäß dem vorliegenden Beispiel sind mehrere Abschnitte vorgesehen, in denen eine Aufhängungssteuerung des Linsenantriebs zum Fokussieren innerhalb ein Zoomingabschnitts mit vorbekannten Techniken ausgeführt wird. Die Vorderkomponenten-Linse 5 und die Hinterkomponenten-Linse 7 werden durch den gleichen Mechanismus angetrieben, und dadurch wird ein Zooming und eine Fokussierung ausgeführt. Daher erfolgt im Fall der Ausführung eines Zooming oder einer Fokussierung der Antrieb des Antriebsmotors 31 in Reaktion auf die (nichtdargestellten) Signale, die Antriebskraft wird auf das fünfte Zahnrad 43 durch die Zahnradkette 35, 36, 37, 38 und 42 übertragen, und das fünfte Zahnrad 43 überträgt die Antriebskraft auf das Antriebszahnrad 44, das mit der Linearführung 21 versehen ist. Das Antriebszahnrad 44 ist mit dem großen Zahnrad 2b so gekoppelt, dass es die Nockentrommel 2 dreht; dadurch wird die Nockentrommel 2, die mit der feststehenden Trommel 1 durch einen spiralförmigen Abschnitt gekoppelt ist, in einer optischen Achsrichtung bewegt. Dabei wird die Nockentrommel 2 in der optischen Achsrichtung je nach der Drehrichtung des Antriebsmotors 31 nach vorne oder rückwärts bewegt. An der Rippe 2e der Nockentrommel 2 ist die Linearführung 21 gleichmäßig durch die Führungs-Befestigungsplatte 22, die Führungs-Befestigungsachse 23 und die Befestigungsschraube 24 angebracht; die Linearführung 21 wird jedoch an einer Drehung durch Vorsprünge 21a an beiden Seiten und die Führungsnut 1b der feststehenden Trommel 1 gehindert, so dass sie nur in der optischen Achsrichtung bewegt wird. Auf gleiche Art und Weise wird die Vorderkomponenten-Gleitrahmen 3 an einer Drehung durch die Führungsnut 3b und den Arm 21c der Linearführung 21 gehindert. Ferner wird auch eine Drehung des Hinterkomponenten-Gleitrahmens 6 sowie des Vorderkomponenten-Gleitrahmens 3 verhindert, da die Führungsachse 11, die von dem Hinterkomponenten-Gleitrahmen 6 vorsteht, den Vorderkomponenten-Gleitrahmen 3 durchsetzt. Daher wird, wenn die Nockentrommel 2 gedreht wird, der Vorderkomponenten-Gleitrahmen 3, der mit der Nockentrommel 2 durch einen spiralförmigen Abschnitt gekoppelt ist, und der Hinterkomponenten-Gleitrahmen 6, der mit der Nockentrommel 2 durch einen Nocken gekoppelt ist, in der optischen Achsrichtung nach vorne und hinten bewegt.
Die Nockennut 2d der Nockentrommel 2 ist so ausgebildet, dass eine Nut mit einem kleineren Winkel als ein Führungswinkel der weiblichen Spirale 2c und eine Nut mit einem größeren Winkel als der Führungswinkel alternativ vorgesehen sind, so dass der Hinterkomponenten-Gleitrahmen 6 sich in einer unterbrochenen keilförmigen Bahn bewegt, während der Vorderkomponenten-Gleitrahmen 3 sich in einer linearen Bahn durch die Spirale bewegt. Dies wird im Detail später hinsichtlich einer Figur von Zoominglinien erläutert; insgesamt gesehen wird jedoch der Antrieb zum Fokussieren und Zooming durch den gleichen Mechanismus realisiert, da mehrere Fokussierabschnitte in einem Zoomingabschnitt vorgesehen sind.
Mit der Bewegung der Nockentrommel 2 wird die Kopplungsposition des fünften Zahnrads 43 und des Antriebszahnrads 44 in der optischen Richtung bewegt; die Kopplung der beiden wird jedoch beibehalten, unabhängig davon, wie sehr sich die Nockentrommel 2 bewegt, da das fünfte Zahnrad 43 einen langen Körper in der optischen Richtung aufweist. Ferner hat die Rippe 2e der Nockentrommel 2 eine Funktion des Halterns der Nockentrommel 2 in Drehung, wobei die Innenumfangsfläche der Rippe 2e zusätzlich eine Funktion hat, die das Entfernen der Linearführung 21 durch Schub bzw. Druck verhindert. Daher verhindert die Rippe 2e, dass sich die Nockentrommel 2 verformt, wenn die Nockentrommel 2 eine Antriebskraft überträgt.
Im folgenden wird der Zustand, in dem die Linearführung 21 und die Führungs-Befestigungsplatte 22 zusammengebaut sind bzw. werden, unter Bezugnahme auf die 5(A) und 5(B) erläutert. In 5(A) werden für einen wirksamen Zusammenbau zwei Teile der Befestigungsplatte 22 vorübergehend an der Linearführung 21 jeweils mit Befestigungsschrauben 24 befestigt. Die Linearführung 21 wird in die Nockentrommel 2 von der Rückseite der Kamera her eingebaut; anschließend werden die Befestigungsplatten 22 an den Befestigungsschrauben 24 als Achse im Uhrzeigersinn gedreht. Die Befestigungsplatten 22 werden mit Linearführung 21 mit sechs Befestigungsschrauben 24 und 25 gekoppelt, wie 5(B) zeigt. Auf diese Weise ist es möglich, dass die Linearführung 21 als einzelnes bzw. einziges Bauteil zur Führung der Nockentrommel 2 und des Vorderkomponenten-Gleitrahmens 3 dient; daher ist eine Linearität des Vorderkomponenten-Gleitrahmens 3 hoch und die Wirksamkeit der Antriebskraft für eine Linearbewegung hoch.
6 ist ein Blockdiagramm des vorliegenden Beispiels und erläutert die Bewegungen einer fotografischen Linse mit der Figur der Zoomlinien in 7.
7 zeigt Zoomlinien, bei denen eine Brennweitenvariation in acht Schritte unterteilt ist, wobei die Horizontalachse die Brennweitenvariation und die Vertikalachse die Bewegung der vorderen und hinteren Komponenten der fotografischen Linse in ihrer optischen Achsrichtung sein. Die vordere Komponente bewegt sich linear durch den Spiralantrieb, die hintere Komponente bewegt sich wiederholt alternierend in einer Richtung, die weiter von der vorderen Komponente entfernt ist und in einer Richtung, die näher an der vorderen Komponente liegt, durch den Nocken der Nockentrommel 2.
Im Fall einer Brennweite W detektiert beispielsweise die CPU 70 ein von dem Fotoschalter 41 durch vorbestimmte Drehung des Trommelantriebsmotors 31 erzeugte Impulssignale und die CPU 70 stoppt die vorderen und hinteren Komponenten, die sich von der Position der Brennweite W zur Position der Brennweite M₁ bewegen, wenn der Zoomknopf S_T gedrückt wird und ein Schritt des Zooming zur Telefotoseite hin ausgeführt wird. Falls ein weiterer Schritt des Zooming ausgeführt wird, wird die Position der Brennweite von M₁ zu M₂ verschoben.
Nachstehend wird die Bewegung beim Zooming im Detail erläutert.
Wenn das Signal S_T in die CPU 70 durch Drücken des Zoomknopfs S_T an der Position der Brennweite W eingegeben wird, steuert die CPU 70 den Trommelantriebsmotor 31, damit sich dieser in der normalen Richtung bewegt, so dass die Vorderkomponenten-Linse 5 und die Hinterkomponenten-Linse 7 durch den Zahntrieb 35 bis 44 bewegt, und das Flügelrad 40 wird gedreht. Falls die Signale vom Fotoschalter 41 zur CPU 70 variieren, wenn das Flügelrad 40 den Fotoschalter 41 durchläuft, steuert die CPU 70 den Trommelantriebsmotor 31, um dessen Drehung anzuhalten, um so die Vorderkomponenten-Linse 5 und die Hinterkomponenten-Linse 7 an der Position der Brennweite M₁ anzuhalten.
Wenn der Zoomknopf S_T wieder gedrückt wird, ist es möglich, die Linsen an den Positionen einer der Brennweiten M₂ bis T auf die gleiche Weise wie oben erläutert wurde, anzuhalten.
Wenn sich die Linsenkomponenten an der Position einer der Brennweiten M₁ bis T befinden, und ein Signal S_W der CPU 70 durch Drücken des Zoomknopfs S_W eingegeben wird, steuert die CPU 70 den Trommelantriebsmotor 31, damit sich dieser in der umgekehrten Richtung dreht. Auf die gleiche Weise wie oben erläutert wurde, ist es möglich, wenn Signale vom Fotoschalter 41 zur CPU 70 variieren, dass die CPU 70 den Trommelantriebsmotor 31 steuert, um dessen Drehung anzuhalten, um damit die Linsen an den Positionen einer der Brennweiten W bis M₆ anzuhalten. Wie oben erläutert wurde, ist es möglich, ein Zooming von acht Schritten zwischen den Brennweiten W und T in diesem Beispiel auszuführen.
Wenn andererseits die Brennweite beispielsweise W beträgt, wird Bereichsinformation, die von einer Auto-Fokussierschaltung (nicht dargestellt) erzeugt wird, in die CPU 70 eingegeben, wenn die Schalter S₁ und S₂ durch Drücken eines Freigabeknopfs angeschaltet werden. Die CPU 70 gibt eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen gemäß der Bereichsinformation und der Zoomingposition ab (W, M₁ bis M₆ und T). Die CPU 70 steuert den Trommelantriebsmotor 31, um ihn in der Normalrichtung zu drehen, um damit die Vorderkomponenten-Linse 5 und die Hinterkomponenten-Linse 7 über den Zahntrieb 35 bis 44 anzutreiben und das Flügelrad 33 so zu drehen, dass Impulssignale in die CPU 70 vom Fotoschalter 34 eingegeben werden und die Impulssignale gezählt werden. Wenn die Impulszählung die vorbestimmte Impulszahl erreicht, wird der Trommelantriebsmotor 31 angehalten und eine Fokussierung ausgeführt. Dann wird eine Blende (nicht dargestellt) angetrieben und eine Belichtung auf einem fotografischen Film ausgeführt. Nachdem die Belichtung abgeschlossen ist, wird der Trommelantriebsmotor 31 in der umgekehrten Richtung gedreht, die vorbestimmte Impulszahl wird gezählt und der Trommelantriebsmotor 31 wird angehalten, wenn die Linsen zu der ursprünglichen Zoomingposition zurückgeführt worden sind.
Wenn die Brennweite M₁ ist, wird eine Fokussierung, bei der der Brennpunkt zwischen der minimalen Brennweite und ∞ liegen kann, ausgeführt, während die vorderen und hinteren Komponenten in dem Abschnitt zwischen M₁ und M₂ bewegt werden.
Wie oben erklärt wurde, findet eine Fokussierung im vorliegenden Beispiel durch eine Einwegdrehung des Trommelantriebsmotors 31 an irgendeinem der Abschnitte statt. Dies rührt daher, dass die Vergrößerungsänderung eines Suchers mit der der fotografischen Linse synchronisiert ist und Ausschläge von Nocken und Antriebszahnrädern absorbiert werden.
Die Drehrichtung des Motors 31 zum Fokussieren kann eine Einwegdrehung in der entgegengesetzten Richtung zu derjenigen dieses Beispiels in irgendeinem der Abschnitte sein.
Daher wird in dieser Figur von Zoomlinien ein Zooming durch wiederholtes Ändern der Brennweite schrittweise zwischen einer Brennweite mit dem Brennpunkt bei ∞ und einer Brennweite mit dem Brennpunkt der minimalen Brennweite des minimalen Brennpunktabstands ausgeführt, so dass eine Fokussierung bei allen Schritten des Zoomingabschnitts zwischen W und T ausgeführt wird.
Wenn die Zoomlinien der 7 mit denjenigen der 1 als herkömmliche Techniken verglichen werden, so gibt es infolgedessen vier Schritte von Brennweiten in 1, aber acht Schritte von Brennweiten in der 7 dieses Beispiels, was das doppelte der herkömmlichen Techniken ist. Der Bewegungswinkel der hinteren Komponente wird jedoch nicht steiler als der von herkömmlichen Techniken, und es kann eine sanfte bzw. reibungslose Bewegung der hinteren Komponente ausgeführt werden.
In 7 ist die Position der hinteren Komponentenlinse 7 mit dem nähesten Brennpunktabstand N, der von der Position von w durch Fokussieren bewegt wird, identisch mit der Position der hinteren Komponenten-Linse 7 an der Position von M₁, die von der Position W durch Zooming bewegt wird; es ist jedoch nicht nötig, sie identisch zu gestalten. Der Fall, bei dem beiden Positionen identisch sind, und der andere Fall, bei dem sie nicht identisch sind, wird im folgenden mit Bezug auf die 8(A) und 8(B) erläutert.
Die 8(A) und 8(B) sind Figuren zur Vergrößerung der Nockengröße der Hinterkomponenten-Linse 7 der 7 um M₁ herum. 8(A) ist das Beispiel, bei dem die Position der Hinterkomponenten-Linse 7 mit dem nähesten Brennpunktabstand N, der von der Position von W durch Fokussieren bewegt wird, identisch mit der Position der Hinterkomponenten-Linse 7 an der Position von M₁ ist, die von der Position von W durch Zooming bewegt wird; und 8(B) ist das Beispiel, bei dem die beiden Positionen nicht identisch sind.
Aus den Figuren geht hervor, dass der Fall in 8(B) sanfte Nockenkurven herstellt; daher kann die mechanische Belastung bei der Linsenbewegung geringer als im Fall der 8(A) sein.
Die oben erläuterten Tatsachen treffen auch für die Positionen anderer Brennweiten zu. Sie treffen ferner für das Beispiel zu, das nachstehend erläutert wird.
In dem Beispiel der 7 ist eine Fokussierung von dem nähesten Brennpunktabstand bis zu ∞ verfügbar; es ist jedoch nicht nötig, eine Fokussierung zu arrangieren, die von dem nähesten Brennpunktabstand bis zu ∞ verfügbar ist. Es ist möglich, dass die Nockenform so gestaltet wird, dass sie eine Linsenbewegung derart steuert, dass eine Fokussierung innerhalb einer begrenzten Distanz ausgeführt wird. falls ferner die Nockenform so gestaltet ist, dass sie sich bis zu dem. über die Unendlichkeitsposition hinausgehenden Punkt erstreckt, die durch die Gestaltungsreferenz der Linse festgelegt ist, wird es leichter, die Diskrepanz des Brennpunkts zu kompensieren, die durch die Inkonsistenz der Linsenproduktion erzeugt wird, indem der erweiterte Abschnitt als Nocken für die Brennpunkteinstellung verwendet wird. Daher führt in dem oben erläuterten Beispiel der Zoomlinsentrommel die Hinterkomponenten-Linse 7 nicht nur einfach eine Fokussierung und ein Zooming aus, sondern führt auch eine Brennpunkteinstellung zur Aufnahme von Bildern aus, was das Fokussieren und die Produktverteilungskompensation sowie das Zooming einschließt. Mit anderen Worten ist die Zoomlinsentrommel der vorliegenden Erfindung in der Lage, die Brennpunkteinstellung zwischen zwei verschiedenen Brennweiten unter Verwendung der oben erläuterter Nocke kontinuierlich auszuführen.
9 ist die Figur der Zoomlinien, welche den Bereich der Brennweiten der 1 in vier Schritte unterteilt. Der Winkel der Bewegungsbahn der hinteren Komponente ist jedoch nicht so scharf wie der der 1, da seine Konfiguration die gleiche ist wie die der 7. Daher kann sich die Nockentrommel 2 reibungslos bewegen.
Die oben erklärten Beispiele sind Zoomlinsen, die konfiguriert sind, um zwei Komponenten, nämlich vordere und hintere Komponenten zu bewegen. Wenn jedoch eine Zoomlinse so gestaltet ist, dass sie ein hohes Vergrößerungsverhältnis aufweist, wird es notwendig, drei Komponenten in Bewegung zu halten. Die Figur der Zoominglinien einer Zoomlinse, welche drei Komponenten bewegt, wird nachstehend erläutert.
10 ist die Figur von Zoomlinsen, welche den Bereich der Brennweiten von herkömmlichen Techniken, wie zum Beispiel in 1, auf vier Schritte aufteilt. In 10 werden die Fokussierabschnitte und Zoomingabschnitte separat bereitgestellt. Im Unterschied zur 1 zeigt jedoch die 10 eine Zoomlinse, welche drei Komponentenlinsen bewegt, wobei die erste und dritte Komponente sich linear durch die Bewegungen von Spiralen jeweils mit einem Führungswinkel bewegen, und die zweite Komponente sich in einer Bahn kontinuierlicher Keilform durch einen Nocken bewegt.
11 ist die Figur von Linien einer Zoomlinse mit drei Komponenten, bei der Fokussierabschnitte in den Zoomingabschnitten vorgesehen sind. Obwohl acht Schritte in den Linien vorgesehen sind, ist der Bewegungswinkel der zweiten Komponente fast der gleiche wie der der zweiten Komponente, die sich in den Zoominglinien mit vier Schritten in 10 bewegt, wie oben erklärt wurde.
Ferner ist 12 die Figur von Zoomlinsen, welche die Brennweiten in vier Schritte unterteilt, ebenso wie in der 10. In 12 ist die Konfiguration so eingestellt, dass Fokussierabschnitte kontinuierlich in Zoomingabschnitten vorgesehen sind; daher ist der Bewegungswinkel der zweiten Komponente weicher als der der zweiten Komponente in 10.
In den 11 und 12 bewegt sich die hintere Komponente in einer keilförmigen Bahn, bei der die Spitze des Keils der nähesten Brennpunktdistanz und der Hinterteil des Keils der Unendlichkeit entspricht. Es ist jedoch auch möglich, so zu konfigurieren, dass die Spitze der Unendlichkeit entspricht und der hintere Teil der nähesten Brennpunktdistanz entspricht.
Ferner ist es in dem oben erklärten Fall der Zoomlinse mit drei Komponenten möglich, die Linsentrommel in der gleichen Weise wie in den 3 und 4 zu konfigurieren. Mit anderen Worten werden die Vorderkomponenten-Linse 5 und die Hinterkomponenten-Linse 7 jeweils als die ersten und zweiten Komponentenlinsen angenommen, der Gleitrahmen der dritten Komponente zum Haltern der dritten Komponentenlinse ist an der Rückseite des Gleitrahmens 6 der hinteren Komponente angeordnet, der Gleitrahmen der dritten Komponente ist mit der Nockentrommel 2 durch einen spiralförmigen Abschnitt gekoppelt, der einen kleineren Führungswinkel aufweist als der Gleitrahmen 3 der vorderen Komponente, und der Gleitrahmen der dritten Komponente wird durch die Linearführung 21 an einer Drehung gehindert.
Als nächstes wird die Beziehung zwischen der Zoomlinsentrommel und dem Sucher in diesem Beispiel erläutert.
Wie oben erklärt wurde, variiert bei dem schrittweisen Zoomingverfahren die Brennweite der Linse schrittweise; daher variiert auch das Vergrößerungsverhältnis des Suchers schrittweise. 13 zeigt ein Beispiel des Verfahrens, bei dem die Beziehung zwischen der Figur von Zoominglinien und der Änderung der Vergrößerung des Suchers erläutert wird. In 13 ist der Blickwinkel des Suchers auf eine Distanz A eingestellt, die sich in der Mitte zwischen Unendlich (∞) und der nähesten Brennpunktdistanz N befindet. Daher ist der Blickwinkel des Suchers, wenn die Brennweite auf W eingestellt ist und eine Freigabe der Blende noch nicht ausgeführt wird, auf die bei der Position h eingestellt. Auf die gleiche Weise ist der Blickwinkel, wenn sie (die Brennweite) auf M₁ eingestellt ist, auf denjenigen bei der Position b eingestellt; wenn sie auf M_B eingestellt ist, ist der Blickwinkel auf denjenigen bei der Position c eingestellt, und wenn sie auf T eingestellt ist, ist der Blickwinkel auf denjenigen bei Position d eingestellt.
Es bestehen jedoch Probleme in der Figur der Zoominglinien, wie zum Beispiel in 13. Die Probleme werden nachstehend. erläutert.
In 13 ist die minimale Brennweite W eingestellt, um einen Brennpunkt mit der nähesten Brennpunktdistanz (N) herzustellen, und die maximale Brennweite T wird eingestellt, um einen Brennpunkt bei unendlich (∞) herzustellen. Wenn der Wert der Brennweite an einer Kamera oder in einem Katalog angezeigt wird, ist die Brennweite, die am Unendlichkeitspunkt gemessen wird, wie es in JIS (Japanese Industrial Standard) definiert ist, normalerweise angegeben. Daher sind die Brennweiten zwischen M₁ und T offiziell angegeben. Es sind aber auch der Abschnitt zwischen W und M₁ und der zwischen T und T_N die angewendeten Bereiche, und die Nockentrommel muss um mehr als den offiziell angegebenen Bereich an Brennweiten gedreht werden. Die Länge der Nockentrommel in ihrer Umfangsrichtung oder in ihrem Außendurchmesser muss lang genug für die Drehung ausgebildet sein.
Da der Sucher der gleichen Bedingung, wie sie oben erläutert wurde, unterworfen ist, wie leicht aus 13 ersichtlich ist, muss der Bereich der Vergrößerungsvariation des Suchers für α- und β-Abschnitte größer sein, als es dem offiziell festgelegten Bereich von Brennweiten entspricht. Daher wird der Bewegungsbereich des Suchers groß, das Vergrößerungsverhältnis des Suchers wird groß und es wird schwierig, die Leistung des Suchers sicherzustellen. Ferner nimmt die Bewegung des Vergrößerungsmechanismus des Suchers zu, die mechanischen Belastungen nehmen zu und der Vergrößerungsmechanismus des Suchers wird groß.
Um die obigen Probleme zu lösen, wie in der Figur von idealen Zoominglinien in 14 gezeigt ist, wird die Position der minimalen Brennweite (W) des Zoomingbereichs auf Unendlich eingestellt und die Position der maximalen Brennweite wird auf die kürzeste Brennpunktdistanz eingestellt. Natürlich können die erklärten Wirkungen auch dann erhalten werden, wenn nur eine der Positionen der minimalen Brennweite oder der maximalen Brennweite wie oben eingestellt wird.
Durch die oben erklärten Einstellungen wird die offizielle Anzeige der Brennweite von W nach T_F verschoben, die Nockentrommel kann so konfiguriert werden, dass sie sich in dem Bereich bewegt, der demjenigen der Brennweiten der offiziellen Anzeige entspricht. Falls der Sucher so gestaltet ist, dass eine Vergrößerungsvariation zwischen a und b stattfindet, kann der Bereich der Vergrößerungsvariation für α- und β-Abschnitte enger eingestellt werden als derjenige, der dem offiziell festgelegten Bereich von Brennweiten entspricht.
Gemäß der Zoomlinsentrommel der Kamera gemäß der vorliegenden Erfindung können auch dann, wenn die Anzahl von Zoomingschritten durch Verwendung einer Zoomlinse mit starkem Vergrößerungsverhältnis erhöht wird, der Winkel des Nockens sanft gestaltet werden, so dass eine mechanische Last verringert werden kann, ohne den Durchmesser der Linsentrommel zu vergrößern, unter der Bedingung, dass das Vergrößerungsverhältnis, die Anzahl von Zoomingschritten und der Durchmesser der Linsentrommel die gleichen sind wie die der Linsentrommel gemäß dem herkömmlichen Schritt-Zoomingverfahren.
Ferner kann das Vergrößerungsverhältnis des Suchers klein sein, eine Sucherleistung kann einfach gewährleistet werden, und die Bewegung des Vergrößerungsmechanismus des Suchers kann minimiert werden; daher kann die mechanische Last des Vergrößerungsmechanismus minimiert werden, und die Größe der Zoomlinsentrommel kann minimiert werden.
Darüberhinaus kann eine Fokussiersteuerung einfach gestaltet werden, und Spiele (backlashes) von Nocken und. Antriebszahnrädern können ausgeglichen werden; deshalb kann die Genauigkeit der Fokussierung verbessert werden.

Claims

Kamera mit einer Zoomlinsentubus mit mehreren Brennweiten, die schrittweise variiert sind, mit: einer ersten Linsenkomponente, einer zweiten Linsenkomponente, einem Linsentubus zum Führen der Bewegung der ersten Linsenkomponente und der zweiten Linsenkomponente, mit: a) einer ersten Führungsnut zum Führen der zweiten Linsenkomponente derart, dass sie sich der ersten Linsenkomponente annähert, und b) einer zweiten Führungsnut zum Führen der zweiten Linsenkomponente derart, dass sie sich von der ersten Linsenkomponente weg bewegt, wobei sich die zweite Führungsnut im Anschluss an die erste Führungsnut befindet, und einem Bewegungsmittel zum Bewegen der ersten Linsenkomponente und der zweiten Linsenkomponente derart, dass die zweite Linsenkomponente längs der ersten Führungsnut und der zweiten Führungsnut bewegt wird, wobei das Bewegungsmittel die zweite Linsenkomponente zu einem ersten Satz von Positionen in Korrelation mit einer gewünschten Brennweite des Zoomlinsentubus entlang der erster Führungsnut und/oder der zweiten Führungsnut bewegt, wobei das Bewegungsmittel ferner die zweite Linsenkomponente von dem ersten Satz Positionen zu einem zweiten Satz Positionen in Korrelation mit einer Objektentfernung entlang der ersten Führungsnut oder der zweiten Führungsnut in Reaktion auf ein Auslösesignal bewegt, und der zweite Satz von Positionen in der ersten Führungsnut und der zweiten Führungsnut angeordnet zu werden bzw. zu sein vermag.
Kamera nach Anspruch 1, wobei sich die zweite Linsenkomponente näher an einer Bildebene der Kamera befindet als die erste Linsenkomponente.
Kamera nach Anspruch 1, wobei das Bewegungsmittel die zweite Linsenkomponente zu dem ersten Satz von Positionen in Reaktion auf ein mit einem Zoomknopf korreliertes Signal bewegt.
Kamera nach Anspruch 1, wobei das Bewegungsmittel die erste und zweite Linsenkomponente über einen Antrieb durch einen einzigen Motor bewegt.
Kamera nach Anspruch 4, wobei das Bewegungsmittel die zweite Linsenkomponente von dem ersten Satz von Positionen zu dem zweiten Satz von Positionen entlang der ersten Führungsnut oder der zweiten Führungsnut in Reaktion auf das Signal mittels einer Einwegdrehung des Motors bewegt.