JP2006243668A - ズームレンズ装置 - Google Patents

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康則 西島
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Abstract

【課題】本発明は、ズーム位置を正確に検出することができるズームレンズ装置を提供する。
【解決手段】実施の形態のズームレンズ装置10は、レンズ枠36に櫛歯状部材50が設けられる。櫛歯状部材50は、多数本の歯が撮影光軸Pに沿うように配置される。また、レンズ枠46には、櫛歯状部材50の歯を挟んで投光素子と受光素子とが対向配置されたフォトインタラプタ52が取り付けられる。したがって、レンズ枠46に対してレンズ枠36が撮影光軸P方向に移動すると、フォトインタラプタ52の受光素子からON/OFF信号が交互に出力され、ON信号はパルスカウンタ54によってカウントされる。カウントされたON信号、すなわち、パルス数はCPU56に出力され、CPU56は、パルス数等に基づき、現在の焦点距離を演算する。
【選択図】 図1

Description

本発明はズームレンズ装置に係り、ズームレンズの移動による現在のズーム位置(焦点距離)を検出することができるズームレンズ装置に関する。
特許文献1には、カメラボディに沈胴され使用時に前方に繰り出される沈胴繰り出しタイプのズームレンズ装置が開示されている。
このズームレンズ装置は、第1移動レンズ枠と第2移動レンズ枠とをカム筒等の移動機構によって光軸に対し前後移動させることにより焦点距離を調整するものであり、ズームレンズの焦点距離はカム環の後端外周に固定されたコード板と、このコード板に常時摺接されるブラシとによって検出されている。すなわち、コード板には導通ランドと非導通ランドとが形成され、また、ブラシは、1本の共通端子と3本の端子とを備えている。これらの端子のうち所定の端子がコード板の導通ランドに接触しているときに「0」の信号が取り出され、非接触のときに「1」の信号が取り出され、これらの信号を組み合わせることによりカム環の回動位置を検出し、ズームレンズの現在の焦点距離(ズーム位置)を検出している。
また、他のズーム位置検出装置として、ズームレンズを駆動するズームモータの減速機の一部に複数枚の羽根を備えた回転羽根を取り付けるとともに、回転羽根を挟んで投光素子及び受光素子を対向配置してなるフォトインタラプタを設けた装置が知られている。このズーム位置検出装置は、フォトインタラプタから出力されるパルス信号をカウントし、このカウントしたパルス数に基づいて、ズームレンズの現在の焦点距離(ズーム位置)を検出している。
実公平6−18327号公報
しかしながら、焦点距離の検出手段として、回転羽根とフォトインタラプタとからなる検出装置を使用した前記従来のズームレンズ装置では、検出装置と実際のレンズがギヤ、回転カム等の複数の部材を介して連結されているため、ギヤのバックラッシュ、回転カムのガタ等の機械的なガタをキャンセルすることが必要で、また、キャンセルしたとしても負荷により正確なズーム位置を検出することができないという問題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ズーム位置を正確に検出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している。
請求項1に記載の発明は、前記目的を達成するために、第1移動レンズ枠及び第2移動レンズ枠を光軸方向に相対的に移動させることにより焦点距離を変更するズームレンズ装置において、前記第1移動レンズ枠に設けられたスケールと、前記第2移動レンズ枠に設けられるとともに前記スケールに対して相対的に移動されスケールの位置情報を読み取るセンサと、前記センサから出力される前記位置情報に基づいて現在の焦点距離を演算する演算手段と、を備えたことを特徴としている。
請求項1に記載の発明によれば、ズームレンズの移動位置をギヤやカム筒を介して検出する間接的な検出手法をとらず、焦点距離を調整する第1移動レンズ枠にスケールを直接取り付けるとともに、第2移動レンズ枠にセンサを直接取り付け、センサから出力される前記スケールの位置情報に基づいて演算手段が現在の焦点距離を演算する。すなわち、本発明は、レンズ枠に直接取り付けたスケール及びセンサによる直接的な検出手法によりズームレンズの移動位置を検出するので、ズーム位置を正確に検出することができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記スケールは櫛歯状部材であり、前記センサは、前記櫛歯状部材を挟んで両側に設けられた投光受光素子であることを特徴としている。
請求項2に記載の発明によれば、第1移動レンズ枠と第2移動レンズ枠とが相対的に移動すると、投光受光素子の受光素子からパルス信号が出力される。したがって、このパルス信号をカウントし、カウントしたパルス数に基づいて演算手段が現在の焦点距離を演算する。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記スケールは磁石であり、前記センサはホール素子であることを特徴としている。
請求項3に記載の発明によれば、第1移動レンズ枠と第2移動レンズ枠とが相対的に移動すると、その移動位置に応じてホール素子からの出力電圧が変化する。したがって、このホール素子からの出力電圧に基づいて演算手段が現在の焦点距離を演算する。
本発明に係るズームレンズ装置によれば、焦点距離を調整する第1移動レンズ枠にスケールを直接取り付けるとともに、第2移動レンズ枠にセンサを直接取り付け、センサから出力される前記スケールの位置情報に基づいて演算手段が現在の焦点距離を演算するので、ズーム位置を正確に検出することができる。
以下添付図面に従って、本発明に係るズームレンズ装置の好ましい実施の形態について詳説する。
図1は、第1の実施の形態のズームレンズ装置10の構成を示した断面図である。同図に示すズームレンズ装置10は、前玉レンズである第1群レンズ12、ズームレンズのバリエータレンズである第2群レンズ14、第3群レンズ16、及びフォーカスレンズである第4群レンズ18からなる4群レンズ構成のズームレンズ装置であり、第2群レンズ14と第3群レンズ16との間に絞り15が配置されている。また、このズームレンズ装置10は固定鏡胴20、移動鏡胴22、及びカム筒24を有し、固定鏡胴の後端部(図1の右側)に固体撮像素子(不図示)の取付枠25が形成されている。
固定鏡胴20は、不図示のカメラボディに収納されて固定され、この内部にカム筒24が撮影光軸Pを中心に回転可能に設けられている。また、固定鏡胴20の内周面には、撮影光軸Pと平行に形成された複数本の直進溝26、26…が形成され、これらの直進溝26、26…に、移動鏡胴22の外周面に形成された凸条部28、28…が摺動自在に嵌合されている。よって、移動鏡胴22は、直進溝26、26…に沿って撮影光軸P方向に移動されることにより、固定鏡胴20に収納された位置と図1の如く固定鏡胴20から突出した位置との範囲で往復移動される。この移動鏡胴22の前端部(図1の左側:被写体側)に、第1群レンズ12を保持したレンズ枠30が固定されている。
カム筒24は、不図示のズームモータからの動力が伝達されることにより、撮影光軸Pを中心に正転方向及び逆転方向に回動される。カム筒24の外周面には、移動鏡胴22を収納及び繰り出すためのカム溝32が形成され、このカム溝32に移動鏡胴22のカム従動子34が嵌合されている。したがって、カム筒24がズームモータの駆動力により回動されると、移動鏡胴22は、固定鏡胴20の直進溝26によって回動が規制された状態で、カム溝32の撮影光軸P方向成分の移動軌跡に沿って前記範囲内で移動される。
第2群レンズ14は、レンズ枠(第1移動レンズ枠)36に保持されている。このレンズ枠36には、撮影光軸Pと平行にガイド孔38が形成され、このガイド孔38には、ガイドバー40が挿通されている。ガイドバー40は、固定鏡胴20に基端部が固定されるとともに撮影光軸Pと平行に延設されている。したがって、レンズ枠36はガイドバー40に沿って撮影光軸P方向に移動されることにより、実線で示した位置と二点鎖線で示した位置との範囲で往復移動される。この移動動作によって焦点距離が調整される。
カム筒24の内周面には、レンズ枠36を移動させるためのカム溝42が形成され、このカム溝42にレンズ枠36のカム従動子44が嵌合されている。したがって、カム筒24がズームモータの駆動力により回動されると、レンズ枠36は、ガイドバー40によって回動が規制された状態で、カム溝42の撮影光軸P方向成分の移動軌跡に沿って前記範囲内で移動される。
第3群レンズ16は、レンズ枠(第2移動レンズ枠)46に保持されている。このレンズ枠46は不図示の固定部材により固定鏡胴20に固定され、よって、第3群レンズ16はリレーレンズとして機能している。また、第3群レンズ16をコンペンセータレンズとして機能させる場合には、バリエータレンズである第2群レンズ14と同様にガイドバーによって撮影光軸P方向に移動自在に支持するとともに、カム筒24に専用のカム溝を形成し、このカム溝の撮影光軸P方向成分の移動軌跡に沿って移動させ、第2群レンズ14の移動によるピントのずれを補正する。よって、レンズ枠36とレンズ枠46とは相対的に移動する。
フォーカスレンズである第4群レンズ18は、レンズ枠48に保持されている。このレンズ枠48は、不図示の移動支持部材により撮影光軸Pに沿って移動自在に支持されるとともに、不図示のフォーカスモータからの駆動力により撮影光軸Pに沿って移動される。この動作によって焦点が合わされる。
ところで、実施の形態のズームレンズ装置10は、レンズ枠36に櫛歯状部材(スケール)50が設けられている。この櫛歯状部材50は、多数本の歯が撮影光軸Pに沿うように配置されている。また、レンズ枠46には、櫛歯状部材50の歯を挟んで投光素子と受光素子とが対向配置されたフォトインタラプタ(センサ)52が取り付けられている。したがって、レンズ枠46に対してレンズ枠36が撮影光軸P方向に移動すると、フォトインタラプタ52の受光素子からON/OFF信号が交互に出力され、ON信号は図2に示すパルスカウンタ54によってカウントされる。
また、カウントされたON信号、すなわち、パルス数(スケールの位置情報)はカメラ(不図示)のCPU(演算手段)56に出力される。CPU56には、カメラに設けられたズームシーソレバー等のズームコントローラからテレ方向又はワイド方向のズーム方向情報が出力されている。また、CPU56には、パルス数に基づいた焦点距離が記憶されている。よって、CPU56はパルスカウンタ54からのパルス数、及び前記ズーム方向情報に基づき、現在の焦点距離(ズーム位置)を演算し、この結果をカメラの電子ビューファインダ又はLCD等の表示装置に表示する。
このように実施の形態のズームレンズ装置10によれば、ズームレンズの移動位置をギヤやカム筒を介して検出する間接的な検出手法をとらず、焦点距離を調整するバリエータレンズ14のレンズ枠36に櫛歯状部材50を直接取り付けるとともに、レンズ枠46にフォトインタラプタ52を直接取り付け、フォトインタラプタ52から出力されるパルス数及びズーム方向情報に基づいてCPU56が現在の焦点距離を演算する。
すなわち、ズームレンズ装置10は、レンズ枠36、46に直接取り付けた櫛歯状部材50及びフォトインタラプタ52による直接的な検出手法により第2群レンズ(ズームレンズ)14の移動位置を検出するので、ズーム位置を正確に検出することができる。
なお、実施の形態では、レンズ枠36に櫛歯状部材50を取り付け、レンズ枠46にフォトインタラプタ52を取り付けたが、これに限定されるものではなく、レンズ枠36にフォトインタラプタ52を取り付け、レンズ枠46に櫛歯状部材50を取り付けてもよい。
図3は、第2の実施の形態のズームレンズ装置60の断面図であり、図1に示したズームレンズ装置10と同一又は類似の部材については同一の符号を付し、その説明は省略する。
このズームレンズ装置60によれば、レンズ枠36に磁石(スケール)62が取り付けられ、レンズ枠46にホール素子(センサ)64が取り付けられている。磁石62は、撮影光軸Pに沿うように配置され、ホール素子64は磁石62に対向して配置されている。したがって、レンズ枠46に対してレンズ枠36が撮影光軸P方向に移動すると、ホール素子64が受ける磁束の量が変化することにより、レンズ枠46の移動位置に応じた電圧がホール素子64から出力される。この電圧は、図4に示す増幅回路66によって、所定のゲインで増幅され、増幅された電圧がデジタル電圧計68によって計測される。
計測された電圧(スケールの位置情報)はカメラ(不図示)のCPU(演算手段)70に出力される。CPU70には、電圧に基づいた焦点距離が記憶されている。よって、CPU70は増幅された電圧に基づき、現在の焦点距離(ズーム位置)を演算し、この結果をカメラの電子ビューファインダ又はLCD等の表示装置に表示する。
このように実施の形態のズームレンズ装置60によれば、焦点距離を調整するバリエータレンズ14のレンズ枠36に磁石62を直接取り付けるとともに、レンズ枠46にホール素子64を直接取り付け、ホール素子64からの出力電圧に基づいてCPU70が現在の焦点距離を演算する。
すなわち、ズームレンズ装置60は、レンズ枠36、46に直接取り付けた磁石62及びホール素子64による直接的な検出手法により第2群レンズ(ズームレンズ)14の移動位置を検出するので、ズーム位置を正確に検出することができる。
なお、実施の形態では、レンズ枠36に磁石62を取り付け、レンズ枠46にホール素子64を取り付けたが、これに限定されるものではなく、レンズ枠36にホール素子64を取り付け、レンズ枠46に磁石62を取り付けてもよい。
また、実施の形態ではスケールとして櫛歯状部材50、磁石62を例示し、センサとしてフォトインタラプタ52、ホール素子64を例示したが、これに限定されるものではなく、レンズ36の移動を直接的に検出可能な例えばリニアスケールを使用してもよい。
第1の実施の形態のズームレンズ装置の断面図 図1に示したズームレンズ装置の制御系を示したブロック図 第2の実施の形態のズームレンズ装置の断面図 図3に示したズームレンズ装置の制御系を示したブロック図
符号の説明
10…ズームレンズ装置、12…第1群レンズ、14…第2群レンズ、16…第3群レンズ、18…第4レンズ、20…固定鏡胴、22…移動鏡胴、24…カム筒、36…レンズ枠、46…レンズ枠、50…櫛歯状部材、52…フォトインタラプタ、54…パルスカウンタ、56…CPU、60…ズームレンズ装置、62…磁石、64…ホール素子、66…増幅回路、68…デジタル電圧計、70…CPU

Claims (3)

  1. 第1移動レンズ枠及び第2移動レンズ枠を光軸方向に相対的に移動させることにより焦点距離を変更するズームレンズ装置において、
    前記第1移動レンズ枠に設けられたスケールと、
    前記第2移動レンズ枠に設けられるとともに前記スケールに対して相対的に移動されスケールの位置情報を読み取るセンサと、
    前記センサから出力される前記位置情報に基づいて現在の焦点距離を演算する演算手段と、
    を備えたことを特徴とするズームレンズ装置。
  2. 前記スケールは櫛歯状部材であり、
    前記センサは、前記櫛歯状部材を挟んで両側に設けられた投光受光素子であることを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ装置。
  3. 前記スケールは磁石であり、
    前記センサはホール素子であることを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7864460B2 (en) 2007-08-30 2011-01-04 Panasonic Corporation Lens barrel
JP2011075725A (ja) * 2009-09-29 2011-04-14 Canon Inc 撮像装置

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