JPH045607A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ズーミングやフォーカシングの目的でレンズ
を光軸方向に移動可能な撮影レンズを装備したカメラに
おいて、レンズを駆動するレンズ駆動装置に関する。

［従来の技術］ 従来、カム溝が設けられたカム筒によってレンズの枠に
設けられたピンを案内し、レンズの位置関係が決められ
た状態に設定されるように構成された、ズーミングやフ
ォーカシングの機能を持つ写真用撮影レンズが広くカメ
ラに用いられてきた。

このような撮影レンズは、ズーミングやフォーカシング
の機能を果たし、かつ高画面が得られるように、あらか
じめ設計されたレンズの位置関係が上記カム溝によりて
保障されており、ズーミング用またはフォーカシング用
のカム筒を、機械的に連動した操作環により手動で駆動
させたり、機械的に連動したモータで回動させることに
より、それぞれの機能を果たすようになっている。

また、他方では、たとえば特開昭５２＝１１４３２１号
公報に示されるように、各レンズ群にそれぞれ専用のア
クチュエータを設け、各レンズ群を独立して駆動する方
法も提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ 近年、電子技術の目ざましい進歩により、レンズのズー
ミングやフォーカシングを各種アクチュエータにより行
なわせたり、その駆動量も、オートフォーカスセンサや
手動操作用の電子ダイヤルなどの出力から演算し、自動
的に設定されるようになっている。これらの技術によっ
て駆動に要する時間もより短く、操作も楽に行なえるよ
うになってきている。

この一方で、カメラや撮影レンズに内蔵されている直流
電源に対する負担が大きくなっていく傾向にある。中で
も、アクチュエータを駆動するための電力消費は影響が
大きいものである。さらに、レンズ駆動にカム筒を回動
させ、移動させるレンズを複数群間時に駆動しなければ
ならなかったため、駆動を行なう場合、−時に大きな電
流が必要であり、電源の消耗を早めていた。また、これ
を防ぐために低速でアクチュエータを駆動すれば、前記
した高速性が失われてしまうという欠点があった。

また、上記の問題点を解決する一方法として、各レンズ
群をそれぞれ単独に駆動する高速アクチュエータを設け
、駆動タイミングをすらす方法も考えられるが、駆動さ
れて移動するレンズ群の位置範囲が重なる場合、力学的
に相互干渉するおそれがあり、かつ、ＴＴＬカメラにお
いてはその移動量が大きいと、−時的に設計時に想定し
ていたレンズ位置関係を大きくはずれることになり、思
わぬ像の悪化など、ファインダを覗いている撮影者に不
快を与え、ファインダを覗きながらの操作を困難にする
おそれがあるなどの問題点があった。

そこで、本発明は、電源に対する負担が軽く、レンズ群
の力学的な相互干渉の心配がなく、ＴＴＬカメラでのフ
ァインダを覗きながらのレンズ操作も可能となるレンズ
駆動装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するだめの手段］ 本発明のレンズ駆動装置は、光軸方向に移動可能な複数
のレンズ群と、この複数のレンズ群をそれぞれ駆動する
複数の駆動手段と、この駆動手段を駆動するための駆動
信号を発生する駆動制御手段と、この駆動制御手段から
発生する駆動信号を前記複数の駆動手段のいずれかに切
換えて伝達する切換手段と、前記複数のレンズ群のそれ
ぞれの駆動目標位置を出力する駆動目標位置出力手段と
、前記複数のレンズ群のそれぞれを順次微小量駆動させ
るために、前記切換手段の切換動作を制御する制御信号
を出力する第１制御手段と、前記微小量駆動を繰返し前
記複数のレンズ群のそれぞれが前記駆動目標位置に到達
するまで、前記制御信号を縁返し出力させる第２制御手
段とを具備している。

［作　用］ 本発明のレンズ駆動装置にあっては、カム筒などの従来
の手段によってレンズ群の位置関係を保障するのではな
く、レンズ群のとるべき位置をレンズ群の目標位置を出
力する手段によって出力し、その出力に基づいてレンズ
群の位置を検出しつつ各レンズ群を単独に駆動制御する
ことにより、レンズ群の位置関係を保障しようとするも
のであり、カム筒などの質量や摩擦をなくし、かつ、各
レンズ群の駆動タイミングが重ならないようにしてずら
すことにより、−時に必要となる電流を小さくし、電源
の負担を小さくしている。しかも、１回の移動量が微小
で、かつ、所定の位置関係にそって駆動するため、力学
的な相互干渉のおそれれがなく、ＴＴＬカメラでファイ
ンダを覗きながらのレンズ操作も可能となる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

まず、第１実施例として、レンズが４群構成で、フォー
カシングを２群で行なう単焦点レンズを装備したカメラ
について以下に述べる。

第２図はレンズ構成および枠構成を示している。

すなわち、第１群レンズ７１および第４群レンズ７４は
固定枠７５に固定されており、フォーカシング時には第
２群レンズ７２および第３群レンズ７３が第６図に示す
量だけ無限から至近に繰り出される。第２群レンズ７２
および第３群レンズ７３を保持する２前枠７６および３
前枠７７は、固定枠７５の内側に光軸方向にのみ移動可
能なように、固定枠７５の内周部に配設されたベアリン
グ７８．７９にそれぞれガイドされ、かつ、各支持体の
光軸に対し、はぼ対称な位置で固定枠７５に配設された
振動体８０．８１によってベアリング７８．７９方向に
押圧されている。したがって、２前枠７６および３前枠
７７は、各ベアリング７８．７９と各振動体８０．８１
とによって固定枠７５に対し、光軸方向の位置および光
軸中心に対するずれが生ずることがなく、シかも、がた
なく位置決めされている。

次に、振動体の取付は部の詳細およびリニア型超音波モ
ータの動作について述べる。本実施例では２つのリニア
型超音波モータを用いているが、取付けおよび動作につ
いては同様なので、代表として２前枠７６に用いである
リニア型超音波モータについて説明する。

第４図および第５図がリニア型超音波モータの詳細を示
す図である。すなわち、中空の円筒体からなる固定部材
である固定枠１（７５）の内部には、同じく中空の円筒
体からなる移動部材である２前枠２　（７６）が一定の
間隙を有して中心軸線０方向に移動し得るように配設さ
れる。そして、固定枠１と２前枠２との間隙の上部（第
４図において）の一部には、２前枠２の中心軸線Ｏ方向
に延びるスライド板３が２前枠２上に固定されていて、
このスライド板３に対向する固定枠１の中程の部分には
、中心軸線Ｏ方向の前後方向に長い長方形状の切欠孔１
ｄ（第５図参照）が穿設されている。この切欠孔１ｄは
後述する振動体１２（８０）の配設用の孔である。

一方、スライド板３の配設された間隙と反対側の間隙に
は、２前枠２の支持案内機構が設けられている。この支
持案内機構は、本実施例では３本のガイド溝と同各溝内
にそれぞれ配設された複数のベアリングボールからなる
支持体とで構成されている。すなわち、スライド板３の
中心軸線Ｏを挟む対向位置には、２前枠２の外周面に部
分円弧状凹部からなる直線溝２ｂが２前枠２の中心軸線
Ｏ方向に穿設されており、固定枠１の内周面の直線溝２
ｂに対向する位置の中程には、固定枠１の中心軸線Ｏ方
向に部分円弧状四部からなる直線溝１ｂが設けられてい
て、さらに、この両立線溝ｌｂ、２ｂの両側の円周方向
の等距離の位置には、同じく部分円弧状凹部からなる直
線溝１ａ、２ａ。

ｌｃ、２ｃが固定枠１の外周面と２前枠２の内周面とに
それぞれ中心軸線Ｏ方向に向けて穿設されている。そし
て、直線溝１ａ、２ａ、ｌｂ、２ｂおよびｌｃ、２ｃ内
には、複数のベアリングボールからなる支持体１３ａ、
１３ｂおよび１３ｃがそれぞれ配設されている。

この支持案内機構においては、２前枠２の支持体１３ｂ
に対向する位置に配設される振動体１２（後述する）を
スライド板３を介して中心軸線Ｏ方向に向けて押圧する
と、直線溝１ａ〜ＩＣおよび２ａ〜２Ｃと支持体１３ａ
〜１３ｃによって求心作用が働き、２前枠２は固定枠１
に対して中心軸を一致させるように正確かつ精密に配置
される。

また、支持体１３ａ〜１３Ｃは、複数個のベアリングボ
ールを固定枠１の中心軸線Ｏ方向に配置しているので、
２前枠２は中心軸線の振れもなく支持される。さらに、
２前枠２の支持は、支持体１３８〜１３Ｃのみによって
行なわれているので、２前枠２および固定枠１は、その
直線溝１ａ〜１ｃおよび２ａ〜２Ｃのみを高精度に加工
しておけば、２前枠２を固定枠１に対して精度よく位置
決めすることができる。

切欠孔１ｄは、第４図に示すように、固定Ｐ？！１の上
部中程の位置にスライド板３に対向して穿設される。す
なわち、固定枠１の上周面の中程を中心軸線Ｏに直交す
る向きに切り裂いて平面部を形成し、その平面部の中央
部に軸方向に長い長方形状の貫通孔からなる切欠孔１ｄ
を穿設しである。

したがって、切欠孔１ｄの軸方向の両側には平面部１ｄ
ｏが形成され、この平面部１ｄｏは振動体１２を支持し
たホルダ８の取付部となっている。

振動体１２は、屈曲振動子１１と縦振動子４とで構成さ
れている。屈曲振動子１１は、切欠孔１ｄ内に余裕をも
って配置される大きさの比較的厚みのある矩形の弾性体
５と、この弾性体５よりも短い長さで厚みの薄い矩形状
の圧電体６とよりなり、圧電体６を弾性体５の上面にエ
ポキシ系の接着剤で固着して構成されている。そして、
この屈曲振動子１１の圧電体５には、その板厚方向に駆
動用の高周波電圧が印加されるようになっていて、本実
施例の場合には１次の屈曲共振を発生するようになって
いる。この屈曲振動の２つの節の部分で圧電体６の固着
していない弾性体５の下面に、積層圧電体で矩形柱状に
形成される積層板の厚み方向に縦振動する縦振動子４が
屈曲振動子１１の板厚方向に縦振動をするように固着さ
れている。

また、屈曲振動子１１には、その節の位置で屈曲振動子
１１の板幅方向の外側方向に向けてそれぞれ延びる４本
の円柱状の支持ピン７が弾性体５に固着されていて、そ
のピン７の中程には円周方向にホルダ取付用溝部７ａが
設けられている。

このように構成された振動体１２は、断面がチャンネル
状をなし、振動体１２を上方から覆う形状に形成された
ホルダ８に下方から収納されて保持される。すなわち、
ホルダ８は、弾性薄板を折り曲げて形成されていて、そ
の雨垂下壁の支持ピン７に対応する位置には、下方が開
放されだ円孔状の受部８ａが設けられており、その受部
８ａの下方開放部は、ホルダ取付用溝部７ａの径よりも
若干小径の幅を有する切欠で形成されている。また、こ
のホルダ８の雨垂下壁の中程には、外方に折り曲げられ
て、それぞれ水平に延び出した取付固定部８ｂが設けら
れており、その取付固定部８ｂには固定用ビス］０がそ
れぞれ貫通する開孔８Ｃが穿設されている。

振動体１２は、ホルダ８に対して、その支持ピン７のホ
ルダ取付用溝部７ａを受部８ａにゆるく嵌合することに
よりホルダ８内に振動自在に収納され、しかるのち、ホ
ルダ８の開孔８ｃに固定用ビス１０を皿ばね９を介して
貫通させ、固定用ビス１０を固定枠１の平面部１ｄｏに
螺設されたねじ孔１ｅに螺着させることにより、振動体
１２は固定枠１の切欠孔１ｄ内に配設される。この配設
された振動体１２は、その縦振動子４の下端面が２解枠
２に固定されたスライド板３の上側平面に圧接される。

このように構成された超音波モータの動作原理は、本出
願人が先に提案した特願平１−１９５７６７号のものと
同じで、屈曲振動と縦振動の位相差を９０°にすること
で２解枠２を、その中心軸線Ｏ方向に進退移動するよう
な楕円振動を縦振動子４の端面に発生させる。２つの縦
振動子４は、振動の位相が１８０”異なって振動するよ
うに構成されているので、屈曲振動による節まわりの振
り子振動の一方向の動作のみを２解枠２のスライド板３
に作用させる。したがって、これによって２解枠２は中
心軸線Ｏ方向に進退移動することになる。

次に、第１図を参照して第１実施例の電気回路の構成を
説明する。図において、５２゜、５２３はそれぞれ第２
図の振動体８０．８１に対応するリニア型超音波モータ
、５１２，５１３は超音波モータ５２□、５２３により
駆動され枠の動きを検出するエンコーダである。エンコ
ーダ５１□。

５１３は、等間隔に目盛りを位相をずらして２列に書込
んだスケールと、その読取部とからなり、スケール上に
は基準値となる終端位置を示すもう１列の目盛りも書込
まれている。この場合、上記スケールは固定枠１に、ま
た上記読取部は２解枠７６および３解枠７７にそれぞれ
配設されている。

そして、スケールに対して読取部が移動すると、目盛り
の通過位置でパルスを発生し、出力するようになってい
る。

５３２．５３３は方向検出回路であり、エンコーダ５１
２，５１３が発生する位相の異なる２系列のパルスの位
相反転から移動方向を検出する。

５５２．５５３は終端位置からのエンコーダパルスをカ
ウントするアップダウンカウンタ、５４は演算制御部５
７からの駆動制御信号に基づいて振動体８０．８１によ
り構成された超音波モータ５２２．５２３を駆動する駆
動回路、５９は駆動回路５４の発生パルスを超音波モー
タ５２２゜５２３のいずれか一方に切換える切換回路で
ある。

駆動回路５４および切換回路５９を第７図に示す。なお
、駆動回路５４は、たとえば特願平１３３７０２４号の
第３実施例と同様であるので詳細は省略する。また、切
換回路５９は、第７図に示されるような例えばフォトモ
スリレーＰＭ１２゜ＰＭ１３．ＰＭ２２．ＰＭ２３であ
り、演算制御部５７からの制御信号により開閉される。

５６は後述する演算制御に必要なプログラムおよび各種
メモリデータを供給するＲＯＭ、５８１；ＩｔＴＴＬ位
相差検出方式によるＡＦ（オートフォーカス）モジュー
ル、６０１はマニュアルでフォーカシングを行なう際の
フォーカシング操作入力部、６０□はＡＦ（オートフォ
ーカス）とＰＦ（パワーフォーカス）を切換えるＡＦ／
ＰＦ切換部である。５７は演算制御部で、アップダウン
カウンタ５５□、５５３の各出力、ＡＦモジュール５８
の出力、フォーカシング操作入力部６０１の出力、ＡＦ
／ＰＦ切換部６０２の出力を適宜取込み、超音波モータ
５２２．５２３を駆動するための駆動制御信号を駆動回
路５４へ出力する。

第３図は、第１実施例におけるズームレンズおよびカメ
ラの概観図である。すなわち、カメラボディ９１には、
半押しくファーストレリーズ）と全押しくセカンドレリ
ーズ）の信号が出力可能なレリーズボタン９２、画角を
決定するペンタプリズムを用いたファインダ９３、ファ
インダ９３へ光路を導くクイックリターン式のメインミ
ラー９４、メインミラー９４に取着され中央部の光をボ
ディ底部のＡＦモジュール５８へ導くサブミラー９５、
およびＡＦモジュール５８が配設されている。また、レ
ンズ９６側には、マニュアルフォーカシング（パワーフ
ォーカシング）時に操作する半押しと全押しの信号が出
力可能なフォーカシング操作入力部６０１、およびＡＦ
／ＰＦ切換部６０２を備えている。

次に、第８図に示したフローチャートに基づいて、第１
実施例によるカメラのパワーフォーカシングについて説
明する。まず、フォーカシング操作人力部６０、のボタ
ンを押すと、パワーフォーカシングモードに入る。次に
、第２群レンズ７２の初期位置を読込む（Ｆｌ）。そし
て、操作されたボタンが繰込ボタンか繰出ボタンか、ま
た押し方が低速動作に対応した半押しなのか、全押しな
のかを判断し、方向と第２群レンズ７２の移動距離を出
力する（Ｆ２〜Ｆ８）。なお、移動距離は、低速のとき
１回の駆動でレンズ群移動による像変化が少ないよう、
あらかじめ定められた一定量δ、高速のとき３・δとす
る。この値をステップＦ１で読出した第２群レンズ７２
の位置に加えて、目的位置を出力する（Ｆ９）　この第
２群レンズ７２の目的位置に対応する第３群レンズ７３
の位置を、後述する式により算出する（Ｆ　１０）。以
上で、今回の動作のための第２群レンズ７２および第３
群レンズ７３の位置が出力されたことになる。

次に、フォトモスリレーＰＭ１２．ＰＭ２２をオンしく
Ｆｌｌ）、演算制御部５７の司令によって駆動回路５４
が駆動信号を出力することにより、第２群レンズ７２の
駆動を開始する（Ｆ　１２）。

第２群レンズ７２の位置を演算制御部５７が繰返し読出
して、第２群レンズ７２が目的位置まで駆動されたか否
かを判断しくＦｌ３）、達したときに駆動信号を停止さ
せることにより、第２群レンズ７２の駆動が停止する（
Ｆｌ４）。第２群レンズ７２の駆動停止後にフォトモス
リレーＰＭ１２゜ＰＭ２２をオフし、第２群レンズ７２
の１回の駆動は終了する（Ｆ　１５）。

第２群レンズ７２と全く同様に、第３群レンズ７３も駆
動される（Ｆ１６〜Ｆ２０）。その後、フォーカシング
操作が終了しているか否かを判断しくＦ２１）、終了し
ていなければステップＦ２へ戻り、終了していればパワ
ーフォーカシングモードを終了する。

ここで、算出された第２群レンズ７２の目的位置に対応
する第３群レンズ７３の目的位置を出力する方法を説明
する。本実施例では、数式により近似的に第３群レンズ
７３の目的位置を求めることにしている。第９図に示す
ような第２群レンズ７２と第３群レンズ７３の移動量の
関係を示す曲線も、近似的にはいくつかの線分をつなぎ
合わせたものと見なせる。そこで、第２群レンズ７２の
位置により係数ａとｂを複数個記憶しており、第３群レ
ンズ７３の目的位置Ｘ３１を Ｘ３１−　ａ　Ｘ２１＋　ｂ により算出する。

この方法により、実用上充分な精度で容易に第３群レン
ズ７３の目的位置が算出可能である。ここで、Ｘ２１は
第２群レンズ７２の目的位置である。

上述した手順で駆動をすれば、低速駆動の場合は、第６
図のグラフ上では、まず第２群レンズ７２が点ＦＰ２１
から一定量δだけ駆動されて点Ｆ　Ｐ　２１４１に移動
し、次に第３群レンズ７３が点ＦＰ３！から点Ｆ　Ｐ　
３ｉ＋Ｉに移動し、Ｆ　Ｐ　２＋＋１がＦ　Ｐ　２ｉ＋
２へ、Ｆ　Ｐ　３ｉ＋ＩがＦＰ３＋＋２へと順次、第２
群レンズ７２の一定量移動と、第３群レンズ７３の第２
群レンズ７２の位置に対応した位置への移動が繰り返さ
れ、操作が停止した時点でのＦＰ２ｊとＦＰ３ｊに示さ
れる位置で停止することになる。

第１０図に第１実施例および従来のカム筒を用いて第２
群レンズ７２および第３群レンズ７３を駆動した場合の
駆動電流波形をそれぞれ実線と破線で示す。本実施例は
、その構成上カム筒を用いる場合に比べ、機械的なパワ
ーロスやカム筒などの質量に起因する負荷が少なく、加
えて動かすべきレンズ質量を時分割して駆動しているた
め、加速時のピーク電流が時分割を行なわないときに比
べて大幅に低下することがわかる。したがって、特に電
源にダメージを与える大電流を低減でき、電源に対する
負担が軽減されるという効果がある。

また、第１実施例においては、複数個あるリニア型超音
波モータを駆動する駆動回路は１個で済み、回路規模が
小さくて済む。加えて、レンズ群を独立駆動しているに
もかかわらず、たとえ移動範囲が重なる構成であっても
、レンズ群が力学的に相互干渉するおそれがない。さら
に、ファインダを見ながらの操作も不快なぼけを生じず
、複数レンズ群の時分割的な駆動がＴＴＬ方式のカメラ
のパワーフォーカシングやズーミングに利用可能ならし
める顕著な効果を生じせしめる。

なお、第１実施例のＡＦ動作についても、公知の方法で
出力されたレンズ群繰出量に基づき、パワーフォーカシ
ングと同様に所定位置までレンズ群の時分割的な駆動を
行なう。したがって、上記の効果を持つことは言うまで
もない。

次に、第２実施例について説明する。本実施例は、第］
実施例とほぼ同一の構成であるが、第２群レンズ７２を
一定量動かして、その停止位置に対する第３群レンズ７
３の位置を計算により算出して交互に駆動していた第１
実施例とは異なり、あらかしめ第２群レンズ７２および
第３群レンズ７３の位置が、充分に細かい様々な焦点状
態に対して、組でＲＯＭ５６に記憶されており、隣り合
う焦点状態の第２群レンズ７２および第３群レンズ７３
の位置の組を順に参照し、駆動することにより行なって
パワーフォーカシングを行なっている。

すなわち、第６図に示したＦＰ２ｉとＦ　Ｐ　３　ｉ　
ｓＦ　Ｐ　２ｉ＋ＩとＦ　Ｐ　３ｉ＋ｌ・・・の点に相
当する値か組で記憶されており、第８図のステップＦＱ
、Ｆ１０の式による算出がＲＯＭ５６の参照に変わり、
また高速駆動時は例えば隣り合う２点をスキップし、（
Ｆ　Ｐ　２１．　　Ｆ　Ｐ　３ｉ）から（Ｆ　Ｐ　２ｉ
＋３．　　Ｆ　Ｐ　３ｉ＋３）という具合に、目的位置
となる値を飛び飛びに選択すればよい。

第１１図に第２実施例のパワーフォーカシングのフロー
チャートを示す。ステップＦ３　　Ｆ６て高速または低
速の判断をした後、データのスキップ数を決定する。こ
の場合、「１」は焦点位置が繰出方向に変わる隣りの点
を目的位置として取込むことを示し、「３」は２つ飛ば
して３つ目の点を取込むことを示す。なお、マイナス（
−）は繰込方向である。上記データスキップ数に基づき
、ステップＦ９’　において第２群レンズ７２および３
群レンズ７３の目的位置データの組をＲＯＭ５６から読
込む。その他は第１実施例と同一であリ、同一符号を付
した。

第２実施例においては、演算が少なくなるため演算制御
部５７の処理速度か向上し、また目標位置の間隔を像の
悪化しやすさの度合いによって絶対距離に応じて変化さ
せることも容品であるため、操作中の像の悪化がより効
果的におさえられるという効果を併せもっている。

次に、第３実施例について説明する。第１４図は、第３
実施例のズームレンズの各レンズ群の動きを示す図であ
る。第１４図に示すように、ズーミングによってワイド
からテレ側に焦点距離を変えると、第１群レンズ、第２
群レンズ、第３群レンズはそれぞれ異なった移動量で焦
点面に対し縁り出される（図中の実線はフォーカシング
が無限遠のときの各レンズの最終面の位置を示す）。さ
らに、ワイド、スタンダード、テレのフォーカシング時
には、第１群レンズおよび第２群レンズが第１４図の破
線のように無限から至近に繰り出され、それぞれの焦点
距離によってフォーカシング繰り出し量が異なっている
。このようなレンズの動きをするズームレンズは、従来
からあるカムなどを使った枠構成で作ることは困難であ
る。

そこで、第３実施例では、第１２図に示すような枠構成
をとっている。すなわち、第１群レンズ１０１、第２群
レンズ１０２、第１群レンズ１０１は、それぞれ１溝枠
１０４．２溝枠１０５．３溝枠１０６に固定保持されて
いる。１溝枠１０４．２溝枠１０５．３溝枠１０６は、
固定枠１０７の内側に光軸方向にのみ移動可能なように
、固定枠１０７の内周部および１溝枠１０４の内周部に
配置されたベアリング１０８，１０９゜１１０にそれぞ
れガイドされ、かつ各ベアリングの光軸に対しほぼ対称
な位置で１溝枠１０４に配設された振動体１１１，１１
２，１１３によってベアリング方向に押圧されている。

したがって、１溝枠１０４．２溝枠１０５．３溝枠１０
６は、各ベアリング１０８，１０９，１１０と各振動体
１１１．１１２，１１３によって固定枠１０７に対し、
光軸方向の位置および光軸中心に対するずれが生ずるこ
とがなく、しかも、がたなく位置決めされている。

なお、振動体の取付は部の詳細およびリニア型超音波モ
ータの動作については、第１一実施例の説明と同様であ
るので省略する。

次に、第１５図を参照して第３実施例の電気回路の構成
を説明する。図において、５２１〜５２３はそれぞれ第
１２図の振動体１１１〜１１３に対応するリニア型超音
波モータ、５１１〜５］３は超音波モータ５２□〜５２
３により駆動され枠の動きを検出するエンコーダである
。エンコーダ５１．〜５１３は、等間隔に目盛りを位相
をずらして２列に書込んだスケールと、その読取部とか
らなり、スケール上には基準値となる終端位置を示すも
う１列の目盛りも書込まれている。

この場合、上記スケールは固定枠０７１に、また上記読
取部は１溝枠１０４ないし３溝枠１０６にそれぞれ配設
されている。そして、スケールに対して読取部が移動す
ると、目盛りの通過位置でパルスを発生し、出力するよ
うになっている。

５３１〜５３３は方向検出回路であり、エンコダ５１１
〜５１３が発生する位相の異なる２系列のパルスの位相
反転から移動方向を検出する。

５５、〜５５３は終端位置からのエンコーダパルスをカ
ウントするアップダウンカウンタ、５４は演算制御部５
７からの駆動制御信号に基づいて振動体１１１〜１１３
により構成された超音波モータ５２１〜５２３を駆動す
る駆動回路、５９は駆動回路５４の発生パルスを超音波
モータ５２１〜５２３のいずれか一方に切換える切換回
路である。

なお、駆動回路５４、ＲＯＭ５６、演算制御部５７、お
よび切換回路５９は、第１実施例とほぼ同様であるので
、説明は省略する。

５８はＴＴＬ位柑差検出方式によるＡＦモジュール、６
０１はマニュアルでフォーカシングを行なうためのボタ
ンによるフォーカシング操作入力部、６０３はズーミン
グを行うためのボタンによるズーミング操作入力部であ
る。

第１３図は、第３実施例におけるズームレンズおよびカ
メラの概観図である。すなわち、カメラボディ９１には
、半押しくファーストレリーズ）と全押しくセカンドレ
リーズ）の信号が出力可能なレリーズボタン９２、画角
を決定するペンタプリズムを用いたファインダ９３、フ
ァインダ９３へ光路を導くクイックリターン式のメイン
ミラー９４、メインミラー９４に取着され中央部の光を
ボディ底部のＡＦモジュール５８へ導くサブミラー９５
、およびＡＦモジュール５８が配設されている。また、
レンズ９６側には、マニュアルフォーカシング（パワー
フォーカシング）時に操作する半押しと全押しの信号が
出力可能なフォーカシング操作入力部６０１、およびズ
ーミング操作入力部６０３を備えている。

次に、第１６図に示したフローチャートに基づいて、第
３実施例によるズーミング操作について説明する。本実
施例ではフォトモスリレーの操作は簡単のため省略する
が、第１および第２実施例と同様である。まず、ズーミ
ング操作入力部６０３を操作すると、前回の操作停止時
に記憶されたズーム状態を示す整数ｉとフォーカス状態
を示す整数ｋを読出す（ＦＩＯＩ）。次に、ズーミング
操作入力部６０３のテレボタンが押されているときは、
ｉ　　＝ｉ＋１となる（Ｆ　１０２）。ズーミング操作
入力部６０３のワイドボタンが押されているときは、ｉ
’−１−１となるが、その後の動作は同様のため、テレ
ボタンが押されているものとして以下説明する。

ＲＯＭ５６には、あらかじめ各レンズ群の初期位置（ワ
イド、無限遠位置）からのズーミングによる繰出量（距
離、無限遠）Ｐｌｉ−Ｐ３１、そのズーミング状態にお
けるＰＩ、１−Ｐ３ｉからのフォーカシングによる繰出
量Ｑｌｉ（ｋ）〜Ｑ３［（ｋ）がそれぞれ記憶されてい
る（第１７図、第１８図参照）。

この値を、上記ズーミング状態ｉ′　フォーカス状態ｋ
に基づいて読出す。そして、この読出した値から、目的
位置に相当する値をＰ’　１！’　（ｋ）　−ｐＨ’　
　＋Ｑ１１’　　（ｋ）　　　Ｐ’　２１’　　（ｋ）
　−Ｐ２１’　　＋０２１’　（ｋ）　　Ｐ’　３ｉ’
　（ｋ）　−Ｐ３ｉ’　＋Ｑ３１’　（ｋ）によりそれ
ぞれ算出する（Ｆ　１０３）。

次に、第１群レンズ１０１の駆動を開始しくＦ　１０４
）　、Ｐ’　１１’　（ｋ）まで移動したか否かをカウ
ンタ５５．の出力を読むことにより判断しくＦ　１０５
）　、Ｐ’　Ｉ＋’　（ｋ）まで達したら第１群レンズ
１０１の駆動を停止させる（Ｆ２Ｏ３）。

同様に、第２群レンズ１０２、第３群レンズ１０３を移
動しくＦ１０７〜Ｆ１１２）、ズーム操作が引続き行な
われているか否かを判断する（Ｆ　１１３）。引続きテ
レボタンが押されていれば、ｉ′の値を１つ上げてステ
ップＦ１０３へ戻り、終了していればｉ′の値を最終ズ
ーム状態を示す値としてメモリに書込み（Ｆ１１５）、
動作を終了する。

第１７図および第１８図に示すように、Ｐｌｆ〜ｐａｔ
、Ｑｌｌ（ｋ）〜Ｑ３１（ｋ）は、上記したような操作
中の不快感を伴わない程度の分解能で設定されているた
め、第１実施例で述べたような電流の低減や回路の簡単
化を達成した上で、ファインダを覗きながら不快感を伴
わないズーミング操作が行なえる。

次に、マニュアルで行なうフォーカシング動作について
、第１９図に示すフローチャートを参照しながら説明す
る。フォーカシングは、電動でマニュアルフォーカシン
グを行なう、いわゆるパワーフォーカシングである。パ
ワーフォーカシングについてもズーミングとほぼ同じで
、フォーカシング操作入力部６０．のボタンを押すと、
ズーム状態１とフォーカス状態ｋを読出しくＦ１２１）
繰出しボタンを押しているときはに’　−に＋１としく
ｐ１２２）、繰込みボタンを押しているときはに’−に
−１とする。以下、ズーミングと同様に目的位置を算出
し、第１群レンズ１０１の駆動、第２群レンズ１０２の
駆動を交互に行ない、フォーカス操作が終了したら最終
のフォーカス状態を書込んで終了する（Ｆ１２３〜Ｆ１
３２）。繰出時の動作の一例を第２０図に示す。

以上に加えて、本実施例でのオートフォーカス動作につ
いて、第２１図に示すフローチャートを参照しながら説
明する。まず、レリーズボタン９２を半押しすると、焦
点検出動作を開始しくＦ１４１）、その出力からデフォ
ーカス量を演算する（Ｆ　１４２）。次に、前回の動作
で記憶されている初期ズーム状態を表す数ｉとフォーカ
ス状態を表す数ｋを読出しくＦ１４３）、この値に対応
した繰出量変換係数Ｋをメモリから読出し、たとえば△
ｘ−に−ｄ（△Ｘ：繰出量、ｄ：デフォーカスｊｉ）の
方法で、第１群レンズ１０１および第２群レンズ１０２
の繰出量を算出する（Ｆ１４４）。そして、第１群レン
ズ１０１および第２群レンズ１０２を、上記繰出量から
求めた最終位置までパワーフォーカスと同様に繰出しく
Ｆ１４５〜Ｆ１５３）　　再度焦点検出して（Ｆ　１５
４）　　合焦していれば（Ｆ　１５５）ズーム状態およ
びフォーカス状態を記憶して終了しくＦ１５６）　　未
合焦であれば再度ステップＦ１４２へ戻る。

以上のように、第３実施例においては、ズーム状態数、
フォーカス状態数を定め、その値に対応した各レンズ群
の存在すべき位置を２次元的に記憶しているため、各レ
ンズ群の動きが複雑なズームレンズにおいても、容易に
任意の状態からのズーミングおよびパワーフォーカスに
対応でき、第２実施例で述べた効果を持つレンズおよび
カメラを実現できる。

次に、第４実施例について説明する。本実施例の構成は
、はぼ第３実施例と同様であるが、フォーカシング操作
入力部６０１およびズーミング操作入力部６０３のボタ
ンが２段スイッチになっており、また電気回路が第２２
図に示すように、駆動回路および切換回路が５４１．５
４□と５９゜５９□とそれぞれ２個ずつで構成され、切
換回路も第２２図に示すようにやや複雑なところが異な
っている。

まず、フォーカシングおよびズーミングについて説明す
る。これらの操作は大まかに速く操作する場合と、細か
くゆっくりと操作する場合がある。

本実施例では、レンズを速く移動したい場合、すなわち
、操作ボタンを２段目まで押し込んだ場合は、第１６図
のステップＦ１０２．Ｆ１１４や第１９図のステップＦ
１２２．Ｆ１３１において、プラスしている数を「１」
でなく、たとえば「３」に変更する。これによって、よ
り速い動作も可能になる。

次に、レンズの移動方法について説明する。第２実施例
のように、駆動回路を１っで順次切換え駆動していくと
、加速と停止が交互に繰返され、ボディやレンズが振動
を伴うことがある。このとき、たとえば駆動回路５４．
で第１群レンズ１０１を駆動し終わり、次に第２群レン
ズ１０２を駆動しようとする場合、第１群レンズ１０１
の停止と同時に第２群レンズ１０２の駆動を開始すれば
、加速と減速により生じるショックが打ち消し合って振
動が軽減される。このため、第１群レンズ１０１の停止
の前に第２群レンズ１０２のモータ５２２に駆動回路５
４２を接続しておき、駆動回路５４□の停止信号に引続
き駆動回路５４２に駆動開始信号を与えるようにする。

本実施例は、駆動回路が２組必要となるが、被駆動レン
ズ群がいくつあっても２組の駆動回路で済み、駆動時の
振動を抑えるという効果を合わせ持っている。

なお、本実施例のフォーカシング操作入力部およびズー
ミング操作入力部は、たとえば特開昭６Ｂ−１７７１１
８号に示されるような電子ダイヤルを用いて駆動速度の
変化を多段階にすると、より効果的である。

［発明の効果コ 以上詳述したように本発明のレンズ駆動装置によれば、
従来のようなカム筒を用いない構造上、変曲点を持つよ
うな複雑なレンズの動きも可能で、かつ、小型なレンズ
が実現できる。また、カム筒のカム満てレンズ群相互位
置を保障する方法では不可能な複数レンズ群の時間的な
分割駆動により、レンズ駆動時の電流低減が可能で、駆
動回路も１個または２個と少なく抑えられる。さらに、
レンズの駆動中に位置関係のくずれが少なく、ＴＴＬカ
メラのズーミングやフォーカシングにも利用可能であり
、レンズ群の力学的相互干渉のおそれがないという顕著
な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１０図は本発明の第１実施例を説明する
ためのもので、第１図は電気回路を示すブロック図、第
２図はレンズ構成および枠構成を示すズームレンズの断
面図、第３図はズームレンズおよびカメラの概観図、第
４図および第５図はリニア型超音波モータの詳細を示す
構成図、第６図は無限遠を基準にしたピント位置に対す
る各レンズ群の移動量を示すグラフ、第７図は駆動回路
および切換回路を詳細に示す構成図、第８図はパワーフ
ォーカシング動作を説明するフローチャート、第９図は
第２群レンズの移動量に対する第３群レンズの移動量を
示すグラフ、第１０図はレンズ群の駆動電流特性を示す
グラフ、第１１図は本発明の第２実施例のパワーフォー
カシング動作を説明するフローチャート、第１２図ない
し第２１図は本発明の第３実施例を説明するためのもの
で、第１２図はレンズ構成および枠構成を示すズームレ
ンズの断面図、第１３図はズームレンズおよびカメラの
概観図、第１４図は焦点距離に対する各レンズ群の位置
を示す図、第１５図は電気回路を示すブロック図、第１
６図はズーミング動作を説明するフローチャート、第１
７図はズーム状態に対する各レンズ群の繰出し量を示す
グラフ、第１８図はズーム状態に対するフォーカス繰出
し量を示すグラフ、第１９図はマニュアルで行なうノく
ワーフォーカシング動作を説明するフローチャート、第
２０図はフォーカス状態に対するフォーカス繰出し量を
示すグラフ、第２１図はオートフォーカス動作を説明す
るフローチャート、第２２図は本発明の第４実施例にお
ける駆動回路および切換回路を詳細に示す構成図である
。 ５１１〜５１３・・・エンコーダ、５２１〜５２３・・
・リニア型超音波モータ、５３１〜５３３・・・方向検
出回路、５４・・・駆動回路、５５、〜５５３・・・ア
ップダウンカウンタ、５６・・・ＲＯＭ、５７・・・演
算制御部、５８・・・ＡＦモジュール、５９・・・切換
回路、６０、・・・フォーカシング操作入力部、６０２
・・・ＡＦ／ＰＦ切換部、６０３・・・ズーミング操作
入力部、７１・・・第１群レンズ、７２・・・第２群レ
ンズ、７３・・・第３群レンズ、７４・・・第４群レン
ズ、７５・・・固定枠、７６・・・２群枠、７７・・・
３群枠、７８．７９・・・ベアリング、８０．８１・・
・振動体、９２・・・レリーズボタン。 第２図 第１図 第３図 １３ｂ （Ａ） （Ｂ） 第 図 第 図 第 図 第 図 （ｂ） う 駆動開始 時間 第 各レンズの位置 第１４ 図 図（ｂ） 第１６ 図（ａ） 第 １６図 （ｂ） 第１７図 第１９ 図（ａ） 第２０図 第１９図（ｂ） 第２１ 図（ａ） Ｆ１４９ Ｆ１５６ 第２１ 図（ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光軸方向に移動可能な複数のレンズ群と、 この複数のレンズ群をそれぞれ駆動する複数の駆動手段
   と、 この駆動手段を駆動するための駆動信号を発生する駆動
   制御手段と、 この駆動制御手段から発生する駆動信号を前記複数の駆
   動手段のいずれかに切換えて伝達する切換手段と、 前記複数のレンズ群のそれぞれの駆動目標位置を出力す
   る駆動目標位置出力手段と、 前記複数のレンズ群のそれぞれを順次微小量駆動させる
   ために、前記切換手段の切換動作を制御する制御信号を
   出力する第１制御手段と、 前記微小量駆動を繰返し前記複数のレンズ群のそれぞれ
   が前記駆動目標位置に到達するまで、前記制御信号を繰
   返し出力させる第２制御手段とを具備したことを特徴と
   するレンズ駆動装置。