JPH07109468B2

JPH07109468B2 - 可変焦点カメラ

Info

Publication number: JPH07109468B2
Application number: JP62123137A
Authority: JP
Inventors: 知章田村
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1987-05-20
Filing date: 1987-05-20
Publication date: 1995-11-22
Anticipated expiration: 2010-11-22
Also published as: JPS63287834A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、光学系を切換えることにより複数の焦点距離
を有する可変焦点カメラに関する。

（発明の背景）従来、光学系を切換えることにより複数の焦点距離を有
する可変焦点カメラは種々提案されている。しかし、そ
れらの変倍方式は、主光学系が光軸に沿って移動したあ
とに副光学系（コンバージョンレンズ）を挿入する方式
である。

（発明が解決しようとする問題点）上述の副光学系（コンバージョンレンズ）を光軸に挿入
する変倍方式の可変焦点カメラにおいては、副光学系を
挿入する機構が必要である。又、その機構は、副光学系
を正確に光軸上に挿入せねばならないため、機構が複雑
となり、又、製造工程における光軸合せ調整も難しいと
いう問題点がある。更に副光学系を挿入すると、レンズ
のＦ値（明るさを示す値）が大幅に大きくなり、レンズ
が暗くなってしまうという問題点がある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的
は、副光学系が不要で、機構が簡単で、製造工程におけ
る光軸合せ調整も容易で、各焦点でのレンズのＦ値があ
まり変化しない可変焦点カメラを提供することにある。
又、本発明の別の目的は、カメラ製品検査時の諸調整が
容易な可変焦点カメラを提供することにある。

（問題点を解決するための手段）上記問題点を解決する本発明は、複数のレンズを光軸上
に沿って移動させることにより複数の焦点距離に切換可
能な可変焦点カメラであって、固定胴と、該固定胴に回
動可能に支持されたカム胴と、前記複数のレンズを保持
する移動レンズ枠とを備え、前記固定胴と前記カム胴の
どちらか一方に、焦点距離を切り換えるため移動領域、
及び該移動領域の両端に連設され、反移動領域方向の端
部が無限焦点である２つのフォーカシング領域よりな
り、更に、前記移動レンズ枠が係合するカム溝を刻設
し、他方に、前記移動レンズ枠を光軸に沿って平行に案
内する直進ガイド手段を設け、前記カム胴を回動させる
ことにより変倍とフォーカシングを行うようにしたこと
を特徴とするものである。

（作用）本発明の可変焦点カメラにおいて、カム胴を、固定胴に
対して回動させることにより、カム溝に係合し、移動レ
ンズを保持する移動レンズ枠が直進ガイド手段により光
軸方向に沿って平行に移動し、変倍とフォーカシングが
なされる。

（実施例）次に本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の実施例を示す斜視図である。図中、１
はカメラ本体に固設される固定胴、２は固定胴１に回動
可能に支持されたカム胴である。カム胴２には第１群レ
ンズ移動用カム溝３及び第３群レンズ移動用カム溝４が
それぞれ１対ずつ刻設されている。固定胴１内には２焦
点レンズ５が配設されており、そのレンズ配置を第２図
及び第３図に示す。

本実施例における２焦点レンズ５は第１群レンズ5a、第
２群レンズ5b、第３群レンズ5c及びマスタ系レンズ5eよ
り成る。第２図は望遠（テレ）側のレンズ配置であり、
フォーカシングは第１群レンズ5aを光軸に沿って移動さ
せることにより行われる。又、第３図は広角（ワイド）
側のレンズ配置で、望遠側を示す第２図の状態より、移
動レンズである第１群レンズ5aと第３群レンズ5cとが光
軸に沿ってカメラ本体方向に移動している。このレンズ
配置においても、フォーカシングは第１群レンズ5aのみ
が光軸に沿って移動することにより行われる。又、第３
群レンズ5cとマスタ系レンズ5eの間には、絞り機構６が
配設されている。

第１図に戻って説明を続ける。固定胴１はカム胴２を回
動自在に支持する本体部1aと、第２群レンズ5bを保持す
る第２群レンズ固定胴部1bと、マスタ系レンズ5eを保持
するマスタ系レンズ固定胴部1cとより成る。直進ガイド
手段として、本体部1aの図面上の左側部及び右側部に
は、光軸方向に延出する第１群レンズ移動用直進案内溝
1dと、図面上の上部及び下部には、光軸と平行に延出す
る第３群レンズ移動用直進案内溝1eとが穿設されてい
る。第１群レンズ5aは移動レンズ枠である第１群レンズ
用枠７に保持され、該第１群レンズ用枠７は固定胴１の
本体部1aに嵌入している。そして、第１群レンズ用枠７
には摩擦係数の小さなカムピン7aが設けてあり、該カム
ピン7aは第１群レンズ移動用直進案内溝1d及び第１群レ
ンズ移動用カム溝３に係合している。第３群レンズ5c
は、移動レンズ枠である第３群レンズ用枠８に保持さ
れ、該第３群レンズ用枠８は第２群レンズ固定胴部1b内
に配設される。第２群レンズ固定胴部1bの図面上の上部
及び下部には、第３群レンズ用通し溝1fが穿設され、前
述の第３群レンズ用枠８の支持部8aが第３群レンズ用通
し溝1fを挿通し、更に、支持部8aに設けられた摩擦係数
の小さなカムピン8bが第３群レンズ移動用直進案内溝1e
及び第３群レンズ移動用カム溝４に係合している。又、
カム胴２の基部には円周方向にラックが刻設されたカム
胴ギヤ部2aが設けてある。９はカム胴駆動用のDCモータ
で、該カム胴駆動用のモータ９の出力軸9aのピニオン9b
と、前記カム胴ギヤ部2aとに噛合する減速歯車列10を介
して、モータ９の回動出力は、カム胴２に伝達され、カ
ム胴２は回動するようになっている。カム胴２のカム胴
ギヤ部2a近傍の固定胴１には所定のプリントパターンが
設けられたエンコーダ基板11が固着されている。そし
て、カム胴２には突起2bが突設され、該突起2bにはエン
コーダ基板11に摺接するブラシ12が取付けてある。

次に、カム胴２の展開構成図を示す第４図を用いて、第
１群レンズ移動用カム溝３及び第３群レンズ移動用カム
溝４の説明をする。第１群レンズ移動用カム溝３はワイ
ド・フォーカシング部3a、該ワイド・フォーカシング部
3aに連設される変倍部3b及び該変倍部3bに連設されるテ
レ・フォーカシング部3cの３つの部分よりなる。同様に
第３群レンズ移動用カム溝４も、ワイド・フォーカシン
グ部4a、該ワイド・フォーカシング部4aに連設される変
倍部4b及び該変倍部に連設されるテレ・フォーカシング
部4cの３つの部分よりなる。そして、第１群レンズ移動
用カム溝３のワイド・フォーカシング部3aの端部Ａがワ
イド側における無限焦点、テレ・フォーカシング部3cの
端部Ｂがテレ側における無限焦点となっている。カム胴
２が回動することにより、第１群レンズ移動用カム溝３
に案内されて、第１群レンズ移動用カム溝３に係合する
カムピン7aを有する第１群レンズ用枠７（第１群レンズ
5a）が光軸方向（矢印にて示す）に移動する。又、第３
群レンズ移動用カム溝４に案内されて、第３群レンズ移
動用カム溝４に係合するカムピン8bを有する第３群レン
ズ用枠８（第３群レンズ5c）も光軸方向に移動する。こ
こで、第１群レンズ移動用カム溝３の変倍部3bと第３群
レンズ移動用カム溝４の変倍部4bとは、光軸に対して傾
斜しており、その傾きはカム胴２が回動することによ
り、第１群レンズ5aと第３群レンズ5cとを光軸方向に望
遠のレンズ配置から広角のレンズ配置（又はその逆）へ
所定量移動するように選ばれている。又、第１群レンズ
移動用カム溝３のワイド・フォーカシング部3aとテレ・
フォーカシング部3cとは、光軸方向に対して傾斜してお
り、その傾きは第１群レンズ5aが各レンズ配置におい
て、フォーカシングをするのに必要な量を移動するよう
に選ばれている。更に、第３群レンズ移動用カム溝４の
ワイド・フォーカシング部4aとテレ・フォーカシング部
4cとは、第４図において、カム胴２の回動方向と平行に
なっており、カム胴２が回動しても、第３群レンズ5cが
移動しないようになっている。このようにすることによ
り、カム胴２を回動し、ワイド・フォーカシング〜変倍
〜テレ・フォーカシングが連続して行えるようになって
いる。

次に、第５図乃至第７図を用いてカム胴の回動を検知す
る手段（エンコーダ）13の説明を行う。固定胴１に設け
られたエンコーダ基板11には第５図に示すように、４本
のライン状の導電性パターン11a、11b、11c及び11dが設
けられている。そして、これらのライン状のパターン11
a、11b、11c及び11d上を、４本の導電摺接枝12a、12b、
12c及び12dを有するブラシ12が、カム胴２の回動と共
に、ワイド・フォーカシング域から変倍域を介してテレ
・フォーカシング域へ摺接移動するようになっている。
更に、ブラシ12の摺接枝12a、12b、12c及び12dの基端部
は連結されている。エンコーダ基板11の各パターン11a,
11b,11c及び11dの一端部に端子Ｉ、II、III及びIVが設
けられ、それらの端子Ｉ、II、III及びIVは第６図に示
す回路に接続されている。端子Ｉは端子ａ、抵抗R_Iを介
してＶ（ｖ）の直流電源Ｂの陽極に接続されている。端
子IIは端子ｂ、抵抗R_IIを介しての直流電源Ｂの陽極に
接続されている。端子IIIは接地されている。端子IVは
端子ｃ、抵抗R_IIIを介しての直流電源Ｂの陽極に接続さ
れている。そして、直流電源Ｂの陰極は端子IIIと同様
に、接地されている。このような回路を接続すると、端
子ａ、ｂ及びｃでの出力は第７図のようになる。ワイド
・フォーカシング域とテレ・フォーカシング域での端子
ｃでの出力はパルスとなるが、これはエンコーダ基板11
のパターン11dがワイド・フォーカシング域とテレ・フ
ォーカシング域では、くし歯状部11e及び11fとなってい
るためである。本実施例では、ワイド・フォーカシング
域のくし歯状部11eとテレ・フォーカシング域のくし歯
状部11fとのピッチとくし歯の段数が異なっており、テ
レ・フォーカシング域の方がピッチが細く、又、くし歯
の段数も多くなっている。そして、エンコーダ13の端子
ａ、ｂ及びｃの出力を検出することによりカム胴２がど
の域にあるかが検知できるようになっている。

次に、本実施例の駆動回路を第８図を用いて説明する。
図において、13はカム胴２がどの域にあるかを検知する
エンコーダ、14は例えば位相差検出方式を用い、デフォ
ーカスの方向とデフォーカス量を検知する測距素子、15
はテレ／ワイドの倍率切換スイッチ、16はモータ電源、
17はエンコーダ13、測距素子14及び倍率切換スイッチ15
からの情報を取込んで、これらの情報に基づいてモータ
９を制御する制御回路である。この制御回路17は、各域
において、第９図に示すモータ９の制御を行う。（イ）
は変倍域でのモータ９の制御方法である。この時、モー
タ９は、定電圧により高速駆動される。（ロ）はワイド
・フォーカシング域でのモータ９の制御方法である。こ
の時、モータ９は、パルス電圧により低速駆動となる
が、前述の定電圧の駆動よりも位置決め精度が向上す
る。（ハ）は、テレ・フォーカシング域でのモータ９の
制御方法である。この時、モータ９は、ワイド・フォー
カシング域と同様にパルス電圧により低速駆動となる
が、望遠は広角よりも焦点深度が浅くなるので、デュー
ティレシオを（ロ）よりも更に小さくし、ワイド・フォ
ーカシング域より更に低速駆動とし、位置決めの精度が
更に向上するようにしている。

次に上記構成の作動を説明する。先ず、倍率切換スイッ
チ15を操作して、望遠又は広角に切換える。すると、制
御回路17はモータ９を定電圧駆動して、レンズ系がテレ
・フォーカシング域又はワイド・フォーカシング域にな
る迄カム胴２を回動させる。次に、被写体のデフォーカ
ス方向とデフォーカス量の情報が測距素子14より制御回
路へ取込まれる。制御回路17は、エンコーダ13からのカ
ム胴２の位置情報と前述の測距素子14からのデフォーカ
ス方向及びデフォーカス量の情報とにより、カム胴２を
どの方向にどれくらい回動すれば、レンズ系は合焦する
かを演算し、その演算結果に基づいてモータ９を前述の
パルス電圧により駆動させ、合焦位置迄カム胴２を回動
させる。

上記構成によれば、本実施例の多焦点カメラのレンズ系
は副光学系がないので、機構が簡単で、製造工程におけ
る光軸合せ調整も容易で、各焦点でのレンズのＦ値があ
まり変化しない。そして、カメラの製品検査時には、レ
ンズを無限焦点の状態にして、エンコーダ基板11の調
整、第１群レンズ5aの微調整を行うが、本実施例におい
ては、第１群レンズ移動用カム溝３の両端部をテレ側と
ワイド側の無限焦点としたことにより、第１群レンズ用
枠７のカムピン7aが第１群レンズ移動用カム溝３の端部
に当接した状態で無限焦点が実現でき、それらの調整が
精度よく簡単に行える。又、エンコーダ13、測距素子14
及び倍率切換スイッチ15よりの情報を制御回路17に取込
み、これらの情報に基づいてモータ９を制御することに
より、オートフォーカスを実現できる。更に、フォーカ
シング域と変倍域において、モータ９の駆動をパルス電
圧とすることによりモータ９の駆動スピードを自在に設
定することができ、又、フォーカシング域でのパターン
11dのくし歯部11e,11fのくし歯のピッチ及び段数を変え
ることにより、レンズ系の焦点距離に応じて、モータ９
の制御方法及び精度を任意に変更することができる。

尚、本発明は上記実施例に限るものではない。上記実施
例では、フォーカシングは第１群レンズ5aが光軸に沿っ
て移動する２焦点レンズ５にて説明を行ったが、第１群
レンズ5aと第３群レンズ5cの両方が移動してフォーカシ
ングを行う２焦点レンズ５においても第３群レンズ移動
用カム溝４の両端を無限焦点となるようにすれば、本発
明は適用できる。そして、固定胴１に第１群レンズ移動
用直進案内溝1e,第３群レンズ移動用直進案内溝1fを刻
設し、カム胴２に第１群レンズ移動用カム溝3,第３群レ
ンズ移動用カム溝４を刻設したが、逆に、固定胴１に第
１群レンズと第３群レンズの移動用カム溝を刻設し、カ
ム胴２に第１群レンズと第３群レンズの移動用直進案内
溝を刻設しても、本発明は実現できる。又、直進案内溝
とカム溝に係合するカムピン7a,8bは、ローラでもよ
い。更に、直進ガイド手段として光軸に平行に設置した
ロッドを用い、カム胴，固定胴の内どちらか一方に前記
ロッドを設け、他方にカム溝を設け、移動レンズ枠を前
記ロッドに係合せしめても本発明は実現できる。又、モ
ータ９は、DCモータとしていたが限るものではなく、例
えばステッピングモータにしてもよいし、更に、モータ
駆動によらず、手動でフォーカシングを行うようにして
もよい。そして、測距素子14は位相差検出方式としてい
たが、他にコントラスト検出方式等であってもよい。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、副光学系が不要
で、機構が簡単で、製造工程における光軸合せ調整も容
易で、各焦点でのレンズのＦ値があまり変化せず、又、
最終工程に行われるカメラ製品検査時の諸調査（エンコ
ーダ調整、レンズの微調整、測距装置の調整）が容易な
可変焦点カメラを実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図及び第
３図は第１図におけるレンズ配置を示す図、第４図は第
１図におけるカム胴の展開構成図、第５図は第１図にお
けるエンコーダ基板の平面図、第６図は第１図における
エンコーダ基板に接続される回路図、第７図は第６図に
おける端子a,b,cの各域での出力を示す図、第８図は第
１図における駆動回路図、第９図は第１図における各域
におけるモータ駆動制御を示す図である。１……固定胴、1a……本体部 1b……第２群レンズ固定胴部 1c……マスタレンズ系固定胴部 1d……第１群レンズ移動用直進案内溝 1e……第３群レンズ移動用直進案内溝２……カム胴、2a……カム胴ギヤ部 2b……突起３……第１群レンズ移動用カム溝４……第３群レンズ移動用カム溝５……２焦点レンズ、5a……第１群レンズ 5b……第２群レンズ、６……絞り機構７……第１群レンズ用枠 7a,8b……カムピン８……第３群レンズ用枠、8a……支持部９……モータ、9a……出力軸 10……減速歯車列、11……エンコーダ基板 12……ブラシ、13……エンコーダ 14……測距素子 15……倍率切換スイッチ 16……モータ電源、17……制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のレンズを光軸上に沿って移動させる
ことにより複数の焦点距離に切換可能な可変焦点カメラ
であって、固定胴と、該固定胴に回動可能に支持された
カム胴と、前記複数のレンズを保持する移動レンズ枠と
を備え、前記固定胴と前記カム胴のどちらか一方に、焦点距離を切り換えるための移動領域、及び該移動領域
の両端に連設され、反移動領域方向の端部が無限焦点で
ある２つのフォーカシング領域よりなり、更に、前記移
動レンズ枠が係合するカム溝を刻設し、他方に、前記移動レンズ枠を光軸に沿って平行に案内す
る直進ガイド手段を設け、前記カム胴を回動させること
により変倍とフォーカシングを行うようにしたことを特
徴とする可変焦点カメラ。