JPH01167715A - 合焦操作切換機構 - 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〕 この発明は、合焦操作の切換機構、詳しくはカメラ等に
おける合焦用レンズを合焦位置にオートで移動させるか
手動操作で移動させるかの合焦操作の切換機構に関する
ものである。

［従来の技術］ 周知の通り、カメラ等における合焦装置は、近年モータ
によって撮影レンズ等の合焦用レンズを合焦位置に移動
させるオートフォーカス（以下、ＡＦという）操作とこ
れを手動で行なうマニュアル操作とが切換によって選択
できるようになっており、特に最近ではＡＦ用のモータ
に超音波モータを使用したものが推賞されている。そし
て、この合焦操作の切換機構には、 （１）平生はＡＦ用モータによる駆動力によって合焦用
レンズを移動させるようにすると共に、この駆動力伝達
機構中にクラッチ機構を設け、マニュアル操作時には同
クラッチ機構によってＡＦ用モータからの合焦用レンズ
への駆動力の伝達を断って手動で合焦操作を行なうよう
にするもの （２）ＡＦＦモータに超音波モータを使用したものにお
いては、ステータとロータを圧着させているバネの圧着
力を弱める機構を設け、マニュアル操作時には、この機
構を働かせて合焦用レンズを手動で駆動できるようにす
るもの （３）特開昭５９−１０１６０８号公報に開示されてい
るように、超音波モータを用いたものにおいて、電気−
機械工ネルギ変換に定在振動波を発生させる制御手段を
設けて、マニュアル操作時にはこの制御手段によってマ
ニュアル駆動が行なえるようにしたもの 等が提案されている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、上述した従来の技術手段においては、（１）
上記（１）項のＡＦ用からマニュアル用にクラッチ機構
により切り換えるものでは、（ａ）クラッチによるガタ
付が発生し、マニュアル操作時に操作部材にガタ付を生
じ異和感を感じる。

（ｉｉ）上記（２）項の超音波モータの圧着バネを弱め
るものでは、ＡＦＦ作時とマニュアル操作時とでバネの
圧着力を変化させるため超音波モータの共振周波数（原
則として１モータで共振周波数を合わせる）がずれる虞
れがある。

（ｉｎ）上記（３）項のマニュアル操作時に超音波モー
タに定在波振動をもたせてロータの回転を軽くしてマニ
ュアル操作を行なうものでは、マニュアル操作時にも電
流を流しておかなければならないため、電池の消耗が激
しくなる。

という欠点がある。そして、特にＡＦＦモータに超音波
モータを用い、更にズーム光学系を有していて、フォー
カス光学系である合焦用レンズがズーム光学系の一部を
構成しているレンズ光学系を有するカメラにおいては、
その合焦操作切換機構に、上記従来の技術手段は構造が
複雑化しコスト高となるため適用することができない。

従って、本発明の目的は、ＡＦ用超超音波モータねじ軸
を巧みに使用し、上記従来のもののような欠点を生じな
い合焦操作切換機構を提供するにある。

［問題点を解決するための手段および作用〕本発明によ
る合焦操作切換機構は、 レンズ鏡筒内に配置されていて、合焦用レンズを駆動す
る超音波モータと、 レンズ光軸と平行に配設され、上記超音波モータのロー
タによって駆動されるオートフォーカス用ギヤーと手動
で駆動されるねじ部とを有する駆動軸と、 この駆動軸と共に光軸方向に一体に移動する合焦用レン
ズ枠と、 上記駆動軸のねじ部と螺合し、上記レンズ枠を前記超音
波モータで駆動するときには不動にされて上記駆動軸の
回転量を光軸方向の進退量に変換し、上記レンズ枠を手
動で駆動するときには超音波モータのロータが不動とさ
れると共に回動可能にされ、上記螺合による駆動軸を光
軸方向に進退させる手動操作部材と、 を具備したことを特徴とするものであって、ＡＦ　操作
時とマニュアルによる合焦操作時との何れの場合にも、
同一の駆動軸によって合焦用レンズが駆動されるもので
ある。

［実　施　例］ 以下、図示の一実施例によって本発明を説明する。本実
施例の合焦操作切換機構は、ＡＦ用超超音波モータ組み
込まれていて、合焦用レンズ群がズーム光学系の一部を
構成しており、ズーム動作時にはズームレンズ群と共に
光軸方向に移動してズーム動作を行なうレンズ光学系を
有するレンズ鏡筒内に配設される。

′　　この合焦操作切換機構は、第１．２図に示すよう
に合焦用レンズ群Ｌ１を支持した合焦用レンズ枠１が固
定枠２に基部を固植されてレンズ光軸に平行に配置され
た合焦用ガイド軸３にガイドされて光軸方向に前後動す
るように配設されており、ズームレンズ群Ｌ２を保持し
たズーム用レンズ枠４が上記固定枠２に基端部を固着さ
れてレンズ光軸に平行に配置されたズーム用ガイド軸５
によって光軸方向に移動するようになっている。

なお、上記第１図は合焦操作切換機構を平面的に展開し
て示した図である。

上記ズーム用ガイド軸５の側近には、基端部を上記固定
枠２に固着されて矢張り光軸に平行に配置されたカム用
ガイド軸６が設けられていて、このガイド軸６にはズー
ム用カム筒７が回転自在に嵌合されている。このカム筒
７は、その基部寄りの外周に形成されたズームギヤー７
ｄが図示されないズーム操作環によって駆動されること
により、ガイド軸６の周りに回転するようになっている
。

そして、このカム筒７の外周面の固定枠２寄りの位置に
は、第４図（Ａ）に示すように、ガイド軸６に直交する
向きの直線状カム溝７ａが穿設されており、同カム溝７
ａには第１図に示す如く、固定枠２にビス８で固定され
た断面り字状をなすアングル部材９に固定された規制ピ
ン１０が嵌入して、このズーム用カム筒７の光軸方向の
移動を規制すると共に、その周方向の回動範囲を規制し
ている。

そして、このカム筒７の外周面には、第４図（Ｂ）およ
び（Ｃ）に示す形状のズーム用カム溝７ｂおよび７Ｃが
それぞれ穿設されている。上記ズーム用カム溝７Ｃは直
線状の傾斜溝で形成され、このカム溝７Ｃ内には第１図
に示す如く、上記ズーム用レンズ枠４に固植された駆動
ピン−１１が嵌入している。また上記ズーム用カム溝７
ｂは部分円弧状のカム溝で形成されていて、同カム溝７
ｂ内には合焦用レンズ枠１を移動させる連結部材１３に
固゛植された駆動ピン１２が嵌入している。上記連結部
材１３は前記合焦用ガイド軸３に嵌合して光軸方向に前
後動するように配設されていて、その後端部に上記駆動
ピン１２が植立されている。そしてこの連結部材１３の
前端部１３ａには円形開孔１３ｂが形成されており、同
開孔１３ｂ内には手動操作部材１４が回転自在に、その
一部を嵌合させて配設されている。

この手動操作部材１４は、中心部に後述する駆動軸１５
のねじ部１５ａに螺合する雌ねじの刻設された歯車で構
成されていて、そのボス部の中程を上記円形開孔１３ｂ
に嵌合し、後部外周に嵌着された抜止リング１６により
前端部１３ａからの抜止がなされて連結部材１３に回転
自在に取り付けられている。そして、この手動操作部材
１４の歯車はマニュアルで合焦操作を行なう際、回動操
作される距離環１７（第２図参照）の内歯にかみ合って
いる。従って、上記距離環１７を回動操作するとこの手
動操作部材１４は駆動軸１５の周りに回転する。

一方、第２図に示すように前記合焦用レンズ枠１の前部
寄りの外周面には段部１ａが形成されており、この段部
１ａとレンズ枠１の前端部に螺合されたレンズ押え枠１
８の外向鍔部との間の、レンズ枠１の外周面上には、超
音波モータＵＳＭが配設されている。

即ち、この超音波モータＵＳＭは周知の構成のものであ
って、上記段部１ａに当接して配設されたリング状の軸
受１９と、この軸受１９にベアリングボール２０を介し
て、レンズ枠１の周りに回転自在に配設されたリング状
のロータ２１と、このロータ２１に圧接していて同ロー
タ２１を回転させる進行波を発生するステータ２２と、
このステータ２２に固定されていて、同ステータ２２に
進行波を発生させる圧電素子２３と、この圧電素子２３
に当接していてフェルト等で形成された防振部材２４と
、同部材２４と上記レンズ押え枠１８の鍔部との間に張
設されていて上記ステータ２２をロータ２１に圧接させ
る圧着用ばね２５とで構成されている。そして、この超
音波モータＵＳＭのロータ２１の外周面には歯車２１ａ
が形成されており、この歯車２１ａにはオートフォーカ
ス用ギヤー２６がかみ合っている。

このオートフォーカス用ギヤー２６は、第１図に示す如
く前記駆動軸１５の先端部に固定されている。この駆動
軸１５はレンズ光軸に平行に配置されていて、先端部に
は上記オートフォーカス用ギヤー２６が固定されており
、前部寄りには前記手動操作部材１４の雌ねじが螺合す
るねじ部１５ａが形成されている。そして、後部の小径
軸部１５ｂが前記合焦用レンズ枠１を回転自在に貫通し
、そのフランジ１５ｃと後端部に嵌着された抜止リング
２７によって抜止めされることにより合焦用レンズ枠１
に一体化されている。

また、この駆動軸１５の周りには、合焦用操作時に上記
合焦用レンズ枠１に連動して動作する距離表示機構が配
設されている。この距離表示機構は、上記駆動軸１５の
中程の外周面に遊嵌されて配置されていて、その外周面
の前部寄りに刻設された駆動ギヤー２８ａと規制用長溝
２８ｂおよび駆動用カム溝２８ｃを有する駆動筒２８と
、上記長溝２８ｂおよびカム溝２８ｃにそれぞれ嵌入す
る規制ピン２９および駆動ビン３０と、上記駆動ギヤー
２８ａにかみ合っている連結ギヤー３１と、この連結ギ
ヤー３１によって回動される距離表示円板３２とで構成
されている。

上記規制用長溝２８ｂは第５図（Ａ）に示すように、光
軸と直角の向きに穿設された直線溝で形成されていて、
前記連結部材１３に固植された上記規制ピン２９が嵌入
することにより、光軸方向の移動と周方向の回動範囲が
規制されている。また駆動用カム溝２８ｃは第５図ＣＢ
）に示す如く、直線状の傾斜溝で形成されており、第１
図に示すように合焦用レンズ枠１にビス３３で固定され
たＬ゛字状アングル部材３４に固植された上記駆動ピン
３０が嵌入し、同ビン３０が合焦用レンズ枠１と共に光
軸方向に移動することにより、駆動筒２８を駆動軸１５
の周りに回動させる役目をする。

また駆動ギヤー２８ａにかみ合っている連結ギヤー３１
は、固定枠２に一体に取り付けられた支持部材３５の外
表面に支軸３６によって回転自在に配設されていて、こ
の連結ギヤー３１には上記距離表示円板３２に一体に形
成されているギヤー３２ａがかみ合っている。この距離
表示円板３２も上記支持部材３５に支軸３７によって回
転自在に取り付けられており、同円板３２の周面には被
写体までの距離が目盛として印されていて、これがカメ
ラの外表面に指標３８によって指示表示されるようにな
っている。

次に、以上のように構成されている本実施例の合焦操作
切換機構の動作を、（Ｉ）ＡＦ操作時、（ｎ）マニュア
ルによる合焦操作時、（■）ズーム操作時について順を
追って説明する。

（Ｉ）ＡＦ操作時 この場合には、図示されないＡＦ−マニュアル切換部材
をＡＦ側に切り換えることにより距離環１７が回動不能
状態に拘束される。従って手動操作部材１４も不動の状
態となる。この状態においてＡＰ倍信号よる所定量の回
転信号が超音波モータＵＳＭに印加されると、ロータ２
１が回転する。

これが回転するとロータ２１にかみ合っているオートフ
ォーカス用ギヤー２６が回転することによって駆動軸１
５が回転する。この駆動軸１５の回転は同軸のねじ部１
５ａの螺合している手動操作部材１４が固定状態にある
ため、駆動軸１５は回転しながら光軸方向に移動する。

従って、同軸１５と一体の合焦用レンズ枠１も共に移動
し、これによって合焦用レンズ群り、を所定の光軸上の
合焦位置に移動させる。

また、このように合焦用レンズ枠１が光軸方向に移動す
ると、駆動ビン３０とカム溝２８ｃとにより駆動筒２８
が駆動軸１５の周りに回動するので、駆動ギヤー２８ａ
、連結ギヤー３１．ギヤー３２ａを介して距離表示円板
３２が回動し、このオートフォーカス操作によって合焦
された距離が表示される。

（ＩＩ）マニュアルによる合焦操作時 この操作時には、上記ＡＦ−マニュアル切換部材（図示
されず）をマニュアル側に切り換える。

すると、距離環１７の拘束は解除され周環１７の手動に
よる回動操作が可能になる。従って、この距離環１７を
手動で回動じ合焦操作を行なうと、距離環１７の回動に
よって手動操作部材１４が駆動軸１５のねじ部１５ａの
周りに回転するが、このとき超音波モータＵＳＭのロー
タ２１は、通常の電磁型のモータのロータとは異なり不
動の固定状態となっているため、オートフォーカス用ギ
ヤー２６は回転できず従って、回転する手動操作部材１
４の雌ねじに螺合しているねじ部１５ａは光軸方向に送
られ、これによって駆動軸１５は回転せずに光軸方向に
移動する。よって合焦用レンズ枠１も共に移動するので
合焦用レンズ群Ｌ１により合焦動作が行なわれる。

また、この場合にも合焦用レンズ枠１の移動に連動して
距離表示機構がＡＦ操作時と同様に作動するので、合焦
距離が表示される。

このように本実施例においては、超音波モータＵＳＭに
よる合焦用レンズ群り、の移動に対して、ＡＦ操作時と
マニュアル操作時に、超音波モータＵＳＭとこれによっ
て駆動される駆動軸との連結。

離脱を行なうクラッチ機構等を設けることなく、つまり
ねじによる差動機構によりＡＦとマニュアルフォーカス
の切換ができる。

（ＩＩＩ）ズーム操作時 このズーム操作時には、ズーム操作環（図示されず）を
回動操作する。これを回動するとズームギヤー７ｄを介
してズーム用カム筒７がガイド軸６の周りに回動する。

すると、傾斜溝からなるズーム用カム溝７ｃの回動によ
って駆動ピン１１が光軸方向に移動するので、ズーム用
レンズ枠４がガイド軸５に沿って移動し、ズームレンズ
群Ｌ２をワイド（広角）がわからテレ（望遠）がわ、ま
たはテレがわからワイドがわに向けて移動させる。

また、これと同時に部分円弧状溝からなるズーム用カム
溝７ｂの回動によって駆動ピン１２が連結部材１３をガ
イド軸３に沿って光軸方向に移動させるので、この連結
部材１３に光軸方向には一体化されて取り付けられてい
る手動操作部材１４および同部材１４にねじ部１５ａが
螺合している駆動軸１５が共に一体となって光軸方向に
移動し、駆動軸１５に光軸方向に一体化されている合焦
用レンズ枠１をガイド軸３に沿って移動させる。従って
合焦用レンズ群Ｌ１はワイドがわからテレがわ、または
テレがわからワイドがわに向けて移動し、上記ズームレ
ンズ群Ｌ２と協働して変倍動作を行なう。

第３図は、上記両レンズ群り、、Ｌ、の変倍動作の移動
軌跡を示したもので、合焦用レンズ群Ｌ１は至近〜ψま
での間で合焦動作が行なわれ、両レンズ群り、、Ｌ、は
ワイドＷがわからテレＴがわの間で変倍動作が行なわれ
る。

なお、このズーム操作時には距離表示機構は、合焦用レ
ンズ枠１と連結部材１３とが一体となって移動するので
、駆動筒２８は回動せず、従って、この距離表示機構は
動作しない。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、超音波モータによっ
てねじ軸を回転させて合焦用レンズ群を移動させると共
に、ＡＦとマニュアルフォーカスの切換を操作部材（距
離環）の固定と解除により、超音波モータのロータと駆
動ねじ軸との連結、離脱をしない、ねじによる差動機構
を設けたため、１）超音波モータのロータとレンズ駆動
軸との速断を行なうクラッチ部材等を必要とせず、従っ
てコスト高にならず、スペース的に有利となる。

２）クラッチ機構によるガタ付やバックラッシュ等がな
く、操作の異和感もなく、誤差も少なくなる。

３）クラッチ機構を用いないので、半クラッチ等のトラ
ブルも生じることなく、信頼性も高くなる。

４）ＡＦ操作によって粗調を、マニュアル操作によって
微調を行なうようにすることができる。

等の顕著な効果を発揮し、従来の不具合を解消した合焦
操作切換機構を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は、本発明の一実施例を示す合焦操作切換機
構の断面図であって、第１図は、同切換機構を平面的に
展開した図、 第３図は、合焦用レンズ群とズーム用レンズ群との移動
軌跡を示す線図、 第４図（Ａ）〜（Ｃ）は、ズーム用カム溝の形状をそれ
ぞれ示す平面図、 第５図（Ａ）（Ｂ）は、距離表示機構の駆動用カム溝を
それぞれ示す平面図である。 ＵＳＭ・・・・・・・・・超音波モータト・・・・・・
・・・・・・・・合焦用レンズ枠１４・・・・・・・・
・・・・手動操作部材１５・・・・・・・・・・・・駆
動軸 １５ａ・・・・・・・・・ねじ部 ２１・・・・・・・・・・・・ロータ ２６・・・・・・・・・・・・フォーカス用ギャ−ル１
　図 篤２図 易３囚 ち４ （Ａ）　　　　　　　（Ｂ） ％５ （Ａ） 図 （Ｃ） 図 （Ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 レンズ鏡筒内に配置されていて、合焦用レンズを駆動す
   る超音波モータと、 レンズ光軸と平行に配設され、上記超音波モータのロー
   タによって駆動されるオートフォーカス用ギヤーと手動
   で駆動されるねじ部とを有する駆動軸と、 この駆動軸と共に光軸方向に一体に移動する合焦用レン
   ズ枠と、 上記駆動軸のねじ部と螺合し、上記レンズ枠を前記超音
   波モータで駆動するときには不動にされて上記駆動軸の
   回転量を光軸方向の進退量に変換し、上記レンズ枠を手
   動で駆動するときには超音波モータのロータが不動とさ
   れると共に回動可能にされ、上記螺合による駆動軸を光
   軸方向に進退させる手動操作部材と、 を具備したことを特徴とする合焦操作切換機構。