DE3343756C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Antriebssystem für einen Vibrationswellenmotor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-PS 25 30 045 bzw. US-PS 40 19 073 ist ein Vibrationswellenmotor bekannt, in dem eine durch das Anlegen einer periodischen Spannung an ein elektrostriktives Element erzeugte Vibrationsbewegung des Elements in eine Drehbewegung oder eine geradlinige Bewegung umgesetzt wird. Da dieser Motor keine Wicklung wie ein herkömmlicher Elektromotor benötigt, ergibt sich ein einfacher und kompakter Aufbau, wobei der Motor ein hohes Drehmoment selbst bei niedrigen Drehzahlen erzeugt und niedriges Trägheitsmoment hat.

Bei diesem bekannten Motor wird die Vibrationsbewegung eines Vibrationsteils dadurch zu einem bewegbaren Teil wie beispielsweise einem Rotor übertragen, daß bei einer Vorwärtsbewegung des Vibrationsteils das Vibrationsteil in Reibberührung zu dem bewegbaren Teil steht und bei einer Gegenbewegung von dem bewegbaren Teil weg bewegt wird. Daher müssen das Vibrationsteil und das bewegbare Teil derart gestaltet sein, daß sie in einem sehr kleinen Bereich miteinander in Berührung kommen, also in Punktberührung oder Linienberührung. Dies hat zur Folge, daß die übertragbare Antriebsleistung stark begrenzt ist und der Antriebswirkungsgrad gering ist. Da ferner die Antriebskraft nur in einer bestimmten Richtung wirkt, wird das bewegbare Teil auch nur in einer Richtung bewegt. Zum Umkehren der Bewegungsrichtung muß daher die Berührungsstelle oder der Berührungswinkel zwischen dem Vibrationsteil und dem bewegbaren Teil geändert werden, was eine komplizierte mechanische Vorrichtung erforderlich macht, wodurch der in dem einfachen und kompakten Aufbau bestehende Vorteil dieses Motors verloren geht.

Zur Lösung dieser Probleme wurde in den nachveröffentlichten JP-OS 58-14682 und 59-96883 ein Vibrationswellenmotor vorgeschlagen, der durch eine wandernde Vibrationswelle angetrieben wird. Der grundlegende Aufbau eines solchen Vibrationswellenmotors ist in Fig. 1 gezeigt. Gemäß Fig. 1 sind ein Vibrationsabsorber 4, ein Vibrationsteil 2 in Form eines Metallrings, an dessen dem Vibrationsabsorber 4 zugewandter Fläche elektrostriktive Elemente 3a und 3b befestigt sind, und ein bewegbares Teil 1 in dieser Aufeinanderfolge an einem mittigen Zylinder 5a eines Stators 5 eingesetzt, mit dem das Vibrationsteil 2 mit den elektrostriktiven Elementen 3a und 3b und der Vibrationsabsorber 4 verdrehungsfest verbunden sind. Das bewegbare Teil 1 ist durch sein Gewicht oder durch eine nicht gezeigte andere Vorrichtung gegen das Vibrationsteil 2 angedrückt.

Mehrere elektrostriktive Elemente 3a sind in einer Teilung angeordnet, die gleich der Hälfte einer Wellen­ länge λ der Vibrationswelle beträgt und ferner sind mehrere elektrostriktive Elemente 3b ebenfalls in einer Teilung von λ/2 angeordnet. Die elektrostriktiven Ele­ mente 3a (oder 3b) können aus einem einzelnen Element bestehen, welches in einer Teilung von λ/2 polarisiert ist. Die elektrostriktiven Elemente 3a und 3b sind jeweils gegeneinander phasenverschoben in einer Teilung von (n₀+1/4)λ angeordnet, wobei n₀=1, 2, 3, . . . ist. Zulei­ tungsdrähte 7 verbinden die elektrostriktiven Elemente 3a mit einer Wechselspannungsquelle 6 und Zuleitungsdrähte 9 verbinden die elektrostriktiven Elemente 3b mit einem 90°-Phasenschieber 8 (s. Fig. 2). Ein Zuführdraht 10 ist mit dem Vibrations­ teil 2 verbunden und an die Wechselspannungs­ quelle 6 angeschlossen.

Ein Friktionsbereich 1a des bewegbaren Teils 1 ist aus Hartgummi gebildet, um die Reibungskraft zu erhöhen und den Abrieb zu vermindern, und unter Andruck an das Vibrationsteil 2 angelegt.

Fig. 2 zeigt die Erzeugung einer Vibrationswelle des Motors. Die elektrostriktiven Elemente 3a und 3b, die an dem Vibrationsteil 2 befestigt sind, sind nebeneinanderliegend gezeigt, haben jedoch die λ/4- Phasenverschiebung und sind im wesentlichen äquivalent zur Anordnung der elektrostriktiven Elemente 3a und 3b angeordnet, die in Fig. 1 gezeigt ist. Die Symbole ⊕ in den elektrostriktiven Elementen 3a und 3b geben an, daß sie bei einem positiven Zyklus der Wechselspannung expandieren, während die Symbole ⊖ angeben, daß sie beim positiven Zyklus schrumpfen.

Das Vibrationsteil 2 wird als Elektrode für die elektrostriktiven Elemente 3 und 3b verwendet. Eine Wechselspannung V=V₀ sin ωt wird von der Wechselspannungsquelle 6 an die elektrostriktiven Elemente 3a angelegt und eine Wechselspannung V=V₀ sin (ωt±π/2), die um λ/4 verschoben ist, wird von der Wechselspannungsquelle 6 über den 90°C- Phasenschieber 8 an die elektrostriktiven Elemente 3b angelegt. Die Vorzeichen + und - in der Gleichung werden in dem Phasenschieber 8 gemäß der Bewegungsrichtung des bewegbaren Teils 1 umgeschaltet. Wenn das Vorzeichen + gewählt ist, wird die Phase um +90° verschoben und das beweg­ bare Teil 1 wird vorwärtsbewegt. Wenn das Vorzeichen - gewählt ist, wird die Phase um -90° verschoben und das bewegbare Teil wird rückwärts bewegt. Es sei an­ genommen, daß das Vorzeichen - gewählt ist und die Spannung V=V₀ sin (ωt-π/2) an die elektro­ striktiven Elemente 3b angelegt ist. Wenn nur die elektrostriktiven Elemente 3a durch die Spannung V=V₀ sin ωt in Vibration versetzt werden, wird eine stehende Welle erzeugt, die in Fig. 2(a) gezeigt ist. Wenn nur die elektrostriktiven Elemente 3b durch die Spannung V=V₀ sin (ωt-π/2) in Vibration versetzt werden, wird eine stehende Welle erzeugt, die in Fig. 2(b) gezeigt ist.

Wenn die beiden Wechselspannungen mit der Phasenverschie­ bung gleichzeitig an die elektrostriktiven Elemente 3a und 3b angelegt werden, fängt die Vibrationswelle zu wandern an. Fig. 2(c) zeigt eine Wellenform zum Zeit­ punkt t=2n π/ω, Fig. 2(d) zeigt eine Wellenform zum Zeitpunkt t=π/2ω+2nπ/ω, Fig. 2(e) zeigt eine Wellenform zum Zeitpunkt t=π/ω+2n π/ω, und Fig. 2(f) zeigt eine Wellenform zum Zeitpunkt t=2π/2ω+2nπ/ω. Eine Wellenfront der Vibrations­ welle breitet sich in x-Richtung aus.

Eine derartige wandernde Vibrationswelle enthält eine Longitudinalwelle und eine Lateralwelle. Betrachtet man Massepunkte A des Vibrationsteils 2 gemäß Fig. 3, erzeugen eine Longitudinalamplitude u und eine Lateralamplitude w eine im Gegenuhrzeigersinn verlaufende elliptische Drehbewegung. Das bewegbare Teil 1 ist an die Fläche des Vibrations­ teils 2 angedrückt (Pfeil P) und berührt nur die Scheitel der Vibrationsfläche. Es wird daher durch die Longital­ amplitudenkomponenten der elliptischen Bewegung der Mas­ sepunkte A, A′, . . . an dem Scheitel angetrieben und in Richtung eines Pfeiles N bewegt.

Die Geschwindigkeit der Massepunkte A am Scheitel be­ trägt 2πfu, wobei f die Vibrationsfrequenz ist. Die Geschwindigkeit des bewegbaren Teils A hängt von dieser Geschwindigkeit und ferner von der Lateral­ amplitude w ab, und zwar aufgrund des Friktionsantriebs durch die Andruckverbindung. Die Geschwindigkeit des beweg­ baren Teils 1 ist somit proportional zur Amplitude der elliptischen Bewegung der Massepunkte A und die Größe der elliptischen Bewegung ist proportional zu der Spannung, die an die elektrostriktiven Elemente angelegt wird.

Wenn dieser Vibrationswellenmotor abgeschaltet ist, stehen das bewegbare Andruckteil und das Vibrationsteil in flächiger Berührung, so daß dazwischen eine hohe Reibungskraft entsteht. Hierdurch wird dieser Motor bei dem Anlaufen gebremst, da bei dem Übergang vom Stillstand zu dem Antriebszustand die elliptische Massepunkt-Bewegung erst allmählich entsteht, weil die longitudinale Bewegung des Massepunkts zunächst durch die flächige Reibberührung stark behindert ist. Infolgedessen ist das Anlaufen und Ansprechen des Motors verzögert. Ferner ist wegen dieser Reibungskraft zwischen dem bewegbaren Teil und dem Vibrationsteil bei abgeschaltetem Motor das bewegbare Teil von Hand nur mit großer Kraft zu bewegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Antriebssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart auszugestalten, daß zwischen dem Vibrationsteil und dem Andruckteil die Relativbewegung durch Fremdantrieb und/oder bei dem Anlaufen des Motors erleichtert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Mitteln gelöst. Demnach ist erfindungsgemäß mit der Schalteinrichtung an der Steuereinrichtung eine zweite Betriebsart einstellbar, bei der an die elektromechanischen Wandler nur ein einziges periodisches Signal angelegt wird, das naturgemäß keine Phasendifferenzen hat. Dadurch wird von den Wandlern in dem Vibrationsteil eine Vibration hervorgerufen, die keine Relativbewegung zwischen dem Vibrationsteil und dem Andruckteil hervorruft, aber die Berührungsfläche zwischen dem Vibrationsteil und dem Andruckteil auf die bei der Vibration entstehenden Wellenberge verringert, so daß die Reibungskraft zwischen diesen Teilen beträchtlich herabgesetzt ist. Hierdurch kann der Motor wesentlich leichter und schneller anlaufen oder ansprechen, da mit der Antriebsvibration keine Bremsung durch die ganzflächige Berührung zwischen den Teilen zu überwinden ist. Ferner kann die Relativbewegung wesentlich leichter von außen her herbeigeführt werden, da die Reibung zwischen den Teilen auf diejenige an den Wellenbergen am Vibrationsteil verringert ist, an welchem die Vibration hervorgerufen wird, ohne eine Antriebskraft hervorzurufen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher er­ läutert. Es zeigt

Fig. 1 in auseinandergezogener perspektivischer Darstellung den Grundaufbau eines Vibrationsmotors gemäß dem nachveröffentlichten Vorschlag,

Fig. 2 die Erzeugung einer wandernden Vibrationswelle und einer stehenden Vibrationswelle in dem Vibrationswellenmotor nach Fig. 1,

Fig. 3 das Prinzip des Antriebs in diesem Vibrationswellen­ motors

Fig. 4 in Schnittdarstellung eine Objektiv-Einstell­ einheit, in der der Vibrationswellenmotor nach Fig. 1 gemäß einem Ausführungs­ beispiel verwendet ist.

Fig. 5 eine Treiberschaltung für die Einstell­ einheit nach Fig. 4,

Fig. 6 eine abgewandelte Ausführungsform der Treiber­ schaltung nach Fig. 5, und

Fig. 7 eine Verschluß-Antriebseinheit, in der der Vibrationswellenmotor nach Fig. 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel verwendet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Hinweis auf die Fig. 4 und 5 beschrieben.

Fig. 4 zeigt eine Zoomobjektiv-Einstelleinheit mit dem Vibrationswellenmotor nach Fig. 1. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen ver­ sehen.

Eine Halterung 14, wie beispielsweise eine Bajonett­ halterung oder Schraubhalterung, die an einer Kamera befestigt wird, ist an einem rückwärtigen Ende eines feststehenden Zylinders 13 eines Linsentubus be­ festigt. Ein geradliniger Schlitz 13a ist entlang der optischen Achse in dem Zylinder 13 ausgebildet. Linsenhaltezylinder 15 und 16 sind in den Zylinder 13 eingeschoben und halten ein optisches Linsen­ system 17, welches ein Bild vergrößert oder verkleinert und die Aberration korrigiert. An den Linsenhaltezylindern 15 und 16 sind jeweils Stifte 15a und 16a befestigt, die durch den geraden Schlitz 13a hindurch in Steuer­ kurven-Nuten 18a und 18b eines Steuerkurvenzylinders 18 greifen, der um den Zylinder 13 herum befestigt ist. Ein Linsenhaltezylinder 19 trägt ein Fokussierlinsensystem 20 und ist mit einem Gewinde 19a an der Außenfläche, über das dieser Zylinder mit dem Linsenhaltezylinder 15 verbunden ist, und ferner mit einem Flansch 19b versehen, der in eine gerade Nut 21a eingeführt ist, die an dem Innenumfang eines Entfernungs-Einstellrings 21 entlang der optischen Achse ausgebildet ist. An einem Ende des Einstellrings 21 ist ein Griff 21b ausgebildet. Eine Reibberührungsfläche 21c des Einstellrings 21 entspricht dem beweg­ baren Teil 1 nach Fig. 1 und ist demnach in Andruck­ berührung an das Vibrationsteil 2 mit Hilfe einer ringförmigen Blattfeder 22 angedrückt. An dem Zylinder 13 ist ein Basiszylinder 23 angeschraubt, der das Vibrationsteil 2, die elektrostriktiven Elemente 3a und 3b und den Vibrationsabsorber 4 trägt.

An den Basiszylinder 23 ist ein äußerer Zylinder 24 an­ geschraubt, an dem ein erster Lagerring 25 und ein zweiter Lagerring 26 befestigt sind. Der erste Ring 25 drückt über ein Kugellager 27 durch die Blattfeder 22 gegen die Reibberührungsfläche 21c des Einstellrings 21 Der zweite Ring 26 ist über ein Gewinde an dem Innenumfang des äußeren Zylinders 24 befestigt. Eine V-förmige Umfangsnut ist an der Verbindungsstelle zwischen dem ersten Ring 25 und dem zweiten Ring 26 ausgebildet. Ein Kugellager 28 ist zwischen der V-Umfangsnut und einer allgemein U-förmigen Nut gehalten, die am Außenumfang des Einstellrings 21 ausgebildet ist. Somit ist der Einstellring 21 drehbar an dem äußeren Zylinder 24 befestigt, wobei die Reibberührung der Reibberührungsfläche 21c mit dem Vibrationsteil 2 sichergestellt ist.

Eine Codierplatte 29 ist mit einer kammförmigen Elektrode ausgestattet und an der Innenwand des äußeren Zylinders 24 befestigt. Ein Schleifer 30, der an dem Einstell­ ring 21 befestigt ist, gleitet auf der kammförmigen Elektrode und erzeugt ein Entfernungs-Überwachungssignal, welches aus einer Anzahl von Impulsen besteht, die einem Drehwinkel des Einstellrings 21 entsprechen, d. h. der Bewegungsstrecke des Fokussierlinsen­ systems 20.

Am äußeren Zylinder 24 ist ein Auto/Hand-Wählschalter 31 befestigt, dessen Kontakte 32 an dem Basiszylinder 23 angeordnet sind. Ein Betätigungsstift 33 ist an dem Steuerkurvenzylinder 18 befestigt. Wenn dieser außerhalb des Basiszylinders 23 um die optische Achse gedreht wird, wird der Steuerkurvenzylinder 18 gedreht. Wenn der Steuerkurvenzylinder 18 gedreht wird, bewegen die Steuer­ kurvennuten 18a und 18b die Stifte 15a und 16a entlang des geraden Schlitzes 13a, so daß die Linsenhaltezylinder 15 und 16 entlang der optischen Achse bewegt werden, um das Bild zu vergrößern oder zu verkleinern und die Aberration zu korrigieren.

Fig. 5 zeigt eine Treiberschaltung für die Objektiv-Einstell­ einheit nach Fig. 4. Ein Photosensor 34 für eine automati­ sche Fokussierung kann aus einer ladungsgekoppelten Vor­ richtung (CCD) bestehen und ist mit einer Entfernungs-Meß­ schaltung 35 verbunden. Ein Ausgangsanschluß A der Meßschaltung 35 gibt für den Vibrationswellenmotor ein Hochpegel-Treibersignal oder ein Niedrig­ pegel-Haltesignal, während ein Ausgangsanschluß B ein Hochpegel-Nahstellsignal oder ein Niedrigpegel- Weitstellsignal abgibt. Ein Eingangsanschluß C empfängt ein Wählsignal aus einer Auto/Hand-Wählschaltung 36 über einen Inverter 37 und ein Eingangs­ anschluß D empfängt ein Entfernungs-Überwachungssignal aus einem Über­ wachungssignalgenerator 38 über eine Prellunterdrückungsschal­ tung 39. Die Auto/Hand-Wählschaltung 36 enthält den Auto/Hand-Wählschalter 31 und einen Widerstand 40 und der Überwachungssignalgenerator 38 enthält die Codier­ platte 29, den Schleifer 30 und einen Widerstand 41. Ein Impulsgenerator 42 enthält einen Oszillator 43, ½- Frequenzteiler 44 und 45 und einen Inverter 46 und erzeugt mit Hilfe der Frequenzteiler 44 und 45 Impulse mit 90° Phasendifferenz zwischen den Impulsen. Mit 47 ist ein ODER-Glied, mit 48 ist ein UND-Glied und mit 49 ist ein Antivalenz-Glied bezeichnet. Das Antivalenz-Glied 49 schiebt die Phase des Impulses des Frequenzteilers 45 gegenüber dem Impuls des Frequenzteilers 44 um 90° vor, wenn das Signal am Ausgangsanschluß B der Meßschaltung 35 den hohen Pegel hat, und verzögert den Impuls um 90°, wenn das Ausgangssignal den niedrigen Pegel hat.

Eine Treibersteuerschaltung 50 steuert den Antrieb der elektrostriktiven Elemente 3a und 3b und enthält zwei Gegentaktschaltungen 51 und 52 mit jeweils Transistoren, Widerständen und Invertern sowie Schalttransistoren 53 und 54. Die Schalttransistoren 53 und 54 sind über einen Widerstand 55 und einen Objektiveinstellungs-Strom­ versorgungsschalter SW mit einer Stromquelle E ver­ bunden.

Im folgenden wird die Betriebsweise bei dem Ausführungs­ beispiel nach Fig. 4 und 5 erläutert. Wenn der Stromversorgungsschalter SW eingeschaltet wird, werden die Auto/Hand-Wählschaltung 36, der Inverter 37, das ODER-Glied 47, das UND-Glied 48, das Antivalenz- Glied 49, der Impulsgenerator 42 und die Treiber­ steuerschaltung 50 mit Strom versorgt und der Impuls­ generator 42 beginnt seinen Betrieb.

Wenn der Auto/Hand-Wählschalter 31 ausgeschaltet wird, um die Automatik-Betriebsart zu wählen, erzeugt die Auto/Hand- Wählschaltung 36 das Hochpegel-Wählsignal, so daß das UND-Glied 48 geöffnet wird. Das Wählsignal wird durch den Inverter 37 in ein Niederpegelsignal invertiert, welches zum Eingangsanschluß C der Meßschaltung 35 gelangt.

Wenn eine Zweihub-Auslösetaste der Kamera in einem ersten Hub gedrückt wird, wird eine Lichtmessung begonnen. Die Meßschaltung 35 erkennt aus dem Niedrigpegelsignal am Ein­ gangsanschluß C die Automatik-Betriebsart, beginnt eine automatische Fokussierung und stellt dabei einen Fokussierungsbereich auf einen engen Bereich für die Auto-Fokussierung ein. Der Photosensor 34 erfaßt das Licht, welches von einem Objekt reflektiert wird. Die Meßschaltung 35 ermittelt einen Fokussierungsfehler nach einem bekannten Kontrastermittlungsver­ fahren oder Abweichungsermittlungsverfahren aus der Objektinformation vom Photosensor 34, um eine Stellgröße für eine Linse und die Stellrichtung zu berechnen. Die Stellgröße wird in einen Zähler in der Meßschaltung 35 eingegeben. Am Ausgangsanschluß A er­ scheint das Hochpegel-Treibersignal. Nimmt man an, daß sich das Objekt in naher Entfernung befindet, erscheint am Ausgangsanschluß B das Hochpegel-Nahstell­ signal. Das ODER-Glied 47 und das UND-Glied 48 erzeugen Hochpegelsignale, um die Schalttransistoren 53 und 54 durchzuschalten bzw. einzuschalten. Dadurch werden die Gegentaktschaltungen 51 und 52 mit Strom versorgt. Da der Impulsgenerator 42 in Betrieb ist und die Impulse des Frequenzteilers 44 direkt die Gegentaktschaltung 52 steuern, wird den elektrostriktiven Elementen 3b eine Hochfrequenz-Energie zugeführt. Die Impulse des Frequenzteilers 45 werden durch das Antivalenz-Glied 49 invertiert, so daß diese Impulse um 90° gegenüber den Impulsen des Frequenzteilers 44 voreilen. Da die Impulse des Frequenzteilers 45 die Gegentaktschaltung 51 steuern, gelangt um 90° voreilende Hochfrequenz- Energie zu den elektrostriktiven Elementen 3a. Als Ergebnis wird eine wandernde Vibrationswelle in dem Vibrationsteil 2 erzeugt und der Einstellring 21 in Fokussierungsrichtung gedreht. Somit wird der Linsenhaltezylinder 19 der in Gewindeverbindung mit dem Linsen­ haltezylinder 15 steht und in Richtung zur Scharfeinstellung hinbewegt.

Wenn der Einstellring 21 gedreht wird, gleitet der Schleifer 30 auf der Codierplatte 29, so daß dann das Überwachungssignal mit einer Anzahl von Impulsen erzeugt wird, die der Linsenstellgröße entsprechen. Das Überwachungssignal gelangt zum Eingangsanschluß D der Meßschaltung 35 und verringert die Stellgröße, die in dem Zähler eingestellt ist. Wenn der Zählstand des Zählers Null erreicht, erscheint am Ausgangsanschluß A das Niederpegel- Haltesignal, so daß die Ausgangssignale des ODER-Gliedes 47 und des UND-Gliedes 48 auf den niedrigen Pegel abfallen. Dadurch werden die Schalttransistoren 53 und 54 ausgeschaltet, die elektrostriktiven Elemente 3a und 3b werden abgeregt und der Einstellring 21 wird angehalten. Dann wird die Entfernung mit Photosensor 34 und der Meßschaltung 35 erneut gemessen. Wenn der Fokussierungsfehler innerhalb des Fokussierungsbereiches liegt, wird der Scharfeinstellungszustand angezeigt. Wenn der Fokussierungsbereich nicht erreicht ist, wird das Objektiv erneut auf gleiche Weise verstellt.

Wenn sich das Objekt in weiter Entfernung befindet, erscheint am Ausgangsanschluß B der Meß­ schaltung 35 das Niederpegel-Weiterstellsignal. Damit werden die Impulse des Frequenzteilers 45 durch das Antivalenz-Glied 49 derart gesteuert, daß die Impulse aus dem Antivalenz-Glied 49 um 90° gegenüber dem Impulsen aus dem Frequenzteiler 44 verzögert sind. Als Ergebnis erzeugen die elektrostriktiven Elemente 3a und 3b eine wandernde Vibrationswelle, die rückwärts wandert, so daß der Einstellring 21 rückwärts gedreht wird, um den Linsenhaltezylinder 19 in Rück­ zieh-Richtung zu bewegen.

Wenn der Auto/Hand-Wählschalter 31 eingeschaltet wird, um die Hand-Betriebsart auszuwählen, erzeugt die Auto/- Hand-Wählschaltung 36 das Niederpegelsignal und das ODER-Glied 47 erzeugt ein Hochpegel-Ausgangssignal, um den Schalttransistor 54 einzuschalten. Andererseits erzeugt das UND-Glied 48 ein Nieder­ pegel-Ausgangssignal, um den Schalttransistor 53 auszu­ schalten. Demzufolge wird die Hochfrequenz-Energie nicht den elektrostriktiven Elementen 3b, sondern nur den elektrostriktiven Elementen 3a zuge­ führt. Dadurch wird eine stehende Vibrationswelle in dem Vibrationsteil 2 erzeugt, wodurch das Reibungs-Drehmoment zwischen dem Vibrationsteil 2 und dem Einstellring 21 vermindert wird. Somit kann der Einstellring 21 von Hand an dem Griff 21b am Ende des äußeren Zylinders 24 mit niedrigem Drehmoment gedreht werden, wodurch der Linsenhaltezylinder 19 entlang der optischen Achse bewegt wird.

Die Meßschaltung 35 erkennt aus dem Hochpegelsignal am Eingangsanschluß C die Handbetriebsart, stellt für die Handbetriebsart einen weiten Fokussierungsbereich ein und zeigt den Scharfeinstellungszustand an, wenn das Fokussierungslinsensystem 20 in den Fokussierungsbereich gelangt.

Wie vorangehend erläutert wurde, sind bei dem Ausführungsbeispiel eine Auto/Hand-Wähleinrichtung und eine Steuereinrichtung vorgesehen, die bewirken, daß die elektrostriktiven Wandler eine wandernde Vibrationswelle bei der Automatik-Betriebsart und bei der Handbetriebsart eine stehende Vibrationswelle erzeugen. Damit wird beim Handbetrieb die Reib­ berührung zwischen dem Vibrationsteil und dem bewegbaren Teil in einen dynamischen Reibzustand übergeführt , d. h. der Reibungskoeffizient wird verringert und die Berührungsfläche wird ver­ kleinert. Demnach wird die Stellkraft bei der Handverstellung des Objektivs ohne eine Komplizierung des Aufbaus ver­ bessert.

Fig. 6 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Treiber­ schaltung nach Fig. 5. Ähnliche Elemente wie diejenigen nach Fig. 5 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht erläutert. Das Wählsignal aus der Auto/Hand-Wählschaltung 36 gelangt zu ODER-Gliedern 72 und 47. Die Auto/Hand- Wählschaltung 36 enthält den Auto/Hand-Wählschalter 31 und den Widerstand 41 und wird mit Spannung V aus der Stromquelle E versorgt, wenn der Stromver­ sorgungsschalter SW mit einem ersten Hub der Auslösetaste der Kamera eingeschaltet wird. Für die Automatik- Betriebsart wird der Auto/Hand-Wählschalter 31 einge­ schaltet und für die Handbetriebsart wird dieser ausge­ schaltet. Ein Frequenzteiler 68 teilt die Frequenz der Ausgangsimpulse des Oszillators 43 derart, daß die Aus­ gangsimpulse des Frequenzteilers 68 eine längere Periode aufweisen als die Perioden der Impulse der Frequenzteiler 44 und 45. Eine Objektiveinstellungs-Startsignalschaltung 69 enthält einen Startschalter 70 und einen Widerstand 71, der mit der Stromversorgung verbunden ist. Der Startschalter 70 kann ein Schalter, der eine vorbestimmte Zeit nach Ausführung des ersten Hubes der Auslösetaste eingeschaltet wird, ein Schalter, der beim zweiten Hub der Auslösetaste eingeschaltet wird, wenn die Auslösetaste für dreifachen Hub ausgelegt ist, oder ein Schalter sein, der von der Auslösetaste un­ abhängig ist. Mit 72 und 47 sind die ODER-Glieder bezeichnet, mit 73 bis 76 sind UND-Glieder bezeichnet, mit 77 ist ein Inverter bezeichnet und mit 49 das Antivalenz-Glied bezeichnet.

Die Betriebsweise der Schaltung nach Fig. 6 wird nun erläutert. Wenn die Auslösetaste der Kamera zu einem ersten Hub gedrückt wird und ein Stromversorgungsschalter eingeschaltet ist, gelangt die Spannung V zur Auto/Hand-Wählschaltung 36 und zur Treibersteuerschaltung 50. Die Spannung gelangt auch zum Photosensor 34, zur Meßschaltung 35 und zu weiteren Schaltungen und der Impulsgenerator 42 und der Frequenzteiler 68 werden in Betrieb gesetzt.

Wenn der Auto/Hand-Wählschalter 31 ausgeschaltet wird, um die Hand-Betriebsart zu wählen, erzeugt das ODER- Glied 72 ein Hochpegelsignal unabhängig von der Stellung des Startschalters 70. Somit werden die UND-Glieder 73 und 74 geöffnet. Da das ODER-Glied 47 ein Signal mit hohem Pegel unabhängig vom Signalpegel am Ausgangsanschluß A der Meßschaltung 35 erzeugt, werden die UND-Glieder 75 und 76 geöffnet.

Es wird dann die Lichtmessung begonnen und die Meßschaltung 35 beginnt die automatische Fokussierung. Der Photosensor 34 empfängt das von einem Objekt reflektierte Licht und die Meßschaltung 35 ermittelt einen Fokussierungsfehler nach einem bekannten Kontrastermittlungsverfahren oder Abweichungs­ ermittlungsverfahren aus der Objektinformation vom Photosensor 34 und be­ rechnet die Linsenstellgröße und die Stellrichtung. Die Stellgröße wird in dem Zähler in der Meßschaltung 35 eingestellt. Am Ausgangsanschluß A erscheint das Treibersignal mit hohem Pegel. Wenn sich das Objekt in naher Entfernung befindet, erscheint am Ausgangsan­ schluß B das Nahstellsignal mit hohem Pegel.

Wenn das Ausgangssignal des Frequenzteilers 68 hohen Pegel hat, erzeugt das UND-Glied 73 ein Ausgangs­ signal mit niedrigem Pegel und das UND-Glied 75 ein Ausgangssignal mit hohem Pegel. Damit wird der Schalt­ transistor 54 eingeschaltet. Da andererseits das UND- Glied 74 ein Ausgangssignal mit hohem Pegel und das UND-Glied 76 ein Ausgangssignal mit niedrigem Pegel erzeugt, wird der Schalttransitor 53 ausgeschaltet. Als Ergebnis werden die elektrostriktiven Elemente 3b nicht mit Energie gespeist und die Hochfre­ quenz-Energie wird lediglich den elektrostriktiven Elementen 3a von der Gegentaktschaltung 51 zugeführt, die mit den Impulsen des Frequenzteilers 45 gesteuert wird. Dadurch wird eine stehende Vibrationswelle in dem Vibrationsteil 2 erzeugt. Wenn dagegen das Ausgangssignal des Frequenzteilers 68 niedrigen Pegel hat, erzeugt das UND-Glied 76 ein Ausgangssignal mit hohem Pegel und es wird nur der Schalttransistor 53 eingeschaltet. Als Ergebnis gelangt die Hochfrequenz-Energie nur zu den elektrostriktiven Elementen 3b und es wird in dem Vibrationsteil 2 eine stehende Vibrationswelle erzeugt. Das Reib-Drehmoment zwischen dem Vibrationsteil 2 und dem Einstellring 21 wird durch die stehende Vibrationswelle vermindert. Somit kann der Ein­ stellring 21 von Hand an dem Griff 21b am Ende des äußeren Zylinders 24 mit kleinem Drehmoment gedreht werden, so daß dann der Linsenhaltezylinder 19 entlang der optischen Achse bewegt wird.

Die stehenden Vibrationswellen werden abwechselnd durch die elektrostriktiven Elemente 3a und 3b erzeugt, um einen örtlichen Abrieb und eine örtliche Ermüdung der Reibberührungsfläche 21c des Einstellrings 21 zu vermeiden. Wenn nur die elektrostriktiven Elemente 3a verwendet werden, wird eine Schleifzone der stehenden Vibrationswelle durch die physikalische Lage der elektrostriktiven Elemente 3a bestimmt und es treten der örtliche Abrieb und die örtliche Ermüdung an dem Einstellring 21 auf.

Wenn der Auto/Hand-Wählschalter 31 eingeschaltet wird, um die Automatik-Betriebsart zu wählen, und die Auslösetaste in einem ersten Hub gedrückt wird, um den Stromversorgungsschalter einzu­ schalten, erscheint am Ausgangsanschluß A der Meßschaltung 35 das Treibersignal mit hohem Pegel, wenn der Scharfeinstellungszustand noch nicht erreicht ist. Damit erzeugt das ODER-Glied 47 ein Signal mit hohem Pegel. Das ODER-Glied 72 erzeugt das Signal mit hohem Pegel, bis der Startschalter 70 eingeschaltet wird. Dem­ zufolge erzeugen die elektrostriktiven Elemente 3a und 3b abwechselnd die stehenden Vibrationswellen in der gleichen Weise wie beim Handbetrieb und das Vibrations­ teil 2 speichert die Vibrationsenergie in Vorbereitung für die Objektivverstellung. Eine vorbestimmte Zeit nach Aus­ führung des ersten Hubes der Auslösetaste oder bei Aus­ führung des zweiten Hubes der Auslösetaste im Falle einer Auslösetaste mit dreifachem Hub oder bei einem Bedienvorgang unabhängig von der Auslösetaste wird der Startschalter 17 eingeschaltet und die Startsignalschaltung 69 erzeugt ein Startsignal mit niedrigem Pegel. Dadurch erzeugen das ODER-Glied 72 und die UND-Glieder 73 und 74 Signale mit niedrigem Pegel. Somit erzeugen die UND- Glieder 75 und 76 Signale mit hohem Pegel, um die Schalt­ transistoren 54 und 53 einzuschalten. Als Ergebnis wird die Spannung V den Gegentaktschaltungen 51 und 52 zuge­ führt. Da der Impulsgenerator 42 in Betrieb ist und die Impulse des Frequenzteilers 44 direkt die Gegentaktschaltung 52 steuern, wird die Hochfrequenz- Energie den elektrostriktiven Elementen 3b zugeführt. Wenn sich das Objekt in naher Entfernung befindet, erscheint am Ausgangsanschluß B der Meßschaltung 35 das Nahstellsignal mit hohem Pegel. Dadurch werden die Impulse des Frequenzteilers 45 durch das Antivalenz-Glied 49 invertiert, so daß die Impulse des Frequenzteilers 45 den Impulsen des Frequenzteilers 44 um 90° voreilen. Da die Impulse des Frequenzteilers 45 die Gegentaktschaltung 51 steuern, wird um 90° vor­ eilende Hochfrequenz-Energie den elektrostriktiven Elementen 3a zugeführt. Es wird somit eine wandernde Vibrationswelle in dem Vibrationsteil 2 erzeugt, wobei sofort der Dauerzustand erreicht wird und der Einstellring 21 in Fokussierungsrichtung ge­ dreht wird. Da der Linsenhaltezylinder 19 zusammen mit dem Einstellring 21 gedreht wird und über das Gewinde in Eingriff mit dem Linsenhaltezylinder 15 steht, wird der Linsenhaltezylinder 19 in die entsprechende Richtung in den Scharfeinstellungsbereich bewegt.

Wenn der Einstellring 21 gedreht wird, gleitet der Schleifer 30 auf der Codierplatte 29, um das Überwachungssignal zu erzeugen, welches aus einer Anzahl von Impulsen besteht, die der Linsenstellgröße entspre­ chen. Das Überwachungssignal gelangt zum Eingangs­ anschluß D der Meßschaltung 35 und verringert die Linsen­ stellgröße, die in dem Zähler eingestellt ist. Wenn der Zählstand des Zählers Null er­ reicht, erscheint am Ausgangsanschluß A das Haltesignal mit niedrigem Pegel und die Ausgangssignale des ODER-Glieds 72 und der UND-Glieder 75 und 76 fallen auf den niedrigen Pegel. Demzufolge werden die Schalttransistoren 54 und 53 ausgeschaltet, die elektrostriktiven Elemente 3a und 3b aberregt und der Einstellring 21 angehalten. Es wird dann die Entfernung mit dem Photosensor 34 und der Meßschaltung 35 erneut gemessen. Wenn der Fokussierungsfehler innerhalb des Fokussierungs­ bereiches liegt, wird der Scharfeinstellungszustand ange­ zeigt. Wenn der Fehler nicht innerhalb des Fokussierungs­ bereiches liegt, wird das Objektiv auf gleiche Weise weiter verstellt.

Wenn das Objekt weiter entfernt ist, erscheint am Ausgangsanschluß B der Meßschaltung 35 ein Weitstellsignal mit niedrigem Pegel. Das Antivalenz-Glied 49 steuert die Impulse des Frequenzteilers 45 derart, daß diese um 90° gegenüber den Impulsen des Frequenzteilers 44 nacheilen. Demzufolge wird in den elektrostriktiven Elementen 3a und 3b eine wandernde Vibrationswelle erzeugt, die rückwärts wandert und es wird der Einstellring 21 rückwärts gedreht, um den Linsenhaltezylinder 19 in Rückzieh­ richtung zu bewegen.

Wenn der Scharfeinstellungszustand erreicht wird, wird die Auslösetaste weitergedrückt und es wird eine Reihe von Photografiervorgängen eingeleitet.

Da bei diesem Ausführungsbeispiel der Einstellring 21 bei der Handbetriebs­ art leicht bewegt werden kann, wird dadurch die Handbedienbarkeit wesentlich verbessert. Weiterhin wird der Einstellring 21 bei der Automatik- Betriebsart mit gutem Ansprechverhalten in Bewegung gesetzt.

Wie vorangehend beschrieben wurde, sind erfindungsgemäß eine Auto/Hand-Wähleinrichtung und eine Steuereinrichtung vorgesehen, die bewirken, daß die elektrostriktiven Wandler eine wandernde Vibrationswelle bei der Automatik-Betriebsart und bei der Handbetriebsart eine stehende Vibrationswelle erzeugen, so daß die Reib­ berührung zwischen dem Vibrationsteil und dem bewegbaren Teil den dynamischen Reibungszustand bei der Handbetriebsart annimmt, wodurch der Reibungskoeffizient verringert und die Berührungsfläche verkleinert wird. Demzufolge wird die Kraft bei der Handverstellung des Objektivs ohne Kompli­ zierung des Aufbaus verringert und dadurch die Handbedienbarkeit verbessert.

Fig. 7 zeigt einen Verschlußmechanismus einer Kamera im gespannten Zustand. Mit 161 ist eine Aufwickelwelle bezeichnet und mit 162 ein Aufwickelnocken, der zusammen mit der Aufwickelwelle 161 gedreht wird. Ferner sind mit 163 ein Aufnahmehebel, der durch den Aufwickelnocken 162 im Uhrzeigersinn gedreht wird, um einen Spiegelstellhebel 164 gegen eine Hauptfeder 165 zu spannen, mit 166 eine Kupplung, die an dem Spiegelstellhebel 164 gehaltert ist und mit Hilfe einer Feder 167 vorgespannt ist, um gegen einen Spiegelanhebehebel 168 zu drücken, mit 169 ein Spiegel, mit 170 ein Spiegelstift, der durch den Spiegelanhebe­ hebel 168 angestoßen wird, um den Spiegel 169 gegen eine Spiegelrückstellfeder 171 anzuheben, und mit 172 ein Schalter bezeichnet, der durch den Spiegelstift 170 eingeschaltet wird, wenn der Spiegel 169 angehoben wird, und der bewirkt, daß in einem Vibrationswellenmotor 160 für eine vorbestimmte Zeitperiode mit Hilfe einer Schaltung eine stehende Vibrationswelle und dann eine wandernde Vibrationswelle erzeugt wird. Weiterhin sind mit ein Stophebel, mit 174 eine Feder zum Vorspannen des Stophebels, mit 175 ein Freigabemagnet, der normalerweise einen Anker angezogen hält und beim Erregen den Anker freigibt, mit 176 ein Magnethebel, der durch eine Feder 177 geschwenkt wird, wenn der Freigabe­ magnet 175 erregt wird, um den Stophebel 173 im Uhrzeigersinn zu drehen und den Spiegelstellhebel 164 freizugeben, mit 178 ein Setzhebel, mit 179 ein Freigabehebel, der auf ein Ende der Kupplung 166 in Richtung eines Pfeiles drückt, um den Eingriff der Kupplung 166 an dem Spiegel­ anhebehebel 168 zu lösen, und mit 80 ein Blen­ denstellhebel bezeichnet, der von dem Spiegelan­ hebehebel 168 vorgedrückt und gegen die Kraft einer Feder 81 geschwenkt wird, um eine Blende eines Objektivs zu verstellen. Ferner sind mit 82 eine Aus­ löseplatte, mit 83 ein Verschluß-Nachlaufvorhang, mit 84 ein Verschluß-Vorlaufvorhang, mit 85 ein Nachlaufvorhang-Treiberhebel, der dem Nachlaufvorhang 83 und einen Nachlauf-Hilfshebel 86 hält, und mit 87 ein Vorlaufvorhang-Treiberhebel bezeichnet, der den Vorlaufvorhang 84 und einen Vorlaufvorhang-Hilfshebel 88 hält.

Eine Drehwelle 89 des Vibrationswellenmotors 160 ist zum Schwenken des Nachlaufvorhang-Treiberhebels 85 angeschlossen. Eine Drehwelle eines Vibrationswellen­ motors zum Antreiben des Vorlaufvorhangs ist auf gleiche Weise mit dem Vorlaufvorhang-Treiberhebel 87 gekuppelt. Ein Schalter 90 erzeugt ein Endsignal ent­ sprechend der Vorlaufvorhang-Bewegung. Dieser Schalter wird mit Hilfe eines Stiftes 91 eingeschaltet, der an dem Hilfshebel 88 befestigt ist. Dieser Schalter wird dann eingeschaltet, wenn der Vorlaufvorhang abgelaufen und der Vibrationswellenmotor für den Vorlaufvorhang anzuhalten ist. Ein Rückstell­ schalter 92 für den Vorlaufvorhang wird durch den Stift 91 eingeschaltet, wenn der Vorlaufvorhang 84 nach dem Photo­ grafieren in die Ausgangsstellung zurückgeführt ist und der Vibrationswellenmotor für den Vorlaufvorhang zu stoppen ist. Ein Schalter 93 zur Erzeugung eines Endsignals für die Bewegung des Nachlaufvorhangs und ein Rückstellschalter 94 für den Nachlaufvorhang werden durch einen Stift 95 auf ähnliche Weise ein- und ausgeschaltet, um den Vibrations­ wellenmotor 160 zu steuern.

Im folgenden wird die Betriebsweise erläutert. Wenn der Verschluß durch die Auslösetaste der Kamera ausgelöst wird, wird der Freigabemagnet 175 erregt und der Magnethebel 176 freigegeben und durch die Feder 177 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt. Dadurch wird der Stophebel 173 gegen die Kraft der Feder 174 verschwenkt, um den Eingriff am Spiegelstellhebel 164 zu lösen. Der Spiegelstellhebel 164 wird durch die Hauptfeder 165 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, um über die Kupplung 166 den Spiegelanhebehebel 168 im Gegenuhrzeigersinn zu drehen und den Spiegel 169 anzuheben. Der Blendenstellhebel 80 verstellt die Blende des Objektivs. Der Spiegel 169 wird angehoben und der Schalter 172 wird eingeschaltet, um in dem Vibrationswellenmotor 160 und in dem Vibrationswellenmotor für den Vorlaufvorhang stehende Vibrationswellen und dann nach einer vorbestimmten Zeitperiode wandernde Vibrations­ wellen zu erzeugen. Dadurch werden die Treiberhebel 87 und 85 geschwenkt, um jeweils den Vorlaufvorhang 84 und den Nach­ laufvorhang 83 anzutreiben. Die Vibrationswellenmotoren für den Vorlaufvorhang 84 und für den Nachlaufvorhang 83 werden an­ gehalten, wenn der Schalter 90 bzw. der Schalter 93 eingeschaltet wird.

Nach dem Photografiervorgang wird der Film mit Hilfe des Aufwickelmechanismus weitergespult und die Vibrations­ wellenmotoren werden in einer Richtung entgegengesetzt zu derjenigen bei der Belichtung gedreht, um den Vorlaufvorhang 84 und den Nachlaufvorhang 83 in ihre Ausgangs­ stellungen zurückzuführen. Der Magnethebel 171 wird durch den Setzhebel 78 in die Anfangsstellung gebracht und gespannt und der Aufnahmehebel 163 wird mit Hilfe des Aufwickelnockens 162 im Uhrzeigersinn gedreht, um den Spiegelstellhebel 164 in die Anfangsstellung zurückzu­ führen, in der dieser an den Stophebel 173 angreift.

Wie vorangehend beschrieben wurde, wird erfindungsgemäß mit Hilfe elektrostriktiver Wandler vor dem Anlaufen eine stehende Vibrationswelle erzeugt, so daß die Vibrationsenergie in dem Vibrations­ teil gespeichert wird, ohne daß das bewegbare Teil in Be­ wegung gesetzt wird. Dadurch wird die Anlaufcharakteristik verbessert.

Claims (7)

1. Antriebssystem für einen Vibrationswellenmotor, der ein Vibrationsteil mit elektromechanischen Wandlern und ein an dem Vibrationsteil in flächiger Reibberührung anliegendes Andruckteil aufweist, mit einer Steuereinrichtung, die in einer ersten Betriebsart an die Wandler periodische Signale mit voneinander verschiedenen Phasen anlegt, wodurch in dem Vibrationsteil eine Antriebsvibration entsteht, durch die eine Relativbewegung zwischen dem Vibrationsteil und dem Andruckteil hervorgerufen wird, gekennzeichnet, durch eine Schalteinrichtung (31, 70) zum Wählen der Betriebsart der Steuereinrichtung (42 bis 50, 68 bis 77) und dem Umschalten der Steuereinrichtung auf eine zweite Betriebsart, bei der die Steuereinrichtung an die Wandler (3a, 3b) ein periodisches Signal ohne Phasendifferenz angelegt, um in dem Vibrationsteil (2) eine antriebslose Vibration zu erzeugen, durch die keine Relativbewegung zwischen dem Vibrationsteil und dem Andruckteil (1; 21) hervorgerufen wird.

2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Vibrationsteil (2) die Antriebsvibration eine wandernde Vibrationswelle und die antriebslose Vibration eine stehende Vibrationswelle hervorruft.

3. Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrostriktiven Wandler (3a, 3b) in eine erste und eine zweite Wandlergruppe unterteilt sind und daß die Steuereinrichtung (42 bis 50, 68 bis 77) bei der ersten Betriebsart die periodischen Signale mit den voneinander verschiedenen Phasen gleichzeitig an die erste bzw. zweite Wandlergruppe anlegt und bei der zweiten Betriebsart das periodische Signal ohne Phasendifferenz an die erste und/oder zweite Wandlergruppe anlegt.

4. Antriebssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (42 bis 50, 68 bis 77) bei der zweiten Betriebsart das periodische Signal ohne Phasendifferenz abwechselnd und jeweils über eine vorbestimmte Periode an die erste und die zweite Wandlergruppe (3a, 3b) anlegt.

5. Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Andruckteil (21) bewegbar ist und mit einem Aufnahmeobjektiv-Stellmechanismus in Verbindung steht, mit dem das Aufnahmeobjektiv (20) bei der ersten Betriebsart durch das Andruckteil bzw. bei der zweiten Betriebsart von Hand verstellbar ist.

6. Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler (3a, 3b) elektrostriktive Elemente mit voneinander verschiedenen Polarisationen sind.

7. Antriebssystem nach einem vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (31, 70) die Steuereinrichtung (42 bis 50, 68 bis 77) vor einem Betrieb in der ersten Betriebsart und/oder für eine extern hervorgerufene Relativbewegung zwischen dem Vibrationsteil (2) und dem Andruckteil (1; 21) auf die zweite Betriebsart schaltet.