JP2561921B2 - 撮影レンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電動駆動と手動駆動とが可能な撮影レンズ
に関するものである。

（従来の技術） 電動駆動と手動駆動とで光学系の移動が可能な撮影レ
ンズとして、特開昭55−73025号公報に開示されている
ように切換え手段により自動合焦と手動合焦とが選択的
に切り換えられるように構成されたものが知られてい
る。

（発明の解決しようとする問題点） 上記従来レンズにおいては、自動合焦操作中に手動合
焦操作を行う為には何らかの切り換え操作が必要であ
り、迅速な切り換えが行えなかった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みて成された
もので、移動光学系の自動及び手動駆動の切り換えが迅
速にできて操作性の良好な撮影レンズを提供することを
目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、電気的駆動手段により撮影光学系の少なく
とも一部の移動光学系を移動可能であり、且つ手動操作
手段により該移動光学系を移動可能である撮影レンズに
おいて、前記電気的駆動手段による前記移動光学系の移
動量と前記移動操作手段による前記移動光学系の移動量
とを同時に加算し合成する移動量合成手段と；前記手動
操作手段を作動させるために必要な回転トルクT1と、前
記移動光学系を移動させるために必要な負荷トルクT2と
をそれぞれ発生させるトルク発生手段であって、前記電
気的駆動手段によって前記移動光学系を移動させる際に
前記手動操作手段の作動が抑制されるように、前記回転
トルクT1と前記負荷トルクT2との関係がT1＞T2に設定さ
れたトルク発生手段と；前記移動光学系の移動端を検知
して検知信号を出力する移動端検知手段と；を備え、前
記移動端検知手段から検知信号が出力された際には、前
記電気的駆動手段による駆動が制動されるように構成し
たものである。

（実施例） 第１図〜第３図は、本発明の実施例を示し、以下に図
面に基づき自動合焦と手動合焦とが可能な自動合焦用レ
ンズ鏡筒に適用した実施例を説明する。

第１図のレンズ鏡筒は、第２図に示す自動焦点検出装
置を有するカメラＢに装着可能であり、自動合焦撮影時
はカメラ側の自動合焦用モータ113の駆動力により撮影
光学系L1,L2が駆動されるように構成されている。

第１図において、カメラ本体に装着するためのバヨネ
ット爪11aを有する固定筒11は内筒部11dと外筒部11eと
で構成され、その内筒部11dの内周には、撮影光学系L
1、L2を保持する直進筒15が嵌合している。また、内筒
部11dの外周には、後で詳しく述べられる、差動歯車機
構の一部を構成する外歯車13aを有するカム筒13が回転
可能に嵌合している。

このカム筒13に設けられたカム溝13bには、直進筒15
に植設された摺動ピン47が固定筒11の内筒部11dに設け
られた光軸方向に長い直進案内溝11cを貫通して係合し
ている。その結果、カム筒13の回動によって直進筒15
は、光学系L1,L2と共に光軸にそって移動する。カム筒1
3の前端部には、距離目盛筒60が固設されており、その
外周面60aに印刷された距離目盛が前側固定筒21に設け
られた距離表示窓21aを通して読み取ることが可能な如
く構成されている。従来の撮影レンズでは、設定された
距離目盛りは手動操作部材に設けるのが一般的であった
が、実施例の場合、手動操作部材19aの位置と光学系L1,
L2の位置とは相関がない為に、手動操作部材19aに距離
目盛りを設けることができない。そこで、実施例では光
学系L1,L2の動きと相関を持って回動するカム筒13の先
端に距離目盛筒60を固設し、その外周60aに距離目盛り
を印刷し、前側固定筒21に設けた距離目盛り窓21aから
読み取るようにしている。

固定筒11の外筒部11eの先端部（第１図中左端）に
は、手動回転筒19が嵌合支持されている。手動操作環19
は、外部操作される操作部19aと、鏡筒内部で他の鏡筒
と連動関係のある回転筒19bとから構成されている。回
転筒19bには固定筒11の外筒部11eに形成された周溝11b
と係合するピン27が植設されているので、手動回転筒19
は、周溝11bとピン27との案内により、回転のみ可能に
外筒部11eに嵌合支持されている。操作部19aにはその外
周にスベリ止めのゴムリング25が取付けられ、また回転
筒19bの後端には後述する差動歯車機構の一部を構成す
る遊星歯車41が軸43によって支持されている。

固定筒11の外筒部11eの内周には、遊星歯車41と噛み
合う第一内歯車17aと、モータ駆動力（第２図のモータ1
13の駆動力）によって回転するカップリング軸37の一端
に形成されたピニオン歯車37bに噛み合う第二内歯車17b
とが一体に設けられた内歯車筒17が回転可能に支持され
ている。摩擦制動用のウェイブワッシャバネ49は、手動
回転筒19と、固定筒11に固定された前側固定筒21とで挟
持されており、その摩擦力によって、手動回転筒19に所
定のトルクを与えている。

この前側固定筒21には、フォトインタラプター53、及
びエンコーダパターンの形成された周方向に長いフレキ
シブルプリント基板55（以後、エンコーダ55と呼ぶ）が
固定されている。

このフォトインタラプター53は、その発光部と受光部
との間を、手動回転筒19の回転筒19bの先端に固定され
た円筒型コード板51（円周方向に一定間隔で設けられた
透光用孔を有する）が手動回転筒19の回転に伴って移動
することにより、手動回転筒19の回転に応じたパルス信
号をレンズ内CPU29に伝えている。

またエンコーダ55は、カム筒13の先端部に固定された
摺動ブラシ57がその表面を摺動することによって、摺動
ブラシ57の位置つまりカム筒13の角度位置に応じたコー
ドが出力されるよう導体パターンが形成されている。つ
まり、光学系L1,L2が無限遠位置、至近位置、その他の
位置の何れにあるかを示す信号をレンズ内CPU29に伝え
ている。

レンズ内CPU29は、レンズマウント接点ピン31に板バ
ネ33を介して接続されており、接点ピン31、板バネ33
は、接点ハウジング35によってマウント内径部に保持さ
れている。

固定筒11に螺合しているクランプネジ45は、そのネジ
込みによって、内歯車筒17の外周を押圧し、内歯車筒17
の回動を妨げることができるように構成されている。

第２図は、本実施例のレンズ鏡筒ＡをカメラボディＢ
に装着した状態のシステム構成を模式的に表した概略図
である。尚、第１図と同等の部品には第１図と同一番号
を付してある。

第２図において、撮影レンズＡを固定筒11に設けられ
たバヨネット爪11aを介してカメラ本体Ｂ側のレンズマ
ウント141に装着すると、レンズ側カップリング軸37は
カメラ本体側カップリング軸125と結合する。そのカッ
プリング軸125は、ボディ内CPU（演算処理装置）111の
駆動信号によって制御されるモータ113により摩擦クラ
ッチ115及び減速ギヤ列121,123を介して回転駆動され
る。

撮影光学系L1、L2を通過した被写体からの光は、可動
ミラー129で一部が反射して焦点板133に被写体像を結像
する。その被写体像は、コンデンサーレンズ134、ペン
タリズム135およびファインダー接眼レンズ136を介して
観察される。

可動ミラー129の中央部に設けられた半透鏡部を透過
した一部の光は、サブミラー131にて反射され、結像レ
ンズを含む一対の受光装置（瞳分割式自動焦点検出装
置）127の受光面上に結像する。その受光装置127によっ
て光電変換された信号は、ボディ内CPU111に送られ、結
像状態に応じてデフォーカス量（予定焦点面からの像面
ズレ量及び方向）が求められる。

ボディ内CPU111は、レンズ接点33、31及びボディ側接
点139を介してレンズ内CPU29と電気的に接続されてお
り、レンズに関する種々の情報をレンズ内CPU29内部のR
OMから読み出すことができる。そこで、カップリング単
位回転量当たりの像面移動量を表す情報を読み出して前
述のデフォーカス量から、合焦させる為に必要なモータ
駆動量を求める。モータ駆動が開始されると、モータ軸
に設けられたコード板119とフォトイタラプタ117によっ
て、モータ軸回転量に応じたパルス信号が発生するの
で、所要のモータ回転量に相当するパルスが発生した時
点でモータ駆動を停止し合焦させる。

撮影光学系L1、L2の結像状態に応じて制御されるモー
タ113の駆動によってレンズ側駆動軸37が回転すると、
駆動軸37と一体のピニオン歯車37bが回転する。ピニオ
ン歯車37bの回転は、内歯車筒17の第二内歯車17bを介し
て内歯車筒17に伝えられ、第一内歯車17aが光軸を中心
として回転する。この第一内歯車17aの回転により遊星
歯車41が回転する。自動合焦のみの場合、遊星歯車41を
支持する軸43及び手動回転筒19は、摩擦制動バネ49の摩
擦力によって回転を抑制されているので、遊星歯車41の
自転により、これと噛み合う外歯車13aを有するカム筒1
3が回転する。

従って、手動回転筒19の回転トルクT1とカム筒13の回
転トルクT2とは、T1＞T2なる関係に設定する必要があ
る。

第３図は、差動歯車機構の主要部となる第１図のIII
−III矢視断面図を示す。

先ず、自動合焦動作時における差動歯車機構の作用を
説明する。

遠距離から近距離へ自動合焦する場合には、第３図中
で内歯車筒17の反時計方向の回転により、カム筒13は外
歯車13aと共に時計方向に回転する。このカム筒13の回
転によりカム溝13bに係合する摺動ピン47は、直進案内
溝11cに案内されて第１図中で左方へ移動し、直進筒15
及び撮影光学系L1,L2を左方へ変位させる。これによ
り、無限遠から至近距離まで焦点調節が自動的に行われ
る。また逆に、至近距離から遠距離に自動合焦する場合
には、ピニオン歯車37bの逆転により内歯車17aが第３図
中で時計方向に回転し、外歯車13aと共にカム筒13が反
時計方向に回転する。これにより、直進筒15及び撮影光
学系L1,L2が右方へ移動し、遠距離への自動合焦が行わ
れる。

次に、自動合焦動作途中で手動合焦動作を行った場合
の差動歯車機構の作用を説明する。

上記のモータ駆動による自動合焦動作途中において手
動合焦操作を行うと、モータ駆動による内歯車筒17の回
転及び遊星歯車41の自転と、手動合焦操作による遊星歯
車41の公転とが合成されてカム筒13を回転させるような
構造（すなわち駆動量合成手段）となっている。前記駆
動量合成手段の構成としては、モータ駆動によるカム筒
13の駆動と手動操作によるカム筒13の駆動とが同時に作
用して合成されるように構成する場合と、選択的に一方
のみが作用するように構成する場合とがある。

また、手動合焦操作では手動回転筒19が回転すると、
同様に遊星歯車41は軸43まわりに自転しつつ光軸を中心
として公転し、手動回転筒19の操作量に応じた量だけカ
ム筒13を回転して撮影光学系L1,L2を移動させる。

以下に、本実施例の動作を詳細に説明する。

まず、自動合焦動作中に、撮影レンズL1,L2が無限遠
又は至近位置の制限端に達した場合を考える。一般的な
差動歯車機構を持たない自動合焦レンズ鏡筒の場合、撮
影光学系が無限遠又は至近位置の制限端に達すると該制
限端による制限されるので、モータの駆動軸が停止し、
第２図中のフォトインタラプタ117の出力パルスが発生
しなくなり、それを検知して撮影光学系が無限端に達し
たことをしることができる。しかし、実施例の如く差動
機構を持つレンズ鏡筒の場合、無限遠又は至近の制限に
達して制限端によりカム筒13が回転規制されると、モー
タ113の駆動力による内歯車筒17の回転が遊星歯車41を
公転させてしまい、それによって手動回転筒19が回転す
るので、モータ113の駆動軸が停止することがなく光学
系の制限端に達したことを検知できない。

そこで、実施例ではカム筒13の回転角度位置を検出す
るエンコーダ55を設け、エンコーダ55により電気的に撮
影光学系の無限遠又は至近位置の制限端を検知するよう
にしている。すなわち、無限端に達すると、制限に達し
たことを表すコード信号がエンコーダ55からレンズ内CP
U29に送られる。そして、このレンズ内CPU29からボディ
内CPU111へ撮影レンズが制限端に達したことを表す信号
が送られ、ボディ内CPU111の制御回路は、駆動モータ11
3の作動を反転あるいは停止させるための制御を行う。

次に、撮影光学系の自動合焦駆動中に手動合焦操作す
る場合を考える。前述した駆動量合成手段が自動合焦動
作による駆動及び手動合焦操作による駆動を択一した場
合について説明する。

例えば、自動合焦動作中に被写体のコントラストが低
くなったり、被写体が急に移動してデフォーカス量が大
きくなったりした場合に、焦点検出を行ってもデフォー
カス量が得られない場合がある。このような場合には、
手動にて合焦操作を行う必要がある。そこで、デフォー
カス量の得られない状態での自動合焦駆動中に手動合焦
操作を行うが、手動操作中に、駆動モータ113が撮影者
の意図とは無関係に（例えば、自動合焦の為のスキャン
動作を行ってしまう場合等）応答して作動すると、思う
ような手動操作ができず不都合がある。

また、デフォーカス量が得られた状態での自動合焦駆
動中に手動合焦操作されると、撮影光学系L1,L2の実際
の移動量は、モータ駆動量と手動操作駆動量との合成量
となる為に、前述のフォトインタラプタ117のパルス数
と、撮影レンズL1,L2の移動量すなわち像面移動量（ピ
ント面での移動量）との関係がくずれ、正確な合焦が不
能となる。そこで、実施例では、手動回転筒19が操作さ
れたことをフォトインタラプタ53で検知し、操作された
場合には撮影レンズの自動合焦駆動を停止させるように
している。

つまり、手動回転筒19が操作されると、その回転に応
じてフォトイタラプタ53からパルス信号がレンズ内CPU2
9に伝えられる。このレンズ内CPU29は、フォトイタラプ
タ53が一定時間Δｔ内に、一定数Δｎ以上のパルスを発
生した場合には手動合焦操作中であると判定して、ボデ
ィ内CPU111へモータ駆動を停止させるための信号（以
下、サーボ禁止フラグと称する）を伝える。この時間Δ
ｔ及びパルス数Δｎは、その値が極端に小さいと手動回
転筒19の微小な動きでも、モータ113が停止してしまう
ため、レンズ鏡筒保持する際、手動操作環19に手が触れ
ることを絶対に避けなくてはならず、レンズ鏡筒のホー
ルド性が悪くなる。またその値が極端に大きいと前述の
ように正確な合焦ができなくなってしまうので、その値
は適当な大きさが必要である。

以上の如く、自動合焦駆動中に手動合焦操作される
と、手動操作環19が回動している間、つまり手動操作さ
れている間はサーボ禁止フラグを出力し続けて、駆動モ
ータ113の駆動を停止させる。手動合焦操作が終了し、
手動操作環19の回動が停止した時点でサーボ禁止フラグ
を出力しないように切り換えてモータ駆動による自動合
焦動作を再開する。ただし、手動操作環19の回動が停止
すると同時にモータ駆動を開始させると、手動操作中に
一瞬でも手動操作環19の動きを止めることができなくな
るので、サーボ禁止フラグの出力を停止するタイミング
は、手動操作環19の回動が停止してから、一定時間Δ
ｔ′後に設定する必要がある。このΔｔ′の値は、一定
値に固定しても良いが、レンズの種類、大きさ、撮影条
件によって最適なΔｔ′の値をとるものとする。従っ
て、Δｔ′の値を撮影者が切り換えスイッチによって任
意に変えられるうにしてもよい。また、ボディ側CPU111
のプログラム上で、レンズからのサーボ禁止フラグがこ
なくなった時点から一定時間Δｔ′後にモータ駆動を再
開するように構成しても良い。

実施例の自動合焦レンズ鏡筒を、自動合焦用でないカ
メラボディへ装着した場合又は第２図に示す自動合焦用
のカメラボディへ装着してカップリング軸125を退避さ
せた（手動合焦モードを選択した）場合には、レンズ側
カップリング軸37は自由になっている。この状態で手動
合焦操作の為に手動操作環19を回動させると、カム筒13
の回転トルクよりも、内歯車筒17の回転トルクが一般的
には小さいので、内歯車筒17のみが回転する為にカム筒
13が回転せず、光学系L1,L2が移動せず、手動合焦操作
ができない。

そこで、実施例では、手動合焦操作時にはクランプネ
ジ45をねじ込むことで歯車筒17の回転を制限し、手動操
作を可能としている。またクランプネジ45のねじ込みに
連動したスイッチを設け、クランプされた場合には手動
操作中であることを表す信号をレンズからボディへ送る
ことも可能である。

以上、第１図〜第３図に基づいて実施例の説明を行っ
たが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
例えば、距離目盛り表示は、カム筒13に連動した距離目
盛り筒60を設けて行ったが、エンコーダ55に検出可能な
ポジション数を増やすことによりエンコーダ55の出力コ
ードによって、カム筒13の回転位置すなわち撮影距離を
知ることがでる。従って、その値を液晶表示素子などを
使ってレンズ側又はボディ側で表示するようにすること
も可能である。

前記実施例では、自動合焦駆動時の撮影光学系L1,L2
の制限端の検出をカム筒13に設けたブラシ57とエンコー
ダ55とで行ったが、必ずしもそうする必要はない。例え
ば、自動合焦駆動時に制限端に撮影光学系L1,L2が達し
たとき、手動操作環19が微小量回転することを許容でき
るならば、制限端の検出はフォトインタラプタ53の出力
パルスを使っても可能である。

つまり、カム筒13が機械的制限に当接して回動が規制
された場合、さらに駆動モータ113が回転し続けると手
動操作環19が回動を始めるので、その手動操作環19の回
動を検知すれば制限端に達したことを知って、モータ11
3の駆動を停止させることが可能である。

また、前記実施例では、駆動量合成手段が自動合焦動
作による駆動と手動合焦動作による駆動とを合成した場
合の問題点を述べ、合成せずに択一した例（手動操作環
19が操作されたらモータ113の駆動を停止する）につい
て説明したが、それぞれの駆動を合成しても必ずしもモ
ータ駆動を停止する必要はない。例えば、手動操作環19
が手動操作された場合には、その操作量と方向を電気的
に検知し、その操作量に基づきボディ内フォトインタラ
プタ53の出力パルス数を補正してやることで、撮影光学
系L1,L2の移動量とボディ内フォトインタラプタ53の出
力パルスとの相関を維持することができれば、手動操作
時にモータ駆動を停止しなくても正確な自動合焦駆動が
達成可能である。

尚、本発明の実施例では自動合焦用のカメラボディに
装着可能な交換式自動合焦用レンズ鏡筒の例を説明した
が、これに限られることはなく、例えば、レンズ鏡筒内
に撮影光学系の駆動用モータを持つ自動合焦用レンズ鏡
筒や、その他、パワーフォーカス（モータ駆動による合
焦装置）、パワーズーム（モータ駆動によるズーミング
装置）等の機構にも本発明は適用可能である。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、移動端検知信号を発生
することで移動光学系の移動端を知り、不用意に手動操
作環が回転するのを防ぐことができるので、撮影レンズ
の操作性及び保持性が大きく向上する。

また、撮影者によって手動操作環が操作された時にモ
ータ駆動を停止すれば手動操作のみで移動光学系が移動
するので、手動操作の感触が良く（例えば、手動操作量
と像面移動量との関係が一定であること）、且つ手動操
作とモータ駆動との切り換えも特別な切り換え操作なし
に可能で操作性を大きく向上させることがでる。

本発明の実施例によれば、手動操作環が操作された時
にその操作量分だけモータ駆動量を電気的に検知してい
るフォトインタラプタ等の出力信号を補正してやるよう
に構成した場合には、必ずしも手動操作中にモータ駆動
を停止する必要はない。このような使い方の場合には、
モータ駆動量に手動操作駆動量を加えることが可能で移
動光学系の移動スピードを上げることができる等の効果
がある。

また、カップリング軸の固定を行うことによって、自
動合焦用であるカメラボディに装着した場合でも良好な
手動操作が可能である。

また、実施例によれば、自動合焦不能の場合や自動合
焦が不確かな場合には、自動合焦駆動途中でも手動操作
環19を動作させるだけで（すなわち従来のカメラシステ
ムの如く、自動合焦モードと手動合焦モードとの切り換
えスイッチを操作することなく）手動合焦動作により合
焦点付近に迅速に操作でき、さらに手動操作環19の操作
を止めれば、自動的に自動合焦駆動に復帰して合焦点に
自動駆動できるので同様に迅速な合焦操作が行える効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例である差動歯車機構付き自動
合焦，手動合焦可能なレンズ鏡筒の断面図を示し、第２
図は、前記レンズ鏡筒を自動合焦用カメラボディに装着
した際のシステム構成の概略図を示し、第３図は、第１
図のIII−III矢視断面図を示している。 （主要部分の符号の説明） 13,41,17……差動歯車機構 55,57……移動端検知手段 19……手動操作環 51……コード板（手動操作検知手段） 53……フォトインタラプタ（手動操作検知手段） 45……クランプネジ 49……摩擦制動用ウェイブワッシャバネ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大森 幸男 東京都品川区西大井１丁目６番３号 日 本光学工業株式会社大井製作所内 (56)参考文献 実開 昭59−55735（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気的駆動手段により撮影光学系の少なく
   とも一部の移動光学系を移動可能であり、且つ手動操作
   手段により該移動光学系を移動可能である撮影レンズに
   おいて、 前記電気的駆動手段による前記移動光学系の移動量と前
   記移動操作手段による前記移動光学系の移動量とを同時
   に加算し合成する移動量合成手段と； 前記手動操作手段を作動させるために必要な回転トルク
   T1と、前記移動光学系を移動させるために必要な負荷ト
   ルクT2とをそれぞれ発生させるトルク発生手段であっ
   て、前記電気的駆動手段によって前記移動光学系を移動
   させる際に前記手動操作手段の作動が抑制されるよう
   に、前記回転トルクT1と前記負荷トルクT2との関係がT1
   ＞T2に設定されたトルク発生手段と； 前記移動光学系の移動端を検知して検知信号を出力する
   移動端検知手段と；を備え、 前記移動端検知手段から検知信号が出力された際には、
   前記電気的駆動手段による駆動が制動されることを特徴
   とする撮影レンズ。
2. 【請求項２】前記手動操作手段が動作されたことを検知
   して検知信号を出力する手動操作検知手段と、 前記手動操作検知手段から検知信号が出力された際に
   は、前記電気的駆動手段による駆動を停止する停止手段
   とを有することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   に記載の撮影レンズ。
3. 【請求項３】前記手動操作手段だけで前記移動光学系を
   移動する際に、前記電気的駆動手段と前記駆動量合成手
   段との連動部を固定可能な固定手段を設けたことを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項に記載の撮影レンズ。
4. 【請求項４】前記電気的駆動手段は、前記移動光学系の
   合焦状態を検出して前記移動光学系を合焦位置に移動す
   る焦点検出信号を発生する自動合焦装置により制御さ
   れ、あるいは前記移動光学系の移動を指示する電気信号
   を発生する駆動制御装置により制御されることを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項に記載の撮影レンズ。