JP2990795B2

JP2990795B2 - 表面波モータを用いたレンズ鏡筒

Info

Publication number: JP2990795B2
Application number: JP2324748A
Authority: JP
Inventors: 均今成; 英夫菅野; 洋谷岡
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1990-11-27
Filing date: 1990-11-27
Publication date: 1999-12-13
Anticipated expiration: 2014-12-13
Also published as: US5675441A; US5239415A; JPH04191806A; US5418650A; US5546233A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、表面波モータを用いて撮影レンズを駆動す
る表面波モータを用いたレンズ鏡筒に関するものであ
る。

（従来の技術）従来、この種の表面波モータを用いたレンズ鏡筒で
は、表面波モータの駆動原理上、回転子と固定子とがそ
の接触面で強く圧接されている。このため、手動によっ
て撮影レンズを駆動するときには、回転子（移動体）と
固定子（固定体）との摩擦力を上回るトルクで、回転子
を回動させる必要があった。

手動による撮影レンズの駆動を軽く行う方法として、
回転子と固定子の摩擦力を弱くしたり（特開昭59−1016
08号公報）、回転子と固定子とを離間させたりする方法
が知られている。

また、モード切換え手段が手動モードのときには、表
面波モータの移動体と固定体とが一体となり、手動操作
部材の手動操作に連動して回動することにより撮影レン
ズを駆動させ、自動モードのときには、固定体はレンズ
鏡筒に固定され、移動体の回動によって撮影レンズを駆
動するようにして、手動操作時に移動体と固定体との接
触面を傷つけることなく撮影レンズを駆動する方法（特
開昭61−86718号公報）も提案されている。

（発明の解決しようとする課題）しかし、前者の方法では、弱い摩擦力ではあるが、固
定子に対して摩擦接触している回転子を回動させるの
で、回転子と固定子の接触面を必要以上に摩擦させてし
まう。また、回転子と固定子が離間する場合には、回転
子と固定子の間にゴミ等が入り込むので、表面波モータ
の駆動時にそのゴミ等によって接触面に傷がつくなどの
問題があった。

一方、後者（特開昭61−86718号公報）の方法では、
切換え手段をスライドさせることにより、自動モード時
には、レンズ保持筒が表面波モータにより駆動されても
表面波モータが固定筒内で回転することのないように、
表面波モータの外筒と固定筒との圧接面での摩擦力を生
じさせ、手動モード時には、切換え手段を反対方向にス
ライドさせることにより、手動環と外筒の接触面の摩擦
力がレンズ保持筒を駆動する駆動力より大きくなるよう
に機械的に切換えているので、複雑な機構が必要にな
る。

また、自動モードで撮影中に手動操作環を回転させる
ことにより瞬時に手動モードに切換える、いわゆる手動
モード優先撮影を行うときや、あらかじめ任意の距離を
記憶させておいて、別の撮影距離で撮影したのちに、記
憶しておいた撮影距離に撮影レンズを駆動する、いわゆ
るゴーホーム撮影機能を行うときには、機械的な切換え
機構が必要になるので、手動モードで優先撮影やゴーホ
ーム撮影機能等の切換えを迅速に行う機構を組み込むこ
とは非常に困難である。

本発明は、以上のような問題点に着目してなされたも
のであり、手動操作によって撮影レンズを駆動するとき
に、表面波モータの移動体と固定体の接触面を傷つける
ことがない表面波モータを用いたレンズ鏡筒を提供する
とともに、手動モード優先撮影機能やゴーホーム撮影機
能等の切換えを迅速に行うことができる表面波モータを
用いたレンズ鏡筒を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段）前記課題を解決するために、本発明による表面波モー
タを用いたレンズ鏡筒は、固定鏡筒と、駆動トルク
（Ｃ）で駆動される撮影レンズと、固定体とその固定体
に対して摩擦トルク（Ａ）で回転し前記撮影レンズを駆
動する移動体とからなり、前記固定鏡筒に回動自在に設
けられた表面波モータと、前記固定体と前記移動体との
間に前記摩擦トルク（Ａ）を発生する第１摩擦力発生手
段と、前記固定鏡筒と前記固定体との間に設けられ、前
記撮影レンズの駆動トルク（Ｃ）より大きく、前記表面
波モータの摩擦トルク（Ａ）よりも小さい摩擦力トルク
（Ｂ）を発生させる第２摩擦力発生手段と、手動操作に
よって前記撮影レンズを駆動するための手動操作部材
と、前記手動操作部材と前記固定体の間に前記第１摩擦
力発生手段とは別に設けられ、前記表面波モータの摩擦
トルク（Ａ）より小さく、前記第２摩擦発生手段による
摩擦トルク（Ｂ）と前記撮影レンズの駆動トルク（Ｃ）
を合計したトルク（Ｂ＋Ｃ）よりも大きい摩擦トルク
（Ｄ）に設定された摩擦クラッチ手段と、前記手動操作
部材の動きを検知する手動操作検知手段と、前記手動操
作検知手段によって前記手動操作部材の動きが検出され
たときに、前記表面波モータを停止させるモータ制御手
段と、を含む構成としてある。

この場合に、オートフォーカスモード時には、前記固
定鏡筒に対して、前記表面波モータの固定子および前記
手動操作部材の回動を停止させる回動停止手段を設けた
構成とすることができる。

（作用）本発明によれば、表面波モータの固定体と手動操作と
を一体的にレンズ鏡筒の固定筒に対して回転可能に連結
し、手動モードのときには、表面波モータの移動体と固
定体とが一体となり、手動操作部材の手動操作に連動し
て回動することにより撮影レンズを駆動させる。

また、手動フォーカス優先自動モードのときには検知
手段によって手動操作部材の動きが検出されると、表面
波モータを停止させ、手動操作に瞬時に移行できる。

さらに、自動モードのときには、固定体はレンズ鏡筒
に固定され、表面波モータの移動体の回動によって確実
に撮影レンズを駆動できる。

従って、表面波モータの固定体と移動体が光軸方向に
移動しなくても、一連のモード切換えが可能になり、手
動操作時に表面波モータの移動体と固定体の接触面を傷
つけることなく撮影レンズを駆動できるとともに、手動
フォーカス優先自動モード撮影等における手動モードと
自動モードの切換えを複雑な機構なしに容易に行える。

（実施例）以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら
説明する。

第１図は、本発明による表面波モータを用いたレンズ
鏡筒の実施例を示した縦断面図、第２図は、同実施例モ
ータに用いられる表面波モータへの電源供給部を示した
横断面図である。

第１図に示すように、固定鏡筒１は、カメラ本体に装
着するためのバヨネット爪1aを有し、外筒部1bと内筒部
1cなどによって構成されている。内筒部1cの内周には、
撮影光学系L1、L3が保持され、合焦光学系L2を保持する
レンズ保持筒２が摺動可能に設けられている。

レンズ保持筒２には、ピン３が設けられている。この
ピン３は、内筒部1cに設けられた直進案内溝1dと、内筒
部1cの外周上に回転可能に嵌合しているカムリング４に
設けてあるリード溝4aに嵌合しており、このカムリング
４が回転することにより、合焦光学系L2は光軸方向に移
動されて合焦動作が行われる。

カムリング４は、そのカムリング４に設けられた周溝
4bと、その溝4bに嵌合し固定筒１に設けられたピン５に
より、光軸方向の移動が規制されるとともに、光軸回り
の回転も一定の回転角に制限される。

一方、カムリング４の前側には、エンコーダのパター
ン部６が設けられている。このパターン部６は、内筒部
1cに設けられている検出部７によって検出され、カムリ
ング４の回転方向と回転角などの信号が交換レンズ内部
のCPU110（第３図参照）に伝達される。

固定筒１の外周には、外部より操作可能な手動操作環
13が回動自在に嵌合している。この手動操作環13には、
回動検出手段としてエンコーダ用パターン16が設けられ
ており、固定筒１に固定されている検出部17によって、
手動操作環13の回転方向と回転角などの信号を検出し、
CPU110に伝達される。

表面波モータの固定子（固定体）14は、固定鏡筒１の
小径の内筒部1cの外周に光軸を中心として回転自在に嵌
合されている。この固定子14の外周部には、係合突起14
aが設けられており、その係合突起14aは、中間リング10
の係合溝10aと係合している。中間リング10は、透明な
樹脂で形成されており、手動操作環13と一体にネジ結合
する部材８とクラッチバネ９を介して回転連動してい
る。

窓部材27は、固定鏡筒１の大径の外筒部1bに設けられ
ており、透明な合成樹脂で形成されている。この窓部材
27から透明な樹脂で形成されている中間リング10を通し
て、カムリング４の右方の外周部4cに表示されている距
離目盛を読み取ることが可能になっている。

回転子（移動体）15は、固定子14と摩擦接触してお
り、ベアリング18によって、固定子14に対して回転自在
に支持されている。回転子15の左方端ひは、係合溝15a
が設けられており、カムリング４の係合突起4dと係合す
ることにより、回転子15とカムリング４とは回転方向に
対しては一体的に回転する構造になっている。

付勢部材11は、手動フォーカス優先自動モードの自動
モード時に、固定子14が容易に回転しないように、固定
子14に対して所定のトルクを与えておくための部材であ
る。また、付勢部材12は、固定子14と回転子15とをベア
リング18と円板19を用いて摩擦接触させるための部材で
ある。

ガラスエポキシ板23は、固定子14の右端部に固定され
ており、第２図に示すように、導体部分23aがリング状
に全周にわたって設けられている。このため、その導体
部分23aをブラシ25が摺動して、固定子14がどの角度位
置にあっても、固定子14に対して電気的な接続が可能に
なっている。なお、導体部分23aのリング状の一部に
は、スルーホール23bが設けられ、ガラスエポキシ板23
の裏面に導通部分が通じており、その裏面から固定子14
に電気的に接続されている。押え板26は、ブラシ25を固
定板24に固定するための板であり、固定板24は、ネジ28
により固定鏡筒１に固定されている。

モード切換えスイッチ20は、固定鏡筒１にスライド可
能に設けられており、第１図中の右端Ａが自動モード、
中間のM/Aが手動フォーカス優先自動モード、左端Ｍが
手動モードであり、それぞれのモードに応じて電気信号
を発生させる構成になっている。

第１図に示すように、モード切換えスイッチ20が、自
動モードＡの位置に切り換えられている状態では、固定
鏡筒１に固定されている板バネ22が、中間リング10に設
けられた係合溝10aに係合しているので、固定子14およ
び中間リング10の回転は阻止されている。

また、モード切換えスイッチ20を手動フォーカス優先
自動モードM/Aまたは手動モードＭの位置にスライドさ
せると、モード切換えスイッチ20に小ネジで固定されて
いる切換え板21も同時に移動し、固定鏡筒１に固定され
ている板バネ22を係合溝10aから押し上げて離脱させ
る。従って、固定子14および中間リング10の回動が可能
になる。

ここで、固定子14と回転子15の摩擦トルクをＡ、付勢
部材11によって固定鏡筒１と固定子14の間に発生する摩
擦トルクをＢ、レンズ保持筒２の駆動に要するトルクを
Ｃ、クラッチバネ９によって中間リング10と手動操作環
13の間に発生する摩擦トルクをＤとすると、Ｃ＜Ｂ＜Ａ
かつ（Ｂ＋Ｃ）＜Ｄ＜Ａの条件が満たされている。

次に、本発明による表面波モータを用いたレンズ鏡筒
の実施例の動作について説明する。

自動モード時には、モード切換えスイッチ20は自動モ
ードＡの位置にあり、板バネ22は中間リング10の係合溝
10aと係合しているので、中間リング10および固定子14
の回転は阻止されている。ここで、不図示の制御機構に
よって表面波モータに電源を供給すると、固定子14に表
面進行波が発生するので、回転子15が円周方向に回転す
る。回転子15が回転すると、回転子15の係合溝15aとカ
ムリング４の係合突起4dが係合しているので、回転子15
とカムリング４は一体に回転する。カムリング４が回転
すると、レンズ保持筒２が光軸に沿って移動し、自動焦
点調節が行われる。

手動モード時にするときには、モード切換えスイッチ
20を第１図の手動モードＭの位置にスライドさせる。こ
れと同時に、表面波モータへの電源をオフにする。すな
わち、スイッチ20を第１図の手動モードＭの位置にスラ
イドさせると、スイッチ20に小ネジで固定されている切
換え板21も同時に移動し、固定鏡筒１に固定されている
板バネ22を押し上げて、係合溝10aから板バネ22を離脱
させる。この状態では、中間リング10と固定子14が回転
可能になり、しかも表面波モータへの電源がオフになっ
ているので、表面波モータは作動しない。

このとき、前述したように固定子14と回転子15の摩擦
トルクをＡ、付勢部材11によって固定鏡筒１と固定子14
の間に発生する摩擦トルクをＢ、レンズ保持筒２の駆動
に要するトルクをＣ、クラッチバネ９によって中間リン
グ10と手動操作環13の間に発生する摩擦トルクをＤとす
ると、Ｃ＜Ｂ＜Ａかつ（Ｂ＋Ｃ）＜Ｄ＜Ａの条件が満た
されているので、手動操作環13を回動させるとクラッチ
バネ９を介して中間リング10、固定子14、回転子15が回
転する。

回転子15が回転すると、回転子15の係合溝15aとカム
リング４の係合突起4dが係合しているので、回転子15と
カムリング４は一体に回転する。カムリング４が回転す
ると、レンズ保持筒２が光軸に沿って移動し、手動焦点
調節が行われる。

また、カムリング４が回転制限で回転を阻止された場
合に、手動操作環13を回転制限方向にさらに回そうとす
ると、クラッチバネ９の働きによって、手動操作環13が
空回りする。この場合に、前記トルクの条件により回転
子15と固定子14の間はスリップしない。

手動フォーカス優先自動モード時には、モード切換え
スイッチ20を第１図の自動モードＡの位置から手動フォ
ーカス優先自動モードM/Aの位置にスライドさせる。こ
のとき、スイッチ20に小ネジで固定されている切換え板
21も同時に移動し、固定鏡筒１に固定されている板バネ
22を押し上げて、係合溝10aから板バネ22を離脱させ
る。

この状態では、中間リング10および固定子14が回転可
能になり、しかも表面波モータへの電源はオンになって
いるので、表面波モータは作動し、手動操作環13を回動
させない限り自動モードによる撮影が可能になる。それ
は、前述したように、付勢部材11によって固定鏡筒１と
固定子14の間に発生する摩擦トルクをＢ、レンズ保持筒
２の駆動に要するトルクをＣとすると、Ｃ＜Ｂの条件が
満たされているからである。

一方、手動フォーカス優先自動モードM/Aの途中で手
動操作環13を回動させると、回動検出手段のエンコーダ
用パターン16と固定筒１に固定されている検出部17によ
って、手動操作環13の回転信号を検出し、これと同時に
表面波モータへの電源をオフにする。これ以降は、手動
モード時と同様な操作が可能になる。

前述したように、固定子14と回転子15の摩擦トルクを
Ａ、付勢部材11によって固定鏡筒１と固定子14の間に発
生する摩擦トルクをＢ、レンズ保持筒２の駆動に要する
トルクをＣ、クラッチバネ９によって中間リング10と手
動操作環13の間に発生する摩擦トルクをＤとすると、Ｃ
＜Ｂ＜Ａかつ（Ｂ＋Ｃ）＜Ｄ＜Ａの条件が満たされてい
るので、手動操作環13を回動させるとクラッチバネ９を
介して中間リング10、固定子14、回転子15が回転する。

また、カムリング４が回転制限で回転を阻止された場
合に、手動操作環13を回転制限方向にさらに回そうとす
ると、クラッチバネ９の働きによって、操作環13が空回
りする。この場合に、前記トルクの条件により回転子15
と固定子14の間はスリップしない。

第３図は、本発明による表面波モータを用いたレンズ
鏡筒のカメラボディに装着した状態を示したシステム概
略図である。

まず、自動焦点調節（AF）モードの場合について説明
する。

外部より操作可能なモード切換えスイッチ118によりA
Fモードを選択すると、AFモードを示す旨の信号が交換
レンズ内部のCPU110へ出力される。これにより、CPU110
は表面波モータの駆動回路111を通して表面波モータ112
（第１図の14、15に相当）を駆動し、表面波モータ112
の駆動力が合焦光学系２に伝達可能な状態になる。

第３図に示すように、被写体からの光束は、撮影レン
ズL1〜L3を通過してカメラボディ101の半透鏡102に達
し、その光束の一部が反射して焦点板103に被写体像を
結像する。この被写体像は、コンデンサレンズ104、ペ
ンタプリズム105およびファインダ接眼レンズ106を介し
て撮影者の眼へと導かれる。

また、半透鏡102を通過した一部の光は、サブミラー1
07によって反射され、測距用光電変換部108に導かれ
る。この光電変換部108からの出力信号は、公知の合焦
制御回路109に出力され、この合焦制御回路109によって
合焦光学系L2の駆動方向と駆動量が決定される。

これらの駆動信号をCPU110に伝達し、ここからモータ
駆動回路111を介して表面波モータ112を駆動し、前記駆
動量に達するまで駆動を行う。そして、駆動が終了した
時点で再び合焦状態を検知し、合焦していない場合には
合焦するまで前記動作を繰り返す。

なお、カムリング４の回転制限部には、リミット回路
117が設けられ、合焦光学系L2が無限もしくは至近の位
置に到達すると、レンズ鏡筒内のCPU110に信号を伝達
し、合焦光学系L2の駆動方向を反転させる。

以上のように、自動焦点調節（AF）による合焦光学系
L2の駆動が行われ、所望の被写体に対する合焦状態を得
ることができる。

次に、手動焦点調節（MF）モードの場合について説明
する。

外部より操作可能なモード切換えスイッチ118により
手動焦点調節モードMFを選択すると、MFモードを示す旨
の信号がCPU110へ出力される。これによりCPU110は表面
波モータの駆動を停止させ、手動操作環114の回転を合
焦光学系L2に伝達可能な状態とする。

具体的には、第１図に示した係合溝10aから板バネ22
が離脱する。この状態では、中間リング10および固定子
14が回転可能になり、しかも表面波モータ112への電源
がオフになっているので表面波モータ112は作動しな
い。

固定子14と回転子15の摩擦トルクをＡ、付勢部材11に
よって固定鏡筒１と固定子14の間に発生する摩擦トルク
をＢ、レンズ保持筒２の駆動に要するトルクをＣ、クラ
ッチバネ９によって中間リング10と手動操作環13の間に
発生する摩擦トルクをＤとすると、Ｃ＜Ｂ＜Ａかつ（Ｂ
＋Ｃ）＜Ｄ＜Ａの条件が満たされているので、手動操作
環13を回動させるとクラッチバネ９を介して中間リング
10、固定子14、回転子15が回転する。

そして、撮影者は、ファインダ接眼レンズ106を覗き
ながら手動操作環114を回転させて手動合焦操作を行
う。このときには、合焦制御回路109の作動は停止され
ている。

最後に、MF優先AFモードの場合について説明する。

外部より操作可能なモード切換えスイッチ118によりM
F優先AFモードを選択すると、MF優先AFモードを示す旨
の信号がCPU110へ出力される。これによりCPU110は、先
ずAFモードと同じ状態、すなわち表面波モータ112の駆
動回路を起動させ、表面波モータ112の駆動力を合焦光
学系L2に伝達可能な状態とする。

そして、AF作動中に合焦不能等の理由によりMFモード
に切換えたい場合には、撮影者はモード切換えスイッチ
118を用いず、手動操作環114を回転させてMF操作を行え
ばよい。これにより、回転検出装置115が手動操作環114
の回転を検出し、CPU110に出力する。CPU110は、その信
号を入力すると、直ちに表面波モータ112の駆動を停止
させ、MFモードと同じ状態、すなわち合焦制御回路109
の作動は停止されており、手動操作環114の回転が合焦
光学系L2に伝達可能な状態になる。これによって、撮影
者はモード切換えスイッチ118によるMF−AF切換えの操
作なしで、直ちにMF操作を行うことができる。

また、MF優先AFモードでのMF状態からAF状態へ復帰し
たい場合には、MF操作環の回動信号が発生しなくなって
から一定時間経過したときに、MF状態からAF状態に復帰
させる信号をCPU110から出力してモータ駆動回路111を
作動させて表面波モータ112を駆動させるか、または、
カメラボディのレリーズ釦の再半押しによる信号をレン
ズ内のCPU110に出力し、この信号に基づきモータ駆動回
路111を作動させて表面波モータ112を駆動させるなどす
ればよい。

以上のように、本実施例によれば、モード切換えスイ
ッチ118によって、MF優先AFモードを選択しておくこと
により、AF撮影中であっても手動操作環13を回動する
と、特別な切換えなしにMF撮影が可能となる。従って、
通常の撮影はAF撮影で行い、合焦が苦手な被写体に対し
ての撮影や意図的なぼかし撮影等の場合に、MF環を回動
させてMF撮影をスムーズに行うことができ、操作性が向
上する。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、表面波モータの移動体
が回動を制限されても、手動操作部材と固定体の間に設
けられた摩擦クラッチによって、手動操作部材と固定体
がスリップするので、表面波モータの移動体と固定体の
接触面を傷つけることがない。

また、手動操作部材を回動したときに、表面波モータ
の移動体と固定体とが一体となり。手動操作部材の手動
操作に連動して回動することにより撮影レンズを駆動さ
せるとともに、手動操作環の回動を検出して表面波モー
タを停止するので、手動フォーカス優先自動モード撮影
等における手動モードと自動モードの切換えを電気的な
信号のみで行え、従来のように切換えを迅速に行うため
の複雑な機構を組み込む必要がない。

さらに、オートフォーカスモードのときには、表面波
モータの固定体と手動操作部材の回動を阻止するので、
表面波モータによる駆動を確実に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による表面波モータを用いたレンズ鏡
筒の実施例を示した縦断面図、第２図は、同実施例モー
タに用いられる表面波モータへの電源供給部を示した横
断面図である。第３図は、本発明による表面波モータを用いたレンズ鏡
筒のカメラボティに装着した状態を示したシステム概略
図である。（主要部分の符号の説明） L2……焦点調節用光学系 L1,L3……固定レンズ１……固定鏡筒、２……レンズ保持筒４……カムリング、９……付勢部材 10……中間リング、11……付勢部材 12……付勢部材、13……手動操作環 14……固定子、15……回転子 19……円板 20……モード切換えスイッチ 22……板バネ 23……ガラスエポキシ板 25……ブラシ 110……CPU

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 7/04 - 7/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】固定鏡筒と、駆動トルク（Ｃ）で駆動される撮影レンズと、固定体とその固定体に対して摩擦トルク（Ａ）で回転し
前記撮影レンズを駆動する移動体とからなり、前記固定
鏡筒に回動自在に設けられた表面波モータと、前記固定体と前記移動体との間に前記摩擦トルク（Ａ）
を発生する第１摩擦力発生手段と、前記固定鏡筒と前記固定体との間に設けられ、前記撮影
レンズの駆動トルク（Ｃ）より大きく、前記表面波モー
タの摩擦トルク（Ａ）よりも小さい摩擦力トルク（Ｂ）
を発生させる第２摩擦力発生手段と、手動操作によって前記撮影レンズを駆動するための手動
操作部材と、前記手動操作部材と前記固定体の間に前記第１摩擦力発
生手段とは別に設けられ、前記表面波モータの摩擦トル
ク（Ａ）より小さく、前記第２摩擦発生手段による摩擦
トルク（Ｂ）と前記撮影レンズの駆動トルク（Ｃ）を合
計したトルク（Ｂ＋Ｃ）よりも大きい摩擦トルク（Ｄ）
に設定された摩擦クラッチ手段と、前記手動操作部材の動きを検知する手動操作検知手段
と、前記手動操作検知手段によって前記手動操作部材の動き
が検出されたときに、前記表面波モータを停止させるモ
ータ制御手段と、を含むことを特徴とする表面波モータを用いたレンズ鏡
筒。
【請求項２】オートフォーカスモード時には、前記固定
鏡筒に対して、前記表面波モータの固定体および前記手
動操作部材の回動を停止させる回動停止手段を設けたこ
とを特徴とする請求項（１）記載の表面波モータを用い
たレンズ鏡筒。