JP3026577B2 - 自動焦点調節レンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は手動焦点調節（以下「MF（マニュアルフォー
カス）」という）と、全範囲自動焦点調節（以下「AF
（オートフォーカス）−FULU」という）と、規制自動焦
点調節（以下「AF−LIMIT」という）とに切替え可能な
自動焦点調節レンズに関する。

〔従来の技術〕

従来、AFとMFとに切替え可能なカメラのオートフォー
カスレンズが知られている。第10図を参照すると、100
はカメラボディ、101はオートフォーカスレンズ、102は
光軸方向（図中左右方向）に変位可能な駆動軸、103は
減速歯車列、104は減速歯車列103の回転力によってレン
ズ系105を進退させるためのレンズ進退機構を夫々示
す。駆動軸102はカメラボディ100に内蔵された図示しな
いモータによって回転駆動される。AF時においては駆動
軸102は第10図に示されるように減速歯車列103と連結さ
れ、これによってレンズ系105はモータによって進退さ
れることとなる。一方、MF時においては駆動軸102は図
中右方向に変位せしめられ、駆動軸102と減速歯車列103
との連結が解除され手動によってレンズ系105が進退さ
れることとなる。

ところで、たとえばマクロレンズのように焦点調節時
におけるレンズの光軸方向への変位量の大きいレンズに
おいては、AF時においてレンズが光軸方向に大きく変位
を繰り返さないようにするためにAF時においてレンズの
変位量を狭める必要がある。このため最短撮影距離から
無限遠までの範囲で自動焦点調節を実行する全範囲自動
焦点調節と、最短撮影距離からあらかじめ定められた規
制撮影距離または規制撮影距離から無限遠までの狭い範
囲内において自動焦点調節を実行する規制自動焦点調節
とに切替える必要がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらAF・MF切替え機構と、AF−FULL・AF−LI
MIT切替え機構を有するオートフォーカスレンズにおい
て、夫々の切替えのために別々の操作部を設けると、別
々の操作部材を設けるために大きな設置スペースを要す
ると共に構造が複雑化し、また切替え操作が煩雑になる
という問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本発明によれば、レンズを
該レンズの光軸方向に進退させると共に手動操作部に連
結されたレンズ進退部と、駆動源であるモータに連結さ
れた駆動部と、上記レンズ進退部の作動範囲を狭めるこ
とによって上記レンズの光軸方向への進退範囲を狭める
ための進退部規制手段と、上記レンズの光軸方向に直交
する軸回りに回動し、該回動運動に応じて手動焦点調
節、全範囲自動焦点調節、および規制自動焦点調節に切
替え可能な単一の切替え手段と、上記レンズ進退部の回
転運動を所定量抑制する回転抑制部材とを備え、上記進
退部規制手段は、上記切替え手段と一体回転可能かつ同
軸的に配置された制御歯車の中心から偏倚した位置に一
体に形成され上記切替え手段の回動運動に連動して上記
レンズの光軸方向に直交する軸回りに回動する係止部材
と、上記レンズ進退部に設けられた被係止部材とを有
し、上記切替え手段は、手動焦点調節時には、上記制御
歯車を介して上記係止部材を上記レンズ進退部の回転に
応じて変位する上記被係止部材の軌道上から退避させ、
手動操作によって上記レンズを光軸方向に進退させるよ
うにし、全範囲自動焦点調節時には、上記制御歯車を介
して上記係止部材を上記被係止部材の軌道上から退避さ
せ、上記レンズ進退部を上記駆動部に連結して上記モー
タによって上記レンズを自動的に進退させるようにし、
規制自動焦点調節時には上記レンズ進退部を上記駆動部
に連結して上記モータによって上記レンズを自動的に進
退させると共に上記制御歯車を介して上記係止部材を上
記被係止部材の軌道上に位置決めすることにより、上記
レンズの進退範囲を狭めるようにし、さらに、手動焦点
調節時、上記レンズ進退部は上記回転抑制部材に連結さ
れ、全範囲自動焦点調節時および規制自動焦点調節時、
上記レンズ進退部は上記回転抑制部材から解放される。

〔作用〕

単一の切替え手段は、手動焦点調節時には手動操作に
よってレンズを光軸方向に進退させるようにし、全範囲
自動焦点調節時にはレンズ進退部を駆動部に連結してモ
ータによってレンズを自動的に進退させるようにし、規
制自動焦点調節時にはレンズ進退部を駆動部に連結して
モータによってレンズを自動的に進退させると共に進退
部規制手段によってレンズの進退範囲を狭めるようにし
ている。

〔実施例〕

第２図にはAF−FULL、AF−LIMIT、およびMFに切替え
可能なカメラのオートフォーカスレンズ１の外観を示
す。オートフォーカスレンズ１の外周側面上にはAF−FU
LL、AF−LIMITおよびMFに切替えるための切替えつまみ
２が設けられている。切替えつまみ２をAF−FULLに合わ
せると最短撮影距離から無限遠までの範囲で自動焦点調
節が実行され、AF−LIMITに合わせると最短撮影距離か
らあらかじめ定められた規制撮影距離までの範囲または
規制撮影距離から無限遠までの範囲内において自動焦点
調節が実行され、MFに合わせると手動焦点調節となる。
規制撮影距離は個々のオートフォーカスレンズにおいて
最適に定められ、例えば100mm程度の焦点距離を持つマ
クロレンズにおいては、撮影倍率が1/4程度になる撮影
距離に設定されることが多い。

第３図を参照するとオートフォーカスレンズはオート
フォーカスレンズのマウント部３をカメラボディのマウ
ント部４に接触させてカメラボディに取り付けられてい
る。

第１図および第３図を参照すると、カメラボディ中に
内蔵された図示しない駆動モータによってAF時（AF−FU
LL時およびAF−LIMIT時）駆動されるカメラボディ側の
駆動軸５の左端面上には、駆動軸５の直径方向に延びる
凸部5aが形成され、オートフォーカスレンズ側の被駆動
軸６の右端面上には被駆動軸６の直径方向に延びる凹部
6aが形成されている。この凹部6a中に凸部5aが嵌入され
て駆動軸５は被駆動軸６に連結され、駆動軸５の回転は
被駆動軸６に伝達される。被駆動軸６の右端近傍部はオ
ートフォーカスレンズ本体７に固定された第１軸受板８
によって支承され、左端部は第２軸受板９によって支承
されている。被駆動軸６には、被駆動軸６と一体的に回
転する第１歯車10が設けられ、この第１歯車10は歯車12
と一体回転可能に設けられた第２歯車11と噛合されてい
る。これにより、被駆動軸６の回転は歯車軸12に減速し
て伝達される。歯車軸12には第３歯車13が一体的に形成
され、歯車軸12は第２歯車11と第３歯車13の間で第２軸
受板９に支承され、左端部で第３軸受板14に支承されて
いる。第２軸受板９と第３軸受板14とは支柱22および23
によって一定間隔に保持されている。第３歯車13は第４
歯車15と噛合され、歯車軸12の回転は第４歯車15に減速
して伝達される。

第１図、第３図、および第４図を参照すると、クラッ
チ軸16は第２軸受板９と第３軸受板14によって支承さ
れ、断面形状がＤ形状に形成されたクラッチ軸左端部16
aが第３軸受板14に形成されたＤ形状孔14aに挿入されて
いる。このためクラッチ軸16は回転不可能とされてい
る。クラッチ軸16の途中には大径部16bが形成され、第
４歯車15は第２軸受板９と大径部16bとの間でクラッチ
軸16に対して回転可能に設けられる。第４歯車15はクラ
ッチ軸16の軸線方向にはほとんど変位することができな
い。第４歯車15の左側面上には円環状突出部15aが形成
され、この円環状突出部15aには直径方向に延びるクラ
ッチ溝15bが形成されている。クラッチ軸大径部16b左端
部と第３軸受板14との間のクラッチ軸16上にはクラッチ
軸16に対して回転可能に摩擦部材17が配置され、摩擦部
材17の右端面上にはクラッチ溝17aが形成されている。
摩擦部材17の左側に座金18がクラッチ軸16に対して回転
不可能に配置されている。座金18と第３軸受板14との間
には圧縮コイルばね19が配置され、摩擦部材17および座
金18をクラッチ軸大径部16bの左端部に押圧付勢してい
る。クラッチ軸大径部16bにはクラッチ歯車20がクラッ
チ軸に対して回転可能に、かつクラッチ軸16の軸線方向
に変位可能に配置される。クラッチ歯車20の右端面およ
び左端面上には、クラッチ溝15bおよび17aに夫々嵌入可
能でクラッチ歯車20の直径方向に延びるクラッチ突起20
aおよび20bが夫々形成されている。クラッチ歯車20は光
軸と平行な軸線を有する環状のレンズ駆動環21に噛合さ
れ、レンズ駆動環21の回転によってレンズがその光軸方
向に変位せしめられる。MF時に焦点調節のために手動で
回転させる手動操作環（図示せず）はレンズ駆動環21と
連動して回転する。レンズ駆動環21の外周面上には後述
するストッパ40aと係合可能なストッパビス41が設けら
れる。クラッチ歯車20の右端近傍には円環状溝24が形成
され、この円環状溝24に切替え板25の円弧状部25aが係
合されている。

第１図、第４図および第５図を参照すると、切替え板
25は略Ｌ字状であり、光軸方向に延びる長板部25bと、
長板部25bに対して垂直方向に延びかつ円弧状部25aを有
する短板部25cとを具備する。第５図に示されるよう
に、長板部25bには、光軸と平行な長板部25bの中心線Ａ
に沿って延びる２つのガイド孔26および27が形成され、
長板部25bの左端近傍にはピン挿入孔28が形成される。
このピン挿入孔28は、中心線Ａより上方に直線状に延び
る直線状部28aと、この直線状部28aに接続されると共に
直線状部28aより図中左方の中心線Ａ上に中心Ｏを有す
る円周の略1/4円弧によって形成される円弧状部28bとを
具備する。

第１図および第４図に示されるように、長板部25bの
上方には固定板29が配置される。固定板29の上面には切
替えつまみ２が回転可能に配置され、固定板29の下面に
は制御歯車40が切替えつまみ２と一体回転可能かつ同軸
的に配置される。制御歯車40の下面には制御歯車40の中
心から偏倚した位置に直方体状のストッパ40aが一体に
形成される。また固定板29の下面には切替え板駆動歯車
30が回転可能に配置され、この切替え板駆動歯車30は制
御歯車40と噛合わされる。したがって切替えつまみ２の
回転は切替え板駆動歯車30にも伝達されることとなる。
切替え板駆動歯車30の下面には下方に向かって延びるピ
ン31が切替え板駆動歯車の回転中心から偏倚して形成さ
れ、このピン31は長板部25bのピン挿入孔28に挿入され
る。切替え板駆動歯車30の回転中心からピン31までの長
さはピン挿入孔28の円弧状部28bの半径に等しい。また
固定板29には下方に向かって延びる２本のガイドピン32
および33が固定配置され、このガイドピン32および33は
夫々ガイド孔26および27中に挿入される。

第１図に示されるように、固定板29のボール孔36の下
方にはスチールボール34が配置され、このスチールボー
ル34は板ばね35によって上方に向かって付勢されるため
固定板29上面の切替えつまみ２底面に押圧付勢される。
一方、切替えつまみ２はAF−FULL位置から時計回りに90
度回転されるとAF−LIMIT位置であり、さらに時計回り
に90度回転されるとMF位置である。したがって切替えつ
まみ２の底面にはAF−FULL位置においてスチールボール
34上部が入り込むAF−FULL位置孔（図示せず）、AF−LI
MIT位置においてスチールボール34上部が入り込むAF−L
IMIT位置孔（図示せず）、およびMF位置においてスチー
ルボール34上部が入り込むMF位置孔（図示せず）が形成
されており、これによって切替えつまみ２がAF−FULL位
置、AF−LIMIT位置、およびMF位置にあるときクリック
作用が得られる。また切替えつまみ２の底面凹部にはブ
ラシ電極37が配置され、固定板29上面にはブラシ電極37
に対応して電極38が配置される。このブラシ電極37およ
び電極38によってAF−FULL、AF−LIMIT、およびMFを判
定するための信号が出力される。

第５図を参照すると、切替えスイッチ２をAF−FULL位
置に合わせると、ピン31はピン挿入孔28の円弧状部28b
の下端部に位置し、ガイドピン32および33は夫々ガイド
孔26および27の左端部に位置している。このときには、
第４図に示されるように、切替え板25は図中右方向に変
位する。これによってクラッチ歯車20も右方向に変位す
る。第４歯車15のクラッチ溝15bの位置とクラッチ歯車2
0のクラッチ突起20aの位置が一致しているときには、ク
ラッチ歯車20の図中右方向への変位によってクラッチ溝
15b中にクラッチ突起20aが嵌入される。したがって、第
４歯車15の回転はクラッチ歯車20に伝達されることにな
る。一方、第４歯車15のクラッチ溝15bの位置とクラッ
チ歯車20のクラッチ突起20aの位置が一致していないと
きにはクラッチ突起20aの右端面が第４歯車15の円環状
突出部15aの左端面によって係止され、これによって切
替え板25の短板部25cが短板部25cの先端が図中左方向に
向かうように弾性変形する。このため短板部25cは板ば
ねとして作用しクラッチ歯車20を第４歯車15に向かって
付勢することとなる。このとき図示しないモータによっ
て第４歯車15が回転されてクラッチ溝15bの位置とクラ
ッチ突起20aの位置が一致するとクラッチ溝15b中にクラ
ッチ突起20aが嵌入され、かくして第４歯車15の回転は
クラッチ歯車20に伝達されることになる。

また、切替えつまみ２がAF−FULL位置にあるときには
クラッチ歯車20は摩擦部材17と係合しておらず、したが
ってクラッチ歯車20の回転は摩擦部材17に伝達されな
い。

さらに、切替えつまみ２がAF−FULL位置にあるときに
はブラシ電極37および電極38（第１図参照）からAF−FU
LLであることを示す信号が出力される。このため図示し
ない駆動モータが駆動され、被駆動軸５の回転がレンズ
駆動環21に伝達されて自動焦点調節を実行する。

カメラボディに内蔵されたモータによってレンズを光
軸方向に変位させるための駆動系は必要駆動トルクが小
さくされており、このため、合焦スピードを高速化でき
ると共に駆動モータの消費電力を低減することができ
る。

また、このときストッパ40aは、第４図および第５図
に示されるように、その長手方向軸線がレンズ駆動環21
の中心軸線と垂直をなす方向を向いており、レンズ駆動
環21の回転によるストッパビス41の軌道上には位置して
いない。したがってストッパビス41はストッパ40aによ
って係止されず、このためレンズ駆動環21の回転が途中
で阻止されることはない。したがって、最短撮影距離か
ら無限遠までの範囲で自動焦点調節が実行されることに
なる。

次に切替えつまみ２を時計方向に90度回して、第７図
に示されるようにAF−LIMIT位置に合わせると、ピン31
はピン挿入孔28の円弧状部28bに沿って中心線Ａ上まで
変位する。このため切替え板25は変位せず、ガイドピン
32および33はそれぞれガイド孔26および27の左端部に位
置している。したがって第６図に示されるようにクラッ
チ溝15b中にクラッチ突起20aが嵌入されたままであり、
第４歯車15の回転はクラッチ歯車20に伝達される。切替
えつまみ２がAF−LIMIT位置にあるときにはブラシ電極3
7および電極38（第１図参照）からAF−LIMITであること
を示す信号が出力される。このため図示しない駆動モー
タが駆動され、被駆動軸５の回転がレンズ駆動環21に伝
達されて自動焦点調節が実行される。

このときストッパ40aは、第６図および第７図に示さ
れるように時計方向に90度回転されており、その長手方
向軸線がレンズ駆動環21の中心軸線と平行をなす方向に
向いている。このため、ストッパ40aはレンズ駆動環21
の回転によるストッパビス41の軌道上に位置しており、
このためストッパビス41はストッパ40aによって係止さ
れることとなる。したがってレンズ駆動環21の回転は途
中で阻止されることとなる。これにより、最短撮影距離
から規制撮影距離までの範囲内または規制撮影距離から
無限遠までの範囲内で自動焦点調節が実行されることに
なる。これによってレンズの光軸方向への変位量の大き
いレンズにおいても、レンズが光軸方向に大きく変位を
繰り返すことを防止でき、モータの仕事量が増大するこ
とを防止することができる。

さらに切替えつまみ２を時計方向に90度回して第９図
に示されるようにMF位置に合わせると、ピン31はピン挿
入孔28の直線上部28aに沿ってピン挿入孔28の上端まで
変位する。このため切替え板25は図中左方向に変位し、
ガイドピン32および33はそれぞれガイド孔26および27の
右端部に変位することになる。これによって、第８図に
示されるようにクラッチ歯車20も左方向に変位する。こ
の場合前述と同様に、摩擦部材17のクラッチ溝17aの位
置とクラッチ歯車20のクラッチ突起20bの位置が一致し
ているときにはクラッチ溝17a中にクラッチ突起20bが嵌
入される。

一方、クラッチ溝17aの位置とクラッチ突起20bの位置
が一致していないときには手動によって焦点調節が実行
されるとレンズ駆動環21を介してクラッチ歯車20が回転
され、これによってクラッチ溝17aにクラッチ突起20bの
位置が一致すると切替え板25のばね力によってクラッチ
溝17a中にクラッチ突起20bが嵌入される。かくしてレン
ズ駆動環21の回転は摩擦部材17に伝達されることにな
る。

したがって、手動によってレンズを光軸に沿って変位
させるとレンズ駆動環21が回転し、このレンズ駆動環21
の回転はクラッチ歯車20を介して摩擦部材17に伝達され
る。ところが摩擦部材17に押圧付勢されている座金18は
回転不可能とされているため摩擦部材17と座金18の接触
面において回転方向と反対方向の摩擦力が発生する。こ
れによってレンズの変位方向と反対向きの力をレンズに
付与することができる。この摩擦力は摩擦部材17と座金
18の接触面積および接触面の摩擦係数、さらに圧縮コイ
ルばね19による押圧力を適性に選択することによって、
レンズの駆動力を手動焦点調節に最適な駆動力とするこ
とができ手動焦点調節の操作性を向上させることができ
る。またこのときブラシ電極37および電極38（第１図参
照）からMFであることを示す信号が出力され、このため
図示しない駆動モータの駆動が禁止される。

またこのときには第８図および第９図に示されるよう
に、ストッパ40aは時計方向にさらに90度回転されてお
り、その長手方向軸線がレンズ駆動環21の中心軸線と再
び直角となる。このため、ストッパ40aはレンズ駆動環2
1の回転によるストッビス41の軌道上に位置していな
い。したがってストッパビス41はストッパ40aによって
係止されず、レンズ駆動環21の回転が途中で阻止される
ことはない。したがって、最短撮影距離から無限遠まで
の範囲で手動焦点調節が実行されることになる。

以上のように本実施例によればAF・MFの切替えと、AF
−FULL・AF−LIMITの切替えを単一の切替えつまみ２で
行えるようにしているため、切替え操作部の設置スペー
スを小さくすることができると共に簡素化することがで
き、さらに切替え操作の煩雑化を防止することができ
る。

またAF時においてはレンズを光軸方向に変位させるた
めに要する駆動トルクを小さくして合焦点スピードを高
速化できると共に駆動モータの消費電力を低減すること
ができ、一方、MF時においてはレンズの駆動力を手動焦
点調節に最適な駆動力として手動焦点調節の操作性を向
上させることができる。

また、AFおよびMFの切替えは、切替えつまみ２の回転
運動を切替え板25の直線運動に変換して実行されるた
め、操作部（切替えつまみ２）のために大きいスペース
を必要とせず操作部をコンパクト化することができる。

〔発明の効果〕

手動焦点調節、全範囲自動焦点調節、および規制自動
焦点調節の切替えを単一の切替え手段で実行できるた
め、切替え手段を設けるための設置スペースを小さくす
ることができ、また切替え操作の煩雑化を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のオートフォーカスレンズの一実施例の
焦点調節部の分解斜視図、 第２図は本発明のオートフォーカスレンズの一実施例の
外観図、 第３図は第１図の焦点調節部の減速歯車列であってAF時
を示す図、 第４図は第１図の焦点調節部のクラッチ部の一部断面図
であってAF−FULL時を示す図、 第５図は第１図の焦点調節部の切替えつまみの平面図で
あってAF−FULL時を示す図、 第６図は第４図と同様の図であってAF−LIMIT時を示す
図、 第７図は第５図と同様の図であってAF−LIMIT時を示す
図、 第８図は第４図と同様の図であってMF時を示す図、 第９図は第５図と同様の図であってMF時を示す図、 第10図は従来のオートフォーカスレンズを示す図であ
る。 １……オートフォーカスレンズ ５……駆動軸 15……第４歯車 15b……クラッチ溝 20……クラッチ歯車 20a、20b……クラッチ突起 21……レンズ駆動環 25……切替え板 40a……ストッパ 41……ストッパビス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/00 - 7/40

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レンズを該レンズの光軸方向に進退させる
   と共に手動操作部に連結されたレンズ進退部と、 駆動源であるモータに連結された駆動部と、 上記レンズ進退部の作動範囲を狭めることによって上記
   レンズの光軸方向への進退範囲を狭めるための進退部規
   制手段と、 上記レンズの光軸方向に直交する軸回りに回動し、該回
   動運動に応じて手動焦点調節、全範囲自動焦点調節、お
   よび規制自動焦点調節に切替え可能な単一の切替え手段
   と、 上記レンズ進退部の回転運動を所定量抑制する回転抑制
   部材とを備え、 上記進退部規制手段は、上記切替え手段と一体回転可能
   かつ同軸的に配置された制御歯車の中心から偏倚した位
   置に一体に形成され上記切替え手段の回動運動に連動し
   て上記レンズの光軸方向に直交する軸回りに回動する係
   止部材と、上記レンズ進退部に設けられた被係止部材と
   を有し、 上記切替え手段は、手動焦点調節時には、上記制御歯車
   を介して上記係止部材を上記レンズ進退部の回転に応じ
   て変位する上記被係止部材の軌道上から退避させ、手動
   操作によって上記レンズを光軸方向に進退させるように
   し、全範囲自動焦点調節時には、上記制御歯車を介して
   上記係止部材を上記被係止部材の軌道上から退避させ、
   上記レンズ進退部を上記駆動部に連結して上記モータに
   よって上記レンズを自動的に進退させるようにし、規制
   自動焦点調節時には上記レンズ進退部を上記駆動部に連
   結して上記モータによって上記レンズを自動的に進退さ
   せると共に上記制御歯車を介して上記係止部材を上記被
   係止部材の軌道上に位置決めすることにより、上記レン
   ズの進退範囲を狭めるようにし、 さらに、手動焦点調節時、上記レンズ進退部は上記回転
   抑制部材に連結され、全範囲自動焦点調節時および規制
   自動焦点調節時、上記レンズ進退部は上記回転抑制部材
   から解放されることを特徴とする自動焦点調節レンズ。
2. 【請求項２】さらに、上記レンズ進退部と上記駆動部と
   を連結する連結部を備え、該連結部は、 上記レンズ進退部に噛合し上記駆動部に噛合可能なクラ
   ッチ歯車と、 上記クラッチ歯車を光軸方向に変位させ、上記駆動部と
   の噛合及び該噛合の解除を行なう切替え板と、 上記制御歯車に噛合し、上記切替え手段の回動に伴う上
   記制御歯車の回転に応じて上記切替え板を光軸方向に変
   位させる切替え板駆動歯車とを備えることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の自動焦点調節レンズ。