JP4963415B2

JP4963415B2 - カメラ

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Publication number: JP4963415B2
Application number: JP2007005355A
Authority: JP
Inventors: 裕一黒澤
Original assignee: Ricoh Imaging Co Ltd
Current assignee: Ricoh Imaging Co Ltd
Priority date: 2007-01-15
Filing date: 2007-01-15
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2027-01-15
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Description

本発明はレンズ交換式カメラに関し、特にカメラボディと撮影レンズにそれぞれ内蔵したモータによりオートフォーカス（ＡＦ）制御を行うツインモータシステム方式の撮影レンズを備えたカメラに関するものである。

従来のレンズ交換式カメラでは、カメラボディに内蔵したモータ（以下、ボディ内モータ）により撮影レンズのＡＦ制御を行っているが、近年では撮影レンズ内に独自のモータ（以下、レンズ内モータ）を内蔵し、このレンズ内モータによってＡＦ制御を行うようにした撮影レンズを用いたカメラが提案されている。例えば、特許文献１ではレンズ内モータ駆動方式及びカメラボディ内モータ駆動方式のいずれの撮影レンズも装着することが可能なデジタルカメラでの操作性を改善した技術が提案されている。これはボディ内モータのみで種々の撮影レンズのＡＦ制御を行うとした場合に、各撮影レンズの規格の相違等によってボディ内モータに加えられる負荷が相違してそれぞれ適切に制御することが困難な場合が生じるが、このように各撮影レンズにそれぞれレンズ内モータを設けてＡＦ制御を行うことで、各撮影レンズでの適切な制御が実現できるようになる。このようなレンズ内モータを備える交換レンズを本明細書ではツインモータシステム方式の撮影レンズと称している。このツインモータシステム方式の撮影レンズを備えるカメラにおいては、当該撮影レンズをカメラボディに装着した場合には、カメラは内蔵するボディ内モータよりもレンズ内モータを優先的に選択してＡＦ制御を行うことができるように構成されている。

このツインモータシステム方式の撮影レンズでは、レンズ内モータとして小型、軽量でかつ駆動音が静粛な超音波モータが用いられている。この超音波モータは、複数に分極した圧電体を円周配置したステータと、このステータに所定の圧力で当接した回転可能な円板状あるいは円環状のロータとで構成され、ステータの圧電体に高周波電圧を印加して圧電体を振動させ、この振動を圧電体と一体的に設けた櫛歯体によって円周方向に拡大させて櫛歯体を円周方向に向けて進行波動作させることで、圧電体に摩擦係合しているロータを軸回り方向に回転動作させるものである。この超音波モータでは、モータの回転効率（ステータの振動エネルギに対するロータの回転エネルギ）を高めるために弾性手段によってステータとロータの両圧接面に常時所要の圧接力を加えている。
特開２００６−２５９１１３号公報特開２００６−１４５７８３号公報

このように超音波モータではロータは常時ステータに圧接されているため、長時間駆動させない状態が続くと、当該圧接力によってステータとロータの圧接面が界面接着（癒着）の状態になって、いわゆる静摩擦力が大きくなり、超音波モータを始動する際にロータを回転させるのに大きなトルクが必要になり、回転のスムーズな立ち上げができなくなり立ち上がり特性が低下し、あるいは極端な場合にはモータの回転が不能になることがある。したがって、超音波モータで構成したレンズ内モータを内蔵するツインモータシステムレンズやこのレンズを装着したカメラにおいては、撮影時に当該レンズ内モータを駆動して撮影レンズのＡＦ制御を行うとした場合に、当該レンズ内モータの立ち上がり遅れによりＡＦ制御に遅れが生じたり、ＡＦ制御ができなくなり、適正な合焦での撮影ができなくなることがある。このような問題はレンズ内モータによりズーム制御を行う構成としたツインモータシステムレンズの場合でも同様に生じることになる。

本発明の目的は、レンズ内モータとして超音波モータを備えるツインモータシステム方式の撮影レンズを装着したカメラにおいてもＡＦ制御における立ち上がり特性を改善して適正な撮影を可能にした撮影レンズを備えたカメラを提供するものである。

本発明は、撮影レンズとカメラボディを備えるカメラであって、撮影レンズのレンズ鏡筒内にフォーカス機構と、当該フォーカス機構を駆動してＡＦ制御を行うためのＡＦ機構とを備えており、ＡＦ機構はフォーカス機構を駆動する超音波モータからなるレンズ内モータと、カメラボディに設けられたボディ内モータの回転力を伝達してフォーカス機構を駆動する回転力伝達機構とを備え、レンズ内モータはフォーカス機構に常時連結されており、回転力伝達機構はレンズ内モータからボディ内モータに向けた回転力の伝達を遮断する一方向クラッチを備え、ボディ内モータは超音波モータよりも速やかに回転始動させることが可能なモータであり、カメラボディはＡＦ制御の始動時にレンズ内モータよりも先にボディ内モータを駆動させる制御手段を備えることを特徴とする。

本発明におけるボディ内モータは、ＤＣモータ又はステッピングモータで構成される。

本発明によれば、ツインモータシステム方式の撮影レンズをボディ内モータを備えたカメラボディに装着してＡＦ制御を行う際に、ボディ内モータの回転力でフォーカス機構を駆動してＡＦ制御を行うことによりレンズ内モータを構成する超音波モータの回転を速やかに始動させるとともに、一方ではレンズ内モータの回転力でフォーカス機構を駆動してＡＦ制御を行うこともでき、しかもレンズ内モータでＡＦ制御を行う際には一方向クラッチによりレンズ内モータの回転力がボディ内モータに伝達されることを遮断し、両モータの回転動作の干渉によるＡＦ制御への悪影響を未然に防止することができる。

また、本発明によれば、ＡＦ制御を行う際にレンズ内モータの回転の立ち上がり特性が悪い場合、特に超音波モータのステータとロータとの癒着によって回転の立ち上がりが不能となり、あるいは遅れるような場合に、ボディ内モータを先に回転駆動してその回転力をレンズ内モータにも伝達し、この回転力でレンズ内モータのロータを強制的に回転させることで、ステータとロータとの癒着を解消し、レンズ内モータの回転の立ち上がり特性を改善し、適正なＡＦ制御ないし撮影が実現できる。

本発明においては、回転力伝達機構はカメラボディに装着したときにボディ内モータの回転力を出力するボディ側ＡＦカプラーに連結されるレンズ側ＡＦカプラーを備える。その上で、レンズ内モータはフォーカス機構に常時連結されており、一方向クラッチはレンズ側ＡＦカプラーとフォーカス機構との間に介挿される。また、フォーカス機構は回転されたときにフォーカスレンズを光軸方向に移動させるフォーカスリング連動環を備えており、このフォーカスリング連動環はマニュアル操作によって回転されるフォーカス操作環と一体的に回転される構成としてもよい。

また、本発明においては、カメラボディ内に設けられたモータの制御手段はボディ内モータを駆動している間にレンズ内モータの回転を開始し、レンズ内モータの回転の開始後にボディ内モータの回転を停止させる制御を行う構成とする。この場合、ボディ内モータとレンズ内モータが同時に回転する時間は少なくとも１０ｍＳである。また、ボディ内モータとレンズ内モータが同時に回転するときには、ボディ内モータにより動作されるＡＦ機構の回転速度がレンズ内モータにより動作される当該ＡＦ機構の回転速度よりも低速となるように構成する。

次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図１は本発明のツインモータシステム方式の撮影レンズを用いたデジタルカメラのカメラボディ１の外観斜視図であり、図２（ａ），（ｂ）は当該撮影レンズ２の全体外観斜視図とそのＡ矢視部分外観図である。図１において、カメラボディ１にはレリーズボタン１１、ＬＣＤ表示装置１２、モードダイヤル１３等が図示されている。また、カメラボディ１の前面にはレンズマウント１４が設けられており、前記撮影レンズ２が装着可能とされている。このレンズマウント１４にはボディ側ＡＦカプラー１５と、複数の情報・電源供給ピン１６が配列されている。また、図１にはレンズマウント１４に臨むカメラボディ１内に設けられた詳細を後述するメインミラー１０１や絞りスライド板１１１ａが図示されている。一方、図２において、前記撮影レンズ２には、レンズ鏡筒の外周部に沿って筒軸方向に並んでマニュアル操作が可能なズーム操作リング２１とフォーカス操作リング２２が設けられ、それぞれ撮影レンズ２の焦点距離と合焦位置をマニュアル調整する際に利用される。また、撮影レンズ２の後端には前記カメラボディ１のレンズマウント１４に嵌合して撮影レンズ２をカメラボディ１に装着するためのバヨネット部２３が設けられている。また、このバヨネット部２３には、撮影レンズ２に内蔵されている後述する絞り機構５を動作させるための絞り駆動レバー２４と、前記ボディ側ＡＦカプラー１５に連結可能なレンズ側ＡＦカプラー２５と、複数の情報・電源ピン２６が配設されている。

図３は前記撮影レンズ２をカメラボディ１に装着した状態の概略構成図であり、図１及び図２に示した撮影レンズ２のバヨネット部２３をレンズマウント１４に嵌合して撮影レンズ２をカメラボディ１に装着すると、カメラボディ１のボディ側ＡＦカプラー１５と撮影レンズ２のレンズ側ＡＦカプラー２５が互いに係合し、両者は連結されて一体的に軸転されるようになっている。これにより、後述するようにカメラボディ１内に内蔵したボディ内モータ１１２を駆動したときの回転駆動力をボディ側ＡＦカプラー１５からレンズ側ＡＦカプラー２５に伝導する回転力伝達機構が構成されることになり、この伝達された回転力によって撮影レンズ２内に設けた後述するＡＦ機構４を制御することが可能とされている。また、撮影レンズ２をカメラボディ１に装着したときに、前記カメラボディ１の情報・電源供給ピン１６と撮影レンズ２の情報・電源ピン２６がそれぞれ接触し、カメラボディ１と撮影レンズ２との間で情報や電源を授受できるように構成されている。この情報には後述するようにカメラボディ１から撮影レンズ２に向けてのＡＦ情報と、反対に撮影レンズ２からカメラボディ１に向けてのＡＦフィードバック情報とが含まれる。さらに、カメラボディ１の絞りスライド板１１１ａが撮影レンズ２の絞り駆動レバー２４に係合し、絞りスライド板２４の移動によって絞り駆動レバー２４を動作させ、撮影レンズ２内の絞り機構を動作するように構成されている。

前記撮影レンズ２では、図２に示したズーム操作リング２１をマニュアル回動操作したときに撮影レンズ２内の複数のレンズのうちのズーム用レンズＺＬを光軸方向に移動して所要の焦点距離に設定する。また、図２に示したフォーカス操作リング２２をマニュアル回動操作したときに撮影レンズ内のフォーカス機構３によってフォーカス用レンズＦＬを光軸方向に移動して合焦動作を行わせる。前記フォーカス操作リング２２には詳細を後述するＡＦ機構４のフォーカスリング連動環４１が連結されており、フォーカス操作リング２２を回動操作して当該フォーカスリング連動環４１を光軸回りに回転したときに図には表れない公知のカム環を用いたフォーカス機構３によってフォーカス用レンズＦＬを光軸方向に移動させることになる。また、撮影レンズ２内の絞り機構５は絞り駆動レバー２４の円周方向の移動により絞り羽根５１が駆動され、撮影レンズ２の絞り開口径が制御される。

前記ＡＦ機構４は、図４に要部の斜視図を示すように、前記撮影レンズ２内に設けられて前記フォーカス操作リング２２に連結されているフォーカスリング連動環４１を備えており、前述のように回動されたときにフォーカス用レンズＦＬを光軸方向に移動して合焦動作を行うようになっている。このフォーカスリング連動環４１は内歯４１ａを有するリングギアとして構成されており、いずれも後述するカメラボディ１のボディ内モータ１１２の駆動により、あるいは前記撮影レンズ２のレンズ内モータ４３の駆動によって回動制御される。同図に示されるように、前記ＡＦ機構４はベース板４２に搭載されたレンズ内モータ４３とクラッチ４４とを備えており、前記レンズ内モータ４３は超音波モータで構成されている。また、前記クラッチ４４はクイックフォーカスクラッチと称するクラッチであり、前記レンズ側ＡＦカプラー２５の回転力を前記フォーカスリング連動環４１に対してのみ伝達可能な一方向クラッチで構成されている。

図５は前記ＡＦ機構４の要部の拡大断面図である。前記ベース板４２の一部位置に前記レンズ内モータ４３が支持されている。このレンズ内モータ４３（すなわち以降は超音波モータ４３と称する）は、円板状の台座４３２の下側に円周方向に図には表れない複数の櫛歯を有する短円筒容器状の櫛歯体４３３が一体に設けられており、この櫛歯体４３３の上面には円周方向に複数に分極された円環薄板状の図には表れない圧電体が一体的に搭載されてステータ４３１が構成される。前記ステータ４３１（圧電体）にはカメラボディ１側から駆動信号として高周波電圧が印加されるようになっている。前記ステータ４３１の中心位置には玉軸受４３４が内装され、この玉軸受４３４にはモータ出力軸４３５が支持されている。このモータ出力軸４３５の端部には浅い円筒状をしたロータ４３６が固定されており、ロータ４３６の円周端面は前記ステータ４３１、すなわち櫛歯体４３３の櫛歯面に軸方向に当接されている。また、前記ステータ４３１に支持されたスプリング押え４３７と前記玉軸受４３４との間にコイルスプリング４３８が弾装されており、このコイルスプリング４３８の弾性力によって玉軸受４３４を図示上方の軸方向に付勢し、この付勢力でモータ出力軸４３５及びこれに連結されたロータ４３１を同方向に付勢し、ロータ４３６の円周端面をステータ４３１の櫛歯面に圧接させている。そして、この超音波モータ４３は前記台座４３２において前記ベース板４２に固定支持されており、前記モータ出力軸４３５にはギアＧＡが固定されている。

前記超音波モータ４３は、所要の高周波電圧をステータ４３１に印加すると、圧電体が振動し、これと一体の櫛歯体４３３が振動し、円周方向に配列されている複数の櫛歯が円周方向に変位され、進行波動作される。コイルスプリング４３８の付勢力によってロータ４３６の圧接面はステータ４３１の圧接面に圧接されているため、両者間の圧接力によってロータ４３６とステータ４３１の両圧接面に生じる摩擦力によってロータ４３６が円周方向に移動され、ロータ４３６を支持しているモータ出力軸４３５及びギアＧＡが回転駆動されることになる。

前記ベース板４２の前記超音波モータ４３の隣接位置には他端がレンズ鏡筒の一部２ａに支持されて前記モータ出力軸４３５と平行に向けられた回転駆動軸４５が回転可能に支持されており、この回転駆動軸４５には前記ギアＧＡに噛合されるギアＧＢと、前記フォーカスリング連動環４１の内歯に噛合するギアＧＣがそれぞれ一体的に形成され、両ギアＧＢ，ＧＣは回転駆動軸４５と一体に回転可能とされている。また、前記ベース板４２の他の位置には前記レンズ側ＡＦカプラー２５が軸転可能に支持されており、このレンズ側ＡＦカプラー２５の軸方向の一部にはギアＧＤが一体的に設けられている。さらに、前記ベース板４２の前記レンズ側ＡＦカプラー２５と前記回転駆動軸４５との間に前記クラッチ４４が設けられている。

前記クラッチ４４は、ここでは特許文献２において一方向入出力回転伝達機構として開示されたクラッチとほぼ同じクラッチが用いられている。このクラッチ４４は前記ベース板４２の一部でほぼ円筒容器状に形成されたハウジング４４１を備えており、このハウジング４４１内にクラッチ軸４４２が固定的に設けられ、このクラッチ軸４４２に円筒状をした出力筒４４３が軸装され、この出力筒４４３の内部に円筒容器状のリテーナ４４４が内装され、さらにこのリテーナ４４４内に軸方向に直交する断面形状がほぼ花弁に近い柱体で構成されたカム体４４５が同軸に内装されている。図６はこのカム体４４５の断面形状を示すための図５のＢ−Ｂ線断面図である。前記出力筒４４３は上端部の外周に出力ギアＧＥが一体に設けられており、前記ハウジング４４１の一部に設けられた切り欠き４４１ａを通して前記ギアＧＢに噛合されている。また、出力筒４４３の下端部は前記カム体４４５の外周を囲む位置まで延長されている。前記カム体４４５はボール４４６及びネジ４４７によってクラッチ軸４４２に対して回転可能な状態でクラッチ軸４４２からの脱落が防止されており、その外周面の複数箇所には緩やかな曲線で形成されたカム凹部４４５ａが形成されており軸方向の断面形状が花弁に近い形状をしている。また、カム体４４５の下端部にはカムギアＧＦが一体に設けられており、前記レンズ側カプラー２５に設けられたギアＧＤに噛合されている。前記リテーナ４４４は円周面の複数箇所に周面コロ窓４４４ａが開口されており、この周面コロ窓４４４ａ内には前記カム体４４５の外周面の複数のカム凹部４４５ａと出力筒４４３の内面との間に内装された軸方向の周面コロ４４８ａが支持される。また、前記リテーナ４４４の上端面の複数箇所に放射状の端面コロ窓４４４ｂが開口されており、この端面コロ窓４４４ｂ内には前記カム体４４５の上端面に転接された半径方向の端面コロ４４８ｂが内装される。そして、この端面コロ４４８ｂの上方にはクラッチ軸４４２を貫通した円板状の押え板４４０が当接され、ハウジング４４１の内上底面との間に弾装されたコイルスプリング４４９によって端面コロ４４８ｂをカム体４４５の上端面に弾接させている。

このクラッチ４４では、レンズ側ＡＦカプラー２５が軸転されたときにはギアＧＤとギアＧＦとの噛合によってカム体４４５が回転される。カム体４４５が回転されると外周面のカム凹部４４５ａ内において周面コロ４４８ａは出力筒４４３の内面との摩擦によってカム体４４５に対して回転方向と反対の周方向に相対移動される。このときリテーナ４４４は端面コロ４４８ｂによってカム体４４５に対しての回転が可能とされる。この周面コロ４４８ａは周方向の移動によって出力筒４４３の内面とカム体４４５のカム凹部４４５ａとの間の楔状空間内に進入され、この楔作用によってカム体４４５と出力筒４４３は回転方向に一体化される。これにより、カム体４４５の回転力は出力筒４４３に伝達され、出力筒４４３のギアＧＥとギアＧＢとの噛合により回転駆動軸４５が回転されることになる。なお、カム体４４５のカム凹部４４５ａは周方向に対称形をしているので、カム体４４５がいずれの回転方向に回転されたときでも、すなわちレンズ側ＡＦカプラー２５がいずれの方向に軸転された場合でも当該回転力は回転駆動軸４５に伝達されることになる。

一方、回転駆動軸４５が回転され、ギアＧＢとギアＧＥとの噛合により出力筒４４３が回転されると、回転後に周面コロ４４８ａは逆回転してカム体４４５のカム凹部４４５ａの中央領域にまで移動され、カム凹部４４５ａの内部で自由に転動する状態となる。そのため、周面コロ４４８ａによる楔作用が消失されて出力筒４４３はカム体４４５の周囲で空回りする状態となり、出力筒４４３の回転はカム体４４５に伝達されなくなる。したがって、ギアＧＢが回転してもギアＧＥのみ、すなわち出力筒４４３のみが回転するのみであり、カム体４４５、すなわちギアＧＦが回転することはなくレンズ側ＡＦカプラー２５が回転することはない。これは出力筒４４３がいずれの方向に回転された場合でも同じである。

図３を再度参照すると、前記カメラボディ１内には、上下に揺動可能で撮影レンズ２で結像される被写体光を上方に向けて反射可能なメインミラー１０１と、このメインミラー１０１で上方に向けて反射された被写体光を視認するためのピント板１０３、ペンタプリズム１０４、接眼レンズ１０５等からなる光学ファインダ１０２と、レリーズ時にメインミラー１０１が上動したときに被写体光を受光して被写体を撮像するＣＣＤ等の撮像装置１０６及びシャッタ機構１０７と、前記メインミラー１０１の一部を透過した被写体光を下方に向けて反射するサブミラー１０８と、前記サブミラー１０８で反射した被写体光を受光して被写体までの距離を測距するＡＦユニット１１０とを備えている。また、前記カメラボディ１内には、前記レンズマウント１４に臨んで前記撮影レンズ２に設けられている前記絞り駆動レバー２４に係合して前記絞り機構５を動作させるための絞りスライド板１１１ａを含む絞り駆動機構１１１と、前記レンズマウント１４に設けられている前記ボディ側ＡＦカプラー１５を軸転駆動させるためのボディ内モータとしてのＡＦ用モータを備えている。ここでは前記ＡＦ用モータは直流電力で駆動するＤＣモータで構成されているので、以降はＤＣモータ１１２と称する。

さらに、前記カメラボディ１には前記撮像装置１０６で撮像して得られた撮像信号を信号処理し、圧縮又は非圧縮して画像メモリ１１４に記録する信号処理部１１３を備えている。この信号処理部１１３での信号処理動作は既に周知であるのでここでは説明は省略する。また、前記光学ファインダ１０２内に配置した測光素子１１５からの測光情報や、前記ＡＦユニット１１０からのＡＦ情報（距離情報）が入力され、これらの情報に基づいて適切な絞り値や焦点位置を演算するＣＰＵ１００を備えている。このＣＰＵ１００は前記撮像装置１０６やシャッタ機構１０７を始めとする各部を制御するためのものであるが、本発明に関連する制御として、前記測光素子１１５からの測光情報に基づいて前記絞り駆動機構５を制御すること、及び前記ＡＦユニット１１０からのＡＦ情報に基づいて前記ＤＣモータ１１２を制御すること、さらに後述するように前記撮影レンズ２内のＡＦ機構４を制御することが可能に構成されている。

そして、撮影レンズ２をカメラボディ１に装着した状態では、カメラボディ１の複数の情報・電源供給ピン１６は撮影レンズ２の複数の情報・電源ピン２６にそれぞれ接触してカメラボディ１と撮影レンズ２との間で情報や電源の授受が可能となる。また、ボディ側ＡＦカプラー１５とレンズ側ＡＦカプラー２５とが連結して両者は回転方向に一体化される。さらに、絞り駆動機構１１１の絞りスライド板１１１ａが撮影レンズ２の絞り駆動レバー２４に係合し、この絞りスライド板１１１ａの移動によって撮影レンズ２内の絞り機構５を動作させることが可能になる。

この構成のカメラでの撮影動作を図７のフローチャートを参照して説明する。ここで、カメラボディ１に撮影レンズ２を装着したときに、カメラボディ１のモードダイヤル１３を用いて設定を行うことにより、あるいは装着した撮影レンズ２側から内部にレンズ内モータを備えているとの情報がカメラボディ１に入力されたときにカメラボディ１側で自動設定を行うことにより、レンズ内モータ４３を利用してＡＦ制御を行うようにカメラボディ１が予め構成されているものとする。この設定が行われた状態で、ＣＰＵ１００がレリーズボタン１１の半押しを判定すると（Ｓ１０１）、測光素子１１５での測光と測色が行われ（Ｓ１０２）、ＣＰＵ１００はこれらの測光データと測色データとから適切な絞り値を演算する。これにより、ＣＰＵ１００から絞り値情報が絞り駆動機構１１１に出力され絞りスライド板１１１ａの移動予定量を設定する。これと同時に、ＡＦユニット１１０で測距が行われ、得られた測距データに基づいてＣＰＵ１００は測距演算を行う（Ｓ１０３）。ＣＰＵ１００は測距演算が完了するとこれをＡＦ情報として先ずボディ内モータ、すなわちカメラボディ１内のＤＣモータ１１２に出力し、ＤＣモータ１１２を駆動させる（Ｓ１０４）。そして、内蔵カウンタのカウント値ＮをＮ＝０にリセットし（Ｓ１０５）、続いてレンズ内モータ、すなわち撮影レンズ２内の超音波モータ４３にもＡＦ情報を出力し、超音波モータ４３を駆動させる（Ｓ１０６）。

しかる後、いわゆるＡＦ制御に移行する。先ず、ＣＰＵ１００は内蔵カウンタのカウント値Ｎを判定し（Ｓ１０７）、Ｎ＝０のときにはカウント値ＮをＮ＝Ｎ＋１にした上で（Ｓ１０８）、ＤＣモータ１１２の駆動を極短時間で停止する（Ｓ１０９）。そして、一方では超音波モータ４３の駆動を継続しながら超音波モータ４３の回転位置をＡＦ情報と常時比較し、両者が一致したとき、すなわち合焦位置に回転位置されたと判定したときに（Ｓ１１０）、超音波モータ４３の回転を停止する（Ｓ１１１）。ステップＳ１１０において合焦位置で無いと判定したときには、ステップＳ１０６の超音波モータ４３の駆動を継続することになる。このとき、カウント値Ｎは０ではないので、ステップＳ１０８，Ｓ１０９はパスされる。次いで、ＣＰＵ１００はレリーズボタン１１の半押しを確認し（Ｓ１１２）、その後に全押しを判定すると（Ｓ１１３）、絞り駆動機構１１１は設定されている移動量だけ絞りスライド板１１１ａを移動し、これに係合している絞り駆動レバー２４を駆動して撮影レンズ２を設定された絞り値に設定し、同時にカメラボディ１内のシャッタ機構１０７を動作し、撮像装置１０６による撮像を実行する（Ｓ１１４）。撮像した撮像信号を信号処理部１１３で信号処理した後画像メモリ１１４に記録し（Ｓ１１５）、撮影フローを終了する。

この撮影フローにおいて、ステップＳ１０４では、ＡＦ情報に基づいて先ずＤＣモータ１１２を駆動している。ＤＣモータ１１２を駆動するとこのＤＣモータ１１２の回転力でボディ側ＡＦカプラー１５が軸転され、これに連結されているレンズ側ＡＦカプラー２５が一体に軸転される。レンズ側ＡＦカプラー２５の軸転によりギアＧＤとギアＧＦとの噛合によってカム体４４５が回転される。カム体４４５の回転によりクラッチ４４はオン状態となり、出力筒４４３が回転され、出力筒４４３のギアＧＥとギアＧＢとの噛合により回転駆動軸４５が回転されることになる。この回転駆動軸４５の回転によりギアＧＣが回転され、これに噛合するフォーカスリング連動環４１が回動され、フォーカス機構３によってフォーカス用レンズＦＬが光軸方向に移動されて合焦動作が開始される。また、これと同時にギアＧＢの回転によりこれに噛合するギアＧＡが回転されるため、超音波モータ４３のロータ４３６は強制的に回転されることになる。そのため、超音波モータ４３においてロータ４３６とステータ４３１の圧接面に癒着が生じていた場合でも、ロータ４３６に加えられる回転力によって癒着が解消され、超音波モータ４３は速やかに回転が始動される状態となる。

そして、ステップＳ１０６でＣＰＵ１００からのＡＦ情報が情報・電源供給ピン１６から情報・電源ピン２６を介して超音波モータ４３に入力されると、超音波モータ４３は供給された電力によって回転が開始され、当該ＡＦ情報に対応した回転位置まで回転制御される。この回転制御はいわゆるフィードバック制御によるものであり、ここではその詳細は省略するが、フォーカス用レンズＦＬの光軸方向の位置と相関のあるフォーカスリング連動環４１の回転量を検出し、この回転量とＡＦ情報とが一致するように制御する方法である。この超音波モータ４３の回転を始動する際には、ステップＳ１０４において既に超音波モータ４３は回転駆動軸４５からの機械的な回転力によって回転が開始されてロータ４３６とステータ４３１との癒着が解消されているので、超音波モータ４３の確実な回転始動が可能であり、かつその立ち上がり特性は優れたものとなる。超音波モータ４３の回転が開始された後は、ステップＳ１０９でＤＣモータ１１２の回転が停止されるので、ボディ側ＡＦカプラー１５とレンズ側ＡＦカプラー２５を介してのＤＣモータ１１２の回転力がクラッチ４４を介して超音波モータ４３に加えられることはなく、超音波モータ４３の正常な回転が保持される。ステップＳ１０６で超音波モータ４３の回転を始めてからステップＳ１０９でＤＣモータ１１２の回転を停止するまでの時間は少なくとも１０ｍＳ程度とする。また、このＤＣモータ１１２の回転を停止するまでの間は、ＤＣモータ１１２の回転力がクラッチ４４を介して超音波モータ４３に加えられているが、この際にはＤＣモータ１１２の回転によるギアＧＢの回転速度が超音波モータ４３の回転によるギアＧＢの回転速度よりも低速度に制御することで、超音波モータ４３とＤＣモータ１１２によるギアＧＢにおける回転速度差はクラック４４での回転力遮断作用、すなわちカム体４４５と出力筒４４３との間の相対回転差によって吸収されることになり、超音波モータ４３に反回転方向の負荷を与えることはない。ステップＳ１０９でＤＣモータ１１２の回転が停止された後は、超音波モータ４３によって回転駆動軸４５が回転されるので、フォーカスリング連動環４１が回転されて合焦動作が継続され、合焦が完了するとステップＳ１１１で超音波モータ４３の回転が停止されることになる。

ここで、カメラボディ１での設定によりボディ内モータであるＤＣモータ１１２を用いて撮影レンズ２でのＡＦ制御を行う場合には、ＣＰＵ１００はＡＦ情報に基づいてＤＣモータ１１２のみを駆動する。ＤＣモータ１１２の正転、逆転の回転動作はボディ側ＡＦカプラー１５からレンズ側ＡＦカプラー２５に伝達され、さらにクラック４４を介してギアＧＢ及び回転駆動軸４５を回転し、ギアＧＣによりフォーカスリング連動環４１を回動させ、さらにフォーカス機構３を駆動してＡＦ制御を実行する。このとき、レンズ内モータである超音波モータ４３はギアＧＢに噛合しているギアＧＡによりロータ４３６が回転されるが、超音波モータ４３にはＡＦ情報が入力されておらずステータ４３１における振動は生じていないのでロータ４３６の回転は自由で空回り状態であり、ＤＣモータ１１２によりＡＦ制御を行う際の障害になることはない。

また、この実施例では、ステップＳ１１２でレリーズボタン１１の半押し状態が継続しているか否かを判定しているので、半押し状態継続していない場合にはステップＳ１０１にリターンする。実際の撮影フローではステップＳ１１０の合焦が完了した後にレリーズボタン１１の押込みを解消してステップＳ１１４の撮影を行わない場合もあるので、この場合には、レリーズボタン１１を半押しする毎にＤＣモータ１１２が極短時間だけ回転駆動して超音波モータ４３を強制的に回動させることになり、超音波モータ４３における癒着を解消することになる。

また、実施例１の撮影レンズでは、フォーカス操作リング２２をマニュアルで操作したときには、これと一体のフォーカスリング連動環４１が回動されてフォーカス用レンズＦＬを光軸方向に移動してマニュアルによる合焦が可能である。このときにはクラッチ４４の回転力遮断作用によりレンズ側ＡＦカプラー２５が回動されることはなくボディ内モータのＤＣモータ１１２とは切り離された状態であり、マニュアルによるフォーカス調整が可能になる。このとき、超音波モータ４３はフォーカスリング連動環４１と一体的に回動されるが、超音波モータ４３ではロータ４３６の回転は自由であり、この点でもマニュアル操作の障害になることはない。

ここで、ボディ内モータは通電によりモータを速やかに回転始動させることが可能なモータであればＤＣモータに限られるものではなく、いわゆるステッピングモータ等を用いることも可能である。また、撮影レンズのフォーカスリング連動環は必ずしもフォーカス操作リングによってマニュアル操作される構成でなくてもよい。

実施例１のカメラボディの外観斜視図である。実施例１のツインモータシステムレンズの全体外観図とＡ矢視部分斜視図である。実施例１のカメラの模式的な構成図である。フォーカスリング連動環とＡＦ機構の斜視図である。ＡＦ機構の拡大断面図である。図５のＢ−Ｂ線断面図である。実施例１のカメラの撮影動作のフローチャートである。

符号の説明

１カメラボディ
２撮影レンズ
３フォーカス機構
４ＡＦ機構
５絞り機構
１１レリーズボタン
１４レンズマウント
１５ボディ側ＡＦカプラー
１６情報・電源供給ピン
２１ズーム操作リング
２２フォーカス操作リング
２３バヨネット部
２４絞り駆動レバー
２５レンズ側ＡＦカプラー
２６情報・電源ピン
４１フォーカスリング連動環
４２ベース板
４３超音波モータ（レンズ内モータ）
４４クラッチ
４５回転駆動軸
１００ＣＰＵ
１０１メインミラー
１０２光学ファインダ
１０６撮像装置
１０７シャッタ機構
１１０ＡＦユニット
１１１絞り駆動機構
１１２ＤＣモータ（ボディ内モータ）
４３１ステータ
４３６ロータ
４４３出力筒
４４４リテーナ
４４５カム体
ＧＡ〜ＧＦギア

Claims

撮影レンズとカメラボディを備えるカメラであって、前記撮影レンズのレンズ鏡筒内にフォーカス機構と、前記フォーカス機構を駆動してＡＦ制御を行うためのＡＦ機構とを備えており、前記ＡＦ機構は前記フォーカス機構を駆動する超音波モータからなるレンズ内モータと、前記カメラボディに設けられたボディ内モータの回転力を伝達して前記フォーカス機構を駆動する回転力伝達機構とを備え、前記レンズ内モータは前記フォーカス機構に常時連結されており、前記回転力伝達機構は前記レンズ内モータから前記ボディ内モータに向けた回転力の伝達を遮断する一方向クラッチを備え、前記ボディ内モータは超音波モータよりも速やかに回転始動させることが可能なモータであり、前記カメラボディは前記ＡＦ制御の始動時に前記レンズ内モータよりも先に前記ボディ内モータを駆動させる制御手段を備えることを特徴とするカメラ。
前記回転力伝達機構は前記カメラボディに装着したときに前記ボディ内モータの回転力を出力するボディ側ＡＦカプラーに連結されるレンズ側ＡＦカプラーを備えることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
前記一方向クラッチは、前記レンズ側ＡＦカプラーと前記フォーカス機構との間に介挿されていることを特徴とする請求項２に記載のカメラ。
前記フォーカス機構は回転されたときにフォーカスレンズを光軸方向に移動させるフォーカスリング連動環を備えており、このフォーカスリング連動環はマニュアル操作によって回転されるフォーカス操作環と一体的に回転されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のカメラ。
前記ボディ内モータはＤＣモータ又はステッピングモータであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のカメラ
前記制御手段は前記ボディ内モータを駆動している間に前記レンズ内モータの回転を開始し、前記レンズ内モータの回転の開始後に前記ボディ内モータの回転を停止させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のカメラ。
前記ボディ内モータと前記レンズ内モータが同時に回転する時間は少なくとも１０ｍＳであることを特徴とする請求項６に記載のカメラ。
前記ボディ内モータと前記レンズ内モータが同時に回転するときには、前記ボディ内モータにより動作される前記フォーカス機構の回転速度が前記レンズ内モータにより動作される当該フォーカス機構の回転速度よりも低速であることを特徴とする請求項５または６に記載のカメラ。