JPH07120656A - 光学機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のズームカメラにおいては、移動レンズ
枠（移動鏡筒）の中に合焦用モータとシャッタ駆動用モ
ータとが担持されていた。本発明は、モータ数の少ない
光学機器を提供する。 【構成】 本発明のカメラでは、一群レンズ枠１と二群
レンズ枠２との相互間隔の変化を阻止するロック機構
（係止部材９、二群レンズ枠２の切欠き２−ｃ、等で構
成される）が設けられ、モータ８によりカム筒５を介し
て一群枠１と二群枠２の相互間隔の変化（変倍動作）が
行なわれた後、シャッタ駆動モータ１４によりアーム１
５を介して係止部材９が回動されることにより爪９−ａ
が切欠き２−ｃに係合されて一群枠１と二群枠２との相
互間隔の変化が阻止され、この状態でモータ８により一
群枠１と二群枠２とが一体になって光軸方向に移動され
ることにより合焦動作が行なわれる。従って、本発明の
構成では合焦用のモータは不要である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカメラ等の光学機器に関
し、特に、変倍光学系と動力式光量調節機構とを有する
光学機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近のレンズ非交換型カメラのうち、ズ
ームカメラと称されるカメラはパワーズーム装置やオー
トフォーカス装置とともに動力駆動式シャッター装置を
搭載している。

【０００３】図９及び図１０に従来公知のズームカメラ
の鏡筒部構造を示す。図９において、一群レンズＬ１を
保持する一群枠１０１と二群レンズＬ２を保持する二群
枠１０２には各々３本のフォロワーピン１０１−ａと１
０２−ａが植え込まれており、そのフォロワーピン１０
１−ａと１０２−ａは直進筒１０４に３本あけてある長
穴１０４−ａに光軸方向に摺動可能に挿入され、直進筒
１０４はカメラ本体１０３に固定されている。さらに、
フォロワーピン１０１−ａと１０２−ａはカム筒１０５
の内周に形成されているカム溝１０５−ａと１０５−ｂ
にも同時に嵌合している。カム筒１０５は内周で直進筒
１０４と回転可能に嵌合し、外周にはギア部分１０５−
ｃが形成されていて、カメラ本体１０３に固定されてい
るズームモータ１０８からギア１０７を介して回転駆動
され、カム筒１０５の回転によってレンズ枠１０１と１
０２が光軸方向に繰り出されたり繰り込まれたりする。
また、各フォロワーピン１０１−ａ及び１０２−ａとカ
ム溝１０５−ａ及び１０５−ｂとの嵌合ガタを取り除く
ためにレンズ間スプリング１０６がレンズ枠１０１及び
１０２を互いに離す方向に付勢している。

【０００４】カム筒１０５のカム溝１０５−ａ及び１０
５−ｂは概略として図１０に示す様な形状をしており、
各レンズ枠１０１及び１０２の収納状態（沈胴）からワ
イド状態までの区間１０５−ｄと、各レンズ群Ｌ１及び
Ｌ２のワイドからテレまでの光学条件を満足する区間１
０５−ｅと、を有している。区間１０５−ｄにおけるカ
ム溝１０５−ａと１０５−ｂの軌跡は鏡筒全体の構造に
よって決定され、区間１０５−ｅの軌跡は各レンズ群Ｌ
１及びＬ２がワイドからテレまで間隔を変えて焦点距離
を変化させる際に無限遠にある被写体がフィルム面に結
像するような軌跡をしている。

【０００５】被写体が有限距離にある場合には一群レン
ズＬ１を被写体側に移動させることによって焦点距離を
変化させ、フィルム面に結像させる。その際、一群レン
ズＬ１は、一群レンズＬ１を保持しているレンズホルダ
１０６とともに一群枠１０１内にある合焦用モータ１１
１によって一群枠１０１内で移動される。

【０００６】また、シャッタ羽根１０９−ａと１０９−
ｂはシャッタモータ１１０によって開閉動される。

【０００７】なお、前記構成のズームカメラ以外にも、
合焦用モータ１１１及びシャッタモータ１１０の組合せ
に代り、１個のモータと１個の電磁ブランジャとの組み
合わせによって、合焦用のレンズ駆動とシャッタ羽根開
閉駆動を行っているものもある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来のカメラで
は、移動する鏡筒の中に合焦用モータとシャッター駆動
用モータの２個の駆動源があり、該移動鏡筒は該２個の
駆動源を担持しつ、移動しなければならないので該鏡筒
の慣性質量が大であるためズーミングを高速で行なわせ
るには不利であった。また、カメラ重量が大きく、レン
ズ鏡筒の直径も大きいという欠点があった。

【０００９】本発明の目的は、前記従来技術の欠点を排
除し、従来の光学機器よりも低コスト且つ軽量且つ小型
であり、高速でズーミングすることが可能な光学機器を
提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】移動鏡筒の質量を減じ且
つ光学機器全体のモータ及びアクチュエータの数を減少
させるためには、移動鏡筒内の２個のモータのうちの１
個を廃止し、残る１個のモータでフォーカス駆動とシャ
ッタ駆動とを行なわせるか、或いは移動鏡筒内の１個の
モータでシャッタ駆動を行なわせ、移動鏡筒外のモータ
でズーミング及びフォーカシングを行なわせるようにす
ればよい。しかし、この２案のうち前者はフォーカシン
グ用モータがかなり高出力を必要とするので該モータは
重量も重くなるため移動鏡筒の軽量化及びコスト削減に
は効果が小さい。従って、移動鏡筒の質量軽減とコスト
削減のためには後者の案が望ましい。後者の案の場合、
シャッタ機構を駆動するモータまたはアクチュエータは
小出力且つ軽量のものでよいのでシャッタ機構駆動用モ
ータのみを移動鏡筒内に残すことは移動鏡筒の軽量化に
有効であり、また、電気的実装や動力伝達機構の面でも
簡略化の効果がある。また、ズーム用モータはフォーカ
ス用モータと兼用できるだけの充分な出力があるので後
者の案の場合は従来のズーム駆動系をそのまま利用でき
る。但し、後者案の場合は、フォーカシングを行なう時
にはレンズ群間隔を変化させずにレンズ群全体を光軸方
向に移動させて合焦動作をさせる必要があるので、ズー
ミング動作後にレンズ群間隔を固定させる手段が必要と
なる。

【００１１】本発明は以上のような発想に基ずいて構成
されたものであり、本発明の光学機器では、移動鏡筒内
にシャッタもしくは絞り等の光量調節機構のための駆動
用アクチュエータを有するとともに変倍光学系を有し、
該移動鏡筒内には該変倍光学系のレンズ群間隔の変化を
阻止するロック機構が設けられ、該ロック機構が該アク
チュエータにより作動されるようになっており、該レン
ズ群に変倍のための移動と合焦のための移動を行わせる
ためのモータが該移動鏡筒の外側の固定配置位置に設け
られている。

【００１２】

【作用】本発明の光学機器では、１群レンズ枠と２群レ
ンズ枠との間に該両枠の相互間隔の変化を阻止するロッ
ク機構が設けられ、該ロック機構がシャッタ駆動用モー
タにより作動されることにより合焦動作が可能となり、
レンズ枠の外のレンズ枠駆動用モータにより変倍動作に
続いて合焦動作が行なわれるので、合焦用のモータを設
ける必要がなくなり、従来よりも軽量且つ小型でコスト
も安価な光学機器を実現できる。

【００１３】

【実施例】以下に図１及至図８を参照して本発明の実施
例を説明する。

【００１４】〈実施例１〉図１及至図７は本発明の第一
実施例の光学機器としてのレンズ鏡筒非交換型カメラの
構成及び機能並びに動作を示した図である。まず、図１
及至図５を参照して本実施例のカメラの機械的構造を説
明する。図１及至図５において、カメラ本体３（図４）
に固定されている直進筒４の外周には回転可能に嵌合し
ているカム筒５があって、ズームモータ８及びギア７に
よってカム筒５を回転させるになっている。一群レンズ
Ｌ１を保持している一群枠１に植え込まれているフォロ
ワーピン１−ａは直進筒４の長穴４−ａとカム筒５のカ
ム溝とに摺動可能に嵌合し、カム筒５の回転によって一
群枠１が光軸方向に繰り出されたり繰り込まれたりす
る。この構造は従来例と同じである。

【００１５】また、二群レンズＬ２を保持している二群
枠２に植え込まれているフォロワーピン２−ａも直進筒
４の周壁面に貫設された長穴４−ａにガタなく摺動嵌合
するとともにカム筒５のカム溝に嵌合している。カム筒
５の内周面には、図５に示されるように、一群枠１のフ
ォロワーピン１−ａが挿入されるカム溝５−ａと二群枠
２のフォロワーピン２−ａが挿入されるカム溝５−ｂと
が刻設されている（この点は従来例と同じである）が、
本実施例では、二群枠２のフォロワーピン２−ａをワイ
ド位置からテレ位置まで案内する区間のカム溝５−ｂの
巾がフォロワーピン２−ａの直径よりも大きな寸法に設
計されており、該区間ではフォロワーピン２−ａがカム
溝５−ｂの前縁のみにレンズ間スプリング６の力によっ
て押しつけられつつ移動し、該区間の溝５−ｂの後縁と
フォロワーピン２−ａとの間には隙間５−ｃ（図４）が
あくようになっている。

【００１６】本実施例のカメラでは、一群枠１と二群枠
２との間に該両枠の相対移動を阻止するためのロック機
構が設けられており、合焦動作の際には該ロック機構で
該両枠の相対移動を阻止しつつズーム用のモータ８で該
両枠を一体的に移動させることにより合焦が行われるよ
うになっている。

【００１７】以下には図１及至図３を参照して該ロック
機構について説明する。

【００１８】図２に一群枠１内の正面図を示す。一群レ
ンズＬ１を保持している一群枠１内には環状の係止部材
９があり、該部材９は一群枠１に回転可能に保持される
とともにバネ１０により図２において左回転方向に付勢
されている。係止部材９の外周面の２ケ所には突起爪９
−ａがあり、該爪９−ａは二群枠２から光軸方向前方へ
突設された腕部分２−ｂの内周面の複数個の切り欠き２
−ｃに係合しうるようになっている。なお、該爪９−ａ
と該切り欠き２−ｃとの係合関係については後に説明す
る。

【００１９】図３は図２において矢印ｆ方向から見た要
部拡大図である。ズーム駆動によって一群枠１と二群枠
２との間隔が変わり、同時に焦点距離が変化して行き、
その時に突起爪９−ａと切り欠き２−ｃとの相対位置関
係が順次変わっていくが、該爪９−ａと切り欠き２−ｃ
とが係合可能となるのは本図では５箇所である。本明細
書ではその状態のことを「レリーズポイントにある焦点
距離」、「レリーズポイントにある突起爪と切り欠きの
関係」と称する。

【００２０】一群枠１内にはシャッタ羽根１１−ａ及び
１１−ｂを有するシャッタ機構１１があり、セクタレバ
ー１２とトーションバネ１３によって該羽根は閉じ方向
に付勢されている。なお、図１及び図２では付勢方向に
関係なくシャッタ羽根１１−ａと１１−ｂが開いた状態
で図示されている。

【００２１】一群枠１に固定されているシャッタ駆動用
モータ１４には駆動アーム１５が取り付けられている。
そして、駆動アーム１５の左回転ではセクタレバー１２
の突起１２−ａを、また、右回転では係止部材９の突起
９−ｂを、各々押し、バネ１３と１０に逆らってシャッ
タ羽根１１−ａ及び１１−ｂを開き、または係止部材９
を右回転させる。該アーム１５は通常は図の様にどちら
の突起１２−ａ及び９−ｂとも当接しない初期位置にあ
る。

【００２２】ここで、どこかの「レリーズポイント」に
ある状態でモータ１４が駆動アーム１５を右回転させる
と、アーム１５により係止部材９が図２で時計方向に回
転され、図３のように、係止爪９−ａが切り欠き２−ｃ
に係合する。そして、連続してズームモータ８が繰り出
し方向に回転すると、一群枠１と二群枠２は共に前方に
繰り出すが、図５のカム溝の形状からわかる様に、二群
枠２の移動速度の方が早い（Ｃ＞Ａ）ので、図５の矢印
Ｄの方向に係止爪９−ａが相対的に動いたことになり、
係止爪９−ａと切り欠き２−ｃとが（Ｆ）の部分で突き
当たる。従って、その状態でさらに繰り出すと、一群枠
１に対して二群枠２がそれ以上接近できなくなり、二群
枠２のフォロワーピン２−ａはカム溝５−ｂの前縁部か
ら離れて図５の破線Ｇで示す位置に移動するため二群枠
２はカム溝５−ｂによる規制から解放されて一群枠１と
一体的にカム溝５−ａの軌跡に従って移動することにな
る。すなわち、合焦動作は一群枠と二群枠とが一体とな
って移動することにより行われる。

【００２３】図６は本実施例のカメラの制御系の構成の
うちで本発明に関連する部分を示した図である。

【００２４】図６において、３はカメラ本体、１及び２
はカメラ本体３に対して光軸方向に相対移動するレンズ
鏡筒部を構成している一群枠及び二群枠、９Ａは前記係
止部材９を含むロック機構、１１は前記シャッタ羽根１
１−ａ及び１１−ｂを含むシャッタ機構、１４は一群枠
１に担持されているシャッター駆動用兼ロック機構作動
用モータ、８はカメラ本体３内に固定されていて前記カ
ム筒５を回転駆動するズーム及びフォーカス用モータ、
１７はカメラ全体の動作を制御するマイクロコンピュー
タ（以下にはマイコンと略記する）、１６はカメラ本体
３に設けられている公知のズームボタン、１８はＣＣＤ
等を含む公知の焦点距離検出手段、１９はレリーズボタ
ン、２０は公知の測距装置、である。同図において、実
線は電気信号の流れを示し、点線は機械的動力伝達を示
す。

【００２５】図７は本実施例のカメラにおいて本発明に
関連する機能及び制御動作を示すフローチャートであ
り、該制御動作はマイコン１７によって実行される。

【００２６】以下には、図７のフローチャートと図１及
至図６を参照して本実施例のカメラの機能及び動作を説
明する。なお、ズーム駆動時において前記「レリーズポ
イント」の焦点距離かどうかの検出は、カム筒５の回転
量等を検出することにより焦点距離検出手段１８が行
う。

【００２７】「ステップ０」 カメラの電源スイッチが
投入されたことに応じてマイコン１７が作動状態とな
り、以下の動作のための待機態勢に入る。

【００２８】「ステップ１」 ズームボタンスイッチ１
６が押されているか否かの判断。押されていればステッ
プ２へ。

【００２９】「ステップ２」 Ｔ側ズームボタン（繰り
出し方向）とＷ側ズームボタン（繰り込み方向）のどち
らが押されているか判断。Ｔ側ならステップ３へ。Ｗ側
ならステップ９へ。

【００３０】「ステップ３」 テレ端の「レリーズポイ
ント」にあるか否かの判断。図３の状態であれば、それ
以上繰り出すことは出来ないので「スタート」に戻り、
なければステップ４へ。

【００３１】「ステップ４」 モータ８によって群枠１
を繰り出す。

【００３２】「ステップ５」 Ｔ側ズームボタンが押さ
れ続けているか否かの判断。押されていれば、テレ端に
着くまで繰り出し続ける。Ｔ側ズームボタンが押されて
いなければステップ６へ。

【００３３】「ステップ６」 モータ８停止。

【００３４】「ステップ７」 停止した状態で係止爪９
−ａと切り欠き２−ｃとが係合可能な状態（「レリーズ
ポイント」）にあるか否かの判断。両者が係合可能でな
ければステップ８へ。

【００３５】「ステップ８」 繰り出し方向で一番近い
「レリーズポイント」までモータ８で繰り出し、係止爪
９−ａと切り欠き２−ｃとを係合可能状態にしておく。

【００３６】「ステップ９〜１４」 ステップ３〜ステ
ップ８までと同様のフローで、ワイド方向繰り込みを行
なう。

【００３７】「ステップ１５」 レリーズボタン１９が
押されたか否かの判断。押されていればステップ１６
へ。

【００３８】「ステップ１６」 カメラ内の測距装置２
０により被写体までの距離を測定する。

【００３９】「ステップ１７」 どの「レリーズポイン
ト」にあるか検出する。本実施例においては、図３に示
すように、５箇所の「レリーズポイント」がある。この
ことは同時に撮影光学系がどの焦点距離にあるかを判断
していることになる。

【００４０】「ステップ１８」 被写体距離及び現在の
焦点距離にもとずいて合焦のためのレンズ全体繰り出し
量（Ｂ）（図５）を演算する。次に、その繰り出し量
（Ｂ）に対して、カム筒５をどれだけ回転（Ｘ度）（図
５）させるか換算する。

【００４１】「ステップ１９」 係止爪９−ａを図３の
矢印Ｅ方向に回転させ、切り欠き２−ｃと係合させる。

【００４２】「ステップ２０」 係止爪９−ａが切り欠
き２−ｃに当接する（Ｆの部分）までカム筒５を回転さ
せる。

【００４３】「ステップ２１」 レンズの全体繰り出し
を行う（合焦動作）。

【００４４】「ステップ２２」 シャッタ開き動作。こ
の時、アーム１５はセクターレバーの突起１２−ａを押
すので係止部材の突起９−ｂは押されなくなり、バネ１
０によって係止爪９−ａが切り欠き２−ｃから外れよう
（図３の矢印Ｅの逆方向）とするが、係止爪９−ａに付
いている突起９−ｃと切り欠き２−ｃの凹部２−ｄとに
よって外れない。

【００４５】「ステップ２３」 シャッタ閉じ動作。

【００４６】「ステップ２４」 一群枠１と二群枠２を
レリーズ前の状態に戻す。この時、二群枠のフォロワー
ピン２−ａはカム溝５−ｂの前縁と再び当接して一群枠
１と二群枠２の間隔が離れるため、係止爪の突起９−ｃ
と切り欠きの凹部２−ｄとの係合がなくなり、バネ１０
により係止部材９が回転されて係止爪９−ａと切り欠き
２−ｃの係合が解除される。

【００４７】以上の動作によると、カム溝５−ａは図５
のＡだけ回転したところがレンズ全体繰り出し開始の場
所であるので、一群レンズＬ１と二群レンズＬ２が図３
の（Ｄ）だけ縮んだところが焦点距離となる。

【００４８】〈実施例２〉本発明の第二実施例を図８に
示す。本実施例のカメラの鏡筒部はバー・ネジ繰り出し
機構を有する鏡筒部であり、一群枠内に二群枠が支持さ
れている構成をとっている。

【００４９】一群枠２１はバー２３によって光軸方向に
摺動可能にガイドされ、モータ駆動部２５と繰り出しネ
ジ２４の回転によって繰り出し及び繰り込みを行う。一
群枠２１内には、一群レンズ２６とシャッタ機構２７と
ロック機構２８及びその二機構を駆動するモータ２９が
組み込まれている。二群枠２２にはバー２２−ａと２２
−ｂが固定されていて、二群枠２２は一群枠２１内のガ
イド管２１−ａ及び２１−ｂによって摺動可能に支持さ
れ、バネ３０によって縮む方向に付勢されている。一群
枠２１の側面には長穴２１−ｃがあけてあって、ガイド
ピン３１が上下方向のみ摺動可能に支持されている。ガ
イドピン３１−ａは一群枠２１内において二群枠２２に
一体になっているカム板２２−ｃに当接し、外側におい
てはピン３１−ｂがカム板３２のカム溝３２−ａに嵌合
している。カム板３２、バー２３、ネジ２４、モータ駆
動部２５等はカメラ本体（図中省略）に取り付けられて
いる。

【００５０】以上の構成によって、一群枠２１が光軸方
向に繰り出しもしくは繰り込み動作を行うと、ガイドピ
ン３１がカム溝３２−ａによって上下し、二群枠２２が
一群枠２１に対してその間隔を変化させながら移動する
ことになる。

【００５１】さらに、二群枠２２にある切り欠き部２２
−ｄが一群枠２１内にある係止爪を有するロック機構２
８によって係止がかかり、一群と二群の間隔を一時的に
変化させなくすることができる。これにより、全体繰り
出しが可能となる。なお、全体繰り出し時においてはガ
イドピン３１は下方に移動するので、二群枠２２のカム
板２２−ｃに対し逃げられる様にカム板２２−ｃは長穴
ではなく端面カムとして構成されている。

【００５２】以上に説明した実施例は本発明をレンズ非
交換型カメラに適用した場合であるが、本発明を他の型
式の光学機器にも適用できることは当然である。

【００５３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の光学機
器では、変倍光学系が駆動された時に該変倍光学系のレ
ンズ群間隔が変化しないようにシャッター駆動モータの
動力の一部を利用して該変倍光学系のレンズ群間隔を保
持させるように構成したので、ズームモータにより合焦
動作を行わせることができ、従って、本発明の光学機器
では合焦用モータを必要としないので従来の光学機器に
比べて小型且つ軽量で、しかもコストの安価な光学機器
を実現できる。また、高速の変倍動作が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例の光学機器としてのカメラ
の鏡筒部の分解斜視図。

【図２】図１に示した構造のうち、ロック機構の部分の
拡大正面図。

【図３】図２の矢印ｆ方向から見た要部拡大図。

【図４】図１に示した鏡筒部を有するカメラの縦断面
図。

【図５】図１及び図４に示した構造のうち、カム筒５の
一部の展開図。

【図６】図４に示したカメラの制御系の構成を示すブロ
ック図。

【図７】図１及至図６に示した構成を有するカメラの機
能及び制御動作を示すフローチャート。

【図８】本発明の第二実施例の光学機器としてのカメラ
の要部分解斜視図。

【図９】従来のカメラの要部縦断面図。

【図１０】図９に示したカメラのカム筒１０５の展開拡
大図。

【符号の説明】

１…一群枠 ２…二群枠 ３…カメラ本体 ４…直進筒 ５…カム筒 ６…引っ張りバ
ネ ７…ギア ８…ズーム及び
フォーカス用モータ ９…係止部材 ９Ａ…ロック機
構 １０…係止部材の引っ張りバネ １１…シャッタ １２…セクターレバー １３…羽根閉じ
トーションバネ １４…シャッター駆動用モータ １５…駆動アー
ム １６…ズームボタンスイッチ １７…マイコン １８…焦点距離検出手段 １９…レリーズ
ボタン ２０…測距装置 ２１…一群枠 ２２…二群枠 ２３…バー ２４…繰り出しネジ ２５…モータ駆
動部 ２６…一群レンズ ２７…シャッタ
機構 ２８…ロック機構 ２９…モータ ３０…引っ張りバネ ３１…ガイドピ
ン ３２…カム板 １０１…一群枠 １０２…二群枠 １０３…カメラ
本体 １０４…直進筒 １０５…カム筒 １０６…一群レンズホルダ １０７…ギア １０８…ズームモータ １０９…シャッ
タ羽根 １１０…シャッタ用モータ １１１…合焦用
モータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相互間隔が変化するように光軸方向に移
   動されることにより変倍動作を行ない、相互間隔が変化
   しないように光軸方向に移動されることにより合焦動作
   を行なう複数のレンズ群と、レンズ群駆動源と、該レン
   ズ群のいずれかと一体になって光軸方向に移動可能な光
   量調節機構と、該光量調節機構と一体になって光軸方向
   に移動する光量調節機構駆動源と、該光量調節機構駆動
   源により作動されて該レンズ群の相互間隔の変化を阻止
   するロック機構と、を有していることを特徴とする光学
   機器。
2. 【請求項２】 該レンズ群の相互間隔の制御が該レンズ
   群駆動源により回転駆動されるカム筒によって行なわれ
   るように構成されていることを特徴とする請求項１の光
   学機器。
3. 【請求項３】 該レンズ群の相互間隔の制御が、静止し
   ているカム部材により行なわれるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１の光学機器。