JPS63282726A - 撮影レンズの位置制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、モータ等の駆動源により光軸方向に撮影光学
系を移動せしめて複数の指令位置に当該撮影光学系を設
定可能な位置制御装置に関する。

Ｂ、従来の技術 この種の位置制御装置を備えた多焦点カメラは、例えば
、第２図（ｃ）に示すとおり、内周面にヘリコイド５１
ａが刻設された固定鏡筒５１と、カメラ本体に回転可能
に支持され内外周面にヘリコイドｌａ、ｌｂが刻設され
た駆動鏡筒１と、外面に駆動鏡筒１のへリコイド１ｂと
噛合するヘリコイドｌｌａが刻設され撮影光学系を内設
したレンズ鏡筒１０の外筒１１と、駆動鏡筒１を歯車列
６０を介して回転駆動する駆動モータ５５と、駆動鏡筒
１に連動するエンコーダ（不図示）とを有し、エンコー
ダからの位置信号によりレンズ鏡筒外筒１１の位置を知
り所定の撮影位置にレンズ鏡筒１０を移動せしめる。

ところで、本願人は先に、レンズ鏡筒をカメラ本体内に
ほぼ完全に繰り入れたリセット位置と、中間位置まで繰
り出した広角撮影位置と、最も繰り出した望遠撮影位置
との３位置を取りうるようにした多焦点カメラを提案し
ている。このカメラにおいては次のようにしてレンズ鏡
筒の位置が制御される。

駆動鏡筒１には導電パターンが形成された基板が固着さ
れ、駆動鏡筒１に対して固定されたカメラ側の部材に導
電パターン上を摺動する例えば３つの端子（エンコーダ
ブラシ）が設けられてエンコーダが構成され、このエン
コーダの各端子からレンズ鏡筒１０に応じた位置信号−
が得られる。そこで上述した駆動モータ５５により駆動
鏡筒１を回転駆動してレンズ鏡筒１０を繰り出し、ある
いは繰り込む。

例えば広角、望遠選択スイッチのような図示しない切換
スイッチから出力されるレンズ鏡筒の位置指令信号とエ
ンコーダからの位置信号とを比較することによりレンズ
鏡筒の位置を知り、所定位置で駆動モータを停止させて
所定の位置にレンズ鏡筒を導く。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 このような多焦点カメラでは、第２図（ｃ）に示すとお
り、歯車列６０を介してモータ５５から駆動力が駆動鏡
筒１に伝達される。すなわち、歯車列６０に駆動される
歯車６’９と駆動鏡筒１に刻設された歯車１ｃとが噛合
し、歯車６９により駆動鏡筒１が回転され、これにより
撮影光軸上をレンズ鏡筒１ｏが移動する。

ここで、歯車６９と駆動鏡筒１の歯車１ｃが噛合する初
期の状態では、第１２図（ａ）のように歯車６９から歯
車１ｃのＰ点にかかる垂直力はＦｎであり、その分力は
ＮとＦとなる。両歯車の噛み合いが進むと分力Ｎにより
駆動鏡筒１が歯車６９から離れる方向に変形し、歯車６
９と歯車１ｃの軸間距離が増し、この結果、第１２図（
ｂ）のように分力ＮはＮ’に増加する。駆動鏡筒１を薄
肉円筒のプラスチック等で成形すると、駆動鏡筒１の変
形により軸間距離が更に増加して分力Ｎの増加傾向が著
しくなる。また、第１３図に示すように、駆動鏡筒１は
Ｐ点と反対側のＱ点で固定鏡筒５１と噛合しているから
、分力Ｎの反作用として固定鏡筒５１から反力Ｎがヘリ
コイド１ａを介して駆動鏡筒１に働く。

ところで、エンコーダからの所定位置信号により駆動モ
ータ５５を停止する際、慣性力により駆動モータ５５が
暫く回転を続け、駆動モータ５５の出力軸側の慣性モー
メントによる慣性トルクと駆動鏡筒１側の負荷トルクと
が等しくなるとモータ５５が停止する。このとき、駆動
鏡筒１側の負荷トルクに相応して各歯車が弾性変形し、
この弾性変形力による荷重が各歯車の歯面に作用する。

駆動鏡筒１は、第１３図に示すようにＰ点の垂直分力Ｎ
により変形しつつＱ点で固定鏡筒５１から反力Ｎを受け
ている。このため、Ｐ点の水平分力ＦによりＱ点を回転
中心として第１３図に二点鎖線で示す位置まで偏心し、
その回転中心０がＯ′に移動した状態で停止することに
なる。したがって、第１３図におけるＱ点には垂直反力
Ｎによる摩擦力μＮが働き、駆動鏡筒１の復元力に抗し
ている。

ここで、外部からの振動等により固定鏡筒Ｓ１からの反
力Ｎが弱まりμＮが小さくなると、上述した駆動鏡筒１
に作用する復元力によって、第１３図に二点鎖線で示す
駆動鏡筒１がＰ点を中心として実線で示す位置まで回転
してしまう。この結果、駆動鏡筒１の回転中心Ｏ′はＯ
に移動し、任意の点ａ″は点ａに移動する。今、回転中
心０を通る任意の基準線Ｑ１とＯ−ａ線とのなす角度を
α、回転中心Ｏ′を通る任意の基準線Ｑ２（／／Ｑ１）
とＱｊ　−ａｌ線とのなす角度をα′とすると、駆動鏡
筒１はα−α′＝Δαだけ回転したことになる。換言す
ると、カメラに振動等が加わると、このΔα分だけレン
ズ鏡筒の撮影位置がずれるおそれがある。

本発明の目的は、カメラ本体に振動等が働いても撮影レ
ンズが不所望に移動しないようにした撮影レンズの位置
制御装置を提供することにある。

Ｄ０問題点を解決するための手段 クレーム対応図である第１図により本発明を説明すると
、本発明に係る撮影レンズの位置制御装置は、撮影光学
系の位置を指令する指令手段１０２と、動力伝達系１０
６を介して光軸方向に撮影光学系１０１を駆動する駆動
手段１０３と、撮影光学系１０１の光軸上の位置を検出
する位置検出手段１０４と、指令手段１０２からの位置
指令と位置検出手段１０４からの検出結果とに基づいて
駆動手段１０３を駆動制御して当該撮影光学系１０１を
駆動制御手段１０５によって現位置から指令位置に設定
可能である。そして上述の問題点は、駆動制御手段１０
５が、撮影光学系１０１を指令位置に設定後、動力伝達
系１０６の弾性変形を除去するために当該動力伝達系１
０６を逆転させるべく駆動手段１０３に逆通電すること
により解決される。

Ｅ０作用 指令手段１０２が撮影光学系１０１の位置を指令すると
、駆動制御手段１０５の制御の下に駆動手段１０３が駆
動され、動力伝達系１０６を介して撮影光学系１０１が
撮影光軸上を指令位置に向けて移動する０位置検出手段
１０４によって撮影光学系１０１が指令位置に到達した
ことが検出されると、駆動制御手段１０５の制御の下に
駆動手段１０３への通電が遮断され、撮影光学系１０１
が指令位置に設定される。この通電遮断時の動力伝達系
１０６などの慣性力により、動力伝達系１０６は弾性変
形したまま停止することになる。

そこで、撮影光学系１０１が指令位置に設定された後、
駆動制御手段１０５は駆動手段１０３に逆通電を施す、
動力伝達系１０６が逆方向に運動して蓄積されている弾
性変形が除去される。

Ｆ、実施例 第２図〜第１１図により本発明の第１の実施例を説明す
る。

レンズ鏡筒の広角撮影位置を断面で示す第２図（ａ）お
よびその■−■線から見た図である第３図において、図
示しないカメラ本体に固定鏡筒５１が支持され、その内
周面にヘリコイド５１ａが刻設されている。このヘリコ
イド５１ａは、駆動鏡筒１の外周面上のへリコイド１ａ
と噛合している。更に駆動鏡筒１の外周面には歯車１ｃ
が形成され、カメラ本体に設けたモータ５５により歯車
列６０を介して回転駆動される駆動歯車６９と歯車１ｃ
とが噛合している。ここで、歯車列６０は、第２図（ｃ
）に示す歯車６１〜６８から成り、駆動モータ５５によ
って歯車６１が駆動され、この駆動力が歯車６２，６３
，６４，６５，６６゜６７．６８を介して歯車６９へ伝
達される。したがって、歯車６９の駆動力が駆動鏡筒１
の歯車１ｃに伝達され、ヘリコイド５１ａとへリコイド
１ａとの噛合により駆動鏡筒１が撮影光軸に沿って繰り
出される。

１０は駆動鏡筒１に対して光軸方向に進退するレンズ鏡
筒であり、外周面に駆動鏡筒１の内周面に刻設されたヘ
リコイド１ｂと噛合するヘリコイドｌｌａが刻設された
鏡筒外筒１１を有する。この鏡筒外筒１１の内側中間部
には保持板１２が螺着され、この保持板１２のカメラ前
側に、レンズ２０ａ、２０ｂ、２０ｃを有し、支持部材
２１゜フォーカシング機構及びシャッタ駆動機構が内蔵
されている保持筒２２で支持された主撮影光学系２０が
螺着され、カメラ後側に、レンズ２３ａ。

２３ｂ、２３ｃを有し、保持部材２４で保持された副撮
影光学系２３が光路内に挿脱可能に設けられている。こ
の副撮影光学系２３の挿脱機構は周知であり説明を省略
する。

第２図（ａ）および第３図に示すように、駆動鏡筒１の
先端部の外周壁に対向してカメラ本体側に固設された支
持部材３に端子支持板３０ａが固定されており、端子支
持板３０ａには端子３１゜３２．３３が支持され、駆動
鏡筒１の先端部の周壁にこれら端子３１〜３３が摺接す
る回路基板４が固定されている。

回路基板４はフレキシブルプリント基板で構成され、第
４図（ｂ）に示す導電パターン４１を有し、導電パター
ン４１はＣ０Ｍ端子３１が常時摺接する接地パターンで
あり、リセット位置を示すＥｒよりも左側の領域Ａでは
、Ｃ０Ｍ端子３１のみが導電パターン４１に接し、第４
図（ａ）に示すように、Ｘ端子３２およびＹ端子３３か
らハイレベル（以下、「Ｈ」とする）信号が得られる。

広角撮影位置を示すＥｗとリセット位置を示すＥｒとの
間の領域Ｂでは、Ｃ０Ｍ端子３１およびＸ端子３２が導
電パターン４１に接し、Ｘ端子３２およびＹ端子３３か
らそれぞれ「Ｌ」。

ｒＨＪ信号が得られる。望遠撮影位置を示すＥしと広角
撮影位置を示すＥｗとの間の領域Ｃでは、すべての端子
３１〜３３が導電パターン４１に接するから、Ｘ端子３
２およびＹ端子３３から「Ｌ」信号が得られる。また、
望遠撮影位置を示すＥｔよりも右側の領域りでは、Ｃ０
Ｍ端子３１とＹ端子３３が導電パターン４１に接するか
ら、Ｘ端子３２およびＹ端子３３からそれぞれｒＨＪ　
、ｒＬＪ信号が得られる。

次に第５図に基づきこの実施例の制御系について説明す
る。

５２はＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵ等から成ル周知のマイク
ロコンピュータを有する制御回路である。

５３はメインスイッチ、５４はレンズ鏡筒を広角撮影位
置及び望遠撮影位置のいずれかに設定する切換スイッチ
であり、各位置に応じた位置信号を制御回路５１に入力
する。これらのスイッチはカメラ本体に設けられる。５
７は上述したエンコーダであり、Ｘ端子３２およびＹ端
子３３がら制御回路５２に信号が入力される。５５は上
述したようにカメラ本体に設置されるモータであり、第
２図（ａ）〜（Ｃ）に示した駆動歯車６９を回転させて
駆動鏡筒１を回動し、これによりレンズ鏡筒１０を所定
の位置へ導くものであり、後述の処理手順に基づいてモ
ータ駆動回路５６から出力されるモータ駆動信号により
駆動制御される。

次に第６図〜第９図によりレンズ鏡筒駆動の処理手順に
ついて説明する。

メインスイッチ５３が投入されると第６図のプログラム
によりレンズ鏡筒１０が広角撮影位置まで繰り出される
。第６図において、ステップｓ１で駆動モータ５５を正
転させ、ステップｓ２で端子３２の出力Ｘが「Ｌ」と判
定され、かつステップＳ３で端子３３の出力Ｙが「Ｌ」
と判定されると、ステップＳ４で駆動モータ５５を停止
させる。

次いでステップＳ５で、駆動モータ５５へｎパルスだけ
逆通電する。これにより、第４図（ａ）の領域Ｂから領
域Ｃに移行した位置、換言すると広角撮影位置にレンズ
鏡筒１０が設定される。

ここで、ステップＳ４においてモータ正転を停止する際
、第１３図により説明したように、駆動鏡筒１は二点鎖
線のようにＱ点を中心に回転した状態となっている（第
１１図参照）。そこでステップＳ５において、逆通電パ
ルスによりモータ５５を逆転して歯車列６０の弾性変形
力を除去すると、Ｐ点に作用していた荷重が除去され、
その垂直分力Ｎが消滅し摩擦力μＮがなくなる。このた
め、駆動鏡筒１は第１１図に二点鎖線で示す状態から実
線で示す状態へと平行移動して回転中心Ｏ′がＯに、任
意の点ａ′が点ａにもどる。このとき、駆動鏡筒１は回
転しないからレンズ鏡筒が不所望に移動しない、また、
歯車列６０等の弾性変形力も除去されるから、振動等が
カメラに働いても従来のように駆動鏡筒１が不所望に回
転しない。

このことから、逆通電パルスは歯車列６ｏの弾性変形を
除去するに必要なだけの最小のパルス数に設定するもの
である。なお、パルス通電せずに所定時間だけ逆通電し
ても良いが、制御性の点でパルス通電が望ましい。

切換スイッチ５４により望遠撮影が選択されると、第７
図のプログラムによりレンズ鏡筒１０が広角撮影位置か
ら望遠撮影位置まで繰り出される。

第７図において、ステップ８１１でモータ５５を正転駆
動する。そして、ステップＳ１２で出力ＸがｒＨＪと判
定され、かつステップ８１３で出力ＹがｒＬＪと判定さ
れると、ステップＳ１４でモータ５５を停止する。同様
にステップ８１５で駆動モータ５５へｎパルス逆通電す
る。これにより、第４図（ａ）の領域Ｃから領域りに移
行した位置、換言すると望遠撮影位置にレンズ鏡筒１ｏ
が設定される。

切換スイッチ５３により望遠撮影から広角撮影に切り換
えられると、第８図のプログラムによりレンズ鏡筒１０
が望遠撮影位置から広角撮影位置まで繰り込まれる。第
８図において、ステップＳ２１でモータ５５を逆転駆動
する。そして、ステップＳ２２で出力ＸがｒｌＪと判定
され、かつステップＳ２３で出力ＹがｒＨＪと判定され
ると、ステップＳ２４でモータ逆転を停止する。ついで
、ステップＳ２５でモータ５５を正転駆動する。そして
、ステップＳ２６で出力ＸがｒＬＪと判定され、かつス
テップＳ２７で出力ＹがｒｌＪと判定されるとモータ５
５を停止する。更に、ステップＳ２９において駆動モー
タ５５にｎパルス逆通電する。

このような動作により、望遠撮影位置に設定されている
レンズ鏡筒１０が次のようにして広角撮影位置に設定さ
れる。

第１０図に示すとおり、モータ逆転により望遠撮影位置
のレンズ鏡筒が繰り込まれ、位置６，７を経て位置７′
（エンコーダ５７は位１ｉＥｙ、（第４図（ｂ）参照）
に移動する。その後、モータを正転させ位置７′から７
”の間（エンコーダ５７の位置Ｅｗ１とＥｗとの範囲内
）でバックラッシュを吸収し、更にレンズ鏡筒１０を繰
り出してエンコーダ５７がＥｗに位置したときにモータ
５５を停止するとレンズ鏡筒１０は３の位置で止まり、
広角撮影位置に設定される。

メインスイッチ５２がオフされると、第９図のプログラ
ムによりレンズ鏡筒１０がリセット位置、すなわちカメ
ラ本体内にほぼ完全に繰り入れた位置に設定される。第
９図において、ステップＳ３１で駆動モータ５５を逆転
させ、ステップ８３２で出力ＸがｒＨＪと判定されかつ
ステップＳ３３で出力ＹがｒＨＪと判定されると、ステ
ップＳ３４で駆動モータ５５を停止させる。これにより
、第４図（ａ）の領域Ｂから領域Ａに移行した位置、換
言するとリセット位置にレンズ鏡筒１０が設定される。

なお、本発明は、オートフォーカス用の撮影光学系を合
焦位置へ駆動する位置制御装置にも適用できる。この場
合、指令手段は焦点検出回路に相当し、位置指令はデフ
ォーカス量およびその方向に依存する。

Ｇ０発明の効果 本発明によれば、多焦点カメラ等の撮影光学系を動力伝
達系を介して移動せしめ所定の位置に設定した後に駆動
手段に逆通電し１位置設定時の慣性力による動力伝達系
の弾性変形を除去するようにしたので、振動等による撮
影光学系の不所望な位置ずれが防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図はクレーム対応図である。 第２図ないし第１１図は一実施例を説明するもので、第
２図（ａ）、（ｂ）は本発明が適用される多焦点カメラ
の断面図で、（ａ）が広角撮影時（ｂ）が望遠撮影時を
示し、第２図（ｃ）は撮影光学系および動力伝達系の斜
視図、第３図は第２図（ａ）のｍ−ｍ面図、第４図（ａ
）はロータリエンコーダの位置とＸおよびＹ端子の出力
との関係を示す図、第４図（ｂ）はロータリエンコーダ
を構成する導電パターンの平面図、第５図は制御系の概
略構成図、第６図〜第９図はそれぞれ処理手順を示すフ
ローチャート、第１０図はエンコーダの位置と撮影光学
系の位置関係を示す図、第１１図は駆動鏡筒１が平行移
動する様子を示す図である。 第１２図（ａ）、（ｂ）は動力伝達系の歯車６９と駆動
鏡筒１の歯車１ｃとの噛合状態を示す拡大図、第１３図
は駆動鏡筒１が偏心して停止している状態を示す図であ
る。 １：駆動鏡筒１ａ、ｌｂ：ヘリコイド １０：レンズ鏡筒　１１ａ：ヘリコイド２０：主撮影光
学系　２３：副撮影光学系３１　：Ｃ０Ｍ端子　　３２
：ｘ端子 ３３：Ｙ端子　　　　４１：導電パターン５１：固定鏡
筒　　５１ａ：ヘリコイド５２：制御回路　　　５３：
メインスイッチ５４：切換スイッチ　５５：モータ ５７：エンコーダ　１０１：撮影光学系１０２：指令手
段　　１０３：駆動手段１０４：位置検出手段１０５：
駆動制御手段特許出願人　　日本光学工業株式会社 代理人弁理士　　　永　井　冬　紀 第１図 ェ」 第２図（（１） 第３図 第４図 第５図 第１Ｏ図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 撮影光学系の位置を指令する指令手段と、 動力伝達系を介して光軸方向に撮影光学系を駆動する駆
   動手段と、 撮影光学系の光軸上の位置を検出する位置検出手段と、 前記指令手段からの位置指令と位置検出手段からの検出
   結果とに基づいて前記駆動手段を駆動制御して前記撮影
   光学系を現位置から指令位置に設定する駆動制御手段と
   を具備した撮影レンズの位置制御装置において、 前記駆動制御手段は、前記撮影光学系を前記指令位置に
   設定後、前記動力伝達系の弾性変形が除去されるだけ当
   該動力伝達系を逆転させるべく前記駆動手段に逆通電す
   るようにした特徴とする撮影レンズの位置制御装置。