(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
距離調整筒をモータで駆動し、焦点調整を行うレンズ鏡筒であって、通常は前記モータから前記距離調整筒までの動力伝達機構の中間で遮断されていて、前記距離調整筒の手動による調整が可能で、前記モータに駆動力が加わった時のみ前記モータから距離調整筒までの動力伝達機構が連結し、前記モータによる自動焦点調整が可能となる機能を有するレンズ鏡筒において、前記モータ側に連結するモータ伝動歯車と、中心の外側に向かって付勢された対称形の係止レバーを一対として設置した中立歯車を同軸に設置し、前記モータ伝動歯車及び中立歯車に対し、同軸であって、通常前記距離調整筒側に繋がる前記ピニオンとラチェットを固定した軸は自由で、手動による距離調整筒の回動が可能であるが、前記モータから正及び逆回転のいずれかの動力が伝わった時は前記モータ伝動歯車が前記中立歯車の係止レバーの爪を中心に寄せ、前記ラチェットと噛合することにより、モータ側動力伝達部材と距離調整筒側動力伝達部材が結合して、距離調整筒のモータによる駆動を可能にしたことを特徴とするレンズ鏡筒のクラッチ機構。
【請求項２】
前記中立歯車にフライホイル効果のある増速機構を連結し、モータ回転始動時の前記係止レバーのラチェットへの噛合及びモータ回転停止時の前記係止レバーのラチェット噛合の解除動作の確実性を高めたことを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒のクラッチ機構。
【請求項３】
モータ駆動機構に連動し、増速機構を通した端末のスリット円盤回転のスリット数の読み取りによって前記レンズ鏡筒の距離調整筒の移動量を制御するエンコーダ装置を前記中立歯車に連結したことを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒のクラッチ機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシステムカメラ、特に一眼レフカメラの交換レンズの鏡筒に関し、さらに詳しくは手動距離環調整が可能なＡＦ一眼レフカメラのレンズ鏡筒のクラッチ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＦ一眼レフにおいて、ボデー内モータ式及びレンズ内モーター式ＡＦ専用交換レンズの手動距離環調整機構では手動によるクラッチ機構を設置し、駆動モーターの連動系と手動連動系を切り換える方法が一般的である。しかし、使用時において、切り換え操作の煩わしさや、撮影のタイミングなどから問題があった。また、駆動モータが超音波モータの場合、連動系が結合したまま無理矢理、手で距離環を回した場合、手動力がモータ側に逆伝達し、超音波モータの圧接状態を保っているローターとステータが摺動し、特性を損ねる危険性があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これらの操作性の不満や危険性を除くには、モータ駆動時には正規にモータ駆動力が距離調整環に伝動し、モータによる距離調整が可能であるにもかかわらず、距離調整環を手動調整した場合、手動側からの動力がモータ側に伝わらない構造の動力伝達機構が望まれていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するため、モータから減速機構を通して駆動する距離調整筒とこれと連動する手動調整筒を持つ一般鏡筒において、モータ駆動時以外はモータから距離調整筒までの駆動連結機構の一部が常時分断していて、手動切り替え操作無しに距離調整筒の手動調整ができ、自動焦点調整時のモータの回転動力が加わった時のみ連結し、モータ動力が距離調整筒に伝動可能なクラッチ機構を設置して解決を図った。
【０００５】
【発明の実施の形態】
通常の自動焦点調整不作動時にはクラッチ機構の内部ではモータ側と距離調整筒側の動力伝達系が遮断されていて、距離調整筒は任意に手動調整が可能な状態にあり、自動焦点動作時、モータからの回転動力を得ると、回転始動力によって、クラッチ機構内部の連結作動が行われ、モータ動力を距離調整筒に伝えることが可能となる。またモータ駆動後の停止時はクラッチ機構内部の連結が再び解除されモータと距離調整筒の間の伝達系が遮断される。
【０００６】
【実施例】
以下、図面等を参照して本発明の最も良好な実施形態を説明する。
【０００７】
図１は本発明のクラッチ機構の概略斜視図であり、図２はその動作説明図である。図３は本発明のクラッチ機構を搭載する鏡筒断面図で、レンズ内モータ式の実施例を示している。図４は本発明のクラッチ機構に連動するエンコーダを設置した例を示している。図において同じ部材は同じ符号で示す。図３の鏡筒断面図において、光軸Ｌ０を中心に前部レンズ群Ｌ１と後部レンズ群Ｌ２が有り、レンズ群Ｌ２に対して前部レンズ群Ｌ１を直進移動せしめることにより、焦点調整が可能なレンズ鏡筒の例を示している。
【０００８】
前部レンズ群Ｌ１は保持枠１に、後部レンズ群Ｌ２は保持枠２で保持されていて、前部レンズ群Ｌ１の保持枠１が固定されている距離調整筒５のヘリコイド部５ａと移動筒４のヘリコイド部４ａが噛み合っていて、固定筒３に対して移動筒４と距離調整筒５は一体で直進移動出来るようになっている。また、距離調整筒５の上に手動調整筒６があり、内側直進キー溝６ａに距離調整筒５のキー５ｂがはまっているため、手動調整筒６の回転を距離調整筒５に伝えることができ、移動筒４と距離調整筒５の相対角度の変化により、移動筒４に対する距離調整筒５および、保持枠１の前部レンズ群Ｌ１の直進位置が変化し、本鏡筒の焦点調整が可能となっている。
【０００９】
一方、モータ１２からの動力はモータ軸１２ａがクラッチ機構１１に結合し、クラッチ機構１１の内部で入力と出力が連結している場合、クラッチ機構のクラッチ軸１０に在るピニオン９ａから減速歯車列９ｂ、９ｃ、９ｄを通し、その出力ピニオン９ｅに伝え、噛み合っている手動調整筒６の内歯歯車６ｂによって手動調整筒６と距離調整筒５を一体で回動せしめるため、移動筒４とのヘリコイドによって距離調整筒５が移動筒４に対して直進移動し、前部レンズ群Ｌ１が後部レンズ群Ｌ２との間隔を変えることにより自動焦点調整動作を可能にしている。
【００１０】
従来の構造ではモータ軸１２ａとクラッチ軸１０は結合されていて、モータ動力は手動調整筒６を調整回動することは可能であるものの、そのままで手動調整するにはモータ１２にまで遡って回転せしめることになり、手動調整筒６の操作が非常に重く、またモータが超音波モータの場合は不用意に回転せしめることにより圧接しているローターとステータのバランスを崩してしまう懼れがあった。一般の機構では手動調整時にはモータから手動調整筒までの伝動機構の中間に連結を遮断する手動クラッチを設置し、このクラッチで連結を遮断してから手動で距離調整すると言う二段操作によって、これを避けていた。しかし、これは操作上煩わしかったことは前記で述べた通りである。
【００１１】
本発明では図３のようにモータ１２と伝達機構であるピニオン９ａ、減速歯車列９ｂ、９ｃ、９ｄ、出力ピニオン９ｅの間に自動的に動作するクラッチ機構１１を設け、距離の手動調整時にいちいち連結遮断の切り替え操作を必要としない方法で解決を図ったもので、以下クラッチ機構１１の構造と動作について詳述する。
【００１２】
図１はこのクラッチ機構１１の概略斜視図でモータ軸１２ａにはモータピニオン１３があり、モータ伝動歯車１４と噛み合っている。モータ伝動歯車１４には作動ピン１５が上向きに植設されていて、同軸上に重ねて設置している中立歯車１６の長穴１６ａを貫通している。またモータ伝動歯車１４はクラッチ軸１０に対して遊嵌の状態にある。
【００１３】
中立歯車１６上には左右対称の係止レバー（左）１７と係止レバー（右）２０が係止レバー軸２３を中心にクラッチ軸１０に固定されているラチェット２５を挟んで左右に配設し、係止レバー軸２３にあるバネ２４は係止レバー１７のバネ掛けピン（左）１８とバネ掛けピン（右）２１に掛け、左右の係止レバー１７の爪部１７ａ、２０ａをラチェット２５に対して係合しないストッパーピン（左）１９とストッパーピン（右）２２に当てる位置まで広げ付勢している。左右係止レバーの先端部１７ｂと２０ｂはモータ伝動歯車１４の作動ピン１５を左右から挟み込むようにしてある。クラッチ軸１０には動力を減速歯車に伝えるピニオン９ａが固定されている。
【００１４】
中立歯車１６は図１で示すように第１増速ピニオン２６と噛み合い、これと一体の増速ギヤー２７から第２増速ピニオン２８に伝えて、これに固定されているフライホイル２９を高速回転せしめ、本フライホイルを含めた増速機構によって慣性作動するよう構成されている。
【００１５】
次にクラッチ機構の動作を図２によって詳しく説明すると、自動焦点動作時のモータによる焦点調整の場合、調整作動のためのモータ回転は左右どちらかの回転であるが、どちらの回転でも対応していなければならないことから右回転の場合と左回転の場合を別々に説明することにする。図２（I）は本クラッチ機構の平面図でピニオン９ａは省略している。図２（II）はモータ左右回転始動時のクラッチ作動図で図２（III）はモータ回転継続で動力伝達状態の作動図、図２（IV）はモータ停止時におけるクラッチ解除の作動図である。
【００１６】
モータが作動してない状態では図２（I）に示すようにクラッチ軸１０はモータ伝動歯車１４に対して自由に回転できるし、中立歯車１６もクラッチ軸１０に対しては遊嵌状態で、軸のラチェット２５に対して左右係止レバーの爪部１７ａ、２０ａ共に僅少間隔をあけているためクラッチ軸１０は何も拘束されなく自由に回転できる状態にある。このため手動調整筒６に手動力が加わって、連動歯車列であるピニオン９ａ、減速歯車列９ｂ、９ｃ、９ｄ、出力ピニオン９ｅを経て逆方向のモータ側に伝えようとしても、ピニオン９ａからクラッチ軸１０を空転させるだけでモータ側に伝わらないため手動での距離調整が自由で、軽快な操作が可能となる。
【００１７】
次に自動焦点作動時のようにモータが回転する場合を考えてみると、図２（II）のＡに示すようにモータピニオン１３が右回転し始めると、噛み合っているモータ伝動歯車１４が左回転を始める。これに合わせてモータ電動歯車１４に植設されている作動ピン１５も一緒に回転し、このピンの左側に在る係止レバー（右）２０の先端部２０ｂを押して中立歯車１６も回転しようとするが、中立歯車１６には第１増速ピニオン２６からフライホイル２９までの慣性機構が連結していて、始動力に対して抵抗があってすぐには動き出さない。このためバネ２４の付勢力に逆らって係止レバー（右）２０は係止レバー軸２３を中心に作動ピン１５の左移動に従って倒れて行き、中心にあるラチェット２５の歯に係止レバー（右）２０の爪部２０ａが噛み合い、係止レバー（右）２０がラチェット２５と結合することになる。図に示すように作動ピン１５が角度Ｒｌ左回転したところで結合するようになっている。
【００１８】
更に回転が継続されと図２（III）のＡに示すようにモータ伝動歯車１４の左回転に合わせて係止レバー（右）２０を倒し、中心にあるラチェット２５と結合した状態のまま中立歯車１６を第１増速ピニオン２６からフライホイル２９までの慣性機構ごと回転するため、ラチェット２５と一体のクラッチ軸１０のピニオンから減速歯車列９ｂ、９ｃ、９ｄ、出力ピニオン９ｅを通して手動調整筒６をモータ１２で回動でき距離調整筒５を可変して焦点調整が可能となる。
【００１９】
次にモータ右回転作動から合焦点に達し、モータが停止した時を考えてみると、その状態を表した図が図２（IV）でモータが完全に停止したためモータ伝動歯車１４の作動ピン１５が停止するが、フライホイル２９を含む慣性機構のため中立歯車１６は慣性力を受け中立歯車１６だけが急激に止まらずに、左回転を僅少角Ｗｌだけオーバーランすることになり、作動ピン１５に対し、係止レバー（右）２０はバネ２４の反発力に合わせて戻されることになる。この過程で係止レバー（右）２０の爪部２０ａはラチェット２５から離れ、結合が解かれることにより図２（I）のクラッチ遮断の自由状態に復帰する。
【００２０】
モータの左回転の場合も同様に図２（II）のＢに示すようにモータ伝動歯車１４の右回転始動に対して作動ピン１５が回転角Ｒｒ移動する過程で係止レバー（左）１７の爪部１７ａがラチェット２５に噛み合いクラッチが結合して、図２（II）のＢのように慣性機構の第１増速ピニオン２６、増速ギヤ２７、第２増速ピニオン２８、フライホイル２９と一体で回転し、モータ１２の左回転動力をモータの右回転同様、手動調整筒６に伝えることができる。このモータ左回転駆動状態からモータ停止した場合、これも前記説明のモータ右回転からの停止の場合と同様、中立歯車１６が作動ピン１５の停止位置からＷｒ角度オーバーランし、この間に係止レバー（左）１７がラチェット２５との結合を解き、クラッチ解除の図２（I）状態に復帰する。以上説明のようにモータの正転、逆転の通常のモータ制御動作に対して、その都度クラッチが結合し、焦点調整のための駆動ができ、モータ停止時にはクラッチが外れて、手動調整筒６の手動による調整が容易に行えることが分かる。
【００２１】
焦点調整のためにモータの回転駆動によりレンズ鏡筒の距離調整筒５の移動量を検出し、焦点誤差に合わせて制御する必要があるが、一般に距離調整筒の移動量の分解能を高めるためモータ駆動機構に連動する増速機構を通して端末にスリット円盤を設置し、高速回転するスリット円盤のスリット数をホトインターラプタで読み取る構造のエンコーダ装置をモータと連動可能な位置に設置している。本レンズ鏡筒にも同構造のエンコーダ装置を設置した例を図４に示してある。本機構では中立歯車１６に第１増速ピニオン２６と増速ギヤー２７及び第２増速ピニオン２８によって構成する増速機構を連結し、中立歯車１６の回動に合わせて第２増速ピニオン２８を同軸とするスリット円盤３０を高速回転せしめ、そのスリット３０ａをホトインターラプタ３１で読み取る構造となっている。本方法はエンコーダ装置が増速機構を備えているため慣性効果により、クラッチ作動に効果的であり、モータ始動時のクラッチ作動の回転がスリット円盤３０に伝わらないため、距離調整筒５の移動に対して誤計測することがない。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の構成によれば、ＡＦレンズのマニュアル調整において特別な切り替え手段を設けずに常時調整が可能な安価で、品質の高いＡＦレンズ鏡筒が提供出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の自動クラッチ機構の概略斜視図である。
【図２】実施例の自動クラッチ機構の動作説明図である。
【図３】実施例の鏡筒断面図である。
【図４】実施例においてエンコーダを設置した図である。
【符号の説明】
１  前部レンズ群Ｌ１保持枠
２  後部レンズ群Ｌ２保持枠
３  固定筒
４  移動筒
５  距離調整筒
６  手動調整筒
１０  クラッチ軸
１１  クラッチ機構
１２  モータ
１３  モータピニオン
１４  モータ伝動歯車
１５  作動ピン
１６  中立歯車
１７  係止レバー（左）
１８  バネ掛けピン（左）
１９  ストッパーピン（左）
２０  係止レバー（右）
２１  バネ掛けピン（右）
２２  ストッパーピン（右）
２３  係止レバー軸
２４  バネ
２５  ラチェット
２６  第１増速ピニオン
２７  増速ギヤー
２８  第２増速ピニオン
２９  フライホイール
３０  スリット円盤
３１  ホトインターラプタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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