JP3380049B2

JP3380049B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP3380049B2
Application number: JP16078094A
Authority: JP
Inventors: 清水　　仁
Original assignee: ペンタックス株式会社
Priority date: 1994-06-21
Filing date: 1994-06-21
Publication date: 2003-02-24
Anticipated expiration: 2018-02-24
Also published as: JPH085891A; US5592250A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスチルカメラ、ビデオカ
メラ、スチルビデオカメラ等に用いられて被写体を感光
体や撮像素子等に光学的に結像させるために用いられる
撮像装置に関し、特に光学鏡筒内の駆動部を鏡筒外に設
けた駆動部により駆動するように構成した撮像装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の撮像装置として、例えばビデオカ
メラに用いられた例を図１０に示す。この撮像装置はビ
デオカメラ本体１の前面側に設けられ、モータを駆動源
としてその焦点距離が変化される自動フォーカシング方
式のズーム装置として構成されている。即ち、手操作に
よりズームスイッチ２が操作されると、制御回路の制御
により駆動モータ３が正転或いは逆転駆動され、この回
転力は歯車列４を介して鏡筒内に配置された円筒状をし
たカム環５に伝達され、カム環５を軸回り方向に回転駆
動する。

【０００３】このカム環内には固定枠６が延長配置され
ており、この固定枠６には一対のガイドバー６ａ，６ｂ
が軸方向に平行配置されている。また、撮像レンズ系を
構成するレンズ群のうち、前移動レンズ群７と後移動レ
ンズ群８の各レンズ枠体７Ａ，８Ａがそれぞれガイドバ
ー６ａ，６ｂに沿って軸方向に移動可能に支持されてい
る。また、前記レンズ枠体７Ａ，８Ａの円周一部には半
径方向に突起７ａ，８ａが突出されており、これらの突
起７ａ，８ａは前記カム環５の周面に形成したカム溝５
ａ，５ｂにそれぞれ嵌合される。

【０００４】したがって、この撮像装置では、駆動モー
タ３の回転によりカム環５が回転されると、カム溝５
ａ，５ｂと、各移動レンズ群７，８の突起７ａ，８ａと
の係合によって各レンズ枠体７Ａ，８Ａはガイドバー６
ａ，６ｂに沿って軸方向に移動され、レンズ系のズーミ
ング動作が行われる。そして、所要の焦点距離に設定さ
れた上で、自動フォーカシングが行われ、前記カム環５
内の固定枠６の後方位置に配置されたＣＣＤ撮像素子９
に被写体を結像する。なお、駆動モータ３を制御するた
めの制御回路１０が設けられる。

【０００５】ところで、この種の撮像装置ではレンズ系
のズーミング及びフォーカンシグ動作に際して、カム環
５を利用して各移動レンズ群７，８を移動させることで
ズーミングを行うが、フォーカシングを行うためには鏡
筒内に設けられたレンズ群の一部を他のレンズ群とは独
立して移動させることが必要とされる場合がある。その
ため、従来では、図１１に示すように、微調整を行うレ
ンズ群、この例では前移動レンズ群７をそのレンズ枠体
７Ａに対して更に軸方向に移動できるように構成し、補
助モータ３Ａによってこの前移動レンズ群７をレンズ枠
体７Ａに対して前進或いは後退移動できるように構成す
ることが行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに、前移動レンズ群７を独立して移動させるための駆
動源として、鏡筒内の撮像レンズ系を構成するレンズ枠
体７Ａに補助モータ３Ａを配設すると、補助モータ３Ａ
が駆動されたときに振動が発生し、この振動が前移動レ
ンズ群７や他のレンズ系８に伝達されて、レンズを振動
させ、撮影する像へ影響を与えたり、レンズ系の構造自
体に悪影響を与えるおそれがある。

【０００７】また、比較的に重量のある補助モータ３Ａ
をレンズ枠体７Ａの円周一部に取着することにより、レ
ンズ光軸に対するレンズ枠体７Ａの重量バランスに偏り
が生じてレンズ枠体にモーメントが生じる。このモーメ
ントにより、レンズ枠体７Ａの軸心と前移動レンズ群７
の光軸との間に偏位力が生じ、前移動レンズ群７のスム
ーズな移動の障害になるという問題がある。また、前移
動レンズ群７は通常ヘリコイドで移動させる構成がとら
れているが、このヘリコイドに偏位力が加えられること
により、繰り返し動作によってヘリコイドに偏摩耗が生
じ、撮像装置の寿命が短くなって信頼性が低下されると
いう問題も生じる。

【０００８】なお、以上の説明は撮像レンズ系の一部の
レンズ群を他のレンズ群と独立して駆動させる場合であ
るが、撮像装置の鏡筒内に設けた絞り機構やその他の機
構をレンズ系とは独立して駆動させるように構成される
撮像装置においても、これらの機構を独立して駆動させ
るための補助モータを鏡筒内に設ける場合には同様な問
題が生じることになる。

【０００９】本発明の目的は、このような撮像装置にお
いて、補助駆動手段による振動の影響を無くし、かつ撮
像装置の重量バランスの不均衡を解消することを可能に
した撮像装置を提供することにある。また、本発明の他
の目的は、このような撮像装置のレンズ群において生じ
る振動の影響や重量バランスの不均衡を解消し、レンズ
群による結像特性を改善し、かつレンズ群のスムーズな
動作を確保し、かつその信頼性を高めた撮像装置を提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の撮像装置は、撮
像光学系内に配置された駆動機構と、前記撮像光学系外
に配置された駆動源と、前記駆動源から前記駆動機構に
まで前記撮像光学系の光軸と平行に延設された回転軸
と、前記撮像光学系の光軸を中心とした円周に沿って設
けられ、前記回転軸の回転力を前記駆動機構に伝達し或
いは遮断させる電磁クラッチ機構とを備えることを特徴
とする。

【００１１】ここで、電磁クラッチ機構は、その通電時
に光軸を囲んだ磁気閉回路が形成されるように構成され
る。また、電磁クラッチ機構は、前記撮像光学系の光軸
を囲んだ略環状で少なくともその一部に間隙を有するヨ
ークと、このヨークの前記間隙に設けられ、ヨークに発
生する励磁力に応じて前記回転軸の軸方向に沿った第１
の位置と第２の位置との間で移動される可動体と、この
可動体が第１の位置に移動されたときに前記駆動機構に
噛合されているクラッチ歯車に前記回転軸の回転力を伝
達させるクラッチ部材とを備える構成とする。

【００１２】この場合、可動体は回転軸に挿通されかつ
回転軸と回転方向に一体化された細筒に軸方向に一体化
され、かつヨークの励磁力によって付勢バネ力に抗して
軸方向に吸引動作され、クラッチ歯車は前記細筒に挿通
され、かつ可動体の軸移動に伴って可動体と回転方向に
一体化されるように構成されることが好ましい。

【００１３】或いは、本発明の電磁クラッチ機構は、前
記撮像光学系の光軸を囲んだ略環状で少なくともその一
部に間隙を有するヨークと、このヨークの前記間隙に設
けられ、ヨークに発生する励磁力に応じて前記回転軸の
軸方向に沿った第１の位置と第２の位置との間で移動さ
れる可動体と、前記回転軸とは回転方向に一体化されて
前記可動体と共に移動され、第１の位置に移動されたと
きに前記駆動機構の歯車に噛合されるクラッチ歯車とを
備える構成とする。この場合、クラッチ歯車は、その噛
合側側面がテーパ状であることが好ましい。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明を図１０に示したような自動フォー
カシング方式のズーム装置で構成される撮像装置に適用
した第１実施例を透視的に示す概略斜視図、図２はその
一部の縦断面図である。これらの図において、撮像装置
は鏡筒内に円筒状をしたカム環１１を有しており、駆動
源としてのステッピングモータからなる駆動モータ２１
により軸回り方向に回転可能に構成されている。なお、
図１０に示したように、この駆動モータ２１は望遠、広
角を設定する際に操作するズームスイッチ２により回転
駆動されるように構成されると共に、制御回路１０によ
りその回転動作が制御されるように構成されているが、
本発明ではこれらの詳細については説明を省略してい
る。

【００１５】前記カム環１１の基端部の周囲には環状歯
車１２が一体に形成され、この環状歯車１２と前記駆動
モータ２１の回転軸に取着した駆動歯車２２とを複数の
歯車を順次噛合させた歯車列２３を介して連結してお
り、駆動モータ２１を回転駆動したときにその回転力を
減速してカム環１１に伝達し、カム環１１を回転駆動さ
せるように構成されている。また、このカム環１１の周
面には２本のカム溝１３，１４が形成されており、各カ
ム溝１３，１４は後述するレンズ枠体４２１，４３１に
係合される。

【００１６】一方、前記カム環１１内に固定枠３１が延
長配置され、この固定枠３１によりガイドバー３２と軸
転ガイドバー３３とがカム環１１の筒軸と平行に延長配
置されている。前記ガイドバー３２及び軸転ガイドバー
３３はそれぞれ細径の円形ロッド状に形成されており、
ガイドバー３２は固定枠３１に対して固定的に支持され
る。一方、軸転ガイドバー３３は前記固定枠３１に対し
て軸転できるように支持されている。この軸転ガイドバ
ー３３はその円周一部にキー溝３３ａ（図５参照）が形
成されて後述するクラッチ機構５１の細筒５５が嵌合さ
れ、またその基端部には歯車３４が一体に形成されてお
り、この歯車３４は前記駆動モータ２１に連結された歯
車列２３の一部の歯車に噛合され、前記駆動モータ２１
の回転力によって軸転されるように構成される。

【００１７】前記歯車列２３は、駆動モータ２１に設け
た駆動歯車２２からカム環１１の環状歯車１２にまで至
る複数の歯車で構成されるカム環用歯車列２４と、同じ
く駆動歯車２２から軸転ガイドバー３３の歯車３４にま
で至るガイドバー用歯車列２５とで構成されている。そ
して、ガイドバー用歯車列２５は全て複数の平歯車が順
次噛合された構成とされるが、カム環用歯車列２４はそ
の列の中間にピン歯車機構２６が設けられる。このピン
歯車機構２６は、図３（ａ）にその１部を展開して示す
ように、駆動側歯車２７と従動側歯車２８とがそれぞれ
軸方向に所要の間隔で対向配置された円板で構成されて
おり、駆動側歯車２７の一側面にはピン当接壁２７ａが
軸方向に突設され、従動側歯車２８のこれと対向する側
面にはピン２８ａが軸方向に立設された構成とされてい
る。

【００１８】このため、駆動側歯車２７が回転されたと
きに、これと一体に回転されるピン当接壁２７ａが従動
側歯車２８のピン２８ａの一側面或いは反対側面に当接
され、ピン当接壁２７ａがピン２８ａを円周方向に押圧
することで初めて回転力を伝達させることができる。し
たがって、この構成により、図３（ｂ）に模式図を示す
ように、駆動側歯車２７から従動側歯車２８に対して
正、逆方向に回転力を伝達しようとする場合には、その
回転方向が切り替えられる際には両歯車間には中心角θ
の遊びが存在していることになる。この中心角θは３６
０°からピン当接壁２７ａがピン２８ａを挟んだ角度を
差し引いた中心角に相当する。

【００１９】また、後述するように、このピン歯車機構
２６の１回転の回転角によって前移動レンズ群をそのレ
ンズ枠体に対して繰り出し位置から繰り入れ位置まで、
或いはその逆の方向に移動できるように、前記駆動歯車
２２からカム環１１或いは軸転ガイドバー３３にまで至
る歯車列２３の減速比が設定されている。

【００２０】また、図１及び図２に示されるように、前
記カム環１１内に撮像光学系が配置されており、そのレ
ンズ系は固定レンズ群４１、前移動レンズ群４２、後移
動レンズ群４３で構成されている。前記固定レンズ群４
１はレンズ枠体４１１が前記固定枠３１に固定支持され
ており、前移動レンズ群４２と後移動レンズ群４３とは
それぞれのレンズ枠体４２１，４３１が前記ガイドバー
３２と軸転ガイドバー３３に挿通され、これらガイドバ
ー３２と軸転ガイドバー３３に沿って光軸方向に移動可
能に支持される。また、各レンズ枠体４２１，４３１の
円周一部には突起４２２，４３２が形成されており、こ
れらの突起４２２，４３２は従来の撮像装置と同様に前
記カム環１１の周面に形成されたカム溝１３，１４にそ
れぞれ係合され、カム環１１が軸回り方向に回転された
ときに、カム溝１３，１４の形状に沿って光軸方向に移
動されるように構成される。

【００２１】前記レンズ群のうち、前移動レンズ群４２
はフォーカシングを行う際に他のレンズ群４１，４３と
は独立して光軸方向に移動させるものであり、その拡大
した斜視図を図４に示す。同図においてレンズ枠体４２
１は仮想線で示しており、同図と図２を参照して、レン
ズ枠体４２１の中心に設けた環状の筒穴４２３の内周面
はヘリコイドとして形成され、この筒穴４２３内に挿通
された内筒４２４の外周面に設けたヘリコイドに螺合さ
れる。この内筒４２４には前移動レンズ群４２が固定さ
れており、かつ内筒４２４の円周一部には半径方向にフ
ォーク４２５が突設される。このフォーク４２５を光軸
回りに所要角度で回動させることにより、内筒４２４が
筒穴４２３に対して回動され、ヘリコイドによって内筒
４２４、即ち前移動レンズ群４２が光軸方向に移動され
る。

【００２２】また、前記レンズ枠体４２１には前記内筒
４２４と同軸位置に環状歯車４２６が回転可能に支持さ
れており、この環状歯車４２６の円周一部には半径方向
にＬ字型の駆動片４２７が突設され、この駆動片４２７
が前記内筒４２４のフォーク４２５に係合され、内筒４
２４を回転駆動させるために用いられる。この環状歯車
４２６は、この実施例ではその外周縁の円周一部に歯車
部が形成されており、この環状歯車４２６は後述するク
ラッチ機構のクラッチ歯車に噛合される。

【００２３】更に、前記レンズ枠体４２１には板バネで
形成された付勢バネ４２８が取着されている。この付勢
バネ４２８は基部を環状の形状として前記レンズ枠体４
２１に固定支持させており、かつその環状部分の一部を
半径方向に突設させ、その先端部を後述するクラッチ機
構の細筒部にまで延長させ、この細筒部に軸方向の付勢
力を付与している。

【００２４】また、前記レンズ枠体４２１にはクラッチ
機構５１が設けられている。このクラッチ機構５１は、
前記レンズ枠体４２１において前記前移動レンズ群を包
囲するように円周一部が切欠かれた略円環状のヨーク５
２が取着されており、このヨーク５２の円周一部にコイ
ル５３が巻回されている。そして、ヨーク５２の切欠か
れた箇所は前記軸転ガイドバー３３に対応するように位
置されており、この切欠き箇所にはクラッチ動作部５４
が配設され、前記レンズ枠体４２１に支持される。図５
は前記クラッチ機構５１の部分分解斜視図であり、クラ
ッチ動作部５４は、前記軸転ガイドバー３３に挿通され
た細筒５５と、この細筒５５の外側に挿通されるクラッ
チ歯車５６と、このクラッチ歯車５６とは軸方向に隣あ
って前記細筒５５に挿通され、かつ細筒５５とは軸方向
に一体化される鉄等からなる可動体５７とで構成され
る。

【００２５】前記細筒５５は円筒状に形成され、その内
周面の一部には中心方向に向けてキー５５１が一体形成
されており、このキー５５１は前記軸転ガイドバー３３
の円周一部に設けたキー溝３３ａに係合される。これに
より、細筒５５は軸転ガイドバー３３に沿って軸方向に
移動可能ではあるが、軸回り方向には一体化され、軸転
ガイドバー３３の回転に伴って一体的に軸転されること
になる。また、細筒５５の外周面には４個のクラッチ片
５５２が放射状に突設され、更に細筒５５の先端側には
周面の複数箇所をそれぞれコ字状に切欠くことにより径
方向に弾性を有する舌片５５３を形成し、この舌片５５
３の先端にフック５５４を一体形成している。なお、こ
の細筒５５の先端部（図示右側端）には前記付勢バネ４
２８の先端部が当接されており、この付勢バネ４２８の
バネ力によって細筒５５は一端側（図示左側）に向けて
軸方向に付勢されていることになる。

【００２６】前記クラッチ歯車５６は、前記細筒５５に
対して相対的に軸方向に移動可能でかつ軸回り方向に遊
転可能に挿通された厚板の円板状に形成されており、そ
の一側面には前記細筒５５のクラッチ片５５２と軸方向
に嵌合される４個のクラッチ溝５６１が放射状に形成さ
れ、細筒５５が軸方向に移動されたときにクラッチ溝５
６１にクラッチ片５５２が嵌合され、細筒５５とクラッ
チ歯車５６とを回転方向に一体化させる。なお、これら
クラッチ溝５６１とクラッチ片５５２は、軸転ガイドバ
ー３３が１／４回転となる駆動量を最小単位として構成
されており、駆動モータ２１の停止時において、両者の
係合動作がスムーズに行えるようになっている。また、
クラッチ歯車５６の反対側面には平歯車５６２が一体に
形成され、この平歯車５６２は前記前移動レンズ群４２
のレンズ枠体４２１に回転可能に設けている環状歯車４
２６に常時噛合されている。

【００２７】また、前記可動体５７は中心部に開設され
た軸穴５７１が前記細筒５５に挿通され、その軸穴５７
１の端縁部には前記細筒５５に設けた舌片５５３の弾性
力を利用してランス５５４が係合され、この係合により
細筒５５と可動体５７とは回転方向には相互に自由であ
るが、軸方向には一体化されている。この可動体５７は
前記ヨーク５２の切欠き箇所に対向配置され、かつ両側
面にはヨーク５２の切欠端部に対応する切欠溝５７２が
設けられ、ヨーク５２に巻回されたコイル５３に通電さ
れてヨーク５２が励磁されたときに、その磁力によって
ヨーク５２側に吸引される。この吸引は前記細筒５５に
加えられる付勢バネ４２８のバネ力に抗して行われる。

【００２８】したがって、このクラッチ機構５１では、
コイル５３に通電されていないときには、図６（ａ）の
ように、付勢バネ４２８のバネ力によって細筒５５は一
端側（図の左側）に付勢されているため、細筒５５と可
動体５７とはクラッチ歯車５６に対して軸方向左側に離
間された状態にあり、この状態では細筒５５のクラッチ
片５５２とクラッチ歯車５６のクラッチ溝５６１とは嵌
合されてはおらず、したがって細筒５５が軸回転された
場合でもクラッチ歯車５６が軸回転されることはない。
また、コイル５３に通電されたときには、図６（ｂ）の
ように、ヨーク５２に発生される磁界によって可動体５
７が付勢バネ４２８のバネ力に抗して軸方向右側に吸引
されるため、これと一体的に細筒５５が先端方向に軸移
動される。このため、クラッチ片５５２とクラッチ溝５
６１とが嵌合状態となって両者は軸回り方向に一体化さ
れ、細筒５５が軸回転されたときにはクラッチ歯車５６
も一体的に軸回転されることになる。

【００２９】以上の構成の撮像装置の動作を説明する。
先ず、図１，図２に示したように、この撮像装置の概略
動作を説明する。ズーミングスイッチ（図１０参照）が
操作されると望遠或いは広角へのズーミングに応じて駆
動モータ２１が正転或いは逆転駆動される。今、撮像装
置を望遠側に設定すべく駆動モータ２１が正転されるも
のとすると、駆動モータ２１の回転は歯車列２３を介し
てカム環１１を第一の方向に回転させる。このカム環１
１の回転により、カム環１１に形成されたカム溝１３，
１４に沿って前移動レンズ群４２と後移動レンズ群４３
のそれぞれに設けた突起４２２，４３２がカム溝形状に
沿って軸移動されることで、各レンズ群４２，４３のレ
ンズ枠体４２１，４３１がそれぞれ軸転ガイドバー３３
及びガイドバー３２に沿って軸移動される。したがっ
て、これら前移動レンズ群４２と後移動レンズ群４３と
のそれぞれ相関した軸移動によって撮像レンズ系が所要
の望遠焦点距離に設定される。なお、このズーミング動
作が完了されると、今度は駆動モータ２１が逆転され、
前移動レンズ群４２をそのレンズ枠体４２１に対して軸
移動させ、フォーカシングを行う。

【００３０】同様に、撮像装置を広角側に移動させる場
合には、駆動モータ２１は逆転され、歯車列２３を介し
てカム環１１は前記と反対の第二の方向に回転される。
これにより、カム溝１３，１４と突起４２２，４３２と
の係合により前移動レンズ群４２と後移動レンズ群４３
とが軸移動され、これらの相関した軸移動によって撮像
レンズ系が所定の広角焦点距離に設定される。なお、こ
のズーミング動作が完了されると今度は駆動モータ２１
が正転され、前移動レンズ群４２をそのレンズ枠体４２
１に対して軸移動させ、フォーカシングを行う。

【００３１】次に、前記撮像装置のズーミング及びフォ
ーカシング動作を、望遠側に設定する例を用いて詳細に
説明する。なお、図７は各部の動作を経時的に示すタイ
ムチャートである。ズーミングスイッチの操作により望
遠側が選択されると、駆動モータ２１は正転方向に回転
が始動される。この駆動モータ２１の回転力の一部はカ
ム環用歯車列２４を介してカム環１１の環状歯車１２に
まで伝達され、カム環１１を回転させる。また、回転力
の他の一部はガイドバー用歯車列２５を介して歯車３４
まで伝達され、軸転ガイドバー３３を回転させる。この
とき、駆動モータ２１からカム環１１にまで至るカム環
用歯車列２４の途中には、駆動側歯車２７と従動側歯車
２８とで構成されるピン歯車機構２６が構成されている
ため、ピン当接壁２７ａがピン２８ａに対して回転方向
に当接されるまでの間は、所謂遊びによってカム環１１
の回転が中断される。一方、軸転ガイドバー３３は常に
連続して回転される。

【００３２】前記カム環１１が回転されることにより、
カム溝１３，１４に係合される前移動レンズ群４２と後
移動レンズ群４３の各レンズ枠体４２１，４３１に設け
た突起４２２，４３２が軸方向に移動される。これによ
り設計されたカム溝１３，１４の形状にしたがって各レ
ンズ枠体４２１，４３１がガイドバー３２と軸転ガイド
バー３３に案内されながら軸方向に移動され、ズーミン
グ動作が行われ、所定の焦点距離に設定される。

【００３３】このズーミング動作に際し、前移動レンズ
群４２ではその初期化として、ズーミング動作の初期に
極めて短い時間だけクラッチ機構５１のコイル５３に通
電が行われる。この通電によりヨーク５２が励磁され、
可動体５７は付勢バネ４２８のバネ力に抗してヨーク５
２に吸着される方向に軸移動される。このため、可動体
５７と軸方向に一体化されている細筒５５が軸転ガイド
バー３３に沿って移動され、そのクラッチ片５５２がク
ラッチ歯車５６のクラッチ溝５６１に係合される。これ
により、軸転ガイドバー３３とキー結合して軸転ガイド
バー３３と共に軸転されている細筒５５の回転力がクラ
ッチ歯車５６に伝達される。このため、クチッチ歯車５
６が回転され、これに噛合されている環状歯車４２６が
回転され、その駆動片４２７が一体的に回動されるた
め、この駆動片４２７に係合されているフォーク４２５
により内筒４２４が回転され、ヘリコイドによって前移
動レンズ群４２がレンズ枠体４２１に対して一方の軸方
向にまで一杯に移動される。例えばこの実施例では繰り
出し方向に一杯にまで移動させ、前移動レンズ群４２の
初期位置設定が行われる。

【００３４】この繰り出しを最大位置まで行なうのに十
分な時間が経過されるとコイル５３への通電が停止され
る。これにより、可動体５７の吸引力が解消されるた
め、細筒５５は付勢バネ４２８のバネ力によって元の軸
位置に復帰され、クラッチ片５５２とクラッチ溝５６１
との係合が解除される。したがって、以後は細筒５５が
軸転ガイドバー３３によって軸転されても、この軸転力
がクラッチ歯車５６及び環状歯車４２６に伝達されるこ
とはなく、前移動レンズ群４２がそのレンズ枠体４２１
に対して軸移動されることはない。

【００３５】そして、所定の焦点距離に設定されるべく
前記したカム環１１が所定の回転位置にまで移動される
と、カム環１１の回転位置を検出する図外の検出器から
の出力に基づいて制御回路は撮像レンズ系が所定の焦点
距離に設定されたことを認識し、直ちに駆動モータ２１
を停止させる。次いで、今度はフォーカシングを行うべ
く駆動モータ２１を逆方向に回転させ、同時にクラッチ
機構５１のコイル５３への通電を行う。この駆動モータ
２１の逆転によりガイドバー用歯車列２５を介して軸転
ガイドバー３３が逆方向に回転される。また、コイル５
３への通電により、前記したと同様に前移動レンズ群４
２に設けたクラッチ機構５１において、可動体５７がヨ
ーク５２に吸引され、細筒５５のクラッチ片５５２がク
ラッチ溝５６１に係合し、軸転ガイドバー３３の回転力
がクラッチ歯車５６に伝達され、さらに環状歯車４２６
に伝達される。

【００３６】このとき、今度は駆動モータ２１が逆転さ
れているため、環状歯車４２６も前回とは逆方向に回転
されることになり、したがって前移動レンズ群４２はレ
ンズ枠体４２１に対して繰り込み方向に移動される。モ
ータ２１の逆転駆動量は図示しない焦点検出装置により
決定され、フォーカシングが完了された時点でコイル５
３への通電が停止され、クラッチ機構５１は断状態とな
るため、前移動レンズ群４２の繰り込み動作は停止され
る。

【００３７】この前移動レンズ群４２の繰り込み動作を
行う間、駆動モータ２１の回転力はカム環用歯車列２４
を介してカム環１１を逆方向に回転させようとするが、
この歯車列に設けられたピン歯車機構２６には前記した
ように中心角θの遊びがあるために、この遊びの間、カ
ム環が回転されることはない。即ち、図７に示している
ように、駆動モータ２１が正転から逆転に切り替わる際
には、ピン歯車機構２６には中心角θの遊びがあり、こ
の遊びの角度θを経た後にカム環１１が回転され始める
のに対し、軸転ガイドバー３３は駆動モータ２１と一体
的に逆転が開始されるため、この遊びの角度θ内で前移
動レンズ群４２が最大繰り出し位置から最大繰り込み位
置まで移動されることを示している。したがって、この
前移動レンズ群４２におけるフォーカシング動作によっ
てもカム環１１が回動されることはなく、ズーミング動
作に影響を与えることがない。

【００３８】なお、以上の説明は、望遠方向にズーミン
グを行っている際に前移動レンズ群を最大繰り出し位置
に移動させて初期位置前提を行った場合を示している
が、前移動レンズ群を最大繰り込み位置に移動させて初
期位置設定を行うようにしてもよい。

【００３９】また、撮像装置を広角方向にズーミングす
る動作も、駆動モータ２１の回転方向を逆にすれば、そ
の動作は望遠方向にズーミングする場合と全く同様であ
る。即ち、駆動モータ２１を逆方向に回転すれば、歯車
列２３によりカム環１１が逆方向に回転され、カム溝１
３，１４と突起４２２，４３２との係合により前移動レ
ンズ群４２と後移動レンズ群４３がそれぞれ相関して軸
移動され、広角焦点距離に設定される。このとき、前移
動レンズ群４２のクラッチ機構５１を一時的に接状態と
して前移動レンズ群４２の初期位置設定を行なうことに
より、前移動レンズ群４２はレンズ枠体４２１に対して
例えば最大繰り込み位置に設定される。

【００４０】そして、所望の焦点距離に設定された後、
駆動モータ２１を今度は正転させることにより、軸転ガ
イドバー３３の回転を利用して前移動レンズ群４２を繰
り出し方向に移動させ、フォーカシングを実行する。こ
の際、カム環用歯車列２６に設けたピン歯車機構２６の
遊びによってカム環１１が回転されることはなく、ズー
ミングに影響を与えることがないことも言うまでもな
い。

【００４１】このように、本実施例では、１つの駆動モ
ータ２１でズーミングとフォーカシングを行うことがで
き、しかもズーミング動作の完了後にフォーカシング動
作を行ってもズーミング動作に影響を与えることはな
い。したがって、前移動レンズ群４２を独立して動作さ
せるために、従来のような補助モータが不要となり、撮
像レンズ系の内部に振動発生源が存在しなくなり、レン
ズ系における振動による悪影響を回避する。また、この
補助モータが不要となり、代わりにクラッチ機構５１を
設けているが、クラッチ機構５１の重量の大きな部分を
占めるヨーク５２は前移動レンズ群４２の周囲に環状に
形成されており、かつ一方でクチッチ動作部を構成する
細筒５５、クラッチ歯車５６は極く軽量であり、可動体
５７も軽量に形成できるため、撮像レンズ系における重
量バランスに偏りが生じることは殆どない。したがっ
て、前移動レンズ群４２にのヘリコイドにおける偏位力
が防止でき、円滑なズーミングやフォーカシングが可能
となり、かつその信頼性も高められる。

【００４２】図８は本発明の第２の実施例の一部を示す
図であり、クラッチ機構の変形例を示す図である。この
実施例では、前記第１実施例におけるクラッチ歯車５６
を無くす一方で、細筒５５の一部に小歯車５８を一体に
形成し、この小歯車５８を環状歯車４２６に対して係脱
可能に構成したものである。即ち、図９を参照すると、
第１実施例と同様に、細筒５５を軸転ガイドバー３３に
軸回り方向に一体化し、かつ細筒５５には可動体５７を
軸方向に一体化した上で、細筒５５の一端部に小歯車５
８を一体に形成している。

【００４３】そして、通常では図９（ａ）のように、付
勢バネ４２８のバネ力により細筒５５が位置される軸位
置では小歯車５８は環状歯車４２６とは異なる軸位置に
位置されて小歯車５８が環状歯車４２６に噛合されるこ
とはないが、コイル５３に通電されてヨーク５２が励磁
されたときには図９（ｂ）のように、可動体５７がヨー
ク５２に吸引され、これと一体に細筒５５が軸移動され
たときに、小歯車５８が環状歯車４２６に噛合されるよ
うになっている。なお、この噛合を容易なものとするた
めに、小歯車５８の歯部の側面は軸方向に向けて楔型を
した三角面５８１として形成している。

【００４４】したがって、小歯車５８が環状歯車４２６
に噛合されたときには、軸転ガイドバー３３の回転力は
細筒５５から小歯車５８に伝達され、更に環状歯車４２
６に伝達されることになる。その他の構成は第１実施例
と全く同じである。この構成のクラッチ機構では、クラ
ッチ歯車と細筒とが一体化されているため、部品点数を
削減することができる。

【００４５】ここで、本実施例の変形例として、例えば
前移動レンズ群４２に設けた環状歯車４２６と、ヘリコ
イドの内筒４２４とを環状に形成された電磁クラッチで
直接的に連結させる構成としてもよい。このような電磁
クラッチを用いれば、環状歯車４２６を軸転ガイドバー
３３によって常時回転されるように構成しておき、この
電磁クラッチの断接動作によってヘリコイドを選択的に
回転動作させ、前移動レンズ群４２の軸移動を行うこと
が可能となる。この場合でも、電磁クラッチは環状に形
成されるため、前移動レンズ群４２の光軸回りに配置す
ることで、振動発生の防止や、重量バランスの不均衡の
回避を実現することができる。

【００４６】なお、前記各実施例では複数のレンズ群で
構成される撮像レンズ系の一部のみを駆動してフォーカ
シングを行っている場合に、この一部のレンズ群を駆動
するための構成に本発明を適用しているが、カム環によ
ってレンズ群を駆動する一方で軸転ガイドバーにより絞
り機構を駆動する場合、或いはその他の機構を駆動する
ような場合にも本発明を適用することができる。いずれ
の場合でも、クラッチ機構はこれら駆動される機構の軸
心回りに均等に配置することが肝要である。

【００４７】また、前記実施例では１つの駆動モータで
ズーミングとフォーカシングを行う構成を示したが、フ
ォーカシングを専用の駆動モータで行う場合でも、本発
明を同様に適用することが可能である。また、撮像光学
系内に設けられるフォーカシング以外の駆動機構を専用
の駆動モータにより駆動する場合でも同様である。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、撮像光学
系外に配置された駆動源から撮像光学系内に配置された
駆動機構にまで撮像光学系の光軸と平行に回転軸を延設
し、かつ撮像光学系の光軸を中心とした円周に沿って設
けられ、駆動源により回転される回転軸の回転力を駆動
機構に伝達し或いは遮断させる電磁クラッチ機構を備え
ているので、撮像光学系内に駆動機構を独立して駆動す
るための補助的な駆動手段が不要となり、この補助駆動
手段から発生される振動が撮像装置に与える影響が防止
でき、かつ補助駆動手段を配設することによる撮像装置
における重量バランスの不均衡を防止し、信頼性の高い
撮像装置を得ることができる。

【００４９】また、電磁クラッチ機構は、その通電時に
光軸を囲んだ磁気閉回路が形成されるように構成され、
例えば、撮像光学系の光軸を囲んだ略環状で少なくとも
その一部に間隙を有するヨークと、このヨークの前記間
隙に設けられ、ヨークに発生する励磁力に応じて前記回
転軸の軸方向に沿った第１の位置と第２の位置との間で
移動される可動体と、この可動体が第１の位置に移動さ
れたときに前記駆動機構に噛合されているクラッチ歯車
に前記回転軸の回転力を伝達させるクラッチ部材とを備
えることにより、電磁クラッチは撮像光学系の光軸回り
に配置されることになり、特に鏡筒等の撮像光学系にお
ける重量バランスの均衡をとることができる。

【００５０】ここで、可動体は回転軸に挿通されかつ回
転軸と回転方向に一体化された細筒に軸方向に一体化さ
れ、かつヨークの励磁力によって付勢バネ力に抗して軸
方向に吸引動作され、クラッチ歯車は前記細筒に挿通さ
れ、かつ可動体の軸移動に伴って可動体と回転方向に一
体化されるように構成されることで、可動体を回転軸の
軸方向にスムーズに移動させ、好適なクラッチ動作を行
わせることが可能となる。

【００５１】また、本発明は、電磁クラッチ機構は、前
記撮像光学系の光軸を囲んだ略環状で少なくともその一
部に間隙を有するヨークと、このヨークの前記間隙に設
けられ、ヨークに発生する励磁力に応じて前記回転軸の
軸方向に沿った第１の位置と第２の位置との間で移動さ
れる可動体と、前記回転軸とは回転方向に一体化されて
前記可動体と共に移動され、第１の位置に移動されたと
きに前記駆動機構の歯車に噛合されるクラッチ歯車とを
備えることで、クラッチ歯車自身がクラッチ部材として
機能することになり、クラッチ部材を用いなくとも回転
軸の回転力を駆動機構に対して伝達することができ、構
成の簡略化が実現できる。また、この場合、クラッチ歯
車は、その噛合側側面をテーパ状とすることで、駆動機
構に対する噛合動作を確実に行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の概略構成を示すための透
視した斜視図である。

【図２】図１の拡大縦断面図である。

【図３】歯車列のピン歯車の構成とその遊び角を説明す
るための図である。

【図４】前移動レンズ群の詳細を示す拡大斜視図であ
る。

【図５】クラッチ機構の部分分解斜視図である。

【図６】クチッチ機構の動作を説明するための側面図で
ある。

【図７】駆動モータによるズーミングとフォーカシング
の動作の相関を示す図である。

【図８】本発明の第２実施例のクラッチ機構の斜視図で
ある。

【図９】第２実施例のクラッチ機構の動作を説明するた
めの側面図である。

【図１０】本発明が適用される撮像装置の一例を示す概
略図である。

【図１１】従来の撮像装置の一部の拡大斜視図である。

【符号の説明】

１１カム環２１駆動モータ２３歯車列２６ピン歯車機構３３軸転ガイドバー４２前移動レンズ群５１クラッチ機構５２ヨーク５３コイル５５細筒５６クラッチ歯車５７可動体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平５−288974（ＪＰ，Ａ) 特開平３−236007（ＪＰ，Ａ) 特開平６−11643（ＪＰ，Ａ) 特開平７−19259（ＪＰ，Ａ) 実開平１−164408（ＪＰ，Ｕ) 実開昭64−49806（ＪＰ，Ｕ) 実公昭45−28158（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/02 - 7/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像光学系内に配置された駆動機構と、
前記撮像光学系外に配置された駆動源と、前記駆動源か
ら前記駆動機構にまで前記撮像光学系の光軸と平行に延
設された回転軸と、前記撮像光学系の光軸を中心とした
円周に沿って設けられ、前記回転軸の回転力を前記駆動
機構に伝達し或いは遮断させる電磁クラッチ機構とを備
えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】電磁クラッチ機構は、その通電時に光軸
を囲んだ磁気閉回路が形成されるように構成される請求
項１の撮像装置。
【請求項３】電磁クラッチ機構は、前記撮像光学系の
光軸を囲んだ略環状で少なくともその一部に間隙を有す
るヨークと、このヨークの前記間隙に設けられ、ヨーク
に発生する励磁力に応じて前記回転軸の軸方向に沿った
第１の位置と第２の位置との間で移動される可動体と、
この可動体が第１の位置に移動されたときに前記駆動機
構に噛合されているクラッチ歯車に前記回転軸の回転力
を伝達させるクラッチ部材とを備える請求項２の撮像装
置。
【請求項４】可動体は回転軸に挿通されかつ回転軸と
回転方向に一体化された細筒に軸方向に一体化され、か
つヨークの励磁力によって付勢バネ力に抗して軸方向に
吸引動作され、クラッチ歯車は前記細筒に挿通され、か
つ可動体の軸移動に伴って可動体と回転方向に一体化さ
れるように構成されてなる請求項３の撮像装置。
【請求項５】電磁クラッチ機構は、前記撮像光学系の
光軸を囲んだ略環状で少なくともその一部に間隙を有す
るヨークと、このヨークの前記間隙に設けられ、ヨーク
に発生する励磁力に応じて前記回転軸の軸方向に沿った
第１の位置と第２の位置との間で移動される可動体と、
前記回転軸とは回転方向に一体化されて前記可動体と共
に移動され、第１の位置に移動されたときに前記駆動機
構の歯車に噛合されるクラッチ歯車とを備える請求項２
の撮像装置。
【請求項６】クラッチ歯車は、その噛合側側面がテー
パ状である請求項５の撮像装置。