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Dokumentenidentifikation DE10043924A1 19.04.2001
Titel Vorrichtung zur manuellen und automatischen Betätigung eines Linsentubus
Anmelder Fuji Photo Optical Co., Ltd., Omiya, Saitama, JP
Erfinder Kanayama, Atsushi, Omiya, Saitama, JP;
Kaneko, Keiji, Omiya, Saitama, JP
Vertreter TER MEER STEINMEISTER & Partner GbR Patentanwälte, 81679 München
DE-Anmeldedatum 06.09.2000
DE-Aktenzeichen 10043924
Offenlegungstag 19.04.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.04.2001
IPC-Hauptklasse G02B 7/04
IPC-Nebenklasse G03B 13/34   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die kein Umschalten zwischen manuellem und automatischem Betrieb erfordert, die verhindert, dass sich eine Linse bei manuellem Betrieb in unerwarteter Weise bewegt, und die es ermöglicht, manuellen Betrieb bei niedriger Antriebsgeschwindigkeit selbst bei automatischem Betrieb auszuführen. Die Vorrichtung verfügt über einen automatischen Hand/Automatik-Betriebsumschaltmodus zum automatischen Antreiben einer Linse durch einen Zoomschalter in einer vorbestimmten Richtung durch Verbinden eines Zoomrings (14) mit einem Zoommotor (40) über einen Kupplungsmechanismus (32, 33, 34) und zum Verbinden oder Trennen des Kupplungsmechanismus mittels eines Kupplungsbetätigungsmotors (42), wobei es möglich ist, Handbedienung automatisch auszuführen, wenn der Umschalter nicht betätigt ist. Darüber hinaus verfügt die Vorrichtung zusätzlich zum Umschaltmodus über einen Handbetriebsmodus zum Ermöglichen von ausschließlich manuellem Betrieb, so dass automatischer Betrieb selbst dann nicht ausgeführt wird, wenn die Bedienperson den Zoomschalter betätigt, wobei vom Umschaltmodus auf den Handbetriebsmodus umgeschaltet wird. Ferner steuert die Vorrichtung das durch den Kupplungsmechanismus erzeugte Betätigungsdrehmoment für einen Betätigungsring in solcher Weise, dass das Drehmoment abnimmt, wenn die durch den Zoomschalter eingestellte Antriebsgeschwindigkeit abnimmt, wobei manueller Betrieb selbst dann ausgeführt werden kann, wenn durch Betätigen des ...

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur manuellen und automatischen Betätigung eines Linsentubus, die so konfiguriert ist, dass Zoom- und Fokussiervorgänge für eine Linse beeinflusst werden können, ohne dass sich Vorgänge zur manuellen und automatischen Bedienung ändern.

Ein für eine Filmkamera oder eine Fernsehkamera verwendeter herkömmlicher Linsentubus ist mit einer Fokussierlinse zum Einstellen des Brennpunkts und einer Zoomlinse zum Ändern der Vergrößerung versehen. Diese Linsen können durch einen Betriebsumschaltknopf manuell oder automatisch betätigt werden. Eine derartige Linse ist z. B. in JP-A-02285311 offenbart.

D. h., dass für den Fall der Zoomfunktion am Rand eines Zoomrings Außenzähne ausgebildet sind, ein Wechselzahnrad mit den Außenzähnen in Eingriff oder außer Eingriff mit diesen gebracht wird und die Drehung eines Elektromotors über das Wechselzahnrad übertragen wird, wobei dieses Wechselzahnrad durch einen Betriebsumschaltknopf verstellbar ist. Dabei ist es durch Betätigen des Betriebsumschaltknopfs in solcher Weise, dass das Wechselzahnrad mit den Außenzähnen des Zoomrings in Eingriff gebracht wird, möglich, die Zoomlinse durch automatisches Antreiben des Zoomrings automatisch zu verstellen, wobei aber auch der Zoomring dadurch von Hand betätigbar ist, dass das Wechselzahnrad außer Eingriff mit den Außenzähnen gebracht wird, wobei eine gewünschte Vergrößerung einstellbar ist.

Um den herkömmlichen Linsentubus manuell oder automatisch zu betätigen, ist ein Umschaltvorgang erforderlich, bei dem der Betriebsumschaltknopf verdreht wird. Dieser Umschaltvorgang ist jedoch kompliziert, und darüber hinaus kann das Problem auftreten, dass eine Fotografiergelegenheit versäumt wird, da wegen des Umschaltvorgangs nicht ausreichend schnell auf ein Objekt fokussiert werden kann.

Daher schlägt die Anmelderin eine Vorrichtung zum manuellen und automatischen Betätigen eines Linsentubus gemäß der deutschen Patentanmeldung Nr. 100 09 684.0 vor, die keinen Umschaltvorgang unter Verwendung eines Kupplungsmechanismus benötigt. Dabei wird, wenn ein Automatikbetriebsschalter (Zoom-Kippschalter) zum Zoomen betätigt wird (dasselbe gilt für das Fokussieren), die Drehung eines Elektromotors über den Verbindungsvorgang eines Kupplungsmechanismus an einen Linsenbetätigungsring übertragen, wodurch eine Zoomlinse automatisch angetrieben wird. Wenn der Automatikbetriebsschalter losgelassen wird (Aufhebung des niedergedrückten Zustands), führt der Kupplungsmechanismus einen Trennvorgang aus, wodurch der Linsenbetätigungsring von Hand betätigt werden kann.

Im Fall dieser Vorrichtung zum manuellen und automatischen Betätigen eines Linsentubus tritt jedoch das Problem auf, dass sich die Zoomlinse in unerwarteter Weise verstellt, wenn die Bedienperson bei Handbetrieb versehentlich an den Automatikbetriebsschalter (Zoom-Kippschalter) langt. Beim Fotografieren mit einer Kamera ist es möglich, dass abhängig von den Umständen nur Handbetrieb auszuführen ist, Automatikbetrieb also unnötig ist. In diesem Fall ist die Bedienbarkeit beeinträchtigt.

Darüber hinaus kann im Fall der obigen Vorrichtung zur manuellen und automatischen Betätigung eines Linsentubus, die keinen Umschaltvorgang benötigt, schnelles Arbeiten mit der Kamera, bei dem keine Fotografiergelegenheit verpasst wird, realisiert werden, wenn die Zoomlinse schnell von Hand dadurch in der einen oder anderen Richtung verstellt werden kann, wenn der obige Zoom-Kippschalter leicht niedergedrückt wird, wobei die Linse automatisch langsam verstellt wird. Wenn jedoch der Zoom-Kippschalter betätigt wird, ist der Linsenbetätigungsring sehr schwer, da der Kupplungsmechanismus vergleichsweise fest verbunden ist. Daher ist es schwierig, den Ring von Hand zu verstellen.

Im Allgemeinen wird zum Wechseln von Automatikbetrieb auf Handbetrieb die Bedienung eines Zoom-Kippschalter eingestellt, und dann wird ein Linsenbetätigungsring bedient. In diesem Fall treten keine schwerwiegenden Probleme auf, jedoch ist es wirkungsvoll, den Linsenbetätigungsring beim Automatikbetrieb von Hand zu betätigen, um einen Fotografiervorgang erneut mit einer Geschwindigkeit auszuführen, bei der ein langsames Zoomen bei geringem Niederdrücken (geringer Tiefe) des Zoom-Kippschalters ausgeführt wird (z. B. im Fall des Zurückstellens einer verstellten Zoomlinse von Weitwinkelrichtung in Teleskoprichtung mit erneuter Verstellung in die Weitwinkelrichtung und die Teleskoprichtung).

D. h., dass dann, wenn die Bedienperson einmal ihre Hand vom Zoom-Kippschalter wegnimmt oder einen Zoomvorgang in der Gegenrichtung ausführt, das Niederdrücken des Zoom-Kippschalters erneut so eingestellt werden muss, dass die zuvor verwendete langsame Zoomrate erneut verwendet wird. Dieser Betätigungsvorgang ist kompliziert. Daher ist ein Zoom-Kippschalter erwünscht, mit dem eine Verstellung von Weitwinkelrichtung in Teleskoprichtung möglich ist, wobei eine erneute Rückstellung in die Weitwinkelrichtung ausführbar ist. Außerdem gilt dasselbe für einen Zoom-Kippschalter mit Konstantgeschwindigkeits-Zoomfunktion oder zum Speichern eines Niederdrückwerts des Zoom-Kippschalters mit konstantem Ausführen eines Zoomvorgangs mit einem dem gespeicherten Wert entsprechenden Geschwindigkeit (siehe z. B. JP-A-11-101932).

Darüber hinaus sind bei einer Vorrichtung zur manuellen und automatischen Betätigung eines Linsentubus der Kupplungsmechanismus und ein Mechanismus zum Verstellen einer Linse durch einen Linsenbetätigungsring so eingestellt, dass sie bei normaler Temperatur optimal arbeiten. Wenn die Vorrichtung z. B. bei niedriger Temperatur verwendet wird, nimmt das Betriebsdrehmoment bei Handbetätigung zu, oder die Verdrehgeschwindigkeit bei Automatikbetrieb nimmt ab. Für mechanisch bewegliche Teile wird Fett verwendet, dessen Viskosität sich abhängig von der Temperatur stark ändert, was zu einem erheblichen Problem wird. So kann bei stark von der normalen Temperatur verschiedenen Temperaturen keine stabile manuelle oder automatische Betätigung gewährleistet werden.

Es ist eine erste Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum manuellen und automatischen Betätigen eines Linsentubus zu schaffen, die keinen Wechsel zwischen manueller und automatischer Betätigung erfordert, sondern es der Bedienperson ermöglicht, stabilen Handbetrieb auszuführen, da sich eine Linse im Handbetrieb nicht unerwartet verstellt.

Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die keinen Wechsel zwischen manueller und automatischer Betätigung erfordert, sondern es der Bedienperson ermöglicht, manuelle Betätigung sogar bei automatischer Betätigung auszuführen, wenn die Antriebsgeschwindigkeit niedrig ist, um schnelles Arbeiten mit einer Kamera zu ermöglichen.

Es ist eine dritte Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die keinen Wechsel zwischen manueller und automatischer Betätigung erfordert, sondern die Bedienbarkeit bei manueller Betätigung oder automatischer Betätigung selbst dann stabilisieren kann, wenn sie bei einer von der normalen Temperatur abweichenden Umgebungstemperatur verwendet wird.

Um die obige erste Aufgabe zu lösen, verfügt eine Erscheinungsform der Erfindung über einen Linsentubus zum Aufnehmen einer Linse in verstellbarer Weise, einen Linsenbetätigungsring, der drehbar am Umfang des Linsentubus angebracht ist, um die Linse von Hand zu verstellen, einen Elektromotor zum automatischen Verstellen der Linse, eine automatische Hand-/Automatik(Elektromotor)betrieb-Umschalteinrichtung (Schaltung) zum Verbinden eines Elektromotors mit dem Linsenbetätigungsring durch einen Kupplungsmechanismus (der Kupplungsmechanismus wird durch einen Kupplungsbetätigungsmotor betrieben) und zum Ausführen eines Verbindungs- oder Trennvorgangs für den Kupplungsmechanismus durch Kopplung des Verbindungs- oder Trennvorgangs mit dem Betätigen eines Automatikbetriebschalters, und einen Modusumschalter zum Umschalten zwischen einem automatischen Hand-/Automatikbetrieb-Umschaltmodus zum Betreiben der automatischen Hand-/Automatikbetrieb-Umschalteinrichtung und einem Handbetriebsmodus (Einzelmodus) zum Ermöglichen von nur Handbetrieb durch Trennen des Kupplungsmechanismus.

Die obige Konfiguration kann mit einer Betätigungsdrehmoment-Änderungseinrichtung zum Einstellen des Drucks an der Reibungsfläche des Kupplungsmechanismus und zum Ändern von Handbetätigungs-Drehmomenten des Linsenbetätigungsrings versehen sein.

Gemäß der Erfindung wird durch Niederdrücken eines Schalters für automatischen Zoom- oder Fokussierbetrieb beim Einstellen eines automatischen Hand-/Automatikbetrieb-Umschaltmodus ein Kupplungsmechanismus durch einen Kupplungsbetätigungsmotor verbunden. Daher wird die Drehung eines Elektromotors über ein Getriebe an einen Linsenbetätigungsring übertragen, wodurch eine bestimmte Linse angetrieben wird. Danach, wenn nämlich der Automatikbetriebsschalter losgelassen wird, wird die Verbindung des Kupplungsmechanismus aufgehoben, und es besteht Bereitschaft für Handbetrieb.

Wenn jedoch der Betriebsmodus durch den Modusumschalter auf den Handbetriebsmodus umgeschaltet wird, wird der Kupplungsmechanismus dauerhaft in den getrennten Zustand versetzt. Daher verstellt sich der Linsenbetätigungsring selbst dann nicht, wenn der Automatikbetriebsschalter niedergedrückt wird. Daher ist es möglich, Zoom- und Fokussiervorgänge alleine durch Handbetrieb stabil zu steuern.

Darüber hinaus wird mit der Betätigungsdrehmoment-Änderungseinrichtung der Druck an der Reibungsfläche des getrennten Kupplungsmechanismus auf einen optimalen, durch eine Einstellscheibe angegebenen Wert eingestellt, und eine Belastung aufgrund des Drucks an der Reibungsfläche wird als Betätigungsdrehmoment (Belastung beim Betrieb) des Linsenbetätigungsrings geliefert. Daher kann eine Bedienperson Handbetrieb in freier Weise mit dem eingestellten Betätigungsdrehmoment ausführen.

Um die obige zweite Aufgabe zu lösen, verfügt eine andere Erscheinungsform der Erfindung nicht nur über den obigen Linsentubus, den Linsenbetätigungsring und den Elektromotor, sondern auch über einen Kupplungsmechanismus zum Verbinden oder Trennen des Elektromotors in Bezug auf den Linsenbetätigungsring, einen Automatikbetriebsschalter zum automatischen Antreiben des Linsenbetätigungsrings über den Kupplungsmechanismus und zum Einstellen der Antriebsgeschwindigkeit, und eine Drehmoment-Steuerungseinrichtung zum Ändern von Verbindungskräften (Drücke an der Reibungsfläche) des Kupplungsmechanismus entsprechend der durch den Automatikbetriebsschalter eingestellten Antriebsgeschwindigkeit und zum Steuern des Betätigungsdrehmoments des Linsenbetätigungsrings (wenn der Kupplungsmechanismus verbunden ist), so zu steuern, dass es abnimmt, wenn die Antriebsgeschwindigkeit abnimmt.

Bei der Drehmoment-Steuerungseinrichtung gemäß der vorstehenden anderen Erscheinungsform der Erfindung wird eine Kupplungsposition (Verbindungsposition) auf P1 entsprechend einem Tiefe-Richtung-Steuerungseingangssignal (Niederdrückweg) des Automatikbetriebsschalters, d. h. entsprechend der Antriebsgeschwindigkeit, eingestellt, wenn das Steuerungseingangssignal (oder die Antriebsgeschwindigkeit weniger als 60% des maximalen Steuerungseingangssignals beträgt, sie wird auf P2 (P1 < P2) eingestellt, wenn das Steuerungseingangssignal zwischen 60 und 80% des maximalen Steuerungseingangssignals beträgt, und sie wird auf PEIN (Kupplungsposition mit vollständiger Verbindung) eingestellt, wenn das Steuerungseingangssignal 80% des maximalen Steuerungseingangssignals überschreitet. In diesem Fall nimmt das Betätigungsdrehmoment des Linsenbetätigungsrings (Belastung beim Betrieb), das durch den Kupplungsmechanismus hinzugefügt wird, schrittweise in der Reihenfolge des für die Position P1 eingestellten Drehmoments, des für die Position P2 eingestellten Drehmoments und des für die Position PEIN eingestellten Drehmoments zu. Daher nimmt die Belastung eines Linsenbetätigungsrings ab, wenn die Linse mit niedrigerer Geschwindigkeit verstellt wird, und es ist möglich, den Linsenbetätigungsring selbst dann von Hand zu verdrehen, während der Automatikbetriebsschalter betätigt ist.

Um die obige dritte Aufgabe zu lösen, verfügt noch eine andere Erscheinungsform der Erfindung nicht nur über den obigen Linsentubus, den Linsenbetätigungsring, den Elektromotor und den Kupplungsmechanismus sondern auch einen Temperatursensor zum Messen der Umgebungstemperatur sowie eine Kupplungssteuerungseinrichtung zum Sorgen für stabile Drehung des Linsenbetätigungsrings beim Ändern des Drucks an der Reibungsfläche des Kupplungsmechanismus abhängig von der durch den Temperatursensor erfassten Temperatur.

Gemäß der vorstehenden noch anderen Erscheinungsformen der Erfindung wird die durch den Temperatursensor erfasste Umgebungstemperatur an den Kupplungssteuerungsmechanismus (CPU) geliefert, und die Steuerungseinrichtung kompensiert die Kupplungsposition des Kupplungsmechanismus, wenn die Temperatur außerhalb des normalen Temperaturbereichs liegt. Zum Beispiel kompensiert die Steuerungseinrichtung in einer Umgebung mit niedriger Temperatur die Automatikbetrieb-EIN- Kupplungsposition PEIN im Verbindungszustand des Kupplungsmechanismus in solcher Weise, dass der Druck an der Reibungsfläche (erzeugtes Drehmoment) zunimmt, und sie kompensiert die Automatikbetrieb-AUS-Kupplungsposition PAUS in solcher Weise, dass der Druck an der Reibungsfläche abnimmt. Daher werden selbst in einer Umgebung mit einer Temperatur außerhalb des normalen Temperaturbereichs stabiler Handbetrieb und Automatikvorgänge wie bei normaler Temperatur aufrechterhalten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Schaltbild zum elektrischen Aufbau einer Vorrichtung zum manuellen und automatischen Betätigen eines Linsentubus gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 zeigt die mechanische Konfiguration zum Wechseln zwischen manuellem und automatischem Betrieb der Vorrichtung eines Ausführungsbeispiels;

Fig. 3 ist eine Draufsicht, die die allgemeine Konfiguration eines Linsentubus eines Ausführungsbeispiels zeigt;

Fig. 4 ist eine Vorderansicht des Linsentubus in Fig. 3;

Fig. 5 ist eine Unteransicht des Linsentubus in Fig. 3;

Fig. 6 ist ein Flussdiagramm, das von einer CPU beim ersten Ausführungsbeispiel ausgeführte Steuerungsvorgänge veranschaulicht;

Fig. 7 ist ein Schaltbild zum elektrischen Aufbau einer Vorrichtung zum manuellen und automatischen Betätigen eines Linsentubus gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 8(A) ist eine Darstellung von Kupplungspositionen zum einfachen Verbinden oder Trennen eines Kupplungsmechanismus beim zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 8(B) ist eine Darstellung von Kupplungspositionen und dem erzeugten Drehmoment, wie entsprechend der Antriebsgeschwindigkeit beim zweiten Ausführungsbeispiel eingestellt;

Fig. 9 ist ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen von durch eine CPU beim zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführten Steuerungsvorgängen;

Fig. 10 ist ein Schaltbild zum elektrischen Aufbau einer Vorrichtung zum manuellen und automatischen Betätigen eines Linsentubus gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 11 ist ein Kurvenbild, das die Steuerung von Kupplungspositionen entsprechend einer Temperaturänderung im EIN-Zustand des Automatikbetriebs beim dritten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 12 ist ein Kurvenbild, das die Steuerung von Kupplungspositionen entsprechend einer Temperaturänderung im AUS-Zustand des Automatikbetriebs beim dritten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 13(A) ist eine Darstellung von Kupplungspositionen, wie sie beim dritten Ausführungsbeispiel bei normaler Temperatur eingestellt werden;

Fig. 13(B) ist eine Darstellung von Kupplungspositionen, wie sie beim dritten Ausführungsbeispiel bei niedriger Temperatur eingestellt werden;

Fig. 13(C) ist eine Darstellung von Kupplungspositionen, wie sie beim dritten Ausführungsbeispiel bei hoher Temperatur eingestellt werden; und

Fig. 14 ist ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen von durch eine CPU beim dritten Ausführungsbeispiel ausgeführten Steuerungsvorgängen.

Erstes Ausführungsbeispiel

Als Erstes wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 5 die allgemeine Konfiguration des Linsentubus bei diesem Ausführungsbeispiel beschrieben. Beim dargestellten Linsentubus 10 ist eine Haube am Vorderende weggelassen, jedoch ist sie durch eine Verbindung 12 am Hinterende mit dem Kameragehäuse verbunden. Darüber hinaus sind ein Fokussierring 13 und ein Zoomring 14 (beide dienen als Linsenbetätigungsringe) so am Umfang des Linsentubus 10 angebracht, dass sie von Hand verdrehbar sind, und am Umfang des Zoomrings 14 sind Außenzähne 15 für automatischen Antrieb ausgebildet.

Ferner sind ein Zoomschalter 18 für Zoomvorgänge sowie eine Einstellscheibe (oder ein Voreinstellschalter) 19 zum variablen Einstellen des Betätigungsdrehmoments sowie ein Rückstellschalter 20 an einem Halteteil 17 angebracht, das am Umfang des Linsentubus 10 angebracht ist. Der Zoomschalter 18 ist als Kippschalter konfiguriert, der auf die Teleskoprichtung (Ausfahrrichtung) und die Weitwinkelrichtung (Einfahrrichtung) eingestellt wird, dessen beide Enden sich wie bei einer Wippe nach oben und unten bewegen, wobei die Änderungsgeschwindigkeit abhängig von der Niederdrücktiefe zunimmt. Mit der Einstellscheibe 19 wird der Druck an der Reibungsfläche eines Kupplungsmechanismus mittels eines variablen Widerstands eingestellt, wie es später beschrieben wird.

Ferner befinden sich, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, ein Zoomsteuerungs-Verbinder 22, ein Fokussteuerungs-Verbinder 23 und ein Seriellschnittstelle-Verbinder 24, mit denen Fernsteuerungskabel verbunden sind, unter dem Halteteil 17, und in der Mitte des Halteteils ist angrenzend an den Verbinder 24 ein Modusumschalter 26 zum Umschalten zwischen dem automatischen Hand-/Automatikbetrieb-Umschaltmodus und dem Handbetriebsmodus (Einzelmodus) angebracht. Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, ist es auch möglich, anstelle des Modusumschalters 26 einen als Schiebeschalter ausgebildeten Modusumschalter 26F an der Vorderseite des Halteteils 17 anzubringen. Darüber hinaus sind der Mechanismus für Automatikbetrieb und ein Kupplungsmechanismus zum Wechseln zwischen Automatik- und Handbetrieb, wie in Fig. 2 dargestellt, am Halteteil 17 angebracht.

Gemäß Fig. 2 ist ein Kupplungsmechanismus mittels eines Halteelements 30 an einem Gehäusering 28 des Linsentubus 10 angebracht. D. h., dass am oberen Teil des Halteelements 30 eine Hauptachse 31 befestigt ist und eine scheibenförmige verstellbare Platte (Zahnrad-Verstellplatte, die sich in der Achsenrichtung bewegt) 32 und eine feste Platte (Zahnrad- Fixierplatte, die in der Achsenrichtung fixiert ist) 33 so angebracht sind, dass sie um den Umfang der Hauptachse 31 verdrehbar sind. An den Umfängen der verstellbaren Platte 32 und der festen Platte 33 sind Außenzähne 32G bzw. 33G ausgebildet, wodurch die Funktionen einer Kupplungsplatte und eines Zahnrads vorliegen. Die Außenzähne 15 des Zoomrings 14 stehen in Eingriff mit den Außenzähnen 32G der verstellbaren Platte 32.

Wie dargestellt, ist dann, wenn die verstellbare Platte 32 und die feste Platte 33 als Kupplungsplatten wirken, an der verstellbaren Platte 32 eine kreisförmige Nut (Reibungsfläche) H mit schräger Seitenfläche ausgebildet, und darüber hinaus ist an der festen Platte 33 ein passender Vorsprung (Reibungsfläche) I mit schräger Fläche ausgebildet. An der verstellbaren Platte 32 ist über eine Schraubenfeder 34 ein erstes Drucklager 35 angebracht, und die verstellbare Platte 32 wird durch die Druckfeder 34 zur festen Platte 33 hin gedrückt. Daher wird durch den Kontakt (Reibung) zwischen der kreisförmigen Nut H und dem passenden Vorsprung I sowie dem Aktivierungsdruck der Schraubenfeder 34 eine Kupplungsverbindung erzielt.

Darüber hinaus ist eine Scheibe 35A des ersten Drucklagers 35 auf der Seite mit dem Kontakt der Druckfeder (Rückseite) entlang dem Umfang der Hauptachse 31 verdrehbar. Jedoch ist an einem verstellbaren Zahnrad 36 eine andere vordere Scheibe 35B befestigt. Die Scheibe 35B und ein Zahnrad 36 sind auf einen Gewindeabschnitt 31A aufgeschraubt, der auf der Vorderseite der Hauptachse 31 ausgebildet ist. Daher drehen sich die Scheibe 35A, die Schraubenfeder 34 und die verstellbare Platte 32 unabhängig vom verstellbaren Zahnrad 36, und sie wirken als Drehmechanismus im Trennzustand zum Verdrehen der verstellbaren Platten 32 gesondert von der festen Platte 33 bei Handbetrieb.

Darüber hinaus ist an der festen Platte 33 ein zweites Drucklager 38 angebracht. Im Fall dieses Lagers 38 ist eine hintere Scheibe 38A an der Hauptachse 31 befestigt, und eine vordere Scheibe 38B dreht sich gemeinsam mit der festen Platte 33. Ferner steht ein Achsenzahnrad 41 eines Zoommotors 40 in Eingriff mit den Außenzähnen 33G der festen Platte 33. Daher wird das Drehmoment des Zoommotors 40 über das Achsenzahnrad 41, die Außenzähne 33G der festen Platte, die Außenzähne 32G der verstellbaren Platte und die Außenzähne 15, wobei die verstellbare Platte 32 mit der festen Platte 33 verbunden ist, an den Zoomring 14 geliefert.

Darüber hinaus ist ein Kupplungsbetätigungsmotor 42 zum Betätigen des Kupplungsmechanismus vorhanden, und ein Achszahnrad 43 des Motors 42 steht in Eingriff mit dem verstellbaren Zahnrad 36 auf der Seite des ersten Drucklagers 35. Daher ist es durch Drehen des Kupplungsbetätigungsmotors 42 in einer vorbestimmten Richtung möglich, das verstellbare Zahnrad 36 zu verdrehen und es nach hinten zu verstellen und die verstellbare Platte 32 an die feste Platte 33 zu drücken. Darüber hinaus ist es durch Drehen des Motors 42 in der entgegengesetzten Richtung möglich, die verstellbare Platte 32 von der festen Platte 33 zu trennen. Ferner ist ein Potentiometer 46 über ein Zahnrad 45 mit dem Achszahnrad 43 des Kupplungsbetätigungsmotors 42 verbunden. Dieses Potentiometer 46 erfasst den Rotationszustand (Kupplungsposition) des verstellbaren Zahnrads 36 auf der Seite des ersten Drucklagers 35, d. h. den Andrückzustand der verstellbaren Platte 32.

Bei der Konfiguration gemäß Fig. 2 wird das auf die Hauptachse 31 aufgeschraubte verstellbare Zahnrad 36 durch den Kupplungsbetätigungsmotor 42 nach hinten verstellt, die verstellbare Platte 32 wird durch die Schraubenfeder 34 stark gegen die feste Platte 33 gedrückt, und der Kupplungsmechanismus wird verbunden. Daher wird die Drehung des Zoommotors 40 über das Zahnrad 41, die Außenzähne 33 G an der festen Platte und die Außenzähne 32 G an der verstellbaren Platte an den Zoomring 14 übertragen. D. h., dass sich der Zoommotor 40 in der durch den Zoomschalter 18 festgelegten Teleskoprichtung oder Weitwinkelrichtung mit einer der Niederdrücktiefe (Niederdrückweg) entsprechenden Drehzahl dreht, wodurch ein Zoomvorgang zur Vergrößerung oder Verkleinerung ausgeführt wird. Darüber hinaus wird, wenn das verstellbare Zahnrad 36 durch den Kupplungsbetätigungsmotor 42 nach vorne verstellt wird, die Aktivierungskraft der Schraubenfeder 34gesenkt, wodurch der Druck der verstellbaren Platten 32 gegen die feste Platte 33 abnimmt, wodurch der Kupplungsmechanismus getrennt wird.

Dann werden, im Fall dieses Ausführungsbeispiels, die Rotationspositionen (Kupplungspositionen) des verstellbaren Zahnrads 36 durch den Kupplungsbetätigungsmotor 42 geändert, und es wird der Druck (Reibungskraft) der verstellbaren Platte 32 gegen die feste Platte 33 über die Schraubenfeder 34 eingestellt. Dadurch ist es möglich, Drehmomente des Zoomrings 14 im Handbetrieb zu ändern. D. h., dass es möglich ist, das Drehmoment beim Handbetrieb wahlweise dadurch einzustellen, dass die verstellbare Platte 32 und die feste Platte 33 so gehalten werden, dass sie bei niedrigem Druck miteinander in Kontakt stehen, ohne dass sie vollständig voneinander getrennt sind, und zwar selbst dann, wenn der Kupplungsmechanismus getrennt ist, wobei die Aktivierungskräfte der Schraubenfeder 34 im obigen Zustand geändert werden.

Fig. 1 zeigt die elektrische Konfiguration des ersten Ausführungsbeispiels, bei der der Zoomschalter 18 links in Fig. 1 über einen A/D-Wandler 49 mit einer CPU 50 verbunden ist. Ein Signal des Modusumschalters 26 (26F) und eine Einstellspannung Va eines variablen Widerstands (es kann auch eine elektronische Wählscheibe für digitale Verarbeitung verwendet werden) der Einstellscheibe 19 werden über einen A/D- Wandler 51 in die CPU 50 eingegeben. Mit der CPU 50 ist auch ein ROM 52 verbunden, der für Steuerungsvorgänge erforderliche Daten speichert. Darüber hinaus wird ein Steuerungsausgangssignal der CPU 50 über einen D/A-Wandler 54 und einen Leistungsverstärker 55 an den Zoommotor 40 geliefert, der den Zoomring 14 über die obige feste Platte 32 und die verstellbare Platte 32 antreibt.

Darüber hinaus wird das Steuerungsausgangssignal der CPU 50 über einen D/A-Wandler 56 und einen Leistungsverstärker 57 an den Kupplungsbetätigungsmotor 42 geliefert, der einen Kupplungsmechanismus entsprechend dem Betrieb des Umschalters 18 betreibt, um zwischen Hand- und Automatikbetrieb umzuschalten. Darüber hinaus wird das Ausgangssignal des Potentiometers 46 zum Erfassen der Kupplungsposition (Andrückzustand) der verstellbaren Platte 32 des Kupplungsmechanismus über einen A/D-Wandler 58 in die CPU 50 eingegeben.

Bei der obigen Konfiguration wird durch den Modusumschalter 26 zwischen dem automatischen Hand-/Automatikbetrieb-Umschaltmodus und dem Handbetriebsmodus umgeschaltet. Wenn der Hand-/Automatikbetrieb-Umschaltmodus ausgewählt ist, wird mittels der Funktion der CPU 50, die ein Bediensignal vom Zoomschalter 18 erhält, die verstellbare Platte 32 durch den Kupplungsbetätigungsmotor 42 gegen die feste Platte 33 gedrückt, um die Kupplung zu verbinden. Gleichzeitig wird der Zoomring 14 mittels der CPU 50 durch den Zoommotor 40 über die feste Platte 33, die verstellbare Platte 32 und die Außenzähne 15 verstellt, wodurch eine Zoomlinse mit einer dem Niederdrückweg des Zoomschalters 18 entsprechenden Geschwindigkeit in der Teleskoprichtung oder der Weitwinkelrichtung verstellt wird. Darüber hinaus wird, wenn der Handbetriebsmodus ausgewählt ist, die verstellbare Platte 32 mittels der CPU 50 in eine Kupplungsposition für Handbetrieb verstellt, und der Zoomvorgang wird selbst dann eingestellt, wenn vom Zoomschalter 18 ein Bediensignal ausgegeben wird.

Darüber hinaus werden die Kupplungspositionen der verstellbaren Platte 32 im Handbetriebsmodus entsprechend der durch die Einstellscheibe 19 eingestellten Spannung Va geändert, und das Betätigungsdrehmoment des Zoomrings 14 kann durch die Scheibe 19 frei eingestellt werden.

Das erste Ausführungsbeispiel verfügt über die obige Konfiguration, und die CPU 50 in Fig. 1 führt die Betriebsvorgänge gemäß Fig. 6 aus. Gemäß Fig. 6 wird in einem Schritt 101 eine Initialisierung ausgeführt, und es werden Kupplungspositionsdaten für automatischen und manuellen Betrieb ausgegeben, d. h., aus dem ROM 52 werden Automatikbetrieb-EIN- Positionsdaten und Automatikbetrieb-AUS-Positionsdaten ausgelesen. In einem nächsten Schritt 102 wird ermittelt, ob der Modusumschalter 26 (26F) eingeschaltet ist (automatischer Hand-/Automatikbetrieb-Umschaltmodus) oder ausgeschaltet ist (Handbetriebsmodus). Wenn der Schalter 26 eingeschaltet ist, wird in einem Schritt 103 ermittelt, ob der Zoomschalter 18 betätigt wird.

Durch den Schritt 103 wird, wenn das Ermittlungsergebnis "JA" ist, ein Schritt 104 gestartet, um einen Automatikvorgang auszuführen, die Antriebs-Kupplungsposition wird auf den Automatikbetrieb-EIN-Positionsdatenwert eingestellt, in einem Schritt 106 wird ein dem Niederdrückweg des Zoomschalters 18 entsprechender Zoomsteuerungs-Datenwert an den D/A- Wandler 54 ausgegeben, und in einem Schritt 107 wird ein Kupplungssteuerungs-Datenwert an den D/A-Wandler 56 ausgegeben. Dann arbeitet der Kupplungsbetätigungsmotor 42 und die verstellbare Platte 32 und die feste Platte 33 des Kupplungsmechanismus werden durch den Druck miteinander verbunden, und die Zoomlinse wird entsprechend der Bedienungsrichtung und dem Niederdrückweg des Zoomschalters 18 durch den Zoommotor 40 automatisch angetrieben.

Wenn im obigen Schritt 103 das Ergebnis "NEIN" ermittelt wird, wird ein Schritt 105 für Handbetrieb gestartet, um die Kupplungsposition auf den Automatikbetrieb-AUS-Positionsdatenwert einzustellen. In diesem Fall wird der Druck der verstellbaren Platte 32 gegen die feste Platte 33 durch den Kupplungsbetätigungsmotor 42 gesenkt, die Platte 32 wird von der Platte 33 getrennt, und dann besteht Bereitschaft für den Handbetrieb.

Wenn jedoch im obigen Schritt 102 erkannt wird, dass der Modusumschalter 26 ausgeschaltet ist, wird die Kupplungsposition in einem Schritt 108 auf den Automatikbetrieb-AUS-Positionsdatenwert eingestellt, da der Handbetriebsmodus ausgewählt ist, und in einem Schritt 109 wird ein Zoomsteuerungs- Datenwert auf "Stopp" eingestellt. Daher besteht in diesem Fall Bereitschaft für Handbetrieb selbst dann, wenn der Kupplungsmechanismus im Schritt 107 getrennt wird, und wenn der Zoomschalter 18 betätigt wird, wird im Schritt 106 der Stopp-Datenwert als Zoomsteuerungs-Datenwert eingestellt, weswegen der Zoommotor 40 nicht arbeitet.

Darüber hinaus wird im durch den Handbetriebsmodus eingestellten Zustand mit getrenntem Kupplungsmechanismus die verstellbare Platte 32 nicht vollständig von der festen Platte 33 getrennt, sondern die Feder 34 drückt mit kleiner Aktivierungskraft auf sie. Im Fall des ersten Ausführungsbeispiels kann durch Einstellen des Drucks an der Reibungsfläche das Drehmoment bei Handbetrieb geändert werden. D. h., dass eine dem Drehwinkel des Kupplungsbetätigungsmotors 42 entsprechende Kupplungsposition mittels der durch die Einstellscheibe 19 eingestellten Positionssteuerungsspannung Va eingestellt werden kann. Daher nimmt das Betätigungsdrehmoment ab, wenn der Druck der verstellbaren Platte 32 gegen die feste Platte 33 kleiner als der Standardwert gemacht wird. Wenn jedoch der Druck größer als der Standardwert gemacht wird, nimmt das Betätigungsdrehmoment zu.

Wie oben beschrieben, werden bei der Konfiguration des ersten Ausführungsbeispiels der automatische Hand-/Automatikbetrieb-Umschaltmodus und der Handbetriebsmodus zum Ermöglichen von nur Handbetrieb durch einen Umschalter umgeschaltet. Daher ist durch eine Vorrichtung, die keinen Wechsel zwischen Hand- und Automatikbetrieb benötigt, ein unerwartetes Verstellen einer Linse im Handbetrieb verhindert, und es kann stabiler Handbetrieb ausgeführt werden. Darüber hinaus besteht der Vorteil, dass Drehmomente bei Handbetrieb durch eine Änderungseinrichtung für das Betätigungsdrehmoment frei eingestellt werden können.

Zweites Ausführungsbeispiel

Die allgemeine Konfiguration und die wesentliche mechanische Konfiguration des Linsentubus beim zweiten Ausführungsbeispiel sind dieselben wie in den Fig. 2 bis 5. D. h., dass dann, wenn auf den Zoomschalter 18 in Fig. 3 gedrückt wird, das auf die Hauptachse 31 aufgeschraubte verstellbare Zahnrad 36 durch den Kupplungsbetätigungsmotor 42 nach hinten verstellt wird und dadurch die verstellbare Platte 32 über die Schraubenfeder 34 fest gegen die feste Platte 33 gedrückt wird und ein Kupplungsmechanismus verbunden wird, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Dadurch wird die Drehung des Zoommotors 40 über das Zahnrad 41, die Außenzähne 33G der festen Platte, die Außenzähne 32G der verstellbaren Platte und die Außenzähne 15 an den Zoomring 14 übertragen. D. h., dass sich der Zoommotor 40 in der durch den Zoomschalter 18 festgelegten Teleskoprichtung (Vergrößerungsrichtung) oder Weitwinkelrichtung (Verkleinerungsrichtung) mit einer der Niederdrücktiefe (dem Niederdrückweg) entsprechenden Drehzahl dreht, wodurch ein Zoomvorgang für Vergrößerung oder Verkleinerung ausgeführt wird. Wenn jedoch der Niederdrückzustand des Zoomschalters 18 aufgehoben wird, wird das verstellbare Zahnrad 36 durch den Kupplungsbetätigungsmotor 32 nach vorne verstellt, und die Aktivierungskraft der Schraubenfeder 34 wird gesenkt, wodurch der Druck der verstellbaren Platte 32 gegen die feste Platte 33 abnimmt, was zur Folge hat, dass der Kupplungsmechanismus getrennt wird.

Nun werden im Fall des zweiten Ausführungsbeispiels Drehmomente am Zoomring 14 bei Handbetrieb, wie durch den verbundenen Kupplungsmechanismus geliefert, entsprechend einem Steuerungseingangssignal (der Tiefe) eines Zoomschalters 118 dadurch geändert, dass Drehpositionen (Kupplungspositionen) des verstellbaren Zahnrads 36 durch eine CPU, wie später beschrieben, geändert werden und der Druck (die Reibungskraft) der verstellbaren Platte 32 gegen die feste Platte 33 über die Schraubenfeder 34 eingestellt wird.

Fig. 7 zeigt die elektrische Konfiguration der Vorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels. Der Zoomschalter 118 links in Fig. 7 gibt eine Spannung Va zwischen Bezugsspannungen V1 und V2 aus, die bei einer mittleren Position eines variablen Widerstands 143 bei Kippschalterbetrieb den Wert 0 hat. Die Vergrößerungs- oder Verkleinerungsrichtung beim Zoomvorgang und die zugehörige Antriebsgeschwindigkeit werden entsprechend dem Wert der Spannung Va eingestellt. Mit dem Zoomschalter 118 ist eine CPU 150 über den A/D-Wandler 49 verbunden, und mit ihr ist auch ein ROM 152 verbunden, der die für Steuerungsvorgänge erforderlichen Daten speichert. Darüber hinaus wird ein Steuerungsausgangssignal der CPU 150 über den D/A-Wandler 54 und den Leistungsverstärker 55 an den Zoommotor 40 geliefert, der den Zoomring 14 über die verstellbare Platte 32 und die feste Platte 33 antreibt.

Darüber hinaus wird das Steuerungsausgangssignal der CPU 150 über den D/A-Wandler 56 und den Leistungsverstärker 57 an den Kupplungsbetätigungsmotor 42 geliefert, der den Kupplungsmechanismus entsprechend der Bedienung des Zoomschalters 118 zum Umschalten zwischen Hand- und Automatikbetrieb betätigt. Darüber hinaus wird das Ausgangssignal des Potentiometers 46 zum Erfassen der Kupplungsposition (Andrückzustand) der verstellbaren Platte 32 des Kupplungsmechanismus über den A/D-Wandler 58 in die CPU 150 eingegeben.

Dann steuert die CPU 150 die Kupplungsposition in variabler Weise entsprechend einem Steuerungseingangssignal (Tiefe) des Zoomschalters 18, d. h., die Antriebsgeschwindigkeit (die das Steuerungseingangssignal anzeigende Spannung entspricht der Antriebsgeschwindigkeit in eineindeutiger Weise), und sie ändert schrittweise das Drehmoment, wie es bei verbundenem Kupplungsmechanismus erzeugt wird.

Dabei zeigt Fig. 8(A) die Steuerung der Kupplungspositionen, wenn sie nicht variabel eingestellt werden, was von der Erfindung abweicht. Wenn angenommen wird, dass der Verstellbereich des Kupplungsbetätigungsmotors 42 (oder des verstellbaren Zahnrads 36) zwischen Kupplungspositionen PO (z. B. Druck O) und PE (maximaler Druck) liegt, wird die Kupplungsmechanismus-Trennposition auf die Automatikbetrieb-AUS-Position PAUS eingestellt, und die Kupplungsmechanismus-Verbindungsposition wird auf die Automatikbetrieb-EIN-Position PEIN eingestellt. Daher wird in diesem Fall die Kupplungsposition durch den Kupplungsbetätigungsmotor 42 in die Automatikbetrieb-EIN-Position PEIN verstellt, wenn der Zoomschalter 18 betätigt wird, und sie wird in die Automatikbetrieb- AUS-Position PAUS zurückgestellt, wenn der Zoomschalter 18 nicht betätigt wird.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel wird jedoch, wie es in Fig. 8(B) dargestellt ist, die Kupplungsposition auf die Position P1 eingestellt, wenn das Steuerungseingangssignal sowohl in vergrößernder als auch verkleinernder Richtung des Zoomschalters 18 (Spannung zum Erfassen des Niederdrückwegs, entsprechend der Antriebsgeschwindigkeit) kleiner als 60% des maximalen Steuerungseingangssignals ist, auf die Position P2 (P1 < P2), wenn es im Bereich zwischen 60 und 80% des maximalen Steuerungseingangssignals liegt, und auf die Position PEIN mit vollständiger Verbindung, wenn es 80% des Steuerungseingangssignals überschreitet. Darüber hinaus hat das dabei erzeugte Drehmoment des Kupplungsmechanismus (Last aufgrund des Drucks an der Reibungsfläche, die als Betätigungsdrehmoment des Zoomrings 14 hinzugefügt wird) an der Position P1 ein Drehmoment T1 und an der Position P2 ein Drehmoment T2 (drei Stufen) bis zum Drehmoment TEIN bei der Position PEIN mit vollständiger Verbindung, wie durch eine gekrümmte Linie g dargestellt. So nimmt das erzeugte Drehmoment T ab, wenn das Steuerungseingangssignal (Antriebsgeschwindigkeit) fällt. Kupplungspositionen können in vier oder fünf Stufen eingestellt werden, oder sie können abhängig vom Steuerungseingangssignal kontinuierlich geändert werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird, wie es in Fig. 8(B) dargestellt ist, ein Drehmoment TAUS erzeugt, das kleiner als im Fall der Automatikbetrieb-AUS-Position PAUS ist. Daher ist es möglich, das Drehmoment am Zoomring 14 bei Handbetrieb, bei Automatikbetrieb im AUS-Zustand, dadurch auf einen wahlfreien Wert einzustellen, dass das Drehmoment TAUS durch die obige Einstellscheibe 19 geändert wird. D. h., dass es möglich ist, das Drehmoment bei Handbetrieb bei ursprünglicher Handeinstellung frei zu ändern, wenn die verstellbare Platte 32 und die feste Platte 33 so gehalten werden, dass sie mit niedrigem Druck in Kontakt miteinander stehen, ohne dass sie vollständig voneinander getrennt werden, selbst wenn der Kupplungsmechanismus getrennt wird und die Aktivierungskräfte (Belastungen aufgrund des Drucks an der Reibungsfläche) der Schraubenfeder 34 im obigen Zustand geändert werden.

Das zweite Ausführungsbeispiel ist auf die oben beschriebene Weise konfiguriert, und die CPU 150 in Fig. 7 führt die Betriebsabläufe gemäß Fig. 9 aus. Gemäß Fig. 9 wird in einem Schritt 201 eine Initialisierung ausgeführt, und aus dem ROM 152 werden Daten für die obige Automatikbetrieb-EIN-Position PEIN die Automatikbetrieb-AUS-Position PAUS, die Position P1 und die Position P2, die als Kupplungspositionsdaten dienen, ausgelesen. Im nächsten Schritt 102 wird ermittelt, ob der Zoomschalter 18 bedient wird. Wenn das Ermittlungsergebnis "JA" ist, wird Automatikbetrieb ausgeführt. Daher wird ein Schritt 203 gestartet, um zu ermitteln, ob das Steuerungseingangssignal weniger als 60% beträgt.

Wenn das Ermittlungsergebnis im Schritt 203 "JA" ist, wird die Kupplungsposition in einem Schritt 204 auf den Datenwert für die Position P1 eingestellt, um in einem Schritt 205 einen Kupplungsantriebsvorgang auszuführen. D. h., dass der Kupplungsbetätigungsmotor 42 betätigt wird und die verstellbare Platte 32 und die feste Platte 33 des Kupplungsmechanismus miteinander verbunden werden, um das Drehmoment T1 zu erzeugen, wobei der Zoommotor 40 betrieben wird, um die Zoomlinse in vergrößernder oder verkleinernder Richtung automatisch entsprechend der Bedienungsrichtung und dem Niederdrückweg des Zoomschalters 18 anzutreiben.

Darüber hinaus wird, wenn sich im Schritt 203 "NEIN" ergibt, ein Schritt 206 gestartet, um zu ermitteln, ob das Steuerungseingangssignal weniger als 80% beträgt. Wenn das Ermittlungsergebnis "JA" ist, wird die Kupplungsposition in einem Schritt 207 auf den Datenwert für die Position P2 eingestellt. In diesem Fall wird ein Drehmoment T2 geringfügig über dem Drehmoment T1 erzeugt, da der Kupplungsmechanismus verbunden ist. Jedoch sind im Vergleich mit dem Fall einer vollständigen Verbindung die verstellbare Platte 32 und die feste Platte 33 mit kleiner Verbindungskraft miteinander verbunden. Daher ist es möglich, wenn das Steuerungseingangssignal vom Zoomschalter 18 klein ist, den Zoomring 14 selbst dann mit den Betätigungsdrehmomenten T1 und T2 durch Handbetrieb zu verdrehen, wenn der Ring 14 durch den Zoommotor 40 automatisch angetrieben wird.

Wenn das Ermittlungsergebnis im Schritt 206 "NEIN" ist, wird die Kupplungsposition in einem Schritt 208 auf die Automatikbetrieb-EIN-Position PEIN eingestellt. In diesem Fall ist der Kupplungsmechanismus vollständig verbunden (Drehmoment TEIN), und die Drehung des Zoommotors 40 wird über die verstellbare Platte 32 und die feste Platte 33 an den Zoomring 14 übertragen, wodurch eine Zoomlinse angetrieben wird.

Wenn jedoch das Ermittlungsergebnis im Schritt 202 "NEIN" ist, wird ein Schritt 209 gestartet, da Bereitschaft für Handbetrieb besteht, wenn die Bedienung des Zoomschalters 18 aufgehoben wird, um die Kupplungsposition auf den Datenwert der Automatikbetrieb-AUS-Position PAUS einzustellen. In diesem Fall werden die verstellbare Platte 32 und die feste Platte 33 durch den Antriebsvorgang im Schritt 205 voneinander getrennt. Jedoch wird wegen des schwachen Kontakts zwischen den Platten 32 und 33 und wegen der Aktivierungskraft der Feder 34 das Betätigungsdrehmoment TAUS erzeugt, mit dem der ursprüngliche Handbetrieb ausgeführt werden kann.

Darüber hinaus kann die Vorrichtung dieses Ausführungsbeispiels mit einer automatischen Tempofunktion (Funktion für konstante Zoomgeschwindigkeit) versehen sein, um die Linsenantriebsgeschwindigkeit konstant zu halten. Auch im Fall der automatischen Tempofunktion werden die obigen Kupplungspositionen PEIN, P1 und P2 in drei Stufen (oder kontinuierliche Positionen) entsprechend der durch den Zoomschalter 18 ausgewählten Antriebsgeschwindigkeit eingestellt. Daher ist es dann, wenn das Zoomen mit konstanter Geschwindigkeit auf einen Wert unter 80% der maximalen Geschwindigkeit eingestellt wird, möglich, den Zoomring 14 von Hand zu verstellen.

Wie oben beschrieben, ist beim zweiten Ausführungsbeispiel eine Drehmoment-Steuerungseinrichtung zum Ändern von Verbindungskräften des Kupplungsmechanismus entsprechend der durch den Automatikbetriebsschalter eingestellten Antriebsgeschwindigkeit vorhanden, um das Betriebsdrehmoment des Linsenbetätigungsrings so zu steuern, dass das Drehmoment fällt, wenn die Antriebsgeschwindigkeit abnimmt. Daher kann Handbetrieb selbst im Automatikbetrieb bei niedriger Antriebsgeschwindigkeit ausgeführt werden, und Bedienungsvorgänge der Kamera können schnell ausgeführt werden, so dass keine Fotografiergelegenheit verpasst wird.

Drittes Ausführungsbeispiel

Die Fig. 10 bis 12 zeigen die Konfiguration einer Vorrichtung zum manuellen und automatischen Betätigen eines Linsentubus gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, wobei die allgemeine Konfiguration und die hauptsächliche mechanische Konfiguration des dritten Ausführungsbeispiels dieselben wie in den Fig. 2 bis 5 sind. D. h., dass ein Fokussierring 13 und ein Zoomring 14 so am Umfang eines Linsentubus 10 angebracht sind, dass sie von Hand verdrehbar sind, und Außenzähne 15 für automatischen Antrieb am Umfang des Zoomrings 14 vorhanden sind.

Darüber hinaus sind ein als Kippschalter ausgebildeter Zoomschalter 18 und eine Einstellscheibe 19 zum variablen Einstellen des Betätigungsdrehmoments bei manueller Einstellung an einem Halteteil 17 angebracht, der sich am Umfang des Linsentubus 10 befindet.

Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, sind die verstellbare Platte 32, die am Umfang der Hauptachse 25 verdrehbar ist, die feste Platte 33, die Schraubenfeder 34, das erste Drucklager 35, das verstellbare Zahnrad 36 und das zweite Drucklager 38 als Kupplungsmechanismus vorhanden, wobei der Zoomring 14 in Eingriff mit der verstellbaren Platte 32 steht. Die verstellbare Platte 32 wird durch die Schraubenfeder 34 Druck ausgesetzt, wodurch der Kupplungsvorgang ausgeführt wird. Darüber hinaus verdrehen sich die Scheibe 35A des ersten Drucklagers 35, die Schraubenfeder 34 und die verstellbare Platte 32 unabhängig vom verstellbaren Zahnrad 36, um bei getrennter Kupplung als Rotationsmechanismus zum Verdrehen der verstellbaren Platte 32 gesondert von der festen Platte 33 bei Handbetrieb zu arbeiten.

Ferner ist die vordere Scheibe 38B des zweiten Drucklagers 38 an der festen Platte 33 befestigt, und das Achszahnrad 41 des Zoommotors 40 steht mit den Außenzähnen 33G der festen Platte 33 in Eingriff. Daher wird das Drehmoment des Zoommotors 40 über das Achszahnrad 41, die Außenzähne 33G der festen Platte, die Außenzähne 32G der verstellbaren Platte und die Außenzähne 15 an den Zoomring 14 übertragen.

Ferner ist ein Kupplungsbetätigungsmotor 42 zum Betätigen des Kupplungsmechanismus vorhanden, und das Achszahnrad 43 des Motors 42 steht auf der Seite des ersten Drucklagers 35 in Eingriff mit dem verstellbaren Zahnrad 46. Mit dem Achszahnrad 43 des Kupplungsbetätigungsmotors 42 ist das Potentiometer 46 über das Zahnrad 45 verbunden, um den Rotationszustand (Kupplungsposition) des verstellbaren Zahnrads 36 auf der Seite des ersten Drucklagers 35, d. h. den Andrückzustand der verstellbaren Platte 32, zu erfassen.

Bei der obigen Konfiguration wird der Kupplungsmechanismus verbunden, wenn das verstellbare Zahnrad 36 durch den Kupplungsbetätigungsmotor 42 nach hinten verstellt wird, und die verstellbare Platte 32 wird durch die Schraubenfeder 34 fest gegen die feste Platte 33 gedrückt. In diesem Fall wird die Drehung des Zoommotors 40 an den Zoomring 14 übertragen. Darüber hinaus nimmt der Druck der verstellbaren Platte 32 gegen die feste Platte 33 ab, wenn das verstellbare Zahnrad 36 durch den Kupplungsbetätigungsmotor 42 nach vorne verstellt wird, wodurch der Kupplungsmechanismus getrennt wird und Bereitschaft für Handbetrieb besteht.

Darüber hinaus wird beim Einstellen von Handbetrieb die Kupplungsposition durch die Einstellscheibe 19 eingestellt, und das Drehmoment des Zoomrings 14 bei Handbetrieb kann im AUS-Zustand des Automatikbetriebs wahlfrei eingestellt werden. D. h., dass Drehmomente bei Handbetrieb dadurch frei geändert werden können, dass die verstellbare Platte 32 und die feste Platte 33 so gehalten werden, dass sie mit niedrigem Druck in Kontakt miteinander stehen, ohne vollständig voneinander getrennt zu sein, und zwar selbst dann, wenn der Kupplungsmechanismus getrennt ist. Die Aktivierungskräfte (Drücke an der Reibungsfläche) der Schraubenfeder 34 werden im obigen Zustand durch die Einstellscheibe 19 geändert.

Ferner werden bei diesem Ausführungsbeispiel durch Ändern der Rotationpositionen (Kupplungspositionen) des verstellbaren Zahnrads 36 durch eine die Umgebungstemperatur bestimmende CPU, die später erläutert wird, und durch Einstellen des Drucks an der Reibungsfläche der verstellbaren Platte 32 an der festen Platte 33 über die Schraubenfeder 34 Drehmomente zum Antreiben des Zoomrings 14 geändert, wenn der Kupplungsmechanismus verbunden ist, und Betätigungsdrehmomente (hinzuzufügende Belastungen) des Zoomrings 14 werden geändert, wenn der Kupplungsmechanismus getrennt ist.

Fig. 10 zeigt die elektrische Konfiguration des dritten Ausführungsbeispiels. Der dargestellte Zoomschalter 18 ist über einen A/D-Wandler 49 mit einer eine Kupplungssteuerungseinrichtung enthaltenden CPU 250 verbunden, mit der auch ein ROM 252 verbunden ist, der Kupplungspositions-Kompensationsdaten entsprechend der Lufttemperatur und für Steuerungsvorgänge erforderliche Daten speichert. Darüber hinaus steuert die CPU 250, wie für das erste und zweite Ausführungsbeispiel beschrieben, den Zoommotor 40 und den Kupplungsmotor 42 entsprechend einem Eingangssignal des Potentiometers 46 zum Erfassen der Kupplungsposition.

Ein Temperatursensor 253 zum Messen der Umgebungstemperatur (Lufttemperatur) ist an einer Leiterplatte oder dergleichen angebracht, und sein Ausgangssignal wird in die CPU 250 eingegeben. Die CPU 250 steuert die Kupplungsposition entsprechend der vom Temperatursensor 253 eingestellten Temperatur auf variable Weise, und sie stellt den Druck an der Reibungsfläche so ein, dass er bei steigender Temperatur im Automatikbetrieb abnimmt, aber im Handbetrieb zunimmt. Dabei zeigt Fig. 11 die Steuerung von Kupplungspositionen im EIN- Zustand des Automatikbetriebs, wobei die Kupplungsposition auf eine Position P30 zum Erzielen des optimalen Antriebsdrehmoments im normalen Temperaturbereich G, der die Temperatur 25°C enthält, eingestellt wird, sie jedoch bei sinkender Lufttemperatur auf Positionen P31, P32, P33 und P34 eingestellt wird, bei denen der Reibungsdruck (Verbindungskraft) schrittweise erhöht ist, und bei steigender Lufttemperatur auf Positionen P29, P28 und P27 eingestellt wird, bei denen der Reibungsdruck schrittweise niedriger ist.

Fig. 12 veranschaulicht die Steuerung der Kupplungspositionen im AUS-Zustand des Automatikbetriebs, bei der die Kupplungsposition im normalen Temperaturbereich G, zu dem die Temperatur 25°C gehört, auf eine Position P10 zum Erzielen des optimalen Betätigungsdrehmoments eingestellt wird, sie jedoch bei fallenden Temperaturen auf Positionen P9, P8, P7 und P6 eingestellt wird, bei denen der Reibungsdruck schrittweise verringert ist, und sie bei ansteigender Lufttemperatur auf Positionen P11, P12 und P13 eingestellt wird, bei denen der Reibungsdruck schrittweise erhöht ist. Darüber hinaus ist statt der obigen schrittweisen Steuerung eine kontinuierliche Steuerung möglich, z. B. entsprechend Steuerungslinien C11, C12, C21 und C22, wie sie in den Fig. 11 und 12 dargestellt sind.

Die Fig. 13(A) bis 13(C) veranschaulichen die Steuerung der Kupplungspositionen bei normaler Temperatur, niedriger Temperatur bzw. hoher Temperatur. Wie es in Fig. 13(A) dargestellt ist, wird bei normaler Temperatur die Kupplungsmechanismus-Trennposition auf die Position P10 (Automatikbetrieb- AUS-Position) eingestellt und die Kupplungsmechanismus-Verbindungsposition wird auf P30 (Automatikbetrieb-EIN-Position) eingestellt, wenn angenommen wird, dass der Verstellbereich des Kupplungsbetätigungsmotors 42 (oder des verstellbaren Zahnrads 36) zwischen den Kupplungspositionen PO (mit z. B. dem Druck O) und PE (mit dem maximalen Druck an der Reibungsfläche) gehalten wird. Darüber hinaus wird, wie es in Fig. 13(B) dargestellt ist, die Trennposition bei niedriger Temperatur, wie -5°C, auf P8 (Automatikbetrieb-AUS-Position) kompensiert, und die Verbindungsposition wird auf P32 (Automatikbetrieb-EIN-Position) kompensiert. D. h., dass bei niedriger Temperatur der Druck an der Reibungsfläche bei Automatikbetrieb im Vergleich zum Fall bei normaler Temperatur erhöht ist. Daher ist das Drehmoment des Zoomrings 14 bei Automatikbetrieb erhöht, jedoch ist der Reibungsdruck bei Handbetrieb gesenkt. Daher ist das Betätigungsdrehmoment (zusätzliches Drehmoment) des Zoomrings 14 verringert.

Darüber hinaus wird, wie es in Fig. 13(C) dargestellt ist, bei hoher Temperatur die Trennposition auf P12 (Automatikbetrieb-AUS-Position) kompensiert, und die Verbindungsposition wird auf P28 (Automatikbetrieb-EIN-Position) kompensiert, wobei der Druck an der Reibungsfläche im Automatikbetrieb im Vergleich zum Fall bei normaler Temperatur gesenkt ist. Daher ist das Drehmoment des Zoomrings 14 bei Automatikbetrieb gesenkt. Da jedoch der Druck an der Reibungsfläche bei Handbetrieb erhöht ist, ist das Betätigungsdrehmoment des Zoomrings 14 erhöht. Wie oben beschrieben, ist es bei diesem Ausführungsbeispiel möglich, das Betätigungsdrehmoment des Zoomrings 14 bei Handeinstellung durch Betätigen der Einstellscheibe 19 wahlfrei einzustellen. Jedoch wird das Betätigungsdrehmoment dadurch eingestellt, dass ein Einstellwert auf Grundlage der obigen Kupplungspositions-Kompensationsposition entsprechend der Lufttemperatur addiert oder subtrahiert wird.

Das dritte Ausführungsbeispiel verfügt über die obige Konfiguration, und die CPU 250 in Fig. 10 führt die Vorgänge gemäß Fig. 14 aus. In Fig. 14 wird in einem Schritt 301 eine Initialisierung ausgeführt, und aus dem ROM 46 werden Daten zur Automatikbetrieb-EIN-Position P30 und zur Automatikbetrieb-AUS-Position P10 ausgelesen, die als Kupplungspositionsdaten bei normaler Temperatur dienen. In einem nächsten Schritt 302 wird ermittelt, ob der Zoomschalter 18 bedient wurde. Wenn das Ermittlungsergebnis "JA" ist, wird ein Schritt 303 gestartet, um die Automatikbetrieb-EIN-Kupplungsposition PEIN auf den Datenwert P30 einzustellen, da aktuell Automatikbetrieb vorliegt.

Wenn jedoch im Schritt 302 das Ermittlungsergebnis "NEIN" ist, wird die Automatikbetrieb-AUS-Kupplungsposition PAUS in einem Schritt 304 auf den Datenwert für die Position P10 eingestellt, da Bereitschaft für Handbetrieb besteht. In einem nächsten Schritt 305 wird ermittelt, ob mit einem bestimmten Zeitintervall ein Timerinterrupt auftritt. Wenn das Ermittlungsergebnis "JA" ist, wird durch den Temperatursensor 253 in einem Schritt 306 die Lufttemperatur erfasst, und es wird ein Schritt 307 gestartet, in dem die kompensierten EIN- und AUS-Kupplungspositionen für Automatikbetrieb entsprechend der Lufttemperatur ausgelesen werden. In einem nächsten Schritt 308 werden die Kupplungspositionen PEIN und PAUS aktualisiert. D. h., dass die Kupplungspositionen nicht aktualisiert werden, wenn die Lufttemperatur im normalen Temperaturbereich liegt. Wenn die Lufttemperatur z. B. -5°C beträgt, erfolgen die Aktualisierungen PEIN = P32 und PAUS = P8, wie in Fig. 13(B) dargestellt.

Dann wird in einem nächsten Schritt 309 ein Kupplungsantriebsvorgang ausgeführt, und der Kupplungsbetätigungsmotor 42 dreht sich bis in die obigen Kupplungspositionen. Wenn die Lufttemperatur im normalen Temperaturbereich liegt, dreht sich der Motor 42 bis in die Kupplungsposition P30, wenn der Zoomschalter 18 betätigt ist, wohingegen er sich bis in die Kupplungsposition 10 dreht, wenn der Schalter 18 nicht betätigt ist. In diesem Fall wird der Zoomring 14 mit optimalem Antriebsdrehmoment entsprechend dem Druck an der Reibungsfläche zwischen der verstellbaren Platte 32 und der festen Platte 33 angetrieben, wenn Automatikbetrieb vorliegt, während bei Handbetrieb das optimale Betätigungsdrehmoment auf den Zoomring 14 ausgeübt wird.

Wenn die Lufttemperatur jedoch gemäß dem obigen Beispiel -5°C beträgt, ist der Druck an der Reibungsfläche zwischen der verstellbaren Platte 32 und der festen Platte 33 gegenüber dem Fall mit normaler Temperatur wegen der Drehung in die kompensierte Kupplungsposition P32 bei Automatikbetrieb erhöht, wie es in Fig. 13(C) dargestellt ist, weswegen der Zoomring 14 mit einem hohen Antriebsdrehmoment verdreht wird, um eine Kompensation mit einem Wert zu erzeugen, die der Belastungszunahme durch die Abnahme der Lufttemperatur entspricht. Daher kann die Linse auch bei niedriger Temperatur mit derselben Geschwindigkeit wie Normaltemperatur angetrieben werden. Darüber hinaus wird bei Handbetrieb der Druck an der Reibungsfläche zwischen der verstellbaren Platte 32 und der festen Platte 33 im Vergleich zum Fall bei normaler Temperatur dadurch gesenkt, dass ein Verdrehen in die kompensierte Kupplungsposition P8 erfolgt, und auf den Zoomring 14 wird ein Betätigungsdrehmoment ausgeübt, von dem ein Wert abgezogen ist, das der Belastungszunahme wegen der abfallenden Lufttemperatur entspricht. Daher kann der Zoomring 14 auch bei niedriger Temperatur mit demselben Betätigungsdrehmoment wie bei normaler Temperatur von Hand verstellt werden, so dass es möglich ist, für stabiles Zoomen zu sorgen. Darüber hinaus ist es möglich, dasselbe Antriebsdrehmoment oder Betätigungsdrehmoment selbst bei hoher Temperatur dadurch zu gewährleisten, dass ein Drehmoment erzeugt wird, das durch einen Wert kompensiert ist, der der Belastungsabnahme durch den Temperaturanstieg entspricht, wie es in Fig. 13(C) dargestellt ist.

Wie oben beschrieben, ist es beim dritten Ausführungsbeispiel selbst dann, wenn die Vorrichtung bei einer Umgebungstemperatur außer der normalen Temperatur verwendet wird, möglich, die Bedienbarkeit von Hand und Automatikvorgänge zu stabilisieren. D. h., dass bei manuellem und automatischem Betrieb konstante Bedienbarkeit erzielt wird.

Für jedes der obigen Ausführungsbeispiele ist ein Fall beschrieben, bei dem die obige Konfiguration für den Zoomring 14 verwendet wird. Jedoch kann sie auch beim Fokussierring 13 angewandt werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zum manuellen und automatischen Betätigen eines Linsentubus, mit:
    1. - dem genannten Linsentubus (10) zum Halten einer Linse auf verstellbare Weise;
    2. - einem Linsenbetätigungsring (14), der drehbar am Umfang des Linsentubus angebracht ist, um die Linse von Hand zu verstellen;
    3. - einem Elektromotor (40) zum automatischen Verstellen der Linse;
    4. - einer automatischen Hand/Automatik-Betriebsumschalteinrichtung zum Verbinden des Elektromotors mit dem Linsenbetätigungsring durch einen Kupplungsmechanismus (32, 33, 34) zum Ausführen eines Verbindungs- oder Trennvorgangs des Kupplungsmechanismus, wobei der Verbindungs- oder Trennvorgang mit der Betätigung eines Automatikbetriebsschalters (18) gekoppelt wird; und
    5. - einem Modusumschalter (26) zum Umschalten zwischen einem automatischen Hand/Automatik-Betriebsumschaltmodus zum Betätigen der automatischen Hand/Automatik-Betriebsumschalteinrichtung und einem Handbetriebsmodus zum Ermöglichen von nur Handbetrieb durch Trennen des Kupplungsmechanismus.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Betätigungsdrehmoment-Änderungseinrichtung (19, 50), zum Einstellen des Drucks an der Reibungsfläche des Kupplungsmechanismus (32, 33, 34) und zum Ändern von Drehmomenten am Linsenbetätigungsring (14) bei Handbetrieb.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
    1. - eine Zahnrad-Verstellplatte (32) mit Zahnradfunktion für Eingriff mit dem Linsenbetätigungsring (14), die als verstellbare Kupplungsplatte wirkt;
    2. - eine Zahnrad-Fixierplatte (33) zum Ausführen einer Kupplungsfunktion durch Verbindungsherstellung mit der Zahnrad- Verstellplatte, und mit Zahnradfunktion für Eingriff mit dem Elektromotor;
    3. - einen Kupplungsbetätigungsmotor (42) zum Verbinden oder Trennen eines Kupplungsmechanismus durch die Zahnrad-Verstellplatte und die Zahnrad-Fixierplatte; und
    4. - einen Rotationsmechanismus für den Trennungsfall, um die Zahnrad-Verstellplatte verdrehbar zu machen, wenn der Kupplungsmechanismus getrennt ist.
  4. 4. Vorrichtung zum manuellen und automatischen Betätigen eines Linsentubus, mit:
    1. - dem genannten Linsentubus (10) zum Halten einer Linse auf verstellbare Weise;
    2. - einem Linsenbetätigungsring (14), der drehbar am Umfang des Linsentubus angebracht ist, um die Linse von Hand zu verstellen;
    3. - einem Elektromotor (40) zum automatischen Verstellen der Linse;
    4. - einem Kupplungsmechanismus (32, 33, 34) zum Trennen oder Verbinden des Elektromotors mit bzw. von dem Linsenbetätigungsring;
    5. - einem Automatikbetriebsschalter (18) zum automatischen Antreiben des Linsenbetätigungsrings über den Kupplungsmechanismus und zum Einstellen der Antriebsgeschwindigkeit des Linsenbetätigungsrings; und
    6. - einer Drehmoment-Steuerungseinrichtung (19, 150) zum Ändern von Verbindungskräften des Kupplungsmechanismus entsprechend der durch den Automatikbetriebsschalter eingestellten Antriebsgeschwindigkeit, um das Betätigungsdrehmoment des Linsenbetätigungsrings so einzustellen, dass dieses Drehmoment abnimmt, wenn die Antriebsgeschwindigkeit abnimmt.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Konstantgeschwindigkeit-Zoomfunktion zum Aufrechterhalten der Linsenantriebsgeschwindigkeit auf einem konstanten Wert.
  6. 6. Vorrichtung zum manuellen und automatischen Betätigen eines Linsentubus, mit:
    1. - dem genannten Linsentubus (10) zum Halten einer Linse auf verstellbare Weise;
    2. - einem Linsenbetätigungsring (14), der drehbar am Umfang des Linsentubus angebracht ist, um die Linse von Hand zu verstellen;
    3. - einem Elektromotor (40) zum automatischen Verstellen der Linse;
    4. - einem Kupplungsmechanismus (32, 33, 34) zum Verbinden oder Trennen des Elektromotors mit bzw. von dem Linsenbetätigungsring;
    5. - einem Temperatursensor (253) zum Messen der Umgebungstemperatur und
    6. - einer Kupplungssteuerungseinrichtung (19, 250) zum Ändern des Drucks an der Reibungsfläche des Kupplungsmechanismus entsprechend der vom Temperatursensor erfassten Temperatur, um für stabile Rotation des Linsenbetätigungsrings zu sorgen.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungssteuerungseinrichtung (19, 250) so ausgebildet ist, dass sie den Druck an der Reibungsfläche so einstellt, dass dieser bei einem Temperaturanstieg im Automatikbetrieb abnimmt und im Handbetrieb zunimmt.






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