JP2000056207A - レンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズ位置を精度良く検出することができ、
レンズ駆動に際して動作不良が発生しにくいレンズ鏡筒
を提供すること。 【解決手段】 回転リング５の幅は、ガイドピン１３ｄ
が入る円周溝５ａを設けるために必要最小限の狭いもの
に設定されている。このため、回転リング５の傾きによ
る作動ムラが極めて小さくなる。さらに、磁気スケール
８１は、回転リング１２の幅の中央から両側にほぼ等し
い幅を有して貼りつけられており、回転リング５には磁
気エンコーダセンサ８４からの力が均等に作用し、回転
リング５が相対エンコーダ８の存在に起因して傾くこと
を防止できる。これにより、回転リング５の作動不良、
回転に際しての負荷損失を滅少さぜることができる。ま
た、相対エンコーダ８が、超音波モータ４のロータ４２
側でなく回転リング５側に設けられている。このため、
固定ピン４６によるキー４５とロータ４２との連結に起
因するガタ分は第２レンズ群２２の位置検出に際して誤
差として乗ってこず、検出精度が高まる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ等に装着さ
れるレンズ鏡筒に関し、詳しくは、レンズ位置の検出を
行うエンコーダを備えるレンズ鏡筒に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＡＦにおいて、高精度のレンズ位
置決め制御が要求されるようになり、高分解能を有する
エンコーダを内蔵するレンズ鏡筒が増加している。種々
のエンコーダの中でも磁気式エンコーダは、光学式のエ
ンコーダに比べ、少ない部品点数で高分解能のレンズ位
置検出を行える利点がある。

【０００３】磁気式エンコーダをレンズ鏡筒に実装した
例としては、特許第２５１０２２６号公報に、超音波モ
ータのロータに直接磁気スケールを設ける実施例が開示
されている。また、特開平７−３２４９４６号公報にお
いては、レンズを繰り出すカムリングに磁気スケールを
設ける実施例が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
ように超音波モータのロータに磁気スケールを設ける場
合、通常ロータの回転をさらにカムリング等のレンズ駆
動部材に伝達する必要があるが、このような伝達のため
の連結部には必ずガタがあり、レンズ位置の検出結果に
はこのガタ成分が含まれることとなって、レンズ位置の
検出精度を低下させている。

【０００５】また、後者のようにカムリングに磁気スケ
ールを設けた場合、カムリングの光軸方向の長さはレン
ズの移動量分必要となる。磁気スケールは、カム溝を避
けてカムリングの端部近傍に設けられる場合が多く、こ
の磁気スケールにセンサを加圧接触させた場合、カムリ
ングのわずかな倒れによりレンズ駆動に動作不良が発生
しやすくなる。

【０００６】そこで、本発明は、レンズ位置を精度良く
検出することができ、レンズ駆動に際して動作不良が発
生しにくいレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のレンズ鏡筒は、光軸方向の移動を規制され
るとともに、モータに駆動されて光軸回りに回転する回
転リングと、前記回転リングの回転を可動レンズの光軸
方向の移動に変換する駆動部材とを備え、前記回転リン
グには、当該回転リングの回転位置を視覚的に表示する
ための指標と、前記回転リングの絶対位置に関する情報
を検出する第１エンコーダと、前記回転リングの相対位
置に関する情報を検出する第２エンコーダとが一体的に
設けられている。

【０００８】このように、回転リングに指標と第１エン
コーダと第２エンコーダとが一体的に設けられているの
で、検出モータから回転リングにかけての連結のガタが
可動レンズの光軸方向の移動量の検出に影響しなくな
り、より精密な位置検出が可能となる。さらに、指標、
第１エンコーダ及び第２エンコーダの相互の調整が簡易
かつ正確となる。

【０００９】また、好ましい態様では、前記第２エンコ
ーダが、磁気エンコーダであることを特徴とする。

【００１０】このように、第２エンコーダが磁気エンコ
ーダであれば、可動レンズの移動量をより精密に検出す
ることができる。

【００１１】また、好ましい態様では、前記可動レンズ
が焦点調整レンズであり、前記指標が距離表示器であ
る。

【００１２】このように、可動レンズが焦点調整レンズ
であり、指標が距離表示器であれば、可動レンズを合焦
状態の位置に正確に駆動することができるとともに精密
な焦点制御が可能となる。

【００１３】また、好ましい態様では、前記回転リング
の外周の軸方向のほぼ中央領域に前記磁気エンコーダを
構成する磁気スケールを張り付けている。

【００１４】このように、回転リングの外周の軸方向の
ほぼ中央領域に磁気エンコーダを構成する磁気スケール
を張り付けているので、回転リングの傾きに起因する作
動不良、負荷損失を減少させることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るレンズ鏡筒の
一実施形態について図面を参照しつつ説明する。

【００１６】図１は、実施形態のレンズ鏡筒の縦断面図
であり、図２は、図１のレンズ鏡筒の別の縦断面図であ
る。なお、両図において、上半分は共通の断面であり、
下半分のみが異なる方向の断面となっている。

【００１７】このレンズ鏡筒は、カメラ（図示せず）に
装着される円筒形状の固定筒１を備える。この固定筒１
は、後端部に複数個のバヨネットラグ１１ａが形成され
た後部固定筒１１と、所定位置に距離窓１２ａが形成さ
れた前部固定筒１２と、レンズ駆動用のリード溝１３ａ
が形成された内部固定筒１３とからなっている。固定筒
１は、ねじ等により締結・一体化された複数個の部材か
ら構成されているが、本実施形態では説明の便宜上単一
の部材として扱う。尚、図中の符号ＡＸはレンズ鏡筒の
光軸を示している。

【００１８】第１レンズ群２１は、前部固定筒１２の内
周に固定されて移動しない。また、第２レンズ群２２
は、焦点調節用の可動レンズであり、内部固定筒１３の
リード溝１３ａに案内されて光軸ＡＸ方向に移動可能な
移動リング３の内周に固定されて、移動リング３ととも
に光軸ＡＸ方向に移動する。第３レンズ群２３は、後部
固定筒１１の内周に固定されて移動しない。つまり、こ
のレンズ鏡筒では、第２レンズ群２２の移動のみにより
焦点距離を変化させてカメラのピント状態を調節するこ
とができるようになっている。

【００１９】後部固定筒１１と内部固定筒１３とによっ
て形成される環状の内部空間には、超音波モータ４が収
容されている。この超音波モータ４は、内周側にステー
タ４１と外周側にロータ４２とを備える。ステータ４１
は、ウェーブワッシャからなる滑りクラッチ４３を介し
て後部固定筒１１に係止されている。つまり、ステータ
４１に特別な負荷が加わらなければ、ステータ４１は後
部固定筒１１や内部固定筒１３に対して固定されるが、
ステータ４１に所定以上の回転力が加われば、ステータ
４１は後部固定筒１１や内部固定筒１３に対して回転す
る。ここで、ステータ４１の内周側には環状の円周溝４
１ａが形成されており、この円周溝４１ａは溝幅と同一
の外径を有し後部固定筒１１に固定されたガイドピン１
１ｃに案内されていることから、ステータ４１は、光軸
ＡＸの回りには回転するが光軸ＡＸ方向には移動が制限
されている。つまり、ステータ４１は、内部固定筒１３
に対して回転のみ可能に嵌合している。

【００２０】ステータ４１の後側端面には、複数の接点
４４ａが同心状に形成されている。これらの接点４４ａ
には、ステータ４１が後部固定筒１１に対してどのよう
な回転位置に配置されても、後部固定筒１１側に設けた
ブラシ４４ｂからの電力や信号等が供給されることにな
り、ステータ４１に対してロータ４２を適当なタイミン
グで相対的に回転させることができる。なお、ロータ４
２は、ウェーブワッシャからなるバネ４６によって後方
に付勢されておりステータ４１に一定の力で押し付けら
れている。また、ロータ４２の前側には、後述する回転
リング５等を回転駆動するためのキー４５が固定ピン４
６によって固定されている。なお、後述するが、キー４
５は、第２レンズ群２２と連動している。

【００２１】環状の回転リング５は、内部固定筒１３の
外周に摺動可能に嵌合している。さらに、回転リング５
の内周側に形成した環状の円周溝５ａは、円周溝５ａの
溝幅と同一の外径を有し内部固定筒１３の周囲に固定さ
れたガイドピン１３ｄに案内されている。この結果、回
転リング５は、光軸ＡＸの回りには滑らかに回転するこ
とになるが光軸ＡＸ方向には移動が制限される。回転リ
ング５の外周は、ピン５１によって一箇所でロータ４２
から延びるキー４５に固定されており、回転リング５
は、ロータ４２とともに回転するキー４５に伴ってロー
タ４２とほぼ同一の回転角だけ回転することになる。

【００２２】キー４５は、回転リング５からさらに前側
に延びており、この延びた部分には、移動リング３に固
定されたピン３１に係合してその光軸ＡＸ方向の移動を
案内するガイド溝４５ａが形成されている。ここで、移
動リング３の外周には、ピン３１のほかにも複数のピン
３２（図では１つのみ示す）が形成されており、これら
のピン３１、３２は、リード溝１３ａに案内されて光軸
ＡＸに対して一定の角度方向を成して光軸ＡＸの回りに
移動する。キー４５とピン３１、３２とリード溝１３ａ
とは、光軸ＡＸ回りの回転を光軸ＡＸ方向の移動に変換
する駆動部材を構成している。つまり、ロータ４２の回
転に伴ってキー４５及び回転リング５が回転すると、こ
れに伴ってピン３１、３２をリード溝１３ａに沿って導
くことができ、移動リング３を光軸ＡＸの回りに回転さ
せつつ光軸ＡＸ方向に移動させることができる。ここ
で、回転リング５の回転角と移動リング３の光軸ＡＸ方
向の移動量とは比例関係にあるため、回転リング５の回
転角に応じた量だけ第２レンズ群２２を光軸ＡＸ方向に
往復移動させることができる。

【００２３】回転リング５の一箇所には、固定ピン５２
によって保持板６１が固定されている。この保持板６１
は、回転リング５の後方に延びており回転リング５のあ
る前側面にブラシ６２が形成されている。このブラシ６
２に対向して、内部固定筒１３の外周面に円弧状のエン
コーダ基板６３が配置されている。このエンコーダ基板
６３の後側面には、必要な箇所にブラシ６２と接触する
接点が形成されている。保持板６１とブラシ６２とエン
コーダ基板６３とは、電気接点式の絶対エンコーダ６を
構成し、回転リング５の絶対的な回転位置を正確に検出
することができる。

【００２４】回転リング５の外周からは、このレンズ鏡
筒の焦点距離の指標となる距離目盛り板７１が延びてい
る。この距離目盛り板７１の前側先端部の外周には、距
離目盛りが刻印されており、指示マークが刻印された透
明な樹脂材からなる距離窓１２ａを介して観察すること
によりレンズ鏡筒の焦点距離を知ることができる。

【００２５】回転リング５の円周上の所定位置には、磁
気スケール８１が張り付けられている（図２参照）。こ
の磁気スケール８１は、回転リング５の円周方向に回転
リング５の最大回転角に相当する長さを有する。また、
この磁気スケール８１は、光軸ＡＸ方向に関する回転リ
ング５の端から端までのほぼ全体に亘って形成されてい
る。内部固定筒１３の外周に一体的に固定した固定部材
８２には、板バネ８３が取り付けられている。この板バ
ネ８３の先端には、磁気エンコーダセンサ８４が接着さ
れている。この磁気エンコーダセンサ８４は、板バネ８
３のバネ力によって回転リング５外周の磁気スケール８
１に一定の圧力で付勢されている。磁気スケール８１と
板バネ８３と磁気エンコーダセンサ８４とは、磁気検出
式の相対エンコーダ８を構成し、回転リング５の相対的
な回転位置を正確に検出することができる。

【００２６】レンズ鏡筒外周の光軸ＡＸ方向の中間位置
には、手動で焦点距離を調節するためのＭＦ環９１が光
軸ＡＸ回りに回転可能に配置されている。このＭＦ環９
１は、ウェーブワッシャからなるバネ９２を介して連動
環９３に連結されている。この連動環９３は、キー９４
を介して超音波モータ４のステータ４１に係止されてお
り、ＭＦ環９１を正逆回転させれば、ステータ４１とロ
ータ４２の保持トルクによって超音波モータ４が全体と
して正逆回転し、キー４５を介して移動リング３すなわ
ち第２レンズ群２２が光軸ＡＸ方向に前後移動する。

【００２７】上記実施形態において、回転リング５の幅
ｂは、ガイドピン１３ｄが入る円周溝５ａを設けるため
に必要最小限の狭いものに設定されている。このため、
回転リング５の傾きによる作動ムラが極めて小さくな
る。さらに、磁気スケール８１は、回転リング１２の幅
の中央から両側にほぼ等しい幅を有して貼りつけられて
おり、磁気スケール８１の幅は、結果的に回転リング５
の幅の１／５以上になっている。このため、回転リング
５には磁気エンコーダセンサ８４からの力が均等に作用
し、回転リング５が相対エンコーダ８の存在に起因して
傾くことを防止できる。これにより、回転リング５の作
動不良、回転に際しての負荷損失を滅少さぜることがで
きる。

【００２８】また、相対エンコーダ８が、超音波モータ
４のロータ４２側でなく回転リング５側に設けられてい
る。このため、固定ピン４６によるキー４５とロータ４
２との連結に起因するガタ分は第２レンズ群２２の位置
検出に際して誤差として乗ってこず、検出精度が高ま
る。

【００２９】次に、図１及び図２に示すレンズ鏡筒の調
整について説明する。第２レンズ群２２が所定の位置
（例えば∞合焦位置）にあるとき、距離目盛り板７１の
∞マークと距離窓１２ａに形成された指示マークとが合
致するように調整する。さらに、エンコーダ基板６３の
∞信号位置と保持板６１に設けたブラシ６２の位置が合
致していることが必要条件となる。本実施形態において
は、上記調整に関連する部品すなわち、距離目盛り板７
１と、保持板６１及びブラシ６２と、キー４５がすべて
同一の回転リング５に取り付けてあり、部品誤差の累積
が非常に少ない。従来型のレンズ鏡筒の場合、各部品を
動かして位置調整を行う必要があったが、本実施形態の
レンズ鏡筒の場合、各部品の精度を一定範囲内に抑える
だけで、調整を簡略化することが可能である。

【００３０】次に、図１及び図２に示すレンズ鏡筒の動
作について説明する。まず、自動でレンズ鏡筒の焦点距
離を調節する場合について説明する。超音波モータ４を
駆動回路（図示を省略）からの出力に基づいて駆動し、
ロータ４２を回転させると、キー４５及び回転リング５
が回転する。キー４５及び回転リング５の回転に伴っ
て、回転リング５の回転角に応じた量だけ移動リング３
すなわち第２レンズ群２２を光軸ＡＸ方向に往復移動さ
せることができる。この際、保持板６１に設けたブラシ
６２からの信号を検出することにより、第２レンズ群２
２の絶対位置を所定の間隔で検出することができ、磁気
エンコーダセンサ８４からの信号を検出することによ
り、第２レンズ群２２の相対位置を連続的に検出するこ
とができる。この結果、レンズ鏡筒の焦点距離を監視す
ることができ、レンズ鏡筒の精密な合焦が可能になる。
次に、手動でレンズ鏡筒の焦点距離を調節する場合につ
いて説明する。ＭＦ環９１を回転させれば、連動環９３
及びキー９４を介して超音波モータ４が全体として回転
する。この結果、ロータ４２に固定されたキー４５を介
して移動リング３すなわち第２レンズ群２２が光軸ＡＸ
方向に前後移動する。

【００３１】以上、実施形態に即してこの発明を説明を
説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるもの
ではない。例えば、絶対エンコーダ６として、磁気や光
学式の各種エンコーダを用いることができる。また、相
対エンコーダ８としても、光学式や電気接点式の各種エ
ンコーダを用いることができる。

【００３２】また、上記実施形態では、回転リング５か
ら延びる距離目盛り板７１を指示マークが刻印された距
離窓１２ａを介して観察することによりレンズ鏡筒の焦
点距離を認識できるようになっているが、逆に回転リン
グ５から延びる指示マーク板を透明な距離スケール窓を
介して観察することによりレンズ鏡筒の焦点距離を認識
できるようにしてもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のレンズ鏡筒によれば、回転リングに指標と第１エンコ
ーダと第２エンコーダとが一体的に設けられているの
で、検出モータから回転リングにかけての連結のガタが
可動レンズの光軸方向の移動量の検出に影響しなくな
り、より精密な位置検出が可能となる。さらに、指標、
第１エンコーダ及び第２エンコーダの相互の調整が簡易
かつ正確となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態のレンズ鏡筒の断面構造を説明する図
である。

【図２】実施形態のレンズ鏡筒の別の断面構造を説明す
る図である。

【符号の説明】

１ 固定筒 ３ 移動リング ４ 超音波モータ ５ 回転リング ６ 絶対エンコーダ ８ 相対エンコーダ １２ 前部固定筒 １３ａ リード溝 ２１ 第１レンズ群 ２２ 第２レンズ群 ２３ 第３レンズ群 ４１ ステータ ４２ ロータ ４５ キー ６１ 保持板 ６２ ブラシ ６３ エンコーダ基板 ８１ 磁気スケール ８３ 板バネ ８４ 磁気エンコーダセンサ ９１ ＭＦ環 ＡＸ 光軸

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光軸方向の移動を規制されるとともに、
   モータに駆動されて光軸回りに回転する回転リングと、
   前記回転リングの回転を可動レンズの光軸方向の移動に
   変換する駆動部材とを備えるレンズ鏡筒において、 前記回転リングには、当該回転リングの回転位置を視覚
   的に表示するための指標と、前記回転リングの絶対位置
   に関する情報を検出する第１エンコーダと、前記回転リ
   ングの相対位置に関する情報を検出する第２エンコーダ
   とが一体的に設けられていることを特徴とするレンズ鏡
   筒。
2. 【請求項２】 前記第２エンコーダは、磁気エンコーダ
   であることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
3. 【請求項３】 前記可動レンズは、焦点調整レンズであ
   り、前記指標は、距離表示器であることを特徴とする請
   求項１記載のレンズ鏡筒。
4. 【請求項４】 前記回転リングの外周の軸方向のほぼ中
   央領域に前記磁気エンコーダを構成する磁気スケールを
   張り付けたことを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡
   筒。