JP2013088569A - レンズ駆動機構及びそのレンズ駆動機構を用いた撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 切換操作を行うことなく、オートフォーカスとマニュアルフォーカスとを瞬時に、且つ、略連続的に動作させることができるレンズ駆動機構及びそれを用いた撮影装置を提供する。
【解決手段】 オートフォーカス動作時には、駆動源からの駆動力で、遊星歯車を自転させ、且つ、静止した太陽歯車の外周を公転する動作をさせ、この遊星歯車の動作から生じる力でフォーカスレンズ枠を光軸方向にスライド移動させ焦点調節を行い、マニュアルフォーカス動作時には、手動操作用フォーカスリングからのマニュアル動作により遊星歯車を太陽歯車の周りを公転させると同時に、太陽歯車を回転させ、太陽歯車の回転により遊星歯車と駆動源との間での駆動力の伝達を遮断し、遊星歯車の動作から生じる力でフォーカスレンズ枠を光軸方向にスライド移動させ焦点調節を行うことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本件発明は、オートフォーカス機能とマニュアルフォーカス機能とを併有するレンズ駆動機構及びそのレンズ駆動機構を用いた撮影装置に関する。

従来より、オートフォーカス機能とマニュアルフォーカス機能とを併有し、このオートフォーカス機能による動作と、マニュアルフォーカス機能による動作とを選択的に切り換え可能に構成されたオートフォーカスカメラが知られている。このようなオートフォーカスカメラは、当該オートフォーカス動作とマニュアルフォーカス動作とを切り換えるための切換操作部材が設けられており、撮影者が当該操作部材を操作することによって、駆動系内部のクラッチ機構が接続されて、機械的に切り換え動作が行われるものであった。

具体的には、切換操作部材がオートフォーカスの設定に切り換えられると、駆動源がフォーカスレンズと間接的に接続され、手動操作用フォーカスリングとフォーカスレンズとの接続が切断される。これにより、駆動源の駆動力が手動操作用フォーカスリングに伝達されることなく、フォーカスレンズに伝達されて、当該駆動源の駆動力によって、レンズの焦点調節が行われる。

一方、切換操作部材がマニュアルフォーカスの設定に切り換えられると、駆動源とフォーカスレンズとの接続が切断され、手動操作用フォーカスリングとフォーカスレンズとが接続される。これによって、手動操作用フォーカスリングの回転力が駆動源に伝達されることなく、フォーカスレンズに伝達されて、当該回転力によりレンズの焦点調節が行われるものであった。

このように、従来のフォーカスカメラでは、切換操作部材の切り換え操作により、オートフォーカスとマニュアルフォーカスとの動作が切り換えられるものであった。このため、例えば、オートフォーカスに設定された状態で、被写体のフォーカシングを開始し、その後、連続して、マニュアルフォーカスを行ったり、オートフォーカス動作時にマニュアルフォーカス動作を行うことができなかった。従って、オートフォーカスとマニュアルフォーカスの切換動作に時間がかかり過ぎて、シャッターチャンスを逃してしまうといった不都合が生じていた。更に、係る切換操作部材の切り換え操作自体が煩雑なために、誤操作が生じるという問題も生じていた。

このようなオートフォーカスとマニュアルフォーカスとの切換操作の簡便性を図るものとして、引用文献１では、オートフォーカスとマニュアルフォーカスとの切換動作をモータ駆動装置によって行う技術が開示されている。

特許第３３４７３４４号公報

しかしながら、上記引用文献１のように、モータ駆動装置が切換動作を行うものでは、係るモータ駆動装置の機構が複雑となり、製造コストが高騰するという問題があった。そのため、簡易的な構造でオートフォーカスとマニュアルフォーカスとの動作を略連続的に行うことができる機構の開発が求められていた。

本件発明は、係る従来技術の課題を解決するために成されたものであり、手動による切換操作を行うことなく、簡単な機構で、オートフォーカスとマニュアルフォーカスとを瞬時に、且つ、略連続的に動作させることができるレンズ駆動機構及びそのレンズ駆動機構を用いた撮影装置の提供を目的とする。

そこで、本件発明者等は鋭意研究を行った結果、以下のレンズ駆動機構を採用することで上記課題を達成するに到った。

上記課題を解決するための手段について、以下に述べる。

本件発明に係るレンズ駆動機構は、フォーカスレンズ枠を光軸方向にスライド移動させる焦点調節を、駆動源の駆動力を用いて行うオートフォーカス機能と、撮影者が手動で行うマニュアルフォーカス機能とを併有するレンズ駆動機構であって、当該レンズ駆動機構は、固定筒と、当該固定筒の外周に貫挿配置する回転カム筒と、当該固定筒の外周に回転可能に嵌合配置する太陽歯車と、この太陽歯車の外周ギヤ面に所定の間隔にプラネタリ配置する複数の遊星歯車とを備え、オートフォーカス動作時には、当該駆動源からの駆動力で、遊星歯車を自転させ、且つ、静止した太陽歯車の外周を公転する動作をさせ、この遊星歯車の動作から生じる力でフォーカスレンズ枠を光軸方向にスライド移動させ焦点調節を行い、マニュアルフォーカス動作時には、手動操作用フォーカスリングからのマニュアル動作により当該遊星歯車を太陽歯車の周りを公転させると同時に、当該太陽歯車を回転させ、当該太陽歯車の回転により当該遊星歯車と駆動源との間での駆動力の伝達を遮断し、当該遊星歯車の動作から生じる力でフォーカスレンズ枠を光軸方向にスライド移動させ焦点調節を行うことを特徴とする。

本件発明に係るレンズ駆動機構は、前記固定筒と前記太陽歯車との間に、当該太陽歯車に摺動抵抗を生じさせるための摩擦力を付与する摩擦抵抗発生部材を介装するものであることが好ましい。

本件発明に係るレンズ駆動機構は、前記摩擦抵抗発生部材の前記摩擦力が、前記複数の遊星歯車を介して、前記太陽歯車に伝達される前記駆動源からの駆動力より大きいものであることが好ましい。

本件発明に係るレンズ駆動機構は、前記摩擦抵抗発生部材の前記摩擦力が、前記駆動源の自己保持力より小さいものであることが好ましい。

そして、本件発明に係るレンズ駆動機構は、前記太陽歯車が、前記複数の遊星歯車と、当該複数の遊星歯車の外周に設けられ、該複数の遊星歯車とそれぞれ噛み合う第１の内歯車と、当該複数の遊星歯車をそれぞれ軸支し、且つ、光軸を中心として回転可能に設けられたキャリアと共に遊星歯車機構を構成し、前記駆動源の駆動力が、当該第１の歯車を介して、当該複数の遊星歯車に伝達されるものであることが好ましい。

本件発明に係るレンズ駆動機構は、前記手動操作用フォーカスリングが、第１の連結部材を介して前記キャリアと連結し、当該キャリアが、第２の連結部材を介して前記回転カム筒と連結するものであることがより好ましい。

本発明に係るレンズ駆動機構は、前記駆動源が、棒状超音波モータ、定在波駆動型超音波モータ又はウォームギヤを有するモータ減速駆動装置のいずれかであることがより好ましい。

本発明に係る撮影装置は、上述したレンズ駆動機構を用いたことを特徴とするものである。

本件発明に係るレンズ駆動機構を採用することで、格別な切り換え操作や高性能の駆動源を用いることなく、簡単な機構で、オートフォーカス動作中であっても、マニュアルフォーカス動作を瞬時に、且つ、略連続的に動作させることが可能となる。

特に、オートフォーカス動作時であっても、マニュアル動作がなされると、遊星歯車と駆動源との間での駆動力の伝達が遮断されて、当該マニュアル動作によりフォーカスレンズ枠を光軸方向にスライド移動させることができる。これにより、撮影者の要望に即した焦点調節を迅速に行うことが可能となる。

本件発明に係る一実施形態のレンズ駆動機構の内部構成を模式的に示した図である。 本件発明に係る一実施形態のレンズ駆動機構の構成を示す分解斜視図である。 本件発明に係る一実施例のレンズ駆動機構の断面の斜視図である。 本件発明に係る一実施形態のレンズ駆動機構の部分断面図である。 図１のレンズ駆動機構の回転カム筒と固定筒の部分展開図である。

本件発明に係るレンズ駆動機構は、フォーカスレンズ枠を光軸方向にスライド移動させることによって、焦点調節がなされるものであって、このレンズの焦点調節を、駆動源の駆動力を用いて行うオートフォーカス機能と、撮影者が手動で行うマニュアルフォーカス機能とを併有し、固定筒と、当該固定筒の外周に貫挿配置する回転カム筒と、当該固定筒の外周に回転可能に嵌合配置する太陽歯車と、この太陽歯車の外周ギヤ面に所定の間隔にプラネタリ配置する複数の遊星歯車とを備える駆動機構である。

［レンズ駆動機構の構造］
以下、本件発明に係るレンズ駆動機構の好ましい実施の形態に関して、図を参照しながら説明する。図１〜図４は、本件発明に係る一実施形態のレンズ駆動機構をそれぞれ示している。本件発明に係るレンズ駆動機構は、外郭を構成する外装枠１の外周に、手動操作用フォーカスリング８を備え、内部に固定筒２や駆動源６等の各構成要素が収容されている。

手動操作用フォーカスリング８は、撮影者が手動でレンズの焦点調節を行うマニュアルフォーカス動作時に、撮影者が回動操作（マニュアル動作）するための操作部である。当該手動操作用フォーカスリング８は、外装枠１の外周面に形成されたリング状の凹部内に嵌め込まれており、撮影者の片手の回動操作により、当該凹部内で光軸を中心として回転可能に設けられている。

当該外装枠１内には、固定筒２が固定されている。固定筒２内には、フォーカスレンズＬが配置され、当該固定筒２の外周面には、回転カム筒３、遊星歯車機構５、駆動源６がそれぞれ配置されている。具体的には、固定筒２の被写体側の端部から撮像側の外周に沿って、回転カム筒３が貫挿配置されており、その回転カム筒３に隣接して遊星歯車機構５が配置されている。そして、固定筒２の撮像側の外周面には、当該遊星歯車機構５に隣接して駆動源６が配置されている。即ち、固定筒２の外周面には、遊星歯車機構５を挟んで、その両側に回転カム筒３と、駆動源６とが設けられており、遊星歯車機構５を介して、回転カム筒３と駆動源６とが連結されている。また、フォーカスレンズＬは、外周に回転カム筒３が貫挿配置された部分に対応する固定筒２内に配置されており、後述する回転伝達部材４を介して、当該固定筒２内を光軸方向にスライド移動可能に設置されている。以下に、当該固定筒２、回転カム筒３、回転伝達部材４、遊星歯車機構５及び駆動源６について、各構成要素毎に説明する。

固定筒： 固定筒２は、この固定筒２の外周に貫挿配置された回転カム筒３を、光軸を中心として回転可能に保持するものである。当該固定筒２は、軸心が光軸と一致するようにして、外装枠１内に固定配置されている。この固定筒２は、回転カム筒３、遊星歯車機構５及び駆動源６等が外周に位置する被写体側の外周面の径と、撮像側の外周面の径とが異なっている。具体的には、図１に示すように、固定筒２の撮像側（右側）は、被写体側（左側）より縮径されている。以下では、大径となる被写体側の固定筒２を大径部２０と称し、撮像側と区別して称する場合がある。

この固定筒２の大径部２０には、光軸方向にスリット状のガイド部２２、２３が形成されている。このガイド部２２、２３は、後述するフォーカスレンズ枠４０、４１に設けられた凸部４２、４３が係合するための係合部である。ガイド部２２とガイド部２３とは、略同一形状を呈しており、図１に示すように、大径部２０の略対向面に形成されている。

そして、上記ガイド部２２、２３の被写体側（図１では左側）の大径部２０の壁面であって、各ガイド部２２、２３から光軸方向に延長した線上には、凸部２４、２５が突設されている。即ち、ガイド部２２の光軸方向の延長線上に凸部２４が設けられ、ガイド部２３の光軸方向の延長線上に凸部２５が設けられている。この凸部２４、２５は、回転カム筒３の壁面に形成された後述するカム溝３４、３５に係合するものであり、係る係合によって、回転カム筒３が固定筒２に対して、回転可能に保持される。

回転カム筒： 次に、回転カム筒３について説明する。回転カム筒３は、固定筒２の外周に、固定筒２と同心円状に配置されている。この回転カム筒３は、全周に渡って径が略同一な円筒形状を呈している。

当該回転カム筒３には、円弧軌道を持つスリット状のカム部３２、３３が形成されている。このカム部３２、３３は、前述した固定筒２のガイド部２２、２３と同様に、フォーカスレンズ枠４０、４１に設けられた凸部４２、４３が係合するための係合部である。当該カム部３２、３３は、回転カム筒３の壁面において、円周方向に円弧軌道を持って形成されている。

具体的に、図５に示す回転カム筒３と固定筒２の部分展開図を参照しながら、一方のカム部３２を例に挙げて説明する。図５に示すように、カム部３２は、被写体側（図５では左端）に最も接近する一端３２Ａから、徐々に離れるよう、緩やかな円弧軌道を呈している。即ち、カム部３２の他端３２Ｂは、当該カム部３２において、被写体側から最も遠ざかるところに位置している。そして、他方のカム部３３は、上述したカム部３２と同一形状を呈しており、該カム部３２と略対向面となる回転カム筒３の壁面に形成されている。

また、回転カム筒３には、前述した固定筒２の凸部２４、２５が係合するスリット状のカム溝３４、３５が形成されている。当該カム溝３４、３５は、回転カム筒３の上記カム部３２、３３の一端側（図１において左側）に位置しており、回転カム筒３の壁面の円周方向に直線状に形成されている。当該カム溝３４とカム溝３５は、略同一形状を呈しており、回転カム筒３の略対向面に形成されている。当該カム溝３４、３５の円周方向の長さ寸法は、前記カム部３２、３３の円周方向の寸法と略同一の寸法とされている。

そして、当該カム溝３４に、前記固定筒２に突設された凸部２４を係合し、当該カム溝３５に、前記凸部２５を係合することで、回転カム筒３が固定筒２に対して、回転可能に保持されるのである。このとき、当該回転カム筒３の円周方向における回転範囲は、当該カム溝３４、３５の形成範囲内に制限されることとなる。

更に、回転カム筒３には、カム部３２の撮像側、即ち、カム溝３４が形成された側とは反対側の壁面に凸部３９が突設されている。当該凸部３９は、回転カム筒３に、後述する第２の連結部材１８を連結するための接続部として設けられたものである。詳細については後に説明する。

回転伝達部材： 次に、回転伝達部材４について説明する。回転伝達部材４は、駆動源６、又は、手動操作用フォーカスリング８からの回転運動（回転力）を、光軸方向の直線運動としてフォーカスレンズ枠４０、４１に伝達するための部材である。当該回転伝達部材４は、前記固定筒２のガイド部２２、２３と、回転カム筒３のカム部３２、３３と、フォーカスレンズ枠４０、４１に設けられた凸部４２、４３とから構成されている。これら構成要素のうち、ガイド部２２、２３及びカム部３２、３３については、上記で詳述したので、ここでは説明を省略し、凸部４２、４３についてのみ以下で説明する。

凸部４２、４３は、ガイド部２２、２３及びカム部３２、３３に沿って移動可能なカムローラである。当該凸部４２、４３は、該フォーカスレンズ枠４０、４１のフォーカスレンズＬと当接する面とは反対側の面に配設されている。具体的には、図１に示すように、凸部４２は、フォーカスレンズＬの上端を保持するフォーカスレンズ枠４０の上面に設けられ、凸部４３は、フォーカスレンズＬの下端を保持するフォーカスレンズ枠４１の下面に設けられている。

そして、上記凸部４２、４３をガイド部２２、２３及びカム部３２、３３にそれぞれ係合することによって、駆動源６及び手動操作用フォーカスリング８の回転運動をスライド移動方向への直線運動に変換して、フォーカスレンズ枠４０、４１に伝達することができる。

駆動源： 次に、駆動源６について説明する。駆動源６は、焦点調節を自動で行う際に、フォーカスレンズ枠４０、４１を光軸方向にスライド移動するための駆動力を与えるためのものである。この駆動源６は、図示しないマイクロコンピュータの焦点調節検出手段からの駆動信号に基づいて駆動するよう制御されている。当該駆動源６は、後述する摩擦抵抗発生部材７によって太陽歯車１０に付与される摩擦力よりも大きい自己保持力を持つモータ減速駆動装置であることが好ましい。例えば、駆動源６として、このような自己保持力を持った棒状超音波モータ、定在波駆動型超音波モータ、又は、ウォームギヤを有するモータ減速駆動装置のいずれかを用いることが好ましい。

図１に示す本件実施の形態の駆動源６は、モータの駆動源に取り付けられるウォームと、減速される軸に取り付けられるウォームホイールで構成された１対のウォームギヤを備えたモータ減速駆動装置である。当該モータ減速駆動装置６は、一対のウォームギヤで大きな減速比が得られるという特徴がある。

当該モータ減速駆動装置６の駆動軸の一側、即ち、前記遊星歯車機構５側には、出力ギヤ６５が設けられている。当該出力ギヤ６５は、モータ減速駆動装置６の駆動力を回転運動に変えて出力するものであり、駆動軸の一端（遊星歯車機構５側の端部）に嵌合している。当該出力ギヤ６５の外側、即ち、固定筒２が位置する側とは反対側には、出力ギヤ６５と噛み合う第２の内歯車１４が設けられている。

遊星歯車機構： 次に、遊星歯車機構５について説明する。遊星歯車機構５は、太陽歯車１０が回転の中心に配置され、この太陽歯車１０の外周ギヤ面に複数の遊星歯車１１が所定の間隔にプラネタリ配置された構造（例えば、複数の遊星歯車１１が略等しい間隔を存して太陽歯車１０の外周ギヤ面にプラネタリ配置された構造）を持つ。具体的には、当該遊星歯車機構５は、太陽歯車１０と、複数の遊星歯車１１と、当該複数の遊星歯車１１の外周に設けられて、複数の遊星歯車１１とそれぞれ噛み合う第１の内歯車１３と、当該複数の遊星歯車１１をそれぞれ軸支し、且つ、光軸を中心として回転可能に設けられたキャリア１２とから構成されている。

太陽歯車１０は、リング状を呈した外歯歯車であり、光軸を回転中心として固定筒２の外周を回転可能に設けられている。当該太陽歯車１０は、後述する摩擦抵抗発生部材７を介して固定筒２の外周に嵌合されている。そして、太陽歯車１０の外周ギヤ面には、当該太陽歯車１０と噛み合う複数の遊星歯車１１が所定の間隔にプラネタリ配置されている。

複数の遊星歯車１１は、太陽歯車１０の外周であって、当該太陽歯車１０とそれぞれ噛み合うように配置された外歯歯車である。いずれの遊星歯車１１も略同一形状を呈しており、太陽歯車１０の回転軸を中心とした同一円周上に所定の間隔で配置されている。当該複数の遊星歯車１１は、それぞれキャリア１２により軸支されており、キャリア１２に固定されたそれぞれの軸を中心に自転可能であると共に、キャリア１２の回転軸を中心として、太陽歯車１０の外周を公転可能に構成されている。

キャリア１２は、上述したように、複数の遊星歯車１１を自転可能に軸支すると共に、太陽歯車１０と同一の軸を中心として、回転可能に構成されている。具体的には、キャリア１２は、複数の遊星歯車１１の歯部が形成されていない被写体側の面に隣接している。そして、キャリア１２は、複数の遊星歯車１１の回転軸をそれぞれ軸支している。これにより、複数の遊星歯車１１と当該キャリア１２とは、当該回転軸を介して一体化されている。このため、キャリア１２の回転と複数の遊星歯車１１の公転とは、常に、同時に成されることとなる。

当該キャリア１２の外周には、キャリア１２と手動操作用フォーカスリング８とを連結するための第１の連結部材１７と、キャリア１２と回転カム筒３とを連結するための第２の連結部材１８とが取り付けられている。なお、第１の連結部材１７及び第２の連結部材１８については、後に説明する。

そして、第１の内歯車１３は、モータ減速駆動装置６の駆動力を複数の遊星歯車１１に伝達するものである。当該第１の内歯車１３は、複数の遊星歯車１１を取り囲むと共に、当該複数の遊星歯車１１と噛み合う内歯歯車である。この第１の内歯車１３は、前記出力ギヤ６５と噛み合う第２の内歯車１４と共に、リングギヤ１５を構成している。

即ち、リングギヤ１５は、複数の遊星歯車１１と噛み合う第１の内歯車１３と、出力ギヤ６５と噛み合う第２の内歯車１４との２つの内歯歯車を備えている。リングギヤ１５は、図１に示すように、複数の遊星歯車１１に対応する一方の（図１では左側）の壁面よりも、出力ギヤ６５の外側に対応する他方（図１では右側）の壁面の方が小径であり、この小径部に第２の内歯車１４が形成され、大径部に第１の内歯車１３が形成されている。従って、第１の内歯車１３の方が第２の内歯車１４より大径となる。

摩擦抵抗発生部材： ここで、前述した摩擦抵抗発生部材７について説明する。当該摩擦抵抗発生部材７は、太陽歯車１０と固定筒２との間に介装されて、太陽歯車１０に摺動抵抗を生じさせるための摩擦力を付与する部材である。当該摩擦抵抗発生部材７は、適切な摩擦力を太陽歯車１０に付与するものであることが好ましい。ここで言う適切な摩擦力とは、モータ減速駆動装置６から複数の遊星歯車１１を介して太陽歯車１０に伝達される回転力よりも大きく、モータ減速駆動装置６の自己保持力より小さい摩擦力である。

このような摩擦力を有する摩擦抵抗発生部材７を採用した場合、複数の遊星歯車１１を介して、太陽歯車１０に伝達されるモータ減速駆動装置６の駆動力よりも、摩擦抵抗発生部材７によって太陽歯車１０に付与される摩擦力の方が勝ることとなる。このため、太陽歯車１０に、複数の遊星歯車１１を介して、モータ減速駆動装置６の駆動力が伝達されても、太陽歯車１０は回転せずに、摩擦抵抗発生部材７の摩擦力によって保持された静止状態を維持することとなる。

更に、係る摩擦抵抗発生部材７を採用した場合、摩擦抵抗発生部材７によって太陽歯車１０に付与される摩擦力よりも、モータ減速駆動装置６の自己保持力の方が勝ることとなる。このため、複数の遊星歯車１１を介して、太陽歯車１０及び第１の内歯車１３に手動操作用フォーカスリング８の回転力（マニュアル動作による力）が伝達されても、第１の内歯車１３は回転せずに、太陽歯車１０が固定筒２の外周を回転すると共に、複数の遊星歯車１１が太陽歯車１０の外周を公転しながら、自転することとなる。

この摩擦抵抗発生部材７の材質には、特に制限はないが、フエルト、又は、フエルトを含むものを用いることが好ましい。フエルトを用いることで、当該摩擦抵抗発生部材７を安価に製造することが可能となる。しかしながら、摩擦抵抗発生部材７は、フエルト、又は、フエルトを含むものに限定されるものでなく、上述した適切な摩擦力が得られるものであれば、どのようなものであっても差し支えない。例えば、摩擦抵抗発生部材７として、樹脂材を適用することも可能である。

第１の連結部材・第２の連結部材： 次に、前述した第１の連結部材１７及び第２の連結部材１８について説明する。第１の連結部材１７は、図１に示すように、側面視、階段状を呈した板状部材により構成されている。当該第１の連結部材１７の一端（被写体側の端部）の外周面は、手動操作用フォーカスリング８の内周面と一部当接して、当該手動操作用フォーカスリング８と接続している。また、第１の連結部材１７の他端（撮像側の端部）は、キャリア１２の外周面に当接して、当該キャリア１２と接続している。従って、当該第１の連結部材１７により、キャリア１２と手動操作用フォーカスリング８とが第１の連結部材１７を介して連結されている。

第２の連結部材１８は、上記第１の連結部材１７と同様に、側面視、階段状を呈した板状部材によって構成されている。この第２の連結部材１８は、図１に示すように、回転カム筒３の光軸を中心として、第１の連結部材１７と略同一円周上に位置している。当該第２の連結部材１８の一端側（被写体側）の壁面には、当該壁面を上下に貫通する孔１９が形成されている。この孔１９は、前記回転カム筒３に突設された凸部３９の外径と略同一寸法で構成されている。これにより、当該孔１９内に凸部３９を挿入すると、孔１９内に凸部３９が嵌り合い、回転カム筒３と第２の連結部材１８の一端側とが連結される。また、第２の連結部材１８の他端側（撮像側）の内周面は、キャリア１２の外周面に当接して当該キャリア１２と接続している。従って、当該第２の連結部材１８により、キャリア１２と回転カム筒３とが第２の連結部材１８を介して連結されている。

このように、第１の連結部材１７により、キャリア１２と手動操作用フォーカスリング８とが連結されて、第２の連結部材１８により、キャリア１２と回転カム筒３とが連結されることで、フォーカスレンズＬとモータ減速駆動装置６と手動操作用フォーカスリング８とが間接的に連結されることとなる。

係る構成により、手動操作用フォーカスリング８の回転力が、第１の連結部材１７、遊星歯車機構５のキャリア１２、第２の連結部材１８及び回転伝達部材４を介して、フォーカスレンズ枠４０、４１に伝達されて、フォーカスレンズ枠４０、４１及び当該フォーカスレンズ枠４０、４１に保持されたフォーカスレンズＬが光軸方向をスライド移動して、焦点調節が成されるのである。

同様に、モータ減速駆動装置６の駆動力も、遊星歯車機構５、第２の連結部材１８及び回転伝達部材４を介して、フォーカスレンズ枠４０、４１に伝達されて、フォーカスレンズ枠４０、４１及びフォーカスレンズＬが光軸方向をスライド移動して、焦点調節が成されるのである。

なお、本件発明に係るレンズ駆動機構では、撮影者が格別な切り換え動作を行うことなく、オートフォーカス機能とマニュアルフォーカス機能とを行うことができることが特徴である。このようなオートフォーカスとマニュアルフォーカスとの略連続的な動作を達成するため、本件発明では、上述したように、フォーカスレンズＬとモータ減速駆動装置６と手動操作用フォーカスリング８とを常時、間接的に連結し、且つ、モータ減速駆動装置６に手動操作用フォーカスリング８からの力が作用することを阻止する構造を採用した。

具体的には、太陽歯車１０及び複数の遊星歯車１１を備え、且つ、太陽歯車１０と固定筒２との間に、太陽歯車１０に適切な摩擦力を付与する摩擦抵抗発生部材７を介装することで、上述した連結構造を採用することが可能となる。これにより、切り換え操作を行うことなく、モータ減速駆動装置６による駆動力と手動操作用フォーカスリング８の回転力とを瞬時に、且つ、略連続的にフォーカスレンズＬに伝達することが可能となるのである。以下で、具体的な焦点調節における動作について詳細に説明する。

［レンズ駆動機構の動作］
次に、本件発明に係るレンズ駆動機構の動作を説明する。

オートフォーカス時： 本件発明に係るレンズ駆動機構のオートフォーカス動作は、モータ減速駆動装置６からの駆動力で、複数の遊星歯車１１を自転させ、且つ、静止した太陽歯車１０の外周を公転する動作をさせて、複数の遊星歯車１１の動作から生じる力でフォーカスレンズ枠４０、４１を光軸方向にスライド移動させ焦点調節を行うものである。以下で具体的な動作について説明する。

先ず、図示しないマイクロコンピュータの焦点調節検出手段からの駆動信号により、モータ減速駆動装置６が通電されると、当該モータ減速駆動装置６の駆動力が、ウォームギヤ、出力ギヤ６５、リングギヤ１５の第２の内歯車１４及び遊星歯車機構５の第１の内歯車１３を介して、複数の遊星歯車１１に伝達され、該複数の遊星歯車１１が自転する。

当該複数の遊星歯車１１が自転すると、これらに噛み合う太陽歯車１０に、複数の遊星歯車１１の回転力（自転力）が伝達される。複数の遊星歯車１１の自転を受けた太陽歯車１０は、回転しようとするが、このとき、遊星歯車１１からの回転力を受けて回転しようとする力よりも、摩擦抵抗発生部材７の摩擦力によって保持される力の方が大きいため、自らは回転せずに静止した状態を維持する。そのため、複数の遊星歯車１１は自転しながら、太陽歯車１０の外周を公転し始め、当該複数の遊星歯車１１と一体化されたキャリア１２も同時に回転し始める。

このキャリア１２には、前述したように第１の連結部材１７を介して手動操作用フォーカスリング８が連結されているので、当該キャリア１２の回転により、手動操作用フォーカスリング８が外装枠１の前述した凹部内で回転する。

また、当該キャリア１２には、第２の連結部材１８を介して回転カム筒３が連結されているため、キャリア１２の回転によって、回転カム筒３も回転する。これにより、当該回転カム筒３の回転力が、前記回転伝達部材４により光軸方向への直線運動に変換されて、フォーカスレンズ枠４０、４１が光軸方向にスライド移動し、当該フォーカスレンズ枠４０、４１に保持されたフォーカスレンズＬの焦点調節が行われる。

マニュアルフォーカス時： 次に、本件発明に係るレンズ駆動機構のマニュアルフォーカス時における動作について説明する。マニュアルフォーカス動作は、手動操作用フォーカスリング８からのマニュアル動作により遊星歯車１１を太陽歯車１０の周りを公転させると同時に、太陽歯車１０を回転させ、当該太陽歯車１０の回転により遊星歯車１１とモータ減速駆動装置６との間での駆動力の伝達を遮断し、遊星歯車１１の動作から生じる力でフォーカスレンズ枠４０、４１を光軸方向にスライド移動させて、焦点調節を行うものである。以下で具体的な動作について説明する。

先ず、撮影者が手動操作用フォーカスリング８を回動操作（即ち、マニュアル動作）すると、当該回転力が、第１の連結部材１７を介して、遊星歯車機構５のキャリア１２に伝達され、キャリア１２が回転する。これにより、キャリア１２の回転が第２の連結部材１８を介して、回転カム筒３に伝達し、回転カム筒３も回転する。これにより、当該回転カム筒３の回転力が、前記回転伝達部材４により光軸方向への直線運動に変換されて、フォーカスレンズ枠４０、４１が光軸方向にスライド移動し、当該フォーカスレンズ枠４０、４１に保持されたフォーカスレンズＬの焦点調節が行われる。

一方、上記キャリア１２の回転と同期して、当該キャリア１２と一体化された複数の遊星歯車１１が太陽歯車１０の外周を公転し始める。これにより、当該複数の遊星歯車１１の回転力（公転力）が、当該複数の遊星歯車１１と噛み合う太陽歯車１０と、第１の内歯車１３とに伝達されようとする。このとき、前記モータ減速駆動装置６の自己保持力が、摩擦抵抗発生部材７によって太陽歯車に付与される摩擦力より大きいため、太陽歯車１０が固定筒２の外周を回転すると共に、複数の遊星歯車１１が太陽歯車１０の外周を公転しながら、自転する。これにより、複数の遊星歯車１１によって、第１の内歯車１３への手動操作用フォーカスリング８の回転力の伝達が阻止されるため、第１の内歯車１３は、当該回転力に相応して回転しない。即ち、当該回転力のモータ減速駆動装置６への伝達は、複数の遊星歯車１１によって遮断されるため、モータ減速駆動装置６に係る回転力の伝達する不都合を確実に阻止することができる。

一方、モータ減速駆動装置６の駆動中に撮影者が手動操作用フォーカスリング８を回動操作（マニュアル動作）した場合においても、上述したモータ減速駆動装置６の自己保持力により、手動操作用フォーカスリング８からの回転力によって、太陽歯車１０が固定筒２の外周を回転すると共に、複数の遊星歯車１１が太陽歯車１０の外周を公転しながら、自転する。係る複数の遊星歯車１１の回転によって、第１の内歯車１３への手動操作用フォーカスリング８の回転力の伝達が阻止され、且つ、第１の内歯車１３によるモータ減速駆動装置４の駆動力の伝達も遮断される。即ち、遊星歯車１１の回転によって、当該手動操作用フォーカスリング８の回転力のモータ減速駆動装置６への伝達が阻止されると共に、モータ減速駆動装置６の駆動力の伝達も遮断されるのである。

これにより、常時、モータ減速駆動装置６と回転カム筒３とが遊星歯車機構５を介して連結された状態であるにも拘わらず、撮影者によりマニュアル動作がなされると、モータ減速駆動装置６による駆動力の回転カム筒３への伝達が阻止されて、当該マニュアル動作によって回転カム筒３が回転し、マニュアル動作による焦点調節を行うことが可能となるのである。

なお、オートフォーカス動作中に、マニュアルフォーカス動作を行っても、未だ、焦点が合っていない場合には、撮影者が手動操作用フォーカスリング８を操作し終えた後に、再び、前述したオートフォーカス動作が行われる。このため、撮影者によって不用意に手動操作用フォーカスリング８が回動操作された場合においても、オートフォーカス動作により、確実に焦点調節を行うことができる。これにより、撮影者の要望に即した焦点調節を迅速に行いながら、確実な焦点調節を実現することが可能となる。

以上のように、本件発明に係るレンズ駆動操作によれば、切り換え操作を行うことなく、簡単な構造で、モータ減速駆動装置６による駆動力と手動操作用フォーカスリング８の回転力とを瞬時に、且つ、略連続的にフォーカスレンズＬに伝達することができる。従って、当該レンズ駆動機構を備えた撮影装置の操作性の向上を実現することが可能となる。

また、本件発明によれば、フォーカスレンズＬと、手動操作用フォーカスリング８と、モータ減速駆動装置６とが、常時、間接的に連結された構造であるにも拘わらず、モータ減速駆動装置６に手動操作用フォーカスリング８の回転力が伝達されることがないので、オートフォーカス動作中、即ち、モータ減速駆動装置６の駆動中であっても、撮影者が手動操作用フォーカスリング８を回動操作する力（即ち、マニュアル動作による力）が、モータ減速駆動装置６に伝達するのを阻止することができる。従って、当該レンズ駆動機構を備えた撮影装置の操作性及び信頼性の向上を実現することが可能となる。

更に、本件発明によれば、手動操作用フォーカスリング８、第１の連結部材１７、第２の連結部材１８及び遊星歯車機構５等を同軸上に配置することができ、且つ、当該第１の連結部材１７、第２の連結部材１８、遊星歯車機構５及びモータ減速駆動装置６を外装枠１内の撮像側の固定筒２外周の外装枠１内にコンパクトに配置することができるので、装置全体の小型化を図ることが可能となる。

更にまた、モータ減速駆動装置６の駆動力を伝達するための機構として、遊星歯車機構５を用いることで、高減速比が得られるので、歯車の数を少なくすることが可能となる。これにより、構造を簡素化することができる。更にまた、従来のモータギヤ列のようなバックラッシュ量（即ち、モータギヤの運動方向に意図して設けられた隙間）も減少させることが可能となる。

本件発明に係るレンズ駆動機構を採用することで、オートフォーカス用の駆動源に何ら損傷を与えることなく、オートフォーカス動作中に、手動のマニュアルフォーカスの動作が可能な撮影装置を提供することが可能となる。

１ 外装枠
２ 固定筒
３ 回転カム筒
４ 回転伝達部材
５ 遊星歯車機構
６ 駆動源（モータ減速駆動装置）
７ 摩擦抵抗発生部材
８ 手動操作用フォーカスリング
１０ 太陽歯車
１１ 遊星歯車
１２ キャリア
１３ 第１の内歯車
１４ 第２の内歯車
１５ リングギヤ
１７ 第１の連結部材
１８ 第２の連結部材
１９ 孔
２０ 大径部
２２、２３ ガイド部
２４、２５ 凸部
３２、３３ カム部
３４、３５ カム溝
３９ 凸部（第２の連結部材１８への係合部）
４０、４１ フォーカスレンズ枠
４２、４３ 凸部
６５ 出力ギヤ
Ｌ フォーカスレンズ

Claims (8)

1. フォーカスレンズ枠を光軸方向にスライド移動させる焦点調節を、駆動源の駆動力を用いて行うオートフォーカス機能と、撮影者が手動で行うマニュアルフォーカス機能とを併有するレンズ駆動機構であって、
   当該レンズ駆動機構は、固定筒と、当該固定筒の外周に貫挿配置する回転カム筒と、当該固定筒の外周に回転可能に嵌合配置する太陽歯車と、この太陽歯車の外周ギヤ面に所定の間隔にプラネタリ配置する複数の遊星歯車とを備え、
   オートフォーカス動作時には、当該駆動源からの駆動力で、遊星歯車を自転させ、且つ、静止した太陽歯車の外周を公転する動作をさせ、この遊星歯車の動作から生じる力でフォーカスレンズ枠を光軸方向にスライド移動させ焦点調節を行い、
   マニュアルフォーカス動作時には、手動操作用フォーカスリングからのマニュアル動作により当該遊星歯車を当該太陽歯車の周りを公転させると同時に、当該太陽歯車を回転させ、該太陽歯車の回転により当該遊星歯車と駆動源との間での駆動力の伝達を遮断し、当該遊星歯車の動作から生じる力でフォーカスレンズ枠を光軸方向にスライド移動させ焦点調節を行うことを特徴とするレンズ駆動機構。
2. 前記固定筒と前記太陽歯車との間に、当該太陽歯車に摺動抵抗を生じさせるための摩擦力を付与する摩擦抵抗発生部材を介装する請求項１のレンズ駆動機構。
3. 前記摩擦抵抗発生部材の前記摩擦力は、前記複数の遊星歯車を介して、前記太陽歯車に伝達される前記駆動源からの駆動力より大きい請求項２のレンズ駆動機構。
4. 前記摩擦抵抗発生部材の前記摩擦力は、前記駆動源の自己保持力より小さい請求項２又は請求項３のレンズ駆動機構。
5. 前記太陽歯車は、前記複数の遊星歯車と、当該複数の遊星歯車の外周に設けられ、該複数の遊星歯車とそれぞれ噛み合う第１の内歯車と、当該複数の遊星歯車をそれぞれ軸支し、且つ、光軸を中心として回転可能に設けられたキャリアと共に遊星歯車機構を構成し、
   前記駆動源の駆動力は、当該第１の内歯車を介して、当該複数の遊星歯車に伝達される請求項１〜請求項４のいずれかに記載のレンズ駆動機構。
6. 前記手動操作用フォーカスリングは、第１の連結部材を介して前記キャリアと連結され、当該キャリアは、第２の連結部材を介して前記回転カム筒と連結される請求項５に記載のレンズ駆動機構。
7. 前記駆動源は、棒状超音波モータ、定在波駆動型超音波モータ又はウォームギヤを有するモータ減速駆動装置のいずれかである請求項１〜請求項６のいずれかに記載のレンズ駆動機構。
8. 請求項１〜請求項７のいずれかに記載のレンズ駆動機構を用いた撮影装置。

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