JP5792004B2 - レンズ鏡筒 - Google Patents

Description

この発明は、レンズ鏡筒、詳しくは自動合焦機構と手動合焦機構との機械的な切り換えを行なうことなく自動合焦動作と手動合焦動作とを行ない得る合焦機構を備えたレンズ鏡筒に関するものである。

従来、写真撮影等を行なう撮影装置（カメラ）等に適用されるレンズ鏡筒においては、自動合焦（オートフォーカス；以下ＡＦという）機構と手動合焦（マニュアルフォーカス；以下ＭＦという）機構とを機械的に切り換えることによって、ＡＦ動作とＭＦ動作とを適宜切り換えて使用し得るように構成されるものが一般に実用化されている。

従来のレンズ鏡筒における合焦機構においては、例えば駆動モータの駆動軸に設けたリードネジを用いてＡＦ動作を行なうと共に、駆動モータからの駆動力を伝達する駆動力伝達機構中にクラッチ機構を設け、ＭＦ動作時には、このクラッチ機構によって駆動モータからの駆動力の伝達を遮断し、手動操作部材からの駆動力によりＭＦ動作を行ない得るように構成されるものがある。

また、超音波モータを用いてＡＦ動作を行なうレンズ鏡筒においては、モータと差動機構とによって、ＡＦ動作とＭＦ動作とを切り換え無しに行ない得るように構成したいわゆるフルタイムＡＦ／ＭＦ機構についての提案が、例えば特開平１−１６７７１５号公報等によって種々なされており、また一般に実用化されている。

ところで、撮影装置（カメラ）においては、撮像素子を用いて電子画像を取得するいわゆるデジタルカメラ等が広く普及している。この種のカメラ等に適用されるレンズ鏡筒においては、イメージャーＡＦ動作対応や動画撮影対応による静音化を実現させるために、ステッピングモータの回動軸をリードネジとし、このリードネジに螺合させたナットを光軸方向に移動させることで合焦用レンズ（フォーカシングレンズ）を光軸方向へと進退させるようにする合焦機構が用いられることが多い。

特開平１−１６７７１５号公報

ところが、上記特開平１−１６７７１５号公報等によって開示されている手段は、超音波モータを用いる駆動機構に適するものであるので、リードネジ，ナット等を用いて合焦用レンズを進退させる合焦機構に適用することができない。

従来のレンズ鏡筒において、リードネジ，ナットを用いた合焦機構を有するものでは、フルタイムＡＦ／ＭＦ機構を実現した例は、いまだ見られない。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、リードネジを用いて合焦用レンズを光軸方向に進退させる合焦機構を有するレンズ鏡筒において、簡単な構成で自動合焦動作と手動合焦動作とを機械的な切り換え操作無しにいつでも実行し得る合焦機構を具備するレンズ鏡筒を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の一態様のレンズ鏡筒は、レンズ鏡筒において、駆動源と、光軸と平行に設けられ上記駆動源の回転出力により回転するリードスクリューと、第１の枠手段と、手動操作を受けて回転する第２の枠手段と、上記第１の枠手段を光軸と平行に直進案内する案内軸と、外周面に平歯車部を有し、上記リードスクリューと螺合するネジが形成され、回転可能で、上記リードスクリューの回転に伴い、上記第１の枠手段と共に光軸と平行に移動するナット部材と、上記ナット部材と噛合し、上記第１の枠手段が光軸方向に移動するに必要な距離分の長さを光軸方向に有し、上記光軸と平行に回転可能で、上記リードスクリューが回転するとき上記ナット部材を不回転とし光軸方向に移動可能とする平歯車と、上記第２の枠手段の上記回転を上記平歯車に伝達する伝達手段と、上記第２の枠手段と、上記ナット部材との間に設けられているクラッチ手段と、を具備する。

本発明によれば、リードネジを用いて合焦用レンズを光軸方向に進退させる合焦機構を有するレンズ鏡筒において、簡単な構成で自動合焦動作と手動合焦動作とを機械的な切り換え操作無しにいつでも実行し得る合焦機構を具備するレンズ鏡筒を提供することができる。

本発明の第１の実施形態のレンズ鏡筒の全体像を示す外観斜視図、 図１のレンズ鏡筒の平面図、 図１のレンズ鏡筒の構成部材のうち主に外装部品を取り出して示す要部分解斜視図、 図１のレンズ鏡筒の構成部材のうち主に複数のレンズ枠を取り出して示す要部分解斜視図、 図１のレンズ鏡筒の構成部材のうち主に固定枠及び合焦機構を取り出して示す要部分解斜視図、 図１のレンズ鏡筒における合焦機構を示す全体断面図、 図６の［７］−［７］線に沿う断面図、 図７の［８］−［８］線に沿う断面図、 図７の［９］−［９］線に沿う断面図、 図１のレンズ鏡筒の外装部品を取り外し合焦機構の配置を示し、図１１の矢印［１０］方向から見た平面図、 図１０の矢印［１１］方向から見た平面図、 図１１の矢印［１２］方向から見た平面図、 図１１の矢印［１３］方向から見た平面図、 本発明の第２の実施形態のレンズ鏡筒における合焦機構に関連する構成部材を取り出して示す要部拡大分解斜視図、 図１４の合焦機構に関連する構成部材のみを組み立てた状態の断面図であって、図１６の［１５］−［１５］線に沿う断面図、 図１５の矢印［１６］方向から見た平面図、 本発明の第３の実施形態のレンズ鏡筒における合焦機構に関連する構成部材と外装部品を取り出して示す要部拡大分解斜視図、 図１７の合焦機構に関連する構成部材と外装部品を組み立てた状態の断面図であって、図１９の［１８］−［１８］線に沿う断面図、 図１８の［１９］−［１９］線に沿う断面図、

以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態は、写真撮影等を行なう撮影装置であるカメラ等（以下、単にカメラという）に適用され、被写体像を結像させるための撮影光学系を備えたレンズ鏡筒を例に挙げて示すものである。

なお、以下の説明に用いる各図面においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせて示している場合がある。したがって、本発明は、これらの図面に記載された構成要素の数量，構成要素の形状，構成要素の大きさの比率及び各構成要素の相対的な位置関係は、図示の形態のみに限定されるものではない。

図１〜図１３は、本発明の第１の実施形態のレンズ鏡筒を示す図である。このうち図１は、本実施形態のレンズ鏡筒の全体像を示す外観斜視図である。図２は、同レンズ鏡筒の平面図である。図３〜図５は、本実施形態のレンズ鏡筒を分解して示す要部分解斜視図である。このうち図３は、本レンズ鏡筒の構成部材のうち主に外装部品を取り出して示している。図４は、本レンズ鏡筒の構成部材のうち主に複数のレンズ枠を取り出して示している。図５は、本レンズ鏡筒の構成部材のうち主に固定枠及び合焦機構を取り出して示している。

図６〜図９は、本レンズ鏡筒の断面図である。このうち図６は、本レンズ鏡筒における合焦機構を示す全体断面図である。図７は、図６の［７］−［７］線に沿う断面図である。図８は、図７の［８］−［８］線に沿う断面図である。図９は、図７の［９］−［９］線に沿う断面図である。

図１０〜図１３は、本レンズ鏡筒の外装部品を取り外し合焦機構の配置を示す平面図である。このうち図１０は、図１１の矢印［１０］方向から見た平面図である。図１１は、図１０の矢印［１１］方向から見た平面図である。図１２は、図１１の矢印［１２］方向から見た平面図である。図１３は、図１１の矢印［１３］方向から見た平面図である。

本実施形態のレンズ鏡筒１の外装部品２は、主に図１〜図３に示すように、先端側から順に前面飾り環３１と、フイルタ環３２と、距離環３３と、後カバー３４等によって構成される。

フイルタ環３２は、レンズ鏡筒１の外周面のうち主に先端部近傍部位を覆う略円筒形状の部材からなり、先端部位にフイルタ等のアクセサリを装着するためのフイルタ用雌ネジが形成される。また、フイルタ環３２の外周面上には、略矩形状の凹部３２ｂ（図３参照）が形成される。この凹部３２ｂの底面には、孔３２ｃが穿設されている。そして、該孔３２ｃを覆うようにして、透明な樹脂部材で形成された距離窓３２ａが凹部３２ｂに対して嵌合配置される。ここで、距離窓３２ａは、フイルタ環３２の凹部３２ｂに対して、例えば両面テープ等の接着部材で接着固定される。そして、フイルタ環３２の外周面上において、上記距離窓３２ａの近傍には、距離表示３２ａｂ（図２参照）が印刷若しくはシール貼付等の手段によって設けられている。

このフイルタ環３２は、ビス３２ｘによって、後述する固定枠１６の前面に固定される（図３の符号［Ｖ］から図５の符号（３２ｘ）へと連結される）。

なお、詳細は後述するが、この距離窓３２ａからは、当該レンズ鏡筒１の内部に配設される４群枠ユニット１４（後述する）と一体に配設される距離指標板２０の指標線２０ａが露呈することで、距離表示がなされるようになっている。

上記前面飾り環３１は、上記フイルタ環３２の前面側外周寄りの部位を覆うことで内部の構造物を隠すと共に、略中央部近傍に配設される１群レンズ１１ａを露呈させて光路を確保するために設けられる略円環状薄板部材である。前面飾り環３１は、上記フイルタ環３２の前面外周寄りのフランジ部に対して、例えば両面テープ等の接着部材にて貼着固定される。

距離環３３は、レンズ鏡筒１の外周面のうち主にレンズ鏡筒の長さ方向の中程部位を覆う略円筒形状の部材からなり、後述する合焦機構１８と協働して手動合焦操作を行なう際の操作部材として機能する。そのために、距離環３３は、光軸Ｏ周りに回動自在に配設される。即ち、当該距離環３３は、使用者の手動操作を受けて、光軸Ｏ周りに回転する第２の枠手段である。

この場合において、距離環３３の先端寄りの内周部には、光軸方向に付勢力が作用する円環状に形成される薄板状の板バネ部材からなる距離環バネ３５が配設される。この距離環バネ３５には、複数の折曲爪部３５ａ（図３参照））が形成される。この折曲爪部３５ａは、距離環３３の被係合部３３ａ（図３参照）に係合することで距離環３３に対して回動しないようになっている。

そして、当該レンズ鏡筒１を組み立てた状態において、距離環バネ３５は、距離環３３の前端面と上記フイルタ環３２の後端面との間に挟持された状態で配設される。この構成によって、距離環３３は、距離環バネ３５によって後方に向けて押圧されている。したがって、距離環３３が回動するとき、該距離環３３と上記フイルタ環３２との間には、上記距離環バネ３５によって回転方向の摩擦（フリクション）が生じる。この摩擦力によって、距離環３３の回動を確保しながら、同距離環３３が軽い力で容易に回動してしまうことを抑止している。

後カバー３４は、本レンズ鏡筒１の外周面のうち主に後端部近傍部位を覆う略円筒形状の部材からなり、後述する固定枠１６に固定される。この後カバー３４の先端内側に、上記距離環３３の後端部が係合するように配置される。この場合において、後カバー３４の先端内側面と、距離環３３の後端外周面との間には、防塵シート３６（図３，図６等参照）が挟持された状態で配設される。この防塵シート３６は、距離環３３と後カバー３４との隙間から、本レンズ鏡筒１の内部に細かい塵埃等が侵入するのを抑止するために設けられる円環状シート部材である。

本実施形態のレンズ鏡筒１の内部構成部材は、主に図４〜図９等に示すように、先端側から順に１群枠ユニット１１と、２群枠ユニット１２と、絞りユニット１５と、３群枠ユニット１３と、４群枠ユニット１４と（ここまで図４参照）、固定枠１６，合焦機構１８，固定蓋１７，レンズ側マウントユニット３７（ここまで図５参照）等を含んで構成される固定枠ユニット等によって構成される。

１群枠ユニット１１は、第１レンズ群１１ａと、この第１レンズ群１１ａを保持する第１群枠１１ｂとによって構成されるユニットである。第１群枠１１ｂは、略円環形状に形成されており、略中央部に上記第１レンズ群１１ａが固定保持される。第１群枠１１ｂは、複数のビス１１ｘによって、後述の第２群枠１２ｂの前面側に固定保持される。

２群枠ユニット１２は、第２レンズ群１２ａと、この第２レンズ群１２ａを保持する第２群枠１２ｂとによって構成されるユニットである。第２群枠１２ｂは、中空の略円筒形状に形成されて、略中央部に上記第２レンズ群１２ａが固定保持される。また、第２群枠１２ｂの内部には、後述する絞りユニット１５，３群枠ユニット１３等が固定保持される。さらに、第４群枠ユニット１４が光軸Ｏに沿う方向に進退自在に配設される。そして、第２群枠１２ｂの前面には、上述したように第１群枠１１ｂが固定保持される。

第２群枠１２ｂの内側空間には、光軸Ｏと平行に後方へ向けて延びるように吊軸２１（図４，図７，図９参照）が配設される。この吊軸２１の一端は、図９に示すように、第２群枠１２ｂの前方内壁面の所定部位１２ｃにおいて軸支されており、他端は、上記固定蓋１７（詳細後述）の所定部位１７ａにおいて軸支される。そして、この吊軸２１は、４群枠ユニット１４のガイド部１４ｃの貫通孔に相対的に摺動可能に嵌合される。これにより、４群枠ユニット１４は、吊軸２１によって光軸Ｏに沿う方向に進退自在にガイドされるように構成される（図４等参照）。即ち、吊軸２１は、４群枠ユニット１４（第１の枠手段；後述する）を光軸Ｏと平行に直進案内する案内軸である。

また、４群枠ユニット１４が吊軸２１を回動中心として回転しないようにするために、吊軸２１に対して光軸Ｏを挟んで対向する部位には、回転規制軸２２が吊軸２１と平行に配設される。即ち、この回転規制軸２２は、上記吊軸２１と略同様に、一端が第２群枠１２ｂの前方内壁面の所定部位１２ｄにおいて軸支されており、他端は、上記固定蓋１７の所定部位１７ｂにおいて軸支される。ここで、第２群枠１２ｂの前方内壁面の所定部位１２ｄは、同所定部位１２ｂに対して光軸Ｏ周りに略１８０度回転した部位となる。また、上記固定蓋１７の所定部位１７ｂは、同所定部位１７ａに対して光軸Ｏ周りに略１８０度回転した部位となる。この回転規制軸２２は、４群枠ユニット１４の軸受部１４ｄの溝部に係合している。これにより、４群枠ユニット１４が上記吊軸２１によって光軸Ｏに沿う方向にガイドされて進退するとき、軸受部１４ｄが回転規制軸２２に沿って移動する。これにより、４群枠ユニット１４は、光軸Ｏに沿う方向にのみスムースに移動自在となっている。

上記４群枠ユニット１４は、合焦用レンズ（フォーカシング用レンズ）である第４レンズ群１４ａを保持する第１の枠手段である。即ち、当該４群枠ユニット１４は、第４レンズ群１４ａと、この第４レンズ群１４ａを保持する第４群枠１４ｂとによって構成されるユニットである。第４群枠１４ｂは、中空の略円筒形状に形成されて、略中央部後端に上記第４レンズ群１４ａが固定保持される。また、第４群枠１４ｂの外周面上には、上記ガイド部１４ｃと、上記軸受部１４ｄとが、それぞれ所定の部位に突設される。上述したように、ガイド部１４ｃには、上記吊軸２１が、軸受部１４ｄには回転規制軸２２が、それぞれ摺動自在に嵌合している。

一方、ガイド部１４ｃには、バネ掛け部１４ｅ（図８参照）が形成される。このバネ掛け部１４ｅには、例えば緊縮性のコイルバネ等からなるバネ手段である付勢部材１９（図４，図８参照）の一端が掛けられている。また、付勢部材１９の他端は、固定蓋１７のバネ掛け部１７ｃに掛けられている。したがって、第４群枠ユニット１４は、付勢部材１９の付勢力によって、常に固定蓋１７の方向へと引っ張られている。

さらに、ガイド部１４ｃには、距離指標板２０がビス２０ｘ等によって一体に配設される（図４参照）。この距離指標版２０の先端縁部には、指標線２０ａが形成されて、上述したように、この指標線２０ａは、上記距離窓３２ａを介して観察可能となっている。したがって、後述する合焦動作に伴って第４群枠ユニット１４が光軸Ｏに沿う方向へと移動すると、距離指標板２０も同時に同方向に移動する。この距離指標版２０が移動するのに指標線２０ａも所定の方向に移動するので、当該指標線２０ａの位置によって合焦用レンズである第４レンズ群１４ａの光軸Ｏ上における位置を特定することができるように構成されている。

絞りユニット１５は、絞り羽根や該絞り羽根を駆動する絞りモータ１５ａと、これらの構成部材を保持する絞りユニット枠部材１５ｂ等によって構成されるユニットである。絞りユニット枠部材１５ｂは略円環形状に形成される。そして、絞りユニット枠部材１５ｂは、複数のビス１５ｘによって、上記２群枠ユニット１２に対し、その内部において固定保持される。

３群枠ユニット１３は、第３レンズ群１３ａと、この第３レンズ群１３ａを保持する第３群枠１３ｂとによって構成されるユニットである。第３群枠１３ｂは、中空の略円筒形状に形成されていて、略中央部に上記第３レンズ群１３ａが固定保持される。そして、第３群枠１３ｂは、複数のビス１３ｘによって、上記絞りユニット１５を挟んで上記第２群枠ユニット１２に対し、その内部に固定保持される。

固定枠ユニットのうち固定枠１６は、先端部位及び後端部位が大径に形成され、全体が略円筒形状に形成された枠部材である。固定枠１６の内側空間には、上記１群枠ユニット１１，上記２群枠ユニット１２，上記絞りユニット１５，上記３群枠ユニット１３，上記４群枠ユニット１４が組み立てられた状態で収納される。

固定枠１６の前面には、上述したように、上記フイルタ環３２が複数のビス３２ｘによって固定枠１６の前面に固定保持される（図５の符号（３２ｘ）から図３の符号［Ｖ］からへと連結される）。

固定枠１６の上記先端大径部位には、外周面上に凹状部１６ａ（図５参照）が形成されている。この凹状部１６ａには、上記距離指標版２０の前半部が光軸Ｏ方向に移動自在に嵌合配置される。

また、固定枠１６の外周面上の一部であって、上記先端大径部位と後端大径部位との間の小径部の所定の部位に穿設された孔部１６ｂには合焦機構１８が固定配設される。この合焦機構１８の詳細構成は、後述する。

さらに、固定枠１６の外周面上には、上記合焦機構１８の近傍に隣接させた位置に第４枠位置検出手段の一部を構成するリニアエンコーダ１６ｃがビス１６ｙ等によって固定配置される。

固定枠１６の後端寄りの部位には、略円環形状の固定蓋１７が、複数のビス１７ｘによって固定される。固定蓋１７の直径は、上記固定枠１６の後端大経部位よりも小径に形成される。したがって、固定蓋１７は、固定枠１６の後端大径部位の内側近傍部位において、該固定枠１６の固定部に固定される。

また、さらに固定枠１６の後端面には、上記固定蓋１７を覆うようにして、該固定蓋１７の後端大径部位と略同径の直径を有し、略円環形状に形成されたレンズ側マウントユニット３７が複数のビス３７ｘによって上記固定枠１６の後面に対して固定されている。

次に、本実施形態のレンズ鏡筒１における合焦機構１８について、図５〜図９に加えて、図１０〜図１３を用いて以下に詳述する。

上記合焦機構１８は、駆動モータ１８ａと、リードスクリュー１８ｂと、ロングギア１８ｃと、ロングギア支持軸１８ｄと、フォーカスナット１８ｅと、転動部材であるローラ部材１８ｆと、基台金具１８ｇ等によって主に構成されている。

駆動モータ１８ａは、自動合焦動作を行なうための駆動源であり、例えばステッピングモータ等の電磁モータが適用される。駆動モータ１８ａの回転駆動軸には、リードスクリュー１８ｂが一体に形成されている。このリードスクリュー１８ｂは、光軸Ｏと平行に設けられており、かつ上記駆動モータ１８ａの回転出力によって回転する軸部材である。

また、駆動モータ１８ａには、上記リードスクリュー１８ｂの先端部を回動自在に支持する基台金具１８ｇが配設される。基台金具１８ｇは、例えば薄板状金属部材を折り曲げ加工して形成され、該合焦機構１８の基本部位を構成する部材である。この基台金具１８ｇは、上記駆動モータ１８ａに取り付けられた状態で、固定枠１６の外周面上において、例えばビス１８ｘ等によって固定される。

上記リードスクリュー１８ｂには、フォーカスナット１８ｅが螺合する。このフォーカスナット１８ｅは、外周面には平歯車部を有し、中心孔には雌ネジを有して形成されている。この雌ネジは、上記リードスクリュー１８ｂに螺合する。また、平歯車部は、後述するロングギア１８ｃと噛合している。そして、フォーカスナット１８ｅには、図６等に示すように、４群枠ユニット１４のナット当接部１４ｆが当接する。

ここで、上述したように、４群枠ユニット１４は、付勢部材１９の付勢力によって常に固定蓋１７の方向へと引っ張られている。したがって、ナット当接部１４ｆは、フォーカスナット１８ｅに当接した状態が常に維持されている。

即ち、フォーカスナット１８ｅ（ナット部材）と４群枠ユニット１４（第１の枠）とは、付勢部材１９（バネ手段）によって互いに当接が維持されている。

なお、フォーカスナット１８ｅは、リードスクリュー１８ｂだけが回転するとその回転に伴って、後述のロングギア１８ｃに対して、上記４群枠ユニット１４（第１の枠手段）と共に、光軸Ｏと平行な方向に非回転のまま移動するナット部材である。また、フォーカスナット１８ｅは、後述のロングギア１８ｃが回転するとその回転に伴って回転させられ、リードスクリュー１８ｂ上を光軸方向に上記４群枠ユニット１４（第１の枠手段）と共に移動する。

一方、基台金具１８ｇには、上記リードスクリュー１８ｂと平行にロングギア支持軸１８ｄの両端が軸支されている。このロングギア支持軸１８ｄは、ロングギア１８ｃに回転可能に嵌合、挿通している。

このロングギア１８ｃは、光軸方向に長軸を有し、外周面に歯車部を有する部材であって、この歯車部は、上記フォーカスナット１８ｅ（ナット部材）と上記４群枠ユニット１４（第１の枠手段）が光軸Ｏ方向に移動するのに必要な長さを有するように設定されている。また、ロングギア１８ｃは、光軸Ｏと平行に回転可能に配置される。そして、ロングギア１８ｃは、リードスクリュー１８ｂが回転するときには、後述するように距離環バネ３５の作用による距離環３３の非回転状態を受けて、フォーカスナット１８ｅの不回転状態を保持しながら、該フォーカスナット１８ｅを光軸Ｏ方向に案内するように構成されるガイド平歯車である。

ロングギア１８ｃは、上記フォーカスナット１８ｅの外周平歯車部に噛合している。また、ロングギア１８ｃの一端側（本実施形態においては駆動モータ１８ａ寄りの側）には、ローラ部材１８ｆが一体に配設されている。ここで、ロングギア１８ｃの一端は、図５等に示すように小判形状若しくはＤカット形状の凸状に形成されている。これに対応させてローラ部材１８ｆの中心孔も小判形状若しくはＤカット形状に形成されている。したがって、ロングギア１８ｃの凸部に対して同形状からなるローラ部材１８ｆの孔を嵌合させることで、ロングギア１８ｃとローラ部材１８ｆは一体に形成され一体に回転可能となっている。

なお、ローラ部材１８ｆの直径は、ロングギア１８ｃの直径よりも若干大となるように設定されている。そして、ローラ部材１８ｆの外周面は、上記距離環３３の内周面３３ｆ（図７参照）に当接している。したがって、距離環３３が外部からの力量（例えば使用者による操作）を受けて光軸Ｏ周りに回動すると、その距離環３３の回動力はローラ部材１８ｆに対して摩擦伝達される。これにより、ロングギア１８ｃもローラ部材１８ｆと共に一体に回動する構成となっている。

このように、上記ローラ部材１８ｆは、距離環３３（第２の枠手段）の手動操作による回動力をロングギア１８ｃ（ガイド平歯車）へと伝達する伝達手段として機能する。

即ち、上記伝達手段は、上記距離環３３（第２の枠手段の内周面）と、上記ロングギア１８ｃ（ガイド平歯車）と一体に設けられておりかつ上記距離環３３（第２の枠手段）が回転したときにその内周に当接して転動する転動部材であるローラ部材１８ｆとによって構成される。

そして、転動部材であるローラ部材１８ｆは、少なくとも距離環３３（第２の枠手段）と転動当接している面を、弾性を有し、かつ摩擦力の大きな材質の部材、例えばゴム材等によって構成されている。

他方、上述したように、４群枠ユニット１４のガイド部１４ｃには、距離指標板２０がビス２０ｘによって固定配置される。ここで、距離指標板２０には、第４群枠位置検出手段の一部を構成し、上記リニアエンコーダ１６ｃの検出部（入力移動部）１６ｃｃに係合する係合部材２０ｂが一体に取り付けられている（図１２，図１３参照）。係合部材２０ｂは、先端に切り欠きを有して形成される部材であって、上記ビス２０ｘによって距離指標板２０と共に、４群枠ユニット１４のガイド部１４ｃに固定される。そして、係合部材２０ｂの切欠部には、リニアエンコーダ１６ｃの検出部１６ｃｃが係合している。したがって、４群枠ユニット１４が光軸Ｏに沿う方向に移動して、距離指標板２０が同方向に移動すると、係合部材２０ｂも共に同方向に移動する。すると、係合部材２０ｂは、リニアエンコーダ１６ｃの検出部１６ｃｃに作用する。リニアエンコーダ１６ｃの検出出力信号は、図示しないレンズ基板上に実装されたＣＰＵ等からなる制御回路へと伝達される。これによって、４群枠ユニット１４の位置検出が行なわれる。

以上のように構成された上記第１の実施形態のレンズ鏡筒１において、合焦動作を行なう際の作用を、以下に説明する。

まず、自動合焦動作時の作用を説明する。使用者が当該レンズ鏡筒１を装着したカメラ（不図示）側の所定の操作、例えばファーストレリーズ操作等を行なうと、当該カメラは本実施形態のレンズ鏡筒１と協働して、自動合焦動作の実行を開始する。

この場合において、駆動モータ１８ａが駆動されると、リードスクリュー１８ｂが回動する。このとき、フォーカスナット１８ｅは、ロングギア１８ｃ，ローラ部材１８ｆを介して距離環３３との間で連結されているが、距離環３３とローラ部材１８ｆとの間に摩擦力が生じているので、距離環３３は不回動状態となっている。したがって、フォーカスナット１８ｅは、上記リードスクリュー１８ｂが回動しても回動せず、いわば回転規制された状態となっている。

このように、フォーカスナット１８ｅが回動しないことから、駆動モータ１８ａが駆動されてリードスクリュー１８ｂが回動すると、これに螺合するフォーカスナット１８ｅは回動しないので、同フォーカスナット１８ｅは光軸Ｏに沿う方向に進退移動する。このとき、フォーカスナット１８ｅには、４群枠ユニット１４のナット当接部１４ｆが常に当接している状態にある。したがって、フォーカスナット１８ｅの光軸Ｏ方向への進退移動に伴って、４群枠ユニット１４も同方向に進退移動する。このときの移動量は、リニアエンコーダ１６ｃによって検出される。制御回路（不図示）は、該リニアエンコーダ１６ｃの検出出力に基いて４群枠ユニット１４の移動制御を行なう。

次に、手動合焦動作時の作用を説明する。使用者が距離環３３を光軸Ｏ周りに回動させることによって手動合焦動作が開始される。距離環３３が回動すると、距離環内周とローラ部材１８ｆとの摩擦でローラ部材１８ｆが回転し、それに伴いロングギア１８ｃも回転し、フォーカスナット１８ｅが回動する。このとき、リードスクリュー１８ｂは、駆動モータ１８ａのディテントトルクによって不回転状態にある。したがって、フォーカスナット１８ｅは、ロングギア１８ｃの回動に従動して非回転のリードスクリュー１８ｂのネジ周りに回動しながら、光軸Ｏに沿う方向へと進退移動する。これによって、４群枠ユニット１４も同方向に進退移動する。

このように、使用者が距離環３３を手動操作によって回動させることによって、フォーカスナット１８ｅが光軸Ｏ方向に移動するので、自動合焦動作を行ない得る状態から、特に機構の切り換え操作を行なうことなく、そのまま手動合焦動作を行なうことができる。

なお、手動合焦動作を行なう場合において、フォーカスナット１８ｅが、その移動し得る範囲内の一端部に到達したときに、使用者がさらに距離環３３を同方向へと回動操作しようとしたとする。このとき、フォーカスナット１８ｅが距離環３３の回動操作に応じて回動を続けようとすると、フォーカスナット１８ｅの外周平歯車部とロングギア１８ｃの噛合部分に過負荷がかかることによる損傷等が生じる虞がある。

しかしながら、本実施形態のレンズ鏡筒１における合焦機構１８においては、距離環３３とロングギア１８ｃとの間にローラ部材１８ｆを介して駆動力の伝達を行なうように構成している。したがって、上述したような状況下において、ロングギア１８ｃとフォーカスナット１８ｅとの間に過負荷が生じた場合には、距離環３３とローラ部材１８ｆとの間で滑りが生じる構成となっている。したがって、ローラ部材１８ｆ以降、ロングギア１８ｃへの駆動力の伝達が断たれることとなり、よって、合焦機構１８Ａの構成部材（特にフォーカスナット１８ｅ）や４群枠ユニット１４に対して過負荷が加わらないように構成されている。

つまり、距離環３３が回転操作されたときに、ロングギア１８ｃに噛合するフォーカスナット１８ｅに過負荷が生じた場合、距離環３３の内周面とローラ部材１８ｆとの間で滑りが生じる。これにより、上記伝達手段（距離環３３の内周面とローラ部材１８ｆ）は、上記距離環３３（第２の枠手段）と上記フォーカスナット１８ｅ（ナット部材）との間に介在する滑りクラッチ手段として機能する。

以上説明したように上記第１の実施形態によれば、駆動モータ１８ａによる自動合焦動作時には、リードスクリュー１８ｂに螺合したフォーカスナット１８ｅの回転規制を行なって、これを進退移動させる一方、距離環３３による手動合焦動作時には、距離環３３の回動方向の駆動力をフォーカスナット１８ｅへと機械的に伝達して、回転規制されたリードスクリュー１８ｂに螺合するフォーカスナット１８ｅを回動させて、これを進退移動させるように構成している。

したがって、このような構成により、自動合焦動作を行ない得る状態から、特に機構の切り換え操作を行なうことなく、距離環３３を回動操作するのみで、即座に手動合焦動作を行なうことができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態のレンズ鏡筒について、図１４〜図１６を用いて以下に説明する。本実施形態の構成は、基本的には上述の第１の実施形態と略同様の構成であって、合焦機構の構成が異なるのみである。したがって、上述の第１の実施形態と同じ構成部材については同じ符号を用いるものとし、以下の説明においては、上述の第１の実施形態の構成と異なる部位についてのみ詳述する。

図１４は、本発明の第２の実施形態のレンズ鏡筒における合焦機構に関連する構成部材を取り出して示す要部拡大分解斜視図である。図１５は、図１４の合焦機構に関連する構成部材のみを組み立てた状態の断面図であって、図１６の［１５］−［１５］線に沿う断面図である。図１６は、図１５の矢印［１６］方向から見た平面図である。

本実施形態の合焦機構１８Ａは、駆動モータ１８ａと、リードスクリュー１８ｂと、基台金具１８ｇと、外周歯車１８ｈと、リングバネ１８ｉと、Ｅリング１８ｊと、ナット１８ｋ等によって主に構成される。本実施形態において、駆動モータ１８ａ，リードスクリュー１８ｂ，基台金具１８ｇ等は、上述の第１の実施形態と同様の形状からなる。

本実施形態においては、上述の第１の実施形態におけるフォーカスナットに変えてナット部組２４を設けると共に、ロングギア１８ｃ及びロングギア支持軸１８ｄとを廃して構成される。

ナット部組２４は、リードスクリュー１８ｂに螺合する雌ネジを中心孔に有するナット１８ｋと、外周面に平歯車を有する外周歯車１８ｈと、上記ナット１８ｋの軸部に挿通され薄板状板バネ部材を円環形状に形成した形態のリングバネ１８ｉと、上記ナット１８ｋの円周溝部に嵌合し上記リングバネ１８ｉの抜け止めとなるＥリング１８ｊとを有して構成される。

ナット１８ｋの軸部を、外周歯車１８ｈの中心孔にて嵌合した後、リングバネ１８ｉに挿通配置され、この状態で、同軸部の円周溝部にＥリング１８ｊが係止される。この場合において、リングバネ１８ｉは、外周歯車１８ｈの一端面とＥリング１８ｊの対向面との間で圧接挟持された状態となる。したがって、リングバネ１８ｉは、外周歯車１８ｈの他端面をナット１８ｋのフランジ面に向けて光軸Ｏに平行な方向に押圧している。そして、ナット１８ｋの軸部は、外周歯車１８ｈの中心孔に嵌合して一体となっている。したがって、ナット１８ｋ若しくは外周歯車１８ｈのいずれか一方が回動すると、両者の嵌合力及びリングバネ１８ｉの押圧力によって、両者は一体となって回動する。その一方で、例えば外周歯車１８ｈに所定以上の回動力量、即ちリングバネ１８ｉの付勢力により生じる摩擦トルク以上の力量が加わった時には、外周歯車１８ｈとナット１８ｋとの間で滑りが発生するように設定される。この場合には、外周歯車１８ｈのみが別体として回動することになる。

そして、上記ナット部組２４の雌ネジはリードスクリュー１８ｂに螺合している。この状態で、外周歯車１８ｈは、距離環３３Ａの内周面に形成された内歯ギア３３Ａａに噛合している。ここで、内歯ギア３３Ａａは、距離環３３Ａ（第２の枠手段）の手動操作による回動力をナット部組２４を介して４群枠ユニット１４へと伝達する伝達手段である。

つまり、この伝達手段は、上記距離環３３Ａ（第２の枠手段）の内周に設けられ上記ナット部組２４の外周歯車１８ｈ（平歯車）と噛合する内歯ギア３３Ａａ（内歯車）からなり、上記距離環３３Ａ（第２の枠手段）が回転したときに、上記内歯ギア３３Ａａ（平歯車）を回転させるように構成される。その他の構成は、上述の第１の実施形態と同様である。

以上のように構成された上記第２の実施形態のレンズ鏡筒における作用を、以下に簡単に説明する。

まず、自動合焦動作時には、使用者がファーストレリーズ操作等を行なうと駆動モータ１８ａが駆動され、リードスクリュー１８ｂが回動する。このとき、ナット部組２４の外周歯車１８ｈは、距離環３３Ａの内歯ギア３３Ａａに噛合しており、距離環３３が距離環バネ３５の上記作用により不回転状態となっている。したがって、ナット部組２４は、上記リードスクリュー１８ｂが回動してもナット部組２４は回動せず、いわば回転規制された状態となっている。この状態で駆動モータ１８ａが駆動されリードスクリュー１８ｂが回動すると、ナット１８ｋは光軸Ｏに沿う方向に進退移動し、これに連動して４群枠ユニット１４も同方向に進退移動する。

次に、手動合焦動作時には、距離環バネ３５の付勢力による摩擦力に抗して使用者が距離環３３Ａを光軸Ｏ周りに回動させる。距離環３３が回動すると、内歯ギア３３Ａａに噛合する外周歯車１８ｈを介してナット部組２４が回動する。このとき、リードスクリュー１８ｂは、駆動モータ１８ａのディテントトルクによって不回転状態にある。したがって、ナット部組２４は回動しながら、光軸Ｏに沿う方向へと進退移動する。これによって、４群枠ユニット１４も同方向に進退移動する。

この手動合焦動作時にナット部組２４が可動範囲内の一端部に到達した後、さらに距離環３３Ａが同方向へと回動操作されたとする。このとき、ナット部組２４が距離環３３Ａの回動操作に応じて回動を続けようとしても、外周歯車１８ｈとナット１８ｋとの間で滑りが生じる。これにより外周歯車１８ｈは空回りして、合焦機構１８Ａの構成部材に過負荷が加わることを抑止する。

本実施形態のレンズ鏡筒における合焦機構１８Ａにおいては、４群枠ユニット１４を光軸Ｏ方向に進退させるためのナット部組２４を、外周歯車１８ｈとナット１８ｋとの二部材で構成し、両者間の駆動力の伝達を、リングバネ１８ｉの付勢力によって行なうように構成している。このような構成により、上述の第１の実施形態と同様に、合焦機構１８Ａや４群枠ユニット１４に対して過負荷が加わるのを抑止する。

したがって、リングバネ１８ｉ（バネ部材）は、上記ナット部組２４の外周歯車１８ｈ（平歯車）と上記ナット部組２４のナット１８ｋとを光軸Ｏに平行な方向で互いに圧接している。これと同時に、リングバネ１８ｉは、ナット部組２４に過負荷が生じた時には、滑りクラッチ手段として機能する。

以上説明したように上記第２の実施形態によれば、上述の第１の実施形態に対して若干簡素化された構成としたにもかかわらず、略同様の効果を得ることができる。

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態のレンズ鏡筒について、図１７〜図１９を用いて以下に説明する。本実施形態の構成は、基本的には上述の第１，第２の実施形態と略同様の構成であって、合焦機構の構成が異なるのみである。したがって、上述の第１，第２の実施形態と同じ構成部材については同じ符号を用いるものとし、以下の説明においては、上述の第１，第２の実施形態の構成とは異なる部位についてのみ詳述する。

図１７は、本発明の第３の実施形態のレンズ鏡筒における合焦機構に関連する構成部材と外装部品を取り出して示す要部拡大分解斜視図である。図１８は、図１７の合焦機構に関連する構成部材と外装部品を組み立てた状態の断面図であって、図１９の［１８］−［１８］線に沿う断面図である。図１９は、図１８の［１９］−［１９］線に沿う断面図である。

本実施形態のレンズ鏡筒においては、外装部品であるフイルタ環３２と距離環３３Ｂとの間に距離環バネ３５が設けられており、この距離環バネ３５が距離環３３Ｂを後方に向けて押圧している点は、上述の第１，第２の実施形態と同様の構成である。

本実施形態においては、上記距離環３３Ｂの後方であって後カバー３４の内側部位に内歯ギア環３８を配設している点が異なる。この内歯ギア環３８は、内周面上に内歯ギア３８ａを有する環状部材である。

本実施形態における第２の枠手段は、手動により回転させられる第１回転環である距離環３３Ｂと、内周面にナットギア１８ｍ（ナット部材；後述する）と噛合する内歯ギア３８ａを有し上記距離環３３Ｂと共に回転する第２回転環である内歯ギア環３８との二体化された環状部材によって構成される。そして、上記距離環３３Ｂ（第１回転環）と内歯ギア環３８（第２回転環）とは、距離環バネ３５（バネ部材）によって光軸Ｏ方向に付勢され、摩擦力によって一体に結合されるように構成される。

内歯ギア環３８の前端面３８ｂは、上記距離環３３Ｂの内周側の後端縁近傍に形成される内向フランジ部３３Ｂｂに当接している。上述したように、上記距離環３３Ｂは、上記距離環バネ３５の付勢力によって後方へと押されているので、内歯ギア環３８も距離環３３Ｂを介して同方向に押圧される。

一方、内歯ギア環３８の後端縁は、固定枠（不図示）の内周側の後端縁部近傍に設けられたボール環３９に当接している。これによりボール環３９は、上記距離環バネ３５による上記内歯ギア環３８の後方への押圧を受けている。

上記ボール環３９は、円環形状部材からなり、上記内歯ギア環３８との当接面側に、複数のボール部材３９ａが周方向において等間隔に配設されている。この複数のボール部材３９ａは、上記内歯ギア環３８の内周の後端縁近傍に設けられたスラスト面３８ｃに当接することで、当該内歯ギア環３８を円滑に回動させるためのボールベアリングとして機能する。

上記内歯ギア環３８は、距離環３３Ｂ（第２の枠手段）の手動操作による回動力をナットギア１８ｍを介して４群枠ユニット１４へと伝達する伝達手段である。

他方、本実施形態における合焦機構１８Ｂは、駆動モータ１８ａと、リードスクリュー１８ｂと、基台金具１８ｇと，ナットギア１８ｍ等によって主に構成される。このうち、駆動モータ１８ａ，リードスクリュー１８ｂ，基台金具１８ｇは、上述の第１の実施形態と同様の形状からなる。上記合焦機構１８Ｂのうちナットギア１８ｍは、中心軸孔にリードスクリュー１８ｂに螺合する雌ネジを有すると共に、外周面に内歯ギア環３８と噛合する平歯車部を有するナット部材である。その他の構成は、上述の第１，第２の実施形態と略同様である。

以上のように構成された上記第３の実施形態のレンズ鏡筒における作用を、以下に簡単に説明する。

まず、自動合焦動作時には、駆動モータ１８ａが駆動されてリードスクリュー１８ｂが回動する。このとき、ナットギア１８ｍの平歯車部と内歯ギア環３８の内歯ギア３８ａとは噛合している状態にあり、距離環３３Ｂは距離環バネ３５の摩擦力により不回転状態にある。したがって、上記リードスクリュー１８ｂが回動してもナットギア１８ｍは回動することはなく、いわば回転規制された状態となっている。つまり、距離環３３Ｂが不回転状態にあるときには、ナットギア１８ｍは不回転状態を維持する。

この状態で駆動モータ１８ａが駆動されリードスクリュー１８ｂが回動すると、ナットギア１８ｍは不回転状態を維持したままリードスクリュー１８ｂとナットギア１８ｍの雌ネジとの作用により光軸Ｏ方向に進退移動される。これにより、４群枠ユニット４も同方向に進退移動する。

次に、手動合焦動作時には、距離環３３Ｂが使用者によって光軸Ｏ周りの回動方向に手動操作をされる。すると、距離環３３Ｂとボール環３９とに挟まれた内歯ギア環３８は、上記距離環３３Ｂと一体に円滑に回動する。このとき、リードスクリュー１８ｂは、駆動モータ１８ａのディテントトルクによって不回転状態にある。したがって、ナットギア１８ｍは回動しながら、リードスクリュー１８ｂとナットギア１８ｍの雌ネジとの作用により光軸Ｏに沿う方向へと進退移動する。これによって、４群枠ユニット１４も同方向に進退移動する。

この手動合焦動作時にナットギア１８ｍが可動範囲内の一端部に到達した後、さらに距離環３３Ｂが同方向へと回動操作されたとする。このとき、ナットギア１８ｍが距離環３３Ｂの回動操作に応じて回動を続けようとすると、距離環３３Ｂと内歯ギア環３８との間、即ち距離環３３Ｂのフランジ部３３Ｂｂと内歯ギア環３８の前端面３８ｂとで滑りが生じる。これにより、距離環３３Ｂが回動操作されても、内歯ギア環３８が不回転状態になり、よって合焦機構１８Ｂの構成部材に過負荷が加わることを抑止する。

以上説明したように上記第３の実施形態によれば、上述の第１，第２の実施形態と略同様の効果を得ることができる。

なお、上記各実施形態においては、光軸Ｏに沿う方向に進退自在に構成される第１の枠手段としての４群枠ユニット１４は、合焦用レンズを保持しフォーカシングのために進退移動させる枠部材としている。しかしながら、本発明の構成は、この構成及び用途に限られることはなく、例えば変倍用レンズを保持しズーミングのために光軸Ｏ方向に進退移動する枠部材に適用することは全く同様に可能である。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用を実施し得ることが可能であることは勿論である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによって、種々の発明が抽出され得る。例えば、上記一実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

１……レンズ鏡筒，２……外装部品，１１……１群枠ユニット，１２……２群枠ユニット，１３……３群枠ユニット，１４……４群枠ユニット，１５……絞りユニット，１６……固定枠，１６ｃ……リニアエンコーダ，１７……固定蓋，１８，１８Ａ，１８Ｂ……合焦機構，１８ａ……駆動モータ，１８ｂ……リードスクリュー，１８ｃ……ロングギア，１８ｄ……ロングギア支持軸，１８ｅ……フォーカスナット，１８ｆ……ローラ部材，１８ｇ……基台金具，１８ｈ……外周歯車，１８ｉ……リングバネ，１８ｊ……Ｅリング，１８ｋ……ナット，１８ｍ……ナットギア，１８ｘ……ビス，１９……付勢部材，２０……距離指標板，２０……指標線，２０ｂ……係合部材，２１……吊軸，２１……案内軸，２２……回転規制軸，２４……ナット部組，３３，３３Ａ，３３Ｂ……距離環，３３ａ……被係合部，３３Ａａ……内歯ギア，３３Ｂｂ……内向フランジ部，３４……後カバー，３５……距離環バネ，３５ａ……折曲爪部，３６……防塵シート，３７……レンズ側マウントユニット，３８……内歯ギア環，３８ａ……内歯ギア，３９……ボール環，３９ａ……ボール部材

Claims (6)

1. レンズ鏡筒において、
   駆動源と、
   光軸と平行に設けられ上記駆動源の回転出力により回転するリードスクリューと、
   第１の枠手段と、
   手動操作を受けて回転する第２の枠手段と、
   上記第１の枠手段を光軸と平行に直進案内する案内軸と、
   外周面に平歯車部を有し、上記リードスクリューと螺合するネジが形成され、回転可能で、上記リードスクリューの回転に伴い、上記第１の枠手段と共に光軸と平行に移動するナット部材と、
   上記ナット部材と噛合し、上記第１の枠手段が光軸方向に移動するに必要な距離分の長さを光軸方向に有し、上記光軸と平行に回転可能で、上記リードスクリューが回転するとき上記ナット部材を不回転とし光軸方向に移動可能とする平歯車と、
   上記第２の枠手段の上記回転を上記平歯車に伝達する伝達手段と、
   上記第２の枠手段と、上記ナット部材との間に設けられているクラッチ手段と、
   を具備したことを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 上記伝達手段は、上記第２の枠手段の内周と、上記平歯車に設けられ上記第２の枠手段が回転したときに該内周を転動する転動部材とを有することを特徴とした請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 上記転動部材は、上記第２の枠手段と転動当接している面がゴム材から構成されていることを特徴とした請求項２に記載のレンズ鏡筒。
4. 上記ナット部材と上記第１の枠手段とは、バネ手段により互いに当接が維持されたことを特徴とした請求項１に記載のレンズ鏡筒。
5. 上記第１の枠手段は、フォーカシングのためのレンズを保持していることを特徴とした請求項１に記載のレンズ鏡筒。
6. 上記第１の枠手段は、ズーミングのためのレンズを保持していることを特徴とした請求項１に記載のレンズ鏡筒。

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