JP6525812B2 - レンズ鏡筒、及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置に搭載されるレンズ鏡筒、及びレンズ鏡筒を備える撮像装置に関する。

デジタルカメラ等の撮像装置では、レンズ鏡筒の外周側に設けた操作リングを回転操作することにより、レンズを移動させてズーミングやフォーカシングを可能にしたものがある。例えば、レンズ鏡筒の側部に手動と電動の切替スイッチを設けて電動駆動と手動操作によるズーミング等を可能にした構成が開示されている（特許文献１及び２）。

また、操作リングの回転量を検出して、検出量に応じて電動でレンズを駆動することにより、手動操作に近い感覚で操作可能にした構成も開示されている（特許文献３）。更に、レンズ鏡筒に対して２つの入力を実現するギア機構により、切替スイッチを設けることなく、操作リングの手動操作と電動駆動によるズーミング等を可能にした構成も開示されている（特許文献４）。

特開２００８−５８９１４号公報 特開２００６−２５９１３０号公報 特開平５−１１１６３号公報 特開２０１２−４２６１９号公報

しかし、上記特許文献１及び２では、操作リングの回転をレンズ鏡筒へ伝えるためのギア列とギアを軸方向に移動させるための切替機構が必要になるため、部品点数が多く、レンズ鏡筒ひいては撮像装置の小型化を妨げる原因になる。

また、上記特許文献３では、操作リングの回転をギア列を介してレンズ鏡筒に伝える際に、ギア歯への切替機構のガタつきの影響が累積するため操作リングの回転操作タイミングとレンズの駆動タイミングとの間にタイムラグが発生する可能性がある。

更に、上記特許文献４では、切替機構の問題は解決されるが、２つの入力を実現するギア機構を設置するために大きなスペースが必要となり、レンズ鏡筒ひいては撮像装置の小型薄型化を妨げる原因になる。

そこで、本発明は、手動によるレンズ駆動と電動によるレンズ駆動とを簡単な機構で切替可能にしてレンズ鏡筒ひいては撮像装置の小型薄型化を実現するとともに、操作リングの回転操作とレンズ駆動との間にタイムラグが生じるのを防止する技術を提供する。

上記目的を達成するために、本発明は、操作リングを回転操作可能に支持する撮像装置に搭載されるレンズ鏡筒であって、レンズを保持するレンズ保持部に係合し、回転しながら光軸方向に移動することにより、前記レンズ保持部を光軸方向に駆動する駆動筒と、前記駆動筒に伝達機構を介して回転を伝達するモータと、前記駆動筒に前記モータにより回転を伝達して前記レンズ保持部を光軸方向に駆動する電動によるレンズ駆動と、前記操作リングの回転を前記操作リングと一体に回転する弾性部材を介して前記駆動筒に伝達して前記レンズ保持部を光軸方向に駆動する手動によるレンズ駆動とをユーザ操作により切り替える切替手段と、を備え、前記駆動筒は、非撮影領域から撮影領域に光軸方向に移行する間に前記弾性部材に係合して、前記操作リングの回転が伝達可能になることを特徴とする。

本発明によれば、手動によるレンズ駆動と電動によるレンズ駆動とを簡単な機構で切替可能にしてレンズ鏡筒ひいては撮像装置の小型薄型化を実現するとともに、操作リングの回転操作とレンズ駆動との間にタイムラグが生じるのを防止することができる。

（ａ）は本発明の撮像装置の実施形態の一例であるデジタルカメラを正面側から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すデジタルカメラを背面側から見た斜視図である。 図１（ａ）に示すデジタルカメラの分解斜視図である。 （ａ）は内部フレームに固定されたレンズ鏡筒を正面側から見た図、（ｂ）はレンズ鏡筒を正面側から見た図である。 レンズ鏡筒の沈胴位置での断面図である。 レンズ鏡筒の撮影位置での断面図である。 レンズ鏡筒の分解斜視図である。 固定カム筒の内周側の展開図である。 駆動筒の内周側の展開図である。 （ａ）はモータから駆動筒への駆動力の伝達経路を説明する図、（ｂ）は（ａ）に示すスリップギアの分解斜視図である。 （ａ）は電動によるズーム駆動状態でのギア連結切替機構とスリップギアとの関係を示す断面図、（ｂ）はスリップギアの空転状態を示す断面図である。（ｃ）は手動によるズーム駆動状態でのギア連結切替機構とスリップギアとの関係を示す断面図、（ｄ）はズーム駆動を手動から電動へ切り替える際のスリップギアの押し込み開始状態を示す断面図である。 （ａ）はレンズ鏡筒のギアボックスに取り付けられるギア連結切替機構の分解斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すギア連結切替機構を構成するギア付勢ユニットの分解斜視図である。 （ａ）はズーム操作リング及びレンズ鏡筒の収納位置での断面図、（ｂ）はズーム操作リング及びレンズ鏡筒の撮影位置（繰り出し位置）での断面図である。 （ａ）は切替部材が電動側に操作されたときのギア付勢ユニット及び規制シャフトの動作を説明する正面図、（ｂ）は切替部材が手動側に操作されたときのギア付勢ユニット及び規制シャフトの動作を説明する正面図である。 （ａ）は切替部材が電動側に操作されたときのギア付勢ユニット及び規制シャフトの動作を説明する断面図、（ｂ）は切替部材が手動側に操作されたときのギア付勢ユニット及び規制シャフトの動作を説明する断面図である。 （ａ）は切替部材が電動側に操作されたときのギア付勢ユニット及び規制シャフトの動作を説明する斜視図、（ｂ）は切替部材が手動側に操作されたときのギア付勢ユニット及び規制シャフトの動作を説明する斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の一例を説明する。

図１（ａ）は本発明の撮像装置の実施形態の一例であるデジタルカメラ１を正面側から見た斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すデジタルカメラ１を背面側から見た斜視図である。

図１（ａ）に示すように、本実施形態のデジタルカメラ１は、正面側に、沈胴位置と撮影位置との間で光軸方向に移動して撮影倍率を変更するズーム式のレンズ鏡筒２が搭載されている。レンズ鏡筒２の外周側には、ズーム操作リング１０１が回転操作可能に設けられ、ズーム操作リング１０１の近傍には、電動によるズーム駆動と手動によるズーム駆動とをユーザ操作により切り替えるための切替部材１０２が設けられている。

また、デジタルカメラ１の上面部には、電源ボタン１０３、レリーズボタン１０４、ズームレバー１０５、モードダイヤル１０６、露出補正ダイヤル１０７、及びポップアップ式のストロボユニット１０８が設けられている。デジタルカメラ１の正面側から見て右側の側部には、ポップアップレバー１０９が設けられ、ポップアップレバー１０９を操作することにより、ストロボユニット１０８の発光部がポップアップして発光可能状態にすることができる。

図１（ｂ）に示すように、デジタルカメラ１の背面部には、ＬＣＤ等で構成される表示ユニット１１０、各種操作ボタン群１１１、及びグリップ部１１２が設けられている。また、デジタルカメラ１の背面部から見て右側の側部には、外部機器と接続するための端子を開閉可能に覆う端子カバー１１３が設けられている。

図２は、図１（ａ）に示すデジタルカメラ１の分解斜視図である。図２に示すように、デジタルカメラ１を正面側から見てレンズ鏡筒２の左側には、電池収納ユニット１１８が設けられ、レンズ鏡筒２の右側には、ストロボユニット１０８が設けられている。電池収納ユニット１１８及びストロボユニット１０８は、それぞれ内部フレーム１１４に固定されている。

ストロボユニット１０８には、ストロボユニット１０８と係合するポップアップレバー１０９を有する側面カバー１１５が設けられている。電池収納ユニット１１８の背面には、不図示の基板が固定され、基板には、ＣＰＵ、メモリ、外部接続コネクタ、画像処理ＬＳＩ等が実装されるとともに、レンズ鏡筒２が接続される。レンズ鏡筒２には、撮影光学系を構成するレンズ群、レンズ駆動機構、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子が組み込まれている。

デジタルカメラ１の正面側には、正面カバーユニット１１７、及びズーム操作リング１０１が設けられ、ズーム操作リング１０１の内周部には、ズーム操作リング１０１と一体に回転するクッション材等からなるリング状の弾性部材１１６が固定されている。ズーム操作リング１０１は、正面カバーユニット１１７に対して弾性部材１１６とともに回転操作可能に支持されている。

正面カバーユニット１１７には、切替部材１０２が取り付けられている。切替部材１０２は、前述したように、手動によるズーム駆動と電動によるズーム駆動とをユーザ操作により切り替えるための部材である。切替部材１０２は、正面カバーユニット１１７に対して不図示のクリック機構を有する切替機構によって位置規制されている。正面カバーユニット１１７の組み付け時には、切替部材１０２は、ギア連結切替機構３と係合するようになっている。

図３（ａ）は内部フレーム１１４に固定されたレンズ鏡筒２を正面側から見た図、図３（ｂ）はレンズ鏡筒２を正面側から見た図である。図３に示すように、レンズ鏡筒２の図の右下部には、レンズ鏡筒２をズーム駆動するためのギアボックス４が配置され、底面部には、モータ４０１が配置されている。モータ４０１は、背面部に設けられたギア列４０２〜４０８（図９参照）を介して駆動筒２２４（図４参照）に連結される。モータ４０１の上面側で、かつギア列４０２〜４０８（図９参照）の正面側には、ギア連結切替機構３が取り付けられている。

図４は、レンズ鏡筒２の沈胴位置での断面図である。図５は、レンズ鏡筒２の撮影位置での断面図である。図６は、レンズ鏡筒２の分解斜視図である。

図４乃至図６に示すように、レンズ鏡筒２は、１群ユニット２１０、２群レンズ保持部２１３、３群ユニット２１６、４群レンズ保持部２１７、及び５群レンズ保持部２１８の５群レンズで構成されている。２群レンズ保持部２１３と３群ユニット２１６との間には、撮影時の光量調整部材である絞りユニット２１４が設けられている。１群ユニット２１０、２群レンズ保持部２１３、絞りユニット２１４、及び５群レンズ保持部２１８は変倍系のレンズ群である。

１群ユニット２１０は、第１レンズ２０１を保持する１群レンズ保持部２１２と、１群レンズ保持部２１２を保持し、第１レンズ２０１を保護するバリア部材を有する１群地板２１１とを備える。２群レンズ保持部２１３は、第２レンズ２０２を保持する。３群ユニット２１６は、第３レンズ２０３を保持する３群レンズ保持部２１５と、不図示のシャッタ部材を有する３群地板２１６ａとを備える。３群ユニット２１６は、防振機構を有し、撮影中に３群レンズ保持部２１５が光軸と直交する方向に移動することで、撮影時の手振れなどを補正する。

４群レンズ保持部２１７は、フォーカスレンズを構成する第４レンズ２０４を保持する。５群レンズ保持部２１８は、第５レンズ２０５，２０６を保持し、４群レンズ保持部２１７を光軸方向に沿って移動可能に保持する。各群のレンズを光軸方向に移動させることにより、ズーム動作が行われる。

図６に示すように、レンズ鏡筒２は、ズーム機構を構成するカバー筒２２５と、カバー筒２２５にビス等により締結されるセンサホルダユニット２１９とを有する。センサホルダユニット２１９には、図４乃至図６に示すように、センサプレート２２７を介して撮像素子２０８が保持されている。撮像素子２０８の正面側（被写体側）には、センサホルダユニット２１９とセンサゴム２２６との間に挟持された光学フィルタ２０７が配置されている。

また、センサホルダユニット２１９には、図６に示すように、モータ４０１とギア列４０３〜４０８（図９参照）が設けられている。モータ４０１の駆動軸には、ギア（ピニオン）４０２が固定され、モータ４０１の駆動によってギア４０２が回転し、この回転がギア列４０３〜４０８を介して駆動筒２２４に伝達されることにより、レンズ鏡筒２が光軸方向に駆動される。ギア列４０３〜４０８は、本発明の伝達機構の一例に相当する。

図４及び図５に示すように、５群レンズ保持部２１８には、４群レンズ保持部２１７が光軸方向に直進移動可能に支持されている。４群レンズ保持部２１７には、ナット部２１７ａが設けられ、ナット部２１７ａは、ばね２１７ｂによって４群レンズ保持部２１７に対して光軸方向に付勢された状態で４群レンズ保持部２１７と一体的に光軸方向に沿って移動可能になっている。

５群レンズ保持部２１８には、４群レンズ保持部２１７を駆動するためのねじ軸が形成された駆動源２１８ａが設けられている。また、５群レンズ保持部２１８には、図６に示すように、光軸と平行に配置されたメインガイド軸２１８ｂと回転規制用のサブガイド軸２１８ｃとが圧入等により固定されている。

この一対のガイド軸２１８ｂ，２１８ｃには、それぞれ４群レンズ保持部２１７に形成されたガイド部２１７ｃ，２１７ｄが光軸方向に移動可能に嵌合されている。そして、５群レンズ保持部２１８に設けられた駆動源２１８ａが駆動されると、ナット部２１７ａが螺合されたねじ軸が回転して、４群レンズ保持部２１７が光軸方向に駆動される。これにより、４群レンズ保持部２１７及び５群レンズ保持部２１８がフォーカスレンズ機構として機能する。

図４及び図５に示すように、２群レンズ保持部２１３、３群ユニット２１６、４群レンズ保持部２１７、及び５群レンズ保持部２１８の外周側には、移動カム筒２２２が設けられている。移動カム筒２２２の内周部には、図６に示すように、軌跡の異なる３種類のカム溝２２２ａが形成されている。３種類のカム溝２２２ａには、２群レンズ保持部２１３、絞りユニット２１４、及び３群ユニット２１６の外周部に形成されたフォロアピン２１３ａ，２１４ｂ，２１６ｂがそれぞれ係合して追従するようになっている。

また、移動カム筒２２２の内周部には、各レンズ群が移動する際に回転を規制する直進ガイド筒２２１が設けられている。直進ガイド筒２２１と移動カム筒２２２とは、バヨネット結合されて光軸方向で略一体的に移動し、移動カム筒２２２は、直進ガイド筒２２１に対して相対的に回転可能となっている。

直進ガイド筒２２１には、図６に示すように、光軸方向に延びる直進溝２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃが形成されている。この直進溝２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃによって、２群レンズ保持部２１３、絞りユニット２１４、及び３群ユニット２１６は、回転規制された状態で光軸方向に直進移動する。

移動カム筒２２２の外周側には、１群ユニット２１０の１群地板２１１が配置されている。１群地板２１１の内周部には、フォロアピン２１１ｂ（図５参照）が形成され、フォロアピン２１１ｂは、移動カム筒２２２の外周部に形成されたカム溝２２２ａに係合して追従するようになっている。また、１群地板２１１の内周部には、直進ガイド溝２１１ａが形成され、直進ガイド溝２１１ａには、直進ガイド筒２２１に形成されたガイド突起２２１ｄが光軸方向に移動可能に嵌合されている。これにより、１群ユニット２１０が回転規制された状態で光軸方向に直進移動する。

以上の構成により、移動カム筒２２２が回転することにより、移動カム筒２２２に追従する１群ユニット２１０、２群レンズ保持部２１３、絞りユニット２１４、及び３群ユニット２１６が回転規制された状態で光軸方向に直進移動する。

１群ユニット２１０の外周側には、化粧筒２２０が移動カム筒２２２と一体に設けられている。移動カム筒２２２の外周側には、固定カム筒２２３が配置され、固定カム筒２２３の外周側には、駆動筒２２４が配置され、駆動筒２２４の外周側には、カバー筒２２５が配置されている。固定カム筒２２３は、図４乃至図６に示すように、カバー筒２２５とセンサホルダユニット２１９とに挟み込まれた状態で固定配置される。

図７は、固定カム筒２２３の内周側の展開図である。図８は、駆動筒２２４の内周側の展開図である。

図７に示すように、固定カム筒２２３の内周部には、カム溝２２３ａ、及び光軸方向に延びる直進ガイド溝２２３ｄ１，２２３ｄ２が形成されている。カム溝２２３ａには、移動カム筒２２２のフォロアピン２２２ｂ（図６参照）が係合し、直進ガイド溝２２３ｄ１，２２３ｄ２には、直進ガイド筒２２１の直進規制部２２１ｅ（図６参照）が光軸方向に移動自在に係合している。また、固定カム筒２２３には、スリット状の貫通カム２２３ｂがカム溝２２３ａと同じ軌跡で形成されている。

図８に示すように、駆動筒２２４の内周部には、光軸方向に延びる駆動溝２２４ｄが形成され、駆動溝２２４ｄには、移動カム筒２２２のフォロアピン２２２ｂが移動可能に係合する。駆動溝２２４ｄの被写体側の先端部（図中上端部）は、駆動筒２２４の被写体側の先端部（図中上端部）まで達しない位置に配置されている。これにより、駆動筒２２４の被写体側の端部から外部の有害光が侵入するのを防止している。また、移動カム筒２２２の光軸方向への移動量は、この駆動溝２２４ｄにより規制されることになる。移動カム筒２２２のフォロアピン２２２ｂは、固定カム筒２２３の貫通カム２２３ｂに対して光軸方向に所定の間隔をあけた位置に配置される。

駆動筒２２４の外周部には、ギア部２２４ｇ（図６参照）が形成され、ギア部２２４ｇには、モータ４０１の駆動力がギア列４０２〜４０８を介して伝達される。これにより、移動カム筒２２２は、固定カム筒２２３のカム溝２２３ａに追従して回転しながら光軸方向に移動する。

直進ガイド筒２２１は、移動カム筒２２２と一体に光軸方向に移動するが、直進ガイド部２２１ｅが固定カム筒２２３の直進ガイド溝２２３ｄ１，２２３ｄ２に移動可能に嵌合することによって回転規制されている。これにより、直進ガイド筒２２１は、回転規制された状態で光軸方向に直進移動する。

また、図６及び図８に示すように、駆動筒２２４の内周部には、５群駆動用カム溝２２４ａが形成され、５群駆動用カム溝２２４ａには、５群レンズ保持部２１８の外周部に形成されたフォロアピン２１８ｄが係合して追従するようになっている。固定カム筒２２３には、図６及び図７に示すように、光軸方向に延びる貫通穴２２３ｅが形成され、この貫通穴２２３ｅにフォロアピン２１８ｄが係合することにより、５群レンズ保持部２１８が回転規制される。

また、図６及び図８に示すように、駆動筒２２４の内周部には、駆動筒駆動用カム溝２２４ｃが形成され、駆動筒駆動用カム溝２２４ｃには、固定カム筒２２３の外周部に形成されたフォロアピン２２３ｊが係合して追従するようになっている。駆動筒２２４の駆動筒駆動用カム溝２２４ｃは、図８に示すように、平坦部とリフト部を有し、図の収納位置に対して撮影位置が撮像素子２０８側に光軸方向に変位するように形成されている。そのため、駆動筒２２４が回転すると、固定カム筒２２３のフォロアピン２２３ｊが駆動筒駆動用カム溝２２４ｃに追従することで、駆動筒２２４が光軸方向被写体側に移動する。

図９（ａ）はモータ４０１から駆動筒２２４への駆動力の伝達経路を説明する図、図９（ｂ）は図９（ａ）に示すスリップギア４０５，４０６の分解斜視図である。

図９（ａ）を参照して、モータ４０１の駆動力は、駆動軸に取り付けられたギア（ピニオン）４０２からギア列４０３〜４０８を介して駆動筒２２４のギア部２２４ｇへ減速されて伝達され、これにより、駆動筒２２４が回転する。

ギア列４０２〜４０８は、２つのスリップギア４０５，４０６を有する。２つのスリップギア４０５，４０６のうち、大径のスリップギア４０５が入力ギアとされ、小径のスリップギア４０６が出力ギアとされている。スリップギア４０５は、スリップギア４０６に対して軸方向に移動可能に支持されている。

図９（ｂ）に示すように、スリップギア４０５，４０６には、それぞれ接する面に同数の凸部４０５ａ，４０６ａと凹部４０５ｂ，４０６ｂが設けられ、凸部４０５ａ，４０６ａと凹部４０５ｂ，４０６ｂとは斜面部４０５ｃ，４０６ｃで接続されている。スリップギア４０６に対するスリップギア４０５の軸方向の駆動は、ギア連結切替機構３により行われ、斜面部４０５ｃ，４０６ｃが互いに当接することにより、スリップギア４０５からスリップギア４０６に回転が伝達される。

また、ギア４０７の回転は、ギア４０９，４１０を介してギア４１１に伝達される。ギア４１１の一部は、回転方向に複数のスリットを有する円板形状に形成され、スリットに配置されたフォトインタラプタ４１２，４１３によって駆動筒２２４の回転量を検出している。

図１０（ａ）は電動によるズーム駆動状態でのギア連結切替機構３とスリップギア４０５，４０６との関係を示す断面図、図１０（ｂ）はスリップギアの空転状態を示す断面図である。図１０（ｃ）は手動によるズーム駆動状態でのギア連結切替機構３とスリップギア４０５，４０６との関係を示す断面図、図１０（ｄ）はズーム駆動を手動から電動へ切り替える際のスリップギアの押し込み開始状態を示す断面図である。

図１０（ａ）に示すように、スリップギア４０５は、ギア付勢ユニット５によりスリップギア４０６の方向（−Ｚ方向）へ向けて付勢された状態で軸方向（±Ｚ方向）に移動可能に支持されている。ギア付勢ユニット５は、Ｚ方向において正面レバー５０４を固定端として、背面レバー５０２がスライド可能に支持されている。この状態では、スリップギア４０５，４０６の斜面部４０５ｃ，４０６ｃが互いに当接し、ズーム駆動を電動で行うことが可能となる。

図１０（ａ）の状態において、駆動筒２２４が回転できない状態でモータ４０１からの入力を受けた場合等には、ギア列４０３〜４０８に過大な負荷がかかる。この場合、図１０（ｂ）に示すように、スリップギア４０６に対してスリップギア４０５が斜面部４０５ｃ，４０６ｃのくさび作用によって＋Ｚ方向へ移動する。

このときのスリップギア４０５の＋Ｚ方向の移動力がギア付勢ユニット５の−Ｚ方向の付勢力よりも大きくなると、ギア付勢ユニット５の背面レバー５０２が＋Ｚ方向へ押される。これにより、スリップギア４０５，４０６の凸部４０５ａ，４０６ａと凹部４０６ｂ，４０５ｂとの係合が解除され、スリップギア４０５のみが空転し、スリップギア４０６は停止した状態となる。

ギア列４０３〜４０８への過大な負荷が除去されると、ギア付勢ユニット５の−Ｚ方向の付勢力により再びスリップギア４０５，４０６の凸部４０５ａ，４０６ａと凹部４０６ｂ，４０５ｂとが係合して斜面部４０５ｃ，４０６ｃが互いに当接する。これにより、図１０（ａ）に示す状態に戻り、電動によるズーム駆動を行うことが可能となる。なお、ギア付勢ユニット５の詳細については、図１５を用いて後述する。

ギア列４０３〜４０８に負荷がかかる例としては、レンズ鏡筒２の繰り出し時に繰り出し方向に障害物があり、駆動筒２２４が回転できない状態でモータ４０１から駆動力が入力される場合などがある。このような場合でも、図１０（ｂ）に示すように、スリップギア４０５を空転させることにより、ギアの破損を防止することができる。

また、ギア付勢ユニット５によるスリップギア４０５への付勢を解除することで、スリップギア４０５からスリップギア４０６への回転の伝達経路が遮断される。この状態では、スリップギア４０６以降のギア列４０７，４０８及び駆動筒２２４は、手動により回転させることができる。

本実施形態では、図１０（ｃ）に示すように、ギア付勢ユニット５によるスリップギア４０５への付勢を解除して、駆動筒２２４をモータ４０１以外の外力により回転可能とすることで、手動によるズーム駆動を可能にしている。また、図１０（ａ）に示すように、ギア付勢ユニット５によりスリップギア４０５が付勢された状態では、通常の電動によるズーム駆動を可能にしている。なお、図１０（ｄ）に示す、ズーム駆動を手動から電動へ切り替える際のスリップギアの押し込み開始動作については、図１５を用いて後述する。

図１１（ａ）はギアボックス４に取り付けられるギア連結切替機構３の分解斜視図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）に示すギア連結切替機構３を構成するギア付勢ユニット５の分解斜視図である。

図１１（ａ）に示すように、ギア連結切替機構３は、ギア付勢ユニット５、支持部材３０１、規制シャフト３０２、ワッシャ３０３、及び規制シャフト付勢ばね３０４を有し、ギアボックス４の正面部に対してビス等により固定される。

図１１（ｂ）に示すように、ギア付勢ユニット５は、シャフト５０１、背面レバー５０２、付勢ばね５０３、及び正面レバー５０４を有し、組立後、Ｅリング５０５で固定することでユニット化されている。シャフト５０１には、図の右側の端部を除いてＤカット形状部５０１ａが形成されている。

このＤカット形状部５０１ａに背面レバー５０２、付勢ばね５０３、及び正面レバー５０４の順番で軸方向に挿入して正面レバー５０４を押しこみ、付勢ばね５０３が所定量圧縮された状態でＥリング５０５をシャフト溝部５０１ｂに取り付ける。これにより、正面レバー５０４を固定端として、背面レバー５０２がシャフト５０１の軸方向にスライド可能に支持される。かかる支持状態では、Ｄカット形状部５０１ａに係合するＤ形状の貫通穴を有する正面レバー５０４と背面レバー５０２は、同位相で回動可能になっている。

付勢ばね５０３は、前述したように、スリップギア４０５に対する軸方向の付勢力を発生しつつ、図１１（ｂ）に示すように、背面レバー５０２に形成された溝部５０２ｂに一方の端部５０３ａが挿入され、他方の端部５０３ｂが正面カバー５０４に突き当てられる。これにより、付勢ばね５０３に捩り方向のチャージ力が発生してギア付勢ユニット５が回転方向に付勢される。

次に、図１２を参照して、手動によるズーム操作時の駆動筒２２４の動作について説明する。図１２（ａ）はズーム操作リング１０１及びレンズ鏡筒２の収納位置での断面図、１２（ｂ）はズーム操作リング１０１及びレンズ鏡筒２の撮影位置（繰り出し位置）での断面図である。

図１２（ａ）に示す状態では、レンズ鏡筒２の駆動筒２２４は、ズーム操作リング１０１の内周部に固定された弾性部材１１６に対して軸方向に離間配置されている。このため、ズーム操作リング１０１を回転操作しても駆動筒２２４に回転が伝達されず、レンズ鏡筒２が繰り出すことはない。本実施形態では、レンズ鏡筒２の収納位置からの撮影位置への繰り出し動作や撮影位置から収納位置への繰り込み動作は電動で行われるため、電動によるズーム駆動時にはズーム操作リング１０１の回転が駆動筒２２４に伝達されないようにするためでもある。

また、弾性部材１１６による駆動筒２２４（レンズ鏡筒２）への更なる負荷の増加を回避することにより、レンズ鏡筒２の電動による円滑な繰り出し動作が可能となり、レンズ鏡筒２の繰り出しや繰り込みの駆動電流が増大するのを回避することができる。更に、レンズ鏡筒２の収納位置において、高温高湿状態の長期放置等で弾性部材１１６を係合や圧接させないことによって、弾性部材１１６の劣化の進行を抑制している。

図１２（ｂ）に示す状態では、レンズ鏡筒２の繰り出し動作で駆動筒２２４が図８で説明したように光軸方向被写体側に移動している。これにより、ズーム操作リング１０１の内周部に固定した弾性部材１１６に駆動筒２２４を光軸方向に係合させることで、ズーム操作リング１０１の回転が駆動筒２２４に伝達可能となる。このため、ズーム操作リング１０１を回転操作することで、ズーム操作リング１０１の回転が駆動筒２２４に伝達され、変倍系のレンズ群が光軸方向に移動することにより、手動によるズーム駆動が可能となる。

次に、図１３乃至図１５を参照して、ギア連結切替機構３の動作について説明する。図１３（ａ）は、切替部材１０２が電動側に操作されたときのギア付勢ユニット５及び規制シャフト３０２の動作を説明する正面図である。図１３（ｂ）は、切替部材１０２が手動側に操作されたときのギア付勢ユニット５及び規制シャフト３０２の動作を説明する正面図である。

規制シャフト３０２は、正面レバー５０４のシャフト５０１の軸を中心とする回動動作に連動して軸方向に移動する。そして、規制シャフト３０２は、電動によるズーム駆動時には、駆動筒規制部３０２ａがレンズ鏡筒２から離れる方向へ移動し（図１３（ａ））、手動によるズーム駆動時には、駆動筒規制部３０２ａがレンズ鏡筒２に近づく方向へ移動する（図１３（ｂ））。これにより、駆動筒２２４の回転範囲が制限される。なお、駆動筒２２４の回転範囲の制限については、図１４を用いて後述する。また、切替部材１０２による正面レバー５０４の位相を切り替えについては、図１５を用いて後述する。

図１４（ａ）は、切替部材１０２が電動側に操作されたときのギア付勢ユニット５及び規制シャフト３０２の動作を説明する断面図である。図１４（ｂ）は、切替部材１０２が手動側に操作されたときのギア付勢ユニット５及び規制シャフト３０２の動作を説明する断面図である。

図１４に示すように、規制シャフト３０２に形成された段差部３０２ｂには、ワッシャ３０３を係止され、ワッシャ３０３の周縁部は、正面レバー５０４の溝部５０４ｂに係合している。これにより、切替部材１０２の操作に連動して正面レバー５０４が回動すると、規制シャフト３０２は、支持部材３０１のガイド穴３０１ａに沿って、駆動筒２２４に対して図の±Ｘ方向に進退移動する。

カメラ起動時や図１４（ａ）に示す電動によるズーム駆動時、レンズ鏡筒２の収納時においては、規制シャフト３０２の駆動筒規制部３０２ａは、駆動筒２２４から離間して配置され、駆動筒２２４は、回転範囲が非規制状態となる。規制シャフト３０２には、付勢ばね３０４とＥリング３０５が取り付けられ、付勢ばね３０４は、固定端側となる支持部材３０１とＥリング３０５との間に付勢された状態で挟持される。この付勢力は、図の＋Ｘ方向、すなわち駆動筒２２４の回転範囲を非規制状態とする方向へ作用し、駆動筒２２４へ規制シャフト３０２を接触させない。

図１４（ｂ）に示す手動によるズーム駆動時には、駆動筒２２４に形成した係合溝２２４ｂに規制シャフト３０２の駆動筒規制部３０２ａが係合することで、駆動筒２２４の回転範囲が制限される。この回転範囲の規制により、レンズ鏡筒２が撮影位置から収納位置に繰り込まれることを防いでおり、図１２に示す弾性部材１１６と駆動筒２２４との係合が保障される。これにより、ユーザは、駆動筒２２４の回転範囲を意識することなく、ズーム動作が可能な範囲において手動によるズーム駆動を行うことができる。

図１５（ａ）は、切替部材１０２が電動側に操作されたときのギア付勢ユニット５及び規制シャフト３０２の動作を説明する斜視図である。図１５（ｂ）は、切替部材１０２が手動側に操作されたときのギア付勢ユニット５及び規制シャフト３０２の動作を説明する斜視図である。

図１５（ａ）に示す状態では、背面レバー５０２の押圧面５０２ａが入力ギアとしてのスリップギア４０５の付勢突起部４０５ｄの先端を押さえ、更に付勢ばね５０３の付勢力は、押圧面５０２ａが付勢突起部４０５ｄを押さえる方向に作用している。これにより、図１０（ａ）に示すように、スリップギア４０５，４０６の凸部４０５ａ，４０６ａと凹部４０６ｂ，４０５ｂとが係合され、モータ４０１による電動ズーム駆動が可能となる。

図１５（ｂ）に示す状態では、図の＋Ｘ方向にスライド操作した切替部材１０２の突起部１０２ａに正面レバー５０４の当接部５０４ａが押し込まれ、ギア付勢ユニット５は、シャフト５０１を軸にして反時計回り方向に回動する。これにより、図１０（ｃ）に示すように、背面レバー５０２の押圧面５０２ａによるスリップギア４０５の付勢突起部４０５ｄの押さえ込みが解除される。この状態では、モータ４０１から駆動筒２２４への回転伝達経路が遮断され、ズーム操作リング１０１の回転操作による手動ズーム駆動が可能となる。

図１５において、電動ズーム駆動及び手動ズーム駆動のいずれの場合においても、正面レバー５０４の当接部５０４ａには、付勢ばね５０３の付勢力により切替部材１０２の突起部１０２ａが当接している。このため、切替部材１０２のガタつきを抑えることが可能となる。

切替部材１０２の操作量は、背面レバー５０２の必要な回動量と駆動筒２２４の係合溝２２４ｂの深さによって決定される。すなわち、図１５（ａ）及び図１４（ａ）に示す電動によるズーム駆動状態でかつレンズ鏡筒２の沈胴状態では、規制シャフト３０２に対向する位置には係合溝２２４ｂが存在せず、規制シャフト３０２は、駆動筒２２４の外周面２２４ｆに対向する。そして、規制シャフト３０２が駆動筒２２４の外周面２２４ｆに当接することで、規制シャフトの３０２の移動が規制され、規制シャフト３０２に正面レバー５０４を介して連結されている切替部材１０２の手動側への操作も規制される。これにより、カメラ起動時には、必ず電動によるズーム駆動状態から起動することができ、誤操作を防止することができる。

本実施形態では、駆動筒２２４の係合溝２２４ｂの回転方向の範囲を光学ズームの至近側から望遠側までとすることで、レンズ鏡筒２の収納状態では、切替部材１０２を手動側へ切り替えることができないようになっている。これにより、電源オン時には、必ず電動によりレンズ鏡筒２の繰り出し動作が行われ、撮影までの時間を短縮することが可能となる。

また、撮影状態で切替部材１０２を手動側から電動側に戻した場合には、ギア付勢ユニット５は、付勢ばね５０３から常に図１５の時計周り方向に付勢力を受けているため、背面レバー５０２は、スリップギア４０５の付勢突起部４０５ｄを押しこみながら回動する。このとき、図１０（ｄ）に示すように、スリップギア４０５の付勢突起部４０５ｄには、傾斜面が形成され、相手側の背面レバー５０２にも傾斜面５０２ｃが形成されている。これにより、背面レバー５０２による付勢突起部４０５ｄの押し込みが容易となり、スリップギア４０５とスリップギア４０６とを位相が合った状態で係合させることができる。

この背面レバー５０２の回動による傾斜面を利用したスリップギア４０５の押し込み機構は、スリップギア４０５を軸方向に押し込む機構と比較して、機構の簡略化及び省スペース化を図ることができ、カメラの小型薄型化を実現することができる。

以上説明したように、本実施形態では、非撮影領域である沈胴位置から撮影領域に電動で移行する間にレンズ鏡筒２の駆動筒２２４がズーム操作リング１０１の内周部の弾性部材１１６に係合する。これにより、ズーム操作リング１０１の回転が駆動筒２２４に弾性部材１１６を介して伝達可能になり、この状態で切替部材１０２を操作して電動又は手動によるズーム駆動を行うことができる。

これにより、手動によるズーム駆動と電動によるズーム駆動とを簡単な機構で切り替えることができ、レンズ鏡筒２ひいてはカメラ１の小型薄型化を実現することができる。また、ズーム操作リング１０１の回転を弾性部材１１６を介して駆動筒２２４に伝達するため、ズーム操作リング１０１の回転操作とレンズ駆動との間にタイムラグが生じるのを防止することができる。

なお、本発明の構成は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、ズーミングおけるレンズ駆動の手動／電動の切替について例示したが、これに限定されず、フォーカシングにおけるレンズ駆動の手動／電動の切替であってもよい。

また、上記実施形態では、撮像装置としてデジタルカメラを例示したが、これに限定されず、デジタルビデオカメラやその他の撮像装置であってもよい。

１ デジタルカメラ
２ レンズ鏡筒
１０１ ズーム操作リング
１０２ 切替部材
１１６ 弾性部材
２２４ 駆動筒
４０１ モータ
４０３〜４０８ギア列

Claims (6)

1. 操作リングを回転操作可能に支持する撮像装置に搭載されるレンズ鏡筒であって、
   レンズを保持するレンズ保持部に係合し、回転しながら光軸方向に移動することにより、前記レンズ保持部を光軸方向に駆動する駆動筒と、
   前記駆動筒に伝達機構を介して回転を伝達するモータと、
   前記駆動筒に前記モータにより回転を伝達して前記レンズ保持部を光軸方向に駆動する電動によるレンズ駆動と、前記操作リングの回転を前記操作リングと一体に回転する弾性部材を介して前記駆動筒に伝達して前記レンズ保持部を光軸方向に駆動する手動によるレンズ駆動とをユーザ操作により切り替える切替手段と、を備え、
   前記駆動筒は、非撮影領域から撮影領域に光軸方向に移行する間に前記弾性部材に係合して、前記操作リングの回転が伝達可能になることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記弾性部材は、前記操作リングの内周部に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記駆動筒は、前記非撮影領域から前記弾性部材に係合するまで前記モータの回転が伝達されることにより、回転しながら光軸方向に移動することを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記駆動筒が前記弾性部材に係合した状態で前記切替手段により前記手動によるレンズ駆動に切り替えられた際に、前記モータから前記伝達機構を介して前記駆動筒に回転を伝達する伝達経路を遮断する遮断手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記操作リングは、ズーム操作リングであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
6. 非撮影領域と撮影領域との間で光軸方向に移動して撮影倍率を変更するズーム式のレンズ鏡筒が搭載され、操作リングが回転操作可能に支持されている撮像装置であって、
   前記レンズ鏡筒として、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒が搭載されていることを特徴とする撮像装置。