JP6946675B2 - レンズ鏡筒及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明はレンズ鏡筒と、このレンズ鏡筒を用いた撮像装置に関するものである。

オートフォーカス一眼レフカメラ等に用いられる交換レンズなどのレンズ鏡筒として、自動焦点調整手段（オートフォーカス手段）と手動焦点調整手段（マニュアルフォーカス手段）とを備え、切換手段無しでいずれかの調整手段により焦点調整を行うことができるレンズ鏡筒が知られている。このようなレンズ鏡筒において、手動焦点調整手段がレンズ鏡筒内の焦点調整を行うレンズ群を駆動する駆動部材に接続した構成であると、自動焦点調整手段により焦点調整を行った後にユーザーが不用意に手動焦点調整手段を操作したときに当該駆動部材が移動されてしまい、レンズが調整された焦点位置からずれてしまう。

このような課題に対処するために、自動焦点調整時に手動焦点調整手段から差動機構への力の伝達を阻止する手段を設けた技術が提案されている。この技術は差動機構において自動焦点調整を行う際に、
手動焦点調整手段の駆動部材の一部を光軸方向に移動して差動機構との接続状態を解除する技術である。例えば、特許文献１にはフォーカス操作環を光軸方向に移動させることにより差動機構との接続状態を解除する構成が開示されている。

この差動機構での接続と解除を行うために、手動焦点調整手段の駆動部材を光軸方向に付勢して差動機構に接続しておき、解除時には当該駆動部材を付勢力に抗して光軸方向に移動させる構成がとられている。この付勢力を生じさせる付勢手段として特許文献１では波ワッシャーを用いている。なお、特許文献２の技術については、実施の形態の項において触れる。

特開２０００−２４９８９２号公報 特開２０１４−０５６１４２号公報

特許文献１のように、付勢手段に波ワッシャーを用いると、駆動部材と波ワッシャーとの接触箇所が円周方向に離散的な箇所となる。そのため、駆動部材を回転する際に波ワッシャーとの間に生じる摩擦力も円周方向に離散的に生じ、これが原因して駆動部材を回転する際に細かい振動が生じ易く、円滑に回動することが難しくなる。特に、手動焦点調整手段では手操作により駆動部材を回転しているため、駆動部材に生じた振動がそのままユーザーの手に伝わり、手動焦点調整手段における操作性が悪くなるおそれがある。

本発明は、手動焦点調整における操作性を改善したレンズ鏡筒と撮像装置を提供することを目的とする。

本発明のレンズ鏡筒は、 レンズを含む光学要素と、光軸回りに回転されて前記光学要素を制御する駆動部材と、前記駆動部材を支持する支持部材と、前記駆動部材と前記支持部材との間に介装され、当該駆動部材を光軸方向に付勢して当該駆動部材による前記光学要素の制御を可能にする付勢手段を備え、前記付勢手段は、前記駆動部材と前記支持部材の一方に光軸周りの円周方向全周において当接される滑り軸受又は転がり軸受からなる軸受と、前記軸受の光軸回りの回転を係止するピン部材と、前記ピン部材を前記軸受に当接させるバネ部材とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、軸受により駆動部材の回転が円滑になり、ピン部材により軸受の回転が係止され、駆動部材を回転して手動焦点調整を行う際の操作性が改善される。

本発明のレンズ鏡筒を装着した撮像装置（カメラ）の正面図。 実施形態１のレンズ鏡筒の一部を破断した左側面図。 実施形態１のレンズ鏡筒の光軸方向に沿った縦断面図 解除機構と差動機構を含む要部の接続時の縦断面図。 解除機構と差動機構を含む要部の解除時の縦断面図。 出力環の外観斜視図。 図４ＡのＡ−Ａ線に沿った断面図。 第２の付勢手段の実施形態１の要部断面図。 第２の付勢手段の実施形態１の概略斜視図。 解除機構の部分分解斜視図。 解除機構の動作を説明するための模式図。 第２の付勢手段の実施形態２の要部断面図。 第２の付勢手段の実施形態２の概略斜視図。 第２の付勢手段の実施形態２Ａの要部断面図。 第２の付勢手段の実施形態３の要部断面図。 第２の付勢手段の実施形態３Ａの要部断面図。 第２の付勢手段の実施形態４の要部断面図。 第２の付勢手段の実施形態４Ａの要部断面図。

図１は本発明のレンズ鏡筒１をカメラボディ２に装着した状態を前面側（被写体側）から見た正面図、図２はこのレンズ鏡筒１の一部を破断した左側面図である。このレンズ鏡筒１の周面の前面側にはフォーカス操作環７３が配設されており、ユーザーがこのフォーカス操作環７３をレンズ鏡筒１の光軸回りに回転（以下、単に回転と称する）操作することにより手動での焦点合せを行うことができる。前記レンズ鏡筒１の周面の後面側（像面側）にはズーム操作環６３が配設されており、ユーザーがこのズーム操作環６３を回転操作することによりレンズ鏡筒１の焦点距離を変化させることができる。

レンズ鏡筒１の左側面の周面の一部には、レンズ鏡筒１の光軸方向（以下、単に光軸方向と称する）の中間位置、すなわち前記フォーカス操作環７３と前記ズーム操作環６３との間に、手動焦点調整を不能な状態に解除するための解除機構８の解除スイッチ８５が配設されている。この解除機構８の詳細については後述するが、ユーザーが解除スイッチ８５をレンズ鏡筒１の周面に沿って周方向にスライド操作することにより、フォーカス操作環７３での手動焦点調整（マニュアルフォーカス）を有効にする状態と、これを解除して無効にする状態を切り替えるようになっている。ここでは、下方向にスライド操作して解除状態にしたときには、フォーカス操作環７３を操作しても手動焦点調整ができなくなる。

図３はレンズ鏡筒の縦断面図であり、本発明に関連の深い部材にのみハッチングを施してある。レンズ鏡筒１内には、本発明における光学要素の例として、図３の左側、すなわち被写体側から１群レンズＬ１、２群レンズＬ２、３群レンズＬ３、４群レンズＬ４、５群レンズＬ５が配設されている。これら１〜５の群レンズＬ１〜Ｌ５は、前記ズーム操作環６３を回転操作したときにレンズ鏡筒１の光軸方向に移動して当該レンズ鏡筒１の焦点距離を変化させる。また、２群レンズＬ２はズーム時及び焦点調整時に光軸方向に移動して焦点調整を行うためのフォーカスレンズとして構成されている。

レンズ鏡筒１内の像面側寄りにはフォーカスモーター３が配設されている。このフォーカスモーター３は、例えば前記カメラボディ２に設けられている不図示の自動焦点制御装置によって回転が制御され、回転したときに前記２群レンズＬ２を光軸方向に移動して自動焦点調整を実行するものである。このフォーカスモーター３は自動焦点調整のためのアクチュエータの一部を構成する。ここではフォーカスモーター３としてＤＣモーターを採用しているが、ブラシレスＤＣモーター、ステッピングモーター、超音波モーター等であってもよい。

前記レンズ鏡筒１内には、前記フォーカスモーター３により駆動される自動焦点調整機構４と、前記フォーカス操作環７３により駆動される手動焦点調整機構５と、これら自動焦点調整機構４と手動焦点調整機構５を連係する差動機構６が設けられている。この差動機構６により、フォーカスモーター３が回転したときに自動焦点調整機構４により２群レンズＬ２を自動焦点調整し、一方ではフォーカス操作環７３を手操作したときに手動焦点調整機構５により２群レンズＬ２を手動焦点調整することが可能となる。そして、この差動機構６に付設された前記解除スイッチ８５により手動焦点調整機構５と差動機構６との連係を断続させるようになっている。連係を断にした解除状態にしたときには、前記したようにフォーカス操作環７３による手動焦点調整が不能になる。

前記レンズ鏡筒１は、レンズマウント９０を備えた第１固定環９１を備えている。この第１固定環９１には第２固定環９２と、その内径側の第３固定環９３が連結されている。前記フォーカス操作環７３と前記ズーム操作環６３はこれら第２と第３の固定環９２，９３に支持されている。第２固定環９２の内径位置には後側支持環５３が連結されており、この後側支持環５３の被写体側には前側支持環５０が連結されている。また、これら前後の支持環５０，５３の連結部には第２支持環５７が連結されている。

前記後側支持環５３の内径位置には内径方向に向けて順次に、直進環３２とズームカム環３１が同心配置されている。このズームカム環３１の内径位置には、３群レンズＬ３を保持した３群レンズ枠２１と、フォーカスカム環１２と、２群レンズＬ２を保持した２群レンズ枠１１が同心配置されている。また、ズームカム環３１の被写体側の内径位置には１群レンズ枠１５が配設され、像面側の内径位置には４群レンズ枠１６と５群レンズ枠１７が配設されている。

前記ズームカム環３１は内外径に貫通するカム溝３１ａが設けられ、前記直進還３２には光軸方向に延びる縦溝３２ａが設けられ、３群レンズ枠２１の外周に植立したローラー（カムフォロアとも言う）２１ａが滑合している。また、これらズームカム環３１と直進環３２に設けられたカム溝３１ｂと縦溝３２ｂには前記１群レンズ枠１５に設けられたローラー１５ａが滑合し、同様にカム溝３１ｃと縦溝３２ｃには４群レンズ枠１６に設けられたローラー１６ａが滑合している。さらに、５群レンズ枠１７に設けられたローラー１７ａは４群レンズ枠１６に設けられた縦溝１６ｂに滑合している。

これにより、ズーム操作環６３が手動操作されてズームカム環３１が回転されると、１群レンズ枠１５と３群レンズ枠２１は光軸方向に移動し、１群レンズＬ１と３群レンズＬ３が移動する。また、このズームカム環３１の回転により、３群レンズＬ３とともに、１群レンズ枠１５と４群レンズ枠１６と５群レンズ枠１７が光軸方向に移動し、さらには２群レンズ枠１１も連動して光軸方向に移動する。これにより、１〜５群レンズＬ１〜Ｌ５が移動され、レンズ鏡筒１の焦点距離が変化する。

前記３群レンズ枠２１の内周面には円周溝２１ｂが設けられており、この円周溝２１ｂに円周配置した複数の球１４をフォーカスカム環１２との間で挟持することで、フォーカスカム環１２を回転自在にその内部に保持している。フォーカスカム環１２は内外径に貫通するカム溝１２ａを有している。また、３群レンズ枠２１には光軸方向に延びる縦溝２１ｃが設けられている。その上で、２群レンズ枠１１の外周に設けたローラー１１ａが、前記カム溝１２ａを貫通して縦溝２１ｃに滑合している。これにより、２群レンズ枠１１の回転を規制し、光軸方向のみ移動できるようになっている。

前記フォーカスカム環１２には、光軸方向の像面側に延伸するフォーカスレバー１３がネジ（符号省略）で固定されている。このフォーカスレバー１３は、前記差動機構６の出力を受けて回転し、この回転によりフォーカスカム環１２を一体的に回転し、かつ同時にフォーカスカム環１２と共に光軸方向に進退する。

図４Ａは前記差動機構６を含む領域の縦断面図であり、図３の一部のみを示し、かつ要部にのみ参照符号を付してある。この差動機構６は、前記第２固定環９２と前記直進環３２との径方向間の領域で、かつ前記フォーカス操作環７３と、図３に示した前記フォーカスモーター３との光軸方向の間の領域に配設されている。この差動機構６は、いわゆる遊星機構で構成されている。

前記後側支持環５３の外径側には出力環５１が配設されている。この後側支持環５３の外周面には周方向の溝５３ａが設けられ、この溝５３ａに円周方向に配列した複数の球５４を出力環５１との間に介装することで、出力環５１は後側支持環５３に対して光軸方向には移動しないが、光軸回りには回転自在に保持される。

図５は前記出力環５１の外観斜視図であり、図６は図４ＡのＡ−Ａ線に沿った断面図である。出力環５１には光軸方向に延びる出力レバー５２がネジで固定されていて、その先端は前記フォーカスレバー１３と滑合している。この滑合は、回転方向には一体で光軸方向には自由である。したがって、出力環５１が回転すると出力レバー５２が回転し、さらにフォーカスレバー１３にその回転が伝達し、これと一体のフォーカスカム環１２が回転する。このフォーカスカム環１２の回転により２群レンズ枠１１が光軸方向に進退して焦点調整を行うことは前記したとおりである。

また、出力環５１の外周面の円周方向３箇所には、外径方向に延伸する３つの回転軸５１ａが等配に設けられていて、その回転軸５１ａには円形をした遊星コロ５５が遊合している。さらに、その外径側から蓋５６が出力環５１にネジ固定されることで遊星コロ５５の抜け止めとなっている。

図４Ａに示したように、レンズ鏡筒１内には、これら３つの遊星コロ５５を光軸方向に挟むように駆動ギア環６１と駆動環７１が配設されている。像面側の駆動ギア環６１と第３固定環９３との光軸方向の間には第１の付勢手段としての波ワッシャー６２が介装されている。この波ワッシャー６２は駆動ギア環６１を被写体側に向けて付勢しており、この付勢力によって駆動ギア環６１の被写体側の摺動面６１ａが遊星コロ５５の像面側の周面に圧接されている。

また、前記駆動ギア環６１の像面側の端縁には内歯車６１ｂが設けられており、この内歯車６１ｂには、前記フォーカスモーター３が不図示のギア機構を介して連結されている。これにより、駆動ギア環６１はフォーカスモーター３が回転したときに、これに連動して回転する。駆動ギア環６１は、この回転により圧接されている遊星コロ５５を回転させて出力環５１を回転させ、さらにはフォーカスカム環１２を回転させて２群レンズＬ２による焦点調整を行うので、前記自動焦点調整機構４の一部を構成することになる。また、この駆動ギア環６１は差動機構６の１つの入力部を構成しており、前記した遊星機構の第２の太陽車を構成する。

前記遊星コロ５５を被写体側から挟む前記駆動環７１は、像面側の端面が摺動面７１ａとして構成され、この摺動面７１ａは前記遊星コロ５５に光軸方向に対向されている。また、詳細については図７及び図８を参照して後述するが、駆動環７１の光軸方向の中間部位に設けられた光軸回りの円環状をした段差面７１ｄと、これに光軸方向に対向する前記前側支持環５０の円環状をした段差面５０ａとの光軸方向の間に第２の付勢手段７２が配設されている。この第２の付勢手段７２は駆動環７１を光軸方向の像面側に付勢しており、この付勢力により前記摺動面７１ａは前記遊星コロ５５の被写体側の周面に圧接されている。

前記駆動環７１の被写体側の外周には、円周方向の複数箇所にローラー７１ｂが外径方向に植立されていて、これらローラー７１ｂは前記フォーカス操作環７３の内周面に設けられている複数の光軸方向の縦溝７３ａにそれぞれ滑合している。これにより、駆動環７１はフォーカス操作環７３に対して光軸方向に相対移動可能であるが、ユーザーがフォーカス操作環７３を回転操作すると、縦溝７３ａとローラー７１ｂとの滑合によって駆動環７１が回転される。前記摺動面７１ａが前記遊星コロ５５に圧接されているときには、駆動環７１の回転により遊星コロ５５を回転させて出力環５１を回転させ、さらにはフォーカスカム環１２を回転させて２群レンズＬ２による焦点調整を行うので、前記手動焦点調整機構５の一部を構成することになる。

この差動機構６の動作について説明する。図４Ａにおいて、自動焦点調整時に、フォーカスモーター３が駆動されると、駆動ギア環６１が回転され、その摺動面６１ａに圧接している遊星コロ５５に駆動力が伝達される。遊星コロ５５は出力環５１の回転軸５１ａ周りに回転する。このとき被写体側にある駆動環７１は第２の付勢手段７２との間で発生する摩擦トルクにより回転せずに静止している。よって、遊星コロ５５は回転軸５１ａの周りに自転しながら、出力環５１は光軸回りに回転する。このとき出力環５１は駆動ギア環６１の略半分の回転量で回転することになる。

一方、ユーザーがフォーカス操作環７３を操作すると駆動環７１が回転され、その摺動面７１ａに圧接されている遊星コロ５５に駆動力が伝達されて、遊星コロ５５は出力環５１の回転軸５１ａ周りに回転する。このとき像面側にある駆動ギア環６１は第１の付勢手段６２との間で発生する摩擦トルクにより回転せずに静止している。よって遊星コロ５５は回転軸５１ａの周りに回転し、出力環５１は光軸回りに回転する。

以上のようにして出力環５１が回転すると、前記したように出力環５１と一体の出力レバー５２が回転し、さらにフォーカスレバー１３にその回転が伝達し、これと一体のフォーカスカム環１２が回転する。このフォーカスカム環１２の回転により２群レンズ枠１１が光軸方向に進退して焦点調整を行うことになる。

図７は前記第２の付勢手段７２の実施形態１を拡大して示す要部断面図であり、図８はその概略斜視図である。前記前側支持環５０の段差面５０ａには円周方向の複数箇所、ここでは円周方向に等配した３箇所にそれぞれ光軸方向の孔５０ｂが開口されており、この孔５０ｂには支持ピン７４が光軸方向から内挿されている。この支持ピン７４は、被写体側に向けられた基端側の部位が前記孔５０ｂに圧入され、先端側の部位の外周には圧縮コイルバネ７５が嵌装されている。この圧縮コイルバネ７５は支持ピン７４の光軸方向の長さよりも長いバネ長の状態で伸縮されるように設計されている。

前記圧縮コイルバネ７５と前記駆動環７１の段差面７１ｄとの間には円環状をした潤滑ワッシャー７６が介装されている。この潤滑ワッシャー７６は被写体側に向けられた面に前記圧縮コイルバネ７５が当接されており、この圧縮コイルバネ７５の付勢力により像面側に向けられた面は前記段差面７１ｄに当接されている。この潤滑ワッシャー７６は摩擦係数の小さい材料で形成されることが好ましく、少なくとも前記段差面７１ｄに当接される面の潤滑性が高められている。

前記潤滑ワッシャー７６の内周縁には、円周方向に等配した３箇所にそれぞれ内径方向に突出したキー７６ａが一体に設けられている。また、前記前側支持環５０の周面には、前記キー７６ａに対応する円周位置にそれぞれ光軸方向に延びるキー溝５０ｃが内径方向に凹設されている。図７と図８ではそのうちの一つのキー７６ａとキー溝５０ｃが図示されている。各キー溝５０ｃには潤滑ワッシャー７６の各キー７６ａが係合されており、これにより潤滑ワッシャー７６は前側支持環５０に対して光軸方向には移動可能であるが回転方向には一体化されている。

図４Ａに示したように、手動焦点調整手段５が差動機構６に接続しているときには、フォーカス操作環７３を操作することにより駆動環７１が回転して出力環５１を回転する。潤滑ワッシャー７６は駆動環７１の段差面７１ｄに付勢力、すなわち圧縮コイルバネ７５のバネ力により当接されているので、駆動環７１は潤滑ワッシャー７６に接触しながら回転される。すなわち、第２の付勢手段７２は駆動環７１の段差面７１ｄと前側支持環５０の段差面５０ａとの間に介装されたスラスト滑り軸受として構成される。第２の付勢手段７２によって駆動環７１が光軸方向の像面側に付勢されると、摺動面７１ａが遊星コロ５５に当接される。これにより、手動焦点調整を行う際にフォーカス操作環７３を回転操作すると、駆動環７１は摺動面７１ａが遊星コロ５５に当接した状態で回転することになり、前記したように差動機構６が動作され、手動焦点調整が行われる。

このとき、駆動環７１の段差面７１ｄは円周方向の全周において潤滑ワッシャー７６に接触した状態で回転されるので、波ワッシャーのように両者が円周方向の離散的な箇所で接触されることはなく、かつ潤滑ワッシャー７６の潤滑性によって円滑に回転される。したがって、手動焦点調整時に駆動環７１を回転操作させたときに振動等が生じることはなく、フォーカス操作環７３の操作も円滑なものとなり、操作性が改善される。

ここで、図４Ａに示した状態では、自動焦点調整と手動焦点調整が共に可能である。そのため、自動焦点調整により焦点調整したときに、ユーザーがフォーカス操作環７３を操作すると、差動機構６を介して出力環５１が回転してしまい、焦点位置がずれてしまうことがある。実施形態におけるレンズ鏡筒１では、これを解消するための解除機構８が設けられている。この解除機構８について説明する。

図９は解除機構８の部分分解斜視図であり、前記駆動環７１の外径位置に円環状をした解除部材８１が配設され、これを光軸方向に挟むように像面側に解除切換環８２が配設され、被写体側に押え環８４が配設されている。なお、解除切換環８２は前記出力環５１の周囲を囲む光軸位置に配設されている。

前記解除切換環８２は第２固定環９２の内径位置において回転可能に保持されている。この解除切換環８２が解除部材８１と対向する面、すなわち軸方向の被写体側の面には円周方向に複数個（ここでは６個）の解除カム８２ａが形成されている。また、解除切換環８２には後方に延伸する係合キー８２ｂが設けられており、前記解除スイッチ８５を支持している後述する解除スイッチ取付部材８６の係合溝８６ａに係合している。これにより解除切換環８２は解除スイッチ８５に連結され、ユーザーが解除スイッチ８５を円周方向に操作すると、これに連動して解除切換環８２は光軸回りに回転する。

前記解除部材８１は外周面に円周方向の３箇所に光軸方向に向けられた直進キー８１ａが設けられ、前記第２固定環９２の内周面に設けられた縦溝９２ａに滑合していて、第２固定環９２の内部において光軸回りの回転を規制されて直進可能に保持されている。また、解除部材８１には前記解除切換環８２の解除カム８２ａと光軸方向に対向する係合突起８１ｂが設けられている。さらに、解除部材８１の光軸方向の被写体側の面には全周にわたって、前記駆動環７１に設けられて光軸方向の像面側に向けられた段差面（前記段差面７１ｄとは別の像面側に向けられた段差面、符号省略）に対向するようにリブ８１ｃが形成されている。

前記押え環８４は第２固定環９２の前側部位にネジ等で固定されている。これら押え環８４と解除部材８１との間には円周方向の複数箇所において複数個（実施形態では６個）の圧縮コイルバネ８３が介装されており、これらのバネ力によって解除部材８１を光軸方向の像面側に向けて付勢している。この付勢により、解除部材８１の係合突起８１ｂは解除切換環８２の解除カム８２ａに当接し、解除切換環８２を付勢する。解除切換環８２は解除部材８１と第２固定環９２の内周面に複数個設けられた押さえリブ９２ｂとの間で保持されることになる。

前記解除スイッチ８５は前記したように、ユーザーが解除スイッチ８５をレンズ鏡筒１の周面に沿ってスライド操作することが可能となっており、前記した解除スイッチ取付部材８６に支持されている。この解除スイッチ取付部材８６には、導電ブラシ８７、板バネ８８が取り付けられている。この導電ブラシ８７はレンズ鏡筒内に配設されている不図示のフレキシブルプリント基板に電気的に接触され、解除スイッチ８５の回転位置を検出する。図６に示すように、板バネ８８はユーザーが操作スイッチ８５を操作した際にスイッチの切り替わりを伝えるためのものであり、先端の曲げ部８８ａが第２固定環９２の内周面に形成された谷部９２ｃ，９２ｄに入り込むことでユーザーにクリック感としてスイッチの切り替わりを伝える。

次に解除機構８の動作について説明する。図１０は解除スイッチ８５と解除切換環８２と押え環８４の各一部を模式的に示す図であり、レンズ鏡筒の上方側から解除機構８を仮想的に見た図である。図１０と図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明する。ユーザーが解除スイッチ８５を操作して図６に示す状態、すなわちレンズ鏡筒の上側にスライド操作されているときには、板バネ８８の曲げ部８８ａが谷部９２ｃの位置にあり手動焦点調整が可能な状態となる。このとき、導電ブラシ８７によってこの操作位置を検出することが可能である。

すなわち、図１０（ａ）のように、解除スイッチ８５が手動焦点調整が可能な位置に操作されると、解除切換環８２は、解除カム８２ａと係合突起８１ｂが当接しない位置まで回転される。そのため、解除部材８１は圧縮コイルバネ８３の付勢力により像面側に移動され、解除部材８１のリブ８１ｃは駆動環７１の段差面から離間される。したがって、図４Ａに示したように、駆動環７１は第２付勢手段７２の付勢力によって駆動環７１の摺動面７１ａが遊星コロ５５に圧接される。よって、ユーザーがフォーカス操作環７３を操作すると出力環５１が回転して手動にて焦点調整を行うことができる。

一方、図６において、解除スイッチ８５が図示の位置から時計方向、すなわちレンズ鏡筒の下方に向けてスライド操作され、板バネ８８の曲げ部８８ａが谷部９２ｄの位置になると、手動焦点調整が解除された状態となる。図１０（ｂ）のように、解除スイッチ８５が手動焦点調整を解除する位置に操作されると、解除切換環８２は解除カム８２ａと係合突起８１ｂが当接する位置に回転される。そのため、図４Ｂに示すように、解除部材８１は圧縮コイルバネ８３の付勢力に抗して被写体側に移動され、解除部材８１のリブ８１ｃは駆動環７１の段差面（前記段差面７１ｄとは別の段差面）に当接する。これにより、駆動環７１は第２付勢手段７２の付勢力に抗して被写体側に移動され、駆動環７１の摺動面７１ａは遊星コロ５５から離間される。このときには、駆動環７１と共に潤滑ワッシャー７６は圧縮コイルバネ７５を撓めながら移動される。よって、ユーザーがフォーカス操作環７３を操作しても出力環５１が回転することはなく、手動焦点調整を行うことができなくなる。

なお、導電ブラシ８７により解除スイッチ８５が解除位置まで操作されたことを検出したときに、説明を省略した制御回路においてフォーカスモーター３への通電を遮断して自動焦点調整による焦点調整を禁止する。

図１１は第２の付勢手段７２の実施形態２の要部断面図である。実施形態１の構成では、潤滑ワッシャー７６のキー７６ａと前側支持環５０のキー溝５０ｃとの間に円周方向のガタがあると、手動焦点調整時に潤滑ワッシャー７６が駆動環７１の回転によって周方向に微小振動し、これがフォーカス操作環７３を操作する際に、その操作性に微妙な影響を与えることが考えられる。また、微小振動に伴う異音が発生することも考えられる。実施形態２では、潤滑ワッシャー７６の円周方向のガタを解消するために、実施形態１のキー７６ａとキー溝５０ｃに代えた構成を採用している。

図１１において、実施形態１と等価な部分には同一符号を付してある。前記前側支持環５０の段差面５０ａには、実施形態１と同様に円周を等配した３箇所に光軸方向の孔５０ｂが開口されており、この孔５０ｂには係止ピン７４が孔５０ｂ内で光軸方向に滑動できる状態に内挿されている。この係止ピン７４は軸部７４ｂと、この軸部７４ｂの先端に太径の円錐台形状をした頭部７４ａを有しており、当該軸部７４ｂが孔５０ｂに内挿される。また、軸部７４ｂには前記段差面５０ａと頭部７４ａとの間に圧縮コイルバネ７５が撓められた状態で嵌装されている。なお、この係止ピン７４は実施形態１の支持ピン７４に対応するものであるが、後述するように潤滑ワッシャー７６のガタを解消するための係止を行うので、ここでは係止ピンと称している。

一方、潤滑ワッシャー７６は実施形態１と同様に円環状に形成されているが、その円周方向の複数箇所、すなわち前記係止ピン７４に対応する円周方向の３箇所には、前記係止ピン７４の頭部７４ａの外径よりも小径であるが、当該頭部７４ａの先端面の径寸法よりは大径の穴７６ｂが板厚方向に貫通して開口されている。この穴７６ｂには圧縮コイルバネ７５の付勢力によって係止ピン７４の頭部７４ａの先端部が光軸方向から密接状態に係合されている。

実施形態２によれば、圧縮コイルバネ７５の付勢力によって係止ピン７４は頭部側、すなわち像面側に向けて光軸方向に付勢される。また、係止ピン７４の頭部７４ａに係合している潤滑ワッシャー７６も像面側に付勢される。これにより、潤滑ワッシャー７６が駆動環７１の段差面７１ｄに当接され、駆動環７１は潤滑ワッシャー７６に当接された状態で回転されることになり、第２の付勢手段７２は駆動環７１の段差面７１ｄと前側支持環５０の段差面５０ａとの間に介装されたスラスト滑り軸受として構成される。

したがって、実施形態１と同様に、駆動環７１は第２の付勢手段７２によって光軸方向の像面側に付勢され、摺動面７１ａが遊星コロ５５に当接される。手動焦点調整を行う際に、フォーカス操作環７３が回転操作されるときには、前記したように駆動環７１の摺動面７１ａが遊星コロ５５に当接して差動機構６を動作させ、手動焦点調整が実行される。また、駆動環７１の段差面７１ｄは円周方向の全周において潤滑ワッシャー７６に接触した状態で回転されるので、潤滑ワッシャー７６の潤滑性によって円滑に回転され、手動焦点調整時に駆動環７１を回転操作させるフォーカス操作環７３の操作も円滑なものとなり、操作性が改善される。手動焦点調整の解除時には、実施形態１と同様に、駆動環７１と潤滑ワッシャー７６、さらに支持ピン７４は一体となって圧縮コイルバネ７５を撓めながら光軸方向に移動される。

係止ピン７４は前側支持環５０の孔５０ｂに内挿されて回転方向に固定されており、係止ピン７４の頭部７４ａは潤滑ワッシャー７６の穴７６ｂに密接状態に係合していることにより、潤滑ワッシャー７６は係止ピン７４とともに前側支持環５０に対して回転方向に一体的に支持される。これにより、駆動環７１が回転したときに、駆動環７１と潤滑ワッシャー７６の接触面における摩擦によっても潤滑ワッシャー７６が回転方向に移動されることはない。また、潤滑ワッシャー７６と駆動環７１の段差面７１ｄとの接触面は均一な平面であり、かつ両者の接触面での潤滑性が高められていることにより、駆動環７１は円滑に回転する。これにより、フォーカス操作環７３に振動が生じることはなく、フォーカス操作環を手動操作する際の操作性が改善される。

なお、特許文献２に記載の構成、特にカムピンとカム溝との光軸方向のガタを解消するためのコイルバネとテーパー面を利用した構成をこの種のガタ防止に採用することが考えられるが、特許文献２の技術はカムピンを備えた移動筒と、カム溝を備えたカム筒が相対移動する際のガタを解消する技術であって、この実施形態２のように、固定すべき部材、すなわち潤滑ワッシャーにおけるガタを解消する技術にそのまま適用することはできない。また、ガタの方向も特許文献２は光軸方向であるのに対し、実施形態２は周方向のガタを改善するものであり、この点からも特許文献１と２の技術から実施形態２の構成が得られることはない。

図１３は実施形態２Ａ（実施形態２の変形例）の要部断面図であり、この実施形態２Ａは実施形態２の係止ピン７４の光軸方向の向きを反対にし、その頭部７４ａと前側支持環５０の段差面５０ａとの間に潤滑ワッシャー７６を介装した構成とされている。なお、実施形態２の各部と等価な部分には同一符号を付してある。ここでは駆動環７１の段差面７１ｄに孔７１ｃが開口され、ここに係止ピン７４の軸部７４ｂが光軸方向に滑動可能に内挿されている。当該軸部７４ｂには圧縮コイルバネ７５が嵌装されており、係止ピン７４を光軸方向の被写体側に向けて付勢している。また、潤滑ワッシャー７６はこの係止ピン７４の頭部７４ａと前側支持環５０の段差面５０ａとの間に介装されており、当該潤滑ワッシャー７６に開口された穴７６ｂには当該係止ピン７４の円錐台形状の頭部７４ａが係合されている。

この実施形態２Ａでは、圧縮コイルバネ７５の付勢力によって係止ピン７４は被写体側に向けて付勢され、係止ピン７４の頭部７４ａに係合している潤滑ワッシャー７６も被写体側に付勢される。これにより、潤滑ワッシャー７６は前側支持環５０の段差面５０ａに当接される。したがって、駆動環７１は潤滑ワッシャー７６と共に前側支持環５０に対して回転されることになり、第２の付勢手段７２は前側支持環５０の段差面５０ａと駆動環７１の段差面７１ｄとの間に介装されたスラスト滑り軸受として構成される。

実施形態２Ａにおいて、手動焦点調整時にフォーカス操作環７３が回転操作されることにより駆動環７１が回転され、差動機構６によって手動焦点調整が実行されることは実施形態２と同じである。また、駆動環７１は、段差面７１ｄの全周において潤滑ワッシャー７６に接触した状態で回転されるので、潤滑ワッシャー７６の潤滑性によって円滑に回転され、手動焦点調整時に駆動環７１を回転操作させるフォーカス操作環７３の操作も円滑なものとなり、操作性が改善される。

手動焦点調整の解除時には駆動環７１は被写体側に向けて移動されるが、このときには駆動環７１は圧縮コイルバネ７５を撓めながら孔７１ｃの内面が支持ピン７４の軸部７４ｂに沿って滑動する。これにより、解除動作に支障が生じることはない。

図１４は実施形態３の要部断面図であり、実施形態２と等価な部分には同一符号を付してある。この実施形態３は実施形態２の変形例とも言えるものであり、実施形態３における係止ピン７４は全長にわたって均一な径寸法に形成されており、頭部７４ａは光軸方向の像面側に向けられている。また、前側支持環５０の段差面５０ａに開口された孔５０ｂの内径寸法は、当該係止ピン７４の径寸法にほぼ等しい径寸法に増大されている。係止ピン７４は頭部７４ａと反対側の底端面に頭部側に向けて有底穴（盲穴）７４ｃが開口されており、この有底穴７４ｃ内に圧縮コイルバネ７５が内装されている。係止ピン７４の頭部７４ａが円錐台の形状に形成されて潤滑ワッシャー７６の穴７６ｂに係合される構成は実施形態２と同じである。

実施形態３では、実施形態２と同様に、圧縮コイルバネ７５の付勢力によって係止ピン７４は像面側に向けて光軸方向に付勢される。また、係止ピン７４の頭部７４ａに係合している潤滑ワッシャー７６も像面側に付勢される。これにより、潤滑ワッシャー７６が駆動環７１の段差面７１ｄに当接され、駆動環７１は潤滑ワッシャー７６に当接された状態で回転されることになり、第２の付勢手段７２は駆動環７１の段差面７１ｄと前側支持環５０の段差面５０ａとの間に介装されたスラスト滑り軸受として構成される。

手動焦点調整を行う際に、フォーカス操作環７３が回転操作されるときには、駆動環７１の摺動面７１ａが遊星コロ５５に当接して差動機構６を動作させ、手動焦点調整が実行される。駆動環７１の段差面７１ｄは円周方向の全周において潤滑ワッシャー７６に接触した状態で回転されるので、潤滑ワッシャー７６の潤滑性によって円滑に回転され、手動焦点調整時に駆動環７１を回転操作させるフォーカス操作環７３の操作も円滑なものとなり、操作性が改善される。手動焦点調整の解除時には、実施形態１と同様に、駆動環７１と潤滑ワッシャー７６、さらに支持ピン７４は一体となって圧縮コイルバネ７５を撓めながら光軸方向に移動される。

また、実施形態３では、係止ピン７４の長さ方向の大部分が前側支持環５０の孔５０ｂ内に埋設され、かつ係止ピン７４の有底穴７４ｃ内に圧縮コイルバネ７５が内装された構造であるので、係止ピン７４と圧縮コイルバネ７５が占める光軸方向の寸法を低減することができる。すなわち、前側支持環５０の段差面５０ａと、駆動環７１の段差面７１ｄの光軸方向の対向間隔寸法を、図７に示した実施形態１の対向間隔寸法Ｌ１や、図１１に示した実施形態２の対向間隔寸法Ｌ２に対して、図１４の対向間隔寸法Ｌ３のように低減することができ、光軸長を低減した小型のレンズ鏡筒が構成できる。

図１５は実施形態３Ａ（実施形態３の変形例）の要部断面図であり、実施形態３と等価な部分には同一符号を付してある。この実施形態３Ａは実施形態３の構成を光軸方向に反対向きに構成したものである。すなわち、駆動環７１の段差面７１ｄに係止ピン７４の径寸法にほぼ等しい径寸法の孔７１ｃが開口されている。係止ピン７４は像面側の部分が当該孔７１ｃ内に内挿されている。また、係止ピン７４の底端面には頭部側に向けて有底穴７４ｃが開口されており、この有底穴７４ｃ内に圧縮コイルバネ７５が内装されている。係止ピン７４の頭部７４ａが円錐台の形状に形成されて潤滑ワッシャー７６の穴７６ｂに係合される構成は実施形態３と同じである。

実施形態３Ａでは、係止ピン７４は有底穴７１ｃに内装されている圧縮コイルバネ７５によって被写体側に付勢され、さらに潤滑ワッシャー７６も被写体側に付勢され、前側支持環５０の段差面５０ａに当接されている。これにより、実施形態３と同等なスラスト滑り軸受構造の第２の付勢手段７２が構成されることになり、手動焦点調整時に駆動環７１を回転操作させるフォーカス操作環７３の操作も円滑なものとなり、操作性が改善される。解除時における各部の動作については実施形態２Ａとほぼ同じである。

実施形態３Ａでも、係止ピンの長さ方向の大部分が前側支持環の孔内に埋設され、かつ係止ピンの内部の有底穴にコイルバネが内装された構造であるので、実施形態３の図１４に示した対向間隔寸法Ｌ３に低減することができ、光軸長を低減した小型のレンズ鏡筒が構成できる。

図１６は実施形態４の要部断面図である。この実施形態４は第２の付勢手段７２にスラスト転がり軸受を用いた構成である。実施形態１と等価な部分には同一符号を付してある。前側支持環５０の段差面５０ａには円周方向の複数箇所、例えば実施形態１と同様に３箇所にそれぞれ光軸方向に孔５０ｂが開口され、この孔５０ｂには像面側から支持ピン７４の基端側の部位が内挿されている。また、支持ピン７４の先端側の部位の外周には、それよりも大径の圧縮コイルバネ７５が嵌装されている。この圧縮コイルバネ７５は支持ピン７４の光軸方向の長さよりも長いバネ長の状態で伸縮されるように設計されている。

前記圧縮コイルバネ７４の像面側の先端と、駆動環７１の段差面７１ｄとの間にはスラスト転がり軸受７７が介装されている。このスラスト転がり軸受けは、光軸方向に対向配置された一対の軌道盤７７ａ，７７ｂと、これら軌道盤７７ａ，７７ｂに挟まれて円周方向に配列された複数の転動玉７７ｃとで構成されており、汎用のスラスト玉軸受が使用可能である。そして、像面側の軌道盤７７ａは駆動７１の段差面７１ｄに固定され、あるいはある程度の摩擦力によって円周方向に一体化される程度に当接されている。反対側の軌道盤７７ｂには光軸方向の凹部（符号省略）が設けられ、この凹部に前記圧縮コイルバネ７５の先端部が嵌入状態で当接されている。

実施形態４では、スラスト玉軸受７７は圧縮コイルバネ７５によって像面側に付勢され、駆動環７１の段差面７１ｄに一体化され、あるいは当接されている。これにより、駆動環７１は圧縮コイルバネ７５によって光軸方向の像面側に付勢され、前記したように摺動面７１ａが遊星コロ５５に当接される。手動焦点調整を行う際に、フォーカス操作環７３が回転操作されるときには、駆動環７１の摺動面７１ａが遊星コロ５５に当接して差動機構６を動作させ、手動焦点調整が実行される。

手動焦点調整時に駆動環７１が前側支持環５０に対して回転されるが、スラスト玉軸受７７は、転がり摩擦で動作する軸受であるので、駆動環７１は実施形態１〜３の滑り軸受に比較して小さい力で回転され、かつ円滑な回転が可能となり、手動焦点調整時に駆動環７１を回転操作させるフォーカス操作環７３の操作は軽快でかつ極めて円滑なものとなり、操作性が改善される。

図１７は実施形態４Ａ（実施形態４の変形例）の要部断面図であり、実施形態４と等価な部分には同一符号を付してある。この実施形態４Ａは実施形態４の構成を光軸方向に反対向きに構成したものである。駆動環７１の段差面７１ｄに孔７１ｃを設けて支持ピン７４を内挿し、これに圧縮コイルバネ７５を嵌装している。また、この圧縮コイルバネ７５の被写体側に向けられている先端部と、前側支持環５０の段差面５０ａとの間にスラスト玉軸受７７を介装している。このスラスト玉軸受７７と、前側支持環５０の段差面５０ａとの当接構造、及び圧縮コイルバネ７５との当接構造は実施形態４と同様に適宜に構成できる。

実施形態４Ａでは、スラスト玉軸受７７は圧縮コイルバネ７５によって被写体側に付勢され、前側支持環５０の段差面５０ａに一体化され、あるいは当接されている。また、駆動環７１は圧縮コイルバネ７５によって光軸方向の像面側に付勢され、前記したように摺動面７１ａが遊星コロ５５に当接される。手動焦点調整を行う際に、フォーカス操作環７３が回転操作されるときには、駆動環７１の摺動面７１ａが遊星コロ５５に当接して差動機構６を動作させ、手動焦点調整が実行される。

実施形態４Ａにおいても実施形態４と同様に、手動焦点調整時に駆動環７１が前側支持環５０に対して回転されるが、スラスト玉軸受７７は、転がり摩擦の軸受であるので、滑り軸受に比較して小さい力で回転され、かつ円滑な回転が可能であるので、手動焦点調整時に駆動環７１を回転操作させるフォーカス操作環７３の操作は軽快でかつ極めて円滑なものとなり、操作性が改善される。

ここで、実施形態４と実施形態４Ａにおいては、図示は省略するが、支持ピンを省略するとともに、コイルバネの基端部の一部を駆動環あるいは前側支持環の段差面に設けた孔に埋設した状態に配設してもよい。孔から露呈されているコイルバネの先端部をスラスト玉軸受に当接させる構造とすることで、スラスト玉軸受を配設したときに、実施形態１〜３のスラスト滑り軸受を用いた構造に比較してスラスト玉軸受の光軸方向の寸法が増大することによるレンズ鏡筒の光軸方向の長さが増大することを抑制することができる。

なお、本発明におけるスラスト軸受は、実施形態１〜３に記載したスラスト滑り軸受や、実施形態４に記載したスラスト転がり軸受に限られるものではなく、種々の軸受を利用することができる。

また、第２の付勢手段に用いるバネは、実施形態１〜４に記載したコイルバネに限定されるものではなく、他のバネの利用も可能である。例えば、波ワッシャーを利用することも可能である。

本発明は以上説明した交換レンズ等のレンズ鏡筒に限られるものではなく、カメラボディに一体化されたレンズ鏡筒にも適用できる。また、静止画撮影用カメラのレンズ鏡筒に限られるものではなく、動画撮影用カメラのレンズ鏡筒、さらにデジタル撮像装置用のレンズ鏡筒にも適用できる。さらに、本発明は、このレンズ鏡筒を交換レンズとして、あるいは、装置本体に一体的に組み込んだカメラあるいは動画撮影用の撮像装置として構成された形態を含むものであることは言うまでもない。

１ レンズ鏡筒
２ カメラボディ
３ フォーカスモーター
４ 自動焦点調整機構
５ 手動焦点調整機構
６ 差動機構
８ 解除機構
５０ 前側支持環（支持部材）
５１ 出力環
５５ 遊星コロ
６１ 駆動ギア環
７１ 駆動環（駆動部材）
７２ 第２の付勢手段（付勢手段）
７３ フォーカス操作環（手動焦点調整環：操作部材）
７４ 支持ピン，係止ピン（ピン部材）
７５ 圧縮コイルバネ（バネ部材）
７６ 潤滑ワッシャー（スラスト滑り軸受）
７７ スラスト玉軸受（スラスト転がり軸受）
８５ 解除スイッチ
Ｌ１〜Ｌ５ 群レンズ（光学要素）

Claims (12)

1. レンズを含む光学要素と、
   光軸回りに回転されて前記光学要素を制御する駆動部材と、
   前記駆動部材を支持する支持部材と、
   前記駆動部材と前記支持部材との間に介装され、当該駆動部材を光軸方向に付勢して当該駆動部材による前記光学要素の制御を可能にする付勢手段を備え、
   前記付勢手段は、
   前記駆動部材と前記支持部材の一方に光軸周りの円周方向全周において当接される滑り軸受又は転がり軸受からなる軸受と、
   前記軸受の光軸回りの回転を係止するピン部材と、
   前記ピン部材を前記軸受に当接させるバネ部材と、
   を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記ピン部材と前記バネ部材は、前記軸受と共に前記支持部材と前記駆動部材の光軸方向の間に介装され、前記軸受は前記ピン部材と前記バネ部材により前記支持部材と前記駆動部材の一方に当接される請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記軸受は潤滑性のあるワッシャーで構成され、当該ワッシャーは前記ピン部材により前記支持部材に回転方向に一体化されて前記駆動部材に当接される請求項２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記軸受は潤滑性のあるワッシャーで構成され、当該ワッシャーは前記ピン部材により前記駆動部材に回転方向に一体化されて前記支持部材に当接される請求項２に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記ピン部材は前記バネ部材のバネ力により前記ワッシャーの一部に係合して当該ワッシャーを前記駆動部材と前記支持部材の他方と回転方向に一体化させる請求項３又は４に記載のレンズ鏡筒。
6. 前記ワッシャーは円周方向の少なくとも１箇所に穴を有し、前記ピン部材は錐状の頭部を有し、前記バネ部材により付勢されて当該頭部が前記穴に係合される請求項５に記載のレンズ鏡筒。
7. 前記ピン部材は内部に有底穴を有し、当該有底穴内に前記バネ部材が内装される請求項１ないし６のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
8. 請求項１〜７に記載のレンズ鏡筒において、
   前記光学要素を光軸方向に移動させて焦点調整を行う焦点調整機構を備えており、
   当該焦点調整機構は２つの入力部を有する差動機構を備え、
   一方の入力部にはアクチュエータにより焦点調整を行う自動焦点調整手段が接続しており、
   他方の入力部には手動操作により焦点調整を行う手動焦点調整手段が接続しており、
   前記手動焦点調整手段の前記差動機構への接続を解除する解除機構を有し、
   前記手動焦点調整手段は前記駆動部材と前記付勢手段を含み、前記支持部材はレンズ鏡筒の固定部であるレンズ鏡筒。
9. 前記差動機構は、
   光軸回りに回転して前記光学要素を移動させる出力部材と、
   前記出力部材に軸支された遊星コロと、
   前記遊星コロに光軸方向の一方から対向する前記自動焦点調整手段と、
   前記遊星コロに光軸方向の他方から対向する前記手動焦点調整手段と、
   前記自動焦点調整手段を前記遊星コロに圧接させる第１の付勢手段と、
   前記手動焦点調整手段を前記遊星コロに圧接させる第２の付勢手段と、
   から成り、前記第２の付勢手段が前記駆動部材を付勢する前記付勢手段として構成される請求項８に記載のレンズ鏡筒。
10. 前記手動焦点調整手段は、手動操作を行うための操作部材を備え、前記駆動部材は前記操作部材と一体的に回転可能な一方で前記操作部材に対して相対的に光軸方向に移動可能であり、前記駆動部材は前記付勢手段により前記遊星コロに圧接するとともに、解除時に前記遊星コロとの圧接状態から解除される請求項９に記載のレンズ鏡筒。
11. 前記解除機構は、操作されたときの光軸回りに回転する解除切換部材と、
    光軸方向に移動する解除部材を備え、
    該解除切換部材は前記解除部材にカム機構により係合され、
    回転したときに該解除部材を光軸方向に移動して、前記駆動部材を前記付勢手段の付勢力に抗して前記遊星コロとの圧接状態から解除する請求項９又は１０に記載のレンズ鏡筒。
12. 請求項１ないし１１のいずれかに記載のレンズ鏡筒を備える撮像装置。

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