JPH11211960A - レンズ鏡筒およびこれを備えた光学機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 進退筒に、モータやギアとの干渉を避けるた
めに２つの切り欠きを設けると、進退筒の強度が弱くな
る。 【解決手段】 光軸方向に進退可能な進退筒３０と、鏡
筒光軸方向に延びて駆動力を発生するモータと、鏡筒光
軸方向に延びてモータの駆動力を鏡筒被駆動部に伝達す
る伝達ギヤ１０とを有するレンズ鏡筒において、モータ
と伝達ギヤとを鏡筒周方向に隣接配置するとともに、進
退筒にこの進退筒の進退によるモータおよび伝達ギヤと
の干渉を避けるための１つの切り欠き部３０ｄを設け
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、内部にモータとこ
のモータの出力を回転筒等の鏡筒被駆動部に伝達するギ
ヤとを配置したレンズ鏡筒に関し、さらに詳しくはレン
ズ鏡筒におけるレンズ等の鏡筒構成部材を移動させるた
めのカム手段との最適な構成に関し、特に、よりコンパ
クトなモータをレンズ鏡簡内に配置するための構成に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、レンズ交換可能なカメラあるいは
レンズシャッター式カメラ等のコンパクトカメラは、自
動焦点調節（オートフォーカス）機能を搭載したものが
多い。レンズ交換可能な一眼レフカメラにおいては、自
動焦点調節用モータがカメラ内部に配置され、マウント
部のカプラーを通じてレンズ鏡筒の距離環に伝達される
方式、あるいはレンズ鏡筒内部に自動焦点調節用モータ
や減速ギア等と一緒に構成されたモータユニットが配置
され、カメラからはマウントを通じて電源が供給される
方式が知られている。

【０００３】レンズ鏡筒内部に自動焦点調節用モータ又
はモータユニットが配置される方式では、自動焦点調節
のための移動レンズの負荷（重量）に影響されない駆動
スピードが得られるというメリットがある反面、レンズ
鏡筒自体のコンパクト化に弊害をきたすというデメリッ
トがある。

【０００４】一方、ズームレンズにおける可動レンズの
移動は、ズーム操作環の回転又は直進操作をコロとカム
溝又は直進溝との嵌合により、もしくはカム面とカムフ
ォロワーとの当接によりレンズを保持する可動レンズ枠
に伝達することにより行われるようになっている。

【０００５】この可動レンズ枠を光軸方向に移動させる
ためのカム溝又は直進溝、あるいはカム面とこのカム面
に当接されたカムフォロワーが１８０度対称位置に形成
された構成も知られているが、カム溝又は直進溝とコロ
との嵌合ガタ、あるいはカム面とこのカム面に当接され
たカムフォロワーとの当接ガタにより、可動レンズ枠に
傾きが生じ易く、光学性能上悪影響を及ぼすため、同じ
嵌合ガタでも影響の少ない１２０度等分に配置されたカ
ム構成が広く用いられている。

【０００６】また、上記カム構成は、カム部を高精度に
仕上げる必要があるために、多大な工程が必要とされる
金属加工よりも、より単純な工程からなるモールド成型
により作られることが多い。

【０００７】図５は従来のレンズ鏡筒の縦断面図、図６
はその要部の展開図である。図５，図６において、５１
はカメラボディ（図示せず〉に装着するレンズマウント
が一体的に形成されている固定筒、５２は固定筒１の先
端外側に嵌合し、軸ビス５３により定位置で回転できる
ようになっているズーム操作環、５４はズーム操作環２
の外側に巻き付けられたズームゴムである。

【０００８】５５はズーム操作環２にビス６３により結
合されて光軸方向の移動が規制された固定筒５１に対し
ては回転可能に配設されている第１カム筒であり、この
第１カム簡５５の内周面には数本の凸状のリードカム
（又は非直線カム）５５ａ，５５ｂが形成されている。

【０００９】５６はリードカム５５ａ，５５ｂと嵌合す
る凹状のカムフォロワー５６ａ，５６ｂおよぴ略コ字形
をした切り欠き５６ｃ，５６ｄを外周面に設けた第１鏡
筒部材、５７は一端を固定筒５１にビス６４にて固定さ
れ上記切り欠き５６ｃ，５６ｄに幅方向にて嵌合する直
進ガイド部材である。

【００１０】５８は第２カム筒であり、この第２カム筒
５８の内周面には上記第１カム筒５５の外周面に設けら
れたカムフォロワー５５ｃ，５５ｄと係合する略螺旋状
の凸カム５８ｂが設けられ、この第２カム筒５８の後端
部外周面に形成された突起５８ａは固定筒５１に設けら
れた直進ガイド溝５１ａと係合している。

【００１１】５９は内周面に設けられたヘリコイド５９
ａが上記第２カム筒５８の先端部外周面に形成されたヘ
リコイド５８ｃとへリコイド結合している第２鏡筒部
材、６０は第３鏡筒部材、６１は伝導絞り装置である。

【００１２】６２は、自動焦点調節モータ（ＤＣモー
タ）６２ａが搭載されたモータユニットで、このユニッ
トを構成するフォーカスギア６２ｂは第２鏡筒部材５９
内に設けられたギア（不図示）と噛み合っている。この
ため、モータ６２ａを回転作動させると、第２鏡筒部材
５９とともにこれに保持されたレンズ群が光軸方向に進
退して、フォーカシングが行われる。

【００１３】図７には、自動焦点調節モータユニット６
２を、固定筒５１側から見た平面図を示している。この
図から分かるように、モータユニット６２は、数個の減
速ギア６２ｄ及びアイドラーギア６２ｃを有して構成さ
れ、約１８０度の位相範囲に配置されている。

【００１４】図５および図６に示す６３は自動焦点調節
モータ６２ａおよび電動絞り装置６１を駆動する回路基
板で、カメラより接点ブロック６３ａを介して電源及び
絞り量、フォーカス駆動量等の情報がレンズマイコン６
３ｃに伝達される。

【００１５】以上の様な構成のレンズ鏡筒において、ズ
ーム操作環５２を回動させると、このズーム繰作環５２
と同じ方向、同じ量だけ第１カム筒５５が回転する。そ
して、この第１カム筒５５の内周側に形成されたリード
カム５５ａ，５５ｂと嵌合するカムフロア５６ａ，５６
ｂを介して、第１鏡筒部材５６が直進ガイド部材５７に
案内されて光軸方向に移動し、ズーミングが行われる。

【００１６】また、第１カム筒５５が回動すると、この
第１カム筒５５のカムフロア５５ｃ，５５ｄと略螺旋状
の凸カム５８ｂとの嵌合によって、第２カム筒５８が固
定筒５１の直進ガイド溝５１ａに案内されて直進移動
し、この第２カム筒５８とへリコイド結合された第２鏡
筒部材５９が光軸方向に進退してズーミングが行われ
る。

【００１７】なお、第２カム筒５８にスラスト規制され
ているフォーカスギア６２ｂは、第２カム筒５８と同様
に光軸方向に進退し、どのズーム域でもモータ６２ｂの
回転を第２鏡筒部材５９に伝えられるようになってい
る。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６お
よび図７に示したレンズ鏡筒では、自動焦点調節モータ
ユニット６２が占める位相範囲が１８０度と大きいため
に、回路基板６３を構成する大きな（高い）素子６３ｃ
の配置場所が、自動焦点調節モータユニット６２と干渉
しない場所に限られる。このため、回路基板６３の設計
自由度を防げ、回路基板６３を多層基板にする必要が生
じてコスト高になるという問題があった。また、図６に
示す第２カム筒５８が、固定筒５１側に最も近い位置５
８ｆとなるズーム域でモータ６２ａや減速ギア６２ｄと
の干渉を避けるために、第２カム筒５８に２つの切り欠
き５８ｄ，５８ｅを設けなければならず、第２カム筒５
８の強度が弱くなり易いという問題もある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明では、光軸方向に進退可能な進退筒と、鏡筒
光軸方向に延びて駆動力を発生するモータと、鏡筒光軸
方向に延びてモータの駆動力を鏡筒被駆動部に伝達する
伝達ギヤとを有するレンズ鏡筒において、モータと伝達
ギヤとを鏡筒周方向に隣接配置するとともに、進退筒に
この進退筒の進退によるモータおよび伝達ギヤとの干渉
を避けるための１つの切り欠き部を設けている。

【００２０】これにより、上記モータおよび伝達ギヤを
有して構成されるモータユニットを従来よりも狭い位相
範囲に配置することが可能となり、しかも進退筒に１つ
しか干渉防止用の切り欠き部を設けないため、進退筒の
強度向上を図ることが可能となる。

【００２１】具体的には、進退筒の周方向複数箇所に、
この進退筒に連動させてレンズ等の鏡筒構成部材を駆動
するためのカム部を形成し、上記切り欠き部を、進退筒
における複数のカム部のうち隣り合う２つのカム部の間
に形成する。

【００２２】なお、この場合、間に上記切り欠き部が形
成された２つのカム部間の間隔を、他のカム部間の間隔
よりも広くする（つまり、複数のカム部を周方向不等分
位置に形成して、広いカム部間隔を有する部分に切り欠
き部を形成する）のが望ましい。

【００２３】また、モータとしては、ＤＣモータ等に比
べて、小型であるにもかかわらず高トトルクを出力する
振動型モータを用いて、減速ギアを大幅に削減し、モー
タユニットひいてはレンズ鏡筒全体をよりコンパクトに
構成するのが望ましい。

【００２４】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１には、本発
明の第１実施形態であるレンズ鏡筒の自動焦点調節モー
タユニット２９の展開断面図を示しており、図２には上
記自動焦点調節モータユニット２９の平面図を示してい
る。なお、本実施形態のレンズ鏡筒の全体の基本構成
は、図５により説明した従来のレンズ鏡筒と同様であ
る。また、本実施形態のレンズ鏡筒は、カメラ等の光学
機器に取り付けられて使用される。

【００２５】上記自動焦点調節モータユニット２９は駆
動源として棒状振動型モータを使用しているので、まず
この棒状振動型モータの構造について説明する。

【００２６】図１および図２において、１は棒状振動型
モータの振動子（ステータ）としての振動弾性体であ
る。この振動弾性体１は中間部がくぴれた筒状体であ
り、中心の孔には導電性のシャフト２のネジ部２ａと螺
合するメネジ１ａが形成されている。また、振動弾性体
１は導電性材料で形成されており、この振動弾性体１の
一方の端面１ｂはロータ３の一方の端面３ａに圧接され
ている。

【００２７】ロータ３は筒状体であり、同じく筒状体で
あるバネ保持部材７の外周に嵌合して取り付けられてい
る。

【００２８】４は中心孔４ａを有する押え体であり、シ
ャフト２の頭部により後述の圧電素子５に圧接されてい
る。５は例えばＰＺＴで構成される電気−機械エネルギ
ー変換素子としての環状円板形状の圧電素子であり、Ａ
相、Ｂ相としてのＰＺＴを複数枚積層して構成されてい
る。６は圧電素子５に交流電圧を供給するためのフレキ
シブルプリント板である。

【００２９】振動弾性体１と押え体４には、圧電素子５
がフレキシブルプリント板６から供給された交流電圧に
応答して振動することによって振動が励起される。そし
て、ロータ３は振動弾性体１との摩擦により軸線Ｚを中
心として回転する。

【００３０】バネ保持部材７は、後述する加圧バネ９を
受けると共にロータ３に固着されている。８はギア部８
ａを有する回転出力部材であり、バネ保持部材７に対し
て一体的に回転するとともに、スラスト方向ではフリー
になるように突起８ｂを有している。バネ保持部材７に
はこの突起８ｂと嵌合する溝部７ａが設けられている。

【００３１】加圧バネ９は、回転出力部材８とバネ保持
部材７との間に配置され、ロータ３を振動弾性体１に圧
接させている。１１は棒状振動型モータを取付部材１２
に固定するための支持部材であり、ネジ１３により取付
部材１２に固定されている。棒状振動型モータの組立て
に際しては、支持部材１１をシャフト２に嵌合させると
共に、シャフト２のフランジ部２ｂに突き当てた後、ナ
ット（不図示）で締め付け、接着剤でシャフト２に固着
する。これにより回転出力部材８を介して加圧バネ９に
より振動弾性体１とロータ３とを加圧状態に保持して棒
状振動型モータの組立てが完了する。

【００３２】次に、モータユニット２９における棒状振
動型モータ以外の部分の構成について説明する。

【００３３】１５は大ギア部１５ａと小ギア部１５ｂと
を有する減速ギヤであり、大ギア部１５ａは棒状振動型
モータの回転出力部材８のギア部８ａと噛み合ってい
る。

【００３４】１６は伝達ギア部１６ａと出力二方取り部
１６ｂとを有する出カギアである。伝達ギア部１６ａは
減速ギア１５の小ギア部１５ｂと噛み合っている。ま
た、出力二方取り部１６ｂはフォーカスギア（請求の範
囲にいう伝達ギヤ）１０の二方取り部１０ｂと嵌合して
いる。

【００３５】出カギア１０ａはレンズ鏡筒内の被駆動部
（本実施形態では、第２鏡筒部材〈図５の５９に相当す
る〉）のギア部に連結されている。

【００３６】１７は複数のスリット部を有するパルス発
生部１７ｂと、棒状振動型モータの回転出力部材８のギ
ア部８ａと噛み合うギア部１７ａが一体成形されたパル
スギアである。

【００３７】１８はパルスギア１７のパルス発生部１７
ｂのパルスを読み取り、後述する回路基板２４に設けた
モータ制御回路に信号を送るための光学センサ（フォト
インタラプタ）である。このフォトインタラプタ１８
は、棒状振動型モータのフレキシブルプリント板６に半
田付けされている。

【００３８】１９は減速ギア１５、出カギア１６および
パルスギア１７を回転可能に支持するとともに、フォト
インタラプタ１８を固定支持する固定部材である。この
固定部材１９は、レンズ鏡筒の固定筒にビス止めされ
る。また 固定部材１９を取付部付１２にピスによって
取り付けることで、減速ギア１５、パルスギア１７のス
ラスト抜け止めを行い、さらに、出力ギア１６は取付部
材１２の立ち曲げ部１２ａによりスラスト規制される。

【００３９】図４は、モータ制御回路等が形成された回
路基板２４の模式図であり、この回路基板２４には、フ
レキシブルプリント板６を接続するコネクタ２４ｄおよ
び接点ブロック２４ａ等が半田付けされている。

【００４０】以上のように構成されたモータユニットで
は、回路基板２４からフレキシブルプリント板６を通じ
て棒状振動型モータに作動信号（交流電圧）が供給され
ると、この作動信号により圧電素子５が振動し、この振
動により振動弾性体１と押え体４とが振動する。そし
て、この振動によって前述したようにロータ３および回
転出力部材８が軸線Ｚを中心として回転する。これらの
回転は、減速ギア１５を介して出カギア１６およびフォ
ーカスギヤ１０に伝達され、レンズ鏡筒内の被駆動部に
その回転が伝達されることでレンズが光軸方向に駆動さ
れてオートフォーカシングが行われる。

【００４１】一方、回転出力部材８の回転により、ギヤ
部８ａと噛み合うパルスギア１７も回転する。この回転
によりパルスギア１７のパルス発生部１７ｂのスリット
数をフォトインタラプタ１８が読み取り、フォトインタ
ラプタ１８からの読み取り信号がフレキシブルプリント
板６を通じて回路基板２４に送られ、レンズの光軸方向
移動が制御される。

【００４２】図３は、本実施形態のレンズ鏡筒の要部の
展開図である。なお、前述したように、本実施形態のレ
ンズ鏡筒は、図５の従来のレンズ鏡筒と基本構成におい
て同様であるが、上述したモータユニット２９の構成お
よび図３に示す第２カム筒（請求の範囲にいう進退筒）
３０の構成が図５のレンズ鏡筒と異なる。

【００４３】また、本実施形態では、モータユニット２
９は、棒状振動型モータと出力ギヤ１６およびフォーカ
スギヤ１０とをそれぞれ鏡筒光軸方向に延ばすととも
に、鏡筒周方向に隣接配置されてレンズ鏡筒内に取り付
けられる。これにより、モータユニット２９を図５に示
す従来のモータユニットに比べて鏡筒内の狭い位相範囲
に配置することが可能となる。

【００４４】第２カム筒３０の内周面には、図３には図
示していない第１カム筒の外周面に設けられたカムフォ
ロワー（図５参照）と係合する略螺旋状の凸カム３０ｂ
が、１１０度、１２５度、１２５度の不等分間隔で形成
されている。そして、第２カム筒３０における１２５度
の凸カム間間隔を有する部分には、第２カム筒３０の光
軸方向進退による振動型モータおよびフォーカスギヤ１
０との干渉を避けるための切り欠き部３０ｄが１つ形成
されている。

【００４５】このように第２カム筒３０に干渉防止用の
切り欠き部３０ｄを１つしか設けないため、図６のよう
に干渉防止用の切り欠き部５８ｄ，５８ｅを２つ設ける
場合に比べて、第２カム筒３０の強度向上を図ることが
できる。

【００４６】なお、本実施形態では、モータユニットの
駆動源として振動型モータを用いた場合について説明し
たが、本発明は駆動源として他のモータ（ＤＣモータ
等）を用いる場合にも適用することができる。

【００４７】また、本発明は、上記実施形態で説明した
鏡筒構成以外の鏡筒構成を有するレンズ鏡筒にも適用す
ることができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、モー
タと伝達ギヤとを鏡筒周方向に隣接配置するとともに、
進退筒にこの進退筒の進退によるモータおよび伝達ギヤ
との干渉を避けるための１つの切り欠き部を設けるに過
ぎないので、上記モータおよび伝達ギヤを有して構成さ
れるモータユニットを従来よりも狭い位相範囲に配置す
ることができ、モータユニットが取り付けられる回路基
板の設計自由度を高めることができる。しかも進退筒に
は１つしか干渉防止用の切り欠き部を設けないため、進
退筒の強度向上を図ることができる。

【００４９】なお、モータとして、高トルクを出力する
振動型モータを用いれば、ＤＣモータを用いる場合に比
べて減速ギアを大幅に削減し、モータユニットひいては
レンズ鏡筒さらにはこのレンズ鏡筒が取り付けられたカ
メラ等の光学機器をコンパクトに構成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態であるレンズ鏡筒の自動
焦点調節モータユニットの展開断面図。

【図２】上記自動焦点調節モータユニットの平面図。

【図３】上記レンズ鏡筒の要部展開図。

【図４】上記モータユニットが取り付けられる回路基板
の平面図。

【図５】従来のレンズ鏡筒の断面図。

【図６】従来のレンズ鏡筒の要部展開図。

【図７】従来の自動焦点調節モータユニットの平面図。

【符号の説明】

１６ 出カギア １０ フォーカスギア ２９，６２ 自動焦点調節モータユニット ２４ 回路基板 ３０，５８ 第２カム筒 ５９ 第２鏡筒部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉田 潤 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光軸方向に進退可能な進退筒と、鏡筒光
   軸方向に延びて駆動力を発生するモータと、鏡筒光軸方
   向に延びて前記モータの駆動力を鏡筒被駆動部に伝達す
   る伝達ギヤとを有するレンズ鏡筒において、 前記モータと前記伝達ギヤとを鏡筒周方向に隣接配置す
   るとともに、前記進退筒にこの進退筒の進退による前記
   モータおよび前記伝達ギヤとの干渉を避けるための１つ
   の切り欠き部を設けたことを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 【請求項２】 前記進退筒の周方向複数箇所に、この進
   退筒に連動させて鏡筒構成部材を駆動するためのカム部
   を形成し、 前記切り欠き部を、前記進退筒における前記複数のカム
   部のうち隣り合う２つのカム部の間に形成したことを特
   徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 【請求項３】 前記間に切り欠き部が形成された２つの
   カム部間の間隔を、他のカム部間の間隔よりも広くした
   ことを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡筒。
4. 【請求項４】 前記モータが棒状振動型モータであるこ
   とを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のレン
   ズ鏡筒。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載のレン
   ズ鏡筒を備えたことを特徴とする光学機器。