JP2003121726A - レンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 振動波モータの回転調整角と手動調整角を自
由に設定できる構成にし、最適な手動操作感を得られる
ＡＦレンズの鏡筒を提供する。 【構成】 フルタイムマニュアル機構を、厚み方向で２
分割し、お互いに摩擦抵抗を持たせた遊星歯車の一つと
内側で進行波モータの出力リングと噛合させ、他の歯車
の外側でマニュアル操作リングと噛合させた構造で、該
２分割の遊星歯車間の摩擦をモータのローターとステー
タ間の摩擦より小さく設定すれば、レンズ移動環のレン
ズ移動終端におけるモータからの駆動力や手動による操
作力は遊星歯車間の滑動回転で逃がすことができるし、
前記モータのローターとステータ間の接触圧は最大効率
を引き出すために独立して調整することが可能で、この
調整によって他の駆動系に影響することが無い。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明はシステムカメラ、特
に一眼レフカメラの交換レンズの鏡筒に関し、さらに詳
しくは手動距離環調整が可能なＡＦ一眼レフカメラのレ
ンズ鏡筒に関する。 【０００２】 【従来の技術】ボディ内モーター式及びレンズ内モータ
ー式ＡＦ専用交換レンズの手動調整機構ではクラッチを
設置し、駆動モーターの連動系と手動連動系を切り換え
る方法が一般的である。しかし、使用時において切り換
え操作の煩わしさや、撮影のタイミングなどから問題が
あった。これの改善策として振動波モーター駆動と併せ
て常時、任意に手動調整が可能な方法として、レンズ移
動環に、光軸に対して直交する放射方向線を中心とする
回動可能なローラーを担持させ、これをローターとマニ
ュアル操作リングの間で光軸方向に加圧挟持させること
によってローターとマニュアル操作リング双方から該ロ
ーラーを回動させレンズ移動環を作動させる特開平２−
２５３２１４、特開平２−２５３２１７。レンズ移動環
を回転させる回転環部材の周部に個々に転動自在に密嵌
合された多数の球状転動体をモーター側駆動環とマニュ
アル操作環の間で加圧挟持させ双方から球状転動体を回
動させることによってレンズ移動環を作動させた特開平
２−２５３２１０。マニュアル時加圧挟持されたステー
ター、ローター、レンズ移動環を含む駆動機構全体を手
動で回転させるようにした特開平４−１９１８０６等幾
つか提案されフルタイムマニュアル方式と称してしい
る。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法は振動波モーターの作動に必要な加圧を利用した
圧接構造になっており、差動構造に必要な加圧量を振動
波モーター内の加圧バネに頼っているため、これらの機
構が多く有する滑動面それぞれの摩擦力を調整する事が
困難な状況にあり、動力伝達の信頼性に問題があった。
また滑動部材やローラーの面に高い加工精度が要求さ
れ、さらに摩擦係数の関係から材質についても多くの制
限があり、コストアップも含め設計上の大きな障害にな
っていた。さらに従来の方式は振動波モータの回転調整
角と手動調整角がほぼ対等でモータトルク上の問題や手
動による調整時の感触などによって振動波モータの回転
調整角と手動調整角を自由に選定し、設定することがで
きなかった。 【０００４】 【課題を解決するための手段】上記問題を解決する為、
焦点調整用レンズ移動環と連動する光軸を中心に回動可
能なガイドリングとそれに設置する遊星歯車を歯数の異
なる２つの歯車に分け、該遊星歯車を中心に一方は振動
波モータの出力リングと他方はマニュアル操作リングと
連結する機構とし、振動波モーターの最適接触圧力が他
の連動系に影響しないようローター側で受けるベアリン
グとステータ側からのバネによて得られる独立構造を採
り、信頼性の高いフルタイムマニュアル機構が得られる
ようにした。 【０００５】 【発明の実施の形態】本発明のフルタイムマニュアル機
構は、厚み方向で２分割し、お互いに摩擦抵抗を持たせ
た遊星歯車の一つと内側で進行波モータの出力リングと
噛合させ、他の歯車の外側でマニュアル操作リングと噛
合させた構造で、該２分割の遊星歯車間の摩擦をモータ
のローターとステータ間の摩擦より小さく設定すれば、
レンズ移動環のレンズ移動終端におけるモータからの駆
動力や手動による操作力は遊星歯車間の滑動回転で逃が
すことができるし、前記モータのローターとステータ間
の接触圧は最大効率を引き出すために独立して調整する
ことが可能で、この調整によって他の駆動系に影響する
ことが無い。 【０００６】 【実施例】以下、図面等を参照して本発明の最も良好な
実施形態を説明する。 【０００７】実施例では図１は本発明の鏡筒の構成断面
図で、図２は環状型進動波モータの分解斜視図、図３は
ガイドリングとそこに設置する遊星歯車と連動機構の詳
細斜視図である。図において同じ部材は同じ符号で示
す。 【０００８】図１において１２はレンズ鏡筒の固定筒で
フロントリング７が連結固定され、その内部に移動可能
な移動枠及び固定枠に保持されたレンズ群がそれぞれ光
軸を中心にしてＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４と並列に位置す
ることにより撮影レンズ鏡筒が構成されている。このよ
うに配置されたレンズ群のなかで、本実施例の鏡筒にお
いては各距離に対して、レンズ群Ｌ１を光軸方向に移動
調整することにより像面の焦点調整が可能なレンズを採
用している。レンズ群Ｌ１はレンズ鏡枠１によって保持
され、レンズ鏡枠１にはコロ２７がはまったコロ軸２が
植設されている。このコロ２７はフロントリング７の不
図示の直進長穴とフロントリング７上側に嵌合するレン
ズ移動環８の不図示のカム形長穴とに貫通していて、レ
ンズ移動環８の回転によってカム形長穴に沿って移動し
ようとするが固定側のフロントリング７の直進長穴によ
って回転方向は阻止されているためカム形長穴の直進成
分に従って、レンズ鏡枠１はレンズ群Ｌ１と共にフロン
トリング７内をスライド出来るようになっている。 【０００９】レンズ移動環８の回動可能なガイドリング
１１が在り、それぞれの結合部８ａと１１ａが結合し
て、レンズ移動環８とガイドリング１１が一体で回動で
きるようになっている。ガイドリング１１に遊星歯車３
が設置してあり、遊星歯車３の遊星移動に従って、円周
回動できるようになっている。 【００１０】図３の遊星歯車と連動機構の詳細図斜視図
に示してあるようにガイドリング１１にはバランスの取
れた複数箇所に遊星歯車軸４が植立されていて、上部が
ネジ状になった軸受けネジ１５を芯として二枚重なった
遊星歯車の上歯車３ａ，上歯車３ａと歯数が異なる下歯
車３ｂと、この両遊星歯車間の摩擦抵抗を発生させるフ
リクションバネ５を挿入し、これをバネ調整ナット６を
ねじ込んで一体としたユニットを遊星歯車軸４に挿入
し、この遊星歯車軸４の頂上で、このユニットが抜けな
いよう押さえリング１６で止めている。このため、遊星
歯車軸４を中心にユニットごと回転し、上歯車３ａ，下
歯車３ｂはお互いにバネ調整ナット６で加減された摩擦
で保持され一体で回転するが、お互いの摩擦力を越える
外力が別々にかかると、お互いの相対位置が変えれるよ
うになっている。 【００１１】次に自動焦点動作の駆動源となる振動波モ
ータは前記ガイドリング１１よりも焦点側（図の右側）
に位置し、固定筒１２に嵌合したモータベース筒１３を
内側にして、モータベース筒１３のツバ部１３ａに図２
に示すような分解部品を順次重ね合わせ、固定筒１２の
ツバ部１２ａの間に挟持固定させている。 【００１２】モータベース筒１３のツバ部１３ａには円
周上に複数個の圧力調整ネジ２８が設定されていて、そ
の内側から環状の板バネ２１、その上にステータホルダ
ー２４を置き、ステータ１８の振動を吸収する振動吸収
体１９を挟んでステータ１８を保持している。 【００１３】このステータ１８は底部にセラミック圧電
素子２２が張り付けられ、与えられる振動電圧によって
微少な振動歪みとなってステータ１８全体を振動させ
る。この振動がローター１７の接触面に対して回転駆動
を得る効果的な進行状表面波にするために図に示すよう
に等間隔に溝が刻まれ歯状になっている。またステータ
１８をモータベース筒１３に保持し、回転を防止するた
めにステータ止めネジ２３によって側面よりステータ１
８を止めている。ステータ１８の振動表面にローター１
７を圧接する事によりローター１７に回転駆動力が得ら
れるが、ローター１７には耐磨耗性のある摺動材２５を
貼り付け、ステータ１８の表面とローター面の磨耗を防
止している。ローター１７の上にローターの振動系に影
響しなく、回転滑りのない材質の押さえ板２６を乗せ、
その上からローターの回転出力を取り出す出力リング２
０を乗せて、その歯車部２０ａよりモータの駆動力を外
部に伝えられるようにしている。この出力リング２０を
回転リング１４ｃとベース１４ａの溝部にボール１４ｂ
を並べ挟み込んで構成した環状ベアリング１４で受けて
いる。固定筒１２のツバ部１２ａにはこの環状ベヤリン
グ１４を取り付け穴１４ｄを通して取り付けられてい
て、これにローター１７を接触させて一体となしてい
る。このように固定側である固定筒１２とモータベース
筒１３のそれぞれのツバ部１２ａと１３ａの間に設置さ
れた形で、振動波モータの出力特性を左右するローター
１７とステータ１８の接触圧力の調整は右側のモータベ
ース筒１３のツバ部１３ａに設置されている圧力調整ネ
ジ２８によって任意に調整ができるようになっている。 【００１４】前述のガイドリング１１に設置している遊
星歯車３の上歯車３ａはモータの回転出力を取り出す出
力リング２０の出力歯車２０ａと噛み合い、遊星歯車３
の下歯車３ｂは焦点調整が手動で操作できる手動操作環
１０の手動歯車１０ａと噛み合っていて、自動、手動の
駆動系が遊星歯車３を仲介に繋がり、両駆動力によりガ
イドリング１１を通して、焦点調整可能な構成となって
いる。 【００１５】次に、このような構成における動作につい
て説明する。まず自動焦点動作の場合カメラ側のデフォ
ーカス量検出に従い、最良焦点に近づくべき方向と回転
駆動のための高周波の電圧信号がセラミック圧電素子２
２に与えられ、それに合わせてステータ１８の表面に進
行波振動が発生する。この進行波の方向に従って、ステ
ータ１８に圧接しているローター１７に回転駆動力が発
生する。これは押し板２６と共に、上側で環状ベアリン
グ１４の回転リング１４ｃをコロがしながら出力リング
２０が回転することになる。この出力リング２０の回転
と共に出力歯車２０ａと噛み合っている遊星歯車３ａを
回転させることになるが、摩擦力で保持された他方の遊
星歯車３ｂと一体で回転することになり、手動操作環１
０が停止している状態にあるため遊星歯車３は３ｂが噛
み合っている手動歯車１０ａの内歯を転がりながら同じ
方向に移動していく。従ってガイドリング１１が回動
し、これに連動してレンズ移動環８を回動させることが
出来る。これは前記説明で明らかにしたようにレンズ鏡
枠１とレンズ群Ｌ１を光軸平行に移動させ、合焦位置に
向かって近接して行く。この場合モータの出力リング２
０と一体の出力歯車２０ａと噛み合っている遊星歯車３
の上歯車３ａが下歯車３ｂに対する歯数比を大きくとれ
ばモータ回転に対する焦点調整角が減り、トルクが増え
る結果になり、逆に歯数比を小さくすればモータ回転に
対する焦点調整角が増え、トルクが減る結果になるため
搭載する振動波モータの特性に合わせて遊星歯車３の上
歯車３ａと下歯車３ｂの歯数比を最適に設定することが
できる。 【００１６】手動調整の場合は操作環１０ｂに手動によ
って固定環２９に対する摩擦環３０による回転制止力以
上の回転力を与えると、手動操作環１０が回転すると共
に上歯車３ａを回転させることができ、上歯車３ａと噛
み合っている下歯車３ｂを回転させることになるが、今
度はモータ側が停止しているので、同じく遊星歯車３ａ
と一体で回転し、モータの出力歯車２０ａと噛み合いな
がら外側を転がり移動していく。これもモータ動作と同
じようにガイドリング１１を回動させることになるた
め、これに準じてレンズ群Ｌ１を光軸平行に移動させ、
焦点調整が手動となる。この場合操作環１０ｂは摩擦環
３０による負荷とレンズ移動環８の負荷がかかるため、
これを手動時の感触に合わせて遊星歯車３の上歯車３ａ
と下歯車３ｂの歯数比を変えることにより最適なものに
設定することができる。すなわち手動操作環１０の手動
歯車１０ａと噛み合っている遊星歯車３の下歯車３ｂの
上歯車３ａに対する歯数比を大きくとれば手動による焦
点調整角が増え、操作トルクが軽くなるし、逆に歯数比
を小さくすれば焦点調整角が減り、操作トルクが重くな
る。このことからレンズの種類に合わせ、遊星歯車３の
下歯車３ｂと上歯車３ａの歯数比を適当に設定すれば最
適な手動操作感が得られる。 【００１７】以上の自動、手動操作の説明でそれぞれ一
方は停止或いは操作しない場合を述べたがモータ作動中
に手動操作環を操作しても支障は無い。例えばモータ回
転によるガイドリング１１が右回転で移動してる時、手
動でガイドリングを同方向に回転するよう操作した場
合、レンズ移動が重畳され、加速して移動するし、逆方
向に操作した場合は摩擦で保持されている両遊星歯車の
上歯車３ａ、下歯車３ｂ間にスリップが働き、両歯車の
差動分でレンズが移動することになる。他方、上歯車３
ａ，下歯車３ｂの両遊星歯車間のスリップ作動はレンズ
可動範囲を越える終端位置でも発生し、余分な作動力を
このスリップで逃がす役割をしている。例えば操作環を
手動でレンズ可動範囲（至近から無限）を越えて回した
場合、両遊星歯車間でスリップし、他に不都合な影響が
出ないようになっている。この上歯車３ａ，下歯車３ｂ
間の摩擦偶力は操作環の停止摩擦や操作感覚に影響し、
また、モータのステータ１８とローター１７間の摩擦と
の関係も大きいことから本発明がそれぞれ独立して最適
な摩擦調整が可能なところに特徴がある。 【００１８】 【発明の効果】以上説明したように環状型振動波モータ
と自動と手動の差動機構系を独立構造にし、且つレンズ
の機構特性に合わせた差動機構系の遊星歯車をそれぞれ
歯数の異なる２つの歯車に分けてそれぞれに歯合させる
ことにより、各種レンズの最適条件を満足する特性が得
られ、ＡＦレンズのマニュアル調整において特別な切り
替え手段を設けずに常時調整が可能な安価で信頼性の高
いＡＦレンズ鏡筒が提供出来る。

【図面の簡単な説明】 【図１】実施例の鏡筒の構成断面図である。 【図２】実施例の環状型振動波モータの分解斜視図であ
る。 【図３】実施例の遊星歯車と連動機構の詳細斜視図であ
る。 【符号の説明】 １ レンズ鏡枠 ２ コロ軸 ３ 遊星歯車 ４ 遊星歯車軸 ５ フリクションバネ ６ バネ調整ナット ７ フロントリング ８ レンズ移動環 １０ 手動操作環 １１ ガイドリング １２ 固定筒 １３ モータベース筒 １４ 環状ベアリング １５ 軸受けネジ １６ 押さえリング １７ ローター １８ ステータ １９ 振動吸収体 ２０ 出力リング ２１ 板バネ ２２ セラミック圧電素子 ２３ ステータ止めネジ ２４ ステータホルダー ２５ 摺動材 ２６ 押さえ板 ２７ コロ ２８ 圧力調整ネジ Ｌ１ レンズ群 Ｌ２ レンズ群 Ｌ３ レンズ群 Ｌ４ レンズ群

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ローターとステータの接触圧力の調整が
   可能なバネによって保持されたステータと固定側に対し
   環状ベアリングで挟持された歯車と連結するローターで
   構成された円環状振動波モータをレンズの光軸を中心に
   独立して設け、前記モータの回転駆動による自動焦点調
   整と外環の位置にあり通常固定環に対し摩擦で制止され
   ている手動操作環の操作により手動焦点調整を可能にし
   たレンズ鏡筒において、焦点調整用レンズ移動環に直結
   する回動可能なガイドリングとそれに設置する遊星歯車
   は軸が共通であって、歯数の異なる２つの歯車で構成
   し、互いに摩擦抵抗をもつよう圧接保持されていて、一
   つの前記遊星歯車は内側で前記モータのローター保持歯
   車に連結し、他の前記遊星歯車は外側で手動操作環の歯
   車部と連結する構造により前記モータ駆動による自動焦
   点調整角度と手動操作による手動焦点調整角度の最適比
   をレンズの種類により変更可能な構造にしたことを特徴
   とするレンズ鏡筒。