(57)【要約】　　　（修正有）【課題】モータを回転させないパワーマニュアル両用レンズ鏡筒を得る。【解決手段】パワーマニュアル両用レンズ鏡筒において、固定筒に回転自在に支持された入力回転軸１４に、その軸線に直交させて形成した軸方向直交面１４ｆ；入力回転軸を相対回転自在に嵌合させる内面円筒面１８ｂと、この内面円筒面と同軸のアウタギヤ１８ａとを有し、該アウタギヤが入力回転軸をマニュアル操作環に連動させるギヤ列の一部を構成する筒状出力ギヤ１８；入力回転軸に、上記軸方向直交面に隣接させて形成した、筒状出力回転ギヤの内面円筒面との間に不等幅のボール挿入空間を形成する非円形断面部；ボール挿入空間に挿入したボール２３；及びこのボールと軸方向直交面とに接触圧力を与える付勢手段；を備え、非円形断面部は、入力回転軸に回転が与えられたとき軸方向直交面によって回転が与えられるボールを介して筒状出力ギヤに回転を与える形状をなしている。【選択図】　図３
2004145037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ鏡筒の固定筒に、光軸と平行な方向に向けて回転自在に支持された入力回転軸；
上記固定筒に回転操作可能に支持され、上記入力回転軸にギヤ列を介して連動するマニュアル操作環；及び
上記マニュアル操作環が、上記入力回転軸及びギヤ列を介してまたは直接、回転操作されたときに光軸方向に進退する光学要素；
を有するパワーマニュアル両用レンズ鏡筒において、
上記入力回転軸に、その軸線に直交させて形成した軸方向直交面；
上記入力回転軸を相対回転自在に嵌合させる内面円筒面と、この内面円筒面と同軸のアウタギヤとを有し、該アウタギヤが入力回転軸をマニュアル操作環に連動させるギヤ列の一部を構成する筒状出力ギヤ；
上記入力回転軸に、上記軸方向直交面に隣接させて形成した、筒状出力回転ギヤの上記内面円筒面との間に不等幅のボール挿入空間を形成する非円形断面部；
上記ボール挿入空間に挿入したボール；及び
このボールと軸方向直交面とに接触圧力を与える付勢手段；
を備え、
上記非円形断面部は、入力回転軸に回転が与えられたとき上記軸方向直交面によって回転が与えられるボールを介して筒状出力ギヤに回転を与える形状をなしていることを特徴とするパワーマニュアル両用レンズ鏡筒。
【請求項２】
レンズ鏡筒の固定筒に、光軸と平行な方向に向けて回転自在に支持された入力回転軸；
上記固定筒に回転操作可能に支持され、上記入力回転軸にギヤ列を介して連動するマニュアル操作環；及び
上記マニュアル操作環が、上記入力回転軸及びギヤ列を介してまたは直接、回転操作されたときに光軸方向に進退する光学要素；
を有するパワーマニュアル両用レンズ鏡筒において、
上記入力回転軸に形成した軸線に対して直交する第一の軸方向直交面；
この入力回転軸を相対回転自在に嵌合させる内面円筒面と、該内面円筒面と同軸のアウタギヤとを有し、該アウタギヤが上記入力回転軸をマニュアル操作環に連動させるギヤ列の一部を構成する筒状出力ギヤ；
上記入力回転軸を回転自在に支持する固定筒の軸受部材に一体に、上記第一の軸方向直交面に対向させて形成された、軸線に対して直交する第二の軸方向直交面；
上記入力回転軸に、第一の軸方向直交面に隣接させてかつ第二の軸方向直交面との間に位置させて形成した、筒状出力ギヤの上記内面円筒面との間に不等幅のボール挿入空間を形成する非円形断面部；
上記ボール挿入空間に挿入したボール；及び
上記第一、第二の軸方向直交面の間隔が狭くなるように入力回転軸を軸線方向に付勢し、上記ボールを第一、第二の軸方向直交面に押圧接触させる付勢手段；を備え、
上記非円形断面部は、入力回転軸に回転が与えられたとき上記軸方向直交面によって回転が与えられるボールを介して筒状出力回転軸に回転を与える形状をなしていることを特徴とするパワーマニュアル両用レンズ鏡筒。
【請求項３】
請求項１または２記載のパワーマニュアル両用レンズ鏡筒において、上記非円形断面部は、入力回転軸の半径方向に直交する少なくとも一つの面を備えた非円形断面部からなっているパワーマニュアル両用レンズ鏡筒。
【請求項４】
請求項３記載のパワーマニュアル両用レンズ鏡筒において、上記非円形断面部の断面形状は、多角形であるパワーマニュアル両用レンズ鏡筒。
【請求項５】
請求項１または２記載のパワーマニュアル両用レンズ鏡筒において、非円形断面部は、入力回転軸の半径方向に関して対称な少なくとも一対の傾斜面を備えた非円形断面部からなっているパワーマニュアル両用レンズ鏡筒。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項記載のパワーマニュアル両用レンズ鏡筒において、上記マニュアル操作環はフォーカス操作環であり、上記光学要素は、焦点調節レンズ群であるパワーマニュアル両用レンズ鏡筒。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか１項記載のパワーマニュアル両用レンズ鏡筒において、上記マニュアル操作環はズーム操作環であり、上記光学要素は、焦点距離変更レンズ群であるパワーマニュアル両用レンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、パワー操作とマニュアル操作が可能な両用レンズ鏡筒に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
例えば、ＡＦ一眼レフ用の交換レンズでは、カメラボディ側のモータによって、該交換レンズに回転自在に支持されている入力回転軸（ＡＦ回転軸）を回転させ、その回転力で焦点調節レンズ（光学要素）を光軸方向に駆動している。また、マニュアルフォーカスを可能とするため、マニュアル操作環が回転自在に支持されており、マニュアル操作環の回転によっても焦点調節レンズを光軸方向に移動可能としている。
【０００３】
このようなパワーマニュアル両用レンズ鏡筒では、マニュアル操作環を回転操作するときには、その回転が入力回転軸に伝わらないようにする何らかの切替機構とその切替操作を不可欠としていた。
【０００４】
ズーム操作をパワーとマニュアルで切り替えて行うパワーズームレンズ鏡筒においても同様である。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、何らの切替機構及び切替操作を要することなく、入力回転軸にパワー駆動の回転力が与えられたときにはマニュアル操作環に回転が伝達され、一方マニュアル操作環が回転操作されたときにはその回転が入力回転軸に伝達されない、つまりモータを回転させないパワーマニュアル両用レンズ鏡筒を得ることを目的とする。
【０００６】
【発明の概要】
本発明は、レンズ鏡筒の固定筒に、光軸と平行な方向に向けて回転自在に支持された入力回転軸；固定筒に回転操作可能に支持され、入力回転軸にギヤ列を介して連動するマニュアル操作環；及びマニュアル操作環が、上記入力回転軸及びギヤ列を介してまたは直接、回転操作されたときに光軸方向に進退する光学要素；を有するパワーマニュアル両用レンズ鏡筒において、入力回転軸に、その軸線に直交させて形成した軸方向直交面；入力回転軸を相対回転自在に嵌合させる内面円筒面と、この内面円筒面と同軸のアウタギヤとを有し、該アウタギヤが入力回転軸をマニュアル操作環に連動させるギヤ列の一部を構成する筒状出力ギヤ；入力回転軸に、軸方向直交面に隣接させて形成した、筒状出力回転ギヤの内面円筒面との間に不等幅のボール挿入空間を形成する非円形断面部；ボール挿入空間に挿入したボール；及びこのボールと軸方向直交面とに接触圧力を与える付勢手段；を備え、非円形断面部は、入力回転軸に回転が与えられたとき軸方向直交面によって回転が与えられるボールを介して筒状出力ギヤに回転を与える形状をなしていることを特徴としている。
【０００７】
本発明は、別の表現によると、レンズ鏡筒の固定筒に、光軸と平行な方向に向けて回転自在に支持された入力回転軸；固定筒に回転操作可能に支持され、入力回転軸にギヤ列を介して連動するマニュアル操作環；及びマニュアル操作環が、入力回転軸及びギヤ列を介してまたは直接、回転操作されたときに光軸方向に進退する光学要素；を有するパワーマニュアル両用レンズ鏡筒において、入力回転軸に形成した軸線に対して直交する第一の軸方向直交面；この入力回転軸を相対回転自在に嵌合させる内面円筒面と、該内面円筒面と同軸のアウタギヤとを有し、該アウタギヤが入力回転軸をマニュアル操作環に連動させるギヤ列の一部を構成する筒状出力ギヤ；入力回転軸を回転自在に支持する固定筒の軸受部材に一体に、上記第一の軸方向直交面に対向させて形成された、軸線に対して直交する第二の軸方向直交面；入力回転軸に、第一の軸方向直交面に隣接させてかつ第二の軸方向直交面との間に位置させて形成した、筒状出力ギヤの内面円筒面との間に不等幅のボール挿入空間を形成する非円形断面部；ボール挿入空間に挿入したボール；及び第一、第二の軸方向直交面の間隔が狭くなるように入力回転軸を軸線方向に付勢し、ボールを第一、第二の軸方向直交面に押圧接触させる付勢手段；を備え、非円形断面部は、入力回転軸に回転が与えられたとき上記軸方向直交面によって回転が与えられるボールを介して筒状出力回転軸に回転を与える形状をなしていることを特徴としている。
【０００８】
非円形断面部は、例えば入力回転軸の半径方向に直交する少なくとも一つの面を備えた非円形断面部から構成することができる。また、非円形断面部は、多角形の断面形状とし、あるいは、入力回転軸の半径方向に関して対称な少なくとも一対の傾斜面を備えた非円形断面部から構成してもよい。
【０００９】
マニュアル操作環は、具体的には例えばフォーカス操作環であり、光学要素は、焦点調節レンズ群である。また、マニュアル操作環はズーム操作環とすることもでき、このとき光学要素は、焦点距離変更レンズ群である。
【００１０】
【発明の実施形態】
図は、本発明をＡＦレンズ鏡筒１０に適用した実施形態である。図１、図３に示すように、カメラボディに着脱されるマウント環（固定筒）１１には、固定ねじ１２を介して別の内側固定筒１３が固定されている。光軸と平行な軸線を有する入力回転軸１４は、マウント環１１の後端マウント面１１ａに形成した軸受穴１１ｂと、内側固定筒１３の外方フランジ１３ａに形成した軸受穴１３ｂとの間に回転自在に支持されている。この入力回転軸１４の後端面には、マウント面１１ａに臨む回転伝達溝１４ａが形成されている。周知のように、このＡＦレンズ鏡筒１０をカメラボディに正規に装着すると、入力回転軸１４（回転伝達溝１４ａ）がボディ内の駆動機構に連動する。
【００１１】
マウント環１１には、フォーカス操作環（マニュアル操作環）１５が光軸方向位置を規制して回転のみ自在に支持されており、内側固定筒１３には、フォーカス群移動筒１６がヘリコイド１３ｃ、１６ａを介して螺合している。フォーカス操作環１５の内周面には、光軸と平行な回転伝達溝１５ａが形成されており、フォーカス群移動筒１６には、フォーカスレンズ群Ｌ１を固定した１群枠１７が固定されている。
【００１２】
フォーカス群移動筒１６の外周には、フォーカス操作環１５の回転伝達溝１５ａに嵌まる回転伝達突起１６ｂが形成されている。従って、フォーカス操作環１５を回転操作すると、その回転が回転伝達溝１５ａと回転伝達突起１６ｂを介してフォーカス群移動筒１６に伝達され、フォーカス群移動筒１６（１群枠１７、フォーカスレンズ群Ｌ１）はヘリコイド１３ｃ、１６ａに従って回転しながら光軸方向に進退する。図では、フォーカスレンズ群Ｌ１以外のレンズの図示を省略している。
【００１３】
フォーカス操作環１５の後端部内周には、インナギヤ１５ｂが形成されており、入力回転軸１４の外周には、このインナギヤ１５ｂに噛み合うアウタギヤ１８ａを有する筒状出力ギヤ１８が嵌まっている。本実施形態は、入力回転軸１４に回転が与えられたときには、その回転方向に拘わらず、その回転を筒状出力ギヤ１８に伝達し、筒状出力ギヤ１８に回転が与えられたときにはその回転を入力回転軸１４に伝達しない一方向入出力回転伝達機構に特徴がある。以下その詳細を説明する。
【００１４】
入力回転軸１４は、その中間部に、回転伝達溝１４ａ側から順に、外方フランジ１４ｂ、筒状出力ギヤ１８の内面円筒面１８ｂに相対回転自在に嵌まる筒状部１４ｃ、非円形断面部としての偏平な四角柱状部１４ｄ、及び軸受穴１３ｂに嵌まる支持端部１４ｅを有している。筒状部１４ｃの四角柱状部１４ｄ側の端面は、軸方向直交面１４ｆを構成している。四角柱状部１４ｄは、入力回転軸１４の軸１４Ｘ方向から見たとき軸１４Ｘを中心とする正四角形をなしていて、その外面四面は、入力回転軸１４の半径方向に対して直交するボール接触面１４ｇを構成している。軸方向直交面１４ｆは第一の軸方向直交面であり、外方フランジ１３ａは、この第一の軸方向直交面に対向する第二の軸方向直交面である。
【００１５】
筒状出力ギヤ１８の内面円筒面１８ｂは、軸方向直交面１４ｆと四角柱状部１４ｄとの間に、ボール収納空間１９を形成する。この実施形態では、非円形断面部（非円形断面部）が四角柱状部１４ｄであるので、ボール収納空間１９は４カ所形成されており、各ボール収納空間１９にスチールボール２０が挿入されている。スチールボール２０は、高精度に加工された硬質の球体であり、ボールベアリングのボールを転用できる。
【００１６】
入力回転軸１４の外方フランジ１４ｂとマウント面１１ａとの間には、圧縮ばね２１が挿入されており、この圧縮ばね２１が第一の軸方向直交面１４ｆと外方フランジ１３ａ（第二の軸方向直交面）が接近するように入力回転軸１４を軸線方向に移動付勢し、スチールボール２０を両軸方向直交面に押し付けている。圧縮ばね２１と外方フランジ１４ｂとの間には、摩擦抵抗を減ずるワッシャ２２とボール２３が挿入されており、外方フランジ１４ｂの外周は、ボール２３の脱落を防止するべく内方に曲折されている。
【００１７】
以上のレンズ鏡筒１０は、次のように動作する。動作前に重要な点は、軸方向直交面１４ｆとスチールボール２０とが圧縮ばね２１の付勢力によって密着している（軸方向直交面１４ｆと外方フランジ１３ａとの間にスチールボール２０を挟む）ことである。パワーフォーカスを実行するべく、カメラボディ内の駆動機構から、入力回転軸１４に回転が与えられると、軸方向直交面１４ｆと摩擦接触しているスチールボール２０に回転が与えられる。すると、スチールボール２０は、図２に実線で示す中立位置から軸の回転方向と逆方向に軸方向直交面１４ｆに対し相対的に移動して、ボール収納空間１９内の内面円筒面１８ｂと四角柱状部１４ｄで形成される楔状の空間内に入り込もうとし、その結果、スチールボール２０が内面円筒面１８ｂに強く接触して、内面円筒面１８ｂを介して筒状出力ギヤ１８に回転が伝達される。この作用は、入力回転軸１４の回転方向によらず、同様に生じるから、入力回転軸１４の正逆回転はいずれも筒状出力ギヤ１８に伝達される。筒状出力ギヤ１８のアウタギヤ１８ａは、フォーカス操作環１５のインナギヤ１５ｂに噛み合っているので、筒状出力ギヤ１８の正逆の回転はフォーカス操作環１５に伝達され、フォーカス操作環１５が回転すると、前述のように、フォーカス群移動筒１６（１群枠１７、フォーカスレンズ群Ｌ１）が回転しながら光軸方向に進退してフォーカシングがなされる。
【００１８】
これに対し、マニュアルでフォーカスを実行するためフォーカス操作環１５を回転させると、アウタギヤ１８ａとインナギヤ１５ｂを介して筒状出力ギヤ１８に回転が与えられる。このとき、スチールボール２０の筒状出力ギヤ１８との接触点は、（接触していたとしても）内面円筒面１８ｂであるから、スチールボール２０はボール収納空間１９内で単に回転し、入力回転軸１４には回転が伝達されない。つまり、入力回転軸１４が回転するときには、軸方向直交面１４ｆを介してスチールボール２０に回転が伝達されるため、該スチールボール２０は内面円筒面１８ｂと四角柱状部１４ｄで形成される楔状の空間内に入り込もうとし、その結果、筒状出力ギヤ１８に回転が伝達されるのに対し、筒状出力ギヤ１８が回転するときには、内面円筒面１８ｂを介してスチールボール２０に回転が伝達されるため、スチールボール２０が内面円筒面１８ｂと四角柱状部１４ｄで形成される楔状の空間内に入り込もうとする力は生ぜず（あるいは極めて弱く）、従って、入力回転軸１４、すなわち、カメラボディ内のモータに回転が伝達されない。よって、マニュアルフォーカスを実行するための特別な切替機構や切替操作を一切要することなく、単にフォーカス操作環１５を回転操作するだけで、マニュアルフォーカスを行うことができる。
【００１９】
ボール収納空間１９（スチールボール２０）の数を変更するには、最も簡単には、入力回転軸１４の四角柱状部１４ｄの角数を変更すればよい。図４は、入力回転軸１４の非円形断面部を三角柱状部１４ｄ’にした実施形態である。また、非円形断面部によって形成するボール収納空間１９（スチールボール２０）の数は、原理的には（バランスを無視すれば）、一つでもよい。さらに、図示実施形態では、四角柱状部１４ｄの各ボール接触面１４ｇが入力回転軸１４の半径方向に対して直交しているが、図５に示すように、ボール接触面（非円形断面部）１４ｇが入力回転軸１４の半径方向に関して対称な少なくとも一対の傾斜面１４ｇ’を備える構成も可能である。このような一対の傾斜ボール接触面１４ｇ’によれば、楔角の設定（変更）を容易に行うことができる。
【００２０】
以上の実施形態では、最も簡単な形で本発明を説明しているため、筒状出力ギヤ１８のアウタギヤ１８ａをフォーカス操作環１５のインナギヤ１５ｂに直接噛み合わせている。しかし、本発明は、入力回転軸１４と同軸の筒状出力ギヤ１８の回転を如何にしてフォーカス操作環１５に伝達するか、あるいはフォーカス操作環１５の回転によって如何にフォーカスレンズ群Ｌ１を光軸方向に進退させるかの具体的構成は問わない。
【００２１】
また、以上は、ＡＦレンズ鏡筒１０に本発明を適用した実施形態であるが、パワーマニュアル共用ズームレンズ鏡筒にも本発明は適用することができる。ズームレンズ鏡筒では、マニュアル操作環１５の回転によってズーミングが実行されればよく、例えば、マニュアル操作環１５または移動筒１６の回転により、少なくとも２群の変倍レンズ群（焦点距離変更レンズ群）が光軸方向に移動する機構とすればよい。このような機構は多数周知である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、何らの切替機構及び切替操作を要することなく、入力回転軸にパワー駆動の回転力が与えられたときにはマニュアル操作環に回転が伝達され、一方マニュアル操作環が回転操作されたときにはその回転が入力回転軸に伝達されないパワーマニュアル両用レンズ鏡筒を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるパワーマニュアル両用レンズ鏡筒の第一の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ‐ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１の機構の一部を断面として示す分解斜視図である。
【図４】本発明によるパワーマニュアル両用レンズ鏡筒の非円形断面部の他の形状例を示す図である。
【図５】同非円形断面部のさらに別の形状例を示す図である。
【符号の説明】
１０　ＡＦレンズ鏡筒
１１　マウント環（固定筒）
１１ａ　マウント面
１１ｂ　軸受穴
１３　内側固定筒
１３ａ　外方フランジ（軸方向直交面）
１３ｂ　軸受穴
１３ｃ　ヘリコイド
１４　入力回転軸
１４ａ　回転伝達溝
１４ｂ　外方フランジ
１４ｃ　筒状部
１４ｄ　四角柱状部
１４ｅ　支持端部
１４ｆ　軸方向直交面
１４ｇ　ボール接触面
１５　フォーカス操作環
１５ａ　回転伝達溝
１５ｂ　インナギヤ
１６　フォーカス群移動筒
１７　１群枠
１８　筒状出力ギヤ
１８ａ　アウタギヤ
１８ｂ　内面円筒面
１９　ボール収納空間
２０　スチールボール
２１　圧縮ばね
２２　ワッシャ
２３　ボール
【図１】
2004145037.tif 000003
【図２】
2004145037.tif 000004
【図３】
2004145037.tif 000005
【図４】
2004145037.tif 000006
【図５】
2004145037.tif 000007