(57)【要約】【目的】簡単な構造でスペース効率がよく、かつＡＦ駆動の態様を問わずに構成可能な、フルタイムマニュアルレンズ鏡筒を提供する。【構成】光軸を中心とする回転によってフォーカスレンズ群を光軸方向に移動させるレンズ駆動環；このレンズ駆動環と同軸でそれぞれ独立して回動可能な、レンズ鏡筒の外面に支持されたＭＦ環と、内部の駆動手段によって回動されるＡＦ環；このＡＦ環とＭＦ環にそれぞれ光軸を中心とする円錐面の一部として形成した、光軸方向に離間して対向する一対の環状テーパ面；光軸と直交する回動軸を中心として回転可能に上記レンズ駆動環に設けた、該回動軸を中心とする円錐面の一部をなしＡＦ環とＭＦ環の各環状テーパ面に接触するテーパローラ面を有する回動伝達ローラ；及び、回動伝達ローラを、一対の環状テーパ面との接触方向に付勢する付勢部材；を備え、ＡＦ環とＭＦ環のいずれか一方を回動させたとき、他方の環状テーパ面上を回動伝達ローラが転動して、レンズ駆動環を回動させるフルタイムマニュアルレンズ鏡筒。【選択図】　　図１
2004053632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸を中心とする回転によってフォーカスレンズ群を光軸方向に移動させるレンズ駆動環；
このレンズ駆動環と同軸でそれぞれ独立して回動可能な、レンズ鏡筒の外面に支持されたＭＦ環と、内部の駆動手段によって回動されるＡＦ環；
このＡＦ環とＭＦ環にそれぞれ光軸を中心とする円錐面の一部として形成した、光軸方向に離間して対向する一対の環状テーパ面；
光軸と直交する回動軸を中心として回転可能に上記レンズ駆動環に設けた、該回動軸を中心とする円錐面の一部をなし上記ＡＦ環とＭＦ環の各環状テーパ面に接触するテーパローラ面を有する回動伝達ローラ；及び
該回動伝達ローラを、上記一対の環状テーパ面との接触方向に付勢する付勢部材；
を備え、
ＡＦ環とＭＦ環のいずれか一方を回動させたとき、ＡＦ環とＭＦ環の他方の環状テーパ面上を上記回動伝達ローラが転動して、該他方のＡＦ環またはＭＦ環を回動させずにレンズ駆動環を回動させることを特徴とするフルタイムマニュアルレンズ鏡筒。
【請求項２】
請求項１記載のフルタイムマニュアルレンズ鏡筒において、レンズ駆動環に光軸と直交する外径方向へ突設した、上記回動伝達ローラを回動可能に、かつ軸線方向に移動可能に支持するローラ支持軸と；
該ローラ支持軸の先端部に設けたローラ抜止部と；
を有し、上記付勢部材は、ローラ抜止部と回動伝達ローラの間にローラ支持軸を中心として設けた環状ばねからなるフルタイムマニュアルレンズ鏡筒。
【請求項３】
請求項２記載のフルタイムマニュアルレンズ鏡筒において、上記ローラ抜止部と回動伝達ローラの間隔を変化させて、回動伝達ローラに対する上記環状ばねの付勢力を変化させる調整手段を有するフルタイムマニュアルレンズ鏡筒。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項記載のフルタイムマニュアルレンズ鏡筒において、上記ＡＦ環は、光軸を中心とする環状をなす振動波モータのロータであるフルタイムマニュアルレンズ鏡筒。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項記載のフルタイムマニュアルレンズ鏡筒において、上記ＡＦ環の駆動手段は、該レンズ鏡筒が着脱可能なカメラボディの内蔵モータであるフルタイムマニュアルレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、特別な切換操作を行わずにオートフォーカスとマニュアルフォーカスを選択可能な、フルタイムマニュアルレンズ鏡筒に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
スチルカメラやビデオカメラにおいて、モータ駆動によるオートフォーカス（ＡＦ）と、マニュアルフォーカス（ＭＦ）の両方の操作系を備えたレンズ鏡筒が広く使用されている。従来、このタイプのカメラでは、ＡＦ駆動系及びＭＦ操作系とフォーカスレンズとの間に機械的な動力伝達切換機構（クラッチ機構）を設け、この切換機構を操作してオートフォーカスモードとマニュアルフォーカスモードを選択していた。しかし、構造の簡略化及び操作性の向上を目的として、特別な切換操作を行わずにオートフォーカスとマニュアルフォーカスを選択できる、いわゆるフルタイムマニュアルフォーカス機構（以下、フルタイムマニュアル機構と称する）が提案されている。
【０００３】
例えば、特許第２７６８４９０号では、マニュアルフォーカス操作用のＭＦ環と、光軸を中心として設けた環状のＡＦ用振動波モータ（超音波モータ）という２つの環状部材の対向端面間に、光軸と直交する回転軸を中心に回転（自転）可能なローラを挟持したフルタイムマニュアル機構が提案されている。このローラは、ＭＦ環及びロータと同軸で回動可能なフォーカスレンズ駆動環上に設けられており、ＭＦ環とロータの一方を回転させたときに、他方のＭＦ環またはロータの端面上を周方向に転がることで、フォーカスレンズ駆動環に回動を与える。こうした動作を行うには、ＭＦ環とロータの各対向端面とローラとの間に所定の接触圧（摩擦力）が必要であり、当該特許発明では、振動波モータのステータ（固定子）を光軸方向に押圧する付勢ばね（皿ばね）によって接触圧を付与している。しかし、この付勢ばねは、振動波モータのステータに対応させて光軸を中心とする環状に設けられているので、大型であり、鏡筒内のデッドスペースを大きくする原因となる。また、ＡＦ駆動源が、レンズ鏡筒内の振動波モータでなく、カメラボディ内に設けたモータであるタイプには適用できないという欠点がある。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、簡単な構造でスペース効率がよく、かつＡＦ駆動の態様を問わずに構成可能な、フルタイムマニュアルレンズ鏡筒を提供すること目的とする。
【０００５】
【発明の概要】
本発明のフルタイムマニュアルレンズ鏡筒は、光軸を中心とする回転によってフォーカスレンズ群を光軸方向に移動させるレンズ駆動環；このレンズ駆動環と同軸でそれぞれ独立して回動可能な、レンズ鏡筒の外面に支持されたＭＦ環と、内部の駆動手段によって回動されるＡＦ環；このＡＦ環とＭＦ環にそれぞれ光軸を中心とする円錐面の一部として形成した、光軸方向に離間して対向する一対の環状テーパ面；光軸と直交する回動軸を中心として回転可能に上記レンズ駆動環に設けた、該回動軸を中心とする円錐面の一部をなしＡＦ環とＭＦ環の各環状テーパ面に接触するテーパローラ面を有する回動伝達ローラ；及び、該回動伝達ローラを、一対の環状テーパ面との接触方向に付勢する付勢部材；を備え、ＡＦ環とＭＦ環のいずれか一方を回動させたとき、ＡＦ環とＭＦ環の他方の環状テーパ面上を上記回動伝達ローラが転動して、該他方のＡＦ環またはＭＦ環を回動させずにレンズ駆動環を回動させることを特徴としている。
【０００６】
回動伝達ローラの支持機構は、例えば、レンズ駆動環に光軸と直交する外径方向へ突設され、回動伝達ローラを回動可能に、かつ軸線方向に移動可能に支持するローラ支持軸と、該ローラ支持軸の先端部に設けたローラ抜止部とを有し、このローラ抜止部と回動伝達ローラの間にローラ支持軸を中心として設けた環状ばねによって、回動伝達ローラに一対の環状テーパ面との接触圧を付与するとよい。この場合さらに、ローラ抜止部と回動伝達ローラの間隔を変化させて、回動伝達ローラに対する環状ばねの付勢力（環状テーパ面との接触圧）を変化させる調整手段を設けることが好ましい。
【０００７】
本発明のフルタイムマニュアルレンズ鏡筒において、ＡＦ環は、光軸を中心とする環状をなす振動波モータのロータとすることができる。あるいは、カメラボディの内蔵モータによってＡＦ環を回動させるタイプのレンズ鏡筒に本発明を適用することも可能である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のフルタイムマニュアルレンズ鏡筒の第一の実施形態を示す。レンズ鏡筒内には、不図示のマウント部を介してカメラボディに対して固定される固定環１１が設けられ、固定環１１の外周面にカム環１２が回動可能に支持されている。フォーカスレンズ群ＦＬを支持するレンズ枠１３は、外径方向に突出するカムピン１４を有し、該カムピン１４は、固定環１１に形成した直進案内溝１５を貫通して、カム環１２の内周面に形成した有底のカム溝１６に係合している。なお、レンズ鏡筒内には、フォーカスレンズ群ＦＬ以外にも、対物光学系を構成する図示しないレンズ群が設けられている。また、図１は本発明の説明に関係する要部のみを示しており、レンズ鏡筒の外装部材やカメラボディへのマウント部等は図示を省略している。
【０００９】
直進案内溝１５は、フォーカスレンズ群ＦＬを含む対物光学系の光軸Ｏと平行に形成されており、該直進案内溝１５とカムピン１４の係合関係により、レンズ枠１３は光軸方向に直進案内される。一方、カムピン１４の先端部が嵌合するカム溝１６は、光軸Ｏに対して傾斜する所定の軌跡を有しており、該カム溝１６を有するカム環１２は、光軸Ｏを中心として回動可能に固定環１１の外周面に支持されている。したがって、カム環１２が回動すると、カム溝１６の軌跡に従ってレンズ枠１３が光軸方向に移動する。
【００１０】
このレンズ枠１３（フォーカスレンズ群ＦＬ）の光軸方向移動によりフォーカシングが実行されるが、該レンズ枠１３を移動させるためのカム環１２の回動は、レンズ鏡筒の外面に位置し手動により回動操作可能なＭＦ環（マニュアルフォーカス操作環）２０と、レンズ鏡筒内のＡＦモータ２１の２系統により与えることができる。このＭＦ環２０によるマニュアルフォーカス操作とＡＦモータ２１によるオートフォーカス操作は特別な切換操作を行わずに選択可能であり、以下にその具体的機構を説明する。
【００１１】
固定環１１の外周面には、光軸方向の前端部付近と後端部付近に２つのねじ部２２、２５が形成されており、前方のねじ部２２には、前方抜止環２３が螺着されている。前方抜止環２３は、ＭＦ環２０の前端部を支持する保持凹部２４を有し、該保持凹部２４との係合関係によって、ＭＦ環２０は光軸Ｏを中心として回動可能に支持されている。カム環１２は、前端部が前方抜止環２３に当接し、後端部が固定環１１の外方フランジ部１１ａに当接することによって、光軸方向の移動が規制されており、光軸Ｏを中心とした定位置回動のみ可能に支持されている。一方、固定環１１後方のねじ部２５には後方抜止環２６が螺着されており、該後方抜止環２６の前部にＡＦモータ２１が支持されている。ＡＦモータ２１は光軸Ｏを中心とする環状をなす振動波（超音波）モータであり、固定環１１の外周面に固定されるステータ２１ａと、該ステータ２１ａの前方に位置し光軸Ｏを中心として回動可能なロータ２１ｂ（ＡＦ駆動環）とを有している。ロータ２１ｂの内径部は外方フランジ部１１ａの外周面に支持されている。
【００１２】
ＭＦ環２０の後端部とロータ２１ｂの前端部のそれぞれには、光軸方向に離間して対向する一対の環状テーパ面３０、３１が形成されている。環状テーパ面３０、３１はそれぞれ、光軸Ｏを中心とする円錐面の一部をなし、光軸Ｏと直交する仮想の平面ＰＡを挟んで互いに略対称な形状である。すなわちＭＦ環２０側の環状テーパ面３０は、その頂点が底面よりも像面（光軸後方）側に位置する円錐面の一部であり、ロータ２１ｂ側の環状テーパ面３１は逆に、その頂点が底面よりも被写体（光軸前方）側に位置する円錐面の一部であり、それぞれの円錐面の母線が、上記仮想平面ＰＡに対して互いに反対方向に同角度傾斜している。
【００１３】
カム環１２の後端部付近には、進退ねじ部４１を介して、光軸Ｏと直交する外径方向へローラ支持軸４２が突設されており、該ローラ支持軸４２の外周面に回動伝達ローラ４０が支持されている。回動伝達ローラ４０は、ローラ支持軸４２を中心として回動可能であり、かつローラ支持軸４２の軸線方向に移動可能であり、その下部に、環状テーパ面３０及び環状テーパ面３１に接触するテーパローラ面４３を有している。テーパローラ面４３は、回動伝達ローラ４０の回動軸（ローラ支持軸４２の軸線）を中心とする円錐面の一部として形成されており、図１に示すように、該テーパローラ面４３は環状テーパ面３０と環状テーパ面３１に対してそれぞれ直線状の領域で接触する。ローラ支持軸４２の先端部に設けた円板状のビスヘッド４５と回動伝達ローラ４０の上面の間には、ローラ支持軸４２を中心とする環状の皿ばね（付勢部材）４６が設けられており、該皿ばね４６によって、回動伝達ローラ４０は鏡筒内径方向（図１の下方）へ付勢されている。従って、回動伝達ローラ４０のテーパローラ面４３は、皿ばね４６の付勢力によって、環状テーパ面３０、３１に対しそれぞれ所定の荷重をもって接触する。ローラ支持軸４２は、ビスヘッド４５の凹部にドライバー等を挿入して回転させることが可能で、該回転により、進退ねじ部４１を介して軸線方向、すなわち光軸Ｏと直交する方向に進退動する。ローラ支持軸４２が同方向に進退動すると、ビスヘッド４５と回動伝達ローラ４０の間隔が変化し、その間に挟まれる皿ばね４６が回動伝達ローラ４０に与える付勢力が変化する。具体的には、ローラ支持軸４２をレンズ鏡筒の内径方向にねじ込むと、回動伝達ローラ４０と環状テーパ面３０、３１との間の接触圧が大きくなり、ローラ支持軸４２をレンズ鏡筒の外径方向に引き出すと、接触圧が小さくなる。
【００１４】
上記構成のフルタイムマニュアルレンズ鏡筒の動作は次の通りである。手動によりＭＦ環２０を回動させるマニュアルフォーカスでは、環状テーパ面３０とテーパローラ面４３の間の摩擦力によって回動伝達ローラ４０に対してＭＦ環２０の回転力が伝達され、回動伝達ローラ４０はローラ支持軸４２を中心として回転（自転）しようとする。ここでＡＦモータ２１のロータ２１ｂは停止しているため、該ロータ２１ｂに設けた環状テーパ面３１とテーパローラ面４３の間の摩擦力によって、回動伝達ローラ４０は環状テーパ面３１上を周方向に転がる。この回動伝達ローラ４０の回動によって、該回動伝達ローラ４０を支持するカム環１２が光軸Ｏを中心とする周方向へ回動し、その結果、上記カム機構を介してフォーカスレンズ群ＦＬが光軸方向に移動する。
【００１５】
一方、ＡＦモータ２１のロータ２１ｂを回動させるオートフォーカスでは、ロータ２１ｂの環状テーパ面３１とテーパローラ面４３の間の摩擦力によって回動伝達ローラ４０に対してロータ２１ｂの回転力が伝達され、回動伝達ローラ４０はローラ支持軸４２を中心として回転（自転）しようとする。ここでＭＦ環２０は停止しているため、該ＭＦ環２０の環状テーパ面３０とテーパローラ面４３の間の摩擦力によって、回動伝達ローラ４０は環状テーパ面３０上を周方向に転がる。この回動伝達ローラ４０の転動によって、カム環１２が光軸Ｏを中心とする周方向へ回動し、その結果、カム機構を介してフォーカスレンズ群ＦＬが光軸方向に移動する。
【００１６】
以上のように、ＡＦモータ２１のロータ２１ｂとＭＦ環２０の一方を回動させたとき、特別な切換操作を行わずとも、ロータ２１ｂとＭＦ環２０の他方は回転させずにカム環１２のみを回動させるように、回動伝達ローラ４０を介した回動伝達が行われる。このような回動伝達を行うには、回動伝達ローラ４０のテーパローラ面４３と一対の環状テーパ面３０、３１の間に所定の摩擦力（接触圧）を付与することが必要であるが、本実施形態のフルタイムマニュアルレンズ鏡筒では、この摩擦力を、回動伝達ローラ４０とビスヘッド４５の間に配した小さな皿ばね４６によって得ている。したがって、付勢手段及びその配設スペースが小さくて済み、レンズ鏡筒の小型化に寄与する。
【００１７】
本実施形態によれば付勢手段を小型にできるという理由をより詳しく説明する。前述した従来のフルタイムマニュアルレンズ鏡筒では、ＭＦ環とＡＦ環の回動伝達面は、光軸に垂直な平面であったため、ローラとの接触圧を与えるためには光軸方向への付勢部材が必要であり、光軸方向へ付勢力を付与するためには、ＭＦ環とＡＦ環のいずれかを押圧する必要があった。ＭＦ環とＡＦ環はそれぞれ、光軸を中心とする比較的大型の部材であり、しかも均等な押圧力を付与しようとすると、必然的にＭＦ環やＡＦ環と同径の環状をなす、大型な付勢部材を用いることになる。一方、本実施形態は、ＭＦ環２０とロータ２１ｂの回動伝達面を、光軸と直交する平面に対して傾斜する成分を含む環状テーパ面３０、３１としたため、比較的小型な部材である回動伝達ローラ４０を光軸と直交する方向に押圧することで、各環状テーパ面３０、３１と回動伝達ローラ４０との間に接触圧を付与することができるようになった。よって、回動伝達機構に設ける付勢手段は、回動伝達ローラ４０を押圧する小型の皿ばね４６だけで済み、ＭＦ環２０やロータ２１ｂの前後方向に付勢手段を設ける必要がなくなった。
【００１８】
また、ビスヘッド４５を回転させてローラ支持軸４２を軸線方向に進退させるだけで、皿ばね４６が付与する環状テーパ面３０、３１と回動伝達ローラ４０の接触圧を容易に変化させることができるので、調整作業の手間もかからない。
【００１９】
図２は本発明の第二の実施形態を示す。同図のレンズ鏡筒は、ＡＦの駆動源がカメラボディ内のＡＦモータ５０である点が第一の実施形態と異なる。ＡＦモータ５０は、減速ギヤ機構５１を介してギヤシャフト５２を回動させる。ギヤシャフト５２は先端部に駆動ギヤ５３を有し、該駆動ギヤ５３はＡＦ環５４の内周面に形成した内周ギヤ５５に噛合している。ＡＦ環５４は、固定環１１’の外周面に光軸Ｏを中心として回動可能に支持されており、固定環１１’の外方フランジ部１１ａ’と後方抜止環２６とによって挟まれることで光軸方向への移動を規制されている。ＡＦ環５４の前部には、先の環状テーパ面３１と同様の環状テーパ面５６が形成されており、この環状テーパ面５６とＭＦ環２０の環状テーパ面３０とに対して回動伝達ローラ４０のテーパローラ面４３が接触し、皿ばね４６によって接触圧が付与されている。
【００２０】
以上の図２の実施形態においても、ＭＦ環２０とＡＦ環５４の一方の回動時には、回動伝達ローラ４０を介して、ＭＦ環２０とＡＦ環５４の他方は回転させずにカム環１２が回動するように動力が伝達され、フォーカスモードの特別な切換操作を必要としない。そして、環状テーパ面３０、５６に対する回動伝達ローラ４０の接触圧は、小型の皿ばね４６によって付与されるので、レンズ鏡筒の小型化を図ることができる。特にこの第二実施形態では、ＡＦ駆動源をカメラボディ内のモータとした関係上、第一実施形態におけるＡＦモータ２１のステータ２１ａのような固定部材がレンズ鏡筒内に設けられておらず、光軸方向へ付勢力を与える従来の付勢手段を設けることが難しい。しかし、回動伝達ローラ４０を皿ばね４６で付勢する本発明の構造であれば、ＡＦ駆動系の態様に限定されずに設けることができるので、適用範囲が広い。
【００２１】
以上、図示実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態における回動伝達ローラ４０の付勢手段は、皿ばね４６であるが、コイルばね、スプリングワッシャ等、異なるタイプの付勢手段を用いることができる。
【００２２】
また、環状テーパ面（３０、３１、５６）やローラ側のテーパ面（４３）の光軸Ｏに対する傾斜角は、任意に設定することができる。例えば、これらの接触面の角度が光軸Ｏと平行に近づくほど、ローラを押圧する付勢部材の付勢力を受けやすくなる（摩擦係合力が上昇する）。よって、付勢部材の付勢力や、ＭＦ環とＡＦ環に作用する回動抵抗等を考慮して、接触面を適当な角度に設定すればよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上から明らかなように、本発明によれば、簡単な構造でスペース効率がよく、かつＡＦ駆動の態様を問わずに構成可能な、フルタイムマニュアルレンズ鏡筒を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したフルタイムマニュアルレンズ鏡筒の第一の実施形態を示す上半断面図である。
【図２】本発明を適用したフルタイムマニュアルレンズ鏡筒の第二の実施形態を示す上半断面図である。
【符号の説明】
１１　１１’　固定環
１１ａ　１１ａ’　外方フランジ部
１２　カム環
１３　レンズ枠
１４　カムピン
１５　直進案内溝
１６　カム溝
２０　ＭＦ環（マニュアルフォーカス操作環）
２１　ＡＦモータ
２１ａ　ステータ
２１ｂ　ロータ（ＡＦ駆動環）
２３　前方抜止環
２６　後方抜止環
３０　３１　５６　環状テーパ面
４０　回動伝達ローラ
４２　ローラ支持軸
４３　テーパローラ面
４５　ビスヘッド
４６　皿ばね（付勢部材）
５０　ＡＦモータ
５２　ギヤシャフト
５３　駆動ギヤ
５４　ＡＦ環
５５　内周ギヤ
ＦＬ　フォーカスレンズ群
Ｏ　光軸
【図１】
2004053632.tif 000003
【図２】
2004053632.tif 000004