JP4038882B2

JP4038882B2 - オートフォーカスレンズ鏡筒

Info

Publication number: JP4038882B2
Application number: JP15689698A
Authority: JP
Inventors: 正輝朝山; 常雄渡邉
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-05-22
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2018-05-22
Also published as: JPH11337810A; US6094538A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ等に装着されるオートフォーカスレンズ鏡筒に係り、詳しくは、マニュアルフォーカス環と連結部材との間の滑りトルクを容易かつ正確に調整可能とする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カメラには、単焦点レンズ鏡筒やズームレンズ鏡筒を始めとして、広角レンズ鏡筒や望遠レンズ鏡筒等、種々の形式のレンズ鏡筒が装着される。レンズ鏡筒は、一枚あるいは複数枚の光学レンズからなるレンズ群を複数有しており、各レンズ群間の相対距離を適宜変動させることによりフォーカシングが行われる。近年では、比較的低価格帯のカメラにおいても、撮影者自身が鏡筒外周面のマニュアルフォーカス環を回動させてフォーカシングを行うマニュアルフォーカスモードの他に、フォーカシングをカメラ自体が行うオートフォーカスモードを備えた、いわゆるオートフォーカスカメラが主流となっている。
【０００３】
オートフォーカスカメラでは、カメラ本体にマイクロコンピュータやＣＣＤセンサ等からなる合焦制御装置が内蔵されており、被写体までの距離に応じてレンズ鏡筒内あるいはカメラ内に組み込まれた電気モータが回転駆動され、その回転力がレンズ鏡筒内の合焦光学系移動装置に伝達される。合焦光学系移動装置には様々な形式のものが公知であるが、図６に示したように、電動モータ（超音波モータ）３１のロータホルダ３９に固着されたフォーカス回転レバー６１と、このフォーカス回転レバー６１にカム機構１０１を介して連結されたレンズ群保持環１７とから構成されるものが多い。このようなレンズ鏡筒では、オートフォーカス時に超音波モータ３１に駆動電流が供給されると、ロータ４１（ロータホルダ３９）と一体にフォーカス回転レバー６１が回動し、カム機構１０１の作用によりレンズ群保持環１７が進退する。尚、超音波モータ３１は、内側固定筒１５の外周面等に回動自在に外嵌しており、レンズ群保持環１７を駆動する際の反力に抗すべく、内側固定筒１５とは所定の滑りトルクをもって摩擦係合している。図中、６７はフォーカス回転レバー６１の回動制限を行うストッパであり、Ｌは光軸である。
【０００４】
一方、マニュアルフォーカス環７は、外側固定筒１１に回動自在に外嵌すると共に、その後端面にウェーブワッシャ１０３を介して連結環８３が当接している。連結環８３の後部には内外一対の調整ねじ環１０５，１０７が設けられており、内側調整ねじ環１０５の後端面がステータホルダ３５の上面に保持されたローラ１０９と転接している。図６中、１１１はスペーサであり、両調整ねじ環１０５，１０７の相対距離を規制している。ローラ１０９は、その前面が内側調整ねじ環１０５に転接すると共に、後面が後部固定筒１１３の前端面に転接している。したがって、撮影者がマニュアルフォーカス環７を回動させると、ローラ１０９が後部固定筒１１３の前端面に沿って転動し、これにより、超音波モータ３１と伴にフォーカス回転レバー６１が回動してマニュアルフォーカスが行われる。マニュアルフォーカス環７は、ウェーブワッシャ１０３のばね力により連結環８３と摩擦係合しているが、その滑りトルクは超音波モータ３１と内側固定筒１５との間の滑りトルクより大きく設定されている必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のオートフォーカスレンズ鏡筒には、マニュアルフォーカス環７と連結環８３との間の滑りトルクの調整が難しく、これが生産効率の低下や製造コストの上昇を招く問題があった。
マニュアルフォーカス環７と連結環８３との間の滑りトルクは、両者間に介装されたウェーブワッシャ１０３の圧縮後の厚み（すなわち、マニュアルフォーカス環７と連結環８３との間隙ｔ）を変化させて調整するが、これは以下のような手順で行われていた。組立作業者は、先ず標準的な厚みのスペーサ１１１を用いて内外の調整ねじ環１０５，１０７を締め付け・位置決めした後、超音波モータ３１や後部固定筒１１３等を組み込んでレンズ鏡筒を仮組みする。次に、マニュアルフォーカス環７を回動させ、フォーカス領域内では超音波モータ３１が円滑に回動することと、フォーカス回転レバー６１がストッパ６７に当接した後には超音波モータ３１が回動しないこととを試験する。前者の試験は、当然にマニュアルフォーカス環７の機能を確認するためであるが、後者の試験は超音波モータ３１の損傷を防ぐために行われる。すなわち、フォーカス回転レバー６１がストッパ６７に当接した後にも超音波モータ３１が回動した場合、フォーカス回転レバー６１と伴に停止したロータ４１に対してステータ３７が相対回動することになり、両者の摺接面が損耗して超音波モータ３１の寿命が著しく短縮されるためである。
【０００６】
両試験において不具合が確認されると、組立作業者は、後部固定筒１１３および超音波モータ３１をレンズ鏡筒から取り外した後、調整ねじ環１０５，１０７を抜き出してスペーサ１１１の交換を行うのであるが、この作業に多大な工数と時間を要していた。また、組立作業者は、スペーサ１１１を交換した上で、レンズ鏡筒を再び仮組みして上述した試験を再度行うが、これで不具合が解消されない場合には、後部固定筒１１３や超音波モータ３１の脱着を繰り返し行わなければならない。発明者等は、この問題を解決するべく各部品の寸法交差を小さくすること等も試みたが、超音波モータ３１の構成部品点数が多いこともあって、これを実現することができなかった。
本発明は上記状況に鑑みなされたもので、マニュアルフォーカス環と連結部材との間の滑りトルクを容易かつ正確に調整可能としたオートフォーカスレンズ鏡筒を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明では、合焦制御装置が電動モータを介して合焦光学系を駆動制御するオートフォーカスモードと、撮影者がマニュアルフォーカス環を介して前記合焦光学系を駆動するマニュアルフォーカスモードとが選択可能なオートフォーカスレンズ鏡筒であって、連動部材と該連動部材にカム機構を介して連結された合焦光学系保持部材とからなり、該連動部材への回転入力に応じて該合焦光学系保持部材を固定筒に対し光軸に沿って移動させる合焦光学系移動装置と、そのロータが前記合焦光学系移動装置の連動部材に連結され、前記ロータが押圧されたステ−タを有する電動モータと、この電動モータに連結部材を介して連結されると共に、該連結部材とは弾性部材の押圧力により摩擦係合したマニュアルフォーカス環とを備え、
前記マニュアルフォーカスモード時に、前記マニュアルフォーカス環の回動を前記連結部材を介して前記電動モータに伝達することにより、前記合焦光学系移動装置によって前記合焦光学系を駆動し、前記連結部材および前記弾性部材が前記マニュアルフォーカス環とサブアセンブリを構成し、このサブアセンブリの状態で、前記マニュアルフォーカス環と前記連結部材との間の滑りトルクが前記ステ−タと前記ロータとの間の滑りトルクより小さくなるように、前記弾性部材の押圧力の調整を行う手段を備えたことを特徴とするオートフォーカスレンズ鏡筒を提案する。
【０００８】
また、請求項２の発明では、請求項１のオートフォーカスレンズ鏡筒において、前記マニュアルフォーカス環が互いに螺合する前部マニュアルフォーカス環と後部マニュアルフォーカス環とからなり、該前部マニュアルフォーカス環と該後部マニュアルフォーカス環との間に前記連結部材および前記弾性部材が介装されたものを提案する。
この発明では、例えば、前部マニュアルフォーカス環と後部マニュアルフォーカス環とをねじ結合すれば、両者の締込量を加減することで、弾性部材の圧縮量が容易に調整される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。図１は、本発明に係るオートフォーカスレンズ鏡筒（以下、単にレンズ鏡筒と記す）の側面図であり、図２は図１中のＡ部拡大縦断面図である。
図１において、符号１で示された部材はカメラ（図示せず）へのレンズ鏡筒の装着に供されるマウントであり、その外周には複数のバヨネットラグ３が形成されると共に、後部にはカメラからの制御信号や駆動電流の供給をうけるための電気接点５が形成されている。また、レンズ鏡筒には、マニュアルフォーカス環７とズーム環９とが前後に設けられており、共に撮影者が把持・回動させることでマニュアルフォーカシングやズーミングが行われる。
【００１０】
図２に示したように、レンズ鏡筒の本体は、鏡筒外殻を形成する外側固定筒１１と、フォーカスレンズ群１３やズームレンズ群（図示せず）等を保持する内側固定筒１５からなっている。フォーカスレンズ群１３は、内側固定筒１５に内嵌したレンズ群保持環（合焦光学系保持部材）１７に保持されており、レンズ群保持環１７と一体に内側固定筒１５の内周面を前後に摺動する。レンズ群保持環１７には、外周面に複数のカムフォロア２１が回動自在に取り付けられており、これらカムフォロア２１が内側固定筒１５に形成されたリード溝２３に係合している。
【００１１】
外側固定筒１１と内側固定筒１５との間には環状の超音波モータ３１が介装されている。超音波モータ３１は、内側固定筒１５に外嵌したモータベース３３、ステータホルダ３５に保持されたステータ３７、ロータホルダ３９に保持されたロータ４１、ロータホルダ３９の前部に保持された複数個のローラ４３、ローラ４３が転接するガイドリング４５、ガイドリング４５と係止環４７との間に介装されてロータ４１をステータ３７に押圧するウェーブワッシャ４９等から構成されている。図中、符号５１で示した部材は超音波モータ３１を内側固定筒１５に固定する抑え環であり、符号５３で示した部材は、モータベース３３の空転を抑えるべく、内側固定筒１５とモータベース３３との間に所定の滑りトルクを発生させるウェーブワッシャである。
【００１２】
ロータホルダ３９の前端部には、本実施形態における連動部材として、フォーカス回転レバー６１がねじ止めによって固着されている。フォーカス回転レバー６１には、その前端に前後方向に長い長円の係止孔６３が形成されており、この係止孔６３にカムフォロア２１の先端に取り付けられたローラ６５が係合している。電気接点５から超音波モータ３１に駆動電流が入力すると、ロータ４１が正逆どちらかの回転方向に回転し、その回転がフォーカス回転レバー６１を介してカムフォロア２１に伝達される。これにより、カムフォロア２１がリード溝２３によって前後に駆動され、レンズ群保持環１７と一体にフォーカスレンズ群１３が光軸Ｌに沿って移動することで、オートフォーカシングが実現される。図２中、符号６７で示した部材はストッパであり、フォーカス回転レバー６１がフォーカス領域外に逸脱することを防止する。
【００１３】
一方、マニュアルフォーカス環７は、前部マニュアルフォーカス環７１と後部マニュアルフォーカス環７３とからなっており、前部マニュアルフォーカス環７１の後端部の雄ねじ７５に後部マニュアルフォーカス環７３の前端部の雌ねじ７７が螺合することで、両マニュアルフォーカス環７１，７３が一体化される。図２中、符号７９で示した部材は操作時における手の滑りを防止するラバーリングであり、両マニュアルフォーカス環７１，７３の外周面に被せられている。図３のサブアセンブリ８０に示したように、前部マニュアルフォーカス環７１と後部マニュアルフォーカス環７３との間には環状の空隙８１が形成されており、この空隙８１には本実施形態における連結部材である連結環８３の前部フランジ８５とスペーサ８７とが介装されている。また、図４，図５（図４中のＢ矢視図）に示したように、前部マニュアルフォーカス環７１の後端面には略ハ字形状の板ばね８９が４枚固着されており、これら板ばね８９が連結環８３の前部フランジ８５を後方に付勢している。
【００１４】
連結環８３には、その後端面から後方に向けて複数の係合突起９１が延設されており、これら係合突起９１がステータホルダ３５の上面に固着された係合キー９３と係合している。したがって、撮影者がマニュアルフォーカス環７を回動させた場合、その回転が連結環８３、係合キー９３、ステータホルダ３５を介して超音波モータ３１に伝達され、オートフォーカス時と同様の手順でフォーカスレンズ群１３が光軸Ｌに沿って移動する。この際、円滑な作動を実現しながら、超音波モータ３１の破損（ステータ３７とロータ４１との摺接面の損耗）を防止するには、マニュアルフォーカス環７と連結環８３との間の滑りトルクを、内側固定筒１５とモータベース３３との間の滑りトルクより大きく、かつ、ステータ３７とロータ４１との間の滑りトルクより小さく調整しなければならない。
【００１５】
以下、マニュアルフォーカス環７と連結環８３との間の滑りトルクの調整手順を述べる。
本実施形態では、前述した空隙８１に連結環８３の前部フランジ８５が介装されているため、組立作業者が前部マニュアルフォーカス環７１と後部マニュアルフォーカス環７３とを接近・離反させることにより、前部マニュアルフォーカス環７１に固着された板ばね８９の圧縮量が変化して、マニュアルフォーカス環７と連結環８３との間の滑りトルクが調整される。また、板ばね８９の圧縮後の厚みｔの設定にあたっては、種々の厚みのスペーサ８７を用いることにより、前部マニュアルフォーカス環７１と後部マニュアルフォーカス環７３との軸方向距離を変化させる。
【００１６】
例えば、組立作業者は、先ず、標準的な厚みのスペーサ８７を用いてマニュアルフォーカス環７と連結環８３とのサブアセンブリ８０を組み立てた後、これを所定の試験装置にセットし、滑りトルクが規定値内に収まっているか否かを試験する。この試験で滑りトルクが過大あるいは過小で合った場合、組立作業者は、厚みの異なるスペーサ８７を用いて、滑りトルクが規定値内に収まるまで、サブアセンブリ８０の再組立と滑りトルクの試験と繰り返し行う。このような手順を採ることにより、レンズ鏡筒に組み込む前に、マニュアルフォーカス環７と連結環８３との間の滑りトルクを正確に調整できることになり、組み立て作業性や生産性が従来品に較べて著しく向上した。
【００１７】
さて、レンズ鏡筒の組立後において、内側固定筒１５とモータベース３３との間の滑りトルクが大き過ぎたり、ステータ３７とロータ４１との間の滑りトルクが小さ過ぎることがある。これらの場合、マニュアルフォーカス環７を回動させても、マニュアルフォーカス環７と連結環８３とが相対滑りを起こし、超音波モータ３１が全く回動しない、あるいは、フォーカス回転レバー６１がストッパ６７に当接した後にもモータベース３３が回動させられ、ステータ３７とロータ４１とが相対摺動することになる。このような不具合が発生した場合、組立作業者は、レンズ鏡筒からサブアセンブリ８０を取り外し、スペーサ８７を適宜交換することにより、不具合を解消する。
【００１８】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、マニュアルフォーカス環と連結部材との間に介装される弾性部材として複数枚の板ばねを用いたが、環状のウェーブワッシャ等を用いるようにしてもよい。また、上記実施形態は、本発明を超音波モータを内蔵したズーム式のオートフォーカスレンズ鏡筒に適用したものであるが、他種の電動モータを用いたものや、単焦点式のオートフォーカスレンズ鏡筒に適用してもよい。更に、フォーカス機構等の具体的構成等についても、上記実施形態での例示に限られるものではなく、設計上の都合等により適宜変更可能である。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、マニュアルフォーカス環と弾性部材と連結部材とをサブアセンブリとしたため、レンズ鏡筒の組立前にマニュアルフォーカス環と連結部材との滑りトルクを正確に調整することが可能になる他、レンズ鏡筒の組立後の再調整も極めて容易となり、これにより、レンズ鏡筒の組立作業に要する工数や時間が削減され、製品コストの低減や量産性の向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るオートフォーカスレンズ鏡筒を示す側面図である。
【図２】図１中のＡ部拡大縦断面図である。
【図３】マニュアルフォーカス環と連結環とのサブアセンブリを示す縦断面図である。
【図４】マニュアルフォーカス環の一部断面側面図である。
【図５】図４中のＢ矢視図である。
【図６】従来のオートフォーカスレンズ鏡筒を示す要部縦断面図である。
【符号の説明】
７‥‥マニュアルフォーカス環
１１‥‥外側固定筒
１３‥‥フォーカスレンズ群
１５‥‥内側固定筒
１７‥‥レンズ群保持環
２１‥‥カムフォロア
２３‥‥リード溝
３１‥‥超音波モータ
３７‥‥ステータ
４１‥‥ロータ
６１‥‥フォーカス回転レバー
７１‥‥前部マニュアルフォーカス環
７３‥‥後部マニュアルフォーカス環
８３‥‥連結環
８９‥‥板ばね
Ｌ‥‥光軸

Claims

合焦制御装置が電動モータを介して合焦光学系を駆動制御するオートフォーカスモードと、撮影者がマニュアルフォーカス環を介して前記合焦光学系を駆動するマニュアルフォーカスモードとが選択可能なオートフォーカスレンズ鏡筒であって、
連動部材と該連動部材にカム機構を介して連結された合焦光学系保持部材とからなり、該連動部材への回転入力に応じて該合焦光学系保持部材を固定筒に対し光軸に沿って移動させる合焦光学系移動装置と、
そのロータが前記合焦光学系移動装置の連動部材に連結され、前記ロータが押圧されたステ−タを有する電動モータと、
この電動モータに連結部材を介して連結されると共に、該連結部材とは弾性部材の押圧力により摩擦係合したマニュアルフォーカス環とを備え、
前記マニュアルフォーカスモード時に、前記マニュアルフォーカス環の回動を前記連結部材を介して前記電動モータに伝達することにより、前記合焦光学系移動装置によって前記合焦光学系を駆動し、
前記連結部材および前記弾性部材が前記マニュアルフォーカス環とサブアセンブリを構成し、このサブアセンブリの状態で、前記マニュアルフォーカス環と前記連結部材との間の滑りトルクが前記ステ−タと前記ロータとの間の滑りトルクより小さくなるように、前記弾性部材の押圧力の調整を行う手段を備えたことを特徴とするオートフォーカスレンズ鏡筒。
前記マニュアルフォーカス環が互いに螺合する前部マニュアルフォーカス環と後部マニュアルフォーカス環とからなり、該前部マニュアルフォーカス環と該後部マニュアルフォーカス環との間に前記連結部材および前記弾性部材が介装されたことを特徴とする、請求項１記載のオートフォーカスレンズ鏡筒。
前記電動モータは、前記ステ−タを保持するステ−タホルダを有し、前記連結部材は、前記ステ−タホルダと連結されていることを特徴とする請求項１または２記載のオートフォーカスレンズ鏡筒。
前記サブアセンブリは、前記オートフォーカスレンズ鏡筒から取り外し可能であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のオートフォーカスレンズ鏡筒。