JPH0651180A - レンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＡＦモータあるいは手動操作リングの回転力
を歯車伝達機構を経て光学系を移動させるレンズ鏡筒に
おいて、歯車伝達機構のバックラッシュを簡単な機構に
より除去することを目的とする。 【構成】 回転部材９の固定ギア９ｂとは別に駆動ギア
と噛合する可動ギア１０を固定ギア９ｂに並置し、バネ
１１によりこの可動ギア１０を付勢することにより、駆
動ギアが固定ギア９ｂと可動ギア１０とに噛合した際、
駆動ギアと可動ギア１０とのピッチ位相にずれを生じる
ように付勢される可動ギア１０の付勢力により駆動ギア
を挟持し、常時駆動ギアと固定ギア９ｂとの当接を保証
し、バックラッシュを除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は撮影用等のレンズ鏡筒に
係り、詳しくは光学系を駆動する歯車伝達装置のバック
ラッシュ除去を図るレンズ鏡筒に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、レンズ鏡筒のレンズ駆動装置とし
ては、小型モータによりギア列を介してヘリコイド環を
回転駆動するものが知られている。こうした装置におい
ては、レンズの位置制御に高い精度（焦点深度の１／４
程度）が要求され、レンズ駆動装置におけるレンズ位置
の検出装置は通常モータの近ぼうのギア列内に配置され
エンコーダー（パルス板）が用いられている。

【０００３】ところで、エンコーダーから低速回転側の
ギア列にバックラッシュが存在すると、エンコーダーか
ら発生するパルス数と、レンズの駆動量が対応した関係
にならず、パルス数に基づいたレンズの駆動制御に誤差
を生じてしまう。

【０００４】更に、レンズ駆動量がギアバックラッシュ
に相当する程度の微小量の場合、モータは駆動され、適
正なパルス数が発生してもレンズは全く移動しない事態
も発生した。

【０００５】これを解決する手段としてレンズ駆動時に
あらかじめ見込めるバックラッシュ量を記憶しておき、
レンズ駆動量に加算してレンズ制御を行なう方法や、レ
ンズ駆動開始前にレンズが移動しない程度の低い電圧に
より一定時間モータを微小回転させギアバックラッシュ
を除去したのちにレンズ駆動を開始する方法が提案され
ている。

【０００６】また、噛合うギアの軸間距離を機械的に調
節してギアバックラッシュ量を低減させる方法も実際に
行なわれている。

【０００７】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例のうち、あらかじめ見込めるバックラッシュ量
を記憶しておき、これをレンズ駆動時に加算して制御す
る方法は、製造誤差によるレンズ固体間のバラツキは除
去できない。

【０００８】また低電圧でバックラッシュ取り駆動をあ
らかじめ行なう方法は、レンズ駆動の高速化を行なう場
合の欠点となっている。

【０００９】さらに最近実用化された振動波モータのよ
うに制御性がよいモータを用いてレンズ駆動の高速化を
行なおうとした場合、モータは急加速と急停止が可能で
あり、ギアバックラッシュがある場合、加速時は上記従
来例を用いてバックラッシュの影響を除去できたとして
も、モータが急減速又は急停止した場合には、レンズが
そのイナーシャによりギアバックラッシュに相当する量
だけオーバーランして正しい位置に停止することができ
ない。そのためゆるやかな減速駆動を行なわなければな
らず結果としてレンズ駆動の高速化が行なえない欠点が
ある。

【００１０】上記従来例のうち、機械的にギアバックラ
ッシュ量を減らすためにギアの軸間距離を調節する方法
は、バックラッシュは完全には除去できず、大量生産す
る場合には不向きである。

【００１１】本発明の目的はこのような従来の問題を解
決し、簡単な構成で歯車伝達機構のバックラッシュを除
去できるレンズ鏡筒を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の目的を
実現するための構成は、特許請求の範囲に記載した通り
であり、具体的には、被駆動ギアとは別に駆動ギアと噛
合する可動ギアを被駆動ギアに並置し、バネによりこの
可動ギアを付勢することにより、駆動ギアが被駆動ギア
と可動ギアとに噛合した際、駆動ギアと可動ギアとのピ
ッチ位相にずれを生じるように付勢される可動ギアの付
勢力により駆動ギアを挟持し、常時駆動ギアと被駆動ギ
アとの当接を保証し、バックラッシュを除去する。

【００１３】

【実施例】図１ないし図４は本発明の第１の実施例を示
し、図１はカメラ用交換レンズの断面図で、図２は図１
で示した実施例の要部を説明する拡大図である。図３は
本実施例の主眼とする部分のみを説明する斜視図、図４
は図３分解斜視図である。図１ないし図２において、１
はカメラボディー（不図示）に装着するためのマウン
ト、２は交換レンズの外形を成す固定部である本体、Ｌ
は撮影用の光学系、３は光学系Ｌを保持して光軸方向へ
進退する中筒、３ａは中筒３の外側に形成されたヘリコ
イドネジ、３ｂは中筒３に光軸方向に設けられたキー
溝、４は本体２に固定されたキー、５はビスである。

【００１４】６，７は本体２に固定されたボールレー
ス、８は複数のスチールボールである。

【００１５】９はインナーレースを兼ねる回転部材で、
内筒３のヘリコイドネジ３ａに螺合するヘリコイドネジ
９ａが内周側に形成されると共に、外周部には周方向に
沿って半円弧状に固定のギア（以下固定ギアと称す）９
ｂが一体的に形成されている。１０は固定ギア９ｂに並
置して回転部材９の外周部に配置される可動のギア（以
下可動ギアと称す）で、外周部にギア部１０ａを有して
おり、回転部材９の後端部側に突設されたバヨネット爪
９ｃとバヨネット結合し、周方向に回転できるようにな
っている。なお、１０ｂは回転部材９の外れ止め９ｅと
係合する外れ止め部、１０ｃは回転部材９のバヨネット
爪９ｃと係合するバヨネット溝、１０ｄは回転部材９の
ストッパー９ｄと当接して可動ギア１０の反時計方向回
転を規制するストッパーである。

【００１６】可動ギア１０はバネ１１により反時計方向
に常時付勢されており、バネ１１は可動ギア１０のバネ
かけ１０ｃと回転部材９のバネかけ９ｆにかけられてい
る。本実施例において、固定ギア９ｂと可動ギア１０の
ギア部１０ａとは等ピッチに形成されており、バネ１１
により可動ギア１０が付勢された状態では双方のギアの
ピッチがわずかにずれた状態で保持される。なお、可動
ギア１０は回転部材９のバヨネット爪９ｃとの噛合によ
り光軸方向への外れを防止されると共に、光軸廻りにわ
ずかに回動できるように保持され、バネ１１の付勢によ
る先端部の浮き上りが外れ止め９ｅにより防止されてい
る。

【００１７】１２はペンシル形状に形成された超音波モ
ータで、前端部に駆動振動が形成されるステータ１２ｂ
と、ステータ１２ｂの駆動面に当接するロータ１２ａと
により構成され、回路基板２１より駆動信号をステータ
１２ｂの圧電素子に印刷すると、ステータ１２ｂの駆動
面に駆動波が形成されてロータ１２ａを摩擦力により回
転する。

【００１８】超音波モータ１２は、ロータ１２ａがステ
ータ１２ｂに対して適度な押圧力が付与されることによ
り、摩擦駆動力が得られるものであり、本実施例では弾
性部材１８の弾性力がワッシャ１７、ボール１５、連結
環１３を介してロータ１２ａに与えられ、これによって
ステタ１２ｂに対する押圧力が確保されることになる。

【００１９】本実施例において、ＡＦ駆動は超音波モー
タ１２により、又手動合焦は手動合焦操作リング２０に
より行うようにしており、さらに、ＡＦと手動合焦操作
の切換は特別な切換機構を別に設けることなく行えるよ
うに、差動歯車機構を用いて行なっている。

【００２０】この差動歯車機構は、複数のボール１５が
モータ軸を中心とする公転により回転する外周に歯車を
有する出力ギア１４と、超音波モータ１２のロータ１２
ａの回転により回転する連結環１３と、手動合焦操作リ
ング２０の内周ギアに噛合して、該リング２０を廻わす
と回転する手動操作用ギア１６とにより構成され、連結
環１３と手動操作用ギア１６とに夫々設けられたＶ字溝
に複数のボール１５が嵌り込んでいる。手動操作用ギア
１６は弾性部材１８により押圧されているため回転方向
に摩擦力を受け、超音波モータ１２の駆動により連結環
１３を介してボール１５が回転してもギア１６は回転し
ないようになっている。また、超音波モータ１２は、ロ
ータ１２ａがステータ１２ｂに常時押圧接触しているた
め、手動操作のためにギア１６が回転しても連結環１３
は回転することはないようになっている。

【００２１】したがって、ＡＦのために超音波モータ１
２を駆動すると、連結環１３の回転により転動しながら
公転する複数のボール１５によって出力部材１４が回転
することになる。また、手動操作のために手動合焦操作
リング２０を回転すると、手動操作用ギア１６の回転に
より、ＡＦの場合と同様に出力部材１４が回転する。な
お、上記した差動歯車機構は超音波モータ１２と一体的
に組付けられ、先端部に固定された固定部材１９が鏡筒
の本体２に取付けられている。

【００２２】出力部材１４のギアは、回転部材９の固定
ギア９ｂと可動ギア１０のギア部１０ａの両方に噛合っ
ており、このため出力部材１４の歯部は、固定ギア９ｂ
の歯部と可動ギア１０のギア部１０ａの歯部との間に挟
持されることになる。したがって、出力部材１４のギア
と駆動に供する回転部材９の固定ギア９ｂとはバックラ
ッシュなく噛合することになる。

【００２３】以上のように構成したレンズ鏡筒におい
て、例えばＡＦ駆動のために超音波モータ１２を駆動す
ると、出力部材１４が回転し、回転部材９は出力部材１
４のギアと固定ギア９ｂとが噛合していることにより回
転する。回転部材９が回転すると、ヘリコイドネジ９ａ
と３ａとの噛合により、中筒３はキー４により光軸方向
のみへ案内されるため、回転部材９の回転によって光学
系を保持した中筒３は光軸方向へ進退することができ
る。ここで、超音波モータ１２を急停止した場合、出力
ギア１４のギアは、可動ギア１０のギア部１０ａにより
固定ギア９ｂに押圧されているため、バックラッシュが
除去された状態となっており、光学系を保持した中筒３
等のイナーシャによって中筒３が動くことがない。な
お、ＡＦ用のモータは超音波モータであるため、駆動を
停止すると、ステータ１２ｂに対して摩擦接触している
ロータ１２ａが回転することはなく、出力ギア１４も回
転しない。

【００２４】図５は本発明の第２の実施例で、図１から
図４で示した実施例の主眼であるはさみ込みギアに関す
る別の実施例である。同図に於いて２９は回転部材で、
固定ギア２９ｂ、バネ部２９ｃ、はずれ止め２９ｅが一
体に形成されている。３０はギア部３０ａを有する円弧
状に形成された可動ギアで、ギア部３０ａは固定ギア２
９ｂと比べてわずかにモジュールが異なっている。３０
ｂは可動ギア３０の両端のはずれ防止部である。

【００２５】上記構成において、固定ギア２９ｂと可動
ギア３０のギア部３０ａは、バネ部２９ｃによって回転
部材２９の回転軸方向に押圧されていて、かつはずれ止
め２９ｅによって回転部材２９の回動方向と同方向にの
みわずかに移動可能であるが、この時可動ギア３０が固
定ギア２９ｂに対してずれを生じる時、適度な摩擦力が
発生する。２列のギア２９ｂ及び３０ａに同時に噛合
い、ギア２９ｂと同じモジュールの出力ギア（不図示で
あるが図２の出力ギア１４に相当するもの）によって回
転部材２９が駆動されるとき、可動ギア３０のギア部３
０ａはわずかにモジュールが異なるため、出力ギアにつ
ぎの歯が噛合うタイミングが少しづつずれるが、出力ギ
アに噛合うために可動ギア３０自身が固定ギア２９ｂに
対して少しづつずれながら噛合ってゆく。この時に適度
な摩擦力が生じるため結果として、第１の実施例で示し
たバネによって歯をはさむ場合と同様に摩擦力によって
出力ギアの歯をはさみ込むことが可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、光学系を駆動する
ためのヘリコイド筒やカム筒のような回転部材に設けた
２列のギアにより、駆動ギアの歯をはさみ込むことによ
ってギア伝達時に生じるバックラッシュを除去すること
が可能になった。はさみ込みのための第２のギアは例え
ば回転角度に応じて必要な角度の円弧状ギアでよく、か
つギア強度は固定の第１のギアほど強くなくても良いた
め、プラスチック成形や板金のプレス加工等によって安
価に製造することができる。

【００２７】また超音波モータ等、制御性の良いモータ
と組み合わせた時に特に効果が大きく、バックラッシュ
がないため、光学系を駆動する時の、加速時又は減速時
にモータの回転数と光学系の移動量が一対一で対応する
ため、正しい光学系の位置制御が思いのままである。結
果として、より高速なレンズ駆動や精度の高い合焦駆動
が可能となった。さらに手動による合焦操作の時にもバ
ックラッシュが少ないため、操作性が良く、思いどうり
の合焦操作が可能となる。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明を実施した交換レンズの断面図、図２は図
１の本発明にかかわる要部の拡大図、図３は図１に示し
た本発明の主眼となる部分のみの斜視図、図４は図３に
示した部分の分解斜視図、図５は本発明の別の実施例で
ある。

【図１】本発明によるレンズ鏡筒の第１の実施例を示す
縦断面図。

【図２】図１の要部拡大図。

【図３】図１の要部の斜視図。

【図４】図３の分解斜視図。

【図５】第２の実施例を示す斜視図。

【符号の説明】

Ｌ…光学系 １…マウント ２…本体 ３…中筒 ４…キー ５…ビス ６，７…ボールレース ８…スチールボ
ール ９…回転部材 ９ａ…ヘリコイ
ドネジ ９ｂ…ギア ９ｃ…バヨネッ
ト爪 ９ｄ…ストッパー ９ｅ…はずれ止
め ９ｆ…バネかけ １０…円弧状ギ
ア １０ａ…ギア １０ｂ…はずれ
止め部 １０ｃ…バヨネット溝 １０ｅ…バネか
け １１…バネ １２…超音波モ
ータ １２ａ…ロータ １２ｂ…ステー
タ １３…連結環 １４…出力ギア １５…ボール １６…手動操作
用ギア １７…ワッシャー １８…弾性部材 １９…ナット ２１…回路基板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動用出力ギアからの回転力を歯車伝達
   機構を介して回転部材に伝達し、光学系を保持する保持
   部材を駆動するレンズ鏡筒において、 該歯車伝達機構は、該出力ギアに噛合する該回転部材に
   固定されている駆動力伝達用の第１のギアと、該第１の
   ギアに並置されて該出力ギアと噛合し該第１のギアの歯
   列方向に沿って移動可能な第２のギアと、該第２のギア
   をずれ位置に付勢する付勢手段とを有したことを特徴と
   するレンズ鏡筒。
2. 【請求項２】 請求項１において、第１のギアと第２の
   ギアは同モジュールであることを特徴とするレンズ鏡
   筒。
3. 【請求項３】 駆動用出力ギアからの回転力を歯車伝達
   機構を介して回転部材に伝達し、光学系を保持する保持
   部材を駆動するレンズ鏡筒において、 該歯車伝達機構は、該出力ギアに噛合する該回転部材に
   固定されている駆動力伝達用の第１のギアと、該第１の
   ギアに並置されて該出力ギアと噛合し、該第１のギアに
   対してピッチ位相がずれる方向に僅かに移動可能とし、
   該第１のギアと僅かにモジュールが異なる第２のギア
   と、該第２のギアに押圧力を加えて該第２のギアの移動
   時に適度な摩擦力を付与する押圧手段とを有したことを
   特徴とするレンズ鏡筒。
4. 【請求項４】 請求項１、２又は３において、駆動用出
   力ギアは超音波モータにより駆動されることを特徴とす
   るレンズ鏡筒。
5. 【請求項５】 請求項５において、駆動用出力ギアは、
   超音波モータの駆動力と手動操作部材の回転力を夫々入
   力側として構成される差動機構の出力側をなしているこ
   とを特徴とするレンズ鏡筒。