JPH09251125A - レンズ鏡筒および光学機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波モータの出力を効率よく伝達するレン
ズ鏡筒および光学機器を提供する。 【解決手段】 マニュアル操作力入力リング１９、回転
リング１２、ローラー２０にて構成された差動機構によ
りローラー２０を光軸回りに公転させ、出力リング２２
を光軸を中心に回転させるレンズ鏡筒において、回転リ
ング１２、周方向移動部材１４等により構成される超音
波モータのロータと振動部材６を圧接させるために圧力
を加える第１の環状皿ばね８、第１の環状ナット１１
と、マニュアル操作力入力リング１９を第１のローラー
２０に圧接させるために圧力を加える第２の環状皿ばね
２４、第２の環状ナット２５とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレンズ鏡筒及び光学
機器に関し、特に、超音波モータによるオートフォーカ
ス動作とマニュアルフォーカス動作とを特別な切り換え
操作を要せずに行わせることができるレンズ鏡筒及び光
学機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来のレンズ鏡筒の断面図を表し
ている。

【０００３】図６において、５０１はレンズ鏡筒の外
筒、５０３は外筒５０１の前方に配置される外筒部分５
０３ａと外筒部分５０３ａの内側に配置されるヘリコイ
ド形成部５０３ｂとを有した固定筒、５０４は固定筒５
０３の外周部分５０３ａの外周面に形成された周方向溝
５０３ｃと外筒５０１の外周面に形成された周方向溝５
０１ａとに嵌装され、レンズＬの光軸Ｚを中心として回
転可能なマニュアル操作環、５０５はレンズＬを保持し
たレンズホルダーであり、その外周に形成されたヘリコ
イド５０５ｂが固定筒５０３のヘリコイド形成部５０３
ｂの内周面に形成されたヘリコイド５０３ｄに螺合して
いる。このレンズホルダー５０５には光軸Ｚと平行に延
在する溝５０５ａが貫設され、溝５０５ａ内には光軸Ｚ
と平行な部分を有した後述のレンズホルダー駆動腕５２
０がレンズＬの半径方向のみ摺動可能に挿入されてい
る。

【０００４】５０２は筒状体であり、一端の外向きフラ
ンジ部５０２ａを固定筒５０３の後端にビス５２２によ
って締結し、他端の内向きフランジ部５０２ｂを外筒５
０１にビス５２３で締結している。この筒状体５０２の
外周面上には、超音波モータ５３０の全構成部品と、超
音波モータ５３０の回転リング５１２に接触する出力部
材５３１と、前記マニュアル操作環５０４の回転トルク
を入力させるためのマニュアル操作力入力リング５１６
とが搭載されている。

【０００５】以下には超音波モータ５３０の構成部材
や、出力部材５３１の構造等について説明する。

【０００６】超音波モータ５３０は、横断面形状が台形
を成した環状の振動部材５０６（ステータに相当す
る）、振動部材５０６の一端面に物理的に接合された電
歪素子５０７、電歪素子５０７の表面に圧接されたフェ
ルト等から成る環状の振動吸収体５１０、振動吸収体５
１０の一方の端面に接して配置された第１の環状のスペ
ーサ５０９、スペーサ５０９を環状振動部材の方へ押す
第１の環状の皿ばね５０８、筒状体５０２の外周面に形
成されたねじ部５０２ｄに螺合された第１の環状のナッ
ト５１１、超音波モータ５３０のロータの一部となる回
転リング５１２、この回転リング５１２に軸方向振動を
伝達させぬためのゴムリング５１３、環状の周方向移動
部材５１４、筒状体５０２の外周に嵌着されるとともに
外周縁の突起５１５ａが振動部材５０６の溝５０６ａ内
に挿入されている振動部材回転止め部材５１５等の諸部
材によって構成されている。

【０００７】回転リング５１２とゴムリング５１３及び
周方向移動部材５１４は一体となって超音波モータ５３
０のロータを構成しており、振動部材５０６に発生する
周方向進行波振動によって回転リング５１２及びゴムリ
ング５１３並びに周方向移動部材５１４から成るロータ
が光軸Ｚを中心として回転する。

【０００８】ナット５１１は皿ばね５０８の弾性力を調
整することによって振動部材５０６と周方向移動部材５
１４との接触圧を調整するための部材である。

【０００９】超音波モータ５３０の回転リング５１２
（すなわちロータ) の端面に隣接して配置された出力リ
ング５３１は、筒状体５０２の外周面にのみ回転可能に
嵌装されたリング５１９と、このリング５１９の周上の
少なくとも３ケ所において、光軸（超音波モータの軸
線) に直交する放射方向軸線上にリング５１９の外周面
から突出するように固定されたローラー支持軸５１８
と、このローラー支持軸５１８に嵌装された中空形のロ
ーラー５１７とによって構成されている。

【００１０】リング５１９は駆動力発生ユニット（超音
波モータ５３０と出力リング５３１とを含めたもの）５
３２の出力部材をも兼ねており、レンズホルダー５０５
を回転駆動させるためのＬ形のレンズホルダー駆動腕５
２０がビス５２１によってリング５１９の端面に締結さ
れている。

【００１１】ローラー５１７は、その外周面において回
転リング５１２の端面とマニュアル操作力入力リング５
１６の端面とに接触している。

【００１２】マニュアル操作力入力リング５１６は筒状
体５０２に回転可能に嵌装されており、リング５１６は
一端面（図中、右側の端面）においてローラー５１７の
外周面に接触している。

【００１３】マニュアル操作力入力リング５１６の外周
縁部はマニュアル操作環５０４の内周面の凹部に係合し
ており、リング５１６はマニュアル操作環５０４によっ
て回転されるようになっている。

【００１４】上記レンズホルダー駆動腕５２０は筒状体
５０２の周面に貫設された穴５０２ｃを通ってレンズホ
ルダー５０５の溝５０５ａ内に挿入されている。なお、
筒状体５０２の周面に貫設された穴５０２ｃは周方向に
沿つて延在する溝形の穴である。

【００１５】上記ローラー５１７は、マニュアルフォー
カス動作を行うためのマニュアル操作力入力リング５１
６と、オートフォーカス動作を行うための超音波モータ
の回転リング５１２との間に挟まれて差動機構を構成し
ている。そして、その出力側でフォーカシング用のレン
ズを駆動するようになっており、特にマニュアルフォー
カス動作の際には、超音波モータの構造の特徴が充分に
活かされている。

【００１６】この超音波モータの構造の特徴が充分に活
かされるとは、超音波モータの特徴であるロータがステ
ータに圧接状態となっていることにより、モータが駆動
される以外はロータとステータの摩擦力によってロータ
の非回転状態が常に維持され、それと連結しているモー
タ入力リングは何ら特別な構造を必要としてなくても非
回転状態が維持されるようになっていることである。

【００１７】上記差動機構では回転リング５１２が回転
してもマニュアル操作力入力リング５１６が非回転状態
を維持する様に加圧部材としての皿ばね５０８の加圧力
が作用し、逆にマニュアル操作力入力リング５１６を回
転してマニュアルフォーカスを行う際には、超音波モー
タのロータ（５１２〜５１４）がステータに圧接状態で
あるために、該ロータの非回転状態が維持され、何らの
切り換え機構を用いることなく、オートフォーカス動作
とマニュアルフォーカス動作の切り換えが行える様にな
っている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のレンズ鏡筒
では、マニュアルフォーカス動作とオートフォーカス動
作とを無変換動作で切り換えるための差動機構における
遊星機構にローラーを使用し、このローラーを挟む両側
の超音波モータの回転リングによる出力端面とマニュア
ルフォーカス操作力入力リングによる出力端面とを摩擦
接触させて駆動力の伝達を行っている。そして、その摩
擦接触のための加圧力は、超音波モータのステータ側の
加圧部材の加圧を利用して、超音波モータからの出力を
効率よく伝達することができるように、上記ローラーと
超音波モータの出力端面及びマニュアルフォーカスリン
グの出力端面の摩擦接触のスリップトルクバランスをと
るように加圧力を設定していた。そのため、レンズ負荷
の大きいフォーカスレンズを駆動する場台、ローラーと
の摩擦接触に滑りが発生し、超音波モータからの出力を
効率よく伝達することができず、レンズの駆動が充分に
行えなくなるという課題があった。

【００１９】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、超音波モータの出力を効率よく伝
達することのできるレンズ鏡筒および光学機器を提供す
ることを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願第１発明は、光軸を中心に回転する第１の回転
環と、前記光軸と同心に配置された環状のロータとステ
ータを備える超音波モータと、前記第１の回転環または
前記ロータによって回転力を伝えられ、光軸に対して直
交する放射方向を中心として回転する回転部材とを有
し、前記第１の回転環及び前記超音波モータ及び前記回
転部材にて構成された差動機構により前記回転部材を光
軸回りに公転させ、前記回転部材を備えた第２の回転環
を光軸を中心に回転させるレンズ鏡筒において、前記超
音波モータのロータとステータを圧接させるために圧力
を加える第１の加圧手段と、第１の回転環を前記回転部
材に圧接させるために圧力を加える第２の加圧手段とを
有することを特徴とする。

【００２１】本願第２発明は、本願第１発明に加えて、
前記第１の加圧手段の圧力を前記回転部材に伝えること
を防止し、且つ前記回転部材及び前記ロータの一部を介
して受けた前記第２の加圧手段の圧力を前記ロータとス
テータの接触面に伝えることを防止する圧力伝達防止手
段とを有することを特徴とする。

【００２２】本願第３発明は、本願第１、第２発明のレ
ンズ鏡筒を光学機器に用いたことを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態につ
いて説明する。

【００２４】実施の形態例１．図１は本発明によるレン
ズ鏡筒の実施の形態例１を示した要部縦断面図、図２は
図１のレンズ鏡筒内に着脱自在に組込まれている駆動力
発生ユニットの縦断面図である。

【００２５】図１及び図２において、１は光学機器本体
（図示せず）に取付けるレンズ鏡筒の外筒、３は外筒１
の前方に配置される外筒部分３ａと外筒１の内側に配置
される内筒部分３ｂと外筒部分３ａの内側に配置される
ヘリコイド形成部３ｃとを有した固定筒、４は固定筒３
の外筒部分３ａの外周面に形成された周方向溝３ｅと外
筒１の外周面に形成された周方向溝１ｂとに嵌装されて
レンズＬの中心軸線Ｚ（すなわち光軸）を中心として回
転可能なマニュアル操作環、５はレンズＬを固定したレ
ンズホルダーであり、この外周面に形成されたヘリコイ
ド５ｂが固定筒３のヘリコイド形成部３ｃの内周面に形
成されたヘリコイド３ｄに螺合している。このレンズホ
ルダー５には光軸Ｚと平行に延在する溝５ａが貫設さ
れ、この溝５ａ内には光軸Ｚと平行な部分を有した後述
のレンズホルダー駆動腕２６がレンズＬの半径方向のみ
摺動可能に挿入されている。

【００２６】外筒１と固定筒３の内周部分３ｂとの間の
環状の空間には図２に示す筒形の駆動力発生ユニット３
０が挿入されており、この駆動力発生ユニット３０のフ
レームもしくは地板となっている筒状体２がその後端の
内向きフランジ部２ｅにおいてビス２８によって固定筒
３の内向きフランジ部３ｅ及び外筒１の内向きフランジ
部１ａに締結されている。

【００２７】筒状体２の外周面上には、図２に示したよ
うに、超音波モータ２９の全構成部品と、超音波モータ
２９の回転リング１２に接触する出力部材３１と、前記
マニュアル操作環４の回転トルクを入力させるためのマ
ニュアル操作力入力リング１９とが搭載されている。

【００２８】以下、上記駆動力発生ユニット３０の構成
要素である超音波モータ２９の構成部材や、出力部材３
１の構造等について説明する。

【００２９】超音波モータ２９は、横断面形状が台形を
成した環状の振動部材６（ステータに相当する）、この
振動部材６の一端面に物理的に接合された電歪素子７、
この電歪素子７の表面に圧接されたフェルト等から成る
環状の振動吸収体１０、この振動吸収体１０の一方の端
面に接して配置された第１の環状のスペーサ９、このス
ペーサ９を環状振動部材の方へ押圧する第１の環状の皿
ばね８、筒状体２の外周面に形成されたねじ部２ａに螺
合された第１の環状のナット１１、内周に軸受ボール１
６を受けるＶ字形状のボールレース溝１２ａが形成され
た超音波モータ２９のロータの一部となる回転リング１
２、この回転リング１２に軸方向振動を伝達させぬため
のゴムリング１３、環状の周方向移動部材１４、筒状体
２の外周に嵌着されるとともに外周縁の突起１５ａが振
動部材６の溝６ａ内に挿入されている振動部材回転止め
部材１５、筒状体２の外周に嵌着され一端に傾斜面を設
けた第１のボール受けリング１７、筒状体２の外周面に
形成されたねじ部２ｂに螺合され第１のボール受けリン
グ１７の傾斜面に対向する一端に傾斜面を設けた第２の
ボール受けリング１８、回転リング１２のボールレース
溝１２ａ、第１のボール受けリング１７の傾斜面及び第
２のボール受けリング１８の傾斜面により保持された複
数個の軸受ボール１６、等の諸部材によって構成されて
いる。

【００３０】上記回転リング１２と軸受けボール１６及
びボール受けリング１７・１８とはラジアルボールベア
リング構造を構成しているため、回転リング１２には転
がり摩擦抵抗しか加わらないので、回転トルクは少なく
なる。従って、モータにかかる負荷トルクも軽減され、
モータの出力が効率よく伝達されるという効果がある。

【００３１】上記の回転リング１２とゴムリング１３及
び周方向移動部材１４は一体となって超音波モータ２９
のロータを構成しており、振動部材６に発生する周方向
進行波振動によって回転リング１２及びゴムリング１３
並びに周方向移動部材１４から成るロータが光軸Ｚを中
心として回転する。

【００３２】ナット１１は皿ばね８の弾発力を調整する
ことによって、振動部材６と周方向移動部材１４との接
触圧を調整する。即ち、ナット１１と皿ばね８とにより
本発明の第１の加圧手段を構成している。

【００３３】超音波モータ２９の回転リング１２（すな
わちロータ）の端面に隣接して配置された出力部材３１
は、図２に示されるように、筒状体２の外周面に回転の
み可能に嵌装されたリング２２と、このリング２２の軸
線Ｚ（超音波モータの軸線）に直交する放射方向軸線上
に該リング２２の周上の少なくとも３ケ所の複数ケ所に
おいて、リング２２の外周面から突出するように固定さ
れたローラー支持軸２１と、このローラー支持軸２１に
嵌装された中空形のローラー２０と、によって構成され
ている。

【００３４】上記リング２２は駆動力発生ユニット３０
の出力部材３１の一要素であり、レンズホルダー５を回
転駆動させるためのＬ形のレンズホルダー駆動腕２６が
ビス２７によってリング２２の端面に締結されている。

【００３５】ローラー２０は、その外周面において回転
リング１２の端面とマニュアル操作力入力リング１９
（以下、リング１９と略称する）の端面とに接触してい
る。このリング１９は筒状体２に回転可能に嵌装されて
おり、リング１９は一端面（図１及び図２において右側
の端面）においてローラー２０の外周面に接触し、他方
の端面において第２の環状のスペーサ２３に接触してい
る。

【００３６】筒状体２の外周面に形成されたねじ部２ｃ
に螺合された第２の環状のナット２５は、第２の環状の
皿ばね２４の弾発力を調整することによって、ローラー
２０と回転リング１２及びリング１９との接触圧、リン
グ１９とスペーサ２３との接触圧を調整する。即ち、ナ
ット２５と皿ばね２４とにより本発明の第２の加圧手段
を構成している。

【００３７】リング１９の外周縁部はマニュアル操作環
４の内周面の凹部４ａに係合しており、このリング１９
はマニュアル操作環４によって回転されるようになって
いる。このリング１９はスペーサ２３との間の摩擦抵抗
よりも大きな駆動トルクがマニュアル操作環４から伝達
された時のみ回転することができ、それ以外は回転しな
い。従って、レンズ鏡筒の使用者がリング１９とスペー
サ２３との間の摩擦抵抗に打ち勝ったトルクでマニュア
ル操作環４を回転操作しないがぎり、リング１９は回転
しない。

【００３８】２６はビス２７によって前記リング２２に
固定されたレンズホルダー駆動腕であり、このレンズホ
ルダー駆動腕２６は筒状体２の周面に貫設された穴２ｄ
と固定筒３の内筒部分３ｂに貫設された穴３ｅとを通っ
てレンズホルダー５の溝５ａ内に挿入されている。な
お、筒状体２の周面に貫設された穴２ｄ及び固定筒３の
内筒部分３ｂに貫設された穴３ｅは周方向に沿って延在
する溝形の穴である。

【００３９】次に、前記の如き構造を有する本実施の形
態例のレンズ鏡筒の動作を説明する。

【００４０】レンズ鏡筒の使用者がレンズホルダー５を
超音波モータ２９の力で駆動させようとする時には、不
図示のフォーカシングスイッチを操作する。すると、不
図示の制御回路の動作によって電歪素子７に電圧が印加
され、その結果、円周方向に進行する振動が振動部材６
に生じ、この振動部材６の振動によって回転リング１２
及びゴムリング１３並びに周方向移動部材１４から成る
ロータが光軸Ｚを中心として回転される。

【００４１】このロータの回転によって中空ローラー２
０は回転リング１２から回転トルクを受けるが、この時
にはマニュアル操作環４が回動操作されていないので、
前記リング１９も回転していない。従って、ローラー２
０はローラー支持軸２１のまわりを回転しつつ前記リン
グ１９の端面に沿って転動し、ローラー支持軸２１を介
して前記リング２２が光軸Ｚを中心として回転される。
このため、レンズホルダー駆動腕２６も前記リング２２
とともに光軸Ｚを中心として回動されるので、レンズホ
ルダー５は光軸Ｚを中心として回転されるとともにヘリ
コイド３ｄ、５ｂの作用で軸方向に移動してオートフォ
ーカシングが行われる。

【００４２】一方、レンズ鏡筒使用者がレンズホルダー
５を超音波モータ２９の力で駆動せずに指先の力で駆動
させようとする時には、前記フォーカシングスイッチを
操作せずマニュアル操作環４を光軸Ｚを中心として指先
で回転操作する。すると、前記リング１９がスペーサ２
３との摩擦抵抗に打ち勝って光軸Ｚを中心として回転さ
れるが、この時には超音波モータ２９は駆動されていな
いので、この超音波モータ２９のロータである回転リン
グ１２は静止している。従って、ローラ２０は前記リン
グ１９によって回転されつつ回転リング１２の端面に沿
って転動する。その結果、ローラー支持軸２１を介して
前記リング２２は光軸Ｚを中心として回転され、レンズ
ホルダー５はレンズホルダー駆動腕２６によって回転さ
れつつ軸方向移動してマニュアルフォーカシングが行わ
れる。

【００４３】実施の形態例２．図３は本発明によるレン
ズ鏡筒の実施の形態例２を示した要部縦断面図であり、
図４は図３のレンズ鏡筒内に着脱自在に組込まれている
駆動力発生ユニットの縦断面図である。

【００４４】図３及び図４において、１０１はレンズ鏡
筒の外筒、１０３は外筒１０１の前方に配置される外筒
部分１０３ａと外筒１０１の内側に配置される内筒部分
１０３ｂと後述するマニュアル操作環１０４の内側に配
置されるカム穴形成部１０３ｃとを有した固定筒、１０
４は固定筒１０３の外筒部分１０３ａの外周面に形成さ
れた周方向溝１０３ｅと外筒１０１の外周面に形成され
た周方向溝１０１ｂとに嵌装されレンズＬの中心軸線Ｚ
（すなわち光軸）を中心として回転可能なマニュアル操
作環、１０５はレンズＬを固定したレンズホルダーであ
り、固定筒１０３のカム穴形成部１０３ｃに形成された
カム穴１０３ｄに後述するコロ１２７によって係合して
いる。このレンズホルダー１０５には光軸Ｚに対して放
射方向軸線上に該レンズホルダー１０５の周上におい
て、このレンズホルダー１０５の外周面から突出するよ
うにコロ１２７がビス１２８によって固定されている。

【００４５】外周１０１と固定筒１０３の内筒部分１０
３ｂとの間の環状の空間には図４に示す筒形の駆動力発
生ユニット１３２が挿入されており、この駆動力発生ユ
ニット１３２のフレームもしくは地板となっている筒状
体１０２がその後端部においてビス１３０によって外筒
１０１の内向きフランジ部１０１ａに締結されている。

【００４６】筒状体１０２の内周面上には、図３に示し
たように、超音波モータ１３１の全構成部品と、該超音
波モータ１３１の回転リング１１２に接触する出力部材
１３３と、前記マニュアル操作環１０４の回転トルクを
入力させるためのマニュアル操作力入力リング１１９
と、が搭載されている。

【００４７】以下、超音波モータ１３１の構成部材や、
出力部材１３３の構造等について説明する。

【００４８】超音波モータ１３１は、横断面形状が台形
を成した環状の振動部材１０６、この振動部材１０６の
一端面に物理的に接合された電歪素子１０７、この電歪
素子１０７の表面に圧接されたフェルト等からなる環状
の振動吸収体１１０、この振動吸収体１１０の一方の端
面に接して配置された第１の環状のスペーサ１０９、こ
のスペーサ１０９を環状振動部材の方へ押圧する第１の
環状の皿ばね１０８、筒状体１０２の内周面に形成され
たねじ部１０２ａに螺合された第１の環状のナット１１
１、外周に軸受ボール１１６を受けるＶ字形状のボール
レース溝１１２ａが形成された超音波モータ１３１のロ
ータの一部となる回転リング１１２、この回転リング１
１２に軸方向振動を伝達させぬためのゴムリング１１
３、環状の周方向移動部材１１４、筒状体１０２の内周
に嵌着されるとともに内周縁の突起１１５ａが振動部材
１０６の溝１０６ａ内に挿入されている振動部材回転止
め部材１１５、筒状体１０２の内周に嵌着され一端に傾
斜面を設けた第１のボール受けリング１１７、筒状体１
０２の内周面に形成されたねじ部１０２ｂに螺合され第
１のボール受けリング１１７の傾斜面に対向する一端に
傾斜面を設けた第２のボール受けリング１１８、回転リ
ング１１２のボールレース溝１１２ａ、第１のボール受
けリング１１７の傾斜面及び第２のボール受けリング１
１８の傾斜面により保持された複数個の軸受ボール１１
６、等の諸部材によって構成されている。

【００４９】上記回転リング２１２と軸受けボール２１
６及びボール受けリング２１７・２１８とはラジアルボ
ールベアリング構造を構成しているため、回転リング２
１２には転がり摩擦抵抗しか加わらないので、回転トル
クは少なくなる。従って、モータにかかる負荷トルクも
軽減され、モータの出力が効率よく伝達されるという効
果がある。

【００５０】回転リング１１２とゴムリング１１３及び
周方向移動部材１１４は一体となって超音波モータ１３
１のロータを構成しており、振動部材１０６に発生する
周方向進行波振動によって回転リング１１２及びゴムリ
ング１１３並びに周方向移動部材１１４から成るロータ
が光軸Ｚを中心として回転する。

【００５１】ナット１１１は皿ばね１０８の弾発力を調
整することによって振動部材１０６と周方向移動部材１
１４との接触圧を調整する。即ち、ナット１１１と皿ば
ね１０８とにより第１の加圧手段を構成している。

【００５２】超音波モータ１３１の回転リング１１２
（すなわちロータ）の端面に隣接して配置された出力部
材１３３は、図４に示されるように、後述する回転筒１
２６の外周面に回転のみ可能に嵌装されたリング１２２
と、このリング１２２の軸線Ｚ（超音波モータの軸線）
に直交する放射方向軸線上に該リング１２２の周上の少
なくとも３ケ所の複数ケ所において、このリング１２２
の外周面から突出するように固定されたローラー支持軸
１２１と、該ローラー支持軸１２１に嵌装された中空形
のローラー１２０と、によって構成されている。

【００５３】上記リング１２２の内周には駆動力発生ユ
ニット１３２の出力部材１３３となる回転筒１２６が配
置されており、この回転筒１２６は固定筒１０３の内周
部分１０３ｂとカム穴形成部１０３ｃの外周に回転のみ
可能に嵌挿されている。この回転筒１２６は固定筒１０
３のカム穴形成部１０３ｃの外周に嵌装されている直進
穴形成部１２６ａと、固定筒１０３の内筒部分１０３ｂ
の外周に嵌装されている内筒部分１２６ｂを有してい
る。直進穴形成部１２６ａにはコロ１２７が光軸Ｚ方向
のみ移動可能に係合し、コロ１２７を光軸Ｚを中心とし
て回転させてレンズホルダー１０５を回転駆動させるた
めの直進穴１２６ｃが設けられている。

【００５４】ローラー１２０は、その外周面において回
転リング１１２の端面とマニュアル操作力入力リング１
１９（以下、リング１１９と略称する）の端面とに接触
している。このリング１１９は後述するスペーサ１２３
の内周に回転可能に嵌装されており、その一端面（図３
及び図４において右側の端面）においてローラー１２０
の外周面に接触し、他方の端面において第２の環状のス
ペーサ１２３に接触している。

【００５５】筒状体１０２の内周面に形成されたねじ部
１０２ｃに螺合された第２の環状のナット１２５は、第
２の環状の皿ばね１２４の弾発力を調整することによっ
てローラー１２０と回転リング１１２及びリング１１９
との接触圧、リング１１９とスペーサ１２３との接触圧
を調整する。即ち、ナット１２５と皿ばね１２４とによ
り、第２の加圧手段を構成している。

【００５６】リング１１９の突部１１９ａはマニュアル
操作環１０４の内周面の凹部１０４ａに係合しており、
マニュアル操作環１０４によって回転されるようになっ
ている。このリング１１９はスペーサ１２３との間の摩
擦抵抗よりも大きな駆動トルクがマニュアル操作環１０
４から伝達された時のみ回転することができ、それ以外
は回転しない。従って、レンズ鏡筒の使用者がリング１
１９とスペーサ１２３との間の摩擦抵抗に打ち勝った回
転トルクでマニュアル操作環１０４を回動操作しないか
ぎり、リング１１９は回転しない。

【００５７】次に、前記の如き構造を有する本実施の形
態例２のレンズ鏡筒の動作を説明する。

【００５８】レンズ鏡筒の使用者がレンズホルダー１０
５を超音波モータ１３１の力で駆動させようとする時に
は不図示のフォーカシングスイッチを操作する。する
と、不図示の制御回路の動作によって電歪素子１０７に
電圧が印加され、その結果、円周方向に進行する振動が
振動部材１０６に生じ、該振動部材１０６の振動によっ
て回転リング１１２及びゴムリング１１３並びに周方向
移動部材１１４から成るロータが光軸Ｚを中心として回
転される。

【００５９】このロータの回転によって中空ローラー１
２０は回転リング１１２から回転トルクを受けるが、こ
の時にはマニュアル操作環１０４が回動操作されていな
いので、前記リング１１９も回転していない。従って、
ローラー１２０はローラー支持軸１２１のまわりを回転
しつつ前記リング１１９の端面に沿って転動し、ローラ
ー支持軸１２１を介して前記リング１２２が光軸Ｚを中
心として回転される。このため、リング１２２の突部１
２２ａと回転筒１２６の溝部１２６ｂとの係合によっ
て、回転筒１２６も前記リング１２２とともに光軸Ｚを
中心として回動されるので、レンズホルダー５は光軸Ｚ
を中心として回転されるとともに固定筒１０３のカム穴
形成部１０３ｃに形成されたカム穴１０３ｄに沿って軸
方向移動してオートフォーカシングが行われる。

【００６０】一方、レンズ鏡筒使用者がレンズホルダー
１０５を超音波モータ１３１の力で駆動せずに指先の力
で駆動させようとする時には、前記フォーカシングスイ
ッチを操作せず、マニュアル操作環１０４を光軸Ｚを中
心として指先で回動操作する。すると、前記リング１１
９がスペーサ１２３との摩擦抵抗に打ち勝って光軸Ｚを
中心として回転されるが、この時には超音波モータ１３
１は駆動されていないので、この超音波モータのロータ
である回転リング１１２は静止している。

【００６１】従って、ローラー１２０は前記リング１１
９によって回転されつつ回転リング１１２の端面に沿っ
て転動する。その結果、ローラー支持軸を介して前記リ
ング１２２は光軸Ｚを中心として回転される。このた
め、突部１２２ａと溝部１２６ｄの係合によって回転筒
１２６も回転し、レンズホルダー１０５は該回転筒１２
６によって回転されつつカム穴１０３ｄに沿って軸方向
移動してマニュアルフォーカシングが行われる。

【００６２】実施の形態例３．図５は本発明によるレン
ズ鏡筒の実施の形態例３を示した要部縦断面図である。

【００６３】図５において、２０１は案内筒で、後述の
カム環２０２の径方向の回転のみ許容し、光軸方向の移
動を規制する突起２０１ａ、後述の駆動コロ２０８が係
合する直進溝２０１ｂを有している。２０２はカム環で
案内筒２０１に回転可能に係合しており、後述の駆動コ
ロ２０８に係合するカム２０２ａ及び後述する出力リン
グ２２７に係合して、回転力が伝達される突起２０２ｂ
を有している。２０３は第１群レンズでフォーカス時に
光軸方向に移動してピントを調整する。２０４は第２群
レンズで常に固定されている。２０５は第１群鏡筒で、
第１群レンズを保持し、案内筒２０１の内径に嵌合して
おり、一体的に取り付けられた後述の駆動コロ２０８に
より光軸方向に駆動される。２０６は第２群レンズを保
持し、絞りユニット７を保持すると共に、案内筒２０１
に一体的に固定される第２群鏡筒、２０８は第１群鏡筒
２０５に一体的に取り付けられており、案内筒２０１の
直進溝２０１ｂ、カム環２０２のカム２０２ａに係合し
て、カム環２０２が回転すると第１群鏡筒２０５を光軸
方向に前後させる駆動コロである。２０９は不図示のカ
メラボディーと係合するマウント、２１０は案内筒２０
１及び後述するフォーカスユニット外筒２１２を一体的
に保持すると共にマウント９が一体的に取り付く固定筒
である。２１１は後述のフォーカスユニット外筒２１２
と回転可能に係合するフォーカス操作環で、後述のマニ
ュアル連結環２２２に回転を伝達するように係合する爪
部２１１ａを有している。

【００６４】２１２〜２３２はフォーカス駆動のアクチ
ュエータを構成するフォーカスユニットであり、２１２
はユニット内の個々の部品を保持するフォーカスユニッ
ト外筒である。超音波モータ部は、横断面の形状が台形
のリングから成る環状の振動部材２１３（ステータに相
当する）、振動部材２１３と一体に形成された電歪素子
２１４、電歪素子２１４の表面に圧接されたフェルト等
から成る環状の振動吸収体２１５、振動吸収体２１５を
環状振動部材の方へ押す第１の環状の皿ばね２１６、フ
ォーカスユニット外筒２１２に螺合する第１の環状ナッ
ト２１７、このナット２１７の螺合位置を調整すること
で超音波モータ部側の加圧力を調整している振動部材２
１３の溝に係合して振動部材２１３の回転を規制する回
り止め２１８、振動部材２１３の端面に圧接された周方
向移動部材２１９、周方向移動部材２１９からの振動を
吸収するゴムリング２２０、ゴムリング２２０を介して
周方向移動部材２１９と一体的に回転し、後述する第２
連結環２２９に回転を伝える爪２２１ａを有する環状の
第１連結環２２１等により構成されている。

【００６５】一方、マニュアル入力部は、フォーカス操
作環２１１の爪部２１１ａと係合して回転が伝えられる
マニュアル連結環２２２、フォーカスユニット外筒２１
２に回転を規制され、光軸方向に前後可能に係合し、マ
ニュアル連結環２２２の端面に圧接されるマニュアルリ
ングカラー２２３、マニュアルリングカラー２２３の剛
性を高めるための補強板２２４、補強板２２４を超音波
モータ方向へ付勢する第２の環状皿ばね２２５、フォー
カスユニット外筒２１２に螺合し、前述のナット２１７
と同様にナット２２６の螺合位置の調整によりマニュア
ル側の加圧力を調整する第２の環状ナット２２６等によ
り構成されている。

【００６６】以上の部品によって構成されたマニュアル
入力部は、後述の２２７〜２３２の部品と合せ差動機構
を構成している。

【００６７】２２７は前述のカム環２０２の突起２０２
ｂと係合する出力リングであり、光軸に対し直交する放
射方向軸線上に延びる少なくとも３ヶ所の支持軸２２７
ａを有し、支持軸２２７ａには中間形の第１のローラー
２２８が回転可能に係合する。２２９は前述の第１連結
環２２１の爪部２２１ａと係合して回転が伝達される係
合部２２９ａを有する第２連結環で端面を第１のローラ
ー２８に圧接されている。２３０はベアリング構造で、
後述の固定軸２３２に内輪が圧入され、外輪はボールを
介して回転自由な第２のローラーであり、第１連結環２
２１の端面に圧接されて、超音波モータ部側からの加圧
を受ける。３１は、同じくベアリング構造で、後述の固
定軸３３２に内輪が圧入され、外輪はボールを介して回
転自由な第３のローラーであり、第２の連結環２２９の
端面に圧接されて第１のローラー２２８を介してマニュ
アル入力部側からの加圧を受ける。３３２はフォーカス
ユニット外筒２１２に軸支され、光軸に直交する放射方
向軸線上に少なくとも３ヶ所内径方向に向かって突出す
る固定軸で、前述の第２，第３のローラーを保持する。

【００６８】第２のローラー２３０は、第２連結環２２
９の端面と接触しておらず、第３のローラー２３１は、
第１連結環の端面と接触していない。このような構成に
より、超音波モータ部側、マニュアル入力部側それぞれ
の側からの加圧力は、反対側には伝わらず、したがっ
て、それぞれの加圧力を最適な値に設定できるため、超
音波モータの出力を効率よく伝達することができる。

【００６９】次に本実施形態におけるレンズ鏡筒の動作
を説明する。

【００７０】まず、オートフォーカスモード時には、不
図示の制御回路の動作によって電歪素子２１４に電圧が
印加され、その結果、円周方向に進行する振動が振動部
材２１３に生じ、その振動によって周方向移動部材２１
９及びゴムリング２２０、第１連結環２２１が一体的に
回転する。更に、その回転は第１連結環２２１の爪部２
２１ａ、第２連結環の係合部２２９ａを介して第２連結
環２２９にも伝えられる。このとき第１連結環２２１の
端面より超音波モータ側からの加圧を受ける第２のロー
ラー２３０の外輪及び第２連結環２２９の端面よりマニ
ュアル入力側からの加圧を受ける第３のローラー２３１
の外輪は固定軸２３２の回りを回転する。

【００７１】第２連結環の回転によって第１のローラー
２２８は回転トルクを受け、出力リング２２７の支持軸
２２７ａの周りを回転しつつ、静止しているマニュアル
連結環２２２の端面に沿って転動し、それに伴い出力リ
ング２２７も光軸を中心として回転させる。そして出力
リング２２７の回転は突起２０２ｂを介してカム環２０
２にも伝達され、オートフォーカスが行なわれる。

【００７２】上述の説明からも明らかなように、本実施
形態においては周方向移動部材２１９、ゴムリング２２
０、第１連結環２２１、第２連結環２２９によって超音
波モータのロータを構成している。

【００７３】次に、撮影者が手動でピントを合わせる場
合の動作について説明する。フォーカス操作環２１１を
回転させると、その回転はマニュアル連結環２２２に伝
えられ、マニュアル連結環２２２がマニュアルリングカ
ラー２２３との摩擦抵抗に打ち勝って回転する。このと
き超音波モータは駆動されていない為、第２連結環２２
９は静止しており、従って第１ローラー２２８はマニュ
アル連結環２２２によって回転されつつ、第２連結環２
２９の端面に沿って転動する。その結果、出力リング２
２７も光軸を中心に回転させられ、突起２０２ｂを介し
て回転はカム環２０２へと伝達され、マニュアルフォー
カスが行なわれる。尚同構成において超音波モータ部側
は超音波モータの性能を十分に引き出せるような加圧力
が設定されており、一方、マニュアル入力部側では、前
述のレンズ群の駆動に必要なトルクを得るために、差動
機構を構成する上での摩擦接触部での滑りが生じないよ
うな加圧力に設定されている。

【００７４】レンズ鏡筒を上述してきたような構成にす
ることにより、超音波モータの性能に関係なく、差動機
構部の摩擦接触のスリップトルクを自由に設定でき、超
音波モータの出力を効率よく伝達することが簡単な構
成、組立作業で実現できる。

【００７５】また、実施形態１〜３にて示したレンズ鏡
筒をカメラ等の光学機器に適用しても同様の効果が期待
できる。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のレンズ鏡
筒及び光学機器によれば、超音波モータの出力を効率よ
く伝達することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態例１によるレンズ鏡筒を示
した縦断面図

【図２】実施の形態例１における駆動力発生ユニットの
縦断面図

【図３】本発明の実施の形態例２によるレンズ鏡筒を示
した縦断面図

【図４】実施の形態例２における駆動力発生ユニットの
縦断面図

【図５】本発明の実施の形態例３によるレンズ鏡筒を示
した縦断面図

【図６】従来のレンズ鏡筒を示した縦断面図

【符号の説明】

６、１０６、２１３ 振動部材 ８、１０８、２１６ 第１の環状皿ばね １１、１１１、２１７ 第１の環状ナット １２、１１２ 回転リング １４、１１４、２１９ 周方向移動部材 １６、１１６ 軸受ボール １７、１１７ 第１のボール受けリング １８、１１８ 第２のボール受けリング １９、１１９ マニュアル操作力入力リング ２０、１２０ ローラー ２１、１２１ ローラー支持軸 ２２、１２２、２２７ 出力リング ２４、１２５、２２５ 第２の環状皿ばね ２５、１２５、２２６ 第２の環状ナット ２９、１３１ 超音波モータ ３０ 駆動力発生ユニット ３１、１３３ 出力部材 ２２１ 第１連結環 ２２２ マニュアル連結環 ２２８ 第１のローラー ２２９ 第２連結環 ２３０ 第２のローラー ２３１ 第３のローラー ２３２ 固定軸

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光軸を中心に回転する第１の回転環と、
   前記光軸と同心に配置された環状のロータとステータを
   備える超音波モータと、前記第１の回転環または前記ロ
   ータによって回転力を伝えられ、光軸に対して直交する
   放射方向を中心として回転する回転部材とを有し、前記
   第１の回転環及び前記超音波モータ及び前記回転部材に
   て構成された差動機構により前記回転部材を光軸回りに
   公転させ、前記回転部材を備えた第２の回転環を光軸を
   中心に回転させるレンズ鏡筒において、 前記超音波モータのロータとステータを圧接させるため
   に圧力を加える第１の加圧手段と、 第１の回転環を前記回転部材に圧接させるために圧力を
   加える第２の加圧手段とを有することを特徴とするレン
   ズ鏡筒。
2. 【請求項２】 前記第１の加圧手段の圧力を前記回転部
   材に伝えることを防止し、且つ前記回転部材及び前記ロ
   ータの一部を介して受けた前記第２の加圧手段の圧力を
   前記ロータとステータの接触面に伝えることを防止する
   圧力伝達防止手段とを有することを特徴とする請求項１
   記載のレンズ鏡筒。
3. 【請求項３】 前記回転部材は第１のローラーであり、
   前記第１の回転環及び前記ロータは摩擦力によって該第
   １のローラーに回転力を伝えることを特徴とする請求項
   １又は２記載のレンズ鏡筒。
4. 【請求項４】 前記第１の加圧手段の圧力を受ける前記
   ロータの少なくとも一部は、ラジアル玉軸受の一部を構
   成する軌道輪であり、前記圧力伝達防止手段は、少なく
   とも該ラジアル玉軸受により構成されることを特徴とす
   る請求項２又は３記載のレンズ鏡筒。
5. 【請求項５】 前記第１の加圧手段の圧力を受け、光軸
   に対して直交する放射方向の回転軸を中心として回転す
   る第２のローラーと、前記第２の加圧手段の圧力を受
   け、前記第２のローラーと同じ回転軸を中心として回転
   する第３のローラーとを有し、前記圧力伝達防止手段
   は、少なくとも該第２、第３のローラー及びその回転軸
   とにより構成されることを特徴とする請求項２又は３記
   載のレンズ鏡筒。
6. 【請求項６】光軸を中心に回転する第１の回転環と、前
   記光軸と同心に配置された環状のロータとステータを備
   える超音波モータと、前記第１の回転環または前記ロー
   タによって回転力を伝えられ、光軸に対して直交する放
   射方向を中心として回転する回転部材とを有し、前記第
   １の回転環及び前記超音波モータ及び前記回転部材にて
   構成された差動機構により前記回転部材を光軸回りに公
   転させ、前記回転部材を備えた第２の回転環を光軸を中
   心に回転させるレンズ鏡筒において、 前記超音波モータのロータとステータを圧接させるため
   に圧力を加える第１の加圧手段と、 第１の回転環を前記回転部材に圧接させるために圧力を
   加える第２の加圧手段と、 該第１の加圧手段の圧力を前記回転部材に伝えることを
   防止し、且つ前記回転部材及び前記ロータの一部を介し
   て受けた前記第２の加圧手段の圧力を前記ロータとステ
   ータの接触面に伝えることを防止する圧力伝達防止手段
   とを有することを特徴とするレンズ鏡筒。
7. 【請求項７】 前記回転部材は第１のローラーであり、
   前記第１の回転環及び前記ロータは摩擦力によって該第
   １のローラーに回転力を伝えることを特徴とする請求項
   ６のレンズ鏡筒。
8. 【請求項８】 前記第１の加圧手段の圧力を受ける前記
   ロータの少なくとも一部は、ラジアル玉軸受の一部を構
   成する軌道輪であり、前記圧力伝達防止手段は、少なく
   とも該ラジアル玉軸受により構成されることを特徴とす
   る請求項６又は７記載のレンズ鏡筒。
9. 【請求項９】 前記第１の加圧手段の圧力を受け、光軸
   に対して直交する放射方向の回転軸を中心として回転す
   る第２のローラーと、前記第２の加圧手段の圧力を受
   け、前記第２のローラーと同じ回転軸を中心として回転
   する第３のローラーとを有し、前記圧力伝達防止手段
   は、少なくとも前記第２、第３のローラー及びその回転
   軸とにより構成されることを特徴とする請求項６又は７
   記載のレンズ鏡筒。
10. 【請求項１０】 請求項１乃至９いずれか１項記載のレ
    ンズ鏡筒を有した光学機器。