JP2010281971A

JP2010281971A - 交換レンズ及び撮像装置

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Publication number: JP2010281971A
Application number: JP2009134333A
Authority: JP
Inventors: Takashi Terai; 孝志寺井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2009-06-03
Filing date: 2009-06-03
Publication date: 2010-12-16
Also published as: CN101907817A; US8019213B2; US20100310244A1; CN101907817B

Abstract

【課題】コストの高騰を来たすことなく使い勝手の向上等を図る。
【解決手段】ウォームスクリュー２４に噛合されたウォームホイール２３ａと、カム部材１７に光軸に直交する軸回り方向へ回転されると共にカム部材の回転に伴って公転される遊星ローラー１８と、遊星ローラーの外周面に押し付けられた第１の回転部材２０と、第１の回転部材を遊星ローラーの反対側において受ける第１の受け座２１と、遊星ローラーの外周面に第１の回転部材の反対側から押し付けられた第２の回転部材２６と、第２の回転部材を遊星ローラーの反対側において受け駆動モーターの駆動時に第２の回転部材の光軸回り方向への回転を規制する第２の受け座２７とを設け、ウォームスクリューのリード角をαとし、ウォームスクリューとウォームホイールの接触面における摩擦係数をμとしたときに、μ・ｃｏｓα＞ｓｉｎαを満足するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は交換レンズ及び撮像装置についての技術分野に関する。詳しくは、オートフォーカス動作とマニュアルフォーカス動作を切替操作部の操作を行うことなく可能としコストの高騰を来たすことなく使い勝手の向上を図る技術分野に関する。

ビデオカメラやスチルカメラ等の各種の撮像装置には、フォーカシングやズーミングにおいてオートフォーカス動作とマニュアルフォーカス動作の双方の動作を行うことができるようにされたものがある。

例えば、フォーカシングにおいて、駆動モーターの駆動によるオートフォーカス動作と操作部を手動により操作するマニュアルフォーカス動作とを選択的に行う事ができるようにされている。

このような撮像装置による撮影時には、オートフォーカスモードにおいてオートフォーカス動作が自動で行われ、その後、撮影者が切替操作部を操作してマニュアルフォーカスモードを設定し、撮影者がマニュアルフォーカス動作により微調整してフォーカシングを行うことがある。また、オートフォーカス動作の不良が生じたときにも、撮影者が切替操作部を操作してマニュアルフォーカス動作によりフォーカシングを行うことがある。

ところが、撮影者が切替操作部を操作してオートフォーカス動作の後にマニュアルフォーカス動作を行おうとする場合には、切替操作部を操作する分、速写性が低下し撮影チャンスを逃がしてしまうおそれがあった。

そこで、従来の撮像装置には、超音波モーターをオートフォーカス動作の駆動源として用い、オートフォーカス動作とマニュアルフォーカス動作を切替操作部の操作を必要とせずに行うことができるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許３２０５０３１号公報

ところが、特許文献１に記載された撮像装置にあっては、駆動源として超音波モーターを用いており、超音波モーターとその駆動回路が非常に高価であるため、製造コストが高いと言う問題がある。

また、マニュアルフォーカス動作時には、ローターとステーターの間の摩擦力によってオートフォーカス動作時に回転するギヤが回転しないように構成されている。従って、マニュアルフォーカス動作時に、ローターとステーターの間に生じる摩擦力を上回る力で操作部を操作しなければならず、可動レンズの重量や移動時における可動レンズの加速度に制約が生じてしまうと言う問題もある。

そこで、本発明交換レンズ及び撮像装置は、上記した問題点を克服し、コストの高騰を来たすことなく使い勝手の向上等を図ることを課題とする。

交換レンズは、上記した課題を解決するために、カム駆動部を有し光軸回り方向へ回転可能とされたカム部材と、光軸上に配置され少なくとも１枚が光軸方向へ移動可能とされた可動レンズとして設けられ該可動レンズが光軸方向へ移動されてフォーカス調整又はズーム調整が行われる複数のレンズと、前記カム部材のカム駆動部に摺動自在に係合する係合部を有すると共に前記可動レンズを保持し前記カム部材の光軸回り方向への回転に伴って前記可動レンズと一体になって光軸方向へ移動されるレンズ保持枠と、前記可動レンズの光軸方向への移動を行う駆動源とされた駆動モーターと、前記駆動モーターのモーター軸に固定されたウォームスクリューと、前記ウォームスクリューに噛合されたウォームホイールと、前記カム部材に光軸に直交する軸回り方向へ回転自在に支持されると共に前記カム部材の回転に伴って光軸を基準として公転される遊星ローラーと、前記遊星ローラーの外周面に押し付けられる方向へ付勢された状態で前記遊星ローラーの外周面に接すると共に前記駆動モーターの駆動力が前記ウォームスクリュー及び前記ウォームホイールを介して伝達されて光軸回り方向へ回転される第１の回転部材と、前記第１の回転部材を前記遊星ローラーの反対側において受ける第１の受け座と、前記遊星ローラーの外周面に押し付けられる方向へ付勢された状態で前記遊星ローラーの外周面に前記第１の回転部材の反対側から接すると共に手動操作によって光軸回り方向へ回転される第２の回転部材と、前記第２の回転部材を前記遊星ローラーの反対側において受け前記駆動モーターの駆動時に前記第２の回転部材の光軸回り方向への回転を規制する第２の受け座とを設け、前記ウォームスクリューのリード角をαとし、前記ウォームスクリューと前記ウォームホイールの接触面における摩擦係数をμとしたときに、μ・ｃｏｓα＞ｓｉｎαを満足するようにしたものである。

従って、交換レンズにあっては、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に切換操作部の操作を必要としない。また、マニュアルフォーカス動作時に第１の回転部材の回転の規制がウォームスクリューとウォームホイールとの間に生じる摩擦力によって行われる。

上記した交換レンズにおいては、前記ウォームスクリューの条数を３以下とすることが望ましい。

ウォームスクリューの条数を３以下とすることにより、リード角αが小さくなる。

上記した交換レンズにおいては、前記第１の受け座として転がり受け座を用いることが望ましい。

第１の受け座として転がり受け座を用いることにより、第１の回転部材と第１の受け座との間に生じる摩擦力が小さくなる。

上記した交換レンズにおいては、前記第２の受け座として滑り受け座を用いることが望ましい。

第２の受け座として滑り受け座を用いることにより、第２の回転部材と第２の受け座との間に生じる摩擦力が大きくなる。

上記した交換レンズにおいては、前記第２の受け座の半径を前記第１の受け座の半径より大きくすることが望ましい。

第２の受け座の半径を第１の受け座の半径より大きくすることにより、第２の回転部材と第２の受け座との間に生じる摩擦力が大きくなる。

撮像装置は、上記した課題を解決するために、外筐の内外に所定の各部が配置された装置本体と、前記装置本体に対して着脱可能とされた交換レンズとを備え、前記交換レンズが、カム駆動部を有し光軸回り方向へ回転可能とされたカム部材と、光軸上に配置され少なくとも１枚が光軸方向へ移動可能とされた可動レンズとして設けられ該可動レンズが光軸方向へ移動されてフォーカス調整又はズーム調整が行われる複数のレンズと、前記カム部材のカム駆動部に摺動自在に係合する係合部を有すると共に前記可動レンズを保持し前記カム部材の光軸回り方向への回転に伴って前記可動レンズと一体になって光軸方向へ移動されるレンズ保持枠と、前記可動レンズの光軸方向への移動を行う駆動源とされた駆動モーターと、前記駆動モーターのモーター軸に固定されたウォームスクリューと、前記ウォームスクリューに噛合されたウォームホイールと、前記カム部材に光軸に直交する軸回り方向へ回転自在に支持されると共に前記カム部材の回転に伴って光軸を基準として公転される遊星ローラーと、前記遊星ローラーの外周面に押し付けられる方向へ付勢された状態で前記遊星ローラーの外周面に接すると共に前記駆動モーターの駆動力が前記ウォームスクリュー及び前記ウォームホイールを介して伝達されて光軸回り方向へ回転される第１の回転部材と、前記第１の回転部材を前記遊星ローラーの反対側において受ける第１の受け座と、前記遊星ローラーの外周面に押し付けられる方向へ付勢された状態で前記遊星ローラーの外周面に前記第１の回転部材の反対側から接すると共に手動操作によって光軸回り方向へ回転される第２の回転部材と、前記第２の回転部材を前記遊星ローラーの反対側において受け前記駆動モーターの駆動時に前記第２の回転部材の光軸回り方向への回転を規制する第２の受け座とを備え、前記ウォームスクリューのリード角をαとし、前記ウォームスクリューと前記ウォームホイールの接触面における摩擦係数をμとしたときに、μ・ｃｏｓα＞ｓｉｎαを満足するようにしたものである。

従って、撮像装置にあっては、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に切換操作部の操作を必要としない。また、マニュアルフォーカス動作時に第１の回転部材の回転の規制がウォームスクリューとウォームホイールとの間に生じる摩擦力によって行われる。

別の撮像装置は、上記した課題を解決するために、外筐の内外に所定の各部が配置された装置本体と、前記装置本体に設けられたレンズ鏡筒とを備え、前記レンズ鏡筒が、カム駆動部を有し光軸回り方向へ回転可能とされたカム部材と、光軸上に配置され少なくとも１枚が光軸方向へ移動可能とされた可動レンズとして設けられ該可動レンズが光軸方向へ移動されてフォーカス調整又はズーム調整が行われる複数のレンズと、前記カム部材のカム駆動部に摺動自在に係合する係合部を有すると共に前記可動レンズを保持し前記カム部材の光軸回り方向への回転に伴って前記可動レンズと一体になって光軸方向へ移動されるレンズ保持枠と、前記可動レンズの光軸方向への移動を行う駆動源とされた駆動モーターと、前記駆動モーターのモーター軸に固定されたウォームスクリューと、前記ウォームスクリューに噛合されたウォームホイールと、前記カム部材に光軸に直交する軸回り方向へ回転自在に支持されると共に前記カム部材の回転に伴って光軸を基準として公転される遊星ローラーと、前記遊星ローラーの外周面に押し付けられる方向へ付勢された状態で前記遊星ローラーの外周面に接すると共に前記駆動モーターの駆動力が前記ウォームスクリュー及び前記ウォームホイールを介して伝達されて光軸回り方向へ回転される第１の回転部材と、前記第１の回転部材を前記遊星ローラーの反対側において受ける第１の受け座と、前記遊星ローラーの外周面に押し付けられる方向へ付勢された状態で前記遊星ローラーの外周面に前記第１の回転部材の反対側から接すると共に手動操作によって光軸回り方向へ回転される第２の回転部材と、前記第２の回転部材を前記遊星ローラーの反対側において受け前記駆動モーターの駆動時に前記第２の回転部材の光軸回り方向への回転を規制する第２の受け座とを備え、前記ウォームスクリューのリード角をαとし、前記ウォームスクリューと前記ウォームホイールの接触面における摩擦係数をμとしたときに、μ・ｃｏｓα＞ｓｉｎαを満足するようにしたものである。

従って、別の撮像装置にあっては、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に切換操作部の操作を必要としない。また、マニュアルフォーカス動作時に第１の回転部材の回転の規制がウォームスクリューとウォームホイールとの間に生じる摩擦力によって行われる。

本発明交換レンズは、カム駆動部を有し光軸回り方向へ回転可能とされたカム部材と、光軸上に配置され少なくとも１枚が光軸方向へ移動可能とされた可動レンズとして設けられ該可動レンズが光軸方向へ移動されてフォーカス調整又はズーム調整が行われる複数のレンズと、前記カム部材のカム駆動部に摺動自在に係合する係合部を有すると共に前記可動レンズを保持し前記カム部材の光軸回り方向への回転に伴って前記可動レンズと一体になって光軸方向へ移動されるレンズ保持枠と、前記可動レンズの光軸方向への移動を行う駆動源とされた駆動モーターと、前記駆動モーターのモーター軸に固定されたウォームスクリューと、前記ウォームスクリューに噛合されたウォームホイールと、前記カム部材に光軸に直交する軸回り方向へ回転自在に支持されると共に前記カム部材の回転に伴って光軸を基準として公転される遊星ローラーと、前記遊星ローラーの外周面に押し付けられる方向へ付勢された状態で前記遊星ローラーの外周面に接すると共に前記駆動モーターの駆動力が前記ウォームスクリュー及び前記ウォームホイールを介して伝達されて光軸回り方向へ回転される第１の回転部材と、前記第１の回転部材を前記遊星ローラーの反対側において受ける第１の受け座と、前記遊星ローラーの外周面に押し付けられる方向へ付勢された状態で前記遊星ローラーの外周面に前記第１の回転部材の反対側から接すると共に手動操作によって光軸回り方向へ回転される第２の回転部材と、前記第２の回転部材を前記遊星ローラーの反対側において受け前記駆動モーターの駆動時に前記第２の回転部材の光軸回り方向への回転を規制する第２の受け座とを備え、前記ウォームスクリューのリード角をαとし、前記ウォームスクリューと前記ウォームホイールの接触面における摩擦係数をμとしたときに、μ・ｃｏｓα＞ｓｉｎαを満足するようにしている。

従って、コストの高騰を来たすことなく撮影時の速写性を確保して使い勝手の向上を図ることができる。

また、マニュアルフォーカス動作時に、ローターとステーターの間に生じる摩擦力によってオートフォーカス動作時に回転するギヤが回転しないような構成とはされていないため、可動レンズの重量や移動時における可動レンズの加速度の制約を低減することができる。

請求項２に記載した発明にあっては、前記ウォームスクリューの条数を３以下としたので、リード角αを小さくすることが可能であり、ウォームスクリューを小型化し易く、交換レンズの小型化を図ることができる。

請求項３に記載した発明にあっては、前記第１の受け座として転がり受け座を用いたので、駆動モーターのトルクの低減を図ることができる。

請求項４に記載した発明にあっては、前記第２の受け座として滑り受け座を用いたので、第２の回転部材との間に生じる摩擦力が大きく、オートフォーカス動作時に小さな力で確実に第２の回転部材の回転を規制することができる。

請求項５に記載した発明にあっては、前記第２の受け座の半径を前記第１の受け座の半径より大きくしたので、第２の回転部材との間に大きな摩擦力を生じさせることができ、オートフォーカス動作時に第２の回転部材の回転をより小さな力で確実に規制することができる。

本発明撮像装置は、外筐の内外に所定の各部が配置された装置本体と、前記装置本体に対して着脱可能とされた交換レンズとを備え、前記交換レンズが、カム駆動部を有し光軸回り方向へ回転可能とされたカム部材と、光軸上に配置され少なくとも１枚が光軸方向へ移動可能とされた可動レンズとして設けられ該可動レンズが光軸方向へ移動されてフォーカス調整又はズーム調整が行われる複数のレンズと、前記カム部材のカム駆動部に摺動自在に係合する係合部を有すると共に前記可動レンズを保持し前記カム部材の光軸回り方向への回転に伴って前記可動レンズと一体になって光軸方向へ移動されるレンズ保持枠と、前記可動レンズの光軸方向への移動を行う駆動源とされた駆動モーターと、前記駆動モーターのモーター軸に固定されたウォームスクリューと、前記ウォームスクリューに噛合されたウォームホイールと、前記カム部材に光軸に直交する軸回り方向へ回転自在に支持されると共に前記カム部材の回転に伴って光軸を基準として公転される遊星ローラーと、前記遊星ローラーの外周面に押し付けられる方向へ付勢された状態で前記遊星ローラーの外周面に接すると共に前記駆動モーターの駆動力が前記ウォームスクリュー及び前記ウォームホイールを介して伝達されて光軸回り方向へ回転される第１の回転部材と、前記第１の回転部材を前記遊星ローラーの反対側において受ける第１の受け座と、前記遊星ローラーの外周面に押し付けられる方向へ付勢された状態で前記遊星ローラーの外周面に前記第１の回転部材の反対側から接すると共に手動操作によって光軸回り方向へ回転される第２の回転部材と、前記第２の回転部材を前記遊星ローラーの反対側において受け前記駆動モーターの駆動時に前記第２の回転部材の光軸回り方向への回転を規制する第２の受け座とを備え、前記ウォームスクリューのリード角をαとし、前記ウォームスクリューと前記ウォームホイールの接触面における摩擦係数をμとしたときに、μ・ｃｏｓα＞ｓｉｎαを満足するようにしている。

別の本発明撮像装置は、外筐の内外に所定の各部が配置された装置本体と、前記装置本体に設けられたレンズ鏡筒とを備え、前記レンズ鏡筒が、カム駆動部を有し光軸回り方向へ回転可能とされたカム部材と、光軸上に配置され少なくとも１枚が光軸方向へ移動可能とされた可動レンズとして設けられ該可動レンズが光軸方向へ移動されてフォーカス調整又はズーム調整が行われる複数のレンズと、前記カム部材のカム駆動部に摺動自在に係合する係合部を有すると共に前記可動レンズを保持し前記カム部材の光軸回り方向への回転に伴って前記可動レンズと一体になって光軸方向へ移動されるレンズ保持枠と、前記可動レンズの光軸方向への移動を行う駆動源とされた駆動モーターと、前記駆動モーターのモーター軸に固定されたウォームスクリューと、前記ウォームスクリューに噛合されたウォームホイールと、前記カム部材に光軸に直交する軸回り方向へ回転自在に支持されると共に前記カム部材の回転に伴って光軸を基準として公転される遊星ローラーと、前記遊星ローラーの外周面に押し付けられる方向へ付勢された状態で前記遊星ローラーの外周面に接すると共に前記駆動モーターの駆動力が前記ウォームスクリュー及び前記ウォームホイールを介して伝達されて光軸回り方向へ回転される第１の回転部材と、前記第１の回転部材を前記遊星ローラーの反対側において受ける第１の受け座と、前記遊星ローラーの外周面に押し付けられる方向へ付勢された状態で前記遊星ローラーの外周面に前記第１の回転部材の反対側から接すると共に手動操作によって光軸回り方向へ回転される第２の回転部材と、前記第２の回転部材を前記遊星ローラーの反対側において受け前記駆動モーターの駆動時に前記第２の回転部材の光軸回り方向への回転を規制する第２の受け座とを備え、前記ウォームスクリューのリード角をαとし、前記ウォームスクリューと前記ウォームホイールの接触面における摩擦係数をμとしたときに、μ・ｃｏｓα＞ｓｉｎαを満足するようにしている。

以下に、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。

以下に示した実施の形態は、本発明撮像装置をデジタルスチルカメラに適用したものであり、本発明交換レンズをこのデジタルスチルカメラに備えられた交換レンズに適用したものである。

尚、本発明の適用範囲はデジタルスチルカメラ及びデジタルスチルカメラに備えられた交換レンズに限られることはない。本発明は、例えば、ビデオカメラ等の他の撮像装置及びこれらの各種の撮像装置に備えられた交換レンズに広く適用することができる。

以下の説明にあっては、デジタルスチルカメラの撮影時において撮影者（使用者）から見た方向で前後上下左右の方向を示すものとする。従って、被写体側を前方とし、撮影者側を後方とする。

尚、以下に示す前後上下左右の方向は説明の便宜上のものであり、本発明の実施に関しては、これらの方向に限定されることはない。

［全体構成］
撮像装置（デジタルスチルカメラ）１は、図１及び図２に示すように、装置本体２を備えている。装置本体２の前面には交換レンズ３が設けられている。交換レンズ３は装置本体２に対して着脱可能とされている。

［装置本体の構成］
装置本体２は外筐４に所要の各部が配置されて成る。外筐４の前面には交換レンズ３が装着される円環状の装着部４ａが設けられ、該装着部４ａの近傍に交換レンズ３の装置本体２への着脱を行うための着脱釦４ｂが設けられている。

装置本体２の上面には操作ダイヤル５が配置されている。操作ダイヤル５を操作することにより、例えば、各種の撮影モード、撮影した画像を再生する再生モード、外部機器との間でデーター交信を行う通信モード等の各種のモードの設定を行うことができる。

装置本体２の右端部は撮影者が把持するグリップ部６として設けられている。グリップ部６の内部には電池収納部とカード収納部が形成され、電池収納部にはリチウムイオン電池等のバッテリーが収納され、カード収納部には撮影した画像のデーターを記録するためのメモリーカード等が収納可能とされている。

装置本体２にはグリップ部６の上方に撮影釦７が配置されている。撮影釦７に関しては、半押し状態と全押し状態の２つの状態が検出可能とされている。撮影釦７が半押し状態になると、被写体に関する記録用静止画像を取得するための準備動作、例えば、オートフォーカス動作が行われる。撮影釦７が全押し状態になると、撮像素子を用いた被写体像に関する露光動作が行われ被写体の撮影が行われる。

装置本体２の後面には上下に離隔してファインダー窓８とモニター９が設けられている。撮影者はファインダー窓８又はモニター９によって被写体の像を視認して構図決定を行うことができる。

モニター９は、例えば、カラー液晶ディスプレイであり、撮影条件等を設定するためのメニュー画面を表示したり、再生モードにおいてメモリーカードに記録された撮影画像を再生表示したりすることも可能である。

装置本体２の後面には電源スイッチ１０が配置されている。

装置本体２の後面には方向選択キー１１が配置されている。方向選択キー１１は、例えば、上下左右の４方向の押圧操作が可能とされている。

［交換レンズの構成］
交換レンズ３は軸方向が前後方向とされた略円環状の外筒１２の内外に所要の各部が配置されて成る。外筒１２の外周面には円環状のフォーカスリング１２ａが回転可能に支持されている。フォーカスリング１２ａを手動で回転操作することにより、マニュアルフォーカス動作を行うことができる。

外筒１２の内部には複数のレンズが前後に離隔して配置され、これらのレンズのうち少なくとも一つのレンズが可動レンズ１３として設けられている（図３及び図４参照）。可動レンズ１３は前後方向（光軸方向）へ移動可能とされ、レンズ保持枠１４に保持されている。

可動レンズ１３が光軸方向へ移動されると、例えば、フォーカシングが行われる。

レンズ保持枠１４の外周面には外方へ突出された係合部１４ａ、１４ａ、１４ａが周方向に離隔して設けられている。

レンズ保持枠１４には被支持部１４ｂ、１４ｂが設けられている。被支持部１４ｂ、１４ｂはそれぞれ光軸方向へ延びるガイド軸１５、１５に摺動自在に支持されている。ガイド軸１５、１５は軸方向における両端部が図示しない固定部に固定されている。

可動レンズ１３はレンズ駆動機構１６によって光軸方向へ移動される。レンズ駆動機構１６はカム部材１７と該カム部材１７に回転自在に支持された遊星ローラー１８、１８、１８とを有している。

カム部材１７は略円筒状に形成され、周方向に離隔しカム駆動部として形成されたカム溝１７ａ、１７ａ、１７ａを有している。カム溝１７ａは周方向へ行くに従って前後方向へ次第に変化する形状に形成されている。

カム部材１７の外周面には周方向に離隔して外方へ突出された支持軸１９、１９、１９が設けられている。

遊星ローラー１８、１８、１８はそれぞれ支持軸１９、１９、１９の先端部に支持され、光軸に直交する軸回り方向へ回転可能とされている。

カム部材１７のカム溝１７ａ、１７ａ、１７ａにはそれぞれレンズ保持枠１４の係合部１４ａ、１４ａ、１４ａがカム部材１７の内側から挿入されて摺動自在に係合される。従って、カム部材１７が光軸回り方向へ回転されると、その回転方向に応じて可動レンズ１３及びレンズ保持枠１４がガイド軸１５、１５に案内されて前方又は後方、即ち、光軸方向へ移動される。

遊星ローラー１８、１８、１８の後側には円筒状の第１の回転部材２０が配置されている。第１の回転部材２０は光軸回り方向へ回転可能とされている。第１の回転部材２０は前面２０ａが遊星ローラー１８、１８、１８の外周面に後方から接している。第１の回転部材２０の外周面はギヤ部２０ｂとして形成されている。

第１の回転部材２０の後側には略円筒状に形成された第１の受け座２１が配置されている。第１の受け座２１としては、例えば、転がり受け座が用いられている。

第１の受け座２１は保持部２１ａと該保持部２１ａに周方向に離隔して配置された球状部２１ｂ、２１ｂ、・・・とを有している。球状部２１ｂ、２１ｂ、・・・は保持部２１ａに対して回転（自転）可能とされ、一部が保持部２１ａの前面から前方へ突出されている。第１の受け座２１は図示しない第１の付勢手段によって前方へ付勢され、球状部２１ｂ、２１ｂ、・・・が第１の回転部材２０の後面２０ｃに押し付けられている。従って、第１の回転部材２０は第１の受け座２１から受ける前方への付勢力によって、前面２０ａが遊星ローラー１８、１８、１８の外周面に後方から押し付けられる。

第１の回転部材２０のギヤ部２０ｂには第１の減速ギヤ２２が噛合されている。第１の減速ギヤ２２は大ギヤ２２ａと小ギヤ２２ｂが同軸上において一体に形成されて成る。第１の減速ギヤ２２は、小ギヤ２２ｂが第１の回転部材２０のギヤ部２０ｂに噛合されている。

第１の減速ギヤ２２には第２の減速ギヤ２３が噛合されている。第２の減速ギヤ２３は大径のウォームホイール２３ａと小径の伝達ギヤ２３ｂが同軸上において一体に形成されて成る。第２の減速ギヤ２３は伝達ギヤ２３ｂが第１の減速ギヤ２２の大ギヤ２２ａに噛合されている。

第２の減速ギヤ２３には、例えば、条数が３以下とされたウォームスクリュー２４が噛合されている。ウォームスクリュー２４は駆動モーター２５のモーター軸２５ａに固定され、第２の減速ギヤ２３のウォームホイール２３ａに噛合されている。駆動モーター２５としては、例えば、直流モーターやステッピングモーターが用いられている。

ウォームスクリュー２４はウォームホイール２３ａと噛合されているため、ウォームスクリュー２４には回転軸方向に荷重が付与されるが、この荷重を受ける軸受が設けられている。従って、軸受によって回転軸方向に付与される荷重が受けられるため、ウォームスクリュー２４の円滑な回転動作を確保することができる。

遊星ローラー１８、１８、１８の前側には円筒状の第２の回転部材２６が配置されている。第２の回転部材２６は光軸回り方向へ回転可能とされている。第２の回転部材２６は内径がカム部材１７の外径より大きくされ、後面２６ａが遊星ローラー１８、１８、１８の外周面に前方から接している。第２の回転部材２６は外筒１２の外周面に支持されたフォーカスリング１２ａの回転に伴って光軸回り方向へ回転される。

第２の回転部材２６の前側には円筒状に形成された第２の受け座２７が配置されている。第２の受け座２７としては、例えば、滑り受け座が用いられている。

第２の受け座２７は図示しない第２の付勢手段によって後方へ付勢され、後面が第２の回転部材２６の前面２６ｂに押し付けられている。従って、第２の回転部材２６は第２の受け座２７から受ける後方への付勢力によって、後面２６ａが遊星ローラー１８、１８、１８の外周面に前方から押し付けられる。

上記のように遊星ローラー１８、１８、１８は前後方向（光軸方向）において第２の回転部材２６と第１の回転部材２０に挟持された状態とされている。

従って、第１の回転部材２０が光軸回り方向へ回転され第２の回転部材２０の回転が規制されている状態においては、第１の回転部材２０から付与される駆動力によって遊星ローラー１８、１８、１８が回転（自転）されると共に遊星ローラー１８、１８、１８がカム部材１７と一体になって光軸回り方向へ回転（公転）される（図５参照）。このとき遊星ローラー１８、１８、１８は第２の回転部材２６の後面２６ａ上を転動され、第１の回転部材２０は第１の受け座２１の球状部２１ｂ、２１ｂ、・・・に接した状態で回転され、球状部２１ｂ、２１ｂ、・・・は自転される。

また、第２の回転部材２６が光軸回り方向へ回転され第１の回転部材２０の回転が規制されている状態においては、第２の回転部材２６から付与される駆動力によって遊星ローラー１８、１８、１８が回転（自転）されると共に遊星ローラー１８、１８、１８がカム部材１７と一体になって光軸回り方向へ回転（公転）される（図６参照）。このとき遊星ローラー１８、１８、１８は第１の回転部材２０の前面２０ａ上を転動され、第２の回転部材２６は第２の受け座２７に対して摺動される。

上記したカム部材１７、遊星ローラー１８、１８、１８、支持軸１９、１９、１９、第１の回転部材２０、第１の受け座２１、第１の減速ギヤ２２、第２の減速ギヤ２３、ウォームスクリュー２４、駆動モーター２５、第２の回転部材２６及び第２の受け座２７によってレンズ駆動機構１６が構成される。

［ウォームスクリューに関する条件式］
上記したように、ウォームスクリュー２４には回転軸方向に荷重が付与されるが、図７に示すように、回転軸方向に付与される荷重をＦとし、ウォームスクリュー２４のリード角をαとすると、荷重Ｆはウォームホイール２３ａとの螺合面に平行な分力Ｆ・ｓｉｎαと螺合面に垂直な分力Ｆ・ｃｏｓαとに分解することができる。

このとき螺合面においてウォームスクリュー２４とウォームホイール２３ａの間に生じる摩擦力の摩擦係数をμとすると、摩擦抵抗はＦ・ｓｉｎαと反対方向に生じるμ・Ｆ・ｃｏｓαとなる。

レンズ駆動機構１６にあっては、螺合面に平行な方向に付与される力が、これと反対方向に作用する摩擦抵抗より小さくなり、リード角αと摩擦係数μとの関係が、
条件式（１）：μ・Ｆ・ｃｏｓα＞Ｆ・ｓｉｎα
即ち、
条件式（２）：μ・ｃｏｓα＞ｓｉｎα
を満足するようにされている。

従って、条件式（２）はＦの大きさに関与せず、条件式（２）を満足することにより、第１の減速ギヤ２２側から第２の減速ギヤ２３に回転力が伝達されても、ウォームスクリュー２４の回転が規制されるため、第２の減速ギヤ２３は回転されない。このように第２の減速ギヤ２３が回転されないため、第１の減速ギヤ２２及び第１の回転部材２０も回転されない。

即ち、フォーカスリング１２ａの回転に伴って第２の回転部材２６が回転されたときには、遊星ローラー１８、１８、１８を介して第１の回転部材２０に回転力が付与される。しかしながら、条件式（２）により、第１の回転部材２０、第１の減速ギヤ２２、第２の減速ギヤ２３及びウォームスクリュー２４は回転されない。

逆に、駆動モーター２５の回転により、ウォームスクリュー２４、第２の減速ギヤ２３、第１の減速ギヤ２２及び第１の回転部材２０が回転されたときには、遊星ローラー１８、１８、１８を介して第２の回転部材２６に回転力が付与される。しかしながら、第２の回転部材２６は第２の受け座２７との間の摩擦力によって回転しないようにされている。

［レンズ駆動機構の動作］
以上のように構成されたレンズ駆動機構１６において、駆動モーター２５が回転されるとオートフォーカス動作が行われる。駆動モーター２６が回転されると、その駆動力がウォームスクリュー２４、第２の減速ギヤ２３、第１の減速ギヤ２２、第１の回転部材２０及び遊星ローラー１８、１８、１８に順に伝達される。このとき、上記したように、第２の回転部材２６は回転しないため、遊星ローラー１８、１８、１８が回転（自転）されると共に遊星ローラー１８、１８、１８がカム部材１７と一体になって光軸回り方向へ回転（公転）される（図５参照）。従って、カム部材１７の回転方向に応じてカム溝１７ａ、１７ａ、１７ａに対して係合部１４ａ、１４ａ、１４ａが摺動され、可動レンズ１３及びレンズ保持枠１４がガイド軸１５、１５に案内されて光軸方向へ移動される。可動レンズ１３が光軸方向へ移動されることにより、フォーカシング（オートフォーカス動作）が行われる。

一方、レンズ駆動機構１６において、フォーカスリング１２ａが手動により回転されるとマニュアルフォーカス動作が行われる。フォーカスリング１２ａが回転されると、その回転力が第２の回転部材２６及び遊星ローラー１８、１８、１８に順に伝達される。このとき、上記したように、条件式（２）により、第１の回転部材２０は回転しないため、遊星ローラー１８、１８、１８が回転（自転）されると共に遊星ローラー１８、１８、１８がカム部材１７と一体になって光軸回り方向へ回転（公転）される（図６参照）。従って、カム部材１７の回転方向に応じてカム溝１７ａ、１７ａ、１７ａに対して係合部１４ａ、１４ａ、１４ａが摺動され、可動レンズ１３及びレンズ保持枠１４がガイド軸１５、１５に案内されて光軸方向へ移動される。可動レンズ１３が光軸方向へ移動されることにより、フォーカシング（マニュアルフォーカス動作）が行われる。

［まとめ］
以上に記載した通り、撮像装置１にあっては、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に切換操作部の操作を必要としない。また、マニュアルフォーカス動作時に第１の回転部材２０、第１の減速ギヤ２２及び第２の減速ギヤ２３の回転の規制がウォームスクリュー２４とウォームホイール２３ａとの間に生じる摩擦力によって行われる。

従って、駆動モーター２５として高価な超音波モーターを用いる必要がないと共に切換操作部の操作が不要であるため、コストの高騰を来たすことなく撮影時の速写性を確保して撮像装置１の使い勝手の向上を図ることができる。

また、マニュアルフォーカス動作時に、ローターとステーターの間に生じる摩擦力によってオートフォーカス動作時に回転するギヤが回転しないような構成とはされていないため、可動レンズ１３の重量や移動時における可動レンズ１３の加速度の制約を低減することができる。

さらに、上記したように、駆動モーター２５として高価な超音波モーターを用いる必要がないため、駆動モーター２５として直流モーターやステッピングモーターを用いることが可能となり、製造コストの低減を図ることができる。

さらにまた、ウォームスクリュー２４の条数を３以下としているため、リード角αを小さくすることが可能であり、ウォームスクリュー２４を小型化し易く、交換レンズ３の小型化を図ることができる。

また、オートフォーカス動作時に回転する第１の回転部材２０を受ける第１の受け座２１として転がり受け座を用いているため、駆動モーター２５のトルクの低減を図ることができる。

加えて、マニュアルフォーカス動作時に回転する第２の回転部材２６を受ける第２の受け座２７として滑り受け座を用いているため、第２の回転部材２６との間に生じる摩擦力が大きく、オートフォーカス動作時に小さな力で確実に第２の回転部材２６の回転を規制することができる。

［受け座の大きさの関係］
尚、レンズ駆動機構１６には転がり受け座である第１の受け座２１と滑り受け座である第２の受け座２７の二つの受け座が設けられているが、第２の受け座２７の半径を第１の受け座２１の半径より大きくすることが望ましい。

例えば、図８に示すように、第２の回転部材２６Ａを後側の小径部２６ｃと前側の大径部２６ｄにより構成し、第１の受け座２１の半径をＲ１とし、第２の受け座２７Ａの半径をＲ２としたときに、Ｒ２＞Ｒ１となるようにし、大径部２６ｄに対応した半径の大きい第２の受け座２７Ａを用いてもよい。

このように第２の受け座２７Ａの半径Ｒ２を大きくすることにより、第２の回転部材２６Ａとの間に大きな摩擦力を生じさせることができ、オートフォーカス動作時に第２の回転部材２６の回転をより小さな力で確実に規制することができる。

［その他］
上記には、可動レンズ１３の光軸方向への移動によりフォーカシングが行われる例を示したが、可動レンズ１３の光軸方向への移動によりズーミングが行われるようにしてもよい。

尚、上記には、本発明を交換レンズ及びこの交換レンズを備える撮像装置に適用した例を示したが、本発明は、装置本体と該装置本体に設けられたレンズ鏡筒とを備えた所謂レンズ一体型の撮像装置にも適用することができる。

このようなレンズ一体型の撮像装置においては、複数のレンズ、ガイド軸及びレンズ駆動機構がレンズ鏡筒に配置されている。

但し、レンズ駆動機構の一部は装置本体に配置されていてもよい。

また、交換レンズ３を備えた撮像装置１にあっても、レンズ駆動機構の一部を装置本体に配置する構成とすることも可能である。

上記した最良の形態において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施する際の具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。

図２乃至図８と共に本発明の実施の形態を示すものであり、本図は、撮像装置の正面図である。撮像装置の背面図である。レンズ駆動機構をレンズ保持枠に保持された可動レンズとともに示す分解斜視図である。レンズ駆動機構をレンズ保持枠に保持された可動レンズとともに示す拡大斜視図である。オートフォーカス動作における第１の回転部材、遊星ローラー及び第２の回転部材の動作を示す概念図である。マニュアルフォーカス動作における第１の回転部材、遊星ローラー及び第２の回転部材の動作を示す概念図である。ウォームスクリューに関する条件式を説明するための模式図である。第１の受け座と第２の受け座の半径の関係を示す分解斜視図である。

１…撮像装置、２…装置本体、３…交換レンズ、４…外筐、１３…可動レンズ、１４…レンズ保持枠、１４ａ…係合部、１７…カム部材、１７ａ…カム溝（カム駆動部）、１８…遊星ローラー、２０…第１の回転部材、２１…第１の受け座、２３ａ…ウォームホイール、２４…ウォームスクリュー、２５…駆動モーター、２６…第２の回転部材、２７…第２の受け座、２６Ａ…第２の回転部材、２７Ａ…第２の受け座

Claims

カム駆動部を有し光軸回り方向へ回転可能とされたカム部材と、
光軸上に配置され少なくとも１枚が光軸方向へ移動可能とされた可動レンズとして設けられ該可動レンズが光軸方向へ移動されてフォーカス調整又はズーム調整が行われる複数のレンズと、
前記カム部材のカム駆動部に摺動自在に係合する係合部を有すると共に前記可動レンズを保持し前記カム部材の光軸回り方向への回転に伴って前記可動レンズと一体になって光軸方向へ移動されるレンズ保持枠と、
前記可動レンズの光軸方向への移動を行う駆動源とされた駆動モーターと、
前記駆動モーターのモーター軸に固定されたウォームスクリューと、
前記ウォームスクリューに噛合されたウォームホイールと、
前記カム部材に光軸に直交する軸回り方向へ回転自在に支持されると共に前記カム部材の回転に伴って光軸を基準として公転される遊星ローラーと、
前記遊星ローラーの外周面に押し付けられる方向へ付勢された状態で前記遊星ローラーの外周面に接すると共に前記駆動モーターの駆動力が前記ウォームスクリュー及び前記ウォームホイールを介して伝達されて光軸回り方向へ回転される第１の回転部材と、
前記第１の回転部材を前記遊星ローラーの反対側において受ける第１の受け座と、
前記遊星ローラーの外周面に押し付けられる方向へ付勢された状態で前記遊星ローラーの外周面に前記第１の回転部材の反対側から接すると共に手動操作によって光軸回り方向へ回転される第２の回転部材と、
前記第２の回転部材を前記遊星ローラーの反対側において受け前記駆動モーターの駆動時に前記第２の回転部材の光軸回り方向への回転を規制する第２の受け座とを備え、
前記ウォームスクリューのリード角をαとし、前記ウォームスクリューと前記ウォームホイールの接触面における摩擦係数をμとしたときに、
μ・ｃｏｓα＞ｓｉｎα
を満足するようにした
交換レンズ。
前記ウォームスクリューの条数を３以下とした
請求項１に記載の交換レンズ。
前記第１の受け座として転がり受け座を用いた
請求項１に記載の交換レンズ。
前記第２の受け座として滑り受け座を用いた
請求項１に記載の交換レンズ。
前記第２の受け座の半径を前記第１の受け座の半径より大きくした
請求項１に記載の交換レンズ。
外筐の内外に所定の各部が配置された装置本体と、
前記装置本体に対して着脱可能とされた交換レンズとを備え、
前記交換レンズが、
カム駆動部を有し光軸回り方向へ回転可能とされたカム部材と、
光軸上に配置され少なくとも１枚が光軸方向へ移動可能とされた可動レンズとして設けられ該可動レンズが光軸方向へ移動されてフォーカス調整又はズーム調整が行われる複数のレンズと、
前記カム部材のカム駆動部に摺動自在に係合する係合部を有すると共に前記可動レンズを保持し前記カム部材の光軸回り方向への回転に伴って前記可動レンズと一体になって光軸方向へ移動されるレンズ保持枠と、
前記可動レンズの光軸方向への移動を行う駆動源とされた駆動モーターと、
前記駆動モーターのモーター軸に固定されたウォームスクリューと、
前記ウォームスクリューに噛合されたウォームホイールと、
前記カム部材に光軸に直交する軸回り方向へ回転自在に支持されると共に前記カム部材の回転に伴って光軸を基準として公転される遊星ローラーと、
前記遊星ローラーの外周面に押し付けられる方向へ付勢された状態で前記遊星ローラーの外周面に接すると共に前記駆動モーターの駆動力が前記ウォームスクリュー及び前記ウォームホイールを介して伝達されて光軸回り方向へ回転される第１の回転部材と、
前記第１の回転部材を前記遊星ローラーの反対側において受ける第１の受け座と、
前記遊星ローラーの外周面に押し付けられる方向へ付勢された状態で前記遊星ローラーの外周面に前記第１の回転部材の反対側から接すると共に手動操作によって光軸回り方向へ回転される第２の回転部材と、
前記第２の回転部材を前記遊星ローラーの反対側において受け前記駆動モーターの駆動時に前記第２の回転部材の光軸回り方向への回転を規制する第２の受け座とを備え、
前記ウォームスクリューのリード角をαとし、前記ウォームスクリューと前記ウォームホイールの接触面における摩擦係数をμとしたときに、
μ・ｃｏｓα＞ｓｉｎα
を満足するようにした
撮像装置。
外筐の内外に所定の各部が配置された装置本体と、
前記装置本体に設けられたレンズ鏡筒とを備え、
前記レンズ鏡筒が、
カム駆動部を有し光軸回り方向へ回転可能とされたカム部材と、
光軸上に配置され少なくとも１枚が光軸方向へ移動可能とされた可動レンズとして設けられ該可動レンズが光軸方向へ移動されてフォーカス調整又はズーム調整が行われる複数のレンズと、
前記カム部材のカム駆動部に摺動自在に係合する係合部を有すると共に前記可動レンズを保持し前記カム部材の光軸回り方向への回転に伴って前記可動レンズと一体になって光軸方向へ移動されるレンズ保持枠と、
前記可動レンズの光軸方向への移動を行う駆動源とされた駆動モーターと、
前記駆動モーターのモーター軸に固定されたウォームスクリューと、
前記ウォームスクリューに噛合されたウォームホイールと、
前記カム部材に光軸に直交する軸回り方向へ回転自在に支持されると共に前記カム部材の回転に伴って光軸を基準として公転される遊星ローラーと、
前記遊星ローラーの外周面に押し付けられる方向へ付勢された状態で前記遊星ローラーの外周面に接すると共に前記駆動モーターの駆動力が前記ウォームスクリュー及び前記ウォームホイールを介して伝達されて光軸回り方向へ回転される第１の回転部材と、
前記第１の回転部材を前記遊星ローラーの反対側において受ける第１の受け座と、
前記遊星ローラーの外周面に押し付けられる方向へ付勢された状態で前記遊星ローラーの外周面に前記第１の回転部材の反対側から接すると共に手動操作によって光軸回り方向へ回転される第２の回転部材と、
前記第２の回転部材を前記遊星ローラーの反対側において受け前記駆動モーターの駆動時に前記第２の回転部材の光軸回り方向への回転を規制する第２の受け座とを備え、
前記ウォームスクリューのリード角をαとし、前記ウォームスクリューと前記ウォームホイールの接触面における摩擦係数をμとしたときに、
μ・ｃｏｓα＞ｓｉｎα
を満足するようにした
撮像装置。