JP2010128366A - レンズ鏡胴及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低騒音で安価なレンズ鏡胴及び撮像装置を提供するとともに、オート機能とマニュアル機能との両方を実現できるようにする。
【解決手段】手動による回転操作により、レンズの光軸を回転中心軸として回転するマニュアルリング２０と、レンズの光軸を回転中心軸として回転する空芯型のステッピングモータ３０と、マニュアルリング２０とステッピングモータ３０との間に設けられ、マニュアルリング２０の回転に連動して回転するとともに、ステッピングモータ３０の回転にも連動して回転するコロ１３ａと、コロ１３ａの回転にともなって回転する差動リング１３と、差動リング１３の回転運動をレンズ保持枠に伝達する連動キー１３ｂとを有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、撮像装置（例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等）に設けられるレンズ鏡胴や交換レンズに用いられるレンズ鏡胴及び撮像装置に係るものである。そして、詳しくは、空芯型のステッピングモータを用いたオート機能と、手動操作を可能にするマニュアル機能との両方を実現できるようにした技術に関するものである。

従来から、カメラのレンズ鏡胴には、レンズを保持するレンズ保持枠を駆動するためのアクチュエータが設けられたものがある。そして、アクチュエータとして、直流モータや超音波モータ等が使用されており、これによってレンズ保持枠を駆動して、カメラのオート機能（例えば、オートフォーカス機能、オートズーム機能）を実現している。

ここで、直流モータは、安価であるという特徴を有するが、レンズをその光軸方向に移動させるために必要な駆動トルクを得ようとすると、ギヤを用いた減速機を介在させなければならない。そのため、オートフォーカス動作やオートズーム動作を行うと、ギヤノイズが発生し、それによってレンズ鏡胴の品位が下がるという問題があった。また、直流モータを用いた場合には、レンズ鏡胴の光学性能から要求されるレンズ移動の停止精度を達成するために、フォトインタラプタ等の位置検出センサが必要となる。さらにまた、直流モータや減速機の配置によってレンズ鏡胴に凸部が生じ、外観の面から好ましくないだけでなく、レンズ鏡胴が大型化してしまう。

一方、超音波モータは、人間の可聴域外での駆動周波数によって駆動されることから、駆動騒音（ギヤノイズ）による品位の低下は回避できる。しかし、レンズ鏡胴への超音波モータの組付け条件がばらつきやすいので、駆動異音が発生しやすいという問題がある。また、超音波モータの駆動には、非線形な駆動周波数と電圧との関係を加味した制御が必要になるので、超音波モータを用いたレンズ鏡胴は、設計工数の増大の問題、修理回復に要する工数の問題等が発生し、コストの高いものとなる。

そこで、このような問題のある直流モータや超音波モータではなく、電磁変換型の中空モータを使うようにした技術が知られている。具体的には、固定側レンズ鏡胴と相対的に回動する可動側レンズ鏡胴の外周部に円筒状の界磁マグネットを固設し、界磁マグネットと相対向する固定側レンズ鏡胴部に電機子コイルを固設する。そして、界磁マグネットと相対向する電機子コイルの発生トルクに寄与する導体部上に、磁気感知素子を配置するようにした技術である（例えば、特許文献１参照）。
特開昭５９−９４７０９号公報

また、近年では、ズーム系の高級レンズになるほどマニュアル機能の有無が重要視されるようになっている。特に、交換レンズに用いられるレンズ鏡胴では、撮影者がオート機能（例えば、オートフォーカス機能、オートズーム機能）と、マニュアル機能（例えば、マニュアルフォーカス機能、マニュアルズーム機能）とを任意に選択できることが求められている。

そこで、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切り替えられるようにした技術が知られている。具体的には、オートフォーカス動作のために駆動力を発生する振動波モータと、振動波モータの駆動力を伝達する歯車列と、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切り替える歯車部材とを有するレンズ鏡胴である（例えば、特許文献２参照）。
特開２００６−２５９１３０号公報

上記の特許文献１の技術は、電磁変換型の中空モータによって直接的にレンズ保持枠を駆動できるので、直流モータや超音波モータのような騒音、異音等の問題は解消できる。しかし、電磁変換型の中空モータの停止位置を精度良く制御するために、専用の磁気感知素子が必要となっている。また、中空モータを停止させた後は、消費電力を低減するために、中空モータの停止位置を無通電状態又は弱通電状態で保持することが必要となるが、上記の特許文献１には、停止位置の保持（中空モータの回転規制）について何も開示されていない。そのため、合焦後の外力（例えば、外部からの衝撃等）によってレンズ保持枠が移動し、フォーカスがずれてしまうことがある。さらにまた、上記の特許文献１には、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切り替えることについても記載がない。

一方、上記の特許文献２の技術では、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撮影者が切り替えることができる。しかし、オートフォーカス動作のために振動波モータを使用しているので、駆動異音の問題やコストの問題が残る。また、歯車列によって駆動力を伝達し、歯車部材によって２つの動作を切り替えているので、駆動騒音（ギヤノイズ）の問題も残る。さらにまた、上記の特許文献２には、無通電状態又は弱通電状態での停止位置の保持について何も開示されていない。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、低騒音で安価なレンズ鏡胴及び撮像装置を提供するとともに、オート機能とマニュアル機能との両方を実現できるようにすることである。

本発明は、以下の解決手段によって、上述の課題を解決する。
本発明の請求項１に記載の発明は、レンズを保持するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を収容する鏡胴本体と、前記レンズ保持枠と前記鏡胴本体との間に設けられ、前記レンズ保持枠の回転運動を前記レンズの光軸方向の往復運動に変換する運動変換手段と、前記鏡胴本体の外側に設けられ、手動による回転操作により、前記レンズの光軸を回転中心軸として回転するマニュアルリングと、前記鏡胴本体の外側に設けられ、前記レンズの光軸を回転中心軸として回転する空芯型のステッピングモータと、前記マニュアルリングと前記ステッピングモータとの間に設けられ、前記マニュアルリングの回転に連動して回転するとともに、前記ステッピングモータの回転にも連動して回転するコロと、前記マニュアルリングを回転させたときに、前記コロを介して前記ステッピングモータが一緒に回転しないようにするモータ回転阻止手段と、前記コロの回転にともなって、前記レンズの光軸を回転中心軸として回転する中間リングと、前記中間リングの回転運動を前記レンズ保持枠に伝達する伝達部とを有するレンズ鏡胴である。

また、本発明の請求項６に記載の発明は、レンズを保持するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を収容する鏡胴本体と、前記レンズ保持枠と前記鏡胴本体との間に設けられ、前記レンズ保持枠の回転運動を前記レンズの光軸方向の往復運動に変換する運動変換手段と、前記鏡胴本体の外側に設けられ、手動による回転操作により、前記レンズの光軸を回転中心軸として回転するマニュアルリングと、前記鏡胴本体の外側に設けられ、前記レンズの光軸を回転中心軸として回転する空芯型のステッピングモータと、前記マニュアルリングと前記ステッピングモータとの間に設けられ、前記マニュアルリングの回転に連動して回転するとともに、前記ステッピングモータの回転にも連動して回転するコロと、前記コロの回転にともなって、前記レンズの光軸を回転中心軸として回転する中間リングと、前記中間リングの回転運動を前記レンズ保持枠に伝達する伝達部とを有するレンズ鏡胴である。

さらにまた、本発明の請求項７に記載の発明は、撮像用のレンズと、前記レンズの光軸上に配置された撮像素子と、前記レンズを保持するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を収容する鏡胴本体と、前記レンズ保持枠と前記鏡胴本体との間に設けられ、前記レンズ保持枠の回転運動を前記レンズの光軸方向の往復運動に変換する運動変換手段と、前記鏡胴本体の外側に設けられ、手動による回転操作により、前記レンズの光軸を回転中心軸として回転するマニュアルリングと、前記鏡胴本体の外側に設けられ、前記レンズの光軸を回転中心軸として回転する空芯型のステッピングモータと、前記マニュアルリングと前記ステッピングモータとの間に設けられ、前記マニュアルリングの回転に連動して回転するとともに、前記ステッピングモータの回転にも連動して回転するコロと、前記マニュアルリングを回転させたときに、前記コロを介して前記ステッピングモータが一緒に回転しないようにするモータ回転阻止手段と、前記コロの回転にともなって、前記レンズの光軸を回転中心軸として回転する中間リングと、前記中間リングの回転運動を前記レンズ保持枠に伝達する伝達部とを有する撮像装置である。

（作用）
上記の請求項１、請求項６、及び請求項７に記載の発明は、空芯型のステッピングモータを有している。そして、ステッピングモータの回転に連動して回転するコロが設けられており、そのコロの回転にともなって中間リングが回転する。さらに、中間リングの回転運動は、伝達部によってレンズ保持枠に伝達される。そのため、直流モータや超音波モータを使わず、しかも、ギヤによる伝達をすることなく、レンズ保持枠を駆動してレンズを移動させることができる。

また、上記の請求項１、請求項６、及び請求項７に記載の発明は、手動操作によって回転するマニュアルリングを有している。そして、コロは、マニュアルリングの回転に連動して回転し、コロの回転にともなって中間リングが回転し、レンズ保持枠に伝達される。そのため、電動駆動だけでなく、手動操作によってもレンズを移動させることができる。

上記の発明によれば、空芯型のステッピングモータと、ステッピングモータの回転に連動して回転するコロと、コロの回転にともなって回転する中間リングとによってレンズ保持枠を駆動するので、低騒音で安価なレンズ鏡胴及び撮像装置とすることができる。また、コロは、ステッピングモータの駆動回転だけでなく、マニュアルリングの手動回転にも連動して回転するので、電動駆動によるオート機能と、手動操作によるマニュアル機能との両方を実現できる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態とする）について説明する。
ここで、本発明における撮像装置は、以下の実施の形態では、デジタル一眼レフカメラであるとする。また、本発明におけるレンズ鏡胴は、以下の実施の形態では、デジタル一眼レフカメラの交換レンズに用いられる交換レンズ鏡胴１０及び交換レンズ鏡胴５０であるとする。なお、説明は、以下の順序で行う。

１．第１の実施の形態（交換レンズ鏡胴１０：モータ回転阻止手段を設けた例）
２．第２の実施の形態（交換レンズ鏡胴５０：モータ回転阻止手段を設けない例）

＜１．第１の実施の形態＞
［交換レンズ鏡胴の断面例］

図１は、本発明のレンズ鏡胴の一実施形態としての、交換レンズ鏡胴１０の光軸方向の断面図である。
また、図２は、図１に示す交換レンズ鏡胴１０の分解斜視図である。
図１及び図２に示すように、第１の実施の形態の交換レンズ鏡胴１０は、レンズ１１（第１の実施の形態では、フォーカスレンズ）を保持するレンズ保持枠１２と、レンズ保持枠１２を手動操作によって回転させるためのマニュアルリング２０と、レンズ保持枠１２を電動駆動するための空芯型のステッピングモータ３０と、マニュアルリング２０の回転力及びステッピングモータ３０の駆動力をレンズ保持枠１２に伝達するための差動リング１３（本発明における中間リングに相当するもの）とを有している。

このようなレンズ保持枠１２、マニュアルリング２０、ステッピングモータ３０、及び差動リング１３は、それぞれの中心軸がレンズ１１の光軸に一致するようにして直列に配置されている。そして、これらは、固定鏡胴１４（本発明における鏡胴本体の一部を構成するもの）と、固定鏡胴１４の前部に設けられた前部鏡胴１５（本発明における鏡胴本体の他の一部を構成するもの）とを基礎土台としている。また、固定鏡胴１４の外側には、カバー１６が設けられ、カバー１６は、固定鏡胴１４の後部に設けられた締結リング１７によって固定されている。さらにまた、固定鏡胴１４の後部側は、デジタル一眼レフカメラに対して着脱自在となるように形成されている。そのため、この交換レンズ鏡胴１０をデジタル一眼レフカメラに装着すれば、レンズ１１の光軸上に配置された撮像素子により、レンズ１１から入射した被写体像を撮像できる。

ここで、レンズ保持枠１２は、円筒状の固定鏡胴１４の内部に収容されており、レンズ保持枠１２と固定鏡胴１４との間には、レンズ保持枠１２の回転運動をレンズ１１の光軸方向の往復運動に変換する運動変換手段が設けられている。この運動変換手段は、第１の実施の形態では、固定鏡胴１４の円筒面に形成されたヘリコイド１４ａと、レンズ保持枠１２の外周面から突出するように設けられたカムピン１２ａとによって構成されている。具体的には、ヘリコイド１４ａの内側にカムピン１２ａが係合することにより、レンズ保持枠１２は、光軸と直交する平面内で規制される。そして、レンズ保持枠１２を回転させると、カムピン１２ａがヘリコイド１４ａにガイドされながら光軸方向に移動する。そのため、レンズ保持枠１２の回転運動が光軸方向の往復運動に変換され、レンズ保持枠１２は、光軸方向に回転しながら移動する。その結果、交換レンズ鏡胴１０のフォーカス動作が実現されることとなる。

このようなフォーカス動作は、マニュアルリング２０による手動の回転操作や、ステッピングモータ３０による電動の回転駆動によって行われる。具体的には、マニュアルリング２０は、前部鏡胴１５の外側に設けられ、手動による回転操作により、レンズ１１の光軸を回転中心軸として回転するようになっている。そして、手動操作によるマニュアルリング２０の回転力を伝達するために、固定鏡胴１４の外側には、マニュアルリング連結環２１及び転送リング２２が設けられている。なお、マニュアルリング２０の外周面には、手動による回転操作を容易にするために、ラバーリング２３（図２参照）が設けられている。

一方、空芯型のステッピングモータ３０は、固定鏡胴１４の外側に設けられ、レンズ１１の光軸を回転中心軸として駆動回転するものである。また、ステッピングモータ３０の駆動力を伝達するために、連動リング３１（図２参照）が設けられている。そして、マニュアルリング２０に設けられた転送リング２２と、ステッピングモータ３０に設けられた連動リング３１との間に、差動リング１３が設けられている。

差動リング１３は、図２に示すように、光軸と直交する回転中心軸を持つ円筒状のコロ１３ａを有している。このコロ１３ａは、差動リング１３の円周上に等間隔で３つ設けられており、各コロ１３ａの円周面に転送リング２２の側面が当接するようになっている。そのため、マニュアルリング２０を手動回転させれば、マニュアルリング連結環２１及び転送リング２２を介して、各コロ１３ａは、マニュアルリング２０の回転に連動して回転する。

また、各コロ１３ａの円周面には、転送リング２２と対向する連動リング３１の側面も当接するようになっている。そのため、ステッピングモータ３０を回転駆動すれば、連動リング３１を介して、各コロ１３ａは、ステッピングモータ３０の回転に連動して回転する。さらにまた、各コロ１３ａの回転にともなって、差動リング１３もレンズ１１の光軸を回転中心軸として回転する。そして、差動リング１３の回転角は、マニュアルリング２０（転送リング２２）及びステッピングモータ３０（連動リング３１）の回転角が０．５倍に半減されたものとなる。

このような差動リング１３からは、差動リング１３の回転運動をレンズ保持枠１２に伝達するための連動キー１３ｂ（本発明における伝達部に相当するもの）が突出している。そして、連動キー１３ｂは、レンズ保持枠１２に形成されたキー溝１２ｂ（図１参照）と係合するようになっている。

したがって、第１の実施の形態の交換レンズ鏡胴１０は、手動によるマニュアルリング２０の回転操作により、差動リング１３の連動キー１３ｂを介してレンズ保持枠１２を回転させることができる。そして、カムピン１２ａ及びヘリコイド１４ａにより、レンズ保持枠１２の回転運動が光軸方向の往復運動に変換されるので、マニュアルフォーカス動作を実現できる。また、空芯型のステッピングモータ３０の回転駆動により、差動リング１３等を介して同様に、オートフォーカス動作を実現できる。

［空芯型のステッピングモータの断面例］

図３は、図１に示す交換レンズ鏡胴１０におけるステッピングモータ３０の光軸方向の断面図である。
図３に示すように、ステッピングモータ３０は、固定鏡胴１４の外側に設けられた空芯型のものである。そして、ステッピングモータ３０の内郭を構成し、連動リング３１と一体となって回転するロータ３２と、ステッピングモータ３０の外郭を構成し、固定鏡胴１４側に固定されて回転しないモータケース３３とを有している。

また、ロータ３２の外側には、マグネット３４が固定され、モータケース３３内のステータ３５ａの内側には、合成樹脂製のコイルホルダ３８を介してコイル３５が巻き付けられている。さらにまた、ロータ３２とステータ３５ａとの間には、玉軸受け３６（本発明における回転軸受けに相当するもの）が配置されている。そして、この玉軸受け３６により、ステッピングモータ３０内のマグネット３４とステータ３５ａとの間隔を一定に保持している。

ここで、玉軸受け３６の役割について説明すると、マグネット３４とステータ３５ａとの間には、絶えず磁気吸引力が発生している。そして、マグネット３４の中心とコイル３５の中心とが完全に一致していれば、磁気吸引力が相殺されるので、ロータ３２は、ステータ３５ａに引き寄せられることもない。しかし、組立て時の一般的なばらつきにより、マグネット３４の中心とステータ３５ａの中心との間には、微小なずれが生じてしまう。このずれをなくすように組立て工程を管理することは、非常に困難である。そのため、このままではロータ３２がステータ３５ａに引き寄せられ、回転半径方向に吸引力が発生する結果、ステッピングモータ３０内のロストルクを増加させることとなる。そこで、このようなロストルクを低減させるため、マグネット３４の中心とステータ３５ａの中心とを一致させるようにして玉軸受け３６を配置している。なお、本発明の回転軸受けは、玉軸受け３６に限られず、コロ軸受け等であってもよい。

このように、ステッピングモータ３０は、玉軸受け３６によってロストルクが低減されるようになっており、ステッピングモータ３０の駆動力（ロータ３２の回転力）が連動リング３１によって差動リング１３に効率よく伝達される。なお、第１の実施の形態とは逆に、ロータ３２の内側にステータを固定し、そのステータの外側にマグネットを固定するようにしてもよい。これは、回転するロータをステッピングモータ３０の外郭とし、回転しないステータをステッピングモータ３０の内郭とすることに相当する。

また、ロータ３２の差動リング１３と反対側の端面には、フッ素樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン）からなる摺動リング３７（本発明におけるモータ回転阻止手段に相当するもの）が当接している。この摺動リング３７は、固定鏡胴１４の外側に設けられており、一方の側面がロータ３２の端面に面接触し、他方の側面がステータ３３の側面に面接触している。そして、摺動リング３７によってロータ３２に所定の摩擦力が作用するように、摺動リング３７をロータ３２に向けて押圧する与圧バネ１８（第１の実施の形態では、波バネ）が設けられている。さらにまた、与圧バネ１８の押圧力を調整できるようにするために、圧力調整リング１９が設けられている。なお、与圧バネ１８は、波バネに限られず、コイルバネ等であってもよい。

したがって、摺動リング３７には、ステータ３３の側面を介して与圧バネ１８の押圧力が作用するようになる。そして、ロータ３２と摺動リング３７との間に摩擦力が発生し、その摩擦力によってロータ３２の回転が阻止される。また、ロータ３２に作用する摩擦力の大きさは、圧力調整リング１９によって調整される。具体的には、圧力調整リング１９は、内周面にねじ溝が刻まれており、固定鏡胴１４の外周面に形成されたねじ山にねじ込まれている。そのため、圧力調整リング１９のねじ込み量を適宜調整すれば、それによって与圧バネ１８のたわみ量（押圧力）が変わるので、ロータ３２と摺動リング３７との間の摩擦力が調整される。

このような摺動リング３７によるロータ３２の回転阻止は、ステッピングモータ３０によるオートフォーカス動作に加えて、マニュアルリング２０（図１参照）によるマニュアルフォーカス動作を実現させるためである。具体的には、手動操作によってマニュアルリング２０を回転させるとコロ１３ａ（図２参照）が回転し、このコロ１３ａの回転は、コロ１３ａに当接する連動リング３１を介してロータ３２を回転させるように作用する。そして、マニュアルリング２０の回転によってロータ３２が回転してしまうと、撮影者の微妙なピント調整が困難となる。そのため、マニュアルリング２０を回転させたときに、コロ１３ａを介してロータ３２が一緒に回転しないように、ロータ３２と摺動リング３７との間の摩擦力を調整している。なお、摺動リング３７は、フッ素樹脂からなり、摩擦係数が小さいので、摩擦力の微調整が可能となっている。

［オートフォーカス動作の動作例］

図４は、本発明のレンズ鏡胴の一実施形態としての、交換レンズ鏡胴１０（第１の実施の形態）のオートフォーカス動作の動作例を示す模式図である。
図４に示すように、マニュアルリング２０とステッピングモータ３０との間には、光軸と直交する回転中心軸を持つ円筒状のコロ１３ａが設けられている。そして、コロ１３ａは、マニュアルリング２０の回転に連動して回転するとともに、ステッピングモータ３０の回転にも連動して回転するようになっている。

また、マニュアルリング２０とステッピングモータ３０との間には、コロ１３ａの回転にともなって、光軸を回転中心軸として回転する差動リング１３が設けられている。さらにまた、差動リング１３からは、差動リング１３の回転運動をレンズ保持枠１２（図１参照）に伝達するための連動キー１３ｂがマニュアルリング２０の内側を通って突出している。さらに、ステッピングモータ３０の差動リング１３とは反対側の端面には、与圧バネ１８によって押圧された摺動リング３７が面接触しており、ステッピングモータ３０に対して、所定の摩擦力が作用するようになっている。

ここで、図４（ａ）に示す初期状態の交換レンズ鏡胴１０において、オートフォーカス動作を行う場合には、ステッピングモータ３０の駆動回路にパルス信号を送信する。これにより、ステッピングモータ３０は、パルス信号の数に応じて所定の角度ずつ、光軸を回転中心軸として回転する。そして、回転するステッピングモータ３０の回転トルクは、コロ１３ａに伝達され、コロ１３ａは、光軸と直交する回転中心軸を中心として時計回りに回転する。

また、コロ１３ａの回転にともなって、差動リング１３は、図４（ｂ）に示すように、光軸を回転中心軸として回転するようになる。さらにまた、差動リング１３は、連動キー１３ｂを介してレンズ保持枠１２（図１参照）を回転させる。この際、ステッピングモータ３０の回転角（図４に示す下向きの矢印）に対し、差動リング１３の回転角（図４に示す下向きの矢印）は、０．５倍に半減されたものとなる。そのため、ステッピングモータ３０の回転トルクは、２倍となって差動リング１３に伝達される。

したがって、第１の実施の形態の交換レンズ鏡胴１０は、安価で小型のステッピングモータ３０を使用しても、レンズ保持枠１２を回転させるために必要な回転トルクが得られる。そのため、交換レンズ鏡胴１０の制約された空間内に空芯型のステッピングモータ３０を配置できる。しかも、回転トルクがコロ１３ａによって伝達されるので、駆動騒音（ギヤノイズ）が発生することはなく、ステッピングモータ３０であるので、超音波モータのような駆動異音も発生しない。さらに、ステッピングモータ３０は、マイクロステップ駆動等の駆動方式を採用することにより、停止位置の精度を向上させることができ、ロータ３２の回転基準を定義しておくことにより、位置センサが不要となる。

また、ステッピングモータ３０を回転駆動するとコロ１３ａが回転し、このコロ１３ａの回転は、ステッピングモータ３０の反対側でコロ１３ａと当接するマニュアルリング２０を回転させるように作用する。しかし、マニュアルリング２０は、前部鏡胴１５（図１参照）の外側に設けられており、マニュアルリング２０と前部鏡胴１５との間には、適当な摩擦力が作用する。そして、この摩擦力は、マニュアルリング２０を手動によって回転操作する際に適度な負荷となるだけでなく、ステッピングモータ３０を回転駆動したときに、コロ１３ａを介してマニュアルリング２０が一緒に回転しないようなものとなっている。

［マニュアルフォーカス動作の動作例］

図５は、本発明のレンズ鏡胴の一実施形態としての、交換レンズ鏡胴１０（第１の実施の形態）のマニュアルフォーカス動作の動作例を示す模式図である。
図５（ａ）に示す初期状態の交換レンズ鏡胴１０において、マニュアルフォーカス動作を行った場合、手動操作によって回転するマニュアルリング２０の回転トルクがコロ１３ａに伝達される。そのため、コロ１３ａは、光軸と直交する回転中心軸を中心として反時計回りに回転する。

また、コロ１３ａの回転にともなって、差動リング１３は、図５（ｂ）に示すように、光軸を回転中心軸として回転するようになる。さらにまた、差動リング１３は、連動キー１３ｂを介してレンズ保持枠１２（図１参照）を回転させる。この際、マニュアルリング２０の回転角（図５に示す下向きの矢印）に対し、差動リング１３の回転角（図５に示す下向きの矢印）は、０．５倍に半減されたものとなる。そのため、撮影者は、マニュアルリング２０によって微妙なピント調整を行うことができる。

ここで、マニュアルリング２０を回転させるとコロ１３ａが回転し、このコロ１３ａの回転は、マニュアルリング２０の反対側でコロ１３ａと当接するステッピングモータ３０を回転させるように作用する。そして、マニュアルリング２０の回転によってステッピングモータ３０が回転してしまうと、撮影者の微妙なピント調整が困難となる。しかし、ステッピングモータ３０には、与圧バネ１８によって押圧された摺動リング３７が面接触しており、ステッピングモータ３０に対して、所定の摩擦力が作用するようになっている。この摩擦力は、与圧バネ１８により、マニュアルリング２０を回転させてもステッピングモータ３０が回転しない強さに調整されている。

したがって、第１の実施の形態の交換レンズ鏡胴１０は、与圧バネ１８に押圧された摺動リング３７により、マニュアルリング２０を回転させたときに、コロ１３ａを介してステッピングモータ３０が一緒に回転することが阻止される。そのため、ステッピングモータ３０によるオートフォーカス動作に加え、特別な切替え手段を設けることなく、撮影者が手動操作によってマニュアルリング２０を回転させるだけで、マニュアルフォーカス動作が可能となる。

また、摺動リング３７は、与圧バネ１８により、ステッピングモータ３０に対して、常に所定の摩擦力を作用させている。そのため、オートフォーカス動作の終了後は、ステッピングモータ３０に対して無通電とし、消費電力を減らしても（０（Ｗ）としても）、レンズ保持枠１２（図１参照）が重力や衝撃によって移動することが防止され、合焦状態が維持される。

＜１．第２の実施の形態＞
［マニュアルフォーカス動作の動作例］

図６は、本発明のレンズ鏡胴の一実施形態としての、交換レンズ鏡胴５０（第２の実施の形態）のマニュアルフォーカス動作の動作例を示す模式図である。
図６に示すように、第２の実施の形態の交換レンズ鏡胴５０は、図５に示す第１の実施の形態の交換レンズ鏡胴１０と同じ差動リング１３、コロ１３ａ、連動キー１３ｂ、マニュアルリング２０、及びステッピングモータ３０を有している。そして、コロ１３ａは、マニュアルリング２０の回転に連動して回転するとともに、ステッピングモータ３０の回転にも連動して回転するようになっている。また、差動リング１３は、コロ１３ａの回転にともなって回転し、差動リング１３の回転運動は、連動キー１３ｂによってレンズ保持枠１２（図１参照）に伝達される。

しかし、図６に示す第２の実施の形態の交換レンズ鏡胴５０は、図５に示す第１の実施の形態の交換レンズ鏡胴１０と異なり、ステッピングモータ３０に面接触する摺動リング３７や、摺動リング３７を押圧する与圧バネ１８を有していない。そのため、ステッピングモータ３０の回転を阻止する手段が設けられていないものとなっている。

このような第２の実施の形態の交換レンズ鏡胴５０において、図６（ａ）に示す初期状態からマニュアルフォーカス動作を行った場合、手動操作によって回転するマニュアルリング２０の回転トルクがコロ１３ａに伝達される。そのため、コロ１３ａは、光軸と直交する回転中心軸を中心として反時計回りに回転する。また、コロ１３ａの回転にともなって、差動リング１３は、図６（ｂ）に示すように、光軸を回転中心軸として回転するようになる。さらにまた、差動リング１３は、連動キー１３ｂを介してレンズ保持枠１２（図１参照）を回転させる。この際、マニュアルリング２０の回転角（図６に示す下向きの矢印）に対し、差動リング１３の回転角（図６に示す下向きの矢印）は、０．５倍に半減される。

ここで、マニュアルリング２０を回転させるとコロ１３ａが回転し、このコロ１３ａの回転は、マニュアルリング２０の反対側でコロ１３ａと当接するステッピングモータ３０を回転させるように作用する。そして、第２の実施の形態の交換レンズ鏡胴５０は、ステッピングモータ３０の回転を阻止する手段が設けられていないので、マニュアルリング２０の回転によってステッピングモータ３０が回転してしまうことが考えられる。

しかし、第２の実施の形態の交換レンズ鏡胴５０では、マニュアルリング２０を回転させてもステッピングモータ３０が回転しない程度の弱通電でステッピングモータ３０を駆動しておくことにより、ステッピングモータ３０の回転が阻止されている。なお、マニュアルリング２０を回転させてもステッピングモータ３０が回転しないように、ステッピングモータ３０の内部の摩擦力を調整しておけば、無通電でもステッピングモータ３０の回転を阻止できる。

したがって、第２の実施の形態の交換レンズ鏡胴５０であっても、マニュアルリング２０を回転させたときに、コロ１３ａを介してステッピングモータ３０が一緒に回転することを阻止できる。そのため、撮影者は、マニュアルリング２０によるマニュアルフォーカス動作によって微妙なピント調整を行うことができる。また、レンズ保持枠１２（図１参照）が重力や衝撃によって移動することが防止され、合焦状態が維持される。なお、オートフォーカス動作は、ステッピングモータ３０の回転駆動によって実現される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、以下のような種々の変形等が可能である。すなわち、
（１）上記の実施形態では、レンズ保持枠１２の回転運動をレンズ１１の光軸方向の往復運動に変換する運動変換手段として、固定鏡胴１４の円筒面にヘリコイド１４ａを形成するとともに、レンズ保持枠１２の外周面から突出するカムピン１２ａを設けている。しかし、これに限らず、例えば、固定鏡胴の内周面を雌ネジに形成し、レンズ保持枠の外周面を雄ネジに形成することにより、レンズ保持枠の回転運動を往復運動に変換するようにしてもよい。

（２）上記の実施形態では、マニュアルリング２０を回転させたときに、コロ１３ａを介してステッピングモータ３０が一緒に回転しないようにするモータ回転阻止手段として、摺動リング３７を設けている。そして、ロータ３２の差動リング１３とは反対側の端面に摺動リング３７を面接触させ、ロータ３２と摺動リング３７との間の摩擦力によってステッピングモータ３０の回転を阻止している。しかし、これに限らず、例えば、モータ回転阻止手段としてロック機構を設け、このロック機構がマニュアルリングの回転に連動して移動し、ロータとかみ合う等してステッピングモータの回転を阻止するようにしてもよい。

（３）上記の実施形態では、レンズ１１をフォーカスレンズとし、オートフォーカス機能及びマニュアルフォーカス機能を実現している。しかし、レンズをズームレンズとし、オートズーム機能及びマニュアルズーム機能を実現するようにしてもよい。また、上記の実施形態では、デジタル一眼レフカメラの交換レンズに用いられる交換レンズ鏡胴としているが、デジタルスチルカメラ等に固定して設けられたレンズ鏡胴であってもよい。

本発明のレンズ鏡胴の一実施形態としての、交換レンズ鏡胴の光軸方向の断面図である。 図１に示す交換レンズ鏡胴の分解斜視図である。 図１に示す交換レンズ鏡胴におけるステッピングモータの光軸方向の断面図である。 本発明のレンズ鏡胴の一実施形態としての、交換レンズ鏡胴（第１の実施の形態）のオートフォーカス動作の動作例を示す模式図である。 本発明のレンズ鏡胴の一実施形態としての、交換レンズ鏡胴（第１の実施の形態）のマニュアルフォーカス動作の動作例を示す模式図である。 本発明のレンズ鏡胴の一実施形態としての、交換レンズ鏡胴（第２の実施の形態）のマニュアルフォーカス動作の動作例を示す模式図である。

符号の説明

１０ 交換レンズ鏡胴（レンズ鏡胴）
１１ レンズ
１２ レンズ保持枠
１２ａ カムピン（運動変換手段）
１３ 差動リング（中間リング）
１３ａ コロ
１３ｂ 連動キー（伝達部）
１４ 固定鏡胴（鏡胴本体の一部）
１４ａ ヘリコイド（運動変換手段）
１５ 前部鏡胴（鏡胴本体の他の一部）
１８ 与圧バネ
１９ 圧力調整リング
２０ マニュアルリング
３０ ステッピングモータ
３２ ロータ
３３ モータケース
３４ マグネット
３５ コイル
３５ａ ステータ
３６ 玉軸受け（回転軸受け）
３７ 摺動リング（モータ回転阻止手段）
３８ コイルホルダ

Claims (7)

1. レンズを保持するレンズ保持枠と、
   前記レンズ保持枠を収容する鏡胴本体と、
   前記レンズ保持枠と前記鏡胴本体との間に設けられ、前記レンズ保持枠の回転運動を前記レンズの光軸方向の往復運動に変換する運動変換手段と、
   前記鏡胴本体の外側に設けられ、手動による回転操作により、前記レンズの光軸を回転中心軸として回転するマニュアルリングと、
   前記鏡胴本体の外側に設けられ、前記レンズの光軸を回転中心軸として回転する空芯型のステッピングモータと、
   前記マニュアルリングと前記ステッピングモータとの間に設けられ、前記マニュアルリングの回転に連動して回転するとともに、前記ステッピングモータの回転にも連動して回転するコロと、
   前記マニュアルリングを回転させたときに、前記コロを介して前記ステッピングモータが一緒に回転しないようにするモータ回転阻止手段と、
   前記コロの回転にともなって、前記レンズの光軸を回転中心軸として回転する中間リングと、
   前記中間リングの回転運動を前記レンズ保持枠に伝達する伝達部と
   を有するレンズ鏡胴。
2. 請求項１に記載のレンズ鏡胴において、
   前記モータ回転阻止手段は、前記鏡胴本体の外側に設けられ、前記ステッピングモータのロータに面接触する摺動リングである
   レンズ鏡胴。
3. 請求項１に記載のレンズ鏡胴において、
   前記モータ回転阻止手段は、前記鏡胴本体の外側に設けられ、前記ステッピングモータのロータに面接触する摺動リングであり、
   前記鏡胴本体は、
   前記摺動リングを前記ロータに向けて押圧する与圧バネと、
   前記与圧バネの押圧力を調整可能な圧力調整リングと
   を有するレンズ鏡胴。
4. 請求項１に記載のレンズ鏡胴において、
   前記鏡胴本体は、前記レンズから入射した被写体像を撮像する撮像装置に対して着脱自在である
   レンズ鏡胴。
5. 請求項１に記載のレンズ鏡胴において、
   前記ステッピングモータは、ロータとステータとの間に回転軸受けを有し、
   前記回転軸受けは、前記ステッピングモータ内のマグネットとコイルとの間隔を一定に保持する
   レンズ鏡胴。
6. レンズを保持するレンズ保持枠と、
   前記レンズ保持枠を収容する鏡胴本体と、
   前記レンズ保持枠と前記鏡胴本体との間に設けられ、前記レンズ保持枠の回転運動を前記レンズの光軸方向の往復運動に変換する運動変換手段と、
   前記鏡胴本体の外側に設けられ、手動による回転操作により、前記レンズの光軸を回転中心軸として回転するマニュアルリングと、
   前記鏡胴本体の外側に設けられ、前記レンズの光軸を回転中心軸として回転する空芯型のステッピングモータと、
   前記マニュアルリングと前記ステッピングモータとの間に設けられ、前記マニュアルリングの回転に連動して回転するとともに、前記ステッピングモータの回転にも連動して回転するコロと、
   前記コロの回転にともなって、前記レンズの光軸を回転中心軸として回転する中間リングと、
   前記中間リングの回転運動を前記レンズ保持枠に伝達する伝達部と
   を有するレンズ鏡胴。
7. 撮像用のレンズと、
   前記レンズの光軸上に配置された撮像素子と、
   前記レンズを保持するレンズ保持枠と、
   前記レンズ保持枠を収容する鏡胴本体と、
   前記レンズ保持枠と前記鏡胴本体との間に設けられ、前記レンズ保持枠の回転運動を前記レンズの光軸方向の往復運動に変換する運動変換手段と、
   前記鏡胴本体の外側に設けられ、手動による回転操作により、前記レンズの光軸を回転中心軸として回転するマニュアルリングと、
   前記鏡胴本体の外側に設けられ、前記レンズの光軸を回転中心軸として回転する空芯型のステッピングモータと、
   前記マニュアルリングと前記ステッピングモータとの間に設けられ、前記マニュアルリングの回転に連動して回転するとともに、前記ステッピングモータの回転にも連動して回転するコロと、
   前記マニュアルリングを回転させたときに、前記コロを介して前記ステッピングモータが一緒に回転しないようにするモータ回転阻止手段と、
   前記コロの回転にともなって、前記レンズの光軸を回転中心軸として回転する中間リングと、
   前記中間リングの回転運動を前記レンズ保持枠に伝達する伝達部と
   を有する撮像装置。

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