JP3501190B2

JP3501190B2 - レンズ鏡筒

Info

Publication number: JP3501190B2
Application number: JP17854195A
Authority: JP
Inventors: 邦博吹野
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-07-14
Filing date: 1995-07-14
Publication date: 2004-03-02
Anticipated expiration: 2015-07-14
Also published as: JPH0933784A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学系を駆動する
ための動力源を有するレンズ鏡筒に関し、特に、その動
力源が発生する音を低減するための改良を加えたレンズ
鏡筒に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のレンズ鏡筒としては、合
焦用レンズ群を光軸方向に移動させる合焦機構と、合焦
機構に駆動力を与えるモータ（動力源）と、モータの動
作を制御するＣＰＵ等から構成される自動合焦システム
を内蔵したレンズ鏡筒が知られている。図７は、従来の
レンズ鏡筒の光軸を含む断面を示す図である。以下、図
７を用いて、従来のレンズ鏡筒の構成について説明す
る。

【０００３】固定鏡筒１は、レンズ鏡筒の固定部分であ
り、マウント部１ａ，大径部１ｅ及び中央小径部１ｂを
有している。マウント部１ａは、レンズ鏡筒を不図示の
カメラボディに取り付けるときの接続部位であり、固定
鏡筒１の後端部に設けられている。大径部１ｅは、手動
による合焦操作を行う場合に回転操作を行うマニュアル
フォーカスリングなどをその外周面に取り付けるための
円筒であり、その円筒軸がレンズ鏡筒の光軸と一致する
ようにマウント部１ａより前方に伸びている。中央小径
部１ｂは、固定レンズ群Ｌ２等を支持する円筒である。
中央小径部１ｂは、径が大径部１ｅより小さく、大径部
１ｅと同様、円筒軸がレンズ鏡筒の光軸と一致するよう
にマウント部１ａより前方に伸びている。また、中央小
径部１ｂは、光軸と平行な溝部である案内溝１ｃを複数
箇所に備えている。

【０００４】回転筒５は、合焦レンズ群Ｌ１等の光軸方
向位置を規定するカム溝５ｂ及び５ｃを備えたカム筒で
ある。回転筒５は、光軸を中心とした回転運動が可能で
あるように中央小径部１ｂの外周面に設置してあり、そ
の前部内周面に設けてある円周溝５ａ及び中央小径部１
ｂの外周面に設置してあるピン６によって光軸方向の移
動を禁止されている。

【０００５】前側移動枠２は、光軸方向の移動が可能で
あるように、中央小径部１ｂの内周面に嵌合している円
筒部材である。前側移動枠２は、その中央部の外周面に
ピン７を備えており、ピン７は、中央小径部１ｂの案内
溝１ｃを通って回転筒５のカム溝５ｂにその頭部を挿入
している。このために、回転筒５が回転すると、その回
転運動は、カム溝５ｂ、ピン７及び案内溝１ｃによって
光軸方向の直進運動に変換され、前側移動枠２に伝達さ
れる。また、前側移動枠２は、中央部および後端部の内
周面にネジ部を有しており、それぞれのネジ部において
調整リング１３及び合焦レンズ群Ｌ１を支持するレンズ
保持枠１２と結合している。

【０００６】後側移動枠３は、前側移動枠２の内周面
に、上述の２つのネジ部の間において嵌合している円筒
部材である。後側移動枠３は、その外周面にピン８を設
置しており、ピン８は、前側移動枠２に設けてある逃げ
溝２ａ、及び、中央小径部１ｂの案内溝１ｃを通って回
転筒５のカム溝５ｃにその頭部を挿入している。従っ
て、後側移動枠３は、前側移動枠２と同様に、回転筒５
が回転運動を行うと、光軸方向に前後移動する。なお、
本実施例では、カム溝５ｃの形状をカム溝５ｂの形状と
同一としている。従って、前側移動枠２及び後側移動枠
３は、相互の位置関係をほぼ一定に維持した状態で光軸
方向の移動を行う。

【０００７】ウェーブワッシャバネ４は、前側移動枠２
の内周面において後側移動枠３及び調整リング１３の間
に配置してあるバネ部材であり、後側移動枠３及び調整
リング１３を光軸方向に付勢している。ここで、調整リ
ング１３は、上述のようにネジ部を介して前側移動枠２
と結合しているために、ウェーブワッシャバネ４から調
整リング１３に与えられた付勢力は、さらに前側移動枠
２に伝達され、結果として、前側移動枠２と後側移動枠
３は、光軸方向に離れるように付勢される。

【０００８】検出部９は、回転筒５の前方において固定
鏡筒１に設置してある光学的な又は磁気的なセンサであ
る。検出部９は、回転筒５の先端部において光学的な又
は磁気的なパターンを施したパターン部５ｄと共に、回
転筒５の回転方向、回転量等を検知するエンコーダとし
ての機能を果たしている。

【０００９】モーター１１は、合焦レンズ群Ｌ１を駆動
するための動力を発生する直流モータ等であり、固定鏡
筒１の後部外周面に配置してある。モーター１１は、不
図示の駆動回路からＰＷＭ方式による駆動制御を受け、
その結果発生する動力は、不図示の減速ギヤ列を介し
て、ピニオンギヤ１０に伝達される。ピニオンギヤ１０
は、回転筒５の後端外周面に設けてあるセグメントギヤ
部５ｅと噛み合うように中央小径部１ｂの外周側に配置
してあるギヤである。

【００１０】次に、従来のこの種のレンズ鏡筒の自動合
焦動作について説明する。上述のレンズ鏡筒を不図示の
カメラボディに取り付け、カメラボディ側のシャッター
ボタンを半押しすると、カメラボディ内に設けられた測
距手段が被写体までの距離を測定する。測距手段は、測
定結果をもとに、合焦レンズ群Ｌ１を合焦位置まで駆動
するための駆動方向と駆動量等を求め、それらの情報を
含む駆動信号をレンズ鏡筒に設けられたＣＰＵ（不図
示）に伝達する。ＣＰＵは、測距手段から出力された駆
動信号に従い、不図示のモーター駆動回路を介してモー
ター１１を駆動する。

【００１１】次に、モーター１１の回転運動は、不図示
の減速ギヤ列、ピニオンギヤ１０、セグメントギヤ部５
ｅを介して回転筒５に伝達される。さらに、回転筒５の
回転運動は、カム溝５ｂ、ピン７等、又は、カム溝５
ｃ、ピン８等により光軸方向の運動に変換され、それぞ
れ前側移動枠２又は後側移動枠３に伝達される。この結
果、Ｌ１が光軸方向に移動して合焦が行われ、レンズ鏡
筒の自動合焦動作が完了する。なお、上記動作中に、検
出部９は、パターン部５ｄの回転量を検出し、その検出
結果に関する信号をＣＰＵに出力する。ＣＰＵは、検出
部９からの信号を基に、合焦レンズ群Ｌ１の移動量等を
算出し、合焦動作の進行状態を監視する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
のレンズ鏡筒では、モーター１１を動作させる場合に、
モータの駆動制御をＰＷＭ方式によって行っているた
め、コイルへの励磁電流の切り替えにより電磁振動が発
生する。その結果、モーター１１は、電磁音を発生し、
自動合焦動作におけるレンズ鏡筒の動作音が増大すると
いう問題があった。モータの固有振動数とＰＷＭ駆動周
波数とが等しい、又は、近い値である場合には、モータ
が共振をするために、この問題は特に顕著であった。

【００１３】そこで、本発明の課題は、動力源から発生
してレンズ鏡筒の外部へ伝搬する音波の音圧レベルを低
減し、静粛さが求められる撮影に適したレンズ鏡筒を提
供することにある。

【００１４】

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１に係る発明は、大径部（１ｅ）と小径部
（１ｂ）とを有する固定筒（１）と固定筒（１）の大径
部（１ｅ）と小径部（１ｂ）との間に配置され、光学系
を駆動するための動力を発生する動力源（１１）と、小
径部（１ｂ）の動力源（１１）と対向する部位に設けら
れた開口部（１ｄ）とを備えるレンズ鏡筒において、動
力源（１１）と、動力源（１１）が開口部（１ｄ）を介
して対向する小径部（１ｂ）の内周面（１ｆ）との距離
は、動力源（１１）において発生する音波のうち、動力
源の固有振動数の共振周波数と等しい周波数を有する音
波の波長とほぼ等しいことを特徴としている。

【００１６】請求項２に係る発明は、大径部（１ｅ）
と小径部（１ｂ）とを有する固定筒（１）と固定筒
（１）の大径部（１ｅ）と小径部（１ｂ）との間に配置
され、光学系を駆動するための動力を発生する動力源
（１１）と、小径部（１ｂ）の動力源（１１）と対向す
る部位に設けられた開口部（１ｄ）とを備えるレンズ鏡
筒において、動力源（１１）と、動力源（１１）が開口
部（１ｄ）を介して対向する小径部（１ｂ）の内周面
（１ｆ）との距離は、動力源（１１）において発生する
音波のうち、音圧レベルが最大である音波の波長とほぼ
等しいことを特徴としている。

【００１７】請求項１に係る発明によれば、動力源
は、光学系を駆動するための駆動力を発生する。このと
きに、動力源は、音波をも発生する。発生した音波の一
部は、開口を通って小径部の内周側に伝搬し、小径部の
内周面において反射する。反射した音波は、再び開口を
通り動力源まで達し、動力源において新たに発生する音
波と干渉する。そして、動力源において発生する音波の
うち、動力源の固有振動数の共振周波数と等しい周波数
を有する音波は、小径部の内周面において反射した後
に、動力源において新たに発生した同周波数の音波と、
相互に打ち消し合うように干渉する。請求項２に係る発
明によれば、動力源において発生する音波のうち、音圧
レベルが最大である音波は、小径部の内周面において反
射した後に、動力源において新たに発生した同周波数の
音波と、相互に打ち消し合うように干渉する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面等を参照して、実施形
態について、さらに詳しくに説明する。（第１実施形態）図１は、本発明に係る第１実施形態を
示す図であり、レンズ鏡筒の光軸を含む断面図である。
はじめに図１を用いて、本実施形態の構成について説明
する。なお、以下において、従来例と同様な機能を果た
す部分には、同一の符号を付し、重複する説明を適宜省
略する。

【００１９】本実施形態において、中央小径部１ｂは、
モーター１１と対向する部位において開口部１ｄを有し
ており、モーター１１から発生する音波が開口部１ｄを
通り、中央小径部１ｂの内周側に伝搬することが可能と
なっている。また、モーター１１の開口部１ｄと対向す
る面は、光の反射を防止する黒色塗料をその内周面に塗
布している。これは、合焦レンズ群Ｌ１と固定レンズ群
Ｌ２を通過してレンズ鏡筒内に導入された光が、モータ
ー１１において反射し、その結果、フィルム面に有害な
影響が及ぶことを防止するための処置である。

【００２０】モーター１１は、固有振動数が１０ＫＨｚ
である直流モータであり、１０ＫＨｚのＰＷＭ駆動周波
数により駆動される。また、モーター１１は、モータ１
１と、モーター１１に対向する中央小径部１ｂの内周面
１ｆとの間隔が、モータ１１より発生する音波のうち
で、モーター１１の固有振動数の共振周波数と同じ周波
数を有する音波の波長とほぼ等しい約３．４ｃｍとなる
ように配置してある。

【００２１】次に、本実施形態のレンズ鏡筒が自動合焦
動作を行った場合に、モーター１１から発生する音波の
伝搬の仕方について、従来例における場合と比較しなが
ら説明する。なお、本実施形態の自動合焦動作は、前述
の従来例におけるそれと同様であるので、説明を省略す
る。図２及び図３は、それぞれ従来例及び本実施形態の
レンズ鏡筒において、光軸に垂直な断面での大径部１
ｅ、中央小径部１ｂ、モーター１１及び開口部１ｄの位
置関係を示す図である。それぞれの図中において、矢印
（Ｓ１〜Ｓ４）は、モーター１１より発生する音波の伝
搬経路を示している。

【００２２】図２に示すように、従来のレンズ鏡筒で
は、モーター１１において発生する音波は、その一部が
直接大径部１ｅを透過してレンズ鏡筒の外部へ伝搬して
おり（図中、Ｓ１）、他の一部は、中央小径部１ｂの外
周面において反射してからレンズ鏡筒の外部へ伝搬す
る。ここで、モーター１１と中央小径部１ｂの外周面と
の間の距離は、発生する音波の波長（３〜４ｃｍ）と比
較して非常に短いため、中央小径部１ｂにおいて反射す
る音波とその他の音波とは、大きな位相差を有すること
がなく、干渉により互いを大幅に弱め合うことはない。

【００２３】これに対して、本実施形態では、図３に示
すように、発生する音波の一部は、モーター１１より開
口部１ｄを通過し、中央小径部１ｂの内周側へ伝搬する
（図中、Ｓ２）。音波Ｓ２は、開口部１ｄに対向する位
置にある中央小径部１ｂの内周面１ｆに達すると、その
位置において反射され、再び開口部１ｄを通過し、モー
ター１１の方向へ伝搬する（図中、Ｓ３）。既に記述し
たようにモーター１１と内周面１ｆとの距離は、モータ
ー１１の固有振動数の共振周波数と同一の周波数を有す
る音波の波長に等しい。従って、モーター１１において
新たに発生する音波と、内周面１ｆにおいて反射した音
波Ｓ３とは、半波長の位相差を有し、２つの音波が干渉
すると、相互の振動を減衰させる。

【００２４】図４及び図５は、それぞれ従来例及び本実
施形態のレンズ鏡筒の自動合焦動作中に発生する音の周
波数特性を示す図である。図に見られるように、いずれ
の周波数特性も、モーター１１の固有振動数の共振周波
数（１０ＫＨｚ）とほぼ等しい周波数においてその最大
値を有している。また、双方の最大値を比較すると、本
実施形態の最大値は、相対的に低下しており、音波Ｓ３
と音波Ｓ１が相互に減衰するよう干渉していることが示
されている。図６は、本実施形態のレンズ鏡筒と従来の
レンズ鏡筒が発生する音の音圧レベルの実測値を示す図
である。本実施形態の音圧レベルは、従来のレンズ鏡筒
と比較して約１３ｄＢも低下しており、このことから、
開口部１ｄがモーター１１から発生する音を減衰させる
のに有効に作用していることが分かる。

【００２５】以上説明したように、本実施形態のレンズ
鏡筒は、内蔵するモータの稼働音を従来のレンズ鏡筒と
比較して大幅に低減することを可能にしている。また、
本実施形態のレンズ鏡筒は、上記稼働音の低減を開口部
１ｄを新たに設けることで実現していることから、従来
のレンズ鏡筒に大幅な設計変更を施すことなく、また、
部品点数を増大させることもなく、上記効果を有するレ
ンズ鏡筒を安価に提供することを可能にしている。

【００２６】（その他の実施形態）なお、本発明は、上
記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態
は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された
技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効
果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技
術的範囲に包含される。

【００２７】例えば、上記実施形態においては、モータ
ー１１と中央小径部１ｂの内周面１ｆとの距離をモータ
ー１１の固有振動数の共振周波数に対応する音波の波長
とほぼ等しくなるように設定しているが、この距離は、
モーター１１から発生する音波のうち、音圧レベルが最
も高いものの波長とほぼ等しくなるように設定すること
であってもよい。また、上記実施形態において、モータ
ー１１の開口部１ｄと対向する面に反射防止用の黒色塗
料を塗布しているが、これは、モーター１１のハウジン
グ全体に艶消しの外装を施すことであってもよく、反射
防止効果を有するシートを貼り付けることであってもよ
い。

【００２８】さらに、開口部１ｄは、１つの開口である
ことは必須の構成要件ではなく、２以上の開口からな
る、例えばハニカムのような構造であってもよい。さら
にまた、固定鏡筒１に用いる素材は、本発明固有の効果
が得られるように、モーター１１が発生する音波を適度
に反射できるものであればよく、アルミ等の金属素材、
プラスチック等の人工素材などであってもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項１に
係る発明によれば、小径部の動力源と対向する部位に開
口部を設けたことにより、動力源から発生してレンズ鏡
筒の外部へ伝搬する音波の音圧レベルを低減し、静粛さ
が求められる撮影に適したレンズ鏡筒を安価に提供する
ことが可能である。そして、動力源が発生する音波のう
ち、特に動力源の固有振動数の共振周波数と等しい周波
数を有する音波の音圧レベルを低減したレンズ鏡筒を提
供することが可能である。請求項２に係る発明によれ
ば、動力源が発生する音波のうち、特に音圧レベルが最
大である音波の音圧レベルを低減したレンズ鏡筒を提供
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレンズ鏡筒の光軸を含む断面を示
す図である。

【図２】従来のレンズ鏡筒において、光軸に垂直な断面
での大径部１ｅ、中央小径部１ｂ及びモーター１１の位
置関係を示す図である。

【図３】本発明に係るレンズ鏡筒において、光軸に垂直
な断面での大径部１ｅ、中央小径部１ｂ、モーター１１
及び開口部１ｄの位置関係を示す図である。

【図４】従来のレンズ鏡筒が自動合焦動作を行っている
ときに発生する音の周波数特性を示す図である。

【図５】本発明に係るレンズ鏡筒が自動合焦動作を行っ
ているときに発生する音の周波数特性を示す図である。

【図６】本発明に係るレンズ鏡筒と従来のレンズ鏡筒の
それぞれが発生する音の音圧を示す図である。

【図７】従来のレンズ鏡筒の光軸を含む断面を示す図で
ある。

【符号の説明】

１固定鏡筒１ａマウント部１ｂ中央小径部１ｃ案内溝１ｄ開口部１ｅ大径部１ｆ内周面２前側移動枠２ａ逃げ溝３後側移動枠４ウェーブワッシャバネ５回転筒５ａ円周溝５ｂカム溝５ｃカム溝５ｄパターン部５ｅセグメントギヤ部６ピン７ピン８ピン８９検出部１０ピニオンギ
ヤ１１モーター１２レンズ保持
枠１３調整リングＳ１〜Ｓ４音波

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平５−100141（ＪＰ，Ａ) 特開平２−253210（ＪＰ，Ａ) 特開平７−175105（ＪＰ，Ａ) 特開平６−209918（ＪＰ，Ａ) 特開平７−240864（ＪＰ，Ａ) 特開平６−138358（ＪＰ，Ａ) 実開平２−4149（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/02 - 7/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】大径部と小径部とを有する固定筒と、前記固定筒の大径部と小径部との間に配置され、光学系
を駆動するための動力を発生する動力源と、前記小径部の前記動力源と対向する部位に設けられた開
口部と、を備えるレンズ鏡筒において、前記動力源と、前記動力源が前記開口部を介して対向す
る前記小径部の内周面との距離は、前記動力源において
発生する音波のうち、前記動力源の固有振動数の共振周
波数と等しい周波数を有する音波の波長とほぼ等しい、ことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】大径部と小径部とを有する固定筒と、前記固定筒の大径部と小径部との間に配置され、光学系
を駆動するための動力を発生する動力源と、前記小径部の前記動力源と対向する部位に設けられた開
口部と、を備えるレンズ鏡筒において、前記動力源と、前記動力源が前記開口部を介して対向す
る前記小径部の内周面との距離は、前記動力源において
発生する音波のうち、音圧レベルが最大である音波の波
長とほぼ等しい、ことを特徴とするレンズ鏡筒。