JP2002155968A - 電磁クラッチ、操作力可変装置、光学装置、光学装置駆動ユニットおよびカメラシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁クラッチで光学調節手段のマニュアル操
作駆動およびサーボ駆動を切り換えようとすると、電磁
クラッチ内で音が発生する。 【解決手段】 マニュアル駆動部材３へのマニュアル操
作入力により光学調節手段のマニュアル駆動が可能であ
るとともに、マニュアル駆動部材へのサーボ駆動系５か
らの駆動トルク伝達により光学調節手段のサーボ駆動が
可能である光学装置において、サーボ駆動系が接続され
た入力側部材１９と、この入力側部材から伝達された駆
動力をマニュアル駆動部材に対して出力する出力側部材
２０とを有し、通電により生ずる電磁力の作用により入
力側部材と出力側部材とを通電値に応じた接触圧で接触
させる電磁クラッチ６を設け、電磁クラッチへの通電・
非通電にかかわらず入力側部材と出力側部材を接触させ
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、電磁クラッチおよ
びこれを用いた操作力可変装置、さらにはテレビジョン
撮影レンズ等の光学装置や光学装置駆動ユニットに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図９には、従来のテレビジョン撮影等に
使用する光学装置のマニュアル操作部およびサーボ（電
動）駆動系の構成を示している。

【０００３】装置本体１０１の外周には操作リング１０
３が回動可能に設けられており、この操作リング１０３
をマニュアル操作によって駆動することにより、又は装
置本体１０１に装着されたドライブユニットからサーボ
駆動することにより、装置本体１０１の内部に配置され
た不図示の可動レンズ群等の光学調節手段を駆動するこ
とができる。

【０００４】ドライブユニットの内部には、操作リング
１０３を電動駆動するためのモータ１０５や制御回路が
収納されている。そして、ドライブユニットの外側面に
設けられたサーボ操作スイッチ等を操作することによ
り、モータ１０５を駆動し、操作リング１０３を介して
光学調節手段を駆動することができる。

【０００５】ところで、このような可動レンズ群のマニ
ュアル操作駆動とサーボ駆動とを行うことができる光学
装置において、マニュアル操作駆動とサーボ駆動との切
り換えは、一般的に切り換えレバーを備えたクラッチ機
構を手動操作することにより行われる。

【０００６】このようなクラッチ機構は、操作リング１
０３上に形成された操作ギア１０４とモータ１０５の出
力ギア１２２との間に、不図示の切り換えレバーの操作
で軸１２４の軸方向にスライド可能なアイドラギア１２
３を設けて構成される。

【０００７】電動駆動時には、切り換えレバーの手動操
作によりアイドラギア１２３を操作ギア１０４と出力ギ
ア１２２とに噛み合う位置にスライドさせ、モータ１０
５の駆動力をアイドラギア１２３を介して操作リング１
０３に伝達可能とする。

【０００８】また、マニュアル操作時には、切り換えレ
バーの手動操作によりアイドラギア１２３を出力ギア１
２２から離脱する位置にスライドさせる。

【０００９】このように、従来はクラッチ機構による操
作リング１０３に対するモータ１０５からの動力伝達経
路の手動操作による断接によってマニュアル操作駆動と
サーボ駆動とを切り換える構成となっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように切り換えレバーを操作することによってモータ動
力の伝達経路を断接し、マニュアル操作駆動とサーボ駆
動とを切り換える光学装置では、マニュアル操作駆動と
サーボ駆動とを切り換えるたびに切り換えレバーを操作
する必要があるので、操作が煩雑になり、マニュアル操
作駆動とサーボ駆動との迅速な切り換えが困難になると
いう問題がある。

【００１１】また、マニュアル操作駆動からサーボ駆動
への切り換えの際に、アイドラギア１２３と出力ギア１
２２との位相が違っていた場合には、まずアイドラギア
１２３がバネ１２５の付勢力によって出力ギア１２２の
側面に押し付けられて引っ掛かった状態となる。そし
て、モータ１０５による出力ギア１２２の駆動が開始さ
れて出力ギア１２２とアイドラギア１２３との位相が合
うと、両者が噛み合い、アイドラギア１２３がバネ１２
５の付勢力によってストッパー１２６に当接する位置ま
で移動する。これにより、適正なサーボ駆動状態への切
り換えが完了する。

【００１２】しかしながら、このときアイドラギア１２
３がバネ１２５の付勢力によってストッパー１２６に衝
突するため、衝撃音が発生するという問題がある。

【００１３】さらに、実際の撮影では、サーボ駆動を行
っている最中に撮影者が操作リング１０３をマニュアル
操作して、強制的にサーボ駆動を止めようとしたり、サ
ーボ駆動方向と逆方向にマニュアル操作しようとした
り、サーボ駆動速度を増速又は減速させようとしたりす
る場合がある。

【００１４】しかしながら、上記のようなクラッチ機構
では、サーボ駆動中のマニュアル操作が困難であるとい
う問題がある。

【００１５】ところで、上記のようなレバー操作により
切り換えられるクラッチ機構とは異なり、コイルへの通
電のオン・オフによりモータ動力の伝達経路を断接する
電磁クラッチを用いることも考えられる。

【００１６】図８には、電磁クラッチの内部構成を示し
ている。図８（ａ）には、コイル２１７への通電がオフ
になっている時の電磁クラッチを示す。このとき、不図
示のモータから駆動力が入力されるローター２１４に対
し、操作リング１０３に不図示のギア列を介して接続さ
れているアーマーチャ２１５は、これらローター２１４
およびアーマーチャ２１５の摩擦面２１６同士が互いに
接しないように板バネ２２２の付勢力によってローター
２１４とは逆の方向に引き寄せられている。

【００１７】図８（ｂ）には、コイル２１７への通電が
オンになってい時の電磁クラッチを示す。このとき、電
磁クラッチ内部には磁回路が構成され、アーマーチャ２
１５は板バネ２２２の付勢力に逆らってローター２１４
に引き寄せられ、ローター２１４に圧接する。そして、
摩擦面２１６の摩擦力によって電磁クラッチに接続トル
クが発生し、モータ駆動力の操作リング１０３への伝達
が可能となる。

【００１８】しかしながら、図８に示すような構成の電
磁クラッチを用いると、コイル２１７への通電・非通電
切り換えに伴って、アーマーチャ１１５が移動し、ロー
ター２１４や出力軸の突き当て面に衝突するために騒音
が発生する。

【００１９】また、アーマーチャ２１５がローター２１
４に吸着するためには、バネ２２２の付勢力に打ち勝つ
電磁力（つまりはコイル電圧）が必要であるために、サ
ーボ駆動を行わせるための指令信号が立ち上がりはじめ
てからローター２１４とアーマーチャ２１５とが吸着し
て接続トルクが発生するまでに遅れが生じる。

【００２０】さらに、アーマーチャ２１５とローター２
１４とを吸着させるために必要なコイル電圧には電磁ク
ラッチの個体差等によるばらつきがある。

【００２１】そこで本発明は、通電・非通電切り換え時
の音の発生を防止できるとともに、通電の立ち上がりは
じめから入力側部材と出力側部材とが接続状態となるま
での遅延をなくすることができる電磁クラッチを提供す
ることを目的としている。

【００２２】また、本発明は、上記のような電磁クラッ
チを用いてマニュアル操作に必要な操作力を幅広く選択
できるようにした操作力可変装置を提供することを目的
としている。

【００２３】さらに、本発明は、上記のような電磁クラ
ッチを用いてマニュアル駆動とサーボ駆動とを簡単かつ
迅速に、静かに切り換えることが可能であり、しかもサ
ーボ駆動中のマニュアル駆動をスムーズに行えるように
した光学装置又は光学装置駆動ユニットを提供すること
を目的としている。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本願第１の発明では、入力側部材と出力側部材と
を有し、コイルへの通電により生ずる電磁力の作用によ
り入力側部材と出力側部材とを通電値に応じた接触圧で
接触させる電磁クラッチにおいて、通電・非通電にかか
わらず入力側部材と出力側部材とが接触するように構成
している。

【００２５】すなわち、入力側部材と出力側部材とを通
電時にはもとより非通電時にも接触させておくことによ
り、非通電状態と通電状態との切り換え時に入力側部材
と出力側部材のうちアーマーチャとしての可動部材が移
動することによる音の発生（例えば、入力側部材と出力
側部材とが衝突することによる衝撃音の発生）を防止で
きるようにしている。

【００２６】また、非通電時に入力側部材と出力側部材
とをバネ等を使用して切り離すことがないため、通電時
において通電値の立ち上がりはじめから遅れることな
く、広い範囲の接続トルクを発生させることが可能とな
る。

【００２７】なお、入力側部材および出力側部材の接触
面に摺動性を持たせるために潤滑剤を塗布したり、入力
側部材および出力側部材のうち少なくとも一方の部材
に、他方の部材との接触面を構成して上記他方の部材の
接触面に対する摺動性を持たせるための電解又は非電解
めっきを施したり、入力側部材および出力側部材のうち
少なくとも一方の部材に、他方の部材との接触面を構成
して上記他方の部材の接触面に対する摺動性を持たせる
ための中間部材を設けたりしてもよい。

【００２８】これにより、常時接触している入力側部材
と出力側部材との間にある程度の滑りを許容することが
可能となるとともに、入力側部材と出力側部材とが摺動
する際の摺動音や摩擦による引っ掛かりの発生を抑える
ことが可能となる。

【００２９】ここで、電磁クラッチを通電状態とした場
合、上記潤滑剤等により入力側部材と出力側部材との滑
りがよくなっているために、接触面間で発生する摩擦力
は小さくなるが、本願第１の発明の電磁クラッチでは、
入力側部材と出力側部材とを離すように力を加えるバネ
のような働きをする部品が設けられないため、入力側部
材と出力側部材との間の接触圧（吸着力）が向上し、摩
擦力が小さくなった分を補うことで十分な接続トルクが
得られる。

【００３０】また、本願第２の発明では、マニュアル操
作可能な部材が接続された操作側部材と、負荷手段が接
続された負荷側部材とを有し、通電により生ずる電磁力
の作用により操作側部材と負荷側部材とを通電値に応じ
た接触圧で接触させる電磁クラッチと、この電磁クラッ
チへの通電値を変化させて操作側部材と負荷側部材間の
接触圧を可変制御する制御手段とを設けた操作力可変装
置において、電磁クラッチを、通電・非通電にかかわら
ず操作側部材と負荷側部材とが接触するように構成して
いる。

【００３１】すなわち、操作側部材と負荷側部材とを通
電時にはもとより非通電時にも接触させておくことによ
り、非通電状態と通電状態との切り換え時に操作側部材
と負荷側部材のうちアーマーチャとしての可動部材が移
動することによる音の発生（例えば、操作側部材と負荷
側部材とが衝突することによる衝撃音の発生）を防止で
きるようにしている。また、非通電時に操作側部材と負
荷側部材とをバネ等を使用して切り離すことがないた
め、通電時において通電の立ち上がりはじめから遅れる
ことなく接続トルクを発生させることができ、広い幅で
の接続トルクの設定が可能となる。

【００３２】なお、本発明においても、操作側部材およ
び負荷側部材の接触面に摺動性を持たせるための潤滑剤
を塗布する等して、常時接触している操作側部材と負荷
側部材との間にある程度の滑りを許容するようにしても
よい。これにより、操作側部材と負荷側部材とが摺動す
る際の摺動音の発生を防止したり、摩擦による引っ掛か
りの発生を抑えてマニュアル駆動操作時の操作感を向上
させたりすることが可能となる。

【００３３】また、本願第３の発明では、マニュアル駆
動部材へのマニュアル操作入力によりレンズその他の光
学調節手段のマニュアル駆動が可能であるとともに、マ
ニュアル駆動部材へのサーボ駆動系からの駆動トルク伝
達により光学調節手段のサーボ駆動が可能である光学装
置（又は光学装置駆動ユニット）において、サーボ駆動
系が接続された入力側部材と、この入力側部材から伝達
された駆動力をマニュアル駆動部材に対して出力する出
力側部材とを有し、コイルへの通電により生ずる電磁力
の作用により入力側部材と出力側部材とを通電値に応じ
た接触圧で接触させる電磁クラッチを設け、この電磁ク
ラッチを、通電・非通電にかかわらず入力側部材と出力
側部材とが接触するように構成している。

【００３４】すなわち、入力側部材と出力側部材とを通
電時にはもとより非通電時にも接触させておくことによ
り、非通電状態と通電状態との切り換え時に入力側部材
と出力側部材のうちアーマーチャとしての可動部材が移
動することによる音の発生を防止し、マニュアル駆動と
サーボ駆動とを迅速かつ静かに切り換えることを可能と
している。

【００３５】また、電磁クラッチへの非通電時に入力側
部材と出力側部材とをバネ等を使用して切り離すことが
ないため、通電時において通電の立ち上がりはじめから
遅れることなく広い幅の接続トルクを発生させることが
でき、またマニュアル操作駆動時に電磁クラッチを通電
状態とすることにより負荷を発生させてマニュアル操作
力を得変化させる場合においても、幅広いマニュアル操
作力の設定が可能となる。

【００３６】なお、本願第３の発明においても、入力側
部材および出力側部材の接触面に、非通電状態にて接触
面に摺動性を持たせるための潤滑剤を塗布する等して、
常時接触している操作側部材と負荷側部材との間にある
程度の摺動性を確保することが可能である。

【００３７】これにより、電磁クラッチに通電していな
い状態、電磁クラッチに通電しているが入力側部材にサ
ーボ駆動力が伝達されていない状態や電磁クラッチに通
電し、入力側部材にサーボ駆動力が伝達されている状態
において、マニュアル駆動部材をマニュアル操作したり
マニュアル駆動部材（つまりは光学調節手段）の動きを
止めたり増減速させたりする際に、摺動音の発生を防止
したり摩擦による引っ掛かりの発生を抑えてマニュアル
操作感を向上させたりすることが可能となる。

【００３８】また、上記第３の発明において、制御手段
に、光学調節手段のサーボ駆動を指令する指令手段から
指令信号又は所定範囲を超える指令信号が入力されない
ことに応じて電磁クラッチを非通電状態とさせ、指令信
号又は上記所定範囲を超える指令信号が入力されること
に応じて電磁クラッチを通電状態とさせるとともに電磁
クラッチへの通電値を指令信号に応じた通電値に設定さ
せるようにしてもよい。

【００３９】これにより、指令手段（サーボ駆動指令の
ために操作されて指令信号を出力する駆動指令操作手段
や自動光学調節駆動のための指令信号を生成出力する指
令信号生成手段）からの指令信号又は所定範囲を超える
指令信号が入力されれば自動的に電磁クラッチが通電状
態となり、上記指令信号が入力されなければ自動的に電
磁クラッチが非通電状態となるので、特別な切り換え操
作を行うことなく、光学調節手段のサーボ駆動とマニュ
アル操作駆動とを行うことができる。

【００４０】しかも、電磁クラッチの接続トルクを光学
調節手段をサーボ駆動するのに適した大きさに適宜設定
することが可能となり、例えば、接続トルクが過大に設
定されることによる無駄な電力消費を防止したり、サー
ボ駆動中に光学調節手段が何らかのトラブルで動かなく
なったときに電磁クラッチを滑らせてサーボ駆動系を保
護したりすることが可能になる。

【００４１】また、上記第３の発明において、サーボ駆
動系により駆動される入力側部材に発生する最大の駆動
トルクをＴｍとし、マニュアル駆動部材を介して光学調
節手段を駆動する出力側部材の駆動に要する駆動トルク
をＴｋ′とし、上記入力側部材と出力側部材との間の接
続トルクをＴｄ′としたときに、制御手段に、 Ｔｋ′＜Ｔｄ′＜Ｔｍ の関係を満足するように電磁クラッチへの通電値を制御
させるようにしてもよい。 さらに、光学調節手段のサ
ーボ駆動中にマニュアル操作入力されたマニュアル駆動
部材から出力側部材に伝達されるマニュアル駆動トルク
をＴｓｙ′としたときに、 Ｔｄ′＜Ｔｓｙ′ の関係を満足することにより、すなわち入力側部材に発
生する最大の駆動トルクＴｍよりも小さく設定された接
続トルクＴｄ′を上回るマニュアル駆動トルクＴｓｙ′
が出力側部材に伝達されるようにマニュアル駆動部材を
マニュアル操作すれば、光学調節手段のサーボ駆動中に
おけるマニュアル操作駆動が可能となる。このため、サ
ーボ駆動中におけるマニュアル操作駆動をスムーズに行
うことが可能となる。

【００４２】さらに、光学調節手段のサーボ駆動を行わ
ずマニュアル操作駆動のみを行う際に、接続手段を構成
する部材のうち、サーボ駆動時にマニュアル駆動部材を
介して光学調節手段を駆動する出力側部材の駆動に要す
る駆動トルクをＴｋ′とし、マニュアル駆動時の入力側
部材と前記出力側部材間の接触圧に応じた接続トルクを
Ｔｄ″としたときに、制御手段に、 ０≦Ｔｄ″＜Ｔｋ′ の関係を満足するように電磁クラッチへの通電値を制御
させるようにしてもよい。

【００４３】これにより、光学調節手段のマニュアル操
作駆動に必要な操作トルクを使用者の好みに応じて設定
する等の機能を簡単に追加することが可能になる。

【００４４】また、特に、０＜Ｔｄ″＜Ｔｋ′の関係を
満足するように電磁クラッチへの通電値を制御させるよ
うにすると、サーボ駆動と同時にマニュアル操作駆動を
行っている途中で電磁クラッチへの通電を止めて電磁ク
ラッチの接続トルクが突然０になってしまうことにより
発生するマニュアル操作に対するショックを、０≦Ｔ
ｄ″＜Ｔｋ′の関係を満たしている場合と比べて和らげ
ることが可能となる。

【００４５】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１には、本発
明の実施形態である電磁クラッチや操作力可変装置を備
えたズームレンズ（光学装置）の構成を示している。こ
のズームレンズは、ズームレンズ本体（光学装置本体）
１に駆動ユニット（光学装置駆動ユニット）２が装着又
は接続されて構成されており、両者はアイドラギア８を
介して連結されている。

【００４６】また、ズームレンズは、テレビカメラ３０
に交換可能に装着されてカメラシステムを構成し、カメ
ラ３０内のＣＣＤ等の撮像素子２８上に被写体像を形成
する。

【００４７】駆動ユニット２には、所定の位置（中点）
を基準にしてプラス方向とマイナス方向の両方向に操作
可能なシーソースイッチからなる電動操作部材（指令操
作手段）１２が設けられている。この電動操作部材１２
の出力は、ＣＰＵ９に入力される。

【００４８】また、駆動ユニット２には、外部操作装置
であるデマンド（図示せず）がコネクタ（図示せず）を
介して接続可能となっており、デマンドに設けられた電
動操作部材（指令操作手段）からの指令信号もコネクタ
を介してＣＰＵ９に入力可能となっている。

【００４９】一方、ＣＰＵ９からのクラッチ駆動信号
は、クラッチ制御回路１０を介して電磁クラッチ６に入
力される。また、ＣＰＵ９からのモータ駆動信号は、モ
ータ駆動回路１１を介してモータ（サーボ駆動系）５に
入力される。なお、ＣＰＵ９およびクラッチ制御回路１
０が請求の範囲にいう制御手段に相当する。

【００５０】さらに、ズームレンズ本体１には、マニュ
アル操作が可能なズーム駆動リング（マニュアル駆動部
材）３が設けられており、このズーム駆動リング３がマ
ニュアル操作されることにより、ズームレンズ本体１内
のズームレンズ光学系（図示せず：光学調節手段）を光
軸方向にマニュアル駆動することができる。

【００５１】図２には、電磁クラッチ６の構成を示して
いる。電磁クラッチ６は、モータ５からの入力軸１９に
固定されたローター（入力側部材：負荷側部材）１４
と、出力軸２０に固定または円周方向に動かないように
係合されたアーマーチャ（出力側部材：操作側部材）１
５とを有して構成されている。

【００５２】ローター１４には非磁性体を兼ねた摩擦材
１８がリング状に埋め込まれている。そして、これらロ
ーター１４とアーマーチャ１５はそれぞれの接触面１６
同士が隙間ができないように、すなわち接触するように
組み付けられる。

【００５３】コイル１７に電流が流れると、電磁クラッ
チ６内に磁回路が形成され、アーマーチャ１５とロータ
ー１４間に吸着力が作用する。これにより、アーマーチ
ャ１５とローター１４の接触面１６同士が圧接し、接触
面１６に生じた摩擦力によってローター１４とアーマー
チャ１５は一体的に回転可能となる。

【００５４】また、コイル１７に電流が流れていない時
は、ローター１４とアーマーチャ１５との間には吸着力
が働かないために、ローター１４とアーマーチャ１５の
接触面１６同士は、回転伝達がなされない程度の接触圧
で接触した状態となる。

【００５５】このように、本実施形態の電磁クラッチ６
では、コイル１７への通電・非通電にかかわらずロータ
ー１４とアーマーチャ１５とが接触している。このた
め、通電・非通電切り換えの際にアーマーチャ１５が移
動することがないので、音の発生を防止することができ
る。

【００５６】また、先に説明した図８に示すような構成
の電磁クラッチでは、通電時にアーマーチャ２１５がロ
ーター２１４に板バネ２２２の力に逆らって吸着される
ため、アーマーチャ２１５とローター２１４とを接続す
るためにはある程度の電圧が必要である。言い換えれ
ば、ある程度の電圧が電磁クラッチに印加されるまでは
接続トルクが発生せず、ある程度の電圧になると突然そ
の電圧に応じた接続トルクが発生する。

【００５７】これに対し、本実施形態の電磁クラッチ６
では、ローター１４とアーマーチャ１５との間の接触面
１６が常に接するよう構成され、アーマーチャ１５をロ
ーター１４から離すバネのような部材が不要であるた
め、電磁クラッチ６に印加される電圧が低いうちから接
続トルクが発生する。このため、接続トルクを広い範囲
で滑らかに制御することができる。

【００５８】図１に示すように、出力軸２０には出力ギ
ア７が一体回転可能に取り付けられており、この出力ギ
ア７はアイドラギア８を介して、ズーム駆動リング３に
形成された駆動ギア４に噛み合っている。

【００５９】このため、電磁クラッチ６においてロータ
ー１４とアーマーチャ１５とを吸着圧接させ、モータ５
を駆動すると、モータ駆動力がローター１４およびアー
マーチャ１５を介して出力軸２０に伝達される。さらに
モータ駆動力は、出力ギア７およびアイドラギア８を介
してズーム駆動リング３に伝達され、これを回転駆動す
る。これにより、ズームレンズ光学系が光軸方向にサー
ボ駆動される。

【００６０】なお、本実施形態では、ローター１４を入
力側部材として、アーマーチャ１５を出力側部材として
用いているが、ローター１４を出力側部材として、アー
マーチャ１５を入力側部材として用いてもよい。

【００６１】図３には、駆動ユニット２の駆動経路の構
成を示している。電動操作部材１２もしくはデマンドの
電動操作部材を操作することにより、その操作量に応じ
て出力値が変化する指令信号が出力され、その指令信号
はＣＰＵ９内部の電動操作判別部９ａおよび接続トルク
演算部９ｂに入力される。

【００６２】電動操作判別部９ａは、電動操作部材２４
からの指令信号の出力値に応じて電動（サーボ）駆動か
マニュアル操作駆動かの判別を行う。

【００６３】ここで、図４には、電動操作部材１２から
の指令信号の出力値変化を示している。電動操作部材１
２からの指令信号は、操作量に応じて出力値が図のよう
に変化する。すなわち、電動操作部材１２を操作してい
ないときは、基準出力値Ｖｏの指令信号が出力される。
また、電動操作部材１２の操作中点を挟んでプラス側と
マイナス側の中央部には、微少の操作量では出力値が変
化しない部分が設けてある。つまり、基準出力値Ｖｏを
挟んでＶ２からＶ１の間は、モータ５の最小起動電圧や
レンズの負荷等のためにモータ５が駆動しない不感帯部
分である。

【００６４】電動操作判別部９ａは、指令信号の出力値
がＶ２からＶ１の間にあるとき（すなわち、請求の範囲
にいう所定範囲を超える指令信号が入力されないとき）
は、マニュアル操作駆動と判別する。また、指令信号の
出力値がＶ２以下若しくはＶ１以上のとき（すなわち、
請求の範囲にいう所定範囲を超える指令信号が入力され
たとき）は、電動駆動と判別する。

【００６５】また、電動操作部材１２からの指令信号
は、ＣＰＵ９の接続トルク演算部９ｂに入力される。接
続トルク演算部９ｂは、電磁クラッチ６が必要とする接
続トルク（伝達力）を算出し、それに応じた接続トルク
を発生させるために必要なコイル電圧をクラッチ制御回
路１０から電磁クラッチ６に出力させる。

【００６６】電動操作判別部９ａは、電動駆動と判断し
たときは、モータ駆動回路１１を介してモータ５に電動
操作部材１２からの指令信号の出力値に応じたモータ駆
動のための電圧を出力し、モータ５を作動させる。

【００６７】このとき、電磁クラッチ６は接続トルク演
算部９ｂからの出力に応じた接続トルクで連結されてお
り、モータ５の回転はズーム駆動リング３を介してズー
ムレンズ光学系に伝達される。

【００６８】一方、電動操作判別部９ａは、マニュアル
操作駆動と判断したときは、モータ５への出力を停止さ
せるとともに、接続トルク演算部９ｂに電磁クラッチ６
に通電しない指示を出す。これにより、電磁クラッチ６
が非通電状態となり、ローター１４とアーマーチャ１５
の接触面１６同士は接続トルクが生じない程度に接触し
た状態となる。この状態では、ズーム駆動リング２９の
マニュアル操作が可能である。

【００６９】このような構成において、電動操作部材１
２のいずれかも操作されていない場合（又は不感帯の範
囲で操作されている場合）のＣＰＵ９の動作を、図５の
フローチャートを用いて説明する。

【００７０】まず、ステップ１０１では、電動操作部材
１２からの指令信号の出力値（Ｖｓ）を電動操作判別部
９ａに取り込む。

【００７１】そしてステップ１０２では、指令信号Ｖｓ
についてＶ１＞Ｖｓ＞Ｖ２の関係が成り立つか否かを判
別するが、図４にて説明したように、この場合はＶ１＞
Ｖｓ＞Ｖ２が成り立つため（マニュアル操作駆動）、そ
のままフローを終了する。

【００７２】なおこのとき、デマンドの電動操作部材か
らの指令信号の出力値も電動操作判別部９ａに取り込む
ようにし、ステップ１０２と同様の判別を行ってもよ
い。

【００７３】マニュアル操作駆動と判断したときは、モ
ータ駆動回路１１に出力をしないので、モータ５は回転
作動しない。また、マニュアル操作駆動と判断したとき
は、接続トルク演算部２５ｂでは接続トルクを“０″に
設定する。このため、電磁クラッチ６のコイル１７には
電圧がかからない。

【００７４】すなわち、図２において、コイル１７には
電気が流れないので、アーマーチャ１５とローター１４
との間に吸着力は発生しない。この状態で、ズーム駆動
リング３をマニュアルで回転操作すると、これに噛み合
っているアイドラギア８が回転し、更に出力ギア７およ
びアーマーチャ１５が一緒に回転する。

【００７５】このとき、ローター１４とアーマーチャ１
５の間の接触面１６での摩擦や出力軸２０の軸受けとの
摩擦は殆ど負荷となることがなく、アーマーチャ１５は
自由に回転することができる。したがって、マニュアル
操作の操作感を殆ど損なうことなく、ズーム駆動リング
３をマニュアル操作することができる。

【００７６】次に、電動操作部材１２（もしくはデマン
ドの電動操作部材）が操作された場合の動作を図５のフ
ローチャートを用いて説明する。

【００７７】まず、図５のステップ１０１で電動操作部
材１２から指令信号の出力値（Ｖｓ）を取り込むが、こ
のとき電動操作部材１２が操作されていると（ここで
は、図４の＋側に操作されたものとする）、ステップ１
０２で、電動操作部材１２の指令信号の出力値ＶｓはＶ
１より大きくなるので、Ｖ１＞Ｖｓ＞Ｖ２が成り立たな
い。このため、電動操作判別部９ａでは電動駆動と判別
され、ステップ１０３に進む。

【００７８】ステップ１０３では、すでに取り込まれて
いる電動操作部材１２からの指令信号の出力値（Ｖｓ）
に基づいて、ズーム駆動リング３を介してズームレンズ
光学系を駆動するのに必要とされる駆動トルク（Ｔｋ）
を求める。

【００７９】駆動トルクの求め方としては、予め種々の
状態でのレンズの駆動トルクを測定し、その数値をテー
ブルデータとしてＣＰＵ９の外部又は内部のメモリに記
憶しておく。若しくは、測定した駆動トルクを近似式で
表し、その係数データをメモリに記憶しておく。そし
て、これらメモリデータより、電動操作部材１２の出力
に応じた必要駆動トルクを、テーブルデータや近似式を
用いて求める。

【００８０】次に、ステップ１０４では、必要駆動トル
クＴｋに応じて、電磁クラッチ６の必要伝達トルクＴｄ
を計算する。具体的には、必要駆動トルクＴｋに対し、
余裕を付けてある安全係数α（例えばα＝１．２とか
１．４）を乗じて必要伝達トルクＴｄを求める。

【００８１】さらに、ステップ１０５では、必要伝達ト
ルクＴｄを発生させるために必要な電磁クラッチ６の接
続トルクＴｄ′を求める。ここで、電磁クラッチ６の出
力ギア７からズーム駆動リング３の駆動ギア４までの減
速比をＺ１とすると、Ｔｄ′＝Ｔｄ／Ｚ１／βとなる
（ここで、βは出力ギア７から駆動ギア４までの伝達効
率である）。

【００８２】続いてステップ１０６では、接続トルクＴ
ｄ′を発生させるのに必要な電磁クラッチ６のコイル１
７への印加電圧（Ｖｄ）を求め、その電圧を電磁クラッ
チ６に出力する。

【００８３】電磁クラッチ６に電圧Ｖｄが出力される
と、図２に示すようにコイル１７に電圧がかかり、電磁
クラッチ６内に磁気回路が形成される。そして、アーマ
ーチャ１５はこの磁気回路によって生じた電磁力（吸着
力）Ｎによってローター１４に吸着される。

【００８４】この結果、ローター１４とアーマーチャ１
５の間の摩擦係数μにより、 Ｔｄ′＝μ＊Ｎ＊ｒ （ｒはローター１４とアーマーチャ１５との接触部の平
均半径）の伝達力（接続トルク）で接続されることにな
る。

【００８５】一方、電動駆動と判断された場合は、電動
操作部材１２からの指令信号が電動操作判別部９ａから
モータ駆動回路１１へ出力され、モータ５はこの指令信
号の出力値に応じたスピードで回転する。

【００８６】これにより、図２において、指令信号の出
力値に応じたスピードで回転するモータ５の回転は、入
力軸１９を介してローター１４に伝達され、これを回転
させる。

【００８７】そして、上述したように電磁力によりロー
ター１４に吸着接続されているアーマーチャ１５も回転
し、出力軸２０、出力ギア７およびアイドラギア８を介
してズーム駆動リング３が回転駆動される。こうして、
電動操作部材１２の操作量（指令信号値）に応じたスピ
ードで、ズーム駆動リング３さらにはズームレンズ光学
系が電動駆動される。

【００８８】次に、電動操作部材１２が操作されている
状態で、ズーム駆動リング３をマニュアル操作した場合
（ここでは、ズーム駆動リング３を電動駆動方向と逆方
向に回転操作した場合を例とする）について説明する。

【００８９】電動操作部材１２が操作され電動でズーム
リングが駆動されるところまでは、前に述べたのと同じ
である。

【００９０】ズーム駆動リング３が電動で駆動されてい
る状態で、モータ５の駆動に逆らってマニュアルでズー
ム駆動リング３を逆方向に回転させると、まず、ズーム
駆動リング３のマニュアル操作を検出するセンサー等は
装備されていないので、電動操作判別部９ａでは通常の
電動駆動と判断し、先に述べたようにモータ５を回転さ
せ、かつ電磁クラッチ６を必要な接続トルクで接続す
る。

【００９１】ここで、伝達トルクＴｄより大きなトルク
Ｔｓｙで無理矢理、ズーム駆動リング３がマニュアルで
逆方向に回転されようとすると、ズーム駆動リング３は
アイドラギア８、出力ギア７および出力軸２０を介して
アーマーチャ１５に回転が伝達されているので、アーマ
ーチャ１５が大きなマニュアル操作トルクＴｓｙ′で逆
方向に回転しようとする。ここで、 Ｔｓｙ′＝Ｔｓｙ／Ｚ１／β である。

【００９２】一方、ローター１４は入力軸１９を介して
モータ５に連結されて、モータ５により回転駆動されて
いるので、電磁クラッチ６の接触面１６ではローター１
４とアーマーチャ１５とが相互に逆方向に回転しようと
する。

【００９３】ここで、トルク関係を見てみると、モータ
５の発生できる最大トルクによりローター１４が回転駆
動されるトルクをＴｍ、ズーム駆動リング３を介してズ
ームレンズ光学系を駆動するアーマーチャ１５の駆動に
要する駆動トルクをＴｋ′とすると、一般に、 Ｔｍ＞Ｔｄ′ であり、かつ前述のように、 Ｔｄ′＞Ｔｋ′ であるので、 Ｔｍ＞Ｔｄ′＞Ｔｋ′ の関係が成立する。また、 Ｔｓｙ′＞Ｔｄ′ であるので、最終的に、電磁クラッチ６の接触面１６で
は、ローター１４とアーマーチャ１５とに滑りが生じて
互いに逆方向に回転することになる。

【００９４】すなわち、電動駆動している状態のまま、
電動操作部材１２を中点に戻さなくてもズーム駆動リン
グ３のマニュアル操作が可能になる。このときに必要な
マニュアル操作トルクＴｓｙ′は、接続トルクＴｄ′よ
りも若干大きな値になる。接続トルクＴｄ′は、必要駆
動トルクＴｋ′に所定の余裕を付けて求めらているた
め、それほど大きな値にはならず、これによりマニュア
ル操作時に必要なトルクもそれほど大きな値にはならな
い。

【００９５】したがって、モータ５の発生できる最大ト
ルクによりローター１４が回転駆動されるトルクＴｍよ
りも大きな接続トルクで電磁クラッチ６が接続されてい
る場合に対して、程良い操作感を得ることができる。

【００９６】また、電動駆動状態において何かのトラブ
ルにより、ズーム駆動リング３が急に動かなくなってし
まった場合やアイドラギア８が急に動かなくなってしま
った場合でも、アーマーチャ１５とローター１４との間
で滑りが生じることにより、モータ５等に過度の負荷が
かかるのを防ぐこともできる。

【００９７】なお、ここでは電動駆動方向とは逆方向に
ズーム駆動リング３をマニュアル操作した場合について
説明したが、電動駆動中に、マニュアル操作でズーム駆
動リング３を無理矢理停止させる場合や、マニュアル操
作でズーム駆動リング３に制動をかけてズームスピード
を遅くする場合や、電動駆動方向と同じ方向に電動駆動
より速いスピードでマニュアル操作してズーム駆動リン
グ３を増速させる場合も同様である。

【００９８】（第２実施形態）上記第１実施形態では電
動操作判別部９ａでマニュアル操作駆動と判別した場合
には、電磁クラッチ６を非通電状態とする（つまり電磁
クラッチ６の接続トルクを“０″とする）場合について
説明したが、マニュアル操作駆動と判別した場合でも電
磁クラッチ６を通電状態とし、わずかなトルクをズーム
駆動リング３に付与するように構成することもできる。

【００９９】具体的には、電動操作判別部９ａでマニュ
アル操作駆動と判別した場合に、電磁クラッチ６を接続
トルクＴｄ″（０≦Ｔｄ″＜Ｔｋ′＜Ｔｄ′）で接続す
るための電圧を電磁クラッチ６に印加する。

【０１００】この場合に、マニュアルでズーム駆動リン
グ３を回転操作すると、アイドラギア８、出力ギア７お
よび出力軸２０を介してアーマーチャ１５が回転する
が、アーマーチャ１５が接続トルクＴｄ″でローター１
４に接続されていることにより、アーマーチャ１５はロ
ーター１４に対して滑りながら回転する。

【０１０１】これにより、ズーム駆動リング３のマニュ
アル操作に必要なトルクが、接続トルクＴｄ″に比例し
た分だけ増加する。このため、ズーム駆動リング３のマ
ニュアル操作に対してある程度の重さを付与することが
でき、マニュアル操作にある程度の重さが感じられるこ
とを好む撮影者に良好なマニュアル操作感を感じさせる
ことができる。

【０１０２】さらに、電磁クラッチ６の接続トルクＴ
ｄ″をボリューム１３等の調節手段で変更設定可能とす
ることにより、ズーム駆動リング３のマニュアル操作時
の重さを様々な撮影者の好みに応じて設定することが可
能となる。

【０１０３】ところで、先に説明した図８に示すような
構成の電磁クラッチでは、通電時にアーマーチャ２１５
がローター２１４に板バネ２２２の力に逆らって吸着さ
れるため、接続トルクが発生するまでにある程度の電圧
が必要であり、また、吸着時の接続トルクを含めたズー
ム駆動リングを駆動するのに必要なマニュアルトルクも
図６（ｂ）に示すように電磁クラッチへの印加電圧があ
る一定値に達すると突然増加するようになる。

【０１０４】これに対し、本実施形態の電磁クラッチ６
では、ローター１４とアーマーチャ１５との間の接触面
１６が常に接するよう構成されているため、電磁クラッ
チ６の接続トルクＴｄ″を含めたズーム駆動リング３を
駆動させるのに必要なマニュアルトルクは、図６（ａ）
に示すように、電磁クラッチ６への印加電圧に比例して
増加するようになり、マニュアルトルク調節の幅が広が
る。

【０１０５】また、マニュアルトルクを調節設定する場
合、ボリューム１３のように駆動ユニット内に備え付け
られる調節手段のみではなく、レンズ装置に接続可能な
外部調節装置（例えば、パソコン）から設定するように
してもよい。

【０１０６】（第３実施形態）上記第１および第２実施
形態の電磁クラッチ６において、ローター１４とアーマ
ーチャ１５の接触面１６に潤滑剤を塗付するようにして
もよい。

【０１０７】これにより、非通電時にローター１４とア
ーマーチャ１５が接触していても又は通電時にローター
１４とアーマーチャ１５とが圧接していても、所要のマ
ニュアルトルクがズーム駆動リング３に作用することに
より、接触面１６同士が滑らかに摺動し、摺動音の発生
を防止したり摩擦による引っ掛かりの発生を抑えてマニ
ュアル操作感を向上させたりすることができる。

【０１０８】（第４実施形態）上記第１および第２実施
形態の電磁クラッチ６において、ローター１４およびア
ーマーチャ１５の双方又は一方に、他方との接触面を構
成する、摺動性に優れた電解又は非電解めっきを施すよ
うにしてもよい。

【０１０９】これにより、非通電時にローター１４とア
ーマーチャ１５が接触していても又は通電時にローター
１４とアーマーチャ１５とが圧接していても、所要のマ
ニュアルトルクがズーム駆動リング３に作用することに
より、接触面同士が滑らかに摺動し、摺動音の発生を防
止したり摩擦による引っ掛かりの発生を抑えてマニュア
ル操作感を向上させたりすることができる。

【０１１０】（第５実施形態）上記第１および第２実施
形態の電磁クラッチ６において、図７に示すように、ロ
ーター１４又はアーマーチャ１５に、他方との接触面を
構成する、摺動性に優れた材料により作られた中間部材
２１を取り付けてもよい。

【０１１１】これにより、非通電時にローター１４とア
ーマーチャ１５が接触していても又は通電時にローター
１４とアーマーチャ１５とが圧接していても、所要のマ
ニュアルトルクがズーム駆動リング３に作用することに
より、接触面同士が滑らかに摺動し、摺動音の発生を防
止したり摩擦による引っ掛かりの発生を抑えてマニュア
ル操作感を向上させたりすることができる。

【０１１２】なお、上記各実施形態では、ズームレンズ
本体１に駆動ユニット２が装着等されて使用されるズー
ムレンズについて説明したが、本発明は、ズームレンズ
本体部分と駆動系部分とが一体の外装内に収容されて
（但し、外部からズーム駆動リング３に相当する部材を
マニュアル操作可能なもの）、カメラに装着されるズー
ムレンズにも適用することができる。

【０１１３】また、上記各実施形態では、ズームレンズ
光学系のサーボ駆動およびマニュアル操作駆動を行う場
合について説明したが、本発明は、ズームレンズ光学系
以外の光学調節手段（フォーカスレンズ光学系や光量調
節系）をサーボ駆動およびマニュアル操作駆動する場合
についても適用することができる。

【０１１４】また、上記各実施形態では、レンズやデマ
ンドの電動操作部材を指令手段として説明したが、本発
明における指令手段はこれらに限られるものではない。
例えば、自動変倍機能や自動合焦機能（ＡＦ）を有する
光学装置においては、これら自動光学調節機能によるサ
ーボ駆動のための指令信号を生成して指令信号を出力す
る信号生成回路等の指令手段であってもよい。

【０１１５】すなわち、本発明は、自動合焦機能による
フォーカスレンズ系のサーボ駆動中にマニュアル操作駆
動が行われた場合にも有効である。そして、このような
場合は、上記各実施形態のように所定範囲を超える指令
信号が入力されたか否かではなく、単に指令信号が入力
されたか否かによって電磁クラッチの通電・非通電切り
換えを行うようにしてもよい。

【０１１６】また、上記各実施形態では、電磁クラッチ
および操作力可変装置をズームレンズに適用した場合に
ついて説明したが、本発明の電磁クラッチおよび操作力
可変装置はズームレンズ以外の光学機器や光学機器以外
の各種装置に用いることができる。

【０１１７】

【発明の効果】以上説明したように、本願第１の発明に
よれば、電磁クラッチの入力側部材と出力側部材とを通
電時にはもとより非通電時にも接触させておくので、非
通電状態と通電状態との切り換え時に入力側部材と出力
側部材のうちアーマーチャとしての可動部材が移動する
ことによる音の発生（例えば、入力側部材と出力側部材
とが衝突することによる衝撃音の発生）を防止すること
ができる。

【０１１８】また、非通電時に入力側部材と出力側部材
とをバネ等を使用して切り離すことがないため、通電時
において通電値の立ち上がりはじめから遅れることな
く、広い範囲の接続トルクを発生させることができる。

【０１１９】なお、入力側部材および出力側部材の接触
面に、潤滑剤、電解若しくは非電解めっき又は中間部材
によって摺動性を持たせるようにすれば、常時接触して
いる入力側部材と出力側部材との間にある程度の滑りを
許容することが可能となるとともに、入力側部材と出力
側部材とが摺動する際の摺動音や摩擦による引っ掛かり
の発生を抑えることができる。

【０１２０】この場合において、電磁クラッチを通電状
態としたときに、上記潤滑剤等により入力側部材と出力
側部材との滑りがよくなっているために、接触面間で発
生する摩擦力は小さくなるが、本願第１の発明の電磁ク
ラッチでは、入力側部材と出力側部材とを離すように力
を加えるバネのような働きをする部品が設けられないた
め、入力側部材と出力側部材との間の接触圧（吸着力）
が向上し、摩擦力が小さくなった分を補うことで十分な
接続トルクを得ることができる。

【０１２１】また、本願第２の発明によれば、操作力可
変装置に用いられる電磁クラッチのの操作側部材と負荷
側部材とを通電時にはもとより非通電時にも接触させて
おくので、非通電状態と通電状態との切り換え時に操作
側部材と負荷側部材のうちアーマーチャとしての可動部
材が移動することによる音の発生（例えば、操作側部材
と負荷側部材とが衝突することによる衝撃音の発生）を
防止することができる。 また、非通電時に操作側部材
と負荷側部材とをバネ等を使用して切り離すことがない
ため、通電時において通電の立ち上がりはじめから遅れ
ることなく接続トルクを発生させることができ、広い幅
での操作力設定を行うことができる。

【０１２２】なお、上記第２の発明においても、操作側
部材および負荷側部材の接触面に潤滑剤等により摺動性
を持たせるようにすれば、常時接触している操作側部材
と負荷側部材との間にある程度の滑りが許容され、操作
側部材と負荷側部材とが摺動する際の摺動音の発生を防
止したり、摩擦による引っ掛かりの発生を抑えて操作感
を向上させたりすることができる。

【０１２３】また、本願第３の発明によれば、光学装置
又は光学装置駆動ユニットにおけるマニュアル操作駆動
とサーボ駆動との切り換えに用いられる電磁クラッチの
入力側部材と出力側部材とを通電時にはもとより非通電
時にも接触させておくので、電磁クラッチの非通電状態
と通電状態との切り換え時に入力側部材と出力側部材の
うちアーマーチャとしての可動部材が移動することによ
る音の発生を防止することができ、マニュアル駆動とサ
ーボ駆動とを迅速かつ静かに切り換えることができる。

【０１２４】また、電磁クラッチへの非通電時に入力側
部材と出力側部材とをバネ等を使用して切り離すことが
ないため、通電時において通電の立ち上がりはじめから
遅れることなく広い幅の接続トルクを発生させることが
でき、またマニュアル操作駆動時に電磁クラッチを通電
状態とする場合の幅広いマニュアル操作力の設定が可能
となる。

【０１２５】なお、上記第３の発明においても、入力側
部材および出力側部材の接触面に、潤滑剤等による摺動
性を持たせることにより、電磁クラッチに通電していな
い状態、電磁クラッチに通電しているが入力側部材にサ
ーボ駆動力が伝達されていない状態や電磁クラッチに通
電し、入力側部材にサーボ駆動力が伝達されている状態
において、マニュアル駆動部材をマニュアル操作したり
マニュアル駆動部材（つまりは光学調節手段）の動きを
止めたり増減速させたりする際に、摺動音の発生を防止
したり摩擦による引っ掛かりの発生を抑えてマニュアル
操作感を向上させたりすることができる。

【０１２６】また、上記第３の発明において、光学調節
手段のサーボ駆動を指令する指令手段から指令信号又は
所定範囲を超える指令信号が入力されないことに応じて
電磁クラッチを非通電状態とさせ、指令信号又は上記所
定範囲を超える指令信号が入力されることに応じて電磁
クラッチを通電状態とさせるとともに電磁クラッチへの
通電値を指令信号に応じた通電値に設定させるようにす
れば、指令手段（サーボ駆動指令のために操作されて指
令信号を出力する駆動指令操作手段や自動光学調節駆動
のための指令信号を生成出力する指令信号生成手段）か
らの指令信号又は所定範囲を超える指令信号が入力され
れば自動的に電磁クラッチが通電状態となり、上記指令
信号が入力されなければ自動的に電磁クラッチが非通電
状態となるので、特別な切り換え操作を行うことなく、
光学調節手段のサーボ駆動とマニュアル操作駆動とを行
うことができる。

【０１２７】しかも、電磁クラッチの接続トルクを光学
調節手段をサーボ駆動するのに適した大きさに適宜設定
することが可能となり、例えば、接続トルクが過大に設
定されることによる無駄な電力消費を防止したり、サー
ボ駆動中に光学調節手段が何らかのトラブルで動かなく
なったときに電磁クラッチを滑らせてサーボ駆動系を保
護したりすることができる。

【０１２８】また、上記第３の発明において、Ｔｋ′＜
Ｔｄ′＜Ｔｍの関係を満足するように電磁クラッチへの
通電値を制御するようにすれば、Ｔｄ′＜Ｔｓｙ′の関
係を満足することにより、すなわち入力側部材に発生す
る最大の駆動トルクＴｍよりも小さく設定された接続ト
ルクＴｄ′を上回るマニュアル駆動トルクＴｓｙ′が出
力側部材に伝達されるようにマニュアル駆動部材をマニ
ュアル操作しさえすれば、光学調節手段のサーボ駆動中
におけるマニュアル操作駆動が可能となるので、サーボ
駆動中におけるマニュアル操作駆動をスムーズに行うこ
とができる。

【０１２９】さらに、０≦Ｔｄ″＜Ｔｋ′の関係を満足
するように電磁クラッチへの通電値を制御すれば、光学
調節手段のマニュアル操作駆動に必要な操作トルクを使
用者の好みに応じて設定する等の機能を簡単に追加する
ことができる。

【０１３０】なお、特に、０＜Ｔｄ″＜Ｔｋ′の関係を
満足するように電磁クラッチへの通電値を制御すれば、
サーボ駆動と同時にマニュアル操作駆動を行っている途
中で電磁クラッチへの通電を止めて電磁クラッチの接続
トルクが突然０になってしまうことにより発生するマニ
ュアル操作に対するショックを、０≦Ｔｄ″＜Ｔｋ′の
関係を満たしている場合と比べて和らげることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態であるズームレンズ本体
および駆動ユニットの構成を示す概略図である。

【図２】上記駆動ユニット内の電磁クラッチの構成を示
す断面図である。

【図３】上記ズームレンズ本体および駆動ユニットの構
成を示すブロック図である。

【図４】上記駆動ユニットに設けられた電動操作部材か
らの指令信号の出力値変化を示すグラフ図である。

【図５】上記駆動ユニットに設けられたＣＰＵの動作を
示すフローチャートである。

【図６】本発明の第２実施形態であるズームレンズ本体
および駆動ユニットにおける電磁クラッチへの印加電圧
とマニュアルトルクとの関係を示すグラフ図である。

【図７】本発明の第５実施形態である駆動ユニットに用
いられる電磁クラッチの構成を示す断面図である。

【図８】従来の電磁クラッチの構成を示す断面図であ
る。

【図９】従来のクラッチ機構の構成を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ズームレンズ本体 ２ 駆動ユニット ３ ズーム駆動リング ４ 駆動ギア ５ モータ ６ 電磁クラッチ ７ 出力ギア ８ アイドラギア ９ ＣＰＵ ９ａ 電動操作判別部 ９ｂ 接続トルク演算部 １０ クラッチ制御回路 １１ モータ駆動回路 １２ 電動操作部材 １３ ボリューム １４ ローター １５ アーマーチャ １６ 接触面 １７ コイル １８ 非磁性体（摩擦材） １９ 入力軸 ２０ 出力軸 ２１ 中間部材 ２８ 撮像素子 ３０ ＴＶカメラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｆ１６Ｄ 27/10 ３４１Ｌ

Claims (44)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力側部材と出力側部材とを有し、通電
   により生ずる電磁力の作用により前記入力側部材と前記
   出力側部材とを通電値に応じた接触圧で接触させる電磁
   クラッチであって、 通電・非通電にかかわらず前記入力側部材と前記出力側
   部材とが接触していることを特徴とする電磁クラッチ。
2. 【請求項２】 前記入力側部材および前記出力側部材の
   接触面に、摺動性を持たせるための潤滑剤が塗布されて
   いることを特徴とする請求項１に記載の電磁クラッチ。
3. 【請求項３】 前記入力側部材および前記出力側部材の
   うち少なくとも一方の部材に、他方の部材との接触面を
   構成して前記他方の部材の接触面に対する摺動性を持た
   せるための電解又は非電解めっきが施されていることを
   特徴とする請求項１に記載の電磁クラッチ。
4. 【請求項４】 前記入力側部材および前記出力側部材の
   うち少なくとも一方の部材に、他方の部材との接触面を
   構成して前記他方の部材の接触面に対する摺動性を持た
   せるための中間部材を設けたことを特徴とする請求項１
   に記載の電磁クラッチ。
5. 【請求項５】 マニュアル操作可能な部材が接続された
   操作側部材と負荷手段が接続された負荷側部材とを有
   し、通電により生ずる電磁力の作用により前記操作側部
   材と前記負荷側部材とを通電値に応じた接触圧で接触さ
   せる電磁クラッチと、 前記電磁クラッチへの通電値を変化させて前記操作側部
   材と前記負荷側部材間の接触圧を可変制御する制御手段
   とを有する操作力可変装置において、 前記電磁クラッチは、通電・非通電にかかわらず前記操
   作側部材と前記負荷側部材とが接触していることを特徴
   とする操作力可変装置。
6. 【請求項６】 前記操作側部材および前記負荷側部材の
   接触面に、摺動性を持たせるための潤滑剤が塗布されて
   いることを特徴とする請求項５に記載の操作力可変装
   置。
7. 【請求項７】 前記操作側部材および前記負荷側部材の
   うち少なくとも一方の部材に、他方の部材との接触面を
   構成して前記他方の部材の接触面に対する摺動性を持た
   せるための電解又は非電解めっきが施されていることを
   特徴とする請求項５に記載の操作力可変装置。
8. 【請求項８】 前記操作側部材および前記負荷側部材の
   うち少なくとも一方の部材に、他方の部材との接触面を
   構成して前記他方の部材の接触面に対する摺動性を持た
   せるための中間部材を設けたことを特徴とする請求項５
   に記載の操作力可変装置。
9. 【請求項９】 前記制御手段は、使用者操作に応じて前
   記電磁クラッチへの通電値を変化させることを特徴とす
   る請求項５から８のいずれかに記載の操作力可変装置。
10. 【請求項１０】 マニュアル駆動部材へのマニュアル操
    作入力によりレンズその他の光学調節手段のマニュアル
    駆動が可能であるとともに、前記マニュアル駆動部材へ
    のサーボ駆動系からの駆動トルク伝達により前記光学調
    節手段のサーボ駆動が可能である光学装置であって、 前記サーボ駆動系が接続された入力側部材と、この入力
    側部材から伝達された駆動力を前記マニュアル駆動部材
    に対して出力する出力側部材とを有し、通電により生ず
    る電磁力の作用により前記入力側部材と前記出力側部材
    とを通電値に応じた接触圧で接触させる電磁クラッチを
    備えており、 前記電磁クラッチは、通電・非通電にかかわらず前記入
    力側部材と前記出力側部材とが接触していることを特徴
    とする光学装置。
11. 【請求項１１】 前記入力側部材および前記出力側部材
    の接触面に、摺動性を持たせるための潤滑剤が塗布され
    ていることを特徴とする請求項１０に記載の光学装置。
12. 【請求項１２】 前記入力側部材および前記出力側部材
    のうち少なくとも一方の部材に、他方の部材との接触面
    を構成して前記他方の部材の接触面に対する摺動性を持
    たせるための電解又は非電解めっきが施されていること
    を特徴とする請求項１０に記載の光学装置。
13. 【請求項１３】 前記入力側部材および前記出力側部材
    のうち少なくとも一方の部材に、他方の部材との接触面
    を構成して前記他方の部材の接触面に対する摺動性を持
    たせるための中間部材を設けたことを特徴とする請求項
    １０に記載の光学装置。
14. 【請求項１４】 前記電磁クラッチへの通電値を制御し
    て前記入力側部材と前記出力側部材間の接触圧を可変制
    御する制御手段を有することを特徴とする請求項１０か
    ら１３のいずれかに記載の光学装置。
15. 【請求項１５】 前記制御手段は、前記光学調節手段の
    サーボ駆動を指令する指令手段から入力される指令信号
    に応じて前記電磁クラッチへの通電値を制御することを
    特徴とする請求項１４に記載の光学装置。
16. 【請求項１６】 前記制御手段は、前記光学調節手段の
    サーボ駆動を指令する指令手段から指令信号又は所定範
    囲を超える指令信号が入力されないことに応じて前記電
    磁クラッチを非通電状態とし、指令信号又は前記所定範
    囲を超える指令信号が入力されることに応じて前記電磁
    クラッチを通電状態とするとともに前記電磁クラッチへ
    の通電値を前記指令信号に応じた通電値に設定すること
    を特徴とする請求項１４に記載の光学装置。
17. 【請求項１７】 前記指令手段が、前記光学調節手段の
    サーボ駆動を指令するために操作されて指令信号を出力
    する駆動指令操作手段であることを特徴とする請求項１
    ５又は１６に記載の光学装置。
18. 【請求項１８】 前記サーボ駆動系が、前記駆動指令操
    作手段の操作量に応じて変化する指令信号の値に応じた
    速度で作動することを特徴とする請求項１７に記載の光
    学装置。
19. 【請求項１９】 前記指令手段が、前記光学調節手段の
    自動光学調節駆動のための指令信号を生成出力する指令
    信号生成手段であることを特徴とする請求項１５又は１
    ６に記載の光学装置。
20. 【請求項２０】 前記サーボ駆動系により駆動される前
    記入力側部材に発生する最大の駆動トルクをＴｍとし、
    前記マニュアル駆動部材を介して前記光学調節手段を駆
    動する前記出力側部材の駆動に要する駆動トルクをＴ
    ｋ′とし、前記入力側部材と前記出力側部材間の接触圧
    に応じた接続トルクをＴｄ′としたときに、 前記制御手段は、 Ｔｋ′＜Ｔｄ′＜Ｔｍ の関係を満足するように前記電磁クラッチへの通電値を
    制御することを特徴とする請求項１４から１９のいずれ
    かに記載の光学装置。
21. 【請求項２１】 前記光学調節手段のサーボ駆動中にマ
    ニュアル操作入力された前記マニュアル駆動部材から前
    記出力側部材に伝達されるマニュアル駆動トルクをＴｓ
    ｙ′としたときに、 Ｔｄ′＜Ｔｓｙ′ の関係を満足することにより前記光学調節手段のサーボ
    駆動中におけるマニュアル駆動が可能となることを特徴
    とする請求項２０に記載の光学装置。
22. 【請求項２２】 前記光学調節手段のサーボ駆動を行わ
    ずマニュアル駆動のみを行う際に、 サーボ駆動時に前記マニュアル駆動部材を介して前記光
    学調節手段を駆動する前記出力側部材の駆動に要する駆
    動トルクをＴｋ′とし、マニュアル駆動時の前記入力側
    部材と前記出力側部材間の接触圧に応じた接続トルクを
    Ｔｄ″としたときに、 前記制御手段は、 ０≦Ｔｄ″＜Ｔｋ′ の関係を満足するように前記電磁クラッチへの通電値を
    制御することを特徴とする請求項１４から２１のいずれ
    かに記載の光学装置。
23. 【請求項２３】 前記制御手段は、 ０＜Ｔｄ″＜Ｔｋ′ の関係を満足するように前記電磁クラッチへの通電値を
    制御することを特徴とする請求項２２に記載の光学装
    置。
24. 【請求項２４】 前記制御手段は、前記光学調節手段の
    サーボ駆動を行わずマニュアル操作駆動のみを行う際
    に、接続トルクの設定操作に応じて前記電磁クラッチへ
    の通電値を制御することを特徴とする請求項２２又は２
    ３に記載の光学装置。
25. 【請求項２５】 前記制御手段は、使用者操作に応じて
    前記電磁クラッチへの通電値を制御することを特徴とす
    る請求項１４から２４のいずれかに記載の光学装置。
26. 【請求項２６】 レンズその他の光学調節手段を備えた
    光学装置本体に装着又は接続され、マニュアル駆動部材
    へのマニュアル操作入力により前記光学調節手段のマニ
    ュアル駆動が可能であるとともに、前記マニュアル駆動
    部材へのサーボ駆動系からの駆動トルク伝達により前記
    光学調節手段のサーボ駆動が可能である光学装置駆動ユ
    ニットであって、 前記サーボ駆動系が接続された入力側部材と、この入力
    側部材から伝達された駆動力を前記マニュアル駆動部材
    に対して出力する出力側部材とを有し、通電により生ず
    る電磁力の作用により前記入力側部材と前記出力側部材
    とを通電値に応じた接触圧で接触させる電磁クラッチを
    備えており、 前記電磁クラッチは、通電・非通電にかかわらず前記入
    力側部材と前記出力側部材とが接触していることを特徴
    とする光学装置駆動ユニット。
27. 【請求項２７】 前記入力側部材および前記出力側部材
    の接触面に、摺動性を持たせるための潤滑剤が塗布され
    ていることを特徴とする請求項２６に記載の光学装置駆
    動ユニット。
28. 【請求項２８】 前記入力側部材および前記出力側部材
    のうち少なくとも一方の部材に、他方の部材との接触面
    を構成して前記他方の部材の接触面に対する摺動性を持
    たせるための電解又は非電解めっきが施されていること
    を特徴とする請求項２６に記載の光学装置駆動ユニッ
    ト。
29. 【請求項２９】 前記入力側部材および前記出力側部材
    のうち少なくとも一方の部材に、他方の部材との接触面
    を構成して前記他方の部材の接触面に対する摺動性を持
    たせるための中間部材を設けたことを特徴とする請求項
    ２６に記載の光学装置駆動ユニット。
30. 【請求項３０】 前記コイルへの通電値を制御して前記
    入力側部材と前記出力側部材間の接触圧を可変制御する
    制御手段を有することを特徴とする請求項２６から２９
    のいずれかに記載の光学装置駆動ユニット。
31. 【請求項３１】 前記制御手段は、前記光学調節手段の
    サーボ駆動を指令する指令手段から入力される指令信号
    に応じて前記電磁クラッチへの通電値を制御することを
    特徴とする請求項３０に記載の光学装置駆動ユニット。
32. 【請求項３２】 前記制御手段は、前記光学調節手段の
    サーボ駆動を指令する指令手段から指令信号又は所定範
    囲を超える指令信号が入力されないことに応じて前記電
    磁クラッチを非通電状態とし、指令信号又は前記所定範
    囲を超える指令信号が入力されることに応じて前記電磁
    クラッチを通電状態とするとともに前記電磁クラッチへ
    の通電値を前記指令信号に応じた通電値に設定すること
    を特徴とする請求項３０に記載の光学装置駆動ユニッ
    ト。
33. 【請求項３３】 前記指令手段が、前記光学調節手段の
    サーボ駆動を指令するために操作されて指令信号を出力
    する駆動指令操作手段であることを特徴とする請求項３
    １又は３２に記載の光学装置駆動ユニット。
34. 【請求項３４】 前記サーボ駆動系が、前記駆動指令操
    作手段の操作量に応じて変化する指令信号の値に応じた
    速度で作動することを特徴とする請求項３３に記載の光
    学装置駆動ユニット。
35. 【請求項３５】 前記指令手段が、前記光学調節手段の
    自動光学調節駆動のための指令信号を生成出力する指令
    信号生成手段であることを特徴とする請求項３１又は３
    ２に記載の光学装置駆動ユニット。
36. 【請求項３６】 前記サーボ駆動系により駆動される前
    記入力側部材に発生する最大の駆動トルクをＴｍとし、
    前記マニュアル駆動部材を介して前記光学調節手段を駆
    動する前記出力側部材の駆動に要する駆動トルクをＴ
    ｋ′とし、前記入力側部材と前記出力側部材間の接触圧
    に応じた接続トルクをＴｄ′としたときに、 前記制御手段は、 Ｔｋ′＜Ｔｄ′＜Ｔｍ の関係を満足するように前記電磁クラッチへの通電値を
    制御することを特徴とする請求項３０から３５のいずれ
    かに記載の光学装置駆動ユニット。
37. 【請求項３７】 前記光学調節手段のサーボ駆動中にマ
    ニュアル操作入力された前記マニュアル駆動部材から前
    記出力側部材に伝達されるマニュアル駆動トルクをＴｓ
    ｙ′としたときに、 Ｔｄ′＜Ｔｓｙ′ の関係を満足することにより前記光学調節手段のサーボ
    駆動中におけるマニュアル駆動が可能となることを特徴
    とする請求項３６に記載の光学装置駆動ユニット。
38. 【請求項３８】 前記光学調節手段のサーボ駆動を行わ
    ずマニュアル駆動のみを行う際に、 サーボ駆動時に前記マニュアル駆動部材を介して前記光
    学調節手段を駆動する前記出力側部材の駆動に要する駆
    動トルクをＴｋ′とし、マニュアル駆動時の前記入力側
    部材と前記出力側部材間の接触圧に応じた接続トルクを
    Ｔｄ″としたときに、 前記制御手段は、 ０≦Ｔｄ″＜Ｔｋ′ の関係を満足するように前記電磁クラッチへの通電値を
    制御することを特徴とする請求項３０から３７のいずれ
    かに記載の光学装置駆動ユニット。
39. 【請求項３９】 前記制御手段は、 ０＜Ｔｄ″＜Ｔｋ′ の関係を満足するように前記電磁クラッチへの通電値を
    制御することを特徴とする請求項３８に記載の光学装置
    駆動ユニット。
40. 【請求項４０】 前記制御手段は、前記光学調節手段の
    サーボ駆動を行わずマニュアル操作駆動のみを行う際
    に、接続トルクの設定操作に応じて前記電磁クラッチの
    通電値を制御することを特徴とする請求項３８又は３９
    に記載の光学装置駆動ユニット。
41. 【請求項４１】 前記制御手段は、使用者操作に応じて
    前記電磁クラッチへの通電値を制御することを特徴とす
    る請求項３０から３９のいずれかに記載の光学装置駆動
    ユニット。
42. 【請求項４２】 請求項１０から２５のいずれかに記載
    の光学装置と、この光学装置が装着されるカメラとを有
    することを特徴とするカメラシステム。
43. 【請求項４３】 請求項２６から４０のいずれかに記載
    の光学装置駆動ユニットと、この駆動ユニットが装着又
    は接続される光学装置本体とを有して構成されることを
    特徴とする光学装置。
44. 【請求項４４】 請求項２６から４０のいずれかに記載
    の光学装置駆動ユニットと、この駆動ユニットが装着又
    は接続される光学装置本体と、この光学装置本体が装着
    されるカメラとを有して構成されることを特徴とするカ
    メラシステム。