JP2018194739A - レンズ鏡筒、およびそれを有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 カム溝の傾斜角度によるレンズ保持枠の駆動負荷の低減を可能にしたレンズ鏡筒を提供することである。【解決手段】 上記目的を達成するために、本発明は、レンズを保持し、カムフォロアを有するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を移動可能に保持する固定枠と、前記カムフォロアに係合し、前記レンズ保持枠の移動量を決めるカム形状を有するカム部材と、を備えるレンズ鏡筒であって、前記カムフォロアに第１の駆動力を伝達する、前記カム部材を含む第１の駆動伝達部と、前記レンズ保持枠に第２の駆動力を伝達する、前記第１の駆動伝達部と異なる第２の駆動伝達部と、を備え、前記第１、第２の駆動伝達部の光軸方向における相対位置が一定であることを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明はレンズ鏡筒に関し、特に光軸方向に移動するレンズ保持枠を有するレンズ鏡筒、およびそれを有する撮像装置に関するものである。

レンズ鏡筒において、光学素子を保持するレンズ保持枠を駆動することで、ズーミングやフォーカシングを行うものがある。この駆動の方式の１つとして、カム部材に設けたカム溝と、レンズ保持枠に設けられたカムフォロアを係合させ、カム部材を回転駆動することでレンズ保持枠をカム溝に沿って移動させる方法が知られている。

このようなレンズ鏡筒では、カム溝の傾斜によってカム部材の回転駆動の負荷が変動する。そこで特許文献１では減速比の異なるギアを備える複数の駆動部をカム溝の傾斜に応じて切り替えることによって、カム部材を回転駆動するレンズ鏡筒が開示されている。

特開２０１２−３２７０１号公報

しかしながら特許文献１のレンズ鏡筒は、カム溝の傾斜角度がレンズ保持枠の移動方向に対して小さくなるほど、カムの回転量に対するレンズの駆動量が大きくなるため、駆動負荷が増加する。このような傾斜角度が小さいカム溝の形状に対しても、更なる駆動負荷の低減が望まれていた。

そこで、本発明の目的は、カム溝の傾斜角度によるレンズ保持枠の駆動負荷の低減を可能にしたレンズ鏡筒を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、レンズを保持し、カムフォロアを有するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を移動可能に保持する固定枠と、前記カムフォロアに係合し、前記レンズ保持枠の移動量を決めるカム形状を有するカム部材と、を備えるレンズ鏡筒であって、前記カムフォロアに第１の駆動力を伝達する、前記カム部材を含む第１の駆動伝達部と、前記レンズ保持枠に第２の駆動力を伝達する、前記第１の駆動伝達部と異なる第２の駆動伝達部と、を備え、前記第１、第２の駆動伝達部の光軸方向における相対位置が一定であることを特徴とする。

本発明によれば、カム溝の傾斜角度によるレンズ保持枠の駆動負荷の低減を可能にしたレンズ鏡筒を提供することができる。

本発明の実施例１におけるレンズ鏡筒の概略図。 本発明の実施例１におけるカム部材のカム溝の展開図。 本発明の実施例１における駆動制御の流れを示すフローチャート図。 本発明の実施例２におけるレンズ鏡筒の概略図。 本発明の実施例２において切り替えクラッチ部を有する場合の概略図。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

（実施例１）
以下、図１から図３を参照して、本発明の実施例１によるレンズ鏡筒１について説明する。

図１は本実施例におけるレンズ鏡筒１の本発明にかかわる部分を模式的にあらわす概略図である。なお、以降の説明を容易にするために、図１には座標系Ｏを配置している。この座標系ＯにおけるＸ軸方向は、レンズ鏡筒１の光軸６の方向（以降、この方向を光軸方向と呼称する）である。Ｙ軸方向は、光軸６と直交する方向である。

レンズ鏡筒１には、レンズ（光学素子群）７ａ、７ｂをそれぞれ保持するレンズ保持枠２ａ、２ｂと、これらを移動可能に内部に保持する固定枠８が構成されている。本実施例ではレンズ（光学素子群）７ａ、７ｂはこれらの光軸方向に並進可能である。

固定枠８の内径部に光軸方向に沿って設けられた直進溝９は、レンズ保持枠２ａ、２ｂの並進移動のガイドの役割を果たす。レンズ保持枠２ａ、２ｂには、それぞれ２つのガイドピン１０ａ、１０ｂが光軸方向に沿って配置されていて、これらが直進溝９に係合する構成である。

さらに固定枠８は２つの軸受部材８ａを介してカム部材５を回転可能に保持しており、且つ光軸方向に固定している。

本実施例ではカム部材５は円柱形状を有している。このカム部材５の側面には、カム部材５の回転量に応じてレンズ保持枠２ａの光軸方向への移動量を決める（規制する）案内形状としてカム溝（カム形状）３ａが設けられている。同じく、レンズ保持枠２ｂの案内形状であるカム溝３ｂが設けられている。

本実施例ではカム形状として、円柱形状のカム部材にカム溝を形成する構成で説明するが、例えば中空の円環状のカムに対しては、カム形状として孔形状を形成してもよい。

このカム溝３ａ、３ｂには、それぞれカムフォロア４ａ、４ｂを介してレンズ保持枠２ａ、２ｂが係合している。

続いてレンズ保持枠２ａの駆動について説明する。

カム部材５の被写体側先端には、カム部材５と一体となって回転するカム側プーリ１４が設けられている。また、第１の駆動モータ（第１の動力源）１１の先端には第１の駆動モータ１１の出力軸と一体となって回転するモータ側プーリ１２が設けられている。

なお、本実施例では第１の駆動モータ１１、モータ側プーリ１２、カム側プーリ１４が被写体側に配置される例を説明するが、配置はこれに限られない。例えば、これらは撮像面側に設けられてもよい。

カム側プーリ１４とモータ側プーリ１２は、第１の歯付きベルト１３にそれぞれ噛み合うことで接続されている。このため、第１の駆動モータ１１からの出力は、モータ側プーリ１２、第１の歯付きベルト１３、カム側プーリ１４を介して伝達される。これにより、カム部材５は第１の駆動モータ１１により回転駆動される。

なお本実施例においてはプーリとベルトによる駆動伝達手段を用いて説明したが、例えば歯車等、その他の伝達手段を用いてもよい。

カム部材５が回転駆動すると、レンズ保持枠２ａの有するカムフォロア４ａには、カム溝３ａから光軸方向に駆動力が伝達される。このように本実施例では、第１の動力源である第１の駆動モータ１１が発生した第１の駆動力を、モータ側プーリ１２、第１の歯付きベルト１３、カム側プーリ１４、カム部材５で構成される第１の駆動伝達部１５により、レンズ保持枠２ａに伝達している。

なお本実施例において第１の駆動伝達部１５には、カムフォロア４ａを含んでいない。第１の駆動伝達部１５の固定枠８に対する相対位置は、少なくともレンズ保持枠２ａの駆動中は一定の関係になる。

なお、この第１の駆動力は、同じくカム部材５のカム溝３ｂからカムフォロア４ｂにも伝達される。したがって、レンズ保持枠２ｂも光軸方向に移動されることになる。

レンズ保持枠２ａは、このように第１の駆動伝達部１５に連結されて、第１の駆動力を受けて駆動される。さらに本実施例にでは、レンズ保持枠２ａはこれに加えて第２の駆動伝達部２２にも連結され、第２の駆動力も伝達される。

固定枠８には内側から外側に貫通する通し溝（開口）１６が光軸方向に沿うように形成される。レンズ保持枠２ａにはこの通し溝１６を通過するベルト接続部（腕部）２１が設けられる。すなわちベルト接続部２１の先端は固定枠８の外周部へ突出している。

このベルト接続部２１には、レンズの光軸方向に沿って配置された第２の歯付きベルト２０が接続される。なお接続方法としては公知の方法を用いることができ、例えば引掛けてもよいし、ビス固定してもよい。

この第２の歯付きベルト２０は、固定枠８の被写体側に固定された駆動側プーリ１８と、撮像面側に固定された受動側プーリ１９に噛み合う。なお、駆動側プーリ１８が撮像面側、受動側プーリ１９が被写体側の関係となってもよい。

駆動側プーリ１８には第２の駆動モータ（第２の動力源）１７が接続される。第２の駆動モータ１７が駆動すると、レンズ保持枠２ａの有するベルト接続部２１には光軸方向に駆動力が伝達される。このように本実施例では、第２の動力源である第２の駆動モータ１７が発生した第２の駆動力を、駆動側プーリ１８、受動側プーリ１９、第２の歯付きベルト２０で構成される第２の駆動伝達部２２により、レンズ保持枠２ａに伝達している。なお、第２の駆動伝達部としてはプーリとベルトを用いて説明したが、後述のようにこれら以外の駆動力の伝達手段を用いてもよい。

以上の構成により、レンズ保持枠２ａには、カム部材５を含む第１の駆動伝達部１５によって第１の駆動力が伝達されるのに加えて、カム部材５を含まない、第１の駆動伝達部２２とは異なる第２の駆動伝達部２２よって第２の駆動力が伝達可能である。

なお本実施例において第２の駆動伝達部２２には、レンズ保持枠２ａのベルト接続部（腕部）２１を含んでいない。第２の駆動伝達部２２の固定枠８に対する相対位置は、少なくともレンズ保持枠２ａの駆動中は一定の関係になる。すなわち、第２の駆動伝達部２２の第１の駆動伝達部１５に対する相対位置は、製造バラつきやガタ等の範囲内で一定である。

同一の固定枠８から、異なる第１の駆動伝達部１５と第２の駆動伝達部２２によって、同一の対象であるレンズ保持枠２ａを駆動可能に直接的に、かつ並列的に接続しているので、第２の駆動伝達部２２の第１の駆動伝達部１５に対する相対位置は一定となる。この関係によって、同一の駆動対象であるレンズ保持枠２ａを、異なる第１の駆動伝達部１５と第２の駆動伝達部２２で並列的に駆動することができる。そうすると、一方の駆動伝達部を用いてレンズ保持枠２ａを駆動する場合、その駆動の補助を他方の駆動伝達部を用いて行うことができる。

本実施例では、第２の駆動伝達部２２を介してレンズ保持枠２ａが駆動されると、カムフォロア４ａ、カム溝３ａを介してカム部材５も第２の駆動力に起因する力を受け、回転されることになる。カム部材５の回転によりカム溝３ｂ、カムフォロア４ｂを介してレンズ保持枠２ｂにも第２の駆動力が伝達され、光軸方向に駆動されることになる。前述した、本実施形態における第２の駆動伝達部２２の第１の駆動伝達部１５に対する相対位置が一定となる構成では、このようにカム部材５を含む第１の駆動伝達部１５に補助的に第２の駆動力を与えることができる。

逆に、本実施例では、第１の駆動伝達部１５を介してレンズ保持枠２ａが駆動されると、のベルト接続部（腕部）２１を介して第２の駆動伝達部２２も、第１の駆動力に起因する力を受けるといえる。前述した、本実施形態における第２の駆動伝達部２２の第１の駆動伝達部１５に対する相対位置が一定となる構成では、このように第２の駆動伝達部２２に補助的に第１の駆動力を与えることもできる。

以上の構成で、本実施例におけるレンズ保持枠２ａは駆動される。

さらに本実施例では、レンズ保持枠２ａを駆動させる際に第１の駆動伝達部１５，第２の駆動伝達部２２のどちらを用いてどの程度の駆動力を出力させるかといった駆動力の配分を、状況に応じて変化（増減）させることができる。言い換えると、第１の駆動力と第２の駆動力を変化させることができる。具体的には、状況に応じた電力供給の制御が可能である。これによって、より効率的にレンズ保持枠２ａを駆動することが可能となる。

以降、駆動力の制御方法について、図２及び図３を用いて説明する。

図２は、カム溝３ａ、３ｂが設けられたカム部材５の外周面の展開図である。すなわち、カムフォロア４ａ、４ｂのカム形状（の軌跡）を示している。なお、図２において、矢印２３は、光軸方向、即ち図１における座標系ＯのＸ軸方向を示している。

前述の通り、レンズ保持枠２ａに設けられたカムフォロア４ａは、カム溝３ａに係合している。したがってレンズ保持枠２ａはカム部材５の回転動作に応じて光軸方向に第１の駆動力を受け、駆動される。

このとき、カム部材５の回転量に対するレンズ保持枠２ａの移動量は、光軸方向に対するカム溝３ａの傾斜によって変化する。カムフォロア４ａとカム溝３ａの係合位置において、カム溝３ａの接線方向と、光軸方向２３がなす角度（鋭角側）を、以降、カムリフト角θと呼称する。

このカムリフト角θとレンズ保持枠２ａの移動量の関係、およびその際に生じる負荷の関係について説明する。

カムリフト角θが小さい場合は、カム部材５の回転量に対するレンズ保持枠２ａの移動量が大きくなる。反対に、カムリフト角θが大きければ、カム部材５の回転量に対してレンズ保持枠２ａの移動量は小さくなる。

具体的には、図２のカム溝３ａにおいて、カムフォロア４ａが２５で示す範囲に係合している場合はカムリフト角θが小さく、カム部材５の回転量に対するレンズ保持枠２ａの移動量が大きくなる。一方カムフォロア４ａが２４で示す範囲にある場合は２５に示す範囲にある場合に比べてカムリフト角θが大きく、カム部材５の回転量に対するレンズ保持枠２ａの移動量が小さくなる。

続いて、カムリフト角θと負荷の関係について説明する。まず、カム部材５を回転させることでレンズ保持枠２ａを光軸方向に駆動させる第１の駆動伝達部１５を利用する場合を考える。

この場合、カムリフト角θが小さいほどレンズ保持枠２ａの駆動（カム部材５の回転）に必要な第１の駆動力は大きくなる。これは、カムリフト角θが小さいと、カム部材５の回転方向（矢印２３に対して垂直な方向）と、カム溝３ａ傾斜方向の角度差が大きくなるからである。このように角度差が大きくなるほどカム部材５の回転駆動に対してレンズ保持枠２ａから加わる抵抗が大きくなるためである。

次に、第２の伝達部２２を利用してレンズ保持枠２ａを駆動する場合を考える。

この場合、カムリフト角θが小さいほどレンズ保持枠２ａの駆動（本実施例ではレンズ保持枠２ａの牽引）に必要な第２の駆動力は小さくなる。直接レンズ保持枠２ａを駆動する方向、即ち光軸方向と、カム溝３ａの傾斜方向との角度差が小さくなるほど、カムフォロア４ａがカム溝３ａから受ける抵抗力が小さくなるからである。

このように同じカムリフト角θでも第１の駆動伝達部１５を利用して第１の駆動力を伝達するのか、第２の駆動伝達部２２を利用して第２の駆動力を伝達するのかによって、レンズ保持策２ａの駆動負荷は変化する。

したがって、カム溝３ａのカムリフト角θに応じて、負荷の少ない方の駆動伝達部を優先して用いるように駆動力の配分を変化させることで、より少ない負荷でレンズ保持枠２ａの駆動が可能になる。

カムリフト角θの大きさに応じて制御部Ｃが第１の駆動モータ（第１の動力源）１１，第２の駆動モータ（第２の動力源）１７の駆動配分を制御する流れを、図３を用いて説明する。図３は、図２における制御手段としての制御部Ｃが行う処理（制御方法）の流れを示している。

まず、制御部ＣはＳ１０１として、検出手段（不図示）を介して現在のレンズ７ａの位置の情報を取得する。例えば、現在のカム部材５の回転位相（角度）を角度検出手段（不図示）によって検出することによって、現在のレンズ４ａの位置を知ることができる。レンズ７ａの位置の検出手段はこれに限られない。例えば第２のレンズ７ｂの位置を検出する検出手段を設けてもよい。

制御部ＣはＳ１０２として、第１の駆動伝達部１５を伝達される第１の駆動力と、第２の駆動伝達部２２を伝達される第２の駆動力（もしくは配分の割合）を決定する。本実施例では、第１の駆動モータ１１，第２の駆動モータ１７の発生する駆動力（の配分）を決定する。

例えば、現状のレンズ位置において、カムフォロア４ａとカム溝３ａが係合している部分のカムリフト角θを導き出す。例えば、カム部材５の回転位相（角度）と、予めデータとして記憶部（不図示）に持たせたカム部材５の回転位相（角度）とカムリフト角θとの関係を示すテーブルから、現状のカム溝３ａのカムリフト角θを導出することができる。

その後、制御部Ｃは導出（取得）したカムリフト角θに基づいて、第１の駆動モータ１１の第１の駆動力，第２の駆動モータ１７の第２の駆動力（もしくは配分の割合）を決定する。

カム溝３ａのカムリフト角θが小さければ、第２の駆動モータ１７の供給する第２の駆動力を第２の駆動力に対して相対的に大きくするように重みづけする。例えば図２の２５の領域においては、第１の駆動力と第２の駆動力の割合を０：１００にする。

逆に、カムリフト角θが比較的大きければ、第１の駆動モータ１１の供給する第１の駆動力を第２の駆動力に対して相対的に大きくするように重みづけする。例えば、図２の２４の領域においては、第１の駆動力と第２の駆動力の割合を１００：０にする。

さらに例えば、これらの駆動力の配分の切り替えを滑らかにするために、２４と２５の領域の間に、割合を段階的に変化させる領域（例えば第１の駆動力と第２の駆動力の割合が５０：５０の領域）を設けてもよい。

なお、駆動力、もしくはその配分率はこれに限られない。本実施例のように、いずれか一方の駆動力が０である例にも限られない。例えば有る閾値となる角度を設定して段階的に変化させてもよいし、カムリフト角θに応じて連続的に変化させるようにしてもよい。駆動力の配分の割合を制御してもよいし、駆動力の量を制御した結果、駆動力の配分の割合が変化してもよい。

また、後述するように、駆動力、もしくはその配分の割合の決定手段も、カムリフト角θのみを用いた本実施例の決定手段に限られない。

制御部ＣはＳ１０３として、Ｓ１０２の決定に基づいて駆動力を制御する。本実施例ではＳ１０２で決定した第１、第２の駆動力（もしくは配分の割合）を元に、第１の駆動モータ１１，第２の駆動モータ１７の制御値を決定し、その値に基づいて駆動制御を行う。具体的には例えば、供給する電力を制御する。

制御部Ｃはレンズが所望の位置に駆動されるまで以上の動作を繰り返すことで、レンズ保持枠２ａが光軸方向に駆動制御される。

このようにカム溝３ａのカムリフト角θの大きさによって、レンズ保持枠２ａを駆動させる際に各駆動伝達部を伝達する駆動力を変化させることで、レンズ保持枠２ａの駆動の負荷を低減し、効率的にレンズ保持枠２ａを駆動することが出来る。

これにより、カムリフト角θの小さな（カム部材５の回転方向に対しては急峻な）カムを用いたレンズ装置の提供ができる。また、消費電力を低減させることができる。

なお、本実施形態においては各駆動モータの駆動力の配分割合を、レンズ７ａの位置におけるカム溝３ａのカムリフト角θによって変動させるとしたが、その他の要因を加味した上で設定してもよい。

例えば、レンズ７ｂの位置（カムフォロア４ｂの係合位置）における、カム溝３ｂのカムリフト角の影響を考慮すると、さらに効率のよいレンズ駆動が可能になる。本実施形態においてはレンズ７ａの位置に基づいても、レンズ４ｂの位置に基づいても、その両方に基づいてもよい。

また、レンズ保持枠２ａとレンズ保持枠２ｂの質量を考慮する等すれば、より正確に負荷に基づいて制御が行えるので、より効率的な配分設定が可能となる。

また、レンズ鏡筒１の駆動時の姿勢や外気温といった、レンズ保持枠の駆動力を変動させる要因となる条件について、各種検出手段等を別途設けることでその情報を取得可能とし、これらを加味した上で配分設定を行うようにしてもよい。より正確に負荷に基づいて制御が行えるので、より効率的な配分設定が可能となる。

また、実際に各駆動モータに振り分けられた制御値と、レンズ保持枠２ａの光軸方向駆動の応答状況から配分を変更するなど、実際の駆動制御の状況を加味し、フィードバックしながら駆動力の配分を都度変更するようにしてもよい。

また、本実施例では２つの駆動モータ１１、１７のうち一方を全く駆動しない状態を設定する構成で説明した。その場合、第１、もしくは第２の駆動伝達部に電磁クラッチ等の動力伝達を切断する切断手段を設けることで、モータのイナーシャ等、利用しない側の駆動伝達部から受ける影響を排除することができる。

更に、駆動モータ１７を補助動力源、第２の駆動伝達部２２をレンズ保持枠２ａの補助駆動手段としてとらえ、カム部材５によるレンズ７ａによる位置制御の駆動の補助を行うことも可能である。すなわち、カム部材５に大きな駆動力を与えなければいけない所定のタイミング、所定の位置でのみ、第２の駆動伝達部２２を含む補助駆動手段によるレンズ７ａの駆動のアシストを加えてもよい。

なお、本実施形態においては、第２の駆動伝達部２２に固定枠８に固定されたプーリとベルトを用いた。しかし、これは例えばワイヤ、チェーン、歯車等の別の駆動伝達手段を用いてもよいし、固定枠８に小型の直動アクチュエータを設けることで、レンズ保持枠２ａを直接駆動するような方法でもよい。

これは例えば、小型のアクチュエータ（第２の動力源）をレンズ保持枠に形成した腕部に取り付ける。固定枠には、このアクチュエータの発生する動力を受け、摩擦力を発生させる摩擦部材を設ける。この摩擦部材は、摩擦力を第２の駆動力としてレンズ保持枠に伝達する第２の駆動伝達部として機能する。このように本実施形態と同様にカム部材を含む第１、第２の駆動伝達部の相対位置は一定の関係を保ちつつ、小型の第２の動力源ごとレンズ保持枠を駆動させる構成でも本発明は実施可能である。

また、本実施例においては、第２の駆動伝達部２２が連結し、第２の駆動力を伝達するのは被写体側のレンズ保持枠２ａとした。しかし撮像面側のレンズ保持枠２ｂであってもよいし、３つ以上のレンズ保持枠を有するレンズ鏡筒に適用することも可能である。

さらに、第１の駆動伝達部に係合する複数のレンズ保持枠に、それぞれ異なる第２の駆動伝達部を設けても良い。第２の駆動伝達部を介して複数の駆動力を伝達するために、更に動力源を設けてもよい。第１の駆動伝達部、および複数の第２の駆動伝達部を伝達される各駆動力を制御することで、より効率的なレンズ保持枠の駆動を行うことも可能である。

なお駆動力を明示的に制御しない場合でも、本実施形態においてはカム部材を介してのみレンズ保持枠を駆動する場合に比べてカムリフト角の変化による駆動力の変動が小さい。また、必要な駆動力の最大値も小さくなる。すなわち、レンズの駆動の効率化の効果を得ることができる。

（実施例２）
以下、図４から図５を参照して、本発明の実施例２を説明する。第２の実施例は２つの駆動伝達部の駆動モータ（動力源）が１つであり、クラッチ機構によって、どちらの駆動伝達部に動力源を接続するかを切り替えるレンズ鏡筒である。なお、実施例１と同様の部分については、説明を省略し、図面においては同じ付番とする。

図４は本実施例におけるレンズ鏡筒１において、本発明にかかわる部分を模式的にあらわす概略図である。

本実施例において、レンズ保持枠２ａを駆動する駆動モータ（動力源）３１は、その出力軸と一体となって回転するように、キー部材３２を有するスライダー軸３３を有する。スライダー軸３３には、クラッチギア（切り替え手段）３４が配置されている。

このクラッチギア３４は、キー部材３２を介して、駆動モータ３１の駆動力を受け、駆動モータ３１の出力軸と一体となって回転する。同時にこのクラッチギア３４は、スライダー軸３３の軸方向に移動可能となっている。

クラッチギア３４は、スライダー軸３３上を移動することで、２つの受動ギア３５、３７のいずれかに噛み合うことができる。このクラッチギア３４のスライダー３３上の移動は、制御部Ｃによって制御される切り替え用モータ４５を含むクラッチ機構の駆動によってなされる。以下、この機構の説明をする。

検出手段（不図示）によって取得されたレンズ７ａの位置の情報に応じて切り替え用モータ４５が駆動されると、その出力軸に連結された送りネジ４６が回転する。送りネジ４６には、クラッチギア３４の前後を挟む形状を有する送り部材４７が螺合している。送りネジ４６が回転することで、送り部材４７が送りネジの軸方向に進退する。

送り部材４７の内側部分には、クラッチギア３４の回転を阻害しないようにコマ部品４８が設けられている。コマ部品４８と送り部材４７内壁との間には、２つのバネ部材４９ａ、４９ｂがコマ部材４８を両側からはさむように設けられる。

ここで、切り替え手段が図４に示すクラッチギア３４がギア３７と噛み合った状態から、図４に破線で示したクラッチギア３４とギア３５が噛み合った状態に切り替える動作を説明する。

制御部Ｃによる切り替えモータ４５の駆動により、送りネジ４６が回転することで、送り部材４７が送りネジの軸方向（光軸方向）に移動する。すると、送り部材４７とコマ４８の間に有るバネ４９ａが縮むことでコマ４８を付勢する。コマ４８は、クラッチギア３４をギア３５に向けて付勢する。

クラッチギア３４がコマ部材４８に付勢された状態で、ギア３５の歯とクラッチギア３４の歯が噛み合う位相関係になると、クラッチギア３４は図４上において破線で描かれた位置まで移動してギア３５に噛み合う。

以上の動作により、駆動モータ３１の駆動力がギア３５に伝達できるようになる。

本実施例においては図４に破線で示したクラッチギア３４がギア３５に噛み合う状態が第１の駆動伝達部に動力源である駆動モータ３１が接続された状態である。本実施例における第１の駆動伝達部は、ギア３５、ギア３５と一体となって回転するプーリ３６、カム部材５、カム部材５と一体となって回転するプーリ１４、およびプーリ３６とプーリ１４を連結する歯付きベルト１３で構成されている。

この第１の駆動伝達部によって、カムフォロア４ａおよびレンズ保持枠２ａに第１の駆動力が伝達される。

なお、第１の駆動伝達部を構成するギア３５、プーリ３６、プーリ１４の配置や構成は本実施例に限られない。例えばギア３５が撮像面側に設けられてもよい。ギアのみを介してカム部材と接続する構成でもよい。

一方、図４に実線で示すクラッチギア３４がギア３７と噛み合っている状態が、第２の駆動伝達部に動力源である駆動モータ３１が接続された状態である。本実施例における第２の駆動伝達部は、ギア３７、ギア３７と一体となって回転するプーリ３８、プーリ４０、プーリ３８とプーリ４０を連結する歯付きベルト３９を有する。更に第２の駆動伝達部は、実施例１と異なり、プーリ４０と一体となって回転するワイヤドラム４１、２本のワイヤ４２ａ、４２ｂ、固定枠８に固定された、ガイド４３、を有する。

この第２の駆動伝達部によって、ワイヤ固定部（腕部）４４およびレンズ保持枠２ａに第２の駆動力が伝達される。本実施例においては、第１、第２の駆動伝達部で共通の動力源である駆動モータ３１を用いる。言い換えれば、駆動モータ３１は前述の第１の駆動力、および第２の駆動力の動力源である。

駆動モータ３１ギア３７に伝えられた第２の駆動力は、ギア３７と一体となって回転するプーリ３８に伝わる。また、歯付きベルト３９を介して、プーリ４０に伝わる。さらにプーリ４０と一体となって回転するワイヤドラム４１に伝わる。

ワイヤドラム４１には、２本のワイヤ４２ａ、４２ｂが、２本の巻き付け方向が逆方向になるように巻き付けられている。ワイヤ４２ａ，４２ｂは光軸方向に沿って延び、ガイド４３を経由して、第１のレンズ保持枠２ａのワイヤ固定部４４を光軸方向前後に挟むように固定されている。

この構成によって、ワイヤドラム４１が回転すると第１のレンズ保持枠２ａの光軸方向の前後に接続された２本のワイヤ４２ａ，４ｂのうち、一方がワイヤドラム４１に巻きつけられる。同時に、２本のワイヤ４２ａ，４ｂのうち他方は引き出される。したがってレンズ保持枠２ａは光軸方向に駆動（牽引）される。

なお、本実施例においても第１の実施例と同様に、検出手段（不図示）によって取得された第１のレンズ７ａの位置の情報に応じて、その位置におけるカムの負荷、カムリフト角θの角度等に基づき、制御部Ｃが駆動力の切り替えを行うことができる。本実施例では、共通の動力源が供給する駆動力であって第１の駆動伝達部を伝達される第１の駆動力、および、第２の駆動伝達部を伝達される第２の駆動力の配分の割合を１００：０、もしくは０：１００に制御していることになる。

以上のように動力源を、第１の駆動伝達部に接続するか、第２の駆動伝達部に接続するかを切り替えるクラッチ機構を設けることで、レンズ保持枠の駆動モータは１つであっても効率的なレンズ保持枠の駆動が可能になる。

なお本実施例においては、送りネジを利用したクラッチ機構を利用した例を提示したが、このクラッチ機構は他の型式であっても構わない。例えば電磁クラッチを利用して切り替えを瞬間的に行えるようにすることで、よりスムーズな切り替えが可能になる。

また、クラッチの切り替えをカム部材の回転やレンズ保持枠の光軸方向移動と連動させて行うようにしてもよい。実施例２の変形例として、図５にはこの例を示す。

図５に示す例では、カム部材５の先端に設けたギア５０ａと、送りネジ４６側に設けたギア５０ｂとが噛み合うことで、カム部材５の回転に伴い送りネジ４６が回転する。すなわち、このカム部材５の回転に連動する送りねじ４６はレンズ７ｂの位置の情報を取得する検出手段として機能することになる。送りねじ４６は、各ギアの配置等の設定によって予め定められたレンズ７ａの位置において、クラッチ機構（クラッチギア３４等）を駆動させる。

図５に示す例では、以上の機構が駆動力の制御部としての役割を果たし、切り替え手段を駆動させることができる。

図５に示す例ではカム部材５と連動する送りねじ４６の送り量がレンズの位置に追従するので、レンズの位置に応じた駆動量の制御を可能にする検出手段となる。同時に、各ギアの配置等の設定に応じてクラッチ機構を駆動させるレンズ位置を決める制御部となる。つまり図５に示す例ではカム部材５の動力源である駆動モータ３１をクラッチの動力源としても、レンズ位置の検出手段としても、駆動量（の配分）の制御部としても用いることができるのでレンズ鏡筒の小型化、省電力化に有利な効果を得ることができる。

以上の実施例においてはレンズ鏡筒について説明したが、本発明は、撮像素子を含むカメラと、カメラに被写体からの光を導くレンズ装置と、を有する撮像装置においても適用可能である。このような撮像装置に用いられる場合には、前述のカメラに被写体からの光を導くレンズ装置として、本実施形態のレンズ鏡筒を用いることが望ましい。これにより効率的にレンズを駆動することのできる撮像装置を提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ レンズ鏡筒
２ａ レンズ保持枠
３ａ カム溝
４ａ カムフォロア
５ カム部材
８ 固定枠
１１ 第１の駆動モータ
２１ ベルト接続部

Claims (10)

1. レンズを保持し、カムフォロアを有するレンズ保持枠と、
   前記レンズ保持枠を移動可能に保持する固定枠と、
   前記カムフォロアに係合し、前記レンズ保持枠の移動量を決めるカム形状を有するカム部材と、
   を備えるレンズ鏡筒であって、
   前記カムフォロアに第１の駆動力を伝達する、前記カム部材を含む第１の駆動伝達部と、
   前記レンズ保持枠に第２の駆動力を伝達する、前記第１の駆動伝達部と異なる第２の駆動伝達部と、を備え、
   前記第１、第２の駆動伝達部の光軸方向における相対位置が一定である
   ことを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記固定枠には光軸方向に沿って開口が形成され、
   前記レンズ保持枠は前記開口から固定枠の外周部に突出した腕部を有し、
   前記第２の駆動伝達部は、前記腕部に前記第２の駆動力を伝達する
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記レンズの位置の情報を取得する検出手段を有し、
   前記検出手段の取得する情報に基づいて、前記第１、第２の駆動力を制御する制御部を有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記制御部は、前記カムフォロアが係合する位置における前記カム形状の接線方向と光軸方向のなす角のうち鋭角側の角度が大きい場合に前記第１の駆動力を前記第２の駆動力に対して相対的に大きくし、前記角度が小さい場合に前記第２の駆動力を前記第１の駆動力に対して相対的に大きくするように制御する
   ことを特徴とする請求項３に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記レンズの位置の情報を取得する検出手段を有し、
   前記検出手段の取得する情報に基づいて、前記第１、第２の駆動力の配分の割合を制御する制御部を有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ鏡筒。
6. 第１、第２の動力源を有し、
   前記制御部は、前記第１、第２の動力源がそれぞれ発生する第１、第２の駆動力を制御する
   ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
7. 動力源と、
   前記動力源を前記第１の駆動伝達部に接続するか、前記第２の駆動伝達部に接続するかを切り替える切り替え手段と、を有し、
   前記制御部は、前記切り替え手段を制御することで前記第１、第２の駆動力を制御する
   ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
8. 前記検出手段は前記カム部材の回転に連動する送りネジであり、
   前記切り替え手段はクラッチ機構であり、
   前記制御部は、前記送りネジが前記レンズの位置に応じて前記クラッチ機構を駆動させるように構成される
   ことを特徴とする請求項７に記載のレンズ鏡筒。
9. 撮像素子を含むカメラと、
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒と、
   を有することを特徴とする撮像装置。
10. レンズを保持し、カムフォロアを有するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を移動可能に保持する固定枠と、前記カムフォロアに係合し、前記レンズ保持枠の移動量を決めるカム形状を有するカム部材と、前記カムフォロアに第１の駆動力を伝達する、前記カム部材を含む第１の駆動伝達部と、前記レンズ保持枠に第２の駆動力を伝達する、前記第１の駆動伝達部と異なる第２の駆動伝達部と、を備え、前記第１、第２の駆動伝達部の光軸方向における相対位置が一定であるレンズ鏡筒の制御方法であって、
    前記制御部は前記レンズの現在の位置の情報を取得する工程と、
    前記レンズの位置の情報に基づいて前記第１、第２の駆動力を決定する工程と、
    前記決定に基づいて前記第１、第２の駆動力を制御する工程と、
    を有することを特徴とするレンズ鏡筒の制御方法。

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