(57)【要約】【課題】外部からの衝撃などによる喰いつき現象が発生した場合の動作不能状態を抑えるのに有利なレンズ鏡筒を提供する。【解決手段】レンズ鏡筒１は、第１レンズＬ３を保持する第１移動枠４と、第２レンズＬ４を保持し、第１移動枠４の可動範囲とオーバーラップする範囲を含む可動範囲で光軸方向に移動可能な第２移動枠５とを有する。ここで、第１移動枠４を駆動する第１駆動機構は、駆動源３１により回転する送りネジ３２と、送りネジ３２に係合し、第１移動枠４に接続されたラック３３とを含む。制御部１２は、第１駆動機構の送りネジ３２とラック３３との喰いつきにより第１移動枠４の移動が行えないとき、第２移動枠５を第１移動枠４に押し付けることで第１移動枠４の喰いつきを解除させるように第２駆動源４０を制御する。【選択図】図３
2014021255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１レンズおよび第２レンズを有するレンズ鏡筒であって、
前記第１レンズを保持し、光軸方向に移動可能な第１移動枠と、
前記第２レンズを保持し、前記第１移動枠の可動範囲とオーバーラップする範囲を含む可動範囲で光軸方向に移動可能な第２移動枠と、
第１駆動源を含み、前記第１移動枠を駆動する第１駆動機構と、
第２駆動源を含み、前記第２移動枠を駆動する第２駆動機構と、
前記第１駆動源および前記第２駆動源の動作を独立して制御可能な制御部と、を有し、
前記第１駆動機構または前記第２駆動機構の少なくとも一方は、前記駆動源により回転する送りネジと、該送りネジに係合し、前記第１移動枠または前記第２移動枠に接続されたラックとを含み、
前記制御部は、前記第１駆動機構の前記送りネジと前記ラックとの喰いつきにより前記第１移動枠の移動が行えないとき、前記第２移動枠を前記第１移動枠に押し付けることで前記第１移動枠の前記喰いつきを解除させるように前記第２駆動源を制御することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記第１移動枠の基準位置を検出する第１検出部と、
前記第２移動枠の基準位置を検出する第２検出部と、を有し、
前記制御部は、前記第１検出部または前記第２検出部により前記第１移動枠または前記第２移動枠の基準位置を検出する際に、前記喰いつきが発生しているかを判定することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１移動枠に前記喰いつきが発生していると判断したとき、前記第２駆動源により前記第２移動枠を前記第１移動枠に押し付けるよう駆動させるに加え、前記第１駆動源により前記第１移動枠を前記第２移動枠の移動する方向と同じ方向に移動するよう駆動させ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。
【請求項４】
レンズ鏡筒を有する光学機器であって、
前記レンズ鏡筒は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒であることを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ鏡筒、およびそれを用いた光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラやビデオカメラなどの光学機器に用いられるレンズ鏡筒では、ズームレンズやフォーカスレンズなどのレンズは、高い位置精度で駆動制御される。レンズ鏡筒は、このようなレンズの駆動源としてステッピングモータなどのアクチュエータを採用し、レンズは、出力軸に形成された送りネジとそれに係合するラックとで構成された駆動機構により光軸方向に移動される。図１２は、従来の駆動機構の構成を示す斜視図である。駆動機構８０は、例えば、アクチュエータ（ステッピングモータ）８１と、アクチュエータ８１により回転駆動される送りネジ８２と、送りネジ８２と係合し、この送りネジ８２の回転により光軸方向（Ｘ軸方向）に直進移動するラック８３と、支持部８４とを含む。ラック８３は、レンズ８５を備えたレンズユニット８６に連設され、ラック８３の移動に伴い、レンズ８５も光軸方向に移動することになる。図１３は、送りネジ８２とラック８３との係合部分を示す、光軸方向に対して垂直方向（Ｚ軸方向）から見た断面図である。ラック８３は、送りネジ８２に接する送り歯８３ａと、不図示であるがバネ部材によるバネ圧により送り歯８３ａを送りネジ８２に押し付ける押し付け部とを含む。さらに、ラック８３は、通常駆動では送りネジ８２に接しておらず、一方、ラック８３の移動方向に衝撃が加わったときに、送り歯８３ａのネジ山が送りネジ８２のネジ山を越えないように設けられた対向歯８３ｂを含む。
【０００３】
しかしながら、上記のようなラック８３の構造では、ラック８３の弾性変形強度を大きく超えるような強い衝撃が加わると、図１３（ａ）に示すように、送り歯８３ａと対向歯８３ｂとの間隔が広がる可能性がある。このとき、送りネジ８２のネジ山頂点と対向歯８３ｂの頂点とが接するところまで送り歯８３ａと対向歯８３ｂとの間隔が広がると、図１３（ｂ）に示すように、対向歯８３ｂが送りネジ８２のネジ山に引っ掛かる場合がある。この引っ掛かりにより、アクチュエータ８１を駆動しても送りネジ８２に対してラック８３が相対的に移動しにくくなる現象が「喰いつき現象」である。この喰いつき現象がレンズ鏡筒にて発生すると、正常なレンズ駆動が行えなくなるため、結果的に光学機器に必要な変倍動作や合焦動作が正常に行えないことになり望ましくない。
【０００４】
そこで、このような喰いつき現象が発生した場合の対処方法として、特許文献１は、駆動トルクを増大させ、かつ駆動方向を反転させることで、対向歯と送りネジのネジ山との引っ掛かりを外すようにステッピングモータを制御する位置決め装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−８６３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示す位置決め装置では、レンズユニットの重量、喰いつきの強さ、モータトルク、または製品の電圧制限などの関係によって、対向歯と送りネジのネジ山との引っ掛かりを外すための力がモータトルクだけでは不十分な場合がある。
【０００７】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、外部からの衝撃などによる喰いつき現象が発生した場合の動作不能状態を抑えるのに有利なレンズ鏡筒を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、少なくとも第１レンズおよび第２レンズを有するレンズ鏡筒であって、第１レンズを保持し、光軸方向に移動可能な第１移動枠と、第２レンズを保持し、第１移動枠の可動範囲とオーバーラップする範囲を含む可動範囲で光軸方向に移動可能な第２移動枠と、第１駆動源を含み、第１移動枠を駆動する第１駆動機構と、第２駆動源を含み、第２移動枠を駆動する第２駆動機構と、第１駆動源および第２駆動源の動作を独立して制御可能な制御部と、を有し、第１駆動機構または第２駆動機構の少なくとも一方は、駆動源により回転する送りネジと、送りネジに係合し、第１移動枠または第２移動枠に接続されたラックとを含み、制御部は、第１駆動機構の送りネジとラックとの喰いつきにより第１移動枠の移動が行えないとき、第２移動枠を第１移動枠に押し付けることで第１移動枠の喰いつきを解除させるように第２駆動源を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、例えば、外部からの衝撃などによる喰いつき現象が発生した場合の動作不能状態を抑えるのに有利なレンズ鏡筒を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレンズ鏡筒の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るレンズ鏡筒の構成を示す斜視図である。
【図３】図１に対応した制御部の接続を示すブロック図である。
【図４】第３および第４レンズユニットの可動範囲と干渉範囲とを示す図である。
【図５】撮影状態に移行するまでの主動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図６】第１実施形態の基準位置検出シーケンスを示すフローチャートである。
【図７】レンズユニットの位置とズームリセットの出力との関係を示す図である。
【図８】第１実施形態の喰いつき解除シーケンスを示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態に係るレンズ鏡筒の構成を示す図である。
【図１０】第２実施形態の喰いつき解除シーケンスを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態に係る光学機器を示す図である。
【図１２】従来のレンズを光軸方向に移動させる駆動機構を示す図である。
【図１３】図１２に示す機構におけるネジの係合部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係るレンズ鏡筒について説明する。本実施形態のレンズ鏡筒は、デジタルスチルカメラやビデオカメラなどの光学機器に採用、または交換レンズに含まれるものとして接続され得るものであるが、以下、一例としてビデオカメラに搭載（内蔵）されるものとして説明する。図１は、本実施形態に係るレンズ鏡筒１の構成を示す概略断面図である。さらに、図２は、レンズ鏡筒１の各構成部品を示す分解斜視図である。このレンズ鏡筒１は、光軸方向で被写体側から順に並ぶ第１レンズユニットＬ１から第４レンズユニットＬ４までの４つのレンズユニットにより構成された変倍光学系（ズームレンズ系）を含む。第１レンズユニットＬ１は、最も被写体側に存在し、固定レンズを含むレンズ群であり、レンズ移動枠２に保持されている。第２レンズユニットＬ２は、変倍を行うためのレンズ群であり、光軸方向に移動可能とされつつ、バリエータ移動枠３に保持されている。第３レンズユニットＬ３は、光軸に対して直交する方向（以下「直交方向」という）にシフトして像振れを低減するためのレンズ群であり、光軸方向に移動可能とされつつ、シフトユニット４に保持されている。第４レンズユニットＬ４は、焦点調節を行うためのレンズ群であり、光軸方向に移動可能とされつつ、フォーカス移動枠５に保持されている。なお、バリエータ移動枠３、シフトユニット４、およびフォーカス移動枠５の詳細については、後述する。
【００１３】
また、レンズ鏡筒１は、固定鏡筒６と、後部鏡筒７と、ＣＣＤホルダー８と、各種のガイドバーと、不図示の光量調節ユニットとを有する。固定鏡筒６は、第１レンズユニットＬ１を所定の位置に固定するために、前端がレンズ移動枠２を固定保持し、後端が後部鏡筒７に結合している。ＣＣＤホルダー８は、ＣＣＤセンサー（またはＣＭＯＳセンサー）などの撮像素子（光電変換素子）を保持し、前端が後部鏡筒７に結合している。第１ガイドバー９ａおよび第２ガイドバー９ｂは、固定鏡筒６と後部鏡筒７とにより両端が保持され、バリエータ移動枠３を光軸方向に移動可能に支持する。第３ガイドバー１０ａおよび第４ガイドバー１０ｂは、後部鏡筒７とＣＣＤホルダー８とにより両端が保持され、シフトユニット４を光軸方向に移動可能に支持する。第５ガイドバー１１ａおよび第６ガイドバー１１ｂは、後部鏡筒７とＣＣＤホルダー８とにより両端が保持され、フォーカス移動枠５を光軸方向に移動可能に支持する。さらに、光量調節ユニットは、後部鏡筒７に固定され、光学系に入射した光の光量を変化させる。この光量調節ユニットは、グラデーションＮＤフィルターが、絞り羽根とは独立して光路に対して進退できるように構成され、２枚以上の絞り羽根を直交方向に移動させることで開口径を変化させることができる。
【００１４】
次に、バリエータ移動枠３を移動させる駆動機構について説明する。この駆動機構の駆動源としては、支持部材２０を介して後部鏡筒７に固定されるステッピングモータ２１が採用される。このステッピングモータ２１の出力軸には、送りネジ（リードスクリュー）２２が形成されており、送りネジ２２は、バリエータ移動枠３に接続されたラック２３と係合する。すなわち、ステッピングモータ２１は、通電により送りネジ２２を回転させることで、バリエータ移動枠３を光軸方向に移動させることができる。また、ねじりコイルバネ２４は、付勢力によりラック２３とバリエータ移動枠３とのガタ付きを抑える。ここで、バリエータ移動枠３の基準位置は、基板を介して後部鏡筒７に固定されたズームリセット（リセットセンサー）２５が検出する。このズームリセット２５は、バリエータ移動枠３に形成された遮光部２６の光軸方向への移動による遮光状態と透光状態との切り換わりを検出するフォトインタラプタである。さらに、バリエータ移動枠３は、光軸方向に多極着磁されたセンサーマグネット２７を保持している。これに対して、後部鏡筒７のセンサーマグネット２７に対向した位置には、センサーマグネット２７の移動に伴う磁力線の変化を読み取るＭＲセンサー２８が固定されている。ＭＲセンサー２８から出力される信号は、バリエータ移動枠３（第２レンズユニットＬ２）の所定の基準位置からの移動量の検出に参照される。
【００１５】
次に、シフトユニット４を移動させる駆動機構（第１駆動機構）について説明する。この駆動機構の駆動源（第１駆動源）としては、支持部材３０を介して後部鏡筒７に固定されるステッピングモータ３１が採用される。このステッピングモータ３１の出力軸には、送りネジ３２が形成されており、送りネジ３２は、シフトユニット４に接続されたラック３３と係合する。すなわち、ステッピングモータ３１は、通電により送りネジ３２を回転させることで、シフトユニット４を光軸方向に移動させることができる。また、ねじりコイルバネ３４は、付勢力によりラック３３とシフトユニット４とのガタ付きを抑える。ここで、シフトユニット４の基準位置は、基板を介して後部鏡筒７に固定されたズームリセット（第１検出部）３５が検出する。このズームリセット３５は、シフトユニット４に形成された遮光部３６の光軸方向への移動による遮光状態と透光状態との切り換わりを検出するフォトインタラプタである。なお、ズームリセット３５は、シフトユニット４の可動範囲内で、かつフォーカス移動枠５の可動範囲外にあるときに、遮光部３６の遮光状態と透光状態との切り換わりを検出するように予め設定されている。
【００１６】
次に、フォーカス移動枠５を移動させる駆動機構（第２駆動機構）について説明する。この駆動機構の駆動源（第２駆動源）としては、駆動コイル４０と、ドライブマグネット４１と、磁束を閉じるヨーク部材４２とから構成されるフォーカスモータ（ボイスコイルモータ）が採用される。なお、駆動コイル４０は、フォーカス移動枠５に取り付けられている。また、ドライブマグネット４１は、ヨーク部材４２内に設けられ、このヨーク部材４２は、ＣＣＤホルダー８に取り付けられている。フォーカスモータは、駆動コイル４０への通電により、駆動コイル４０とドライブマグネット４１との間に発生する磁力線相互の反発によりローレンツ力を発生させ、フォーカス移動枠５を光軸方向に移動させることができる。ここで、フォーカス移動枠５は、光軸方向に多極着磁されたセンサーマグネット４３を保持している。これに対して、後部鏡筒７のセンサーマグネット４３に対向した位置には、センサーマグネット４３の移動に伴う磁力線の変化を読み取るＭＲセンサー（第２検出部）４４が固定されている。ＭＲセンサー４４から出力される信号は、フォーカス移動枠５（第４レンズユニットＬ４）の所定の基準位置からの移動量の検出に参照される。このとき、フォーカス移動枠５は、メカニカル端に当接した状態を基準位置として検出する。なお、フォーカスモータは、駆動コイル４０に通電がなされた状態（通電状態）でローレンツ力を発生させるが、通電がなされない状態（非通電状態）では駆動力が発生せず、フォーカス移動枠５自身は、自己保持力を持たない状態となる。ここで、「自己保持力」とは、非通電状態にて、移動し得る駆動コイル４０、すなわち駆動コイル４０を取り付けているフォーカス移動枠５を、その場所に停止させておくことができる力をいう。
【００１７】
さらに、レンズ鏡筒１は、上記３つの駆動機構のそれぞれに対して駆動動作を指示する制御部１２を有する。図３は、図１に示す各駆動機構の要部に接続された制御部１２の接続を示すブロック図である。制御部１２は、マイクロプロセッサーを含むマイクロコンピューターからなり、ズームリセットの出力信号や光学機器本体のモードに応じて、各駆動機構の駆動源に制御信号を出力する。さらに、制御部１２は、記憶部１３に接続され、制御部１２のモード情報などを記憶させる。
【００１８】
図４は、第１レンズとしての第３レンズユニットＬ３（第１移動枠としてのシフトユニット４）と、第２レンズとしての第４レンズユニットＬ４（第２移動枠としてのフォーカス移動枠５）とのそれぞれの機械的な可動範囲と干渉範囲とを示す模式図である。図４において、まず、第１位置Ｘ１から第４位置Ｘ４までの矢印範囲は、第３レンズユニットＬ３の可動範囲を示す。ここで、第１位置Ｘ１は、第３レンズユニットＬ３のＴＥＬＥ位置（望遠端）であり、第４位置Ｘ４は、第３レンズユニットＬ３のＷＩＤＥ位置（広角端）である。また、第１位置Ｘ１と第４位置Ｘ４との中間に存在する第３位置Ｘ３は、第３レンズユニットＬ３の初期位置を検出するための、ズームリセット３５にて遮光状態、投光状態を検出する検出位置である。さらに、第２位置Ｘ２から第５位置Ｘ５間での矢印範囲は、第４レンズユニットＬ４の可動範囲を示す。ここで、第２位置Ｘ２は、第４レンズユニットＬ４の至近位置であり、第５位置Ｘ５は、第４レンズユニットＬ４の無限位置である。図４に示すように、第３レンズユニットＬ３と第４レンズユニットＬ４とのそれぞれの機械的な可動範囲は、オーバーラップ（干渉）する範囲を有し、このオーバーラップの範囲は、第２位置Ｘ２と第４位置Ｘ４との間となる。
【００１９】
次に、レンズ鏡筒１による喰いつき状態の解除動作について説明する。上記のとおり、バリエータ移動枠３またはシフトユニット４は、ステッピングモータを駆動させて送りネジを回転させることで、送りネジに係合するラックが移動し、これに伴い光軸方向に移動する。このとき、送りネジと、ラックの送り歯（８３ａ）および対向歯（８３ｂ）とで喰いつき現象が発生すると、レンズ鏡筒（結果的に光学機器）が正しい撮影状態に移行できない。そこで、レンズ鏡筒１は、以下のようなシーケンスを実行することで、バリエータ移動枠３またはシフトユニット４に喰いつき現象が生じていないか判定し、生じていた場合には、喰いつき状態の解除を試みる。なお、以下の説明では、一例として第３レンズユニットＬ３にて喰いつき現象が発生した場合を想定する。
【００２０】
図５は、レンズ鏡筒１を含む光学機器の電源を入れてから撮影状態に移行するまでの主動作シーケンスを示すフローチャートである。まず、制御部１２は、第２レンズユニットＬ２、第３レンズユニットＬ３、および第４レンズユニットＬ４のそれぞれがどの位置にあるかを検出するために、各レンズユニットの基準位置の検出を実施させる（ステップＳ１００：基準位置検出工程）。次に、制御部１２は、各レンズユニットのうち喰いつきにより動作しないものがあるかどうかを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、制御部は、動作しないものがない、すなわち各レンズユニットがすべて正常に動作すると判断した場合には（ＮＯ）、通常の撮影状態に移行する。一方、制御部１２は、動作しないものがあると判断した場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ１０２の喰いつき解除工程に移行する。このステップＳ１０２の後、制御部１２は、喰いつき解除工程により正常に喰いつき状態が解除されたかどうかを判定する（ステップＳ１０３）。ここで、制御部１２は、喰いつき状態が解除されたと判断した場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ１００に戻り、基準位置の検出を再度実施させ、その後、通常の撮影状態に移行する。一方、制御部１２は、喰いつき状態を解除できなかったと判断した場合には（ＮＯ）、製品異常と判断する。以下、上記の基準位置検出工程と喰いつき解除工程とについて詳説する。
【００２１】
図６は、図５のステップＳ１００に対応する基準位置検出工程のシーケンスを示すフローチャートである。なお、この図６では、一例として第３レンズユニットＬ３の基準位置の検出を想定し、ズームリセット３５は、ＨｉｇｈとＬｏｗとの切り替わりを検知するものとする。さらに、図７は、第３レンズユニットＬ３の位置と、ズームリセット３５の出力（リセット出力）との関係を示す図である。まず、制御部１２は、基準位置の検出を開始すると、ズームリセット３５からＨｉｇｈまたはＬｏｗのリセット出力を受信し、第３レンズユニットＬ３が基準位置よりも被写体または撮像素子のいずれの側に位置しているのかを判断する（ステップＳ２００）。ここで、リセット出力は、図７に示すように第３レンズユニットＬ３が基準位置よりも被写体側にある場合にはＨｉｇｈとなり、一方、撮像素子側にある場合にはＬｏｗとなる。そこで、制御部１２は、Ｈｉｇｈのリセット出力を受信した場合には、第３レンズユニットＬ３が被写体側に位置していると判断し、ステッピングモータ３１に対してシフトユニット４を撮像素子側に駆動する（移動させる）命令を送信する（ステップＳ２０１）。そして、制御部１２は、この命令による移動距離が、被写体側のメカニカル端（機械的機構の端部）から基準位置までの距離ＬＬ１よりも長く、かつリセット出力がＬｏｗに切り替わったかどうかを判定する（ステップＳ２０２）。ここで、移動距離が距離ＬＬ１よりも長いにも関わらずリセット出力がＬｏｗに切り替わらない場合には（ＮＯ）、制御部１２は、シフトユニット４が正常に動作していないと判断し（図５のステップＳ１０１のＹＥＳに対応）、ステップＳ１０２に移行する。一方、移動距離を距離ＬＬ１よりも長くしたことでリセット出力がＬｏｗに切り替わった場合には（ＹＥＳ）、制御部１２は、リセット位置を正常に検出できたことになり、ステップＳ２０５に移行する。ステップＳ２０５では、制御部１２は、シフトユニット４の駆動を停止させ、その後、第３レンズユニットＬ３の基準位置の検出を終了する。
【００２２】
一方、制御部１２は、ステップＳ２００にて、Ｌｏｗのリセット出力を受信した場合には、第３レンズユニットＬ３が撮像素子側に位置していると判断する。そして、制御部１２は、ステッピングモータ３１に対して第３レンズユニットＬ３を被写体側に駆動する（移動させる）命令を送信する（ステップＳ２０３）。そして、制御部１２は、この命令による移動距離が、撮像素子側のメカニカル端から基準位置までの距離ＬＬ２よりも長く、かつリセット出力がＨｉｇｈに切り替わったかどうかを判定する（ステップＳ２０４）。ここで、移動距離が距離ＬＬ２よりも長いにも関わらずリセット出力がＨｉｇｈに切り替わらない場合には（ＮＯ）、制御部１２は、第３レンズユニットＬ３が正常に動作していないと判断し（図５のステップＳ１０１のＹＥＳに対応）、ステップＳ１０２に移行する。一方、移動距離を距離ＬＬ２よりも長くしたことでリセット出力がＨｉｇｈに切り替わった場合には（ＹＥＳ）、制御部１２は、リセット位置を正常に検出できたことになり、上記と同様にステップＳ２０５に移行する。
【００２３】
図８は、図５のステップＳ１０２に対応する喰いつき解除工程のシーケンスを示すフローチャートである。なお、この図８でも、図６での例示と合わせ、第３レンズユニットＬ３に喰いつき現象が発生したと想定する。この場合、制御部１２は、第３レンズユニットＬ３を駆動するモータパワーと、隣接する第４レンズユニットＬ４を駆動するモータパワーとを加算させることで、喰いつき状態の解除を試みる。まず、制御部１２は、フォーカスモータを駆動させ、フォーカス移動枠５をシフトユニット４側に移動させる（ステップＳ３００）。このとき、シフトユニット４の駆動は実施しない。次に、制御部１２は、フォーカス移動枠５の移動後に停止した位置を判定する（ステップＳ３０１）。ここで、フォーカス移動枠５が第２位置Ｘ２で停止せず、図４に示す第２位置Ｘ２と第４位置Ｘ４との範囲にある干渉領域で停止した場合には（ＮＯ）、シフトユニット４とフォーカス移動枠５第４とが接触可能である。すなわち、制御部１２は、フォーカス移動枠５がシフトユニット４に対して喰いつき状態の解除を行うための力を付与することができると判断し、ステップＳ３０３に移行する。一方、フォーカス移動枠５が第２位置Ｘ２で停止した場合には（ＹＥＳ）、シフトユニット４は、フォーカス移動枠５と干渉しない領域に位置することになる。すなわち、制御部１２は、フォーカス移動枠５がシフトユニット４に対して喰いつき状態の解除を行うための力を付与することができないと判断し、ステップＳ３０２に移行する。このステップＳ３０２では、制御部１２は、ステッピングモータ３１に対するパワーレートを変更し、シフトユニット４を被写体側へ移動させる駆動を一定時間実施させることで、喰いつき状態の解除を試みる。
【００２４】
次に、ステップＳ３０３では、制御部１２は、まず、フォーカスモータを駆動させ、再度、フォーカス移動枠５をシフトユニット４側に移動させる。これにより、シフトユニット４とフォーカス移動枠５とは、接触した状態となるため、制御部１２は、ＭＲセンサー４４の信号の変化からシフトユニット４の移動量を検出することが可能となる。さらに、制御部１２は、このフォーカス移動枠５の駆動に合わせ、ステッピングモータ３１を駆動させ、シフトユニット４を被写体側に移動させる。これにより、シフトユニット４には、フォーカス移動枠５による押し付け力と、通常のステッピングモータ３１の回転力との２つの力が付荷されるため、従来よりも喰いつき状態を解除できる可能性が高くなる。
【００２５】
次に、制御部１２は、シフトユニット４の喰いつき状態が解除できたかどうかを判定する（ステップＳ３０４）。例えば、前出であるラックの係合部分を示す図１３（ｂ）を参照すると、喰いつき状態における送りネジ８２と送り歯８３ａとのズレ量は、最大でも送りネジ８２のネジピッチＰの１／２である。そこで、制御部１２は、フォーカス移動枠５の移動量が、シフトユニット４を駆動している送りネジ３２のネジピッチの１／２（１／２Ｐ）よりも大きければ（ＹＥＳ）、シフトユニット４の喰いつき状態が解除されたと判断できる。この場合、制御部１２は、ＭＲセンサー４４の信号が、送りネジ３２のネジピッチの１／２変化したことを検知することで判断が可能となる。そして、制御部１２は、図５のステップＳ１００の基準位置検出工程に移行する。一方、制御部１２は、フォーカス移動枠５の移動量が、送りネジ３２のネジピッチの１／２よりも小さければ（ＮＯ）、一定時間、上記の駆動を行わせてもシフトユニット４が移動しなかったと判断し、製品異常と判断する。
【００２６】
このように、レンズ鏡筒１では、喰いつき現象が生じた場合、喰いつき状態にある移動枠を駆動するモータトルクだけでなく、隣り合う移動枠の駆動による押し付け力をも利用することで、喰いつき状態を解除する可能性が向上する。したがって、喰いつき現象に伴う動作不能状態を好適に抑えることができる。
【００２７】
以上のように、本実施形態によれば、外部からの衝撃などによる喰いつき現象が発生した場合の動作不能状態を抑えるのに有利なレンズ鏡筒を提供することができる。
【００２８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るレンズ鏡筒について説明する。本実施形態のレンズ鏡筒の特徴は、特に監視カメラなどの光学機器に搭載（内蔵）されるレンズ鏡筒に、第１実施形態のような喰いつき解除工程を適用する点にある。図９は、本実施形態に係るレンズ鏡筒５０の各構成部品を示す分解斜視図である。このレンズ鏡筒５０は、光軸方向で被写体側から順に並ぶ第１レンズユニットＬ１１から第３レンズユニットＬ１３までの３つのレンズユニットにより構成された変倍光学系（ズームレンズ系）を含む。この各レンズユニットは、それぞれ光軸方向に移動し、間隔を調整することにより変倍作用を行う。さらに、第３レンズユニットＬ１３は、第１レンズユニットＬ１１および第２レンズユニットＬ１２と独立して光軸方向に移動することで、焦点調節作用を行うフォーカス調整の機能も兼ねる。なお、第１レンズユニットＬ１１、第２レンズユニットＬ１２、および第３レンズユニットＬ１３は、第１レンズ移動枠５１、第２レンズ移動枠５２、およびフォーカス移動枠５３にそれぞれ保持されている。
【００２９】
また、レンズ鏡筒５０は、前部固定鏡筒５４と、不図示の３本のビスにより前部固定鏡筒５４に固定される後部鏡筒５５と、カム環５６とを有する。前部固定鏡筒５４は、その外側にカム環５６を回転可能に保持する。カム環５６は、前部固定鏡筒５４にビス止め固定されたモータユニット５７の駆動により回転する。モータユニット５７は、ステッピングモータ５７ａにより駆動され、このステッピングモータ５７ａに入力されたパルスをカウントすることで、カム環５６の回転量を求めることができる。前部固定鏡筒５４とカム環５６との間に設けられたカム環付勢バネ５４ａは、カム環５６を光軸方向に対して直交する方向（直交方向）に付勢し、前部固定鏡筒５４とカム環５６との直交方向のガタ取りを行う。ウェーブワッシャ５８および後部プレート５９は、前部固定鏡筒５４と後部鏡筒５５との間で挟持されることで、カム環５６を前部固定鏡筒５４に向かう方向に付勢し、光軸方向の位置決めを行う。
【００３０】
第１レンズユニットＬ１１は、第１レンズ移動枠５１の直交方向に設けられた３本のカムピン５１ａを有する。これらのカムピン５１ａは、前部固定鏡筒５４に設けられた直進案内溝５４ｂと、カム環５６の内側に設けられたカム溝５６ａとに係合している。したがって、第１レンズユニットＬ１１は、カム環５６が回転することにより、前記直進案内溝５４ｂとカム溝５６ａとに案内されて光軸方向に移動する。第２レンズ移動枠５２は、前部固定鏡筒５４と後部鏡筒５５との間で両端を支持された第１ガイドバー５２ａおよび第２ガイドバー５２ｂにより、光軸方向に移動可能に保持されている。また、第２レンズ移動枠５２は、カム環５６の外周に形成されたカム溝５６ｂに係合するカムピン５２ｃを有する。したがって、第２レンズ移動枠５２は、第１レンズユニットＬ１１と同様に、カム環５６が回転することにより、光軸方向に移動する。すなわち、レンズ鏡筒５０では、第１レンズユニットＬ１１と第２レンズユニットＬ１２とがカム環５６の回転により光軸方向に相対的に移動する。したがって、レンズ鏡筒５０の変倍動作は、定められた基準位置からのカム環５６の回転角により制御可能である。ここで、第２レンズ移動枠５２の基準位置は、フレキシブルプリント基板６０を介して後部鏡筒５５に固定されたズームリセット６１が検出する。このズームリセット６１は、第２レンズ移動枠５２に形成された遮光部５２ｄの光軸方向への移動による遮光状態と透光状態との切り換わりを検出するフォトインタラプタである。
【００３１】
フォーカス移動枠５３は、前部固定鏡筒５４と後部鏡筒５５との間で両端を支持された第３ガイドバー５３ａにより、光軸方向に移動可能に保持されている。フォーカス移動枠５３を駆動する駆動機構の駆動源としては、支持部材６２を介して後部鏡筒５５に固定されるステッピングモータ６３が採用される。このステッピングモータ６３の出力軸には、送りネジ６４が形成されており、送りネジ６４は、フォーカス移動枠５３に接続されたラック５３ｂと係合する。すなわち、ステッピングモータ６３は、通電により送りネジ６４を回転させることで、フォーカス移動枠５３を光軸方向に移動させることができる。また不図示であるが、ねじりコイルバネが存在し、このねじりコイルバネは、その付勢力によりラック５３ｂとフォーカス移動枠５３とのガタ付きを抑える。ここで、フォーカス移動枠５３の基準位置は、フレキシブルプリント基板６０を介して後部鏡筒５５に固定されたフォーカスリセット６５が検出する。このフォーカスリセット６５は、フォーカス移動枠５３に形成された遮光部５３ｃの光軸方向への移動による遮光状態と透光状態との切り換わりを検出するフォトインタラプタである。
【００３２】
さらに、レンズ鏡筒５０は、光量調節ユニット６６と、ＩＲ保持枠６７と、ＩＲリセット６８と、撮像素子フォルダー６９とを有する。光量調節ユニット６６は、後部鏡筒５５に固定され、光学系に入射した光の光量を変化させる。この光量調節ユニット６６は、２枚以上の絞り羽根を直交方向に移動させることで開口径を変化させ、取り込む像の明るさを調整することができる。ＩＲ保持枠６７は、ＩＲカットフィルター６７ａとダミーガラス６７ｂとを保持し、適宜直交方向に移動してＩＲカットフィルター６７ａとダミーガラス６７ｂとを切り替えることで、赤外光を透過させたり遮光したりする。ここで、ＩＲ保持枠６７の基準位置は、フレキシブルプリント基板６０を介して撮像素子フォルダー６９に固定されたＩＲリセット６８が検出する。このＩＲリセット６８は、ＩＲ保持枠６７に形成された不図示の遮光部の光軸方向への移動による遮光状態と透光状態との切り換わりを検出するフォトインタラプタである。さらに、撮像素子フォルダー６９は、その後部にて、不図示のＣＣＤセンサーやＣＭＯＳセンサーなどの撮像素子を保持する。
【００３３】
次に、レンズ鏡筒５０における第２レンズ移動枠５２とフォーカス移動枠５３とのそれぞれの機械的な可動範囲と干渉範囲とについて説明する。ここで、本実施形態での機械的な可動範囲と干渉範囲とは、第１実施形態での図４に示すものと基本的に同様である。以下、一例として、図４でいうシフトユニット４およびフォーカス移動枠５は、本実施形態では、第２レンズ移動枠５２およびフォーカス移動枠５３にそれぞれ相当するものと想定する。まず、第１位置Ｘ１から第４位置Ｘ４までの矢印範囲は、第２レンズ移動枠５２の可動範囲を示す。ここで、第１位置Ｘ１は、第２レンズ移動枠５２のＴＥＬＥ位置（望遠端）であり、第４位置Ｘ４は、第２レンズ移動枠５２のＷＩＤＥ位置（広角端）である。また、第１位置Ｘ１と第４位置Ｘ４との中間に存在する第３位置Ｘ３は、第２レンズ移動枠５２の初期位置を検出するための、ズームリセット６１にて遮光、投光状態を検出する検出位置である。さらに、第２位置Ｘ２から第５位置Ｘ５間での矢印範囲は、フォーカス移動枠５３の可動範囲を示す。ここで、第２位置Ｘ２は、フォーカス移動枠５３の至近位置であり、第５位置Ｘ５は、フォーカス移動枠５３の無限位置である。この場合も、第２レンズ移動枠５２とフォーカス移動枠５３とのそれぞれの機械的な可動範囲は、オーバーラップする範囲を有し、このオーバーラップの範囲は、第２位置Ｘ２と第４位置Ｘ４との間となる。
【００３４】
図１０は、第１実施形態での図５のステップＳ１０２および図８に対応した本実施形態における喰いつき解除工程のシーケンスを示すフローチャートである。なお、この図１０では、フォーカス移動枠５３に喰いつき現象が発生したと想定する。第１実施形態では、第３レンズユニットＬ３を駆動するモータパワーと、隣接する第４レンズユニットＬ４を駆動するモータパワーとを加算させることで、喰いつき状態の解除を試みた。これに対して、本実施形態では、第３レンズユニットＬ１３を駆動するモータパワーと、カム環５６を駆動するモータパワー（第２レンズユニットＬ１２を駆動するモータパワー）とを加算させることで、喰いつき状態の解除を試みる。なお、レンズ鏡筒５０を含む光学機器の電源を入れてから撮影状態に移行するまでの主動作シーケンスは、第１実施形態の図５に示す主動作シーケンスと同様である。さらに、フォーカス移動枠５３の基準位置検出工程のシーケンスも、第１実施形態の図６に示すシーケンスと同様である。
【００３５】
第１実施形態の制御部１２に対応する本実施形態の制御部は、まず、フォーカス移動枠５３の喰いつき位置を検出する。このとき、制御部は、ステッピングモータ５７ａの駆動トルクを第２レンズ移動枠５２が移動できる最低限の低トルクまで落とし、第２レンズ移動枠５２を撮像素子側に移動させる（ステップＳ４００）。このときの第２レンズユニットＬ１２の移動量は、基準位置から撮像素子側の端までの距離とする。ここで、第２レンズ移動枠５２とフォーカス移動枠５３とが干渉すると、第２レンズ移動枠５２に加わる負荷が増大するため、ステッピングモータ５７ａが脱調して、第２レンズ移動枠５２は、フォーカス移動枠５３と接触した位置で止まる。また、第２レンズ移動枠５２は、ステッピングモータ５７ａによるカム環５６の回転により駆動されるため、制御部は、ステッピングモータ５７ａに入力したパルス数を数えることで、第２レンズ移動枠５２移動量を求めることができる。次に、制御部は、第２レンズ移動枠５２を被写体側に駆動し、基準位置の検出を実施させる（ステップＳ４０１）。ここで、ステップＳ４００とステップＳ４０１とでの第２レンズ移動枠５２の移動量は、喰いつき位置が第２レンズ移動枠５２の移動範囲の途中にあれば、イコールの関係にはならない。この場合、ステップＳ４０１にて第２レンズ移動枠５２が移動して止まった位置をフォーカス移動枠５３の喰いつき位置と判断する。したがって、制御部は、次にステップＳ４００とステップＳ４０１とでの第２レンズ移動枠５２の移動量がイコールの関係にあるかどうかを判定する（ステップＳ４０２）。ここで、制御部は、各移動量がイコールの関係にあると判断した場合には（ＹＥＳ）、フォーカス移動枠５３が喰いつき状態にはないと判断し、図５のステップＳ１００の基準位置検出工程に移行する。一方、制御部は、各移動量がイコールの関係にないと判断した場合には（ＮＯ）、フォーカス移動枠５３が喰いつき状態にあると判断し、以下のステップＳ４０３に移行する。
【００３６】
次に、制御部は、第２レンズ移動枠５２をステップＳ４０１での移動量分だけ撮像素子側に移動させる（ステップＳ４０３）。この時点で、第２レンズ移動枠５２は、フォーカス移動枠５３の手前に位置することになる。次に、制御部は、第２レンズ移動枠５２とフォーカス移動枠５３との駆動トルクが最大になるように、各ステッピングモータ５７ａ、６３を制御し、第２レンズ移動枠５２とフォーカス移動枠５３とを撮像素子側に駆動させる（ステップＳ４０４）。ここで、駆動トルクを最大にする方法としては、例えば、各ステッピングモータ５７ａ、６３に対するパワーレートをそれぞれ１００％以上に設定すればよい。次に、制御部は、再度、第２レンズ移動枠５２の基準位置を検出するまで第２レンズ移動枠５２を被写体側に移動させ（ステップＳ４０５）、引き続き、このときの移動量がステップＳ４０１での移動量と同じかどうかを判定する（ステップＳ４０６）。ここで、制御部は、ステップＳ４０１での移動量と同じであると判断した場合には（ＹＥＳ）、フォーカス移動枠５３の喰いつき状態が解除されたと判断し、図５のステップＳ１００の基準位置検出工程に移行する。一方、制御部は、ステップＳ４０１での移動量と異なると判断した場合には（ＮＯ）、フォーカス移動枠５３の喰いつき状態が解除されなかったとして、製品異常と判断する。このように、本実施形態によれば、第１実施形態のレンズ鏡筒１と構成が異なる場合でも、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００３７】
（光学機器）
本発明の実施形態に係る光学機器は、デジタルスチルカメラやビデオカメラなどの撮像装置などであり、搭載（内蔵）される撮影光学系として、または接続される交換レンズとして上記実施形態で示したレンズ鏡筒を採用し得る。図１１は、本発明の一実施形態に係る光学機器としてのビデオカメラを示す図である。このビデオカメラは、カメラ本体７０内に、変倍機能を有するレンズ鏡筒７１を含む。さらに、カメラ本体７０内には、レンズ鏡筒７１内の撮影光学系により形成された被写体像を記録するための撮像素子が収納されている。本実施形態の光学機器は、このレンズ鏡筒７１として上記実施形態に示すレンズ鏡筒を採用することで、外部からの衝撃などによる喰いつき現象が発生した場合の動作不能状態を抑えるのに有利となり得る。
【００３８】
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、上記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。
【符号の説明】
【００３９】
１    レンズ鏡筒
４    シフトユニット
５    フォーカス移動枠
１２  制御部
３１  ステッピングモータ
３２  送りネジ
３３  ラック
４０  駆動コイル
Ｌ３  第３レンズユニット
Ｌ４  第４レンズユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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