(57)【要約】【課題】構成が簡易でコンパクト化が可能であり高い信頼性と耐久性を兼ね備えた安価なレンズ装置を提供する。【解決手段】レンズ系の焦点距離を変更するズーム機構と、レンズ系の結像位置を調節するフォーカス機構と、前記ズーム機構および前記フォーカス機構に駆動力を供給し駆動方向の逆転が可能な駆動源１と、前記ズーム機構およびフォーカス機構に駆動力を伝達するための駆動力伝達部Ｔとを備え、駆動力伝達部Ｔは、駆動源１の駆動方向が反転してから一定範囲の間は、前記フォーカス機構へのみ駆動力を伝達し、前記ズーム機構への駆動力の伝達を遮断する不感帯Ｎを有する構成とする。【選択図】  図１
2006154173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２群以上のレンズを保持する複数のレンズ枠と、該レンズ枠の各々を所定の連係動作で光軸に沿う方向に移動させることによりレンズ系の焦点距離を変更するズーム機構と、前記レンズ枠の少なくとも１つ又は全部を光軸に沿う方向に移動させることによりレンズ系の結像位置を調節するフォーカス機構と、前記ズーム機構および前記フォーカス機構に駆動力を供給し駆動方向の反転が可能な駆動源と、前記ズーム機構および前記フォーカス機構に前記駆動源からの駆動力を伝達する駆動力伝達部と、を備え、
前記駆動力伝達部は、前記駆動源の駆動方向が反転してから一定範囲の間は、前記ズーム機構もしくは前記フォーカス機構のいずれか一方への駆動力の伝達を遮断する不感帯を有することを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
前記不感帯は、前記ズーム機構もしくは前記フォーカス機構のいずれか一方に設けられた伝達ピン部を遊嵌させるために他方に設けられる伝達溝部により形成され、前記伝達ピン部が前記伝達溝部の両端末に当接しない前記所定範囲内の位置にあるときには、駆動力を伝達しないことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記不感帯は、前記ズーム機構もしくは前記フォーカス機構のいずれか一方に設けられた伝達ピン部を当接させるために他方に所定の間隔をおいて設けられた当接部により形成され、前記伝達ピン部が前記当接部に当接しない前記所定範囲内の位置にあるときには、駆動力を伝達しないことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラや携帯用電子機器等に搭載されるレンズ装置に係り、詳しくは、ズーム機構とフォーカス機構を単一の駆動源で作動させるようにしたレンズ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ズーム機構とフォーカス機構を備えたレンズ装置として、例えば、２つの駆動源を備え、ズーム動作の指示が与えられるとズーム駆動用モータが回転し、その回転がズームカム環に伝えられ、ズームレンズ群が前後移動してズーム動作が行われ、フォーカス動作の指示が与えられるとフォーカス駆動用モータが回転し、その回転がフォーカスカム環に伝えられ、フォーカスレンズ群が前後移動してフォーカス動作が行われるようにしたものは公知である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ズーム・フォーカス駆動兼用モータを備え、いわゆるステップズーム動作を行うようにしたレンズ装置も提案されている。このようなレンズ装置は、例えば、以下のように構成される。即ち、ズームカム環上にはズームカムのみならずフォーカスカムも設けられており、ズーム動作の指示が与えられるとズーム・フォーカス駆動兼用モータが回転し、その回転がズームカム環に伝えられる。ズームカム環上のズームカム曲線は広角側から望遠側までの間で二つ以上の有限個の区間に分けられている。
【０００４】
そして、ある区間から隣接する区間へカムフォロワが移動する際には、ズームカム環の回転に伴いズームレンズ群が前後移動してズーム動作が行われる。一方で一つの区間内の領域に注目すると、ズームカム環の回転に伴ってフォーカスレンズ群がズームレンズ群に対し相対的に前後動し、以ってレンズ系全体としてピント位置を前後させることによりフォーカス動作が行われ、この間、レンズ系全体としての結像倍率はほとんど変化せず、ズーム動作は発現しないように構成される（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、単一の駆動源からの駆動力を、切換え手段を介して、変倍用レンズ群を光軸方向に沿って移動させる変倍用移動手段、又は、フォーカス用レンズ群を光軸方向に沿って移動させるフォーカス用移動手段、に選択的に伝達できるようにしたレンズ装置も提案されている。その切換え手段は、例えば、中立位置と、その両側のテレ位置とワイド位置との間で回動自在なズームレバーが、操作者によって、テレ位置又はワイド位置に操作されると、歯車列がズーム駆動機構側に噛み合い、中立位置にあるとき、又は、フォーカス動作の指示が発せられているときには歯車列がフォーカス駆動機構側に噛み合うように構成される（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
あるいは、ズーム・フォーカス駆動兼用モータの出力をフォーカスレンズ群に伝える第一の伝動部と、同じくズームレンズ群に伝える第二の伝動部を備え、ズーム動作とフォーカス動作の切り換えの指示が電気的に与えられると、圧電素子を用いた切り換え用アクチュエータの動作によってそれらの伝動系統が切り換えられるようにしたレンズ装置も提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平０５−２１２３号公報
【特許文献２】特開平０９−３２９７３３号公報
【特許文献３】特開平０９−３２９７３６号公報
【特許文献４】特開平０５−２４９３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述の第一の従来例（特許文献１）では、ズームとフォーカスのそれぞれのために合計２つのアクチュエータ（モータ）を必要とし、コスト面や小型化の点で不利である。また、第二の従来例（特許文献２）においては、ズーム時に実際に使用可能な焦点距離は予めカム上で分けられた区間により定まる限られた段数となり、特にレンズ系が非常に小型である場合には区間を数多くカム部材上に形成することが寸法の制約上極めて困難となり、結果としてその段数が極端に少なくなり実用性が低下してしまう構造上の難点がある。
【０００８】
また、第三の従来例（特許文献３）では、ズームとフォーカスを一つのアクチュエータで実現可能ではあるものの、機械的な構造が複雑化して部品点数が多くなる上に、歯車の噛み合いの切り換えが頻繁に発生するため機械的な損耗による信頼性・耐久性の低下も懸念される。
【０００９】
さらに、第四の従来例（特許文献４）においては、ズーム・フォーカス駆動兼用モータに加えて、圧電素子を用いた切り換え用アクチュエータを設けているため、結果として、２つの駆動源を用いており、可動部分が多くなり部品点数も増え、構造の簡素化やコンパクト化、コストの低減化等が難しくなる。
【００１０】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、構成が簡易でコンパクトでありならが、一つの駆動源にてズームおよびフォーカスに対応可能なレンズ装置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】
【００１１】
（１）本発明のレンズ装置は、少なくとも２群以上のレンズを保持する複数のレンズ枠と、該レンズ枠の各々を所定の連係動作で光軸に沿う方向に移動させることによりレンズ系の焦点距離を変更するズーム機構と、前記レンズ枠の少なくとも１つ又は全部を光軸に沿う方向に移動させることによりレンズ系の結像位置を調節するフォーカス機構と、前記ズーム機構および前記フォーカス機構に駆動力を供給し駆動方向の反転が可能な駆動源と、前記ズーム機構および前記フォーカス機構に前記駆動源からの駆動力を伝達する駆動力伝達部と、を備え、前記駆動力伝達部は、前記駆動源の駆動方向が反転してから一定範囲の間は、前記ズーム機構もしくは前記フォーカス機構のいずれか一方への駆動力の伝達を遮断する不感帯を有することを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、例えば、駆動源を正転方向に駆動させているときにズーム機構（とフォーカス機構）に駆動力を伝達させることで、ズーム動作を行わせことができる。次いで、ズーム動作が終了した後に、駆動源を逆転させることで、不感帯により、所定範囲内でズーム機構へは駆動力を伝達させずにフォーカス機構にのみ駆動力を伝達させ、フォーカス動作を行わせることができる。
【００１３】
このように、所定範囲内で駆動力を伝達しない不感帯を設けた構成が簡易な駆動力伝達部により、（単一の）駆動源の駆動方向を正逆切り換えることで、ズーム動作とフォーカス動作を選択的に行うことができ、装置の部品点数が少なくなり構成が簡素化されコンパクト化も可能となる。
【００１４】
また、駆動力伝達部に不感帯を設けるために複雑な構成は不要であり、その構成を簡易なものとして、可動部品を少なくすることができる。従って、機械的な損耗を少なくして、信頼性と耐久性の向上を図ることができる。
【００１５】
以上より、本発明のレンズ装置によれば、部品点数が少なく構成が簡易で安価でありながら、一つの駆動源のみでズームおよびフォーカスに対応したレンズ装置を供給することができる。
（２）前記不感帯は、前記ズーム機構もしくは前記フォーカス機構のいずれか一方に設けられた伝達ピン部を遊嵌させるために他方に設けられる伝達溝部により形成され、前記伝達ピン部が前記伝達溝部の両端末に当接しない前記所定範囲内の位置にあるときには、駆動力を伝達しないようにしてもよい。例えば、伝達溝部を半円弧状に形成した簡易な構成で、１８０°の範囲で不感帯を形成することができる。
（３）前記不感帯は、前記ズーム機構もしくは前記フォーカス機構のいずれか一方に設けられた伝達ピン部を当接させるために他方に所定の間隔をおいて設けられた当接部により形成され、前記伝達ピン部が前記当接部に当接しない前記所定範囲内の位置にあるときには、駆動力を伝達しないようにしてもよい。このようにすれば、より簡易な構成で不感帯を形成することができ、例えば、当接部を、伝達ピン部の回動軌跡上の直径方向に対向する位置に配設すれば、１８０°の範囲で不感帯を形成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のレンズ装置は、所定範囲内でズーム機構又はフォーカス機構のいずれか一方に駆動力を伝達しない不感帯を設けた構成としており、簡易な駆動力伝達部によって、単一の駆動源で、ズーム機構又はフォーカス機構の何れか一方を選択的に動作させるようにしているので、部品点数が少なく構成が簡易で、安価でありながら高い信頼性と耐久性を具備したレンズ装置を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の最良の実施の形態に係るレンズ装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。
〔実施の形態１〕
図１（ａ）（ｂ）は、ズーム機構とフォーカス機構を具備したレンズ装置の構成説明図、図２はズームカム環と固定筒の組み付け対応図である。これらの図に示すように、このレンズ装置は、駆動源として単一のモータ１を備え、その出力軸に取り付けられたピニオン2 が、フォーカスカム環３と一体固定の歯車３ａに噛み合っている。
【００１８】
フォーカスカム環３は、その本体が円柱状乃至は円筒状に形成され、その外周面に、所定のフォーカスカム曲線をなすフォーカスカム溝４が形成されている。このフォーカスカム溝４には、フォーカスフォロワ部５が摺動自在に嵌入されており、このフォーカスフォロワ部５の基部は、レンズ系の光軸６の方向に沿って移動自在なズームカム環７に突設されている。
【００１９】
ズームカム環７は円筒状に形成され、その周面に、所定のズームカム曲線をなすズームカム溝７ａ，７ｂが形成されている。このズームカム溝７ａ，７ｂには、それぞれズームフォロワ部８ａ，９ａが摺動自在に遊嵌され、ズームフォロワ部８ａは第一群レンズ枠８に突設され、ズームフォロワ部９ａは第二群レンズ枠９に突設されている。なお、８１，９１〜９３はレンズを示す。
【００２０】
これら２つのズームフォロワ部８ａ，９ａは、固定筒１０に光軸６と平行に形成された並進溝１０ａ，１０ｂにも摺動自在に遊嵌しており、これにより、両レンズ枠８，９の移動方向は、光軸６と平行な方向に規制されている。なお、フォーカスカム環３のフォーカスカム溝４とフォーカスフォロワ部５とで、本発明のフォーカス機構の要部を構成している。
【００２１】
一方、フォーカスカム環３と同軸状に伝達環１１が配設されている。即ち、フォーカスカム環３の図示下方に突設した軸３ｂに伝達環１１の軸孔が回動自在に嵌装され、この伝達環１１の外周に形成された歯車部１１ｇが、ズームカム環７の外周に突設形成された歯車部７ｇと噛み合っている。このズームカム環７の近傍にはセンサ１２が配設されており、該センサ１２はコントローラ１３に接続され、コントローラ１３は電源１４及びモータ１に接続されている。なお、伝達環１１の歯車部１１ｇとズームカム環７の歯車部７ｇとで、本発明のズーム機構の要部を構成している。
【００２２】
そして、上述の伝達環１１とフォーカスカム環３との間、即ち、ズーム機構とフォーカス機構の間で駆動力を伝達するための駆動力伝達部Ｔが設けられ、該駆動力伝達部Ｔは、所定範囲内で駆動力を伝達しない不感帯Ｎを有している。駆動力伝達部Ｔは、図１（ｂ）に示すように、フォーカスカム環３に固定された伝達ピン部１６と、その伝達ピン部１６を摺動自在に遊嵌させる半円弧状の伝達溝部１５とにより構成され、この伝達溝部１５の空間が（伝達ピン部１６との間に）不感帯Ｎを形成する。
【００２３】
図示の状態にて、伝達ピン部１６が時計回りに回動すると、フォーカスカム環３から伝達環１１に駆動力が伝達されるが、伝達ピン部１６が反時計回りに回動すると、伝達ピン部１６が伝達溝部１５の一方の端末のピン位置Ｐから離間するため、その伝達ピン部１６が他方の伝達溝部１５の端末のピン位置Ｑに至るまでの角度θ（この例では１８０°）の間では、伝達環１１にはフォーカスカム環３からの駆動力は伝達されない。即ち、ズーム機構にはフォーカス機構から駆動力は伝達されない。
【００２４】
以上のように構成されるレンズ装置の動作について説明すると、まず、撮影者等からのズーム動作を行うための指示に基づきモータ１が正転すると、ピニオン２を介してフォーカスカム環３が回動する。その回動方向が図１（ｂ）において時計回りであれば、伝達溝部１５の一方の端末に当接するピン位置Ｐにある伝達ピン部１６から伝達環１１に回動力が伝達され、フォーカスカム環３と共に伝達環１１も時計回りに回動する。
【００２５】
これにより、歯車部１１ｇ，７ｇを介してズームカム環７が回動すると共に、各レンズ枠８，９のズームフォロワ部８ａ，９ａが固定筒１０の並進溝１０ａ，１０ｂの規制を受けつつズームカム溝７ａ，７ｂ上を摺動し、各レンズ枠８，９は互いに所定の位置関係をとりつつ光軸６に沿う方向に移動して、レンズ系の焦点距離が変化しズーム動作（変倍）が実現する。
【００２６】
その間、ズームカム環７の回動量はセンサ１２により検出され、コントローラ１３に送られる。コントローラ１３は、その検出回動量を監視し、モータ１を制御駆動する。なお、センサ１２はこの位置以外にも、例えば伝達環１１の近傍に設置して伝達環１４の総回動量を検出することによっても同様にモータ１を制御駆動することができる。
【００２７】
ズーム動作が終了した時点では、焦点距離は使用者の所望の変倍状態に達しているが、ピント位置は保証の限りではない。そこで、ズーム動作の終了に引き続き、速やかにフォーカス動作に移行する。フォーカス動作は、モータ１を逆転させることにより行う。即ち、モータ１の逆転により、フォーカスカム環３は、正転時とは逆に、図１（ｂ）において反時計回りに回動する。すると、フォーカスカム環３と一体の伝達ピン部１６は、伝達溝部１５内の当初のピン位置Ｐからピン位置Ｑまで角度θだけ回動する間は、伝達環１１に回動力を伝達しない。
【００２８】
このモータ１の逆転開始後の角度θの範囲内においては、上記のとおり伝達環１１は回動しないため、それと歯車部１１ｇ，７ｇで噛み合うズームカム環７も回動しない。従って、ズームカム溝７ａ，７ｂに対する各レンズ枠８，９のズームフォロワ部８ａ，９ａの嵌入位置も不変であって、レンズ系の焦点距離は変化しない。
【００２９】
その一方で、角度θの範囲内においてもフォーカスカム環３は回動し、フォーカスカム溝４とズームカム環７のフォーカスフォロワ部５との嵌入位置は変化するため、フォーカスカム曲線に従ってズームカム環７及びそれに保持されているレンズ系全体が光軸６に沿って並進移動する。これにより、位置固定に配設されている撮像素子１７に対してレンズ系のピント位置が移動する。従って、図示しない合焦状態検知手段と組み合わせれば、ピント位置を撮像素子１７の表面（光電変換面）上に合わせ込むことができ、フォーカス動作が実現することとなる。
【００３０】
本構成によれば、前述したステップズームの機構とは異なりフォーカス動作はズーム動作に対して独立であるから、広角端と望遠端との間の任意のズーム位置においてフォーカス動作に移行することが可能である。なお、上記構成において、フォーカスカム環３上に描くフォーカスカム曲線は、本ズームレンズの仕様としての最近撮影距離ならびに最遠撮影距離を基準として、全ズーム域に関してピント位置が最も前寄りになる点と最も後寄りになる点との間の範囲を少なくともカバーするだけの並進移動量をズームカム環７に与えられるものでなければならない。
【００３１】
所定値として与えられる角度θは図１（ｂ）では約１８０度としているが、これに限られることなく、フォーカスカム溝４の円周方向の形成長をカバーできていればそれより長くとも短くともよい。実際にはフォーカスカム溝４の円周方向の形成長は、フォーカス動作に必要な上記並進移動量と設計上適切と考えられるフォーカスカム曲線の傾斜角とから定められるため、角度θもそれに準じて決まる。
【００３２】
また、フォーカス動作は、フォーカスカム環３のズーム動作時の正転に対して逆転だけで行うことに限るものではなく、逆転の途中で合焦位置を行き過ぎた場合には、伝達ピン部１６が元のピン位置Ｐに戻るまでの範囲であれば再び正転に転じてフォーカス動作を継続しても何ら問題ない。なお、以上ではズーム動作時にフォーカスカム環３が時計回りに回動するものとして説明したが、これが逆であっても全体の動作の流れは同じである。
【００３３】
ここで、本実施の形態では、モータ逆転開始後の角度θの範囲内においては伝達環１１は回動しないとしたが、現実に実施した場合の部品の寸法関係等によっては各部の摩擦等の影響でわずかながら回動力が伝達環１１に伝達され、フォーカス動作中に焦点距離がずれてしまう可能性も否定はできない。しかし、このようなトラブルは、例えば伝達ピン部１６と伝達溝部１５の間に充分なクリアランスを設定したり、伝達環１１にクラッチ機構を設ける等により防止することができる。
〔実施の形態２〕
本実施の形態に係るレンズ装置では、図３（ａ）（ｂ）に示すように、ズームカム環７を、伝達環１１及びフォーカスカム環３と同軸状に配設している。なお、前実施の形態と同一又は同等部材については同一符号を付す。
【００３４】
フォーカスカム環３の図示下端面には円周方向に所定のフォーカスカム曲線を描くフォーカスカム面１８が形成されている。このフォーカスカム面１８には、ズームカム環７の内側に内方に向けて突設したフォーカスフォロワ部５が摺接自在に付勢当接している。このズームカム環７は、フォーカスカム環３の軸３ｂに回動自在に被嵌される伝達環１１の軸部１１ｂに回動自在かつ軸方向に摺動自在に被嵌され、ズーム環付勢ばね１９によって、フォーカスフォロワ部５がフォーカスカム面１８に常時付勢状態で摺接自在に当接している。このフォーカスカム面１８とフォーカスフォロワ部５とで、本発明のフォーカス機構の要部を構成している。
【００３５】
ズームカム環７の上下両端面には各々円周方向に所定のズームカム曲線２０ａ，２０ｂを描くようにズームカム面２１ａ，２１ｂが形成されている。図の上側のズームカム面２１ａが、第一群レンズ枠８を移動させるために設けられ、下側のズームカム面２１ｂが、第二群レンズ枠９を移動させるために設けられる。
【００３６】
このズームカム面２１ａ，２１ｂには、両レンズ枠８，９にそれぞれ突設形成したズームフォロワ部８ａ，９ａが、レンズ付勢ばね２２，２３により、それぞれ常時付勢状態で摺接自在に当接している。そして、各レンズ枠８，９にそれぞれ形成した軸孔８ｅ、９ｅが、光軸６に沿った方向に固定状態に配設されたガイド軸２４，２５に摺動自在に被嵌しており、両レンズ枠８，９の移動方向が、光軸６に沿う方向にのみ規制されている。このズームカム面２１ａ，２１ｂとズームフォロワ部８ａ，９ａとで、本発明のズーム機構の要部を構成している。
【００３７】
一方、フォーカスカム環３と伝達環１１の間には駆動力伝達部Ｔが設けられ、該駆動力伝達部Ｔは、前実施の形態と同様に、所定範囲内で駆動力を伝達しない不感帯Ｎを有している。即ち、駆動力伝達部Ｔは、図３（ｂ）に示すように、フォーカスカム環３に固定された伝達ピン部１６と、この伝達ピン部１６を摺動自在に遊嵌させる半円弧状の伝達溝部１５とにより構成され、この伝達溝部１５の空間が（伝達ピン部１６との間に）不感帯Ｎを形成する。
【００３８】
図示の状態にて、伝達ピン部１６が時計回りに回動すると、フォーカスカム環３から伝達環１１に駆動力が伝達されるが、伝達ピン部１６が反時計回りに回動すると、伝達ピン部１６が伝達溝部１５の一方の端末のピン位置Ｐから離間するため、その伝達ピン部１６が他方の伝達溝部１５の端末のピン位置Ｑに至るまでの角度θ（この例では１８０°）の間では、伝達環１１にはフォーカスカム環３からの駆動力は伝達されない。
【００３９】
この伝達環１１の外周には、少なくとも一箇所以上、本図では直径方向に一対の凸部１１ａ，１１ａが形成されており、この凸部１１ａ，１１ａが、ズームカム環７の内周面に形成された凹部７ａ，７ａに嵌合する。なお、伝達環１１の側又はズームカム環７の側の少なくとも一方を軸方向に長く形成して、ズームカム環７の伝達環１１に対する軸方向の移動範囲内で凹部７ａと凸部１１ａの嵌合状態が維持されるようにしてある。この例では、ズームカム環７の凹部７ａを軸方向に長く形成している。
【００４０】
以上のように構成されるレンズ装置の動作について説明すると、まず、撮影者等からのズーム動作の指示に基づきモータ１が正転すると、ピニオン２を介してフォーカスカム環３が回動する。その回動方向が図３（ｂ）において時計回りであれば、伝達溝部１５の一方の端末に当接するピン位置Ｐにある伝達ピン部１６から伝達環１１に回動力が伝わるため、フォーカスカム環３と共に伝達環１１も時計回りに回動する。
【００４１】
これにより、伝達環１１の回動は、凹部７ａと凸部１１ａの嵌合を介して、ズームカム環７に伝達される。ズームカム環７が回動すると、各レンズ枠８，９のズームフォロワ部８ａ，９ａがズームカム面２１ａ，２１ｂ上を摺動し、各レンズ枠８，９は互いに所定の相対位置関係をとりつつ光軸６の方向に沿って移動しレンズ系の焦点距離が変化するズーム動作が実現される。その間、ズームカム環７の回転量はセンサ１２により検出され、その検出値はコントローラ１３に送られ、コントローラ１３は、その検出回転量を監視し、モータ１を駆動制御する。
【００４２】
ズーム動作の指示が終了した時点では、焦点距離は使用者の所望の変倍状態に達しているが、ピント位置は保証されない。そこで、ズーム動作の終了に続き速やかにフォーカス動作に入る。フォーカス動作はモータ１を逆転させることにより行う。逆転によりフォーカスカム環３は上記の正転時と逆に図３（ｂ）において反時計回りで回動することになる。するとフォーカスカム環３の伝達ピン部１６は、当初のピン位置Ｐからピン位置Ｑまで角度θだけ回動する間は伝達環１１の伝達溝部１５の中を移動するのみで、伝達環１１に回動力は伝達されない。
【００４３】
このモータ逆転開始後の角度θの範囲内においては、上記のとおり伝達環１１は回動しないため、それと噛み合うズームカム環７も回動しない。従って、ズームカム面２１ａ，２１ｂに対する各レンズ枠８，９のズームフォロワ部８ａ，９ａの接触位置も不変であって、レンズ系の焦点距離は変化しない。
【００４４】
その一方で、角度θの範囲内においてもフォーカスカム環３は回動し、フォーカスカム面１８とズームカム環３のフォーカスフォロワ部５との接触位置は変化してゆく。ゆえにフォーカスカム曲線に従ってズームカム環７及びそれに接触保持されているレンズ系全体が光軸６方向に並進移動する。つまり、位置不変の撮像素子１７に対してレンズ系のピント位置が移動することとなる。従って、図示しない合焦状態検知手段と組み合わせれば、ピント位置を撮像素子１７の表面（光電変換面）上に合わせこむことができ、フォーカス動作が実施可能となる。
【００４５】
前実施の形態と同じく、本構成によれば前述のステップズームの機構と異なりフォーカス動作はズーム動作に対し独立であるから、広角端と望遠端との間の任意のズーム位置においてフォーカス動作に移行することが可能である。なお、フォーカスカム曲線に課せられる条件や角度θおよびフォーカス動作時の正逆転に関する補足などについては前実施の形態と同じである。
〔実施の形態３〕
本実施の形態に係るレンズ装置は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、ズームカム環７を、フォーカスカム環３と同軸状に配設し、かつ、前実施の形態に係る伝達環１１を省き、ズームカム環７によって、その駆動力伝達機能を発揮させるように構成している。なお、前実施の形態と同一又は同等部材については同一符号を付す。
【００４６】
モータ１によって回動されるフォーカスカム環３の端面上には円周方向に所定のフォーカスカム曲線を描くフォーカスカム面１８が形成されている。このフォーカスカム面１８にフォーカスフォロワ部５を接触させるようにズームカム環７が配設されている。即ち、ズームカム環７はフォーカスカム環３の軸３ｂに回動自在かつ摺動自在に被嵌され、ズーム環付勢ばね１９によって、フォーカスフォロワ部５がフォーカスカム面１８に対して常時付勢状態で摺接自在に当接している。このフォーカスカム面１８とフォーカスフォロワ部５とで、本発明のフォーカス機構の要部を構成している。
【００４７】
ズームカム環７の上下両端面には各々円周方向に所定のズームカム曲線２０ａ，２０ｂを描くようにズームカム面２１ａ，２１ｂが形成されている。図の上側のズームカム面２１ａが、第一群レンズ枠８を移動させるために設けられ、下側のズームカム面２１ｂが、第二群レンズ枠９を移動させるために設けられる。
【００４８】
このズームカム面２１ａ，２１ｂには、両レンズ枠８，９にそれぞれ突設形成したズームフォロワ部８ａ，９ａが、レンズ付勢ばね２２，２３により、それぞれ常時付勢状態で摺接自在となるように当接している。そして、各レンズ枠８，９にそれぞれ形成した軸孔８ｅ、９ｅが、光軸６に沿った方向に固定状態に配設されたガイド軸２４，２５に摺動自在に被嵌しており、両レンズ枠８，９の移動方向が、光軸６に沿う方向にのみ規制されている。このズームカム面２１ａ，２１ｂとズームフォロワ部８ａ，９ａとで、本発明のズーム機構の要部を構成している。
【００４９】
ズームカム環７には、フォーカスカム環３に設けた伝達ピン部１６の回動軌跡に対応させて、当接部７ｐ，７ｑが設けられており、この伝達ピン部１６と当接部７ｐ，７ｑによって、駆動力伝達部Ｔが構成され、この駆動力伝達部Ｔは、前各実施の形態と同様に、所定範囲内で駆動力を伝達しない不感帯Ｎを有している。即ち、駆動力伝達部Ｔは、図４（ｂ）に示すように、フォーカスカム環３に固定された伝達ピン部１６と、伝達ピン部１６を当接させる当接部７ｐ，７ｑとにより構成され、この当接部７ｐ，７ｑの間の空間が（伝達ピン部１６との間に）不感帯Ｎを形成する。
【００５０】
以上のように構成されるレンズ装置の動作について説明すると、まず、撮影者等からのズーム動作の指示に基づきモータ１が正転すると、ピニオン２を介してフォーカスカム環3 が回動する。その回動方向が図４（ｂ）において時計回りであれば、一方の当接部７ｐに当接するピン位置Ｐにある伝達ピン部１６から当接部７ｐに回動力が伝達されるため、フォーカスカム環３と共にズームカム環７も時計回りに回動する。
【００５１】
ズームカム環７が回転すると、各レンズ枠８，９のズームフォロワ部８ａ，９ａがズームカム面２１ａ，２１ｂ上を摺動し、各レンズ枠８，９は互いに所定の位置関係をとりつつ光軸６の方向に沿って移動し、レンズ系の焦点距離が変化するズーム動作が実現される。その間、ズームカム環７の回転量はセンサ１２により検出され、その検出値はコントローラ１３に送られ、コントローラ１３は、その検出回転量を監視し、モータ１を駆動制御する。
【００５２】
ズーム動作の指示が終了した時点では、焦点距離は使用者の所望の変倍状態に達しているが、ピント位置は保証されない。そこで、ズーム動作の終了に続き速やかにフォーカス動作に入る。フォーカス動作はモータ１を逆転させることにより行う。逆転によりフォーカスカム環３は上記の正転時と逆に図４（ｂ）において反時計回りで回転することになる。すると、フォーカスカム環３の伝達ピン部１６は、当初のピン位置Ｐからピン位置Ｑまで角度θだけ回動する間は当たり部７ｐと７ｑの間の空間を移動するのみで、ズームカム環７に回動力は伝達されない。
【００５３】
このモータ逆転開始後の角度θの範囲内においては、上記のとおりズームカム環７は回動しないため、ズームカム面２１ａ，２１ｂに対する各レンズ枠８，９のズームフォロワ部８ａ，９ａの接触位置も不変であって、レンズ系の焦点距離は変化しない。
【００５４】
その一方で、角度θの範囲内においてもフォーカスカム環３は回動し、フォーカスカム面１８とズームカム環７のフォーカスフォロワ部５との接触位置は変化してゆく。ゆえにフォーカスカム曲線に従ってズームカム環７及びそれに接触保持されているレンズ系全体が光軸６方向に並進移動する。つまり、位置不変の撮像素子１７に対してレンズ系のピント位置が移動することとなる。従って、図示しない合焦状態検知手段と組み合わせれば、ピント位置を撮像素子１７の表面（光電変換面）上に合わせこむことができ、フォーカス動作が実施可能となる。
【００５５】
前各実施の形態と同じく、本構成によれば前述のステップズームの機構と異なりフォーカス動作はズーム動作に対し独立であるから、広角端と望遠端との間の任意のズーム位置においてフォーカス動作に移行することが可能である。なお、フォーカスカム曲線に課せられる条件や角度θおよびフォーカス動作時の正逆転に関する補足などについては前各実施の形態と同じである。
〔実施の形態４〕
本実施の形態に係るレンズ装置を図５（ａ）（ｂ）及び図６（ａ）（ｂ）に示す。前記各実施の形態では、フォーカス動作の際にレンズ系全体を移動させていたのに対し、本実施の形態では、レンズ系を構成するレンズ群のうちの一部を移動させることでフォーカス動作を行う。具体的には、三群のレンズ枠８１，９，２６のうち第三群レンズ枠２６のみを移動させてフォーカス動作を行う。なお、前実施の形態と同一又は同等部材については同一符号を付す。
【００５６】
モータ１の出力軸に取り付けられたピニオン（歯車）2 に噛み合う歯車３ａの支軸をなす上軸部３ｃには、上部カム環３１を回動自在に被嵌させ、上軸部３ｃと一体の中間軸部３ｄに突設した下軸部３ｅには、下部カム環３２を回動自在に被嵌させ、両カム環３１，３２が軸方向に相対移動自在となるように、上部カム環３１の一部を下部カム環３２に対して同軸状に嵌合させている。
【００５７】
より詳細には、両カム環３１，３２の嵌合部の対向し合う端面は傾斜状に形成されて、かつ、その嵌合面には、互いに噛み合う複数条の縦溝が軸方向に形成され、円周方向には両カム環３１，３２が互いに拘束し合い一体となって回動する一方、軸方向には相互にスライド可能となるように構成されている。
【００５８】
上部カム環３１には、円周方向に所定のズームカム曲線２０ａを描くズームカム面２１ａが形成されており、ズームカム面２１ａには、レンズ付勢ばね２２により、主として焦点距離の変更（ズーム）を行う第二群レンズ枠９のズームフォロワ部９ａを常時付勢状態で当接させている。
【００５９】
下部カム環３２には、円周方向に所定のズームカム曲線２０ｂを描くズームカム面２１ｂが形成されており、ズームカム面２１ｂには、レンズ付勢ばね２３により、主としてフォーカスすなわちピント位置の変更を担う第三群レンズ枠２６のズームフォロワ部２６ａを常時付勢状態で当接させている。なお、上部カム環３１のズームカム面２１ａとズームフォロワ部９ａ、及び、下部カム環３２のズームカム面２１ｂとズームフォロワ部２６ａで、本発明のズーム機構の要部を構成している。
【００６０】
第一群レンズ枠（図示省略）に保持されるレンズ８１は、装置に位置固定に保持されている。また、第二群レンズ枠９と第三群レンズ枠２６は、その軸孔９ｅ、２６ｅが、光軸６に沿った方向に固定状態に配設されたガイド軸２４，２５にそれぞれ摺動自在に被嵌しており、両レンズ枠９，２６の移動方向が、光軸６に沿う方向にのみ規制されている。なお、２６１は第三群レンズ枠２６に保持されているレンズである。
【００６１】
上述の中間軸部３ｄには図示下向きに伝達ピン部１６が突設されており、この伝達ピン部１６を遊嵌させるための伝達溝部１５が下部カム環３２に形成されている。その伝達ピン部１６の先端は、下部カム環３２の内面に設けられた円周方向に所定のフォーカスカム曲線２０ｃを描くフォーカスカム面２１ｃに接触している（フォーカスカム面２１ｃが伝達ピン部１６の先端に付勢状態で摺接自在に当接している）。このフォーカスカム面２１ｃと伝達ピン部１６とで、本発明のフォーカス機構の要部を構成している。また、下部カム環３２の近傍にはセンサ１２が配設されており、コントローラ１３に接続され、そのコントローラ１３には、電源１４及びモータ１が接続されている。
【００６２】
この伝達ピン部１６と下部カム環３２との間には、ズーム機構とフォーカス機構の間で駆動力を伝達するための駆動力伝達部Ｔが設けられ、該駆動力伝達部Ｔは、所定範囲内で駆動力を伝達しない不感帯Ｎを有している。即ち、即ち、駆動力伝達部Ｔは、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、中間軸部３ｄに設けられた伝達ピン部１６と、伝達ピン部１６を当接させる当接部３２ｐ，３２ｑとにより構成され、この当接部３２ｐ，３２ｑの間の半円弧状の溝状空間が（伝達ピン部１６との間に）不感帯Ｎを形成する。
【００６３】
以上のように構成されるレンズ装置の動作について説明すると、まず、撮影者等からのズーム動作の指示に基づきモータ１が正転すると、ピニオン２を介して中間軸部３ｄが回動する。その回動方向が図５（ｂ）において時計回りであれば、一方の当接部３２ｐに当接するピン位置Ｐにある伝達ピン部１６から当接部３２ｐに回動力が伝達されるため、下部カム環３２と共に、上部カム環３１も時計回りに回動する。
【００６４】
上部カム環３１と下部カム環３２が回転すると、各レンズ枠９，２６は互いに所定の位置関係をとりながら光軸６に沿う方向に移動して、レンズ系の焦点距離が変化するズーム動作が実現される。その間においては、下部カム環３２の回転量はセンサ１２により検出され、その検出値はコントローラ１３に送られ、コントローラ１３は、その検出回転量を監視し、モータ１を駆動制御する。
【００６５】
ズーム動作の指示が終了した時点では、焦点距離は使用者の所望の変倍状態に達しているが、ピント位置は保証されない。そこで、ズーム動作の終了に続き速やかにフォーカス動作に入る。フォーカス動作はモータ１を逆転させることにより行う。逆転により中間軸部３ｄは上記の正転時と逆に図５（ｂ）において反時計回りで回転することになる。すると中間軸部３ｄの伝達ピン部１６は、当初のピン位置Ｐからピン位置Ｑまで角度θだけ回動する間は当接部３２Ｐと３２Ｑの間の空間（不感帯）を移動するのみで、下部カム環３２に回動力は伝達されない。
【００６６】
このモータ１の逆転開始後の角度θの範囲内においては、上記のとおり下部カム環３２と上部カム環３１は回動しないため、ズームカム面２１ａ，２１ｂに対する各レンズ枠９，２６のズームフォロワ部９ａ，２６ａの接触位置も不変であって、レンズ系の焦点距離は変化しない。
【００６７】
その一方で、角度θの範囲内においても中間軸部３ｄは回転し、伝達ピン部１６とフォーカスカム面２０ｃの接触位置は変化してゆく。ゆえに図６（ａ）に示すように下部カム環３２は下方に押し下げられて、第三群レンズ枠２６のみが軸方向図示下方に移動する。これにより、位置不変の撮像素子１７に対してレンズ系のピント位置が移動することとなる。従って、図示しない合焦状態検知手段と組み合わせれば、ピント位置を撮像素子１７の表面（光電変換面）上に合わせ込むことができ、フォーカス動作が実現される。
【００６８】
前各実施の形態と同様に、本構成によれば前述のステップズームの機構と異なりフォーカス動作はズーム動作に対し独立であるから、広角端と望遠端との間の任意のズーム位置においてフォーカス動作に移行することが可能である。なお、フォーカスカム曲線に課せられる条件や角度θおよびフォーカス動作時の正逆転に関する補足などについては前記実施の形態１と同じである。また、本実施の形態では、例として、レンズ群を構成する３つのレンズ枠群構成の内、第三群レンズ枠２６を移動させることでフォーカスを行うようにしているが、他のレンズ枠を移動させるようにしてもよい。
【００６９】
なお、本発明は、以上の各実施の形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、必要に応じて、設計変更や改良等は自由であり、例えば、駆動力伝達部に設けられる不感帯は、駆動源の駆動方向が変化したときに所定範囲内で駆動力を伝達しないように構成されればよく、その構成や形式の如何を問わない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明に係るレンズ装置は、所定範囲内で駆動力を伝達しない不感帯を設けた構成が簡易な駆動力伝達部によって、単一の駆動源で、ズーム機構又はフォーカス機構の何れか一方を選択的に動作させるので、コンパクト化や低廉化が要請される小型カメラ等の分野に適用することができる。
【００７１】
本発明に係るレンズ装置は、所定範囲内で駆動力を伝達しない不感帯を設けた構成が簡易な駆動力伝達部によって、単一の駆動源で、ズーム機構又はフォーカス機構の何れか一方を選択的に動作させるので、部品点数が少なく構成が簡易となるため、例えば、小型カメラ等の分野で高い信頼性と耐久性を具備させるのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１に係るレンズ装置の構成説明図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図
【図２】同ズームカム環と固定筒の組み付け対応図
【図３】（ａ）は本発明の実施の形態２に係るレンズ装置の構成説明図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図
【図４】（ａ）は本発明の実施の形態３に係るレンズ装置の構成説明図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図
【図５】（ａ）は本発明の実施の形態４に係るレンズ装置の構成説明図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図
【図６】（ａ）は本発明の実施の形態４に係るレンズ装置の状態が変化したときの構成説明図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図
【符号の説明】
【００７３】
１  駆動源
６  光軸
７  ズームカム環
８，９，２６  レンズ枠
１５  伝達溝部
１６  伝達ピン部
７ｐ，７ｑ、３２ｐ，３２ｑ  当接部
Ｔ  駆動力伝達部
Ｎ  不感帯
【図１】
2006154173.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006154173.tif 000007
【図６】
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