(57)【要約】【課題】ズームレンズと、フォーカスレンズ等の移動部材との干渉を防止することを可能とする光学機器を提供する。【解決手段】ズームレンズを駆動するモータ４０１と、手動操作にしたがってズームレンズを駆動する操作リングとを備える光学機器を設ける。光学機器のモータ制御部５００が、操作リングによってズームレンズが駆動される場合に、ズームレンズの駆動速度と移動部材の位置とに応じて、操作リングによるズームレンズの駆動を妨げる方向の阻止トルクを発生させる。【選択図】図１１
2018081208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ズームレンズを駆動するモータと、
手動操作にしたがって前記ズームレンズを駆動する操作部材と、
前記操作部材によって前記ズームレンズが駆動される場合に、前記ズームレンズの駆動速度と移動部材の位置とに応じて、前記操作部材による前記ズームレンズの駆動を妨げる方向のトルクが発生するように前記モータへの通電を制御する制御手段とを備える
ことを特徴とする光学機器。
【請求項２】
前記制御手段は、前記移動部材が、前記移動部材の駆動制限位置よりも前記ズームレンズに近い位置にある場合に、前記トルクを発生するように前記モータへの通電を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項３】
前記制御手段は、前記操作部材による前記ズームレンズの駆動速度が閾値を超えた場合に、前記トルクを発生するように前記モータへの通電を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項４】
前記操作部材による前記ズームレンズの駆動速度が閾値を超え、かつ、前記移動部材が、前記移動部材の駆動制限位置よりも前記ズームレンズに近い位置にある場合に、前記移動部材を前記ズームレンズと干渉しない領域に退避する退避手段を備える
ことを特徴とする請求項３に記載の光学機器。
【請求項５】
前記制御手段は、前記トルクの発生中に、前記移動部材が、前記移動部材の駆動制限位置よりも前記ズームレンズから離れた位置となった場合に、前記トルクの大きさを所定のレートで低下させる
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項６】
前記移動部材は、第１の駆動制限位置と、前記第１の駆動制限位置より前記ズームレンズに近い第２の駆動制限位置とを有しており、
前記制御手段は、
前記移動部材の位置が、前記第１の駆動制限位置より前記ズームレンズに近い位置になった場合に、前記操作部材による前記ズームレンズの駆動を妨げる方向の第１のトルクを発生し、前記移動部材の位置が、前記第２の駆動制限位置より前記ズームレンズに近い位置になった場合に、前記操作部材による前記ズームレンズの駆動を妨げる方向の第２のトルクを発生し、
前記第２のトルクの発生中に、前記移動部材が前記第２の駆動制限位置より所定の距離だけ前記ズームレンズから離れる方向に移動した場合に、前記発生させるトルクを前記第２のトルクから前記第１のトルクへ変更する
ことを特徴とする請求項５に記載の光学機器。
【請求項７】
前記制御手段は、前記トルクの発生中に、前記ズームレンズの駆動速度が閾値以下になった場合に、前記トルクの大きさを所定のレートで低下させる
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項８】
前記制御手段は、
前記ズームレンズの駆動速度が、第１の閾値を超えた場合に、前記操作部材による前記ズームレンズの駆動を妨げる方向の第１のトルクを発生し、前記ズームレンズの駆動速度が、第１の閾値より大きい第２の閾値を超えた場合に、前記操作部材による前記ズームレンズの駆動を妨げる方向の第２のトルクを発生し、
前記ズームレンズの駆動速度が、前記第２の閾値を超える速度から、前記第２の閾値よりも所定の速度だけ遅い速度に達した場合に、発生させる前記トルクを前記第２のトルクから前記第１のトルクへ変更する
ことを特徴とする請求項７に記載の光学機器。
【請求項９】
前記移動部材は、フォーカスレンズである
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項１０】
被写体光を光電変換して撮像画像を出力する撮像素子を備える
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光学機器として機能する撮像装置。
【請求項１１】
ズームレンズを駆動するモータと、手動操作にしたがって前記ズームレンズを駆動する操作部材とを備える光学機器の制御方法であって、
前記操作部材によって前記ズームレンズが駆動される場合に、前記ズームレンズの駆動速度と、移動部材の位置とに応じて、前記操作部材による前記ズームレンズの駆動を妨げる方向のトルクが発生するように前記モータへの通電を制御する工程を有する
ことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学機器、撮像装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の光学機器は、ズーム鏡筒を備えており、機器本体前面部の鏡筒周りにリング状の回転操作部材を設け、回転操作部材を回転させることにより、手動操作でのズーミングを可能にしている。また、天面にレバー等の部材の操作により、電動モータで鏡筒を駆動し、ズーミングを可能にしている光学機器もある。近年、ズームリングの操作による手動ズーミング機能とレバー操作による電動ズーミング機能の両方が搭載された鏡筒に対するニーズが高まっている。
【０００３】
特許文献１は、鏡筒部側面に手動と電動の切替スイッチを設けて電動操作と手動操作を行うことができるカメラを開示している。特許文献２は、鏡筒に対して２つの入力を実現しているギヤ構成を有し、切替スイッチを設けることなく手動と電動のズーム操作を可能にするレンズ鏡筒を開示している。また、特許文献３、特許文献４は、干渉の可能性があると判断された場合、干渉の可能性がある部材を退避するレンズ鏡筒を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−５８９１４号公報
【特許文献２】特開２０１２−４２６１９号公報
【特許文献３】特開２０１０−１３９７２０号公報
【特許文献４】特開２０１０−１３９７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
手動ズームにおいては、ユーザがどのようなズーム操作をするかわからない。したがって、例えば、ズームを予期せぬ高速で操作される等、カメラシステムとして許容できない操作がされた場合、ズーム動作によって駆動される移動部材が、フォーカスレンズ等、他の鏡筒内部の移動部材と干渉する可能性がある。
【０００６】
また、干渉の可能性があるときに毎回、フォーカスレンズが退避動作を行っていたのでは、それまでの合焦状態を崩すことになり、次に合焦状態となるまでの間にタイムラグを生じ、シャッターチャンスを逃すことになる。
【０００７】
本発明は、手動操作によって、ズームレンズが駆動された際に、フォーカスレンズ等の移動部材との干渉を回避できる光学機器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態の光学機器は、ズームレンズを駆動するモータと、手動による回転操作にしたがって前記ズームレンズを駆動する操作部材と、前記操作部材によって前記ズームレンズが駆動される場合に、前記ズームレンズの位置または速度と、移動部材の位置とに応じて、前記操作部材による前記ズームレンズの駆動を妨げる方向のトルクが発生するように前記モータへの通電を制御する制御手段とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の光学機器によれば、手動操作によって、ズームレンズが駆動された際に、フォーカスレンズ等の移動部材との干渉を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の光学機器の外観を示す図である。
【図２】デジタルカメラのカメラ本体の分解斜視図である。
【図３】鏡筒ユニットと、鏡筒ユニット付近の正面図である。
【図４】沈胴状態を示す断面図である。
【図５】撮影状態を示す断面図である。
【図６】鏡筒ユニットの分解斜視図である。
【図７】固定カム環の内面展開図である。
【図８】駆動環の内面展開図である。
【図９】駆動環への伝達機構の斜視図である。
【図１０】ギヤ列を説明する図である。
【図１１】デジタルカメラのズーム制御部の構成例を示す図である。
【図１２】ズーム駆動処理の例を説明するフローチャートである。
【図１３】手動ズーム処理を説明するフローチャートである。
【図１４】阻止トルクのスイープダウンの例を説明する図である。
【図１５】阻止トルクのスイープダウンの例を説明する図である。
【図１６】レンズ繰出し位置とズームポジションとの関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１６は、レンズ繰出し位置とズームポジションとの関係を説明する図である。
本実施形態の具体的な説明の前提として、図１６（Ａ）を参照して、カメラ制御の中で管理されているズームポジションまたは焦点距離と、レンズの実際の光軸方向への物理的な繰出し位置との関係について説明する。
【００１２】
直線３０１は、各ズーム位置（焦点距離）における、ズームレンズの光軸方向の物理的な繰出し位置を示す。破線３０３は、各ズーム位置（焦点距離）における、フォーカスレンズの繰出し位置として許容される上限位置を示す。破線３０３よりも繰出し量が少ない位置、すなわち図１６（Ａ）の網掛け部にフォーカスレンズが配置されることは、カメラ制御として許容される。また、破線３０３よりも繰出し量が多い位置、すなわち図１６（Ａ）の斜線部にフォーカスレンズが配置されることは、カメラ制御として禁止される。
【００１３】
また、矢印３０５で示される範囲は、撮影動作時におけるズームレンズの移動可能な範囲である。矢印３０７で示される範囲は、撮影動作時にズームレンズの位置、動作に関わらず、フォーカスレンズがズームレンズと干渉することなく駆動できる範囲である。ズームが、電動ズームモータ（以下、単に「モータ」と記述）によって駆動されている場合、カメラは、上記禁止領域にレンズが移動しないように制御する。しかし、手動操作によってズーム操作が行われた場合、撮影者がいかなる操作をするか予期することはできない。
【００１４】
次に、ズームレンズが駆動された時のレンズの動作について、図１６（Ｂ）を参照して説明する。ズームレンズが位置３１１、フォーカスレンズが位置３１３にいるときに、ズームレンズが、位置３１５に駆動されたものとする。位置３１１は、レンズ繰出し位置３２１に対応する。位置３１３は、ズームポジション３１７に対応する。また、位置３１５は、レンズ繰出し位置３２１より距離３２９だけ離れたレンズ繰出し位置３２３に対応する。電動でのズーム動作、手動でのズーム動作いずれの場合も、ズームレンズの駆動に追従して、ズームレンズの位置と被写体の距離との関係で決定されるフォーカスレンズ位置に移動するカム追従動作が行われる。具体的には、フォーカスレンズは、矢印３３１に沿って、位置３３３に駆動する。位置３３３は、ズームポジション３１７より距離３２５だけ離れたズームポジション３１９に対応する。
【００１５】
ここで、フォーカスレンズが駆動可能な最大速を超えた速度でないと追従できないような速い速度でズームを手動操作をした場合を想定する。具体的には、手動操作によって、ズームレンズが、矢印３２７で示すように高速に位置３１５に移動したものとする。この場合には、フォーカスレンズが矢印３２３で示す繰出し位置を通過する前に、ズームレンズが、矢印３２３で示す繰出し位置まで繰込んでしまい、フォーカスレンズとズームレンズが干渉して衝突してしまうという問題がある。なお、手動操作によってズームレンズが駆動された際に、フォーカスレンズ以外の、光軸に沿って移動する移動部材との干渉が発生することも考えられる。以下に説明する本実施形態の光学機器によれば、ズームレンズと、フォーカスレンズ等の移動部材との干渉を防止することが可能となる。
【００１６】
図１は、本実施形態の光学機器の外観を示す図である。
図１に示す光学機器は、撮像装置の一例としてのデジタルカメラ１である。図１（Ａ）は、デジタルカメラ１の正面側を示す。図１（Ｂ）は、デジタルカメラ１の背面側を示す。
【００１７】
図１（Ａ）に示すように、デジタルカメラ１は、正面側に、ズーム式の鏡筒ユニット２と操作リング１０１を備える。デジタルカメラ１の上面部には、電源ボタン１０３、レリーズボタン１０４、ズームレバー１０５が設けられている。また、デジタルカメラ１は、撮影モードを切り替え可能なモードダイヤル１０６、露出補正を切り替え可能な露出補正ダイヤル１０７、発光部がポップアップ可能なストロボユニット１０８を備える。ユーザが、側面のポップアップレバー１０９を操作することにより、発光部がポップアップし、発光可能状態にすることができる。
【００１８】
また、図１（Ｂ）に示すように、デジタルカメラ１の背面部には、表示部１１０、各種操作ボタン群１１１、グリップ部１１２が設けられている。また、デジタルカメラ１は、外部機器と接続するための端子を備えており、端子カバー１１３により覆われ、保護されている。
【００１９】
図２は、デジタルカメラのカメラ本体の分解斜視図である。
図２は、主な構成を説明するために部分的に分解した図となっている。鏡筒ユニット２の左側には、電池収納ユニット１１８が配置されており、鏡筒ユニット２の右側には、ストロボユニット１０８が配置されている。鏡筒ユニット２、電池収納ユニット１１８、ストロボユニット１０８は、カメラ本体内部に設けられたフレーム１１４に固定される。
【００２０】
電池収納ユニット１１８の背面には、不図示の基板が固定されている。基板には、ＣＰＵ、メモリ、外部接続コネクタ、画像処理ＬＳＩ等が実装されている。ストロボユニット１０８の側面は、ストロボユニット１０８と係合するポップアップレバー１０９を備える側面カバー１１５で覆われる。
【００２１】
鏡筒ユニット２は、撮影レンズ（撮影光学系）、撮影レンズ駆動機構、撮像素子（例えば、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ）が組み込まれており、不図示の接続手段により基板へ接続される。撮像素子は、被写体光を光電変換して撮像画像を出力する。
【００２２】
カメラ本体の前面部には、前面カバーユニット１１７及び操作リング１０１が設けられている。操作リング内には、弾性部材１１６が固定されている。操作リング１０１は、回転可能に前面カバーユニット１１７に保持される。
【００２３】
図３は、鏡筒ユニットと、鏡筒ユニット付近の正面図である。
図３（Ａ）は、鏡筒ユニット２付近の正面側を示す。図３（Ｂ）は、鏡筒ユニット２の正面側を示す。鏡筒ユニット２の側面下方には、鏡筒ユニット２をズーム駆動させるためのギヤボックス４が配置されている。鏡筒ユニット２の底面部にモータ４０１が設けられ、背面部に設けられたギヤ列で鏡筒の駆動筒と連結している。
【００２４】
図４は、鏡筒ユニットのレンズ群が収納された沈胴状態を示す断面図である。図５は、鏡筒ユニットのレンズ群が繰出した撮影状態を示す断面図である。また、図６は、鏡筒ユニットの分解斜視図である。
【００２５】
鏡筒ユニット２は、５群のレンズで構成される。第１レンズ群２０１を保持する１群レンズ保持枠２１２と、１群レンズ保持枠２１２を保持し、レンズを保護するレンズバリア部材を備える１群地板２１１とによって、１群ユニットが構成される。第２レンズ群２０２を保持する２群レンズ保持枠２１３と、撮影時の光量調整部材である絞りユニット２１４と、第３レンズ群２０３を保持する３群レンズ保持枠２１５と図示しないシャッタ部材を備える３群地板２１６とによって、３群ユニットが構成される。また、鏡筒ユニット２は、第４レンズ群２０４を保持している４群レンズ保持枠２１７と、４群レンズ保持枠２１７を光軸方向に平行に移動可能に保持し、第５レンズ群２０５、２０６を保持している５群レンズ保持枠２１８を有する。これにより、ズーム動作によって前記レンズ群を光軸と平行な方向に光軸上を移動させることができる。
【００２６】
また、１群ユニット、２群レンズ保持枠２１３、絞りユニット２１４、３群ユニット、５群レンズ保持枠２１８は、変倍系のレンズ群である。３群ユニットは、防振機構を備え、撮影中に３群レンズ保持枠２１５が光軸と直交する方向に移動することで、撮影時の手振れなどを補正する。４群レンズ保持枠２１７は、被写体にピントを合わせるためのフォーカスレンズ機構を構成している。
【００２７】
図６の分解斜視図に示すように、鏡筒ユニット２は、ズーム機構を構成する部品であるカバ−筒２２５と、センサホルダユニット２１９が図示しないビスで締結されて一つのユニット状態となっている。
【００２８】
図４乃至図６に示すように、センサホルダユニット２１９には、センサプレート２２７を介して被写体を撮像するための撮像センサ２０８が支持されている。撮像センサ２０８の前部には、センサホルダユニット２１９とセンサゴム２２６に挟持された光学フィルタ２０７が配置されている。また、センサホルダユニット２１９には、図６のように、レンズ群のズーム動作を行うための駆動源であるモータ４０１とギヤ列が設けられている。モータ４０１には、図示していないが、駆動軸にギヤが取り付けられており、モータ４０１の駆動力によって、ギヤが回転し、ギヤ列を介して後述する鏡筒部材へと伝達され、レンズ鏡筒が光軸方向に駆動する。
【００２９】
次に、４群レンズ保持枠２１７と５群レンズ保持枠２１８の詳細について、図３、図４、図５を用いて説明する。５群レンズ保持枠２１８には、４群レンズ保持枠２１７が光軸方向に直進移動可能に支持されている。すなわち、４群レンズ保持枠２１７には、第４レンズ群２０４が配置されており、ナット部２１７ａが設けられている。ナット部２１７ａは、バネ２１７ｂによって、４群レンズ保持枠２１７に対して光軸方向に付勢されているので、４群レンズ保持枠２１７と一体的に移動可能な構成になっている。
【００３０】
５群レンズ保持枠２１８は、前述したとおり第５レンズ群２０５、２０６を保持しており、４群レンズ保持枠２１７を駆動させるためのスクリュー軸が形成された駆動源２１８ａが設置されている。また、５群レンズ保持枠２１８には、撮影光軸と平行なメインガイド軸２１８ｂと回転規制用のサブガイド軸２１８ｃが、図６のように圧入されて固定されている。一対のガイド軸２１８ｂ、２１８ｃに対して、それぞれ、４群レンズ保持枠２１７に形成したガイド部２１７ｃ、２１７ｄが摺動可能に嵌っている。
【００３１】
５群レンズ保持枠２１８に設置されている駆動源２１８ａが駆動を開始すると、スクリューとナット部２１７ａとが螺合することで、スクリューの回転により４群レンズ保持枠２１７が光軸方向に移動する。つまり、４群レンズ保持枠２１７、５群レンズ保持枠２１８は、フォーカスレンズ機構として機能する。
【００３２】
次に、各レンズ群を光軸方向に移動させるための筒部材と鏡筒駆動機構について説明する。各レンズ群の外周には、図４、図５のように、移動カム環２２２が配置されている。移動カム環２２２の内周には、図４乃至図６のように、３種類の軌跡の異なるカム溝２２２ａが設けられている。これにより、移動カム環２２２は、２群レンズ保持枠２１３、絞りユニット２１４、３群ユニットの外周に形成されているフォロワピン２１３ａ、２１４ｂ、２１６ｂが係合して、追従することができる。
【００３３】
また、移動カム環２２２の内周には、各レンズ群が移動する際に回転を規制する回転規制のための直進ガイド筒２２１が設けられている。直進ガイド筒２２１と移動カム環２２２とは、所謂バヨネット結合されて、光軸方向で略一体的に移動し、移動カム環２２２は直進ガイド筒２２１に対して、相対的に回転可能となっている。
【００３４】
直進ガイド筒２２１には、図６のように、光軸方向に延在する長溝２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃが設けられている。これにより、２群レンズ保持枠２１３、絞りユニット２１４、３群ユニットは、長溝２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃによって回転規制されて、光軸方向を直進移動する。
【００３５】
また、移動カム環２２２の外周にも、カム溝２２２ａが設けられており、移動カム環２２２の外周に配置された１群ユニット（２１１）の内周に形成されているフォロワピン２１１ｂが係合することで、カム溝２２２ｂに追従することができる。
【００３６】
１群ユニットは、レンズ群と同様に直進ガイド筒２２１によって回転規制されている。１群地板２１１の内周に形成されている直進ガイド溝２１１ａと直進ガイド筒２２１に形成されているガイド突起２２１ｄとが、摺動可能に嵌合することによって回転規制されることにより、光軸方向を直進移動する。このような構成により移動カム環２２２が回転動作することで、移動カム環２２２に追従する１群ユニット、２群レンズ保持枠２１３、絞りユニット２１４、３群ユニットとが直進規制されながら、光軸方向を移動する。
【００３７】
１群ユニットは、外周に化粧環２２０が設けられており、移動カム環２２２と一体的に動作する。移動カム環２２２の外周には、固定カム環２２３が配置されている。固定カム環２２３の外周には、駆動環２２４が配置されている。駆動環２２４の外周には、カバー筒２２５が配置されている。固定カム環２２３は、図４乃至図６のように、カバー筒２２５とセンサホルダユニット２１９に挟み込まれて一体的に構成されているので、光軸方向にも回転方向にも動かない。
【００３８】
図７は、固定カム環の内面展開図である。図８は、駆動環の内面展開図である。
図７に示すように、固定カム環２２３の内周には、カム溝２２３ａと直線状の溝である直進ガイド溝２２３ｄ１、２２３ｄ２が形成されている。図６に示すように、移動カム環２２２の外周に形成されているフォロワピン２２２ｂが、カム溝２２３ａに係合しており、ガイド溝２２３ｄ１、２２３ｄ２は、直進ガイド筒２２１の直進規制部２２１ｅと摺動自在に嵌合している。また、固定カム環２２３には、カム溝２２３ａと同じ軌跡が形成されたスリット状の貫通カム２２３ｂが設けられている。
【００３９】
図８に示すように、駆動環２２４の内周には、直線状の溝である移動カム環駆動溝２２４ｄが設けられており、移動カム環２２２の外周に設けられている移動カム環駆動ピン２２２ｂと摺動自在に嵌合している。
【００４０】
移動カム環駆動溝２２４ｄの先端は、駆動環２２４の図中における上側先端まで形成されておらず、駆動環上側先端に対して所定の間隔を空けて形成されている。駆動環２２４の先端まで溝２２４ｄが形成されていると、溝２２４ｄから外部の有害光が侵入して、画質に影響を及ぼすためであり、先端までは溝を形成しない構成となっている。すなわち、移動カム環２２２の光軸方向への移動量は、溝２２４ｄの移動量で規制される。移動カム環駆動ピン２２２ｂは、前記固定カム環２２３に形成されている貫通カム２２３ｂから光軸方向に所定の隙間を設けて形成されている。
【００４１】
また、図６に示すように、駆動環２２４の外周には、ギヤ部２２４ｇが形成されている。モータ４０１の駆動力または、操作リング１０１を撮影者が手動操作することによる駆動力が、ギヤ列を介して駆動環２２４のギヤ部２２４ｇに伝達される。そして、移動カム環２２２は固定カム環２２３の内周に形成されたカム溝２２３ａに係合して追従しながら光軸方向に回転移動する。すなわち、操作リング１０１は、手動操作にしたがってズームレンズを駆動する操作部材である。
【００４２】
直進ガイド筒２２１は、移動カム環２２２と一体的に光軸方向に移動する。また、直進ガイド筒２２１の直進ガイド部２２１ｅが、固定カム環２２３の直進ガイド溝２２３ｄ１、２２３ｄ２に摺動可能に嵌合することによって回転規制されている。これにより、直進ガイド筒２２１は、直進移動のみ行う。
【００４３】
また、図６に示すように、駆動環２２４の内周には、５群駆動用カム溝２２４ａが設けられており、５群レンズ保持枠２１８の外周に形成されているフォロワピン２１８ｄが係合して、追従することができる。
【００４４】
また、図７に示すように、固定カム環２２３には、光軸方向に延在する貫通穴２２３ｅが設けられている。５群レンズ保持枠２１８は、貫通穴２２３ｅの側面に摺動可能に嵌合することで回転規制される。
【００４５】
また、図８に示すように、駆動環２２４の内周には、５群駆動用カム溝２２４ａとは異なる駆動環駆動用カム溝２２４ｃが設けられており、固定カム環２２３の外周に形成されているフォロワピン２２３ｊ（図６）が係合して、追従することができる。駆動環２２４の駆動環駆動用カム溝２２４ｃは、図８に示すように、平坦部とリフト部を備える。図８中の収納位置に対して、撮影位置が光軸方向撮像センサ２０８側に変位するように、駆動環駆動用カム溝２２４ｃが形成されている。したがって、駆動環２２４が回転動作を行うと、固定カム環２２３のフォロワ２２３ｊが、駆動環駆動用カム溝２２４ｃに追従することで、駆動環２２４が光軸方向被写体側に移動する。
【００４６】
図９は、鏡筒ユニットのモータから駆動環への伝達機構の斜視図である。図１０は、図９のギヤ列４０４乃至４１５を説明する図である。
図９（Ｂ）に示すモータ４０１が駆動すると、モータ軸に取り付けられたピニオンギヤ４０２からギヤ列４０３乃至４０８（図９（Ａ））を介して、駆動環２２４のギヤ歯２２４ｇへ駆動力が伝達され、駆動環２２４が回転する。斜歯ギヤ４０３は、平歯部４０３ａと、はすば歯車である斜歯部４０３ｂとを有する。斜歯部４０３ｂに、ピニオンギヤ４０２が噛合し、平歯部４０３ａは、ギヤ４０４と噛合する。
【００４７】
ギヤ４０４と噛合いする電動ズームキャリアギヤ４０５は、ギヤ部と、電動ズームキャリアギヤ４０５の被写体と反対側を向く面に周方向に略等間隔で被写体と反対方向に突設された３本の軸部とを備える。３本の軸部には、それぞれ、図１０（Ｂ）に示す電動ズーム遊星ギヤ４０６が軸支されている。
【００４８】
ズームリングギヤ４０７は、内歯ギヤと外歯ギヤとを備える。ズームリングギヤ４０７が有する内歯ギヤには、電動ズーム遊星ギヤ４０６が噛合する。また、外歯ギヤは、駆動ギヤ４０８に噛合する。また、駆動ギヤ４０８は、駆動環２２４のギヤ部２２４ａ（図６）に噛合する。
【００４９】
操作リング１０１は、ギヤ部１０１ａを有し、アイドラギヤ４１２と噛合する。手動ズームキャリアギヤ４１３は、外歯４１３ａを備え、外歯４１３ａは、アイドラギヤ４１２と噛合する。さらに、手動ズームキャリアギヤ４１３は、被写体と反対側を向く面に周方向に略等間隔で被写体と反対方向に突設された３本の軸部４１３ｂを備える。３本の軸部４１３ｂには、手動ズーム遊星ギヤ４１４が軸支されている。固定筒１２１は、内歯ギヤ４１５を備え、手動ズーム遊星ギヤ１１４と噛合する。太陽ギヤ４１６は、電動ズーム遊星ギヤ４０６と噛合するギヤ部４１６ａと、手動ズーム遊星ギヤ４１４と噛合するギヤ部４１６ｂとを備える。
【００５０】
次に、モータ４０１を駆動した場合、及びズーム操作リング１０１を操作した場合の伝達機構の動作について説明する。
モータ４０１が駆動されると、ギヤ列４０２乃至４０４を介して、電動ズームキャリアギヤ４０５へ駆動力が伝達され、電動ズームキャリアギヤ４０５は回転軸４１７を中心軸として回転駆動される。それに伴って、電動ズーム遊星ギヤ４０６（図１０（Ｂ），（Ｃ））は、自転しながら、太陽ギヤ４１６のギヤ部４１６ａの周りを公転する。これにより、電動ズーム遊星ギヤ４０６と内歯ギヤで噛合しているズームリングギヤ４０７が駆動され、外歯と、駆動ギヤ４０８とを介して、駆動環２２４が駆動されるので、ズームレンズが光軸方向に駆動される。なお、この時、ズーム手動操作リングは、操作されていないと太陽ギヤは回転せずに停止している。
【００５１】
操作リング１０１が操作されると、アイドラギヤ４１２を介して、手動ズームキャリアギヤ４１３が、回転軸４１７を中心軸として回転駆動される。手動ズームキャリアギヤ４１３の回転駆動に伴って、手動ズーム遊星ギヤ４１４（図１０（Ａ））が自転する。また、手動ズーム遊星ギヤ４１４は、太陽ギヤ４１６のギヤ部の周りを公転するとともに、ギヤ部を介して、太陽ギヤ４１６を駆動する。これにより、電動ズーム遊星ギヤ４０６が、太陽ギヤ４１６のギヤ部を介して駆動される。この時、モータ４０１が駆動されていないと、電動ズームキャリアギヤ４０５は、回転軸４１７を中心軸として回転駆動できない。したがって、電動ズーム遊星ギヤ４０６の駆動力は、全てズームリングギヤ４０７へ伝達され、ズームリングギヤ４０７が有する外歯ギヤと、駆動ギヤ４０８とを介して、駆動環２２４が駆動される。これにより、ズームレンズが光軸方向に駆動される。
【００５２】
モータ４０１と操作リング１０１とが同時に駆動された場合、モータ４０１の駆動力は、ギヤ列４０２乃至４０５を介して、電動ズーム遊星ギヤ４０６へ伝達される。操作リング１０１の駆動力は、ギヤ列４１２乃至４１６を介して、電動ズーム遊星ギヤ４０６へ伝達される。そして、モータ４０１の駆動力とズーム操作リングの駆動力の合力により、電動ズーム遊星ギヤ４０６を介して、ズームリングギヤ４０７の外歯ギヤ、駆動ギヤ４０８、駆動環２２４のギヤ部２２４ｇ（図６）が駆動される。
【００５３】
図１１は、デジタルカメラのズーム制御部５００の構成例を示す図である。
電動ズーム制御手段５０１は、電動操作部材（ズームレバー）１０５の操作により、望遠方向、または広角方向のうちのいずれにズーム駆動するかを決定し、所望のズーム駆動に応じたＰＷＭ信号を出力し、ズームドライブ手段５０３へ入力する。ズームドライブ手段５０３は、入力されたＰＷＭ信号に応じたモータ駆動信号をモータ４０１に供給する。
【００５４】
モータ４０１が駆動されると、一連のギヤ列４０２乃至４０８を介して、エンコーダパルス板４２０が駆動され、パルス板４２０の外周に配置されているフォトインタラプタ４２１、４２２より、２相エンコード出力が生成される。２相エンコード出力は、ズーム駆動検知手段５０５へ入力されるとコンパレータ回路により、２値化され、２相パルスエンコーダとして処理される。
【００５５】
なお、モータ４０１が駆動された時だけでなく、ズーム手動リング１０１が操作された場合にも、ギヤ列４１２乃至４１６、４０６乃至４０８を介して、エンコーダパルス板４２０が駆動される。したがって、パルス板４２０の外周に配置されているフォトインタラプタ４２１、４２２より、２相エンコード出力が生成される。
【００５６】
ズーム駆動検知手段５０５は、入力された２相エンコードパルスのエッジをカウントすることでズームポジションを検知する。また、ズーム駆動検知手段５０５は、パルスエッジの周期を計測することでズーム速度を検知するとともに、２相の各パルスの位相関係より、手動操作でのズームの駆動方向を判断する。ＡＦ制御手段５１３は、オートフォーカスによるピント合わせのための制御信号を出力する。また、ＡＦ制御手段５１３は、現在の被写体距離とズームポジションとの関係により決定される位置にフォーカスモータ５１１を駆動するように、カム追従のための制御信号を出力する。
【００５７】
フォーカス退避制御手段５１５は、ズームレンズ駆動検知手段５０５と、フォーカス位置検知手段５０７による検出結果に応じて、フォーカス退避を行うための条件に合致した場合に、フォーカス退避を指示する信号を出力する。フォーカス制御手段５１７は、ＡＦ制御手段５１３からの制御信号を出力する。フォーカス制御手段５１７は、フォーカス退避制御手段５１５からフォーカス退避することを指示する信号を受けると、フォーカスレンズを非干渉領域に駆動するための信号をドライブ手段５０９に出力する。フォーカスドライブ手段５０９は、フォーカス制御手段５１７からの制御信号に従って、フォーカスモータ５１１を駆動する。
【００５８】
手動／電動判定手段５１９は、ズーム駆動検知手段５０５と、電動操作部材１０５の状態によって、現在手動で操作されているのか、電動で操作されているかを判断する。手動／電動判定手段５１９が、現在のズーム動作が手動によるものであると判断した場合、阻止トルク制御手段５２１は、ズーム駆動検知手段５０５、フォーカス位置検知手段５０７による検知結果に応じて、以下の処理を実行する。阻止トルク制御手段５２１は、手動で操作されているズーム駆動方向と反対方向へトルク（阻止トルク）を発生するようにモータ４０１を駆動するための制御信号を生成する。以下では、阻止トルクを発生するようにモータ４０１に通電する制御を、「阻止トルク制御」と記述する。
【００５９】
図１２は、デジタルカメラのズーム駆動処理の例を説明するフローチャートである。
まず、Ｓ２０１において、デジタルカメラ１のズーム制御部５００が、ズームレバー１０５が操作されているか否かを示すズームレバーフラグと、手動操作されているか否かを示す手動フラグをゼロクリアする。続いて、Ｓ２０３において、ズーム制御部５００が、ズームレバー１０５が操作されているか否かを判定する。
【００６０】
ズームレバー１０５が操作されていた場合は、処理がＳ２０５に進む。Ｓ２０５において、ズーム制御部５００が、ズームレバーフラグを１にセットする。そして、Ｓ２０７において、ズーム制御部５００が、ズーム電動駆動するための制御を行う。続いて、Ｓ２０９において、ズーム制御部５００が、ズームレバーが操作されているか否かを判定する。ズームレバーの操作が継続されている場合は、処理がＳ２０７に戻る。ズームレバーの操作がなされていない場合は、処理がＳ２０１に戻る。
【００６１】
Ｓ２０３の判定処理で、ズームレバーが操作されていない場合は、処理がＳ２１１に進む。Ｓ２１１において、ズーム制御部５００が、エンコーダのパルス変化の有無を判定する。エンコーダのパルスに変化が無い場合は、処理がＳ２０３に戻る。エンコーダパルスに変化があった場合は、処理がＳ２１３に進む。Ｓ２１３において、ズーム制御部５００が、手動でズームを操作されていると判定して、手動フラグに１をセットする。
【００６２】
次に、Ｓ２１５において、ズーム制御部５００が、手動ズーム処理を行う。Ｓ２１７において、ズーム制御部５００が、エンコーダのパルスに変化がないかを判定する。エンコーダパルスに変化がある場合は、ズーム制御部５００は、手動ズームが継続されていると判定する。そして、処理がＳ２１５へ戻り、手動ズーム処理が繰返される。エンコーダのパルスに変化がなかった場合は、処理がＳ２０１に戻る。
【００６３】
図１３は、図１２のＳ２１５における手動ズーム処理を説明するフローチャートである。
まず、Ｓ３０１において、ズーム制御部５００が、ズームが手動操作により駆動されている方向を判定する。ズームの駆動方向が繰り込み方向である場合は、処理がＳ３１１に進む。Ｓ３１１において、ズーム制御部５００が、阻止トルクフラグを確認することで、現在、阻止トルクが印加されているか否かを判定する。ズームの駆動方向が繰り出し方向である場合は、処理がＳ３０３に進む。そして、Ｓ３０３において、ズーム制御部５００が、手動操作によるズームレンズの駆動速度（ズーム速度）が、閾値（速度制限）を超えていないかを判定する。
【００６４】
Ｓ３０３における判定処理で、手動操作によるズーム速度が速度制限を超えている場合は、処理がＳ３０５に進む。Ｓ３０５において、ズーム制御部５００が、現在のフォーカスレンズの位置が、現在のズーム位置におけるフォーカスレンズの駆動制限位置（繰出し制限位置）よりも、ズームレンズから離れた位置にあるかを判定する。現在のズーム位置におけるフォーカスレンズの繰出し制限位置よりも、ズームレンズから離れた位置にある場合は、処理がＳ３０９に進む。
【００６５】
現在のズーム位置におけるフォーカスレンズの繰出し制限位置よりも、ズームレンズに近い位置にある場合は、ズーム制御部５００は、以下の処理を実行する。ズーム制御部５００は、駆動方向、ズームの駆動速度、フォーカスレンズの位置の全ての点でズームレンズとフォーカスレンズの干渉を引き起こす可能性が高いと判断し、処理がＳ３０７に進む。Ｓ３０７において、ズーム制御部５００が、フォーカス退避動作を行う。具体的には、ズーム制御部５００は、フォーカスレンズをズームレンズと干渉しない領域に退避する。そして、Ｓ３０９において、ズーム制御部５００が、モータ４０１による阻止トルク制御を開始する。阻止トルク制御３０９の開始後、Ｓ３１１において、ズーム制御部５００が、阻止トルクを発生していることを示す阻止トルクフラグをセットし、処理がＳ３０１に戻る。
【００６６】
Ｓ３０９の阻止トルク発生処理においては、手動によるズーム駆動方向が繰り出し方向である場合は、ズーム制御部５００は、モータ４０１が繰り込み方向にトルクを発生するように通電方向を設定する。また、手動によるズーム駆動方向が繰り込み方向である場合は、ズーム制御部５００は、モータ４０１が繰り出し方向にトルクを発生するように通電方向を設定する。モータ４０１の駆動は、ＰＷＭ駆動によって行い、予め決定されたＤＵＴＹによって通電を行う。ＤＵＴＹ設定を高い設定とすることで、手動によるズーム操作を妨げる阻止トルクをより大きくすることができ、フォーカスレンズとズームレンズの干渉を防止する効果を高められる。なお、本実施形態での阻止トルクを発生するためのＰＷＭ−ＤＵＴＹは、１００％とする。
【００６７】
また、Ｓ３０３の判定処理で、手動操作によるズーム速度が速度制限を超えていない場合は、処理がＳ３１３に進む。Ｓ３１３において、ズーム制御部５００が、現在のフォーカスレンズの位置が、現在のズーム位置におけるフォーカスレンズの繰出し制限位置よりも、ズームレンズから離れた位置にあるかを判定する。現在のズーム位置におけるフォーカスレンズの繰出し制限位置よりも、ズームレンズに近い位置にある場合は、処理がＳ３０９に進み、モータ４０１による阻止トルク制御が行われる。
【００６８】
現在のズーム位置におけるフォーカスレンズの繰出し制限位置よりも、ズームレンズから離れた位置にある場合は、処理がＳ３１５に進む。Ｓ３１５において、ズーム制御部５００が、阻止トルクフラグを確認することで、現在、阻止トルクが印加されているか否かを判定する。
【００６９】
阻止トルクフラグが０に解除されている場合は、処理がＳ３１９に進む。Ｓ３１９において、ズーム制御部５００が、通常のフォーカスカム追従動作を行う。本実施形態では、フォーカスレンズを繰出し方向へ駆動した時に、ズームレンズに近付き、干渉する構成であることを想定している。したがって、繰り込み方向への駆動は、干渉を起こすことはないので、通常のカム追従動作を行う。
【００７０】
阻止トルクフラグに１がセットされている場合は、処理がＳ３１７に進む。Ｓ３１７において、ズーム制御部５００が、モータ４０１への通電ＤＵＴＹを下げることで、阻止トルクの発生のためのモータ４０１への通電を徐々に低下させる。これによって、阻止トルクの大きさが所定のレートで低下（スイープダウン）する。阻止トルクがゼロになると、その後、処理がＳ３１９に進み、通常のカム追従動作を行う。図１３を参照して説明したことから、ズーム制御部５００は、操作リング１０１によってズームレンズが駆動される場合に、以下の処理を実行する。ズーム制御部５００は、ズームレンズの駆動速度とフォーカスレンズの位置とに応じて、操作リング１０１によるズームレンズの駆動を妨げる方向のトルクが発生するようにモータ４０１への通電を制御する。また、ズーム制御部５００は、阻止トルクの発生中に、フォーカスレンズが繰出し制限位置よりもズームレンズから離れた位置となった場合（Ｓ３１３でＯＫ，Ｓ３１５でフラグ＝１）に、阻止トルクをスイープダウンさせる（Ｓ３１７）。また、ズーム制御部５００は、阻止トルクの発生中に、ズームレンズの駆動速度が閾値以下（速度制限以下）になった場合（Ｓ３０３でＯＫ，Ｓ３１５でフラグ＝１）に、阻止トルクをスイープダウンさせる（Ｓ３１７）。
【００７１】
図１４および図１５は、阻止トルクのスイープダウンの例を説明する図である。
図１４（Ａ）に示す例では、阻止トルクの発生中に、フォーカスレンズが駆動制限位置よりもズームレンズから離れた位置となった場合に、ズーム制御部５００は、以下の処理を実行する。ズーム制御部５００は、モータ４０１への通電ＤＵＴＹを下げることで、阻止トルクを所定のレートで弱める。
【００７２】
具体的には、ズーム制御部５００は、フォーカスレンズが手動リミット１よりズーム位置に近くなった場合に、通電量１で阻止トルクを発生させる。ズーム制御部５００は、フォーカスレンズが手動リミット１よりズーム位置から離れた場合に、阻止トルクをスイープダウンさせる。
【００７３】
図１４（Ｂ）に示す例では、阻止トルクの発生中に、ズームレンズの駆動速度（ズーム速度）が閾値よりも遅くなった場合に、ズーム制御部５００は、阻止トルクを所定のレートで弱める。具体的には、ズーム制御部５００は、ズーム速度が速度リミット１を超えた場合に、通電量１で阻止トルクを発生させる。ズーム制御部５００は、ズーム速度が速度リミット１よりも遅くなった場合に、阻止トルクをスイープダウンさせる。
【００７４】
図１５（Ａ）に示す例では、発生する阻止トルクを切り換える基準となる、フォーカスレンズの駆動制限位置に関して、所定のヒステリシスが設けられている。フォーカスレンズは、手動リミット３と、手動リミット２よりズーム位置に近い手動リミット２（第１の駆動制限位置）と、手動リミット２よりズーム位置に近い手動リミット１（第２の駆動制限位置）とを有する。ズーム制御部５００は、フォーカスレンズの位置が、手動リミット２よりズーム位置に近くなった場合に、通電量１で第１の阻止トルクを発生させる。また、ズーム制御部５００は、フォーカスレンズの位置が、手動リミット１よりズーム位置に近くなった場合に、通電量２で第２の阻止トルクを発生させる。
【００７５】
ズーム制御部５００は、第２のトルクの発生中に、フォーカスレンズが、手動リミット１より所定の距離だけズーム位置から離れる方向に移動し、手動リミット２の位置に到達した場合に、阻止トルクを第２の阻止トルクから第１の阻止トルクへ変更する．
【００７６】
また、図１５（Ｂ）に示す例では、発生する阻止トルクを切り換える基準となる、ズーム速度の閾値に関して、所定のヒステリシスが設けられている。ズーム速度が、速度リミット２（第１の閾値）を超えた場合に、ズーム制御部５００は、第１の阻止トルクを発生する。また、ズーム速度が、速度リミット２より大きい速度リミット１（第２の閾値）を超えた場合に、ズーム制御部５００は、第２の阻止トルクを発生する。
【００７７】
ズーム速度が、速度リミット１を超える速度から、速度リミット１よりも所定の速度だけ遅い速度（図１５（Ｂ）では速度リミット２）に達した場合に、ズーム制御部５００は、発生させる阻止トルクを第２の阻止トルクから第１の阻止トルクへ変更する。
【００７８】
なお、本発明の構成は、上記の実施形態に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、上記の実施形態では、光学機器としてデジタルカメラを例示したが、これに限定されず、デジタルビデオカメラやその他の機器であってもよい。
【００７９】
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００８０】
４０１  電動ズームモータ
５００  モータ制御部
５２１  阻止トルク制御手段
【図１】
2018081208.tif 000003
【図２】
2018081208.tif 000004
【図３】
2018081208.tif 000005
【図４】
2018081208.tif 000006
【図５】
2018081208.tif 000007
【図６】
2018081208.tif 000008
【図７】
2018081208.tif 000009
【図８】
2018081208.tif 000010
【図９】
2018081208.tif 000011
【図１０】
2018081208.tif 000012
【図１１】
2018081208.tif 000013
【図１２】
2018081208.tif 000014
【図１３】
2018081208.tif 000015
【図１４】
2018081208.tif 000016
【図１５】
2018081208.tif 000017
【図１６】
2018081208.tif 000018