(57)【要約】【課題】撮影領域における変倍動作を静音化すること【解決手段】被写体の光学像を形成する撮影光学系を収納し、変倍機能を備えた沈胴型のレンズ装置は、ＤＣモータ１００と、ＤＣモータによって回転駆動され、これにより沈胴状態と繰り出し状態の間の変位を実現すると共に前記変倍機能を実現する駆動カム環６００と、ＤＣモータの駆動力を駆動カム環に伝達するギア列と、を有し、撮影光学系の広角端から望遠端までの撮影領域におけるギア列の最終段のギア比は、沈胴状態にあるときのギア列のギア比よりも小さい。【選択図】図４
2015004759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の光学像を形成する撮影光学系を収納し、変倍機能を備えた沈胴型のレンズ装置であって、
駆動手段と、
前記駆動手段によって回転駆動され、これにより沈胴状態と繰り出し状態の間の変位を実現すると共に前記変倍機能を実現する被駆動部材と、
前記駆動手段の駆動力を前記被駆動部材に伝達するギア列と、
を有し、
前記撮影光学系の広角端から望遠端までの撮影領域の前記ギア列の最終段のギア比は、前記沈胴状態における前記ギア列のギア比よりも小さいことを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
前記ギア列は、
前記被駆動部材に外周に固定された被駆動部材側ギアと、
当該被駆動部材側ギアに係合し、前記駆動手段によって回転駆動される駆動手段側ギアと、
を有し、
前記ギア列の前記最終段の前記ギア比は、前記被駆動部材側ギアの歯数を前記駆動手段側ギアの歯数で割った値である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】
前記被駆動部材側ギアは、第１ギアと、第２ギアと、を有し、
前記駆動手段側ギアは、前記沈胴状態から前記撮影光学系の広角端までの非撮影領域において前記被駆動部材側ギアの前記第１ギアと係合可能な第３ギアと、前記撮影領域において前記被駆動部材側ギアの前記第２ギアと係合可能な第４ギアと、を有し、
前記第２ギアの歯数を前記第４ギアの歯数で割ったギア比は前記第１ギアの歯数を前記第３ギアの歯数で割ったギア比よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記第１ギアと前記第３ギアが係合しているときには前記第２ギアと前記第４ギアは係合せず、前記第２ギアと前記第４ギアが係合しているときには前記第１ギアと前記第３ギアは係合しないことを特徴とする請求項３に記載のレンズ装置。
【請求項５】
前記第１ギアには切り欠きが設けられており、前記第２ギアと前記第４ギアが係合しているときには前記第３ギアが前記第１ギアの前記切り欠きに配置されることを特徴とする請求項４に記載のレンズ装置。
【請求項６】
前記第４ギアは前記第３ギアと同軸であり、前記第３ギアよりも外径が小さく、前記第１ギアと前記第３ギアが係合しているときには前記第２ギアと前記第４ギアは離れていることを特徴とする請求項４または５に記載のレンズ装置。
【請求項７】
前記第１ギアの中心軸と前記第２ギアの中心軸と一致し、前記第１ギアの外径よりも前記第２ギアの外径の方が大きいことを特徴とする請求項４乃至６のうちいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項８】
前記非撮影領域は、前記撮影領域に隣接するクラッチ領域を有し、
前記非撮影領域の前記クラッチ領域の少なくとも一部において、前記第３ギアと前記第４ギアは係合しないことを特徴とする請求項４乃至６のうちいずれかまたは５に記載のレンズ装置。
【請求項９】
前記被駆動部材側ギアは、第１摩擦車を更に有し、
前記駆動手段側ギアは、前記クラッチ領域において前記被駆動部材側ギアの前記第１摩擦車と接触して前記駆動力を前記第１摩擦車に伝達する第２摩擦車を更に有することを特徴とする請求項８に記載のレンズ装置。
【請求項１０】
前記第１摩擦車の中心軸は、前記第１ギアの中心軸および第２ギアの中心軸と一致し、前記第１ギアの外径よりも前記第１摩擦車の外径の方が大きく、前記第１摩擦車の外径よりも前記第２ギアの外径の方が大きいことを特徴とする請求項９に記載のレンズ装置。
【請求項１１】
前記第２摩擦車は、前記第３ギアと前記第４ギアの間に配置され、前記第３ギアおよび前記第４ギアと同軸であり、前記第３ギアよりも径が小さく前記第４ギアよりも径が大きいことを特徴とする請求項９または１０に記載のレンズ装置。
【請求項１２】
前記撮影領域のギア比は、前記非撮影領域の前記クラッチ領域を除いた領域のギア比よりも小さいことを特徴とする請求項８乃至１１のうちいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項１３】
前記ギア比が切り替わる直前または直後に前記被駆動部材の回転位置を検出する検出手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至１２のうちいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項１４】
前記クラッチ領域において前記被駆動部材の回転位置を検出する検出手段を更に有することを特徴とする請求項８に記載のレンズ装置。
【請求項１５】
前記被駆動部材は、前記沈胴状態と前記繰り出し状態の間の変位を案内するカム溝を含み、前記カム溝は前記沈胴状態において周方向に延びる領域を有することを特徴とする請求項１乃至１４のうちいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のうちいずれか１項に記載のレンズ装置を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ装置およびそれを有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、モータの駆動力をカム環の外周に設けられた大ギア部に伝えてカム環を回転させることにより、レンズ保持枠を突出および沈胴するレンズ鏡筒を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３５０７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、モータの駆動力を、減速ギア列を介して伝達する沈胴型のレンズ鏡筒では、モータの回転音や回転するギア同士の噛み合い音などの騒音が問題となる。特に近年は高倍、広角化に伴う重量の増大やレンズ鏡筒としてコンパクトな設計を要求されることから、モータの負荷は増加し、複数のギアを使用してギア比を上げているため、この問題は顕著になっている。静音化のために、高速駆動時にはモータ電圧を上げ、静音駆動時にはモータ電圧を下げることも考えられる。しかしながら、沈胴状態から撮影領域までの駆動負荷が大きい場合には、その負荷によりギア比が決定されるため、低速動作をさせても非撮影領域で決定された高いギア比が撮影領域にも適用されてしまう。この結果、アクチュエータの回転数は下がらず、この方法による静音効果は十分ではない。
【０００５】
本発明は、撮影領域における変倍動作を静音化することが可能なレンズ装置および撮像装置を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のレンズ装置は、被写体の光学像を形成する撮影光学系を収納し、変倍機能を備えた沈胴型のレンズ装置であって、駆動手段と、前記駆動手段によって回転駆動され、これにより沈胴状態と繰り出し状態の間の変位を実現すると共に前記変倍機能を実現する被駆動部材と、前記駆動手段の駆動力を前記被駆動部材に伝達するギア列と、を有し、前記撮影光学系の広角端から望遠端までの撮影領域の前記ギア列の最終段のギア比は、前記沈胴状態における前記ギア列のギア比よりも小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、撮影領域における変倍動作を静音化することが可能なレンズ装置および撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態のレンズ鏡筒が沈胴状態にある時の断面図である。
【図２】図１に示すレンズ鏡筒が撮影領域の広角端にある時の断面図である。
【図３】図１に示すレンズ鏡筒が撮影領域の望遠端にある時の断面図である。
【図４】図１に示す駆動カム環とギアユニットの関係を示す斜視図である。
【図５】図４（ｂ）に示す１群カム溝の展開図とギアの係合状態を示す図である。
【図６】図１に示すレンズ鏡筒の繰り出しに関わる制御のブロック図である。
【図７】図１に示すレンズ鏡筒が沈胴状態にある時のギアの係合状態を示す平面図である。
【図８】図１に示すレンズ鏡筒が非撮影領域にある時のギアの係合状態を示す平面図である。
【図９】図１に示すレンズ鏡筒が広角状態にある時のギアの係合状態を示す平面図である。
【図１０】図１に示すレンズ鏡筒の繰り出しに必要なトルクを示すグラフである。
【図１１】図１に示すＤＣモータの回転数と騒音の大きさを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本実施形態のレンズ鏡筒（レンズ装置）は、被写体の光学像を形成する撮影光学系を収納し、沈胴状態と繰り出し状態の間で変位することができる沈胴型のレンズ鏡筒である。レンズ鏡筒は変倍機能を備えている。レンズ鏡筒は撮影光学系が形成した光学像を光電変換する撮像素子を収納するカメラ本体（撮像装置本体）に固定される。本発明の撮像装置は、沈胴型のレンズ鏡筒を有するデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどに適用可能である。
【００１０】
図１は、本実施形態のレンズ鏡筒（レンズ装置）が沈胴状態の断面図、図２は、本実施形態のレンズ鏡筒が繰り出し状態で広角端（ＷＩＤＥ端）にある時の断面図、図３は、本実施形態のレンズ鏡筒が繰り出し状態で望遠端（ＴＥＬＥ端）にある時の断面図である。撮影光学系の光軸Ｏａが一点鎖線で示されている。
【００１１】
撮影光学系は、第１レンズ群Ｌ１，第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、絞りからなる４群構成であるが、レンズ群の数は限定されない。第３レンズ群Ｌ３は、光軸Ｏａと垂直な平面内で移動して像ブレ補正を行なう補正レンズであり、第４レンズ群Ｌ４は光軸方向に移動する事により合焦動作（フォーカス）を行なう第４レンズ群である。
【００１２】
１は、第１レンズ群Ｌ１を保持する１群レンズ鏡筒ユニット（レンズ保持部材）である。２は、第２レンズ群Ｌ２を保持する２群レンズ鏡筒である。１群レンズ鏡筒ユニット１と２群レンズ鏡筒２は、後述する駆動カム環６００が回転駆動されると沈胴状態と繰り出し状態の間で移動すると共に前記変倍機能を実現する。
【００１３】
３は、第３レンズ群Ｌ３を移動する像ぶれ補正ユニットである。４は、第４レンズ群Ｌ４を保持する４群レンズ鏡筒である。５は、光量を調節する絞りシャッターユニットである。１１は、ＣＣＤ等の撮像素子を取付ける後部レンズ鏡筒である。１２は、固定筒であり、後部レンズ鏡筒１１にビス３本にて固定されている。
【００１４】
６００は、後述するＤＣモータ１００によって回転駆動される駆動カム環（被駆動部材）であり、光軸方向を後部レンズ鏡筒１１と固定筒１２にて位置規制され、固定筒１２の外周に回転可能に保持されている。駆動カム環６００は、１群カム溝６０１、衝撃受け用のカム溝６０２、２群カム溝６０３、３群カム溝６０４、絞りシャッターカム溝６０５を有する。
【００１５】
１群カム溝６０１は、駆動カム環６００の外周壁に第１レンズ群Ｌ１を光軸方向に案内駆動して沈胴状態と繰り出し状態の間の変位を案内するために形成され、後述する図４（ｂ）に示されている。２群カム溝６０３は、駆動カム環６００の内周壁に第２レンズ群Ｌ２を案内駆動するために形成されている。３群カム溝６０４は、駆動カム環６００の内周壁に第３レンズ群Ｌ３を光軸方向に案内駆動するために形成されている。絞りシャッターカム溝６０５は、絞りシャッターユニット５を光軸方向に案内駆動するために形成されている。
【００１６】
駆動カム環６００は、後述する各移動レンズ群に一体的に設けられたカムフォロワーピンに嵌合している。そして、固定筒１２の外径を軸に回転することで第１、第２、第３レンズ群Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、絞りシャッターユニット５を光軸方向に進退させて変倍動作（ズーミング動作）を行なうとともにレンズ鏡筒全体を沈胴させる。
【００１７】
１４は、後部レンズ鏡筒１１にビス３本にて固定されている支持枠である。１５は、第４レンズ群Ｌ４を光軸方向に移動させて合焦動作を行なわせるフォーカスモータである。フォーカスモータ１５は、回転するロータと同軸のリードスクリューが４群レンズ鏡筒４に取付けられたラック３５と噛み合っており、ロータの回転により第４レンズ群Ｌ４を移動せしめる。また、不図示のねじりコイルバネで４群レンズ鏡筒４、不図示のガイドバー、ラック３５、リードスクリューのそれぞれのガタを片寄せしている。フォーカスモータ１５は、ビス２本で支持枠１４に固定されている。
【００１８】
駆動カム環６００を回転させるための駆動手段は図１〜３には示されていないズームモータとしてのＤＣモータ１００であり、後述するギア列で駆動カム環６００を回転させることで変倍動作を行なわせる。ＤＣモータ１００は、後部レンズ鏡筒１１に３本のビスで固定されている。
【００１９】
４群レンズ鏡筒４は、不図示のフォトインタラプタを用いて位置検出される。フォトインタラプタは、４群レンズ鏡筒に形成された遮光部６１０の光軸方向への移動による遮光、透光の切り替わりを電気的に検出し、第４レンズ群Ｌ４の基準位置を検出する。ズーム（ズーム位置）のリセットスイッチも不図示のフォトインタラプタを用いて、駆動カム環６００の後端部に形成された遮光部６１０の回転方向への移動による遮光、透光の切り替わりを電気的に検出し、駆動カム環６００の複数の基準位置を検出する。
【００２０】
２２は後部レンズ鏡筒１１に固定された外筒である。
【００２１】
図４（ａ）と図４（ｂ）は、駆動カム環６００と（減速）ギアユニット３００の関係を示す斜視図である。レンズ鏡筒には、ＤＣモータ１００の駆動力を駆動カム環６００に伝達するギア列が設けられている。撮影光学系の広角端から望遠端までの撮影領域のギア列の最終段のギア比（減速比）は、沈胴状態におけるギア列の最終段のギア比よりも小さい。これにより、撮影領域における静音化を実現している。
【００２２】
ここで、本実施形態では、ギア列は、駆動カム環６００の外周に固定されたカム環側のギア（被駆動部材側ギア）と、当該ギアに係合し、ＤＣモータ１００によって回転駆動されるモータ側のギア（駆動手段側ギア）から構成される。ギア列の最終段は、被駆動部材側ギアと駆動手段側ギアの係合しているペアをいう。そして、ギア列の最終段のギア比は、前記ペアにおいて被駆動部材側ギアの歯数を駆動手段側ギアの歯数で割った値である。
【００２３】
駆動カム環６００は、被駆動部材側ギアとして、その外周の後部レンズ鏡筒１１側の端部の突出部側面に、第１ギア６００ａ、第２ギア６００ｂおよび第１摩擦車（摩擦ギア）６００ｃを有する。図４（ｂ）に示すように、ギアユニット３００は、駆動手段側ギアとして、第３ギア３００ａ、第４ギア３００ｂ、第２摩擦車３００ｃを有する３段構成となっている。
【００２４】
図４（ａ）に示すように、第１ギア６００ａ、第２ギア６００ｂおよび第１摩擦車６００ｃは、それぞれ中心軸が一致し、駆動カム環６００の中心軸から見て異なる中心角度範囲に形成されている。即ち、第１ギア６００ａは中心角度範囲Ａに形成され、第２ギア６００ｂは中心角度範囲Ｂに形成され、第１摩擦車６００は中心角度範囲ＡとＢの間にある中心角度範囲Ｃに形成されている。中心角度範囲Ａ，Ｃ、Ｂは重なっておらず、連続している。
【００２５】
また、図４（ｂ）に示すように、第１ギア６００ａ、第２ギア６００ｂおよび第１摩擦車６００ｃの光軸方向の位置も異なっている。第１ギア６００ａは像側に形成され、第２ギア６００ｂは物体側に形成されている。第１摩擦車６００ｃの実効部分（摩擦車３００ｃと接触する部分）は第２ギア６００ｂから下に（第１ギア６００ａ側に）張り出した部分である。第１ギア６００ａは、実際に第３ギア３００ａと係合する実効部分よりも光軸方向に張り出している。
【００２６】
駆動カム環６００の径方向に見ると、図４（ａ）に示すように、第１ギア６００ａの外径よりも第２ギア６００ｂの外径の方が大きい。また、第１ギア６００ａの外径よりも第１摩擦車６００ｃの外径の方が大きく、第１摩擦車６００ｃの外径よりも第２ギア６００ｂの外径の方が大きい。
【００２７】
図４（ｂ）に示すように、第１ギア６００ａを周方向に延長した中心角度範囲Ｂに対応する部分には切り欠きが形成されている。切り欠きにはギアが形成されておらず、切り欠きの径は第１ギア６００ａの最外径よりも小さくなっている。中心角度範囲Ｃにおいて第１ギア６００ａの実効部分を周方向に延長した箇所の一部には切り欠きが形成されており、それ以外の部分は第１の摩擦車６００ｃとなっている。中心角度範囲ＡとＣにおいて第２ギア６００ｂに対応する箇所には摩擦車が形成されている。この摩擦車の外径は摩擦車６００ｃと同じである。中心角度範囲Ａにおいて第１摩擦車６００ｃを周方向に延長した箇所は第１ギア６００ａが形成され、中心角度範囲Ｂにおいて第１摩擦車６００ｃに対応する箇所には上述した切り欠きが形成されている。
【００２８】
第４ギア３００ｂは、第３ギア３００ａとピッチ円直径の異なり、第２摩擦車３００ｃは位相が自由に構成されている。第３ギア３００ａと第４ギア３００ｂに間に第２摩擦車３００ｃが配置されて一体構成になっており、第３ギア３００ａ、第４ギア３００ｂ、第２摩擦車３００ｃは同軸に結合されている。軸３０１は光軸Ｏａに平行に延びている。ギアユニット３００の中では、第４ギア３００ｂ、第２摩擦車３００ｃおよび第３ギア３００ａの順で外径が大きくなる。
【００２９】
第３ギア３００ａは、沈胴状態から広角端までの非撮影領域において駆動カム環６００の第１ギア６００ａと係合可能である。第３ギア３００ａは、第４ギア３００ｂおよび第２摩擦車３００ｃよりも外径が大きいため、第３ギア３００ａが第１ギア６００ａと係合している状態では、第４ギア３００ｂと摩擦車３００ｃは駆動カム環６００から離れている。
【００３０】
第４ギア３００ｂは、撮影光学系の広角端から望遠端までの撮影領域において駆動カム環６００の第２ギア６００ｂと係合可能である。第２ギア６００ｂの歯数を第４ギア３００ｂの歯数で割ったギア列の最終段のギア比（例えば、５／１）は第１ギア６００ａの歯数を第３ギア３００ａの歯数で割ったギア列の最終段のギア比（例えば、２０／１）よりも小さい。
【００３１】
第１ギア６００ａと第３ギア３００ａが係合しているときには第２ギア６００ｂと第４ギア３００ｂは係合せず、第２ギア６００ｂと第４ギア３００ｂが係合しているときには第１ギア６００ａと第３ギア３００ａは係合しない。
【００３２】
第４ギア３００ｂが第２ギア６００ｂと係合している状態では、第３ギア３００ａと第２摩擦車３００ｃは、駆動カム環６００の中心角度範囲Ｂの切り欠きに位置するため駆動カム環６００から離れている。なお、第１ギア６００ａと第３ギア３００ａの少なくとも一方に切り欠きが設けられている場合には、第２ギア６００ｂと第４ギア３００ｂが係合しているときには第１ギア６００ａと第３ギア３００ａの他方が前記切り欠きに配置されていれば足りる。第４ギア３００ｂはＤＣモータ側のギア２００と係合し、ギア２００はギア２１０に係合している。ギア２００、２１０の軸（シャフト）も光軸方向に平行である。ギア２１０は、ＤＣモータ１００からギア２１０までを連結するギア列１４０に係合している。
【００３３】
第２摩擦車３００ｃは、駆動カム環６００の第１摩擦車６００ｃと接触することができる。摩擦車３００ｃが摩擦車６００ｃと係合している状態において、第３ギア３００ａは、駆動カム環６００の中心角度範囲Ｃの切り欠きに位置し、摩擦車３００ｂは径が小さいため、中心角度範囲Ｂの摩擦車から離れている状態が存在する。第２の摩擦車３００ｃと第１の６００ｃの接触面（円筒面）は平坦でもよく、歯車の噛み合いではなく面接触による摩擦力で駆動力の伝達が行われる。
【００３４】
ＤＣモータ１００は制御回路８００から不可視のフレキシブルプリント基板を介して伝達された駆動電圧に応じて動作する。制御回路８００は不図示のカメラ本体に設けられてもよいし、レンズ鏡筒に設けられてもよい。ＤＣモータ１００が回転するとギアユニット３００によって駆動カム環６００が回転する。１１０は移動量検出手段としてのフォトインタラプタであり、発光素子と受光素子を有する。フォトインタラプタ１１０は、ＤＣモータ１００のモータ軸１３０に固定された遮光羽１２０の回転により透光状態と遮光状態を表す出力信号を制御回路（制御手段）８００に出力する。
【００３５】
なお、フォトインタラプタ１１０の数は限定されず、モータ軸１３０を基準に９０度の位置にフォトインタラプタをもう一つ配置することでより高精度な回転検出を行ってもよい。
【００３６】
図５は、１群カム溝６０１の展開図とギアの係合状態を説明する図である。
【００３７】
同図に示すように、沈胴位置から望遠位置までレンズ鏡筒を変位させる場合、沈胴から撮影領域前の非撮影領域７０３と非撮影領域７０１では第３ギア３００ａと６００ａが噛み合い、第４ギア３００ｂと第２摩擦車３００ｃは駆動カム環６００から離れている。
【００３８】
その後、撮影領域手前から撮影領域の端部である広角端までの非撮影領域７０２の少なくとも一部において、第１摩擦車６００ｃと第２摩擦車３００ｃのそれぞれの平坦な円筒面が接触する。これにより、第２摩擦車３００ｃは第１摩擦車６００ｃにＤＣモータ１００の駆動力を伝達する。また、第３ギア３００ａと第４ギア３００ｂは駆動カム環６００から離れ、撮影領域に隣接するクラッチ領域として機能する。撮影領域のギア列の最終段のギア比は、非撮影領域のクラッチ領域を除いた領域のギア列の最終段のギア比よりも小さい。
【００３９】
第１摩擦車６００ｃと第２摩擦車３００ｃで高負荷力を伝達すると、スリップするおそれがあるので本実施形態のように周方向に延びるようにフラットにし、負荷トルクを小さくすることが好ましい。また低負荷であっても若干のスリップが発生する恐れがあるため、駆動カム環６００の原点（回転位置）を検出するカム原点検出センサ（原点検出手段）はこの位置に設けスリップで発生した誤差を修正することが好ましい。原点検出手段は、ギア比が切り替わる直前または直後に設けられてもよい。
【００４０】
その後、広角端から望遠端までの撮影領域７０４では、第４ギア３００ｂと６００ｂが噛み合い、第３ギア３００ａと摩擦車３００ｃは駆動カム環６００から離れている。
【００４１】
図６は、本実施形態のレンズ鏡筒の伸縮制御に関するブロック図である。図７〜図９はレンズ鏡筒位置に対するギアの係合状態を示す平面図である。
【００４２】
制御回路８００は、フォトインタラプタ１１０の出力信号から駆動カム環６００の回転速度を検出する。制御回路８００は、回転速度の検出結果に基づいて、ＤＣモータ１００への駆動電圧を、制御回路８００の一部である速度制御回路８１０を介して調節し、任意の回転速度となるようにＤＣモータ１００をフィードバック制御する。また、制御回路８００は、フォトインタラプタ１１０の出力信号から駆動カム環６００の移動量を取得し、カム原点検出センサ８０２の出力と共に、駆動カム環６００の現在位置を把握する。そして、制御回路８００の一部である位置制御回路８２０を介して駆動カム環６００の現在位置が任意の位置となるようにＤＣモータ１００をフィードバック制御する。
【００４３】
制御回路８００は、レンズ鏡筒が図１に示す沈胴状態にあって電源をＯＮにする指示を使用者から受け取ると、制御回路８００からＤＣモータ１００に電流が流れ、レンズ鏡筒を繰り出す。図７は、この時のギアの係合状態を示しており、ギア比の高い第３ギア３００ａと６００ａが噛み合っている。この状態は、図５では、非撮影領域７０３、７０１に対応する。
【００４４】
その後、制御回路８００からＤＣモータ１００に更に電流が流されると、レンズ鏡筒は撮影領域手前に入る。図８は、この時のギアの係合状態を示しており、摩擦車ユニット３００ｃと６００ｃが噛み合っている。この状態は、図５では、クラッチ領域である非撮影領域７０２に対応する。
【００４５】
その後、制御回路８００からＤＣモータ１００に更に電流が流されると、レンズ鏡筒は広角端手前のカム原点検出センサ８０２が設けられているカム原点位置に到達する。制御回路８００は、カム原点検出センサ８０２からカム原点を検出した信号を受信すると、レンズ鏡筒もしくはレンズ鏡筒を使用した撮像装置の駆動カム環６００の位置が原点にあることを認識することができ、原点位置の設定を行う。これにより、摩擦車３００ｃと６００ｃの滑りなどによるフォトインタラプタから生じるパルス数と実際のカム駆動量の誤差をリセットすることができる。
【００４６】
その後、制御回路８００からＤＣモータ１００に更に電流が流されると、レンズ鏡筒は撮影領域に入り、図２に示す広角端となる。図９は、この時のギアの係合状態を示しており、第３ギア３００ａと６００ａよりもギア比が低い第４ギア３００ｂと６００ｂが噛み合っている。撮影領域に入ると使用者もしくは撮影装置からの指示により広角端と望遠端の間を往復することとなる。
【００４７】
レンズ鏡筒は撮影領域内にてユーザーもしくは撮像装置からの指示で沈胴状態への収納を指示された場合は、第４ギア３００ｂと６００ｂが噛みあったまま広角端を抜け、非撮影領域に至る。次いで、カム原点検出センサ８０２により原点検出され、フォトインタラプタ１１０のパルスは再びリセットされる。リセット後に駆動カム環６００を沈胴方向に更に回転させると摩擦車３００ｃと６００ｃの接触を経て第３ギア３００ａと６００ａが係合し、沈胴方向へ回転を続ける。沈胴から広角端に駆動する時と異なり、広角端から沈胴側へ駆動する際には、リセット後に摩擦車を通るため摩擦車でのスリップ誤差を無くすことが出来ない。しかし、沈胴領域に誤差を吸収できる１群カム溝６０１に周方向に延びるフラットな領域７０３を設け、必要なフォトインタラプタ１１０のパルス数より少し多く入れることで誤差による沈胴不充分や、メカ端への衝突を回避することができる。このように収納されたレンズ鏡筒は使用者もしくは撮影装置からの電源ＯＮ信号により再び沈胴状態から撮影領域直前まで進みギアの切り替えを行い、ギアの切り替え後に原点検出が行われ、再び撮影可能状態となる。
【００４８】
図１０は、駆動カム環６００を動かすのに必要なトルク量を示している。横軸はレンズ鏡筒の位置を示し、縦軸はＤＣモータ１００のトルクを示している。図１０を参照すると、駆動カム環６００を動かすのにもっともトルクが必要となる位置は沈胴から撮影領域手前まで動かすときであることが分かる。
【００４９】
図１１（ａ）と図１１（ｂ）は、レンズ鏡筒を一定速度で沈胴状態から望遠端まで駆動させた時のＤＣモータ１００の回転数とその時の騒音レベルを示すグラフである。図１１（ａ）において、横軸はレンズ鏡筒の位置を示し、縦軸はＤＣモータ１００の回転数（ｒｐｍ）を示している。図１１（ｂ）において、横軸はレンズ鏡筒の位置を示し、縦軸は騒音レベル（ｄＢ）を示している。図１１（ａ）と図１１（ｂ）において、実線が非撮影領域と撮影領域でギア列の最終段のギア比を変更する本実施形態を表し、破線はギア列の最終段のギア比が非撮影領域と撮影領域で一定である従来例を表している。
【００５０】
図１１（ａ）と図１１（ｂ）によれば、最もトルクが必要となる沈胴から広角端の間までは高いギア比で駆動されているため、ＤＣモータ１００の回転数は上がりその結果として騒音が大きくなっていることが分かる。その後、必要トルクが小さくなる広角端から望遠端の間では、レンズ鏡筒は、本実施形態では小さいギア比でレンズ鏡筒は動き、従来例では大きいギア比で動く。その結果、本実施形態では、ＤＣモータ１００の回転数は低く、撮影領域内の騒音が従来例に対して小さくなることが分かる。
【００５１】
このように、本実施形態は、ＤＣモータ１００からの駆動力をギア列を介して駆動カム環６００に伝達する場合に非撮影領域よりも撮影領域のギア比が小さくなるように変更しているので、撮影領域における静音化を図ることができる。
【００５２】
本実施形態では、駆動カム環６００の切り欠きやカムユニット３００のギアの大きさを利用して、撮影領域のギア比は、沈胴状態から広角端までの非撮影領域のギア比よりも小さくなるようにギア比が自動的に切り替わるように構成している。但し、撮影領域と非撮影領域を検出し、検出結果に応じてギア列のギア比を自動的に切り換えるギア切替手段を設けてもよい。
【００５３】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。上述したレンズ鏡筒を有する撮像装置も本発明の一側面を構成する。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
レンズ装置は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラの分野に適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１００…ＤＣモータ（駆動手段）、６００…駆動カム環（被駆動部材）、６００ａ…第１ギア（ギア列）、６００ｂ…第２ギア（ギア列）、６００ｃ…第１摩擦車（ギア列）、３００ａ…第３ギア（ギア列）、３００ｂ…第４ギア（ギア列）、３００ｃ…第２摩擦車（ギア列）
【図５】
2015004759.tif 000003
【図６】
2015004759.tif 000004
【図１０】
2015004759.tif 000005
【図１１】
2015004759.tif 000006
【図１】
2015004759.tif 000007
【図２】
2015004759.tif 000008
【図３】
2015004759.tif 000009
【図４】
2015004759.tif 000010
【図７】
2015004759.tif 000011
【図８】
2015004759.tif 000012
【図９】
2015004759.tif 000013