(57)【要約】【課題】傾斜使用状態において光学ユニットに作用する重力によるアクチュエータへの負荷の増加や光学ユニットの自然変位を回避する。【解決手段】光学装置は、それぞれ光軸方向に移動可能な第１の光学ユニット１および第２の光学ユニット８と、該第１および第２の光学ユニットを光軸方向に移動させるアクチュエータと、光軸方向が水平方向に対して傾斜して第１および第２の光学ユニットのそれぞれに重力による傾斜下方向に向かう力が作用している状態において、第１および第２の光学ユニットを、互いに一方の光学ユニットが他方の光学ユニットに対して傾斜上方向に持ち上げる力を作用させるカウンタウェイトとなるように連結する連結機構２，５，７とを有する。【選択図】図１
2012032597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ光軸方向に移動可能な第１の光学ユニットおよび第２の光学ユニットと、
該第１および第２の光学ユニットをそれぞれ前記光軸方向に移動させるアクチュエータと、
前記光軸方向が水平方向に対して傾斜して前記第１および第２の光学ユニットのそれぞれに重力による傾斜下方向に向かう力が作用している状態において、前記第１および第２の光学ユニットを、互いに一方の光学ユニットが他方の光学ユニットに対して傾斜上方向に持ち上げる力を作用させるカウンタウェイトとなるように連結する連結機構とを有することを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記連結機構は、
互いに一体に又は連動して回転する第１の回転部材および第２の回転部材と、
前記第１の回転部材に巻き掛けられて前記第１の光学ユニットに接続された第１の巻き掛け連結部材と、
前記第２の回転部材に巻き掛けられて前記第２の光学ユニットに接続された第２の巻き掛け連結部材とを含み、
前記第１および第２の回転部材の径の比が、前記第１の光学ユニットの質量と前記第１の回転部材の回転半径との積と、前記第２の光学ユニットの質量と前記第２の回転部材の回転半径との積のうち大きい方を小さい方で割った値が、前記第１の光学ユニットの質量と前記第２の光学ユニットの質量のうち大きい方を小さい方で割った値よりも１に近くなるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記連結機構は、前記第１の巻き掛け連結部材および前記第２の巻き掛け連結部材のうち少なくとも一方の前記光軸方向に投影したときの長さを変更する機構を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記第１の光学ユニットは前記光軸方向に移動して変倍を行う光学ユニットであり、前記第２の光学ユニットは前記光軸方向に移動して前記変倍に伴う像面変動を低減する光学ユニットであり、
該光学装置は、
前記第１の光学ユニットの位置を検出する第１の位置検出手段と、
前記第２の光学ユニットの位置を検出する第２の位置検出手段と、
前記第１および第２の光学ユニットの目標位置関係を記憶した記憶手段と、
前記第１および第２の位置検出手段による検出結果を用いて、前記第１および第２の光学ユニットの位置が前記目標位置関係に近づくように前記アクチュエータを駆動する制御手段とを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水平姿勢から傾いた状態で可動光学ユニットが重力により移動することを防止する機能を有する光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズユニットやアイリスユニット等の光学ユニットをアクチュエータによって光軸方向に移動させることが可能な光学装置を、その光軸方向が水平方向に対して傾斜した状態で使用する場合には、重力によって光学ユニットに傾斜下方向に力が作用する。この力は、光学ユニットを駆動するアクチュエータの負荷となる。
【０００３】
特許文献１には、上記のような傾斜使用状態における重力の作用によって光学ユニットが自然変位することを回避するために、光学ユニットを光軸方向に移動させる駆動用カム筒の中にバランサカムを設けた光学装置が開示されている。バランサカムの重さによって駆動用カム筒に作用する力を、重力によって光学ユニットから駆動用カム筒に作用する力と釣り合わせることで、駆動用カム筒の回転を抑え、光学ユニットの自然変位を防止する。
【０００４】
また、特許文献２には、傾斜使用状態での傾斜角と光学ユニットの移動方向とに応じて、該光学ユニットを駆動するアクチュエータに供給する電力（電流値）を変化させる光学装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５８−１５４８２２号公報
【特許文献２】特開平０５−３１３０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１にて開示された光学装置では、重力により光学ユニットから駆動用カム筒に作用する力と同じ力を生じる重さのバランサカムが必要であるため、装置全体の重量が大きく増加してしまう。
【０００７】
また、特許文献２にて開示された光学装置では、重力による光学ユニットの傾斜下方向への変位を回避するためには、傾斜使用状態において継続的にアクチュエータに供給する電力を増加させる必要がある。このため、アクチュエータの消費電力が増大するとともに、発熱量も増加し、アクチュエータの周囲の部材を熱変形させるおそれがある。
【０００８】
本発明は、傾斜使用状態において光学ユニットに作用する重力によるアクチュエータへの負荷の増加や光学ユニットの自然変位を、装置の重量やアクチュエータへの供給電力を大きく増加させることなく抑制できるようにした光学装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面としての光学装置は、それぞれ光軸方向に移動可能な第１の光学ユニットおよび第２の光学ユニットと、該第１および第２の光学ユニットを光軸方向に移動させるアクチュエータと、光軸方向が水平方向に対して傾斜して第１および第２の光学ユニットのそれぞれに重力による傾斜下方向に向かう力が作用している状態において、第１および第２の光学ユニットを、互いに一方の光学ユニットが他方の光学ユニットに対して傾斜上方向に持ち上げる力を作用させるカウンタウェイトとなるように連結する連結機構とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、連結機構を介して第１および第２の光学ユニットを互いに他方の光学ユニットに対して傾斜上方向に持ち上げる力を作用させるカウンタウェイトとして利用する。このため、装置の重量やアクチュエータへの供給電力を大きく増加させることなく、傾斜使用状態での重力によるアクチュエータへの負荷の増加や光学ユニットの自然変位を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１である光学装置の構成を示す図。
【図２】本発明の実施例２である光学装置の構成を示す図。
【図３】本発明の実施例３である光学装置の構成を示す図。
【図４】本発明の実施例４である光学装置の構成を示す図。
【図５】本発明の実施例４である光学装置の長さ調整機構の第１例の構成を示す図。
【図６】本発明の実施例４である光学装置の長さ調整機構の第２例の構成を示す図。
【図７】本発明の実施例４である光学装置の長さ調整機構の第３例の構成を示す図。
【図８】本発明の実施例４である光学装置の長さ調整機構の第４例の構成を示す図。
【図９】本発明の実施例５である光学装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１には、本発明の実施例１である光学装置の構成を示している。第１の光学ユニット１と第２の光学ユニット８は、不図示のアクチュエータからの駆動力によって、不図示の固定部材に取り付けられたガイド９に沿って、光軸方向にて所定の位置関係を保ちながら互いに近寄ったり離れたりするように移動する。図１は、光学装置が、該光軸方向が水平方向に対して傾斜する姿勢で使用される状態（傾斜使用状態）を示している。なお、以下の説明において、光軸方向における被写体側を前側といい、像側を後側という。このことは、後述する他の実施例でも同じである。
【００１４】
固定部材の前部に回転可能に保持されたプーリ３と、固定部材の光軸方向中間部に回転可能に保持された２段プーリ５の大径プーリ５ａには、柔軟連結部材（第１の巻き掛け連結部材）２が巻き掛けられている。柔軟連結部材２の一端と他端はそれぞれ、第１の光学ユニット１の前部と後部に接続されている。
【００１５】
固定部材の後部に回転可能に保持されたプーリ１１と、２段プーリ５の近傍に配置されたガイドプーリ６ａ，６ｂと、２段プーリ５の小径プーリ５ｂには、柔軟連結部材（第２の巻き掛け連結部材）７が巻き掛けられている。柔軟連結部材７の一端と他端はそれぞれ、第２の光学ユニット８の前部と後部に接続されている。
【００１６】
なお、柔軟連結部材７は、小径プーリ５ｂとガイドプーリ６ａ，６ｂとの間でクロスしており、プーリ１１と小径プーリ５ｂ（２段プーリ５）の回転方向が互いに逆方向になる。また、２段プーリ５を構成する大径プーリ５ａと小径プーリ５ｂはそれぞれ、互い一体に回転する第１の回転部材および第２の回転部材に相当する。
【００１７】
柔軟連結部材は、ワイヤやベルト等、駆動力が伝達でき、かつ必要な強度が確保できる部材であれば、どのようなものであってもよい。このことは、後述する他の実施例でも同じである。
【００１８】
このように、第１の光学ユニット１と第２の光学ユニット８は、柔軟連結部材２，７と２段プーリ５を介して連結されている。光学装置が傾斜使用状態にあると、第１および第２の光学ユニット１，８のそれぞれには、重力による傾斜下方向に向かう力が作用する。この状態にて、柔軟連結部材２，７と２段プーリ５を含んで構成された連結機構は、第１および第２の光学ユニット１，８を、互いに一方の光学ユニットが他方の光学ユニットに対して傾斜上方向に持ち上げる力を作用させるカウンタウェイトとなるように連結する。
【００１９】
すなわち、第１および第２の光学ユニット１，８に傾斜下方向に作用する自重の分力Ｆ１，Ｆ２が、２段プーリ５の大径プーリ５ａと小径プーリ５ｂの径（ここでは、半径）Ｒ１，Ｒ２の比を適切に設定することで、互いにつり合うようになっている。
【００２０】
次に、上記連結機構により実現されるカウンタウェイト機能の原理について説明する。以下の説明において、ｇは重力加速度である。
【００２１】
図１に示すように光学装置（光軸方向）が水平面１３に対して角度θだけ傾斜している状態において、第１の光学ユニット１には、ガイド９に沿った傾斜下方向に、自重ｍ１ｇの分力である、
【００２２】
【数１】
2012032597.tif 000003
【００２３】
が作用する。
【００２４】
同様に、第２の光学ユニット８にも、ガイド９に沿った傾斜下方向に、自重ｍ２ｇの分力である、
【００２５】
【数２】
2012032597.tif 000004
【００２６】
が作用する。
【００２７】
Ｆ１は柔軟連結部材２の張力となって半径Ｒ１の大径プーリ５ａに反時計回りのモーメントを発生させる。該モーメントＴ１の大きさは、
【００２８】
【数３】
2012032597.tif 000005
【００２９】
となる。
【００３０】
同様に、Ｆ２は柔軟連結部材７の張力となって半径Ｒ２の小径プーリ５ｂに時計回りのモーメントとして作用し、該モーメントＴ２の大きさは、
【００３１】
【数４】
2012032597.tif 000006
【００３２】
となる。
【００３３】
つまり、２段プーリ５には、反時計回りのモーメントＴ１と時計回りのモーメントＴ２が作用する。２段プーリ５が回転しなければ、光学装置の傾斜使用状態においても第１の光学ユニット１と第２の光学ユニット８が静止する。このため、以下の式（５），（６）に示すように、該２つのモーメントＴ１とＴ２が互いに等しくなるように半径Ｒ１，Ｒ２の比を設定すればよい。これにより、第２の光学ユニット８が、第１の光学ユニット１が重力によって傾斜下方向に変位しないように第１の光学ユニット１に対して傾斜上方向に持ち上げる力を作用させるカウンタウェイトとなる。また、第１の光学ユニット１が、第２の光学ユニット８が重力によって傾斜下方向に変位しないように第２の光学ユニット８に対して傾斜上方向に持ち上げる力を作用させるカウンタウェイトとなる。
【００３４】
【数５】
2012032597.tif 000007
【００３５】
【数６】
2012032597.tif 000008
【００３６】
光学装置が図１に示す右下がりとは逆（左下がり）に傾いても、式（５）が満足されることで、第１の光学ユニット１と第２の光学ユニット８は重力の作用によって移動（変位）しない。
【００３７】
なお、図１に示したプーリの数や配置は例に過ぎず、これらは適宜選択することができる。また、実施例１では、プーリ５ａ，５ｂの径の比が、第２および第１の光学ユニットの質量比に等しくなる（上記式（６）を満足する）ように設定した場合について説明した。しかしながら、必ずしも上記の式（６）を満足しなければいけない訳ではない。ここでは、前述のモーメントＴ１、Ｔ２の比（大きな方のモーメントを小さい方のモーメントで割った値とする）が、第１および第２の光学ユニットの質量比（重い方の質量を軽い方の質量で割った値）よりも１に近づいていればある程度の効果は得られる。つまり、モーメントＴ１、Ｔ２の比が質量の比よりも１に近くなる（１になってもよい）ように、プーリ５ａ，５ｂの径の比を設定すればよい。
【００３８】
別の言い方をすれば、第１の光学ユニットの質量と第１の回転部材の回転半径の積と第２の光学ユニットの質量と第２の回転部材の回転半径の積とのうち大きい方を小さい方で割った値を第１の値とする。また、第１の光学ユニットの質量と第２の光学ユニットの質量とのうち大きい方を小さい方で割った値を第２の値とする。このとき、第１の値（１以上）が第２の値（１以上）よりも１に近くなる（小さくなる）ように、プーリ５ａ、５ｂ（第１、２の回転部材）の径（回転半径）を設定すればよい。ここで、第１の値は、第１の光学ユニットの質量に基づいて第１の回転部材で発生する第１のモーメントと第２の光学ユニットの質量に基づいて第２の回転部材で発生する第２のモーメントのうち大きい方を小さい方で割った値としてもよい。
【００３９】
なお、上述のモーメント（質量と回転部材の回転半径との積でもよい）Ｔ１、Ｔ２の比（大きい方のモーメントを小さい方のモーメントで割った値）は、１以上１．１０未満（好ましくは１．０５未満）であることが望ましい。
【００４０】
また、後述する実施例５にて説明するような、柔軟連結部材の張力を調整するための機構を設けてもよい。
【実施例２】
【００４１】
図２には、本発明の実施例２である光学装置の構成を示している。第１の光学ユニット１と第２の光学ユニット８は、不図示のアクチュエータからの駆動力によって、不図示の固定部材に取り付けられたガイド９に沿って、光軸方向にて所定の位置関係を保ちながら互いに近寄ったり離れたりするように移動する。図２は、光学装置の傾斜使用状態を示している。
【００４２】
固定部材の前部に回転可能に保持されたプーリ３と、固定部材の光軸方向中間部に回転可能に保持された２段プーリ５の大径プーリ５ａには、柔軟連結部材（第１の巻き掛け連結部材）２が巻き掛けられている。柔軟連結部材２の一端は第１の光学ユニット１の前部に接続され、他端は大径プーリ５ａの周方向一箇所に固定されている。また、２段プーリ５の小径プーリ５ｂと、２段プーリ５の近傍に配置されたガイドプーリ６には、柔軟連結部材（第２の巻き掛け連結部材）７が巻き掛けられている。柔軟連結部材７の一端は小径プーリ５ｂの周方向一箇所に固定され、他端は第２の光学ユニット８の前部に接続されている。
【００４３】
本実施例では、柔軟連結部材２，７と２段プーリ５とを含む連結機構を、第１の連結機構という。
【００４４】
固定部材の後部に回転可能に保持されたプーリ１１と、固定部材の光軸方向中間部に回転可能に保持された２段プーリ１６の小径プーリ１６ｂには、柔軟連結部材（第２の巻き掛け連結部材）１０が巻き掛けられている。柔軟連結部材１０は、２段プーリ１６の近傍に配置されたガイドプーリ１５にも巻き掛けられている。
【００４５】
柔軟連結部材１０の一端は小径プーリ１６ｂの周方向一箇所に固定され、他端は第２の光学ユニット８の後部に接続されている。さらに、２段プーリ１６の大径プーリ１６ａには、柔軟連結部材（第１の巻き掛け連結部材）１７が巻き掛けられている。柔軟連結部材１７の一端は大径プーリ１６ａの周方向一箇所に固定され、他端は第１の光学ユニット１の後部に接続されている。
【００４６】
本実施例では、柔軟連結部材１０，１７と２段プーリ１６とを含む連結機構を、第２の連結機構という。
【００４７】
２段プーリ５を構成する大径プーリ５ａと小径プーリ５ｂはそれぞれ、互い一体に回転する第１の回転部材および第２の回転部材に相当する。また、２段プーリ１６を構成する大径プーリ１６ａと小径プーリ１６ｂもそれぞれ、互い一体に回転する第１の回転部材および第２の回転部材に相当する。
【００４８】
このように、第１の光学ユニット１と第２の光学ユニット８は、第１の連結機構および第２の連結機構を介して連結されている。光学装置が図２に示すように右下がりの傾斜使用状態にあると、第１および第２の光学ユニット１，８のそれぞれには、重力による右下がり方向（傾斜下方向）に向かう力が作用する。この状態において、第１の連結機構は、第１および第２の光学ユニット１，８を、互いに一方の光学ユニットが他方の光学ユニットに対して左上がり方向（傾斜上方向）に持ち上げる力を作用させるカウンタウェイトとなるように連結する。
【００４９】
一方、光学装置が左下がりの傾斜使用状態にあると、第１および第２の光学ユニット１，８のそれぞれには、重力による左下がり方向（傾斜下方向）に向かう力が作用する。この状態において、第２の連結機構は、第１および第２の光学ユニット１，８を、互いに一方の光学ユニットが他方の光学ユニットに対して右上がり方向（傾斜上方向）に持ち上げる力を作用させるカウンタウェイトとなるように連結する。
【００５０】
そして、第１および第２の連結機構において、２段プーリ５，１６の大径プーリ５ａ，１６ａと小径プーリ５ｂ，１６ｂの半径Ｒ１，Ｒ２の比を適切に設定する。これにより、第１および第２の光学ユニット１，８に傾斜下方向に作用する自重の分力Ｆ１，Ｆ２が、互いにつり合う。
【００５１】
第１および第２の連結機構により実現されるカウンタウェイト機能の原理については、実施例１にて説明した原理と同様である。
【００５２】
なお、図２に示したプーリの数およびこれらの配置位置は例に過ぎず、これらは適宜選択することができる。また、第１および第２の連結機構をそれぞれ複数設けてもよい。また、実施例１でも述べたように、柔軟連結部材の張力を調整するための機構を設けてもよい。
【実施例３】
【００５３】
図３には、本発明の実施例３である光学装置の構成を示す。本実施例は、実施例１，２に示した２段プーリの代わりにプーリ付きギア列を用いている。
【００５４】
第１の光学ユニット１と第２の光学ユニット８は、不図示のアクチュエータからの駆動力によって、不図示の固定部材に取り付けられたガイド９に沿って、光軸方向にて所定の位置関係を保ちながら互いに近寄ったり離れたりするように移動する。図３は、光学装置の傾斜使用状態を示している。
【００５５】
大径プーリ５ｃと大径ギア５ｄは一体に回転する。また、小径プーリ５ｅと小径ギア５ｆは一体に回転する。ギア５ｄ，５ｆは互いに噛み合っている。大径プーリ５ｄと小径プーリ５ｅはそれぞれ、ギア５ｄ，５ｆを介して連動して回転する第１の回転部材および第２の回転部材に相当する。
【００５６】
固定部材の前部に回転可能に保持されたプーリ３と、固定部材の光軸方向中間部に回転可能に保持された大径プーリ５ｃには、柔軟連結部材（第１の巻き掛け連結部材）２が巻き掛けられている。柔軟連結部材２の一端は第１の光学ユニット１の前部に接続され、他端は大径プーリ５ｃの周方向一箇所に固定されている。また、小径プーリ５ｅと、ガイドプーリ６ａ，６ｂには、柔軟連結部材（第２の巻き掛け連結部材）７が巻き掛けられている。柔軟連結部材７の一端は小径プーリ５ｅの周方向一箇所に固定され、他端は第２の光学ユニット８の前部に接続されている。
【００５７】
本実施例では、ギア５ｄ，５ｆと柔軟連結部材２，７とプーリ５ｅ，５ｆとを含む連結機構を、第１の連結機構という。
【００５８】
小径プーリ１６ｃと小径ギア１６ｄは一体に回転する。また、大径プーリ１６ｅと大径ギア１６ｆは一体に回転する。ギア１６ｄ，１６ｆは互いに噛み合っている。大径プーリ１６ｄと小径プーリ１６ｅはそれぞれ、ギア１６ｄ，１６ｆを介して連動して回転する第１の回転部材および第２の回転部材に相当する。
【００５９】
固定部材の後部に回転可能に保持されたプーリ１１と、固定部材の光軸方向中間部に回転可能に保持された小径プーリ１６ｃには、柔軟連結部材（第２の巻き掛け連結部材）１０が巻き掛けられている。柔軟連結部材１０の一端は第２の光学ユニット８の後部に接続され、他端は小径プーリ１６ｃの周方向一箇所に固定されている。また、大径プーリ１６ｅと、ガイドプーリ１５ａ，１５ｂには、柔軟連結部材（第１の巻き掛け連結部材）１７が巻き掛けられている。柔軟連結部材１７の一端は大径プーリ１６ｅの周方向一箇所に固定され、他端は第１の光学ユニット１の後部に接続されている。
【００６０】
本実施例では、ギア１６ｄ，１６ｆと柔軟連結部材１０，１７とプーリ１６ｅ，１６ｆとを含む連結機構を、第２の連結機構という。
【００６１】
次に、上記第１および第２の連結機構により実現されるカウンタウェイト機能の原理について説明する。光学装置が図３のように角度θだけ傾斜した状態において、第１の連結機構の大径プーリ５ｃと小径プーリ５ｅに作用するモーメントはそれぞれ、
【００６２】
【数７】
2012032597.tif 000009
【００６３】
【数８】
2012032597.tif 000010
【００６４】
である。ただし、Ｒｋ１とＲｋ２はそれぞれ、大径プーリ５ｃと小径プーリ５ｅの半径である。
【００６５】
大径ギア５ｄと小径ギア５ｆを介してこれら２つのモーメントが釣り合えば、第１の光学ユニット１と第２の光学ユニット８は静止する。大径ギア５ｄと小径ギア５ｆが噛み合う点における力は、大きさが同じで向きが逆であるので、力の大きさだけに注目すると以下の関係が成り立つ。
【００６６】
【数９】
2012032597.tif 000011
【００６７】
ただし、Ｒｈ１とＲｈ２はそれぞれ、大径ギア５ｄと小径ギア５ｆのピッチ円の半径である。
【００６８】
式（１１）の条件を満足するように、各プーリの半径と各ギアのピッチ円の半径を設定すれば、上記２つのモーメントは常に釣り合う。第２の連結機構についても、これと同様である。
【実施例４】
【００６９】
図４には、本発明の実施例４である光学装置の構成を示す。本実施例は、図２に示した光学装置に、第１の光学ユニット１と第２の光学ユニット８の相対位置関係を変更するために柔軟連結部材の長さを調整する機構（長さ調整機構）を第１および第２の連結機構に設けている。第１の連結機構に含まれる長さ調整機構は、大径プーリ５ａから第１の光学ユニット１までの柔軟連結部材２の光軸方向での長さ（光軸方向に投影したときの長さ）を変更する。また、第２の連結機構に含まれる長さ調整機構は、小径プーリ１６ｂから第２の光学ユニット８までの柔軟連結部材１０の光軸方向での長さ（光軸方向に投影したときの長さ）を変更する。
【００７０】
次に、長さ調整機構が必要な理由について説明する。第１および第２の光学ユニット１，８が、第１の光学ユニット１の移動速度Ｖ１と第２の光学ユニット８の移動速度Ｖ２の比、
【００７１】
【数１０】
2012032597.tif 000012
【００７２】
を一定に保ちながら移動する場合、時間ｔでの第１の光学ユニット１の移動距離Ｙ１と第２の光学ユニット８の移動距離Ｙ２は以下のように表される。
【００７３】
【数１１】
2012032597.tif 000013
【００７４】
【数１２】
2012032597.tif 000014
【００７５】
ただし、ωは２段プーリ（５又は１６）の角速度である。第１の光学ユニット１と第２の光学ユニット８の移動距離比は、
【００７６】
【数１３】
2012032597.tif 000015
【００７７】
となる。つまり、２段プーリの半径比Ｒ１／Ｒ２を、移動速度比Ｎと等しくなるように設定すれば、第１および第２の光学ユニット１，８は一定の移動速度比を保ちながら移動する。言い換えれば、２段プーリの形状寸法が決まると、第１および第２の光学ユニット１，８の移動速度比Ｎは２段プーリの半径比Ｒ１／Ｒ２で決まる。
【００７８】
しかし、カウンタウェイト機能には、実施例１で説明した式（６）の関係が成り立つ必要がある。このため、第１の光学ユニット１の質量ｍ１と第２の光学ユニット８の質量ｍ２  の設計自由度が十分ある場合には、
【００７９】
【数１４】
2012032597.tif 000016
【００８０】
なる条件を満足するように２段プーリの半径比と両光学ユニット１，８の質量比とを設定する必要がある。
【００８１】
移動速度Ｖ１，Ｖ２の比を一定に保たない場合には、柔軟連結部材２，７のうち少なくとも一方の光軸方向での長さと、柔軟連結部材１０，１７のうち少なくとも一方の長さを変更可能とする必要がある。つまり、第１の光学ユニット１と第２の光学ユニット８が互いに式（１５）以外のある関数に従った相対位置関係を保ちながら互いに離れる場合は、柔軟連結部材の光軸方向での長さが余ってくるのでそれを光軸方向とは異なる方向に吸収する必要がある。同様に、第１の光学ユニット１と第２の光学ユニット８が互いに近寄る場合は、柔軟連結部材の光軸方向での長さが足りなくなってくる。このため、光軸方向とは異なる方向に吸収していた柔軟連結部材の部分を解放する必要がある。本実施例は、このような場合に必要な柔軟連結部材の長さ調整機構４，１４を備えている。
【００８２】
本実施例では長さ調整機構４，１４によって柔軟連結部材２，１０の長さをそれぞれ調整する場合について説明するが、長さ調整機構４によって柔軟連結部材７の長さを調整し、長さ調整機構１４によって柔軟連結部材１７の長さを調整するようにしてもよい。長さ調整機構をどの柔軟連結部材に対して設けるかは、光学装置内での配置スペースに応じて配置し易い方を選択すればよい。なお、長さ調整機構の構成上のパラメータは、どの柔軟連結部材に対して設けられるかによって異なる場合がある。
【００８３】
図５には、長さ調整機構の第１例を示す。この長さ調整機構は、図５（ｆ）に示すように、第１の光学ユニットと第２の光学ユニットとの位置関係がそれらの可動範囲において非線形に変化するように柔軟連結部材２，１０の長さを調整する。この際、長さ調整機構は、線形部分と非線形部分との組み合わせによって第１の光学ユニット１と第２の光学ユニット８との位置関係を非線形に変化させる。  
【００８４】
図５（ａ）に示すように、この長さ調整機構は、プーリ２０，２６，３０と、ピニオン２１，２５，２９と、光軸方向に直交する方向に移動可能なラック３２と、該ラック３２に取り付けられた非円形プーリ２３とを含む。柔軟連結部材２は、第１の光学ユニット側から順に、プーリ２０、非円形プーリ２３、プーリ２６およびプーリ３０に巻き掛けられ、図４に示した大径プーリ５ａに巻き掛けられて固定される。このときの柔軟連結部材２の巻き掛け方の例を図５（ｅ）に示す。
【００８５】
図５（ｂ）に示すように、プーリ２０とピニオン２１は、同軸上に配置されており、プーリ２０とピニオン２１との間にはワンウェイクラッチ２２が配置されている。ワンウェイクラッチ２２は、柔軟連結部材２が図５（ａ）中の矢印の方向に移動するとき、プーリ２０とピニオン２１を一体回転させ、柔軟連結部材２が逆の方向に移動するとき、プーリ２０とピニオン２１を別々に回転可能とする。
【００８６】
ピニオン２１はラック３２と噛み合い、ラック３２の上端部には非円形プーリ２３が軸２４を介して取り付けられている。ラック３２はさらにピニオン２５と噛み合い、ピニオン２５とプーリ２６は同じ軸２７上に配置されている。また、図５（ｃ）に示すように、軸２７にはロック機構２８が設けられている。このロック機構２８は、第１の光学ユニットが静止した場合にピニオン２５とプーリ２６の回転を停止させておく（自由な回転を阻止する）ためのものである。
【００８７】
ピニオン２５はピニオン２９とも噛み合い、ピニオン２９はプーリ３０と同軸上に配置されている。ピニオン２９とプーリ３０との間には、ワンウェイクラッチ３１が配置されている。ワンウェイクラッチ３１は、柔軟連結部材２が図５（ａ）中の矢印の方向へ移動するときはピニオン２９とプーリ３０とを別々に回転可能とし、柔軟連結部材２が矢印と逆の方向へ移動するときはピニオン２９とプーリ３０とを一体回転させる。
【００８８】
次に、この長さ調整機構の動作原理について説明する。図４における第１移動光学ユニット１と第２移動光学ユニット８はそれぞれ不図示のアクチュエータによって移動される。
【００８９】
第１の光学ユニット１の移動によって柔軟連結部材２が図５（ａ）中の矢印の方向に移動するとき、プーリ２０が時計回り方向に回転し、ピニオン２１もプーリ２０と一体となって回転するので、ラック３２は下方に移動する。このとき、ピニオン２５、プーリ２６、ピニオン２９およびプーリ３０は従動的に回転するが、プーリ２６，３０とピニオン２５，２９はそれぞれ別々に回転する。
【００９０】
ラック３２と非円形プーリ２３とが下方にＸだけ移動した場合に、柔軟連結部材２がプーリ２０の左側においてＹ１だけ移動したとすると、柔軟連結部材２のプーリ３０の右側での移動量はＹ２（＜Ｙ１）となる。ここでラック３２の移動によって第１の光学ユニット１と第２の光学ユニット８との位置関係の線形的に変化する部分が調整され、位置関係の非線形部分は非円形プーリ２３の形状によって調整される。ラック３２による第１および第２の光学ユニット間の位置関係の線形部分の調整量を計算するには、非円形プーリ２３を円形プーリとしておけばよい。
【００９１】
プーリ２０の左側で柔軟連結部材２がＹ１だけ移動したときに、プーリ３０の右側での線形部分に相当する移動量をＹ３とすると、
【００９２】
【数１５】
2012032597.tif 000017
【００９３】
が成り立つ。ただし、Ｒ３はプーリ２０の半径であり、θ１はプーリ２０の回転角であり、Ｒ４はピニオン２１の半径である。このように、第１および第２の光学ユニット間の位置関係の線形部分は、プーリ２０とピニオン２１の半径で決められる。
【００９４】
プーリ３０の右側における第１および第２の光学ユニット１，８間の位置関係の非線形部分  Ｙ４は、非円形プーリ２３の形状によって調整され、最終的には、
Ｙ２＝Ｙ３＋Ｙ４
と必要な位置関係が維持される。
【００９５】
さらに、長さ調整機構において、柔軟連結部材は図４に示した２段プーリ５の大径プーリ５ａに巻き掛けられて固定されているので、第２の光学ユニット８の移動距離は、
（Ｒ２／Ｒ１）Ｙ２
となる。つまり、第１の光学ユニットがＹ１移動したとき、第２の光学ユニット８の移動距離は、
（Ｒ２／Ｒ１）Ｙ２
だけ移動する。
【００９６】
第１の光学ユニット１と第２の光学ユニット８が静止している場合は、ピニオン２５とプーリ２６に設けられているロック機構２８が作動してこれらの回転を阻止する。この状態では、図３で説明したように、２段プーリ５に作用するモーメントが釣り合うので、各光学ユニットを駆動するアクチュエータにエネルギーの供給は不要である。
【００９７】
また、第２の光学ユニット８の移動方向によって、柔軟連結部材２が矢印の方向とは逆方向に移動する場合は、プーリ３０とピニオン２９が一体になって反時計回り方向に回転し、プーリ２６とピニオン２５は互いに独立に時計回り方向に回転する。さらに、プーリ２０とピニオン２１も互いに独立に反時計回り方向に回転する。このような回転によって、ラック３２は上方に移動し、ラック３２の上端に取り付けられている非円形プーリ２３が時計回り方向に回転しながら上方に移動する。こうして、第１および第２の光学ユニット間の位置関係が維持される。
【００９８】
プーリ３０の右側において柔軟連結部材２がＹ２だけ図５（ａ）の矢印方向とは逆方向に移動したときに、プーリ２０の左側での線形部分に相当する移動量をＹ５とすると、
【００９９】
【数１６】
2012032597.tif 000018
【０１００】
が成り立つ。ただし、Ｒ５はプーリ３０の半径であり、Ｒ６はピニオン２９の半径であり、θ２はプーリ３０とピニオン２９の回転角度である。計算を簡単にするために、ここではピニオン２９とピニオン２５の半径（歯数）が同じである場合について説明するが、該半径が異なっていてもよい。
【０１０１】
非円形プーリ２３の効果として得られる移動量Ｙ６を考慮すると、プーリ２０の左側にある柔軟連結部材２の移動量は、
Ｙ１＝Ｙ５＋Ｙ６
となり、第１および第２の光学ユニット１，８間の位置関係が必要な関係に維持される。また、図４に示した２段プーリでの効果を考慮すると、第１の光学ユニット１と第２の光学ユニット８との関係は、
Ｙ１＝（Ｙ５＋Ｙ６）（Ｒ２／Ｒ１）
となる。
【０１０２】
１つの長さ調整機構にて、柔軟連結部材が図５（ａ）の矢印方向に移動する場合、両光学ユニット１，８間の位置関係の線形部分が式（２０）の条件を満足し、かつプーリ２０の半径Ｒ３とピニオン２１の半径Ｒ４が必要な線形部分の関係を満足するように設計される。また、柔軟連結部材が図５（ａ）の矢印方向とは逆方向に移動する場合は、両光学ユニット１，８間の位置関係の線形部分が式（２４）の条件を満足し、プーリ３０の半径Ｒ５とピニオン２９の半径Ｒ６が必要な線形部分の関係を満足するように設計される。
【０１０３】
しかし、１つの長さ調整機構において柔軟連結部材の移動方向が変わっても必要な位置関係の線形部分の特性は変わらない場合が多い。つまり、両光学ユニット１，８間の位置関係は往復で同じであることが殆どである。この場合、明らかに線形部分の関係を示す式（２０）と式（２４）との関係は以下のように逆数の関係となる。
【０１０４】
【数１７】
2012032597.tif 000019
【０１０５】
つまり、式（２５）を満たすように各プーリとピニオンの半径を設計する必要がある。実際の設計ではラック３２が上下方向にがたを持たないように、リニアガイドを設けたり、ラック３２の両側にガイドピニオンを設けたりする等の何らかの対策をするとよい。
【０１０６】
図６（ａ）〜（ｃ）には、長さ調整機構の第２例を示す。先に説明した例との違いは、柔軟連結部材の巻き掛け方を図６（ａ）に示すようにすることで、ピニオン２９、プーリ３０およびワンウェイクラッチ３１を省略し、ピニオン２５とプーリ２６にロック機構２８とワンウェイクラッチ２７ａを設けた点である。つまり、先の例における２組のピニオンとプーリの機能を１組のピニオンとプーリに持たせることで、部品数と配置スペースを減少させている。
【０１０７】
図７には、長さ調整機構の第３例を示す。両光学ユニット１，２間の位置関係を線形部分と非線形部分の組み合わせで調整する先の２つの例と基本的な構成は同じである。この長さ調整機構は、プーリ５０，５９、２重ラック５１、部分歯ピニオン５２およびラックガイド５３を含む。
【０１０８】
柔軟連結部材２は、プーリ５０と、２重ラック５１の上方に配置されている軸５５に回転可能に取り付けられた非円形プーリ５２と、プーリ５９を介して図４に示した大径プーリ５ａに巻き掛けられて固定される。柔軟連結部材２の巻きかけ方を図７（ｃ）に示す。
【０１０９】
２重ラック５１は、ラックガイド５３によって上下方向にガイドされながら移動可能であり、２重ラック５１の内側に配置されている部分歯ピニオン５２と噛み合っている。部分歯ピニオン５２は、図７（ｂ）に示すようにモータ５７の出力軸であるモータ軸５６に、モータ５７の停止時に部分歯ピニオン５２の回転を阻止するロック機構５８を介して取り付けられている。
【０１１０】
第１の光学ユニット１と第２の光学ユニット８がそれぞれのアクチュエータによって移動される場合、柔軟連結部材２が図７（ａ）中の矢印方向かその逆方向に移動する。両工学ユニット１，８が矢印方向に移動する場合、その移動に合わせてモータ５７が反時計回り方向に回転し、部分歯ピニオン５２が２重ラック５１の左側ラックと噛み合って２重ラック５１を下方へ移動させる。この動きと同時に、非円形プーリ５４が反時計回り方向に回るとともに２重ラック５１と一緒に下方に移動する。この動きによって、両光学ユニット１，８間の相対位置関係が維持される。
【０１１１】
柔軟連結部材２の移動方向が矢印方向とは逆方向である場合は、部分歯ピニオン５２が２重ラック５１の右側のラックと噛み合い、２重ラック５１を上方に移動させる。この場合、非円形プーリ５４は時計回り方向に回転しながら２重ラック５１と一緒に上方に移動し、両光学ユニット１，８間の相対位置関係を維持する。
【０１１２】
両光学ユニット１，８が静止しているときはロック機構５８が作動して部分歯ピニオン５２の回転を阻止する。このとき、図４の２段プーリ５においてモーメントの釣り合いが成り立ち、両光学ユニット１，８は静止状態を維持する。
【０１１３】
モータ５７に作用する負荷としては、主として、ラックガイド５３の抵抗力、２重ラック５１と部分歯ピニオン５２との噛み合いによる抵抗力と、２重ラック５１と非円形プーリ５４の質量等である。このため、モータ５７の負荷は軽く、モータ５７の使用による消費電力の増加は少ない。
【０１１４】
図８には、長さ調整機構の第４例を示す。この長さ調整機構は、両光学ユニット１，８間の位置関係に合わせて柔軟連結部材２の光軸方向での長さを調整するためのプーリ７５の位置を変化させる。ここでは、長さ調整用プーリ７５の位置を変化させるための構成例として、円筒カムとモータを用いる。
【０１１５】
柔軟連結部材２は、ガイド用プーリ７０と、長さ調整用プーリ７５と、ガイド用プーリ８２を介して図４に示す大径プーリ５ａに巻き掛けられて固定される。長さ調整用プーリ７５は、連結部材７７の上端に設けられた軸７６上に回転可能に取り付けられ、連結部材７７の下端にはカム筒７３に形成されたカム溝部７９に沿って移動するフォロワー７８が取り付けられている。長さ調整用プーリ７５の軸７６は、ガイド部材７４に光軸方向に延びるように形成されたガイド溝部７４ａに沿って移動可能である。カム筒７３には、カム筒軸７１が設けられ、該カム筒軸７１の両端はそれぞれ軸受け７２により回転可能に支持されている。また、カム筒軸７１の一端には、ロック機構８０を介してモータ８１の出力軸が連結されている。
【０１１６】
図４に示した第１の光学ユニット１と第２光学ユニット８がそれぞれのアクチュエータによって移動される場合、柔軟連結部材２が図８中の矢印方向かその逆方向に移動する。矢印方向に移動する場合、ガイド用プーリ７０は時計回り方向に回転し、長さ調整用プーリ７５は反時計回り方向に回転し、ガイド用プーリ８２は時計回り方向に回転する。これと同時に、モータ８０は、不図示の制御部からの回転指令に応じて回転し、カム筒７３を回転駆動する。これにより、フォロワー７８がカム溝部７９に沿って移動し、連結部材７７を介してフォロワー７８と連結されている長さ調整用プーリ７５の軸７６がガイド穴部７４ａに沿って移動することで、長さ調整用プーリ７５が光軸方向に移動する。
【０１１７】
ここで、カム溝部７９は両光学ユニット１，８間の位置関係に合わせて設計されており、カム溝部７９に沿ってフォロワー７８が移動することによって長さ調整用プーリ７５を移動させ、その移動によって柔軟連結部材２の光軸方向での長さを調整する。こうして、両光学ユニット１，８間の位置関係が維持される。
【０１１８】
両光学ユニット１，８が静止した状態では、ロック機構８０が作動し、カム筒７３の回転が阻止される。
【０１１９】
また、柔軟連結部材２の移動方向が矢印方向とは逆方向である場合は、モータ８１の回転方向を上記場合と逆にすればよい。
【０１２０】
以上、長さ調整機構の具体的な構成例を５つ挙げたが、柔軟連結部材の少なくとも１つの光軸方向の長さを調整（変更）する長さ調整機構はこれらに限定されず、リンク機構やクランク機構等を用いた長さ調整機構を用いてもよい。
【実施例５】
【０１２１】
図９には、本発明の実施例５である光学装置としてのレンズ装置の構成を示している。第１の光学ユニットとしてのバリエータレンズ１０３は、保持部材１０４によって保持されている。保持部材１０４は、ガイド１０５，１３２によって光軸１０２が延びる方向（光軸方向）に移動可能である。バリエータレンズ１０３は、光軸方向に移動して変倍を行う。ガイド１０５，１３２は固定部材である固定鏡筒１００に固定されている。
【０１２２】
第２の光学ユニットとしてのコンペンセータレンズ１１９は、保持部材１１８によって保持されている。保持部材１１８は、ガイド１１７，１２０によって光軸方向に動可能である。コンペンセータレンズ１１９は、変倍に伴う像面変動を低減するように光軸方向に移動する。ガイド１１８，１２０は、固定鏡筒１００に固定されている。
【０１２３】
バリエータレンズ１０３の保持部材１０４の外周には、複数の磁石１１０ａが周方向にて均等間隔で取り付けられている。固定鏡筒１００の内壁における該複数の磁石１１０ａに対応する位置は、複数のコイル１１０ｂが磁石１１０ａと所定の間隔をあけて取り付けられている。複数の磁石１１０ａと複数のコイル１１０ｂによって第１のアクチュエータであるリニアモータ１１０が構成される。
【０１２４】
また、保持部材１０４の外周のうち磁石１１０ａが設けられていない部分には、第１の位置検出器であるリニアエンコーダ１３１のヘッド１３１ａが取り付けられている。固定鏡筒１００の内壁におけるヘッド１３１ａに対応する位置には、リニアエンコーダ１３１のスケール１３１ｂがヘッド１３１ａとの間に所定の間隔をあけて取り付けられている。
【０１２５】
同様に、コンペンセータレンズ１１９の保持部材１１８の外周には、複数の磁石１１６ａが周方向に均等間隔で配置されている。固定鏡筒１００の内壁における該複数の磁石１１６ａに対向する位置には、複数の磁石１１６ａと所定の間隔をあけて複数のコイル１１６ｂが取り付けられている。複数の磁石１１６ａと複数のコイル１１６ｂによって第２のアクチュエータであるリニアモータ１１６が構成される。
【０１２６】
また、保持部材１１８の外周における複数の磁石１１６ａが配置されていない部分には、第２の位置検出器であるリニアエンコーダ１２５のヘッド１２５ａが取り付けられている。固定鏡筒１００の内壁におけるヘッド１２５ａに対応する位置には、リニアエンコーダ１２５のスケール１２５ｂがヘッド１２５ａと必要な間隔をあけて取り付けられている。
【０１２７】
バリエータレンズ１０３の保持部材１０４の前端面には、柔軟連結部材（第１の巻き掛け連結部材）としてのワイヤ１０９の一端が固定されている。ワイヤ１０９は、固定鏡筒１００に設けられた穴部１０６を貫通してガイド用プーリ１０７，１０８および長さ調整機構１１１を介して２段プーリ１１２の大径プーリに巻き掛けられ、その他端は該大径プーリの周方向一箇所に固定されている。
【０１２８】
２段プーリ１１２の小径プーリには、柔軟連結部材（第２の巻き掛け連結部材）としてのワイヤ１４１が巻き掛けられ、その一端が小径プーリの周方向一箇所に固定されている。ワイヤ１４１は、ガイド用プーリ１１３で曲げられた後、固定鏡筒１００に形成された穴部１１４を貫通し、ガイド用プーリ１１５を介して、コンペンセータレンズ１１９の保持部材１１８まで延びる。ワイヤ１４１の他端は、コンペンセータレンズ１１９の保持部材１１８の前端面に固定されている。以上のように、実施例２で説明した第１の連結機構に相当する機構が構成されている。ワイヤ１０９には、さらに、該ワイヤ１０９の張力を調整するための張力調整機構１４３が設けられている。
【０１２９】
一方、コンペンセータレンズ１１９の保持部材１１８の後端面には、ワイヤ１２４の一端が固定されている。該ワイヤ１２４は、鏡筒１００に設けた穴１２１を通ってガイドプーリ１２２，１２３を介して２段プーリ１２６の小径プーリに巻き掛けられ、その他端は小径プーリの周方向一箇所に固定されている。２段プーリ１２６の大径プーリの周方向一箇所には、該大径プーリに巻き掛けられたワイヤ１４２の一端が固定されている。ワイヤ１４２は、長さ調整機構１２７を経由してガイド用プーリ１２８で曲げられた後、固定鏡筒１００に形成された穴部１２９を通り、さらにガイド用プーリ１３０を介して、バリエータレンズ１０３の保持部材１０４まで延びる。ワイヤ１４２の他端は、バリエータレンズ１０３の保持部材１０４の後端面に固定されている。以上のように、実施例２で説明した第２の連結機構に相当する機構が構成されている。ワイヤ１２４には、さらに、該ワイヤ１２４の張力を調整するための張力調整機構１４４が設けられている。
【０１３０】
リニアモータ１１０，１１６、リニアエンコーダ１３１，１２５および長さ調整機構１１１，１２７のロック機構には、不図示の電源からの電力が供給される。リニアエンコーダ１３１，１２５からの位置情報（検出結果）は演算部１５０に送られる。演算部１５０は、これらの位置情報から、バリエータレンズ１０３とコンペンセータレンズ１１９の位置関係を算出する。
【０１３１】
さらに演算部１５０は、算出した位置関係を、メモリ部（記憶部）１５２に記憶されているバリエータレンズ１０３とコンペンセータレンズ１１９との相対位置関係データと比較し、その位置差分データを制御部１５１に送る。相対位置関係データは、バリエータレンズ１０３の位置とコンペンセータレンズ１１９の位置とが満たすべき目標位置関係を示すデータである。
【０１３２】
制御部１５１は、位置差分が所定値（許容値）より大きければ、その位置差分を０に近づけるように、つまりは両レンズ１０３，１１９の位置が目標位置関係に近づくようにリニアモータ１１０または１１６を駆動して、レンズ１０３または１１９を移動させる。
【０１３３】
ここで、位置差分を補正するために、どちらのリニアモータを駆動するかは、制御方式に関係する。つまり、バリエータレンズ１０３を基準にしてコンペンセータレンズ１１９をバリエータレンズ１０３に追従させる方式を採る場合は、コンペンセータレンズ１１９を移動させるリニアモータ１１６を駆動する。逆に、コンペンセータレンズ１１９を基準にしてバリエータレンズ１０３をコンペンセータレンズ１１９に追従させる方式を採る場合は、バリエータレンズ１０３を移動させるリニアモータ１１０を駆動する。
【０１３４】
バリエータレンズ１０３とコンペンセータレンズ１１９が光軸方向に移動している間は、長さ調整機構１１１，１２７の機能によってワイヤ１０９，１４２の光軸方向での長さが調整され、各ワイヤには常に張力が作用した状態になる。このため、バリエータレンズ１０３とコンペンセータレンズ１１９は常に所定の位置関係を持つ。
【０１３５】
実際には、長さ調整機構１１１，１２７を構成する部品の加工誤差や長さ調整機構１１１，１２７の組立誤差等がある。そして、これらにより、バリエータレンズ１０３とコンペンセータレンズ１１９の移動位置と方向によってワイヤ１０９，１４２が緩んだり、ワイヤ１０９，１４２の光軸方向の長さが短くなりすぎて大きな張力が作用したりするおそれがある。このような問題を回避する対策の１つとして、張力調整機構１４３，１４４を設けている。
【０１３６】
例えば、ワイヤ１０９，１４２が緩んだ場合には張力調整機構１４３，１４４がばねの反発力によって該ワイヤを押して緩みをなくす。一方、ワイヤ１０９，１４２の長さが短すぎる場合には、リニアモータ１１０，１１６がそれぞれバリエータレンズ１０３とコンペンセータレンズ１１９を所定の位置関係となる位置に移動させようとするために、ワイヤ１０９，１４２の張力が増加する。そして、張力が増加したワイヤ１０９，１４２はそれぞれ、張力調整機構１４３，１４４のばねを押し戻すようにして真っ直ぐに延びるために、ワイヤ１０９，１４２の長さが微調整される。このようにして、張力調整機構１４３，１４４は、リニアモータ１１０，１１６に過大な負荷がかかることを回避する。
【０１３７】
レンズ装置（固定鏡筒１００）が水平方向に対して傾斜した状態において、バリエータレンズ１０３とコンペンセータレンズ１１９が静止していると、長さ調整機構１１１，１２７がロックされ、各長さ調整機構内のプーリが回転しなくなる。このとき、２段プーリ１１２，１２６に作用する、ワイヤ張力によるモーメントが互いに釣り合い、２段プーリ１１２，１２６は回転せずに静止状態を保つ。したがって、バリエータレンズ１０３とコンペンセータレンズ１１９も静止状態を維持する。つまり、バリエータレンズ１０３とコンペンセータレンズ１１９にそれらの光軸方向が水平方向に対して傾斜したまま静止状態を維持させるために、電力を殆ど消費しない。
【０１３８】
本実施例では、長さ調整機構１１１，１２７を光軸１０２に直交する上下方向に動作する場合について説明した。しかし、光軸１０２に直交する他の方向である図９の紙面に垂直な方向に動作するようにしてもよいし、長さ調整機構１１１，１２７の長手方向が光軸方向に平行になるように配置してもよい。
【０１３９】
また、本実施例では、アクチュエータおよび位置検出器としてそれぞれ、リニアモータおよびリニアエンコーダを用いた場合について説明したが、他のアクチュエータおよび位置検出器を用いてもよい。例えば、位置検出器は、光学ユニットの移動距離が長い場合は、リニアエンコーダの他、レーザ変位計等も適している。また、アクチュエータとしては、ボイスコイルモータやリニアモータ等によるダイレクト駆動が可能なものが望ましい。しかし、ＤＣモータとボールねじによる駆動や、ＤＣモータとカムによる駆動等を採用してもよい。
【０１４０】
また、上記各実施例では、プーリとこれに巻き掛けられた柔軟連結部材とを用いて構成された巻き掛け連結機構を備えた光学装置について説明したが、本発明にいう連結機構は、このような巻き掛け連結機構に限られない。すなわち、連結機構は、傾斜使用状態において、第１および第２の光学ユニットを、互いに一方の光学ユニットが他方の光学ユニットに対して傾斜上方向に持ち上げる力を作用させるカウンタウェイトとなるように連結するものであれば、どのような構成のものでもよい。
【０１４１】
さらに、本実施例では、光学装置としてレンズ装置について説明したが、少なくとも２つの光学ユニットが移動可能に設けられているレンズ装置以外の光学装置に対しても本発明を適用することができる。
【０１４２】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
傾斜使用状態において光学ユニットに作用する重力による光学ユニットの自然変位を回避する光学装置を提供できる。
【符号の説明】
【０１４４】
１  第１の光学ユニット
２，７  柔軟連結部材
４  長さ調整機構
５  ２段プーリ
８  第２の光学ユニット
【図６】
2012032597.tif 000020
【図１】
2012032597.tif 000021
【図２】
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【図３】
2012032597.tif 000023
【図４】
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【図５】
2012032597.tif 000025
【図７】
2012032597.tif 000026
【図８】
2012032597.tif 000027
【図９】
2012032597.tif 000028