JP2023135127A - レンズ鏡筒及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高重量レンズの駆動、レンズの高速駆動を可能にするレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】 レンズ鏡筒は、第１レンズを保持する第１レンズ保持枠と、前記第１レンズ保持枠を光軸方向に移動させる第１駆動部と、前記第１レンズ保持枠に対して前記光軸方向に力を付与する第２駆動部と、を備え、前記第１駆動部と前記第２駆動部とは、異なる種類の駆動部である。
【選択図】図２

Description

本発明は、レンズ鏡筒及び撮像装置に関する。

レンズを光軸方向に移動させる駆動源として、例えば、ステッピングモータやボイスコイルモータを用いることが知られている（例えば、特許文献１）。高重量レンズの駆動や、レンズの高速駆動が望まれている。

特開２０１６－１１８６００号公報

第１の態様によれば、レンズ鏡筒は、第１レンズを保持する第１レンズ保持枠と、前記第１レンズ保持枠を光軸方向に移動させる第１駆動部と、前記第１レンズ保持枠に対して前記光軸方向に力を付与する第２駆動部と、を備え、前記第１駆動部と前記第２駆動部とは、異なる種類の駆動部である。

第２の態様によれば、撮像装置は、上記レンズ鏡筒を備える。

なお、後述の実施形態の構成を適宜改良しても良く、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させても良い。更に、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。

図１は、第１実施形態に係るレンズ鏡筒と、カメラボディと、を備えるカメラを示す断面図である。 図２（Ａ）及び図２（Ｂ）はそれぞれ、レンズ保持枠と、第１駆動源ユニットと、第２駆動源ユニットと、を示す斜視図及び平面図である。 図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、レンズ保持枠にかかる力と、レンズ保持枠の姿勢と、について説明するための図である。 図４（Ａ）は、ステッピングモータの一般的な制御について説明するためのタイミングチャートであり、図４（Ｂ）は、第１実施形態における制御について説明するためのタイミングチャートである。 図５は、第１駆動源ユニット及び第２駆動源ユニットの制御の一例を示すフローチャートである。 図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、第１駆動源ユニット及び第２駆動源ユニットの制御の一例について説明する図である。 図７（Ａ）及び図７（Ｂ）はそれぞれ、第２実施形態に係るレンズ保持枠と、第１駆動源ユニットと、第２駆動源ユニットと、を示す斜視図及び平面図である。 図８（Ａ）及び図８（Ｂ）はそれぞれ、第３実施形態に係るレンズ保持枠と、第１駆動源ユニットと、第２駆動源ユニットと、を示す斜視図及び平面図である。 図９は、２つのレンズ群をフォーカスレンズ群として備えるレンズ鏡筒について説明する断面図である。

《第１実施形態》
以下、第１実施形態に係るレンズ鏡筒について、図面を参照し、詳細に説明する。なお、実施形態に示す各部の形状や、長さ、厚みなどの縮尺は必ずしも実物と一致するものではなく、また、各図において、理解を容易にするため、一部の要素の図示を省略している場合がある。また、断面図において一部の要素のハッチングを省略している場合がある。

図１は、第１実施形態に係るレンズ鏡筒１００と、カメラボディ１０１と、を備えるカメラ１を示す断面図である。

カメラ１は、カメラボディ１０１とレンズ鏡筒１００とを備える。レンズ鏡筒１００は、後部（基端部）にレンズマウントＬＭが設けられ、カメラボディ１０１のボディマウント（不図示）と係合することで、カメラボディ１０１に着脱可能に装着されている。なお、本実施形態において、レンズ鏡筒１００は、カメラボディ１０１に対して着脱可能であるが、これに限定されず、レンズ鏡筒１００とカメラボディ１０１は一体であってもよい。

カメラボディ１０１は、内部に撮像素子１１１及び制御部１１２等を備えている。撮像素子１１１は、たとえばＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の光電変換素子によって構成され、結像光学系（カメラボディ１０１に装着されたレンズ鏡筒１００）によって結像された被写体像を電気信号に変換する。

制御部１１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を備え、カメラボディ１０１及び装着されたレンズ鏡筒１００における合焦駆動、及び手振れなどによる撮像画像のブレ補正を含む撮影に係る当該カメラ１全体の動作を統括制御する。

図１に示すように、本実施形態に係るレンズ鏡筒１００は、共通の光軸ＯＡに沿って順次配列された、レンズ群Ｌ１を含む複数のレンズ群を備える。レンズ鏡筒１００は、焦点距離が変更可能ないわゆるズームレンズであってもよいし、焦点距離が変更できない単焦点のレンズであってもよい。また、複数のレンズ群はそれぞれ、１枚のレンズで構成されていてもよいし、複数のレンズで構成されていてもよい。

レンズ群Ｌ１は、フォーカシング時に移動するフォーカスレンズ群である。なお、フォーカスレンズ群は複数あってもよい。

レンズ群Ｌ１は、レンズ保持枠Ｆ１に保持されている。レンズ保持枠Ｆ１は、第１駆動源ユニット２００と、第２駆動源ユニット３００と、によって駆動される。以下、レンズ保持枠Ｆ１、第１駆動源ユニット２００、及び第２駆動源ユニット３００について詳細に説明する。

図２（Ａ）は、レンズ保持枠Ｆ１と、第１駆動源ユニット２００と、第２駆動源ユニット３００と、を示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、レンズ保持枠Ｆ１と、第１駆動源ユニット２００と、第２駆動源ユニット３００と、をカメラボディ１０１側から見た平面図である。

まず、レンズ保持枠Ｆ１の構成について説明する。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、レンズ保持枠Ｆ１は、レンズ群Ｌ１を保持する筒部１１を有し、筒部１１の外周部には、レンズ保持枠Ｆ１を光軸ＯＡ方向に案内するための第１案内部１２と、レンズ保持枠Ｆ１の回転方向の動きを抑制するための第２案内部１３と、が設けられている。

第１案内部１２は、光軸ＯＡに平行に固定筒１０（図１参照）に固定されたガイドバー４１と係合する。これにより、レンズ保持枠Ｆ１は、光軸ＯＡ方向に案内される。

第２案内部１３は、サブガイドバー４２と係合する。サブガイドバー４２は、固定筒１０（図１参照）に固定され、レンズ保持枠Ｆ１の回転方向の動きを抑制する。

次に、第１駆動源ユニット２００について説明する。第１駆動源ユニット２００は、ガイドバー４１の近傍に配置されている。図２（Ａ）に示すように、第１駆動源ユニット２００は、ステッピングモータ（ＳＴＭ：Stepping Motor）２０１と、リードスクリュー２０２と、ラック２０３と、取付部材２０５と、を備える。

取付部材２０５は、ＳＴＭ２０１に固定され、リードスクリュー２０２を回転可能に支持する。取付部材２０５には、複数の穴（不図示）が形成されており、ビスなどによって、取付部材２０５を固定筒１０にビス止めすることによって、第１駆動源ユニット２００が固定筒１０に固定される。

ＳＴＭ２０１は、レンズ鏡筒１００内に設けられた駆動制御装置１１０（図１参照）から出力されるパルス信号により駆動されるモータである。駆動制御装置１１０は、カメラボディ１０１の制御部１１２による制御下で、レンズ群Ｌ１の合焦駆動を制御する。具体的には、駆動制御装置１１０は、カメラボディ１０１の制御部１１２から入力されたフォーカス駆動量（レンズ保持枠Ｆ１を移動させる量）を、ＳＴＭ２０１のパルス数（ＳＴＭ２０１の駆動量）に変換し、パルス信号をＳＴＭ２０１に出力する。

リードスクリュー２０２は、ＳＴＭ２０１の出力軸に直結され、ＳＴＭ２０１によって回転駆動される。リードスクリュー２０２は、光軸ＯＡ方向に伸びており、リードスクリュー２０２の外周には、ねじ溝が形成されている。

リードスクリュー２０２には、ラック２０３が係合している。ラック２０３のリードスクリュー２０２と接触する面には、リードスクリュー２０２のねじ溝に係合する溝が形成されている。また、ラック２０３は、レンズ保持枠Ｆ１と接続されている。これにより、リードスクリュー２０２の回転に伴ってラック２０３が光軸ＯＡ方向に移動すると、レンズ保持枠Ｆ１はガイドバー４１に案内され、ラック２０３と一体となって光軸ＯＡ方向に移動する。このように、リードスクリュー２０２を回転駆動させることによって、レンズ保持枠Ｆ１を光軸ＯＡ方向に駆動することができる。なお、ラック２０３に代えて、ナットを用いてもよい。

第１駆動源ユニット２００は、ＳＴＭ２０１に電力を供給していない状態であっても、リードスクリュー２０２とラック２０３とが係合しているため、レンズ保持枠Ｆ１の位置を維持することが可能である。しかしながら、ステッピングモータのトルクは比較的弱いため、ステッピングモータを用いてレンズ保持枠Ｆ１を光軸ＯＡ方向に駆動する場合、レンズ保持枠Ｆ１が重いと、レンズ保持枠Ｆ１を動かしづらい。

そこで、本第１実施形態では、第２駆動源ユニット３００によってレンズ保持枠Ｆ１に光軸ＯＡ方向の力を付与することにより、第１駆動源ユニット２００によるレンズ保持枠Ｆ１の駆動をアシストする。

第２駆動源ユニット３００は、図２（Ａ）に示すように、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ：Voice Coil Motor）３１０を備える。ＶＣＭ３１０は、ヨーク３０１と、マグネット３０２と、コイル３０３と、を備えるムービングコイル型のＶＣＭである。

ヨーク３０１は、例えば、固定筒１０に固定される。ヨーク３０１は、光軸ＯＡ方向に延在する第１部分３０１ａ及び第２部分３０１ｂを有する。第１部分３０１ａとコイル３０３との間には、マグネット３０２が設けられている。マグネット３０２は、例えば、第１部分３０１ａ側がＳ極、第２部分３０１ｂ側がＮ極となるよう、第１部分３０１ａに固定されている。なお、第２部分３０１ｂとコイル３０３との間に、第１部分３０１ａ側がＳ極、第２部分３０１ｂがＮ極となるようマグネットをさらに設けてもよい。

コイル３０３は、レンズ保持枠Ｆ１のコイル保持部１４に取り付けられている。コイル３０３には、駆動制御装置１１０（図１参照）から駆動信号（電流）が入力される。コイル３０３に電流が流れると、マグネット３０２の磁力によりコイル３０３は光軸ＯＡ方向に移動する。より詳細には、電流が流れているコイル３０３とマグネット３０２との間の電磁相互作用によりコイル３０３は光軸ＯＡ方向に移動する。コイル３０３に流す電流の向きを変更することで、コイル３０３の移動方向を被写体側とカメラボディ１０１側（像面側）との間で切り替えることができる。また、コイル３０３に流す電流の電流値を変更することで、コイル３０３の駆動力や移動速度を変更することができる。

ボイスコイルモータは、コイルに電流が供給されていない状態では、コイルの位置を維持することができない。したがって、ボイスコイルモータのみを用いてレンズ保持枠Ｆ１を光軸ＯＡ方向に移動する場合、カメラ１の電源がオフされ、ボイスコイルモータに電流が供給されていない状態になると、レンズ保持枠Ｆ１が光軸ＯＡ方向に自由に移動できてしまう。そのため、ボイスコイルモータのみでレンズ保持枠Ｆ１を駆動する場合には、レンズ保持枠Ｆ１が他の部材と衝突しないようにするための構造、または、レンズ保持枠Ｆ１が他の部材と衝突した場合でもレンズ保持枠Ｆ１及び他の部材の破損を防ぐ部材（緩衝材など）が必要となる。

本第１実施形態では、レンズ保持枠Ｆ１の光軸ＯＡ方向の駆動を第１駆動源ユニット２００によって行い、第２駆動源ユニット３００によって第１駆動源ユニット２００によるレンズ保持枠Ｆ１の駆動をアシストする。これにより、同じ出力のＳＴＭ２０１を用いる場合、フォーカス速度及び位置制御精度を低下させることなく、第１駆動源ユニット２００のみでレンズ保持枠Ｆ１を光軸ＯＡ方向に移動させる場合（第２駆動源ユニット３００を設けていない場合）よりも重いレンズ保持枠Ｆ１を移動させることができる。また、同じ出力のＳＴＭ２０１を用いて同重量のレンズ保持枠Ｆ１を移動させる場合、第２駆動源ユニット３００を併用しない場合よりも、高速にレンズ保持枠Ｆ１を移動させることができる。この点については、後述する。また、より重いレンズ保持枠Ｆ１を移動させることができる。さらに、第１駆動源ユニット２００は、ＳＴＭ２０１に電力を供給していない状態であっても、レンズ保持枠Ｆ１の位置を維持することが可能であるため、カメラ１の電源オフ時にレンズ保持枠Ｆ１が他の部材と衝突しないようにするなどの構造が不要である。

次に、第１実施形態における第１駆動源ユニット２００と、第２駆動源ユニット３００と、の配置について説明する。

本第１実施形態では、図２（Ｂ）に示すように、第２駆動源ユニット３００は、レンズ群Ｌ１の光軸ＯＡと直交する平面において、第１駆動源ユニット２００（より具体的には、第１駆動源ユニット２００が備えるリードスクリュー２０２の中心軸ＡＸ１）と光軸ＯＡとを結んだ第１直線ＬＮ１と直交し、光軸ＯＡを通る第２直線ＬＮ２をはさんだ、第１駆動源ユニット２００と反対側に配置されている。

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、レンズ保持枠Ｆ１にかかる力と、レンズ保持枠Ｆ１の姿勢と、について説明するための図である。図３（Ａ）に示すように、第１駆動源ユニット２００のみによりレンズ保持枠Ｆ１を駆動すると、第１駆動源ユニット２００による駆動力ＤＦ１によって、レンズ保持枠Ｆ１が傾き、レンズ保持枠Ｆ１は、レンズ群Ｌ１の光軸ＯＡ１が他のレンズ群の光軸ＯＡに対して傾いた状態で、光軸ＯＡ方向に移動することになる。

一方、本第１実施形態では、第２駆動源ユニット３００が第２直線ＬＮ２をはさんで第１駆動源ユニット２００と反対側に配置されている。このため、図３（Ｂ）に示すように、第１駆動源ユニット２００による駆動力ＤＦ１と、第２駆動源ユニット３００による駆動力ＤＦ２と、によってレンズ群Ｌ１の光軸ＯＡ１と他のレンズ群の光軸ＯＡとが略一致した状態で、すなわちレンズ保持枠Ｆ１の姿勢が安定した状態で、レンズ保持枠Ｆ１を光軸ＯＡ方向に駆動することができる。

（制御）
次に、第１駆動源ユニット２００及び第２駆動源ユニット３００の制御について説明する。まず、第１駆動源ユニット２００が備えるＳＴＭ２０１の一般的な制御について、図４（Ａ）を用いて説明する。図４（Ａ）は、ＳＴＭ２０１の一般的な制御について説明するためのタイミングチャートである。

ＳＴＭ２０１の一般的な制御では、図４（Ａ）に示すように、ＳＴＭ２０１の脱調を回避するため、駆動から所定のパルス速度（定速運転速度）までは、ＳＴＭ２０１に出力するパルス信号のパルス速度を徐々に増加させる。これにより、ＳＴＭ２０１の回転速度が徐々に増加する。パルス信号のパルス速度を徐々に増加させる期間（駆動開始から時刻ｔ１までの期間）を加速期間という。その後、一定のパルス速度でＳＴＭ２０１にパルス信号を出力する。これにより、ＳＴＭ２０１は一定速度で回転する（時刻ｔ１からｔ２までの定速期間）。そして、ＳＴＭ２０１を所定のパルス数分駆動させると、ＳＴＭ２０１の脱調を回避するため、ＳＴＭ２０１に出力するパルス信号のパルス速度を徐々に減少させる。これにより、ＳＴＭ２０１の回転速度が徐々に低下する。パルス信号のパルス速度を徐々に減少させる期間（時刻ｔ２から駆動停止までの期間）を減速期間という。加速期間におけるパルス速度の増加割合、及び、減速期間におけるパルス速度の減少割合は、ＳＴＭ２０１の出力、レンズ保持枠Ｆ１の重量等に基づいて、予め決定される。

次に、第１駆動源ユニット２００及び第２駆動源ユニット３００の制御について、図５のフローチャート及び図４（Ｂ）のタイミングチャートを用いて説明する。なお、図４（Ｂ）において、ＶＣＭ３１０に供給する電流の電流値がプラスの場合、コイル３０３は、レンズ保持枠Ｆ１の移動方向と同一方向の力をレンズ保持枠Ｆ１に付与し、電流値がマイナスの場合、コイル３０３は、レンズ保持枠Ｆ１の移動方向と逆方向の力をレンズ保持枠Ｆ１に付与するものとする。なお、以下の説明では、図４（Ａ）の説明に用いたステッピングモータと同じ出力のＳＴＭ２０１を用いて同重量のレンズ保持枠Ｆ１を同じ量移動させる場合について説明する。

図５の処理は、カメラ１の電源がオンされると開始される。図５の処理では、まず、ステップＳ１１において、駆動制御装置１１０は、カメラボディ１０１の制御部１１２からフォーカス駆動量を受信するまで待機する。

駆動制御装置１１０は、制御部１１２からフォーカス駆動量を受信すると（ステップＳ１１／ＹＥＳ）、ステップＳ１２に移行し、フォーカス駆動量をＳＴＭ２０１のパルス数に変換する。このとき、駆動制御装置１１０は、加速期間のパルス数Ｎ１、定速期間のパルス数Ｎ２、及び減速期間のパルス数Ｎ３を予め定められた条件に従って決定する。

次に、駆動制御装置１１０は，ステップＳ１３の処理とステップＳ１４の処理とを並行して実行する。駆動制御装置１１０は、ステップＳ１３において、ＳＴＭ２０１にパルス信号を送信する。また、駆動制御装置１１０は、ステップＳ１４において、ＶＣＭ３１０に電流を供給する。このとき、駆動制御装置１１０は、レンズ保持枠Ｆ１が駆動される方向と同一の方向にコイル３０３が移動するよう、ＶＣＭ３１０に電流を供給する。

図４（Ｂ）に示すように、ＳＴＭ２０１が駆動されると、ＶＣＭ３１０のコイル３０３に電流が供給され、レンズ保持枠Ｆ１の駆動がアシストされる。ＶＣＭ３１０によるアシストがあるため、ＳＴＭ２０１のトルクに余裕ができる。このため、第１実施形態のように第１駆動源ユニット２００と第２駆動源ユニット３００とを併用する場合、加速期間におけるパルス速度（ＳＴＭ２０１の回転速度）の増加割合を、第１駆動源ユニット２００のみを用いる場合（図４（Ａ）の場合）よりも大きく設定することができる。これにより、加速期間を第１駆動源ユニット２００のみを用いる場合よりも短くできる。

図５に戻り、ステップＳ１５において、駆動制御装置１１０は、第１のパルス数分のパルスを出力したか否かを判断する。ここで、第１のパルス数とは、加速期間のパルス数Ｎ１と定速期間のパルス数Ｎ２との和である。すなわち、駆動制御装置１１０は、定速期間が終了したか否かを判断する。

第１のパルス数分のパルスを出力すると（ステップＳ１５／ＹＥＳ）、ステップＳ１６に移行し、駆動制御装置１１０は、ＶＣＭ３１０に供給する電流の向きを反転させる。これにより、レンズ保持枠Ｆ１には、レンズ保持枠Ｆ１の移動方向と逆方向の力が付与される。

図４（Ｂ）に示すように、ＶＣＭ３１０に供給する電流の向きを反転することで、ＶＣＭ３１０がレンズ保持枠Ｆ１の停止をアシストするため、ＳＴＭ２０１のトルクに余裕ができる。このため、第１駆動源ユニット２００と第２駆動源ユニット３００とを併用する場合、減速期間におけるパルス速度（ＳＴＭ２０１の回転速度）の減少割合を、第１駆動源ユニット２００のみを用いる場合（図４（Ａ）の場合）よりも大きく設定することができる。これにより、減速期間を第１駆動源ユニット２００のみを用いる場合よりも短くできる。

このように、加速期間と減速期間とを、第１駆動源ユニット２００のみを用いる場合よりも短くできるので、第１駆動源ユニット２００のみを用いる場合よりも、高速にレンズ保持枠Ｆ１を移動させることができる。

図５に戻り、ステップＳ１７において、駆動制御装置１１０は、第２のパルス数分のパルスを出力したか否かを判断する。ここで、第２のパルス数とは、加速期間のパルス数Ｎ１と定速期間のパルス数Ｎ２と減速期間のパルス数Ｎ３との和である。すなわち、駆動制御装置１１０は、減速期間が終了したか否かを判断する。

第２のパルス数分のパルスを出力すると（ステップＳ１７／ＹＥＳ）、ステップＳ１８に移行し、駆動制御装置１１０は、ＶＣＭ３１０への電流供給を停止する。

カメラボディ１０１の制御部１１２は、レンズ保持枠Ｆ１の現在位置とフォーカス位置との差が所定の範囲内であるか否か判断し、レンズ保持枠Ｆ１の現在位置とフォーカス位置との差が所定の範囲内にない場合には、再度、フォーカス駆動量を駆動制御装置１１０に送信する。フォーカス駆動量を受信した駆動制御装置１１０は、再び、ステップＳ１１からの処理を実行する。

このようにして、駆動制御装置１１０は、ＳＴＭ２０１の駆動と、ＶＣＭ３１０の駆動とを並行して行うため、ＳＴＭ２０１によるレンズ保持枠Ｆ１の駆動を、ＶＣＭ３１０によってアシストすることができる。

また、駆動制御装置１１０は、ＳＴＭ２０１によるレンズ保持枠Ｆ１の駆動が開始されるとＶＣＭ３１０への電流供給を開始し、ＳＴＭ２０１によるレンズ保持枠Ｆ１の駆動が終了すると、ＶＣＭ３１０への電流供給を停止するため、消費電力を低減できる。

以上、詳細に説明したように、本第１実施形態によれば、レンズ鏡筒１００は、レンズ群Ｌ１を保持するレンズ保持枠Ｆ１と、ＳＴＭ２０１を備え、レンズ保持枠Ｆ１を光軸ＯＡ方向に移動させる第１駆動源ユニット２００と、ＶＣＭ３１０を備え、レンズ保持枠Ｆ１に対して光軸ＯＡ方向に力を付与する第２駆動源ユニット３００と、を備え、ＳＴＭ２０１と、ＶＣＭ３１０とは、異なる種類のモータである。これにより、第１駆動源ユニット２００のみでレンズ保持枠Ｆ１を駆動する場合よりも、レンズ保持枠Ｆ１の重量を増加させたり、レンズ保持枠Ｆ１の移動を高速化したりすることができる。

また、本第１実施形態によれば、レンズ鏡筒１００は、光軸ＯＡ方向に案内するガイドバー４１を備え、第１駆動源ユニット２００は、ガイドバー４１の近傍に配置される。これにより、第１駆動源ユニット２００をガイドバー４１から離れた位置に配置する場合と比較して、レンズ保持枠Ｆ１をスムーズに光軸ＯＡ方向に移動させることができる。

また、本第１実施形態によれば、第２駆動源ユニット３００は、レンズ群Ｌ１の光軸ＯＡと直交する平面において、第１駆動源ユニット２００と光軸ＯＡとを結んだ第１直線ＬＮ１と直交し光軸ＯＡを通る第２直線ＬＮ２をはさんで、第１駆動源ユニット２００と反対側に配置される。これにより、図３（Ｂ）を用いて説明したように、レンズ保持枠Ｆ１の姿勢を安定させたまま、レンズ保持枠Ｆ１を光軸ＯＡ方向に移動させることができる。

また、本第１実施形態によれば、第１駆動源ユニット２００は、ＳＴＭ２０１に電流が供給されていない状態であっても、レンズ保持枠Ｆ１の位置を維持する。これにより、カメラ１の電源オフ時にレンズ保持枠Ｆ１が他の部材と衝突しないようにするなどの構造が不要である。

また、本第１実施形態によれば、ＳＴＭ２０１は、レンズ保持枠Ｆ１の移動量を、ＳＴＭ２０１の駆動量から算出可能なモータである。これにより、ＳＴＭ２０１の回転量を検出するセンサ等を設ける必要がないため、レンズ鏡筒１００の部品コストを低減することができる。

また、本第１実施形態において、ＶＣＭ３１０は、マグネット３０２とコイル３０３とを備え、マグネット３０２に対して、コイル３０３が非接触で駆動される。これにより、例えば、ＶＣＭ３１０に代えてリードスクリューとリードスクリューに接触するラック（またはナット）を使用する場合と比較して、摺動による粉塵の発生などを抑制することができる。

なお、上記第１実施形態において、駆動制御装置１１０は、ＳＴＭ２０１を駆動させている間、図６（Ａ）に示すように、ＶＣＭ３１０に一定の電力を供給してもよいし、図６（Ｂ）に示すように、ＶＣＭ３１０に供給する電力を時間と共に変化させてもよい。図６（Ａ）の場合、ＳＴＭ２０１を駆動させている間、ＶＣＭ３１０は、レンズ保持枠Ｆ１に一定の力を付与する。これにより、ＳＴＭ２０１のみを使用する場合よりも、重いレンズ保持枠Ｆ１を駆動することができる。

図６（Ｂ）の場合、ＳＴＭ２０１が駆動している間、ＶＣＭ３１０がレンズ保持枠Ｆ１に付与する力は時間と共に減少する。これにより、レンズ保持枠Ｆ１の動き出し時には、大きな力でレンズ保持枠Ｆ１の駆動をサポートし、レンズ保持枠Ｆ１の停止位置が近づきアシストが不要になるにつれて、ＶＣＭ３１０の駆動力を小さくすることができる。

また、低温下では、モータトルクが減少したり、モータの内部抵抗が増加するため、入力されたパルス数にモータの回転が追従できず、脱調が生じるおそれがある。そこで、脱調が生じない速度でモータを回転させることが必要となるが、モータの回転数を減少させると、レンズ保持枠Ｆ１の移動速度が低下してしまう。そこで、ＶＣＭ３１０により、ＳＴＭ２０１によるレンズ保持枠Ｆ１の駆動をサポートすることで、低温下において脱調が生じない速度を増加させることができる。このため、幅広い温度範囲で、レンズ保持枠Ｆ１をスムーズに駆動させることができる。

なお、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）では、ＳＴＭ２０１の駆動力を一定としているが、ＳＴＭ２０１の駆動力は変化してもよい。例えば、レンズ保持枠Ｆ１の動き出し時にはモータの回転速度を低くし、徐々にモータの回転速度を上げていく場合に、レンズ保持枠Ｆ１の動き出し時にＳＴＭ２０１の駆動力を高くし、徐々にＳＴＭ２０１の駆動力を低下させていってもよい。

また、上記第１実施形態において、定速期間中にＶＣＭ３１０に供給する電流の電流値を、加速期間中にＶＣＭ３１０に供給する電流の電流値よりも低くしてもよい。また、加速期間中において、時間ともにＶＣＭ３１０に供給する電流の電流値を低減させてもよい。

また、上記第１実施形態において、ＳＴＭ２０１の実際の回転速度を検出するセンサを設け、ＳＴＭ２０１の実際の回転速度に応じて、コイル３０３に供給する電流を変化させてもよい。例えば、ＳＴＭ２０１の回転速度が低いときには、コイル３０３に供給する電流の電流値を大きくし、ＳＴＭ２０１の回転速度が高くなるにつれて、コイル３０３に供給する電流の電流値を小さくするようにしてもよい。

また、上記第１実施形態では、図５のステップＳ１３及びＳ１４が並行して実行される、すなわち、ＳＴＭ２０１とＶＣＭ３１０とを並行して駆動していたが、これに限られるものではない。例えば、ＳＴＭ２０１の駆動を開始してからＶＣＭ３１０の駆動を開始してもよい。すなわち、ステップＳ１３の実行後、ステップＳ１４を実行してもよい。また、ＶＣＭ３１０の駆動を開始してから、ＳＴＭ２０１の駆動を開始するようにしてもよい。すなわち、ステップＳ１４の実行後、ステップＳ１３を実行してもよい。

《第２実施形態》
第２実施形態では、第１駆動源ユニット２００と第２駆動源ユニット３００Ａとの配置を、第１実施形態とは異ならせる。図７（Ａ）は、第２実施形態に係るレンズ保持枠Ｆ１Ａと、第１駆動源ユニット２００と、第２駆動源ユニット３００Ａと、を示す斜視図であり、図７（Ｂ）は、レンズ保持枠Ｆ１Ａと、第１駆動源ユニット２００と、第２駆動源ユニット３００Ａと、をカメラボディ１０１側から見た平面図である。

第２駆動源ユニット３００Ａは、第２駆動源ユニット３００と同一の構造を有する。第２駆動源ユニット３００Ａのコイル３０３は、レンズ保持枠Ｆ１のコイル保持部１４Ａに保持されている。

第２実施形態では、図７（Ｂ）に示すように、第２駆動源ユニット３００Ａは、レンズ群Ｌ１の光軸ＯＡと直交する平面において、第１駆動源ユニット２００（より具体的には、第１駆動源ユニット２００が備えるリードスクリュー２０２の中心軸ＡＸ１）と光軸ＯＡとを結んだ第１直線ＬＮ１と直交し、光軸ＯＡを通る第２直線ＬＮ２よりも、第１駆動源ユニット２００側に配置されている。より具体的には、図７（Ｂ）に示すように、レンズ群Ｌ１の光軸ＯＡと直交する平面において、第１駆動源ユニット２００と第２駆動源ユニット３００Ａとは、ガイドバー４１をはさんで、光軸ＯＡを中心とする円の周方向において対向している。

第２実施形態では、第２駆動源ユニット３００Ａがレンズ保持枠Ｆ１に力を付与する位置と、第１駆動源ユニット２００がレンズ保持枠Ｆ１を駆動させる位置とが近いため、第１駆動源ユニット２００と第２駆動源ユニット３００Ａとを第２直線ＬＮ２をはさんで反対側に配置する場合と比較して、レンズ保持枠Ｆ１の推進力を大きくすることができる。

なお、上記第２実施形態において、第１駆動源ユニット２００と第２駆動源ユニット３００Ａとは、ガイドバー４１をはさんで、光軸ＯＡを中心とする円の周方向において対向していたが、これに限られるものではない。第２駆動源ユニット３００Ａは、レンズ群Ｌ１の光軸ＯＡと直交する平面において、第２直線ＬＮ２よりも、第１駆動源ユニット２００側に配置されていれば、どの位置にあってもよい。例えば、第２駆動源ユニット３００Ａは、第１駆動源ユニット２００をはさんでガイドバー４１と対向する位置に配置されていてもよい。

《第３実施形態》
第３実施形態は、第２駆動源ユニットを複数設ける。図８（Ａ）は、第３実施形態に係るレンズ保持枠Ｆ１Ｂと、第１駆動源ユニット２００と、第２駆動源ユニット３００Ｂ１及び３００Ｂ２と、を示す斜視図であり、図８（Ｂ）は、レンズ保持枠Ｆ１Ｂと、第１駆動源ユニット２００と、第２駆動源ユニット３００Ｂ１及び３００Ｂ２と、をカメラボディ１０１側から見た平面図である。

第２駆動源ユニット３００Ｂ１は、第２駆動源ユニット３００と同一の構成を有し、第２駆動源ユニット３００Ｂ２は、第２駆動源ユニット３００Ａと同一の構成を有する。第２駆動源ユニット３００Ｂ１のコイル３０３は、レンズ保持枠Ｆ１Ｂのコイル保持部１４Ｂ１に取り付けられ、第２駆動源ユニット３００Ｂ２のコイル３０３は、コイル保持部１４Ｂ２に取り付けられている。

図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、第３実施形態において、レンズ鏡筒１００は、２つの第２駆動源ユニット３００Ｂ１及び３００Ｂ２を備える。第２駆動源ユニット３００Ｂ１は、レンズ群Ｌ１の光軸ＯＡと直交する平面において、第１駆動源ユニット２００（より具体的には、第１駆動源ユニット２００が備えるリードスクリュー２０２の中心軸ＡＸ１）と光軸ＯＡとを結んだ第１直線ＬＮ１と直交し、光軸ＯＡを通る第２直線ＬＮ２をはさんで、第１駆動源ユニット２００と反対側に配置されている。第２駆動源ユニット３００Ｂ２は、第２直線ＬＮ２よりも、第１駆動源ユニット２００側に配置されている。

これにより、第１駆動源ユニット２００の近傍に配置された第２駆動源ユニット３００Ｂ２によって、レンズ保持枠Ｆ１の推進力を増加させるとともに、第２駆動源ユニット３００Ｂ１によって、レンズ保持枠Ｆ１の姿勢を安定させながらレンズ保持枠Ｆ１を光軸ＯＡ方向に移動させることができる。

なお、上記第１～第３実施形態において、レンズ群Ｌ１はフォーカスレンズ群であるとしたが、レンズ群Ｌ１はズームレンズ群であってもよい。

また、上記第１～第３実施形態において、ＳＴＭ２０１に代えて、リニア型超音波モータ又はロッド型超音波モータを用いてもよい。リニア型超音波モータ又はロッド型超音波モータを用いる場合には、位置検出センサを設ければよい。

また、上記第１～第３実施形態において、ＶＣＭ３１０，３１０Ａ，３１０Ｂ１，３１０Ｂ２は、マグネット３０２をレンズ保持枠Ｆ１に取り付け、コイル３０３を固定筒１０に取り付けたムービングマグネット型のＶＣＭであってもよい。

また、レンズ鏡筒１００は、複数のフォーカスレンズ群を備えていてもよい。図９は、レンズ群Ｌ１と、レンズ群Ｌ２と、をフォーカスレンズ群として備えるレンズ鏡筒１００Ａについて説明する断面図である。

図９において、レンズ群Ｌ１はレンズ保持枠Ｆ１に保持され、レンズ群Ｌ２はレンズ保持枠Ｆ２に保持され、レンズ保持枠Ｆ１とレンズ保持枠Ｆ２とは、光軸ＯＡ方向に隣り合っている。

レンズ鏡筒１００Ａは、レンズ保持枠Ｆ１に光軸ＯＡ方向の力を付与する第２駆動源ユニット３００Ｄと、レンズ保持枠Ｆ２に光軸ＯＡ方向の力を付与する第３駆動源ユニット４００と、を備えている。第２駆動源ユニット３００Ｄは、ヨーク５０１と、マグネット５０２と、コイル３０３と、を含むＶＣＭ３１０Ｄを備える。一方、第３駆動源ユニット４００は、ヨーク５０１と、マグネット５０２と、コイル４０３と、を含むＶＣＭ４１０を備える。第２駆動源ユニット３００ＤのＶＣＭ３１０Ｄと、第３駆動源ユニット４００のＶＣＭ４１０と、は、ヨーク５０１と、マグネット５０２とを共有する。これにより、レンズ保持枠Ｆ１に光軸ＯＡ方向の力を付与する第２駆動源ユニット３００Ｄと、レンズ保持枠Ｆ２に光軸ＯＡ方向の力を付与する第３駆動源ユニット４００と、の部品点数を削減することができる。そのため、レンズ鏡筒が備える複数のフォーカスレンズ群の駆動をアシストする駆動源ユニットを各フォーカスレンズ群に対して設ける場合において、ヨーク５０１とマグネット５０２とを共有しない場合よりも、レンズ鏡筒１００Ａの重量を低減することができる。

なお、上記第１～第３実施形態において、レンズ保持枠Ｆ１の位置を検出する位置検出センサを設けてもよい。位置検出センサとしては、例えば、光学式エンコーダ、磁気エンコーダ、ポテンショメータ等を用いることができる。光学式エンコーダを用いる場合には、例えば、フォトインタラプタを用いてもよいし、フォトリフレクタを用いてもよい。

上述した実施形態は好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能であり、任意の構成要件を組み合わせてもよい。

１ カメラ
４１ ガイドバー
１００、１００Ａ レンズ鏡筒
１０１ カメラボディ
１１０ 駆動制御装置
２００ 第１駆動源ユニット
２０１ ステッピングモータ
３００、３００Ａ、３００Ｂ１、３００Ｂ２、３００Ｄ 第２駆動源ユニット
３１０ ボイスコイルモータ
４００ 第３駆動源ユニット
Ｌ１、Ｌ２ レンズ群
Ｆ１、Ｆ２ レンズ保持枠
ＬＮ１ 第１直線
ＬＮ２ 第２直線

Claims (18)

1. 第１レンズを保持する第１レンズ保持枠と、
   前記第１レンズ保持枠を光軸方向に移動させる第１駆動部と、
   前記第１レンズ保持枠に対して前記光軸方向に力を付与する第２駆動部と、
   を備え、
   前記第１駆動部と前記第２駆動部とは、異なる種類の駆動部である、
   レンズ鏡筒。
2. 前記第１レンズ保持枠を前記光軸方向に案内するガイドバーを備え、
   前記第１駆動部は、前記ガイドバーの近傍に配置される、
   請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記第２駆動部は、前記第１レンズの光軸と直交する平面において、前記第１駆動部と前記光軸とを結んだ第１直線と垂直に交差し前記光軸を通る第２直線をはさんだ、前記第１駆動部の反対側に配置される、
   請求項１または請求項２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記第２駆動部は、前記第１レンズの光軸と直交する平面において、前記第１駆動部と前記光軸とを結んだ第１直線と垂直に交差し前記光軸を通る第２直線よりも、前記第１駆動部側に配置される、
   請求項１または請求項２に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記第２駆動部は、複数設けられ、
   前記複数の前記第２駆動部の１つは、前記第１レンズの光軸と直交する平面において、前記第１駆動部と前記光軸とを結んだ第１直線と垂直に交差し前記光軸を通る第２直線をはさんで、前記第１駆動部と反対側に配置され、前記複数の前記第２駆動部の他の１つは、前記第１レンズの光軸と直交する平面において、前記第１駆動部と前記光軸とを結んだ第１直線と垂直に交差し前記光軸を通る第２直線よりも、前記第１駆動部側に配置される、
   請求項１または請求項２に記載のレンズ鏡筒。
6. 前記第１レンズ保持枠の移動量は、前記第１駆動部の駆動量から算出可能である、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
7. 前記第１駆動部は、電流が供給されていない状態であっても、前記第１レンズ保持枠の位置を維持する、
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
8. 前記第１駆動部は、ステッピングモータまたは超音波モータである、
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
9. 前記第２駆動部は、固定子と可動子とを備え、
   前記固定子に対して前記可動子が非接触で駆動される、
   請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
10. 前記第２駆動部は、ボイスコイルモータである、
    請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
11. 前記第１駆動部と、前記第２駆動部と、を制御する制御部を備え、
    前記制御部は、前記第１駆動部の駆動に関する情報を受け取ると、前記第１駆動部および前記第２駆動部を駆動させる、
    請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
12. 前記制御部は、前記第１駆動部を駆動していない間は、前記第２駆動部を駆動させない、
    請求項１１に記載のレンズ鏡筒。
13. 前記第１駆動部を駆動している間において、前記制御部は、前記第２駆動部の駆動力を時間とともに減少させる、
    請求項１１または請求項１２に記載のレンズ鏡筒。
14. 前記第１駆動部の出力軸の回転位置を検出する検出部を備え、
    前記制御部は、前記検出部の検出結果に基づいて前記第２駆動部を制御する、
    請求項１１または請求項１２に記載のレンズ鏡筒。
15. 前記第２駆動部が前記第１レンズ保持枠に前記力を付与する方向は、前記第１駆動部が前記第１レンズ保持枠を移動させる方向と同一方向または逆方向である、
    請求項１から請求項１４のいずれか一項記載のレンズ鏡筒。
16. 第２レンズを保持する第２レンズ保持枠と、
    前記第２レンズ保持枠に対して前記光軸方向の力を付与する第３駆動部と、
    を備え、
    前記第２駆動部と前記第３駆動部とは、構成要素の一部を共有する、
    請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
17. 前記第１レンズ保持枠と、前記第２レンズ保持枠と、は前記光軸方向に隣り合って配置される、
    請求項１６に記載のレンズ鏡筒。
18. 請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒を備える撮像装置。

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