特開 2018-54871 レンズ駆動機構、及びそれを備えたレンズユニット、カメラ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2018-54871(P2018-54871A)

(43)【公開日】2018年4月5日

(54)【発明の名称】レンズ駆動機構、及びそれを備えたレンズユニット、カメラ

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/08 20060101AFI20180309BHJP

【ＦＩ】

   G02B7/08 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2016-190700(P2016-190700)

(22)【出願日】2016年9月29日

(71)【出願人】

【識別番号】000133227

【氏名又は名称】株式会社タムロン

(74)【代理人】

【識別番号】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【識別番号】100088694

【弁理士】

【氏名又は名称】弟子丸 健

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100095898

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 満

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123630

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 誠

(72)【発明者】

【氏名】武田 義弘

【テーマコード（参考）】

2H044

【Ｆターム（参考）】

2H044DA01

2H044DB02

2H044DD08

2H044DD13

2H044DD19

2H044DE04

(57)【要約】

【課題】自己保持力の小さいモータを使用した場合であっても、円滑なフォーカス調整を行うことができるレンズ駆動機構を提供する。
【解決手段】本発明は、焦点合わせを行うためのフォーカスレンズ(16)を駆動するレンズ駆動機構であって、フォーカスレンズを手動で駆動させるためのユーザ操作に基づいた駆動力を伝達する第１駆動力伝達部(42)と、フォーカスレンズを自動で駆動させるための動力源からの動力に基づいた駆動力を伝達する第２駆動力伝達部(32)と、第１駆動力伝達部又は第２駆動力伝達部から伝達される駆動力に基づいてフォーカスレンズを光軸方向に移動させる駆動力を出力する出力部(44)と、出力部に対して第１駆動力伝達部から駆動力が伝達されるときに、第２駆動力伝達部による駆動力の伝達を停止させるブレーキ機構(60)と、を有することを特徴としている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

焦点合わせを行うためのフォーカスレンズを駆動するレンズ駆動機構であって、
上記フォーカスレンズを手動で駆動させるためのユーザ操作に基づいた駆動力を伝達する第１駆動力伝達部と、
上記フォーカスレンズを自動で駆動させるための動力源からの動力に基づいた駆動力を伝達する第２駆動力伝達部と、
上記第１駆動力伝達部又は上記第２駆動力伝達部から伝達される駆動力に基づいて上記フォーカスレンズを光軸方向に移動させる駆動力を出力する出力部と、
上記出力部に対して上記第１駆動力伝達部から駆動力が伝達されるときに、上記第２駆動力伝達部による駆動力の伝達を停止させるブレーキ機構と、を備える
ことを特徴とするレンズ駆動機構。

【請求項2】

上記ブレーキ機構は、上記出力部に対して上記第１駆動力伝達部から駆動力が伝達されている間、上記第２駆動力伝達部による駆動力の伝達を停止し続ける、請求項１に記載のレンズ駆動機構。

【請求項3】

上記ブレーキ機構による、上記第２駆動力伝達部による駆動力の伝達の停止と停止の解除とを切り換えるブレーキ切換機構と、
上記ユーザ操作による上記第１駆動力伝達部への駆動力の伝達を検出する検出部と、を備え、
上記ブレーキ切換機構は、上記検出部により上記第１駆動力伝達部への駆動力の伝達が検出されたときに、上記第２駆動力伝達部による駆動力の伝達を停止するよう上記ブレーキ機構を切り換える、請求項１又は２に記載のレンズ駆動機構。

【請求項4】

上記ブレーキ切替機構は、上記検出部によって上記第１駆動力伝達部への駆動力の伝達が検出されない間、上記第２駆動力伝達部による駆動力の伝達の停止を解除する、請求項１乃至３の何れか１項に記載のレンズ駆動機構。

【請求項5】

上記ブレーキ切換機構は、
上記動力源からの動力が上記第２駆動力伝達部に伝達されている間のみ、上記第２駆動力伝達部による駆動力の伝達の停止を解除するよう上記ブレーキ機構を切り換えると共に、
上記動力源からの動力が上記第２駆動力伝達部に伝達されている間であっても、上記検出部により上記第１駆動力伝達部への駆動力の伝達が検出されている間は、上記第２駆動力伝達部による駆動力の伝達を停止するよう上記ブレーキ機構を切り換える、請求項１乃至３の何れか１項に記載のレンズ駆動機構。

【請求項6】

上記第１駆動力伝達部および上記第２駆動力伝達部からの駆動力を上記出力部に伝達する駆動力伝達部を備えている、請求項１乃至５の何れか１項に記載のレンズ駆動機構。

【請求項7】

上記第１駆動力伝達部は上記ユーザ操作に応じて回転する第１の歯車から構成され、
上記第２駆動力伝達部は上記動力源から伝達される駆動力に基づいて回転する第２の歯車から構成され、
上記出力部は出力歯車から構成され、
上記駆動力伝達部は、上記第１の歯車および上記第２の歯車の回転を上記出力歯車に伝達する遊星回転部材から構成されている、請求項１乃至６の何れか１項に記載のレンズ駆動機構。

【請求項8】

手動及び自動で焦点合わせが可能なレンズユニットであって、
レンズ鏡筒と、
このレンズ鏡筒の内部に配置されたレンズと、
請求項１乃至７の何れか１項に記載のレンズ駆動機構と、
を有することを特徴とするレンズユニット。

【請求項9】

手動及び自動で焦点合わせが可能なカメラであって、
カメラボディと、
このカメラボディに取り付けられた請求項８記載のレンズユニットと、
を有することを特徴とするカメラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レンズ駆動機構に関し、特に、手動及び自動で焦点合わせが可能なレンズ駆動機構、及びそれを備えたレンズユニット、カメラに関する。

【背景技術】

【0002】

自動フォーカス調整及び手動フォーカス調整の両方が可能なレンズユニットやカメラにおいては、自動フォーカスモードと手動フォーカスモードをスイッチやフォーカスリングの操作により切り換え、モードの切り替えを行った後、フォーカスリングにより手動フォーカス調整を行ったり、レリーズボタンを半押しにして自動フォーカス調整を始動させる必要がある。

【0003】

一方、特開平１０−１５３７３１号公報（特許文献１）には、レンズ鏡筒が記載されている。このレンズ鏡筒では、自動フォーカスモードと手動フォーカスモードの切り換え操作なしに、自動及び手動によるフォーカス調整を行うことができる。このレンズ鏡筒には遊星歯車機構が備えられており、自動フォーカス用の駆動モータによる回転が遊星歯車機構の入力歯車に入力され、手動フォーカス調整による回転が遊星歯車機構の冠歯車に入力され、遊星歯車機構の出力歯車がフォーカスレンズの駆動リングに接続される。

【0004】

このように遊星歯車機構を使用すると、手動フォーカス調整の回転が入力される冠歯車を止めた状態で、駆動モータにより入力歯車を回転させると、この回転に基づいて出力歯車が回転され、フォーカスレンズが移動される。一方、入力歯車を止めた状態で、フォーカスリングを操作することにより冠歯車が回転され、この回転に基づいて出力歯車が回転され、フォーカスレンズが移動される。フォーカス調整機構をこのように構成しておくことにより、モード切り換え操作を行うことなく、フォーカスリングを操作すれば手動によりフォーカス調整を行うことができ、レリーズボタンを半押しにすれば自動でフォーカス調整を行うことが可能になり、所謂フルタイムマニュアル式のフォーカス調整を実現することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１０−１５３７３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特開平１０−１５３７３１号公報記載のレンズ鏡筒においては、手動フォーカスを行う際には、自動フォーカスの際に回転される入力歯車は停止させておく必要がある。ところが、自動フォーカス用の駆動モータとして、ステッピングモータや、ブラシレスＤＣモータ等の自己保持力の小さいモータを使用した場合には、手動フォーカス調整の際に入力歯車が動いてしまい、手動フォーカスによる操作力が出力歯車に十分に伝えられないという問題がある。このため、特開平１０−１５３７３１号公報記載の機構では、自動フォーカス用に使用する駆動モータが、超音波モータ等、自己保持力の大きいモータに限られてしまう。

【0007】

また、この問題を回避するために、自動フォーカス用の駆動モータや、駆動モータの回転の伝達経路に何らかのブレーキ機構を付加し、手動フォーカス調整の際に入力歯車が動いてしまわないように回転抵抗を与えておくことが考えられる。しかしながら、駆動モータや、その伝達経路にブレーキ機構を設けると、自動フォーカス時において円滑なフォーカス調整が行えなくなるという問題がある。即ち、駆動モータの回転にブレーキをかけると、自動フォーカス調整時に駆動モータを低速回転で自在に制御することが困難となり、フォーカスレンズを低速でスムーズに移動させることができない。このような問題は、フォーカス位置を低速で円滑に移動させる必要がある動画撮影において、特に顕著となる。これでは、低速で円滑に回転させることができるステッピングモータや、ブラシレスＤＣモータ等をフォーカス調整用に採用するメリットを十分に活かすことができない。

【0008】

従って、本発明は、自己保持力の小さいモータを使用した場合であっても、円滑なフォーカス調整を行うことができるフルタイムマニュアル式のレンズ駆動機構、及びそれを備えたレンズユニット、カメラを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上述した課題を解決するために、本発明は、焦点合わせを行うためのフォーカスレンズを駆動するレンズ駆動機構であって、フォーカスレンズを手動で駆動させるためのユーザ操作に基づいた駆動力を伝達する第１駆動力伝達部と、フォーカスレンズを自動で駆動させるための動力源からの動力に基づいた駆動力を伝達する第２駆動力伝達部と、第１駆動力伝達部又は第２駆動力伝達部から伝達される駆動力に基づいてフォーカスレンズを光軸方向に移動させる駆動力を出力する出力部と、出力部に対して第１駆動力伝達部から駆動力が伝達されるときに、第２駆動力伝達部による駆動力の伝達を停止させるブレーキ機構と、を備えることを特徴としている。

【0010】

このように構成された本発明においては、第１駆動力伝達部は、フォーカスレンズを手動で駆動させるためのユーザ操作に基づいた駆動力を伝達する。第２駆動力伝達部は、フォーカスレンズを自動で駆動させるための動力源からの動力に基づいた駆動力を伝達する。出力部は、第１駆動力伝達部又は第２駆動力伝達部から伝達される駆動力に基づいてフォーカスレンズを光軸方向に移動させる駆動力を出力する。ブレーキ機構は出力部に対して第１駆動力伝達部から駆動力が伝達されるときに、第２駆動力伝達部による駆動力の伝達を停止させる。

【0011】

このように構成された本発明によれば、ブレーキ機構は出力部に対して第１駆動力伝達部から駆動力が伝達されるときに、第２駆動力伝達部による駆動力の伝達を停止させるので、フォーカスを確実に作動させることができる。

【0012】

本発明において、好ましくは、ブレーキ機構は、出力部に対して第１駆動力伝達部から駆動力が伝達されている間、第２駆動力伝達部による駆動力の伝達を停止し続ける。

【0013】

本発明において、好ましくは、ブレーキ機構による、第２駆動力伝達部による駆動力の伝達の停止と停止の解除とを切り換えるブレーキ切換機構と、ユーザ操作による第１駆動力伝達部への駆動力の伝達を検出する検出部と、を備え、ブレーキ切換機構は、検出部により第１駆動力伝達部への駆動力の伝達が検出されたときに、第２駆動力伝達部による駆動力の伝達を停止するようブレーキ機構を切り換える。

【0014】

本発明において、好ましくは、ブレーキ切替機構は、検出部によって第１駆動力伝達部への駆動力の伝達が検出されない間、第２駆動力伝達部による駆動力の伝達の停止を解除する。

【0015】

本発明において、好ましくは、ブレーキ切換機構は、動力源からの動力が第２駆動力伝達部に伝達されている間のみ、第２駆動力伝達部による駆動力の伝達の停止を解除するようブレーキ機構を切り換えると共に、動力源からの動力が第２駆動力伝達部に伝達されている間であっても、検出部により第１駆動力伝達部への駆動力の伝達が検出されている間は、第２駆動力伝達部による駆動力の伝達を停止するようブレーキ機構を切り換える。

【0016】

本発明において、好ましくは、第１駆動力伝達部および第２駆動力伝達部からの駆動力を出力部に伝達する駆動力伝達部を備えている。

【0017】

本発明において、好ましくは、第１駆動力伝達部はユーザ操作に応じて回転する第１の歯車から構成され、第２駆動力伝達部は動力源から伝達される駆動力に基づいて回転する第２の歯車から構成され、出力部は出力歯車から構成され、駆動力伝達部は、第１の歯車および第２の歯車の回転を出力歯車に伝達する遊星回転部材から構成されている。

【0018】

また、本発明は、手動及び自動で焦点合わせが可能なレンズユニットであって、レンズ鏡筒と、このレンズ鏡筒の内部に配置されたレンズと、本発明のレンズ駆動機構と、を有することを特徴としている。

【0019】

さらに、本発明は、手動及び自動で焦点合わせが可能なカメラであって、カメラボディと、このカメラボディに取り付けられた本発明のレンズユニットと、を有することを特徴としている。

【発明の効果】

【0020】

本発明のレンズ駆動機構、及びそれを備えたレンズユニット、カメラによれば、自己保持力の小さいモータを使用した場合であっても、フルタイムマニュアル式で円滑なフォーカス調整を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の第１実施形態によるレンズ駆動機構を備えたカメラの断面図である。

【図2】本発明の第１実施形態によるレンズ駆動機構を光軸方向に見た透視図である。

【図3】本発明の第１実施形態によるレンズ駆動機構の、光軸方向の断面図である。

【図4】本発明の第１実施形態によるレンズ駆動機構に内蔵されている遊星歯車機構を示す分解斜視図である。

【図5】本発明の第１実施形態によるレンズ駆動機構に内蔵されている遊星歯車機構を示す拡大断面図である。

【図6】本発明の第１実施形態によるレンズ駆動機構に備えられているブレーキ機構の断面図であり、ブレーキ力を付与している状態を示している。

【図7】本発明の第１実施形態によるレンズ駆動機構に備えられているブレーキ機構の断面図であり、ブレーキ力を付与していない状態を示している。

【図8】本発明の第１実施形態によるレンズ駆動機構に備えられているブレーキ機構の分解斜視図である。

【図9】本発明の第１実施形態によるレンズ駆動機構のブレーキ機構に備えられているコイルアセンブリの平面図である。

【図10】本発明の第１実施形態によるレンズ駆動機構のブレーキ機構に備えられているマグネット板の平面図である。

【図11】本発明の第１実施形態によるレンズ駆動機構のブレーキ機構に備えられているブレーキ切換機構によって実行される制御のフローチャートである。

【図12】本発明の第１実施形態によるレンズ駆動機構のブレーキ機構に備えられているブレーキ切換機構によりブレーキ機構のコイルアセンブリに印加される電圧を示すタイムチャートである。

【図13】本発明の第２実施形態によるレンズ駆動機構に採用されている差動伝達機構の拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。まず、図１乃至図５を参照して、本発明の第１実施形態によるレンズ駆動機構を備えたカメラを説明する。図１は本発明の第１実施形態によるレンズ駆動機構を備えたカメラの断面図である。

【0023】

図１に示すように、カメラ１は、レンズユニット２と、カメラ本体４と、を有する。レンズユニット２は、レンズ鏡筒６と、このレンズ鏡筒の中に配置された複数のレンズ８と、フォーカスレンズ１６をレンズユニット２の光軸Ａ方向に移動させるレンズ駆動機構１０と、を有する。

【0024】

レンズユニット２は、カメラ本体４に取り付けられ、入射した光を撮像素子面４ａに結像させるように構成されている。概ね円筒形のレンズ鏡筒６は、内部に複数のレンズ８を保持しており、フォーカスレンズ１６をレンズ駆動機構１０によって移動させることによりフォーカス調整を可能としている。

【0025】

また、レンズ鏡筒６の周囲には、フォーカスレンズ１６を手動で移動させるために操作される（つまり、フォーカスレンズ１６を手動で移動させるための操作を受け付ける）手動フォーカス操作部である筒状のフォーカスリング１２が回動可能に取り付けられており、撮影者が手動でフォーカスリング１２を回動操作すると、レンズ駆動機構１０を介してフォーカスレンズ１６が光軸Ａ方向に移動され、手動でフォーカス調整が行われる。

【0026】

一方、カメラ本体４には、フォーカスレンズを自動で移動させる自動フォーカスによる焦点合わせを始動させるために操作される自動フォーカス操作部が設けられている。また、カメラ本体４には自動フォーカス制御部１４が内蔵されており、この自動フォーカス制御部１４からの信号に基づいて、レンズ駆動機構１０がフォーカスレンズ１６を移動させ、自動焦点合わせを行うことができる。即ち、撮影者がカメラ本体４に設けられた自動フォーカス操作部であるレリーズボタン４ｂを半押しにすると、自動フォーカスによる焦点合わせが始動され、自動フォーカス制御部１４は、被写体の像が撮像素子面４ａに合焦するようにフォーカスレンズ１６の位置を調整する。レンズ駆動機構１０は、自動フォーカス制御部１４からの制御信号に基づいて、内蔵された駆動用モータ１８（図２）を駆動し、指令された位置にフォーカスレンズ１６を移動させる。従って、本実施形態のカメラ１は、手動フォーカスと自動フォーカスの切り換え操作を行うことなく、駆動用モータ１８が駆動されたときも、フォーカスリング１２が回動操作されたときもフォーカスレンズ１６が光軸Ａ方向に移動され、瞬時に且つ連続的に焦点合わせが行われる所謂フルタイムマニュアル式のカメラである。

【0027】

次に、図２乃至図５を参照して、レンズユニット２に内蔵されている、本発明の第１実施形態によるレンズ駆動機構１０を説明する。

【0028】

図２はレンズ駆動機構を光軸方向に見た透視図である。図３は、レンズ駆動機構の、光軸方向の断面図である。

【0029】

図２及び図３に示すように、レンズ駆動機構１０は、駆動用モータ１８と、手動操作リング２０と、レンズ移動機構であるフォーカスレンズ駆動リング２２と、手動フォーカス操作検出ギア２４と、第１スリップギア２６と、第２スリップギア２８と、アイドラギア３０と、ウォームホイール３２と、遊星歯車機構３４と、ウォーム３６と、ブレーキ機構６０と、ブレーキ切換機構６２と、を有する。さらに、レンズ駆動機構１０は、各ギアの回転軸を支持し、各ギアを収納する第１ハウジング４６及び第２ハウジング４８を有する。

【0030】

駆動用モータ１８は、自動フォーカス制御部１４からの制御信号に基づいて駆動されるＤＣモータであり、自動フォーカス時においてフォーカスレンズ１６を駆動する動力源となるモータである。また、手動フォーカス時においては、駆動用モータ１８のモータ出力軸１８ａに、ブレーキ機構６０によりブレーキ力が付与され、モータ出力軸１８ａの回転に抵抗が与えられる。ブレーキ機構６０の詳細な構成については後述する。

【0031】

手動操作リング２０（図２）は、光軸Ａを中心として回動可能に、レンズユニット２に設けられた筒状の部材であり、撮影者によって操作されるフォーカスリング１２と連動するように構成されている。また、手動操作リング２０の内周面の一部にはギア歯２０ａが設けられており、このギア歯２０ａは第１スリップギア２６と噛み合っている。従って、フォーカスリング１２が撮影者によって操作されると、手動操作リング２０を介して第１スリップギア２６が回転される。

【0032】

フォーカスレンズ駆動リング２２（図２）は、光軸Ａを中心として回動可能に、レンズユニット２に設けられた筒状の部材である。また、フォーカスレンズ駆動リング２２の内壁面にはカム溝（図示せず）が設けられており、フォーカスレンズ駆動リング２２が回動されると、カム溝に従ってフォーカスレンズ１６が光軸Ａ方向に移動されるようになっている。従って、フォーカスレンズ駆動リング２２はレンズ移動機構として機能する。さらに、フォーカスレンズ駆動リング２２の内周面の一部にはギア歯２２ａが設けられており、このギア歯２２ａは遊星歯車機構３４の出力ギア４４（図３）と噛み合っている。遊星歯車機構３４の詳細については後述する。

【0033】

手動フォーカス操作検出ギア２４は、第１スリップギア２６と噛み合うように配置された平歯車であり、フォーカスリング１２の操作に基づいて第１スリップギア２６が回転されると、これに連動して回転される。また、手動フォーカス操作検出ギア２４にはエンコーダホイール２４ａが同軸上に取り付けられており、これらは共に回転するようになっている。さらに、エンコーダホイール２４ａの近傍には検出センサ５０が配置されており、エンコーダホイール２４ａの回転を非接触で光学的に検出するようになっている。

【0034】

これにより、撮影者がフォーカスリング１２を操作すると、第１スリップギア２６、手動フォーカス操作検出ギア２４、エンコーダホイール２４ａが回転され、この回転を検出センサ５０が検出することにより、撮影者によるフォーカス操作が検知できるようになっている。この検出センサ５０による検出信号はブレーキ切換機構６２（図３）に送られ、ブレーキ切換機構６２は入力された信号に基づいて、ブレーキ機構６０によるブレーキ力の付与／解除を切り換える。本実施形態においては、ブレーキ切換機構６２は、マイクロプロセッサ、メモリ、及びこれらを作動させるプログラム（以上、図示せず）等により構成されている。ブレーキ切換機構６２によるブレーキ機構６０の制御については後述する。

【0035】

第１スリップギア２６は、手動操作リング２０のギア歯２０ａと噛み合うように配置された平歯車であり、手動操作リング２０と連動して回転されるようになっている。

【0036】

第２スリップギア２８は平歯車であり、第１スリップギア２６と同一の回転軸に取り付けられている。この回転軸を取り囲むようにスリップばね２８ａ（図３）が配置されており、このスリップばね２８ａの付勢力により、第２スリップギア２８は第１スリップギア２６の側面に押し付けられている。このため、第１スリップギア２６と第２スリップギア２８の間には所定の摩擦力が作用し、この摩擦力により第２スリップギア２８は第１スリップギア２６と連動して回転される。しかしながら、第１スリップギア２６と第２スリップギア２８の間で伝達されるトルクが所定値以上になると、摩擦力に打ち勝って両スリップギアの間がスリップし、空回りするようになる。これにより、撮影者によるフォーカスリング１２の操作により、各ギアに過大なトルクが作用し、ギアが損傷されるのを防止している。

【0037】

アイドラギア３０は、第２スリップギア２８と噛み合うように配置された平歯車である。さらに、アイドラギア３０は、遊星歯車機構３４の第１入力部である入力ギア４２（図３）にも噛み合うように配置されており、第２スリップギア２８に伝えられたトルクは、アイドラギア３０を介して遊星歯車機構３４に伝達される。また、アイドラギア３０の回転軸を取り囲むようにブレーキばね３０ａ（図３）が配置されており、このブレーキばね３０ａの付勢力により、アイドラギア３０の側面が摩擦板３０ｂに押し付けられている。摩擦板３０ｂに押し付けられることにより、アイドラギア３０の回転には所定の回転抵抗が与えられる。このため、撮影者によりフォーカスリング１２が操作された場合には、第１スリップギア２６、第２スリップギア２８を介してアイドラギア３０にトルクが伝達され、与えられている回転抵抗に抗してアイドラギア３０が回転され、この回転が遊星歯車機構３４の入力ギア４２に伝達される。従って、アイドラギア３０、ブレーキばね３０ａ、及び摩擦板３０ｂは、手動側ブレーキ機構として機能する。

【0038】

ウォーム３６は、駆動用モータ１８のモータ出力軸１８ａに取り付けられたギアであり、ウォームホイール３２と噛み合うように配置されている。

【0039】

ウォームホイール３２は、遊星歯車機構３４の第２入力部である太陽ギア３８（図３）と一体に形成されたギアであり、伝動回転軸３２ａを中心に回転可能に配置されている。伝動回転軸３２ａは光軸Ａに平行な方向に向けられており、駆動用モータ１８のモータ出力軸１８ａと概ね直交している。駆動用モータ１８のモータ出力軸１８ａの回転は、ウォーム３６及びウォームホイール３２を介して、モータ出力軸１８ａに直交した伝動回転軸３２ａに伝達される。このように、ウォーム３６及びウォームホイール３２を使用して、駆動用モータ１８のモータ出力軸１８ａと伝動回転軸３２ａを直交するように配置することにより、駆動用モータの出力軸と伝動回転軸を平行に配置した場合に比べ、レンズ駆動機構１０の光軸Ａ方向の寸法を小さくすることができる。

【0040】

次に、図４及び図５を参照して、レンズ駆動機構１０に内蔵されている遊星歯車機構３４の構成を説明する。図４は、レンズ駆動機構に内蔵されている遊星歯車機構を示す分解斜視図である。図５は、レンズ駆動機構に内蔵されている遊星歯車機構を示す拡大断面図である。

【0041】

図４に示すように、遊星歯車機構３４は、太陽回転部材である太陽ギア３８と、この太陽ギア３８と接触するように配置された遊星回転部材（動力伝達部）である３つの遊星ギア４０と、これらの遊星ギア４０と接触するように配置された入力ギア４２と、回転出力部材である出力ギア４４と、を有する。また、遊星歯車機構３４の出力部である出力ギア４４は、出力部材支持軸である出力ギア支持軸５２によって回転可能に支持されている。さらに、遊星歯車機構３４は、ウォームホイール３２側の端部において伝動回転軸３２ａを回転可能に支持する第１ラジアル軸受５４ａと、出力ギア４４側の端部において伝動回転軸３２ａを回転可能に支持する第２ラジアル軸受５４ｂと、出力ギア４４を回転可能に支持する第３ラジアル軸受５６（図５）と、を有する。

【0042】

これらの部材を備えた遊星歯車機構３４は、遊星ギア４０により、第１の歯車である入力ギア４２から入力された回転と、第２の歯車である太陽ギア３８から入力された回転の差に応じた回転が、出力歯車である出力ギア４４から出力されるように構成されており、差動伝達機構として機能する。また、本実施形態のレンズ駆動機構１０においては、手動フォーカス時には、太陽ギア３８が停止された状態で入力ギア４２が回転され、入力ギア４２の回転が出力ギア４４に伝達される。さらに、自動フォーカス時には、入力ギア４２が停止された状態で太陽ギア３８が回転され、太陽ギア３８の回転が出力ギア４４に伝達されるようになっている。

【0043】

太陽ギア３８は、ウォームホイール３２と一体に形成された平歯車であり、伝動回転軸３２ａを中心に、ウォームホイール３２と一体に回転される。また、伝動回転軸３２ａのウォームホイール３２側の端部は、第２ハウジング４８に埋め込まれた第１ラジアル軸受５４ａによって回転可能に支持され、伝動回転軸３２ａの太陽ギア３８側の端部は、出力ギア４４に埋め込まれた第２ラジアル軸受５４ｂによって回転可能に支持される。なお、太陽ギア３８、ウォームホイール３２及び伝動回転軸３２ａは、これらを全て一体に形成することもでき、或いは、これらを全て別体で形成しておき、一体となって回転されるように結合しても良い。

【0044】

遊星ギア４０は、太陽ギア３８の周囲に、太陽ギア３８と噛み合うように配置された３つの平歯車である。また、各遊星ギア４０は、出力ギア４４の端面から突出するように形成された遊星支持軸である３本の遊星ギア軸４４ａに、夫々回転可能に取り付けられている。これらの３本の遊星ギア軸４４ａは、出力ギア４４の中心軸線の周囲に、１２０゜間隔で設けられている。これにより、太陽ギア３８が回転されると、これと噛み合っている各遊星ギア４０が遊星ギア軸４４ａを中心に回転される。

【0045】

入力ギア４２は、遊星ギア４０を取り囲むように配置された環状の平歯車であり、第１ハウジング４６によって、太陽ギア３８と同一の軸線を中心に回転可能に支持されている（図５）。入力ギア４２の内周面には各遊星ギア４０と噛み合うように、内周歯４２ａが形成され、外周にはアイドラギア３０（図３）と噛み合うように、外周歯４２ｂが形成されている。これにより、アイドラギア３０の回転は、入力ギア４２を介して各遊星ギア４０に伝達される。

【0046】

出力ギア４４は、太陽ギア３８側の端面に３本の遊星ギア軸４４ａが形成され、反対側に平歯車が形成された概ね円筒状の部材である。遊星ギア軸４４ａは、出力ギア４４の端面から突出するように、伝動回転軸３２ａを中心とする円周上に等間隔に、且つ伝動回転軸３２ａと平行に形成されており、夫々遊星ギア４０を回転可能に支持している。また、遊星ギア軸４４ａが形成されている端面の中心には円形断面の凹部が形成され、この凹部に、伝動回転軸３２ａの一端を支持する第２ラジアル軸受５４ｂが埋め込まれている。従って、伝動回転軸３２ａの太陽ギア３８側の端部は、出力ギア４４によって支持されている。

【0047】

また、出力ギア４４の、遊星ギア軸４４ａの反対側の外周面には出力ギア歯４４ｂが設けられ、この出力ギア歯４４ｂは、フォーカスレンズ駆動リング２２のギア歯２２ａと噛み合っている。従って、遊星歯車機構３４により出力ギア４４が回転されると、これと噛み合っているフォーカスレンズ駆動リング２２が回動され、これによりフォーカスレンズ１６が光軸Ａ方向に移動される。また、出力ギア歯４４ｂの内側には円形断面の凹部（図５）が設けられ、この凹部内には第３ラジアル軸受け５６が配置されている。この第３ラジアル軸受５６には出力ギア支持軸５２が挿入されており、出力ギア４４を出力ギア支持軸５２を中心に回転可能に支持している。

【0048】

次に、図５を参照して、伝動回転軸３２ａの支持構造を説明する。図５に示すように、伝動回転軸３２ａの両端は、第１ラジアル軸受５４ａ及び第２ラジアル軸受５４ｂによって夫々支持されている。上述したように、伝動回転軸３２ａの、ウォームホイール３２側を支持する第１ラジアル軸受５４ａは、第２ハウジング４８に設けられた円形断面の凹部に埋め込まれている。一方、伝動回転軸３２ａの、太陽ギア３８側を支持する第２ラジアル軸受５４ｂは、出力ギア４４に設けられた円形断面の凹部に埋め込まれている。これら第１、第２ラジアル軸受は、本実施形態においては、無給油で使用することができるオイレスタイプの滑り軸受けである。同様に、出力ギア４４に埋め込まれ、出力ギア支持軸５２を受け入れている第３ラジアル軸受５６にも、オイレスタイプの滑り軸受けが使用されている。

【0049】

ウォームホイール３２、太陽ギア３８及び出力ギア４４を夫々支持している伝動回転軸３２ａ及び出力ギア支持軸５２は、同一軸線上に配置されている。また、第１ハウジング４６によって回転可能に支持されている入力ギア４２も、伝動回転軸３２ａ及び出力ギア支持軸５２と同一の軸線を中心に回転される。従って、ウォームホイール３２、太陽ギア３８、入力ギア４２及び出力ギア４４は、夫々同一の軸線を中心に回転可能に配置されている。これに対して、ウォーム３６が取り付けられた駆動用モータ１８のモータ出力軸１８ａは、伝動回転軸３２ａに対して概ね直交する方向に向けられている。

【0050】

また、ウォームホイール３２には、ウォーム３６を介してトルクが伝達されるため、ウォームホイール３２に対しては回転力と共に、スラスト方向の力も作用する。このウォームホイール３２に作用するスラスト力は、ウォームホイール３２が固定された伝動回転軸３２ａの両側の端部で支持され、伝動回転軸３２ａの軸線方向の移動が規制される。即ち、伝動回転軸３２ａのウォームホイール３２側の端面は、第１ラジアル軸受５４ａを受け入れている第２ハウジング４８の凹部の底面４８ａと当接し、伝動回転軸３２ａの軸線方向の移動が規制される。一方、伝動回転軸３２ａの太陽ギア３８側の端面は、第２ラジアル軸受５４ｂを受け入れている出力ギア４４の凹部の底面４４ｃと当接し、伝動回転軸３２ａの軸線方向の移動が規制される。従って、第２ハウジング４８及び出力ギア４４に夫々設けられた凹部の底面４８ａ及び底面４４ｃは、各々スラスト支持部として機能する。なお、本実施形態においては、各凹部の底面４８ａ、底面４４ｃは、夫々平面に構成されている。

【0051】

さらに、出力ギア４４に作用する軸線方向の力は、出力ギア支持軸５２の先端面が、第３ラジアル軸受５６を受け入れている出力ギア４４の凹部の底面４４ｄと当接することにより支持される。従って、図５における下方に向かう伝動回転軸３２ａの軸線方向の移動は、出力ギア４４を介して出力ギア支持軸５２によって規制される。なお、本実施形態においては、出力ギア４４の凹部の底面４４ｄは、平面に構成されている。

【0052】

ここで、伝動回転軸３２ａの両側の端面は球面状に形成されている。このため、伝動回転軸３２ａの各端面は、伝動回転軸３２ａの中心軸線上で、底面４８ａ、底面４４ｃと実質的に点接触する。同様に、出力ギア支持軸５２の先端面も球面状に形成されており、出力ギア支持軸５２の先端面は、出力ギア支持軸５２の中心軸線上で、底面４４ｄと実質的に点接触する。このように、伝動回転軸３２ａの各端面は、伝動回転軸３２ａの中心軸線上において、底面４８ａ、底面４４ｃと実質的に点接触するので、伝動回転軸３２ａの各端面と底面４８ａ、底面４４ｃの間で発生する摩擦トルクは非常に小さくなる。同様に、出力ギア支持軸５２の先端面も、出力ギア支持軸５２の中心軸線上において、底面４４ｄと実質的に点接触するので、出力ギア支持軸５２の先端面と底面４４ｄの間で発生する摩擦トルクは非常に小さくなる。

【0053】

このように、伝動回転軸３２ａの両端面及び出力ギア支持軸５２の先端面を球面状に構成することにより、駆動用モータ１８によりウォームホイール３２を駆動する際に発生するスラスト力に基づいて発生する摩擦トルクを抑制することができ、効率良くフォーカスレンズ１６を駆動することができる。なお、伝動回転軸３２ａの熱膨張による僅かな伸びに対応するため、伝動回転軸３２ａの両端面は、底面４８ａ及び底面４４ｃと同時には接触しておらず、僅かな隙間が存在する。

【0054】

次に、図６乃至図１０を参照して、ブレーキ機構６０の構成を詳細に説明する。図６は、ブレーキ機構６０の断面図であり、ブレーキ力を付与している状態を示している。図７は、ブレーキ機構６０の断面図であり、ブレーキ力を付与していない状態を示している。図８は、ブレーキ機構６０の分解斜視図である。図９は、ブレーキ機構６０に備えられているコイルアセンブリの平面図である。図１０は、ブレーキ機構６０に備えられているマグネット板の平面図である。

【0055】

図６乃至図８に示すように、ブレーキ機構６０は、可動ディスク６４と、ガイドシャフト６６と、付勢用コイルばね６８と、コアアセンブリ７０と、コイルアセンブリ７２と、吸着用マグネット７４と、を有する。

【0056】

図６に示すように、可動ディスク６４は、円板状の円板部６４ａと、この円板部６４ａの中央からから背面側に延びる円筒部６４ｂからなる部材である。可動ディスク６４の円筒部６４ｂにガイドシャフト６６が挿入されることにより、可動ディスク６４はガイドシャフト６６に沿って摺動可能に配置される。円筒部６４ｂの正面側には、駆動用モータ１８のモータ出力軸１８ａに取り付けられた摩擦円板１８ｂが対向して配置されている。ブレーキ機構６０によりブレーキ力を付与する場合には、図６に示すように、付勢用コイルばね６８の付勢力によって円板部６４ａが駆動用モータ１８の摩擦円板１８ｂに押し付けられ、モータ出力軸１８ａの回転が阻止される。一方、ブレーキ機構６０によるブレーキ力を解除する場合には、図７に示すように、付勢用コイルばね６８の付勢力に抗して円板部６４ａが摩擦円板１８ｂから引き離され、モータ出力軸１８ａの回転が可能になる。

【0057】

ガイドシャフト６６は、金属製の丸棒であり、側面の一部が平面状に切り欠かれている。ガイドシャフト６６を受け入れている可動ディスク６４の円筒部６４ｂは、ガイドシャフト６６と合致する断面形状に形成されており、これにより、ガイドシャフト６６に対する可動ディスク６４の回転が阻止される。また、ガイドシャフト６６の基端部には、シャフトボス６６ａが取り付けられており、これにより、ガイドシャフト６６がコアアセンブリ７０に結合されている。

【0058】

付勢用コイルばね６８は、ガイドシャフト６６及び可動ディスク６４の円筒部６４ｂを取り囲むように配置されており、可動ディスク６４の円板部６４ａの背面側を駆動用モータ１８の摩擦円板１８ｂに向けて付勢している。この付勢用コイルばね６８の付勢力により、円板部６４ａの正面側が駆動用モータ１８の摩擦円板１８ｂに押し付けられ、ブレーキ力が付与される。

【0059】

コアアセンブリ７０は、ドーナツ板型の基部７０ａと、この基部７０ａに対して直角に延びる６本の矩形断面の棒状のコア部７０ｂから構成された部材である。６本のコア部７０ｂは、ガイドシャフト６６と平行に、ガイドシャフト６６を等間隔に取り囲むように形成され、配置されている。ブレーキ機構６０によるブレーキ力を解除する場合には、図７に示すように、可動ディスク６４が各コア部７０ｂの先端に吸着され、駆動用モータ１８の摩擦円板１８ｂから引き離される。従って、無通電の状態においては、付勢用コイルばね６８の付勢力によって可動ディスク６４は駆動用モータ１８の摩擦円板１８ｂに押し付けられており、ブレーキ力が付与されている。

【0060】

コイルアセンブリ７２は、各コイルに電流を導くフレキシブル基板７２ａと、このフレキシブル基板７２ａに対して垂直に取り付けられた６本の筒状コイル７２ｂから構成されている。各筒状コイル７２ｂの内側には、コアアセンブリ７０の各コア部７０ｂが夫々挿入され、各コア部７０ｂの先端は各筒状コイル７２ｂから僅かに突出する。この構成により、各筒状コイル７２ｂに電流が流れると、各コア部７０ｂが磁化され、可動ディスク６４を吸着することができる。

【0061】

図９に示すように、コイルアセンブリ７２の６本の筒状コイル７２ｂは、時計回りに電流が流れる３本の筒状コイルと、反時計回りに電流が流れる３本の筒状コイルの２群からなり、各群の筒状コイルが円周上に交互に配置されている。また、フレキシブル基板７２ａには、各筒状コイル７２ｂに電流を供給する２組の回路パターン７２ｃ、７２ｄが形成されており、これらの回路パターンにより各群の筒状コイルに所定方向の電流が供給される。この電流により、本実施形態においては、コアアセンブリ７０の各コア部７０ｂの先端は、Ｓ極とＮ極が円周方向に交互に並ぶように磁化される。

【0062】

図１０に示すように、吸着用マグネット７４は、ドーナツ板状のフェライトゴム製のマグネットである。また、吸着用マグネット７４には、中央の開口を取り囲むように扇形の６つの磁極が形成されている。これら各磁極は、コイルアセンブリ７２の６本のコア部７０ｂと夫々対向するように配置されていると共に、対向する各コア部７０ｂの磁極と反対の極性をもつように、Ｓ極とＮ極が交互に円周方向に並ぶように形成されている。

【0063】

さらに、吸着用マグネット７４の、各コア部７０ｂの反対側の面には、概ねドーナツ板型のヨーク７４ａが配置されている（図８）。このヨーク７４ａは、各コア部７０ｂの先端が磁化されたときの、吸着用マグネット７４の吸着力を強化する。

【0064】

一方、吸着用マグネット７４の、各コア部７０ｂに対向する側の面には、概ねドーナツ板型のスペーサー７４ｂが配置されている（図８）。このスペーサー７４ｂは、吸着用マグネット７４が各コア部７０ｂに吸着されたときの吸着力を調整すると共に、吸着された際の吸着用マグネット７４の損傷を防止している。これら、ヨーク７４ａ、吸着用マグネット７４、及びスペーサー７４ｂは、この順序で重ねられ、中央部の開口に可動ディスク６４の円筒部６４ｂを受け入れ、円板部６４ａの背面側に取り付けられる（図６）。

【0065】

次に、図１乃至３を参照して、本発明の第１実施形態によるレンズ駆動機構１０の作用を説明する。

【0066】

まず、撮影者が手動フォーカスを行うために、フォーカスリング１２（図１）を回動させると、これと連動して、手動操作リング２０（図２）が回動される。手動操作リング２０が回動されると、そのギア歯２０ａと噛み合っている第１スリップギア２６（図３）が回転され、これに伴い、手動フォーカス操作検出ギア２４が回転される。手動フォーカス操作検出ギア２４が回転されると、これに取り付けられたエンコーダホイール２４ａが回転され、この回転が検出センサ５０によって検知される。検出センサ５０による検知信号はブレーキ切換機構６２（図３）に入力され、ブレーキ切換機構６２は、検出センサ５０からの検知信号及び自動フォーカス制御部１４（図１）からの信号に基づいてブレーキ機構６０を制御する。

【0067】

一方、第１スリップギア２６（図３）が回転されると、これに伴い第２スリップギア２８が回転され、アイドラギア３０に作用しているブレーキ力に打ち勝って、第２スリップギア２８の回転がアイドラギア３０に伝達される。アイドラギア３０が回転されると、この回転が遊星歯車機構３４に伝達される。即ち、アイドラギア３０と噛み合っている外周歯４２ｂが設けられた入力ギア４２が回転される。ここで、ブレーキ機構６０によるブレーキ力が付与されている状態においては、駆動用モータ１８は停止されているため、これと連動している太陽ギア３８も停止されている。このように太陽ギア３８が停止された状態で入力ギア４２が回転されるため、入力ギア４２の回転は各遊星ギア４０を介して出力ギア４４に伝達され、入力ギア４２が回転されると、所定の回転数比で出力ギア４４が回転される。出力ギア４４が回転されると、その出力ギア歯４４ｂと噛み合っているギア歯２２ａ（図２）が設けられたフォーカスレンズ駆動リング２２が回動され、フォーカスレンズ１６（図１）が光軸Ａ方向に移動される。

【0068】

即ち、ユーザ操作に基づいた駆動力である、ユーザのフォーカスリング操作による駆動力が、第１スリップギア２６から入力ギア４２（第１駆動力伝達部）まで伝達される駆動力である。検出センサ５０（検出部）が、フォーカスリグ１２が操作されたことを検知することにより、フォーカスレンズ１６を光軸方向に移動させる駆動力を出力する出力部に対して第１駆動力伝達部から駆動力が伝達されることが検知され、ブレーキ切り換え装置６２がブレーキ機構６０を駆動してブレーキをかける。このように、ユーザによりフォーカスリング１２が操作されたとき、ブレーキ機構６０はブレーキをかける。

【0069】

次に、使用者がカメラ本体４のレリーズボタン４ｂ（図１）を半押しにすると、自動フォーカス制御部１４は、被写体の像が撮像素子面４ａに合焦するように、駆動用モータ１８（図３）を駆動する。駆動用モータ１８が駆動されると、そのモータ出力軸１８ａに取り付けられたウォーム３６が回転され、これと噛み合っているウォームホイール３２が回転駆動される。即ち、動力源からの動力（駆動用モータ１８の回転）が第２駆動力伝達部であるウォームホイール３２まで伝達される。ウォームホイール３２の回転駆動により、伝動回転軸３２ａの軸線方向にスラスト力が発生するが、伝動回転軸３２ａの軸線方向の移動は、スラスト支持部である底面４８ａ又は底面４４ｃ（図５）によって規制される。なお、スラスト力は、ウォームホイール３２の回転方向によって何れかの方向に発生し、このスラスト力が底面４８ａ又は底面４４ｃによって支持される。

【0070】

ウォームホイール３２が回転駆動されると、これと一体に形成された太陽ギア３８も回転駆動される。一方、アイドラギア３０には、ブレーキばね３０ａ（図３）の付勢力によるブレーキ力が作用しているため、これと噛み合っている入力ギア４２の回転は停止されている。このように、入力ギア４２が停止された状態で太陽ギア３８が回転駆動されるため、太陽ギア３８の回転は、遊星ギア４０を介して、所定の回転数比で出力ギア４４に伝達される。出力ギア４４が回転されると、その出力ギア歯４４ｂと噛み合っているギア歯２２ａ（図２）が設けられたフォーカスレンズ駆動リング２２が回動され、フォーカスレンズ１６（図１）が光軸Ａ方向に移動され、自動フォーカスが実行される。

【0071】

次に、図１１及び図１２を新たに参照して、ブレーキ切換機構によるブレーキ機構の制御を説明する。図１１はブレーキ切換機構によって実行される制御のフローチャートである。図１２はブレーキ切換機構によりブレーキ機構のコイルアセンブリに印加される電圧を示すタイムチャートである。

【0072】

まず、ブレーキ機構６０は、その付勢用コイルばね６８の付勢力によりブレーキ力を常に付与しており、ブレーキ切換機構６２によりコイルアセンブリ７２に電圧が印加されたときのみ、ブレーキ力は解除される。従って、カメラ１やレンズユニット２の電源スイッチ（図示せず）がオフにされた状態であってもブレーキ機構６０によるブレーキ力は付与されている。このため、無通電時においても駆動用モータ１８のモータ出力軸１８ａは停止されているので、使用者はフォーカスリング１２を操作することにより、フォーカスレンズ１６を移動させることができる。

【0073】

図１１に示すフローチャートは、ブレーキ切換機構６２による処理を示すものである。撮影者がレリーズボタン４ｂ（図１）を半押しして、自動フォーカスによる焦点合わせを始動させると、自動フォーカス制御部１４からの信号がブレーキ切換機構６２に入力され、図１１に示すフローチャートの処理が開始される。なお、図１１に示すフローチャートの処理が開始される時点においては、ブレーキ機構６０はブレーキ力を付与している状態にある。

【0074】

まず、図１１のステップＳ１においては、撮影者がフォーカスリング１２を操作したか否かが判断される。即ち、検出センサ５０（図３）がエンコーダホイール２４ａの回転を検知しているか否かが判断され、回転が検知されていない場合にはステップＳ２に進み、回転が検知された場合には図１１に示すフローチャートの１回の処理を終了する。従って、撮影者によりレリーズボタン４ｂが半押しされたとしても、フォーカスリング１２が操作された場合には、手動によるフォーカス調整を行う意志があるものとして、ブレーキ力が付与されている状態が維持され、手動によるフォーカス調整が可能にされる。

【0075】

一方、フォーカスリング１２が操作されていない場合にはステップＳ２に進み、ステップＳ２においては、ブレーキ機構６０により付与されていたブレーキ力が解除される。即ち、ブレーキ切換機構６２は、ブレーキ機構６０のコイルアセンブリ７２（図６）に電圧を印加し、これによりコアアセンブリ７０の各コア部７０ｂを磁化する。この結果、可動ディスク６４に取り付けられている吸着用マグネット７４が、付勢用コイルばね６８の付勢力に抗して各コア部７０ｂの先端に吸着される。これにより、図７に示すように、可動ディスク６４の円板部６４ａが駆動用モータ１８の摩擦円板１８ｂから引き離され、ブレーキ機構６０により付与されていたブレーキ力が解除される。

【0076】

図１２は、ブレーキ切換機構６２によってブレーキ機構６０のコイルアセンブリ７２に付与される電圧を示すタイムチャートである。図１２に示すように、自動フォーカスが始動される以前（時刻ｔ０以前）は、ブレーキ機構６０には電圧が印加されておらず、ブレーキ力が付与された状態にある。次いで、時刻ｔ０において図１１のステップＳ２が実行されると、ブレーキ切換機構６２はブレーキ機構６０に初期印加電圧Ｖ１を印加し、各コア部７０ｂを磁化させる。この初期印加電圧Ｖ１は、本実施形態においては、約２０ｍｓｅｃの間印加される。この間に、摩擦円板１８ｂに押し付けられていた（図６）可動ディスク６４が摩擦円板１８ｂから引き離され、各コア部７０ｂに吸着されて（図７）、ブレーキ力が解除される。この初期印加電圧Ｖ１を約２０ｍｓｅｃ印加した後の時刻ｔ１において、印加電圧は、初期印加電圧Ｖ１よりも低い保持電圧Ｖ２に低下され、そのまま持続される。即ち、可動ディスク６４の吸着を開始する際は、各コア部７０ｂの先端と吸着用マグネット７４が大きく離間しているため、高い電圧を付与してコイルアセンブリ７２に大きな電流を流し、大きな吸着力を発生させる必要がある。初期印加電圧Ｖ１を所定時間印加した後は、吸着用マグネット７４が各コア部７０ｂの先端に吸着されているため、印加電圧を保持電圧Ｖ２に低下させてコイルアセンブリ７２に流す電流を減じても吸着用マグネット７４を吸着した状態を維持することができる。これにより、ブレーキ機構６０による消費電力を低減することができる。

【0077】

次に、図１１のステップＳ３において、撮影者がフォーカスリング１２を操作したか否かが再び判断される。即ち、ステップＳ２においてブレーキ機構６０によるブレーキ力を解除した後であっても、撮影者がフォーカスリング１２を操作した場合にはステップＳ８に進み、ブレーキ力の付与を復活させ、手動によるフォーカス操作を可能にする。一方、フォーカスリング１２を操作していない場合においては、ステップＳ４に進む。

【0078】

ステップＳ４においては、自動フォーカス制御部１４により駆動用モータ１８が駆動され、自動フォーカス動作が開始される（図１２の斜線部分）。この際、ブレーキ機構６０によるブレーキ力は解除されているため、駆動用モータ１８による自動フォーカス動作を円滑に実行することができる。次いで、ステップＳ５において、撮影者がフォーカスリング１２を操作したか否かが更に判断される。フォーカスリング１２が操作された場合には、ステップＳ４において開始された自動フォーカス動作中であっても、駆動用モータ１８を停止させ（ステップＳ７）た上で、ブレーキ力の付与を復活させ（ステップＳ８）、手動によるフォーカス操作を可能にする。一方、フォーカスリング１２を操作していない場合においては、自動フォーカス動作が継続される。

【0079】

ステップＳ６において自動フォーカス動作により合焦されると（図１２の時刻ｔ２）、ステップＳ８においてブレーキ力の付与が復活され（図１２の時刻ｔ３〜ｔ４）、図１１のフローチャートの１回の処理を終了する。即ち、ブレーキ切換機構６２がブレーキ機構６０への電圧の印加を停止させることにより、各コア部７０ｂの磁気が失われる。この結果、付勢用コイルばね６８（図６）の付勢力により、可動ディスク６４の円板部６４ａが摩擦円板１８ｂに押し付けられ、駆動用モータ１８にブレーキ力が付与される。これにより、図１１のフローチャート実行前の状態に戻り、処理を終了する。

【0080】

本発明の第１実施形態のレンズ駆動機構１０によれば、フォーカスリング１２及び／又はレリーズボタン４ｂ（自動フォーカス操作部）に対する操作に基づいてブレーキ力の付与／解除を切り換える（図１１）ので、ブレーキ機構６０のブレーキ力により太陽ギア３８を停止させておくことにより、自己保持力の低い駆動用モータ１８を使用した場合でも、遊星歯車機構３４を介して手動フォーカスを確実に作動させることができる。一方、自動フォーカスを行う場合には、ブレーキ力を解除しておく（図１１のステップＳ２〜Ｓ６）ことにより、駆動用モータ１８が不要な回転抵抗に抗してフォーカスレンズ駆動リング２２を駆動する必要がなく、円滑な自動フォーカスを実行することができる。これにより、自己保持力の小さい駆動用モータを使用した場合であっても、フルタイムマニュアル式で、円滑なフォーカス調整を行うことができる。

【0081】

また、本実施形態のレンズ駆動機構１０によれば、ブレーキ機構６０は、無通電状態においてもブレーキ力を付与する（図６）ように構成されているので、無通電の状態でも太陽ギア３８が確実に停止される。このため、レンズユニット２やカメラ１の電源がオフの状態でも、使用者はフォーカスリング１２を操作することによりフォーカス調整を行うことができる。

【0082】

さらに、本実施形態のレンズ駆動機構１０によれば、ブレーキ切換機構６２は、フォーカスリング１２が操作されると、自動フォーカスによる焦点合わせの実行中であっても、ブレーキ力が付与されるようにブレーキ機構６０を切り換える（図１１のステップＳ５→Ｓ７→Ｓ８）ので、撮影者は特別な切り換え操作なしに、手動フォーカスに移行することができる。

【0083】

また、本実施形態のレンズ駆動機構１０によれば、遊星歯車機構３４（図５）により差動伝達機構を構成しているので、入力ギア４２（第１の歯車）又は太陽ギア３８（第２の歯車）への入力を確実に出力ギア４４に伝達することができ、確実なフルタイムマニュアル動作を実現することができる。

【0084】

次に、図１３を参照して、本発明の第２実施形態によるレンズ駆動機構を説明する。上述した第１実施形態においては、太陽ギア及び入力ギアからの入力を出力ギアから出力する差動伝達機構として遊星歯車機構が使用されていたが、本発明の第２実施形態によるレンズ駆動機構では、異なる機構を採用している点が第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、本発明の第２実施形態の、第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同様の構成、作用、効果については説明を省略する。

【0085】

図１３は、本発明の第２実施形態によるレンズ駆動機構に採用されている差動伝達機構の拡大断面図である。

【0086】

図１３に示すように、本実施形態における差動伝達機構１３４は、太陽回転部材である太陽摩擦車１３８と、この太陽摩擦車１３８と接触するように配置された遊星回転部材である３つの遊星球体１４０と、これらの遊星球体１４０と接触するように配置された回転入力部材１４２と、回転出力部材である出力ギア１４４と、を有する。また、出力ギア１４４は、出力部材支持軸である出力ギア支持軸１５２によって回転可能に支持されている。さらに、差動伝達機構１３４は、ウォームホイール１３２側の端部において伝動回転軸１３２ａを回転可能に支持する第１ラジアル軸受１５４ａと、出力ギア１４４側の端部において伝動回転軸１３２ａを回転可能に支持する第２ラジアル軸受１５４ｂと、出力ギア１４４を回転可能に支持する第３ラジアル軸受１５６と、を有する。

【0087】

これらの部材を備えた差動伝達機構１３４は、遊星球体１４０により、第１入力部である回転入力部材１４２から入力された回転と、第２入力部である太陽摩擦車１３８から入力された回転の差に応じた回転が、出力部である出力ギア１４４から出力されるように構成されており、差動伝達機構として機能する。また、本実施形態のレンズ駆動機構においても、手動フォーカス時には、太陽摩擦車１３８がブレーキ機構６０のブレーキ力によって停止された状態で回転入力部材１４２が回転され、回転入力部材１４２の回転が出力ギア１４４に伝達される。さらに、自動フォーカス時には、回転入力部材１４２が停止された状態で太陽摩擦車１３８が回転され、太陽摩擦車１３８の回転が出力ギア１４４に伝達される点も、第１実施形態と同様である。

【0088】

太陽摩擦車１３８は、ウォームホイール１３２と一体に形成された摩擦車であり、伝動回転軸１３２ａを中心に、ウォームホイール１３２と一体に回転される。また、伝動回転軸１３２ａのウォームホイール１３２側の端部は、第２ハウジング１４８に埋め込まれた第１ラジアル軸受１５４ａによって回転可能に支持され、伝動回転軸１３２ａの太陽摩擦車１３８側の端部は、出力ギア１４４に埋め込まれた第２ラジアル軸受１５４ｂによって回転可能に支持される。

【0089】

遊星球体１４０は、太陽摩擦車１３８の周囲に配置された３つの球体であり、太陽摩擦車１３８の外周面上を転がることにより、太陽摩擦車１３８の回転に伴って回転するように構成されている。また、各遊星球体１４０は、出力ギア１４４の端面から突出するように形成された３本の遊星球体軸１４４ａに、夫々回転可能に取り付けられている。これらの３本の遊星球体軸１４４ａは、出力ギア１４４の中心軸線の周囲に、１２０゜間隔で設けられている。これにより、太陽摩擦車１３８が回転されると、この外周面上を転がる各遊星球体１４０が遊星球体軸１４４ａを中心に回転される。

【0090】

回転入力部材１４２は、遊星球体１４０を取り囲むように配置された環状の部材であり、太陽摩擦車１３８と同一の軸線を中心に回転可能に支持されている。回転入力部材１４２の内周には各遊星球体１４０が表面上を転がるように、転動面１４２ａが形成され、外周にはアイドラギア３０（図３）と噛み合うように、外周歯１４２ｂが形成されている。これにより、アイドラギア３０の回転は、回転入力部材１４２を介して各遊星球体１４０に伝達される。

【0091】

出力ギア１４４は、太陽摩擦車１３８側の端面に遊星支持軸である３本の遊星球体軸１４４ａが形成されている点を除き、第１実施形態における出力ギア４４と同様に構成されている。また、伝動回転軸１３２ａの支持構造も上述した第１実施形態と同様である。図６に示すように、伝動回転軸１３２ａの両端は、第１ラジアル軸受１５４ａ及び第２ラジアル軸受１５４ｂによって夫々支持されている。

【0092】

また、ウォームホイール１３２には、ウォーム１３６を介してトルクが伝達されるため、ウォームホイール１３２に対しては回転力と共に、スラスト方向の力も作用する。このウォームホイール１３２に作用するスラスト力は、ウォームホイール１３２が固定された伝動回転軸１３２ａの両側の端部で支持され、伝動回転軸１３２ａの軸線方向の移動が規制される。即ち、伝動回転軸１３２ａのウォームホイール１３２側の端面は、第１ラジアル軸受１５４ａを受け入れている第２ハウジング１４８の凹部の底面１４８ａと当接し、伝動回転軸１３２ａの軸線方向の移動が規制される。一方、伝動回転軸１３２ａの太陽摩擦車１３８側の端面は、第２ラジアル軸受１５４ｂを受け入れている出力ギア１４４の凹部の底面１４４ｃと当接し、伝動回転軸１３２ａの軸線方向の移動が規制される。

【0093】

さらに、出力ギア１４４に作用する軸線方向の力は、出力ギア支持軸１５２の先端面が、第３ラジアル軸受１５６を受け入れている出力ギア１４４の凹部の底面１４４ｄと当接することにより支持される。

【0094】

なお、伝動回転軸１３２ａの両側の端面は、第１実施形態と同様に球面状に形成されている。このため、伝動回転軸１３２ａの各端面は、伝動回転軸１３２ａの中心軸線上で、底面１４８ａ、底面１４４ｃと実質的に点接触する。同様に、出力ギア支持軸１５２の先端面も球面状に形成されており、出力ギア支持軸１５２の先端面は、出力ギア支持軸１５２の中心軸線上で、底面１４４ｄと実質的に点接触する。

【0095】

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、フルタイムマニュアル式のスチルカメラに本発明が適用されていたが、双眼鏡、ビデオカメラ、望遠鏡等に内蔵されたレンズの移動に本発明のレンズ駆動機構を適用することもできる。

【符号の説明】

【0096】

Ａ 光軸
１ カメラ
２ レンズユニット
４ カメラ本体
４ａ 撮像素子面
４ｂ レリーズボタン（自動フォーカス操作部）
６ レンズ鏡筒
８ レンズ
１０ レンズ駆動機構
１２ フォーカスリング（手動フォーカス操作部）
１４ 自動フォーカス制御部
１６ フォーカスレンズ
１８ 駆動用モータ
１８ａ モータ出力軸
１８ｂ 摩擦円板
２０ 手動操作リング
２０ａ ギア歯
２２ フォーカスレンズ駆動リング（レンズ移動機構）
２２ａ ギア歯
２４ 手動フォーカス操作検出ギア
２４ａ エンコーダホイール
２６ 第１スリップギア
２８ 第２スリップギア
２８ａ スリップばね
３０ アイドラギア
３０ａ ブレーキばね
３０ｂ 摩擦板
３２ ウォームホイール
３２ａ 伝動回転軸
３４ 遊星歯車機構（差動伝達機構）
３６ ウォーム
３８ 太陽ギア（第２入力部、第２の歯車）
４０ 遊星ギア（遊星回転部材）
４２ 入力ギア（第１入力部、第１の歯車）
４２ａ 内周歯
４２ｂ 外周歯
４４ 出力ギア（出力部、出力歯車）
４４ａ 遊星ギア軸（遊星支持軸）
４４ｂ 出力ギア歯
４４ｃ 底面（スラスト支持部）
４４ｄ 底面（スラスト支持部）
４６ 第１ハウジング
４８ 第２ハウジング
４８ａ 底面（スラスト支持部）
５０ 検出センサ
５２ 出力ギア支持軸（出力部材支持軸）
５４ａ 第１ラジアル軸受
５４ｂ 第２ラジアル軸受
５６ 第３ラジアル軸受
６０ ブレーキ機構
６２ ブレーキ切換機構
６４ 可動ディスク
６４ａ 円板部
６４ｂ 円筒部
６６ ガイドシャフト
６６ａ シャフトボス
６８ 付勢用コイルばね
７０ コアアセンブリ
７０ａ 基部
７０ｂ コア部
７２ コイルアセンブリ
７２ａ フレキシブル基板
７２ｂ 筒状コイル
７２ｃ、７２ｄ 回路パターン
７４ 吸着用マグネット
７４ａ ヨーク
７４ｂ スペーサー
１３２ ウォームホイール
１３２ａ 伝動回転軸
１３４ 差動伝達機構
１３６ ウォーム
１３８ 太陽摩擦車（第２入力部）
１４０ 遊星球体（遊星回転部材）
１４２ 回転入力部材（第１入力部）
１４２ａ 転動面
１４２ｂ 外周歯
１４４ 出力ギア（出力部）
１４４ａ 遊星球体軸（遊星支持軸）
１４４ｂ 出力ギア歯
１４４ｃ 底面（スラスト支持部）
１４４ｄ 底面（スラスト支持部）
１４６ 第１ハウジング
１４８ 第２ハウジング
１４８ａ 底面（スラスト支持部）
１５２ 出力ギア支持軸（出力部材支持軸）
１５４ａ 第１ラジアル軸受
１５４ｂ 第２ラジアル軸受
１５６ 第３ラジアル軸受

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】