JP3630922B2

JP3630922B2 - Optical device

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Publication number: JP3630922B2
Application number: JP14321997A
Authority: JP
Inventors: 健出村; 晴久山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-05-15
Filing date: 1997-05-15
Publication date: 2005-03-23
Anticipated expiration: 2017-05-15
Also published as: JPH10319303A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学装置に関し、特にテレビジョン撮影等に用いられる撮影レンズ中のレンズ群をフォーカスやズームのために移動させる際の動力伝達機構に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりテレビジョン撮影等で用いられる撮影レンズ等の光学装置では、ズーム（変倍）、フォーカス、アイリス調整、フィルター挿脱等を行うため、所定の光学手段を駆動力により駆動している。
【０００３】
テレビジョン撮影用の撮影レンズを例にとれば、一般にレンズ群の駆動は、レンズ群の外装面に設けた該レンズ群に連結している操作リングを回転駆動することにより行っている。操作リングは、カメラマンが撮影状況に応じて手動あるいは電動で駆動している。操作リングを電動駆動するために、レンズ鏡筒の一部には駆動ユニットを設けている。
【０００４】
駆動ユニットには、各種スイッチ、電動モーター、並びに電動モーターをレンズ鏡筒の操作リングに連結する動力伝達機構が内蔵されている。カメラマンのスイッチ操作に伴い電動モーターが駆動し、動力伝達機構を介して操作リングが従動する仕組みとなっている。また所定のレンズ群を手動で駆動する場合には、カメラマンの手により直接操作リングを回動操作するか、もしくは操作リング上に付設したレバーを操作して回転駆動している。
【０００５】
このように撮影レンズの操作リングは、手動と電動の２つの方法で駆動されるため、駆動ユニット内の動力伝達機構は、２つの操作モードに応じて選択に切り換え可能な構造となっている。
【０００６】
図４は従来の撮影レンズの外観図である。図５，図６は図４の一部分の拡大説明図である。図中、３０はレンズ本体、３１は駆動ユニット、３２はフォーカスリング、３３はズームリング、３４はアイリスリングである。
【０００７】
次に図４〜図６に示す撮影レンズの動力伝達機構を説明する。図５は所定のレンズ群を駆動ユニット３１を構成する電動モーターで駆動する場合の動力伝達経路を表している。レンズ鏡筒，操作リング以外の各要素は駆動ユニット３１の中に内蔵されている。
【０００８】
３５はレンズ駆動用の操作リングであり、該操作リング３５の外周面には噛み合い歯３５ａが円周方向に設けてある。４６は電動モーターである。３６は変速装置であり、電動モーター４６と一体的に設けられている。変速装置３６の出力軸３７にはスリーブ３８がピン３９により固定され、変速装置３６の出力軸３７と共に回転する。４０は変速装置３６の出力歯車であり、スリーブ３８に対して回転自在に取り付けられていると同時に、摺動ワッシャ４１を介してバネ４２により押圧されている。
【０００９】
この構造は、所定の負荷トルクのもとでは変速装置３６の出力歯車４０と変速装置３６の出力軸３７は一体的に回転するが、負荷トルクが過大の時には、変速装置３６の出力軸３７に固定されたスリーブ３８は出力歯車４０に対して滑り、歯面に作用する力を緩和して歯の欠損を防止するトルクリミッタの役目を果たしている。このトルクリミッタ機構は、特にレンズ群を動作端まで高速駆動した時に、停止時に歯面にかかる衝撃力を吸収することに効果を発揮している。
【００１０】
４３は変速装置３６の出力歯車４０と操作リング３５の中間に位置する中間歯車で、軸４４に対して回転自在であると同時に、軸４４上をスライド可能な状態にある。中間歯車４３の外周面にある噛み合い歯４３ａは変速装置３６の出力歯車４０と操作リング３５の噛み合い歯３５ａの双方に係合している。
【００１１】
この様な動力伝達機構のもとでカメラマンが駆動ユニットに設けた所定の操作スイッチを操作すると、駆動モーター４６から発生した回転動力は、変速装置３６の出力歯車４０、中間歯車４３を介して操作リング３５へと伝達され、それに連結しているレンズ群が電動駆動される。
【００１２】
図６はレンズ操作リング３５を手動で駆動する場合の機構図を表している。この場合、カメラマンはクラッチ（切り換え）レバー（不図示）を操作することにより、クラッチ板４５を回動させる。クラッチ板４５に付設した切り換えピン４６は図６に示すように中間歯車４３と係合しているので、クラッチレバーの操作に伴い、中間歯車４３は軸４４上を左方にスライドし、変速装置３６の出力歯車４０の噛み合いから離脱する。レンズ群を手動操作する場合には、このように切り換えレバーを操作して駆動モーター４６との動力伝達経路を遮断し、手動で直接操作リング３５を操作するか、もしくは操作リング３５上に付設したレバーを操作してレンズ群を駆動している。
【００１３】
このようにレンズ群を駆動するのに電動駆動と手動駆動とを選択的に切り換える際には、変速装置３６の出力歯車３７と操作リング３５の中間に位置して双方に噛み合う中間歯車４３の位置を変位させ、噛み合い歯を係合・離脱する方法がとられている。この時の噛み合い歯は、平歯車に代表されるように、外周面に設けていることが一般的である。
【００１４】
さらに、歯の噛み合いで動力を伝達する動力伝達部材と、過負荷回転時に伝達トルクを制限して歯面の欠損を防止するトルクリミッタ部材は、駆動モーターとレンズ群の操作リングを連結する動力伝達機構の中で、それぞれ別部材として独立的に設けられている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
図４〜図６に示す従来の光学装置においては次のような問題点があった。
【００１６】
従来のレンズの操作リングの操作力は、レンズ製造工程において一意的に決められており、レンズ使用者が自分の好みに応じた操作感触を得ることが不可能であった。
【００１７】
しかしながら様々な撮影状況において、より優れた映像を撮影するためには、操作リングを快適に操作できることが極めて重要な要素となり、操作リングの操作力が外部から容易に調整できる撮影レンズが望まれている。
【００１８】
また第２の問題点として、動力伝達機構を持つ撮影レンズ中の所定のレンズ群を電動で駆動する場合、モーターの出力歯車と操作リングの中間に位置する中間歯車は、モーターからの出力歯車と操作リングの２つの歯車と噛み合う構造であった。
【００１９】
一般に歯車の噛み合い部にはバックラッシュが存在するため、モーターを駆動し始めてから操作リングが従動するまでにタイムラグが発生する。モーターを高速駆動し、操作リングを瞬時に回転駆動する場合には、このときのタイムラグは実用上大きな問題とはならないが、モーターを低速で駆動するスローズーム、あるいは微小送りの時などでは、カメラマンがレンズ群を駆動する指令を出してからレンズ群が動作し始めるまでのタイムラグが大きな問題となり、カメラマンの意図した撮影画面が得られないという欠点があった。
【００２０】
そのため、レンズ群を駆動する場合には、モーターから操作リングまでの歯車列がもつバックラッシュを極力抑えることが望まれている。又レンズ群の電動駆動と手動駆動とをクラッチレバーの操作により、選択的に切り換えている為、切り換え時間を要すると共に、操作性が必ずしも良くなかった。更に、過負荷回転時に伝達トルクを制限するトルクリミッタ部材と、歯車の噛み合いで動力を伝達する動力伝達部材とは、それぞれが別部材として独立的にレンズ鏡筒の周囲に構成されているため、多くの部品点数を要すると共に、駆動ユニット内の空間を多く占有し、駆動ユニットが複雑化してきて小型化・低価格化の障壁となっていた。
【００２１】
本発明は、手動で操作リングを駆動させて筐体内に保持した光学手段を駆動させたり、又は電動モーターで発生した回転動力を光学手段に伝達するようにした動力伝達機構を用いて駆動させるのに際して、動力伝達機構を適切に構成することによりバックラッシュを低減し、光学手段が動作するまでのタイムラグを低減し、電動、手動駆動の切り換えの為の特別な操作を要さずに、光学手段を手動及び電動で駆動することができ、又操作リングの操作力を無段階で調整することができ、良好なる操作性が得られ、並びに過負荷回転時に伝達トルクを制限するトルクリミッタ機構を省略し、装置全体の小型化及び簡素化を図ったレンズ鏡筒ないし光学装置の提供を目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の光学装置は、筐体内に保持した光学手段３を手動により駆動させる手動操作手段１１と、駆動手段６、７からの駆動力を第１の伝達力制限手段及び第２の伝達力制限手段を介して該手動操作手段に伝達させて該光学手段３を駆動させる駆動系と、第１の伝達力制限手段のトルクを調整する第１のトルク調整手段と第２の伝達力制限手段のトルクを調整する第２のトルク調整手段を有し、
第１の伝達力制限手段は磁性体である第１の薄板１６、該第１の薄板と対向した磁力を持った第２の薄板１７ａとを備え、第２の伝達力制限手段は磁性体である第３の薄板１６、該第３の薄板と対向した磁力を持った第４の薄板１７ｂとを備え、
第１のトルク調整手段１８ａは、第１の薄板と第２の薄板の間隔を該光学手段の光軸方向に調整する機能を備え、第２のトルク調整手段１８ｂは、第３の薄板と第４の薄板の間隔を該光学手段の光軸方向に調整する機能を備えており、
第１のトルク調整手段１８ａと第２のトルク調整手段１８ｂは、独立に調整が可能であり、
第１の伝達力制限手段及び第２の伝達力制限手段より光学手段側の部材を駆動するのに要するトルクをＴ_Ｌ、第１の伝達力制限手段及び第２の伝達力制限手段が伝達できる限界トルクをＴ_Ｆ、該駆動系がその出力側からの駆動力に対して停止状態を保持できる限界トルクをＴ_Ｍとしたとき
Ｔ_Ｌ＜Ｔ_Ｆ＜Ｔ_Ｍ
を満足するように各要素を設定したことを特徴としている。
【００２３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、請求項１記載の光学装置が撮影レンズを有することを特徴としている。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態１の要部断面図である。図２は図１の一部分の拡大説明図である。図中、１はレンズベース、２はベース鏡筒（固定鏡筒）であり、その内周にヘリコイドネジ２ａが設けられていると共にレンズベース１に一体的にネジを用いて取り付けられている。３は光学手段であり、光軸Ｏを有するフォーカスレンズより成っている。４はフォーカス鏡筒（移動環）で、フォーカスレンズ３を保持すると共に、その外周にベース鏡筒２のヘリコイド２ａと係合するヘリコイドネジ４ａが設けられている。
【００３０】
５は駆動ユニットベースである。６はステーター、７はローターで、ステーター６と共に振動波モーターの回転力を発生させている。ステーター６とローター７は駆動手段の一要素を構成している。８は皿バネであり、ステーター６とローター７との間に適当な摩擦力を発生させている。９は緩衝用ゴムであり、ローター７の振動が駆動伝達系に伝わらないようにしている。
【００３１】
１０は出力筒、１１は手動操作手段としてのフォーカス用のマニュアルリングで、ベース鏡筒２に嵌合部を持ち、自由に回転できるようになっている。そしてカメラマンが手動操作する際には、このマニュアルリング１１を通して行っている。
【００３２】
１２は連結ピンであり、マニュアルリング１１の回転力をフォーカス鏡筒４に伝えるためのものである。連結ピン１２はフォーカス鏡筒４に取り付けられると共にマニュアルリング１１に設けられたカム穴１１ａに嵌入している。フォーカス鏡筒４は手動又は電動によるマニュアルリング１１の回転に応じ、ヘリコイドネジ２ａ，４ａにより、光軸方向に対してスムーズな移動ができるようになっている。
【００３３】
１３は位置センサーとしてのエンコーダー、またはポットであり、ギア１１ｂを介してマニュアルリング１１に連結している。１４はベアリングで、皿バネ８による押し力が伝達系に影響を与えないようにするためのもので、３ケ以上設けられている。１５はベアリング軸でベアリング１４を支え、駆動ユニットベース５に取り付けられている。
【００３４】
１６は磁性体（第１の薄板）で、例えばＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系の薄板（ｔ＝０．５近傍）より成り、出力筒１０にビスで取り付けられている。１７は薄板１６と対向し互いに吸着力を持つ樹脂マグネット（磁性体，第２の薄板）であり、例えばフェライト系とナイロンベースの薄板（ｔ＝１．５近傍）より成っている。
【００３５】
１８はスペーサーであり、ナイロンをベースにしたもので樹脂マグネット１７に接着している。スペーサー１８は薄板１６と樹脂マグネット１７の間隔を一定に保持し、摺動によるフリクショントルクを発生させると共に、ヒストルクを規定する薄板（ｔ＝０．１近傍）より成っている。１９はヨーク板で、ＳＥＣＣ−Ｃ２０（メッキ鋼板、ジンコート）の薄板（ｔ＝０．５近傍）で磁気回路を形成するためのものであり、トルク調整リング１０１にヨーク固定ビス１０５で取り付けられている。
【００３６】
尚、本実施形態においてスペーサー１８を省略し、薄板１６と樹脂マグネット１７とを当接させても良い。
【００３７】
１０１はトルク調整手段としてのトルク調整リングであり、薄板１６とスペーサー８との間の伝達トルクを調整可能としている。トルク調整手段１０１はその内周に設けた雄螺子１０２が手動操作リング１１に設けた雌螺子１０３と噛合している。
【００３８】
マニュアルリング１１を固定した状態でトルク調整リング１０１を回動操作すると、トルク調整リング１０１は光軸方向へ移動する。トルク調整リング１０１にはヨーク板１９がヨーク固定ピン１０５で固定されている。ヨーク固定ピン１０５の頭部は樹脂マグネット１７に設けた穴１７ａと係合している。
【００３９】
これによってマニュアルリング１１と樹脂マグネット１７はトルク調整リング１０１と共に一体的に回転する。マニュアルリング１１を固定した状態でトルク調整手段１０１を回動することによって樹脂マグネット１７とヨーク板１９との間隔を変えて磁力を調整している。この磁力調整により、マグネット１７と薄板１６との間に発生するヒストルク及び、スペーサ１８と薄板１６とのフリクショントルクが変化する。
【００４０】
これによって手動操作のとき手動操作リング１１の操作力で任意に無段階に設定することができるようにして操作性の向上を図っている。
【００４１】
１０４はロックネジであり、トルク調整リング１０１を操作するときネジをゆるめ、トルク調整後にトルク調整手段１０１を手動操作リング１１に固定している。
【００４２】
本実施形態ではこのような構成によってヒストルク及びスペーサー１８と薄板１６間で発生するフリクショントルクを容易に可変として操作者の好みによってマニュアルリング１１の操作力が無段階に調整することができるようにしている。
【００４３】
さらに、トルク調整リング１０１をマニュアルリング１１の近傍に設けることにより、撮影中でも容易に調整することができる。
【００４４】
また駆動系は駆動ユニットベース５に取り付けられたステーター６，ローター７，摩擦発生用の皿バネ８，緩衝用ゴム９，出力筒１０により構成され、振動波を利用ている。
【００４５】
本実施形態では駆動手段（ステーター６，ローター７）からの駆動力を伝達させるための薄板１６、薄板１６と樹脂マグネット１７との間隔を規制する樹脂スペーサー１８、樹脂マグネット１７、そしてヨーク板１９は磁力結合手段の一要素を構成している。薄板１６と樹脂マグネット１７とにより磁力を発生させる磁力発生手段を構成している。
【００４６】
磁力結合手段は伝達力制限手段として作用し、所定の負荷トルクより大きな負荷トルクに対して薄板１６とスペーサー１８との間でスリップするように構成されている。また磁力結合手段を構成する薄板１６，マグネット１７，スペーサー１８，ヨーク板１９等は筐体の周方向に延びたリング形状（環状）をしており、光軸を中心とした固定鏡筒１の周上に配置している。これにより空間の有効利用を図り、装置全体の小型化を達成している。また磁力結合手段の系を直結としてバックラッシュ等によるピク付き，遅れが発生しないようにしている。
【００４７】
次に本実施形態の振動波を利用した超音波モーターの駆動原理について説明する。超音波モーターによる駆動伝達の基本構造は、圧電セラミックス（電圧をかけると一方向に伸び縮みする性質を備えている）が底面に接着され、上部は極めて規則正しい突起を備え、その断面は台形状となっているステーター６と、ステーター６との接触部がバネ性のあるフランジ形状を有するリングでステーター６にある力で押し付けられているローター７の２つのリング形状の部材で構成している。
【００４８】
本実施形態では弾性体であるステーター６の表面に振動を発生させ、その振動エネルギーでステーター６に加圧接触させた移動体であるローター７を連続的に回転させている。この駆動手段の特徴としては構造がきわめてシンプルであり、起動，停止の応答性，制御性が高く、作動音が非常に静かであり、また保持トルク（停止時はブレーキがかかった状態になっている）が大きいことがある。
【００４９】
皿バネ８によりステーター６にローター７を加圧接触させるための押し圧を発生しているが、この力をキャンセルするために図中ではベアリング１４を円周方向に３ケ以上設け、これにより伝達系に影響が及ぼさないようにしている。支持方法はこの他にも、特に図示していないが、スラストベアリング，ボールレースを用いた構造も適用出来る。
【００５０】
駆動手段でマニュアルリング１１を駆動させるときは駆動源である振動波モーター（６，７）からの出力が出力筒１０の回転力として磁力結合手段とトルク調整手段１０１を介してマニュアルリング１１へと伝達している。磁力結合手段は出力筒１０に取り付けられている薄板１６，マニュアルリング１１に取り付けられた樹脂マグネット１７、そしてトルク調整リング１０１に設けたヨーク板１９、そして樹脂マグネット１７に接着した樹脂スペーサー１８等から構成されている。
【００５１】
ヨーク板１９と樹脂マグネット１７間の距離をトルク調整手段１０１で調整して所定のヒステリシストルクを発生させている。この時、このヒステリシストルクは樹脂マグネット１７の分極数、着磁強度、あるいはトルク調整手段１０１によりヨーク板１９と樹脂マグネット１７との間隔を調整し、決定している。また必要とするトルクに応じて薄板１６と樹脂スペーサー１８間でフリクショントルクを発生させ、前記ヒステリシストルクに加え、使用する。
【００５２】
本実施形態では、樹脂スペーサー１８を用い、間隔を一定に保つ働きに加え、フリクショントルクを発生させている。本実施形態では、出力筒１０に薄板１６，マニュアルリング１１にトルク調整手段１０１、トルク調整手段１０１にヨークと樹脂マグネット１７、そして樹脂マグネット１７に接着した樹脂スペーサー１８を取り付けているが、これらの各要素の取り付け関係を変更しても良い。
【００５３】
また、マニュアルリング１１の手動操作感を良くするため摺動部にグリス等を塗布するようにしても良い。そしてマニュアルリング１１の回転が、カム穴１１ａと連結ピン１２を介してフォーカス鏡筒４に伝えられる。その結果、ヘリコイドネジ２ａ，４ａによりフォーカス鏡筒４は光軸方向に移動し、これによりピント調整を行っている。
【００５４】
手動駆動の場合は手動で、マニュアルリング１１を回動させる。このとき、薄板１６とスペーサー１８との間のスリップトルクによりマニュアルリング１１から駆動手段（６，７）へ伝達される駆動力を制限している。即ち、振動波を利用した駆動手段（６，７）はバックドライブ出来ないため、磁力結合手段の樹脂マグネット１７と薄板１６とがスリップし、即ち所定の間隔をもって往動し、手感の良いピント合わせ操作を行っている。
【００５５】
また、電動駆動中１２に外部から力が加わった場合も、磁力結合手段が所定の負荷トルクを越える負荷トルクを伝達しないため、機構系に無理が加わらない。これにより本実施形態では電動，手動駆動の切り換えの機構を必要としないで、機構の簡素化を図りつつ、レンズ群３を手動及び電動で駆動させている。
又、本実施形態では磁力結合手段より移動レンズ群３までのマニュアルリング１１を駆動するのに要するトルクをＴ_Ｌ、磁力結合手段（伝達力制限手段）が伝達できる限界トルクをＴ_Ｆ、駆動手段を含む駆動系がその出力側からの駆動力に対して停止状態を維持できる限界トルクをＴ_Ｍとしたとき、
Ｔ_Ｌ＜Ｔ_Ｆ＜Ｔ_Ｍ
を満足するように各要素を設定している。ここでＴ_Ｆはヒステリシストルクとフリクショントルクとの合成トルクを意味し、伝達トルクを制限している。尚、トルクＴ_Ｌに、このトルクＴ_Ｆは含まれない。
【００５６】
尚、限界トルクＴ_Ｆはトルク調整手段で調整可能であるが、この条件式を満足する範囲内で調整している。
【００５７】
ここで、本実施形態のように駆動手段として超音波モータ（振動波駆動手段）を用いる場合には、前述した超音波モータの大きな保持トルクが限界トルクＴ_Ｍに大きく寄与するように設定できるため、駆動手段を含む駆動系に特別な逆転規制手段（出力側から駆動系が回転されることを規制する手段）を付加する必要がないという利点がある。
【００５８】
尚、トルクＴ_Ｌが環境条件や手動操作手段の回転速度等の条件の変動により変動し、限界トルクＴ_Ｆ及び限界トルクＴ_Ｍが環境条件の変動により変動する場合には、これらの条件変動の所定範囲にわたって前記不等式が成立するように各要素を設定することが必要である。
【００５９】
これによって手動及び電動での駆動操作を容易にしている。尚手動のときはＴ_Ｌ＋Ｔ_Ｆの作動トルクによってマニュアルリング１１を回動操作している。
【００６０】
又超音波モータの他、ＤＣモータ等の電磁モータを使用した場合でも良く、このとき逆転トルクＴ_Ｍを大きく設定すれば良い。
【００６１】
更に他の方法として、例えば遊星歯車、平歯車等を多段にして高減速比とした減速機、ギア同志に付勢力を与え、バックラッシュを零にするか或いは極力減らした減速機、或いは差動機構を有する減速機等、結果的に逆転トルクが非常に大きい減速機を用いることもできる。
【００６２】
以上のように、本実施形態によれば、操作リングを電動駆動させる場合、駆動手段の回転トルクを従動側に確実に伝達することが出来、また、手動駆動させる場合、例えば駆動手段に振動波モーター等、バックドライブが不可能なものを用いる場合、操作リングの操作トルクは磁力結合手段により発生する回転トルク（ヒストルク、フリクショントルク）と、撮影レンズのレンズ移動に伴う作動トルクによって決定される。
【００６３】
そして手動操作リング１１の操作力を任意に無段階に設定することができるので良好なる操作性が得られる。
【００６４】
その結果、磁力結合手段の安定した回転トルクが得られるばかりでなく、トルク調整手段１０１によって所望する回転トルクが得られる。また従動側の過負荷，逆駆動に対しても、駆動手段を守ることが出来る。構造においても、非常にシンプルで、スペースを多く必要としないため、操作リング近傍に配置でき、小型，低価格化に役立つ。また駆動手段としてリング状の振動波モーターを用いることにより、円筒の撮影レンズに合い、スペースを有効に使うことができる。また、構造上バックラッシュが発生せず、レスポンスも非常によい等の効果を得ている。
【００６５】
図７，図８は各々本発明に係るトルク調整手段の他の実施形態の要部概略図である。図７，図８において、図２で示した要素と同一要素には同符号を付している。
【００６６】
図７において１１ｃは手動操作リング１１の一部に設けた凸部であり、薄板１６の一部と当接しており、当接した領域で摺動面を形成してフリクショントルクを発生させている。凸部１１ｃにより樹脂マグネット１７と薄板１６が常に所定の間隔を持つようにしている。
【００６７】
トルク調整手段１０１はその内周に設けた雄螺子１０２が手動操作リング１１に設けた雌螺子１０３と噛合している。
【００６８】
マニュアルリング１１を固定した状態でトルク調整リング１０１を回動操作すると、トルク調整リング１０１は光軸方向へ移動する。
【００６９】
１０１はトルク調整リングであり、その一部にはヨーク板１９と樹脂マグネット１７が一体的に設けられている。トルク調整リング１０１を回動させて樹脂マグネット１７と薄板１６との間隔を変えて双方の間に発生するヒストルク及び摺動部１１ｃのフリクショントルクを調整している。
【００７０】
本実施形態では手動操作のとき手動操作リング１１を回動させ、凸部１１ｃと薄板１６との間の摺動面で双方が摺動するようにして手動操作リング１１から駆動手段（６．７）へ伝達される駆動力を制限している。そして前述の条件式（１）を満足する範囲内で限界トルクＴ_Ｆを調整している。この他の構成は図２の構成と同じである。
【００７１】
図８における実施形態は前述した２つの実施形態が操作リング１１の操作力を可変するトルク調整手段として、マグネットとマグネットに対向して配置される磁性体との間隔を調整するものであったが、本実施形態ではそれだけではなく、薄板（第１，第３の薄板）１６とスペーサー１８ａ（１８ｂ）との摺動面積を変化させることによってトルク調整を行う点に特徴がある。
【００７２】
本実施形態では２個のマグネット（第２の薄板）１７ａ，マグネット（第４の薄板）１７ｂが配置され、１つのマグネット１７ａはヨーク１９ａを介してマニュアルリング１１に固定されている。またマグネット１７ａにはスペーサー（第１のトルク調整手段）１８ａが接着され、前記スペーサー１８ａは出力筒１０に固定された薄板１６に常に当接している。このスペーサー１８ａと薄板１６の当接面が常に摺動可能な状態となっている。
【００７３】
又他のマグネット１７ｂはヨーク１９ｂを介してトルク調整リング１０１に固定されている。マグネット１７ｂにはスペーサー（第２のトルク調整手段）１８ｂが接着され、このスペーサー１８ｂと薄板１６は当接可能な状態にある。
【００７４】
スペーサー１８ａは薄板１６と樹脂マグネット１７ａとの間隔を調整しており、スペーサー１８ｂは薄板１６と樹脂マグネット１７ｂとの間隔を調整している。スペーサー１８ａと薄板１６との間で１つのフリクショントルクを、又はスペーサー１８ｂと薄板１６との間で１つのフリクショントルクを得ている。
【００７５】
１０４はトルク調整リング１０１をマニュアルリング１１に固定するロックネジである。トルク調整時はこのロックネジ１０４をゆるめ、マニュアルリング１１を固定した状態でトルク調整リング１０１を回転操作するとヨーク板１９ｂ、樹脂マグネット１７ｂ、スペーサー１８ｂは一体的に光軸方向に微小移動する。
【００７６】
図はトルク調整リング１０１を回転操作し、スペーサー１８ｂを薄板１６に当接した状態を示している。この状態は２つのスペーサー１８ａ，１８ｂが薄板１６と摺動し、かつ２つのマグネット１７ａ，１７ｂと薄板１６との間隔が最大限狭くしてある為、フリクショントルクのならびにヒストルクは最大に設定されている。
【００７７】
この状態からトルク調整リング１０１を調整し、スペーサー１８ｂと薄板１６の間隔を広げることにより、スペーサー１８ｂと薄板１６との摺動部（摺動面積）がなくなり、かつマグネット１７ｂと薄板１６間で発生するヒストルクも減少する。これによってトルクを低く任意に設定することが可能となるようにしている。
【００７８】
このようにマグネットと磁性体との間隔を変化させるだけでなく、摺動面積を変えることによりトルクを任意に調整することが可能となるようにしている。
【００７９】
図３は本発明に係る磁気結合手段を利用した動力伝達機構を搭載した撮影用レンズをカメラに搭載したときの外観図である。同図において４７は撮影レンズ、４８はグリップ、４９は駆動ユニットであり、動力伝達機構が収納されている。５０はカメラ本体であり、その内部には撮影レンズ４１により形成した物体像を記録するための撮像手段が設けられている。
【００８０】
【発明の効果】
本発明によれば、以上のように、操作リングの操作力を無段階で調整することができ、良好なる操作性が得られる。又手動で操作リングを駆動させて筐体内に保持した光学手段を駆動させたり、又は電動モーターで発生した回転動力を光学手段に伝達するようにした動力伝達機構を用いて駆動させるのに際して、動力伝達機構を適切に構成することによりバックラッシュを低減し、光学手段が動作するまでのタイムラグを低減し、電動、手動駆動の切り換えの為の特別な操作を要さずに、光学手段を手動及び電動で駆動することができ、、並びに過負荷回転時に伝達トルクを制限するトルクリミッタ機構を省略し、装置全体の小型化及び簡素化を図った光学装置を達成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の要部断面図
【図２】図１の一部分の拡大説明図
【図３】本発明の光学装置の外観図
【図４】従来の撮影レンズの外観図
【図５】従来のレンズ鏡筒の要部概略図
【図６】従来のレンズ鏡筒の要部概略図
【図７】図１の一部分の他の実施形態の説明図
【図８】図１の一部分の他の実施形態の説明図
【符号の説明】
１レンズベース
２ベース鏡筒
３レンズ
４フォーカス鏡筒
５駆動ユニットベース
６ステーター
７ローター
８皿バネ
９ゴム
１０出力筒
１１フォーカスマニュアルリング
１２連結ピン
１３エンコーダー
１４ベアリング
１５軸
１６薄板
１７樹脂マグネット
１８樹脂スペーサー
１９ヨーク板
２０磁気クラッチ後の出力筒
２１抜け止め環
２２マニュアルリング
２３連結ピン
３０レンズ本体
３１駆動ユニット
３２フォーカスリング
３３ズームリング
３４アイリスリング
３５レンズ操作リング
３６変速装置
３７変速装置の出力軸
３８スリーブ
３９ピン
４０変速装置の出力歯車
４１摺動ワッシャ
４２バネ
４３中間歯車
４４軸
４５クラッチ板
４６切り換えピン
４７撮影レンズ
４８グリップ
４９駆動ユニット
５０カメラ本体
１０１トルク調整手段
１０２雄螺子
１０３雌螺子
１０４ロックピン
１０５ヨーク固定ピン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical device, and is particularly suitable for a power transmission mechanism for moving a lens group in a photographing lens used for television photographing or the like for focusing or zooming.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an optical device such as a photographing lens used in television photographing or the like, predetermined optical means is driven by a driving force in order to perform zoom (magnification), focus, iris adjustment, filter insertion / removal, and the like.
[0003]
Taking a taking lens for television photography as an example, the lens group is generally driven by rotating an operation ring connected to the lens group provided on the exterior surface of the lens group. The operation ring is driven manually or electrically by the photographer depending on the shooting situation. In order to electrically drive the operation ring, a drive unit is provided in a part of the lens barrel.
[0004]
The drive unit includes various switches, an electric motor, and a power transmission mechanism that couples the electric motor to the operation ring of the lens barrel. An electric motor is driven by the switch operation of the cameraman, and the operation ring is driven through a power transmission mechanism. When the predetermined lens group is driven manually, the operation ring is directly rotated by the cameraman's hand, or the lever attached on the operation ring is operated to rotate.
[0005]
As described above, since the operation ring of the photographic lens is driven by two methods, manual and electric, the power transmission mechanism in the drive unit has a structure that can be switched to selection according to two operation modes.
[0006]
FIG. 4 is an external view of a conventional photographic lens. 5 and 6 are enlarged explanatory views of a part of FIG. In the figure, 30 is a lens body, 31 is a drive unit, 32 is a focus ring, 33 is a zoom ring, and 34 is an iris ring.
[0007]
Next, the power transmission mechanism of the photographing lens shown in FIGS. 4 to 6 will be described. FIG. 5 shows a power transmission path when a predetermined lens group is driven by an electric motor constituting the drive unit 31. Elements other than the lens barrel and the operation ring are built in the drive unit 31.
[0008]
Reference numeral 35 denotes an operation ring for driving the lens, and meshing teeth 35a are provided on the outer peripheral surface of the operation ring 35 in the circumferential direction. 46 is an electric motor. Reference numeral 36 denotes a transmission, which is provided integrally with the electric motor 46. A sleeve 38 is fixed to the output shaft 37 of the transmission 36 by a pin 39 and rotates together with the output shaft 37 of the transmission 36. Reference numeral 40 denotes an output gear of the transmission 36, which is rotatably attached to the sleeve 38 and is pressed by a spring 42 via a sliding washer 41.
[0009]
In this structure, the output gear 40 of the transmission 36 and the output shaft 37 of the transmission 36 rotate integrally under a predetermined load torque. However, when the load torque is excessive, the output shaft 37 of the transmission 36 The fixed sleeve 38 slides with respect to the output gear 40, and serves as a torque limiter that relaxes the force acting on the tooth surface and prevents tooth loss. This torque limiter mechanism is effective in absorbing the impact force applied to the tooth surface when stopped, especially when the lens group is driven to the operating end at high speed.
[0010]
Reference numeral 43 denotes an intermediate gear positioned between the output gear 40 of the transmission 36 and the operation ring 35. The intermediate gear 43 is rotatable with respect to the shaft 44 and slidable on the shaft 44. The meshing teeth 43a on the outer peripheral surface of the intermediate gear 43 are engaged with both the output gear 40 of the transmission 36 and the meshing teeth 35a of the operation ring 35.
[0011]
When the cameraman operates a predetermined operation switch provided in the drive unit under such a power transmission mechanism, the rotational power generated from the drive motor 46 is operated via the output gear 40 and the intermediate gear 43 of the transmission 36. The lens group transmitted to the ring 35 and coupled thereto is electrically driven.
[0012]
FIG. 6 shows a mechanism diagram when the lens operating ring 35 is driven manually. In this case, the cameraman rotates the clutch plate 45 by operating a clutch (switching) lever (not shown). Since the switching pin 46 provided on the clutch plate 45 is engaged with the intermediate gear 43 as shown in FIG. 6, the intermediate gear 43 slides to the left on the shaft 44 in accordance with the operation of the clutch lever. The 36 output gears 40 are disengaged from each other. When the lens group is operated manually, the switching lever is operated in this way to cut off the power transmission path with the drive motor 46, and the operation ring 35 is directly operated manually or attached on the operation ring 35. The lens group is driven by operating the lever.
[0013]
Thus, when selectively switching between electric drive and manual drive to drive the lens group, the position of the intermediate gear 43 that is located between the output gear 37 of the transmission 36 and the operation ring 35 and meshes with both. Is used to engage and disengage the meshing teeth. The meshing teeth at this time are generally provided on the outer peripheral surface as represented by a spur gear.
[0014]
In addition, a power transmission member that transmits power by meshing teeth and a torque limiter member that limits the transmission torque during overload rotation to prevent tooth surface loss are the power transmission that connects the drive motor and the lens group operating ring. In the mechanism, they are provided independently as separate members.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional optical apparatus shown in FIGS. 4 to 6 has the following problems.
[0016]
The operation force of the conventional lens operation ring is uniquely determined in the lens manufacturing process, and it is impossible for the lens user to obtain an operation feeling according to his / her preference.
[0017]
However, in order to shoot better images in various shooting situations, it is extremely important to be able to operate the operation ring comfortably, and a photographic lens that can easily adjust the operation force of the operation ring from the outside is desired. Yes.
[0018]
As a second problem, when a predetermined lens group in a photographic lens having a power transmission mechanism is electrically driven, an intermediate gear positioned between the motor output gear and the operation ring is connected to an output gear from the motor. The structure engaged with the two gears of the operation ring.
[0019]
In general, since a backlash exists in the meshing portion of the gear, a time lag occurs from when the motor is started until the operation ring is driven. When the motor is driven at a high speed and the operation ring is driven to rotate instantaneously, the time lag at this time is not a big problem for practical use. However, there is a drawback that a time lag from when a command to drive the lens group to when the lens group starts to operate becomes a big problem, and a photographing screen intended by the cameraman cannot be obtained.
[0020]
Therefore, when driving the lens group, it is desired to suppress the backlash of the gear train from the motor to the operation ring as much as possible. Also, since the lens group is selectively switched between electric driving and manual driving by operating the clutch lever, switching time is required and operability is not always good. Furthermore, since the torque limiter member that limits the transmission torque at the time of overload rotation and the power transmission member that transmits the power by meshing the gears are each configured separately as a separate member around the lens barrel, In addition to requiring a large number of parts and occupying a large amount of space in the drive unit, the drive unit has become complicated and has become a barrier to miniaturization and cost reduction.
[0021]
According to the present invention, the operating ring is manually driven to drive the optical means held in the casing, or the rotational power generated by the electric motor is driven using a power transmission mechanism that transmits the optical means to the optical means. At this time, by appropriately configuring the power transmission mechanism, the backlash is reduced, the time lag until the optical means is operated is reduced, and the optical means is not required for switching between electric drive and manual drive. Can be driven manually and electrically, and the operating force of the operating ring can be adjusted steplessly, resulting in good operability and a torque limiter mechanism that limits the transmission torque during overload rotation. It is another object of the present invention to provide a lens barrel or an optical device that is miniaturized and simplified as a whole.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
The optical device according to the first aspect of the present invention includes a manual operation means 11 for manually driving the optical means 3 held in the housing, a first transmission force limiting means and a second transmission force from the drive means 6 and 7. A drive system for driving the optical means 3 by transmitting to the manual operation means via the transmission force limiting means, a first torque adjusting means for adjusting the torque of the first transmission force limiting means, and a second transmission force A second torque adjusting means for adjusting the torque of the limiting means;
The first transmission force limiting means includes a first thin plate 16 that is a magnetic body, and a second thin plate 17a having a magnetic force opposed to the first thin plate, and the second transmission force limiting means is a magnetic body. A third thin plate 16 and a fourth thin plate 17b having a magnetic force opposed to the third thin plate,
The first torque adjusting means 18a has a function of adjusting the distance between the first thin plate and the second thin plate in the optical axis direction of the optical means, and the second torque adjusting means 18b is provided with the third thin plate and the second thin plate. 4 has a function of adjusting the distance between the thin plates in the optical axis direction of the optical means,
The first torque adjusting means 18a and the second torque adjusting means 18b can be adjusted independently,
The torque required to drive the member on the optical means side from the first transmission force limiting means and the second transmission force limiting means is T_LThe limit torque that can be transmitted by the first transmission force limiting means and the second transmission force limiting means is T_F , The limit torque that allows the drive system to maintain a stop state with respect to the drive force from the output side is T_MWhen
T_L <T_F <T_M
Each element is set so as to satisfy the above.
[0023]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the optical device according to the first aspect has a photographic lens.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part of Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is an enlarged explanatory view of a part of FIG. In the figure, reference numeral 1 denotes a lens base, and 2 denotes a base barrel (fixed barrel). A helicoid screw 2a is provided on the inner periphery of the lens base 1 and is attached to the lens base 1 using screws. Reference numeral 3 denotes an optical means, which is composed of a focus lens having an optical axis O. Reference numeral 4 denotes a focus lens barrel (moving ring) that holds the focus lens 3 and is provided with a helicoid screw 4a that engages with the helicoid 2a of the base lens barrel 2 on the outer periphery thereof.
[0030]
Reference numeral 5 denotes a drive unit base. Reference numeral 6 denotes a stator, and reference numeral 7 denotes a rotor, which generates a rotational force of the vibration wave motor together with the stator 6. The stator 6 and the rotor 7 constitute an element of the driving means. 8 is a disc spring which generates an appropriate frictional force between the stator 6 and the rotor 7. Reference numeral 9 denotes a cushioning rubber which prevents the vibration of the rotor 7 from being transmitted to the drive transmission system.
[0031]
Reference numeral 10 is an output cylinder, and 11 is a manual ring for focusing as a manual operation means. The base barrel 2 has a fitting portion so that it can freely rotate. When the cameraman manually operates, the manual ring 11 is used.
[0032]
Reference numeral 12 denotes a connecting pin for transmitting the rotational force of the manual ring 11 to the focus lens barrel 4. The connecting pin 12 is attached to the focus barrel 4 and is fitted into a cam hole 11 a provided in the manual ring 11. The focus barrel 4 can be moved smoothly in the optical axis direction by the helicoid screws 2a and 4a according to the manual or electric rotation of the manual ring 11.
[0033]
Reference numeral 13 denotes an encoder or a pot as a position sensor, which is connected to the manual ring 11 via a gear 11b. A bearing 14 is provided to prevent the pressing force of the disc spring 8 from affecting the transmission system. A bearing shaft 15 supports the bearing 14 and is attached to the drive unit base 5.
[0034]
Reference numeral 16 denotes a magnetic body (first thin plate), which is made of, for example, an Fe—Cr—Co thin plate (near t = 0.5) and is attached to the output cylinder 10 with screws. Reference numeral 17 denotes a resin magnet (magnetic body, second thin plate) which faces the thin plate 16 and has an attractive force, and is made of, for example, a ferrite-based and nylon-based thin plate (near t = 1.5).
[0035]
Reference numeral 18 denotes a spacer which is based on nylon and is adhered to the resin magnet 17. The spacer 18 is formed of a thin plate (near t = 0.1) that keeps the distance between the thin plate 16 and the resin magnet 17 constant, generates friction torque due to sliding, and defines the His torque. A yoke plate 19 is for forming a magnetic circuit with a thin plate (near t = 0.5) of SECC-C20 (plated steel plate, gin coat), and is attached to the torque adjustment ring 101 with a yoke fixing screw 105. Yes.
[0036]
In this embodiment, the spacer 18 may be omitted, and the thin plate 16 and the resin magnet 17 may be brought into contact with each other.
[0037]
Reference numeral 101 denotes a torque adjusting ring as torque adjusting means, which can adjust the transmission torque between the thin plate 16 and the spacer 8. In the torque adjusting means 101, a male screw 102 provided on the inner periphery thereof meshes with a female screw 103 provided on the manual operation ring 11.
[0038]
When the torque adjustment ring 101 is rotated while the manual ring 11 is fixed, the torque adjustment ring 101 moves in the optical axis direction. A yoke plate 19 is fixed to the torque adjustment ring 101 with a yoke fixing pin 105. The head of the yoke fixing pin 105 is engaged with a hole 17 a provided in the resin magnet 17.
[0039]
As a result, the manual ring 11 and the resin magnet 17 rotate together with the torque adjustment ring 101. By rotating the torque adjusting means 101 with the manual ring 11 fixed, the magnetic force is adjusted by changing the distance between the resin magnet 17 and the yoke plate 19. By this magnetic force adjustment, the hysteresis torque generated between the magnet 17 and the thin plate 16 and the friction torque between the spacer 18 and the thin plate 16 are changed.
[0040]
As a result, the operability is improved by allowing the operation force of the manual operation ring 11 to be arbitrarily set steplessly during manual operation.
[0041]
A lock screw 104 loosens the screw when operating the torque adjustment ring 101, and fixes the torque adjustment means 101 to the manual operation ring 11 after torque adjustment.
[0042]
In the present embodiment, with such a configuration, the hysteresis torque and the friction torque generated between the spacer 18 and the thin plate 16 can be easily changed so that the operating force of the manual ring 11 can be adjusted steplessly according to the preference of the operator. Yes.
[0043]
Furthermore, by providing the torque adjustment ring 101 in the vicinity of the manual ring 11, the adjustment can be easily performed even during photographing.
[0044]
The drive system includes a stator 6, a rotor 7 attached to the drive unit base 5, a disc spring 8 for generating friction, a shock absorbing rubber 9, and an output cylinder 10, and uses a vibration wave.
[0045]
In the present embodiment, the thin plate 16 for transmitting the driving force from the driving means (stator 6, rotor 7), the resin spacer 18, the resin magnet 17 and the yoke plate 19 for regulating the distance between the thin plate 16 and the resin magnet 17 are It constitutes one element of the magnetic coupling means. The thin plate 16 and the resin magnet 17 constitute magnetic force generating means for generating a magnetic force.
[0046]
The magnetic coupling means acts as a transmission force limiting means and is configured to slip between the thin plate 16 and the spacer 18 with respect to a load torque larger than a predetermined load torque. Further, the thin plate 16, the magnet 17, the spacer 18, the yoke plate 19 and the like constituting the magnetic coupling means have a ring shape (annular shape) extending in the circumferential direction of the casing, and the fixed barrel 1 centering on the optical axis. It is arranged on the circumference. As a result, the space is effectively used, and the entire apparatus is reduced in size. In addition, the magnetic coupling means system is directly connected so as not to cause a pick and delay due to backlash.
[0047]
Next, the principle of driving the ultrasonic motor using the vibration wave of this embodiment will be described. The basic structure of drive transmission by an ultrasonic motor is that piezoelectric ceramics (having the property of expanding and contracting in one direction when a voltage is applied) is bonded to the bottom, the top has very regular protrusions, and the cross section is trapezoidal. The stator 6 and the contact portion of the stator 6 are configured by two ring-shaped members of a rotor 7 pressed against the stator 6 by a ring having a spring-like flange shape.
[0048]
In this embodiment, vibration is generated on the surface of the stator 6 that is an elastic body, and the rotor 7 that is a moving body that is brought into pressure contact with the stator 6 is continuously rotated by the vibration energy. The features of this drive means are very simple structure, high responsiveness and controllability for start and stop, very quiet operation noise, and holding torque (the brake is applied when stopped) May be large).
[0049]
The disc spring 8 generates a pressing force for bringing the rotor 7 into pressure contact with the stator 6. To cancel this force, three or more bearings 14 are provided in the circumferential direction in FIG. The system is not affected. In addition to this, the structure using a thrust bearing and a ball race is also applicable although not specifically shown.
[0050]
When the manual ring 11 is driven by the driving means, the output from the vibration wave motor (6, 7) as a driving source is sent to the manual ring 11 via the magnetic coupling means and the torque adjusting means 101 as the rotational force of the output cylinder 10. Communicating. Magnetic coupling means includes a thin plate 16 attached to the output cylinder 10, a resin magnet 17 attached to the manual ring 11, a yoke plate 19 provided on the torque adjusting ring 101, a resin spacer 18 adhered to the resin magnet 17, and the like. It is configured.
[0051]
A predetermined hysteresis torque is generated by adjusting the distance between the yoke plate 19 and the resin magnet 17 by the torque adjusting means 101. At this time, the hysteresis torque is determined by adjusting the number of polarizations of the resin magnet 17, the magnetization strength, or the distance between the yoke plate 19 and the resin magnet 17 by the torque adjusting means 101. Further, a friction torque is generated between the thin plate 16 and the resin spacer 18 according to the required torque, and used in addition to the hysteresis torque.
[0052]
In this embodiment, the resin spacer 18 is used to generate friction torque in addition to the function of keeping the interval constant. In this embodiment, the thin plate 16 is attached to the output cylinder 10, the torque adjusting means 101 is attached to the manual ring 11, the yoke and the resin magnet 17 are attached to the torque adjusting means 101, and the resin spacer 18 bonded to the resin magnet 17 is attached. You may change the attachment relation of each element.
[0053]
Further, grease or the like may be applied to the sliding portion in order to improve the manual operation feeling of the manual ring 11. The rotation of the manual ring 11 is transmitted to the focus barrel 4 through the cam hole 11a and the connecting pin 12. As a result, the focus barrel 4 is moved in the direction of the optical axis by the helicoid screws 2a and 4a, thereby adjusting the focus.
[0054]
In the case of manual driving, the manual ring 11 is manually rotated. At this time, the driving force transmitted from the manual ring 11 to the driving means (6, 7) is limited by the slip torque between the thin plate 16 and the spacer 18. That is, since the drive means (6, 7) using the vibration wave cannot be back-driven, the resin magnet 17 of the magnetic coupling means and the thin plate 16 slip, that is, move forward at a predetermined interval, and have a good hand feeling. The operation is performed.
[0055]
Further, even when an external force is applied to the electric drive 12, the magnetic coupling means does not transmit a load torque exceeding a predetermined load torque, so that the mechanism system is not forced. As a result, in this embodiment, the lens group 3 is driven manually and electrically while simplifying the mechanism without requiring a mechanism for switching between electric and manual drive.
In this embodiment, the torque required to drive the manual ring 11 from the magnetic coupling means to the moving lens group 3 is expressed as T._LThe limit torque that can be transmitted by the magnetic coupling means (transmission force limiting means) is T_F  The limit torque that allows the drive system including the drive means to maintain a stopped state with respect to the drive force from the output side is T_M  When
T_L<T_F<T_M
Each element is set to satisfy Where T_FMeans a combined torque of the hysteresis torque and the friction torque, and limits the transmission torque. Torque T_LAnd this torque T_FIs not included.
[0056]
The limit torque T_F  Can be adjusted by torque adjusting means, but is adjusted within a range satisfying this conditional expression.
[0057]
Here, when the ultrasonic motor (vibration wave driving means) is used as the driving means as in this embodiment, the large holding torque of the ultrasonic motor described above is the limit torque T._M  Therefore, there is an advantage that it is not necessary to add special reverse rotation restricting means (means for restricting rotation of the drive system from the output side) to the drive system including the drive means.
[0058]
Torque T_L  Fluctuates due to fluctuations in environmental conditions and conditions such as the rotational speed of the manual operating means, and the limit torque T_F  And limit torque T_M  However, it is necessary to set each element so that the inequality is satisfied over a predetermined range of these condition fluctuations.
[0059]
This facilitates manual and electric drive operations. T for manual operation_L+ T_FThe manual ring 11 is rotated by the operating torque.
[0060]
In addition to the ultrasonic motor, an electromagnetic motor such as a DC motor may be used._M  Should be set larger.
[0061]
Still other methods include, for example, a reduction gear with multiple stages of planetary gears, spur gears, etc., with a high reduction ratio, a reduction gear with zero backlash or reduced backlash as much as possible. As a result, a speed reducer having a very large reverse torque can be used, such as a speed reducer having a mechanism.
[0062]
As described above, according to the present embodiment, when the operating ring is electrically driven, the rotational torque of the driving means can be reliably transmitted to the driven side, and when driven manually, for example, the vibration wave is applied to the driving means. When a motor or the like that cannot be back-driven is used, the operating torque of the operating ring is determined by the rotational torque (His torque, friction torque) generated by the magnetic coupling means and the operating torque accompanying the lens movement of the photographing lens.
[0063]
And since the operation force of the manual operation ring 11 can be arbitrarily set steplessly, good operability can be obtained.
[0064]
As a result, not only a stable rotational torque of the magnetic coupling means can be obtained, but also a desired rotational torque can be obtained by the torque adjusting means 101. In addition, the driving means can be protected against overload and reverse driving on the driven side. The structure is also very simple and does not require much space, so it can be placed near the operation ring, helping to reduce size and cost. Further, by using a ring-shaped vibration wave motor as a driving means, it is possible to effectively use a space in accordance with a cylindrical photographing lens. In addition, there is an effect that the structure does not cause backlash and the response is very good.
[0065]
FIG. 7 and FIG. 8 are schematic views of the essential parts of another embodiment of the torque adjusting means according to the present invention. 7 and 8, the same elements as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.
[0066]
In FIG. 7, reference numeral 11 c denotes a convex portion provided on a part of the manual operation ring 11, which is in contact with a part of the thin plate 16 and forms a sliding surface in the contacted area to generate friction torque. . The convex portion 11c ensures that the resin magnet 17 and the thin plate 16 always have a predetermined interval.
[0067]
In the torque adjusting means 101, a male screw 102 provided on the inner periphery thereof meshes with a female screw 103 provided on the manual operation ring 11.
[0068]
When the torque adjustment ring 101 is rotated while the manual ring 11 is fixed, the torque adjustment ring 101 moves in the optical axis direction.
[0069]
Reference numeral 101 denotes a torque adjustment ring, and a yoke plate 19 and a resin magnet 17 are integrally provided on a part thereof. The torque adjustment ring 101 is rotated to change the distance between the resin magnet 17 and the thin plate 16 to adjust the hysteresis torque generated between them and the friction torque of the sliding portion 11c.
[0070]
In the present embodiment, the manual operation ring 11 is rotated during manual operation so that both slide on the sliding surface between the convex portion 11c and the thin plate 16 from the manual operation ring 11 to the driving means (6.7). The driving force transmitted to) is limited. The limit torque T is within a range that satisfies the conditional expression (1)._F  Is adjusted. Other configurations are the same as those in FIG.
[0071]
In the embodiment shown in FIG. 8, the two embodiments described above adjust the distance between the magnet and the magnetic body arranged opposite to the magnet as torque adjusting means for varying the operating force of the operating ring 11. In addition, the present embodiment is characterized in that the torque is adjusted by changing the sliding area between the thin plate (first and third thin plates) 16 and the spacer 18a (18b).
[0072]
In this embodiment, two magnets (second thin plate) 17a and magnet (fourth thin plate) 17b are arranged, and one magnet 17a is fixed to the manual ring 11 via a yoke 19a. A spacer (first torque adjusting means) 18a is bonded to the magnet 17a, and the spacer 18a is always in contact with the thin plate 16 fixed to the output cylinder 10. The contact surface between the spacer 18a and the thin plate 16 is always slidable.
[0073]
The other magnet 17b is fixed to the torque adjustment ring 101 via a yoke 19b. A spacer (second torque adjusting means) 18b is bonded to the magnet 17b, and the spacer 18b and the thin plate 16 are in contact with each other.
[0074]
The spacer 18a adjusts the interval between the thin plate 16 and the resin magnet 17a, and the spacer 18b adjusts the interval between the thin plate 16 and the resin magnet 17b. One friction torque is obtained between the spacer 18a and the thin plate 16, or one friction torque is obtained between the spacer 18b and the thin plate 16.
[0075]
A lock screw 104 fixes the torque adjustment ring 101 to the manual ring 11. At the time of torque adjustment, when the lock screw 104 is loosened and the torque adjustment ring 101 is rotated while the manual ring 11 is fixed, the yoke plate 19b, the resin magnet 17b, and the spacer 18b move together in the optical axis direction.
[0076]
The figure shows a state in which the torque adjusting ring 101 is rotated and the spacer 18b is in contact with the thin plate 16. In this state, since the two spacers 18a and 18b slide on the thin plate 16 and the distance between the two magnets 17a and 17b and the thin plate 16 is maximally narrow, the friction torque and the hysteresis torque are set to the maximum. Yes.
[0077]
By adjusting the torque adjustment ring 101 from this state and widening the space between the spacer 18b and the thin plate 16, the sliding portion (sliding area) between the spacer 18b and the thin plate 16 is eliminated, and is generated between the magnet 17b and the thin plate 16. His torque is also reduced. As a result, the torque can be set arbitrarily low.
[0078]
Thus, not only the interval between the magnet and the magnetic body is changed, but also the torque can be arbitrarily adjusted by changing the sliding area.
[0079]
FIG. 3 is an external view when a photographic lens equipped with a power transmission mechanism using magnetic coupling means according to the present invention is mounted on a camera. In the figure, 47 is a photographing lens, 48 is a grip, 49 is a drive unit, and houses a power transmission mechanism. Reference numeral 50 denotes a camera body, in which an imaging means for recording an object image formed by the photographing lens 41 is provided.
[0080]
【The invention's effect】
According to the present invention, as described above, the operating force of the operating ring can be adjusted steplessly, and good operability can be obtained. In addition, when operating the operating ring manually to drive the optical means held in the housing, or when using a power transmission mechanism that transmits the rotational power generated by the electric motor to the optical means, By appropriately configuring the transmission mechanism, the backlash is reduced, the time lag until the optical means is activated is reduced, and the optical means is manually and manually operated without switching between electric and manual drive. It is possible to achieve an optical device that can be driven electrically, and that omits a torque limiter mechanism that limits transmission torque during overload rotation, thereby reducing the size and simplification of the entire device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part of Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged explanatory view of a part of FIG.
FIG. 3 is an external view of the optical device of the present invention.
FIG. 4 is an external view of a conventional photographic lens.
FIG. 5 is a schematic view of the main part of a conventional lens barrel.
FIG. 6 is a schematic view of the main part of a conventional lens barrel.
7 is an explanatory diagram of another embodiment of a part of FIG. 1;
8 is an explanatory diagram of another embodiment of a part of FIG.
[Explanation of symbols]
1 Lens base
2 Base tube
3 Lens
4 Focus tube
5 Drive unit base
6 Stator
7 Rotor
8 Disc spring
9 Rubber
10 Output cylinder
11 Focus manual ring
12 Connecting pin
13 Encoder
14 Bearing
15 axes
16 Thin plate
17 Resin magnet
18 Resin spacer
19 York plate
20 Output cylinder after magnetic clutch
21 retaining ring
22 Manual ring
23 Connecting pin
30 Lens body
31 Drive unit
32 Focus ring
33 Zoom ring
34 Iris Ring
35 Lens control ring
36 Transmission
37 Output shaft of transmission
38 sleeve
39 pins
40 Output gear of transmission
41 Sliding washers
42 Spring
43 Intermediate gear
44 axes
45 Clutch plate
46 switching pin
47 Shooting lens
48 grip
49 Drive unit
50 Camera body
101 Torque adjustment means
102 Male screw
103 female screw
104 Lock pin
105 Yoke fixing pin

Claims

筐体内に保持した光学手段を手動により駆動させる手動操作手段と、駆動手段からの駆動力を第１の伝達力制限手段及び第２の伝達力制限手段を介して該手動操作手段に伝達させて該光学手段を駆動させる駆動系と、第１の伝達力制限手段のトルクを調整する第１のトルク調整手段と第２の伝達力制限手段のトルクを調整する第２のトルク調整手段を有し、
第１の伝達力制限手段は磁性体である第１の薄板、該第１の薄板と対向した磁力を持った第２の薄板とを備え、第２の伝達力制限手段は磁性体である第３の薄板、該第３の薄板と対向した磁力を持った第４の薄板とを備え、
第１のトルク調整手段は、第１の薄板と第２の薄板の間隔を該光学手段の光軸方向に調整する機能を備え、第２のトルク調整手段は、第３の薄板と第４の薄板の間隔を該光学手段の光軸方向に調整する機能を備えており、
第１のトルク調整手段と第２のトルク調整手段は、独立に調整が可能であり、
第１の伝達力制限手段及び第２の伝達力制限手段より光学手段側の部材を駆動するのに要するトルクをＴ_Ｌ、第１の伝達力制限手段及び第２の伝達力制限手段が伝達できる限界トルクをＴ_Ｆ、該駆動系がその出力側からの駆動力に対して停止状態を保持できる限界トルクをＴ_Ｍとしたとき
Ｔ_Ｌ＜Ｔ_Ｆ＜Ｔ_Ｍ
を満足するように各要素を設定したことを特徴とする光学装置。Manual operation means for manually driving the optical means held in the housing, and driving force from the drive means is transmitted to the manual operation means via the first transmission force limiting means and the second transmission force limiting means. a driving system for driving said optical means, the second torque adjusting means for adjusting the torque of the first torque adjusting means and the second transmission power limiting means for adjusting the torque of the first transmission power limiting means ,
The first transmission force limiting means includes a first thin plate that is a magnetic material, and a second thin plate that has a magnetic force opposite to the first thin plate, and the second transmission force limiting means is a magnetic material. 3 thin plates, and a fourth thin plate having a magnetic force opposed to the third thin plate,
The first torque adjusting means has a function of adjusting the distance between the first thin plate and the second thin plate in the optical axis direction of the optical means, and the second torque adjusting means includes the third thin plate and the fourth thin plate. A function of adjusting the distance between the thin plates in the optical axis direction of the optical means;
The first torque adjusting means and the second torque adjusting means can be adjusted independently,
Torque required to drive the member closer to the optical means than the first transmission force limiting means and the second transmission force limiting means can be transmitted by T _L , and the first transmission force limiting means and the second transmission force limiting means. when the limit torque T _F, the drive system is a critical torque to hold the stopped state to the drive force from the output side was set to _{_{_{T M T L <T F <}}} T M
An optical device characterized in that each element is set to satisfy

請求項１記載の光学装置が撮影レンズを有することを特徴とする光学装置。The optical apparatus according to claim 1, comprising a photographic lens.