JP4933483B2

JP4933483B2 - レンズ鏡胴の駆動装置

Info

Publication number: JP4933483B2
Application number: JP2008126273A
Authority: JP
Inventors: 浩加藤; 義孝森
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2008-05-13
Filing date: 2008-05-13
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2028-05-13
Also published as: JP2009276468A; US20090284855A1

Description

本発明はレンズ鏡胴の駆動装置に係り、特に、レンズ鏡胴の回動可能に設けられたレンズ操作リングの駆動を手動と電動とで切り替えられるレンズ鏡胴の駆動装置に関する。

放送用又は業務用のテレビカメラや民生用のビデオカメラ等に使用されるレンズ鏡胴において、外周部にフォーカス（フォーカスレンズ）やズーム（ズームレンズ）を操作するために操作リングが設けられ、その操作リングを手動（マニュアル駆動）と電動（サーボ駆動）とを切り替えて回転駆動することができる駆動装置（ドライブユニット）が取り付けられているものが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

これらの特許文献１、２によれば、操作リングの外周部に形成されたギヤと、モータの出力軸に取り付けられたギヤとの間にクラッチ機構が設けられる。このクラッチ機構をサーボ駆動の状態に設定した場合には、操作リングのギヤとモータのギヤとが連結され、モータの動力が操作リングに伝達される状態に設定される。一方、クラッチ機構をマニュアル駆動の状態に設定した場合には、手動で操作リングを駆動する場合には、操作リングのギヤとモータのギヤとの連結が切断され、モータの負荷なく、操作リングを手動で直接駆動できる状態に設定される。
特許第２７７３２３０号公報特開２０００−２４９８９５号公報

しかしながら、上記のような従来の駆動装置では、手動で操作リングを駆動する状態に設定した場合に、操作リングから手を離した状態で、レンズ鏡胴を上向き又は下向きに傾けると、モータの負荷がないため、操作リングの回動に連動して移動するレンズ又は移動枠の自重によりレンズが移動してしまうという問題があった。

これを解消するために、操作リングの回動に単に負荷を付与したものとすると、操作リングを電動で駆動する場合においても、その分の負荷を余分に要し、電力消費が大きくなり、また、作動不良となる可能性もある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、マニュアル駆動時の操作リングの回転に負荷を与え、レンズ鏡胴の傾き等によってレンズ（絞り等）が不意に移動しまうという不具合を適切に防止したレンズ鏡胴の駆動装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に係るレンズ鏡胴の駆動装置は、レンズ鏡胴に回動可能に設けられた操作リングと、前記操作リングを駆動するためのモータと、固定軸に回動可能に支持された動力伝達部材であって、前記操作リング及び前記モータの両方に連結した状態であって前記モータの動力を前記操作リングに伝達可能にしたモータ駆動状態の位置と、前記操作リングのみに連結した状態であって前記モータの動力を前記操作リングに伝達不能にしたマニュアル駆動状態の位置とで移動可能に配置された動力伝達部材と、前記動力伝達部材に形成された凹部に挿入配置された状態切替部材であって、前記凹部の側面に当接して前記動力伝達部材を移動させることによって、前記動力伝達部材を前記モータ駆動状態の位置又は前記マニュアル駆動状態の位置に移動させる状態切替部材と、前記動力伝達部材が前記マニュアル駆動状態の位置に設定されている場合にのみ、前記動力伝達部材と前記状態切替部材との当接部において前記動力伝達部材の回動に対する抵抗力を付加する抵抗付加手段であって、前記動力伝達部材が前記マニュアル駆動状態の位置に設定されている場合における前記操作リングの回動に対して抵抗力を付加する抵抗付加手段と、を備え、前記抵抗付加手段は、前記動力伝達部材が前記マニュアル駆動状態の位置に設定されている場合に前記動力伝達部材を前記状態切替部材に押圧するバネであって、前記動力伝達部材が前記モータ駆動状態の位置に設定されている場合に、略自然長となり、前記動力伝達部材が前記マニュアル駆動状態の位置に設定されている場合に、自然長よりも伸長又は圧縮されるバネと、前記動力伝達部材が前記マニュアル駆動状態の位置に設定されている場合に前記動力伝達部材と前記状態切替部材とが当接する当接部に前記動力伝達部材の回動に対して摩擦抵抗を発生させるために設けられた摩擦部材と、を有することを特徴としている。

本発明によれば、操作リングとモータとの連結がオフされたマニュアル駆動状態のときに、操作リングの回動操作に対して抵抗が生じ、負荷が発生するため、レンズ鏡胴の傾き等によってレンズが不意に移動しまうという不具合が防止される。

また、バネの付勢力により動力伝達部材と状態切替部材との間の圧力を増加させて摩擦抵抗を大きくしている。

また、動力伝達部材と状態切替部材との当接部に摩擦部材を設けることによって摩擦抵抗を大きくしている。

本発明によれば、マニュアル駆動時の操作リングの回転に負荷が与えられ、レンズ鏡胴の傾き等によってレンズ等が不意に移動しまうという不具合が適切に防止される。また、操作リングをマニュアル駆動する場合に適度な負荷が与えられるため操作性が向上する。

以下、添付図面を参照して、本発明に係るレンズ鏡胴の駆動装置を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図１は、放送用又は業務用のテレビカメラや民生用のビデオカメラ等で使用されるレンズ鏡胴の外観を示した側面図である。同図におけるレンズ鏡胴１４では、先端にフード１５が取り付けられ、後端部にカメラ本体に装着するためのマウント１６が設けられている。但し、カメラ本体と一体化されたレンズ鏡胴についても本願発明を適用することができ、その場合には、カメラ本体と着脱可能にするマウント１６は備えていない。

レンズ鏡胴１４の外周部には、回動可能な操作リングとしてフォーカスリング１７、ズームリング１８、アイリスリング２０が設けられている。一方、レンズ鏡胴１４内には、被写体像を結像するための撮影光学系の構成要素（図示せず）が配置されており、フォーカス調整用のフォーカスレンズ及びズーム調整用（焦点距離調整用）のズームレンズ（変倍レンズ）が光軸方向に移動可能に配置されると共に、光量調整用の絞りが開閉可能に配置されている。

フォーカスリング１７、ズームリング１８、アイリスリング２０の各々には、フォーカスレンズ、ズームレンズ、絞りが連結されており、フォーカスリング１７が回動すると、フォーカスレンズが移動し、ズームリング１８が移動すると、ズームレンズが移動し、アイリスリング２０が移動すると、絞りが開閉動作するようになっている。

レンズ鏡胴１４の側面には、フォーカスリング１７、ズームリング１８、アイリスリング２０の全て、又は、一部を電動で回動操作するための駆動装置４０が取り付けられる。同図では、ズームリング１８を電動で駆動するためのズーム駆動機構が示されており、そのズーム駆動機構には、詳細を後述するようにモータ５０がクラッチ機構５２を介してズームリング１８に連結されるようになっている。

クラッチ機構５２は、モータ５０とズームリング１８との連結（接続）をオン／オフするもので、クラッチ機構５２によって、モータ５０とズームリング１８の連結がオンされた場合には、モータ５０の動力がズームリング１８に伝達する状態となり、ズームリング１８をモータ５０で駆動（サーボ駆動）することが可能な状態となる。

一方、モータ５０とズームリング１８の連結がオフされた場合には、モータ５０とズームリング１８の連結が切断された状態となり、モータ５０の負荷なくズームリング１８を把持した手によってズームリング１８を手動で駆動することが可能な状態となる。

一方、駆動装置４０のケーシングには、ズームリング１８（ズームレンズ）の操作、即ち、ズーム操作をサーボ駆動（モータ駆動）で行うか、マニュアル駆動で行うかをユーザが選択するための操作切替ツマミ４２が設けられており、詳細は後述するが、その操作切替ツマミ４２に連動してクラッチ機構５２の状態が切り替えられるようになっている。

ズーム操作をサーボ駆動で行う場合に、ユーザが操作切替ツマミ４２をサーボ駆動の選択位置に設定すると、モータ５０とズームリング１８の連結をオンする状態にクラッチ機構５２が設定され、ズームリング１８をモータ５０で駆動することが可能な状態となる。駆動装置４０のケーシングには、ズーム操作をサーボ駆動で行う場合にユーザが操作するズームシーソースイッチ４４が設けられており、詳細は省略するが、モータ５０はそのズームシーソースイッチ４４の操作に従ってサーボ制御されるようになっている。従って、ユーザは、操作切替ツマミ４２をサーボ駆動の選択位置に設定し、ズームシーソースイッチ４４をワイド側又はテレ側に操作することによって、モータ５０でズームリング１８を駆動し、撮影光学系のズーム（ズームレンズ）をワイド側又はテレ側に電動で移動させることができるようになっている。

一方、ズーム操作をマニュアル駆動で行う場合に、ユーザが操作切替ツマミ４２をマニュアル駆動の選択位置に設定すると、モータ５０とズームリング１８の連結をオフする状態にクラッチ機構５２が設定される。従って、ユーザは、ズームリング１８を把持した手の手動力によって、モータ５０の負荷なく、ズームリング１８を回動操作することができ、撮影光学系のズームをワイド側又はテレ側に手動で移動させることができるようになっている。

次に、上記駆動装置４０のズーム駆動機構の構成について図２及び図３の要部拡大図を使用して説明する。これらの図には、ズーム駆動機構が設置されるレンズ鏡胴１４のズームリング１８の周辺部分が拡大されて示されており、同図において、モータ５０とズームリング１８との連結をオン／オフするクラッチ機構５２の詳細な構成が示されている。尚、図２は、クラッチ機構５２がサーボ駆動の状態を示し、図３は、マニュアル駆動の状態を示しており、主に図２を用いてズーム駆動機構の構成について説明し、図３の構成要素については図２と同一符号を付した構成要素と同一のものとする。

図２において、レンズ鏡胴１４に回動可能に配置されたズームリング１８に隣接するレンズ鏡胴１４の本体部（固定部）２２には、軸受部材６０が取り付けられており、この軸受部材６０に光軸方向に平行な軸６２が固定されると共に、切替用歯車６４が軸６２に対して軸方向に移動自在に、且つ、回動自在に支持されている。

切替用歯車６４は、後側の第１歯車６４Ａと前側の第２歯車６４Ｂと中央の凹部６４Ｃとから形成されている。クラッチ機構５２がサーボ駆動の状態において、第１歯車６４Ａは、モータ５０の出力軸に取り付けられた歯車６６に噛合する。一方、第２歯車６４Ｂは、ズームリング１８の外周に形成された外歯１９に噛合する。

これによれば、モータ５０が駆動されて、歯車６６が回動すると、第１歯車６４Ａを介して切替用歯車６４が回動する。そして、切替用歯車６４が回動すると、第２歯車６４Ｂが回動することによって、外歯１９を介してズームリング１８が回動する。従って、ズームリング１８がモータ５０によって駆動される状態となっている。

一方、操作切替ツマミ４２には、駆動装置４０の図示しないケーシングに軸支された偏心軸７０を介して回転板７２が取り付けられている。この回転板７２には偏心軸７０と軸の位置が異なるように駆動ピン７４が取り付けられ、その駆動ピン７４の先端部分が切替用歯車６４の凹部６４Ｃに挿入した状態で配置される。

操作切替ツマミ４２は、回転させることによって図４のようにサーボ駆動の選択位置と、マニュアル駆動の選択位置とで切り替えられるようになっている。図２は、操作切替ツマミ４２がサーボ駆動の選択位置に設定され、クラッチ機構５２がサーボ駆動の状態となっている場合を示している。

これに対して、操作切替ツマミ４２がサーボ駆動の選択位置からマニュアル駆動の選択位置に切り替えられた場合には、クラッチ機構５２がマニュアル駆動の状態に切り替えられる。このとき、図３に示すように切替用歯車６４の凹部６４Ｃにおいて、駆動ピン７４が第１歯車６４Ａ（第１歯車６４Ａ側の側面）から第２歯車６４Ｂ（第２歯車６４Ｂ側の側面）に当接した状態となり、切替用歯車６４が軸６２に沿って同図の位置まで移動する。即ち、操作切替ツマミ４２の回動操作に伴う駆動ピン７４の押圧力により、第２歯車６４Ｂがズームリング１８の外歯１９に噛合した状態を維持した状態で、第１歯車６４Ａがモータ５０の歯車６６に噛合しない状態となる位置まで切替用歯車６４が移動する。

これによれば、モータ５０とズームリング１８の連結がオフ（切断）されるため、ズームリング１８を把持した手の手動力によって、モータ５０の負荷なくズームリング１８を回動させることができる状態となる。

尚、操作切替ツマミ４２がマニュアル駆動の選択位置からサーボ駆動の選択位置に切り替えられた場合には、切替用歯車６４の凹部６４Ｃにおいて、駆動ピン７４が第２歯車６４Ｂから第１歯車６４Ａに当接した状態に切り替わり、切替用歯車６４が軸６２に沿って図２の位置まで移動する。即ち、第１歯車６４Ａがモータ５０の歯車６６に噛合し、第２歯車６４Ｂがズームリング１８の外歯１９に噛合した状態となる位置に移動する。

ところで、図２及び図３に示すように軸６２の前側にはフランジ６２Ａが設けられ、そのフランジ６２Ａと、第２歯車６４Ｂの前側の側面との間にバネ（コイルバネ）８０が配置されている。また、切替用歯車６４の凹部６４Ｃにおいて、第２歯車６４Ｂ側の側面に摩擦部材８２が取り付けられている。

バネ８０は、操作切替ツマミ４２がサーボ駆動の選択位置に設定され、図２のようにクラッチ機構５２がサーボ駆動の状態となっている場合には、そのバネ８０の長さが略自然長となるように調整されている。従って、切替用歯車６４の凹部６４Ｃにおいて、駆動ピン７４と第１歯車６４Ａとの当接面に大きな圧力は加えられず、モータ５０が駆動されて切替用歯車６４が回動したときでも、その当接面に大きな摩擦力（摩擦抵抗）は生じない。

一方、操作切替ツマミ４２がマニュアル駆動の選択位置に設定され、図３のようにクラッチ機構５２がマニュアル駆動の状態となっている場合は、バネ８０が自然長より大きく圧縮された状態となる。従って、切替用歯車６４を後方に付勢（押圧）する力が働き、切替用歯車６４の凹部６４Ｃにおいて、駆動ピン７４と第２歯車６４Ｂとの当接面に圧力が加えられ、切替用歯車６４が回動した場合に、その当接面に比較的大きな摩擦抵抗が発生する。

さらに、第２歯車６４Ｂ側の当接面には、摩擦抵抗をより大きくするための摩擦部材８２が取り付けられている。そのため、クラッチ機構５２がマニュアル駆動の状態となっている場合には、ズームリング１８の回動（切替用歯車６４の回動）に対して、より大きな摩擦抵抗が発生するようになっている。

これによれば、ズームリング１８（ズームレンズ）をマニュアル駆動する場合に、ズームリング１８の回動に対して意図的に負荷（摩擦抵抗）が与えられるため、レンズ鏡胴１４を上方又は下方に傾けた場合などにズームレンズの自重やズームレンズを移動させるための移動筒の自重によってズームレンズが移動してしまう不具合が防止される。更に、ズームリング１８のマニュアルでの回動操作においても、ある程度の負荷がある方が操作しやくなるため、操作性の面でも利点がある。また、このような負荷は、ズームリング１８をサーボ駆動する際には付与されないため、サーボ駆動の際に余分な負荷が発生することはなく、作動不良となることや電力消費が大きくなるという不具合は発生しない。

以上、上記実施の形態において、切替用歯車６４と駆動ピン７４との間に摩擦抵抗を発生させるためにバネ８０と摩擦部材８２の両方が設けられているが、いずれか一方のみでもよい。

また、摩擦部材８２としては摩擦抵抗が大きいものであればよく、ゴム、コルク等の材質のものを使用することが可能である。

また、上記実施の形態では、バネ８０が切替用歯車６４の第２歯車６４Ｂよりも前側に配置されているが、バネ８０を切替用歯車６４の第１歯車６４Ａよりも後側に配置し、クラッチ機構５２がサーボ駆動の状態（切替用歯車６４がサーボ駆動の位置）ではバネ８０が自然長となり、クラッチ機構５２がマニュアル駆動の状態（切替用歯車６４がマニュアル駆動の位置）では、バネ８０が自然長より長くなるように（伸長された状態となるように）して、マニュアル駆動の状態で引っ張りバネとして作用させるようにしてもよい。

また、サーボ駆動の位置とマニュアル駆動の位置とで切替用歯車６４を移動させる機構は、上記実施の形態に限らない。例えば、駆動ピン７４をスライドスイッチに連動させて光軸方向に移動させるような構成であってもよい。

また、レンズ鏡胴１４のズームリング１８をモータ又は手動で駆動するためのズーム駆動機構に関して本願発明を適用した実施の形態を説明したが、本願発明は、フォーカスリングやアイリスリングのように任意の操作リングをモータ又は手動で駆動する駆動機構に対しても、上記実施の形態と同様に適用できる。

図１は、放送用又は業務用のテレビカメラや民生用のビデオカメラ等で使用されるレンズ鏡胴の外観を示した側面図である。図２は、ズーム駆動機構の構成を示した要部拡大図であり、ズームリングをサーボ駆動する状態を示した図である。図３は、ズーム駆動機構の構成を示した要部拡大図であり、ズームリングをマニュアル駆動する状態を示した図である。図４は、ズームリングの操作（ズーム操作）をサーボ駆動とマニュアル駆動とで切り替える操作切替ツマミの選択位置を例示した図である。

符号の説明

１４…レンズ鏡胴、１７…フォーカスリング、１８…ズームリング、１９…外歯、２０…アイリスリング、４０…駆動装置、４２…操作切替ツマミ、５０…モータ、５２…クラッチ機構、６２…軸、６２Ａ…フランジ、６４…切替用歯車、６４Ａ…第１歯車、６４Ｂ…第２歯車、６４Ｃ…凹部、６６…歯車、７０…偏心軸、７２…回転板、７４…駆動ピン、８０…バネ、８２…摩擦部材

Claims

レンズ鏡胴に回動可能に設けられた操作リングと、
前記操作リングを駆動するためのモータと、
固定軸に回動可能に支持された動力伝達部材であって、前記操作リング及び前記モータの両方に連結した状態であって前記モータの動力を前記操作リングに伝達可能にしたモータ駆動状態の位置と、前記操作リングのみに連結した状態であって前記モータの動力を前記操作リングに伝達不能にしたマニュアル駆動状態の位置とで移動可能に配置された動力伝達部材と、
前記動力伝達部材に形成された凹部に挿入配置された状態切替部材であって、前記凹部の側面に当接して前記動力伝達部材を移動させることによって、前記動力伝達部材を前記モータ駆動状態の位置又は前記マニュアル駆動状態の位置に移動させる状態切替部材と、
前記動力伝達部材が前記マニュアル駆動状態の位置に設定されている場合にのみ、前記動力伝達部材と前記状態切替部材との当接部において前記動力伝達部材の回動に対する抵抗力を付加する抵抗付加手段であって、前記動力伝達部材が前記マニュアル駆動状態の位置に設定されている場合における前記操作リングの回動に対して抵抗力を付加する抵抗付加手段と、
を備え、
前記抵抗付加手段は、前記動力伝達部材が前記マニュアル駆動状態の位置に設定されている場合に前記動力伝達部材を前記状態切替部材に押圧するバネであって、前記動力伝達部材が前記モータ駆動状態の位置に設定されている場合に、略自然長となり、前記動力伝達部材が前記マニュアル駆動状態の位置に設定されている場合に、自然長よりも伸長又は圧縮されるバネと、
前記動力伝達部材が前記マニュアル駆動状態の位置に設定されている場合に前記動力伝達部材と前記状態切替部材とが当接する当接部に前記動力伝達部材の回動に対して摩擦抵抗を発生させるために設けられた摩擦部材と、
を有することを特徴とするレンズ鏡胴の駆動装置。