JP2000338382A - 光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】手動−電動切り換え用のクラッチ機構が電動モ
ードでも素早いマニュアル操作を実現する光学装置を提
供する。 【解決手段】レンズを電動駆動中に手動−電動切り換え
用のクラッチ機構を手動に切り換えることなくマニュア
ルでレンズの駆動が行われることを駆動判別手段２５が
判別すると、モータ２の端子間を切り換え手段２５で回
路としての抵抗２６に接続し、モータ２のトルクを軽減
し、マニュアル操作リングを軽い操作力で回転可能とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は撮影装置等の光学装
置、特にテレビジョン撮影等に用いられる光学装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】テレビジョン撮影等で用いられる撮影レ
ンズは、複数のレンズ群から構成され、これらのレンズ
群を光軸方向に変位させることで、レンズのズーム、フ
ォーカス、アイリス等の光学性能の調整を行っている。

【０００３】一般にレンズ群の駆動は、レンズの外装面
に設けた操作リングを回転駆動することにより行われ
る。前記操作リングは、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する。

【０００４】前記操作リングを電動駆動するために、レ
ンズの鏡胴近傍にはドライブユニットと称する駆動ユニ
ットを設けている。前記ドライブユニットには、各種ス
イッチ、電動モータ、並びに電動モータとレンズの操作
リングを連結する動力伝達機構が内蔵されている。そし
て、カメラマンのスイッチ操作に伴い前記電動モータが
駆動し、前記動力伝達機構を介して前記操作リングが従
動する構成となっている。

【０００５】また、レンズを手動で駆動する場合には、
カメラマンの手により直接前記操作リングを操作する
か、もしくは前記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。

【０００６】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（電動、手動）
に応じて選択的に切り換え可能な構造となっている。

【０００７】このような撮影レンズの動力伝達機構を図
３, 図４を用いて説明する。図３はレンズを電動モータ
で駆動する場合の動力伝達経路を表しており、レンズ鏡
筒,操作リング以外は図示しない駆動ユニットの中に内
蔵されている。

【０００８】図中、１はレンズ操作リングで、操作リン
グ１の外周面には噛み合い歯１ａが円周方向に形成され
ている。２は電動モータであり、その先には複数の歯車
から成るギアヘッド３がモータ２と一体的に設けられて
いる。モータ出力軸４にはスリーブ５がピン６により固
定され、モータ出力軸４と共にスリーブ５が回転する。
７はモータ出力歯車で、スリーブ５に対して回転自在に
取り付けられていると共に、摺動ワッシャ９を介してバ
ネ８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
モータ出力歯車７とモータ出力軸４は一体的に回転する
が、負荷トルクが過大の時には、モータ出力歯車７はス
リーブ５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。

【００１０】このトルクリミッタ機構は、特にレンズ電
動駆動中手動で操作リング１を操作した時に、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。１０
はモータ出力歯車７と操作リング１の中間に位置する中
間歯車で、軸１１に対して回転自在であると同時に、軸
上をスライド可能に取り付けられている。中間歯車１０
の外周面にある噛み合い歯１０ａはモータ出力歯車７と
操作リング１の双方に噛み合い可能としている。

【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、モータ２が回転駆動され、モータ２から発生した回
転動力がモータ出力歯車７, 中間歯車１０を介して操作
リング１へと伝達され、レンズを電動駆動する。図４は
操作リングを手動で駆動する場合の機構図を表してい
る。

【００１２】この場合、カメラマンは図示しないクラッ
チレバーを操作することにより、クラッチ板１２を回動
させる。クラッチ板１２に付設した切り換えピン１３は
中間歯車１０と係合しているので、前記クラッチレバー
の操作に伴い、中間歯車１０は軸１１上をスライドし、
モータ出力歯車７との噛み合いから離脱する。

【００１３】レンズを手動操作する場合には、このよう
に前記切り換えレバーを操作して駆動モータ２からの動
力伝達経路を遮断し、手動で直接操作リングを操作する
か、もしくは操作リング１上に付設した前記レバーを操
作してレンズを手動駆動している。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】この様に選択的に切り
換え可能な動力伝達機構を持つ撮影レンズでは、手動と
電動の切り換えにレバー操作が必要なため、素早く切り
換えることができないという問題点がある。

【００１５】例えば素早くマニュアルでフレーム決めを
した直後に電動でスローズームすることができないの
で、カメラマンが意図する自在な作画が瞬時に行えない
という欠点があった。

【００１６】特に、切り換えレバーで電動側に設定した
状態で無理に操作リングを回すことを試みると、手動操
作力がモータまで伝達するため、操作トルクが重く迅速
な操作が困難であり快適なマニュアル操作は望めなかっ
た。

【００１７】本出願に係る発明の目的は、上記課題を解
決するもので、手動と電動が選択的に切り換え可能な光
学装置において、クラッチ機構により電動モードに入っ
ている場合においても素早いマニュアル操作を実現する
光学装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本出願に係る発明の目的
を実現する第１の構成は、光学手段と、前記光学手段を
手動で駆動する手動駆動手段と、前記光学手段を電動駆
動源により電動で駆動する電動駆動手段と、手動操作時
と電動操作時で前記電動駆動手段の動力伝達経路の一部
を選択的に切り換えるクラッチ手段とを有し、前記クラ
ッチ手段を切り換えることで手動及び電動駆動を可能と
すると共に、前記クラッチ手段が電動駆動側でも前記手
動駆動手段による前記光学手段の駆動が可能な光学装置
において、前記光学手段の駆動が電動駆動か否かを判別
する駆動判別手段と、前記駆動判別手段の判別結果に基
づいて、前記電動駆動源であるモータ端子間の回路を切
り換える回路切り換え手段とを有するものである。

【００１９】本出願に係る発明の目的を実現する第２の
構成は、上記第１の構成で、前記駆動判別手段により前
記光学手段の駆動が電動駆動でないと判別した時、前記
回路切り換え手段は前記電動駆動源であるモータ端子間
を所定の抵抗値に切り換えるようにしたものである。

【００２０】本出願に係る発明の目的を実現する第３の
構成は、上記第１の構成で、前記駆動判別手段により前
記光学手段の駆動が電動駆動でないと判別した時、前記
回路切り換え手段は前記電動駆動源であるモータ端子間
を可変抵抗手段に切り換えるようにしたものである。

【００２１】本出願に係る発明の目的を実現する第４の
構成は、上記第１の構成で、前記駆動判別手段により前
記光学手段の駆動が電動駆動でないと判別した時、前記
回路切り換え手段は前記電動駆動源であるモータ端子間
を開放状態に切り換えるようにしたものである本出願に
係る発明の目的を実現する第５の構成は、光学手段と、
前記光学手段を手動で駆動する手動駆動手段と、前記光
学手段を電動駆動源により電動で駆動する電動駆動手段
と、手動操作時と電動操作時で前記電動駆動手段の動力
伝達経路の一部を選択的に切り換えるクラッチ手段とを
有し、前記クラッチ手段を切り換えることで手動及び電
動駆動を可能とすると共に、前記クラッチ手段が電動駆
動側でも前記手動駆動手段による前記光学手段の駆動が
可能な光学装置において、前記光学手段の駆動が電動駆
動か否かを判別する駆動判別手段と、前記駆動判別手段
が電動駆動でないと判別した時、前記電動駆動源の制御
回路による前記電動駆動源の制御を解除する解除手段を
有するものである。

【００２２】本出願に係る発明の目的を実現する第６の
構成は、上記第５の構成で、前記制御回路の回路抵抗
は、前記クラッチ手段を電動駆動側とした状態で前記手
動駆動手段を操作したときに手動操作トルクが軽負荷と
なる程度の抵抗値としたものである。

【００２３】本出願に係る発明の目的を実現する第７の
構成は、上記いずれかの構成で、前記駆動判別手段は、
前記電動駆動手段への駆動指令信号値が基準値近傍の時
は電動駆動ではなく、前記基準値近傍以外の時は電動操
作であると判別しているものである。

【００２４】本出願に係る発明の目的を実現する第８の
構成は、上記第７の構成で、前記駆動判別手段は、前記
電動駆動手段への駆動指令信号値の差分演算から前記光
学手段が電動駆動か否かを判別しているものである。

【００２５】本出願に係る発明の目的を実現する第９の
構成は、上記第１ないし第６の構成のいずれかにおい
て、前記駆動判別手段は、光学装置の外部に設けた光学
アクセサリーやカメラからの駆動指令に基づいて、前記
光学手段が電動駆動か否かを判別しているものである。

【００２６】本出願に係る発明の目的を実現する第１０
の構成は、上記第１ないし第６の構成のいずれかにおい
て、前記駆動判別手段は、電動操作部材に設けたタッチ
センサにより前記光学手段が電動駆動か否かを判別して
いるものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１および図２は本発明の実施の
形態を示す。

【００２８】本実施の形態は光学装置としてテレビジョ
ン撮影等に用いられる撮影レンズを例示している。

【００２９】図１は撮影レンズのブロック図を表してい
る。

【００３０】本実施の形態において用いられる駆動機構
は、図３および図４に示した従来の動力伝達機構と同様
の構成である。したがって、手動時では図４に示すよう
にモータと操作リングの動力伝達経路が遮断され、電動
時は選択的に切り換え可能なクラッチ機構により、図３
に示すようにモータと操作リングの動力伝達経路が連結
される。

【００３１】本実施の形態では、図３に示すように、モ
ータと操作リングの動力伝達経路が連結された状態にお
いても、容易かつ迅速にマニュアル操作できるようにし
たもので、その構成を図１に示すブロック図に基づいて
以下に説明する。

【００３２】電動駆動時はレンズの外装面に設けたレン
ズの電動操作部材２０あるいはデマンドの電動操作部材
２１あるいはカメラ２２の３つの駆動指令源からモータ
制御回路２３及び駆動判別手段２４へ指令信号が送られ
る。

【００３３】この指令信号は、モータ制御回路２３でモ
ータ２を駆動するための発信源であると同時に、レンズ
が電動駆動か否かを判別する判断要素としても利用して
いる。

【００３４】駆動判別手段２４は、速度指令判別手段２
４ａと位置指令判別手段２４ｂで構成され、速度指令を
するレンズの電動操作部材２０とデマンドの電動操作部
材２１からの信号は速度指令判別手段２４ａへ送られ、
位置指令するカメラ２２からの位置指令信号は位置指令
判別手段２４ｂへ送られる。

【００３５】駆動判別手段２４では、これらの指令信号
からレンズが電動駆動か否かを判別している。

【００３６】図２は速度指令判別手段２４ａの判別方法
を表したものである。レンズの電動操作部材２０とデマ
ンドの電動操作部材２１は所定の位置を基準にプラス方
向とマイナス方向の両方向に操作できるシーソースイッ
チにより構成され、図２に示すようにスイッチの操作量
（横軸）に応じて出力信号（縦軸）が変化する。

【００３７】前記シーソースイッチを操作していない時
は基準出力値が出力される。図中、中央部に微少のスイ
ッチ操作量では出力信号が変化しない不感帯（手動帯
域）を設けているのは、操作上のあそびを持たせるため
である。

【００３８】これより出力信号が基準出力値及び基準出
力値近傍にある時はレンズは電動駆動でないと判別し、
出力信号が基準信号近傍以外の場合はレンズは電動駆動
と判別している。なお、電動操作部材にタッチセンサを
設け、このタッチセンサにより電動駆動か否かを判別で
きるようにしても良い。

【００３９】一方、位置指令判別手段２４ｂでは、カメ
ラから送られる信号に対して差分演算して指令値に変化
のある場合は電動駆動、指令値に変化のない場合は電動
駆動でないと判別している。

【００４０】２５はモータ２の入力端子間の回路を切り
換える回路切り換え手段である。回路切り換え手段２５
では、駆動判別手段２４が電動駆動と判別した場合は、
端子２５ａを端子２５ｂに接続し、指令値に基づいてモ
ータ制御回路２３によりモータ２を制御する。

【００４１】また、駆動判別手段２４が電動駆動でない
と判別した場合は、端子２５ａを端子２５ｃに接続す
る。２６は可変抵抗であり、モータ２の端子間は可変抵
抗２６で構成されることになる。この時、手動操作する
とモータ２の逆起電力が発生し、磁界作用で負荷トルク
が発生し、これが操作トルクとして作用する。

【００４２】すなわち、モータ２に駆動電圧を印加して
いない停止状態において、モータ２を出力軸４側から駆
動すると、モータ２の内部の永久磁石が発生する磁界の
中を導体であるコイルが回転するためにモータに逆起電
力が発生し、モータを出力側から駆動すると所定の負荷
トルクが発生する。

【００４３】この逆起電力の大きさは、モータ２の内部
の磁石や電機子抵抗、モータの入力端子間の抵抗及びコ
イルの巻線条件により決定される。

【００４４】本実施の形態においては、回路切り換え手
段２５を用いてモータ２をモータ制御回路２３によるサ
ーボ状態から解放すると同時に、レンズ操作リング１を
素早く操作するのに適したトルクを設定するためにモー
タ２の端子間に抵抗体を配置している。

【００４５】可変抵抗２６は、逆起電力による負荷トル
クを所望の範囲に設定するために設けたもので、レンズ
操作リング１を素早く操作可能なトルクに設定するだけ
でなく、撮影者の好みに応じて操作トルクが外部から容
易に設定できるようになっている。

【００４６】図１に示すブロック図においては、モータ
２の端子間を可変抵抗２６で構成しているが、手動時の
操作トルクを可変にする必要がなければ、所定の抵抗値
でも構わない。

【００４７】さらに、可変抵抗２６を配置する代わりに
モータ２の端子間を開放にすることも可能であり、この
場合、手動時の操作トルクをより軽いトルクに設定する
ことができる。操作トルクを軽く設定するほど、モータ
を逆から操作する時に感じるゴリ感が感じにくくなる。

【００４８】このように、電動操作部材２０，２１や、
カメラ２２からの駆動指令信号を基にレンズの駆動状態
を自動的に判別し、電動駆動でない時はモータの端子間
を所望の抵抗体に切り換えることにより、レンズの動力
伝達機構の切り換えレバーが電動側に設定されている場
合でも、素早く操作できる操作トルクを実現することが
できる。

【００４９】また、レンズの前記動力伝達機構の切り換
えレバーを手動側に切り換えてマニュアル専用モードに
設定すると、従来の場合と同様のマニュアル操作感で操
作できる。

【００５０】すなわち、本実施の形態においては、前記
レンズの動力伝達機構の切り換えレバーを電動側に設定
して電動駆動を多用しつつ瞬時にフレーム決めをしたい
時には、そのままマニュアルで操作し、マニュアルの頻
度が多い時には、切り換えレバーを手動側に切り換えて
マニュアル操作することでゴリ感のない快適なレンズ操
作をすることができ、様々な撮影状況に応じたレンズ操
作の使い分けが可能となる。

【００５１】また、本実施の形態では、駆動判別手段２
４の判別結果に応じてモータ２の端子間の回路を切り換
えているが、駆動判別手段２４が電動と判別したときに
モータ端子間となるモータ制御回路２３の持つ抵抗値
と、駆動判別手段２４が電動でないと判別したときにモ
ータ端子間となる抵抗体が同一の抵抗値であれば、回路
切り換え手段２５を省略し、図１における可変抵抗２６
に相当する抵抗体をも不要とすることができる。この
時、駆動判別手段２４が電動でないと判別した時はモー
タ制御回路２３によるモータ２の制御を解除し、モータ
２が逆側から容易に回転できるようにすれば良い。

【００５２】また、モータ制御回路２３の持つ抵抗値
を、所望のサーボ性能を満足させると同時に適切なマニ
ュアル操作トルクとなるように設定する必要がある。こ
うすることで、容易な構成で、前記レンズの動力伝達機
構の切り換えレバーが電動側に設定されていても素早い
手動操作が可能となる。

【００５３】以上説明した通り、本実施の形態において
は、選択的に切り換え可能なクラッチ機構で電動側に切
り換えた状態においても、操作リングを素早く手動で操
作することができる。

【００５４】なお、これまでに説明したレンズ移動機構
はフォーカス、ズーム、アイリス等に適用できるもので
ある。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
選択的に切り換え可能なクラッチ機構で電動側に設定さ
れた状態においても、手動操作手段としての操作リング
を手動で素早く操作することができ、迅速なフレーム決
めを実現する操作性の優れた光学装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるレンズブロ
ック図。

【図２】図１の電動操作部材のスイッチ操作量と出力の
関係を示す図。

【図３】レンズの動力伝達機構を示し、レンズ電動駆動
時を示す図。

【図４】レンズの動力伝達機構を示し、手動駆動時を示
す図。

【符号の説明】

１：レンズ操作リング １ａ：噛み合い歯 ２：電動モータ ３：ギアヘッド ４：モータ出力軸 ５：スリーブ ６：ピン ７：モータ出力歯車 ８：バネ ９：摺動ワッシャ １０：中間歯車 １０ａ：噛み合い歯 １１：軸 １２：クラッチ板 １３：切り換えピン ２０：レンズの電動操作部材 ２１：デマンドの電動操作部材 ２２：カメラ ２３：モータ制御回路 ２４：駆動判別手段 ２４ａ：速度指令判別手段 ２４ｂ：位置指令判別手段 ２５：回路切り換え手段 ２５ａ：端子 ２５ｂ：端子 ２５ｃ：端子 ２６：可変抵抗

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学手段と、前記光学手段を手動で駆動
   する手動駆動手段と、前記光学手段を電動駆動源により
   電動で駆動する電動駆動手段と、手動操作時と電動操作
   時で前記電動駆動手段の動力伝達経路の一部を選択的に
   切り換えるクラッチ手段とを有し、前記クラッチ手段を
   切り換えることで手動及び電動駆動を可能とすると共
   に、前記クラッチ手段が電動駆動側でも前記手動駆動手
   段による前記光学手段の駆動が可能な光学装置におい
   て、 前記光学手段の駆動が電動駆動か否かを判別する駆動判
   別手段と、前記駆動判別手段の判別結果に基づいて、前
   記電動駆動源であるモータ端子間の回路を切り換える回
   路切り換え手段とを有することを特徴とする光学装置。
2. 【請求項２】 前記駆動判別手段により前記光学手段の
   駆動が電動駆動でないと判別した時、前記回路切り換え
   手段は前記電動駆動源であるモータ端子間を所定の抵抗
   値に切り換えることを特徴とする請求項１記載の光学装
   置。
3. 【請求項３】 前記駆動判別手段により前記光学手段の
   駆動が電動駆動でないと判別した時、前記回路切り換え
   手段は前記電動駆動源であるモータ端子間を可変抵抗手
   段に切り換えることを特徴とする請求項１記載の光学装
   置。
4. 【請求項４】 前記駆動判別手段により前記光学手段の
   駆動が電動駆動でないと判別した時、前記回路切り換え
   手段は前記電動駆動源であるモータ端子間を開放状態に
   切り換えることを特徴とする請求項１記載の光学装置。
5. 【請求項５】 光学手段と、前記光学手段を手動で駆動
   する手動駆動手段と、前記光学手段を電動駆動源により
   電動で駆動する電動駆動手段と、手動操作時と電動操作
   時で前記電動駆動手段の動力伝達経路の一部を選択的に
   切り換えるクラッチ手段とを有し、前記クラッチ手段を
   切り換えることで手動及び電動駆動を可能とすると共
   に、前記クラッチ手段が電動駆動側でも前記手動駆動手
   段による前記光学手段の駆動が可能な光学装置におい
   て、 前記光学手段の駆動が電動駆動か否かを判別する駆動判
   別手段と、前記駆動判別手段が電動駆動でないと判別し
   た時、前記電動駆動源の制御回路による前記電動駆動源
   の制御を解除する解除手段を有することを特徴とする光
   学装置。
6. 【請求項６】 前記制御回路の回路抵抗は、前記クラッ
   チ手段を電動駆動側とした状態で前記手動駆動手段を操
   作したときに手動操作トルクが軽負荷となる程度の抵抗
   値としたことを特徴とする請求項５に記載の光学装置。
7. 【請求項７】 前記駆動判別手段は、前記電動駆動手段
   への駆動指令信号値が基準値近傍の時は電動駆動ではな
   く、前記基準値近傍以外の時は電動操作であると判別し
   ていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに
   記載の光学装置。
8. 【請求項８】 前記駆動判別手段は、前記電動駆動手段
   への駆動指令信号値の差分演算から前記光学手段が電動
   駆動か否かを判別していることを特徴とする請求項７に
   記載の光学装置。
9. 【請求項９】 前記駆動判別手段は、光学装置の外部に
   設けた光学アクセサリーやカメラからの駆動指令に基づ
   いて、前記光学手段が電動駆動か否かを判別しているこ
   とを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の光
   学装置。
10. 【請求項１０】 前記駆動判別手段は、電動操作部材に
    設けたタッチセンサにより前記光学手段が電動駆動か否
    かを判別していることを特徴とする請求項１ないし６の
    いずれかに記載の光学装置。