JP2019139036A - 操作リングを有する光学機器およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】操作リングの回転センサ位相合わせが容易なレンズ鏡筒を提供する。【解決手段】ズームリングベース１１７のガイド溝部にズームリング１０８のストッパが入るように、位相を合わせて挿入する。ズームリングベース１１７に対してズームリング１０８を本体側より見てＣＣＷ方向の回転端に突き当たるまで回転する。ＣＣＷ方向に回転させて端に突き当てた回転センサ１２０をズームリング１０８に組みつける。ズームリング１０８の位相と回転センサ１２０がギアで係合されていて、ギア比をもって係合されているため組み立てながら位相あわせが可能となる。【選択図】図１０

Description

本発明は、光学機器の操作リングに関するものである。

ビデオカメラには、さまざまな操作スイッチ類が搭載されている。電源を入り切りするための電源スイッチや、撮影画像の画角を調整するためのズームレバー、記録の開始停止を指示するトリガースイッチなどである。このような操作スイッチ類の一種であって、特にリング形状の部材を回転させることで操作するマニュアル操作リングがある。このマニュアル操作リングは、円形の輪の形状であり、主に撮像レンズの周囲に配置されて、その光軸上に回転中心を持つ機構が採用されている。

また、操作リングが同軸上に複数連なって設けられているものがある。それぞれの操作リングには操作できる別の機能が割り当てられている。マニュアル操作リングにはストッパがあり、規制された範囲を回転するものもある。操作リングの位相の絶対位置によって機能を変えることができる。

マニュアル操作リングの一般的な構造を説明する。操作リングは回転運動をするため撮像装置に一体的に固定されたベース部材に組み込まれている。操作リングはその形状の一部が、上記のベース部材と接触しながら回転動作をする。また、操作リングの回転位相を検出するため回転式センサがベース部材に組み込まれる。操作リングの円周面にはギアがあり、回転式センサの軸にピニオンが付属し、操作リングのギアと回転式センサのピニオンが互いに連結することで、操作リングの回転に伴って回転位相を検出するものもある。また、類似の配置として、操作リングの円周面にギアを設けて操作リングをモーターで回転させるものもある（特許文献１）。

上述の回転を規制する操作リングの位置を検出するために、回転センサには回転式のポテンショメータが使われることがある。操作リングの位相とポテンショメータの位相出力を対応させるために、ポテンショメータと操作リングの位相合わせが必要である。

特開２００９−３１００号公報

ポテンショメータと操作リングは目視などによって位相を合わせて組み立てる必要がある。しかしながら、ポテンショメータの位相が目視判別できないものがあり、操作リングとの位相合わせが容易にできないものがあった。その場合、工程での治具などによる位相合わせを行うが、治具によるコストアップや工程の複雑化を招いていた。よって、本出願にかかる目的は、操作リングの回転センサの位相合わせの簡略化である。

本発明の光学機器は、回転操作部である操作リングと、操作リングの一方を保持する 第一の保持部材と、操作リングの回転位相を規制する第一の保持部材の回転規制構造と、操作リングの他方を保持する第二の保持部材と、操作リングの回転位相を規制する第二の保持部材の回転規制構造と、回転端のある回転式検出手段を有し、第一の保持部材と操作リングの回転位相が第二の保持部材と操作リングの回転位相より大きいことを特徴としている。

また、本発明の他の特徴とするところは、回転式検出手段は360°以上回転するものであることを特徴としている。

また、本発明のその他の特徴とするところは、回転式検出手段は操作リング内側に配置することを特徴としている。

また、本発明のその他の特徴とするところは、回転操作部である操作リングと、操作リングの一方を保持する第一の保持部材と、操作リングの回転位相を規制する第一の保持部材の回転規制構造と、操作リングの他方を保持する第二の保持部材と、操作リングの回転位相を規制する第二の保持部材の回転規制構造と、回転端のある回転式検出手段を有し、第一の保持部材と操作リングを係合し、操作リングを第一の保持部材の回転端まで合わせ、操作リングに回転端にあわせた回転式検出手段を係合し、操作リングを第一の保持部材で合わせた回転端とは反対方向の第二の保持部材の回転位相まで回転し、操作リングに第二の保持部材を係合する工程で組み立てられる光学機器の組立方法。

以上説明したように、本発明によれば、光学機器に付属する操作リングにおいて、操作リングを保持する一方のベース部品には回転センサの位相を合わせる回転端を設け、他方のベース部品には操作リング機能上の回転端を設けることで、組み立てながら位相あわせができるため、工程の簡略化ができる。また、部品で端合わせができるため、治具が必要なく、コストを削減できる。

実施例の斜視図 実施例の斜視図 実施例のブロック図 実施例の分解斜視図 実施例の分解断面図 実施例の部品図 実施例の部品図 実施例の部品図 実施例の部品図 実施例の部品図 実施例の組立図

＜第１の実施形態＞
図１、図２で本実施形態の撮像装置の構成要素について簡単に説明する。図１、２は撮像装置の斜視図であり、撮像装置１００、撮像レンズ１０１、撮影画像や記録映像を表示するビューファインダー１０２、撮像装置の電源スイッチ１０３、撮影画像の画角を調整するためのズームレバー１０４、記録の開始停止を指示するトリガースイッチ１０５、被写体や周囲の音声を入力するための内蔵マイク１０６である。１０７，１０８，１０９は操作リングで、撮像レンズ１０１の周囲に配置され、光軸１１０に回転中心を持つ回転可能に構成された操作部である。

ここでこれら３本の操作リングについて説明する。図の３連リングのうち、被写体の焦点を合わせるためのフォーカスリング１０７、撮影画像の画角を調整するためのズームリング１０８、被写体の明るさを調整するための絞りリング１０９である。

＜ブロック図の説明＞
図３は、撮像装置１００を使用して撮影を行う際の撮像装置内部のシステムブロック図である。この図を用いて、カメラマンが撮像装置１００を操作したときの撮像装置１００内部の信号の流れを説明する。まずカメラマンは電源スイッチ１０３を操作して撮像装置１００の電源を入れる。撮像装置１００の電源が入ると、撮像レンズ１０１を通して結像した撮影画像が撮像部１１１で結像され映像信号として出力する。このとき撮像部１１１とは、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子のことである。

次に、撮像部１１１で出力した映像信号を増幅し、信号処理部１１２に送信する。信号処理部１１２では、システム制御部１１３からの指示に従って映像信号の処理を行い、その結果が反映された映像信号をビューファインダー１０２に送る。

次にカメラマンは、ビューファインダー１０２で映像を確認し、使用状況に合わせてズームレバー１０４、またはズームリング１０８を操作して撮影画角を決定する。続いて、被写体の焦点を合わせるためにフォーカスリング１０７を操作し、同時に被写体の明るさを調整するために絞りリング１０９を操作する。このとき、これらズームレバー１０４や３つの操作リング（１０７，１０８，１０９）の操作信号はシステム制御部１１３に入り、システム制御部１１３が、撮像レンズ１０１に内蔵された不図示の焦点レンズ、ズームレンズ、絞り調整機構を動作させるよう指示を出す。

こうして被写体の画角、焦点、明るさが決まったら、カメラマンはトリガースイッチ１０５を操作して映像の記録を開始する。トリガースイッチ１０５の操作により、操作信号がシステム制御部１１３に送られ、映像を記録媒体１１４に記録する。同時に、内蔵マイク１０６から取り込まれた音声信号を映像信号と同期して記録媒体１１４に記録する。

＜リング構造の説明＞
続いて図４を用いて、操作リング部の構造について説明する。図４は、操作リング部を光軸方向に部品単位で展開した図である。ここで、１１６，１１７，１１８，１１９は各操作リングの回転運動を規制し、かつ、撮像装置１００に一体的に固定するためのベース部材である。図４のように、操作リングは、最前方より、フォーカスリングベース１１６、フォーカスリング１０７、ズームリングベース１１７、ズームリング１０８、絞りリングベース１１８、絞りリング１０９、レンズベース１１９の順番に重ねて組み立て固定する。操作リングの一体後、操作リングの内径側に撮像レンズ１０１を貫通して保持し、撮像装置に固定する。

図５は、光軸１１０を通り縦方向に平行な平面でズームリング１０８をカットした断面図である。図５より、ズームリング１０８の保持方向について説明する。ズームリングベース１１７と絞りリングベース１１８は固定され、ズームリング１０８を挟んで光軸方向を保持する。ズームリング１０８の内周１０８−１とズームリングベース１１７の円筒部１７１−１が嵌合し、ズームリング１０８のラジアル方向を規制する。ズームリングベース１１７は係合部円筒部１７１−１の延長に光軸方向に深さの違うガイド溝部１１７−２がある。

ズームリング１０８は前方にストッパ１０８−２となる突起形状と後方にガイド溝１０８−３がある。絞りリングベース１１８にはストッパ１１８−２となる突起形状がある。ガイド溝とストッパの形状を図６〜９を用いて説明する。図６はズームリングベース１１７のＡ面視、図７はズームリング１０８のＢ面視、図８はズームリング１０８のＣ面視、図９は絞りリングベース１１８のＤ面視である。図６の通り、ズームリングベース１１７のガイド溝部１１７−２は部分的な位相１１７−３で設けた溝である（本実施形態の図において位相１１７−３は１９０°の範囲）。

図７の、ズームリング１０８のストッパ１０８−２は周囲の円弧に対して位相１０８−４範囲の部分的な凸状である。ズームリングベース１１７にズームリング１０８を組み立てる際には、ストッパ１０８−２がガイド溝部１１７−２に填まるように位相を合わせて組み立てる。ストッパ１０８−２はガイド溝部１１７−２のある範囲のみ回転できるため、位相が規制される（本実施形態の図では回転位相が１８０°となる）。図８のズームリング１０８のガイド溝１０８−３は部分的な位相１０８−５の溝である（本実施形態の図において位相１０８−５は１００°の範囲）。

図９の絞りリングベース１１８のストッパ１１８−２は周囲の円弧に対して位相１１８−３の範囲で部分的な凸状である（本実施形態の図では位相１１８−３が１０°の範囲）。ズームリング１０８を絞りリングベース１１８に位相を合わせて組み込むと、ストッパ１１８−２がガイド溝１０８−３に填まる。そのため、ストッパ１０８−２がガイド溝部１１７−２の範囲のみ回転でき位相が規制されるため、回転位相が９０°となる。

次に、図１０を用いて、ズームリング１０８の回転検出について説明する。図１０はズームリング１０８回りの分解斜視図である。ズームリングの回転を検出する、回転センサ１２０がズームリングベース１１７に取りつく。回転センサ１２０は回転軸１２０−１に取り付くピニオン１２０−２と、回転検出部１２０−３と、電気接点部１２０−４と取付け部１２０−５がある。回転検出部１２０−３は不図示の可変抵抗などの内蔵検出素子により回転軸１２０−１の位相を検出する。電気接点部１２０−４より不図示のＦＰＣやワイヤーを介して電気信号を信号処理部へ送る。

また、本実施例の回転センサ１２０は３回転ストロークの回転端のある可変抵抗である。加えて、回転軸１２０−１は位相にかかわらない丸棒形状のため、軸の位相を目視で確認することができない。そのため、回転センサ１２０の端にして位相合わせすることが望ましい。回転センサ１２０は取付け部１２０−５をズームリングベース１１７にねじ止めして固定する。回転センサ１２０とズームリング１０８の組み立て状態では、ピニオン１２０−２とズームリング１０８の歯車１０８−５が係合するため、ズームリング１０８を回転させると回転センサ１２０が回り、ズームリングの位相を検出する。

次に組み立て順を説明する。ズームリング１０８はズームリングベース１１７に光軸を合わせて係合する。その際、図５で説明したとおり、ズームリングベース１１７のガイド溝部１１７−２にズームリング１０８のストッパ１０８−２が入るように、位相を合わせて挿入する。ズームリングベース１１７に対してズームリング１０８を本体側より見てＣＣＷ方向の回転端に突き当たるまで回転する。ＣＣＷ方向に回転させて端に突き当てた回転センサ１２０をズームリング１０８に組みつける。次に絞りリングベース１１８を光軸を合わせて係合する。

加えて、ズームリング１０８をＣＷ方向に回転させ、絞りリングベース１１８のストッパ１１８−２がズームリング１０８のガイド溝１０８−３と係合する位置にあわせる。絞りリングベース１１８を挿入し、ズームリングベース１１７と絞りリングベース１１８をビス止めすることで、ズームリング１０８のスラスト方向が規制される。

図１１を用いて回転位相について説明する。ズームリングベース１１７で規制される回転位相１０８−６（本実施形態では１８０°）の内側に絞りリングベース１１８で規制される回転位相１０８−７（本実施形態では９０°）が含まれる。

ズームリング位相と回転センサがギアで係合されていて、ギア比をもって係合されているため、ズームリング１０８をズームリングベース１１７に係合した状態で端から端まで回転させると、回転センサが端から端まで回転する位相関係である。ズームリングベース１１７とズームリング１０８の回転位相１０８−６と、絞りリングベース１１８とズームリング１０８の回転位相１０８−７は中心１０８−８が一致している。

そのため、ズームリング１０８機能上の回転位相にはポテンショメータの端付近の位相を使わない。ポテンショメータの中には端部において検出精度が下がるものがあるが、本実施形態で組み立てを行うことで、ポテンショメータの両端付近の使用を避けられるため、精度良く使用することができる。

以上、述べたとおり、本発明では操作リングを保持する一方のベース部品には回転センサの位相を合わせる回転端を設け、他方のベース部品には操作リング機能上の回転端を設けることで、組み立てながら位相あわせができるため、工程の簡略化ができる。また、部品で端合わせができるため、治具が必要なく、コストを削減できる。

１００ ・・・・ 撮像装置
１０１ ・・・・ 撮像レンズ
１０２ ・・・・ ビューファインダー
１０３ ・・・・ 電源スイッチ
１０４ ・・・・ ズームレバー
１０５ ・・・・ トリガースイッチ
１０６ ・・・・ 内蔵マイク
１０７ ・・・・ フォーカスリング
１０７−１ ・・・・ 内周
１０８ ・・・・ ズームリング
１０８−１ ・・・・ 内周
１０８−２ ・・・・ ストッパ
１０８−３ ・・・・ ガイド溝
１０８−４ ・・・・ 位相
１０８−５ ・・・・ 歯車
１０９ ・・・・ 絞りリング
１１０ ・・・・ 光軸
１１１ ・・・・ 撮像部
１１２ ・・・・ 信号処理部
１１３ ・・・・ システム制御部
１１４ ・・・・ 記録媒体
１１６ ・・・・ フォーカスリングベース
１１６−１ ・・・・ 外周
１１７ ・・・・ ズームリングベース
１７１−１ ・・・・ 円筒部
１１７−２ ・・・・ ガイド溝部
１１７−３ ・・・・ 位相
１１８ ・・・・ 絞りリングベース
１１８−２ ・・・・ ストッパ
１１９ ・・・・ レンズベース
１０９−１ ・・・・ 内周
１１８−１ ・・・・ 外周
１１８−３ ・・・・ 位相
１０８−５ ・・・・ 位相
１２０ ・・・・ 回転センサ
１２０−１ ・・・・ 回転軸
１２０−２ ・・・・ ピニオン
１２０−３ ・・・・ 回転検出部
１２０−４ ・・・・ 電気接点部
１２０−５ ・・・・ 取付け部
１０８−６ ・・・・ 回転位相
１０８−７ ・・・・ 回転位相
１０８−８ ・・・・ 中心

Claims (4)

1. 回転操作部である操作リングと、
   操作リングの一方を保持する第一の保持部材と、
   操作リングの回転位相を規制する第一の保持部材の回転規制構造と、
   操作リングの他方を保持する第二の保持部材と、
   操作リングの回転位相を規制する第二の保持部材の回転規制構造と、
   回転端のある回転式検出手段を有し、
   第一の保持部材と操作リングの回転位相が第二の保持部材と操作リングの回転位相より大きいことを特徴とする光学機器。
2. 回転式検出手段は360°以上回転するものであることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 回転式検出手段は操作リング内側に配置することを特徴とする請求項２に記載の光学機器。
4. 回転操作部である操作リングと、
   操作リングの一方を保持する第一の保持部材と、
   操作リングの回転位相を規制する第一の保持部材の回転規制構造と、
   操作リングの他方を保持する第二の保持部材と、
   操作リングの回転位相を規制する第二の保持部材の回転規制構造と、
   回転端のある回転式検出手段を有し、
   第一の保持部材と操作リングを係合し、
   操作リングを第一の保持部材の回転端まで合わせ、
   操作リングに回転端にあわせた回転式検出手段を係合し、
   操作リングを第一の保持部材の回転端とは反対方向に第二の保持部材の回転位相まで回転し、
   操作リングに第二の保持部材を係合する工程で組み立てられる光学機器の組立方法。