JP3801156B2 - リアフォーカスタイプのズームレンズとビデオカメラ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ鏡筒の先端側に配置された組合せレンズからなるズーミング用レンズによってズーミングを行い、それより後方側に配置された組合せレンズからなるフォーカシング用レンズによってフォーカシングを行うリアフォーカスタイプのズームレンズと、そのリアフォーカスタイプのズームレンズを備えたビデオカメラの技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、ビデオカメラ等に使用されているズームレンズには、レンズ鏡筒の先端側に配置された組合せレンズからなるフォーカシング用レンズによってフォーカシングを行い、それより後方側に配置された組合せレンズからなるズーミング用レンズによってズーミングを行うフロントフォーカスタイプのズームレンズと、レンズ鏡筒の先端側に配置された組合せレンズからなるズーミング用レンズによってズーミングを行い、それより後方側に配置された組合せレンズからなるフォーカシング用レンズによってフォーカシングを行うリアフォーカスタイプのズームレンズとの２通りがある。
【０００３】
業務用ビデオカメラで最も多く使用されているフロントフォーカスタイプのズームレンズは、ズーミングを行うための回転操作部分であるズームリングの回転範囲が絶対位置（ある一定の角度範囲内に設定されていること）であり、ズーミングのワイド端（広角端）とテレ端（望遠端）の動作端が明確（ストッパーにより位置規制されること）であり、画角調整等の操作に優れている。
【０００４】
ここで、近年では、業務用ビデオカメラでも、ダウンサイジングの進展と合わせて、イージオペレーションへの要求やオートフォーカスへの要求等が望まれている。
しかし、従来の業務用ビデオカメラのフロントフォーカスタイプのズームレンズでは、レンズ鏡筒の先端側に配置されている大口径で、重量が重いフォーカシング用レンズによってフォーカシングを行う関係で、このフォーカシング用レンズを電動で制御するオートフォーカス機能を搭載するためには、アクチュエータの大型化や消費電力の増大等の問題が発生し、必ずしも適切ではない。
【０００５】
そこで、これらを安価に実現するためには、レンズ鏡筒の後端側に配置されていることにより、小口径で、質量が軽い後端側のフォーカシング用レンズによってフォーカシングを行うリアフォーカスタイプのズームレンズが好ましい。
しかし、このリアフォーカスタイプのズームレンズは、オートフォーカス方式を採用する場合、電子カムを用いてズーミング用レンズやフォーカシング用レンズを光軸方向に移動制御して、これらのレンズの相対位置関係によってズーミングやフォーカシングを自動的に行う関係で、回転操作部分であるズームリングとフォーカスリングの各回転範囲は絶対位置ではなく、相互の位置によって補正されてしまう相対位置となってしまう。
【０００６】
つまり、ズームリングやフォーカスリングは共に絶対的な角度座標を有しておらず、これらはそれぞれ現状位置に対して何れの方向へ何度回転させたかと言う相対座標によってズーミングやフォーカシングが行われるものである。従って、これらズームリング及びフォーカスリングはエンドレスで回転してしまうものとなっていて、これらズームリングやフォーカスリングには回転位置を表示する目盛りは付されておらず、これらズームリングやフォーカスリングの動作端は判別することができないものとなっている。
そして、この欠点を有するリアフォーカスタイプのズームレンズで同範囲でのズーミングの繰り返し等の複雑な映像表現を必要とする業務用ビデオカメラでは、ズーミングの位置がフォーカシングを行う毎に変化してしまう相対位置では、致命的な欠点となり、従来は業務用ビデオカメラにはリアフォーカスタイプのズームレンズが受け入れられない大きな理由（欠点）にもなっていた。
【０００７】
そこで、これを解決するために、リアフォーカスタイプのズームレンズに、マニアルとオートとを切り換える機械的なクラッチ機構を設けて、動作端が判るようにしたもの（例えば、特許文献１）があり、このクラッチ機構については数多くの特許出願がなされている。なお、ズームリングが機械式のズームレンズにおいて、ズームリングがフォーカスやズームの何れかの光学端に達した時に、ストッパー部材をモータで回転駆動して、ズームリングの歯車の１つの歯に係合させて、操作リングを回転停止させることにより、ズームリングがフォーカスやズームのいずれかの光学端に達したことを操作者に感触的に確認させるようにしたもの（例えば、特許文献２）等もある。
【特許文献１】
特開２００３−５０１５号公報
【特許文献２】
特開平８−３１３７９３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の機械的なクラッチ機構に関しては、ズーム機能を一度マニアル側に操作してしまうと、オートフォーカス機能やレンズ鏡筒全体の熱膨張／収縮によって、ズームによる画角補正やフランジバック調整が必要になった場合に、電気的に補正することができなくなる不都合がある。また、リアフォーカスタイプのズームレンズでは、ズームリングの回転制御を電気的に行うので、ズームリングが機械式のフロントフォーカスタイプのズームレンズより動作が軽くなるため、フォーカシングを行おうとして、ズームリングに触ってしまったり、車載時の微細な振動等でズームリングが動いてしまうと言う問題もある。更に、コマ撮りやアニメーション撮影等のように、意図的に画角を固定したまま、フォーカシングを行う場合に、誤ってズームリングに触れてしまい、画角が無意識に変化しては映像として使い物にならなくなると言う問題があり、従来のズームレンズでは、位置を記憶させることはできても、これを保護する機構は存在していなかった。
【０００９】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、リアフォーカスタイプのズームレンズにおいて、機械的なクラッチ機構を用いることなく、業務用ビデオカメラで多く用いられてきたフロントフォーカスタイプのズームレンズと同等の操作性を確保することができるリアフォーカスタイプのズームレンズとビデオカメラを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明のリアフォーカスタイプのズームレンズは、ズーミング用レンズと、該ズーミング用レンズの位置を検出して検出結果を出力する第１検出手段と、ズームリングと、該ズームリングのレンズ鏡筒に対する回転位置を検出して検出結果を出力する第２検出手段と、操作部と、前記第１検出手段の出力と前記第２検出手段の出力と前記操作部により入力された情報に応じて第１制御信号、第２制御信号を発生する制御手段と、前記ズームリングの前記レンズ鏡筒に対する第１の回転方向に対して任意の位置で前記第１制御信号に応じて規制又は規制解除する第１の回転規制手段と、前記ズームリングの前記レンズ鏡筒に対する第１の回転方向とは異なる第２の回転方向に対して任意の位置で前記第２制御信号に応じて規制又は規制解除する第２の回転規制手段とを備え、
前記操作部により所定の情報が入力された時、前記第１の回転規制手段及び前記第２の回転規制手段が、共に前記ズームリングの回転を規制するものである。
また、本発明のリアフォーカスタイプのズームレンズを備えたビデオカメラは、ズーミング用レンズと、該ズーミング用レンズの位置を検出して検出結果を出力する第１検出手段と、ズームリングと、該ズームリングのレンズ鏡筒に対する回転位置を検出して検出結果を出力する第２検出手段と、操作部と、前記第１検出手段の出力と前記第２検出手段の出力と前記操作部により入力された情報に応じて第１制御信号、第２制御信号を発生する制御手段と、前記ズームリングの前記レンズ鏡筒に対する第１の回転方向に対して任意の位置で前記第１制御信号に応じて規制又は規制解除する第１の回転規制手段と、前記ズームリングの前記レンズ鏡筒に対する第１の回転方向とは異なる第２の回転方向に対して任意の位置で前記第２制御信号に応じて規制又は規制解除する第２の回転規制手段とを備え、前記操作部により所定の情報が入力された時、前記第１の回転規制手段及び前記第２の回転規制手段が、共に前記ズームリングの回転を規制するリアフォーカスタイプのズームレンズとを備えたものである。
【００１１】
上記のように構成された本発明のリアフォーカスタイプのズームレンズとビデオカメラは、ズームリングがレンズ鏡筒に対して第１の回転方向とその反対方向である第２の回転方向との２方向に回転される際、そのズームリングの２方向における任意の回転位置にて、２つの回転規制手段によってズームリングの第１及び第２の回転方向への回転をそれぞれ独立して規制及び規制を解除することができるようにしたので、リアフォーカスタイプのズームレンズでありながら、フロントフォーカスタイプのズームレンズと同様にズーム動作端を認識することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用したリアフォーカスタイプのズームレンズとビデオカメラの実施の形態を図を参照して次の順序で説明する。
（１）・・・ 第１の実施の形態の説明（図１〜図８）
（２）・・・ 第２の実施の形態の説明（図９〜図１１）
（３）・・・ 第３の実施の形態の説明（図１２〜図１７）
【００１３】
（１）・・・ 第１の実施の形態
初めに、図１〜図８によって、本発明のオートフォーカス機能が搭載されているリアフォーカスタイプのズームレンズとビデオカメラの第１の実施の形態を説明する。
図８は、リアフォーカスタイプのズームレンズ（以下、単に「ズームレンズ」と記載する）１と、そのズームレンズ１が脱着可能に搭載されたビデオカメラ２の先端部分２ａを示したものである。
そして、図６及び図８に示すように、このズームレンズ１は、レンズ鏡筒３内の光軸３ａ上の先端に大口径の先端レンズ４が固着されている。そして、レンズ鏡筒３内の先端レンズ４より後方側で、光軸３ａ上にはそれぞれ組合せレンズからなるズーミング用レンズ５及びフォーカシング用レンズ６が前後に間隔を隔てて配置され、これらズーミング用レンズ５とフォーカシング用レンズ６との間で、光軸３ａ上にはアイリス７が組み込まれている。なお、これらズーミング用レンズ５、フォーカシング用レンズ６及びアイリス７はレンズ鏡筒３内にあって光軸３ａに沿ってレンズ鏡筒３の前後方向に移動調整可能に構成されている。
【００１４】
そして、これらズーミング用レンズ５、フォーカシング用レンズ６、及びアイリス７を光軸３ａに沿って前後方向へ移動調整するためのズームリング１１、フォーカスリング１２及びアイリスリング１３がズーミング用レンズ５、フォーカシング用レンズ６及びアイリス７の各外周位置で、レンズ鏡筒３の外周に組み込まれて、光軸３ａの周りで回転自在に構成されている。これらズームリング１１、フォーカスリング１２及びアイリスリング１３の外周面１１ａ、１２ａ、１３ａには手動操作用の凹凸面やローレット等が形成されている。
【００１５】
そして、図１〜図５に示すように、このズームレンズ１には、ズームリング１１の第１の回転方向としてのワイド（広角）方向Ａと、その反対方向である第２の回転方向としてのテレ（望遠）方向Ｂとの２方向の回転方向における任意の回転位置にて、このズームリング１１の第１、第２の回転方向であるワイド方向Ａ及びテレ方向Ｂへの回転をそれぞれ規制及び規制解除する第１、第２の２つの回転規制手段であるワイド方向回転規制手段２１とテレ方向回転規制手段２２が組み込まれている。
なお、これらワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２は、ズームリング１１に直接付設されるか、或いは、ズームリング１１に連動して回転される回転リング１１０（図９〜図１１参照）に付設される。
【００１６】
そして、これらワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２は、例えば、ズームリング１１の軸方向の両端部における内周全域に円環状に形成された一対のラチェット爪２３、２４と、レンズ鏡筒３に一対の支点ピン２５、２６によって揺動自在に枢支されてズームリング１１の両側部に配置され、ラチェット爪２３、２４に内側から矢印ａ、ｂ方向に係合、離脱される一対のラチェット爪２７ａ、２８ａが先端に形成されている一対のチェット爪アーム２７、２８とからなる一対のラチェット機構２９、３０と、レンズ鏡筒３に取り付けられて、一対のラチェット爪アーム２７、２８を矢印ｃ、ｄ方向から揺動駆動するプランジャーソレノイド３１、プランジャー３２及び戻しばね３３とからなる一対のアクチュエータ３４、３５とによって構成されている。
【００１７】
そして、これらワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２の一対のラチェット機構２９、３０における一対のラチェット爪２３、２４及び一対のラチェット爪アーム２７、２８の先端のラチェット爪２７ａ、２８ａは互いに逆方向に傾斜されている。
これにより、ワイド方向回転規制手段２１はズームリング１１のワイド方向Ａの回転を規制しながら、ズームリング１１のテレ方向Ｂへの回転は許容にする一方向回転規制手段に構成されていて、テレ方向回転規制手段２２はズームリング１１のテレ方向Ｂの回転を規制しながら、ズームリング１１のワイド方向Ａへの回転は許容する一方向回転規制手段に構成されている。
【００１８】
ここで、図４及び図５によって、ワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２によるズームリング１１のワイド方向Ａとテレ方向Ｂの回転規制動作について説明する。
初めに、図４の（Ａ）及び図５の（Ａ）に示すように、ワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２の各アクチュエータ３４、３５のプランジャーソレノイド３１が非励磁状態（ＯＦＦ）である時には、それぞれプランジャー３２が戻しばね３３によって矢印ｄ方向に戻され、それぞれラチェット機構２９、３０のラチェット爪アーム２７、２８が支点ピン２５、２６を中心に矢印ｂ方向へ回転されて、先端のラチェット爪２７ａ、２８ａがズームリング１１のラチェット爪２３、２４から離脱されている。
従って、プランジャーソレノイド３１が非励磁状態にあるアクチュエータ３４、３５のＯＦＦ時には、ワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２によるズームリング１１の回転規制がＯＦＦ状態となっていて、撮影者はズームリング１１をワイド方向Ａ及びテレ方向Ｂへ手動で自由に回転調整によるズーミング操作を行うことができる。
【００１９】
次に、図４の（Ａ）に示すように、ズームリング１１のワイド方向Ａへの手動による回転調整中に、図６の光学系制御装置４０によって第１制御信号である後述するワイド端位置信号ＣＰＷによってワイド方向回転規制手段２１のアクチュエータ３４のプランジャーソレノイド３１が励磁（ＯＮ）されると、図４の（Ｂ）に実線で示すように、プランジャー３２が戻しばね３３に抗して矢印ｃ方向へ吸引される。すると、ラチェット機構２９のラチェット爪アーム２７が戻しばね３３のばね力によって支点ピン２５を中心に矢印ａ方向へ回転駆動されて、ラチェット爪アーム２７の先端のラチェット爪２７ａがラチェット爪２３の１つの爪２３ａに係合され、その瞬間に、ラチェット爪アーム２７によってズームリング１１のワイド方向Ａへの回転が規制（回転不能となる）される。
この際、ラチェット爪２３に係合されたラチェット爪アーム２７はズームリング１１のワイド方向Ａへの回転を規制するものの、テレ方向Ｂへの回転は許容している。
【００２０】
つまり、図４の（Ｂ）に実線で示すようなラチェット爪２３へのラチェット爪アーム２７の係合状態で、ズームリング１１をテレ方向Ｂへ手動で回転すると、これらラチェット爪２３とラチェット爪２７ａの相互の傾斜面によるカム作用によって、図４の（Ｂ）に１点鎖線で示すように、ラチェット爪アーム２７が支点ピン２５を中心に矢印ｂ方向へ戻しバネ３３に抗して回転して、ラチェット爪２７ａがラチェット爪２３から離脱される。従って、ラチェット機構２９のラチェット爪アーム２７をラチェット爪２３のテレ方向Ｂへ相対的に順次乗り越えさせながら、ズームリング１１をテレ方向Ｂへ手動で回転調整（ズーミング操作）することが可能になる。
【００２１】
また、図５の（Ａ）に示すように、ズームリング１１のテレ方向Ｂへの手動による回転調整中に、図６の光学系制御装置４０によって第２制御信号である後述するテレ端位置信号ＣＰＴによってテレ方向回転規制手段２２のアクチュエータ３５のプランジャーソレノイド３１が励磁（ＯＮ）されると、図５の（Ｂ）に実線で示すように、プランジャー３２が戻しばね３３に抗して矢印ｃ方向へ吸引される。すると、ラチェット機構３０のラチェット爪アーム２８が支点ピン２６を中心に矢印ａ方向へ回転駆動されて、ラチェット爪アーム２８の先端のラチェット爪２８ａがラチェット爪２４の１つの爪２４ａに係合され、その瞬間に、ラチェット爪アーム２８によってズームリング１１のテレ方向Ｂへの回転が規制（回転不能となる）される。
この際、ラチェット爪２４に係合されたラチェット爪アーム２８はズームリング１１のテレ方向Ｂへの回転を規制するものの、ワイド方向Ａへの回転は許容している。
【００２２】
つまり、図５の（Ｂ）に実線で示すようなラチェット爪２４へのラチェット爪アーム２８の係合状態で、ズームリング１１をワイド方向Ａへ手動で回転すると、これらラチェット爪２４とラチェット爪２８ａの相互の傾斜面によるカム作用によって、図５の（Ｂ）に１点鎖線で示すように、ラチェット爪アーム２８が支点ピン２６を中心に矢印ｂ方向へ戻しばね３３に抗して回転してラチェット爪２４から離脱される。従って、ラチェット機構３０のラチェット爪アーム２８をラチェット爪２４のワイド方向Ａへ相対的に順次乗り越えさせながら、ズームリング１１をワイド方向Ａへ手動で回転調整（ズーミング操作）することが可能になる。
【００２３】
次に、図６に示した光学系制御装置４０によって、ズームレンズ１の制御動作を説明する。
マイクロコンピュータによって構成されたレンズ制御信号生成部４１はズームレンズ１に内蔵或いはビデオカメラ２に内蔵されていて、このレンズ制御信号生成部４１からズームレンズ１のマイクロコンピュータによって動作制御部４２へズーミング調整用制御信号、フォーカス調整用制御信号、アイリス調整用制御信号等の外部制御信号ＣＣＤが供給されるように構成されている。
【００２４】
そこで、撮影者によってズームリング１１がワイド方向Ａ又はテレ方向Ｂへ手動で回転操作されると、ロータリーエンコーダ等からなる回転検出部４３から回転検出出力信号ＤＲＺが動作制御部４２に供給され、その回転検出信号ＤＲＺが動作制御部４２からレンズ制御信号生成部４１へ外部送出信号ＣＯＴとして供給される。
すると、レンズ制御信号生成部４１から動作制御部４２へ外部制御信号ＣＣＯとしてのズーミング調整用制御信号が供給され、動作制御部４２は第１制御信号であるズーミング制御信号ＣＺをモータ作動信号形成部４４に供給し、モータ作動信号形成部４５からパルスモータ等のズーミング用モータ４５に供給されたモータ作動信号ＳＮＺに応じて、そのズーミング用モータ４５がワイド方向又はテレ方向に所定角度まで回転制御され、ズーミング用レンズ５によるワイド方向又はテレ方向のズーミングが自動的に行われることになる。
そして、ズーミング用レンズ位置検出部４６によってズーミング用レンズ５の位置検出が行われて、その検出出力信号ＤＺが動作制御部４２に供給され、動作制御部４２がこの検出出力信号ＤＺを外部送出信号ＣＯＴとしてレンズ制御信号生成部４１へフィードバックすることになる。
【００２５】
一方、このワイド方向又はテレ方向のズーミングに同期して、レンズ制御信号生成部４１から動作制御部４２へ外部制御信号ＣＣＯとしてのフォーカス制御信号ＣＦが供給され、動作制御部４２は第２制御信号であるフォーカス制御信号ＣＦをモータ作動信号形成部４７に供給し、モータ作動信号形成部４７からパルスモータ等のフォーカスシング用モータ４８に供給されたモータ作動信号ＳＭＦに応じて、そのフォーカスシング用モータ４８が所定角度まで回転制御され、フォーカシング用レンズ６によるオートフォーカスが行われることになる。
そして、フォーカシング用レンズ位置検出部４９によってフォーカシング用レンズ６の位置検出が行われて、その検出出力信号ＤＦが動作制御部４２に供給され、動作制御部４２がこの検出出力信号ＤＦを外部送出信号ＣＯＴとしてレンズ制御信号生成部４１へフィードバックすることになる。
【００２６】
ここで、ズームリング１１のワイド方向Ａとテレ方向Ｂへの手動による回転調整（ズーミング動作）中における動作端であるワイド端（広角端）Ｗとテレ端（望遠端）Ｔでのワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２によるズームリング１１の回転規制及び規制解除の動作を図７のフローチャート図を参照しながら、図６の光学系制御装置４０によって説明する。
ズームリング１１のワイド方向Ａ又はテレ方向Ｂの何れかの方向へ手動により回転調整中に、ズーミング用レンズ５及び／又はフォーカシング用レンズ６によるメカニカルな停止位置にてズームリング１１の回転が停止されると、レンズ制御信号生成部４１は、動作制御部４２を通して供給されているズーミング用レンズ位置検出部４６及びフォーカシング用レンズ位置検出部４９からの検出出力信号ＤＺ及びＣＦを演算（Ｓ００１）して、この時のズームリング１１の停止位置がワイド端Ｗであるか否かを判別（Ｓ００２）する。
【００２７】
そして、この時のズームリング１１の停止位置がワイド端Ｗであると判別されれば、レンズ制御信号生成部４１から動作制御部４２を通してワイド端作動形成部５０ヘワイド端規制指令信号が供給される。
すると、ワイド端作動信号形成部５０によってワイド方向回転規制手段２１のアクチュエータ３４のプランジャーソレノイド３１が励磁されて、図４の（Ｂ）に実線で示したように、ラチェット機構２９のラチェット爪アーム２７がズームリング１１のラチェット爪２３の１つの爪２３ａに係合されて、ズームリング１１のワイド方向Ａの回転規制が実行（Ｓ００３）される。
【００２８】
そして、この時のズームリング１１の停止位置がワイド端Ｗではないと判別された時には、レンズ制御信号生成部４１から動作制御部４２を通してワイド端作動信号形成部５０へワイド端規制解除信号が供給され、そのワイド端作動信号形成部５０によってワイド方向回転規制手段２１のアクチュエータ３４のプランジャーソレノイド３１への励磁が切断されて、図４の（Ａ）に示すように、ラチェット機構２９のラチェット爪アーム２７をズームリング１１のラチェット爪２３から離脱して、ズームリング１１のワイド方向Ａの回転規制の解除を実行（Ｓ００４）する。
【００２９】
次に、レンズ制御信号生成部４１は、この時のズームリング１１の停止位置がテレ端Ｔであるか否かを判別する。
そして、この時のズームリング１１の停止位置がテレ端Ｔであると判別（Ｓ００５）されれば、レンズ制御信号生成部４１から動作制御部４２を通してテレ端動作信号形成部５１へテレ端規制指令信号が供給される。
すると、テレ端作動信号形成部５１によってテレ方向回転規制手段２２のアクチュエータ３５のプランジャーソレノイド３１が励磁されて、図５の（Ｂ）に実線で示したように、ラチェット機構３０のラチェット爪アーム２８がズームリング１１のラチェット爪２４の１つの爪２４ａに係合されて、ズームリング１１のテレ方向Ｂの回転規制が実行（Ｓ００６）される。
【００３０】
そして、この時のズームリング１１の停止位置がテレ端Ｔではないと判別された時には、レンズ制御信号生成部４１から動作制御部４２を通してテレ端作動信号形成部５１へテレ端規制解除信号が供給され、そのテレ端作動信号形成部５１によってテレ方向回転規制手段２２のアクチュエータ３５のプランジャーソレノイド３１への励磁が切断されて、図５の（Ａ）に示すように、ラチェット機構３０のラチェット爪アーム２８をズームリング１１のラチェット２４から離脱して、ズームリング１１のテレ方向Ｂの回転規制の解除を実行（Ｓ００７）する。
以上により、一連のフローが終了し、このフローを周期的に行うことにより、ズームリング１１のワイド端Ｗとテレ端Ｔでの回転規制及び規制解除を交互に行うことができる。
【００３１】
ところで、オートフォーカス機能が搭載されたリアフォーカスタイプのズームレンズ１によれば、フォーカシングによるズーム位置の補正が必要になったり、レンズ鏡筒３全体の熱膨張／収縮等によってズーミング用レンズ５の位置を微調整する必要が生じる場合、撮影者には意識させずに補正を行う事ができればよりレンズの操作性は簡単になる。
【００３２】
本発明のズームレンズ１によれば、前述したように、単に、ズーム操作部材であるズームリング１１のワイド端Ｗやテレ端Ｔでの回転をワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２によって規制しているだけであり、ワイド端Ｗやテレ端Ｔにてズーミング用レンズ５やフォーカシング用レンズ６は何等固定していないので、このズームリング１１のワイド端Ｗやテレ端Ｔでの回転規制は、画角補正の動作には何等の影響も与えるものではない。
また、ワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２は、ワイド端Ｗやテレ端Ｔにてズームリング１１の回転を完全固定するものではなく、これらワイド方向及びテレ方向回転規制手段は、図５の（Ｂ）や図６の（Ｂ）に１点鎖線で示したように、ワイド方向Ａの回転が規制されたズームリング１１をワイド端Ｗからテレ方向Ｂへ自由に回転調整することや、テレ方向Ｂの回転が規制されたズームリング１１をワイド方向Ａへ自由に回転調整することができ、画角補正をスムーズに行うことができる。
【００３３】
なお、図６に示した光学系制御装置４０によれば、ズームリング１１のワイド端Ｗやテレ端Ｔでの回転規制後に、撮影者が、ズームリング１１をワイド端Ｗからテレ方向Ｂやテレ端Ｔからワイド方向Ａへ回転操作したことにより、元のワイド端Ｗやテレ端Ｔがワイド方向Ａの動作端やテレ方向Ｂの動作端でなくなった場合には、回転検出部４３から検出出力信号ＤＲＺが動作制御部４２を通してレンズ制御信号生成部４１へ供給されて、動作端の識別信号が解除される。
そして、これと共に、レンズ制御信号生成部４１から動作制御部４２を通して、ワイド端作動形成部５０又はテレ端作動信号形成部５１に回転規制の解除信号が供給されて、ワイド方向回転規制手段２１又はテレ方向回転規制手段２２のアクチュエータ３４又はプランジャーソレノイド３１の励磁が解除される。これにより、図５の（Ａ）や図６の（Ａ）に示すように、ラチェット機構２９又は３０のラチェット爪アーム２７又は２８がズームリング１１のラチェット爪２３又は２４から解除される。
【００３４】
以上のことから、本発明のズームレンズ１によれば、従来のビデオカメラで用いられてきたフロントフォーカスタイプのズームレンズと同等の操作性を実現することができる。また、ズームリング１１のワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２はズーミング用レンズ５や、フォーカシングを行うフォーカスシング用レンズ１２等から独立しているので、リアフォーカスタイプのズームレンズ１特有の電子カムを使ったズーミング用レンズ５等にも影響が出ない上に、ズーミング用レンズ５等を駆動するモータへの負荷も軽くなり、小型化、省電力化、低騒音化等を実現することができる。
【００３５】
また、図６に示した光学系制御装置４０によれば、撮影者による操作部であるズームロックスイッチ５２を備えている。このズームロックスイッチ５２は、撮影者が意図的に、ズーム位置を固定させた場合に使用するものである。
つまり、例えば、粘度人形等を用いたコマ撮りやアニメーション撮影、その他、撮影者が意図的に画角（ズーム位置）を固定したまま、画面内の粘度人形等の撮影対象のフォーカシングのみを行う場合には、ズーム位置を設定した後に、撮影者がズームロックスイッチ５２をＯＮする。
【００３６】
すると、ズームロック信号が動作制御部４２を通してレンズ制御信号生成部４１へ供給され、レンズ制御信号生成部４１から動作制御部４２を通してワイド端及びテレ端作動信号形成部５０、５１へズームロック指令信号が供給される。そして、ワイド端及びテレ端作動信号形成部５０、５１によってワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２のアクチュエータ３４、３５のプランジャーソレノイド３１が共に励磁され、図５の（Ｂ）及びこ図６の（Ｂ）に示すように、ラチェット機構２９、３０の両ラチェット爪アーム２７、２８がズームリング１１の両ラチェット爪２３、２４に共に係合されて、ズームリング１１が設定されたズーム位置で完全固定され、ズームレンズ１の画角を完全に固定することができる。
従って、このズームロック後には、ズームリング１１に不用意に触れても、画角が変化することがない。一方、この場合でも、フォーカスリング１２によるフォーカシングや画角補正、レンズ鏡筒３全体の熱膨張／収縮でのズーム位置の移動はズームリング１１と独立しているズーミング用レンズ５やフォーカシング用レンズ６で行えるので、レンズ側の内部処理として行うことが可能である。
【００３７】
（２）・・・ 第２の実施の形態の説明
次に、図９〜図１１によって、本発明のズームレンズ１の第２の実施の形態について説明すると、この場合は、前述したワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２を前述したズームリング１１に連動して回転される回転リング１１０に付設したものである。
即ち、回転リング１１０の軸方向の両側における外周全域に円環状に形成された一対のラチェット爪２３、２４と、前述したレンズ鏡筒３に一対の支点ピン２５、２６によって揺動自在に枢支されてズームリング１１０の外周位置に配置され、ラチェット爪２３、２４に外側から矢印ａ、ｂ方向に係合、離脱される一対のラチェット爪アーム２７、２８とからなる一対のラチェット機構２９、３０と、レンズ鏡筒３に取り付けられて、一対のラチェット爪アーム２７、２８を矢印ｃ、ｄ方向から揺動駆動するプランジャーソレノイド３１、プランジャー３２及び戻しばね３３とからなる一対のアクチュエータ３４、３５とによって構成されている。
【００３８】
そして、これらワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２の一対のラチェット爪２３、２４及びラチェット爪アーム２７、２８は互いに逆方向に傾斜されている。
これにより、ワイド方向回転規制手段２１はズームリング１１に連動して回転される回転リング１１のワイド方向Ａの回転を規制しながら、ズームリング１１に連動して回転される回転リング１１０のテレ方向Ｂへの回転は許容する一方向回転規制手段に構成されていて、テレ方向回転規制手段２２はズームリング１１に連動して回転される回転リング１１０のテレ方向Ｂの回転を規制しながら、ズームリング１１に連動して回転される回転リング１１０のワイド方向Ａへの回転は許容する一方向回転規制手段に構成されている。
【００３９】
そして、前述した第１の実施の形態と同様に、一対のアクチュエータ３４、３５のプランジャーソレノイド３１が非励磁状態の時には、図１０に実線で示すように、一対のラチェット爪アーム２７、２８が一対のラチェット爪２３、２４から矢印ｂ方向へ離脱されていて、一対のラチェット３４のプランジャーソレノイド３１がそれぞれ励磁されると、図１０に１点鎖線で示すように、一対のプランジャー３２が戻しばね３３に抗して矢印ｃ方向へ吸引されて、一対のラチェット爪アーム２７、２８が一対のラチェット爪２３、２４に矢印ａ方向から係合されるように構成されている。
従って、この第２の実施の形態は、前述した第１の実施の形態と同様に、ズームリング１１のワイド方向Ａへの回転操作時におけるワイド端Ｗでの回転規制やズームリング１１のテレ方向Ｂへの回転操作時におけるテレ端Ｔでの回転規制及びズームロック等を実行することができる。
【００４０】
（３）・・・ 第３の実施の形態の説明
次に、図１２〜図１７によって、本発明のズームレンズ１の第３の実施の形態について説明すると、この場合は、ズームリング１１のワイド方向回転規制手段２１及びテレ方向回転規制手段２２を、ズームリング１１の円周上の無断階の位置で回転規制することができる無断階回転規制手段２１０とテレ方向無断階回転規制手段２２０に構成したものである。
【００４１】
これらワイド方向及びテレ方向無断階回転規制手段２１０、２２０は、例えば、ズームリング１１の軸方向の両端部の内周面に形成された平滑面である一対のローラ圧着面６１、６２と、第１、第２の２つの一方向回転クラッチである後述する一方向回転クラッチ６３ｄ、６４ｄによって互いに反対方向である一方向へのみ回転可能な一対の一方向回転圧着ローラ６３、６４と、レンズ鏡筒３に一対の支点ピン６５、６６によって揺動自在に枢支されてズームリング１１の両側に配置され、先端に取り付けられた一対の一方向回転圧着ローラ６３、６４をズームリング１１の一対のローラ圧着面６１、６２に矢印ａ、ｂ方向から圧着、離間する一対の圧着アーム６７、６８と、レンズ鏡筒３に取り付けられて、一対の圧着アーム６７、６８を矢印ｃ、ｄ方向から揺動駆動するプランジャーソレノイド６９、プランジャー７０及び戻しばね７１からなる一対のアクチュエータ７２、７３とによって構成されている。
【００４２】
なお、一対の一方向回転圧着ローラ６３、６４は、それぞれ一対の圧着アーム６７、６８の先端に角軸等の一対の固定軸６３ａ、６４ａを介して固定された一対の固定輪６３ｂ、６４ｂと、これら一対の固定輪６３ｂ、６４ｂの外周に回転自在に取り付けられた第１、第２回転輪である一対の一方向回転輪６３ｃ、６４ｃと、これら一対の固定輪６３ｂ、６４ｂと一方向回転輪６３ｃ、６４ｃとの間にそれぞれに組み込まれた１個又は複数個の一方向回転クラッチ６３ｄ、６４ｄとによって構成されている。そして、これらの一方向回転クラッチ６３ｄ、６４ｄは、例えば、一対の固定輪６３ｂ、６４ｂと一対の一方向回転輪６３ｃ、６４ｃとの内外周間に円弧状で、互いに逆向きに形成されたクサビ形状溝６３ｅ、６４ｅと、これら一対のクサビ形状溝６３ｅ、６４ｅ内で一方向回転輪６３ｃ、６４ｃの円周方向である矢印ｅ、ｆ方向及び／又は矢印ｇ、ｈ方向に移動可能に構成されたボール（又はローラ）６３ｆ、６４ｆによって構成されている。
この際、ズームリング１１の一対のローラ圧着面６１、６２及び／又は一対の一方向回転輪６３ｃ、６４ｃの外周面をゴム等の高摩擦部材で構成するのが好ましい。
【００４３】
このワイド方向無断階回転規制手段２１０及びテレ方向無断階回転規制手段２２０によれば、図１５の（Ａ）及び図１６の（Ａ）に示すように、一対のアクチュエータ７２、７３の各プランジャーソレノイド６９がそれぞれ非励磁状態（ＯＦＦ）にある時には、一対の一方向回転圧着ローラ６３、６４が各戻しばね７１によってそれぞれ一対の圧着アーム６７、６８を介してズームリング１１の一対のローラ圧着面６１、６２から矢印ｂ方向へ離間されている。従って、ズームリング１１をワイド方向Ａ及びテレ方向Ｂへ自由に回転することができる。
【００４４】
一方、図１５の（Ｂ）及び図１６の（Ｂ）に示すように、前述したズームリング１１のワイド方向Ａ又はテレ方向Ｂへの回転調整中のワイド端Ｗやテレ端Ｔにて各アクチュエータ７２、７３のプランジャーソレノイド６９が励磁（ＯＮ）されて、プランジャー７０が戻しばね７１に抗して矢印ｃ方向へ吸引され、各圧着アーム６７、６８が戻しばね７１のばね力によって支点ピン６５、６６を中心に矢印ａ方向へ回転されると、各一方向回転圧着ローラ６３、６４が外周の一方向回転輪６３ｃ、６４ｃによって戻しばね７１のばね力によってズームリング１１の各ローラ圧着面６１、６２に矢印ａ方向から圧着される。すると、その圧着点（この圧着点はズームリング１１の円周方向の無断階の位置である）にてズームリング１１が瞬時に回停止される。
【００４５】
つまり、図１７の（Ａ）及び（Ｂ）に実線で示すように、各一方向回転圧着ローラ６３、６４の一方向回転輪６３ｃ、６４ｃが各ローラ圧着面６１、６２に矢印ａ方向から圧着されて、これら一対の一方向回転輪６３ｃ、６４ｃがズームリング１の回転方向と同方向である矢印ｅ方向又は矢印ｇ方向へ従動回転される瞬間に、各一方向クラッチ６３ｄ、６４ｄの各ボール６３ｆ、６４ｆが各クサビ形状溝６３ｅ、６４ｅの内部空間の狭い側へ矢印ｅ、ｈ方向に食い込んで、各一方向回転クラッチ６３ｄ、６４ｄがＯＮとなる。その瞬間に、各一方向回転輪６３ｃ、６４ｃの回転が停止して、ズームリング１１のワイド方向Ａ又はテレ方向Ｂの回転が瞬時に停止する。
【００４６】
一方、図１７の（Ａ）及び（Ｂ）に１点鎖線で示すように、このズームリング１１のワイド方向Ａ又はテレ方向Ｂのワイド端Ｗやテレ端Ｔでの回転規制後に、ズームリング１１がそのワイド方向Ａやテレ方向Ｂの反対方向へ回転調整された時には、各一方向回転クラッチ６３ｄ、６４ｄの各ボール６３ｆ、６４ｆが各クサビ形状溝６３ｅ、６４ｅの内部空間の広い側へ矢印ｆ、ｈ方向にそれぞれ逃げて、各一方向回転クラッチ６３ｄ、６４ｄがＯＦＦとなる。従って、この時には、一方向回転クラッチ６３ｄ、６４ｄによるズームリング１１の回転規制は何等行われず、ズームリング１１をワイド方向Ａやテレ方向Ｂの反対方向へ自由に回転調整することができる。
【００４７】
このように、ワイド方向及びテレ方向回転規制手段として、ワイド方向及びテレ方向無断階回転規制手段２１０、２２０を採用することにより、ズームリング１１のワイド端Ｗ及びテレ端Ｔの回転規制（位置決め）を非常に細かく（回転規制を３６０°内で無断階に行えること）行うことができ、高精度にワイド端Ｗ及びテレ端Ｔを設定することができる。
なお、このワイド方向及びテレ方向無断階規制手段２１０、２２０は、ズームリング１１の軸方向の両側面に形成した一対のローラ圧着面６３、６４に一対の一方向回転圧着ローラ６３、６４をその両側面に左右両側方から圧着、離間させるように構成することも可能である。また、前述した第２の実施の形態と同じように、ズームリング１１に連動されて回転される回転リング１１０にこのワイド方向及びテレ方向無断階回転規制手段２１０、２２０を上記のように付設することも可能である。
【００４８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の有効な変更が可能である。
例えば、上記した実施の形態では、ワイド方向及びテレ方向回転規制手段としてラチェット機構を用い、これらのアクチュエータとしてプランジャーソレノイドを採用したが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、上記した実施の形態では、ワイド方向及びテレ方向無断階回転規制手段として一方向回転クラッチを内蔵した一方向回転圧着ローラを、プランジャーソレノイドを用いたアクチュエータによってローラ圧着面に圧着、離間させる方式を採用したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４９】
【発明の効果】
本発明のリアフォーカスタイプのズームレンズとビデオカメラは、ズームリングがレンズ鏡筒に対して第１の回転方向とその反対方向である第２の回転方向との２方向に回転される際、そのズームリングの２方向における任意の回転位置にて、２つの回転規制手段によってズームリングの第１及び第２の回転方向への回転をそれぞれ独立して規制及び規制解除することができるようにして、リアフォーカスタイプのズームレンズでありながら、フロントフォーカスタイプのズームレンズと同様にズーム動作端を認識することができるようにしたので、従来不可能であったリアフォーカスタイプのズームレンズにおいて、クラッチ機構を用いずに、業務用ビデオカメラで多く用いられてきたフロントフォーカスタイプのズームレンズと同様に、ズーミング中のワイド端やテレ端等の動作端を明確に確認することができ、操作性を著しく向上することができる。
【００５０】
本発明のリアフォーカスタイプのズームレンズとピテオカメラは、フロントフォーカスタイプのズームレンズと同様にズーム動作端を認識することができるようにしたので、クラッチ機構のように、撮影者に対してズーム機能のサーボと手動の切り替えを強要することなく、各種のオート機能や補正機能（オートフォーカス、オートフランジバック調整等）を成立させることができる。
【００５１】
本発明のリアフォーカスタイプのズームレンズとビデオカメラは、２つの回転規制手段によってズームリングの第１及び第２の回転方向の任意の回転位置にて、ズームリングの第１及び第２の回転方向の回転をそれぞれ独立して規制及び規制解除することができるようにしたので、コマ撮りやアニメーション撮影、その他、撮影者が意図的にズーム位置（画角）を固定したい場合に、任意の位置でズーム位置（画角）を自由に固定することができ、コマ撮りやアニメーション撮影、その他の撮影を撮影者の希望通りに実行することができる。
【００５２】
本発明のリアフォーカスタイプのズームレンズとビデオカメラは、２つの回転規制手段が、ズーミングを行うズーミング用レンズやフォーカシングを行うフォーカシング用レンズから独立されたズームリングの回転位置を規制するので、フォーカシングによる画角補正やレンズ鏡筒全体の熱膨張／収縮によるズーム位置の移動には悪影響を及ぼさない。
【００５３】
本発明のリアフォーカスタイプのズームレンズとビデオカメラは、２つの回転規制手段が、ズーミングを行うズーミング用レンズやフォーカシングを行うフォーカシング用レンズから独立されたズームリングの回転位置を規制するので、ズーミング用レンズやフォーカシング用レンズ等をそれぞれ移動する各モータへの負荷が小さくなり、ズームレンズ全体の小型化、省電力化、低騒音化等を実現できる。
【００５４】
本発明のリアフォーカスタイプのズームレンズとビデオカメラは、２つの回転規制手段が、ズームリングの回転位置を無断階に規制することができるので、コマ撮りやアニメーション撮影、その他、撮影者が意図的にズーム位置（画角）を固定したい場合に、任意のズーム位置（画角）を微細に設定することができ、操作性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用したリアフォーカスタイプのズームレンズとビデオカメラの第１の実施の形態におけるズームリングのワイド方向及びテレ方向回転規制手段を示した斜視図である。
【図２】 図１の側面図である。
【図３】 図２の下面図である。
【図４】 同上のワイド方向回転規制手段の動作を説明する側面図である。
【図５】 同上のテレ方向回転規制手段の動作を説明する側面図である。
【図６】 同上のズームレンズの制御系と、ワイド方向及びテレ方向回転規制手段の制御系が組み込まれた光学系制御装置のブロック図である。
【図７】 図６の光学系制御装置におけるワイド方向及びテレ方向回転規制手段によるズームリングのワイド端及びテレ端検出と位置規制の動作を説明するフローチャート図である。
【図８】 同上のズームレンズが取り付けられたビデオカメラの先端部分を示した斜視図である。
【図９】 本発明を適用したリアフォーカスタイプのズームレンズの第２の実施の形態における回転リングのワイド方向及びテレ方向回転規制手段を示した斜視図である。
【図１０】 図９の側面図である。
【図１１】 図１０の下面図である。
【図１２】 本発明を適用したリアフォーカスタイプのズームレンズの第３の実施の形態におけるズームリングのワイド方向及びテレ方向無断階回転規制手段を示した斜視図である。
【図１３】 図１２の側面図である。
【図１４】 図１３の下面図である。
【図１５】 同上のワイド方向無断階回転規制手段の動作を説明する側面図である。
【図１６】 同上のテレ方向無断階回転規制手段の動作を説明する側面図である。
【図１７】 同上のワイド方向及びテレ方向無断階回転規制手段における一方向回転圧着ローラの一方向クラッチを説明する側面図である。
【符号の説明】
１はズームレンズ、２はビデオカメラ、３はレンズ鏡筒、５はズーミング用レンズ、６はフォーカシング用レンズ、１１はズームリング、１１０はズームリングに連動して回転される回転リング、２１は第１方向回転規制手段であるワイド方向回転規制手段、２２は第２方向回転規制手段であるテレ方向回転規制手段、２１０は第１方向回転規制手段であるワイド方向無断階回転規制手段、２２０は第２方向回転規制手段であるテレ方向無断階回転規制手段、２９、３０はラチェット機構、３４、３５はアクチュエータ、４０は光学系制御装置、４１は動作制御部、４１はレンズ制御信号生成部、６１、６２はローラ圧着面、６３、６４は一方向回転圧着ローラ、６３ｄ、６４ｄは一方向回転クラッチ、７２、７３はアクチュエータである。
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ鏡筒の先端側に配置された組合せレンズからなるズーミング用レンズによってズーミングを行い、それより後方側に配置された組合せレンズからなるフォーカシング用レンズによってフォーカシングを行うリアフォーカスタイプのズームレンズと、そのリアフォーカスタイプのズームレンズを備えたビデオカメラの技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、ビデオカメラ等に使用されているズームレンズには、レンズ鏡筒の先端側に配置された組合せレンズからなるフォーカシング用レンズによってフォーカシングを行い、それより後方側に配置された組合せレンズからなるズーミング用レンズによってズーミングを行うフロントフォーカスタイプのズームレンズと、レンズ鏡筒の先端側に配置された組合せレンズからなるズーミング用レンズによってズーミングを行い、それより後方側に配置された組合せレンズからなるフォーカシング用レンズによってフォーカシングを行うリアフォーカスタイプのズームレンズとの２通りがある。
【０００３】
業務用ビデオカメラで最も多く使用されているフロントフォーカスタイプのズームレンズは、ズーミングを行うための回転操作部分であるズームリングの回転範囲が絶対位置（ある一定の角度範囲内に設定されていること）であり、ズーミングのワイド端（広角端）とテレ端（望遠端）の動作端が明確（ストッパーにより位置規制されること）であり、画角調整等の操作に優れている。
【０００４】
ここで、近年では、業務用ビデオカメラでも、ダウンサイジングの進展と合わせて、イージオペレーションへの要求やオートフォーカスへの要求等が望まれている。
しかし、従来の業務用ビデオカメラのフロントフォーカスタイプのズームレンズでは、レンズ鏡筒の先端側に配置されている大口径で、重量が重いフォーカシング用レンズによってフォーカシングを行う関係で、このフォーカシング用レンズを電動で制御するオートフォーカス機能を搭載するためには、アクチュエータの大型化や消費電力の増大等の問題が発生し、必ずしも適切ではない。
【０００５】
そこで、これらを安価に実現するためには、レンズ鏡筒の後端側に配置されていることにより、小口径で、質量が軽い後端側のフォーカシング用レンズによってフォーカシングを行うリアフォーカスタイプのズームレンズが好ましい。
しかし、このリアフォーカスタイプのズームレンズは、オートフォーカス方式を採用する場合、電子カムを用いてズーミング用レンズやフォーカシング用レンズを光軸方向に移動制御して、これらのレンズの相対位置関係によってズーミングやフォーカシングを自動的に行う関係で、回転操作部分であるズームリングとフォーカスリングの各回転範囲は絶対位置ではなく、相互の位置によって補正されてしまう相対位置となってしまう。
【０００６】
つまり、ズームリングやフォーカスリングは共に絶対的な角度座標を有しておらず、これらはそれぞれ現状位置に対して何れの方向へ何度回転させたかと言う相対座標によってズーミングやフォーカシングが行われるものである。従って、これらズームリング及びフォーカスリングはエンドレスで回転してしまうものとなっていて、これらズームリングやフォーカスリングには回転位置を表示する目盛りは付されておらず、これらズームリングやフォーカスリングの動作端は判別することができないものとなっている。
そして、この欠点を有するリアフォーカスタイプのズームレンズで同範囲でのズーミングの繰り返し等の複雑な映像表現を必要とする業務用ビデオカメラでは、ズーミングの位置がフォーカシングを行う毎に変化してしまう相対位置では、致命的な欠点となり、従来は業務用ビデオカメラにはリアフォーカスタイプのズームレンズが受け入れられない大きな理由（欠点）にもなっていた。
【０００７】
そこで、これを解決するために、リアフォーカスタイプのズームレンズに、マニアルとオートとを切り換える機械的なクラッチ機構を設けて、動作端が判るようにしたもの（例えば、特許文献１）があり、このクラッチ機構については数多くの特許出願がなされている。なお、ズームリングが機械式のズームレンズにおいて、ズームリングがフォーカスやズームの何れかの光学端に達した時に、ストッパー部材をモータで回転駆動して、ズームリングの歯車の１つの歯に係合させて、操作リングを回転停止させることにより、ズームリングがフォーカスやズームのいずれかの光学端に達したことを操作者に感触的に確認させるようにしたもの（例えば、特許文献２）等もある。
【特許文献１】
特開２００３−５０１５号公報
【特許文献２】
特開平８−３１３７９３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の機械的なクラッチ機構に関しては、ズーム機能を一度マニアル側に操作してしまうと、オートフォーカス機能やレンズ鏡筒全体の熱膨張／収縮によって、ズームによる画角補正やフランジバック調整が必要になった場合に、電気的に補正することができなくなる不都合がある。また、リアフォーカスタイプのズームレンズでは、ズームリングの回転制御を電気的に行うので、ズームリングが機械式のフロントフォーカスタイプのズームレンズより動作が軽くなるため、フォーカシングを行おうとして、ズームリングに触ってしまったり、車載時の微細な振動等でズームリングが動いてしまうと言う問題もある。更に、コマ撮りやアニメーション撮影等のように、意図的に画角を固定したまま、フォーカシングを行う場合に、誤ってズームリングに触れてしまい、画角が無意識に変化しては映像として使い物にならなくなると言う問題があり、従来のズームレンズでは、位置を記憶させることはできても、これを保護する機構は存在していなかった。
【０００９】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、リアフォーカスタイプのズームレンズにおいて、機械的なクラッチ機構を用いることなく、業務用ビデオカメラで多く用いられてきたフロントフォーカスタイプのズームレンズと同等の操作性を確保することができるリアフォーカスタイプのズームレンズとビデオカメラを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明のリアフォーカスタイプのズームレンズは、ズーミング用レンズと、該ズーミング用レンズの位置を検出して検出結果を出力する第１検出手段と、ズームリングと、該ズームリングのレンズ鏡筒に対する回転位置を検出して検出結果を出力する第２検出手段と、操作部と、前記第１検出手段の出力と前記第２検出手段の出力と前記操作部により入力された情報に応じて第１制御信号、第２制御信号を発生する制御手段と、前記ズームリングの前記レンズ鏡筒に対する第１の回転方向に対して任意の位置で前記第１制御信号に応じて規制又は規制解除する第１の回転規制手段と、前記ズームリングの前記レンズ鏡筒に対する第１の回転方向とは異なる第２の回転方向に対して任意の位置で前記第２制御信号に応じて規制又は規制解除する第２の回転規制手段とを備え、
前記操作部により所定の情報が入力された時、前記第１の回転規制手段及び前記第２の回転規制手段が、共に前記ズームリングの回転を規制するものである。
また、本発明のリアフォーカスタイプのズームレンズを備えたビデオカメラは、ズーミング用レンズと、該ズーミング用レンズの位置を検出して検出結果を出力する第１検出手段と、ズームリングと、該ズームリングのレンズ鏡筒に対する回転位置を検出して検出結果を出力する第２検出手段と、操作部と、前記第１検出手段の出力と前記第２検出手段の出力と前記操作部により入力された情報に応じて第１制御信号、第２制御信号を発生する制御手段と、前記ズームリングの前記レンズ鏡筒に対する第１の回転方向に対して任意の位置で前記第１制御信号に応じて規制又は規制解除する第１の回転規制手段と、前記ズームリングの前記レンズ鏡筒に対する第１の回転方向とは異なる第２の回転方向に対して任意の位置で前記第２制御信号に応じて規制又は規制解除する第２の回転規制手段とを備え、前記操作部により所定の情報が入力された時、前記第１の回転規制手段及び前記第２の回転規制手段が、共に前記ズームリングの回転を規制するリアフォーカスタイプのズームレンズとを備えたものである。
【００１１】
上記のように構成された本発明のリアフォーカスタイプのズームレンズとビデオカメラは、ズームリングがレンズ鏡筒に対して第１の回転方向とその反対方向である第２の回転方向との２方向に回転される際、そのズームリングの２方向における任意の回転位置にて、２つの回転規制手段によってズームリングの第１及び第２の回転方向への回転をそれぞれ独立して規制及び規制を解除することができるようにしたので、リアフォーカスタイプのズームレンズでありながら、フロントフォーカスタイプのズームレンズと同様にズーム動作端を認識することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用したリアフォーカスタイプのズームレンズとビデオカメラの実施の形態を図を参照して次の順序で説明する。
（１）・・・ 第１の実施の形態の説明（図１〜図８）
（２）・・・ 第２の実施の形態の説明（図９〜図１１）
（３）・・・ 第３の実施の形態の説明（図１２〜図１７）
【００１３】
（１）・・・ 第１の実施の形態
初めに、図１〜図８によって、本発明のオートフォーカス機能が搭載されているリアフォーカスタイプのズームレンズとビデオカメラの第１の実施の形態を説明する。
図８は、リアフォーカスタイプのズームレンズ（以下、単に「ズームレンズ」と記載する）１と、そのズームレンズ１が脱着可能に搭載されたビデオカメラ２の先端部分２ａを示したものである。
そして、図６及び図８に示すように、このズームレンズ１は、レンズ鏡筒３内の光軸３ａ上の先端に大口径の先端レンズ４が固着されている。そして、レンズ鏡筒３内の先端レンズ４より後方側で、光軸３ａ上にはそれぞれ組合せレンズからなるズーミング用レンズ５及びフォーカシング用レンズ６が前後に間隔を隔てて配置され、これらズーミング用レンズ５とフォーカシング用レンズ６との間で、光軸３ａ上にはアイリス７が組み込まれている。なお、これらズーミング用レンズ５、フォーカシング用レンズ６及びアイリス７はレンズ鏡筒３内にあって光軸３ａに沿ってレンズ鏡筒３の前後方向に移動調整可能に構成されている。
【００１４】
そして、これらズーミング用レンズ５、フォーカシング用レンズ６、及びアイリス７を光軸３ａに沿って前後方向へ移動調整するためのズームリング１１、フォーカスリング１２及びアイリスリング１３がズーミング用レンズ５、フォーカシング用レンズ６及びアイリス７の各外周位置で、レンズ鏡筒３の外周に組み込まれて、光軸３ａの周りで回転自在に構成されている。これらズームリング１１、フォーカスリング１２及びアイリスリング１３の外周面１１ａ、１２ａ、１３ａには手動操作用の凹凸面やローレット等が形成されている。
【００１５】
そして、図１〜図５に示すように、このズームレンズ１には、ズームリング１１の第１の回転方向としてのワイド（広角）方向Ａと、その反対方向である第２の回転方向としてのテレ（望遠）方向Ｂとの２方向の回転方向における任意の回転位置にて、このズームリング１１の第１、第２の回転方向であるワイド方向Ａ及びテレ方向Ｂへの回転をそれぞれ規制及び規制解除する第１、第２の２つの回転規制手段であるワイド方向回転規制手段２１とテレ方向回転規制手段２２が組み込まれている。
なお、これらワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２は、ズームリング１１に直接付設されるか、或いは、ズームリング１１に連動して回転される回転リング１１０（図９〜図１１参照）に付設される。
【００１６】
そして、これらワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２は、例えば、ズームリング１１の軸方向の両端部における内周全域に円環状に形成された一対のラチェット爪２３、２４と、レンズ鏡筒３に一対の支点ピン２５、２６によって揺動自在に枢支されてズームリング１１の両側部に配置され、ラチェット爪２３、２４に内側から矢印ａ、ｂ方向に係合、離脱される一対のラチェット爪２７ａ、２８ａが先端に形成されている一対のチェット爪アーム２７、２８とからなる一対のラチェット機構２９、３０と、レンズ鏡筒３に取り付けられて、一対のラチェット爪アーム２７、２８を矢印ｃ、ｄ方向から揺動駆動するプランジャーソレノイド３１、プランジャー３２及び戻しばね３３とからなる一対のアクチュエータ３４、３５とによって構成されている。
【００１７】
そして、これらワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２の一対のラチェット機構２９、３０における一対のラチェット爪２３、２４及び一対のラチェット爪アーム２７、２８の先端のラチェット爪２７ａ、２８ａは互いに逆方向に傾斜されている。
これにより、ワイド方向回転規制手段２１はズームリング１１のワイド方向Ａの回転を規制しながら、ズームリング１１のテレ方向Ｂへの回転は許容にする一方向回転規制手段に構成されていて、テレ方向回転規制手段２２はズームリング１１のテレ方向Ｂの回転を規制しながら、ズームリング１１のワイド方向Ａへの回転は許容する一方向回転規制手段に構成されている。
【００１８】
ここで、図４及び図５によって、ワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２によるズームリング１１のワイド方向Ａとテレ方向Ｂの回転規制動作について説明する。
初めに、図４の（Ａ）及び図５の（Ａ）に示すように、ワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２の各アクチュエータ３４、３５のプランジャーソレノイド３１が非励磁状態（ＯＦＦ）である時には、それぞれプランジャー３２が戻しばね３３によって矢印ｄ方向に戻され、それぞれラチェット機構２９、３０のラチェット爪アーム２７、２８が支点ピン２５、２６を中心に矢印ｂ方向へ回転されて、先端のラチェット爪２７ａ、２８ａがズームリング１１のラチェット爪２３、２４から離脱されている。
従って、プランジャーソレノイド３１が非励磁状態にあるアクチュエータ３４、３５のＯＦＦ時には、ワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２によるズームリング１１の回転規制がＯＦＦ状態となっていて、撮影者はズームリング１１をワイド方向Ａ及びテレ方向Ｂへ手動で自由に回転調整によるズーミング操作を行うことができる。
【００１９】
次に、図４の（Ａ）に示すように、ズームリング１１のワイド方向Ａへの手動による回転調整中に、図６の光学系制御装置４０によって第１制御信号である後述するワイド端位置信号ＣＰＷによってワイド方向回転規制手段２１のアクチュエータ３４のプランジャーソレノイド３１が励磁（ＯＮ）されると、図４の（Ｂ）に実線で示すように、プランジャー３２が戻しばね３３に抗して矢印ｃ方向へ吸引される。すると、ラチェット機構２９のラチェット爪アーム２７が戻しばね３３のばね力によって支点ピン２５を中心に矢印ａ方向へ回転駆動されて、ラチェット爪アーム２７の先端のラチェット爪２７ａがラチェット爪２３の１つの爪２３ａに係合され、その瞬間に、ラチェット爪アーム２７によってズームリング１１のワイド方向Ａへの回転が規制（回転不能となる）される。
この際、ラチェット爪２３に係合されたラチェット爪アーム２７はズームリング１１のワイド方向Ａへの回転を規制するものの、テレ方向Ｂへの回転は許容している。
【００２０】
つまり、図４の（Ｂ）に実線で示すようなラチェット爪２３へのラチェット爪アーム２７の係合状態で、ズームリング１１をテレ方向Ｂへ手動で回転すると、これらラチェット爪２３とラチェット爪２７ａの相互の傾斜面によるカム作用によって、図４の（Ｂ）に１点鎖線で示すように、ラチェット爪アーム２７が支点ピン２５を中心に矢印ｂ方向へ戻しバネ３３に抗して回転して、ラチェット爪２７ａがラチェット爪２３から離脱される。従って、ラチェット機構２９のラチェット爪アーム２７をラチェット爪２３のテレ方向Ｂへ相対的に順次乗り越えさせながら、ズームリング１１をテレ方向Ｂへ手動で回転調整（ズーミング操作）することが可能になる。
【００２１】
また、図５の（Ａ）に示すように、ズームリング１１のテレ方向Ｂへの手動による回転調整中に、図６の光学系制御装置４０によって第２制御信号である後述するテレ端位置信号ＣＰＴによってテレ方向回転規制手段２２のアクチュエータ３５のプランジャーソレノイド３１が励磁（ＯＮ）されると、図５の（Ｂ）に実線で示すように、プランジャー３２が戻しばね３３に抗して矢印ｃ方向へ吸引される。すると、ラチェット機構３０のラチェット爪アーム２８が支点ピン２６を中心に矢印ａ方向へ回転駆動されて、ラチェット爪アーム２８の先端のラチェット爪２８ａがラチェット爪２４の１つの爪２４ａに係合され、その瞬間に、ラチェット爪アーム２８によってズームリング１１のテレ方向Ｂへの回転が規制（回転不能となる）される。
この際、ラチェット爪２４に係合されたラチェット爪アーム２８はズームリング１１のテレ方向Ｂへの回転を規制するものの、ワイド方向Ａへの回転は許容している。
【００２２】
つまり、図５の（Ｂ）に実線で示すようなラチェット爪２４へのラチェット爪アーム２８の係合状態で、ズームリング１１をワイド方向Ａへ手動で回転すると、これらラチェット爪２４とラチェット爪２８ａの相互の傾斜面によるカム作用によって、図５の（Ｂ）に１点鎖線で示すように、ラチェット爪アーム２８が支点ピン２６を中心に矢印ｂ方向へ戻しばね３３に抗して回転してラチェット爪２４から離脱される。従って、ラチェット機構３０のラチェット爪アーム２８をラチェット爪２４のワイド方向Ａへ相対的に順次乗り越えさせながら、ズームリング１１をワイド方向Ａへ手動で回転調整（ズーミング操作）することが可能になる。
【００２３】
次に、図６に示した光学系制御装置４０によって、ズームレンズ１の制御動作を説明する。
マイクロコンピュータによって構成されたレンズ制御信号生成部４１はズームレンズ１に内蔵或いはビデオカメラ２に内蔵されていて、このレンズ制御信号生成部４１からズームレンズ１のマイクロコンピュータによって動作制御部４２へズーミング調整用制御信号、フォーカス調整用制御信号、アイリス調整用制御信号等の外部制御信号ＣＣＤが供給されるように構成されている。
【００２４】
そこで、撮影者によってズームリング１１がワイド方向Ａ又はテレ方向Ｂへ手動で回転操作されると、ロータリーエンコーダ等からなる回転検出部４３から回転検出出力信号ＤＲＺが動作制御部４２に供給され、その回転検出信号ＤＲＺが動作制御部４２からレンズ制御信号生成部４１へ外部送出信号ＣＯＴとして供給される。
すると、レンズ制御信号生成部４１から動作制御部４２へ外部制御信号ＣＣＯとしてのズーミング調整用制御信号が供給され、動作制御部４２は第１制御信号であるズーミング制御信号ＣＺをモータ作動信号形成部４４に供給し、モータ作動信号形成部４５からパルスモータ等のズーミング用モータ４５に供給されたモータ作動信号ＳＮＺに応じて、そのズーミング用モータ４５がワイド方向又はテレ方向に所定角度まで回転制御され、ズーミング用レンズ５によるワイド方向又はテレ方向のズーミングが自動的に行われることになる。
そして、ズーミング用レンズ位置検出部４６によってズーミング用レンズ５の位置検出が行われて、その検出出力信号ＤＺが動作制御部４２に供給され、動作制御部４２がこの検出出力信号ＤＺを外部送出信号ＣＯＴとしてレンズ制御信号生成部４１へフィードバックすることになる。
【００２５】
一方、このワイド方向又はテレ方向のズーミングに同期して、レンズ制御信号生成部４１から動作制御部４２へ外部制御信号ＣＣＯとしてのフォーカス制御信号ＣＦが供給され、動作制御部４２は第２制御信号であるフォーカス制御信号ＣＦをモータ作動信号形成部４７に供給し、モータ作動信号形成部４７からパルスモータ等のフォーカスシング用モータ４８に供給されたモータ作動信号ＳＭＦに応じて、そのフォーカスシング用モータ４８が所定角度まで回転制御され、フォーカシング用レンズ６によるオートフォーカスが行われることになる。
そして、フォーカシング用レンズ位置検出部４９によってフォーカシング用レンズ６の位置検出が行われて、その検出出力信号ＤＦが動作制御部４２に供給され、動作制御部４２がこの検出出力信号ＤＦを外部送出信号ＣＯＴとしてレンズ制御信号生成部４１へフィードバックすることになる。
【００２６】
ここで、ズームリング１１のワイド方向Ａとテレ方向Ｂへの手動による回転調整（ズーミング動作）中における動作端であるワイド端（広角端）Ｗとテレ端（望遠端）Ｔでのワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２によるズームリング１１の回転規制及び規制解除の動作を図７のフローチャート図を参照しながら、図６の光学系制御装置４０によって説明する。
ズームリング１１のワイド方向Ａ又はテレ方向Ｂの何れかの方向へ手動により回転調整中に、ズーミング用レンズ５及び／又はフォーカシング用レンズ６によるメカニカルな停止位置にてズームリング１１の回転が停止されると、レンズ制御信号生成部４１は、動作制御部４２を通して供給されているズーミング用レンズ位置検出部４６及びフォーカシング用レンズ位置検出部４９からの検出出力信号ＤＺ及びＣＦを演算（Ｓ００１）して、この時のズームリング１１の停止位置がワイド端Ｗであるか否かを判別（Ｓ００２）する。
【００２７】
そして、この時のズームリング１１の停止位置がワイド端Ｗであると判別されれば、レンズ制御信号生成部４１から動作制御部４２を通してワイド端作動形成部５０ヘワイド端規制指令信号が供給される。
すると、ワイド端作動信号形成部５０によってワイド方向回転規制手段２１のアクチュエータ３４のプランジャーソレノイド３１が励磁されて、図４の（Ｂ）に実線で示したように、ラチェット機構２９のラチェット爪アーム２７がズームリング１１のラチェット爪２３の１つの爪２３ａに係合されて、ズームリング１１のワイド方向Ａの回転規制が実行（Ｓ００３）される。
【００２８】
そして、この時のズームリング１１の停止位置がワイド端Ｗではないと判別された時には、レンズ制御信号生成部４１から動作制御部４２を通してワイド端作動信号形成部５０へワイド端規制解除信号が供給され、そのワイド端作動信号形成部５０によってワイド方向回転規制手段２１のアクチュエータ３４のプランジャーソレノイド３１への励磁が切断されて、図４の（Ａ）に示すように、ラチェット機構２９のラチェット爪アーム２７をズームリング１１のラチェット爪２３から離脱して、ズームリング１１のワイド方向Ａの回転規制の解除を実行（Ｓ００４）する。
【００２９】
次に、レンズ制御信号生成部４１は、この時のズームリング１１の停止位置がテレ端Ｔであるか否かを判別する。
そして、この時のズームリング１１の停止位置がテレ端Ｔであると判別（Ｓ００５）されれば、レンズ制御信号生成部４１から動作制御部４２を通してテレ端動作信号形成部５１へテレ端規制指令信号が供給される。
すると、テレ端作動信号形成部５１によってテレ方向回転規制手段２２のアクチュエータ３５のプランジャーソレノイド３１が励磁されて、図５の（Ｂ）に実線で示したように、ラチェット機構３０のラチェット爪アーム２８がズームリング１１のラチェット爪２４の１つの爪２４ａに係合されて、ズームリング１１のテレ方向Ｂの回転規制が実行（Ｓ００６）される。
【００３０】
そして、この時のズームリング１１の停止位置がテレ端Ｔではないと判別された時には、レンズ制御信号生成部４１から動作制御部４２を通してテレ端作動信号形成部５１へテレ端規制解除信号が供給され、そのテレ端作動信号形成部５１によってテレ方向回転規制手段２２のアクチュエータ３５のプランジャーソレノイド３１への励磁が切断されて、図５の（Ａ）に示すように、ラチェット機構３０のラチェット爪アーム２８をズームリング１１のラチェット２４から離脱して、ズームリング１１のテレ方向Ｂの回転規制の解除を実行（Ｓ００７）する。
以上により、一連のフローが終了し、このフローを周期的に行うことにより、ズームリング１１のワイド端Ｗとテレ端Ｔでの回転規制及び規制解除を交互に行うことができる。
【００３１】
ところで、オートフォーカス機能が搭載されたリアフォーカスタイプのズームレンズ１によれば、フォーカシングによるズーム位置の補正が必要になったり、レンズ鏡筒３全体の熱膨張／収縮等によってズーミング用レンズ５の位置を微調整する必要が生じる場合、撮影者には意識させずに補正を行う事ができればよりレンズの操作性は簡単になる。
【００３２】
本発明のズームレンズ１によれば、前述したように、単に、ズーム操作部材であるズームリング１１のワイド端Ｗやテレ端Ｔでの回転をワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２によって規制しているだけであり、ワイド端Ｗやテレ端Ｔにてズーミング用レンズ５やフォーカシング用レンズ６は何等固定していないので、このズームリング１１のワイド端Ｗやテレ端Ｔでの回転規制は、画角補正の動作には何等の影響も与えるものではない。
また、ワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２は、ワイド端Ｗやテレ端Ｔにてズームリング１１の回転を完全固定するものではなく、これらワイド方向及びテレ方向回転規制手段は、図５の（Ｂ）や図６の（Ｂ）に１点鎖線で示したように、ワイド方向Ａの回転が規制されたズームリング１１をワイド端Ｗからテレ方向Ｂへ自由に回転調整することや、テレ方向Ｂの回転が規制されたズームリング１１をワイド方向Ａへ自由に回転調整することができ、画角補正をスムーズに行うことができる。
【００３３】
なお、図６に示した光学系制御装置４０によれば、ズームリング１１のワイド端Ｗやテレ端Ｔでの回転規制後に、撮影者が、ズームリング１１をワイド端Ｗからテレ方向Ｂやテレ端Ｔからワイド方向Ａへ回転操作したことにより、元のワイド端Ｗやテレ端Ｔがワイド方向Ａの動作端やテレ方向Ｂの動作端でなくなった場合には、回転検出部４３から検出出力信号ＤＲＺが動作制御部４２を通してレンズ制御信号生成部４１へ供給されて、動作端の識別信号が解除される。
そして、これと共に、レンズ制御信号生成部４１から動作制御部４２を通して、ワイド端作動形成部５０又はテレ端作動信号形成部５１に回転規制の解除信号が供給されて、ワイド方向回転規制手段２１又はテレ方向回転規制手段２２のアクチュエータ３４又はプランジャーソレノイド３１の励磁が解除される。これにより、図５の（Ａ）や図６の（Ａ）に示すように、ラチェット機構２９又は３０のラチェット爪アーム２７又は２８がズームリング１１のラチェット爪２３又は２４から解除される。
【００３４】
以上のことから、本発明のズームレンズ１によれば、従来のビデオカメラで用いられてきたフロントフォーカスタイプのズームレンズと同等の操作性を実現することができる。また、ズームリング１１のワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２はズーミング用レンズ５や、フォーカシングを行うフォーカスシング用レンズ１２等から独立しているので、リアフォーカスタイプのズームレンズ１特有の電子カムを使ったズーミング用レンズ５等にも影響が出ない上に、ズーミング用レンズ５等を駆動するモータへの負荷も軽くなり、小型化、省電力化、低騒音化等を実現することができる。
【００３５】
また、図６に示した光学系制御装置４０によれば、撮影者による操作部であるズームロックスイッチ５２を備えている。このズームロックスイッチ５２は、撮影者が意図的に、ズーム位置を固定させた場合に使用するものである。
つまり、例えば、粘度人形等を用いたコマ撮りやアニメーション撮影、その他、撮影者が意図的に画角（ズーム位置）を固定したまま、画面内の粘度人形等の撮影対象のフォーカシングのみを行う場合には、ズーム位置を設定した後に、撮影者がズームロックスイッチ５２をＯＮする。
【００３６】
すると、ズームロック信号が動作制御部４２を通してレンズ制御信号生成部４１へ供給され、レンズ制御信号生成部４１から動作制御部４２を通してワイド端及びテレ端作動信号形成部５０、５１へズームロック指令信号が供給される。そして、ワイド端及びテレ端作動信号形成部５０、５１によってワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２のアクチュエータ３４、３５のプランジャーソレノイド３１が共に励磁され、図５の（Ｂ）及びこ図６の（Ｂ）に示すように、ラチェット機構２９、３０の両ラチェット爪アーム２７、２８がズームリング１１の両ラチェット爪２３、２４に共に係合されて、ズームリング１１が設定されたズーム位置で完全固定され、ズームレンズ１の画角を完全に固定することができる。
従って、このズームロック後には、ズームリング１１に不用意に触れても、画角が変化することがない。一方、この場合でも、フォーカスリング１２によるフォーカシングや画角補正、レンズ鏡筒３全体の熱膨張／収縮でのズーム位置の移動はズームリング１１と独立しているズーミング用レンズ５やフォーカシング用レンズ６で行えるので、レンズ側の内部処理として行うことが可能である。
【００３７】
（２）・・・ 第２の実施の形態の説明
次に、図９〜図１１によって、本発明のズームレンズ１の第２の実施の形態について説明すると、この場合は、前述したワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２を前述したズームリング１１に連動して回転される回転リング１１０に付設したものである。
即ち、回転リング１１０の軸方向の両側における外周全域に円環状に形成された一対のラチェット爪２３、２４と、前述したレンズ鏡筒３に一対の支点ピン２５、２６によって揺動自在に枢支されてズームリング１１０の外周位置に配置され、ラチェット爪２３、２４に外側から矢印ａ、ｂ方向に係合、離脱される一対のラチェット爪アーム２７、２８とからなる一対のラチェット機構２９、３０と、レンズ鏡筒３に取り付けられて、一対のラチェット爪アーム２７、２８を矢印ｃ、ｄ方向から揺動駆動するプランジャーソレノイド３１、プランジャー３２及び戻しばね３３とからなる一対のアクチュエータ３４、３５とによって構成されている。
【００３８】
そして、これらワイド方向及びテレ方向回転規制手段２１、２２の一対のラチェット爪２３、２４及びラチェット爪アーム２７、２８は互いに逆方向に傾斜されている。
これにより、ワイド方向回転規制手段２１はズームリング１１に連動して回転される回転リング１１のワイド方向Ａの回転を規制しながら、ズームリング１１に連動して回転される回転リング１１０のテレ方向Ｂへの回転は許容する一方向回転規制手段に構成されていて、テレ方向回転規制手段２２はズームリング１１に連動して回転される回転リング１１０のテレ方向Ｂの回転を規制しながら、ズームリング１１に連動して回転される回転リング１１０のワイド方向Ａへの回転は許容する一方向回転規制手段に構成されている。
【００３９】
そして、前述した第１の実施の形態と同様に、一対のアクチュエータ３４、３５のプランジャーソレノイド３１が非励磁状態の時には、図１０に実線で示すように、一対のラチェット爪アーム２７、２８が一対のラチェット爪２３、２４から矢印ｂ方向へ離脱されていて、一対のラチェット３４のプランジャーソレノイド３１がそれぞれ励磁されると、図１０に１点鎖線で示すように、一対のプランジャー３２が戻しばね３３に抗して矢印ｃ方向へ吸引されて、一対のラチェット爪アーム２７、２８が一対のラチェット爪２３、２４に矢印ａ方向から係合されるように構成されている。
従って、この第２の実施の形態は、前述した第１の実施の形態と同様に、ズームリング１１のワイド方向Ａへの回転操作時におけるワイド端Ｗでの回転規制やズームリング１１のテレ方向Ｂへの回転操作時におけるテレ端Ｔでの回転規制及びズームロック等を実行することができる。
【００４０】
（３）・・・ 第３の実施の形態の説明
次に、図１２〜図１７によって、本発明のズームレンズ１の第３の実施の形態について説明すると、この場合は、ズームリング１１のワイド方向回転規制手段２１及びテレ方向回転規制手段２２を、ズームリング１１の円周上の無断階の位置で回転規制することができる無断階回転規制手段２１０とテレ方向無断階回転規制手段２２０に構成したものである。
【００４１】
これらワイド方向及びテレ方向無断階回転規制手段２１０、２２０は、例えば、ズームリング１１の軸方向の両端部の内周面に形成された平滑面である一対のローラ圧着面６１、６２と、第１、第２の２つの一方向回転クラッチである後述する一方向回転クラッチ６３ｄ、６４ｄによって互いに反対方向である一方向へのみ回転可能な一対の一方向回転圧着ローラ６３、６４と、レンズ鏡筒３に一対の支点ピン６５、６６によって揺動自在に枢支されてズームリング１１の両側に配置され、先端に取り付けられた一対の一方向回転圧着ローラ６３、６４をズームリング１１の一対のローラ圧着面６１、６２に矢印ａ、ｂ方向から圧着、離間する一対の圧着アーム６７、６８と、レンズ鏡筒３に取り付けられて、一対の圧着アーム６７、６８を矢印ｃ、ｄ方向から揺動駆動するプランジャーソレノイド６９、プランジャー７０及び戻しばね７１からなる一対のアクチュエータ７２、７３とによって構成されている。
【００４２】
なお、一対の一方向回転圧着ローラ６３、６４は、それぞれ一対の圧着アーム６７、６８の先端に角軸等の一対の固定軸６３ａ、６４ａを介して固定された一対の固定輪６３ｂ、６４ｂと、これら一対の固定輪６３ｂ、６４ｂの外周に回転自在に取り付けられた第１、第２回転輪である一対の一方向回転輪６３ｃ、６４ｃと、これら一対の固定輪６３ｂ、６４ｂと一方向回転輪６３ｃ、６４ｃとの間にそれぞれに組み込まれた１個又は複数個の一方向回転クラッチ６３ｄ、６４ｄとによって構成されている。そして、これらの一方向回転クラッチ６３ｄ、６４ｄは、例えば、一対の固定輪６３ｂ、６４ｂと一対の一方向回転輪６３ｃ、６４ｃとの内外周間に円弧状で、互いに逆向きに形成されたクサビ形状溝６３ｅ、６４ｅと、これら一対のクサビ形状溝６３ｅ、６４ｅ内で一方向回転輪６３ｃ、６４ｃの円周方向である矢印ｅ、ｆ方向及び／又は矢印ｇ、ｈ方向に移動可能に構成されたボール（又はローラ）６３ｆ、６４ｆによって構成されている。
この際、ズームリング１１の一対のローラ圧着面６１、６２及び／又は一対の一方向回転輪６３ｃ、６４ｃの外周面をゴム等の高摩擦部材で構成するのが好ましい。
【００４３】
このワイド方向無断階回転規制手段２１０及びテレ方向無断階回転規制手段２２０によれば、図１５の（Ａ）及び図１６の（Ａ）に示すように、一対のアクチュエータ７２、７３の各プランジャーソレノイド６９がそれぞれ非励磁状態（ＯＦＦ）にある時には、一対の一方向回転圧着ローラ６３、６４が各戻しばね７１によってそれぞれ一対の圧着アーム６７、６８を介してズームリング１１の一対のローラ圧着面６１、６２から矢印ｂ方向へ離間されている。従って、ズームリング１１をワイド方向Ａ及びテレ方向Ｂへ自由に回転することができる。
【００４４】
一方、図１５の（Ｂ）及び図１６の（Ｂ）に示すように、前述したズームリング１１のワイド方向Ａ又はテレ方向Ｂへの回転調整中のワイド端Ｗやテレ端Ｔにて各アクチュエータ７２、７３のプランジャーソレノイド６９が励磁（ＯＮ）されて、プランジャー７０が戻しばね７１に抗して矢印ｃ方向へ吸引され、各圧着アーム６７、６８が戻しばね７１のばね力によって支点ピン６５、６６を中心に矢印ａ方向へ回転されると、各一方向回転圧着ローラ６３、６４が外周の一方向回転輪６３ｃ、６４ｃによって戻しばね７１のばね力によってズームリング１１の各ローラ圧着面６１、６２に矢印ａ方向から圧着される。すると、その圧着点（この圧着点はズームリング１１の円周方向の無断階の位置である）にてズームリング１１が瞬時に回停止される。
【００４５】
つまり、図１７の（Ａ）及び（Ｂ）に実線で示すように、各一方向回転圧着ローラ６３、６４の一方向回転輪６３ｃ、６４ｃが各ローラ圧着面６１、６２に矢印ａ方向から圧着されて、これら一対の一方向回転輪６３ｃ、６４ｃがズームリング１の回転方向と同方向である矢印ｅ方向又は矢印ｇ方向へ従動回転される瞬間に、各一方向クラッチ６３ｄ、６４ｄの各ボール６３ｆ、６４ｆが各クサビ形状溝６３ｅ、６４ｅの内部空間の狭い側へ矢印ｅ、ｈ方向に食い込んで、各一方向回転クラッチ６３ｄ、６４ｄがＯＮとなる。その瞬間に、各一方向回転輪６３ｃ、６４ｃの回転が停止して、ズームリング１１のワイド方向Ａ又はテレ方向Ｂの回転が瞬時に停止する。
【００４６】
一方、図１７の（Ａ）及び（Ｂ）に１点鎖線で示すように、このズームリング１１のワイド方向Ａ又はテレ方向Ｂのワイド端Ｗやテレ端Ｔでの回転規制後に、ズームリング１１がそのワイド方向Ａやテレ方向Ｂの反対方向へ回転調整された時には、各一方向回転クラッチ６３ｄ、６４ｄの各ボール６３ｆ、６４ｆが各クサビ形状溝６３ｅ、６４ｅの内部空間の広い側へ矢印ｆ、ｈ方向にそれぞれ逃げて、各一方向回転クラッチ６３ｄ、６４ｄがＯＦＦとなる。従って、この時には、一方向回転クラッチ６３ｄ、６４ｄによるズームリング１１の回転規制は何等行われず、ズームリング１１をワイド方向Ａやテレ方向Ｂの反対方向へ自由に回転調整することができる。
【００４７】
このように、ワイド方向及びテレ方向回転規制手段として、ワイド方向及びテレ方向無断階回転規制手段２１０、２２０を採用することにより、ズームリング１１のワイド端Ｗ及びテレ端Ｔの回転規制（位置決め）を非常に細かく（回転規制を３６０°内で無断階に行えること）行うことができ、高精度にワイド端Ｗ及びテレ端Ｔを設定することができる。
なお、このワイド方向及びテレ方向無断階規制手段２１０、２２０は、ズームリング１１の軸方向の両側面に形成した一対のローラ圧着面６３、６４に一対の一方向回転圧着ローラ６３、６４をその両側面に左右両側方から圧着、離間させるように構成することも可能である。また、前述した第２の実施の形態と同じように、ズームリング１１に連動されて回転される回転リング１１０にこのワイド方向及びテレ方向無断階回転規制手段２１０、２２０を上記のように付設することも可能である。
【００４８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の有効な変更が可能である。
例えば、上記した実施の形態では、ワイド方向及びテレ方向回転規制手段としてラチェット機構を用い、これらのアクチュエータとしてプランジャーソレノイドを採用したが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、上記した実施の形態では、ワイド方向及びテレ方向無断階回転規制手段として一方向回転クラッチを内蔵した一方向回転圧着ローラを、プランジャーソレノイドを用いたアクチュエータによってローラ圧着面に圧着、離間させる方式を採用したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４９】
【発明の効果】
本発明のリアフォーカスタイプのズームレンズとビデオカメラは、ズームリングがレンズ鏡筒に対して第１の回転方向とその反対方向である第２の回転方向との２方向に回転される際、そのズームリングの２方向における任意の回転位置にて、２つの回転規制手段によってズームリングの第１及び第２の回転方向への回転をそれぞれ独立して規制及び規制解除することができるようにして、リアフォーカスタイプのズームレンズでありながら、フロントフォーカスタイプのズームレンズと同様にズーム動作端を認識することができるようにしたので、従来不可能であったリアフォーカスタイプのズームレンズにおいて、クラッチ機構を用いずに、業務用ビデオカメラで多く用いられてきたフロントフォーカスタイプのズームレンズと同様に、ズーミング中のワイド端やテレ端等の動作端を明確に確認することができ、操作性を著しく向上することができる。
【００５０】
本発明のリアフォーカスタイプのズームレンズとピテオカメラは、フロントフォーカスタイプのズームレンズと同様にズーム動作端を認識することができるようにしたので、クラッチ機構のように、撮影者に対してズーム機能のサーボと手動の切り替えを強要することなく、各種のオート機能や補正機能（オートフォーカス、オートフランジバック調整等）を成立させることができる。
【００５１】
本発明のリアフォーカスタイプのズームレンズとビデオカメラは、２つの回転規制手段によってズームリングの第１及び第２の回転方向の任意の回転位置にて、ズームリングの第１及び第２の回転方向の回転をそれぞれ独立して規制及び規制解除することができるようにしたので、コマ撮りやアニメーション撮影、その他、撮影者が意図的にズーム位置（画角）を固定したい場合に、任意の位置でズーム位置（画角）を自由に固定することができ、コマ撮りやアニメーション撮影、その他の撮影を撮影者の希望通りに実行することができる。
【００５２】
本発明のリアフォーカスタイプのズームレンズとビデオカメラは、２つの回転規制手段が、ズーミングを行うズーミング用レンズやフォーカシングを行うフォーカシング用レンズから独立されたズームリングの回転位置を規制するので、フォーカシングによる画角補正やレンズ鏡筒全体の熱膨張／収縮によるズーム位置の移動には悪影響を及ぼさない。
【００５３】
本発明のリアフォーカスタイプのズームレンズとビデオカメラは、２つの回転規制手段が、ズーミングを行うズーミング用レンズやフォーカシングを行うフォーカシング用レンズから独立されたズームリングの回転位置を規制するので、ズーミング用レンズやフォーカシング用レンズ等をそれぞれ移動する各モータへの負荷が小さくなり、ズームレンズ全体の小型化、省電力化、低騒音化等を実現できる。
【００５４】
本発明のリアフォーカスタイプのズームレンズとビデオカメラは、２つの回転規制手段が、ズームリングの回転位置を無断階に規制することができるので、コマ撮りやアニメーション撮影、その他、撮影者が意図的にズーム位置（画角）を固定したい場合に、任意のズーム位置（画角）を微細に設定することができ、操作性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用したリアフォーカスタイプのズームレンズとビデオカメラの第１の実施の形態におけるズームリングのワイド方向及びテレ方向回転規制手段を示した斜視図である。
【図２】 図１の側面図である。
【図３】 図２の下面図である。
【図４】 同上のワイド方向回転規制手段の動作を説明する側面図である。
【図５】 同上のテレ方向回転規制手段の動作を説明する側面図である。
【図６】 同上のズームレンズの制御系と、ワイド方向及びテレ方向回転規制手段の制御系が組み込まれた光学系制御装置のブロック図である。
【図７】 図６の光学系制御装置におけるワイド方向及びテレ方向回転規制手段によるズームリングのワイド端及びテレ端検出と位置規制の動作を説明するフローチャート図である。
【図８】 同上のズームレンズが取り付けられたビデオカメラの先端部分を示した斜視図である。
【図９】 本発明を適用したリアフォーカスタイプのズームレンズの第２の実施の形態における回転リングのワイド方向及びテレ方向回転規制手段を示した斜視図である。
【図１０】 図９の側面図である。
【図１１】 図１０の下面図である。
【図１２】 本発明を適用したリアフォーカスタイプのズームレンズの第３の実施の形態におけるズームリングのワイド方向及びテレ方向無断階回転規制手段を示した斜視図である。
【図１３】 図１２の側面図である。
【図１４】 図１３の下面図である。
【図１５】 同上のワイド方向無断階回転規制手段の動作を説明する側面図である。
【図１６】 同上のテレ方向無断階回転規制手段の動作を説明する側面図である。
【図１７】 同上のワイド方向及びテレ方向無断階回転規制手段における一方向回転圧着ローラの一方向クラッチを説明する側面図である。
【符号の説明】
１はズームレンズ、２はビデオカメラ、３はレンズ鏡筒、５はズーミング用レンズ、６はフォーカシング用レンズ、１１はズームリング、１１０はズームリングに連動して回転される回転リング、２１は第１方向回転規制手段であるワイド方向回転規制手段、２２は第２方向回転規制手段であるテレ方向回転規制手段、２１０は第１方向回転規制手段であるワイド方向無断階回転規制手段、２２０は第２方向回転規制手段であるテレ方向無断階回転規制手段、２９、３０はラチェット機構、３４、３５はアクチュエータ、４０は光学系制御装置、４１は動作制御部、４１はレンズ制御信号生成部、６１、６２はローラ圧着面、６３、６４は一方向回転圧着ローラ、６３ｄ、６４ｄは一方向回転クラッチ、７２、７３はアクチュエータである。
Claims (4)
- リアフォーカスタイプのズームレンズにおいて、
ズーミング用レンズと、
該ズーミング用レンズの位置を検出して検出結果を出力する第１検出手段と、
ズームリングと、
該ズームリングのレンズ鏡筒に対する回転位置を検出して検出結果を出力する第２検出手段と、
操作部と、
前記第１検出手段の出力と前記第２検出手段の出力と前記操作部により入力された情報に応じて第１制御信号、第２制御信号を発生する制御手段と、
前記ズームリングの前記レンズ鏡筒に対する第１の回転方向に対して任意の位置で前記第１制御信号に応じて規制又は規制解除する第１の回転規制手段と、
前記ズームリングの前記レンズ鏡筒に対する第１の回転方向とは異なる第２の回転方向に対して任意の位置で前記第２制御信号に応じて規制又は規制解除する第２の回転規制手段とを備え、
前記操作部により所定の情報が入力された時、前記第１の回転規制手段及び前記第２の回転規制手段が、共に前記ズームリングの回転を規制する
ことを特徴とするリアフォーカスタイプのズームレンズ。 - 前記第１の回転規制手段は、一方向にのみ回転可能とするための第１回転クラッチが組み込まれた第１回転輪を有し、前記第１制御信号に応じて前記第１回転輪を前記ズームリングに圧着又は離間するように構成され、
前記第２の回転規制手段は、前記第１回転輪の回転方向とは逆方向にのみ回転可能とするための第２回転クラッチが組み込まれた第２回転輪を有し、前記第２制御信号に応じて前記第２回転輪を前記ズームリングに圧着又は離間するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のリアフォーカスタイプのズームレンズ。 - ズーミング用レンズと、
該ズーミング用レンズの位置を検出して検出結果を出力する第１検出手段と、
ズームリングと、
該ズームリングのレンズ鏡筒に対する回転位置を検出して検出結果を出力する第２検出手段と、
操作部と、
前記第１検出手段の出力と前記第２検出手段の出力と前記操作部により入力された情報に応じて第１制御信号、第２制御信号を発生する制御手段と、
前記ズームリングの前記レンズ鏡筒に対する第１の回転方向に対して任意の位置で前記第１制御信号に応じて規制又は規制解除する第１の回転規制手段と、
前記ズームリングの前記レンズ鏡筒に対する第１の回転方向とは異なる第２の回転方向に対して任意の位置で前記第２制御信号に応じて規制又は規制解除する第２の回転規制手段とを備え、
前記操作部により所定の情報が入力された時、前記第１の回転規制手段及び前記第２の回転規制手段が、共に前記ズームリングの回転を規制するリアフォーカスタイプのズームレンズとを備え、
前記ズームレンズが固着又は脱着可能に搭載されている
ことを特徴とするビデオカメラ。 - 前記第１の回転規制手段は、一方向にのみ回転可能とするための第１回転クラッチが組み込まれた第１回転輪を有し、前記第１制御信号に応じて前記第１回転輪を前記ズームリングに圧着又は離間するように構成され、
前記第２の回転規制手段は、前記第１回転輪の回転方向とは逆方向にのみ回転可能とするための第２回転クラッチが組み込まれた第２回転輪を有し、前記第２制御信号に応じて前記第２回転輪を前記ズームリングに圧着又は離間するように構成されている
ことを特徴とする請求項３に記載のビデオカメラ。
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