JP3832913B2 - 光学鏡筒 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォーカス、ズーム、アイリス等のレンズを操作するための操作リングを手動又は電動により操作する光学鏡筒に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の光学鏡筒には操作リングを電動操作するための駆動ユニットが備えられており、操作リングは電動操作が可能とされる上に、手動操作も可能とされている。駆動ユニットには操作リングを電動操作するための駆動モータ、駆動モータの駆動力を操作リングに伝達するための動力伝達機構、手動操作するために操作リングに伝達する駆動力を遮断する動力遮断機構等が設けられている。
【０００３】
一般に、操作リングを電動操作する際には、操作リングの回動速度を向上させると共に駆動モータの消費電力を低下させるため、操作リングを低負荷で回動させる必要がある。これに対し、操作リングを手動操作する際には、操作リングの操作を容易化するため、操作リングに適当な負荷を与える必要がある。しかしながら、操作リングを低負荷で回動させるように構成した場合には、軽く接触しただけで操作リングが回動してしまうという問題があり、極めて低い速度で操作するときに操作リングを円滑に操作できなくなるという問題がある。このような問題点を解決するため、従来では操作リングの摺動部に高粘度グリース、摩擦部材等を介在させて、操作リングに負荷を与えるようになっている。
【０００４】
一方で、例えば特開平７−３１０７６９号公報では、テレビ局用の大型カメラのズームレンズに対して、ズーム操作の負荷を良好に制御しうる光学鏡筒を開示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来の装置では、その操作力の負荷を与えるための構成が大きく、例えばハンディレンズのような限られたスペースしかないレンズ鏡筒に、このような機構を組み入れることはなかなか困難である。
【０００６】
本発明の目的は、良好な操作負荷が得られる小型化した光学鏡筒を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る光学鏡筒は、操作リングを回動することによりレンズを光軸方向に移動させる光学鏡筒において、前記操作リングに一体的に内接し少なくとも光軸方向に移動可能に配置した摩擦リングと、該摩擦リングに内接し該摩擦リングとの接触部の接触面積に応じて前記操作リングに抵抗力を生じさせる環状の薄板部材と、該薄板部材に一体的に内接し該薄板部材を前記摩擦リングに付勢する環状の弾性部材と、前記摩擦リングを前記薄板部材に対して光軸方向に移動させる接触面積調整部材とを有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は実施例の部分側面図、図２は背面図であり、光学鏡筒は例えばテレビカメラの撮影レンズとされ、装置本体１には駆動ユニット２が装着されている。装置本体１の固定鏡筒３には、図示しない光軸を有する光学部材であるフォーカスレンズ、ズームレンズ、アイリスレンズをそれぞれ操作するための略円筒状の操作リング４、５、６が回動自在に設けられている。そして、駆動ユニット２は例えばズームレンズ用の操作リング５を電動操作するものとされ、駆動ユニット２には操作リング５を電動操作又は手動操作に切換えるための図２に示す切換つまみ２ａが設けられている。
【００１２】
図３の部分断面図に示すように、駆動ユニット２では操作リング５の外周に形成された歯５ａには、軸７に摺動自在に支持された中間歯車８の歯８ａが噛合されている。中間歯車８にはクラッチ板９のピン１０が係合され、中間歯車８はクラッチ板９の回動により前後に移動されるようになっている。中間歯車８には出力歯車１１が噛合され、出力歯車１１は変速手段１２を介して駆動モータ１３に連結されている。この際に、変速手段１２の出力軸１４にはスリーブ１５がピン１６により固定され、出力歯車１１はスリーブ１５に回動自在に取り付けられ、更にスリーブ１５は摺動ワッシャ１７を介してばね１８により付勢されている。
【００１３】
これによりリミッタ機構が構成され、例えばズーム端でこれ以上レンズが移動せず操作リング５の負荷が過剰になった場合に、操作リング５に伝達する駆動モータ１３の駆動力が制限されるようになっている。そして、操作リング５を手動操作する際には、クラッチ板９が図４に示すように軸９ａを中心として回動されることにより、中間歯車８と出力歯車１１の噛合が解除されるようになっている。
【００１４】
図５は操作リング５の負荷調節機構の部分断面図、図６は部分側面図、図７は部分平面図である。操作リング５の例えば前方の固定鏡筒３の外周には、略円筒状の保持部材３１が設けられ、この保持部材３１は後述する切換つまみにより電動操作時に解放され、手動操作時に固定鏡筒３に固定されるようになっている。図８の部分平面図に示すように、保持部材３１の外周面には環状の弾性部材３２が取り付けられ、弾性部材３２の外周面には同様に環状の薄板部材３３が設けられ、薄板部材３３は固定ねじ３４により保持部材３１に固定されている。
【００１５】
また、薄板部材３３の外側には負荷調節部材としての略円筒状の摩擦リング３５が摺動自在に設けられ、摩擦リング３５には摩擦力を調節するための調節用ピン３６が外向きに設けられている。操作リング５の回動はピン３７を介して鏡筒２２内の回転鏡筒３８に伝達されるようになっており、摩擦リング３５と操作リング５の間には送りねじ３９が介在されている。この送りねじ３９は摩擦リング３５をスラスト方向に変位させるための例えばヘリコイド式とされ、摩擦リング３５には雄ねじが設けられ、操作リング５には雌ねじが設けられている。こうして摩擦リング３５は、調節の際に前後に移動されることになる。一方、操作リング５の外周には、カバー４０が調節用ピン３６を覆うようにつまみ４１により固定され、カバー４０の内周面には調節用ピン３６をロックするためのピンロック部材４２が固定ねじ４３により固定されている。
【００１６】
操作リング５には、調節用ピン３６を回動した際に斜め方向に孔５ｂが形成されている。カバー４０に固定されたピンロック部材４２には調節用ピン３６を嵌合して位置決めする図７に示す多数の丸溝４２ａが、例えばガイド孔５ｂの前壁側に位置するように設けられている。ガイド孔５ｂの右側端には「重」を示すラベル４４が貼付され、ガイド孔５ｂの左端側には「軽」を示すラベル４５が貼付されている。
【００１７】
これにより、調節用ピン３６を重方向に移動させた際には、摩擦リング３５は回動しながら前方つまり保持部材３１側に移動し、摩擦リング３５と薄板部材３３の接触面積が増加するようになっている。また、調節用ピン３６を軽方向に移動させた際には、摩擦リング３５は回動しながら後方つまり保持部材３１の反対側に移動し、摩擦リング３５と薄板部材３３の接触面積が減少するようになっている。
【００１８】
そして図９に示すように、保持部材３１は切換つまみ２ａにより電動又は手動に切換えられるようになっている。切換つまみ２ａには偏心カム５１が一体に設けられ、偏向カム５１は摺動板５２の孔５３の内に配置されている。摺動板５２は支持板５４、５５により支持され、板ばね５６により保持部材３１側へ付勢されている。摺動板５２には保持部材３１の歯３１ａに噛合する例えば三角歯、ローレット等の略歯車５２ａが設けられている。
【００１９】
ここで、弾性部材３２は薄板部材３３を操作リング５の内周面に均等な無理のない力で付勢接触させるものとされ、経年変化に抗性を有し、耐油性に優れ、摺動面の凹凸を吸収することが可能な、例えばスポンジゴム等が使用されている。
【００２０】
また、薄板部材３３は金属、合成樹脂等から好ましくは０．０５〜０．１５ｍｍの厚さに形成され、外周面が摩擦リング３５の内周面に軽く接触し得る大きさとされている。摩擦リング３５が薄板部材３３から外れた際に、摩擦リング３５の角部が薄板部材３３に引っ掛かることを防止するため、薄板部材３３の一部には曲げが施されると共に、摩擦リング３５には面取りが施されている。これらの弾性部材３２や薄板部材３３は、治具等により膨らみが調節された状態で保持部材３１に取り付けられている。
【００２１】
更に、薄板部材３３と摩擦リング３５の間には 操作リング５に所望の負荷を与えるための適切な粘性を有するニュートン流体、例えばグリースが施されている。これらの薄板部材３３、摩擦リング３５及びグリースにより、操作リング５の第１の負荷を発生する部分が形成されている。なお、グリースは粘性抵抗を発生させ、操作レンズ５に引っ掛かり、ゴロ感、抜け等のない安定さを与えると共に、低速回動時には軽く感じさせ、高速回動時には重く感じさせる負荷を与えるようになっている。
【００２２】
なお、薄板部材３３と摩擦リング３５を均等に軽く接触するように設けた理由は、薄板部材３３と摩擦リング３５間に過度の隙間を与え、それらが接触しないようにした場合には、操作リング５を操作する際に抜けが発生したり、操作感が著しく悪くなり、反対に薄板部材３３の外径を摩擦リング３５の内径よりも大きくして、それらが強く接触するようにした場合には、グリースによる粘性抵抗に加えて摩擦による摺動抵抗が発生し、条件によっては摺動抵抗の方が強くなって乾燥した操作感となる虞れがあるからである。
【００２３】
このような構成により、操作リング５を電動操作する際には、図示しない切換えレバーと切換つまみ２ａを電動に切換える。切換レバーを切換えることにより、クラッチ板９が右に回動して中間歯車８が操作リング５に噛合する。また、切換つまみ２ａを切換えることにより、偏心カム５１が回動して摺動板５２の略歯車５２ａと保持部材３１の歯３１ａの噛合が外れる。これにより、駆動モータ１３からの駆動力が操作リング５に伝達し得る状態になり、保持部材３１が回動自在な状態になる。この際に、固定鏡筒３と保持部材３１の間は、操作リング５の第２の負荷を発生する部分とされる。
【００２４】
この状態で操作リング５に駆動力が加わると、薄板部材３３と摩擦リング３５の間のグリースの粘性抵抗と摩擦抵抗の和である摺動抵抗つまり第１の負荷が、固定鏡筒３と保持部材３１の間の摺動抵抗つまり第２の負荷よりも大きいため、操作リング５と保持部材３１は固定鏡筒３に対して一体に回動する。この際に、操作リング５の負荷は固定鏡筒３と保持部材３１の間の摺動抵抗により決定されるので、操作リング５は極めて小さい一定の摺動抵抗を受けるだけで回動することが可能となる。即ち、モータにそれ程の負荷を与えることがなく回転鏡筒３８を回動させることができる。また、操作リング５の負荷が所定以上になった場合、例えばレンズ駆動系３８が動作端まで移動して急停止した場合には、駆動ユニット２のリミッタ機構が作用してスリーブ１５が出力歯車１１に対して滑動し、出力歯車１１の回動を停止させて歯５ａ、８ａの破損を防止する。
【００２５】
一方、操作リング５を手動操作する際には、切換レバーと切換つまみ２ａを手動に切換える。切換レバーを切換えることにより、クラッチ板９が左に回動して中間歯車８と操作リング５の噛合が外れる。また、切換つまみ２ａを切換えることにより、偏心カム５１が回動して摺動板５２の略歯車５２ａと保持部材３１の歯３１ａが噛合する。これにより、駆動モータ１３からの駆動力が操作リング５に伝達することが遮断されると共に、保持部材３１の固定鏡筒３に対する回動が阻止される。
【００２６】
このような状態で操作リング５を手動操作すると、操作リング５と共に摩擦リング３５が回動する。このとき、操作リング５には薄板部材３３と摩擦リング３５の接触面積の大きさや、グリースの粘性抵抗と摺動抵抗の大きさによる負荷が発生し、操作者はこの適当な負荷で操作リング５の回動が可能となる。
【００２７】
ここで、操作リング５の負荷を調節する際には、カバー４０を操作リング５から外すことにより、ロックを外し調節用ピン３６を軽位置又は重位置の方向に移動させる。これにより、摩擦リング３５が送りねじ３９に沿って光軸方向に移動し、薄板部材３３と摩擦リング３５の接触面積が変化する。接触面積の変化に比例してグリースの粘性抵抗と摺動抵抗が変化するため、操作リング５には所望の負荷が発生する。この際に調整用ピン３６の位置を決め、カバー４０を操作リング５に取り付けることにより、調節用ピン３６を最も近い丸溝４２ａに嵌め込み、調節用ピン３６を固定する。
【００２８】
このように、実施例では摩擦リング３５を薄板部材３３に対して移動させることにより、操作リング５に所望の負荷を与えることができるので、操作リング５の負荷を使用者の好み、撮影の対象、撮影環境等に応じて使用者自ら調節することが可能となる。また、電動操作時には操作リング５の負荷を可能な限り小さくすることができるので、操作リング５の回動速度を増加させ、消費電力を減少させることができる。
【００２９】
また、摩擦リング３５を回動させながら薄板部材３３との接触面積を変化させるため、グリースの抜けや切れ等を防止することができる。また、薄板部材３３を摩擦リング３５に密着させたので、摩擦リング３５を移動させた直後に操作リング５に所望の負荷を与えることができる。また、薄板部材３３と摩擦リング３５を無理なく接触させたので、始動時のピク付き等の発生を防止できる上に、反転時には摩擦リング３５を薄板部材３３に良好に追従させることができる。更に、摩擦リング３５を操作リング５の内側に設けたので、コンパクト化を図ることができ、駆動ユニット２の動力伝達機構のバックラッシュやピク付き等の影響を無くすことができる。
【００３０】
そして、操作リング５にカバー４０を取り付けたので、カバー４０の内部の送りねじ３９等にごみ、水等が付着することを防止できる。また、カバー４０にピンロック部材４２を取り付けたので、カバー４０を取り付けるだけで調節用ピン３６を自動的にロックすることができると共に、カバー４０を取り外しただけで調節用ピン３６を移動可能として、操作リング５の負荷を容易に調節できる上に、調節の誤りをなくすことができる。更に、薄板部材３３と摩擦リング３５の間の第１の負荷を、固定鏡筒３と保持部材３１の間の第２の負荷よりも大きく設定したので、手動操作時にグリース感のある適切な負荷を与えて、操作リング５を円滑に回動させることができる。
【００３１】
なお、操作リング５と摩擦リング３５をヘリコイド式の送りねじ３９により連結したが、カム等を用いることも可能である。また、調節用ピン３６を固定するためにピンロック部材４２を用いたが、カバー４０にゴム等の弾性体を取り付け、カバー４０を取り付けたときに弾性体により調節用ピン３６を押さえるようにしてもよい。また、切換つまみ２ａによる駆動系の切換えと摺動板５２の切換えを連動して行えるため、操作を容易化できる上に誤操作を防止できるようになる。
【００３２】
また、グリースによる粘性抵抗だけでは、操作リング５に所望の負荷を与えることができない場合には、図１０に示すように薄板部材３３’と摩擦リング３５’の接触面に僅かなテーパθを設けることにより、操作リング５に上述した負荷よりも大きい負荷を与えることが可能となる。この際に、薄板部材３３’が摩擦リング３５’に接触しない状態又は軽く接触した状態から、薄板部材３３’の外径が摩擦リング３５の内径よりも徐々に大きくなるように構成し、グリースによる粘性抵抗に押圧力による摩擦抵抗を加えることによって、違和感を与えることなく軽位置から重位置に設定することが可能となる。
【００３３】
そして、テレビカメラ用のハンディレンズの操作リング５の負荷を所望に設定するようにしたが、特開平７‐３１０７６９号公報のブレーキ装置、制御装置、操作力調節装置及び光学鏡筒に開示されたテレビカメラ用大型レンズなどの、一軸二操作ズームレンズの負荷調節機構に適応することも可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る光学鏡筒は、操作部材の負荷を調節するための負荷調節機構を設けたので、負荷を少なく調節することにより操作部材の回動速度を向上させることができる。また、負荷を適切に調節することにより、使用者の好み、撮影の対象、撮影環境等に対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の部分側面図である。
【図２】背面図である。
【図３】駆動ユニットの部分断面図である。
【図４】駆動ユニットの作用説明図である。
【図５】負荷調節機構の部分断面図である。
【図６】部分正面図である。
【図７】部分平面図である。
【図８】摩擦リングの取付状態の断面図である。
【図９】支持部材の切換つまみの詳細図である。
【図１０】変形例の摩擦リングの取付状態の断面図である。
【符号の説明】
１ 装置本体
２ 駆動ユニット
２ａ 切換つまみ
３ 固定鏡筒
４、５、６ 操作リング
１３ 駆動モータ
３１ 保持部材
３２ 弾性部材
３３、３３’ 薄板部材
３５、３５’ 摩擦リング
３６ 調節用ピン
３９ 送りねじ
４０ カバー
４２ ピンロック部材

Claims (6)

1. 操作リングを回動することによりレンズを光軸方向に移動させる光学鏡筒において、前記操作リングに一体的に内接し少なくとも光軸方向に移動可能に配置した摩擦リングと、該摩擦リングに内接し該摩擦リングとの接触部の接触面積に応じて前記操作リングに抵抗力を生じさせる環状の薄板部材と、該薄板部材に一体的に内接し該薄板部材を前記摩擦リングに付勢する環状の弾性部材と、前記摩擦リングを前記薄板部材に対して光軸方向に移動させる接触面積調整部材とを有することを特徴とする光学鏡筒。
2. 前記薄板部材と前記操作リングの間に粘性を有する層を介在したことを特徴とする請求項１に記載の光学鏡筒。
3. 前記光軸を中心として略円筒状の固定鏡筒と、該固定鏡筒と前記摩擦リングとの間に前記弾性部材と前記薄板部材を保持して前記固定鏡筒に対して回動可能な保持部材とを有し、手動操作により前記操作リングを回動させるときには前記保持部材を前記固定鏡筒に対して固定し、電動により前記操作リングを操作するときには前記保持部材を前記固定鏡筒に対して回動可能とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学鏡筒。
4. 前記摩擦リングに対して前記弾性部材に所定の傾きを設け、前記摩擦リングと前記薄板部材の接触面積の増加に伴い、前記抵抗力に前記傾きによる抵抗力が加わるようにしたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つの請求項に記載の光学鏡筒。
5. 前記接触面積調整部材はロック部材により固定し、該ロック部材は前記操作リングに取り付けたカバーに設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１つの請求項に記載の光学鏡筒。
6. 請求項１〜５の何れか１つの請求項に記載の光学鏡筒を備えたカメラ。

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