JP4004174B2 - レンズ鏡胴の手動及び電動装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はレンズ鏡胴の手動及び電動装置、特にレンズ部のズームやフォーカス駆動動作において手動と電動の両操作が切替え操作なしに実行できる装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、カメラ、テレビカメラ等に使用されるレンズ鏡胴では、ピント合わせのためのフォーカスレンズや変倍のためのズームレンズが設けられており、これらのレンズは、手動と電動(自動)の切替えが可能となっている(例えば特許第2773230号公報)。
【0003】
図6には、従来のレンズ鏡胴におけるズーム駆動に関する一構成例が示されている。図6(B)の鏡胴1は左側が前側で、本体リング2に対し回動自在となるズーム操作リング3を配置しており、このズーム操作リング3は、その内部機構によりズームレンズを光軸方向へ移動できるように構成される。また、このズーム操作リング3の外周に外歯4が形成され、上記本体リング2には軸受け部材5を介して切替え用歯車6及び軸6Aが取り付けられ、この軸6Aは切替え用歯車6とは別体となり、この歯車6を軸方向に移動可能かつ回転可能に軸支する。
【0004】
上記の切替え用歯車6は、図のようにズームモータ7の軸歯車8に噛合する第1歯車6Bと、前側に移動して上記ズーム操作リング3の外歯4に歯合する第2歯車6Cを有する。また、手動と電動の切替えを回動操作により行う切替え操作ツマミ10が設けられ、この操作ツマミ10の下側円板に取り付けられて回転する駆動ピン11が上記の第1歯車6Bと第2歯車6Cとの間の凹部に配置される。
【0005】
上記の構成によれば、切替え操作ツマミ10が図6(A)の位置に操作されたとき、手動(マニュアル)に設定されることになり、切替え用歯車6が後側へ移動してズーム操作リング3の外歯4から外れた状態となる。従って、この状態ではズーム操作リング3が手で回動でき、この回動操作によってズームレンズを所望の倍率まで駆動することになる。
【0006】
一方、上記切替え操作ツマミ10を図の状態から時計方向へ回転させると、電動(オート)に切り替えられる。この切替え操作ツマミ10は、その駆動ピン11の図の鎖線の位置までの回転により、切替え用歯車6を前側へ移動させ、第2歯車6Cを上記外歯4に噛み合わせることになる。このとき、他方の第1歯車6Bはズームモータ7の歯車8から外れることはない。従って、電動の場合は、不図示のズームスイッチを押すことにより上記ズームモータ7が回転し、切替え用歯車6を介してズーム操作リング3が回動することになり、この結果、ズームレンズを所定方向へ駆動することが可能となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の手動と自動の切替えが可能なレンズ鏡胴部では、上述したように切替え操作ツマミ10を回動させる切替え操作が必要であり、この操作が煩雑となる。また、このような切替え操作があるために、例えば被写体に対するピント合わせが迅速に行われず、撮影チャンスを逃がしてしまうという不都合等も生じる。
【0008】
また、上記のズーム操作リング3等の操作時の重さ(操作トルク)の最適値は、操作する人の手の力や好みによって異なるため、自由に可変、設定できるようにすることが好ましい。
【0009】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、手動と自動の切替え操作が不要で、被写体に対する条件合せ等も迅速に行うことができ、かつ操作トルクを自由に設定することが可能となるレンズ鏡胴の手動及び電動装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、レンズを移動可能に保持する鏡胴と、上記レンズを自動的に移動させるための電動モータと、この鏡胴の外周部に回動自在に配置され、手動により上記レンズを移動操作するリングであって、上記電動モータの回転を伝達する伝達用歯車と噛合する外歯を形成したレンズ操作リング(手動操作リング)と、歯車機能を有し軸方向で移動する歯車可動板、この歯車可動板の側面が接触可能に構成され、歯車機能を有し軸方向で固定となる歯車固定板を備え、これら歯車可動板及び歯車固定板の歯車の一方を上記電動モータ側に接続し、他方をレンズ操作リングの外歯に接続するように構成し、上記レンズ操作リングの外歯と上記電動モータとの接続を連結及び切断するためのクラッチ機構と、このクラッチ機構の連結及び切断動作をするためのクラッチ作動モータと、上記歯車可動板を上記歯車固定板へ付勢する付勢部材を有し、上記クラッチ作動モータの駆動により上記付勢部材を介して上記歯車可動板を移動させるように構成し、この歯車可動板を上記歯車固定板に接触させることによりクラッチ機構の連結を行うと共に、クラッチ機構の切断動作時に、上記クラッチ作動モータを用いて上記歯車可動板と歯車固定板の摩擦面の押圧力を調整し、上記レンズ操作リングの手動操作トルクを変化させるための操作トルク可変手段と、を含んでなることを特徴とする。
請求項2に係る発明は、上記レンズを電動駆動させる操作をするための電動操作スイッチを設け、この電動操作スイッチによりクラッチ作動モータを駆動して、上記クラッチ機構の連結及び切断を実行することを特徴とする。
請求項3に係る発明は、上記クラッチ作動モータ側の歯車に接続され、当該クラッチ作動モータの駆動により軸方向へ移動する移動歯車と、この移動歯車と上記付勢部材との間に配置され、上記歯車可動板及び付勢部材を移動歯車とは別個に回転させるスラストベアリングと、を設けたことを特徴とする。
【0011】
上記の構成によれば、例えばズームやフォーカスの電動操作スイッチを押すと、クラッチ作動モータによってクラッチ機構が連結されるので、電動モータによる回転が歯車列を介してレンズ操作リングに与えられ、これによって所定のレンズを駆動することになる。その後、上記電動操作スイッチを離すと、上記クラッチ機構の連結が切断され、手動操作の待機状態となるが、このとき、上記操作トルク可変手段によれば、クラッチ機構の摩擦面での押圧力が調整ボリューム等で指定された任意の値に設定される。従って、上記の摩擦面押圧の状態で与えられる操作トルクがレンズ操作リングに与えられることになり、操作者は任意に設定した操作トルクで手動操作を行うことができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1乃至図5には、実施形態例に係るレンズ鏡胴の手動及び電動装置の構造が示されており、まず図2及び図3によりレンズ鏡胴の全体構成を説明する。図2に示される鏡胴14では、その先端にフード15が取り付けられ、後端の連結部16にてカメラ本体へ接続できるようになる。また、この鏡胴14の外周に、手動で回動自在となるようにフォーカスリング17、ズーム操作リング(レンズ操作リング)18が取り付けられ、このズーム操作リング18の外周には、電動駆動のための外歯19が形成される。
【0013】
更に、上記鏡胴14の外周に配置される把持部K(図3)に、ズーム操作のためのズームスイッチ20と操作トルクを可変設定するための調整ボリューム21が取り付けられる。このズームスイッチ20は、テレ(拡大)方向とワイド(縮小)方向に設定された両端が上下してシーソー動作をするシーソースイッチからなり、例えば押した深さに応じて変化速度が高くなるように設定される。また、上記調整ボリューム21は、後述のように、可変抵抗器を利用してクラッチ機構の摩擦面の押圧力を調整する。そして、この鏡胴14の本体リング22に、図4にも示されるように、支持部材23を介してクラッチ機構と切断時回転機構が取り付けられる。
【0014】
図4において、上記支持部材23の上部に主軸25が固定され、この主軸25の外周を回転自在となるように、円板状の可動板(歯車可動板)26と固定板(歯車固定板)27が取り付けられる。この可動板26及び固定板27の外周には、外歯26G,27Gが形成されており、クラッチ板の機能と歯車としての機能の両方を持つことになる。この可動板26の外歯26Gには、上記ズーム操作リング18の外歯19が噛合する。クラッチ板として機能する上記可動板26と固定板27は、図示されるように、可動板26にテーパ面の側面を有する円形溝(摩擦面)Hが形成され、この円形溝Hに嵌合し、同様にテーパ面を有する嵌合突部(摩擦面)Iが固定板27に形成される。この可動板26には、コイルバネ28を介して第1スラストベアリング30が設けられており、このコイルバネ28によって可動板26は固定板27側へ付勢される。従って、上記円形溝Hと嵌合突部Iの接触(摩擦)とコイルバネ28の付勢押圧により、クラッチ連結が達成される。
【0015】
また、上記の第1スラストベアリング30のコイルバネ接触側(後側)の円板30Aは、主軸25の外周を回転自在となるが、もう一方の前側円板30Bは移動歯車31に固定され、この円板30B及び歯車31は、主軸25の前側に形成されたネジ部25Aに螺合結合する。従って、上記円板30A、コイルバネ28及び可動板26は、移動歯車31側とは別個に回転し、マニュアル(手動)操作時において可動板26を固定板27と切り離して回転させる切断時回転機構として機能する。
【0016】
一方、上記固定板27側にも、第2スラストベアリング33が配置され、このベアリング33では、後側円板33Aが主軸25へ固定され、前側円板33Bが固定板27と共に回転する。そして、この固定板27の外歯27Gに、ズームモータ35の軸歯車36が噛み合う。従って、上記の可動板26が固定板27に連結した状態で、ズームモータ35の回転駆動力は、軸歯車36、固定板外歯27G、可動板外歯26G、外歯19を介してズーム操作リング18に与えられる。
【0017】
更に、上記クラッチ機構を動作させるクラッチ作動モータ37が設けられ、このモータ37の軸歯車38は上記第1スラストベアリング30側の移動歯車31に噛合連結される。従って、このクラッチ作動モータ37を所定の方向に回転させることにより、上記移動歯車31を回動かつ後側へ進行させ、可動板26を固定板27に圧接することができ、一方モータ37を逆方向に回転させれば、可動板26を固定板27から切り離すことができる。また、このクラッチ作動モータ37の軸歯車38には、歯車40を介してポテンショメータ41が接続されており、このポテンショメータ41は上記第1スラストベアリング30側の移動歯車31の回転状態、即ち可動板26の押圧状態を検出することになる。
【0018】
そして、当該例では、上記のクラッチ作動モータ37を用いて移動歯車31の回転位置を変化させ、コイルバネ28を介した可動板26の固定板27への押圧力(摩擦力)を調整することにより、ズーム操作リング18の手動操作トルクを変えることができる。
【0019】
図1には、当該装置の電気的構成が示されており、図左側のズームスイッチ20はシーソー動作の中間位置を0として基準電圧V1 とV2 の間の電圧Vaを発生させる。このズームスイッチ20には、プリアンプ45を介してズームモータ35のパワーアンプ46が接続され、このズームモータ35は上述したように固定板27及び可動板26を介してズーム操作リング18を駆動する。
【0020】
また、上記ズームスイッチ20の出力を入力してこの出力電圧Vaの変化があるか否かを検出し、例えば変化がある場合はHigh信号、変化がない場合はLow信号を出力するコンパレータ47が設けられ、このコンパレータ47には、マニュアルとオート(電動)を切り替える切替え器48が接続される。この切替え器48は、上記コンパレータ47がLow信号を出力しているとき、端子aに接続して調整ボリューム21から可変出力される位置制御電圧Vcを設定し、High信号を出力しているとき端子bに切り換えて位置制御電圧V4 を設定する。
【0021】
即ち、上記調整ボリューム21は可変抵抗器で設定されたV5 とV6 の間の電圧を位置制御電圧Vcとして出力し、例えば制御電圧V5 で最小の操作トルク、制御電圧V6 (例えば、V6 ≦V4 となる)で最大の操作トルクを設定する。上記の切替え器48の後段には、当該切替え器48の出力電圧と図下側に記載したポテンショメータ41の出力電圧Vbとの差を演算する演算器49が設けられ、この演算器49にクラッチ作動モータ37のパワーアンプ50が接続されており、当該回路は位置サーボ制御を行うことになる。
【0022】
このような構成によれば、ズームスイッチ20が操作されたとき、コンパレータ47は電圧Vaの変化を検出してHigh信号を出力し、切替え器48はその端子bへの切替えにより電圧V4 を出力するので、演算器49ではV4 −Vbが演算される。この出力電圧Vbとしては、例えば可動板26の切断状態(切断位置)を上記のV5 〜V6 、その連結位置をV4 として出力するように設定し、現在Vb=V5 となっているとすると、V4 −V5 の演算値電圧がパワーアンプ50に出力されてクラッチ作動モータ37が動作し、上記可動板26がその切断状態から連結位置まで駆動される。そして、この可動板26が連結位置に到達すると、ポテンショメータ41からはVb=V4 が出力され、これにより上記の演算器49の出力は0となってモータ37が停止する。なお、この状態で、上記ズームスイッチ20の出力電圧Vaに基づき、上記パワーアンプ46はズームモータ35を駆動させる。
【0023】
一方、ズームスイッチ20の押下が解除されたときは、上記電圧Vaが0となるので、Low信号により切替え器48は端子aへ切り換えられて例えば電圧Vc=V5 を出力するので、演算器49ではV5 −V4 が演算され、この差電圧を入力したパワーアンプ50によりクラッチ作動モータ37が反転動作し、上記可動板26を切断状態まで駆動する。即ち、上記ポテンショメータ41の出力がVb=V5 となったとき、上記演算器49の出力は0となってモータ37が停止し、可動板26が切断位置に到達する。
【0024】
このとき、調整ボリューム21で設定される位置制御電圧VcがV5 からV6 の範囲の値をとることになり、上記電圧V5 が出力されるとき、クラッチ作動モータ37により可動板26が固定板27から最も遠い切断位置に配置され、電圧V6 が出力されるとき、可動板26が固定板27を最も高い圧力で押圧する切断位置に配置される。従って、このVcの電圧値によってズーム操作リング18の操作トルクが変化することになり、上記電圧V6 を仮に連結位置電圧であるV4 と同一に設定したとすると、ズーム操作リング18は動かない状態となる。
【0025】
この実施例は以上の構成からなり、次に全体的な作用を説明する。図4は、クラッチ機構が連結され、ズームスイッチ20が押下されているときの状態であるが、このズームスイッチ20の押下が解除されると、図1で説明したように、上記調整ボリューム21で設定されたマニュアル制御電圧Vc、例えばV5 が切替え器48から出力されるので、クラッチ機構の可動板26が固定板27から最も遠い位置まで切り離される。この状態が図5に示されており、クラッチ作動モータ37が回転し、軸歯車38を介して螺合結合の移動歯車31を回転させることにより、この移動歯車31から可動板26までの部材を前側(図の左側)へ移動させる。この結果、可動板26が固定板27から切り離され、切断状態となる。この図では、切断状態が明確に分かるようにしてあるが、両板26,27の切離し間隔は僅かでよい。
【0026】
この切断状態では、ズーム操作リング18の手動操作トルクが最低値の状態となり、極めて軽い操作状態が得られることになるが、この操作トルクは上記調整ボリューム21を調整して変えることができる。即ち、この調整ボリューム21では、上述のようにV5 〜V6 の間の位置制御電圧Vcが設定でき、例えばV5 とV6 の中間の電圧V5.5が設定された場合を考えると、演算器49からV5.5−V5 が出力されることによりクラッチ作動モータ37がVb=V5.5になるまで駆動され、可動板26は固定板27を押す方向へ移動し、両者の摩擦力を増加させる。
【0027】
従って、この場合は中間的な手動操作トルクでズーム操作リング18を動かすことができ、上記V6 の電圧を与えれば、最大操作トルクを設定することが可能となる。このようにして、調整ボリューム21で設定した操作トルクでズーム操作リング18をマニュアルで操作でき、その操作方向に対応してズームレンズが駆動される。
【0028】
次に、上記図5の状態から、ズームスイッチ20が押されたときは、図1のコンパレータ47の検出により切替え器48が電動制御電圧V4 を設定するので、ポテンショメータ41の位置電圧V5.5(Vb)との演算値V4 −V5.5に基づいてクラッチ作動モータ37が回転し、主軸25に螺合結合する上記移動歯車31の後側への移動により、図4に示されるように、コイルバネ28を介して可動板26が固定板27に圧接される。このクラッチ機構の連結により、ズームモータ35の回転が歯車36、固定板外歯27G、可動板外歯26Gを介してズーム操作リング18に伝達される。これによって、ズームスイッチ20の操作方向、押し量に応じてズームレンズが自動的に駆動される。
【0029】
上記実施形態例では、ズーム操作リング18に用いた場合を説明したが、上記の構成は、フォーカス操作リングに同様に適用することができる。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レンズ操作リングの外周外歯に対し電動モータの回転を連結し及びこの連結を切断するために、軸方向で移動する歯車可動板とこの歯車可動板の側面が接触可能とされ、軸方向で固定となる歯車固定板とを備え、これら歯車可動板及び歯車固定板の歯車の一方を上記電動モータ側に接続し、他方をレンズ操作リングの外歯に接続するように構成したクラッチ機構を設け、このクラッチ機構をクラッチ作動モータで動作させると共に、このクラッチ機構の切断動作時には、クラッチ作動モータと付勢部材を用いた操作トルク可変手段により、歯車可動板と歯車固定板の摩擦面の押圧力を調整するようにしたので、レンズ駆動において手動と自動の切替え操作が不要で、被写体に対する条件合せ等も迅速に行うことができ、かつ上記レンズ操作リングの手動操作トルクを自由に変化させることが可能となり、使い勝手のよいレンズ鏡胴装置が得られるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態例に係るレンズ鏡胴の手動及び電動装置の電気的構成を示す回路図である。
【図2】実施形態例の装置の全体構成を示す図である。
【図3】実施形態例のレンズ鏡胴の概観斜視図である。
【図4】実施形態例の装置の機械的構成を示し、クラッチ機構が連結状態にある図である。
【図5】図1の手動及び電動装置においてクラッチ機構の切断状態を示す図である。
【図6】従来における手動、電動の切替えが可能なレンズ鏡胴の構造を示す図である。
【符号の説明】
1,14 … 鏡胴、
3,18 … ズーム操作リング、
4,19,26G,27G … 外歯、
7,35 … ズームモータ、
20 … ズームスイッチ、
21 … 調整ボリューム、 25 … 主軸、
26 … 可動板(歯車可動板)、
27 … 固定板(歯車固定板)、
31 … 移動歯車、
37 … クラッチ作動モータ、
41 … ポテンショメータ、 47 … コンパレータ、
48 … 切替え器、 49 … 演算器。
Claims (3)
- レンズを移動可能に保持する鏡胴と、
上記レンズを自動的に移動させるための電動モータと、
この鏡胴の外周部に回動自在に配置され、手動により上記レンズを移動操作するリングであって、上記電動モータの回転を伝達する伝達用歯車と噛合する外歯を形成したレンズ操作リングと、
歯車機能を有し軸方向で移動する歯車可動板、この歯車可動板の側面が接触可能に構成され、歯車機能を有し軸方向で固定となる歯車固定板を備え、これら歯車可動板及び歯車固定板の歯車の一方を上記電動モータ側に接続し、他方をレンズ操作リングの外歯に接続するように構成し、上記レンズ操作リングの外歯と上記電動モータとの接続を連結及び切断するためのクラッチ機構と、
このクラッチ機構の連結及び切断動作をするためのクラッチ作動モータと、
上記歯車可動板を上記歯車固定板へ付勢する付勢部材を有し、上記クラッチ作動モータの駆動により上記付勢部材を介して上記歯車可動板を移動させるように構成し、この歯車可動板を上記歯車固定板に接触させることによりクラッチ機構の連結を行うと共に、クラッチ機構の切断動作時に、上記クラッチ作動モータを用いて上記歯車可動板と歯車固定板の摩擦面の押圧力を調整し、上記レンズ操作リングの手動操作トルクを変化させるための操作トルク可変手段と、を含んでなるレンズ鏡胴の手動及び電動装置。 - 上記レンズを電動駆動させる操作をするための電動操作スイッチを設け、この電動操作スイッチによりクラッチ作動モータを駆動して、上記クラッチ機構の連結及び切断を実行することを特徴とする請求項1記載のレンズ鏡胴の手動及び電動装置。
- 上記クラッチ作動モータ側の歯車に接続され、当該クラッチ作動モータの駆動により軸方向へ移動する移動歯車と、この移動歯車と上記付勢部材との間に配置され、上記歯車可動板及び付勢部材を移動歯車とは別個に回転させるスラストベアリングと、を設けたことを特徴とする請求項1又は2記載のレンズ鏡胴の手動及び電動装置。
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