JP4072660B2 - レンズ装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はレンズ装置に係り、特にフォーカスレンズの移動に伴う画角変動をズームレンズにより補正するレンズ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
テレビカメラ等に使用されるレンズ装置において、フォーカスレンズを移動させてフォーカス操作を行うと、あたかもズーム操作を行ったかのように画角が変動するという現象がある。このような現象はポンピング現象と呼ばれている。
従来、このようなポンピング現象を防止するために、フォーカス調整が行われた場合には、ズームレンズの位置を自動で調整して画角変動を防止するようにしたポンピング補正機能搭載のレンズ装置(特開平6−50071号公報)が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようなポンピング補正の機能は、電動でズームレンズを駆動するいわゆるサーボ式のレンズ装置にしか採用することができなかった。即ち、一軸二操作式のように手動でレンズを駆動するものではモータが搭載されていないため、自動でズームレンズの位置を調整してポンピング補正を行うということはできなかった。
【0004】
また、従来、ポンピング補正とは関係なく、1台のレンズ装置に手動と電動の両方のレンズ駆動機構を搭載して、一軸二操作式とサーボ式のいずれでもレンズ操作を行えるようにしたレンズ装置が提案されている(例えば、実公昭60−27366号公報)。しかしながら、このようなレンズ装置では、予め手動と電動のいずれか一方のレンズ駆動機構のみを有効に作動させるようにしているため、手動でレンズを駆動している場合においては電動のモータは有効に作動せず上述の場合と同様に手動でレンズ操作しているときにポンピング補正を行うことはできなかった。
【0005】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、手動でレンズ操作を行う場合においてもポンピング補正を行うことができるレンズ装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、ズームレンズ及びフォーカスレンズを備え、前記ズームレンズが手動により移動されるレンズ装置において、手動操作される一軸二操作式の操作棒であって、押し引き操作によって前記ズームレンズを手動で移動させるための操作棒と、前記ズームレンズを電動で移動させるためのモータと、前記操作棒及び前記モータにより発生した動力を差動歯車機構を介して前記ズームレンズに伝達する動力伝達手段と、前記フォーカスレンズが移動されると、前記モータを駆動して前記フォーカスレンズの移動による画角変動を防止する位置に前記ズームレンズを移動させる制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【0007】
本発明によれば、手動操作されるズーム操作部材の動力とモータの動力のいずれでもズームレンズを駆動できるようにし、フォーカスレンズが移動された場合には、モータを駆動してズームレンズを移動させて画角変動を防止するようにしたため、手動でレンズ操作を行う場合においてもポンピング補正を行うことができるようになる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るレンズ装置の好ましい実施の形態を詳述する。
図1のテレビカメラシステム1に示すように、本発明に係るレンズ装置2は、一軸二操作式の操作棒5を押し引き操作又は回動操作することによって手動でフォーカス操作及びズーム操作を行うようにしたもので、このレンズ装置2は、雲台3に支持されたテレビカメラ4の正面側に装着される。レンズ装置2の操作棒5は、テレビカメラ4に形成された操作棒挿通孔4Aを貫通してテレビカメラ4の背面側に突出される。従って、カメラマンは、テレビカメラ4のビューファインダ6に映る映像を見ながら、操作棒5の指掛部7を把持して操作棒5を押し引き操作することでズーム操作を行うことができ、指掛部7を回転操作し、操作棒5を回転させることでフォーカス操作を行うことができる。
【0009】
また、本発明に係るレンズ装置2には、操作棒5の回転操作によってフォーカス操作されると、フォーカスレンズの移動に伴う画角変動を防止すべくズームレンズの位置を自動で調整するポンピング補正機能が搭載されている。
図2は、本発明に係るレンズ装置のレンズ駆動機構を示した全体構成図である。レンズ装置2の撮影光学系には、被写体側からフォーカスレンズ(群)12、バリエータレンズ(群)14、コンペンセータレンズ(群)15、マスターレンズ(群)18等が順に配置されている。尚、バリエータレンズ14とコンペンセータレンズ15とでズームレンズ16が構成されている。
【0010】
フォーカスレンズ12とズームレンズ16は、上述のように操作棒5の押し引き操作及び回動操作によって駆動されるようになっており、その操作棒5は、軸受け(図示せず)によって回動自在に支持された中空軸20の内部に嵌入される。操作棒5の先端にはピン5Aが設けられ、このピン5Aは、中空軸20の長手方向に形成された直線キー溝孔20Aを挿通し、中空軸20に嵌装された移動枠22の周方向の溝22Aに係合される。従って、操作棒5の押し引き操作に連動して移動枠22Aが中空軸20の軸方向に移動し、操作棒5の回動操作に連動して中空軸20が回動するようになっている。
【0011】
ここで、まず、操作棒5の回動操作をフォーカスレンズ12の駆動力として伝達する動力伝達機構について説明すると、上記中空軸20の一端外周には、プーリ24が設けられ、このプーリ24と送りネジ26の一端に設けられたプーリ28との間にベルト30が掛け渡される。送りネジ26には、上記フォーカスレンズ12のレンズ枠12Aが螺合され、送りネジ26が回動されると、フォーカスレンズ12が光軸方向に前後動するようになっている。従って、上述のように操作棒5が回動操作されて中空軸20が回動されると、ベルト30を介して送りネジ26が回動され、フォーカスレンズ12が光軸方向に移動される。これにより、レンズ装置2のフォーカス調整が行われる。尚、送りネジ26には、送りネジ26の回転位置を検出するポテンショメータ32が設置され、このポテンショメータの出力信号によってフォーカスレンズ12の位置(フォーカス位置)を検出できるようになっている。
【0012】
一方、操作棒5の押し引き操作をズームレンズ16の駆動力として伝達する動力伝達機構について説明すると、中空軸20に嵌装された上記移動枠22にはワイヤ34の一部が固着される。ワイヤ34の両端は、一方端に対して他方端が逆巻きとなるように回動自在のローラ36に巻き付けられる。尚、符号38はワイヤ34を案内する案内ローラである。従って、上述のように操作棒5が押し引き操作されて、移動枠22が中空軸20の軸方向に移動すると、ワイヤ34を介してローラ36が回動される。
【0013】
上記ローラ36には、後述の差動歯車機構40を介してプーリ42が連結され、このプーリ42と、カム筒44の一端に設けられたプーリ46との間にベルト48が掛け渡される。従って、上述のように操作棒5が押し引き操作されてローラ36が回動すると、その駆動力が差動歯車機構40、プーリ42、ベルト48及びプーリ46を介してカム筒44に伝達され、カム筒44が回動される。
【0014】
カム筒44には、ズームレンズ16のバリエータレンズ14とコンペンセータレンズ15の位置関係を規制するカム溝44A、44Bが形成され、各カム溝44A、44Bにバリエータレンズ14のレンズ枠に突設されたカムピン14Aとコンペンセータレンズ15のレンズ枠に突設されたカムピン15Aが係合される。従って、上述のようにカム筒44が回動されると、バリエータレンズ14及びコンペンセータレンズ15がカム溝44A、44Bに規制されて光軸方向に移動される。
【0015】
これにより、操作棒5が押し引き操作されると、ズームレンズ16が駆動され、レンズ装置2のズーム調整が行われる。尚、カム筒44には、カム筒44の回転位置を検出するポテンショメータ50が設置され、このポテンショメータ50の出力信号によってズームレンズ16の位置(ズーム位置)を検出できるようになっている。
【0016】
ところで、上記差動歯車機構40には、ポンピング補正を行うためのモータ52が設置される。フォーカスレンズ12に位置が移動した場合には、このモータ52が駆動され、フォーカスレンズ12の移動に伴う画角変動を防止するズーム位置にズームレンズ16が自動で移動されるようになっている。図3は、差動歯車機構40及びその周辺部の構成を示した拡大図である。同図に示すように、差動歯車機構40は、左右一対の傘歯車60、62と、これらの傘歯車60、62間に配置される差動小歯車64、66とを備え、これらの歯車はギアボックス68内に収容されている。上記ワイヤ34によって回動されるローラ36(図2参照)は左側の差動歯車60に軸70により連結され、上記ベルト48が張架されるプーリ42(図2参照)は右側の差動歯車62に軸72により連結される。従って、上述のように操作棒5が押し引き操作されてローラ36が回動した場合には、これと連動してプーリ42が回動し、ベルト48を介して上記カム筒44にその駆動力が伝達される。尚、後述するようにポンピング補正実行時以外では、ギアボックス68は、モータ52の負荷によって回転が規制され、固定されるようになっている。
【0017】
一方、ギアボックス68の外周部にはギア68Aが形成され、このギア68Aに上記モータ52の出力軸52Aに設置されたギア74が噛合される。従って、モータ52が駆動されると、ギアボックス68が軸70、72を中心に回動し、プーリ42が回動する(尚、プーリ36は、カメラマンが操作棒5を把持していることで固定される)。プーリ42が回動すると、カム筒44が回動し、ズームレンズ16が移動される。
【0018】
このモータ52の駆動は、フォーカスレンズ12が駆動されたときに同時に行われ、操作棒5の回動操作によってフォーカスレンズ12が移動されると、それによって生じる画角変動を防止する位置にズームレンズ16が自動で移動される。これにより、ポンピング現象の発生が防止される。尚、ギアボックス68の外周部にギア68Bが形成され、このギア68Bと噛合されるギア76を介してポテンショメータ78が設置される。このポテンショメータ78の出力信号により、ポンピング補正量が検出されるようになっている。
【0019】
このように差動歯車機構40に設置されたモータ52は、図2に示すモータ制御部100の制御によって駆動される。モータ制御部100は、上記送りネジ26に設置されたポテンショメータ32の出力信号からフォーカスレンズ12の位置(フォーカス位置)を検出すると共に、カム筒44に設置されたポテンショメータ50の出力信号からズームレンズ16の位置(ズーム位置)を検出する。そして、フォーカスレンズ12が駆動されてフォーカス位置が変化したことを検出すると、ポテンショメータ32、78によって検出されるフォーカス位置及びズーム位置に基づいて、モータ52を駆動し、画角変動を防止する位置にズームレンズ16を移動させる。これにより、フォーカスレンズ12の移動に伴う画角変動が防止される。尚、モータ制御部100には、フォーカス位置の変化に対して画角の変動を防止するズーム位置、即ち、画角が一定となるズーム位置の情報が予め与えられる。
【0020】
一方、フォーカスレンズ12が静止している状態においては、モータ制御部100は、モータ52の電圧入力端子を短絡し、モータ52の出力軸52Aに負荷を与えギアボックス68の回動を規制する。これにより、操作棒5によるズーム操作が有効となる。
また、モータ制御部100は、差動歯車機構40のギアボックス68に設置されたポテンショメータ78の出力信号から、上記ポンピング補正によりギアボックス68を回転させた量(ポンピング補正量)を監視する。これにより、ポンピング補正を解除するときにギアボックス68を所定の基準位置に復帰させる。
【0021】
以上のように、操作棒5によって操作されるズームレンズ16をモータ52によっても駆動できるようにし、フォーカスレンズ12が駆動されたときには、モータ52によってズームレンズ16を移動させることで、一軸二操作式によって手動でズームレンズ16を操作している場合においても、ポンピング補正を行うことができるようになる。
【0022】
尚、上記実施の形態では、一軸二操作式によってフォーカス操作及びズーム操作を行うレンズ装置について説明したが、一軸二操作式でない他の方式の手動操作によってフォーカス操作及びズーム操作を行うレンズ装置についても上記実施の形態と同様に本発明を適用することができる。
また、上記実施の形態では、フォーカス操作がされていない場合には、モータ52を短絡して差動歯車機構40のギアボックス68の回動を規制するようにしたが、これに限らず、ギアボックス68の回動を規制する手段(ブレーキ等)を別に設けてもよい。
【0023】
また、上記実施の形態では、操作棒5の押し引き操作による手動の動力と、モータ52の動力とを差動歯車機構40を用いてズームレンズ16に伝達するようにしたが、差動歯車機構40ではなくクラッチ等の他の手段を用いて手動とモータ52の動力をズームレンズ16に伝達するようにしてもよい。例えば、ズームレンズ16に対して手動とモータ52の動力伝達をクラッチによって切り離せるようにし、フォーカス操作されていないときには、モータ52の動力伝達を切り離して手動によりズーム操作を行えるようにし、フォーカス操作されているときには、手動の動力伝達を切り離してモータ52によりポンピング補正を行えるようにする。
【0024】
また、上記実施の形態では、テレビカメラ用のレンズ装置について説明したが、特にテレビカメラに限定されない。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るレンズ装置によれば、手動操作されるズーム操作部材の動力とモータの動力のいずれでもズームレンズを駆動できるようにし、フォーカスレンズが移動された場合には、モータを駆動してズームレンズを移動させて画角変動を防止するようにしたため、手動でレンズ操作を行う場合においてもポンピング補正を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に係るレンズ装置が適用されるテレビカメラシステムの全体構成を示した図である。
【図2】図2は、本発明に係るレンズ装置のレンズ駆動機構を示した全体構成図である。
【図3】図3は、差動歯車機構の構成を示した図である。
【符号の説明】
2…レンズ装置
5…操作棒
12…フォーカスレンズ
16…ズームレンズ
36…ローラ
40…差動歯車機構
42…プーリ
52…モータ
100…モータ制御部

Claims (1)

  1. ズームレンズ及びフォーカスレンズを備え、前記ズームレンズが手動により移動されるレンズ装置において、
    手動操作される一軸二操作式の操作棒であって、押し引き操作によって前記ズームレンズを手動で移動させるための操作棒と、
    前記ズームレンズを電動で移動させるためのモータと、
    前記操作棒及び前記モータにより発生した動力を差動歯車機構を介して前記ズームレンズに伝達する動力伝達手段と、
    前記フォーカスレンズが移動されると、前記モータを駆動して前記フォーカスレンズの移動による画角変動を防止する位置に前記ズームレンズを移動させる制御手段と、
    を備えたことを特徴とするレンズ装置。
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