JP6968664B2

JP6968664B2 - 操作装置、光学装置および撮像装置

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Publication number: JP6968664B2
Application number: JP2017213586A
Authority: JP
Inventors: 則夫中井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2017-11-06
Filing date: 2017-11-06
Publication date: 2021-11-17
Anticipated expiration: 2037-11-06
Also published as: JP2019087837A

Description

本発明は、操作装置、光学装置および撮像装置に関する。

特許文献１は、レンズを操作するための操作部材の操作トルクを調整するために、摩擦力を調整する構造を開示している。当該構造は、摩擦力を調整するための、ねじ送りされる調整部材の外周にギアを設け、当該ギアとモータギアとを噛合させている。そのうえで、当該構造は、調整部材の送り量をモータにより制御して、操作部材の操作トルクを調整する。

特許４７８７７７３号公報

特許文献１に開示された従来技術は、調整部材の送り量の円滑な制御を行うために、操作装置内にモータを内蔵し、調整部材の回転軸にベアリングを構成するなど、機構が複雑となり、装置の大型化や高価格化を招きうる。調整部材の回転を手動で行う場合には、調整部材の回転範囲を1回転以上としなければ、調整敏感度が高いために操作トルクの適切な調整が困難となりうる。

本発明は、例えば、操作部材の操作トルクの調整に有利な操作装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のレンズ操作装置は、操作部材と、回転により並進して前記操作部材に作用する力を調整して前記操作部材の操作トルクを調整するための調整部材と、を含む操作装置であって、前記調整部材の前記回転の範囲を制限するための固定の第１部材と、前記範囲の一部のみにおいて前記調整部材と接触して前記調整部材とともに回転し且つ前記範囲の端において前記第１部材と接触する第２部材と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、例えば、操作部材の操作トルクの調整に有利な操作装置を提供することができる。

本発明の第１の実施例におけるレンズ操作装置の側面からの要部断面図本発明の第１の実施例におけるレンズ操作装置の側面図本発明の第１の実施例における操作トルク最小値設定状態を表す正面図本発明の第１の実施例における図３の状態でのトルク調整部の正面からの透視図本発明の第１の実施例におけるトルク調整部材を時計回りにα度回転した状態を表す正面図本発明の第１の実施例における図５の状態でのトルク調整部の正面からの透視図本発明の第１の実施例におけるトルク調整部材を図５の状態より時計回りにさらにβ度回転し、操作トルク最大状態を表す正面図本発明の第１の実施例における図７の状態でのトルク調整部の正面からの透視図本発明の第２の実施例におけるレンズ操作装置の側面からの要部断面図本発明の第２の実施例における操作トルク最小値設定状態を表すトルク調整部の正面からの透視図本発明の第２の実施例におけるトルク調整部材を時計回りにγ度回転した状態でのトルク調整部の正面からの透視図レンズ装置とレンズ操作装置のレンズシステムの概略図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施例におけるレンズ操作装置の側面からの要部断面図であり、図２は側面図を表している。図３は本発明の第１の実施例における操作トルク最小値設定状態を表す正面図であり、図４は図３の状態でのトルク調整部の正面からの透視図を表している。図５は本発明の第１の実施例において、図３の状態よりトルク調整部材を時計回りにα度回転した状態を表す正面図であり、図６は図５の状態でのトルク調整部の正面からの透視図を表している。

また、図７は本発明の第１の実施例における、トルク調整部材を図５の状態より時計回りにさらにβ度回転し、操作トルク最大状態を表す正面図であり、図８は図７の状態でのトルク調整部の正面からの透視図である。

図９は、本発明の第２の実施例におけるレンズ操作装置の側面からの要部断面図であり、図１０は本発明の第２の実施例におけるレンズ操作装置の操作トルク最小値設定状態を表すトルク調整部の正面からの透視図を表している。図１１は本発明の第２の実施例において、図１０の状態よりトルク調整部材を時計回りにγ度回転した状態を表す正面図である。

以下、図１から図８を参照して、本発明の第１の実施例によるレンズ操作装置の操作トルク調整機構について説明する。

本発明のレンズ操作装置は、操作グリップ４（操作部材）の回転角度に基づく指令値を出力し、操作グリップ４の操作トルク値（作用する力）を操作トルク調整ツマミ１３（調整部材）の回転により調整可能な構成を有する。

図１から図４においてレンズ操作装置本体１には、主軸２が回動可能に嵌挿され、該主軸２は連動ピン３を介して操作グリップ４と連結しており、該操作グリップ４には操作補助レバー４ａが複数突設されている。前記主軸２にはギア５が設けられ、前記レンズ操作装置本体１にはエンコーダ６が固定されている。エンコーダ６にはギア７が設けられ、前記ギア５と噛合している。前記主軸２は操作トルク調整用ナット８と螺合しており、前記操作トルク調整用ナット８と前記操作グリップ４を離間する方向に付勢力を発する圧縮コイルばね９が設けられている。前記レンズ操作装置本体１と前記主軸２、該レンズ操作装置本体１と前記操作グリップ４との間にはそれぞれ滑りワッシャ１０及び１１が設けられている。さらに前記操作グリップ４の内径側には中間リング（第２部材）１２及び操作トルク調整ツマミ１３は同軸上で該操作グリップ４に対し同軸上で回動可能に嵌挿（支持）されている。前記操作トルク調整用ナット８と前記操作トルク調整ツマミ１３は連動ピン１４によって前記主軸２を軸とした回転運動のみが伝達するように連結されている。前記レンズ操作装置本体１には固定当接ピン（第１部材）１５が突設され、前記中間リング１２には回動により前記固定当接ピン１５と当接（接触）するように当接ネジ１６（第１部）が前記中間リング１２の向心方向に螺設されている。また前記中間リング１２の前記操作トルク調整ツマミ１３側にはネジ穴１２ａが周方向に複数設けられ、任意の該ネジ穴１２ａに当接ネジ１７（第２部）が螺設（配置）されている。さらに前記操作トルク調整用ナット８には該操作トルク調整用ナット８の回転により前記当接ネジ１７と当接（接触）するように可動当接ネジ１８及び可動当接ネジ１９が設けられている。この構成により、操作トルク調整ツマミ１３の回転の範囲は、中間リング１２、固定当接ピン１５、当接ネジ１７、可動当接ネジ１８、可動当接ネジ１９により制限される。前記中間リング１２及び前記操作トルク調整ツマミ１３は、前記主軸２に螺合した抜け止め２０により回動軸方向への移動が規制されている。

以上のような構成で前記操作グリップ４の操作回転角は前記主軸２、ギア５、ギア７を介して前記エンコーダ６に伝達され、該エンコーダ６の出力信号に応じて、外部に接続された不図示のレンズが駆動される。

図１から図４は前記操作トルク調整ツマミ１３を反時計回りに突き当たるまで回した状態を表しており、前記固定当接ピン１５と前記当接ネジ１６が当接し、前記当接ネジ１７と前記可動当接ネジ１８が当接している。

図５及び図６は、前述の図１から図４の状態から前記操作トルク調整ツマミ１３を時計回りにα度回転させた状態を表しており、同時に前記操作トルク調整用ナット８は前記主軸２との螺合によりα度分だけ移動（並進）する。これに伴い前記圧縮コイルばね９が縮められ、前記滑りワッシャ１０及び１１を介して前記レンズ操作装置本体１に対する前記操作グリップ４の回転摺動抵抗（摩擦力）が大きくなる。すなわち、前記操作グリップ４の回転操作に要するトルク値がα度分だけ増加することになる。この時点より可動当接ネジ１９が前記当接ネジ１７と当接（接触）を開始することで前記中間リング１２が連動して回転し始める。すなわち、中間リング１２は、操作トルク調整ツマミ１３の回転の全範囲ではなく、一部の範囲のみにおいて操作トルク調整ツマミ１３と接触して共に回転する。

図７及び図８は、前述の図５及び図６の状態から前記操作トルク調整ツマミ１３を時計回りにさらにβ度回転させた状態を表しており、前記固定当接ピン１５と前記当接ネジ１６が前述の図１から図４の状態とは回転方向に対向する側から当接（接触）する。ここで前記中間リング１２の回転が抑止されるため、前記操作トルク調整ツマミ１３の時計回りの回転は終端を迎える。前記操作トルク調整用ナット８は前記主軸２との螺合により、図１から図４の状態からα＋β度分だけ移動しており、前記レンズ操作装置本体１に対する前記操作グリップ４の回転摺動抵抗は最大となる。すなわち前記操作グリップ４の回転操作トルクも最大値を呈する。

図７及び図８の状態から前記操作トルク調整ツマミ１３を反時計回りに回した場合には前述の過程とは逆の状態を経て前記操作グリップ４の回転操作トルクが最小値となる初期状態、図１から図４の状態に帰着する。

ここで前記中間リング１２に設けられた前記複数のネジ穴１２ａの内前述の任意のネジ穴１２ａとは別の場所に前記当接ネジ１７を固定すれば、前記操作トルク調整用ナット８の可動域は前述のまま、前記圧縮コイルばね９の使用長さ領域がシフトする。従って、前記当接ネジ１７の取付位置の選択のみで前記操作グリップ４の回転操作に要するトルクの最小値から最大値までの調整が可能となる。同様に、当接ネジ１６の中間リング１２への取付位置を複数選択可能な構成とすることにより、当接ネジ１６の取付位置の選択のみで操作グリップ４の回転操作に要するトルクの最小値から最大値までの調整が可能となる。また、固定当接ピン１５のレンズ操作装置本体１への取付位置を複数選択可能な構成とすることにより、固定当接ピン１５の取付位置の選択のみで操作グリップ４の回転操作に要するトルクの最小値から最大値までの調整が可能となる。さらに、当接ネジ１９の操作トルク調整用ナット８への取付位置を複数選択可能な構成とすることにより、当接ネジ１９の取付位置の選択のみで操作グリップ４の回転操作に要するトルクの最小値から最大値までの調整が可能となる。

本発明のレンズ操作装置（光学装置）は、たとえば、フォーカスデマンドのフォーカス操作手段、ズームデマンドのズーム操作手段や、レンズ装置に装備されたフォーカスレンズ、ズームレンズ等の光学素子の動作を操作するための操作手段に適用可能である。

以下、図９から図１１を参照して、本発明の第２の実施例によるレンズ操作装置の操作トルク調整機構について説明する。

図９から図１１において要部機構構成は実施例１と同様であり、機能、形状が同一の部材は同符号で表す。ここで前記連動ピン１４に加えて連動板２１が構成されることで、前記操作トルク調整ツマミ１３の回転運動が操作トルク調整用ナット２２に伝達される。また、前記当接ネジ１７の代わりに当接調整板２３が構成され、中間リング２４の周方向に複数設けられたネジ穴２４ａの内、隣接する任意の２ヶ所を選択して前記当接調整板２３の取付が可能となっている。さらに前記操作トルク調整用ナット２２には該操作トルク調整用ナット２２の回転により前記当接調整板２３に設けられた当接突起２３ａと当接するように可動当接ネジ２５が螺設されている。

図１１は図１０の状態から前記操作トルク調整ツマミ１３を時計回りにγ度回転させた状態を表しており、実施例１と同様に前記操作グリップ４の回転操作に要するトルク値がγ度分だけ増加する。前記操作トルク調整ツマミ１３の可動回転角はγ＋β度となり、前記操作トルク調整用ナット２２の移動量と前記圧縮コイルばね９の使用長さ領域も、前記主軸２との螺合によるγ＋β度分の進み量となる。

実施例２においては、前記当接調整板２３の前記中間リング２４への取付位置が任意の位相に調整可能であることにより、各当接部の当接位置を調整可能とし、前記操作グリップ４の回転操作に要するトルク値の調整幅が連続的に調整可能となっている。

従って本発明によれば、簡易な機構で手動回転操作トルクの調整を容易にするとともに設定したトルク値の安定化を実現し、装置の小型化及び低価格化を可能としたレンズ操作装置を提供できる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本実施例における圧縮コイルばねは他の弾性部材に置換可能である。また、回転領域規制構造は操作装置の操作回転角の規制構造としても適用可能である。さらに、中間リングの構成を１段追加する毎に、1回転弱の規制回転角の増加が実現可能である。

図１２は実施例１又は２のレンズ操作装置とレンズ装置とを有するレンズシステムの概略図を示す。レンズ操作装置Ｄ１は、レンズ操作装置本体１と、レンズ操作装置本体１と相対的に回転可能な操作グリップ４とで構成される。操作グリップ４の外周面には複数の操作補助レバー４ａが着脱自在に固定されている。レンズ操作装置本体１には、レンズ操作装置Ｄ１とレンズ装置Ｌを接続するための接続端子２７と、レンズ操作装置Ｄ１を三脚などに固定するための装置固定部２６が構成されている。レンズ操作装置Ｄ１は接続端子２７からケーブルＣを介してレンズ装置Ｌのレンズコネクタ１０１に接続されている。使用者が操作グリップ４を操作すると、操作角度に応じた駆動信号がレンズ装置Ｌの制御部１０２から駆動部１０３へ出力され、フォーカスレンズ群或いはズームレンズ群などの可動光学部材Ｆを所望の位置に移動することができる。

このように本発明のレンズ操作装置をレンズ装置の可動光学部材を駆動するための装置として使用することにより、本発明の効果を享受できるレンズシステムを構成することができる。
さらに、上記のレンズシステムと、レンズ装置によって形成された光学像を受ける撮像素子とを有する撮像装置を構成することにより、本発明の効果を享受できる撮像装置を提供できる。
本発明は本実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１：レンズ操作装置本体
４：操作グリップ（操作部材）
１２：中間リング
１３：操作トルク調整ツマミ（調整部材）
１５：固定当接ピン
１８、１９：可動当接ネジ
２４：中間リング
２５：可動当接ネジ（可動当接部）

Claims

操作部材と、回転により並進して前記操作部材に作用する力を調整して前記操作部材の操作トルクを調整するための調整部材と、を含む操作装置であって、
前記調整部材の前記回転の範囲を制限するための固定の第１部材と、前記範囲の一部のみにおいて前記調整部材と接触して前記調整部材とともに回転し且つ前記範囲の端において前記第１部材と接触する第２部材と、を有することを特徴とする操作装置。
前記第２部材は、前記調整部材とは同軸上に支持され、前記第１部材と接触する第１部と、前記調整部材と接触する第２部とを有することを特徴とする請求項１に記載の操作装置。
前記第２部材における前記第１部の配置は、調整可能であることを特徴とする請求項２に記載の操作装置。
前記第２部材における前記第２部の配置は、調整可能であることを特徴とする請求項２又は３に記載の操作装置。
前記第１部材の配置は、調整可能であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の操作装置。
前記第２部材が接触する前記調整部材における位置は、調整可能であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の操作装置。
前記操作部材の回転角度に基づく指令値を出力することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の操作装置。
前記調整部材は、ナットを含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の操作装置。
前記調整部材は、前記ナットの回転により並進して前記操作部材に作用する摩擦力を調整することを特徴とする請求項８に記載の操作装置。
光学素子と、前記光学素子の動作を操作するための請求項１乃至８のいずれか１項に記載の操作装置と、を有することを特徴とする光学装置。
前記光学素子は、レンズ又は絞りを含むことを特徴とする請求項１０に記載の光学装置。
請求項１０又は１１に記載の光学装置と、前記光学装置により形成された像を受ける撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置。