JPH10268177A

JPH10268177A - 光学装置

Info

Publication number: JPH10268177A
Application number: JP9142597A
Authority: JP
Inventors: Haruhisa Yamamoto; 晴久山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-03-26
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 1998-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】過負荷回転時の伝達トルクを磁力結合手段に
より制限する。【解決手段】電動モータから成る駆動手段からの駆動
力を操作リング３３に伝達するための磁力結合手段は、
所定の負荷トルクよりも大きな負荷トルクに対して、磁
性体４１とスペーサ４３との間でスリップするように構
成されている。また、必要とするトルクに応じて磁性体
４１とスペーサ４３間でフリクショントルクを発生さ
せ、先のヒステリシストルクに加えて使用する。手動駆
動の場合に操作リング３３を回動させると、磁性体４１
とスペーサ４３との間のスリップトルクにより、操作リ
ング３３から駆動手段へ伝達される駆動力が制限され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビジョン撮影
等に用いられる撮影レンズ等における光学手段を移動さ
せる際に好適な動力伝達機構を有する光学装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からテレビジョン撮影等で用いられ
る撮影レンズ等の光学装置では、ズーミング、フォーカ
シング、アイリス調整、フィルタ挿脱等を行うため所定
の光学手段を駆動力により駆動している。

【０００３】テレビジョン撮影用の撮影レンズを例にと
れば、一般にレンズ群の駆動は、レンズ群の外装面に設
け、レンズ群に直結している操作リングを回転駆動する
ことにより行っている。この操作リングはカメラマンが
撮影状態に応じて手動或いは電動で駆動している。操作
リングを電動駆動するために、レンズ鏡筒の一部には駆
動ユニットを設けている。

【０００４】この駆動ユニットには各種スイッチ、電動
モータ及び電動モータをレンズ鏡筒の操作リングに連結
する動力伝達機構が内蔵されており、カメラマンのスイ
ッチ操作に伴い電動モータが駆動し、動力伝達機構を介
して操作リングが従動する構造となっている。また、所
定のレンズ群を手動で駆動する場合には、カメラマンの
手により直接に操作リングを回動操作するか、或いは操
作リング上に付設したレバーを操作して回転駆動する。

【０００５】このように撮影レンズの操作リングは、手
動と電動の２つの方法で駆動されるため、駆動ユニット
内の動力伝達機構は２つの操作モードに応じて選択的に
切換え可能な構造とされている。

【０００６】図５は従来の撮影レンズの外観図であり、
レンズ本体１、駆動ユニット２、フォーカスリング３、
ズームリング４、アイリスリング５により構成されてい
る。図６はこの種の撮影レンズを取り付けたテレビカメ
ラを示している。

【０００７】図７は所定のレンズ群を駆動ユニット２内
の電動モータ１０により駆動する場合の動力伝達経路を
示している。レンズ鏡筒、操作リング１１以外の各要素
は駆動ユニット２の中に内蔵されている。レンズ駆動用
の操作リング１１の外周面には、噛合歯１１ａが円周方
向に設けられている。電動モータ１０には変速装置１２
が一体的に設けられており、変速装置１２の出力軸１３
にはスリーブ１４がピン１５により固定されている。変
速装置１２の出力歯車１６は、スリーブ１４に対して回
転自在に取り付けられていると共に、摺動ワッシャ１７
を介してばね１８によりスリーブ１４側に押圧されてい
る。

【０００８】この構造は所定の負荷トルクのもとでは、
出力歯車１６と出力軸１３は一体的に回転するが、負荷
トルクが過大になるとスリーブ１４は出力歯車１６に対
して滑り、歯面に作用する力を緩和して歯の欠損を防止
するトルクリミッタの役目を果たしている。このトルク
リミッタ機構は特にレンズ群を動作端まで高速駆動した
時に、停止面に歯面にかかる衝撃力を吸収することに効
果を発揮する。

【０００９】出力歯車１６と操作リング１１の中間には
中間歯車１９が設けられ、この中間歯車１９は中間歯車
１９を保持する軸２０に対して回転自在であると同時
に、軸２０上を摺動可能な状態にある。中間歯車１９の
外周面にある噛合歯１９ａは出力歯車１６と操作リング
１１の噛合歯１１ａの双方に係合している。

【００１０】このような動力伝達機構において、カメラ
マンが駆動ユニット２に設けた所定の操作スイッチを操
作すると、駆動モータ１０で発生した回転動力は、変速
装置１２の出力歯車１６、中間歯車１９を介して操作リ
ング１１に伝達され、操作リング１１に連結しているレ
ンズ群が電動駆動される。

【００１１】図８は操作リング１１を手動で駆動する場
合の構成図を示している。この場合に、カメラマンは図
示しないクラッチレバーを操作することにより、クラッ
チ板２１を回動させる。クラッチ板２１に付設した切換
えピン２２は図７に示すように中間歯車１９と係合して
いるので、クラッチレバーの操作に伴い、中間歯車１９
は軸２０上を左方に摺動し、出力歯車１６の噛み合いか
ら離脱する。レンズ群を手動操作する場合には、このよ
うにクラッチレバーを操作して駆動モータ１０との動力
伝達経路を遮断し、手動で操作リング１１を直接操作す
るか、或いは操作リング１１上に付設したレバーを操作
してレンズ群を駆動する。

【００１２】このようにレンズ群を駆動するために、電
動駆動と手動駆動とを選択的に切換える際には、出力歯
車１６と操作リング１１の中間に位置して双方に噛み合
う中間歯車１９の位置を変位させ、噛合歯１９ａを係合
・離脱する方法が採られている。このときの噛合歯１９
ａは平歯車に代表されるように、外周面に設けている場
合が一般的である。

【００１３】更に、歯の噛み合いで動力を伝達する動力
伝達部材と、過負荷回転時に伝達トルクを制限して歯面
の欠損を防止するトルクリミッタ部材は、駆動モータ１
０とレンズ群の操作リング１１を連結する動力伝達機構
の中で、それぞれ別部材として独立的に設けられてい
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の動力伝達機構を有する光学装置においては、動力伝
達機構を持つ撮影レンズ中の所定のレンズ群を電動で駆
動する場合に、電動モータ１０の出力歯車１６と操作リ
ング１１の中間に位置する中間歯車１９は、電動モータ
１０からの出力歯車１６と操作リング１１の２つの歯車
と噛み合うことになる。

【００１５】一般に、歯車の噛合部にはバックラッシュ
が存在するため、電動モータ１０を駆動し始めてから操
作リング１１が従動するまでに時間遅れが発生する。電
動モータ１０を高速駆動し、操作リング１１を瞬時に回
転駆動する場合には、このときの時間遅れは実用上大き
な問題とはならないが、電動モータ１０を低速で駆動す
るスローズーム或いは微小送りの時などでは、カメラマ
ンがレンズ群を駆動する指令を出してから、レンズ群が
動作し始めるまでの時間遅れは大きな問題となり、カメ
ラマンの意図した撮影画面が得られないことがあるとい
う問題点がある。

【００１６】そのため、レンズ群を駆動する場合には、
電動モータ１０から操作リング１１までの歯車列が持つ
バックラッシュを極力抑えることが望まれている。ま
た、過負荷回転時に伝達トルクを制限するトルクリミッ
タ部材と、歯車の噛み合いにより動力を伝達する動力伝
達部材とは、それぞれが別部材として独立的にレンズ鏡
筒の周囲に構成されているため、多くの部品点数を要す
ると共に、駆動ユニット内の空間を多く占有し、駆動ユ
ニットが複雑化してきて小型化・低価格化の障壁となっ
ている。

【００１７】本発明の目的は、手動で操作リングを駆動
させて筐体内に保持した光学手段を駆動させたり、又は
電動モータで発生した回転動力を光学手段に伝達するよ
うにした動力伝達機構を用いて駆動させるに際して、動
力伝達機構を適切に構成することによりバックラッシュ
を低減し、レンズ群が動作するまでの時間遅れを少なく
する光学装置を提供することにある。

【００１８】また、本発明の他の目的は、過負荷回転時
に伝達トルクを制限するトルクリミッタ機構の構造を簡
略化し、装置全体の小型化及び簡素化を図る光学装置を
提供することにある。

【００１９】

【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装置は、光学手段を手動で駆動する
ための手動操作手段に、所定の駆動力伝達特性を有する
磁力結合手段を介して駆動手段からの駆動力を伝達して
前記光学手段を駆動する光学装置であって、前記駆動手
段からの駆動力を前記磁力結合手段に伝達すると共に、
前記手動操作手段側から前記磁力結合手段を介して伝達
される駆動力では駆動できない駆動力伝達手段により前
記駆動手段と前記磁力結合手段とを結合したことを特徴
とする。

【００２０】本発明に係る光学装置は、光学手段を手動
で駆動するための手動操作手段と、該手動操作手段に駆
動力を伝達して前記光学手段を駆動するための駆動手段
と、所定の駆動力伝達特性を有し前記駆動手段からの駆
動力を前記手動操作手段に伝達するための磁力結合手段
とから構成した光学装置であって、前記駆動手段から前
記磁力結合手段に駆動力を伝達すると共に、前記手動操
作手段側から前記磁力結合手段を介して伝達される駆動
力では駆動できない駆動力伝達手段を有することを特徴
とする。

【００２１】本発明に係る光学装置は、光学手段を手動
で駆動するための手動操作手段と、該手動操作手段に駆
動力を伝達して前記光学手段を駆動するための駆動手段
と、所定の駆動力伝達特性を有し前記駆動手段からの駆
動力を前記手動操作手段に伝達するための磁力結合手段
とから構成した光学装置であって、前記駆動手段から前
記磁力結合手段に駆動力を伝達すると共に、前記手動操
作手段側から前記磁力結合手段を介して伝達される駆動
力を前記駆動手段側に伝達しない駆動力伝達手段を有す
ることを特徴とする。

【００２２】本発明に係る光学装置は、変倍のためのレ
ンズを駆動するための手動操作手段と、該手動操作手段
に駆動力を伝達して前記光学手段を駆動するための駆動
手段と、所定の駆動力伝達特性を有し前記駆動手段から
の駆動力を前記手動操作手段に伝達するための磁力結合
手段とを有することを特徴とする。

【００２３】本発明に係る光学装置は、変倍のためのレ
ンズを駆動するための手動操作手段と、前記手動操作手
段に駆動力を伝達して前記光学手段を駆動するための駆
動手段と、所定の駆動力伝達特性を有し前記駆動手段か
らの駆動力を前記手動操作手段に伝達するための磁力結
合手段と、前記駆動手段から前記磁力結合手段に駆動力
を伝達すると共に、前記手動操作手段側から前記磁力結
合手段を介して伝達される駆動力では駆動できない駆動
力伝達手段とを有することを特徴とする。

【００２４】本発明に係る光学装置は、変倍のためのレ
ンズを駆動するための手動操作手段と、該手動操作手段
に駆動力を伝達して前記光学手段を駆動するための駆動
手段と、所定の駆動力伝達特性を有し前記駆動手段から
の駆動力を前記手動操作手段に伝達するための磁力結合
手段と、前記駆動手段から前記磁力結合手段に駆動力を
伝達すると共に、前記手動操作手段側から前記磁力結合
手段を介して伝達される駆動力を前記駆動手段側に伝達
しない駆動力伝達手段とを有することを特徴とする。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明を図１〜図４に図示の実施
例に基づいて詳細に説明する。図１は第１の実施例の構
成図であり、フォーカス部について磁気クラッチである
磁力結合手段とウォームギアと直流モータが用いられて
いる。レンズベース３１にはベース鏡筒３２がねじによ
り連結されており、ベース鏡筒３２の外周には手動で駆
動する手動操作手段としてのフォーカス用操作リング３
３にヘリコイド結合するヘリコイドねじ３２ａが設けら
れている。また、ベース鏡筒３２の内周にフォーカスレ
ンズ３４を保持するフォーカス鏡筒３５がヘリコイドね
じ３２ｂ、３５ａを介して接合されている。

【００２６】手動操作手段としてのフォーカス用の操作
リング３３は、ベース鏡筒３２に嵌合部を持ち、自在に
回転できるようになっており、カメラマンはこの操作リ
ング３３を介して手動操作する。また、操作リング３３
にはエンコーダ又はポテンショメータから成る位置セン
サ３６がギア３３ａを介して連結されている。

【００２７】操作リング３３の回転力をフォーカス鏡筒
３５に伝えるための連結ピン３７が、フォーカス鏡筒３
５に取り付けられており、この連結ピン３７は操作リン
グ３３に設けられたカム穴３３ｂに嵌入されている。手
動又は電動による操作リング３３の回転に応じて、フォ
ーカス鏡筒３５はヘリコイドねじ３２ｂ、３５ａを介し
て、光軸方向に対して円滑な移動ができる。

【００２８】レンズベース３１、ベース鏡筒３２に嵌合
部を有する出力筒３８は磁力結合手段の一部を支持し、
自在に回転できるようになっており、ウォームホイール
３８ａが付設されている。磁力結合手段は磁性体４１、
樹脂マグネット４２、スペーサ４３、ヨーク板４４から
成り、出力筒３８に磁性体４１が取り付けられており、
この磁性体４１は例えばＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系の半硬質の
永久磁石で厚さが約０．５ｍｍの薄板から形成されてい
る。磁性体４１と対向している樹脂マグネット４２は操
作リング３３に取り付けられており、フェライト系とナ
イロンベースで厚さが約１．５ｍｍの薄板から成り、磁
性体４１に対し互いに吸着力を持っている。

【００２９】樹脂マグネット４２の磁性体４１側にはナ
イロンをベースにしたスペーサ４３が接着されており、
このスペーサ４３は厚さ約０．１ｍｍの薄板から成り、
磁性体４１と樹脂マグネット４２の間隔を一定に保持
し、摺動によるフリクショントルクを発生させると共
に、ヒステリシストルクを規定している。フォーカス用
の操作リング３３には、樹脂マグネット４２と共にビス
によりヨーク板４４が取り付けられており、このヨーク
板４４はＳＥＣＣ−Ｃ２０（メッキ鋼板、ジンコート）
から成る厚さ約０．５ｍｍの薄板であり、磁気回路を形
成するために用いられる。

【００３０】磁性体４１、樹脂マグネット４２、スペー
サ４３、ヨーク板４４等は筐体の周方向に延びたリング
形状をしており、光軸を中心としたレンズベース３１の
周上に配置されている。これにより空間の有効利用を図
り、装置全体の小型化を達成している。また、磁力結合
手段の系をギア等を介さず直結としてバックラッシュ等
によるピク付き、時間遅れが発生しないようにされてい
る。

【００３１】磁力結合手段は電動モータから成る駆動手
段に取り付けられたウォーム４５からの駆動力を、ウォ
ームホイール３８ａ、出力筒３８を介して操作リング３
３に伝達するために用いられている。そして、磁力結合
手段は所定の負荷トルクよりも大きな負荷トルクに対し
ては、磁性体４１とスペーサ４３との間でスリップする
ように構成されている。磁性体４１と樹脂マグネット４
２間の距離を調整して、所定のヒステリシストルクを発
生させることができるが、このヒステリシストルクは樹
脂マグネット４２の分極数、着磁強度、或いはスペーサ
４３により間隔を調整し決定されている。また、必要と
するトルクに応じて磁性体４１とスペーサ４３間でフリ
クショントルクを発生させ、先のヒステリシストルクに
加えて使用する。

【００３２】なお、本実施例の磁力結合手段では、出力
筒３８に磁性体４１、操作リング３３に樹脂マグネット
４２、ヨーク板４４、そして樹脂マグネット４２にスペ
ーサ４３を取り付けしているが、これらの取り付け関係
は逆にしてもよい。

【００３３】また、操作リング３３の手動操作感を良く
するために、磁性体４１とスペーサ４３との摺動部にグ
リス等の粘性流体を塗布することもできる。その場合
に、本実施例では磁性体４１とスペーサ４３間で条件に
応じてスリップするようにしているが、手動操作時、例
えば低温時における環境条件、例えば高速回転時におけ
る操作条件によって、単独或いは複合的に作用し、結果
としてスリップトルクが増大し、回転力がウォームギア
等に加わり、異音や破損といった不具合が生ずることも
ある。従って、樹脂マグネット４２の着磁条件等により
スリップトルクを管理調整し、非常時には所定のトルク
で樹脂マグネット４２とヨーク板４４との間でスリップ
するように構成してもよい。

【００３４】駆動手段によって操作リング３３を駆動さ
せるときは、駆動源である電動モータとウォーム４５か
らの出力が、ウォームホイール３８ａ、出力筒３８、磁
力結合手段を介して操作リング３３に伝達される。そし
て、操作リング３３の回転がカム穴３３ｂを貫通する連
結ピン３７を介してフォーカス鏡筒３５に伝達される。
その結果、ヘリコイドねじ３２ｂ、３５ａによりフォー
カス鏡筒３５は光軸方向に移動し、これによりピント調
整が行われる。

【００３５】手動駆動の場合に操作リング３３を回動さ
せると、磁性体４１に対してスペーサ４３がスリップす
ることにより、操作リング３３から駆動手段へ伝達され
る駆動力が制限される。即ち、ウォーム４５、ウォーム
ホイール３８ａから成るウォームギアはバックドライブ
ができないように設定されているため、樹脂マグネット
４２に取り付けたスペーサ４３が磁性体４１に対しスリ
ップし、手感の良いピント合わせ操作を行うことができ
る。

【００３６】また、電動駆動中に操作リング３３に外部
から力が加わった場合も、磁力結合手段が所定の負荷ト
ルクを越える負荷トルクを伝達しないため、機構系に無
理が加わることはない。これにより、本実施例では電動
駆動、手動駆動の切換えのための機構を必要とせずに、
機構の簡素化を図りながらフォーカスレンズ３４を手動
又は電動で選択的に駆動させることができる。

【００３７】また本実施例では、手動操作手段を駆動す
るために要する最小のトルクをＴ_L、磁力結合手段が伝
達できる最大トルクをＴ_F とし、Ｔ_L ＜Ｔ_F を満足する
ように各要素を設定すると共に、ウォーム４５とウォー
ムホイール３８ａから成るウォームギアは、ウォームホ
イール３８ａ側から回転できないように構成されてい
る。これによって、手動と電動との間の駆動切換えを特
別な切換え操作なしに行うことができる。なお、手動の
ときはＴ_L ＋Ｔ_F の作動トルクによって操作リング３３
を回動操作している。

【００３８】このように第１の実施例によれば、操作リ
ング３３を電動駆動させる場合に、駆動手段の回転トル
クを従動側に確実に伝達することができ、また手動駆動
させる場合に、例えばウォームギア等のバックドライブ
が不可能な機構を用いることにより、操作リング３３の
操作トルクは磁力結合手段により発生するヒステリシス
トルク、フリクショントルクの回転トルクと、フォーカ
スレンズ３４のレンズ移動に伴う作動トルクによって決
定される。

【００３９】その結果、磁力結合手段の安定した回転ト
ルクが得られるばかりでなく、スペーサ４３の板厚を変
えることによって所望の回転トルクが得られる。また、
従動側の過負荷、逆駆動に対しても、駆動手段を保護す
ることができる。構造においても、非常に簡素でスペー
スを多く必要としないため操作リング３３の近傍に配置
でき、小型、低価格化に役立つ。また、ウォームギアを
用いることにより、歯車列を用いる場合に比し、スペー
スを有効に使うことができると共に、バックラッシュを
極力減らすことができ、応答性も非常に良い等の効果が
得られる。

【００４０】上述の実施例では、逆転防止にウォームギ
アを用いた場合について説明したが、他の方法として、
例えば遊星歯車、平歯車等を多段にして高減速比とした
減速機、ギア同志に付勢力を与え、バックラッシュを零
にするか或いは極力減らした減速機、或いは差動機構を
有する減速機等、結果的に逆転トルクが非常に大きい減
速機を用いることもできる。

【００４１】図２は第２の実施例を示し、フォーカス部
において磁気クラッチである磁力結合手段と超音波モー
タを用いている。なお、第１の実施例と同一の符号は同
一の部材を示している。レンズベース５１、ベース鏡筒
５２の外周に光軸に平行な３本の直線カム５２ａが設け
られ、この直線カム５２ａに手動操作手段としてのフォ
ーカス用操作リング５３が係合されている。フォーカス
レンズ３４はフォーカス鏡筒５４により保持され、フォ
ーカス鏡筒５４はその外周でベース鏡筒５２の直線カム
５２ａと係合し、更に３個の直結ピン５５を介して操作
リング５３の曲線カム５３ａと係合している。そして、
フォーカス鏡筒５４は手動又は電動による操作リング５
３の回転に応じ、連結ピン５５、ベース鏡筒５２のカム
５２ａ、操作リング５３の曲線カム５３ａにより、光軸
方向に対して円滑な移動ができるようになっている。

【００４２】駆動ユニットベース５６には、ステータ５
７、ロータ５８から成る超音波モータが設けられ、回転
力を発生させるようになっている。ステータ５７とロー
タ５８の間に皿ばね５９が配置されており、ステータ５
７とロータ５８との間に適当な摩擦力を発生させてい
る。また、ステータ５７と皿ばね５９の間に介在した緩
衝用ゴム６０により、ロータ５８の振動が駆動伝達系に
伝達しないようにされている。

【００４３】更に、駆動ユニットベース５６に皿ばね５
９による押圧力が伝達系に影響しないように、出力筒６
１はボールレース６２を用いて滑らかに回転できるよう
に取り付けられ、操作リング５３はベース鏡筒５２にボ
ールレース６３を用いて滑らかに回転できるように取り
付けられていると共に、ベース鏡筒５２、レンズベース
５１に緩い嵌合部を持っている。

【００４４】また、図１の実施例と同様に、伝達系とし
て磁性体４１、樹脂マグネット４２、スペーサ４３、ヨ
ーク板４４から成る磁力結合手段が用いられている。磁
性体４１を設けた磁力結合手段への出力部材６４は、磁
性体４１とスペーサ４３の面をフィットさせるため、出
力筒６１に嵌入し回転方向をピン６５を用いて規制して
いる。振動波を利用した駆動手段により出力部材６４が
回転して、操作リング５３が磁力結合手段を介して回転
する。この回転は連結ピン５５を介してフォーカス鏡筒
５４に伝えられ、フォーカスレンズ３４が移動する。な
お、位置センサ３６はギア５３ｂを介して操作リング５
３に連結されている。

【００４５】超音波モータを構成するステータ５７は、
断面が台形状となっているリング形状部材の底面に、電
圧を印加する一方向に延び縮みする性質を備えている圧
電セラミックスが接着され、上部は極めて規則正しい突
起を備えている。また、ロータ５８はステータ５７との
接触部がばね性を有するフランジ形状を有するリングに
より、ステータ５７に或る力で押し付けられている。

【００４６】本実施例では、弾性体であるステータ５７
の表面に振動を発生させ、その振動エネルギによりステ
ータ５７に加圧接触させたロータ５８を連続的に回転さ
せている。この駆動手段の特徴としては構造が極めて簡
素であり、起動、停止の応答性、制御性が高く、更に作
動音が非常に静かであり、また停止時に停止状態を保持
する保持トルクが大きいことが挙げられる。

【００４７】なお、皿ばね５９によりステータ５７にロ
ータ５８を加圧接触させるための押圧力を発生している
が、この力を相殺するためにボールレース６２が設けら
れ、これにより伝達系に影響が及ぼさないようにしてい
る。支持方法はこの他にも、特に図示していないが、ス
ラストベアリング、ラジアルベアリングを用いた構造も
適用できる。

【００４８】手動駆動の場合に操作リング５３を回動さ
せると、磁性体４１とスペーサ４３との間のスリップト
ルクにより操作リング５３から駆動手段へ伝達される駆
動力が制限される。振動波を利用した駆動手段はバック
ドライブに要するトルクが大きいため、磁力結合手段の
樹脂マグネット４２に取り付けたスペーサ４３が磁性体
４１に対してスリップし、手ざわりの良いピント合わせ
操作が行われる。

【００４９】また、電動駆動中に操作リング５３に外部
から力が加わった場合も、磁力結合手段が所定の負荷ト
ルクを越える負荷トルクを伝達しないため、機構系に無
理が加わることはない。これにより、本実施例では電
動、手動駆動の切換え機構を必要とせずに、機構の簡素
化を図りながら、フォーカスレンズ３４を手動又は電動
で選択的に駆動させることができる。

【００５０】また本実施例では、手動操作手段を駆動す
るために要する最小のトルクをＴ_L、磁力結合手段が伝
達できる最大トルクをＴ_F 、駆動手段の出力側からの駆
動力に対して停止状態を維持できる最大トルクをＴ_M と
したとき、Ｔ_L ＜Ｔ_F ＜Ｔ_Mを満足するように各要素を
設定している。これによって、手動と電動との間の駆動
切換えを特別な切換え操作なしに行うことができる。な
お、手動のときは、Ｔ_L ＋Ｔ_F の作動トルクによって操
作リング５３を回動操作している。

【００５１】このように本実施例によれば、操作リング
５３を電動駆動させる場合に駆動手段の回転トルクを従
動側に確実に伝達することができ、また手動駆動させる
場合に、例えば駆動手段に超音波モータ等のバックドラ
イブに要するトルクの大きなものを用いることにより、
操作リング５３の操作トルクは、磁力結合手段により発
生するヒステリシストルク、フリクショントルクの回転
トルクと、フォーカスレンズ３４のレンズ移動に伴う作
動トルクによって決定される。

【００５２】また、従来では撮影レンズが傾くとフォー
カスレンズ３４が自重により移動してしまうということ
が起こり得たが、先の実施例のようにバックドライブ不
可能なウォームギアを用いたり、本実施例のように超音
波モータ等のバックドライブに要するトルクが大きな駆
動手段等を用いることにより、この自重移動を防止又は
低減することができる。

【００５３】図３は第３の実施例の構成図を示し、先の
実施例と同一の符号は同一の部材を表している。ズーム
部について磁気クラッチである磁力結合手段とウォーム
ギアと直流モータが用いられており、レンズベース３１
の外周に手動操作手段としてのズーム用操作リング７１
が設けられており、この操作リング７１はレンズベース
３１に嵌合部を持ち、自在に回転できるようになってい
る。

【００５４】操作リング７１の回転力をカム環７２に伝
達するために、直結ピン７３が設けられ、この直結ピン
７３はカム環７２に取り付けられると共に操作リング７
１に設けられたカム穴７１ａに嵌入されている。カム環
７２は手動又は電動による操作リング７１の回転に応じ
て、バリエータレンズ部、コンペンセータレンズ部から
成るレンズ群７４を光軸方向に円滑に移動できるように
なっている。また、駆動源である直流モータはウォーム
７５、ウォームホイール７６から成るウォームギアを介
して、第１、第２の実施例と同様の磁力結合手段に連結
されている。この磁力結合手段はウォームホイール７６
と操作リング７１の間に設けられており、第１、第２の
実施例と同様に所定の負荷トルクよりも大きな負荷トル
クに対してスリップするように構成されている。更に、
操作リング７１にはギア７１ｂを介して位置センサ７７
が連結されている。

【００５５】上記の構成で、駆動手段により操作リング
７１を駆動させる場合には、駆動源である直流モータと
ウォーム７５からの出力がウォームホイール７６の回転
力として磁力結合手段を介して操作リング７１へと伝達
され、その回転が連結ピン６５を介してカム環７２に伝
えられる。その結果、レンズベース３１に設けられた直
線カムとカム環７２に設けられた曲線カムとに係合する
係合部材を有するレンズ群７４は光軸方向に移動し、変
倍調整が行われる。

【００５６】手動駆動の場合に操作リング７１を回動さ
せると、ウォームギアを用いた伝達機構をバックドライ
ブができないように構成することにより、磁力結合手段
においてスリップが生ずる。操作リング７１の回転は電
動の場合と同様にレンズ群７４を駆動しズーム調整を行
う。また、電動駆動中に操作リング７１に外部から力が
加わった場合も、所定のトルクを越えると磁力結合手段
においてスリップが生じ、機構系に無理が加わることは
ない。これにより本実施例では、電動、手動の切換え機
構を必要とせずに、機構の簡素化を図りながら、レンズ
群７４を手動又は電動で選択的に駆動させることができ
る。

【００５７】このように第３の実施例によれば、操作リ
ング７１を電動駆動させる場合に、駆動手段の回転トル
クを従動側に確実に伝達することができ、また手動駆動
させる場合に、例えば駆動手段の回転トルクの伝達手段
としてウォームギア等、バックドライブが不可能なもの
を用いると、操作リング７１の操作トルクは磁力結合手
段により発生する回転トルクと、レンズ群７４のレンズ
移動に伴う作動トルクとによって決定される。

【００５８】図４は第４の実施例の構成図であり、ズー
ム部について磁力結合手段と超音波モータが用いられて
いる。なお、先の実施例と同一の符号は同一の部材を示
している。レンズベース５１の外周に手動操作手段とし
てのズーム用操作リング８１が設けられており、操作リ
ング８１はレンズベース５１に嵌合部を有し、自在に回
転できるようになっている。

【００５９】操作リング８１の回転力をカム環７２に伝
えるために直結ピン８２が設けられ、この直結ピン８２
はカム環７２に取り付けられると共に、操作リング８１
に設けられたカム穴８１ａに嵌入されている。カム環７
２は手動又は電動による操作リング８１の回転に応じ、
レンズ群７４を光軸方向に円滑に移動できるようになっ
ている。また、超音波モータの回転を規制するために規
制ピン８３が設けられ、全体はカバー８４、８５により
覆われている。

【００６０】超音波モータの出力部材８６と操作リング
８１間に、先の実施例と同様の磁力結合手段が介在さ
れ、所定の負荷トルクよりも大きな負荷トルクに対して
スリップするように構成されている。また、ギア８１ｂ
を介して操作リング８１に位置センサ７７が連結されて
いる。

【００６１】このような構成により、駆動手段によって
操作リング８１を駆動させる場合には、駆動源であるス
テータ５７、ロータ５８から成る超音波モータからの出
力が、出力部材８６の回転力として磁力結合手段を介し
て操作リング８１に伝達される。そして、その回転が直
結ピン８２を介してカム環７２に伝えられ、レンズベー
ス５１に設けられた直線カムとカム環７２に設けられた
曲線カムとに係合する係合部材を有するレンズ群７４は
光軸方向に移動し、ズーム調整が行われる。

【００６２】手動によるズーム調整のために操作リング
８１を回動させると、超音波モータはバックドライブに
要するトルクが大きいため、磁力結合手段においてスリ
ップが生ずる。また、電動駆動中に操作リング８１に外
部から力が加わっても、所定のトルクを越えると磁力結
合手段においてスリップが生じ、機構系に無理が加わる
ことはない。これにより、本実施例では電動、手動の切
換え機構を必要とせずに機構の簡素化を図りながら、レ
ンズ群７４を手動又は電動で選択的に駆動させることが
できる。

【００６３】このように、この第４の実施例によれば操
作リング８１を電動駆動させる場合に、駆動手段の回転
トルクを従動側に確実に伝達することができ、また手動
駆動させる場合に、例えば駆動手段に超音波モータ等の
バックドライブに要するトルクが大きいものを用いるこ
とにより、操作リング８１の操作トルクは、磁力結合手
段により発生する回転トルクと、レンズ群７４のレンズ
移動に伴う作動トルクによって決定される。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る光学装
置によれば、手動により操作リングを駆動して筐体内に
保持した光学手段を駆動させたり、又は電動モータで発
生した回転力を光学手段に伝達するようにした動力伝達
機構を用いて駆動させるに際して、手動と電動とを切換
え操作が不要となり、またバックラッシュを低減し、レ
ンズが動作するまでの時間遅れを低減し、更には過負荷
回転時に伝達トルクを制限するトルクリミッタ機構の構
造を簡略化し、装置全体の小型化及び簡素化を達成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の要部断面図である。

【図２】第２の実施例の要部断面図である。

【図３】第３の実施例の要部断面図である。

【図４】第４の実施例の要部断面図である。

【図５】従来の撮影レンズの外観図である。

【図６】撮影レンズを取り付けたビデオカメラの構成図
である。

【図７】レンズ鏡筒の要部構成図である。

【図８】レンズ鏡筒の要部構成図である。

【符号の説明】

３１、５１レンズベース３２、５２ベース鏡筒３３、５３フォーカス用操作リング３４フォーカスレンズ３５、５４フォーカス鏡筒３６、７７位置センサ３８、６１出力筒３８ａ、７６ウォームホイール４１磁性体４２樹脂マグネット４３スペーサ４４ヨーク板４５、７５ウォーム５６駆動ユニットベース５７ステータ５８ロータ６４出力部材７４レンズ群７１、８１ズーム用操作リング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学手段を手動で駆動するための手動操
作手段に、所定の駆動力伝達特性を有する磁力結合手段
を介して駆動手段からの駆動力を伝達して前記光学手段
を駆動する光学装置であって、前記駆動手段からの駆動
力を前記磁力結合手段に伝達すると共に、前記手動操作
手段側から前記磁力結合手段を介して伝達される駆動力
では駆動できない駆動力伝達手段により前記駆動手段と
前記磁力結合手段とを結合したことを特徴とする光学装
置。
【請求項２】前記磁力結合手段は相互に対向する対向
部材を有し、これらの対向部材は磁力により結合するよ
うにした請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】前記対向部材の一方を磁界発生部材、他
方を磁性体とした請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】前記対向部材の間にスペーサを設け、該
スペーサは前記対向部材の何れか一方に固定した請求項
２又は３に記載の光学装置。
【請求項５】前記スペーサと前記対向部材の何れか一
方との間に粘性流体を介在した請求項４に記載の光学装
置。
【請求項６】前記手動操作手段から前記駆動力伝達手
段に伝達される駆動力は前記磁力結合手段により制限す
るようにした請求項１〜５の何れか１つの請求項に記載
の光学装置。
【請求項７】前記駆動力伝達手段はウォーム及びウォ
ームホイールから成するウォームギアを有する請求項１
〜６の何れか１つの請求項に記載の光学装置。
【請求項８】前記ウォームホイールは前記駆動手段側
の前記対向部材に結合した請求項７に記載の光学装置。
【請求項９】前記光学装置はレンズ鏡筒とした請求項
１〜８の何れか１つの請求項に記載の光学装置。
【請求項１０】前記光学手段はレンズとした請求項１
〜８の何れか１つの請求項に記載の光学装置。
【請求項１１】前記レンズは光軸に沿って可動とした
請求項１０に記載の光学装置。
【請求項１２】前記レンズはフォーカスレンズとした
請求項１０に記載の光学装置。
【請求項１３】前記レンズは変倍レンズとした請求項
１０に記載の光学装置。
【請求項１４】前記磁力結合手段はリング状とした請
求項１〜１３の何れか１つの請求項に記載の光学装置。
【請求項１５】光学手段を手動で駆動するための手動
操作手段と、該手動操作手段に駆動力を伝達して前記光
学手段を駆動するための駆動手段と、所定の駆動力伝達
特性を有し前記駆動手段からの駆動力を前記手動操作手
段に伝達するための磁力結合手段とから構成した光学装
置であって、前記駆動手段から前記磁力結合手段に駆動
力を伝達すると共に、前記手動操作手段側から前記磁力
結合手段を介して伝達される駆動力では駆動できない駆
動力伝達手段を有することを特徴とする光学装置。
【請求項１６】光学手段を手動で駆動するための手動
操作手段と、該手動操作手段に駆動力を伝達して前記光
学手段を駆動するための駆動手段と、所定の駆動力伝達
特性を有し前記駆動手段からの駆動力を前記手動操作手
段に伝達するための磁力結合手段とから構成した光学装
置であって、前記駆動手段から前記磁力結合手段に駆動
力を伝達すると共に、前記手動操作手段側から前記磁力
結合手段を介して伝達される駆動力を前記駆動手段側に
伝達しない駆動力伝達手段を有することを特徴とする光
学装置。
【請求項１７】変倍のためのレンズを駆動するための
手動操作手段と、該手動操作手段に駆動力を伝達して前
記光学手段を駆動するための駆動手段と、所定の駆動力
伝達特性を有し前記駆動手段からの駆動力を前記手動操
作手段に伝達するための磁力結合手段とを有することを
特徴とする光学装置。
【請求項１８】変倍のためのレンズを駆動するための
手動操作手段と、前記手動操作手段に駆動力を伝達して
前記光学手段を駆動するための駆動手段と、所定の駆動
力伝達特性を有し前記駆動手段からの駆動力を前記手動
操作手段に伝達するための磁力結合手段と、前記駆動手
段から前記磁力結合手段に駆動力を伝達すると共に、前
記手動操作手段側から前記磁力結合手段を介して伝達さ
れる駆動力では駆動できない駆動力伝達手段とを有する
ことを特徴とする光学装置。
【請求項１９】変倍のためのレンズを駆動するための
手動操作手段と、該手動操作手段に駆動力を伝達して前
記光学手段を駆動するための駆動手段と、所定の駆動力
伝達特性を有し前記駆動手段からの駆動力を前記手動操
作手段に伝達するための磁力結合手段と、前記駆動手段
から前記磁力結合手段に駆動力を伝達すると共に、前記
手動操作手段側から前記磁力結合手段を介して伝達され
る駆動力を前記駆動手段側に伝達しない駆動力伝達手段
とを有することを特徴とする光学装置。