JPH10319295A

JPH10319295A - 光学装置

Info

Publication number: JPH10319295A
Application number: JP14326097A
Authority: JP
Inventors: Haruhisa Yamamoto; 晴久山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 1998-12-04

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に伝達するための伝達力制限手段
は、所定の負荷トルクよりも大きな負荷トルクに対し
て、摩擦板３９と摩擦板４０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摩
擦板３９と摩擦板４０間でフリクショントルクを発生さ
せ、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、摩擦板３９と摩擦板４０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６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７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８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９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８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、電動駆動と手動駆動とをクラッチレバーの操作によ
り選択的に切換えているため、切換えに時間を要すると
共に操作性も必ずしも良くない。更に、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、従来のように
電動、手動駆動の切換えのための特別な操作を要さずに
レンズ群を手動及び電動で駆動でき、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、筐体内に保持した光学手段
に連結し手動により該光学手段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手段からの駆動力を伝
達力制限手段を介して伝達して前記光学手段を駆動する
ための駆動系とを有する光学装置において、前記伝達力
制限手段は前記手動操作手段と前記駆動系とを所定の摩
擦力により一体的に結合させると共に、前記手動操作手
段から前記駆動系に伝達される駆動力は前記伝達力制限
手段により制限されるように構成したことを特徴とす
る。

【００２０】また、上記目的を達成するための本発明に
係る光学装置は、筐体内に保持した被駆動部材に連結し
手動により該被駆動部材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手段からの駆動力を伝達し
て前記被駆動部材を駆動するための駆動系とを有する光
学装置において、前記駆動系に設けた第１の部材と、前
記手動操作手段に設け前記第１の部材と対向した第２の
部材と、これらの第１及び第２の部材を相互に接触させ
て前記第１及び第２の部材の間に摩擦力を付与するため
に押圧する押圧手段とを有し、前記駆動系を作動させた
ときには前記第１及び第２の部材が結合し合った状態で
前記被駆動部材が駆動し、前記手動操作手段を操作した
ときには前記第２の部材が前記第１の部材に対して摺動
して前記被駆動部材が駆動するように構成したことを特
徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明を図１〜図５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伝達力制限手段とし
てのフリクション・クラッチ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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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は伝達力制限手段の一部を支持
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。

【００２５】操作リング３３と出力筒３８との間には、
伝達力駆動手段としての摩擦板３９、４０が対向して設
けられており、摩擦板４０は出力筒３８に対し光軸方向
に可動でかつ図２に示すように回転方向に規制を持ち出
力筒３８と一体的に回転する支持板４１により支持さ
れ、支持板４１はフリクション力を発生させるため押圧
手段としてのスプリング４２、スプリング４２を支持し
スプリング長を決めているスプリング押え４３、出力筒
３８に設けられたねじ３８ｂによって押し込まれてい
る。なお、４４はスプリング押え４３の位置を固定する
ためのナットであり、ダブルナットの役目をしている。

【００２６】摩擦板３９〜ナット４４のそれぞれの構成
は筐体の周方向に延びた光軸と同軸のリング形状又は略
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、伝
達力制限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。

【００２７】伝達力制限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
３３に伝達するために用いられている。そして、伝達力
制限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、摩擦板３９と摩擦板４０との間でスリップす
るように構成されている。スプリング４２のスプリング
長を調整して、所定のフリクション（摩擦）トルクを発
生させることができるが、このフリクショントルクは摩
擦板３９、４０の摩擦係数、或いは材料の選定により決
定されている。

【００２８】また、操作リング３３の手動操作感を良く
するために、摩擦板３９と摩擦板４０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。

【００２９】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、伝
達力制限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。

【００３０】手動駆動の場合に操作リング３３を回動さ
せると、摩擦板３９に対して摩擦板４０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、摩擦板３９と摩擦
板４０との間でスリップし、手感の良いピント合わせ操
作を行うことができる。

【００３１】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、伝達力制限手段が所定の負荷
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。

【００３２】また本実施例では、伝達力制限手段からフ
ォーカスレンズ３４までの部材を駆動するために要する
トルクをＴ_L 、伝達力制限手段が伝達できる限界トルク
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。ウォームホイール
３８ａ側から回転させようとした場合に、ウォームギア
が停止状態を保持できる限界トルクをＴ_M としたとき、
Ｔ_M をＴ_F より大きく、又は無限大に設定することがで
きる。

【００３３】なお、トルクＴ_L が環境条件や手動操作手
段の回転速度等の条件の変動により変動し、トルクＴ_F
及びＴ_M が環境条件等の条件の変動により変動する場合
には、これらの条件変動の所定範囲に渡って先の不等式
が成立するように、各要素を設定することが必要であ
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。

【００３４】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
操作トルクは伝達力制限手段により発生するフリクショ
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。

【００３５】その結果、伝達力制限手段の安定した回転
トルクが得られるばかりでなく、スプリング４２のスプ
リング長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。

【００３６】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。

【００３７】図３は第２の実施例を示し、フォーカス部
において伝達力制限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５
４は手動又は電動による操作リング５３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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】また、図１の実施例と同様に、伝達系とし
て摩擦板３９、摩擦板４０、フリクション力を発生させ
るためのスプリング４２から成る伝達力制限手段が用い
られている。摩擦板４０を設けた伝達力制限手段への出
力部材６４は、摩擦板３９と摩擦板４０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が伝達力制限
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３
４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５３に連結されている。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。ここで、振動波モータの皿ばね５９を伝達
力制限手段の一部である押圧手段に利用することも考え
られる。

【００４４】手動駆動の場合に操作リング５３を回動さ
せると、摩擦板３９と摩擦板４０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、伝達力制限手段の
摩擦板３９が摩擦板４０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。

【００４５】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、伝達力制限手段が所定の負荷
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。

【００４６】また本実施例では、伝達力制御手段からフ
ォーカスレンズ３４までの部材を駆動するために要する
トルクをＴ_L 、伝達力制限手段が伝達できる限界トルク
をＴ_F 、前記駆動手段を含む駆動系がその出力側からの
駆動力に対して停止状態を維持できる限界トルクを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。振動波駆動手段を用いる場合には、前
述した超音波モータの大きな保持トルクが限界トルクＴ
_M に大きく寄与するように設定できるため、駆動手段を
含む駆動系に特別な逆転規制手段、即ち出力側から駆動
系が回転されることを規制する手段を付加する必要がな
いという利点がある。

【００４７】なお、トルクＴ_L が環境条件や手動操作手
段の回転速度等の条件の変動により変動し、トルクＴ_F
及びトルクＴ_M が環境条件等の条件の変動により変動す
る場合には、これらの条件変動の所定範囲に渡って先の
不等式が成立するように各要素を設定することが必要で
ある。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、トルクＴ_L＋トルク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。

【００４８】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、伝達力制限手段により
発生する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。

【００４９】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。

【００５０】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
部について伝達力制限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。

【００５１】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の実施例と同様の伝達力制限手段に連
結されている。この伝達力制限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。

【００５２】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
力として伝達力制限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７３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。

【００５３】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、伝達力制限手
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伝達力制限
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。

【００５４】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の操作トルクは伝達力制限
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。

【００５５】図５は第４の実施例の構成図であり、ズー
ム部について伝達力制限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。

【００５６】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。

【００５７】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伝達力制限手段が介在さ
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。

【００５８】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の回転力として伝達力制限手段を介
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。

【００５９】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、伝達力制限手段においてス
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伝達
力制限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。

【００６０】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。

【００６１】図１〜図５ではフリクション力を発生させ
るための押圧手段としてスプリングを例として説明した
が、スポンジゴム、ネオプレーンゴム（Ｏリングやリッ
プ形状をしたもの等）、板ばね等の他の弾性部材を用い
ることもできる。また、弾性を持たない部材により押圧
するように構成してもよい。

【００６２】

【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、電動、手動駆動の切
換えのための特別な操作を要さずに、光学手段を手動及
び電動で駆動でき、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】出力筒と支持板との嵌合状態の断面図である。

【図３】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５】第４の実施例の要部断面図である。

【図６】従来の撮影レンズの外観図である。

【図７】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８】レンズ鏡筒の要部構成図である。

【図９】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３９、４０摩擦板４２スプリング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

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【手続補正書】

【提出日】平成９年７月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【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】出力筒と支持板との嵌合状態の断面図である。

【図３】第２の実施例の要部断面図である。

【図４】第３の実施例の要部断面図である。

【図５】第４の実施例の要部断面図である。

【図６】従来の撮影レンズの外観図である。

【図８】レンズ鏡筒の要部構成図である。

【図９】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３９、４０摩擦板４２スプリング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】筐体内に保持した光学手段に連結し手動
により該光学手段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手段からの駆動力を伝達力制限手段
を介して伝達して前記光学手段を駆動するための駆動系
とを有する光学装置において、前記伝達力制限手段は前
記手動操作手段と前記駆動系とを所定の摩擦力により一
体的に結合させると共に、前記手動操作手段から前記駆
動系に伝達される駆動力は前記伝達力制限手段により制
限されるように構成したことを特徴とする光学装置。
【請求項２】前記伝達力制限手段は相互に対向する１
組の対向部材と、該１組の対向部材を相互に接触させて
該１組の対向部材の間に摩擦力を付与するために押圧す
る押圧手段とを有する請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】前記１組の対向部材は環状とした請求項
２に記載の光学装置。
【請求項４】前記１組の対向部材は光軸と同軸の環状
とした請求項２に記載の光学装置。
【請求項５】前記１組の対向部材の間に粘性流体を介
在させた請求項２〜４の何れか１つの請求項に記載の光
学装置。
【請求項６】前記駆動手段は振動波駆動手段である請
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】前記駆動系は前記駆動手段からの駆動力
を前記伝達力制限手段に伝達すると共に、前記手動操作
手段側から前記伝達力制限手段を介して伝達される駆動
力では駆動され得ない駆動力伝達手段を有する請求項１
〜５の何れか１つの請求項に記載の光学装置。
【請求項８】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るウォームギアを有する請求項７に
記載の光学装置。
【請求項９】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８に記載の光学装置。
【請求項１０】前記伝達力制限手段を含まず前記伝達
力手段により前記光学手段側の部材を駆動するために要
するトルクをＴ_L 、前記伝達力制限手段が伝達できる限
界トルクをＴ_F 、前記駆動系がその出力側からの駆動力
に対して停止状態を保持できる限界トルクを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た請求項１〜９の何れ
か１つの請求項に記載の光学装置。
【請求項１１】前記光学装置はレンズ鏡筒とした請求
項１〜１０の何れか１つの請求項に記載の光学装置。
【請求項１２】前記光学手段はレンズとした請求項１
〜１１の何れか１つの請求項に記載の光学装置。
【請求項１３】前記レンズは光軸に沿って可動とした
請求項１２に記載の光学装置。
【請求項１４】前記レンズはフォーカスレンズとした
請求項１２に記載の光学装置。
【請求項１５】前記レンズは変倍レンズとした請求項
１２に記載の光学装置。
【請求項１６】筐体内に保持した被駆動部材に連結し
手動により該被駆動部材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手段からの駆動力を伝達し
て前記被駆動部材を駆動するための駆動系とを有する光
学装置において、前記駆動系に設けた第１の部材と、前
記手動操作手段に設け前記第１の部材と対向した第２の
部材と、これらの第１及び第２の部材を相互に接触させ
て前記第１及び第２の部材の間に摩擦力を付与するため
に押圧する押圧手段とを有し、前記駆動系を作動させた
ときには前記第１及び第２の部材が結合し合った状態で
前記被駆動部材が駆動し、前記手動操作手段を操作した
ときには前記第２の部材が前記第１の部材に対して摺動
して前記被駆動部材が駆動するように構成したことを特
徴とする光学装置。