JP2012048178A - レンズ装置及びテレビカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】鏡胴が傾いた際に可動レンズユニットがその自重によって移動することを阻止することのできるレンズ装置を提供する。
【解決手段】レンズ装置１０は、可動レンズユニット２２Ａ，２２Ｂを含む光学系と、前記光学系を収容する鏡胴であって、前記可動レンズユニットを前記光学系の光軸に沿って前後移動可能に支持する固定筒３０、及び前記可動レンズユニットと係合し、前記光軸まわりに回動可能に前記固定筒に支持されて、その回動によって前記可動レンズユニットを前後移動させるカム筒３１を含む鏡胴１１と、前記カム筒と係合し、前記カム筒の回動によって、前記可動レンズユニットとは反対方向に、前記光軸に沿って前後移動されるウェイト５０と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、鏡胴内で光軸に沿って前後移動する可動レンズユニットを備えるレンズ装置、及びこのレンズ装置を備えるテレビカメラに関する。

ＥＮＧ（Electronic News Gathering）カメラやシネカメラなどのテレビカメラに装着されるレンズ装置は、鏡胴内で光軸に沿って前後移動する例えばズームレンズ群などの可動レンズユニットを備えている。鏡胴には、可動レンズユニットを前後移動可能に支持する固定筒と、光軸まわりに回転可能に固定筒に支持されたカム筒と、カム筒の回動を操作する操作環とが設けられている。可動レンズユニットは、カム筒に係合して、カム筒の回動によって前後移動される。そして、操作環をサーボモータで駆動するようにしたレンズ装置も知られている（例えば、特許文献１参照）。

鏡胴が傾いた際に、可動レンズユニットの自重に起因してカム筒にトルクが作用する。特許文献１に記載されたレンズ装置のように操作環をモータで駆動するものにあっては、モータが負荷となり、可動レンズユニットの自重に起因してカム筒にトルクが作用しても、カム筒の回転が阻止される。しかし、モータのないレンズ装置にあっては、カム筒が回転し、可動レンズユニットが前後移動することがある。

固定筒とカム筒との摩擦を高くすれば、可動レンズユニットの自重に起因してカム筒にトルクが作用しても、カム筒の回転を阻止し、可動レンズユニットの前後移動を阻止することができる。しかし、カム筒の回動に大きな力を要し、可動レンズユニットを前後移動させる操作性の低下を招く。

特開平９−８０２８９号公報

本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、鏡胴が傾いた際に可動レンズユニットがその自重によって移動することを阻止することのできるレンズ装置を提供することを目的とする。

可動レンズユニットを含む光学系と、前記光学系を収容する鏡胴であって、前記可動レンズユニットを前記光学系の光軸に沿って前後移動可能に支持する固定筒、及び前記可動レンズユニットと係合し、前記光軸まわりに回動可能に前記固定筒に支持されて、その回動によって前記可動レンズユニットを前後移動させるカム筒を含む鏡胴と、前記光軸が水平方向に対して傾斜するように前記鏡胴が傾けられた際に前記可動レンズユニットの移動を阻止するためのウェイトであって、前記カム筒と係合し、前記カム筒の回動によって前記可動レンズユニットとは反対方向で前記光軸に沿って前後移動されるウェイトと、を備えるレンズ装置。

本発明によれば、カム筒の回動によって、可動レンズユニットが光軸に沿って前後移動されると共に、ウェイトもまた、可動レンズユニットとは反対方向で光軸に沿って前後移動される。鏡胴が傾いた際には、可動レンズユニット及びウェイトは、それらの自重によって、光軸に沿って前又は後の同一の方向に移動する傾向となるが、その場合の可動レンズユニットの移動に対するカム筒の回動方向と、ウェイトの移動に対するカム筒の回動方向とは互いに反対方向となり、カム筒の回転は阻止される。それにより、鏡胴が傾いた際に可動レンズユニットがその自重によって移動することを阻止することができる。

本発明の実施形態を説明するための、レンズ装置の一例を示す図。 図１のレンズ装置のズーム駆動機構を示す図。 図２におけるIII−III線断面を示す図。

図１は、レンズ装置の一例を示す。

図１に示すレンズ装置１０は、光学系を収容した鏡胴１１を備えている。鏡胴１１に収容されている光学系は、前側から順に、フォーカス光学系２０、ズーム光学系２２、アイリス２４、マスター光学系２６に大別される。

フォーカス光学系２０は、ピントを合わせる被写体距離、即ち、焦点位置を調整（フォーカス調整）するための光学系であり、一定位置に固定された固定フォーカスレンズ群２０Ａと光軸に沿って前後移動可能に支持された移動フォーカスレンズ群２０Ｂとからなる。移動フォーカスレンズ群２０Ｂが移動することにより焦点位置が変化する。

ズーム光学系２２は、ズーム倍率、即ち、焦点距離を調整するための光学系であり、光軸に沿って前後移動可能に支持された変倍系レンズ群２２Ａと補正系レンズ群２２Ｂとからなる。変倍系レンズ群２２Ａが移動することによって焦点距離が変化し、補正系レンズ群２２Ｂが移動することによって変倍系レンズ群２２Ａの移動による焦点位置の変化が抑止される。変倍系レンズ群２２Ａと補正系レンズ群２２Ｂとは、後述するズーム駆動機構によって予め決められた位置関係に従って連動して移動する。

アイリス２４は、光量調整のために絞り羽根を開閉動作させて開口径を変化させる。

マスター光学系２６は、最終的に像を結像させるための光学系であり、前側マスターレンズ群２６Ａと後側マスターレンズ群２６Ｂとからなる。前側マスターレンズ群２６Ａは一定位置に固定され、後側マスターレンズ群２６Ｂは、バックフォーカス調整等のために光軸に沿って移動可能に支持されている。

鏡胴１１には、上記移動可能に支持された移動フォーカスレンズ群２０Ｂ、変倍系レンズ群２２Ａ、補正系レンズ群２２Ｂ、アイリス２４、及び後側マスターレンズ群２６Ｂの各々を駆動するためのフォーカス駆動機構、ズーム駆動機構、アイリス駆動機構、及びマスター駆動機構が設けられている。

鏡胴１１の外周部にはフォーカスリング４０、ズームリング４２、アイリスリング４４、バックフォーカス調整リング４６が回動可能に配置されている。

フォーカス駆動機構は、フォーカスリング４０の回動操作によって移動フォーカスレンズ群２０Ｂが光軸に沿って前後移動するように構成されている。

ズーム駆動機構は、ズームリング４２の回動操作によって変倍系レンズ群２２Ａ及び補正系レンズ群２２Ｂが光軸に沿って前後移動するように構成されている。

アイリス駆動機構は、アイリスリング４４の回動操作によってアイリス２４が開閉動作するように構成されている。

マスター駆動機構は、バックフォーカス調整リング４６の回動操作によって後側マスターレンズ群２６Ｂが光軸に沿って前後移動するように構成されている。

本明細書において、可動レンズユニットとは、一つの駆動機構によって移動されるレンズ、若しくは一体に又は連動して移動するレンズ群をいい、レンズ装置１０においては、移動フォーカスレンズ群２０Ｂ、変倍系レンズ群２２Ａ及び補正系レンズ群２２Ｂ、後側マスターレンズ群２６Ｂが、可動レンズユニットに相当する。

以下、変倍系レンズ群２２Ａ及び補正系レンズ群２２Ｂの可動レンズユニットを例に、その自重による移動を阻止する機構を説明する。

図２及び図３は、レンズ装置１０のズーム駆動機構を示す。

鏡胴１１は、固定筒３０と、光軸まわりに回動可能に固定筒３０に内嵌したカム筒３１とを含んでいる。ズームリング４２は、光軸まわりに回動可能に固定筒３０に外嵌している。

固定筒３０の内周面には、光軸に沿って伸びる直線状のガイド溝３２が形成されている。カム筒３１には、変倍系レンズ群２２Ａを駆動するためのカム溝３３Ａ、及び補正系レンズ群２２Ｂを駆動するためのカム溝３３Ｂが、内から外に貫通して形成されている。

カム溝３３Ａ、３３Ｂは、いずれも螺旋状の溝であって、リード角は異なるが、光軸を中心に同一の巻き方となっている。カム溝３３Ａ、３３Ｂの各々は、その一部でガイド溝３２に重なっており、カム筒３１の回動に伴って、その重なり部分は光軸に沿って前後する。

変倍系レンズ群２２Ａを保持するレンズ枠３４Ａには、カムフォロア３５Ａが設けられている。レンズ枠３４Ａは、カムフォロア３５Ａを、ガイド溝３２とカム溝３３Ａとの重なり部分においてカム溝３３Ａに係合させ、更にカム溝３３Ａを貫通してガイド溝３２に係合させている。

カムフォロア３５Ａをガイド溝３２に係合させたレンズ枠３４Ａ及びこれに保持された変倍系レンズ群２２Ａは、光軸に沿って前後移動可能に固定筒３０に支持される。そして、カム筒３１の回動によってガイド溝３２とカム溝３３Ａとの重なり部分が光軸に沿って前後することに伴い、カムフォロア３５Ａをカム溝３３Ａに係合させたレンズ枠３４Ａ及びこれに保持された変倍系レンズ群２２Ａは、カム筒３１の回動に連動して光軸に沿って移動される。

同様に、補正系レンズ群２２Ｂを保持するレンズ枠３４Ｂには、カムフォロア３５Ｂが設けられている。レンズ枠３４Ｂは、カムフォロア３５Ｂを、ガイド溝３２とカム溝３３Ｂとの重なり部分においてカム溝３３Ｂに係合させ、更にカム溝３３Ｂを貫通してガイド溝３２に係合させている。レンズ枠３４Ｂ及びこれに保持された補正系レンズ群２２Ｂは、光軸に沿って前後移動可能に固定筒３０に支持され、そして、カム筒３１の回動に連動して、光軸に沿って移動される。

カム筒３１の回動は、ズームリング４２の回動操作によってなされる。ズームリング４２は、固定筒３０を内から外に貫通する連結ピン３６を介してカム筒３１に連結されており、ズームリング４２の回動は連結ピン３６を介してカム筒３１に伝達され、カム筒３１は、ズームリング４２と一体となって、光軸まわりに回動される。

固定筒３０には、連結ピン３６を貫通させる通孔３７が形成されており、通孔３７は、固定筒３０の周方向に延びている。連結ピン３６は、通孔３７内で、その延在方向に移動可能であり、ズームリング４２及びカム筒３１の光軸まわりの回動範囲は、通孔３７によって規定される。

上述のズーム駆動機構には、更にウェイト５０が設けられている。ウェイト５０は、環状をなし、光軸まわりに回動可能にかつ光軸に沿って前後移動可能に固定筒３０に外嵌しており、ズームリング４２を避けてカム筒３１に重なる固定筒３０の外周の空きスペースに配置されている。このウェイト５０は、カム筒３１の回動に連動して、光軸に沿って移動される。

ウェイト５０には、光軸に沿って伸びる直線状のガイド溝５１、及び光軸を中心とする螺旋状のカム溝５２が形成されている。図示の例では、ガイド溝５１及びカム溝５２は、ウェイト５０を内から外に貫通しているが、少なくともウェイト５０の内周面に露呈していればよい。

カム筒３１には、係合ピン５３が設けられており、この係合ピン５３は、固定筒３０を内から外に貫通してウェイト５０のガイド溝５１に係合している。なお、固定筒３０には、係合ピン５３を貫通させる通孔が、固定筒３０の周方向に延在して形成されている。カム筒３１の回動は、係合ピン５３を介してウェイト５０に伝達され、ウェイト５０は、カム筒３１と一体となって、光軸まわりに回動される。

固定筒３０には、カムピン５５が設けられており、このカムピン５５は、ウェイト５０のカム溝５２に係合している。

カム筒３１の回動によってウェイト５０が光軸まわりに回動されると、不動のカムピン５５は、ウェイト５０に対して、このウェイト５０の回動方向とは反対方向に移動する。その際、ウェイト５０は、カム溝５２の内側面でカムピン５５に摺接し、カム溝５２が光軸を中心とする螺旋状の溝であることから、ウェイト５０は、光軸に沿って移動される。

変倍系レンズ群２２Ａ及び補正系レンズ群２２Ｂを駆動するためのカム筒３１のカム溝３３Ａ、３３Ｂと、ウェイト５０を駆動するためのウェイト５０のカム溝５２とでは、螺旋の巻き方が異なっている。図示の例では、前側（被写体側）からみて、カム溝３３Ａ，３３Ｂは、反時計回りに前方に向かう巻き方となっており、カム溝５２は、時計周りに前方に向かう巻き方となっている。

変倍系レンズ群２２Ａ及び補正系レンズ群２２Ｂ、並びにウェイト５０は、いずれもカム筒３１の回動に連動して光軸に沿って移動されるが、上記のように、カム溝３３Ａ、３３Ｂと、カム溝５２との螺旋の巻き方が異なることで、変倍系レンズ群２２Ａ及び補正系レンズ群２２Ｂの移動方向と、ウェイト５０の移動方向とは、互いに反対方向となる。

例えば、カム筒３１が、光軸まわりに矢印θ方向に回動された場合に、変倍系レンズ群２２Ａ及び補正系レンズ群２２Ｂは、光軸に沿って矢印Ａ方向（後方）に移動され、ウェイト５０は、光軸に沿って矢印Ｂ方向（前方）に移動される。

逆に言えば、変倍系レンズ群２２Ａ及び補正系レンズ群２２Ｂを光軸に沿って所定の方向に移動させたときのカム筒３１の回動方向と、変倍系レンズ群２２Ａ及び補正系レンズ群２２Ｂと同一方向にウェイト５０を光軸に沿って移動させたときのカム筒３１の回動方向とは、互いに反対方向となる。

光軸が水平方向に対して傾斜するように鏡胴１１が傾けられると、変倍系レンズ群２２Ａ及び補正系レンズ群２２Ｂ、並びにウェイト５０は、それらの自重によって、光軸に沿って同一の方向に移動する傾向となる。

例えば、鏡胴１１の前側が上げられると、変倍系レンズ群２２Ａ及び補正系レンズ群２２Ｂ、並びにウェイト５０がそれらの自重によって、光軸に沿って矢印Ａ方向（後方）に移動する傾向となる。

このとき、変倍系レンズ群２２Ａ及び補正系レンズ群２２Ｂの矢印Ａ方向の移動に対して、カム筒３１は、矢印θ方向に回動することとなる。一方で、ウェイト５０の矢印Ａ方向の移動に対しては、カム筒３１は、矢印θ方向とは反対方向の矢印Φ方向に回動することとなる。そのため、カム筒３１は、矢印θ方向及び矢印Φ方向のいずれの方向にも回動を阻止され、変倍系レンズ群２２Ａ及び補正系レンズ群２２Ｂの自重による移動もまた阻止される。

換言すれば、変倍系レンズ群２２Ａ及び補正系レンズ群２２Ｂの自重は、光軸を中心とする螺旋状のカム溝３３Ａ、３３Ｂによって、光軸まわりのトルクに変換されてカム筒３１に作用する。ウェイト５０の自重もまた、光軸を中心とする螺旋状のカム溝５２によって、光軸まわりのトルクに変換されてカム筒３１に作用する。これら両トルクが釣り合って、カム筒３１は、その回動を阻止され、変倍系レンズ群２２Ａ及び補正系レンズ群２２Ｂの自重による移動もまた阻止される。

このように、カム筒３１の回動に連動して変倍系レンズ群２２Ａ及び補正系レンズ群２２Ｂ、並びにウェイト５０を光軸に沿って移動させ、かつ変倍系レンズ群２２Ａ及び補正系レンズ群２２Ｂの移動と、ウェイト５０の移動とが相反する構成とすることで、鏡胴１１が傾けられた際に、変倍系レンズ群２２Ａ及び補正系レンズ群２２Ｂが、その自重によって移動することを阻止することができる。

上述したレンズ装置１０において、カム筒３１は、固定筒３０に内嵌しており、固定筒３０を貫通する連結ピン３６を介して、固定筒３０に外嵌したズームリング４２とカム筒３１とを連結し、ズームリング４２の回動操作によってカム筒３１を回動させる構成となっている。そのため、連結ピン３６を貫通させる固定筒３０の通孔３７は、固定筒３０の周方向に延在することとなるが、その延在範囲は、固定筒３０の強度を保つうえで、好ましくは光軸まわりに略９０°以下である。

そして、通孔３７の延在範囲を光軸まわりに略９０°とすれば、カム筒３１の回動範囲もまた、光軸まわりに略９０°となる。その場合に、変倍系レンズ群２２Ａ及び補正系レンズ群２２Ｂの移動距離を確保しようとすると、カム溝３３Ａ、３３Ｂのリード角は大きくなる。それに伴い、鏡胴１１が傾けられた際に、変倍系レンズ群２２Ａ及び補正系レンズ群２２Ｂの自重に起因してカム筒３１に作用するトルクもまた大きくなり、カム筒３１が回動しやすくなる。かかる場合に、上述したウェイト５０の相反動作によってカム筒３１の回動を阻止できることは、特に有用である。

なお、上述の説明では、変倍系レンズ群２２Ａ及び補正系レンズ群２２Ｂを例に、その自重による移動を阻止する構成について説明したが、移動フォーカスレンズ群２０Ｂや後側マスターレンズ群２６Ｂの他の可動レンズユニットに対しても、本発明は適用可能である。

以上、説明したとおり、本明細書には、可動レンズユニットを含む光学系と、前記光学系を収容する鏡胴であって、前記可動レンズユニットを前記光学系の光軸に沿って前後移動可能に支持する固定筒、及び前記可動レンズユニットと係合し、前記光軸まわりに回動可能に前記固定筒に支持されて、その回動によって前記可動レンズユニットを前後移動させるカム筒を含む鏡胴と、前記光軸が水平方向に対して傾斜するように前記鏡胴が傾けられた際に前記可動レンズユニットの移動を阻止するためのウェイトであって、前記カム筒と係合し、前記カム筒の回動によって前記可動レンズユニットとは反対方向で前記光軸に沿って前後移動されるウェイトと、を備えるレンズ装置が開示されている。

また、本明細書に開示されたレンズ装置は、前記光軸が水平方向に対して傾斜するように前記鏡胴が傾けられた際に、前記ウェイトの自重に起因して前記カム筒に作用するトルクと、前記可動レンズユニットの自重に起因して前記カム筒に作用するトルクとが釣り合う。

また、本明細書に開示されたレンズ装置は、前記カム筒が、前記固定筒に内嵌しており、前記固定筒に外嵌し、前記光軸まわりに回動可能に前記固定筒に支持された操作環と、前記固定筒を貫通して前記カム筒と前記操作環とを連結する連結部材と、を更に備える。

また、本明細書に開示されたレンズ装置は、前記ウェイトが、環状に形成されて前記固定筒に外嵌し、前記固定筒に支持されている。

また、本明細書に開示されたレンズ装置は、前記可動レンズユニットが、ズームレンズ群である。

また、本明細書には、上記いずれかのレンズ装置が装着されたテレビカメラが開示されている。

１０ レンズ装置
１１ 鏡胴
２０ フォーカス光学系
２０Ａ 固定フォーカスレンズ群
２０Ｂ 移動フォーカスレンズ群
２２ ズーム光学系
２２Ａ 変倍系レンズ群
２２Ａ 倍系レンズ群
２２Ｂ 補正系レンズ群
２４ アイリス
２６ マスター光学系
２６Ａ 前側マスターレンズ群
２６Ｂ 後側マスターレンズ群
３０ 固定筒
３１ カム筒
３２ ガイド溝
３３Ａ カム溝
３３Ｂ カム溝
３４Ａ レンズ枠
３４Ｂ レンズ枠
３５Ａ カムフォロア
３５Ｂ カムフォロア
３６ 連結ピン
３７ 通孔
４０ フォーカスリング
４２ ズームリング
４４ アイリスリング
４６ バックフォーカス調整リング
５０ ウェイト
５１ ガイド溝
５２ カム溝
５３ 係合ピン
５５ カムピン

Claims (6)

1. 可動レンズユニットを含む光学系と、
   前記光学系を収容する鏡胴であって、前記可動レンズユニットを前記光学系の光軸に沿って前後移動可能に支持する固定筒、及び前記可動レンズユニットと係合し、前記光軸まわりに回動可能に前記固定筒に支持されて、その回動によって前記可動レンズユニットを前後移動させるカム筒を含む鏡胴と、
   前記光軸が水平方向に対して傾斜するように前記鏡胴が傾けられた際に前記可動レンズユニットの移動を阻止するためのウェイトであって、前記カム筒と係合し、前記カム筒の回動によって前記可動レンズユニットとは反対方向で前記光軸に沿って前後移動されるウェイトと、
   を備えるレンズ装置。
2. 請求項１に記載のレンズ装置であって、
   前記光軸が水平方向に対して傾斜するように前記鏡胴が傾けられた際に、前記ウェイトの自重に起因して前記カム筒に作用するトルクと、前記可動レンズユニットの自重に起因して前記カム筒に作用するトルクとが釣り合うレンズ装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のレンズ装置であって、
   前記カム筒は、前記固定筒に内嵌しており、
   前記固定筒に外嵌し、前記光軸まわりに回動可能に前記固定筒に支持された操作環と、前記固定筒を貫通して前記カム筒と前記操作環とを連結する連結部材と、をさらに備えるレンズ装置。
4. 請求項３に記載のレンズ装置であって、
   前記ウェイトは、環状に形成されて前記固定筒に外嵌し、前記固定筒に支持されているレンズ装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のレンズ装置であって、
   前記可動レンズユニットは、ズームレンズ群であるレンズ装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のレンズ装置が装着されたテレビカメラ。

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