JP6204761B2 - レンズ装置及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Description

本発明はレンズ装置、特に可動光学部材を有し、該可動光学部材を電動駆動するための電動操作ユニットを備えるレンズ装置、及びそれを有する撮影装置に関するものである。

テレビカメラ等に交換可能に装着される小型のレンズ装置は、一般にフォーカスリングやズームリング、アイリスリングを備え、ユーザ（カメラマン）がこれらの操作リングを回転操作することでフォーカス位置やズーム倍率、アイリスの値等を調整している。レンズの操作形態には、ユーザ自身が直接手で操作リングを把持し回転操作する場合（手動操作）や、レンズに一体的に備えられている電動操作ユニットを駆動して操作リングを回転させる場合（電動操作）がある。上記電動操作ユニットはユニット内部に操作リングとギア連結する駆動モータを備えており、電動操作ユニットの外部に備えられた各種スイッチの操作及びカメラからの制御信号により駆動モータを所定量駆動させることでリングを回転させる。
上述のような異なる撮影形態に対応するために手動と電動操作との切り替え機構を電動操作ユニットに備えたレンズ装置が開示されている。

特許文献１では、電動操作ユニットにクラッチ機構を備え、クラッチ機構の切り換えによりズーム及びフォーカスの手動操作とモータ駆動による電動操作とを変更することで異なる撮影状況に対応したものが開示されている。

特許２７７３２３０号公報

近年、上述の電動操作ユニットを備えたレンズ装置が映画撮影用のレンズとして広く使われ始めている。映画撮影では映像効果として撮影中にフォーカス合わせやズーム倍率の細かな調節を行う場合があり、高い精度で操作リングの手動操作を行うことが求められる。そのため、操作リングの回転をユーザが直接手で把持し回転させるよりも、より細かい送り精度で操作リングを回転/停止可能な外付けの回転操作アクセサリーを操作リングに装着する撮影形態が知られている。

しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、操作リングに外付けの回転操作アクセサリーを装着すると回転操作アクセサリーが他の操作リングに近い位置に配置されるため、他の操作リングの操作性を阻害する場合がある。操作性を確保するためには外付けの回転操作アクセサリーと他の操作リングとの距離を離す必要があるが、各操作リングの間隔を広くする場合、各操作リングと電動操作ユニットとの連結位置も同時に広くなるため、結果として電動操作ユニットが大型化する。また、操作リングのギア幅を広くすることで電動操作ユニットと外付けの回転操作アクセサリーとの連結位置を離す場合、ギア加工の範囲が広くなるためコスト高になるという課題が有る。また、操作リングのギアを電動操作ユニット及び外付け回転操作アクセサリーで共通使用するため、それぞれのギア仕様（モジュール）を同一にする必要があり電動操作ユニットと異なる仕様の回転操作アクセサリーに対応することができないという課題がある。

そこで本発明は、電動操作ユニットを備えたレンズ装置において、外付けの回転操作アクセサリーを装着した場合でも、他の操作リングの操作性を損なわず、また電動操作ユニットと異なるギア仕様の種々の回転操作アクセサリーに対応可能なレンズ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、本発明のレンズ装置は、鏡筒の外周に配置され、光軸回りの回転操作によって前記可動光学部材を駆動する操作リングと、前記操作リングを電動で駆動するための電動操作ユニットと、を有し、前記操作リングは、前記光軸回りの外周面に形成され、前記光軸方向において互いに離間した複数のギアを有し、前記複数のギアは互いに異なる部材上に構成され、前記複数のギアは運用時には常に一体的に光軸回りで回転し、前記電動操作ユニットのギアは、前記レンズ装置の前記複数のギアの一つと係合し、前記レンズ装置の前記複数のギアの他のギアは、前記電動操作ユニットとは光軸方向において干渉しない位置に配置される、ことを特徴とする。

本発明によれば、電動操作ユニットを備えたレンズ装置において、外付けの回転操作アクセサリーを取り付けた場合でも、他の操作リングの操作性を損なわず、また電動操作ユニットと異なるギア仕様の種々の回転操作アクセサリーに対応可能なレンズ装置を提供することができる。

レンズ装置の正面図 レンズ装置の上面図 第一の実施例における図２の部分断面図 レンズ装置に外付けの回転操作アクセサリーを装着した場合の正面図 レンズ装置に外付けの回転操作アクセサリーを装着した場合の上面図 レンズ装置に外付けの回転操作アクセサリーを装着した場合の側面図 第二の実施例における部分断面図 第二の実施例におけるフォーカスリング連結部の拡大図（図７上面からの図） 第二の実施例における第二リング部材の位置を光軸方向に変更した際の部分断面図

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。

以下、図１から図６を用いて本発明の第一の実施例におけるレンズ装置を詳細に説明する。
なお、本実施例では特にフォーカス部に本発明を適用した例を示し、他の操作リングへ適用した場合については詳細な説明を割愛する。

図１は、本発明の第１の実施例におけるレンズ装置１の正面図、図２は上面図、図３は図２の内部構造を示した部分断面図である。なお、以下の説明のために図３に示す矢印Ａの方向を光軸と定義する。

図１〜図３を用いてレンズ装置１の構造について説明する。

レンズ装置１は、レンズ本体２と、レンズ本体２に固定され、レンズ装置に含まれる可動光学部材を操作する各種操作リングを電動駆動するための電動操作ユニット３と、から構成される。レンズ本体２の鏡筒の外周には、フォーカスリング４、ズームリング５及びアイリスリング６が設けられている。図３に示すようにレンズ本体２の内部構造は、固定筒７を構造体の基準として、前方から順に固定フォーカスレンズ８、移動フォーカスレンズ９、変倍レンズ群１０、アイリス１１、及びリレーレンズ１２等が設けられている。

移動フォーカスレンズ（可動光学部材）９は固定筒７のネジ部７１にネジ部９１で結合しており、また連結ピン１３を介してフォーカスリング４と連結されている。フォーカスリング４を回動すると移動フォーカスレンズ９が固定筒７に対して光軸方向にネジ送りされ、フォーカス調整が行われる。

フォーカスリング４は、光軸回りの外周面に第一ギア４１１を備えた第一リング部材４１、第一ギア４１１と光軸方向に離間して配置された、光軸回りの外周面に第二ギア４２１を備えた第二リング部材４２を有する。第一リング部材４１と第二リング部材４２は連結部４３において径方向で嵌合され、ビス４４により締結されることで、通常の運用時は常に一体的に回転するようになっている。第一リング部材４１と第二リング部材４２は径方向で嵌合しているだけなのでビス４４を外すことで第一リング部材４１に対して第二リング部材４２の交換が可能となっている。

変倍レンズ群１０はそれぞれに複数配された支持コロ１４を備え、支持コロ１４が固定筒７に設けた直線溝７２と係合し光軸方向に案内される。また支持コロ１４はカム環１５に設けた曲線溝（不図示）とも同時に係合している。ズームリング５とカム環１５は、不図示の連結ピンで連結しており、ズームリング５を回転させることでカム環８も一体的に回転する。そして、変倍レンズ群１０はそれぞれの支持コロ１４に支えられながら、カム環１５に設けた曲線溝のカムリフトに沿って光軸方向に移動することでズーム調整が行われる。

また、アイリス１１はアイリスリング６と連結ピン６１で連結されており、アイリスリング６を回動することによりアイリス１１の絞り径が変更されるようになっている。

電動操作ユニット３はレンズ本体２にビス（不図示）で固定されている。この電動操作ユニット３内にはフォーカス駆動用モータ３１、図示せぬズーム駆動用モータ、アイリス駆動用モータが内蔵されている。電動操作ユニット３がレンズ本体２に固定された時には、各駆動用モータはギア伝達機構３２（ズーム、アイリスは図示せず）を介してフォーカスリング４の第一ギア４１１、ズームリング５のギア５１及びアイリスリング６のギア６２それぞれと係合可能な構成を有し、これら操作リングを駆動操作することができる。また電動操作ユニット３には、駆動用モータとギア伝達機構との結合を解除する不図示のクラッチ機構及びモータ等の制御をするＣＰＵ、制御に必要なプログラム及びデータを記録する記録部、センサ等が収納されている。

次に、レンズのフォーカスリングの操作方法について説明する。

まずフォーカスリング４を手動で操作する場合について説明する。はじめにユーザはレンズ駆動ユニット３に備えられた不図示のクラッチ機構を切り替えフォーカス駆動用モータ３１とギア伝達機構３２との連結を解除する。次に、ユーザは直接フォーカスリング４を把持し回動操作を行う。以上のように駆動用モータ３１とフォーカスリング４との連結が解除されることで、ユーザは駆動用モータの影響を受けることなく手動操作に適した所望の回転トルクでフォーカスリングを回動することが可能となる。電動操作ユニット３を装着し、ギア伝達機構３２が第一ギア４１１（操作リングに備えられた２つのギアの内の一方のギア）と係合した状態においても、光軸方向において第二ギア４２１（他方のギア）が電動操作ユニット３と干渉しないように構成することにより、電動操作ユニット３を装着したままの手動操作を可能とする。

一方、フォーカスリング４を電動操作する場合は、不図示のクラッチ機構により駆動用モータ３１とギア伝達機構３２とを連結する。ユーザは電動操作ユニット３の操作スイッチもしくは電動操作ユニット３に取り付けられたアクセサリーを操作することで、駆動用モータを所定量駆動しフォーカスリング４を回転操作する。

次に、外付けの回転操作アクセサリー（回転操作手段）１６をレンズ装置１に装着した場合の操作方法について図４〜６を用いて説明する。図４は、レンズ装置に外付けの回転操作アクセサリーを装着した場合の正面図、図５は上面図、図６は側面図である。

回転操作アクセサリー１６はユーザの操作リングの手動操作における回動を補助するためのアクセサリーであり、フォーカスリング４を手で直接把持し回転させるのに比べより細かい送り精度でフォーカスリング４を回転操作することが可能である。外付けの回転操作アクセサリー１６は回転操作アクセサリー１６を回転操作すると、その回転力が連結ギア１６１を介してフォーカスリング４のギアへと伝達する機構となっている。

外付けの回転操作アクセサリー１６のレンズ装置１への装着方法について説明する。

回転操作アクセサリー１６は、不図示のカメラプレートもしくは三脚から延びた２本のバー部材１７に、装着アタッチメント１６２を介して固定される。回転操作アクセサリー１６をバー部材１７に取付けた後、回転操作アクセサリー１６の光軸方向及び光軸と垂直方向の位置調整を行いフォーカスリング４の第二ギア４２１と連結ギア１６１を係合させる。以上のようにして、回転操作アクセサリー１６とフォーカスリング４との連結が完了する。なお、バー部材１７には図６中に二点鎖線で示した不要な外乱光を遮光するために用いられるマットボックス１８やカメラへのレンズ支持を安定させるためのレンズ支持ベース１９等、各種の機能を付与する機能アクセサリーを装着することが可能である。

次に、フォーカスリング４の回転操作方法について説明する。まず手動操作の場合と同様にレンズ駆動ユニット３に備えられた不図示のクラッチ機構を切り替えフォーカス駆動用モータ３１とギア伝達機構３２との連結を解除する。その後ユーザが回転操作アクセサリー１６を回転操作することで、フォーカスリング４を回転する。以上のような操作を行うことで手動操作に比べより細かい送り精度のフォーカスリング操作が可能となる。

以上述べたように回転操作アクセサリー１６をズームリング５及びアイリスリング６から離れた位置の第二ギア４２１に連結可能としたため、回転操作アクセサリー１６を装着した状態でもズームリング５及びアイリスリング６の操作性を確保することが可能となる。また、フォーカスギア４を一体物としての構成ではなく、第一ギア４１に対して第二ギア４２を交換可能な構成としたため、第二リング部材４２を異なるギア仕様のリング部材に適宜変更可能である。そのため、第二リング部材４２を交換することで、電動操作ユニット３と異なるギア仕様の種々の外付け回転操作アクセサリーへの対応が可能である。

また、本実施例においては、フォーカスリング４は、光軸回りの外周面に第一ギア４１１を備えた第一リング部材４１、第一ギア４１１と光軸方向に離間して配置された、光軸回りの外周面に第二ギア４２１を備えた第二リング部材４２を有する構成として、２つのギアを備える場合を例示した。しかし、本発明はこれに限定されることはない。フォーカスリングが、３以上の複数のギアを備え、その複数のギアの一つが、電動操作ユニット３のギア伝達機構３２と係合し、他のギアの一つが、回転操作アクセサリー１６の連結ギア１６１と係合するような構成としても、本発明の効果を享受することが出来る。

以下、図７〜９を用いて本発明の第２の実施例における詳細な説明を行う。

図７は本実施例におけるレンズ装置の部分断面図、図８は本実施例におけるフォーカスリング連結部の拡大図、図９は第二リング部材の位置を光軸方向に変更した際の部分断面図である。

なお、本実施の形態では第一の実施例と異なる部分についてのみ説明を行い、その他の同一部分については同一の符号を付し、説明を省略する。

本実施例でのフォーカスリング４の第二リング部材４５は連結部４６に図８で示す長溝形状（光軸方向に延在し半径方向に貫通する開口部）４５１が形成されている。そのため、ビス４４の締結をゆるめた状態において長溝４５１の範囲内で第一リング部材４１に対する第二リング部材４５の光軸方向の位置を変更可能となっている（図９）。言い換えると、第一ギアと第二ギアの光軸方向における間隔を変更することが可能となっている。

以上のような構成とすることで、第二リング部材４５の光軸方向の位置を変更することで回転操作アクセサリー１６のバー部材１７への固定位置が変更可能となる。

回転操作アクセサリー１６やマットボックス１８等の機能アクセサリーは、２本のバー部材１７の限られた範囲内に複数装着されるため、レンズと機能アクセサリーとの組み合わせによっては装着アタッチメント同士がバー部材上で干渉する場合がある。本実施例の構成では回転操作アクセサリー１６の光軸方向の位置を適宜変更可能としたため、回転操作アクセサリーの位置を変更することで装着アタッチメント同士の干渉を回避できる。

また電動操作と外付け回転操作アクセサリー１６との切替えを行う撮影形態では、電動操作ユニット３のクラッチ操作に加えて第二リング部材４５の光軸方向の位置を回転操作アクセサリー１６のギア１６１から外れる位置に変更することで切替えが可能となる。すなわち、電動操作する場合には、電動操作ユニット３のクラッチを結合状態にして、第二リング部材４５の光軸方向の位置を、第二ギア４２１と回転操作アクセサリー１６のギア１６１とが非係合となる位置に変更する。また、手動操作する場合には、電動操作ユニット３のクラッチを切り離した状態にして、第二リング部材４５の光軸方向の位置を回転操作アクセサリー１６のギア１６１と係合する位置に変更する。これにより、電動駆動操作、手動操作の切替えを、回転操作アクセサリー１６の脱着を伴うことなく実施することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの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。

例えば、本実施形態ではフォーカス部に適用した場合について説明しているが、ズームリングやアイリスリングに適用しても構うものではない。また、本実施形態では電動操作ユニットが常にレンズ本体に装着されている場合を例に説明したが、電動操作ユニットがレンズ本体から外されている場合に適用しても同様に構うものではない。また、回転操作アクセサリーの操作方法について手動操作を例に説明したが、電動で回転する回転操作アクセサリーに適用しても同様に構うものではない。

尚、上記の本発明のレンズ装置とカメラ装置とを備える撮影装置により、電動操作ユニットを備えたレンズ装置に外付けの回転操作アクセサリーを取り付けても、他の操作リングの操作性を損なわず、また電動操作ユニットと異なるギア仕様の種々の回転操作アクセサリーに対応可能な、汎用性に優れた、操作性に優れた撮影装置を提供することができる。

１ ・・・レンズ装置
２ ・・・レンズ本体
３ ・・・電動操作ユニット
４ ・・・フォーカスリング（操作リング）
４１ ・・・第一リング部材
４１１ ・・・第一ギア
４２、４５ ・・・第二リング部材
４２１、４５１・・・第二ギア

Claims (6)

1. 可動光学部材と、鏡筒の外周に配置され、光軸回りの回転操作によって前記可動光学部材を駆動する操作リングと、前記操作リングを電動で駆動するための電動操作ユニットと、を有し、
   前記操作リングは、前記光軸回りの外周面に形成され、前記光軸方向において互いに離間した複数のギアを有し、前記複数のギアは互いに異なる部材上に構成され、
   前記複数のギアは運用時には常に一体的に光軸回りで回転し、
   前記電動操作ユニットのギアは、前記複数のギアの一つと係合し、
   前記複数のギアの他のギアは、前記電動操作ユニットとは光軸方向において干渉しない位置に配置される、
   ことを特徴とするレンズ装置。
   
2. 前記複数のギアの少なくとも一つは光軸方向における位置を変更することが可能である、ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
3. 前記複数のギアの一つが形成されている部材と、他のギアが形成されている部材とは、光軸方向に互いに嵌合し、嵌合する部分の部材のいずれか一方に光軸方向に延在し半径方向に貫通する開口部を有し、該開口部を介して嵌合する部分の部材を互いにビスで締結することにより、前記複数のギアの光軸方向における間隔を変更可能とする、ことを特徴とする請求項２に記載のレンズ装置。
4. 前記複数のギアの一つを交換可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズ装置。
5. 鏡筒に固定され、前記操作リングを手動で操作するための回転操作手段をさらに備え、
   前記回転操作手段のギアは、前記レンズ装置の前記複数のギアの前記他のギアの一つと係合して、前記操作リングの手動操作を可能とし、
   前記他のギアの一つの光軸方向における位置を変更することにより、前記回転操作手段を前記レンズ装置に装着したまま、前記回転操作手段のギアを前記他のギアの一つと非係合とする、
   こと特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレンズ装置と、該レンズ装置に接続されたカメラ装置と、と備える撮影装置。

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