JP2000249897A - ポンピング補正可能なレンズ鏡胴の手動及び電動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 手動と自動の切替え操作が不要で被写体に対
する条件合せ等も迅速に行われるようにし、またフォー
カス動作時に生じるポンピング現象を補正する。 【解決手段】 ズーム操作リングの外歯にクラッチ機構
の歯車可動板を接続し、ズームモータ３５にはクラッチ
機構の歯車固定板を連結し、上記可動板をコイルバネ、
移動歯車を介してクラッチ作動モータ３７で動作させ、
上記の固定板に対し連結及び切断を実行する。そして、
ズーム手動設定時にフォーカス動作が実行されたとき、
上記クラッチ作動モータ３７によりクラッチ機構を連結
し、現在のフォーカス位置とズーム位置に基づいて画角
補正データをメモリ５０から読み出し、これに基づきモ
ータ３５でズームレンズを補正位置まで駆動することに
より、フォーカシングによる画角変化を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレンズ鏡胴の手動及
び電動装置、特にレンズ部のズームやフォーカス駆動動
作において手動と電動の両操作が切替え操作なしに実行
できる装置であって、ポンピング補正ができる構成に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、カメラ、テレビカメラ等に使
用されるレンズ鏡胴では、ピント合わせのためのフォー
カスレンズや変倍のためのズームレンズが設けられてお
り、これらのレンズは、手動と電動（自動）の切替えが
可能となっている（例えば特許第２７７３２３０号公
報）。

【０００３】図６には、従来のレンズ鏡胴におけるズー
ム駆動に関する一構成例が示されている。図６（Ｂ）の
鏡胴１は左側が前側で、本体リング２に対し回動自在と
なるズーム操作リング３を配置しており、このズーム操
作リング３は、その内部機構によりズームレンズを光軸
方向へ移動できるように構成される。また、このズーム
操作リング３の外周に外歯４が形成され、上記本体リン
グ２には軸受け部材５を介して切替え用歯車６及び軸６
Ａが取り付けられ、この軸６Ａは切替え用歯車６とは別
体となり、この歯車６を軸方向に移動可能かつ回転可能
に軸支する。

【０００４】上記の切替え用歯車６は、図のようにズー
ムモータ７の軸歯車８に噛合する第１歯車６Ｂと、前側
に移動して上記ズーム操作リング３の外歯４に歯合する
第２歯車６Ｃを有する。また、手動と電動の切替えを回
動操作により行う切替え操作ツマミ１０が設けられ、こ
の操作ツマミ１０の下側円板に取り付けられて回転する
駆動ピン１１が上記の第１歯車６Ｂと第２歯車６Ｃとの
間の凹部に配置される。

【０００５】上記の構成によれば、切替え操作ツマミ１
０が図６（Ａ）の位置に操作されたとき、手動（マニュ
アル）に設定されることになり、切替え用歯車６が後側
へ移動してズーム操作リング３の外歯４から外れた状態
となる。従って、この状態ではズーム操作リング３が手
で回動でき、この回動操作によってズームレンズを所望
の倍率まで駆動することになる。

【０００６】一方、上記切替え操作ツマミ１０を図の状
態から時計方向へ回転させると、電動（オート）に切り
替えられる。この切替え操作ツマミ１０は、その駆動ピ
ン１１の図の鎖線の位置までの回転により、切替え用歯
車６を前側へ移動させ、第２歯車６Ｃを上記外歯４に噛
み合わせることになる。このとき、他方の第１歯車６Ｂ
はズームモータ７の歯車８から外れることはない。従っ
て、電動の場合は、不図示のズームスイッチを押すこと
により上記ズームモータ７が回転し、切替え用歯車６を
介してズーム操作リング３が回動することになり、この
結果、ズームレンズを所定方向へ駆動することが可能と
なる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
手動と自動の切替えが可能なレンズ鏡胴部では、上述し
たように切替え操作ツマミ１０を回動させる切替え操作
が必要であり、この操作が煩雑となる。また、このよう
な切替え操作があるために、例えば被写体に対するピン
ト合わせが迅速に行われず、撮影チャンスを逃がしてし
まうという不都合等も生じる。

【０００８】また、従来のズーム機能が備えられた装置
では、フォーカスレンズを動かしたときに映像の画角が
変化する、いわゆるポンピング現象が生じるという問題
がある。即ち、ワイド端で顕著となるが、フォーカス動
作をすると、それまで設定されていた画角が例えば小さ
くなり、その結果画像が少し拡大することになる。

【０００９】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、手動と自動の切替え操作が不要
で、被写体に対する条件合せ等も迅速に行うことがで
き、かつフォーカス動作時に生じるポンピング現象を補
正できるレンズ鏡胴の手動及び電動装置を提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、鏡胴に配置されたズームレンズを自動的
に移動させるための電動モータと、上記鏡胴の外周部に
回動自在に配置され、手動により上記ズームレンズを移
動操作するズーム操作リング（手動操作リング）と、こ
のズーム操作リングと上記電動モータとの接続を連結及
び切断するためのクラッチ機構と、このクラッチ機構の
連結及び切断動作をするためのクラッチ作動モータと、
ズーム手動設定時（手動待機時）にフォーカス動作が実
行されたとき、上記のクラッチ作動モータを用いて上記
クラッチ機構を連結し、フォーカシングによる画角変化
を補正する画角補正手段と、を含んでなることを特徴と
する。

【００１１】上記の構成によれば、例えばズームスイッ
チを押すと、クラッチ作動モータによってクラッチ機構
が連結されるので、電動モータによる回転が歯車列を介
してズーム操作リングに与えられ、これによってズーム
レンズを駆動することになる。その後、上記ズームスイ
ッチを離すと、上記クラッチ機構の連結が切断され、手
動操作の待機状態となる。そして、ここでフォーカス動
作（手動又は電動）が行われると、上記クラッチ機構が
連結されると共に、設定されたフォーカス位置と現在の
ズーム位置の信号に基づいて補正信号が算出され、電動
モータへ出力される。この結果、例えばズームレンズが
ワイド側へ駆動され、フォーカシングで生じる画角変化
が補正される。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１乃至図４には、実施形態例に
係るポンピング補正可能なレンズ鏡胴の手動及び電動装
置の構造が示されており、まず図３及び図４によりレン
ズ鏡胴の全体構造を説明する。図３に示される鏡胴１４
では、その先端にフード１５が取り付けられ、後端の連
結部１６にてカメラ本体へ接続できる。また、この鏡胴
１４の外周に、手動又は電動で回動自在となるようにフ
ォーカス操作リング１７、ズーム操作リング（手動操作
リング）１８が取り付けられ、このズーム操作リング１
８の外周には、電動駆動のための外歯１９が形成され
る。

【００１３】更に、上記鏡胴１４の外周に配置される把
持部等に、ズーム操作のためのズームスイッチ２０が取
り付けられる。このズームスイッチ２０は、テレ（拡
大）方向とワイド（縮小）方向に設定された両端が上下
してシーソー動作をするシーソースイッチからなり、例
えば押した深さに応じて変化速度が高くなるように設定
される。そして、この鏡胴１４の本体リング２２に、図
４にも示されるように、支持部材２３を介してクラッチ
機構と切断時回転機構が取り付けられる。

【００１４】図４において、上記支持部材２３の上部に
主軸２５が固定され、この主軸２５の外周を回転自在と
なるように、円板状の可動板（歯車可動板）２６と固定
板（歯車固定板）２７が取り付けられる。この可動板２
６及び固定板２７の外周には、外歯２６Ｇ，２７Ｇが形
成されており、クラッチ板の機能と歯車としての機能の
両方を持つことになる。この可動板２６の外歯２６Ｇに
は、上記ズーム操作リング１８の外歯１９が噛合する。
クラッチ板として機能する上記可動板２６と固定板２７
は、図示されるように、可動板２６にテーパ面の側面を
有する円形溝（摩擦面）Ｈが形成され、この円形溝Ｈに
嵌合し、同様にテーパ面を有する嵌合突部（摩擦面）Ｉ
が固定板２７に形成される。この可動板２６には、コイ
ルバネ２８を介して第１スラストベアリング３０が設け
られており、このコイルバネ２８によって可動板２６は
固定板２７側へ付勢される。従って、上記円形溝Ｈと嵌
合突部Ｉの摩擦接触とコイルバネ２８の付勢押圧によ
り、クラッチ連結接続が達成される。

【００１５】また、上記の第１スラストベアリング３０
のコイルバネ接触側（後側）の円板３０Ａは、主軸２５
の外周を回転自在となるが、もう一方の前側円板３０Ｂ
は移動歯車３１に固定され、この円板３０Ｂ及び歯車３
１は、主軸２５の前側に形成されたネジ部２５Ａに螺合
結合する。従って、上記円板３０Ａ、コイルバネ２８及
び可動板２６は、移動歯車３１側とは別個に回転し、マ
ニュアル（手動）操作時において可動板２６を固定板２
７と切り離して回転させる切断時回転機構として機能す
る。

【００１６】一方、上記固定板２７側にも、第２スラス
トベアリング３３が配置され、このベアリング３３で
は、後側円板３３Ａが主軸２５へ固定され、前側円板３
３Ｂが固定板２７と共に回転する。そして、この固定板
２７の外歯２７Ｇに、ズームモータ（電動モータ）３５
の軸歯車３６が噛み合う。従って、上記の可動板２６が
固定板２７に連結した状態で、ズームモータ３５の回転
駆動力は、軸歯車３６、固定板外歯２７Ｇ、可動板外歯
２６Ｇ、外歯１９を介してズーム操作リング１８に与え
られる。

【００１７】更に、上記クラッチ機構を動作させるクラ
ッチ作動モータ３７が設けられ、このモータ３７の軸歯
車３８は上記第１スラストベアリング３０側の移動歯車
３１に噛合連結される。従って、このクラッチ作動モー
タ３７を所定の方向に回転させることにより、上記移動
歯車３１を回動かつ後側へ進行させ、可動板２６を固定
板２７に圧接することができ、一方モータ３７を逆方向
に回転させれば、可動板２６を固定板２７から切り離す
ことができる。このクラッチ作動モータ３７の軸歯車３
８には、歯車４０を介してポテンショメータ４１が接続
されており、このポテンショメータ４１は上記第１スラ
ストベアリング３０側の移動歯車３１の回転状態、即ち
可動板２６の押圧状態を検出することになる。

【００１８】また、上記ズーム操作リング１８には、そ
の外歯１９に歯車４２を介してズーム位置を検出するズ
ーム用ポテンショメータ４３が取り付けられる。一方、
上述したフォーカスリング１７にも外歯４４が形成され
ており、この外歯４４に歯車４５を介してフォーカス用
ポテンショメータ４６が接続され、これによりフォーカ
ス操作リング１７の回転位置、即ちフォーカス位置を検
出する。

【００１９】図１には、当該装置の電気的構成が示され
ており、図示されるように、左側のズームスイッチ２０
からの制御信号をＡ／Ｄ変換器４８を介して入力し、統
括制御をするＣＰＵ４９が設けられ、このＣＰＵ４９に
は、フォーカシング時に変化する画角の補正をするため
の画角補正データを記憶するメモリ５０が接続される。

【００２０】上記ＣＰＵ４９には、Ｄ／Ａ変換器５２を
介してズームモータ３５を駆動制御するズームモータ駆
動回路５３が接続され、またクラッチ作動モータ３７を
駆動制御するクラッチ作動モータ駆動回路５４が接続さ
れる。そして、このＣＰＵ４９に、Ｄ／Ａ変換器５５を
介して演算回路５６が接続されており、この演算回路５
６は、ズーム用ポテンショメータ４３で検出されたズー
ム位置信号とＣＰＵ４９から出力されたズーム制御位置
信号又はズーム補正位置信号とを演算（例えば加算）
し、ズーム制御信号としてＣＰＵ４９へ戻す。即ち、上
記ＣＰＵ４９は、ズームスイッチ２０の動作により形成
したズーム位置制御信号と現在のズーム位置信号とを加
算した信号で、ズームモータ３５を駆動することにより
サーボ位置制御を行う。

【００２１】一方、ズームの手動操作待機時にフォーカ
スが操作制御されたときには、上記駆動回路５４を介し
てクラッチ作動モータ３７を作動させクラッチ機構を連
結すると共に、ズーム用ポテンショメータ４３とフォー
カス用ポテンショメータ４６から出力された現在のズー
ム位置とフォーカス位置に基づき、メモリ５０に記憶さ
れた画角補正データを読み出してズーム補正位置信号を
算出する。この補正位置信号は、上記演算回路５６でポ
テンショメータ４３の検出出力と演算され、ＣＰＵ４９
へ戻されることになり、この演算出力に基づきＣＰＵ４
９及び駆動回路５３を介してズームモータ３５が駆動さ
れることによって、画角が補正される方向にズームレン
ズが駆動される。

【００２２】この実施例は以上の構成からなり、次にそ
の作用を説明する。図４は、クラッチ機構が連結され、
ズームスイッチ２０が押下されているときの状態である
が、このズームスイッチ２０の押下が解除されると、ク
ラッチ作動モータ３７が回転し、軸歯車３８を介して螺
合結合の移動歯車３１を回転させることにより、この移
動歯車３１から可動板２６までの部材を前側（図の左
側）へ移動させる。この結果、可動板２６が固定板２７
から切り離され、切断状態となる。

【００２３】このようにして、ズームスイッチ２０の不
操作時にズーム操作リング１８がマニュアル（手動）で
操作できる状態となり、その操作方向に対応してズーム
レンズを駆動させることが可能となる。このとき、ズー
ム操作リング１８の回動と同時に、可動板外歯２６Ｇと
の結合によって可動板２６やコイルバネ２８も回転する
ことになるが、これらの部材は、スラストベアリング３
０によって移動歯車３１に対して回転自在とされるの
で、操作の妨げとなる負荷を発生させることはない。

【００２４】次に、ズームスイッチ２０が押されたとき
は、電動制御電圧とポテンショメータ４１の位置電圧と
の演算値に基づいてクラッチ作動モータ３７が回転し、
主軸２５に螺合結合する上記移動歯車３１の後側への移
動により、図４に示されるように、コイルバネ２８を介
して可動板２６が固定板２７に圧接される。このクラッ
チ機構の連結接続により、ズームモータ３５の回転が歯
車３６、固定板外歯２７Ｇ、可動板外歯２６Ｇを介して
ズーム操作リング１８に伝達される。これによって、ズ
ームスイッチ２０の操作方向、押し量に応じてズームレ
ンズが自動的に駆動される。

【００２５】そして、上記ズームスイッチ２０の押下が
解除され、マニュアルでズーム操作が可能な状態におい
て、フォーカス操作リング１７が手動又は電動で駆動さ
れる場合には、画角の補正（ポンピング補正）が行われ
ることになり、この補正を含むズーム動作が図２に示さ
れている。

【００２６】図２において、ステップ１０１では、ズー
ムスイッチ２０の操作信号（Ｚ）を読み込み、ステップ
１０２では、この操作信号Ｚが０であるか否かが判定さ
れ、“ＮＯ”のときはステップ１０３へ移行する。この
ステップ１０３では、ズームクラッチ機構が連結接続さ
れているか否かが判定され、“ＮＯ”のときはステップ
１０４でクラッチ機構を接続し、“ＹＥＳ”のときはス
テップ１０５にて、上記ズームスイッチ２０の操作信号
をＤ／Ａ変換して出力する。ここでは、ズーム操作信号
に基づきズームモータ駆動回路５３がズームモータ３５
を動作させることにより、ズームレンズを所定の位置ま
で駆動する。

【００２７】一方、上記ステップ１０２にて、“ＹＥ
Ｓ”のとき、即ちズーム手動設定時となるが、このとき
はステップ１０６へ移行し、ズームのクラッチ機構が接
続されているか否かの判定が行われ、ここで“ＹＥＳ”
のときは、ステップ１０７にてズームクラッチ機構を切
断する。また、上記ステップ１０６にて、“ＮＯ”のと
きはステップ１０８へ移行し、上記ポテンショメータ４
３，４６で検出された現在のフォーカス位置とズーム位
置を読み込む。次のステップ１０９では、ズーム位置が
前回と同じ位置で、フォーカス操作リング１７によりフ
ォーカス位置が動かされたか否かが判定され、“ＹＥ
Ｓ”のとき、即ちズーム手動操作の待機状態でフォーカ
ス動作が行われたときは、ズームクラッチが連結されて
いるか否かをステップ１１０にて判定して画角補正動作
を行う。

【００２８】即ち、ズーム手動待機状態ではクラッチが
接続されていないので、ステップ１１０では“ＮＯ”と
なり、ステップ１１１にてズーム作動モータ３７を作動
させてクラッチ機構を接続することになる。そして、上
記ステップ１１０にて“ＹＥＳ”のとき、ステップ１１
２にて現在のズーム位置、フォーカス位置に応じた画角
補正データをメモリ５０から読み出すことにより、画角
補正のためのズーム位置を算出し、次のステップ１１３
にて、そのズームの補正位置信号をＤ／Ａ変換器５５を
介して演算回路５６へ出力する。そうすると、この演算
回路５６は、上記補正位置信号とズーム用ポテンショメ
ータ４３から出力された現在の位置信号の演算信号（制
御信号）をＣＰＵ４９へ出力するので、この演算制御信
号に基づいてズームモータ３５が駆動され、ズームレン
ズが上記補正ズーム位置まで移動することになる。この
結果、ポンピングに対応した画角の補正が行われる。

【００２９】図５には、上記の画角補正の一例が示され
ており、矢印で示すように、フォーカス距離が近距離に
なる程、ズームがワイド側へ移動してしまうように画角
が変化する場合、ズームをテレ（望遠）側に動かすこと
により画角補正することになる。例えば、ズームがｄ0
のときズームが現在ａ3の位置にあって、フォーカスが
距離ｄ1 に設定されたときは、ａ31の位置へ移動し画角
がａ3’となる。そこで、ズームをａ31位置からａ31’
へ補正することにより、上記ａ3と等しい画角となる。
これにより、フォーカス動作で少し拡大する画像が縮小
され、画角の変化が実質的に解消される。即ち、ズーム
機能により画角変化を打ち消すような動きをさせること
により、画角が一定に保てることになる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ズーム操作リングに電動モータの回転を連結し及びこの
連結を切断するためのクラッチ機構、このクラッチ機構
の連結及び切断動作をするためのクラッチ作動モータを
設けると共に、ズーム手動設定時にフォーカス動作が実
行されたとき、上記クラッチ作動モータを用いてクラッ
チ機構を連結し、フォーカシングによる画角変化を補正
する画角補正手段を設けたので、手動と自動の切替え操
作なしで被写体に対する条件合せ等が迅速に行うことが
可能になると共に、フォーカス動作時に生じるポンピン
グ現象を補正して画角を一定に維持できるという利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態例に係るポンピング補正可能
なレンズ鏡胴の手動及び電動装置の回路構成を示すブロ
ック図である。

【図２】実施形態例におけるポンピング補正（画角補
正）動作を示すフローチャート図である。

【図３】実施形態例の装置の全体構成を示す図である。

【図４】図３の一部の機械的構造を示し、クラッチ機構
が連結状態にある図である。

【図５】ポンピング補正の一例を示す説明図である。

【図６】従来における手動、電動の切替えが可能なレン
ズ鏡胴の構造を示す図である。

【符号の説明】

１，１４ … 鏡胴、３，１８ … ズーム操作リン
グ、４，１９，２６Ｇ，２７Ｇ … 外歯、７，３５
… ズームモータ、１７ … フォーカス操作リング、
２０ … ズームスイッチ、２６ … 可動板（歯車可
動板）、２７ … 固定板（歯車固定板）、３１ …
移動歯車、 ３７ … クラッチ作動モータ、４１，４
３，４６ … ポテンショメータ、 ４９ … ＣＰ
Ｕ、５０ … 画角補正データ、 ５６ … 演算回
路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鏡胴に配置されたズームレンズを自動的
   に移動させるための電動モータと、 上記鏡胴の外周部に回動自在に配置され、手動により上
   記ズームレンズを移動操作するズーム操作リングと、 このズーム操作リングと上記電動モータとの接続を連結
   及び切断するためのクラッチ機構と、 このクラッチ機構の連結及び切断動作をするためのクラ
   ッチ作動モータと、 ズーム手動設定時にフォーカス動作が実行されたとき、
   上記のクラッチ作動モータを用いて上記クラッチ機構を
   連結し、フォーカシングによる画角変化を補正する画角
   補正手段と、を含んでなるポンピング補正可能なレンズ
   鏡胴の手動及び電動装置。